机械设计基础课程设计说明书编写格式1

1、机械设计基础课程设计 设计说明书设计题目学院系专业设计者：指导教师：年 月 日安徽工业大学目录目录11. 设计任务书2. 电动机的选择计算3. 传动装置高、低速轴的转速、转矩和效率计算4. 传动皮带和齿轮零件的设计计算5. 轴的设计计算6. 滚动轴承的选择和寿命计算7. 键联接的选择和验算8. 联轴器的选择 参考文献课程设计题目：胶带运输机的传动装置设计课程设计内容：单级圆柱直齿轮减速器设计题号：姓名：学号：已知条件（见分配给每个学号的数据表）：1 输送带工作拉力F=kN ；2 输送带工作速度：V=m/s ；（允许输送带速度误差为 ±5%）；3 滚筒直径D= mm;4 滚筒效率n w

2、=0.96 （包括滚筒轴承的效率损失）工作条件：见下表;设计工作量： 减速器装配图一张（A1号图幅，绘三视图。注意图面布置，使其饱满均匀。技术特性、技术条件、标题拦书写必须规范）；（参考手册P250图19-4和P265图19-16 ,不同1斜齿轮变直齿轮，2轴承为深沟球轴承，3自己计算尺寸，主要检查齿轮中心矩a、总体尺寸、配合尺寸、明细表对应） 零件工作图一张（A3图幅高速轴轴齿轮，图中必需有齿轮参数表）；（参考手册P253图19-7，参数表只列到精度即可） 设计说明一份（正文 5000字，约15页）。工作条件工作期限10年（每年300天）指导教师（签字）：检修期间隔3年2.电动机的选择计算工

3、作条件两班工作载荷性质空载启动、单向连续运转、载荷平稳生产批量小批量生产动力来源三相交流电、电压220/380V计算过程计算结果滚筒的转速为：2.1选择电动机的转速rw =r /min传动总效率为：n Z =计算滚筒的转速带式输送机的传动方案示意图见设计任务书。 滚筒的直径和工作带的带速已知 滚筒转速计算如下：60 "000 xv,.nw = = r / min： D222选择电动机的类型及同步转速因考虑带式输送机需要较大的转矩，而对转速要求不高，故选择电动机的步骤如下： 选择电动机的类型因考虑工作条件为空载启动、单向连续运转、载荷平稳，所以选择三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，38

4、0V , Y系列，同步转速确定为n0 =r/min。（同步转速为1500 或 1000 ） 计算传动装置的总效率（参考手册P187 ）传动装置的结构简图如设计任务书图。总效率的计算如下:其中:V带的传动的效率 （0.96 ）;对滚动轴承的效率（0.99 ）;闭式齿轮传动效率;(0.98)c 弹性柱销联轴器的效率（0.995 ）;W 滚筒的效率 （0.96 ）。 确定所需电机的功率FVPwkW =（kW）1000Pd =Pw =zPw 工作机实际需要的输入功率，kW,Pd 为工作机实际需要的电动机输入功率，kW。选4极或6极，1000或1500转的，并尽量选择1500转。电机型号为：丫 M 型；

5、额定功率为：Pe = kW；满载转速：nm =r/min。中心高H= mm轴伸尺寸 E =mm键连接尺寸F =mm。 .确定电机的型号所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。因为滚筒的转速nW =r/min。拟选择同步转速 n0 =r/min系列的电动机，由表12-1【2】（2表示参考文献2，所使用机械设计课程设计手册）选择丫系列三相电动机 Y M 型，其额定功率为 pe = kW,满载转速nm =r/min。由表12-2、3、4、5【2】查得中心高H、轴伸尺寸E、键连接尺寸F。注意：1、小带轮的半径应该小于中心高H ;2、 小带轮的宽度应小于轴伸尺寸 1520mm ,这就要求带的

6、 根数不能太大。一般A型带34根，B型带23根。预留1520mm 的空间是预留给拆卸带轮的扳手空间。参考手册P20图916 17。3、键连接尺寸应该和高速轴键槽相应。3.传动装置的运动和动力参数计算3.1总传动比i匸的计算ni . m =匕n w3.2各级传动比的分配根据表2-2.1和各级传动间的尺寸协调、结构均匀，满足iV < ig，所以V带和减速器分配如下：i v = 24，最大是7; i g = 35，最大为8，并且最好使得齿数互质。3.3传动装置的运动和动力参数的计算 各轴的转速计算根据总的传动比及各级传动比的分配，计算各轴的转速如下：电机：nm = r/min ；减速器高速轴：

7、 n91=厂旦=r/min ；iv减速器低速轴：ng2 =r / min ；滚筒的转速：nW = r/min。总传动比i匸:亠=各级传动比分配:iv =ig =1、带设计好后，检验 传动误差是否超标。 否则，就要对初设传 动比进行修正，主要 是调整大小带轮直 径。2、齿轮设计完了后， 检验总的传动误差是 否超标（允许输送带 速度误差为±5% ）。3、若提高传动装置精 度，则需要在带设计 完后进行本节计算。4、功率和转矩的计算 理论上是按照实际需功率（KW）转矩(N M)电机p = P额定=Td = 9550 旦nm高速轴P2 = PJ带传动T2带传动表3-1各轴的输入功率和转矩 各轴

8、的输入功率和转矩是实际生产和使用中，为了使所设计的 传动装置具有一定的 超载能力，此处按额 定功率和额定转矩计 算。4 .传动零件设计计算4.1减速器以外传动零件的设计计算电机传动形式的选择从传动的形式和经济效性考虑，确定由电动机传动轮的小带轮转速n“ =nm = r/min。计算功率并选取V带型号根据工况确定工况系数 工作班制为2班制.工作时间W16小时载荷平稳根据表8-31 查得KA =，故巳=KaR= kW根据Pc =kW和小带轮转速ngi =知，工作点处于型相邻区之间，可取最后择优选用。本设计为减少带的根数，现取确定带轮的基准直径和带速验算根据所选电机的型号可知，电机中心高H为选择由电

9、动机传动V带，所以V带参考教材r/min，由图8-10可型和型分别计算， 型带。mm，又传动比确定为J = ，所以小带轮的直径dd1取为 mm。根据小带轮的直径，确定大带轮的直径，滑动率；为0.015 1.大带轮的直径dd2 =iVdd1(1_® 1=由表 8-4 1取 dd2 =mm。此时从动轮实际转速 门2 =P147 例题1。确定V带的截型：V带的带型为 型确定小带轮直径：ddi 二mm大带轮直径（半径一般小于减速器中心高）：dd2 二 mm注意：因为整个传 动装置允许的传动 误差为5% ,所以齿 轮齿数圆整就要和 此处能够相消一部 分误差。注意：若带速没有 在此范围内，应重是

10、调整带轮直径或 者重新选择电动机 或重新进行传动比 的分配。,ndd1 门勺ti x x根据公式： v1 = m/s60 x100060x1000符合设计要求： 5m/s込w込25m/s初定中心矩a00.7(ddi dd2)F W2(ddi dd2)现根据结构要求，取 a。二 mm初算带的基准长度 LoLo仏02(dd2ddi)(dd2 - ddi)4aomm由表8 11，选取带的基准长度 Ld = mm。 实际中心矩和小带轮包角中心矩可调整，则丄 Ld _ Loa : a0= mm2小带轮包角：o dd2ddio=180 -d1 57.3aV带传动的中心距为：确定V带的根数：Z =（A型带不

11、多于4根，B型带不多于3根。）V带型号：（例如：B 1600X3）= ，大于12Oo,能满足要求。 单根V带所能传递的功率 po和增量：po根据n1 =r/min和dd1 = mm查表8 2a1，用插值法求得Po = kW。已知 型V带，小带轮转速 山=nm二 r/min，传动比iV二 查表 8 2b1得： :p0 =kW。 计算V带的根数一Pc（PoPo）KaKL由表8 51 查得Ka =;由表8 61查得Kl = ，故z =取z=根。所采用得V带为 作用在带轮轴上的力由式（8 17） 1 求单根V带的张紧力F° = 500(2.5 -1) Pqv2 iKa zv（式中q-V带每米

12、的重量）查表 8 81得 q =kg/m，故所以作用在轴上的力为a1F= = 2zF0 sin =一 2带轮的结构和尺寸设计小带轮的尺寸，基准直径为参照表以及表电机的外型及安装尺寸可知：型电机的基本尺寸为：轴伸直径：；轴伸长度：；中心高：；所以小带轮的轴孔直径，毂长应小于。根据以上参数及表，确定小带轮的结构为辐板轮，轮槽尺寸及轮宽按表计算，并参照图V带轮的典型结构，得到如图的简图。其中小带轮的各尺寸如表 4-1。表4-1 :小带轮的基本尺寸大带轮的尺寸计算方法同小带轮:大带轮的基准直径带的张紧力F0：F0=N作用在轴上的力Ft =N课程设计A必有 带轮设计，课程设 计B,可没有此项 设计。小带

13、轮的基本尺寸：如表4-1、图4-1。参考教材141 P143图表。大带轮的基本尺寸：如表4-2、图4-2。其结构简图如图4-2。'大带轮的各尺寸如表 4-2。表4-2 :大带轮的基本尺寸硬度可调4.2减速器内的零件设计注意: 选择齿轮材料、确定许用接触应力根据工作要求，采用齿面硬度< 350HBS。1、所选取模数必小齿轮选用45钢，调质，硬度为 260HBS ;小齿轮选用45钢，调质，硬度为 220HBS ;由表9 51的公式，可确定许用接触应力Lh I：小齿轮 L-h 1 = 380 + 0.7HBS = 380 + 0.7 X260 = 562MPa大齿轮 tH 2 = 38

14、0 + 0.7HBS = 380 + 0.7 X220 = 534MPa选择齿数和齿宽系数由于减速器是闭式传动，可选取-冷=便，取齿宽系数=。确定载荷系数k须大于计算模数，若想调小模数，需要对之前的设计数据进行调整。2、当m为小数时，Z2尽量取偶,考虑加工和制造方数。mm因齿轮相对轴承对称布置，且载荷角平稳，故取k =。d1 =mm计算中心距ada1 = mma =48(i1)mmd2 =mmd a2 =mm 选择齿数并确定模数取 Z1 = ( 20 , 40 ),则 Z2 = iz1 =。和z1互质。2aZ1 ' Z2mma = mmb1 = mm b2 = mm圆整为整数取标准模数

15、（表 9 11）, m = mm。 齿轮几何尺寸计算小齿轮分度圆直径及齿顶圆直径d Z1 m 二 mmda1 = d1 2m = mm大齿轮分度圆直径及齿顶圆直径d2 = Z2 m = mmda2 = d2 2m = mm亠、占dj +d2中心距： a= = mm2大齿轮宽度 b = a a = mm齿轮精度等级：经强度校验，齿轮轮齿满足弯曲强度要求。齿轮机构见手册P163 表 11-6小齿轮宽度因小齿轮齿面硬度高，为补偿装配误差，避免工作时在大齿轮齿面上造成压痕，一般b1应比b2宽些，取bibi + 5mm 确定齿轮精度等级齿轮圆周速度m/ s二d1n1Vi 一 60 1000或v2: d2

16、 n260 1000 -m/s根据工作要求和圆周速度，由表9-3 1选用级精度。 齿轮弯曲强度验算1、确定许用弯曲应力根据表9-7【11查得!十 1 =140 0.2HBS =140 0.2 260 =190MPa!十 2 =140 0.2HBS =140 0.2 220 =184MPa 2、查齿形系数YF ,比较Yf /鸣1小齿轮乙= ，由表9-6查得YF1 =小齿轮z2 = ，由表9-61查得YF2 =丫F1Yf2diYY因 債F 1J 2，所以应验算齿轮。F 1 F 22KT1YF1<tf1 =o- =MPa<192 MPa，安全。2 /bz,m或* 严巳2 =MPa<

17、184 MPa ,安全。bz2m4-3轴的设计计算（1 ）减速器高速轴的设计 选取轴的材料因为该轴无特殊要求且精度要求较，所以选取45钢， （热处理），由表12-2 1查得C = 估算最小轴径按扭转强度式估算最小轴径由于V带轮配合段直径处有一键槽，应增大3%按轴的标准调整d = 高速轴的结构设计、受力分析及强度校验根据V带轮的大小，初选轴承为62型，则高速轴基本尺寸如图1、低速轴6段，高 速轴5段即可。2、进行轴的设计必 须先计算部分箱体 主要结构尺寸（铸 造）（说明书附表）（手册P158表11-1、2、3、4、5）3、在估算最小轴径后，为确定轴向尺寸，一般在此时需要初绘装配底图1（P205

18、图 16-4 ,中心线，t）4-3所示： 按照以上的轴的结构，画出轴的计算简化式:如图4-4所示：由齿轮径向力Fr和V带压轴力F引起的垂直面弯矩图mv 由齿轮圆周力引起的水平面弯矩图 M 轴的扭矩图T> 2 2 合成弯矩图M = ., MV + M H当量弯矩图Me = M 2 +（： T）2确定危险截面，根据当量弯矩图，弯矩的危险截面位于图中弯矩最大处。经过有关计算，咼速轴满足要求。经过有关计算，低速轴满足要求。低速齿轮键的选择：A型圆头普通平键，标记示例：GB/T 1096 键 16 X10 X100联轴器的选择：由表 查得d >3Me 04 Jb二 mm根据高速轴的结构简图可

19、知，该齿轮轴中齿轮的齿根圆直径为，满足要求。 低速轴的结构设计、受力分析及强度校验（略）（课程设计A必须有此项设计。课程设计B可省略此项设计）4-4滚动轴承的选择由于高速轴选用深沟球轴承低速轴选用深沟球轴承4-5键的选择和校核键选为A型圆头普通平键大带轮和高速轴连接键：因轴径d为 ，所以查表7-21的键的基本尺寸为：b h =t -ti 二l 二（其中I1.5d，可比轴上零件的轮毂短些。）根据轴的尺寸和齿轮材料为钢材，按轻微冲击载荷，查表 7-3 1得 4 P 1=。键连接挤压强度校核:2FtP = hls键连接的剪切强度校核:Ftbls键的强度足够，键连接安全。大齿轮和低速轴连接键：（同上）小带轮和电机轴连接键：（同上）低速轴和联轴器连接键：（同上）4-6联轴器的选择根据低速轴的扭矩要求，查表可知，选