机械设计课程设计说明书示例

1、西安科技大学高新学院课程设计报告学 院 课 程 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 日 期 设计任务书课程设计目的机械课程设计是使学生全面、系统掌握机械原理课程的基本原理和方法的重要环节，目的是：1）以机械系统运动方案设计与拟定为结合点，把机械原理课程中分散于各章的理论和方法融会贯通起来，进一步巩固和加深学生所学的理论知识；2）通过拟定机械运动方案的训练，使学生初步具有机构选型与组合和确定运动方案的能力；3）使学生在了解机械运动的变换与传递及力传递的过程中，对机械的运动、动力分析与设计有一个完整的概念；4）进一步提高学生运算、绘图、运用计算机和查阅技术资料的能力；5）培养学生表达归纳、总

2、结和独立思考与分析的能力。课程设计要求通过传动方案的拟定，结构设计，设计计算，查阅有关标准和规范以及编写设计计算说明书，掌握机械传动装置的设计步骤和方法，提高设计技能。机械设计课程设计包括： (1) 传动方案确定、传动比分配。(2) 电动机选择。(3) 带传动计算、带型选择。(4) 齿轮(蜗杆)几何尺寸计算。(5) 齿轮(蜗杆)材料选择和强度计算。(6) 轴的结构设计和强度校核。(7) 轴承选择、寿命计算。(8) 键连接设计计算。目录要层次清晰，给出标题及页码。正文应按目录中编排的章节依次撰写，要求计算正确，论述清楚，文字简练通顺，插图清晰。文中图、表及公式应规范地绘制和书写。设计计算说明书文

3、中标题用四号宋体加粗，正文采用小四号宋体字。A4纸打印，1.25倍行距。左侧装订，装订线5mm，上、下、左、右边距为20mm。参考文献格式要符合国家标准。课程设计注意事项学生应全面系统地掌握和深化机械设计课程基本理论和方法,培养机械运动方案设计和分析的能力,受到拟定机械运动方案设计和机构创新设计的能力训练，对机械运动学,动力学分析和设计方面有一较完整的认识. 教学场所应有绘图、集中讨论、多媒体演示环境。课程设计内容设计参数： 运输带工作拉力F(KN)1.5(KN)，运输带速度1.65 (m/s)，滚筒直径260mm)，两班工作制，工作载荷平稳，电压为380/220V三相交流电源，减速器寿命5年

4、课程设计简要操作步骤查阅资料、熟悉题目 1天 传动装置的总体设计 1天 传动零件的设计计算 1天 减速器装配图的设计、绘制 2天 绘制零件图 2天 编写设计计算说明书 2天 答辩 1天课程设计心得体会这次有关减速器的课程设计虽然只有短短的一周时间，但是我们在这一周里充分利用时间，在对减速器的设计中我们遇到了很多问题，再通过老师的解答和自己查资料互相讨论都一一解决了，这使得我们对机械传动这门课程也有了新的认识。另外，由于这次是分小组讨论设计，使得我们同学间的关系也更加密切。总之，这是一次很有意义的课程设计。课程设计评语及成绩评 语成 绩指导教师（签名）日期：目 录第一章 电动机的选择11.1原动

5、机选择1第二章 减速器传动比分配 32.1减速器总传动比 32.2减速器各级传动比分配3第三章 计算运动和动力参数43.1各轴的转速43.2计算各轴的转矩4第四章 V带的设计5第五章 各齿轮的设计计算75.1齿轮设计步骤7第六章 轴的设计计算及校核计算106.1轴的基本设计10第七章 联轴器的选择157.1选择联轴器157.2确定轴上零件的位置与固定方式15第八章 键联接的选择及校核计算168.1根据轴径的尺寸，选择键168.2键的强度校核计算16第九章 滚动轴承的选用和校核179.1低速轴滚动轴承的选择179.2高速轴滚动轴承的选择17第十章 润滑与密封1810.1各部分的润滑1810.2减

6、速器的密封18第十一章 减速器箱体尺寸设计19设计心得与小结21参考资料22设计计算及说明主要结果第一章 电动机的选择1.1原动机选择选用Y系列三相交流异步电动机，同步转速1000r/min，满载转速960r/min。 传动装置总效率： =0.97 其中：为V带的传动效率 为滚动轴承效率 为齿轮传动效率 为联轴器的效率 为卷筒效率电动机的输出功率： 其中 PW 为工作机（即输送带）所需功率 （卷筒转速）工作机的效率 =0.96 （见机械设计基指导书，表2-2） 取 选择电动机为Y132S-6型技术数据：额定功率（） 3 满载转速（） 960 同步转速() 1000 电动机型号额定功率（）满载转

7、速（rpm）同步转速（rmp）Y132S-639601000第二章 减速器传动比分配 2.1减速器总传动比 由总传动比计算公式得2.2减速器各级传动比分配 由公式可知（根据机械设计基础指导书，表21得） 传动比分配到传动带和单机减速器上 初定：（带传动） （单级减速器）第三章 计算运动和动力参数3.1各轴的转速根据转速计算公式得轴：rpm轴：rpm3.2计算各轴的转矩根据转矩计算公式得第四章 V带的设计外传动带选为普通V带传动 1、确定计算功率：查机械设计表5-10得，故2、选带型号根据 kW,由图5-9查此坐标点位于窄V带选型区域处，所以选用V带A型。3、确定大、小带轮基准直径 由表5-4选

8、取主动轮直径 从动带轮直径 ，取4、验算带速带速在525 m/s范围内，合适5、从动轮带速及传动比 ， 6确定V带基准长度和中心距 初步选取中心距 所以 取 由式（13-2）得带长查表5-2，选基准长度为：7、验算小带轮包角由式（13-1）得 合适8、确定A型窄V带根数Z由式（13-15）得 查表5-5知单根A带的基本额定功率查表5-7知单根A带的基本额定功率的增量由查表5-9得查表5-2得，由此可得 ,取4根9、求作用在带轮轴上的压力查表5-1得q=0.1kg/m,故得单根V带的初拉力作用在轴上的压力第五章 各齿轮的设计计算5.1齿轮设计步骤选用直齿圆柱齿轮，均用软齿面。齿轮精度用7级，软齿

9、面闭式传动，失效形式为点蚀。1选择材料及确定许用应力 小齿轮采用40Cr调质处理,齿面硬度为280HBS,大齿轮用4钢，调质处理，齿面硬度为240HBS，初选小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数Z2=UZ1=3.224=76.8,取Z2=77，取 查表得小齿轮的接触疲劳强度极限=600MPa,大齿轮的接触疲劳强度极限=550MP。接触疲劳寿命系数安全系数S=1齿形系数查机械设计 课本知 2按齿面接触强度设计设齿轮按7级精度制造。取载荷系数K=1.5，齿宽系数 小齿轮上的转矩 取标准齿轮 齿数取模数 故取圆周速度齿宽 计算齿高比b/h mmmm计算载荷查表得使用系数KA=1；根据V=1.44m/s,

10、7级精度，查图714得动载荷系数Kv=1.05；直齿轮，假设KAFt/bd23,查轴承样本，选取型号为7007C的角接触球轴承，内径d=35mm 外径D=62mm,T=14mm.(4)4-5段轴头的直径d45。为了安装方便，d45应略大于 d34，取d45=35mm.(5)4-5段轴头的长度。为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，L45应略小于齿轮轮毂的宽度B2=52.5mm。取L45=50mm (6)5-6段轴环的直径。齿轮的定位轴肩，高度h=(0.07-0.1)d 取h=3 d56=43mm(7)5-6段轴环的长度。轴环宽度b1.4h=4.2mm,取L56=5mm(8)6-7段轴身的直径。查轴承样

11、本，轴承定位轴肩的高度h=3.5mm d67=30mm(9)7-8段轴颈长度。取L78=B=14mm(10)2-3段轴身的长度 L23=50mm(11)3-4轴段的长度。a=16mm,s=8,则L34=B+S+a+(B2-L45)=40.5mm（12）6-7轴段长度。L=40计算轴上的载荷(1)计算齿轮受力低速级大齿轮的分度圆直径： 圆周力： 1)轴承的支点位置。参见图12-14，由角接触轴承7007查得手册a=40mm2)齿宽中点距左支点距离3)齿宽中点距右支点距离4)左支点水平面的支反力由得5)右支点垂直的反力为6) 左支点垂直面的支反力为7)右支点垂直面的支反力为(3)绘制弯矩图和扭矩图

12、1)截面C处水平面弯矩：2)截面C处垂直面弯矩：3)截面C处合成弯矩：4）截面C处合成弯矩：5） 弯矩合成校核通常只校核轴上受最大弯矩和扭矩的截面强度，因此可认为截面C为危险截面。考虑启动，停机影响，扭矩为脉动循环变应力，a=0.6，则截面C处计算应力为45钢调质处理，由表12-2查得，故弯矩合成强度满足要求。2从动轴(轴)设计(1)选择轴的材料 确定许用应力选轴的材料为45号钢，调质处理。查表知(2)按扭转强度估算轴的最小直径单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：按扭转强度初估轴的直径,查表14-2得c=118107,取c=112则:

13、 从动轴： 考虑键槽的影响以 及联轴器孔径系列标准，取考虑到直径最小处安装联轴器需要一个键槽，将5%后得到，由于该处安装标准弹性联轴器配合处的直径与长度相等，故取轴的最小直径为41mm。选择输出轴联轴器型号按标准型号选取联轴器，则半联轴器的孔径d1=66mm4确定轴的最小直径domin。取domin=d12=66mm确定各轴段的尺寸(1)1-2段轴头的长度。为保证半联轴器轴向定位的可靠性，L12应略小于L1，取L12=77mm(2)2-3段轴身的直径。2处轴肩高h=（0.070.1）d=3.85mm-5.5mm，取h=3，则d23=37.5mm(3)确定d34,d78,选择滚动轴承型号。取d3

14、4=d78d23,查轴承样本，选取型号为30313的单列圆锥滚子轴承，内径d=65mm 外径D=140mm,T=36mm.(4)4-5段轴头的直径d45。为了安装方便，d45应略大于 d34，取d45=70mm.(5)4-5段轴头的长度。为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，L45应略小于齿轮轮毂的宽度B2=80mm。取L45=76mm (6)5-6段轴环的直径。齿轮的定位轴肩，高度h=(0.07-0.1)d=4.9-7mm 取h=6mm, d56=82mm(7)5-6段轴环的长度。轴环宽度b1.4h=8.8mm,取L56=12mm(8)6-7段轴身的直径。查轴承样本，轴承定位轴肩的高度h=6mm d

15、67=77mm(9)7-8段轴颈长度。取L78=B=36mm(10)2-3段轴身的长度 L23=50mm(11)3-4轴段的长度。a=16mm,s=8,则L34=B+S+a+(B2-L45)=64mm(12)4-5轴段的长度。C=20mm,则L67=L+C+A+S=82mm第七章 联轴器的选择7.1选择联轴器可采用弹性柱销联轴器，查表可得联轴器的型号为 :GY7凸缘联轴器 GB/T 5843-2003查机械设计手册得联轴器工作情况系数.计算转矩，考虑到补偿两轴线的相对偏移和减震 缓冲等因素。选用弹性联轴器，取LT7型弹性联轴器，则其主要参数为：与轴2 连接处轴孔直径为，轴孔长度L=84mm，该

16、联轴器的许用转矩,许用转矩n=2800r/min,所以：，合适。故该联轴器的标记为: GB/T 4323-2002。7.2确定轴上零件的位置与固定方式单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。第八章 键联接的选择及校核计算8.1根据轴径的尺寸，选择键 键1，与半联轴器联接的键为：GB/T1096 键181190 键2，与齿轮联接的键为：GB/T1096

17、 键221470 查机械设计课本表（10-1）8.2键的强度校核计算键1 GB/T1096 键181150 工作长度为挤压强度校核 键2 GB/T1096 键221470工作长度为挤压强度校核 所选的键的强度足够第九章 滚动轴承的选用和校核9.1低速轴滚动轴承的选择（1） 初选两只轴承的型号根据轴的设计结构设计，安装轴承处的轴径为65mm，由于该轴只受径向载荷没有受轴向载荷的作用，且受载不大，并不考虑到两轴承间的距离不大，考虑到箱体上加工量轴承孔的同轴度，考虑到轴承价格和轴承购买容易性，选用两只型号为7013C的深沟球轴承。（2） 确定轴承的型号查表【常用滚动轴承的基本尺寸与数据】可得7013

18、C轴承的基本额定动载荷Cr=58.5 KN。据9P200取轴承的寿命指数=3；由机械设计课本温度系数表14-10，ft=1由机械设计课本表14-12取载荷系数fp=1.3。并取轴承预期寿命Lh=48000h则可计算出轴承的计算载荷C；由于满足CC的要求，所以低速轴轴承选用7013C合适。9.2高速轴滚动轴承的选择查表【常用滚动轴承的基本尺寸与数据】可得7007C轴承的基本额定动载荷Cr=58.5 KN。据9P200取轴承的寿命指数=3；由机械设计课本温度系数表14-10，ft=1由机械设计课本表14-12取载荷系数fp=1.3。并取轴承预期寿命Lh=48000h则可计算出轴承的计算载荷C；满足

19、要求，所以低速轴轴承选用7016C合适。第十章 润滑与密封10.1各部分的润滑（1）齿轮的润滑采用浸油润滑，由于为单级圆柱齿轮减速器，速度12m/s，当m20 时，浸油深度h约为1个齿高，但不小于10mm，所以浸油高度约为36（2）滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。（3）润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用GB443-1989全损耗系统用油L-AN15润滑油。10.2减速器的密封选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为GB894.1-86-25轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。第十一章 减速器箱体尺寸设计 名称符号计算结果箱座壁厚=12mm箱盖壁厚11=10mm箱座凸缘厚度bb=18mm箱盖凸缘厚度b1b1=15mm箱座底凸缘厚度b2b2=30地脚螺钉直径及数目dfnM=30n=4轴承旁联接螺栓直径d1取M25的螺栓M=25箱盖与箱座联接螺栓直径d2取M=18的螺栓M=18起盖螺钉直径d5定位销直径d取d=14mm的定位销d=14外箱壁至轴承座端面距离L1L1=50mm内箱壁至轴承座端面距离L2L2=62mm箱座与箱盖长度方向结合面距离 L3L3=46mm箱座底部外箱壁至箱座凸缘底座最外端距