机械设计基础课程A设计说明书(范文)

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1、机械设计基础课程设计设计说明书学院：系：专业：设计者：指导教师：年 月 日安徽工业大学目录11 .设计任务书22 .电动机的选择计算33 .传动装置高、低速轴的转速、转矩与效率计算4 .传动皮带和齿轮零件的设计计算5。轴的设计计算6。滚动轴承的选择与寿命计算7 .键联接的选择和验算8 .联轴器的选择计算9 .润滑与密封设计10 .减速器箱体结构设计参考文献1.机械设计基础课程设计任务书课程设计题目：带式输送机的传动装置设计设计题号：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=

2、 mm;4 滚筒效率刀w=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）； 零件工作图2张（A3图幅低速轴与大齿轮，图中必需有齿轮参数表）； 设计说明一份（正文 5000字，约15页）。工作条件工作期限5年（每年300天）检修期间隔1年工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220/380V2。电动机的选择计算 计算过程2.1 选择电动机的转速2。1.1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

3、书。 滚筒的直径和工作带的带速已知，滚筒转速计算如下：60 1000 v,.nW r / minD2。2。2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，380V , Y系列，同步转速确定为 n0 r/min。计算传动装置的总效率（参考手册P4表1-5）传动装置的结构简图如设计任务书图。总效率的计算如下：_2_=V b g c W =其中：V-V带的传动的效率；b 对滚动轴承的效率；闭式齿轮传动效率；gC 弹性柱销联轴器的效率； cW

4、-滚筒的效率.确定所需电机的功率PW FV（kW滚筒的转速为：nWr/min（注意：写出公式 后接着写出带入数 值的算式，不能直 接写结果，否则成 绩降一个等级）传动总效率为:PdPwPw 工作机实际需要的输入功率，kwPd 为工作机实际需要的电动机输入功率,kWo。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nWr/min。拟选择同步转速n0 1500 r /min系列的电动机，由表 12121 一.一 .一一 .一.-1（2 表示参考文献 2,所使用机械设计课程设计手册）选择Y系列三相电动机 Y 型，其额定功率为 p = kw,满e载转速nmr/min .

5、由表12-2、3、4、5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 、小带轮的宽度应与轴伸尺寸相当，这就要求带的根数不能太大。如果小带轮宽度宽度大于轴伸尺寸，应设法将带数减小.选4极或6极，1000或1500转的，并尽量选择1500转。电机型号为:Y额定功率为型;Pe = kW ； e满载转速：nmr/min。中心高H=mm轴伸尺寸E= mm 键连接尺寸F= mm。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计算过程3。1总传动比i的计算总传动比i :i =各级传动比分配:iV ia，所以V带和减速器分配如下: giVn i m

6、 i n w3.2各级传动比的分配根据表1-6和各级传动间的尺寸协调、结构均匀，满足汪思：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iv =（14,最大是 7）； ia =（1 5,最大为 8, i a =ggg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：ng1 nmr/min ；g iV减速器低速轴：ng2

7、r/min ；滚筒的转速：nWr/min o功率（KW）转矩（N MD电机Pd% 定=一 一 PdTo Td = 9550 nm高速轴PPd带传动T1T0iV带传动低速轴P2P轴承齿轮T2Tig轴承齿轮各轴的输入功率和转矩表3 1各轴的输入功率和转矩度，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 要功率进彳T计算，但 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 省一畀O4.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 V带，所以V带轮的小带轮

8、转速nv1 nmr / 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6小时载荷平稳根据表83口查得Ka =,故APC KAP kW根据PC=kW和小带轮转速 ng1= r/min ,由图810彳可知，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与带速验算根据所选电机的型号可知，电机中心高H为确定为iV,所以小带轮的直径 dd1取为根据小带轮的直径，确定大带轮的直径，滑动率大带轮的直径 dd2 iVdd1(1_ ) ：1 =型和型分别计算, 型带.mm,又传动比mm。为 0.015 ：1：由表 84 1：取dd2 =

9、 mm。此时从动轮实际转速转速误差5%,合适。d,n”？ ？根据公式：Vidd1n1 m/s60 100060 1000符合设计要求：5m/s v125m/s初定中心矩a00.7(dd1dd2)&a。2(dd1dd2)2现根据结构要求，取a0mm选择由电动机传动V带参考教材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：dd1 mm大带轮直径(半径 一般小于减速器中心高)：dd2 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 新进行设计.主要 是调整带轮直径或 者重新选择电动机 或重新进

10、行传动比 的分配。初算带的基准长度L0L02a02 (dd2 dd1 )(dd24addi)2mm由表81”,选取带的基准长度Ldmm 。Ld L0 a ao 2小带轮包角：mmV带传动的中心距为： 实际中心矩和小带轮包角 中心矩可调整，则一 o dd2 dd1 _o180 d2 d1 57.3 a,大于120,能满足要求单根V带所能传递的功率 p0和增量 p0根据n1 = r/min 和dd1=mm查表8 2a;用插值法求得p0= kW.已知 型V带，小带轮转速 n nm r/min ，传动比iv,1查表 8 2b 得：p0= kW.确定V带的根数：Z=V带型号：（例如：B- 1600X 3

11、）计算V带的根数Pcz （P0P0）KaKL由表85g查彳# Ka = 油表8 6小查得Kl= ，故 z取z=根。所采用得V带为。作用在带轮轴上的力由式（817）”求单根V带的张紧力F0 500(2.5Ka1)生zv2qv 口 （式中q V带每米的重量）带的张紧力F0：F0=N查表88”得q =kg/m Fo N所以作用在轴上的力为作用在轴上的力a1F2zF0 sin 12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，根据以上参数及表 8-7 ”尺寸及轮宽按表 8-7 1：带轮的典型结构

12、，得到如图的简图。毂长应小于,确定小带轮的结构为辐板轮, 计算，并参照图8-121轮槽V课程设计 A必有 带轮设计，课程设 计B,可没有此项 设计。小带轮的基本尺寸：如表4-1、图4-1。其中小带轮的各尺寸如表41。槽型轮宽B基准直径轮毂孔径轮毂宽腹板厚bdhaHfe0de表41:小带轮的基本尺寸槽型轮宽B基准直径轮毂孔径轮毂宽腹板厚bdhaHfe0de大带轮的尺寸计算方法同小带轮：大带轮的基准直径其结构简图如图42。、大带轮的各尺寸如表 42。表4-2:大带轮的基本尺寸参考教材132 P133图表.大带轮的基本尺寸：如表4 2、图4-2.4。2减速器内的零件设计选择齿轮材料、确定许用接触应力

13、根据工作要求，小齿轮选用 钢，调质,硬度为 HBS ;小齿轮选用钢，调质，硬度为HBS;由表950的公式，可确定许用接触应力卜硬度可自己确定小齿轮 H 1 = 380 + 0.7HBS = MPa大齿轮 h 2 = 380 + 0.7HBS = MPa选择齿数和齿宽系数由于减速器是闭式传动，可选取 a =,考虑加工和制造方便，取齿宽系数a=。a确定载荷系数k因齿轮相对轴承对称布置，且载荷角平稳，故取计算中心距aKT1 a 48(i 1)3 2 = mmi a H选择齿数并确定模数取z1= ，则 z2iz1 = =。 与z1互质。2a m = mmz1 Z2取标准模数(表9 1 ), m = m

14、m 。齿轮几何尺寸计算小齿轮分度圆直径及齿顶圆直径d1 Z1 m mmda1 d1 2m mm大齿轮分度圆直径及齿顶圆直径d2 Z2 m mm汪思：1、所选取模数必 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尽量取偶数。3、m = mmd1 = mmda1 = mmd2 = mmda2= mma = mm中心距:ad1 d22mm大齿轮宽度b2a a= mm2 ab1 = mmb2 = mm圆整为整数da2 d2 2m mm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b1 = b1 +

15、5= mm确定齿轮精度等级齿轮圆周速度Vidim/s或v260 1000d2 n260 1000m/s根据工作要求和圆周速度，由表9 31选用9 级精度。齿轮精度等级:齿轮弯曲强度验算 1、确定许用弯曲应力根据表9-7查得F 1 140 0.2HBS MPaF 2 140 0.2HBS MPa 2、查齿形系数YF ,比较YF / F小齿轮Z1 =,由表9-6查得丫尸1 =小齿轮z2=,由表96,查得丫尸2 =YF1F 1YF 2F 2因YF1F 1YF二，所以应验算齿轮。F 2 3、验算弯曲应力计算时应以齿宽b2带入，则F1F22KT1YF1bzim2MPa3l_Me-.0.1-1bmm根据高

16、速轴的结构简图可知，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键的选择与校核，键选为A型圆头普通平键大带轮与高速轴连接键：因轴径d为25,所以查表7-2 的键的基本尺寸为:b h 8X7t 4.0t13.3l 36（其中l 1.5d ,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 73得 P =MPa键连接挤压强度校核2FtP hls键连接的剪切强度校核:fL = bls -键的强度足够，键

17、连接安全。5其他零件设计计算结果计算过程51箱体及其配套零件设计根据低速轴的上的转矩 tNm,确定箱体及配套零件如下表:表5 1圆柱齿轮减速器铸铁箱体的结构尺寸名称符号设计选用值下箱座壁厚mm上箱座壁厚1mm下箱座上部凸缘厚度bmm上箱盖凸缘厚度bimm地脚螺栓底脚厚度Pmm箱座上的肋厚mmm箱盖上的肋厚m1mm单级圆柱齿轮减速器中心距amm地脚螺栓直径dmmMm 安装地脚螺栓孔径dmm地脚凸缘上的沉头座直径Dmm地脚凸缘尺寸（扳手空间）L1minmmL2minmm地脚螺栓数目n轴承旁的联接螺栓直径d1mm安装轴承旁的联接螺栓孔径d 1mm轴承旁凸台上的沉头座直径D1mm轴承旁凸台的凸缘尺寸（

18、扳手空间）C1mmc2mm上下箱联接螺栓直径d2mm安装上下箱联接螺栓的孔径d2mm上下箱凸缘上的沉头座直径D3mm上下箱联接螺栓处的的凸缘尺寸 （扳 手空间）c3mmC4mm检查孔盖螺钉直径d4mm检查孔盖螺钉数目n4圆锥定位销直径d57mm圆锥定位销数目A2轴承盖螺钉直径d38轴承座外径D2mm轴承旁凸台高度hmm轴承旁凸台半径R18轴承旁联接螺栓的距离Smm箱体外壁至轴承座端面的距离Kmm轴承座孔长度Kmm大齿轮顶圆与箱体内壁间的距离110 mm齿轮端面与箱体壁间的距离210mm参考书目rn 机械设计基础，第六版；卢玉明编，高等教育出版社2一机械设计基础课程设计手册，第4版；吴宗泽，罗圣

19、国主编, 高等教育出版社，2012.05附数据汇总表:小带轮半径电机中心高度大带轮半径减速器中心高度小齿轮分度圆d 1高速轴最小直径小齿轮齿顶圆da1高速轴轴承型号小齿轮齿根圆df1轴承尺寸 d1/D1/B1 (T1)小齿轮齿宽b1轴承内圈厚度大齿轮分度圆 d2轴承外圈厚度大齿轮齿顶圆da2低速轴最小直径齿轮螺旋角3低速轴轴承型号大齿轮齿宽b2轴承尺寸 d2/D2/B2 (T2)中心距a轴承内圈厚度定位销直径轴承外圈厚度地脚螺栓直径dfM轴承润滑方式轴承旁联接螺栓d1M大带轮轮毂宽度L0盖与座联接螺栓d2M轴承孔长度L上箱盖壁厚61低速级联轴器型号箱座壁厚6联轴器孔径/孔长度L1箱盖凸缘厚度轴

20、承盖外圆直径D。、D/2箱座凸缘厚度箱底内壁到最大齿轮齿顶距离bo箱座底凸缘厚度df/d1/ d2到外箱壁距离C1凸缘宽度df/ d1/d2到凸缘边距离C2凸台高度齿轮端面与内壁最小距离A2齿顶与内壁最小距离1高速轴轴承中心与小齿轮中心距离A轴承边离箱内壁距离3低速轴轴承中心与大齿轮中心距离C/高速轴到凸缘外边距离L3箱体内壁间轴向距离L2低速轴到凸缘外边距离L4高速级带轮中心到轴承中心距离C减速器总长度Lc低速级联轴器中心到轴承中心距离A/减速器总宽度Lk减速器总高度h注意圆整数据，如,a, L,L2, L3, L4, Lc, Lk,H,齿宽，箱体结构尺寸等。请将此表装订在设计任务书后，一并附于说明书后。先用铅笔填写数据，有些数据（如箱体及其相关零件之间位置尺寸） 在绘图的过程中可能会略有变动，用 钢笔或圆珠笔填写最终准确数据.图纸中尺寸务必与此表中数据相同！