機械設(shè)計說明書.doc

1、 機械設(shè)計基礎(chǔ) 課程設(shè)計成績評定表專業(yè)班級： 數(shù)控091 姓名： 柏承剛 學(xué)號： 17 總成績： 評 定 標 準 及 成 績 等 級成績評定項目abcde設(shè)計態(tài)度刻苦認真認真認真一般不認真設(shè)計紀律嚴格遵守遵守基本遵守少量違反嚴重違反出勤無缺勤、無遲到、無早退無缺勤，偶爾遲到或早退1次缺勤1次，或偶爾遲到、早退缺勤3次及以下，或遲到、早退較多缺勤達到或超過1/3或遲到、早退很多獨立工作能力強強能獨立完成設(shè)計基本獨立完成不能獨立完成設(shè)計進度及上交成品時間提早或按時按時滯后0.5天滯后1天滯后1.5天及以上設(shè)計計算設(shè)計思路清晰，結(jié)構(gòu)方案良好，設(shè)計參數(shù)選擇正確，條理清楚，內(nèi)容完整，結(jié)果正確。設(shè)計思路清

2、晰，結(jié)構(gòu)方案合理，設(shè)計參數(shù)選擇正確，條理清楚，內(nèi)容較完整，極少量錯誤。設(shè)計思路較清晰，結(jié)構(gòu)方案基本合理，設(shè)計參數(shù)選擇基本正確，內(nèi)容基本完整，有少量錯誤。設(shè)計思路基本清晰，結(jié)構(gòu)方案基本合理，主要設(shè)計參數(shù)選擇正確，內(nèi)容基本完整，有些錯誤。設(shè)計思路不清晰，結(jié)構(gòu)方案不合理，關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)選擇有錯誤，內(nèi)容不完整，有明顯錯誤。說明書內(nèi)容規(guī)范、端正、整潔、有條理規(guī)范、端正、較少涂改較工整少量涂改潦草較多涂改非常潦草大量涂改回答問題基本正確個別錯誤個別錯誤多個錯誤無正確圖面質(zhì)量好好一般差非常差綜合評定成績優(yōu)秀a7c0良好a5c1中等a3d0及格d5不及格e1或d5指導(dǎo)教師：沈 陽 工 程 學(xué) 院課 程 設(shè) 計設(shè)

3、計題目：用于帶式運輸機的一級圓柱齒輪減速器 系 別 機械工程系 班級 數(shù)控091 學(xué)生姓名 柏承剛 學(xué)號 2009537117 指導(dǎo)教師 孫泰鵬、白斌 職稱 講師 起止日期： 2011年 6 月 20 日起至 2011年7月 1日止課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書一、設(shè)計題目： 用于帶式運輸機的一級圓柱齒輪減速器帶式輸送機的傳動裝置簡圖1、普通v帶傳動； 2、電動機； 3、減速器； 4、聯(lián)軸器； 5、運輸皮帶； 6、傳動滾筒二、原始數(shù)據(jù)： 組 別運輸帶牽引力f （n）運輸帶速度v （m/s）傳動滾筒直徑d （）第五組13001.55250三、工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時載荷平穩(wěn)，空載啟動，輸送帶允

4、許速度誤差5，二班制工作，使用期限10年（每年工作日300天），小批量生產(chǎn)。四、應(yīng)完成的工作：1.減速器裝配圖一張；（a0圖,主俯左三視圖）2.零件圖兩張；（a2圖，大齒輪、低速軸或齒輪軸，）3.設(shè)計說明書一份。五、設(shè)計時間： 2011年6月21日 至 2011年7月1日六、要求1.圖紙圖面清潔，標注準確，符合國家標準；2.計算正確，論述清楚、文字精煉、插圖簡明、書寫整潔，要裝訂成冊。七、設(shè)計說明書主要內(nèi)容1.封皮2.課程設(shè)計成績評定表3.課程設(shè)計任務(wù)書4.目錄（標題及頁次）；5.題目分析，傳動方案設(shè)計；6.電動機選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算；7.傳動零件的設(shè)計計算（確定帶傳動及齒輪傳動

5、的主要參數(shù)）；8.箱體設(shè)計及說明；9.軸的設(shè)計計算及校核；10.鍵聯(lián)接的選擇和計算；11.滾動軸承的選擇和計算；12.聯(lián)軸器的選擇；13.潤滑和密封的選擇；14.減速器件設(shè)計；15.參考資料（資料的編號 及書名、作者、出版單位、出版年月）；16設(shè)計心得體會。機械系實踐教學(xué)教研室2011.設(shè)計計算及說明結(jié)果一、傳動方案的擬定及說明傳動方案給定為三級減速器（包含帶輪減速和兩級圓柱齒輪傳動減速），說明如下：為了估計傳動裝置的總傳動比范圍，以便選擇合適的傳動機構(gòu)和擬定傳動方案，可先由已知條件計算其驅(qū)動卷筒的轉(zhuǎn)速，即一般常選用同步轉(zhuǎn)速為的電動機作為原動機，因此傳動裝置總傳動比約為16-23。根據(jù)總傳動比

6、數(shù)值，可采用任務(wù)書所提供的傳動方案就是以帶輪傳動加二級圓錐斜齒輪傳動二、電動機選擇1電動機類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的y132m-4嗎系列三項異步電動機。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)2電動機容量1) 卷筒軸的輸出功率 2) 電動機輸出功率d 傳動裝置的總效率 式中，為從電動機至卷筒軸之間的各傳動機構(gòu)和軸承的效率。由參考書1表2-4查得：彈性聯(lián)軸器；滾子軸承；圓柱齒輪傳動；卷筒軸滑動軸承；v帶傳動=0.96則故 3電動機額定功率由1表20-1選取電動機額定功率4電動機的轉(zhuǎn)速為了便于選擇電動機轉(zhuǎn)速，先推算電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍。由任務(wù)書中推薦減速裝置傳動比范圍，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為可見同

7、步轉(zhuǎn)速為1000r/min、1500r/min的電動機均符合。主要性能如下表：電機型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速質(zhì)量y132s-63kw960r/min1000 r/min63kgy100l-43kw1430 r/min1500 r/mn38綜合考慮，選用方案2，即選定型號為y100l2-45、計算傳動裝置的總傳動比并分配傳動比1）、總傳動比2)、分配傳動比 假設(shè)v帶傳動分配的傳動比，則二級展開式圓柱齒輪減速器總傳動比=三、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1各軸轉(zhuǎn)速減速器傳動裝置各軸從高速軸至低速軸依次編號為：軸、軸。各軸轉(zhuǎn)速為：2各軸輸入功率按電動機所需功率計算各軸輸入功率，即3各軸輸入轉(zhuǎn)矩t(n

8、m)將計算結(jié)果匯總列表備用。項目電動機高速軸低速軸滾筒軸n轉(zhuǎn)速（r/min）1430529.63118.5118.5p 功率（kw）2.352.252.162.12轉(zhuǎn)矩t(nm)i傳動比24.122.95效率0.950.980.97四、傳動件的設(shè)計計算1設(shè)計帶傳動的主要參數(shù)。已知帶傳動的工作條件：兩班制（共16h），連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，所需傳遞的額定功率p=2.35kw小帶輪轉(zhuǎn)速 大帶輪轉(zhuǎn)速，傳動比。設(shè)計內(nèi)容包括選擇帶的型號、確定基準長度、根數(shù)、中心距、帶的材料、基準直徑以及結(jié)構(gòu)尺寸、初拉力和壓軸力等等1）、計算功率 =2)、選擇v帶型 根據(jù)、由圖13-15機械設(shè)計p219選擇a型帶（d1

9、=112140mm）3）、確定帶輪的基準直徑并驗算帶速v(1)、初選小帶輪的基準直徑，由（機械設(shè)計p219表13-15和p219表13-9，取小帶輪基準直徑（2）、驗算帶速v 因為5m/s8.38m/s90 包角滿足條件（6）.計算帶的根數(shù)單根v帶所能傳達的功率 根據(jù)=1430r/min 和=112mm 表13-3用插值法求得=1.61kw單根v帶的傳遞功率的增量 已知a型v帶，小帶輪轉(zhuǎn)速=1430r/min 轉(zhuǎn)動比 i=/=2.7 查表13-5得=0.17kw計算v帶的根數(shù)查表13-7得包角修正系數(shù)=0.95,表13-2得帶長修正系數(shù)=0.99=(+)=(1.61+0.17) 0.950.9

10、9=1.67kwz= =2.7/1.67=1.62 故取2根.（7）、計算單根v帶的初拉力和最小值500*+qvv=138n對于新安裝的v帶,初拉力為:1.5=207n對于運轉(zhuǎn)后的v帶,初拉力為:1.3=106n（8）計算帶傳動的壓軸力=2zsin(/2)=553n（9）.帶輪的設(shè)計結(jié)構(gòu)a.帶輪的材料為:ht200b.v帶輪的結(jié)構(gòu)形式為:腹板式. c結(jié)構(gòu)圖 （略）二、齒輪傳動設(shè)計（直齒）1、選擇材料熱處理方式因為調(diào)質(zhì)和正火兩種處理處理的齒面硬度較低，(hb=350hbs)采用閉式軟齒，故：小齒輪采用40cr調(diào)質(zhì) ，表面硬度217286 hbs 750mpa 大齒輪采用zg35simn調(diào)質(zhì)，齒面

11、硬度為214269 hbs 計算說明小齒輪 40cr 調(diào)質(zhì)處理 大齒輪 zg35simn 調(diào)質(zhì)處理 由表11-5（p171）取2、按齒面接觸強度計算:此處齒輪按8級精度制造，由表11-3(p169)可得：k=1.1由表11-6（p175）可得：齒寬系數(shù)，則 因為 由表11-4（p171）彈性系數(shù)區(qū)域系數(shù)，則分度圓直徑：取小齒輪=32，則=，=324.47=143.04，取=143則齒輪的模數(shù)為此處取m=1.25 齒寬取b2=40mm b1=45mm由表4-1（p57）得，m=1.25 實際的小齒輪直徑d1=z1m=40mm d2=z2m=180mm兩齒輪的中心距為a=（d1+d2）/2=（40

12、+180）/2=110mm齒頂高 : 齒根高 ：齒頂圓直徑：齒根圓直徑：3、校核 由圖11-8（p173）得： 由圖11-9（p174）得： 4、齒輪的圓周速度：由表11-2（p168）得，選8級的精度適宜五、軸的設(shè)計計算1高速軸設(shè)計1按齒輪軸設(shè)計，軸的材料取與高速級小齒輪材料相同，45，調(diào)質(zhì)處理，查表14-2(p245) 取2）初算軸的最小直徑 高速軸為輸入軸，最小直徑處等于v帶輪軸孔直徑，又因為帶輪軸上有鍵槽，故最小直徑加大3%，高速軸工作簡圖如圖(a)所示 首先確定個段直徑a段：=19mm 有最小直徑算出）b段：=24mm，有定位軸肩，由指導(dǎo)書表5-1（p37）得： =+31.6=24m

13、mc段：=25mm，過渡比大13mm，=1+=25d段：=31mm， 定位軸肩，由指導(dǎo)書表5-1（p37）得，e段： ，根據(jù)小齒輪的計算，由書p182所得 f段，g段：第二、確定各段軸的長度由書p224可得：大帶輪的厚度b=（f+e/2）=（7+8/2）3=33mma段：=33mm，與大帶輪配合，由大帶輪的厚度決定且小于帶輪厚度2mmb段：=42mm，考慮軸承端蓋與其螺釘長度后取43mmc段：=30mm, 與軸承6205配合,加上擋油盤長度，計算得=30mmd段：e段：，齒輪的齒寬f段：=8mm ,與d段對稱得=8mm軸總長l=198mm兩軸承間距離（不包括軸承長度）s=91mm，2、低速軸的

14、設(shè)計計算輸入功率=2.14kw,轉(zhuǎn)速 =118.5r/min軸的材料選用40cr（調(diào)質(zhì)），可由表14-2（p245）查得所以軸的直徑: =26.23mm。因為軸要與聯(lián)軸器配合，聯(lián)軸器選gy4 ,則軸孔直徑29mm軸孔長高速軸的設(shè)計圖 如下： b段: =34mm,定位軸肩，由指導(dǎo)書（p37）取1.6，=+1.63.4=34mmc 段: =35mm,過渡軸，即比大13mm，=1+=1+34=35mmd段: =37mm, 過渡軸，比大13mm，且要開鍵槽則應(yīng)大3%：，由書圖11-16 p182得： b，所以b=40mme段: =45mm, 定位軸肩，由指導(dǎo)書p37表5-1，可得 =+3.5=37+3

15、.52=45mmf段: =35mm,與軸承配合且然后、確定各段軸的長度a段: =31mm,由軸承長度，3，2，擋油盤尺寸b段: =8mm，軸環(huán)寬度，取圓整值c段: =43mm, 齒輪齒寬減去2mm，便于安裝d段: =39mm, 由軸承長度，3，2，擋油盤尺寸e段: =33mm, 考慮軸承蓋及其螺釘長度，圓整得到f段: =60mm, 聯(lián)軸器孔長度六、軸的校核計算（1）、齒輪上相關(guān)力的計算 , , 高速軸的校核（小齒輪的配合）l=100mm 受力如右圖：（1）、水平面的支反力， 在水平面內(nèi) （2）、垂直面的支反力，由于選用深溝球軸承, （3）、繪垂直面的彎矩圖： （4）、繪水平面的彎矩圖： （5）

16、、求合成彎矩圖： （6）、求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： （7）、繪當量轉(zhuǎn)矩圖： 由表14-1（p241），45號調(diào)質(zhì)后，由表14-3（p246），則實際，所以該軸滿足強度、低速軸的校核 （1）、水平面的支反力（2）、垂直面的支反力，由于選用深溝球軸承, （3）、繪垂直面的彎矩圖： （4）、繪水平面的彎矩圖： （5）、求合成彎矩圖： （6）、求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： （7）、繪當量轉(zhuǎn)矩圖： 由表14-1（p241），40cr調(diào)質(zhì)后，由表14-3（p246），則實際，所以該軸滿足強度六、滾動軸承的選擇及計算1.初選高速軸的軸承型號為6205的深溝球軸承由指導(dǎo)書p121可得：深溝球軸承承受純凈向載荷，所以 p=731.

17、6n由表16-8（p279）得：溫度系數(shù)1由表16-9（p279）得：載荷系數(shù)1計算軸承的壽命：按一年300個工作日,每天2班制.軸承年更換一次所以有,故所選軸承適用。2初選與低速軸的軸承型號為6207由指導(dǎo)書（p121）得：n 因為深溝球軸承受純徑向載荷，故p=同上，溫度系數(shù)：載荷系數(shù)：， 校核軸承壽命按一年300個工作日,每天2班制.軸承年更換一次，所以有.故所選軸承適用。鍵a，bhl=6620 單鍵鍵聯(lián)接的組成零件均為鋼，=125mpa=125mpa滿足設(shè)計要求2軸上大齒輪處鍵鍵 a，bhl=10836 單鍵鍵聯(lián)接的組成零件均為鋼，=125mpa滿足設(shè)計要求3聯(lián)軸器處采用鍵a，bhl=8

18、750 單鍵滿足設(shè)計要求九、鑄件減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸計算表及附件的選擇1、鑄件減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸計算表名稱符號減速器及其形式關(guān)系箱座壁厚0.025a+18mm,取8mm箱蓋壁厚10.02a+18mm，取8mm箱座凸緣厚度b1.5=12mm箱蓋凸緣厚度b11.5=12mm機座底凸緣厚度p2.5=20mm取20mm地腳螺釘直徑df0.036a+12=15.94mm取16mm地腳螺釘數(shù)目na=128250mm,n=4軸承旁連接螺栓直徑d10.75df=0.75x16=12mm箱蓋與箱座連接螺栓直徑d2(0.50.6)df=0.5x16mm=8mm連接螺栓d2的間距l(xiāng)150200mm取160mm軸承端蓋

19、螺釘直徑d3(0.40.5)df=0.5x16=8mm窺視孔蓋螺釘直徑d4(0.30.4)df=6mm取m6定位銷直徑d(0.30.4)d2=6mm 安裝螺栓直徑螺栓板空間 至外壁與凸緣寬度 至凸緣 沉頭座直徑 dx c1minc2mindcminm16222032外箱壁至軸承座端面距離l1c1+c2+(58)=22+20+5=47mm齒輪頂圓與內(nèi)機壁距離11.2=9.6mm取10mm齒輪端面與內(nèi)機壁距離2=8mm取10mm機蓋、機座肋厚m1,mm1=m0.851=6.8mm,取7mm軸承端蓋外徑d2112軸承端蓋凸緣厚度e(11.2)d3=8mm軸承旁連接螺栓距離ssd22、減速器附件的選擇

20、，在草圖設(shè)計中選擇包括：軸承蓋，窺視孔，視孔蓋，壓配式圓形油標，通氣孔，吊耳，吊鉤，螺塞，封油墊，氈圈等。十、潤滑與密封(潤滑與密封方式的選擇、潤滑劑的選擇)減速器內(nèi)傳動零件采用浸油潤滑，減速器滾動軸承采用油脂潤滑。參考資料目錄1 孫桓,陳作模，葛文杰主編. 機械原理m. 北京：高等教育出版社，2006年5月第7版2 濮良貴,紀名剛主編. 機械設(shè)計m. 北京：高等教育出版社，2006年5月第8版3 宋寶玉主編. 機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書m北京：高等教育出版社，2006年8月第1版4 左宗義，馮開平主編 畫法幾何與機械制圖m廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001年9月第1版5 劉鋒，禹奇才主編. 工程力學(xué)材料力學(xué)部分m. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2002年8月第1版6 禹奇才,張亞芳，劉鋒主編. 工程力學(xué)理論力