機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書封面與格式參考

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 專 業(yè) ： 金屬材料工程 班 級(jí) ： 金屬材料131 姓 名 ： 柳 朋 學(xué) 號(hào) ： 150513109 指導(dǎo)老師 ： 周雪峰 完成時(shí)間 ： 2016 年 4 月 日設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目帶式輸送機(jī)用單級(jí)直齒圓柱齒輪展開式減速器，他的主要功能是通過輸送帶運(yùn)送機(jī)器零部件或其他物料。其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下圖所示，主要由電動(dòng)機(jī)1、聯(lián)軸器2、減速器3、聯(lián)軸器4、驅(qū)動(dòng)鼓輪5、輸送帶6等組成。二、已知數(shù)據(jù) 題號(hào)參數(shù)123456運(yùn)輸帶工作拉力F（N）1400 14501500155016001650運(yùn)輸帶工作速度v（m/s）1.61.551.51.451.41.35卷筒直徑D（mm）30030

2、0300300300300三、工作條件輸送機(jī)單向旋轉(zhuǎn)，稍有振兩班制工作，使用期限10年，小批量生產(chǎn)，輸送帶速度允許誤差：±5%。目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù) - - 2二、傳動(dòng)方案分析 - - 4三、電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算- - -5四、一級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)說明 - - - 7五、v帶的設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)說明 - - -13六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 - - - 14七、滾動(dòng)軸承的選擇及壽命校核- - -16八、鍵的選擇與校核- - - 18九聯(lián)軸器的選擇 - - -19十減速器潤(rùn)滑方式、密封形式 - - -19十一.箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸- - -21十二.參考文獻(xiàn)- - - 21十三.設(shè)計(jì)總結(jié) - -

3、-22課程設(shè)計(jì)計(jì)算書計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果一一、設(shè)計(jì)目的二、傳動(dòng)方案分析機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是我們第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，是機(jī)械制圖、工程力學(xué)、公差配合與技術(shù)測(cè)量、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和機(jī)械設(shè)計(jì)課程重要的綜性與實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其基本目的是：(1)通過機(jī)械設(shè)計(jì)課程的設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問題的能力，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。(2).學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過程。(3).進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）。我們這次的

4、設(shè)計(jì)題目是帶式輸送機(jī)，他的主要功能是通過輸送帶運(yùn)送機(jī)器零部件或其他物料。我們組根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)對(duì)閉式一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)方案進(jìn)行了分析和討論。如圖所示，帶式輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器將動(dòng)力傳入圓柱齒輪減速器，再通過聯(lián)軸器，將動(dòng)力傳至輸送機(jī)滾筒，帶動(dòng)輸送帶工作。方案中. 采用的是閉式兩級(jí)一柱齒輪減速器計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果三、電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算1.電動(dòng)機(jī)的的選擇 (1) 工作機(jī)的功率Pw Pw = Pd=2.80KW卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速nw= = 122.23r/min按推薦的合理傳動(dòng)比，帶=24，齒輪=36所以=624電動(dòng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速n=*nw=（624）x122.23 n=（

5、733.382933.52）r/min (2) 總效率=帶軸承齒輪聯(lián)軸器滾筒0.950.98750.9750.960.990.869(3) 所需電動(dòng)機(jī)功率Pd Pd Pw/=2.433/0.869=2.80(kW) 查簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)附表8得Pcd=4Kw選Y160M1-6 n滿= 960 (r/min)2. 傳動(dòng)比的分配 i總= n滿/n=960/122.23=7.854 取齒輪i1=3.5 取帶i2=2.2 3. 動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 (1) 轉(zhuǎn)速n n0= n滿=960 (r/min) n1 = n0=960 (r/min)n2= n1/ i1=960/3.5=274(r/min) n3=

6、n2/i2 =274/2.2=124 (r/min)選Y132M1-6 n滿= 960 (r/min)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果四一級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)說明(2)數(shù)據(jù)列表如下軸號(hào)功率P/kW扭矩T/(N/m)轉(zhuǎn)速N/ (r/min)傳動(dòng)比i效率輸入輸入電動(dòng) 機(jī) 軸427.859603.50.973.7594.552742.20.963.56199.7012410.97工作 機(jī) 軸3.42193.71241.選材料，確定初步參數(shù)：(1)選材：由表18-4機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)小齒輪：選用40Cr調(diào)質(zhì)，平均取齒面硬度為260HBS。 大齒輪：選用45鋼調(diào)質(zhì)，平均取齒面硬度為230HBS。(2

7、)初選齒數(shù)：取小齒輪數(shù)為Z1=25 大齒輪數(shù)則為Z2= Z1×i1 =3.5×25=88(3)選擇齒寬系數(shù)d和傳動(dòng)精度等級(jí)參照表18-12，取d=1。 參照表18-2，選擇8級(jí)精度等級(jí)。(4)確定載荷系數(shù)K 查表4-25課程設(shè)計(jì)實(shí)例與機(jī)械設(shè)計(jì) 駱?biāo)鼐骶?，得：K=1.2 i12=3.5I23=2.2小齒輪：選用40Cr調(diào)質(zhì)大齒輪：選用45鋼調(diào)質(zhì)Z1=25Z2=88計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果2. 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算(1)確定作用接觸應(yīng)力由表18-21，取接觸疲勞極限 參照表18-11，取安全因數(shù)SH=1 許用接觸應(yīng)力=(×ZN1)/ SH=(720

8、5;0.92) / SH =662.4=(×ZN2)/ SH=(580×0.96) / SH =556.8(2)彈性系數(shù)ZE，由表18-9，ZE=190(3)帶點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH，由圖18-20，取ZH=2.5(4)所需小齒輪直徑d1 = =49.2mm(5)確定中心距模數(shù)等主要幾何參數(shù)取Z1=25 Z2= Z1*u=20*2.2=88 m= d1/Z1=49.2/25=2 圓整模數(shù)，取m=2 則d1=m×Z1=2.5×25=50mm d2=m×Z2=2.5×88=220mm 則大齒輪寬b2=d×d1=50mm 小齒輪寬b1=6

9、0mm3. 齒根抗彎疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算(1)求許用彎曲應(yīng)力 由N1=1.54×109 N2=3.57×108 由圖18-25，取壽命系數(shù)YN1=YN2=1d1=50mm d2=220mmm=2mm計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果由圖18-6,分別取極限應(yīng)力=290 =270由圖18-26，取尺寸系數(shù) Yx=1 表18-11，取安全系數(shù) SF=1.25 則許用彎曲應(yīng)力=464=352(2)齒形系數(shù)YFa1,YFa2 ，由圖18-23，取 YFa1=2.80 YFa2 =2.21(3)應(yīng)力修正系數(shù)YSa1,YSa2 ，由圖18-24，取 YSa1=1.55 YSa2 =1.77(4

10、)校核齒根抗彎疲勞強(qiáng)度，齒根彎曲應(yīng)力=×YFa1×YSa1×Y=×2.8×1.55×0.696=83=×=83×=75抗彎疲勞強(qiáng)度足夠。4.輪的幾何尺寸計(jì)算(1) 齒頂圓直徑全齒高 da1=54mm da2=180mm計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果齒厚S S 齒根高 齒頂高 齒根圓直徑 5.輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用實(shí)心打孔式結(jié)構(gòu) 大齒輪的有關(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑40mm輪轂長(zhǎng)度 與齒寬相等輪轂直徑 取輪緣厚度 輪緣內(nèi)徑 圓整， 取腹板厚度 腹板中心孔直徑計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果

11、五、V帶設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)說明腹板孔直徑齒輪倒角 取齒輪工作圖如下圖所示1. 確定計(jì)算功率由公式PC=KA×P可確定計(jì)算功率PC式中：P所需傳遞的額定功率，kw KA工作情況系數(shù)根據(jù)原動(dòng)機(jī)的工作條件，查1表10-7得KA=1.3 = pc=1.3*4=5.2Kw計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果2、帶型號(hào)的選擇 根據(jù)PC=5.2kw，小帶輪的轉(zhuǎn)速n1=960r/min，查【1】圖選定V帶的型號(hào)為A型3、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 (1)初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑1dd 查表可知，小帶輪基準(zhǔn)直徑的推薦值為80100mm，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑為90mm （2

12、）驗(yàn)算帶速 由公式： V=d1n1/(60*1000)計(jì)算可知 ，uv=6.69 （m/s）         一般條件下u應(yīng)控制在5m/s25m/s,可知帶速合適。 （3）計(jì)算并確定大帶輪的基準(zhǔn)直徑d2。 i=n1/n2=960/274=3.5d2=d1*i=315（4）確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld由公式:    0.7(d1+d2) a02（d1+d2）得出283.5mma0810mm去a0300mm

13、+L0=2a0+/2 (d1+d2)+(d2-d1)/4a0L0=1191.45 取Ld=1400根據(jù)公式aa0+（Ld-L0）/2a=404.28mm小帶輪包叫a1=1800-（Ld-L0）/a*57.30a1=154.54120計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核1.軸的選材及其許用應(yīng)力查機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì) 軸，軸，軸選40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，HBS=241266, ， ， 2.按扭矩估算最小直徑軸 標(biāo)準(zhǔn)直徑 軸 選取標(biāo)準(zhǔn)直徑 軸 選取標(biāo)準(zhǔn)直徑 3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原則，所有軸均設(shè)計(jì)為階梯軸。4軸的強(qiáng)度校核切向力 徑向力計(jì)

14、算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果 軸按脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩 所以 查課本表20-4 考慮鍵槽60 所以強(qiáng)度足夠計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果七、滾動(dòng)軸承的選擇及壽命校核考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用的是單列深溝球軸承軸6008 兩個(gè)，軸6009兩個(gè)，軸選用6011兩個(gè)(GB/T276-1994) 壽命計(jì)算：軸 因?yàn)閮奢S承承受純徑向載荷 查機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)表21-7 X=1, Y=0基本額定載荷 查表21-9 預(yù)期壽命為：10年，兩班制所以軸承6008合格軸 因?yàn)閮奢S承承受純徑向載荷查機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)表21-7選用深溝球軸承軸軸6008軸6009軸6011計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果X=

15、1, Y=0基本額定載荷 查表21-9 預(yù)期壽命為：10年，兩班制所以軸承6009壽命合格軸 因?yàn)閮奢S承承受純徑向載荷 查 表 X=1, Y=0基本額定載荷 查表21-9 預(yù)期壽命為：10年，兩班制所以軸承6011壽命合格計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果八、鍵的選擇與校核1.號(hào)軸外伸端d=32 選鍵1050，b=10，l=50，h=8. 選擇45號(hào)鋼，其許用擠壓應(yīng)力=150 =28 則強(qiáng)度足夠， 合格2.號(hào)軸d=40 選鍵12×8，l=48，選擇45號(hào)鋼，其許用擠壓應(yīng)力=150 =96 則強(qiáng)度足夠， 合格3.號(hào)軸外伸端d=50，中間連齒輪軸d=60 選鍵18×11，l=6

16、0， 選擇45號(hào)鋼B型，其許用擠壓應(yīng)力=150 =138 =119 則強(qiáng)度足夠， 合格 軸d=32b×h×l=10×8×50軸d=40b×h×l=12×8×40軸d=50b×h×l=18×11×60計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果九聯(lián)軸器的選擇十減速器潤(rùn)滑方式、密封形式由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無(wú)特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問題，選用剛彈性套柱銷聯(lián)軸器1. 減速器進(jìn)口端 選用TL6型（GB/T 4323-2002）彈性套柱銷聯(lián)軸器，采用Y型軸孔，A型鍵，軸孔直徑d=32

17、40mm,選d=32mm,軸孔長(zhǎng)度為L(zhǎng)=50mm2. 減速器的出口端 選用TL9型（GB/T 4323-2002）彈性套柱銷聯(lián)軸器，采用Y型軸孔，C型鍵，軸孔直徑d=5071mm,選d=50mm,軸孔長(zhǎng)度為L(zhǎng)=60mm 1潤(rùn)滑方式齒輪采用浸油潤(rùn)滑，由于低級(jí)周向速度為78m/min,所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為19mm.則2號(hào)齒輪的浸油高度為14mm。選用150號(hào)機(jī)械油（GB443-1989）。軸承用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，因?yàn)椴捎昧藫跤铜h(huán)結(jié)構(gòu)。2.密封形式（1）.箱座與箱蓋凸緣結(jié)合面的密封選用在結(jié)合面涂密封漆或水玻璃的方法。（2）.觀察孔和油孔等處接合面采用在與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密

18、封。 （3）.軸的外伸端與軸承端蓋的密封采用半粗羊毛氈加以密封。選用TL6型d=32mm,軸孔長(zhǎng)度為L(zhǎng)=50mmY型軸孔，A型鍵選用TL9型d=50mm,軸孔長(zhǎng)度為L(zhǎng)=60mmY型軸孔，C型鍵計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果十一.箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸十二.參考文獻(xiàn) 箱座壁厚=10mm箱座凸緣厚度b=1.5mm,mm箱蓋厚度=8mm箱座凸緣厚度b1=12mm箱底座凸緣厚度p=2.5, =25mm齒輪軸端面與箱體內(nèi)壁距離L=10mm大齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離L=12mm上下板筋厚度m1=6.8mm, m2=8.5mm參考文獻(xiàn)：1 楊可楨等。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。北京：北高等教育出版社，2013年8月 2陳立德等。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)。北京：高等教育出版社，2003年7月計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說明主要結(jié)果十三設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)過緊張而有辛苦的四周勞碌，課程設(shè)計(jì)結(jié)束了。當(dāng)我快要完成老師下達(dá)給我的任務(wù)的