機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書編寫格式

1、備注：該模板僅供參考，不一致之處請以教材或設(shè)計(jì)手冊為準(zhǔn)!機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書（指導(dǎo)手冊）設(shè)計(jì)題目學(xué)院系專業(yè)設(shè)計(jì)者：指導(dǎo)教師：年月日安徽工業(yè)大學(xué)目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)書22.電動機(jī)的選擇計(jì)算33傳動裝置高、低速軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩與效率計(jì)算4. 傳動皮帶和齒輪零件的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5. 滾動軸承的選擇與壽命計(jì)算鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算6. 聯(lián)軸器的選擇參考文獻(xiàn)1.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（16開復(fù)印）課程設(shè)計(jì)題目：膠帶運(yùn)輸機(jī)的傳動裝置設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：單級圓柱直齒輪減速器IP-1L匸x帀設(shè)計(jì)題號：姓名：學(xué)號：已知條件（見分配給每個(gè)學(xué)號的數(shù)據(jù)表）：1 輸送帶工作拉力F=kN；輸送帶工作速度：V=m/

2、s；（允許輸送帶速度誤差為±5%）；滾筒直徑D=mm;2 滾筒效率nw=0.96（包括滾筒軸承的效率損失）工作條件：見下表;設(shè)計(jì)工作量： 減速器裝配圖一張（A1號圖幅，繪三視圖。注意圖面布置，使其飽滿均勻。技術(shù)特性、技術(shù)條件、標(biāo)題攔書寫必須規(guī)范）;（參考手冊P250圖19-4和P265圖19-16，不同1斜齒輪變直齒輪，2軸承為深溝球軸承，3自己計(jì)算尺寸，主要檢查齒輪中心矩a、總體尺寸、配合尺寸、明細(xì)表對應(yīng)）零件工作圖一張（A3圖幅高速軸軸齒輪，圖中必需有齒輪參數(shù)表）；（參考手冊P253圖19-7，參數(shù)表只列到精度即可）設(shè)計(jì)說明一份（正文5000字，約15頁）。工作條件工作期限10年

3、（每年300天）檢修期間隔3年工作條件兩班工作載荷性質(zhì)空載啟動、單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷平穩(wěn)生產(chǎn)批量小批量生產(chǎn)動力來源三相交流電、電壓220/380V指導(dǎo)教師（簽字）：2.電動機(jī)的選擇計(jì)算計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果2.1選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算滾筒的轉(zhuǎn)速帶式輸送機(jī)的傳動方案示意圖見設(shè)計(jì)任務(wù)書。滾筒的直徑和工作帶的帶速已知滾筒轉(zhuǎn)速計(jì)算如下:滾筒的轉(zhuǎn)速為：rwr/minnw601000vDr/min222選擇電動機(jī)的類型及同步轉(zhuǎn)速因考慮帶式輸送機(jī)需要較大的轉(zhuǎn)矩，而對轉(zhuǎn)速要求不高，故選擇電動機(jī)的步驟如下： 選擇電動機(jī)的類型因考慮工作條件為空載啟動、單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷平穩(wěn)，所以選擇三相異步電動機(jī)，封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，380

4、V,Y系列，同步轉(zhuǎn)速確定為n0=r/min。(同步轉(zhuǎn)速為1500或1000)計(jì)算傳動裝置的總效率(參考手冊P187)傳動裝置的結(jié)構(gòu)簡圖如設(shè)計(jì)任務(wù)書圖?？傂实挠?jì)算如下：_2_VbgcW其中：VV帶的傳動的效率(0.92);對滾動軸承的效率(0.99);對滾動軸承的效率(0.99);傳動總效率為:=0.888*0.96=0.8526g閉式齒輪傳動效率；（0.98）yC彈性柱銷聯(lián)軸器的效率（0.9995）;W滾筒的效率（0.96）。 確定所需電機(jī)的功率FVPwkW=（kW）1000PdPwPw工作機(jī)實(shí)際需要的輸入功率，kW,Pd為工作機(jī)實(shí)際需要的電動機(jī)輸入功率，kW。.確定電機(jī)的型號所選電動機(jī)的額

5、定功率應(yīng)該等于或稍大于工作要求的功率。因?yàn)闈L筒的轉(zhuǎn)速nW=r/min。選4極或6極，1000或1500轉(zhuǎn)的,并盡量擬選擇同步轉(zhuǎn)速n0r/min系列的電動機(jī)，由表12-1【2】（2表示參考文獻(xiàn)2，所使用機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊）選擇丫系列三相電動機(jī)丫M型，其額定功率為pe=選擇1500轉(zhuǎn)。電機(jī)型號為:kW,滿載轉(zhuǎn)速nmr/min。由表12-2、3、4、5【2】查得中心高H、軸伸尺寸E、鍵連接尺寸F。注意：1、小帶輪的半徑應(yīng)該小于中心高H;2、小帶輪的寬度應(yīng)小于軸伸尺寸1520mm，這就要求帶的根數(shù)不能太大。一般A型帶34根，B型帶23根。預(yù)留1520mm的空間是預(yù)留給拆卸帶輪的扳手空間。參考手冊P2

6、0圖91617。3、鍵連接尺寸應(yīng)該和高速軸鍵槽相應(yīng)。額定功率為：Pe=kW;滿載轉(zhuǎn)速:nm中心高mmr/min。鍵連接尺寸mm。mm3.傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果3.1總傳動比i的計(jì)算nm3.2各級傳動比的分配根據(jù)表2-2.1和各級傳動間的尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)均勻，滿足iV<ig，所以V帶和減速器分配如下:iV=24，最大是7;ig=35，最大為8，并且最好使得齒數(shù)互質(zhì)3.3傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)的計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算根據(jù)總的傳動比及各級傳動比的分配，計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速如下:電機(jī)：nm=r/min；減速器咼速軸:%1nmr/min；iv減速器低速軸:ng2=r/min；滾筒的轉(zhuǎn)速

7、：nw=r/min。各軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩功率（KW）轉(zhuǎn)矩(NM)電機(jī)P1P額定T1Td=9550旦nm高速軸P2P1帶傳動工2T1i1帶傳動低速軸l3P2軸承齒輪T3T2i2軸承齒輪滾筒表3-1各軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩總傳動比i:i=各級傳動比分配:1、帶設(shè)計(jì)好后，檢驗(yàn)傳動誤差是否超標(biāo)。否則，就要對初設(shè)傳動比進(jìn)行修正，主要是調(diào)整大小帶輪直徑。2、齒輪設(shè)計(jì)完了后，檢驗(yàn)總的傳動誤差是否超標(biāo)（允許輸送帶速度誤差為±5%）。3、若提高傳動裝置精度，則需要在帶設(shè)計(jì)完后進(jìn)行本節(jié)計(jì)算。4、功率和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算理論上是按照實(shí)際需要功率進(jìn)行計(jì)算，但是實(shí)際生產(chǎn)和使用中，為了使所設(shè)計(jì)的傳動裝置具有一定的超載能力，

8、此處按額定功率和額定轉(zhuǎn)矩計(jì)算。4.傳動零件設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果4.1減速器以外傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算電機(jī)傳動形式的選擇從傳動的形式和經(jīng)濟(jì)效性考慮，確定由電動機(jī)傳動V帶，所以V帶輪的小帶輪轉(zhuǎn)速ng1nmr/min。計(jì)算功率并選取V帶型號根據(jù)工況確定工況系數(shù)工作班制為2班制.工作時(shí)間Wl6小時(shí)載荷平穩(wěn)根據(jù)表8-3查得Ka=，故PcKaPkW根據(jù)Pc=kW和小帶輪轉(zhuǎn)速ng1=r/min，由圖8-10選擇由電動機(jī)傳動V帶參考教材P147例題1?？芍?，工作點(diǎn)處于型相鄰區(qū)之間，可取型和型分別計(jì)算,最后擇優(yōu)選用。本設(shè)計(jì)為減少帶的根數(shù)，現(xiàn)取型帶。確定帶輪的基準(zhǔn)直徑與帶速驗(yàn)算根據(jù)所選電機(jī)的型號可知，電機(jī)中心高H

9、為根據(jù)所選電機(jī)的型號可知，電機(jī)中心高H為mm，又傳動比確定為iv，所以小帶輪的直徑dd1取為mm。根據(jù)小帶輪的直徑，確定大帶輪的直徑，滑動率為0.0151.大帶輪的直徑dd2ivdd1（1_）=由表8-41取dd2=mm。確定V帶的截型：V帶的帶型為型確定小帶輪直徑：dd1mm大帶輪直徑（半徑此時(shí)從動輪實(shí)際轉(zhuǎn)速n2轉(zhuǎn)速誤差<5%，合適。根據(jù)公式：viddini1m/s601000601000符合設(shè)計(jì)要求：5m/sv125m/s初定中心矩a00.7(ddidd2)Wa°W2(ddidd2)2現(xiàn)根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，取a0mm一般小于減速器中心高)：dd2mm注意：因?yàn)檎麄€(gè)傳動裝置允許的傳

10、動誤差為5%,所以齒輪齒數(shù)圓整就要和此處能夠相消一部分誤差。注意：若帶速沒有在此范圍內(nèi)，應(yīng)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要是調(diào)整帶輪直徑或者重新選擇電動機(jī)或重新進(jìn)行傳動比的分配。 初算帶的基準(zhǔn)長度L0LoLo2ao2(dd2ddi)2(dd2ddi)4ao=mm由表811，選取帶的基準(zhǔn)長度Ldmm。 實(shí)際中心矩和小帶輪包角中心矩可調(diào)整，則LdL0aa0=mm2小帶輪包角：odd2ddio11800d157.3°aV帶傳動的中心距為：=，大于1200，能滿足要求。 單根V帶所能傳遞的功率p0和增量p0根據(jù)n1=r/min和dd1=mm查表82a1，用插值法求得po=kW。已知型V帶，小帶輪轉(zhuǎn)速n1n

11、mr/min，傳動比Iv,查表82b1得：p0=kW。 計(jì)算V帶的根數(shù)（PoP°）KaKL由表851查得Ka=;由表8-6查得Kl=，故z取z=根。所采用得V帶為。 作用在帶輪軸上的力由式（817）求單根V帶的張緊力確定V帶的根數(shù)：Z=（A型帶不多于4根，B型帶不多于3根。）V帶型號：（例如：B1600X3）25PF。500(=1)亠Kazv2qv（式中q-V帶每米的重量）帶的張緊力F0：查表8-81得q=kg/m，故F0=NF。=N所以作用在軸上的力為a1F2zF0sin2=N帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)作用在軸上的力小帶輪的尺寸，基準(zhǔn)直徑為F=N參照表以及表電機(jī)的外型及安裝尺寸可知：型電

12、機(jī)的基本尺寸為：軸伸直徑：；軸伸長度：；課程設(shè)計(jì)A必有中心高：；帶輪設(shè)計(jì)，課程設(shè)所以小帶輪的軸孔直徑，轂長應(yīng)小于。計(jì)B,可沒有此項(xiàng)根據(jù)以上參數(shù)及表，確定小帶輪的結(jié)構(gòu)為輻板輪，輪槽尺寸及設(shè)計(jì)。輪寬按表計(jì)算，并參照圖V帶輪的典型結(jié)構(gòu)，小帶輪的基本尺得到如圖的簡圖。寸：其中小帶輪的各尺寸如表4-1。如表4-1、圖4-1。表4-1:小帶輪的基本尺寸參考教材141P143圖表。大帶輪的基本尺寸：如表4-2、圖4-2。大帶輪的尺寸計(jì)算方法同小帶輪:大帶輪的基準(zhǔn)直徑。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖4-2。'大帶輪的各尺寸如表4-2。表4-2:大帶輪的基本尺寸4.2減速器內(nèi)的零件設(shè)計(jì)選擇齒輪材料、確定許用接觸應(yīng)力根據(jù)

13、工作要求，采用齒面硬度<350HBS小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為260HBS硬度可調(diào)小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為220HBS由表951的公式，可確定許用接觸應(yīng)力小齒輪H1=380+0.7HBS小齒輪H1=380+0.7HBS=380+0.7X260=562MPa大齒輪H2=380+0.7HBS大齒輪H2=380+0.7HBS=380+0.7X220=534MPa 選擇齒數(shù)和齒寬系數(shù)由于減速器是閉式傳動，可選取由于減速器是閉式傳動，可選取,考慮加工和制造方便,取齒寬系數(shù)a確定載荷系數(shù)k因齒輪相對軸承對稱布置，且載荷角平穩(wěn)，故取計(jì)算中心距aa48(i1)3i注意:KT12aHmm1、所選

14、取模數(shù)必須大于計(jì)算模數(shù),選擇齒數(shù)并確定模數(shù)若想調(diào)小模數(shù)，需°與Zi互質(zhì)。取Zi=(20,40)，則Z2iZi要對之前的設(shè)計(jì)mm數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。2amZ1Z2取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)（表911）,m=mm°2、當(dāng)m為小數(shù)齒輪幾何尺寸計(jì)算小齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑時(shí)，z2盡量取偶d1Z1mmmda1d12mmm大齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑d2Z2mmmda2d22mmm亠d1d2中心距：a=mm2大齒輪寬度b2aa=mm數(shù)。3、m=mmd1=mmda1=mmd2=mmda2=mma=mm應(yīng)調(diào)整為5的倍數(shù)，至少應(yīng)是整數(shù)。b1=mmb2=mm小齒輪寬度因小齒輪齒面硬度高，為補(bǔ)償裝配誤差，避免工作

15、時(shí)在大齒輪齒面上造成壓痕，一般bi應(yīng)比b2寬些，取bibi+5mm確定齒輪精度等級齒輪圓周速度d1n1Vi601000m/s或V2d2n2601000m/s根據(jù)工作要求和圓周速度，由表9-31選用級精度。齒輪彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算1、確定許用彎曲應(yīng)力根據(jù)表9-7【1】查得F11400.2HBS1400.2260190MPaF21400.2HBS1400.2220184MPa2、查齒形系數(shù)Yf,比較Yf/F小齒輪z1=，由表9-6查得Yf1=;小齒輪Z2=，由表9-61查得Yf2=。YF1F1YF2F2YF1yF2因所以應(yīng)驗(yàn)算齒輪。F1F2齒輪精度等級:經(jīng)強(qiáng)度校驗(yàn)，齒輪輪齒滿足彎曲強(qiáng)度要求。齒輪機(jī)構(gòu)見手冊

16、P163表11-62KYF1F12bz1m=MPa<192MPa安全，安全。2KT2YF2或F22bz2m=MPa<184MPa安全,安全。4-3軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）減速器高速軸的設(shè)計(jì)選取軸的材料因?yàn)樵撦S無特殊要求且精度要求較，所以選取45鋼，（熱處理），由表12-21查得C= 估算最小軸徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度式估算最小軸徑由于V帶輪配合段直徑處有一鍵槽，應(yīng)增大3%按軸的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整d=高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、受力分析及強(qiáng)度校驗(yàn)根據(jù)V帶輪的大小，初選軸承為62型，則高速軸基本尺寸如圖4-3所示：1、低速軸6段，高速軸5段即可。2、進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)必須先計(jì)算部分箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸（鑄造）（說明書附表）（手冊P1

17、58表11-1、2、3、4、5）3、在估算最小軸徑后，為確定軸向尺寸，一般在此時(shí)需要初繪裝配底圖1（P205圖16-4,中心線，t）按照以上的軸的結(jié)構(gòu)，畫出軸的計(jì)算簡化式:如圖4-4所示：由齒輪徑向力Fr和V帶壓軸力F引起的垂直面彎矩圖mv由齒輪圓周力引起的水平面彎矩圖 軸的扭矩圖T2合成彎矩圖M=.,.MV+MHI22當(dāng)量彎矩圖Me=M+(T)確定危險(xiǎn)截面，根據(jù)當(dāng)量彎矩圖，彎矩的危險(xiǎn)截面位于圖中彎矩最大處。項(xiàng)目計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果經(jīng)過有關(guān)計(jì)算，咼速軸滿足要求。經(jīng)過有關(guān)計(jì)算，低速軸滿足要求。低速齒輪鍵的選擇：A型圓頭普通平鍵，標(biāo)記示例：GB/T1096鍵16X10X100由表查得d>3Me0

18、4-ibmm根據(jù)高速軸的結(jié)構(gòu)簡圖可知，該齒輪軸中齒輪的齒根圓直徑為，滿足要求。 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、受力分析及強(qiáng)度校驗(yàn)（略）（課程設(shè)計(jì)A必須有此項(xiàng)設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)B可省略此項(xiàng)設(shè)計(jì)）4-4滾動軸承的選擇由于高速軸選用深溝球軸承低速軸選用深溝球軸承4-5鍵的選擇與校核鍵選為A型圓頭普通平鍵大帶輪與高速軸連接鍵：因軸徑d為，所以查表7-21的鍵的基本尺寸為：bhttil（其中I1.5d，可比軸上零件的輪轂短些。）根據(jù)軸的尺寸和齒輪材料為鋼材，按輕微沖擊載荷，查表7-3得鍵連接擠壓強(qiáng)度校核:2FtPhis鍵連接的剪切強(qiáng)度校核:Ft=bi?鍵的強(qiáng)度足夠，鍵連接安全。大齒輪與低速軸連接鍵：（同上）小帶輪與電機(jī)軸連接鍵：（同上）低速軸與聯(lián)軸器連接鍵：（同上）4-6聯(lián)軸器的選擇根據(jù)低速軸的扭矩要求，查表可知，選擇聯(lián)軸器為HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其基本尺寸如