機械設(shè)計課程設(shè)計說明書示例

1、西安科技大學(xué)高新學(xué)院課程設(shè)計報告學(xué) 院 課 程 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 日 期 設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計目的機械課程設(shè)計是使學(xué)生全面、系統(tǒng)掌握機械原理課程的基本原理和方法的重要環(huán)節(jié)，目的是：1）以機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計與擬定為結(jié)合點，把機械原理課程中分散于各章的理論和方法融會貫通起來，進一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識；2）通過擬定機械運動方案的訓(xùn)練，使學(xué)生初步具有機構(gòu)選型與組合和確定運動方案的能力；3）使學(xué)生在了解機械運動的變換與傳遞及力傳遞的過程中，對機械的運動、動力分析與設(shè)計有一個完整的概念；4）進一步提高學(xué)生運算、繪圖、運用計算機和查閱技術(shù)資料的能力；5）培養(yǎng)學(xué)生表達歸納、總

2、結(jié)和獨立思考與分析的能力。課程設(shè)計要求通過傳動方案的擬定，結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計計算，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以及編寫設(shè)計計算說明書，掌握機械傳動裝置的設(shè)計步驟和方法，提高設(shè)計技能。機械設(shè)計課程設(shè)計包括： (1) 傳動方案確定、傳動比分配。(2) 電動機選擇。(3) 帶傳動計算、帶型選擇。(4) 齒輪(蝸桿)幾何尺寸計算。(5) 齒輪(蝸桿)材料選擇和強度計算。(6) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度校核。(7) 軸承選擇、壽命計算。(8) 鍵連接設(shè)計計算。目錄要層次清晰，給出標(biāo)題及頁碼。正文應(yīng)按目錄中編排的章節(jié)依次撰寫，要求計算正確，論述清楚，文字簡練通順，插圖清晰。文中圖、表及公式應(yīng)規(guī)范地繪制和書寫。設(shè)計計算說明書文

3、中標(biāo)題用四號宋體加粗，正文采用小四號宋體字。A4紙打印，1.25倍行距。左側(cè)裝訂，裝訂線5mm，上、下、左、右邊距為20mm。參考文獻格式要符合國家標(biāo)準(zhǔn)。課程設(shè)計注意事項學(xué)生應(yīng)全面系統(tǒng)地掌握和深化機械設(shè)計課程基本理論和方法,培養(yǎng)機械運動方案設(shè)計和分析的能力,受到擬定機械運動方案設(shè)計和機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計的能力訓(xùn)練，對機械運動學(xué),動力學(xué)分析和設(shè)計方面有一較完整的認識. 教學(xué)場所應(yīng)有繪圖、集中討論、多媒體演示環(huán)境。課程設(shè)計內(nèi)容設(shè)計參數(shù)： 運輸帶工作拉力F(KN)1.5(KN)，運輸帶速度1.65 (m/s)，滾筒直徑260mm)，兩班工作制，工作載荷平穩(wěn)，電壓為380/220V三相交流電源，減速器壽命5年

4、課程設(shè)計簡要操作步驟查閱資料、熟悉題目 1天 傳動裝置的總體設(shè)計 1天 傳動零件的設(shè)計計算 1天 減速器裝配圖的設(shè)計、繪制 2天 繪制零件圖 2天 編寫設(shè)計計算說明書 2天 答辯 1天課程設(shè)計心得體會這次有關(guān)減速器的課程設(shè)計雖然只有短短的一周時間，但是我們在這一周里充分利用時間，在對減速器的設(shè)計中我們遇到了很多問題，再通過老師的解答和自己查資料互相討論都一一解決了，這使得我們對機械傳動這門課程也有了新的認識。另外，由于這次是分小組討論設(shè)計，使得我們同學(xué)間的關(guān)系也更加密切?？傊@是一次很有意義的課程設(shè)計。課程設(shè)計評語及成績評 語成 績指導(dǎo)教師（簽名）日期：目 錄第一章 電動機的選擇11.1原動

5、機選擇1第二章 減速器傳動比分配 32.1減速器總傳動比 32.2減速器各級傳動比分配3第三章 計算運動和動力參數(shù)43.1各軸的轉(zhuǎn)速43.2計算各軸的轉(zhuǎn)矩4第四章 V帶的設(shè)計5第五章 各齒輪的設(shè)計計算75.1齒輪設(shè)計步驟7第六章 軸的設(shè)計計算及校核計算106.1軸的基本設(shè)計10第七章 聯(lián)軸器的選擇157.1選擇聯(lián)軸器157.2確定軸上零件的位置與固定方式15第八章 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算168.1根據(jù)軸徑的尺寸，選擇鍵168.2鍵的強度校核計算16第九章 滾動軸承的選用和校核179.1低速軸滾動軸承的選擇179.2高速軸滾動軸承的選擇17第十章 潤滑與密封1810.1各部分的潤滑1810.2減

6、速器的密封18第十一章 減速器箱體尺寸設(shè)計19設(shè)計心得與小結(jié)21參考資料22設(shè)計計算及說明主要結(jié)果第一章 電動機的選擇1.1原動機選擇選用Y系列三相交流異步電動機，同步轉(zhuǎn)速1000r/min，滿載轉(zhuǎn)速960r/min。 傳動裝置總效率： =0.97 其中：為V帶的傳動效率 為滾動軸承效率 為齒輪傳動效率 為聯(lián)軸器的效率 為卷筒效率電動機的輸出功率： 其中 PW 為工作機（即輸送帶）所需功率 （卷筒轉(zhuǎn)速）工作機的效率 =0.96 （見機械設(shè)計基指導(dǎo)書，表2-2） 取 選擇電動機為Y132S-6型技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率（） 3 滿載轉(zhuǎn)速（） 960 同步轉(zhuǎn)速() 1000 電動機型號額定功率（）滿載轉(zhuǎn)

7、速（rpm）同步轉(zhuǎn)速（rmp）Y132S-639601000第二章 減速器傳動比分配 2.1減速器總傳動比 由總傳動比計算公式得2.2減速器各級傳動比分配 由公式可知（根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)指導(dǎo)書，表21得） 傳動比分配到傳動帶和單機減速器上 初定：（帶傳動） （單級減速器）第三章 計算運動和動力參數(shù)3.1各軸的轉(zhuǎn)速根據(jù)轉(zhuǎn)速計算公式得軸：rpm軸：rpm3.2計算各軸的轉(zhuǎn)矩根據(jù)轉(zhuǎn)矩計算公式得第四章 V帶的設(shè)計外傳動帶選為普通V帶傳動 1、確定計算功率：查機械設(shè)計表5-10得，故2、選帶型號根據(jù) kW,由圖5-9查此坐標(biāo)點位于窄V帶選型區(qū)域處，所以選用V帶A型。3、確定大、小帶輪基準(zhǔn)直徑 由表5-4選

8、取主動輪直徑 從動帶輪直徑 ，取4、驗算帶速帶速在525 m/s范圍內(nèi)，合適5、從動輪帶速及傳動比 ， 6確定V帶基準(zhǔn)長度和中心距 初步選取中心距 所以 取 由式（13-2）得帶長查表5-2，選基準(zhǔn)長度為：7、驗算小帶輪包角由式（13-1）得 合適8、確定A型窄V帶根數(shù)Z由式（13-15）得 查表5-5知單根A帶的基本額定功率查表5-7知單根A帶的基本額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、求作用在帶輪軸上的壓力查表5-1得q=0.1kg/m,故得單根V帶的初拉力作用在軸上的壓力第五章 各齒輪的設(shè)計計算5.1齒輪設(shè)計步驟選用直齒圓柱齒輪，均用軟齒面。齒輪精度用7級，軟齒

9、面閉式傳動，失效形式為點蝕。1選擇材料及確定許用應(yīng)力 小齒輪采用40Cr調(diào)質(zhì)處理,齒面硬度為280HBS,大齒輪用4鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為240HBS，初選小齒輪齒數(shù)Z1=24，大齒輪齒數(shù)Z2=UZ1=3.224=76.8,取Z2=77，取 查表得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600MPa,大齒輪的接觸疲勞強度極限=550MP。接觸疲勞壽命系數(shù)安全系數(shù)S=1齒形系數(shù)查機械設(shè)計 課本知 2按齒面接觸強度設(shè)計設(shè)齒輪按7級精度制造。取載荷系數(shù)K=1.5，齒寬系數(shù) 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 取標(biāo)準(zhǔn)齒輪 齒數(shù)取模數(shù) 故取圓周速度齒寬 計算齒高比b/h mmmm計算載荷查表得使用系數(shù)KA=1；根據(jù)V=1.44m/s,

10、7級精度，查圖714得動載荷系數(shù)Kv=1.05；直齒輪，假設(shè)KAFt/bd23,查軸承樣本，選取型號為7007C的角接觸球軸承，內(nèi)徑d=35mm 外徑D=62mm,T=14mm.(4)4-5段軸頭的直徑d45。為了安裝方便，d45應(yīng)略大于 d34，取d45=35mm.(5)4-5段軸頭的長度。為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，L45應(yīng)略小于齒輪輪轂的寬度B2=52.5mm。取L45=50mm (6)5-6段軸環(huán)的直徑。齒輪的定位軸肩，高度h=(0.07-0.1)d 取h=3 d56=43mm(7)5-6段軸環(huán)的長度。軸環(huán)寬度b1.4h=4.2mm,取L56=5mm(8)6-7段軸身的直徑。查軸承樣

11、本，軸承定位軸肩的高度h=3.5mm d67=30mm(9)7-8段軸頸長度。取L78=B=14mm(10)2-3段軸身的長度 L23=50mm(11)3-4軸段的長度。a=16mm,s=8,則L34=B+S+a+(B2-L45)=40.5mm（12）6-7軸段長度。L=40計算軸上的載荷(1)計算齒輪受力低速級大齒輪的分度圓直徑： 圓周力： 1)軸承的支點位置。參見圖12-14，由角接觸軸承7007查得手冊a=40mm2)齒寬中點距左支點距離3)齒寬中點距右支點距離4)左支點水平面的支反力由得5)右支點垂直的反力為6) 左支點垂直面的支反力為7)右支點垂直面的支反力為(3)繪制彎矩圖和扭矩圖

12、1)截面C處水平面彎矩：2)截面C處垂直面彎矩：3)截面C處合成彎矩：4）截面C處合成彎矩：5） 彎矩合成校核通常只校核軸上受最大彎矩和扭矩的截面強度，因此可認為截面C為危險截面?？紤]啟動，停機影響，扭矩為脈動循環(huán)變應(yīng)力，a=0.6，則截面C處計算應(yīng)力為45鋼調(diào)質(zhì)處理，由表12-2查得，故彎矩合成強度滿足要求。2從動軸(軸)設(shè)計(1)選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力選軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表知(2)按扭轉(zhuǎn)強度估算軸的最小直徑單級齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為：按扭轉(zhuǎn)強度初估軸的直徑,查表14-2得c=118107,取c=112則:

13、 從動軸： 考慮鍵槽的影響以 及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取考慮到直徑最小處安裝聯(lián)軸器需要一個鍵槽，將5%后得到，由于該處安裝標(biāo)準(zhǔn)彈性聯(lián)軸器配合處的直徑與長度相等，故取軸的最小直徑為41mm。選擇輸出軸聯(lián)軸器型號按標(biāo)準(zhǔn)型號選取聯(lián)軸器，則半聯(lián)軸器的孔徑d1=66mm4確定軸的最小直徑domin。取domin=d12=66mm確定各軸段的尺寸(1)1-2段軸頭的長度。為保證半聯(lián)軸器軸向定位的可靠性，L12應(yīng)略小于L1，取L12=77mm(2)2-3段軸身的直徑。2處軸肩高h=（0.070.1）d=3.85mm-5.5mm，取h=3，則d23=37.5mm(3)確定d34,d78,選擇滾動軸承型號。取d3

14、4=d78d23,查軸承樣本，選取型號為30313的單列圓錐滾子軸承，內(nèi)徑d=65mm 外徑D=140mm,T=36mm.(4)4-5段軸頭的直徑d45。為了安裝方便，d45應(yīng)略大于 d34，取d45=70mm.(5)4-5段軸頭的長度。為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，L45應(yīng)略小于齒輪輪轂的寬度B2=80mm。取L45=76mm (6)5-6段軸環(huán)的直徑。齒輪的定位軸肩，高度h=(0.07-0.1)d=4.9-7mm 取h=6mm, d56=82mm(7)5-6段軸環(huán)的長度。軸環(huán)寬度b1.4h=8.8mm,取L56=12mm(8)6-7段軸身的直徑。查軸承樣本，軸承定位軸肩的高度h=6mm d

15、67=77mm(9)7-8段軸頸長度。取L78=B=36mm(10)2-3段軸身的長度 L23=50mm(11)3-4軸段的長度。a=16mm,s=8,則L34=B+S+a+(B2-L45)=64mm(12)4-5軸段的長度。C=20mm,則L67=L+C+A+S=82mm第七章 聯(lián)軸器的選擇7.1選擇聯(lián)軸器可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，查表可得聯(lián)軸器的型號為 :GY7凸緣聯(lián)軸器 GB/T 5843-2003查機械設(shè)計手冊得聯(lián)軸器工作情況系數(shù).計算轉(zhuǎn)矩，考慮到補償兩軸線的相對偏移和減震 緩沖等因素。選用彈性聯(lián)軸器，取LT7型彈性聯(lián)軸器，則其主要參數(shù)為：與軸2 連接處軸孔直徑為，軸孔長度L=84mm，該

16、聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩,許用轉(zhuǎn)矩n=2800r/min,所以：，合適。故該聯(lián)軸器的標(biāo)記為: GB/T 4323-2002。7.2確定軸上零件的位置與固定方式單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置在齒輪兩邊。軸外伸端安裝聯(lián)軸器，齒輪靠油環(huán)和套筒實現(xiàn)軸向定位和固定，靠平鍵和過盈配合實現(xiàn)周向固定，兩端軸承靠套筒實現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實現(xiàn)周向固定 ，軸通過兩端軸承蓋實現(xiàn)軸向定位，聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過盈配合分別實現(xiàn)軸向定位和周向定位。第八章 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算8.1根據(jù)軸徑的尺寸，選擇鍵 鍵1，與半聯(lián)軸器聯(lián)接的鍵為：GB/T1096 鍵181190 鍵2，與齒輪聯(lián)接的鍵為：GB/T1096

17、 鍵221470 查機械設(shè)計課本表（10-1）8.2鍵的強度校核計算鍵1 GB/T1096 鍵181150 工作長度為擠壓強度校核 鍵2 GB/T1096 鍵221470工作長度為擠壓強度校核 所選的鍵的強度足夠第九章 滾動軸承的選用和校核9.1低速軸滾動軸承的選擇（1） 初選兩只軸承的型號根據(jù)軸的設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計，安裝軸承處的軸徑為65mm，由于該軸只受徑向載荷沒有受軸向載荷的作用，且受載不大，并不考慮到兩軸承間的距離不大，考慮到箱體上加工量軸承孔的同軸度，考慮到軸承價格和軸承購買容易性，選用兩只型號為7013C的深溝球軸承。（2） 確定軸承的型號查表【常用滾動軸承的基本尺寸與數(shù)據(jù)】可得7013

18、C軸承的基本額定動載荷Cr=58.5 KN。據(jù)9P200取軸承的壽命指數(shù)=3；由機械設(shè)計課本溫度系數(shù)表14-10，ft=1由機械設(shè)計課本表14-12取載荷系數(shù)fp=1.3。并取軸承預(yù)期壽命Lh=48000h則可計算出軸承的計算載荷C；由于滿足CC的要求，所以低速軸軸承選用7013C合適。9.2高速軸滾動軸承的選擇查表【常用滾動軸承的基本尺寸與數(shù)據(jù)】可得7007C軸承的基本額定動載荷Cr=58.5 KN。據(jù)9P200取軸承的壽命指數(shù)=3；由機械設(shè)計課本溫度系數(shù)表14-10，ft=1由機械設(shè)計課本表14-12取載荷系數(shù)fp=1.3。并取軸承預(yù)期壽命Lh=48000h則可計算出軸承的計算載荷C；滿足

19、要求，所以低速軸軸承選用7016C合適。第十章 潤滑與密封10.1各部分的潤滑（1）齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于為單級圓柱齒輪減速器，速度12m/s，當(dāng)m20 時，浸油深度h約為1個齒高，但不小于10mm，所以浸油高度約為36（2）滾動軸承的潤滑由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。（3）潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用GB443-1989全損耗系統(tǒng)用油L-AN15潤滑油。10.2減速器的密封選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實現(xiàn)密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為GB894.1-86-25軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。第十一章 減速器箱體尺寸設(shè)計 名稱符號計算結(jié)果箱座壁厚=12mm箱蓋壁厚11=10mm箱座凸緣厚度bb=18mm箱蓋凸緣厚度b1b1=15mm箱座底凸緣厚度b2b2=30地腳螺釘直徑及數(shù)目dfnM=30n=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1取M25的螺栓M=25箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑d2取M=18的螺栓M=18起蓋螺釘直徑d5定位銷直徑d取d=14mm的定位銷d=14外箱壁至軸承座端面距離L1L1=50mm內(nèi)箱壁至軸承座端面距離L2L2=62mm箱座與箱蓋長度方向結(jié)合面距離 L3L3=46mm箱座底部外箱壁至箱座凸緣底座最外端距