(精品论文)1课程设计说明书

机械设计课程设计说明书课程设计说明书一：课程设计目的和要求是使学生综合运用本课程以及有关先修课程的知识，进行一次较为全面的设计训练。基本目的如下：1、 培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关先修课程理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识。2、 根据已有传动方案，正确计算零件加工能力、确定尺寸和选择材料，以及较全面地考虑工艺、使用和维护等要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件、机械传动装置的设计过程和方法。3、 进行机械设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料和手册、运用标准和规范，进行计算机辅助设计个绘图的训练。二：设计方案分析机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为一级蜗杆减速器传动。 带传动承载能力较低在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。 蜗杆传动可以实现较大的传动比，尺寸紧凑，传动平稳，但效率较低，适用于中、小功率的场合。采用锡青铜为蜗轮材料的蜗杆传动，由于允许齿面有较高的相对滑动速度，可将蜗杆传动布置在高速级，以利于形成润滑油膜，可以提高承载能力和传动效率。 本设计中减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。 计算及说明结果三、电动机的选择计算1、原始数据 电机转速 功率 滚筒直径280mm 输送带速度2、 电动机型号选择 电动机型号为Z4-180-11 额定功率/kW: 13.0 额定电压/V: 400 额定转速/(r/min): 540 额定电流/A: 42.4 D=55mm四、总传动比确定及各级传动比分配滚筒转速总传动比取V带传动比为，蜗杆减速器传动比五、运动和动力参数的计算设蜗杆为1轴，涡轮轴为2轴1、 各轴转速 蜗杆的转速等于大带轮转速： 故 2、 各轴输入功率 3、各轴输入转矩 六、V带设计 1、初始条件 传动功率P为： 主动轴转速为： 从动轴转速为： 传动比：1.1 2、选定带型和基准直径 查手册得工况系数 设计功率: 选择带型:C型 初选小带轮基准直径: 计算大带轮基准直径: 大带轮基准直径圆整后： 3、轴间距的确定 初定轴间距: 计算所需基准长度: 查手册选择 实际轴间距: 4、额定功率及增量的确定 单跟V带传递的额定功率: 传动比i1的额定功率增量: 5、带速、包角和V带根数 带速V: 小带轮包角: 查手册得 V带的根数Z :取5根带 6、各项力的计算 V带每米长的质量m: 单跟V带的预紧力: 应使带的实际初拉力 计算压轴力 : 压轴力的最小值为： 7、带轮的确定 大带轮的基准直径故采用腹板式 取材为HT200铸造成型，轮槽工作表面的粗糙度为3.2。 7、 传动零件的设计计算1、涡轮涡轮的选择计算（1）选择蜗杆的传动类型 根据GB/T 100851988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。（2） 选择材料 考虑到蜗杆传动功率不大，速度不大，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为4555 HRC。涡轮用铸锡磷青铜，金属膜铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁HT100制造。（3）按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。 传动中心距 传动参数 蜗杆输入功率：12.35kW 蜗杆类型：渐开线蜗杆(ZI型) 蜗杆转速：490r/min 蜗轮转速：81.7r/min 使用寿命：29200小时 理论传动比：5.998 蜗杆头数：4 蜗轮齿数：24 实际传动比i：6 验算传动比：在之内，允许。 确定作用在蜗轮上的转矩按,估取效率，则： 蜗轮轴转矩:确定载荷系数K因工作载荷有冲击，故取载荷分布不均系数，使用系数，由于转速不高，动载荷系数；则确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故确定接触系数先假设分度圆直径和传动中心距a的比值，差得确定许用接触应力根据蜗轮材料为铸锡青铜，金属膜铸造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，可以查得蜗轮的基本许用应力：应力循环次数：寿命系数则蜗轮齿面接触强度:，通过接触强度验算，合格蜗轮材料接触疲劳极限应力：疲劳接触强度最小安全系数：1.6校核疲劳强度的安全系数 合格计算中心距 取中心距，取模数，蜗杆分度圆直径，这时，查得，因此以上计算结果可用。，合适蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 齿根高系数齿根高系数齿形角蜗杆蜗杆分度圆直径蜗杆轴向齿距蜗杆直径系数蜗杆齿顶圆直径蜗杆齿根圆直径蜗杆导程角蜗杆轴向齿厚 蜗杆法向齿厚 蜗杆分度圆齿厚蜗杆螺纹长蜗轮蜗轮齿数蜗轮变位系数验算传动比：在之内，允许。蜗轮分度圆直径蜗轮喉圆直径 蜗轮齿根圆直径蜗轮咽喉母圆半径校核齿根弯曲疲劳强度蜗轮齿根弯曲强度F:10.146N/mm2，通过弯曲强度计算！当量齿数根据，查得齿形系数螺旋角系数许用弯曲应力合格弯曲强度满足。验算效率效率合格。精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从GB/T 100891988 圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择8级精度，侧隙种类为f，标注为8f GB/T 100891988。热平衡核算。由于摩擦损耗的功率，则产生的热流量为P蜗杆传递的功率以自然方式箱体的表面传热系数，可取S内表面能被论化油所飞溅到，而外表面又可为周围空气所冷却的箱体表面面积，单位为m2；取S=0.5 m2油的工作温度，可取周围空气的温度，常温情况可取按热平衡条件，可求得在即定工作条件下的油温 满足温度要求。8、 轴的设计和计算1.初步计算轴径轴的材料选用常用的45钢当轴的支撑距离未定时， 无法由强度确定轴径，要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径，计算公式为： ，轴为外伸轴，初算轴径作为最小直径，应取较小的值；查表取，则：考虑到轴与带轮连接，需考虑到带轮的大小，和带轮的孔径大小，故取，轴需与联轴器配合，故取。2轴的结构设计1轴的初步设计如下图：装配方案是：左端盖 左端轴承、依次从轴的左端向右端安装，右端安装轴承和右端盖。轴的径向尺寸：当直径变化处的端面用于固定轴上零件或承受轴向力时，直径变化值要大些，可取（68）mm，否则可取（46）mm轴的轴向尺寸：轴上安装传动零件的轴段长度是由所装零件的轮毂宽度决定的，而轮毂宽度一般是和轴的直径有关，确定了直径，即可确定轮毂宽度。轴的端面与零件端面应留有距离L，一般可取L=（13）mm。轴上的键槽应靠近轴的端面处。 2轴的初步设计如下图：装配方案：左端从左到右依次安装端盖、滚动轴承，右端从右到左依次安装蜗轮、套筒、滚动轴承和端盖装。设计准则同1轴尺寸31轴的弯扭合成强度计算由轴两端直径d=80mm，查机械零件手册得到应该使用的轴承型号为轴承类型 BType=圆锥滚子轴承轴承型号 BCode=32916，D=110mm，B=20mm，a=15.7mm（轴承的校核将在后面进行）。(1).求作用在轴上的力，蜗轮、轴承对