《机械设计》课程设计说明书

.机械设计课程设计说明书 设计题目：带式运输机传送装置 设 计 者：李鹏辉 专 业：高分子材料与工程 学 号：102412131 指导老师：任海波 年 月 日 课程设计任务书一、机械设计课程设计目的机械设计课程设计是本课程的最后一个教学环节，总体来说，目的有三个：1）综合运用机械设计及其它有关先修课程，如机械制图、测量与公差配合、金属材料与热处理、工程力学等的理论和生产实际知识进行机械设计训练，使理论和实际结合起来，使这些知识得到进一步巩固、加深和拓展；2）学习和掌握机械设计的一般步骤和方法，培养设计能力和解决实际问题的能力；3）掌握机械设计工作的基本技能，如计算、制图、运用设计资料（如手册、图册、技术标准、规范等）以及进行经验估算等机械设计方面的基本技能得到一次综合训练，提高技能水平。二、设计任务本次课程设计选用一般用途的机械传动装置作为设计题目。1 总体布置简图1-电动机；2-联轴器；3-皮带轮；4-齿轮减速器；5-圆柱直齿轮；6-I轴；7-II轴；8-圆柱直齿轮；9-联轴器；10-带式运输机 2 工作情况： 载荷平稳、单向旋转、空载启动，使用8年：2班制工作制度。 3 任务分配表学号运输带工作拉力F（N）卷筒的直径D（mm）运输带速度V（m/s）允许偏差（）：510241213112002801.7三、机械设计课程设计主要内容1、确定传动装置的总体设计方案；2、计算传动装置的运动参数和动力参数；3、传动零件的设计计算；4、轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择计算；5、机体结构及其附件的设计；6、制图包括零件图、装配图。 3、编写设计说明书及进行设计答辩四、机械设计课程设计说明书的要求 本课程的设计任务要求学生做设计说明书一份、图纸两张。各部分的具体要求如下： 1、设计说明书内容与顺序 （1）封面 (标题及班级、姓名、学号、指导老师、完成日期)（2）设计任务书；（3）目录（包括页次）（4）绪论：设计任务的意义、设计结果简述；（5）传动方案的分析与拟定(简单说明并附传动简图)；（6）计算传动装置的运动参数和动力参数；传动零件的设计计算；（7）轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择计算；（8）机体结构及其附件的设计；（9）主要设备的材料选择；（10）结束语：对本设计的总结、收获、改进和建议等；（11）参考文献。说明书必须书写工整、图文清晰。说明书中所有公式必须写明编号，所有符号必须注明意义和单位。2、 设计图纸要求： （1）装配图 本设计要求画“装配图”，图纸大小为A2。本图应表示出传动装置的工作原理、零件间的装配关系、连接方式，以及主要零件的结构形状。机械零件的规格尺寸、零件间的配合尺寸、外形尺寸、机器零件的安装尺寸以及设计时确定的其他重要尺寸。 用文字或符号说明机械零件的装配、安装、调试、检验、使用与维护等方面的技术要求。 在装配图中，必须对每个零件编写序号，并在明细栏中依次列出零件序号、名称、数量、材料等。标题栏中写明装配体名称、图号、绘图比例以及设计、制图、审核人员的签名和日期等。（2）零件图本设计要求画零件图一张，图纸大小为A2。表示其结构形式、尺寸、技术特性等。要求用一组视图完整、清晰地表达零件的内外结构形状，正确、完整、清晰、合理地标注零件在制造和检验时所需的全部尺寸。用规定的符号、代号、标记和简要的文字表达出对零件制造和检验时应达到的各项技术指标和要求。在标题栏中应正确填写单位名称、图名（零件的名称）、材料、质量、比例、图号、以及设计、审核、批准人员的签名与日期等。图纸要求：投影正确、布置合理、线型规范、字迹工整。参考文献：1孔凌嘉, 王晓力主编. 机械设计. 北京：北京理工大学出版社, 20062杨明忠主编. 机械设计. 北京：机械工业出版社, 20003濮良贵, 纪名刚主编. 机械设计. 北京： 高等教育出版社, 20014 王三民, 诸文俊. 机械原理与设计. 北京：机械工业出版社, 20115 何铭新， 钱可强. 机械制图. 北京：高等教育出版社， 2009 目录1 课程设计任务书11.1课题题目11.2原始数据11.3工作情况12 设计要求12.1减速器装配图一张。12.2零件图一张。12.3设计说明书一份。13 设计步骤13.1传动装置的总体设计13.1.1本组设计数据：13.1.2传动方案的确定23.2设计V带和带轮43.2.1确定计算功率P43.2.2选择V带的带型43.2.3确定带轮的基准直径dd并验算带速v43.2.4确定V带的中心距a和基准长度Ld53.2.5验算小带轮上的包角163.2.6计算带的根数z63.2.7计算单根V带的初拉力F063.2.8计算压轴力Fp63.2.9带轮的结构设计63.2.10 V带的截面尺寸73.3齿轮的设计计算73.3.1选择材料，热处理和公差等级73.3.2初步计算传动的主要尺寸73.3.3确定传动尺寸83.3.4校核齿根弯曲疲劳强度93.3.5计算齿轮转动其他几何尺寸103.3.6 齿轮上作用力的计算113.4高速轴的设计计算113.4.1已知条件113.4.2选择轴材料113.4.3初算轴径113.4.4结构设计123.4.5键连接143.4.6轴的受力分析143.4.7校核轴的强度153.4.8校核键连接强度153.4.9校核轴承寿命153.5低速轴的设计计算163.5.1已知条件163.5.2选择轴的材料173.5.3初等轴径173.5.4结构设计173.5.5键连接183.5.6受力分析183.5.7校核轴强度193.5.8校核键强度193.5.9校核轴的寿命203.6润滑和密封223.6.1齿轮的润滑223.6.2滚动轴承的润滑223.6.3润滑油的选择223.6.4密封方法的选取223.7附件设计223.7.1检查孔及检查孔盖223.7.2油面指示装置223.7.3通气器233.7.4放油孔及螺塞233.7.5起吊装置233.7.6起箱螺钉233.7.7定位销234结论235参考文献25. 1 课程设计任务书1.1课题题目带式运输机传送装置的设计1.2原始数据序号运输带工作拉力F（N）卷筒的直径D（mm）运输带速度V（m/s）允许偏差（）：53112002801.71.3工作情况载荷平稳、单向旋转、空载启动；使用8年，2班制工作制度。2 设计要求2.1减速器装配图一张。2.2零件图一张。2.3设计说明书一份。3 设计步骤3.1传动装置的总体设计3.1.1本组设计数据： 运输带工作拉力F=1200N 卷筒的直径D=280mm 运输带速度V=1.7m/s 允许偏差：5%3.1.2传动方案的确定 方案简图如下： 1-电动机；2-联轴器；3-皮带轮；4-齿轮减速器；5-圆柱直齿轮；6-I轴；7-II轴；8-圆柱直齿轮；9-联轴器；10-带式运输机 该方案的优缺点 该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅度降低了成本。减速器为一级圆柱齿轮减速器，这是一级减速器中应用最广泛的一种。原动机为Y系列三相交流异步电动机。总的来说，该传动方案满足工作机的性能要求，适合工作条件、工作靠谱，此外还有结构简单、尺寸紧凑、成本低、工艺性好、使用维护方便、传动效率高等特点。 电动机的选择 1)选择电动机的类型按工作要求与工作条件选用Y系列三相交流异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V。其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，适于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。 2）选择电动机的容量（功率）工作机所需功率 由表2-11，从电动机到工作机传送带间的总效率为 所以电动机所需的工作功率为3） 确定电动机转 卷筒的工作转速为 各种传动的传动比范围由表2-21可知分别为 i带=24 i齿=36 总传动比的范围为 i总=（24）（36）=624 那么电动机的转速范围为 n0=ni总=116.02（624）=696.122784.48r/min 符合这一要求的电动机同步转速有750、1000r/min二种。 从成本及结构尺寸考虑，优先选用转速为1000r/min的电动机，其满载转速为n=960r/min， 其主要性能如下表:电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)启动转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132M1-649602.02.0 4）计算传动装置的总传动比及分配各级的传动比 a.总传动比i总=n/n=960/116.02=8.27 b.分配各级传动比取带传动的传动比i=i带=2，则i=i总/i=8.27/2=4.14 5）传动装置运动动力参数的计算 a.各轴的转速 轴 n=n=960r/min 轴 n=n/i=960/2=480r/min 轴 n=n/i=480/4.14=115.94r/min 卷筒轴 n=n=115.94r/min b.各轴的输入功率 轴 P=Pd=2.41kw 轴 P=P带轴承=2.29kw 轴 P=P齿轮轴承=2.20kw 卷筒轴 P卷=P联轴承=2.16kwc.各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩为T=9550Pd/n=95502.41/960=23.97Nm 轴 T=T=23.97Nm 轴 T=T带轴承i=45.56Nm 轴 T=T齿轮轴承i=181.21Nm 卷筒轴 T卷=T联轴承=177.92Nm3.2设计V带和带轮 电动机输出功率Pd=2.41kw，转速n1=n=960r/min.带传动比i=2，每天工作16小时。3.2.1确定计算功率P 查机械设计教材P156表8-82的工作情况系数KA=1.2，故P=KPd=1.22.41kW=2.89kW3.2.2选择V带的带型 根据计算功率P和小带轮的转速n1，由机械设计教材P157图8-112得带型为A型。3.2.3确定带轮的基准直径dd并验算带速v 初选小带轮的基准直径dd1 查机械设计教材P155表8-7V2带的最小基准直径得A型带的最小基准直径： （dd）min/mm=75mm 查机械设计教材P157表8-92确定小带轮的基准直径，考虑到在带传动需要传递的功率给定的条件下，减小带轮的直径，会增大带传动的有效拉力，从而导致V带的根数的增加，且会增加带的弯曲应力，因此小带轮的基准直径不能太小。综合考虑初选小带轮的基准直径为： dd1=100mm 验算带速v 按机械设计教材P150式8-13验算带速得： 因为5m/sv30m/s,故带速合适。 计算大带轮的基准直径dd2按机械设计教材P150式8-15a2得： 从动轮转速n2=n1/i=480r/min3.2.4确定V带的中心距a和基准长度Ld 根据式0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)，初定中心距a0=300mm。 由式（8-22）计算带所需的基准长度 由表8-22选带的基准长度Ld=1120mm，并确定带长修正系数KL=0.96 按式（8-23）2计算实际中心距aaa0+(Ld-Ld0)/2=300+(1120-1080)/2320mm按式(8-24)2,中心距的变动范围为210600mm。3.2.5验算小带轮上的包角13.2.6计算带的根数z 计算单根V带的额定功率Pr。由dd1=100mm和n1=960r/min，查表8-42得P0=0.96kw。根据n1=960r/min，i1=2和A型带，查表8-52得P0=0.11kw。查表8-62得K=0.96，查表8-22得KL=0.91，于是Pr=(P0+P0)KKL=0.93kw 计算V带的根数zz=Pca/Pr=2.89/0.93=3.11取4根3.2.7计算单根V带的初拉力F0 由表8-32得A型带的单位长度质量q=0.10kg/m，所以 =118N3.2.8计算压轴力Fp3.2.9带轮的结构设计小带轮结构：dd12.5Dmm,选择实心式，由表8-141查得Y160M电动机轴径D=38mm，由机械设计表8-112查得：bd=11.0mm Ha=3mm hf=9mm e=150.3mm f=10mm =34（dd故轴承寿命足够。减速器箱体的结构尺寸：符 号名 称尺 寸备 注底座壁厚10不小于81箱盖壁厚1 =0.8=8不小于8b箱底座上不凸缘厚b=1.5=15b1箱盖凸缘厚b1 =1.51=12b2想底座厚b2=2.5=25m箱座加强肋厚m=0.85 =8.5m1箱盖加强肋厚m1=0.851 =6.8df地脚螺栓直径df=20手册查得d1轴承旁连接螺栓直径d1=0.75 df=15n=4d2箱座与箱盖连接螺栓直径d2=0.5 df=10d3轴承盖固定螺栓直径d3=8手册查得d4视孔盖螺栓直径d4=0.4 df=8c1箱壳外壁至螺钉中心线间的距离c1=26c1=24可由手册查得k底座上部或下不凸缘宽k= c1+ c1=50D1小轴承盖螺钉分布圆直径D1=D+5 d3=105D=85为小轴承外径D0105D581D2大轴承盖螺钉分布圆直径D2=D+5 d3=160D0145D5115R箱盖外表面圆弧半径196.753.6润滑和密封3.6.1齿轮的润滑 采用浸油润滑，由于低速级周向速度为1.8m/s，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm。 3.6.2滚动轴承的润滑 由于齿轮周向速度为1.8m/s2 m/s所以宜用脂润滑，应开设封油盘。 3.6.3润滑油的选择 考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。 3.6.4密封方法的选取 选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。 密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。3.7附件设计 3.7.1检查孔及检查孔盖 检查孔尺寸为11070mm，位置在传动件合区的上方；检查孔盖尺寸为13090mm。3.7.2油面指示装置选用油标尺M16，由表8-401可查相关尺寸。3.7.3通气器选用手提式通气器。3.7.4放油孔及螺塞设置一个放油孔。螺塞选用M141.5 JB/T 1700-2008,螺塞垫2214 JB/T 1718-2008。3.7.5起吊装置上箱盖采用吊环，箱座上采用吊钩。3.7.6起箱螺钉取螺钉GB/T 5781-2000 M1035。3.7.7定位销采用GB/T 117-2000 630 两个定位销。4结论在设计过程中的经验教训总结： （1）设计的过程中必须严肃认真，刻苦专研，一丝不苟，精益求精，才能在设计思想，方法和技能各方面获得较好的锻炼与提高。 （2）机械设计课程设计是在老师的指导下独立完成的。必须发挥设计的主动性，主动思考问题分析问题和解决问题。 （3）设计中要正确处理参考已有资料和创新的关系。熟悉和利用已有的资料，既可避免许多重复的工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量的重要保证。善于掌握和使用各种资料，如参考和分析已有的结构方案，合理选用已有的经验设计数据，也是设计工作能力的重要方面。 （4）在教师的指导下订好设计进程计划，注意掌握进度，按预定计划保证质量完成设计任务。机械设计应边计算，边绘图，边修改，设计计算与结构设计绘图交替进行，这与按计划完成设计任务并不矛盾，应从第一次设计开始就注意逐步掌握正确的设计方法。 （5）整个设计过程中要注意随时整理计算结果，并在设计草稿本上记下重要的论据，结果，参考资料的来源以及需要进一步探讨的问题，使设计的各方面都做到有理有据。这对设计正常进行，阶段自我检查和编写计算说明书都是必要的。 通过这次为期两周的课程设计，我拓宽了知识面，锻炼了能力，综合素质得到较大提高。 安排课程设计的基本目的，在于通过理论与实际的结合、人与人的沟通，进一步提高思想觉悟。尤其是观察、分析和解决问题的实际工作能力，以便培养成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才。 作为整个学习体系的有机组成部分，课程设计虽然安排在两周进行，但并不具有绝对独立的意义。它的一个重要功能，在于运用学习成果，检验学习成果。运用学习成果，把课堂上学到的系统化的理论知识，尝试性地应用于实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的现代化提出一些有针对性的建议和设想。检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大距离，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据。 对我们非机械专业的本科生来说，实际能力的培养至关重要，而这种实际能力的培养单靠课堂教学是远远不够的，必须从课堂走向实践。这也是一次预演和准备毕业设计工作。 通过课程设计，让我们找出自身状况与实际需要的差距，并在以后的学习期间及时补充相关知识，为求职与正式工作做好充分的知识、能力准备，从而缩短从校园走向社会的心理转型期。课程设计促进了我系人才培养计划的完善和课程设置的调整。课程设计达到了专业学习的预期目的。