机械设计基础课程设计A

1、1机械设计基础课程设计机械设计基础课程设计23 一一. 机械设计基础课程设计任务书机械设计基础课程设计任务书 设计题目：带式输送机传动装置中的单极圆柱齿轮减速器设计题目：带式输送机传动装置中的单极圆柱齿轮减速器 运动简图：运动简图： 工作条件：工作条件： 连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载起动，使用连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载起动，使用10年，两班制工作，每周五天工作制，每班年，两班制工作，每周五天工作制，每班8小时，输送带速度允小时，输送带速度允许误差许误差5%。运输带运输带滚筒滚筒减速器减速器V带传动带传动凸缘联轴器凸缘联轴器电机电机弹性套柱弹性套柱销联轴器销联轴器齿轮齿轮1

2、齿轮齿轮2FV4原始数据：题号题号数据数据运输带拉力运输带拉力F(KN)运输带速度运输带速度V(m/s2)卷筒直径卷筒直径D(mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 132.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0 3.2 3.4 3.6 3.81.6 1.5 1.8 1.7 1.6 1.8 1.7 1.5 2.0 1.8 1.9 1.8 1.6400 400 450 450 450 450 400 400 400 450 400 500 450题号题号数据数据运输带拉力运输带拉力F(KN)运输带速度运输带速度V(m/s2)卷筒直径卷筒直径D(m

3、m) 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 4.0 3.5 2.0 2.3 2.1 1.9 2.2 2.0 3.0 2.2 2.9 2.5 2.41.6 1.8 1.6 1.6 1.6 1.6 1.8 1.8 1.5 1.6 1.4 1.5 1.6400 450 450 400 400 400 450 450 400 450 400 450 400题号题号数据数据运输带拉力运输带拉力F(KN)运输带速度运输带速度V(m/s2)卷筒直径卷筒直径D(mm) 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3.6 3.0 2.8

4、2.5 2.2 1.9 2.4 2.3 2.8 2.5 2.8 2.5 2.61.7 1.8 1.7 1.8 1.7 1.6 1.9 1.8 1.6 1.7 1.5 1.7 1.6400 450 450 450 450 400 450 450 450 450 400 400 4005 设计工作量：设计工作量： 1 1、在、在A3A3图纸上绘制减速器低速轴部件装配图一张；图纸上绘制减速器低速轴部件装配图一张； 2 2、用、用A4A4纸书写完成说明书一份，装订成册。纸书写完成说明书一份，装订成册。 开始日期：开始日期： 年年 月月 日日 完成时间：完成时间： 年年 月月 日日 指导教师：指导教师：

5、 教研室主任：教研室主任：6附附1：单级圆柱齿轮减速器装配图单级圆柱齿轮减速器装配图 （见（见课程设计课程设计P198P199） 7*F9K6*n6*h6*H7/r6*H7*H7/h821435678910111213 6 弹簧垫圈弹簧垫圈 8 65Mn 垫圈垫圈GB/T93 10 5 螺钉螺钉 8 Q235A 螺栓螺栓GB/T5783M1020 4 闷盖闷盖 1 HT200 3 轴承轴承 2 滚动轴承滚动轴承62*GB/T276 2 轴轴 1 45 1 齿轮齿轮 1 45 m=*，Z= *序号序号 名名 称称 数量数量 材材 料料 标标 准准 及及 规格规格 备注备注 13 毡圈毡圈 1 羊

6、毛毡羊毛毡 12 键键 1 45 键键*GB/T1096 11 透盖透盖 1 HT200 10 调整垫片调整垫片 2组组 08F 9 键键 1 45 键键*GB/T1096 8 轴套轴套 1 45 7 箱座箱座 1 HT200 比例比例 图号图号 重量重量 共共 张张 1：1 第第 张张设计设计绘图绘图审核审核低速轴部件图低速轴部件图机械设计机械设计课程设计课程设计技术要求技术要求1. 装配前，所有零件用煤油清洗，轴承装配前，所有零件用煤油清洗，轴承 用汽油清洗。用汽油清洗。2. 轴承采用加热装配。将轴承浸泡在油轴承采用加热装配。将轴承浸泡在油 中，一起加热到油温达中，一起加热到油温达83后再

7、进行后再进行 装配。装配。3. 齿轮采用压力装配。齿轮采用压力装配。 附附2：单级圆柱齿轮减速器低速轴部件装配图。：单级圆柱齿轮减速器低速轴部件装配图。8附附3：机械设计基础课程设计说明书封面样式（：机械设计基础课程设计说明书封面样式（A4幅面）幅面）。机械设计基础机械设计基础课程设计说明书课程设计说明书班级；班级；姓名：姓名：学号学号：武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院9 二二. 传动装置的总体设计传动装置的总体设计 1.选择电动机（见选择电动机（见课程设计课程设计P5P6） 1) 电机功率电机功率 输出功率：输出功率：PwFv/1000 kW F：输送带拉力，：输送带拉力，N； v：

8、输送带速度，：输送带速度，m/s。 总效率：总效率： （见（见课程设计课程设计P6表表2-2） 2联轴器联轴器 带传动带传动 圆柱齿轮圆柱齿轮 3滚动轴承滚动轴承 滚筒滚筒 0.9920.950.970.9830.96 0.82 所需功率：所需功率：Pd Pw / Pw/0.82 kW 2)选择电动机（见选择电动机（见课程设计课程设计P148表表16-1） 选择同步转速为选择同步转速为1500r/min的的Y系列三相异步电动机系列三相异步电动机 ，要求，要求电机额定功率电机额定功率Pe不小于所需功率不小于所需功率Pd，并确定电机满载转速，并确定电机满载转速nm。10 1.确定传动比（见确定传动

9、比（见课程设计课程设计P7P8） 1) 总传动比总传动比 滚筒转速：滚筒转速：nw610 4v/（D） r/min D：滚筒直径，：滚筒直径，mm； v：输送带速度，：输送带速度，m/s。 总传动比：总传动比：i nm /nw nm：所选电动机满载转速，：所选电动机满载转速， r/min 。 2)分配传动比分配传动比 取带传动比取带传动比i带带2.03.0，得齿轮传动比，得齿轮传动比i齿轮齿轮i/ i带带。 2.运动和动力参数计算（见运动和动力参数计算（见课程设计课程设计P8） 各轴转速：各轴转速： n高速轴高速轴 nm/ i带带， n低速轴低速轴 nm/ i 各轴功率：按电动机所需功率各轴功

10、率：按电动机所需功率Pd计算。计算。 P高速轴高速轴 Pd 联轴器联轴器 带传动带传动 2滚动轴承滚动轴承 Pd（0.990.950.982） 0.90 Pd kW P低速轴低速轴 P高速轴高速轴 圆柱齿轮圆柱齿轮0.97 P高速轴高速轴 kW 各轴转矩：各轴转矩： T高速轴高速轴 9550 P高速轴高速轴 / n高速轴高速轴 N m T低速轴低速轴 9550 P低速轴低速轴 / n低速轴低速轴 N m11 三三. 传动零件的设计和轴系零部件的选择传动零件的设计和轴系零部件的选择 1.齿轮传动设计（见齿轮传动设计（见课程设计课程设计P12） 按标准直齿圆柱齿轮传动设计。按标准直齿圆柱齿轮传动设

11、计。 已知条件：连续工作，单向运转，载荷变化不大，高速轴已知条件：连续工作，单向运转，载荷变化不大，高速轴转速转速n1 n高速轴高速轴，传动比，传动比ii齿轮齿轮和传递转矩和传递转矩T1T高速轴高速轴。 设计计算：（仿设计计算：（仿机械设计基础机械设计基础P175P176例例11-1） 1）选择材料及确定许用应力）选择材料及确定许用应力 可按例题。可按例题。 2）按齿面接触强度设计）按齿面接触强度设计 转矩转矩T1为已知数据，其余同例。注意取模数为已知数据，其余同例。注意取模数m为标准值。为标准值。齿数齿数z，齿宽，齿宽b和中心距和中心距a要圆整，且要圆整，且b1b2（510）mm）。）。 3

12、）验算轮齿弯曲强度）验算轮齿弯曲强度 齿形系数齿形系数YFa和齿根修正系数和齿根修正系数YSa应重新查表确定，其余同应重新查表确定，其余同例。例。 4）计算其它尺寸）计算其它尺寸 还需计算两齿轮的齿顶圆还需计算两齿轮的齿顶圆da和齿根圆和齿根圆df。12 2. 初算轴的直径（见初算轴的直径（见课程设计课程设计P13） 按转矩初算低速轴的最小直径。轴材料为按转矩初算低速轴的最小直径。轴材料为45，取，取C110，并按一个键槽增大并按一个键槽增大5%得得mm nP1105 . 1nPC5 . 1d33低低速速轴轴低低速速轴轴低低速速轴轴低低速速轴轴 3. 选择联轴器（见选择联轴器（见课程设计课程设

13、计P13） 选用凸缘联轴器（见选用凸缘联轴器（见课程设计课程设计P126表表13-2）。按转速）。按转速nn低速轴低速轴和转矩和转矩Tn T低速轴低速轴选取联轴器型号。选取联轴器型号。 低速轴最小轴径按联轴器标准孔径确定，应使联轴器标准低速轴最小轴径按联轴器标准孔径确定，应使联轴器标准孔径不小于初算轴径。孔径不小于初算轴径。 联轴器标记示例：联轴器标记示例：19865843GB44B28J60JA305YL1 联联轴轴器器 4. 初选滚动轴承（见初选滚动轴承（见课程设计课程设计P13P14表表12-5） 选择选择6类深沟球轴承，类深沟球轴承，02（窄轻）系列（见（窄轻）系列（见课程设计课程设计

14、P117），轴承内径须查表确定，应使），轴承内径须查表确定，应使 轴承内径低速轴最小轴径（轴承内径低速轴最小轴径（812）mm13 四四. 减速器的结构与润滑减速器的结构与润滑 1. 箱体结构（见箱体结构（见课程设计课程设计P15P16） 采用剖分式铸造箱体。采用剖分式铸造箱体。 箱体结构尺寸见箱体结构尺寸见课程设计课程设计P24表表5-1。 2. 减速器的附件（见减速器的附件（见课程设计课程设计P16P17） 3.减速器的润滑减速器的润滑 （见（见课程设计课程设计P17P20） 齿轮采用油池浸油润滑。齿轮采用油池浸油润滑。 轴承采用润滑脂润滑。轴承采用润滑脂润滑。14 五五. 减速器低速轴部

15、件装配图草图设计减速器低速轴部件装配图草图设计 1.选择比例和图面布置选择比例和图面布置 （见（见课程设计课程设计P21） 1)图纸幅面图纸幅面 （见（见课程设计课程设计P65表表9-2） 采用采用A3幅面，尺寸如图。幅面，尺寸如图。 2)比例比例 （见（见课程设计课程设计P66表表9-3） 采用采用1 ：1或或1：2的比例。的比例。42029725555 3)标题栏和明细表标题栏和明细表 （见（见课程设计课程设计P66图图9-1，图，图9-2） 须严格按规定格式和尺寸绘制。须严格按规定格式和尺寸绘制。 4)图面布置（见样图）图面布置（见样图） 应考虑留出标题栏、明细表、技术要求等所需空间。应

16、考虑留出标题栏、明细表、技术要求等所需空间。15 2.初绘低速轴部装图草图初绘低速轴部装图草图 （见（见课程设计课程设计P25P28） 1)画齿轮轴线和齿轮轮廓画齿轮轴线和齿轮轮廓 2)画箱体内壁线画箱体内壁线 取取215mm作图。作图。 3)画轴承轮廓画轴承轮廓 轴承为脂润滑，取轴承端面和箱体内壁线距离为轴承为脂润滑，取轴承端面和箱体内壁线距离为12mm。 4)画轴承座外端线画轴承座外端线 由表由表5-1取减速箱壁厚取减速箱壁厚18mm，取轴承旁连螺栓尺，取轴承旁连螺栓尺寸为寸为M10，得扳手空间最小值，得扳手空间最小值C1min18mm和孔壁厚最小值和孔壁厚最小值C2min14mm，再加凸

17、台高，再加凸台高6mm，得轴承座宽度，得轴承座宽度L为为 L1C1minC2min6818146 46mm 5)画轴承端盖轮廓线画轴承端盖轮廓线 采用凸缘式端盖（见采用凸缘式端盖（见课程设计课程设计P133）。）。 取轴承盖连接螺钉为取轴承盖连接螺钉为M8，得端盖尺寸外径，得端盖尺寸外径D2D24 mm和壁厚和壁厚e10 mm，其中，其中D为滚动轴承外径。尺寸为滚动轴承外径。尺寸Da应由滚动轴应由滚动轴承表中查得。承表中查得。 16b21215da21215 B d4646D2 1012Da17 6)轴的结构设计轴的结构设计 a)轴的径向尺寸确定轴的径向尺寸确定 轴的径向尺寸应由两端往中间确定

18、。轴的径向尺寸应由两端往中间确定。 b)轴的轴向尺寸确定轴的轴向尺寸确定 轴的轴向尺寸应由中间往两端确定。轴的轴向尺寸应由中间往两端确定。 7)键尺寸确定（见键尺寸确定（见课程设计课程设计P107表表11-28） 按键所在轴段直径查表确定键宽按键所在轴段直径查表确定键宽b和键高和键高h，键的长度按，键的长度按比所在轴段短比所在轴段短6mm考虑，并查表由键的长度系列确定。考虑，并查表由键的长度系列确定。 8)画套筒画套筒 套筒与轴承的接触端外径由轴承尺寸套筒与轴承的接触端外径由轴承尺寸da确定，与齿轮接确定，与齿轮接触端外径应比齿轮孔径大触端外径应比齿轮孔径大810mm。18联轴器孔联轴器孔长度

19、长度216同联轴器孔径同联轴器孔径 d1d168由轴承由轴承da确定确定同轴承同轴承d 轴承轴承d 加加528轴承轴承d 5+ 6819 3.轴、滚动轴承及键连接校核计算轴、滚动轴承及键连接校核计算 （见（见课程设计课程设计P28） 1）轴的强度校核）轴的强度校核 已知条件：轴的结构和支承尺寸，传递转矩已知条件：轴的结构和支承尺寸，传递转矩T1T高速轴高速轴，两，两齿轮分度圆直径齿轮分度圆直径d1和和d2。 校核计算：（参考校核计算：（参考机械设计基础机械设计基础P247P249例例14-1） a）齿轮受力分析）齿轮受力分析 圆周力：圆周力：Ft 2T1/d1 N 径向力：径向力：Fr Ftt

20、an N 法向力：法向力：FnFt/cos N b）求支承反力）求支承反力 R1=R2=Fn/2 c）绘弯矩图）绘弯矩图 MR1 1L/2/2 FnL/4 d）绘转矩图）绘转矩图 T=T低速轴低速轴 e）求危险截面的当量弯矩）求危险截面的当量弯矩 齿轮齿宽中点为危险截面，取折合系数齿轮齿宽中点为危险截面，取折合系数0.60.6，得，得mN )T6 . 0(M)T(MM2222e 20TMeFnR1R2TMLL/221 f）校核危险截面处轴的直径）校核危险截面处轴的直径 轴的材料选用轴的材料选用45钢，调质处理，由钢，调质处理，由机械设计基础机械设计基础表表14-1查得查得B B650MPa65

21、0MPa，由表，由表14-314-3查得查得 -1b60MPa，考虑到，考虑到键槽影响，需将计算值加大键槽影响，需将计算值加大5%，得，得 mm )1 . 0(M05. 1d3b1e 实际轴径实际轴径d满足要求，合格。满足要求，合格。 2）滚动轴承的校核）滚动轴承的校核 已知条件：轴承型号已知条件：轴承型号62 ，轴承径向载荷，轴承径向载荷FrFn/2，载，载荷变化不大，使用荷变化不大，使用10年，两班制工作，每周年，两班制工作，每周5天工作制，每班天工作制，每班8小时，转速小时，转速nn低速轴低速轴。 校核计算：（参考校核计算：（参考机械设计基础机械设计基础P283例例16-3） a）计算使

22、用小时数）计算使用小时数 Lh102502840000 h b）求当量动载荷）求当量动载荷 PFr22 c）校核基本额定动载荷）校核基本额定动载荷 查查机械设计基础机械设计基础表表16-9得得 fp1.2 ，温度变化不大，温度变化不大， 查表查表16-8得得ft1.0，得，得N )L10n60(0 . 1P2 . 1)L10n60(fPfC31h631h6tpr 所选轴承基本额定动载荷所选轴承基本额定动载荷Cr大于计算值，合格。大于计算值，合格。 3）齿轮键连接的校核）齿轮键连接的校核 已知条件：键的尺寸，键宽已知条件：键的尺寸，键宽b，键高，键高h，键长，键长L，传递转矩，传递转矩TT低速轴

23、低速轴，齿轮配合轴径，齿轮配合轴径d。 校核计算：（见校核计算：（见机械设计基础机械设计基础P158） a）计算键工作长度）计算键工作长度 lLb mm b）校核挤压应力）校核挤压应力 aPMP dhlT4 查查机械设计基础机械设计基础表表10-10得许用值得许用值p120MPa ，pp， 所选键合格。所选键合格。23 4.完成低速轴部装图草图完成低速轴部装图草图 （见（见课程设计课程设计P28P40） 1）齿轮结构设计）齿轮结构设计 （见（见课程设计课程设计P189P190） 2）画滚动轴承）画滚动轴承 （见（见课程设计课程设计P67表表9-4） 3）画轴承端盖）画轴承端盖 （见（见课程设计

24、课程设计P133表表14-1） 4）画密封件）画密封件 （见（见课程设计课程设计P144表表15-8） 5）画螺钉联接）画螺钉联接2425 六六. 完成减速器低速轴部件装配图设计完成减速器低速轴部件装配图设计 1.绘制与加深装配图（见绘制与加深装配图（见课程设计课程设计P40） 注意相邻不同零件剖面线方向应不同。注意相邻不同零件剖面线方向应不同。 2.标注主要尺寸和配合（见标注主要尺寸和配合（见课程设计课程设计P40P41） 配合：公称尺寸相同的轴类零件和孔类零件的接合。配合：公称尺寸相同的轴类零件和孔类零件的接合。 公差代号：公差代号：H7，F9/k6。 仿仿课程设计课程设计P198低速轴图

25、样标注，只改变其中尺寸，低速轴图样标注，只改变其中尺寸，无需改变公差代号。无需改变公差代号。 3.零件编号（见零件编号（见课程设计课程设计P43） 按样图。按样图。 4.编写技术要求（见编写技术要求（见课程设计课程设计P41P43） 仿样图。仿样图。 5.填写零件明细表及标题栏（见填写零件明细表及标题栏（见课程设计课程设计P43） 仿样图填写零件明细表。仿样图填写零件明细表。 标题栏在设计栏和制图栏填写自己姓名和日期，在比例标题栏在设计栏和制图栏填写自己姓名和日期，在比例栏填写比例。栏填写比例。 26*F9K6*n6*h6*H7/r6*H7*H7/h82143567891011121327*F9K6*n6*h6*H7/r6*H7*H7/h82143