械设计基础课程设计说明书编写格式

1、机械设计基础课程设计设计说明书指导手册设计题目：学院系专业设计者：指导教师：年月日安徽工业大学目录11 .设计任务书22 .电动机的选择计算33 .传动装置高、低速轴的转速、转矩与效率计算4 .传动皮带和齿轮零件的设计计算5 .轴的设计计算6 .滚动轴承的选择与寿命计算7 .键联接的选择和验算8 .联轴器的选择- 2 -第 3 页2021-8-221.机械设计基础课程设计任务书16开复印课程设计题目：胶带运输机的传动装置设计课程设计内容：单级圆柱直齿轮减速器设计题号：:学号：已知条件见分配给每个学号的数据表：1 输送带工作拉力F=kN;2 输送带工作速度：V=m/s；允许输送带速度误差为

2、77;5%；3 滚筒直径D=mm;4 滚筒效率rw=0.96包括滚筒轴承的效率损失工作条件：见下表；设计工作量： 减速器装配图一张A1号图幅，绘三视图。注意图面布置，使其饱满均匀。技术特性、技术条件、标题拦书写必须标准；参考手册P250图19-4和P265图19-16,不同1斜齿轮变直齿轮，2轴承为深沟球轴承，3自己计算尺寸，主要检查齿轮中心矩a、总体尺寸、配合尺寸、明细表对应 零件工作图一张A3图幅高速轴轴齿轮，图中必需有齿轮参数表；参考手册P253图19-7,参数表只列到精度即可 设计说明一份正文5000字，约15页。工作条件工作期限10年每年300天检修期间隔3年-1 -第5页2021-

3、8-22工作条件两班工作载荷性质空载启动、单向连续运转、载荷平稳生产批量小批量生产动力来源三相交流电、电压220/380V指导教师签字：2.电动机的选择计算计算过程计算结果第10页-28 -2021-8-22计算滚筒的转速带式输送机的传动方案示意图见设计任务书。滚筒的转速为：nWr/min滚筒的直径和工作带的带速已知.滚筒转速计算如下：601000v,.nW-r/minD选择电动机的类型及同步转速因考虑带式输送机需要较大的转矩，而对转速要求不高，故选择电动机的步骤如下：选择电动机的类型因考虑工作条件为空载启动、单向连续运转、载荷平稳，所以选择三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，380V,Y系列，

4、同步转速确定为n0=r/min。同步转速为1500或1000计算传动装置的总效率参考手册P187传动装置的结构简图如设计任务书图。总效率的计算如下：_2_=VbgcW=传动总效率为：其中：VV带的传动的效率0.92；b对滚动轴承的效率0.99；闭式齿轮传动效率；0.98g弹性柱销联轴器的效率0.9995;cW滚筒的效率0.96。确定所需电机的功率kWFVPwkW1000PdPwPw工作机实际需要的输入功率,Pd 为工作机实际需要的电动机输入功率,kWo计算过程计算结果.确定电机的型号所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。因为滚筒的转速nW=r/min。拟选择同步转速n0=r/mi

5、n系列的电动机，由表12-1【2】2表示参考文献2,所使用机械设计课程设计手册选择Y系列三相电动机Ym型，其额定功率为pe=kw,满载转速nm=r/min。由表12-2、3、4、5【2】查得中心高H、轴伸尺寸E、键连接尺寸F。注意：1、小带轮的半径应该小于中心高H;2、小带轮的宽度应小于轴伸尺寸1520mm,这就要求带的根数不能太大。一般A型带34根，B型带23根。预留1520mm的空间是预留给拆卸带轮的扳手空间。参考手册P20图91617。选4极或6极，1000或1500转的，并尽量选择1500转。电机型号为：Y M 型；额定功率为：Pe =kW;满载转速：nm = r / min。中心高H

6、 = mm轴伸尺寸 E =mm键连接尺寸 F =mm。3、键连接尺寸应该和高速轴键槽相应。3.传动装置的运动和动力参数计算计算过程计算结果根据表2-2.1和各级传动间的尺寸协调、结构均匀，满足iV < i。，所以V带和减速器分配如下： gi v = 24 ,最大是7 ; i =35,最大为8 ,并且最g好使得齿数互质。根据总的传动比及各级传动比的分配，计算各轴的转速如下:电机：nmr / min ；nm iv功率KW转矩(N M)电机P1 P额定八 -PdT1 Td = 9550 nm高速轴P2P1带传动T2Bi带传动低速轴F3P2轴承齿轮T3Tzi2轴承齿轮滚筒表3-1各轴的输入功率和

7、转矩r/min ；r / min ；r / min。i的计算n5=nw各轴的转速计算减速器高速轴：ng1减速器低速轴：ng2=滚筒的转速：nW=各轴的输入功率和转矩总传动比i:i=各级传动比分配：iv=ig=注意：1、带设计好后，检验传动误差是否超标。否则，就要对初设传动比进行修正，主要是调整大小带轮直径。2、齿轮设计完了后，检验总的传动误差是否超标允许输送带速度误差为±5%。3、假设提高传动装置精度，则需要在带设计完后进行本节计°4、功率和转矩的计算理论上是按照实际需要功率进行计算，但是实际生产和使用中，为了使所设计的传动装置具有一定的超载能力，此处按额定功率和额定转矩计

8、算。4.传动零件设计计算计算过程计算结果4.1减速器以外传动零件的设计计算电机传动形式的选择从传动的形式和经济效性考虑，确定由电动机传动V带，所以V带选择由电动机传动轮的小带轮转速ng1nmr/min。计算功率并选取V带型号根据工况确定工况系数.工作班制为2班制，工作时间W16小时载荷平稳根据表8-31查得ka=，故PcKaPkW根据FC=kW和小带轮转速ng1=r/min,由图8-101可知，工作点处于型相邻区之间，可取最后择优选用。本设计为减少带的根数，现取型和型分别计算,型带。确定带轮的基准直径与带速验算根据所选电机的型号可知，电机中心高mm,又传动比确定为八,所以小带轮的直径ddi取为

9、mm。根据小带轮的直径，确定大带轮的直径,滑动率为0.0151参考教材P147例确定V带的截型:V带的带型为型.大带轮的直径dd2iVdd1（1_）1确定小带轮直径：由表8-41取dd2mm。dd1mm此时从动轮实际转速02大带轮直径半径转速误差<5% ,合适。根据公式：viddin1 1 m/s60 100060 1000符合设计要求：5m/s v125m/s初定中心矩a00.7(dd1 dd2)<a0 <2(dd1 dd2)2现根据结构要求，取 a0mm一般小于减速器中心tWj：dd2mm注意：因为整个传动装置允许的传动误差为5%,所以齿轮齿数圆整就要和此处能够相消一部分

10、误差。注意：假设带速没有在此范围内，应重新进行设计。主要是调整带轮直径或者重新选择电动机或重新进行传动比的分配。计算过程计算结果初算带的基准长度L0Lo2a0(dd22ddi)2(dd2ddi)4aomm由表81i,选取带的基准长度Ldmm。实际中心矩和小带轮包角中心矩可调整，则LdL0aa0=mm2小带轮包角：0dd2ddi_01180d2d157.3a=V带传动的中心距为：=，大于120°,能满足要求。单根V带所能传递的功率p0和增量p0根据n1=r/min和dd1=mm查表82a1,用插值法求得p0=kW。已知型V带，小带轮转速n1nmr/min，传动比iv,查表82b1得：p

11、0=kWo计算V带的根数由表8_51查得Ka=；由表8_61查得Kl=，故Bz=根。所采用得V带为作用在带轮轴上的力由式8171求单根V带的张紧力确定V带的根数：Z=A型带不多于4根，B型带不多于3根。V带型号：例如：B-1600X3计算过程计算结果2.5Fo500(K八巳2,1)qv1式中q-V带每米的重量zv查表8-81得q=kg/m带的张紧力F。:Fo=N,F0所以作用在轴上的力为一一一a1F2zF0sin2带轮的结构和尺寸设计小带轮的尺寸，基准直径为作用在轴上的力F=N参照表以及表电机的外型及安装尺寸可知:轴伸直径:轴伸长度:中心高:型电机的基本尺寸为:所以小带轮的轴孔直径毂长应小于根

12、据以上参数及表,确定小带轮的结构为辐板轮，轮槽尺寸及轮宽按表计算,并参照图V带轮的典型结构,得到如图的简图。其中小带轮的各尺寸如表4-1。表4-1:小带轮的基本尺寸课程设计A必有带轮设计，课程设计B,可没有此项设计。小带轮的基本尺寸：如表4-1、图4-1。参考教材141P143图表。大带轮的基本尺寸：如表4-2、图4-2 。大带轮的尺寸计算方法同小带轮：大带轮的基准直径。其结构简图如图4-2。、大带轮的各尺寸如表4-2。表4-2:大带轮的基本尺寸计算过程计算结果硬度可调a 48(i 1)3注意：1、所选取模数必须大于计算模数，假设想调小模数，需要对之前的设计数据进行调整。2、当m为小数时，Z2

13、尽量取偶4.2减速器内的零件设计选择齿轮材料、确定许用接触应力根据工作要求，采用齿面硬度<350HBs小齿轮选用45钢，调质，硬度为260HBS;小齿轮选用45钢，调质，硬度为220HBS;由表951的公式，可确定许用接触应力h:小齿轮H1=380+0.7HBS=X260=562MPa大齿轮H2=380+0.7HBS=X220=534MPa选择齿数和齿宽系数由于减速器是闭式传动，可选取a=，考虑加工和制造方便，取齿宽系数a=O确定载荷系数k因齿轮相对轴承对称布置，且载荷角平稳，故取k=计算中心距aKT1.2iaHmm选择齿数并确定模数取Z1=20,40，则Z2iz1=。与乙互质。2am=

14、mmZiZ2取标准模数表911，m=mm。齿轮几何尺寸计算小齿轮分度圆直径及齿顶圆直径d1Z1mmmda1d12mmm大齿轮分度圆直径及齿顶圆直径d2Z2mmmda2d22mmm中心距：ad1d22大齿轮宽度b2aa=o3、m=mmd1=mmmmdai=mmmmd2=mmda2=mma=mm应调整为5的倍数，至少应是整数。b1=mmb2=mm计算过程计算结果小齿轮宽度因小齿轮齿面硬度高，为补偿装配误差，防止工作时在大齿轮齿面上造成压痕，一般灯应比b2宽些，取b1=b1+5=mm确定齿轮精度等级齿轮圆周速度m/ sdinivi601000或v2d2 n260 1000m/s根据工作要求和圆周速度

15、，由表9-31选用级精度。齿轮弯曲强度验算1、确定许用弯曲应力根据表9-7111查得f11400.2HBS1400.2260190MPa齿轮精度等级:f21400.2HBS1400.2220184MPa2、查齿形系数Yf，比较Yf/F小齿轮乙=,由表9-61查得YF1=；小齿轮Z2=,由表9-61查得Yf2=。YF1=F1YF2=F2因Ji上且，所以应验算齿轮。F1F23验算弯曲应力计算时应以齿宽b2带入，则2KTiYfi人F1六一一MPa<192MPa,安全。2bz1m52KT?Yf2-或F22MPa<184MPa,好。bz2m经强度校验，齿轮轮齿满足弯曲强度要求。齿轮机构见手册

16、P163表11-6计算过程计算结果4-3轴的设计计算1减速器高速轴的设计选取轴的材料因为该轴无特殊要求且精度要求较，所以选取45钢,执L八、处理，由表12-21查得C=估算最小轴径按扭转强度式估算最小轴径Pnmm由于V带轮配合段直径处有一键槽，应增大3%按轴的标准调整d=高速轴的结构设计、受力分析及强度校验根据V带轮的大小，初选轴承为62型，则高速轴基本尺寸如图4-3所示:按照以上的轴的结构，画出轴的计算简化式:如图4-4所示：1、低速轴6段，高速轴5段即可。2、进行轴的设计必须先计算部分箱体主要结构尺寸铸造说明书附表手册P158表11-1、2、3、4、53、在估算最小轴径后，为确定轴向尺寸，

17、一般在此时需要初绘装配底图1P205图16-4,中心线，一由齿轮径向力Fr和V带压轴力F引起的垂直面弯矩图MV由齿轮圆周力引起的水平面弯矩图MH轴的扭矩图T合成弯矩图M=,MV2+MH2当量弯矩图Me=M2+(T)2确定危险截面,处。根据当量弯矩图，弯矩的危险截面位于图中弯矩最大项目计算过程计算结果第25页-29 -2021-8-22经过有关计算，高速轴满足要求。经过有关计算，低速轴满足要求。低速齿轮键的选择：A型圆头普通平键，标记例如：GB/T 1096 键 16X10 X100由表查得d0.1-1bmm根据高速轴的结构简图可知，该齿轮轴中齿轮的齿根圆直径为，满足要求。低速轴的结构设计、受力

18、分析及强度校验略课程设计A必须有此项设计。课程设计B可省略此项设计4-4滚动轴承的选择由于高速轴选用深沟球轴承低速轴选用深沟球轴承4-5键的选择与校核-，键选为A型圆头普通平键大带轮与高速轴连接键：因轴径d为，所以查表7-21的键的基本尺寸为：bhttil其中l1.5d,可比轴上零件的轮毂短些。根据轴的尺寸和齿轮材料为钢材，按轻微冲击载荷，查表7-31得p=。键连接挤压强度校核：2FtPhls键连接的剪切强度校核：匚bls键的强度足够，键连接安全。大齿轮与低速轴连接键：同上小带轮与电机轴连接键：同上低速轴与联轴器连接键：同上4-6联轴器的选择根据低速轴的扭矩要求，查表可知，选择联轴器为HL3型弹性柱销联轴器，其基本尺寸如下：联轴器的选择:第10页-31 -2021-8-225其他零件设计计算过程计算结果第28页-32 -2