機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書編寫格式綜述

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書（指導(dǎo)手冊）設(shè)計(jì)題目學(xué)院系專業(yè)設(shè)計(jì)者：指導(dǎo)教師：年 月 日安徽工業(yè)大學(xué)目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)書 22. 電動機(jī)的選擇計(jì)算 33. 傳動裝置高、低速軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩與效率計(jì)算4. 傳動皮帶和齒輪零件的設(shè)計(jì)計(jì)算5. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算6. 滾動軸承的選擇與壽命計(jì)算7鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算8.聯(lián)軸器的選擇參考文獻(xiàn)第2 頁- 3 -2019-4-10第3 頁- 3 -2019-4-101.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書（16開復(fù)印）課程設(shè)計(jì)題目：膠帶運(yùn)輸機(jī)的傳動裝置設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：單級圓柱直齒輪減速器帀設(shè)計(jì)題號：姓名：學(xué)號：已知條件（見分配給每個(gè)學(xué)號的數(shù)據(jù)表）：1輸送帶工作拉力F=kN ;2

2、輸送帶工作速度:V =m/s;（允許輸送帶速度誤差為5% );3滾筒直徑D =mm;4滾筒效率nw=0.96 （包括滾筒軸承的效率損失）工作條件：見下表;設(shè)計(jì)工作量： 減速器裝配圖一張（A1號圖幅，繪三視圖。注意圖面布置，使其飽滿均勻。技術(shù)特性、技術(shù)條件、標(biāo)題攔書寫必須規(guī)范）；（參考手冊P260圖20-4和P275圖20-16 ,不同1斜齒輪變直齒輪，2軸承為深溝球軸承，3自己計(jì)算尺寸，主要檢查齒輪中心矩a、總體尺寸、配合尺寸、明細(xì)表對應(yīng)） 零件工作圖一張（A3圖幅高速軸軸齒輪，圖中必需有齒輪參數(shù)表）；（參考手冊P263圖20-7，參數(shù)表只列到精度即可） 設(shè)計(jì)說明一份（正文 5000字，約15

3、頁）。第32頁-14 -2019-4-10工作條件工作期限10年（每年300天）檢修期間隔3年工作條件兩班工作載荷性質(zhì)空載啟動、單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷平穩(wěn)生產(chǎn)批量小批量生產(chǎn)動力來源三相交流電、電壓220/380V指導(dǎo)教師（簽字）：2.電動機(jī)的選擇計(jì)算計(jì)算結(jié)果計(jì)算過程2.1選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速2.1.1計(jì)算滾筒的轉(zhuǎn)速帶式輸送機(jī)的傳動方案示意圖見設(shè)計(jì)任務(wù)書。滾筒的轉(zhuǎn)速為：rw =r/min 滾筒的直徑和工作帶的帶速已知滾筒轉(zhuǎn)速計(jì)算如下：60 “000 ,. nw = = r / m inD222選擇電動機(jī)的類型及同步轉(zhuǎn)速因考慮帶式輸送機(jī)需要較大的轉(zhuǎn)矩，而對轉(zhuǎn)速要求不高，故選擇電動機(jī)的步驟如下： 選擇電動機(jī)

4、的類型因考慮工作條件為空載啟動、單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷平穩(wěn)，所以選擇三相異步電動機(jī)，封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，380V , Y系列，同步轉(zhuǎn)速確定為n0 =r/min。（同步轉(zhuǎn)速為1500 或 1000 ） 計(jì)算傳動裝置的總效率（參考手冊P187 ）傳動裝置的結(jié)構(gòu)簡圖如設(shè)計(jì)任務(wù)書圖?？傂实挠?jì)算如下：2匸一 VbgcW其中： V V帶的傳動的效率（0.96 ）;對滾動軸承的效率(0.99 );傳動總效率為:閉式齒輪傳動效率;(0.98 )c 彈性柱銷聯(lián)軸器的效率（0.995 ）;W 滾筒的效率（0.96 ）。 確定所需電機(jī)的功率FVPwkW =（kW）1000Pw 工作機(jī)實(shí)際需要的輸入功率，kW ,Pd 為

5、工作機(jī)實(shí)際需要的電動機(jī)輸入功率，kW。計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果 .確定電機(jī)的型號所選電動機(jī)的額定功率應(yīng)該等于或稍大于工作要求的功率。因?yàn)闈L筒的轉(zhuǎn)速nW =r / min。擬選擇同步轉(zhuǎn)速 n0 =r/min系列的電動機(jī)，由表12-1【2】（2表示參考文獻(xiàn)2，所使用機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊） 選 擇丫系列三相電動機(jī) 丫 M 型，其額定功率為 Pe = kW,滿載轉(zhuǎn)速nm = r / min。由表12-2、3、4、5【2】查得中心高H、軸伸尺寸E、鍵連接尺寸F。 注意：1、小帶輪的半徑應(yīng)該小于中心高H ;2、 小帶輪的寬度應(yīng)小于軸伸尺寸1520mm，這就要求帶的根數(shù)不能太大。 一般A型帶34根，B型帶23根。預(yù)

6、留15 20mm的空間是預(yù)留給拆卸帶輪的扳手空間。參考手冊P20圖91617。選4極或6極，1000或1500轉(zhuǎn)的，并盡量選擇1500轉(zhuǎn)。電機(jī)型號為：丫 M 型；額定功率為：Pe =kW；滿載轉(zhuǎn)速：nm 二 r / min。中心高H = mm軸伸尺寸 E =mm鍵連接尺寸 F =mm。3、鍵連接尺寸應(yīng)該和高速軸鍵槽相應(yīng)。計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果3.傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算第9頁-# -2019-4-103.1總傳動比i的計(jì)算nm總傳動比i-:=各級傳動比分配:3.2各級傳動比的分配根據(jù)表2-2.1和各級傳動間的尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)均勻，滿足iV ig，所以V帶和減速器分配如下:i v =24，最大是7

7、; i g = 35，最大為8，并且最好使得齒數(shù)互質(zhì)3.3傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)的計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算根據(jù)總的傳動比及各級傳動比的分配，計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速如下:電機(jī)：nm = r / min ；減速器高速軸： n1=旦=r/min ；iv減速器低速軸：ng2 = r / min ；滾筒的轉(zhuǎn)速：nW =r / min。各軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩、功率（KW）轉(zhuǎn)矩(N M)電機(jī)R = P額定T, =Td = 9550_Pd-nm高速軸P2 - P帶傳動T2 - T/v帶傳動低速軸P3 = R軸承齒輪T3 =T2igH軸承齒輪表3-1各軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩iv =Ig1、帶設(shè)計(jì)好后，檢驗(yàn) 傳動誤差是否超標(biāo)。 否

8、則，就要對初設(shè)傳 動比進(jìn)行修正，主要 是調(diào)整大小帶輪直 徑。2、齒輪設(shè)計(jì)完了后， 檢驗(yàn)總的傳動誤差是 否超標(biāo)（允許輸送帶 速度誤差為5% ）。3、若提高傳動裝置精 度，則需要在帶設(shè)計(jì) 完后進(jìn)行本節(jié)計(jì)算。第32頁-38 -2019-4-104、功率和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 理論上是按照實(shí)際需 要功率進(jìn)行計(jì)算，但 是實(shí)際生產(chǎn)和使用 中，為了使所設(shè)計(jì)的 傳動裝置具有一定的 超載能力，此處按額 定功率和額定轉(zhuǎn)矩計(jì) 算。4.傳動零件設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算結(jié)果計(jì)算過程4.1減速器以外傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算電機(jī)傳動形式的選擇從傳動的形式和經(jīng)濟(jì)效性考慮，確定由電動機(jī)傳動V帶，所以V帶選擇由電動機(jī)傳動輪的小帶輪轉(zhuǎn)速 n“ = nm二r

9、/min。計(jì)算功率并選取V帶型號根據(jù)工況確定工況系數(shù) 工作班制為2班制.工作時(shí)間W16小時(shí)載荷平穩(wěn)根據(jù)表8-3 1 查得K A =，故巳=KaR= kW根據(jù)巳=kW和小帶輪轉(zhuǎn)速ng1 =知，工作點(diǎn)處于型相鄰區(qū)之間，可取最后擇優(yōu)選用。本設(shè)計(jì)為減少帶的根數(shù)，現(xiàn)取r/min，由圖8-10可型和型分別計(jì)算， 型帶。參考教材P147例題1。確定帶輪的基準(zhǔn)直徑與帶速驗(yàn)算根據(jù)所選電機(jī)的型號可知，電機(jī)中心高H為確定為iv二 ，所以小帶輪的直徑 dd1取為mm，又傳動比mm。根據(jù)小帶輪的直徑，確定大帶輪的直徑，滑動率；為0.015.大帶輪的直徑 dd2 =iVdd1（1_E） 1= 由表 8-4 1取 dd2

10、=mm。此時(shí)從動輪實(shí)際轉(zhuǎn)速 n2 :-確定V帶的截型：V帶的帶型為 型確定小帶輪直徑：dd1 = mm大帶輪直徑（半徑轉(zhuǎn)速誤5%，合適。般小于減速器中兀dd1 nj兀 x x根據(jù)公式：vi _=二 m/s60燈00060如000符合設(shè)計(jì)要求：5m/s遼Vj 25m/s初定中心矩a0.7(ddi dd2)Wa W2(ddi dd2)2現(xiàn)根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，取 a = mm心高)：dd2 二 mm注意：因?yàn)檎麄€(gè)傳 動裝置允許的傳動 誤差為5% ,所以齒 輪齒數(shù)圓整就要和 此處能夠相消一部 分誤差。注意：若帶速沒有 在此范圍內(nèi)，應(yīng)重 新進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要 是調(diào)整帶輪直徑或 者重新選擇電動機(jī) 或重新進(jìn)行傳動比

11、的分配。計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果 初算帶的基準(zhǔn)長度 LoLo仏02(dd2ddi)(dd2 -ddi)4aomm由表8 1，選取帶的基準(zhǔn)長度 Ld = mm。 實(shí)際中心矩和小帶輪包角中心矩可調(diào)整，則丄 Ld _ Loa a0= mm2小帶輪包角：o dd_ddio=180 - d2 d1 57.3a，大于120，能滿足要求。V帶傳動的中心距為： 單根V帶所能傳遞的功率 po和增量:po根據(jù)n1 =r/min和dd1 = mm查表8 2a1，用插值法求得 po = kW。已知 型V帶，小帶輪轉(zhuǎn)速=nm二r/min，傳動比J 二,查表 8 2b 1得：邛0 = kW。 計(jì)算V帶的根數(shù)Z 、（P：P）KaK

12、L由表8 51查得Ka =;由表8-61查得Kl = ，故Z 二取z= 根。所采用得V帶為。 作用在帶輪軸上的力確定V帶的根數(shù)：Z =（A型帶不多于4根，B型帶不多于3根。）V帶型號：（例如：B 1600X3）計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果由式（8 17）1求單根V帶的張緊力Fo = 500（ - 1 + qv 1（式中q-V帶每米的重量）KaZV查表8 8得q =kg/m，故Fo 二= N所以作用在軸上的力為a1F = 2zFo sin=N一 2 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)小帶輪的尺寸，基準(zhǔn)直徑為參照表以及表電機(jī)的外型及安裝尺寸可知：型電機(jī)的基本尺寸為：軸伸直徑：；軸伸長度：；中心高：；所以小帶輪的軸孔直徑，轂

13、長應(yīng)小于。根據(jù)以上參數(shù)及表，確定小帶輪的結(jié)構(gòu)為輻板輪，輪槽尺寸及帶的張緊力F0：F0=N作用在軸上的力Ft =NV帶輪的典型結(jié)構(gòu),輪寬按表計(jì)算，并參照圖得到如圖的簡圖。其中小帶輪的各尺寸如表4-1。課程設(shè)計(jì)A必有 帶輪設(shè)計(jì)，課程設(shè) 計(jì)B,可沒有此項(xiàng) 設(shè)計(jì)。小帶輪的基本尺寸：如表4-1、圖4-1。參考教材 141 P143圖表。表4-1 :小帶輪的基本尺寸大帶輪的尺寸計(jì)算方法同小帶輪：大帶輪的基準(zhǔn)直徑。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖4-2。大帶輪的各尺寸如表 4-2。大帶輪的基本尺寸：如表4-2、圖4-2。計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果表4-2 :大帶輪的基本尺寸4.2減速器內(nèi)的零件設(shè)計(jì) 選擇齒輪材料、確定許用接觸應(yīng)力根據(jù)工

14、作要求，采用齒面硬度 350HBS硬度可調(diào)小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為 260HBS ;小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為 220HBS ;由表9 5的公式，可確定許用接觸應(yīng)力Lt 1：小齒輪 tH 1 = 380 + 0.7HBS = 380 + 0.7 X260 = 562MPa大齒輪 tH 】2 = 380 + 0.7HBS = 380 + 0.7 X220 = 534MPa選擇齒數(shù)和齒寬系數(shù)由于減速器是閉式傳動，可選取-a =,考慮加工和制造方便，取齒寬系數(shù)=確定載荷系數(shù)k因齒輪相對軸承對稱布置，且載荷角平穩(wěn)，故取k =KT1計(jì)算中心距aa =48(imm選擇齒數(shù)并確定模數(shù)取 Zi =

15、( 20 , 40 )，貝U Z2 = iZi =。與Zi互質(zhì)o2aZi z2mm1、所選取模數(shù)必 須大于計(jì)算模數(shù)， 若想調(diào)小模數(shù)，需 要對之前的設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。2、當(dāng)m為小數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)（表9 1i）, m = mm 。齒輪幾何尺寸計(jì)算小齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑時(shí)，Z2盡量取偶d Z1 m 二 mm da1 = d1 2m = mm大齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑d2 = Z2 m = mm da2 = d2 2m = mm中心距：ad1 d22mm大齒輪寬度b2 = a a =mm數(shù)。3、m =mmd1 =mmda1 =mmd2 =mmda2 = mm a = mmb1 =mmb2 =mm

16、圓整為整數(shù)計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果小齒輪寬度因小齒輪齒面硬度高，為補(bǔ)償裝配誤差，避免工作時(shí)在大齒輪齒面上造成壓痕，一般bi應(yīng)比b2寬些，取b1 = b1 + 5 = mm確定齒輪精度等級齒輪圓周速度m/ s二d1n1V1 一 60 1000兀 d2 n2 或v260 1000根據(jù)工作要求和圓周速度，由表齒輪彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算=m/s9-3選用級精度。1、確定許用彎曲應(yīng)力根據(jù)表9-7【1】查得齒輪精度等級:!十 1 =140 0.2HBS =140 0.2 260 = 190MPa !十 2 =140 0.2HBS =140 0.2 220 = 184MPa 2、查齒形系數(shù)Yf ,比較Yf八十1小齒輪z(=

17、，由表9-6查得YF1 =;小齒輪z2 =，由表9-6查得YF2 =。齊1 _KT =KT =y y因廠已，所以應(yīng)驗(yàn)算 齒輪。1 F 1F 23、驗(yàn)算彎曲應(yīng)力計(jì)算時(shí)應(yīng)以齒寬b2帶入，則2KT1YF1F12bm=MPa192 MPa安全 ，安全。亠2小2斗2或：-F22=MPa184 MPa，安全。bz2m2經(jīng)強(qiáng)度校驗(yàn)，齒輪輪齒滿足彎曲強(qiáng)度要求。齒輪機(jī)構(gòu)見手冊P163 表 11-6計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果4-3軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）減速器高速軸的設(shè)計(jì)選取軸的材料因?yàn)樵撦S無特殊要求且精度要求較，所以選取45鋼,處理），由表12-2查得C =估算最小軸徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度式估算最小軸徑dmm由于V帶輪配合段直徑處有一鍵

18、槽，應(yīng)增大3%按軸的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整d =高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、受力分析及強(qiáng)度校驗(yàn)根據(jù)V帶輪的大小，初選軸承為62型，則高速軸基本尺寸如圖4-3所示:按照以上的軸的結(jié)構(gòu)，畫出軸的計(jì)算簡化式:如圖4-4所示：1、低速軸6段，高 速軸5段即可。2、進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)必 須先計(jì)算部分箱體 主要結(jié)構(gòu)尺寸（鑄 造）（說明書附表）（手冊P158表11-1、2、3、4、5）3、在估算最小軸徑后，為確定軸向尺寸，一般在此時(shí)需要初繪裝配底圖1（P205 圖 16-4 ,中心線，t） 由齒輪徑向力 Fr和V帶壓軸力F引起的垂直面彎矩圖 mv 由齒輪圓周力引起的水平面彎矩圖M H 軸的扭矩圖T合成彎矩圖M = M V2 + M H當(dāng)

19、量彎矩圖M e = , M 2 + C T)2確定危險(xiǎn)截面，根據(jù)當(dāng)量彎矩圖，彎矩的危險(xiǎn)截面位于圖中彎矩最大 處。項(xiàng)目計(jì)算過程計(jì)算結(jié)果第25頁-39 -2019-4-10經(jīng)過有關(guān)計(jì)算，咼速軸滿足要求。經(jīng)過有關(guān)計(jì)算，低速軸滿足要求。低速齒輪鍵的選擇：A型圓頭普通平鍵，標(biāo)記示例：GB/T 1096 鍵 16X10 X100由表 查得d廠Me”04 Jb二 mm根據(jù)高速軸的結(jié)構(gòu)簡圖可知，該齒輪軸中齒輪的齒根圓直徑為，滿足要求。 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、受力分析及強(qiáng)度校驗(yàn)（略）（課程設(shè)計(jì)A必須有此項(xiàng)設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)B可省略此項(xiàng)設(shè)計(jì)）4-4滾動軸承的選擇由于高速軸選用深溝球軸承低速軸選用深溝球軸承4-5鍵的選擇與校核鍵選為A型圓頭普通平鍵大帶輪與高速軸連接鍵：因軸徑d為 ，所以查表7-2 1的鍵的基本尺寸為:b h =t -ti 二l 二（其中丨:1.5d，可比軸上零件的輪轂短些。）根據(jù)軸的尺寸和齒輪材料為鋼材，按輕微沖擊載荷，查表7-3 1得匚PL。鍵連接擠壓強(qiáng)度校核:2FtJ P 二his鍵連接的剪切強(qiáng)度校核:Ft= =bls鍵的強(qiáng)度足夠，鍵連接安全。根據(jù)低速軸的扭矩要求，查表可知，選擇聯(lián)軸器為HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其基本尺寸如下:聯(lián)軸器的選擇:大齒輪與低速軸連接鍵：（同上）小帶輪與電機(jī)軸連接鍵：（同上）低速軸與聯(lián)軸器連接鍵：（同上）4-6聯(lián)軸器的選擇第32頁-43 -20