機械設計基礎課程設計

1、機械設計基礎課程設計計算說明書設計題目 系 （院）班 級設 計 者指導教師 年月 日目錄1：課程設計任務書。12：課程設計方案選擇。23：電動機的選擇。34：計算總傳動比和分配各級傳動比。45:計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)。56：減速器傳動零件的設計與計算（1） V帶的設計與計算。8（2） 齒輪的設計與計算。13（3） 軸的設計與計算。177：鍵的選擇與校核。268：聯(lián)軸器的設計。289：潤滑和密封。2910：鑄鐵減速器箱體主要結構設計。3011：感想與參考文獻。32一、設計任務書設計條件設計帶式輸送機的傳動系統(tǒng)，采用帶傳動和一級圓柱出論減速器原始數(shù)據(jù)輸送帶有效拉力F5000N輸送帶工作速度V

2、m/s輸送帶滾筒直徑d450mm 工作條件兩班制工作，空載起動載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運轉，工作環(huán)境多塵；三相交流電源，電壓為380/220V。 使用期限及檢修間隔工作期限：8年，大修期限：4年。二傳功方案的選擇帶式輸送機傳動系統(tǒng)方案如圖所示：（畫方案圖）帶式輸送機由電動機驅動。電動機1將動力傳到帶傳動2，再由帶傳動傳入一級減速器3，再經聯(lián)軸器4將動力傳至輸送機滾筒5，帶動輸送帶6工作。傳動系統(tǒng)中采用帶傳動及一級圓柱齒輪減速器，采用直齒圓柱齒輪傳動。三計算及說明計算及說明 計算結果電動機的選擇電動機類型與結構形式的選擇對一般的機械運輸，選用Y系列三相異步電動機，安裝形式為臥式，機座帶底腳，

3、電壓380V。電動機型號的選擇電動機的功率根據(jù)已知條件由計算得知工作機所需有效功率 r/min 因:，則kw r/min 設：1聯(lián)軸器效率0.98（由表1-7）；kw傳動裝置的總效率 Pw工作機所需輸入功率 由電動機至運輸帶的傳動總效率為則工作機實際需要的電動機輸出功率為 kw計算及說明計算結果根據(jù)P0選取電動機的額定功率Pm ，使kw電動機的轉速r/min 因為V帶傳動比，齒輪傳動比，則 r/min kw由上述 Pm，nm 查表12-1得：選用Pm=11kw ，nm=970 r/min Y160L-6 電動機的型號為：Y160L-6 型電動機計算總傳動比和分配各級傳動比 傳動裝置的總傳動比

4、nm ：電動機的滿載轉速 nw ：工作機的轉速 分配各級傳動比 根據(jù)設計要求：ib<ig 故取 ib= 3.5 ，則ib=傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算傳動裝置從電動機到工作機有三軸，分別為、軸，傳動系統(tǒng)各軸的轉速、功率和轉矩計計算及說明計算結果算如下： 軸（電動機軸） 軸 （減速器高速軸） 軸 （減速器低速軸） 軸 （輸送機滾筒軸）將計算結果和傳動比及傳動效率匯總如表11表11 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)軸號電動機帶傳動圓柱齒輪傳動工作機軸軸 軸 軸轉速 nr/min970功率 pkw11轉矩 Tnm傳動比i1傳動效率計算及說明 計算結果 減速器傳動零件的設計與計算 V帶的設計與計算 計算

5、功率 PC kwKA：工況系數(shù)，查表的KA=P：電動機額定功率選取V帶型號根據(jù) kw 和小帶輪轉速，由圖8-10可知，工作點處于B,C型相鄰區(qū)域，取C型帶。小輪基準直徑dd1和大輪基準直徑dd2 希望結構緊湊，由表8-4并參考表8-2a，取dd1=224mm，選取=0.01，則大輪的基準直徑：mmn1: 軸轉速，n2軸轉速由表8-4取 dd2=800 mm，此時則從動輪的實際轉速為： r/min轉速誤差：，合適計算及說明計算結果驗算帶速m/s<25 m/s，合適初定中心距 因 mm mm 取 mm初算帶的基準長度L0mm由表8-1得，取 Ld=3550 mm實際中心距 中心距a可調整，則

6、 mm小帶輪包角 > 合適單根V帶所能傳遞的功率根據(jù)和dd1=224mm，查表8-2a，用插值法計算及說明計算結果 求得： kw單根V帶傳遞功率的增量傳動比，查表8-2b得： kw計算V帶的根數(shù)由表8-5可查得=，由表8-6可查得, 則取Z=3根，所用的V帶為C-3550×3作用在帶輪軸上的力 單根V帶的張緊力 查表8-8得q=0.30 /m,故 N 所以作用在軸上的力為： N帶輪結構設計 小帶輪的結構設計 由表12-3得，d0=42 mm計算及說明計算結果 由，故選腹板輪 V帶輪尺寸如下：大帶輪的結構設計 由 ，采用橢圓輻輪， ，計算及說明計算結果 ， ， 齒輪的設計與計算齒

7、面接觸強度計算：確定作用在小齒輪上的轉矩T1 kw r/min N·mm計算及說明 計算結果 選擇齒輪材料確定許用接觸應力為，根據(jù)工作要求，采用齒面硬度350 HBS 。 小齒輪選用45鋼，調質，硬度為 260 HBS 大齒輪選用45鋼，調質，硬度為 220 HBS 由表9-5的公式，可確定許用接觸應力，小齒輪： MPa大齒輪： MPa選擇齒寬系數(shù) 確定載荷系數(shù)K因齒輪相對軸承對稱布置，且載荷較平穩(wěn)，故計算中心距a選取齒數(shù)并確定模數(shù)取，取106，則計算及說明計算結果查表得9-1，取標準模數(shù) 齒輪幾何尺寸計算 小齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑： 大齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑： 中心距： 大

8、齒輪寬度 ：小齒輪寬度：因小齒輪齒面硬度高，為補償裝配誤差，避免工作時在大齒輪齒面上造成壓痕，一般應比寬些，?。捍_定齒輪的精度等級，齒輪圓周速度 m/s根據(jù)工作要求和圓周速度，由表9-3選用7級精度。齒輪彎曲強度驗算確定許用彎曲應力 根據(jù)表9-7可查得 計算及說明計算結果 MPa MPa查齒形系數(shù)，比較小齒輪，由表9-6查得： 大齒輪，由表9-6查得：，因>,則需要驗算小齒輪 驗算彎曲壓力 計算時應以齒寬代入，則MPa>安全結構設計因為，故選做為實心結構齒輪，因為，故選腹板結構的齒輪， 計算及說明計算結果 軸的設計與核算減速器高速軸的設計選擇材料與熱處理 選用45 鋼，調質，由表1

9、2-1得 毛坯直徑200，硬度217-255 HBS抗拉強度MPa,屈服強度MPa彎曲疲勞極限MPa 初算軸的最小直徑 ，并進行初步結構設計 由表12-2查得 取，最小直徑還要符合相配零件的孔徑（這里是V帶輪）標準尺寸，在此處開一鍵槽。，取確定軸的各段直徑 采用階梯軸，尺寸按由小到大，由兩端至中 央的順序確定。 a：外伸端（與V帶輪相連）取最小直徑 b：V帶輪定位軸肩高，故 c：安裝兩滾動軸承處的軸頸直徑同為 d：齒輪輪 與軸配合處直徑 計算及說明計算結果 e：軸環(huán)直徑 選擇軸承類型 由上述一系列直徑，查表6-1得軸承代號為 6310軸承蓋的設計 帶有密封件的軸承蓋，因為軸承外徑故 ， m由結

10、構確定計算及說明計算結果密封件的選擇：軸徑：軸各段的長度設計 箱蓋壁厚： 取 箱體內壁與齒輪端面應留有空隙 故取 小齒輪寬度，故取 軸環(huán)寬度 ， 軸承寬度 ， V帶輪寬度 ，取 擋油環(huán)： 選用脂潤滑： 螺栓選用的螺栓，故 計算及說明計算結果減速器低速軸的設計選擇材料與熱處理 選用45 鋼，調質，由表12-1得 毛坯直徑200，硬度217-255 HBS抗拉強度MPa,屈服強度MPa彎曲疲勞極限MPa 初算軸的最小直徑 ，并進行初步結構設計 由表12-2查得 取 ，最小直徑還要符合相配零件的孔徑（這里是聯(lián)軸器）標準尺寸，在此處開一鍵槽。，取 確定軸的各段直徑采用階梯軸，尺寸按由小到大，由兩端至中

11、 央的順序確定。 a：外伸端（與聯(lián)軸器相配）取最小直徑b：聯(lián)軸器定位軸肩高，故c：安裝兩滾動軸承處的軸頸直徑同為d：齒輪輪 與軸配合處直徑 e：軸環(huán)直徑 計算及說明計算結果 選擇軸承類型 由上述一系列直徑，查表6-1得軸承代號為 6315基本尺寸：安裝尺寸： 基本額定動載荷 kN，基本額定靜載荷 kN 軸承蓋的設計 帶有密封件的軸承蓋，故 則， m由結構確定 密封件的選擇：軸徑 擋油環(huán)的設計 計算及說明計算結果 選用脂潤滑 軸的各段長度初步設計 與齒輪相配的軸長為：105 mm 軸環(huán)的長度為：12.5 mm 左端軸承相配合軸長：49 mm 右端軸承相配合軸長：63.5 mm 與軸承蓋相配的軸長

12、：75 mm 與聯(lián)軸器相配的軸長：待定 校核軸的強度a：作用在軸上的載荷圓周力： kN 徑向力：kNb:決定支點反作用力及彎矩力矩： 水平面內： kN Nm 垂直面內： KN Nm 合成彎矩： Nm計算及說明 計算結果合成系數(shù)：當量彎矩： Nm計算危險截面C處的軸徑 因為截面C處有一鍵槽，故將直徑放大5% 即： 在結構草圖中此處d=80 mm > 53.5 mm 故 強度合適 低速軸的軸承校核：a：徑向載荷： KNb:軸向力：c：當量動載荷：查相關手冊可知，深溝球軸承6315的 KN KN 則 因 由表13-7得 KN d：計算必需的額定動載荷計算及說明計算結果 KN 強度合適e：求軸承

13、壽命 符合要求 鍵的選擇與校核 高速軸與帶輪連接鍵：鍵的基本尺寸的設定 因為 查表7-2 選取 軸 ， 鍵長L取 1.5d ，則 參照鍵長度系列選 L=56 mm，：鍵的強度校核： KN鍵的擠壓強度， MPa查表7-3得，不動的聯(lián)接 45鋼 載荷平穩(wěn) MPa， MPa 因為 ，符合條件計算及說明 計算結果高速軸與小齒輪連接鍵：鍵的尺寸確定： 因為，選擇，軸，取 ，：鍵的強度校核： MPa MPa ，低速軸與大齒輪處連接鍵：鍵的基本尺寸 MPa MPa ， 故符合要求低速軸與聯(lián)軸器的連接鍵因為 ，故選擇：，軸，取鍵長：，取，計算及說明 計算結果 聯(lián)軸器的設計選擇聯(lián)軸器的類型 由于電動機和減速器兩

14、端安裝時不易對中，以應用廣泛的彈性套注銷聯(lián)軸器。計算轉矩查表14-1，選工作情況系數(shù)K=1.4，代入 Nm選取聯(lián)軸器型號 查表8-5可知，由于軸徑為 選擇LT10型聯(lián)軸器 聯(lián)軸器校核 最大許用轉矩 最大許用轉矩 滿足要求 故上述設計的聯(lián)軸器長度可定為 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封，對保證軸承的正常工作 起著十分重要的作用。 由前面所述，軸承都用脂潤滑，齒輪都用油潤滑。：齒輪潤滑油的選用： 計算及說明 計算結果工業(yè)閉式齒輪油（GB5903-95）代號 運動黏度/（mm2/S） 傾點 閃點 主要用途40/100/ 適用于煤炭，L-ckc220 198-242 - -8 200 水泥，冶

15、金，工業(yè)部門大型閉式齒輪傳動裝置的潤滑。通用鋰基潤滑脂（GB7324-87）代號 滴點不低于 工作錐入度（25，150g） 主要用途 有良好的耐水性 和耐熱性，適用于溫ZL-2 175 265-295 在-20-120范圍內。 各種機械的滾動軸承 滑動軸承及其他摩 擦部分的潤滑。計算及說明 計算結果：密封 軸承蓋的密封 因為高速軸： 低速軸： 故 ，所以兩者都選用丁型無骨架橡膠油封。油封油封槽軸軸徑d1Dd1D1D0D2nH1高速軸4570446185100410低速軸70956986110125411項目鑄鐵減速器箱體主要結構設計名稱符號計算過程計算結果箱座壁厚一級0.025+188箱蓋壁厚

16、1一級0.025+188箱蓋凸緣厚度b1112箱座凸緣厚度b12箱座底凸緣厚度b220地腳螺釘直徑df0.036a+1222地腳螺釘數(shù)目na=268>250-5006軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d10.75 df16d1至外箱壁距離C1Cmin2222軸承旁凸臺半徑R1C220凸臺高度h外箱壁至軸承座端面距離l1C1+ C2+（5-10）50軸承端蓋高速軸外徑D2D+（5-5.5）d3215軸承端蓋低速軸外徑D2，165軸承旁聯(lián)接螺栓距離（高）S220軸承旁聯(lián)接螺栓距離（低）S，170軸承端蓋高速軸螺釘直徑d3（0.3-0.4）×209軸承端蓋低速軸螺釘直徑d3，10視孔蓋（）故，孔數(shù)n=4名稱符號計算過程計算結果定位銷直徑d（0.7-0.8）d210蓋與座聯(lián)接螺栓直徑d2（0.5-0.6）df12聯(lián)接螺栓d2的間距C150-200160d2至外箱壁距離C122d2至凸緣邊緣距離C220Df至外箱壁距離C122Df至凸緣邊緣距離C220鑄造過度尺寸X由表1-38得3Y15大齒輪頂圓與內箱壁距離116大齒輪頂圓與底座內壁距離1，30-5040齒輪端面與內壁距離（大）212齒輪端面與內壁距離（小）2，箱蓋，箱座助厚m118m8課程設計體會課程設計都需要刻苦耐勞，努力鉆研的精神。對于每一個事物都會有第一次的吧，而沒一個第一次似乎都必須經歷由感覺困難重重，挫折不斷到一步一