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1、机械设计基础课程设计说明书撰写说明一课程设计说明书内容封面附件 1目录小标题、页码摘要1、设计题目包括1.机器的功能、工作条件及设计要求 2. 原始数据 2、传动系统方案的拟订对方案的简要说明及传动装置简图3、原动机的选择、传动系统的运动及动力参数包括电动机的功率及转速、型号；总传动比及分配各级传动比；各轴的转速、功率及转矩的选择与计算4、传动零件的设计计算5、轴的设计计算初估轴径、结构设计及强度校核6、键联接的选择计算7、滚动轴承的类型、代号选择及寿命计算8、联轴器的选择9、箱体设计主要结构尺寸的设计与计算10、传动装置的润滑密封的选择润滑及密封的方式、润滑剂的牌号等11、设计小结设计体会、
2、设计的优、缺点及改良意见等12、参考资料目录资料的统一编号“” 、书名、作者、出版单位、出版年月二说明书撰写标准及要求1说明书中的计量单位、制图、制表、公式、缩略词和符号应遵循国家的有关规定。2封面用电子文本打印3设计说明书要按照设计过程编写，要求结构思路清晰，论据充分、思路清晰、论述简明、书写公正。4说明书的计算部分应列出计算所用公式，并代入相应的数据，最后的计算结果应标明单位，写出简短的结论及说明，但不用写出非常详细的计算过程。5为了清楚的书写设计内容，设计说明书中应附有必要的简图，如：机构运动简图、轴的结构简图、轴的受力分析、弯、扭矩图等。6所引用的计算公式和数据应注明出处注出参考资料的
3、统一编号“” 、页数、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页公式号或表号等。7说明书要求用 A4 纸排版，对每一单元的内容，都应有大小标题，且清晰醒目。主要的参数、尺寸和规格以及主要的计算结果可写在纸张右侧已留出的长条框中。最后加上封面装订成册，封面的格式见样本，说明书的书写格式如下表所示。上下左右各留 20mm设计计算说明书的书写格式计算项目及内容主要结果6 轴的设计计算6.2 减速器低速轴的设计6.2.4 轴的计算简图图7-2b 从动齿轮的受力，根据前面计算知圆周力Ft2=Ft1=2252N 径周力Fr2=Fr1=8
4、31N 轴周力Fa2=Fa1=372N 链轮对轴的作用力，根据前面计算知QR=4390N 低速轴的空间受力简图，如图7-2b所示。6.2.5 求垂直面内的支承反力，作垂直面内的弯矩图0BM, 2122tFlllRAY11265454542252N 0Y, 1126112622522YAtYBRFRN 求 C 点垂直面内的弯矩608005411261lRMAYCYNm 作垂直面内的弯矩图，如图7-2d所示。30mm Ft2=2252N Fr2= 831N Fa2=372N QR=4390N RAY=1126N RBY=1126N 传动件设计计算1 选精度等级、材料及齿数1 材料及热处理；选择小齿
5、轮材料为40Cr调质，硬度为 280HBS ，大齿轮材料为 45 钢调质，硬度为 240HBS ，二者材料硬度差为40HBS 。2 精度等级选用 7 级精度；3 试选小齿轮齿数 z120，大齿轮齿数 z2100的；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页4 选取螺旋角。初选螺旋角14 2按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算按式 1021试算，即dt 1 确定公式内的各计算数值1 试选 Kt1.6 2 由图 1030 选取区域系数 ZH 2.433 3 由表 107 选取尺宽系数
6、d1 4 由图 1026 查得 10.75，20.87 ，则 12 1.62 5 由表 106 查得材料的弹性影响系数ZE189.8Mpa 6 由图 1021d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1600MPa ；大齿轮的解除疲劳强度极限Hlim2550MPa ；7 由式 1013 计算应力循环次数N160n1jLh6019212830053.3210e8 N2N1/56.64107 8 由图 1019 查得接触疲劳寿命系数KHN1 0.95；KHN2 0.98 9 计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1，安全系数 S1，由式 1012得 H10.95600MPa 570MPa H2
7、0.98550MPa 539MPa H H1 H2/2 554.5MPa 2 计算1 试算小齿轮分度圆直径d1t d1t = =67.85 2 计算圆周速度v= = =0.68m/s 3 计算齿宽 b 及模数 mnt b=dd1t=167.85mm=67.85mm mnt= = =3.39 h=2.25mnt=2.25 3.39mm=7.63mm b/h=67.85/7.63=8.89 4 计算纵向重合度 = =0.318 1t an14 =1.59 5 计算载荷系数 K 已知载荷平稳，所以取KA=1 根据 v=0.68m/s,7 级精度，由图 108 查得动载系数 KV=1.11；由表 10
8、4 查的 KH 的计算公式和直齿轮的相同，故 KH =1.12+0.18(1+0.6 1 )1 1 +0.23 10 67.85=1.42 由表 1013 查得 KF =1.36 由表 103 查得 KH =KH =1.4。故载荷系数K=KAKVKHKH =11.031.41.42=2.05 6 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式1010a得d1= = mm=73.6mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页7 计算模数 mn mn = mm=3.74 3按齿根弯曲强度设计由式(1017 mn 1 确定计算参数
9、1 计算载荷系数K=KAKVKFKF =11.031.41.36=1.96 2 根据纵向重合度 =0.318dz1tan=1.59，从图 1028 查得螺旋角影响系数Y0。88 3 计算当量齿数z1=z1/cos =20/cos 14 =21.89 z2=z2/cos =100/cos 14 =109.47 4 查取齿型系数由表 105 查得 YFa1=2.724；Yfa2=2.172 5 查取应力校正系数由表 105 查得 Ysa1=1.569；Ysa2=1.798 6 计算 F F1=500Mpa F2=380MPa KFN1=0.95 KFN2=0.98 F1=339.29Mpa F2=
10、266MPa 7 计算大、小齿轮的并加以比较= =0.0126 = =0.01468 大齿轮的数值大。2 设计计算mn =2.4 mn=2.5 4几何尺寸计算1 计算中心距z1 =32.9 ，取 z1=33 z2=165 a =255.07mm a 圆整后取 255mm 2 按圆整后的中心距修正螺旋角=arcos =13 55 50” 3 计算大、小齿轮的分度圆直径d1 =85.00mm d2 =425mm 4 计算齿轮宽度b=dd1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页b=85mm B1=90mm，B2=85mm 5
11、 结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm ，而又小于 500mm ，故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。轴的设计计算拟定输入轴齿轮为右旋II 轴：1初步确定轴的最小直径d =34.2mm 2求作用在齿轮上的受力Ft1= =899N Fr1=Ft =337N Fa1=Fttan=223N ；Ft2=4494N Fr2=1685N Fa2=1115N 3轴的结构设计1 拟定轴上零件的装配方案i. I-II段轴用于安装轴承30307，故取直径为 35mm 。ii. II-III段轴肩用于固定轴承，查手册得到直径为44mm 。iii. III-IV段为小齿轮，外径90mm
12、。iv. IV-V段分隔两齿轮，直径为55mm 。v. V-VI段安装大齿轮，直径为40mm 。vi. VI-VIII段安装套筒和轴承，直径为35mm 。2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1. I-II段轴承宽度为 22.75mm ，所以长度为 22.75mm 。2. II-III段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙12mm ，轴承和箱体的间隙4mm ，所以长度为16mm 。3. III-IV段为小齿轮，长度就等于小齿轮宽度90mm 。4. IV-V段用于隔开两个齿轮，长度为120mm 。5. V-VI段用于安装大齿轮，长度略小于齿轮的宽度，为83mm 。6. VI-VIII长度为 44mm
13、 。4 求轴上的载荷66 207.5 63.5 Fr1=1418.5N Fr2=603.5N 查得轴承 30307的 Y值为 1.6 Fd1=443N Fd2=189N 因为两个齿轮旋向都是左旋。故：Fa1=638N Fa2=189N 5精确校核轴的疲劳强度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页1 判断危险截面由于截面 IV 处受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面2 截面 IV 右侧的截面上的转切应力为由于轴选用 40cr ，调质处理，所以2P355 表 15-1a) 综合系数的计算由 ， 经直线插入，知道因轴肩而
14、形成的理论应力集中为， ，2P38 附表 3-2 经直线插入轴的材料敏感系数为， ，2P37 附图 3-1故有效应力集中系数为查得尺寸系数为，扭转尺寸系数为，2P37 附图 3-22P39 附图 3-3轴采用磨削加工，外表质量系数为，2P40 附图 3-4轴外表未经强化处理，即，则综合系数值为b) 碳钢系数确实定碳钢的特性系数取为，c) 安全系数的计算轴的疲劳安全系数为故轴的选用安全。I 轴：1作用在齿轮上的力FH1=FH2=337/2=168.5 Fv1=Fv2=889/2=444.5 2初步确定轴的最小直径3轴的结构设计1 确定轴上零件的装配方案2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度d
15、) 由于联轴器一端连接电动机，另一端连接输入轴，所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径尺寸的限制，选为25mm 。e) 考虑到联轴器的轴向定位可靠，定位轴肩高度应达2.5mm ，所以该段直径选为30。f) 该段轴要安装轴承，考虑到轴肩要有2mm 的圆角，则轴承选用30207型，即该段直径定为 35mm 。g) 该段轴要安装齿轮，考虑到轴肩要有2mm 的圆角，经标准化，定为40mm 。h) 为了齿轮轴向定位可靠，定位轴肩高度应达5mm ，所以该段直径选为46mm 。i) 轴肩固定轴承，直径为42mm 。j) 该段轴要安装轴承，直径定为35mm 。2 各段长度确实定各段长度确实定从左到右分述如下：a
16、) 该段轴安装轴承和挡油盘，轴承宽18.25mm ，该段长度定为 18.25mm 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页b) 该段为轴环，宽度不小于7mm ，定为 11mm 。c) 该段安装齿轮，要求长度要比轮毂短2mm ，齿轮宽为 90mm ，定为 88mm 。d) 该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取13.5mm 、轴承与箱体内壁距离取4mm 采用油润滑，轴承宽18.25mm ，定为 41.25mm 。e) 该段综合考虑箱体突缘厚度、 调整垫片厚度、端盖厚度及联轴器安装尺寸， 定为 57mm 。f) 该段由联轴器孔长
17、决定为42mm 4按弯扭合成应力校核轴的强度W=62748N.mm T=39400N.mm 45 钢的强度极限为，又由于轴受的载荷为脉动的，所以。5求轴上的载荷Mm=316767N.mm T=925200N.mm 6. 弯扭校合滚动轴承的选择及计算I 轴：1求两轴承受到的径向载荷5、 轴承 30206的校核1 径向力2 派生力3 轴向力由于 ，所以轴向力为，4 当量载荷由于 ， ，所以 ， ， ， 。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为5 轴承寿命的校核II 轴：6、 轴承 30307的校核1 径向力2 派生力，3 轴向力由于 ，所以轴向力为，4 当量载荷由于 ， ，所以 ， ， ，
18、。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为5 轴承寿命的校核精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页III轴：7、 轴承 32214的校核1 径向力2 派生力3 轴向力由于 ，所以轴向力为，4 当量载荷由于 ， ，所以 ， ， ， 。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为5 轴承寿命的校核键连接的选择及校核计算代号 直径mm 工作长度mm 工作高度mm 转矩N?m 极限应力MPa 高速轴 8760单头 25 35 3.5 39.8 26.0 12880单头 40 68 4 39.8 7.32 中间轴 12870单
19、头 40 58 4 191 41.2 低速轴 201280单头 75 60 6 925.2 68.5 1811110单头 60 107 5.5 925.2 52.4 由于键采用静联接，冲击轻微，所以许用挤压应力为，所以上述键皆安全。连轴器的选择由于弹性联轴器的诸多优点，所以考虑选用它。二、高速轴用联轴器的设计计算由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为，计算转矩为所以考虑选用弹性柱销联轴器TL4 GB4323-84 ，但由于联轴器一端与电动机相连，其孔径受电动机外伸轴径限制，所以选用TL5GB4323-84 其主要参数如下：材料 HT200 公称转矩轴孔直径，轴孔长 ，装配尺寸半
20、联轴器厚1P163 表 17-3GB4323-84 三、第二个联轴器的设计计算由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为，计算转矩为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页所以选用弹性柱销联轴器TL10GB4323-84 其主要参数如下：材料 HT200 公称转矩轴孔直径轴孔长 ，装配尺寸半联轴器厚1P163 表 17-3GB4323-84 减速器附件的选择通气器由于在室内使用，选通气器一次过滤，采用M18 1.5 油面指示器选用游标尺 M16 起吊装置采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞选用外六角油塞及垫片M16
21、1.5 润滑与密封一、齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm 。二、滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。三、润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。四、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FB25-42-7-ACM ，FB70-90-10-ACM 。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。设计小结由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比方说箱体结构庞大，重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中防止很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的声明：资料来源于网络，仅方便大家学习交流！谢谢支持！精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页