2022年课程设计说明书.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 前言 一、课程设计目的 课程设计是机械设计基础课程重要的实践性教学环节；课程设计 的基本目的是：1：综合运用机械设计基础和其他选修课程的学问；分析和解 决机械设计问题,进一步稳固、加深和扩展所学的学问；2：通过设计实践,逐步树立真确的设计思想,增强创新意识和竞争看法, 熟识把握机械设计的一般规律,决问题的才能；培育分析问题和解3：通过设计运算、绘图以及运用技术标准、范畴、设计手册 等有关设计资料,进行全面的机械设计基础技能的训练；二、课程设计内容课程设计的内容主要包括：分析传动装置的总体方案；挑选电动机；传动系统运算；传动零件、轴、轴承、联轴器

2、等的设计运算 和挑选；装配图和零件图设计；编写设计运算说明书；课程设计中要求完成以下工作：1.减速器装配图 2.减速器零件图1 张 A1 图纸；2 张 A3 图纸；3.设计运算说明书 1 份；三、设计题目：带式运输机传动装置1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 四、传动方案：五、设置参数：原始数1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 据运输带250230220210210200220260245240拉力F0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 N运输带速度 Vm/s滚筒直300 330 340 350 360

3、380 380 300 360 320 径Dmm2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 六、设计者详细运算条件1、运输带拉力 2200N；2、运输带速度 2.4m/s；3、滚筒直径 340mm；4、滚筒效率 0.96；5、工作情形：两班制较平稳；8 小时 /班,连续单向运行,载荷6. 使用期限： 10 年,每年按 300 天运算；7. 工作环境：室内,最高温度35,灰尘较大；8. 电力来源：三相沟通,电压 380/220V；9. 修理间隔期：四年一次大修,两年一次中修,半年一次 小修；10. 制造条件及生产批量：一般

4、机械厂制造,小批量生产；七、课程设计工作量1. 减速器装配图 1 张 A0 或A1；2. 零件图 2 张高速级小齿轮,低速级齿轮轴；3. 设计运算说明书1 份约 50007000 字；设计时间： 2022 年 5 月 25 3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 设计过程一、电动机的挑选运算说明和运算过程 运算结果1. 挑选电动机的类型和结构,由于装置的载荷比较平稳,因此可以选用Y 系列三相异步电动机,它具有国际互换性,有防止粉尘 Pw= 铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点,B 级绝 5.28kw 缘,工作环境也能满

5、意要求；而且结构简洁价格 所需电动机低廉；功 率 Pd= 6.08kw 查机械设计课程设计手册可知,V 带的传动效率为 带 =0.96,轴承的效率为 轴承 =0.99润滑正常齿轮的效率为 齿轮 效率为 2,滚筒的效率=0.97,联轴器总效率 = 带 齿轮 轴承 2 联 筒 9 2功率 Pw=69 22002.4工作机所需的FV 1000 w kw=kw=kw 10004 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 电动机的所需功率Pd=Pw kw=kw=8kw 电机为r/min=1r/min Y160M-6 工作机转速为n=

6、60*1000V D查机械设计手册知V 带和齿轮的转动比范畴分别为 2-4,3-5；电动机可选的转动范畴为：Nd=i 带 i 齿轮 n=2-4 3-5 n =8102700r/min 查标准 JB 307482 选用型号为 Y160M-6 的三相异步电动机额定功率为 7.5kw ,满载转速为970r/min ；二、传动比的安排和各轴的转速运算说明和运算过程运算结果 总的传动比 为 i= i 带=2.4 i 齿轮 =3 总的传动比为： i=nm nw =970 134.881= 其中,nmr/min 为电动机满载转速, nwr/min为工作机转速；依据V 带和齿轮的传动比范畴结合各级传动比的安排

7、原就及i=i 齿轮 i 带, V 带的传动比为 i 带,齿轮的传动比为i 齿轮 =3；1、各轴转速0 轴转速： n0=nm=970r/min 1 轴转速： n1= n0 i带=r/min=404r/min 5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2轴转速：n2=n1n齿轮=404/3r/min=134.72r/min 2、各轴输入功率P1=P0 带 =76 0.96kw=3kw P2=P1 齿轮 =3 0.97kw=kw 3、各轴转矩T0=9550p0 n0 Nm=Nm T1=9550p1 n2 Nm=Nm T2=T

8、1 i 齿轮 齿轮 =Nm 运动和动力参数整理如下表轴名功率 P/kw 转矩 T/Nm 转速传动效率0 轴输入输出输入输出r/min 比6 76 6 970 1 轴3 7 13 404 2.4 2 轴0 39 135 3 7 滚轴1 9 3 37 135 92 三、 V 带传动的设计运算1、求运算功率查机械设计手册知 K APc=KA 3kw=kw 6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 式中 Pc 为运算功率, K A 为工作情形系数2、选 V 带型号挑选一般 V 带,依据 Pc=kw,nm=970r/min 查一

9、般 V 带选型图次坐标点位于B 型处；d1 应当不小于125mm,现取3、求大小带轮的直径d2,d1查表 V 带轮最小基准直径d1=140mm , 由 d2=n0 n1 d11- =970/404 140 1-0.02=329mm；查表取 d2=315mm ；其中 为带的滑动率；4、验算带速 V 带V 带= d1n0 60 6000 140 970/60 1m/s 带速在 5-25m/s 范畴内,合适 5、求 V 带基准长度 L d 和中心距 a0=1.5d1+d2 140+315mm=mm 取 a0=700mm,符合 0.7d1+d2 a02d1+d2带长 L0=2a0+ 2 d1+d2+d

10、1+d22 4a0 =2126mm 查机械设计手册,对 B 型带选 Ld=2240m ,实际中心距 a=a0+Ld-L0 2 =757mm. 6、验算小带轮包角 7、求 V 带根数 Z 1=180-57.3d2-d1/a=167120 合适；Z=Pc P0+ P0K Kl式中 Pc 为运算功率,P0 为功率增量,K 为包角修正系数, K l 为带长修正系数, P0为 V 带的传递7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 功率；令 n0=970r/min,d1=140mm, 查机械设计手册 P0=kw；d2V 带的传动比

11、为 i= d11- =135/140 0.08=2.3 查机械设计手册P=0.30kw,K =0.97,K l=1 z=92 = 取 4 根；8、求作用在带轮轮轴上的压力 FQ单根 V 带的初拉力 F0=500Pc zv 2.5 K-1+qv2 =203N 作用在轴上的压力FQ=2zF0sin=2 3 268 sin168 2=1614N 2四、齿轮传动的设计运算1、挑选材料及许用应力小齿轮采纳 45 钢调质,齿面硬度197-286HBS,接触疲惫极限Hlim1=600MPa,弯曲疲惫极限FE1=450MPa；大齿轮采纳45 钢正火,接触疲惫极限 FE2=320MPa Hlim2 =380MP

12、a,弯曲疲惫极限查表的最小安全系数 SH=1.0,SF H1= Hlim1SH MPa=600 1MPa=600MPa H2= Hlim2SH MPa=380 1MPa=380MPa F1= FE1SF MPa=450 1.25MPa=360MPa 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - F2= FE2MPa=320 1.25MPa=256MPa SF2、按齿轮面接触强度设计设齿轮按 8 级精度制造,去载荷系数K=1.2,齿宽系数d=1 传动功率 P=P0 带 轴承 = 0.99kw=kw 小齿轮上的转矩T1 106

13、p n1 1065.78 485=1,38 100000N mm取 ZE=188 d1= 3 2KT1 d u+1 ZEZH H 2 =8mm 齿数取 Z1=34,就 Z2=34 3=102,实际传动比为 i=102/34=3 模数 m=d1/Z1=3,齿宽 b= d d1=1 mm=mm 取 b2=90mm,b1=95mm；查表取 m=3,实际 d1=Zm=34 3=102mm d2=102 3=306mm,中心距 a=d1+d2 23、验算齿轮的弯曲强度=102+306/2=204mm 54机械设计第五版图 11-9,YFa2=2.212 F1=2KT1YFa1YSa1 bm2Z1=51M

14、Pa F1=360MPa F2= F1YFa2YSa2=49MPa F2=256MPa YFa1YSa1安全；4、齿轮的圆周速度v= n1d1 60 1000 =4 404/6 1000 m/s=m/s 9 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 对比机械设计第五版表11-2 可知选用 8 级精度是合宜的；五、减速箱体的主要尺寸/mm 符号减速器尺寸名称箱座壁厚8 箱盖壁厚18 箱盖凸缘厚度b112 箱座凸缘厚度b 12 箱座底凸缘厚度b220 地脚螺钉直径df20 地脚螺钉数目n 4 轴承旁连接螺栓直径d114 盖与座

15、连接螺栓直径d212 连接螺栓 d2 的间距l 180 轴承端盖螺钉直径d38 视孔盖螺钉直径d46 定位销直径d 8 df,d1,d2 至外箱壁距离C126 20 18 df,d2 至凸缘边缘的距离C224 16 轴承旁凸台半径R124 16 凸台高度h 以扳手操作外箱壁至轴承座断面距离l 150 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 铸造过度尺寸x,y 3/15 大齿轮顶圆与内箱壁距离 1 8 齿轮断面与内箱壁距离 2 箱盖、箱座肋厚m1,m2 125129 轴承端盖外径D2轴承旁连接螺栓距离s 尽量靠近六

16、、低速轴的设计与校核1、选轴的材料,确定需用应力减速器的传递功率属于中心功率,对材料无特别要求,选45 钢并调质处理,查机械设计手册得强度极限 B=650MPa,需用弯曲应力 -1b=60MPa；2、按扭转强度估算直径P2=P0 带 齿轮 轴承=6kw n2=n=135r/min 大齿轮从动轮分度圆直径：d=mZ=32T1115mm=345mm,圆周力 Ft= d1 =2589N,径向力 Fr=F ttan=942N 估算直径 d=c3 P2/n2 =107-118 35.61135=5mm 最小直径处需要安装联轴器有键槽,将估算直径加大 3%-5%即1-42.89mm 查机械设计手册取标准

17、d1=40mm 3、设计轴的结构,并绘制结构草图11 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 单级减速器可将齿轮布置在箱体内部中心,将轴承对称安装在齿轮的两侧,轴的外伸端安装半联轴器1确定轴上零件的位置和固定方式（2）确定轴段的直径轴段 1 的最小直径为d1=40mm,轴段 2 上应有轴肩 对安装在轴段 1 上的联轴器进行定位为顺当地在轴段 2 上安装轴承,轴段 2 必需满意轴承内径为标准取轴段2 的直径为 d2=45mm,轴段 3 上安装齿轮取 d3=50mm,轴段 4d4=55mm；查滚动轴承 6209型,取 d5

18、=52mm 轴 6d6=d2=45mm 3确定的各段的长度齿轮 2 的宽度为 90mm,取轴段 3 的长度为 91mm,为保证齿轮断面与箱体四壁不相碰,齿轮断面与箱体内壁间应留肯定的间距,取间距为 15mm,为保证轴承安装在箱体轴承孔,轴承宽为 B=19mm ,考虑润滑,取轴承端面与箱体内壁距离为 5mm；轴承支点距离为 90+54+19=163mm,依据箱体结构及联轴器距轴承盖要有肯定的距离要求,取轴承段 12 2 的长度为 75mm,查阅有名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 关的联轴器手册,取轴段1 的长度的为

19、 70mm 在轴段 1,3 上分别加工出键槽, 两键槽处于轴的同一圆柱母线上,键槽的长度比相应的轮瀫宽度小 5-10mm,键的宽度按轴段直径手册得到；4选轴的结构细节,如圆角,倒角,推到槽等尺寸；13 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 5按弯扭合成强度校核轴径 1、画出水平面的受力图 2、作水平面的的弯矩图,支点反力为 Fha=Fhb=Ft2/2=1295N 14 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 截面处的弯矩为 截面处的弯矩为M

20、h=1295 163/2Nmm=105542Nmm M h=1295 Nmm=56333Nmm 3、作垂直面内的弯矩图,支点反力为 Fva=Fvb=Fr/2=942/2=471Nmm 截面处的弯矩为 截面处的弯矩为 合成弯矩图M v=Fva/2=38386mm M v=Fvb =20489mm 截面 M =2 Mh2+Mv 2 =50866Nmm 截面 M =2 Mh2+Mv 2 =36118Nmm 4、作扭矩图 T2 106 P2/n2=396148Nmm 求当量弯矩 因减速器单向运转,故可以认为轴的扭切应力是脉动循环变应力,取折合系数=0.6,由公式当量弯矩Me=M2+ T2 求得：截面：

21、 M e=90757Nmm 截面： M e=Nmm 确定危急截面及校核强度 由图可知截面,所受转矩相同,但弯矩截面大于截面,截面可能是危急截面,进行校核；但由于轴径 d3d2,所以也应对截面15 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 截面：e=Me=251847.2 0.1 50MPa=20.40MPa W截面：e=Me=36121.3 0.1 50MPa=MPa W -1b=60MPa,满意 七、高速轴结构设计e -1b故设计合理；选用轴的材料为 45 钢调质处理, 强度极限为 650MPa,许用弯曲应力 -1b=

22、60MPa ,采纳低速轴估算直径同样的方法估算高速轴的直径得 d 的范畴为 -mm,由于需要安装键槽将估算直径加大 3%-5% 即28.02-31.5mm,取直径 d=30mm,确定轴的最小直径d1=30mm,依据低速轴的设计原理给出d2=35mm,d3=45mm,d4=50,d5=35+2 3.5=42mm；确定各段的长度,轴段 3 的长度为 88mm,依据轴承内径为35mm 查表挑选轴承代号为 6208,轴承宽度为 18mm 由低速轴的设计原理给出轴承支撑点距： 95+54+19=168mm,轴段 1 跟 V 带轮相 连,依据 V带轮各尺寸之间的关系L 1=2d1=2 30mm=60mm；

23、八、 输出滚动轴承的设计1初步运算当量动载荷 P 因 该 轴 承 在 此 工 作 条 件 下 只 受 到 Fr 径 向 力 作 用 , 所 以 P=Fr=942N 2求轴承应有的径向基本额定载荷值16 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - Cr=f pP ft60n 106 L h1 N=8657N 3挑选轴承型号查课本表 11-5,挑选 6209 轴承此轴承合格 九、联轴器的挑选1类型挑选Cr=31500KN 8657N 由于两轴相对位移很小,运转平稳,且结构简洁,对缓冲要求 不高,应选用弹性柱销联；2型号挑选 依

24、据 TC,轴径 d,轴的转速 n, 查标准 GB/T 50142003,选用lt7 型弹性套柱销联轴器,其额定转矩T=500Nm, 许用转速n=3600r/m , 轴孔直径为 40-48mm,轴孔长度为 84mm,故符合要求；十、键的挑选1、轴段 1 上的键：轴径d1=40mm,查表得键的公称尺寸b h=12 8,L=51mm；挑选 A 型平键；挤压强度 p=4T2 dhl =90MPa p=100-120MPa 2、轴段 3 上的键：d3=50mm,查表得键的公称尺寸 b h=14 9,L=49mm ；挑选 A 型平键；挤压强度 p=4T2 dhl =7MPa p=100-120MPa 符合

25、要求；17 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 十、密封和润滑的设计由于选用的电动机为低速,常温,常压的电动机就可以选用毛毡密封； 毛毡密封是在壳体圈内填以毛毡圈以堵塞泄漏间隙,到 达密封的目的； 毛毡具有自然弹性, 呈松孔海绵状, 可储存润滑 油和遮挡灰尘； 轴旋转时, 毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自 行润滑；2 润滑1对于齿轮来说,由于传动件的的圆周速度 v 12m/s,采纳 浸油润滑,因此机体内需要有足够的润滑油,用以润滑和散热；同时为了防止油搅动时泛起沉渣,齿顶到油池底面的距离 H 不 应小于 3050m

26、m；对于单级减速器,浸油深度为一个齿全高,这样就可以打算所需油量,单级传动 ,每传递 1KW 需油量 V 0m3；2对于滚动轴承来说,由于传动件的速度不高,且难以经 常供油,所以选用润滑脂润滑；这样不仅密封简洁,不宜流失,同时也能形成将滑动外表完全分开的一层薄膜；十一、设计总结 机械设计课程设计是我们机械类专业同学第一次较全面的 机械设计训练, 是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与 实践性环节；1 通过这次机械设计课程的设计,综合运用了机械设计课程和其他有关先修课程的理论,结合生产实际学问, 培育分析和18 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 19 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解决一般工程实际问题的才能,并使所学学问得到进一步稳固、深化和扩展；2 学习机械设计的一般方法,把握通用机械零件、机械传 动装置或简洁机械的设计原理和过程；3 进行机械设计基本技能的训练,如运算、绘图、熟识和 运用设计资料 手册、 图册、标准和标准等 以及使用体会数据,进行体会估算和数据处理等；十二、参考资料 1、机械设计基础 第五版 杨可桢、 程光蕴、 李仲生主编,高等训练出版社；2、机械设计课程设计手册第三版高等训练出版社19 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 19 页