《复件 机械设计基础课程设计说明书（C）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《复件 机械设计基础课程设计说明书（C）.doc（17页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、机械设计基础课程设计说明书学 院：机械工程学院专 业：学 号：学生姓名：指导教师： 年 月 日佳木斯大学机械工程学院机械基础教研室佳木斯大学机械设计基础课程设计任务书专业： 姓名： 学号： 设计题目：带式运输机的传动装置传动简图 设计原始数据123456789101112131415运输带工作拉力F (kN)21.81.82.22.42.52.61.92.322.82.62.52.1运输带工作速度v(m/s)1.92卷筒直径(mm)330340360350260250280360310360240270300320350工作条件连续单向运转，工作时有轻微振动，空载起动，使用年限年，小批量生产，
2、单班制工作，运输带速度允许误差为设计工作量1减速器装配图1张（A0）。2零件图2张（大齿轮和低速轴）（A2和A3）。3设计说明书1份（应包含设计主要内容）。指导教师： 目录一、 电动机的选择-二、 计算传动设计-三、 各轴运动的总传动比并分配各级传动比-四、 带传动设计-五、 齿轮传动设计-六、轴的设计-七、轴承的选择与考核- 八、键的选择与校核-九、联轴器的选择-十、减速器的结构设计-十一、润滑与密封- 参考资料- 设计单级圆柱减速器和一级带传动。连续单项运转，工作时有轻微振动，空载起动，使用年限8年，小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差为5%。卷筒直径D=300mm；圆周率F=250
3、0N；带速v=/s。一、 电动机的选择计算步骤设计计算与内容设计结果1、选择电动机的类型。2、电动机输出功率按照工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇式笼型三相异步电动机。滚筒的功率: Pw=Fv=2500 =5000w电动机输出功率：根据简图，1=0.96 2=0.98 3=0.96 4=0.99 5V带传动效率 PQ=Pw/又因为=12234559980.9967P0=Pw/1000 =5000/1000=KW电动机的额定功率：1.3)P0=KW电动机的额定功率为KW.滚筒转速：Nw=60v1000/D =601000/(3.14300) =r/min确定总传动比的范围电动机的转速n
4、；按表推荐的各种传动比范围取V带传动比i1=（24），单级圆柱齿轮传动比i2=（36）,总的传动比范围为： i=i1i2 = (24) (36)=624 n=(624) =r/min在该范围内电动机的转速有：2920r/min、1440r/min 、970r/min、720r/min，取电动机同步转速为1500r/min，因此选择电动机行型号为：Y132M-4 同步转速1500r/min 满载转速：1440r/min， 额定功率KW。 Pw=5000WP0=kwNw=r/min同步转速为1500r/min额定功率为kw计算步骤设计计算与内容设计结果1、 计算总传动比2、 各级传动比分配 i=n
5、m/nw=1440/=为使V带传动的外部尺寸不至于过大，初选传动比i1=。则齿轮传动比为：i2=i/i1=1/=4.25 i1=i2=4.25三、各轴运动参数和动力参数的计算计算步骤设计计算与内容设计结果1、0轴（电动机轴）2、1轴（高速轴）3、2轴（低速轴）4、3轴（滚筒轴）P0=KWn0=1440r/minT0=9550P0/n0 =95505.767/1440=38245N.mP1=P012 =0.96=KWn1=n0/i1=1440/57=r/minT1=9550P1/n1=95505.426/=P2=P123=7=KWn2=n1/i2=/4.163=r/minT2=9550P2/n2
6、=95505.16/=PW=P24 =kWnw=n2=r/min TW=9550PW/nw=95505.108/=参 数轴 号0轴1轴2轴W轴功P(KW)6转速n(r/min)1440转矩T（N.m）38.245100.758407.229403.125传动比i574.1631效率79P0=KWn0=1440r/minT0=38.245N.mP1=KWn1=r/minT1=100.758P2=KWn2=r/minT2=407.229Pw=KWnw=r/minTw=403.125四、V带传动设计 计算步骤设计计算与内容设计结果1、 确定设计功率PC2、 选择普通V带型号3、 确定带轮基准直径dd
7、1、dd2。4、 验证带速V5、 确定带的基准长度Ld和实际中心距a。6、校核小带轮包角17、带的传动比i8、确定V带根数Z9、求初拉力F0及带轮轴上的压力FQ10、设计结果由表13-8得KA=1.2Pc=KA P1=KW根据Pc=KW,n0=1440r/min。由机械设计基础图13-15应选A型V带。由机械设计基础图13-15取d1=100mm，d1=100dmin=75mmd2=n0d1(1-)/n1=1440100 =274mm 取整为280mmV=d1 n0/601000=（1001440）/（601000）m/s=m/s带速在525m/s范围内。0.7（d1+d2）a02（d1+d2
8、）0.7（100+280）a02(100+280)266a0760a0=1.5（d1+d2）=1.5（100+280）=570mm取a0=600mm L0=2a0+(d1+d2) /2+(d2-d1)2/4a0=2600+（100+280）/2+（280-100）2/（4600）=mm由机械设计基础表13-2选取基准长度Ld=2000mm实际中心距a为 aa0+（La-L0）/2=600+（2000-）/2 =695mm中心距a的变动范围为amind =695-0.0152000 =665mmamaxd=695+0.032000=755mm由机械设计基础中式（13-1）得 1= =120由机械
9、设计基础式（13-9）i=d2/(d1(1-)=280/(100(1-0.02)=2.857 根据d1=100mm，n1=1440r/min，查机械设计基础13-3得， P0=kw由机械设计基础表（13-5）得功率增量P0为 P0=0.17由机械设计基础表13-7查的Ka=查机械设计基础 表13-2得KL=，则得普通V带根数 z= Pc/(P0+P0)KaKL =根圆整得根Z=5由机械设计基础表13-1查得A型普通V带的每米长质量q=/m，根据机械设计基础式（13-17）得单根V带的初拉力为 F0= =N作用在轴上的压力FQ为 FQ= =25 =N选用5根普通V带A，中心距a=695mm，带轮
10、直径d1=100，d2=280mm，轴上压力FQ=N。KA=1.2Pc=kwd1=100mmd2=280mmV=m/sa0=600mmLd=2000mma=695mmamin=665mmamax=755mm1=165.16i=2.857P0=kwP0=0.17kwK7KL=z=5F0=NFQ=N结果选择5根普通V带A。五、齿轮传动设计设计一单级直齿圆柱齿轮减速器中齿轮传动，已知：传递功率P1=KW电动机驱动，小齿轮转速n1=r/min，大齿轮转速n2=r/min，传递比i=4.163，单向运转，载荷变化不大，使用期限8年，单班制工作。 设计步骤计算方法和内容设计结果1、 选择齿轮材料及精度等级
11、。2、按齿轮面接触疲劳强度设计3、主要尺寸计算4、按齿根弯曲疲劳强度校核5、验算齿轮的圆周速度v。小齿轮选用45调质钢，硬度为230HBS；大齿轮选用45钢正火，硬度为200HBS。因为是普通减速器，根据机械设计基础中表11-2选9级精度。要求齿面粗糙度Ra3.26.3um。（1） 转矩T1 T1=9550103P1/n1 =95506103/ =1.00758105（2） 载荷系数K由机械设计基础查表11-3取K=1（3）机械设计基础查表11-6选取 =。（4） 许用接触应力机械设计基础表11-1Hlim1=590MPa Hlim2=380MPa FE1=460MPa FE2=320MPa
12、机械设计基础表11-5、11-4取SF=1.25,SHH=2.5，ZEF1=0.7F2=0.7H1=Hlim1/SH =590/1.1=MPaH2=Hlim2/SH =380/1.1=MPa小齿轮的齿数z1取为19，则大齿轮齿数z2=19=。故z2=81 故d1 = =mm模数mn=d1cos/z1=由机械设计基础表4-1取标准模数mn=4mm中心距a=(z1+z2)mn/2cos=(19+81) 4/20.9659=6mm取a=210mm中心距修正螺旋角=arcos(z1+z2)mn/2a=arcos(19+81) 4/2210=d1=mnz1/cos=419/0.9375=mmd2= mn
13、z2/cos=481375=mmb=d1=mm取b2=65mm,b1= 70mm得出F,如FF则校核合格确定有关系与参数：（1）、齿形系数YFa书一查图(11-8)YFa1 = ， YFa2=2.21（2）、应力修正系数YSa书一图（11-5）得YSa1=， YSa2=（3）、许用弯曲应力F由式（11-10）可得F=2KT1YFaYSa/bd1mn= 211007581.57/(4)=45MPa=MPa齿根弯曲强度校核合格v=d1n1/(601000) =8/60000 =m/s由机械设计基础表11-2可知，选9级精度是合适的。T1=100758K=1=Hlim1=590MPaHlim2=38
14、0MPaFE1=460MPa FE2=320MPa SFSHZHZEH1=MPaH2=MPaF1PaF2z1=19z2=81d1=mmm=4mmd1=mmd2=mmb=mmb1=70mmb2=65mma=210mmYFa1= YFa2=2.21YSa1=YSa2=F=45MPav=m/s 齿轮的基本参数标准齿轮有=1 c*齿顶高ha=mn=4mm齿根高hf=1.25mn=1.254=5mmn=2.254=9mm齿顶圆直径da1=d1+2ha=79.798+2 4=mm da2=d2+2ha=340.193+2 4=mm齿根圆直径df1= d1-2hf =5=mm df2= d2-2hf =5=
15、93mm六、轴的设计（一）高速轴:由前面计算可知：传动功率P1=KW,转速n1=r/min，工作单向转动轴采用深沟球轴承支撑。 设计步骤计算方法和内容设计结果1、 选择轴的材料，确定许用应力。2、 按钮转强度估算轴径。3、设计轴的结构并绘制结构草图，初定轴径及轴向尺寸。4、 按弯曲扭合成强度校核轴径(1)、画出轴的受力图。（2）、计算作用作用在轴上的力(3)计算支反力(4)、作合成弯矩图（5）、作转矩图（6）作计算弯矩图（7）、按弯扭合成应力校核由已知条件知减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质处理。查机械设计基础表14-1得强度极限B=650MPa，再查机械设计
16、基础表14-3，得许用弯曲应力-1b=60MPa。根据机械设计基础，245页表14-2得C=107118.又由式（14.2）得：dC=（107118） =22mm考虑到会有键槽存在，故将估算直径加大5%，取为227.175mm。选d1=30mm考虑带轮的结构要求及轴的刚度，取带轮处轴径dmin=30mm,按轴的结构要求，取轴承处轴径d1=50mm,轴承取6010型深沟球轴承，取最小安装直径为da=56。所以d2= d4=56mm。因为d5=d1所以 ，d5=50mm。轴示意图如下：两轴承支点的距离为L1=b1+21+22+B式中小齿轮齿宽，b1=70mm；1箱体内壁与小齿轮端面的间隙， 1=1
17、0mm2箱体内壁与轴承端面的距离，取2=18mmB轴承宽度，初选6010型深沟球轴承，书2表13-3得B=16代入上式L1=70+210+16+218=142mm带轮对称线至轴承支点的距离为L2=B/2+l2+k+l3+B3/2式中 l2轴承盖的高度，l2=+c1+c2+5+t-2-B/2 =8+26+21+5+10-18-8 =44mmt轴承盖凸缘厚度，4810mm；k轴承盖M8螺栓头的高度，查表得k=l3螺栓头端面至带轮端面的距离，取l3=15mmB3带轮宽度，B3=55mmL2=16/2+15+55/2100mm（1）、画出轴的计算简图如图所示（2）、计算作用作用在轴上的力 小齿轮受力分
18、析 圆周力 Ft1=2T1/d1=2100758/=N 径向力 Fr1= Ft1tanan/cos=tan20/cos=N 轴向力 Fa1=Ft1tan=tan=N(3)计算支反力水平面RAH=RBH=Ft1/2=/2=NMB=0RAV105-Fr1a1d1/2-FQ(96.3+105)=0RAV=NF=0RVB=RAV-FQ-Fr1=-=N(4)做弯矩图水平面弯矩MCH=-RBH63.5=-63.5=-N垂直面弯矩MAV=-FQ100=-100=-NMCV1=-FQ(100+63.5)+RAV =-163.5+ =6NMCV2=-RVB52.5=-N合成弯矩MA=-MAV=NMC1= = =
19、NMC2= = N(5)作转矩图T1=100758 (Nmm)（6）作计算弯矩图当扭转剪应力为脉动循环应变力时，取系数a=0.6，则McaD= = =（Nmm）McaA= =（Nmm）McaC1=（Nmm）McaC2=（Nmm）（7）、按弯扭合成应力校核轴的材料为45号钢，调质，查表得拉伸强度极限B=650MPa，对称循环应变力时的许用应力 -1b=60MPa。由计算弯矩图可见，A剖面的计算弯矩最大，该处计算应力为caA=McaA/WMcaA=503MPa【-1b】(安全)caD=McaD/WMcaD=303=MPa【-1b】（安全）-1b=60MPad1=d5=50mmd2=d4=56mmB
20、=16mmD=90mmb1=55mm1=10mm2=18mmB=16mmL1=142mml2=44mmt=10mmk=l3=15mmB3=55mmL2=100mmFt1=NFr1=NFa1=NRAH=RBH=NRAV=NRVB=NMCH=-NMAV=-NMCV1=6NMCV2=-NMA=NMC1=NMC2=NT1=100758 (N.mm)McaD=NmmMcaA=NmmMcaC1= NmmMcaC2= NmmB=650MPa-1b=60MPacaA =MPacaD =MPa低速轴的设计计算步骤设计计算与内容设计结果1、 选择轴的材料，确定许用应力。2、 按钮转强度估算轴径。3、设计轴的结构并
21、绘制结构草图，初定轴径及轴向尺寸。由已知条件知减速器传递的功率属于中小功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质处理。查机械设计基础表14-1得强度极限B=650MPa，再查机械设计基础表14-3，得许用弯曲应力【-1b】=60MPa。根据机械设计基础245页表14-2得C=107118.又由式（14-2）得：dC=（107118） =mm考虑到会有键槽存在，故将估算直径加大5%，取为43.286mm。如图所示 d1=40mm 查书3得HL3型联轴器，半联轴器轮毂长L=112mm确定轴上零件布置方案和定位方式如图将齿轮布置在中间 对称于两端轴承，齿轮用轴肩与轴套轴向定位。用平键和配合H7/k
22、6作周向定位。轴的轴向定位是轴端盖凸缘单向固定外圈来实现的，轴外端半联轴器用轴肩和轴端挡圈做轴向定位的，用平键和配合H7/k6做周向定位由上述可知d1=40mm轴2段考虑到要好对安装上轴1上的联轴器进行定位，轴段2上应有轴肩，同时未能很顺利的再轴段2上安装轴承，轴段2必须满足轴承内径标准至少满足d2= d1+23.5=47mmd3= d2+23.5=54mm取轴径55mm并根据书3查表得 选用6011型轴承d3=55 B=18 D=90 da=62 Da=83mm轴段4不考虑对安装在轴3上的零件进行定位只要求有一定圆角即可，至少应满足d4= d3+22=59mm轴段5一般要比轴段4直径大10m
23、m所以有d5= d4+10=69mm轴段6 为了方便拆卸左轴承，根据书3可知6010型轴承最小安装直径da=62mm所以d6=62mm轴段7与轴段2安装相同型号的轴承所以轴径为d7= d2=47mmd1=40mmd2=47mmd3=55B=18D=90 da=62mm Da= 83mmd4=59mmd5=69mmd6=62mmd7=47mm七、轴承的选择与校核 设计步骤设计计算与内容设计结果一、 轴承的当量动载荷二、试选轴承型号三、由预期寿命求所需c并校核由前面计算知d2=30mm，选用6011型号的深沟环轴承。查书1，查表16-8知：温度系数ft=1查书1，查表16-9知：载荷系数fp因为此
24、Fa=N查书2表13-3得Fa/Cor=/21800=10-26 Y=Fa/Fr=/38eP=r+YFa =+ =N因为是球轴承=3根据轴颈d=30mm，选择6011型，并查书2 r=kN基本额定静载荷COr=kN在因为该轴承要工作8年且每天8小时工作，所以有：Lh=83658=23360hCmax= = =20687.5N选择6011轴承Cr=kN满足要求CmaxCr，选择合适。ft=1fpe=Y=P=N=3Cr=kNCor=kN满足要求CmaxCr，选择合适八、键的设计 设计步骤设计计算与内容设计结果一、 联轴器的键的选择与校核1、选择健的型号2、强度校核二、低速轴与齿轮键的选择与校核1、
25、选健的型号2、强度校核高速轴与带轮键的选择与校核1、 选健的型号2、强度校核选择C型健由轴径d1=40mm，在同表查得健宽b=12mm，健高h=8mm，k=h/2=8/2=4mm。键的材料选用45号钢，联轴器材料为炼钢，查书2表许用应力【】p=100120MPa L=70mm（1.61.8）d l1=L-0.5b=70-0.512=64mmp= 2T2103/(kld)=2103/(46440)=MPa【】p选择圆头普通平键A型健轴径d=59mm，及轮毂长B2=65mm故 健宽b=18mm，高h=11mm，L=63mm，查书3查表15-26 键 1863 GB 109679键的材料选用45号钢
26、，联轴器材料为炼钢，查表许用应力【】p=100120MPa，键的工作长度l=L-b=63-18=45mm，k=h/2=11/2=5.5mmp= 2T2103/(kld)=2103/(5.54559)=MPa【】p 选择单圆头普通平键C型健轴径d=50mm，及轮毂长B3=78mm故 健宽b=6mm，高h=6mm，L=53mm，查书3查表15-26 键 C6 53 GB/T 10961979键的材料选用45号钢，带轮材料为铸铁，查书2表许用应力【】p=5060MPa，键的工作长度l=L-b/2=53-4=49mm，k=h/2=6/2=3mmp= 2T1103/(kld)=26359110349MP
27、a【】p选择C型键b=12mmh=8mmk=4mmL=70mml1=64mmp=MPa键 C 1270 GB 109679选择A型键h=11mmL=63mmb=18mmk=5.5mml=45mmp=MPa键1863 GB 109679选择C型键h=7mmL=53mmb=8mmk=3mml=49mmp=MPa键C653 GB/T 10961979九、联轴器的选择 设计步骤设计计算与内容设计结果一 选择联轴器由前面计算可知低速轴端，安装半联轴器 已选择HL3型联轴器，半联轴器轮毂长L=112mm 键槽长l=70mm 轴径d1=40mm。查书一 表17-书一式17-1得主动端 TC1=KT2 =1.
28、3=Nm从动端TC2=KTW =1.3=Nmn2=r/minn=5600r/min可确定联轴器的型号为弹性柱销联轴器 HL3 GB5014-85。 TC1=NmTC2=Nm标记为：HL3 GB5014-85。十、减速器箱体设计 设计步骤设计计算与内容设计结果轴中心距箱底壁厚箱盖壁厚机座凸缘厚度机盖凸缘厚度机盖底凸缘厚度轴承座连接螺栓凸缘厚度吊环螺钉座凸缘高度底座加强肋厚度底箱加强肋厚度地脚螺栓直径地脚螺钉数目轴承旁联结螺栓直径箱盖与底座连接螺栓直径轴承端盖的螺钉直径d4窥视孔盖螺钉直径d5吊环螺钉直径高速轴承盖螺钉分布圆直径高速轴承座凸缘端面直径低速轴承盖螺钉分布圆直径低速轴承座凸缘端面直径螺
29、栓孔凸缘的配置尺寸C1 C2 D0地脚螺栓孔凸缘的配置尺寸C C D箱体内壁与齿顶圆的距离箱体内壁与齿端面的距离底座深度外箱壁至轴承座端面距离a=210mm=5a+1mm=mm8mm1=（0.80.85）8mmh0=(1.5 1.75)=1214mm h1=(1.51.75)1=(1.51.75)8=1214mm平耳座h2=20mm凸耳座h3=12mm h4=2=16mmh5=(34)d2=3648mmh6=26+(1015) 取h6=38mme=(0.81)=8mme1=(0.80.85)1=6.46.8 取e1=d=16mmn=6d2=0.75d= 12mmd3=（0.50.6）d=8mm
30、 d4=（0.40.5）d=6.48mmd5=（0.30.4）d=mmd6=0.8d=D14=80+20=100mmD2=D14=120mmC1=22mm C2=20mm D0=30C=25mm C=23mm D=45mm1.21a+（3050）l1=C1+C2+(510)a=210mm=8mm1=8mmh0=13mmh1=13mmh2=20mmh3=12mmh4=16mmh5=36mmh6=38mme=8mme1=d=16mmn=6d2=12mmd3=8mmd4=8mmd5=mmd6=D1= 100mmD2=120mmC1=22mm C2=20mm D0=30C=25mmC=23mmD=45
31、m=12mm1=18mmH=l1=47十一、减速器的润滑、密封 设计步骤设计计算与内容设计结果一、 齿轮的润滑（1） 选择润滑方式（2） 确定油深二、 轴承润滑三、 密封v=d1n1/(601000) = /(601000)=m/sV12m/s,采用侵油润滑查书2表14-1，选用LAN68全损耗系统用油（GB443-1987）,大齿轮浸入油中的深度约为12个齿高，但不应小于10mm，油总深度为40mm。对轴承的润滑，因v2m/s，书2表14-2采用LAN68全损耗系统用油（GB443-1987）。只需填充轴承空间的1/31/2，并在轴承内侧设置挡油环，使油池中的油不能进入轴承以至稀释润滑脂，轴承端盖采用毡圈密封。v=m/s油总深度为40mm。采用毡圈密封。十二、参考资料 书名主编1、机械设计基础（第五版）2、机械设计基础课程设计（第二版）3 机械设计基础课程设计杨可桢 程光蕴 李仲生朱文坚 黄平王旭 王积森