機(jī)械設(shè)計(jì)--Word-文檔.doc

機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書2012年5月機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)目的: 1.綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì) 課程以及其它先修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本訓(xùn)練，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的正確設(shè)計(jì)思想。2.學(xué)習(xí)并掌握通用機(jī)械零件、 機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的一般設(shè)計(jì)過(guò)程和方法，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)和解決實(shí)際設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力。3.對(duì)學(xué)生在工程計(jì)算、 工程制圖和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（包括手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算、 試算和處理數(shù)據(jù)等機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能方面進(jìn)行一次全面訓(xùn)練，以提高他們的實(shí)際工作能力。二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容： 以所選題目作為設(shè)計(jì)對(duì)象，包括以下內(nèi)容： 1.傳動(dòng)方案的擬定和分析。 2.電動(dòng)機(jī)的選擇與傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算。 3.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)。 4.軸的設(shè)計(jì)。 5.軸承組合設(shè)計(jì)。 6.鍵聯(lián)接、聯(lián)軸器的選擇及校核計(jì)算。 7.箱體、潤(rùn)滑及減速器附件設(shè)計(jì)。 8.裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì)。9.設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書的編寫。三、課程設(shè)計(jì)的主要工作量： 1.減速器裝配圖一張（號(hào)圖紙） 2.零件工作圖三張（傳動(dòng)零件、軸、箱體各一張）3.設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份（開(kāi)紙，字）四、課程設(shè)計(jì)的一般步驟和時(shí)間分配：本次課程設(shè)計(jì)時(shí)間為兩周，一般分八個(gè)階段進(jìn)行，每個(gè)階段的主要工作內(nèi)容的時(shí)間分配，如下表，僅供參考。階 段主要工作內(nèi)容所占時(shí)間比例一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備1. 閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求，分析設(shè)計(jì)題目，了解原始數(shù)據(jù)及工作條件。2. 參觀及閱讀設(shè)計(jì)資料，了解、分析設(shè)計(jì)對(duì)象3. 閱讀設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，明確并擬定設(shè)計(jì)過(guò)程和工作計(jì)劃。二、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)1. 選擇電動(dòng)機(jī)2. 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)3. 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩三、各級(jí)傳動(dòng)的主體設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、帶傳動(dòng)等傳動(dòng)裝置，確定主要參數(shù)和尺寸四、減速器裝配草圖設(shè)計(jì)和繪制1. 分析并選定減速器結(jié)構(gòu)方案2. 初繪裝配草圖及軸計(jì)算和軸承選擇作軸、軸上零件和軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，校核軸的強(qiáng)度、滾動(dòng)軸承的壽命和鍵、聯(lián)軸器的強(qiáng)度3. 完成裝配草圖，并進(jìn)行檢查修正五、減速器裝配圖的繪制1. 繪制裝配圖2. 標(biāo)注尺寸、配合及零件序號(hào)3. 編寫零件明細(xì)表、標(biāo)題欄、減速器特性及技術(shù)要求，檢查加深六、零件工作圖設(shè)計(jì)和繪制齒輪、軸、箱體等零件工作圖七、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書的編寫整理并編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書八、設(shè)計(jì)總結(jié)和答辯1. 完成答辯前的準(zhǔn)備工作2. 參加答辯五、選題：每二位學(xué)生編為一組，每組學(xué)生在下面題目中選一組數(shù)據(jù)（不得與別組重復(fù)），進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，16周周一上交設(shè)計(jì)結(jié)果，每人要交的東西包括：裝配圖一張（可用1號(hào)或2號(hào)圖紙），零件圖三張（軸、箱體/箱蓋、齒輪）（可用3號(hào)圖紙），設(shè)計(jì)任務(wù)書，設(shè)計(jì)說(shuō)明書。題目如下： 設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)的兩級(jí)斜齒園柱齒輪減速器。工作有輕微振動(dòng)，經(jīng)常滿載、空載起動(dòng)、單班制工作，運(yùn)輸帶允許速度誤差為 ，減速器小批量生產(chǎn)，使用壽命五年。傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下圖所示。原始數(shù)據(jù)如表所示原始數(shù)據(jù)題號(hào)I - 1I - 2I - 3I - 4I - 5I - 6I - 7I-8運(yùn)輸帶拉力F(KN)1.61.82.02.22.42.62.33.0卷筒直徑D(mm)460420360300460420360300帶速V(m/s)1.401.201.000.801.401.201.000.80原始數(shù)據(jù)題號(hào)I -9I-10I-11I-12I13I-14I-15I-16運(yùn)輸帶拉力F(KN)3.23.43.84.04.24.45.01.5卷筒直徑D(mm)420400380360340320300450帶速V(m/s)1.201.151.100.950.900.850.801.40原始數(shù)據(jù)題號(hào)I-17I-18I-19I-20I-21I-22I-23I-24運(yùn)輸帶拉力F(KN)1.61.82.02.22.42.62.83.0卷筒直徑D(mm)440400320440420360300420帶速V(m/s)1.201.000.801.401.201.000.801.20原始數(shù)據(jù)題號(hào)I-25I-26I-27I-28I-29I-30運(yùn)輸帶拉力F(KN)3.23.43.84.04.24.4卷筒直徑D(mm)400380360340320300帶速V(m/s)1.151.100.950.900.850.80六、主要參考書目 、邱宣懷主編：機(jī)械設(shè)計(jì)，高等教育出版社， 、龔桂義主編：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。 高等教育出版社， 、哈爾濱工業(yè)大學(xué)龔桂義主編：機(jī)械零件設(shè)計(jì)圖冊(cè)。 高等教育出版社， 、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)聯(lián)合編寫組：機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（上、中）， 化學(xué)工業(yè)出版社， 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)系目 錄1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇2 電動(dòng)機(jī)的選擇3 齒輪的設(shè)計(jì)及校核4 高速軸的設(shè)計(jì)及校核5 低速軸的設(shè)計(jì)及校核6 軸承的選擇及校核7 鍵的選擇及校核8 減速器箱體的設(shè)計(jì)9 其他附件10 參考書目機(jī)械設(shè)計(jì)課程說(shuō)明書1 傳動(dòng)裝置的選擇任務(wù)書中的標(biāo)有顏色的數(shù)據(jù)為所選數(shù)據(jù)。工況條件為：工作有輕微振動(dòng)，經(jīng)常滿載、空載啟動(dòng)。單班工作。運(yùn)輸帶允許速度誤差為5%，減速器小批量生產(chǎn)，使用壽命為5年。所以為滿足平穩(wěn)傳動(dòng)且載荷較大的的條件，減速器選為兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。該種減速器的特點(diǎn)與應(yīng)用:是兩級(jí)減速器中最簡(jiǎn)單的一種。齒輪相對(duì)于軸承位置不對(duì)稱。當(dāng)軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，載荷在齒寬上分布不均勻，因此軸應(yīng)設(shè)計(jì)得有較大的剛度，并盡量使高速軸遠(yuǎn)離輸入端。兩級(jí)都可以做成斜齒。相對(duì)分流式來(lái)講，多用于載荷較平穩(wěn)的場(chǎng)合。傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下：2 電動(dòng)機(jī)的選擇平均功率： 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為型號(hào)額定功率/kw額定電流/A轉(zhuǎn)速r/min效率/%Y2-100L1-4E2.25.0143082.0Y2-100L2-4E36.9143083.0由于摩擦等因素會(huì)造成功率損失，且齒輪傳動(dòng)也有少量的功率損失。電動(dòng)機(jī)到一級(jí)軸的效率一級(jí)周到二級(jí)軸的效率二級(jí)軸到卷筒的效率0.970.970.95實(shí)際功率：所以經(jīng)過(guò)比較電動(dòng)機(jī)最終選擇Y2-100L2-4E型。3 齒輪設(shè)計(jì)及校核傳動(dòng)比：在設(shè)計(jì)二級(jí)和二級(jí)以上的減速器時(shí)，合理的分配各級(jí)傳動(dòng)比很重要的。因?yàn)樗鼘⒂绊憸p速器的輪廓尺寸和重量以及潤(rùn)滑條件。傳動(dòng)比分配的原則：1-使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力近于相等。2-使各級(jí)傳動(dòng)中的大輪浸入有中的深度大致相近，從而使?jié)櫥?jiǎn)單。3-使減速器獲得較小的外形尺寸或重量等。 卷筒轉(zhuǎn)速： 總傳動(dòng)比： 卷筒功率：因?yàn)樵摐p速器傳遞的功率不是很大，且為臥式圓柱齒輪減速器。對(duì)于展開(kāi)式和分流式減速器，因?yàn)?，故必須使，通常取?傳動(dòng)比的計(jì)算： 解得： 各級(jí)功率如下卷筒功率輸出軸功率輸入軸功率電動(dòng)機(jī)功率 齒輪：因傳動(dòng)尺寸無(wú)嚴(yán)格要求限制，批量較小。故小齒輪Cr,調(diào)質(zhì)處理，硬度，平均取為260HB。大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度，平均取為240HB。計(jì)算步驟如下。 一級(jí)齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1 初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩 齒寬系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，取 Ad值 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，估計(jì)，取 Ad=82 接觸疲勞極限 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 許用接觸應(yīng)力 初步計(jì)算的小齒輪直徑 取 初步齒寬b b=38 mm2 校核計(jì)算 圓周速度 齒數(shù)Z，模數(shù)M 和螺旋角 取 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， （和估計(jì)值相近） 使用系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 動(dòng)載系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 齒間載荷分配系數(shù) 由此得 齒向載荷分布系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 載荷系數(shù) 彈性系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 重合度系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，因 取 故 螺旋角系數(shù) 接觸最小安全系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 總工作時(shí)間 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 接觸壽命系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 許用接觸應(yīng)力 驗(yàn)算 由于尺寸未達(dá)標(biāo)，現(xiàn)對(duì)尺寸進(jìn)行調(diào)整為，各數(shù)據(jù)如下 驗(yàn)算 3 確定傳動(dòng)主要尺寸 中心距 實(shí)際分度圓直徑 因中心距未作圓整，故分度圓直徑不會(huì)改變 即 齒寬b 取 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 齒形系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 應(yīng)力修正系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 重合度系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 螺旋角系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， （當(dāng)時(shí)，按計(jì)算） 齒間載荷分配系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 前已求得，故 齒間載荷分布系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 因?yàn)?故 載荷系數(shù) 彎曲疲勞極限 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 彎曲最小安全系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 彎曲壽命系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 尺寸系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 許用彎曲應(yīng)力 驗(yàn)算 經(jīng)過(guò)上述驗(yàn)算，得到所設(shè)計(jì)的齒輪是合格的。二級(jí)齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì) 1 初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩 齒寬系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，取 Ad值 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，估計(jì)， 取 Ad=82 接觸疲勞極限 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 許用接觸應(yīng)力 初步計(jì)算的小齒輪直徑 取 初步齒寬b b=61 mm2 校核計(jì)算 圓周速度 齒數(shù)Z，模數(shù)M 和螺旋角 取 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， （和估計(jì)值相近） 使用系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 動(dòng)載系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 齒間載荷分配系數(shù) 由此得 齒向載荷分布系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 載荷系數(shù) 彈性系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 重合度系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，因 取 故 螺旋角系數(shù) 接觸最小安全系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 總工作時(shí)間 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 接觸壽命系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 許用接觸應(yīng)力 驗(yàn)算 由于尺寸未達(dá)標(biāo)，現(xiàn)對(duì)尺寸進(jìn)行調(diào)整為，各數(shù)據(jù)如下 驗(yàn)算 3 確定傳動(dòng)主要尺寸 中心距 實(shí)際分度圓直徑 因中心距未作圓整，故分度圓直徑不會(huì)改變 即 齒寬b 取 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 齒形系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 應(yīng)力修正系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 重合度系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 螺旋角系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， （當(dāng)時(shí)，按計(jì)算） 齒間載荷分配系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 前已求得，故 齒向載荷分布系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 因?yàn)?故 載荷系數(shù) 彎曲疲勞極限 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 彎曲最小安全系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 彎曲壽命系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 尺寸系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 許用彎曲應(yīng)力 驗(yàn)算 經(jīng)過(guò)上述驗(yàn)算，得到所設(shè)計(jì)的齒輪是合格的。4 高速軸的設(shè)計(jì)及校核 軸的材料：軸的材料主要由碳素鋼和合金鋼。碳素鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)于應(yīng)力集中的敏感性小，所以應(yīng)用較為廣泛。一級(jí)高速軸材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，。二級(jí)軸選用40Cr,。 一級(jí)軸的設(shè)計(jì)如下 軸徑 一級(jí)高速軸圖一級(jí)高速軸的計(jì)算 斜齒輪螺旋角 由上述齒輪設(shè)計(jì)可知 齒輪直徑d 由上述齒輪設(shè)計(jì)可知 小齒輪受力 轉(zhuǎn)矩 圓周力 徑向力 軸向力 畫齒輪受力圖 水平面反力 (方向與假設(shè)相反) 垂直面反力 (方向與假設(shè)相反) (方向與假設(shè)相反)畫受力圖如下 水平面反力 垂直面反力畫彎矩圖如下 水平面彎矩圖 垂直面彎矩圖 合成彎矩圖轉(zhuǎn)矩圖當(dāng)量彎矩圖軸受轉(zhuǎn)矩 合成彎矩圖 見(jiàn)上圖 許用應(yīng)力許用應(yīng)力值 用插值法，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 應(yīng)力校正系數(shù) 畫當(dāng)量彎矩圖 見(jiàn)圖 當(dāng)量彎矩 見(jiàn)圖 校核軸徑 齒根圓直徑 軸徑 經(jīng)過(guò)上述驗(yàn)算，得到所設(shè)計(jì)的軸是合格的。5-1 二級(jí)低速軸的計(jì)算 軸徑 二級(jí)低速軸圖 具體尺寸見(jiàn)零件圖二級(jí)低速軸的計(jì)算 斜齒輪螺旋角 由上述齒輪設(shè)計(jì)可知 齒輪直徑d 由上述齒輪設(shè)計(jì)可知 齒輪受力 轉(zhuǎn)矩 圓周力 徑向力 軸向力 畫齒輪受力圖 水平面反力 (方向與假設(shè)相反) 垂直面反力 (方向與假設(shè)相反) (方向與假設(shè)相反)畫受力圖如下 水平面反力垂直面反力畫彎矩圖如下 水平面彎矩圖 垂直面彎矩圖合成彎矩圖轉(zhuǎn)矩圖當(dāng)量彎矩圖軸受轉(zhuǎn)矩 合成彎矩圖 見(jiàn)上圖 許用應(yīng)力許用應(yīng)力值 用插值法，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 應(yīng)力校正系數(shù) 畫當(dāng)量彎矩圖 見(jiàn)圖 當(dāng)量彎矩 見(jiàn)圖 校核軸徑 危險(xiǎn)截面直徑 軸徑 經(jīng)過(guò)上述驗(yàn)算，得到所設(shè)計(jì)的軸是合格的。5-2 過(guò)度軸的計(jì)算 軸徑 過(guò)度軸軸圖 具體尺寸見(jiàn)零件圖過(guò)度軸的計(jì)算 斜齒輪螺旋角 由上述齒輪設(shè)計(jì)可知 齒輪直徑d 由上述齒輪設(shè)計(jì)可知 小齒輪受力 轉(zhuǎn)矩 圓周力 徑向力 軸向力 大齒輪受力 轉(zhuǎn)矩 圓周力 徑向力 軸向力 畫齒輪受力圖 畫受力圖如下 水平面反力垂直面受力畫彎矩圖如下 水平面彎矩圖垂直面彎矩圖合成彎矩圖校核軸徑 危險(xiǎn)截面直徑 軸徑 經(jīng)過(guò)上述驗(yàn)算，得到所設(shè)計(jì)的軸是合格的。6 軸承的選擇及校核 選擇軸承的類型時(shí)，必須了解軸承的工作載荷，轉(zhuǎn)速及其它使用要求。由上一步軸設(shè)計(jì)可知，由于軸受到軸向力Fa，所以選擇圓錐滾子軸承。圓錐滾子軸承型號(hào)由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查的如下基本尺寸/mm基本額定載荷/KN極限轉(zhuǎn)速r/min計(jì)算系數(shù)軸承代號(hào)dDTBCCrC0r脂油eYY03000型305520201635.846.8630080000.431.40.832006406822221831.546.0560070000.292.11.132908軸承的計(jì)算 一級(jí)軸 軸向載荷 由于 ，所以左邊放松，右邊壓緊。 當(dāng)量動(dòng)載荷 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 基本額定壽命 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 滾子軸承 當(dāng)量靜載荷 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得， 取兩式中的大值 靜載荷的計(jì)算 由機(jī)械