機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)樣本.

1、武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)教育學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)陜西建校學(xué)習(xí)中心函授站（學(xué)習(xí)中心）專業(yè)級（春、秋）層次 指導(dǎo)教師學(xué)生姓名武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)教育學(xué)院目錄前言 2 傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì) 3 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算6 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算6 從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 8 鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算9 主動(dòng)軸外伸端處鍵的校核9 從動(dòng)軸外伸端處鍵的校核 10 軸承的選擇與驗(yàn)算11 主動(dòng)軸承的選擇與驗(yàn)算11 從動(dòng)軸承的選擇與驗(yàn)算 12 聯(lián)軸器的選擇與驗(yàn)算12 箱體、箱蓋主要尺寸計(jì)算 12 齒輪和滾動(dòng)軸承潤滑與密封方式的選擇 13 減速器附件的設(shè)計(jì)13 結(jié)束語 14（）課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)

2、計(jì)是學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械技術(shù) （上、下）課程后進(jìn)行的 一項(xiàng)綜合訓(xùn)練，其主要目的是通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生鞏固、加深在機(jī)械技術(shù)課 程中所學(xué)到的知識，提高學(xué)生綜合運(yùn)用這些知識去分析和解決問題的能力。 同時(shí)學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握常用機(jī)械零部件、機(jī)械傳動(dòng)裝置 或簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)方法與步驟，為今后學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)知識打下必要的基礎(chǔ)。（二）傳動(dòng)方案的分析 機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來傳遞 原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重 要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。 合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便

3、、成 本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級 傳動(dòng)，第一級傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級傳動(dòng)為單級直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動(dòng)承載能力較低在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但 有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級，以降低 傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是 現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之。本設(shè)計(jì)采用的是單級直齒輪傳動(dòng)（說明直齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn) ）。說明減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料選擇和應(yīng)用場合 （如本設(shè)計(jì)中減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用 HT200 灰鑄鐵鑄造而成

4、 ）設(shè)計(jì)說明書一、傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)已知輸送帶的有效拉力 Fw= 2000N，輸送帶的速度 Vw=1.1m/s,滾筒直徑D=250mm。連續(xù)工作，有 輕微振動(dòng)、單向運(yùn)轉(zhuǎn)。1)選擇合適的電動(dòng)機(jī)；2)計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比，分配各級傳動(dòng)比；3)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。解：1、選擇電動(dòng)機(jī)(1) 選擇電動(dòng)機(jī)類型：按工作要求和條件選取Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。(2) 選擇電動(dòng)機(jī)容量工作機(jī)所需功率：Fw Vw 2000 x 1.1Pw2.2kW1000 1000電動(dòng)機(jī)輸出功率：Pw2 2Po2.54kW0.8674其中n為電動(dòng)機(jī)至滾筒、主動(dòng)軸傳動(dòng)裝置的總效率，包括V帶傳動(dòng)

5、效率n b、一對齒輪傳動(dòng)效率n g、兩對滾動(dòng)軸承效率 n r2、聯(lián)軸器效率n c、及傳動(dòng)滾筒效率n w值計(jì)算如下：n = n b n g n r2 n cn w=0.8674由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表82(63頁)查得各效率值，n b=0.96, n g=0.97 , n r=0.99, n c=0.99.Pm= (11.3)Po，由機(jī)械設(shè)計(jì)n w=0.96，代入公式計(jì)算出效率及電機(jī)輸出功率。使電動(dòng)機(jī)的額定功率 課程設(shè)計(jì)表17 1Y(153頁)查得電動(dòng)機(jī)的額定功率 Pm=5.5kW。(3)選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速計(jì)算滾筒的轉(zhuǎn)速:=84.08 r/min_600000Vw _ 60000匯1.1w-： D-：

6、 250計(jì)算時(shí)取nw =85 r/min根據(jù)表3 1確定傳動(dòng)比的范圍：取V帶傳動(dòng)比ib= 24，單級齒輪傳動(dòng)比ig= 35,則總傳動(dòng)比的范圍：i = (2X3)(4X5) = 6 20。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為n=i nw(620) nw=504.481681.6在這個(gè)范圍內(nèi)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有 1000r/ min和1500r/ min，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的情況， 同時(shí)也要降低電動(dòng)機(jī)的重量和成本，最終可確定同步轉(zhuǎn)速為1000,根據(jù)同步轉(zhuǎn)速確定電動(dòng)機(jī)的型號為Y132M2-6 |,滿載轉(zhuǎn)速I960。(機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 153頁)型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速Y132M2-65.59 6 010002

7、、計(jì)算總傳動(dòng)比并分配各級傳動(dòng)比(1)計(jì)算總傳動(dòng)比：i=nm/ nW=960/84.08=11.42 , 在 814 范圍內(nèi)分配各級傳動(dòng)比：為使帶傳動(dòng)尺寸不至過大，滿足ibig,可取ib = 23，則齒輪傳動(dòng)比ig= i/ ib(在4左右，取小數(shù)點(diǎn)后兩位，不隨意取整)。3、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)(1)各軸的轉(zhuǎn)速：n1=nm/ibnn=m/ignw=nn(2)各軸的功率：P1=Pm n bPn=P1 n r n gPw=Pn n r n c各軸的轉(zhuǎn)矩：T0=9550Pm/nmT1=9550Pn1Tn=9550Pn/nnTw=9550Pw/n最后將計(jì)算結(jié)果填入下表:參數(shù)軸名電機(jī)軸I軸II軸滾筒

8、軸轉(zhuǎn)速 n(r/mi n)nm=960n1=384n 11=85nw=85功率P(kW)Pm=5.5P1=5.28Pn=5.08Pw=4.99轉(zhuǎn)矩T(N -m)T0=54.71T1=131.31T11=570.75Tw=560.64傳動(dòng)比iib=2.5ig=4.571效率nn b=0.96nb n r=0.96n r n c=0.98三、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知帶傳動(dòng)選用丫系列異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率Pm=5.5kW，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速nw=960r/min, 從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速ni=384r/min,ib=2.5。兩班制工作，有輕度沖擊。計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果 確定設(shè)計(jì)功 率 選V帶型號 確定帶輪直 徑 驗(yàn)算

9、帶速 確定帶的基 準(zhǔn)長度 驗(yàn)算小帶輪 包角 計(jì)算帶的根 數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表87( 175頁)，取Ka=1.2, 故Pd=KAP=1. 2 X 5.5=6.60kW根據(jù)Pd和n1查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖88 (176頁), 選B型普通V帶由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8 4 (171頁),取小帶輪基準(zhǔn) 直徑 ddl=125mm傳動(dòng)比i =2.5大帶輪基準(zhǔn)直徑 dd2=i Xdd1= 2.5X 125=312.5mm 圓整 da2=315mm驗(yàn)算兀dd1ri1宀 125760 _ _ /驗(yàn)算 v = 6.28m / s60F000600005m/sv 25m/s，符合要求由 0.7(dd1+dd2) a02計(jì)按式(10

10、21)試算，即dt 1 2KtT U 1爭牛 dS U I “H丿、按式 K=KKK K Ra v P查表35-12得Ka=1初估速度=43傳動(dòng)尺寸計(jì) 算由圖 35-30b查得 Kv=1.1，取 0 =01 1由式 =1.88-3.2 （+） cos 0=1.713Z1 Z2取屮 =1 d由圖 35-31 得,K/1.46;由圖 35-32 得,Kr=1.05所以 Kt=1.364dt A61.4mmJid1n1v=3.08m/s60x1000因與初估圓周速度相差較大，故應(yīng)修正載荷系數(shù)及小齒輪直徑由圖 35-30b得Kv=1.03,算得 K=1.276， d1=59.5mm1亓a=3（a +d

11、2 ）=147.6，取 150mmd1 cos Pm =2.48mm,取 m=2.5mm乙2ad1= =60mm ;d2=ud1=240mmu +1b= vdd1取 b仁70mm， b2=60mm3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式為宜。其他有關(guān)尺寸參看大齒輪零件圖。五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算已知傳遞的功率為Pi=5.28kW，主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為ni=384r/min，小齒輪分度圓直徑di=60mm, 嚙合角d=20,輪轂寬度B小齒輪=700mm,工作時(shí)為單向轉(zhuǎn)動(dòng)。解：1、選擇軸的材料、熱處理方式，確定許用應(yīng)力（按教材表39 1、

12、398）軸名材料熱處理硬度抗拉強(qiáng)度許用彎曲應(yīng)力主動(dòng)軸n 45號鋼調(diào)制217255P 650MPa60MPa2、畫出軸的結(jié)構(gòu)示意圖:與軸承與齒耗碣 FA 爭3、計(jì)算軸各段直徑計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1、計(jì)算d1由教材表39-7得：A=114 106,取A=118（取較大值）2、計(jì)算d23、計(jì)算d3：4、計(jì)算d4出、A 3：巴=27.14, 丁軸上有一個(gè)鍵槽，故軸徑增大5%Y n1di= di”X（ 1+5% = 28.50按 138頁圓整 di=30d 2 di+2a= d計(jì)2X（0 . 07-0. 1） x di=34.2-36，因 d2必須符 合軸承密封元件的要求，取d2=35。（191頁）

13、d 3 d2+（ 15） m葉36-40 , cb必須與軸承的內(nèi)徑一致， 圓整d3=40。所選軸承型號為 6208，B= 18，D= 80, G= 22.8， C0r=15.8d1=30mmd2=35mmd3=40mmd4=45mm5、計(jì)算d5d 4 d+（1-5）mm=41-45,為裝配方便而加大直徑，應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑；一般取0,2,5,8為尾數(shù)。取d4=45ds=40mmd 5=d=40,同一軸上的軸承選用同一型號，以便于軸承座孔鏜制和減少軸承類型。4、計(jì)算軸各段長度計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1、計(jì)算LB帶輪=（Z一 1）e+2f=，e、f值杳教材表34-8 L1=（1.5 2）d1，按 1

14、38頁取 L1=58L1=582、計(jì)算L2L2=l1+e+m=50e=1.2da，其中d3為螺釘直徑，查表51（23頁）m=L-A；3-B軸承小=6+G+C+（3 8）- 小 一 B軸承小=20式中6、Gl、G查表5 1。11、A小查表 68（75頁，L2=50按凸緣式端蓋杳11）,右m取m=即可。 I_3=Bi承小+小+壓小，小查表6 8（75頁）La=403、計(jì)算L3d d1 * f14 10 15 故小齒輪做成齒輪軸|4一 B+齒輪f大 + 大一15=315、校核軸的強(qiáng)度計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果2.求軸上的載何Mm=316767N.mmT=925200N.mm6.彎扭校合W =0.1d3

15、 =0.仆603 = 21600mm3! 2 2 m +（口）2=51.2MPah寸根據(jù)軸徑d=30，由表10-33（165頁），查得：鍵寬鍵長L=50選擇b=8,鍵高h(yuǎn)=7,因軸長Ll58,故取鍵長L=50將l=L b, k=0.4h代入公式得擠壓應(yīng)力為2）驗(yàn)算擠壓 強(qiáng)度2T 1000 “ci”% 53.82Mpak l d竹=53.58由教材表333查得，輕微沖擊時(shí)的許用擠壓應(yīng)JVLp強(qiáng)度足夠3）確定鍵槽 尺 寸及相應(yīng)的力竹50 60MPa 口卩竹，故擠壓強(qiáng)度足夠。公差（以75 H 7為例）由附表10-33（165頁）得， r6軸槽寬為2ON90520，軸槽深t=7 . 5mm r6對應(yīng)的

16、極限偏差為：0.062。轂槽寬為20Js9土 0.026，轂槽深0.043h=4.9 mm H7對應(yīng)的極限偏差為0.0304）繪制鍵槽工作圖iZXjih寸根據(jù)軸徑d=45，由表10-33（165頁），查得：鍵寬鍵長L-70選擇b=12，鍵高h(yuǎn)=8，因軸長Ll82,故取鍵長L=70將l=L b，k=0.4h代入公式得擠壓應(yīng)力為2）驗(yàn)算擠壓 強(qiáng)度r2T X1000.% = 52.41Mpak l da p =52.413）確定鍵槽 尺由教材表333查得，輕微沖擊時(shí)的許用擠壓應(yīng) 力竹50 60MPa 口pp，故擠壓強(qiáng)度足夠。6h寸根據(jù)軸徑d=30，由表10-33（165頁），查得：鍵寬鍵長L-45選

17、擇b=14，鍵高h(yuǎn)=9，因軸長L-60,故取鍵長L-45將l=L b，k=0.4h代入公式得擠壓應(yīng)力為2）驗(yàn)算擠壓 強(qiáng)度2T 燈 000一7 p = 59.17Mpak l d5=59.17由教材表333查得，輕微沖擊時(shí)的許用擠壓應(yīng)pbp強(qiáng)度足夠3）確定鍵槽 尺力葉50 60MPa 口pLhLh Lh ，本額定壽命nfdP合適故所選軸承合適。（Lh可查表或按大修期確定）（二）從動(dòng)軸承的選擇與驗(yàn)算已知軸頸直徑d3=60，n ii=85，Rva=3063， Rw=3063，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有輕微沖 擊計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1、確定軸由軸承型號查課程設(shè)計(jì)附表得軸承的基本參數(shù)承的基本參P 一 RvA R毗

18、中較大者P=1.2數(shù)因球軸承，故c二3,查教材表38-10，取fd=1，2、計(jì)算當(dāng)查教材表38-11，取gT=1量動(dòng)負(fù)荷P3、計(jì)算基代入計(jì)算得：L= LhLh Lh ，本額定壽命nfdP合適故所選軸承合適。（Lh可查表或按大修期確定）注意：如壽命過大，貝陲選軸承型號，取輕或特輕系列八、聯(lián)軸器的選擇與驗(yàn)算已知聯(lián)軸器用在減速器的輸出端，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n h=85，傳遞的功率為Pii=5.08 傳遞的轉(zhuǎn)矩為T=570，軸徑為di=45計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1、類犁選擇2、計(jì)算轉(zhuǎn) 矩3、型號選 擇為減輕減速器輸出端的沖擊和振動(dòng)，選擇彈性柱 銷聯(lián)軸器，代號為HL由教材表43-1，選擇工作情況系數(shù)K=1.2

19、5Tc=K- Tn =631.96按計(jì)算轉(zhuǎn)矩、軸徑、轉(zhuǎn)速，從標(biāo)準(zhǔn)中選取 HL3型 彈性柱銷聯(lián)軸器，采用短圓柱形軸孔。公稱轉(zhuǎn)矩：Tn=630Tc許用轉(zhuǎn)速：n1=1000n1主動(dòng)端：了型軸孔、A型鍵槽、軸徑d1=，半聯(lián)軸 器長度L：HL單性柱銷聯(lián) 軸 器Tc=631.96聯(lián)軸器的選擇結(jié)果型號軸孔直徑軸孔長度公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速HL44511212504000九、箱體、箱蓋主要尺寸計(jì)算箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，采用HT20灰鑄鐵鑄造而成。箱體主要尺寸計(jì)算如下:名稱符號尺寸箱體厚度具體內(nèi)容參照23頁表5-18mm十、齒輪和滾動(dòng)軸承潤滑與密圭寸方式的選擇（一）減速器的潤滑1、齒輪的潤滑：根據(jù)齒輪的圓周速度6.