機械設(shè)計課程設(shè)計說明書模板

1、29燕山大學(xué)機械設(shè)計課程設(shè)計說明書題目：帶式輸送機傳動裝置學(xué)院（系）： 機械工程學(xué)院 年級專業(yè)： 09級機械設(shè)計及理論學(xué) 號： 090101010322 學(xué)生姓名： 喬旋 指導(dǎo)教師： 許立忠 教師職稱： 教 授 29目錄一、設(shè)計任務(wù)書.二、傳動方案分析. .三、電動機的選擇和參數(shù)計算.四、傳動零件的設(shè)計計算.五、軸的設(shè)計.六、鍵的選擇校核.七、軸承的校核.八、聯(lián)軸器的選擇及校核.九、密封與潤滑的選擇.十、減速器附件及說明.十一、裝配三維圖.十二、設(shè)計小結(jié).參考資料.二、傳動方案分析2.1.傳動系統(tǒng)的作用：作用：介于機械中原動機與工作機之間，主要將原動機的運動和動力傳給工作機，在此起減速作用，并

2、協(xié)調(diào)二者的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。2.2傳動方案的特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單、效率高、容易制造、使用壽命長、維護方便。由于電動機、減速器與滾筒并列，導(dǎo)致橫向尺寸較大，機器不緊湊。但齒輪的位置不對稱，高速級齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形部分地抵消，以減緩沿齒寬載荷分布有均勻的現(xiàn)象。2.3電機和工作機的安裝位置：電機安裝在遠(yuǎn)離高速軸齒輪的一端；工作機安裝在遠(yuǎn)離低速軸齒輪的一端。2.4畫傳動系統(tǒng)簡圖： 設(shè)計及計算過程結(jié)果三、電動機的選擇和參數(shù)計算 電動機是標(biāo)準(zhǔn)部件，設(shè)計時要根據(jù)工作機的工作特性，工作環(huán)境和工作載荷等條件，選擇電動機的類型、結(jié)構(gòu)容量和轉(zhuǎn)速。1、

3、選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)形式 由于生產(chǎn)單位一般多采用三相交流電源，因此無特殊要求時應(yīng)選三相交流電動機，又有三相異步電動機應(yīng)用最廣泛，所以根據(jù)用途選用Y系列三相籠型異步電動機，全封閉自冷式結(jié)構(gòu)。2、 選擇電動機的容量（功率） 由于減速器工作載荷較穩(wěn)定，長期連續(xù)運行，所選電動機的額定功率等于或稍大于所需的工作功率Pd即PedPd，電動機就能安全工作。(1) 卷筒的輸出功率(2) 電動機輸出功率Pd傳動裝置的總效率式中、為從電動機至卷筒軸的各傳動機構(gòu)和軸承的效率。彈性柱銷聯(lián)軸器=0.99；圓柱齒輪傳動=0.97； 滾動軸承=0.98；則故 電動機計算公式和有關(guān)數(shù)據(jù)皆引自機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊第9頁第1

4、1頁、第119頁主要參數(shù)：Pw=1.41Kw設(shè)計及計算過程結(jié)果3、 轉(zhuǎn)速：卷筒轉(zhuǎn)速:電機轉(zhuǎn)速 nd=(840) =452.802264 r/min選擇同步轉(zhuǎn)速為1000 r/min的電動機，如下表：電動機型號額定功率（kw）同步轉(zhuǎn)速（r/min)滿載轉(zhuǎn)速（r/min)起動轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩Y100L-62.210009402.02.04、 傳動比分配（1） 各軸轉(zhuǎn)速： 軸 軸 軸 卷筒軸 （2） 各軸的輸入功率軸 軸 軸 傳動裝置總傳動比的確定及其分配公式和有關(guān)數(shù)據(jù)皆引自機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊第12頁第15頁設(shè)計及計算過程結(jié)果卷筒軸 （3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機的輸出轉(zhuǎn)矩Td為：

5、 軸 軸 軸 卷筒軸 軸號功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/（N·m）轉(zhuǎn)速n/(r·min)傳動比i效率電機軸1.6616.869401.000.991軸1.6416.699404.800.952軸1.5676.15195.833.460.953軸1.48250.4656.601.000.97卷筒軸1.44243.0056.60表2 運動和動力學(xué)參數(shù)設(shè)計及計算過程結(jié)果四、傳動零件的設(shè)計計算1、高速級齒輪的設(shè)計1.1選精度等級、材料及齒數(shù)1）材料及熱處理；選擇小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為240±10HBS，大齒輪材料為45鋼，正火，硬度為200±10HBS，二者材料

6、硬度差為40HBS。2）精度等級選用8-7-7級精度；3）選小齒輪齒數(shù)z120大齒輪齒數(shù) 取96；誤差 4）初選=15° d=1.11.2按齒面接觸強度設(shè)計因為低速級的載荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進行計算 （1） 載荷系數(shù) 動載系數(shù)Kv=1.07齒輪計算公式和有關(guān)數(shù)據(jù)皆引自機械設(shè)計第76頁第98頁斜齒圓柱齒輪主要參數(shù)：45號鋼調(diào)質(zhì)HB1=240HBSHB2=200HBSz1=20z2=96=15°d=1.1Kv=1.07設(shè)計及計算過程結(jié)果齒間載荷分配系統(tǒng)，齒向載荷分配系數(shù)則 （2） 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（3） 查得區(qū)域系數(shù) （4） 重合度系數(shù)因，取，（5） 螺

7、旋角系數(shù) （6） 彈性影響系數(shù)（7）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限應(yīng)力Hlim1590MPa；大齒輪疲勞強度極限應(yīng)力Hlim2470MPa； （8）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)取疲勞壽命系數(shù);（允許有點蝕） (9)接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1，安全系數(shù)S1，由式（1012）得 Hlim1=590MPaHlim2=470MPa設(shè)計及計算過程結(jié)果取（10）試算小輪分度圓直徑d1t（11）實際圓周速度（12）修正載荷系數(shù)：按 查得動載系數(shù)（13）校正分度圓直徑（14）計算法向模數(shù),?。?5）中心距 圓整取（16）修正螺旋角（17）修正 由于之值改變較小，所以不需要修正,.d=38.95mm=設(shè)計及計算過

8、程結(jié)果（27）計算分度圓直徑（17）齒寬 圓整取mm，mm1.3齒根彎曲強度校核 (1)重合度系數(shù) (2)螺旋角系數(shù) (3)當(dāng)量齒數(shù) ，(4)齒形系數(shù) (5)應(yīng)力修正系數(shù) (6)彎曲疲勞極限應(yīng)力及壽命系數(shù) ，mmmm1設(shè)計及計算過程結(jié)果(7)彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1 (8)彎曲應(yīng)力 結(jié)論：強度足夠所以：第一級齒輪的參數(shù)為齒輪類型齒數(shù)分度圓直徑mm齒寬mm中心距mm螺旋角模數(shù)傳動比齒頂高系數(shù)頂隙系數(shù)小齒輪2041.385312014.84º24.810.25大齒輪96198.62461.4.結(jié)構(gòu)設(shè)計大齒輪為鍛造結(jié)構(gòu)，小齒輪為齒輪軸S=1設(shè)計及計算過程結(jié)果2.低

9、速級齒輪的設(shè)計及其計算2.1選精度等級、材料及齒數(shù)1）材料及熱處理；選擇小齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為240±10HBS，大齒輪材料為45鋼，正火，硬度為200±10HBS，二者材料硬度差為40HBS。2）精度等級選用8-7-7級精度；3）選小齒輪齒數(shù)z120大齒輪齒數(shù) ，圓整取z270；誤差 4）初選=14° d=1.12.2按齒面接觸強度設(shè)計因為低速級的載荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進行計算 （7） 載荷系數(shù) 動載系數(shù)Kv=1.0齒輪計算公式和有關(guān)數(shù)據(jù)皆引自機械設(shè)計76頁第98頁斜齒圓柱齒輪主要參數(shù)：45號鋼調(diào)質(zhì)HB1=240HBSHB2=200

10、HBSZ120Z270=14°d=1.1Kv=1.0=1.62=1.75設(shè)計及計算過程結(jié)果齒間載荷分配系統(tǒng)，齒向載荷分配系數(shù)則 （8） 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 （9） 查得區(qū)域系數(shù) （10） 重合度系數(shù)因 >1,取=1 （11） 螺旋角系數(shù) （12） 彈性影響系數(shù)（13）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限應(yīng)力Hlim1590MPa；大齒輪疲勞強度極限應(yīng)力Hlim2470MPa； （14）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)取疲勞壽命系數(shù);（允許有點蝕） （15）接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1，安全系數(shù)S1，由式（1012）得 =3.37Hlim1590MPaHlim2470MPa設(shè)計及計算過程結(jié)果

11、?。?0）試算小輪分度圓直徑d1t（11）實際圓周速度（12）修正載荷系數(shù)：按 查得動載系數(shù)（13）校正分度圓直徑（14）計算法向模數(shù),?。?5）中心距 圓整?。?6）修正螺旋角(17) 修正 由于之值改變較小，所以不需要修正,.d=58.05mm設(shè)計及計算過程結(jié)果（27）計算分度圓直徑（17）齒寬 圓整取=69mm，mm2.3齒根彎曲強度校核 (1)重合度系數(shù) (2)螺旋角系數(shù) (3)當(dāng)量齒數(shù) (4)齒形系數(shù) (5)應(yīng)力修正系數(shù) =69mm 設(shè)計及計算過程結(jié)果(6)彎曲疲勞極限應(yīng)力及壽命系數(shù) ， (7)彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1 (8)彎曲應(yīng)力 結(jié)論：強度足夠所以：第

12、二級齒輪的參數(shù)為齒輪類型齒數(shù)分度圓直徑mm齒寬mm中心距mm螺旋角模數(shù)傳動比齒頂高系數(shù)頂隙系數(shù)小齒輪2062.227614015.36º33.510.25大齒輪70217.78692.4結(jié)構(gòu)設(shè)計大齒輪為鍛造結(jié)構(gòu)，小齒輪為模鍛。1S=1設(shè)計及計算過程結(jié)果五、軸的設(shè)計1、 初步計算軸徑 先按式102初步估算軸的最小直徑。選取材料為45鋼、調(diào)制處理。輸入軸與聯(lián)軸器連接段，根據(jù)表102，取，于是得 軸與聯(lián)軸器連接，有一個鍵槽，軸徑應(yīng)增加3%5%，于是得中間軸根據(jù)表102，取，于是得 輸出軸與聯(lián)軸器連接段，根據(jù)表10-2，取C=112，于是得軸與聯(lián)軸器連接，有一個鍵槽，軸徑應(yīng)增加3%5%，于是

13、得以軸與齒輪連接段的最小軸徑作為設(shè)計基準(zhǔn)，盡量滿足聯(lián)軸器段的最小軸徑要求。所以取軸的計算和有關(guān)公式皆引自機械設(shè)計第137151頁設(shè)計及計算過程結(jié)果2、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、輸出軸的初步設(shè)計如下圖裝配方案是：左端，大齒輪、套筒、左端軸承、調(diào)整墊片、端蓋依次從軸的左端向右安裝；右端，右端軸承、調(diào)整墊片、端蓋、密封圈、聯(lián)軸器依次從軸的右端向左安裝。軸的徑向尺寸：當(dāng)直徑變化處的端面用于固定軸上零件或承受軸向力時，直徑變化值要大些，可?。?38）mm，否則可?。?3）mm。 軸的軸向尺寸：軸上安裝傳動零件的軸段長度是由所裝零件的輪轂寬度決定的，而輪轂寬度一般是和軸的直徑有關(guān)，確定了直徑，即可確定輪轂寬度。軸

14、的端面與零件端面應(yīng)留有距離L，以保證零件端面與套筒接觸起到軸向固定作用，一般可取L=（13）mm。軸上的鍵槽在靠近軸的端面處的距離取（13）mm，靠近軸肩處的距離應(yīng)大于等于5mm2、中間軸的初步設(shè)計如下圖設(shè)計及計算過程結(jié)果裝配方案是：左端，小齒輪、套筒、左端軸承、調(diào)整墊片、端蓋依次從軸的左端向右安裝；右端，大齒輪、套筒、右端軸承、調(diào)整墊片、端蓋依次從軸的右端向左安裝。尺寸設(shè)計準(zhǔn)則同輸出軸。3、 輸入軸的初步設(shè)計如下圖裝配方案是：左端，左端軸承、調(diào)整墊片、端蓋、密封圈、聯(lián)軸器依次從軸的左端向右安裝；右端，套筒、右端軸承、調(diào)整墊片、端蓋依次從軸的右端向左安裝。尺寸設(shè)計準(zhǔn)則同輸出軸。3、 輸出軸的彎

15、扭合成強度計算由輸出軸軸承處軸的直徑d=45mm,查機械設(shè)計指導(dǎo)手冊得到應(yīng)使用軸承型號為6209，D=85mm，B=19mm。設(shè)計及計算過程結(jié)果1、計算齒輪受力：螺旋角： 分度圓直徑： 大齒輪受力：轉(zhuǎn)矩：T2=250460N.mm 圓周力： 徑向力：軸向力：2、計算軸承反力水平面： 垂直面： 3、畫出水平面彎矩圖Mxy，垂直面變矩Mxz圖，和合成彎矩圖4、畫出軸的轉(zhuǎn)矩T圖，T=250447Nmm設(shè)計及計算過程結(jié)果設(shè)計及計算過程結(jié)果5、判斷軸的危險截面應(yīng)力大（彎矩M大、有扭矩T、軸徑d?。?應(yīng)力集中（過盈配合、鍵槽、過渡圓角） 所以確定危險截面在 1、2、3截面附近，且2截面最危險 6. 查表得

16、疲勞極限：軸材料為45剛，調(diào)制處理，查得，由表10-5所列公式求得疲勞極限 軸的強度計算公式和有關(guān)數(shù)據(jù)皆引自機械設(shè)計第142157頁45號鋼調(diào)質(zhì)=0.11=0.04設(shè)計及計算過程結(jié)果7, 求截面2的應(yīng)力彎矩M1=112772×=50121N.mm=5.5Mpa, =6.85MPa8, 求截面2的有效應(yīng)力集中系數(shù) 因在此截面處有軸直徑變化，過渡圓角半徑r=2mm 其應(yīng)力集中可查表得 由查得（用插值法）9, 求表面狀態(tài)系數(shù)和尺寸系數(shù)，由表10-13查得 （Ra=3.2um ，），由表10-14查得（按靠近應(yīng)力處的最小直徑查得）10, 求安全系數(shù) 由式（10-5） （設(shè)為無限壽命，）得 =

17、1.8所以安全可靠=5.5MPa=24.51=14.08S=12.21設(shè)計及計算過程結(jié)果六、鍵的選擇校核1. 鍵的選擇，根據(jù)軸徑和軸的長度選擇鍵，這里都選擇普通平鍵輸入軸：聯(lián)軸器段軸徑18，選鍵 6×6×32中間軸：大齒輪配合段軸徑30，選鍵 8×7×32小齒輪配合段軸徑30，選鍵 8×7×63輸出軸：大齒輪配合段軸徑48，選鍵 14×9×56聯(lián)軸器段軸徑35，選鍵10×8×70 2. 鍵的校核由于靜連接，取，輸出軸，聯(lián)軸器段鍵的接觸長度 能傳遞的轉(zhuǎn)矩為輸出軸，大齒輪配合段鍵的接觸長度 能傳遞的

18、轉(zhuǎn)矩為校核通過結(jié)論：鍵安全鍵的選擇引自機械設(shè)計手冊第189頁課程設(shè)計指導(dǎo)設(shè)計及計算過程結(jié)果七、軸承的校核1、基本壽命：八年一班 2、輸出軸壽命校核軸承型號為深溝球軸承6209,其尺寸為d×D×B=45×85×19。計算軸承的軸向載荷的基本額定動載荷,基本額定靜載荷C=31.7KN 極限轉(zhuǎn)速： 軸承2壓緊 則 則 則>,按計算：=2.14×>19200h結(jié)論：軸承安全八、聯(lián)軸器的選擇及校核1、電動機與輸入軸之間： 為了減小啟動轉(zhuǎn)矩，減小轉(zhuǎn)動慣量和良好的減震性能，采用彈性柱銷聯(lián)軸器。 輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直

19、徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。查得電機軸外伸直徑D=18mm，選HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為160，半聯(lián)軸器的孔徑，半聯(lián)軸器長度mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為30mm。2、 輸出軸與卷筒軸之間：選HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為315，半聯(lián)軸器的孔徑d1=35mm3.、聯(lián)軸器校核結(jié)論，聯(lián)軸器安全。滾動的計算公式和數(shù)據(jù)皆引自機械設(shè)計第159173頁=2.14×設(shè)計及計算過程結(jié)果九、密封與潤滑 1、 齒輪采用浸油潤滑，由機械設(shè)計（機械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計表16-1查得選用N220中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB5903-86）。，圓柱齒輪浸入油的深度約一個齒高。由于

20、第二級大圓柱齒輪圓周速度，可以利用齒輪飛濺的油潤滑軸承，并通過油槽潤滑其他軸上的軸承，且有散熱作用，效果較好。2、滾動軸承的潤滑開設(shè)油溝，飛濺潤滑。3、潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用SH 0537-1992潤滑油。4、密封方法的選取軸端透蓋根據(jù)潤滑方式和軸徑選擇J型骨架式橡膠油封，檢查減速器剖分面、各接觸面及密封處，均不許漏油，剖分面涂以水玻璃。設(shè)計及計算過程結(jié)果十、減速器附件及說明1窺視孔蓋窺視孔蓋的規(guī)格為140×100mm。在減速器箱蓋頂部開窺視孔，以便于檢查傳動件的嚙合情況、潤滑狀況、接觸斑點級齒側(cè)間隙等。窺視孔應(yīng)設(shè)在能看到傳動零件嚙

21、合區(qū)的位置，并有足夠大小，以便手能深入操作。平時將檢查孔蓋板蓋上并用螺釘予以固定，蓋板與箱蓋凸臺接合面間加裝防滲漏的紙質(zhì)封油墊片。2放油螺塞螺塞規(guī)格為，放油孔的位置應(yīng)在油池的最低處，并安裝在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便于放油。螺塞材料采用Q235。3油標(biāo)油標(biāo)選用M12桿式油標(biāo)，油標(biāo)尺常放置在便于觀測減速器油面級油面穩(wěn)定處，對于多級傳動油標(biāo)安置在低速級傳動件附近。長期連續(xù)工作的減速器，在桿式油標(biāo)的外面常裝有油標(biāo)尺套，可以減輕油的攪動干擾，以便在不停車的情況下隨時檢測油面。4通氣器減速器在運轉(zhuǎn)時，箱體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，對減速器密封極為不利。為溝通箱體內(nèi)外的氣流使箱體內(nèi)的氣壓不會因減速器運

22、轉(zhuǎn)時的溫升而增大，從而造成減速器密封處滲漏，在箱蓋頂部或檢查孔蓋板上安裝通氣器。5起蓋螺釘：箱蓋，箱座裝配時在剖分面上涂密封膠給拆卸箱蓋帶來不便，為此常在箱蓋的聯(lián)接凸緣上加工出螺孔，拆卸時，擰動裝與其中的起蓋螺釘便可方便地頂起箱蓋。起蓋螺釘材料為45。螺桿頂部做成半圓形，以免頂壞螺紋。6定位銷：為保證剖分式箱體的軸承座孔的加工及裝配精度，在箱體的聯(lián)接凸緣的長度方向兩端各安置一個圓錐定位銷，并盡量設(shè)置在不對稱位置。定位銷為圓公稱直徑（小端直徑）可取，為箱座，箱蓋凸緣聯(lián)接螺栓的直徑；取長度應(yīng)稍大于箱體聯(lián)接凸緣的總厚度，以利于安裝。7起吊裝置：選用M1的吊環(huán)螺釘，裝在箱蓋上，用來拆卸和吊運箱蓋，也可

23、用來吊運輕型減速器。8調(diào)整墊片組調(diào)整墊片組的作用是調(diào)整軸承的軸向位置。墊片組材料為08F。設(shè)計及計算過程結(jié)果十一、設(shè)計小結(jié)我設(shè)計的課題是，二級展開式斜齒圓柱齒輪減速器。這次的課程設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想、訓(xùn)練綜合運用機械設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實際反應(yīng)和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用。本次設(shè)計得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。經(jīng)過此次的機械設(shè)計的訓(xùn)練，對機械設(shè)計產(chǎn)生了濃厚的興趣，也對機械設(shè)計的流程有了初步的了解，能夠為以后的實踐做好指引。 在整個過程中不僅僅將學(xué)過的知識用于實踐，體會到了真正應(yīng)用知識的樂趣，更在課程設(shè)計的過程中體會到了工程人員應(yīng)有的素質(zhì)和技能，在以后的學(xué)習(xí)生活中，我會進一步的將知識基礎(chǔ)打牢，并積極的將所學(xué)