機械設(shè)計課程設(shè)計說明書(樣本)

1、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書撰寫說明一課程設(shè)計說明書內(nèi)容封面附件1目錄小標(biāo)題、頁碼摘要1、設(shè)計題目包括1.機器的功能、工作條件及設(shè)計要求2.原始數(shù)據(jù)2、傳動系統(tǒng)方案的擬訂對方案的簡要說明及傳動裝置簡圖3、原動機的選擇、傳動系統(tǒng)的運動及動力參數(shù)包括電動機的功率及轉(zhuǎn)速、型號；總傳動比及分配各級傳動比；各軸的轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩的選擇與計算4、傳動零件的設(shè)計計算5、軸的設(shè)計計算初估軸徑、結(jié)構(gòu)設(shè)計及強度校核6、鍵聯(lián)接的選擇計算7、滾動軸承的類型、代號選擇及壽命計算8、聯(lián)軸器的選擇9、箱體設(shè)計主要結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計與計算10、傳動裝置的潤滑密封的選擇潤滑及密封的方式、潤滑劑的牌號等11、設(shè)計小結(jié)設(shè)計體會、設(shè)計的優(yōu)

2、、缺點及改良意見等12、參考資料目錄資料的統(tǒng)一編號“X”、書名、作者、出版單位、出版年月二說明書撰寫標(biāo)準(zhǔn)及要求1說明書中的計量單位、制圖、制表、公式、縮略詞和符號應(yīng)遵循國家的有關(guān)規(guī)定。2封面用電子文本打印3設(shè)計說明書要按照設(shè)計過程編寫，要求結(jié)構(gòu)思路清晰，論據(jù)充分、思路清晰、論述簡明、書寫公正。4說明書的計算部分應(yīng)列出計算所用公式，并代入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，最后的計算結(jié)果應(yīng)標(biāo)明單位，寫出簡短的結(jié)論及說明，但不用寫出非常詳細(xì)的計算過程。5為了清楚的書寫設(shè)計內(nèi)容，設(shè)計說明書中應(yīng)附有必要的簡圖，如：機構(gòu)運動簡圖、軸的結(jié)構(gòu)簡圖、軸的受力分析、彎、扭矩圖等。6所引用的計算公式和數(shù)據(jù)應(yīng)注明出處注出參考資料的統(tǒng)一編號

3、“X”、頁數(shù)、公式號或表號等。7說明書要求用A4紙排版，對每一單元的內(nèi)容，都應(yīng)有大小標(biāo)題，且清晰醒目。主要的參數(shù)、尺寸和規(guī)格以及主要的計算結(jié)果可寫在紙張右側(cè)已留出的長條框中。最后加上封面裝訂成冊，封面的格式見樣本，說明書的書寫格式如下表所示。上下左右各留20mm設(shè)計計算說明書的書寫格式主要結(jié)果30mm計算項目及內(nèi)容6軸的設(shè)計計算6.2減速器低速軸的設(shè)計6.2.4軸的計算簡圖圖7-2bB從動齒輪的受力，根據(jù)前面計算知圓周力Ft2=Fti=2252N徑周力軸周力Fr2=Fr1 = 831NFa2=Fa1=372N鏈輪對軸的作用力，根據(jù)前面計算知Qr=4390NFt2= 2252NFr2=831NF

4、a2=372N低速軸的空間受力簡圖，如圖 7-2b所示。6.2.5求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖QR=4390NM b 0, RayFt212l1+ l22252 54 1126N54+ 54Y 0,Ryb%RA2252 1126 1126nRay=1126N求C點垂直面內(nèi)的彎矩Rby=1126NMcy RAYl1 11265460800 N - m作垂直面內(nèi)的彎矩圖，如圖7-2d所示。傳動件設(shè)計計算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40Cr調(diào)質(zhì)，硬度為280HBs大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為240HBs二者材料硬度差為40HBS2精度等級選用7級精度；

5、|3試選小齒輪齒數(shù)z1=20,大齒輪齒數(shù)z2=100的；4選取螺旋角。初選螺旋角B=14°2 .按齒面接觸強度設(shè)計1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(jìn)行計算按式1021試算，即dt>1確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1試選Kt=1.62由圖1030選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.4333由表107選取尺寬系數(shù)(|)d=14由圖1026查得£a1=0.75,£a2=0.87,則ea=ea1+ea2=1.62J5由表106查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8Mpa6由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限(rHlim1=600MPa大齒輪的解除疲

6、勞強度極限(THlim2=550MPa7由式1013計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60n1jLh=60X192X1X2X8X300X5=3.32X10e8N2=N1/5=6.64X1078由圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN40.95;KHN20.989計算接觸疲勞許用應(yīng)力|取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,由式1012得(rH1=0.95X600MPa570MPa(rH2=0.98X550MPa539MPa(rH=(tH1+H2/2=554.5MPa2計算1試算小齒輪分度圓直徑d1td1t>=67.852計算圓周速度v=0.68m/s3計算齒寬b及模數(shù)mntb=(|)dd1t=1x67.85

7、mm=67.85mmmnt=3.39h=2.25mnt=2.25x3.39mm=7.63mmb/h=67.85/7.63=8.894計算縱向重合度£B£B=0.318X1Xtan14=1.595計算載荷系數(shù)K|一已知載荷平穩(wěn)，所以取KA=1根據(jù)v=0.68m/s,7級精度，由圖108查得動載系數(shù)KV=1.11;由表104查的KH0的計算公式和直齒輪的相同，故KH0=1.12+0.18(1+0.6X1)1X1+0.23X1067.85=1.42由表1013查得KF0=1.36由表10-3查得KHa=KHx=1.4。故載荷系數(shù)K=KAKVKHKH0=1X1.03X1.4X1.4

8、2=2.056按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式1010a得d1=mm=73.6mm7計算模數(shù)mnmn=mm=3.743 .按齒根彎曲強度設(shè)計由式（1017mn>1確定計算參數(shù)1計算載荷系數(shù)K=KAKVKFKF0=1X1.03X1.4X1.36=1.962根據(jù)縱向重合度eB=0.318（|）dz1tanB=1.59,從圖1028查得螺旋角影響系數(shù)Y0=0。883計算當(dāng)量齒數(shù)z1=z1/cosB=20/cos14=21.89z2=z2/cosB=100/cos14=109.474查取齒型系數(shù)|由表105查得YFa1=2.724;Yfa2=2.1725查取應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得Y

9、sa1=1.569;Ysa2=1.7986計算crFI（rF1=500Mpa（TF2=380MPaKFN1=0.95KFN2=0.98（rF1=339.29Mpa（TF2=266MPa7計算大、小齒輪的并加以比較=0.0126=0.01468大齒輪的數(shù)值大。2設(shè)計計算mn>=2.4mn=2.54.幾何尺寸計算1計算中心距z1=32.9,取z1=33z2=165a=255.07mma圓整后取255mm2按圓整后的中心距修正螺旋角B=arcos=1355'50”3計算大、小齒輪的分度圓直徑d1=85.00mmd2=425mm4計算齒輪寬度b=（|）dd1b=85mmB1=90mmB2

10、=85mm5結(jié)構(gòu)設(shè)計以大齒輪為例。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。軸的設(shè)計計算擬定輸入軸齒輪為右旋II軸：1,初步確定軸的最小直徑d>=34.2mm2 .求作用在齒輪上的受力Ft1=899NFr1=Ft=337NFa1=FttanB=223NFt2=4494NFr2=1685NFa2=1115N3 .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1擬定軸上零件的裝配方案i. I-II段軸用于安裝軸承30307,故取直徑為35mmii. II-III段軸肩用于固定軸承，查手冊得到直徑為44mmiii. III-IV段為小齒輪，外徑90mmiv. IV-V段分

11、隔兩齒輪，直徑為55mmv. V-VI段安裝大齒輪，直徑為40mmvi. VI-VIII段安裝套筒和軸承，直徑為35mm2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1. I-II段軸承寬度為22.75mm所以長度為22.75mm2. II-III段軸肩考慮到齒輪和箱體的間隙12mm軸承和箱體的間隙4mm所以長度為16mm3. III-IV段為小齒輪，長度就等于小齒輪寬度90mm4. IV-V段用于隔開兩個齒輪，長度為120mm5. V-VI段用于安裝大齒輪，長度略小于齒輪的寬度，為83mm6. VI-VIII長度為44mm4 .求軸上的載荷66207.563.5Fr1=1418.5NFr2=60

12、3.5N查得軸承30307的Y值為1.6Fd1=443NFd2=189N因為兩個齒輪旋向都是左旋。故：Fa1=638NFa2=189N5 .精確校核軸的疲勞強度1判斷危險截面由于截面IV處受的載荷較大，直徑較小，所以判斷為危險截面2截面IV右側(cè)的截面上的轉(zhuǎn)切應(yīng)力為由于軸選用40cr,調(diào)質(zhì)處理，所以2P355表15-1a）綜合系數(shù)的計算由，經(jīng)直線插入，知道因軸肩而形成的理論應(yīng)力集中為，2P38附表3-2經(jīng)直線插入軸的材料敏感系數(shù)為，2P37附圖3-1故有效應(yīng)力集中系數(shù)為查得尺寸系數(shù)為，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為，2P37附圖3-22P39附圖3-3軸采用磨削加工，外表質(zhì)量系數(shù)為，2P40附圖3-4軸外表未經(jīng)

13、強化處理，即，則綜合系數(shù)值為b）碳鋼系數(shù)確實定匚碳鋼的特性系數(shù)取為，c）安全系數(shù)的計算軸的疲勞安全系數(shù)為故軸的選用安全。一I軸：1.作用在齒輪上的力FH1=FH2=337/2=168.5Fv1=Fv2=889/2=444.52,初步確定軸的最小直徑3 .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1確定軸上零件的裝配方案2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1d）由于聯(lián)軸器一端連接電動機，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸受到電動機外伸軸直徑尺寸的限制，選為25mme）考慮到聯(lián)軸器的軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)2.5mni所以該段直徑選為30。f）該段軸要安裝軸承，考慮到軸肩要有2mmi勺圓角，則軸承選用30207型，

14、即該段直徑定為35mmg）該段軸要安裝齒輪，考慮到軸肩要有2mm勺圓角，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，定為40mm1h）為了齒輪軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)5mm所以該段直徑選為46mmi）軸肩固定軸承，直徑為42mmj）該段軸要安裝軸承，直徑定為35mm2各段長度確實定各段長度確實定從左到右分述如下：-1a）該段軸安裝軸承和擋油盤，軸承寬18.25mm該段長度定為18.25mmb）該段為軸環(huán)，寬度不小于7mm定為11mmc）該段安裝齒輪，要求長度要比輪轂短2mm齒輪寬為90mm定為88mmd）該段綜合考慮齒輪與箱體內(nèi)壁的距離取13.5mm軸承與箱體內(nèi)壁距離取4mm采用油潤滑，軸承寬18.25mm定為41.25

15、mme）該段綜合考慮箱體突緣厚度、調(diào)整墊片厚度、端蓋厚度及聯(lián)軸器安裝尺寸，定為57mmf）該段由聯(lián)軸器孔長決定為42mm4 .按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度W=62748N.mmT=39400N.mm45鋼的強度極限為，又由于軸受的載荷為脈動的，所以5 .求軸上的載荷Mm=316767N.mmT=925200N.mm6 .彎扭校合|滾動軸承的選擇及計算I軸：1 .求兩軸承受到的徑向載荷5、 軸承30206的校核1徑向力2派生力3軸向力由于，所以軸向力為，4當(dāng)量載荷由于，所以，。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為5軸承壽命的校核II軸：6、 軸承30307的校核1徑向力2派生力3軸向力由于

16、，所以軸向力為，4當(dāng)量載荷由于，所以，。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為5軸承壽命的校核III軸：7、軸承32214的校核1徑向力2派生力3軸向力由于，所以軸向力為，4當(dāng)量載荷由于，所以，。由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為5軸承壽命的校核鍵連接的選擇及校核計算代號直徑mm工作長度mm工作高度mrm轉(zhuǎn)矩N?m極限應(yīng)力MPa高速軸8X7X60單頭25353.539.826.012X8X80單頭4068439.87.32中間軸12X8X70單頭4058419141.2低速軸20X12X80單頭75606925.268.518X11X110單頭601075.5925.252.4

17、由于鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微，所以許用擠壓應(yīng)力為，所以上述鍵皆安全。連軸器的選擇由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點，所以考慮選用它。二、高速軸用聯(lián)軸器的設(shè)計計算由于裝置用于運輸機，原動機為電動機，所以工作情況系數(shù)為，計算轉(zhuǎn)矩為所以考慮選用彈性柱銷聯(lián)軸器TL4GB4323-843，但由于聯(lián)軸器一端與電動機相連，其孔徑受電動機外伸軸徑限制，所以選用TL5GB4323-843其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩軸孔直徑，軸孔長，裝配尺寸半聯(lián)軸器厚1P163表17-3GB4323-84三、第二個聯(lián)軸器的設(shè)計計算由于裝置用于運輸機，原動機為電動機，所以工作情況系數(shù)為，計算轉(zhuǎn)矩為所以選用彈性柱銷聯(lián)軸器TL10GB4323-84其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩軸孔直徑軸孔長，裝配尺寸半聯(lián)軸器厚1P163表17-3GB4323-84減速器附件的選擇J通氣器由于在室內(nèi)使用，選通氣器一次過濾，采用M18X1.5油面指示器選用游標(biāo)尺M(jìn)16起吊裝置采用箱蓋吊耳、箱座吊耳放油螺塞選用外六角油塞及墊片M16X1.5潤滑與密封一、齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為35mm二、滾動軸承的潤滑由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。三、潤滑油的選擇齒輪