機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計(詳細計算帶圖紙)資料

1、一、課程設(shè)計目的課程設(shè)計是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。課程設(shè)計的基本目的是：1綜合運用機械設(shè)計基礎(chǔ)和其它先修課程的知識，分析和解決機械設(shè)計問題，進一步鞏固、加深和拓寬所學的知識。2通過設(shè)計實踐，逐步樹立正確的設(shè)計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意見，熟悉掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。3通過設(shè)計計算、繪圖以及運用技術(shù)標準、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)設(shè)計資料，進行全面的機械設(shè)計基本技能的訓練。三，設(shè)計計算說明書內(nèi)容0、封面（題目、班級、姓名、學號、指導老師、時間）1、目錄（標題、頁次）2、設(shè)計任務(wù)書（裝訂原發(fā)的設(shè)計任務(wù)書）3、前言（題目分析、傳動方案的擬訂等）4、電動機的選擇，

2、傳動系統(tǒng)計算（計算電動機所需的功率、選擇電動機、分配各級傳動比，計算各軸轉(zhuǎn)速、功率和扭矩）5、傳動零件的設(shè)計計算（帶傳動設(shè)計計算，齒輪傳動設(shè)計計算）6、軸的設(shè)計計算及校核7、軸承的選擇和計算8、鍵聯(lián)接的選擇和校核9、聯(lián)軸器的選擇10、箱體的設(shè)計（主要結(jié)構(gòu)和設(shè)計計算及必要的說明）11、潤滑和密封的選擇、潤滑劑的型號及容量、減速器的附件及說明12、設(shè)計小結(jié)（設(shè)計體會、本次設(shè)計的優(yōu)缺點及改進意見等）13、參考資料（資料的編號 ，作者，書名，出版單位和出版年、月）四，課程設(shè)計步驟根據(jù)任務(wù)書的要求，我們得知本設(shè)計為降速傳動，同時將電動機的輸出的轉(zhuǎn)矩升高。又由上運動簡圖可知，本設(shè)計中的機械為二級傳動機械，

3、其中第一級為帶傳動（存在一定誤差），第二級為齒輪傳動（精度較高，可調(diào)整誤差）。故在選定電動機并計算出總傳動比后要將傳動比進行合理分配，以達到最佳傳動效果。（一）選擇電動機參數(shù)根據(jù)任務(wù)書要求可知：本次設(shè)計的機械屬于恒功率負載特性機械，且其負載較小，故采用Y型三相異步電動機（全封閉結(jié)構(gòu)）即可達到所需要求。另外，根據(jù)此處工況，采用臥式安裝。選擇電動機的功率：工作機功率： p w=fv/1000nw由任務(wù)書中的運動簡圖分析可知：V聯(lián)軸器的效率2工作機所需電動機輸出功率：=（為傳動總機械效率）3. 電動機的選擇ppw因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率只需略大于5.35kw即可，所以選Y型電動機，額定功率5.5k

4、w。確定電動機轉(zhuǎn)速滾筒轉(zhuǎn)速為：nw=601000vmin取V帶傳動的傳動比范圍為：,取單級齒輪傳動的傳動比范圍為：,則可得合理總傳動比的范圍為：故電動機轉(zhuǎn)速可選的范圍為：n mw n=inw=4.7.9kw1433kw滿足要求的可選用電動機轉(zhuǎn)速為：750 r/min、1000r/min。為了使得電動機與傳動裝置的性能均要求不是過高，故擇中選用1000 r/min的轉(zhuǎn)速。： 綜上，可選定電動機型號為：Y型。其相應參數(shù)列于表1：表1.所選用電動機的相關(guān)參數(shù)。電動機型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速Y型KW960 r/min（二）計算傳動比和分配傳動比總傳動比：i=nm分配傳動比： 取i帶為3 i齒=ii帶（三）

5、運動與動力參數(shù)的計算各軸轉(zhuǎn)速：軸：n1=nmn帶=320rmin軸：n2=n1i齒= rmin滾筒軸：nw=n2 rmin各軸功率：軸：p1=p0n帶kw軸：p2=p1n滾n齒滾筒軸：pw=p0n滾n聯(lián)各軸轉(zhuǎn)矩：軸：t1=9550p1n1軸：t2=9550p2n2=656 N/m滾筒軸：tw=9550pw功率（kW）初算轉(zhuǎn)速(r/min)初算轉(zhuǎn)矩(N*m)軸320II軸656滾筒軸（四）三角帶傳動的設(shè)計帶型號、長度、根數(shù)；中心距、帶輪直徑、寬度；安裝初拉力、對軸作用力。求計算功率帶輪（小）輸入功率：，根據(jù)任務(wù)書所述要求及所選電動機（三相一步電動機，工作于16小時內(nèi)（兩班制），載荷變動?。◣捷?/p>

6、送機）空載啟動，使用期限10年，輸送帶速度應許誤差5。查表13-8，得工況系數(shù)：。故有。選V帶型號：由于此處傳動功率適中，考慮到成本，故選用普通V帶。根據(jù)、查【1】圖13-15，可得該交點位于A、B型交界處，且稍偏向B型，故選用B型V帶。挑小徑（求大小帶輪基準直徑）：查【1】表13-9可知（帶輪直徑不可過小，否則會使帶的彎曲應力過大，降低其壽命）。查【2】表12-4得（小輪下端不可超過電動機底座，否則于地面相干涉，設(shè)計不合理）。查【1】表13-9下方推薦值，稍比其最小值大即可，故取。由【1】式13-9得，其中為滑動率（見【1】的211頁，此取0.02）。查【1】表13-9下方帶輪直徑推薦值，尋

7、其最近值得。雖實際取之交原定只小，但實際傳動比，其誤差，故滿足誤差范圍。驗算帶速：，在內(nèi)，適合。（功率恒定時，速度越大則受力越??；但根據(jù)公式知，速度越大會使帶的安裝初拉力及其對軸壓力增大，故應適中；根據(jù)工程實踐，得此范圍5到25間）估中定周長及反求實中（求V帶基長與中心距a）:初步估算中心距：，為圓整計算，?。M足，工程經(jīng)驗）。由【1】式13-2得帶長：，查【1】表13-2，對于B型帶選用帶長。再由【1】式13-16反求實際中心距：。驗算小輪包角：由【1】式13-1得：，合適。求V帶根數(shù)z：由【1】式13-15得：。此處查【1】表13-3得；根據(jù)，查【1】表13-5得；由查【1】表13-7得，

8、查【1】表13-2得。故，取整根。求作用在帶輪軸上的壓力:查【1】表13-1得。由【1】式13-17得為其安裝初拉力。作用在軸上的壓力為：。V帶輪寬度的確定：查【1】表13-10得B型帶輪，故有帶輪寬度，故取。帶型號長度根數(shù)B型2500mm3根中心距帶輪直徑寬度828mmd1=132,d2=35561mm安裝初拉力對軸壓力實際傳動比齒輪傳動的設(shè)計計算選擇材料及確定許用應力：小齒輪：初選45鋼，調(diào)制處理。查【1】表11-1得知其力學性能如下：硬度，接觸疲勞極限（取585計算，試其為線性變化取均值），彎曲疲勞極限（取445計算）。大齒輪：初選45鋼，正火處理（當大小齒輪都為軟齒面時，考慮到校齒輪齒

9、根較薄，彎曲強度較低，且受載次數(shù)較多，故在選擇材料和熱處理時，一般使小齒輪齒面硬度比大齒輪高20-50HBS）。查【1】表11-1得知其力學性能如下：硬度，接觸疲勞極限（取375計算），彎曲疲勞極限（取310計算）。由表【1】11-5得：（一般可靠度，取值稍偏高用于安全計算）。由此得：，；，。按齒面接觸強度設(shè)計：根據(jù)前計算可得齒輪傳動所需傳動比為，軸實際轉(zhuǎn)速為。設(shè)齒輪按8級精度制造，查【1】表11-3得(電動機，中等沖擊)，此取1.3計算。查【1】表11-6得齒寬系數(shù)為（軟齒面，對稱分布），此取1計算。則小齒輪上轉(zhuǎn)矩為：。查【1】表11-4?。ㄥ戜摚钊?，故有：上公式中所代是為了安全計算，使

10、得兩齒輪均適用。齒數(shù)?。ㄜ淉X面，硬齒面），則有，取整得（滿足傳動比的前提下，盡可能使兩齒數(shù)互質(zhì)）。故實際傳動比；其誤差為；故滿足誤差范圍。初估模數(shù)為，查【1】表4-1得標準模數(shù)為，故實際分度圓直徑為：。中心距為：。初估齒寬為：，圓整?。ūＷC嚙合，故取小齒輪比大齒輪寬5到10毫米）。驗算齒輪彎曲強度：查【1】圖11-8，可得齒形系數(shù)；齒根修正系數(shù)。由【1】式1-5知：，。安全。齒輪的圓周速度：，對照【1】表11-2知即可，故選取8級便可達到要求。材料熱處理齒數(shù)分度圓直徑齒寬小齒輪45鋼調(diào)制3193105大齒輪45鋼正火123369100模數(shù)實際傳動比中心距3231減速器箱體基本尺寸設(shè)計根據(jù)【2】

11、表中11-1中的箱體基本尺寸經(jīng)驗公式可算出如下數(shù)據(jù)：箱體壁厚：箱座：（取8mm）；箱蓋：（取8mm）。凸緣：箱蓋凸緣厚度，箱座凸緣厚度，箱座底凸緣厚度。螺釘及螺栓：地腳螺釘直徑；地腳螺釘數(shù)目：；軸承旁連接螺栓直徑；蓋與座連接螺栓直徑；連接螺栓的間距；軸承端蓋螺釘直徑；視孔蓋螺釘直徑；定位銷直徑（取整得）。螺釘螺栓到箱體外避距離：查【2】表11-2得：至箱體外壁距離為：；到凸緣邊緣距離：；軸承旁凸臺半徑：；箱體外壁至軸承端面距離：。箱體內(nèi)部尺寸：大齒輪齒頂圓與箱體內(nèi)壁距離；齒輪端面到箱體內(nèi)壁的距離（增加散熱）；箱蓋、箱座肋厚。視孔蓋由于單級減速器中心距為231mm，故查【2】表11-2得：視孔蓋

12、長，橫向螺栓分布距離，視孔蓋寬，縱向螺栓分布距離，螺栓孔直徑，孔數(shù)4個。其中吊耳和吊鉤吊耳環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)【2】表11-3中的推薦設(shè)計公式知：吊耳肋厚度為，吊耳環(huán)孔徑為，倒角為，吊耳環(huán)空心到箱體外壁距離為。吊鉤的結(jié)構(gòu)設(shè)計：吊鉤長，吊鉤高，吊鉤內(nèi)深，吊鉤內(nèi)圓半徑，吊鉤厚度。軸的設(shè)計高速軸:選擇軸的材料、熱處理方式：由于無特殊要求，選擇最常用材料45鋼，調(diào)制處理。查【1】表14-1得知：硬度：；強度極限：；屈服極限：；彎曲疲勞極限：。查【1】表14-3得：彎曲需用應力（靜）。初步估算軸最小直徑：由【1】式14-2得：，查【1】表14-2得（取118計算）。故，由于開了一個鍵槽，故（圓整）。軸的結(jié)

13、構(gòu)設(shè)計：根據(jù)高速軸上所需安裝的零件，可將其分為7段，以表示各段的直徑，以表示各段的長度。（處安裝大帶輪，處安裝軸承端蓋，處安裝一號軸承與套筒，處安裝小齒輪，處安裝二號軸承）徑向尺寸：根據(jù)常用結(jié)構(gòu)，??；查【2】1-27知倒角倒圓推薦值為：，故孔（大帶輪）倒角推薦值為1mm，故取，由于查【2】表7-12得知氈圈系列中要求的軸徑均為0、5圓整數(shù)，故此修正為；此先選軸承為6208型號軸承（無軸向力，故選深溝球軸承，直徑系列選2號輕系列；為便于安裝及軸上尺寸基準，選08號內(nèi)徑），查【3】表16-1知所選軸承內(nèi)徑為40mm，且軸承寬度，故??；為方便加工測量，取（此也為小齒輪內(nèi)孔直徑）；查【3】表16-1得

14、安裝直徑，故查【4】表11-3選取“”，故；對齒輪內(nèi)孔倒角1.6mm，故?。ㄈ?2mm）;由于對稱分布故，。軸向尺寸：由【1】圖13-17得：根據(jù)大帶輪的內(nèi)孔寬（取1.5計算），為防止由于加工誤差造成的帶輪晃動，取；確定軸承潤滑方式：，故選取脂潤滑方式；為防止箱體內(nèi)部潤滑油漸到軸承上沖走潤滑脂，將軸承與箱體內(nèi)壁距離取大于8mm（由于所選套筒長度25mm，故軸承斷面到箱體內(nèi)壁的距離取15mm），為適宜齒輪傳動時散熱，取齒輪距箱體內(nèi)壁為（此取10mm）,故有；套筒檔齒輪時，為保證精度取，故同時將修正為；軸環(huán)取，故取；由于安裝時齒輪箱體軸承均對稱分布，取，（包括越程槽尺寸）；軸承到端蓋內(nèi)壁的距離，前

15、所選軸承端蓋螺釘知：由【2】11-10中公式得軸承端蓋厚度，查【2】表3-9可取A級M8非全螺線的螺栓（即）此時取端蓋到大帶輪的扳手空間為，此時取。圖1. 高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計示意圖對高速軸進行彎扭強度校核：據(jù)【1】式11-1可求得：圓周力，徑向力（標準安裝，故壓力角為20）；根據(jù)前軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計可得：帶輪中心到一號軸承中的距離；一號軸承到齒輪中心的距離；齒輪中心到二號軸承中心的距離；故有兩軸承中心距為。求垂直面的支承反力：根據(jù)受力分析，可列方程：（齒輪在兩軸承中心）。故可求得：。求水平支撐反力：帶輪對軸的作用力在指點產(chǎn)生的反力：；（外力F作用方向與帶傳動的布置有關(guān)，在具體布置尚未確定前，可按最不利情

16、況考慮）。繪制垂直面的彎矩圖（如圖b）：。繪制水平面的彎矩圖（如圖c）：。力產(chǎn)生的彎矩圖（如圖d）：。求合成彎矩圖（如圖e）：考慮最不利情況，直接由公式得（其中）。折合當量彎矩（如圖f）：由前算出,查【1】中246面“由轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)”知，故，。圖2. 高速軸彎扭強度校核圖計算危險截面處軸的許用直徑：由（圖1）知軸上安裝小齒輪的截面為危險截面，故由【1】式14-6可得：。由此可知，此軸安全。低速軸：選擇軸的材料、熱處理方式：由于無特殊要求，選擇最常用材料45鋼，調(diào)制處理。查【1】表14-1得知：硬度：；強度極限：；屈服極限：；彎曲疲勞極限：。查【1】表14-3得：彎曲需用應力（靜）。初

17、步估算軸最小直徑：由【1】式14-2得：，查【1】表14-2得（取118計算）。由前計算可知：，故，由于開了一個鍵槽，故。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)低速軸上所需安裝的零件，可將其分為7段，以表示各段的直徑，以表示各段的長度。（處安裝聯(lián)軸器，處安裝軸承端蓋，處安裝三號軸承與套筒，處安裝大齒輪，處安裝四號軸承）徑向尺寸：聯(lián)軸器的初步選擇：根據(jù)低速軸的計算轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速查【2】表8-2可選用凸緣聯(lián)軸器，型號為“”，可得其軸孔直徑為，深孔長度為。根據(jù)上所選聯(lián)軸器，??；根據(jù)密封氈圈的標準，??；根據(jù)此處尺寸選擇6212型號軸承（查【3】表16-1知所選軸承內(nèi)徑為60mm，外徑為110mm，且軸承寬度），故??；為方便測

18、量??；查【3】表16-1得安裝直徑，故查【4】表11-3選取“”，故；查【2】1-27知倒角倒圓推薦值為：，故孔（大齒輪）倒角推薦值為2mm，故??；為對稱分布，故取，。軸向尺寸：確定軸承潤滑方式：故選取脂潤滑方式。, 為防止箱體內(nèi)部潤滑油漸到軸承上沖走潤滑脂，將軸承與箱體內(nèi)壁距離取大于8mm（為套筒尺寸此取mm），故有；套筒檔齒輪時，為保證精度取，故同時將修正為；軸環(huán)取，故??；由于安裝時齒輪箱體軸承均對稱分布，取，（包括越程槽尺寸）；軸承到端蓋內(nèi)壁的距離，由于軸承外徑為110mm故，選端蓋螺釘為，由【2】11-10中公式得軸承端蓋厚度，查【2】表3-9可取A級M8非全螺線的螺栓（即）此時取端蓋

19、到大帶輪的扳手空間為，故此取，由上選聯(lián)軸器可知。附圖3. 低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計示意圖對高速軸進行彎扭強度校核（略）。聯(lián)軸器的選擇根據(jù)前選出的聯(lián)軸器設(shè)計的低速軸校核得知，軸滿足要求，故聯(lián)軸器定為：。對軸承的校核對軸承6208的壽命計算：將任務(wù)書中的使用期限換算為小時得其使用壽命必須大于48000小時。根據(jù)【1】式16-2知其壽命計算為，查【1】附表1可知其徑向基本額定動載荷為，而球軸承取，由上軸的校核計算得知其當量動載荷為，故帶入公式得：其壽命為，滿足要求。對軸承6212的壽命計算：將任務(wù)書中的使用期限換算為小時得其使用壽命必須大于48000小時。根據(jù)【1】式16-2知其壽命計算為，查【1】附表1可知

20、其徑向基本額定動載荷為，而球軸承取，由上軸的校核計算得知其當量動載荷為，故帶入公式得：其壽命為，滿足要求。普通平鍵的選擇及校核根據(jù)工程經(jīng)驗，此處無特殊要求，故均選用A型平鍵連接。帶輪處鍵連接：由于此處軸徑為30mm，查【1】表10-9得：選用，由于此處轉(zhuǎn)矩不大，選取鑄鐵為材料，故由表下的L系列選取，即。對平鍵進行強度校核：查【1】表10-10得其許用擠壓應力為（輕微沖擊），根據(jù)【1】式10-26得：，故符合要求。小齒輪處鍵連接：由于此處軸徑為45mm，查【1】表10-9得：選用，由于此處轉(zhuǎn)矩不大，選取鑄鐵為材料，故由表下的L系列選取，即。對平鍵進行強度校核：查【1】表10-10得其許用擠壓應力

21、為（輕微沖擊），根據(jù)【1】式10-26得：，故符合要求。大齒輪處鍵連接：由于此處軸徑為65mm，查【1】表10-9得：選用，由于此處轉(zhuǎn)矩不大，選取鑄鐵為材料，故由表下的L系列選取，即。對平鍵進行強度校核：查【1】表10-10得其許用擠壓應力為（輕微沖擊），根據(jù)【1】式10-26得：，故符合要求。聯(lián)軸器處鍵連接：由于此處軸徑為50mm，查【1】表10-9得：選用，由于此處轉(zhuǎn)矩不大，選取鑄鐵為材料，故由表下的L系列選取，即。對平鍵進行強度校核：查【1】表10-10得其許用擠壓應力為（輕微沖擊），根據(jù)【1】式10-26得：，故符合要求。潤滑方式與密封形式的選擇潤滑方式：由軸的設(shè)計中確定的軸承潤滑方式

22、知：軸承為脂潤滑。齒輪為油潤滑。密封方式：伸出軸端蓋處選用氈圈密封。箱蓋與箱體間采用安裝前涂一層水玻璃的方式密封。設(shè)計小結(jié)經(jīng)過兩個星期的實習，過程曲折可謂一語難盡。在此期間我們也失落過，也曾一度熱情高漲。從開始時滿富盛激情到最后汗水背后的復雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。生活就是這樣，汗水預示著結(jié)果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。通過實習，我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義，我才意識到老一輩電子設(shè)計為我們的社會付出。我想說，設(shè)計確實有些辛苦，但苦中也有樂，在如今單一的理論學習中，很少有機會能有實踐的機會，但我們可以，而且設(shè)計也是一個團隊的任務(wù)，一起的工作可以讓我們有說有笑，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在這里灑下，大學里一年的相處還趕不上這十來天的合作，我感覺我和同學們之間的距離更加近了；我想說，確實很累，但當我們看到自己所做的成果時，心中也不免產(chǎn)生興奮； 正所謂“三百六十行，行行出狀元”。我們同樣可以為社會作出我們應該做的一切，這有什么不好？我們不斷的反問自己。也許有人不喜歡這類的工作，也許有人認為設(shè)計的工作有些枯燥，但我們認為無論干什么，只要人生