机械设计基础课程设计说明书编写格式.doc

1、目 录目录11.设计任务书22.电动机的选择计算33.传动装置高、低速轴的转速、转矩与效率计算4.传动皮带和齿轮零件的设计计算5.轴的设计计算6.滚动轴承的选择与寿命计算7.键联接的选择和验算8.联轴器的选择参考文献1. 机械设计基础课程设计任务书（16开复印）课程设计题目：胶带运输机的传动装置设计课程设计内容：单级圆柱直齿轮减速器设计题号： 姓名： 学号： 已知条件（见分配给每个学号的数据表）：1 输送带工作拉力F= kN；2 输送带工作速度：V= m/s；（允许输送带速度误差为5%）；3 滚筒直径D= mm；4 滚筒效率w=0.96（包括滚筒轴承的效率损失）工作条件：见下表； 设计工作量：

2、 减速器装配图一张（A1号图幅，绘三视图。注意图面布置，使其饱满均匀。技术特性、技术条件、标题拦书写必须规范）；（参考手册P250图19-4和P265图19-16，不同1斜齿轮变直齿轮，2轴承为深沟球轴承，3自己计算尺寸，主要检查齿轮中心矩a、总体尺寸、配合尺寸、明细表对应） 零件工作图一张（A3图幅高速轴轴齿轮，图中必需有齿轮参数表）；（参考手册P253图19-7，参数表只列到精度即可） 设计说明一份（正文5000字，约15页）。工作条件工作期限10年（每年300天）检修期间隔3年工作条件两班工作载荷性质空载启动、单向连续运转、载荷平稳生产批量小批量生产动力来源三相交流电、电压220/380

3、V指导教师（签字）： 2. 电动机的选择计算计算过程计算结果2.1选择电动机的转速2.1.1计算滚筒的转速带式输送机的传动方案示意图见设计任务书。滚筒的直径和工作带的带速已知滚筒转速计算如下：2.2.2选择电动机的类型及同步转速因考虑带式输送机需要较大的转矩，而对转速要求不高，故选择电动机的步骤如下：选择电动机的类型因考虑工作条件为空载启动、单向连续运转、载荷平稳，所以选择三相异步电动机，封闭自扇冷式结构，380，系列，同步转速确定为。（同步转速为1500或1000）计算传动装置的总效率（参考手册P187）传动装置的结构简图如设计任务书图。总效率的计算如下：其中：带的传动的效率（0.96）；

4、一对滚动轴承的效率（0.99）； 闭式齿轮传动效率；（0.98） 弹性柱销联轴器的效率（0.995）；滚筒的效率（0.96）。确定所需电机的功率 （kW）工作机实际需要的输入功率，kW，为工作机实际需要的电动机输入功率，kW。滚筒的转速为： 传动总效率为：计算过程计算结果.确定电机的型号所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。因为滚筒的转速。拟选择同步转速系列的电动机，由表12-1【2】 （2表示参考文献2，所使用机械设计课程设计手册）选择系列三相电动机 型，其额定功率为 ,满载转速。由表12-2、3、4、5【2】查得中心高H、轴伸尺寸E、键连接尺寸F。注意：1、小带轮的半径应该小

5、于中心高H； 2、小带轮的宽度应小于轴伸尺寸1520mm，这就要求带的根数不能太大。一般A型带34根，B型带23根。预留1520mm的空间是预留给拆卸带轮的扳手空间。参考手册P20图91617。 3、键连接尺寸应该和高速轴键槽相应。选4极或6极，1000或1500转的，并尽量选择1500转。电机型号为： 型;额定功率为: ;满载转速：。中心高H mm轴伸尺寸E mm键连接尺寸F mm。3. 传动装置的运动和动力参数计算计算过程计算结果3.1总传动比的计算 3.2各级传动比的分配根据表2-2.1和各级传动间的尺寸协调、结构均匀，满足，所以带和减速器分配如下： 24，最大是7；3 5，最大为8，并

6、且最好使得齿数互质。3.3传动装置的运动和动力参数的计算各轴的转速计算根据总的传动比及各级传动比的分配，计算各轴的转速如下：电机：；减速器高速轴：；减速器低速轴：；滚筒的转速：。各轴的输入功率和转矩表3-1 各轴的输入功率和转矩功率（KW）转矩(NM)电机高速轴低速轴总传动比：各级传动比分配： 注意：1、带设计好后，检验传动误差是否超标。否则，就要对初设传动比进行修正，主要是调整大小带轮直径。2、齿轮设计完了后，检验总的传动误差是否超标（允许输送带速度误差为5%）。3、若提高传动装置精度，则需要在带设计完后进行本节计算。4、功率和转矩的计算理论上是按照实际需要功率进行计算，但是实际生产和使用中

7、，为了使所设计的传动装置具有一定的超载能力，此处按额定功率和额定转矩计算。4 传动零件设计计算计算过程计算结果4.1 减速器以外传动零件的设计计算 电机传动形式的选择从传动的形式和经济效性考虑，确定由电动机传动带，所以带轮的小带轮转速。 计算功率并选取带型号根据工况确定工况系数工作班制为2班制工作时间16小时载荷平稳根据表8-31查得 ，故 根据 kW和小带轮转速 r/min，由图8-101可知，工作点处于 型相邻区之间，可取 型和 型分别计算，最后择优选用。本设计为减少带的根数，现取 型带。 确定带轮的基准直径与带速验算根据所选电机的型号可知，电机中心高为 ，又传动比确定为 ，所以小带轮的直

8、径取为 。根据小带轮的直径，确定大带轮的直径，滑动率为0.015 1 大带轮的直径 1 由表8-4 1 取 。此时从动轮实际转速转速误差 5%，合适。根据公式：1 符合设计要求： 初定中心矩 2现根据结构要求，取 mm选择由电动机传动V带参考教材P147例题1。确定带的截型：带的带型为 型确定小带轮直径:大带轮直径（半径一般小于减速器中心高）:注意：因为整个传动装置允许的传动误差为5%，所以齿轮齿数圆整就要和此处能够相消一部分误差。注意：若带速没有在此范围内，应重新进行设计。主要是调整带轮直径或者重新选择电动机或重新进行传动比的分配。计算过程计算结果 初算带的基准长度 mm由表811，选取带的

9、基准长度 mm。 实际中心矩和小带轮包角 中心矩可调整，则 mm小带轮包角： ，大于1200，能满足要求。 单根V带所能传递的功率和增量根据 r/min和 mm查表82a1，用插值法求得 kW。已知 型V带，小带轮转速 r/min，传动比 ，查表82b1得： kW。 计算V带的根数 由表851查得 ；由表861查得 ，故取z 根。所采用得V带为 。 作用在带轮轴上的力 由式（817）1求单根V带的张紧力 带传动的中心距为：确定V带的根数：Z（A型带不多于4根，B型带不多于3根。）V带型号：（例如：B16003）计算过程计算结果 1 （式中q-V带每米的重量）查表881 得q kg/m，故 N

10、所以作用在轴上的力为 N 带轮的结构和尺寸设计 小带轮的尺寸，基准直径为参照表 以及表 电机的外型及安装尺寸可知：型电机的基本尺寸为：轴伸直径： ;轴伸长度： ;中心高： ;所以小带轮的轴孔直径 ，毂长应小于 。根据以上参数及表 ，确定小带轮的结构为辐板轮，轮槽尺寸及轮宽按表 计算，并参照图 带轮的典型结构，得到如图的简图。其中小带轮的各尺寸如表4-1。 表4-1：小带轮的基本尺寸 大带轮的尺寸计算方法同小带轮：大带轮的基准直径 。其结构简图如图4-2。大带轮的各尺寸如表4-2。表4-2：大带轮的基本尺寸带的张紧力F0：F0= N作用在轴上的力 N课程设计A必有带轮设计，课程设计B，可没有此项

11、设计。小带轮的基本尺寸：如表4-1、图4-1。参考教材141P143图表。大带轮的基本尺寸：如表4-2、图4-2。计算过程计算结果4.2 减速器内的零件设计选择齿轮材料、确定许用接触应力根据工作要求，采用齿面硬度350HBS。小齿轮选用45钢，调质，硬度为260HBS；小齿轮选用45钢，调质，硬度为220HBS；由表951的公式，可确定许用接触应力：小齿轮3800.7HBS3800.7260562MPa大齿轮3800.7HBS3800.7220534MPa选择齿数和齿宽系数由于减速器是闭式传动，可选取 ,考虑加工和制造方便，取齿宽系数 。 确定载荷系数 因齿轮相对轴承对称布置，且载荷角平稳，故

12、取 。 计算中心距 mm 选择齿数并确定模数取（20，40），则 。与互质。 mm取标准模数（表911）， mm。 齿轮几何尺寸计算小齿轮分度圆直径及齿顶圆直径大齿轮分度圆直径及齿顶圆直径中心距： mm大齿轮宽度 mm硬度可调注意：1、所选取模数必须大于计算模数，若想调小模数，需要对之前的设计数据进行调整。2、当为小数时，尽量取偶数。3、 mm mm mm mm mm mm mm mm圆整为整数计算过程计算结果小齿轮宽度 因小齿轮齿面硬度高，为补偿装配误差，避免工作时在大齿轮齿面上造成压痕，一般应比宽些，取 5 mm 确定齿轮精度等级 齿轮圆周速度 或 根据工作要求和圆周速度，由表9-31选用

13、 级精度。 齿轮弯曲强度验算1、确定许用弯曲应力根据表9-7【1】查得 2、查齿形系数，比较小齿轮 ，由表9-61查得 ；小齿轮 ，由表9-61查得 。 因 ，所以应验算 齿轮。3、验算弯曲应力 计算时应以齿宽带入，则 MPa192 MPa，安全。或 MPa184 MPa，安全。齿轮精度等级：经强度校验，齿轮轮齿满足弯曲强度要求。齿轮机构见手册P163表11-6计算过程计算结果4-3轴的设计计算（1）减速器高速轴的设计选取轴的材料因为该轴无特殊要求且精度要求较，所以选取45钢， （热处理），由表12-21查得估算最小轴径按扭转强度式估算最小轴径 由于V带轮配合段直径处有一键槽，应增大3%按轴的

14、标准调整 高速轴的结构设计、受力分析及强度校验根据带轮的大小，初选轴承为62 型，则高速轴基本尺寸如图4-3所示：按照以上的轴的结构，画出轴的计算简化式：如图4-4所示：由齿轮径向力和带压轴力引起的垂直面弯矩图由齿轮圆周力引起的水平面弯矩图轴的扭矩图合成弯矩图当量弯矩图 确定危险截面，根据当量弯矩图，弯矩的危险截面位于图中弯矩最大处。1、低速轴6段，高速轴5段即可。2、进行轴的设计必须先计算部分箱体主要结构尺寸（铸造）（说明书附表）（手册P158表11-1、2、3、4、5）3、在估算最小轴径后，为确定轴向尺寸，一般在此时需要初绘装配底图1（P205图16-4，中心线，）项目计算过程计算结果由表

15、 查得根据高速轴的结构简图可知，该齿轮轴中齿轮的齿根圆直径为 ，满足要求。低速轴的结构设计、受力分析及强度校验（略）（课程设计A必须有此项设计。课程设计B可省略此项设计）4-4 滚动轴承的选择 由于 高速轴选用深沟球轴承 低速轴选用深沟球轴承4-5 键的选择与校核 键选为A型圆头普通平键大带轮与高速轴连接键：因轴径d为 ，所以查表7-21的键的基本尺寸为： （其中，可比轴上零件的轮毂短些。）根据轴的尺寸和齿轮材料为钢材，按轻微冲击载荷，查表7-31得 。键连接挤压强度校核： 键连接的剪切强度校核： 键的强度足够，键连接安全。大齿轮与低速轴连接键：（同上）小带轮与电机轴连接键：（同上）低速轴与联

16、轴器连接键：（同上）4-6 联轴器的选择 根据低速轴的扭矩要求，查表 可知，选择联轴器为HL3型弹性柱销联轴器，其基本尺寸如下：经过有关计算，高速轴满足要求。经过有关计算，低速轴满足要求。低速齿轮键的选择：A型圆头普通平键，标记示例：GB/T 1096 键1610100联轴器的选择：5 其他零件设计计算过程计算结果5-1 箱体及其配套零件设计根据低速轴的上的转矩，确定箱体及配套零件如下表：表5-1圆柱齿轮减速器铸铁箱体的结构尺寸名称符号设计选用值下箱座壁厚 mm上箱座壁厚 mm下箱座上部凸缘厚度 mm上箱盖凸缘厚度 mm地脚螺栓底脚厚度 mm箱座上的肋厚 mm箱盖上的肋厚 mm单级圆柱齿轮减速

17、器中心距 mm地脚螺栓直径 mm Mm安装地脚螺栓孔径 mm地脚凸缘上的沉头座直径 mm地脚凸缘尺寸（扳手空间） mm mm地脚螺栓数目轴承旁的联接螺栓直径 mm安装轴承旁的联接螺栓孔径 mm轴承旁凸台上的沉头座直径 mm轴承旁凸台的凸缘尺寸（扳手空间） mm mm上下箱联接螺栓直径 计算过程计算结果安装上下箱联接螺栓的孔径 上下箱凸缘上的沉头座直径 上下箱联接螺栓处的的凸缘尺寸（扳手空间） mm检查孔盖螺钉直径 mm检查孔盖螺钉数目 mm圆锥定位销直径 mm圆锥定位销数目轴承盖螺钉直径轴承座外径 mm轴承旁凸台高度 mm轴承旁凸台半径轴承旁联接螺栓的距离 mm箱体外壁至轴承座端面的距离 mm轴承座孔长度 mm大齿轮顶圆与箱体内壁间的距离 mm齿轮端面与箱体壁间的距离 mm参考书目1 机械设计基础，第六版；卢玉明编，高等教育出版社2 机械设计基础课程设计手册，第3版；吴宗泽，罗圣国主编，高等教育出版社，2006.05- 17 -第 17 页2023-9-16