机械设计基础课程设计任务书-优秀版

('《机械设计基础》课程设计说明书题目：一级直齿圆柱齿轮减速器学院（系）：机电工程学院年级专业：学号：学生姓名：指导老师：目录1机械设计基础课程设计任务书..................................31.设计题目..................................................................32.设计任务..................................................................43.设计成果要求..........................................................44.传动方案拟定..........................................................45.电动机选择..............................................................46.计算总传动比及分配各级的传动比......................57.运动参数及动力参数计算......................................58.传动零件的设计计算..............................................69.减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计................1010.轴的设计..............................................................1111.滚动轴承的选择和计算......................................1712.键联接的选择和强度校核。..............................1913.联轴器得选择和计算..........................................2014.减速器的润滑......................................................2015.润滑和密封说明..................................................2016.参考文献..............................................................212机械设计基础课程设计任务书指导老师：专业学号姓名1.设计题目一级直齿圆柱齿轮减速器1.1题目参数`学号参数201010814237带拉力F(kN)2300滚筒直径D(mm)320带速V（m/s）1.01.2减速箱的工作条件电机带传动齿轮减速器链传动联轴器滚筒运输带I轴II轴III轴FVD31.联轴器、2.电动机、3.减速器、4.链传动、5.链轮、6.输送链、7.挂钩1.3带式输送机在生产车间沿生产线运送成件产品或在食品厂运送肉食品等，运转方向不变，工作载荷稳定。\ue0031.4工作寿命为20年，每年300个工作日，每日工作16小时。2.设计任务2.1选择电动机型号；2.2计算皮带传动参数；2.3选择联轴器型号；2.4设计一级直齿圆柱齿轮减速器。3.设计成果要求3.1装配草图：一张坐标图（可以手画、允许修改）3.2正式装配图：一张装配图包括：标题栏、明细表、序号、四种尺寸、技术要求3.3说明书：设计任务书在最前面，参照标准格式，大约一万字左右（包括图表、手写、注意材料的留底）4.传动方案拟定设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动原始数据：滚筒圆周力F=2300N；带速V=1.0m/s；滚筒直径D=320mm；5.电动机选择5.1电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机5.2电动机功率选择：（1）传动装置的总功率：F=2300NV=1.0m/sD=320mm4η总=η带×η4轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒=0.95×0.994×0.97×0.99×0.94=0.80（2）运输机主轴上所需要的功率：电机所需的工作功率：5.3确定电动机转速：计算滚筒工作转速：按手册推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’a=3~6。取V带传动比I’1=2~4，滚子链,则总传动比理时范围为。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案：如指导书P15页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，则选n=3000r/min。5.4确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y113S-5。其主要性能：额定功率：3KW，满载转速2800r/min，额定转矩4.1。6.计算总传动比及分配各级的传动比6.1总传动比：6.2分配各级传动比据指导书P7表1，取齿轮i齿轮=4.0，（单级减速器i=3~6合理）所以η总=0.80P工作=2.88KWn滚筒=59.7r/min电动机型号Y113S-5i总=46.9据手册得i齿轮=4.0i带=3.3557.运动参数及动力参数计算(1)计算各轴得输入功率电动机轴：轴1（减速器高速轴）轴2（减速器低速轴）轴3（链轮轴输入功率）(2)计算各轴得转速电动机轴轴1轴2轴3（3）计算各轴得转矩电动机轴轴1轴2轴3=9.8N·m=24.4N·m=120N·m68.传动零件的设计计算8.1普通V带传动得设计计算①确定计算功率则：，式中，工作情况系数取＝1.2②根据计算功率与小带轮的转速，查《机械设计基础》图8-12普通V带型号选择线图，选择A型普通V带。③确定带轮的基准直径因为取小带轮直径，大带轮的直径④验证带速在之间。故带的速度合适。⑤确定V带的基准直径和传动中心距初选传动中心距范围为：，即取V带的基准长度：查《机械设计基础》表10-2，选取带的基准直径长度实际中心距：有12mm的调整量⑥验算主动轮的最小包角故主动轮上的包角合适。⑦计算V带的根数zdd2=301.5mmV=6.78m/sa0=120mmLd=925mm=962.5mm=150.92Z=2根7由，，查《机械设计基础》表8-10，得，由，查表8-11，得，查表8-11，得，查表8-4，得，圆整取根。⑧计算V带的合适初拉力查《机械设计基础》表8-6，取得⑨计算作用在轴上的载荷V带轮采用铸铁HT150或HT200制造，其允许的最大圆周速度为25m/s.⑩带轮的结构设计（单位）mm带轮尺寸小带轮大带轮槽型AA基准宽度1111基准线上槽深2.752.75基准线下槽深8.78.7槽间距150.3150.3槽边距99轮缘厚66外径内径4040带轮宽度带轮结构实心式实心式F0=102NFQ=396.7N88.2齿轮传动设计计算（1）择齿轮类型，材料，精度，及参数①选用闭式直齿圆柱齿轮传动（外啮合）②选择齿轮材料；小齿轮材料都取为45号钢，调质，；大齿轮材料取为：45号钢,正火处理，③选取齿轮9级的精度（GB10095－2001）齿面精糙度Ra≤1.6~3.2μm④选小齿轮的齿数；大齿轮的齿数（2）按齿面接触疲劳强度设计①中心距式中：查《机械设计基础》图7-26式中；查表10-10：查图10.27得：由式10.13可得：查表10-11：；齿宽系数取：；故则采用m=1.5mm的模数③计算中心距9圆整中心距，取⑤计算两齿轮分度圆直径小齿轮大齿轮计算齿宽取小齿轮齿宽；大齿轮齿宽（大齿轮）（3）校核弯曲疲劳强度①校核其中查《机械设计基础》表10.11：；查表10.13：；查表10.25：；查表10-10：。这里使用当量齿数。，故满足。（4）验证齿轮的圆周速度v由表10.22可知，选9级精度是合适的②齿轮传动的几何尺寸，制表如下：(详细见零件图)名称代号计算公式结果小齿轮大齿轮中心距95传动比4法面模数设计和校核得出1.5法面压力角无齿数Z无25100分度圆直径查表10-450180齿顶圆直径无40.5153齿根圆直径df查表10-441.25146.25齿轮宽b查表10-46058a=95mmi齿=4m=1.5mmZ1=25Z2=100d1=50mmd2=180mmb2=58mmb1=60mm10螺旋角方向查表10-4左旋右旋9.减速器铸造箱体的主要结构尺寸设计查《设计基础》经验公式，及结果列于下表。1）、减速器附伯的选择：通气器：由于是在室内使用，选通气器（一次过滤），采用采用M12×1.5。油面指示器：选用游标尺M12。起吊装置：采用箱盖吊耳、箱座吊耳。放油螺塞：选用外六角油塞及垫片M12×1.5。根据《机械设计基础课程设计》表11-1选择适当型号：起盖螺钉型号：GB/T5782-2000M12×45,材料5.8高速轴轴承盖上的螺钉：GB5783～86M8×25,材料5.8。低速轴轴承盖上的螺钉：GB5782-2000M8×25,材料5.8。螺栓：GB5782～2000M16×120，材料5.82）、箱体的主要尺寸：(1)箱座壁厚=0.025120+1=4mm,取\uf064=8mm(2)箱盖壁厚：（3）箱盖凸缘厚度：(4)箱座凸缘厚度：b=1.25\uf064=1.58=10mm(5)箱座底凸缘厚度：b1=2.5\uf064=2.58=20mm(6)地脚螺钉直径：df=0.036a+12=0.036×120+12=16.32mm取df=20mm(7)地脚螺钉数目：n=4(因为a<250)(8)轴承旁连接螺栓直径：d1=0.75df=0.75×20=15mm取d1=16mm(9)盖与座连接螺栓直径：d2=(0.5-0.6)df=10～12mm取d2=12mm(10)连接螺栓d2的间距：L=100～200mm(11)轴承端盖螺钉直径：d3=(0.4-0.5)df=8～10mm取d3=8mm(12)检查孔盖螺钉直径：d4=(0.3-0.4)df=6～8mm取d4=8mm(13)定位销直径：d=(0.7-0.8)d2=8.4～9.6mm取d=8mm(14)df、d1、d2至外箱壁距离C1=26mm(15)df、d2至外箱壁距离C2=24mm（16）轴承旁凸台半径R1=C2=24mm(17)凸台高度：根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准(18)外箱壁至轴承座端面的距离：=58mm(19)铸造过度尺寸:(20)大齿轮顶圆与内箱壁的距离：（21）齿轮端面与内箱壁间的距离：(22)箱盖、箱座肋厚：1110.轴的设计10.1高速轴的设计①选择轴的材料：选取45号钢，调质，HBS＝217255②初步估算轴的最小直径根据教材公式，取，则，要将估计的直径加大3%~5%。故取③轴的结构设计考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取装带轮处轴径，根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为两轴承支点间的距离：式中有，小齿轮齿宽，,箱体内壁与小齿轮端面的间隙,箱体内壁与轴承端面的距离，轴承宽度，选取6308型深沟球轴承，查表13-3，得到得到：带轮对称线到轴承支点的距离式中：轴承盖的凸缘厚度，螺栓头端面至带轮端面的距离，,轴承盖M8螺栓头的高度，查表可得带轮宽度，,得到：1）确定各轴端的直径如图所示，轴段1的直径最小，；为了在轴端2上顺利装上轴承，故取轴端2的直径为：用同样的方法确定轴端3,4的直径为：2）确定各轴段的长度因为小齿轮宽度为50mm，轴段3的长度应短于齿轮宽度，取为48mm；为保证齿轮端面与箱体内部不碰撞，则齿轮内壁与壳体保持一定距离，则取15mm，轴d≥25.6mm=161mm12承端面距箱体内壁的距离为5mm，则轴段4的长度为20mm，轴承支点距离；根据箱体结构及带轮中心线要有一定的距离，则。在1,3轴段上加工键槽，是两键槽处于轴的同一圆柱母线上，键槽的长度比相应的齿轮宽小约5~10mm2.按弯扭合成强度校核轴径：轴上的扭矩：192785.8N.mm圆周力：径向力：轴向力：a)画出轴的受力图：如图（a）所示,b)作小平面内弯矩图：如图（b）所示，支点反力为1-1截面处的弯矩为2-2截面处的弯矩为c)作垂直面内的弯矩图：如图（c）所示,支点反力为1-1截面左侧弯矩为1-1截面右侧弯矩为2-2截面处的弯矩为d)合成弯矩图，如图（d）所示，1-1截面：=110mmFt=1927.9NFr=738.6NFa=633.49N132-2截面：e)求转矩图，如图（e）所示。192785.8N.mmf)求当量弯矩因减速器单向运转，故可认为转矩为脉动循环变化，修正系数为0.6.1-1截面：2-2截面：g）确定危险截面及校核强度由图可以看出，截面1-1，2-2所受转矩相同，但弯矩，且轴上还有键槽，故，截面1-1可能是危险截面，但由于轴径，故也应对截面2-2进行校核。1-1截面：2-2截面：满足，故设计的轴有足够强度。（安全）⑥轴的结构图见零件图所示1410.2低速轴的设计①选择轴的材料：选取45号钢，调质，HBS＝217255②初步估算轴的最小直径根据教材公式，取，则③轴的结构设计考虑带轮的机构要求和轴的刚度，取装带轮处轴径，根据密封件的尺寸，选取装轴承处的轴径为两轴承支点间的距离：，式中：小齿轮齿宽，,箱体内壁与小齿轮端面的间隙，,箱体内壁与轴承端面的距离，,轴承宽度，选取6312型深沟球轴承，查表13-3，得到得到：1)确定各轴端的直径估算有，如图所示，轴段1的直径最小，；为了在轴端215上顺利装上轴承，故取轴端2的直径为：用同样的方法确定轴端3,4的直径为：2）确定各轴段的长度因为小齿轮宽度为45mm，轴段3的长度应短于齿轮宽度，取为43mm；为保证齿轮端面与箱体内部不碰撞，则齿轮内壁与壳体保持一定距离，则取15mm，轴承端面距箱体内壁的距离为5mm，则轴段4的长度为20mm，轴承支点距离；根据箱体结构及带轮中心线要有一定的距离，则。在1,3轴段上加工键槽，是两键槽处于轴的同一圆柱母线上，键槽的长度比相应的齿轮宽小约5~10mm。2.按弯扭合成应力校核轴的强度。①按弯扭合成强度校核轴径：a）轴上的扭矩：40181.7N.mm圆周力：径向力：轴向力：b)画出轴的受力图：如图（a）所示,c)作水平面内弯矩图：如图（b）所示，支点反力为1-1截面处的弯矩为2-2截面处的弯矩为d)作垂直面内的弯矩图：如图（c）所示,支点反力为1-1截面左侧弯矩为1-1截面右侧弯矩为2-2截面处的弯矩为Ft=2009NFr=769.75NFa=660.1N16e)合成弯矩图，如图（d）所示，1-1截面：2-2截面：f)求转矩图，如图（e）所示。40181.7N.mmg)求当量弯矩因减速器单向运转，故可认为转矩为脉动循环变化，修正系数为0.6.1-1截面：2-2截面：h）确定危险截面及校核强度由图可以看出，截面1-1，2-2所受转矩相同，但弯矩，且轴上还有键槽，故，截面1-1可能是危险截面，但由于轴径，故也应对截面2-2进行校核。1-1截面：2-2截面：满足，故设计的轴有足够强度。i)轴的结构图见零件图所示1711.滚动轴承的选择和计算11.1高速轴选取滚动轴承①选取的轴承：型号为6308深沟球轴承②轴承A的径向载荷轴向载荷：轴承B的径向载荷：轴向载荷：;由此可见，轴承A的载荷大，应该验算轴承A.③计算轴承A的径向当量动载荷,其中,查表13-3得到：，取，故查表18-11得：则其径向当量动载荷因两端选择同样尺寸的轴承，故选轴承A的径向当量动载荷为计算依据。工作温度正P=3625.9NC=26826.7N18常，查《机械基础》得；按中等冲击载荷，查表可得，按设计要求，轴承得寿命为：则：由查《课程设计》表6309深沟球轴承得额定动载荷,所以选取得轴承合适。11.2低速轴选取滚动轴承①选取的轴承：型号为6312深沟球轴承查《课程设计》和查《机械基础》指导书有，②轴承A的径向载荷轴向载荷：轴承B的径向载荷：轴向载荷：;由此可见，轴承A的载荷大，应该验算轴承A.③计算轴承A的径向当量动载荷,其中,查表13-3得到：，取，故查表18-11得：则其径向当量动载荷因两端选择同样尺寸的轴承，故选轴承A的径向当量动载荷为计算依据。工作温度正常，查《机械基础》得；按中等冲击载荷，得，按设计要求，轴承得寿命为：则：由查《课程设计》得：6312深沟球轴承得额定动载荷,所以选取得轴承合适。P=2534.85NC型平键8×561912.键联接的选择和强度校核。12.1高速轴与V带轮用键联接①选用圆头普通平键（C型）按轴径d=20mm，及带轮宽，查表10-1选择C856（GB/T1096-1979）强度校核键得材料选为45号钢，V带轮材料为铸铁，查表得键联接得许用应力键得工作长度，，挤压应力（安全）12.2低速轴与齿轮用键联接①选用圆头普通平键（A型）轴径d=30mm,及齿轮宽，查表10-1选键2063（GB/T1096-1979）②强度校核键材料选用45号钢，齿轮材料为铸钢，查表得许用应力键得工作长度；，挤压应力：（安全）1、联轴器键联接①选用圆头普通平键（A型）轴径d=50mm,及轮毂，查表10-1选键1680（GB/T1096-1979）②强度校核键材料选用45号钢，齿轮材料为铸钢，查表得许用应力键得工作长度；，挤压应力：（安全）13.联轴器得选择和计算联轴器得计算转矩，因在前面已经考虑功率备用系数1.2，故A型平键20×63A型平键16×80V=1.6m/s20式中：查表取工作系数根据工作条件，选用十字滑块联轴器，许用转矩许用转速；配合轴径，配合长度。14.减速器的润滑齿轮传动的圆周速度因为：，所以采用浸油润滑；由表14-1，选用L－AN32全损耗系统用油（GB443-1989）,大齿轮浸入油中的深度大约1-2个齿，单不应少于10mm。对轴承的润滑，因为：，采用脂润滑，由表14-2选用钙基润滑酯L－XAAMHA2(GB491-1987)只需要填充轴承空间的1/2~1/3.并在轴承内侧设挡油环15.润滑和密封说明15.1润滑说明：因传动的圆周速度，采用浸油润滑，大、小圆柱齿轮采用飞溅润滑，润滑油使用50号机械润滑油。15.2密封说明：在试运转过程中，所有联接面及轴伸处都不允许漏油。剖分面允许涂以密封胶或水玻璃，不允许使用任何碘片。轴伸处密封应涂上润滑脂。2116.参考文献[1]机械设计课程设计，第二版，朱文坚黄平主编。[2]机械设计课程设计，主编：朱家诚主审：朱文子。[3]机械课程设计简明手册，骆素君朱诗顺主编。[4]机械设计课程上机与设计，程志红唐大放编著。[5]机械设计基础，（第三版），陈立德主编。22',)