机械课程设计完整说明书
- 格式:doc
- 大小:1.12 MB
- 文档页数:34
机械设计基础课程设计说明书
题目:带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器
2009-2010学年第3学期
学院:工学院
专业:热能与动力工程
学生姓名:龙绪安
学号:08328030
起至日期:2010-7-13至2010-8-1
指导教师:高群
目录
A
课程设计任务书 (2)
B
计算过程及计算说明 (5)
一、传动方案拟定 (5)
二、电动机的选择 (5)
三、运动参数的计算 (6)
四、V带传动的设计计算 (6)
五、圆柱齿轮传动的设计计算 (7)
六、轴的设计计算 (8)
七、滚动轴承的选择计算 (10)
八、键的选择计算 (10)
九、联轴器的选择 (11)
十、润滑油及润滑方式的选择 (11)
十一、箱体设计 (11)
十二、总结 (12)
十三、参考文献 (12)
C
老师批点 (13)。
机械课程设计说明书一、课程介绍:本课程名为“机械设计基础”,旨在通过深入浅出的教学方法,让学生掌握机械设计的基本原理和方法,培养学生的创新意识和实践能力。
课程背景是响应国家对于高级技术人才的需求,以及学校对于学生实践能力培养的重视,课程在整个教育计划中占据重要位置,是机械工程专业学生的核心课程之一。
二、学习者分析:目标受众为大学本科机械工程专业的学生,他们的年龄一般在20岁左右,已经完成了高中阶段的物理和数学学习,对机械有一定的好奇心,但可能对复杂理论的接受程度有限。
先备知识主要是对物理学和数学有一定的理解,但缺乏实际的机械设计经验。
三、学习目标:1.认知目标:学生应该掌握机械设计的基本原理和方法,了解常见的机械设计软件的使用。
2.技能目标:学生应该能够运用所学的知识进行简单的机械设计,能够使用机械设计软件进行设计工作。
3.情感目标:学生应该对机械设计产生兴趣,能够主动探索新的设计理念和方法。
四、课程内容:1.模块/单元划分:课程内容分为四个模块,分别为机械设计的基本原理、机械设计的常用方法、机械设计软件的使用和机械设计的实践。
2.内容描述:每个模块下有多个单元,详细列出每个单元的具体内容、主题和子主题。
如模块一中的单元一为“机械设计的基本概念”,单元二为“机械设计的数学基础”等。
3.核心概念:每个模块中都有关键的概念或理论,如模块一的核心概念为“力学原理在机械设计中的应用”,模块二的核心概念为“机械设计的优化方法”等。
五、教学策略:为了实现学习目标,本课程将采用多种教学方法、活动设计和技术的整合。
1.教学方法:将主要采用讲授法向学生传授知识,辅以案例分析、小组讨论、实验操作等多元化教学方法。
在讲授理论知识后,通过案例分析使学生理解并应用所学知识。
小组讨论将促进学生之间的交流与合作,培养他们的团队精神和沟通能力。
实验操作则将锻炼学生的动手能力,加深对理论知识的理解。
2.活动设计:将一系列实践活动,如设计比赛、小组项目等,使学生在实践中学习和应用知识。
机械设计课程设计计算阐明书设计题目: 带式输送机旳传动装置设计任务序号 2-3专业班学号设计者指导教师目录一、课程设计任务 .................................................... 错误!未定义书签。
二、传动装置总体设计 ............................................ 错误!未定义书签。
三、传动件设计 ........................................................ 错误!未定义书签。
四、装配草图设计 .................................................... 错误!未定义书签。
五、轴旳计算与校核 ................................................ 错误!未定义书签。
六、轴承基本额定寿命计算 .................................... 错误!未定义书签。
七、键旳挤压强度校核计算 .................................... 错误!未定义书签。
八、箱体构造旳设计 ................................................ 错误!未定义书签。
九、设计小结............................................................. 错误!未定义书签。
附件一......................................................................... 错误!未定义书签。
一、课程设计任务设计题目: 带式输送机旳传动装置设计1 。
传动系统示意图方案2: 电机→带传动→两级展开式圆柱齿轮(斜齿或直齿)减速器→工作机1—电动机;2—带传动;3—圆柱齿轮减速器;4—联轴器;5—输送带;6—滚筒2. 原始数据设计带式输送机传动装置中旳二级圆1 2 3 4 5 6 7 柱齿轮减速器, 原始数据如表所示:皮带旳有效拉力F4000 4500 3000 4000 3000 3200 4200 N输送带工作速度v0.8 0.85 1.20 1.00 1.40 1.30 1.00 m/s输送带滚筒直径d315 355 400 400 355 300 375 mm3. 设计条件1.工作条件: 机械厂装配车间;两班制, 每班工作四小时;空载起动、持续、单向运转, 载荷平稳;2.有效期限及检修间隔:工作期限为8年, 每年工作250日;检修期定为三年;3.生产批量及生产条件:生产数千台, 有铸造设备;4.设备规定: 固定;5.生产厂: 减速机厂。
机械加工课程设计说明书1. 课程设计目的本课程设计旨在帮助学生掌握机械加工的基本理论和实践操作技能,培养学生的机械加工能力和创新思维能力,提高学生的综合素质。
通过本课程设计,学生将能够应用所学知识和技能,完成一个实际的机械加工项目。
2. 课程设计内容本课程设计主要包含以下几个方面的内容:课程设计的主题是设计和制作一个机械零件。
2.2 学习目标1.理解机械加工的基本原理和工艺流程;2.掌握常用的机械加工工具和设备的使用方法;3.学会进行机械加工的规划与组织;4.能够独立进行机械加工项目的设计和制作。
本课程设计的步骤如下:1.确定机械零件的设计要求和技术参数;2.进行零件的结构设计和尺寸计算;3.制定机械加工工艺流程和操作方法;4.进行机械加工工具和设备的选择和配置;5.进行机械零件的加工和装配;6.进行机械零件的测试和调试;7.撰写课程设计报告。
2.4 评分标准本课程设计的评分标准主要考虑以下几个方面:1.设计方案的合理性和创新性;2.加工过程的准确性和高效性;3.零件的质量和性能;4.课程设计报告的完整性和规范性。
3. 课程设计要求3.1 预备知识学生应具备以下预备知识:1.机械加工的基本原理;2.常用机械加工工具和设备的使用方法;3.机械零件的设计和尺寸计算。
3.2 设计要求本课程设计要求学生完成一个机械零件的设计和制作任务。
具体要求如下:1.设计一个具有一定复杂度和工艺难度的机械零件;2.机械零件的尺寸应符合设计要求,并能够保证加工精度;3.机械零件的加工工艺应合理,并能够保证加工质量;4.机械零件的加工设备和工具应符合实际加工需求。
3.3 设计要求的具体描述具体的设计要求将在课程开始前由教师提供,包括机械零件的形状、尺寸、材料和加工工艺要求等。
4. 学生实践环节在课程设计过程中,学生将通过实践来掌握机械加工的基本理论和技能,独立完成一个机械零件的设计和制作。
5. 课程设计资源为了支持学生完成课程设计,学校将提供以下资源:1.机械加工工作室:用于学生进行机械加工实验和项目制作;2.机械加工工具和设备:包括铣床、车床、钻床等常用机械加工设备;3.设计软件和工程绘图软件:用于机械零件的设计和绘图。
机械原理课程设计说明书一、设计目的。
本课程设计旨在通过对机械原理相关知识的学习和实践,培养学生分析和解决机械工程中实际问题的能力,提高学生的动手能力和创新意识,为将来的工程实践打下坚实的基础。
二、设计内容。
1. 课程设计主题,设计一个简单的机械装置,通过该装置实现特定的功能。
2. 设计要求,装置的设计要求符合机械原理相关知识,能够有效地完成所规定的功能,并且具有一定的创新性和实用性。
3. 设计步骤,包括需求分析、方案设计、零部件选型、装配调试等具体步骤。
4. 设计报告,撰写完整的课程设计报告,包括设计思路、设计过程、关键技术参数、实验结果和分析等内容。
三、设计流程。
1. 需求分析,明确设计的功能和性能要求,分析设计对象的特点和工作环境,为后续的方案设计奠定基础。
2. 方案设计,根据需求分析的结果,提出多种设计方案,并进行比较和评估,选择最合适的方案进行详细设计。
3. 零部件选型,根据所选方案,选择合适的零部件和材料,确保装置的稳定性和可靠性。
4. 装配调试,按照设计要求,将各个零部件进行装配,并进行调试和优化,确保装置能够正常工作。
5. 设计报告,撰写完整的设计报告,包括设计的整个过程和结果,以及对实验数据的分析和总结。
四、设计要求。
1. 设计的装置功能明确,能够有效地完成所规定的任务。
2. 设计具有一定的创新性和实用性,能够解决实际的工程问题。
3. 设计报告内容完整,结构清晰,语言流畅,符合学术规范。
4. 设计过程中要注重安全性和可靠性,确保实验过程中不会造成人身和设备的损害。
五、设计评分标准。
1. 设计方案的创新性和实用性占20%。
2. 设计装置的功能和性能占30%。
3. 设计报告的完整性和规范性占30%。
4. 设计过程中的安全性和可靠性占20%。
六、总结。
通过本次课程设计,学生将能够全面掌握机械原理相关知识,培养了动手能力和创新意识,为将来的工程实践打下了坚实的基础。
同时也提高了学生的团队合作能力和实际问题解决能力,为将来的工作做好了充分的准备。
目录一.设计任务书 (2)二. 传动装置总体设计 (3)三.电动机的选择 (4)四.V带设计 (6)五.带轮的设计 (8)六.齿轮的设计及校核 (9)七.高速轴的设计校核 (14)八.低速轴的设计和校核 (21)九.轴承强度的校核 (29)十.键的选择和校核 (31)十一.减速箱的润滑方式和密封种类的选择 (32)十二. 箱体的设置 (33)十三. 减速器附件的选择 (35)十四.设计总结 (37)十五。
参考文献 (38)一.任务设计书题目A:设计用于带式运输机的传动装置原始数据:工作条件:一半制,连续单向运转。
载荷平稳,室内工作,有粉尘(运输带于卷筒及支撑间.包括卷筒轴承的摩擦阻力影响已经在F中考虑)。
使用年限:十年,大修期三年。
生产批量:十台。
生产条件:中等规模机械厂,可加工7~8级齿轮及蜗轮。
动力来源:电力,三相交流(380/220)。
运输带速度允许误差:±5%。
设计工作量:1.减速器装配图一张(A3)2.零件图(1~3)3.设计说明书一份个人设计数据:运输带的工作拉力T(N/m)___4800______运输机带速V(m/s)____1.25_____ 卷筒直径D(mm)___500______已给方案三.选择电动机1.传动装置的总效率: η=η1η2η2η3η4η5式中:η1为V 带的传动效率,取η1=0.96; η2η2为两对滚动轴承的效率,取η2=0.99; η3为一对圆柱齿轮的效率,取η3=0.97; η为弹性柱销联轴器的效率,取η4=0.98; η5为运输滚筒的效率,取η5=0.96。
所以,传动装置的总效率η=0.96*0.99*0.99*0.97*0.98*0.96=0.86 电动机所需要的功率P=FV/η=4800*1.25/(0.86×1000)=6.97KW 2.卷筒的转速计算nw=60*1000V/πD=60*1000*1.25/3.14*500=47.7r/minV 带传动的传动比范围为]4,2['1 i ;机械设计第八版142页 一级圆柱齿轮减速器的传动比为i2∈[8,10 ];机械设计第八版413页 总传动比的范围为[16,40]; 则电动机的转速范围为[763,1908]; 3.选择电动机的型号:根据工作条件,选择一般用途的Y 系列三相异步电动机,根据电动机所需的功率,并考虑电动机转速越高,总传动比越大,减速器的尺寸也相应的增大,所以选用Y160M-6型电动机。
目录一、课程设计任书 (2)二、电动机的选择 (4)三、传动装置的运动和动力参数计算 (5)四、V带传动设计 (6)五、减速器齿轮设计 (8)六、轴的设计及强度校核(输入轴) (11)七、轴的设计计算(输出轴) (14)八、滚动轴承的选择及计算 (15)九、键连接的选择及校核计算 (17)十、润滑与密封 (18)十一、连轴器的选择 (18)十二、减速器附件的选择 (18)十三、参考资料 (19)十四、心得体会 (19)一课题设计任务书一、目的及要求:机械设计课题的设计主要是培养学生的机械设计的综合能力。
通过自己动手,可以体会和巩固先修课程的理论和实际知识,同时还能学习如何运用标准、规范、手册等有关国家标准及技术手册,更重要的是可以提高学生从机器功能的要求、尺寸、工艺、经济和安全等诸多方面综合考虑如何设计的能力,从而树立正确的设计思想。
课程结束每个学生必须完成:1.一张减速器装配图(用A1或A0图纸绘制);2.齿轮和轴的零件图各一张;3.设计说明书一份(约6000~8000字)。
二、设计题目:设计运送原料的带式运输机所用的圆柱齿轮减速器,具体内容是:1.设计方案论述。
2.选择电动机。
3.减速器外部传动零件设计。
4.减速器设计。
1) 设计减速器的传动零件;2) 对各轴进行结构设计,按弯扭合成强度条件验算个轴的强度;3) 按疲劳强度条件计算输出轴上轴承的强度;4) 选择各对轴承,计算输出轴上轴承的寿命;5) 选择各键,验算输出轴上键连接的强度;6) 选择各配合尺寸处的公差与配合;7) 决定润滑方式,选择润滑剂;5. 绘制减速器的装配图和部分零件工作图;6. 编写设计说明书。
三、已知条件1. 展开式一级齿轮减速器产品。
2. 动力来源:电力,三相交流,电压380/220V。
3. 输送带工作拉力F=1100N。
4. 输送带工作速度v=1.5m/s。
5. 滚筒直径D=250mm。
6. 滚筒效率η=0.96(包括轴承与滚筒的效率损失)。
目录一.设计任务书 (2)二. 传动装置总体设计 (3)三.电动机的选择 (4)四. V带设计 (6)五.带轮的设计 (8)六.齿轮的设计及校核 (9)七.高速轴的设计校核 (14)八.低速轴的设计和校核 (21)九.轴承强度的校核 (29)十.键的选择和校核 (31)十一.减速箱的润滑方式和密封种类的选择 (32)十二. 箱体的设置 (33)十四.设计总结 (37)十五。
参考文献 (38)一.任务设计书题目A:设计用于带式运输机的传动装置原始数据:工作条件:一半制,连续单向运转。
载荷平稳,室内工作,有粉尘(运输带于卷筒及支撑间.包括卷筒轴承的摩擦阻力影响已经在F中考虑)。
使用年限:十年,大修期三年。
生产批量:十台。
生产条件:中等规模机械厂,可加工7~8级齿轮及蜗轮。
动力来源:电力,三相交流(380/220)。
运输带速度允许误差:±5%。
设计工作量:1.减速器装配图一张(A3)2.零件图(1~3)3.设计说明书一份个人设计数据:运输带的工作拉力T(N/m)___4800______运输机带速V(m/s)____1.25_____ 卷筒直径D(mm)___500______已给方案三.选择电动机1.传动装置的总效率: η=η1η2η2η3η4η5式中:η1为V 带的传动效率,取η1=0.96; η2η2为两对滚动轴承的效率,取η2=0.99; η3为一对圆柱齿轮的效率,取η3=0.97; η为弹性柱销联轴器的效率,取η4=0.98; η5为运输滚筒的效率,取η5=0.96。
所以,传动装置的总效率η=0.96*0.99*0.99*0.97*0.98*0.96=0.86 电动机所需要的功率P=FV/η=4800*1.25/(0.86×1000)=6.97KW 2.卷筒的转速计算nw=60*1000V/πD=60*1000*1.25/3.14*500=47.7r/minV 带传动的传动比范围为]4,2['1 i ;机械设计第八版142页 一级圆柱齿轮减速器的传动比为i2∈[8,10 ];机械设计第八版413页 总传动比的范围为[16,40]; 则电动机的转速范围为[763,1908]; 3.选择电动机的型号:根据工作条件,选择一般用途的Y 系列三相异步电动机,根据电动机所需的功率,并考虑电动机转速越高,总传动比越大,减速器的尺寸也相应的增大,所以选用Y160M-6型电动机。
额定功率7.5KW ,满载转速971(r/min ),额定转矩2.0(N/m ),最大转矩2.0(N/m )4、计算传动装置的总传动比和分配各级传动比 总传动比ib=n/nw=971/47.7=20.3式中:n 为电动机满载转速;wn为工作机轴转速。
取V 带的传动比为i1=3,则减速器的传动比i2=ib/3=10.03; 5.计算传动装置的运动和动力参数 6.计算各轴的转速。
Ⅰ轴:n1=n/i1=971/3=323.6 r/min; Ⅱ轴:n2=ni/6.76=47.7; r/min 卷筒轴:n3=n2=47.7 r/min 7.计算各轴的功率Ⅰ轴:P1=P ⨯η1=6.97⨯0.96=6.5184(KW); Ⅱ轴P2=P1⨯η2η3=6.5184⨯0.99⨯0.97=6.25(KW);卷筒轴的输入功率:P3=P2⨯η⨯η2=6.25⨯0.98⨯0.99=6.06(KW) 8.计算各轴的转矩电动机轴的输出转转矩:T1=9550⨯P/n=9660⨯6.97/971=68.5 N ·m Ⅰ轴的转矩:T2=T1*i1*η1*η2=68.5*3*0.96*0.99=195.3 N ·m Ⅱ轴的转矩:T3=T2⨯i2*η2⨯η3=195.3⨯6.76⨯0.99⨯0.97=1267.8N ·m 第二部分 传动零件的计算四.V 型带零件设计1.计算功率:75.95.73.1=⨯=⨯=P KACAPk A --------工作情况系数,查表取值1.3;机械设计第八版156页p --------电动机的额定功率2.选择带型根据75.9=P CA ,n=971,可知选择B 型;机械设计第八版157页 由表8-6和表8-8取主动轮基准直径 mm dd 1401=则从动轮的直径为 4202=d d据表8-8,取4502=b d mm3.验算带的速度1000601⨯=nv ddπ=10006097114014.3⨯⨯⨯=7.11m/s机械设计第八版157页 7.11m/s 〈25m/sV 带的速度合适4、确定普通V 带的基准长度和传动中心矩根据0.7(d d 1+d d 2)<a 0<2(d d 1+d d 2),初步确定中心矩 机械设计第八版152页oa=1000mm5.计算带所需的基准长度:d L=212214/)(2/)(2addddad d d d -=++π=)10004/()140450(2/)140450(14.3100022⨯-++⨯+⨯=2950.6mm机械设计第八版158页由表8-2选带的基准长度L d =3150mm6.计算实际中心距a2/)(0dodLLaa -+==2/)6.29503150(1000-+/2=1100mm机械设计第八版158页验算小带轮上的包角1αa d d d d /3.57)(18001201⨯--=α=09.163 o 90〉7.确定带的根数ZZ =kk p p plcaα)(0∆+ 机械设计第八版158页由m in /971r n =, 3,1401==i mm d d 查表8-4a 和表8-4b得p=1.68,p∆=0.31查表8-5得:=k α0.955,查表8-2得:=k l 1.07,则Z =kk p p plcaα)(0∆+=9.75/(1.68+0.31)0.955 ⨯1.07=4.794 取Z=5根 8.计算预紧力vk pF q VZca20)15.2(500+-=α机械158页查表8-3得q=0.18(kg/m ) 则2011.718.0)1955.05.2(511.775.9500⨯+-⨯⨯⨯=F =230.8N 9.计算作用在轴上的压轴力==)2/sin(210αzF Fp095.81sin 8.23052⨯⨯⨯=2285.2N 机械设计第八版158页五.带轮结构设计带轮的材料采用铸铁 主动轮基准直径1401=d d,故采用腹板式(或实心式),从动轮基准直径4502=d d,采用孔板式。
六.齿轮的设计1.选定齿轮的类型,精度等级,材料以及齿数; (1).按传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动;(2).减速器运输机为一般工作机器,工作速度不是太高,所以选用7级精度(GB10095-88);(3).选择材料。
由表10-1可选择小齿轮的材料为45Gr(调质),硬度为280HBS ,大齿轮的材料为45刚(调质),硬度为240HBS ,二者的材料硬度相差为40HBS 。
(4).选小齿轮的齿数为24,则大齿轮的齿数为24⨯6.76=162.24,取2Z =1632按齿面接触强度进行设计 由设计公式进行计算,即1td≥ 机械设计第八版203页选用载荷系数tK=1.3计算小齿轮传递的转矩mm N nPT/109684.12480/518.6105.95/105.95451151⨯=⨯⨯=⨯=由表10-7选定齿轮的齿宽系数1=dφ;机械设计第八版205页由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.812MPa由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σ1lim H =600Mpa ;大齿轮的接触疲劳强度极限σ2lim H =550MPa 3.计算应力循环次数N1=L n h j 160=60⨯323.6⨯1⨯(24⨯365⨯10)=1.7⨯910;机械设计第八版206页 2N=2.522⨯910/6.76=91037.0⨯ 取接触疲劳寿命系数1HN K =0.89, 2HN K=0.895;机械设计第八版207页4.计算接触疲劳许用应力。
取失效概率为1%,安全系数S=1,得[]S KHN H1lim 11σσ==534 []SKHN H2lim 22σσ==492.25机械设计第八版205页 5.计算接触疲劳许用应力。
1)试算小齿轮分度圆的直径td1,带入[]Hσ中较小的值1td≥234)25.4928.189(76.676.71109684.123.1⨯⨯⨯⨯31=71mm (1)计算圆周的速度V10006011⨯=ndV tπ=1000606.3237114.3⨯⨯⨯=1.20mm/s(2)计算齿宽btddb 1φ==1⨯71mm=71mm(3)计算齿宽和齿高之比。
模数11zd mt t==2.95 mm齿高t m h 25.2==2.25⨯2.95=6.63 mm=h b 58.63.70=11 (4)计算载荷系数。
根据V=1.2mm/s;7级精度,可查得动载系数vk =0.6;机械设计第八版194页直齿轮 ααF K=H k=1;可得使用系数 Ak=1;机械设计第八版193页用插图法差得7级精度,小齿轮相对支承非对称布置时,βH k =1.423;机械设计第八版196页 由=hb 10.68,βH k=1.423 可得βF K=1.36故载荷系数βαH H VAKKKKK ⨯⨯⨯==423.116.01⨯⨯⨯=0.8538机械设计第八版192页 计算载荷系数K βαF F VAKKKKK == 36.116.01⨯⨯⨯ =0.816[]111FSa Fa YYσ=14.30785.165.2⨯=0.0159[]222FSa Fa YYσ=14.23697.106.2⨯ =0.0172大齿轮的数值大。
(2)设计计算。
3240172.024*******.12816.02⨯⨯⨯⨯⨯≥m =1.84对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关,可取由弯曲强度算得的模数2.3并就近圆整为标准值m=2,按接触强度计算得的分度圆直径1d =71 mm ,算出小齿轮数md Z11==271=31 大齿轮的齿数2Z =6.76⨯31=210这样设计出的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免了浪费 4.几何尺寸的计算 (1)计算分度圆直径1d =1z m=64mm2d=2Zm=420mm(2)计算中心距221d da +==242mm(3)计算齿轮的宽度==1db dφ64 mm七.轴的设计与校核高速轴的计算。