机械设计课程设计说明书(模版)

机械设计课程设计计算说明书设计题目_______减速器设计______机械_院(系)_07级3__班设计者______________________________指导老师____________________________________2009______年____06____月____29____日________KMUST________-2-目录第一部分设计任务书----------------------------------------------------------------3第二部分电传动方案的分析与拟定---------------------------------------------------5第三部分电动机的选择计算----------------------------------------------------------6第四部分各轴的转速、转矩计算------------------------------------------------------7第五部分联轴器的选择-------------------------------------------------------------9第六部分锥齿轮传动设计---------------------------------------------------------10第七部分链传动设计--------------------------------------------------------------12第八部分斜齿圆柱齿轮设计-------------------------------------------------------14第九部分轴的设计----------------------------------------------------------------17第十部分轴承的设计及校核-------------------------------------------------------20第十一部分高速轴的校核---------------------------------------------------------22第十二部分箱体设计---------------------------------------------------------------23第十三部分设计小结---------------------------------------------------------------24-3-第一部分设计任务书1.1机械设计课程的目的机械设计课程设计是机械类专业和部分非机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节。其基本目的是：(1)通过机械设计课程的设计，综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。(2)学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。(3)进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。1.2机械设计课程的内容选择作为机械设计课程的题目，通常是一般机械的传动装置或简单机械。课程设计的内容通常包括：确定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。在设计中完成了以下工作：①减速器装配图1张（A0或A1图纸）；②零件工作图2～3张（传动零件、轴、箱体等）；③设计计算说明书1份，6000～8000字。1.3机械设计课程设计的步骤机械设计课程设计的步骤通常是根据设计任务书，拟定若干方案并进行分析比较，然后确定一个正确、合理的设计方案，进行必要的计算和结构设计，最后用图纸表达设计结果，用设计计算说明书表示设计依据。机械设计课程设计一般可按照以下所述的几个阶段进行：-4-1．设计准备①分析设计计划任务书，明确工作条件、设计要求、内容和步骤。②了解设计对象，阅读有关资料、图纸、观察事物或模型以进行减速器装拆试验等。③复习课程有关内容，熟悉机械零件的设计方法和步骤。④准备好设计需要的图书、资料和用具，并拟定设计计划等。2．传动装置总体设计①确定传动方案——圆锥齿轮传动，画出传动装置简图。②计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。③确定总传动比和分配各级传动比。④计算各轴的功率、转速和转矩。3．各级传动零件设计①减速器外的传动零件设计（带传动、链传动、开式齿轮传动等）。②减速器内的传动零件设计（齿轮传动、蜗杆传动等）。4．减速器装配草图设计①选择比例尺，合理布置试图，确定减速器各零件的相对位置。②选择联轴器，初步计算轴径，初选轴承型号，进行轴的结构设计。③确定轴上力作用点及支点距离，进行轴、轴承及键的校核计算。④分别进行轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的结构设计。5．减速器装配图设计①标注尺寸、配合及零件序号。②编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。③完成装配图。6．零件工作图设计①轴类零件工作图。②齿轮类零件工作图。③箱体类零件工作图。-5-第二部分电传动方案的分析与拟定选择链和锥齿轮传动。特点：链传动运转不均匀，有冲击，应布置在低速级。锥齿轮加工较困难，所以一般只在需要改变轴的布置方向时采用，并尽量放在高速级并限制传动比，以减少大锥齿轮的直径和模数。同时考虑到温室使用在温室中，参考网络上的资料，我选择小功率的电动机，适用于，内保温、外遮阳、开窗的减速器来进行设计。其参数如下：速比卷帘长度或面积输出扭矩(n.m)电机型号／功率适用范围重量(kg)500:11200M2200JW7124/550W内保温、外遮阳、开窗20第三部分电动机的选择计算周期T=36002000=1.8s转速n=601.8=33.33r/minWr=F·S=800000×0.005=4000N·m-6-∴Pω=(KWr)(1000T)=2.67kW效率的选择：１．弹性套柱销联轴器：η1=0.99２．7级精度锥齿轮传动：η2=0.97３．7级精度圆柱齿轮传动：η3=0.98４．3对滚子轴承：η4=0.983５．滚子链传动：η5=0.96∴η总=η1η2η3η4η5=0.8503∴Pd=Pω/η总=3.14kW取同步转速：1000r/min——6级电动机型号：Y132M1-6额定功率：4kW满载功率：960r/min堵转转矩/额定转矩：2.0最大转矩/额定转矩：2.0工作转速nω：33.33r/mini总=nm/nω=960/33.33=28.8取锥齿轮传动比（低速级）i1=2.5;i2=i/i1=4∴圆柱协齿轮传动比（高速级）i2=4∴链轮传动比i0=28.842.5=2.88第四部分各轴的转速、转矩计算0轴（电动机轴）：P0=Pd=3.14kWn0=nm=960r/min-7-T0=9550×(00Pn)=31.236N·m1轴（高速轴）：P1=P0η1=3.1086kWn1=001ni=960r/minT1=9550×(11Pn)=30.924N·m2轴（中间轴）：P2=P1η2η3=2.955kWn2=01ni=384r/minT2=9550×(22Pn)=73.491N·m3轴（低速轴）：P3=P2η2η3=2.809kWn3=22ni=96r/minT3=9550×(33Pn)=279.439N·m4轴（输出轴）：P4=P3η3η4=2.643kWn4=30ni=33.33r/minT4=9550×(44Pn)=757.211N·m输出轴功率或输出轴转矩为各轴的输入功率或输入转矩乘以轴承效率(0.98），即P’=0.98P各轴运动及动力参数表如下：-8-轴名功率P(kW)转矩T(N·m)转速n(r/min)传动比i效率η输入输出输入输出电动机轴3.1431.23696010.991轴3.1093.04730.92430.3069602.50.952轴2.9552.89673.49172.02138440.953轴2.8092.753279.439273.850962.880.94输出轴2.6432.590757.211742.06733.33第五部分联轴器的选择T=T0=31.236N·m取KA=1.7则TCA=KA·T=1.7×31.236N·m=53.1N·m查GB4323-84，选用TL4型弹性套柱销轴联轴器。许用转据：63N·m许用最大转速：5700r/min轴径：20~80mm第六部分锥齿轮传动设计材料选择：小齿轮：40Cr（调质）硬度为280HBs大齿轮：45#（调质）硬度为240HBs（硬度差为40HBs）-9-μ：初定221211Zdcot=tan=2.5ZdZ1取20;Z2=50;δ1=21.8°;δ2=68.2°m：aa3222FRR14KTYFYSm[](10.5)Z11.1FE=500MPa;2FE=380MPa;2.N1=60n1jLn=60×960×1×(16×300×5)=1.38×109N2=91.38102.5=5.52×108查得KFN1=0.85;KFN2=0.88;3.取s=1.4[F]=11FNFEKs=0.855001.4=303.57MPa;[F]=22FNFEKs=0.883801.4=238.86MPa;4.K=KA·KV·KFα·KFβ=1×1.18×1×1.5=1.775.Zv1=11Zcos=21.54Zv2=22Zcos=134.6321FaY=2.72;1SaY=1.57;2FaY=2.14;2SaY=1.83∴11FaSaF1YY[]=0.0140722FaSaF2YY[]=0.0164070.01407322241.7730888m0.016402.43211(10.5)202.5133经园整，m取2.5E132MRRZKTd12.92[](10.5)U12EZ189.8MPa取失效概率为1%，安全系数s=1，查得1HNK=0.9;2HNK=0.95;1Hlim=600MPa;2Hlim=550MPa;-10-∴[H]1=11HNHlimKQs=540MPa[H]2=22HNHlimKQs=522.5MPa540MPa∴32189.81.7730888d12.92[]51522.5(10.5)2.533=67.7m=2.5d1=2.5×27=67.5Z1=27da1=d1+2hacosδ1=67.5+2×2.5×cos21.8°=72.14df1=d1-2hfcosδ1=67.5-2.3×cos21.8°=61.93R=2212mZZ2=222.527682=91.455b=φeR=191.45530.493;经园整，取b=31d2=mZ2=2.5×68=170da2=d2+2hacosδ2=170+2×2.5×cos68.199°=171.857df2=d2-2hfcosδ2=170-2.3×cos68.199°=167.77-11-第七部分链传动设计1)假设转速v=0.6~3m/s，取Z1=17,Z2=49(i=2.88)2)由表9-9查得工况系数KA=1，∴Pca=KA·P=2.75KW3)初定中心距：初定a0=40PLP=01221202aZZPZZ()P2a2=21749149172.40()2402=113.648（取LP=114节）4)KZ=11.08Z()19=1.0817()19=0.8868由图9-13按小链轮转速估计，链工作在功率曲线定点左侧时