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1、机械设计课程设计1机械设计基础课程设计机械课程基础设计机械课程基础设计 计算说明书计算说明书学生姓名学生姓名 张林江 学学 号号 8011211203 所属学院所属学院 机械电气化工程学院 专专 业业 机械设计及其自动化 班班 级级 机械 15-2 班 指导教师指导教师 张涵 日日 期期 2013-12-13 机械设计课程设计2前言前言机械设计课程设计的目的机械设计课程设计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
2、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。机械设计课程设计的内容机械设计课程设计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
3、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： 减速器装配图 1 张（A0 或 A1 图纸） ； 零件工作图 23 张（传动零件、轴、箱体等） ； 设计计算说明书 1 份，60008000 字。机械设计课程设计的步骤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：1设计准备机械设计课程设计3 分析设计计划任务书，明确工作条件、
4、设计要求、内容和步骤。 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。熟悉课程有关内容，熟悉机械零件的设计方法和步骤。 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 确定传动方案圆锥齿轮传动，画出传动装置简图。 计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。 确定总传动比和分配各级传动比。 计算各轴的功率、转速和转矩。3各级传动零件设计 减速器外的传动零件设计（带传动、链传动、开式齿轮传动等） 。 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 选择比例尺，合理布置试图，确定减速器各零件的相对位置。 选择联轴器，初步计算轴
5、径，初选轴承型号，进行轴的结构设计。 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。 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 标注尺寸、配合及零件序号。 编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。 完成装配图。6零件工作图设计 轴类零件工作图。 齿轮类零件工作图。 箱体类零件工作图。机械设计课程设计41.设计任务书1.11.1 设计任务 设计用于带式运输机上的 v 带单级圆柱齿轮减速器。运输机连续工 作，空载启动，载荷变化不大，单向运转使用期限 8 年，每天工作 8 小时，每年工作 300 天。运输带允许速度误差5%。 1.21.2 原始数据
6、 运输带拉力：F=2100N 运输带速度：V=1.25m/s 卷筒直径： D=345mm2.传动系统的方案拟定 (如图 1 所示)vF滚筒联轴器电动机单级圆柱齿轮减速器带式运输机三角带传动图图 1 1机械设计课程设计53.电动机的选择3.13.1 选电动机类型 按工作要求和条件，选用三相笼形异步电动机，封闭式结构，电压 380V，Y 型 3.23.2 选择电动机容量 电动机所需工作功率为P = KWdwpP为工作机工作时所需要的功率，即：wP=w1000FV因此： P = KWd1000FV由电动机至运输带的传动总效率为= 13 2345式中： ， ， ， ， 分别为带传动、轴承、齿轮传动、联
7、12345轴器和卷筒的传动效率。采用 V 带传动：1=0.920.97（开式传动） ，取 1=0.96滚动轴承：2=0.98 （三对）齿轮传动：3=0.960.97 ，取 3=0.97 联轴器： 4=0.99，滚筒： 5=0.96， 则：=0.960.98 0.970.990.96=0.8333所以 ： Pd=KW1000FV32.1 101.253.161000 0.833.33.3 确定电动机转速Pd=3.16 KWn=69.20 r/min机械设计课程设计6卷筒机工作转速：n=69.20 r/min 按DV 10006060 1000 1.25 345 指导书表 1 推荐的传动比合理范围
8、，取 V 带传动的传动比 i =25，一级柱减 1速器传动比 i =35,则总传动比合理范围为：i =625，故电动机转速可 2 a选范围为：n= ian=（628）69.20=（415.21937.6） r/min.d符合这一范围的同步转速有：750 和 1000 r/min 和 1500 r/min 根据容量 和转速，由手册查出有两款适用的电动机型号，因此，有三种传动比方案，如 表 1 所示： 表表 1 1方案 电动机型号 额定功率 同步转速 满载转速 额定转矩 最大转矩 电动机 质量1 Y132S-4 4 1500 1440 2.2 2.3 380 2 Y132M2-6 4 1000 9
9、60 2.0 2.0 630 3 Y160M1-8 4 750 720 2.0 2.0 790当选用方案 1 时，总传动比 i= nnm144020.8069.20取 i1=2.81，则 i2= 20.807.4052.81当选用方案 2 时，总传动比 i=nnm = 96013.8769.20取 i1=2.81，则 i2= 13.874.952.81当选用方案 3 时，总传动比 i=nnm = 72010.4069.20取 i1=2.81，则 i2= 10.403.72.81综合考虑电动机和传动装置的尺寸，重量，价格和带传动，减速器的传动 比，可见方案 2 比较合适。因此选用型号为 Y132
10、M2-6 的电机。 电动机主要外型和安装尺寸如表 2 所示： 电动机主要外型和安装尺寸如下表所示： 表表 2 2中心高 外形尺寸 底脚安装尺寸 地脚螺栓孔 轴伸尺寸 装键部位尺寸 H L（AC/2+ AB K DE FGDAD）DH132 515345315 216178 12 3880 103338机械设计课程设计74.计算传动装置的总传动比和分配各级传动比4.14.1 计算总传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速可得传动装置mnn总传动比 i=nnm = 96013.8769.204.24.2 分配传动装置传动比由式： i=i i12式中 i i 分别为带传动和减速器的传动比。为使
11、减速器传动外廓尺寸不12致过大，初步取 i =2.8，则 i =12 1i i13.874.952.815.计算传动装置的运动和动力参数（1 1）计算各级轴转速轴 n = r/min11n i960341.642.81轴 n= r/min2n i341.6469.014.95卷筒轴 n= n=69.01r/min（2 2）各轴输入功率轴 P = P =3.20.96=3.072KWd1轴 P= P =3.0720.980.97=2.89 KW23卷筒轴 P= P =2.890.980.99=2.804KW24（3 3）各轴输出功率轴 P = P =3.0720.98=3.01KW 2轴 P=
12、P =2.890.98=2.83 KW 2卷筒轴 P= P =2.8040.98=2.75 KW 2（4 4） 各轴输入转矩i=13.87i =2.811i =4.952机械设计课程设计8电动机输出转矩：T =9550Nmd md np95503.231.83960、轴输入转矩：带传动：T= T i0=31.832.810.96=85.87 Nmd轴：T = T i =85.872.810.96=231.65Nmd11轴：T= T i =231.654.350.980.97223=1186.02Nm卷筒轴输入转矩：T= T =1186.020.980.99=1129.19Nm24（5 5） 各
13、轴输出转矩轴：T= T =231.650.98=227.017Nm 2轴：T= T =1186.020.98=1162.30Nm 2卷筒轴输出转矩：T= T =1129.190.98=1106.61Nm 2运动和动力参数计算结果整理于下如表 3 所示： 表表 3 3功率 P（KW）转矩 T（Nm）轴名输入输出输入输出转速r/min传动比i效率 电动 机轴3.231.8314302.810.96轴3.07 23.0185.87227.01341.644.950.95轴2.892.83231.6 51162.3 069.01卷筒 轴2.80 42.751186. 021106.6 169.011.
14、000.946.传动零件的设计计算6.16.1 V 带的设计6.1.1 确定计算功率caP由表 13-8 工作情况系数=1.0（空载启动，载荷变动不大，每天工作Ak8 小时） ， 故：5.5kwcaP 机械设计课程设计91.0 44caAdPkPKW6.1.2 选择 V 带的带型 因为小带轮转速即为电动机转速所以三角带选普通 V 带根据和 由图（13-15）选用 B 型带。caPmn6.1.3 确定大小带轮基准直径并验算带速 V2dd1dd（1）初选小带轮的基准直径1dd因为，为了提高 V 带寿命，宜选取较大直径。1mindddd?由表 13-9，=75mm =112140mm mindd1dd取小带轮的基准直径=140mm1dd（2）验算带速 VV= 190 9607.04/60 100060 1000md nm s 因 V 在 525 m/s 范围内，故带速合适。（3）计算大带轮的基准直径 d2d由式（13-16）得：d=i =2.81140(1-0.02)=385.53mm 2d1dd1（）根据表（13-9） ，取 d=375mm。2d6.1.4 确定 v 带的中心距
