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1、机械设计课程设计说明书目 录第一章. 设计任务1-1设计题目 31-2.设计背景 31-3.设计参数 31-4.设计任务4 第二章. 传动方案的分析和拟定5第三章. 电动机的选择6第四章. 计算传动装置的运动和动力参数7第五章. 传动零件的设计计算 5-1.选择蜗杆传动类型 95-2.选择材料 105-3.设计计算11 第六章. 轴的设计 6-1.初步确定轴的最大直径176-2.轴的设计 186-3.按静强度进行校核 226-4.轴的扭转刚度校核计算 226-5.轴承寿命计算 236-6.第三根轴设计 26第七章7-1齿轮减速器的设计33第八章箱体部分设计8-1 铸铁减速器箱体主要结构尺寸37
2、8-2 润滑方式38第九章 设计箱体及其附件结构9-1 工艺性 409-2. 机械加工工艺性409-3. 箱体形状 40第十章 心得体会42参考文献43第一章设计任务书加热炉装料机的设计1 设计题目加热炉装料机2 设计背景（1）题目简述该机器用于向加热炉内送料。装料机由电动机驱动，通过传动装置是装料机推杆做往复移动，将物料送入加热炉内。（2）使用状况室内工作，需要5台，动力源为三相交流电动机，电动机单向转动，载荷较平稳，转速误差4%；使用期限为10年，每年工作250天，每天工作16小时，大修期为3年。（3）生产状况中等规模机械厂，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。3设计参数已知参数：推杆行程20
3、0mm。数据编号12345电动机所需功率/kW22.52.833.4推杆工作周期/s4.33.73.332.74 设计任务1）设计总体传动方案，画总体机构简图，完成总体方案论证报告。2）设计主要传动装置，完成主要传动装置的装配图。3）设计主要零件，完成两张零件工作图。4）编写设计说明书。1.设计任务（1）设计总体传动方案，画出总体机构简图，完成总体方案论证报告。（2）设计主要传动装置，完成主要传动装置的装配图。（3）设计主要零件，完成两张零件工作图。（4）编写设计说明书图1-2 加速器结构示意图1电动机 2联轴器 3蜗杆减速器4箱体 5齿轮减速器 6连杆电动机所需功率 p=2.5kw;摇杆转速
4、要求n=16.2第二章 传动方案的分析与拟定1方案的初步设定（1）方案二:采用二级齿轮减速器优点：传动比一般为840，用斜齿轮，直齿轮，或人字齿轮，结构简单应用广泛。转速初步计算：一级圆柱齿轮传动比=47；二级圆柱齿轮传动比=47；总传动比=1649；可推算电动机转速范围：n= =（1649）16.2 =260794;总结：转速过低，结构复杂，加工精度高，难度大，设计量过大。（2）方案三：采用一级蜗杆蜗轮传动优点:结构简单，尺寸紧凑，但效率较低，适用于载荷较小，间歇工作的场合。转速初步计算：一级蜗杆传动比=1040;可推算电动机转速范围：n=（1040）16.2 =162648;总结：结构简单
5、，便于装拆，设计简单，但转速过低，而且常用的Y型电动机转速为:750;1000；1500,故此方案不使用。 （3）方案一：采用蜗杆齿轮减速器优点：能实现大的传动比，一般传动比=1040。由于传动比大，零件数目又少，因而结构紧凑。冲击载荷小，传动平稳，噪音低。齿轮传动效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长，传动比稳定，在高速级时结构比较紧凑。蜗杆传动在高速级时则传动效率高。转速计算：蜗杆齿轮传动比=1040；齿轮（级）传动比=35；总传动比=30200可推算电动机转速的范围： = =(30200)16.2=4863240;总结：转速适中，减速器结构适中，便于装拆，设计较复杂，常用的Y型电动机转速为:
6、750;1000,1500,故三个方案中，蜗杆齿轮减速器方案最好2方案的拟订经过分析及转速初步计算及加工的程度，因此选用蜗杆齿轮减速器传动最好。第三章电动机的选择一选择电动机已知：推杆周期=3.7 可推算=60/3.7=16.2电动机所需功率：31 确定电动机类型：按已知要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭冷鼠笼型三项异步电动。2.传动装置中个传动副，每对轴承，每个联轴器的效率：弹性联轴器效率：=0.99蜗杆传动效率： =0.8滚子轴承效率：=0.998级齿轮效率：=0.97总效率：=0.753 3由=可算出所需电动机功率，由于已给出=2.5工作机实际需要的电动机输出功率，工作机所需输入功率，
7、 电动机至工作机之间传动装置总效率4确定电动机转速蜗杆传动传动比=1040, 齿轮（级）传动比=35= =(30200)16.2=4863240电动机可选范围5选择电动机按照工作机转速要求和传动结构合理传动比，可以推算电动机转速的可选范围：对Y型系列电动机，通常选用同步转速为1500;根据选定的电动机类型结构容量和转速可由表12-1查处电动机的型号表3-1 电动机参数表电动机型号额定功率满载转速扭转转矩最大转矩质量kg额定转矩额定转矩Y100L24314302.22.3386传动装置的总传动比要求应为：=87；-电动机满载转速;蜗轮蜗杆传动比=25；外圈齿轮的传动比=3.48,即齿轮传动比,在
8、此圆整为=3.5。第四章计算传动装置的运动和动力参数电动机传动装置从电动机到工作机有三轴，依次为1，2，3轴，1. 各轴转速：=1430=57.2=16.343-电动机满载转速；;，-分别为1轴2轴3轴的转速，单位：。1轴为高速轴，2轴为中间轴，3轴为低速轴；，-依次为电动机轴至1轴，1轴2轴，23轴间的传动比；转速误差： 所以符合设计要求。2.各轴功率: = = -电动机输出功率； ， -1,2,3轴的输出功率；;-依次为电动机与1轴，1轴于2轴，123轴间的传动效率；3各轴转矩=9550/= =式中：-电动机轴的输出转矩，;表4-1 传动装置动力参数表轴传动比转速功率转矩效率1轴11430
9、2.47516.5330.992轴2557.21.9602327.40.7923轴3.516.3431.881100/30.9603第五章传动零件的设计计算已知：输入功率P=2.5,蜗杆转速=1430,传动比=25， 寿命。1.选择蜗杆传动类型根据GB/T10085-1988的推荐采用渐开线蜗杆（ZI）；2选择材料考虑到蜗杆传动传递功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面，要求淬火，并进行高温回火，硬度为4555HRC，蜗轮用铸锡磷青铜 ZCuSn10P1，金属模制造，为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮心用灰铸铁HT200制造。3.设计计算
10、：按齿面解除疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，在按校核齿根弯曲疲劳强度设计（1）确定作用在蜗轮上的转矩，按=2，效率0.8；=(2)确定载荷系数K因工作载荷较稳定，故先取载荷分布不均系数=1，由课本中表11-5中选取使用系数=1.15，由于转速不高，冲击不大，可取东载荷系数=1.05；则K=(3)确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗轮相配，故=160。(4)确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距a的比值=0.35，从课本中图11-18中可查得=2.9。（5）确定许用接触应力根据蜗轮材料用为铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模制造，蜗杆螺旋
11、齿面硬度45HRC，可从表11-7种查得蜗轮的基本许用应力 =268。应力循环次数 寿命系数 则 =268=193.228（6）计算中心距 取中心距, 因，故从表11-2中取模数,蜗杆分度圆直径。这时,从图11-18中可查得接触系数,因为,因此以上结果可用。(7)选择蜗杆头数：由传动比，查表12-2得选取蜗杆头数=2，蜗轮齿数;(8)确定蜗轮的转速和转矩=57.2取K=1.21传动效率 =4. 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 图5.1蜗轮蜗杆配合一、蜗轮（1）蜗轮蜗轮齿数；变位系数；验算传动比这时传动比误差为，是允许的。蜗轮分度圆直径 =m蜗轮喉圆直径 蜗轮齿根圆直径 表5-1 蜗轮蜗杆几何尺寸参数表名称蜗轮蜗杆分度圆直径30863齿顶高6.36.3齿根高88齿顶圆直径（蜗轮候圆直径）320.675.6齿根圆直径292.8849.9蜗杆轴向齿距蜗轮端面齿距2020中心距160160蜗轮齿数 蜗杆头数492齿形角（度）2020蜗轮变位系数 蜗杆直径系数1.01910顶隙11轴向
