機械設計課程設計說明書課程設計說明書一：課程設計目的和要求是使學生綜合運用本課程以及有關先修課程的知識，進行一次較為全面的設計訓練。基本目的如下：1、 培養理論聯系實際的設計思想，訓練綜合運用機械設計和有關先修課程理論，結合生產實際分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識。2、 根據已有傳動方案，正確計算零件加工能力、確定尺寸和選擇材料，以及較全面地考慮工藝、使用和維護等要求，之后進行結構設計，達到了解和掌握機械零件、機械傳動裝置的設計過程和方法。3、 進行機械設計基本技能的訓練：例如計算、繪圖、查閱資料和手冊、運用標準和規范，進行計算機輔助設計個繪圖的訓練。二：設計方案分析機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結構簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。 本設計中原動機為電動機，工作機為皮帶輸送機。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為一級蝸桿減速器傳動。 帶傳動承載能力較低在傳遞相同轉矩時，結構尺寸較其他形式大，但有過載保護的優點，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉矩，減小帶傳動的結構尺寸。 蝸桿傳動可以實現較大的傳動比，尺寸緊湊，傳動平穩，但效率較低，適用于中、小功率的場合。采用錫青銅為蝸輪材料的蝸桿傳動，由于允許齒面有較高的相對滑動速度，可將蝸桿傳動布置在高速級，以利于形成潤滑油膜，可以提高承載能力和傳動效率。 本設計中減速器的箱體采用水平剖分式結構，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。 計算及說明結果三、電動機的選擇計算1、原始數據 電機轉速 功率 滾筒直徑280mm 輸送帶速度2、 電動機型號選擇 電動機型號為Z4-180-11 額定功率/kW: 13.0 額定電壓/V: 400 額定轉速/(r/min): 540 額定電流/A: 42.4 D=55mm四、總傳動比確定及各級傳動比分配滾筒轉速總傳動比取V帶傳動比為，蝸桿減速器傳動比五、運動和動力參數的計算設蝸桿為1軸，渦輪軸為2軸1、 各軸轉速 蝸桿的轉速等于大帶輪轉速： 故 2、 各軸輸入功率 3、各軸輸入轉矩 六、V帶設計 1、初始條件 傳動功率P為： 主動軸轉速為： 從動軸轉速為： 傳動比：1.1 2、選定帶型和基準直徑 查手冊得工況系數 設計功率: 選擇帶型:C型 初選小帶輪基準直徑: 計算大帶輪基準直徑: 大帶輪基準直徑圓整后： 3、軸間距的確定 初定軸間距: 計算所需基準長度: 查手冊選擇 實際軸間距: 4、額定功率及增量的確定 單跟V帶傳遞的額定功率: 傳動比i1的額定功率增量: 5、帶速、包角和V帶根數 帶速V: 小帶輪包角: 查手冊得 V帶的根數Z :取5根帶 6、各項力的計算 V帶每米長的質量m: 單跟V帶的預緊力: 應使帶的實際初拉力 計算壓軸力 : 壓軸力的最小值為： 7、帶輪的確定 大帶輪的基準直徑故采用腹板式 取材為HT200鑄造成型，輪槽工作表面的粗糙度為3.2。 7、 傳動零件的設計計算1、渦輪渦輪的選擇計算（1）選擇蝸桿的傳動類型 根據GB/T 100851988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）。（2） 選擇材料 考慮到蝸桿傳動功率不大，速度不大，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為4555 HRC。渦輪用鑄錫磷青銅，金屬膜鑄造。為了節約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。（3）按齒面接觸疲勞強度進行設計根據閉式蝸桿傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核齒根彎曲疲勞強度。 傳動中心距 傳動參數 蝸桿輸入功率：12.35kW 蝸桿類型：漸開線蝸桿(ZI型) 蝸桿轉速：490r/min 蝸輪轉速：81.7r/min 使用壽命：29200小時 理論傳動比：5.998 蝸桿頭數：4 蝸輪齒數：24 實際傳動比i：6 驗算傳動比：在之內，允許。 確定作用在蝸輪上的轉矩按,估取效率，則： 蝸輪軸轉矩:確定載荷系數K因工作載荷有沖擊，故取載荷分布不均系數，使用系數，由于轉速不高，動載荷系數；則確定彈性影響系數因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故確定接觸系數先假設分度圓直徑和傳動中心距a的比值，差得確定許用接觸應力根據蝸輪材料為鑄錫青銅，金屬膜鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度45HRC，可以查得蝸輪的基本許用應力：應力循環次數：壽命系數則蝸輪齒面接觸強度:，通過接觸強度驗算，合格蝸輪材料接觸疲勞極限應力：疲勞接觸強度最小安全系數：1.6校核疲勞強度的安全系數 合格計算中心距 取中心距，取模數，蝸桿分度圓直徑，這時，查得，因此以上計算結果可用。，合適蝸桿與蝸輪的主要參數與幾何尺寸 齒根高系數齒根高系數齒形角蝸桿蝸桿分度圓直徑蝸桿軸向齒距蝸桿直徑系數蝸桿齒頂圓直徑蝸桿齒根圓直徑蝸桿導程角蝸桿軸向齒厚 蝸桿法向齒厚 蝸桿分度圓齒厚蝸桿螺紋長蝸輪蝸輪齒數蝸輪變位系數驗算傳動比：在之內，允許。蝸輪分度圓直徑蝸輪喉圓直徑 蝸輪齒根圓直徑蝸輪咽喉母圓半徑校核齒根彎曲疲勞強度蝸輪齒根彎曲強度F:10.146N/mm2，通過彎曲強度計算！當量齒數根據，查得齒形系數螺旋角系數許用彎曲應力合格彎曲強度滿足。驗算效率效率合格。精度等級公差和表面粗糙度的確定考慮到所設計的蝸桿傳動是動力傳動，屬于通用機械減速器，從GB/T 100891988 圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇8級精度，側隙種類為f，標注為8f GB/T 100891988。熱平衡核算。由于摩擦損耗的功率，則產生的熱流量為P蝸桿傳遞的功率以自然方式箱體的表面傳熱系數，可取S內表面能被論化油所飛濺到，而外表面又可為周圍空氣所冷卻的箱體表面面積，單位為m2；取S=0.5 m2油的工作溫度，可取周圍空氣的溫度，常溫情況可取按熱平衡條件，可求得在即定工作條件下的油溫 滿足溫度要求。8、 軸的設計和計算1.初步計算軸徑軸的材料選用常用的45鋼當軸的支撐距離未定時， 無法由強度確定軸徑，要用初步估算的方法，即按純扭矩并降低許用扭轉切應力確定軸徑，計算公式為： ，軸為外伸軸，初算軸徑作為最小直徑，應取較小的值；查表取，則：考慮到軸與帶輪連接，需考慮到帶輪的大小，和帶輪的孔徑大小，故取，軸需與聯軸器配合，故取。2軸的結構設計1軸的初步設計如下圖：裝配方案是：左端蓋 左端軸承、依次從軸的左端向右端安裝，右端安裝軸承和右端蓋。軸的徑向尺寸：當直徑變化處的端面用于固定軸上零件或承受軸向力時，直徑變化值要大些，可?。?8）mm，否則可?。?6）mm軸的軸向尺寸：軸上安裝傳動零件的軸段長度是由所裝零件的輪轂寬度決定的，而輪轂寬度一般是和軸的直徑有關，確定了直徑，即可確定輪轂寬度。軸的端面與零件端面應留有距離L，一般可取L=（13）mm。軸上的鍵槽應靠近軸的端面處。 2軸的初步設計如下圖：裝配方案：左端從左到右依次安裝端蓋、滾動軸承，右端從右到左依次安裝蝸輪、套筒、滾動軸承和端蓋裝。設計準則同1軸尺寸31軸的彎扭合成強度計算由軸兩端直徑d=80mm，查機械零件手冊得到應該使用的軸承型號為軸承類型 BType=圓錐滾子軸承軸承型號 BCode=32916，D=110mm，B=20mm，a=15.7mm（軸承的校核將在后面進行）。(1).求作用在軸上的力，蝸輪、軸承對