2022年机械设计课程设计说明书.docx

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1、精品学习资源机械设计课程设计说明书参数挑选 ：总传动比： I=35 Z1=1 Z2=35卷筒直径： D=350mm运输带有效拉力：F=6000N运输带速度： V=0.5m/s工作环境：三相沟通电源有粉尘常温连续工作一、 传动装置总体设计 ：依据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机连轴器减速器连轴器带式运输机； 如图 2.1所示 依据生产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度V 4 5m/s ，所以该蜗杆减速器采纳蜗杆下置式见（如图 2.2所示），采纳此布置结构， 由于蜗杆在蜗轮的下边，啮合处的冷却和润 滑均较好；蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固 定；蜗杆及蜗轮轴均采纳圆锥滚子轴承，承 受径向载荷和轴向

2、载荷的复合作用，为防止 轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘，异 物侵入箱内，在轴承盖中装有密封元件；图 2.1该减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等；欢迎下载精品学习资源二、 电动机的挑选 ：由于该生产单位采纳三相沟通电源，可考虑采纳Y 系列三相异步电动机；三相异步电动机的结构简洁，工作牢靠，价格低廉，保护便利，启动性能好等优点；一般电动机的额定电压为380V依据生产设计要求，该减速器卷筒直径D=350mm；运输带的有效拉力F=6000N，带速 V=0.5m/s ，载荷平稳，常温下连续工作，工作环境多尘，电源为三相沟通电，电压

3、为 380V；1、按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭扇冷式结构，电压为380V， Y系列2、传动滚筒所需功率欢迎下载精品学习资源pFVw1000600010000. 53. 0k w欢迎下载精品学习资源3、传动装置效率：（ 依据参考文献机械设计课程设计刘俊龙何在洲 主编机械工业出版社第 133-134 页表 12-8 得各级效率如下）其中：蜗杆传动效率 1=0.70搅油效率 2=0.95滚动轴承效率（一对） 3=0.98联轴器效率 c=0.99传动滚筒效率 cy =0.96所以：欢迎下载精品学习资源3232 = 1.2. 3 . c . cy =0.7 0.99 0.98 0.99

4、0.96 =0.633电动机所需功率：Pr = Pw/ =3.0/0.633=4.7KW方案电动机型号额定功率Ped kw电动机转速同步转速r/min满载转速额定转矩1Y132S1-25.5300029002.02Y132S-45.5150014402.23Y132M2-65.510009602.04Y160M-85.57507202.0径 KD EHDA BF G D515（ 270/2 132216 1781238 8010 33 38210） 315传动滚筒工作转速：nw 60 1000 v / 35027.9r/min依据容量和转速，依据参考文献机械零件设计课程设计毛振扬陈秀宁施高义

5、编 浙江高校出版社第 339-340 页表附表 15-1 可查得所需的电动机Y 系列三相异步电动机技术数据，查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，如表3-1:表 3-1综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，可见第 3 方案比较适合；因此选定电动机机型号为Y132M2-6 其主要性能如下表3-2 ：表 3-2形状尺寸底角安装装键部位尺地脚螺栓孔直轴身尺寸中心高 HL（ AC/2AD）尺寸寸四、运动参数运算：4.1 蜗杆轴的输入功率、转速与转矩P0 = P r =4.7kw欢迎下载精品学习资源n0=960r/min3T0=9.55 P 0 / n0=4.7 10

6、=46.7N .m4.2 蜗轮轴的输入功率、转速与转矩2P1 = P 0 01 = 4.7 0.99 0.99 0.7 0.99=3.19 kw欢迎下载精品学习资源n=n0=960= 27.4 r/min欢迎下载精品学习资源io135T1= 9550P1n1= 9550 3.19 = 1111.84N m27. 44.3 传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P2 = P 1 c cy =3.19 0.99 0.99=3.13kwn2=n1i 12=27 .41= 27.4 r/minT2= 9550P2n2= 9550 3.13 = 1089.24N m27. 4运动和动力参数运算结果整理于下表4

7、-1 ：类型功率 P（ kw）表 4-1转速 n（ r/min ）转矩 T（ N m）传动比 i效率 蜗杆轴4.796046.7510.679蜗轮轴3.1927.41111.8435传动滚筒轴3.1327.41089.24五、 蜗轮蜗杆的传动设计：蜗杆的材料采纳 45 钢，表面硬度 45HRC，蜗轮材料采纳 ZCuA110Fe3,砂型铸造；以下设计参数与公式除特别说明外均以参考由机械设计第四版邱宣怀主编高等训练出版社出版1996 年 第 13 章蜗杆传动为主要依据；详细如表 3 1：表 5 1 蜗轮蜗杆的传动设计表欢迎下载精品学习资源项目运算内容运算结果中心距的运算Vs5.2 10 4 n 3

8、 T21蜗杆副的相5.2 10 4960 1111.845.17m / s34m/sVs7m/s对滑动速度参考文献 5 第 37 页（ 23 式）当量摩擦4m/sVs51.7100mm又因轴上有键槽所以D6增大 3%，就 D6=67mm运算转矩欢迎下载精品学习资源Tc=KT=K 9550 P =1.5 9550 3.19/27.4=1667.76N.M51.7100mm又因轴上有键槽所以D6 增大 3%，就D6=67D6=67mm7.2 轴的校核欢迎下载精品学习资源7.2.1 轴的受力分析图FrF R2欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源F R1FaF R1FtF R 2FQ欢迎下载精品学

9、习资源图 7.1X-Y 平面受力分析欢迎下载精品学习资源F R1X-Z 平面受力图：F R1FtFa图 7.2F R 2F R2FQ欢迎下载精品学习资源Fr欢迎下载精品学习资源图 7.3欢迎下载精品学习资源水平面弯矩M X Y/ Nmm欢迎下载精品学习资源1102123.75216079797119欢迎下载精品学习资源垂直面弯矩M XZ/ Nmm图 7.4714000欢迎下载精品学习资源图 7.522436150.8欢迎下载精品学习资源合成弯矩 MM XYM XZ/ Nmm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源1184736.3681175.5714000欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习

10、资源当量弯矩 T 与 aT mmNmm图 7.6T=1111840N aT=655985.6欢迎下载精品学习资源图 7.77.2.2 轴的校核运算如表5.1欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源轴材料为 45 钢，B650 Mpa ，S360Mpa ， 1b 60Mpa欢迎下载精品学习资源表 7.1运算工程运算内容运算结果欢迎下载精品学习资源转矩 T1T11111840 NmmT11111840 Nmm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源圆周力F2T1td12111184080=20707.6NFt =24707.6N欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源径向力FFttg24707 .

11、6tg 6.34F=2745.3N欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源轴向力FF ttant =24707.6 tan 20 oFr =8992.8N欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源2745 .319024707.6976000119欢迎下载精品学习资源运算支承反力F R1194194F R 1=1136.2N欢迎下载精品学习资源F R224707.69719460003132745 .3194190F R 2=19345.5N欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源垂直面反力F R1FF R 2 r28992 .82F R 1F R 26.4N=449欢迎下载精品学习资源水平面

12、X-Y 受力图图 7.2垂直面 X-Z 受力图 7.3画轴的弯矩图欢迎下载精品学习资源水平面 X-Y 弯矩图垂直面 X-Z 弯矩图MX YMX Z图 7.4图 7.5欢迎下载精品学习资源合成弯矩MM XYM XZ图 7.6欢迎下载精品学习资源轴受转矩 TT=T1=1111840NmmT=1111840Nmm欢迎下载精品学习资源许用应力值表 16.3 ，查得1b 60Mpa 0b102.5Mpa欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源应力校正系数 aa=1b /0 b 60/ 102.50.59a=0.59欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源当量弯矩当量弯矩图蜗轮段轴中间截面欢迎下载精品学习

13、资源MM32aT2681175.52655985.62 =947628.6NmmM III947628.6Nmm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源轴承段轴中间截面处M III =969381.2Nmm欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源M27140002655985.62=969381.2Nmm欢迎下载精品学习资源当量弯矩图图 7.7欢迎下载精品学习资源dIII3M 33 947628.65490mm欢迎下载精品学习资源轴径校核0.11b0.1 60验算结果在设计范畴之欢迎下载精品学习资源d3M 23 969381.254.580mm内，设计合格欢迎下载精品学习资源I II0.11b

14、 0.1 60欢迎下载精品学习资源轴的结果设计采纳阶梯状，阶梯之间有圆弧过度，削减应力集中，详细尺寸和要求见零件图 2（蜗轮中间轴）；7.3 装蜗轮处轴的键槽设计及键的挑选当轴上装有平键时，键的长度应略小于零件轴的接触长度，一般平键长度比轮毂长度短5 10mm，由参考文献1表 2.4 30 圆整，可知该处挑选键2.5 110 ，高欢迎下载精品学习资源h=14mm，轴上键槽深度为t9 0 0 .2，轮毂上键槽深度为t15 .4 0 0 . 2，轴上键槽欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源宽度为 b25 00 .052轮毂上键槽深度为b10 . 026250 . 026欢迎下载精品学习资源八、

15、 减速器箱体的结构设计参照参考文献机械设计课程设计（修订版）鄂中凯，王金等主编东北工学院出版社 1992年第 19 页表 1.5-1可运算得，箱体的结构尺寸如表8.1 ：表 8.1 箱体的结构尺寸减速器箱体采纳 HT200 铸造，必需进行去应力处理；设计内容计算公式运算结果欢迎下载精品学习资源箱座壁厚度 0.04a38 =0.04 225+3=12mm取 =12mm欢迎下载精品学习资源a 为蜗轮蜗杆中心距箱盖壁厚度 110.85=0.85 12=10mm取 1=10mm机座凸缘厚度 bb=1.5 =1.5 12=18mmb=18mm机盖凸缘厚度 b1b1=1.5 1=1.5 10=15mmb1

16、=18mm机盖凸缘厚度 PP=2.5 =2.5 12=30mmP=30mm欢迎下载精品学习资源地脚螺钉直径 d.地脚螺钉直径 d .地脚沉头座直径 D0地脚螺钉数目 nd.=20mm d .=20mm D0=48mm取 n=4 个d.=20mm d .=20mm D0=48mm取 n=4L1=32mmL1=32mm底脚凸缘尺寸（扳手空间）L2=30mmL2=30mm轴承旁连接螺栓直径d1d1= 16mmd1=16mm轴承旁连接螺栓通孔直径d 1d 1 =17.5d 1=17.5轴承旁连接螺栓沉头座直径D0D0=32mmD0=32mmC1=24mmC1=24mm剖分面凸缘尺寸（扳手空间）C2=2

17、0mmC2=20mm上下箱连接螺栓直径d2d2 =12mmd2=12mm上下箱连接螺栓通孔直径d 2d 2=13.5mmd 2=13.5mm上下箱连接螺栓沉头座直径D0=26mmD0=26mmC1=20mmC1=20mm箱缘尺寸（扳手空间）C2=16mmC2=16mm轴承盖螺钉直径和数目n,d 3n=4, d 3=10mmn=4d3=10mm检查孔盖螺钉直径d4d4=0.4d=8mmd4=8mm圆锥定位销直径 d5d5= 0.8 d2=9mmd5=9mm减速器中心高 HH=340mmH=340mm轴承旁凸台半径 RR=C2=16mmR1=16mm欢迎下载精品学习资源轴承旁凸台高度 h由低速级轴

18、承座外径确定，以便于扳手操作为准；取 50mm欢迎下载精品学习资源轴承端盖外径 D2D2=轴承孔直径 +55.5 d3取 D2=180mm箱体外壁至轴承座端面距离KK= C1+ C 2+810=44mmK=54mm以 Md1 螺栓和 Md3 螺钉互不干涉为准尽量欢迎下载精品学习资源轴承旁连接螺栓的距离S靠近一般取 S=D2S=180欢迎下载精品学习资源蜗轮轴承座长度（箱体内壁至轴L1=K+ =56mmL1=56mm欢迎下载精品学习资源d3=12mm115mm箱座的长度（不包括凸444mm台）180mm箱底座宽度304mm承座外端面的距离）蜗轮外圆与箱体内壁之间的距离11.2=15mm取 1 =

19、15mm蜗轮端面与箱体内壁之间的距离2=12mm取2 =12mmm1=8.5mm,机盖、机座肋厚 m1, mm1=0.85 1=8.5mm, m=0.85 =10mmm=10mm以下尺寸以参考文献机械设计、机械设计基础课程设计王昆等主编高等教育出版社1995年表 6-1 为依据轴承端面至蜗杆顶圆与箱6 =40mm箱体内壁的3 =4mm箱底的厚度20mm座内壁的距离距离箱盖长度轴承盖凸缘厚e=1.2箱盖高度220mm（不包括凸440mm度台）蜗杆中心线与装蜗杆轴部460mm箱底的距离分的长度箱体宽度蜗杆轴承座（不包括凸8mm孔外伸长度台）蜗杆轴承座长蜗杆轴承座内端面与箱体内81mm61mm度壁距

20、离九、减速器其他零件的挑选经箱体、蜗杆与蜗轮、蜗轮轴以及标准键、轴承、密封圈、挡油盘、联轴器、定位销的组合设计，经校核确定以下零件：表9-1键单位： mm欢迎下载精品学习资源安装位置类型b（ h9）h（ h11）L9（ h14）蜗杆轴、联轴器以GB1096-9010870及电动机联接处键 10 70蜗轮与蜗轮轴联接GB1096-902514110处键 25 110蜗轮轴、联轴器及GB1096-902012110传动滚筒联接处键20 110dDTBC6013033.531268014028.252622表 9-3密封圈（GB9877.1-88 ）单位：mm安装位置类型轴径d基本外径D基本宽度蜗杆

21、B55 80855808蜗轮轴B75 100107510010表 9-2 圆锥滚动轴承安装位轴承型号置单位： mm外形尺寸GB297-84蜗 杆7312（ 30312）GB/T297-94蜗轮轴30216表 9-4 弹簧垫圈（ GB93-87）安装位置类型内径 d宽度（厚度）轴承旁连接螺GB93-87-16164栓材料为 65Mn，表面氧化的标准上下箱联接螺弹簧垫圈GB93-87-12123栓表 9-5 挡油盘欢迎下载精品学习资源定位销为 GB117-86 销 8 38材料为 45 钢十、减速器附件的挑选以下数据均以参考 文献 机械零件设计课程设计毛振扬陈秀宁施高义 编 浙江高校出版社 的 P106-P118表 10-2 吊耳箱盖吊耳箱座吊耳b24表 10-3 起重螺栓dDLSd1ll1l 2单位 mml3Cd2hM163562271632842222