2021-2022年收藏的精品资料热能与动力工程专业机械设计课程设计实例.doc

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1、河 北 工 程 大 学 课 程 设 计 说 明 书2010/2011学年 第1学期机械设计基础课 程 设 计2010年11月设计题目： 设计数据：运输带传递的有效圆周力F=2200N运输带速度V=1.40m/s滚筒的计算直径D=260mm设计要求：原动机为电动机，齿轮单向传动，有轻微冲击。工作条件：工作时间10年，每年按300天计 单班工作（每班8小时）。传动示意图如下：电机带传动齿轮减速器链传动联轴器滚筒运输带I 轴II 轴III 轴F VD25 目 录1、电机的选择022、确定传动装置的总传动比和分配传动比：023、传动装置的运动和动力参数034、V带的设计045、减速器齿轮的设计066、

2、轴的设计与校核087、链传动的设计178、联轴器的选择189、键的校核1910、减速箱的结构尺寸1911、轴承端盖的参数2212、带轮的参数2313、设计小结2314、参考资料23一、选择电机1、工作机所需功率Pw：Pw=2200*1.40/1000=3.08KW带传动效率：0.95每对轴承传动效率：0.99圆柱齿轮的传动效率：0.975链的传动效率：0.965联轴器的传动效率：0.99 滚筒的传动效率：0.96电机至工作机之间的传动装置的总效率：=* =0.95*0.99*0.975*0.965*0.99*0.96 =0.832n=102.89r/min2、确定电机转速P=P/=3.08/0

3、.832=3.70KW 初选电动机同步转速为1500 r/min ，根据电动机所需功率和转速查手册第167页表12-1，查出电动机型号为Y1112M4。其额定功率为4.0KW，转速为1440r/min,工作输出功率为3.70KW。符合所需设计要求。二、确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：i= =14.00平均传动比：= =2.41 分配传动比：取 =2.0 ； =3.2则 =2.1875注：i为带轮传动比，为齿轮传动比， 为链传动比三、计算传动装置的运动和动力参数： 将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、 3轴,依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3之间的传动效率。1.各轴

4、转速： n=720 r/min n=225 r/min n=102.857 r/min2.各轴输入功率：P=P*=3.7*0.95=3.515 kw P=P*=3.515*0.99*0.975=3.40kw P=P*=3.40*0.965*0.99*0.96=3.11 KW 3.各轴输入转矩：T=24.54 Nm T=46.62 Nm T=144.31Nm T=288.35Nm 四、设计V带：1、确定V带型号 查课本P表13-8得：K=1.2 则计算功率P P=K*P=1.2*3.7=4.44 kw 根据P=4.44 kw ，n=1440 r/min,由课本P图13-15，选择A型V带。取d=

5、90 mm，则 d=i*d*(1-)=194.04mm查课本P表13-9取d=200mm 为带传动的滑动率=0.010.022、验算带速：V= = =6.78 m/s带速在525 m/s范围内，合适3、取V带基准长度L和中心距a：初步选取中心距a： a=取a=450 mm符合0.7(d+d) a 2.73 kw 故合格，其参数：p=25.4mm；排距=29.29mm。5.实际中心距 a=40p=40*25.4=1016 mm 6计算链速 由式（1320） V=1.09 m/s7. 作用于轴上的压力 经验所述 =(1.21.3)F 取=1.3F F=1000*=3357.8N，=1.3F=436

6、5 N八、 联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑装拆方便及经济问题，选用弹性柱销联轴器，取工作情况系数 选用HL3型（GB4323-84）弹性套柱销联轴器,根据主动轴连接联轴器处d=30mm，将各种参数列表如下：型号公称转矩T许用转数n轴孔直径d轴孔长度L外径D材料轴孔类型TL563050003082160HT200Y型联轴器承受转矩;T=*9550=375630Nm故： 合适九、键的校核材料选择及其许用挤压应力:选择45号优质碳素钢，查机械零件设计手册P458表32-3 其许用挤压应力（1） 主动轴外伸端，考虑到键在轴中部安装，选择平键可以了，已选择GB1096-199

7、0型键。：b=8mm；h=7mm,l=40mm 静连接工作面的挤压应力：=26.4Mpa则：强度足够， 合适（2） 从动轴外伸端，考虑到键在轴中部安装，选择平键可以了，已选择GB1096-1990型键。：b=8mm；h=7mm,l=35mm 静连接工作面的挤压应力：=78.5Mpa则：强度足够， 合适十、减速器机体结构及尺寸 箱体一般用灰铸铁HT150或HT200制造。对于重型减速器也可以采用球墨铸铁或铸钢制造。 箱体结构的设计要点减速器的箱体是支持和固定轴及轴上零件并保证传动精度的重要零件，其重量一般约占减速器总重量的4050，因此，箱体结构对减速器的性能、制造工艺、材料消耗、重量和成本等影

8、响很大，设计时务必综合考虑，认真对待。1（1）轴承座上下设置加强筋。（2）轴承座房设计凸台结构。凸台的设置可使轴承座旁的联接设计凸台结构要注意下列几个问题：a 轴承座旁两凸台螺栓距离S应尽可能靠近。对无油构箱体（轴承采用油脂润滑）取SD2，应注意凸台联接螺栓（d1）与轴承盖联接螺钉（d3）不要互相干涉；对有油沟箱体（轴承采用润滑油润滑），取SD2，应注意凸台螺栓孔（d1）不要与油沟相通，以免漏油。D2则为轴承座凸缘的外径。b 凸台高度h的确定应以保证足够的螺母搬手空间为准则。搬手空间根据螺栓直径的大小由尺寸C1和C2确定。c 凸台沿轴向的宽度同样取决于不同螺栓直径所确定的C1+ C2之值，以保

9、证足够的搬手空间。但还应小于轴承座凸缘宽度35mm.，以便于凸缘端面的加工。（3）箱座的内壁应设计在底部凸缘之内。（4）地脚螺栓孔应开在箱座底部凸缘与地基接触的部位；不能悬空。（5）箱座是受力的重要零件，应保证足够的箱座壁厚，且箱座凸缘厚度可稍大于箱盖凸缘厚度。2、确保箱体接合面的密封、定位和内部传动零件的润滑。为保证箱体轴承座孔的加工和装配的准确性，在接合面的凸缘上必须设置两个定位用的为保证箱盖、箱座的接合面之间的密封性，接合面凸缘联接螺栓的间距不宜过大，一般不大于150180mm，并尽量对称布置。如果滚动轴承靠齿轮飞溅的润滑油润滑时，则箱座凸缘上应开设集油沟，集油沟要保证润滑油流入轴承座孔

10、内，再经过轴承内外圈间的空隙流回箱座内部，而不应有漏油现象发生。3、箱体结构应具有良好的工艺性铸造工艺性的要求，箱壁不宜太薄，min8mm，以免浇铸时铁水流动困难，出现充不满型腔的现象。壁厚应均匀和防止金属积聚、避免产生的缩孔、裂纹等缺陷。当箱壁的厚度变化较大时，应采用平缓过渡的结构。 避免出现狭缝结构，因为这种结构的砂型易碎裂，正确的做法应联成整体箱壁沿拨摸方向应有1：101：20的拨模斜度。（2）机械加工工艺性的要求轴承座孔应为通孔，最好两端孔径一样以利于加工。两端轴承外径不同时，可以在座孔中安装衬套，使支座孔径相同，利用衬套的厚度不等，形成不同的孔径以满足两端轴承不同外径的配合要求。同一

11、侧的各种加工端面尽可能一样平齐，以便于一次调整刀具进行加工。加工表面与非加工表面必须严格区分，并尽量减少加工面积。因此，轴承座的外端面、观察孔、透气塞、吊环螺钉、油标尺和油塞以及凸缘连接螺栓孔等处均应制出凸台（凸出非加工面35mm）以便加工。(所示为轴承座凸缘的外端面与凸台之间的合理与不合理的结构。本减速箱箱体，壁厚采用8mm10mm，符合标准。 密封与润滑润滑技术的核心问题是要解决摩擦副也就是我们通常所说的润滑点的润滑问题，对于从事润滑技术应用的人来讲，最关心的应该是润滑点。也就是说，不管你采用什么样的润滑方式，干油润滑也好，稀油润滑也好，油雾润滑也好，或者采用油气润滑，目的是要使润滑点始终

12、处于最佳的润滑状态。润滑点，也就是摩擦副在全膜润滑状态下运行是一种理想的状况。在这种全膜润滑状态下，摩擦面之间有润滑剂，并能生成一层完整的润滑膜，把两个摩擦表面完全隔开。摩擦副运动时，摩擦是润滑膜的内部分子之间的内摩擦，而不是摩擦面之间的直接接触的外摩擦。润滑点所需的润滑剂应该以缓慢的均匀的微量油流到达轴承，如果润滑点所需要的润滑剂能以源源不断的细流方式供应，那对润滑点来说，润滑效果是最理想的了。本设计润滑采用油浴润滑，齿轮箱中油液面要加淹没齿轮的1/4处，利用齿轮旋转的离心力，使用油充满整个齿轮箱。密封：采用骨架油封。在设计时，骨架油封和轴承之间需要有个台阶，当安装轴承时会对轴的表面产生划伤

13、，如果不加台阶，骨架油封的密封性能将会大打折扣。减速器箱体参数：箱座厚度 =0.025a+38 10mm箱盖厚度 =0.02a+38 8mm箱盖凸缘厚度 b b=1.5 12mm箱座凸缘厚度 b b=1.5 15mm 箱座底凸缘厚度 b b=2.5 25mm地脚螺钉直径 d d=0.036a+12 M16地脚螺钉数目 n 查手册a250 4轴承旁联结螺栓直径 d d=0.75d M12 盖与座联结螺栓直径 d d=(0.50.6)d M12轴承端盖螺钉直径 d d=(0.40.5)d 6mm视孔盖螺钉直径 d d=(0.30.4)d 5mm 定位销直径 d d=(0.70.8)d 8mm，至外

14、箱壁的距离 C查手册得22mm 18mm 16mm，至凸缘边缘距离C查手册得20mm 14mm外箱壁至轴承端面距离l l=C+C+(510) 55mm大齿轮顶圆与内箱壁距离 1.2 15mm箱盖，箱座肋厚 m m m0.85，m0.85 8mm 9mm轴承端盖外径D D=D+(55.5)d 112m 120m轴承旁联结螺栓距离S S=D 90mm 116mm 十一、轴承端盖的参数 第一根轴上（输入端无孔） 轴承外径D=100mm D=40mm D=35mm D=80mm d=10mm e=12mm 第二根轴上 轴承外径 D=80mm D=55mm D=50mm D=105mm d=8mm e=

15、9.6mm 十二、带轮的参数d=20mm d=164mm d=160mm d=35mm f=7mm e=12mm =38 h=2.0mm h=9mm =10mm s=12mm L=35mm d=143mm B=2f+3e=50mm十三、设计小节对一级减速器的独立设计计算及作图，让我们融会贯通了机械专业的各项知识,更为系统地认识了机械设计的全过程，增强了我们对机械行业的深入了解,同时也让我们及时了解到自己的不足，在今后的学习中会更努力地探究.十四、参考资料1 杨可桢，程光蕴，李仲生 机械设计基础 高等教育出版社2 王洪,刘扬 机械设计课程设计 北京交通大学出版社3 罗圣国，龚桂义 机械设计课程设

16、计指导书 P=3.08KW =0.832n=102.89r/minP=3.70KWn=1440r/mini=14.00i=2.0 =3.2=2.1875d=90mmd=200mmV=6.78 m/sa=450mmL=1400mma=468.99mmZ=4F =133.71NF=1062.33 NZ=32Z=103m=2b=45 mmb=50 mmd=64mmd=224 mm中心距a=144mmh=2.0mmh=2.50mm h=2.0mm h=2.50mmd=68mmd=228mmd=59 mmd=219 mmF=3730NF=1358NF=679 NF=1865 Nb=8mm；h=7mml=40mm=25=54=120p=25.4mm=29.29mm