2022年机械设计方案课程设计方案设计方案说明书 .pdf

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1、1 / 24 1、设计任务书 . 22、传动方案拟定 . 4 3、电动机的选择 . 4 4、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比. 6 5、齿轮传动的设计 .7 6、传动装置的运动和动力设计.117、传动轴的设计 . . 128、滚动轴承的设计 19 9、键连接的设计 21 10、联轴器的设计 23 11、箱体的设计 . . .24 12、润滑和密封的设计 26 13、设计小结 .27 14、参考资料目录 28设计题目：闭式直齿圆柱齿轮减速器一，设计题目 设计带式输送机传动装置精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 24 页2

2、 / 24 1 V 带传动； 2电动机； 3圆柱齿轮减速器； 4联轴器5输送带； 6滚筒原始数据：原始数据题号题号 1 第 42 运输带拉力 F N 2100 运输带速度 V m/s1.6 卷筒直径 D 47 号, 46号, 3 号注：传动不逆转，载荷平稳，启动载荷为名义载荷的1.25倍，传送带速度允许误差为5% 。设计工作量：1. 设计说明书一份；2. 减速器装配图 1 张A0或 A13. 零件工作图 13 张。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 24 页3 / 24 一、传动方案拟定：采用带传动与齿轮传动的组合，即可满足

3、传动比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。二、电动机选择：1、电动机类型和结构的选择：选择Y 系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。2，选择电动机功率。工作机所需要的电动机输出功率为：Pd=Pw 。滚筒的工作效率为0.96. Pw=Fv 1000w ，以 Pd= Fv1000w。由电动机至工作机之间的总效率包括工作机效率为w=122233456 式中： 1、2、3、4、 5、6 分别为带传动，齿轮传动的轴承

4、，齿轮传动，联轴器，卷筒轴的轴承及卷筒的效率。取1=0.96 、2=0.99、 3=0.97、4=0.97 、5=0.98、 6=0.96，则w所以 Pd= Fv1000w =4.04Kw。3、确定电动机转速卷筒工作转速为： n卷筒 601000V/ / =458.41528 r/min 则符合这一范围的同步转速有：750、1000 和 1500r/min 。确定电动机功率的原则是电动机的额定功率Ped稍大于 Pd。此题的 Pd=4.04Kw 。根据容量和转速，由相关手册查出一适用的电动机型号： 传动装置传动比同步转速满载转速总 传 动比V 带传动减速器1 Y132M2-6 1000 960

5、3 电动机主要外形和安装尺寸：综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器传动比，可见方案比较适合。此选定电动机型号为Y132M2-6 ，其主要性能：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 24 页5 / 24 中心高H 外形尺寸Lx(AC/2+ADHD底 角 安 装 尺寸 A B地 脚 螺 栓 孔直径 K轴伸尺寸 DE装 键 部位 尺 寸 FGD132 515345315 216178 12 3880 1041 三、各轴运动参数和动力参数的计算计算步骤设计计算与内容设计结果10 轴电动机轴P0=4.04KW n0

6、=960r/min T0=9550P0/n0=9550P1=P01n1=n0/i1=960/3=320/min P0n0=960r/min T0P1n1=320r/min 21 轴高速轴T1=9550P1/n1=9550N.m P2=P122342T1N.m P2= 32 轴低速轴n2=n1/i2T2=9550P2/n2=9550n2T2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 24 页6 / 24 43 轴 0 轴1 轴2 轴W轴转速n(r/min320 转矩T求出 d1 值，确定有关参数与系数。精选学习资料 - - - - -

7、 - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 24 页7 / 24 1）转矩 T1、T11061062）3）齿轮 Z1和齿宽系数。小齿轮的齿数 z1取为 25，则大齿轮齿数Z225=104.7。故取 Z2d=1。4）许用接触应力【HHlim1=580MPa ，Hlim2=550Mpa ，由表 10.10Pag180查得SH=1，公式 N1=60njLhPag180 ，N1=60njLh=6032013655108，N2=N1108108 查图 10.27 得：ZNT1=1.02，ZNT2=1.1 ，由式 10.13可得【H】1= ZNT1Hlim1/SH=513MP

8、a ，【H】2=ZNT2Hlim2/SH=572.4 MPa 故 d176.43 1157465.2 /1 513513】1/3=2.57709mm ，由表 10.3Pag165，取标准模数m=2.75mm 。5）计算主要尺寸。d1=mz1d2=mz2b2=dd1=1经圆整后取 b2=70mm, b1=b2+5mm=75mm a=m/2z1+z22.75 mm. 按齿根弯曲疲劳强度校核由式10.24得出F,如F【F】则校核合格确定有关系与参数：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 24 页8 / 24 1齿形系数 YFF1=2

9、.65，YF22应力修正系数 YSS1=1.59，YS2Flim1=210MPa ，Flim2=190MPa 。FNT1=1、YNT2=1 由式YFYS=2115746 1000/(69 225=82 F1=162MPa 、F2=82 1.59=76.3659 F2=146MPa齿轮齿轮弯曲强度校核合格。=1.1519m/s。V2 = 27576.4/(60 1000=1.155m/s。由表 10.22 可知，选 8 级精度是合适的。nw=960/3/76.19=0.275%5% ，输送带允许带速误差为5% 合格。数据汇总名称小齿轮大齿轮分度圆直径 d 齿顶高精选学习资料 - - - - -

10、- - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 24 页9 / 24 齿根高齿全高 h 齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径中心距 a 传动比 i 齿宽75 70 六、传动装置的运动和动力设计（1）Pc=Ka（2）选取带型号。（3）确定带轮直径 d1，d2。按表 8.3 选取标准值 d1=106mm ，d2=315mm 。误差323.047-320 /320=0.00952 ，在5% 内为允许值。验算带速V=d1n1/60000=5.328m/s ，带速在 525m/s 范围内（4）确定带的基准直径长度Ld，和实际中心距a 0.7d1+d2d0aa0+Ld-L0/2=640mm

11、 。中心距的 a 的变化范围为amin=a-0.015Ld=613mm ，amax=a+0.03Ld=694mm。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 24 页10 / 24 验算小带轮包角a1 a1=180- 确定输入轴上各部位的尺寸273 页表 14.2 得强度极限 B=650MPa ，在查书 1，272页表 1402得许用弯曲应力【 -1b】=60MPa。2. 按钮转强度估算轴径。根据书 265 页表 14.1 得 C=107 118.又由式 确定轴各段直径和长度错误 !从大带轮开始右起第一段，由于带轮与轴通过键联接，则

12、轴应 该 增 加3% 5% ， 取D1= 30mm ， 又 带 轮 的 宽 度 B=Z-1e+2f=5-1 15+29=78mm ，则第一段长度L1=80mm错误 !右起第二段直径取D2= 38mm 根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，取端盖的外端面与带轮的左端面间的距离为30mm ，则取第二段的长度 L2=70mm 错误 !右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用6208 型轴承，其尺寸为dDB=408018，那么该段的直径为D3= 40mm ，长度为L3=20mm求齿轮上作用力的大小、方向：错误 !小齿轮分度圆直径：d1错误 !

13、106P/n=115746N mm 错误 !求圆周力： Ft, Ft=2T2/d2=2错误 !求径向力 Fr, Fr=Fttan tan200Ft ，Fr 的方向如下列图所示FHA=FHB=Ft/2=/2=N -截面处的弯矩为 : MHC1= mm -截面处的弯矩为： MHC2 20=3367.156 Nmm 3、作垂直平面内的弯矩图:支点反力。FVA - Nmm - Nmm 做合成弯矩图 ：-（5）-截面 Nmm ，-截面 Nmm -， -所受弯矩相同，但弯矩MeiMeii ，且轴上还有键槽，但由于轴径 d4d3，故也应对截面 -进行校核。精选学习资料 - - - - - - - - - 名

14、师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 24 页13 / 24 -截面： e= MD -截面： e= MD 查教材272 页表 14.2 得【 -1b】=60MPa，满足 e【 -1b】的条件，故设计的轴有足够的强度，并有一定的余量。受力图如下精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 24 页14 / 24 3、输出轴的设计计算。确定轴上零件的定位和固定方式按扭转强度估算轴的直径由前面计算得，传动功率P2=3.5046kw, n2=76.4r/min工作单向，采用深沟球轴承支撑。由已知条件知减速器传递的功率属于中

15、小功率故选用 45 刚并经调质处理，硬度217255HBS 根据课本 14.2式，并查表 14.1 ，得 d确定轴各段直径和长度错误 !从联轴器开始右起第一段，由于联轴器与轴通过键联接，则轴应 该 增 加5%， 取 106 P/n=438075 N mm ， Tc=RA 438075=569497.5 Nmm ，查标准 GB/T 50142003，选用 HL4型弹性柱销联轴器，半联轴器长度为l1=112mm,轴段长 L1=84mm 错误 !右起第二段，考虑联轴器的轴向定位要求，该段的直径取精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共

16、 24 页15 / 24 52mm, 根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖 的 外端 面与 半联 轴器左 端面 的距 离为30mm ，故取 该段长为L2=74mm 错误 !右起第三段，该段装有滚动轴承，选用深沟球轴承，则轴承有径向力，而轴向力为零，选用6011 型轴承，其尺寸为dDB=559018，那么该段的直径为55mm ，长度为 L3=32 错误 !右起第四段，该段装有齿轮，并且齿轮与轴用键联接，直径要增加5% ，则第四段的直径取60mm, 齿轮宽为b=70mm ，为了保证定位的可靠性，取轴段长度为L4=65mm 错误 !右起第五段，考虑齿轮的轴向定位, 定位轴肩，取轴肩

17、的直径为D5=错误 !右起第六段，该段为滚动轴承安装出处，取轴径为D6= 55mm ，长度 L6=18mm (4 按弯扭合成强度校核轴径按设计结果画出轴的结构草图图 a1）画出轴的受力图 图 b作水平面内的弯矩图 图 c 支点反力为截面处的弯矩为MHI97/2=97160Nmm 截面处的弯矩为MHII23=46076N mm 2）作垂直面内的弯矩图 合成弯矩图 确定危险截面及校核强度由图可以看出，截面可能是危险截面。但轴径d3 d2，故也应对截面进行校核。截面： eI=MeI603截面： eII=MeII553查表得 -1b=60Mpa,满足 e-1b 的条件，故设计的轴精选学习资料 - -

18、- - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 24 页17 / 24 有足够强度，并有一定余量。其受力图如下八滚动轴承设计根据条件，轴承预计寿命Lh=536524=43800小时1初步计算当量动载荷P 因该轴承在此工作条件下只受到Fr 径向力作用，所以P=Fr=1254N 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 24 页18 / 24 2求轴承应有的径向基本额定载荷值 3 选择轴承型号由课本式 11-3 有预期寿命足够此轴承合格其草图如下：1初步计算当量动载荷P 精选学习资料 - - -

19、 - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 24 页19 / 24 2求轴承应有的径向基本额定载荷值3选择轴承型号由课本式 11-3 有预期寿命足够此轴承合格九、键的设计设计步骤设计计算与内容设计结果一、联轴器的键1、选择键的型号2、写出键的型号二、齿轮键的选择1、选择键的型号2、写出键的型号选择 C型键由轴径 d1=45mm ，在表 14.8查得键宽 b=14mm ，键高 h=9mm ，L=36160mm 。 L=54mm =4 1000/ 选键为 C1470GB/T1096-1979 选择 A型键轴径 d4b=18mm ， h=11mm ，L=502

20、00mm, 取 L=56mm l2=L-18=56-18=38mm jy2=4T/(dhl2 =41000/ 取键 A1880GB/T1096-1979 选轴径 d48。即b=10，h=8，L=50 l2=L-10=60-10=50mm jy2=4T/(dhl2 =41000/30850=46.317 【jy】选择 A型键b=18mm h=11mm L=56mm 型号： A1880GB/T1096-1979 十、联轴器的选择设计步骤设计计算与内容设计结果一、计算联轴器的转矩二、确主动端 TC1=KT2m 从动端TC2=KTW495m Tm=1250N m 附表.由前面可知： d又因为 d=C1

21、+0.05 =40.2344.37 1+0.05n2=76.r/min n=4000r/min TC1m TC2m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 24 页21 / 24 定联轴器的型号定距环 HL4GB5014-。由其结构取 L=11.5 d=55 D=64 标记为：HL4GB5014-十一、减速器箱体设计设计步骤设计计算与内容设计结果轴中心距箱体壁厚箱盖壁厚机座凸缘厚度机盖凸缘厚度机盖底凸缘厚度地脚螺栓直径地脚螺钉数目轴承旁联结螺栓直径盖与座连接螺栓直径18mm 18mm b=1.5 =12mm b11=12mm

22、b28=20mm df=0.036a+12 取整偶数 20mm a250，n=4 d1f=15mm 查表 3-3 取 16mm d20.6 df =1012mm 取 d2=12mm 1=8mm 1=8mm b=12mm b2=20mm df=20mm n=4 d1=16mm d2=12mm 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 24 页22 / 24 联结螺栓 d2 的间距轴承端盖的螺钉直径 d3 窥视孔盖螺钉直径 d4 定位销直径起盖螺钉 dqd2至外壁距离 d1至外壁距离df至外壁距离df至凸缘距离d1至凸缘距离d2至凸

23、缘距离座端面与内箱壁距离机盖机座力厚轴承端盖外径大轴小轴轴承旁连接螺栓距离l=150 200mm 由表 3-17 得：d3=0.40.5 df =810mm d4=0.30.4 df=68mm d=0.30.4d2d=d3 =90+d3 =80+55.5 8 =130135mmS=D2 尽量靠近，以 Md1和 Md2不干预为准一般取 S=D2l=150 200mm d3=10mm d4=8mm d=10 dq=10C1=24mm C1=19mm C1=27mm C2=25 C2C2=28 1=10mm 2=9mm m1=7mm m=7mm D2=140mm S=D2 D2=130mm S=D2

24、 十二、减速器的润滑、密封设计步骤设计计算与内容设计结果一、齿轮的润滑 1 选择润滑方式对于齿轮来说，由于传动件的的圆周速度V=1.76m/s12m/s, 采用浸油润滑，因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了防止油搅动时泛起沉渣，齿顶到油池底面距离H不应小于 3050mm 。对于单级减速器，浸油深度为一个齿全高，这样就可以决定所需油量，单级传动 , 每传递 1KW 需油量精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 24 页23 / 24 通过这次机械设计课程的设计，综合运用了机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结

25、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稳固、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、熟悉和运用设精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 24 页24 / 24 计资料 手册、图册、标准和标准等以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。最明显的变化是我的CAD绘图水平技术有了突飞猛进的进步。在这过程中不断地遇到各种问题，通过自己的努力和请教同学这些问题都一一解决。到图纸被打印出来时那份久违的喜悦与成就感重新来临。十四、参考资料书名主编1、机械设计基础 第三版2、机械设计基础课程设计指导书陈立德陈立德精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 24 页