2022年机械设计方案课程设计方案 .pdf
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1、1 / 30 广州大学机械与电气工程学院机械设计课程设计报告设计题目 : 带式输送机传动装置的设计)专业班级 : 08机械 3 姓名: 陈立立学号: 0815020184 指导老师 : 江帆完成日期 : 2018-12-29 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 30 页2 / 30 目录机械设计课程设计任务书3 电动机的选择5 传动参数的计算6 高速级齿轮副的设计7 低速齿轮副的设计11 高速轴的设计15 中间轴的设计19 低速轴的设计22 高速轴轴承的校核25 中间轴轴承的校核26 低速轴轴承的校核28 各轴上键的校核29
2、 主要参考文献30 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 30 页3 / 30 一、广州大学机械与电气工程学院课程设计任务书专业班级:机械083学生姓名:陈立立指导教师签名):江帆一、课程设计 论文)题目带式输送机传动装置的设计二、本次课程设计 论文)应达到的目的1)培养学生协同设计完整机械的能力;2)使学生了解机械设计过程、强化学生制图能力、公差配合标注能力、机械结构设计能力。三、本次课程设计 论文)任务的主要内容和要求 6 v(m/s 1.3 D(mm 400 表中: F- 输送带工作拉力,v- 输送带速度,- 卷筒直径精
3、选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 30 页4 / 30 设计任务:1)绘制减速器装配图1 张A0 或 A1)2)绘制减速器零件图13 张3)编写设计说明书份 1目录标题及页次)2设计任务书3电动机选择传动比分配及运动和动力参数计算4齿轮的设计计算5轴的设计计算及校核并简要说明轴的结构设计)6滚动轴承的选择及校核7键及联轴器的选择与校核8润滑密封及拆装等简要说明9参考资料四、应收集的资料及主要参考文献:1 孙桓 .机械原理 M. 北京 : 高等教育出版社,2001. 2 濮良贵 . 机械设计 M. 北京 : 高等教育出版社,2
4、001. 3 实用机械设计手册编写组. 实用机械设计手册M. 北京 : 机械工业出版社,1998. 4 中华人民共和国机械工业部. 中华人民共和国机械行业标准M. 北京:机械工业标准服务网, 1995. 5 朱张校,郑明新. 工程材料 M. 北京:清华大学出版社,2001. 6 谢祚水 . 机构优化设计概论M. 北京:国防工业出版社,1997. 7 刘维信 . 机械最优化设计M. 北京:清华大学出版社,1986. 二、电动机的选择精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 30 页5 / 30 1、选定 Y 系列电动机。 Y 系列电
5、动机是一般用途的全封闭自扇冷式三相异步电动机,具有效率高、性能好、噪声小、振动小的优点,适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上。2、确定功率、电动机至工作机的总效率取圆柱齿轮传动效率98. 01取滚动轴承传动效率98.02取联轴器传动效率99.03故87. 099. 098.098.0242234221、按电动机的额定功率选用电动机查 Y 系列IP44)三相异步电动机的技术数据选定型号为 Y160L-6 的电动机其额定功率为KWKW34.911dm满载转速min/r970nm3、传动比的分配工作机输送带滚筒转速min/r620.4m3.1460s)/(1.3m/s/vnw)(D
6、总传动比65.1562/970n/niwm取高速级传动比6 . 4i1低速级传动比4 .3i2三、传动参数的计算精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 30 页6 / 30 1、各轴的转速 n 高速轴的输入功率KWKWPP89.1099.0113m1中间轴的输入功率KWPP46.1098. 098.089.102112低速轴的输入功率KWPP05.1098.098.046.102123滚筒轴的输入功率KWPP75. 998.099. 005.1023343、各轴的输入转矩 T (N*m 高速轴的输入转矩m*22.107970/8
7、9.109550n/9550111NPT中间轴的输入转矩m*17.4719.210/46.109550n/9500222NPT低速轴的输入转矩m*02.154862/05.109550n/9550333NPT滚筒轴的输入转矩m*81.150162/75. 99550n/9550444NPT电机轴轴轴轴滚筒轴功率 P/KW 11KW 10.89KW 10.46KW 10.05KW 9.75KW 转矩T/(N*m 107.22 107.22 471.17 1548.02 1501.81 转速n/r/min)970 970 210.9 62 62 传动比 i1 4.6 3.4 1 效率; 0.99
8、0.98 0.98 0.99 四、高速级齿轮副的设计1、设计参数:输入功率KW89.101,小齿的转速min/r970n1传动比6. 4i1工作寿命 10 年设每年工作 300 天)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 30 页7 / 30 两班制,工作平稳2、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1)按照任务书的传动方案,选用标准斜齿圆柱齿轮传动2)输送机为一般工作机器,速度不高,故选用7 级精度 GB 1009588)3)材料选择。选择小齿轮材料为40Cr调质),硬度为 280HBS,大齿轮材料为45 钢调质)硬度为240HB
9、S,二者材料硬度差为40HBS。4)选小齿轮齿数241,大齿轮齿数4.110246.42取齿数为1102Z5)初选螺旋升角o143、按齿面接触强度设计按公式试算,即32d1tt 1u1u2dHEHZZTK(1) 确定公式内的各计算数值 试选6.1tK齿宽系数1d小齿轮传递转矩m*22.1071NT 选取区域系数433.2HZ 端面重合度系数COSZZ)11(2 .388.12167.114)110/124/1(2. 388.1oCOS 材料的弹性影响系数218.189aEMPZ 小齿轮的接触疲劳强度极限aHMP6001lim大齿轮的接触疲劳强度极限aHMP5502lim 应力循环次数9h111
10、0794.21030082197060jn60)(LN811210073.6iNN取接触疲劳寿命系数90.01HNK95.02HNK精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 30 页8 / 30 取失效概率为 1%,安全系数 S=1 aaHHNHMPMPSK5406009.01lim11aaHHNHMPMPSK5.52255095.02lim22许用接触应力aHHHMP25.5312/ )5.522540(221确定计算参数814.135. 12 .112. 11FFVAKKKKK根据纵向重合度903.1查得螺旋影响系数88. 0
11、Y计算当量齿数27.2614cos24cos3311oVZZ41.12014cos110cos3322oVZZ查小齿轮弯曲疲劳强度极限a1500MPFE查大齿轮弯曲疲劳强度极限aFEMP3802查大小齿轮的疲劳寿命系数85.01FNK88.02FNK计算弯曲疲劳许用应力,取安全系数S=1.4 aaFEFNFMPMPSK57.3034 .150085.0111aFEFNFMPSK86.2384.138088.0222查取齿形系数592. 21FaY164.22FaY查取应力校正系数596.11SaY806.12SaY计算大小齿轮的FSaFaYY值,并比较精选学习资料 - - - - - - -
12、- - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 30 页10 / 30 小齿轮:01363.057.303596.1592.2111FSaFaYY大齿轮:01636.086.238806.1164.2222FSaFaYY大齿轮的数值比较大2)代入参数数值并设计计算mmmmmon69.101636. 0903.1241)14(cos88.010072. 1814.123225取2nm按08.681d计算齿数03.33214cos08.68cos11onmdZ取331Z则8.1516.433112ZiZ取1522Z5、几何尺寸计算 1)计算中心距mmmZZon66.19014cos
13、22)15233(cos2)(a21将中心距圆整为mma191 2)按中心距修正螺旋角 2157231419122)15233(arccos2)(arccosonamZZ因为值改变不多,故参数KHZ等不必修正 3)大小齿轮分度圆mmmZon14.68572314cos233cosd 11取整mm68d1mmmZdon86.313572314cos2152cos 22取整mm314d24)齿轮宽度mmdbd681取整后取mmB682mmB731精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 30 页11 / 30 五、低速齿轮副的设计1
14、、设计参数:输入功率KW35.102,小齿的转速min/r9 .210n1传动比4 .3i1工作寿命 10年设每年工作 300天)2、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1)按照任务书的传动方案,选用标准斜齿圆柱齿轮传动2)输送机为一般工作机器,速度不高,故选用7 级精度 GB 1009588)3)材料选择。选择小齿轮材料为40Cr调质),硬度为 280HBS,大齿轮材料为45 钢调质)硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。4)选小齿轮齿数243,大齿轮齿数6.81244.34取齿数为824Z5)初选螺旋升角o163、按齿面接触强度设计按公式试算,即32d2tt3u1u2dHEHZZT
15、K(2) 确定公式内的各计算数值试选4. 1tK齿宽系数1d小齿轮传递转矩m*17.4712NT选取区域系数4 .2HZ端面重合度系数COSZZ)11(2 .388.14364. 116)82/124/1(2 .388.1oCOS材料的弹性影响系数218 .189aEMPZ小齿轮的接触疲劳强度极限aHMP6003lim精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 30 页12 / 30 大齿轮的接触疲劳强度极限aHMP5504lim 应力循环次数8h2310074.6103008219.21060jn60)(LN823410786.
16、1iNN取接触疲劳寿命系数93.03HNK98.04HNK取失效概率为1%,安全系数 S=1 aaHHNHMPMPSK55860093.03lim33aaHHNHMPMPSK53955098.04lim44许用接触应力aHHHMP5.5482/)539558(243确定计算参数6524.135. 12.102. 11FFVAKKKKK根据纵向重合度188.2查得螺旋影响系数87. 0Y计算当量齿数02.2716cos24cos3333oVZZ32.9216cos82cos3344oVZZ查小齿轮弯曲疲劳强度极限a3500MPFE查大齿轮弯曲疲劳强度极限aFEMP3804查大小齿轮的疲劳寿命系数
17、9 .03FNK95.04FNK计算弯曲疲劳许用应力,取安全系数S=1.4 aaFEFNFMPMPSK43.3214.15009.0333aFEFNFMPSK86.2574.138095.0444查取齿形系数570. 23FaY195.24FaY查取应力校正系数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 30 页14 / 30 60.13SaY782.14SaY计算大小齿轮的FSaFaYY值,并比较小齿轮:01279.043.3216 . 157.2333FSaFaYY大齿轮:01517.086.257782.1195.2444F
18、SaFaYY大齿轮的数值比较大2)代入参数数值并设计计算mmmmmon47.201517. 0188.2241)16(cos87. 0107117.46524.123225取3nm按86.1103d计算齿数5.35316cos86.110cos33onmdZ取361Z则4.1224 .336112ZiZ取1222Z5、几何尺寸计算 1)计算中心距mmmZZon55.24616cos23)12236(cos2)(a43将中心距圆整为mma247 2)按中心距修正螺旋角 4333211624723)12236(arccos2)(arccosonamZZ因为值改变不多,故参数KHZ等不必修正 3)大
19、小齿轮分度圆mmmZon56.112332116cos336cosd 33取整mm113d3mmmZdon44.381332116cos3122cos 44取整mm381d24)齿轮宽度mmdbd1133精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 30 页15 / 30 取整后取mmB1134mmB1183六、高速轴的设计1、高速轴的主要设计参数轴的输入功率KWP89.101转速min/r970n1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 30 页16 / 30 转
20、矩m*22.1071NT 572314oon202、齿轮上的作用力小齿轮的分度圆直径mm68d1圆周力NTF5.3153681072202d211t径向力NFFoont118557231420tan5.3153costan r轴向力NFFota6.809572314tan5.3153tan 3、初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢,调质处理。取1150AmmnPA75.2597089.10115d33110min选择联轴器计算联轴器的转矩3caTKTA, 取3.1AK则mmNTKTAca*1393861072203. 13查标准 GB/T 5843-1986),选用 YL7 型凸缘联轴器4
21、42860301BJJ,其公称转矩为 160000N*mm。半联轴器的孔径mmd281,故取轴第一段mm28d21半联轴器长度 L=92mm,半联轴器与轴配合的轴径长度mm441L4、轴的结构设计1)拟定轴上零件的装配方案,如下图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 30 页17 / 30 2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足半联轴器的轴向定位要求,1-2 轴段右端需制出一轴肩,故取2-3 段的直径为mmd3532;左端用挡圈定位,取挡圈直径为D=37mm。1-2 轴段的长度应比轴径长度略短一些,故取mml4
22、221初步选择滚动轴承。因轴承同时受到径向力和轴向力,故选用单列圆锥滚子轴承。初步选取0 基本游隙组、标准精度等级的单列圆锥滚子轴承33208,其尺寸为 d*D*T=40mm*80mm*32mm, 故mmdd408743,mmll328743mmdd457654mml5032mml16754mml7365mml40763)轴上零件的周向定位齿轮采用齿轮轴,半联轴器与轴的周向定位采用平键连接。采用平键为8mm*7mm*32mm, 半联轴器与轴的配合为6k7H。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的,此处选轴的直径尺寸公差为m6。4)确定轴上圆角和倒角尺寸。取轴端倒角o452各轴肩处取圆角半径
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