机械设计课程设计说明书模板. .pdf
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1、燕山大学机械设计课程设计说明书题目:带式输送机传动装置学院(系):机械工程学院年级专业: 09 级机械设计及理论学号: 090101010322 学生姓名:乔旋指导教师:许立忠教师职称:教 授名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 30 页 - - - - - - - - - 目录一、设计任务书. 二、传动方案分析. . 三、电动机的选择和参数计算.四、传动零件的设计计算. 五、轴的设计 .六、键的选择校核. 七、轴承的校核.八、联轴器的选择及校核. 九、密封与润
2、滑的选择. 十、减速器附件及说明. 十一、装配三维图. 十二、设计小结. 参考资料 .名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 30 页 - - - - - - - - - 二、传动方案分析2.1. 传动系统的作用:作用:介于机械中原动机与工作机之间,主要将原动机的运动和动力传给工作机,在此起减速作用,并协调二者的转速和转矩。2.2 传动方案的特点:特点:结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。由于电动机、减速器与滚筒并列,导致横向尺寸较大,机器不紧凑。但
3、齿轮的位置不对称,高速级齿轮布置在远离转矩输入端,可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消,以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。2.3 电机和工作机的安装位置:电机安装在远离高速轴齿轮的一端;工作机安装在远离低速轴齿轮的一端。2.4 画传动系统简图:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 30 页 - - - - - - - - - 设计及计算过程结果三、电动机的选择和参数计算电动机是标准部件,设计时要根据工作机的工作特性,工作环境和
4、工作载荷等条件,选择电动机的类型、结构容量和转速。1、选择电动机类型和结构形式由于生产单位一般多采用三相交流电源,因此无特殊要求时应选三相交流电动机,又有三相异步电动机应用最广泛,所以根据用途选用Y 系列三相笼型异步电动机,全封闭自冷式结构。2、选择电动机的容量(功率)由于减速器工作载荷较稳定,长期连续运行,所选电动机的额定功率等于或稍大于所需的工作功率Pd即 Ped Pd,电动机就能安全工作。(1)卷筒的输出功率P16840.801.4110000.96wFpkw(2)电动机输出功率PddPP传动装置的总效率432221式中1、2、为从电动机至卷筒轴的各传动机构和轴承的效率。弹性柱销联轴器1
5、=0.99;圆柱齿轮传动2=0.97; 滚动轴承3=0.98;则85.098.097.0422故1.411.660.85dppkw电 动机 计 算 公式 和有 关 数 据皆引自机械设计 课程 设 计 指导手册第 9 页第 11 页、第119 页主要参数:Pw=1.41Kw 85.01.66dpkw名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 30 页 - - - - - - - - - 5 5 设计及计算过程结果3、转速:卷筒转速 : 60 100060 10000.8
6、056.60min3.14270rnD电机转速nd=(840) n=452.802264 r/min 选择同步转速为1000 r/min 的电动机,如下表:电动机型号额定功率(kw )同步转速(r/min) 满载转速(r/min) 起动转矩 /额定转矩最大转矩 / 额定转矩Y100L-6 2.2 1000 940 2.0 2.0 4、传动比分配mn94016.61n56.6i总11211.31.54.65 4.994.80/3.46iiiiii总总()取(1)各轴转速:轴min9401rnnm轴121940195.83min4.80nrni轴232195.8356.60min3.46nrni卷
7、筒轴3n56.60minrn卷(2)各轴的输入功率轴111.660.991.64dppkw轴21231.640.970.981.56ppkw轴32231.560.970.981.48ppkw56.60minrn传动装置总传动比的确定及其分配公式和有关数据皆引自机械设计课程设计指导手册第12 页第 15 页16.61i总14.8i23.46imin9401rn2195.83minrn356.60minrn56.60minrn卷11.64pkw21.56pkw31.48pkw名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整
8、理 - - - - - - - 第 5 页,共 30 页 - - - - - - - - - 6 6 设计及计算过程结果卷筒轴3131.480.990.981.44ppkw卷(3)各轴的输入转矩电动机的输出转矩Td为:955095501.6616.86940ddmpTN mn轴1116.860.9916.69dTTNm轴2123116.694.800.970.9876.15TTiN m轴3223276.153.460.970.98250.46TTiN m卷筒轴313250.460.990.98243.0TTN m卷表 2 运动和动力学参数轴号功率 P /kw 转矩 T /(Nm)转速 n /(
9、rmin) 传动比 i 效率电机轴1.66 16.86 940 1.00 0.99 1 轴1.64 16.69 940 4.80 0.95 2 轴1.56 76.15 195.83 3.46 0.95 3 轴1.48 250.46 56.60 1.00 0.97 卷筒轴1.44 243.00 56.60 1.44pkw卷16.86dTN m116.69TN m276.15TN m3250.46TN m243.0TN m卷名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 30
10、 页 - - - - - - - - - 7 7 设计及计算过程结果四、传动零件的设计计算1、高速级齿轮的设计1.1 选精度等级、材料及齿数1)材料及热处理;选择小齿轮材料为45 钢,调质,硬度为24010HBS,大齿轮材料为45 钢,正火,硬度为20010HBS,二者材料硬度差为40HBS。2)精度等级选用8-7-7 级精度;3)选小齿轮齿数z120 大齿轮齿数214.8096zz取2z96;21964.8020ziz误差4.804.8004.804)初选=15 d=1.1 1.2 按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行计算3)(2112HHEKTdZZ
11、ZZdt(1)载荷系数113/0.6/100AvzKm sm s估计圆周速度,动载系数 Kv=1.07 1211111.883.2()cos1.883.2()cos151.632096zz11.1220tantan151.88dz齿轮计算公式和有关数据皆引自机械设计第 76页第 98 页斜齿圆柱齿轮主要参数:45 号钢调质HB1=240HBS HB2=200HBS z1=20 z2=96 4.80i=15d=1.1 1AKKv=1.07 1.631.88名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -
12、 - - - 第 7 页,共 30 页 - - - - - - - - - 8 8 设计及计算过程结果1.631.883.51齿间载荷分配系统1.45K,齿向载荷分配系数1.11K则1.251.071.451.112.15AvKKKKK(2)计算小齿轮传递的转矩411.669 10TN mm(3)查得区域系数2.42HZ(4)重合度系数因1,取1,11Z0.781.63(5)螺旋角系数cos0.983Z(6)弹性影响系数MPaZE8 .189(7)按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限应力Hlim1590MPa;大齿轮疲劳强度极限应力Hlim2470MPa;(8)应力循环次数9111008.1
13、83008119406060hjLnN98121.08 102.26104.8NN取疲劳寿命系数11.0HNK;21.0HNK(允许有点蚀)(9)接触疲劳许用应力取失效概率为1,安全系数S1,由式( 1012)得1lim11590HNHKMPaS2lim22470HNHKMPaS3.5141. 1K07. 1K98.1K2.42HZ0.78Z0.983Z189.8EZMPaHlim1=590MPa Hlim2=470MPa 911008.1N822.26 10N11.0HNK21.0HNKMPaH59012470HMPa名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - -
14、- - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 30 页 - - - - - - - - - 9 9 设计及计算过程结果取470HMPa(10)试算小轮分度圆直径d1t3213422122.151.669 104.81 189.82.420.9830.78()1.14.847038.95()tdKTEHdHmmZ Z Z Z(11)实际圆周速度1 138.959401.9161/60 100060 1000d nvm s(12)修正载荷系数:按11.9161200.4407100100vz查得动载系数04.1vK(13)校正分度圆直径3311.
15、0438.9538.581.07vvKddmmK(14)计算法向模数11cos38.58 cos151.86320ndmmmz,取2nmmm(15)中心距12()(2096)2120.092cos2cos15nzz mamm圆整取120amm(16)修正螺旋角12()(2096)2arccosarccos22 12014 5024nzz ma(17)修正由于之值改变较小,所以不需要修正,K,HZ. 470HMPad=38.95mm 1.9161 /vm s10.4407100vz04.1vK38.58mmd2nmmm120amm=14 5024名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
16、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 30 页 - - - - - - - - - 10 10 设计及计算过程结果(27)计算分度圆直径1120241.38coscos14 5024nz mdmm21962198.62coscos13 5024nz mdmm(17)齿宽11.141.3845.518dbdmm圆整取246bmm,153bmm 1.3 齿根弯曲强度校核2111111FSaFanFYYYYmbdKT2112212FSaFaSaFaFFYYYY(1)重合度系数0.750.750.250.250.711
17、.63Y(2)螺旋角系数14.8411 1.930.76120120Y(3)当量齿数11332022.2coscos 14.84vzz,223106.7cosvzz(4)齿形系数12.68FaY19.22FaY(5)应力修正系数11.56SaY21.80SaY(6)弯曲疲劳极限应力及寿命系数MPaF4501limlim2390FMPa,1FNK12FNK141.38dmm1198.63dmm246bmm 153bmm 0.71Y0.76Y122.2vz2106.7vz12.68FaY19.22FaY11.56SaY21.80SaYMPaF4501limlim2390FMPa1FNK1 12FN
18、K名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 30 页 - - - - - - - - - 11 11 设计及计算过程结果(7)弯曲疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=1 MPaSKFFF450145011lim1lim1lim2lim221 3903901FFFKMPaS(8)弯曲应力41122.151.669 102.681.560.710.764641.38242.53FFMPa222.191.8042.5340.102.68 1.56FFMPa结论:强
19、度足够所以:第一级齿轮的参数为齿轮类型齿数分度圆直径 mm 齿宽mm 中 心距mm 螺旋角模数传动比齿顶高系数顶隙系数小齿轮20 41.38 53 120 14.84o2 4.8 1 0.25 大齿轮96 198.62 46 1.4.结构设计大齿轮为锻造结构,小齿轮为齿轮轴S=1 MPaF45012390FMPa11FF22FF名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 30 页 - - - - - - - - - 12 12 设计及计算过程结果2.低速级齿轮的设计
20、及其计算2.1 选精度等级、材料及齿数1)材料及热处理;选择小齿轮材料为45 钢,调质,硬度为24010HBS,大齿轮材料为45 钢,正火,硬度为20010HBS,二者材料硬度差为40HBS。2)精度等级选用8-7-7 级精度;3)选小齿轮齿数z120 大齿轮齿数213.4669.2zz,圆整取 z270;21703.520ziz误差3.53.461.16%3.464)初选=14 d=1.1 2.2 按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行计算3)(2112HHEKTdZZZZdt(7)载荷系数11.251/0.2/100AvzKm sm s估计圆周速度,动
21、载系数Kv=1.01211111.883.2()cos1.883.2()cos141.622070zz11.1 20tantan141.75dz齿轮计算公式和有关数据皆引自机械设计76 页第 98 页斜齿圆柱齿轮主要参数: 45 号钢调质HB1=240HBS HB2=200HBS Z120 Z2703.5i=14d=1.1 1.25AKKv=1.0=1.62 =1.75 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页,共 30 页 - - - - - - - - - 13
22、13 设计及计算过程结果1.621.753.37齿间载荷分配系统1.43K,齿向载荷分配系数1.11K则1.25 1 1.431.111.90AvKKKKK(8)计算小齿轮传递的转矩427.615 10TN mm(9)查得区域系数2.42HZ(10) 重合度系数因1,取=1 110.791.62Z(11)螺旋角系数985.0cosZ(12)弹性影响系数MPaZE8.189(13)按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限应力Hlim1590MPa;大齿轮疲劳强度极限应力Hlim2470MPa;(14)应力循环次数8116060 195.831 830082.2610hNn jL87122.2610
23、5.98103.5NN取疲劳寿命系数0.11HNK;21.0HNK(允许有点蚀)(15)接触疲劳许用应力取失效概率为1,安全系数S1,由式( 1012)得1lim115905901HNHKMPaS2lim221.04704701HNHKMPaS=3.37 1.43K1.11K1.90K2.42HZ0.79Z985.0Z189.8EZMPaHlim1590MPa Hlim2470MPa 812.2610N725.78 10N0 .11HNK21.0HNKMPaH59012470HMPa名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - -
24、 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页,共 30 页 - - - - - - - - - 14 14 设计及计算过程结果取470HMPa(10)试算小轮分度圆直径d1t32142212 1.907.615103.51 189.82.420.790.985()1.13.547058.05()tdKTEHdHmmZ Z Z Z(11)实际圆周速度1158.05 195.830.5949/60 100060 1000d nvm s(12)修正载荷系数:按10.12100vz查得动载系数1.0vK(13)校正分度圆直径3158.05vvKddK(14)计算法向模数11cos58.05
25、 cos142.8220ndmmmz,取3nmmm(15)中心距12()(2070)3139.232cos2cos14nzz mamm圆整取140amm(16)修正螺旋角12()(2070)3arccosarccos22 14015.36nzz ma(17) 修正由于之值改变较小,所以不需要修正,K,HZ. 470HMPad=58.05mm 0.5949 /vm s10.12100vz1.0vK58.05mmd3nmmm140amm15.36名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -
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