机械设计课程设计97837(22页).doc

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1、-目 录1. 传动装配的总体设计1.1 电机的选择.11.2 求传动比 .21.3 计算各轴的转速、功率、转矩.22. 齿轮的设计2.1 原始数据.32.2 齿轮的主要参数.32.3 确定中心距 .42.4 齿轮弯曲强度的校核.52.5 齿轮的结构设计.63. 轴的设计计算3.1 轴的材料的选择和最小直径的初定.73.2 轴的结构设计.83.3 轴的强度校核 .104. 滚动轴承的选择与计算4.1 滚动轴承的选择.144.2 滚动轴承的校核.145. 键连接的选择与计算5.1 键连接的选择.155.2 键的校核 .156. 联轴器的选择6.1 联轴器的选择.166.2 联轴器的校核.167.

2、润滑方式、润滑油型号及密封方式的选择7.1 润滑方式的选择.167.2 密封方式的选择.168. 箱体及附件的结构设计和选择8.1 箱体的结构尺寸.178.2 附件的选择 .189. 设计小结 .1910.参考资料 .19机械设计课程设计计算说明书 已知条件：项 目运输带拉力F（N）运输带速v（m/s）卷筒直径D(mm)参 数7502.7280结构简图 1 传动装配的总体设计1.1 电机的选择1.1.1 类型：Y系列三项异步电动机1.1.2 电动机功率的选择 电源为交流电源；工作环境为铸工车间运型砂，要求连续工作，工作时有轻微的振动。选择Y型系列三相异步电动机。假设： 工作机所需功率，; 电动

3、机的额定功率，； 电动机所需功率，；则：工作机所需要的有效功率：电动机所需功率： 查表可得：所以： 由表16-1选取，电动机的额定功率为3。1.1.3电动机转速的选择以及型号的确定 选择常用的电动机转速为1500r/min和1000r/min；查表16-1，确定以下三种方案：方案号电动机型号额定功率（kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）总传动比1Y100L2-43150014207.7072Y132S-6310009605.2103Y132M-837507103.853辅助计算： 因为本设计为单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计，总传动比应在3-5左右，为了能够合理的分配传动比，使传动装

4、置结构紧凑，所以应按方案3选择电动机，即电动机的型号为Y132s-6。 查表16-2，可得：中性高为H=132，外伸轴长度80,直径38，额定功率和满载转速见上表。1.2 求传动比 1.3 计算各轴的转速n、功率p、转矩T1.3.1 各轴的转速 1.3.2 各轴的输入功率 1.3.3 各轴的输入转矩 各轴运动及功率参数轴号转速（r/min）功率P（kW）转矩（Nm）传动比19602.41424.03.8532224.32.31898.73224.32.27296.72 齿轮的设计2.1 原始数据材料牌号热处理方法强度极限屈服极限硬 度45调 质65036021725540MB正 火750500

5、241286 其中小齿轮40MB钢调质，大齿轮45号钢调质。2.2 齿轮的主要参数 由上述硬度可知，该齿轮传动为闭式软尺面传动，软尺面硬度350，所以齿轮的相关参数按接触强度设计，弯曲强度校核。 由教材图529查得：小齿轮； 大齿轮所以：式中：重合度系数，对于斜齿轮传动，=0.750.88，取=0.8； 载荷系数，一般近视取k=1.31.7,因是斜齿轮传动，取=1.5；齿宽系数，对于软尺面（350），齿轮相对于轴承对称布置时，,取齿数比，对于斜齿轮。 所以： 2.3 确定中心距 式中：小齿轮的齿数； 大齿轮的齿数； 齿轮的螺旋角； 斜齿轮的模数。对于软尺面的闭式传动，在满足齿轮弯曲强度下，一般

6、选择=2440之间，选取=22，则；螺旋角，一般情况下在，当制造精度较高或对振动、噪音有要求的齿轮，可取，或者更大值。本设计为一般要求，所以初选 斜齿轮的模数，由渐开线圆柱齿轮第一系列，取=1.5所以：取中心距a=90 mm,所以，符合其条件。齿数比，与i=4.28相比，相对误差为0.2%5%。 符合条件。2.4 齿轮弯曲疲劳强度的校核 式中： 试验齿轮的应力修正系数，取=2； 试验齿轮的齿根的弯曲强度极限应力，由教材图5-28可得； 弯曲强度的最小安全系数，取=1.4； 弯曲疲劳强度寿命系数，取=1； 弯曲疲劳强度的计算尺寸系数，取=1.由， 式中： 外齿轮的符合齿形系数； 螺旋角系数。（其

7、他字符的意义同前。） 由教材图5-40可得：、 因此，弯曲强度足够。 小齿轮：45号钢调质， 大齿轮：45正火， 2.5 齿轮结构设计2.5.1 计算齿轮分度圆直径小齿轮：大齿轮：2.5.2 齿轮宽度按强度计算要求，取齿宽系数=1，则齿轮的宽度为圆整后小齿轮的宽度为，大齿轮的宽度为。2.5.3 齿轮的圆周速度 （满足精度要求）2.5.4 齿轮的相关参数如下表名 称代 号单 位小齿轮大齿轮中心距amm90传动比i4.27模 数mm1.5螺旋角齿 数Z2294分度圆直径mm34.126145.812齿顶圆直径mm37.126148.812齿根圆直径mm30.376142.062齿 宽bmm4035

8、3 轴的设计计算3.1 轴的材料选择和最小直径估算3.1.1 轴的材料选用45号钢，调质处理。3.1.2 高速轴和低速轴直径初算直径时，若最小直径段开于键槽，应考虑键槽对轴强度的影响，当该段截面上有一个键槽时，d增加5%7%，两个键槽时，d增加10%15%，由教材表12-2，高速轴，低速轴。同时要考虑电动机的外伸直径d=38mm。所以 结合电动机的外伸直径，初选弹性套柱销联轴器LT6 ,转矩：所以初确定3.2 轴的结构设计3.2.1 高速轴的结构设计 3.2.1.1各轴段径向尺寸的初定结合电动机的外伸直径，初选弹性柱销联轴器TL6所以取；由此直径确定轴承，选择深沟球轴承,其具体尺寸如下表：基本

9、尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定负荷/kn极限转速r/mindDB脂油4585191.15278124.517.570009000 ； ； ； 。3.2.1.2各轴端轴向尺寸的初定 ；（联轴器的轴孔长度为） ;（由于轴承盖外面需要留1015的轴段长度） ;(轴承孔的宽度) ；（小齿轮的宽度为45） ； ； 。3.2.2 低速轴的结构设计 2 1435673.2.2.1各轴段的径向尺寸的初定 结合电动机的外伸直径d=38，初选凸缘联轴器YLD8所以取；由此直径确定轴承，选择深沟球轴承,其具体尺寸如下表：基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定负荷/kn极限转速r/mindDB脂油55100211.5

10、64911.533.525.060007500 ； ； ； 。3.2.2.2各轴段的轴向尺寸的确定 ；（联轴器的轴孔长度为84mm） ;（使轴段长度露在轴承盖外1015） ; ； ； ； 。3.3 轴的强度校核因低速轴所受转矩大，且两轴的直径相差很小，故只校核低速轴.3.3.1 求齿轮上的作用力的大小和方向3.3.1.1齿轮上作用力的大小；3.3.2 求轴承的支反力3.3.2.1水平面上支力 3.3.2.2垂直面上支力 = 5384.470Nm93.218Nm69.975NmFRAFRB10.078Nm42.726NmFa2FRBFt2Fr22Ft2FRA114.958 Fa2Fr22T2=1

11、14.958Nm27.575Nm48.435Nm533.3.3 画弯矩图3.3.3.1水平面上的弯矩 3.3.3.2垂直面上的弯矩 3.3.3.3合成弯矩 3.3.4 画转矩图 3.3.5 画当量弯矩图因单向回转，视转矩为脉动转矩，,已知，查表12-1可得，剖面的当量弯矩：3.3.6 判断危险剖面并验算强度3.3.6.1剖面C当量弯矩最大，而且直径与相邻段相差不大，故剖面C为危险面。已知 则3.3.6.2剖面D虽仅受弯矩，但其直径最小，则该剖面为危险面。 所以轴的强度足够。4 滚动轴承的选择与计算4.1 滚动轴承的选择高速轴的轴承段的直径d=45mm，初选深沟球轴承,相关参数如下表：基本尺寸/

12、mm安装尺寸/mm基本额定负荷/kn极限转速r/mindDB脂油4585191.15278131.520.570009000低速轴的轴承段的直径d=55mm, 选择深沟球轴承,其具体尺寸如下表：基本尺寸/mm安装尺寸/mm基本额定负荷/kn极限转速r/mindDB脂油55100211.564911.533.525.0600075004.2 滚动轴承的校核FAFR2FR1由于低速轴的转矩大于高速轴，同时低速轴和高速轴的直径相差很小，所以只需校核高速轴的深沟球轴承。由前面的计算可得轴向力：转速：4.2.1 求当量动载荷由上图可知轴2未受轴向载荷，轴1受轴向载荷，则，由教材表14-12可得，查有关轴

13、承手册可得。轴1：，查表可得，可计算出，由教材表14-11可得 轴2：4.2.2 求轴承寿命 则 按单班制计算每天工作8小时，一年工作360天，则 轴承的年限满足使用要求。5 键连接的选择与计算5.1 键连接的选择选择普通平键，轴代号公称直径d（mm）公称尺寸长度L(mm)深度（mm）13038108725.023844128725.0 258651811547.05.2 键连接的校核由教材表6-2可得键连接时的挤压应力，由于低速轴的转矩大于高速轴，而两者的直径相差很小，且对同一个轴来说，只需校核短键，所以只需校核键齿轮轴段的直径；键的长度；键的接触高度；键转动的转矩则：所以键连接符合强度要求

14、6 联轴器的选择6.1 联轴器的选择结合电动机的外伸直径d=38mm，为高速轴最小直径，初选弹性套柱销联轴器。型号为LT6联轴器；低速轴的最小直径为43mm,初选凸缘联轴器，型号为YLD8联轴器.6.2 联轴器的校核因为低速轴所受的转矩较大，只校核低速轴，考虑到转矩变化很小取。所以；所以，联轴器符合其强度要求。7 润滑方式、润滑油牌号及密封方式的选择7.1 润滑方式的选择润滑方式有两种：低速轴的转速为2.7,高速轴的转速为电动机的转速,故大齿轮和小齿轮均采用油润滑。7.2 密封方式的选择一般选用接触式密封，半粗羊毛毡垫圈。8 箱体及附件的结构设计和选择8.1 箱体的结构尺寸减速器铸造箱体的结构

15、尺寸表名称符 号结构尺寸（mm）齿轮减速器箱座（体）壁厚8箱盖壁厚8箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度箱座、箱盖的肋厚轴承旁凸台的高度和半径H由结构要求来确定轴承座的外径凸缘式：地脚螺钉直径与数目单击减速器16通孔直径20沉头座直径45底座凸缘直径2523连接螺栓轴承旁连接螺栓直径箱座、箱盖连接螺栓直径,螺栓的间距连接螺栓直径12通孔直径13.5沉头座直径26凸缘尺寸2016定位销直径轴承盖螺钉直径视空盖螺钉直径吊环螺钉直径根据减速器的重量来确定箱体外壁至轴承座断面的距离大齿轮顶圆与箱体内壁的距离10.000齿轮断面与箱体内壁的距离10.0008.2 箱体附件的选择8.2.1 窥视孔及窥视盖的选择查

16、表14-4，因为是单级,则窥视孔及窥视盖的相关尺寸如下表(mm)直径孔数907560-70554074458.2.2 油标指示装置的选择根据表14-8，选择游标尺,其具体尺寸如下表(mm)412628106420168.2.3 通气器的选择根据表14-9，选择M201.5，其具体尺寸如下表(mm)sLlaM201.53025.4222815468.2.4 起吊装置的选择8.2.5 根据表14-12，选择吊耳环和吊钩，,具体尺寸如下表：(mm)吊钩（起吊整机用）吊耳环（起吊箱盖用）8.2.6 螺塞和封油垫的选择选择外六角螺塞、封油垫(JB/ZQ4450-86)，M181.5，具体尺寸见下表（mm

17、）esLcM201.515.82824.221()3015431.0 9 设计小结真正的体会到了什么是时间紧迫，短短的两周课程设计时间是远远不够的，在设计的过程中，更多的是体会到了困难和问题，以为设计和作图是很简单的事情，但是自己真正的操作起来，真的不像想象的那么简单，对我自己来说，自己的操作动手能力，让自己都觉得羞愧。无论从作图的速度和作图的质量我都对自己很失望，自己的水平远远达不到自己理想水平，我需要的是更多的练习和提高。根据要求，设计，确定尺寸，选择零件，作图，作出零件图和装配图。这个过程的每一个细节，都要去认真的把握，稍有不慎，就有可能犯下错误，如果是在实际应用中，这可能会造成极大的影

18、响。所以，千万马虎松懈不得。另外，在设计的过程中，发现以前学习的金属工艺学、工程材料、工程图学很有用，这一次综合的应用起来，还是有些不熟练，所以，基础知识还是需要踏踏实实的学习的，否则，真正到应用的时候，就不能得心应手。总之，自己暴露的全是问题，但是从另一方面来说，让自己真正的看到了自己的水平，自己糟糕的动手能力。所以，自己需要提高的地方还有很多，只有努力学习，才能让自己避免成为井底之蛙；只有努力学习，才能有更加多的收获！10 参考资料1. 唐增宝，何永然，刘安俊. 机械设计课程设计. 武汉：华中科技大学出版社，20042. 黄华梁，彭文生. 机械设计基础. 北京：高等教育出版，20013. 董怀武，刘传慧.画法几何及机械制图 武汉：武汉理工大学出版社20054. 邓文英. 金属工艺学. 北京：高等教育出版社，2000-第 - 20 - 页-