机械设计课程设计指导13级1.ppt
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1、机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计课程设计集中指导集中指导主要参考资料主要参考资料1 1、机械设计课程设计、机械设计课程设计M.M.西南交通大学出版社西南交通大学出版社2 2、张翠华张翠华.机械设计机械设计M.M.西北工业大学出版社西北工业大学出版社机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计课程设计设计题目设计题目T1:带式输送机传动装置中的带式输送机传动装置中的带传动带传动-单级齿轮减速器传动系统单级齿轮减速器传动系统 设计带式运输机的传动装置。运输机连续平稳工作,单向设计带式运输机的传动装置。运输机连续平稳工作,单向运转。运转。(1、2、3)班制工作,班制工作,使用期限
2、(使用期限(5、10)年。)年。运输运输带允许速度误差为带允许速度误差为3-5%。减速器由一般规模厂中小批量生产。减速器由一般规模厂中小批量生产。运动方案:运动方案:p275带传动带传动-单级齿轮单级齿轮减速器传动系统减速器传动系统机械设计课程设计机械设计课程设计设计数据:设计数据:p278 表表S1(5-6人一组数据)人一组数据)设计完成任务:(上交)设计完成任务:(上交)1.减速器装配图纸一张(减速器装配图纸一张(A号图纸)号图纸)2.齿轮零件图纸一张(齿轮零件图纸一张(A号图纸)号图纸)3.设计说明书一份设计说明书一份(0余页)余页)设计参考书:教材、设计指导书设计参考书:教材、设计指导
3、书机械设计课程设计机械设计课程设计设计具体内容:设计具体内容:一、传动方案拟定一、传动方案拟定二、电动机的选择二、电动机的选择三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比四、四、各轴转速、功率、转矩的计算各轴转速、功率、转矩的计算五、普通五、普通V带的设计带的设计六、齿轮传动的设计六、齿轮传动的设计七、传动轴的设计七、传动轴的设计八、八、键连接的设计键连接的设计九、九、滚动轴承的设计滚动轴承的设计十、十、润滑和密封的设计润滑和密封的设计十一、十一、联轴器的选择联轴器的选择十二、十二、箱体的设计(装配结构草图)箱体的设计(装配结构草图)十三、绘制十三、绘制
4、减速器装配图纸一张(号图纸)减速器装配图纸一张(号图纸)十四、十四、绘制齿轮零件图纸一张(绘制齿轮零件图纸一张(1:1)十五、十五、设计说明书一份(设计说明书一份(0余页)余页)十六、送报设计材料及答辩十六、送报设计材料及答辩设计过程体现设计过程体现设计草稿及草图设计草稿及草图机械设计课程设计机械设计课程设计要求:要求:1.集中指导考勤:集中指导考勤:20%2.平时(设计计算草稿、草图):平时(设计计算草稿、草图):10%3.说明书、图纸完成的质量:说明书、图纸完成的质量:40%4.答辩:答辩:30%设计成绩评定:设计成绩评定:1.集中指导做好笔记,集中指导做好笔记,3次无故不到的不予成绩;次
5、无故不到的不予成绩;2.详实详实设计草稿及草图,无此部分不予成绩;设计草稿及草图,无此部分不予成绩;3.可以小组讨论、交流,严禁抄袭;可以小组讨论、交流,严禁抄袭;4.保证说明书、图纸完成的质量,达不到要求的不予及格。保证说明书、图纸完成的质量,达不到要求的不予及格。机械设计课程设计机械设计课程设计一、传动方案拟定一、传动方案拟定 p3图图2.1-a1.64002100机械设计课程设计机械设计课程设计二、电动机的选择二、电动机的选择p6Pw工作机所需的功率工作机所需的功率Pw:(传动系统输出功率)(传动系统输出功率)Pd电动机输出的功率电动机输出的功率Pd:(传动系统输入功率)(传动系统输入功
6、率)传动系统的总效率传动系统的总效率=2100 1.6/1000=3.5kw=3.5/0.89=3.9KW机械设计课程设计机械设计课程设计传动装置的传动效率计算:传动装置的传动效率计算:11V带传动的传动效率带传动的传动效率2轴承的传动效率轴承的传动效率23齿轮传动的传动效率齿轮传动的传动效率4联轴器的传动效率联轴器的传动效率34总总=2=0.96,0.99,0.97,0.99例如:例如:p8页查表页查表2.4,可,可取:取:总总=2 =0.892机械设计课程设计机械设计课程设计二、电动机的选择二、电动机的选择Pw电动机的额定功率电动机的额定功率Pcd:PdK载荷系数载荷系数(一般为(一般为1
7、.01.3)例如:例如:Pp270页查表页查表20.1,可选取符合额定功率的电动,可选取符合额定功率的电动机。机。p270页查页查表表20.1:同步转速为:同步转速为:750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min额定功率为额定功率为4kw的电动机的电动机补补充充:机械设计课程设计机械设计课程设计同步转速为:同步转速为:750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min额定功率为额定功率为4kw的电动机:的电动机:总的传动比范围为:总的传动比范围为:查查表表2.1,传动比推荐适用范围:,传动比推荐适用范围:V带传动比:带传动比:i1 =(
8、24)单级圆柱齿轮传动比单级圆柱齿轮传动比:i2=(34)i总总=i1 i2=(24)(34)=616工作机滚筒转速:工作机滚筒转速:nw=601000Vb/D (p7:2-3式)式)=6010001.6/(3.14400)=76.43r/min例如:例如:一级减速:一级减速:二级减速:二级减速:见见p4页页传动系统的总传动比:传动系统的总传动比:i总总=nd/nw总的传动比范围为:总的传动比范围为:i总总=i1 i2 机械设计课程设计机械设计课程设计电动机的转速:电动机的转速:nd=(616)nw =(616)76.43 =(458.581222.9)r/min电动机同步转速为电动机同步转速
9、为1000r/min,因此选择电动机行型号为:,因此选择电动机行型号为:Y132M1-6符合这一范围的同步转速有:符合这一范围的同步转速有:750、1000r/min电动机行型号为:电动机行型号为:Y132M1-6,主要参数(列表):,主要参数(列表):nm机械设计课程设计机械设计课程设计三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比 p8传动系统的总传动比:传动系统的总传动比:i总总=nm/nw=960/76.43=12.56一级减速传动比:一级减速传动比:V带传动比:带传动比:i1=(24)=3.2二级减速传动比:二级减速传动比:齿轮传动比:齿轮传动比
10、:i2=i/i1=12.56/3.2=3.93符合:符合:i1i2;圆柱齿轮传动比范围圆柱齿轮传动比范围:i2=(34)见见p9机械设计课程设计机械设计课程设计1、取电动机额定功率为设计功率,各轴的功率计算:、取电动机额定功率为设计功率,各轴的功率计算:轴轴的的输入功率:输入功率:P=Pcd轴轴的的输入功率:输入功率:P=P1234轴轴的的输入功率:输入功率:P=P23滚筒轴的滚筒轴的输入功率:输入功率:Pw=P2234见见p10页页2四、各轴功率、转速、转矩的计算四、各轴功率、转速、转矩的计算机械设计课程设计机械设计课程设计四、各轴功率、转速、转矩的计算四、各轴功率、转速、转矩的计算2、取电
11、动机满转转速为设计转速,各轴的转速计算:、取电动机满转转速为设计转速,各轴的转速计算:轴轴的的输入转速:输入转速:n=nm轴轴的的输入转速:输入转速:n=nm/i1=960/3.2=300r/min1234轴轴的的输入转速:输入转速:n=n/i2=300/3.93=76.34r/min见见p10页页2机械设计课程设计机械设计课程设计四、各轴功率、转速、转矩的计算四、各轴功率、转速、转矩的计算3、各轴的转矩计算:、各轴的转矩计算:轴轴的的输入转矩:输入转矩:轴轴的的输入转矩:输入转矩:1234轴轴的的输入转矩:输入转矩:=T=9550 P/nT=9550 P/nT=9550 P/n见见p10页页
12、2机械设计课程设计机械设计课程设计或如或如p11页页 表表2.5机械设计课程设计机械设计课程设计已知条件:已知条件:工作条件、载荷(转矩)、传递工作条件、载荷(转矩)、传递功率、带轮转速、传动比等。功率、带轮转速、传动比等。设计内容:设计内容:确定确定V V带型号、基准长度、根数;带型号、基准长度、根数;确定最小初拉力、压轴力确定最小初拉力、压轴力(张紧装置张紧装置略)。略)。确定带轮基准直径确定带轮基准直径(材料、结构和尺寸材料、结构和尺寸略)略);五、普通五、普通V带的设计(参考小设计过程)带的设计(参考小设计过程)机械设计课程设计机械设计课程设计确定齿轮类型(直齿);确定齿轮类型(直齿)
13、;材料、热处理方式、表面硬度;材料、热处理方式、表面硬度;精度精度;按接触疲劳强度设计(简化公式):按接触疲劳强度设计(简化公式):设定设定 a,K;计算计算H=min(H1,H2);计算计算中心距中心距a,并圆整,并圆整;经验计算经验计算m(或(或mn)并标准化;并标准化;计算主要参数:计算主要参数:z1,z2;d1,d2;b1,b2;,;v。六、齿轮传动的设计(参考书例设计过程)六、齿轮传动的设计(参考书例设计过程)机械设计课程设计机械设计课程设计校核齿面接触疲劳强度:校核齿面接触疲劳强度:查各项载荷修正系数:查各项载荷修正系数:KA,KV,K,K,确定实际,确定实际K;查参数:查参数:Z
14、E,ZH,Z,Z;试算试算H;校核大、小齿轮的校核大、小齿轮的齿面接触疲劳强度:齿面接触疲劳强度:H H1,H H2;校核齿根弯曲疲劳强度:校核齿根弯曲疲劳强度:查参数:查参数:YST,YN1,YN2;SFmin;计算计算F1,F2;查参数:查参数:YFa,YSa,Y,Y;试算试算F1;F2;校核大、小齿轮的齿根弯曲疲劳强度:校核大、小齿轮的齿根弯曲疲劳强度:F1 F1,F2 F2;结构设计及零件图(接后)。结构设计及零件图(接后)。机械设计课程设计机械设计课程设计齿轮传动的参数列表齿轮传动的参数列表机械设计课程设计机械设计课程设计大、小齿轮的结构草图大、小齿轮的结构草图(参考p24表3-11
15、)小齿轮如果是齿轮轴在此不体现结构草图小齿轮如果是齿轮轴在此不体现结构草图待定待定草图也应标草图也应标注尺寸代号注尺寸代号机械设计课程设计机械设计课程设计齿轮传动的结构尺寸列表齿轮传动的结构尺寸列表待定待定待定待定待定待定待定待定机械设计课程设计机械设计课程设计七、传动轴的设计七、传动轴的设计例:单级直齿圆柱齿轮减速器的从动轴例:单级直齿圆柱齿轮减速器的从动轴2 2、选择装配方案;选择装配方案;3 3、初定最小轴径(扭矩)初定最小轴径(扭矩)d dminmin;结构设计,画草图结构设计,画草图,确定轴的各段尺寸确定轴的各段尺寸,及轴的跨距及轴的跨距 和力的作用点和力的作用点;4 4、计算弯矩、
16、弯曲应力及扭剪应力,进行强度校核计算。计算弯矩、弯曲应力及扭剪应力,进行强度校核计算。1、选定材料选定材料单级直齿圆柱齿轮减速器的主动轴(单级直齿圆柱齿轮减速器的主动轴(齿轮轴齿轮轴)、从动轴)、从动轴机械设计课程设计机械设计课程设计1、选择轴的材料,确定许用应力、选择轴的材料,确定许用应力 选选45钢,正火处理,钢,正火处理,查查(书书p239)表表12-1,得:得:硬度为硬度为170217HBS,抗拉强度抗拉强度b=590Mpa,许用弯曲应力为许用弯曲应力为2、从动轴的装配方案、从动轴的装配方案机械设计课程设计机械设计课程设计3、对轴进行结构设计、对轴进行结构设计a、初定最小轴径(扭矩)、
17、初定最小轴径(扭矩)dmin(只按扭转强度估算)(只按扭转强度估算)(书(书p241)查表)查表12-2与联轴器轴孔匹配与联轴器轴孔匹配有键槽有键槽1键键d增加增加5-7%;P38表表4.2机械设计课程设计机械设计课程设计3、对轴进行结构设计、对轴进行结构设计b、各段直径的确定各段直径的确定d1dmin d2d1+2(0.070.1)d1d3d2+2(12)标准化,与轴承内孔匹配标准化,与轴承内孔匹配查查p181表表15.5,两端初选两端初选6211型的深沟球轴承型的深沟球轴承 (后验算)(后验算)d4d3+2(12)d5d4+2(0.070.1)d4,d6=da(6211型),d7=d3机械
18、设计课程设计机械设计课程设计3、对轴进行结构设计、对轴进行结构设计c、各段长度的确定各段长度的确定L1=联轴器轴孔的长(查选定联轴器)联轴器轴孔的长(查选定联轴器)-(23)mmL3=B+2+3+(23)mm L4=b-(23)mmL5=1.4h,L6=2+3-L5,L7=B 其中:其中:查查p25图图4.1、表、表4.1 B轴承的宽度,查表轴承的宽度,查表6211型。型。l1根据轴承端盖和联轴器的装拆要根据轴承端盖和联轴器的装拆要 求定出求定出,15mm。2齿轮端面距箱体内壁的距离,齿轮端面距箱体内壁的距离,10-15mm。3滚动轴承内侧与箱体内壁的距离滚动轴承内侧与箱体内壁的距离(与轴承润
19、滑方式有关(与轴承润滑方式有关书书p377表表17-3)。)。b2为从动齿轮宽度。为从动齿轮宽度。L2=l1+轴承端盖的总厚度;轴承端盖的总厚度;p17 表表3.1p24 表表4.1L1ep81 表表9.13机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计课程设计机械设计课程设计4、轴、轴强度的强度的校核校核(1)绘制轴的计算简图)绘制轴的计算简图a(2)绘制水平面内弯矩图)绘制水平面内弯矩图b(3)绘制垂直面内弯矩)绘制垂直面内弯矩c机械设计课程设计机械设计课程设计(4)绘制合成弯矩图)绘制合成弯矩图d(5)绘制扭矩图)绘制扭矩图e机械设计课程设计机械设计课程设计(6)绘制当量弯矩图)绘制当量弯矩图
20、f 因为轴为单向转动,所以扭矩为脉动循环,因为轴为单向转动,所以扭矩为脉动循环,折合系数折合系数为为0.6。危险截面危险截面C处的弯矩为处的弯矩为(7)危险截面)危险截面C处满足强度要求的轴径处满足强度要求的轴径由于由于C处有键槽,故将轴径加大处有键槽,故将轴径加大5%,即,即38.321.05=40.24。而结构设计草图中,该处的轴径为而结构设计草图中,该处的轴径为60,故强度足够。,故强度足够。机械设计课程设计机械设计课程设计4、轴的细节、轴的细节结构结构键槽尺寸的确定:键槽尺寸的确定:导向锥面、过渡圆角、倒角尺寸的确定:导向锥面、过渡圆角、倒角尺寸的确定:砂轮跃程槽尺寸的确定:砂轮跃程槽
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