機械設計畢業(yè)設計

1、機械與動力系機械設計課程設計報告設計題目： 專業(yè)班級：學 號： 設 計 人： 完成日期： 目 目錄設計任務書2電動機的選擇3齒輪的設計4軸的設計9滾動軸承的設計12鍵的設計和計算13聯(lián)軸器設計14潤滑密封設計14設計小結15參考資料15附圖機械設計課程設計任務書一設計題目某注塑成型機的傳動如圖一示，4為兩級直齒圓柱齒輪減速器，試設計該減速器的高速級齒輪傳動，并進行軸系的設計（包括設計軸的結構尺寸，選擇滾動軸承3、7的型號并計算其壽命，選擇軸承的潤滑方式和潤滑油（或潤滑脂）牌號，設計軸承端蓋和選擇密封方式）。1 2 3 4 5 6 7 8 91電動機；2，8聯(lián)軸器；3，7滾動軸承；4減速器；5低

2、速級齒輪傳動；6高速級齒輪傳動；9注塑機圖一 帶式輸送機傳動簡圖已知減速器輸入功率P=10kW，小齒輪轉速n1=960r/min，齒數(shù)比u=3.2，工作壽命15年（設每天工作300天），兩班制，注塑機工作平穩(wěn)，轉向不變。二、設計目的1. 綜合運用所學課程的理論知識解決工程設計中的實際問題；掌握機械產(chǎn)品設計開發(fā)的基本方法和步驟；2. 通過畢業(yè)設計使學生熟練地應用所學課程的理論知識和設計計算手段，完成一個工程技術人員在機械產(chǎn)品設計開發(fā)方面所必須具備的全面訓練。三設計內(nèi)容設計大致包括以下內(nèi)容： 計算高速級齒輪傳動的運動和動力參數(shù)，即各齒輪傳遞的扭矩和轉速大小等； 高速級齒輪傳動的設計計算，包括主要參

3、數(shù)的確定，幾何尺寸計算，齒輪結構設計； 軸的設計計算，包括軸的結構設計及其強度計算； 滾動軸承、聯(lián)接件（如鍵連接）、潤滑密封、聯(lián)軸器的選擇和校核計算； 軸承蓋結構設計； 繪制軸系裝配圖及零件工作圖； 編寫計算說明書。軸系部件圖應包含軸系各零件的結構、裝配關系、相對位置、必要的尺寸、標題欄等內(nèi)容。為方便學生了解軸系裝配圖包含哪些內(nèi)容，給出圖二作為參考。四設計任務完成軸系部件圖一張，零件圖一張（齒輪、軸均可），設計計算說明書一份。圖二 軸系示意圖五完成時間2012年5月30日電動機的選擇 根據(jù)條件，可選擇使用Y系例三相籠型異步電動機。 小齒輪的轉速為960r/min,所以電動機的轉速應大于960r

4、/min,可選用同步轉速為了1000r/min的電動機。 由表14。1查得 選用Y160-6型 額定功率為11KW，滿載轉速970r/min.選用Y160-6型一齒輪的設計目的過程分析結論1.齒輪材料的確定因為此傳動沒有特殊要求，傳動精度不高，所以選擇一般的材料。 由教材機械設設計基礎表9.9.2選?。盒↓X輪45號鋼表面淬火，齒面硬度HRC48HRC55大齒輪45號鋼正火，齒面硬度190HBS按齒面接觸強度設計，按齒根彎曲強度校核。小齒輪45號鋼表面淬火HRC48HRC55 大齒輪45號鋼正火,齒面硬度190HBS2.疲勞強度的設計(1)選載荷系數(shù)K(2)選齒寬系數(shù)（3）計算轉矩（4）確定許用

5、應力(5)中心距計算a（6）確定模數(shù)m齒數(shù)z mm因載荷平穩(wěn)且齒輪非對稱布置，由表9.10.1，選K=1.5 對一般用途的減速器，選 圖9.11.4查取 由表9.11.2取 取兩者之較小值代入設計，則取中心距a=214mm 則模數(shù)m=(0.0070.02)a=(1.54.3)mm 查表9.4.1 取m=4mm 齒數(shù)k=1.5=0.4=1.1=509Mpa=350Mpam=4mma=220mm與前面計算相合3.校核齒輪彎曲強度 (1)擇齒形系數(shù)和齒根應力集中系數(shù) (2)計算齒寬 b (3)確定許用彎曲應力 （4）校核輪齒彎曲疲勞強度 由表9.11.1查得，由表a=220mm, 得由圖9.11.2

6、查得查表9.11.2查得 所以，彎曲強度可以滿足條件。4.計算齒輪圓周速度由表9.6.3查得，可選用7級精度 7級精度適合5.高速級齒輪主要參數(shù)計算(1)分度圓直徑d(2)齒頂圓直徑(3)齒根圓直徑(4)齒頂高(5)齒根高(6)齒高 h(7)齒寬 b(8)跨測齒數(shù)K(9)公法線長度W 由設計手冊查得公法線長度的公差如下：6.齒輪的結構設計 小齒輪與軸做成一體，為齒輪軸結構大齒輪鍛造成腹板式結構7.齒輪的零件圖見附圖小齒輪零件圖一張，見附圖二軸的設計目的過程分析結論1. (1)按扭轉強度估算軸的最小直徑(2)聯(lián)軸器的型號號確定 初步估算軸的最小直徑，選取材料為45號鋼調質處理，根據(jù)表12.3.1

7、查得，到C=110 由于軸的最小徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，所以將估算的值加大4%，得到24.98mm. 為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，需同時選取聯(lián)軸器的型號。 該軸所傳遞的轉矩 聯(lián)軸器的計算轉矩KT,查表14.5.1，取工作情況系數(shù)得 按照計算轉矩應小于聯(lián)軸器的許用轉矩的條件，查設計手冊，選用 HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其許用轉矩為315N.m半聯(lián)軸器的孔徑為28mm，長度為60mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為60mm.所以28mm 聯(lián)軸器選用HL2型軸的最小徑28mm2. 軸的結構設計(1)確定各軸段直徑 為了滿足半聯(lián)軸器軸向定位的要求，軸段和間需制出一軸間。取定位軸肩為3m

8、m, =34mm,軸段上安裝軸承。所以該處直徑必須滿足軸承內(nèi)徑的標準，取35mm，同時初選軸承型號7007C,查軸承標準，7007 C滾動軸承寬度B=14mm; 取安裝齒輪的軸段的直徑40mm.齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h0.07d,所以h=5mm;則軸環(huán)處的直徑50mm. 左邊軸承的右端定位軸肩高度不得超過內(nèi)圈，由該軸承7007c的安裝尺寸可知，第軸段（軸承定位的軸肩）的直徑45；取左右兩軸承型號一致，第軸段的直徑軸承型號7007C型(2)確定各軸的長度根據(jù)減速器結構需要，參照圖12.3.1與機械設計基礎教材推薦值，分別?。ㄝS承采用脂潤滑），=15mm. 由于半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度

9、為60mm,比配合的半聯(lián)軸器轂孔短2mm,齒輪中心距為220mm,查表12.3.2取軸承座孔長度L為58mm,軸段的長度。軸的長度；齒輪的右端與軸承之間安裝一套筒 。已知齒輪輪轂寬度為88mm;為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段的長度應略短于齒輪輪轂寬度，取考慮到兩極齒輪減速器結構上齒輪相對支承的對稱性，取計算兩軸承間的支承跨矩： 計算箱體外聯(lián)軸器距軸承支點的距離： 222mm兩軸承間的支承跨矩L=169mm箱體外聯(lián)軸器距軸承支點的距離(3)軸上零件周向定位 齒輪與軸半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接實現(xiàn)，在軸段上分別加工鍵槽，兩鍵槽應處于同一直線上，鍵槽的長度比相應的輪轂寬度小于510mm

10、(由標準確定)。軸段鍵的尺寸根據(jù)。查表12.4.1選用單圓頭普通平鍵，鍵的截面尺寸b=8mm, h=7mm,鍵長為50mm;軸段好鍵的尺寸根據(jù)，查表12.4.1選用雙圓頭普通平鍵A型。鍵的截面尺寸b=12mm,h=8mm.鍵長L60mm. 滾動軸承與軸的周向定位采用過盈配合鍵的截面尺寸b=8mm, h=7mm,鍵長為50mm;鍵的截面尺寸b=12mm,h=8mm.鍵長L60mm3.小齒輪的受力分析 圓周力 徑向力 法向力4按彎扭合成對軸進行強度校核（1）.畫出軸的受力簡圖（見附圖2a）（2）.求水平面的支反力，繪制水平面的彎矩圖（見附圖3-b） （3）求垂直面反力，繪制垂直面的彎矩（見附圖3-

11、c）截面左側彎矩截面右側彎矩（4）。求合成彎矩（見附圖3-d）(5).由該軸所傳遞的轉矩繪制扭矩圖（見附圖3-e）(6).求危險截面的當量彎矩由計算可知a-a截面為危險截面，取折合系數(shù)a=0.6(7)計算危險截面處的軸的直徑 該軸的材料選 用45號鋼，調質處理，由表12.1.1查得，由表12.3.3查值得， 考慮到此處鍵槽對軸的影響，則，由結構設計可知，故軸的結構設計滿足軸強度要求。軸的結構設計滿足軸強度要求三滾動軸承的設計目的過程分析結論1.根據(jù)已知條件軸承壽命計算72000h2.軸承軸向力的計算 已知轉速,兩軸承徑向反力：，初選兩軸承為滾動軸承7007AC 根據(jù)表13.3.5查得70000

12、AC軸承內(nèi)部軸向力的計算公式為則 因為 所以任意取一端為壓緊端，現(xiàn)端為壓緊端 3.計算軸承的當量載荷 查表13.3.1取故軸承的當量載荷4.計算所需的徑向額定動載荷 因為,故取 軸承工作時平穩(wěn)，查表13.3.3取，工作溫度正常，查表13.2.2取，所以 根據(jù)機械設計基礎附表13.2查得7007AC的徑向額定協(xié)載荷.因為，故選7007AC軸承適用7007AC軸承適用四鍵的設計各計算1.選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 一般7級以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應用平鍵。 根據(jù) 查表12.4.1取鍵的截面尺寸， 取鍵標記為鍵1：8×50 GB1096-1979 鍵1：8×50 GB10

13、96-19792.校和鍵聯(lián)接的強度 查表12.4.2兩者都適用五聯(lián)軸器設計1.選擇聯(lián)軸器類型 因為此設備傳動精度不高，因此采用彈性柱銷聯(lián)軸器。彈性柱銷聯(lián)軸器結構簡單，制造 安裝 維修均方便，不需要潤滑，耐久性能好。半聯(lián)軸器材料常用鑄鋼或鑄鐵。2.載荷計算 公稱轉矩：聯(lián)軸器的計算轉矩查表14.5.1取工作情況系數(shù)K=1.5得按照計算轉矩應小于聯(lián)軸器的許用轉矩的條件，查標準GB/T 5014-2003或設計手冊，選 用HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其許用轉矩為315N.m。半聯(lián)軸器的孔徑為28mm,長度為60mm.六潤滑密封設計 對于兩級圓柱齒減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠遠小

14、于，其圓周速度U12m/s,所以選用油浴潤滑，同時要求齒頂距箱底高度不少于3050mm,以免攪起底的沉淀物及油泥。 密封性來講為了保證機蓋與機座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應有足夠的寬度，聯(lián)接表面應精創(chuàng)，其表面粗度為6.3。密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大，我國的距離是150MM，并均勻布置，保證部分面處的密封性。設計小結這次關于帶式運輸機上的兩級直齒圓柱輪減速器的課程設計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計概念和設計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設計的綜合素質起到了很大的幫助；使我對機械設計有了更多的了解和認識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎.1、機械設計是機械工業(yè)的基礎,是一門綜合性相當強的技術課程，它融機械設計基礎、工程力學、互換性與測量技術、Auto CAD、機械設計手冊等于一體。2、這次的課程設計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設計思想;訓練綜合運用機械設計和有關先修課程的理論,結合生產(chǎn)實際反系和解決工程實際問題的能力;鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識等方面有重要的作用。3、在這次的課程設計過程中,綜合運用先修課程中所學的有關知識與技能,結合各個教學實踐環(huán)節(jié)進行機械課程的設計,一方面,逐