機械課程設(shè)計說明書

年4月19日機械課程設(shè)計說明書文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正。目錄 一、課程設(shè)計任書……………2二、電動機的選擇……………4三、傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算………5四、V帶傳動設(shè)計………………6五、減速器齒輪設(shè)計…………8六、軸的設(shè)計及強度校核（輸入軸）…………11七、軸的設(shè)計計算（輸出軸）………………14八、滾動軸承的選擇及計算…………………15九、鍵連接的選擇及校核計算………………17十、潤滑與密封……………18十一、連軸器的選擇……………18十二、減速器附件的選擇……18十三、參考資料…………………19十四、心得體會…………………19一課題設(shè)計任務(wù)書目的及要求：機械設(shè)計課題的設(shè)計主要是培養(yǎng)學(xué)生的機械設(shè)計的綜合能力。經(jīng)過自己動手，能夠體會和鞏固先修課程的理論和實際知識，同時還能學(xué)習(xí)如何運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊等有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)手冊，更重要的是能夠提高學(xué)生從機器功能的要求、尺寸、工藝、經(jīng)濟和安全等諸多方面綜合考慮如何設(shè)計的能力，從而樹立正確的設(shè)計思想。。課程結(jié)束每個學(xué)生必須完成：一張減速器裝配圖（用A1或A0圖紙繪制）；齒輪和軸的零件圖各一張；設(shè)計說明書一份（約6000~8000字）。設(shè)計題目:設(shè)計運送原料的帶式運輸機所用的圓柱齒輪減速器，具體內(nèi)容是：設(shè)計方案論述。選擇電動機。減速器外部傳動零件設(shè)計。減速器設(shè)計。設(shè)計減速器的傳動零件；對各軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，按彎扭合成強度條件驗算個軸的強度；按疲勞強度條件計算輸出軸上軸承的強度；選擇各對軸承，計算輸出軸上軸承的壽命；選擇各鍵，驗算輸出軸上鍵連接的強度；選擇各配合尺寸處的公差與配合；決定潤滑方式，選擇潤滑劑；繪制減速器的裝配圖和部分零件工作圖；編寫設(shè)計說明書。三、已知條件展開式一級齒輪減速器產(chǎn)品。動力來源：電力，三相交流，電壓380/220V。輸送帶工作拉力F=1100N。輸送帶工作速度v=1.5m/s。滾筒直徑D=250mm。滾筒效率η=0.96（包括軸承與滾筒的效率損失）。工作情況：兩班制，連續(xù)單向運行，載荷較平穩(wěn)。使用折舊期：8年檢修間隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修。工作環(huán)境：室內(nèi)，環(huán)境最高溫度35℃，灰塵較大。制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。四、分析減速器的結(jié)構(gòu)1、傳動系統(tǒng)的作用：作用：介于機械中原動機與工作機之間，主要將原動機的運動和動力傳給工作機，在此起減速作用，并協(xié)調(diào)二者的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。2、傳動方案的特點：特點：結(jié)構(gòu)簡單、效率高、容易制造、使用壽命長、維護(hù)方便。由于電動機、減速器與滾筒并列，導(dǎo)致橫向尺寸較大，機器不緊湊。但齒輪的位置不對稱，高速級齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形部分地抵消，以減緩沿齒寬載荷分布有均勻的現(xiàn)象。3、電機和工作機的安裝位置：工作機安裝在遠(yuǎn)離低速軸齒輪的一端。4、畫傳動系統(tǒng)簡圖：二電動機的選擇計算及說明結(jié)果選擇電動機類型按工作要求：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)；選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，電壓380V。穩(wěn)定運轉(zhuǎn)下工件機主軸所需功率：工作機主軸轉(zhuǎn)速為：n=工作機主軸上的轉(zhuǎn)矩：由P5表1-7eq\o\ac(○,1)查得η1（聯(lián)軸器）=0.99，η2（滑動軸承）=0.97，η3（齒輪傳動8級精度）=0.97，η4（V帶）=0.96。電動機至工件機主軸之間的總效率為：==因此電動機所需功率為由表12-1查出符合設(shè)計要求并綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格等選定電動機型號為Y132S-8，則所選取電動機：額定功率為滿載轉(zhuǎn)速為Pω=1.72kW型號為Y132S-8n=710r/minP=2.2kW三傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算計算及說明結(jié)果總傳動比選用等浸油深度原則，查表1-8得=2（帶輪）；=3.1名級效率：第一級效率：第二級效率：計算各軸的轉(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩：1、轉(zhuǎn)速：軸I： 軸II：輸出功率：軸I：軸II：輸出轉(zhuǎn)矩：軸I： 軸II： 參數(shù)軸名輸出功率P（kW）轉(zhuǎn)速n(r/min)輸出轉(zhuǎn)矩T（N·m）iη軸I2.0535555.1520.9312軸II1.9114.52158.443.10.9315 四V帶傳動設(shè)計計算及說明結(jié)果1．確定計算功率由表18-8查得工作情況系數(shù)1.1，故2．選取V帶型號設(shè)備無特殊要求，選用普通V帶。根據(jù)和轉(zhuǎn)速，由圖確定選用A型。確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表初選主動輪基準(zhǔn)直徑。從動輪基準(zhǔn)直徑。根據(jù)表18-3，即為基準(zhǔn)系列。因此帶的速度合適。確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距根據(jù)，初步確定中心距。計算帶所需的基準(zhǔn)長度由表18-4選帶基準(zhǔn)長度。計算實際中心距a驗算主動軸上的包角因此主動輪上的包角合適。計算V帶的根數(shù)Z由，，，查表18-5得，查表18-9得查表18-10得，查表18-11，得，則取。計算預(yù)緊力查表18-3，得，故計算作用在軸上的壓軸力9．查表18-12，帶輪寬度B=（z-1）e+2f=(4-1)15+29=63mm10．帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計材料選用HT200，普通V帶A型B=63mm五、減速器齒輪設(shè)計計算及說明結(jié)果1．選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)選用直齒圓柱齒輪傳動如上圖所示，有利于保障傳動的平穩(wěn)性；材料選擇。由表11-1eq\o\ac(○,2)選小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。選小齒輪齒數(shù)，大齒輪，故選。2．按齒面接觸強度設(shè)計齒面接觸強度計算公式為：1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值試選K=1.2。選取齒寬系數(shù)。計算接觸疲勞許用應(yīng)力按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪。安全系數(shù)SH=1，由式得2）計算試算小齒輪分度圓直徑由計算公式得計算模數(shù)、中心距a和齒寬b3．驗算齒根彎曲強度⑵查取齒形系數(shù)；⑶查取應(yīng)力修正系數(shù)；⑸計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，查表取彎曲疲勞極限=600MPa，=450MPa，可得⑷計算彎曲疲勞應(yīng)力經(jīng)比較可得：故此設(shè)計為安全設(shè)計。⑵計算圓周速度能夠選用8級精度4.計算其它主要尺寸查表4-2eq\o\ac(○,2)得齒頂高系數(shù)及頂隙系數(shù)如下：（1）齒根圓直徑為（2）齒頂圓直徑為K=1.2六、軸的設(shè)計計算及強度校核（輸入軸）計算及說明結(jié)果1、初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表21-2，取C=105輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處直徑，為了使所選的軸直徑與帶輪的孔相適應(yīng)，則d=18.83×1.04=19.77mm，取20mm。確定軸上零件的裝配方案ⅠⅡⅢⅣⅤ2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑①Ⅰ-Ⅱ段軸用于安裝軸承60208，故取直徑為40mm。②Ⅱ-Ⅲ為齒輪軸取其直徑為58mm.③Ⅲ-Ⅳ段用于安裝軸承60208，故取直徑為40mm。④Ⅳ-Ⅴ段安裝軸承蓋，直徑為28mm。⑤Ⅴ-Ⅵ段用于連接Ｖ帶，故取其直徑為25mm3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度①Ⅰ-Ⅱ段軸用于安裝軸承和擋油板，故取長度為34mm,其中軸承長18mm。②Ⅱ-Ⅲ為齒輪軸，取其齒寬為60mm.③Ⅲ-Ⅳ段用于安裝軸承和擋油板，故取長度為37mm。④Ⅳ-Ⅴ段用于安裝軸承蓋，故取長度為60mm.⑤Ⅴ-Ⅵ段軸用于連接Ｖ帶，故取其長度為60mm..3、軸向零件的周向定位齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接４.按彎扭合成強度條件校核軸的強度：1、求作用在齒輪上的受力定跨距測得：2.受力分析如下：3..求垂直面的支撐反力4..求水平面的支撐反力N6.繪制垂直面的彎矩圖7.繪制水平面的彎矩圖9.合成彎矩圖10.求危險截面的當(dāng)量彎矩由以上計算可知：b—b截面為危險截面，其當(dāng)量彎矩為：11.計算危險截面處軸的直徑軸的材料選用40Cr，采用調(diào)質(zhì)處理，由表14-12查得，查表14-32查得，則則軸的設(shè)計為安全設(shè)計。。=Ⅵ七、軸的設(shè)計計算（輸出軸）計算及說明結(jié)果1、初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-3，取C=115取軸直徑30mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計確定軸上零件的裝配方案ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑①Ⅰ-Ⅱ段軸用于安裝軸承6208，故取直徑為40mm。②Ⅱ-Ⅲ為齒輪軸肩，用于定位軸承，直徑為48m。③Ⅲ-Ⅳ段為齒輪軸，取直徑為65mm。④Ⅳ-Ⅴ段齒輪軸肩，用于定位軸承，故取其直徑為60mm。⑤Ⅴ-Ⅵ段用于安裝軸承6210，故取直徑為50mm。⑥Ⅵ-Ⅷ段用于裝聯(lián)軸器，故取其直徑為40mm3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度①Ⅰ-Ⅱ段軸用于安裝軸承，故取長度為20mm。②Ⅱ-Ⅲ為齒輪軸肩，用于定位軸承和安裝擋油環(huán)，故取其長度為10mm。③Ⅲ-Ⅳ段為齒輪軸，取長度為60mm。④Ⅳ-Ⅴ段齒輪軸肩，用于定位軸承和安裝擋油環(huán)，故取其長度為10mm。⑤Ⅴ-Ⅵ段軸用于安裝軸承，故取長度為20mm。⑥Ⅵ-Ⅷ段安裝聯(lián)軸器，故取其長度為82mm。3、軸向零件的周向定位齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接４.按彎扭合成強度條件校核軸的強度：1、求作用在齒輪上的受力定跨距測得：；；3..求垂直面的支撐反力4..求水平面的支撐反力由以上兩個方程可解得：6.繪制垂直面的彎矩圖7.繪制水平面的彎矩圖9.合成彎矩圖10.求危險截面的當(dāng)量彎矩由以上計算可知：b—b截面為危險截面，其當(dāng)量彎矩為：11.計算危險截面處軸的直徑軸的材料選用40Cr，采用調(diào)質(zhì)處理，由表21-1查得，查表14-32查得，則則軸的設(shè)計為安全設(shè)計。Ⅶ八、滾動軸承的選擇及計算計算及說明結(jié)果一．1、根據(jù)軸承型號6207查表6-7eq\o\ac(○,1)取軸承基本額定動載荷為：C=25500N 2、查表6-7eq\o\ac(○,1)得e=0.37由表16-11eq\o\ac(○,2)查得根據(jù)軸承受中等沖擊查表16-9eq\o\ac(○,2)取軸承載荷系數(shù)為:,查表16-8eq\o\ac(○,2)取軸承載荷系數(shù)為:,由軸承壽命公式得： =故軸承使用壽命足夠即合格。二．1、根據(jù)軸承型號6210查表6-7eq\o\ac(○,1)取軸承基本額定動載荷為：C=35000N；因為 2、查表6-7eq\o\ac(○,1)得e=0.40由表16-11eq\o\ac(○,2)查得根據(jù)軸承受中等沖擊查表16-9eq\o\ac(○,2)取軸承載荷系數(shù)為:,查表16-8eq\o\ac(○,2)取軸承載荷系數(shù)為:,由軸承壽命公式得： =故軸承使用壽命足夠即合格。e=0.40X=1Y=0==