機械課程設計03

1、機械設計課程設計設計計算說明書姓名： 陳東健 學號：10024100103班級： 裝控10-2 成績： 指導教師： 譚云 完成時間：2013.1.1目錄一、 任務設計3二、 傳動方案的擬定3三、 電機選擇4四、 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)5五、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算6六、齒輪傳動的設計7七、軸的設計13八、箱體主要設計21九、附屬零件22十、潤滑方式的確定22十一、其他有關數(shù)據(jù)22十二、設計小結(jié)22機電工程學院機械設計課程設計任務書設計題目： 二級圓柱齒輪減速器運動簡圖：工作條件及原始數(shù)據(jù)： 電動機驅(qū)動，工作壽命10年（每年工作300天、兩班制、每班8小時），帶式輸送機工作載荷平穩(wěn)，單向運轉(zhuǎn)

2、。輸送帶拉力F 1.7 kN；輸送帶速 v 1.2 m/s；滾筒直徑 D 430 mm； 設計工作量：1.減速器0#裝配圖1張（0#坐標草圖一同交上）2.主要零件圖12張（輸出軸、大齒輪，均為3#白圖）3.設計說明書1份（手寫、打印均可）設 計 計 算 內(nèi) 容結(jié) 果一、傳動方案的擬定原始數(shù)據(jù)（1） 單向運轉(zhuǎn)，有輕微振動，經(jīng)常滿載，空載起動，單班制工作，使用期限5年，輸送帶速度容許誤差為±5%。 （2）原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F/N1700運輸帶工作速度v/(m/s)1.2卷筒直徑D/mm430二、電機選擇:1、電動機類型的選擇： Y系列三相異步電動機2、電動機功率選擇：（1

3、）傳動裝置的總功率：取中間值得，總=帶××齒輪×聯(lián)軸器×滾筒   =0.79(2)電機所需的工作功率：P工作=FV/1000=2.15KW3、確定電動機轉(zhuǎn)速：計算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n筒 =60×1000V/D=53.33r/min因為:電機轉(zhuǎn)速有：750 轉(zhuǎn)/分（八極） 1000轉(zhuǎn)/分（六極） 1500轉(zhuǎn)/分（四極） 3000轉(zhuǎn)/分（二極）選中間值！1000或 1500r/min 電動機型號額定功率/KW滿載轉(zhuǎn)速r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/KgY100L2-43.014302.22.338三、計算傳

4、動裝置的運動和動力參數(shù)總傳動比：i總= 各傳動比范圍：尺寸協(xié)調(diào)原則： r/min 取 四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算1、 計算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）2、 計算各軸的功率（KW）3、 計算各軸扭矩（N·mm） Nm 功率P(kw)轉(zhuǎn)速n(r/min)扭矩T(Nm)輸入軸I2.54595.8340.71中軸II2.45247.7494.44輸出軸III2.36138.89162.27滾筒軸2.2453.34400.45五、齒輪傳動的設計設計確定：選材（常用材料）齒面硬度（功率PFv，F(xiàn)軟齒面，v硬齒面，HB1HB23050HB）齒輪的精度（7、8級）齒數(shù)Z1（根切）、Z2 （互質(zhì) ）模數(shù)m（

5、2mm）中心距a齒寬B（ b1 b2 ）、直徑、(1)對高速級齒輪，因為減速器功率比較小，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40MnB調(diào)質(zhì)，齒面硬度241286HBS。 大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度197286HBS 由表4-10得，取 u=2.4N1=60x8x300x8x595.83=6.86x108N2= N1/u=6.86x108/2.4=2.86x108查圖4.20 ，得Zn1=1.023 Zn2=1查圖4.22 ，得Yn1=0.909 Yn2=0.90查圖4.23 ，得Yx1=Yx2=1初步計算小齒輪直徑：查表4-8 取=96查表4-7 取=1 取=55mm齒寬b= =55mm查表4

6、-4得KA=1.5設計的精確度為7級 查圖4.9取KV=0.7查圖4.12 KB=1.0540.37查表4-5得Ka=1.2K=KAKVKa KB=1.32（2） 按齒面接觸強度設計 高速、低速級齒輪均采用7級精度制造，齒寬系數(shù)d1,初高速級小齒輪的扭矩，高速級小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)實際傳動比齒形系數(shù)，查圖4.18得，由圖4.16得，查表4.14 得ZH=2.5 查表4-6得ZE=1881.642Z=0.89由接觸強度計算公式,有42.5mm由模數(shù)=2.2mm 取2.5mm所以=mZ1=47.5mm驗算齒輪彎曲強度：，所以：=1.642 =0.25+0.75/=0.706滿足要求確定傳動主要尺

7、寸。d1=47.5mmd2= d1 i=47.5 2.4=114mma= d1 +d2/2=80.75mm(2)對低速級齒輪,有:因為減速器功率比較小，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40MnB調(diào)質(zhì)，齒面硬度241286HBS。 大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度197286HBS 由表4-10得，取 低速級小齒輪的扭矩實際傳動比K取K=1.6低速級小齒輪齒數(shù)取，大齒輪齒數(shù)N1=60x8x300x8x247.74=2.86x108N2= N1/u=6.86x108/2.4=1.00x108查圖4.20 ，得Zn3=1 Zn4=0.98查圖4.22 ，得Yn3=0.90 Yn4=0.890查圖4.23

8、 ，得Yx1=Yx2=1d1高速級小齒輪的扭矩 ，大齒輪齒數(shù)由接觸強度計算公式,有1.589Z=0.89由接觸強度計算公式,有62.7mm由模數(shù)=4mm所以=mZ3=68mm驗算齒輪彎曲強度： 所以：=1.589 =0.25+0.75/=0.722 安全 也安全滿足要求確定傳動主要尺寸。=68mmD4= d3 i=681.8=122.4mma= d3 +d4/2=95.2mm 六、軸的設計1、高速軸設計：（1）材料選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。C=110。（2）軸段直徑與長度的確定：mm 式中： P軸所傳遞的功率，KW n軸的轉(zhuǎn)速，r/min C由軸的許用切應力所確定的系數(shù)得：=取, 名稱確定結(jié)果名稱

9、確定結(jié)果20mm34mm22mm56mm,25mm35mm28mm77mm28mm28mm25m29mm考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性，軸端倒角為C=2mm;高速軸的轉(zhuǎn)距為T1為軸承基本尺寸 mm安裝尺 mm基本額定 KNdDBdaDa動載Cr靜載荷6205255215314614.07.88（3）求軸上的作用力齒輪上的軸向力：=2×40.71×1000/114=714.21N徑向力：軸向力：F= Ftan= 6×1=（4）求垂直面的支反力：=(55×)/(185+55)=59.6N=259.9-59.6=200.3N（5）求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖：=200.3

10、×55/1000=11.1N.m=59.6×185/1000=11.1 N.m（6）求水平面的支承力：由得=55×714.21/(185+55)=163.7N=714.21-163.7=550.51N（7）求并繪制水平面彎矩圖：=163.7×185/1000=30.3N.m=550.51×55/1000=30.3 N.m（8）求F在支點產(chǎn)生的反力：=35×1600/(185+55)=233.3N=233.3+1600=1823.3N（9）求并繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖：=1600×35/1000=56N.m=233.3×

11、185/1000=43.16N.m（10）F在a處產(chǎn)生的彎矩：=233.3×185/1000=43.16N.m（11）求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把與直接相加。=43.16+ =75.4N.m（12）求危險截面當量彎矩：最危險截面其當量彎矩為：（取折合系數(shù)）=25.9N.m45鋼調(diào)質(zhì)處理，彎矩合成強度滿足要求2、輸出軸設計：（1）材料選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。C=110。（2）軸段直徑與長度的確定：mm 式中： P軸所傳遞的功率，KW n軸的轉(zhuǎn)速，r/min C由軸的許用切應力所確定的系數(shù)得：=取, 名稱計算結(jié)果名稱計算結(jié)果30mm60mm34mm56mm40mm30mm44mm47

12、mm48mm5mm42mm64mm40mm32mm考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性，軸端倒角為C=2mm;高速軸的轉(zhuǎn)距為T3為162.27N/m軸承基本尺寸 mm安裝尺 mm基本額定 KNdDBdaDa動載Cr靜載荷6208408018477329.518.0（3）求軸上的作用力齒輪上的軸向力：=2×162.27×1000/123=1535.6N徑向力：軸向力：F= Ftan= 6×1=（4）求垂直面的支反力：63×558.9/(121+63)= 191.36N=558.9-191.36=367.54N（5）求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖：= =367.54×

13、63/1000=23.15 N.m=23.15N.m（6）求水平面的支承力：由得=63×1535.6/(121+63)=525.7N=1535.6-525.7=1009.9N（7）求并繪制水平面彎矩圖：=525.7×121/1000=63.6N.m=1009.9×63/1000=63.6 N.m（8）求F在支點產(chǎn)生的反力：=1954.17N=4901N（9）求并繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖：（10）F在a處產(chǎn)生的彎矩：（11）求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把與直接相加。（12）求危險截面當量彎矩：最危險截面其當量彎矩為：（取折合系數(shù)）=214.2N.m45鋼調(diào)質(zhì)處理，彎

14、矩合成強度滿足要求3、中間軸設計：（1）材料選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。C=110。（2）軸段直徑與長度的確定：mm 式中： P軸所傳遞的功率，KW n軸的轉(zhuǎn)速，r/min C由軸的許用切應力所確定的系數(shù)得：=取, 名稱計算結(jié)果名稱計算結(jié)果29mm25mm46mm28mm7mm34mm66mm28mm29mm25mm考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性，軸端倒角為C=2mm;高速軸的轉(zhuǎn)距為T2為94.447N/m軸承基本尺寸 mm安裝尺 mm基本額定 KNdDBdaDa動載Cr靜載荷6205255215314614.07.88軸的強度校核如上述同理，經(jīng)過計算符合要求。七、箱體主要設計名稱計算依據(jù)計算結(jié)果箱座壁厚10箱

15、蓋壁厚8箱座凸緣厚度15箱蓋凸緣厚度12箱座底凸緣厚度25地腳螺栓直徑16地腳螺釘數(shù)目6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑12箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑10軸承端蓋螺釘直徑(0.4-0.5)df6定位銷直徑10八、附屬零件1窺視孔和窺視孔蓋2.通氣塞和通氣器3.油標、油尺由于桿式油標結(jié)構(gòu)簡單，應用廣泛，選擇桿式油標尺.4.油塞、封油墊5.起吊裝置選擇吊耳環(huán)和吊鉤6.軸承端蓋、調(diào)整墊片九、潤滑方式的確定因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠遠小于，根據(jù)各種潤滑油的主要性質(zhì)和用途，箱體內(nèi)選用全損耗系統(tǒng)用油（GB443-89）中的L-AN100潤滑油，裝至規(guī)定高度。十、其他有關數(shù)據(jù)見裝配圖的明細表和手冊中的有

16、關數(shù)據(jù)十一、設計小結(jié)本設計的優(yōu)點：本設計的傳動方案滿足機器的性能要求，工作可靠，傳動效率較高，成本較低。所選的封閉式Y(jié)型系列三相異步電動機效率高、工作可靠、尺寸和質(zhì)量小，價格低，結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，啟動性能好。減速器箱體采用剖分式結(jié)構(gòu)，有利于箱體內(nèi)部各部件的裝拆。箱體外形簡單、整齊。箱體材料鑄造性能和加工性好，成本低。箱體上設置了一系列附件，以便減速器潤滑池注油、排油、檢查油面高度和裝拆、檢修等減速器內(nèi)外部的傳動零件都滿足所要求的強度要求。所選彈性注銷聯(lián)軸器具有緩沖、吸振作用。軸的結(jié)構(gòu)設計成階梯軸，滿足軸上零件的定位、緊固要求和便于軸的加工和軸上零件的裝拆。所選圓錐滾子軸承能夠同時承受較大的徑

17、向、軸向聯(lián)接在和，承載能力較大。內(nèi)外圈可分離，裝拆方便。安裝方式采用正裝，減小了軸的彎矩。而且跟軸的壽命相近，所以大家的檢修期相近，減少裝拆次數(shù)。本設計的缺點：本設計方案工作壽命短，環(huán)境適應性差。為了得到總的傳動比較小，使得選用的電動機選擇昂貴的。滾動軸承抗沖擊能力較差，高速時出現(xiàn)噪聲，工作壽命較短。所選兩對軸承雖都滿足強度及使用壽命要求，但大軸承使用壽命遠大于小軸承的，所以大軸承可以適當選取壽命與小軸承相近而又滿足強度和使用壽命要求的軸承型號所以我們選了角接觸類的軸承。在傳動的過程中產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩和彎矩，降低減速器的使用壽命。因為氈圈的管徑選取過大，所以要特別主要密封的問題?？偨Y(jié)：我們這次機

18、械設計課程設計是做帶式運輸機用的二級圓柱齒輪減速器。在兩個星期的設計過程中，讓我明白一個簡單機械設計的過程，知道一個設計所必須要準備些什么，要怎樣去安排工作，并學習機械設計的一般方法，掌握機械設計的一般規(guī)律；也通過課程設計實踐，培養(yǎng)了我綜合運用機械設計課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實際知識來分析和解決機械設計問題的能力；學會怎樣去進行機械設計計算、繪圖、查閱資料和手冊、運用標準和規(guī)范。還有就是激發(fā)了我的學習興趣，能起到一種激勵奮斗的作用，讓我更加對課堂所學內(nèi)容的更加理解和掌握。 這次機械課程設計中，我遇到了很多問題，但同學討論和老師 指導起到了很大的作用，自己在設計中所遇到的困難，讓我明白要做好一個機械設計是一件不容易的事，必須有豐富的知識面和實踐經(jīng)驗，還必須有一個好的導師。設計讓我感到學習設計的緊張，能看到同學間的奮斗努力，能讓大家很好地回顧以前所學習的理論知識，也明白只有在學習理論基礎上才能做設計，讓我以后更加注重理論的學習并回到實踐中去。還這次自己沒有很好地把握設計時間的分配，前面?zhèn)鲃臃桨冈O計和傳動件設計時間太長，而在裝裝配工作圖設計時間太緊，還有就是在裝配草圖設計中遇到一些尺寸不是很