機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、機(jī)械與動(dòng)力系機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目： 專業(yè)班級(jí)：學(xué) 號(hào)： 設(shè) 計(jì) 人： 完成日期： 目 目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書2電動(dòng)機(jī)的選擇3齒輪的設(shè)計(jì)4軸的設(shè)計(jì)9滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)12鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算13聯(lián)軸器設(shè)計(jì)14潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)14設(shè)計(jì)小結(jié)15參考資料15附圖機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一設(shè)計(jì)題目某注塑成型機(jī)的傳動(dòng)如圖一示，4為兩級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，試設(shè)計(jì)該減速器的高速級(jí)齒輪傳動(dòng)，并進(jìn)行軸系的設(shè)計(jì)（包括設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)尺寸，選擇滾動(dòng)軸承3、7的型號(hào)并計(jì)算其壽命，選擇軸承的潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑油（或潤(rùn)滑脂）牌號(hào)，設(shè)計(jì)軸承端蓋和選擇密封方式）。1 2 3 4 5 6 7 8 91電動(dòng)機(jī)；2，8聯(lián)軸器；3，7滾動(dòng)軸承；4減速器；5低

2、速級(jí)齒輪傳動(dòng)；6高速級(jí)齒輪傳動(dòng)；9注塑機(jī)圖一 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖已知減速器輸入功率P=10kW，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=960r/min，齒數(shù)比u=3.2，工作壽命15年（設(shè)每天工作300天），兩班制，注塑機(jī)工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。二、設(shè)計(jì)目的1. 綜合運(yùn)用所學(xué)課程的理論知識(shí)解決工程設(shè)計(jì)中的實(shí)際問(wèn)題；掌握機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的基本方法和步驟；2. 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生熟練地應(yīng)用所學(xué)課程的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)計(jì)算手段，完成一個(gè)工程技術(shù)人員在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)方面所必須具備的全面訓(xùn)練。三設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)大致包括以下內(nèi)容： 計(jì)算高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，即各齒輪傳遞的扭矩和轉(zhuǎn)速大小等； 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括主要參

3、數(shù)的確定，幾何尺寸計(jì)算，齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度計(jì)算； 滾動(dòng)軸承、聯(lián)接件（如鍵連接）、潤(rùn)滑密封、聯(lián)軸器的選擇和校核計(jì)算； 軸承蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 繪制軸系裝配圖及零件工作圖； 編寫計(jì)算說(shuō)明書。軸系部件圖應(yīng)包含軸系各零件的結(jié)構(gòu)、裝配關(guān)系、相對(duì)位置、必要的尺寸、標(biāo)題欄等內(nèi)容。為方便學(xué)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(shè)計(jì)任務(wù)完成軸系部件圖一張，零件圖一張（齒輪、軸均可），設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份。圖二 軸系示意圖五完成時(shí)間2012年5月30日電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)條件，可選擇使用Y系例三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。 小齒輪的轉(zhuǎn)速為960r/min,所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)大于960r

4、/min,可選用同步轉(zhuǎn)速為了1000r/min的電動(dòng)機(jī)。 由表14。1查得 選用Y160-6型 額定功率為11KW，滿載轉(zhuǎn)速970r/min.選用Y160-6型一齒輪的設(shè)計(jì)目的過(guò)程分析結(jié)論1.齒輪材料的確定因?yàn)榇藗鲃?dòng)沒有特殊要求，傳動(dòng)精度不高，所以選擇一般的材料。 由教材機(jī)械設(shè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表9.9.2選?。盒↓X輪45號(hào)鋼表面淬火，齒面硬度HRC48HRC55大齒輪45號(hào)鋼正火，齒面硬度190HBS按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按齒根彎曲強(qiáng)度校核。小齒輪45號(hào)鋼表面淬火HRC48HRC55 大齒輪45號(hào)鋼正火,齒面硬度190HBS2.疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)(1)選載荷系數(shù)K(2)選齒寬系數(shù)（3）計(jì)算轉(zhuǎn)矩（4）確定許用

5、應(yīng)力(5)中心距計(jì)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(duì)稱布置，由表9.10.1，選K=1.5 對(duì)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(shè)計(jì)，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(jì)算相合3.校核齒輪彎曲強(qiáng)度 (1)擇齒形系數(shù)和齒根應(yīng)力集中系數(shù) (2)計(jì)算齒寬 b (3)確定許用彎曲應(yīng)力 （4）校核輪齒彎曲疲勞強(qiáng)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(qiáng)度可以滿足條件。4.計(jì)算齒輪圓周速度由表9.6.3查得，可選用7級(jí)精度 7級(jí)精度適合5.高速級(jí)齒輪主要參數(shù)計(jì)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(cè)齒數(shù)K(9)公法線長(zhǎng)度W 由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得公法線長(zhǎng)度的公差如下：6.齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪與軸做成一體，為齒輪軸結(jié)構(gòu)大齒輪鍛造成腹板式結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)目的過(guò)程分析結(jié)論1. (1)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑(2)聯(lián)軸器的型號(hào)號(hào)確定 初步估算軸的最小直徑，選取材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)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(huì)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(yīng)，需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。 該軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩KT,查表14.5.1，取工作情況系數(shù)得 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩的條件，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用 HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其許用轉(zhuǎn)矩為315N.m半聯(lián)軸器的孔徑為28mm，長(zhǎng)度為60mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為60mm.所以28mm 聯(lián)軸器選用HL2型軸的最小徑28mm2. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(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(biāo)準(zhǔn)，取35mm，同時(shí)初選軸承型號(hào)7007C,查軸承標(biāo)準(zhǔn)，7007 C滾動(dòng)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(guò)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(hào)一致，第軸段的直徑軸承型號(hào)7007C型(2)確定各軸的長(zhǎng)度根據(jù)減速器結(jié)構(gòu)需要，參照?qǐng)D12.3.1與機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材推薦值，分別?。ㄝS承采用脂潤(rùn)滑），=15mm. 由于半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)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(zhǎng)度L為58mm,軸段的長(zhǎng)度。軸的長(zhǎng)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(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度，取考慮到兩極齒輪減速器結(jié)構(gòu)上齒輪相對(duì)支承的對(duì)稱性，取計(jì)算兩軸承間的支承跨矩： 計(jì)算箱體外聯(lián)軸器距軸承支點(diǎn)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)，在軸段上分別加工鍵槽，兩鍵槽應(yīng)處于同一直線上，鍵槽的長(zhǎng)度比相應(yīng)的輪轂寬度小于510mm

10、(由標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)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(zhǎng)L60mm. 滾動(dòng)軸承與軸的周向定位采用過(guò)盈配合鍵的截面尺寸b=8mm, h=7mm,鍵長(zhǎng)為50mm;鍵的截面尺寸b=12mm,h=8mm.鍵長(zhǎng)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(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核（1）.畫出軸的受力簡(jiǎn)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(cè)彎矩截面右側(cè)彎矩（4）。求合成彎矩（見附圖3-d）(5).由該軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩繪制扭矩圖（見附圖3-e）(6).求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩由計(jì)算可知a-a截面為危險(xiǎn)截面，取折合系數(shù)a=0.6(7)計(jì)算危險(xiǎn)截面處的軸的直徑 該軸的材料選 用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)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(duì)軸的影響，則，由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可知，故軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足軸強(qiáng)度要求。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足軸強(qiáng)度要求三滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)目的過(guò)程分析結(jié)論1.根據(jù)已知條件軸承壽命計(jì)算72000h2.軸承軸向力的計(jì)算 已知轉(zhuǎn)速,兩軸承徑向反力：，初選兩軸承為滾動(dòng)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(jì)算公式為則 因?yàn)?所以任意取一端為壓緊端，現(xiàn)端為壓緊端 3.計(jì)算軸承的當(dāng)量載荷 查表13.3.1取故軸承的當(dāng)量載荷4.計(jì)算所需的徑向額定動(dòng)載荷 因?yàn)?故取 軸承工作時(shí)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(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)附表13.2查得7007AC的徑向額定協(xié)載荷.因?yàn)?，故選7007AC軸承適用7007AC軸承適用四鍵的設(shè)計(jì)各計(jì)算1.選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 一般7級(jí)以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應(yīng)用平鍵。 根據(jù) 查表12.4.1取鍵的截面尺寸， 取鍵標(biāo)記為鍵1：8×50 GB1096-1979 鍵1：8×50 GB10

13、96-19792.校和鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 查表12.4.2兩者都適用五聯(lián)軸器設(shè)計(jì)1.選擇聯(lián)軸器類型 因?yàn)榇嗽O(shè)備傳動(dòng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造 安裝 維修均方便，不需要潤(rùn)滑，耐久性能好。半聯(lián)軸器材料常用鑄鋼或鑄鐵。2.載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)矩：聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩查表14.5.1取工作情況系數(shù)K=1.5得按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003或設(shè)計(jì)手冊(cè)，選 用HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其許用轉(zhuǎn)矩為315N.m。半聯(lián)軸器的孔徑為28mm,長(zhǎng)度為60mm.六潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 對(duì)于兩級(jí)圓柱齒減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小

14、于，其圓周速度U12m/s,所以選用油浴潤(rùn)滑，同時(shí)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(lái)講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度為6.3。密封的表面要經(jīng)過(guò)刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大，我國(guó)的距離是150MM，并均勻布置，保證部分面處的密封性。設(shè)計(jì)小結(jié)這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)直齒圓柱輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)踐考驗(yàn)，對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)起到了很大的幫助；使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).1、機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程，它融機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工程力學(xué)、互換性與測(cè)量技術(shù)、Auto CAD、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等于一體。2、這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想;訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反系和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力;鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。3、在這次的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識(shí)與技能,結(jié)合各個(gè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行機(jī)械課程的設(shè)計(jì),一方面,逐