金峰機械設(shè)計課程設(shè)計說明書

文檔可自由編輯打印文檔可自由編輯打印文檔可自由編輯打印南京理工大學泰州科技學院機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書姓名:金峰學號：0801010312學院（系）:機械工程學院專業(yè):機械工程及自動化題目:卷揚機傳動裝置指導者：評閱者：2011年6月機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計成績綜合評定表機械設(shè)計裝配圖1減速器裝配圖總體結(jié)構(gòu)合理性★□合理□一般□不合理2減速器裝配圖有無零件定位及結(jié)構(gòu)干涉錯誤★□無□較少□有一定數(shù)量錯誤□很多3減速器裝配圖中其它結(jié)構(gòu)不合理錯誤★□基本無□少□多4不符合制圖規(guī)范的制圖錯誤□基本無□少□多5尺寸標注、零件明細表和技術(shù)要求是否齊全、規(guī)范□齊全、基本規(guī)范□齊全但存在錯誤□不齊全6裝配圖繪制的圖面質(zhì)量★□優(yōu)□良□中□及格□不及格機械設(shè)計零件圖7軸零件圖結(jié)構(gòu)標注的規(guī)范性、完整性★□較規(guī)范和完整□標注有少量錯漏□標注不齊全，有錯誤8齒輪零件圖標注的規(guī)范性、完整性★□較規(guī)范和完整□標注有少量錯漏□標注不齊全，有錯誤9零件圖的圖紙質(zhì)量□好□中□差機械設(shè)計計算說明書10設(shè)計計算格式書寫規(guī)范性、完整性□好□中□差設(shè)計工作態(tài)度11不曠課、不遲到、不早退、積極學習、態(tài)度端正□好□中□差設(shè)計工作能力12獨立工作能力強弱，設(shè)計進度快慢等□好□中□差綜合評定成績□優(yōu)□良□中□及格□不及格評閱老師簽字評分標準：優(yōu)：帶★的項目必須達到優(yōu)、好、合理等，其余評分項為良的不超過3項且沒有中及以下的評分項；良：不夠優(yōu)的標準，各評分項平均達到良好以上（帶★的項目必須為良），且沒有及格及以下的評分項；中：帶★的評分項必須達到中及以上，其余各項平均評分為中，且沒有不及格的項；及格：帶★的項目必須及格及以上，其余各項平均應為及格，且為差，不及格的項目應不多于3項；不及格：達不到及格的標準。

運動簡圖：工作條件：壽命十年，單班制有中等程度沖擊在室外工作原始數(shù)據(jù)：繩索牽引力F(N)2400牽引速度v(m/s)0.8卷筒直徑D(mm)250負荷持續(xù)率JC%40目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1引言 12傳動裝置設(shè)計 12.1傳動方案 12.2選擇電機 22.3傳動比分配 22.4傳動裝置的運動和動力參數(shù) 33傳動零件設(shè)計 43.1高速級 43.2低速級 84中間軸的設(shè)計 124.1中間軸的設(shè)計參數(shù)及材料 124.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 124.3計算力的大小 134.4軸的彎矩和扭矩 144.5校核軸的強度 155滾動軸承的選擇 155.1選擇滾動軸承類型 155.2計算當量動載荷 155.3軸承壽命 156聯(lián)軸器、鍵連接的選擇 166.1聯(lián)軸器的選擇 166.2鍵連接的選擇 167潤滑和密封 167.1潤滑 167.2密封 168設(shè)計小結(jié) 17參考文獻 18機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果1引言機械設(shè)計課程設(shè)計是機械系學生的第一次較全面的機械設(shè)計訓練，其目的是：１）培養(yǎng)我們綜合實際問題的能力，掌握通用機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設(shè)計步驟和進行方式。2）進行機械設(shè)計設(shè)計基本技能訓練，如計算、繪圖、熟悉和運用設(shè)計資料（手冊、圖冊、標準和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行經(jīng)驗估算和數(shù)據(jù)處理等，為后繼課程學習、畢業(yè)設(shè)計、今后工作奠定扎實的基礎(chǔ)。2傳動裝置設(shè)計2.1傳動方案展開式二級圓柱齒輪減速器，如圖1所示。圖1減速器傳動方案第1頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果2.2選擇電機2.2.1類型Y系列三相異步電動機。2.2.2型號1、確定電動機容量工作機所需輸入功率：傳動裝置的總效率分別為齒輪聯(lián)軸器效率、圓柱齒輪效率、滾動軸承(每對)效率，查表得，，電動機所需的功率2、選擇電動機轉(zhuǎn)速卷筒工作轉(zhuǎn)速nw＝=68.2r/min由表2-3推薦的傳動比合理范圍，取二級圓柱齒輪減速器傳動范圍=8~40則傳動裝置總傳動比范圍為（8~40）。電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為：=（489.12~2445.6）r/min.符合這一轉(zhuǎn)速范圍的有900、1000、1500、3000r/min四種，綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格，選定電動機型號為Y-132S-6。2.3傳動裝置總體傳動比的確定及各級傳動比的分配總傳動比：型號：Y112M-4第2頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果取則，2.4確定傳動裝置的運動和動力參數(shù)各軸輸入功率Ⅰ軸kwⅡ軸kwⅢ軸Ⅳ軸各軸轉(zhuǎn)速Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸各軸輸入轉(zhuǎn)矩Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸Ⅳ軸第3頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果軸號功率kw扭矩N.m轉(zhuǎn)速r/min傳動比電動機軸2.4524.39601Ⅰ軸2.4324.29601Ⅱ軸2.37105.7216.24.44Ⅲ軸2.31327.368.23.17Ⅳ軸2.3032268.213傳動零件設(shè)計選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)。3.1高速級減速齒輪設(shè)計1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表10-1選取，鍛選項毛坯，大齒輪采用45號鋼，正火處理，小齒輪采用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，均用軟齒面。齒輪精度用7級，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為點蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取Z1=21則取2、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，由式（7-9）（1）確定公式內(nèi)各計算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)Kt=1.32）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=23.1438N.m3）由表10-7選取齒寬系數(shù)4）由表10-6查得材料彈性影響系數(shù)5）由表10-21d接齒輪硬度查得小齒輪接觸疲勞極限бHILim1=600Mpa大齒輪接觸疲勞極限бHILim2=550MpaZ1=21Kt=1.3=24.2N.m計算內(nèi)容計算結(jié)果6）由式10-13計算應力循環(huán)次數(shù)7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù),8）計算接觸疲勞許用應力，取失效概念為1%，安全系數(shù)S=1，由系數(shù)（10-12）得MpaMpa（2）計算1）試算小齒輪分度圓直徑,代人中較小的值mm圓周速度vm/s計算齒寬bmm4）計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)mm齒高mm5）計算載荷系數(shù)根據(jù)V=1.8194m/s，7級精度。由圖10-8查得的動載系數(shù)Kv=1.07。直齒輪由表10-2查得使用系數(shù)K=1.5由表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對布置時Kv=1.07K=1.5第4頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書第5頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果由，得：故載荷系數(shù)6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑由式（10-10a）得mm7）計算模數(shù)mmm3、按齒根彎曲強度設(shè)計由式（10-5）得彎曲強度的設(shè)計公式為（1）確定公式內(nèi)各計算數(shù)值1）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限Mpa，大齒輪的彎曲強度極限Mpa2）由圖10-18取彎曲疲勞系數(shù),3）計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由式（10-12）得MpaMpa計算載荷系數(shù)K5）查取齒形系數(shù)由表10-5查得=2.196)查取應力校正系數(shù)查表10-5查得=1.56=1.785第6頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果計算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大設(shè)計計算mm取m=1.5mm按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑mm算出小齒輪齒數(shù)取大齒輪齒數(shù)幾何尺寸計算中心距mm分度圓直徑計算齒輪寬度圓整后取mm,mmm=1.5第7頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果3.2低速級減速齒輪設(shè)計1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇，因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表10-1選取，鍛選項毛坯，大齒輪采用45號鋼，正火處理，小齒輪采用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，均用軟齒面。齒輪精度用7級，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為點蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取Z1=21則取2、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，由式（7-9）（1）確定公式內(nèi)各計算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)Kt=1.32）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=103.987Nm3）由表10-7選取齒寬系數(shù)4）由表10-6查得材料彈性影響系數(shù)5）由表10-21d接齒輪硬度查得小齒輪接觸疲勞極限бHILim1=600Mpa大齒輪接觸疲勞極限бHILim2=550Mpa6）由式10-13計算應力循環(huán)次數(shù)7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù),8）計算接觸疲勞許用應力，取失效概念為1%，安全系數(shù)S=1，由系數(shù)（10-12）得Mpa第8頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果Mpa（2）計算1）試算小齒輪分度圓直徑,代人中較小的值mm圓周速度vm/s計算齒寬bmm4）計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)mm齒高mm5）計算載荷系數(shù)根據(jù)v=0.62m/s，7級精度。由圖10-8查得的動載系數(shù)Kv=1.05。直齒輪由表10-2查得使用系數(shù)K=1.5由表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對布置時，由，故載荷系數(shù)6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑由式（10-10a）得mm第9頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果7）計算模數(shù)mmm3、按齒根彎曲強度設(shè)計由式（10-5）得彎曲強度的設(shè)計公式為（1）確定公式內(nèi)各計算數(shù)值1）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限Mpa，大齒輪的彎曲強度極限Mpa2）由圖10-18取彎曲疲勞系數(shù),3）計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由式（10-12）得MpaMpa4）計算載荷系數(shù)K5）查取齒形系數(shù)由表10-5查得6）查取應力校正系數(shù)查表10-5查得7）計算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大第10頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果設(shè)計計算mm取按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑mm算出小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)幾何尺寸計算（1）分度圓直徑mmmm（2）中心距mm（3）計算齒輪寬度圓整后取mm,mm表1齒輪參數(shù)參數(shù)B高速級大19629712044小442249低速級大20737313869小692374第11頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果4中間軸設(shè)計4.1中間軸的設(shè)計參數(shù)及材料 由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理.1.初估軸徑按扭矩初估軸的直徑,查表12-2,得A=106至117,取A=112，則:mm2.初選軸承軸選軸承為6005根據(jù)軸承確定各軸安裝軸承的直徑為:D=25mm4.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）各軸直徑的確定初估軸徑后,句可按軸上零件的安裝順序,從左端開始確定直徑.該軸軸段1安裝軸承6005,故該段直徑為25mm。2段裝齒輪，為了便于安裝，取2段為29mm。齒輪右端用軸肩固定，計算得軸肩的高度為3mm，取3段為35mm。4段軸與2段一樣裝齒輪為29mm。5段裝軸承直徑和1段一樣為25mm。（2）各軸段長度的確定 軸段1的長度為軸承6005的寬度和軸承到箱體內(nèi)壁的距離加上箱體內(nèi)壁到齒輪端面的距離加上2mm，=41mm。2段為=75mm。3段的長度=6mm，4段：=41.5mm。和軸段1相差2mm取=43mm。第12頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果（3）軸上零件的周向固定為了保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合H7/n6。與軸承內(nèi)圈配合軸勁選用k6，齒輪與大帶輪均采用A型普通平鍵聯(lián)接，分別為鍵87GB1096-1979。（4）軸上倒角與圓角為保證6005軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為1.5mm根據(jù)標準GB6403.4-1986，軸的左右端倒角均為。4.3計算力的大小畫軸的受力簡圖如下：(1)計算支座反力。高速級大齒輪低速級小齒輪第13頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果在水平面上在垂直面上4.4軸的彎矩和扭矩軸的扭矩與彎矩圖如下7478574785第14頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果4.5校核軸的強度1.判斷危險截面從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面A為危險截面。先將計算出的截面C處的值列于下表：載荷水平面H垂直面V支反力FF=1907.57NF=75.43NF=694.26NF=27.44N彎矩MM=78687.3NmmM=28638.2Nmm總彎矩M=Nmm扭矩TT3=105700Nmm2.軸的彎扭合成強度校核根據(jù)式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，曲α=0.6，軸的計算應力前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得。因此，故安全。5滾動軸承的選擇由于輪齒為直齒，承受徑向載荷，選用深溝球軸承。三軸所用軸承型號及尺寸列表如下：軸號軸承型號d×D×BⅠ軸600525×47×12Ⅱ軸600525×47×12Ⅲ軸600730×55×13第15頁共18頁機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書計算內(nèi)容計算結(jié)果6聯(lián)軸器、鍵連接的選擇6.1聯(lián)軸器的選擇輸出軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩,查表14-1.考慮到轉(zhuǎn)矩很小，取。則：按照計算轉(zhuǎn)矩應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊，選用LX3彈性柱銷型聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250Nm。半聯(lián)軸器的孔徑d=30mm。半聯(lián)軸器長度L=82mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。同理，輸入軸的聯(lián)軸器選用LX1彈性柱銷型聯(lián)軸器,孔徑d=18mm。6.2鍵連接的選擇齒輪鍵寬鍵高鍵長高速級小齒輪8736高速級大齒輪8732低速級小齒輪8770低速級大齒輪10x8637潤滑與密封7.1潤滑由上述計