金峰機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)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(xué)泰州科技學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書姓名:金峰學(xué)號(hào)：0801010312學(xué)院（系）:機(jī)械工程學(xué)院專業(yè):機(jī)械工程及自動(dòng)化題目:卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置指導(dǎo)者：評(píng)閱者：2011年6月機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)成績(jī)綜合評(píng)定表機(jī)械設(shè)計(jì)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(wú)零件定位及結(jié)構(gòu)干涉錯(cuò)誤★□無(wú)□較少□有一定數(shù)量錯(cuò)誤□很多3減速器裝配圖中其它結(jié)構(gòu)不合理錯(cuò)誤★□基本無(wú)□少□多4不符合制圖規(guī)范的制圖錯(cuò)誤□基本無(wú)□少□多5尺寸標(biāo)注、零件明細(xì)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(cuò)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(jī)械設(shè)計(jì)零件圖7軸零件圖結(jié)構(gòu)標(biāo)注的規(guī)范性、完整性★□較規(guī)范和完整□標(biāo)注有少量錯(cuò)漏□標(biāo)注不齊全，有錯(cuò)誤8齒輪零件圖標(biāo)注的規(guī)范性、完整性★□較規(guī)范和完整□標(biāo)注有少量錯(cuò)漏□標(biāo)注不齊全，有錯(cuò)誤9零件圖的圖紙質(zhì)量□好□中□差機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書10設(shè)計(jì)計(jì)算格式書寫規(guī)范性、完整性□好□中□差設(shè)計(jì)工作態(tài)度11不曠課、不遲到、不早退、積極學(xué)習(xí)、態(tài)度端正□好□中□差設(shè)計(jì)工作能力12獨(dú)立工作能力強(qiáng)弱，設(shè)計(jì)進(jìn)度快慢等□好□中□差綜合評(píng)定成績(jī)□優(yōu)□良□中□及格□不及格評(píng)閱老師簽字評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)：帶★的項(xiàng)目必須達(dá)到優(yōu)、好、合理等，其余評(píng)分項(xiàng)為良的不超過(guò)3項(xiàng)且沒(méi)有中及以下的評(píng)分項(xiàng)；良：不夠優(yōu)的標(biāo)準(zhǔn)，各評(píng)分項(xiàng)平均達(dá)到良好以上（帶★的項(xiàng)目必須為良），且沒(méi)有及格及以下的評(píng)分項(xiàng)；中：帶★的評(píng)分項(xiàng)必須達(dá)到中及以上，其余各項(xiàng)平均評(píng)分為中，且沒(méi)有不及格的項(xiàng)；及格：帶★的項(xiàng)目必須及格及以上，其余各項(xiàng)平均應(yīng)為及格，且為差，不及格的項(xiàng)目應(yīng)不多于3項(xiàng)；不及格：達(dá)不到及格的標(biāo)準(zhǔn)。

運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)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(fù)荷持續(xù)率JC%40目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1引言 12傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 12.1傳動(dòng)方案 12.2選擇電機(jī) 22.3傳動(dòng)比分配 22.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 33傳動(dòng)零件設(shè)計(jì) 43.1高速級(jí) 43.2低速級(jí) 84中間軸的設(shè)計(jì) 124.1中間軸的設(shè)計(jì)參數(shù)及材料 124.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 124.3計(jì)算力的大小 134.4軸的彎矩和扭矩 144.5校核軸的強(qiáng)度 155滾動(dòng)軸承的選擇 155.1選擇滾動(dòng)軸承類型 155.2計(jì)算當(dāng)量動(dòng)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(rùn)滑和密封 167.1潤(rùn)滑 167.2密封 168設(shè)計(jì)小結(jié) 17參考文獻(xiàn) 18機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1引言機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械系學(xué)生的第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，其目的是：１）培養(yǎng)我們綜合實(shí)際問(wèn)題的能力，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)步驟和進(jìn)行方式。2）進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)基本技能訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和數(shù)據(jù)處理等，為后繼課程學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、今后工作奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。2傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)2.1傳動(dòng)方案展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器，如圖1所示。圖1減速器傳動(dòng)方案第1頁(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果2.2選擇電機(jī)2.2.1類型Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。2.2.2型號(hào)1、確定電動(dòng)機(jī)容量工作機(jī)所需輸入功率：傳動(dòng)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(dòng)軸承(每對(duì))效率，查表得，，電動(dòng)機(jī)所需的功率2、選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒工作轉(zhuǎn)速nw＝=68.2r/min由表2-3推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)范圍=8~40則傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比范圍為（8~40）。電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y-132S-6。2.3傳動(dòng)裝置總體傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配總傳動(dòng)比：型號(hào)：Y112M-4第2頁(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果取則，2.4確定傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)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(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果軸號(hào)功率kw扭矩N.m轉(zhuǎn)速r/min傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)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(dòng)零件設(shè)計(jì)選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。3.1高速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、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(xiàng)毛坯，大齒輪采用45號(hào)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(jí)，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動(dòng)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(qiáng)度設(shè)計(jì)，由式（7-9）（1）確定公式內(nèi)各計(jì)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(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果6）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù),8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)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(jì)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(jì)算齒寬bmm4）計(jì)算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)mm齒高mm5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)V=1.8194m/s，7級(jí)精度。由圖10-8查得的動(dòng)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(jí)精度，小齒輪相對(duì)布置時(shí)Kv=1.07K=1.5第4頁(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書第5頁(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果由，得：故載荷系數(shù)6）按實(shí)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(jì)算模數(shù)mmm3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為（1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限Mpa，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限Mpa2）由圖10-18取彎曲疲勞系數(shù),3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由式（10-12）得MpaMpa計(jì)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(yīng)力校正系數(shù)查表10-5查得=1.56=1.785第6頁(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果計(jì)算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大設(shè)計(jì)計(jì)算mm取m=1.5mm按接觸疲勞強(qiáng)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(jì)算中心距mm分度圓直徑計(jì)算齒輪寬度圓整后取mm,mmm=1.5第7頁(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果3.2低速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、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(xiàng)毛坯，大齒輪采用45號(hào)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(jí)，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為點(diǎn)蝕，考慮傳動(dòng)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(qiáng)度設(shè)計(jì)，由式（7-9）（1）確定公式內(nèi)各計(jì)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(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù),8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)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(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果Mpa（2）計(jì)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(jì)算齒寬bmm4）計(jì)算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)mm齒高mm5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=0.62m/s，7級(jí)精度。由圖10-8查得的動(dòng)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(jí)精度，小齒輪相對(duì)布置時(shí)，由，故載荷系數(shù)6）按實(shí)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(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果7）計(jì)算模數(shù)mmm3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為（1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限Mpa，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限Mpa2）由圖10-18取彎曲疲勞系數(shù),3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4由式（10-12）得MpaMpa4）計(jì)算載荷系數(shù)K5）查取齒形系數(shù)由表10-5查得6）查取應(yīng)力校正系數(shù)查表10-5查得7）計(jì)算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大第10頁(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算mm取按接觸疲勞強(qiáng)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(jì)算（1）分度圓直徑mmmm（2）中心距mm（3）計(jì)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(jí)大19629712044小442249低速級(jí)大20737313869小692374第11頁(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果4中間軸設(shè)計(jì)4.1中間軸的設(shè)計(jì)參數(shù)及材料 由于減速器傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無(wú)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(jì)（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(jì)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(zhǎng)度的確定 軸段1的長(zhǎng)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(zhǎng)度=6mm，4段：=41.5mm。和軸段1相差2mm取=43mm。第12頁(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果（3）軸上零件的周向固定為了保證良好的對(duì)中性，齒輪與軸選用過(guò)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(cè)的推薦，取軸肩圓角半徑為1.5mm根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6403.4-1986，軸的左右端倒角均為。4.3計(jì)算力的大小畫軸的受力簡(jiǎn)圖如下：(1)計(jì)算支座反力。高速級(jí)大齒輪低速級(jí)小齒輪第13頁(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)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(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果4.5校核軸的強(qiáng)度1.判斷危險(xiǎn)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(xiǎn)截面。先將計(jì)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(qiáng)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(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，曲α=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)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(dòng)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(hào)及尺寸列表如下：軸號(hào)軸承型號(hào)d×D×BⅠ軸600525×47×12Ⅱ軸600525×47×12Ⅲ軸600730×55×13第15頁(yè)共18頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書計(jì)算內(nèi)容計(jì)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(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查表14-1.考慮到轉(zhuǎn)矩很小，取。則：按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊(cè)，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(zhǎng)度L=82mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)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(zhǎng)高速級(jí)小齒輪8736高速級(jí)大齒輪8732低速級(jí)小齒輪8770低速級(jí)大齒輪10x8637潤(rùn)滑與密封7.1潤(rùn)滑由上述計(jì)