《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)專(zhuān)業(yè)班級(jí)：機(jī)械電子工程03班學(xué)生學(xué)號(hào)：1203120301學(xué)生成績(jī)： 3 5 52.電動(dòng)機(jī)的選擇（Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)） 7 9 11 11 15 23 23 23 24 29 30 31 34 ——鑄造車(chē)間型砂輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置1.設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置4.工作條件（已知條件）2)載荷特性：連續(xù)工作、近于平穩(wěn)、單向運(yùn)轉(zhuǎn)；3)使用期限：8年，大修期3年，6)生產(chǎn)規(guī)模：成批生產(chǎn)。）；）；4)編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份（約7000字）。3)系統(tǒng)方案的總體評(píng)價(jià)：以上三種方案：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最廣。由于齒輪相對(duì)于軸承為不對(duì)稱(chēng)布置，因而沿齒寬載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。方案二中減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可大致相同。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸較長(zhǎng)、剛度差，中間軸肩潤(rùn)滑較困難。方案三中一般為高速級(jí)分流，且常用斜齒輪，低速級(jí)可用直齒或人字齒輪。齒輪相對(duì)于軸承為對(duì)稱(chēng)布置，沿齒寬載荷分布較均勻。減速器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。常用于大功率，變載荷場(chǎng)合。方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、容易制造、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)方便。由于電動(dòng)機(jī)、減速器與滾筒并列，導(dǎo)致橫向尺寸較大，機(jī)器不緊湊。但齒輪的位置不對(duì)稱(chēng)，高速級(jí)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。總的來(lái)講，該傳動(dòng)方案一滿(mǎn)足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低、傳最常用的的電動(dòng)機(jī)是Y系列籠型三相異步交流電動(dòng)機(jī)。其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、價(jià)格低，適用于不易燃、不易爆，無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的場(chǎng)合。由于啟動(dòng)性較好，也適用于某些要求較高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的機(jī)械。首先估計(jì)傳動(dòng)裝置的總體傳動(dòng)范圍：由卷筒的圓周速度V可計(jì)算卷筒的nw=60x1000/πD=60x1000/πx300工作機(jī)所需有效功率Pw7,有2個(gè)V帶傳動(dòng)效率η2=0.969,有2個(gè)6,有1個(gè)η=η12η2η32η44η5=0.972.0.96.0.992.0.994.0.96=0.825卷筒軸的輸出功率Pw=Tnw/9550=1.680kW式中：nd——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍有表2-1查得V帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍為2-4，圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍為nd’=i1i22nw=786～6718r/比12兩個(gè)方案均可行，方案2電動(dòng)機(jī)成本低，對(duì)選定的傳動(dòng)方案?jìng)鲃?dòng)比也適似的浸油深度，高速級(jí)傳動(dòng)比i2和低速級(jí)傳動(dòng)比i3可按照下列方1-1.5)i3雙級(jí)圓柱齒輪低速級(jí)傳動(dòng)比i34=i/高速軸□:P1=P0η1=2.2x0.96=2.11kW中間軸□:P2=P1η2η3=2.11x0.99x0.97=2.03kW低速軸□:P3=P2η2η3=2.03x0.99x0.96=1.93kW高速軸：T1=9550P1/n1=47.60N.m中間軸：T2=9550P2/n2=161.55N.m低速軸：T3=9550P3/n3=460.79N.m將以上計(jì)算結(jié)果整理后列于下表：功率P(Kw)效率η31.V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)此V帶傳動(dòng)h時(shí)，已知條件有——帶定功率；小帶輪轉(zhuǎn)速；大帶輪轉(zhuǎn)速。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括——選擇帶的型號(hào)；確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度、根數(shù)、中心距、基準(zhǔn)直徑以及結(jié)構(gòu)尺寸；初拉力和壓軸力?！醮_定計(jì)算功率Pca=KA×P表8-8查得，工作情況系數(shù)KA=1則Pca=KA×P=1.2*2.2=2.64kw小帶輪轉(zhuǎn)速即電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速n0=1420r/min根據(jù)Pca=KA×P=1.2*3=3.6kw和n0=1420r/min查圖8-9，選取帶型為Z型。□確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd，并驗(yàn)算帶速度根據(jù)V帶的帶型和電動(dòng)機(jī)的中心高100mm,查表8-9選取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=90mm驗(yàn)算帶速=3.14*90*1420/60000=6.69m/s大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2=i1dd1=3*90=270mm□確定中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Lddd1+dd2a0≤2(dd1+dd2)查表8-2得Ld=1600mm'實(shí)際中心距a=a0+(Ld-Ld)/2=500mm□驗(yàn)算小帶輪上的包角α1□計(jì)算帶的根數(shù)z查表8-6得Kα=0.94查表8-2得KL=1.16帶型率Pcaa/mm度Ldzdd1/mm直徑dd2A3□帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸：e=12±0.3mm,fmin=7mm,bd=8.5mm,ha=2.0mm,hfmin=7.0mm,δ=6mm小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=90mm，則da1=dd1+2ha=90+2*2.0=94mm對(duì)大帶輪：大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2=280mm，則da2=dd2+2ha=280+2*2.0=284mmD1=da2-2(ha+δ)=280-2*（2.0+6）=264mmD0=0.5(D1+d1)=168.53mmd0=0.25(D1-d1)=59.765mmd2t≥b.查表選取尺寬系數(shù)＝1c.查表得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8Mp1/2小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1=大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2＝550MPa□;高速軸：N1=60n1jLh=60×473×1×（2×8×300×8）=1.33x1091/i12=1.33x109/3.75=3.38x108低速軸：N2=60n2jLh=60×120×1×（2×8×300×83.36x108N2'’＝3.36x108/3.02=1.11x108式中j為每轉(zhuǎn)一圈同一齒面的嚙合次數(shù)。Lh為齒輪的工作壽命，單位小時(shí)g.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力％，低速軸：□計(jì)算兩級(jí)小齒輪分度圓直徑d2t≥V1=τ*d1t*n1/(60*1000)=τ*61.65*473/60000=1.53m/sV2=3.14*d2t*n2/(60*1000)=τ*77.78*120/60000=0.49m/s計(jì)算齒寬b及模數(shù)齒高h(yuǎn)b1=φdd1t=1*61.65=61.65mmb2=φdd2t=1*77.78=77.78mmh2=2.25*m2=7.0mmb1/h1=61.65/6.62=9.31b2/h2=77.78/7.0=11.1故載荷系數(shù):Kh1=Ka*Kv1*Kha*Khb1=1*1.07*1.37*1.2Kh2=Ka*Kv2*Kha*Khb2=1*1.03*1*1.424□確定計(jì)算參數(shù)KFN2=0.88□計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力=500*0.87/1.4＝310.71MPa□計(jì)算載荷系數(shù)K1=Ka*Kv1*Kfa*Kfb1=1*1.07*1*1.4K2=Ka*Kv2*Kfa*Kfb2=1*1.03*1*1.4查圖10-17取齒形系數(shù)：□計(jì)算大、小齒輪的并加以比較都是小齒輪的數(shù)值大，所以取較大者，□設(shè)計(jì)計(jì)算m1≥3√2x1.759x47600/1x212=1m2≥3√2x1.452x16155/1x252=面接觸疲勞強(qiáng)度決定的承載能力僅與直徑有關(guān)，綜合結(jié)果取高速級(jí)□幾何尺寸計(jì)算小齒輪齒數(shù)=68.186/2=34，為了保證設(shè)計(jì)齒寬和節(jié)省材料，一般將小齒輪略加b.低速級(jí)小齒輪齒數(shù)=81.7/2.5=33為了保證設(shè)計(jì)齒寬和節(jié)省材料，一般將小齒輪略加綜上，齒輪傳動(dòng)的參數(shù)如下：低速級(jí)221.選擇軸的材料及熱處理由于減速器傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無(wú)特殊要求速軸、低速軸和中間軸都選擇40Cr鋼,調(diào)質(zhì)處理。2.初估軸徑d≥A03√P1/n1=110*3√2.11/高速軸最小直徑處安裝大帶輪，中間安裝齒輪，軸上設(shè)有兩個(gè)鍵槽。取d1min=20mm0=124d≥A03√P2/n2=1243√2.03/中間軸安裝齒輪，軸上設(shè)有兩個(gè)鍵槽。取d2min=35mm0=120低速軸安裝有聯(lián)軸器和齒輪，軸上設(shè)有兩個(gè)鍵槽。取d3min=50mm.3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)□各軸段直徑的確定a.d11最小直徑，安裝大帶輪的外伸軸段，d11=d1min=25mmb.d12密封處軸段，根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，得知第二段軸的定位c.d13為滾動(dòng)軸承處軸段直徑，d13=32mm,所以選取軸承為6206，其尺d.d14為過(guò)渡軸承，由于各級(jí)齒輪傳動(dòng)的線速度均小于2m/s，滾動(dòng)軸承采用脂潤(rùn)滑，因此需要考慮擋油盤(pán)的軸向定位，取d14=35mm。g.滾動(dòng)軸承處軸段d17=32mm□各軸段長(zhǎng)度的確定b.由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系確定，選取軸承端蓋螺釘直徑d3=8mm,那么e=1.2d=9.6mm,m=31mm,螺釘數(shù)為4.由裝配關(guān)系取帶輪c.由滾動(dòng)軸承、擋油盤(pán)以及裝配關(guān)系確定L13=16+12=28mm?！蹑I的尺寸設(shè)計(jì)□齒輪與軸配合為H7/n6，軸承與軸過(guò)渡配合，軸的尺寸公差為m6.□各軸段的直徑確定：a.d31最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段。d31=50mmd×D×B=55mm×100mm×21mm。c.d32為密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)，d.d34過(guò)渡段，需要考慮擋油盤(pán)的軸向定位，取d34=65mm。g.d37為滾動(dòng)軸承與套筒軸段，d37=d33=□各軸段長(zhǎng)度的確定。31=40mm。選取TL8型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，則聯(lián)軸器的轂孔d.L34過(guò)渡段長(zhǎng)度L34=50mm?！蹑I的設(shè)計(jì)：L31段需與外部的聯(lián)軸器連接，故選用C型普通單圓頭b×h×l=14mm×9mm×80mm.b×h×l=18mm×11mm×45mm.中間軸的設(shè)計(jì)?！醺鬏S段直徑的確定。b.d22低速級(jí)小齒輪軸段，選取d.d24高速級(jí)大齒輪軸段，d24e.d25段為套筒與軸承處，d25=35mm.□各軸段長(zhǎng)度的確定?！蹑I的尺寸設(shè)計(jì)。低速級(jí)小齒輪上：b×h×L=12×8×56渡配合，軸的尺寸工差為m6.取值□1齒頂圓至箱體內(nèi)壁7□7箱底至箱底□2齒輪頂端面至箱體H□3軸承端面至箱體內(nèi)L1箱體內(nèi)壁至軸承座孔端□4旋轉(zhuǎn)零件間軸的距離e軸承端蓋凸□5齒頂圓至軸表面距離箱體內(nèi)壁軸□6大齒輪齒頂圓至箱底內(nèi)壁的箱體軸承座低，故采用油潤(rùn)滑。查表，選用全損耗系統(tǒng)用油（GB/T433-1989代齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷孛娴木嚯x≥30~60mm。由于滾動(dòng)軸承的速度較低，所以采用脂潤(rùn)滑。查表，選用鈣基潤(rùn)滑脂（GB/T491-1987代號(hào)為L(zhǎng)-XAMHA1。為避免油池中有稀油濺入軸承座，在齒輪與軸承之間放置擋油環(huán)，輸入軸與輸出軸處用氈圈密封。箱體的尺寸直接影響它的剛度。首先要確定合理的箱體壁厚δ。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：δ=4√0.1T≥8mm（T為低速軸轉(zhuǎn)矩，N.m）可取δ=8mm。為了保證接合面連接處的局部剛度與接觸剛分都有較厚的連接壁緣，箱座底面凸緣厚度設(shè)計(jì)的更厚些。在軸承座孔與箱底結(jié)合面處設(shè)置加強(qiáng)肋，減少了側(cè)壁的彎曲變形。箱蓋箱座聯(lián)接直徑d2=12mm受載不大，所以箱體可用灰鑄鐵制成。檢查孔用于檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、潤(rùn)滑情況、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙，還可用來(lái)注入潤(rùn)滑油，檢查孔要開(kāi)在