机械设计课程说明书.docx

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1、机械设计课程说明书仲恺农业技术学院机电工程学院机械设计课程设计说明书班级:机械081班学号:200810824114姓名:黄运才指导老师:王旭东目录机械设计课程设计1说明书1设计任务书错误!未定义书签。设计步骤3电动机的选择5传动件的设计计算7圆锥直齿轮设计7圆锥直齿轮计算9按齿根弯曲强度设计10圆柱斜齿轮设计错误!未定义书签。轴的设计16轴的材料选择与最小直径的估算16轴的结构设计17轴的校核20求轴上的载荷20按弯扭合成应力校核轴的强度22滚动轴承的选择与验算26键的强度校核28链传动的设计2联轴的选择与验算30减速器的润滑31箱体结构的设计31设计小结34参考文献35学号T(Nm)V(m

2、s)D(mm)149000.70300二.设计要求 1减速器装配图一张； 2.零件工作图若干张（传动零件、轴与箱体等，具体由教师指定）； 3.设计计算说明书一份 4.机械设计课程设计结束时进行课程设计总结与答辩。设计步骤1 .传动装置总体设计方案2 .电动机的选择3 .确定传动装置的总传动比与分配传动比4 .计算传动装置的运动与动力参数5 .齿轮的设计6 .滚动轴承与传动轴的设计7 .键联接设计8 .箱体结构设计9 .润滑密封设计10 .联轴器设计传动装置总体设计方案：1构成：传动装置由电机、减速器、工作机构成。2 .特点：齿轮相关于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。

3、3 .确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。其传动方案如下：原始数据：输送带的扭矩T=9OONm;输送带的线速度V=0.70ms;驱动滚筒直径D=300mm;工作机传动效率取为0.96。工作条件：运输带速度允差土5%,运输机效率%=0.96;工作情况：两班制，连续单向运转，轻微冲击；工作年限：8年；工作环境：室内，灰尘较多；动力来源：电力，三相交流，电压38OV,检修间隔期：三年一次大珏，两年一次中修，半年一次小修；制造条件及生产批量：通常机械厂制造，小批量生产。传动方案：如图a-1所示。初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择二级圆锥一圆柱齿轮减速器

4、与链轮传动。传动装置的总效率乙%=月约21372%=099*0.98?*0.992*0.97*0.98*0.96*0.96*0.96=0.7837根据机械设计手册可查得各部件的效率如下：%为联轴器效率，取0.99；%为滚子轴承效率，取0.98；生为球轴承效率，取099;%为圆锥齿轮效率，取097;%为圆柱齿轮效率，取0.98；%为链传动效率，取096;人为滚筒效率，取0.96；Z为运输机效率，取0.96。（齿轮为7级精度，油脂润滑。滚珠链传动为闭式传动）电动机的选择电动机所需工作功率为：=Pr=900x44-79=5.36kW,执行机构95500.7837的曲柄转速为n=I(X)OX60v=4

5、4.59rmin,D经查表按推荐的传动比合理范围，链传动的传动比i；=23.5,二级圆柱斜齿轮减速器传动比二=615,则总传动比合理范围为i=1252.5,电动机转速的可选范围为nd=iaXn=(1252.5)63.69=764.28-3343.73rmin0方案电动机型号额定功率/KW同步转速/(r*min,)满载转速/(r*min1)总转动比i1Y132M2-65.5IOOO96039.6632Y132S-45.51500144059.4943Y112M-44.01500144047.11综合考虑电动机与传动装置的尺寸、重量、价格与带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132M2-6的三相异

6、步电动机，额定功率为5.5KW额定电流12A,满载转速%,=960rmin,同步转速IOOOr/min。实际传动比为i=960/63.69=15分配传动比根据传动比分配原则：圆锥-圆柱齿轮减速器，为了便于大齿轮加工，高速级锥齿轮传动比i=0.25i,且使43根据课程设计指导书P17图12可查得齿轮传动中，高速级传动比为Z1=3,低速级为3=5,链传动G推荐为24,取g=4传动装置的运动与动力参数计算各轴转速的计算h1=nm-960rminnw1=nm=960rminn=n1t1!z1=960/3r/min=320rmin八/=w112=320/5r/min=64rminnv=%/i3-644r

7、min=24r/min(2) 各轴输入功率OPd=5.36kWP1=P=5.36kWPH=P112=5.360.990.98KW=5.20kWPIn=Pff3=5.200.97=5.04kWPfV=Pfffi3=5.040.980.98=4.84kWPv=PfV2,=4.840.980.96=4.55kW(3) 各轴输入转矩T1=TjXz0Xt71Nm电动机轴的输出转矩7,产95502=95505.36960Nm=53.32Nmnm因此：T1=z=53.32NmT11=T112=53.320.980.99=51.73NmT111=TuZ1773=51.7330.98=152.09NmTIV=T

8、1nXz232=152.090.98X0.975=722.88NmTv=ziix24=722.8840.98X0.96=2720.34Nm项目轴1轴2轴3轴4轴5转速(rmin)9609603206424功率(kw)5.365.205.044.844.55转矩(N*m)53.3251.73152.09722.882720.34传动比113.05.04效率10.9760.970.9580.950传动件的设计计算圆锥直齿轮设计已知输入功率P2=5.36KW,小齿轮转速960rmin,齿数比u=3.,由电动机驱动，工作寿命8年（设每年工作300天），二班制，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速

9、器小批量生产。选定齿轮精度等级、材料及齿数1）圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度（GB1（X）95-88）2）材料选择由机械设计（第八版）表10-1选择小齿轮材料为4G（调质），硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢（调质），硬度为250HBS。3）选小齿轮齿数=25,大齿轮齿数z2=3*25=751按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即（1）确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数Ki=1.32）计算小齿轮的转矩T1=95.5105n1=95.51055.25/960=5.22104N.m选齿宽系数以二0334）由机械设计（第八版）图10-21d按齿面硬度查得小齿轮

10、的接触疲劳强度极限H1im1=620MPa,大齿轮的接触疲劳强度极限。山加2=580MPa_5）由机械设计（第八版）表106查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa6）计算应力循环次数由计算应力值环数N1=60n2j1A=609601（283008）=2.21109h7N2=2.211093=0,74109h#（3为齿数比，即3二二）Z7）由机械设计（第八版）图10-19取接触疲劳寿命系数KHNI=O92Khn2=O.968）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%,安全系数S=I,应用go?公式IoT2得：kf11=ZE=0.92X620=570.4MPa1w2=N2Hiim2=096X58

11、0=556.8MPa圆锥直齿轮计算D试算小齿轮分度圆直径代入b”中较小的值/189.8、21.3522(X)=2.923(V570.40.33(1-0.50.33)232）计算圆周速度V7dtnx乃X64.71x960,V=m1s601000601000=3.25m/s3）计算载荷系数根据v=3.25ms,7级精度，由机械设计（第八版）图10-8查得动载系数KV=I.13直齿轮由表10-3查得锥齿轮齿间载荷分配系数，KHa=KFa由机械设计（第八版）表10-2查得使用系数K=1.25根据大齿轮两端支撑，小齿轮作悬臂布置，查机械设计（第八版）表得轴承系数Kbe=1.25,则K=Kfp=1.5Kb

12、e=1.51.25=1.875接触强度载荷系数K=K八KyK砂=1.25x1.13x1.2x1.875=3.1784)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得5)计算模数m3或=些.=3.64.z125取标准值m=4mm按齿根弯曲强度设计1.按齿根弯曲强度设计由3式(10-24)得弯曲强度的设计公式为加j45(%)(PRZ2-r)2w2+1r1.确定齿轮弯曲疲劳强度由3图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限ra=500MPt/;大齿轮的弯曲强度极限aFE2=450MPa；rf1=500MPa二450Mz2.弯曲疲劳寿命系数由3图IO-18取弯曲疲劳寿命系数KFN=0.82,KFN2=88

13、KFNI=。82K和2=().883.计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=I.3,由3式(10-12)得KfnOfei=_2x500MPaF,S1.3=315.385MPafFN2FE2。88450W_jyjpaF2S1.3=304.615MPap=315.385MPaf2=3O4.615MP4.计算载荷系数KK二K八KyK明=1.25x1.13x1.2x1.875=3.178K=3.1785.查取齿形系数由网表10-5查得Yra1=2.62；YFa2=2.221=2.62%2=2.196.查取应力校正系数由表10-5查得Ksa1=1.59；Ysa2=1.771=I59%2=17857.计算大小齿轮的学冬并加%1h1=2.621.59_,A=0.0132%212=OOI29大1F2齿轮的数值大r1315.385Fa1XSa1=2.22x1.77=0029以比较1cf2304.615大齿轮的数值大8.设计计算1) .确定模数2) .计算齿数J4x3.78x522x10nnnom3.X0.01Shnm1)V0.33x(1-033)225232+1=3.105制对比计算结果，由齿面接触强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳