機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計報告書

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！機械設(shè)計課程設(shè)計說明書專業(yè)姓名學(xué)號1一、緒論…3…4二、電動機的選擇三、傳動裝置總傳動比計算及傳動比初步分配…5四、初步計算傳動裝置運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)五、齒輪傳動設(shè)計…6…6………………12………………21………………24………………25………………26………………27六、軸的設(shè)計七、滾動軸承的選擇八、鍵的選擇與強度校核九、聯(lián)軸器的選擇十、減速器的潤滑十一、減速器箱體尺寸計算2一、緒論單級圓柱齒輪減速器，輪齒可做成直齒、斜齒和人字齒。直齒用于用滑動軸承。已知條件：1、運輸帶工作拉力F=2400v=1.2m/s(允許速度誤差±5％)2、滾筒直徑D=300mm3、滾筒效率η=0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）4、工作情況兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)5、使用折舊期8年6、工作環(huán)境7、動力來源室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度35℃電力，三相交流電，電壓380/220V8、檢驗間隔期39、制造條件及生產(chǎn)批量一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)二、電動機的選擇1、確定傳動裝置所需的功率PP=FV/1000=2.88KW確定傳動裝置的效率w由表11-7查得：普通V帶的傳動效率一對滾動軸承的效率閉式圓柱齒輪的傳動效率彈性聯(lián)軸器的效率滾筒效率=0.9612=0.97（8級）3=0.994=0.965故傳動裝置的總效率220.867w13452、選擇電動機電動機所需最小名義功率電動機所需額定功率P1.3P=4.3PP/n=3.320根據(jù)附表12-1選擇Y132M2-6電動機，則=5.5kw,n=960r/min,pee所選電動機主要參數(shù)列于表10-14表10-1電動機主要參數(shù)符號參數(shù)值5.5kwe伸出端安裝長度安裝基礎(chǔ)地腳螺栓距離216mm178mm三、傳動裝置總傳動比計算及傳動比初步分配1、總傳動比德計算60v6010001.2滾筒的轉(zhuǎn)速r/minnw76.4D300n總傳動比einw2、傳動比初步分配V帶的傳動比i≦5,單級圓柱直齒輪i≦5，一般情況V帶傳動比小于齒輪傳動比，且總傳動比等于V帶傳動比乘以齒輪傳動比。普通V帶傳動比齒輪傳動比i=3.41i=4.529603.44.5n滾筒的實際轉(zhuǎn)速r/minn62.745eii12w5傳送帶線速度vmsw滾筒的線速度誤差vv10.985v100%100%1.5%5%0v0.9符合要求四、初步計算傳動裝置運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)1、電動機輸出參數(shù)=5.5kwpe=960r/minnepTeNnmNnmnee2、高速軸Ⅰ的參數(shù)PP5.51e1niner/174.5r/11p5.28T95509550Nnm288.96Nnm1n174.5113、低速軸Ⅱ的參數(shù)pp5.280.990.97kw5.07kw2123ninr/38.78r/122p5.07T95509550Nnm1248.5Nnm2n38.782264、滾筒軸的參數(shù)pp4.82kw2234wnnw38.78r/min2pTwNnm1186.98Nnmnww各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩列于表10-2表10-2各軸運動學(xué)參數(shù)和動力學(xué)參數(shù)軸名稱電動機軸高速軸Ⅰ低速軸Ⅱ滾筒軸轉(zhuǎn)矩T/（）Nm960174.538.7838.785.285.074.82288.961248.5186.98五、齒輪傳動設(shè)計1、齒輪的設(shè)計（1）選擇齒輪材料及熱處理小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為299-286HBS大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為197-255HBS（2）確定齒輪材料的許用接觸應(yīng)力7①試驗齒輪接觸疲勞極限應(yīng)力由圖18-4可知MPaMPaHH②齒輪疲勞強度最小安全系數(shù)由表19-5可得S1.0H⑷按齒面接觸強度設(shè)計齒輪傳動①作用在軸上的扭矩T288960Nnmm1②載荷系數(shù)K由表18-18可得K=1.1③齒寬系數(shù)1d④齒輪材料彈性系數(shù)Z由表18-19可知Z189.8MPaEE⑤節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH因為是斜齒圓柱齒輪傳動，所以Z2.5H⑥初選齒數(shù)和齒數(shù)比22z1zizz取752112zz2753.4齒數(shù)比u221⑦選齒輪分度圓柱螺旋角β9⑧接觸疲勞強度重合度系數(shù)0查圖18-11得接觸疲勞強度重合度系數(shù)Z0.752⑨接觸疲勞強度螺旋角系數(shù)查圖18-13得齒面接觸疲勞強度分度圓螺旋角系數(shù)0.99Z按齒面接觸疲勞強度設(shè)計82ZZZZTu1d13u1Hd221.1289603.411313.41=69.25mm⑩確定傳動的主要參數(shù)確定模數(shù)np5.28;T174.5r/min;288.96Nnm1119dcosz69.25cos0mmmm3.11,取=4mm122nn1mzz4①a2275mm196.4mm2cos9n2cos120mzn422②其他主要尺寸dmmmm1cos9cos10bdmmd1bbb55mm21b560mm①試驗齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力MPa由圖18-7得②齒根彎曲疲勞強度最小安全系數(shù)由表19-15可得③齒根彎曲疲勞強度壽命系數(shù)MPaFF1.25SFmin由圖18-8可得YY1NN12④彎曲疲勞強度尺寸系數(shù)9由圖18-9可得Y1X⑤許用彎曲疲勞應(yīng)力480YYN1MPa384MPa1MPa360MPaFFS1.25XF11450YYNFFS1.25XF22⑥齒形系數(shù)查表18-20（用插入法）YY2.20F1F2⑦應(yīng)力修正系數(shù)查表18-21（用插入法）YY1.83S1S2⑧齒根彎曲疲勞強度重合度系數(shù)查圖18-12可得⑨齒根彎曲疲勞強度螺旋角系數(shù)查圖18-14可得0.66Y0.945Y⑩校核齒根彎曲疲勞強度2KTYYYY21.12.651.620.660.9455550.4131F1dmS1MPabF11n91.98MPaF1YYF22.201.8391.9886.26S2S1YY2.651.62F2F1F2F1表10-3齒輪參數(shù)及幾何尺寸10參數(shù)或幾何尺寸法面模數(shù)符號小齒輪3大齒輪3mn法面壓力角法面齒頂高系數(shù)法面頂隙系數(shù)分度圓柱螺旋角齒數(shù)ac*nh齒頂高22ah齒根高fdadfba傳動中心距196.4dn169.25288.96齒輪圓周速度應(yīng)選8級。vm/s1.04m/s160100060100011六、軸的設(shè)計1、軸Ⅰ的設(shè)計pn5.28;T288.96Nnm174.5r/min;111由表13-10選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為217-255HBS，彎曲應(yīng)力601由表5-1可得A=107-118由于軸Ⅰ受到的彎曲較大而受到的扭矩較小，故取A=115。pdA31153n由于其截面上開有一個鍵槽，故將軸徑增大5％。d10.05d1.05mmmm由于A型普通V帶帶輪軸孔直徑為30mm,故取dmm121.軸的結(jié)構(gòu)分析由于齒輪1的尺寸較小,故高速軸設(shè)計成齒輪軸.所以.軸承普通平鍵，A型，bxh=10mmx8mm,(GB/T1096-2003),槽深t=5mm,長L=50mm,定位軸肩直徑為計砂輪越程槽mmmm。2.預(yù)選滾動軸承并確定各軸段的直徑。軸主要是承受徑向載荷，所受軸向力較小，因此擬選用深溝球軸承dDBmmmmmm相配合為，定位軸肩直徑為k6mm.3.與左端軸承端蓋相關(guān)的軸段尺寸軸承端蓋厚度為mm，帶輪端面與軸承端蓋螺釘頭的距離，該軸段直徑為mm。L30mm4134.確定各軸段的長度尺寸如下：,,6按CCblBKM,,',,,12411）圖10-3a所示為高速軸受力圖，圖10-3b,c所示分別為水平平面（H平面）和垂直平面（V平面）受力圖。T2288960齒輪1所受的圓周力Ft18346N1d69.251tantan200齒輪1所受的徑向力FF83463076Nncosr1t10齒輪1所受的軸向力FFtan8346tan91322N01t1帶傳動壓軸力（屬于徑向力）F2798NQ(3).計算作用于軸上的支座反力M0水平平面內(nèi)：BFlFlRll)0Q1r1223即：FlFl3076142.52798117.5R12510NrQ1ll142.572.5AH23M0AF(lll)FlR(ll)0Q123r13BH23即：Flll)Fl2798(142.5117.572.5)307672.5RBH5364NQ123r13ll(142.572.5)2314校核H0RFFR0BHQr1AH則5364N-2798N-3076N+510N=0無誤。垂直面平面內(nèi)M0BRll)Fl0AV23t128346142.5FlR5532Nt12ll142.572.52M03AFlRll)0t1323即834672.5FlRBV2814NH0t13ll142.572.523校核RRF0t2814553283460無誤。10-3d）M0MFl2798117.5Nmm328765NmmQ1lMM=F(ll)RlF40777Nmm12左右Q1221=Rl51072.5=36975Nmm310-3e）MM0AVBVMRl553272.5Nmm401070NmmCVAV3(6),繪制合成彎矩圖（圖10-3f）15M0AMM328765NmmBM=MC左MM40777401070Nmm403137NmmNmm402770Nmm2CH左222M=MC右369754010702CH右222(7),繪制扭矩圖（圖10-3g）TNmm(8),繪制當(dāng)量彎矩圖（圖10-3h）MM(T)2328765(0.6288960)2N3671679NN178106N22BM=MVC左T)240777(0.62C左22M=MVC右T)236975(0.6288960)NN2C右221610-3）118369M截面B：21MPa]60MPaVB0.1d0.13VB31BMVC右0.1d3截面C:]600.17031c因此，高速軸的彎曲強度足夠。其實，截面B是安裝軸承的，有箱體的支承，軸不容易在此彎曲。2,低速軸的設(shè)計（1）軸的材料選擇并確定許用彎曲應(yīng)力由表13-10選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為217～255HBS,許用彎曲應(yīng)力MPa。1（2）按扭轉(zhuǎn)強度概略計算軸的最小直徑查表5-1，A=107～118。由于低速軸受到的彎矩較小而受到的扭矩較大，故取A=107。PdA3107383n由于最小軸段直徑安裝聯(lián)軸器，其截面上開有一個1個鍵槽，故將軸徑增大5%。d10.05dmmmin故取標(biāo)準(zhǔn)直徑d40mmmin(3)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制軸的結(jié)構(gòu)草圖171.軸結(jié)構(gòu)分析伸出端安裝的聯(lián)軸器初選HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器（GB/T5014—1995）,公稱轉(zhuǎn)矩為,許用轉(zhuǎn)速1250Nmnr/mindmm，軸孔長度，總長度L=112mm。聯(lián)軸器與軸的連接選用普L84mm1平鍵，A型，(GB/T1096—2003),槽深bhmm9mmt=5.5mm,長L=70mm；軸段直徑為50mm，長為80mm，定位軸肩為54mm。與軸承配合的軸頸直徑為55mm，需磨削，故應(yīng)設(shè)計砂輪越程槽齒輪與軸配合的軸頭直徑54mmmm。為85mmb=15mm；65mm齒輪與軸之間用普通平鍵連接，A型，bhmm11mm(GB/T1096—2003),槽深L=55mm。軸上兩個鍵槽18布置在同一母線方向上。2.預(yù)選滾動軸承并確定各軸段的直徑由于軸主要是承受徑向載荷，所受軸向力較小，因此擬選用深溝球軸承6212，尺寸dDBmmmmmm，與滾動軸承相配合的軸頸為mmk6,定位軸肩直徑為mm。3.確定與右軸承端蓋相關(guān)的軸段尺寸軸承端蓋厚度為40mm,聯(lián)軸器與軸承端蓋螺釘頭的距離，該軸段直徑為。l30mm50mm44.確定各軸段的長度并繪制低速軸結(jié)構(gòu)草圖（圖10-6）圖10-6低速軸結(jié)構(gòu)草圖(5)按彎曲-扭轉(zhuǎn)組合強度校核（圖見附頁2）①畫低速軸的受力圖圖10-7a所示為低速軸受力圖，圖10-7b、c所示分別為水平平面和垂直平面受力圖。②計算作用在軸上的力T2288960齒輪2所受的圓周力Ft21865N1d309.82齒輪2所受的徑向力齒輪2所受的軸向力FF5784Nnr2t2。FFtan295Na2t2③計算作用于軸上的支座反力水平平面內(nèi)19M0BRllFl0AH12r21Flr2129980RAHN130Nll8010412M0AFlRll0r22BH12Flr2229910480104RBHN169Nll12校核無誤0H0RFr2R5364N5784N510N0垂直面平面內(nèi)M0BRllFl0AV12t2129918080104Flt21RAVN1300Nll12M0AFlRll0t22BV12299110410480Flt22llRBVNN12校核無誤00HRRFt21300N1691N2991N0④繪制水平平面彎矩圖（圖10-7d）（本圖為示意圖，未按比例繪制；彎矩單位為N·mm）20圖10-7低速軸的受力分析MM0AHBHMRl62480NNCHBH1⑤繪制垂直平面彎矩圖（10-7e）MM0AVBVMMRl80NNCV右VC左1AVdRlF221a221691NN61778N⑥繪制合成彎矩圖（圖10-7f）MM0ABMMMM499204992061778Nmm79427Nmm2222C左CHCV左MM104080Nmm115433Nmm2222C右CHCV右⑦繪制彎矩圖（圖10-3g）TNmm⑧繪制當(dāng)量彎矩圖（圖10-3h）M0VB0(0.6124850)Nmm74910NmmM0T22MM79427NVC左C左36975(0.6124850)Nmm83538NmmMMT22C右22VC右21⑨確定軸的危險截面并校核軸的強度C處當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險截面。MMVC右btdt2VdW3VC322d8353812MPa60MPa65225.5655.521332265七、滾動軸承的選擇1、高速軸滾動軸承22（1）作用在軸承上的載荷FRRR51055325555N6057N2222rAAAHAVFRRR536428142222rBBBHBVFF1322NAa1(2)選擇滾動軸承型號前面已經(jīng)選擇滾動軸承6309，主要承受徑向載荷，同時也能承受一定的軸向載荷。由于工作溫度不太高，支點跨距較短，軸擬采用兩端單向固定式支承結(jié)構(gòu)。C40800CNr0r(3)計算軸承的當(dāng)量動載荷軸承AFaF因為，則rAPNNArA軸承B543Fa因為0.019e0.22。0.27，Y1.99C298000r543FaF2052rBP0.561.99NBrB(4)校核滾動軸承的壽命由于軸承B受的當(dāng)量動載荷較大，故對軸承B進行校核。由表10-5和表10-6可分別查得ff1（工作溫度低pt23于100℃），軸承工作壽命按2年計算，則L2h。h表10-5動載荷系數(shù)fp載荷性質(zhì)無沖擊或輕微中等沖擊強烈沖擊沖擊動載荷系數(shù)1.0～1.21.2～1.81.8～3.0fp表10-6溫度系數(shù)。ft軸承工作≤125150175200225250300350溫度/℃1000.950.900.850.800.750.700.600.50ftf60C‘P3Bpth106f1.3160240223014990NC40800N3106r因此，高速軸軸承的工作壽命足夠。2、低速軸滾動軸承（1）作用在軸承上的載荷FRRR87323692525N2222rAAAHAVFRRR11353079N3282N2222rBBBHBVFF863N2A24(2)選擇滾動軸承型號前面已經(jīng)選擇滾動軸承6212，主要承受徑向載荷，同時也能承受一定的軸向載荷。由于工作溫度不太高，支點跨距較短，軸擬采用兩端單向固定式支承結(jié)構(gòu)。C36800；C27800Nr0r(3)計算軸承的當(dāng)量動載荷軸承A863F因為0.031e0.22。aC278000r863F0.34X0.56Y1.15aF2525rAP0.56N1414NArA軸承B因為863Fa0.26，則F3282rBP0.563282NNBrB(4)校核滾動軸承的壽命由于軸承B受的當(dāng)量動載荷較大，故對軸承B進行校核。由表10-5和表10-6可分別查得ff1（工作溫度低pt于100℃），軸承工作壽命按2年計算，則L163002h。hf60C‘P3Bpth106f1.318386041.746896NC36800N31106r25因此，高速軸軸承的工作壽命足夠。八、鍵的選擇與強度校核(1)高速軸與帶輪配合處的鍵連接高速軸與帶輪配合選用A14-29查得bhmmmmGB/T19052003，鍵長Lmm。鍵的工作長度lLbmmmmmm帶輪材料為鑄鐵，可求得鍵連接的擠壓應(yīng)力60MPa。P鍵連接工作面的擠壓應(yīng)力T48PP(2),低速軸與齒輪2配合處的鍵連接低速軸與齒輪2配合選用A14-29查得bhmm11mmGB/T19052003，鍵長Lmm。鍵的工作長度lLbmmmm37mm應(yīng)力120MPa。P鍵連接工作面的擠壓應(yīng)力