《我的机械设计》doc版.doc

一机械设计课程设计任务书题目：设计带式运输机传动装置一 总体布置简图：设计用于带式运输机上的单级直齿圆柱减速器，已知条件：运输带的工作拉力F=1350 N，运输带的速度V=1.4m/s卷筒直径D=260 mm,两班制工作（12小时），连续单向运转，载荷平移，工作年限10年，每年300工作日，运输带速度允许误差为5，卷筒效率0.96设计内容1 电动机的选择与运动参数计算2 传动零件的设计3 轴的设计4 滚动轴承的选择5 键和联轴器的选择及计算6 润滑与密封7 减速器附件的选择8 装配图、零件图的绘制9 设计计算说明书的编写设计任务1 减速器总装配图一张2 齿轮、带轮、轴零件图各一张3 设计说明书一份二、选择电动机（1）电动机的类型和结构形式，按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y系列三相异步交流电动机。（2）电动机容量：卷筒轴的输出功率PwFV/1000=13501.4/1000=1.89kw电动机输出功率PdPw/传动系统的总效率：式中为从电动机至卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表查得齿轮啮合效率0.94，滚动轴承0.99，圆柱齿轮传动0.97，弹性连轴器0.99，卷筒轴滑动轴承0.96 于是=0.960.970.990.99X0.98X0.980.87故: Pd= Pw/=1.89/0.872.17 kw 电动机额定功率由表取得=3 kw（3）电动机的转速：由已知条件计算卷筒的转速即:=601000V/D=6010001.4/3.140.260=102.89r/minV带传动常用传动比范围=2-4，单级圆柱齿轮的传动比范围=3-6于是转速可选范围为 =102.89（24）（36）=617.342469.36 r/min可见同步转速为 1000r/min和1500 r/min的电动机均合适，为使传动装置结构尺寸紧凑，这里选用同步转速为1500r/min的电动机传动系统总传动比i= =13.8根据V带传动的常用范围=2-4取=3于是单级圆柱齿轮减速器传动比 =4.6三.计算传动装置的运动和动力参数各轴转速：电动机轴为0轴，减速器高速轴为轴，低速轴为轴，各轴转速为：=1420r/min=473.3r/min =102.89r/min各轴输入功率：按电动机额定功率计算各轴的输入功率，即=2.17kw = =2.170.96=2.08 kw= =2.080.990.97=2.00kw各轴转矩：To=9550xPd/nm=9550x2.27kW/1420r/min=14.59NmT=9550x P/n=9550X2.08kW/473.3r/min=41.97NmT=9550xP/ n=9550x2.00kW/102.89r/min=185.64Nm 计算传动装置的运动和运动参数轴名功率P/kW转矩T/(Nm)转速n/(r/min)传动比i效率电机轴2.2714.59142030.962.0841.97473.34.60.952.00185.64102.8910.96卷筒轴2.26183.53117.6 四、V带传动的设计步骤及参数选择原则设计内容：确定带的型号，长度和根数；带轮的尺寸，结构和材料；传动的中心距；带的张紧力和压轴力等1 确定计算功率：P=kP=1.23=3.6 kw (:工作情况系数)2 选择带动型号：N1=1420 r/min(小带轮转速，即电动机转速)P=3.6 kw 选用A型普通V带3. 确定两带的基准直径;小带轮基准直径=100mm 大带轮基准直径=3100=300,取标准值=3004.验证带速V=./(1000X60)=7.74m/s,带速在525 m/s范围内,故合适。5.确定带的基准长度和实际中心a0.7（d1+d2）a02（d1+d2）0.7（100+300）a02（100+300）280a0800初定中心距a0=500，带基准长度：L0=2a0+（d1+d2）/2+（d2-d1）2/(4a0)=2500+（100+300）/2+（300-100）2/(4500）=1648mm选用Ld=1750mm的实际中心距：a=a0+(Ld-L0)/2=500+(1750-1648)/2=551.9mm 取a=550 mm校验小带轮角1=180-(d2-d1)57.3/a=138.3120主动轮上的包角合适。7. 确定V带根数根据A型V带、nm=1420r/min和dd1=100mm,查表8-5得P0=1.32Kw;根据A型V带、nm=1420r/min和i=13.8,查得8-7的P0=0.17Kw;根据1=138.3，查得8-6得K=0.89；根据Ld=1750mm,查得8-3得KL=1.01。将以上计算系数代入式（8-21）有z= Pc / (P。+P。)KKL =2.7 取带的根数Z = 3根。8. 求初拉力及带轮轴上的压力根据A型V带，查表8-11得V带每米长度质量q=0.17kg/m，代入式（8-22）有F0 = 500Pc/zv（2.5/K-1）+qv2= 500 x 3.6/ 3x7.74（2.5/0.89-1）+0.1x7.742= 146.2N作用在轴上的压力FQ=2zF0sin(/2)= 815.8 N9.设计结果：选用3根A-1600GB1171-1989V带中心距a=550mm带轮直径100 mm， 300mm轴上压力=815.8 N 五.齿轮的设计5.1 齿轮材料和热处理的选择 小齿轮选用45号钢，调质处理，HB240 大齿轮选用45号钢，正火处理，HB1905.2 齿轮几何尺寸的设计计算5.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 由机械零件设计手册查得 ,SHlim = 1 . 由机械零件设计手册查得 ZN1 = ZN2 = 1 YN1 = YN2 = 1.1 由 （一）小齿轮的转矩 （二） 选载荷系数K 由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取K1.1（三） 计算尺数比 =4.6（四） 选择齿宽系数 根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取1（五） 计算小齿轮分度圆直径 766=766 = 49.27( mm)（六） 确定齿轮模数m 取140mm. m =(0.010.02)a = (0.010.02)140=1.4-2.8mm 取m=2（七） 确定齿轮的齿数和 取 Z1 = 25 取 Z2 = 115（八）实际齿数比 齿数比相对误差 /=2.19/204=0.0107 计算大齿轮齿根弯曲应力为 齿轮的弯曲强度足够5.2.3 齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径 由机械零件设计手册得 h*a =1 c* = 0.25齿距 P = 23.14=6.28(mm)齿根高 齿顶高 齿根圆直径 5.3 齿轮的结构设计 小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿轮的关尺寸计算如下：轴孔直径 d=50轮毂直径 =1.6d=1.650=80轮毂长度 轮缘厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =8轮缘内径 =-2h-2=234-24.5-28= 209(mm)取D2 = 210(mm) 腹板厚度 c=0.3=0.350=15 取c=15(mm)腹板中心孔直径=0.5(+)=0.5(210+80)=145(mm)腹板孔直径=0.25（）=0.25（210-80）=32.5(mm) 取=25(mm)齿轮倒角n=1m=12=2齿轮工作如图2所示：六、轴的设计计算.1 轴的材料和热处理的选择由机械零件设计手册中的图表查得选45号钢，调质处理，HB217255=650MPa =360MPa =280MPa.2 轴几何尺寸的设计计算 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径从动轴=c=115=30.92考虑键槽=30.921.05=32.45选取标准直径=356.2.2 轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。6.2.3 轴的强度校核从动轴的强度校核 圆周力 =2000185.64/230=1614.3 N径向力 =tan20=1614.3tan20=581.1 N 由于为直齿轮，轴向力=0作从动轴受力简图：（如图3所示） L=110mm =0.5=0.51614.3=807.15=0.5L=807.1561100.5/1000=44.4=0.5=0.5581.1 =290.5=0.5L=290.51100.5/1000=16.0 转矩T=107.8 校核=47.2=80.0 由图表查得，=55MPa d10=10=24.4(mm) 考虑键槽d=24.4mm 45mm 则强度足够七、 轴承、键和联轴器的选择7.1 轴承的选择及校核考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用单列深沟球轴承主动轴承根据轴颈值查机械零件设计手册选择6207 2个（GB/T276-1993）从动轴承6209 2个（GB/T276-1993）寿命计划：两轴承受纯径向载荷P=602.34 X=1 Y=0从动轴轴承寿命：深沟球轴承6209，基本额定功负荷=25.6KN =1 =3=13845192预期寿命为：8年，两班制L=830016=38400轴承寿命合格7.2 键的选择计算及校核（一）从动轴外伸端d=42，考虑键在轴中部安装故选键1040 GB/T10962003，b=16，L=50，h=10，选45号钢，其许用挤压力=100MPa=35.36则强度足够，合格（二）与齿轮联接处d=50mm，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选键1452 GB/T10962003，b=10mm，L=45mm，h=8mm，选45号钢，其许用挤压应力=100MPa=41.25则强度足够，合格7.3 联轴器的选择 由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器K=1.3=9550=9550=241.3选用TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩=250，。采用Y型轴孔，A型键轴孔直径d=3240，选d=35，轴孔长度L=82TL8型弹性套住联轴器有关参数型号公称转矩T/(Nm)许用转速n/（r轴孔直径d/mm轴孔长度L/mm外径D/mm材料轴孔类型键槽类型TL625033003582160HT200Y型A型八、减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图8.1 润滑的选择确定 8.1.1润滑方式 1.齿轮V=1.23812 m/s 应用喷油润滑，但考虑成本及需要，选用浸油润,浸油深度h约为1个齿高，但不小于10mm，所以浸油高度约为36mm。 2.轴承采用润滑脂润滑 8.1.2润滑油牌号及用量 1.齿轮润滑选用150号机械油，最低最高油面距1020mm，需油量为1.5L 左右 2.轴承润滑选用2L3型润滑脂，用油量为轴承间隙的1/31/2为宜8.2密封形式 1.箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3.轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部 轴的外伸端与透盖的间隙，由于V3（m/s），故选用半粗羊毛毡加以密封4.轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部8.3减速器附件的选择确定列表说明如下：名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M616GB 57821986螺栓安装端盖24Q235M825GB 57821986销定位235A640GB 1171986垫圈调整安装365Mn10GB 931987 螺母安装3M10GB 61701986油标尺测量油面高度1组合件通气器透气1 8.4箱体主要结构尺寸计算 箱座壁厚=10mm 箱座凸缘厚度b=1.5 ,=15mm箱盖厚度=8mm 箱盖凸缘厚度=1.5 ,=12mm箱底座凸缘厚度=2.5 ,=25mm ,轴承旁凸台高度h=45，凸台半径R=20mm齿轮轴端面与内机壁距离=18mm大齿轮顶与内机壁距离=12mm小齿端面到内机壁距离=15mm上下机体筋板厚度=6.8mm , =8.5mm主动轴承端盖外径=105mm从动轴承端盖外径=130mm 地脚螺栓M16，数量6根 致 谢 我有幸考入南昌理工学院机电一体化专业，在这毕业来临之际,经过几个月的探讨、学习、查阅大量书籍,联系社会实践，完成了本设计,实乃校领导、教务处、各位老师大力支持和勉励的结果，借此我更要感谢指导我毕业论文的徐四红导师和辅导员老师。徐四红导师治学严谨，学识渊博，品德高尚，平易近人，在我学习和论文设计期间不仅传授了做学问的秘诀，还传授了做人的准则，这些都将使我终生受益。无论是在理论学习阶段，还是在论文的选题、资料查询、开题、研究和撰写的每一个环节，无不得到徐四红导师的悉心指导和帮助。我愿借此机会向徐四红导师表示衷心的感谢！回顾四年学习期间的日日夜夜，自己的点点滴滴，酸甜苦辣让我能顺利完成我的学业而感到欣慰。欣慰之余，我要向关心和支持我学习的所有领导、老师、同学、室友和朋友们表示真挚的谢意！感谢他们对我的关心、关注和支持！路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。我愿在未来的学习和工作过程中，以更加丰厚的成果来答谢曾经关心、帮助和支持过我的所有领导、老师、同学、室友、朋友。祝愿母校绿树常青!参考文献1.濮良贵，纪名刚主编，机械设计（第八版），北京：高等教育出版社， 2006。2.王大康，卢颂峰主编，机械设计课程设计，北京：北京工业大学出版社， 20