毕业论文_传动装置或简单机械设计

目录1前言22电动机的选择43计算传动装置动力和运动参数64传动装置的设计计算85齿轮的设计计算86轴的设计与选择167轴承的寿命计算188连轴器的选择229键的选择与校核2410润滑与密封的设计2711减速器附件设计2712总结2713致谢2914参考资料29课程设计说明书1前言一、机械设计课程的目的和意义机械设计基础课程设计是机械类专业和部分非机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节。其基本目的是1通过机械设计课程的设计，综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。2学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。3进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。（4）机械设计基础课程设计还为专业课课程设计和毕业设计奠定了基础。二、机械设计课程的内容选择作为机械设计课程的题目，通常是一般机械的传动装置或简单机械。课程设计的内容通常包括确定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。在设计中完成了以下工作减速器装配图1张（A0或A1图纸）；零件工作图23张（传动零件、轴、箱体等）；设计计算说明书1份，60008000字。三、机械设计课程设计的步骤机械设计课程设计的步骤通常是根据设计任务书，拟定若干方案并进行分析比较，然后确定一个正确、合理的设计方案，进行必要的计算和结构设计，最后用图纸表达设计结果，用设计计算说明书表示设计依据。机械设计课程设计一般可按照以下所述的几个阶段进行1设计准备分析设计计划任务书，明确工作条件、设计要求、内容和步骤。了解设计对象，阅读有关资料、图纸、观察事物或模型以进行减速器装拆试验等。浮系课程有关内容，熟悉机械零件的设计方法和步骤。准备好设计需要的图书、资料和用具，并拟定设计计划等。2传动装置总体设计确定传动方案圆柱斜齿齿轮传动，画出传动装置简图。计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。确定总传动比和分配各级传动比。计算各轴的功率、转速和转矩。3各级传动零件设计减速器外的传动零件设计（带传动、链传动、开式齿轮传动等）。减速器内的传动零件设计（齿轮传动、蜗杆传动等）。4减速器装配草图设计选择比例尺，合理布置试图，确定减速器各零件的相对位置。选择联轴器，初步计算轴径，初选轴承型号，进行轴的结构设计。确定轴上力作用点及支点距离，进行轴、轴承及键的校核计算。分别进行轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的结构设计。5减速器装配图设计标注尺寸、配合及零件序号。编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。完成装配图。6零件工作图设计轴类零件工作图。齿轮类零件工作图。箱体类零件工作图。四、课程设计的基本要求认真、仔细、整洁。理论联系实际，综合考虑问题，力求设计合理、实用、经济、工艺性好。正确处理继承与创新的关系，正确使用标准和规范。学会正确处理设计计算和结构设计间的关系，要统筹兼顾。所绘图纸要求准确、表达清晰、图面整洁，符合机械制图标准；说明书要求计算准确、书写工整，并保证要求的书写格式。五、减速器的设计计算、校核、说明和结果1设计任务书11设计任务设计一用于带式运输机上的两级圆柱齿轮减速器，传动系统为采用两级圆柱齿轮减速器和圆柱齿轮传动12原始数据联轴器拉力F70103N运输带速度V17M/S卷筒直径D400MM13工作条件工作机空载启动，有轻微振动，经常满载，单向运转,单班制工作，使用期限15，每年工作300天,运输机允许速度误差5。总体布置简图1联轴器2电动机3齿轮减速器4卷筒5带式运输机2电动机的选择21电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是工作机空载启动，有轻微振动，经常满载，单向运转,单班制工作，使用期限15，每年工作300天,运输机允许速度误差5。22选电动机类型按工作要求和条件，选用三相笼形异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。221选择电动机容量电动机所需工作功率按式PDWPKWWP10FVKW因此D0KW由电动机至运输带的传动总效率为4231A式中1，2，3，4，分别为联轴器、滚子轴承、齿轮、滚动轴承和卷筒的传动效率。取10995（联轴器），2098（滚子承轴），3097（齿轮需要精度8级），4097（滑动轴承）5096（卷筒）则820976098042A所以KWFVPD511222确定卷筒轴工作转速MIN2184013760RDVN按机械设计课程设计设计指导书P2表1，二级圆柱齿轮减速器的传动比AI840故电动机的转速的可选范围为MIN4328IN649MIN21840RRRNID符合这一范围的同步转速为查机械设计课程设计手册第155页表121可知MI750RIRI5R和I0R综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格、减速器的传动比，在机械设计课程设计手册167选取电动机的型号1604，其主要的性能如下表方案电动机型号额定功率KW同步转速MINR满载转速IR电动机重量N1Y160L2185300029301472Y180M4185180014701823Y200L618510009702204Y225M81857507302663传动装置的运动和动力参数计算31分配传动比由选定的电动机满载转速NM和工作机的主轴的转速N，可得传动装置的总的传动比是14708/MIN2MNIR1I高速级2I低速级则3I；12I所以237128045I校核实际传动比12I3734851809传动比误差9058032各轴功率，转速和转矩的计算41计算各轴的转速I轴1470/MINMNRII轴1309/IN85IR42计算各轴的输入功率I轴1D45091436PKWII轴231875KW43计算各轴的输入转矩1459509206DDMPTNNMI轴1D19420N0999326II轴2935480974296TIN44运动和动力参数计算结果整理于下表5传动零件的设计计算51减速器箱内的圆柱齿轮传动的设计计算由上式可知8541I732I效率P（KW）转矩T（NM）轴名输入输出输入输出转速NR/MIN传动比I效率电动机轴145942014701810099轴143614079326913914701810099轴1364133642996421363031485095查机械设计表101P189查机械设计图1021P207校核实际传动比0918735421I（2）轴的输出效率则分别为各轴的输入效率乘轴承效率098，所以，高速级用斜齿圆柱齿轮传动，低速级用直齿圆柱齿轮传动52选择齿轮材料精度等级四个齿轮均用45钢制造，调质处理，软齿面28031HBS240BS6031LIMF5042LIMF一般减速器，中速中载，取8级精度LIH8LIH53设计低速级齿轮低速级负荷大，对外部尺寸影响大，故先设计低速级低速级直齿圆柱齿轮传动531初选载荷系数13TK532非对称布置，软齿面5170D取D查表107（201P）533材料的弹性影响系数钢钢MPAZE819查表106（198P）534标准直齿轮20052HZ（25P）535计算H1应力循环系数9160LJ99243835I536接触疲劳寿命系数109HNK23095HNK41HN537弯曲疲劳寿命系数851FN32FN4095FN查图10180PFS取141HS查图1019203P3HHNSK3LIM310562651MP3FF3LI94477MPHNHSKLIM4415806612MPA4LI49476FMP将H的较小值代入,计算DT3234232158739561106TEHTDKTZU取D538计算中心距0AM和齿数Z及圆周速度V30216372514TIAI取251M001500015251377取M403162597TDZM取3Z2740取4103182567618TNDMVSI计算宽度30DTBA取106539计算K值01AK查表102（190P）147VK查图108查得动载系数V171SM查表104（插入法）非对称布置，软齿面。8级精度5310校正33TT27KD106104247MZ取计算实际中心距12ZM7125（）计算分度圆直径34270814DZM,B6设计汇总3Z331B4040D408251A7I7低速级齿轮弯曲疲劳强度校核由Z3274Z查表105用插入法得FAY2573160FAY4218Y479S则323313426571609808806FASFYKTBDMMP443187961250FASFYMPA8高速级斜齿圆柱齿轮的设计429D81初选135814ID82初算中心距12039581423IDA83计算齿宽B及模数NTM1841DA0523857NTIMA取35H225MNT22535780325MMB/H8144/803251014则12840M3957NDZ取又因为2148209ZIZ，取Z299实际传动比1548I与接近传动比误差8021284验算螺旋角1294ARCOS163NZM因为80在范围内所以172范围内合适85精确计算104816COS97NZMD294032COS7NZMD3481604322IDA86设计汇总10Z18D4M23A2921687高速级斜齿圆柱齿轮强度校核由（43）知LIM13506FHLIM24570FH由（44）知12905NK12809FN154FS取14LIM1312LI408532179904NFFFKGS12215COS9034VZ则12765FASY21879FAS（用插入法）查表105197P88计算纵向重合度SIN74SI9104335BM则092Y查图1028215P1112849502765092343FASFNFYKTBDA2211238790565ASFFFYA故设计合理1LIM312LI42960481575HNKGS而13THHEDKUZA89EZMPA（钢钢）查表106198P由245H则查图10302513123287061489699452516647HHHH9齿轮的结构设计91齿顶圆直径112213521278609COS48SNAAANAADMZH3323423527510209COS1348NAANAADMZH92齿根圆直径1122135213568709COSNFNNFNDZM33244275237501098COS193NFNNFNDZ由已知得8电D9键4B14轴T5581毂T查手册53P1167238162482FET电所以齿轮与轴以分开制造为合理小齿轮1860AD可做成实心结构的齿轮大齿轮24可做成轮辐截面为“十”字形轮辐式结构的齿轮查书28P10设计汇总项目低速级高速级大齿轮小齿轮大齿轮小齿轮Z101279920D40410840582B1081138287A251243M4420116411齿轮的润滑因为1470318260/606NDVMS所以采用将大齿轮的齿轮浸入油中进行浸油润滑浸油深度为由下齿顶向上10MM205378910H按10计算，若H10,则按一个齿计算V630M/S5125之间23P查表101245钢选用工业齿轮油SY117288牌号1001查表1011901/40DCST121减速器中间轴II轴的设计拟定输入轴齿轮为右旋1211求中间轴的功率2P和扭矩T22136,45/,PKWTNM29,8ZB3108,ZB234018D1212求作用在齿轮轴上的力232324136520871TANTAN20208734COSCOS68T731TTTRATTFNDXFNA1213选择材料，决定最小直径没有特殊要求，轴的材料选用45钢，调质处理HBS为217255MPA取21001726A取110所以330216850TPDMN轴上可能有两个键糟MIN13851348TD查手册，取标准值，MIND122轴的结构设计1221选轴承根据轴向定位要求，可确定每一段轴的轴径和各段轴的长度装轴承的（中间轴）最小，D径45，预选30209轴承查手册机械设计手册75P458D19B385T2A25D取轴承端面到壳体内壁8MM，齿轮端面到壳体内壁15MM两齿轮端面距离为20MM145,235MLD1径0,98径26,23L径350,71MLD4径4,3径5982715L总长查手册，取标准值为3151222轴向定位中间轴环H环5L环20D环60套筒D45大端直径60，小端直径D55轴承端盖轴承外圈用相应的轴承闷盖定位（采用凸缘式）1223轴上的周向定位齿轮2键14980轴承的内圈和轴采用过盈配合76HK，轴承的外圈和壳体孔采用间隙配合76HH已知2324,80,486RRAFF（1）求比值248602173ARF预选的30209轴承的E038（查手册）2/ARE所以004195RRFAOOYY此时选所以31516PFP查表0498829736RAFN2基本额定动载荷值326601893097840NLHCP验算轴承寿命632341080697361HCLNP符合强度要求，合适1224对两外键的校核对齿轮上的键980处进行校核3210PPTKLDMPA取则2169508143PP在允许的范围内合适1225轴的工艺要求若R15或R20R12R15轴端倒角2451226拟定装配方案齿轮2套筒右边轴承端盖从右边装III段轴用于安装轴承30209，故取直径为45MM。IIIII段为小齿轮，外径50MMIIIIV段分隔两齿轮，直径为60MMIVV段安装大齿轮，直径为50MM。VVI段安装套筒和轴承，直径为45MM。根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度III段轴承宽度为23，所以长度为23MMIIIII段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙25M，轴承和箱体的间隙5M，所以长度为30。IIIIV段为小齿轮，长度就等于小齿轮宽度80M。IVV段用于隔开两个齿轮，长度为23M。VVI段用于安装大齿轮，长度略小于齿轮的宽度，为111M。VIVIII长度为53M。1227求轴上的载荷6921278521228精确校核轴的疲劳强度1判断危险截面由于截面IV处受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面截面IV右侧的MPAWMB517截面上的转切应力为AT642PTMB978152由于轴选用40CR，调质处理，所以MPAB735，A3861，MA2601。（2P355表151）综合系数的计算由0452DR，61DD经直线插入，知道因轴肩而形成的理论应力集中为3，8，（2P38附表32经直线插入）轴的材料敏感系数为50Q，87，（2P37附图31）故有效应力集中系数为0521QK7查得尺寸系数为，扭转尺寸系数为760，（2P37附图32）（2P39附图33）轴采用磨削加工，表面质量系数为92，（2P40附图34）轴表面未经强化处理，即1Q，则综合系数值为9321KK12KK碳钢系数的确定碳钢的特性系数取为10，5安全系数的计算轴的疲劳安全系数为9261MAKS41ASSCA562故轴的选用安全。1229对输入轴进行设计校核初步确定轴的最小直径MNPADA2031011轴的结构设计1）确定轴上零件的装配方案2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度由于联轴器一端连接电动机，另一端连接输入轴，所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径尺寸的限制，选为30MM考虑到联轴器的轴向定位可靠，定位轴肩高度应达4MM,该段直径选为38该段轴要安装轴承，考虑到轴肩要有2MM的圆角，则轴承选7308AC，即该段直径定为30MM该段轴要安装齿轮，考虑到轴肩要有2MM的圆角，经标准化，定为35M。为了齿轮轴向定位可靠，定位轴肩高度应达10MM，所以该段直径选为43。各段长度的确定各段长度的确定从左到右分述如下该段轴安装轴承和挡油盘，轴承宽16MM段长度定为50MM该段安装齿轮，齿轮宽定为85。该段用来安装轴承，宽度定为16。该段综合考虑箱体突缘厚度、调整垫片厚度、端盖厚度及联轴器安装尺寸，定为93。该段由联轴器孔长决定为38MM2按弯扭合成应力校核轴的强度W62748NMMT301485NMM45钢的强度极限为MPAP275，又由于轴受的载荷为脉动的，所以60。4322PMPWTIII轴3作用在齿轮上的力FH1FH24494/22247NFV1FV21685/28425N4初步确定轴的最小直径MNPADA243015轴的结构设计1）据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度IIIIIIVIVVVVIVIVIIVIIVIII直径20253035433530长长度45108291012094616求轴上的载荷MM316767NMMT925200NMM7弯扭校合333019072WDM214MPPMTPA132输出轴设计1321类型选择为隔离振动与冲击,选用弹性套柱销联轴器1322载荷计算33MIN052871916CATINMPDM开两个键槽D扩大13,故MIN6453D选择LT7联轴器IN故轴径符合LT7联轴器的公称转距为538710NM符合所以选用LT7412JBY133角接触球轴承的选择及计算I轴求两轴承受到的径向载荷轴承7308AC校核径向力516821VHRF派生力NYRAD752，NYRBD752轴向力由于DADBAFF31，所以轴向力为2AA，752AB当量载荷由于EFRAA321，EFRBA310，所以40X，6AY，X，0BY。由于为一般载荷，所以载荷系数为21PF，故当量载荷为NFFPAARAPA450920ABRBPBFYXFP轴承寿命的校核HCRNLAH24019836017II轴轴承7308AC径向力NFVHRA514821RB6032派生力NYFRAD432，NYFRBD1892轴向力由于DADBA0891，所以轴向力为NFAA63，AB189当量载荷由于ERAA450，ERBA310，所以X，6AY，X，0BY。由于为一般载荷，所以载荷系数为21PF，故当量载荷为NFFPAARAPA8495NFYXFPABRBPB274轴承寿命的校核HCRNLAH240156601714减速器附件的选择通气器由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M1615油面指示器选用游标尺M20起吊装置采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞选用外六角油塞及垫片M2015。15润滑与密封151齿轮的润滑因为1403175/606NDVMS所以采用将大齿轮的齿轮浸入油中进行浸油润滑浸油深度为由下齿顶向上10MM2053784510H按10计算，若H10,则按一个齿计算V535M/S5125之间23P查表101245钢选用工业齿轮油SY117288牌号1001查表1011901/40DCST152滚动轴承的润滑1由于轴承周向速度为，所以宜用脂润滑。2润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用LAN15润滑油。153密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）B25427ACM，（F）B709010ACM。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。16设计小结通过本次课程设计，我深深体会到自己在理论知识方面的欠缺，同时也感到自己在知识的运用上也不够灵活，这也说明我在学习知识的过程中存在着一些缺点，总结有以下几点1在开始的计算中，传动比的分配存在一定的问题，感觉大小齿轮的尺寸相差比较