机械设计毕业设计

1、机械与动力系机械设计课程设计报告设计题目： 专业班级：学 号： 设 计 人： 完成日期： 目 目录设计任务书2电动机的选择3齿轮的设计4轴的设计9滚动轴承的设计12键的设计和计算13联轴器设计14润滑密封设计14设计小结15参考资料15附图机械设计课程设计任务书一设计题目某注塑成型机的传动如图一示，4为两级直齿圆柱齿轮减速器，试设计该减速器的高速级齿轮传动，并进行轴系的设计（包括设计轴的结构尺寸，选择滚动轴承3、7的型号并计算其寿命，选择轴承的润滑方式和润滑油（或润滑脂）牌号，设计轴承端盖和选择密封方式）。1 2 3 4 5 6 7 8 91电动机；2，8联轴器；3，7滚动轴承；4减速器；5低

2、速级齿轮传动；6高速级齿轮传动；9注塑机图一 带式输送机传动简图已知减速器输入功率P=10kW，小齿轮转速n1=960r/min，齿数比u=3.2，工作寿命15年（设每天工作300天），两班制，注塑机工作平稳，转向不变。二、设计目的1. 综合运用所学课程的理论知识解决工程设计中的实际问题；掌握机械产品设计开发的基本方法和步骤；2. 通过毕业设计使学生熟练地应用所学课程的理论知识和设计计算手段，完成一个工程技术人员在机械产品设计开发方面所必须具备的全面训练。三设计内容设计大致包括以下内容： 计算高速级齿轮传动的运动和动力参数，即各齿轮传递的扭矩和转速大小等； 高速级齿轮传动的设计计算，包括主要参

3、数的确定，几何尺寸计算，齿轮结构设计； 轴的设计计算，包括轴的结构设计及其强度计算； 滚动轴承、联接件（如键连接）、润滑密封、联轴器的选择和校核计算； 轴承盖结构设计； 绘制轴系装配图及零件工作图； 编写计算说明书。轴系部件图应包含轴系各零件的结构、装配关系、相对位置、必要的尺寸、标题栏等内容。为方便学生了解轴系装配图包含哪些内容，给出图二作为参考。四设计任务完成轴系部件图一张，零件图一张（齿轮、轴均可），设计计算说明书一份。图二 轴系示意图五完成时间2012年5月30日电动机的选择 根据条件，可选择使用Y系例三相笼型异步电动机。 小齿轮的转速为960r/min,所以电动机的转速应大于960r

4、/min,可选用同步转速为了1000r/min的电动机。 由表14。1查得 选用Y160-6型 额定功率为11KW，满载转速970r/min.选用Y160-6型一齿轮的设计目的过程分析结论1.齿轮材料的确定因为此传动没有特殊要求，传动精度不高，所以选择一般的材料。 由教材机械设设计基础表9.9.2选取：小齿轮45号钢表面淬火，齿面硬度HRC48HRC55大齿轮45号钢正火，齿面硬度190HBS按齿面接触强度设计，按齿根弯曲强度校核。小齿轮45号钢表面淬火HRC48HRC55 大齿轮45号钢正火,齿面硬度190HBS2.疲劳强度的设计(1)选载荷系数K(2)选齿宽系数（3）计算转矩（4）确定许用

5、应力(5)中心距计算a（6）确定模数m齿数z mm因载荷平稳且齿轮非对称布置，由表9.10.1，选K=1.5 对一般用途的减速器，选 图9.11.4查取 由表9.11.2取 取两者之较小值代入设计，则取中心距a=214mm 则模数m=(0.0070.02)a=(1.54.3)mm 查表9.4.1 取m=4mm 齿数k=1.5=0.4=1.1=509Mpa=350Mpam=4mma=220mm与前面计算相合3.校核齿轮弯曲强度 (1)择齿形系数和齿根应力集中系数 (2)计算齿宽 b (3)确定许用弯曲应力 （4）校核轮齿弯曲疲劳强度 由表9.11.1查得，由表a=220mm, 得由图9.11.2

6、查得查表9.11.2查得 所以，弯曲强度可以满足条件。4.计算齿轮圆周速度由表9.6.3查得，可选用7级精度 7级精度适合5.高速级齿轮主要参数计算(1)分度圆直径d(2)齿顶圆直径(3)齿根圆直径(4)齿顶高(5)齿根高(6)齿高 h(7)齿宽 b(8)跨测齿数K(9)公法线长度W 由设计手册查得公法线长度的公差如下：6.齿轮的结构设计 小齿轮与轴做成一体，为齿轮轴结构大齿轮锻造成腹板式结构7.齿轮的零件图见附图小齿轮零件图一张，见附图二轴的设计目的过程分析结论1. (1)按扭转强度估算轴的最小直径(2)联轴器的型号号确定 初步估算轴的最小直径，选取材料为45号钢调质处理，根据表12.3.1

7、查得，到C=110 由于轴的最小径处要安装联轴器，会有键槽存在，所以将估算的值加大4%，得到24.98mm. 为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，需同时选取联轴器的型号。 该轴所传递的转矩 联轴器的计算转矩KT,查表14.5.1，取工作情况系数得 按照计算转矩应小于联轴器的许用转矩的条件，查设计手册，选用 HL2型弹性柱销联轴器，其许用转矩为315N.m半联轴器的孔径为28mm，长度为60mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度为60mm.所以28mm 联轴器选用HL2型轴的最小径28mm2. 轴的结构设计(1)确定各轴段直径 为了满足半联轴器轴向定位的要求，轴段和间需制出一轴间。取定位轴肩为3m

8、m, =34mm,轴段上安装轴承。所以该处直径必须满足轴承内径的标准，取35mm，同时初选轴承型号7007C,查轴承标准，7007 C滚动轴承宽度B=14mm; 取安装齿轮的轴段的直径40mm.齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度h0.07d,所以h=5mm;则轴环处的直径50mm. 左边轴承的右端定位轴肩高度不得超过内圈，由该轴承7007c的安装尺寸可知，第轴段（轴承定位的轴肩）的直径45；取左右两轴承型号一致，第轴段的直径轴承型号7007C型(2)确定各轴的长度根据减速器结构需要，参照图12.3.1与机械设计基础教材推荐值，分别取（轴承采用脂润滑），=15mm. 由于半联轴器与轴配合的毂孔长度

9、为60mm,比配合的半联轴器毂孔短2mm,齿轮中心距为220mm,查表12.3.2取轴承座孔长度L为58mm,轴段的长度。轴的长度；齿轮的右端与轴承之间安装一套筒 。已知齿轮轮毂宽度为88mm;为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，轴段的长度应略短于齿轮轮毂宽度，取考虑到两极齿轮减速器结构上齿轮相对支承的对称性，取计算两轴承间的支承跨矩： 计算箱体外联轴器距轴承支点的距离： 222mm两轴承间的支承跨矩L=169mm箱体外联轴器距轴承支点的距离(3)轴上零件周向定位 齿轮与轴半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接实现，在轴段上分别加工键槽，两键槽应处于同一直线上，键槽的长度比相应的轮毂宽度小于510mm

10、(由标准确定)。轴段键的尺寸根据。查表12.4.1选用单圆头普通平键，键的截面尺寸b=8mm, h=7mm,键长为50mm;轴段好键的尺寸根据，查表12.4.1选用双圆头普通平键A型。键的截面尺寸b=12mm,h=8mm.键长L60mm. 滚动轴承与轴的周向定位采用过盈配合键的截面尺寸b=8mm, h=7mm,键长为50mm;键的截面尺寸b=12mm,h=8mm.键长L60mm3.小齿轮的受力分析 圆周力 径向力 法向力4按弯扭合成对轴进行强度校核（1）.画出轴的受力简图（见附图2a）（2）.求水平面的支反力，绘制水平面的弯矩图（见附图3-b） （3）求垂直面反力，绘制垂直面的弯矩（见附图3-

11、c）截面左侧弯矩截面右侧弯矩（4）。求合成弯矩（见附图3-d）(5).由该轴所传递的转矩绘制扭矩图（见附图3-e）(6).求危险截面的当量弯矩由计算可知a-a截面为危险截面，取折合系数a=0.6(7)计算危险截面处的轴的直径 该轴的材料选 用45号钢，调质处理，由表12.1.1查得，由表12.3.3查值得， 考虑到此处键槽对轴的影响，则，由结构设计可知，故轴的结构设计满足轴强度要求。轴的结构设计满足轴强度要求三滚动轴承的设计目的过程分析结论1.根据已知条件轴承寿命计算72000h2.轴承轴向力的计算 已知转速,两轴承径向反力：，初选两轴承为滚动轴承7007AC 根据表13.3.5查得70000

12、AC轴承内部轴向力的计算公式为则 因为 所以任意取一端为压紧端，现端为压紧端 3.计算轴承的当量载荷 查表13.3.1取故轴承的当量载荷4.计算所需的径向额定动载荷 因为,故取 轴承工作时平稳，查表13.3.3取，工作温度正常，查表13.2.2取，所以 根据机械设计基础附表13.2查得7007AC的径向额定协载荷.因为，故选7007AC轴承适用7007AC轴承适用四键的设计各计算1.选择键联接的类型和尺寸 一般7级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求，应用平键。 根据 查表12.4.1取键的截面尺寸， 取键标记为键1：8×50 GB1096-1979 键1：8×50 GB10

13、96-19792.校和键联接的强度 查表12.4.2两者都适用五联轴器设计1.选择联轴器类型 因为此设备传动精度不高，因此采用弹性柱销联轴器。弹性柱销联轴器结构简单，制造 安装 维修均方便，不需要润滑，耐久性能好。半联轴器材料常用铸钢或铸铁。2.载荷计算 公称转矩：联轴器的计算转矩查表14.5.1取工作情况系数K=1.5得按照计算转矩应小于联轴器的许用转矩的条件，查标准GB/T 5014-2003或设计手册，选 用HL2型弹性柱销联轴器，其许用转矩为315N.m。半联轴器的孔径为28mm,长度为60mm.六润滑密封设计 对于两级圆柱齿减速器，因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小

14、于，其圆周速度U12m/s,所以选用油浴润滑，同时要求齿顶距箱底高度不少于3050mm,以免搅起底的沉淀物及油泥。 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗度为6.3。密封的表面要经过刮研。而且，凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大，我国的距离是150MM，并均匀布置，保证部分面处的密封性。设计小结这次关于带式运输机上的两级直齿圆柱轮减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质起到了很大的帮助；使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础.1、机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融机械设计基础、工程力学、互换性与测量技术、Auto CAD、机械设计手册等于一体。2、这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。3、在这次的课程设计过程中,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计,一方面,逐