机械课程设计

1、本科生课程期末考试试卷档案课程名称： 开课学院： 课程性质：必修课（ ）选修课（ ）通选课（ ）附修课（ ）学生班级： 级 班任课教师： 试卷份数： 份 所属学期： 学年 第 学期考试日期： 归档日期： 档案卷数： 阅卷登记：考核方式论文 其他 .评阅日期阅卷方式 流水阅卷 单人阅卷评阅签名备注说明：（考核方式为论文、或者材料有其它情况的请备注。）存档资料：试卷存档封面（1份）；学生成绩登记表（1份）；试卷分析表（1份）；课程论文要求（1份）；论文评价标准（1份）；学生论文（顺号）16课程名称 课 程 论 文(2016-2017 学年第 一 学期)论文题目学生姓名： 提交日期： 年 月 日 学

2、生签名： 学 号座位编号学 院专业班级课程名称任课教师教师评语：本论文成绩评定： 分 目 录一设计题目，原始数据及设计工作量及要求1设计题目42原始数据4 3设计工作量及要求52 电动机选择 1.确定电动机型号6三.计算传动装置的运动及动力参数 7 1.计算各轴转速7 2.计算各轴的功率7 3.计算各轴扭矩7四、传动零件的设计计算8 1.皮带轮传动的设计计算8 2.轴以及轴承的设计计算 18 3.轴承的设计计算及校核 24 4键连接的选择和强度校核26 5.联轴器的选择27五绘制装配图及零件工作图28六设计小结28七参考文献29一设计题目，原始数据及设计工作量及要求a.设计题目具有交换齿轮的主

3、变速传动系b.设计要求材料：设计报告+图纸 传动系图（A4）、转速图（A4） 零件图（A4-A2）、（完整/局部）装配图（A1-A0）；二电动机选择a.确定电动机型号根据所需的额定功率及同步转速，由表16-1选定电动机型号为Y132S2-2。其主要性能：额定功率：7.5KW，满载转速1460r/min，额定转矩2.2。电动机选择总结电动机类型的选择电机所需的工作功率选定电动机额定功率电动机转速确定电动机型号Y系列三相异步电动机7.5KWPed=7.5KWnd=1500r/minY132S2-2三、计算传动装置的运动及动力参数1、计算各轴转速（r/min）(0轴为电动机轴)n0=n电机=1460

4、r/minnI=n0/i带=1460/2.22=657(r/min)nII=nI/i 1=657/1.586=414.2(r/min)2.计算各轴的功率（KW） 输入功率计算：小带轮轴Pd=P工作=6.25KW齿轮轴1 P=Pd×带=6.25×0.95=5.938KWP=PI×齿轮×轴承=5.938×0.98×0.98=5.7KWP=PII×齿轮×轴承=5.7×0.98×0.98=5.48KW3.计算各轴扭矩（N·mm）输入各轴的扭矩： Td=9550Pd/nd=40.88N.mT=9

5、550P/n=9550×5.938/657=86.3N·m运动和动力参数的计算数值可以整理列表备查：电动机输出I轴II轴III轴N（r/min）1460657P（kW）6.25 5.938T（Nm）40.8886.3四、传动零件的设计计算1.皮带轮传动的设计计算（1）确定功率 Ped由机械设计课本附表2.6得工作情况系数kA=1.2Pca=KA Ped=1.2×6.25=7.5KW 所以Ped=6.25KW（2）选择普通V带截型根据Pca、nI，由机械设计课本的附图2.1确定选用A型V带。a.确定带轮基准直径，并验算带速由教材附表2.5a和附表2.7 得，选取小带

6、轮基准直径为D1=108mm，大轮的基准直径为D2=240mm 带的传动比为： i带=240/108=2.22验算带速V：V= D1 nI /（60×1000）=8.25m/s带速合适。b.确定带长和中心矩根据0.7(D1+ D2)a02(D1+ D2)0.7(108+240)a02×(108+240)所以有：243.6mma0696mm初步确定中心矩a0=500mm由机械设计课本式（11.26）得：Ld2a0+/2(D1+ D2)+( D2- D1)2/4a0=2×500+1.57(108+240)+(240-108)2/（4×470）=1555mm根

7、据课本附表2.3取Ld=1600mm根据课本式（11.27）计算实际中心矩a aa0+(Ld- Ld)/2=500+(1600-1555)/2=522.5mm c.验算小带轮包角1=1800-( D2-D1)/a×600=1800-（240-108）/522.5×600=164.840>1200（适用）2=1800+( D2-D1)/a×600=1800+（240-108）/522.5×600=195.160 d.确定带的根数由nI=1460r/min、D1=108mm、i带=2.22，根据机械设计课本附表2.5a和附表2.5b得P0=1.52KW

8、，P0=0.17KW根据机械设计课本附表2.8得K=0.96根据机械设计课本附表2.9得KL=0.99由机械设计课本式（11.29）得Z= Pca/（P0+P0）KKL）=7.5/（1.52+0.17）×0.96×0.99）=4.67取Z=5根。 e.计算预紧力F0由机械设计课本附表2.2查得q=0.17kg/m，由式（11.30）得F0=500（Pca/ZV）（2.5/K-1）+qV2=500×（9/（9.94×6）×(2.5/0.96-1)+0.17×9.942N=192.57N f.计算作用在轴承的压力Q由机械设计课本式（11.

9、31）得Q=2ZF0sin（1/2）=2×5×192.57xsin（162.760/2）=1903.95N皮带轮传动的设计总结皮带轮计算功率 Pca 带截型带轮基准直径带长和中心矩小带轮包角带的根数预紧力F0轴承的压力7.5KWA型V带小带轮基准直径为D1=108mm，大轮的基准直径为D2=240mmLd=2012.17mma=643.92mm197.240Z=5192.57N1903.95N2. 带轮设计a.小带轮的设计D=108mmDw=D+2ha=108+6=114mm轴的直径d=20mm带轮宽B=75mm肋宽C=20mmd1=36mme=15mmb.大带轮的设计D=

10、240mmDw=D+2ha=240+6=246mm轴的直径d=25mm带轮宽B=75mm肋宽C=20mmd1=54mme=15mm3.轴以及轴承的设计计算a、按扭矩初算轴的轴径 选用45#调质，硬度217255HBS根据机械设计课本9.14式，并查表10-2，取A=110d110 (5.938/657)1/3mm=22.9mm 1)、轴的结构设计，初选轴承（1）轴上零件的定位，固定和装配由于有一个键槽，d22.9（1+5%）=24mm取装轴承处轴径=30mm，根据轴的直径初选轴承，由书附表13-1，选定圆锥滚子轴承（在后续计算中会发现，轴承承受的轴向力比较大，因此选用圆锥滚子轴承），由轴颈d=

11、30mm选定轴承30206，轴承参数如下：内径d=30mm，外径D=62mm，T=17.25mm，B=16mm，a=13.8mm，e=0.37，Y=1.6，Cr=41.2KN，C0r=29.5KNb、按扭矩初算小带轮轴的轴径选用45#调质，硬度217255HBS根据机械设计课本9.14式，并查表10-2，取A=110d110 (6.25/1460)1/3mm=17.8mm 2)、轴的结构设计（1）轴上零件的定位，固定和装配由于有一个键槽，d17.8（1+5%）=18.75mm 取轴径=20mm4.联轴器的选定联轴器的计算转矩：TcaKAT1.5*40.88=61.32Nm故选用LX4弹性柱销联

12、轴器（GB/T 5014-2003），其参数如下：联轴器型号许用转矩许用转速配合轴颈LX1250N.m8500r/min205键连接的选择和强度校核1. 小带轮轴与V带轮的键连接：（1）选用A型普通平键，参数如下：按轴颈d=20mm，轮毂长度L=75mm，查表12-2得：选键4*60（GB/T 1095-1979），长度选用60mm，即键的代号为4*60（2）键的材料为45钢，V带轮的材料为铸铁，查机械设计课本附表8-1得，该处键连接的许用应力为p=100120MPa，键的工作长度为：l=l-b=60-4=56mm，键与轮毂槽的接触高度为：h=4mm，则键的工作挤压应力为： p=4T/（kld

13、）=4*40880/（4*56*20）=36.5MPa<p=100120MPa所以此处键的强度符合要求。 2.轴与小带轮的键连接：（1）选用A型普通平键，参数如下：按轴颈d=25mm，轮毂长度L=75mm，查表12-2得：选键4*60（GB/T 1095-1979），长度选用60mm，即键的代号为4*60（2）键的材料为45钢，V带轮的材料为铸铁，查机械设计课本附表8-1得，该处键连接的许用应力为p=100120MPa，键的工作长度为：l=l-b=60-4=56mm，键与轮毂槽的接触高度为：h=4mm，则键的工作挤压应力为： p=4T/（kld）=4*86300/（4*56*25）=61

14、.6MPa<p=100120MPa所以此处键的强度符合要求。 3.轴与齿轮的键连接：（1）选用A型普通平键，参数如下：按轴颈d=35mm，轮毂长度L=45mm，查表12-2得：选键4*60（GB/T 1095-1979），长度选用30mm，即键的代号为4*30（2）键的材料为45钢，V带轮的材料为铸铁，查机械设计课本附表8-1得，该处键连接的许用应力为p=100120MPa，键的工作长度为：l=l-b=30-4=26mm，键与轮毂槽的接触高度为：h=8mm，则键的工作挤压应力为： p=4T/（kld）=4*86300/（8*26*35）=47.4MPa<p=100120MPa所以此

15、处键的强度符合要求。6.轴承的校核1.校核轴轴承(30206)轴承参数如下：内径d=30mm，外径D=62mm，T=17.25mm，B=16mm，a=13.8mm，e=0.37，Y=1.6，Cr=41.2KN，C0r=29.5KN1）计算轴承的径向载荷：Fa=Fa1=1277.867N RA=5272.28N RB=2737.86N (2) 计算轴承的轴向载荷：e=0.4，Y=1.5,两轴的派生轴向力为：SA=1757.43N SB=912.62N因为：SB+Fa>SA轴左移，右端的轴承放松，左端轴承被压紧，所以： FA=2190.49N FB=912.62N（3）计算轴承当量载荷 取载

16、荷系数为fp=1.3（轻微冲击） 因为：FA/RA=0.333e=0.4 所以：X1=1，Y1=0 PA=7013.3N 又因为：FB/RB=0.643>e=0.4 所以：X2=0.4，Y2=1.5 PB=3559.22N 因此取P=PA=7013.3N来校核轴承的寿命（4）校核轴承的寿命 Lh=106*(64.2/5.395)(10/3)/(60*608.33) =105403h>15000h 符合要求 因此初选的轴承30206满足使用寿命的要求。五绘制装配图及零件工作图减速器的装配图和零件工作图参考附带的图纸。六设计小结 在这两周里，我动手绘制了两张A4图，工作量虽大，但我着实学到不少东西。这两周虽然很累，但是我过得很充实。从最初画图时的错漏百出，渐渐地减少使用橡皮擦的次数，我的绘图技术在不知不觉中已有了相当大程度的提升。当然，这里所说的相当大事相对于我菜鸟级的画图技巧。大家在同个地方画图，但行动自由，这点很有利于共同探讨下智慧火花的产生。碰到大家都解