哈工大机械设计课程设计

1、哈工大机械设计课程设计哈工大机械设计课程设计20/20哈工大机械设计课程设计一、传动装置的整体设计1.1电动机的选择选择电动机种类依据设计要乞降工作条件采纳Y系列三相鼠笼型异步电动机，其构造为全关闭自扇冷式构造，电压为380V。选择电动机容量依据设计数据，工作机的有效功率为从电动机到工作机输送带之间的总效率为：式中，、分别为联轴器、轴承、齿轮传动和卷筒的传达效率。由表9.1取=0.99、=0.99、=0.97、=0.97，则所以电动机所需工作功率为确立电动机转速按表2.1介绍的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比，而工作机卷筒轴的转速为所以电动机转速的可选范围为切合这一范围的同步转速有75

2、0r/min、1000r/min和1500r/min三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量、及价钱等要素，为使传动装置构造紧凑，决定采纳同步转速为1000r/min的电动机。依据电动机种类、容量和转速，查表15.1选定电动型号为Y132S-6，其主要性能以下表：电动机型额定功率满载转速启动转矩最大转矩号/Kw/(r/min)额定转矩额定转矩Y132S-63902.02.0电动机的主要安装尺寸和外形尺寸以下表：型号HABCDEFxGDGKbb1b2AAHAL1Y132S13221614089388010 x8331228021013560184751.2计算传动装置总传动比并分派传动比总传动

3、比为分派传动比考虑润滑条件，为使构造紧凑，各级传动比均在介绍值范围内，取，故1.3计算传动装置各轴的运动及动力参数各轴的转速轴：轴：轴：卷筒轴：各轴的输入功率轴：II轴：III轴：卷筒轴：卷各轴的输入转矩电动机的输出转矩Td为所以：轴：II轴：III轴：卷筒轴：卷将以上结果汇总到表，以下轴名电动机轴I轴II轴III轴滚筒轴参数转速n/（r/min）960.0960.0240.08888功率P/(kW)2.722.692.582.482.43扭矩T/(Nmm)传动比i14.02.731效率0.98二、传动件设计2.1高速级斜齿圆柱齿轮传动设计选择齿轮资料、热办理方式和精度等级考虑到带式运输机为一

4、般机械，故大、小齿轮均采纳45钢，采纳软齿面，由文件1表8.2得：小齿轮调制办理，齿面硬度为21725HBW，均匀硬度为236HBW；为保证小齿轮比大齿轮拥有更好的机械性能，大齿轮正火办理，齿面硬度为162217HBW，均匀硬度为190HBW。大小齿轮齿面评论硬度差为46HBW，在3050HBW之间。采纳8级精度。初步计算传动主要尺寸因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲惫强度进行设计。由式中各参数为：小齿轮传达的转矩。由前面设计可知，T126800Nmm(2)设计时，因v值未知，不可以确立，故可初选载荷系数Kt=1.11.8，此处初取Kt=1.4。(3)由表6.6取齿宽系数d1.0。(4)由表

5、8.5查得弹性系数。(5)初选螺旋角由图8.14查得节点地区系数ZH2.45。齿数比Ui14。(7)初选=21,则Z2UZ184，取Z285。传动比偏差5%，切合设计要求。端面重合度。轴面重合度由图6.16查得重合度系数由图8.24查得螺旋角系数接触许用应力可由求得，由图6.29（e）、（a）得接触疲惫极限应力，。大小齿轮1、2的应力循环次数分别为由图6.30查得寿命系数，（同意有局部点蚀）；由表6.7，取安全系数。故取计算小齿轮1的分度圆直径，得确立传动尺寸计算载荷系数K。由表6.3查得使用系数KA=1.0。齿轮线速度以下式由图6.7查得动载荷系数KV=1.13(设轴刚性大)；由图6.12查

6、得齿向载荷散布系数；由表6.4查得齿间载荷散布系数，故(2)对进行修正。因为与有较大差别，故需对依据值设计出来的进行修正，即确立模数按表6.1，取计算传动尺寸。中心距圆整为,则螺旋角因为值与初选值相差较大，故与，化很小，所以不再修正和a。故相关的数值需修正，修正后的结果是，。明显值改变后，的计算值变圆整为b=45mm。取mm，。校核齿根曲折疲惫强度式中各参数：K、同前。(2)齿宽b=。齿形系数与应力修正系数。当量齿数查图6.20得齿形修正系数，。由图6.21查得应力修正系数，。(4)查图8.21得重合度系数。(5)查图8.26得螺旋角系数。(6)许用曲折应力可由下式算得查得曲折疲惫极限应力，查

7、得寿命系数。查得安全系数，故故知足齿根曲折疲惫强度要求。齿轮传动其余几何尺寸各齿轮的尺寸及参数计算详见下表。圆柱齿轮几何尺寸表序号项目代号计算公式1齿轮1/齿数/齿轮22法面模数(mm)/3端面模数(mm)4法面压力角（度)/端面压力角（度)6齿顶高系数/7顶隙系数/8标准中心距(mm)a实质中心距(mm)10螺旋角/11变位系数齿轮1齿轮212齿顶高(mm)齿轮1齿轮213齿根高(mm)齿轮1齿轮214分度圆直径(mm)齿轮1齿轮215齿顶圆直径(mm)齿轮1da=d+2xha齿轮216齿根圆直径(mm)齿轮1df=d-2xhf齿轮2计算结果218522.0572020.56610.2510

8、910900222.52.543.189174.81147.189178.81138.189169.811选择齿轮资料、热办理方式和精度等级与高速级同样，低速级大、小齿轮均采纳45#钢，采纳软齿面，小齿轮调制办理，齿面硬度为21725HBW，均匀硬度为236HBW；为保证小齿轮比大齿轮拥有更好的机械性能，大齿轮正火办理，齿面硬度为162217HBW，均匀硬度为190HBW。大小齿轮齿面评论硬度差为46HBW，在3050HBW之间。采纳8级精度。初步计算传动主要尺寸因是闭式软齿面传动，按齿面接触疲惫强度进行设计。依据式中各参数为：(1)小齿轮传达的转矩。(2)设计时，因v值未知，不可以确立，故可

9、初选载荷系数Kt，此处初取=1.11.8Kt=1.3。(3)由参照文件1表8.6取齿宽系数。(4)由参照文件1表8.5查得弹性系数。(5)由参照文件1图8.14查得节点地区系数。(6)齿数比。(7)初选=23,则，取。传动比偏差1.212mm齿轮端面与内机壁距离10mm机盖、机座肋厚、轴承端盖外径轴承座孔径+(55.5)视详细轴承而定轴承端盖凸缘厚度e(11.2)9mm轴承旁连结螺栓距离ss视详细轴承而定3.2草图第一阶段间距确立(1)取中间轴上两齿轮轴向间距。因采纳油润滑，轴承外圈端面至机体内壁的距离要留出安置挡油板的空间，取；取挡油板宽度C=4mm。取中间轴上齿轮2端面至机体内壁的距离高速

10、轴轴系零件设计(1)选择轴的资料因传达功率不大，且对证量与构造尺寸无特别要求，应采纳45钢并进行调制办理。(2)初步轴径，并依据相当联轴器的尺寸确立轴径和长度关于转轴，按扭转强度初算轴径，由参照文件3第759页得，C=97106，考虑轴端弯矩比转矩小，取C=97，则考虑键槽影响，取。确立轴的轴向固定方式因为齿轮减速器输出轴的跨距不大，且工作温度变化不大，故轴向固定采纳两头固定方式。联轴器及轴段前面计算的即为轴段的直径，又考虑轴段上安装联轴器，所以轴段的设计与联轴器的设计同时进行。1表13.1取KA，计算转矩由前面设计可知，采纳弹性柱销联轴器。查文件=1.5由参照文件2表13.1查问可得GB/T

11、5014-2003中的LH1型弹性柱销联轴器切合要求，其参数为：公称转矩160Nm，许用转速为7100r/min，轴孔直径范围是1224mm。知足电动机轴径要求。取与轴相连端轴径16mm，轴孔长度30mm，J型轴孔，采纳A型键，联轴器主动端代号为。相应的，轴段的直径，轴段长度应当比联轴器略短，故取其长度为l1=28mm(5)密封圈与轴段联轴器右端采纳轴肩固定，取轴肩高度h=1mm，则轴段的直径d_2=18mm。轴承与轴段及轴段由前面设计知，轴承种类为角接触轴承，暂取轴承型号为7304C，由文件2表查得内径d=20mm，外径D=52mm，宽度B=15mm，定位轴肩直径轴段的直径。轴段的直径应与轴

12、段同样，即。轴段因为齿轮齿根圆直径较小，若选择，故轴与齿轮应做成齿轮轴，取过渡轴段齿轮轴段12.2，。故取。轴段在轴段和齿轮轴段间取过渡轴段段(10)机体与轴段的长度e=9mm。因为所选联轴器不影响轴承端盖螺栓的因采纳凸缘式轴承盖，其凸缘厚度拆卸，轴肩与轴承端盖之间的空隙取K=10mm。在确立齿轮、机体、轴承、轴承盖的互相地点与尺寸以后，即可确立各轴段的长度。取轴段的长度；轴段的长度；轴段的长度；轴段的长度。轴的各部分尺寸均确立。取联轴器轮毂中间地点为力的作用点，可得跨距；。达成的构造草图以下所示。(11)键连结设计联轴器与轴之间采纳A型一般平键连结，型号为：键，h=5，。中间轴轴系零件设计选

13、择轴的资料因传达功率不大，且对证量与构造尺寸无特别要求，应采纳45钢并进行调制办理。(2)初步轴径，并依据相当联轴器的尺寸确立轴径和长度关于转轴，按扭转强度初算轴径，由参照文件3第759页得，C=97106，考虑轴端弯矩比转矩小，取C=97，则确立轴的轴向固定方式因为齿轮减速器输出轴的跨距不大，且工作温度变化不大，故轴向固定采纳两头固定方式。轴承与轴段及轴段由前面设计知，轴承种类为角接触轴承，暂取轴承型号为7305C，由文件2表12.2查得内径d=25mm，外径D=62mm，宽度B=17mm，定位轴肩直径，。故轴段的直径。轴段的直径应与轴段同样，即。齿轮3与轴段为了便于齿轮的安装，应略大于，取

14、，齿轮3左端用套筒固定，则轴段的长度应略小于齿轮3的宽度，取。(6)轴段齿轮3右端用轴肩固定，取。(7)齿轮2与轴段齿轮2左端也用轴肩固定。可取，齿轮2右端用套筒固定，则轴段的长度应略小于齿轮2的宽度，取。(8)轴段的长度达成的构造草图以下所示。(9)键连结设计齿轮2、齿轮3与轴之间采纳A型一般平键连结，型号分别为：键，h=7，；键，h=7，。低速轴轴系零件设计选择轴的资料因传达功率不大，且对证量与构造尺寸无特别要求，应采纳(2)初步轴径，并依据相当联轴器的尺寸确立轴径关于转轴，按扭转强度初算轴径，取C=97，则45钢并进行调制办理。和长度考虑键槽影响，取。确立轴的轴向固定方式因为齿轮减速器输

15、出轴的跨距不大，且工作温度变化不大，故轴向固定采纳两头固定方式。联轴器及轴段前面计算的即为轴段的直径，又考虑轴段上安装联轴器，所以轴段的设计与联轴器的设计同时进行。1表12.1取KA，计算转矩由前面设计可知，采纳弹性柱销联轴器。查文件=1.5由参照文件2表13.1查问可得GB/T5014-2003中公称转矩630Nm的弹性柱销联轴器知足要求，其许用转速为5000r/min，轴孔直径范围是30-48mm。取与轴相连端轴径32mm，轴孔长度为，J型轴孔。相应的，轴段的直径，取其长度为l1=58mm。密封圈与轴段联轴器右端采纳轴肩固定，取轴段的直径。轴承与轴段及轴段由前面设计知，轴承种类为深沟球轴承

16、，暂取轴承型号为6208，由文件2表12.1查得内径d=40mm，外径D=80mm，宽度B=18mm，定位轴肩直径，。故轴段的直径。轴段的直径应与轴段同样，即。轴段为了便于齿轮的安装，应略大于，取，齿轮3右端用挡油板固定，则轴段的长度应略小于齿轮4的宽度，取。(8)轴段齿轮4右端用轴肩固定，取。(9)轴段取过渡轴段直径。(10)机体与轴段的长度因采纳凸缘式轴承盖，其凸缘厚度e=9mm。因为所选联轴器不影响轴承端盖螺栓的拆卸，轴肩与轴承端盖之间的空隙取K=10mm。在确立齿轮、机体、轴承、轴承盖的互相地点与尺寸以后，即可确立各轴段的长度。取轴段的长度；轴段的长度；轴段的长度；取轴段的长度；取轴段

17、的长度轴的各部分尺寸均确立。取联轴器轮毂中间地点为力的作用点，可得跨距；。达成的构造草图以下所示。(11)键连结设计4与轴之间采纳A型一般平键连结，型号分别为：联轴器、和齿轮键，h=8，。键，h=8，。轴系零件校核计算本设计已达成高、中、低速轴的轴系零件校核计算，均知足设计要求，此处只给出低速轴校核计算过程。轴的受力剖析画受力简图圆周力径向力计算支反力N轴承1的总的支反力为轴承2的总的支反力为画弯矩图在水平面上,轴承1处，A-A面左边A-A面右边=垂直面上，弯矩为A-A面左边A-A面右边88mm114mm61mm269800画转矩图校核轴的强度A-A剖面右边弯矩大，有转矩，为危险截面。该截面抗

18、弯模量为该截面的抗扭截面模量为曲折应力扭剪应力调质办理的45钢，由参照文件3能够查得，=155MPa；资料等效系数，。1附表10.3得：键槽惹起的应力集中系数可由参照文件，。=1.625查参照文件1附图10.1得，。查参照文件1附图10.1与附表10.2得。由此，安全系数计算以下：由参照文件1表10.5得许用安全系数S=1.31.5，明显SS，故A-A截面安全。校核键连结的强度滚筒与轴连结处为平键连结，挤压应力式中：d键连结处的轴径，mm；T传达的转矩，Nmm；h键的高度，mm；l键连结长度，mm；故键、轴资料均为45钢，。，故强度知足需要。=120150MPa校核轴承强度由参照文件2查得62

19、08轴承的向力，轴承1的工作环境比轴承2工作环境恶劣，故只要校核轴承计算当量动载荷。轴承工作环境无轴2。此中，X为动载荷径向系数，为轴承径向载荷。由参照文件1表11.12可知，X=1。则(5)校核轴承寿命轴承在100下工作，轴承寿命为。依据其载荷性质，取。已知减速器使用五年，三班工作制，则预期寿命为轴承寿命很丰裕。3.3草图第二阶段传动件的构造设计齿轮2构造设计齿轮2齿顶圆直径178.81mm，为了减少质量和节俭资料，采纳腹板式构造。采纳自由锻毛坯构造，以下列图所示。图中各尺寸以下：取，为增强齿根部强度，取取c=10mm齿轮3构造设计齿轮3齿顶圆直径75mm，做成实心式构造。(3)齿轮4构造设

20、计，为了减少质量和节俭资料，采纳腹板式构造。齿轮4齿顶圆直径195mm考虑节俭成本，采纳自由锻毛坯构造，如前图所示。图中各尺寸以下：取，取取c=18mm取取轴承端盖的设计采纳凸缘式轴承端盖，构造以下列图所示：高速轴轴承端盖设计由前面设计可知，轴承外径D=52mm，中间轴轴承端盖设计由前面设计可知，轴承外径D=62mm，低速轴轴承端盖设计，取，取。由前面设计可知，轴承外径D=80mm，取。由参照文件2表14.4可知，挡油板的设计挡油板构造如左图所示套筒设计中间轴套筒设计取内径，外径，长度l=14mm。取内径，外径，长度l=17mm低速轴套筒设计取内径，外径，长度=5mm，=12mm。3.4草图第

21、三阶段减速器机体的构造设计机体中心高和油面地点确实定为防备浸油齿轮将油池底部堆积物搅起，大齿轮的齿顶圆到油池底面的距离应不小于3050mm。应保证齿轮浸入深度应不小于10mm，最高油面应比最低油面超出1015mm，且齿轮浸油深度最多不超出齿轮半径的1/3。依据以上原则，选择机体中心高H=165mm，油面高度为65mm，知足以上要求。验算油量：单级减速器传达1kW功率需要油量为0.350.7，本设计为二级齿轮减速器，传达的需油量油池容量，知足设计，润滑条件较好。其余构造设计详见A0图纸。减速器的附件设计窥视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到传动零件齿合区的地点，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与锻造的凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片增强密封，盖板用钢板焊接制成，用M6螺栓紧固。按要求选用A=90,B=60，A1=120，B1=90，C=105，C1=70，C2=75，R=5,螺钉尺寸M620螺钉数量为4，详细尺寸