机械设计课程设计2012年下学期

III段直径d3=47mm，此段安装轴承，轴承右端靠套筒定位，轴承左端靠轴承盖定位初选用6210深沟球轴承，其内径为50mm,宽度为20mm，取轴肩挡圈长为10mmL3=5+10+20+5=40mmⅣ段直径d4=52mm，此段安装主动齿轮，由上面的设计从动齿轮齿宽b=115mm,Ⅴ段直径d5=60mm.长度L5=10mmⅥ段直径，长度22mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距6轴的强度校核按弯矩复合强度计算1)绘制轴受力简图（如图a）齿轮所受的转矩：T=9550P/n=9550×21.12/507=397.8作用在齿轮上的圆周力：Ft=2T/d=径向力：Fr=Fttan200=6630×tan200=2413N该轴两轴承对称，所以2)求垂直面的支承反力求水平面的支承反力3）由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为MC1=FAyL/2=1206.5×77.5×10-3=93.5N·m截面C在水平面上弯矩为：MC2=FAZL/2=3315×77.5×10-3=256.9N·m4）绘制垂直面弯矩图（如图b）绘制水平面弯矩图（如图c）5)绘制合弯矩图（如图d）MC=(MC12+MC22)1/2=（93.52+256.92)1/2=273.4N·m6）绘制扭矩图（如图e）转矩：T=9550×（P/n）=397.8N·m7)绘制当量弯矩图（如图f）截面c处最危险，如认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数，截面C处的当量弯矩：Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[273.42+(0.6×397.8)2]1/2=362.9N·m8）校核危险截面C的强度轴的材料选用45钢，调制处理，由表14-1查得，由表14-3查得，则图a--f与从动轴各图类似，此图省略。第6部分滚动轴承的选择及校核计算6.1从动轴上的轴承由初选的轴承的型号为:6214,查表13-2可知:d=70mm,外径Ｄ=125mm,宽度B=24mm,基本额定动载荷，基本额定静载荷极限转速（油润滑）6000r/min根据设计条件要求，轴承预计寿命为Lh=5×300×16=24000h轴承基本额定动载荷为,由于轴向力的影响可忽略不计，深沟球轴承只考虑径向载荷,则当量动载荷所以因为，所以，故所选轴承适用6.2主动轴上的轴承由初选的轴承的型号为:6210,查表13-2可知:d=50mm,外径Ｄ=90mm,宽度B=20mm,基本额定动载荷，基本额定静载荷极限转速9000r/min根据设计条件要求，轴承预计寿命为Lh=5×300×16=24000h轴承基本额定动载荷为由于轴向力的影响可忽略不计，深沟球轴承只考虑径向载荷,则当量动载荷,所以因为，所以，故所选轴承适用。第7部分键联接的选择及校核计算7.1根据轴径的尺寸，选择键键1，主动轴与V带轮连接的键为：GB/T1096-2003键10×8×70键2，主动轴与小齿轮连接的键为：GB/T1096-2003键16×10×80键3，从动轴与大齿轮连接的键为：GB/T1096-2003键20×12×90键4，从动轴与联轴器连接的键为：GB/T1096-2003键18×11×90查机械设计基础教材（表10-9）7.2键的强度校核键1，GB/T1096-2003键10×8×63工作长度挤压强度键2，GB/T1096键16×10×80工作长度挤压强度键3，GB/T1096键20×12×90工作长度挤压强度键4，GB/T1096键18×11×90工作长度挤压强度第8部分减速器箱体、箱盖及附件的设计计算8.1主要部件介绍：(1)窥视孔和窥视孔盖在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔，以便检查齿面接触斑点和赤侧间隙，了解啮合情况。润滑油也由此注入机体内。窥视孔上有盖板，以防止污物进入机体内和润滑油飞溅出来。(2)放油螺塞减速器底部设有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞赌注。(3)油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量。油标有各种结构类型，有的已定为国家标准件。(4)通气器减速器运转时，由于摩擦发热，使机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏。所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨气自由逸出，达到集体内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能。(5)启盖螺钉机盖与机座结合面上常涂有水玻璃或密封胶，联结后结合较紧，不易分开。为便于取盖，在机盖凸缘上常装有一至二个启盖螺钉，在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖。在轴承端盖上也可以安装启盖螺钉，便于拆卸端盖。对于需作轴向调整的套环，如装上二个启盖螺钉，将便于调整。(6)定位销为了保证轴承座孔的安装精度，在机盖和机座用螺栓联结后，镗孔之前装上两个定位销，孔位置尽量远些。如机体结构是对的，销孔位置不应该对称布置。(7)调整垫片调整垫片由多片很薄的软金属制成，用一调整轴承间隙。有的垫片还要起调整传动零件轴向位置的作用。(8)环首螺钉、吊环和吊钩在机盖上装有环首螺钉或铸出吊环或吊钩，用以搬运或拆卸机盖。(9)密封装置在伸出轴与端盖之间有间隙，必须安装密封件，以防止漏油和污物进入机体内。密封件多为标准件，其密封效果相差很大，应根据具体情况选用。8.2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M16×1.5，参考机械设计课程设计第28页，表4-4。油面指示器：选用游标尺M12（GB/T6172-2000）。参考机械设计课程设计第33页，表4-10。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M14×1.5。机械设计课程设计（JB/ZQ4450-1997）根据《机械设计课程设计》第112页，表12-2与《机械设计综合课程设计》第89页表选择适当型号：螺栓：GB5782～2000M16×120.起盖螺钉型号：GB/T72-1988M12×45.高速轴轴承盖上的螺钉：GB/T72-1988M8×25.低速轴轴承盖上的螺钉：GB/T72-1988M8×25.8.3箱体的主要尺寸设计根据机械设计课程设计第20页，表4-1，可知：(1)箱座壁厚：=0.025a+1=0.025×234+1=6.85mm取=10mm(2)箱盖壁厚：=0.02a+1=0.02×234+1=5.68mm取=10mm(3)箱盖凸缘厚度：b1=1.5=1.5×10=15mm(4)箱座凸缘厚度：b=1.5=1.5×10=15mm(5)箱座底凸缘厚度：b2=2.5=2.5×10=25mm(6)地脚螺钉直径：df=0.036a+12=0.036×234+12=20.4mm取df=20mm(7)地脚螺钉数目：n=4(因为a<250)(8)轴承旁连接螺栓直径：d1=0.75df=0.75×20=15mm取d1=16mm箱盖与箱座连接螺栓直径：d2=(0.5-0.6)df=10～12mm，取d2=10mm(10)连接螺栓d2的间距：L=150～200mm(11)轴承端盖螺钉直径：d3=(0.4-0.5)df=8～10mm取d3=8mm(12)检查孔盖螺钉直径：d4=(0.3-0.4)df=6～8mm取d4=8mm(13)定位销直径：d=(0.7-0.8)d2=7～8mm取d=8mm(14)df、d1、d2至外箱壁距离C1=26mm(15)df、d2至外箱壁距离C2=24mm(16)轴承旁凸台半径R1=C2=24mm(17)凸台高度：根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准(18)外箱壁至轴承座端面的距离：C1＋C2＋﹙5～10﹚=58mm(19)大齿轮顶圆与内箱壁间的距离：(20)齿轮端面与内箱壁间的距离(21)箱盖、箱座肋厚：(22)轴承端盖外径为︰Ｄ2=D＋﹙５～５.5﹚d3,D-轴承外径。小轴承端盖D2=130mm,大轴承端盖D2=160mm.(23)轴承旁连接螺栓距离S：取S=234mm.第9部分润滑与密封9.1减速器的润滑1.齿轮和滚动轴承的润滑的润滑对于齿轮来说，由于传动件的的圆周速度2m/s<v<12m/s,采用浸油润滑，因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。对于单级减速器，浸油深度为一个齿高。对于滚动轴承来说，由于传动件的速度不高，且难以经常供油，所以选用润滑脂润滑。这样不仅密封简单，不宜流失，同时也能形成将滑动表面完全分开的一层薄膜。2.润滑油的选择根据机械设计课程设计第189页表17-1，表17-2。考虑到该装置用于小型设备，齿轮选用GB443-1989全损耗系统用油（GB/T443-1989）L-AN15润滑油。轴承选用通用锂基润滑脂（GB/T7324-1994）。9.2减速器的密封由于选用的电动机为低速，常温，常压的电动机则可以选用毛毡密封。毛毡密封是在壳体圈内填以毛毡圈以堵塞泄漏间隙，达到密封的目的。毛毡具有天然弹性，呈松孔海绵状，可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时，毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑。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（参考《机械设计课程设计》第192页表17-7）。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。第10部分参考资料目录[1]《机械设计课程设计》，华中科技大学出版社，金清肃主编，2007年10月第1版；[2]《机械设计课程上机与设计》，东南大学出版社，程志红，唐大放主编，2011年2月第4次修订印刷；[3]《机械设计基础》，高等教育出版社，杨可桢、程光蕴、李仲生主编，2006年5月第5版[4]《机械设计课程设计指导书》，高等教育出版社，龚溎义主编，1990年4月第2版[5]《机械设计综合课程设计》，化学工业出版社，张莉彦、阎华主编，2012年1月北京第一版第11部分设计小结课程设计体会：机械设计课程设计是我们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环节。此次课程设计需要一丝不苟的态度，而且需要刻苦耐劳，努力钻研的精神。在设计过程中，我们遇到了一些问题，经过不断的翻资料、查书，和同学们相互探讨，一次又一次的更改，一遍又一遍的实践终于完成了设计。实践出真知，通过亲自动手制作，使我掌握的知识不再是纸上谈兵，同时我们自身的综合素质水平也有很大提高。通过这次机械设计课程的设计，综合运用了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，使我认识到以往所学习的课程学习的系统性。更深的学习到了机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置和简单机械的设计原理和过程,同时让我对制图标准有了更多的运用。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。再一次练习并提高了运用计算机相关软件的能力，如：Office，AutoCAD等。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦中有甜，更重要的是可以学到很多的知识，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。特别感谢两位老师的指导，特别是在我们的设计过程与思路中，两位老师引导我们将设计思路进一步与实际生产相结合，同时教导我学会独立思考和解决问题的能力，使我们受益匪浅。（见机械设计课程设计第94页，表10-2）=0.87Pw=18.4Kwnw=169r/min取机械设计课程设计指导书表1（见机械设计课程设计第210页，表19-1）（参考机械设计课程设计第209页表19-1）（机械设计课程设计指导书第7页，表1）=507r/min=169r/min=169r/minPⅠ=21.12kWPⅡ=20.28kWPⅢ=19.88kWTd=142.9N·mTⅠ=397.8N·mTⅡ=1146.0N·mTⅢ=1123.2N·m=20.9kW=PⅡ×η轴承=20.1kWP´Ⅲ=PⅢ×=19.68kWT´d=137.2N·m=393.8N·m=1100.2N·mT´Ⅲ=1111.97N·m（教材第168页，表11-2）教材表11-5按教材表11-311-6齿面接触疲劳强度计算得d1=107.23mm模数m=3.6分度圆直径d1=120mmd2=348mm中心距:a=234mm齿轮宽度:b2=110mmb1=115