机械设计基础课程设计东北大学

机械设计基础课程设计说2计任务书.设计题目 2.工作条件 2.技术数据 22.电2动机的选择计算 3.传动装置的运动和动力参数计算4.分配传动比 4 6动零件的设计计算.减速器以外的传动零件(链传动)的设计计算 6.减速器以内的传动零件(齿轮)的设计计算 75.轴的设计计算 6.滚动轴承的选择及其寿命计算 连接的选择和验算 8.联轴器的选择9.减速器的其他附件10.润滑和密封 装配文献1.1.设计题目设计胶带传输机的传动装置1.2.工作条件尘1021.3.技术数据号p=p=w==4.18kWrn0.7901按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭自扇冷式22002200280500L2.1.选择电动机系列根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机，封闭自扇2.2.选择电动机的功率及转速筒所需有效功率1234512345运输滚筒的效率η=6n=nn2nnnn123456=0.990.9820.970.920.970.96=0.7901需电动机的功率p3.300p3.3000r电动机转速n=60v=601.5= =Pr=w2.3.选择电动机的型号查得电动机数据，计算总传动比结果列于下表满0Y132S-Y132M2-6动机质量g6884案号12电动机额定功率电动机额定功率P/kW0电动机满载转速n03.传动装置的运动和动力参数计算3.1.分配传动比i=n0=960=9.38n102.4w比的分配取链传动的传动比为i=链i9.38则减速器传动比i===i9.38减i2.5链pp4.183.2.各轴功率、转速和转矩的计算0r0T0=9.55n0=9550960=41.58N.m01011i12112n=n1=960=255.86r/min2i3.752T2=T2=9.55n2=9550255.86=146.69N.m2233223n=n2=255.86=102.34r/min3i2.523T=9.55P3=95503.54=330.34N.m3n102.343各轴运动及动力参数列表示轴轴功序率P号/kW01速min)99124.传动零件的设计计算4.1.减速器以外的传动零件(链传动)的设计计算确定链轮齿数数1z=iz=2.5根25=62.521=24取z=251取z=6321ii编i=理-实根100%iii理4.1.2.确定链条节距2.52.5-2.522.512=链由式d>KdA0KKzd数K=AdP>KPA=1.4根3.93=2.42kWKK34根1.7zp因为n=255.86r/min1查教材图10-23，选链号No10A，节距p=4.1.3.计算链长P=P0p=0d=2d=2az+zpzzL=20+21+(21)2pp2a20=26352节p取Lpp由于中心距可调，实际中心距a≈635mm4.1.4.验算链速v＜15m/s适合选择润滑方式.6.作用在轴上的力F=1000P=10003.93=2322.70NF=ev1.692e作用在轴上的力F1.2F=1.22322.70=2787.24NQe.7.链轮尺寸及结构d=p=15.875=126.662mm1p15.875=Qd=d1d=d24.2.减速器以内的传动零件(齿轮)的设计计算.材料的选择11hN2.76109N=1==N2.761092i3.752查教材图11-14得Z=Z=(允许一定的点蚀)X1X2X1X2Hmin (=565MPa,(=520MPa[(]=(Hlim1ZZ=565人1.0人1.0=565MPaH1SN1X11.0中取[(]=540.MaH1中取[(]=540.MaH1HH2H4.2.2.按齿面接触强度确定中心距H小轮转矩T1=41180N.mm初定螺旋角β=12°，由教材图11-20得Z=βMPatetEHaa查表2-11-2,取中心距a=140mma=140mm估算模数m，根据经验公式nnnn计算齿数zznn211212β=11°28′42″与初选β=12°接近，可不修正动比误差要求i要求i=而实际传动比i=2==3.583理实z241=齿ndnd传动比误差编i=理实人100%=人100%=4.5%想5%i3.752理在允许范围内。齿轮分度圆直径1n12n24.2.3.验算齿面接触疲劳强度d=d 2v=s按电机驱动,载荷稍有波动,由表11-3,取K=A由教材图11-2(b)1va由教材图11-3(a)，按b/d=56/=1考虑轴刚度较大和齿轮相对轴承为非对称布置，取K=1αAvbav11z=z/cos3β=86/cos311°28′42″=v22得e=0.765，e=0.823，a1a2所以e=e+e=0.765+0.823=1.588aa1a2b3.14人2.5b=56mme由式(11-31)计算齿面接触应力u HHEeb1H4.2.4.验算齿根弯曲疲劳强度sa1sa2c由图教材11-21得，Y=β由图教材11-16(b)，得(=220MPa，(=200MPaFlim1Flim2X1X2取Y=，S=由式计算许用弯曲应力F1SN1X11.4F2SN2X21.42KT (=1YYYYF1bdmFa1sa1cb1n.9FYYYY (= (=(Fa2Sa2=F2F1YF2F1YY=286MPa，故安全。F2.5.齿轮主要几何参数F2.5.齿轮主要几何参数mt=m/mt=m/cosβ=cos11°28′42″=nn2n2d=d+2m=61.224+2人2.5=66.224mm,a11d=d+2m=219.388+2人2.5=224.388mma22f11f222122b=b=56mm,取b=b+(5~10)=62mm212FF5.轴的设计计算5.1.减速器高速轴的设计.2.根据电动机轴直径估算轴伸直径根据所选电机轴伸D=38mm,轴伸长E=80mm则d=~D=~×38=~38mm05.1.3.选择联轴器，设计轴的结构，初选滚动轴承LT器(GB/T4323-2002)。K=，计算转矩T为AcT=KT=×=cA0cT=250N.m>T=62.37N.m,d=32mm，d=42mm.根据初选的联轴器型号，由联轴器轴孔直径确定减速器高速外伸段直径为d=32mm,L=55mm联d=35mm，d=40mm，d=45mm，d=d=40mm12342L=L-编l=80mm，L=201.75mm1联2L=93.75mm，L=260.5mm3总初选滚动轴承根据半径初选圆锥滚子轴承(GB/T97-1994)，型号30208小齿轮上的作用力周力F=2T=2周力F=2T=2人41180=1345.22Ntd61.2241t=r=499.61N径向力F==r=499.61NrF=a轴向力F=F.tanb=1345.22人tan11o28'42"F=aat5.2.减速器低速轴的设计矩初步估算轴伸直径P.86n20d=d+(3~4)C35mm，d=40mm，d=45mm10123d=d+(3~4)C52mm，d=d=40mm4315211链轮0L=B+5+(K+6)+t+e+s+L=195.75mm2221L=B+5+s+B=90.75mm321L=B-l=54mm42L.7(d-d)=7mm543L=5+s=16mm61L=L+L+B=230.5mm726根据半径初选圆锥滚子轴承(GB/T97-1994)，型号30208M=0BR=R=t3=t==672.61NAyL+L22235.2.5.求垂直面内的支撑反力，作垂直面内的弯矩图123M=0BR(L+L)+FL=0Ay23t3FLFFLF1345.22R=FR=1345.22-672.61=672.61NBytAyYAyCMcyRAyLNmm5.2.6.求水平面内的支撑反力，做水平面内的弯矩图R=RAYR=RBYM=0N?mmAyY=AZ=AZRR(L+L)F+FL+F(L+L+L)=0Az23a2r3Q123R=r3a2Q123AzL+L23=R=RFF=1795.45NR=BzAzQrBZZmZAZQ1AZC点左,MCZ左=RAzL2=5082.3054=274444N.mmMcZ左=C点右McZ右=RBZL3=1795.4554=96959N.mmMcZ右=5.2.7.求合成弯矩，作合成弯矩M图A点M=AM2+M2AyAzCMCMy+MZ左=276837N.mmC点右,MC右=My+MZ右=103539N.mmTT=Ft.2=147563N.mm5.2.9.求当量弯矩，作当量弯矩M图VDAA6018N.mmM=M2+(aT)2=2768372+(0.6147563)2vC左c左=290650N.mmM=M2+(aT')2=1035392+(0.60)2vC右c右=103539N.mmD点MvD=M+aT2=88538N.mm5.2.10.校核轴的强度M=250852N?mmAM=MC左M=MC右T=M=MvAM=MM=MM=MvDRRRRARRRRAA查表13-1得=650N/mm2查表13-2得[]=55N/mm2。Bb106500650C30.1C]=3Cb1因为有一个键槽d=37.5(1+0.05)=39.4mm。该值C小于原设计该点处轴径45mm,故安全。DM38M0.1D0.1D]=3b1因为有一个键槽d=25.2(1+0.05)=26.5mm。该值D小于原设计该点处轴径32mm，故安全。6.滚动轴承的选择及其寿命计算6.1.减速器高速轴滚动轴承的选择及其寿命计算.选择轴承类型及初定型号圆锥滚子轴承(GB/T97-1994)，型号30208：查表得Cr=59.8kNC0r=42.8kN计算轴承的受力R=R=R=t==672.61NAyBy22R==527.25NAzL+L23R=F+R=527.25+499.61=1026.86NBzrAz=1=2R=R2+R2==1=21AYAZR=R2+R2=1227.54N2BYBZ计算派生轴向力S=1=284.88N，S=2=409.18N12Y22Y定轴承的轴向载荷=1=11A21==221A221RR计算当量动载荷11=0.79>e，则X=0.40，Y=1.5R1R1A2=0.33共e，则X=1，Y=0AR22R2111112222216.1.4.计算轴承寿命P=6.2.减速器低速轴滚动轴承的选择及其寿命计算.选择轴承类型及初定型号圆锥滚子轴承(GB/T97-1994)，型号30208：查表得C=59.8kNC=42.8kNr0r6.2.2.计算轴承的受力R=R2+R2=672.612+5082.302=5126.61