《机械设计》课程设计说明书

机械设计课程设计说明书专业班级：机械电子工程03班学生学号：1203120301学生成绩： 3 5 52.电动机的选择（Y系列三相交流异步电动机） 7 9 11 11 15 23 23 23 24 29 30 31 34 ——铸造车间型砂输送机的传动装置1.设计题目：设计带式运输机的传动装置4.工作条件（已知条件）2)载荷特性：连续工作、近于平稳、单向运转；3)使用期限：8年，大修期3年，6)生产规模：成批生产。）；）；4)编写设计计算说明书一份（约7000字）。3)系统方案的总体评价：以上三种方案：结构简单，应用最广。由于齿轮相对于轴承为不对称布置，因而沿齿宽载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。方案二中减速器横向尺寸较小，两大齿轮浸油深度可大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴肩润滑较困难。方案三中一般为高速级分流，且常用斜齿轮，低速级可用直齿或人字齿轮。齿轮相对于轴承为对称布置，沿齿宽载荷分布较均匀。减速器结构较复杂。常用于大功率，变载荷场合。方案一结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。由于电动机、减速器与滚筒并列，导致横向尺寸较大，机器不紧凑。但齿轮的位置不对称，高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消，以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。总的来讲，该传动方案一满足工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，此外还有结构简单、尺寸紧凑、成本低、传最常用的的电动机是Y系列笼型三相异步交流电动机。其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。由于启动性较好，也适用于某些要求较高起动转矩的机械。首先估计传动装置的总体传动范围：由卷筒的圆周速度V可计算卷筒的nw=60x1000/πD=60x1000/πx300工作机所需有效功率Pw7,有2个V带传动效率η2=0.969,有2个6,有1个η=η12η2η32η44η5=0.972.0.96.0.992.0.994.0.96=0.825卷筒轴的输出功率Pw=Tnw/9550=1.680kW式中：nd——电动机转速可选范围有表2-1查得V带传动常用传动比范围为2-4，圆柱齿轮传动比范围为nd’=i1i22nw=786～6718r/比12两个方案均可行，方案2电动机成本低，对选定的传动方案传动比也适似的浸油深度，高速级传动比i2和低速级传动比i3可按照下列方1-1.5)i3双级圆柱齿轮低速级传动比i34=i/高速轴□:P1=P0η1=2.2x0.96=2.11kW中间轴□:P2=P1η2η3=2.11x0.99x0.97=2.03kW低速轴□:P3=P2η2η3=2.03x0.99x0.96=1.93kW高速轴：T1=9550P1/n1=47.60N.m中间轴：T2=9550P2/n2=161.55N.m低速轴：T3=9550P3/n3=460.79N.m将以上计算结果整理后列于下表：功率P(Kw)效率η31.V带传动的设计计算设计此V带传动h时，已知条件有——带定功率；小带轮转速；大带轮转速。设计内容包括——选择带的型号；确定基准长度、根数、中心距、基准直径以及结构尺寸；初拉力和压轴力。□确定计算功率Pca=KA×P表8-8查得，工作情况系数KA=1则Pca=KA×P=1.2*2.2=2.64kw小带轮转速即电动机满载转速n0=1420r/min根据Pca=KA×P=1.2*3=3.6kw和n0=1420r/min查图8-9，选取带型为Z型。□确定带轮的基准直径dd，并验算带速度根据V带的带型和电动机的中心高100mm,查表8-9选取小带轮的基准直径dd1=90mm验算带速=3.14*90*1420/60000=6.69m/s大带轮基准直径dd2=i1dd1=3*90=270mm□确定中心距a和基准长度Lddd1+dd2a0≤2(dd1+dd2)查表8-2得Ld=1600mm'实际中心距a=a0+(Ld-Ld)/2=500mm□验算小带轮上的包角α1□计算带的根数z查表8-6得Kα=0.94查表8-2得KL=1.16带型率Pcaa/mm度Ldzdd1/mm直径dd2A3□带轮的结构设计尺寸：e=12±0.3mm,fmin=7mm,bd=8.5mm,ha=2.0mm,hfmin=7.0mm,δ=6mm小带轮的基准直径dd1=90mm，则da1=dd1+2ha=90+2*2.0=94mm对大带轮：大带轮的基准直径dd2=280mm，则da2=dd2+2ha=280+2*2.0=284mmD1=da2-2(ha+δ)=280-2*（2.0+6）=264mmD0=0.5(D1+d1)=168.53mmd0=0.25(D1-d1)=59.765mmd2t≥b.查表选取尺宽系数＝1c.查表得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mp1/2小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=大齿轮的接触疲劳强度极限σHlim2＝550MPa□;高速轴：N1=60n1jLh=60×473×1×（2×8×300×8）=1.33x1091/i12=1.33x109/3.75=3.38x108低速轴：N2=60n2jLh=60×120×1×（2×8×300×83.36x108N2'’＝3.36x108/3.02=1.11x108式中j为每转一圈同一齿面的啮合次数。Lh为齿轮的工作寿命，单位小时g.计算接触疲劳许用应力％，低速轴：□计算两级小齿轮分度圆直径d2t≥V1=τ*d1t*n1/(60*1000)=τ*61.65*473/60000=1.53m/sV2=3.14*d2t*n2/(60*1000)=τ*77.78*120/60000=0.49m/s计算齿宽b及模数齿高hb1=φdd1t=1*61.65=61.65mmb2=φdd2t=1*77.78=77.78mmh2=2.25*m2=7.0mmb1/h1=61.65/6.62=9.31b2/h2=77.78/7.0=11.1故载荷系数:Kh1=Ka*Kv1*Kha*Khb1=1*1.07*1.37*1.2Kh2=Ka*Kv2*Kha*Khb2=1*1.03*1*1.424□确定计算参数KFN2=0.88□计算弯曲疲劳许用应力=500*0.87/1.4＝310.71MPa□计算载荷系数K1=Ka*Kv1*Kfa*Kfb1=1*1.07*1*1.4K2=Ka*Kv2*Kfa*Kfb2=1*1.03*1*1.4查图10-17取齿形系数：□计算大、小齿轮的并加以比较都是小齿轮的数值大，所以取较大者，□设计计算m1≥3√2x1.759x47600/1x212=1m2≥3√2x1.452x16155/1x252=面接触疲劳强度决定的承载能力仅与直径有关，综合结果取高速级□几何尺寸计算小齿轮齿数=68.186/2=34，为了保证设计齿宽和节省材料，一般将小齿轮略加b.低速级小齿轮齿数=81.7/2.5=33为了保证设计齿宽和节省材料，一般将小齿轮略加综上，齿轮传动的参数如下：低速级221.选择轴的材料及热处理由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要求速轴、低速轴和中间轴都选择40Cr钢,调质处理。2.初估轴径d≥A03√P1/n1=110*3√2.11/高速轴最小直径处安装大带轮，中间安装齿轮，轴上设有两个键槽。取d1min=20mm0=124d≥A03√P2/n2=1243√2.03/中间轴安装齿轮，轴上设有两个键槽。取d2min=35mm0=120低速轴安装有联轴器和齿轮，轴上设有两个键槽。取d3min=50mm.3.轴的结构设计□各轴段直径的确定a.d11最小直径，安装大带轮的外伸轴段，d11=d1min=25mmb.d12密封处轴段，根据大带轮的轴向定位要求，得知第二段轴的定位c.d13为滚动轴承处轴段直径，d13=32mm,所以选取轴承为6206，其尺d.d14为过渡轴承，由于各级齿轮传动的线速度均小于2m/s，滚动轴承采用脂润滑，因此需要考虑挡油盘的轴向定位，取d14=35mm。g.滚动轴承处轴段d17=32mm□各轴段长度的确定b.由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定，选取轴承端盖螺钉直径d3=8mm,那么e=1.2d=9.6mm,m=31mm,螺钉数为4.由装配关系取带轮c.由滚动轴承、挡油盘以及装配关系确定L13=16+12=28mm。□键的尺寸设计□齿轮与轴配合为H7/n6，轴承与轴过渡配合，轴的尺寸公差为m6.□各轴段的直径确定：a.d31最小直径，安装联轴器的外伸轴段。d31=50mmd×D×B=55mm×100mm×21mm。c.d32为密封处轴段，根据联轴器的轴向定位要求，以及密封圈的标准，d.d34过渡段，需要考虑挡油盘的轴向定位，取d34=65mm。g.d37为滚动轴承与套筒轴段，d37=d33=□各轴段长度的确定。31=40mm。选取TL8型弹性套柱销联轴器，则联轴器的毂孔d.L34过渡段长度L34=50mm。□键的设计：L31段需与外部的联轴器连接，故选用C型普通单圆头b×h×l=14mm×9mm×80mm.b×h×l=18mm×11mm×45mm.中间轴的设计。□各轴段直径的确定。b.d22低速级小齿轮轴段，选取d.d24高速级大齿轮轴段，d24e.d25段为套筒与轴承处，d25=35mm.□各轴段长度的确定。□键的尺寸设计。低速级小齿轮上：b×h×L=12×8×56渡配合，轴的尺寸工差为m6.取值□1齿顶圆至箱体内壁7□7箱底至箱底□2齿轮顶端面至箱体H□3轴承端面至箱体内L1箱体内壁至轴承座孔端□4旋转零件间轴的距离e轴承端盖凸□5齿顶圆至轴表面距离箱体内壁轴□6大齿轮齿顶圆至箱底内壁的箱体轴承座低，故采用油润滑。查表，选用全损耗系统用油（GB/T433-1989代齿轮半径，大齿轮的齿顶到油地面的距离≥30~60mm。由于滚动轴承的速度较低，所以采用脂润滑。查表，选用钙基润滑脂（GB/T491-1987代号为L-XAMHA1。为避免油池中有稀油溅入轴承座，在齿轮与轴承之间放置挡油环，输入轴与输出轴处用毡圈密封。箱体的尺寸直接影响它的刚度。首先要确定合理的箱体壁厚δ。根据经验公式：δ=4√0.1T≥8mm（T为低速轴转矩，N.m）可取δ=8mm。为了保证接合面连接处的局部刚度与接触刚分都有较厚的连接壁缘，箱座底面凸缘厚度设计的更厚些。在轴承座孔与箱底结合面处设置加强肋，减少了侧壁的弯曲变形。箱盖箱座联接直径d2=12mm受载不大，所以箱体可用灰铸铁制成。检查孔用于检查传动件的啮合情况、润滑情况、接触斑点及齿侧间隙，还可用来注入润滑油，检查孔要开在