机械设计基础课程设计Word文档下载推荐.docx

1、一、 设计题目其中二、电动机选择解：（1）选择电动机类型按已知的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼型三相异步电机。（2）选择电动机功率 工作机所需的电动机输出功率为 Pd=Pw/ Pw=Fv/1000w所以 Pd=Fv/1000w由电动机至工作机之间的中效率（包括工作机效率）为 w= 其中、分别为联轴器、带传动、齿轮传动的轴承、齿轮传动。取=0.97、=0.96、=0.99、=0.97，则w0.80 Pd=1.5kW（3）确定电机转速卷筒轴的工作转速为 w=601000v/D =114.6rmin按推荐的合理传动比范围，取V带传动的传动比i=24，单机齿轮传动比i=35，则合理总传动比的范围为i

2、=620，故电动机可选的范围为nd=inw =（78.902292.99）rmin符合这一范围的同步转速有940rmin，1400rmin，再根据计算出的容量，由附录8附表8.1查出有两种适用的电机型号，其技术参数见下表结果=0.97、=0.96、=0.99、=0.97Pd=1.5kWw=114.6rminnd =（78.902292.99）rminnm=940rmin附录8附表8.2i =8.2i齿轮=2.7nm为电动机满载转速n、n分别为轴、的转速i0为传动比n=313.33rmin n=114.6rminP=1.34kWp=1.29kWTd=15.24NmT=40.88NT=106.0N

3、m Pc=2.4kWdd1=110mmdd2=270mmi=2.5n2=376rminv=5.4msa0=500mmL0=1609.4mmLd=1600mma=495mmamin=471mmamax=543mm1=161.48P0=1.14kWP0=0.30kWKL=0.99K=0.96z=2F0=178.24NFQ=677.31NK=1.1Hlim1= 560MPa Hlim2= 530MPab2=65mma=156.25mmYF1=2.65YF2=2.18YS1=1.59YS2=1.80YNT1=YNT2=1F1=162MPaF1=146MPav=3.13msd=15mmC=118d=25

4、mmd2=30mmd3=35mmd4=40mmd5=45mmL2=60D=72mmB=17mmC=25.5KNCO=15.2KNL3=35mmL4=73mmd5=13mm.b=650Mpas=360Mpab+1bb=215Mpa0bb=102Mpa-1bb=60Mpad2=20mmd3=25mmd4=30mmd5=35mmd6=35mmL1=30mmD=52mmB=15mmC=14.0KNCO=7.88KNL3=30mmL4=78mmL5=12mm电动机型号额定功率kW满载转速（rmin）堵转转矩最大转矩额定转矩Y100L-69402.0Y90L-414002.2综合考虑选择Y100L-6的比

5、较合适。所选的电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下图及表显示中心高H外形尺寸L（AC/2+AD）HD底脚安装尺寸AB地脚螺栓孔直径D轴伸直径DE装键部位尺寸FGD100380（2052+80）160140122860841三、计算总传动比及分配各级的传动比由选定电动机的满载转速nm和工作机主动轴的转速nw，可得传动装置的总传动比为 i =nmnw =940114.6 =8.2由机械P257表13.5的V带传动比24得i齿轮=8.23=2.7i0=8.22.7=3四、运动参数及动力参数计算1、各轴的转速 nm=940rmin n=nmi0=9403=313.33rmin n=ni1=nmi0i1=

6、9408.2=114.6rmin2、各軸的输出功率P=Pd=1.50.970.960.990.97=1.34kWp=p=1.340.97=1.29kW3、各軸的输出转矩由式（2.17）计算电动机的输出转矩TdTd=9550Pdnm=95501.5940=15.24N由式（2.14）（2.16）得T=Tdi0=15.2430.97=40.88NT=Ti1=40.882.70.97=106.0Nm 参数轴名电动机轴轴轴转速n（rmin）输入功率PkW输入转矩T（Nm）15.24313.331.3440.88114.61.29106.0传动比i效率30.892.70.85五、传动零件的设计计算1、确

7、定计算功率Pc=KAP由课本上P130表8.21可以得到KA的值为1.6Pc=1.61.5=2.4kW2、选择V带的型号由课本P131图8.12和P124表8.9得选择V带的型号应该为A型。3、确定带轮基准直径dd1、dd2根据课本表8.6和图8.12选取dd1=110mmdmin=75m大带轮基准直径为dd2=n1n2d1=940313.3390=270mm由表8.3选取标准值dd2=270mm实际传动比i、从动轮的实际转速分别为i=dd2dd1=27090=2.5n2=n1i=9402.5=376rmin4、验算带速vV=dd1n1601000=5.4ms带速在525ms范围内5、确定带的

8、基准长度Ld和实际中心距由0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2）可以确定中心距a0初定a0=500mmL0=2a0+2（dd1+dd2）+（dd2-dd1）4a0 =1609.4mm由表8.4（课本）选取基准长度Ld=1600mm由式aa0+（Ld-L0）2 =495mm中心距a的变化范围为 amin=a-0.015Ld =471mmamax=a+0.03Ld =543mm6、检验小带轮包角11=180-（dd2-dd1）a57.3 =161.481207、确定V带的根数z由式（8.18）课本得zPcP0=Pc（P0+P0）KaKL根据dd1=110mm、n=940rmin查表8.9

9、（课本），得由式（8.11）课本的功率的增量P0为P0=Kbn1（1-1Ki）由表（8.18）课本查得Kb=2.649410-3 根据i=2.5 查课本表（8.19）得Ki=1.1373；则查课本表8.4得带长度修正系数KL=0.99 由图8.11得包角系数K=0.96,得普通V带根数z=1.75圆整得z=28、初拉力F0及带轮上的压力FQ由表8.6查的A型带的单位长度质量q=0.1kg/m， 由式8.19单根V带的初拉力：由式8.20可得作用在轴上的压力FQ9、齿轮传动的设计计算（1）T=40.88N（2）载荷系数K查表的10.11（课本）取K=1.1（3）齿数z1和齿宽系数d 小齿轮的齿数

10、取25，则大齿轮的齿数z2=100。因单级齿轮齿轮对称布置，取d =1（表10.20）课本（4）许用接触应力H由图10.24查得Hlim1=560MPa，Hlim2=530MPa由表10.3取标准模数m=2.5mm（5）计算尺寸d1=62.5mmd2=250mmb=62.5mm取整b2=65mmb1=b2+5=70mm（6）按齿根弯曲疲劳强度校核查表10.13得YF1=2.65，YF2=2.18查表10.14得YS1=1.59，YS2=1.80由图10.25查的Flim1=210MPa，Flim2=190MPa由表10.10查得YNT1=YNT2=1F1=162MPaF2=146MPa故（7）

11、验算齿轮的圆周速度v六、轴的设计（1）选择轴的材料，确定许用应力由已知条件，故选择45钢并经过正火处理。由表14.7查的（课本）（2）按扭转强度估算轴径根据表14.1得C=107118。d（107118） 1.53138.29.5mm考虑到最小直径要安装在联轴器上，故直径加大35，取为13.616.5mm。考虑键槽的影响以系列标准，取d=15mm（3）按扭转强度估算轴的最小直径单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为：dC（P/N）1/3查课本p265表14.1，45钢取C=118则d（107118）（1.5/114.6）1/3mm=24.

12、526.96mm考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取d=25mm轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图。（4）联轴器的选择可采用弹性柱销联轴器，查指导书p147 附表9可得联轴器的型号为Hj6联轴器：2544 GBT3852-1997（5）确定各段轴的直径将估算轴d=25mm作为外伸端直径d1与联轴器相配，考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为d2=30mm齿轮和左端轴承从左侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴处d3应大于d2，取d3=35mm，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3，取d4=40mm。齿轮左端用套筒固定

13、,右端用轴环定位,轴环直径d5=45mm满足齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取d6=35mm.段：d1=25mm 长度取L1=40mm II段:d2=30mm 考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为60mm L2=60 III段直径d3=35mm由初选的深沟球轴承的型号为: 62107,查P1531表9可知:d=35mm,外径D=72mm,宽度B=17mm,基本额定动载荷C=25.5KN, 基本静载荷CO=15.2KN,查2表可知极限转速11000r/min。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取

14、套筒长为15mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度。 段直径d4=40mm安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,L4=73mm 段直径d5=45mm.L5=13mm.主动轴的设计1、 选择轴的材料 确定许用应力选轴的材料为45号钢，调质处理。查2表13-1可知：b=650Mpa,s=360Mpa,查2表13-6可知：0bb=102Mpa,-1bb=60Mpa2、 按扭转强度估算轴的最小直径dC（P/N）1/3查课本p265表14.1可得，45钢取C=118 d（107118）（1.25/408.70）1/3mm=15.517.1mm3、 确定各段轴的直径将估算轴d=15mm作为外伸端，取第二段

15、直径为d2=20mm齿轮和左端轴承从左侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴处d3应大于d2，取d3=25mm，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3，取d4=30mm。齿轮左端用用套筒固定,右端用轴环定位,轴环直径d5=35mmd1=15mm 长度取L1=30mmd2=20mm 该段长为60mm L2=60 III段直径d3=25mm 6205,d=25mm,外径D=52mm,宽度B=15mm,基本额定动载荷C=14.0KN, 基本静载荷CO=7.88KN,查2表可知极限转速16000r/min。段直径d4=30mm安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,L4=78mm段直径d5=3

16、5mm.L5=12mm.确定轴上零件的位置与固定方式单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边。齿轮靠轴环和套筒实现 轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，轴通过两端轴承盖实现轴向定位。 键联接的选择及校核计算1根据轴径的尺寸，由课本表14.8 键：宽高长高速轴（主动轴）与V带轮联接的键为：键5520GB1096-79大齿轮与轴连接的键为：键 1445 GB1096-79轴与联轴器的键为：键1040 2键的强度校核大齿轮与轴上的键 ：键1445 GB1096-79bh=149,L=45, Ls=L-b=31mm圆

17、周力： Fr=2TII/d=2198580/50=7943.2N 挤压强度：=56.93125150MPa=p因此挤压强度足够 剪切强度：=36.6057600hLh2=106C3/（60nP23）=10670.81466.25） 3 =1.991015h预期寿命足够八、键联接的选择及校核计算由课本式（6-1）p=2T103/（kld）确定上式中各系数T=28040N=104435Nk1=0.5h1=0.512mm=6mmk2=0.5h2=0.58mm=4mml1=L1-b1=63mm-12mm=51mml2=L2-b2=50mm-12mm=38mmd1=70mmd2=38mmp1=2T103

18、/（k1l1d1）=228.04103/（65170）=2.61MPap2=2T103/（k2l2d2）=2104.43103/（43838）=36.16 MPa由课本p=100-120p1p p2p 满足要求 九、箱体设计（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 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

19、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

20、。（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。箱体结构尺寸选择如下表：名称符号尺寸（mm）机座壁厚9机盖壁厚1机座凸缘厚度b13机盖凸缘厚度b1机座底凸缘厚度b222地脚螺钉直径df地脚螺钉数目n4轴承旁联结螺栓直径d116机盖与机座联接螺栓直径d2联轴器螺栓d2的间距 l 150轴承端盖螺钉直径d311窥视孔盖螺钉直径d46定位销直径d8df，d1, d2至外机壁距离C126, 22, 16df， d2至凸缘边缘距离C224轴承旁凸台半径R1凸台高度h 根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准外机壁至轴承座端面距离l1 大齿轮顶圆与内机壁距离1齿轮端面与内机壁距离2 机盖、机座肋厚m1 ,m7， 7轴承端盖外径D2160， 160轴承端盖凸缘厚度t 轴承旁联接螺栓距离s尽量靠近，以Md1和Md2互不干涉为准，一般s=D2十、润滑方式及密封装置的选择1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