机械设计课程设计任务书完美版Word格式文档下载.doc
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构
简
图
1传动装配的总体设计
1.1电机的选择
1.1.1类型:
Y系列三项异步电动机
1.1.2电动机功率的选择
假设:
—工作机所需功率,kw;
—电动机的额定功率,kw;
—电动机所需功率,kw;
电动机到工作机的总效率为,
。
则:
查表可得:
所以:
1.1.3电动机转速的选择以及型号的确定
方案号
电动机型号
额定功率
(kw)
同步转速
(r/min)
满载转速
总传动比
1
Y132M1-6
4
1000
960
9.41
辅助计算:
查表可得:
外伸轴长度80mm,直径38mm,额定功率和满载转速见上表。
1.2求传动比
1.3计算各轴的转速n、功率p、转矩T
1.3.1各轴的转速
1.3.2各轴的输入功率
1.3.3各轴的输入转矩
2齿轮的设计
2.1原始数据
材料牌号
热处理方法
弯曲强度
屈服极限
硬度
45
正火
170
540
200
调质
220
580
230
其中小齿轮45号钢调质,大齿轮45号钢正火
2.2齿轮的主要参数
由上述硬度可知,该齿轮传动为闭式软尺面传动,软尺面硬度<
350,所以齿轮的相关参数按接触强度设计,弯曲强度校核。
—
—
由教材图5—29查得:
小齿轮;
大齿轮。
式中:
—重合度系数,对于斜齿轮传动=0.75~0.88,取=0.85;
K—载荷系数,一般近视取K=1.3~1.7,因是斜齿轮传动,故K取小K=1.3;
—齿宽系数,对于软尺面(<
350),齿轮相对于轴承对称布置时,=0.8~1.4,取=1.1;
—齿数比,对于斜齿轮,选取,则:
,取,所以
所以:
2.3确定中心距
式中:
—小齿轮的齿数;
—大齿轮的齿数;
—齿轮的螺旋角;
—斜齿轮的模数。
对于软尺面的闭式传动,在满足齿轮弯曲强度下,选取,则:
,取;
螺旋角,一般情况下在,当制造精度较高或对振动、噪音有要求的齿轮,还要大一些。
如小轿车齿轮最大已达。
本设计为一般要求,所以初选;
斜齿轮的模数,由渐开线圆柱齿轮第一系列,取=2.5;
取中心距a=170mm,
所以,符合其条件:
则,小齿轮:
大齿轮:
2.4齿轮弯曲疲劳强度的校核
式中:
—试验齿轮的应力修正系数,取=2;
—试验齿轮的齿根的弯曲强度极限应力,;
—弯曲强度的最小安全系数,取=1.6;
—弯曲疲劳强度寿命系数,取=1;
—弯曲疲劳强度的计算尺寸系数,取=1。
又因为
—外齿轮的符合齿形系数;
—螺旋角系数。
(其他字符的意义同前。
)
由教材图5—25可得:
、
由教材图5—40可得,螺旋角系数。
综上所述,两齿轮符合强度条件。
2.5齿轮结构设计
2.5.1计算齿轮分度圆直径
小齿轮:
2.5.2齿轮宽度
按强度计算要求,取齿宽系数=1.1,则齿轮的宽度为
,圆整后大齿轮的宽度为:
,小齿轮的宽度为。
2.5.3齿轮的圆周速度
(满足精度要求)
2.5.4齿轮的相关参数如下表
名称
代号
单位
小齿轮
大齿轮
中心距
a
mm
传动比
i
4.22
模数
螺旋角
变位系数
X
齿数
Z
25
106
分度圆直径
d
64.89
275.11
齿顶圆直径
69.89
280.11
齿根圆直径
58.64
268.86
齿宽
b
80
72
3轴的设计计算
3.1轴的材料选择和最小直径估算
3.1.1轴的材料选用45号钢,调质处理。
3.1.2高速轴和低速轴直径
初算直径时,若最小直径段开于键槽,应考虑键槽对轴强度的影响,当该段截面上有一个键槽时,d增加5%~7%,两个键槽时,d增加10%~15%,有教材表12-2,高速轴,低速轴。
同时要考虑电动机的外伸直径d=38mm。
所以
结合电动机的外伸直径d=38mm,初选TL6联轴器,和所以初确定。
3.2轴的结构设计
3.2.1高速轴的结构设计
3.2.1.1各轴段径向尺寸的初定
结合电动机的外伸直径d=38mm,,初选弹性套柱销联轴器TL6,所以取:
由此直径确定轴承,选择深沟球轴承,其具体尺寸如下表:
基本尺寸/mm
安装尺寸/mm
基本额定负荷/kn
极限转速r/min
D
B
脂
油
85
19
1.1
52
78
24.5
17.5
7000
9000
;
。
3.2.1.2各轴端轴向尺寸的初定
;
。
3.2.2低速轴的结构设计
3.2.2.1各轴段的径向尺寸的初定
结合,初选弹性套柱销联轴器TL6
所以取;
;
;
由此直径确定轴承,选择深沟球轴承,其具体尺寸如下表:
50
90
20
57
83
27.0
19.8
6700
8500
;
。
3.2.2.2各轴段的轴向尺寸的确定
;
;
;
。
3.3轴的强度校核(低速轴所受转矩大,且两轴的直径相差很小,只校核低速轴)
3.3.1求齿轮上的作用力的大小和方向
3.3.1.1齿轮上作用力的大小
3.3.1.2齿轮上作用力的方向,方向如下图所示:
3.3.2求轴承的支反力
3.3.2.1水平面上支力
3.3.2.2垂直面上支力
3.3.3画弯矩图
3.3.3.1水平面上的弯矩
3.3.3.2垂直面上的弯矩
3.3.3.3合成弯矩
3.3.4画转矩图
3.3.5画当量弯矩图
因单向回转,视转矩为脉动转矩,,已知,查表12-1可得,
剖面C处的当量弯矩:
24.98Nm
87.77Nm
83.95Nm
F’RB
Fa2
FRB
Ft2
Fr2
2
FRA
22.57Nm
T2=137.952Nm
35.77Nm
F’RA
27.76Nmmm
-10.71Nm
3.3.6判断危险剖面并验算强度
3.3.6.1剖面C当量弯矩最大,而且直径与相邻段相差不大,故剖面C为危险面。
已知
则
3.3.6.2剖面D虽仅受弯矩,但其直径最小,则该剖面为危险面。
所以轴的强度足够。
4滚动轴承的选择与计算
4.1滚动轴承的选择
高速轴和低速轴的轴承段的直径=45,=50。
选用轴承,初选深沟球轴承,
4.2滚动轴承的校核
FA
FR2
FR1
由于低速轴的转矩大于高速轴,同时低速轴和高速轴的直径相差很小,所以只需校核高速轴的深沟球轴承。
由前面的计算可得
轴向力:
转速:
4.2.1求当量动载荷
由上图可知轴2未受轴向载荷,轴1受轴向载荷,则,由教材表14-12可得,,查有关轴承手册可得。
轴1:
,查表可得,
可计算出,>
e
可得
轴2:
4.2.2求轴承寿命
则
按单班制计算每天工作8小时,一年工作350天,则
(满足年限要求)
5键连接的选择与计算
5.1键连接的选择
选择普通平键,
轴
代号
公称直径d(mm)
公称尺寸
长度L(mm)
深度(mm)
30~38
10×
8
70
5.0
50~58
16×
10
6.0
5.2键连接的校核
有教材表6-2可得键连接时的挤压应力,由于低速轴的转矩大于高速轴,而两者的直径相差很小,且对同一个轴来说,只需校核短键,所以只需校核键。
齿轮轴段的直径;
键的长度;
键的接触高度;
键转动的转矩;
所以键连接符合强度要求。
6联轴器的选择
6.1联轴器的选择
结合电动机的外伸直径d=38mm,高速轴和低速轴的最小直径,初选TL6联轴器。
6.2联轴器的校核
因为低速轴所受的转矩较大,只校核低速轴,考虑到转矩变化很小取。
所以(联轴器符合其强度要求)
7润滑方式、润滑油牌号及密封方式的选择
7.1润滑方式的选择
润滑方式有两种:
所以小齿轮大齿轮均采用油润滑。
7.2密封方式的选择
一般选用接触式密封,半粗羊毛毡垫圈。
8箱体及附件的结构设计和选择
8.1箱体的结构尺寸
减速器铸造箱体的结构尺寸表
名称
符号
结构尺寸(mm)
齿轮减速器
箱座(体)壁厚
箱盖壁厚
箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度
=20
箱座、箱盖的肋厚
轴承旁凸台的高度和半径
H由结构要求来确定
轴承座的外径
凸缘式:
地脚螺钉
直径与数目
单击减速器
16
通孔直径
沉头座直径
底座凸缘直径
23
连接螺栓
轴承旁连接螺栓直径
箱座、箱盖连接螺栓直径
螺栓的间距
连接螺栓直径
12
13.5
26
凸缘尺寸
定位销直径
轴承盖螺钉直径
视空盖螺钉直径
吊环螺钉直径
由减速器的重量来确定
箱体外壁至轴承座断面的距离
大齿轮顶圆与箱体内壁的距离
齿轮断面与箱体内壁的距离
备注:
1、a值代表两齿轮的中心距;
2、与减速器的级数有关,对于单级减速器,取=1;
3、0.025~0.030,软尺面取0.025,硬尺面0.030
4、当算出的和小于8mm时,取8mm。
8.2箱体附件的选择
8.2.1窥视孔及窥视盖的选择
查表14-4,因为是单级,则窥视孔及窥视盖的相关尺寸如下表(mm)
直径
孔数
75
60
-
55
40
7
5
8.2.2油标指示装置的选择
选择游标尺,其具体尺寸如下表(mm)
6
28
8.2.3通气器的选择
选择M16×
1.5,其具体尺寸如下表(mm)
s
L
l
M16×
1.5
22
19.6
17
8.2.4起吊装置的选择
减速器的重量为0.3KN,选用单螺钉起吊(最大起重为1.6KN),具体尺寸如下表:
(mm)
9.1
21.1
18
36
13
8.2.5螺塞和封油垫的选择
选择外六角螺塞、封油垫,M20×
1.5,具体尺寸见下表(mm)
c
M20×
17.8
30
24.2
21
15
3
1.0
(以上所选的附件的具体图示在相应的教材上,画图时应结合教材画图)
9设计小结
在为期两周的时间里,我们圆满结束了这次的机械设计课程设计。
从这次设计中,我们每个人都得到了充分的锻炼。
因为时间原因,任务安排往往十分紧张,这恰恰培养了我们按时完成任务的习惯。
加之亲自动手查阅资料来制图设计,很好地提高了我们获取信息的能力,端正了我们科学严谨的设计态度。
总之,通过这两周的实践,增强了我们应对问题的能力,加深了我们对设计理念的了解,让我们系统地学习和复习了机械设计的相关知识,使我们从中受益匪浅。
同时,让我们认识到标准与经验的重要性及实用性,体会到了蕴藏在设计过程中的无限汗水和快乐。
10参考资料
1.席伟光、杨光、李波俊主编。
机械设计课程设计。
高等教育出版社
2.黄华梁、彭文生主编。
机械设计基础。
高等教育出版
3.罗继相、王志海主编。
金属工艺学。
武汉理工大学出版社
4.董怀武主编。
机械工程图学,武汉理工大学出版社