机械传动设计及多轴搭接实验台设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 级项目设计说明书  题     目： 机械传动设计及多轴搭接实验台  专     业：机械设计制造及其自动化  设计单位：机电工程学院机械设计组  指导老师：  组员姓名：  设计时间：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录  一、 设计要求和工作说明 .、 传动方案设计 .、 电动机的选择 .、 传 动装置的运动和动力参数计算 .、 V 带及带轮的设计 .、 高速级齿轮的设计 . 6 七、 低速级齿轮的设计 . 10 八、 高速轴的设计及校核 .、 中间轴的设计及校核 .、 低速轴的设计及校核 .一、实验台的设计 .二、参考文献 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一、 设计要求和工作说明  设计一三级减速器，轻微震动，在室内常温下工作，使用期限为 10 年。电动机输出功率 出转速为 1440r/源 380V，三相交流。减速后输出转速为 3050r/ 二、 传动方 案设计  三、 电动机的选择  由工作条件选用卧式封闭型  电机型号  额定功率  步转速  r/定转速  r/量  率  %   500 1440 34 81 四、 计算传动装置的运动和动力参数  传动比的分配：带传动的传动比 i；高速级齿轮传动的传动比：i ；  低速级齿轮传动的传动比： i  1 = 轴承传动的效率； 齿轮传动的效率； 联轴器效率  n 0/1440/n 1/ n  n / 2i r/n = n =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 P  1 P p 2 3 P P 2 3 P P 2 4=各轴的输出功率：    P P P P P P P P 1T =  0i 1   Nm 电动机轴的输出转矩 9550=9550 440= 所以 : T  0i 1  =m T T 1i 1 2 =m T T 2i 2 3 =m  T = T 3 4 =m 输出转矩： T T m T T m T T m T T m 运动和动力参数结果如下表  轴名  功率 P 矩 T 速 r/输入  输出  输入  输出   电动机轴   440  1轴  2轴  3轴  4轴  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 设    计    计    算    及    说    明    结    果  五、 V 带及带轮的设计  1. 确定计算功率 由表 8得工作情况系数   带的带型  根据1图 8用 A 型  d 并验算带速 v 5 1） 初选小带轮的基准直径 1d 。由表 8 8小带轮的基准直径 01 2） 验算带速 v 8算带的速度  d / 0060 1 4 40901 0 0060 11 因为 5m/s<30m/s,故带速合适。  3） 计算带带轮的基准直径。根据式（ 8计算大带轮的基准直径2 5 根据表 8整为 502 带的中心距 a 和基准长度 1） 根据式（ 8初定中心距 000 2） 由式（ 8算带所需的基准长度  02222100 4)()(22  63402800(  由表 8带的基准长度 400。  A 型  01  502  000  400  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3） 按式（ 8算实际中心距 0a 。  25)2  00 中心距的可变范围为 67404 。    a 1 8 0 121 84 2  01 8 0 z  1)计算单根 V 带的额定功率   由 i n ,/144090011 得查表和 d。  据 i n ,/1 4 4 0 01 型带，查表和 查表 8 ，于是得表  4 3 )(  2） 计算 V 带的根数 z。   。   带的初拉力的最小值 A 型带的单位长度质量 ，所以  2m i  0 0)( KF 00 2  应使带的实际初拉力(。   2z    买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2s 2)( 1m p 32   822 i  012 小带轮的基准直径 01 ；大带轮的基准直径502 ；带的根数 2z ；带轮宽 4 。根据带轮的基准直径大小带轮均采用腹板式带轮。  六、高速级齿轮的设计计算  度等级、材料及齿数  1） 按传动方案，选用齿直圆柱齿轮传动。  2） 实验传动装置为一般 传动，传动速度、载荷不大，故选用 8级精度（   3） 材料选择。由表 10择小齿轮材料为 45 钢（调制加表面淬火），硬度为 280齿轮材料为 45 钢（调制 ),硬度为240者的硬度差为 40用 等材料。  4） 选小齿轮齿数 191z ，大齿轮齿数 z ，取802 z 。  由设计计算公式（ 10行试算，即   3211 1 (1)确定公式内的各计算数值  1） 试选载荷系数 3.1 2） 计算小齿轮传递的转矩。  1151 78.2i  3.1买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4108 9 3） 由表 10取齿宽系数 8.0d。  4） 由表 10得材料的弹性影响系数   。  5） 由图 10齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限501 ； 大 齿 轮 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限002 。  6） 由式 10算应力循环次数。  811 103 1 02 0 05( 76060 由图 10接触疲劳寿命系数 11 12 8） 计算接触疲劳许用应力。  取失效概率为 1 %，安全系数 S=1，由式 (10   M P  5065011l i M P  0060011l i (2)计算  1） 试算小齿轮分度圆直径入 H 中 较小的值。   =  2） 计算圆周速度 v 。  t /100060 00060 11 3） 计算齿宽 b。   4） 计算齿宽和齿高之比 d  11 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 模数         齿高         计算载荷系数。  根据 ， 8 级精度，由图 10得动载系数1.1  直齿轮， 1 K; 由表 10得使用系数 1 由表 10插值法查得 8 级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，  由 74.60 载荷系数   实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由式（ 10  311 7） 计算模数 m 。  由式（ 10弯曲强度的设计公式为   3 21 12 F (1)确定公式内的个计算数值  1)由图 10得小齿轮的弯曲疲劳极限 801 ；大齿轮的弯曲疲劳极限 802 ；  2)由图 10弯曲疲劳寿命 系数 1,121 K; 3)计算弯曲疲劳许用应力。  取弯曲疲劳安全系数 S=式（ 10  1.11 K  111 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 M P  801111 M P  501222 4） 计算载荷系数 K。  3 7 得齿形系数 。  由表 10得   Y。  6)查取应力校正系数。  由表 10得   Y。  7） 计算大、小齿轮的 并加以比较。   0 1 2  2 1 F Y 0 1 2 2  1 2 F Y 小齿轮的数值大。  （ 2） 设计计算    对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 m 的大小主要取决与弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度和接触疲劳强度所计算模数的中间值 m=径取按接触强度所算得的分度圆直径  ,算出小齿轮的齿数     z  这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了   齿根弯曲疲劳强度。  （ 1） 计算分度圆直径  m=91z  802 z  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1911   0  （ 2） 计算中心距  1 （ 3)计算齿轮宽度   取 5,40 12 。  七、低速级齿 轮的设计计算  1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数  1）按传动方案，选用齿直圆柱齿轮传动。  2）实验传动装置为一般传动，传动速度、载荷不大，故选用 8级精度（   3)材料选择。由表 10择小齿轮材料为 45 钢（调制加表面淬火），硬度为 280齿轮材料为 45 钢（调制 ),硬度为240者的硬度差为 40用 等材料。  4)选小齿轮齿数 191z ，大齿轮齿数 z 。  由设计计算公式（ 10行试算，即   3223 1 (1)确定公式内的各计算数值  1)试选载荷系数 3.1 2)计算小齿轮传递的转矩。   52 105 74 3)由表 10取齿宽系数 8.0d。  4)由表 10得材料的弹性影响系数   。  5)由图 10齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限501 ； 大 齿 轮 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限002 。    001   02  51  3.1 d  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6)由式 10算应力循环 次数。  711 103 8 2 02 0 05( 36060 图 10接触疲劳寿命系数 11 12 8)计算接触疲劳许用应力。  取失效概率为 1 %，安全系数 S=1，由式 (10   M P  5065011l i M P  0060011l i (2)计算  1)试算小齿轮分度圆直径入 H 中较小的值。   =  2)计算圆周速度 v 。  t /100060 00060 23 3)计算齿宽 b。   4)计算齿宽和齿高之比 模数         齿高         算载荷系数。  根据 ， 8 级精度，由图 10得动载系数05.1  11 12 05.1买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 直齿轮， 1 K; 由表 10得使用系数 1 由表 10插值法查得 8 级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，  由 76.60 载荷系数   实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由式（ 10  333 7)计算模数 m 。  由式（ 10弯曲强度的设计公式为   3 23 22 F (1)确定公式内的个计算数值  1)由图 10得小齿轮的弯曲疲劳极限 801 ；大齿轮的弯曲疲劳极限 802 ；  2)由图 10弯曲疲劳寿命 系数 1,121 K; 3)计算弯曲疲劳许用应力。  取弯曲疲劳安全系数 S=式（ 10   M P  801111 M P  501222 4)计算载荷系数 K。   得齿形系数。  由表 10得   Y。  1 K  111 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6)查取应力校正系数。  由表 10得   Y。  7)计算大、小齿轮的 并加以比较。   0 1 2  2 3 F Y 0 1 2 3  1 4 F Y 小齿轮的数值大。  (2)设计计算    对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（ 即模数与齿数的乘积）有关 ,可取由弯曲强度算得的模数 就近圆整为标准值 m=3,按接触强度计算得的分度圆直径 , ,算出小齿轮的齿数     z 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了   齿根弯曲疲劳强度。  (1)计算分度圆直径  832633 6 738944  (2）计算中心距  67782 43 （ 3）计算齿轮宽度   3 m=3 263 z  894 z  83  674   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 取 0,5534 。  八、高速轴的设计计算  矩、转速  由前面算得 3 8 9 4 0m i n,/ 7,1 1 11  已知高速级小齿轮的分度圆直径为   所以 t  3  9 4 022 1 3 920t 0 现初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为 45 钢，调质处理，据表 15 1200 A,于是得  i n/3110m i n 因为轴上应开一个槽，所以轴颈应增大 5% 7%，故1 。  此段轴与大带轮装配，综合考虑两者 要求 5 。由机械设计第八版查得带轮宽为 34此轴段长取 32端挡圈直径 D=32 89132,机械设计指导书表14  （ 1）拟定轴上零件的装配方案  54  03    买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 2）根据周向定位的要求确定轴的各段直径和长度  1) 21 段是与带轮连接的其 521 ， 221 。  2） 32 段用于安装轴承，初选轴承“带冲压式座外球面球轴承”，参照工作要求，并根据 521 ，由轴承目录初承，其尺寸为 ，故 032 ，轴承右边套筒长度取 22 3）取安装齿轮段轴径 543 ，因齿轮分度圆直径，齿根圆到键槽底部的距离 所以做成齿轮轴。齿轮左端与左轴承之间用套筒定位，已知齿轮宽度为 45取 543 ，并得到 810223632 ，齿轮右边 54 段为轴肩定位 ，故取 ，则此处 054 ，宽度 ，取 054 。  4） 76 段为右轴承，左边用轴肩定位，因轴承仍选用所以 076 ， 676 。左边轴肩高 ，故取 ，则此处 565 ，轴肩宽 ，取 0565 。  至此，已初步确定了轴的各段长度 和直径。  （ 3）轴上零件的周向定位  大带轮与轴之间的连接采用普通平键 C 型连接，按521 查 机 械 设 计 第 八 版 表 6 键 的 尺 寸 为578 ，为保证带轮与轴之间良好的对中性，故选择带轮与轴之间的配合为 6/7 键与轴槽之间的配合为 8h 、 9N （新编机械设计手册，表 15轴的直径公差为 6k 。  （ 4）确定轴上圆角和倒角尺寸  521  221  轴承：    032  543  832  543  054  054  565  076  676  键 C：   2578  带轮与轴6/7 键与键槽9/9 轴的直径公差6k  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 参考表 15轴端倒角为 各轴肩处的圆角半径或倒角参考表 15件倒角 C 与圆角半径 R 的推荐值。  首先根 据轴的结构图做出轴的计算简图，在确定轴承支点位置时，应考虑轴承的宽度和 T 型槽之间的距离。  从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面 B 和截面 C 是轴的危险截面。现将计算出截面 B 和截面 C 处的M 、和 M  因为 ，   可得  9 9 21 8,1 2 0 1 21  8 1; 8 9 6 21V   1 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985   64252   38940  截面 B 处的总弯矩   截面 C 处的总弯矩 进行校核时通常只校核承受最大弯矩和扭矩以及弯矩、扭矩和截面变化剧烈处的强度。根据上述数据及式（ 15取1 。已选定轴的材料为 45 钢，调质处理，由表 15得 。  截面 B 处的计算应力                        (                       1322  9 4  8 9 6 面 C 处的计算应力  (   1322  9 4  5 2 0 此可知此轴安全。  1)两轴承所受的径向力  099)()( 2221211 )( 2222222 2)求轴承的当量动载荷  因为传 动方式为直齿圆柱齿轮传动，所以轴上的轴向力忽略不计。轴承的当量动载荷应为2211 ; 2 64252  T  38940  M  截面 B 1 截面 C 1  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由表 13得载荷系数 1 2  2 811    012  3)求该轴承应具有的额定载荷值  因为 21 则有3 61 1060 1110)102 0 05(  2 8 36故轴承 合要求。  高速轴上与大带轮相配合的轴上选择键连接，有与大带轮在轴端部，故选用单圆头平键（ C 型），根据 5 ，从表6得键的截面尺寸：宽度 ，高度 ，由轮毂并参考键的长度系列，取键长 5 。  键 、 轴 和 轮 毂 的 材 料 都 为 钢 ， 查 表 6 M  2 01 0 0 ，取其平均值 10  键的工作长度 14252 键和轮毂槽的接触高度  则键的连接强度为   a 故合适。  所以选用键 C 578  1096、中间轴的设计计算  矩、转速  由前面算得 1 5 7 4 3 0m i n,/ 3,0 2 22  1 p  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 已知高速级大齿轮和低速级小齿轮的分度圆直径分别为8,200 32  所以 t  7 42001 5 7 4 3 022 2 22 7 320t  7 420t 022 同理 t  3 6781 5 7 4 3 022 3 23 420t  3 620t 033 现初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为 45 钢，调质处理，据表 15 1120 A,于是得  i n/3220m i n 此段轴与轴承装配，故同时选取轴承，因轴承上仅承受径向力且轴承需要独立的轴承座，故选取带冲压式座外球面球轴承，参考工作要求并根据  。由轴承目录里初选轴承 尺寸 ，故021 ，右端用套 筒与齿轮定位，套筒长取  （ 1）拟定轴上零件的装配方案  732    轴承尺寸：    021  套筒： 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 2）根据周向定位的要求确定轴的各段直径和长度  1）根据 2为高速级大齿轮，前面已知其宽度为 40使套筒端面与大齿轮可靠地压紧，此轴段应略短语齿轮轮毂宽度，故取 5,373232 由此得知 43621  2） 3为大小齿轮的轴向定位，此段应由同轴条件 计算得0,33 4343  3） 4为低速级小齿轮的轴向定位，其宽度为 60取 5,575454 4） 5装配轴承，同样选轴承 端用套筒与齿 轮 定 位 ， 取 套 筒 长 为 则43665 ；  065  （ 3）轴向零件的周向定位  两齿轮与轴之间的定位均采用普通平键（ A 型）连接，按532 ，由表 6 得 键 尺 寸 为2810 ，  按 554 ，由表 6 得 键 尺 寸 为0810 ，齿轮与轴的配合均为 6/7 轴承与轴之间是通过过渡配合实现的，键与键轴槽的配合为8h 、 9N ，此处轴的直径尺寸公差为 6k 。  （ 4）确定轴上圆角和倒角尺寸  参考表 15轴端倒角为 ，各轴肩处的圆角半径或倒角参考表 15件倒角 C 与圆角半径 R 的推荐值。  首先根据轴的结构图做出轴的计算简图，在确定轴承支点位置时，应考虑轴承的宽度和 T 型槽之间的距离。    732 532  343  043  754  554    065  键尺寸：   32810   50810  齿轮与轴：  6/7 键与键槽：  9/9 轴的直径尺寸公差 6k  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图可以看出截面 B 是轴的危险截面。现将计算出截面 B 处的M 、和 M。  因为  7  7 4 22 ，  3 6 33 ，可得  1, 9 21 7 6, 3 4 21   截面 B 处 的 总 弯 矩 为2222   2 扭矩 157430  进行校核时通常只校核承受最大弯矩和扭矩的截面（即截面 B)的强度。根据式（ 15上述数据，取 1 。已选定V H H M      157430  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴的材料为 45 钢，调质处理，由表 15得 。  截面 B 处的计算应力                        (                       1322  7 4 3  2 1 3 0 此轴安全。  核  (1)轴承上所承受的径向力  22 12 11 22 22 22 (2)求轴承上的当量动载荷  因为传动方式是直齿圆柱齿轮传动，所以轴上的轴向力忽略不计。轴承的当量动载荷应为2211 ; ，由表 13  4  4 711   8  8 312  (3)求该轴承上应具有的额定载荷值  因为 12 ，则有3 62 1060 02005( 8 3 36因此轴承 合要求。  一般 8 级以上精度的齿轮有定心精度要求，应用平键连接，由于齿轮不在轴端，故选用普通平键（ A 型）。  高速级大齿轮与轴的连接，根据 5 ，由表 6 1   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 查得键的截面尺寸：宽度 0 ，高度 ，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长 2 。  键、轴和轮毂的材料都是钢，由表 6得许用挤压应力 M  2 01 0 0 ，取其平均值 10  键的工作长度 21032  键与轮 毂槽的接触高度  由式（ 6 1 0 235224  72102 33  故选用键 A 2810  1096速级小齿轮与轴的连接，根据 5 ，由表 6查得键的截面尺寸：宽度 0 ，高度 ，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长 0 。  键、轴和轮毂的材料都是钢，由表 6得许用挤压应力 M  2 01 0 0 ，取其平均值 10  键的工作长度 01050  键与轮毂槽的接触高度  由式（ 6 P ak 3 &nbs