大学本科机械设计课程设计,(葡萄收获机的传动部分),绝对的原创!.doc

目 录1 设计任务11.1 已知条件11.2 设计要求 11.3 设计示意图12 电机选择12.1各传动效率的确定22.2 各主要功率的计算22.3 各传动比及其分配23 带轮皮带的设计34 直齿圆柱齿轮的设计44.1 轴和轴上一对齿轮的设计44.2 轴和轴上一对齿轮的设计74.3 轴和轴上一对齿轮的设计105 轴的设计及轴承的校核135.1 轴的设计计算135.2轴承的校核186 键的设计196.1键的选择196.2校核键连接的强度197 联轴器的选择计算207.1轴端的联轴器选择计算207.2轴的联轴器选择计算208 减速器箱体及其附件的设计218.1减速器附件的选择218.2选择适当型号219 润滑与密封219.1齿轮的润滑219.2轴承润滑229.3减速器密封229.4密封方法的选取2210 设计总结23参考文献242231 设计任务 1.1已知条件： 数据编号：48 输出力矩1：10N/m 输出速度1：20r/min 输出力矩2：200N/m 输出速度2：50r/min1.2 设计要求工作条件：一班制，连续单向运转。载荷平稳，室内工作，有粉尘（运输带与卷筒及支承间，包括）卷筒轴承的摩擦阻力影响已在F中考虑）。使用期限：十年，大修期三年。生产批量：10台。生产条件：中等规模机械厂，可加工7-8级精度齿轮及蜗轮。动力来源：电力，三相交流（220/380V）。运输带速度允许误差：5%。1.3 设计示意图： 图 任务设计示意图2 电机选择2.1各传动效率的确定 联轴器效率：=0.99 闭式圆柱齿轮传动效率：=0.98 一对滚动轴承效率：= 0.99 运输机皮带效率：= 0.95 =()（）(）=0.8442.2 各主要功率的计算 由以上计算，可以初步确定电机的型号为Y100L-6 1.5KW。2.3 各传动比及其分配 电机转速：n=940r/min，输出轴转速n=20r/min，所以i=940/20=47。 由此可以确定各个传动比分别为： i-皮带之间的传动比：i=2.5 iI-轴I与轴II之间齿轮的传动比：iI=3 iII-轴II与轴III之间小齿轮与大齿轮的传动比：iII=2.5 iIII-轴III与轴IV之间小齿轮与大齿轮的传动比：iIII=2.5 由此可得各轴的转速为： 轴I：940/2.5=376r/min 轴II:376/3=125r/min 轴III:125/2.5=50r/min 轴IV:50/2.5=20r/min(2) 各轴的输入功率计算：=1.265kw =1.2650.95=1.165kW=1.165 0.990.98=1.10 kW=1.10 p0.99 0.98=1.067kW = 1.035kW(3)各轴的输入转矩计算： =9550 /= 12.851 Nm =9550 / = 30.517 Nm =9550/ = 88.83 Nm =9550 / =209.03 Nm =9550/ =501 Nm3 带轮皮带的设计 由所确定的电机功率p=1.5KW，转速n=940r/min，传动比i=4，可以确定以下参数：3.1 确定计算功率p 由表8-7查得工作情况系数k=1.1，故p=kp=1.11.5kw=1.65kw。3.2 选择V带的带型根据p、n，由图8-10选用A型。3.3 确定带轮的基准直径d，并验算带速1）初选小带轮d=112mm。2）验算带速。按式（8-13）=，因为5m/s0.07d，故取轴肩直径36mm，取长度为6mm。 3）在第1段，根据左边轴承端盖的拆装及便于轴承添加润滑脂的要求，故取端盖距带轮为20mm，带轮的宽度为68.45mm，所以取80mm。 4）对于其他没有零件安装的轴段，根据整体结构以及前面齿轮计算的数据，以及内部齿轮距离箱体内壁的距离，取第4段轴段的长度为121mm，整根轴的总长度为475mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 由此可以得到轴的示意图为：（5）轴向零件的周向定位齿轮、皮带轮与轴的周向定位均采用平键链接，同时，为了使带轮具有更准确、牢固的定位，在带轮的左端采用螺栓固定。根据齿轮的轮毂长度及安装齿轮轴的直径，由表6-1查得第3段平键截面，长度为36mm，第1段平键截面，长度为36mm，键槽用键槽铣刀加工，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮与轴的配合为。参考15-2，取轴段倒角为1.0453.求轴上的载荷及其校核1) 中间轴的各参数如下： =122.0375Nm =181.89r/min =2.324kW2) 中间轴上的各力： 低速级小齿轮：Ft2=3178.639N Fr2=1156.930N Fa2=694.79N d2=70.5 高速级大齿：Ft1=1034.21N Fr1=376.437N Fa1=245.440N d1=247.4453）绘制轴的计算简图 4) 校核轴的强度 （1）计算支反力垂直面内轴承支反力:RH1=Ft1265+Ft2152.5/(58+81.5+70.5)=1490.749RH2=2558.389水平面内 d1=280.568 d2=64.03 m1=fa1d10.5= m2=（2）计算弯矩水平面（3）合成弯矩（4）计算扭矩 减速器单向运转，扭转剪应力按脉动循环变应力，取系数=0.59，则（5）计算弯矩判断危险截面：由计算弯矩图可见，C剖面处得计算弯矩最大，该处得计算应力为： 查表轴的材料为45号钢调质，可知： 由图可看出第二段轴的截面是危险截面，现将计算出该截面处的MV、MH 、M，如下表所示载荷水平面H垂直面V弯矩MMH=475x111.5=433556.3NmmMV1=229321Nmm总弯矩M总=320203Nmm扭矩TT1=33880N.mm按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度根据式（15-5）及表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环切应力，取=0.6，轴的计算应力前面已选定的材料为40cr，调质处理，有表15-1查得=70MPa,因此，故安全5.2轴承的校核对轴进行受力分析，轴承上受到的力为，如图6图6求支反力垂直方向：水平方向：所以轴承上受到的力为： ,轴承只受到径向力，没有轴向力，计算当量动载荷P，根据2中公式13-8 取，则 n求轴承应有的基本额定动载荷值查机械设计手册，选择C=52800n的6206轴承。同理，对另外三对轴承进行计算选择，得： 深沟球轴承 参数第一对 第二对 第三对 型号620762086208内径（mm） 35 40 40 额定动载荷 Cr(KN) 48.8 52.8 52.8轴承示意图6 键的设计6.1键的选择 一般8级精度以上的的齿轮有定心精度的要求，应选用平键连接。由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键。在轴装齿轮处轴的尺寸d=30mm，查表6-1得键的剖面尺寸为：键宽b=8mm,键高h=7mm,由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=l6mm。6.2校核键连接的强度 键、轴的材料都是钢，由表6-2查得许用挤压应力，取其平均值，。键的工作长度l=L-b=16-8=8mm。键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=3.5mm。由式（6-1）可得MPa。按照同样的方法选择其他键，均会满足设计要求和强度要求。具体主要参数如下：轴尺寸bxh键长力矩TN.mm接触高度k校核公式许用挤压应力MPa是否合格轴6x62030.518350.86120-150全部合格轴8x72088.833.584.610x820461.69轴12x836209.03469.1212x846454.108x7323.5136.62轴14x9455014.5107.5712x8504131.847 联轴器的选择计算7.1轴端的联轴器选择计算（1）类型选择 选用CLZ型齿式联轴器（2）载荷计算 转矩，查得，故计算转矩为（3）型号选择 从JB/ZQ4219-86查得CLZ1型销联轴器的许用转矩为710N.m许用最大转速为3780，轴径为18-60mm，故合用。7.2轴的联轴器选择计算（1）类型选择 选用弹性套柱销联轴器（2）载荷计算 转矩，查得，故计算转矩为（3）型号选择 从JB/ZQ4219-86查得CLZ1型销联轴器的许用转矩为710N.m许用最大转速为3780，轴径为18-60mm，故合用。8 减速器箱体及其附件的设计8.1减速器附件的选择（1)通气器 为使防尘性能好，选通气器（两次过滤），采用M25。（2)油面指示器 选用游标尺M10。（3)放油螺塞 选用外六角油塞及垫片M14-1.5。8.2选择适当型号高速轴轴承盖上的螺钉：GB70-85 4-M8,材料Q235中间两轴轴承盖上的螺钉：GB70-85 4-M8,材料Q235低速轴轴承盖上的螺钉：GB70-85 4-M8,材料Q235箱盖连接螺栓直径：GB578286 14-M16，材料Q235箱座连接螺栓直径：GB578286 4-M36，材料Q235箱体的主要尺寸：(1)箱座壁厚，考虑到轴承的宽度，取箱体的壁厚为20mm。 (2)箱盖壁厚取20mm。(3)箱盖凸缘厚度20mm。(4)箱座凸缘厚度20mm。(5)箱座底底板厚度20mm，为了减少耗材，底板中间挖空。(6)箱底壁厚为30mm。(7)由之前的轴长设计箱体的总宽度为315mm。(8)上箱盖加上凸缘宽度的设计共取宽度为412mm。 (9)箱底为了固定平稳 ，设计得比上箱盖大，取宽度为422mm。 (10)在齿轮的设计中，通过中心距，以及轴与箱体之间应有的合适距离，共得出箱体的底座长度为813mm，上下箱盖的接合处长度为754mm，箱身长度为620mm。(11)轴处是大齿轮，为了使大齿轮在箱体内与箱壁有合适的间隙，此处设计一个圆弧箱盖，半径为150mm。同理，在轴处设计的圆弧箱盖半径为100mm。两圆弧之间是一块平板连接，由箱体的宽度可取得该处的长度为365mm。(12)此时可知上箱体最高处为轴处，下箱体的高度也有此处设计。由最大齿轮的分度圆直径，以及使其与箱壁有合适的间隙，取下箱体的高度为240mm。(13)凸台高度：根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。(14)内箱壁至齿轮断面的距离在20-25之间，取决于齿轮的轮毂大小。(15)轴齿轮顶圆与内箱壁间的距离：12mm (16)箱体内齿轮与齿轮之间的距离在15-25之间，也是取决于各相邻齿轮的轮毂大小。 (17)上箱盖弯曲边缘为使箱体具有一定的刚度以及良好的过渡性，取半径为30mm。 (18)轴承端盖外径根据所选择的轴承的尺寸而定：D55.5d。9 润滑与密封9.1齿轮的润滑 采用浸油润滑，因为减速器的齿轮润滑除少数低速小型减速器采用脂润滑，绝大多数采用油润滑。对于油润滑，如果齿轮圆周速度小于12m/s的齿轮采用喷油润滑，在本减速器中，大齿轮圆周速度小于4m/s，故采用浸油润滑。润滑油选用HJ-50。9.2轴承润滑 滚动轴承一般采用润滑脂润滑，粘附能力强，可以防水，适用于轴径圆周速度v(4-5)m/s，工作温度低于润滑脂滴点10-20度的情况使用，装脂量一般为滚动轴承内部空间的1/3-2/3，本减速器中，与箱体相靠近的轴承使用油润滑，通过甩油环使油流到轴承上达到润滑目的。9.3减速器密封（1)箱体密封 为了保证箱盖与箱座结合面的密封，对结合面的几何精度和表面精度粗糙度应有一定的要求，一般要精确到Ra1.6um。箱盖之间必要时可以采用密封垫片。（2)轴承密封 轴承的密封主要靠端盖和毡圈来保证，轴承与箱体内部密封主要靠挡油盘。9.4密封方法的选取密封圈型号按所装配轴的直径确定为GB894.1-86-25轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。 10 设计总结 这次课程设计中我们学到了很多东西，过程虽然很辛苦，但收获很多。 从开始的传动设计到草图，装配图，零件图的绘制，每一个阶段我们都在尽自己最大能力去做，虽然做的不是非常好，但看到自己的劳动成果，感觉真的很好。 通过这次课设，锻炼了我们很多方面，做事严谨认真的态度，工作一丝不苟的精神，还有与同学之间的配合，都受益良多。工程里面是不能凭感觉的，像齿轮，键等零件，都有严格的国家标准，需要查手册，各种资料来确认，绝对不能马虎。课设让我了解了机械设计的基本知识，认识了各种标准，学会了工具书的使用，对机械工艺也有了一定的了解，总之，虽然课设很辛苦，但我们受益更大，一生受用，很高兴有这样的机会锻炼自己。这段时间锻炼了我们的耐心和意志力，让我们明白做成功一件事不是那么容易，得全身心的投入到里面。 在课程设计这段时间内，我们又重新温习了以前学过的知识，发现忘了很多，只记得表面一层，没有深入的去探究在以后的学习中应抱有掌握知识的态度去学习，而不应该死记硬背，走马观花。设计过程中，我们进一步认识了所学的机械设计这一门课程，加深了对这门课程的理解. 在设计的过程中，对各机构的运动、组成，绘图软件等都有了进一步的了解。 这次的课程设计过程中,耗费的时间长，涉及的知识面广，综合考察了我们运用各门课程中所学的知识与技能,并结合各个教学实践环节所进行机械课程的教学。其中涉及了多门学科的知识的融会贯通，让我们不得不重新定位自己在这几年里到底学到了什么东西。在设计的过程中，我们提出了许多不同的想法、意见，大家互相讨论，提出自己的看法，弃其糟粕取其精华，最后得出了一致的设计方案。在绘制设计方案