机械设计基础课程设计任务书B - 副本.doc

一、设计的一般步骤（一）设计准备认真研究设计任务书，明确设计要求和条件，借阅有关的设计资料，并认真阅读；进行减速器拆装实验，从而熟悉设计对象。（二）总体方案的设汁：1.选择、确定传动形式和传动布局（任务书中已给出），或分析传动形式及布局。2.选择电动机的类型。三相异步电动机 3确定电动机的功率和转速，从而确定所选电动机的型号。输送机功率=Tn/9.55106输送机功率=P电滚滚斜锥联滚：0.980.99 斜: 0.97 锥: 0.940.97 联: 0.99 电动机转速=输送机转速i斜i锥i斜8 i锥5 i锥i斜例：T=1200Nm=1200000Nmm n=45r/min输送机功率=5.65kw 取滚=0.98 锥=0.95 斜=0.97 联=0.99 P电=6.448 kw例：输送机工作转速=45r/min取i斜=5 i锥=4电动机转速=900 r/min查手册选Y160M4 P电=7.5kw n电=970r/min4计算传动的总传动比，并合理分配各级传动的传动比。i总=n电/ n鼓 i总= i斜i锥例i总=970/45=21.56 取i锥=4 则i斜=5.145计算各轴的运动和动力参数，包括转速n、扭矩 T、功率P、传动比i。PnTi轴（电动机轴）7597073840轴（减速器高速轴）P电联=7.42597073102轴（减速器低速轴）轴（输送机工作轴）（三）传动零件的设计计算：1带传动的设计计算。（无）2齿轮传动的设计计算。1）锥齿轮传动的设计计算：按教材P167公式1026设计将许用应力降低30%试设计一对开式直齿锥齿轮传动，已知=1+2=90，传动比i=3.7，功率P=7.5kW，n1=960r/min，用电动机驱动，单向转动，载荷有中等冲击，要求结构紧凑。解：1、选择齿轮材料，确定许用应力 由表101选小、大齿轮材料为ZG340640钢正火，齿面硬度200HBW； 查图107得Flim1=Flim2=135MPa， 由表105，SF=1.5 故F1= F2= （0.70.8）Flim1/ SF=（6372）MPa， 取F1= F2=70 MPa，2、按齿根弯曲疲劳强度设计由表102，齿轮按7级精度制造，由表103，取载荷系数K=1.5，齿宽系数R=0.3。作用在小齿轮上的转矩T1为：T1=9.55106P/ n1=7.46104Nmm取小齿轮齿数Z1=17，则大齿轮齿数Z2=iZ1=62.9，取Z2=63。验算传动比：实际i= Z2/ Z1=3.71（3.73.71）/3.7=-0.22.5 合适计算当量齿数1=15.12=74.9ZV1=17.6 ZV2=241.3查表104 得YFS1=4.50 YFS2=4.06用YFS1=4.50利用公式1026得m=4.93查表65取m=53、计算齿轮的圆周速度V=4.27m/s 合适2）齿轮传动的设计计算。按教材P163公式1016设计，按公式1017验算试设计电动机驱动的闭式外啮合单级斜齿圆柱齿轮传动。已知输入功率P=10kW，小齿轮转速n1=960r/min，传动比i=5，中等冲击，双向运转，齿轮相对轴承对称布置。解：1、选择齿轮材料，确定许用应力 由表101选小齿轮材料为45钢调质，齿面硬度230HBW； 大齿轮材料为45钢正火，齿面硬度190HBW； 查图106得Hlim1=570MPa，Hlim2=530MPa 查图107得Flim1=190MPa，Flim2=180MPa 由表105，取SH=1.1，SF=1.4 故H1= Hlim1/ SH=518 MPa，H2= Hlim2/ SH=482 MPa， F1=0.7 Flim1/ SF=95.2MPa，F2=0.7 Flim2/ SF=88.2MPa，2、按齿面接触疲劳强度设计由表102，齿轮按8级精度制造，由表103，取载荷系数K=1.5，齿宽系数a=0.4。作用在小齿轮上的转矩T1为：T1=9.55106P/ n1=9.95104Nmm取小齿轮齿数Z1=20，则大齿轮齿数Z2=iZ1=100。由式1016计算中心距（H1H2，用H2）a183.6 取a=185初选=15计算mn=2.978查表61 取mn=3重新确定 =13.35 合适3、验算齿根弯曲疲劳强度计算当量齿数ZV1=21.7 ZV2=107.8查表104 得YFS1=4.29 YFS2=3.90b=aa=74mm 取b1=80mm b2=74mm利用公式1017得F1=74.8 MPaF1=95.2MPa 合适F2=68.0 MPaF2= 88.2MPa 合适4、计算齿轮的圆周速度V=2.93m/s 合适低速轴：已知：轴承的宽度B=20 齿轮宽度b=52mm锥齿轮宽度B1=40mm 轴承端盖厚度B2=20mm齿轮分度圆直径d2=100mm 圆周力Ft2=10000N径向力Fr2=3700N 轴向力Fa2=570N齿轮分度圆直径d3=160mm 圆周力Ft3=12000N径向力Fr3=4000N 轴向力Fa3=600N1、求支反力1）求垂直面上的支反力：F1V120+ Fa380= Fa250 +Fr260+ Fr3（75+120） F1V=8188N F1V+ F2V= Fr2+ Fr3 F2V=-488N2）求水平面上的支反力：Ft3(75+120)+ F1H120- Ft260 =0 F1H =-19000NF2H= F1H+ Ft2- Ft3=17000N2、绘制弯矩图1）绘制垂直面上的弯矩图A点：Fa380=48N mB点： F1V75=614N mC点： F1V60=491N mD点： F1V60+ Fa250= 520N mE点： F1V120=983N m2）绘制水平面上的弯矩图 F1H75=1425N mF2H60=1020N m3）绘制合成弯矩图Ma1=（MD）2+（M2H）21/2=1145N m3、绘制转矩图T= Ft380=960N m4、求危险截面当量弯矩Me=（Ma）2+（T）21/2=1282N m5、求危险截面处的直径 dMe/0.1-1b1/3=61.54mm考虑键槽的影响d=61.541.04=64d结d计 可用d结d计 重新进行结构设计高速轴：已知：轴承的宽度B=20 齿轮宽度b=52mm联轴器宽度B1=40mm 轴承端盖厚度B2=20mm齿轮分度圆直径d1=100mm 圆周力Ft1=10000N径向力Fr1=3700N 轴向力Fa1=570N1、求支反力1）求垂直面上的支反力：F1V120+ Fa50= Fr60 F1V=1613N F1V+ F2V= Fr F2V=2087N2）求水平面上的支反力：F1H= F2H = Ft/2=5000N2、绘制弯矩图1）绘制垂直面上的弯矩图Ma1V= F1V60=96780N mm=98N mMaV= F2V60=125220N mm=125N m2）绘制水平面上的弯矩图MaH= F1H60=30000N mm=30N m3）绘制合成弯矩图Ma1=（Ma1V