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文档简介
安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 1 页 共 21 页 目录 一、 课程设计任务书 、 传动装置总体设计方案 、 电动机的选择 、 确定传动装置的总传动比和分配传动比 、 带轮设计 、 传动零件齿轮的设计计算 、 传动轴的设计 、 键的设计和计算 、 轴承的选择及寿命计算 、 箱体 设计: 一、润滑设计 二、附件设计 三、设计小结 四、参考文献 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 2 页 共 21 页 一、课程设计任务书 1、运动简图: 2、原始数据: 题号 参数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 直径( 320 300 300 280 300 260 250 250 200 200 350 拉力( 度( m/s) 用年限 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 3 页 共 21 页 3、已知条件: 1、 工作情况 :单项运转 ,载荷平稳, 空载启动,工作轴转速误差为 +5%; 2、 使用 10年(每年 300 个工作日) ; 3、小批量生产,两班制工作; 4、设计工作量: 1、减速器装配图 1张( 2、零件工作图 2张; 3、设计说明书 1份。 二、传动装置总体设计方案 : 1、组成: 传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2、 确定传动方案: 3、 其传动方案如下 : 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 4 页 共 21 页 三、电动机的选择: 1、选择电动机的类型: 按工作要求和条件,选用三机笼 型电动机,封闭式结构,电压 380V, 选择 开式)。 传动装置的总效率 a a ; 根据机械设计课程设计手册表 1 1 为 2 闭式齿轮传动效率 = 联轴器的效率 = 滚动球轴承的效率 = 5 运输机的效率 = 2、电动机的选择 负载功率 : w 0 0 0 01 00 0 折算到电动机的功率为 : 8 6 74 3、确定电动机转速: 卷筒轴工作转速为: m i n/rD 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 5 页 共 21 页 根据机械设计课程设计指导书表 1,可选择 2'i ,一级圆柱直齿轮减速器传动比 63'' i ,则总传动比合理范围为 246电动机转速的可选范围为 n( 6 24) 根据机械设计课程设计手册表 12供选择电机有: 序号 电动机型号 同步转速/(r/额定功率/载转/(r/堵转转矩 最大转矩 额定转矩 额定转矩 1 000 900 500 440 000 60 合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速 器的传动比,可以选择的电机型号为 主要性能如上表。 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 6 页 共 21 页 四、确定传动装置的总传动比和分配传动比 1、确定传动装置的总传动比和分配传动比: ( 1)减速器 总传动比 由选定的电动机满载转速n , 0 ( 2)分配 传动装置传动比 i 1i 式中10, 为使 V 带传动外廓尺寸不致过大,初步取0i 3,则减速器传动比为 1i 0/ 、计算传动装置的运动和动力参数: ( 1)各轴转速 0号轴转速 9600 号轴转速 m 2 039 6 001 m 2号轴转速 m 0112 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 7 页 共 21 页 3号轴转速 m ( 2) 各轴输入功率 0号轴 1号轴 2号轴 3号轴 各轴输出功率 0号轴 2号轴 3号轴 ( 3) 各轴转矩 0轴 : 5 09 5 5 001轴: 33 2 5 09 5 5 0 1112轴: 5 09 5 5 0 2223轴 : 5 09 5 5 0 3333、运动和动力参数计算结果整理表: 轴名 功率 P/距 T/N*M 转速 n r/动比i 效率 输入 输出 0轴 60 1 1 1轴 20 3 轴 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 8 页 共 21 页 五 、带轮设计 1、确定计算功率 根据机械设计基础表 12K = c 2、选取 V 带型号: 根据功率 1n 960r/ 机械设计 图 7取 V 带型号为 A 型。 3、确定带轮基准直径 2: 根据 机械设计表 7 1D =132 9 63 2 09 6 01 3 2212 据 机械设计 表 7取 2D =400 4、验算带速 v: 0 060/9 6 01 3 0 060/11 )()( 在 5速合适。 3轴 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 9 页 共 21 页 5、确定带长和中心距: 由 1D + 2D ) 0a 2( 1D + 2D )初步确定 0a =600据 机械设计基础第 246页得到 400132()(2220212210)由 机械设计表 7000计算实际中心距 : 0 6、验算小带轮包角 1 : 1 2 71 3 24 0 01 8 0 121、确定 V 带根数 Z: 根据 机械设计表 7 7 7 7单根普通 0 ,额定功率的增量 ,带长修正系数包角修正系数 根数 根)()(根。 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 10 页 共 21 页 8、求作用在带轮轴上的压力: 由 机械设计表 7q=m 单根 )()(小带轮轴上压力为 312 i i 0 9、带轮主要参数: 小轮直径 1D( 大轮直径 2D( 中心距 a( 基准长度( 带速( m/s) 带的根数 z 132 400 000 六、传动零件齿轮的设计计算 1、材料选择: 假设工作寿命为 10年,每年工作 300天,每天工作 16小时,带式输送 机载荷平稳,空载启动,连续单项运转 。根据机械设计表 9 齿轮材料为 4040 260 齿轮材料 为 640经正火处理 其硬度为 180 210 轮等级精度为 9级。 由机械设计基础图 10 7 7002H 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 11 页 共 21 页 由表 10 4,安全系数 M P l i l i 由图 10 10, , 由表 10 4 M P l i M P l i 2、按齿面接 触疲劳 强度设计: 根据机械设计表 10= 199页取齿宽系数 a=齿轮的转矩为 106 P1/106 4 47/320 = 机械设计基础式( 10算中心距(已知减速器传动比 1i =u=z1/ 35) 3 4 0 335)1(2)(通常取 20 40,取 31取 1,则 1 04 故实际传动比为i=104/31= 模数为 : m=2a/(z1+2*32+108)=据机械设计基础表 4 m=3心距为 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 12 页 共 21 页 a=0.5 m(z1+宽为 b= a a=1 16补偿安装误差,保证接触齿宽,通常小齿轮齿宽应比大齿轮齿宽大 5齿轮分度圆直径 d1=*31=93mm d2=*104=312、验算轮齿弯曲强度 (齿宽应取接触齿宽 b=81 由 机械设计基础图 10形系数 2 81 9 31)= 故弯曲强度足够。 4、齿轮的圆周速度为: v=60 1000) = 60 1000) =3 31 320/(60 1000) =s 对照机械设计基础表 10级精度等级。 名称 符号 公式 齿 1 齿 2 齿数 z z 31 104 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 13 页 共 21 页 分度圆直径 d 93 312 分度圆齿距 P P= m 顶高 m 3 3 齿根高 ( * 顶圆 直径 aa 99 318 齿根圆直径 ff 心距 a 2/)( 21 宽 b 1db d 86 81 七、传动轴的设计 1、 选择轴 的材料: 选择轴的材料为 45 钢,经调质处理,其机械性能由机械设计表 14得50 , 2、输出轴( )上的功率 速 矩 已知 是 、初步确定轴的最小直径: 先按机械设计基础式( 13步估算轴的最小直径。(根据表 11 C=110) 22m i n 3 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径 ,为了使所选的轴与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器的型号。 由于减速器载荷平稳,速度不高,无特殊要求,考虑装拆方便及经济问题,选用弹性套柱销联轴器 ;计算转矩2c ,查 机械设计基础 表 16虑到转矩变化很小,故取 5.1: 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 14 页 共 21 页 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查机械设计课程设 计手册表 8取 型号弹性套柱销联轴器,其公称转矩为 500联轴器的孔径 d ,故取 451 d 联轴器长度 12联轴器与轴配合的孔长度 841 L 4、 轴的结构设计: 1、 与联轴器配合,已知联轴器为 5了保证轴端挡圈只压 在半联轴器上而不压在轴的端面上取 1L =82 2、按结构和强度要求做成阶梯轴,为使联轴器能轴向定位,在轴的外端做一轴肩,所以通过轴轴承透盖、右轴承和套筒的轴段去 55 。按题意选用两个 6211 型滚动轴承,故轴承处的轴径也是 55 。安装齿轮的轴头直径取 60 ,轴环外径取 70 ,考虑轴环的左侧面与轴承内圈的端面相接,轴肩高度应低于轴承内圈,故轴环左侧呈锥形,左轴承处轴肩直径为 62 ,轴肩圆半径为 1轮与联轴器处的轴环、轴肩的圆角半径为 2 3、齿轮轮毂长度是 85安装齿轮的轴头长度取 83轴承标准查得 6211 轴承的轴承宽度是 21此去左端轴径长度为 21 据齿轮端面、轴承端面与箱体内壁应保持一定的距离,取轴环和轴套的宽度为 20结构草图可知跨距 146852022212 边的 55 轴段长度为 2+20+21+60=103中 60装联轴器的轴头长度根据联轴器尺寸取 82 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 15 页 共 21 页 4、联轴器及齿轮均采用普通 A 型平键连接,由机械设计手册可知键的尺寸为宽度 *高度 *长度,联 轴器( 140齿轮处( 1810 5、危险截面的强度校核 : 因已知大齿轮的分度圆直径为 d=312的转矩 2T =441091周力 000 2T /d=2000 12= 径向力 t = 由于为直齿轮,轴向力 其受力方向如下图所示 L=146t/2= 146/(2 1000)=m r/2=m 146/(2 1000)=m, 扭矩 T=核 22M = 22 =e = 22 )(= 22 ) 8 = b 3 1 考虑到键槽 d= 12 齿轮端面与内机壁距离 2 2 > 12 机盖,机座肋厚 1 1m 7 m 7 轴承端盖外径 2D 2 +( 53d 112( 1轴) 140( 2轴) 轴承旁联结螺栓距离 S 2 100( 1轴) 100( 2轴) 安徽文达信息工程学院 机械设计课程设计说明书 第 20 页 共 21 页 十一、润滑密封设计 对于一级圆柱齿轮减速器, 因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度 s v12m/s,采用浸油润滑,箱体 内选用 0号润滑,装至规定高度 . 油的深度为 H + h : H=40 h=10以 H + h =40+10=50中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。 密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为 ,密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太大并均匀布置, 保证部分面处的密封性。 十二、 附件设计: A 视孔盖和窥视孔 在机盖顶部开有窥视孔,能看到传动零件齿合区的位置,并有 足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用 B 油螺塞: 放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。 C 油标: 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。 油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出 . D 通气孔: 由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便 于排气,在机盖顶部的窥视孔改
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