机械设计课程设计

1、机械设计课程设计 说明书设计题目链板式输送机传动装置机电学院05051101班设计者： 尚臣龙学 号：562014-07-12西北工业大学课程设计题目第部分传动方案拟疋第二部分电动机的选择第三部分计算总传动比及分配各级的传动比第四部分运动参数及动力参数计算第五部分传动零件的设计计算第六部分轴的设计计算第七部分深沟球轴承的选择及校核计算第八部分键联接的选择及校核计算第九部分联轴器的选择第十部分润滑及密封第十部分箱体及附件的结构设计和选择设计小结参考资料1. 设计目的 机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。 课程 设计则是机械设计课程的实践性教学环节， 同时也是高等工科院 校大多数专

2、业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是：（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意 识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知 识去分析和解决机械设计问题的能力。（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正 确计算零件工作能力， 确定尺寸和掌握机械零件， 以较全面的考 虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和 掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。（4）学习进行机械设计基础技能的训练， 例如：计算，绘图， 查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。2. 设计方案及要求课程设计

3、题目：设计链板式运输机传动装置（简图如下）计算与说明主要结果* 1|】1电动机L2-V带传动 bf& J1iJ v3-单 mssm厂 ，i/ L】4一联牺1200a包角合适。(5) 确定带的根数由 n 1400r/min，dd1 80mm 及表 6-2、6-4、6-5和6-6dd1 80 mmdd2 236mmv 5.8613m/sLd 1330mma 409mm得 p1 0.35kwp1 0.03ka 0.9431 13则ZP1.954.8157(Pip1)KaKL(0.35 0.03) 0.943 1.13可以选取z 5(6)计算轴压力单根V带的初拉力：由表 6-3得：q 0.06500

4、Pca 2.52F0 ca( 1) qv2 56.9923Nzv ka压轴力：158 145 0Fp 2zF0sin-1 2 5 56.9923sin: 559.59NP 2 2小轮基准直径d 80mm小轮外径 da1 dd1 2ha 84mm由表 6-11 得：e 12;f7带轮宽 B (Z 1)e 2f (5-1) 12 2 7 62mm大轮基准直径 dd2 236mm大轮外径 da2 dd2 2ha 2362 2240mm2.齿轮传动的设计计算1、选定精度等级，材料热处理方式，齿数初定：1) 本输送机工作速度、功率都不高，选用7级 精度；2) 选择小齿轮材料为 40Cr,调质处理，硬度H

5、BS12412863) 大齿轮材料为45钢，调质处理，硬度为1158.1450z=5F056.9923NFp 559.59 NB 62mmHBS2 217255机械设计教材表8-1da2 240mm4）选取小齿轮齿数 Zi=20,初步确定传动比为i 2=3 则大齿轮齿数 Z2= i 2 Zi=3x 20=60ui 空 60 35） 此时传动比zi 202、按齿面接触疲劳强度计算：锥齿轮以大端面参数为标准值，取齿宽中点处的 当量齿轮作为强度计算依据进行计算。表8-2和8-4由公式a 3：4K（ZhZe）2其中zh为齿轮节点区 （1 0.5 r） u h域系数，Ze为弹性影响系数z,20z260u

6、 31）初拟载荷系数K 1.2，取齿宽系数L 0.3 计算节锥角1 arc cot u arc cot 3 18.43492 90190 18.434971.56512）按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限为:应以大齿轮材料所决定的许用接触应力为准对45号钢,取HBS2 230,大齿轮:H lim 2539MPa3）接触疲劳强度寿命系数取安全系数Sh1.0计算接触疲劳的寿命系N 60njlh 60 467.32 3 300 10 2126.7294 1082 42 4N030(HBS) 30 (230)1.397 1071 18.434902 71.56510因 N N0,故 Khn 14）计

7、算接触疲劳许用应力 许用接触应力KHN limSh539MPa5）按齿面接触强度设计传动区域系数Zh2.5弹性影响系数ZE189.8. MPT由式8-11得小齿轮分度圆直径:4K(ZhZe)2l(10.5 l)2u4 1.2 29.4273 1000311 0.3(10.5 0.3)2 3 (一539)22.5 189.855.22 mm齿轮模数m Z1誓2.761mm3、按齿根弯曲疲劳强度计算:两齿轮的当量齿数乙COS 12021.08cos18.4349ZV2Z2COS 260189.74cos71.5651查8-3表得 Yfsi4.31,Yfs23.94对小齿轮取hbs1260,对大齿轮

8、仍用接触强度时的数据，取HBS2230,按线性插值得弯曲疲劳极限分别为278 218Flim1 218(260 200)241.5MPa353 200185 155Flim2 155(230 120)192MPa210 120许用应力Kfn Flim1 186 MPaSfKfn Flim2148MPaF2Sf丫Fa14.31 0.023172F1186YFa1丫Fa23.94 0.026622 丫Fa2 较f1 大，故选其校F2148F 2验m14kT1(1 0.5 L)YFa21 0.5 l lZ；Ju2 1F21U 1.2 29.4273 103 3.94 0.85V1 2.416mm 1

9、-0.5 0.3 0.3 202 v321 1444、确定模数综上，根据标准模数表取m 35、齿轮参数计算：由齿数求分度圆直径d1 乙m 20 3 60mmd2 Z2m 60 3 180mm计算中心距60 180a (d1 d2)/2120mm2锥距R,由m 3d1 60mm d2180mma 120mm94.8683mmR 94.8683mm齿宽brR 0.3 94.868328.4605mm圆整取bl 28mmb2 28mmb2 28mm6、齿轮参数汇总:名称代号小锥齿轮大锥齿轮齿数Z2060模数m3mm分锥角518.434971.5651分度圆直径d (mr)60180齿顶咼ha (mm

10、)a3齿根高hf(mm)齿顶圆直径da(mm)齿根圆直径df(mm)锥距R(mm)顶隙c(mm)分度圆齿厚S(mm)当量齿数Zv齿宽B (mm)28齿宽系数 R平均分度圆直径d (mr)51153第六部分轴的设计计算输入轴的设计计算1、按照扭转强度初定直径选用45号钢作为轴的材料，调质处理，取35MPa估算最小轴径:dmin 3 0.2n9550000p.9550000 1.44316.14mmt 0.2 467.3209 35考虑有键槽，将直径增大5%则d 16.14 1.05 16.95mm考虑到键槽对轴强度的削弱以及带轮对小轴有较大的拉力，我们选择小轴最小径d 20mm。2、输入轴的结构

11、设计(1 )轴上零件的定位，固定和装配123456(2 )确定轴各段直径和长度I段：d仁20mm 长度取Li=60mm键长 50mm b=h=6mmH 段：d 2=25mm 长度取 L2=30mm皿段：d 3=30mm长度取L3=15mm用来和轴承进行过 度配合，初选用30206型圆锥滚子轴承。W段：d 4=28mn长度为 L4=42mmV段：d5=30mn长度为L5=26mn用来和轴承进行过 度配合，初选用30206型圆锥滚子轴承。W段：齿轮部分(3 )轴强度校核齿轮之间的力：对小锥齿轮受力分析：Fti 2Ti/dmi 2 29.4273/51 1.154kN （外）0 0 0Fa1 Ft1

12、 tan20 sin 1.154 tan 20 sin 18.43490 132kN（左）Fri Fti tan20 cos 1.154 tan20 cos18.4349 0.395k（下）带轮处：158 14.Fr 2zFsin 2 5 56.9923sin.0.560kN （下）2 2对输入轴进行受力分析得轴承 1 : Fr1= （上）Ft 仁（外）轴承2: Fr2=（下）Ft2= （里）轴承3位置为危险截面这里只校核危险截面3的强度。轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取折合系数0.59首先计算截面3的抗弯截面系数WMMh 13.286N ?mMV 49.41 N ?mM M mH

13、51.165N?mWmd3323.14 3033232650.719mm轴的计算应力20.383MPaMca M 2 （ T1）2i51.1652 （0.59 29.4273）2caWmWm2650.719该轴材料为45号钢，调质处理，查得其许用应力输入轴满足要求60MPa因此，ca，故满足要求。输出轴的设计计算1、按照扭转强度初定直径选用45号钢最为轴的材料9550000 p 9550000 1.3689dmin 3 3 22.89mm.0.2 n 0.2 155.7736 35考虑有键槽，将直径增大5%则d 22.89 1.05 24.04mm考虑到联轴器的尺寸，我们选大轴最小径d 28m

14、m2、输出轴的结构设计(1 )轴上零件的定位，固定和装配VI段：d6=35mn长度为L6=31mm和轴承进行过度 配合,初选用30207型圆锥滚子轴承。(3 )轴强度校核齿轮之间的力：Fa2=Fr2=Ft2=Ft1 =大齿轮上的动力参数：P2=转速 n 2=min T2=危险面2处的弯矩：表12-6MH 17.112N?mMV 43.958N?mM M； MH 47.171N/mT283.9230N md； 3.14 363 _ - 3WM 一4580.44mm3232Mca M2( T)2WMWM由于轴单向转动，扭矩可以认为按脉动循环变化，故 取折合系数O.5914.93MPa.47.171

15、2 (0.59 83.9230)24580.44前已选定轴的材料为45号钢，正火处理，查得60MPa，因此ca，故满足要求。输出轴满足要求第七部分圆锥滚子轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命L=10X 300x 12=36000h由于轴承会受到较大的轴向力，故选择深沟球轴承1、对于从动轴，选择30207轴承，由受力分析知：R 贰 RT J0.7O92 0.27620.761R2.疋2 RL0.3892 0.1502 0.417S10.68*0.7610.5170.68*0.4170.284A 0.663 A 0.284e 0 37A / R 0.87 eA2 /R2 0.68 e而查

16、表知基本额定动载荷C 54.2kN故查表得X1 0.4 , 丫1 1.6 , X2 .4,丫2 1.6则当量动载荷，载荷系数fp 1.2P fp(XR Y1A) 1.2 (0.4 0.761 1.6 0.663) 1.638kNF2 fp(X2R2 %A2)1.2 (0.4 0.417 1.6 0.284)0.745kN106(54200)360 163.7025( 1638 ),因P P2,所以按轴承1的受力大小验算3.688 106h而使用期限 L=10x 300x 12=36000h,故 g L ,满足要求。输出轴承302072、对于主动轴，选择30206轴承，由受力分析知:Ri 1.5

17、39kNR2 2.137kNS 0.68*1.5391.047S20.68*2.1371.453A 1.579 A 1.453A/R 1.026 e 心 R 0.680 e而查表知基本额定动载荷C 43.2kN , e 0.37故查表得X1 0.4，丫1 1.6，X2.4,丫2 1.6则当量动载荷,载荷系数fp 1.2Rfp(X1R1 YA) 1.2 (0.4 1.539 1.6 1.579) 3.77 KNR2fp(X2R2 Y2A2) 1.2 (0.4 2.137 1.6 1.453) 3.816KN且 n2491.1074r /min 贝y6 6-理(C)10(I32)3 4.92 10

18、4h60n/ R60 491 3.816而使用期限L=10X 300 x 12=36000,故g L ,满足要求。输入轴承30206第八部分键联接的选择及校核计算(1)带轮与输入轴所用键的校核轴径d 20mm ,轴长I 60mm选用A型平键，通过查表得到L 50mm b 6mm h 6mm轮毂的材料是铸铁，键和轴的材料是45号钢，选 用较小的材料做为计算，即bs 50 60Mpa4Ti4 29427.3“皿bs22.29 MPa bsdhl 20 6 (50 6)，满足要求。(2) 输出轴和齿轮连接采用的键的校核车由径d 36mm，车由长l 43mm采用A型平键连接。通过查表得到L 32mm

19、b 10mm h 8mm轴和齿轮的材料都是45号钢，所以抗压需用应 力是：bs 100120Mpabs4 29427.344.59MPa bs ,满足要求。dhl 20 6 (32 10)(3) 输出轴和联轴器连接采用的键的校核轴径d 28mm，轴长1 60mm采用A型平键连接。通过查表得到L 50mm b 8mm h 7mm轮毂的材料是铸铁，键和轴的材料是45号钢，选 用较小的材料做为计算，即bs 50 60Mpabs339.56MPa bs ,满足强度要求。dhl 28 7 (50 8)输入轴采用A型键6X 6X 50输出轴与齿轮采用A型键10X 8X 32输出轴与联轴器采用 A型键10X

20、 8X 32第九部分联轴器的选择减速器的输出轴与工作机之间用联轴器连接，由于轴的转速较低，传递转矩较大，综合考虑选用弹性套柱销联轴器，联轴器上的扭矩为，选用型号为LT5。第十部分润滑及密封齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速级周向速度为 s,为锥 齿轮传动，浸油高度应没过大锥齿轮齿宽，至少应没 过1/2齿宽，齿顶距箱底至少30mm这里设计为45mm 选用CKC150润滑油。轴承的润滑由于浸油齿轮的圆周速度2m/s，齿轮不能有效的把油飞溅到箱壁上，因此选用脂润滑方式。脂润滑具有 形成润滑膜强度高，不容易流失，容易密封，一次加 脂可以维持相当长一段时间，也有利于传动装置的维 护。选用ZL-2号通用锂基

21、润滑脂(GB 7324-1994)。密圭寸端盖与轴间的密圭寸轮毂采用 A型键8X 7X 50凸缘联轴器轴承用轴承盖紧固，已知轴承用脂润滑，且轴的 最高圆周速度不超过2m/s，属于低速范畴，因此这里 可以使用毡圈油封。毡圈油封结构简单，摩擦较大， 易损耗，应注意及时更换。第十一部分箱体及附件的结构设计和选择减速器附件的选择起吊装置：采用箱盖吊环螺钉、箱座吊耳通气器：由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M12X油面指示器：选用油尺M12放油螺塞：选用外六角油塞及垫片 M14X箱体及其附件参数锂基润滑脂名称尺寸（mr）箱座壁厚8箱盖壁厚8箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度12箱座底凸缘厚度20地脚螺

22、钉直径12地脚螺钉数目4（个）小锥齿轮轴轴承旁连接螺栓直径10大锥齿轮轴轴承旁连接螺栓直径10盖与座连接螺栓直径8轴承端盖螺钉直径M6视孔盖螺钉直径M6定位销直径6凸台高度39大齿轮顶圆与内箱壁距离10箱盖，箱座肋厚主动端轴承端盖外径92被动端轴承端盖外径112箱体的附件包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴 承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、 起吊装置等等。箱体加工工艺路线：铸造毛坯T时效T油漆T划 线T粗精加工基准面T粗、精加工各干面T粗、半精 加工各主要加工孔T精加工主要孔T粗、精加工各次 要孔T加工各紧固孔、油孔等T去毛刺T清洗T检验。减速器的装拆顺序及注意事项 ：箱体和箱盖通过 螺栓连接，拆下螺栓即可将箱盖取下，对于两轴系零 件，整个取下该轴，即可拆下各零件。其它各部分拆卸比较简单。 拆卸零件不要用硬东西乱敲，以 防敲毛敲坏零件，影响装配复原。对于不可拆的零件， 如过渡配合或过盈配合的零件则不要轻易拆下。对拆下的零件应妥善保管，以免丢失。技术要求：1. 装配前，滚