严岑琪机械设计课程设计计算说明书

1、严岑琪机械设计课程设计计算 说明书机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班笫一组42011 年 12 月第二章传动装置运动与运动参数的选择和 计算机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月第一章设计任务书1.1 设计题目原料车间一运输冷料的带式运输机， 由电动机经一级减速传动装置，该减速传动装置系由单级齿轮减速器配合其他 传动件组成。该带式运输机折合每日两班工作制，工作期限 5 年。设计此传动装置。技术参数：运输机主动鼓轮轴输入端转矩Tj N主动轮直径D/mm运输带速度% /加S_15003501.5工作条件:工作年限工作班制521.2 传动方

2、案的分析和拟定机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月2. 1 减速器结构 本减速器箱体设计为剖分式、铸造箱体2. 2 电动机的选择( (1) )工作机的输入功率化=60 xl000 x Vlv/ (TTDU) =60 x1000 x1.8 /350TT=81.893r/min化=7； X仇,/9550= (500 x81.893/9550) )kw=4.288kvv( (2)总效率总齿轮为 7 级精度，滚动轴承为角接触轴承，联轴器为弹性 联轴器，链传动为开式链传动。% = % 齿轮也 % 也=0.95 x 0.98 x0.994x0.92 x0.99

3、32=0.81(3)所需电动机输岀功率 R) )P/?)= =总-28%，-5.28730.811査机械零件设计手册得= 5.5 kw电动机选用 Y132S-4 n 满=1440 r/min2. 3 传动比分配减速器的总传动比b = n i/t1 17 取 心=4.100=2.0002 4 运动参数及动力参数计算卩、你丁功率P的计算：P=PH =5.287xO.95Hv=5.O23vv17.584 4.100 x2.144机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月尽=召承齿=5 O23xO 99xO 9%w=4 873wAn =心轴承加眦=4.873 x

4、 0.993x 0.99kw= 4.79 kw转速n的计算：= nm/iy= 1440 / 2.000 / / nin = 720 r /ninnu= nA/ =720 / 4.1r/niin = 175.61 r/nin/Im = nu= 175.61 r/niii转 矩T的 计 算T、=9550呂/y =9550 x5.023/720 m = 66.625/V mTu= 9550 Pu!nu= 9550 x 4.873 /175.61N in = 265.003 NinTm= 9550 Pm!nm= 9550 x 4.791 /175.61N加=260.516 N m将上述数据列表如下：轴

5、号功率转速/厂min转矩/N加I5. 02372066. 625II4. 873175. 61265. 003III4. 791175.61260. 516机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月第三章V带传动的设计计算3. 1 设计分析V带传动的设计计算设计条件：水平对称布置，P = P, = 5.287Zrvr,电机转速 =1440r/nin ,从动轮转速2=ni =720尸/nin ,每天工作16个小时。3. 2 计算过程设计过程所用图、表由机械设计基础査得。机械设

6、计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月(1)计算功率P.由表13-6査得K. = 1.2,故Pc=KAP= 1.2 x 5.2S1 kw= 6.344 kw(2)选普通V带型号 根据.、从查图13-12选用A型V带(3)选择小带轮基准直径 参考表13-7和图13-12得小 带轮基准直径为di= 112mm,故= i/rfI(l -*)=xll2 x(l -0.02)mm =219.52”L 720取dd2= 224 nun验算带速V V-勿d -14x112x1440税/s_&4伽/$60 x100060 x1000在525m/s范围内，带速合适。(5)确

7、定带长乙和中心距按公式0.7(為+厶)仝2 2爲+厶)选do = 500 nun贝！)厶=2勺+彳伽+厶)+(宁2仏-2x500+314x (112 + 224)+ -112)mm- 1533.79/nzw274x500査表13-2,取厶孑=1600，同时査得= 0.99卜rtr：“d 厶ucc 1600 1533.79ucc实际中心距为a心+-= 500 +-nun = 533mm2 2(6)验算小带轮包角勺a,-180* 2-1x57.3-a7?4- 1 12-180 x57 3 167.96 120533句角合话(7)确定V冷的根数由表13-5査得右=112m,tt i = 1440 r

8、! min A型V带PQ= 1.62kw机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月P = K/其中传动比心册224由表13-9得A：, = 1.12,由表13-8得 , =1.03x10,则1i/P = Khn1_LU=0.159Z:VV由表13-10得心=0.96,由表13-2得 KL= 0.99 ,则V带根数为6.344 -(P)+AP)KaK, (1.62 + 0.159)x0.96 x 0.99- 切取根。（8）计算张紧力坨由表13-1査得q = 0Akg/m500 x6.344-x4x&442.5ko96-r= 157.85/VO1QZ (9)

9、计算压轴力 =2M；)sinA = 2x4xl57 85xsin-一= 1254.88 2 23. 3 带轮的结构设计机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月第四章齿轮传动的设计计算4.1 设计分析齿轮传动的设计计算设计条件：7级精度、对称布置、单向转动、载荷平稳、=720r/nin P = 5.O23vv机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月4. 2 选材小齿轮45钢调质处理230HBS大齿轮45钢正火处理200HBS4.3 确定基本参数4=28“ = 4z2= 2/ = 28x4.1 = 1150 = 1

10、2。4. 4 接触疲劳强度计算设计过程中所用图、表由机械设计基础査得(1)计 算 小齿 轮 转 矩7；(得数错误)(2)确定载荷系数K由于载荷平稳，由表11-4取 KA=1已知齿轮为7级精度，调质处理，并初设P/M7 ,初设0 = 12,则由图11 9可査得节点区域系数Z/y= 2.46 ,重合度系数对斜齿轮可取X =0.9,p5 0?39550厂9550 X莎5*62的 5机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月螺旋角系数= Jcosl2。= 0.989(4)计算许用接触应力因为大齿轮的硬度比较低，其强度较差, 故接疲劳强度按大齿轮计算即可。大齿轮4

11、5钢，正火处理，200HBS ,由图11-10取按表11-7查得其失效概率为1%得S= 1 o大齿轮许用接触应力为/2 = MPa = 5(X) MPaUI(5)计算小齿轮分度圆直径mZZ乙Z& j 2KT、/ +1_ jj 189.8 x 2.46 x0.989 x 0.8082 x 1.29 x 66620 4.1 + 1 _x= 49.194TULJL3.14X4994x720z t.V =- - =-ml S =1.85777/5 ,60 x100060 x1000与初设相符。= 0.808500mm(6)验算速度u1A0.9XI.7由此可得乙=机械设计课程设计说明书材料学院 2009

12、 级基地班第一组262011 年 12 月4. 5 确定传动尺寸(2)确定中心距a =吐乞)=州=I%.2?？，2cos0 2 xcosl2(1)确定模数他叫=坯艺=49.194COS12=】如,取叫=228机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月中心距应圆整为整数，取d = 146(3)确定螺旋角0P = arc cos(切 + )= arccos? * 恣=】|635* = 113862a2 x146(4)确定齿轮分度圆直径/、d2如L=*28=57.175cos0 cos 11 38 6=仝邑= 一 J州=234.825曲 COS0 cosll

13、38 6(5)确定齿宽勺、b2b2= ddA= lx57.175/wn =57.175AWH,取b2= 60/?vnb、=0+5 = 60 + 5 = 65nun4. 6 弯曲疲劳强度验算(1)确定齿形系数应力修正系数蔦、重合度系数沧及螺旋角系数与小齿轮的当量齿数为知=仝万=29.80 ,大齿轮的当量cos3/? (cos 11.635 )齿数为=122.39。査图11-12和图11-13得cos P (cos 11.635 )% =2.53、%严1 63、Y加=2.14、2=1.82重合度系数因已知X = 0.9. 5=1.7故匕=亠=打t厂0 84Xsj0.9 x 1.7螺旋角系数与=1一

14、芈=1一4 = 0.917140140(2)计算许用弯曲应力0订 小齿轮45钢，调质处理，硬度为230HBS,査图11-14得6讪=430MP“、巧伽2 =400MP“机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月因为叫=2,査图11-15,可取尺寸系数Yx=1.0失效概率为1%,査图11-7得安全系数S,. = l%一6吶Yx-43xlMPt/-430MP计算许用弯曲应力打0尸J = b应Yx=-x MPa = 400MPa SF1(3)验算弯曲疲劳强度% h /丫皿兀/ 必b心叫(2x1.29x66620),x2.53xl.63x 0.84 x 0.91

15、7MPa - 79.08MR/ 60 x57.175x2 )_ b 门岭小蔦2 _ 79.08 x 2J &_ 74.69MP嗚 G2.53x1.634. 7齿轮相关参数的计算(1)小齿轮参数的计算分度圆直径山=57.175” ；齿顶圆直径dal= J, +m=(57.175 + 2)mm = 59.175/wn ；齿根圆直径d门=/ -1.25 =(57.175-1.25x2)mm = 54.675/n/n ；旋向：右旋。(2)大齿轮参数的计算分度圆直径&=234.825；齿顶圆直径dal=d2+ m =(234.825 += 236.825mm；齿根圆直径df2=d2.25mn=(234.

16、825 -1.25 x 2)m/n = 232.325nun ；旋向：左旋。参数主动轮从动轮机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月模数/mm22齿数28115机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月齿宽/mm6560分度圆直径/mm57. 175234.825齿顶圆直径/mm59.175236.825齿根圆直径/mm54. 675232. 325螺旋角1 f386中心距/mm146旋向右旋左旋精度等级7级4. 8 齿轮的结构设计机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月

17、机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月第五章轴的设计和计算5 1 轴 I 的设计和计算设计条件：尽=1254.88N 7； =66.625N加轴上齿轮分度圆直径山=57.175“设计中用到的图、表由机械设计基础査得(1)选材 选用45钢并经过调质处理，由表15-1和表15-3査得硬度为217255HBS,= 6506OMH/、%,=105MP(2)轴长的估算参照机械设计课程设计对轴长进行估算轴总长：MFl = + K + H + G + F + 2a+b+D + 22= 63/2 + 20 + 6+10 + 51 + 2x13 + 65+13 + 2

18、0/2 = 232.5“带轮到邻近的轴承部分长为：/严M/2+K + H+G + E/2 + 18= 63/2 + 20 + 6+10 + 20/2 + 18 = 95.5“轴承之间长为：/2=/-A =232.5 - 95.5 = 137一个轴承到齿轮中心的距离为：/3=/2/2 = 137/2 = 68.5(3)画轴的空间受力简图，如图127； _ 2 x 66625 “一邸56Ndx57.175机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月(4)(5)(6)你黔皿。* 册驚-866.05NFa= FttanJ3 = 2330.56 x tan 11.6

19、35N = 480N作水平面内的弯矩M 图， 如图2I.66.02525422325425.77137F_ FQR+即3 - F3rRllBI.4泌曲 + 泅)537.9Sxl()()0 = 1850/nw0.1x60因D处有键槽，故将直径扩大5%,即18.50/77/77x1.05= 19.42/WH机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月5.2 轴口的设计和计算设计条件：7=265.003-/;/轴上齿轮分度圆直径2 = 234.825M”设计中用到的图、表由机械设计基础查得(1)选材 选用45钢并经过调质处理，由表15-1和表15-3査得 硬度为

20、217255HBS, 5,=650旳加、0_“, = 60旳九、0(订=105耐加(2)轴长的估算该轴的轴承之间的长度应与轴I轴承之间的长度相同， 即 /=137mm(3)画轴的空间受力简图，如图1在数值上斥2=你=2330.56N、Fa2= Fal=480A Fr2= Frl= S66.05N(4)作水平面内的弯矩M”图，如图2厂F/./2-R7/2480 x234.825/2-866.05x 137/2 “R/M/137FR“B=一(耳 + 耳J =一 (一21.65 + 866.05)N = 844 AN截 面C左 侧 弯 矩 为1 /3MIIC= FMIAl/2 = -21.65 x

21、Nm = -1.48N加I1 C一S截面C右侧弯矩为MltC2=耳/2 = 844 4 X上丄一N加=57.84yV 川(5)作垂直面内的弯矩图，如图3Mvc=FR/2 = 21.65 x 137 / 27V m = 79.84N m(6)作合成弯矩M图，如图4FRVA = FRVB=2330.562N=1165 28N机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月截面C左侧合成弯矩为机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月= jMfci+M： =/-皿尸+仙)2“ in = 79.85N m截面C右侧合成弯矩为MC

22、1= JMSC+M： = j57.842+(- 79.84刖m = 98.6N m(7)作转矩T图，如图5 T = = 265 OO3N7(8)作当量弯矩图，如图6MeC2=(陆；+ (刃7 = J98.62+(O.57X265.OO3)2N m = 180.38/V mMeD= aT = 0.57 x 265.003 N in = 151.05 Nm（9）计算危险截面处的直径；18O.38xlOOO= 3io9mwV 0.1x60因C处有键槽，故加大5%,即31.09mmx 1.05 = 32.64/nmB处.D处也加大5%,即29 31m?xl.05 = 30 7&“?作心 =01 J15

23、1.05x1000讪“9.3T0.1x60C处：dcB处.D处=dD机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月第六章轴承的选择和计算6. 1 轴 I 两端轴承的选择和计算设计条件：预期使用寿命为29200h轴承内径d =45讪,转速,7 = 720min，选用公称接触角为25的70000A C型轴承设计中用到的图、表由机械设计基础査得(1)计算轴承1、2的轴向负荷耳、Fj、FFrl=FA=F2RHA+ FVA= 71425.712+ 1165.282A = 1841.34NFrl=Fl=(尸阴怡+ % = V1209.712+ 1 165.282A =

24、1679.67NF = FQ=480N(2)计算轴承1、2的内部轴向力心=0.68 =0.68x1841 34 = 1252.11FS2= 068耳2 = 0.68 x 1679.67?/= 1142 18N因为人2+ 尸=1142 18 + 480N =1622故打2=/血18N= F + FS2= 480 +1142.18/V = 1622.187V(3)计算轴承1、2的当量动负荷 由表17-8査得70000AC型轴承e = 0.68,査表17-8得X|=0 41、=0.87, X2= k Y2=0Pr= XFrX+YFal=(0.41 x 1841 .34 + 0.87 xl622 N

25、= 2166 25N1142.181679.67= 0.68机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月Pr2= X2F亡+Y2Fa2= x 1679 67N = 1679 67N（4）计算所需的径向基本额定动负荷因为故以轴承1的当量动负荷乙为计算依据，因为轻微冲击负荷，查表17-6得工作温度正常，查表17-5得齐=1由机械设计常用标准査得7309AC型轴承的径向基本额定动负荷 符合设计要求。6.2 轴口两端轴承的选择和计算设计条件：预期使用寿命为29200h轴承内径d = 40/77/27,转速/? =175.6 lr/mm ,选用公称接触角为25的70

26、000AC型轴承设计中用到的图、表由机械设计基础査得1.1x2166.25 f 720 x 2920001k 166701-31-3N = 2 &49 KN机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月(3)计算轴承1、2的当量动负荷由表17-8査得70000AC型轴承 =068,査表17-8得X=l、Y=0, X2=0.4K 5=0 87Pr= X,FrX+ Yx陥=1x1165 8N = 1165 8NPr2= X2Fr2+ Y2Fa2= 0.41 x 1439 .4 + 0.87 x 1209 .77V = 1642 6N(4)计算所需的径向基本额定动

27、负荷C,因为P，故以轴承1的当量动负荷巴2为计算依据， 因为轻微 冲击负荷，查表17-6得=工作温度正常，査表17-5得齐=1所以，729 7而F尸斶620.681.1x1642 .6-x1175.61x29200016670N = 22KN机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月由方L械设计常用标准查得7008AC型轴承的径向基本额定动负荷c,.c,.,符合设计要求。机械设计课程设计说明书材料学院 2009 级基地班第一组262011 年 12 月第七章键的选择及计算7. 1 轴 I 外伸端键的选择和计算(1)键的选择该处用键联接带轮和轴I,由第三章

28、V带的设计及带轮的结构设计可知,带轮与轴接触部分轴长为L = 55切，故键长为 / =厶一10 =(55一10川=45 mm由电动机外伸端直径及第五章轴的设计可知，该处轴的直径设定为d = 36皿,根据以上数据选择键型。由机械设计课程设计査表5-1,选择A型普通平键10 x8 GB1096-90材料为45钢。(2)键的校核由于轮毂材料为铸铁，故其强度最弱，按其挤压应力进行校核。 该处键联接有轻微冲击，査机械设计基础表10-11得b=50 , T = 66.625N m7.2 轴口键的选择和计算(1)键的选择该处用键联接从动轴和从动齿轮，由第四章齿轮的设计和计算可知，该处齿轮和轴接触部分长度为齿宽，故厶=62mm ,故键长为/ =厶-10 =(62 - 10)曲=52mm,由机械设计课程设计査表5-1,选键长为I = 50/77