机械设计课程设计计算说明书机电

1、机械设计基础课程设计说明书设计题目 学校专业班级学号设计人 指导教师 完成日期 年月日机械设计课程设计计算说明书目录一、传动方案拟定 二、电动机的选择三、计算总传动比及分配各级的传动比 四、运动参数及动力参数计算五、减速器内传动零件的设计计算 六、轴的设计计算计算过程及计算说明F=1900N一、传动方案拟疋V=1.8m/s设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动n 滚筒=68.7r/min(1)工作条件：使用年限10年，工作为二班工作制，n 总=0.81载荷平稳，环境清洁。P 工作=4.22KW(2)原始数据：滚筒圆周力F=1900N;带速V=1.8m/s ；电动机型号滚筒直径D=500mm ；Y1

2、32M1 -6二、电动机选择i总= 13951、电动机类型的选择：Y系列二相异步电动机据手册得2、电动机功率选择：i齿轮=4.98(1)传动装置的总功率：i 带=2.832n总=n带x n轴承x n齿轮x n联轴器x n滚筒ni =960r/mi n=0.96 X 0.983x 0.972x 0.99X 0.96nii=342.86r/min=0.81n m=68.84r/mi n(2)电机所需的工作功率：Pi=44.032KWP 工作=FV/1000 n 总Pii=43.83KW=1900 X 1.8/1000X 0.81=4.22KWPiii=3.71KWTI = 112N mmTii=5

3、34N mmTiii=518N mmd1=69.058mmM=3d1=75T计算滚筒工作转速:n 筒=60X 1000V/ n D=60 X 1000 X 1.9/n X 500=68.78r/mi n按手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮 传动一级减速器传动比范围I '=36。取V带传动比I 1=24，贝V总传动比理时范围为I ；=624。故电动机转速的可选范围为n'd=I axn 筒=(624)x 68.78=4121650r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比

4、方案：如指导书P15页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和d2=360b=72T 1=50021.8N mma HiimZ1 =570Mpa a HlimZ2 =350MpaNl1=1.28x 109Nl2=2.14x 108Znt1 =0.92Znt2=0.98(T H1=524.4Mpa(T H】2=343Mpad1=48.97mm m=2.5mm d1=50mm d2=300mm b=45mmb1=50mmY Fa1=2.80Ysa1=1.55Fa2=2.14Ysa2=1.83(T Fiim1 =290Mpa (T Fiim2 =210MpaY nt1 =0.88Y nt2

5、=0.9Y st=2带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则Sf=1.25选 n=1000r/min。(T F1=77.2Mpa4、确定电动机型号(T F2=11.6Mpa根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及冋a =175mm步转速，选定电动机型号为 Y132M1-6。V =1.2m/s其主要性能：额定功率：4KW，满载转速960r/min ,d=22mm额定转矩2.0。质量63kg。d1=22mm三、计算总传动比及分配各级的伟动比L1=50mm1、总传动比:i 总=n 满/n= 960/68.78 =13.95d2=28mm2、分配各级伟动比L2=93mm（1）据指导书P7表1

6、,取齿轮i齿轮=6（单级减速器i=36d3=35mm合理）L3=48mm(2)i带=2.8贝打齿=i总/i带=13.95/2.8 =4.98d4=41mm四、运动参数及动力参数计算L4=20mm1、计算各轴转速（r/min）d5=30mmn0 = n满=960 (r/min )L=100mmn I = n0 / i 带=n满 / i 带=960/2.8=342.86( r/min )Ft =1000.436NnII = nI /i 齿=342.86/4.98=68.84 (r/min )Fr=364.1Nnrn = n =68.84 (r/min )Fay =182.05N2、计算各轴的功率（

7、KW）P。=Pd =4.22(kw)P =P0n 带=4.22汉0.96 =4.032(kw)3£ = Rm齿轮 口轴承=4.032 汇 0.98 汇 0.97 = 3.83(kw) P3 = P211 联轴器耳轴承=3.83 汇 0.98 汉 0.89 = 3.71(kw)、计算各轴扭矩(N mm)T° =9550P。/ n° =9550x4.22/960=41.98(N. m)人=TJ带i带=41.98 汉2.8汉 0.96 =112.84(N m)T2 =丁1口齿轮叫轴承i齿=112.84汇4.98汇0.98汉0.97=534.19(N m)T3 =丁2口联

8、轴器口轴承i齿带=534.19江°.99汇°.098=518.27(N. m)将上述数据列表如下：轴名功率P转矩T转速n传动比效率电动机轴3.837.89602.80.96I轴4.0323.95112.84110.58342.864.980.95H轴3.833.75534.19523.568.840.95卷轴3.713.62518.27507.968.8410.97五、传动零件的设计计算2、齿轮传动的设计计算(1)选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不在， 所以齿轮米用软齿面。小 齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240260HBS。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220

9、HBS ;根据课本P139表6-12选7级精度。齿面精糙度 RaW 1.63.2卩m(2)按齿面接触疲劳强度设计由 di > 76.43(k(u+1)/ © du彷 h2)1/3由式(6-15)确定有关参数如下：传动比i齿=4.98取小齿轮齿数Zi=24。则大齿轮齿数：Z2=iZ i=4.98 x 24=120实际传动比lo=12O/3=4O传动比误差：i-i o/l=6-6/6=O%<2.5%可用齿数比：u=i0=4由课本P138表6-10取© d=1转矩T1=9.55x 106x P/n1=9.55x 106x4.032/34286=112307N mm(4

10、) 载荷系数k由课本P128表6-7取k=1.3(5) 许用接触应力(T hT h= t Hlim Znt/SH 由课本 P134 图 6-33 查得：T HlimZ1 =600MpaT HlimZ2 =500Mpa由课本P133式6-52计算应力循环次数 NlN L1 =60n1rth=60 x 34286 x 1 x (2 x 365x 80)=1.20138x 109Nl2=Nl=2.979 x108由课本P135图6-34查得接触疲劳的寿命系数：Znti=0.9OZnt2=0.95通用齿轮和般工业齿轮，按般可靠度要求选取安全系数Sh=1.0(T hi= ct Hiimi Znti/Sh

11、=600x 0.9/1.0Mpa=540Mpat h2= t Hiim2 Znt2/Sh=550x 0.95/1.0Mpa=522.5Mpa故得：di > 76.43(k(u+1)/ © du t h2)1/3=69.058mm模数：m=di/Zi =69.058/24=2.89mm根据课本P107表6-1取标准模数：m=3mm(6)校核齿根弯曲疲劳强度根据课本 P132 (6-48)式T F=(2kTi/bm2Zi)YfaYsa< t h确定有关参数和系数分度圆直径：di=m Zi=3 x 24mm=75mmd2=mZ2=3 x 120mm=360mm齿宽：b=

12、69; ddi=1 x 72mm=72mm取 b=72mm S=77mm齿形系数YFa和应力修正系数Ysa根据齿数Zi=20,Z2=120由表6-9相得YFai=2.65Y sai=2.26YFa2=1.58Y Sa2=1.764(8)许用弯曲应力(T f根据课本 P136(6-53)式：T f= T Flim YstYNt/Sf由课本图6-35C查得：t Flim1 =500Mpa t Flim2 =380Mpa由图 6-36 查得：Ynt1=0.85Y nt2=0.88试验齿轮的应力修正系数 Y st=2按一般可靠度选取安全系数Sf=1.4计算两轮的许用弯曲应力t f】1= t Flim1

13、 YstYntSf=0.85x 500/1.4Mpa=303.57Mpat f2= t Flim2 YstYnt2/Sf =380 x 0.88/1.4Mpa=238.86Mpa将求得的各参数代入式(6-49)2T F1 = (2kT i/bm 乙)Y FalYSal=78.61Mpa< t F12T F2=(2kT i/bm Z2)Y FalYSai=73.72Mpa< (T f2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(9) 计算齿轮传动的中心矩 aa=m/2(Zi+Z2)=3/2(24+120)=216mm(10) 计算齿轮的圆周速度VV= n dini/60x 1000=3.14 x 7

14、2x 342.8/60x 1000=1.29m/s几何尺寸计算计算分度园直径：d1 =z1m=24X 3=72mmd2=z2 m=12(X 3=366mmp =3.14 x 3=9.42pb = pcos20=8.85mmha=ha*m=3hf= (ha*+c*)=(1+0.25)x 3=3.75da仁d1+2ha=72+x 3=78mm da2=d2+2ha=360+x 3=366mm df仁d1-2hf=72-2 x 3.75=64.5mm df2=d2-2hf=360-2 x 3.75=350mm a=m(z1+Z2)/2=216取 B2 =86mm, Bt =106mmP1 9 42d

15、mm =代3十 U10脅 6879 =81.37mm(A取 107-11&之间)轮毂轴向长：L=1.5d=105.65位置计算轮毂处直径D1 = 1.6d=1.6*81.37=130.19齿根圆处厚度(T =9板孔分布圆直径D2=0.5*(D o+D)=95腹板厚度C=0.3b2=0.3*86=25.倒角尺寸N=0.5m=0.5*3=1.5腹板最大直径D0=df-2 t =344板孔直径d1=0.25(D 0-D1)=77.854.轴的设计计算(一)输入轴的设计计算1.高速轴的设计求输出轴上的功率Pi，转速ni ,直径和长度Pi =6.9408KWnI =411r/mi n直径di=9

16、6mm 长度取Li=173mm2)初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理,根据课本取c =110于是得dm. * J。3 69408 皿7mm n 411考虑有键槽，并将直径增大3%则d=28.7 X (1 + 3%)mm=29.1伽.选 d=30 mm齿轮处96轴肩处77左轴肩处77位置长度带轮处86油封处50轴承处20左轴承处20齿轮处100轴肩处20左轴肩处202输出轴的设计求输出轴上的功率P，转速ni ,直径和长度Pi =6.598KWm =95.68r/mi n直径 d2=416mm 长度取 Lo=229mm2)初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，正火处理,根据课本

17、取c=110于是得1考虑有键槽，并将直径增大3%则d=45.06 X (1 + 3%)mm=46.4伽.选 d=48 mm48位置直径计算联轴器48油封处56a=(0.07 到 0.1)*轴承处60轴承6212左轴承处60齿轮处63轴肩处63考虑大于轴承小于轴环轴环60a=(0.07 到 0.1)*33=5.04位置长度联轴器114.5油封处50轴承处42左轴承处23齿轮处86轴肩处10轴环10润滑的选择确定1润滑方式1. 齿轮V=1.2vv 12 m/s使用喷油润滑，但考虑成本 及需要，选用浸油润滑2轴承采用润滑脂润滑2润滑油牌号及用量1.齿轮润滑选用150号机械油，最低最高油面距 1020

18、mm 需油量为1.5L左右2轴承润滑选用2L 3型润滑脂，用油量为轴承间隙的1/31/2为宜密封形式1箱座和箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2. 观察孔和油孔等处接合面的密封在观察孔或螺塞和机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3轴承孔的密封闷盖和透盖用作密封和之对应的轴承外部轴的外伸端和透盖的间隙，由于 V<3 （m/s）,故选用半粗羊毛毡加以 密圭寸4轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内部减速器附件的选择确定名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M6 X 16GB 5782 1986螺栓安装端盖24Q235M8 X 25GB 5782 1986销定位235A6 X 40GB 117 1986垫圈调整安装365Mn10GB 93 1987螺母安装3AM10GB 6170 1986油标尺测量油面高度1组合件通气器透气1A列表说明如下:箱体