机械设计课设说明书

1、机械设计课程设计说明书性别：专业班：名字：学位：导师：日期：目录第一章设计事务书11.1设计背景11.2设计步骤1第二章传动装置整体设计方案12.1传动方案12.2这个方案的优点和缺点1第三章原动机的选定23.1原动机类型的选定23.2决定传动装置的效率23.3原动机容量的选定23.4确定传动装置的总齿数比和分配齿数比3第四章计算运动和动力参数44.1电机输出参数44.2高速轴的参数44.3低速轴的参数44.4机床的参数4第五章普通v形皮带设计计算5第6章减速机内部传动设计计算86.1齿轮参数和几何尺寸的总结10第七章轴的设计和验证计算117.1高速轴设计计算117.2低速轴设计计算197.3

2、高速轴上的轴承检验277.4低速轴上的轴承检查部28第八章钥匙连接设计计算288.1高速轴和大带轮键的连接检查288.2低速轴和大齿轮键的连接检查298.3低速轴和耦合键的连接检查29第九章联轴器的选定299.1低速轴上联轴器29第10章减速机的密封和润滑3010.1减速机的密封件3010.2齿轮的润滑3010.3轴承的润滑30第11章减速机附件3011.1油面指示器3011.2通气器3111.3排油孔及排油插头3111.4观察孔和观察孔盖321.5定位销3211.6盖螺钉3311.7螺栓及螺钉33第十二章减速机壳体的主要结构尺寸33第十三章设计总结34参考文献34第一章设计事务书1.1设计背

3、景一级直齿圆筒减速机拉伸力F=2300N、速度v=1.2m/s、直径D=300mm；每天工作小时数： 16小时，工作年数(寿命):10年，每年工作天数： 300天搭载三相交流电源、电压380/220V。1.2设计步骤1 .传动装置整体的设计方案2 .原动机的选定3 .传动装置的确定4 .计算运动和动力参数5 .普通v形皮带设计计算6 .减速机内部传动设计计算7 .轴的设计和验证计算9 .键耦合设计计算10 .联轴器及其他标准品的选定11 .减速机的润滑和密封12 .减速机外壳和附件的设计第二章执行元件整体的设计方案2.1传动方案传动方案已经给出，前面外转是普通的v带传动，减速机是一级圆筒齿轮减

4、速机。2.2该方案的优缺点因为v具有缓冲振动吸收能力，所以采用v带传动可以减小振动影响，而且该工作装置功率小，负荷变化不大，所以可以采用v带这种简单的结构，而且价格便宜，标准化程度高，大幅度降低了成本。在第一级圆筒齿轮减速机中，齿轮相对于轴承对称地配置，因此沿着齿方向的负荷分布均匀，与非对称地配置的减速机相比，轴的刚性相对较小。第三章原动机的选定3.1原动机类型的选定根据工作要求和情况条件，选择三相笼型异步电动机，电压为380V、y型。3.2决定传动装置的效率调查结果：联轴器的效率：1=0.99滚动轴承的效率：2=0.99v带的效率：v=0.96闭式圆柱齿轮的效率：3=0.98工作装置效率：w

5、=0.97a=1233vw=0.8773.3原动机容量的选定工作设备所需的电力是Pw=FV1000=23001.21000=2.76kW电机所需的额定功率：Pd=Pwa=2.760.877=3.15kW工作转速：NW=60000 vd=600001.2300=76.43 rpm调查表是推荐的合理齿数比范围，v带齿数比范围为：24，一次圆筒齿数比范围为：35，因此理论齿数比范围为：620。 可选择的电机转速范围为nd=(620)76.43=459-1529r/min。 额定功率Pen=4kW，综合考虑价格、重量、齿轮比等因素，选择电机型号： Y132M1-6的三相异步电机，全转速为n=960r/

6、min，同步转速为nt=1000r/min。计划电机型号额定功率(千瓦)同步转速(r/min )全转速(r/min )1Y160M1-847507202Y132M1-6410009603Y112M-44150014404Y112M-24300028903.4确定传动装置的总齿数比和分配齿数比(1)总齿轮比的计算根据选定的电动机的全转速nm和机床的主轴转速nw，传动装置的总齿数比可以如下计算PS=PS=96076.43=12.561(2)分配传动装置的传动比取普通v带的齿数比： iv=3减速机的齿数比为i1=4.561第四章计算运动和动力参数4.1电机输出参数P0=3.15kWn=960r/mi

7、nT0=P0n0=3.15960=31335.94Nmm4.2高速轴的参数P=P0v=3.150.96=3.02kWn 1=320r/minT1=90128N*mm4.3低速轴的参数pii=pii23=3. 020.990.98=2.93 kwN 2=70.16r/minT2=*2.93/70.16=N.mm4.4机床参数p=p12w=2. 930.990.97=2.76kwn 3=n 2=70.16r/minT3=*2.76/70.16=N*mm各轴的转速、功率、扭矩如下表所示轴名转速n/(r/min )电力P/kW扭矩T/(Nmm )电动机轴9603.1531335.9高速轴3203.02

8、90128低速轴70.162.93机床70.162.76第五章普通v形皮带设计计算(1)求出计算功率Pc查看表13-9中的KA=1.1Pc=KAP=1.13.15=3.465kW(2)选择v型皮带型号根据Pc=3.465kW、n1=960r/min，选择类型a。(3)控制频带速度vv=dd1n 60000=100960601000=5.02 ms-1能带速度在530m/s的范围内是合适的。(4)求出v型传动带基准长度Ld和中心距离a首先选择中心距离a0=1.5d1 d2=1.5100 280=570mm毫米。a0=570mm毫米，满足0.7d1 d2120合适。(6)求出v波段根数z由式(13

9、-14 )得到z=PcP0 P0KKL现在n1=960r/min，d1=100，根据表13-4P0=0.96kW由式(13-8 )得到齿数比i=d2d11-=1-0.02=2.86查找表13-6P0=0.112kW可以通过用1=161.91调查表13-8到K=0.954、从表13-2到KL=1而得到z=3.4650.96 0.1120.9541=3.39拿四球皮带型甲组联赛v形皮带中心间距离570毫米带子的根数4包角161.91带速5.02米/秒带长1750mm毫米(7) .带轮结构设计带宽B=z-1e 2f=63mm毫米第六章减速机内部传动设计计算(1)材料的选定和允许应力的确定小齿轮为40

10、MnB (调质处理)，齿面硬度为241286HBS，将相应的疲劳强度平均，设定为Hlim1=720MPa，FE1=595MPa (表11-1 )。根据表11-5，大齿轮为ZG35SiMn (调质)、齿面硬度241269HBS、Hlim2=615MPa、FE2=510为SH=1.1、SF=1.25H1=Hlim1SH=7201.1=654.55MPaH2=Hlim2SH=6151.1=559.09MPaF1=Flim1SF=5951.25=476MPaF2=Flim2SF=5101.25=408MPa(2)以齿面接触强度来设计以8个阶段的精度制造齿轮。 当设区域载荷系数K=1.3(表11-3 )

11、、齿宽系数d=1(表11-6 )、ZE=189.8MPa0.5(表11-4 )、u=i=4.22时D12.323 kt1du 1u zeH2=2. 3231.389526.6214.22.22189.8559.092=59.2毫米齿数为Z1=27，Z2=iZ1=4.2527=115。 实际的齿数比是i=11527=4.259模组化m=d1z1=59.227=2.19mm毫米齿宽b=dd1=59.2mm毫米设b1=65mm b2=60mmm=2.5mm毫米，实际的d1=z1m=272.5=68mmd2=z2m=1152.5=287.5mm毫米中心间距离a=z1 z2m2=27 1152.52=1

12、78mm毫米(2)管理齿轮的齿的弯曲强度齿形系数表YFa1=2.57、YFa2=2.13、YSa1=1.6、YSa2=1.848f1=2k t1ysa1b2d1m=93.838 MPaf1=476 MPaf2=f1yfa2y sa1ysa1=89.827 MPaf2=408 MPa(3)齿轮的圆周速度v=d1n 60000=68322.15601000=1.15可知选择8个阶段的精度是合适的。6.1齿轮参数和几何尺寸的总结参数或几何尺寸。符号小齿轮大齿轮坡面系数PS2.52.5坡面压力角n2020坡面齿顶高系数ha*1.01.0坡面顶部间隙系数c*0.250.25齿数z轴27115牙齿的高度P

13、S2.52.5牙根高PS335分度圆的直径德. d68288齿顶圆直径da73292齿底圆直径PS62280齿宽乙级联赛6560中心距离甲组联赛178178第七章轴的设计和验证计算7.1高速轴设计计算(1)所确定的运动学和动力学参数转速n=320r/min； 电力P=3.02kW； 传递到轴的扭矩T=90128Nmm(2)轴的材料选择和允许弯曲应力的确定根据表选定40MnB调质，允许弯曲应力为=70MPa(3)用扭转强度的概略计算轴的最小直径因为高速轴受到的力矩大，受到的扭矩小，所以设定A0=112。da03pn=11233.02322.15=23.62毫米为了在最小轴段截面上开一个键槽，将轴

14、径增大5%。dmin=1 0.0523.62=24.8mm毫米标准轴孔径为25mm，因此dmin=25(4)确定各轴段的直径和长度。图7-1高速轴示意图1 )高速轴和大带轮加在一起，标准轴径d12=25mm，l1的长度比大带轮轮毂长度l稍小，l1=48mm。选定了普通的平键、a型键、bh=87mm(GB/T 1096-2003 )、耦合长度L=36mm。2 )首先选定滚动轴承。 由于径向力和推力同时作用于轴承，因此选定深沟球轴承。 的双曲正切值。 参照作业要求，根据d2=30 mm，从轴承目录中选择深沟球轴承6207，其尺寸为dDB=357217mm，因此，如果d3=d7=35 mm，抛油环的宽度为12，则l3=l78=17 12=29 mm。轴承使用抛油环进行轴向定位。 因为手动调查了6207型轴承的定位肩的高度h=2.5 mm，所以设定d4=d6=40 mm。3 )因为齿轮的直径小，为了确保齿轮体