机械设计任务

《机械设计基础》课程设计说明书-2-第二部分直齿圆柱齿轮传动设计设计数据：已知电动机的额定功率P=7.5KW，小齿轮转速n1=320r/min，齿轮传动比i=3.8。单班制工作，中等冲击，每年工作300天，使用期限10年。试设计传动中的齿轮。解：（1)选择齿轮的材料、热处理方法及精度等级，查表5-4（P91）小齿轮选45钢，调质，250HBS(230～270)，大齿轮选45钢，正火，220HBS(200～240)查表5-10（P100），初选齿轮精度为8级。（2)按齿面接触疲劳强度设计，因两齿轮均为45钢，按公式（5-19）初算分度圆直，确定模数。mmUUKTdHd3211143.76式中①K----载荷系数，查表5-5（P95），取K=1.5②T1----主动轮（小齿轮）转矩（N·mm）③U----齿数比，软齿面Z1=24～40,取Z1=29Z2=i×Z1=3.8×29=110.2取Z2=110实际传动比④----齿宽系数，齿轮为对称布置，软齿面，查表5-7（P96）=0.8～1.4，取=1⑤----齿面接触许用应力MPaSZHNTHH1lim1d95.099.096.01滚带效率KWPP125.795.05.7111131109550nPTmmN531012.2320125.710955079.3,79.329/1101121iUZZi齿数比dHdd《机械设计基础》课程设计说明书-3-式中：----齿面接触疲劳极限（MPa）根据齿轮材料45钢，小齿轮调质250HBS，大齿轮正火220HBS查图5-23(P98)得MPMPHH4905202lim1lim式中----强度寿命系数，根据应力循环次数N查图计算应力循环次数N：88128111021.179.3/106.4/106.41030083206060iNNLnNh式中：根据循环次数材料及热处理方法，查图5-24（P98）得寿命系数安全系数按一般可靠度（P98）取,将以上参数代入式（5-22）得⑥初定分度圆直径，将的较小值代入（5-19）中3211143.76HdUUKTd32555279.31179.31012.25.143.76）（式中：K=1.51limHNTZ年天时工作寿命（总小时），），小齿轮转速（hhLLrnrnmin/320min/1121NN、15.1,06.121NTNTZZ1HS,HSMPaSZMPaSZHNTHHHNTHH5641/15.1490/5521/06.1520/22lim211lim11dHmm81.83319.143.763mmNT511012.2《机械设计基础》课程设计说明书-4-U=i1=3.79“+”用于外啮合齿轮传动取最小值=552MPa⑦确定模数m查表5-1，P83,取标准模数m=3mm(3)计算齿轮的主要尺寸小齿轮：分度圆齿顶高齿根高大齿轮：分度圆齿顶高齿根高齿宽大齿轮宽度取小齿轮宽度取中心距：（4）校核强度（略）（5）验算圆周速度：由表5-9（P100）可知，选9级精度合适。1dmmzdmmzd8.229/81.83/,1111mmmzd8729311mmzmda932293211mmzmdf5.795.22935.211mmbmmdbd90878711取mmbb902mmbb95521smndv/59.11000603508714.310006011mmzzma5.2081102923221HHmmzmda33621103222mmzmdf5.3225.211035.222mmmzd330110322《机械设计基础》课程设计说明书-5-式中:----小齿轮分度圆直径（mm）----小齿轮转速（r/min）（6）确定齿轮的结构形式和结构尺寸，P112小齿轮齿顶圆，故选择实体轮；大齿轮齿顶圆，故选择腹板式轮。（7）绘制齿轮零件工作图轮毂宽度腹板厚度1d1nmmmmda200931mmdds654mmbLh902mmda3362mmddsh104656.16.15.15.135.05.03CCmnmnnnmm27903.03.02bcmmdmmdf5.32233022mmmmda2003362《机械设计基础》课程设计说明书-6-第三部分从动轴的结构设计P147已知带式输送机减速器中的一对闭式直齿传动，电动机功率P=11KW，小齿轮转速，传动比i=3.5，单班制工作，中等冲击，每年工作300天，使用期限10年。设计轴的结构尺寸。解：（1）选择轴的材料，热处理方法和抗拉强度，选用45钢正火，查表8-1得（2）计算从动轴的传递功率和转速①从动轴功率②从动轴转速（3）按转矩计算轴的最小的直径d查表8-2得系数c=107～118，取c=115代入式8-2得mmnpcd49432.0115848.61153322因轴上开有一个键槽，故将直径加大5％，即49×1.05=51mm，查表8-3，P151，取标准直径（4）确定轴上零件的定位和固定方式齿轮装在轴中间的左侧，轴承对称的装在齿轮两边。①齿轮的左侧用轴肩定位，右侧用轴套作轴向定位，周向用圆头平键过盈配合（H7/n6）。②轴承采用过度配合（k6），左边轴承右端用轴肩定位，左端用轴承盖；min/3501rnbMPab6002P2n91.097.099.096.02齿滚带总传动效率KWPP01.1091.0112总min/8479.3/320/112rinnmmd551《机械设计基础》课程设计说明书-7-右边轴承的左端用轴套定位，右端用轴承盖固定。③联轴器左端用轴肩定位，周向固定用单圆头平键。（5）确定轴的各段直径（从右至左））（深沟球轴承高齿轮最小直径6212,60705.22,7510655,6212602583553756453423121mmddmmCdddmmddmmddmmddmmddmmda（6）确定轴的各段长度（从右往左）①联轴器72mm，②轴段2右间隙取12mm，轴承盖厚50mm，③轴承宽B=22mm，轴套20mm，④齿轮轮毂长，⑤取h=10mm，考虑轴承的拆装方便，将轴承一侧的轴肩倒角高3x200时，倒角长约10mm，故轴肩宽增加6mm，6212轴承的宽度B=22mm，（7）轴的强度校核（略）（8）绘制轴的零件草图轴承的跨度（从左至右）mmL701mmL6250122mmL4422223齿轮mmL882904mmb902mmddhhb5.11~55.751.0~307.0,4.144mmhbL206104.164.165mmL226mmLLLLL174448820223456轮毂《机械设计基础》课程设计说明书-8-①轴的直径：②轴的长度：L1=70mm,L2=62mm,L3=44mmL4=88mm,L5=20mm,L6=22mm③计算轴的总长度:L=L1+L2+L3+L4+L5+L6=70+62+44+88+20+22=306mmmmddmmdmmdmmdmmdmmdmmd6070,75,65621260,58,5537654321《机械设计基础》课程设计说明书-9-第四部分校核键联接的挤压强度（1）选择键的类型和尺寸①键的类型：齿轮传动要求齿轮与轴的对中性要好，以免啮合不良，齿轮装在轴的中部，故选择普通圆头（A型）平键联接，此联接属于静联接。②键的尺寸：根据轴径，查表9-8，P204，得键的尺寸为：由轮毂的宽度b=90mm，要求键应比轮毂短些，查表9-8键的长度系列，取键的标准L=80mm。标记：键18×11×80GB1096（2）计算从动轴的转矩（P205）前面已计算从动轴的传动效率，从动轴的功率，从动轴转速由表9-9查得钢的许用挤压应力，A型普通平键的有效工作长度（3）校核键联接的挤压强度（P205）式中：----从动轴的转矩，----齿轮的轴径，h----键的高度，h=11mmmmd654;11,18mmhmmb91.0总KWPP8.691.05.72总min/8479.3/320/112rinnmmNnPT5322321073.7848.6109550109550MPap100mmbLl621880219100696211651073.744542MPaMPahldTp2TmmNT521073.7mmd6544d《机械设计基础》课程设计说明书-10-----键的工作长度，L=62mm将以上数据代入式9-21计算挤压应力得实际挤压应力为69MPa小于材料的许用挤压应力100MPa，因此挤压强度足够。相关设计数据轴类功率KW转数r/min传动比转矩N·mmⅠP1=7.5n1=320i1=3.82.12x105ⅡP2=6.8n2=84i2=3.797.73x105lp219100696211651073.744542MPaMPahldTp《机械设计基础》课程设计说明书-11-第五部分确定齿轮的结构及尺寸P1131.小齿轮齿顶圆da1=93mm200mm，故选择实体轮结构尺寸。2.从动齿轮齿顶圆da2=336mm200~350mm，故选择腹板式齿轮。其结构尺寸如下：（1）轮毂外径dh=1.6d4=1.6x65=104mm，（2）轮毂内径ds=d4=65mm，（3）轮毂宽度Lh=(1.2~1.5)ds=(1.2~1.5)x65=78~97.5mm要求Lh≧b2取Lh=b2=90mm。(4)腹板厚度c=0.3b2=0.3x90=27mm，(5)轮缘厚度δ=(2.5~4)mn=(2.5~4)x3=7.5~12mm，要求取≧8mm，取δ=10mm《机械设计基础》课程设计说明书-12-第六部分确定键槽的尺寸（1）①根据轴径ds=d4=65mm②查表9-8，P204，得键的尺寸b=18mm,h=11mm③由机械制图第4版查表P246，t1=7mm,t2=4.4mm④ds－t1=65－7=58mm⑤ds＋t2=65＋4.4=69.4mm（2）①根据轴径d1=55mm②查表9-8，P204，得键的尺寸b=16mm,h=10mm③由机械制图第4版查表P246,t1=6mm,t2=4.3mm④d1－t1=55－6=49mm⑤ds＋t2=55＋4.3=59.3mm《机械设计基础》课程设计说明书-13-第七部分从动齿轮装配图的要求装配图的要求：1.标注装配图的要求，齿轮与轴的标注公称尺寸与配合公差带代号如轴承与轴为2.标注总长（轴长），总高（da2）3.标题栏和明细表(位于图的右下角)660K《机械设计基础》课程设计说明书-14-《机械设计基础》课程设计说明书第八部分设计小结作为一名汽车制造与装配技术的学生，我觉得能做这样的课程设计是十分有意义。机械基础课程设计是机械课程中一个重要环节，由于在设计方面我没有经验，理论知识学的不牢固，在设计中难免会出现这样那样的问题。如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢？这次设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书。在设计过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识，和应用生产实际知识解决工程问题的能力，在这些过程中我深刻