机械设计课程设计1

机械设计课程设计说明书1装订线《机械设计课程设计》计算说明书课程名称：机械设计课程设计课程号：16109500题目：带式运输机二级圆柱齿轮减速器设计学院名称：能源与动力工程学院热工专业班级：2008级（1）班学生姓名：邓寒松学号：200800180022指导教师：陆萍2011年01月13日机械设计课程设计说明书2装订线目录第一部分.机械传动装置的总体设计………………………21.1电动机的选择………………………………………………………………21.2传动方案的确定……………………………………………………………21.3总传动比的确定……………………………………………………………31.4传动装置的运动参数和动力参数的计算…………………………………3第二部分.传动零件设计计算………………………………52.1V带传动的设计计算………………………………………………………52.2齿轮传动的设计计算……………………………………………………62.2.1高速级齿轮的设计计算…………………………………………………………62.2.2低速级齿轮的设计计算…………………………………………………………82.2.3两对齿轮的数据记录……………………………………………………………11第三部分.轴系零件设计计算………………………………113.1轴的设计计算……………………………………………………………113.1.1高速级Ⅰ轴的设计计算…………………………………………………………113.1.2中速级Ⅱ轴的设计计算…………………………………………………………123.1.3低速级Ⅲ轴的设计计算…………………………………………………………143.1.4高速级Ⅰ轴的受力分析图………………………………………………………163.1.5中速级Ⅱ轴的受力分析图………………………………………………………173.1.6低速级Ⅲ轴的受力分析图………………………………………………………183.2滚动轴承的设计计算……………………………………………………193.3键连接的设计计算………………………………………………………202.3联轴器的设计计算………………………………………………………21第四部分.润滑与密封的设计………………………………21第五部分.参考资料…………………………………………23机械设计课程设计说明书3装订线设计计算及说明结果铸造车间一造型用砂型运输机，系由电动机驱动传动装置，该减速器传动装置由两级齿轮减速器和其他传动组件组成，运输机每日两班制工作，工作期限7年。设计此传动装置。设计任务1完成运输机主要传动装置结构设计。2完成装配图一张（用A0图纸），零件图两张。3.编写设计说明书一份。原始数据：运输带主动鼓轮轴输入转矩Tw=650N.m。主动鼓轮直径D=500mm，运输带工作转速vw=1.25m/s。第1部分.传动方案设计（图表数据来源于《设计手册》）1.1电动机的选择按工作要求和条件,选用Y系列笼型三相异步电动机,封闭式结构。确定电动机的功率效率的选择：查表2-2V带传动：η1=0.95圆柱齿轮传动7级精度圆柱：η2=0.98滚动球轴承：η3=0.99弹性套柱销联轴器：η4=0.99闭式滚子链效率：η5=0.96传动装置总效率为82.096.099.098.095.07252453221而kWkWnTPkWkWPPwo59.382.094.2查表2-3，取同步转速：1500r/min——4级电动机选型号：Y112M-4,额定功率：Pm=4kW，满载功率：nw=1440r/min堵转转矩/额定转矩：2.2最大转矩/额定转矩：2.21.2传动方案的确定（1）电动机通过皮带轮与减速器连接；（2）减速器用二级展开式圆柱直齿轮减速器；（3）输出轴与链相连，由链带动鼓轮传动；（4）方案简图如下：η=0.82Po=3.59kW机械设计课程设计说明书4装订线1.3总传动比的确定综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格以及总传动比，应选用1500r/min的电动机Y系列三相异步电动机,得到主动鼓轮轴的工作转速为43.2r/minr/min50014.313.110006100060Dvnw。初估传动比：345.332.431440'wmnni而i’=i减×i带×i链。由推荐值，取i带=1.8，i减=10.5，（i高=3.5，i低=3）则通过计算得i链=1.761.4传动装置的运动参数和动力参数的计算设n0、n1、n2、n3、n4、n5——0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ轴的转速（r/min）；P0、P1、P2、P3、P4、P5——0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ轴的输入功率（kW）；T0、T1、T2、T3、T4、T5——0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ轴的输入转矩（N.m）；P0——电动机实际所需功率（kW）；nm——电动机满载转速（r/min）。各轴输入功率功率：P0=3.59KwkWkWPP41.359.395.0011kWkWPP31.359.399.098.095.003212机械设计课程设计说明书5装订线kWkWPP21.359.399.098.095.0220232213kWkWPP15.359.399.099.098.095.03204332214kWkWP99.259.399.099.098.095.04254432215各轴转速：min/14400rnnmmin/800min/8.1144001rrnnn带min/57.228min/5.380012rrinn高min/19.76min/357.22823rrinn低min/19.7634rnnmin/29.43min/76.119.7645rrinn链各轴输入转矩：mNmNnPT81.23144059.395509550000mNmNnPT71.4080041.395509550111mNmNnPT30.13857.22831.395509550222mNmNnPT36.40219.7621.395509550333mNmNnPT84.39419.7615.395509550444机械设计课程设计说明书6装订线mNmNnPT61.65929.4399.295509550555各轴运动及动力参数表如下：轴号参数0ⅠⅡⅢⅣ输入功率kW3.593.413.313.213.15转速r/min1440800228.6776.1976.19输入转矩N.m23.8140.71138.30402.36394.84第2部分.传动方案设计2.1V带传动的设计计算（图表数据来源于《带传动和链传动设计手册》）电动机转速n0＝nw＝1440r/mim，带轮所连减速器高速轴I轴转速为n1＝800r/min，传动装置输入功率为P0＝3.59kW。1、求计算功率PcⅠ类电动机，载荷变动小，工作时间16h.查表3-8得KA＝1.2故计算功率为：Pc＝KAP0＝1.2×3.59kW＝4.31kW2、选择V带型号由Pc＝4.31kW，n0＝1440r/mim，查图3-5得坐标点位于A型界内，故初选普通A型V带。3、计算大、小带轮基准直径d0、d1。查表3-9，d0应不小于80mm，取小带轮基准直径d0=112mm,取ε=0.02，则mmmmdid6.19711202.018.1101带，圆整为d1=200mm。4、验证带速带的实际传动比822.111202.01200101ddi带实际大带轮转速min/34.79001rinn。smsmdnv/44.8/211260440.114.32102602300带速在5~25/ms范围内，符合要求。5、求V带基准长度和中心距a由6244.21827.0010010addadd即，选取5000amm,Pc＝4.31kWd0=112mmd1=200mmv=8.44m/s5000ammmmLd1430mma468机械设计课程设计说明书7装订线由式02011000422addddaL得带长mmmmL14945004112200220011214.3500220由表3-4取标准长度mmLd1430实际中心距mmmmLLaad46821494_14305002006、验算小带轮包角α1201693.574681122001807.53180011add故包角合理。7、确定带的根数z01440/minnr，小带轮基准直径d0=112mm,A型V带，822.1带i，查表3-10取15.0,60.10PP查表3-11，由1691，取Kα＝0.98查表3-12，由mmLd1430，得KL＝0.96V带根数62.296.098.015.060.131.40LCKKPPPz取z=3根8、计算V带初张紧力F0和压轴力Q查表3-2，得q=0.11NNqvzvPKFC14044.811.044.8331.4198.05.250015.2500220NNzFQ4.8355.84sin140322sin2109、带轮结构设计由电动机型号，得小带轮孔径d=28mm,带轮轮缘宽度bd=11.0mm。由表3-17，e=15,取f=10。mmEmmmmfczB605010215221，(E1691z=3NF1400NQ4.835机械设计课程设计说明书8装订线为电动机伸出轴部分长度。)故合理小带轮孔径d=28mm，d0=112mm,大带轮d1=200,取孔径d=28mm查表3-19，小带轮采用实心轮，大带轮采用四孔板轮，大带轮草图如下：2.2齿轮传动的设计计算2.2.1高速级齿轮的设计计算i高=3.5，取z1=24，z2=84，精度为7级小齿轮选用45钢，调制处理230HBS，大齿轮选用45钢，调制处理210HBS。㈠接触疲劳强度计算①计算小齿轮转矩T1mmNmmNnPT.41204.34.79041.31055.91055.961161②确定载荷系数K工作平稳，平稳载荷，由表11-4，工作情况系数KA=17级精度，调制处理初速度设为0~3m/s，由表11-5，动载系数KV=1Ψa=0.3，675.021adi则轴刚性大，非对称分布，软齿面，由表11-7，齿向载荷分布系数Kβ=1.057级精度，软齿面，表11-9，齿间载荷分布系数Kα=1.23由此的载荷系数292.123.105.111KKKKKVA③确定弹性载荷系数ZE、节点区域系数ZH、重合度系数Zε和螺旋角系数Zβ刚对钢的弹性系数由表11-6得MPaZE8.189mmNT.412041292.1Kd1≥47.116mm机械设计课程设计说明书9装订线初设130，查图11-9，ZH=2.44重合度系数斜齿X取0.9，665.1cos112.388.1021zzt817.0665.19.011tXZ987.0cos0Z④计算许用接触压力[σH]因为大齿轮的材料硬度差，接触疲劳强度按大齿轮计算即可。大齿轮45钢调制210HBS，由图11-10，取MPaH520lim按表11-7定失效概率为1%得SH=1，故MPaMPaSHHH5201520lim2⑤计算小齿轮分度圆直径d1mmmmuuKTZZZZddHHE116.475.315.3675.0