机械课程设计

1设计内容计算及说明结果电动机的选择分配传动系统的传动比及运动参数计算输送带拽引力F=3300N，V带=0.6m/s，鼓轮直径D1=D2=470mm，每天工作时数喂16h，年限是10年。工作机功率Pw=FV∕(1000ηw)工作机效率ηw=η滑动轴承*η平带总的效率值η=η带η轴承3η齿轮2η联轴器P0=Pw/η电动机型号额定功率Pedkw电动机转速minr电动机重量N参考价格元同步转速满载转速Y132S-631000960230工作轴转速nw=60000×V／（πD）总传动比i=nm／nwV带的传动比设为3，则齿轮的传动比i齿轮=i/iV带又有i高=1.45i低各轴的转速之间的关系是n高=nm/iV带n中=n高/i高n低=n中/i低P高=P0*ηV带P中=P高*η齿轮*η轴承P低=P中*η轴承*η齿轮T=9550P/n(N.m)电机轴高速轴中间轴低速轴转速n96032073.424.47功率P2.2872.1962.142.088η滑动轴承=0.98η平带=0.983ηw=0.963η=0.899P0=2.287kw由上述结果查表可以选的Y型异步三相电动机Y132S-6，同步转速为1000r∕minPm=3kw满载转速为960r/minnw=24.38minri=39.38i齿轮=13.13i高=4.36i低=3n=320minrn中=73.4minrn低=24.47minrP高=2.196KwP中=2.14KwP低=2.088KwT高=65.54T中=278.43T低=814.89Pca=2.74kw2传动零件的设计计算⑴V带传动计算齿轮传动的计算（一）高速级齿轮传动的设计计算转矩T22.7565.54278.43814.89传动比i34.363初选中心距a0=700mmPca=KAP0Dd1=100mmV带的线速度v=πDd1n1/60000V=5.03m/s符合条件，则大带轮的基准直径Dd2=iV带Dd1=300mm,圆整为标准值Dd2=315mm带所需基准长度Ld0=2a0+0.5π（Dd1+Dd2）+(Dd1-Dd2)2/(4a0)实际中心距a=700-68.4/2=665.8mm≈666mm查表可得单根V带几本额定功率P0=0.958kw小带轮的包角α1≈180°-（Dd2-Dd1）57.3/aPr=1.068×0.952×1.03=1.05kwV带的根数z=Pca/Prq=0.1kg/m(F0)min=500×(2.5-0.954)×2.74/(0.954×3×5.03)+0.1×5.032=149.66N轴压力最小值(Fρ)min=2z(F0)minsin(α1/2)=886.3N１．齿轮材料，热处理及精度考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用软齿面渐开线斜齿轮（1）齿轮材料及热处理①材料：高速级小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为小齿轮280HBS取小齿齿数1Z=20高速级大齿轮选用45钢常化处理，齿面硬度为大齿轮240HBSZ2=i×Z1=4.36×20=87.2取Z2=87②齿轮精度选择A型带V=5.03m/sDd2=315mmLa0=2068.4mm取Ld=2000mm中心距变动范围是636～726mmP0=0.958kwα≈161.5°＞90°根数z=2.6≈3(F0)min=149.66N（Fρ）min=886.3N小齿轮为45钢调质大齿轮为45钢常化处理Z1=20Z2=873按GB/T10095－1998，选择7级２．初步设计齿轮传动的主要尺寸按齿面接触强度设计2131)][(12HEHdttZZuuTKd确定各参数的值:①试选tK=1.6查课本215P图10-30选取区域系数ZH=2.433由课本214P图10-2675.0188.02则63.188.075.0小齿轮疲劳强度计算σHlim1=550Mpa大齿轮σHlim2=370Mpa②由课本202P公式10-13计算应力值环数N1=60n1jhL=60×320×1×（2×8×365×10）=1.12×109N2==2.57×108③查课本203P10-19图得：K1=0.95K2=0.95④齿轮的疲劳强度极限取失效概率为1%,安全系数S=1,应用202P公式10-12得:[H]1=SKHHN1lim1=522.5MPa[H]2=SKHHN2lim2=351.5MPa许用接触应力MPaHHH4372/)][]([][21⑤查课本由198P表10-6得：EZ=189.8MPa由201P表10-7得:d=1T=95.5×105×11/nP=65.54N.m3.设计计算①小齿轮的分度圆直径dt1Kt=1.6ZH=2.433N1=1.12×109N2=2.57×108KNH1=0.95K2=0.95T=65.54N.mZH=2.433σHlim1=550MpaσHlim2=370MpaK1=0.95K2=0.95EZ=189.8MPad=142131)][(12HEHdttZZuuTKd=6.056)4378.189433.2(6.346.3563.1110004.5656.1223mm②计算圆周速度10006011　ndtsm/4.90③计算齿宽b和模数ntm计算齿宽bb=tdd1=56.06mm计算摸数mn初选螺旋角=14ntm=mmZdt72.22014cos06.56cos11④计算齿宽与高之比hb齿高h=2.25ntm=2.25×2.72=6.12mmhb=12.606.56=9.16⑤计算纵向重合度=0.3181d14tan201318.0tan=1.586⑥计算载荷系数K使用系数AK=1根据smv/94.0,7级精度,查课本由192P表10-8得动载系数KV=1.05,查课本:KH=1.421查课本由195P表10-13得:KF=1.31查课本由193P表10-3得:KH=FK=1.2故载荷系数:K＝KKKHKH=1.79⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径d1t=56.06mmV=0.94m/sb=56.06mmmn=2.72mmhb=9.16=1.586KV=1.05KA=1KH=1.421KF=1.31KH=FK=1.2K=1.795d1=dt1tKK3=56.06×6.179.13=58.20mm⑧计算模数nmnm=mmZd81.22414cos73.51cos114.齿根弯曲疲劳强度设计由弯曲强度的设计公式nm≥)][(cos212213FSFadYYZYKT⑴确定公式内各计算数值①小齿轮传递的转矩＝65.54N·m②计算当量齿数z＝z/cos＝24/cos314＝21.89z＝z/cos＝78/cos314＝95.24③＝1④＝14⑤载荷系数KK＝KKKK=1.65⑥查取齿形系数Y和应力校正系数Y查课本由197P表10-5得:齿形系数Y＝2.73Y＝2.19应力校正系数Y＝1.569Y＝1.785⑦螺旋角系数Y由=1.586轴向重合度Y=0.88⑧计算大小齿轮的][FSFFY查课本由204P表10-20c得到弯曲疲劳强度极限小齿轮aFFMP3501大齿轮aFFMP3002d1=58.20mmnm=2.81mmz＝21.89z＝95.24＝1＝14K＝1.65Y＝2.73YFa2=2.19YSa1=1.569YSa2=1.785Y=0.88MPaFF3501a3002MPFFK1FN=0.96（二）低查课本由197P表10-18得弯曲疲劳寿命系数:K1FN=0.9K2FN=0.95取弯曲疲劳安全系数S=1.4[F]1=2254.13509.011SKFFFN[F]2=57.2034.130095.022SKFFFN0190.0][111FSFFY0192.0][222FSFFY大齿轮的数值大.选用.⑵设计计算①计算模数mmmn77.1对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取mn=2mm但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=58.20mm来计算应有的齿数.于是由:z1=nm14cos20.58=28.2取z1=28那么z2=4.36×28=122.08b取z2=122②几何尺寸计算计算中心距a=cos2)(21nmzz=14cos22)12228(=154.59mm将中心距圆整为155mm按圆整后的中心距修正螺旋角=arccos15522)12228(arccos2)(21nm=14°35′33″因值改变不多,故参数,k,hZ等不必修正.计算大.小齿轮的分度圆直径K2FN=0.950190.0][111FSFFY0192.0][222FSFFYmn=2mmz1=28z2=122a=155mm=14°35′337速级齿轮传动的设计计算低速级齿轮设计d1=cos1nmz=57.87mmd2=cos2nmz=252.13mm计算齿轮宽度B=mmmmd87.5787.5711圆整的mm602BmmB651大齿轮采用腹板式结构⑴材料：低速级小齿轮选用45钢调质，齿面硬度为小齿轮280HBS取小齿齿数1Z=24速级大齿轮选用45钢常化处理，齿面硬度为大齿轮240HBSz2=3×24=72⑵齿轮精度按GB/T10095－1998，选择7级⑶按齿面接触强度设计2131)][(12HEHdttZZuuTKd1.确定公式内的各计算数值①试选Kt=1.5②查课本由215P图10-30选取区域系数ZH=2.433③试选o12,查课本由214P图10-26查得1=0.862=0.78=0.86+0.78=1.64应力循环次数N1=60×n2×j×Ln=60×73.4×1×(2×8×365×10)=2.57×108N2=31057.281iN8.57×107由课本203P图10-19查得接触疲劳寿命系数K1HN=0.95K2HN=0.97查课本由207P图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限d1=57.87mmd2=252.13mmmm602BmmB651大齿轮用45钢常化处理小齿轮用45钢调质处理齿轮精度7级Kt=1.5ZH=2.433=1.64N1=2.57×108N2=8.57×107K1HN=0.95K2HN=0.978MPaH5501lim,大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH3701lim取失效概率为1%,安全系数S=1,则接触疲劳许用应力[H]1=SKHHN1lim1=5.522155095.0MPa[H]2=SKHHN2lim2=0.97×370/1=358.9MPa[2)(]2lim1limHHH440.7MPa查课本由198P表10-6查材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa选取齿宽系数1dT=278.43N.m321)7.4408.189433.2(3464.1143.2785.12td=90.68mm2.计算圆周速度1000604.7368.9010006021　ndt0.35sm/3.计算齿宽b=ddt1=1×90.68=90.68mm4.计算齿宽与齿高之比hb模数mnt=mmZdt67.32414cos68.90cos11齿高h=2.25×mnt=2.25×3.67=8.25mmhb=90.68/8.25=10.995.计算纵向重合度903.114tan24318.0tan318.01zd6.计算载荷系数K齿向载荷分布系数KH=1.4285使用系数KA=1同高速齿轮的设