菠菜导航网站
欢迎来到山东 菠菜导航网站 数控机械有限公司官网!

热线:18666666666

电话:13666666666

地址:济南市历城区开源

您的位置: 菠菜导航主页 > 机械新闻案例 > 公司新闻

机械设计课程设计范例1

发布人: 菠菜导航网站 来源: 菠菜导航登录 发布时间: 2020-08-02 10:48

  韶关学院 课程设计说明书论文) 课程设计题目:带式输送机传动装置设计 学生姓名: 学号: 院系:物理与机电工程机电系 专业班级:09 机制 3 班 指导教师姓名及职称:罗昕副教授 蔡小梦 副教授 起止时间:2018 年 11 月 至 2018 年 12 月 课程设计评分: 教务处制) 目 一、 选择电动机 录 二、确定传动装置的总传动比和分配传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数 四、减速器的结构 五、传动零件的设计计算 六、轴的计算 七、键的选择和校核 八、轴承的的选择与寿命校核 九、联轴器的选择 十、润滑方法、润滑油牌号 学生姓名 指导教师姓名及职称 专业班级 09 机制 3 班 学号 带式输送机传动装置设计 罗昕副教授 蔡小梦副教授 设计题目 已 知 条 件 1.滚筒效率η g=0.94(包括滚筒与轴承的效率损失; 2.工作情况 两班制,连续单向运转,载荷较平稳; 3.使用折旧期 4 年一次大修,每年 280 个工作日,寿命 8 年; 4.工作 室内,灰尘较大,最高温度 35℃; 5.制造条件及生产批量 一般机械厂制造,小批量生产; 6. 运输带速度允许误差 ±5%; 7.动力 电压 380/220V 设计内容和要求: 1)从机器功能要求出发,拟定机械系统方案,进行机构运动和动力分析。 2)合理选择电动机,按机器的工作状况分析和计算作用在零件上的载荷,合理地选择零件材料、 热处理方法,正确计算零件工作能力和确定零件主要参数及尺寸。 3)考虑制造工艺、安装、调整、使用、维修、经济和安全等问题,设计机械零部件。 4)图面符合制图标准,尺寸公差、形位公差及表面粗糙度标注正确,技术要求完整合理。 5)基本参数: 输送带工作拉力 F=2700 KN 输送带工作速度υ = 1.3m/s 滚筒直径 D= 350mm 工作任务及工作量要求: 1 按给定条件设计减速器装置; 2)完成减速器装配图 1 张A0 或 A1 图纸); 2)低速轴、低速齿轮零件工作图各 1 张; 3)编写设计计算说明书 1 份。内容包括:机械系统方案拟定,机构运动和动力分析,电动机选 择,传动装置运动动力学参数计算,传动零件设计,轴承寿命计算,低速轴、低速齿轮的强度校 核,联轴器的选择、设计总结、参考文献等内容。 2 / 22 进度安排 1.设计准备(1 天 2.传动装置的总体设计(1 天 3.传动件的设计计算(3 天 主要参考文献 [1]龚桂义.机械设计课程设计指导书[M].第二版:高等教育出版社, 2001 [2]龚桂义.机械设计课程设计图册[M].第三版 :高等教育出版社,1989 [3]濮良贵.机械设计 [M].第七版 :高等教育出版社,2001 [4]吴泽,罗圣国.机械设计课程设计手册[M].第二版 :高等教育出版社 1996 [5]王文斌.机械设计手册[M].第三版,一、二、三册 :机械工业出版社,2005 4.装配图设计(4 天 5. 零件工作图设计(2 天 6.编写设计说明书(3 天 7.总结答辩1 天) 7.总结和答辩(1 天 院系或教研室)审核意见: 审核人签名及系公章: 任务下达人签字) 2018 年 11 月 28 日 年 月 日 2018 年 11 月 28 日 任务接受人签字) 计算及说明 一、选择电动机 (1 选择电动机的类型 按工作要求和条件,选用三相笼式式异步电动机,封闭式结构,电压 380V,Y 型。 2) 选择电动机的容量 电动机所需功率计算工式为:1)P = KW,2) P = Kw 因此 方案 P = 电动机型号 Kw 额定功率 Kw 电动机转速 r/min 同步转速 1000 异步转速 960 84 电动机质量 Kg 1 Y132M2 - 6 5.5 所以由电动机至卷筒的传动总功率为: 式中: 取 , , , 分别为轴承、齿轮传动、连轴器和卷筒的传动效率。 =0.97, =0.94. 则: =0.99(轴承, =0.98齿轮), 3 / 22 2 3 又因为: 所以: Y132S - 4 Y132S1-2 =1.3m/s P = 5.5 5.5 1500 1440 3000 2900 68 64 = =4.26Kw (3 确定电动机的转速 卷筒轴工作转速为 n= r/min 按表 1 推荐的传动比合理范围,取二级圆柱齿轮减速器的传动比 速的可选范围为: = n = (8~40 =8~40,所以电动机转 70.97= 568~2838 r/minb5E2RGbCAP 符合这一范围的同步转速有: 1000r/min 、1500r/min 、3000r/min 根据容量和转速,由机械设计课程设计手册查出有三种适用的电动机型号,因此有四种传 动比方案,如下表: 选用 Y132S - 4 电动机: 型号 额定功率 满载时转速 起动转矩 最大转矩 r/min 额定转矩 额定转矩 Y132S - 4 5.5 1440 2.2 2.3 低转速电动机的级对数多,外廓尺寸用重量都较大,价格较高,但也以使传动装置总传 动比减小,使传动装置的体积、重量较小;高转速电动机则相反。因此综合考虑,分析比较 电动机及传动装置的性能,尺寸、重量、极数等因素,可见方案 2 比较合适。所以,选定电 动机型号为 Y132S - 4p1EanqFDPw 二、确定传动装置的总传动比和分配传动比 由电动机的的型号 Y132S - 4 ,满载转速 1)总传动比 2)分配减速器的各级传动比 按展开式布置。考虑润滑条件,为使两级大齿轮直径相近,可由图 12 展开式 线, 则: 。 三、计算传动装置的运动和动力参数 为了进行传动件的设计计算,要推算出各轴的转速和转矩。如将传动装置各轴由高速至低速 依次为 I 轴、II 轴、III 轴……,以及 DXDiTa9E3d 、 ,……为相邻两轴间的传动比; 4 / 22 、 、 、 、 ,……为相邻两轴间的传动效率; ,……为各轴的输入功率Kw); ,……为各轴的输入转矩N m); ,……为各轴的转速r/min); 1) 各轴的转速 I轴 r/min II 轴 r/min III 轴 r/min 卷筒轴 (2 各轴输入功率 I轴 II 轴 III 轴 卷筒轴 各轴输出功率 I轴 II 轴 III 轴 卷筒轴 3) 各轴输入转矩 电动机轴输出转矩为: r/min I轴 II 轴 5 / 22 III 轴 卷筒轴 各轴输出转矩 I轴 II 轴 III 轴 卷筒轴 运动和动力参数计算结果整理于下表: 轴名 效率 P Kw) 输入 输出 3.48 电动机轴 I轴 II 轴 III 轴 卷筒轴 4.17 4.01 3.85 3.74 4.13 1.97 3.81 3.52 转矩 T N m) 输入 输出 14.50 27.69 146.22 518.1 507.8 27.41 144.76 512.92 477.33 转速 n r/min 2890 1440 转动比 i 1 效率 0.98 0.96 5.5 261.82 3.69 70.95 1 70.95 0.91 0.96 四、减速器的结构 铸铁减速器机体结构尺寸表: 名称 机座壁厚 机盖壁厚 机座凸缘厚度 机盖凸缘厚度 机座底凸缘厚度 地脚螺钉直径 地脚螺钉数目 轴承旁联接螺栓直径 机盖与机座联接螺栓直径 联接螺栓 的间距 轴承端盖螺钉直径 窥视孔盖螺钉直径 n b 符号 数值 8 8 12 12 20 20 4 16 12 180 8 6 6 / 22 定位销直径 至外机壁距离 至外机壁距离 至外机壁距离 至凸缘边缘距离 至凸缘边缘距离 轴承旁凸台半径 凸台高度 外机壁至轴承座端面距离 圆柱齿轮外圆与内机壁距离 圆柱齿轮轮毂端面与内机壁距离 机座肋厚 机盖肋厚 轴承端盖外径 轴承端盖凸缘厚度 轴承旁联接螺栓距离 d 8 26 22 18 24 16 22 h 49 50 10 8 m 7 7 126 和 135 t s 10 146、186、170 五、传动零件的设计计算 第一对齿轮高速齿轮) 1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1)按卷扬机传动方案,选用斜齿圆柱轮传动; 2)精度等级选 7 级精度GB10095-86) 3)材料选择。由表 10-1常用齿轮材料及其力学特性)选择小齿轮为 40Cr调质),硬度 为 280HBS,大齿轮材料为 45 钢调质),硬度为 240HBS。RTCrpUDGiT 4)选小齿轮齿数为 =20,大齿轮齿数 = 。取 =110 5)选取螺旋角。初选螺旋角 2、按齿面接触强度设计 公式如下: 1)确定公式内的各值计算 1)、试选 =1.6 =2.433。 = + =1.56 2)、由图 10-30 选项取区域系数 3)、由图 10-26 查 =0.72, =0.84 则 7 / 22 4)、计算小齿轮传递的转矩 5)、由表 10-7 选取齿宽系数 =1 =189.8 =600 ,大齿轮的 6)、由表 10-6 查得材料的弹性影响系数 7)、由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限 接触疲劳强度极限 8)、由式10-30) N=60 j =550 。5PCzVD7HxA 计算应力循环系数。 . =60 1440 1 2 8 280 8)= = /5.5= 9)、由图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 =0.90, =0.94。 10)、计算接触褡许用应力 取失效概率为 1%,安全系数 S=1,由式10-12)得: =0.90 600=540 =0.94 550=517 所以 =( + /2=(540+517/2=529 (2 计算 1)、试算小齿轮分度圆直径 =37.10mm 2、计算圆周速度 = 3)、计算齿宽 b 及模数 =1 37.2 =37.1 mm =2.80m/s = =1.8 mm h=2.25 =2.25 1.8=4.05mm 8 / 22 b/h=37.1 / 4.05=9.16 4、计算纵向重合度 =1.59 5)、计算载荷系数 K 已知使用系数 。 根 v=2.80 m/s ,7 级 精 度 , 由 图 10-8 查 得 动 载 荷 系 数 的计算公式与直齿轮相同,则:jLBHrnAILg =1.42 由图 10-13 查得 由表 10-3 查得 =1.35 =1.2 ,所以载荷系数 =1.10 。由表 10-4 查得 =1 1.1 1.2 1.42=1.87 6、按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式10-10)得: =37.1 7、计算模数 =39.1mm = 3 按齿根弯曲强度设计 mm 1)确定计算参数 1)、计算载荷系数 =1 11 1.2 1.35 =1.782 2、根据纵向重合度 1.59,从图 10-28 查得螺旋角影响系数 3、计算当量齿数 =0.88 4、查取齿开系数 9 / 22 由表 10-5 查得 5、查取应力校正系数得: , , 1.79 ,大齿轮的弯曲 6)、由图 10-20C,查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 疲劳强度极限 7)、由图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数 8、计算弯曲疲劳许用应力 取疲劳安全系数 S=1.4,由式10-12)得: = =0.82, =0.86 9)、计算大、小齿轮的 ,并加以比较 大齿轮的数值大 2)设计计算 mm 对比计算结果;由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 法面模数,取 大于齿根弯曲疲劳强度计算的 =2.0 mm。已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度, =37.1 mm 来计算应有的齿数。于是有: 需按接触疲劳强度算得的分度圆直径 xHAQX74J0X 取 =18 =5.5 18=99 取 4 几何尺寸计算 1)计算中心距 =99 10 / 22 mm 将中心距圆整为:120mm (2 按圆整后的中心距修正螺旋角 因 值改变不多,所以参数 、 、 等不必修正 3)计算大小齿轮的分度圆直径 mm mm (4 计算齿轮宽度 mm 圆整后取 5 验算 =40mm, =45mm 合适 第二对齿轮低速齿轮) 1、选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1)按卷扬机传动方案,选用斜齿圆柱轮传动; 2)精度等级选 7 级精度GB10095-86) 3)材料选择。由表 10-1常用齿轮材料及其力学特性)选择小齿轮为 40Cr调质),硬度 为 280HBS,大齿轮材料为 45 钢调质),硬度为 240HBS。LDAYtRyKfE 4)选小齿轮齿数为 =20,大齿轮齿数 = 。取 =74 5)选取螺旋角。初选螺旋角 2、按齿面接触强度设计 公式如下: 11 / 22 1)确定公式内的各值计算 1)、试选 =1.6 =2.433。 = + =1.56 2)、由图 10-30 选项取区域系数 3)、由图 10-26 查 =0.72, =0.84 则 4)、计算小齿轮传递的转矩 5)、由表 10-7 选取齿宽系数 =1 =189.8 =600 ,大齿轮的 6)、由表 10-6 查得材料的弹性影响系数 7)、由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限 接触疲劳强度极限 8)、由式10-30) N=60 j =550 。Zzz6ZB2Ltk 计算应力循环系数。 . =60 1261.82 1 2 8 280 8)= = /3.69= 9)、由图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 =0.90, =0.94。 10)、计算接触褡许用应力 取失效概率为 1%,安全系数 S=1,由式10-12)得: =0.90 600=540 =0.94 550=517 所以 =( + /2=(540+517/2=529 (2 计算 1)、试算小齿轮分度圆直径 =66.24mm 2、计算圆周速度 12 / 22 = 3)、计算齿宽 b 及模数 =1 66.24 =66.24 mm =0.91m/s = =3.21 mm h=2.25 =2.25 3.21=7.23mm b/h=37.1 / 4.05=9.16 4、计算纵向重合度 =1.59 5)、计算载荷系数 K 已知使用系数 。 根 v=0.91 m/s ,7 级 精 度 , 由 图 10-8 查 得 动 载 荷 系 数 的计算公式与直齿轮相同,则:dvzfvkwMI1 =1.42 由图 10-13 查得 由表 10-3 查得 =1.35 =1.2 ,所以载荷系数 =1.10 。由表 10-4 查得 =1 1.1 1.2 1.42=1.87 6、按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式10-10)得: =66.24 7、计算模数 =69.77mm = 3 按齿根弯曲强度设计 mm 1)确定计算参数 1)、计算载荷系数 =1 11 1.2 1.35 =1.782 13 / 22 2、根据纵向重合度 1.59,从图 10-28 查得螺旋角影响系数 3、计算当量齿数 =0.88 4、查取齿开系数 由表 10-5 查得 5、查取应力校正系数得: , , 1.77101 ,大齿轮的弯曲 6)、由图 10-20C,查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 疲劳强度极限 7)、由图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数 8、计算弯曲疲劳许用应力 取疲劳安全系数 S=1.4,由式10-12)得: = =0.82, =0.86 9)、计算大、小齿轮的 ,并加以比较 大齿轮的数值大 2)设计计算 mm 对比计算结果;由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 法面模数,取 大于齿根弯曲疲劳强度计算的 =3.0 mm。已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度, 14 / 22 需按接触疲劳强度算得的分度圆直径 rqyn14ZNXI =37.1 mm 来计算应有的齿数。于是有: 取 =18 =3.69 17=62.45 取 4 几何尺寸计算 1)计算中心距 =62 mm 将中心距圆整为:120mm (2 按圆整后的中心距修正螺旋角 因 值改变不多,所以参数 、 、 等不必修正 3)计算大小齿轮的分度圆直径 mm mm (4 计算齿轮宽度 mm 圆整后取 5 验算 =70mm, =75mm 合适 六、轴的计算 1、第 III 轴的计算 轴的输入功率为 轴的输入转矩为 ,轴的转速为 。 , 15 / 22 2、求作用在齿轮上的力 由前面齿轮计算所得:低速大齿轮的分度圆直径 ,则: 3、初步确定轴的最小直径 按式 5-2 )初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为 45 钢,调质处理。根据表 15-3 于是有: 取最小直径为 43mm. 4 轴的结构设计 1)拟定轴上零件的装配方案 选用图 15-22a 所示的装配方案 2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 a .为了满足轴向定位要求, 1-2 轴段要制出一轴肩,故取 2-3 段的直径 =45mm ;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径 D=50mm 。先取 =80mm。EmxvxOtOco b.初步选择滚动轴承。因轴承同时受径向力和轴向力的作用,故选用但列圆 锥滚子轴承。参照工作要求并根据 =45mm,查手册 P72 由轴承产品目录中初 步选取 03 尺寸系列,0 基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承 30310,其 尺寸为 SixE2yXPq5 ,故 和 均 取 50mm , 所 以 =29.25 =T+a+s+(70-66=29.25+12.25+8+4=53.5mm。6ewMyirQFL 右端滚动轴承采用轴肩进行定位。则定位高度 h=0.7~0.1)d,取 h=5mm, 则 =55mm。 c.取安装齿轮处的轴段 6-7 的直径 =55mm;而 = =55mm。齿轮 的右端与右轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为 70mm。为了使套筒 端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取 16 / 22 =66mm,齿轮的左端 采 用 轴 肩 定 位 , 轴 肩 高 度 h=0.07~0.1 ) d , 取 h=5mm , 则 轴 环 的 直 径 =60mm。轴环宽度 1.4h b,取 =12mm。 =79.75kavU42VRUs d.轴承端盖的总宽度为 20mm。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑 脂 的 要 求 , 取 端 盖 的 外 端 面 与 一 轴 的 距 离 l=30mm 参 考 图 15-21 ) , 故 =50mm。y6v3ALoS89 5、求轴上的载荷 在确轴承的支点时,从手册中查得 30310 型圆锥滚子轴承 a=21mm.由图可知作为支梁的 轴的支承跨距:0 M2ub6vSTnP 。所得轴的弯矩图和扭矩图如下所示: 17 / 22 1)计算支反力 又 将各已知数代入解得 =1676.5 N , 2)计算弯矩 M 3)计算总弯矩 4)计算扭矩 T 5、按弯矩合成应力校核轴的强度 校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据15-5),取 则: , 18 / 22 根据选定材料为 45 钢,调质处理,由表 15-1 查得 因此 , 所以安全。 七、键的选择和校核 1、III 轴 1)键联接的类型和尺寸选择 由于精度等级为 7 级,故采用平键联接。当轴与联轴器连接)的直径 d=55mm。根据此直径 从表 6-1 中查得键的截面尺寸为:宽度 b=16mm,高度 h=10mm. 由轮毂宽度并参考键的长度系 列,取键长 L=324。0YujCfmUCw 2)键联接强度的校核 键、轴和轮毂的材料都是钢,由表 6-2 查得许用挤压应力 值, 取其平均 。键的工作长度 l=L-b=324-16=308mm, 键与轮毂键槽的接触高度 k=0.5h=0.5 10=5mm。eUts8ZQVRd 由式6-1)得: 可见联接的挤压强度满足要求。 同理第二轴第一轴算法一样。 八、轴承的的选择与寿命校核 第 III 轴的轴承计算 已知: 轴承预期计算寿命: , , 。 3×8×15×300×=108000h,轴的转速为 1)选择轴承型号为 30310。 2)求两轴承受到的径向载荷 和 将轴系部件受到空间力系分解为铅垂面和水平面两个平面力系。 由力分析可知 19 / 22 、 荷; 、 、 、 分别为左右轴承的水平面方向径向载荷和铅垂面方向径向载 分别为左右轴承的径向载荷。 和 , , 。则: (3 求两轴承的计算轴向力 对于 30310 型轴承,按表 13-7,轴承派生轴向力 查表 6-7 得 ,额定动载荷 按式 13-11 得 20 / 22 4)求当量载荷 、 由表 13-5 分别查表或插入值得径向载荷系数和轴向载荷系数为 对轴承 1 对轴承 2 因轴承运转中载荷变动较小,按表 13-6, 故左右轴承当量动载荷为: 因为 ,所以按左边轴承的受力大小验算: =989649h 108000h 故所选轴承可满足寿命要求。 九、联轴器的选择 1、类型选择 为了隔离振荡和冲击,选用弹性套柱销联轴器 2、载荷计算 由前面计算得轴的输入转矩为 根据表 14-1,选取工作情况系数 于是计算转矩按式 14-3 得 , 3、型号选择 查表 8-5 弹性套柱销联轴器 按满足 ,被联接轴的转速不应超过所选联轴器允许的最高转速 ,协调轴孔的直径等校核的要求选择联轴器 ,即 21 / 22 选取型号为:HL3 型 此型号联轴器的一些参数如下列: 公称转矩 500N mm ,许用转速为 ,轴孔直径 d = 40 轴孔类型为 Y 型,其长度为 112 mm, D = 160mm 质量为 8 Kg6 ,转动惯量为 0.6Kg·㎡,径向补偿量 =0.15 ㎜,角向 = 十、润滑方法、润滑油牌号 本减速器采用油润滑方法 参考表 7-1 选取全损耗系统用油GB443-89) 牌号:L-AN22 因为此牌号润滑油主要适用于小型机床齿轮箱,传动装置轴承,中小型电机,风动工具等。 《机械设计》第七版); 《机械设计课程设计手册》第二版); 《机械设计课程设计指导书》第二版); 《机械设计课程设计图册》第三版); 《机械设计手册 2.0》软件版)。 《机械原理》 第六版) 《材料力学》第三版) 申明: 所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用 途。 22 / 22

菠菜导航,菠菜导航网站,菠菜导航登录,菠菜导航推荐
菠菜导航,菠菜导航网站,菠菜导航登录,菠菜导航推荐 网站地图 版权所有 © copyright 2007-2015 山东 菠菜导航网站 数控机械有限公司