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1、机械设计（基础）课程设计11 前言前言机械设计基础课程设计是相关工科专业第一次较全面的机械设计练习， 是机械设计基础课程的最后一个教学环节。其目的是： (1)培养学生综合运用所学的机械系统课程的知识去解决机械工程问题 的能力，并使所学知识得到巩固和发展。 (2)学习机械设计的一般方法和简单机械传动装置的设计步骤。 (3)进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图和学习使用设计资料、 手册、标准和规范。 (4)机械设计基础课程还为专业课程设计和毕业设计奠定了基础。2 电动电动机的机的选择选择2.12.1 电动机类型和结构的选择电动机类型和结构的选择 因为本传动的工作状况是：工作机空载启动，有轻微振
2、动，经常满载， 单向运转,单班制工作，使用期限 10，每年工作 300 天,运输机允许速度误差 5%。2.22.2 选电动机类型选电动机类型 按工作要求和条件，选用三相笼形异步电动机，封闭式结构，电压 380V，Y 型。 2.2.12.2.1 选择电动机容量选择电动机容量电动机所需工作功率按式：P = KWd wpP= KWw1000FV因此： P = KWd 1000FV由电动机至运输带的传动总效率为： 42 34 22 1a式中： ， ， ， ，分别为联轴器、滚子轴承、齿轮、滚动1234轴承和卷筒的传动效率。取 =0.995（联轴器） ， =0.98（滚子承轴） ， =0.97（齿轮需要1
3、23精度 8 级） ， =0.97（滑动轴承） =0.96（卷筒）45则 81. 0)97. 0(96. 0)98. 0()995. 0(242a所以 kwFvPd44. 282. 010001 . 1108 . 110003 2.2.22.2.2 确定卷筒轴工作转速：确定卷筒轴工作转速：机械设计（基础）课程设计2min6035014. 31 . 1100060100060r Dvn 按机械设计课程设计设计指导书P2 表 1，二级圆柱齿轮减速器的传 动比 Ia=8-40 故电动机的转速的可选范围为：符合这min2402min480min60408rrrnind一范围的同步转速为：查机械设计课程
4、设计手册第 155 页表 12-1 可知根据容量和转速，由机械设min750rmin1000rmin1500r计课程设计手册P167 表 121 查出的电动机型号，因此有以下四种传动比 选择方案，如下：方案电动机 型号额定 功率 kw同步 转速minr满载 转速minr电动 机量kg1Y132M-83750710792Y100L2-4315001430383Y132S-63100096063 本参考比价仅供参考，表中数值为相对值。查机械设计课程 设计手册P158 表 126。 综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量，价格以及传动比，可见第三 种方案比较合适，因此选定电动机的型号是 Y132s-6
5、. 其主要性能如下表型号额定 功率满载 转速满载 电流效率；功率 因数最大转矩 额定转矩Y132S-639602.3该电动机的主要外型和安装尺寸如下表：（装配尺寸图参考设计文献 表 12-3）中心 高外形尺寸地脚安装 尺寸地脚螺 栓孔直 径轴伸尺 寸100380282. 5451601401228603 确定确定总总的的传动传动比比3.13.1 总传动比总传动比 由选定的电动机满载转速 nm 和工作机的主轴的转速 n，可得传动装置 的总的传动比是：99.1560960nnim机械设计（基础）课程设计3i 在 624 范围内可以选用 故采用耳机展开式齿轮传动减速器，为使两大齿轮浸油深度相近，故取
6、213 . 1 ii 3.23.2 分配传动比分配传动比51. 33 . 1/81.233 . 1/2ii56. 428. 481.2321iii校核实际传动比 0056.1651. 356. 4i传动比误差 %1 . 0%10099.1599.150056.164 计计算算传动传动装置运装置运动动和和动动力参数力参数4.14.1 计算各轴的转速计算各轴的转速I I 轴轴 min/960rnnmIIIII 轴轴 min/21056. 49601rinnI IIIIIIII 轴轴 min/6051. 32102rinnII III卷筒轴卷筒轴 min/60IIIIVnn4.4. 2 2 计算各轴
7、的输入功率计算各轴的输入功率取 =0.995（联轴器） ， =0.98（滚子承轴） ， =0.97（齿轮需要123精度 8 级） ， =0.97（滑动轴承） =0.96（卷筒）45I I 轴轴 KWppdI41. 2995. 042. 21IIII 轴轴 KWppIIII29. 297. 098. 041. 232IIIIII 轴轴 KWppIIIII18. 297. 098. 029. 231卷筒轴卷筒轴 min/13. 298. 0995. 018. 221rppIIIIV4.34.3 计算各轴的转矩计算各轴的转矩I I 轴轴 KWppdI37. 298. 041. 22机械设计（基础）课
8、程设计4IIII 轴轴 KWppIIII24. 298. 029. 22IIIIII 轴轴 KWppIIIII14. 298. 018. 22卷筒轴卷筒轴 min/09. 296. 013. 25rppIIIIV4.44.4 各轴的输入各轴的输入 转矩计算转矩计算 （1 1）电动机输出转矩）电动机输出转矩I I 轴轴 mNTTdI08.16995. 016.161IIII 轴轴mNiTTIII98.8456. 597. 098. 008.16131IIIIII 轴轴mNiTTIIIII57.34528. 497. 098. 098.84232卷筒轴输入转矩：卷筒轴输入转矩：mNTTIIIIV1
9、4.337995. 098. 057.34521（2 2）各轴输出转矩：）各轴输出转矩：I I 轴轴 mNTTdI76.1598. 008.162IIII 轴轴 mNTTIIII28.8398. 098.842IIIIII 轴轴 mNTTIIIIII66.33898. 057.3452卷筒轴输入转矩：卷筒轴输入转矩：mNTTIVIV40.33098. 014.33724.44.4 运动和动力参数计算结果整理于下表运动和动力参数计算结果整理于下表：mNnPTId d16.16143042. 210955010955033机械设计（基础）课程设计55 传动传动零件的零件的设计计设计计算算5.15.
10、1 减速器箱内的圆柱齿轮传动的设计计算减速器箱内的圆柱齿轮传动的设计计算 由（三）知： 56. 41i51. 32i校核实际传动比 0056.1651. 356. 421iii所以，高速级用斜齿圆柱齿轮传动，低速级用直齿圆柱齿轮传动 5.25.2 计算齿轮转矩计算齿轮转矩 NnPT41.2895498. 0995. 096031095501095503 21 113 1NiTT72.12550997. 098. 056. 441.2895421112NiTT48.41877697. 098. 051. 372.125509212235.35.3 选择齿轮材料精度等级选择齿轮材料精度等级四个齿轮
11、均用 45 钢制造，调质处理，软齿面查机械设计表 10-1 P1892603 . 1HBS2204 . 2HBS效率 P（KW）转矩 T（NM）轴名输入输出输入输出转速 n r/min传动 比 i效率 电 动 机 轴2.4216.16960 轴2.412.3716.0815.7696010.99 轴2.292.2484.9883.282105.560.95 轴2.182.14345.57338.66604.280.95卷 筒 轴2.2. 132.09337.14330.40601.00.97机械设计（基础）课程设计6查机械设计图 10-20P2045203 . 1limF4804 . 2lim
12、F查机械设计图 10-21P2076203 . 1limH5804 . 2limH一般减速器，中速中载，取 8 级精度。 5.35.3 设计低速级齿轮设计低速级齿轮 低速级负荷大，对外部尺寸影响大，故先设计低速级 低速级直齿圆柱齿轮传动5.3.15.3.1 初选载荷系数初选载荷系数 31.6tK5.3.25.3.2 非对称布置，软齿面非对称布置，软齿面取 查表 107 （）15. 175. 0d1d201p5.3.35.3.3 材料的弹性影响系数材料的弹性影响系数 钢钢 查表 106 （）MPaZE8 .189198p5.3.45.3.4 标准直齿轮标准直齿轮 =20 （）05 . 2HZ21
13、5P5.3.55.3.5 计算计算 H(1)应力循环系数9 110382. 110300896060ln60njN893210031. 356. 410382. 1 NN8823 410864. 051. 310031. 3NN5.3.65.3.6 接触疲劳寿命系数接触疲劳寿命系数: : 13. 107. 197. 04321KHNKHNKHNKHN查图 1019 203p5.3.75.3.7 弯曲疲劳寿命系数弯曲疲劳寿命系数91. 092. 087. 04321KFNKFNKFNKFN查图 1018 202p取 1.4 1.25 1.5FS 1HS机械设计（基础）课程设计7=663.4MP3
14、HHHHN SK3lim3 162007. 1=341.71 MP3FFHFN SK3lim3 4 . 1 52092. 0=655.4 MPHHHN HSK4lim4 458013. 1MP3124 . 1 48091. 04lim4 4FHFN FSK将的较小值代入,计算 dt3H15.644 .6638 .1895 . 2 51. 351. 4 172.1255096 . 1212323242 3 HFEdt tZZ uuTKd5.3.85.3.8 计算中心距计算中心距 m m 和齿数和齿数及圆周速度及圆周速度 V Va0Z取 15066.14451. 312931223t odam=0.015=0.015144.66=2.2 取 m=3a0取22383.21315.643 3mdZt3Z7822.7751. 32244 ZZ取727. 056. 46000014. 3223960 100060133tdnV计算宽度: 6672663221433取取bbd
