《机械设计课程设计指导13级1_图文文库》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计课程设计指导13级1_图文文库（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械设计课程设计,集中指导,主要参考资料 1、机械设计课程设计M.西南交通大学出版社 2、 张翠华.机械设计M.西北工业大学出版社,机械设计课程设计,设计题目T1：带式输送机传动装置中的带传动-单级齿轮减速器传动系统,设计带式运输机的传动装置。运输机连续平稳工作，单向运转。(1、2、3）班制工作，使用期限（5、10）年。运输带允许速度误差为3-5%。减速器由一般规模厂中小批量生产。,运动方案：,p275,带传动-单级齿轮减速器传动系统,设计数据：,p278 表S1（5-6人一组数据）,设计完成任务：（上交）1. 减速器装配图纸一张（A号图纸）2. 齿轮零件图纸一张（A号图纸）3. 设计说明书一
2、份（0余页）,设计参考书：教材、设计指导书,设计具体内容：,一、传动方案拟定 二、电动机的选择 三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比 四、各轴转速、功率、转矩的计算 五、普通V带的设计 六、齿轮传动的设计 七、传动轴的设计 八、键连接的设计 九、滚动轴承的设计 十、润滑和密封的设计 十一、联轴器的选择 十二、箱体的设计（装配结构草图） 十三、绘制减速器装配图纸一张（号图纸） 十四、绘制齿轮零件图纸一张（1:1） 十五、设计说明书一份（0余页） 十六、送报设计材料及答辩,设计过程体现设计草稿及草图,要求：,1. 集中指导考勤：20% 2. 平时（设计计算草稿、草图）：10% 3. 说明书、
3、图纸完成的质量：40% 4. 答辩：30%,设计成绩评定：,1. 集中指导做好笔记，3次无故不到的不予成绩； 2. 详实设计草稿及草图，无此部分不予成绩； 3. 可以小组讨论、交流，严禁抄袭； 4. 保证说明书、图纸完成的质量，达不到要求的不予及格。,一、传动方案拟定 p3图2.1-a,二、电动机的选择p6,Pw,工作机所需的功率Pw: （传动系统输出功率）,Pd,电动机输出的功率Pd:（传动系统输入功率）,传动系统的总效率,=2100 1.6/ 1000 =3.5kw,=3.5/0.89=3.9KW,传动装置的传动效率计算：,1,1V带传动的传动效率,2轴承的传动效率,2,3齿轮传动的传动效
4、率,4联轴器的传动效率,3,4,总=2,=0.96，0.99， 0.97，0.99,例如：p8页查表2.4，可取：,总=2=0.89,2,二、电动机的选择,Pw,电动机的额定功率Pcd:,Pd,K载荷系数 （一般为1.01.3）,例如：,P,p270页查表20.1，可选取符合额定功率的电动机。,p270页查表20.1：,同步转速为： 750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min,额定功率为4kw的电动机,补充：,同步转速为： 750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min,额定功率为4kw的电动机：,总的传动比范围为：,查表2.1，
5、传动比推荐适用范围：,V带传动比：i1 =（24）,单级圆柱齿轮传动比：i2 =（34）,i总=i1 i2 = (24) (34)=616,工作机滚筒转速：,nw=601000Vb/D （p7 :2-3式）=6010001.6/(3.14400)=76.43r/min,例如：,一级减速：,二级减速：,见p4页,传动系统的总传动比：,i总=nd/nw,总的传动比范围为：,i总=i1 i2 ,电动机的转速：,nd =(616)nw=(616) 76.43=（458.581222.9 ）r/min,电动机同步转速为1000r/min，因此选择电动机行型号为：Y132M1-6,符合这一范围的同步转速有
6、： 750、1000r/min,电动机行型号为：Y132M1-6，主要参数（列表）：,nm,三、确定传动装置总传动比及分配各级的传动比 p8,传动系统的总传动比：,i总=nm/nw=960/76.43=12.56,一级减速传动比：,V带传动比：i1=（24）=3.2,二级减速传动比：,齿轮传动比：i2=i/i1=12.56/3.2=3.93,符合：i1i2；圆柱齿轮传动比范围：i2=（34）,见p9,1、取电动机额定功率为设计功率，各轴的功率计算：,轴的输入功率：P=Pcd,轴的输入功率：P=P,1,2,3,4,轴的输入功率：P=P23,滚筒轴的输入功率：Pw =P2234,见p10页,2,四
7、、各轴功率、转速、转矩的计算,四、各轴功率、转速、转矩的计算,2、取电动机满转转速为设计转速，各轴的转速计算：,轴的输入转速：n=nm,轴的输入转速：n=nm/i1 =960/3.2=300r/min,1,2,3,4,轴的输入转速：,n=n/i2 =300/3.93=76.34r/min,见p10页,2,四、各轴功率、转速、转矩的计算,3、各轴的转矩计算：,轴的输入转矩：,轴的输入转矩：,1,2,3,4,轴的输入转矩：,=,T = 9550 P / n,T= 9550 P / n,T = 9550 P/ n,见p10页,2,或如p11页 表2.5,已知条件：工作条件、载荷（转矩）、传递功率、带
8、轮转速、传动比等。,设计内容：,确定V带型号、基准长度、根数；,确定最小初拉力、压轴力（ 张紧装置略）。,确定带轮基准直径（ 材料、结构和尺寸略）；,五、普通V带的设计（参考小设计过程）,确定齿轮类型（直齿）； 材料、热处理方式、表面硬度； 精度；按接触疲劳强度设计（简化公式）：设定a ，K；计算H=min(H1 , H2)；计算中心距a，并圆整；经验计算m（或mn）并标准化；计算主要参数：z1,z2 ; d1, d2;b1,b2; , , ; v。,六、齿轮传动的设计（参考书例设计过程）,校核齿面接触疲劳强度：查各项载荷修正系数：KA,KV,K,K，确定实际K；查参数：ZE,ZH,Z,Z；试
9、算H；校核大、小齿轮的齿面接触疲劳强度：HH1,HH2；校核齿根弯曲疲劳强度：查参数：YST,YN1,YN2；SFmin；计算F1 , F2；查参数：YFa,YSa,Y,Y；试算F1；F2；校核大、小齿轮的齿根弯曲疲劳强度：F1F1,F2F2；结构设计及零件图（接后）。,齿轮传动的参数列表,大、小齿轮的结构草图（参考p24表3-11）,小齿轮如果是齿轮轴在此不体现结构草图,待定,草图也应标注尺寸代号,齿轮传动的结构尺寸列表,待定,待定,待定,待定,七、传动轴的设计,例：单级直齿圆柱齿轮减速器的从动轴,2、选择装配方案；,3、初定最小轴径（扭矩）dmin; 结构设计，画草图, 确定轴的各段尺寸,
10、 及轴的跨距 和力的作用点;,4、计算弯矩、弯曲应力及扭剪应力，进行强度校核计算。,1、选定材料,单级直齿圆柱齿轮减速器的主动轴（齿轮轴）、从动轴,1、选择轴的材料，确定许用应力,选45钢，正火处理，,查(书p239)表12-1,得：,硬度为170217HBS，,抗拉强度b=590Mpa，,许用弯曲应力为,2、从动轴的装配方案,3、对轴进行结构设计,a、初定最小轴径（扭矩）dmin,（只按扭转强度估算）,（书p241）查表12-2,与联轴器轴孔匹配,有键槽,1键d增加5-7%；,P38 表4.2,3、对轴进行结构设计,b、各段直径的确定,d1dmin,d2d1+2(0.070.1)d1,d3d
11、2+2(12),标准化，与轴承内孔匹配,查p181表15.5，两端初选6211型的深沟球轴承（后验算）,d4d3+2(12),d5d4+2(0.070.1)d4,，d6=da（6211型）,，d7=d3,3、对轴进行结构设计,c、各段长度的确定,L1=联轴器轴孔的长（查选定联轴器）-（23）mm,L3= B + 2+ 3 + (23) mm,L4=b-(23)mm,L5=1.4h,，L6=2+ 3 - L5,，L7=B,其中：查p25图4.1、表4.1B轴承的宽度，查表6211型。l1根据轴承端盖和联轴器的装拆要求定出，15mm。2齿轮端面距箱体内壁的距离， 10-15mm。3滚动轴承内侧与箱
12、体内壁的距离（与轴承润滑方式有关书p377表17-3）。b2为从动齿轮宽度。,L2=l1+轴承端盖的总厚度；,p17 表3.1,p24 表4.1L1,e,p81 表9.13,4、轴强度的校核,（1）绘制轴的计算简图a,（2）绘制水平面内弯矩图b,（3）绘制垂直面内弯矩c,（4）绘制合成弯矩图d,（5）绘制扭矩图e,（6）绘制当量弯矩图f,因为轴为单向转动，所以扭矩为脉动循环，折合系数为0.6。,危险截面C处的弯矩为,（7）危险截面C处满足强度要求的轴径,由于C处有键槽，故将轴径加大5%，即38.321.05=40.24。,而结构设计草图中，该处的轴径为60，故强度足够。,4、轴的细节结构,键槽
13、尺寸的确定：,导向锥面、过渡圆角、倒角尺寸的确定：,砂轮跃程槽尺寸的确定：,查p165表14.1,查p127表11.8,查p127表11.9,5、绘制轴的工作图（零件图草图）,八、键连接的设计,例如 ：从动轴上的键连接,1、键的选择：,轴径d,查p165表14.1,键宽b,键宽h,轮毂的宽,键长L,轴径d=45：149,轮毂的宽70：60,2、键的强度校核：,（1）键的接触长度l：,优先选择A型健,l=L-b,（2）键的接触高度K：,K=h/2 （高的一半）,l=L-b,l=L,l=L-b/2,（3）键的挤压强度校核：,p为许用挤压应力，应按键、轴、轮毂三者中性能最弱的材料选择。,键的材料一般
14、为45钢,书p70,九、滚动轴承的校核,考虑轴受力较小，且主要是径向力，故选用的是深沟球轴承。,例如：低速轴选用了：两端6211（GB/T276-94）,1.p181表15.5基本额定动载荷：Cr=43.2KN,2.计算轴承反力及当量动载荷：,A处轴承所受的总载荷,进行寿命验算：,书p319,B处轴承所受的总载荷,由书p321表13-6查得,=1.1,实际寿命：,计算当量动载荷：,3、已知预期寿命8年，单班制，则预期寿命：,两端选用的6211具有足够的使用寿命。合格。,注意：将当量动载荷偏大端者代入计算。,4、实际寿命：,十一、联轴器的选择,低速轴输出端联轴器的选择,考虑速度较低，安装条件不是
15、很高，选用刚性联轴器。,高速轴输入端联轴器的选择,高速级的转速较高，选用具有缓冲功能的弹性套柱销联轴器。,计算转矩,轴的转速,低速轴端伸出轴段直径,指导p199页,Kp335页 表14-1-4,标记为：,p200表17.2，选用GYS6型号的凸缘联轴器，满足选用条件。,十、润滑和密封的设计,1、轴承的润滑和密封,2、齿轮的润滑油池润滑,轴承的润滑的方式：书p377 表17-3 脂润滑：封油盘或挡油盘 p31图4.10，图4.11 , 油润滑：设计导油系统，导油沟 p35图4.15，图4.16 毛毡密封圈和槽 p194表16.8 端盖的选用,p81表9.13,注意：轴的局部长度需要修改！,十二、箱体的设计（装配结构草图）,封油盘p31图4.10,1、先作俯视图,+C1+C2+(5-10) (d1),+C1+C2 (d2),待定,参考：p25图4.1,1、先作俯视图,毛毡密封圈和槽 p81表9.13,定位销 （不对称安排位置）,d1 轴承旁连接螺栓直径p16表3.1（定位-S）,d2 盖与座连接螺栓直径p16表3.1（定位？）,
