机械设计综合课程设计Word格式.docx
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2.齿轮传动的设计计算…………………………………………8
六轴的设计、校核……………………………………………………16
七滚动轴承的选择和计算……………………………………………18
八键连接的选择和计算………………………………………………19
九联轴器的选择………………………………………………………19
十润滑和密封的选择…………………………………………………20
十一设计总结…………………………………………………………22
十二参考资料…………………………………………………………22
谢词……………………………………………………………………22
一、课程设计的任务
1.设计目的
课程设计是机械设计课程重要的教学环节,是培养学生机械设计能力的技术基础课。
课程设计的主要目的是:
(1)通过课程设计使学生综合运用机械设计课程及有关先修课程的知识,起到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用,树立正确的设计思想。
(2)通过课程设计的实践,培养学生分析和解决工程实际问题的能力,使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。
(3)提高学生的有关设计能力,如计算能力、绘图能力以及计算机辅助设计(CAD)能力等,使学生熟悉设计资料(手册、图册等)的使用,掌握经验估算等机械设计的基本技能。
2.设计题目:
(1)题目:
开槽机
(2)用途:
开槽机在印刷行业中是一种常见的机器。
(3)原始数据:
序号
执行机构输入转速n(r/s).
执行机构输入功率(kw)
1
58
1.28
说明:
(1)工作条件:
2班制,工作环境良好,有轻微振动;
(2)使用期限十年,大修期三年;
(3)生产批量:
小批量生产(<
20台);
采用Y型电动机驱动。
(4)传动装置部分简图
.3、设计任务
(1)总体设计计算
选择电动型号
计算所需电机功率,确定电机转速,选定电机型号;
计算传动装置的运动、动力参数;
a.确定总传动比i,分配各级传动比;
b.计算各轴转速n、转矩T、功率P;
c.传动零件设计计算;
d.校核中间轴的强度、轴承寿命、键强度;
(2)绘制减速器装配图(草图和正式图各一张);
(3)绘制零件工作图:
减速器中齿轮和中间轴零件工作图;
(注:
当中间轴为齿轮轴时,可仅绘一张中间轴零件工作图即可);
(4)编写设计计算说明书。
二、电动机的选择
1.电动机类型的选择
按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电动。
2.确定电动机输出功率P0
电动机所需的输出功率P0=Pw/η
其中:
Pw----执行机构的输入功率
η---由电动机至分配轴的传动总效率
总效率η=η带·
η3轴承·
η2齿轮·
η联轴器
查表可得:
η带=0.96,η轴承=0.99,
η齿轮=0.98,η联轴器=0.99,
则
η=0.96×
0.993×
0.982×
0.99=0.89
电动机所需的功率:
P0=Pw/η=1.44KW
3.确定电动机转速
执行机构输入转速nw=58r/min
确定电动机转速可选范围:
V带传动常用传动比范围为:
i带=2~4,取2.8~3
双级圆柱齿轮传动比范围为i减=8~40,取14~18
则电动机转速可选范围为:
n0=nwi总=(2.8~3)×
(14~18)nw
=(39.2~54)nw=2273.6~3132r/min
i总=i带×
i减=(2.8~3)×
(14~18)=39.2~54
电动机的同步转速有750、1000、1500、3000r/min,符合这一转速范围的是3000r/min,根据容量和转速,由有关手册查出适用的电动机型号。
4.确定电动机型号
根据所需效率、转速,由《机械设计手册》或指导书
选定电动机:
Y90S-2型号(Y系列)
数据如下:
额定功率P:
1.5kw(额定功率应大于计算功率)
满载转速:
nm=2840r/min(nm—电动机满载转速)
同步转速:
3000r/min
电动机输出轴径:
24mm
三、传动装置的总传动比和分配各级传动比
1.传动装置的总传动比
i总=i带×
i减=n0/nw=2840/58=48.97
nw——执行机构轴转速
2.分配各级传动比
为使V带传动外部尺寸不要太大,可初步取i带=2.8~3左右
则:
i减=i总/i带=48.97/2.8=17.49
减速器传动比分配原则:
各级传动尺寸协调,承载能力接近,两个大齿轮直径接近以便润滑(浸油深度)。
i减=i高*i低
i高——高速级传动比
i低——低速级传动比
建议取:
i高=(1.2~1.3)i低
i减=(1.2~1.3)i2低
i高=4.58
i低=3.82
四、传动装置的运动和动力参数的计算
1.计算各轴的转速
Ⅰ轴(高速级小齿轮轴):
nⅠ=nm/i带=1014.29r/min
Ⅱ轴(中间轴):
nⅡ=nⅠ/i高=221.46r/min
Ⅲ轴(低速级大齿轮轴):
nⅢ=nⅡ/i低=57.97r/min
Ⅳ轴(与Ⅲ轴通过联轴器相连的轴):
nW=nⅢ=57.97r/min
2.计算各轴的输入功率和输出功率
Ⅰ轴:
PⅠ=P0·
η带=1.44×
0.96=1.38kw
Ⅱ轴:
PⅡ=PⅠ·
η轴承·
η齿轮=1.38×
0.99×
0.98=1.34kw
Ⅲ轴:
PⅢ=PⅡ·
η齿轮=1.34×
0.98=1.30kw
Ⅳ轴(分配轴):
Pw=PⅢ·
η联轴器=1.30×
0.99=1.27kw
3.计算各轴的输入转矩和输出转矩
公式:
T=9.55×
106×
P/n(N·
mm)
TⅠ入=9.55×
PⅠ入/nⅠ=1.299×
104(N·
mm)
TⅠ出=TⅠ入·
η轴承=1.287×
TⅡ入=9.55×
PⅡ入/nⅡ=5.778×
TⅡ出=TⅠ入·
η轴承=5.720×
TⅢ入=9.55×
PⅢ入/nⅢ=21.416×
TⅢ出=TⅠ入·
η轴承=21.201×
Ⅳ轴:
Tw=9.55×
Pw/nⅢ=20.922×
将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表:
轴名
功率P(kw)
转矩T(N·
转速n(r/min)
传动比i
效率η
输入
输出
电机轴
1.44
--
2840
2.8
0.96
Ⅰ轴
1.38
1.299×
104
1.287×
1014.29
4.58
0.97
Ⅱ轴
1.34
5.778×
5.720×
221.46
3.82
Ⅲ轴
1.30
21.416×
21.201×
57.97
0.98
IV轴
1.27
20.922×
五、传动零件的设计计算
1.V带传动的设计计算
5.1.V带传动的设计计算
已知:
小带轮功率P(即电机输出功率P0)和转速n1(即电机满载转速nm)。
可初步取i带=2.8
设计带传动:
带的型号、根数、大小带轮直径、中心距等参数。
(1)确定计算功率
Pca=KA×
P,查表得KA=1.2
则Pca=1.2×
1.5=1.8KW
(2)选择V带的带型
n0=2840r/min,Pca=1.8KW,查设计手册选择Z型V带。
(3)计算带轮的基准直径dd并验算带速v
①ddmin=50mm,查表初选dd1=56mm,则大带轮dd2=i带.dd1=2.8×
56=156.8mm
②验算带速:
v=5~25m/s
v===8.33m/s<25m/s.
查表圆整:
=140mm.
(4)确定V带的中心距a和基准长度Ld
0.7(+)≤≤2(+)
150.2≤≤427
为了使结构紧凑,取偏低值,=250mm.
计算带长≈2+(+)+=846.11mm
查表取长度=780.
则实际中心距:
a=+=216.95mm
mm
(5)验算小带轮上的包角α1
α1≈180°
-(+)×
57.3°
/a=163.28>120°
(6)计算带的根数z
z=,
查表得=0.332KW,=1.0,Kα=0.925
△p=(1-)=0.101,=0.2925×
,=1.1373
z=≈2.96=3
(7)计算单根V带的初拉力F0
由表得q=0.060(kg/m),F0=500×
(-1)+qv2=500×
+0.06×
8.332=52.32N.
(8)计算压轴力Fp
Fp=2ZF0sin(α/2)=2×
3×
52.32×
sin(152.28°
/2)=302.12N
(9)带轮结构设计
查机械设计课程设计手册,确定带轮结构,并确定带轮轮毂孔径和长度。
3.1.2V带传动的设计参数结果
V带传动的设计参数表格(3-1)如下:
表3-1V带传动的设计参数表
V带型号
V带参数
名称
数值
小带轮基准直径dd1
60mm
6
小带轮包角α1
152.28°
2
大带轮基准直径dd2
140mm
7
实际传动比i
2.85
3
带速v
8.33m/s
8
V带根数z
4
V带基准长度Ld
203.25
9
带轮轮毂孔径d
25
5
中心距a
214.95
10
带轮轮毂长度l
40
2.齿轮传动的设计计算
1.高速级齿轮的设计
(1)选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数
选用8级精度,大齿轮45号钢,正火处理,硬度230HBS;
小齿轮45号钢,调质
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- 机械设计 综合 课程设计