毕业设计玻璃瓶印花机构及传动装置设计计算说明书Word格式.docx

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（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：

执行机构方案设计、传动装置总体设计及机构运动简图已经在机械原理课程设计中完成（详见机械原理课程设计资料，在此略），现将对传动装置进行具体设计。

机械设计部分课程设计是在机械原理课程设计完成之后设计题目的延续和深入。

执行机构方案设计、传动装置总体设计及机构运动简图已经在机械原理课程设计中完成，机械设计部分课程设计的任务是对其传动装置进行具体设计。

玻璃瓶印花机构及传动装置

1、原始数据：

方案号

10

分配轴转速n（r/min）

45

分配轴输入功率P（kw）

0.8

玻璃瓶单程移距（mm）

110

印花图章上下移（mm）

50

定位压块左右移（mm）

20

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）；

（4）带传动比：

i=2.5～3.5；

（5）采用Y型电动机驱动；

（6）分配轴：

与减速器输出轴相连接（各执行机构的输入轴）。

2、设计任务

1）总体设计计算

（1）选择电机型号

计算所需电机功率，确定电机转速，选定电机型号；

（2）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；

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：

减速器中大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。

3、传动装置部分简图

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机。

2．确定电动机输出功率

电动机所需的输出功率

其中：

----工作机分配轴的输入功率

---由电动机至分配轴的传动总效率

工作机的分配轴输入功率：

Pw=0.8KW

总效率

查表可得：

对于V带传动:

η带=0.96

对于8级精度的一般齿轮传动：

η齿轮=0.97

对于一对滚动轴承：

η轴承=0.99

对于弹性联轴器：

η联轴器=0.99

则:

ηa=η带×

η轴承3×

η齿轮2×

η联

=0.96×

0.993×

0.972×

0.99

=0.868

∴电机所需功率为：

　Pd=PW/ηa=0.8/0.868=0.922KW

3．确定电动机转速

工作机转速nw：

nw=45r/min

确定电动机转速可选范围:

V带传动常用传动比范围为，双级圆柱齿轮传动比范围为i=14~20，则电动机转速可选范围为:

nd=i带×

i齿2×

nw

=（2.5～3.5）（3～5）2×

nw

=（22.5～87.5）×

=（22.5～87.5）×

=1012.5～3937.5r/min

其中：

——减速器传动比

符合这一转速范围的同步转速为，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

选定电动机的型号为Y90S-4

Y90S-4电动机数据如下:

额定功率：

1.1Kw

满载转速：

n满=1400r/min

同步转速：

1500r/min

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=n满/nw=1400/45=31.11

2．分配各级传动比

根据《机械设计课程设计》表2.2选取，对于三角v带传动,为避免大带轮直径过大,取i12=2.5；

则减速器的总传动比为i减=i总/2.5=31.11/2.5=12.444

对于两级圆柱斜齿轮减速器,按两个大齿轮具有相近的浸油深度分配传动比,取ig=1.3id

i减=ig×

id=1.3i2d=12.444

i2d=12.444/1.3=9.5723

id=3.0939

ig=1.3id=1.3×

3.0939=4.0221

注：

ig-高速级齿轮传动比；

id–低速级齿轮传动比；

四、传动装置的运动和动力参数的计算

1．计算各轴的转速

电机轴：

n电=1400r/min

Ⅰ轴nⅠ=n电/i带=1400/2.5=560r/min

Ⅱ轴nⅡ=nⅠ/ig=560/4.0221=139.23r/min

Ⅲ轴nⅢ=nⅡ/id=139.23/3.0939=45r/min

2．计算各轴的输入功率和输出功率

Ⅰ轴：

输入功率PⅠ=Pdη带=0.922×

0.96=0.88512kw

输出功率PⅠ=0.88512η轴承=0.88512×

0.99=0.8763kw

Ⅱ轴：

输入功率PⅡ=0.8763×

η齿轮=0.8763×

0.97=0.85kw

输出功率PⅡ=0.85×

η轴承=0.85×

0.99=0.8415kw

Ⅲ轴输入功率PⅢ=0.8415×

η齿轮=0.8415×

0.97=0.8163kw

输出功率PⅢ=0.8163×

η轴承=0.8163×

0.99=0.8081kw

3.计算各轴的输入转矩和输出转矩

电动机的输出转矩Td=9.55×

106×

Pd/n电=9.55×

0.922/1400

=6.29×

103N·

mm

输入转矩TⅠ=9.55×

PⅠ/nⅠ=9.55×

0.88512/560

=1.51×

104N·

输出转矩TⅠ=9.55×

0.8763/560

=1.49×

输入转矩TⅡ=9.55×

PⅡ/nⅡ=9.55×

0.85/139.23

=5.83×

输出转矩TⅡ=9.55×

0.8415/139.23

=5.77×

Ⅲ轴输入转矩TⅢ=9.55×

PⅢ/nⅢ=9.55×

0.8163/45

=1.73×

105N·

输出转矩TⅢ=9.55×

0.8081/45

=1.71×

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·

mm）

转速n/r·

min-1

传动比i

效率η

输入

输出

电机轴

0.922

6.29×

103

1400

0.96

Ⅰ轴

0.88512

0.8763

1.51×

104

1.49×

560

4.022

0.97

Ⅱ轴

0.85

0.8415

5.83×

5.77×

139.23

3.094

Ⅲ轴

0.8163

0.8081

1.73×

105

1.71×

五、传动零件的设计计算

1．V带传动的设计计算

计算项目

计算内容

结果

定V带型号和带轮直径

工作情况系数

KA=1.2

计算功率

Pe=KA*P（电机额定功率）=1.2×

1.1

Pe=1.32kw

选带型号

Z型

小带轮直径

Dmin=50Dmax=71

取D1=71mm

大带轮直径

取D2=170mm

大带轮转速

n2=575r/min

计算带长

求Dm

Dm=120.5mm

求Δ

Δ=49.5mm

初取中心距

a=450mm

带长

L=1283.815mm

基准长度

Ld=1250mm

求中心距和包角

中心距

a=432.99mm

小轮包角

α1=166.28°

>

120°

求带根数

带速

v=5.22m/s

带根数

P0=0.31kWka=0.967

KL=1.1ΔP0=0.03kW

取z=4根

求轴上载荷

张紧力

q=0.06kg/m

Fa=51.926N

轴上载荷

FQ=412.43N

2．齿轮传动的设计计算:

高速级齿轮校核

材料选择：

小齿轮用40Gr，调质处理，硬度241HB～286HB，平均取260HB

大齿轮用45钢，调质处理，硬度229HB～286HB，平均取240HB

计算结果

齿面接触疲劳强度计算

接触疲劳极限σHlim

由图12.17c（p223）

2.校核计算

齿数Z

Z1=23，Z2=99

模数m

取=1.5mm

中心距a

取a=95mm

螺旋角β

β=15.601°

小齿轮的直径d1

d1=35.82mm

大齿轮的直径d2

d2=154.18mm

齿宽b

取b2=30mm

b1=40mm

V=1.049m/s

精度等级

由表12.6

选9级精度

传动比

i=4.204

相对误差

相对误差<

5%

由表12.9

由图12.9

载荷系数K

由表12.12

由图12.16

接触最小安全系数SHmin

由表12.14（p225）

SHmin=1.05

应力循环次数NL