机械设计课程设计说明书.docx
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机械设计课程设计说明书
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如果有表格表头是五号字(黑体),表中的文字五号字,表中的字母斜体。
如果有图出现,图名也是五号字。
注意:
我里面的正文内容用的是小四号字,与要求不符,格式不能作为参考。
(一)电机的选择
1.选择电机的类型和结构形式:
依工作条件的要求,选择三相异步电机
封闭式结构
u=380v
Y型
2.电机容量的选择
工作机的功率P工作机=F牵*V运输带/1000=3.96kw
V带效率:
由表9-2知η1=0.96
滚动轴承效率:
由表9-2知η2=0.99
齿轮传动效率(闭式):
由表9-2知η3=0.99×1(对)
联轴器效率:
由表9-2知η4=0.99
传动滚筒效率:
η5=0.96
传输总效率
=η1×η2×η33×η4×η5=0.859
则,电机功率
=4.6kw
3.电机转速确定
工作机主动轴转速n工作机=
×1000=76.4r/min
V带传动比范围:
2~4一级圆柱齿轮减速器传动比范围:
3~5
总传动比范围:
6~20
∴电动机转速的可选范围为:
458.4~1528r/min
在此范围的电机的同步转速有:
查表18-1知有750,r/min1000r/min,1500r/min符合要求。
依课程设计指导书163页Y系列三相异步电机技术数据(JB3074-82)选择电机的型号为;Y132M1-6性能如下表:
电机型号
功率
KW
满载时
额定转矩
质量
转速n
r/min
电压V
电流A
功率因数
Y132M1-6
5.5
960
380
26.3
2.0
4电机主要外形和安装尺寸:
(二)传动装置的运动和动力参数计算
所选电机满载时转速nm=1440r/min
总传动比:
i总=
=12.6
1.分配传动比及计算各轴转速
i总=iD×i
带传动的传动比iD=3
一级圆柱齿轮减速器传动比i=4.2
则高速轴I轴转速n1=320r/min
则低速轴II轴的转速n2=76.2r/min
2.各轴输入功率,输出功率
P输出=
P输入,效率如前述。
则高速轴I轴的输入功率PI=4.42KW
输出功率PI'=4.38KW
则低速轴II轴的输入功率PII=4.25KW,
输出功率PII'=4.21KW
3.各轴输入转矩:
小带轮输入转矩Td=45.8
I轴输入转矩TI=132
II轴输入转矩TII=532.6
(三)V带传动设计
1.确定计算功率Pc
已知电机输出功率,依教材《机械设计基础》表11.6,取KA=1.2,故Pc=KA×Pd=5.52KW
2.选择普通V带型号
已知Pc,nm,结合教材《机械设计基础》,由图11.8确定所使用的V带为普通A型。
3.确定大小带轮基准直径d1,d2。
由《机械设计基础》表11.6取d1=112,带传动比iD已知,则d2=iD·d1=335
4.验算带速v
5.63
5.求V带基准长度和中心距(L0,a)
初定中心距
=1.5(d1+d2)=670.5,选a0=670
带长
=2060.7
由表11.2,对A型带进行选用,Ld=2000
则实际中心距:
639.65
6.验算小带轮包角
160.02>120°合格。
7.求V带根数Z
已知n1,d1,查表11.3得P0=0.15
已知传动比iD,查表11.3得ΔP0=0.11
已知
1,查表11.4得K
=0.95,查表11.2得KL=1.03
则V带根数Z=
3.17,∴Z取3
8.求作用在带轮上的压力FQ
由《机械设计基础》表11.1,可知A型带每米质量q=0.1kg/m单根V带的拉力F0=
2=185N
作用在轴上的压力FQ=2ZF0sin
=1093.2.
(四)减速器(齿轮)参数的确定
1.选择材料及确定许用应力由《机械设计基础》表13.9得:
小齿轮用:
35刚,热处理方式:
调质,齿面硬度为HRC1=180~210
大齿轮用:
35刚,热处理方式:
调质,齿面硬度为HRC2=150~180,∴取HRC1=195,HRC2,165。
查图13.26知σHlim1=550MPa,σHlim2=525MPa
由表13.13,取安全系数SH=1,SF=1。
则许用应力为:
【σH1】=σHlim1/SH=550.【σH2】=σHlim2/SH=525
【σF1】=σFE1/SF=210.【σF2】=σFE2/SF=200
2.按齿面接触强度设计
设齿轮按8级精度制造,按齿面接触强度设计。
由表13.10得载荷系数K=1.1,由表13.5得齿宽系数Φd=1
小齿轮输入功率P=4.42×0.99,转矩T1=9.55×103×
=9550×4.42/320=130.7,
由表13.11可得弹性系数ZE=189.8
齿数比μ=z1/z2=n1/n2
则小齿轮直径d1≥
=66.3
确定齿轮模数:
因中心距a=d1/2(1+μ)=176.8,圆整后取177,m=(0.01~0.02)a=1.77~3.54,m取3,μ=z1/m=23,z2=μz1=97,∴实际齿数比μ,=z1/z2=4.22,相对误差为1.004,分度圆直径d1=mz1=69,d2=mz2=291
齿数取Z1=23,Z2=i`Z1=97模数m=d1/z1=3
按表13.1,标准模数m=3,实际传动比i=Z2/Z1=4.22
实际标准中心距离a=d1/2(1+μ)=177
齿宽
69(圆整)
为补偿安装误差,取小齿轮齿宽b1=b+5=74
3.验算轮齿弯曲强度
由表13.12,取齿形系数YFa1=2.89,YFa2=2.19.
由表13.14,取外齿轮齿根修正系数YSa1=0.83,YSa2=0.98
判断:
26.72≦【σF1】
判断:
23.91≦【σF2】
满足条件合适
4.齿轮的圆周速度
1.16<6
对照表13.5可知,选着8级精度是合适的。
(五)轴的结构设计及验算
1.高速轴及低速轴的材料选择
根据表16.1得,高速轴材料为:
45刚,热处理方式:
正火低速轴材料为:
45刚,热处理方式:
正火
高速轴极限强度【σB1】=600,低速轴极限强度【σB2】600
根据表16.8得,两根轴的许用弯曲应力【σ-1b】=55
2.轴颈初估
初选小轮轴颈,根据扭转强度计算初估轴颈。
由表16.7得常数A=110
=26.4,结合大带轮轮毂内径,圆整后暂取d1=27
大轮轴颈
=42.03,结合联轴器内径,圆整后暂取d2=43
3轴的径向尺寸设计
根据轴及轴上零部件的固定,定位,安装要求,初步确定轴的径向尺寸。
高速轴:
(带尺寸的草图)
各尺寸确定的依据
低速轴:
(带尺寸的草图)
各尺寸确定的依据:
5.轴的轴向尺寸设计
根据轴及轴上零部件的固定,定位,安装要求,初步确定轴的轴向尺寸。
高速轴:
(带尺寸的草图)
各尺寸确定的依据:
低速轴:
(带尺寸的草图)
各尺寸确定的依据:
(六)高速轴上的轴承寿命校核
根据《课程设计指导书》选出轴承牌号
高速轴承的主要参数
轴承代号
轴承内经mm
轴承外径mm
轴承宽度mm
径向基本额定动载荷Cr
6208
40
80
18
43.2
低速轴承的主要参数
轴承代号
轴承内经mm
轴承外径mm
轴承宽度mm
径向基本额定动载荷Cr
6212
60
110
22
47.8
根据轴的受力情况可知,高速轴上靠近带轮一侧的轴承所受的径向力最大,故为最危险轴承。
1.径向力计算:
已知轴的各部分尺寸,带轮的压轴力,齿轮的受力。
2.寿命计算
由表10-8得,温度系数ft=1,由表10-11得,载荷系数fp=11.5
3.6×1014小时
设计要求寿命为43800h,
满足要求。
(七)高速轴轴强度计算
已知轴的各部分尺寸,带轮的压轴力,齿轮的受力。
1.求垂直面的支撑反力
2.求水平面的支撑反力
3.垂直平面的弯矩图
4.水平面的弯矩图
5.由图可知,合成弯矩按最不利的情况,即带轮压轴力与齿轮受力共面,
则,
=
6.求轴传递的转矩:
T
=
7.求危险截面当量弯矩
=
8.计算危险截面处的直径
=
若考虑到键对轴的削弱,将d增加5%
故危险轴段直径为:
Φmm<结构设计尺寸Φmm,合格。
(八)联轴器的选择
根据轴孔直径d2=43输出转矩T=1.5×9550×P2/n2=798.7依据《课程设计指导书》,选定联轴器型号:
TL9
联轴器选择表
公称转矩
许用转数
D
D1
D2
转动惯量
质量
1000
2850
250
55
56
0.2
30.9
(九)键连接的选择和计算
本设计减速器共需键:
3个
1.高速轴上键安装轴段直径为:
=27mm
查表选择普通圆头平键为:
h=7,b=8,
根据对应轴段长度,确定键长L=35
2.齿轮轴上所需键安装轴段直径为:
=62mm,
查表选择普通圆头平键为:
h=11,b=18,
根据对应轴段长度,确定键长L=50
3.大轴上联轴器所需键,其安装段直径为:
=50mm,
查表选择普通圆头平键为:
h=9,b=14,
根据对应轴段长度,确定键长L=90
参考文献:
1机械设计基础课程设计指导书,2009年哈尔滨理工大学机械基础工程系编制;
2机械设计基础第2版,胡家秀主编
附表1机体各部分尺寸(mm)
名称
符号
尺寸
机座壁厚
δ
8
机盖壁厚
δ1
8
机座凸缘厚度
b
12
机盖凸缘厚度
b1
12
机座底凸缘厚度
b2
20
地脚螺钉直径
df
20
地脚螺钉数目
n
4
轴承旁联接螺栓直径
d1
15
盖与座联接螺栓直径
d2
11
连接螺栓d2的间距
l
170
轴承端盖螺钉直径
d3
9
窥视孔盖螺钉直径
d4
7
定位销直径
d
8.25
df,d1,d2至外机壁距离
c1
20
df,d2至土元边缘距离
c2
18
轴承旁凸台半径
R1
18
凸台高度
h
52
外机壁与轴承座端面距离
l1
46
大齿轮端面圆与内机壁距离
△1
12
齿轮端面与内机壁距离
△2
16
机盖,机座筋厚
m1,m
6.8,6.8
轴承端盖外径
D2
118
轴承旁联接螺栓距离
s
118
附表2减速器整体最大几何尺寸及特性尺寸(mm)
长度方向最大尺寸
宽度方向最大尺寸
高度方向最大尺寸
特性尺寸
500
300
200
心得体会
两周的课程设计结束了,在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出的优秀品质。
最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化。
在社会这样一个大群体里面,面对面前的难题,怎么解决成了自己首要任务。
在课程设计当中依靠与被依靠对我的触及很大,有些人把这次课程设计当成了自己的一次检验,并为之付出了很大的努力。
不断的思考自己所遇到的问题。
而有些人则不以为然,总觉得自己的弱势,不去思考,总想着要别人帮忙,一味的抄袭别人数据。
其实在生活中这样的事情也是很多的,当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的,这当然也会影响我们的结果。
很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态。
而不是看我们过去的能力到底有多强,那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具体的问题之中,我们才能更好的解决问题。
也许很多问题没有想象中的那么复杂,关键还是看我们的心态,那种处理和解决分歧的心态,因为毕竟我们的出发点都是很好的。
课程设计也是一种学习他人优秀品质的过程,有的同学的确有种耐得住寂寞的心态.确实他在学习上取得了很多傲人的成绩,但是我所赞赏的还是他追求的过程,当遇到问题的时候,那种斟酌的态度就值得我们每一位学习,人家是在用心造就自己的任务,而且孜孜不倦,追求卓越.我们过去有位老师说得好,有有些事情的产生只是有原因的,别人能在诸如学习上取得了不一般的成绩,那绝对不是侥幸或者巧合,那是自己付出劳动的成果的彰显,那是自己辛苦过程的体现。
这种不断上进,认真一致的心态也必将导致一个人在生活和学习的各个方面做的很完美,有位那种追求的锲而不舍的过程是相同的。
这就是一种优良的品质,它将指引着一个人意气风发,更好走好自己的每一步。
在今后的学习中,一定要端正态度,求真务实,虚心向他人学习,要永远的记住一句话:
态度决定一切。
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