机械设计基础课程设计详细计算带图纸.docx
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机械设计基础课程设计详细计算带图纸
.
学号:
课程设计
一.前
铸造车间型砂输送
题
目
设备的传动装备设计
教学院
机电工程学院
专
业
机械制造及自动化
班
级
08机电专2
姓
名
邓子云
2010年
6月10日
指导教师
*********
言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
6
二.电动机的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
6
三.总传动比和分配传动比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
7
四.运动与动力参数的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
8
五.带传动的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
8
六.齿轮传动的设计计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
10
七.减速器箱体基本尺寸设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
12
八.轴的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
14
九.联轴器的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
19
十.对轴承的校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
19
十一.
普通平键的选择及校核⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
20
十二.
润滑方式与密封形式的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
22
十三.
设计小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
22
十四.
参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
23
十五.
附图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
24
2009~2010学年第2学期
《机械部件设计》课程设计任务书
设计名称
带式运输机
班级
08机电专2
地点J2—502
传动装置设计
一、课程设计目的
课程设计是机械设计基础课程重要的实践性教学环节。
课程设计的基本目的是:
1.综合运用机械设计基础和其它先修课程的知识,分析和解决机械设计问题,进一步巩固、
加深和拓宽所学的知识。
.
.
2.通过设计实践,逐步树立正确的设计思想,增强创新意识和竞争意见,熟悉掌握机械设计
的一般规律,培养分析问题和解决问题的能力。
3.通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料,进行全面的机
械设计基本技能的训练。
二、课程设计内容
课程设计的内容主要包括:
分析传动装置的总体方案;选择电动机;传动系统计算;传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择;装配图和零件图设计;编写设计计算说明书。
课程设计中要求完成以下工作:
1.减速器装配图1张(A1图纸);
2.减速器零件图2张(A3图纸);
3.设计计算说明书1份。
附:
(一)设计数据
原始数据
题
号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
运输带拉力F(N)
3000280027002600260025002750310030002900
运输带速度
1.8
2.2
2.4
2.5
2.6
2.7
2.5
2.1
2.3
2.4
V(m/s)
滚筒直径D(mm)
300
330
340
350
360
380
380
300
360
320
(二)工作条件
该传动装备单向传送,载荷有轻微冲击,空载起动,两班制工作,使用期限
10年(每年按
300天计算),运输带容许速度误差为5%。
(三)运动简图
(四)设计计算说明书
内容
0、封面(题目、
班级、姓名、学
号、指导老师、时间)
1、目录(标题、
页次)
2、设计任务书(装订原发的设计任务书)
3、前言(题目分析、传动方案的拟订等)
4、电动机的选择,传动系统计算(计算电动机所需的功率、选择电动机、分配各级传动比,
计算各轴转速、功率和扭矩)
5、传动零件的设计计算(带传动设计计算,齿轮传动设计计算)
6、轴的设计计算及校核
7、轴承的选择和计算
.
.
8、键联接的选择和校核
9、联轴器的选择
10、箱体的设计(主要结构和设计计算及必要的说明)
11、润滑和密封的选择、润滑剂的型号及容量、减速器的附件及说明
12、设计小结(设计体会、本次设计的优缺点及改进意见等)
13、参考资料(资料的编号[],作者,书名,出版单位和出版年、月)
三、进度安排
第14周周一电动机选择和机械传动系统计算、带传动的设计计算周二齿轮传动的设计计算、低速轴的设计
周三低速轴的校核、高速轴的设计、轴承的选择、联轴器的选择
周四轴承的校核、普通平键的选择及校核、箱体的结构设计、润滑方式和密封型式
的选择等
周五减速器装配图的草图设计
第15周周一~周二画减速器装配图
周三画零件图
周四编写课程设计说明书;课程设计总结
周五答辩
四、基本要求
课程设计教学的基本要求是:
1.能从机器功能要求出发,分析设计方案,合理地选择电动机、传动机构和零件。
2.能按机器的工作状况分析和计算作用在零件上的载荷,合理选择零件材料,正确计算零件
工作能力和确定零件主要参数及尺寸。
3.能考虑制造工艺、安装与调整、使用与维护、经济性和安全性等问题,对零件进行结构设
计。
4.绘图表达设计结果,图样符合国家制图标准,尺寸及公差标注完整、正确,技术要求合理、
全面。
5.在客观条件允许的情况下,初步掌握使用计算机进行设计计算和使用计算机绘制装配图、
零件图的方法。
机电基础教研室
一.前言
1.题目分析
运动简图
.
根据任务书的要求,我们得知本设计为降速传动,同时将电动机的输出的转矩升高。
又由上运
动简图可知,本设计中的机械为二级传动机械,其中第一级为带传动(存在一定误差),第二级为
齿轮传动(精度较高,可调整误差)。
故在选定电动机并计算出总传动比后要将传动比进行合理分
配,以达到最佳传动效果。
2.原始数据:
运输带的有效拉力:
运输带的有效速度:
F=3100N
v=2.1m/s
滚筒直径:
D=300mm
二.电动机的选择
1.选择电动机类型:
根据任务书要求可知:
本次设计的机械属于恒功率负载特性机械,且其负载较小,故采用Y型三相异步电动
机(全封闭结构)即可达到所需要求。
另外,根据此处工况,采用卧式安装。
2.选择电动机的功率:
工作机功率:
P
Fv
6.51kW
1000
工作机所需电动机输出功率:
P
P
(
为传动总机械效率)
由任务书中的运动简图分析可知:
1——V带传动效率;
4
——联轴器的效率;
2——齿轮传动的轴承效率;
5
——滚筒轴承的效率;
3——齿轮传动的效率;
6
——滚筒效率。
查【2】表1-7得:
1
4
0.96、
0.97、
2
5
0.99、
0.98、
3
6
0.97、
(初选齿轮为八级精度)
0.96。
则有:
2
34560.960.99
2
0.970.970.980.960.83(减速器内部有
2对轴承,其机械效率
12
相同,均为
2)
3.确定电动机转速:
滚筒转速为:
60
1000v
n
133.69r/min
D
取V带传动的传动比范围为:
i1'24
取单级齿轮传动的传动比范围为:
i2'
3
5(工程经验)
则可得合理总传动比的范围为:
i'
i1'i2'
620
.
.
故电动机转速可选的范围为:
nd'
i'n802.14
2673.8r/min
查【2】表12-1,得满足要求的可选用电动机转速为:
970r/min、1460r/min。
为了使得电动机与传动装置的性能
均要求不是过高,故择中选用
1460r/min的转速。
其初定总传动比为:
nd
1460
i
10.92
n
133.69
综上,可选定电动机型号为:
Y160M-4。
其相应参数列于表
1:
表1.所选用电动机的相关参数。
电动机型号
额定功率
同步转速
满载转速
总传动比
Y160M-4
11KW
1500r/min(4级)
1460r/min
10.92
三.总传动比和分配传动比
1.总传动比:
由上一步算得知i10.92
2.分配传动比:
由工程经验知顶分配传动比除了满足
i1'
24、i2'
35外,还应满足i1
i2。
故取:
V带
传动比为i1
2.79,齿轮传动比为i2
i
3.914。
i1
四.
运动与动力参数的计算
1.各轴转速:
nd
1460
n
523.3
Ⅰ轴:
Ⅰ
523.3r/min
;Ⅱ轴:
Ⅱ
Ⅰ
133.7r/min
。
n
i1
n
i2
2.79
3.914
2.各轴功率:
Ⅰ轴:
Ⅰ
1=7.840.96=7.5264kW
;
P=P
Ⅱ轴:
P=P
23=7.526
0.990.97=7.228kW
。
ⅡⅠ
3.各轴转矩:
P
7.5264
Ⅰ轴:
Ⅰ
Ⅰ
9550
137.35N
m
;
T
nⅠ
523.3
TⅡ
PⅡ
7.228
m
Ⅱ轴:
nⅡ
9550
516.29N
。
133.7
表2.初步计算传动参数
功率(kW)
初算转速(r/min)
初算转矩(N*m)
Ⅰ轴
7.5264
523.3
137.35
II轴
7.228
133.7
516.29
带轮传动比齿轮传动比
2.793.914
.
.
五.带传动的设计
a.带型号、长度、根数;
b.中心距、带轮直径、宽度;
c.安装初拉力、对轴作用力。
1.求计算功率
带轮Ⅰ(小)输入功率:
P
7.84kW,根据任务书所述要求及所选电动机(三相一步电动机,工作于
16小时
内(两班制),载荷变动小(带式输送机))查【1】表13-8,得工况系数:
KA
1.2。
故有PC=PKA
9.408kW。
2.选V带型号:
由于此处传动功率适中,考虑到成本,故选用普通V带。
根据PC=9.408kW、n
1460r/min查【1】图13-15,
可得该交点位于A、B型交界处,且稍偏向B型,故选用B型V带。
3.挑小径(求大小带轮基准直径):
查【1】表13-9可知d1125mm(带轮直径不可过小,否则会使带的弯曲应力过大,降低其寿命)
。
查【2】表
12-4得d1320mm(小轮下端不可超过电动机底座,
否则于地面相干涉,
设计不合理)。
查【1】表13-9下方d1
推荐值,稍比其最小值大即可,故取d1132mm。
n1
d1
(1)
1460
0.010.02为滑动率(见
由【1】式13-9得d2
132(10.02)360.9mm,其中
n2
523.3
【1】的211页,此取0.02)。
查【1】表13-9下方带轮直径推荐值,寻其最近值得
d2355mm。
虽d2实际取之交原定只小,但
实
际
传
动
比
i1''
d2
)
123
355
2.744
,
其
误
差
d1(1
(1
0.02)
i1
i
''
w1
1
100%
1.65%
5%
,故满足误差范围。
i1
4.验算带速:
v
d1n1
3.14159
132
1460
10.09m/s,在v
525m/s内,适合。
(功率恒定时,速度越大则受
1000
60
1000
60
力越小;但根据公式
qv2
c
知,速度越大会使带的安装初拉力及其对轴压力增大,故应适中;根据工程实践,
A
得此范围
5到25间)
5.估中定周长及反求实中(求
V带基长与中心距
a):
初步估算中心距:
a0
1.5(d1
d2)
1.5(132
355)
730.5mm,为圆整计算,取
a0
750mm(满足
0.7(d1
d2)
a0
2(d1
d2),工程经验)。
.
.
由【1】式13-2得带长:
L0
2a0
(d1
d2)
(d1d2)
2
4a0
2344.03mm,查【1】表13-2,对于B型带选用
2
带长Ld
2500mm。
再由【1】式13-16反求实际中心距:
a
a0
Ld
L0
828mm。
2
6.验算小轮包角:
由【1】式13-1得:
1180
d2
d1
57.3
164.57
120,合适。
a
7.求V带根数z:
由【1】式13-15得:
z
Pc
。
此处n11460r/min,d1
132mm查【1】表13-3
得P0
2.82kW;
P)K
(P0
KL
根据
i
''
2.744,查【】表
13-5
得
P
0.46kW
;由
164.57
查【1】表
13-7
得
K
0.95
,查【】
1
1
表13-2
得KL1.03
。
故z
9.408
2.93,取整z
3根。
(2.82
0.46)
0.95
1.03
8.求作用在带轮轴上的压力
FQ:
查【1】表13-1得q
0.17kg/m。
由【1】式13-17得F0
500Pc
(
2.5
1)
2
zv
K
qv270.86N为其安装初拉力。
作用在轴上的压力为:
FQ
2zF0sin
1
1610.45N。
2
9.V带轮宽度的确定:
查【1】表13-10得B型带轮e
19
0.4,fmin
11.5,故有带轮宽度
B
2(e
fmin)
61
0.8,故取B62。
表3.所设计带传动中基本参数
带型号
长度
根数
B型
2500mm
3根
中心距
带轮直径
宽度
828mm
d1=132,d2=355
61mm
安装初拉力
对轴压力
实际传动比
270.86N
1610.45N
2.744
六.齿轮传动的设计计算
1.选择材料及确定许用应力:
小齿轮:
初选45钢,调制处理。
查【1】表11-1得知其力学性能如下:
硬度197
286HBS,接触疲劳极限Hlim550
620MPa(取
585计算,试其为线性变化取均值)
,弯曲疲
劳极限
FE410480MPa(取445计算)。
大齿轮:
初选45钢,正火处理(当大小齿轮都为软齿面时,考虑到校齿轮齿根较薄,弯曲强度较低,且受载次
.
.
数较多,故在选择材料和热处理时,一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮高20-50HBS)。
查【1】表11-1得知其力学
性能如下:
硬度156217HBS,接触疲劳极限Hlim350400MPa(取375计算),弯曲疲劳极限FE280340MPa
(取310计算)。
由表【1】11-5得:
SHlim1.13,SFmin1.(3一般可靠度,取值稍偏高用于安全计算)。
由此得:
[
[
H1
F1
]
Hlim
1
518MPa,[
H2]
Hlim2
332MPa
SHlim
SHlim
]
FE1
342MPa,[
F2]
FE2
238MPa
SFmin
SFmin
;
。
2.按齿面接触强度设计:
根据前计算i
10.92,
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