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文檔簡介
1、<p><b> 課程設(shè)計計算說明書</b></p><p> 學(xué) 院 </p><p> 課 程 </p><p> 專 業(yè) </p><p> 班 級
2、 </p><p> 姓 名 </p><p> 學(xué) 號 </p><p> 指導(dǎo)教師 </p><p>
3、; 日 期 </p><p><b> 任務(wù)書</b></p><p><b> 目錄</b></p><p> 1 確定機械系統(tǒng)總傳動方案............................................1<
4、;/p><p> 2 選擇電動機........................................................1</p><p> 2.1 類型的選擇....................................................1</p><p> 2.2 功率的確定...................
5、.................................1</p><p> 2.3 轉(zhuǎn)速的確定....................................................1</p><p> 3 傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算......................................2</p><p>
6、3.1 各軸轉(zhuǎn)速的計算 ...............................................2</p><p> 3.2.各軸功率的計算................................................2</p><p> 3.3 各軸轉(zhuǎn)矩的計算...........................................
7、.....2</p><p> 4 傳動件的設(shè)計......................................................3</p><p> 4.1 帶傳動的設(shè)計..................................................3</p><p> 4.2 齒輪傳動設(shè)計...........
8、.......................................5</p><p> 5 軸的設(shè)計..........................................................7</p><p> 5.1 高速軸的設(shè)計..................................................8</p&g
9、t;<p> 5.2 低速軸的設(shè)計.................................................11</p><p> 6 軸承組合部件設(shè)計.................................................14</p><p> 6.1 高速軸選取滾動軸承........................
10、...................14</p><p> 6.2 低速軸選取滾動軸承...........................................15</p><p> 7 鍵的選擇和校核...................................................16</p><p> 7.1 高速軸與V帶
11、輪用鍵聯(lián)接.......................................16</p><p> 7.2 低速軸與V帶輪用鍵聯(lián)接.......................................16</p><p> 7.3 聯(lián)軸器鍵聯(lián)接.................................................17</p>
12、<p> 8 減速器潤滑設(shè)計...................................................17</p><p> 9 減速器箱體的設(shè)計.................................................18</p><p> 參考文獻...................................
13、........................19</p><p> 1 確定機械系統(tǒng)總體傳動方案</p><p> 本次課程設(shè)計要求做一個一級圓柱齒輪減速器的設(shè)計。該機器是由原動機、傳動裝置和工作機三部分組成。我的傳動方案是由電動機帶動帶輪轉(zhuǎn)動,將動力傳到減速器主動軸上,再經(jīng)過從動軸與聯(lián)軸器將動力傳到卷筒,整個傳動過程就是這樣的。傳動簡圖如圖1所示:</p><
14、p> 圖1 帶式運輸機傳動簡圖(一級圓柱齒輪傳動)</p><p> 帶式運輸機傳動裝置的原始數(shù)據(jù)如表1所示。</p><p> 表1 帶式運輸機傳動裝置的原始數(shù)據(jù) </p><p> 工作條件:兩班制,使用年限5年,連續(xù)單向運轉(zhuǎn),載荷平穩(wěn),小批量生產(chǎn),運輸鏈速度允許誤差為鏈速度
15、的.環(huán)境最高溫度35oC。</p><p><b> 2 電動機的選擇</b></p><p><b> 2.1 類型的選擇</b></p><p> 按工作條件的要求,選用三相交流異步電動機,電壓為380V,型號為Y112 M-4 </p><p><b> 2.2 功率的確定&
16、lt;/b></p><p> 由《機械設(shè)計課程設(shè)計》可知:</p><p><b> ,。</b></p><p> 電動機到卷筒軸的總效率。</p><p><b> 工作機的效率為。</b></p><p> 取K=1,則電動機的功率為</p>
17、;<p> 參考文獻一,查表18-1,可知所選電動機的功率為.</p><p><b> 2.3 轉(zhuǎn)速的確定</b></p><p><b> 卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為</b></p><p> 取V帶傳動比為,單級圓柱齒輪傳動比,則總傳動比合理范圍為 ,電動機的轉(zhuǎn)速可在以下范圍選用</p
18、><p> 查表18-1,選Y112M-4型號三相異步電動機,同步軸轉(zhuǎn)速為,功率為4kW,滿載轉(zhuǎn)速.</p><p> 3 傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算</p><p> 3.1 各軸轉(zhuǎn)速的計算</p><p><b> 傳動裝置的總傳動比</b></p><p><b> 則:,
19、取</b></p><p> 3.2 各軸功率的計算</p><p><b> 卷筒軸輸入功率 </b></p><p> 3.3 各軸轉(zhuǎn)矩的計算</p><p><b> ?。妱訖C軸) </b></p><p> 卷筒軸的輸入轉(zhuǎn)距 </p&
20、gt;<p><b> 4 傳動件的設(shè)計</b></p><p> 4.1 帶傳動的設(shè)計</p><p> 1.確定計算功率 查表5-10得=1.1,故 </p><p> 2. 選擇帶型 根據(jù)查表5-9,選用A型V帶</p><p> 3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑和 由表5-4取主動輪基準(zhǔn)直徑
21、=112mm</p><p> 按式(5-16)可得驗算帶速為</p><p> 由式(5-12),從動輪基準(zhǔn)直徑為</p><p> 又由表5-4,取帶輪基準(zhǔn)直徑=375mm。</p><p> 4.確定帶的基準(zhǔn)長度和傳動的中心距a</p><p><b> 根據(jù) ,初選</b>&l
22、t;/p><p> 根據(jù)式(5-3)計算所需帶的基準(zhǔn)長度為</p><p> 由表5-2,選帶的基準(zhǔn)長度</p><p> 按式(5-17)計算實際中心距為</p><p><b> ,</b></p><p> 5.驗算小帶輪包角 由式(7-1)得 </p><p&g
23、t; 6.計算帶的根數(shù)z </p><p> 查表5-5,;查表5-7, ;查表5-2,;</p><p> 查表5-9,,由式(5-18)得,取z=3。</p><p><b> 7.計算初拉力</b></p><p> 查表5-1,,由式(5-19)得</p><p> 8.計算
24、作用在軸上的壓軸力</p><p> 由式(5-20)得 </p><p><b> 9.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b> 圖2 帶輪結(jié)構(gòu)</b></p><p><b> 表2 帶輪結(jié)構(gòu)</b></p><p> 4.2 齒輪傳
25、動的設(shè)計</p><p><b> 圖3 齒輪圖</b></p><p> 4.2.1選擇齒輪類型,材料,精度等級,及參數(shù)</p><p> 1.按圖示的傳動方案,選用閉式直齒圓柱齒輪傳動(外嚙合)</p><p> 2.卷筒機為一般工作機器,速度不高,故選用7級精度;</p><p>
26、 3.材料選擇:由表7-1,選擇小齒輪材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度為280HBS;大齒輪材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為240HBS。</p><p> 4.初選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)。</p><p><b> 5.初選螺旋角</b></p><p> 4.2.2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計</p><p> 1.
27、中心距 </p><p><b> 式中: </b></p><p> 查《機械設(shè)計》圖7-9b 式中:;?。骸?lt;/p><p> 查表7-2 :;查表7-7齒寬系數(shù)?。?。</p><p><b> 2.計算模數(shù) </b></p><p> 查表7
28、-1取模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值 。</p><p> 3.計算中心距, </p><p><b> 圓整中心距,取。</b></p><p><b> 4.修正螺旋角: </b></p><p> 5.計算兩齒輪分度圓直徑</p><p><
29、;b> 小齒輪 </b></p><p><b> 大齒輪 </b></p><p><b> 6.計算齒寬 </b></p><p> 取小齒輪齒寬 (齒輪軸);大齒輪齒寬(大齒輪)。</p><p> 4.2.3 校核彎曲疲勞強度</p><p
30、><b> 1.校核 其中</b></p><p> 查《機械設(shè)計》表7-2:;查表7-5:;查圖7-8:;取:。這里使用當(dāng)量齒數(shù)。</p><p><b> ,故滿足。</b></p><p> 2.齒輪傳動的幾何尺寸,制表如下</p><p><b> 表3 齒輪幾何
31、尺寸</b></p><p><b> 第5章 軸的設(shè)計</b></p><p><b> 5.1高速軸的設(shè)計</b></p><p><b> 圖4 高速軸</b></p><p> 1、5—滾動軸承 2—軸 3—齒輪軸的輪齒段 4—套筒&
32、lt;/p><p> 6—密封蓋 7—軸端擋圈 8—軸承端蓋 9—帶輪 10—鍵</p><p> 1.高速軸尺寸與材料的選擇</p><p> ① 選擇軸的材料:選取45號鋼,調(diào)質(zhì),HBS=230 240</p><p> ?、?初步估算軸的最小直徑</p><p> 根據(jù)教材公式,取,則</p&g
33、t;<p><b> ?、?軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p> 考慮帶輪的機構(gòu)要求和軸的剛度,取裝帶輪處軸徑,根據(jù)密封</p><p> 件的尺寸,選取裝軸承處的軸徑為</p><p> 兩軸承支點間的距離:</p><p> 式中: ―――――小齒輪齒寬,</p><p
34、> ―――――― 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙,</p><p> ――――――― 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離,</p><p> ――――― 軸承寬度,選取6308型深溝球軸承,查表13-3,得到,得到。</p><p> 帶輪對稱線到軸承支點的距離為 </p><p> 式中:―――――軸承蓋的凸緣厚度, </p>
35、<p><b> ?。ǎ?lt;/b></p><p> ―――――螺栓頭端面至帶輪端面的距離,</p><p> ―――――軸承蓋M8螺栓頭的高度,查表可得</p><p><b> ――――帶輪寬度,</b></p><p><b> 得到:</b><
36、/p><p> 2.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度。</p><p> ① 計算作用在軸上的力</p><p><b> 小齒輪受力分析</b></p><p><b> 圓周力: </b></p><p><b> 徑向力:</b></p>
37、;<p><b> 軸向力:</b></p><p><b> ② 計算支反力</b></p><p><b> 水平面:</b></p><p><b> 垂直面: </b></p><p><b> 得: &l
38、t;/b></p><p><b> ?、?求彎矩</b></p><p><b> 水平面彎矩:</b></p><p><b> 垂直面彎矩:</b></p><p><b> 合成彎矩:</b></p><p>&
39、lt;b> ?、?求轉(zhuǎn)矩 </b></p><p> 當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪力為脈動循環(huán)應(yīng)變力時,取系數(shù),</p><p><b> 則:</b></p><p> ?、?按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度</p><p> 軸的材料是45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,其拉伸強度極限</p><p> 對稱
40、循環(huán)應(yīng)力時的許用應(yīng)力。</p><p> 由彎矩可以知道,A剖面的計算彎矩最大 ,該處的計算應(yīng)力為:</p><p><b> (安全)</b></p><p> D 剖面的軸徑最小,該處的計算應(yīng)力為:</p><p><b> ?。ò踩?lt;/b></p><p>
41、高速軸彎矩圖如圖3所示</p><p><b> 圖5 高速軸彎矩圖</b></p><p><b> 5.2低速軸的設(shè)計</b></p><p><b> 圖6 低速軸</b></p><p> 1.低速軸尺寸與材料的選擇</p><p>
42、① 選擇軸的材料:選取45號鋼,調(diào)質(zhì),HBS=230 240</p><p> ?、?初步估算軸的最小直徑</p><p> 根據(jù)教材公式,取,則</p><p><b> ?、?軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p> 考慮帶輪的機構(gòu)要求和軸的剛度,取裝帶輪處軸徑,根據(jù)密封</p><p>
43、 的尺寸,選取裝軸承處的軸徑為</p><p> 兩軸承支點間的距離:,</p><p> 式中: ―――――小齒輪齒寬,</p><p> ―――――― 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙,</p><p> ――――――― 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離,</p><p> ――――― 軸承寬度,選取6312型深溝
44、球軸承,查表13-3</p><p><b> 得 到 則 </b></p><p> 2.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度。</p><p> ?、?計算作用在軸上的力</p><p><b> 小齒輪受力分析</b></p><p><b> 圓周力: &
45、lt;/b></p><p><b> 徑向力:</b></p><p><b> 軸向力:</b></p><p><b> ② 計算支反力</b></p><p><b> 水平面:</b></p><p><
46、;b> 垂直面: </b></p><p><b> 得:</b></p><p><b> ?、?求彎矩</b></p><p><b> 水平面彎矩:</b></p><p><b> 垂直面彎矩:</b></p>
47、;<p><b> 合成彎矩: </b></p><p> ?、?求轉(zhuǎn)矩: </p><p> 當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪力為脈動循環(huán)應(yīng)變力時,取系數(shù),則:</p><p> ?、?按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度</p><p> 軸的材料是45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,其拉伸強度極限,</p><p&g
48、t; 對稱循環(huán)變應(yīng)力時的許用應(yīng)力。</p><p> 由彎矩可知,C處彎矩最大,假設(shè)C處為最小直徑,若 ,則軸其他地方都必符合要求。</p><p><b> (安全)</b></p><p> 低速軸的彎矩圖如圖4所示</p><p><b> 圖7 低速軸彎矩圖</b></p&g
49、t;<p> 第6章 軸承組合部件設(shè)計</p><p> 6.1高速軸選取滾動軸承</p><p><b> 1.選取的軸承</b></p><p> 型號為6308深溝球軸承(每根軸上安裝一對),查《課程設(shè)計》表13-3和查《機械基礎(chǔ)》表18-11。</p><p><b> 2.軸
50、承載荷計算</b></p><p> 軸承A的徑向載荷為: </p><p><b> 軸向載荷為: </b></p><p> 軸承B的徑向載荷為: </p><p><b> 軸向載荷為: </b></p><p> 由此可見,軸承A的載荷大,應(yīng)該
51、驗算軸承A。</p><p> 3.計算軸承A 的徑向當(dāng)量動載荷</p><p> 由于,查表13-3得到:,取,則:,故查表18-11得:,則其徑向當(dāng)量動載荷。</p><p> 因兩端選擇同樣尺寸的軸承,故選軸承A的徑向當(dāng)量動載荷為計算依據(jù)。</p><p> 工作溫度正常,查《機械基礎(chǔ)》表18-8得;按中等沖擊載荷,查表18-9
52、得,按設(shè)計要求,軸承得壽命為:。</p><p><b> 則: </b></p><p> 由查《課程設(shè)計》表13-3,6309深溝球軸承得額定動載荷,所以選取得軸承合適。</p><p> 6.2低速軸選取滾動軸承</p><p><b> 1.選取的軸承</b></p>
53、<p> 選取型號為6312深溝球軸承(每根軸上安裝一對),查《課程設(shè)計》表13-3和查《機械基礎(chǔ)》表18-11。</p><p><b> 2.軸承載荷計算</b></p><p> 軸承A的徑向載荷為:</p><p><b> 軸向載荷: </b></p><p> 軸承B
54、的徑向載荷為:</p><p><b> 軸向載荷: </b></p><p> 由此可見,軸承A的載荷大,應(yīng)該驗算軸承A.</p><p> 3.計算軸承A 的徑向當(dāng)量動載荷, 其中, ,查表13-3得到:,取,則:,故查表18-11得:。</p><p> 其徑向當(dāng)量動載荷,因兩端選擇同樣尺寸的軸承,故選軸
55、承A的徑向當(dāng)量動載荷為計算依據(jù)。工作溫度正常,查《機械基礎(chǔ)》表18-8得;按中等沖擊載荷,查表18-9得,按設(shè)計要求,軸承得壽命為:,則: </p><p> 由查《課程設(shè)計》表13-3,6312深溝球軸承得額定動載荷,所以選取得軸承合適。</p><p><b> 鍵的選擇和校核</b></p><p> 7.1高速軸與V帶輪用鍵聯(lián)接&
56、lt;/p><p> 7.1.1 選用圓頭普通平鍵(C型)</p><p> 按軸徑d=30mm,及帶輪寬,查表10-1選擇C856(GB/T 1096-1979)</p><p> 7.1.2 強度校核</p><p> 鍵得材料選為45號鋼,V帶輪材料為鑄鐵。</p><p> 查表得鍵聯(lián)接得許用應(yīng)力:<
57、;/p><p><b> 鍵得工作長度:,</b></p><p><b> 擠壓應(yīng)力:(安全)</b></p><p> 7.2低速軸與齒輪用鍵聯(lián)接</p><p> 7.2.1 選用圓頭普通平鍵(A型)</p><p> 軸徑d=70mm,及齒輪寬,查表10-1選鍵
58、2063(GB/T 1096-1979)。</p><p> 7.2.2 強度校核</p><p> 鍵材料選用45號鋼,齒輪材料為鑄鋼,查表得許用應(yīng)力。</p><p><b> 鍵得工作長度;。</b></p><p> 擠壓應(yīng)力:(安全)。</p><p><b> 7.
59、3聯(lián)軸器鍵聯(lián)接</b></p><p> 7.3.1 選用圓頭普通平鍵(A型)</p><p> 軸徑d=50mm,及輪轂,查表10-1選鍵1680(GB/T 1096-1979)。</p><p> 7.3.2 強度校核</p><p> 鍵材料選用45號鋼,齒輪材料為鑄鋼,查表得許用應(yīng)力</p><
60、;p><b> 鍵得工作長度;。</b></p><p><b> 擠壓應(yīng)力:(安全)</b></p><p><b> 8 減速器潤滑設(shè)計</b></p><p> 1.齒輪傳動的圓周速度。</p><p> 2.因為:,所以采用浸油潤滑。</p>
61、<p> 3.選用L-AN32全損耗系統(tǒng)用油(GB443-1989),大齒輪浸入油中的深度大約1-2個齒,單不應(yīng)少于10mm。對軸承的潤滑, 因 為:,采用脂潤滑,由表14-2選用鈣基潤滑酯L-XAAMHA2(GB491-1987),只需要填充軸承空間的1/2~1/3.并在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)擋油環(huán)。</p><p> 9 減速器箱體的設(shè)計</p><p> 減速器鑄造箱體的主
62、要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計。</p><p> 查《設(shè)計基礎(chǔ)》表3-1經(jīng)驗公式,及結(jié)果列于下表4。</p><p><b> 表4 箱體設(shè)計參數(shù)</b></p><p><b> 參考文獻</b></p><p> [1]龔桂義.機械零件課程設(shè)計指導(dǎo)書(第二版) 北京:高等教育出版社,2009.1<
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