机械设计课程设计

发布 2022-10-01 18:22:28 阅读 8078

1—电动机 2—带传动 3—减速器 4—联轴器 5—滚筒 6—传送带。

已知条件:运输带工作拉力f=2200n;运输带工作速度v=1.8m/s(允许运输带速度误差为±5%);滚筒直径d=450㎜;两班制,连续单向运转,载荷轻微冲击;工作年限5年;环境最高温度35oc;小批量生产。

应完成的工作。

1、 减速器装配图1张;

2、 零件工作图1—2张(从动轴、齿轮);

3、 设计说明书1份。

一、传动方案拟定。

1.1 工作条件:

使用年限5年,工作为二班工作制,载荷轻微冲击,环境最高温度35℃。

1.2 原始数据:

运输带工作拉力f=2200n;带速v=1.8m/s;滚筒直径d=450mm。

二、电动机选择。

2. 1、电动机类型的选择。

因为本传动的工作状况是:载荷较平稳,单向旋转。所以选用常用的闭式y系列三相异步电动机。

2.2电动机容量的选择。

2.2.1 工作所需功率:

pw =2200n×1.8m/s/ηw=4.125kw

其中ηw为带的传动效率其选值范围微0.94~0.98 在此取ηw=0.96

2.2.2 电动机的输出功率。

pd=pw/η

齿×η带×η带×η轴承×η连×η滚筒=0.97×0.96×0.96×0.99×0.97×0.96=0.824

pd=4.125/0.824=5kw

2.2.3 确定电机转速。

n筒=60×1000v/πd=60×1000×1.8/(π450)≈76r/min

由于圆柱齿轮一级减速器传动比范围为3~6;v带传动比范围为2~4,故电动机的可选范围为n=(6~24)×76=456~1824则可初定电动机转速为1000r/min

2.3 确定电机型号。

根据以上计算,选定电动机型号为y132m2—6,其主要的性能:额定功率5.5kw,满载转速960r/min,额定转矩2,净重量85kg

三计算机传动比及分配各级的传动比。

3.1 总传动比:

i=n/n筒=960/76=12.63

3.2 分配各级传动比。

取i齿轮=5,i带=i总/i齿轮=12.63/5=2.526

四运动参数及动力数计算。

4. 1 计算个轴转速。

r/min4. 2 计算各轴的功率(kw)

p1=pd=5kw

p2=p1××0.96=4. 8kw

p3=p2×

4.3 计算各轴的扭矩(

t1=9.55×p1/n1=9.55××5/960=49739.58nmm

t2=9.55×p2/n2=9.55××4.8/380=120631.57nmm

t3=9.55×p3/n3=9.55××4.609/76=579157.23 nmm

五传动件的设计计算。

5.1 皮带轮传动的设计计算。

5.1.1选择普通v带截型。

由课本表得:ka=1.2

pc=kap=1.2×5.5=6.6kw

根据pc和n1由课本图得:选用a型v带。

5.1.2 确定带轮基准直径,并验算带速。

由课本图得,推荐的小带轮基准直径为。

75~100mm

则取dd1=120mm>dmin=75

dd2=(n1/n2)dd1=960/380×120=303.15mm

标准化得dd2=300mm

实际从动轮转速n2’=n1dd1/dd2=960×120/300=384r/min

转速误差为:(n2’-n2)/n2’=(384-380)/384

0.0104<0.05(允许)

带速v:v=πdd1n1/(60×1000)

6.0288m/s

在5~25m/s范围内,带速合适。

5.1.3 确定带长和中心矩。

0. 7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)

0. 7(120+300)≤a0≤2×(120+300)

所以有:294mm≤a0≤840mm

取 a0=500mm

l0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1) /4a0

1675.6mm

根据课本表取ld=1600mm

a≈a0+(ld-l0)/2=500+(1600-1675.6)/2

462.2mm

5.1.4验算小带轮包角。

α1=180°-(dd2-dd1)/a×57.3°

=160.17°>120°(适用)

5.1.5确定带的根数。

根据课本表p1=1.4kw

根据课本表△p1=0.11kw

根据课本表kα=0.95

根据课本表kl=0.99

z =pc/[(p1+△p1)kαkl]

取=55.1.6计算轴上压力。

由课本表查得q=0.1kg/m,单根v带的初拉力:

f0=500pc/zv(2.5/kα-1)+qv

=500×6.6/(5×6.0288)×(2.5/0.95-1) +0.1×6.0288n

=182.23n

则作用在轴承的压力fq,

fq=2zf0sinα1/2=2×5×182.23×sin160.17°/2

=1795.08n

5.2 齿轮传动的设计计算。

5.2.1按齿面接触疲劳强度计算。

选择齿轮材料及精度等级。

考虑减速器传递功率不大,所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40cr调质,齿面硬度为240~260hbs。大齿轮选用45钢,调质,齿面硬度220hbs;根据课本表选7级精度。

齿面粗糙度ra≤1.6~3.2μm

传动比i齿=5

取小齿轮齿数z1=30。则大齿轮齿数:z2=iz1=5×20=150

齿数比:u=i0=5

由课本表取φd=1

转矩t1t1=9.55×10×p2/n2=9.55×10×4.8/380=120631nmm

许用接触应力[σh]

由课本图查得:

z1=710mpaσz2=580mpa

σh1]=0.9×710=639mpa

σh2]=0.9×580=522mpa

由课本表取 ad=85

初步计算小齿轮直径

d1≧ad =

60.15mm

初步齿宽b b==1×60=60mm

5.1.2 校核计算。

圆周速度v=

齿数z和模数m: 取小齿轮齿数z1=30。

则大齿轮齿数:z2=iz1=5×30=150

m=d1/z1=60.15/20=3.0075mm

根据课本表取标准模数:m=2.5mm

z1= d1 /m =60/2.5mm=24

z2=i z1=5×24=120

使用系数k 由表查得ka=1.25

动载系数k 由表查得 k=1.1

齿间载荷分配系数k

z=由此得。

齿面载荷分布系数k k=a+b+c10b

载荷系2数kk==1.25×1.1×1.32×1.30=2.36

弹性系数z由表得 z=189.8

节点区域系数z 由图得z=2.5

接触最小安全系数s 由表得s=1.05

总工作时间5×300×16=24000h

应力循环次数n 由表估计指数m=8.78n=60

n= n/i=1.08/5=0.216

接触寿命系数zn 由课表图查得zn1=1.18

zn2=1.4

许用接触应力[σh] [h1]= 710×1.18/1.05=789mpa

h1]= 580×1.4/1.05=773mpa

演算 h=zezhz

计算结果表明,接触疲劳强度较为合适。齿轮尺寸无需调整。

5.2.3确定传动主要尺寸。

实际分度圆直径d

因模数取标准时,齿数已重新确定,但并未圆整。故分度圆直径不会改变,即:

d1=mz1=2.5×24=60mm

d2=mz2=2.5×120=300mm

中心距a=齿宽:b=φdd1=1×60mm=60mm

b=60mm取b1=65mm b2=60mm

齿根弯曲疲劳强度演算。

重合度系数yy=0.25+=0.686

齿间载荷分配系数kfa=1/ y=1.45

齿向载荷分布系数kfβ b/h=60/(2.25×2.5)=10.6

kfβ=1.25

载荷系数k==1.25×1.1×1.45×1.25=2.49

齿形系数y 由课本表y=2.8

y=2.15

应力修正系数y 由课本表y=1.54

y=1.83

弯曲疲劳极限由课本表600mpa

450mpa

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