机械设计课程设计

发布 2022-10-01 18:28:28 阅读 8120

十二。 箱体的设置33

十三。 减速器附件的选择35

十四。设计总结37

十五。参考文献38

一.任务设计书。

题目a:设计用于带式运输机的传动装置。

原始数据:工作条件:一半制,连续单向运转。载荷平稳,室内工作,有粉尘(运输带于卷筒及支撑间。包括卷筒轴承的摩擦阻力影响已经在f中考虑)。

使用年限:十年,大修期三年。

生产批量:十台。

生产条件:中等规模机械厂,可加工7~8级齿轮及蜗轮。

动力**:电力,三相交流(380/220)。

运输带速度允许误差:±5%。

设计工作量:1.减速器装配图一张(a3)

2.零件图(1~3)

3.设计说明书一份。

个人设计数据:

运输带的工作拉力 t(n/m)__4800___

运输机带速v(m/s) _1.25___

卷筒直径d(mm) _500___

已给方案。三.选择电动机。

1.传动装置的总效率:

式中:η1为v带的传动效率,取η1=0.96;

2η2为两对滚动轴承的效率,取η2=0.99;

3为一对圆柱齿轮的效率,取η3=0.97;

为弹性柱销联轴器的效率,取η4=0.98;

5为运输滚筒的效率,取η5=0.96。

所以,传动装置的总效率η=0.96*0.99*0.99*0.97*0.98*0.96=0.86

电动机所需要的功率。

p=fv/η=4800*1.25/(0.86×1000)=6.97kw

2.卷筒的转速计算。

nw=60*1000v/πd=60*1000*1.25/3.14*500=47.7r/min

v带传动的传动比范围为;机械设计第八版142页。

一级圆柱齿轮减速器的传动比为i2∈[8,10 ];机械设计第八版413页。

总传动比的范围为[16,40];

则电动机的转速范围为[763,1908];

3.选择电动机的型号:

根据工作条件,选择一般用途的y系列三相异步电动机,根据电动机所需的功率,并考虑电动机转速越高,总传动比越大,减速器的尺寸也相应的增大,所以选用y160m-6型电动机。额定功率7.5kw,满载转速971(r/min),额定转矩2.

0(n/m),最大转矩2.0(n/m)

4、计算传动装置的总传动比和分配各级传动比。

总传动比ib=n/nw=971/47.7=20.3

式中:为电动机满载转速;

为工作机轴转速。

取v带的传动比为i1=3,则减速器的传动比i2=ib/3=10.03;

5.计算传动装置的运动和动力参数。

6.计算各轴的转速。

轴:n1=n/i1=971/3=323.6 r/min;

轴:n2=ni/6.76=47.7; r/min

卷筒轴:n3=n2=47.7 r/min

7.计算各轴的功率。

轴:p1=pη1=6.970.96=6.5184(kw);

轴p2=p1η2η3=6.51840.990.97=6.25(kw);

卷筒轴的输入功率:p3=p2ηη2=6.250.980.99=6.06(kw)

8.计算各轴的转矩。

电动机轴的输出转转矩:t1=9550p/n=96606.97/971=68.5 n·m

轴的转矩:t2=t1*i1*η1*η2=68.5*3*0.96*0.99=195.3 n·m

轴的转矩:t3=t2i2*η2η3=195.36.760.990.97=1267.8n·m

第二部分传动零件的计算。

四。v型带零件设计

1.计算功率:

---工作情况系数,查表取值1.3;机械设计第八版156页。

---电动机的额定功率。

2.选择带型。

根据,n=971,可知选择b型;机械设计第八版157页。

由表8-6和表8-8取主动轮基准直径。

则从动轮的直径为

据表8-8,取mm

3.验算带的速度。

=7.11m/s

机械设计第八版157页。

7.11m/s 25m/s

v带的速度合适。

4、确定普通v带的基准长度和传动中心矩。

根据0.7(+)2(+)初步确定中心矩。

机械设计第八版152页。

1000mm

5.计算带所需的基准长度:

= 2950.6mm

机械设计第八版158页。

由表8-2选带的基准长度=3150mm

6.计算实际中心距a

/2=1100mm

机械设计第八版158页。

验算小带轮上的包角。

7.确定带的根数z

z= 机械设计第八版158页。

由,查表8-4a和表8-4b

得 =1.68, =0.31

查表8-5得: 0.955,查表8-2得: 1.07,则。z=

取z=5根。

8.计算预紧力。

机械设计第八版158页。

查表8-3得q=0.18(kg/m)

则=230.8n

9.计算作用在轴上的压轴力。

2285.2n 机械设计第八版158页。

五。带轮结构设计。

带轮的材料采用铸铁。

主动轮基准直径,故采用腹板式(或实心式),从动轮基准直径,采用孔板式。

六.齿轮的设计。

1.选定齿轮的类型,精度等级,材料以及齿数;

1).按传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动;

2).减速器运输机为一般工作机器,工作速度不是太高,所以选用7级精度(gb10095-88);

3).选择材料。由表10-1可选择小齿轮的材料为45gr(调质),硬度为280hbs,大齿轮的材料为45刚(调质),硬度为240hbs,二者的材料硬度相差为40hbs。

4).选小齿轮的齿数为24,则大齿轮的齿数为246.76=162.24,取=163

2按齿面接触强度进行设计。

由设计公式进行计算,即。

机械设计第八版203页。

选用载荷系数=1.3

计算小齿轮传递的转矩。

由表10-7选定齿轮的齿宽系数;机械设计第八版205页。

由表10-6查得材料的弹性影响系数=189.8

由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=600mpa;大齿轮的接触疲劳强度极限=550mpa

3.计算应力循环次数。

=60323.61(2436510)=1.7;机械设计第八版206页。

取接触疲劳寿命系数=0.89, =0.895;机械设计第八版207页。

4.计算接触疲劳许用应力。

取失效概率为1%,安全系数s=1,得。

机械设计第八版205页。

5.计算接触疲劳许用应力。

1)试算小齿轮分度圆的直径,带入中较小的值。

2.32 =71mm

1)计算圆周的速度。

=1.20mm/s

2)计算齿宽b

171mm=71mm

3)计算齿宽和齿高之比。

模数=2.95 mm

齿高=2.252.95=6.63 mm

4)计算载荷系数。

根据v=1.2mm/s;7级精度,可查得动载系数=0.6;机械设计第八版194页。

直齿轮 =1;

可得使用系数 =1;机械设计第八版193页。

用插图法差得7级精度,小齿轮相对支承非对称布置时, =1.423机械设计第八版196页。

由10.68, =1.423 可得=1.36

故载荷系数==0.8538

机械设计第八版192页。

5)按实际的载荷的系数校正所算得的分度圆直径。

=61.6mm

6)计算模数m。

6.按齿根弯曲强度设计。

弯曲强度的计算公式。

;机械设计第八版201页。

1)确定公式内各计算数值。

1)查表可得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500mpa大齿轮的弯曲强度极限=380 mpa 机械设计第八版209页。

2)查表可得弯曲疲劳寿命系数=0.86, =0.87;

3)计算弯曲疲劳许用应力。

取弯曲疲劳安全系数s=1.4,由式可得。

=307.14 mpa

=236.14 mpa

计算载荷系数k

查取齿形系数。

查得 2.652.06

机械设计第八版200页。

6)查取应力校正系数。

查表可得 = 1.581.97

机械设计第八版200页。

计算大,小齿轮的并加以比较。

大齿轮的数值大。

2)设计计算。

对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关,可取由弯曲强度算得的模数2.3并就近圆整为标准值m=2,按接触强度计算得的分度圆直径=71 mm,算出小齿轮数。

大齿轮的齿数=6.7631=210

这样设计出的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免了浪费。

4.几何尺寸的计算。

1)计算分度圆直径。

m=64mm

m=420mm

2)计算中心距。

242mm3)计算齿轮的宽度。

64 mm七.轴的设计与校核。

高速轴的计算。

1)选择轴的材料。

选取45钢,调制处理,参数如下:

硬度为hbs=220

抗拉强度极限σb=650mpa

屈服强度极限σs=360mpa

弯曲疲劳极限σ-1=270mpa

剪切疲劳极限τ-1=155mpa

许用弯应力[σ-1]=60mpa

二初步估算轴的最小直径。

由前面的传动装置的参数可知= 323.6 r/min; =6.5184(kw);查表可取=115机械设计第八版370页表15-3

31.26mm

三.轴的机构设计。

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