《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計說明書

機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書專業(yè)班級：機(jī)械電子工程03班學(xué)生學(xué)號：1203120301學(xué)生成績： 3 5 52.電動機(jī)的選擇（Y系列三相交流異步電動機(jī)） 7 9 11 11 15 23 23 23 24 29 30 31 34 ——鑄造車間型砂輸送機(jī)的傳動裝置1.設(shè)計題目：設(shè)計帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動裝置4.工作條件（已知條件）2)載荷特性：連續(xù)工作、近于平穩(wěn)、單向運(yùn)轉(zhuǎn)；3)使用期限：8年，大修期3年，6)生產(chǎn)規(guī)模：成批生產(chǎn)。）；）；4)編寫設(shè)計計算說明書一份（約7000字）。3)系統(tǒng)方案的總體評價：以上三種方案：結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用最廣。由于齒輪相對于軸承為不對稱布置，因而沿齒寬載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。方案二中減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可大致相同。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸較長、剛度差，中間軸肩潤滑較困難。方案三中一般為高速級分流，且常用斜齒輪，低速級可用直齒或人字齒輪。齒輪相對于軸承為對稱布置，沿齒寬載荷分布較均勻。減速器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。常用于大功率，變載荷場合。方案一結(jié)構(gòu)簡單、效率高、容易制造、使用壽命長、維護(hù)方便。由于電動機(jī)、減速器與滾筒并列，導(dǎo)致橫向尺寸較大，機(jī)器不緊湊。但齒輪的位置不對稱，高速級齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形部分地抵消，以減緩沿齒寬載荷分布有均勻的現(xiàn)象?？偟膩碇v，該傳動方案一滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低、傳最常用的的電動機(jī)是Y系列籠型三相異步交流電動機(jī)。其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、價格低，適用于不易燃、不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的場合。由于啟動性較好，也適用于某些要求較高起動轉(zhuǎn)矩的機(jī)械。首先估計傳動裝置的總體傳動范圍：由卷筒的圓周速度V可計算卷筒的nw=60x1000/πD=60x1000/πx300工作機(jī)所需有效功率Pw7,有2個V帶傳動效率η2=0.969,有2個6,有1個η=η12η2η32η44η5=0.972.0.96.0.992.0.994.0.96=0.825卷筒軸的輸出功率Pw=Tnw/9550=1.680kW式中：nd——電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍有表2-1查得V帶傳動常用傳動比范圍為2-4，圓柱齒輪傳動比范圍為nd’=i1i22nw=786～6718r/比12兩個方案均可行，方案2電動機(jī)成本低，對選定的傳動方案傳動比也適似的浸油深度，高速級傳動比i2和低速級傳動比i3可按照下列方1-1.5)i3雙級圓柱齒輪低速級傳動比i34=i/高速軸□:P1=P0η1=2.2x0.96=2.11kW中間軸□:P2=P1η2η3=2.11x0.99x0.97=2.03kW低速軸□:P3=P2η2η3=2.03x0.99x0.96=1.93kW高速軸：T1=9550P1/n1=47.60N.m中間軸：T2=9550P2/n2=161.55N.m低速軸：T3=9550P3/n3=460.79N.m將以上計算結(jié)果整理后列于下表：功率P(Kw)效率η31.V帶傳動的設(shè)計計算設(shè)計此V帶傳動h時，已知條件有——帶定功率；小帶輪轉(zhuǎn)速；大帶輪轉(zhuǎn)速。設(shè)計內(nèi)容包括——選擇帶的型號；確定基準(zhǔn)長度、根數(shù)、中心距、基準(zhǔn)直徑以及結(jié)構(gòu)尺寸；初拉力和壓軸力。□確定計算功率Pca=KA×P表8-8查得，工作情況系數(shù)KA=1則Pca=KA×P=1.2*2.2=2.64kw小帶輪轉(zhuǎn)速即電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n0=1420r/min根據(jù)Pca=KA×P=1.2*3=3.6kw和n0=1420r/min查圖8-9，選取帶型為Z型?！醮_定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd，并驗(yàn)算帶速度根據(jù)V帶的帶型和電動機(jī)的中心高100mm,查表8-9選取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=90mm驗(yàn)算帶速=3.14*90*1420/60000=6.69m/s大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2=i1dd1=3*90=270mm□確定中心距a和基準(zhǔn)長度Lddd1+dd2a0≤2(dd1+dd2)查表8-2得Ld=1600mm'實(shí)際中心距a=a0+(Ld-Ld)/2=500mm□驗(yàn)算小帶輪上的包角α1□計算帶的根數(shù)z查表8-6得Kα=0.94查表8-2得KL=1.16帶型率Pcaa/mm度Ldzdd1/mm直徑dd2A3□帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計尺寸：e=12±0.3mm,fmin=7mm,bd=8.5mm,ha=2.0mm,hfmin=7.0mm,δ=6mm小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=90mm，則da1=dd1+2ha=90+2*2.0=94mm對大帶輪：大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2=280mm，則da2=dd2+2ha=280+2*2.0=284mmD1=da2-2(ha+δ)=280-2*（2.0+6）=264mmD0=0.5(D1+d1)=168.53mmd0=0.25(D1-d1)=59.765mmd2t≥b.查表選取尺寬系數(shù)＝1c.查表得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8Mp1/2小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1=大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2＝550MPa□;高速軸：N1=60n1jLh=60×473×1×（2×8×300×8）=1.33x1091/i12=1.33x109/3.75=3.38x108低速軸：N2=60n2jLh=60×120×1×（2×8×300×83.36x108N2'’＝3.36x108/3.02=1.11x108式中j為每轉(zhuǎn)一圈同一齒面的嚙合次數(shù)。Lh為齒輪的工作壽命，單位小時g.計算接觸疲勞許用應(yīng)力％，低速軸：□計算兩級小齒輪分度圓直徑d2t≥V1=τ*d1t*n1/(60*1000)=τ*61.65*473/60000=1.53m/sV2=3.14*d2t*n2/(60*1000)=τ*77.78*120/60000=0.49m/s計算齒寬b及模數(shù)齒高h(yuǎn)b1=φdd1t=1*61.65=61.65mmb2=φdd2t=1*77.78=77.78mmh2=2.25*m2=7.0mmb1/h1=61.65/6.62=9.31b2/h2=77.78/7.0=11.1故載荷系數(shù):Kh1=Ka*Kv1*Kha*Khb1=1*1.07*1.37*1.2Kh2=Ka*Kv2*Kha*Khb2=1*1.03*1*1.424□確定計算參數(shù)KFN2=0.88□計算彎曲疲勞許用應(yīng)力=500*0.87/1.4＝310.71MPa□計算載荷系數(shù)K1=Ka*Kv1*Kfa*Kfb1=1*1.07*1*1.4K2=Ka*Kv2*Kfa*Kfb2=1*1.03*1*1.4查圖10-17取齒形系數(shù)：□計算大、小齒輪的并加以比較都是小齒輪的數(shù)值大，所以取較大者，□設(shè)計計算m1≥3√2x1.759x47600/1x212=1m2≥3√2x1.452x16155/1x252=面接觸疲勞強(qiáng)度決定的承載能力僅與直徑有關(guān)，綜合結(jié)果取高速級□幾何尺寸計算小齒輪齒數(shù)=68.186/2=34，為了保證設(shè)計齒寬和節(jié)省材料，一般將小齒輪略加b.低速級小齒輪齒數(shù)=81.7/2.5=33為了保證設(shè)計齒寬和節(jié)省材料，一般將小齒輪略加綜上，齒輪傳動的參數(shù)如下：低速級221.選擇軸的材料及熱處理由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求速軸、低速軸和中間軸都選擇40Cr鋼,調(diào)質(zhì)處理。2.初估軸徑d≥A03√P1/n1=110*3√2.11/高速軸最小直徑處安裝大帶輪，中間安裝齒輪，軸上設(shè)有兩個鍵槽。取d1min=20mm0=124d≥A03√P2/n2=1243√2.03/中間軸安裝齒輪，軸上設(shè)有兩個鍵槽。取d2min=35mm0=120低速軸安裝有聯(lián)軸器和齒輪，軸上設(shè)有兩個鍵槽。取d3min=50mm.3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計□各軸段直徑的確定a.d11最小直徑，安裝大帶輪的外伸軸段，d11=d1min=25mmb.d12密封處軸段，根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，得知第二段軸的定位c.d13為滾動軸承處軸段直徑，d13=32mm,所以選取軸承為6206，其尺d.d14為過渡軸承，由于各級齒輪傳動的線速度均小于2m/s，滾動軸承采用脂潤滑，因此需要考慮擋油盤的軸向定位，取d14=35mm。g.滾動軸承處軸段d17=32mm□各軸段長度的確定b.由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系確定，選取軸承端蓋螺釘直徑d3=8mm,那么e=1.2d=9.6mm,m=31mm,螺釘數(shù)為4.由裝配關(guān)系取帶輪c.由滾動軸承、擋油盤以及裝配關(guān)系確定L13=16+12=28mm?！蹑I的尺寸設(shè)計□齒輪與軸配合為H7/n6，軸承與軸過渡配合，軸的尺寸公差為m6.□各軸段的直徑確定：a.d31最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段。d31=50mmd×D×B=55mm×100mm×21mm。c.d32為密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)，d.d34過渡段，需要考慮擋油盤的軸向定位，取d34=65mm。g.d37為滾動軸承與套筒軸段，d37=d33=□各軸段長度的確定。31=40mm。選取TL8型彈性套柱銷聯(lián)軸器，則聯(lián)軸器的轂孔d.L34過渡段長度L34=50mm?！蹑I的設(shè)計：L31段需與外部的聯(lián)軸器連接，故選用C型普通單圓頭b×h×l=14mm×9mm×80mm.b×h×l=18mm×11mm×45mm.中間軸的設(shè)計。□各軸段直徑的確定。b.d22低速級小齒輪軸段，選取d.d24高速級大齒輪軸段，d24e.d25段為套筒與軸承處，d25=35mm.□各軸段長度的確定。□鍵的尺寸設(shè)計。低速級小齒輪上：b×h×L=12×8×56渡配合，軸的尺寸工差為m6.取值□1齒頂圓至箱體內(nèi)壁7□7箱底至箱底□2齒輪頂端面至箱體H□3軸承端面至箱體內(nèi)L1箱體內(nèi)壁至軸承座孔端□4旋轉(zhuǎn)零件間軸的距離e軸承端蓋凸□5齒頂圓至軸表面距離箱體內(nèi)壁軸□6大齒輪齒頂圓至箱底內(nèi)壁的箱體軸承座低，故采用油潤滑。查表，選用全損耗系統(tǒng)用油（GB/T433-1989代齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷孛娴木嚯x≥30~60mm。由于滾動軸承的速度較低，所以采用脂潤滑。查表，選用鈣基潤滑脂（GB/T491-1987代號為L-XAMHA1。為避免油池中有稀油濺入軸承座，在齒輪與軸承之間放置擋油環(huán)，輸入軸與輸出軸處用氈圈密封。箱體的尺寸直接影響它的剛度。首先要確定合理的箱體壁厚δ。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：δ=4√0.1T≥8mm（T為低速軸轉(zhuǎn)矩，N.m）可取δ=8mm。為了保證接合面連接處的局部剛度與接觸剛分都有較厚的連接壁緣，箱座底面凸緣厚度設(shè)計的更厚些。在軸承座孔與箱底結(jié)合面處設(shè)置加強(qiáng)肋，減少了側(cè)壁的彎曲變形。箱蓋箱座聯(lián)接直徑d2=12mm受載不大，所以箱體可用灰鑄鐵制成。檢查孔用于檢查傳動件的嚙合情況、潤滑情況、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙，還可用來注入潤滑油，檢查孔要開在