机械设计课程设计

机械设计课程设计2016/2017学年第二学期指导老师：王峥2015级机械设计制造及自动化学号：2015211425顶姓名：张恒顶2017-05滁州学院本科毕业论文目录1课程设计题目1.1内容1.2目标1.3任务陈述1.4设计的关键2传动装置的总体设计2.1传动方案的确定2.2电动机的选择2.3传动比的计算及分配2.4传动装置的运动、动力参数计算3传动件的设计计算3.1减速器外传动件的设计计算3.1.1v带设计3.2减速器内传动件的设计计算3.2.1齿轮传动设计（1、2轮的设计）3.2.2齿轮传动设计（3、4轮的设计）4键连接的选择及校核计算4.1输入轴键选择及校核4.2中间轴键选择及校核滁州学院本科毕业论文4.3输出轴键选择及校核5轴承选择及校核计算5.1输入轴的轴承计算及校核5.2中间轴的轴承计算及校核5.3输出轴的轴承计算及校核6联轴器选择7减速器的润滑及密封7.1减速器的润滑7.2减速器的密封8减速器附件及箱体主要结构尺寸滁州学院本科毕业论文31、课程设计题目：设计铸工车间的砂型运输设备。该传送设备的传动系统由电动机、减速器和输送带组成。每日两班制工作，工作期限为10年。已知条件：输送带带轮直径d=300mm，输送带运行速度v=0.69m/s，输送带轴所需拉力F=6000N。1.1内容1.设计二级圆柱齿轮减速器，计算带传动的主要性能参数。2.绘制齿轮减速器的装配图一张；绘制低速轴上的齿轮的传动件的工作图一张；绘制从动轴的零件工作图；绘制减速器箱体的零件工作图一张。3.写出设计计算说明书一份。1.2目标（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。滁州学院本科毕业论文4（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。（4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。1.3任务陈述1、绘制传动装置装配图一张（A0/A1）；2、绘制传动装置中轴、齿轮零件图各一张(A3)；3、编制设计说明书一份。（字数在8000字左右）1.4设计的关键设计的重中之重在于二级展开式圆柱斜齿轮减速器的设计，需要通过计算减速器内部各种零件的性能参数使其达到规定的强度、刚度要求进而对减速器进行设计。其主要步骤如下：第一步选择原动机第二步分配传动比计算各轴的转速，力矩第三步齿轮传动设计与计算第四步轴的设计与计算第五步联轴器的选择与设计第六步轴承的选择与校核第七步润滑方式选择第八步其它附件如端盖油标等各种附件的选择第九步减速器箱体的设计滁州学院本科毕业论文52传动装置的总体设计2.1传动方案的确定（1）根据工作要求和工作环境，选择展开式二级圆柱直齿轮减速器传动方案。此方案工作可靠、传递效率高、使用维护方便、环境适用性好。（2）为了保护电动机，其输出端选用带式传动，这样一旦减速器出现故障停机，皮带可以打滑，保证电动机的安全。（3）由于带传动的承载能力较低，传递相同转矩时结构尺寸较大，但传动平稳，能缓冲吸震，因此，应将其布置在高速的一端。（4）直齿圆柱齿轮相对于带传动有一定的冲击，所以放在传动装置的速度低的一端。故该机器包括原传动机、传动装置、工作机三部分组成，而且结构紧凑，匀称、强度和刚性号，便于操作和维修。2.2电动机的选择2.2.1电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列鼠笼三相异步电动机。其结构为全封闭自扇冷式结构，电压为380V。2.2.2电动机的功率)(1000kWvFP式中：F为工作机的阻力，N；v为工作机的线速度，m/s；为工作机的效率，带式传动机可取=0.96其中：F=6000N，v=0.69m/s，w=0.96滁州学院本科毕业论文6得kWkWvFP4.31396.0100069.06000)(10002、电动机的输出功率0P为)(kWpPd——电动机至滚筒轴的传动装置总效率。dP——工作机实际需要的电动机的输出功率。p——工作机所需的输入功率且传动装置的总效率公式为：n321式中，n，，，，321为传动系统中各级传动机构、轴承以及联轴器的效率。查《机械设计课程设计》第三章表3-1可知1——带传动效率：0.962——每对轴承的传动效率：0.993——圆柱齿轮的传动效率：0.984——联轴器的传动效率：0.995——卷筒的传动效率：0.96由简图可知共有三对轴承，两对齿轮，一个联轴器，两种传送带。所以传动装置的总效率为：5423321=0.853、电动机所需功率为：kWpPd5.07485.04.313滁州学院本科毕业论文7因载荷平稳，电动机额定功率mP只需略大于dP即可，，查《机械设计课程设计》表17-7选取电动机额定功率mP=kw5.5。2.2.3电动机转速的确定滚筒轴工作转速：min/43.96min/30069.0600001064rrDvnwπ由《机械设计课程设计》表3-2得展开式减速器的传动比为：减i=9~25V带的传动比为：带i=2~4得总推荐传动比为：带减总iii18~100所以电动机实际转速的范围为：总innw791.08~4395r/min查《机械设计课程设计常用标准和规范》表17-7可知符合这一范围的同步转速为750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min。但是电动机的转速范围为791.08~4395r/min，且3000r/min的电动机的转速过高。故选用同步转速1500r/min的电机。型号为Y132S-4，满载转速min/1440rnm。2.3传动比的计算及分配1、总传动比为:32.7643.951440nnwmi总其中mn是电动机的满载转速，wn是电动机的工作转速。2、分配传动比为使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干涉现象，现选V带传动比：3带i；滁州学院本科毕业论文8则减速器的传动比为：10.92332.76带减iii；考虑两级齿轮润滑问题，两级大齿轮应该有相近的浸油深度。应使两级的大齿轮具有相似的直径（低速级大齿轮的直径应略大一些，使高速级大齿轮的齿顶圆与低速轴之间有适量的间隙）。设高速级的传动比1i，低速级的传动比为2i，对于二级展开式圆柱齿轮减速器：91.3~77.34.1~3.11减）（ii取1i=3.75，则低级传动比为：2.91257.310.9212iii减；2.4传动装置的运动、动力参数计算2.4.1各轴的转速：电机轴：0n=mn=1440r/min1轴:min/48031440带1rinnm；2轴:min/12875.3480112rinn；3轴:min/43.96912.2128223rinn；滚筒轴:min/43.9634rnnnw2.4.2各轴的输入功率：电机轴：0P=kw5.51轴:kwPP5.2896.05.5101；2轴:kwPP5.1298.099.05.283212；3轴:kwPP4.9798.099.05.123223；滁州学院本科毕业论文9卷筒轴:4.87kw99.099.04.974234PP2.4.3各轴的输入转矩：电机轴:mNnPTm36.4840145.59550955000；1轴:mNnPT105.054805.2895509550111；2轴:mNnPT3821285.1295509550222；3轴:mNnPT1079.743.964.9795509550333；滚筒轴:mNnPT105843.964.87955095503442.4.4整理列表轴名功率kwP/转矩mNT/转速min)/(rn电机轴5.536.48144015.28105.0548025.1238212834.971079.743.96滚筒轴4.87105843.963传动件的设计计算3.1减速器外传动件的设计计算3.1.1V带设计滁州学院本科毕业论文103.1.1.1原始数据电动机功率——5.5wPkw电动机转速——14401nr/minV带理论传动比——3i3.1.1.2设计计算确定计算功率dcaPKPA根据两班制工作，空载启动，连续，单向运转，载荷稳定，工作期限10年。表8-8查得工作系数KA=1.26.6kw5.52.1dcaPKPA3.1.1.3选择V带的带型根据caP、1n由图8-11选用A型。3.1.1.4确定带轮的基准直径dd并验算带速v1）初选小带轮的基准直径1dd。由表8-7和表8-9，取小带轮的基准直径1dd=80mm2）验算带速0v按式（8-13）验算带的速度s/m029.6100060144080100060ndv11dππ因为30m/svm/s5＜＜，故带速合适3.1.1.5计算大带轮的基准直径。根据式（8-15a），计算大带轮的基准直径mm240mm803idd1d2d根据表8-9，取标准值为250d2dmm3.1.1.6确定V带的中心距a和基准长度dL1）根据式（8-20），初定中心距mm400a02）由式（8-22）计算带所需的基准长度1336]mm400480250250802400[2a4dddd2a22022d1d2d1d0d0）（）（π）（）（πL由表8-2选带的基准长度mm1250dL。滁州学院本科毕业论文113）按式（8-23）计算实际中心距0amm357mm2133612504002aa0dd0）（LL由式（8-24）可得中心距的变化范围为338.25mm~394.5mm。3.1.1.7验算小带轮上的包角1α12071.1523573.5780250180a3.57dd1801d2d1＞）（）（α3.1.18计算带的根数z1）计算单根V带的额定功率rP。由r/min1440nmm80d11d和，查表8-4得KWP68.00根据r/min1440n1，i=3和A型带，查表8-5得KWP17.00查表8-6得92.0K，查表8-2得93.0LK，于是KWKKPPPL73.093.092.017.068.000r）（）（2）计算V带的根数z。04.973.06.6zrcaPP取10根。3.1.1.9计算单根V带的初拉力0F由表8-3得B型带的单位长度质量q=0.105kg/m，所以2ca0qvzv）5.2（500KPKF=]029.6105.0029.61092.06.692.05.2500[2）（=97.82N3.1.1.10计算压轴力PFNNFF18.1901271.152sin82.971022sinz210pα3.1.1.11主要设计结论带型带轮基准直径(mm)传动比基准长度(mm)滁州学院本科毕业论文12A801dd2502dd31250中心距（mm）根数初拉力(N)压轴力(N)6631097.821901.183.1.1.12带轮的结构设计1、带轮的材料：采用铸铁带轮（常用材料HT200）2、带轮的结构形式：V带轮的结构形式与V带的基准直径有关。小带轮接电动机，mmdd801较小，所以采用实心式结构带轮。3.2减速器内传动件的设计计算3.2.1齿轮传动设计（1、2轮的设计）1.选精度等级、材料及齿数（1）选择小齿轮材料为40Cr（调质），齿面硬度280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），齿面硬度为240HBS。（