机械设计课程设计计算说明书(定稿).doc

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1、设计项目设计过程结果一、 传动方案拟定二、电动机的选择三、齿轮传动设计四、箱体结构设计五、轴的设计和计算六.轴承的校核七、键的设计八、联轴器的设计九.密封和润滑的设计十、设计小结十一.参考文献1.已知条件（1）输送带工作拉力F=3.0kN； （2）输送带工作速度 =1.5m/s(允许输送带速度误差为 ：5% ) （3）滚筒直径D280mm；（4）滚筒效率 (包括滚筒与轴承的效率损失)=0.96 2.工作条件（1）工作情况两班制，连续单向运转，载荷较平稳；（2）使用折旧期8年；（3）工作环境 室内，灰尘较大，环境最高温度为35C；（4）动力来源电力，三相交流，电压380/220V；（5）检修间隔

2、期 四年一次大修，两年一次中修，半年一次小 修 （6）制造条件及生产批量 :一般机械厂制造，小批量生产。3.设计工作量（1）画出装配图一张（A0或A1）；（2）零件工作图1-3张；（3）设计说明书一份。传动方案拟定图：电动机所需功率为Pd=Pw/a kW 由 Pw=Fv/1000kW=4.5kw所以Pd= Fv/1000a kW 由电动机至运动带传动总效率为a = 12345 其中：1、2、3、4、5为联轴器、滚动轴承、闭式齿轮传动、开式齿轮传动和卷筒的传动效率 取1= 0.99 2= 0.990.99 3= 0.97 4= 0.95 5=0.96 则a=0.86 所以Pd= Fv/1000a

3、 =3.01.5/(10000.86)=5.23kW电动机工作转速为 n=v/D=.5/(280)=102.37/min取闭式齿轮传动比i1=46，开式齿轮传动比i28.则总传动比范围ia=32-48， 因此，电动机的转速： nd=ia n=(32-48) 102.37=3275.84-4913.76r/min 故选Y132S-4型。Y132S-4参数如下:型号额定功率 KW同步转速 r/min堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132S-45.514402.22.3中心高外形尺寸地脚尺寸螺孔直径轴伸尺寸装键部位HL*(AC+AD)*HDA*BKD*EF*G160645*(325*255)*38

4、5254*2541542*11012*37总传动比 : ia=nm/n=1440/102.37=14.06ia= i1 i2 式中i1，i2分别为闭式齿轮和开式的传动比。初取i1=3.9则i2 = ia/ i1=3.6 各轴转速：各轴输入功率：电动机轴输出扭矩： Nm轴输入扭矩: Nm轴输入扭矩: Nm滚筒轴输入扭矩: Nm运动和动力参数参数轴名电动机轴轴轴轴（卷筒轴）转速n/r/min14401440369.23102.56输入功率P/ kw5.184.974.72输入转矩T/Nm34.34128.61439.85传动比i13.93.6功效0.990.960.95三、齿轮传动设计a)闭式齿轮

5、： 1.选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1）选用斜齿圆柱齿轮传动。 2）运输机为一般工作机，速度不高，故选用8级精度(GB 10095-88)3) 材料选择。 由表10-1选择小齿轮材料为40Mn（调质）,硬度为280HBS, 大齿轮材料为45钢（调质），硬度为250HBS，二者材料硬度差为30HBS, 计算许用应力:安全系数，得 4）选小齿轮齿数z1=30,大齿轮齿数z2=3.9*30=117,取z2=117. 5）选取螺旋角。初选螺旋角=15 2.按齿面接触强度设计 取K=1.1 =188 螺旋角系数 由设计计算公式10-21，即 取=2mm取a=155mm取校核齿轮弯曲强度 由图11

6、-8 11-9得因此齿轮满足弯曲强度。 由表11-2知满足8级精度要求b）开式齿轮设计1.选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1）选用直齿圆柱齿轮传动。 2）运输机为一般工作机，速度不高，故选用9级精度(GB 10095-88) 3) 材料选择。由表10-1选择大小齿轮材料为40Cr（表面淬火）,硬度为48-55HkC，取安全系数，计算弯曲许用应力： 4）选小齿轮齿数 取=0.8 K=1.3 按齿轮弯曲强度设计计算 查图11-8得查图11-9得取m=2按齿面接触强度校核：齿轮速度: 查表11-2知满足9级精度要求。齿轮数据：d（mm）mza（mm）b(mm)闭式齿轮小63.162.030155

7、6018.5大246.3211755开式齿轮小542.027125 大1969845四、箱体结构设计(1)窥视孔和窥视孔盖 在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔，以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙，了解啮合情况。润滑油也由此注入机体内。窥视孔上有盖板，以防止污物进入机体内和润滑油飞溅出来。(2)放油螺塞 减速器底部设有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞赌注。(3)油标 油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量。油标有各种结构类型，有的已定为国家标准件。(4)通气器 减速器运转时，由于摩擦发热，使机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏。所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机

8、体内热涨气自由逸出，达到集体内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能。(5)启盖螺钉 机盖与机座结合面上常涂有水玻璃或密封胶，联结后结合较紧，不易分开。为便于取盖，在机盖凸缘上常装有一至二个启盖螺钉，在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖。在轴承端盖上也可以安装启盖螺钉，便于拆卸端盖。对于需作轴向调整的套环，如装上二个启盖螺钉，将便于调整。(6)定位销 为了保证轴承座孔的安装精度，在机盖和机座用螺栓联结后，镗孔之前装上两个定位销，孔位置尽量远些。如机体结构是对的，销孔位置不应该对称布置。(7)调整垫片 调整垫片由多片很薄的软金属制成，用一调整轴承间隙。有的垫片还要起调整传动零件轴向位置的作用。(8)

9、环首螺钉、吊环和吊钩在机盖上装有环首螺钉或铸出吊环或吊钩，用以搬运或拆卸机盖。(9)密封装置 在伸出轴与端盖之间有间隙，必须安装密封件，以防止漏油和污物进入机体内。密封件多为标准件，其密封效果相差很大，应根据具体情况选用。箱体结构尺寸选择如下表：名称符号尺寸（mm）机座壁厚8机盖壁厚18机座凸缘厚度b12机盖凸缘厚度b 112机座底凸缘厚度b 220地脚螺钉直径df18地脚螺钉数目n4轴承旁联结螺栓直径d114机盖与机座联接螺栓直径d210联轴器螺栓d2的间距 l 160轴承端盖螺钉直径d38窥视孔盖螺钉直径d48定位销直径d8df，d1, d2至外机壁距离C124, 20, 16df，d1,

10、 d2至凸缘边缘距离C222,18, 14轴承旁凸台半径R122, 14凸台高度h 根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准外机壁至轴承座端面距离l1 52，36大齿轮顶圆与内机壁距离110齿轮端面与内机壁距离2 10机盖、机座肋厚m1 ,m27， 7轴承端盖外径D2102,123轴承端盖凸缘厚度t 10轴承旁联接螺栓距离S尽量靠近，以Md1和Md2互不干涉为准，一般s=D2五、轴的设计和计算I轴 1、轴上的功率、转矩、转速 由上计算得，TI= 34.34Nm PI= 5.18kW nI= 1440 r/min2、初步确定最小直径 选择轴的材料为40Cr，调质处理根据表14-2取C=110

11、，于是：3、轴的结构设计根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）. ; 初步选取联轴器型号LX1，宽度L1=52mm,因此，为连接紧固，。2）. 取 由于毛毡圈内径的限制，取取轴承端盖的总宽度为mm，根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，取端盖的外端面与带轮的左端面间的距离为28.8mm，则取第二段的长度L2=62mm3）.初步选择滚动轴承。因轴承受径向力作用，估选用角接触球轴承。参照工作要求,由轴承产品目录中初步选取7206C轴承，其尺寸为dDB=306216，故；4）.取5. 6）. 7）. 轴I校核略轴 1、轴上的功率、转矩、转速 由上计算得，T= 128.61N

12、m P= 4.97kW n= 369.23 r/min2、初步确定最小直径 选择轴的材料为45钢，调质处理根据表14-2取C=110，于是：3、轴的结构设计 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）. ;。2）. 取 由于毛毡圈内径的限制，取取轴承端盖的总宽度为35mm，根据轴承端盖的装拆以及对轴承添加润滑脂的要求和箱体的厚度，取端盖的外端面与带轮的左端面间的距离为30mm，则取第二段的长度L2=62mm3）.初步选择滚动轴承。因轴承受径向力作用，估选用圆锥磙子球轴承。参照工作要求,由轴承产品目录中初步选取30210轴承，其尺寸为dDB=509020，故；故采用润滑脂润滑。4）.取5）.

13、6）. 7）. 4.轴的校核垂直面的支承力水平平面的支承力弯矩：所以该轴强度足够。六.轴承的校核对轴轴承型号为7206cCor=15kN对轴轴承型号为30210e=0.42 Cor=73.2kN Y=1.4七、键的设计1）轴与联轴器采用A型平键连接此段2）轴与闭式小齿轮采用A型平键连接此段 3）轴与开式小齿轮采用A型平键连接此段4）轴与闭式小齿轮采用A型平键连接此段八、联轴器的设计（1）类型选择 由于两轴相对位移很小，运转平稳，且结构简单，对缓冲要求不高，故选用弹性柱销联轴器。 （2）载荷计算计算转矩TC=KAT=1.334.34=44.64Nm，其中KA为工况系数，由课本表17-1得KA=1

14、.3（3）型号选择根据TC，轴径d，轴的转速n， 查标准GB/T 58432003，选LX1-Y型弹性柱销联轴器，其额定转矩T=250Nm, 许用转速n=8500r/m ,故符合要求。九.密封和润滑的设计1）.密封 由于选用的电动机为低速，常温，常压的电动机则可以选用毛毡密封。毛毡密封是在壳体圈内填以毛毡圈以堵塞泄漏间隙，达到密封的目的。毛毡具有天然弹性，呈松孔海绵状，可储存润滑油和遮挡灰尘。轴旋转时，毛毡又可以将润滑油自行刮下反复自行润滑。2)润滑(1) 对于齿轮来说，由于传动件的的圆周速度v 12m/s,采用浸油润滑，因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时泛起沉

15、渣，齿顶到油池底面的距离H不应小于3050mm。对于单级减速器，浸油深度为一个齿全高，这样就可以决定所需油量，单级传动,每传递1KW需油量V0=0.350.7m3。(2) 对于滚动轴承来说，由于传动件的速度不高，且难以经常供油，所以选用润滑脂润滑。这样不仅密封简单，不宜流失，同时也能形成将滑动表面完全分开的一层薄膜。十、设计小结 (1)机械设计课程设计是我们在老师的指导下完成的。十分感谢老师，老师在这个过程中十分辛苦。我们在这个过程中也学到了很多知识。(1) 通过这次机械设计课程的设计，综合运用了机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使

16、所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。(2) 学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。(3) 进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。十一.参考文献1.机械设计课程第七版 濮良贵 纪名刚主编 高等教育出版社 2001年2.机械原理课程第六版 孙桓 陈作模主编 高等教育出版社2001年3.机械设计手册修订版 陈铁鸣 王连明 王黎钦主编 哈尔滨工业大学出版社 2003年4.机械设计手册（软件版）R2.0数字化手册系列（软件版）编写委员会编制 机械工业出版社 2003年

17、5. 简明机械零件设计实用手册胡家秀 主编 机械工业出版社2003年a=0.86Pd= 5.23kW电动机型号Y132S-4i1=3.9i2 =3.6（开式） r/min r/min r/min kW kW kW Nm Nm Nm Nm。z1=30z2=117=2mma=155mmv=4.76m/s=27m=2v=1.04m/sL1=50mm 1=18mmL2=62mm 2=25mmL3=38mm 3=30mmL4=58mm 4=32mmL5=8mm 5=43mmL6=12mm 6=32mmL7=16mm 7=30mmL1=50mm 1=30mmL2=62mm 2=40mmL3=42mm 3=50mmL4=3mm 4=55mmL5=11mm 5=70mmL6=9mm 6=55mmL7=20mm 7=50mm该轴强度足够轴与联轴器采用A型平键连接轴与闭式小齿轮采用A型平键连接轴与开式小齿轮采用A型平键连接轴与闭式小齿轮采用A型平键连接选LX1-Y型弹性柱销联轴器