A. 機械設計課程設計設計帶式運輸機傳動裝置其中運輸帶工作拉力F=2900N V=1. 5滾筒直徑D=400滾筒效率0....
課程設計 帶式運輸機傳動裝置設計,共31頁,6698字
目錄
第一章 設計任務版書 1
第二章 傳動裝置的總體設權計 2
2.1 電動機的選擇 2
2.2 傳動裝置的總傳動比和傳動比分配 3
2.3傳動裝置的運動和動力參數計算 3
第三章 傳動零件的設計計算 5
3.1 V帶傳動的設計計算 5
3.2蝸輪輪蝸桿傳動的設計計算 6
第四章 軸的結構尺寸計算 8
4.1蝸輪轉軸的機構尺寸計算 8
4.2蝸桿軸的結構尺寸設計 8
第五章 軸的強度校核 10
5.1 蝸輪轉軸的強度校核 10
5.2 蝸桿軸的強度校核 12
第六章 滾動軸承的選擇和校核 16
6.1 蝸輪轉軸軸承選擇和校核 16
6.2蝸桿軸軸承選擇和校核 16
第七章 平鍵的選擇計算以及聯軸器的選擇 18
7.1 蝸桿轉軸與蝸輪接觸的鍵的選擇計算 18
7.2 周轉定向連軸起的鍵的選擇計算 18
7.4 聯軸器的選擇 19
第八章 減速器箱體設計及附件的選擇和說明 20
8.1箱體主要尺寸設計 20
8.2附屬零件的設計 20
第九章 潤滑與密封 21
第十章 課程設計小結 22
參考文獻 22
B. 有沒有電子版的機械設計手冊
《機械設計手冊(軟體版)》V3.0是一套大型機械設計專業技術工具軟體,主要由機械設計數據資源、機械設計計算和查詢程序、機械工程常用公式計算、機械標准件2D和3D圖庫、機械工程常用英漢詞彙等分系統組成。(1)機械設計數據資源包括:常用基礎資料,零部件設計基礎標准,常用工程材料(金屬、非金屬),零件結構設計工藝性,連接與緊固,彈簧,起重運輸零部件、操作件和小五金,機架、箱體及導軌,潤滑與密封裝置,管道與管道附件,摩擦輪及螺旋傳動,帶傳動和鏈傳動,減速器和變速器,齒輪傳動,軸承,軸,聯軸器、離合器和制動器,常用電動機,常用低壓電器,液壓傳動,氣壓傳動與控制等數據資源模塊。(2)機械設計計算和查詢程序包括:公差與配合查詢,形狀與位置公差查詢,螺栓連接設計校核,鍵連接設計校核,彈簧設計,摩擦輪傳動設計,螺旋傳動設計,帶傳動設計,鏈傳動設計,漸開線圓柱齒輪傳動設計,普通圓柱蝸桿傳動設計計算,平面凸輪機構設計與分析,平面連桿機構設計,滾動軸承設計與查詢,軸設計計算等軟體模塊。(3)機械工程常用公式計算是一個能便捷地進行機械設計中的常用公式計算的工具軟體,亦可以自定義公式進行計算,包括:常用幾何體的幾何及物性計算,各種截面的力學性能、桿件計算,不同形狀截面中性軸的曲率半徑,受靜載荷梁的內力及變位計算公式,接觸應力計算公式,沖擊載荷計算公式,厚壁旋轉圓盤計算公式,等厚旋轉圓盤計算公式,薄殼中應力與位移計算公式,平面彎曲計算,圓盤平板計算等數百項數學、力學計算公式。(4)機械標准件2D和3D圖庫主要是以AutoCAD和SolidWorks軟體為環境,提供型材,緊固件(螺釘、螺栓、螺柱、銷和鉚釘、螺母、墊圈、檔圈),滾動軸承等標准件的三維實體模型。(5)機械工程常用英漢詞彙軟體系統提供了一個近十萬個機械工程常用專業英語詞彙、術語字典庫,可以很方便地用英譯漢或漢譯英方式查到所需要的專業詞彙,進一步豐富了本手冊(軟體版)的功能和實用性。總之,《機械設計手冊(軟體版)》V3.0是目前國內機械設計方面資料較為齊全和規范的資料庫和設計方法軟體系統,具有開發思路新穎、數據資源豐富、設計計算使用方便、實用性強等特點,適用於機械類企業、大專院校和科研院所的產品開發、製造和研究的工程技術人員使用,也適用於航空、電子、化工、建築、石油、輕工等行業從事相關工程設計製造的工程技術人員參考。增加:《程序升級及數據更新包》升級方法:請您將升級包程序下載後直接運行安裝即可。數據新增內容:(1)普通螺紋基本牙型(摘自GB/T192-2003)(2)普通螺紋直徑與螺距系列(摘自GB/T193-2003)(3)普通螺紋優選系列(摘自GB/T9144-2003)(4)普通螺紋管路系列(摘自GB/T1414-2003)(5)普通螺紋基本尺寸(摘自GB/T196-2003)(6)普通螺紋公差(摘自GB/T197-2003)(7)普通螺紋極限偏差(摘自GB/T2516-2003)(8)普通螺紋極限尺寸(摘自GB/T15756-1995)(9)普通螺紋中等精度、優選系列的極限尺寸(摘自GB/T9145-2003)(10)普通螺紋粗糙精度、優選系列的極限尺寸(摘自GB/T9146-2003)(11)梯形螺紋牙型(摘自GB/T5796.1-2005)(12)梯形螺紋直徑與螺距系列(摘自GB/T5796.2-2005)(13)梯形螺紋基本尺寸(摘自GB/T5796.3-2005)(14)梯形螺紋公差(摘自GB/T5796.4-2005)其中普通螺紋基本尺寸(摘自GB/T196-2003)、普通螺紋極限尺寸(摘自GB/T15756-1995)是計算程序。破解方法:運行補丁程序對安裝後的 PMain.exe 打補丁用戶碼:12345678注冊碼:12345-12345-12345-12345=====================================如有必要(不一定要做)1.請刪除文件:%Windowdir%\cmmdjxsjcl.dll2.請刪除注冊表項:HKEY_CURRENT_USER\Software\jxsjsc3.復制 Movie.avi 和 keycode.txt 到安裝後的目錄覆蓋原來的文件下載鏈接: http://download.cqu.e.cn/index.php?o=display;id=6397大量破解軟體: http://www.9iv.com/down/index.htm?eid=114632速度很快!絕對好用!
C. 想自學機械設計
9.基礎化學 (68學時)
學習化學基本定律和基本計算、原子結構、分子結構、元素周期律、化學反應速度和化學平衡、電解質溶液、化學反應、重要化合物、配位化合物;學習主要有機化合物的命名、結構、性質及其相互轉化的基本規律,了解常見有機物的工業來源、合成方法、性質及用途;了解氣體、熱力學基礎、相平衡、電化學、表面現象、化學動力學等基礎知識。
10.機械制圖(64學時)
學習制圖基礎知識、投影原理、軸測圖、視圖、剖視、零件圖、公差與配合、裝配圖、鈑金工展開圖、化工機器及化工設備圖、化工管道圖,使學生掌握機械制圖的基礎知識和基本技能,具備初步閱讀和繪制簡單零部件圖、工藝流程圖的能力。
11.工程力學 (102學時)
學習靜力學、材料力學、運動學、動力學的有關知識:平面匯交力系、平面一般力系、空間力系、軸向拉伸與壓縮、剪切和擠壓、圓軸扭轉、直梁平面彎曲、應力狀態及強度理論、組合變形、壓桿穩定、點的運動、剛體的基本運動、質點動力學和剛體動力學基礎知識、機械振動基礎、應變力簡單計算等。使學生初步具有受力分析的能力,能對構件的強度、剛度和穩定性進行簡單計算。
12.電工學與電子學 (102學時)
講授電工學的基礎理論知識,讓學生掌握電路的分析與計算方法;掌握交流電路的基本概念及交流電路的分析計算方法;了解常用電器的工作原理
13.金屬材料與機械加工 (84學時)
講授金屬材料的種類、機械性能及應用,金屬材料熱處理工藝;零件的熱加工工藝以及機加工工藝等方面的知識.
14.金屬工藝學 (56學時)
講授金屬的主要成型方法和加工方法;有關加工設備和機械的工作原理、結構和使用方法;零件加工的一般過程和有關的安全操作技術。
15.機械原理與機械零件 (84學時)
學習常用機械機構、聯接件、機械傳動、軸、軸承、聯軸器。使學生了解一般常用機械機構的運動特徵和結構特徵,學習化工廠常用機械傳動、潤滑與密封的常識,初步具有常用機械機構、機械零件的基本計算能力。基本具備查閱和使用有關國家標准及設計手冊的能力。
16.化工單元過程操作(128學時)
學習液體流動、流體輸送、非均相物系分離、傳熱、蒸發、結晶、蒸餾、吸收、萃取、乾燥等化工單元的操作,掌握化工單元操作的基本原理,了解典型化工設備的結構、性能和常見故障的處理。
17.企業管理(72學時)
學習企業管理概論、生產管理、技術管理、經營管理、財務管理、技術經濟分析;學習市場經濟基本原理,市場經濟法則;使學生掌握企業管理的基本原理和基本方法。
18.互換性原理及測量技術(56學時)
講授機械零件公差配合和測量的基本知識,尺寸鏈及其計算。
19.化工生產機械(108學時)
學習泵、風機、離心機、壓縮機等常用化工機器的基本工作原理與管理知識,學習薄壁容器、厚壁容器、列管式換熱器、塔器、反應釜等常用化工容器及設備的結構及相應的基本計算方法,使學生熟悉一般化工機器的基本工作原理及基本結構,熟悉化工生產中的典型設備的結構與性能,初步具備使用和維護化工機器的能力,初步具備查閱使用化工設備手冊和國家標准以及其他技術資料的能力,具有化工設備與機械維護和管理的基本知識與能力
20.工業腐蝕與防護(72學時)
學習腐蝕的基本理論、耐腐蝕金屬材料的性能及運用,學習化工防腐的基本技術和基本方法,使學生了解腐蝕產生的原因及防護措施,了解常用耐腐蝕材料的正確選用方法,了解一般常用耐腐蝕材料的測試方法。
21.機械安裝與修理(72學時)
學習化工生產機械及管路的安裝和維修方法,使學生能進行生產機械的典型故障分析,會初步編制生產機械的安裝方案和維修計劃,了解工業生產機械的安全管理制度,了解國內外工業生產機械安裝與維修的新工藝、新技術。
22.制圖測繪(1周)
在完成制圖的基本教學內容後,選擇一台合適的裝配體進行制圖測繪練習,繪出設備裝配圖和主要零件的工件圖或對某一化工單元過程進行測繪,繪出化工工藝流程圖使學生初步掌握繪圖方法,學會使用國家標准。
23.金工實習 (3周)
以鉗工或管工為主,學習劃線、鋸割、削、鑽孔、攻絲與套絲等基本知識和技能訓練,掌握游標卡尺、千分尺、百分尺等量具的使用;學習各種螺紋的標注方法和管子切割、彎制、螺紋加工的技能訓練。
24.化工設備拆裝實習 (1周)
選擇化工生產中常用設備,進行拆裝訓練,使學生了解設備的結構和工作原理,培養學生拆裝化工設備的能力。
25.認識實習 (1周)
以現場教學的方式學習化工機器、設備結構和操作情況,使學生了解工業生產中常用機器設備的基本結構和特性,獲得化工機器與設備實際操作的一些感性認識。
26.專業綜合實踐 (1周)
綜合實踐分如下四項內容,根據情況選擇其中一項或多項進行訓練。
(1) 崗位實習
崗位實習是在學完全部專業課程和具有一定實踐能力的基礎上,到生產現場進行的實踐教學活動。學生根據不同崗位的要求,在教師或生產技術人員的指導下,學習化工生產裝置的正常操作和常見故障的處理,熟悉化工生產的組織與管理。
(2) 化工生產機械設計
在系統地學習完本專業的全部課程,經過在生產崗位實習,取得了對化工生產機械的初步認識後,在專業教師的指導下,按給定的工藝參數,進行典型的生產機械的設計。
就是這些了 你自己選吧
最好問你的老師
D. 急啊----機械設計課程設計
按你提供的數據計算,大約需要40kw的功率,選擇45kw的電機,n=2950rpm,n1=765rpm,i=3.85,選擇ZD25、i=4.036型的單極圓柱齒輪減速器。
當然,本題存在嚴重的問題,地球上沒有那麼高速的(輸送帶速度V=16m/s) 帶式輸送機,帶式輸送機的最速度一般不超過6.5m/s 。
E. 潤滑與密封 機械設計與製造哪個好
潤滑與密封,機械設計與製造,這是兩個專業嗎?機械設計製造包含了潤滑與密封,但是廣而不精。個人覺得潤滑與密封是個不錯的行業,前景很好,當然前提是你要學好,你看設備上潤滑和密封都很關鍵的,小汽車就是最好的例子,那個什麼油不值錢,可是每月要消耗掉我們多少錢。
當然這塊做的最好的,還是國外,我們有很大的發展空間。
F. 機械設計的課程設計
一.電動機的選擇
1.、電動機類型和結構型式的選擇:按已知的工作要求和 條件,選用 Y系列三相非同步電動機。
2、確定電動機的功率:
(1)傳動裝置的總效率:
η總=η帶×η2軸承×η齒輪×η聯軸器×η滾筒
(2)電機所需的工作功率:
Pd=FV/1000η總
3、確定電動機轉速:
滾筒軸的工作轉速:
Nw=60×1000V/πD
4、確定電動機型號
根據以上的數據,選定電動機型號
二.計算總傳動比及分配各級的傳動比
1、總傳動比:i總=n電動/n筒
2、分配各級傳動比
四、運動參數及動力參數計算
1、計算各軸轉速(r/min)
2、 計算各軸的功率(KW)
3、 計算各軸轉矩
五、傳動零件的設計計算
1、 皮帶輪傳動的設計計算
(1) 選擇普通V帶截型
(2) 確定帶輪基準直徑,並驗算帶速。
(3) 確定帶長和中心距
(4) 驗算小帶輪包角
(5 )確定帶的根數
(6) 計算軸上壓力
2、齒輪傳動的設計計算
(1)選擇齒輪材料與熱處理:
(2)按齒面接觸疲勞強度設計
(3)轉矩
(4)載荷系數k : 取k=1.2
(5)許用接觸應力[σH]
(6)校核齒根彎曲疲勞強度
(7)復合齒形因數
(8)許用彎曲應力
(9)計算齒輪傳動的中心矩a
(10)計算齒輪的圓周速度V
六、軸的設計計算
從動軸設計
1、選擇軸的材料 確定許用應力
2、按扭轉強度估算軸的最小直徑
3、齒輪上作用力的計算
4、軸的結構設計
(1)、聯軸器的選擇
(2)、確定軸上零件的位置與固定方式
(3)、確定各段軸的直徑
(4)選擇軸承型號
(5)確定軸各段直徑和長度
(6)按彎矩復合強度計算
主動軸的設計
A選擇軸的材料 確定許用應力
b、按扭轉強度估算軸的最小直徑
c齒輪上作用力的計算
d確定軸的各段直徑和長度
(7) 滾動軸承的選擇及校核計算
七、鍵聯接的選擇及校核計算
1.根據軸徑的尺寸
2.鍵的強度校核
八、減速器箱體、箱蓋及附件的設計計算~
九、潤滑與密封
1.齒輪的潤滑
2.滾動軸承的潤滑
3.潤滑油的選擇
4.密封方法的選取
十、設計小結
G. 機械設計課程設計
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H. 機械設計 帶式輸送機傳動裝置
機械設計課程設計 設計帶式輸送機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器_網路知道
僅供參考
一、傳動方案擬定
第二組第三個數據:設計帶式輸送機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器
(1) 工作條件:使用年限10年,每年按300天計算,兩班制工作,載荷平穩。
(2) 原始數據:滾筒圓周力F=1.7KN;帶速V=1.4m/s;
滾筒直徑D=220mm。
運動簡圖
二、電動機的選擇
1、電動機類型和結構型式的選擇:按已知的工作要求和 條件,選用 Y系列三相非同步電動機。
2、確定電動機的功率:
(1)傳動裝置的總效率:
η總=η帶×η2軸承×η齒輪×η聯軸器×η滾筒
=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95
=0.86
(2)電機所需的工作功率:
Pd=FV/1000η總
=1700×1.4/1000×0.86
=2.76KW
3、確定電動機轉速:
滾筒軸的工作轉速:
Nw=60×1000V/πD
=60×1000×1.4/π×220
=121.5r/min
根據【2】表2.2中推薦的合理傳動比范圍,取V帶傳動比Iv=2~4,單級圓柱齒輪傳動比范圍Ic=3~5,則合理總傳動比i的范圍為i=6~20,故電動機轉速的可選范圍為nd=i×nw=(6~20)×121.5=729~2430r/min
符合這一范圍的同步轉速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三種適用的電動機型號、如下表
方案 電動機型號 額定功率 電動機轉速(r/min) 傳動裝置的傳動比
KW 同轉 滿轉 總傳動比 帶 齒輪
1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63
2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89
綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比,比較兩種方案可知:方案1因電動機轉速低,傳動裝置尺寸較大,價格較高。方案2適中。故選擇電動機型號Y100l2-4。
4、確定電動機型號
根據以上選用的電動機類型,所需的額定功率及同步轉速,選定電動機型號為
Y100l2-4。
其主要性能:額定功率:3KW,滿載轉速1420r/min,額定轉矩2.2。
三、計算總傳動比及分配各級的傳動比
1、總傳動比:i總=n電動/n筒=1420/121.5=11.68
2、分配各級傳動比
(1) 取i帶=3
(2) ∵i總=i齒×i 帶π
∴i齒=i總/i帶=11.68/3=3.89
四、運動參數及動力參數計算
1、計算各軸轉速(r/min)
nI=nm/i帶=1420/3=473.33(r/min)
nII=nI/i齒=473.33/3.89=121.67(r/min)
滾筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)
2、 計算各軸的功率(KW)
PI=Pd×η帶=2.76×0.96=2.64KW
PII=PI×η軸承×η齒輪=2.64×0.99×0.97=2.53KW
3、 計算各軸轉矩
Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m
TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?m
TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N?m
五、傳動零件的設計計算
1、 皮帶輪傳動的設計計算
(1) 選擇普通V帶截型
由課本[1]P189表10-8得:kA=1.2 P=2.76KW
PC=KAP=1.2×2.76=3.3KW
據PC=3.3KW和n1=473.33r/min
由課本[1]P189圖10-12得:選用A型V帶
(2) 確定帶輪基準直徑,並驗算帶速
由[1]課本P190表10-9,取dd1=95mm>dmin=75
dd2=i帶dd1(1-ε)=3×95×(1-0.02)=279.30 mm
由課本[1]P190表10-9,取dd2=280
帶速V:V=πdd1n1/60×1000
=π×95×1420/60×1000
=7.06m/s
在5~25m/s范圍內,帶速合適。
(3) 確定帶長和中心距
初定中心距a0=500mm
Ld=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0
=2×500+3.14(95+280)+(280-95)2/4×450
=1605.8mm
根據課本[1]表(10-6)選取相近的Ld=1600mm
確定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2
=497mm
(4) 驗算小帶輪包角
α1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a
=1800-57.30×(280-95)/497
=158.670>1200(適用)
(5) 確定帶的根數
單根V帶傳遞的額定功率.據dd1和n1,查課本圖10-9得 P1=1.4KW
i≠1時單根V帶的額定功率增量.據帶型及i查[1]表10-2得 △P1=0.17KW
查[1]表10-3,得Kα=0.94;查[1]表10-4得 KL=0.99
Z= PC/[(P1+△P1)KαKL]
=3.3/[(1.4+0.17) ×0.94×0.99]
=2.26 (取3根)
(6) 計算軸上壓力
由課本[1]表10-5查得q=0.1kg/m,由課本式(10-20)單根V帶的初拉力:
F0=500PC/ZV[(2.5/Kα)-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06(2.5/0.94-1)]+0.10x7.062 =134.3kN
則作用在軸承的壓力FQ
FQ=2ZF0sin(α1/2)=2×3×134.3sin(158.67o/2)
=791.9N
2、齒輪傳動的設計計算
(1)選擇齒輪材料與熱處理:所設計齒輪傳動屬於閉式傳動,通常
齒輪採用軟齒面。查閱表[1] 表6-8,選用價格便宜便於製造的材料,小齒輪材料為45鋼,調質,齒面硬度260HBS;大齒輪材料也為45鋼,正火處理,硬度為215HBS;
精度等級:運輸機是一般機器,速度不高,故選8級精度。
(2)按齒面接觸疲勞強度設計
由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φ[σH]2)1/3
確定有關參數如下:傳動比i齒=3.89
取小齒輪齒數Z1=20。則大齒輪齒數:Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78
由課本表6-12取φd=1.1
(3)轉矩T1
T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm
(4)載荷系數k : 取k=1.2
(5)許用接觸應力[σH]
[σH]= σHlim ZN/SHmin 由課本[1]圖6-37查得:
σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa
接觸疲勞壽命系數Zn:按一年300個工作日,每天16h計算,由公式N=60njtn 計算
N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109
N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108
查[1]課本圖6-38中曲線1,得 ZN1=1 ZN2=1.05
按一般可靠度要求選取安全系數SHmin=1.0
[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa
[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa
故得:
d1≥ (6712×kT1(u+1)/φ[σH]2)1/3
=49.04mm
模數:m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm
取課本[1]P79標准模數第一數列上的值,m=2.5
(6)校核齒根彎曲疲勞強度
σ bb=2KT1YFS/bmd1
確定有關參數和系數
分度圓直徑:d1=mZ1=2.5×20mm=50mm
d2=mZ2=2.5×78mm=195mm
齒寬:b=φdd1=1.1×50mm=55mm
取b2=55mm b1=60mm
(7)復合齒形因數YFs 由課本[1]圖6-40得:YFS1=4.35,YFS2=3.95
(8)許用彎曲應力[σbb]
根據課本[1]P116:
[σbb]= σbblim YN/SFmin
由課本[1]圖6-41得彎曲疲勞極限σbblim應為: σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa
由課本[1]圖6-42得彎曲疲勞壽命系數YN:YN1=1 YN2=1
彎曲疲勞的最小安全系數SFmin :按一般可靠性要求,取SFmin =1
計算得彎曲疲勞許用應力為
[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa
[σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa
校核計算
σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa< [σbb1]
σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa< [σbb2]
故輪齒齒根彎曲疲勞強度足夠
(9)計算齒輪傳動的中心矩a
a=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm
(10)計算齒輪的圓周速度V
計算圓周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s
因為V<6m/s,故取8級精度合適.
六、軸的設計計算
從動軸設計
1、選擇軸的材料 確定許用應力
選軸的材料為45號鋼,調質處理。查[2]表13-1可知:
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭轉強度估算軸的最小直徑
單級齒輪減速器的低速軸為轉軸,輸出端與聯軸器相接,
從結構要求考慮,輸出端軸徑應最小,最小直徑為:
d≥C
查[2]表13-5可得,45鋼取C=118
則d≥118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm
考慮鍵槽的影響以及聯軸器孔徑系列標准,取d=35mm
3、齒輪上作用力的計算
齒輪所受的轉矩:T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N
齒輪作用力:
圓周力:Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N
徑向力:Fr=Fttan200=2036×tan200=741N
4、軸的結構設計
軸結構設計時,需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式,按比例繪制軸系結構草圖。
(1)、聯軸器的選擇
可採用彈性柱銷聯軸器,查[2]表9.4可得聯軸器的型號為HL3聯軸器:35×82 GB5014-85
(2)、確定軸上零件的位置與固定方式
單級減速器中,可以將齒輪安排在箱體中央,軸承對稱布置
在齒輪兩邊。軸外伸端安裝聯軸器,齒輪靠油環和套筒實現
軸向定位和固定,靠平鍵和過盈配合實現周向固定,兩端軸
承靠套筒實現軸向定位,靠過盈配合實現周向固定 ,軸通
過兩端軸承蓋實現軸向定位,聯軸器靠軸肩平鍵和過盈配合
分別實現軸向定位和周向定位
(3)、確定各段軸的直徑
將估算軸d=35mm作為外伸端直徑d1與聯軸器相配(如圖),
考慮聯軸器用軸肩實現軸向定位,取第二段直徑為d2=40mm
齒輪和左端軸承從左側裝入,考慮裝拆方便以及零件固定的要求,裝軸處d3應大於d2,取d3=4 5mm,為便於齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應大於d3,取d4=50mm。齒輪左端用用套筒固定,右端用軸環定位,軸環直徑d5
滿足齒輪定位的同時,還應滿足右側軸承的安裝要求,根據選定軸承型號確定.右端軸承型號與左端軸承相同,取d6=45mm.
(4)選擇軸承型號.由[1]P270初選深溝球軸承,代號為6209,查手冊可得:軸承寬度B=19,安裝尺寸D=52,故軸環直徑d5=52mm.
(5)確定軸各段直徑和長度
Ⅰ段:d1=35mm 長度取L1=50mm
II段:d2=40mm
初選用6209深溝球軸承,其內徑為45mm,
寬度為19mm.考慮齒輪端面和箱體內壁,軸承端面和箱體內壁應有一定距離。取套筒長為20mm,通過密封蓋軸段長應根據密封蓋的寬度,並考慮聯軸器和箱體外壁應有一定矩離而定,為此,取該段長為55mm,安裝齒輪段長度應比輪轂寬度小2mm,故II段長:
L2=(2+20+19+55)=96mm
III段直徑d3=45mm
L3=L1-L=50-2=48mm
Ⅳ段直徑d4=50mm
長度與右面的套筒相同,即L4=20mm
Ⅴ段直徑d5=52mm. 長度L5=19mm
由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=96mm
(6)按彎矩復合強度計算
①求分度圓直徑:已知d1=195mm
②求轉矩:已知T2=198.58N?m
③求圓周力:Ft
根據課本P127(6-34)式得
Ft=2T2/d2=2×198.58/195=2.03N
④求徑向力Fr
根據課本P127(6-35)式得
Fr=Ft?tanα=2.03×tan200=0.741N
⑤因為該軸兩軸承對稱,所以:LA=LB=48mm
(1)繪制軸受力簡圖(如圖a)
(2)繪制垂直面彎矩圖(如圖b)
軸承支反力:
FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37N
FAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N
由兩邊對稱,知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為
MC1=FAyL/2=0.37×96÷2=17.76N?m
截面C在水平面上彎矩為:
MC2=FAZL/2=1.01×96÷2=48.48N?m
(4)繪制合彎矩圖(如圖d)
MC=(MC12+MC22)1/2=(17.762+48.482)1/2=51.63N?m
(5)繪制扭矩圖(如圖e)
轉矩:T=9.55×(P2/n2)×106=198.58N?m
(6)繪制當量彎矩圖(如圖f)
轉矩產生的扭剪文治武功力按脈動循環變化,取α=0.2,截面C處的當量彎矩:
Mec=[MC2+(αT)2]1/2
=[51.632+(0.2×198.58)2]1/2=65.13N?m
(7)校核危險截面C的強度
由式(6-3)
σe=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1×453
=7.14MPa< [σ-1]b=60MPa
∴該軸強度足夠。
主動軸的設計
1、選擇軸的材料 確定許用應力
選軸的材料為45號鋼,調質處理。查[2]表13-1可知:
σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知:[σb+1]bb=215Mpa
[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa
2、按扭轉強度估算軸的最小直徑
單級齒輪減速器的低速軸為轉軸,輸出端與聯軸器相接,
從結構要求考慮,輸出端軸徑應最小,最小直徑為:
d≥C
查[2]表13-5可得,45鋼取C=118
則d≥118×(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm
考慮鍵槽的影響以系列標准,取d=22mm
3、齒輪上作用力的計算
齒輪所受的轉矩:T=9.55×106P/n=9.55×106×2.64/473.33=53265 N
齒輪作用力:
圓周力:Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N
徑向力:Fr=Fttan200=2130×tan200=775N
確定軸上零件的位置與固定方式
單級減速器中,可以將齒輪安排在箱體中央,軸承對稱布置
在齒輪兩邊。齒輪靠油環和套筒實現 軸向定位和固定
,靠平鍵和過盈配合實現周向固定,兩端軸
承靠套筒實現軸向定位,靠過盈配合實現周向固定 ,軸通
過兩端軸承蓋實現軸向定位,
4 確定軸的各段直徑和長度
初選用6206深溝球軸承,其內徑為30mm,
寬度為16mm.。考慮齒輪端面和箱體內壁,軸承端面與箱體內壁應有一定矩離,則取套筒長為20mm,則該段長36mm,安裝齒輪段長度為輪轂寬度為2mm。
(2)按彎扭復合強度計算
①求分度圓直徑:已知d2=50mm
②求轉矩:已知T=53.26N?m
③求圓周力Ft:根據課本P127(6-34)式得
Ft=2T3/d2=2×53.26/50=2.13N
④求徑向力Fr根據課本P127(6-35)式得
Fr=Ft?tanα=2.13×0.36379=0.76N
⑤∵兩軸承對稱
∴LA=LB=50mm
(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ
FAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38N
FAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N
(2) 截面C在垂直面彎矩為
MC1=FAxL/2=0.38×100/2=19N?m
(3)截面C在水平面彎矩為
MC2=FAZL/2=1.065×100/2=52.5N?m
(4)計算合成彎矩
MC=(MC12+MC22)1/2
=(192+52.52)1/2
=55.83N?m
(5)計算當量彎矩:根據課本P235得α=0.4
Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[55.832+(0.4×53.26)2]1/2
=59.74N?m
(6)校核危險截面C的強度
由式(10-3)
σe=Mec/(0.1d3)=59.74x1000/(0.1×303)
=22.12Mpa<[σ-1]b=60Mpa
∴此軸強度足夠
(7) 滾動軸承的選擇及校核計算
一從動軸上的軸承
根據根據條件,軸承預計壽命
L'h=10×300×16=48000h
(1)由初選的軸承的型號為: 6209,
查[1]表14-19可知:d=55mm,外徑D=85mm,寬度B=19mm,基本額定動載荷C=31.5KN, 基本靜載荷CO=20.5KN,
查[2]表10.1可知極限轉速9000r/min
(1)已知nII=121.67(r/min)
兩軸承徑向反力:FR1=FR2=1083N
根據課本P265(11-12)得軸承內部軸向力
FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N
(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0
故任意取一端為壓緊端,現取1端為壓緊端
FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N
(3)求系數x、y
FA1/FR1=682N/1038N =0.63
FA2/FR2=682N/1038N =0.63
根據課本P265表(14-14)得e=0.68
FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1
y1=0 y2=0
(4)計算當量載荷P1、P2
根據課本P264表(14-12)取f P=1.5
根據課本P264(14-7)式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1083+0)=1624N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)= 1.5×(1×1083+0)=1624N
(5)軸承壽命計算
∵P1=P2 故取P=1624N
∵深溝球軸承ε=3
根據手冊得6209型的Cr=31500N
由課本P264(14-5)式得
LH=106(ftCr/P)ε/60n
=106(1×31500/1624)3/60X121.67=998953h>48000h
∴預期壽命足夠
二.主動軸上的軸承:
(1)由初選的軸承的型號為:6206
查[1]表14-19可知:d=30mm,外徑D=62mm,寬度B=16mm,
基本額定動載荷C=19.5KN,基本靜載荷CO=111.5KN,
查[2]表10.1可知極限轉速13000r/min
根據根據條件,軸承預計壽命
L'h=10×300×16=48000h
(1)已知nI=473.33(r/min)
兩軸承徑向反力:FR1=FR2=1129N
根據課本P265(11-12)得軸承內部軸向力
FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N
(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0
故任意取一端為壓緊端,現取1端為壓緊端
FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N
(3)求系數x、y
FA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63
FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63
根據課本P265表(14-14)得e=0.68
FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1
y1=0 y2=0
(4)計算當量載荷P1、P2
根據課本P264表(14-12)取f P=1.5
根據課本P264(14-7)式得
P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1129+0)=1693.5N
P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×1129+0)= 1693.5N
(5)軸承壽命計算
∵P1=P2 故取P=1693.5N
∵深溝球軸承ε=3
根據手冊得6206型的Cr=19500N
由課本P264(14-5)式得
LH=106(ftCr/P)ε/60n
=106(1×19500/1693.5)3/60X473.33=53713h>48000h
∴預期壽命足夠
七、鍵聯接的選擇及校核計算
1.根據軸徑的尺寸,由[1]中表12-6
高速軸(主動軸)與V帶輪聯接的鍵為:鍵8×36 GB1096-79
大齒輪與軸連接的鍵為:鍵 14×45 GB1096-79
軸與聯軸器的鍵為:鍵10×40 GB1096-79
2.鍵的強度校核
大齒輪與軸上的鍵 :鍵14×45 GB1096-79
b×h=14×9,L=45,則Ls=L-b=31mm
圓周力:Fr=2TII/d=2×198580/50=7943.2N
擠壓強度: =56.93<125~150MPa=[σp]
因此擠壓強度足夠
剪切強度: =36.60<120MPa=[ ]
因此剪切強度足夠
鍵8×36 GB1096-79和鍵10×40 GB1096-79根據上面的步驟校核,並且符合要求。
八、減速器箱體、箱蓋及附件的設計計算~
1、減速器附件的選擇
通氣器
由於在室內使用,選通氣器(一次過濾),採用M18×1.5
油麵指示器
選用游標尺M12
起吊裝置
採用箱蓋吊耳、箱座吊耳.
放油螺塞
選用外六角油塞及墊片M18×1.5
根據《機械設計基礎課程設計》表5.3選擇適當型號:
起蓋螺釘型號:GB/T5780 M18×30,材料Q235
高速軸軸承蓋上的螺釘:GB5783~86 M8X12,材料Q235
低速軸軸承蓋上的螺釘:GB5783~86 M8×20,材料Q235
螺栓:GB5782~86 M14×100,材料Q235
箱體的主要尺寸:
:
(1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025×122.5+1= 4.0625 取z=8
(2)箱蓋壁厚z1=0.02a+1=0.02×122.5+1= 3.45
取z1=8
(3)箱蓋凸緣厚度b1=1.5z1=1.5×8=12
(4)箱座凸緣厚度b=1.5z=1.5×8=12
(5)箱座底凸緣厚度b2=2.5z=2.5×8=20
(6)地腳螺釘直徑df =0.036a+12=
0.036×122.5+12=16.41(取18)
(7)地腳螺釘數目n=4 (因為a<250)
(8)軸承旁連接螺栓直徑d1= 0.75df =0.75×18= 13.5 (取14)
(9)蓋與座連接螺栓直徑 d2=(0.5-0.6)df =0.55× 18=9.9 (取10)
(10)連接螺栓d2的間距L=150-200
(11)軸承端蓋螺釘直d3=(0.4-0.5)df=0.4×18=7.2(取8)
(12)檢查孔蓋螺釘d4=(0.3-0.4)df=0.3×18=5.4 (取6)
(13)定位銷直徑d=(0.7-0.8)d2=0.8×10=8
(14)df.d1.d2至外箱壁距離C1
(15) Df.d2
(16)凸台高度:根據低速級軸承座外徑確定,以便於扳手操作為准。
(17)外箱壁至軸承座端面的距離C1+C2+(5~10)
(18)齒輪頂圓與內箱壁間的距離:>9.6 mm
(19)齒輪端面與內箱壁間的距離:=12 mm
(20)箱蓋,箱座肋厚:m1=8 mm,m2=8 mm
(21)軸承端蓋外徑∶D+(5~5.5)d3
D~軸承外徑
(22)軸承旁連接螺栓距離:盡可能靠近,以Md1和Md3 互不幹涉為准,一般取S=D2.
九、潤滑與密封
1.齒輪的潤滑
採用浸油潤滑,由於為單級圓柱齒輪減速器,速度ν<12m/s,當m<20 時,浸油深度h約為1個齒高,但不小於10mm,所以浸油高度約為36mm。
2.滾動軸承的潤滑
由於軸承周向速度為,所以宜開設油溝、飛濺潤滑。
3.潤滑油的選擇
齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利,考慮到該裝置用於小型設備,選用GB443-89全損耗系統用油L-AN15潤滑油。
4.密封方法的選取
選用凸緣式端蓋易於調整,採用悶蓋安裝骨架式旋轉軸唇型密封圈實現密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為GB894.1-86-25軸承蓋結構尺寸按用其定位的軸承的外徑決定。
十、設計小結
課程設計體會
課程設計都需要刻苦耐勞,努力鑽研的精神。對於每一個事物都會有第一次的吧,而沒一個第一次似乎都必須經歷由感覺困難重重,挫折不斷到一步一步克服,可能需要連續幾個小時、十幾個小時不停的工作進行攻關;最後出成果的瞬間是喜悅、是輕松、是舒了口氣!
課程設計過程中出現的問題幾乎都是過去所學的知識不牢固,許多計算方法、公式都忘光了,要不斷的翻資料、看書,和同學們相互探討。雖然過程很辛苦,有時還會有放棄的念頭,但始終堅持下來,完成了設計,而且學到了,應該是補回了許多以前沒學好的知識,同時鞏固了這些知識,提高了運用所學知識的能力。
十一、參考資料目錄
[1]《機械設計基礎課程設計》,高等教育出版社,陳立德主編,2004年7月第2版;
[2] 《機械設計基礎》,機械工業出版社 胡家秀主編 2007年7月第1版