机械设计课程设计任务书1
- 格式:doc
- 大小:94.00 KB
- 文档页数:26
机械设计课程设计任务书设计题目设计用于带式运输机上两级斜齿轮减速器学生姓名:丁晗指导教师:张旦闻设计参数运输带工作拉力:F(N) :2200N运输带工作速度:V(m/s):1.7 m/s卷筒直径:D(mm):工作条件连续单向运转,载荷有轻微振动,室外工作,有粉尘;运输带速度允许误差土5%;两班制工作,3年大修,使用期10年。
(卷筒支承及卷筒与运输带间的摩擦影响在运输带工作拉力F中已考虑) 。
加工条件生产20台,中等规模机械厂,可加工 7—8级齿轮。
设计工作量1.减速器装配图1张(AO或A1); 2.零件图1—3张;3.设计说明书1份。
目录第一章: 机械原理课程设计摘要和前言1-2:前言………………………………3-4设计任务书 (2)课程设计的目的 (4)第二章:机械原理课程设计过程第一部分传动装置总体设计 (4)第二部分V带设计 (6)第三部分各齿轮的设计计算 (9)第四部分轴的设计 (13)第五部分校核 (19)第六部分主要尺寸及数据 (21)第三章: 机械原理课程设计总结3-1:致谢 (11)3-2:参考文献 (11)设计任务书一、课程设计题目:设计带式运输机传动装置(简图如下)原始数据:数据编号: 3 5 7 10运输机工作转矩T/(N.m) :690 630 760 620运输机带速V/(m/s) :0.8 0.9 0.75 0.9卷筒直径D/mm :320 380 320 360工作条件:连续单向运转,工作时有轻微振动,使用期限为10年,小批量生产,单班制工作(16小时/天)。
运输速度允许误差为。
二、课程设计内容1)传动装置的总体设计。
2)传动件及支承的设计计算。
3)减速器装配图及零件工作图。
4)设计计算说明书编写。
每个学生应完成:1)部件装配图一张(A1)。
2)零件工作图两张(A3)3)设计说明书一份(6000~8000字)。
本组设计数据:第三组数据:运输机工作轴转矩T/(N.m) 690 。
运输机带速V/(m/s) 0.8 。
卷筒直径D/mm 320 。
已给方案:外传动机构为V带传动。
减速器为两级展开式圆柱齿轮减速器。
第一部分传动装置总体设计一、传动方案(已给定)1)外传动为V带传动。
2)减速器为两级展开式圆柱斜齿轮减速器。
3)方案简图如下:二、该方案的优缺点:该工作机有轻微振动,由于V带有缓冲吸振能力,采用V带传动能减小振动带来的影响,并且该工作机属于小功率、载荷变化不大,可以采用V带这种简单的结构,并且价格便宜,标准化程度高,大幅降低了成本。
减速器部分两级展开式圆柱齿轮减速,这是两级减速器中应用最广泛的一种。
齿轮相对于轴承不对称,要求轴具有较大的刚度。
高速级齿轮常布置在远离扭矩输入端的一边,以减小因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均现象。
原动机部分为Y系列三相交流异步电动机。
总体来讲,该传动方案满足工作机的性能要求,适应工作条件、工作可靠,此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。
计算与说明结果三、原动机选择(Y系列三相交流异步电动机)工作机所需功率:=0.96 (见课设P9)传动装置总效率:(见课设式2-4)(见课设表12-8)电动机的输出功率:(见课设式2-1)取选择电动机为Y132M1-6 m型(见课设表19-1)技术数据:额定功率()4 满载转矩()960额定转矩()2.0 最大转矩()2.0Y132M1-6电动机的外型尺寸(mm):(见课设表19-3)A:216 B:178 C:89 D:38 E:80 F:10 G:33 H:132 K:12 AB:280 AC:270 AD:210 HD:315 BB:238 L:235四、传动装置总体传动比的确定及各级传动比的分配1、总传动比:2、各级传动比分配:初定第二部分V带设计外传动带选为普通V带传动1、确定计算功率:1)、由表5-9查得工作情况系数2)、由式5-23(机设)2、选择V带型号查图5-12a(机设)选A型V带。
3.确定带轮直径(1)、参考图5-12a(机设)及表5-3(机设)选取小带轮直径(电机中心高符合要求)(2)、验算带速由式5-7(机设)(3)、从动带轮直径查表5-4(机设)取(4)、传动比i(5)、从动轮转速4.确定中心距和带长(1)、按式(5-23机设)初选中心距取(2)、按式(5-24机设)求带的计算基础准长度L0查图.5-7(机设)取带的基准长度Ld=2000mm (3)、按式(5-25机设)计算中心距:a(4)、按式(5-26机设)确定中心距调整范围5.验算小带轮包角α1由式(5-11机设)6.确定V带根数Z(1)、由表(5-7机设)查得dd1=112 n1=800r/min及n1=980r/min时,单根V带的额定功率分呷为1.00Kw和1.18Kw,用线性插值法求n1=980r/min时的额定功率P0值。
(2)、由表(5-10机设)查得△P0=0.11Kw(3)、由表查得(5-12机设)查得包角系数(4)、由表(5-13机设)查得长度系数KL=1.03(5)、计算V带根数Z,由式(5-28机设)取Z=5根7.计算单根V带初拉力F0,由式(5-29)机设。
q由表5-5机设查得8.计算对轴的压力FQ,由式(5-30机设)得9.确定带轮的结构尺寸,给制带轮工作图小带轮基准直径dd1=112mm采用实心式结构。
大带轮基准直径dd2=280mm,采用孔板式结构,基准图见零件工作图。
第三部分各齿轮的设计计算一、高速级减速齿轮设计(直齿圆柱齿轮)1.齿轮的材料,精度和齿数选择,因传递功率不大,转速不高,材料按表7-1选取,都采用45号钢,锻选项毛坯,大齿轮、正火处理,小齿轮调质,均用软齿面。
齿轮精度用8级,轮齿表面精糙度为Ra1.6,软齿面闭式传动,失效形式为占蚀,考虑传动平稳性,齿数宜取多些,取Z1=34 则Z2=Z1i=34×2.62=892.设计计算。
(1)设计准则,按齿面接触疲劳强度计算,再按齿根弯曲疲劳强度校核。
(2)按齿面接触疲劳强度设计,由式(7-9)T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.42/384=134794 N?mm由图(7-6)选取材料的接触疲劳,极限应力为бHILim=580 бHILin=560由图7-7选取材料弯曲疲劳极限应力бHILim=230 бHILin=210应力循环次数N由式(7-3)计算N1=60n, at=60×(8×360×10)=6.64×109N2= N1/u=6.64×109/2.62=2.53×109由图7-8查得接触疲劳寿命系数;ZN1=1.1 ZN2=1.04由图7-9查得弯曲;YN1=1 YN2=1由图7-2查得接触疲劳安全系数:SFmin=1.4 又YST=2.0 试选Kt=1.3由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力将有关值代入式(7-9)得则V1=(πd1tn1/60×1000)=1.3m/s( Z1 V1/100)=1.3×(34/100)m/s=0.44m/s查图7-10得Kv=1.05 由表7-3查和得K A=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.则KH=KAKVKβKα=1.42 ,修正M=d1/Z1=1.96mm由表7-6取标准模数:m=2mm(3) 计算几何尺寸d1=mz1=2×34=68mmd2=mz2=2×89=178mma=m(z1+z2)/2=123mmb=φd dt=1×68=68mm取b2=65mm b1=b2+10=753.校核齿根弯曲疲劳强度由图7-18查得,YFS1=4.1,YFS2=4.0 取Yε=0.7由式(7-12)校核大小齿轮的弯曲强度.二、低速级减速齿轮设计(直齿圆柱齿轮)1.齿轮的材料,精度和齿数选择,因传递功率不大,转速不高,材料按表7-1选取,都采用45号钢,锻选项毛坯,大齿轮、正火处理,小齿轮调质,均用软齿面。
齿轮精度用8级,轮齿表面精糙度为Ra1.6,软齿面闭式传动,失效形式为点蚀,考虑传动平稳性,齿数宜取多些,取Z1=34则Z2=Z1i=34×3.7=1042.设计计算。
(1)设计准则,按齿面接触疲劳强度计算,再按齿根弯曲疲劳强度校核。
(2)按齿面接触疲劳强度设计,由式(7-9)T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.20/148=335540 N?mm由图(7-6)选取材料的接触疲劳,极限应力为бHILim=580 бHILin=560由图7-7选取材料弯曲疲劳极阴应力бHILim=230 бHILin=210应力循环次数N由式(7-3)计算N1=60n at=60×148×(8×360×10)=2.55×109N2= N1/u=2.55×109/3.07=8.33×108由图7-8查得接触疲劳寿命系数;ZN1=1.1 ZN2=1.04由图7-9查得弯曲;YN1=1 YN2=1由图7-2查得接触疲劳安全系数:SFmin=1.4 又YST=2.0 试选Kt=1.3由式(7-1)(7-2)求许用接触应力和许用弯曲应力将有关值代入式(7-9)得则V1=(πd1tn1/60×1000)=0.55m/s( Z1 V1/100)=0.55×(34/100)m/s=0.19m/s查图7-10得Kv=1.05 由表7-3查和得K A=1.25.由表7-4查得Kβ=1.08.取Kα=1.05.则KH=KAKVKβKα=1.377 ,修正M=d1/Z1=2.11mm由表7-6取标准模数:m=2.5mm(3) 计算几何尺寸d1=mz1=2.5×34=85mmd2=mz2=2.5×104=260mma=m(z1+z2)/2=172.5mmb=φddt=1×85=85mm取b2=85mm b1=b2+10=953.校核齿根弯曲疲劳强度由图7-18查得,YFS1=4.1,YFS2=4.0 取Yε=0.7由式(7-12)校核大小齿轮的弯曲强度.总结:高速级z1=34 z2=89 m=2低速级z1=34 z2=104 m=2.5第四部分轴的设计高速轴的设计1.选择轴的材料及热处理由于减速器传递的功率不大,对其重量和尺寸也无特殊要求故选择常用材料45钢,调质处理.2.初估轴径按扭矩初估轴的直径,查表10-2,得c=106至117,考虑到安装联轴器的轴段仅受扭矩作用.取c=110则:D1min=D2min=D3min=3.初选轴承1轴选轴承为60082轴选轴承为60093轴选轴承为6012根据轴承确定各轴安装轴承的直径为:D1=40mmD2=45mmD3=60mm4.结构设计(现只对高速轴作设计,其它两轴设计略,结构详见图)为了拆装方便,减速器壳体用剖分式,轴的结构形状如图所示.(1).各轴直径的确定初估轴径后,即可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径.该轴轴段1安装轴承6008,故该段直径为40mm。