机械课程设计

机械 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 课程设计计算说明书 一、传动方案拟定…………….………………………………..3 二、电动机的选择……………………………………………...3 三、普通V带的设计…………………………………………...4 四、齿轮传动的设计……………………………………………4 五、传动轴的设计………………………….……………………7 六、滚动轴承的设计……………………………………………11 七、键连接的设计………………………………………………12 八、联轴器的设计………………………………………………12 九、箱体及附件的设计………..…………………….………….12 十、润滑和密封的设计………………………………………….13 十一、设计小结……………………………………………….....14 设计 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目：单级圆柱齿轮减速器 院 系：物理与电子工程学院 设 计 者：陈冀文 学 号：200707020115 指导教师：宋渊明 一、设计课题： 已知封式直齿轮减速器的传动比i=4.6,n1=730/r/min，p=3kw，长期双向转动，载荷有中等冲击，结构紧凑。Z1=1，大小齿轮都用40Cr 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面淬火。根据以上条件设计一个一级齿轮减速器。 设计任务要求： 1. 减速器装配图纸一张（3号图纸） 2. 轴、齿轮零件图纸各一张（4号图纸） 3. 设计说明书一分 计算及内容 结果 一、传动方案拟定： 1、总体方案：电动机→传动系统→执行机构 2、方案拟定：采用Ｖ带传动与直齿轮传动的组合，即可满足传动 比要求，同时由于带传动具有良好的缓冲，吸振性能，适应大起动转矩工况要求，结构简单，成本低，使用维护方便。 图1 带式输送机传动系统简图 3、传动比分配： 带轮传动比：i1=1435/720=1.99 减速器传动比：i2=Z2/Z1=73/25=2.92 总传动比：i=i1*i2=1.993×2.92=5.8197 二．电动机选择 1、电动机类型和结构的选择：选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。 2、选用Y2-112M-2电动机 额定功率：4KW 额定转速：1435r/min 重量：41kg 又N1=720r/min 带传动比为：i=1435/720=1.993 齿轮传动比为：i=Z2/Z1=73/25=2.92 N2=720/2.92r/min=246.575r/min 方案 电动机型号 额定功率 电动机转速同步 电动机转速满载 电动机质量 总传动比 V带传动比 单机减速器 一 Y2-112M-2 4kw 1435 1435 41kg 5.82 1.99 2.92 三．带设计 1.普通带型号 查表13-8得KA=1.0 按式（17-15） PC=KA*p=1.0×4=4KW n=1435r/min 根据PC和n,选取B型带 2.带轮基准直径 由表13-9选d1=125mm 则d2=d1*i=125×1.993≈250mm 3.带速 V=πd1n/6×104=9.39m/s 4、中心距、带长及包角 a0：0.7（d1+d2）＜a0＜2（d1+d2） 262.5 ＜a0＜750 初步确定中心距a0=500mm L0=2a0+π（d1+d2）/2+（d2-d1）2/4a0=1596.8mm 由表13-2，选带的基准长度Ld=1600mm a=a0+(Ld-L0)/2=501.6mm≈502mm 根据式（17-22）验算小轮包角 α1=1800-57.30×(d2-d1)/a=165.730＞1200 5.带的根数 Z=Pc/[(P0+ΔP0)KαKL 由表得P0=2.19KW，Kα=0.96 ，KL=0.4 可取3根 6.初拉力 q=0.17kg/m F0=500Pc（2.5/Kα-1）/zv+qv2=98.9N 7.作用在轴上的压力 FQ=2ZF0sin(α1/2)=588.8N 四．齿轮设计 (一)、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。 由查表得： (1)、选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。 小齿轮选软齿面，大齿轮选软齿面，中等冲击。 小齿轮的材料为45钢调质，齿面硬度为197—286HBS, 接触疲劳强度：550~620MPa 弯曲疲劳强度：410~480MPa 大齿轮的材料为45钢正火，齿面硬度为156--217HBS, 接触疲劳强度：280~330MPa弯曲疲劳强度：210~250MPa 轮精度初选8级 由表11-5，取SH=1.1SF=1.25 查表取 查表取 查表取 ， 故： 齿轮精度初选8级 要求：V≤6m/s (二)齿轮强度计算：取m=4 Z1=25 Z2=73 软齿面闭式齿轮传动应分别验算其接触强度和弯曲强度 (1) 计算齿轮的主要尺寸： 分度圆直径： d1=m·Z1=4×25=100mm d2=m·Z2=4×73=292 mm a=( d1+ d2)/2=(100+292)/2=196mm 齿顶圆直径da： da1= d1+2ha1=( Z1+ 2ha)m=(25+2×1)×4=108mm da2= d2+2ha2=( Z2+ 2ha)m=(73+2×1)×4=300mm 齿根圆直径df： df1= d1-2hf=100-2×4（1+0.25）mm=90mm df2= d2-2hf=292-2×4（1+0.25）mm=282mm 齿厚S 齿槽E S=E=P/2=πm/2=3.14×4/2mm=6.28mm 齿根高hf=( ha*+c*)m=(1+0.25)×4mm=5mm 齿顶高ha=ha*m=1×4mm=4mm 全齿高h=(2ha*+c*)m=（2×1+0.25)×4mm=9mm （2）齿轮的圆周速度： V=πd1n1/60×1000 =3.14×100×720/60000 =3.768m/s≤6m/s 满足精度8级要求 （3）验算接触强度，验算公式为： 其中：小齿轮转矩 载荷系数：查表得 齿宽 中心距 齿数比 则： 、 ，能满足接触强度。 （4）验算弯曲强度，验算公式： 其中：齿形系数：查表得 、 则 ： 满足弯曲强度。 小齿轮 大齿轮 m 4 4 a 192 192 z 25 73 d 100 292 da 108 300 df 90 282 五．轴设计 轴材料选择45钢其C可取115 由于大齿轮直径过大为满足强度要求大齿轮采用齿轮与轴通过键连接的结构，小齿轮采用齿轮轴结构。 (一)小齿轮轴设计 1，5—滚动轴承 2—轴 3—齿轮轴的轮齿段 4—套筒 6—密封盖 7—轴端挡圈 8—轴承端盖 9—带轮 10—键 轴的长度及直径 按扭转强度估算轴的直径 输入功率PⅡ=4KW 转速为 n1=720r/min d1≥C=115×(4/720)1/3=0.17711×115=20.36mm 右起第一段，轴上有键槽，轴直径应增加5%。为满足轴承和轴的强度要求轴径可取22mm，又带轮取3根带传动其宽度可取B=52mm。则长度L1=58mm。 右起第二段，考虑联轴器轴向定位，取φ25mm，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=60mm。 右起第三段，该段有深沟球轴承，主要为径向力，选用深沟球轴承 6206 GB/T 276，d×D×B=30×62×16,该段直径为φ30，长度L3=16+4=20mm。 右起第四段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取D4=Φ38mm，长度L4= 10mm。 右起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为Φ108mm，分度圆直径为Φ100mm，齿轮的宽度为84mm，则，此段的直径为D5=Φ42mm，长度L5=84mm。 右起第六段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取D6=Φ38mm，长度L6= 10mm。 右起第七段，该段为滚动轴承安装处，取轴径为D7=Φ30mm，长度L7=18mm。 轴总长：L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7 =58+60+20+10+84+10+18 =260mm 验证轴的长度与直径是否合理 小齿轮分度圆直径：d1=100mm 作用在齿轮上的转矩为：T1 =9.55×106×P/n1 =9.55×106×4/720=0.531×105 N·M 圆周力：Ft=2T1/d1=2×0.531×105/100=1062N 径向力：Fr=Ft·tanα=1062×tan200=386.2N 法向力：Fa=Ft/cosα=1062/0.9397=1133N 根据轴支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。 其模型： 受力分析： 垂直面弯矩图： 水平面弯矩图： 合成弯矩图： 垂直面的支反力：Fv=Fr/2=386.2/2=193.1N 水平面的支反力：Fh=Ft/2=1062/2=531N 垂直面弯矩：Mav=Fv*L/2=193.1×0.163/2=15.73N·M 水平面弯矩：Mah=Fv*L/2=531×0.163/2=43.28N·M 合成弯矩：Ma=(M2av+M2ah)1/2=46.05N·M 当量弯矩：轴的扭切应力应是脉冲循环变应力，取折合系数α=0.6。 Me=[M2a+(αT)2]1/2=[46.052+(0.6×53.1)2]1/2=55.982N·M 轴的材料选择45钢，调质处理。 故：δb=650MPa，δ-1b=60MPa 则：d≥[Me/(0.1δ-1b)]1/3=[55.982×103/(0.1*60)]1/3=21.05mm 考虑到键槽对轴的削弱，将d加大5%。 d=1.05×21.05≈22mm 故：确定的尺寸是安全的。 (二) 大齿轮轴设计 轴的长度及直径 按扭转强度估算轴的直径 输入功率PⅡ=4KW 转速为 n2=720/2.92r/min=246.575r/min d2≥C=115×(4/246.575)1/3=0.25315×115=29.11mm 1，5—滚动轴承 2—轴 3—齿轮 4—套筒 6—密封盖 7—键 8—轴承端盖 9—轴端挡圈 10—半联轴器 右起第一段，轴上有键槽，轴直径应增加5%。为满足轴承和轴的强度要求轴径可取32mm，又带 轮取3根带传动其宽度可取B=52mm。则长度L1=58mm。 右起第二段，考虑联轴器轴向定位，取φ35，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=60mm。 右起第三段，该段有深沟球轴承，主要为径向力，选用深沟球轴承 6208 GB/T 276，d×D×B=40×80×18,该段直径为φ40，长度L3=18+2=20mm。 右起第四段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取D4=Φ45mm，长度L4= 10mm。 右起第五段，该段为齿轮轴段，由于齿轮的齿顶圆直径为Φ300mm，分度圆直径为Φ292mm，齿轮的宽度为78mm，轴上有键槽，轴直径应增加5%。则，此段的直径为D5=Φ60mm，长度L5=78mm。 右起第六段，为滚动轴承的定位轴肩,其直径应小于滚动轴承的内圈外径，取D6=Φ45mm，长度L6= 10mm。 右起第七段，该段为滚动轴承安装处，取轴径为D7=Φ40mm，长度L7=24mm。 轴总长：L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7=58+60+20+10+78+10+24 =260mm 验证轴的长度与直径是否合理 小齿轮分度圆直径：d1=100mm 作用在齿轮上的转矩为：T1 =9.55×106×P/n2 =9.55×106×2.92×4/720=1.549×105 N·M 圆周力：Ft=2T1/d1=2×1.549×105/292=1062N 径向力：Fr=Ft·tanα=1062×tan200=386.2N 法向力：Fa=Ft/cosα=1062/0.9397=1133N 根据轴支反力的作用点以及轴承和齿轮在轴上的安装位置，建立力学模型。 模型： 受力分析： 垂直面弯矩图： 水平面弯矩图： 合成弯矩图： 垂直面的支反力：Fv=Fr/2=386.2/2=193.1N 水平面的支反力：Fh=Ft/2=1062/2=531N 垂直面弯矩：Mav=Fv*L/2=193.1×0.163/2=15.73N·M 水平面弯矩：Mah=Fv*L/2=531×0.163/2=43.28N·M 合成弯矩：Ma=(M2av+M2ah)1/2=46.05N·M 当量弯矩：轴的扭切应力应是脉冲循环变应力，取折合系数α=0.6。 Me=[M2a+(αT)2]1/2=[46.052+(0.6×154.9)2]1/2=103.7N·M 轴的材料选择45钢，调质处理。 故：δb=650MPa，δ-1b=60MPa 则：d≥[Me/(0.1δ-1b)]1/3 =[103.7×103/(0.1*60)]1/3=25.855mm 考虑到键槽对轴的削弱，将d加大5%。d=1.05×25.855≈27mm 故：确定的尺寸是安全的。 六．滚动轴承设计 轴承寿命：Lh=5×365×8=14600小时 1.输入轴的轴承设计计算 （1）初步计算当量动载荷P 因该轴承在此工作条件下只受到Fr径向力作用，所以P=Fr=386.2N （2）求轴承应有的径向基本额定载荷值 C=fp*P*(60nL/106)1/δ/ft =1.5×386.2×(60×720×14600/106)3/10 =4007N≤13200N （3）选择轴承型号 选用深沟球轴承 6206 GB/T 276 C=13.2KN 预期寿命验证： Lh=106(C/P)ε/60n =106×(21.5×103/386.2)10/3/60×720 =15.25×106h＞14600h 故：预期寿命足够，此轴承合格。 2.输出轴的轴承设计计算 （1）初步计算当量动载荷P 因该轴承在此工作条件下只受到Fr径向力作用，所以P=Fr=386.2N （2）求轴承应有的径向基本额定载荷值 C=fp*P*(60nL/106)1/δ/ft =1.5×386.2×(60×256.272×14600/106)3/10 =2939.44N≤17000N （3）选择轴承型号 选用深沟球轴承 6208 GB/T 276 Cr=17KN 预期寿命验证： Lh=106(C/P)ε/60n =106×(29.5×103/386.2)10/3/60×256.272 =12.3×107h＞14600h 故：预期寿命足够，此轴承合格。 七．键联接设计 1. 输入轴与大带轮联接采用平键联接 其受中等冲击可采用钢制造 此段轴径d1=22mm,L1=58mm 查手册选用：键 6×52 GB/T 1096 h=6mm T=9.55×106×P/n1=0.531×105 N·M σp=4 ·T/(d·h·L)=4×53.1×103/（22×6×52）=30.944MPa≤[σp]=60MPa 由验证知：此键选择合理 2. 输出轴与大齿轮联接用平键联接 其受中等冲击可采用钢制造 此段轴径d1=60mm,L1=78mm 查手册选用：键 18×78 GB/T 1096 h=11mm T=9.55×106×P/n2 =1.549×105 N·M σp=4 ·T/(d·h·L)=4×154.9×103/（60×11×78）=12.035MPa≤[σp]=60MPa 由验证知：此键选择合理 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。 （2） 载荷计算 取KA=1.9 转矩：TC=KA×TⅡ=1.9×9550×4/1435=50.58N·M （3）型号选择 TC=50.58N·M，轴径d=22，轴的转速n=720r/min 查标准GB/T 5014—2003，选用LX14型弹性柱销联。 九、减速器箱体和附件的选择 1、 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赤侧间隙，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、 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、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。 10、环和吊钩 在箱体上铸出吊环或吊钩，用以搬运或拆卸机盖。 箱体结构 符号及尺寸 名称 符号 尺寸（mm） 机座壁厚 δ 8 机盖壁厚 δ1 8 机座凸缘厚度 b 12 机盖凸缘厚度 b 1 12 机座底凸缘厚度 b 2 20 地脚螺钉直径 df 20 地脚螺钉数目 n 4 轴承旁联结螺栓直径 d1 16 机盖与机座联接螺栓直径 d2 12 联轴器螺栓d2的间距 l 160 轴承端盖螺钉直径 d3 10 窥视孔盖螺钉直径 d4 8 定位销直径 d 8 df，d1, d2至外机壁距离 C1 26, 22, 18 df， d2至凸缘边缘距离 C2 24, 16 轴承旁凸台半径 R1 24, 16 凸台高度 h 根据低速级轴承座外径确定 外机壁至轴承座端面距离 l1 60，44 大齿轮顶圆与内机壁距离 △1 12 齿轮端面与内机壁距离 △2 10 机盖、机座肋厚 m1 ,m2 7， 7 轴承端盖外径 D2 90， 105 轴承端盖凸缘厚度 t 10 轴承旁联接螺栓距离 S s=D2 十．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 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渣，对于单级减速器，浸油深度为一个齿全高。 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。 十一．设计小结　 机械设计课程设计是我们机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，应达到其熟练掌握与综合性运用机械知识的设计目的。下面是我在本次设计中的 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ： 1.本课程设计设计一单级直齿圆柱齿轮减速器，系统总体方案为：电动机→传动系统→执行机构，传动比为：i=i1*i2=1.993×2.92=5.8197。基本实现了设计要求。 2. 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固 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 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。 4.本课程设计培养了综合能力，任何设计不仅要深厚的基础知识更需从整体上把握，从实际环境出发。比如：传动比的分配、设计精度的要求等。 附录：参考文献 《机 [1]《械设计基础》（第五版） 杨可桢 程光蕴 李仲生主编 高等教育出版社 2006年 [2] 华中科技大学张卫国主编，东南大学钱瑞明参编。《机械设计基础》，华中科技大学出社，2002年 2月第1版 [3]《械设计课程设计》 孙岩 陈晓罗 熊涌主编 北京工业大学出版社 2007年 选择：电动机→传动系统→执行机构 i1=1.99 i2=2.92 i=5.82 电动机型号：Y2-112M-2 带根数：3跟 d1=100mm d2=292mm a=196mm d1=20.36mm d2=29.11mm 选择轴承型号6206 GB/T 276 C=13.2KN 键 18×78 GB/T 1096 h=11mm 联轴器型号 GB/T 5014—2003 PAGE 14