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机械设计课程设计说明书.doc

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上传者: 我de心你已没有访问权 2017-10-16 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《机械设计课程设计说明书doc》,可适用于综合领域,主题内容包含机械设计课程设计说明书机械设计课程设计邓晓鹏、分配传动比、各轴功率、转速和转矩的计算、各轴运动及动力参数、设计开式齿轮、减速器高速级齿轮的设计计算、符等。

机械设计课程设计说明书机械设计课程设计邓晓鹏、分配传动比、各轴功率、转速和转矩的计算、各轴运动及动力参数、设计开式齿轮、减速器高速级齿轮的设计计算、减速器低速级齿轮的设计计算、高速轴的设计、中间轴的设计、低速轴的设计、轴的受力简图、弯矩图、轴的强度校核、精确校核轴的疲劳强度机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏、高速轴上的键选择、中间轴上的键选择、低速轴上的键选择、高速轴轴端、低速轴外伸轴段机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏))工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量灰尘较少轻微冲击单件)题号滚筒圆周带速滚筒直径滚筒长度v(ms)D(mm)L(mm)力F(N)ZLC)根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机封闭式结构电压伏Y系列电动机。)FVp,,,kww根据表确定各部分的效率:传动滚筒效率η=滚筒弹性联轴器效率η=刚性联轴器的效率η=滚动轴承效率η=轴承开式齿轮的传动效率η=开齿轮闭式齿轮的传动效率η=(级)闭齿轮则总的传动总效率η=ηηηηηη滚筒轴承开齿轮闭齿轮==)滚筒轴转速:vn,,,rminwD,,所需的电动机的功率:pwp,,,kwr,现以同步转速为YS型(rmin)及YM型(rmin)YM型(rmin)三种方案比较由表查得电动机数据:机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏方案电动机额定同步满载电动价格传动装置传动比号型号功率转速转速机质元总传开始闭式kwrminrmin量N动比齿轮齿轮传动传动比比YSY综合考虑三种方案选方案电动机YM主要性能额定功率同步转速n满载转速电动机总重pkwN,,nrmin(r)min电动机YM外形尺寸和安装尺寸p,kwwη=n,rminwp,kwr机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏n)、总传动比:,,,inw)、各级传动比的粗略分配:由表取i=开i减速器的传动比:,,,i减i开减速箱内高速级齿轮传动比:i,i,,减减速箱内低速级齿轮传动比:i减i,,,i、轴:(电动机轴)p,p,kwrn,rminpT,,,N,mn、轴:(减速器高速轴)p,p,,,,kw联nn,,rmini机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏pT,,,N,mn、轴:(减速器中间轴)p,p,,,,kw,轴承齿轮nn,,,rminiPT,,,N,mn、轴:(减速器低速轴):p,p,,,,,kw,齿轮轴承nn,,,rminiPT,,,N,mn轴:(传动轴)p,p,,,,kw连轴器轴承nn,,,rminiPT,,,N,mn轴:(滚筒轴)p,,p,,,kw滚筒开齿轮nn,,,rminiPT,,,Nmn机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏轴序号功率转速转矩传动形式传动比效率ηP(kw)n(rmin)T(Nm)弹性联轴器闭式齿轮闭式齿轮联轴器开式齿轮、选择材料小齿轮钢调质处理齿面硬度HBS大齿轮QT正火处理齿面硬度HBS传动比机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏N,njL,(),hNN,,,iZ,初取小齿轮齿数Z,Zi,,则大齿轮齿数开按硬度度为和查图得HBSHBS,,Nmm,,NmmlimlimFFS,,j=计算应力循环次数FminN,njL,(),hNN,,,iY,Y,查图得NNY,Y,Y,又由式()得取XXST,YFSTlim,,,YY,由得FNXSFmin,,,,,NmmF,,,,,NmmF对于开式齿轮只进行齿轮的齿根弯曲强度校核考虑磨损影,响将许用弯曲应力降低~。F,,(,),NmmF,,(,),NmmFY,,Y,查图得FaFaY,,Y,查图得SaSaYYFaSa,,则,,,F机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏YYFaSa,,,,,FYYYYYYFaSaFaSaFaSa,max{,},取,,,,,FFFKY,,,,取t,taYYKTFaSam,Y,,,(u)ZFa则,,mm()所以取m=mmZ=,Z=,u=,m=mmd,mZ,,mmd,mZ,,mm*d,dhm,,mmaa*d,dhm,,mmaa**d,d,(hc)m,,,mmf**d,d,(hc)m,,,mmfdda,,,mmb,,a,,mmab,b,,mm取d,dcos,bd,dcos,b,dnv,,,ms则小齿轮转速为机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏vzk,,,由图(a)得v由表()取k,Ak,由图a按bd==考虑齿轮悬臂布置,k,由表得,计算载荷系数:kk,kkk,,Av,,db,,arccos,arccos,,dadb,,arccos,arccos,,da计算重合度系数:,z(tg,tg)z(tg,tg),,,,,,aa,,(tg,tg)(tg,tg),,Y,,,,,,kY,,,kY,与相近无须修正。t,t、材料的选择:小齿轮号钢调质处理齿面硬度HBS大齿轮号钢正火处理齿面硬度HBS计算应力循环次数:N,njL,(),hNN,,,i机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏查图Z=Z=(允许一定点蚀)NN由式Z=Z=XX取S=Z=Z=(精加工齿轮)HminWLVR硬度取:小齿轮=HBS,大齿轮=HBS由图b得,,,Nmm,,NmmHHlimlim由式计算许用接触应力:,limH,,,,ZZZZ,,NmmHNXWLVRSminH,limH,,,,,,,,因,,,ZZZZ,,NmmHHHNXWLVRSminH故取,,,,,,,,NmmHH、按齿面接触强度确定中心距小轮转矩T=Nmm,初定螺旋角,,,,,,a,Z,cos,,cos,由式(),初取KZ,t,tZ,Nmm由表得E减速传动u,i,端面压力角:,,,,,arctan(tan,cos,),arctan(tancos),tn基圆螺旋角:,,,,,arctan(tan,cos,),arctan(tancos),bt由式()得,cos,cosbZ,,,H,,,,cossincossintt由式()计算中心距a:,,ZZZZKT,,HE,,a,(u)t,,u,,,,,,aH,,,(),mm,,,,机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏由取中心距a=mm估算模数m=(~)a=mmn取标准模数m=mmn,cos,cosa小齿轮齿数:,,,zmunz=uz=,大齿轮齿数:取z=z=z实际传动比i,,,实z传动比误差:,ii,理实在允许范围内。,,,,,ii理修正螺旋角:m(zz)()n,,arccos,arccos,:a,",',与初选β=相近,ZZ可不修正Hβ齿轮分度圆直径:,d,mzcos,,cos,mmn,d,mzcos,,cos,mmn,dn,v,,,ms圆周速度由表,取齿轮精度为级、验算齿面接触疲劳强度:按电机驱动轻微冲击由表取K=AK=vz,,ms由图b按级精度和得。vb,,a,,mm齿宽。a由图a,按bd==,考虑轴刚度较大和齿轮相对轴承为非对称布置得K=。β由表得K=α载荷系数K,KKKK,,Av,,计算重合度:,,,,机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏齿顶圆直径:*d,dhm,,mmaan*d,dhm,,mmaan端面压力角:,,,,,arctan(tan,cos,),arctan(tancos),tn齿轮基圆直径:,d,dcos,,cos,mmbt,d,dcos,,cos,mmbt端面齿顶压力角:d,b,,arccos,arccos,atdad,b,,arccos,arccos,atda,,,,,,,zz,attatt,(tan,tan)(tan,tan),,,,,,,,(tan,tan)(tan,tan),,,sinsinb,,,,,,,,mn,Z,,,Z,cos,,cos,,,,,,ZH由式()计算,,,,,arctan(tan,cos,),arctan(tancos),bt,cos,cosbZ,,,H,,,,cossincossintt机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏由式,计算齿面接触应力:KTu,,ZZZZ,,,HHEubd故安全。,,,Nmm,,,NmmH、验算齿根弯曲疲劳强度按Z=Z=,由图b,,,Nmm,,NmmFFlimlim由图得Y=Y=NN由式m=mm<mm,故Y=Y=。nXX取Y=S=STFmin由式计算许用弯曲应力:,YlimFST,,,,YY,,NmmFNXSminF,YlimFST,,,,YY,,NmmFNXSminFZ,Zcos,,Z,Zcos,VV由图得Y=Y=FaFaSa由图得Y=Y=。Sa由式()计算Y因,,,β,,,Y,,,,,,,,cos,cosb,Y,,,,,KT,,,,YYYYFFasabdmn,,,,Nmm,,,Nmm故安全。F机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏YYFaSa,,,,FFYYFSa,Nmm,Nmm安全。、齿轮主要几何参数,β=z=,z=,u=,m=mm,nom=mcosβ=cos=mmtnd=mm,d=mm,d=mm,d=mmaa**d,d,(hc)m,mmfan**d,d,(hc)m,mmfanb,b,mma=mm,b=b(~)=mm、材料的选择:根据工作条件及其载荷性质选择适当的材料。小齿轮号钢调质处理齿面硬度为HBS大齿轮号钢正火处理齿面硬度为HBSN,njL,(),hN,,,Ni查图Z=Z=(允许一定点蚀)NN由式Z=Z=XX取S=Z=Z=(精加工齿轮)HminWLVR硬度取值:小齿轮HBS大齿轮HBS由图b得,,,Nmm,,mmHHlimlim由式()式计算许用接触应力,Hlim,,,,ZZZZHNXWLVRSHmin,,Nmm,H,,lim,,ZZZZHNXWLVRHSmin,,Nmm,,,,,,,因故取,,,,,,,,NmmHHHH机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏、按齿面接触强度确定中心距小轮转矩T=Nmm,Z,cos,,cos,о,初定螺旋角β=,,,a减速传动取。u,i,Z,NmmE初取由表得KZ,t,t由式()计算ZH端面压力角,,,,,arctan(tan,cos,),arctan(tancos),tn基圆螺旋角,,,,,arctan(tancos,),,arctan(tancos),bt,cos,cosbZ,,,H,,cossincossin,,tt由式()计算中心距a,,KTZZZ,HE,,a,(u)t,,,,,,uaH,,,,,(),mm,,,,取中心距a=mm估算模数m=(~)a=mmn取标准模数m=mm。nacos:cos:小齿轮齿数z,,,munz,uz,,大齿轮齿数取Z=Z=z实际传动比i,,,实z传动比误差ii,,理实i,,,,,在允许范围内。i理机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏修正螺旋角mzz()()n,arccos,arccos,:,,o与初选β=相近,Z、Z可不修正,H齿轮分度圆直径:,d,mzcos,,cos,mmn,d,mzcos,,cos,mmn,dn,v,,,ms圆周速度由表,取齿轮精度为级、验算齿面接触疲劳强度按电机驱动,载荷平稳,由表,取K=Avz由图b按级精度和得K=。,,msv齿宽b,,a,,mm。a由图a按bd==,考虑轴的刚度较大和齿轮相对轴承为非对称布置得K=。β由表得K=,载荷系数K,KKKK,,Av,,,,,,计算重合度:齿顶圆直径*d,dhm,,mmaan*d,dhm,,mmaan端面压力角:,tantan,,n,arctan(),arctan(),,t,cos,cos齿轮基圆直径:,d,dcos,,cos,mmbt机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏,d,dcos,,cos,mmbt端面齿顶压力角:d,b,,arccos,arccos,atdad,b,,arccos,arccos,atda,,,,,,,zz,attatt,(tan,tan)(tan,tan),,,,,,,,(tan,tan)(tan,tan),,,sinsinb,,,,,,,,mnZ,,,由式()得,,,,Z,cos,,cos,由式()得,Z计算:H,,,,arctan(tancos)bt,,arctan(tancos),,cos,cosbZ,,,H,,,,cossincossintt由式,计算齿面接触应力KTu,,ZZZZ,,,HHEubd,,,Nmm,,,NmmH故安全。、根弯曲疲劳强度按Z=Z=,Y,,Y,由图得FaFa机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏Y,,Y,由图得SaSa,coscosb,Y,,由式得,,,,,由式得,取,,,,,,Y,,,,,,,,,,由图b得,,Nmm,,NmmFFlimlim由图得Y=Y=NN由式m=mm<mm,故Y=Y=。nXX取Y=S=STFmin由式计算许用弯曲应力,YlimFST,,,,YY,,NmmFNXSminF,YlimFST,,,,YY,,NmmFNXSminF,Z,Zcos,,cos,V,Z,Zcos,,cos,VKT,,,,YYYYFFasabdmn,,,,Nmm,,,Nmm故安全。FYYFaSa,,,,FF故安全YYFSa,Nmm,Nmm。、齿轮主要参数,,:Z=,Z=,u=,m=mmn,m,mcos,,cos,tn机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏d,mmd,mmd,mmd,mmaa**d=d(hc)m=mmfa**d=d(hc)m=mmfaa=dd,,mmb=b=mm,取b=b(~)=mm、初步估定减速器高速轴外伸段轴径根据所选电机查表选电机轴径d,mm,轴伸长E,mm电机电机则d=(~)d=(~)=~mmd=mm取。、选择联轴器高速轴轴端处选择ML型联轴器GBpT==,N,m名义转矩n由表()得K=T,KT,,N,m 计算转矩为cT=Nm>TC=Nmnn=rmin>n=rmin减速器高速轴外伸段直径为d=mm长度L=mm。轴的材料为选择钢,调质处理传递功率P=kW转速n=rmin。A=由表查得pd,A,,mmn取d=mm机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏钢调质处理Pd,A,,mmn因轴端处需开一个键槽轴径加大,d,(),mm取d=mm。因为是小批生产故轴外伸段采用圆柱形。低速轴外伸轴段:PT,,,N,mnT,KT,,N,mc根据实际工作条件查表拟选:ML型梅花形弹性联轴器公称转矩T=Nm>T=Nm,nCn=rmin>n=rmin取减速器低速轴外伸段直径为d=mm长度L=mm。从动端d=mm,L=mmLT作用在齿轮上的圆周力F,,,NtdF,F,tan,,tan:,N作用在齿轮上的径向力rtF,F,tan,,tan:,N作用在齿轮上的轴向力at)绘轴的受力简图求支座反力机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏a、垂直面支反力,M,By,R(LL)FL,AytFLtR,,,NAyLL,Y,R,F,R,,,NBytAyb、水平面支反力,M,BZd,R(LL),FFL,AzardFL,Fra,R,,,,N,Z,AzLLR,F,R,,NBzrAz)作弯矩图机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏a、垂直面弯矩MCyC点M,RL,,N,mmCyAyb、水平面弯矩MCzM',RL,,N,mmC点右CzBzM,RL,,,,N,mmC点左CzAz机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏c、合成弯矩图C点右M',M,',N,mmCCyCzC点左M,MM,N,mmCCyCzd、转矩T图dC点转矩T,F,,,N,mmcte、作计算弯矩M图ca该轴单向工作转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑取α=C点左边,M,M(T),()()caCCC,N,mmC点右边'''M,M(T),()(),caCCC,N,mmD点M,M,T,,T,N,mmcaDDo)校核轴的强度由以上分析可见C点弯矩值最大而D点轴径最小所以该轴危险断面是C点和D点所在剖面。,,NmmB查表得,,Nmm查表得。b,McaCC点轴径d,,,mmC,,,b,d,(),mm因为有一个键槽。该值小于该点处轴径Cd=mm<mmcMcaDD点轴径d,,,mmD,,,b,d,(),mm因为有一个键槽。该值小于原设计该点处轴C径mm故安全。)精确校核轴的疲劳强度机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏a、校核,,剖面的疲劳强度剖面因键槽引起的应力集中系数由附表查得k,k,,,剖面因配合引起的应力集中系数由附表查得k,k,,,剖面因过渡圆角引起的应力集中系数由附表:D,d,r,,,,rdk,k,,,所以。所以取k,k,。,,校核、剖面弯曲强度T剖面产生的,,,,NmmmaxWT,max,,,,,Nmmam钢的机械性能查表,,Nmm,,Nmm得,,绝对尺寸影响系数由附表,,,,得,,表面质量系数由附表,,,,得,,,,,,,查表得,,剖面安全系数机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏,,,,,,SS,k,,,,am,,,,,,,,,S,~S,S取所以剖面安全。b、校核剖面的疲劳强度剖面因过渡圆角引起的应力集中系数由附表:D,d,r,,,,dr所以。k,k,,,剖面因配合(Hk)引起的应力集中系数由附表得k,k,,,剖面因键槽引起的应力集中系数由附表得k,k,。,,故应按过渡圆角引起的应力集中系数校核剖面。剖面承受MB,,,,cM,L,,,,N,mm,,,,L,,,,T,N,mm剖面产生正应力及其应力幅、平均应力为M,,,,NmmmaxW,,,,Nmmamax,,m剖面产生的扭剪应力及其应力幅、平均应力为T,,,,NmmmaxWT,max,,,Nmm,,am,,,,由附表,查得,,,,,,,表面质量系数由附表得,,,机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏,,,,查表,,,表面质量系数同上。,,剖面的安全系数按配合引起的应力集中系数计算,,,,,S,k,am,,,,,,,,,,,,,S,k,,,,am,,,,,SS,,S,,,SS,,,,S,S,~,所以剖面安全。其它剖面与上述剖面相比危险性小不予校核。选择一对深沟球轴承低速轴轴承校核:)确定轴承的承载能力C,NC,N查表轴承的rr)计算径向支反力R,RR,NAYAZR,RR,NBYBZ)求轴承轴向载荷A=A=F=Na)计算当量动载荷A,,C,,Nmma,e,,,插值确定,A由,,,,eR机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏X,查表,Y,,,,查表取fd=fm=t=P,ffXRYA,,NdmP,ffXRYA,dm,N)校核轴承寿命'预计寿命L,,hhP,N取ftC,,,,L,,,,,,hnP,,,,,h,h故深沟球轴承适用。选择普通平键GBbR,,,mmk,h,t,,,mm。l,L,b,,,mmd,mm齿轮材料为钢载荷平稳静联接由表查得,,,,NmmpT,,,,Nmmpdkl因故安全。,,,,,pp与高速级齿轮联接轴段处选择普通平键:GBbR,,,mmk,h,t,,,mml,L,b,,,mm。d,mm齿轮材料为钢载荷平稳静联接,,,,Nmmp由表查得T,,,,Nmmpdkl机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏,,,,,pp因故安全。、齿轮处:选择普通平键GB型其参数为bR,,,mmk,h,t,,,mml,L,b,,,mmd,mm。齿轮材料为钢载荷平稳静联接,,,,Nmmp由表查得T,,,,Nmmpdkl,,,,,pp因故安全。、联轴器处选择普通平键GB其参数为bR,,,mmk,h,t,,,mml,L,b,,,mmd=mm。齿轮材料为钢载荷平稳静联接,,,,Nmmp由表查得T,,,,Nmmpdkl,,,,,pp因故安全高速轴轴端处选择ML型联轴器GBpT==,N,m名义转矩nT,KT,,N,m 计算转矩为cT=Nm>TC=Nmnn=rmin>n=rmin根据实际工作条件查表拟选:ML型梅花形弹性联轴器机械工程与自动化学院机械设计课程设计邓晓鹏PT,,,N,mnT,KT,,N,mc公称转矩T=Nm>T=Nm,nCn=rmin>n=rmin、减速器的齿轮润滑选用中负荷工业齿轮油GB轴承采用脂润滑润滑脂选用通用锂基润滑脂GB。、油标尺M,材料QA。孙志礼冷兴聚魏延刚曾海泉著<<机械设计>>北京:东北大学出版社巩云鹏田万禄张祖立黄秋波著<<机械设计课程设计>>北京:东北大学出版社机械工程与自动化学院

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