化学与化工学院过程装备与控制工程-《机械课程设计》说明书

化学与化工学院过程装备与控制 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 -《机械课程设计》说明 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 化学与化工学院过程装备与控制工程-《机械课程设计》 说明书 一设计任务书 11 设计任务 1设计一盘磨机传动装置 2已知技术参数和条件 技术参数 主轴的转速 36 锥齿轮传动比 23 电机功率 4kW 电机转速 1440 rmin 每日工作时数 8h 传动工作年限 10 12 系统总体方案的设计 方案图如下 1电动机24联轴器3圆柱斜齿轮减速器5开式圆锥 齿轮传动6主轴7盘磨机 二电动机的选择传动系统的运动和动力参数计算 21 电动机类型的选择 Y系列三相异步电动机工作要求连续工作机器 22 电动机功率选择 P 4kw 23 确定电动机转速 1440rmin 24 确定电动机型号 综合考虑电动机和传动装置的尺寸重量因此选定电动机型号为Y112M-4额 定功率为4KW满载转速1440rmin 25 计算总传动比及分配各级的传动比 高速级的传动比低速级传动比锥齿轮传动比减速箱传动比 总传动比 锥齿轮传动比 减速器传动比 高速级传动比 低速级传动比 26 传动参数的计算 261 各轴的转速nrmin 高速轴的转速n1 n电 1440rmin 中间轴的转速rmin 低速轴的转速rmin 262 各轴的输入功率P KW 根据传动方案简图并由 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 23查出 联轴器的效率 运输机驱动轴一对滚动轴承的效率 高速级齿轮的效率 低速级齿轮的效率 高速轴的输入功率KW 中间轴的输入功率KW 低速轴的输入功率KW 263 各轴的输入转矩TN?mm 高速轴一的输入转矩 中间轴二的输入转矩 低速轴三的输入转矩 三 传动零件的设计计算 31 高速级斜齿轮的设计和计算 311 选精度等级材料及齿数 1齿轮的材料精度和齿数选择因传递功率不大转速不高小齿轮用40Cr大齿 轮用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小齿轮硬度为 280HBS大齿轮硬度为240HBS 2齿轮精度用7级软齿面闭式传动失效形式为占蚀 3虑传动平稳性齿数宜取多些取 24则 24×416 9984取 100 4选取螺旋角初选螺旋角 312 按齿面接触强度设计 由设计公式 试算 1 确定公式内的各计算数值 1试选载荷系数Kt 16 2计算小齿轮传递的转矩 3由机械设计课本表10-7选取齿宽系数 4 由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE 1898MP 5 由图10-21d按齿面强度查地小大齿轮的接触疲劳强度极限 σHlim1 600Mpa σHlim2 550Mpa 6 由式10-13计算应力循环次数 N1 60n1j Lh 60×1440×1×2×8×365×10 505× N2 N1i1 505×416 121× 7 由图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1 089KHN2 095 8 计算接触疲劳许用应力取失效概率为001安全系数S 1由式10-12得 [σH]1 σHlim1 KHN1S 600×0891 Mpa 534 Mpa [σH]2 σHlim2 KHN2S 550×0951 Mpa 5225 Mpa 9由图10-30选取区域系数ZH 2433 10由图10-26查得 则 11许用接触力 2 计算 1试算 2圆周速度 3齿宽 模数 4计算纵向重合度 5 计算载荷系数K 根据V 279ms7级精度由图10-8查得动载系数Kv 111由表10-2查得使用系数KA 125由表10-4查得7级精度小齿轮相对支承非对称布置时 141查图10-13得 134故载荷系数 6按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径由式10-10a得 7计算模数 313 按齿根弯曲强度设计 由式10-5得弯曲强度的设计公式为 1确定公式内的各计算数值 1计算载荷系数K K 125×111×14×134 260 2根据纵向重合度 1903从图10-28查得螺旋角影响系数 088 3计算当量齿数 4查取齿形系数 由表10-5查得 5查取应力校正系数 由表10-5查得 6由图10-20c查得 小齿轮的弯曲疲劳强度极限 大齿轮的弯曲疲劳强度极限 7 由图10-18取弯曲疲劳寿命系 084 087 8计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S 14由式10-12得 S 084×50014 300MPa S 087×38014 23614MPa 9计算大小齿轮的并加以比较 2592×1596300 001379MPa 2172×179823614 001654MPa 大齿轮的数值大 2 设计计算 对比计算结果由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数由于齿轮模数的大于主要取决于弯曲强度所 决定 郑伟家庭教育讲座全集个人独资股东决定成立安全领导小组关于成立临时党支部关于注销分公司决定 的承载能力而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径即模数与齿数的乘积有关可取 2mm按接触强度算得的分度圆直径 4413mm算出小齿轮齿数 3 几何尺寸计算 高速级齿轮传动的几何尺寸归于下表 名称 计算公式 结果mm 法面模数 2 法面压力角 螺旋角 分度圆直径 4356 18045 齿顶圆直径 2 43562×2×1 2 180452×2×1 4756 18445 齿根圆直径 -2 4356-2×2×1 -2 4356-2×2×1 3856 17545 中心距 112 齿宽 45 50 4 齿轮的结构设计 小齿轮1由于直径较小采用齿轮轴结构 大齿轮2的结构按表311和后续设计出的轴孔直径计算如下 代 号 结构尺寸计算公式 结果mm 轮毂处直径 544 轮毂轴向长 476 倒角尺寸n 1 齿根圆处厚度 5 腹板最大直径 16445 孔板分布圆直径 109425 孔板直径 275125 腹板厚 135 32 低速级斜齿轮的设计和计算 321 选精度等级材料及齿数 1齿轮的材料精度和齿数选择因传递功率不大转速不高小齿轮用40Cr大齿轮用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小齿轮硬度为280HBS大齿轮硬度为240HBS 2齿轮精度用7级软齿面闭式传动失效形式为占蚀 3虑传动平稳性齿数宜取多些取则取 4选取螺旋角初选螺旋角 322 按齿面接触强度设计 由设计公式试算 1 确定公式内的各计算数值 1试选载荷系数Kt 16 2计算小齿轮传递的转矩 3由机械设计课本表10-7选取齿宽系数 4由表10-6查得材料的弹性影响系数 1898MP 5 由图10-21d按齿面强度查地小大齿轮的接触疲劳强度极限 6 由式10-13计算应力循环次数 7由图10-19取接触疲劳寿 命系数KHN1 096 KHN2 097 8计算接触疲劳许用应力取失效概率为001安全系数S 1由式10-12得 S 095×6001 570MPa S 097×5501 5335MPa 9由图10-30选取区域系数 10由图10-26查得 则 11许用接触力 2 计算 1 试算 2 圆周速度V d1t n260×1000 109 ms 3 齿宽 4计算纵向重合度 5 计算载荷系数K 根据V 109ms7级精度由图10-8查得动载系数Kv 104 由表10-2查得使用系数KA 125由表10-4查地7级精度小齿轮相对支承非对称布置时 1420查图10-13得 故载荷系数 6 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径由式10-10a得 7计算模数 323 按齿根弯曲强度设计 由式10-5得弯曲强度的设计公式为 1 确定公式内的各计算数值 1 由图10-20c查得 小齿轮的弯曲疲劳强度极限 大齿轮的弯曲疲劳强度极限 2由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1 089KFN2 090 3计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S 14由式10-12得 4计算载荷系数K K 125×103×14×135 243 5根据纵向重合度 1903从图10-28查得螺旋角影响系数 088 6 计算当量齿数 7查取齿形系数 由表10-5查得 YFa1 2592YFa2 2212 8查取应力校正系数 由表10-5查得 YSa1 1596YSa2 1774 9计算大小齿轮的并加以比较 2212×177424429 001606 大齿轮的数值大 2 设计计算 对比计算结果由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数由于齿轮模数的大于主要取决于弯曲强度所决 定的承载能力而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径即模数与齿数的乘积有关可取 25?按接触强度算得的分度圆直径 71144?算出小齿轮齿数 取 取 3 几何尺寸计算 低速级齿轮传动的几何尺寸归于下表 名称 计算公式 结果mm 法面模数 25 法面压力角 螺旋角 分度圆直径 72469 232937 齿顶圆直径 2 724692×25×1 2 2329372×25×1 77469 237937 齿根圆直径 -2 7246-2525 EMBED EquationKSEE3 \ MERGEFORMAT 2 237937-2525 66219 225687 中心距 153 齿宽 75 80 4 齿轮的结构设计 小齿轮1由于直径较小采用齿轮轴结构 大齿轮2的结构按表311和后续设计出的轴孔直径计算如下 代 号 结构尺寸计算公式 结果mm 轮毂处直径 832 轮毂轴向长 78 倒角尺寸n 125 齿根圆处厚度 625 腹板最大直径 212937 孔板分布圆直径 1480685 孔板直径 32434 腹板厚 225 四 轴的设计计算 41 中间轴的设计计算 411 中间轴上的功率P转速n和转矩T 由已知得P P2 38 KW n n2 34615 rmin 412 确定轴的最小直径 因中间轴是齿轮轴选取轴的材料为45钢调质处理由资料1表查出 先按式15-2初步估算轴的最小直径根据表15-3 取A0 112得 413 轴的结构设计 1 拟定轴上零件的装 配方 学校职工宿舍分配方案某公司股权分配方案中药治疗痤疮学校教师宿舍分配方案医生绩效二次分配方案 案 轴的设计示意图如下 2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1由于 2489 mm轴上开有两键槽增加后轴径d 30 mm取安装轴承处该轴直径最小处 轴径d 30 mm则 2初步选择滚动轴承选单列圆锥滚子轴承参照工作要求并根据 选轴承型号30206其尺寸为d×D×T 30 mm×62 mm×1725mm考虑到箱体铸造误差使轴承距箱体内壁6 mm 3取轴上安装大齿轮和小齿轮处的轴段?-?和?-?的直径两端齿轮与轴承之间采用套筒定位已知大齿轮轮毂的宽度为45 mm小齿轮的轮毂宽度为80 mm为了使套筒可靠地压紧齿轮此轴段应略短于轮毂宽度故分别取两齿轮的另一端采用轴肩定位轴肩高度h 007d轴环处的直径轴环宽度取 4由于安装齿轮的轴段比轮毂宽度略短所以 L?-? 17256163 4225 mm L?-? 172561853 4475 mm 3 轴上零件的周向定位 齿轮与轴的周向定位均采用平键连接按和分别由表6-1查得平键截面 b×h 10 mm×8 mm长度分别为63 mm和36 mm 同时为了保证齿轮与轴配合有良 好的对中性故选择齿轮轮毂与轴的配合为滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配 合来保证的此处选轴的直径尺寸公差为m6 4 确定轴上的圆角和倒角尺寸 参考表15-2取轴端倒角为2×45? 5 轴的校核 1绘轴的受力图见附图1a 2计算轴上的作用力 齿轮2 齿轮3 3计算支反力 垂直面支反力XZ平面见附图1b 绕支点B的力矩和得 同理 附图 1 校核 计算无误 水平平面XY平面见附图1c 同样绕支点B的力矩和得 同理 校核 计算无误 4转矩绘弯矩图 垂直平面内的弯矩图见附图1b C处弯矩 D处弯矩 水平面弯矩图见附图1c C处弯矩 D处弯矩 5合成弯矩图见附图1d C处 D处 6转矩及转矩图见附图1e 7计算当量转矩绘弯矩图见附图1f 应力校正系数 C处 D处 8校核轴径 C剖面 强度足够 D剖面 强度足够 42 高速轴的设计计算 421 求高速轴上的功率P转速n和转矩T 由已知得P P? 396 kw n n? 1440 rmin 422 初步确定轴的最小直径 先按式15-2初步估算轴的最小直径选取轴的材料为45钢调质处理由资料1表查出 根据表15-3取A0 112得 423 轴的结构设计 1拟定轴上零件的装配方案 轴的设计示意图如下 2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1高速轴的最小直径为安装联轴器处轴的直径为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应 故需同时选取联轴器型号联轴器的计算转矩 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件查手册选用YL4型联轴器其公称转矩为40 半联轴器的孔径为20 mm故取为了满足半联轴器的轴向定位要求?-?轴段左端需制出一轴肩故取?-?段的直径左端用轴端挡圈定位按轴端直径取挡圈直径D 26 mm半联轴器与轴配合的毂孔长度L1 38mm 为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上故取?-?段的长度应比L1略短一些现取 L?-? 36 mm 2初步选择滚动轴承因轴承同时承受有径向力和轴向力的作用故选用单列圆锥滚子轴承参照工作要求并根据选轴承型号30205其尺寸d×D×T 25 mm×52 mm×1625 mm故由于轴承右侧需装甩油环且轴承需离箱体内壁一段距离考虑到箱体铸造误差使轴承距箱体内壁6 mm则取右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位取 3由于高速轴上的小齿轮的尺寸较小通常设计成齿轮轴 4轴承端盖的总宽度取为16 mm取端盖的外端面与联轴器端面间的距离为30 mm则 5取齿轮距箱体内壁的距离a 9 mm根据中轴的部分长度得 3轴上零件的周向定位 半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接按由表6-1查得平键截面b×h 6 mm×6 mm键槽用键槽铣刀加工长为22 mm滚动轴承与轴的周向定位是由过渡 配合来保证的此处选轴的直径尺寸公差为m6 4确定轴上的圆角和倒角尺寸 参考表15-2取轴端倒角为2×45? 5 轴的校核 1绘轴的受力图见附图2a 2计算轴上的作用力 齿轮1 3计算支反力 垂直面支反力XZ平面见附图2b 绕支点B的力矩和得 附图 2 同理 校核 计算无误 水平平面XY平面见附图2c 同样绕支点B的力矩和得 同理 校核 计算无误4转矩绘弯矩图 垂直平面内的弯矩图见附图2b C处弯矩 水平面弯矩图见附图2c C处弯矩 5合成弯矩图见附图2d C处 6转矩及转矩图见附图2e 7计算当量转矩绘弯矩图见附图2f 应力校正系数 D处 8校核轴径 C剖面 强度足够 43 低速轴的设计计算 431 求低速轴上的功率P转速n和转矩T 由已知得P P3 365 KW n n3 10817rmin 432 初步确定轴的最小直径 先按式15-2初步估算轴的最小直径选取轴的材料为45钢调质处理由资料1表查出 根据表15-3取A0 112得 433 轴的结构设计 1拟定轴上零件的装配方案 轴的设计示意图如下 2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1 低速轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应 故需同时选取联轴器型号联轴器的计算转矩按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件查手册选用LX3型弹性套柱销联轴器其公称转矩为1250 半联轴器的孔径为40 mm故取 联轴器长112 mm半联轴器与轴配合的毂孔长度 为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上故取?-?段的长度应比L1略短一些现取为了满足半联轴器的轴向定位要求 ?-?轴 段左端需制出一轴肩故取?-?段的直径右端挡圈定位按轴端直径取挡圈直径D 50 mm 2初步选择滚动轴承选单列圆锥滚子轴承参照工作要求并根据选轴承型号30210其尺寸为d×D×T 50 mm×90 mm×2175 mm故 3取安装齿轮处的轴段?-?的直径 52 mm齿轮的的左端与左端轴承之间采用甩油环和套筒定位已知齿轮毂的宽度为75mm为了使套筒端面可靠地压紧齿轮此轴段应略短于轮毂宽度故取 72 mm齿轮的右端采用轴肩定位轴肩高度h,007d则轴环处 60 mm轴环宽度取 12 mm 4取齿轮距箱体内壁的距离a 185 mm考虑到箱体铸造误差使轴承距箱体内壁6 mm已知滚动轴承宽度T 2175 mm并根据中轴的部分尺寸得 5 取轴承端盖外端面与联轴器端面的距离为30 mm端盖厚20 mm则L?-? 50 3轴上零件的周向定位 齿轮联轴器与轴的周向定位均采用平键连接由表6-1查得平键截面b×h 16 mm×10 mm键槽用键槽铣刀加工长为63 mm同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性故选择齿轮轮毂与轴的配合为 同样联轴器与轴的连接选用平键为12 mm×8 mm×70 mm滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的此处选轴的直径尺寸公差为m6 4确定轴上的圆角和倒角尺寸 参考表15-2取轴端倒角为2×45? 5 轴的校核 1绘轴的受力图见附图3a 2计算轴上的作用力 齿轮3 3计算支反力 垂直面支反力XZ平面见附图3b 绕支点B的力矩和得 同理 校核 计算无误 水平平面XY平面见附图2c 同样绕支点B的力矩和得 附图3 同理 校核 计算无误 4转矩绘弯矩图 垂直平面内的弯矩图见附图2b C处弯矩 水平面弯矩图见附图2c C处弯矩 5合成弯矩图见附图2d C处 6转矩及转矩图见附图2e 7计算当量转矩绘弯矩图见附图2f 应力校正系数 D处 8校核轴径 C剖面 强度足够 五 键连接的选择和计算 51 中间轴上的键的设计与校核 已知参考教材由式6-1可校核键的强度由于d 3038 mm所以取bh 108 mm 查表得 100120 取低速级键长为63 mm高速级键长为36 mm 所以所选键bhL 10 mm8 mm63 mm bhL 10 mm8 mm36 mm符合强度条件 52 高速轴上的键的设计与校核 齿轮联轴器与轴的周向定位都是平键连接由表6-1查得联轴器上的键尺寸为bhL 6×6×25 mm联轴器采取过渡配合但不允许过盈所以选择H7k6轴与轴承之间采取过度配合轴的直径公差采用m6具有小过盈量木锤装配d 20 mm 查表得 100120 式中k 05hl L-b 所以所选键符合强度要求 53 低速轴上的键的设计与校核 已知装齿轮处轴径d 52 mm 参考教材由式6-1可校核键的强度由于d 5058 mm所以取bhL 16 mm10 mm63 mm查表得 100120 联轴器处轴径d 40 mm由于d 3844 mm所以取bhL 12 mm8 mm70 mm 所以所选键符合强度要求 六 滚动轴承的选择和计算 61 计算中间轴的轴承 已知 n2 34615 rmin 两轴承径向反力 所以右端被压紧 计算轴承30206的寿命 故可以选用 61 计算高速轴的轴承 已知 n1 1440rmin 两轴承径向反力 所以右端被压紧 计算轴承30206的寿命 故可以选用 63 计算低速轴的轴承 Y112M-4三相异步电动机 P 4kw n电 1440rmin 小齿轮用40Cr调质 大齿轮用45号钢正火 ZE 1898MP [σH]1 534 Mpa [σH]2 5225 Mpa ZH 2433 134 18045mm K 260 300MPa 23614MPa 强度足够 小齿轮用40Cr调质 大齿轮用45号钢正火 1898MP 570MPa 5335MPa K 243 YFa1 2592 YFa2 2212 YSa1 1596 YSa2 1774 强度足够 危险面强度足够 危险面强度足够 危险面强度足够 强度足 够 强度足够 强度足够 寿命足够 寿命足够 寿命足够 xx大学 化学与化工学院过程装备与控制工程 《机械课程设计》说明书 第 2 页