沈阳航空航天大学机械设计课程设计任务书.docx
- 文档编号:2627591
- 上传时间:2023-05-04
- 格式:DOCX
- 页数:152
- 大小:449.61KB
沈阳航空航天大学机械设计课程设计任务书.docx
《沈阳航空航天大学机械设计课程设计任务书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《沈阳航空航天大学机械设计课程设计任务书.docx(152页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
沈阳航空航天大学机械设计课程设计任务书
一.课程设计书
1、设计课题:
带式运输机用两级圆柱齿轮减速器。
2、设计原始数据:
表格1-1设计原始设计
参数运输带工作拉力F(kN)运输带工作速度V(m/s)卷筒直径D(mm)
2.51.0250
3、传动示意图:
4、工作条件及设计要求:
连续工作,不逆转;载荷平稳;工作环境清洁;使用
3年,每日工作一班;中小批量生产;总传动比误差不超过±5%。
1
设计计算说明书的及格式
计算及说明计算结果
2
1.电动机的选择计算
1.1计算电动机功率
工作机功率
Fv
60000.5
P
31.8kW
1000
1000
皮带传动效率:
齿轮啮合效率:
滚动轴承效率:
1
2
3
0.96
0.97
0.99
联轴器效率:
40.99
滚筒效率:
50.96
总的机械效率:
12345
0.96
0.972
0.944
0.994
0.99
0.96
Y112M-4
0.825
P=4kW;
电机功率所需:
n=1000r/min
Pr
PW
3.0
3.64kW
0.825
根据资料[1]可选Y系列三相异步电动机。
型号:
Y112M-4;额定功率:
P=4kW;额定转速:
n=1000r/min
1.2确定工作机转速
nw
60v
60
0.5
D
0.3
31.8r/min
2.分配传动比
2.1总传动比
电动机满载转速为
960/min
n0
r
总传动比:
i总
n0
960
30.19
i带
2.5
nw
31.8
2.2减速器传动比
根据资料[2]
取i带
2.5
,则减速器传动比
i减
12.076
i
30.19
12.076
i减
2.5
i带
2.3减速器高速级传动比
3
设计计算说明书的内容
设计任务书;
目录(标题及页次);
1.电动机的选择计算
1.1计算电动机功率工作机功率
1.2确定工作机转速
2.分配传动比
2.1
总传动比
2.2
减速器外各传动装置的确定
2.3
减速器传动比
2.3.1
减速器高速级传动比
2.3.2
低速级传动
3.传动装置的运动与动力参数的选择和计算
(计算减速器各轴的功率
P、转速n和扭矩)
3.1
电动机轴的参数
3.2
减速器高速轴的参数
3.3
减速器中间轴的参数
3.4
减速器低速轴的参数
3.5⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
4.传动零件的设计计算
4.1减速器外部零件的设计计算
4.1.1带传动的设计计算
4.1.2链传动的设计计算
4.1.3⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
4.2减速器内部传动零件的设计计算
4.2.1高速级齿轮的设计计算
(1)齿轮各分力计算
(2)齿轮的弯曲强度计算
(3)齿轮的接触强度计算
4.2.2低速级齿轮的设计计算
(1)齿轮各分力计算
(2)齿轮的弯曲强度计算
(3)齿轮的接触强度计算
4.轴的设计计算
5.1高速轴的设计
5.1.1高速轴的结构设计
(1)初估直径
(2)确定各轴段的尺寸。
5.1.2高速轴的强度校核
(1)轴的受力分析
(2)按弯扭合成条件校核计算(计算各点弯矩、合成弯矩及扭矩图,并绘制轴的弯矩图、
合成弯矩图及扭矩图,找出危险截面,按弯扭合成校核危险截面)。
(3)按疲劳强度条件进行精确校核
4.2中间轴的设计
4
5.2.1中间轴的结构设计
(1)初估直径
(2)确定各轴段的尺寸。
5.1.2中间轴的强度校核
(1)轴的受力分析
(2)按弯扭合成条件校核计算(计算各点弯矩、合成弯矩及扭矩图,并绘制轴的弯矩图、
合成弯矩图及扭矩图,找出危险截面,按弯扭合成校核危险截面)。
(3)按疲劳强度条件进行精确校核
4.3低速轴的设计
5.3.1低速轴的结构设计
(1)初估直径
(2)确定各轴段的尺寸。
5.3.2轴的强度校核
(1)轴的受力分析
(2)按弯扭合成条件校核计算(计算各点弯矩、合成弯矩及扭矩图,并绘制轴的弯矩图、
合成弯矩图及扭矩图,找出危险截面,按弯扭合成校核危险截面)。
(3)按疲劳强度条件进行精确校核
6.轴动轴承的选择和寿命计算
6.1高速轴的轴承校核计算(包括轴承受力分析图、派生轴向力计算、轴向力计算、当量定动载荷及寿命计算)
6.2中间轴的轴承校核计算
6.3低速轴的轴承校核计算
7.键联接的选择和验算
7.1高速轴
7.1.1键的型号
7.1.2键校核计算
7.2中间轴
7.1.1键的型号
7.1.2键校核计算
7.3低速轴
7.1.1键的型号
7.1.2键校核计算
8.联轴器的选择
9.减速器的润滑方式及密封形式的选择,润滑油牌号的选择及装油量的计算
10.参考目录
11.总结。
5
机械设计中注意事项
4.一律采用手工绘图。
5.图面必须干净、清晰,线条必须光滑符合制图标准。
6.说明书字迹要工整,内容要完整。
且符合说明书要求。
7.结构正确,标准正确。
8.标准件要严格按尺寸绘制。
机械设计进度安排
序号
时间
应完成的工作
1
2天
完成动力参数和运动计算;齿轮参数计算;
2
2天
完成草图,并进行轴的校核计算
3
3天
完成轴的校核、轴承校核、键的校核,和部分装配图
4
1天
完成装配图
5
1天
完成零件图
6
1天
完成说明书
7
答辩
6
机械设计课程设计任务书
7
班级:
姓名:
学号:
指导教师:
2014年6月
一:
课程设计的目的
1.培养学生综合运用机械设计及相关课程知识解决机械
工程问题的能力,并使所学知识得到巩固和发展;
2.学习机械设计的一般方法和步骤;
3.进行课程设计基本技能的训练,如计算,绘图(其中包
8
括计算机辅助设计)和学习使用设计资料,手册,标准和规
范。
二:
课程设计的内容
1.设计题目:
带式运输机用两级圆柱齿轮减速器
2.设计原始数据
组序F(kN)V(m/s)D(mm)
81.61.0400
3.传动示意图
4.工作条件及设计要求
连续工作,不逆转;载荷变化(冲击):
工作环境(多尘):
使用3年,每日工作2班:
中小批量生产;总传动比误差不超过±5%。
9
三.计算及说明
10
计算及说明
1.电动机的选择与计算
1.1电动机工作功率
结果
工作机功率:
p=Fv/1000=1600*1/1000=1.6kw
圆柱齿轮传动(8级)?
1=0.97
轴承效率(圆锥轴承(稀油润滑))?
2=0.98
联轴器传动效率?
3=0.99
卷筒效率?
4=0.96
总效率?
=?
1^2×?
2^4×?
3^2×?
4
=0.97^20×.98^4×0.99^2×0.96
=0.8166
电动机功率Pr=p/?
=1.6/0.8166=1.959kw
根据质料电动机型号为Y132S-8,额定功率2.2kw,满载
转数710r/min,(同步转数750r/min),d电机=38mm,
轴伸长E=80mm
1.2确定工作机转速
n=60v/(πD)=60×1/(π×0.4)=47.75r/min
2.分配传动比
2.1总传动比
总传动比i=n满/n=710/47.75=14.87
2.2减速器外各传动装置的确定
i联=1
11
i减=i/i联=14.87/1=14.87
2.3减速器传动比
2.3.1减速器高速级传动比
高速级i1=(1.3-1.4)·i2
低速级i1=[(1.3-1.4)·i减]^0.5
i1=(1.35×14.87)^0.5=4.48
2.3.2低速级传动
i2=i减/i1=14.87/4.48=3.32
3.传动装置的运动与动力参数的选择和计算(计算减速器各轴的功率P、转速n和扭矩)
3.1电动机轴的参数
轴0:
即电动机机轴
P0=Pr=1.959kw
n0=710r/min
T0=9.55P0/n0=9.55×1.959×10^3/710=26.350N·m
3.2减速器高速轴的参数
减速器高速轴,即轴1
P1=P0×?
01=P0×?
联=1.959×0.99=1.939kw
n1=n0/i01=710/1=710r/min
T1=9.55×P1/n1=9.55×1.939×10^3/710=26.081N·m
3.3减速器中间轴的参数
减速器中间轴,即轴2
P2=P1×?
12=P1·?
齿·?
承=1.863×0.97×0.98=1.843kw
12
n2=n1/i12=710/4.48=158.5r/min
T2=9.55×P2/n2=9.551×.843×10^3/158.5=111.045N·m
3.4减速器低速轴的参数
减速器低速轴,即轴3
P3=P2·?
23=P2·?
齿·?
承=1.843×0.97×0.98=1.752
kw
n3=n2/i23=182.3/3.82=47.7r/min
T3=9.55·P3/n3=9.551×.752×10^3/47.7=350.767N·m
3.5传动滚筒轴的参数
传动滚筒轴,即轴4
P4=P3·?
34=P3·?
承·?
联=1.752×0.98×0.99=1.700kw
n4=n3=47.7r/min
T4=9.55·P4/n4=9.551×.700×10^3/47.7=340.356N·m
4.传动零件的设计计算
4.1减速器外部零件的设计计算
联轴器
过程在轴的计算
4.2减速器内部传动零件的设计计算
4.2.1高速级齿轮的设计计算
(1)选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数
1).选用斜齿圆柱齿轮
2).运输机为一般工作机器,速度不高,故选用
8级
13
精度(GB10095-88)
3).材料选择:
由表10-1选择小齿轮材料为40Cr(调
质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度
为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。
4).选小齿轮齿数z1=22
大齿轮齿数z2=22×i1=22×4.48=98.56=99
5)选取螺旋角。
初选螺旋角
14,压力角20
(2)按齿面接触强度设计
由教材计算公式(9-10a)进行计算,即
2KT1u1ZHZE
2
d1t
3
u
H
d
1)试选定载荷系数K=2
,
由图10-30选取区域系数ZH
2.433
2)小齿轮传递的转矩
T1=26.081
N·m
3)由教材中表10-7选取齿宽系数
1
d
4)由表10-6查得材料弹性影响系数ZE
1
189.8MPa2
5)由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳极
限Hlim
600MPa,大齿轮接触疲劳强度极限
Hlim2550MPa
6)由式10-13计算应力循环次数
Lh
3300
8
2
14400
h;
j=1
N1
60njLh
60
7101
14400
6.1344108
N2
6.1344
10
8
1.3693
108
4.48
14
7)由图10-19取接触疲劳寿命系数
KHN10.92;KHN20.97
8)计算许用接触应力
取失效概率为1%,安全系数为S=1,由10-12得
KHN1lim1
H1
S
KHN2
lim2
H2
S
H1
H2
H
2
0.92600MPa552MPa;
0.97550MPa533.5MPa
552
533.5
542.75MPa
2
9)由图10-26查得
10.765,20.88,121.645
10)计算
a.计算小齿轮分度圆直径d1t
2
d1t
3
2KT1
u
1
ZHZE
d
u
H
2
2
26.081
103
5.48
2.433
2
189.8
3
1
1.645
4.48
542.75
38.3
b.计算圆周速度v
v
d1tn1
38.3
710
1000
60
1000
1.42m/s
60
c.计算齿宽b
bdd1t138.338.3mm
d.计算齿宽与齿高之比b/h
15
d1tcos
38.3
cos14
模数mt
1.69mm
z1
22
齿高h2.25mt2.25
1.69
3.80mm
b
38.3
h
10.08
3.80
e.计算纵向重合度
0.318dZ1tan
0.318122tan141.744
f.根据v=1.69m/s,8级精度,由图10-8查
动载系数Kv=1.15
由表10-3齿轮KHKF1。
4
由表10-2查得使用系数KA1.50
由表10-4用插值法查得8级精度,小齿轮相对支承
非对称布置时,KH
1.449
由b/h=10.08,KH
1.449查图10-13得KF
1.36
故载荷系数KKAKVKH
KH1.501.151.41.449
3.500
故按实际载荷系数校正所算得分度圆直径,由
10-10a得d1
d1t3
K
38.333.500
46.2mm
Kt
1.6
f.计算模数m
d1cos
46.2
cos14
m
2.04mm
z1
22
(3)按齿根弯曲强度设计
由10-17得弯曲强度的设计公式为
2KT1Ycos3
YFaYSa
mn
2
3
dz
1
F
1)确定公式内的各计算数值
16
a.由图10-20c查得小齿轮弯曲疲劳强度极限为
FE1500MPa;大齿轮的疲劳弯曲强度极限FE2380MPa
b.计算系数K
KKAKvKFKF1.50*1.15*1.4*1.36=3.28
C.根据重合度
0.318dZ1tan0.318
122tan141.744,从图
10-28查得螺旋角影响系数Y
0.88
e.计算当量齿数
zv1
z1
22
cos3
24.08
cos314
zv2
z2
99
cos3
108.37
cos314
f.查取系数
由表10-5
查得齿形系数YFa12.72;YFa
2.182
由表10-5
查得应力校正系数YSa11.57
;YSa21.789
由图10-18取弯曲疲劳寿命系数
KFN10.90,KFN2
0.93
g.计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式10-12得
KFN1
FE1
F1
S
KFN2
FE2
F2
S
0.90
500
1.4
321.43MPa
0.93
380MPa
252.43MPa
1.4
p.计算大小齿轮的YFaYSa并加以比较
F
17
YFa1YSa1
2.57
。
157
0.01255
F1
321.43
YFa2YSa2
2.182
1.789
0.01546
F2
252.43
大齿轮的数值大
2)设计计算
mn
2KT
1cos2
YFaYSa
3
2
dz1
F
32
3.28
26.081
1030.88cos214
1
222
0.01546
1.645
1.40
教材P220的理由,m=1.40
取标准值m=2mm
d1cos
46.2
cos14
22.4取z1=23
z1
2
mn
Z2=4.48*30=103.04
取z2=103
新的传动比i12,
z2
103
4.48
z1
23
(4)几何尺寸计算
1)计算中心距
(z1z2)mn
(23
103)2
a
2
129.9
2cos
cos14
将中心距调为130
2.)按圆整后的中心距修正螺旋角
(z1z2)mn’''
arccos141500
2a
3)验算
14-1415'00''015'00''1
18
符合要求
4)计算大小齿轮的分度圆直径
d1
z1mn
232
cos
‘‘’47.460mm
cos141500
d2
z2mn
1032
cos
212.540mm
cos
4)计算齿宽
bdd1147.5=47.5
取整后B2=50,B1=55
4.2.2低速级齿轮的设计计算
(1)选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数
1).选用斜齿圆柱齿轮
2).运输机为一般工作机器,速度不高,故选用8
级精度(GB10095-88)
3).材料选择:
由表10-1选择小齿轮材料为40Cr
(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),
硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。
4).选小齿轮齿数z1=22
大齿轮齿数z2=24×i2=22×3.32=73.04=73
5)选取螺旋角。
初选螺旋角14
(2)按齿面接触强度设计
由教材计算公式(9-10a)进行计算,即
19
2
d1t
3
2KT1u1
ZHZE
u
H
d
1)试选定载荷系数K=2,
由图10-30选取区域系数ZH2.433
2)小齿轮传递的转矩T1=111.045N·m
3)由教材中表10-7选取齿宽系数
1
d
1
4)由表10-6查得材料弹性影响系数ZE189.8MPa2
5)由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳极
限Hlim
600MPa,大齿轮接触疲劳强度极限
Hlim2550MPa
6)由式10-13计算应力循环次数
Lh
3300
82
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 沈阳 航空航天大学 机械设计 课程设计 任务书