中南大学机械设计机械设计基础课程设计Word文档格式.docx
- 文档编号:3855401
- 上传时间:2023-05-02
- 格式:DOCX
- 页数:46
- 大小:32.01KB
中南大学机械设计机械设计基础课程设计Word文档格式.docx
《中南大学机械设计机械设计基础课程设计Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中南大学机械设计机械设计基础课程设计Word文档格式.docx(46页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
(3)另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助
设计方面的能力。
5设计内容
(1)传动装置的总体设计;
(2)传动装置主要零件的设计、润滑选择;
(3)减速器装配图的设计;
(4)零件工作图的设计;
(5)设计计算说明书的编写。
二机械传动装置的总体设计
1电机的选择
1.1电机类型的选择
选择Y系列三相异步电动机。
1.2额定功率的确定
电动机所需功率为
Pw
PdKW
Pw:
工作机构所需功率;
:
从电动机到工作机的传动总效率;
Fv
Pw7.5KW
1000
F:
工作机牵引力,30kN;
V:
工作机的线速度,0.25m/s;
η=η联×
η3轴承×
η闭式齿轮×
η2开式齿轮×
η滚筒
32
=0.992×
0.99×
0.97×
0.95×
0.98
从课程设计书p7表2-4查得联轴器、轴承、齿轮、链和滚筒的效率值。
则
7.5
Pd9.082KW
0.826
额定功率值PedPd。
Pw=7.5KW
课程设计
表2-4
1.3电动机转速的确定
三相异步电动机常用的同步转速有3000、1500、1000、750r/min。
1.4标准型号确定
已知Pd=9.082KW,可选择转速1500和1000r/min两种,考虑选用转速小的。
因此,可选用的电机型号为Y160L-6,其参数值如下表:
表二电机参数
额定功率满载转速
电动机型号质量(Kg)
(KW)(r/min)
Y160L-611970147
电机额定功率Pe=11KW〉Pd=9.082KW,故可以选用。
2传动装置的总传动比和分配各级传动比
表20-1
电动机型号:
Y160L-6
970r/min
2.1总传动比
已知电机的满载转速
nm=970r/min,
皮带轮转速
n
60
1000v
13.6r/min
D
总传动比
i
nm
71.324
i=71.324
2.2传动比分配
圆柱齿轮的传动比取3~6,取圆柱齿轮的传动比
i闭=4,
闭
=4
则链的传动比
i开
,
4.233
i闭
3传动装置的运动学和动力学计算
3.1各轴转速
n0
n1nm970r/min
n2
n1
242.5r/min
i闭
n3
57.424r/min
i开
n4
13.598r/min
3.2各轴的功率
P0
Ped
11KW
P1
10.912KW
P2
10.479KW
P3
9.855KW
P4
9.757KW
3.3各轴的转矩
T0
9550P0
108.299N
m
n0
T1
107.433Nm
T2
3i闭
412.67N
T3
4i开
1639.015Nm
T4
2i开
6852.343N
三传动装置主要零件的设计、润滑选择
1闭式齿轮传动
1.1齿轮材料的选择
因为减速器传递功率不大,所以齿轮采用软齿面。
由教材p166
《机械设计基
表11-1,小齿轮选用45MnB调质,齿面硬度为
241~286HBS,
础》教材
Hlim1720MPa,而且
FE1595MPa,大齿轮选用
45钢,调质,齿
表11-1
面硬度197~286HBS,
MPa
FE2
MPa。
Hlim2585
445
1.2齿轮的设计
(1)确定许用应力
H
F
由教材p171表11-5,取S=1.1
,S=1.25
H1
Hlim1
654.54MPa
SH
表11-5
H2
Hlim2
531.82MPa
F1
FE1
476MPa
SF
F2
FE2
356MPa
(2)按齿面接触强度设计
根据课本p168表11-2暂时选择8级精度,根据p169表11-3选
表11-2
表11-3
择载荷系数K=1.3,根据p175表11-6
选择齿宽系数d
0.8
,已知
小齿轮上的转矩
表11-6
T1=108300N
mm
根据教材p171表11-4
取Z=188,则
E
2KT1u1
ZEZH
表11-4
d1
u
d
1.3
108300
188
2.5
531.82
70.04mm
齿数取z1=21,则z2=21*4=84,实际传动比i=4,模数
70.04
3.34mm
z1
齿宽
b
dd1
56.03mm,
取
b2
60mm,b1
65mm,
按照p57表4-1
选择m=4mm
d1z1
84mm,d2
z2
m336mm
表4-1
中心距
a
210mm,
84mm
d2
336mm
(3)验算齿轮弯曲强度
根据教材p173图11-8选择YFa1=2.87,YFa2=2.24,根据p174图
11-9选择YSa1=1.56,YSa2=1.76,则
2KT1YFa1YSa1
89.69MPa
bm2z1
YFa2YSa2
78.98MPa
F1YFa1YSa1
《机械设计基础》教材
图11-8图11-9
弯曲疲劳强度足够
(4)齿轮的圆周速度
v
d1n1
3.557m/s
对照p168表11-2知选用8级精度是合适的。
1.3齿轮结构设计:
齿顶圆直径:
齿全高:
齿厚:
齿根高:
齿顶高:
齿根圆直径:
由于小齿轮,采用实心式圆柱齿轮;
大齿轮因为分度圆半径较大采用锻造毛坯的腹板式结构
2开式齿轮传动传动
2.1齿轮材料的选择
开式齿轮选用:
斜齿圆柱硬齿面齿轮小齿轮:
40Cr表面淬火硬度48~55HBC,
σHlim11150~1210MPa,σFE1700~740MPa大齿轮:
σHlim11150~1210MPa,σFE1700~740MP
2.2齿轮的设计
(1)确定许用应力
Hlim1Hlim21180MPa,而且
FE1FE2720MPa,
由教材p171表11-5,取S=1.0,S=1.25,
v3.557m/s
《课程设计》
表9-2
1180MPa
576MPa
F1
(2)按齿面弯曲强度设计
根据课本p168表11-2
暂时选择9级精度,根据p169表11-3选
择载荷系数K=1.5,根据p175表11-6选择齿宽系数
d0.8,已知
T2=412680Nmm
==4.223
z1取32,z2=135.136,取z2=136
实际传动比i==4.24
根据教材p173图11-8选择YFa1=2.74,YFa2=2.21,根据p174图
11-9选择YSa1=1.63,YSa2=1.81,
由于:
YFa1YSa1
7.75*103
6.95*103
故:
对小齿轮进行弯曲强度计算
图11-8
图11-9
2KT1
YFa1YSa1
mn
=2.65,取m=2.75
Z1
88mm,d2
m374mm
d2
231mm
dd144mm,
45mm,b1
50mm,
(3)验算齿轮接触强度
2KT1u
H=1180Mpa
ZEZH
985Mpa
b2d12
(4)齿轮的圆周速度
d1n2
1.12m/s
接触疲劳强
度足够
对照p168表11-2知符合9级制造精度
V=1.12m/s
3开式齿轮传动
3.1齿轮材料的选择
斜齿圆柱硬齿面齿轮
小齿轮:
40Cr表面淬火
硬度48~55HBC,
σHlim11150~1210MPa,σFE1
700~740MPa
大齿轮:
700~740MP
3.2齿轮的设计
Hlim1Hlim21180MPa,而且FE1FE2720MPa,
由教材p171表11-5,取SH=1.0,SF=1.25,
T3=1638950
Nmm
7.75*103YFa2YSa2
2KT2
YFa1YSa1
=4.207,取m=4.5
d1z1m
144mm,d2
m612mm
d1d2
378mm
dd172mm,
b275mm,b1
80mm,
2KT2u
929.4Mpa
d1n3
0.433m/s
4轴的设计
4.1轴的设计计算和校核
不论何种具体条件,轴的结构都应满足:
轴和装在轴上的零件要有准确的位置;
轴上零件应便于装拆和调整;
轴应具有良好的制造工艺性等。
按承载性质,减速器中的轴属于转轴。
因此,一般在进行轴的结构设计前先按纯扭转对轴的直径进行估算,然后根据结构条件定
接触疲劳强度足够
V=0.433m/s
出轴的形状和几何尺寸,最后校核轴的强度。
这里因为从动轴为Ⅱ轴,故只对Ⅱ轴进行强度的校核,对两根轴进行尺寸的设计计算过程:
4.2Ⅰ轴的尺寸设计
(1)Ⅰ轴的材料和热处理的选择
选选择45钢调质。
硬度达到197~286HBS
(2)初步计算各轴段直径
计算d1,按下列公式初步计算出轴的直径,输出轴的功率P和扭
矩T
P110.912KW,T1107.433Nm
最小直径计算(查《机械设计基础》教材表14—2取c=112)
考虑键槽:
d>
1.03*25.095=25.847mm
考虑与电动机的轴直径不能差太多,选用TL7联轴器选择标准直径:
2)计算d2
3)计算
4)计算
5)计算
6)计算
7)各阶梯轴直径列表如下
名称
表14-1
表14—2
13
直径/mm
40
50
55
70
长度/mm
104
36
64
26
4.3Ⅱ轴的尺寸设计
(1)Ⅱ轴的材料和热处理的选择
P110.479KW,T1412.433Nm
最小直径计算(查《机械设计基础》教材表14—2取c=110)
1.03*32.333=33.303mm
选择标准直径:
14
35
45
52
38
68
28
(3)Ⅱ轴的强度校核
1)计算齿轮受力(大齿轮采用锻造毛坯的腹板式)
圆周力:
径向力:
∵是直齿轮,故
轴向力:
Fa0N
2)按许用应力校核轴的弯曲强度
①轴的受力简图A(L=113mm)
②求支反力:
水平面支反力:
垂直面支反力:
③作弯矩图:
水平弯矩:
(图B)
垂直弯矩:
(图C)
④求合成弯矩,做出弯矩图(图E)
⑤作扭矩图:
(图D)
C点左
C点右
⑥作危险截面当量弯矩图(图E)
该轴单项工作,转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑,取
=0.59
⑦校核危险截面轴径
45号优质碳素钢调质处理时,查《机械设计基础》教材14—1
b650Mps360Mpe280Mp
15
1b60MPa
C剖面的轴径故:
强度足够
Ⅱ轴受力简图校核分析:
Ⅱ轴的强度
足够
5轴承的选择
5.1滚动轴承的选择与校核
因为闭式齿轮选择直齿圆柱齿轮,考虑承受载荷和只承受径向力,主动轴承和从动轴承均选用深沟球轴承。
(1)主动轴承:
根据轴径值查《课程设计》教材P145表15-3深沟球轴承各部分尺寸,选择6211(GB276-89)型深沟球轴承2个。
各部分尺寸如下表:
轴承代号
尺寸/mm
B
6211
100
计算轴承寿命:
当量动载荷
温度系数ft1载荷系数fp1.5对球轴承寿命系数3
要求轴承寿命:
(十年两般制工作,按每年工作
300天,每班工作16
表15-3
个小时)
选择
- 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:
- 中南 大学 机械设计 基础 课程设计