沈阳航空航天大学机械设计课程设计任务书文档格式.docx
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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
960
30.19
i带
2.5
31.8
2.2减速器传动比
根据资料[2]
取i带
,则减速器传动比
i减
12.076
i
i减
i带
2.3减速器高速级传动比
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
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
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
5.1.2中间轴的强度校核
4.3低速轴的设计
5.3.1低速轴的结构设计
5.3.2轴的强度校核
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
7.3低速轴
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
2天
完成动力参数和运动计算;
齿轮参数计算;
完成草图,并进行轴的校核计算
3天
完成轴的校核、轴承校核、键的校核,和部分装配图
1天
完成装配图
完成零件图
6
完成说明书
7
答辩
机械设计课程设计任务书
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
载荷变化(冲击):
工作环境(多尘):
使用3年,每日工作2班:
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×
=0.8166
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
n=60v/(πD)=60×
1/(π×
0.4)=47.75r/min
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·
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·
3.4减速器低速轴的参数
减速器低速轴,即轴3
P3=P2·
23=P2·
承=1.843×
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·
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·
联轴器
过程在轴的计算
(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
d1t
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·
3)由教材中表10-7选取齿宽系数
4)由表10-6查得材料弹性影响系数ZE
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
14400
h;
j=1
N1
60njLh
7101
6.1344108
N2
6.1344
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
0.92600MPa552MPa;
0.97550MPa533.5MPa
552
533.5
542.75MPa
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
d1t
2KT1
ZHZE
26.081
103
5.48
2.433
189.8
1.645
4.48
542.75
38.3
b.计算圆周速度v
v
d1tn1
38.3
710
1.42m/s
c.计算齿宽b
bdd1t138.338.3mm
d.计算齿宽与齿高之比b/h
15
d1tcos
cos14
模数mt
1.69mm
z1
22
齿高h2.25mt2.25
1.69
3.80mm
b
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。
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
2.04mm
(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
dz
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
cos3
24.08
cos314
zv2
z2
99
108.37
f.查取系数
由表10-5
查得齿形系数YFa12.72;
YFa
2.182
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
KFN2
FE2
F2
0.90
500
1.4
321.43MPa
380MPa
252.43MPa
p.计算大小齿轮的YFaYSa并加以比较
17
YFa1YSa1
2.57
。
157
0.01255
321.43
YFa2YSa2
1.789
0.01546
252.43
大齿轮的数值大
2)设计计算
2KT
1cos2
YFaYSa
dz1
32
3.28
26.081
1030.88cos214
222
1.645
1.40
教材P220的理由,m=1.40
取标准值m=2mm
22.4取z1=23
mn
Z2=4.48*30=103.04
取z2=103
新的传动比i12,
103
23
(4)几何尺寸计算
1)计算中心距
(z1z2)mn
(23
103)2
a
129.9
2cos
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'
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
212.540mm
4)计算齿宽
bdd1147.5=47.5
取整后B2=50,B1=55
(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)
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。
大齿轮齿数z2=24×
i2=22×
3.32=73.04=73
初选螺旋角14
19
2KT1u1
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·
4)由表10-6查得材料弹性影响系数ZE189.8MPa2
Hlim2550MPa
82
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- 沈阳 航空航天大学 机械设计 课程设计 任务书