机械课程设计
机械基础课程计计设算明说书
设计题目:带
传式机输设计 学 的 专 院班 材:科料与学工程院学 : 无机非业属金料工程材 :级
设 者计 :学号 :
指导
师:教
2013
1年2月
计设任书务设
带计式运机传输装动。三置班制工作,使用期 限1 0年连,单向运续转, 荷载稳,小批量生平产运,输带度允许速差误带为速度 5的。
%原始
据数如下表
:
号 带的圆题周力F(N) 输运带度速V (ms/)滚筒 直 D径(m)m
6
75 2 0300
设
计任要求务:1、 、23、 减速器装图一配张(A 0图纸 输出轴)和齿零轮件图各一纸张(A 图纸2)设 计明说书一
份目录 一、 动方传拟案定…………….………………………………2 .二、动电机选择…的………………………………….………2. 、三算计传动总及分比配级的各动传…比………………..… 四4、运参动及动数参力计算数…………………………….…. 五5、传零件的设动计算……………计………………….……. 六、轴的设计计6算………………………………………....…12 .七滚、轴动的选择及承核校计…………算…………….……1 八、9键联接选的及计择………算..……………………………22 九联、轴器选择…的…………..………………………… 十、设…小结…计……………….….…………………………… 一、十参文考献…………………….….………………………
…计过程及计算算明
一说、动传方案定拟 三第:设计单组级柱圆轮齿减器速和级一传带 动 1( 工)作条:使件年限 用10 ,年工为三班 工作制,作荷载稳。 平()2原 始 数 据 : 带的 圆周 力 F= 900 ;N带 速V=1 .8ms/ ;筒直滚 D径2=0m8m。二 、电机动选 择、1 电机动类型的选: Y择系 三相列步电异机 动、电动机功率选2择 (:)传1装置动总的功率 :η总 =η ×η带
轴2承
=7F05 VN2m=/ sD=03m0m
×
η
齿
轮×η
联器轴
×η
滚筒
=0.96×.909 ×097×.099×.0.69= 086. 72()机电需的工作功率:所P 工=作V/F1000η总
2
η=0.8总67
P
工=作173.KW0=75 0×21/00×008.7 =6.1370W
K
、3定电动确机速转:计算滚筒 作转工速 : 筒n=0×16000Vπ D/= 60×1000×.2/5 ×π00 =3195.r2/inm按指 导书 5 表 p21 推荐的-动传合比范围, 理取圆齿柱轮动一级减传器速动传比范 I’a围=~5。取3V 传带比动I 1’2=4~则,传动总理 比时围为 范’a=I~602。 电故机动转速的选范可围 n’为=dIa×n’筒 =(~60)21×59.=2955.2~138r4min /符 合这一 范 围 的 步 同 1转000、 1500 3和000rm/in。根据容 和转量速,由 有关指书导出查有种 n 三滚1=59.r/2min
适用电的机型动号 :因此有三传支种方比:案综 考合虑动电和机传动置尺寸、装重 、量 价和格 传动带 、速
减
器的动传,比可见 第2 种 方案比较适合 则选 ,n150=r/min0。 4、定确动电机型号根据以上 用的选动机电类,型所 的额定功需 及率同步速转,选定动机电号型 Y1为1M2-4。电 机动号型
其主
性要:能定功额率4:K;满载转W 速Y11M2-4 1404/mirn;额定转矩 22.;量质63 gk
三、计。算传总动及分配各级比的伟动比1
总传、比:动i 总n= 动电/n筒=14 0/4591.29.05 =2分、各配级传动比 1)( 指导书据,取齿 轮i i=~5 3合)理(2) ∵i 总= 齿i轮I× 带i∴ 带=i 总/i齿轮 9.=0/542.2=63
轮
齿i
总9.05
=4(=级单速器 减据导书指得i 齿轮=4i 带= 2.263
四、运
动参数及动参力计数
算1、计各轴算速(r转/min )nIn= 电机1=404(/rimn n
)错 误 未 ! 找到引 用 源 。
I n=441r0/mi =nnI/i带
n
误错未找!到用引。源
1=44/0.223=663.36r/m(i)n
636.3r=/inm
n
错误!未
到引用源。找
=
n错!未找误到引用源
/i
。齿轮
n
错!未找误到引用。源
=6
6.3/34=1952(r.m/in )、2计 算各的功率轴KW)( P误错!找到未用源。=引 工P作1.7=03W
K=159.2
/mrn
i
P
误错!未到找用引源
。
P误错!找未到用源。引= 错P误未找!引用到。×η 源带=17.30 =×.130KW7 09.=16661.KWP
错!未误到引找源用
。P
错误未找!到引源。用×
误!错未到找引用。
源=P
η
轴承×
η
轮
齿=16.6K1W
P错!未找到引误用。
源=
16.160×9.×09.9 =7.515KW 39、 算各计扭矩(N轴mm)· 错误!T找未到引用。=源95.×516P 错误0未找!到用源引。/n错误
!找未到引源用
。
1=5.5KW9
=9
.55×106×.173/04401
T
错
!误未到引找源。用
=1174.33N· m m 错误!T找未引到源用=9。5.5×06P 错误!未找到1引用。源/n 错误!
未找到引用。源
114 73=.3
N·mm T
错误!未 找到引用。源
=9.5×105×1.661/63663. 24=99.42N·mm T误错!找到未用源。引=9.5×105P6 误!未找到错引源。/n 错误!未用
找引用源到。
=
249
29.
4N ·m
m
T 错 误 ! 未找 到引 用 源
。
9.5=×156×0.195/515.2
9
956=
=9
560.8 N0mm·
8
.0
0·Nmm
、传五零动件设计的计
算
1 、带皮传动轮的计计设 (算1) 选择通普V 带 型 由截本 p课42 4 表1-57 :得kA=.2 P1=KCA=1P.×244=8K. W课由本p 34 2 15表- 4得:用 A选型 V带 2)(确 带定基准直轮径并验,带速算
由
本得课,推荐 的带轮基小准直为 径75~10m0 则取mdd 1=001mm>dim=n57 d2d=1n/n·dd211=440×1006/363.22=.3mm6由 本 P24课2 15-4表取 dd2,22=4m 实m际从动转轮速 2n=n1’d1d/d2=1440d10×/024 2=46.9r2mi/n 转速误差:为2nn-2/n2’=366.-6432./636.93 =.00103
×π00×1441/06×00100
d
d2=22.63m m取准标值 d2d224=mm
=7.
36m5s /在 5~2m/5 范s内围带速合适。, 3)(确定 长和带心中矩根 据本课 P45 式2(51-23)得0. 7(dd 1d+2)≤a0≤d(dd12+dd2 ). 0(1070+242≤a0≤)×(102+024)
2
n2’64=29.rmin/V= .7356/m
s
所
以有:2268.mm≤a0≤68m4 由m课本 P245式 1(524-): 得0L2=a01+.75dd(1+dd2)+(dd-dd212)4/a0= ×602+015.(710+2024)(+24-102)0/2×4060=1 751.m1m根据 课 本P23 5表1(-25) L取d1=08mm
2062.m8 ≤m 0 a ≤64mm8
取 a
0=06
0据根本课 2P6 式(45-124得) a≈a0+(L:-dL0/)2600+=1(800-11751.)/ =206-06.77 642.=5mm( )验算4小带轮包 角α1= 1800(-d2-dd1d)/×a7.30 5=8010-(2421-0)0642/5.×5.70 31=800-1110.=1 6.89>01200(适用 )5)(确定带的根数 根课本 P据42 2(15-4)P表1=1.32KW 据课本根 243 P(表51-5△P)00=17K.W 根课据本 P243表 15(-)6K =0α.9 根8据课本 235 P表15(2)KL=1-.10由 课 P本462式 1(-255得 Ld)=8010mm a64=.25mm
=PZCP/=PC/(’P+1P1)Kα KL△ =4.8(1.32+0.1/)7=3.1 98 6)计(轴算上力压 由课本得 q=查.01k/gm ,式由(5-26)单根1V 带 =Z4 根的初力拉 :0F(=005P/ZCV()25.K/ -α1+q)2 =[V50 ×04 8.(4 ×/7 .563) ] (2.×/0.5891-+0.) 1× 7.365N2 =12.97N 则作1在用轴的压力 承F,Q由 本课P24 7式 1(527-) QF=ZF02isnα1 2/=×42129.×7s1n1i8.690/ 23=76.7N52 、齿传轮的设计计算 动1)(选择齿轮材料及精等级度 考虑减速器递传功不在率所,齿以采用轮软F Q =736.5 7齿。小齿面选 轮 40用Cr 调,质齿硬度为 2面40~20HBS。大齿6轮选 用5 钢4,质调齿面硬, 度 202HBS根据课; 本P020 表13 - 2 选 级。8齿面 糙度精R a1.6≤3.2μ m (2)~按面接齿疲劳触度强计设由 1≥7d64.(3k1Tu(±)1/φ duZE/ ([σH )2)]13/ F01=29.17N×
09.81.×1
0
式由(315)- 定确有参关如数:下动传比i 齿 6=取小齿 轮齿 数Z1=20则大齿。轮齿数 Z2=i:Z16×2=0=10 实2际传动 比0I=210/=26 传0比动误:i差i-/I=6-0/6=6%
HliZmT/SH
Ni
齿=6 Z1= 02Z2=1 20
u
6=
1T=1833.3N · 3 m
m课本 P1由89图 1 -3 查得:
1lHim2Z=350pa
MliHZ1=5m0Mp7
aσ
由
课式计算本力循环应次 N数LN L=601n1rt=h6×400.56×91(×61×65×8)3= 1.5×1190 LN2=NL/1i=.15×1190/=16.193×08 由课本1得查接疲触劳寿的系数命 ZNT1:==.08 ZNT52=.09 8LN=1.11×501 9LN21.91=3
×α
HlαmiZ1570Mp=aHlim 2Z3=50Mp
a
通用
轮齿一和工业齿般, 按一轮般靠可要度求 选08 1安全系取 数SH1=0 .σ[H]1=σ Hli
1mZNT1/S=H70×5.85/1.0M0a
pZN
1=0.T8 5ZTN=02.8
=48945Mp.a[σ ]2Hσ
=Hilm2NZT/2SH3=050×9.8/.1Mp0a
=
343pa 故得:M 1d≥67.4(3Tk(1u1+)/ φu[dσH ]21/3 =7).643[×31833.3×1(6+1/0.)9××3462]1/33m m5=.83mm8模 :数=d1/Zm153.=8820=2.69m/m根 课据本 1P2 表 38- 取标6模准:m=2数.75m md=51.83m8m (6校)核齿根弯曲疲强度 劳根据本课 σ式F =(kT21/mb2Z1Y)aYSa≤[σFH] 定有关确参数系和 分数圆直度径d1:m=Z1=.7522×mm=055m m2d=Zm=2.25×7102m=m30m3 齿m:宽=b ddφ=019×.55m=49m.5mm 取b= 5mm 0b=10mm5 m=
2.75m
[σ Hm1]4=48.5Ma [p Hσ2]=334Map
(
)齿7系数 YF形a 和力修正应数 系SY 根据齿a 数Z=120,2Z=120 由得表d1 5=m5m
YFa=2.80 YF1a=22.1
4YaS=115.5 SaY21=83.
d=230mm 3b=50m m1=50bmmYF a12=80. YS1=1.55a Ya2F2=1.4
(
)8用许曲弯力[应σF 根]课据本: 式[ F]= σ
Fσli
YmSTNY/STF
课由本查得 :σ
lFm1=29iMpa0
σ
Fli
2m
=10Mpa2
YS
2=a.13
8查得
:YNT=10.88
YNT2=
.90
σσ
Fiml1=902paMFli m2
试齿验的轮力修应正系 Y数TS2=按 一般靠度可取选安全数系 F=S1.25 算计两的轮许弯曲用应力 σ[ F1]=σ
Flmi
12=0M1pa
NTY10.=88 YT2N0.=9
YSTNY1/TF=S92×020.88/1×.5M2pa YT=S2S F=125
.=
04.82M3pa[ σ F2=]
Fσil2
m
STYYNT2SF/=2 0×210×9./.152Mpa σσ
2.80××1.5Mpa5
1F=635.Mp aF2=.459Mpa
=
32.0M4pa 将求的得参各数代入式上式
Fσ1=2(T1kbm/2
Z
1)YF1aSa1Y
=(21××3813.33/05×.72252×0 )=6.53Mp3a
2 σ2F(2=k1/bTm 2Z)FY1aYaS
=(1
2×
1
×
1833.335/
0×
2.75
×2
1
2)
0
×
2.14
×
1
.38Mpa
=54.59pa
未!找到引用。源
=192a.mm5 =V1.8m1/
s6/ ×010 0=03.1 4×5 ×5
0945.6/6×0100 =1.08m1s
/六、轴的设计计
输入算的轴设计计 算1按扭、矩算初轴径选 用45#调,硬质 2度7~2155BH S根课本,查表据取 ,=c151d≥1 51 (2.340458./21)/mm=13.79m m考虑有槽键,将径增大直 %,5 则=d19.7×1(+5%mm=20.)9 ∴选 6d22=mm2、 轴的构结计 (1设)轴零上的定位,固定和装配 件级减速器中单可齿将安轮排在箱体中央, 对相 两轴对承分称,布齿轮 左面轴肩由位定 ,右面用 筒轴向固定套 ,接以联平键作渡配合过定, 固两d= 2m2m
轴分别承轴肩和以大筒定位,则采 过渡用合固配定 (2)定确各段直轴径和长度工 :d段=212m m∵=hc 2长度 L取=51mm
0c
=1.m5
m
错!未误到找用源引段:。2dd=12h+=2+22 × 2 ×1.5=28m m∴d=22mm8d 122mm=
初选 用7260 型c接触角轴承,球其内 为径 30mm,L 15=m0m 度宽 16m为.m 虑考齿轮面端和体箱内, 轴壁端面承和体内 箱2d28=mm壁应 一定有距离取。筒套长为 20mm通,密过封盖轴 段应根据长封密的宽度盖 ,并虑联轴器和 箱考体壁应外一定矩有离而定,为 ,此 该段长为取 5mm5,安装轮段长齿应比轮度宽毂度 小2mm 故错,误未!找到引用源。段: L长=(2+20+2615+5)9=m3m 误错!找到未用引源段直径。d3 35m= m3=L1L-=L50-=48mm2Ⅳ段直径 4=4d5m m指导由得:c书1=5.h= c=22×.1=53m mL2=39mmd3= 3m5 L3=m84mm
4d=d+32h=35+2×=341m
m长与度面的右套相同筒即, 4L2=mm0 此段左但的滚动面承轴定的位轴考肩, 虑应 便轴承的于卸,拆 按应准查标取由指书得安装导d4 =1mm 尺4 h=3.该寸直段径应: (取303×2+=3)mm6因此将Ⅳ 段计设成阶梯,左形直径段 3为mm Ⅴ段6径直 d5=03m. m度 长L5=
19m m由述上各段长轴度可得算支承轴跨距 L=010m (3m按)矩弯合复强度计算 ①分求圆直度:已径知 d=15m5m②求转矩 :知 T2=3已813.33Nm·m③求 圆周:F力t 根据课本得 Ft=2式2/dT=32183.335/=575.7878N④求径 向 力F r据课本根式得 F=Ftrtan·α =758.87×ta720n0=20.1644 ⑤因N为该两轴轴承对称所,:L以=ABL=50mm(1 绘)轴受制力图简(如 a图)(2 绘)垂直制弯矩图面(图 如) 轴承b反支力:F YAFB==FrY/2=150.322NF AZFBZ=F=t/=229.834N9Ft =578 .787 NrF=120.644 dN=503m L=1m0mm0 4=20Lmm
由两
对边,称知面截C 弯矩也的对。截称面 C在 垂直面弯矩为M 1CF=AL/y2105=3.235×=5.2067N·m AFY=1 05322. NBYF=1 5.302N
2
(3 ) 制 绘水平 面 弯 矩 图 如 ( 图c )FA Z =829.39N M4C=51.267Nm
·
截面
C 在平水上弯矩为:面 M2=CAFZL2=2/8.399×40=154.47·Nm (4)绘合弯矩制图如图(d ) C=M(CM21+MC221/2=)(.282+514.741/)2=514.N0·m(5 绘制)矩扭(如图 图)
e
转矩T:=.59×(P2/52n×)16=04N8m· ()6制绘当量弯图(如矩 图f)转矩产生 扭的文剪武功治力按脉循动变环化 , 取α 1,截面=C 处 当量弯矩: M的c=eMC[+2α(T )2]12 /[15.=420+(×14)2]8/2151=.36N4· (7m)核危险校面截 的C强 度式 σ由 =eec/M01d3.3=5.134/06.×4131 35.=MP4a
M配2=14C.7N m4
·
M =C1.405N· m
T4=8·N
mMec =51.36N4m·
σe =53.4MPa
合,两轴承 分以别轴肩和承套筒定位,周 向定位则 过渡用合配过盈配或,合 呈阶状轴 左,承从 轴左面装, 齿入套筒轮 ,轴右承和带轮依皮次右从d 3=5m m面装。 (入)2定确的轴段各直和长度 径初选 207c 型角接球轴承,7内径其为3 5mm ,宽度 为17mm考虑。齿端面轮箱体内和,轴承壁 面与箱体内端应壁有定一离,则取矩套筒为 2长m0m则,段长 4该1mm,装安齿轮长度为轮段毂宽度为 2m。 m3(按弯扭复合强)度计算 ①求度圆分直径已: 知2d33=mm ②求0矩:转知 已3T=283·m ③N求周力 Ft:根圆课本据式 Ft得2T=3/2d2=×382103×3/0=3197.88N ④8求径向 Fr力 据根本式得 F课=Fr·ttna =19α7.888×.36379=72302N .⑤两∵轴承对 ∴L称=LBA4=9m (m)求支1反 力AXFFBY、F、Z、FBAZFA =FBY=FXr2=72/.2/32=316.6N AF=ZFZB=F/2=t98718.82=/993.9N 4F t1=87.98N8
(2)由两边
称对,籍书 截 C弯的矩对也 截称面 在C垂直面弯为矩MC1 FA=Y/2L3=16.×46=91.772Nm· 3)截(面C 在 平面水矩为 M弯2=CAZLF2=/939.9449=48.7N×·m (4)算计成弯合矩M C=(C1M2+M22)1/2 =
C
(177.22+8.42)1/72 =5.12N8· (5m)计当量算矩弯:根课本据α =1 得eM=[Mc2+(CαT)2] 12/[=1.825+(2×128)32]/2 1=33.30N6· m6()核危险截面 校C的强度 由式 σ e=ec/(0M.d)=331306.(/.1×450)3 3.6=5Mp
Me够c =3330.6·NmF AX=BF =Y631.6N AFZ=BZ =F99.934N
MC1=
71.2N 7
m
·CM=4242.6N· m
MC
=5.128N·m
七、动滚承轴选的择校及计核
根算据据条件,根承预轴计寿 命8×63×5012=9002小 时1计算、入轴承输
1(已)知 nⅡ=6633r/mi. 两轴承径向n力:FR1反F=R=2298.39 初先两轴N为承角接球触轴承720 A6 型C 据课根得轴本内部轴向承 力S=F06.3RF 则SF=1FS=0263F.R=1182.2N (3) 2F∵S1+F=FaS Fa2=0
σ
=e.365Ma
轴]承计预命寿 2920h
0
任故取一意端为紧端压,现 取 端1压为端紧 A1=FF1=S12.38N 23)(求数系 xy、 FA/F11=R81.232/2N9.389N=.063 AF2/RF218=23.2N2/8939N=.0.63根 课本得 e=0.据86F A/F11
F2S1=FS=122.328N
x1=1 P1=f(xPFR1+1yFA11)=1.5(1×28×.399+)=404.03N y9=1 0P2fp(=2xF1R+y2FA)2=.51×(128×93.90)+=44.30N9x =12( )轴5寿承计算 ∵命1=PP 故取 2=P34.094 ∵N接触球角承ε =3轴y 2=
0
根
据指导书 得720A6 型C C的=23r00N0由课本得 L H1=6670n/(fCr/P)tε 1=660/74095.6(1×2×30004/3409).3 =057610.8h5>2290h0∴ 期预寿足命够 2、计算输出轴承( 1)已知 nⅢ=02.41/mrinF =a 0RF=AFZ=93994N.
HL6=0751508h ∴.期预命寿足够
1=434.09PNP =423.049N
试
选 727AC0 型角接球触承 轴据根本课 F得S=.0063F,则 RFS=FS210.63FR=0.63×=9399.4=26.618N( )计算轴向2荷 载F1A、A2 FFS∵+F1aFS2 Fa=0
∴任=意用端为压紧端一1 ,为压端,2 紧为放 松 端两承轴向轴荷:载A1FFA==2SF1626=.1N (38)系求数x 、 FAy/1RF162=6.1/98939.4=.063FA 2/RF2=62.16/983.9940=.3 根6据本)得:e课0=.68∵F 1/AFR
1=0y∵FA2 F/2
根据
指书导7 207A C轴承 型C=r0500N 3根课本 得:据ft= 1根课本式据得Lh= 6176/0(ntfCr/)P ε1=67601/95.2×(13×0500149/.09)3=13 96390.h>292500h 此轴承∴合 P格1=4901.9N 2=P149.90
N
、键八接的联选及校核择计
算径轴 d122=mmL,150=m 查m指书得,选导用 C型平键,:得 键A 8 × 7G1096B79 l=-L-b15=0-=482m T2m=48Nm· h=7m
m
根据课本式得
σ p 4=T2/dl=4h×8040/02×2×472 29.68=Mpa[
Lh= 319960.35h
故
承合轴
2、输格轴入齿与轮联接采用键平接 轴径 d3=联35mmL =38mm4 =T38N·2m 指查书 导选 A型平 键键1 ×80G B196-07 h98mm σ= p29.6=Mp8 A a平键型 8×
7
l=L3-=b4-81=30mm
8
pσ=T/dh4l=×3284000/35×8×83=1 03.M3p
a3输、出与轴轮齿2 联 接平键用接联轴径 2=5d1m
m 2=5L0m T=m61.5NmA 型 平 1键0× h=180m
σm =p0313.Mpa
查
导书 指用选A 型 平键键 1 6×10GB 016-979
=Ll-2b=501-=364mm 据本课得
σ
p4=/dTlh=×4160/051×1×043=6.3Mpa0[
p九、联轴器的
择选 课 本31P3页
A 型 键 1平6×10
σ p =60.
3pa
十、M计小设结本次课 程计对设单级“圆柱速减器的设计有”
一定的了解,通过了自己的计设,步了解初 了级单柱圆减器的制作速程,流自对今后 的工己作给予了很的大帮助通,过该设计次 ,了到做什解都要细么点。心
十
一、参考献
文1
机、设械计础(基二第)/王继焕版主编 —。 汉:华武中技科学大版社出 2机械、设计课程设计(第二)/版清金主编肃 。武—汉:华科中大技学出社版