机械设计项目说明指导书.doc

山东大学机械设计基础课程设计设计计算说明书院系 材料科学和工程学院年级 专业 模具 姓名 薛艳君 学号 00150259 指导老师 陆萍 12月24号目 录 一设计任务及题目1二机械传动装置总体设计2三一般V带设计4四齿轮传动设计5五轴设计计算9六滚动轴承设计15七键联接和联轴器设计16八润滑和密封设计18九齿轮结构设计18十箱体结构设计19十一设计小结19一 设计任务及题目1. 设计任务 设计说明书 1份 装配图A0 1张 零件图A3 2张2. 设计题目类型I原料车间一运输冷料带式运输机，由电动机经一减速器传动装置带动，该减速传动装置系由单极齿轮减速器配合其它传动件组成。该带式运输机折合每日两班制工作，工作期限5年。设计此传动装置。 题号3原始数据运输机主动鼓轮轴输入端转矩 TW/Nm480主动鼓轮直径 D/mm400运输带速度 vm/ms-11.8课程设计说明书二机械传动装置总体设计 1.确定传动方案 电动机同时转速选1500r/min 初估总传动比 i 工作机输入转速 确定传动系统由带，齿轮，链传动组成，平面简图以下所表示： 2.选择电动机 选择电动机类型 选择全封闭自扇冷式笼型Y系列异步电动机 确定电动机型号 工作机输入功率计算 电动机所需输出功率P0计算 nw=85.944r/minPW=4.32Kw课程设计说明书 确定电动机型号 E=80mm3.传动装置总传动比计算及其分配 计算总传动比 分配传动比 取 4.传动装置运动参数和动力参数计算 各轴输入功率 P0=P电=5.16Kw P1= P0 PIII= PII 各轴转速 n0=nm=1440r/minnI= nII= 各轴输入转矩 P0=5.16KwPI=4.90KwPII=4.71Kwn0=1440r/minnI=720 r/minnII=175.61r/min课程设计说明书 轴号参数 I II III输入功率/Kw5.164.904.71转速/r*min-11440720175.61输入转矩/N*m34.2264.99245.81三一般V带设计 1.确定计算功率，选择一般V带型号 计算功率Pc 工作机为带式运输机,电动机为一般笼型异步电动机 查表13-6得： 选择带型号 依据查图13-12得： 选择一般V带A型号，且 2.确定带轮基准直径 选择小带轮基准直径 查表13-4得： 由表13-5，13-7及图13-12得： 确定大带轮基准直径 因带轮直径应圆整成整数，故依据表13-7得 3.验算带速 因为带速在525m/s范围内，所以带速适宜。课程设计说明书 4.确定中心距和带长 初步确定中心距a0,即 初定V带基准长度 由表13-2选择靠近基准长度 实际中心距为 5.验算小带轮包角 故包角符合要求 6.确定V带根数 由表13-5查得 由式（13-22）得 其中传动比由表13-9得 由表13-8得则 由表13-10得由表13-2得,则V带根数课程设计说明书 取z=4根，大带轮结构以下图所表示 7.计算张紧力F0 由表13-1查得 q=0.10kg/m 8.计算作用在轴上压轴力Q 由式（13-24） 四齿轮传动设计 闭式斜齿圆柱带轮 取小齿轮齿数为 齿轮按8级精度计算。 齿宽系数 小齿轮选择45钢，调质处理230HBS,大齿轮选择45钢，正火处理200HBS，载荷平稳，齿轮在轴上作对称部署，工作有中等冲击，单向转动，初设v3m/s1. 接触疲惫强度计算 确定小齿轮转矩 齿轮为8级精度调质处理，并初设V3m/s 由表11-5，取 对于8级精度软齿面齿轮，由表11-9取 齿轮在轴上作对称部署，齿轮系软齿面，由表11-8取 则由图11-7可取 则该斜齿圆柱齿轮传动载荷系数K为 课程设计说明书 两齿轮均为45钢，查表11-6，取，初设， 则由图11-9可查得节点区域系数，重合度系数 中对斜齿轮可取X=0.9， 则，螺旋角系数由式（11-26）得 计算许用接触应力因大齿轮因为材料硬度和强度较差。接触疲惫强度只要按大齿轮计算即可。大齿轮45钢正火200HBS,由图11-10，取 ，按表11-7定失效概率为1%，得大齿轮许用接触应力 计算小齿轮分度圆直径d1 验算速度v 2.确定传动尺寸 确定模数 课程设计说明书 按标准取确定中心距a 中心距应圆整为整数，取a=156mm确定螺旋角 确定齿轮分度圆直径 确定齿宽 3.弯曲疲惫强度验算 小齿轮当量齿数 大齿轮当量齿数 查图11-12，图11-13得： 重合度系数因已知课程设计说明书 由式（11-24）得 螺旋角系数由式（11-27）得计算许用弯曲应力 小齿轮45钢调质230HBS，查图11-14得： 大齿轮45钢调质200HBS，查图11-14得： 因，查图11-15，可取尺寸系数，失效概率为1%。查表11-7得：安全系数 计算许用弯曲应力验算弯曲疲惫强度 该对齿轮传动弯曲疲惫强度已足够 参数mnz1z2d1d2b1b2结果23012361.176250.8247065da1da2adf1df2精度65.176254.82411.25470156.4256.176245.8248级课程设计说明书五轴设计计算 A轴I设计1. 选择轴材料，确定许用应力选择45钢调质处理，由表15-1查得硬度为217255HBS.抗拉强度，查表15-3得其许用弯曲正应力2. 轴长估算带轮计算中，由表13-11得： F取5055mm3. 按弯矩合成强度计算 画轴空间受力简图(a) 作水平面弯矩MH 图（b） 求支座反力 课程设计说明书截面A处弯矩为:截面C处左侧弯矩为：截面C处右侧弯矩为： 作垂直面弯矩图（c） 求支座反力 截面C处弯矩为： 作合成弯矩图（d） 截面C左侧合成弯矩： 截面C右侧合成弯矩： 作转矩T图（e） 作当量弯矩Me 图（f） 因单向传动，可认为转矩为脉动循环改变，故校正系数 ，则危险面A处当量弯矩为 课程设计说明书 危险截面C处当量弯矩为： 危险截面D处当量弯矩为： .计算危险截面处轴径 截面D处直径 因D处有键槽，故将直径加大5%，即截面A处直径 同理，直径应放大5%，即截面C处直径 同理，直径应放大5%，即 4.轴结构设计 确定轴上零件位置及固定方法 因为单级齿轮减速器，故齿轮位置在箱体内壁中央，轴承对称部署在齿轮两边，轴外伸端安装带轮。 对称靠轴环和封油环实现轴向定位和轴向固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠封油环实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴两端经过轴承盖实现轴向定位。带轮靠轴肩，平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。 确定轴各段直径 由计算所得危险截面处最小直径及定位和非定位轴肩等各轴段结构强度要求进行初步设计。 绘制轴结构草图如后图所表示 课程设计说明书 B轴II设计 1.选择轴材料，确定许用应力选择45钢调质处理，由表15-1查得硬度为217255HBS.抗拉强度，查表15-3得其许用弯曲正应力2.按弯矩合成强度计算 画轴空间受力简图（a） 依据作用力和反作用力相等 作水平面内弯矩MH 图（b） 求支座反力 截面C左侧弯矩 截面C右侧弯矩 作垂直面内弯矩MV 图（c） 求支座反力 截面C处弯矩为 : 作合成弯矩M图（d） 截面C左侧合成弯矩为： 截面C右侧合成弯矩为： 作转矩T图（e） 课程设计说明书 作当量弯矩Me 图（f） 因单向传动，可认为转矩为脉动循环改变，故校正系数 ，则危险面C处当量弯矩为 危险截面B,D 计算危险截面处轴径 由式（15-4） 截面C处直径 因C处有键槽，故将直径加大5%，即 截面B,D处直径同理，直径应放大5%，即3.轴结构设计 确定轴上零件位置及固定方法 因为单级齿轮减速器，故齿轮位置在箱体内壁中央，轴承对称部署在齿轮两边，轴外伸端安装带轮。 对称靠轴环和封油环实现轴向定位和轴向固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠封油环实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴两端经过轴承盖实现轴向定位。带轮靠轴肩，平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。 确定轴各段直径 由计算所得危险截面处最小直径及定位和非定位轴肩等各轴段结构强度要求进行初步设计。 绘制轴结构草图如后图所表示 课程设计说明书六：滚动轴承设计 轴I 选择深沟球轴承先求出当量动负荷Pr 轴向力Fa=442.808N 径向力 暂取，则e=0.22 因 由表17-8得 因为作为计算依据 计算所需径向基础额定动负荷，由式（17-4）得 选择轴承型号 查手册选得6209轴承，其课程设计说明书轴II，选择深沟球轴承先求出当量动负荷Pr 轴向力Fa=442.808N 径向力 暂取，则e=0.22 因 由表17-8得 因为作为计算依据 计算所需径向基础额定动负荷，由式（17-4）得 选择轴承型号 查手册选得6209轴承，其课程设计说明书七键联接和联轴器设计 1.轴和大带轮键联接 选类型 A型 一般平键 带轮处轴径d=30mm,查表10-10得b=8mm,h=7mm 因为B=65mm, 轮毂长l=(1.52)d 取l=55mm 键长=毂长-（510）mm 取键长L=45mm 实际长度l=L-b=37mm 强度校核 材料为45冈，轻微冲击，查表10-11，许用挤压应力 2.轴和小齿轮课程设计说明书课程设计说明书选类型 C型 一般平键联轴器处轴径 d=35mm, 查表10-10得：b=10mm,h=8mm 轮毂长 l=60mm,键长=毂长-（510）mm 取键长L=50mm 故取键 联轴器选择弹性柱销联轴器 GB5014-85八润滑和密封设计 1.齿轮传动采取油润滑，油种类为机械油 （GB443-84）代号为46 2.滚动轴承处采取脂润滑，脂种类为滚珠轴承脂（SY1514-82）代号为ZGN69-2 3.轴伸出端采取毡圈密封 4.轴承靠箱体内侧用封油环密封 5.箱盖和箱座接合面上涂密封胶或水玻璃 6.轴承端盖和箱体接触面处采取一组调整垫片进行密封，检验孔盖处采取垫片进行密封，放油螺塞处采取垫圈进行密封九齿轮结构设计 因为齿顶圆直径 故选铸造辐板式齿轮 由表6-6（机械设计课程设计P41）得： 课程设计说明书十箱体结构设计 由表6-1（机械设计课程设计P34）得 下箱座，上箱盖壁厚 下箱座剖分面处凸缘厚度 上箱座剖分面处凸缘厚度 地脚螺栓底脚厚度 箱底座上助厚 地脚螺栓通孔直径 地脚螺栓通孔直径 地脚螺栓沉头座直径 地脚凸缘尺寸 地脚螺栓数目 4轴承旁联接螺栓直径 轴承旁联接螺栓通孔直径 轴承旁联接螺栓沉头座直径 剖分面凸缘尺寸 上下箱联接螺栓直径 上下箱联接螺栓通孔直径 上下箱联接螺栓沉头座直径 、 箱缘尺寸 十一。设计小结 参考资料： 1. 陆萍主编，机械设计基础，济南：山东科学技术出版社，. 2.黄珊秋主编，机械设计课程设计 ，北京：机械工业出版社，1999 3.机械设计常见标准，济南：山东大学机械学院， 4.廖希亮，邵淑玲主编，机械制图，济南：山东科学技术出版社，.课程设计说明书