机械设计课程设计帆姓名:袁2011040191011学号:专业:机械设计制造及其自动化一班一、电动机的选择1.确定电动机类型(1)工作时输出功率P w P = F/1000 =7650x0.5/1000 =3.825kw vw (2)电动机所需的输出功率η=0.94x0.98x0.99x0.99x0.99x0.96=0.858 总P=P /η=3.825/0.858=4.458kw总0wP=(1~1.3)P0=4.458~5.795kw查手册知可选择Y132M2-6型号的电动机,该电动机的转速为960r/min.2.各级传动比的分配(1)分配传动装置各级传动比n=60x1000V/(πD)=79.62 wn=ixn=ixix79.62齿总带0w=(2-4)x(3-5)x79.62=477.9-1593r/minn=1000r/min,nm=n0=960r/min d(2)总传动比i=n/n=960/79.62=12.057 w总0 i=3;i=i/i=4.02 带带总齿3.运动及动力参数计算(1)各轴转速计算n=n/i=960/3=320r/min带0I.n=n/i=320/4.02=79.6r/min=n IIIII齿I(2)各轴功率计算P=4.458kw0 P=Px0.94=4.458x0.94=4.19kw 0IP=Px0.98x0.99=4.065kw III P=Px0.99x0.99=3.984kw IIIII (3)各轴转矩计算m =44.35N*=9.55x1000000xP T/n000m =125.045N*/n T=9.55x1000000xP III m =487.698N*T=9.55x1000000xP/n IIIIII m =477.98N*=9.55x1000000xP/n T IIIIIIIII二.传送带的选择1.P=kP=1.1x4.458=4.9038kw Aca2.由P和n查表可知选A型带ca3.d=112cm,d为小带轮的基准直径d1d1m/sx112x960/(60x1000)=5.627v=π带速mm=idd1=3x112=336大带轮直径d d2mm =355查表圆整为dmm a=500 初d2mm初定中心距a0<=934 4.326.9mm<=定0传送带所需基准长度L dL=2+π/2x(d+d)+(d+d)(d+d)/(4) a0d2d1d0d1a0d1d2d2mm=1762.715 L=1800mmmm =491.643d mm )/2=518.643 a=a+(L-L d00da=a-0.015L dmin mm =572.643 a=a+0.03L dmax 5.包角α=180°-(dd2-dd1)57.3°/a=153.153°>=90°6.由d=112cm,n=960r/min,查表得P=1.1596kw 0d11根据n=960r/min,i=3和带型为A型,ΔP0=0.11kw 查1表可得k=0.926,k=1.01 Lα P=(P+ΔP)xkxk=1.188kwLα00r根/Pr=4.128取5 Z=P ca三.齿轮的选取选取齿型,精度,材料,齿数 1. )选用智齿圆柱齿轮(1级精度)采用8 (2;大280HBS(调质),硬度为(3)小齿轮材料为40Cr,二者材料硬度差240HBS钢(调质),硬度为齿轮材料为4540HBS为。
Z=97 =4.02x24=96.48取)小齿轮Z=24,大齿轮Z (42 2. (1)小轮分度圆直径kTu?1Z22tE?().d?2323t1?][?uHd A.查表得Kt=1.355mm =1.250x10N* B.T=(95.5x10xP)/n111=1 φC.d1/2 =189..8MPaD.Z EE.小齿轮接触强度疲劳极限σ=600MPa,大齿轮Hlim1接触强度疲劳极限σ=550MPaHlim25mm N*=60x320x1x10x300x8=4.608x10F.N=60njL h1158mm =(4.608x10N)/4.02=1.146x10 N*2=0.97 K G.查表得=0.95,K HN2HN1S=1 1%, H.失效率为)/S=570MPax(=] [σKσHlim1HN11H.)/S=533.5MPaσ(Kx [σ]=Hlim2HHN22小轮分度圆直径(2)Z1u?22tE)32d?2.(?3t1?]?u[得算数值计代入Hd mmd=68.449m/s xn)/(60x1000)=1.146圆周速度v=(πxd B.11t mm xd=68.449 C.齿宽b=φ1td mm /Z=2.852D.模数m=d1t1t b/h=10.667 =6.417,齿高h=2.25m tE.载荷系数=K查表得K,K=1.18 根据v=1.146m/s,精度为FαvH=1.459K=1;,K小齿轮相对支撑非对称时,=1βHαA=1.38 KK=1.459得由b/h=10.667,βHβF=1x1.1x1x1.459=1.605 KKK 则K=KβvHHαA1/3mm =d(K/K)=73.446 F.d t1t1=3.06/ZG.m=d 113.齿根弯曲YYKT2??SF1?m?32?][?Z Fd1(1)确定公式内各计算数值A.小齿轮的弯曲疲劳强度极限σ=500MPa, FE1=380MPa大齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE2 B.查表得,小齿轮弯曲疲劳寿命系数K ,=0.92FN1.=0.95 大齿轮弯曲疲劳寿命系数K FN2,S=1.4 C.弯曲疲劳许用应力,取/S=328.571MPa, σσ]=K 小齿轮弯曲疲劳许用应力[FE1FFN11/S=257.857MPa=Kσ大齿轮弯曲疲劳许用应力[σ]FE2FFN22=1x1.1x1x1.38=1.518 KK=KKK D.载荷系数βAvFHα,Y=2.65 E.小齿轮齿形系数Fa1=2.186 Y 大齿轮齿形系数Fa2,Y=1.58 F.小齿轮应力校正系数sa1=1.787 Y 大齿轮应力校正系数sa2] /[σ G.计算大小齿轮的YY FFasa=0.01274,Y/[σ] 小齿轮Y1sa1FFa1=0.01515σ]YY/[ 大齿轮2Fa2Fsa2)(2YYKT2??SF1??m32?]Z[?mm带入数值计算得m=2.153F1d mm就近圆整为标准值m=2.5 m 小齿轮齿数Z=d/m=29.378取30,11大齿轮齿数Z=4.02Z=120.6取121 124.几何尺寸(1)分度圆直径mm m=30x2.5=75d 小齿轮分度圆直径=Z11mm=Zm=121x2.5=302.5大齿轮分度圆直径 d22mm+da=(d (2)中心距)/2=188.7521.mm d=75齿轮宽度b=φ (3)1d四.低速轴的设计设计图所示的单级直齿圆柱齿减速器的低速轴,已知该轴的功率为p=4.065kw,转速n=79.6r/min,大齿轮1mm,单向转动,轴的材料无特殊要求。
b=45宽度(1)选择轴的材料,因为轴的材料无特殊要求,所以选择45钢,正火处理。
(2)初步估计轴的最小直径1/31/3mm =A(p/n d)=110x(4.065/79.6)=40.8111min d %考虑该轴段上有一个键槽,故应将直径增大5mmd=40.811x1.05=42.852d=45mm圆整为选择联轴器:=,运输机时K带式格得查教材相关表工作机为1.3 K1.5,取=1.25~计算转矩:m KT T==1.3x487.698=634.007N*c LX3 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件可选择型弹性柱销联轴器轴低速轴的设计(3).各轴的直径如图7 6 5 4 3 2 1mm 45的直径已经由前面的计算确定为d=轴段11轴段2的直径d应在d的基础上加上2倍的轴肩的高度,22这里的轴肩为定位轴肩,可取h =(0.07~0.1)d。
这里取h=4.512mm密封圈,故直径d2h=45+2x4.5=54还应符+ d=d21221mm d=55合密封圈的标准,取2轴段3的直径d 应在d的基础上增加2倍轴肩的高度,23此处为非定位轴,一般情况下,非定位轴轴肩可取h=1~mm。
而且其直径要与滚动轴承内径相符合。
滚动轴承内径2mmmm55d=的倍数,故选内5d=在20~29573轴段4上安装齿轮,轴段4大于轴段3只是为了安装齿轮方便,不是定位轴肩,应按非定位轴肩计算,取h=34mmmm 58=55+2*1.5=1.5d,则d=+2h3443轴段5的直径d=d+2h,h是定位轴环的高度,取h45455454mm 5d4)=0.07=(~0.1mm =58+2x5=68 d5轴段6的直径d 应根据所用的轴承类型及型号查轴承标6.mm 65轴承查得d=准取得,预选该轴段用63116各轴段的长度轴段4因为安装齿轮,故该轴段的长度L与齿轮宽度有4关,为了是套筒能顶紧齿轮轮廓,应使L略小于齿轮轮毂的4mmmm=72=75故Lb-L=2~3b,宽度,一般情况下,4齿轮齿mm=4mm△+3B+△+=轴段3的长度包括两个部分,L33231+14+5+3=53 L3轴段2的长度应该包括三个部分,L=L+e+m,其中L1 12部分为联轴器的内端面至轴承端面的距离,通常可取15~mmmm==1.2*10e部分为轴承的厚度,查表,e=201.2d;3mm; 12m的部分则为轴承端盖的止口端面至轴承座孔边缘的距离,此距离应按轴承盖的结构形式、密封形式及轴承座孔的尺寸来确定,课程设计时这一尺寸要通过作图来进行确定,要先确定轴承座孔的宽度,轴承座孔的宽度减去轴承宽度和轴承距离箱体内壁的距离△就是这一部分的尺寸。
轴承座孔3mmmm;8δ)+c+(5~10=,查表,这里取δ宽度L=+c2座孔1c,c为轴承座旁连接螺栓到箱体外壁及箱边的尺寸,应根21mmmm。
为=c20据轴承座旁连接螺栓的直径查表得,c=16、1加工轴承座孔端面方便,轴承座孔的端面应高于箱体的外表mm;故最终L~一般可取两者的差值为面,5108+20+16+6=座孔.mm50=mm==L50-5-31=14+e+m,L-Bm=L-△=132座孔mm 4115+12+14=安装联轴器,其长度L与联轴器的长度有关。
根轴段11型弹性柱销联轴器,查表得L联轴器=据第二步选用LX3mm L84联,考虑到连铸器的连接和固定的需要,使L略小于1mm。
轴器,取L=821mmmm 8,取L=轴段5长度即轴环的宽度 b=1.4h=8545+=△的尺寸减去L来确定,L 轴段6长度L由△,△225663mm-L=11△53,B=317长度L 应等于或略大于滚动轴承的宽度B,轴段7mm=32取L7轴的总长度等于各轴段的长度之和:mm+L+L=299+LLL总长=+L+L+L7624351高速轴设计五. 确定轴的最小直径 (1)AC=110 选取轴的材料为40,则得:调质处理,取r p19.4mm.??dA*110?927?25133320n min1dmm=30综合轴的强度,取0轴的结构设计(见下图)(2).1 2 3 4 5 6 7d段设计 A.1由于该段装有皮带轮,且皮带轮结构为5根A型V带,mmmm。