機械設計基礎課程設計說明書範例

2022-02-27 04:55:07 字數 3955 閱讀 1173

說明書目錄

一、設計任務書 1

二、擬定傳動方案 1

三、選擇電動機 2

四、計算傳動裝置的總傳動比及其分配各級傳動比 3

六、v帶傳動設計 4

七、齒輪傳動設計 7

八、高速軸軸承的設計 8

九、高速軸直徑和長度設計 10

十、高速軸的校核 11

十一、低速軸承的設計 13

十二、低速軸直徑和長度設計 14

十三、低速軸的校核 15

十四、鍵的設計 17

十五、箱體的結構設計 18

十六、減速器附件的設計 20

十七、潤滑與密封 22

十八、課程設計總結 23

十九、參考文獻 23

工作條件:連續單向運轉,載荷平穩,空載起動,使用期10年,小批量生產,兩班制工作,運輸帶速度允許誤差為5%。

為了估計傳動裝置的總傳動比範圍,以便合理的選擇合適的傳動機構和擬定傳動方案。可先由已知條件計算起驅動捲筒的轉速nw ,即

一般常選用轉速為1000r/min或1500r/min的電動機作為原動機,因此傳動裝置總在傳動比約為8.1或12,根據總傳動比數值,可初步擬定出以二級傳動為主的多種傳動方案。

如圖2-1[2]所示的四種方案可作為其中的一部分,這些方案的主要優缺點:方案b不宜在長時間連續工作,且成本高;方案d製造成本較高。根據該帶式傳送機的工作條件,可在a和c兩個方案中選擇。

現選用結構較簡單、製造成本較低的方案a。

據此擬定傳動方案如圖:

傳動裝置擬定方案

1、電動機的型別和結構形式

按工作要求和工作條件,選用一般用途的y(ip44)系列三相非同步電動機,它為臥式封閉結構。

2、電動機容量

(1)工作機所需功率

(2)電動機輸出功率

傳動裝置的總效率

式中,…為從電動機至捲筒之間的各傳動機構和軸承的效率。由表2-4[2]查得:v帶傳動=0.

95;滾動軸承=0.99;圓柱齒輪傳動=0.97;彈性連軸器=0.

99;捲筒軸滑動軸承=0.98,則

總效率故

(3)電動機額定功率

依據表20-1[2]選取電動機額定功率

3、電動機的轉速

為了便於選擇電動機的轉速,先推算電動機轉速的可選範圍。由表2-1[2]查得v帶傳動常用比為範圍單級圓柱齒輪傳動則電動機轉速可選範圍為

初選同步轉速分別為1000r/min和1500r/min的兩種電動機進行比較如下表:

結果:由表中資料可知兩個方案均可行,但方案2傳動比較小,傳動裝置結構尺寸較小。因此,採用方案2,選定電動機型號為y112m-6。

4、y112m-6電動機的資料和外形,安裝尺寸如下表。

尺寸1、傳動裝置總傳動比:

結果:i=7.92、分配各級傳動比:

取v帶傳動比i1=2.5。則單級圓柱齒輪減速器的傳動比為

所得i2 符合一般圓柱齒輪傳動和單級圓柱齒輪減速器傳動比的常用範圍。

五、傳動裝置的運動和動力引數

1、各軸轉速

按電動機額定功率為0軸,減速器高速軸為一軸,低速軸為2軸,各軸轉速為

各軸輸入功率

按電動機額定功率ped計算各軸輸入功率,即

p0=ped=2.2kw

p1=p0η1=2.20.952.09kw

p2=p1η2η3=2.880.99

2、各軸轉矩

1、計算功率

2、選普通v帶型號

根據由[1]圖13-15查出此座標點位於a型與z型交界處,現暫按選用a型計算。

3、求大、小帶輪基準直徑。

結果:由[1]表13-7,取由[1]式13-9得

由表13-7取

4、驗算帶速v

帶速在5~25m/s範圍內,合適。

5、求v帶基準長度和中心距a

初步選取中心距

取,符合。

由[1]式13-2得帶長

查[1]表13-2,對a型帶選用在由[1]式13-16計算中心矩

6、驗算小帶輪包角

由[1]式13-1得

合適7、求v帶根數z

由[1]式13-15得

令查[1]表13-3得

由[1]式13-9得傳送比

結果:`

查[1]表13-4得

由查[1]表13-5 得查[1]表13-2得,由此可得

取2根。

8、求作用在帶輪上的壓力

查[1]表13-1得q=0.10kg/m,故由[1]式13-17得單根v帶的初拉力

作用在軸上的壓力

1、選擇材料、精度及引數

小齒輪:45鋼,調質,hb=220 ([1]表11-1)

大齒輪:45鋼,正火,hb=190 ([1]表11-1)

先採用9級精度

因([1]圖11-7c),([1]表11-4),故

因([1]圖11-10c), ([1]表11-4)。故

2、按齒面接觸強度設計

設齒輪按九級精度製造。取載荷係數k=1.2,齒寬係數有上式知小齒輪的轉矩,按式[1](11-5)計算中心距(已

結果:9級精度

知)齒數,則故實際傳動比i=84/28.2

模數按[1]表4-1取m=2.5mm.

確定中心矩 齒寬取

則齒輪直徑可得

3、驗算齒輪彎曲強度

齒形係數 ([1]圖11-9)

按[1]式11-8驗算齒輪彎曲強度

4、齒輪的圓周速度

(軸從右至左依次為1,2,3,4,5,6,7)

帶輪作用在軸上的力

高速軸的齒輪直徑為扭矩

則作用於齒輪上的圓周力:

結果:徑向力:

法向力由已知條件知道工作時間為8年,且每天兩班制工作,則大概總的各種時間為

考慮到最不利的情況,單個軸承所受的徑向力為

向心軸承只承受徑向載荷時

由式16-3[1]知基本額定動載荷

查表16-9,16-10[1]得

軸承的外形如圖:

結果:從表15-3[2]中選深溝球軸承

軸承的內徑為30mm,d3=30mm

最細的軸徑由14-2[1]

查表14-2[1]c=118

取標準化(表11-2[2])

軸1與軸2相接處有定位軸肩

則軸3與周4 處有套筒定位

高速齒輪寬為60mm,取其長度

由v帶輪的結構知

先初定的長度要大於軸和套筒的總合:

結果:確定的長度:表3-1[2]

地腳螺釘直徑

箱蓋、箱座連線螺栓直徑

則計算後估計

軸的跨度

(1)求垂直面的支承反力

(2)求水平面的支撐反力

結果:(3)f在支點產生的反力

外力f作用方向與帶的布置有關,在未有具體確定前,按最不利的情況考慮。

(4)繪垂直面彎矩圖

(5)繪水平彎矩圖

(6)f力產生的彎矩

危險截面f力產生的彎矩

(7)求合成彎矩:

考慮最不利情況,把與直接相加。

軸傳遞的轉矩t=53.1

(8)求危險截面的當量彎矩

可知齒輪的中間為危險面,其產生的彎矩認為軸為脈動迴圈變應力取其中折合係數

(9)計算危險截面處的軸直徑。材料為45鋼,調質表14-1[1],表14-3[1]查得

則結果:

考慮到鍵槽對軸的削弱,將d加大4%,故

設計中取得直徑大於此值,所以設計中的數值符合。

帶輪作用在軸上的力

高速軸的齒輪直徑為扭矩

則作用於齒輪上的圓周力:

徑向力:

法向力:

由條件知道工作時間為8年,且每天兩班制工作,則大概總的各種時間為

考慮到最不利的情況,單個軸承的所受的徑向力為

向心軸承只承受徑向載荷時

由式16-3[1]得知基本額定動載荷

查表16-9,16-10[1]得

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目錄前言2一 電動機的選擇3 二 總傳動比及各軸傳動比分配4 三 各軸運動引數和動力引數的計算4 四 v帶傳動設計5 五 齒輪傳動設計7 六 箱體的結構設計10 七 軸的設計計算12 八 軸承的選擇及校核計算16 九 鍵聯接的選擇及校核計算18 十 聯軸器的設計19 十一 潤滑與密封20 參考資料2...