北京化工大学机械设计课程设计——二级减速器设计说明书
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一、设计任务课程设计是机械设计课程重要的综合性与实践性教学环节。
课程的设计的基本目的是:(1)综合运用机械设计课程的和其他先修课程的知识,分析和解决机械设计问题,进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。
(2)通过设计实践,逐步树立正确的设计思想,增强创新意识和竞争意识,熟悉掌握机械设计的一般规律,培养分析问题和解决问题的能力。
(3)通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料,进行全面的机械设计技能的训练。
二、设计方案拟定及说明根据题目,此带式输送机每日工作16小时,载荷平稳,空载起动,无需考虑起动力矩。
在室内工作,因此,结构不能太大。
采用闭式结构,密封要求较高。
使用期限十年。
经分析可以有以下几种设计方案:a)方案使用带式输入,可以降低齿轮传动的传动比,但是带式传动噪音大,传动不稳定,传送带使用年限较低等缺点,所以该方案不适合本设计要求;b)方案采用涡轮蜗杆传动,该种传动方式传动比大使得整个减速箱箱体比较小,但是该种方案传动效率低,不适合本设计要求;c)方案采用圆锥齿轮传动,该方案使得整个箱体结构紧凑,但是该方案不适合用于高速场合;d)方案采用的是圆柱齿轮传动,该种传动方式传动比较好,适用于速度较大的场合。
综上分析,可以采用d)方案设计此减速箱。
考虑到稳定性的要求,为了增大传动的稳定性可以采用斜齿轮传动。
三、电动机选择1、电动机类型的和结构的型式选择工业上一般用三相交流电,无特殊要求一般应选择三相交流异步电动机。
最常用的电动机是Y系列笼型三相异步交流电动机。
其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低,适用于不易燃、不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。
由于启动性能较好,也适用于某些要求较高起动转矩的机械。
2、选择电动机容量1)工作机所需功率P w由题目知:F=2.3 KNV=1.95 m/sD=300 mm因此:P W=FV1000=4.485KW2)电动机的输出功率P d圆柱齿轮的传动效率:η齿=0.97滚动轴承的传动效率:η承=0.99弹性联轴器的传动效率:η联=0.99从电动机到工作机主动轴之间的总效率,即:η=η联2η承4η齿2=0.8858 电动机输出功率为:P d= Pwη= 5.063 KW3)确定电动机额定功率P edP ed=5.5 KW3、选择电动机的转速(лD n w)/60= 1000 V所以:n w=124.14 r/min传动比的取值范围在3~6之间n d,=(i1,i2,)n w=1117.26~4469.04电动机转速为:n d=1500 r/min4、确定电动机的型号经过以上分析并查表得应选用Y132S—4型号的电动机。
课程设计说明书设计名称设计带式运输机传动装置设计时间 2016年9-12月系别机械与汽车工程系专业车辆工程班级 13班姓名指导教师2016 年 12月 26日目录一、课程设计任务书 (3)(一)、设计课题 (3)(二)、设计工作量 (4)(三)、设计步骤 (4)二、电动机的选择 (5)三、计算总传动比及分配各级的传动比 (6)四、运动参数及动力参数计算 (7)五、传动件的设计计算 (8)(一)、V带传动的设计 (8)(二)、高速级直齿圆柱齿轮设计: (11)(三)、低速级直齿圆柱齿轮设计: (14)七、轴的设计 (18)(一)、中间轴的设计 (18)(二)、输入轴的设计 (19)(三)、输出轴的设计 (21)八、轴的校核 (23)(一)、中间轴的校核 (23)(二)、输入轴的校核 (25)(三)、输出轴的校核 (27)九、轴承的选择与校核 (28)十、键的选择与校核 (29)十一、润滑方式及密封方式的选择 (30)十二、减速器箱体及附件的设计 (30)十一、总结感想 (32)附表 (33)1. 书面材料 (33)(1)课程设计说明书1份; (33)(2)二级减速器装配图1张(A0); (33)(3)箱盖零件图1张(A2); (33)2.电子文档 (33)附图 (36)参考文献 (37)一、课程设计任务书(一)、设计课题设计带式运输机传动装置(1-7号)已知条件:(1)运输带工作拉力N F 6200=; (2)运输带工作速度s m v 8.0=; (3)滚筒直径mm D 300=; (4)工作机传动效率98.0=w η;(5)输送带速度允许误差为±5%;(6)工作情况:两班制,连续单向运转,载荷较平稳;(7)工作环境:室内工作,湿度和粉尘含量为正常状态,环境最高温度为35度; (8)要求齿轮使用寿命为10年(每年按300天计); (9)生产批量:中等。
(10)动力来源:电力,三相交流,电压380V 。
CDIO二级项目(机械零部件设计)设计题目:二级减速器设计班级:学生:指导老师:二〇一四年三月一、设计的条件和数据1、胶带输送机两班制连续单向运转,载荷平稳,空载起动,室内工作,有粉尘;使用期限10年,大修期3年。
该机动力来源为三相交流电,在中等规模机械厂小批生产。
输送带速度允许误差为±5%。
图:胶带输送机工作装置2、原始数据(1)输送带的工作拉力F(N):1700(2)输送带的速度:v(m/s):1(3)卷筒直径D(mm):400二、设计内容1、传动方案的分析与拟定;2、电动机的选择与传装置运动和动力参数的计算;3、传动件(如齿轮或蜗杆传动、带传动等)的设计;4、轴的设计;5、轴承及其组合部件设计;6、键联接和联轴器的选择与校核;7、润滑设计;8、箱体、机架及附件的设计;9、装配图和零件图的设计与绘制;1 0、设计计算说明书的编写。
三、本课程设计要求每个学生完成以下工作1、总装配图(A 1号图纸)1张;2、零件工作图3张(箱体、传动轴和齿轮);3、设计计算说明书一份;4、课程设计完成后应进行总结和答辩。
四、课程设计时间安排目录一、设计的条件和数据二、设计内容三、本课程设计要求每个学生完成以下工作四、课程设计时间安排五、正文 (1)1 方案的分析与拟定 (1)2 电机选择、传动比分配及参数确定 (2)2.1 电机选择 (2)2.1.2确定电机功率 (2)2.1.3确定电动机转速 (3)2.2传动比分配 (3)2.2.1传动装置总传动比 (3)2.2.2分配各级传动比 (4)2.3计算传动装置的运动和动力参数 (4)2.3.1 各轴转速 (4)2.3.2 各轴输入功率 (5)2.3.3 各轴输入转矩 (6)2.4 参数列表 (7)3 V带设计 (7)3.1 参数选择 (7)3.1.1 确定已知条件 (7)3.1.3 选择V带的带型 (7)3.1.5计算中心距和V带的基准长度 (8)3.1.6 验算小带轮上的包角α1 (9)3.1.7 确定带的根数z (10)3.1.8 确定带的初拉力F0 (10)3.1.9 计算带传动的压轴力Fp (11)3.2 V带轮的设计 (11)3.2.1 V带轮的材料 (11)3.2.2 V带轮的结构形式 (11)3.2.3 V带轮的宽度 (12)3.2.4 V带轮的技术要求 (12)3.3 参数列表 (12)4 高速级齿轮设计 (12)4.1 选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数 (12)4.1.1 压力角 (12)4.1.2 精度选择 (13)4.1.3 材料选择 (13)4.1.4 齿数选择 (13)4.2按齿面接触疲劳强度设计 (13)4.2.1 试算小齿轮分度圆直径 (13)4.2.2 调整小齿轮分度圆直径 (15)4.3 按齿根弯曲疲劳强度设计 (17)4.3.1 试算小齿轮模数 (17)4.3.2 调整齿轮模数 (18)4.4 几何尺寸计算 (21)4.4.1 计算分度圆直径 (21)4.4.2 计算中心距 (21)4.4.3 计算齿轮宽度b (21)4.5 强度校核 (21)4.5.1 齿面接触疲劳强度校核 (21)4.5.2 齿根弯曲疲劳强度校核 (22)4.6 齿轮参数计算 (23)4.6.1 大齿轮圆周速度v (23)4.6.2 确定检验项目 (23)4.6.3 确定最小侧隙和计算齿厚偏差 (23)4.6.4 确定公法线长度偏差bns E 、bni E (24)4.6.5 公法线长度Wnk (24)4.7 结构设计及绘制零件图 (25)4.8主要设计结论 (25)5 低速级齿轮设计 (25)5.1 选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数 (25)5.1.1 压力角 (25)5.1.2 精度选择 (26)5.1.3 材料选择 (26)5.1.4 齿数选择 (26)5.2按齿面接触疲劳强度设计 (26)5.2.1 试算小齿轮分度圆直径 (26)5.2.2 调整小齿轮分度圆直径 (27)5.3 按齿根弯曲疲劳强度设计 (28)5.3.1 试算小齿轮模数 (28)5.3.2 调整齿轮模数 (29)5.4 几何尺寸计算 (30)5.4.1 计算分度圆直径 (30)5.4.2 计算中心距 (30)5.4.3 计算齿轮宽度b (31)5.6 圆整中心距后的强度校核 (31)5.6.1 分配变位系数 (31)5.6.2 齿面接触疲劳强度校核 (32)5.5.2 齿根弯曲疲劳强度校核 (33)5.6 齿轮参数计算 (34)5.6.1 大齿轮圆周速度v (34)5.6.3 确定最小侧隙和计算齿厚偏差 (34)5.6.4 确定公法线长度偏差bns E 、bni E (35)5.6 结构设计及绘制零件图 (35)5.7主要设计结论 (35)5.8 最终验算 (36)6 输入轴(第Ⅰ轴)的结构设计 (36)6.1 初步确定轴的最小直径 (36)6.2 轴的结构设计 (37)6.2.2 根据轴向定位的要求轴的各段直径和长度 (37)6.2.3 计算齿轮距箱体内壁的距离Δ (37)6.2.4 确定轴上键、圆角和倒角的尺寸 (38)6.3 计算轴上的载荷 (38)6.3.1 计算各力 (38)6.3.2 绘制轴的弯矩和扭矩图 (39)6.4 按弯扭合成应力校核轴的强度 (40)6.5 精确校核轴的疲劳强度 (40)6.5.1 判断危险截面 (40)6.5.2 截面Ⅳ左侧 (40)6.5.3 截面Ⅳ右侧 (42)7 中间轴(第Ⅱ轴)的结构设计 (43)7.1 初步确定轴的最小直径 (43)7.2 轴的结构设计 (44)7.2.1 拟定轴上零件的装配方案 (44)7.2.2根据轴向定位的要求轴的各段直径和长度 (44)7.2.3 计算齿轮距箱体内壁的距离Δ (45)7.2.4 确定轴上键、圆角和倒角的尺寸 (45)7.3 计算轴上的载荷 (45)7.3.1 计算各力 (45)7.3.2 绘制轴的弯矩和扭矩图 (46)7.4 按弯扭合成应力校核轴的强度 (47)7.5 精确校核轴的疲劳强度 (47)7.5.1 判断危险截面 (47)7.5.2 截面Ⅳ左侧 (47)7.5.3 截面Ⅳ右侧 (48)8 输出轴(第Ⅲ轴)的结构设计 (50)8.1 初步确定轴的最小直径 (50)8.2 轴的结构设计 (50)8.2.1 拟定轴上零件的装配方案 (50)8.2.2根据轴向定位的要求轴的各段直径和长度 (50)8.2.3 计算齿轮距箱体内壁的距离Δ (51)8.2.4 确定轴上键、圆角和倒角的尺寸 (51)8.3 计算轴上的载荷 (52)8.3.2 绘制轴的弯矩和扭矩图 (53)8.4 按弯扭合成应力校核轴的强度 (53)8.5 精确校核轴的疲劳强度 (54)8.5.1 判断危险截面 (54)8.5.2 截面Ⅳ左侧 (54)8.5.3 截面Ⅳ右侧 (55)9 各轴承寿命校核 (56)9.1 输入轴轴承 (56)9.2 中间轴轴承 (57)9.3 输出轴轴承 (57)10 键的校核计算 (57)10.1 输入轴上各键 (57)10.2 中间轴上各键 (57)10.3 输出轴上各键 (58)参考文献 (58)五、正文1 方案的分析与拟定图1-1 方案简图2 电机选择、传动比分配及参数确定2.1 电机选择2.1.1选择电机类型:Y 系列一般用途的全封闭自扇鼠笼型三相异步电动机。
二级减速器课程设计说明书一、设计任务设计一个用于特定工作条件的二级减速器,给定的输入功率、转速和输出转速要求,以及工作环境和使用寿命等限制条件。
二、传动方案的拟定经过对各种传动形式的比较和分析,最终选择了展开式二级圆柱齿轮减速器。
这种方案结构简单,尺寸紧凑,能够满足设计要求。
三、电动机的选择1、计算工作机所需功率根据给定的工作条件和任务要求,计算出工作机所需的功率。
2、确定电动机的类型和型号综合考虑功率、转速、工作环境等因素,选择合适的电动机类型和型号。
四、传动比的计算1、总传动比的计算根据电动机的转速和工作机的转速要求,计算出总传动比。
2、各级传动比的分配合理分配各级传动比,以保证减速器的结构紧凑和传动性能良好。
五、齿轮的设计计算1、高速级齿轮的设计计算根据传动比、功率、转速等参数,进行高速级齿轮的模数、齿数、齿宽等参数的设计计算。
2、低速级齿轮的设计计算同理,完成低速级齿轮的相关设计计算。
六、轴的设计计算1、高速轴的设计计算考虑扭矩、弯矩等因素,确定高速轴的直径、长度、轴肩尺寸等。
2、中间轴的设计计算进行中间轴的结构设计和强度校核。
3、低速轴的设计计算完成低速轴的设计计算,确保其能够承受工作中的载荷。
七、滚动轴承的选择与计算根据轴的受力情况和转速,选择合适的滚动轴承,并进行寿命计算。
八、键的选择与校核对连接齿轮和轴的键进行选择和强度校核,以确保连接的可靠性。
九、箱体结构的设计考虑减速器的安装、润滑、密封等要求,设计合理的箱体结构。
包括箱体的壁厚、加强筋、油标、放油螺塞等的设计。
十、润滑与密封1、润滑方式的选择根据齿轮和轴承的转速、载荷等因素,选择合适的润滑方式。
2、密封方式的选择为防止润滑油泄漏和外界灰尘进入,选择合适的密封方式。
十一、设计总结通过本次二级减速器的课程设计,对机械传动系统的设计过程有了更深入的理解和掌握。
在设计过程中,充分考虑了各种因素对减速器性能的影响,通过计算和校核确保了设计的合理性和可靠性。
1 设计任务书1。
1设计数据及要求表1-1设计数据1.2传动装置简图图1—1 传动方案简图1.3设计需完成的工作量(1) 减速器装配图1张(A1)(2) 零件工作图1张(减速器箱盖、减速器箱座—A2);2张(输出轴-A3;输出轴齿轮-A3) (3) 设计说明书1份(A4纸)2 传动方案的分析一个好的传动方案,除了首先应满足机器的功能要求外,还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、成本低廉以及使用维护方便。
要完全满足这些要求是困难的。
在拟定传动方案和对多种方案进行比较时,应根据机器的具体情况综合考虑,选择能保证主要要求的较合理的传动方案。
现以《课程设计》P3的图2-1所示带式输送机的四种传动方案为例进行分析。
方案a 制造成本低,但宽度尺寸大,带的寿命短,而且不宜在恶劣环境中工作。
方案b 结构紧凑,环境适应性好,但传动效率低,不适于连续长期工作,且制造成本高.方案c 工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应性好,但宽度较大。
方案d 具有方案c 的优点,而且尺寸较小,但制造成本较高。
上诉四种方案各有特点,应当根据带式输送机具体工作条件和要求选定。
若该设备是在一般环境中连续工作,对结构尺寸也无特别要求,则方案c a 、均为可选方案。
对于方案c 若将电动机布置在减速器另一侧,其宽度尺寸得以缩小。
故选c 方案,并将其电动机布置在减速器另一侧。
3 电动机的选择3.1电动机类型和结构型式工业上一般用三相交流电动机,无特殊要求一般选用三相交流异步电动机.最常用的电动机是Y 系列笼型三相异步交流电动机。
其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低,适用于不易燃、不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的场合.此处根据用途选用Y 系列三相异步电动机3.2选择电动机容量3.2.1工作机所需功率w P 卷筒3轴所需功率:1000Fv P W ==100082.01920⨯=574.1 kw 卷筒轴转速:min /13.5914.326582.0100060100060r D v n w =⨯⨯⨯=⨯=π3。
本课设模板有些许错误,仅供参考目录第一章设计任务书 (4)一、设计目的 (4)二、设计内容 (4)1、设计题目 (4)2、主要内容 (4)3、设计参数 (5)4、具体工作 (5)第二章机械运动方案的设计 (7)一、拟定执行系统的功能原理 (7)1、包装机功能原理 (7)2、各部分功能 (7)3、设计部分 (7)二、执行机构的选型及构型 (8)1、热封部分 (8)2、装料部分 (8)3、减速器部分 (8)三、各执行机构的协调设计 (8)四、执行机构运动尺寸设计 (9)1、曲柄摇杆机构(含齿轮齿条机构) (9)2、曲柄摇杆机构(含阀体) (10)3、摆动滚子推杆盘形凸轮机构 (11)4、包装机机构运动简图 (15)第三章机械传系统方案设计 (16)一、传动系统类型选择 (16)1、传动方案示意图 (16)2、组成部分 (16)二、选择原动机确定总传动比分配各级传动比 (17)1、电动机类型的选择 (17)2、电动机功率的选择 (17)3、确定电动机型号 (17)4、传动装置总传动比及其分配 (18)三、计算各轴的转速、转矩及功率 (18)1、计算各轴的转速 (18)2、计算各轴功率 (19)3、计算各轴转矩 (19)第四章机械传动装置的设计 (20)一、主要传动零部件的设计计算 (20)(一)带传动设计计算 (20)(二)、高速级齿轮传动设计 (23)(三)、低速级齿轮传动设计 (28)(四)、高速轴及轴上零件的设计计算及校核 (33)(五)、中间轴及轴上零件的设计计算及校核 (39)(六)、低速轴及轴上零件的设计计算及校核 (45)(七)其它 (51)二、传动装置—减速器的设计 (52)(一)、箱体的设计 (52)(二)、减速器附件的选择及说明 (53)(三)、润滑和密封的选择 (54)第五章设计体会 (55)一、体会 (55)二、设计分析 (55)三、改进意见 (55)第六章参考文献 (56)参考文献 (56)第一章设计任务书一、设计目的综合运用机械设计及先修课程(机械制图、材料力学、机械原理、机械制造技术、工程材料等)的理论和实际知识,掌握机械设计的一般规律,树立正确的设计思想,培养分析和解决实际问题的能力。
机械设计课程设计计算说明书设计题目:设计带式输送机中的传动装置专业年级:学号:学生姓名:指导教师:机械工程系完成时间年月日机械设计课程设计任务书学生姓名:学号:专业:任务起止时间:201年月日至年月日设计题目:设计带式输送机中的传动装置一、传动方案如图1所示:1—输送胶带;2—传动滚筒;3—两级圆柱齿轮减速器;4—V带传动;5—电动机图1 带式输送机减速装置方案二、原始数据表2-1滚筒直径d /mm 800 传送带运行速度v /(m/s) 1.8运输带上牵引力F /N 2200每日工作时数T /h24传动工作年限 5 单向连续平稳转动,常温空载启动三、设计任务:1.减速器装配图1张(A0图纸)2.低速轴零件图1张(A3图纸)3.低速轴齿轮零件图1张(A3图纸)4.设计说明书1份在三周内完成并通过答辩参考资料:《机械设计》《课程设计指导书》《机械设计手册》《工程力学》《机械制图》指导教师签字:F目录一、电机的选择 (1)1.1 选择电机的类型和结构形式: (1)1.2 电机容量的选择 (1)1.3 电机转速确定 (1)二、传动装置的运动和动力参数计算 (2)2.1 分配传动比及计算各轴转速 (2)2.2 传动装置的运动和动力参数计算 (2)三、V带传动设计 (4)3.1 确定计算功率 (4)3.2 选择普通V带型号 (4)3.3 确定带轮基准直径并验算带速 (4)3.4 确定V带中心距和基础长度 (4)3.5 验算小带轮包角 (5)3.6 计算V带根数Z (5)3.7 计算压轴力 (5)四、设计减速器内传动零件(直齿圆柱齿轮) (5)4.1 高速级齿轮传动设计计算 (5)4.2 低速级齿轮传动设计计算 (7)4.3 传动齿轮的主要参数 (9)五、轴的结构设计计算 (9)5.1 高速轴的计算(1轴) (9)5.2 中间轴的计算(2轴) (12)5.3 低速轴的计算(3轴) (13)六、轴的强度校核 (16)6.1 高速轴校核 (16)6.2 中间轴校核 (18)6.3 低速轴校核 (20)七、校核轴承寿命 (22)7.1 高速轴 (22)7.2 中间轴 (23)7.3 低速轴 (23)八、键连接的选择和计算 (23)九、箱体的设计 (24)十、心得体会................................................................................ 错误!未定义书签。
一、传动方案的拟定对于本机器,初步选择原动机为三相异步电动机,根据任务书的要求,要求本机器的承载能力速度范围大、传动比恒定、外廓尺寸小、工作可靠、效率高、寿命长。
根据参考书[1]第7页常见机械传动的主要性能满足圆柱齿轮传动要求。
i>时,宜采用二级以上的传动形式。
根对圆柱齿轮传动,为了使结构尺寸和重量较小,当减速比8i= ,满足要求。
据参考书[1]第7页常见机械传动的主要性能二级齿轮减速器传动比范围为:840根据工作条件和原始数据可选展开式二级圆柱齿轮传动。
因为此方案工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应行好,但也有一缺点,就是宽度较大。
其中选用斜齿圆柱齿轮,因为斜齿圆柱齿轮兼有传动平稳和成本低的特点,同时选用展开式可以有效地减小横向尺寸。
在没有特殊要求的情况下,一般采用卧式减速器。
为了便于装配,齿轮减速器的机体采用沿齿轮轴线水平剖分的结构。
综上所述,传动方案总体布局如图一所示:垂直面内受力分析计算轴承的支反力1NV F 2NV F ,如图三中列出力的平衡方程如下:{F F F +=2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度(1)为了满足半联轴器的轴向定位要求,I—II轴段右端需制出一轴肩,d=mm左端由轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径故取II—III段的直径II-IIID=mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度L=mm,为了保证轴端挡圈只压在半1L略短一些,现取联轴器上而不压在轴的端面上,故I—II段的长度应比1=mm。
I-II为了便于轴承的安装,故III—IV段的长度应略小于轴承宽度,因此总结通过本次的设计培养了自己理论联系实际的设计思想,训练了综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力,巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识;通过制定设计方案,合理选择传动机构和零件类型,正确计算零件工作能力、确定尺寸和选择材料,以及较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求,之后进行结构设计,达到了解和掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的设计过程和方法;通过本次设计,训练了设计的基本技能,如:计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册,图册、标准和规范)以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。
机械设计课程设计二级减速器设计说明书一、设计任务设计一个二级减速器,用于将电动机的高转速降低到所需的工作转速。
减速器的技术参数如下:输入轴转速:1400rpm输出轴转速:300rpm减速比:4.67工作条件:连续工作,轻载,室内使用。
二、设计说明书1.总体结构二级减速器主要由输入轴、两个中间轴、两个齿轮、输出轴和箱体等组成。
输入轴通过两个中间轴上的齿轮与输出轴上的齿轮相啮合,从而实现减速。
2.零件设计(1)齿轮设计根据减速比和转速要求,计算出齿轮的模数、齿数、压力角等参数。
选择合适的齿轮材料和热处理方式,保证齿轮的强度和使用寿命。
同时,要进行轮齿接触疲劳强度和弯曲疲劳强度的校核。
(2)轴的设计根据齿轮和轴承的类型、尺寸,计算出轴的直径和长度。
采用适当的支撑方式和轴承类型,保证轴的刚度和稳定性。
同时,要进行轴的疲劳强度校核。
(3)箱体的设计箱体是减速器的支撑和固定部件,应具有足够的强度和刚度。
根据减速器的尺寸和安装要求,设计出合适的箱体结构。
同时,要考虑到箱体的散热性能和重量等因素。
3.装配图设计根据零件设计结果,绘制出减速器的装配图。
装配图应包括所有零件的尺寸、配合关系、安装要求等详细信息。
同时,要考虑到维护和修理的方便性。
4.设计总结本设计说明书详细介绍了二级减速器的设计过程,包括总体结构、零件设计和装配图设计等部分。
整个设计过程严格遵循了机械设计的基本原理和规范,保证了减速器的性能和使用寿命。
通过本课程设计,提高了机械设计能力、工程实践能力和创新思维能力。
一、设计任务书(一)设计题目设计带式运输机的传动装置,其工作条件是:1.鼓轮直径D=300mm2.传送带运行速度v=0.70m/s3.鼓轮上输出转矩T=440N·m4.使用寿命为5年,大修期3年。
每日两班制工作,工作时连续单向运转。
载荷平稳。
参考方案:电动机→V带传动→二级圆柱齿轮减速器→工作机(鼓轮带动运输带)图(1)传动方案示意图1——电动机 2——V带传动 3——展开式双级齿轮减速器4——连轴器 5——底座 6——传送带鼓轮 7——传送带(二)设计内容:1.设计传动方案;2.设计减速器部件装配图(A1);3.绘制轴、齿轮零件图各一张(高速级从动齿轮、中间轴);4.编写设计计算说明书一份(约7000字)(三)设计要求:1.输送机由电机驱动。
电机转动,经传动装置带动输送带移动。
按整机布置,要求电机轴与工作机鼓轮轴平行,要求有过载保护。
2.允许输送带速度偏差为5%。
3.工作机效率为0.95。
4.按小批生产规模设计。
二、传动方案设计(一)传动方案说明方案一:高速级用斜齿圆柱齿轮,低速级用直齿圆柱齿轮,采用展开式减速器。
分析:工作可靠,传动效率高,维护方便,环境适应性好,制造成本低,但宽度较大。
方案二:高速级与低速级都用锥齿轮的减速器。
分析:工作可靠,传动效率高,环境适应性好,制造成本高,若圆锥齿轮尺寸过大时,加工困难。
综上比较:选择方案一。
1.电动机类型和结构型式2. 选择电动机容量(1)工作机所需功率P w (2)电动机所需输出功率P(3)确定电动机型号(二)电动机的选择根据直流电动机需直流电源,结构复杂,成本高且一般车间都接有三相交流电,所以选用三相交流电动机。
又由于Y系列笼型三相异步交流电动机其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、起动性能较好、价格低等优点均能满足工作条件和使用条件。
故优先选用卧式封闭型Y系列三相交流异步电动机。
6010006010000.7060100030045/minwwDn vnDrπνππ⨯⨯⨯⨯=⇒==⨯⨯=4404502.0795509550wwT nP KW⨯⨯===η=η带·η齿3·η承2·η联·η 1η带=0.96 η齿=0.97 η承=0.99 η联=0.99卷筒轴滑动轴承η1=0.96∴η=η带·η齿2·η承3·η联·η1=0.96×0.972×0.993×0.99×0.96=0.83工作机所需功率2.072.490.83dwPP KWη===由第二十章表20-1选择Y100L2-4型电动机η=0.831.理论总传动比i2.各级传动比的分配3.各轴转速、转矩与输入功率(1)各轴转速电动机型号额定功率kw同步转速r/min最大转矩额定转矩满载转速r/min质量kg Y100L2-4 3 1500 2.3 1420 38(三)总传动比的确定及各级传动比的分配传动装置的总传动比要求为142031.5645mwnin===取V带传动比i’=2.4要求i齿1=(1.1~1.5)i齿2取i齿1=1.3i齿231.5613.15' 2.4iii===i减= i齿1·i齿2=13.15,i’=2.4i齿1=4.14,i齿2=3.18计算传动装置运动和动力参数传动装置从电动机到工作机有四轴,依次为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴,则:1.各轴转速电机轴1420minmn n r==高速轴011420592min2.4nn ri⋅===中间轴121592143min4.14inn r===齿低速轴2314345min3.18nin r===齿22.各轴功率03ed P PkW == 10130.96 2.88P P KW η==⨯= 221 2.880.970.99 2.77P P KW η==⨯⨯= 323 2.770.970.99 2.66P P kW η==⨯⨯= 式中: P d —为电动机输出功率,KW;P Ⅰ、P Ⅱ、P Ⅲ —分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴输入功率,KW ; 321ηηη,,—依次为电动机与Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴的传动效率 3.各轴转矩00039550955020.181420P T N m n ==⨯=⋅ 111 2.889550955046.46592P T N m n ==⨯=⋅ 22 2.77295509550185.00143P T N m n ==⨯=⋅ 333 2.6695509550564.5145P T N m n ==⨯=⋅轴号电动机轴Ⅰ轴 Ⅱ轴 Ⅲ轴 转速n (r/mi n ) 1420 592 143 45 功率P(kW ) 32.882.772.66 转矩T(N ·m) 20.1846.46 185.00 564.51传动比i2.44.143.181.设计计算(1)确定计算功率Pca(2)选取普通V带带型(3)确定带轮基准直径 dd1和dd2a. 初选b.验算带速c. 计算dd2(4)确定普V带的基准长度和传动中心距三、传动设计(一)V带传动设计Pca =KA•Pd根据双班制工作,即每天工作16小时,工作机为带式运输机,由【2】P156式8-21Pca=KA×Pd=1.2×3= 3.6kw根据Pca,nd,由【2】图8-11确定选用普通V带A型小带轮基准直径dd1=100mm由【2】式8-1344.7100060142010010006011=⨯⨯⨯=⨯=ππndv d m/sv在5~25m/s范围内,符合要求dd22401004.21=⨯=⋅=ddi mm圆整为250mm根据0.7(d d1+d d2)< a 0< 2(d d1+d d2)初步确定中心距a=500mm由【2】P158式8-22Ld0=0212210422a)dd()dd(a dddd-+++π=5004)100250()250100(250022⨯-+++⨯π=1561mm由【2】P158表8-2选取Ld=1600mmPca= 3.6kw选用普通V带A型dd1=100mmv=7.44m/sdd2=250mma=500mmLd=1600mm(5)验算主轮上的包角1α(6)计算V 带的根数Z(7)计算初拉力F0由【2】P158式8-23mmLLaa dd5202156116005002=-+='-+=由【2】P158式8-24amin=a-0.015Ld=520-0.015×1600=496mmamax=a+0.03Ld=520+0.03×1600=568mm由【2】P158式8-25()︒⨯--︒=3.57180121addddα=()()︒≥︒≈÷︒⨯--︒1201635203.57100250180∴主动轮上的包角合适由【2】P158 式8-26lcaKKPPPZα)(∆+=P——基本额定功率得P=1.32∆P——额定功率的增量∆P0=0.17——包角修正系数得Kα=0.957——长度系数得=0.99∴lcaKKPPPZα)(∆+==2.55∴取3根由【2】P158式8-27F=135.6Na=520mmamin=496mmamax=568mm1α=163°Z=3F=135.6N(8)计算作用在轴上的压轴力FP2. 带传动主要参数汇总表1.设计计算(1)选齿轮类、精度等级、材料及齿数由【2】P159式8-282163sin6.135322sin21p︒⨯⨯⨯==αFZFv=804.71N带型LdmmZdd1mmdd2mmammFNFPNA 1600 310250 500 135.6 982.41(二)齿轮设计计算1°高速级齿轮传动设计1为提高传动平稳性及强度,选用斜齿圆柱齿轮;2 因为运输机为一般工作机器,速度不高,故选用7级精度;3 为简化齿轮加工工艺,选用闭式软齿面传动小齿轮材料:40Cr调质 HBS1=280接触疲劳强度极限6001lim=HσMPa弯曲疲劳强度极限5001=FEσ Mpa大齿轮材料:45号钢调质 HBS2=240接触疲劳强度极限5502lim=Hσ MPa弯曲疲劳强度极限4502=FEσ Mpa4初选小齿轮齿数20大齿轮齿数Z2=Z1'hi⋅=20×4.14=82.8取835初选螺旋角︒=14tβpF=804.7N6001lim=HσMPa5001=FEσMpa5502lim=HσMPa4502=FEσMpa201=ZZ2=83︒=14tβ设计内容计算及说明结果2. 按齿面接触强度设计(1)确定公式内的各计算参数数值计算公式:[]321112⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⋅≥HHEdttZZuuTKdσεφαmm初选载荷系数6.1=tK小齿轮传递的转矩4110646.4⨯==ITT N·mm齿宽系数1=dφ材料的弹性影响系数8.189=EZ Mpa1/2区域系数44.2=HZ765.01=αε,82.02=αε585.121=+=αααεεε应力循环次数)536582(1592606011⨯⨯⨯⨯⨯⨯==hjLnN910037.1⨯=891210505.214.410037.1⨯=⨯==hiNN接触疲劳寿命系数95.01=H NK98.02=H NK接触疲劳许用应力,取安全系数S=1MPaH57060095.0][1=⨯=σMPaH53955098.0][2=⨯=σ6.1=tK8.189=EZMpa1/244.2=HZ585.121=+=αααεεε95.01=H NK98.02=H NK设计内容计算及说明结果(2)计算a.试算小齿轮分度圆直径b. 计算圆周速度c. 计算齿宽b及模数mnd. 计算纵向重合度e. 计算载荷系数321)][(μ1μ2HEHdttZZTKdσεφα⋅⋅+⋅≥I324)5398.18944.2(14.4114.4585.1110646.46.12⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯==44.135mm=⨯=1000601ndv tπ1.368m/s135.44135.4411=⨯=⋅=tddbφ mm141.22014cos135.44cos11=︒⨯=⋅=Zdm tntβmmmhnt817.425.2==b/h=9.16586.114201.1318.0318.01=︒⨯⨯⨯==tgtgZtdβφεββαHHVAHKKKKK⋅⋅⋅=①使用系数AK根据电动机驱动得0.1=AK②动载系数VK根据v=1.368m/s,7级精度,05.1=VKtd1=44.135mmv=1.368m/sntm=2.141h=4.817mmb/h=9.16=βε 1.586f. 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径1d3.按齿根弯曲强度设计(1)确定计算参数a.螺旋角影响系数βYb.弯曲疲劳系数K FN ③按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数βHK根据小齿轮相对支承为非对称布置、7级精度、dφ=144≈b mm,得βHK =1.419④按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数βFK根据b/h=9.16、419.1=βHK,34.1=βFK⑤齿向载荷分配系数αHK、αFK1.1==ααFHKK∴βαHHVAHKKKKK⋅⋅⋅==1× 1.05× 1.1×1.419=1.639mmKKddtHt49.446.1/639.1135.44/3311=⨯==3max212][cos2⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅≥IFSaFadnYYZYKTmσεφβαβ548.134.11.105.11=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=βαFFVAKKKKK由【2】P217图10-28 根据纵向重合系数586.1=βε,得=βY0.88由[1]P206图10-18 得9.01=FNK93.02=FNKK=1.639K=1.548=βY0.889.01=FNK93.02=FNKc.计算弯曲疲劳许用应力F ][σd.计算当量齿数Z V(e.查取齿型系数Y F α应力校正系数Y S α(f.计算大小齿轮的Y Y Fa Sa F⋅[]σ 并加以比较取弯曲疲劳安全系数S=1.25 由【2】P205式(10-12)MPaS K FE FN F 36025.15009.0][111=⨯=⋅=σσMPa S K FE FN F 8.33425.145093.0][222=⨯=⋅=σσ 89.2114cos 20cos 3311=︒==βZ Z V , 86.9014cos 83cos 3322=︒==βZ Z V由【2】P201表10-5 得 72.21=Fa Y 198.22=Fa Y57.11=Sa Y 781.12=Sa Y01186.0][111=⋅F Sa Fa Y Y σ01169.0][222=⋅F Sa Fa Y Y σ 比较111][F Sa Fa Y Y σ⋅<222][F Sa Fa Y Y σ 所以大齿轮的数值大,故取0.01186=1][F σ360MPa=2][F σ334.8MPa=1V Z 21.89=2V Z 90.8672.21=Fa Y198.22=Fa Y57.11=Sa Y 781.12=Sa Y1186.00][=⋅FSa Fa Y Y σ(2)计算4. 分析对比计算结果5.几何尺寸计算(1)计算中心距a (2)按圆整后的中心距修正螺旋角β(3)计算大小齿轮的分度圆直径d1、d23max212][cos2⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅≥IFSaFadnYYZYKTmσεφβαβ322401186.0585.120114cos88.010646.4548.12⨯⨯⨯︒⨯⨯⨯⨯⨯==1.31mm对比计算结果,取m=2已可满足齿根弯曲强度。
二级减速器课程设计说明书目录一、设计任务书 (2)二、减速箱传动方案的拟定及说明 (3)三、运动参数计算 (3)一、电机的选择 (3)二、传动比的分配 (4)三、传动件运动和动力参数计算 (5)四、各传动零件的设计计算 (6)一、皮带轮的设计计算 (6)二、齿轮的设计 (8)三、各轴的设计 (12)四、减速器的箱体(箱盖)设计 (25)五、减速器的润滑 (27)六、减速器附件 (28)四、设计小结 (31)参考资料 (32)一、设计任务书带式运输机两级斜齿轮圆柱齿轮减速箱传动方案1、输送胶带2、传动滚筒3、两级圆柱齿轮减速器4、V带传动5、电动机原始数据:1. 带式运输机上圆周力F=6000N;2. 带式运输机上圆周速度V=0.75m/s;3. 带式运输机直径D=300mm;4. 工作情况:两班制,连续单向运转,载荷平稳5. 工作年限:10年(每年按300天计算)6. 工作环境:室内,清洁;7. 动力来源:电力,三相交流,电压380V;8. 检修间隔期:四年一次大修,两年一次中修;半年一次小修;9. 制造条件及生产批量:一般机械厂生产,中批量生产。
二、减速箱传动方案的拟定及说明一、工作机器特征的分析由设计任务书可知:该减速箱用于带式运输机,工作速度不高(V=0.75m/s),圆周力不大(P=6000N),因而传递的功率也不会太大。
由于工作运输机工作平稳,转向不变,使用寿命10年,故减速箱应尽量设计成闭式。
箱体内用油液润滑,轴承用脂润滑。
要尽可能使减速箱外形及体内零部件尺寸小,结构简单紧凑,造价低廉,生产周期短,效率高。
二、传动方案的拟定及说明根据设计任务书中已给定的传动方案及传动简图,分析其有优缺点如下:优点:(1)、电动机与减速器是通过皮带进行传动的,在同样的张紧力下,三角皮带较平带传动能产生更大的摩擦力,而且三角皮带允许的中心中距较平带大,传动平稳,结构简单,使用维护方便,价格低廉。
故在第一级(高速级)采用三角皮带传动较为合理,这样还可以减轻电动机因过载产生的热量,以免烧坏电机,当严重超载或有卡死现象时,皮带打滑,可以起保护电机的作用。
第一章任务书 (3)1.1课程设计说明 (3)1.2课程设计任务书 (3)1.2.1运动简图 (3)1.2.2原始数据 (4)1.2.3已知条件 (4)1.2.4设计工作量: (4)第二章减速器设计步骤 (5)2.1电动机的选择 (5)2.1.1选择电动机的类型 (5)2.1.2选择电动机的容量 (5)2.1.3确定电动机转速 (6)2.2确定传动装置的总传动比和分配传动比 (8)2.2.1分配减速器的各级传动比 (8)2.2.2计算各轴的动力和动力参数 (8)2.3传动零件的设计计算 (10)2.3.1 V带设计 (10)2.3.2齿轮设计: (12)2.4减速器结构设计 (18)2.5轴的设计及效核 (19)2.5.1初步估算轴的直径 (19)2.5.2联轴器的选取 (20)2.5.3初选轴承 (20)2.5.4轴的结构设计(直径,长度来历) (21)2.5.5低速轴的校核 (23)2.6轴承的寿命计算 (26)2.7键连接的选择和计算 (27)2.8减数器的润滑方式和密封类型的选择 (28)2.8.1齿轮传动的润滑 (28)2.8.2润滑油牌号选择 (28)2.8.3密封形式 (28)2.9减速器箱体及其附件 (28)2.9.1箱体结构形式及材料 (28)2.9.2主要附件作用及形式 (29)3.0设计总结 (31)致谢 (31)参考资料 (32)第一章任务书1.1课程设计说明本次设计为课程设计,通过设计二级齿轮减速器,学习机械设计的基本过程、步骤,规范、学习和掌握设计方法,以学习的各种机械设计,材料,运动,力学知识为基础,以《机械设计》、《机械原理》、《机械制图》、《机械设计课程设计手册》、《制造技术基础》、《机械设计课程设计指导书》以及各种国标为依据,独立自主的完成二级减速器的设计、计算、验证的全过程。
亲身了解设计过程中遇到的种种问题和解决的方法,思考、分析最优方案,这是第一次独立自主的完成设计过程,为毕业设计以及以后的就业工作做下铺垫。
一、设计任务书1、设计题目:带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器2、技术参数:注:运输带与卷筒以及卷筒与轴承间的摩擦阻力已在F中考虑。
3、工作条件:单向运转,有轻微振动,经常满载空载起动,单班制工作,使用年限10年,输送带速度允许误差为土5%。
二、传动方案的分析及说明根据要求及已知条件,对于传动方案的设计选择V带传动和二级闭式圆柱齿轮传动。
V带传动布置于高速级,能发挥它传动平稳、缓冲吸振和过载保护的优点。
二级闭式圆柱齿轮传动能适应在繁重及恶劣的条件下长期工作,且维护方便。
V带传动和二级闭式圆柱齿轮传动相结合,能承受较大的载荷且传动平稳,能实现一定的传动比,满足设计要求。
传动方案运动简图:编号带的有效拉力F(N)带速v(m/s)卷筒直径D(mm)8 1250 1.3 240三、电动机的选择1、选择电动机类型根据工作要求和工作条件选用Y系列(IP44)封闭式笼型三相异步电动机,电压380V。
2、由已知条件,带的有效拉力F=1250N,带速v=1.3m/s,电动机所需工作功率为:P d=P wηkW工作机所需功率为:P w=Fv1000kW=1.62kW根据机械设计手册126页表10-1确定各部分效率:V带传动η1=0.96,滚动轴承传动效率(一对)η2=0.99,闭式齿轮传动效率η3=0.97,联轴器效率η4=0.99,带入得η=0.96x0.993x0.972x0.99=0.868所需电动机功率为:P d=Fv1000xη=1.40kW因为冲击载荷轻微,电动机的额定功率P ed略大于P d即可,由机械设计手册216页表10-78,Y系列电动机技术参数数据,选电动机的额定功率P ed=1.5kW。
3、确定电动机的转速滚筒轴工作转速:n w=60x1000v/πD=60x1000x1.3/πx240=103.5r/min通常,V带传动的传动比i1=2~4 ;二级圆柱齿轮减速器的传动比为i2=8~40,则总传动比的范围为i=16~160,故电动机转速的可选范围为n d=i·n w=1656~16560 r/min符合这一范围的同步转速有1000r/min,1500r/min,3000r/min。
二级减速器课程设计说明书一、设计任务本次课程设计的任务是设计一个用于特定工作条件的二级减速器。
该减速器需要将输入的转速降低到指定的输出转速,并传递一定的扭矩。
二、设计要求1、确定传动方案,包括齿轮类型、轴的布置等。
2、完成零部件的设计计算,如齿轮、轴、轴承等。
3、绘制装配图和零件图。
三、传动方案的确定1、考虑到传动比、效率和结构紧凑性等因素,选择了展开式二级圆柱齿轮减速器。
2、第一级为斜齿圆柱齿轮传动,第二级为直齿圆柱齿轮传动。
3、电机通过联轴器与高速轴相连,低速轴通过联轴器输出动力。
四、电机的选择1、根据工作机的功率要求和工作条件,初选电机型号。
2、计算电机的转速,以确定传动比的分配。
五、传动比的分配1、综合考虑齿轮的强度、尺寸和润滑等因素,合理分配各级传动比。
2、计算实际总传动比,并与理论传动比进行比较。
六、齿轮的设计计算1、第一级斜齿圆柱齿轮确定齿轮的材料、精度等级。
按齿面接触强度进行初步设计计算。
按齿根弯曲强度进行校核计算。
确定齿轮的主要参数,如模数、齿数、螺旋角等。
2、第二级直齿圆柱齿轮同样按照上述步骤进行设计和校核计算。
七、轴的设计计算1、高速轴初步估算轴的直径。
进行轴的结构设计,确定轴上各段的长度和直径。
进行强度校核计算,包括弯扭合成强度和疲劳强度校核。
2、中间轴和低速轴重复上述步骤进行设计和校核。
八、轴承的选择与校核1、根据轴的受力情况,选择合适类型的轴承。
2、计算轴承的寿命,确保其满足使用要求。
九、键的选择与校核1、选择合适尺寸的键,用于连接轴与齿轮等零件。
2、对键进行强度校核。
十、箱体及附件的设计1、设计箱体的结构和尺寸,保证足够的强度和刚度。
2、选择合适的密封方式、通气器、油标等附件。
十一、装配图的绘制1、按照机械制图标准,绘制减速器的装配图。
2、清晰表达各零部件的装配关系和结构形状。
十二、零件图的绘制1、选取重要的零件,如齿轮、轴等,绘制零件图。
2、标注尺寸、公差、表面粗糙度等技术要求。
机械设计课程设计二级减速器设计说明书机械设计课程是机械工程专业的重要课程之一,学生在学习过程中需要通过设计实践来巩固理论知识。
本文将介绍一个二级减速器的设计说明书,以便学生在课程设计中能够顺利完成相关任务。
首先,我们需要确定设计任务的要求。
在设计二级减速器时,需要考虑到减速比、传动效率、工作可靠性等因素。
减速器的设计要求包括输入转速、输出转速、输入功率、输出扭矩等参数。
通过这些参数的确定,可以为后续的设计工作提供基础。
其次,我们需要选择适合的传动方式。
在二级减速器设计中,常见的传动方式包括齿轮传动、链传动等。
不同的传动方式具有不同的特点,需要根据设计要求和实际情况选择合适的传动方式。
接下来,我们需要进行齿轮参数的计算和选型。
在设计齿轮传动时,需要考虑到齿轮的模数、齿数、压力角等参数。
通过计算这些参数,可以确定合适的齿轮尺寸和型号,保证传动系统的稳定性和可靠性。
此外,还需要进行齿轮传动的动力学分析。
在设计过程中,需要考虑到齿轮的动态特性,包括齿轮的传动误差、振动、噪声等问题。
通过动力学分析,可以优化齿轮传动系统的设计,提高传动效率和工作可靠性。
最后,我们需要进行减速器的结构设计和装配。
在结构设计中,需要考虑到减速器的布局、传动比、轴承选型等因素。
同时,在装配过程中,需要确保各个零部件的准确配合,保证减速器的正常运转。
综上所述,二级减速器的设计是一个综合性的工程项目,需要学生通过理论知识和实践能力相结合来完成。
通过本文的设计说明书,希望能够为学生在机械设计课程中的学习和实践提供一定的帮助,使他们能够更好地理解和掌握机械设计的相关知识和技能。
本课设模板有些许错误,仅供参考目录第一章设计任务书 (4)一、设计目的 (4)二、设计内容 (4)1、设计题目 (4)2、主要内容 (4)3、设计参数 (5)4、具体工作 (5)第二章机械运动方案的设计 (7)一、拟定执行系统的功能原理 (7)1、包装机功能原理 (7)2、各部分功能 (7)3、设计部分 (7)二、执行机构的选型及构型 (8)1、热封部分 (8)2、装料部分 (8)3、减速器部分 (8)三、各执行机构的协调设计 (8)四、执行机构运动尺寸设计 (9)1、曲柄摇杆机构(含齿轮齿条机构) (9)2、曲柄摇杆机构(含阀体) (10)3、摆动滚子推杆盘形凸轮机构 (11)4、包装机机构运动简图 (15)第三章机械传系统方案设计 (16)一、传动系统类型选择 (16)1、传动方案示意图 (16)2、组成部分 (16)二、选择原动机确定总传动比分配各级传动比 (17)1、电动机类型的选择 (17)2、电动机功率的选择 (17)3、确定电动机型号 (17)4、传动装置总传动比及其分配 (18)三、计算各轴的转速、转矩及功率 (18)1、计算各轴的转速 (18)2、计算各轴功率 (19)3、计算各轴转矩 (19)第四章机械传动装置的设计 (20)一、主要传动零部件的设计计算 (20)(一)带传动设计计算 (20)(二)、高速级齿轮传动设计 (23)(三)、低速级齿轮传动设计 (28)(四)、高速轴及轴上零件的设计计算及校核 (33)(五)、中间轴及轴上零件的设计计算及校核 (39)(六)、低速轴及轴上零件的设计计算及校核 (45)(七)其它 (51)二、传动装置—减速器的设计 (52)(一)、箱体的设计 (52)(二)、减速器附件的选择及说明 (53)(三)、润滑和密封的选择 (54)第五章设计体会 (55)一、体会 (55)二、设计分析 (55)三、改进意见 (55)第六章参考文献 (56)参考文献 (56)第一章设计任务书一、设计目的综合运用机械设计及先修课程(机械制图、材料力学、机械原理、机械制造技术、工程材料等)的理论和实际知识,掌握机械设计的一般规律,树立正确的设计思想,培养分析和解决实际问题的能力。
通过本课程设计,在掌握各种运动形式变换,运动参数确定及力和功率传递过程中,对机械运动学和动力学的分析与设计有一较完整的概念,学会从机器功能要求出发,合理选择机构的选型和组合,制定机械传动系统的方案(功能设计),正确计算零件的工作功能,确定它的尺寸、形状、结构及材料,并考虑制造工艺、使用维修、经济和安全等问题,培养机械设计能力(结构设计)。
学习运用标准,规范,手册,图表和查阅有关资料等,培养设计的基本技能。
二、设计内容1、设计题目液体包装机的设计——二级圆柱齿轮减速器的设计2、主要内容(1)确定包装机设计方案(包括传动系统和执行机构等)(2)选择电动机、计算传动装置的运动和动力参数等(3)进行传动件的设计计算,校核轴、轴承、联轴器、键的强度等(4)绘制减速箱装配图及典型零件工作图(5)整理和编写设计计算说明书(6)答辩3、设计参数(1)数据组别Ⅲ(2)已知条件①输送带滚筒直径D=80mm②装料压缩泵活塞直径为30mm③装料启闭阀摆角约90°④工作情况:两班制工作,每年工作300天,连续单向运转,工作时有轻微振动,空载启动⑤使用折旧期:使用年限为8年,3年大修一次⑥制造条件及生产批量:一般机械厂制造,小批量生产⑦总体尺寸:650*750*1600(mm*mm*mm)以内4、具体工作(1)、包装机机构运动简图1张(A1)(2)、减速箱装配图1张(A0)(3)、零件工作图2张(A3)(4)、设计计算说明书一份(约6—8千字)第二章机械运动方案的设计一、拟定执行系统的功能原理1、包装机功能原理自动完成计量、充料、制袋、封合、切断、输送等全过程2、各部分功能电控机构调速机构传动机构拉袋机构热封机构供纸机构装/进料机构成品输出机构3、设计部分①热封部分②装料部分③减速器部分二、执行机构的选型及构型1、热封部分①选用凸轮机构②摆动滚子推杆盘形凸轮机构2、装料部分①选用平面四杆机构②曲柄摇杆机构3、减速器部分①圆柱齿轮减速器②二级圆柱齿轮减速器(展开式)三、各执行机构的协调设计根据工艺要求,各执行机构需要按照严格的顺序动作,热封后装袋,然后拉袋,结合执行机构的选型,对执行机构进行协调设计,绘制运动循环图,如图2—1所示。
四、执行机构运动尺寸设计1、曲柄摇杆机构(含齿轮齿条机构)(1)、已知条件:计量40ml/袋,包装量60袋/min,装料压缩泵活塞直径为30mm(2)、分析:由曲柄摇杆机构的摇杆驱动齿轮齿条机构(齿条加工在活塞杆上),曲柄每转一周,活塞完成一次推拉动作。
活塞推程由计量量和活塞直径确定,进而可推知摇杆的摆角,再给定设计条件,即可完成要求动作。
(3)、给定设计条件:齿轮(m=2mm,z=55),分度圆半径为r,连杆b=200mm,摇杆c=52mm,要求该机构无急回运动。
(4)、设计计算:①活塞行程②摇杆摆角③曲柄长度④机架长度⑤示意图,如图2—2⑥传动角验算γ1<γ2,且γ1>40°~50°满足要求2、曲柄摇杆机构(含阀体)(1)、已知条件:装料启闭阀摆角约90°(2)、分析:为保证活塞推杆中心与启闭阀回转中心在同一水平面,机架位置和长度将受到限制(3)、给定设计条件:机架长度d=108mm,机架连线垂直水平面摆角θ=90°摇杆长度c=40mm要求该机构无急回运动(4)、设计计算:①曲柄长度②连杆长度③示意图,如图2—3④传动角验算,且>40°~50°满足要求3、摆动滚子推杆盘形凸轮机构(1)、分析:该机构用于驱动热风器进行热封操作,热封时间要充足,盘形凸轮安装在分配轴上,故凸轮的基圆半径减去滚子圆半径应大于轴颈,以便于安装(2)、分配轴最小轴颈计算:①已知条件:分配轴转速n1=60r/min=1r/s,袋尺寸长×宽=160×90(mm×mm)物料输送力F=300N,输送带滚筒直径D=80mm,设输送带滚筒转速n2,②分配轴输出功率计算分配轴输出到输送带滚筒由一对锥齿轮传动,如图2—4所示。
其中z1=24,z2=36输送带线速度输送带功率由表6—15[1]查得锥齿轮传动效率滚动轴承效率滚筒效率输送部分总功率分配轴输出总功率P1为热封和剪切所需功率P2为装料所需功率③计算轴的最小直径选取轴的材料为45钢,调质处理,根据表15—3[2]取A0=112④确定凸轮机构基本尺寸选滚子圆半径基圆半径,取机架距离摆杆长度初始摆角最大摆角推程远休回程近休⑤推杆运动规律二次多项式运动规律(等加速等减速运动规律),适于中速轻载,有柔性冲击等加速段运动方程等减速段运动方程⑥凸轮示意图4、包装机机构运动简图第三章机械传系统方案设计一、传动系统类型选择1、传动方案示意图如图3—1所示,电机作为原动机,经带传动减速,再由减速箱减速输出至锥齿轮传动,实现换向,锥齿轮上端与分配轴用一弹性联轴器联接,实现动力的输出。
2、组成部分V带传动,二级圆柱齿轮减速器,锥齿轮传动二、选择原动机确定总传动比分配各级传动比1、电动机类型的选择Y系列三相异步电动机2、电动机功率的选择(1)、传动装置的总效率由表6—15[1]查得(2)、电机所需功率3、确定电动机型号根据以上数据,查表6—145[1]选取电动机型号为Y801-4其主要技术数据:额定功率0.55kW,满载转速1390r/min4、传动装置总传动比及其分配(1)、总传动比(2)、分配各级传动比设Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ轴的转速nⅠ.nⅡ.nⅢ.且nⅢ=根据表2—5[1]且展开式减速器要求故分配如下三、计算各轴的转速、转矩及功率1、计算各轴的转速电动机的满载转速2、计算各轴功率3、计算各轴转矩电动机轴的输出转矩:设5560为方便下一阶段设计计算,将以上数据整理至下表第四章机械传动装置的设计一、主要传动零部件的设计计算(一)带传动设计计算已知电动机额定功率,输出功率,满载转速,传动比,每天工作16小时,连续单向运转,工作时有轻微振动,空载启动。
1、确定计算功率由表8—8[2]查得工作情况系数2、选择V带的带型根据由图8—11选用Z型3、确定带轮的基准直径,并验算带速1)、初选小带轮基准直径,由表8—7,8—9,取2)、验算带速鉴于工作机低速轻载,故带速小于5m/s也认为合适3)、计算大带轮基准直径由图8—9取标准值为4、确定V带的中心距a和基准长度1)、初定中心距2)、计算带所需的基准长度由表8—2选带的基准长度3)、计算实际中心距a中心距的变化范围为5、验算小带轮上的包角6、计算带的根数z1)、计算单根V带的额定功率由由由2)、计算V带的根数z7、计算单根V带的初拉力由表8—3得Z型带的单位长度质量为8、计算压轴力9、带轮结构设计小带轮采用实心式,大带轮采用腹板式,大带轮轮毂宽度取L=28mm,B=26mm。
结构从略。
10、主要设计结论选用Z型普通V带2根,带基准长度920mm,带轮基准直径中心距控制在a=297~339mm,单根带初拉力F0=41N,带轮安装角度为30°。
(二)、高速级齿轮传动设计已知采用斜齿轮传动,高速轴输入功率,小齿轮转速,传动比,工作寿命8年,每年按300天算,两班制,连续单向运转,工作时有轻微振动,空载启动。
1、确定齿轮类型精度等级材料及齿数(1)、根据传动方案及减速箱高速级要求,选用斜齿圆柱齿轮传动,压力角(2)、参考表10—6[2],通用减速器齿轮精度等级范围6~8,主动齿轮偏上限选取,故选6级精度(3)、由表10—1选择小齿轮材料为40Cr(调质),齿面硬度280HBS,大齿轮材料为45钢(调质),齿面硬度240HBS(4)、选(5)、初选螺旋角2、按齿面接触疲劳强度设计(1)、试算小齿轮分度圆直径1)、确定式中各参数值①试选载荷系数②小齿轮传递的转矩高速轴的输出功率③由图10—20查取区域系数④由表10—7选取齿宽系数⑤由表10—5查取材料的弹性影响系数⑥计算接触疲劳强度用重合系数⑦螺旋角系数⑧计算接触疲劳许用应力[]由图10—25d查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为,计算应力循环次数由图10—23查取接触疲劳寿命系数取失效概率为1%,安全系数S=1取中较小者,即2)、试算小齿轮分度圆直径(2)调整小齿轮分度圆直径1)、数据准备①圆周速度②齿宽b2)、计算实际载荷系数①由表10—2查得使用系数②根据,由图10—8查得动载系数③齿轮的圆周力由表10—3查得齿间载荷分配系数④由表10—4插值得6级精度小齿轮相对支撑非对称布置时载荷系数3)、用实际载荷系数计算分度圆直径对应的齿轮模数由表10—1[3]取标准模数4)、确定齿轮各参数①齿数②中心距考虑模数从0.93mm增大圆整至1.5mm,为此将中心距减小圆整为85mm③按圆整后的中心距修正螺旋角④计算小、大齿轮分度圆直径⑤计算齿轮宽度取⑥圆周速度3、按齿根弯曲疲劳强度校核根据公式1)、确定式中各参数值①根据,由图10—8查得动载系数②齿轮的圆周力由表10—3查得齿间载荷分配系数由表10—4用插值法得结合查图10—13得载荷系数③计算弯曲疲劳强度用重合度系数④计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数⑤选取斜齿轮当量齿数为查图10—17得齿形系数查图10—17得应力修正系数⑥计算弯曲疲劳许用应力[]由图10—24c查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为,由图10—22查取接触疲劳寿命系数取弯曲疲劳安全系数S=1.4⑦校核弯曲强度齿根弯曲疲劳强度满足要求,且小齿轮抵抗弯曲疲劳破坏的能力大于大齿轮。