1、机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果1二传动方案2.1 选择电机类型和结构形式2.1.1 电机类型按工作要求和条件选用 Y 系列三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压 380V。结构形式用 B3 型（机座带底脚，端盖无凸缘） 。2.1.2 所需功率和额定功率电机额定功率为 wdP其中 =3KW，即变速箱输出功率wP为电动机到鼓轮主要端运输带的总效率 2轴 承联 轴 器齿 轮带总 取 =0.94， =0.96， =0.99， =0.98带 齿 轮 联 轴 器 轴 承即 85.09.06.942总，取 ，7.385.KWPwd KWPd4e2.1.3 确定电机型号及传动装置的总传动比电机型
2、号 额定功率 同步转速 满载转速 电动机质量Y132M1-6 4KW 1000r/min 960r/min 73Kg2.1.4 传动装置的总传动比 齿 轮带总 iniwm8.1275960取 4，则齿 轮i.3带i2.1.5 传动装置运动、动力参数1）各轴转速r/min9600mnr/min32.带 ir/min7540齿 轮 in85.0总 齿 轮带总 i2.3带 齿 轮i960nr/min3r/min75nr/min机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果22）各轴功率KWPed40K76.39.0带 W537.98.0轴 承齿 轮 3) 各轴输入转矩Nmm4060 198.315.
3、9nPTNmm56Nmm5610.4105.9 nPT项目 电机轴 0 高速轴 低速轴转速（r/min）960 300 75功率（KW）4 3.76 3.537转矩（Nmm） 1098.35109.5106.4传动比 3.2 4效率 0.94 0.942.2 联轴器的选择因为鼓轮轴与轴在最终安装时很可能出现相对位移，所以选用能补偿两轴位移的联轴器，根据情况，选用弹性套柱销联轴器。根据工作情况，由表 17-3 得 4.1AKNmm=638 551038.6906.41轴 承 TKACNm且 =75r/minn选 TL8 型联轴器由表 17-3 查得 =710 Nm ，CTCT故安全。联轴器的外形
4、及安装尺寸见下表：KWP4076.3 5. 40198.3TNmm 5.Nmm 5106.4TNmm=638 NmCT机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果3型号 公称扭矩 许用转速 轴孔直径 轴孔长度 DNm r/min mm mm Mm710 2400 45 142 224转动惯量 许用补偿量Kg 2m轴向 径向 角向TL80.13 无 0.4 1 度2.3 主要部件选择说明本装置选择 V 带传动和一级齿轮传动减速，V 带传动设置在高速级，齿轮传动设置在低速级。将 V 带传动设置在高速级是因为：1） V 带传动能力小，把它布置在高速级速度快，转矩小，有利于结构紧凑。2） V 带在高
5、速级有利于发挥其传动平稳，吸震缓冲、减少噪音的作用3） V 带在高速能起到过载保护的作用。4） V 带结构工艺简单，精度容易保证。根据工作需要，采用单级闭式软齿面斜齿圆柱齿轮传动，其工艺简单、效率高、精度易保证、防尘、承载能力强、传动平稳。综上所述，本方案从设计任务书所给定的条件来看，具有合理性、可行性。机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果4三：传动零件的设计计算3.1 带轮传动设计计算原始数据 min/960rkwP4(1)计算功率 Pc 查表 13-8 得知Ka=1 故 Pc=KaP=14=4KW(2)选普通 V 带型号: 查表得知， 选 A 型(3)求大、小带轮直径：查表 13
6、-7 得最小 75 取 d10则实际传动比 mid3201215.30i取 5(4)计算带速 V： smndv /024.51609160因带速在 以内 故合适sm/25(5)求 V 带基准长度 和中心距dLa初选 a 5.62310120 由公式 13-2 得知带长 addL4221210m1.95.620355.6查表 13-2 得知，对 A 型带选用 Ld再由公式 13-16 计算实际中心距: mLad 94.621.9505.6200 (6)计算小带轮包角, 由公式 13-1 得知合适 103.71812a(7)计算 V 带根数 Z，由公式 13-15 得知LacKpP0md10352
7、.ima65机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果5今 查表 13-3 得min/960rd10kwP95.0查表 13-4 得知 kwP.0由于 查表 13-5 得知 查表 13-2 得知 195.a 3.1Lk由此可得出 Z 取 4 根8.30.1.095.4Z(8)计算作用在带轮上的压力 QF查表 13-1 得知 故由公式 13-17 得知单根 V 带的mkgq/.初拉力 220 04.51.204.515. vKZVPFaCN4.18作用在轴上的压力NQ 5.1862sin.1842sin0 带轮材料及结构由于 V25m/s 故采用铸铁 HT150轮槽结构尺寸 md1d32参考
8、 P64 表 9-1 大带轮用孔板式3.2 齿轮传动的设计计算与结构原始数据 ， Nmm， r/min，i=4KWP76.3 5109.T30n1） 选择材料，确定许用应力小齿轮用 45 钢调质，齿面硬度为 197-286HBS， ，MpH61lim。MpFE4501大齿轮用 45 钢正火，齿面硬度为 156-217HBS， ，H3802lim。FE32取 , , ,5.1SH5.2Z.189E,MpH60 p3802ma40d.56172a.1md382mdf5.481923机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果6,MpF36025.14 MpF2405.1322) 按齿轮接触强度计
9、算齿轮按 8 级精度制造，取载荷系数 K=1.2，齿宽系数 小齿轮上1d的转矩 mNnpT 5616 09.37.05.905.9取 ZE=188(表 11-4)32.*低低Pd齿数取 Z1=18,则 Z2=74,故实际传动比 i=4.11模数 mzm0.38541齿宽 ，取 b 2=58mm.b1=62mmdb按表 4-1 取 m=3.2mm，实际的 zd375821中心距， mda45821取 m03）确定螺旋角 6.1502)78(.3arcos)(arcos21 zn4）齿轮分度圆直径 mm./1dmm7.2461cos2mz5)齿顶圆直径 mhzdaa .6./)8(.3cos/)(
10、*1 2531cos274226)齿根圆直径mchzmdfa 56.1os/25.018.3*1 fa 237.c/.742.*7）验证齿轮弯曲强度74182Zmb62581机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果7按齿形系数 ，201vz2.8vz，9.FaY4Fa8.30183509 15121 FnF MPaZmbKT .26.48212 FFaFY安全8)齿轮的圆周速度 smndv /91.063584.106对照表 11-2 可知选用 8 级精度是合宜的。四 轴的设计与轴毂连接4.1 高速轴结构设计高速轴结构设计为实心式， 材料为 45 钢查表 14-2， A=112mNPAd
11、1.26308.1314.7%)5.26(.查表 11-2 d81m302（轴承用 6207）573轴 承d40)1(364 Z=4机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果8mda6.215齿 轮mm mmL48.52L53B07轴 承 m64mb62154.2 低速轴的结构设计低速轴的结构设计为实心式，材料为 45 钢查表 14-2 A=112mNPAd4.0753.1231.%)4.0(.查表 11-2 d1m5052(轴承用 6211)63轴 承d614m3)05(5L72.42.1mL42B863轴 承 b57184齿 轮m54.3 键连接工作能力验算4.3.1 高速轴与带轮联接
12、键键联接的选择md281357轴承用 6207md406.25机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果9轴径为 28mm，使用 C840GB1096-79， 轴长为 42mm，所以选择键长为 40mm键的强度校核键的材料为 45#钢， Mpap75强度校核： m13NT69104028433 pp adhl 故：键符合强度要求4.3.2 低速轴与联轴器键联接轴径为 45mm，使用 C1270GB1096-79，轴长为 72mm，所以选择键长为 70mm键的材料为 45#钢， Mpap150强度校核：T=481N.m 768454333 pp adhlT 故：键符合强度要求4.3.3 大齿
13、轮与低速轴键联接轴径为 56mm，使用 A1656GB1096-79，轴长为 57mm，所以选择键长为 56mm键的材料为 45#钢， Mpap150强度校核：T=481 N.m 68956484333 pp adhlT 故：键符合强度要求4.4 减速器各轴的强度校核4.4.1 高速轴受力计算出 、 、tFra圆周力 NdTft 49075.812径向力 Ftr 86.1cos2tansan轴向力 Nta 14t4907小齿轮以右旋计算C840GB1096-79C1270GB1096-79机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果10K=120 L=112水平面的支撑反力 NFtH2452
14、1垂直面的支撑反力 LdarV611F2V=FR1-F1V=1864-562=1302 NF Q在支点处产生的反力 LKF13720181 FQ6512绘水平面的弯矩图 mNMHa 1372451F Q产生的弯矩图 KF082a-a 截面 FQ弯矩 mNLfa 72131合成弯矩图，考虑到最不利的情况，把连接叠加，如图：22MnvaF与mNManvMaFa 23713222Mpap69机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果11mNManvaMFa 21713222NF14682轴传递的转矩 mdTt 1352.907回垂面的弯矩图 NLFMVav 72 312561求危险截面的当量弯矩
15、由加速器的工作情况确定轴的扭切应力为脉冲对称应力故： 6.0mNTMae245)(2校核强度 1)(1.0223 He MPdW故：强度足够五：轴承的选用5.1 轴承型号由于高速轴和低速轴所用的轴承主要承受径向载荷，同时也要承受一定的轴向载荷，故选用深沟球轴承。轴承型号 d D B D1 D2 ra Cr C0n6207 35 80 21 44 71 1.5 25.8 17.8T=481N.mMpap76Mpap68F1H=2454 NF1V=562 NF2V=1302 NF1F=1371 NF2F=2651 NMaH=137 N.mMaF=77 N.mM2F=154 N.mMa=232 N.
16、mMa=217N.mNFt4907r186a机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果126211 55 120 29 65 110 2 55.2 41.85.2 高速轴轴承的寿命验算预期寿命已知 ，轴承型号 6207NFa1468计算派生轴向力 NFFVHr 31241211 r 65222r754.011NFr22计算内部轴向力及当量载荷,故：轴承 1 为松边，轴承 2 为紧边21PAa375NFaa57924.04.01raF4.013.2r故：X 1=1 Y1=0 , X2=1 Y2=0当量动载荷为：P1=X1Fr1+Y1Fa1=1375 NP2=X2Fr2+Y2Fa2=2047
17、N计算寿命120472取 96,18., 查 表ptf3,05.4CNM14682mT35av7mNMe245d=55.2 mmFa1468Nr32r5F137N2047P1352机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果13年年 57.62047.1536001L36PfCnpth所以轴承合格。六：减速器的润滑与密封6.1 齿轮的润滑与密封齿轮的润滑选择浸油润滑，取中负荷工业齿轮油 N220（GB5903-86） 。因是单级圆柱齿轮减速器，故浸油深度不应小于 10mm。6.2 轴承的润滑与密封1)高速轴与低俗轴的轴承润滑采用脂润滑，采用滚动轴承脂ZGN62-2(SY1514-82*)。2
18、）由于脂润滑 v 不大于 4-5m/s，故选择毛毡圈密封。3）为了防止齿轮啮合是挤出的油冲刷、稀释轴承脂，应在轴承内侧设置封油盘。七：减速箱体及其附件7.1 箱体的设计1）箱体的结构形式（参考图 4-1）2）箱体的结构尺寸名 称 符号 尺寸关系箱座壁厚 18箱盖壁厚 28箱体凸缘厚度 、 、b12、 、012b0加强肋厚 、m1、81m地脚螺栓直径 fd13.84、取 M16地脚螺栓数目 n4轴承旁联接螺栓直径 110.13、取 M12箱盖、箱座联接螺栓直径 2d7.21、取 M10螺栓符号 f1d2各螺栓孔位置尺寸 1c22 18 16机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果142c2
19、0 16 147.2 主要附件的设计1）油面指示器为了便于检查油面高度，随时添加润滑油，保证正常润滑，选用油标尺 16 型（参考表 9-14）d1 d2 d3 h a b c D D1M164 16 6 35 12 8 5 26 222)油塞为了便于排出油污，在底部设有放油孔，并由油塞和密封垫进行密封，选油塞（参考表 9-16）：D0 e L l a S d1 HM161.526 19.6 23 12 3 17 17 23)视孔盖为了便于观察齿轮的啮合情况，在箱盖顶部设有窥视孔，为了防止润滑油的飞出及密封作用，在窥视孔上加设视孔盖，选用板结构视孔盖（参考表 9-18）A A1 A0 B B1
20、B0 d4 h100 136 118 76 110 93 M6 64)起吊装置减速器箱体沉重，在箱盖和箱体上铸造时铸有吊耳以便于搬运和安装。吊耳尺寸如下（参考表 9-20）C1 C2 b R r1 r240 60 16 60 10 8八：小结8.1 本装置在设计过程中进行了比较详细的计算、选用了比较合理的附件8.2 本装置在设计过程中参考了机械设计基础 、 机械设计基础课程设计等数，数据来源比较可靠，计算比较准确。综上所述，本方案从设计任务书所给定的条件来看，具有合理性、可行性。机械设计基础课程设计说明书设计计算及说明 结果15参考文献 王昆 主编.机械设计课程设计.武汉：华中理工大学出版社，1992 年 杨可桢 主编.机械设计基础.第五版.北京：高等教育出版社，2006 年
