机械设计课程设计.doc

机械设计课程设计1 电动机的选择及运动参数的计算1.1电动机的选择(1）选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机2）选择电动机的容量工作机的有效功率为从电动机到工作机传送带间的总效率为 由《机械设计课程设计指导书》表1-7可知： ：联轴器传动效率 0.99（弹性联轴器）：滚动轴承效率 0.98（滚子轴承） ：齿轮传动效率 0.98（8级精度一般齿轮传动） ：卷筒传动效率 0.96所以电动机所需工作功率为 (3）确定电动机转速按表1-8推荐的传动比合理范围，两级同轴式圆柱齿轮减速器传动比而工作机卷筒轴的转速为 所以电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速有750、1000、1500三种综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500的电动机根据电动机类型、容量和转速，由《机械设计课程设计指导书》表12-1选定电动机型号为Y132M-4其主要性能和参数如下表1-1和1-2：表1-1 所选电机技术数据电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)Y132M-4 7.5 1440 87 2.2表1-2 所选电机安装及外形尺寸中心高外型尺寸L×（AC/2+AD）×HD底脚安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径K轴伸尺寸D×E装键部位尺寸F×G×D132515×(270/2+210)×315216×1781238×8010×33×381.2计算传动装置的总传动及其分配(1).总传动比为 (2).分配传动比 高速级： 低速级： 1.3 计算传动装置的运动和动力参数(1).各轴的转速I轴 II轴 III轴 卷筒轴 (2).各轴的输入输出功率 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 (3）.各轴的输入输出转矩电动机轴的输出转矩为 I轴 II轴 III轴 卷筒轴 将上述计算结果汇总与下表1-3，以备查用。

表1-3 运动和动力参数轴名输入功率P/kw输出功率P/kw输入转矩N/m输出转矩N/m转速r/min传动比效率I轴5.465.3536.2135.4814403.960.95II轴5.195.09136.3133.7363.62.640.95III轴4.934.84341.9335.7137.710.93卷筒轴4.794.506332.2312.6137.72 齿轮传动设计2.1高速轴上的大小齿轮传动设计（1) 选定齿轮类型、精度等级、材料齿数及螺旋角：1)按简图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动，软齿轮面闭式传动2)运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度3)材料选择由《机械设计》表6.1，选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS4)选小齿轮齿数，则大齿轮齿数，取=93 5）选螺旋角为14° 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度计算2) 按齿面接触疲劳强度设计，即 1> 确定公式内的各计算数值Ⅰ.试选载荷系数Ⅱ.小齿轮传递的转矩Ⅲ.按软齿面齿轮非对称安装，由《机械设计》表10-7选取齿宽系数。

Ⅳ.由《机械设计》表10-6查得材料的弹性影响系数Ⅴ.由《机械设计》图10-21按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限Ⅵ.计算应力循环次数Ⅶ.由《机械设计》图10-19取接触疲劳寿命系数；Ⅷ.计算接触疲劳许用应力取安全系数S=1 则，2>.设计计算Ⅰ. 试算小齿轮分度圆直径，代入各参数的值 Ⅱ.计算圆周速度 Ⅲ.齿宽b及模数 mm Ⅳ.计算纵向重合度Ⅴ.计算载荷系数 已知使用系数=1.0;根据、8级精度查《机械设计》图10-8得动载系数；查图10-4得，由表10-3查得= 则 Ⅵ.按实际载荷校核所算得的分度圆直径 由Ⅶ.计算模数(3).按齿根弯曲疲劳强度校核 由公式 1>.确定公式内的各参数值Ⅰ.计算载荷系数Ⅱ.根据纵向重合度，由图10-28查得螺旋角影响系数。

Ⅲ.计算当量齿数： 由《机械设计》图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限；Ⅳ.由《机械设计》图10-18取弯曲疲劳寿命系数，；Ⅴ.计算弯曲疲劳许用应力； 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，应力修正系数,得 Ⅵ. 查取齿形系数、和应力修正系数、由《机械设计》表10-5插值法得；；；Ⅶ.计算大、小齿轮的并加以比较； 大齿轮的值大Ⅷ.设计计算： 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面摸数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面摸数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面摸数，取已可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数于是由，取，则（4）.几何尺寸计算1）计算中心距 ，将中心距圆整为1202）按圆整后的中心距修整螺旋角：因值改变不多，故参数等不必修整3）计算大小齿轮的分度圆直径： 4）计算齿轮宽度 圆整后取 2.2低速轴上的大小齿轮传动设计(1).所选定齿轮类型，精度等级和材料与第一级相同初选小齿轮齿数为23，则大齿数，取，初选螺旋角2).按齿面接触强度设计： 1） 试选：2） 选 3)由图10-26查得 则4）许用接触应力：则小齿轮的转矩 5)则小齿轮的分度圆直径可求出为 6)计算圆周速度：7)计算齿宽b及模数 取8)计算纵向重合度： 9）已知使用系数根据v=1.2m/s，8级精度，由图10-8查得动载系数由表10-4查得;由图10-13查得：由表10-3查得：故载荷系数：10)按实际的载荷系数校正所谓的分度圆直径： 11)计算摸数： (3)按齿根弯曲强度设计： 确定计算参数：1)计算载荷系数：2)根据计算重合度从图10-28查得螺旋角影响系数：3)计算当量齿数： 4)查取齿形系数。

由表10-5查得： 由《机械设计》图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限齿轮的弯曲强度极限；由《机械设计》图10-18取弯曲疲劳寿命系数，；计算弯曲疲劳许用应力: 取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，应力修正系数,得 5)计算小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大2）设计计算：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面摸数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面摸数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面摸数，取已可满足弯曲强度，但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数,于是有：,则： (4)几何尺寸计算:1)计算中心矩2)按圆整后的中心矩修正 因值改变不多，故参数等不必修整3） 计算大小齿轮的分度圆直径 4）计算齿轮宽度 圆整后取3 轴的设计计算3.1 输出轴上的功率、转速和转矩 由上可知3.2 求作用在齿轮上的力 因已知低速大齿轮的分度圆直径 圆周力,径向力及轴向力的方向如图所示3.3 初步确定轴的最小直径 材料为45钢，正火处理。

根据《机械设计》表11.3，取，于是 ，由于键槽的影响，故 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号 联轴器的计算转矩，查《机械设计》表10.1，取，则： 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计手册，选用HL3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为 半联轴器的孔径 ，故取，半联轴器长度，半联轴器与轴配合的毂孔长度3.4 轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1).为了满足办联轴器的轴向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一轴肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直径；左端用轴端挡圈定位半联轴器与轴配合的毂孔长度，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的长度应比略短一些，现取2).初步选择滚动轴承因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用深沟球轴承按照工作要求并根据，由轴承产品目录中选取0基本 游隙组，标准精度级的深沟球轴承6010型，其尺寸为，故，右端滚动轴承采用轴肩进行定位，手册上查得6010型轴承的定位轴肩高度h＞0.07d,取h＝5mm,因此 . 3).取安装齿轮处的轴端Ⅳ-Ⅴ的直径；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。

已知齿轮轮毂的跨度为77mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴端应略短于轮毂宽度，故取齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度，故取，则轴环处的直径轴环宽度，取 4).轴承端盖的总宽度为(由减速器及轴承端盖的结构设计而定)根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离，故 5).取齿轮距箱体内壁的距离，两圆柱齿轮间的距离c=20mm,考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离，取，已知滚动轴承宽度，大齿轮轮毂长度，则 。