机械设计课程设计.docx

设计过程一、确定传动方案根据工作条件，拟定传动方案如图1所示::、选择选择电动机1、 电动机类型的选择根据动力源和工作条件，选用Y系列三相异步电动机2、 电动机功率的选择工作机所需要的有效功率P为wFv10001w2200 x1.61000 x 0.97二 3.63KW其中，n为工作机的传动效率W.传动装置总效率n = n n n2n =0.8812 3 4其中，各传动机构的效率：n =0.95为带传动的效率；(=0.97为一级圆柱斜齿轮传动的效率;2n =0.98为一对滚动轴承器的效率；3n =0.99为刚性联轴器的效率；4则电动机的所需功率为Pd=py/n=3.63/0.88=4.13 KW 由表16-3可选取额定功率为：5.5KW3电动机转速的选择电动机通常采用的转速有1000r/min和1500r/min两种，由表16-3可知，当同 步电机转速是1000r/min的电动机时，其满载转速n是960r/min,同步转速是 1500r/min电动机，其满载转速n是1440r/minm工作机的转速为60 x 1000 x 1.63.14 x 29060 x 1000 x vn 二w 兀x D传动比为i = n /n = 13.7m w现将两种电动机的有关数据列于表1中作比较:方 案电动机型号额定功率/KW同步转速/(r/min)满载转速/(r/min)总传动比iIY132M1-6410009609.11IIY112M-441400144013.7由表可知，选用方案1、11的传动比相差不大，故选用方案II。

4、根据电动机功率和同步转速，选定电动机的型号为Y112M-4查表16-3和16-4, 知电动机有关参数如下：电动机的额定功率P=5.5KW电动机的满载转速n =1440r/min电动机的外伸轴直径D=38mm电动机的外伸轴长度E=80mm三、传动装置的运动学和动力学参数计算1、传动比及其分配总传动比i=n /n =13.7;m w查表得，选V带的传动比i =2.51减速器的传动比:1 二i/i =13.7/2.5=5.482 12、传动装置中各轴的转速计算I轴、II轴、III轴，如n =n =1440r/min0ninm二n/i =1440/2.5 = 576 r/minm 1=n /i =1440/5.48=263r/min根据传动装置各轴的安装顺序，对轴依次编号为：0轴、 图所示II i 2 n =n =263r/min3、1传动装置中各轴的计算功率P=P =4.13 KW0dP =P Xn = 3.93 kWi d 1P =P X 耳 X 耳=3.74kWII 1 2 3P =P 耳 Xn =3.63KWIII II 4 34、传动装置中各轴的输入转矩计算T =9550 P/ n =9550X4.13/1440=27.39 N ・m0 0 0T =9550 P / n =9550X3.93/576=65.16 N ・m1 i iT =9550 P / n =9550X3.74/263=135.81 N・m2 I IT =9550 P / n =131.81 N・m将传动装置中各轴的功率、转速、转矩列表，如表2所示参数轴名0轴I轴II轴III轴转速n /(r • min-1)1440576263263功率P/KW4.133.933.743.63转矩T/(N ・m)27.3965.16135.81131.81传动比i2.5 5.48 1四、带传动设计1、 确定带传动的额定功率Pca已知 P=4.13KW;n =1440r/min,i =2.5由《机械设计》教材中查表得：取工作状况系数K=1.1，贝U： P =K xP=4.543KW。

A ca A2、 选择V带的带型由 P =4.543KW,n =1440n/min,查表得：选用 A 型带3、 确定带轮的基准直径由 《 机 械 设 计 》 教 材 中 查 表 得 ， 取 小 带 轮 基 准 直 径 d =112mm;d =i xd =2.5x112=280mmd1 d2 1 d1验算带速 v:v=" X "小口皿=3.14x112x1440 =8.44m/s5m/s120°1 d2 d1 a所以，主动轮上的包角是合适的。

6、 计算V带的根数Z由n =1440r/min,dd「112mm,i]=2.5,由《机械设计》教材中查表由线性关系得: P=1.61KW,又由《机械设计》教材中查表8-5得：A P°=0.17KW,由《机械设计》 教材中查表得：Ka =0.95, K=0.99 °L则：Z=P ca (P +AP)K K0 0 a L4.543(1.61 + 0.17) x 0.95 x 0.99=2.71取Z=3根7、计算带传动的预紧力F°由《机械设计》教材中查表8-3得q=0.105kg/m.P 2.5 4.453 2.5则：f=500pc^(2.5-1) + qv2 = (500X - 53 (_5- 1)+0.105 X 8 . 442) 0 vZ K 3 x 8.44 0.95a=150.95N8、计算工作在带轮上的压力F160.55°2=892.68NpF =2ZF sin=2X3X 150.95X sinp029、由本书中的表 12-2 得：e=15±0.3mm； f=10±1mm 则小带轮的轮缘宽度 B=(Z-1)e+2f=(3-1) X 15+2 X 9=48mm 大带轮的轮毂直径由后续高速轴设计来定，d=d =25mmo 带轮的轮毂宽度L:当B<1.5d时，取L=B=48mm。

带轮结构图如图2所示：五、齿轮传动的设计一，高速级齿轮传动设计1.选定齿轮的类型，精度，材料及齿数(1) 选择斜齿圆柱齿轮传动(2) 精度等级，一般工作机械，速度不高，选8级精度齿轮传动(3) 齿轮材料，由《机械设计》表10-1选择小齿轮为45钢，调质，平均硬度 为235HBS大齿轮为45钢，正火.平均硬度为190HBS4) 选小齿轮齿数Z =24大齿轮齿数Z =i2Z =5.48x 24=131.52取Z =131齿数比为1 2 2 1 2u=131/24=5.46(5) 初选螺旋角0二14压力角a =20°二，按齿面接触疲劳强度计算、I2KT1Y由 m 三 / 1 0 Fa Sant 3 e Z2£ [q ]' d 1 a F1) 确定公式内各参数值(1) 试选载荷系数K=1.32) 小齿轮传递的扭矩T =T =65.16N ・ M(3) 由《机械设计》教材中查图10-20得，选取区域系数Z =2.433H(4) 由《机械设计》教材中公式计算得a =arttan(tan a /cos 0 )=arttan(tan2 0 ° /cos 1 4 ° )= 2 0 . 5 6 2 °tna =arcos[Zcosa /(Z+2h* cos0 )] t1 1 t 1 an二arcos[24Xcos20.562° /(24+2X1Xcos14° )]=29.974°a =arcos[Zcos a /(Z+2h* cos0 )] t2 2 t 2 an=arcos[131Xcos20.562° /(131+2X1Xcos14° )]=22.69°s =[Z (tan a -tan a )+ Z (tan a -tan a )]/(2 兀)a 1 t1 t 2 t2 t= [24(tan29.974° -tan20.562° )+ 131(tan22.69° -tan20.562° )]/(2兀)=1.660=Z tan 0 / 兀=1.905d1Zs=0.665■4 -s s ：4 -1.66 1.905a (1 — s ) + 4 = (1 -1.905) +，3 0 s 3 1.66a(5) 由《机械设计》教材中查表10-7得，取齿宽系数e =1。

d(6) 由《机械设计》教材中查表10-5得，材料系数Z =189.8〔MPTE7) 由《机械设计》教材中查图10-24得，小齿轮的弯曲疲劳强度极限a = 380MPa大齿轮的弯曲疲劳强度极限o = 330MPaFlim1 Flim 28）计算应力循环次数由公式N =60n jL得：1 1 hL=3X4X300X10=36000hh得：N=60Xn XjXL=60X576XlX36000=1.24416x 1091 I hN = N1 =1.24416 x109 =2.2786X1082 u 5.469） 由《机械设计》教材中查图10-22得：弯曲疲劳强度系数：K =0.91, K =0.93FN1 FN210） 计算当量齿数：Z 24Z = + = = 26.27v1 cos3 P COS3 14°Z 二v2 CoS3 p CoS314 143.4011)查取齿数系数及应力校正系数：由《机械设计》教材中查图10-17得： 计》教材中查图10-18得：Y =1.652,Sa1(12)选取螺旋角系数：Y = 1 -s卩pY =2.498,Y =2.150；由《机械设Fa1 F2Y =1.819。

Sa2p 120又：s =0 Z tanp/兀二 1x24xtan（14/兀二 1.905P d 114Y = 1 -1.905 ——=0.778 P 12013）计算许用弯曲疲劳应力： 取弯曲疲劳安全系数S=1贝V：K a 380x0.91[a ] = fn_Him1 = = 247MPaF1 S 1.4K a 330 x 0.93[a ] = fn2_Flim2 = = 219.21MPaF2 S1.4YY(14)计算大、小齿轮的Fa Sa，并加以比较:[a ]F小齿轮大齿轮2.498 xl.652247=0.0167 MPa2.150 xl.819219.。