嚴(yán)岑琪機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書

1、嚴(yán)岑琪機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算 說明書機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班笫一組42011 年 12 月第二章傳動裝置運(yùn)動與運(yùn)動參數(shù)的選擇和 計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 設(shè)計(jì)題目原料車間一運(yùn)輸冷料的帶式運(yùn)輸機(jī)， 由電動機(jī)經(jīng)一級減速傳動裝置，該減速傳動裝置系由單級齒輪減速器配合其他 傳動件組成。該帶式運(yùn)輸機(jī)折合每日兩班工作制，工作期限 5 年。設(shè)計(jì)此傳動裝置。技術(shù)參數(shù)：運(yùn)輸機(jī)主動鼓輪軸輸入端轉(zhuǎn)矩Tj N主動輪直徑D/mm運(yùn)輸帶速度% /加S_15003501.5工作條件:工作年限工作班制521.2 傳動方

2、案的分析和擬定機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月2. 1 減速器結(jié)構(gòu) 本減速器箱體設(shè)計(jì)為剖分式、鑄造箱體2. 2 電動機(jī)的選擇( (1) )工作機(jī)的輸入功率化=60 xl000 x Vlv/ (TTDU) =60 x1000 x1.8 /350TT=81.893r/min化=7； X仇,/9550= (500 x81.893/9550) )kw=4.288kvv( (2)總效率總齒輪為 7 級精度，滾動軸承為角接觸軸承，聯(lián)軸器為彈性 聯(lián)軸器，鏈傳動為開式鏈傳動。% = % 齒輪也 % 也=0.95 x 0.98 x0.994x0.92 x0.99

3、32=0.81(3)所需電動機(jī)輸岀功率 R) )P/?)= =總-28%，-5.28730.811査機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊得= 5.5 kw電動機(jī)選用 Y132S-4 n 滿=1440 r/min2. 3 傳動比分配減速器的總傳動比b = n i/t1 17 取 心=4.100=2.0002 4 運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算卩、你丁功率P的計(jì)算：P=PH =5.287xO.95Hv=5.O23vv17.584 4.100 x2.144機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月盡=召承齒=5 O23xO 99xO 9%w=4 873wAn =心軸承加眥=4.873 x

4、 0.993x 0.99kw= 4.79 kw轉(zhuǎn)速n的計(jì)算：= nm/iy= 1440 / 2.000 / / nin = 720 r /ninnu= nA/ =720 / 4.1r/niin = 175.61 r/nin/Im = nu= 175.61 r/niii轉(zhuǎn) 矩T的 計(jì) 算T、=9550呂/y =9550 x5.023/720 m = 66.625/V mTu= 9550 Pu!nu= 9550 x 4.873 /175.61N in = 265.003 NinTm= 9550 Pm!nm= 9550 x 4.791 /175.61N加=260.516 N m將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸

5、號功率轉(zhuǎn)速/廠min轉(zhuǎn)矩/N加I5. 02372066. 625II4. 873175. 61265. 003III4. 791175.61260. 516機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月第三章V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算3. 1 設(shè)計(jì)分析V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)條件：水平對稱布置，P = P, = 5.287Zrvr,電機(jī)轉(zhuǎn)速 =1440r/nin ,從動輪轉(zhuǎn)速2=ni =720尸/nin ,每天工作16個小時。3. 2 計(jì)算過程設(shè)計(jì)過程所用圖、表由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)査得。機(jī)械設(shè)

6、計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月(1)計(jì)算功率P.由表13-6査得K. = 1.2,故Pc=KAP= 1.2 x 5.2S1 kw= 6.344 kw(2)選普通V帶型號 根據(jù).、從查圖13-12選用A型V帶(3)選擇小帶輪基準(zhǔn)直徑 參考表13-7和圖13-12得小 帶輪基準(zhǔn)直徑為di= 112mm,故= i/rfI(l -*)=xll2 x(l -0.02)mm =219.52”L 720取dd2= 224 nun驗(yàn)算帶速V V-勿d -14x112x1440稅/s_&4伽/$60 x100060 x1000在525m/s范圍內(nèi)，帶速合適。(5)確

7、定帶長乙和中心距按公式0.7(為+厶)仝2 2爲(wèi)+厶)選do = 500 nun貝！)厶=2勺+彳伽+厶)+(寧2仏-2x500+314x (112 + 224)+ -112)mm- 1533.79/nzw274x500査表13-2,取厶孑=1600，同時査得= 0.99卜rtr：“d 厶ucc 1600 1533.79ucc實(shí)際中心距為a心+-= 500 +-nun = 533mm2 2(6)驗(yàn)算小帶輪包角勺a,-180* 2-1x57.3-a7?4- 1 12-180 x57 3 167.96 120533句角合話(7)確定V冷的根數(shù)由表13-5査得右=112m,tt i = 1440 r

8、! min A型V帶PQ= 1.62kw機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月P = K/其中傳動比心冊224由表13-9得A：, = 1.12,由表13-8得 , =1.03x10,則1i/P = Khn1_LU=0.159Z:VV由表13-10得心=0.96,由表13-2得 KL= 0.99 ,則V帶根數(shù)為6.344 -(P)+AP)KaK, (1.62 + 0.159)x0.96 x 0.99- 切取根。（8）計(jì)算張緊力坨由表13-1査得q = 0Akg/m500 x6.344-x4x&442.5ko96-r= 157.85/VO1QZ (9)

9、計(jì)算壓軸力 =2M；)sinA = 2x4xl57 85xsin-一= 1254.88 2 23. 3 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月第四章齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 設(shè)計(jì)分析齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)條件：7級精度、對稱布置、單向轉(zhuǎn)動、載荷平穩(wěn)、=720r/nin P = 5.O23vv機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月4. 2 選材小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)處理230HBS大齒輪45鋼正火處理200HBS4.3 確定基本參數(shù)4=28“ = 4z2= 2/ = 28x4.1 = 1150 = 1

10、2。4. 4 接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)過程中所用圖、表由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)査得(1)計(jì) 算 小齒 輪 轉(zhuǎn) 矩7；(得數(shù)錯誤)(2)確定載荷系數(shù)K由于載荷平穩(wěn)，由表11-4取 KA=1已知齒輪為7級精度，調(diào)質(zhì)處理，并初設(shè)P/M7 ,初設(shè)0 = 12,則由圖11 9可査得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z/y= 2.46 ,重合度系數(shù)對斜齒輪可取X =0.9,p5 0?39550廠9550 X莎5*62的 5機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月螺旋角系數(shù)= Jcosl2。= 0.989(4)計(jì)算許用接觸應(yīng)力因?yàn)榇簖X輪的硬度比較低，其強(qiáng)度較差, 故接疲勞強(qiáng)度按大齒輪計(jì)算即可。大齒輪4

11、5鋼，正火處理，200HBS ,由圖11-10取按表11-7查得其失效概率為1%得S= 1 o大齒輪許用接觸應(yīng)力為/2 = MPa = 5(X) MPaUI(5)計(jì)算小齒輪分度圓直徑mZZ乙Z& j 2KT、/ +1_ jj 189.8 x 2.46 x0.989 x 0.8082 x 1.29 x 66620 4.1 + 1 _x= 49.194TULJL3.14X4994x720z t.V =- - =-ml S =1.85777/5 ,60 x100060 x1000與初設(shè)相符。= 0.808500mm(6)驗(yàn)算速度u1A0.9XI.7由此可得乙=機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009

12、 級基地班第一組262011 年 12 月4. 5 確定傳動尺寸(2)確定中心距a =吐乞)=州=I%.2?？，2cos0 2 xcosl2(1)確定模數(shù)他叫=坯藝=49.194COS12=】如,取叫=228機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月中心距應(yīng)圓整為整數(shù)，取d = 146(3)確定螺旋角0P = arc cos(切 + )= arccos? * 恣=】|635* = 113862a2 x146(4)確定齒輪分度圓直徑/、d2如L=*28=57.175cos0 cos 11 38 6=仝邑= 一 J州=234.825曲 COS0 cosll

13、38 6(5)確定齒寬勺、b2b2= ddA= lx57.175/wn =57.175AWH,取b2= 60/?vnb、=0+5 = 60 + 5 = 65nun4. 6 彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算(1)確定齒形系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)蔦、重合度系數(shù)滄及螺旋角系數(shù)與小齒輪的當(dāng)量齒數(shù)為知=仝萬=29.80 ,大齒輪的當(dāng)量cos3/? (cos 11.635 )齒數(shù)為=122.39。査圖11-12和圖11-13得cos P (cos 11.635 )% =2.53、%嚴(yán)1 63、Y加=2.14、2=1.82重合度系數(shù)因已知X = 0.9. 5=1.7故匕=亠=打t廠0 84Xsj0.9 x 1.7螺旋角系數(shù)與=1一

14、羋=1一4 = 0.917140140(2)計(jì)算許用彎曲應(yīng)力0訂 小齒輪45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為230HBS,査圖11-14得6訕=430MP“、巧伽2 =400MP“機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月因?yàn)榻?2,査圖11-15,可取尺寸系數(shù)Yx=1.0失效概率為1%,査圖11-7得安全系數(shù)S,. = l%一6吶Yx-43xlMPt/-430MP計(jì)算許用彎曲應(yīng)力打0尸J = b應(yīng)Yx=-x MPa = 400MPa SF1(3)驗(yàn)算彎曲疲勞強(qiáng)度% h /丫皿兀/ 必b心叫(2x1.29x66620),x2.53xl.63x 0.84 x 0.91

15、7MPa - 79.08MR/ 60 x57.175x2 )_ b 門嶺小蔦2 _ 79.08 x 2J &_ 74.69MP嗚 G2.53x1.634. 7齒輪相關(guān)參數(shù)的計(jì)算(1)小齒輪參數(shù)的計(jì)算分度圓直徑山=57.175” ；齒頂圓直徑dal= J, +m=(57.175 + 2)mm = 59.175/wn ；齒根圓直徑d門=/ -1.25 =(57.175-1.25x2)mm = 54.675/n/n ；旋向：右旋。(2)大齒輪參數(shù)的計(jì)算分度圓直徑&=234.825；齒頂圓直徑dal=d2+ m =(234.825 += 236.825mm；齒根圓直徑df2=d2.25mn=(234.

16、825 -1.25 x 2)m/n = 232.325nun ；旋向：左旋。參數(shù)主動輪從動輪機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月模數(shù)/mm22齒數(shù)28115機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月齒寬/mm6560分度圓直徑/mm57. 175234.825齒頂圓直徑/mm59.175236.825齒根圓直徑/mm54. 675232. 325螺旋角1 f386中心距/mm146旋向右旋左旋精度等級7級4. 8 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月

17、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月第五章軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算5 1 軸 I 的設(shè)計(jì)和計(jì)算設(shè)計(jì)條件：盡=1254.88N 7； =66.625N加軸上齒輪分度圓直徑山=57.175“設(shè)計(jì)中用到的圖、表由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)査得(1)選材 選用45鋼并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，由表15-1和表15-3査得硬度為217255HBS,= 6506OMH/、%,=105MP(2)軸長的估算參照機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)對軸長進(jìn)行估算軸總長：MFl = + K + H + G + F + 2a+b+D + 22= 63/2 + 20 + 6+10 + 51 + 2x13 + 65+13 + 2

18、0/2 = 232.5“帶輪到鄰近的軸承部分長為：/嚴(yán)M/2+K + H+G + E/2 + 18= 63/2 + 20 + 6+10 + 20/2 + 18 = 95.5“軸承之間長為：/2=/-A =232.5 - 95.5 = 137一個軸承到齒輪中心的距離為：/3=/2/2 = 137/2 = 68.5(3)畫軸的空間受力簡圖，如圖127； _ 2 x 66625 “一邸56Ndx57.175機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月(4)(5)(6)你黔皿。* 冊驚-866.05NFa= FttanJ3 = 2330.56 x tan 11.6

19、35N = 480N作水平面內(nèi)的彎矩M 圖， 如圖2I.66.02525422325425.77137F_ FQR+即3 - F3rRllBI.4泌曲 + 泅)537.9Sxl()()0 = 1850/nw0.1x60因D處有鍵槽，故將直徑擴(kuò)大5%,即18.50/77/77x1.05= 19.42/WH機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月5.2 軸口的設(shè)計(jì)和計(jì)算設(shè)計(jì)條件：7=265.003-/;/軸上齒輪分度圓直徑2 = 234.825M”設(shè)計(jì)中用到的圖、表由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)查得(1)選材 選用45鋼并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，由表15-1和表15-3査得 硬度為

20、217255HBS, 5,=650旳加、0_“, = 60旳九、0(訂=105耐加(2)軸長的估算該軸的軸承之間的長度應(yīng)與軸I軸承之間的長度相同， 即 /=137mm(3)畫軸的空間受力簡圖，如圖1在數(shù)值上斥2=你=2330.56N、Fa2= Fal=480A Fr2= Frl= S66.05N(4)作水平面內(nèi)的彎矩M”圖，如圖2廠F/./2-R7/2480 x234.825/2-866.05x 137/2 “R/M/137FR“B=一(耳 + 耳J =一 (一21.65 + 866.05)N = 844 AN截 面C左 側(cè) 彎 矩 為1 /3MIIC= FMIAl/2 = -21.65 x

21、Nm = -1.48N加I1 C一S截面C右側(cè)彎矩為MltC2=耳/2 = 844 4 X上丄一N加=57.84yV 川(5)作垂直面內(nèi)的彎矩圖，如圖3Mvc=FR/2 = 21.65 x 137 / 27V m = 79.84N m(6)作合成彎矩M圖，如圖4FRVA = FRVB=2330.562N=1165 28N機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月截面C左側(cè)合成彎矩為機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月= jMfci+M： =/-皿尸+仙)2“ in = 79.85N m截面C右側(cè)合成彎矩為MC

22、1= JMSC+M： = j57.842+(- 79.84刖m = 98.6N m(7)作轉(zhuǎn)矩T圖，如圖5 T = = 265 OO3N7(8)作當(dāng)量彎矩圖，如圖6MeC2=(陸；+ (刃7 = J98.62+(O.57X265.OO3)2N m = 180.38/V mMeD= aT = 0.57 x 265.003 N in = 151.05 Nm（9）計(jì)算危險(xiǎn)截面處的直徑；18O.38xlOOO= 3io9mwV 0.1x60因C處有鍵槽，故加大5%,即31.09mmx 1.05 = 32.64/nmB處.D處也加大5%,即29 31m?xl.05 = 30 7&“?作心 =01 J15

23、1.05x1000訕“9.3T0.1x60C處：dcB處.D處=dD機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月第六章軸承的選擇和計(jì)算6. 1 軸 I 兩端軸承的選擇和計(jì)算設(shè)計(jì)條件：預(yù)期使用壽命為29200h軸承內(nèi)徑d =45訕,轉(zhuǎn)速,7 = 720min，選用公稱接觸角為25的70000A C型軸承設(shè)計(jì)中用到的圖、表由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)査得(1)計(jì)算軸承1、2的軸向負(fù)荷耳、Fj、FFrl=FA=F2RHA+ FVA= 71425.712+ 1165.282A = 1841.34NFrl=Fl=(尸陰怡+ % = V1209.712+ 1 165.282A =

24、1679.67NF = FQ=480N(2)計(jì)算軸承1、2的內(nèi)部軸向力心=0.68 =0.68x1841 34 = 1252.11FS2= 068耳2 = 0.68 x 1679.67?/= 1142 18N因?yàn)槿?+ 尸=1142 18 + 480N =1622故打2=/血18N= F + FS2= 480 +1142.18/V = 1622.187V(3)計(jì)算軸承1、2的當(dāng)量動負(fù)荷 由表17-8査得70000AC型軸承e = 0.68,査表17-8得X|=0 41、=0.87, X2= k Y2=0Pr= XFrX+YFal=(0.41 x 1841 .34 + 0.87 xl622 N

25、= 2166 25N1142.181679.67= 0.68機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月Pr2= X2F亡+Y2Fa2= x 1679 67N = 1679 67N（4）計(jì)算所需的徑向基本額定動負(fù)荷因?yàn)楣室暂S承1的當(dāng)量動負(fù)荷乙為計(jì)算依據(jù)，因?yàn)檩p微沖擊負(fù)荷，查表17-6得工作溫度正常，查表17-5得齊=1由機(jī)械設(shè)計(jì)常用標(biāo)準(zhǔn)査得7309AC型軸承的徑向基本額定動負(fù)荷 符合設(shè)計(jì)要求。6.2 軸口兩端軸承的選擇和計(jì)算設(shè)計(jì)條件：預(yù)期使用壽命為29200h軸承內(nèi)徑d = 40/77/27,轉(zhuǎn)速/? =175.6 lr/mm ,選用公稱接觸角為25的70

26、000AC型軸承設(shè)計(jì)中用到的圖、表由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)査得1.1x2166.25 f 720 x 2920001k 166701-31-3N = 2 &49 KN機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月(3)計(jì)算軸承1、2的當(dāng)量動負(fù)荷由表17-8査得70000AC型軸承 =068,査表17-8得X=l、Y=0, X2=0.4K 5=0 87Pr= X,FrX+ Yx陥=1x1165 8N = 1165 8NPr2= X2Fr2+ Y2Fa2= 0.41 x 1439 .4 + 0.87 x 1209 .77V = 1642 6N(4)計(jì)算所需的徑向基本額定動

27、負(fù)荷C,因?yàn)镻，故以軸承1的當(dāng)量動負(fù)荷巴2為計(jì)算依據(jù)， 因?yàn)檩p微 沖擊負(fù)荷，查表17-6得=工作溫度正常，査表17-5得齊=1所以，729 7而F尸斶620.681.1x1642 .6-x1175.61x29200016670N = 22KN機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月由方L械設(shè)計(jì)常用標(biāo)準(zhǔn)查得7008AC型軸承的徑向基本額定動負(fù)荷c,.c,.,符合設(shè)計(jì)要求。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書材料學(xué)院 2009 級基地班第一組262011 年 12 月第七章鍵的選擇及計(jì)算7. 1 軸 I 外伸端鍵的選擇和計(jì)算(1)鍵的選擇該處用鍵聯(lián)接帶輪和軸I,由第三章

28、V帶的設(shè)計(jì)及帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可知,帶輪與軸接觸部分軸長為L = 55切，故鍵長為 / =厶一10 =(55一10川=45 mm由電動機(jī)外伸端直徑及第五章軸的設(shè)計(jì)可知，該處軸的直徑設(shè)定為d = 36皿,根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇鍵型。由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)査表5-1,選擇A型普通平鍵10 x8 GB1096-90材料為45鋼。(2)鍵的校核由于輪轂材料為鑄鐵，故其強(qiáng)度最弱，按其擠壓應(yīng)力進(jìn)行校核。 該處鍵聯(lián)接有輕微沖擊，査機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表10-11得b=50 , T = 66.625N m7.2 軸口鍵的選擇和計(jì)算(1)鍵的選擇該處用鍵聯(lián)接從動軸和從動齒輪，由第四章齒輪的設(shè)計(jì)和計(jì)算可知，該處齒輪和軸接觸部分長度為齒寬，故厶=62mm ,故鍵長為/ =厶-10 =(62 - 10)曲=52mm,由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)査表5-1,選鍵長為I = 50/77