还剩34页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
-机械设计课程设计说明书题目简易铣床传动装置指导老师学生姓名学号所属院系机械工程学院专业机械工程及自动化班级完成日期2013-7-10新疆大学机械工程学院2013年7月目录TOC\o1-3\h\z\u第一章机械课程设计任务
31.1设计用于简易卧式铣床的传动装置
31.2设计任务
41.3具体作业4第二章电动机的选择
52.1选择电动机类型和结构形式
52.2选择电动机的容量5第三章各轴的运动及动力参数计算
73.1传动比的分配
73.2运动和动力参数计算7第四章带传动的设计与计算
94.1V带设计
94.2带轮的设计10第五章蜗杆传动设计
115.1选择蜗杆传动类型
115.2材料的选择
115.3选择蜗杆头数和蜗轮齿数
125.4蜗杆与蜗轮的主要参数和尺寸计算
135.5精度等级公差14第六章蜗轮轴的设计与计算
156.3初步确定轴的最小直径
156.4轴的结构设计
166.5求轴上的载荷17第七章蜗杆轴的设计与校核
217.2选择轴材料、确定许用应力
227.4轴的结构设计
227.5求轴上的载荷
238.1蜗轮轴上的轴承校核
288.2蜗杆轴的轴承校核
308.3键的校核31第九章减速器箱体的设计33参考文献37第一章机械课程设计任务
1.1设计用于简易卧式铣床的传动装置图1传动装置图
(1)设计数据丝杠直径∅50mm,丝杠转矩T=550N·m,转速n=25r/min
(2)工作条件室内工作,动力源为三相交流电动机,电动机双向运转,载荷较平稳,间歇工作
(3)使用期限计寿命为12000h,每年工作300天;检修期间隔为三年
(4)生产批量及加工条件中等规模的机械厂,可加工
7、8级精度的齿轮与蜗轮
1.2设计任务1)确定传动方案完成总体方案论证报告;2)选择电动机型号;3)设计减速传动装置
1.3具体作业(转矩=550N·m,转速=25r/min)1)机构简图一份;2)减速器装配图一张;3)零件工作图二张(输出轴及输出轴上的传动零件);4)设计说明书一份第二章电动机的选择
2.1选择电动机类型和结构形式所选用机构如下图
2.1图
2.1电动机类型和结构形式要根据电源、工作条件(温度、环境、空间尺寸等)和载荷特点(性质、大小、启动性能和过载情况)来选择根据工作条件和载荷特点应选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步交流电动机,电压380V
2.2选择电动机的容量工作机所需功率预取电动机的同步转速为1000r/min传动装置的传动比为初选一级带传动和一级蜗杆减速,工作图如2-1取带的传动比为2,则蜗杆传动的传动比为各传动装置的效率如下零件联轴器球轴承蜗杆传动带传动效率
0.
990.
990.
750.98传动装置的总效率电动机功率为因工作中有轻微振动,故电动机额定效率应稍大于,由《机械设计课程设计》表6-164Y系列三相异步电动机技术数据,选择电动机额定功率为
2.2KW根据同步转速及电动机功率选择电动机型号为Y112M—6型其同步转速为1000r/min,满载转速为940r/min第三章各轴的运动及动力参数计算
3.1传动比的分配
(1)总传动比
(2)分配传动装置各级传动比取V带传动的传动比为=2,则减速器的传动比为.
3.2运动和动力参数计算
(1)电动机轴-O轴=
2.2=940r/min2蜗杆轴-Ⅰ轴=
2.2×
0.98=
2.16=470r/min
(3)蜗轮轴-Ⅱ轴=
2.16×
0.95×
0.75=
1.54=25r/min4丝杠=600N·m=25r/min=
1.54×
0.99×
0.99=
1.47各轴动力参数如下表表
3.1传动装置的运动和动力参数表轴电动机轴蜗杆涡轮轴丝杠轴转速n()9404702525功率P()
2.
22.
161.
541.47转矩T()
22.
443.
9588.3550第四章带传动的设计与计算
4.1V带设计确定计算功率查《机械设计》课程中的表8-7得=
1.1,所以=
1.1×
2.2=
2.42kw选择v带型号初选普通v带,根据为
2.42kw,,根据《机械设计基础》课程中的图13-15,选用A型带确定带轮的基准直径
(1)初选小带轮的基准直径由表13-9,应大于75mm,现取小带轮基准直径=100mm则验算带速V=符合5m/sV25m/s的范围所以带速合适求V带基准长度和中心距初步选取中心距,取符合所以取查表确定,选带的基准长度为1600mm计算中心距中心距变化范围=a-
0.015=443mm=a+
0.03=515mm符合中心距变化范围验算小带轮的包角计算带的根数Z由机械设计基础13—15得因为,由表13—3得,由,查表13-5得,查表13-2得所以取3根v带计算作用在带轮上的压力查表13-1得A型带的单位长度质量q=
0.1kg/m所以单根v带的出拉力为作用在轴上的压力
4.2带轮的设计带轮材料的选择根据工作状况和转速,带轮的材料选用HT200灰铸铁带轮的结构设计和参数的确定
(1)小带轮的设计因为
2.5d﹤=100mm﹤300mm所以选用腹板式小带轮的各参数如下=+2=100+2*2=104mm轮槽深==
9.00mm槽距e=12mm槽宽=
8.5mm=7mm取B=74mm=
(2)大带轮的设计由
4.
1.3知,因为300mm所以大带轮采用孔板式,大带轮的各参数如下查表得,=+2=315+2=319mmB=74mm槽距e=12mm槽宽=
8.5mm=7mm第五章蜗杆传动设计
5.1选择蜗杆传动类型根据GB/T10085-1988的推荐,采用渐开线蜗杆
5.2材料的选择考虑到蜗杆传动功率不大,速度中等,故蜗杆用45号钢因希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为小于350HBS蜗轮用铸锡青铜ZCuSn10P1砂型铸造
5.3选择蜗杆头数和蜗轮齿数查机械设计课本125叶可知应取蜗杆头数=2,蜗轮齿数取40满足要求确定蜗轮传递的转矩确定许用接触应力应力循环次数,寿命系数为;由表
11.6查基本许用接触应力确定模数和蜗杆分度圆直径取载荷系数K=
1.15由式
11.10可得查表
11.2选取得m=8蜗轮分度圆直径中心距为计算蜗杆螺旋线升角按齿根弯曲强度校核查表
11.8涡轮材料的基本许用弯曲应力为计算寿命系数计算许用弯曲应力计算齿根弯曲应力查表
11.5得所以有故齿根弯曲疲劳强度校核合格验算传动效率蜗杆分度圆速度为查表
11.9得与所取蜗轮传动效率
0.75相近热平衡计算箱体散热面积为取室温为20度,且通风散热条件较好,可取表面传热系数由下式计算油温符合要求
5.4蜗杆与蜗轮的主要参数和尺寸计算蜗杆尺寸计算分度圆直径;齿顶高;齿根高;齿顶圆直径;齿跟圆直径;轴向齿距;径向间隙;直径系数;螺旋升角;蜗杆轴向齿厚==
12.56mm;蜗轮尺寸计算模数;齿数蜗轮分度圆直径齿顶高齿根高蜗轮侯圆直径蜗轮齿根圆直径蜗轮端面齿距径向间隙
5.5精度等级公差考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动,属于通用机械减速器,精度标注为8fGB/T10089-1988第六章蜗轮轴的设计与计算
6.3初步确定轴的最小直径蜗轮轴的材料用45钢调质处理,计算出最小轴直径为算出轴的最小直径显然是安装联轴器的处轴的直径(图
6.2),为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故虚同时选取联轴器型号联轴器的计算扭矩,查表14-1,考虑到转矩变化很小,故取=
1.3,则=
1.3×588300=1284790N·mm按照计算扭矩应小于联轴器公称扭矩的条件,查标准GB/T5014-2003或手册,选用LX4型的弹性柱销联轴器半联轴器的孔径为50mm半联轴器长度为112mm
6.4轴的结构设计
(1)结构方案如下图
6.2轴的结构图
(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轴段需制出一轴肩,取Ⅰ处的直径为50mm左端用轴段挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径,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段的长度取=102mm.
②取轴II段直径为56mm,其长度根据轴承端盖厚度和拆卸联轴器所需空间来确定,因此,取
③初步选择滚动轴承根据轴承的受力情况,选用角接触球轴承根据工作需求,选取标准精度级的角接触球轴承7012c其尺寸为d×D×B=×130×31,故其长度由轴承宽度和套筒长度决定,取右端轴承采用轴肩进行轴向定位查手册得7012C的定位轴肩高度为4mm,所以
④取安装蜗处的轴段4-5的直径,取蜗轮宽度为70mm则68mm右轴肩h
0.07d=
6.37mm取h=8mm则轴环直径=82mm轴环宽度b
1.4h取b=12mm
⑤考虑轴VII段与轴承和端盖之间的配合选取至此,已初步确定了轴的各段直径和长度
(3)轴上零件的周向定位蜗轮、联轴器与轴的周向定位均采用平键连接查表取得平键截面尺寸,对于
①联轴器与轴的周向定位的平键尺寸为b×h×l=18×11×90半联轴器与轴的配合为
②蜗轮与轴的周向定位的定位尺寸为b×h×l=25×14×45,轮毂与轴的配合为此外滚动轴承与轴的定位是由过渡配合来保证的,此处选轴的直径尺寸公差为n6
(4)确定轴圆角和导角尺寸参照表,取轴端倒角为2×,采用R
1.6或者R
26.5求轴上的载荷根据轴的结构简图,分别按水平方向和垂直方向计算各力产生的弯矩,并按计算结果分别作出水平面上的弯矩图和垂直面上的弯矩图,然后计算出总弯矩并作出总弯矩图计算出的危险将截面处的、及M值已知,
①求出垂直面的支承反力;
②求水平面的支承反力
③绘制垂直弯矩图;
④绘制垂直弯矩图
⑤轴传递的转矩
⑥求合成弯矩
⑦求危险截面的当量弯矩带入数据得
⑧计算危险截面的最小轴径轴的材料选用45钢,调质处理,由表14—1查的,由表14—3查的,则,而蜗杆的齿根圆直径为62mm大于40mm,符合要求所有剪力弯矩图如下第七章蜗杆轴的设计与校核
7.1求作用在轴上的力因为蜗杆上所受的力与蜗轮上所受的力大小相等方向相反,所以有,
7.2选择轴材料、确定许用应力对材料无特殊要求,故选45钢调质处理由表
14.7查得强度极限,在由表
14.2得许用弯曲应力
7.3按扭转强度计算轴径根据表
14.1得C=107—118mm有,考虑到轴的最小直径处安装带轮,含有键槽,故将直径增大3%—5%为
18.3—
20.1mm,取轴的最小直径为20mm长度为38mm
7.4轴的结构设计
(1)拟定轴上零件的装配方案
(2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
①为了满足皮带轮的轴向定位要求,Ⅱ轴段需制出一轴肩,故27mm,选取配合长度图
7.2蜗杆的结构图
②初步选择滚动轴承初步选用角接触球轴承按工作要求,初步选用0基本游隙,标准精度级的角接触球轴承7306c,d×D×B=30×72×19故而长度要比轴承宽度小两毫米,便于给轴承定位,所以取
③轴Ⅳ段的轴肩应给轴承定位,但其高度不得超过轴承内圈高度,现取,结合箱体尺寸得出该轴段长度为
④Ⅴ轴段为一轴肩,取其长度为,直径为
⑤蜗杆部分和为车制蜗杆所留轴段总长为,蜗杆两端部分轴段直径为(图中未标出)
⑥VII段轴与V段轴的尺寸一样
⑦VIII段轴的长度为,直径为
⑧IX轴段与轴承配合,其长度为,直径为
7.5求轴上的载荷根据轴的结构简图,分别按水平方向和垂直方向计算各力产生的弯矩,并按计算结果分别作出水平面上的弯矩图和垂直面上的弯矩图,然后计算出总弯矩并作出总弯矩图计算出的危险将截面处的、及M值
①已知,皮带轮对轴产生的压轴力
②求垂直面的支承反力
③求水平面的支承反力
④F力在支点产生的反力其中力F作用方向与带传动的布置情况有关,在具体布置尚未确定的前提下,可按最危险的情况考虑
⑤绘制水平弯矩图
⑥绘制水平弯矩图
⑦F力产生的弯矩图
⑧求合成弯矩图考虑到最不利情况
⑨求轴传递的转矩⑩求危险截面的当量弯矩及计算危险截面处的轴直径取=
0.6,轴的材料选用45钢,调质处理,由表14—1查的,由表14—3查的,则,而蜗杆的齿根圆直径为65mm大于35mm,符合要求剪力弯矩图如下图
7.3轴的载荷分析图第八章轴承和键的校核
8.1蜗轮轴上的轴承校核,
(1)求轴承的径向载荷已知,,,,,,
(2)求径向力,⑶求轴向力由表16-11查的e=
0.4由表16-12查的轴承内部轴向力为,所以轴承1为压紧端,
(3)求当量动载荷查表16-11可得、、、故当量动载荷为
(4)验算寿命已知,,所以此组轴承满足寿命要求
8.2蜗杆轴的轴承校核图
8.2求径向载荷已知,
(1)
(2)求轴向力⑶求轴向力由表16-11查的e=
0.4由表16-12查的轴承内部轴向力为,所以轴承1为压紧端,
(4)求当量动载荷查表16-11可得、、、故当量动载荷为
(4)验算寿命已知,符合要求.
8.3键的校核已查的=100~120MPa
(1)联轴器键的校核键用的是钢材料所以此键满足强度要求
(2)蜗轮处键的校核键亦用钢材料.所以此键也满足强度要求
(3)皮带轮处键的校核,键用铸铁材料,查的=(50~60)MPa.所以此键可用第九章减速器箱体的设计考课程设计书上的参数,可计算出尺寸如表
9.1所示名称符号蜗杆减速器的尺寸关系及结果箱座壁厚25mm箱盖壁厚
21.25mm箱座凸缘厚度
37.5mm箱盖凸缘厚度
37.5mm箱座底凸缘厚度
62.5mm地脚螺栓直径
19.2mm地脚螺栓数目轴承旁联接螺栓直径
14.4mm箱盖箱座联接螺栓直径10mm联接螺栓的间距175mm轴承端盖螺钉直径8mm窥视孔盖螺钉直径6mm定位销直径8mm螺栓扳手空间与凸缘宽度安装螺栓直径M16至外箱壁距离24mm至凸缘边距离22mm沉头座直径32mm轴承旁凸台半径22mm凸台高度10mm外箱壁至轴承座端面距离52mm蜗轮外圆与内壁距离15mm蜗轮轮毂端面与内壁距离15mm箱盖、箱座肋厚m、8-9mm轴承端盖外径87mm和155mm轴承端盖凸缘厚度9mm轴承旁螺栓距离87mm和155mm表9-1心得体会课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,着是我们迈向社会,从事职业工作前一个必不少的过程.”千里之行始于足下”,通过这次课程设计,我深深体会到这句千古名言的真正含义.我今天认真的进行课程设计,学会脚踏实地迈开这一步,就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础.说实话,课程设计真的有点累.然而,当我一着手清理自己的设计成果,漫漫回味这3周的心路历程,一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消.虽然这是我刚学会走完的第一步,也是人生的一点小小的胜利,然而它令我感到自己成熟的许多,另我有了一中”春眠不知晓”的感觉经过三天计算和方案的初步确定,接下来就是画图,这次实习我们主要用的是Solidedge三维画图软件,这个软件最大的好处就是所画的三维图能直观的反映我们所设计的零件以及装配件的外形,还可以生成工程图,这一点对我们做课程设计是很有用的我们要做的就是在计算机上面画出我们设计的每一个零件,包括附件,然后把每一个零件进行装配最后再生成工程图这个过程是很繁琐和复杂的,要考虑很多因素不过通过这次画图的经历,进一不熟练的掌握了画图软件操作最难的就是工程图的生成和绘制,因为我们的设计成果就反映在了这张工程图上了,要考虑很多二维图的表达标准因为在已经画好的装配图里面直接生成的工程图有很多缺陷,所以很多东西还是得我们自己修改和绘制里面涉及到很多,比如剖视图,断面图,局部放大等最后在老师的指导下我们改了很多的错误,使自己的图得到了完善最后一步就是说明书的书写,说明书里要包括所有的设计过程,所有的计算,校核等,通过对说明书的书写,我们对这次课程实习要做的任务和学到的知识再一次进行了温习深有感触!在本次的课程设计中,我们综合运用了各方面的知识,如机械设计、机械原理、工程材料、机械制造基础、材料力学、理论力学、AutoCAD、Solidedge等科目,在本次的设计中,我们学会了把自己所有的知识学以致用,综合考虑各方面的因素,如质量,体积,材料,造价,安装,工艺等通过本次的作业,让我们有了一个对问题的整体把握,最重要的是使我掌握了设计的基本步骤和设计的逻辑思维通过课程设计,使我深深体会到,干任何事都必须耐心,细致.课程设计过程中,许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱有2次因为不小心我计算出错,只能毫不情意地重来.但一想起周伟平教授,黄焊伟总检平时对我们耐心的教导,想到今后自己应当承担的社会责任,想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故,我不禁时刻提示自己,一定呀养成一种高度负责,认真对待的良好习惯.这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练.在花费了很大的精力和时间后,机械设计课程设计终于做完了,我的收获也颇为丰富课程设计不象其它作业,它是很烦琐的一个任务,所以收获也不仅是一些新的知识,而且还可以考验我们的耐心和毅力!通过这次设计自己的独立设计思考和解决问题能力有所提高,同时也增强了我克服困难的决心和信心这次设计,让我学会很多知识,增长了不少见识首先,它培养了了我自学的能力虽然这次设计有老师辅导,但是是以学生为主,尤其在机器零件的布置上,靠我们自己思考因此为了提高效率,我在图书馆,各种网站查询了不少资料,看了不少作品,最后根据自己的想法以前我学的知识和领悟到东西,才设计出这套机器当然,在设计过程中,我也遇到了不少的困难比如蜗杆传动的结构比较简单,但是开始时很难准确的确定蜗轮轴和蜗杆轴的长度,以至于对后面的弯矩计算产生很大影响可能这次设计不是很成功或者不很完美,但我仍然会为了这紧张的又充实的三周感到高兴通过这次课程设计,我懂得了好多东西,了解了团结合作的重要性,以及创新实践的必要性感谢学校给我们这么宝贵的实习机会,帮助我增强了才干以及在未来工作上的能力感谢指导老师的耐心指导及热心帮助,帮助我解决了许多学习上的问题,让我对机械类的学科又再度增添了浓厚的兴趣也深刻明白了我们所学专业的重要性以及这次课程实习目的和重要性希望今天的课程实习能对自己将来的发展有很大帮助,我也不会忘记这次在实习过程中学到的一切东西!再次感谢学校的支持和老师的悉心指导!参考文献
[1]吴宗泽,罗圣国主编机械设计课程设计手册北京高等教育出版社,1992
[2]濮良贵,纪名刚主编机械设计第八版北京高等教育出版社,2012
[3]周开勤主编机械零件手册第四版北京高等教育出版社,1994
[4]章日晋等主编机械零件的结构设计北京机械工业出版社,1987
[5]王伯平编互换性与技术测量第3版—机械工业出版社,2008
[6]王之栋、王大康主编机械设计综合课程设计北京机械工业出版社,
2012.。