機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算書模版說明書

1、江西理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械基礎(chǔ)教研室機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目帶式輸送機(jī)傳動(dòng)用的 V帶傳動(dòng)及兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器技術(shù)參數(shù)輸送帶牽引力F=1900N輸送帶速度v=1.1m/s輸送帶滾筒直徑 D = 330mm = 0.33m工況1、工作載荷輕微沖擊2、工作環(huán)境有少量灰塵3、工作年限15年，每年300個(gè)工作日，每日工作 1班4、單件生產(chǎn)參考書 機(jī)械設(shè)計(jì)（濮良貴）； 機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)（洪家娣） 機(jī)械原理（鄒慧君）計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果一、選擇電 動(dòng)機(jī)1選擇電動(dòng) 機(jī)類型按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V。2、選擇電動(dòng) 機(jī)容量1）工作機(jī)

2、的 有效功率mFvR/v 1000PW = * kW2）從電動(dòng)機(jī) 到工作機(jī)輸 送帶間的總 效率查表1-2七V昇齒輪'滾動(dòng)軸承和聯(lián)軸器3骨動(dòng)軸承3）電動(dòng)機(jī)所 需功率0七P0 =* kW4）選擇電動(dòng) 機(jī)額定功率Pm=* kW3、確定電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速1）滾筒工作 轉(zhuǎn)速60vnw =兀Dnw =* r /min2）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速可選范圍傳動(dòng)比合理范圍，帶=24 , i齒輪=35 ,則總傳動(dòng)比i工=18 100。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍n =iW =* * r/min3）選擇電動(dòng) 機(jī)型號(hào)查表14-1，根據(jù)性價(jià)比選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y *P _* m =n -*1 im kW r/min二、確定傳 動(dòng)比1總傳動(dòng)比n

3、mi I*nW1 2、初步分配考慮總傳動(dòng)比中齒輪傳動(dòng)強(qiáng)于V帶傳動(dòng)，預(yù)選 V帶傳動(dòng)比傳動(dòng)比:- *iV帶一則齒輪傳動(dòng)比 i * 炮輪=一IV帶而兩級(jí)齒輪傳動(dòng)比i齒輪1（1.3 1.5）1齒輪2初定為I齒輪1 *, I齒輪2=*3、V帶傳動(dòng) 實(shí)際分配傳 動(dòng)比1）工作情況 系數(shù)根據(jù)輸送帶工作情況，由表8 6,K *2）計(jì)算功率計(jì)算功率Ra=KAPo =D_PCa _kW3）帶型根據(jù)Pca和nm,由圖8 8判斷，可選*型V帶4）帶輪直徑選小帶輪直徑dd1 =* mm。則大帶輪直徑dd2 =iV帶dd1(1 對(duì)=* mm。d *dd1 mm取標(biāo)準(zhǔn)尺寸dd2 =* mmdd2 mm5）實(shí)際傳動(dòng) 比dd 2

4、: 一 * iv帶一iv 帶dd1 (1 可4、驗(yàn)算帶速ndd1 nmv -一60 "000v = * m/s在525m/s范圍內(nèi)合適5、齒輪傳動(dòng) 實(shí)際分配傳 動(dòng)比上-1殆輪_ ._iV帶: *1些輪修正為：i齒輪1=*，i齒輪2=*:*i齒輪1 =:*i齒輪2 =三、計(jì)算傳 動(dòng)裝置的運(yùn) 動(dòng)和動(dòng)力參 數(shù)1各軸轉(zhuǎn)速(1)0 軸電動(dòng)機(jī)、小帶輪：no = nm =n0 =* r / min(2)1 軸減速器高速軸、大帶輪：nn°n 丫 =1 iv帶n = * r / min(3)n 軸減速器中速軸：n=i -|齒輪in H = * r/ min(4)川軸減速器低速軸：nHn =

5、= i齒輪2n ) = * r / min2、各軸功率(1)0 軸P0 =* kWP0 =* kW(2)1 軸P= Pov 帶=P = * kW(3)n 軸p H = Pf齒輪q滾動(dòng)軸承=P)L* kW(4)川軸P)I = Pf滾動(dòng)軸承11齒輪=PW = * kW3、各軸扭矩(1)0 軸0 軸：T0 =9550 見=noT0=* N m(2)1 軸I軸:t i=9550 P =nIT = * N m(3)n 軸n軸：T = 9550 P =n)1T) = * N m(4)川軸川軸：丁刑=9550弘=n)iTw=* N m四、皮帶傳 動(dòng)設(shè)計(jì)由前，選 * 型 V 帶；ddi =* mm , dd2

6、 =* mm。1、中心距及 帶長(zhǎng)(1)初取中心距a。=(0.7 2)(ddi +dd2)=* * mm取 a0 = * mm(2)帶長(zhǎng)21q+兀 a + (dd2 ddl)Lo 2a0 十(dd1 *dd2)+24ao=* mm查表8 2，對(duì)*型V帶選用Ld =* mm。Ld =* mm(3)實(shí)際中心距a + Ld _ Lo2a =* mm2、小帶輪包 角% =180 dd2 一dd1 >57.3 =* >120a% =*c滿足要求。3、V帶根數(shù)“Pc(P0 +AP0)Kl查表8 5, 8 8, 8 2得P0=* kW, AF0 =* kW, K=* , Kl=* 所以，z=*取z

7、 = *根4、大帶輪寬 度由表8 10,B 蘭2f +(z1)e=* mmB =* mm5、作用在帶 輪軸上的壓 力查表8 4得，q =* kg/m，故單根V帶的初拉力500Pc 2.5x 2F0 =(-1)+qvzv Ka=* n則軸上的壓力«1Fq =2zF°s in =2Fq=* n五、高速級(jí) 齒輪傳動(dòng)設(shè) 計(jì)1、選擇精 度、材料及 齒數(shù)1）精度因帶式運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，故選用7級(jí)精度2）材料小齒輪采用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，280HBS ； 大齒輪米用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，240HBS。3）初定齒數(shù)取 Z1 =*，Z2 =Zij =* 小4）初定螺旋 角p _ *

8、 C2、按齒面接 觸強(qiáng)度設(shè)計(jì),|2KtTu +1ZhZe 'V % u 2h丿1）確定參數(shù)試選載荷 系數(shù)試選Kt=*轉(zhuǎn)矩由前 T = * N m=* N mmT = * N mm齒寬系數(shù)查表10-7o * 牛d 端面重合度查圖 10-26,咕=*, s2 =*%(=電十險(xiǎn)=彈性影響 系數(shù)查表10-6ZE = * jMPa齒數(shù)比Z2 U =Z1u = *區(qū)域系數(shù)查圖10-307 一 *ZH 一2）接觸疲勞 許用應(yīng)力接觸疲勞 極限查圖10-21d6訕1 =* MPa ghi =* MPa應(yīng)力循環(huán) 次數(shù)Nj =60njjLh =N2 =Nu =N產(chǎn)* n2 = *接觸疲勞 壽命系數(shù)查圖10-

9、 19K *rKHN1 _LZ_MN2 安全系數(shù)取 *接觸疲勞 許用應(yīng)力», =Khn1上Hlim1 =* MPaSH叭2 =心"円阮=* MPaShr t 9hi+9h2gh=2=<rH =* MPa3）試計(jì)算試算小齒 輪分度圓dit詁嚴(yán)V% u訂弘丿d1t K* mm圓周速度兀 d1t n 丫60 0000v = * m/s齒寬b =忙牡=b = * mm法面模數(shù)d1t cos P 十mn = mmZi縱向重合 度邛=0.318% z, tan P =邛=*4）分度圓校 正載荷系數(shù)查表10 2,使用系數(shù)Ka=*查圖10 8,動(dòng)載系數(shù) 仏=*K f查表10 3,假設(shè)

10、亠<100N/mm, b齒間載荷分配系數(shù) Kh=*由表10 4,齒向載何分布系數(shù)KH 0=1.12+0.18（1+0.6督）% +0.23><10'bK二心仏心口心曠K *小齒輪分 度圓校正d1=d1t 加d* mm3、按齒根彎 曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)2KTYpCOS20YFa2Ysa2 mT也丘“1）確定參數(shù)載荷系數(shù)查表k f10-3,假設(shè) A t <100N/mm b齒間載荷分配系數(shù)Kf=*由圖10- 13,齒向載荷分布系數(shù) Kh0 = *k *K =KA KvKf 口Kf-螺旋角影 響系數(shù)由圖10-28丫0 =*齒形系數(shù)當(dāng)量齒數(shù)7*YSa1 =Z|YSa2 -7 co

11、s3PZ2 YFa1 -v2cos3 37*丫 Fa 2 查表10-5,齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)2）接觸疲勞 許用應(yīng)力彎曲疲勞 強(qiáng)度極限由圖10-20c(j7 FE1 一CT一*7 FE2 MPaMPa彎曲疲勞 壽命系數(shù)由圖10- 18KfN1 KfN 2 安全系數(shù)取S * *彎曲疲勞 許用應(yīng)力6】1 二KfN1°FE1呻1=*MPa-Sf"=*MPa6】2KfN2FE2一Sf一3）計(jì)算模數(shù)對(duì)比YFa1YSa1陣】1YFa2YSa2®F】2以數(shù)值人者代入，mr|2KTYpCOS20YFa2YSa2m* mm1 %Z2%F !=4、確定主要 參數(shù)及幾何 尺寸1）法面模

12、數(shù)由齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)取 mn =* mm2）小齒輪齒數(shù)由齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，d * mmd1 cos Pzi =工mn取 w =*3）大齒輪齒 數(shù)z2 = Zii 齒輪 i =z2 =*4）中心距mn07)枠a =:' = *mm2cos P取 a = * mm5）修正螺旋Rmin(Zi+Z2)枠ecu U R * i；角COS L 2a_ *o* 川P =arccos* =*'6）分度圓mnZidl _R -cosPdi =* mmd _ mnZ2 -d2 =* mmcosP7）齒寬b =* mmb2 = * mm d =* mm8）齒頂圓dai =di +2h*mn =dai

13、 =* mmda2 =d2 +2h；mn =da2 =* mm9）齒根圓dfi =di 2(h； +c*)mn =dfi = * mmdf2 =d2 _2(ha +c*)mn =df2 =* mm5、驗(yàn)算Ft = % =* Ndi則b-* N / mm biOON /mm合適六、低速級(jí) 齒輪傳動(dòng)設(shè) 計(jì)與咼速方法相冋七、軸的設(shè) 計(jì)101、確定最小 直徑1） I軸的最 小直徑d min - * mm2） n軸的最 小直徑n軸也選用4OCr調(diào)質(zhì)處理，與齒輪為鍵聯(lián)接。d -min -* mm3） m軸的最小直徑m軸選用45#調(diào)質(zhì)處理，與齒輪、聯(lián)軸器為鍵聯(lián)接。取氏=*d "min - A0(1

14、 6%)=d mn -* mm由前，I軸為齒輪軸，選用40Cr調(diào)質(zhì)處理，與大帶輪為鍵聯(lián)接。由表15-3,取Ao =*d min 亠 A0 3- ' (16%)=Vni112、選擇聯(lián)軸 器1）扭矩聯(lián)軸器上的扭矩等于m軸上的扭矩T =* N m2）工作情況 系數(shù)3）計(jì)算轉(zhuǎn)矩4）選取聯(lián)軸 器由表14 1Tea = K AT H I =Tc = * N m由表12 6,彈性套柱銷聯(lián)軸器*聯(lián)軸器*(GB* )公稱轉(zhuǎn)矩* N m#dr =* mm, L| =* mm, L =* mm, D =* mm3、初定齒輪 軸上各軸徑 尺寸#1）軸結(jié)構(gòu)示意圖w#2） I軸,即 高速軸根據(jù)最小軸徑、軸肩及軸承

15、尺寸規(guī)定，初定d1 =* mm, d2 =* mm, d3 =* mm, d4 =* mm3） n軸，即根據(jù)最小軸徑、軸肩及軸承尺寸規(guī)定，初定中速軸dr =* mm, d2 =* mm, d3=* mm4）川軸，即 低速軸已知d1 =* mm，根據(jù)軸肩及軸承尺寸規(guī)定，初定d2 =* mm, d3=* mm, d4 =* mm, d5 =* mm, de =* mm4、初選軸承1）比較咼速 級(jí)齒輪徑向 力與軸向力徑向力 f_ R tann _* ni丄 lj/'j廠 r 門incos P軸向力 Fa =Fttan0 =* N* >0.25，軸向力較大，F(xiàn) r宜采用角接觸球軸承或圓錐

16、滾子軸承2）比較低速 級(jí)齒輪徑向 力與軸向力（同上）3）初選I軸由上，軸承內(nèi)徑d =* mm，且考慮皮帶傳動(dòng)造成的軸壓力軸承上的軸承初選角接觸球軸承*D =* mm, B =* mm,da 色* mm, Da 蘭* mm4）初選n軸 上的軸承方法與I軸相同5）初選川軸 上的軸承方法與I軸相同七、繪草圖查表2-2、2 61、箱體壁厚6 K8mmc6 = 0.025a + 心=* mm6 =*mm勺 A8mmc 色=0.02a + 也=* mm6 =*mm2、旋轉(zhuǎn)零件 距箱體內(nèi)壁 軸向距離街 Z10mm.=*mm3、旋轉(zhuǎn)零件 距箱體內(nèi)壁5 畠 10mmA2 化 *mm徑向距離（注：實(shí)際取川軸軸線至

17、箱體內(nèi)壁徑向距離為*mm ）4、旋轉(zhuǎn)零件 間的軸向距 離4 =10 15mmA4 =* mm5、地腳螺栓df “.036a +12 =d f = M *G = * mmC2 =* mmD0 = * mm6、軸承旁聯(lián) 接螺栓di fe：0.75d f =d1 = M *G =* mmC2 =* mm R =* mmD0 = * mm7、軸承座孔 外端面至箱 體外壁距離h seG +C2 +(5 10)=h =* mm8、軸承座孔長(zhǎng)度L1 = h + 6 =L| = * mm9、箱蓋、箱體聯(lián)接螺栓d2 畑(0.5 0.6)d f =d2 = M *G = * mmC2 =* mmD0 = * mm

18、10、滾動(dòng)軸承端面至箱 體內(nèi)壁距離由于齒輪圓周速度 v =* m/s <2m/s，故宜米用脂潤(rùn)滑。12 止 10 12mml2 =* mm11、I軸軸承端蓋查減速器附件圖表D，由軸承外徑 D=*mm1）材料HT1502）軸承蓋螺 釘d3 = M * 螺釘數(shù)n =*3）其它結(jié)構(gòu) 參數(shù)d0 =* mm, D0 =* mm, D2 =* mm, D4 =* mmD5 =* mm, D6 =* mm, e =* mm, © =* mmm、d、d!由結(jié)構(gòu)確定4）透蓋密封溝槽尺寸已知軸徑do =* mm密封處速度v = 71 don = * m/sv5m/s 60 燈000由表11 6得B

19、 =* mmD1 = * mm d1 =* mm d = * mm b2 =* mmI2、n軸軸承端蓋（同上）13、川軸軸承端蓋（同上）14、箱體外 旋轉(zhuǎn)零件內(nèi) 端面至軸承 蓋螺釘頂面 的距離14 “5 20mm大帶輪輪轂（圖8 12）:dj =（1.82）d = L =（1.52）d =C 鼻1 IB =V 4丿聯(lián)軸器：（見前）丨4叱* mm（注：因螺釘六角頭 厚度約為 5mm,實(shí) 際取箱體外旋轉(zhuǎn)零 件端面至軸承蓋的 距離應(yīng)增加5mm）dr =* mmL =* mmC" = * mm15、凸臺(tái)高度h 拓（0.35 0.45） D2 =并保證軸承旁螺栓有足夠的扳手空間h =* mm1

20、5、小齒輪 端外壁圓弧由草圖測(cè)量R &* mmRKR+10 =取大齒輪端相同圓弧，R=115+5 "，并將圓心右移R = * mm16、軸心高plH > 寺+ （30 50）+& +© 5）=* mmH =* mm17、箱座深度Ha =H -5-（35）=H a = * mm八、軸強(qiáng)度 校核1、I軸強(qiáng)度 校核1）材料由前，軸材料為40Cr2）許用彎曲 應(yīng)力查表15 12 J = * MPa3）軸上的作 用力和扭矩14高速級(jí)齒輪上的作用帶輪的作用力扭矩4）繪軸受力 示意圖附圖5）水平面受 力和彎距圖6）垂直面受 力和彎距圖7）帶輪軸壓 力產(chǎn)生的反由前,根

21、據(jù)裝配草圖繪出軸示意圖，標(biāo)出相應(yīng)尺寸。見附圖一、jr r ar ar x.nirdinniiTiTTri11 h i.川制Wnrni11 TT Tr-L-斷価nr1 1 11 111 1.Ji ft Wjijf.ill'll 1JE JT Ji X jrx nr r itX < K x 1dllllx jjrx *Illi rm i n前| 川川 lIIMFih =* N,F2h =* N水平面彎矩見附圖-Fiv " N , F2V =* N垂直面彎矩見附圖-Fiq N, F2Q 二* NFt =* N F = * N Fa = * NFq = * NT = * N m

22、m16力及彎距圖彎矩圖見附圖一8）合成彎距以最不利的條件將帶輪及齒輪產(chǎn)生的彎矩合成M =JM： +M； +Mq見附圖一、9）扭矩圖見附圖一10）當(dāng)量彎 距Mca = JM 2 +（町）2其中：a =0.611）強(qiáng)度校 核經(jīng)比較，*點(diǎn)處屬于危險(xiǎn)截面M*caBea = MPa0.1dca V _jH滿足強(qiáng)度要求。2、n軸強(qiáng)度 校核（略）3、m軸強(qiáng)度 校核（略）九、軸承強(qiáng) 度校核1、I軸的軸承 7*1）基本額定 動(dòng)載荷和靜 載荷根據(jù)表10 2，查軸承7*，得G =* NC°r =* N2）軸承承受 的總軸向力由齒輪設(shè)計(jì)和軸的強(qiáng)度校核Fa=* N3）軸承的徑 向載何由前，F(xiàn)1： =* N,F

23、2： =* N,F1v =* N, F2V =* NF1Q =* N, F2Q =* N以最不利條件計(jì)算Fr1=* NFr2=* NFr1 =祚1：+|Fg|=* NFr2=jF；F2：十臥|=* N4）軸承的軸向載何第一次試 計(jì)算由于兩個(gè)軸承各自所承受的軸向力未知，故初取e = 0.4派生軸向力為Fdi =eFri =* NFd2 = eFT? =* N由于軸承為面對(duì)面正安裝，判斷Fdi+Fa=* NFd2=* N<因此軸承*被“放松”，軸承*被“壓緊”Fa1 =* NFa2 =* N由表13-5,Fai_ *C0，取 © =*Fa2 _*e2 =*CO第二次試 計(jì)算將第一次

24、計(jì)算的判斷系數(shù)重新代入計(jì)算 派生軸向力為Fdi =eR =* NFd2=eFr2=*N判斷Fdi+Fa=* NFd2=* N<因此軸承*被“放松”，軸承*被“壓緊”Fai =* NFa2 =* N*Co -Fa2*CO第n次試計(jì)算重復(fù)以上過程，直至與上一次計(jì)算差別不大，不再計(jì)算判斷系數(shù)0 =* e2 =*軸向載荷Fai=* NFa2=* N5）當(dāng)里動(dòng)載 荷徑向、軸 向動(dòng)載荷系 數(shù)計(jì)算Fa1 上=*? $Fr1Fa2a2 =*?Fr2查表13 - 5人=*Y _ * x2 = *Y *當(dāng)量動(dòng)載 荷R=XFri +YFai =P=XFn+YFai =P =* NP2 =* N6）預(yù)期壽命設(shè)為

25、5年，即L,K*年乂 *日x *小時(shí)Lh、* h7）壽命查表13 6, 13 4,載荷系數(shù)fp =*，溫度系數(shù) £ = *壽命L _106(ftCr)S_h 60n(fPP2)Lh =* h符合強(qiáng)度要求2、n軸的軸承 6008（略）3、m軸的軸承 6008（略）十、零件細(xì) 節(jié)及附件1、分箱面凸 緣厚b =“=15b = d =* mm2、底座（平） 凸緣厚b2 化 2.5§ =25b2 = * mm3、分箱面凸 緣圓角R2 77(6 +G +C2) =R2 =* mm4、加強(qiáng)肋板6=§ 紜 0.85d6 =§=* mm5、高速級(jí)大 齒輪結(jié)構(gòu)由圖10 39

26、D3 =* mmD0 = * mmQ =* mmD2 =* mmC =* mm6、低速級(jí)大 齒輪結(jié)構(gòu)（同上）7、軸承結(jié)構(gòu)表10 1車軸承 7*7*GB/T276-19948、鍵和鍵槽表9 25鍵 * X * 鍵 * X * 鍵 * X * 鍵 * X *GB1096-19909、封油盤圖2 2510、端蓋螺釘表9 5螺栓M* X *GB5783-200011、端蓋密圭寸圈表11 6氈圈*氈圈*FZ/T92101-199112、軸承螺栓表9 5表9 13表9 12螺栓M* X *GB5782-2000墊圈*GB93-1987螺母M*8GB6170-200013、吊鉤和吊耳減速器附件圖表 P吊耳吊

27、鉤14、分箱面螺栓表9 5表9 13表9 12螺栓 M* X *85GB5782-2000墊圈*GB93-1987螺母M*GB6170-200015、檢查孔、 檢杳孔蓋減速器附件圖表 N1）檢查孔蓋 螺栓孔d4 = M *2）檢杳孔機(jī) 孔蓋A = * mmA =* mm 人=* mm=* mmB =* mmB0 = * mm3）螺栓螺栓M* X *GB5783-200016、通氣器減速器附件圖表 A、B、C17、油塞減速器附件圖表 L、M螺塞M* X *8JB/ZQ4451-198618、油標(biāo)減速器附件圖表 G、H、J、K油標(biāo)尺19、啟蓋螺表9 5螺栓M* X *釘20、定位銷表9 27圓錐銷