課程設(shè)計(jì):電動(dòng)絞車傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
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1、 課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱:機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目: 電動(dòng)絞車傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 系 別: 專 業(yè): 班 級(jí): 學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào): 起止日期: 指導(dǎo)教師: 教研室主任: 40指導(dǎo)教師評(píng)語: 指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日成績?cè)u(píng)定項(xiàng) 目權(quán)重成績1、設(shè)計(jì)過程中出勤、學(xué)習(xí)態(tài)度等方面0.22、課程設(shè)計(jì)質(zhì)量與答辯0.53、設(shè)計(jì)報(bào)告書寫及圖紙規(guī)范程度0.3總 成 績 教研室審核意見:教研室主任簽字: 年 月 日教學(xué)系審核意見: 主任簽字: 年 月 日 摘 要這篇課程設(shè)計(jì)主要闡述的是一套系統(tǒng)的關(guān)于電動(dòng)絞車傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方法。里面,闡述了電動(dòng)機(jī)的選擇,傳動(dòng)比的分配,開式齒輪的設(shè)計(jì),圓錐齒輪減速器的設(shè)計(jì)原理和理論計(jì)算。然
2、后按照設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)了圓錐齒輪減速器和其他傳動(dòng)零件。接著對(duì)減速器的部件組成和開式齒輪進(jìn)行了尺寸計(jì)算和校核。最后對(duì)裝置的潤滑進(jìn)行了選擇,以及聯(lián)軸器的選擇,減速器箱體的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的同時(shí),對(duì)齒輪,軸以及減速器的裝配進(jìn)行了零件圖和裝配圖的畫圖工作。該設(shè)計(jì)代表了電動(dòng)絞車傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的一般過程。對(duì)其他的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)工作也有一定的價(jià)值。 在這次設(shè)計(jì)中進(jìn)一步培養(yǎng)了工程設(shè)計(jì)的獨(dú)立能力,樹立正確的設(shè)計(jì)思想掌握常用的機(jī)械零件,機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡單機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和步驟,要求綜合的考慮使用經(jīng)濟(jì)工藝等方面的要求。 關(guān)鍵字:機(jī)械設(shè)計(jì)、電動(dòng)絞車傳動(dòng)裝置、單級(jí)減速器、齒輪傳動(dòng)、 目 錄 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書2 前言3 傳動(dòng)方
3、案的分析和擬定(附傳動(dòng)方案簡圖)4 電動(dòng)機(jī)的選擇4.1 電動(dòng)機(jī)功率選擇4.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選擇4.3 總傳動(dòng)比計(jì)算和分配各級(jí)傳動(dòng)比5 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算5.1 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算5.2 各軸功率的計(jì)算5.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩T的計(jì)算6 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 開式齒輪1傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6.2 開式齒輪2傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6.3 閉式錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算7.1高速軸最小軸徑計(jì)算7.2低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算7.2.1低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.2.2低速軸的彎扭組合強(qiáng)度校核8 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 8.1低速軸上的滾動(dòng)軸承9 聯(lián)軸器的選擇 10 鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算10.1高速軸和高速齒輪上的鍵聯(lián)接的選擇和
4、計(jì)算10.2 低速軸和低速齒輪上的鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算11潤滑方式、潤滑劑牌號(hào)及密封裝置的選擇11.1 潤滑方式11.2 潤滑油牌號(hào)12 減速器附件的選擇13 心得體會(huì)與致謝 前言1.設(shè)計(jì)目的機(jī)械設(shè)計(jì)課程是培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。課程設(shè)計(jì)則是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),同時(shí)也是高等工科院校大多數(shù)專業(yè)學(xué)生第一次全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練,其目的是:(1)通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐,樹立正確的設(shè)計(jì)思想,增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí),培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的的理論與實(shí)際知識(shí)去分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題的能力。 (2)學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法,掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律。 (3)通過制定設(shè)計(jì)方案,合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和
5、零件類型,正確計(jì)算零件的工作能力,確定尺寸及掌握機(jī)械零件,以較全面的考慮制造工藝,使用和維護(hù)要求,之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),達(dá)到了解和掌握機(jī)械零件,機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)過程和方法。 (4)學(xué)習(xí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練,例如:計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。3、 傳動(dòng)方案的分析和擬定(附傳動(dòng)方案簡圖)1電動(dòng)機(jī) 2聯(lián)軸器 3減速器 4,5開式齒輪傳動(dòng)6卷筒 此裝置通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)單級(jí)圓錐齒輪減速器,以及兩對(duì)開式齒輪完成了電動(dòng)絞車的傳動(dòng)。 原始數(shù)據(jù):參數(shù)卷筒圓周力F/N卷筒轉(zhuǎn)速 n/(r/min)卷筒直徑D/mm數(shù)據(jù) 2600 75 450工作條件:輕微沖擊;單向傳動(dòng);室外工作。使
6、用期限:20年;兩班制。生產(chǎn)批量:單件。工作機(jī)速度允許誤差:0.5%設(shè)計(jì)工作量:1,減速器裝配圖1張;2,零件工作圖兩張3,設(shè)計(jì)說明書1份。 4、電動(dòng)機(jī)的選擇 4.1 電動(dòng)機(jī)功率選擇 (1)電動(dòng)機(jī)的輸出功率 由參考文獻(xiàn)1 (2-3) (2-2)公式所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率為: 其中為從電動(dòng)機(jī)主工作機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率,即聯(lián)軸器錐齒開式齒輪傳動(dòng)軸承滾筒查表得:(2) 確定電動(dòng)機(jī)額定功率因?yàn)橛休p微沖擊,所以額定功率略大于,查表20.5選=7.5kw4.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選擇:查表20.1得,符合要求的為同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩Y132M-
7、4 7.5 1440 2.2 2.34.3 總傳動(dòng)比計(jì)算和分配各級(jí)傳動(dòng)比: 傳動(dòng)比: 5 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算5.1 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算5.2 各軸功率的計(jì)算各軸輸入功率為:5.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩T的計(jì)算6 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 開式齒輪1傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 選材:開式齒輪1傳動(dòng)設(shè)計(jì) (2) 等級(jí):選精度等級(jí)八級(jí)(按照參考文獻(xiàn)表8-1)大齒選45鋼正火 硬度為162-217HBS小齒選45鋼調(diào)質(zhì) 硬度為217-286HBS根據(jù)表8-5選圓周速度(3) 選齒數(shù) 齒寬系數(shù) 初選載荷系數(shù)初選齒數(shù)大輪齒數(shù) 取圓整61初選載荷系數(shù)齒寬系數(shù):=0.3 取 螺旋角: 初選(4) 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)主要
8、尺寸 由 小齒輪轉(zhuǎn)矩 (5) 許用應(yīng)力一般取 由表8-9知失效概率低于 取應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由圖8-19(c) 8-21(b)知 由圖8-20查得 取 由圖8-17可知 由圖8-16 可知 增大(6) 計(jì)算主要幾何參數(shù):初選向上圓整取傳動(dòng)比誤差:精確計(jì)算螺旋角 由校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 分度圓直徑:齒寬:齒數(shù)比:許用接觸應(yīng)力: 由表8-9選取 由表8-8查取彈性系數(shù)ZE=139.8mPa 合格驗(yàn)算齒輪圓周速度v:6.2 開式齒輪2傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算:1、 選材等級(jí): 小齒選40調(diào)質(zhì) 硬度 大齒選45鋼調(diào)質(zhì) 硬度由圖8-19(d)和圖8-21(d)可知 由表8-4根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合選用8級(jí)精度2、 選齒數(shù)、齒寬系
9、數(shù)、載荷系數(shù): 初選 3、 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)主要尺寸 小齒輪轉(zhuǎn)矩 取 應(yīng)力循環(huán)次數(shù): 由圖8-20查得 4、計(jì)算主要幾何參數(shù): 5、精確計(jì)算螺旋角: (1)分度圓直徑 (2)齒寬 (3)齒數(shù)比i=u=3 (4)許用接觸應(yīng)力 6.3 閉式錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算6.3閉式錐齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算1、選材: 大齒:20Cr 滲碳淬火 表面硬度7級(jí) (58-62)HRC 小齒:20Cr 滲碳淬火2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)尺寸 2、校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度(1) 齒面接觸疲勞應(yīng)力(2) 強(qiáng)度校核: (1) 齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力:(2) 齒根彎曲疲勞應(yīng)力 (3)強(qiáng)度校核: 7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算7.1高速軸 (1)選材;
10、確定許用應(yīng)力 已知減速器傳遞的是中小功率,由此選45鋼調(diào)質(zhì)處理,由表12-1查得強(qiáng)度極限(1)(2)(3) 軸2 45鋼(4) 軸3 45鋼(5) 軸4 45鋼(6) 軸5 45鋼 (2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑 據(jù)表12-2得 c=126-103 t=25-45mPa 又由式12-2得 按手冊(cè)取標(biāo)準(zhǔn)值 由于軸2的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器,會(huì)有鍵槽的存在,故直徑加大3%-5%,取為d=20mm 含軸承的初選,軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸2 考慮到軸向零件的定位,固定及裝拆,如: 左起第一段,由于安裝帶輪,屬于聯(lián)軸徑20mm,為了便于安裝,軸端進(jìn)行倒角 左起第二段,直徑取22mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加3
11、間滑脂的要求和箱體的厚度,取第二段的長度為34mm左起第三段,該段裝有滾動(dòng)軸承,選用圓 滾子軸承,取軸徑25mm、長度為39mm左起第四段,僅為軸段過渡,取23mm,長取50mm滾動(dòng)軸承段,對(duì)軸承右端進(jìn)行定位,取軸徑33mm,長度取8mm初選軸承為323057.2低速軸:轉(zhuǎn)軸材料:45鋼(性能查表12-1)粗估直徑:最小d=25,由于該軸有兩個(gè)鍵槽,軸徑將增加7%-10%,即d=27軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):1.裝配方案:右端:右到左裝配:齒輪 套筒 右端軸承 右端軸承端蓋 傳動(dòng)齒輪 依次從軸的右端往左端安裝 左端:左端軸承 左端軸承端蓋 依次從左端開始安裝軸承端蓋 軸承25 齒輪35 套筒15 軸承25
12、 軸承端蓋 傳動(dòng)齒輪2.軸段直徑和長度的確定:圓錐滾子軸承:32308(內(nèi)徑40 外徑)7.2.2低速軸的彎扭組合強(qiáng)度校核 求圓周力,徑向力 (a) 為軸的受力簡圖(b) 為垂直面彎矩圖(c) 水平面彎矩圖(d) 合彎矩圖(e) 扭矩圖 如下圖:8 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 8.1低速軸上的滾動(dòng)軸承 軸承的選擇與校核: 主動(dòng)軸32305一對(duì),從動(dòng)軸32308一對(duì) 根據(jù)要求對(duì)從動(dòng)軸上的軸承進(jìn)行校核,由手冊(cè)查得, 計(jì)算派生軸向力: 滾動(dòng)軸承的配置為面對(duì)面,派生軸向力的方向相對(duì)。計(jì)算軸承的軸向載荷 可以判斷軸承1被“壓緊”,軸承2被“放松” 計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 計(jì)算軸承壽命 由表13-4和13-5查得
13、, 由式(13-3) 故所選軸承符合要求。9聯(lián)軸器的選擇 選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器10 鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算10.1高速軸和高速齒輪上的鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算 鍵的選擇及校核:40Cr調(diào)質(zhì)高速軸與小齒輪選用鍵: b*h*L=8750 校核:查表得, 則, 可用。 10.2 低速軸和低速齒輪上的鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算 低速軸與小齒輪選用鍵: b*h*L=8752 校核: 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=0.57=3.5 圓頭手鍵的工作長度 l=L-b=50-8=42 軸直徑 d=40mm 查表得 可用。11潤滑方式、潤滑劑牌號(hào)及密封裝置的選擇11.1 潤滑方式 齒輪的潤滑 因齒輪的圓周速度6m/s
14、,所以采用浸油潤滑的潤滑方式。 高速齒輪浸入油里約0.7個(gè)齒高,但不小于10mm,低速齒輪浸入油高 速約為一個(gè)齒高,也不小于10mm。 滾動(dòng)軸承的潤滑 因潤滑油中的傳動(dòng)零件(齒輪)的圓周速度1.5-2m/s,所以采用飛濺 潤滑,通過箱壁的油槽傳輸 11.2 潤滑油牌號(hào) 潤滑油采用L-CKC100 12 減速器附件的選擇減速器箱體材料及結(jié)構(gòu)尺寸: 材料HT200箱體壁厚: 箱體凸緣厚度: 箱 座: 箱 蓋: 箱底座: 加強(qiáng)肋厚度: 箱 座: 箱 蓋: 地腳螺釘直徑: 取地腳螺釘數(shù)目: n=8軸承旁連接螺栓直徑:箱蓋箱座聯(lián)結(jié)螺栓直徑:觀察孔蓋螺釘直徑: 軸承旁凸臺(tái)半徑:箱體外壁至軸承端面距離:13
15、 心得體會(huì)與致謝這次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)兩個(gè)星期左右,通過這兩個(gè)星期的學(xué)習(xí),發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足,自己知識(shí)的很多漏洞,看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足,理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。 這次課程設(shè)計(jì)任務(wù)下來以后,我一直冥思苦想,我知道最主要的是要先找出一個(gè)方案,然后理清思緒,知道總的方向才會(huì)得心應(yīng)手。我們以前從沒有搞過這樣 的課程設(shè)計(jì),我也知道這次的課程設(shè)計(jì)真的很難的,但到今天終于還是完成了。在課程設(shè)計(jì)中,我遇到了很多問題,有些呢在老師后來的輔導(dǎo)課中得到了解決 ,有的就自己查閱的相關(guān)資料、書籍,我發(fā)現(xiàn)以前學(xué)得東西好多都已經(jīng)忘記了,慶幸的是 CAD還沒忘完 ,勉強(qiáng)畫了下去 ,只是效率還比較低,這也又一次讓我“明白溫故而知新”的道理,學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)的是一個(gè)反復(fù)的過程。參考文獻(xiàn)【1】機(jī)械設(shè)計(jì) 主編:張翠華 楊文敏 楊培勝 蘆書榮 西北工業(yè)大學(xué)出版社【2】機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 主編:蘆書榮 張翠華 徐學(xué)忠 江曉明 西南交通大學(xué)出 版社【3】機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版) 主編:濮良貴 紀(jì)名鋼 北京高等教育出版社【4】機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三卷) 主編 :王文斌 機(jī)械工業(yè)出版社【5】機(jī)械工程圖學(xué) 主編:侯洪生 北京科學(xué)出版社
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