機械課程設計報告.doc

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機械設計課程設計報告書 題目： 帶式輸送機傳動裝置 學院（系）： 年級專業(yè)： 學 號： 學生姓名： 指導教師： 一、傳動方案分析 設計題目為帶式輸送機傳動裝置。已知載荷F=1757 N，載荷性質為微振，卷筒直徑D=0.23 m，速度V=2.85 m/s，使用地點為室外，要求小批量生產，使用年限為五年一班。 二、電動機選擇傳動裝置的運動和動力參數計算 2.1 電動機方案確定 2.1.1 電動機類型和結構形式選擇 選擇Y系列（IP44）三相異步電動機。該系列電動機為封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機，效率高，節(jié)能，堵轉轉矩高、噪聲低、振動小。運動安全可靠。能防止灰塵、鐵屑和其他雜物侵入電動機內部。 2.1.2 電動機容量確定 工作機是同步帶傳動，ηw=0.96 輸出功率： η1為聯軸器效率（彈性聯軸器），η1=0.99；η2為齒輪傳動效率（8級精度齒輪傳動），η2=0.97；η3為軸承效率（滾動軸承），η3=0.99. 總效率: 電動機的輸出功率: KW 2.1.3 電動機轉速選擇(附電動機主要性能參數表) 工作機的轉速: r/min 一級圓柱齒輪減速器推薦傳動比:i=1-8; 電動機的轉速n0=n*i<236.8*8 r/min =1894.4 r/min; 根據功率Pd和轉速n0，查表可得選擇電動機為Y系列（IP44）三相異步電動機Y160-6. 電動機主要性能參數 電機型號 額定功率P /kW 同步轉速r/min 滿載轉速n r/min 滿載效率 /% Y160M-6 7.5 1000 970 86 2.2 傳動裝置總傳動比確定 設小齒輪所在軸為1軸，大齒輪所在軸為2軸； (1) 傳動比為： (2) 各軸轉速: n1= n0 =970 r/min; n3= r/min (3) 各軸輸入功率： =6.450kw （kw） （kw） （kw） (4)各軸輸入轉距： （Nm） （Nm） （Nm） （Nm） 三、傳動零件的設計計算 3.1 齒輪傳動設計方案 根據設計條件：齒輪采用閉式軟齒面 由《機械設計課程設計指導手冊》查得 小齒輪：45鋼，調質處理，硬度197~2866HBS，取=240 接觸疲勞極限 彎曲疲勞極限 大齒輪：45鋼，正火處理，硬度156~217HBS， 接觸疲勞極限 彎曲疲勞極限 取安全系數： 1.25 1.0 3.2齒輪傳動設計計算 3.2.1齒輪傳動參數設計 設齒輪按8級精度制造，載荷性質為微振，根據機械設計基礎。查表11-3，取載荷系數K=1.1。查表11-6可知，齒寬系數；查表11-4可知，彈性系數；T1=62.872 N*m;u=i=4.096 （1）計算小齒輪分度圓直徑 (2)齒寬b （4）初選齒數 小齒輪齒數Z1=25; 大齒輪齒數 (5) 模數m mm 圓整模數，按表4-1,取m=3 mm; (6)中心距a 對中心距進行圓整，取a=195 mm; 實際齒數為：Z1=25；Z2=105; 實際傳動比： （7）圓柱齒輪相關數據 查表可知：齒頂高系數為ha*;頂隙系數c*=0.25. 3.2.2齒輪傳動強度校核 驗算輪齒彎曲強度 (1)齒形系數 (2) (3)齒輪的圓周速度 對照表11—2可知選用8級精度合適。 四、 軸的計算 4.1 軸徑初估 根據軸的功率進行估算。 4.2 軸系結構設計方案分析 4.2.1 高速軸結構設計方案分析 （1）初選材料 選用45鋼,正火處理，其主要性能如下： （2）初算軸徑 =c=108=20.2mm （3）軸的結構設計 根據軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強 度的原則，主動軸和從動軸均設計為階梯軸。 取1軸的最小軸徑 d1=30mm 其他軸徑分別為 38mm 40mm 42mm 47mm 40mm 軸的結構圖如下所示： 4.2.2低速軸結構設計方案分析 （1）初選材料 選用45鋼,調質， （2）初算軸徑 =c=108=32mm （3） 軸的結構設計 根據軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時考慮到強 度的原則，主動軸和從動軸均設計為階梯軸。由于從動 軸的尺寸計算后得出可以安裝齒輪，故從動軸選用普通軸。 取從動軸的最小軸徑 d1=40mm 其他軸徑分別為 48mm 50mm 52mm 57mm 50mm 軸的結構圖如下所示： 4.3 軸系結構強度校核(選擇一根軸即可) 高速軸的強度校核： 圓周力 法向力 a求垂直面支反力 b求水平面支反力 c垂直面彎矩 =0.5L=21678.5 =0.5L=21678.5 水平面彎矩=0.5L=59560.9 合成彎矩==63383.42 ==63383.42 d轉矩 圓周力 當量彎矩==109100.28 e計算危險截面處軸的直徑： 軸的材料選用45鋼，調質處理,并查表得： = 650 （查表14—1）=60MPa（表14—3） d≥==26.3 mm 考慮到鍵槽對軸的削弱，將d值加大5% 則 d=27.61mm < 35mm 經校核所設計的從動軸軸徑合適。 五、 鍵的選擇及鍵聯接的強度計算 5.1 鍵聯接方案選擇 （1）1軸外伸端D=30 mm，故選鍵 GB/T1096—2003，b=10 mm，L=50 mm ，h=8mm，選45號鋼。 (2)1軸與小齒輪配D=42 mm，考慮鍵在軸中部安裝故選鍵 GB /T1096—2003，b=12 mm，L=33 mm ，h=8 mm，選45號鋼。 （3）2軸外伸端D=40 mm，故選鍵 GB/T1096—2003，b=12 mm，L=50 mm ，h=8 mm，選45號鋼。 （4）2軸與大齒輪配合D=52 mm，考慮鍵在軸中部安裝故選鍵 GB /T1096—2003，b=16 mm，L=49 mm ，h=10 mm，選45號鋼。 5.2 鍵聯接的強度計算 （1）1軸外伸端所選鍵，選45號鋼，其許用擠壓力=100MPa < 則強度足夠，合格。 （2）1軸與小齒輪配合所選鍵，選45號鋼，其許用擠壓力=100MPa < 則強度足夠，合格。 （3）2軸外伸端所選鍵，選45號鋼，其許用擠壓力=100MPa < 則強度足夠，合格。 （4）2軸與大齒輪配合所選鍵，選45號鋼，其許用擠壓力=100MPa < 則強度足夠，合格。 六、 滾動軸承的選擇和基本額定壽命計算 6.1 滾動軸承選擇方案及固定方案 考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用深溝球軸承主從動軸承根據軸徑值查《機械設計課程設計指導書》選擇主動軸軸承：6208 從動軸軸承： 6210 各2個（GB/T276-1993），兩軸承受純徑向載荷。 兩個軸承中的一個采用軸承蓋和軸肩固定，另一個采用定距環(huán)和軸承蓋固定。 6.2 滾動軸承基本額定壽命計算 完成計算后說明壽命(安全)要求與經濟性的矛盾 七、 聯軸器選擇 由于減速器載荷較平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆裝方便及經濟問題，故選用彈性柱銷聯軸器。 軸1的最小軸徑：d1min=20.2 mm; 軸2的最小軸徑：d2min=32.0 mm; 軸1轉速為：n1=970 r/min;軸2的轉速為：n2=236.8 r/min。 將機器啟動時的慣性力和工作中的過載等因素考慮在內，聯軸器的計算轉矩Tc為: 轉矩變化很小，選取工作情況系數為：KA=1.5.。 Tc1=KA*T1=1.5*62.872 N*m =94.308 N*m； Tc2=KA*T2=1.5*247.3 N*m=370.95 N*m； 根據《機械設計課程設計指導手冊》表15-4，因為Tc3m/s。軸承的潤滑選擇油霧潤滑。 8.2 密封方案對比及確定 a、.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法 b、觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機體之間加石棉橡膠紙、墊片進行密封 c、軸承孔的密封 悶蓋和透蓋用作密封與之對應的軸承外部軸的外伸端與透蓋的間隙，選用橡膠密封圈加以密封。 九、其它技術說明 9.1 減速器附件選擇方案 箱體主要結構尺寸計算: 箱座壁厚：=8mm 箱座凸緣厚度：b=12mm 箱蓋厚度：=8mm 箱蓋凸緣厚度：=12mm 箱底座凸緣厚度：=2.5=20mm 箱座、箱蓋肋厚：m=0.85δ=6.8mm 大齒輪頂與內箱壁距離：=10mm 小齒端面到內箱壁距離：=10mm 地腳螺栓M16，數量6個。 9.1.1 通氣器 減速器在運轉時，箱體內溫度升高，氣壓增大，對密封不利，所以在箱體上方安裝通氣器，可以使膨脹的氣體自由溢出，保證壓力平衡，提高箱體縫隙處的密封性能。本減速器在室外工作，所以選擇室外的通氣器。生產批量為小批，通氣器和窺視孔蓋采用焊接的結構。 工作環(huán)境為室外，所以選用較為完善的通氣器，其內部做成各種曲路，并有金屬濾網，可以減少停車后灰塵隨空氣進入機體內。 9.1.2 油標 用于檢查油池油面高度，以保證箱體內有正常的油量。游標尺常放置在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定處，確定油標尺的高度和角度，應使油孔位置在油面以上，以免油溢出。 設計時，應使箱座油標尺座孔的傾斜位置便于加工和使用，座孔表面要銑沉孔。 9.1.3 螺栓及吊環(huán)螺釘 吊環(huán)螺釘用于拆卸箱蓋，也允許用來吊運輕型減速器。 9.1.4 其它附件 油塞：放油孔的位置在油池的最低處，箱體上放油孔內的內螺紋的小徑與油池的底面在同一高度，保證箱體內的潤滑油和雜志能夠排凈。放油孔用螺塞封住，在箱體外壁上有5mm高的凸臺，凸臺上加工3mm深的魚眼坑，加油圈，保證密封效果。 9.2 減速器主要結構配合要求 鍵、軸承、端蓋、聯軸器、中心距 說明配合精度要求與經濟性的矛盾 9.3 減速器主要技術要求 安裝 1.減速機的組裝、部裝以及總裝一定要按裝配工藝順序進行。不能發(fā)生工藝干涉，如軸中間的齒輪還沒裝，便現把軸端的軸承裝配。 2、未經技術檢查科檢查合格、驗收、未打印和油漆未干的零件一概不準裝配。 3、任何相互配合的表面盡量不要在裝配時修正，要求配作零件、象鍵和鍵槽的修配除外。 4、滾動軸承在裝到軸上之前應先在油中預熱80-100攝氏度，并要做熱膨脹計算，力的傳遞應通過滾動軸承的內環(huán)，裝配時將未打印的一面向支承面裝靠。 5、減速機機蓋、機座對合面盡量不要采用任何墊片進行密封 6、裝配前零件要進行清洗，滾動軸承要用汽油或質量好的清洗機清洗，繞后用壓縮空氣吹干。 7、減速機裝配后進行試驗車，試運轉的轉速應接近減速機額定轉速，嚴禁在試車時的潤滑油內加入研磨劑和雜質，齒面接觸率要達到規(guī)定的等級要求。 8、減速機合格后，由技術檢驗部分打印并出鑒定書，未經過檢驗合格的減速機不能進行機器裝配和入庫，成品包裝好的減速機要有合格證和安裝保養(yǎng)須知。 拆卸：整臺減速器的拆卸如有整臺同型號、同傳動比的減速器備件時，已損壞的減速器可整臺更換。分別卸下減速器高速軸端、從動軸端的連接螺栓，使減速器與傳動系統(tǒng)脫開，卸下地腳螺栓后，整臺減速器即可卸下。 十、設計小結 本次的課程設計，我學到了很多，收獲了很多。這是大學以來第一次設計這么大的裝配圖，當把圖紙發(fā)下來的時候，面對空白的圖紙，都不知道從何下筆。通過查閱資料和老師的指導下，知道了如何一步一步的去完成這次的課程設計。但設計的過程還是困難重重的。 裝配圖的設計是嚴謹的，需要查閱許多的資料，來確定裝配圖的尺寸。不能夠偷懶，直接將圖畫出來。畫圖的時候要注意小的細節(jié)，細節(jié)的問題才是關鍵。當老師檢查圖的時候，就因為自己注意的細節(jié)少，出現了很多自己沒發(fā)現的小錯誤。本次的課程設計還增強了團結協(xié)作的能力。當遇到問題的時候，需要同學間的互相幫助，交流圖的經驗，這樣才能又快又好的完成任務。 課程設計為兩周的時間，對于我來說時間稍稍有些緊，導致裝配圖畫的不夠完美，有些遺憾。 這次的設計，綜合運用了以前學過的知識，學以致用。設計中又學到了很多課堂上學不到的知識，是對于我們是一次很好的鍛煉和學習的機會。相信對將來的工作有很大的幫助。除此之外，要感謝老師的耐心指導，老師認真負責的態(tài)度，值得我們學習。 十一、 參考資料 [1] 趙炳利，鄭長民 工程制圖 中國標準出版社，2010 [2] 韓曉娟 機械設計課程設計指導手冊 中國標準出版社，2008 [3] 龔溎義等 機械設計課程設計圖冊 高等教育出版社，2011 [4] 楊可禎等 機械設計基礎 高等教育出版社，2013  《機械設計課程設計C》綜評 項目 細則 成績 平時成績 (20分) 出勤 (10分) (A)全勤 (B)缺勤不多于2次 (C)缺勤不多于5次 (D)缺勤5次以上的 態(tài)度 (10分) (A)積極 (B)比較積極 (C)一般 (D)不積極 圖面成績 (50分) 結構 (10分) 合理 比較合理 圖面質量 (40分) 優(yōu) 良 中 及格 不及格 設計報告成績 (15分) 優(yōu) 良 中 及格 不及格 答辯成績 (15分) 優(yōu) 良 中 及格 不及格 總成績 答辯小組成員簽字 年 月 日