毕业设计玻璃瓶印花机构及传动装置设计计算说明书.doc
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1、机械设计课程设计设计计算说明书设计题目: 玻璃瓶印花机构及传动装置设 计 者: 学 号: 2 0 1 1 专业班级: 1 1 - 机 械 班 指导教师: 完成日期: 2 0 1 年 月 日 天津理工大学机械工程学院目 录一 课程设计的任务2二 电动机的选择3三 传动装置的总传动比和分配各级传动比5四 传动装置的运动和动力参数的计算5五 传动零件的设计计算7六 轴的设计计算19七 滚动轴承的选择和计算30八 键的选择和计算31九 联轴器的选择32十 润滑和密封的选择32十一 箱体结构的设计32十二 设计总结34十三 参考资料35一、 课程设计的任务1设计目的:课程设计是机械设计课程重要的教学环节
2、,是培养学生机械设计能力的技术基础课。课程设计的主要目的是:(1)通过课程设计使学生综合运用机械设计课程及有关先修课程的知识,起到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用,树立正确的设计思想。(2)通过课程设计的实践,培养学生分析和解决工程实际问题的能力,使学生掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。(3)提高学生的有关设计能力,如计算能力、绘图能力以及计算机辅助设计(CAD)能力等,使学生熟悉设计资料(手册、图册等)的使用,掌握经验估算等机械设计的基本技能。2设计题目:执行机构方案设计、传动装置总体设计及机构运动简图已经在机械原理课程设计中完成(详见机械原理课程
3、设计资料,在此略),现将对传动装置进行具体设计。机械设计部分课程设计是在机械原理课程设计完成之后设计题目的延续和深入。执行机构方案设计、传动装置总体设计及机构运动简图已经在机械原理课程设计中完成,机械设计部分课程设计的任务是对其传动装置进行具体设计。设计题目:玻璃瓶印花机构及传动装置1、原始数据:方 案 号10分配轴转速n(r/min)45分配轴输入功率P(kw)0.8玻璃瓶单程移距(mm)110印花图章上下移(mm)50定位压块左右移(mm)20说明:(1)工作条件:2班制,工作环境良好,有轻微振动;(2)使用期限十年,大修期三年;(3)生产批量:小批量生产(120求带根数带速v=5.22m
4、/s带根数P0=0.31kW ka=0.967KL=1.1 P0=0.03kW取z=4根求轴上载荷张紧力q=0.06kg/mFa=51.926N轴上载荷FQ=412.43N2齿轮传动的设计计算 :高速级齿轮校核材料选择:小齿轮用40Gr,调质处理,硬度241HB286HB,平均取260HB大齿轮用45钢,调质处理,硬度229HB286HB,平均取240HB计算项目计算内容计算结果齿面接触疲劳强度计算接触疲劳极限Hlim由图12.17c(p223)2.校核计算齿数ZZ1=23,Z2=99模数m取=1.5mm中心距a取a=95mm螺旋角=15.601小齿轮的直径d1d1=35.82mm大齿轮的直径
5、d2d2=154.18mm齿宽b取 b2=30mmb1=40mmV=1.049m/s精度等级由表12.6选9级精度传动比i=4.204相对误差相对误差5%由表12.9由图12.9载荷系数K由表12.12由图12.16接触最小安全系数SHmin由表12.14(p225)SHmin=1.05应力循环次数NL接触寿命系数 ZN查表得许用接触应力H验算3.齿根弯曲疲劳强度计算:齿形系数YFa:ZV1=25.742ZV2=110.8YFa1=2.62YFa2=2.18应力修正系数Ysa:由图12.22(p230)Ysa1=1.595 Ysa2=1.815重合度系Y:=1.66Y=Y=0.702螺旋角系数
6、YY=0.842齿间载荷分配系数KF 当前以求得KF=1.647故KF=1.647齿向载荷分布系数KF由图12.14b/h=35/3.375=10.37KF=1.32载荷系数K:K=3.913弯曲疲劳极限Fmin:弯曲最小安全系数SFminSFmin=1.25SFmin=1.25弯曲寿命系数YN:尺寸系数Yx:许用弯曲应力F验算低速级齿轮校核材料选择:小齿轮用40Gr,调质处理,硬度241HB286HB,平均取260HB大齿轮用45钢,调质处理,硬度229HB286HB,平均取240HB计算项目计算内容计算结果齿面接触疲劳强度计算接触疲劳极限Hlim由图12.17c(p223)2.校核计算齿数
7、ZZ1=27 Z2=83模数m取=2.0mm中心距a取a=115mm螺旋角=16.957小齿轮的直径d1d1=56.45mm大齿轮的直径d2d2=173.55mm齿宽b取 b2=50mmb1=60mmV=0.411m/s精度等级由表12.6选9级精度传动比i=3.074相对误差相对误差5%由表12.9由图12.9载荷系数K由表12.12由图12.16接触最小安全系数SHmin由表12.14(p225)SHmin=1.05应力循环次数NL接触寿命系数 ZN查表得许用接触应力H验算3.齿根弯曲疲劳强度计算:齿形系数YFa:ZV1=30.85ZV2=94.84YFa1=2.52YFa2=2.19应力
8、修正系数Ysa:由图12.22(p230)Ysa1=1.625 Ysa2=1.82重合度系Y:=1.648Y=Y=0.705螺旋角系数YY=0.75齿间载荷分配系数KF 由表12.10注3当前以求得KF=1.781故KF=1.781齿向载荷分布系数KF由图12.14KF=1.4载荷系数K:K=4.424弯曲疲劳极限Fmin:弯曲最小安全系数SFminSFmin=1.25SFmin=1.25弯曲寿命系数YN:尺寸系数Yx:许用弯曲应力FYX =1验算六、轴的设计计算(一)轴(高速轴)的结构设计1、求轴上的功率、转速和转矩由前面得,kW,r/min,2、求作用在齿轮上的力 已知高速级小齿轮的分度圆
9、直径mm,则 N N 3、初步确定轴的最小直径。初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢,调质处理。根据表16.2,取=112,于是得:mm因为轴上应开2个键槽,所以轴径应增大7%,故mm,又此段轴与大带轮装配,综合考虑两者要求取=15mm。4、轴的结构设计(1)拟定轴上零件的装配方案 通过分析比较,选用下图所示的装配方案。由于轴的直径与齿轮轮毂相差不大,故选用齿轮轴。(2) 据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1.1-2段轴段与大带轮装配,其直径mm,为了满足大带轮的轴向定位要求,带轮左侧制出一轴肩 2.大带轮宽为了保证轴端挡圈只压在大带轮上而不压在轴的端面上,故1-2段的长度应比略小一
10、些,现取mm。2、 根据轴承端盖的拆装及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与大带轮左端面的距离取。3、初步选择滚动轴承。因为轴承只承受径向力的作用,故选用深沟球轴承。参照工作要求并根据mm,由轴承产品目录中初步选择6205型轴承,其尺寸为4、根据轴肩要求mm,但此时齿轮直径d1.8d=52.2mm,齿轮受力不均匀故选用齿轮轴5、 已知齿轮轮毂的宽度=40mm,故取mm,6、 由于齿轮端面至箱体内壁的距离mm,故 7、 由于齿轮端面至箱体内壁的距离mm,齿轮与箱体内壁之距离mm,旋转零件间的轴向距离为10-15mm,。8、轴上零件的周向定位带轮与轴之间的定位采用平键连接。平键截面,键槽用
11、键槽铣刀加工长为42mm。9、确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为145,轴环两侧轴肩的圆角半径为R2。高速轴尺寸:(二)轴(中间轴)的设计计算1、求轴上的功率、转速和转矩由前面得,kW,r/min,2、求作用在齿轮上的力 已知低速级小齿轮的分度圆直径mm, 3、初步确定轴的最小直径。选取轴的材料为45钢,调质处理,取C=112,于是得:mm 因为轴上应开2个键槽,所以轴径应增大7%,故,由于是中速轴,取=30mm。4、轴的结构设计(1)拟定轴上零件的装配方案通过分析比较,选用下图所示的装配方案。1)初步选择滚动轴承。因为轴承只承受径向力的作用,故选用深沟球轴承。参照工作要求并根据mm,由轴承产
12、品目录中初步选择6206型轴承,由参考资料得其尺寸为mm2)取安装齿轮处的轴段5-6的直径为35mm,齿轮与轴承之间采用挡油环定位已知齿轮3轮毂的宽度=60mm,故已知齿轮2轮毂的宽度=30mm,为使套筒充分压紧齿轮2,故3)旋转零件间的轴向距离为10-15,起固定作用的轴肩为6-10,故4)齿轮3距箱体内壁距离为10mm,轴承端面距箱体内壁距离为10mm, 故 5、轴上零件的周向定位两齿轮与轴之间的定位均采用平键连接。按mm由参考资料1中的表6-1查得齿轮4处平键截面,键槽用键槽铣刀加工长为22mm。同时为了保证齿轮与轴之间配合有良好的对中性,故选择齿轮与轴之间的配合为。6、确定轴上圆角和倒
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