机械设计优秀课程设计模板.doc
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目录 一、设计任务书 3 二、系统总体方案设计 4 (一)、分析传动系统工作情况 4 (二)、传动方案确实定 5 三、电动机选择 6 四、实施机构选择 10 五、传动装置运动和动力参数 10 六、传动零件设计计算 13 (一)、高速级斜齿轮副设计计算 13 (二)、低速级直齿轮设计计算 15 七、轴系零件设计计算 19 (一)、输入轴设计计算 19 (二)、中间轴设计计算 23 (三)、输出轴设计计算 27 八、滚动轴承选择和计算 31 九、连接选择和计算 37 十、联轴器选择 37 十一、减速器润滑方法、润滑油牌号及密封装置选择设计 38 十二、零部件及箱体设计 40 (一)、关键零部件.......................................................................................................................40 (二)、附件 …………………………………………………………………………………….40. (三)、减速器箱体结构设计 41 十三、设计小结……………………………………………………………………..41 一、设计任务书 . 二、系统总体方案设计 (一)、分析传动系统工作情况 1. 组成:传动装置由电动机、减速器、联轴器、卷筒、轴承组成。 2. 特点:结构简单、效率高、轻易制造、使用寿命长、维护方便。因为电动机、减速器和滚筒并列,造成横向尺寸较大,机器不紧凑。但齿轮位置不对称,高速级齿轮部署在远离转矩输入端,可使轴在转矩作用下产生扭转变形和轴在弯矩作用下产生弯曲变形部分地抵消,以减缓沿齿宽载荷分布有均匀现象。 3.电动机和工作机安装位置: 电机安装在远离高速轴齿轮一端;工作机安装在远离低速轴齿轮一端。 4.传动系统简图: (二)、传动方案确实定 依据设计任务书,该传动方案设计分成原动机和传动装置两部分。 1.原动机选择 设计要求:动力源为三相交流电380/220v,原动机选择电动机。 2.传动装置选择 电动机和减速器,减速器和工作机联接选择联轴器联接 3.减速器选择 由任务书能够看出,采取二级圆柱斜齿轮传动,是展开式。 (三)、分析装配方案 分析各零件作用、结构及类型: (1)、关键零部件: ①、轴:关键功用是直接支承回转零件,以实现回转运动并传输动力。高速轴和中速轴全部属于齿轮轴;低速轴为转轴、属阶梯轴。 ②、轴承:用来支承轴或轴上回转零件、保持轴旋转精度、减小磨擦和磨损。 ③、齿轮:用来传输任意轴间运动和动力,在此起传动及减速作用,其中齿轮1和齿轮3属于齿轮轴,为主动轮,全部为斜齿圆柱齿轮。 ④、联轴器:关键用于联接两轴,使它们一起转动以传输运动和转矩。 (2)、附件: ①、窥视孔:窥视孔用于检验传动零件啮合、润滑及轮齿损坏情况,并兼作注油孔,可向减速器箱体内注入润滑油。 ②、通气器:使箱体内受热膨胀气体自由排出,以保持箱体内外压力平衡,不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件处向外渗漏。 ③、定位销:对由箱盖和箱座经过联接而组成剖分式箱体,为确保其各部分在加工及装配时能够保持正确位置,尤其是为确保箱体轴承座孔加工精度及安装精度。 ④、启箱螺钉:因为装配减速器时在箱体剖分面上涂有密封用水玻璃或密封胶,所以在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖,旋动启箱螺钉可将箱盖顶起。 ⑤、放油孔及放油螺塞:为排放减速器箱体内污油和便于清洗箱体内部,在箱座油池最低处设置放油孔,箱体内底面做成斜面,向放油孔方向倾斜1~2使油易于流出。 三、电动机选择 1、选择电动机类型 按工作要求和条件,选择三相笼型异步电动机,封闭式结构,电压380V,Y型。 2、选择电动机容量 电动机工作功率为kW, kW 所以 kW 确定电动机到工作机总效率:设、、、分别为卷筒轴、滚动轴承、圆柱斜齿圆柱齿轮传动(精度为8级)、弹性性连轴器传动效率,由表2-2查得=0.96、=0.98、=0.97、=0.99,则传动装置总效率为由电动机至卷筒传动效率为 取,,,。则 所以 3、确定电动机转速 二级圆柱齿轮减速器传动比,则总传动比合理范围为,故电动机转速范围为 符合这一范围同时转速有750 、1000 和1500 。 依据容量和转速,由相关手册查出有四种适用电动机型号,所以有四种传动比方案 如表: 方 案 电 动 机 型 号 额 定 功 率 电动机转速 () 同时 满载 转速 转速 电动机重量 (kg) 参 考 价 格 (元) 中 心 高 (mm) 外 伸 轴 径 (mm) 外 伸 轴 长度(mm) 磁 极 对 数 堵转 转矩 额定 转矩 最大 转矩 额定 转矩 1 3.0 1500 1430 38 1200 100 28 60 4 2.2 2.4 2 3.0 1000 960 63 1500 132 38 80 6 2.0 2.0 3 3.0 750 710 79 2100 132 38 80 8 2.0 2.0 4、计算传动装置总传动比,并分配各级传动比 (1)总传动比: (在 (8-40) 以内)。 (2)分配各级传动比: 因, 开始二级圆柱齿轮减速器传动比在(1.3~1.5) 之间,初取, 则减速器传动比 ,, 符合齿轮传动比之间范围。 5、传动装置运动和动力参数计算 (1)各轴转速: 轴1: 轴2: 轴3: 卷桶轴: (2)各轴输入功率: 轴1: 轴2: 轴3: 卷筒轴: (3)各轴输入转矩: 轴1: 轴2: 轴3: 卷筒轴: 将上述计算结果列于标中,以供查用: 各轴运动及动力参数 轴号 转速 功率 转矩 传动比 电机轴 1430 2.62 1430 2.54 16.96 4.96 288.31 2.41 79.83 3.54 81.44 2.29 268.54 1.0 滚筒轴 81.44 2.22 260.33 1.0 综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格 和减速器传动比,可见第1方案比较适合。 选定电动机型号为,其尺寸参数见标准 6、 电动机关键外形和安装尺寸列于下表 中心高H 外形尺寸 底脚安装尺寸 地脚螺栓孔直径 K 轴伸尺寸 装键部位尺寸 100 12 四、实施机构选择 由任务书可知道,其卷筒速度为,钢丝绳拉力为,所以应选择承受力大于1500N钢丝绳。卷筒直径为D=340mm.故此可根据依据来选择适宜实施机构来满足实际需要。切在实际工作中不能超出额定载荷。 五、传动装置运动和动力参数 其运动方向图所表示 1、总传动比: (在 (8-40) 以内)。 2、分配各级传动比: 因, 开始二级圆柱齿轮减速器传动比在(1.3~1.5) 之间,初取, 则减速器传动比 ,, 符合齿轮传动比之间范围。 (四)传动装置运动和动力参数计算 1、各轴转速 轴1: 轴2: 轴3: 卷桶轴: 2、各轴输入功率 轴1: 轴2: 轴3: 卷筒轴: 3、各轴输出功率 轴1: 轴2: 轴3: 卷筒轴: 4、各轴输入转矩 电动机轴输出转矩 轴1: 轴2: 轴3: 卷筒轴: 5、各轴输出转矩 Ⅰ轴 Ⅱ轴 Ⅲ轴 卷筒轴 将上述计算结果列于标中,以供查用: 各轴运动及动力参数 运动和动力参数计算结果整理于下表: 轴名 效率P kW 转矩T 转速n r/min 传动比i 输入 输出 输入 输出 电动机轴 2.62 17.50 1430 Ⅰ轴 2.59 2.54 16.96 16.62 1430 4.96 Ⅱ轴 2.46 2.41 79.83 78.23 288.31 3.54 Ⅲ轴 2.34 2.29 268.54 263.17 81.44 1.0 卷筒轴 2.27 2.22 260.33 255.33 81.44 1.0 综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格 和减速器传动比,可见第1方案比较适合。 选定电动机型号为,其尺寸参数见标准 六、传动零件设计计算 (一)、高速级斜齿轮副设计计算 斜齿圆柱齿轮 按输入转速,,传输功率,正反向传动,断续工作,有轻微振动,起动载荷为公称载荷1.4倍,且天天工作十二小时,寿命为八年,大修期为三年等条件来计算。 1、选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器断续工作,故起动次数频繁,所以齿轮采取硬齿面。小齿轮选择表面淬火,齿面硬度为。大齿轮选择钢,表面淬火,齿面硬度;依据指导书选8级精度。 2、选择齿数和齿宽系数 初定齿数,; 取,,齿宽系数。 3、确定轮齿许用应力 1、依据两轮轮齿齿面硬度,由资料查到两轮齿根弯曲疲惫极限和齿面接触疲惫极限分别为 , , 安全系数分别取,,得 , , 2、按齿根弯曲强度设计计算 齿轮阿爸级精度制造,取载荷系数K=1.4(表11—3)。齿宽系数=0.5(表11—6)非对称部署。 小齿轮上转矩: 初选螺旋角: (1)确定公式内各计算数值 1)试选载荷系数。 2)计算小齿轮传输转矩 由前面计算可知, 3)由表10-7取。 4)计算当量齿数 5)查取齿形系数 由表11-8查得 6)查取应力校正系数 由表11-9查得 7)计算大小齿轮并加以比较 经比较得小齿轮数值大。 8) 设计计算 对比计算结果,由齿面接触疲惫强度计算得法面模数和由齿根弯曲疲惫强度计算模数相差不大,取,已可满足弯曲强度。 4、几何尺寸计算 (1)计算中心距 将中心距圆整后取。 (2)按圆整后中心距修整螺旋角 。 (3)计算大小齿轮分度圆直径 (4)计算齿轮宽度 取齿宽 :=40mm, =45mm 4、 验算齿面接触疲惫强度 由表11-4查得材料弹性影响系数,标准齿距时 ,。 6、齿轮圆周速度: (二)、低速级直齿轮设计计算 按输入转速,,传输功率,正反向传动,断续工作,有轻微振动,起动载荷为公称载荷1.4倍,且天天工作十二小时,寿命为八年,大修期为三年等条件来计算。 1、选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器断续工作,故起动次数频繁,所以齿轮采取硬齿面。小齿轮选择表面淬火,齿面硬度为。大齿轮选择钢,表面淬火,齿面硬度;依据指导书选8级精度。 2、选择齿数和齿宽系数 初定齿数,; 取,,实际传动比,齿宽系数。 3、确定轮齿许用应力 1、依据两轮轮齿齿面硬度,由资料查到两轮齿根弯曲疲惫极限和齿面接触疲惫极限分别为 , , 安全系数分别取,,得 , , 2、按齿根弯曲强度设计计算 齿轮阿爸级精度制造,取载荷系数K=1.4(表11—3)。齿宽系数=0.5(表11—6)非对称部署。 小齿轮上转矩: 初选螺旋角: (1)确定公式内各计算数值 1)试选载荷系数。 2)计算小齿轮传输转矩 由前面计算可知, 3)由表10-7取。 4)计算当量齿数 5)查取齿形系数 由表11-8查得 6)查取应力校正系数 由表11-9查得 7)计算大小齿轮并加以比较 经比较得小齿轮数值大。 8) 设计计算 对比计算结果,由齿面接触疲惫强度计算得法面模数和由齿根弯曲疲惫强度计算模数相差不大,取,已可满足弯曲强度。 4、几何尺寸计算 (1)计算中心距 将中心距圆整后取。 (2)按圆整后中心距修整螺旋角 。 (3)计算大小齿轮分度圆直径 (4)计算齿轮宽度 取齿宽 :=70mm, mm 5、 验算齿面接触疲惫强度 由表11-4查得材料弹性影响系数,标准齿距时 ,。 6、齿轮圆周速度: 高、低速级齿轮参数 名称 高速级 低速级 中心距a(mm) 120 130 法面摸数(mm) 2.0 2.5 螺旋角(°) 齿顶高系数 1 1 顶隙系数 0.25 0.25 压力角 齿 数 19 22 94 78 分度圆 直径 (mm) 40.354 57.200 (mm) 199.646 202.800 齿根圆 直径 (mm) 35.354 50.95 (mm) 194.646 196.55 齿顶圆 直径 (mm) 44.354 62.200 (mm) 203.646 207.800 齿 宽 (mm) 45 70 (mm) 40 56 齿轮等级精度 8 8 材料及热处理 大、小齿轮材分别为表面淬火,齿面硬度为48至55HRC;45#钢表面淬火,齿面硬度为 大、小齿轮材分别为表面淬火,齿面硬度为48至55HRC;45#钢表面淬火,齿面硬度为 七、轴系零件设计计算 (一)、输入轴设计计算 1、输入轴上功率、转速、转矩 2、求作用在齿轮1上力 因已知齿轮分度圆直径 3、初步确定轴最小直径 先按式(15—2)初步估算轴最小直径,选择轴材料为45#刚,调质处理。 依据表14—2,取,于是得: 高速轴最小直径显然是装带轮处直径,即大带轮轴孔直径,因为带轮上有键槽,故将最小直径增加7%,,又因为装小带轮电动机轴径d=28mm, 所以高速轴装大带轮处直径,故取。 4、轴结构设计 (1)确定轴上零件装配方案,以下所表示 7 6 5 4 3 2 1 (2)依据轴向定位要求确定轴各段直径和长度。 1)依据计算最小直径取轴直径=25mm。为了满足联轴器能愈加好连接电动机和轴,1-2轴左端需制出一轴肩,故2-3段得直径。由联轴器长度确定。 2)初步选择滚动轴承。 因轴承同时受到径向力和轴向力作用,故选择角接触球轴承,参考工作要求,并依据,由轴承产品目录中初步选择角接触球轴承,其型号为7207C,其尺寸为,查得a=15.7mm.故,而 3)第七段轴轴承采取套筒定位,右端滚动轴承采取轴肩进行定位。取。 4)轴承端盖总宽度为20mm,依据轴承端盖装拆,及便于对轴承添加润滑脂要求。取端盖外端面和联轴器左端面间距离,L=35mm故取。 5)因为滚动轴承座断续要进行轴向固定,采取轴肩固定,故可取,中间轴两齿轮间距离取12mm,第二队齿轮主动轮齿宽为70mm,故可取。 6)取安装齿轮处轴段5直径,依据齿轮轮毂宽度,取,取,轴肩 去箱体呢你壁之间距离考虑到箱体铸造误差,在确定滚筒轴承位置时,应距壁一段距离S,取,已知滚动轴承宽度,则。 已初步确定了轴各段直径和长度。 (3)轴上零件周向定位 联轴器和轴周向定位均采取平键连接。按,由教材表10—9查得平键截面,键槽用键槽铣刀加工,长为33mm ,齿轮轮毂和轴配合配合采取。带轮和轴配合采取。滚动轴承和轴周向定位是由过分配合来确保,此处选轴直径尺寸公差为k6。 (4)确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表1-27,取右轴端和2处倒角为,1,2处圆角R=1.0mm,其它圆角R=1.6mm。 (5)求轴上载荷 首先依据轴结构图做出轴计算简图,从上已经知道,对于角接触球轴承7207AC,由手册中可查得a=21mm,作为简支梁轴支承跨距。 对轴进行计算并做出弯矩图和扭矩图。以下: 对水平面进行计算: 对垂直面进行计算: 求总弯矩,即合成弯矩: 将计算结果列于下表: 载荷 水平面H 垂直面V 支反力F 弯矩M 总弯矩M 扭矩T (6)按弯曲合成应力校核轴强度 进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩截面强度,由上表数据,和轴正反向旋转,扭转切应力为对称循环应力,取=1.0则: 前以选定轴材料为40Cr钢,调质处理,查表=55Mpa,所以小于,故安全。 (二)、中间轴设计计算 1、中间轴上功率、转速及转矩 2、求作用在齿轮上力 因已知齿轮分度圆直径 3、初步确定轴最小直径 初步估算轴最小直径,选择轴材料为45钢,调质处理。依据表14—2,取,于是得: 中间轴最小直径显然是轴承处直径(图4)。为了使所选轴直径和轴承孔径相适应,故需同时选择轴承型号。 选择型号为7309AC角接触球轴承,其尺寸为。查得a=27.5mm,所以。 4、轴结构设计 (1)确定轴上零件装配方案以下图 6 5 4 3 2 1 (2)依据轴向定位要求确定轴各段直径和长度 1)轴段6右端和轴承之间采取套筒定位,去吃论据箱体之间距离,考虑到箱体制造误差,在确定滚动轴承位置时应距箱体内壁一段距离s取,已知轴承宽度,则。 2) 取安装斜齿圆柱齿轮处轴段处5直径,齿轮左端和左轴承之间采取套筒定位。已知齿轮轮毂长度,为了使套筒端可靠压紧大齿轮,此轴段应略短和轮毂长度,故取。齿轮右端采取轴肩定位,轴肩高度。 3)确定两端轴承处轴段长度 轴段处齿轮分度圆直径,故取,又齿宽,所以取。 4)轴段处1为滚动轴承,又轴承宽度,故。轴段1靠轴肩固定,取,。 (3) 轴上零件周向定位 齿轮和轴周向定位采取平键连接,按截面,查表查得平键截面,键长为38mm;此处齿轮轮毂和轴配合配合采取。滚动轴承和轴周向定位是由过渡配合来确保,此处选轴直径尺寸公差为k6. (4)确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表1-27,取轴端倒角为,其它各处取圆角为R=1.6mm。 (5)求轴上载荷 首先依据轴结构图做出轴计算简图,从上已经知道,对于角接触球轴承7308AC,由手册中可查得a=27.5mm,作为简支梁轴支承跨距 。 对轴进行计算并做出弯矩图和扭矩图。以下图: 对水平面进行计算: 对垂直面进行计算: 求总弯矩,即合成弯矩: 将各计算结果列于下表: 载荷 水平面H 垂直面V 支反力F 弯矩M 总弯矩M 扭矩T 6)按弯曲合成应力校核轴强度 进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩截面强度,由上表数据,和轴单向旋转,扭转切应力为脉动循环变应力,取=0.6则: 前以选定轴材料为40Cr,调质处理,查表=55Mpa,所以<,故安全。 (三)、输出轴设计计算 1、输入轴上功率、转速及转矩 2、作用在齿轮上力 因已知齿轮分度圆直径 3、初步确定轴最小直径 初步估算轴最小直径,选择轴材料为45钢,调质处理。依据表14—2,取C=116,于是得: 输出轴最小直径显然是安装联轴器处轴直径,为了使所选轴得直径和联轴器孔径相适应,故需同时选择联轴器型号。查表17-1,考虑到转矩改变很小,故取,则联轴器转矩计算,,根据计算转矩应小于联轴器公称转矩得条件,查手册。 选择LT7型弹性套柱销联轴器,其公称转矩为500000N·mm。联轴器孔径,故取,半连轴器长度L=112mm,半连轴器和轴配合毂孔长度。 4、轴结构设计 5 4 3 2 1 (1) 确定轴上零件装配方案,图所表示 (2) 依据轴向定位要求确定轴各段直径和长度。 1) 为了满足半联轴器轴向定位要求,轴段1左端需制出一轴肩,故2段直径。半联轴器和轴配合毂孔长度。为了确保轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端面上,故1-2段长度应比略短部分,现取。 2)初步选择滚动轴承。 因轴承同时受到径向力和轴向力作用,故选择角接触球轴承,参考工作要求,并依据,由轴承产品目录中初步选择角接触球轴承,其型号为7310AC,其尺寸为,故取。 3)取安装齿轮处轴段直径,齿轮左端和左轴承之间采取套筒定位,已知齿轮轮毂宽度为85mm,为了使套筒端面可靠地压紧轮齿,此轴段应略短于轮毂宽度,故取。 4)轴承端盖总宽度为20mm,依据轴承端盖装拆,及便于对轴承添加润滑脂要求。取端盖外端面和半联轴器右端面间距离,,故取, 取齿轮距箱体内壁左端之距离。考虑到箱体制造误差,在确定滚动轴承位置时 应距箱体内壁一段距离S,取S值为9mm。已知轴承宽度T=21mm ,则 致此已初步确定了轴各段直径和长度。 (3) 轴上零件周向定位 联轴器、齿轮和轴周向定位采取平键连接,按截面,查表查得平键截面,键长为69mm,齿轮轮毂和轴配合配合采取。半联轴器和轴配合采取。滚动轴承和轴周向定位是由过渡配合来确保,此处选轴直径尺寸公差为m6. (4) 确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表1-27,取轴端倒角为,全部圆角半径R=1.6mm。 (5)求轴上载荷 首先依据轴结构图做出轴计算简图,作为简支梁轴支承跨距 。 对轴进行计算并做出弯矩图和扭矩图。以下图: 对水平面进行计算: 对垂直面进行计算: 求总弯矩,即合成弯矩: 扭矩 载荷 水平面H 垂直面V 支反力F 弯矩M 总弯矩M 扭矩T (6)按弯曲合成应力校核轴强度 进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩截面强度,由上表数据,和轴单向旋转,扭转切应力为脉动循环变应力,取=1.0则: 前以选定轴材料为45钢,调质处理,查表=55Mpa,所以<,故安全。 八、滚动轴承选择和计算 (一)、高速轴上轴承选择和寿命计算 由上可知,轴承型号为7207AC,查表得基础额定动载荷,查得温度系数。 (1)求轴承所受径向载荷Fr 故 (2) 求轴承计算轴向力 对于7207AC型角接触球轴承,其轴向力 由表16-12查得轴承内部轴向力为 又 故轴承1放松,轴承2被压紧。 (3)求比值 (4)计算当量载荷P 查表16-11得径向载荷系数和轴向载荷系数为 对轴承1 对轴承2 ,则 (5)计算所需径向基础额定动载荷 因轴结构要求两端选择一样尺寸轴承,今,故应以轴承2径向当量动载荷为计算一句。因受中等冲击载荷,查表16-9得=1.5;工作温度正常,查表16-8得。所以 计算得轴承预期寿命 因为,所以按轴承2受力大小验算。 所以轴承满足寿命要求。 (二)、中间轴上轴承选择和寿命计算 由上可知,轴承型号为7308AC,查表得基础额定动载荷,查得温度系数。 (1)求轴承所受径向载荷Fr 故 (3) 求轴承计算轴向力 对于7308AC型角接触球轴承,其轴向力 由表16-12查得轴承内部轴向力为 又 故轴承1放松,轴承2被压紧。 (3)求比值 (4)计算当量载荷P 查表16-11得径向载荷系数和轴向载荷系数为 对轴承1 对轴承2 ,则因受中等冲击载荷,查表16-9得=1.5;工作温度正常,查表16-8得。 (5)验算轴承寿命 因轴结构要求两端选择一样尺寸轴承,今,故应以轴承2径向当量动载荷为计算一句。所以 计算得轴承预期寿命 因为,所以按轴承2受力大小验算。 所以轴承满足寿命要求。 (三)、低速轴上轴承选择和寿命计算 角接触球轴承轴承型号为7310AC,查表得基础额定动载荷,查得温度系数。 (1)求轴承所受径向载荷Fr 故 (2) 求轴承计算轴向力 对于7310AC型角接触球轴承,其轴向力 由表16-12查得轴承内部轴向力为 又 故轴承1放松,轴承2被压紧。 (3)求比值 (4)计算当量载荷P 查表16-11得径向载荷系数和轴向载荷系数为 对轴承1 对轴承2 ,则因受中等冲击载荷,查表16-9得=1.5;工作温度正常,查表16-8得。 (5)验算轴承寿命 因轴结构要求两端选择一样尺寸轴承,今,故应以轴承2径向当量动载荷为计算一句。所以 计算得轴承预期寿命 因为,所以按轴承2受力大小验算。 所以轴承满足寿命要求。 九、连接选择和计算 键联接计算 (1) 低速轴键计算 应选择圆头一般平键连接。 ,键、轴和轮毂材料全部是45#钢。 (2)高速轴键选择 选择圆头一般头平键连接。 键、轴和轮毂材料全部是45C 十、联轴器选择 1、低速轴上联轴器计算 1) 类型选择 选择弹性套柱销联轴器 2) 载荷计算 公称转矩 查得 查得LT7弹性套柱销联轴器许用转矩为,许用转速为3300r/min, 计算转矩 故联轴器满足使用要求。 2、高速轴上联轴器计算 3) 类型选择 选择弹性套柱销联轴器 4) 载荷计算 公称转矩 查得 查得LT7弹性套柱销联轴器许用转矩为,许用转速为5700r/min, 计算转矩 故联轴器满足使用要求。 十一、减速器润滑方法、润滑油牌号及密封装置选择设计 (一)、减速器测绘和结构分析 1、拆卸减速器 按拆卸次序给全部零、部件编号,并登记名称和数量,然后分类、分组保管,避免产生混乱和丢失;拆卸时避免随意敲打造成破坏,并预防碰伤、变形等,以使再装配时仍能确保减速器正常运转。 拆卸次序: ①、拆卸观察孔盖。 ②、拆卸箱体和箱盖联连螺栓,起出定位销钉,然后拧动起盖螺钉,卸下箱盖。 ③、拆卸各轴两边轴承盖、端盖。 ④、一边转动轴顺着轴旋转方向将高速轴轴系拆下,再用橡胶榔头轻敲轴将低、中速轴系拆卸下来。 ⑤、最终拆卸其它附件如油标、放油螺塞等。 2、分析装配方案 根据先拆后装标准将原来拆卸下来零件按编好次序返装回去。 ①、检验箱体内有没有零件及其它杂物留在箱体内后,擦净箱体内部。将各传动轴部件装入箱体内; ②、将嵌入式端盖装入轴承压槽内,并用调整垫圈调整好轴承工作间隙。 ③、将箱内各零件,用棉纱擦净,并塗上机油防锈。再用手转动高速轴,观察有没有零件干涉。经检验无误后,合上箱盖。 ④、松开起盖螺钉,装上定位销,并打紧。装上螺栓、螺母用手逐一拧紧后,再用扳手分数次均匀拧紧。 ⑤、装好轴承小盖,观察全部附件是否全部装好。用棉纱擦净减速器外部,放回原处,摆放整齐。 (二)、润滑方法 齿轮采取浸油润滑。参考[1]。当齿轮圆周速度时,圆柱齿轮浸入油深度约一个齿高,三分之一齿轮半径,大齿轮齿顶到油底面距离。参考。轴承润滑采取润滑脂,润滑脂加入量为轴承空隙体积,采取稠度较小润滑脂。 (三)、密封装置 预防外界灰尘、水分等侵入轴承,并阻止润滑剂漏失。 润滑目标是为了降低摩擦及摩损,延长疲惫寿命,排出摩擦热、冷却,也有预防生锈、腐蚀效果。 齿轮润滑: 减速器内传动零件润滑,通常有油池浸油润滑和喷油润滑。而浸入油中圆周速度小于12m/s,才适合浸油润滑,此减速器大齿轮圆周速度小于12m/s,所以,选择浸油润滑是比较合理。浸油高度取为35mm。 依据齿轮运转速度、载荷大小、工作环境和润滑装置等多种关键要素,选择N150中负荷工业齿轮用油,它运动黏度135~165㎡/s(40°),75.9~91.2㎡/s(50°);闪点170℃;凝点-8℃。 滚动轴承润滑 因为浸油齿轮圆周速度在1.5~2m/s以上,靠近机体旁4个轴承,能够采取飞溅润滑。靠近机体内油飞溅直接润滑轴承或经机体剖分面上油沟,然后流进轴承进行润滑。 5) 减速器密封 密封目标: 为了预防减速器内润滑剂泄出,预防灰尘、切削微粒及其它杂物和水分侵入,减速器中轴承等其它传动部件、减速器箱体等全部必需进行必需密封,以保持良好润滑条件和工作环境,使减速器达成预期工作寿命。而同轴式二级减速器密封部位关键在轴伸端处和箱体接合面处。 密封方法: 轴伸端处密封 在输入或输出轴外伸处,为了预防灰尘、水汽及其它杂质渗透,引发轴承急剧磨损和腐蚀,和润滑油外漏,全部要求在端盖轴孔内装密封件。 在输入轴外伸端处,采取毛毡密封;在输出轴外伸端出,轴径比较大,故利用安装沟槽使密封圈受到压缩而密封,在介质压力作用下产生自紧作用而增强密封效果。 箱体接合面密封 箱座和箱盖密封常在箱盖和箱座接合面上涂上密封胶或水玻璃方法实现。为了提升接合面密封性,可在箱座接合面上开油槽使渗透接合面之间润滑油重新流回箱体内部。 (四)、减速器箱体和附件: ①、箱体:用来支持旋转轴和轴上零件,并为轴上传动零件提供封闭工作空 间,预防外界灰砂侵入和润滑逸出,并起油箱作用,确保传动零件啮合过程良好润滑。材料为:HT200。 ②、附件: 包含窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。 十二、零部件及箱体设计 (一)、关键零部件: ①、轴:关键功用是直接支承回转零件,以实现回转运动并传输动力。高速轴属于齿轮轴;低速轴为转轴、属阶梯轴。 ②、轴承:用来支承轴或轴上回转零件、保持轴旋转精度、减小磨擦和磨损。 ③、齿轮:用来传输任意轴间运动和动力,在此起传动及减速作用,全部为直齿圆柱齿轮。 (二)、附件: ①、窥视孔:窥视孔用于检验传动零件啮合、润滑及轮齿损坏情况,并兼作注油孔,可向减速器箱体内注入润滑油。 ②、通气器:使箱体内受热膨胀气体自由排出,以保持箱体内外压力平衡,不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件处向外渗漏。 ③、定位销:对由箱盖和箱座经过联接而组成剖分式箱体,为确保其各部分在加工及装配时能够保持正确位置,尤其是为确保箱体轴承座孔加工精度及安装精度。 ④、启盖螺钉:因为装配减速器时在箱体剖分面上涂有密封用水玻璃或密封胶,所以在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖,旋动启箱螺钉可将箱盖顶起。 ⑤、放油孔及放油螺塞:为排放减速器箱体内污油和便于清洗箱体内部,在箱座油池最低处设置放油孔,箱体内底面做成斜面,向放油孔方向倾斜1~2使油易于流出。 (三)、减速器箱体结构设计 减速器箱体结构尺寸(由手册上查得近似值) 机体结构尺寸,关键依据地脚螺栓尺寸,再经过底版固定,而地脚螺栓尺寸又依据两齿轮中心矩a=130mm来确定。 名称 代号 减速器箱体荐用尺寸 齿轮减速器 具体数值(mm) 机座壁厚 δ 二级 0.025a+3≥8 8 机盖壁厚 二级 0.02a+3≥8 8 机座凸缘厚 b b=1.5δ 12 机盖凸缘厚 b1 b1=1.5δ1 12 机座凸缘厚 b2 b2=2.5δ 20 地脚螺栓直径 =0.036a+12 M20 地脚螺栓数目 n 时,n=4 4 轴承旁直径 d1 d1=0.75df M16 机座和机盖联接螺栓直径 d2 d2=(0.5~0.6) M10 联接螺栓d2间距 l l=150~200 160 轴承盖螺栓直径 d3 d3=(0.4~0.5) M8 窥视孔盖螺栓直径 d4 d4=(0.3~0.4) M8 定位销直径 d d=(0.7~0.8)d2 M7 螺栓至机壁距离 C1 至外机壁距离查表 26 C1 至外机壁距离查表 22 C1 至外机壁距离查表 16 螺栓至凸缘距离 C2 至凸缘边缘距离查表 24 C2 至凸缘边缘距离查表 14 轴承旁凸台半径 R1 R1=C2 24 R1 R1=C2 24 凸台高度 h 依据低速级轴承座外径确定 35 外壁至轴承座端面距离 =C1+C2+(5~10) 35 大齿轮齿顶圆和箱体内壁距离 △1 >1.2δ 12 齿轮端面和内机壁距离 △1 >δ 12 机盖筋厚 m1 m1≈0.85 7 机座筋厚 m m≈0.85δ 7 轴承端盖外径 D2 轴承孔直径+(5~5.5)d3 输入 80 中间 110 输出 150 轴承端盖凸缘厚度 t t=(1~1.2)d3 8 轴承旁联接螺栓距离 S S≈D2 输入 800 中间 110 输出 150 十三、设计小结 经过此次机械课程设计,是我对这门课有了更深入了解,同时也让我把所学知识又加深了一次,愈加深入了解了知识间联络,其实这些东西是相同。而且也让我看到了一位设计工作者辛劳,愈加清醒认识到以后工作中所处压力和怎样去处理这些事情。好多时候重视是结果,一样事情有些人一天完成,有些人一月完成,但同时在一个不知情面试者面前,她所重视是两个人结果。故而,既要重视结果还应该重视效率。全部说效率第一。 在做课程设计过程中,我深刻了解了,完成一项任务不是那么轻易,最关键是让我清醒认识到了不管做什么事情全部应该一心一意,假如两件事情同时做,可能到最终那一样全部没做好,最终可能得到是两项经过,而不是满意赞许。 在此过程中,由最初无从下手到开始初步计算,经过请教老师和同学一起讨论,上网查资料,等等。它考研了自己对作息时间把握,有时候想做好一件事情是要付出一定努力,相信经过此次课程设计,会为以后打下一个良好基础。因为在此过程中自己看到了一项课程设计时前后联络,而且要有耐心和信心,更要有毅力,可能之前努力在最终较适宜不符合任务要求要重新开始,但在完成任务那一刻是自己最幸福时刻。这就是知识和实践结合一个大演练吧。 参考书目及文件 [1 ] 杨可桢,程光蕴,李仲生主编,《机械设计基础》,高等教育出版社,.5 [2] 罗圣国、吴宗泽主编,《机械设计课程设计手册》,高等教育出版社,.5 [3] 龚桂义等主编,《机械设计课程设计图册》,高等教育出版社,- 配套讲稿:
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