机械设计任务计划书.doc
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1、目 录1设计任务书11.1总体布置简图11.2工作条件11.3原始数据11.4设计内容11.5设计任务21.6设计进度22传动方案分析23电动机选取2 3.1系统电动机类型选取2 3.2选取电动机容量23.3选取电动机转速33.4电动机技术参数和外型、安装尺寸44传动装置运动和动力参数计算4 4.1测传动装置总传动比44.2分派各级传动比45传动件设计计算45.1齿轮设计5 5.1.1高速级齿轮传动设计55.1.2低速级齿轮传动设计116轴设计计算166.1高速级轴(轴I)设计 166.2中速轴(II轴)设计186.3低速轴(轴III)设计207滚动轴承选取计算237.1输出轴承选取与计算23
2、8键联接选取及校核计算258.1输出轴与联轴器键连接 258.2输出轴与齿轮键连接259联轴器选取269.1输入轴(轴I)联轴器选取26 9.2输出轴(轴III)联轴器选取2610减速器附件选取2611润滑与密封2712设计小结27参照文献281设计任务书1.1总体布置简图图1-1 总体布置简图1.2工作条件使用年限为,(每年工作300天),一班制,带式运送机中档冲击,转向不变。1.3原始数据运送带曳引力F(N):1820运送带速度V(m/s):0.82滚筒直径D (mm):2651.4设计内容(1)电动机选取与运动参数计算(2)传动装置设计计算(3)轴设计(4)滚动轴承选取与校核(5)键选取
3、和校核(6)联轴器选取(7)装配图、零件图绘制(8)编写设计计算阐明书 1.5设计任务(1)减速器总装配图一张(2)低速轴、齿轮、箱盖或箱座各一张(3)设计阐明书一份 1.6设计进度(1)第一阶段:总体计算和传动件参数计算(2)第二阶段:轴与轴系零件设计(3)第三阶段:轴、轴承、键及联轴器校核及草图绘制(4)第四阶段:装配图、零件图绘制及计算阐明书编写2传动方案分析由设计任务书知传动类型为:二级展开式斜齿齿轮减速器传动方案应满足工作机性能规定,适应工作条件,工作可靠,并且规定构造简朴,尺寸紧凑,成本低,传动效率高,操作维护以便。设计时可同步考虑几种方案,通过度析比较最后选取其中较合理一种。下面
4、为课程设计中b、c、d几种方案比较。a方案宽度和长度尺寸较大,带传动不适应繁重工作条件和恶劣环境。但若用于链式或板式运送机,有过载保护作用;b方案构造紧凑,若在大功率和长期运转条件下使用,则由于蜗杆传动效率低,功率损耗大,很不经济;d方案宽度尺寸小,适于在恶劣环境下长期持续工作.但圆锥齿轮加工比圆柱齿轮困难;c方案 与b方案相比较宽度尺寸较大,输入轴线与工作机位置是水平位置,宜在恶劣环境下长期工作。依照传动规定和给定数据,故选取方案c,二级圆柱齿轮减速器传动。3电动机选取3.1电动机类型选取Y系列三相异步电动机3.2选取电动机容量1. 工作机所需功率 2.电动机输出功率考虑传动装置功率损耗,电
5、动机输出功率为试中为从电动机到工作机积极轴之间总效率,即其中,分别为传动系统中联轴器,齿轮传动及滚动轴承效率和滚筒效率,取=0.99,=0.98,=0.98,=0.98电动机输出功率为:3.拟定电动机额定功率选定电动机额定功率3.3 选取电动机转速由于则电动机转速可选范畴为可见同步转速为 , , 电动机都符合,这里初选同步转速为 , 两种电动机进行比较,如下表:表3-1 电动机方案比较表(指引书 表20-1)方案电动机型号额定功率(kw)转速(r/min)同步/满载电动机质量(kg)传动装置总传动比1Y100L1-42.2150014203422.292Y112M-62.21000940451
6、4.76由表中数据可知,方案2总传动比最小,传种装置构造尺寸最小,再综合考虑重量及价格因素,决定采用方案2,选定电动机型号为Y112M-6。3.4电动机技术参数和外型、安装尺寸 表3-2电动机参数(指引书 表20-2)型号HABCDEFGDGY112M-61121901407028608724KABADACHDAABBHAL1224519011526550180154004传动装置运动和动力参数计算 4.1传动装置总传动比 4.2分派各级传动比取高速级圆柱齿轮传动比,取,则低速级圆柱齿轮传动比为 由指引书 表2-1 及表2-2知,传动比合理。5传动件设计计算1. 各轴转速电动机轴为轴,减速器高
7、速级轴为轴,中速轴为轴,低速级轴为轴,带轮轴为轴,则按电动机额定功率计算各轴输入功率2. 各轴转矩将计算成果汇总列表如下表5-1传动件参数汇总表项目电动机轴高速轴I中间轴II低速级轴III转(r/min)940940219.6357.8功率(kw)2.22.1782.092.01转()22.3522.1390.88330.45传动比15.94.193.8效率10.9507 0.91310.8865.1齿轮设计5.1.1高速级齿轮传动设计1.选取材料、精度及参数a . 依照传动方案,选用斜齿圆柱齿轮传动b . 带式运送机为普通工作机器,速度不高,故选用8级精度(GB10095-88)c . 材料
8、选取。查图表(表10-1),选取小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为241-286 HBS,大齿轮材料为45钢(调质),硬度为217-255 HBS。d . 初选小齿轮齿数,则大齿轮齿数e .初选螺旋角=f .选用齿宽系数:=12.齿面接触强度设计 按下式试算(1)拟定公式内各计算数值a. 试选=1.6。b. 展开式斜齿轮传递转矩=21.67。c. 查图表(P图10-30)选用区域系数=2.433(表10-5)选用弹性影响系数=189.8 d. f. 螺旋角系数 (2)计算接触疲劳许用应力。由图10 - 25d查得小齿轮和大齿轮接触疲劳极限分别为,。由式(10 - 15)计算应力循环次数由图1
9、0 - 23查取接触疲劳寿命系数,取失效概率为1%、安全系数S = 1,由式(10 - 14)得取。(3)试算小齿轮分度圆直径(4) 调节小齿轮分度圆直径a.计算实际载荷系数前数据准备圆周速度齿宽b.计算实际载荷系数由表10 - 2查得使用系数。依照、8级精度,由图10 - 8查得动载系数。计算齿轮圆周力查表10 - 3得齿间载荷系数。由表10 - 4用插值法求得。于是,实际载荷系数c.由式(10 - 12),按实际载荷系数算得分度圆直径齿轮模数3.齿根弯曲疲劳强度设计由式(10-7)计算模数(1)拟定式中各参数值a. 。b. c. 计算由当量齿数查图10 - 17查得齿形系数,。查图10 -
10、 18查得应力修正系数,。由图10 - 24c查得小齿轮和大齿轮齿根弯曲疲劳极限分别,。由图10 - 22查得弯曲疲劳寿命系数,。取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式(10 - 14)得取(2)试算模数试算模数(3)调节齿轮模数1)计算实际载荷系数前数据准备2)计算实际载荷系数由图10 8查得动载系数。查表10 - 3得齿间载荷分布系数。查表10 4用插值法查得。查图10 13。则载荷系数。取,为了齿数互质且便于安装,取137。4.几何尺寸计算(1) 计算中心距a= 取中心距为110mm(2) 按圆整后中心距修正螺旋角(3) 计算小、大齿轮分度圆直径(4) 计算齿轮宽度取(5) 构造设计由e2,
11、小齿轮做成齿轮轴 齿顶圆直径,大齿轮可以做成腹板式构造。5圆整中心距后强度校核齿轮副中心距在圆整之后,、和、等均发生变化,应重新校核齿轮强度,以明确齿轮工作能力。(1) 齿面接触疲劳强度校核圆整中心距后各计算成果为 。(2) 齿根弯曲疲劳强度校核圆整中心距后各计算成果为齿根弯曲疲劳强度满足规定,并且小齿轮抵抗弯曲疲劳强度能力不不大于大齿轮。6.重要设计结论5.1.2低速级齿轮传动设计1.选取材料、精度及参数 a. 选用8级精度(GB10095-85) b. 材料选取 小齿轮:40Cr(调质),硬度为241-286HBS 大齿轮:45钢(调质),硬度为217-255HBSc. 初选小齿轮齿数,则
12、大齿轮齿数 d. 选用齿宽系数=12.按齿面接触强度设计 按下式试算1) 拟定公式内各计算数值a. 试选=1.6。b. 展开式斜齿轮传递转矩=89.10。c. 查图表(P图10-30)选用区域系数=2.433(表10-5)选用弹性影响系数=189.8 2) 计算接触疲劳许用应力。由图10 - 25d查得小齿轮和大齿轮接触疲劳极限分别为,。由式(10 - 15)计算应力循环次数由图10 - 23查取接触疲劳寿命系数,取失效概率为1%、安全系数S = 1,由式(10 - 14)得取。3) 试算小齿轮分度圆直径4) 调节小齿轮分度圆直径a. 计算实际载荷系数前数据准备圆周速度齿宽b. 计算实际载荷系
13、数由表10 - 2查得使用系数依照、8级精度,由图10 - 8查得动载系数。查表10 - 3得齿间载荷系数。由表10 - 4用插值法求得。于是,实际载荷系数c. 由式(10 - 12),按实际载荷系数算得分度圆直径3.按齿根弯曲疲劳强度设计(1)由式(10 - 7)计算模数1)拟定式中各参数值a. 。b.由式(10 - 19),可得计算弯曲疲劳强度螺旋角系数c.计算由当量齿数查图10 - 17查得齿形系数,。查图10 - 18查得应力修正系数,。查图10 - 24c查得小齿轮和大齿轮齿根弯曲疲劳极限分别为,。由图10 - 22查得弯曲疲劳寿命系数,。取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式(10 -
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