1機械設(shè)計課程設(shè)計1.課程設(shè)計目械設(shè)計課程是培養(yǎng)學生機械設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)。機械設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計課程的重要實踐教學環(huán)節(jié)，其基本目的是：1)通過課程設(shè)計，綜合運用機械設(shè)計課程和其他先修課程的理論和實際知識，培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力，掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，樹立正確的設(shè)計思想；2）學會從機器功能要求出發(fā)，合理選擇執(zhí)行機構(gòu)和傳動機構(gòu)的類型，制定傳動方案，合理選擇標準部件的類型和型號，正確計算零件的工作能力，確定其尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)及材料，并考慮制造工藝、使用、維護、經(jīng)濟和安全等問題，培養(yǎng)機械設(shè)計能力；3)通過課程設(shè)計，學習運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱科技文獻資料以及計算機應(yīng)用等，培養(yǎng)機械設(shè)計的基本技能和獲取有關(guān)信息的能力。在本課程設(shè)計中用計算機繪圖或手工繪圖都能達到以上基本要求，但是由目前發(fā)展趨勢應(yīng)盡量采用計算機繪圖。2.課程設(shè)計題目帶式運輸機傳動裝置的設(shè)計。3.課程設(shè)計步驟3.1設(shè)計準備3.1.1閱讀設(shè)計任務(wù)書3.1.2看錄像、拆裝減速器3.1.3閱讀有關(guān)資料3.2傳動裝置的總體設(shè)計3.2.1選擇傳動方案選擇展開式二級圓柱齒輪減速器3.2.2選擇電動機類型2工作機的效率1w傳動裝置中各部分的效率,查表1-78級精度的一般齒輪傳動效率0.97齒彈性聯(lián)軸器傳動效率0.992l齒式聯(lián)軸器傳動效率0.99球軸承傳動效率0.99()球一對滾子軸承0.99()滾一對電動機至工作機之間傳動裝置的總效率0.9920.990.970.980.970.980.990.879l球齒齒滾滾工作機所需輸入功率22001.12.42100010001wwFPKW所需電動機功率2.422.7530.879wdPPKW由601000wDn,得6010006010001.187.535min240wnrD。查表13-2,得圓柱齒輪傳動單級傳動比常值為35,故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍:2212()(35)87.535787.8172188.38minwniinr。對Y系列電動機通常多選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動機,故選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。查表12-1,選用Y100L2-4,額定功率3KW,滿載轉(zhuǎn)速1430r/min,電動機極數(shù)為4，軸伸尺寸0.0090.00428603.2.3計算總傳動比和分配各級傳動比傳動裝置的總傳動比要求為143016.33687.535mwnin式中：mn電動機滿載轉(zhuǎn)速,r/min.吳宗澤、羅圣國主編,第5頁。吳宗澤、羅圣國主編,第188頁。3一般推薦展開式二級圓柱齒輪減速器高速級傳動比21i)5.13.1(i,取124.782,3.416ii.3.2.4計算傳動裝置運動和動力參數(shù)該傳動裝置從電動機到工作機有三軸,依次為、軸,則:1.各軸轉(zhuǎn)速11430minmnnr11430299.038min4.782nnri212143087.537min16.336mnniii式中:mn為電動機滿載轉(zhuǎn)速,r/min；1n、n、n分別為、軸轉(zhuǎn)速,r/min；為高速軸,為低速軸.2.各軸功率2.7530.9922.731dlPPKW2.7530.9920.970.992.623dlPPPKW齒球齒球2.7530.9920.970.990.970.982.493dlPPPKW齒滾齒球齒滾式中:Pd為電動機輸出功率,KW；P、P、P分別為、軸輸入功率,KW；3.各軸轉(zhuǎn)矩669.55109.55102.731143018238.50TPnNmm669.55109.55102.623299.03883767.45TPnNmm9.55109.55102.49387.537271978.14TPnNmm3.3傳動零件的設(shè)計計算3.3.1第一級齒輪傳動設(shè)計計算4因傳動無嚴格限制,生產(chǎn)批量小,故小齒輪用40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度241HB286HB,平均取為260HB；大齒輪用45鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為229HB286HB,平均取為240HB.齒輪采用非對稱支承結(jié)構(gòu)安裝。計算步驟如下:計算及說明結(jié)果齒面接觸強度計算1.初步計算轉(zhuǎn)矩T1,118238.50TNmm齒寬系數(shù)d,由表12.13,取0.1dAd值,由表12.16,估計13,取88dA接觸疲勞極限limH,由圖12.17c,得MPa580,MPa7102limH1limH初步計算的許用接觸應(yīng)力H:MPa6397109.09.01limH1HMPa5225809.09.02limH2H傳動比i,()4.782iu初步計算小齒輪直徑d1,2311138.1ddudmmu,取145d初步齒寬b,11.04545dbdmm2.校核計算圓周速度v,114514303.37601000601000dnvms精度等級由表12.6，選用8級齒數(shù)Z1、模數(shù)m和螺旋角:12122,105.24ZZiZ，取Z2=10511452.04545522tdmZ,由表12.3,取2nmmm118238.50TNmm0.1d88dAMPa7101limHMPa5802limHMPa6391HMPa5222H()4.782iu145dmm45bmm3.37vms8級精度1222,105ZZ，2nmmm第四版,邱宣懷主編,高等教育出版社,第204243頁。52arccosarccos12652.045455ntmm(和估計值接近)使用系數(shù)KA由表12.9,1.25AK動載系數(shù)Kv,由圖12.9,1.18VK齒間載荷分配系數(shù)hK112218238.50810.645tTFNd1.25810.622.52100/45AtKFNmmbcosZ1Z12.388.121111.883.2cos12651.67221051sin1.022tantan12651.50dnbZm3.17tantan20arctanarctan20252coscos1265ntcoscoscoscos0.98bnt由此得22cos1.670.981.74HFbKK齒向載荷分布系數(shù)HK,由表12.11,223122310.6()()1011.170.1610.6110.6110451.453HbbKABCbdd載荷系數(shù)K,1.251.181.741.4533.73AVHHKKKKK彈性系數(shù)EZ,由表12.12,MPa8.189ZE節(jié)點區(qū)域系數(shù)HZ,由圖12.16,2.45HZ重合度系數(shù)Z,由式12.31,因1,1取故110.771.67Z12651.25AK1.18VK1.74HK1.453HK3.73KMPa8.189ZE2.45HZ0.77Z6螺旋角系數(shù)Z,coscos12650.99Z接觸最小安全系數(shù)minHS,由表12.14,得05.1SminH(一般可靠)總工作時間ht,42501616000hth應(yīng)力循環(huán)次數(shù)LN:911606011430160001.372810LhNnt982111.3728104.7822.870810LLNNi接觸壽命系數(shù)NZ,由圖12.18,10.97NZ,21.15NZ許用接觸應(yīng)力H:lim111lim7100.97655.901.05HNHHZMPaSlim222lim5801.15635.241.05HNHHZMPaS驗算12121HEHKTuZZZZbdu223.3718238.504.7821189.82.450.770.9945454.7822478.81HMpa計算結(jié)果表明,接觸疲勞強度較為合適,齒輪尺寸無須調(diào)整。3.確定傳動主要尺寸中心距a11454.7821130.09522diamm實際分度圓直徑145.000dmm,2114.78245215.190didmm齒寬b,121.04545,55451bdmmbmmbmm取，齒根彎曲疲勞強度驗算齒形系數(shù)FY:11332223coscos1265VZZ0.99Z05.1SminH16000hth911.372810LN822.870810LN120.97,1.15NNZZ1655.90HMPa2635.24HMPa驗算合格130.095amm145.000dmm2215.190dmm1255,45bmmbmm123VZ72233105112coscos1265VZZ由圖12.21,12.67FY,22.18FY應(yīng)力修正系數(shù)SY,由圖12.22,11.58SY,21.82SY重合度系數(shù)Y,12111.883.2()cosVVVZZ111.883.2()cos12651.67231120.750.750.250.250.701.67VY螺旋角系數(shù)Y,75.0125.0125.01Ymin(當計算按時1,1.)min12.11110.9120120YY,故0.9Y齒間載荷分配系數(shù)FK,3.172.71.670.70rY前已求得1.74rFKY,故1.74FK齒向載荷分配系數(shù)FK,由圖12.14,45102.252bh,1.41FK載荷系數(shù)K,1.251.181.741.413.62AVFFKKKKK彎曲疲勞極限limF,由圖12.23c,MPa6001limF,MPa4502limF彎曲最小安全系數(shù),由表12.14,25.1SminF應(yīng)力循環(huán)次數(shù)LN,911606011430160001.372810LhNnt