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1、机械设计课程设计说明书题0:搅拌机传动装置设计指导老坤：学生找名：学号：所属院余：机械工程学庞专业：班级：完成目期：新疆大学机敏工程学院2013年1月新疆大学机械设计课程设计任务书班级:机械班姓名:课程设计题目:搅拌机的传动装置设计课程设计完成内容：1 .减速器装配图一张（Al图纸）；2 .零件工作图二张（A3或A4图纸）；3 .设计说明书一份。发题日期：2012年12月28日完成日期：2013年1月成日期0指导教师：教研室主任:目录一设计题目3二电动机的选择和运动及动力参数计算41 .电动机的选择42 .分配传动比53 .运动和动力参数计算54 电动机的安装及外形尺寸6V带的设计71.确定计
2、算功率Ps72 .选择V带的型号73 .确定带轮的基准直径dtn并验算带速V74 .确定V带的中心距a和基准长度La.75 .验算小带轮的包角676 .计算带的根数Z77 .计算单根V带的初拉力的最小值（Fo）ni1188 .计算压轴力8四齿轮的设计及参数计算91 .选择齿轮材料及精度等级92 .按齿面接触强度设计93 .按齿根弯曲强度设计10五轴系零件设计计算12L输入轴的设计计算122 .输出轴的设计计算143 .滚动轴承的选择及寿命校核计算164 .键联接的选择及强度校核计算17六箱体及附件的结构设计和选择19七心得体会20八参考文献21设计题目1.用于搅拌机的传动装置。传动装置简图如右
3、图所示。(1)原始数据传动装置输出转矩T：如下表传动装置输出转速n:如下表(2)工作条件单班制工作，空载启动，单向、连续运转，载荷平稳,(3)使用期限工作期限为八年。4生产批量及加工条件小批量生.L产。22.设计任务3D选择电动机型号；2)设计减速器；_43)选择联轴器。3.具体作业D减速器装配图一张；2)零件工作图二张(大齿轮，输出轴);3)设计说明书一份。工作环境灰尘较大。1一开式齿轮传动2搅拌机3电动机4一传动装置1234传动装置输出扭矩T(N.m)20253035传动装置输出转速八/(rmin)2002202402604选择第三组数据进行设计。二电动机的选择和运动及动力参数计算1电动机
4、的选择(1)按工作要求选用Y系列全封闭自冷式笼型三相异步电动机，电压为380V.(2)按公式，电动机所需的工作功率为Pd=PWrI总按公式，工作机所需的功率为P,=Tn9550kw所以得：Pw=(30x240)9550kwPw0.75kw传动装置的总效率为r总二12n3n4查手册确定各局部的效率为：V带的传动效率由二0.96,滚动轴承(一对)112=0.99,闭式齿轮的效率n3=0.97,联轴器的传动效率nk99带入得总=0.96X0.9920.97X0.99=0.904那么所需电动机的功率为Pd=O.750.9040.830kw因载荷平稳，电动机额定功率已略大于Pd即可已。由第六章，Y系列电
5、动机技术数据选电动机的额定功率PCd为1.Ikwo(3)电动机型号的选择通常,V带的传动比常用范围为24,一级圆柱齿轮减速器为25,所以总传动比i=420,故电动机转速的可选范围为n=in尸(420)240=960-4800rmin符合这一范围的同步转速有1000、1500和3000rmin,现以同步转速3000、1500和1000rmin三种方案进行比拟。由第六章相关资料查得的电动机数据及计算出的总传动比于表2-1。表2-1额定功率为LIkW时电动机方案型号额定功率同步转速/满载转速n(rmin)传动比1Y802-21.13000/282511.82Y90S-41.11500/14005.8
6、3Y90L-61.11000/9103.8通过上表的数据比拟，因为传动比范围为4-20,故方案3不可取。比拟方案1和方案2,方案1总传动比大，传动装置外廓尺寸大，制造本钱高，结构不紧凑，故不可取。先选用方案2,即选定电动机的型号为Y90S-4。2.分配传动比(1)总传动比i=nn.=14002405.83(2)分配传动装置各级传动比取V带的传动比i1=2,那么单级圆柱齿轮的传动比iz为i2=5.83/22.923 .运动和动力参数计算0轴(电动机轴)：Por=Pd=O83kwno=n=14OOrminTo=955O(P0n01轴：P1=Poi11=0.83X0.9620.80kw11=n0i=
7、14002=700rminT1=9550(P1n12轴：P2=Pi112113=0.80X0.990.970.77kwn2=11i2=7002.92240rminT2=9550(P2n21-2轴的输出功率或输出转矩分别为各轴的输入功率或输入转矩乘轴承效率0.99。如表2-2表2-2各轴运动和动力参数轴名输入功率输出功率输入转矩输出转矩转速传动比0轴0.83kw1400rmin1轴0.80kw0.79kw700rmin22轴0.77kw0.76kw240rmin2.924 .电动机的安装及外形尺寸如图2-2AD各尺寸大小如表2-3所示：表2-3电动机的安装及外形尺寸（单位：mm）DEFGMNPR
8、STACADHEL24508201651302000123.5175155195310三V带的设计1 .确定计算功率PCa由设计手册查得工作情况系数KLLO,故Pg=&Pd=O.831.0=0.83kw2 .选择V带的型号根据、n0由图8-10选用Z型。3 .确定带轮的基准直径dd1并验算带速V(D初选小带轮的基准直径小。由设计手册，取小带轮的基准直径d山二71un。(2)验算带速V。按公式有v=ddio/(601000)5.20ms因为带速的范围为5ms25ms,故带速适宜。(3)计算大带轮的基准直径，根据公式,大带轮的基准直径品dr2=iddi=2X71=142InIn根据手册，圆整为dd
9、2=140mm。4 .确定V带的中心距a和基准长度Ld根据公式0.7(ddl+2)a02(ddl+2),初定中心距ao=28Omm0(2)由公式计算所需的基准长度1.dO=2ao+pd(11+dd2)/2+(d(j2d(11)2/(4a()带入数据得：1.doQ895mm由设计手册选带的基准长度La=900mm(3)按公计算实际中心距aoa=a。+(LdLdeI)/2=282.5Q283un中心距的变化范围为27OmIn3IOmm。5 .验算小带轮的包角51180o-(dd2-1)(57.3oa)167o29006 .计算带的根数z(D计算单根V带的额定功率匕。由dh=71un和no=14OO
10、rmin,查设计手册得Po=O.30kw0根据nE400rInin,i尸2和Z型带，查设计手册得B=0.03kw。查设计手册得(W).965,查设计手册得KL=Lo3,于是Pr=(Po+B)KnKl=(0.30+0.03)0.9651.030.328kw(2)计算带的根数Zz=PcaPr=0.83/0.3282.53取Z=3根。7 .计算单根V带的初拉力的最小值F。min由设计手册得Z型带的单位质量q=0.06kgm,所以(Fo)n11=500(2.5-Kn)Pc(K0zv)+qv2=44N应使带的初拉力E2(F0)nno8 .计算压轴力(Fp)in=2z(Fo)nsin(12)=262N带的
11、相关参数如下表所示表3-1型号ddidd2aZ(Fp)ninLdZ71mm140mm283mm3262N900m四齿轮的设计及参数计算1 .选择齿轮材料及精度等级(1)传动方案为单级齿轮传动，功率小，所以选择圆柱直齿轮。小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240HBS。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220HBS；由于速度不高，应选用7级精度。(2)选小齿轮齿数为Z尸22,大齿轮齿数为Z2=2.92X22=64.24,取Z2=62 .按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即由-232(政(-1以2/血爪。/产(1)确定公式内各计算数值1)试选载荷系数KlL2。2）计算小齿轮传递的转矩。T1=
12、（95.5105P1）n1=1.09104N.三3）由设计手册选取齿宽系数血二1。4）由设计手册查得材料的弹性影响系数Zc=189.8Mpa。5）由设计手册按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限。Hg=600MPa,大齿轮的接触疲劳强度极限lllin2=550Mpa6）由公式计算应力循环次数。假设每年工作300天N1=60n1jLh=60700l83008=8.06IO8N2=N12.92=2.76IO87）由设计手册取接触疲劳寿命系数Khm=O.94;Khs2=O.99o8）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%,平安系数S=L由公式得hi=Kimi11Sx0.94X600564MpaKN2
13、ii三2S=0.99550=544.5Mpa（2）计算1）试算小齿轮的分度圆直径，带入即中较小的值，K=Kl=l.2o得t=29.867mm2）计算圆周速度V。Vo=rft11/（601000）.09ms3）计算齿宽bb=次儿=129.867=29.867mm4）计算齿宽与齿高之比b/h模数ml=rftz1=1.36mm齿高h=2.25mt=3.05mm那么bh9.795）计算载荷系数由VO=LO9ms,7级精度，由设计手册查得动载荷系数K产L08；直齿轮,Ki1o=Kfo=I;由手册查得使用系数KLh小齿轮相对支承非对称布置时，KHB=L417O由bh9.79,Khp=I.417,查设计手册
14、的KF产L33；故载荷系数K=KaKvKi10Khp=I1.08ll.417=1.5306)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径为：d1=l(KKl)1/3=32.39三那么模数为m=d1z=l.47mm3.按齿根弯曲强度设计弯曲强度公式为m2(2KT/0dZ：)(YFJS。由3(1)确定公式内各计算数值D由设计手册查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限。加=500MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限。ef2380Mpa；2)由设计手册取弯曲疲劳寿命系数KFNl=0.91,Kfn2=0.99；3)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳平安系数S=L4,有。/Ji=KfnicfEFiS=325Mpa2=Kf*。用
15、2/S=268.7IMpa4)计算载荷系数K。K=KaKvKfoKfp=I1.08l1.33QL4365)查设计手册得Yfo1=2.91Yfo2=2.30Ysal=1.53Yso2=1.716)计算大、小齿轮的丫晟。/并加以比拟。Yk0IYsa./。尸二0.013699Yfo2Yso2/。尸=0014636大齿轮的数值较大。(2)设计计算m20.98就近圆整为m=l,但是当IiFl时，在设计箱体时，轴承端盖会发生交涉，故在齿数不变的情况下，增大模数，即取m=2O齿轮的相关参数如下:分度圆直径di二mz1=44mmd2=mz2-128mm计算中心距a=(d1+d2)/2=86mm计算齿轮宽度B2
16、=44mmB1=50mm齿顶圆直径di,1=(z+2ht,*)m=48mmdi,2=(z2+2hi,*)m=132mm齿根圆直径dn=(z2hn*-2c*)m=39mmdl2=(z2-2hi1*2c*)m=123mm齿顶高hnl=hn2=hm=2mm齿根高hfi=hl2=(hi,*+c*)m=2.5mm齿距p=m=6.28mm齿厚s=m2=3.14mmdb2=d2cosa 120. 3 mm基圆直径db=d1cos=41.4mm注：h/为齿顶高系数(=1);c*为顶隙系数(=0.25)；a为压力角(=20)。五轴系零件设计计算1.输入轴的设计计算(1)按扭转强度初算轴径选用45#调质，硬度21
17、7255HBS0由公式得dAo(P1n1),z3由设计手册查取A=126,那么d=14mm,考虑有键槽，将直径增大5%,那么14(l+5%)mm15工选at15mm又因为带的根数为3,所以带轮的宽度定为60m11b即此段轴的长度为60mm。(2)轴的结构设计1)轴上零件的定位，固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，因为小齿轮的宽度为50mm,齿轮端而到内壁的距离为16mm。2)确定轴各段直径和长度I段：rf=15mm长度取Z1=42mmV2f2cc=2.5mmII段:=d+2rl5+2X2.5X5=25mm=25un初选用6005型深沟角球轴承，其内径为25mm宽度
18、为12un。内壁至外壁凸台的距离，考虑轴承的宽度和凸缘式端盖参数，以及端盖至带轮的距离,所以取口段的L=44mm内壁到齿轮端面的距离III段长度为16mm,且齿轮端面到内壁的III段直径d3=32mm0由于小齿轮为齿轮轴，所以轴径不需再确定，IV长度即为齿轮的宽度。V段长度和轴径同Hl段。Vl段与轴承搭配，所以轴径为25m11),长度取26mm。如图5-13)按弯矩复合强度计算分度圆直径：=44mm转矩：T1=10900Nmm圆周力：Ft根据公式得R=2T1rf=1090044=247.727N径向力尺根据公式式得=Rtan6Z=247.727tan2Oo=9O.165NB5-lM三因为该轴两
19、轴承对称，所以：尸尸47加，带轮至轴承的距离为LA=76mm。又因为带轮对轴有一个压轴力(Fp)n11=262N绘制轴受力简图(如图a)绘制水平面弯矩图(如图b)绘制垂直面弯矩图(如图C)绘制弯矩合成图(如图d)绘制扭矩图(如图e)轴承支反力：仅二尺/2+(Fp)nin(94/170)=189.95N然=2+(Fp)Bin(76/170)=162.21NFBMER2=123.86N由上图可知Mh=L2=)L3=123.86Mr=L=189.95ML3=162.21又由合成弯矩公式得M=(MI力M=9592.31N.mm7所以危险截面为B截面。又因为弯扭合成强度公式为bc=J+(T)2,z2w.
20、1查设计手册的a=1,。一J=60Mpa,w0.Id23带入数据得称C=IL58o.1=60Mpa所以轴强度足够。2、输出轴的设计计算(1)按扭矩初算轴径选用45#调质钢，硬度(217255HBS)有公式得dA0(P2n2),z3由设计手册查取AQ=IO3,那么d=15mm,考虑有键槽，将直径增大5%,那么取ot16mm（2）轴的结构设计1）轴的零件定位，固定和装配单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮右面用轴肩定位，左面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位那么用过渡配合或过盈配合，轴呈阶状，右轴承从右面装入，齿轮套筒，左轴
21、承和皮带轮依次从左面装入。2）确定轴的各段直径和长度初选6005型角接球轴承，其内径为25mm,宽度为12mm。考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，那么取套筒长为18mm,那么该段长18m。与齿轮相连的轴径为30mm，长度为44rnu如图5-35-3,出做俄计3）按弯扭复合强度计算分度圆直径：=128mm转矩：=30.33Nm圆周力汽：根据公式得R=2Tya=230.33X107128=473.90N径向力代根据公式得=Rtana=473.90tan20o=172.48N两轴承对称*Z2=Zy=47imn4）支反力反、F玳、FZ%=2=172.48/2=86.24N自二月产
22、氏/2=473.90/2=236.50N5）由两边对称，齿轮截面截的弯矩也对称齿轮截面在垂直面弯矩为M11=Z2=x=86.2447=4053.28N.mm齿轮截面在水平面弯矩为AF心艮防236.50X47=11115.5N.mm那么合成弯矩MM-(M12+M2),z2=11831.46N.nun6)计算当量弯矩：根据设计手册得=l,w0.Id3松C=H+(TH2wWjjc=12.15Mpa19200，此轴承合格4、键联接的选择及强度校核计算(1)带轮与输入轴连接采用平键联接轴径rf=15un,Z1=50mm查手册得，选用A型平键，得：键A550GB1095-20037=Z1-b=50-5=4
23、5mm7)=10.9Nm=5un根据公式得。产2Tll(f)k7=(2X10.9X1/(0.5515X45)=12.92Mpa30.60Nm查手册选A型平键键A1036GB1095-2003l=Li-Zf44-10=34mm=8un根据公式得2T2l(f)d2l7p=15Mpap(40Mpa)，此键合格(3)输出轴与联轴器连接用平键联接轴径=16mmZj=40mm7三30N.m查手册，选用C型平键键5X40GB1095-2003据公式得7=Z-2=40-52=37.5mmA=5mmp=(2Tl(f)kd3lp=39.8Mpap(40Mpa)5联轴器的选择与联轴器连接的轴径为16mm,且转矩为7
24、三30N.m。查设计手册得联轴器的相关参数。表5-1联轴器的相关参数型号公称转矩/N.m许用转速r.min轴孔直径(mm)轴孔长度(mm)LT331.563001642六箱体及附件的结构设计和选择表6T单级圆柱齿轮减速器箱体的主要结构尺寸单级圆柱齿轮减速器箱体的主要结构尺寸序号名称代号尺寸mm1中心距1862下箱座壁厚83上箱座壁厚684下箱座剖分面处凸缘厚度b125上箱座剖分面处凸缘厚度仇126地脚螺栓底脚厚度P207箱座上肋厚M6.48箱盖上肋厚mx6.49地脚螺栓直径M810地脚螺栓通孔直径%811地脚凸缘尺寸（扳手空间）424L22412地脚螺栓数目n413轴承旁连接螺栓（螺钉）直径4
25、M614轴承旁连接螺栓通孔直径仇615剖分面凸缘螺栓凸台尺寸（扳手空间）c13C21516上下箱体连接螺栓1螺钉）直径d2M817上下箱连接螺栓通孔直径c2618箱缘尺寸（扳手空间）G141419轴承盖螺钉直径%M520检查孔盖连接螺栓直径乙M621圆锥定位销直径d5622轴承旁凸台高度h2023轴承旁凸台半径RS1624轴承端盖（轴承座）外径D24725轴承旁连接螺栓距离S4726箱体外壁至轴承座端面的距离K2727轴承座孔长度（箱体内壁至轴承座端面的距离）3528大齿轮顶圆与箱体内壁距离11229齿轮端面与箱体内壁间的距离216七心得体会课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我
26、们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句干古名言的真正含义.我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的根底.说实话，课程设计真的有点累.然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这3周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消.虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中”春眠不知晓”的感悟.通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致.课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有1次因为不小心我计算出错，只
27、能亳不情意地重来.但一想起平时老师对我们耐心的教导，想到今后自己应当承当的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定要养成一种高度负责，认真对待的良好习惯.这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练.短短三周是课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的缺乏，几年来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用.想到这里，我真的心急了，老师却对我说，这说明课程设计确实使我你有收获了.老师的亲切鼓励了我的信心，使我更加自信.最后，我要感谢我的老师们，是您严厉批评唤醒了我，是您的敬业精神感动了我，是您的教诲启发了我，是您的期望鼓励了我，我感谢老师您今天又为我增添了一幅坚硬的翅膀.今天我为你们而骄傲，明天你们为我而自豪八参考文献1王之银主编.机械设计综合课程设计，机械工业出版社2、穆塔里夫主编.减速器三维设计与仿真，新疆大学3、龚桂义主编.机械设计课程设计图册，高等教育教出版社4、机械设计，濮良贵、纪名刚主编.高等教育教出版社5、机械原理，孙桓、陈作模、葛文杰主编.高等教育教出版社
