机械设计课程设计设计计算说明书.doc
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1、 设计计算说明书 设计题目: 蜂窝煤成型机 目 录一 课程设计的任务3二 电动机的选择4三 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6六 轴的设计、校核19七 滚动轴承的选择和计算33八 键连接的选择和计算37九 联轴器的选择38十 润滑和密封的选择38十一 设计总结40十二 参考资料41一、 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,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
2、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(详见机械原理课程设计资料,在此略),现将对传动装置进行具体设计。设计题目:蜂窝煤成型机原始数据:方 案工作机输入功率(KW)生产率(块/min)91.5040 型煤尺寸:h=100mm75mm粉煤高度与型
3、煤高度之比(压缩比):21,即工作盘高度H=2h=150mm工作条件:载荷有轻微冲击,一班制使用期限:十年,大修期为三年生产批量:小批量生产(少于十台)转速允许误差:5%分配轴 :与减速器输出轴(联轴器处)相连接,即输入轴。工作机输入功率、生产率为输入轴的参数。 3、设计任务1)总体设计计算(1)选择电动型号计算所需电机功率,确定电机转速,选定电机型号;(2)计算传动装置的运动、动力参数;a.确定总传动比i,分配各级传动比;b.计算各轴转速n、转矩T;c.传动零件设计计算; d.校核中间轴的强度、轴承寿命、键强度; 2)绘制减速器装配图(草图和正式图各一张); 3)绘制零件工作图:减速器中大齿
4、轮和中间轴零件工作图;(注:当中间轴为齿轮轴时,可仅绘一张中间轴零件工作图即可); 4)编写设计计算说明书。 4、传动装置部分简图二、电动机的选择1电动机类型的选择按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步电动。2 确定电动机输出功率Pd电动机所需的输出功率Pd=Pw/ 其中:Pw-工作机分配轴的输入功率-由电动机至分配轴的传动总效率总效率 =带4轴承2齿轮联轴器 查表可得:带 =0.96, 轴承=0.99,齿轮=0.98, 联轴器=0.99,则 = 0.960.9940.9820.99=0.88电动机所需的功率:Pd = Pw/=1.72 KW3确定电动机转速工作机转
5、速nw= 40 r/min确定电动机转速可选范围:V带传动常用传动比范围为: i带=34,双级圆柱齿轮传动比范围为i减=1418,则电动机转速可选范围为:nd=nw i总=(34)( 1418) nw =(4272) 25 = 1680 3280 r/min其中: i总= i带 i减=(34) (1418) =4272i减减速器传动比符合这一转速范围的同步转速有 3000 r/min,根据容量和转速,由有关手册查出适用的电动机型号。(建议:在考虑保证减速器传动比i减14时,来确定电机同步转速)。4.确定电动机型号根据所需效率、转速,由机械设计手册 或指导书选定电动机: Y90L-2 型号(Y系
6、列)数据如下: 额定功率P: 2.2 kw 满载转速:nm = 2840 r/min (nm电动机满载转速)同步转速: 3000 r/min电动机轴径: 24 mm三、传动装置的总传动比和分配各级传动比1传动装置的总传动比i总= i带 i减= nm/ nw = 2840/40= 71nw工作机分配轴转速2分配各级传动比为使V带传动外部尺寸不要太大,可初步取i带=3左右 则: i减=i总/i带=71/4=17.76减速器传动比分配原则:各级传动尺寸协调,承载能力接近,两个大齿轮直径接近以便润滑(浸油深度)。 i减=i高*i低i高高速级传动比i低低速级传动比建议取: i高=(1.21.3)i低则:
7、 i减=(1.21.3)i2低 i高=4.8 i减=3.7四、传动装置的运动和动力参数的计算1计算各轴的转速轴(高速级小齿轮轴):n=nm/i带=710 r/min轴(中间轴): n=n/i高=147.9 r/min轴(低速级大齿轮轴):n=n/i低=40 r/min轴(与轴通过联轴器相连的轴): nW= n=40 r/min2计算各轴的输入功率和输出功率轴: P入=Pd带=1.720.96 = 1.64 kwP出= P入轴承 = 1.640.99 = 1.63 kw轴: P入= P出齿轮 = 1.630.98 = 1.59 kwP出= P入轴承 = 1.590.99 = 1.58 kw轴:
8、P入= P出齿轮 = 1.580.98 = 1.55 kwP出= P入轴承 = 1.550.99 = 1.53 kw轴(分配轴): P入= P出联轴器 = 1.530.99 =1.52 kwPW=P出= P入轴承= 1.520.99 = 1.50 kw3.计算各轴的输入转矩和输出转矩 公式: T=9.55106P/n (Nmm)轴: T入=9.55106P入/ n= 22059 (Nmm) T出=9.55106P出/ n= 21925 (Nmm)轴: T入=9.55106P入/ n= 102667 (Nmm) T出=9.55106P出/ n= 102022 (Nmm)轴: T入=9.55106
9、P入/ n= 370063 (Nmm) T出=9.55106P出/ n= 365288 (Nmm)轴: T入=9.55106P入/ n= 362900 (Nmm) TW=T出=9.55106P出/ n=358125 (Nmm)将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表:轴名功率P(kw)转矩T (Nmm)转速n(r/min)传动比i效率输入输出输入输出电机轴1.72578428404.00.96轴1.641.6322059219257104.80.97轴1.591.58102667102022147.93.70.97轴1.551.533700633652884010.97分配轴1.521.50
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