机械设计课程设计
设计计算说明书
设计题目:玻璃瓶印花机构及传动装置
设 计 者: BBB
学 号: CCC
专业班级: 机械工程及自动化 ? 班
指导教师: XX
完成日期: 20##年 月 日
天津理工大学机械工程学院
目 录
一 课程设计的任务……………………………………………………?
二 电动机的选择………………………………………………………?
三 传动装置的总传动比和分配各级传动比…………………………?
四 传动装置的运动和动力参数的计算………………………………
五 传动零件的设计计算………………………………………………
六 轴的设计、校核……………………………………………………
七 滚动轴承的选择和计算……………………………………………
八 键连接的选择和计算………………………………………………
九 联轴器的选择………………………………………………………
十 润滑和密封的选择…………………………………………………
十一 设计总结…………………………………………………………
十二 参考资料…………………………………………………………
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:
玻璃瓶印花机构及传动装置。
原始数据:(此表仅将自己的方案号留下)
说明:(1)工作条件:2班制,工作环境良好,有轻微振动;
(2)使用期限十年,大修期三年;
(3)生产批量:小批量生产(<20台);
(4)带传动比i=2.5~3.5;
(5)采用Y型电动机驱动。
(6) 分配轴 :与减速器输出轴相连接(各执行机构的输入轴)。
2、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。
3、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/η
其中:Pw----工作机分配轴的输入功率
η---由电动机至分配轴的传动总效率
总效率η=η带·η3轴承·η2齿轮·η联轴器
查表可得:
η带 =0.96, η轴承=0.99,
η齿轮=0.98, η联轴器=0.99,
则
η= 0.96×0.993×0.982×0.99=?
电动机所需的功率:
Pd= Pw/η=? KW
3.确定电动机转速
工作机转速nw(即方案中分配轴转速n(r/min)):
nw= ? 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=2~3,
双级圆柱齿轮传动比范围为i减=14~18,
则电动机转速可选范围为:
n’d=nw i总=(2~3)( 14~18)nw
=(28~54)×nw = ? ~ ? r/min
其中: i总= i带× i减=(2~3) ×(14~18) =28~54
i减——减速器传动比
符合这一转速范围的同步转速有 ? 、1000、1500 、 ? 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: ? 型号(Y系列)
数据如下: 额定功率P: ? kw (额定功率应大于计算功率)
满载转速:nm = ? r/min (nm—电动机满载转速)
同步转速: ? r/min
电动机轴径: ? 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 = ? / ? = ?
nw——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=2-3左右
则:i减=i总/i带=?
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=1.3i低
则: i减=1.3 i2低
i高=1.3i低=?
四、传动装置的运动和动力参数的计算
1.计算各轴的转速
Ⅰ轴(高速级小齿轮轴):nⅠ=nm/i带=? r/min
Ⅱ轴(中间轴):nⅡ= nⅠ/ i高= ?/?= ? r/min
Ⅲ轴(低速级大齿轮轴):nⅢ=nⅡ/i低=?/?= ? r/min
Ⅳ轴(与Ⅲ轴通过联轴器相连的轴): nW= nⅢ= ? r/min
2.计算各轴的输入功率和输出功率
Ⅰ轴: PⅠ入=Pd·η带 =?×0.96 =? kw
PⅠ出= PⅠ入·η轴承=?×0.99 =? kw
Ⅱ轴: PⅡ入= PⅠ出·η齿轮 =?×0.98 =? kw
PⅡ出= PⅡ入·η轴承 =?×0.99 =? kw
Ⅲ轴: PⅢ入= PⅡ出·η齿轮 =?×0.98 =? kw
PⅢ出= PⅢ入·η轴承 =?×0.99 =? kw
Ⅳ轴: PⅣ入= PⅢ出·η联轴器 =?×0.99 =? Kw
3.计算各轴的输入转矩和输出转矩
公式: T=9.55×106×P/n (N·mm)
Ⅰ轴: TⅠ入=9.55×106×PⅠ入/ nⅠ=9.55?/?=?(N·mm)
TⅠ出=9.55×106×PⅠ出/ nⅠ=9.55?/?=?(N·mm)
Ⅱ轴: TⅡ入=9.55×106×PⅡ入/ nⅡ=9.55?/?=?(N·mm)
TⅡ出=9.55×106×PⅡ出/ nⅡ=9.55?/?=?(N·mm)
Ⅲ轴: TⅢ入=9.55×106×PⅢ入/ nⅢ=9.55?/?=?(N·mm)
TⅢ出=9.55×106×PⅢ出/ nⅢ=9.55?/?=?(N·mm)
Ⅳ轴: TⅣ入=9.55×106×PⅣ入/ nⅢ=9.55?/?=?(N·mm)
TW=TⅣ出=9.55×106×PⅣ出/ nⅢ=9.55?/?=?(N·mm)
将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表:
4.初定各轴最小直径
公式:
材料为45钢:A0=126~103 可取:A0=110
Ⅰ轴:
Ⅱ轴:
Ⅲ轴:
因Ⅰ轴、Ⅲ轴最细处轴段有键槽,应将计算值加大3%,
即:
dⅠmin应为:dⅠmin×1.03
dⅢmin应为:dⅢmin×1.03
五、传动零件的设计计算
1.V带传动的设计计算
已知:小带轮功率Pd(即电机输出功率Pd)和转速nm(即电机满载转速)。
设计带传动:带的型号、根数、大小带轮直径、中心距等参数。
具体计算方法见“机械设计”教材相关内容及相应例题。
…………
…………
2.齿轮传动的设计计算
建议:减速器中齿轮采用闭式软齿面斜齿轮传动。一般大、小齿轮材料均可采用45钢(小齿轮也可采用合金钢),小齿轮调质,大齿轮正火,两齿轮齿面要有30-50的硬度差。
传动用模数mn≥2mm,β角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消;β=15°左右,Z1=20-40 ,Z2=iZ1求出后圆整;为使图面匀称,中心距:a高≤130mm,a低≤150mm,
具体计算方法见“机械设计”教材相关内容及相应例题。
……………
完成下表参数符号值的计算:
减速器机体结构尺寸如下:
注意:画图之前计算到此。
-----------------------------------------------------------------------------------------
六、轴的强度校核
校核步骤应详细,应有轴的V、H面受力图、弯矩图、合成弯矩图、扭矩图、当量弯矩图等。
具体计算方法见“机械设计”教材相关内容及相应例题。
………
……………
七、滚动轴承的选择和计算
建议:优先选用63××轴承,或62××轴承。
…………………
…………………
八 键连接的选择和计算
…………………
…………………
九联轴器的选择
建议:优先选用“弹性套柱销联轴器”或“十字滑块联轴器”
…………………
十、 润滑和密封的选择
1减速器的润滑
(1) 齿轮的润滑:
除少数低速(v〈0.5m/s)小型减速器采用脂润滑外,绝大多数减速器的齿轮都采用油润滑。
本设计高速级圆周速度v≤12m/s,采用浸油润滑。为避免浸油润滑的搅油功耗太大及保证轮赤啮合区的充分润滑,传动件浸入油中的深度不宜太深或太浅,一般浸油深度以浸油齿高为适度,但不应小于10mm。
浸油润滑的油池应保持一定的深度和贮油量。油池太浅易激起箱底沉查和油污。一般齿顶圆至油池底面的距离不应小于30~50mm。为有利于散热,每传递1KW功率的需油量约为0.35~0.7L。
齿轮减速器的润滑油黏度可按高速级齿轮的圆周速度V选取:V≤2.5可选用中极压齿轮油N320。
(2)轴承的润滑
当减速器中浸油齿轮的圆周速度v〈1.5~2m/s时,油飞溅不起来,应选用脂润滑。
…………………
2减速器的密封
轴伸出处的密封:
选用粘圈式密封,粘圈式密封简单,价廉,主要用于脂润滑以及密封处轴颈圆周速度较低的油润滑。
箱盖与箱座接合面的密封:
在箱盖与箱座结合面上涂密封胶密封最为普遍,效果最好。
其他部位的密封:
检查孔盖板、排油螺塞、油标与箱体的接合面均需加纸封油垫或皮封油圈。
…………………
…………………
十一设计总结
…………………
…………………
十二参考资料
[1] 邱宣怀主编.机械设计.第4版. 北京:高等教育出版社
[2] 申永胜.机械原理教程.北京:清华大学出版社.1999
[3] 吴宗泽等主编. 机械设计课程设计手册.第3版. 北京:高等教育出版社
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