机械设计基础课程设计范例

机械设计基础课程设计

专业及班级：数控技术70511

设计：xxx

学号：************

指导教师：

日期：2006.12.25

目录

前言 (4)

第1章选择传动方案 (5)

第2章选择电动机 (6)

2.1 电动机的选择 (6)

2.2 输送机的输送量及功率计算 (6)

2.3 电动机的功率 (6)

2.3.1 螺旋输送机主轴上所需功率 (6)

2.3.2 工作机所需的电动机输出的功率为 (6)

2.4 电动机的转速 (7)

2.5 传动装置总传动比 (7)

2.6 计算传动装置的运动和运动参数 (7)

2.6.1 计算各轴输入功率 (7)

2.6.2 计算各轴转速 (7)

2.6.3 计算各轴转矩 (8)

第3章选择V带 (9)

3.1 选择普通V带 (9)

3.1.1 按照计算功率P c,选择V带型号 (9)

3.1.2 带传动的主要参数和尺寸 (9)

3.2 初选中心距 (9)

3.3 确定V带的根数 (10)

3.4 计算紧张力 (10)

F (10)

3.5 计算作用在轴上的力R

3.6 结构设计 (10)

第4章传动设计 (11)

4.1 选择高速级齿轮传动的材料及热处理 (11)

4.2 强度计算 (11)

4.3 确定选择齿轮传动的参数和尺寸 (11)

4.4 验算齿根弯曲应力 (12)

4.5 结构设计 (13)

第5章轴的选择 (14)

5.1 高速轴的设计 (14)

5.1.1 选择轴的材料 (14)

5.1.2 初步估算轴的最小直径 (14)

5.1.3轴的结构设计，初定轴径及轴向尺寸 (14)

5.1.4按弯扭合成应力校核轴的强度 (14)

5.1.5 高速轴段的长度确定 (16)

5.2 低速轴计算 (17)

5.2.1 计算轴上的力 (17)

5.2.2 计算支反力 (17)

5.2.3 作弯距图，齿轮作用力集中在齿宽中心 (18)

5.2.4 轴输出转矩 T = 659000 (18)

5.2.5 求最大当量转矩 (19)

5.2.6 强度校核 (19)

5.2.7 低速轴段的长度确定 (19)

第6章联轴器的选择和计算 (20)

参考文献 (21)

前言

机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。

本设计中原动机为电动机，工作机为螺旋输送机。传动方案采用了一级传动，单级直齿圆柱齿轮减速器。

螺旋传送机的传动装置主要由电动机、减速器、联轴器、等组成，也有用带传动或链传动的，由于考虑到传送机有时会卡住的原因，不使电动机出现故障，所以采用V带传动。用减速电动机可使传动装置更紧凑，且螺旋传送机的结构比较简单，容易操作，横截面尺寸也小密封性也好，特别使用与输送粉末状大的物料，便于在任何位置上装料卸料，造价也比较低廉，但是它的功率消耗比较大，对物料有研碎的作用，在传送的过程中会使一部分物料损失，机壳和中间轴承磨损较大，容易发生堵塞，要求加料均匀，输送距离较短，运输能力较低。

第1章选择传动方案

本设备输送的物料为面粉，而螺旋输送机传动稳定，功率大，输送效率也比较高，所以很适合这种工作条件。螺旋输送机连续单向运转，水平输送，载荷变动小，三班制连续工作10年。

图1.1 传动方案简图

第2章 选择电动机

2.1 电动机的选择

根据已知的工作要求和条件选用Y 型全封闭笼型三相异步电动机。

2.2 输送机的输送量及功率计算

c pnr D Q φ247= (2.1)

D=0.4m,P=0.24m,n=100r/min,

由参考文献3查得r=0.6*104N/m 3,表（17-2）Ф=0.36由表（17-4）β=00，c=1.0, Q=38.98368…=39*104n/h

2.3 电动机的功率

2.3.1 螺旋输送机主轴上所需功率

01L w Q P =(ω367

+H ）kw (2.2) 由参考文献3.查0ω =1.2， 1L =L=40m,H=0

w P =5.1kw

2.3.2 工作机所需的电动机输出的功率为 w p =k

d P η

(2.3) k=1.3, w p =5.1kw,

由电动机至工作机之间的总效率

12423

ηηηη 式中的分12423ηηηη别为v 带传动. 齿轮传动的轴承传动. 齿轮传动.联轴器.的效率 取1η=0.96 2η=0.97 3η=0.974η=0.97

η=0.885

5.1=1.3d P =7.49kw 0.885

2.4 电动机的转速

按推荐的合理传动比范围，取V 带传动的传动比42'1-=i ,单级齿轮传动比3-6，则合

理总传动比的范围为'i =6—24，故电动机转速的可选范围为1'ni n d =i 2=100*(2-4)*（3-6）

=600-2400 r ／min

符合这一范围的同步转速有750 r ／min 1000 r ／min 1500 r ／min 3000 r ／min 根据计算出的功率由表8.1查出以下电动机的型号 其技术参数和传动比情况如下

表2.1电动机型号

2.5 传动装置总传动比

i=n n m

=1001440

=14.4

取v 带传动比i 1=3，则圆柱齿轮减速器传动比i 2=1

i i

=4.8

2.6 计算传动装置的运动和运动参数

2.6.1 计算各轴输入功率

电动机主轴P d =11kw

轴I （高速轴）P 1= p d η1=11*0.96=10.56

轴2（低速轴）P 2=P 1η2η3=11*0.97*0.99=10kw

2.6.2 计算各轴转速

电动机轴 n m =1440r/min

轴1 n 1=1

i n m

=480r/min

轴2 n 2=2

1

i n =100r/min