【正文】 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 設(shè)計(jì)題目： 玻璃瓶印花機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)裝置 設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 號(hào)： 2 0 1 1 專業(yè)班級(jí)： 1 1 機(jī) 械 班 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2 0 1 年 月 日 天津理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 1 目 錄 一 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)…………………………………………………… 2 二 電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………… … 3 三 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 ………………………… 5 四 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算……………………………… 5 五 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………… 7 六 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………… 19 七 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算…………………………………………… 30 八 鍵的選擇和計(jì)算…………………………………………………… 31 九 聯(lián)軸器的選擇……………………………………………………… 32 十 潤滑和密封的選擇………………………………………………… 32 十一 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………… 32 十二 設(shè)計(jì)總結(jié)………………………………………………………… 34 十三 參考資料………………………………………………………… 35 2 一、 課程設(shè)計(jì)的任務(wù) 1． 設(shè)計(jì) 目的： 課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。課程設(shè)計(jì)的主要目的是： (1)通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及有關(guān)先修課程的知識(shí)，起到鞏固、深化、融會(huì)貫通及擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面知識(shí)的作用，樹立正確的設(shè)計(jì)思想。 (2)通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生 分析和解決工程實(shí)際問題的能力，使學(xué)生掌握機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡單機(jī)械的一般設(shè)計(jì)方法和步驟。 (3)提高學(xué)生的有關(guān)設(shè)計(jì)能力，如計(jì)算能力、繪圖能力以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)能力等，使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)資料 (手冊(cè)、圖冊(cè)等 )的使用，掌握經(jīng)驗(yàn)估算等機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。 2． 設(shè)計(jì)題目： 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案 設(shè)計(jì)、 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖已經(jīng)在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中完成（詳見機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)資料，在此略），現(xiàn)將對(duì)傳動(dòng)裝置進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。 機(jī)械設(shè)計(jì)部分課程設(shè)計(jì)是在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)完成之后設(shè)計(jì)題目的延續(xù)和深入。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案 設(shè)計(jì)、 傳 動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖已經(jīng)在機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中完成，機(jī)械設(shè)計(jì)部分課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是對(duì)其傳動(dòng)裝置進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)題目： 玻璃瓶印花機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)裝置 原始數(shù)據(jù)： 說明：（ 1）工作條件： 2 班制，工作環(huán)境良好，有輕微振動(dòng)； （ 2）使用期限十年，大修期三年； （ 3）生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)（ 20 臺(tái)）； （ 4）帶傳動(dòng)比： i=～ ； （ 5）采用 Y型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)； (6) 分配軸：與減速器輸出軸相連接（各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入軸）。 方 案 號(hào) 10 分配軸轉(zhuǎn)速 n(r/min) 45 分配軸輸入功率 P（ kw) 玻璃瓶單程移距（ mm） 110 印花圖章上下移（ mm） 50 定位壓塊左右移（ mm） 20 3 設(shè)計(jì)任務(wù) 1）總體設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)選擇電機(jī)型號(hào) 計(jì)算所需電機(jī)功率，確定電機(jī)轉(zhuǎn)速，選定電機(jī)型號(hào)； (2)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)； i，分配各級(jí)傳動(dòng)比； n、轉(zhuǎn)矩 T； ； 、軸承壽命、鍵強(qiáng)度； 2）繪制減速器裝配圖（草圖和正式圖各一張 )； 3）繪制零件工作圖：減速器中大齒 輪和中間軸零件工作圖； （注：當(dāng)中間軸為齒輪軸時(shí)，可僅繪一張中間軸零件工作圖即可）； 4）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 傳動(dòng)裝置部分簡圖 二、 電動(dòng)機(jī)的選擇 1．電動(dòng)機(jī)類型的選擇 按已知工作要求和條件選用 Y系列一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 2． 確定電動(dòng)機(jī) 輸出功率 dP 電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率 /dwPP?? 4 其中： wP 工作機(jī)分配軸的輸入功率 ?由電動(dòng)機(jī)至 分配軸 的傳動(dòng)總效率 工作機(jī)的分配軸輸入功率： Pw= 總效率 42a? ? ? ? ?? ? ? ?帶 軸 承 齒 輪 聯(lián) 查表可得： 對(duì)于 V 帶傳動(dòng) : η 帶 = 對(duì)于 8 級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)：η 齒輪 = 對(duì)于一對(duì)滾動(dòng)軸承： η 軸承 = 對(duì)于彈性聯(lián)軸器： η 聯(lián)軸器 = 則 : η a =η 帶 η 軸承 3η 齒輪 2η 聯(lián) = = ∴ 電機(jī)所需功率為： Pd= PW /η a=3． 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 工作機(jī)轉(zhuǎn)速 nw： nw=45r/min 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍 : V 帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍為 3~4i ?帶 ，雙級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍為i=14~20，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為 : nd=i 帶 i 齒 2 nw =(～ )( 3～ 5)2 nw =（ ～ ） nw =(～ ) 45 =～ r/min 其中： = ( 3 ~ 4 ) (1 4 ~ 2 0 ) 4 2 ~ 8 0i i i? ? ? ?總 帶 減 i減 —— 減速器傳動(dòng)比 符合這一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速為 3000 /minr ， 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)。 5 根據(jù)所需效率、 轉(zhuǎn)速 ，由 《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 》或指導(dǎo)書 選定電動(dòng)機(jī) 的型號(hào)為 Y90S4 Y90S4 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)如下 : 額定功率： Kw 滿載轉(zhuǎn)速： n 滿 =1400 r/min 同步轉(zhuǎn)速： 1500 r/min 三、 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 1．傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 i 總 = n 滿 / nw =1400/45= 2．分配各級(jí)傳動(dòng)比 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表 選取，對(duì)于三角 v帶傳動(dòng) ,為避免大帶輪直徑過大 ,取 i12=； 則減速器的總傳動(dòng)比為 i 減 =i 總 /=對(duì)于兩級(jí)圓柱斜齒輪減速器 ,按兩個(gè)大齒輪具有相近的浸油深度分配傳動(dòng)比 ,取 ig= i 減 = ig id = = i2d =id = ig== = 注： ig 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)比； id –低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比； 四、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 1．計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速 電機(jī)軸： n 電 = 1400 r/min Ⅰ軸 nⅠ = n 電 /i 帶 =1400/=560 r/min Ⅱ軸 nⅡ = nⅠ / ig=560/= r/min Ⅲ軸 nⅢ =nⅡ / id =2．計(jì)算各軸的輸入功率和輸出功率 Ⅰ軸： 輸入功率 PⅠ = Pdη 帶 = = kw 輸出功率 PⅠ = 軸承 = = kw 6 Ⅱ軸： 輸入功率 PⅡ =η 齒輪 = = kw 輸出功率 PⅡ = η 軸承 = = kw Ⅲ軸 輸入功率 PⅢ =η 齒輪 = = kw 輸出功率 PⅢ = η 軸承 = = kw 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 Td= 106 Pd /n 電 = 106 = 103 N mm Ⅰ軸： 輸入轉(zhuǎn)矩 TⅠ = 106 PⅠ / nⅠ = 106 = 104 N mm 輸出轉(zhuǎn)矩 TⅠ = 106 PⅠ / nⅠ = 106 = 104 N mm Ⅱ軸： 輸入轉(zhuǎn)矩 TⅡ = 106 PⅡ / nⅡ = 106 = 104 N mm 輸出轉(zhuǎn)矩 TⅡ = 106 PⅡ / nⅡ = 106 = 104 N mm Ⅲ軸 輸入轉(zhuǎn)矩 TⅢ = 106 PⅢ / nⅢ = 106 = 105 N mm 輸出轉(zhuǎn)矩 TⅢ = 106 PⅢ / nⅢ = 106 = 105 N mm 將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表： 軸名 功率 p/kw 轉(zhuǎn)矩 T ( N mm) 轉(zhuǎn)速n/r min1 傳動(dòng)比i 效率η 輸入 輸出 輸入 輸出 電機(jī)軸 103 1400 Ⅰ軸 104 104 560 Ⅱ軸 104 104 Ⅲ軸 105 105 45 7 五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1． V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 結(jié)果 定 V帶型號(hào)和帶輪直徑 工作情況系數(shù) KA= 計(jì)算功率 Pe= KA*P(電機(jī)額定功率 )= Pe= 選帶型號(hào) Z 型 小帶輪直徑 Dmin=50 Dmax=71 取 D1=71mm 大帶輪直徑 560140071)()1(2112???????nnDD ? 取 D2=170mm 大帶輪轉(zhuǎn)速 5 7 51 7 01 4 0 071)0 1 ()1( 2 112??????? D nDn ? n2= 575r/min 計(jì)算帶長 求 Dm 2 711 7 02 12 ???? DDD m Dm = 求Δ 2 711702 12 ????? DD Δ = 初取中心距 a=450mm 帶長 2 2?????aaDL m? L= 基準(zhǔn)長度 Ld=1250mm 求中心距和包角 中心距 2222)(414 8)(414???????????????? mm DLDLa a= 小輪包角 ???????????? 3 2 711 7 01 8 0601 8 0 121 a DD? α1=176。 120176。 求帶根數(shù) 帶速 100060 140071100060 11 ? ????? ?? nDv v=帶根數(shù) P0= ka= 8 KL= Δ P0= )( )( 0????????zkkpPpzLae 取 z=4 根 求軸上載荷 張緊力 q=22) ( )(500?????????aaaeaFqvk kvzPF