机械设计课程设计说明书

４、时间：12月22~1月9号。

课程设计完成后进行答辩。

第二章传动方案的分析与拟定

本设计采用带传动和单级圆柱齿轮传动，传动见图如图２－１。

第三章电动机的选取计算

一、电动机的选取：

1、选择电动机类型：

按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三项异步电动机，电压380V

2、选择电动机容量：

运输带拉力F=2300N，运输带速度v=1.5m/s，

工作机所需功率为：

径向力：kN 488.14436cos17443617tan 898.3cos tan "

'︒"

'︒⨯==ββt

r F F B ． 根据轴上零件的定位、装配及轴的工艺性要求，初步确定出轴的结构，如图6-1-1：

图6-1-1

C 、计算轴的受力： 受力图见图6-1-2：

图6-1-2

D 、 计算轴承的支反力： Z 方向的支反力：

14271898.3898.3221=⨯-⨯=+Z Z Z F F F ⇒

kN

F kN F Z Z 949.1949.121==

X 方向的支反力： 0

55.27237.1235097.114271488.1488

.1097.1221=⨯-⨯-⨯+⨯=++x x x F F F ⇒

kN

F kN F x x 311.1702.121==

E 、扭矩校核：

如图6-1-3所示：

kN

F kN F Z Z 949.1949.121==

kN

F kN F x x 311.1702.121==

图6-1-3

[]MPa D W M n

n 4516

1037.10733

max =≤⨯==τπτ

⇒mm d D 25125.945

10

37.10713

3

=<=⨯⨯≥π 扭矩校核合格。 F 、画轴弯矩图：

简易法做出弯矩图，如下，YZ 面内弯矩图：mm N M YZ ⋅/，见图

6-1-4；XY 面弯矩图：/xz M N mm ⋅，

见图6-1-5;合成弯矩图：m N M n ⋅/，见图6-1-6 ；

图6-1-4

图6-1-5

59.0=α

图6-1-6

当量弯矩Me 的计算：材料

40Cr ，许用应力值：用插入法由表查

得：[]MPa b 881=-σ []MPa b 1480=σ 应力校正系数：59.0148

88

==

α 当量弯矩()2

2

T M Me n α+=

其中为对应扭矩。为应力校正系数，为合成弯矩，T αn M 与扭矩合成的

当量弯矩图，见图6-1-7，m N M e ⋅/：

图6-1-7

G 、校核轴颈的危险截面：危险截面取图

6-1-1中所示，1、2、3、4四个危险截面，计算轴径：

[]mm mm M d b e 2558.2188

1.010

59.7804.11.004.133

3

11<=⨯⨯=⨯=-σ（键槽处以应力集中，故轴径应增大4%）

[]mm mm M d b e 30565.23881.010

15.1151.033312<=⨯⨯=⨯=-σ

[]mm mm M d b e 35300.2488

1.010

248.1261.033

313<=⨯⨯=⨯=-σ

[]mm mm M d b e 42164.2588

1.01023.1401.033

314<=⨯⨯=⨯=-σ

二、低速轴的设计： 1、低速轴材料的选择：

所以：

在强度上合格。

mm

d mm

d mm d mm

d 423530254321====

mm d 452=

选材为45钢，调质处理， 系数A 取115，[]MPa 35=τ 2、初步估算轴径：mm n P A d 87.4242

.70649.311533

2==≥∏∏ 有键槽存在，增大4%，mm d d 58.4404.12'2== 圆整到45mm 3、初选深沟球轴承：6311，55d =，D=10，B=21 4、轴的结构设计： A 、计算齿轮受力： 切向力：kN d T F t 898.30

.5536

.107221=⨯==

I 轴向力：kN 949.1443617tan 898.3tan ="'︒⨯==βt a F F 径向力：kN 488.14436cos17443617tan 898.3cos tan "

'︒"

'︒⨯==

ββt r F F B 、 根据轴上零件的定位、装配及轴的工艺性要求，初步确定出轴的结构，如图：6-2-1

图6-2-1

各轴径如图6-2-1所示。 C 、受力图如图6-2-2

kN F t 898.3= kN a 949.1F =

kN r 488.1F =

kN

F kN F x x 426.0914.121-==

图6-2-2

D 、静力分析，计算各轴承的支反力：

X 方向受力：02

265

237.114070488.1488

.1221=⨯

-⨯-⨯=+x x x F F F ⇒

kN

F kN F x x 426.0914.121-==

Z 方向受力：

70898.3140898.3221=⨯-⨯=+z z z F F F ⇒

kN

F kN F z z 949.1949.121==

E 、扭矩校核

作扭矩图如图6-2-3所示。

图6-2-3

[]MPa D W M n

n 3516

1084.49433

max =≤⨯==τπτ

⇒mm d D 456.4135

10

84.49413

3

=<=⨯⨯≥π 扭矩校核合格。 F 、画轴弯矩图：

简易法做出弯矩图，如下，YZ 面内弯矩图：mm N M YZ ⋅/，见图

kN

F kN F z z 949.1949.121==