【正文】 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)教育學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì) 北京學(xué)習(xí)中心 函授站（學(xué)習(xí)中心） 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化 專業(yè) 05 級（春、秋）層次 秋 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 周 風(fēng) 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)教育學(xué)院 2021 年 11 月 22 日 1 目 錄 一、 電機(jī)的選擇計(jì)算 ……………………………………………………………………………… ..2 1. 擇電機(jī)的轉(zhuǎn)速 2. 工 作機(jī)的有效功率 3. 選擇電動機(jī)的型號 二、 運(yùn)動和動力參數(shù)的計(jì)算 ………………………………………………………………………… 2 1. 分配傳動比 2. 各軸的轉(zhuǎn)速 3. 各軸的功率 4. 各軸的轉(zhuǎn)矩 三、 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………………………………… ..3 1. 閉式直齒輪圓錐齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 2. 閉式直齒輪圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 四、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………………………… 8 4. 減速器高速軸 I 的設(shè)計(jì) 5. 減速器低速軸 II 的設(shè)計(jì) 3. 減速器低速軸 III 的設(shè)計(jì) 五、 滾動軸承的 選擇與壽命計(jì)算 ………………………………………………………………… ..12 I 軸滾動軸承的選擇與壽命計(jì)算 II 軸滾動軸承的選擇與壽命計(jì)算 3. 減速器低速 III 軸滾動軸承的選擇與壽命計(jì)算 六、 鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算 …………………………………………………………………………… 15 1. 聯(lián)軸器與高速軸軸伸的鍵聯(lián)接 2. 大圓錐齒輪與低速軸 II 的的鍵聯(lián)接 3. 大圓柱齒輪與低速軸 III 的的鍵聯(lián)接 七、 潤滑油的選擇與熱平衡計(jì)算 ………………………………………………………………… .17 1. 減 速器的熱平衡計(jì)算 2. 潤滑油的選擇 八 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 18 2 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 一、電機(jī)的選擇計(jì)算： 一對圓錐滾子軸承的效率 η 3= 一對球軸承的效率 η 4= 閉式直齒圓錐齒傳動效率 η 5= 閉式直齒圓柱齒傳動效率 η 6= 總效率 η =η 1η 2 2 η 3 3 η 4η 5η 6= = 所需電動機(jī)的輸出功率 Pr=Pw/η =選擇電動機(jī)的型號 查 參考文獻(xiàn) [1]表 得 表 方案號 電機(jī) 類型 額定 功率 同步 轉(zhuǎn)速 滿載 轉(zhuǎn)速 總傳 動比 1 Y100L24 1450 1420 2 Y132S6 1450 960 根據(jù)以上兩種可行同步轉(zhuǎn)速電機(jī)對比可見，方案 2 傳動比小且質(zhì)量價(jià)格也比較合理，所以選擇 Y132S6 型電動機(jī)。 二、 動和動力參數(shù)的計(jì)算 分配傳動比 （ 1） 總傳動比 i= （ 2） 各級傳動比：直齒輪圓錐齒輪傳動比 i12=， 直齒輪圓柱齒輪傳動比 i23=4 （ 3） 實(shí)際總傳動比 i實(shí) =i12i34= 4=, ∵ Δ i=﹤ ，故傳動比滿足要求滿足要求。 各軸的轉(zhuǎn)速（各軸的標(biāo)號均已在圖 中標(biāo)出） n0=1450r/min， n1=n0=1450r/min， n2=n1/ i12=，n3= n2/ i34=， n4=n3=各軸的功率 η = Pr=3 kw 選用三相異步電動機(jī) Y132S6 p= kw n=1450r/min i= i12= i23=4 n0=1450r/min n1=1450r/min n2=n3=n4= 3 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 p0=pr= kw， p1= p0η 2=, p2= p1η 4η 3= kw, p3= p2η 5η 3= kw, p4=p3η 2η 3= kw 各軸的轉(zhuǎn)矩，由式： T=： T0= N m, T1= N m, T2= N m, T3= N m, T4= N m 三、 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 閉式直齒輪圓錐齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 a．選材： 小齒輪材料選用 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理， HB=217~255， σ HP1=580 Mpa，σ Fmin1 =220 Mpa 大齒輪材料選用 45 號鋼，正火處理， HB=162~217， σ HP2=560 Mpa，σ Fmin2 =210 Mpa b. 由參考文獻(xiàn) [2]（以下簡稱 [2]）式（ 5— 33），計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N： N1=60njL=60 960 1 8 11 250= 109 N2=N1/i2 = 10/3= 108 查圖 5— 17 得 ZN1=， ZN2=，由式（ 5— 29）得 ZX1=ZX2=，取 SHmin=， ZW=， ZLVR=， ∴ [σ H]1=σ HP1ZLVRZWZX1ZN1/SHmin=580 = Mpa， [σ H]2=σ HP2ZN2ZX2ZWZLVR/SHmin =560 =577 Mpa ∵ [σ H]1 [σ H]2，∴計(jì)算取 [σ H]= [σ H]2= Mpa c． 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)小齒輪大端模數(shù)（由于小齒輪更容易失效故按小齒輪設(shè)計(jì)）： 取齒數(shù) Z1=21，則 Z2=Z1 i12= 32=79，取 Z2=79 ∵實(shí)際傳動比 u=Z2/Z1=79/21=，且 u=tanδ 2=cotδ 1， ∴δ 2= =72o 16 35，δ 1= =17o 42 12，則小圓錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù) zm1=z1/cosδ 1 =21/ =23， zm2=z2/cosδ 2=79/ = p0= kw p1= kw p2= kw p3= kw p4= kw T0= N m T1= N m T2= N m T3= m T= m σ HP1=580 Mpa， σ Fmin1=220 Mpa σ HP2=560 Mpa， σ Fmin2=210 Mpa [σ H]= 圓錐齒輪參數(shù) Z1=21 Z2=79 δ 1=17o 42 12 δ 2 =72o 16 35 4 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 由 [2]圖 514， 515 得 YFa=， Ysa=， YFa2=， Ysa2= ZH=√ 2/cosα sinα =√ 2/cos20o sin20o = 由 [2] 表 115 有 Z E = ，取 K t Z 2 εt = ， 由 [2] 取 K= 又∵ T1= N m ， u= ，ф R= 由 [2]式 556 計(jì)算小齒輪大端模數(shù)： m≥√ 4KT1YFaYsa/{ф RZ2 1[σ F]（ R） 2 √ u2 +1} 將各值代得 m≥ 由 [2]表 59取 m=3 ㎜ d．齒輪參數(shù)計(jì)算： 大端分度圓直徑 d1=mz1=3 21=63 ㎜， d2=mz2=3 79=237 ㎜ 齒頂圓直徑 da1=d1+2mcosδ 1=63+= ㎜， da2=d2+2mcosδ 2=237+ = ㎜ 齒根圓直徑 df1= 1= = ㎜ df2= 2= = ㎜ 齒輪錐距 R=√ d1+ d2/2= ㎜， 大端圓