【正文】 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 計(jì)算說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目 : 展開(kāi)式雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè) 20210719 班 設(shè)計(jì)者： 唐藝鵬 學(xué)號(hào) ： 2021071913 指導(dǎo)教師： 李立全 2021 年 1 月 3 日 （ 哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院）1 目錄 一． 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及其傳動(dòng)方案的擬定 ........................................................... 2 二． 傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明 ........................................................................ 4 三 .齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 ....................................................................................... 7 四 .軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 ........................................................................... 15 五 . 軸、軸承、鍵的校核 .......................................................................... 22 六 . 聯(lián)軸器的選擇 .................................................................................... 35 七 . 減速器附件選擇及箱體的設(shè)計(jì) ............................................................ 36 八 . 潤(rùn)滑與密封 ....................................................................................... 39 九 . 設(shè)計(jì)心得與體會(huì) ................................................................................ 40 十 . 參考資料 ........................................................................................... 41 十一 . 致謝 .............................................................................................. 42 2 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及其傳動(dòng)方案的擬定 （一）課程目的： 通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其它有關(guān)選修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)去分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步地鞏固、深化和發(fā)展。 學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法。通過(guò)設(shè)計(jì)培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。 （二）題目： 題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的二級(jí)展開(kāi)式斜齒圓柱齒輪減速器，如圖所示： 1—— 電動(dòng)機(jī) 2—— 聯(lián)軸器 3—— 減速器 4—— 聯(lián)軸器 5—— 輸送帶 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下： 3 已知數(shù)據(jù) 工作情況 載荷平穩(wěn) 輸送帶牽引力 F/N 3200 運(yùn)輸帶速度 V（ m/s） 滾筒直徑 D/(mm) 300 工作條件 帶式輸送機(jī)用于鍋爐房送煤；三班制工作；每班工作 8 小時(shí)，常溫下連續(xù)、單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)；輸送帶滾輪效率為 。 使用期限及檢修間隔 使用期限為 12 年；檢修間隔為 3 年。 生產(chǎn)批量及生產(chǎn)條件 小批量生產(chǎn)（ 5 臺(tái) ），無(wú)鑄鋼設(shè)備。 要求完成工作量 (A0)。 。 。 。 （三）設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1. 電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算； 2. 斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算； 3. 軸的設(shè)計(jì)； 4. 裝配草圖的繪制 5. 鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核； 6. 滾動(dòng)軸承的選擇； 7. 裝配圖、零件圖的繪制； 8. 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。 （四）設(shè)計(jì)進(jìn)度： 第一階段： 總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算。 第二階段： 軸與軸系零件的設(shè)計(jì)。 第三階段： 軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制。 第四階段： 裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。 4 二、 傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明 計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容 主要結(jié)果 ηΣ = η12 ?η24 ? η32 ?η4 一：傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì) （一）對(duì)給定傳動(dòng)方案分析論證 總體布置見(jiàn)任務(wù)書(shū) 工作情況：工作有輕震，經(jīng)常滿(mǎn)載，空載啟動(dòng)，單向運(yùn)動(dòng)。 （二）選擇電動(dòng)機(jī) ○ 1 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型 按工作條件和要求選用 Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī) ，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為 380V。 ○ 2 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào) 1） 工作機(jī)有效功率為： Pw= ????1000=3200 = KW 2） 傳動(dòng)裝置總效率 電動(dòng)機(jī) 到 工作傳輸帶 間的總效率為： η η η η4分別為 聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動(dòng)和卷筒傳動(dòng)的效率。 取 η1=， η2=， η3=， η4= 則： ηΣ= 3） 所需電動(dòng)機(jī)功率 電動(dòng)機(jī)所需的工作 功率 為： Pd=Pw ηΣ = = 4） 確定電動(dòng)機(jī)額定功率 所以 應(yīng)選額定功率大于 。 ○ 3 計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍并選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào) 二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 ??Σ` =8～ 40。 工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為： ????=601000?????? =601000300 =電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： ????=??Σ` ?????=(8～ 40)=(～ 1528)r/min Pw= Pd= ???? = 5 選用同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 的電動(dòng)機(jī)。 由電機(jī)產(chǎn)品目錄或有關(guān)手冊(cè)選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為： Y132S6 ○ 4 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形，安裝尺寸 由表 14－ 表 14－ 6 查出 Y132S26 型電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和 外形、安裝尺寸。 1) 外形、安裝尺寸 尺寸 D=38mm，中心高度 H=132mm，軸伸長(zhǎng) E=80mm。 2）技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 額定功率 轉(zhuǎn)速r/min 電流 /A 效率 /% 功率因數(shù) 額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 /kg Y132S26 3 960 83 63 （三）計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比 ○ 1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 ??Σ = ???????? = = ○ 2 分配各級(jí)傳動(dòng)比 因?yàn)槭钦归_(kāi)式二級(jí)齒輪傳動(dòng)，故 21 ~ ii ? ，現(xiàn)取 ，則 的傳動(dòng)比為：兩級(jí)齒輪減速器高速級(jí) ＝1 ????ii 則低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比為 : ??? ?iii ○ 3 傳動(dòng)裝置中個(gè)軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算 ?各軸的轉(zhuǎn)速 n（ r/min） ： 減速器高速軸為 I 軸，中速軸為 II 軸，低速軸為 III 軸， m in/960I rnn m ?? min/ rinn ??? ? 電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y132S6 1i = 2i = 6 min/ rinn ??? ?? ?各軸的輸入功率 按電動(dòng)機(jī)額定功率 dP 計(jì)算各軸輸入功率，即 kWPP d ?????? ? ； kWPP ???????? ? ； kWPP ?????? ????? ? ； 卷筒機(jī) P 卷 = ?P ? 12? == ???? ?各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 T（ N?ｍ）和輸出轉(zhuǎn)矩 T39。 (kW) mmNnPT mdd ?????? 6 mmNTTmmNiTTmmNiTTmmNTT/ 1 0 1 6 卷筒機(jī)/ 2 5 8 3 3 0 4 6 3/ 3 0 4 6 3 1 4 3/ 3 1 4 3 3 7 712卷32321d???????????????????????????????????????? ○ 4 匯總?cè)缦卤?： 7 三 .齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 項(xiàng)目 電動(dòng)機(jī) 軸 高速軸 I 中間軸 II 低速軸 III 卷筒軸 轉(zhuǎn)速（ r/min） 960 960 功率（ kW） 轉(zhuǎn)矩（ N?ｍm） 傳動(dòng)比 1 8 計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容 主要結(jié)果 （一） 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) ○ 1 選定齒輪類(lèi)型、精度、材料及齒數(shù) 1)按圖所示傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪 2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 8 級(jí)精度 3) 材料：選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì) ，表面淬火 ），硬度為 48~55HRC； 選擇 大齒輪材料為 45 鋼（正火，表面淬火 ），硬度為 40~50HRC。 4)初 選小齒輪齒數(shù) 203 ?z ； 大齒輪齒數(shù) ??4 = ??3??Ⅱ = 20 = ， 選 Z4=85. 5)初選螺旋角 β = 14176。. ○ 2 按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ?? ≥ √???????????????????????????????????? ????? ? ????[????]?? 1） 初選各參數(shù)值 1初選載荷系數(shù) Kt=, 2由表 75，由于齒輪相對(duì)于軸承為非對(duì)稱(chēng)布置，且齒輪為硬齒面齒輪，故齒寬系數(shù) ????=. 3由表 76 得，彈性影響系數(shù) MPa? 4端面重合度 ???? = ?( 1??3+ 1??4)?cos?? = ?( 120+ 185)?cos14176。 = 5彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖 716 得， ??????????3 = 710??????； ??????????4 = 710??????. 6應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 60 nN n j L? ? ? ? （ n 為齒輪轉(zhuǎn)速，單位 r/min； j 為齒輪轉(zhuǎn)一圈，同一齒面嚙合次數(shù)，取 1； Ln為齒輪的工作壽命，單位 h） Z3=20 Z4=85 ????= 9 小齒輪 :??3 = 60 336524 = 108 大齒輪 : ??4