【正文】 西安科技大學(xué)高新學(xué)院 課程設(shè)計計算說明書 學(xué) 院 機電信息學(xué)院 課 程 機械設(shè)計 專 業(yè) 機械設(shè)計與制造及其自動化 班 級 機單 1001 任務(wù)書 姓名 學(xué)號 1001140546 專業(yè)班級 機單 1001 設(shè)計參數(shù)：載荷： ，皮帶速度： ,滾筒直徑 : 355mm,使用年限 :6年 完成時間 ： 2020 年 1 月 6 日 內(nèi)容及要求： 機械設(shè)計課程設(shè)計通過傳動方案的擬定，結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計計算，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以及編寫設(shè)計計算說明書，使學(xué)生掌握機械傳動裝置的設(shè)計步驟和方法的一般規(guī)律，提高設(shè)計技能。 機械設(shè)計課程設(shè)計包括： (1)確定機械系統(tǒng)總體傳動方案。（ 2）選擇電動機 。 (3)傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算。 (4)傳動件如齒輪．帶及帶輪的設(shè)計。 (5)軸 的設(shè)計。 (6)軸承組合部件設(shè)計。 (7)鍵的選擇和校核。 (8)機架或箱體的設(shè)計。 (9)潤滑設(shè)計。 學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)應(yīng)繪制裝配工作圖 1 張 (A0 或 A1 圖紙 )， 組件或零件工作圖 2— 3 張，并編寫設(shè)計計算說明書 1 份。 指導(dǎo)教師：程安寧 2020 年 12 月 24 日 課程設(shè)計說明書成績： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 計 算 及 說 明 結(jié) 果 原始數(shù)據(jù) 。 運行阻力： F（ KN）： 皮帶速度： V（ m/s）： 滾筒直 徑： D (mm)： 355mm 使用年限： 6年 二．傳動方案的擬定 電動機 1通過聯(lián)軸器 2將動力傳入減速器 3，在經(jīng)聯(lián)軸器 4 傳至減速器外的 齒輪 5，帶動車輪 6 工作。傳動系統(tǒng)中采用兩級分流式圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu) 較復(fù)雜，高速級齒輪相對于軸承位置對稱，沿齒寬載荷分布較均勻，高速 級和低速級分別為斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱齒輪傳動。 計 算 及 說 明 結(jié) 果 三．電動機的選擇 1 選擇電動機類型 按已知工作條件和要求 ，選用 Y 系列一般用途的三相異步電動機 2 選擇電動機的容量 1）滾筒所需功率 wP ： wP =FV/1000= 滾筒的轉(zhuǎn)速 wn wn =60 1000V/π D= 2）電動機至滾 筒之間傳動裝置的總效率為η： w????? ???? 635231 其中 1? ， 2? ， 3? ， w? 分別為傳動系統(tǒng)中聯(lián)軸器，齒輪傳動及軸承效率， w? 是齒輪至車輪的效率， 1? =， 2? =， 3? = w? = w???? ??? 635231 = ???? 653 3）確定電動機的額定功率 edP 電動機的輸出功率為 dP ?/wdd pkkp ??? = K 為功率儲備系數(shù)， dk 為啟動系數(shù) 確定電動機的額定功率 edP 選定電動機的額定功率 edP =4 kw 選擇電動機的轉(zhuǎn)速 wn = r/min 該傳動系統(tǒng)為分流式圓柱齒輪傳動，查閱機械設(shè)計教材表推薦傳動比為 12i i i??=8～ 60 wP = wn = η = dP = edP =4kw 計 算 及 說 明 結(jié) 果 則總傳動比可取 20至 150 之間 則電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為 39。1dn =20 wn =8 = 39。2dn =150 wn =60 =4911r/min 可見同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min ， 1500r/min ， 3000r/min 的電動機都符合，這里初選同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min ， 1500r/min ， 3000r/min的三種電動機進(jìn)行比較，如下表： 由參考文獻(xiàn) [1]中表 161查得： 方案 電動機型號 額定功率 （ KW） 電動機轉(zhuǎn)速n/(r/min) 額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量/kg 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y112M2 4 3000 2890 2 Y112M4 4 1500 1440 3 Y132M16 4 1000 960 4 Y160M18 4 750 720 由表中數(shù)據(jù)，綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量，價格以及總傳動比，即選定方案 3 39。1dn =39。2dn =4911r/min 電動機型號為Y32M16 計 算 及 說 明 結(jié) 果 四．總傳動比確定及各級傳動比分配 計算總傳動比 由《機械設(shè)計課程上機與設(shè)計》中表 162查得： 滿載轉(zhuǎn)速 nm=960 r / min； 總傳動比 ai =nm / wn =960/ = 分配各級傳動 比 查閱 《機械設(shè)計課程上機與設(shè)計》中表 51 各級傳動中 分配各級傳動比，取減速器外齒輪傳動比為 ?i ，則?? iii a 高速級的圓柱齒輪傳動比 1i = i)~( =，則 低速級的圓柱齒輪的傳動比為 2i =i /1i = i= ?i 1i = 2i = 計 算 及 說 明 結(jié) 果 五．計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 1. 各軸轉(zhuǎn)速 電動機軸為軸Ⅰ，減速器高速級軸為軸Ⅱ，中速軸為軸Ⅲ，低速級軸為軸Ⅳ，減速器外的軸為小齒輪軸Ⅴ、大齒輪軸Ⅵ則 I IInn? = 960 r/min 1IIIII nn i?? 960/ r/min= r/min 2IIIIV V nnn i? ? ? = 0inn ⅤⅥ ? =解得車輪速度在速度允許誤差為177。 5％范圍內(nèi) edP 計算各軸輸入功率 I edPP? = kw 1II IPP???= = 322 ?? ??? ⅡⅢ PP = kw = 23IV IIIPP??? ? ? = kw = 31V IVPP??? ? ? = ⅥP = kw = kw 32 ?? ??? ⅤⅥ PP = = 9550 II IPT n??=9550 ? I IInn? = 960 r/min 25 0. 65 / m inIIInr? 89 .20 r / m inIV Vnn??0inn ⅤⅥ ? = IP = IIP = kw IIIP = IVP = kw VP = ⅥP = 計 算 及 說 明 結(jié) 果 =? 9550 IIII IIPT n??=9550 ? =? 9550 IIIIII IIIPT n??=9550 ? =? 9550 IVIV IVPT n??=9550 ? =? 9550 VV VPT n??=9550 ? =? ⅥⅥⅥ nPT ?? 9550 =9550 =? 表 3 軸的運動及動力參數(shù) 項目 電動機軸 I 高速級軸 II 中間軸III 低速級軸 IV 減速器外大齒輪軸Ⅵ 轉(zhuǎn)速（ r/min） 960 960 功率（ kw） 4 轉(zhuǎn)矩(Nm? ) 傳動比 1 效率 ? 0..94 9550 II IPT n?? = Nm? 9550 IIII IIPT n?? =? 9550 IIIIII IIIPT n?? =? 9550 IVIV IVPT n?? =? 9550 VV VPT n?? =? ⅥⅥⅥ nPT ?? 9550 =? 計 算 及 說 明 結(jié) 果 六、齒輪傳動設(shè)計 （ 1）選擇材料、精度及參數(shù) a . 按圖 1所示傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動 b .塔式起重機運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用 8級精度（ GB1009588） c . 材料選擇。查機械設(shè)計教材圖表（ P75 表 62），選 擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280 HBS，大齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240 HBS，二者的硬度差為 40 HBS。 d . 初選小齒輪齒數(shù) 1Z =24，則大齒輪齒數(shù) 2Z = 24=92 1u = e .初選螺旋角β =14? f .選取齒寬系數(shù) d? ： d? = 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 由公式 ? ?3 12112 uuKTZZZZddHHE ?????????? ?? ??計算 a. 分流式小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 1T = IIT /2 =? b. 查圖表（ P79圖 63）選取區(qū)域系數(shù) HZ = c. 查圖表（ p78表 64）選取彈性影響系數(shù) EZ = 12MPa d. 由公式 014C O SC O SZ ?? ?? = e. 由許用接觸應(yīng)力 ? ?NHHH ZS ?? limlim??, 查表取1,5 5 0,7 0 0 l i ml i m2l i m1 ??? LHH S?? ， 查表取 , 21 ?? NN ZZ 8 級精度（ GB1009588） 小齒輪： 40Cr（調(diào)質(zhì)） 280 HBS 大齒輪： 45 鋼（調(diào)質(zhì)） 240HBS 1Z =24 2Z = 92 ?u β =14? d? = 1u 1T =? HZ = EZ = ??Z ? ?1H? =735MPa? ?2H? =605MPa 計 算 及 說 明 結(jié) 果 得 ? ?1H?=735MPa， ? ?2H?=