【正文】 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目： 兩級(jí)圓柱齒輪減速器 目 錄 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書 ................................................................................................................... 1 2 兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì) ........................................................................................... 3 傳動(dòng)方 案的擬定及說(shuō)明 .................................................................................... 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 .................................................................................................... 4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) .................................................................... 7 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ............................................................................................ 9 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................................................................................. 32 軸承校核 .......................................................................................................... 44 鍵聯(lián)接的選擇及校核 ...................................................................................... 45 低速軸聯(lián)軸器的選擇 ...................................................................................... 47 潤(rùn)滑方式的確定 .............................................................................................. 47 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸 .....................................................................................48 3 設(shè)計(jì)小結(jié) ..................................................................................................................... 50 1 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書 ：鑄工車間碾砂機(jī)。單班工作，每班工作 8 小時(shí)。連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動(dòng)，室外工作，有粉塵；工作期限 10 年（每年工作 300 天）。立軸的速度允許誤差為177。 5%。開式錐齒輪的傳動(dòng)比 i 錐 =4，小批生產(chǎn)。其載荷變化圖如下： 圖 載荷變化圖 ： 1100N178。 m，立軸轉(zhuǎn)速： 30r/min 圖 方案 2 由題目所知傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型為：兩級(jí)圓柱齒輪減速器。故只要對(duì)本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證。本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：共三根軸，每根軸直徑依次增大，利用圓柱齒輪進(jìn)行傳動(dòng)，載荷變動(dòng)。 3 2 兩級(jí) 圓柱 齒輪減速器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明 選擇二級(jí)展開式援助直齒 斜齒輪減速器。整體如圖所示：傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖： 軸軸軸軸軸 軸齒輪齒輪齒輪齒輪 圖 傳動(dòng)方案 4 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 電動(dòng)機(jī)的選擇 1．電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式選擇 按工作要求，可選一般用途的 Y系列三相異步交流電動(dòng)機(jī)，為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 2．選擇電動(dòng)機(jī)容量 （ 1）工作機(jī)所需功率 WP 369009550TnP ww ???? kW （ 2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率 dP ?wd PP? 由課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 P7頁(yè)，表 24 查取圓柱斜齒輪，圓錐齒輪，聯(lián)軸器，滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率分別為 ， ， ， 則傳動(dòng)裝置總效率： 32243221 ????????? ????? 故?wd PP?= ? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表 2— 2 中查得，兩級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比范圍為 i=86，從表 21中查得圓錐齒 輪傳動(dòng)比為i=23，故可得電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速范圍為： kwPw ??? 5 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 N=(8~60)*（ 2~3） *36=（ 576~6480） r/min 初選同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 和 1500r/min 的電動(dòng)機(jī) 確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)是： Y132m4，根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 P13表 25，可得具體方案為表 1 表 1 電動(dòng)機(jī)參數(shù)的選擇方案 故?wd PP?= ? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表 2— 2 中查得，兩級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比范圍為 i=86，從表 21中查得圓錐齒輪傳動(dòng)比為 i=23，故可得電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速范圍為： N=(8~60)*（ 2~3） *36=（ 576~6480） r/min 初選同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 和 1500r/min 的電動(dòng)機(jī) 確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)是： Y132m4，根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 P13表 25，可得具體方案為表 1 6 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 表 1電動(dòng)機(jī)參數(shù)的選擇方案 方案 電機(jī)型號(hào) 額定功率(kw) 滿載轉(zhuǎn)速 (r/min) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/ 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩/ 額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 1 Y132M16 4 960 73 2 Y112M14 4 1440 43 3 Y132S12 4 2890 45 由表格數(shù)據(jù)可得，三個(gè)方案均符合要求。方案 2 的轉(zhuǎn)速為1440r/min，較普通，價(jià)格便宜，其傳動(dòng)比也不大，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，且質(zhì)量也比較輕。型號(hào)為 Y112m4，可列出具體參數(shù)如表 2 表 2Y112m4 電機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù) 系列代號(hào) 機(jī)座中心高 長(zhǎng)度代號(hào) 極數(shù) 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 質(zhì)量 外型 Y 系列三相異步電機(jī) 112 M 4 4 1440 43 籠型封閉自扇冷式 41?i 32?i 7 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比 （ 1）總傳動(dòng)比 403614 40 ??? wmnni （ 2）分配各級(jí)傳動(dòng)比：總的傳動(dòng)比等于各傳動(dòng)比之積。在此方案中共有 3級(jí)傳動(dòng)比，即高速級(jí)傳動(dòng)比 1i ，低速級(jí)傳動(dòng)比 2i ，圓錐傳動(dòng)比 3i =4 參考課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書可知，對(duì)于兩級(jí)圓柱齒輪減速器，為使兩級(jí)的大齒輪有相近的浸油程度，高速傳動(dòng)比和低速傳動(dòng)比可按下列方案分配： 通常取 1i =（ ～ ） 2i 則 2i = 1i = 實(shí)際轉(zhuǎn)速為： m in/ r???? 立軸的速度誤差： %5%1 4 4 0 4 2 51 4 4 0 ???? 因此，數(shù)據(jù)選擇合理。 （四）計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù) ： 電動(dòng)機(jī)軸、減速器高速軸，減速器低速軸。 m in/14401 rnnn m ???電動(dòng)機(jī) ， m in/ rinnn ????高速軸 m i n/144m i n/ rrinnn ?????低速軸 2．各軸的輸入功率 P min14401 rn ?min/4082 rn ? in/1443 rn ? 8 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 KWPP ed ????? ? KWPP 6 8 ?????? ? KWPP 4 3 8 ?????? ? 3．各軸的轉(zhuǎn)矩 T mNnPT ???? 5 5 0 111 mNnPT ???? 5 5 0 222 ， mNnPT ???? 5 5 0 333 將計(jì)算結(jié)果匯總列表得 項(xiàng)目 電機(jī)軸 高速軸 中間軸 低速軸 轉(zhuǎn)速（ r/min） 1440 1440 408 144 功率（ kg） 4 轉(zhuǎn)矩（ ） 26． 26 傳動(dòng)比 1 4 效率 KWP ? KWP ?KWP ? mNT ?? mNT ?? mNT ?? 9 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1)選定齒輪的類型精度等級(jí)、材料及齒數(shù)： （ 1）選擇材料及熱處理 小圓柱齒輪選用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)硬度為 280HBS，大圓柱齒輪選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 （ 2）選齒輪 選擇斜齒輪，小齒輪選 251?Z ，大齒輪選100112 ??? ZiZ ，大小圓柱斜齒輪選用 7級(jí)精度。 （ 3）壓力角 ??20? ，初選 ??12? 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 按式（ 1024）試算（機(jī)械設(shè)計(jì)第九版 P219 ? ?3 2211 )()()1(2HEHHTt ud ZZZZuTkd ?? ??? ???? ? 1）確定式中各值 (1)試取載荷系數(shù)為 Kt= (2)計(jì)算小齒傳遞的扭矩為 451151 ???????? n PT (3)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 圖 1020 取區(qū)域系數(shù) HZ = (4)由表 107 取齒寬系數(shù) d? =1. 10 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 (5)由表 105 查得材 料彈性影響系數(shù) EZ = 12MPa . (6)由式（ 1021）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù) ?Z ? ?? ?? ?? ?? ?? ?3)1()4(3 5 6 3 2/)4 1 a n2 0 ( t a n71)4 1 a n3 8 ( t a n202/)t a n( t a n)t a n( t a n2 0 )12c o s1271/(4 1 o s71a r c c o s)c o s/(c o sa r c c o s3 8 )12c o s1220/(4 1 o s20a r c c o s)c o s/(c o sa r c c o s4 1 )12c o s/20a r c t a n ( t an)c o s/a r c t a n ( t an12211*222*111????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????zzzzhzzhzzdtattatantatantatnt由式（ 1023）可得螺旋角系數(shù) 9 8 o sc o s ???? ??z (7)由圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)