【正文】 機(jī)械課程設(shè)計任務(wù)書及傳動方案的擬訂 一、設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目 :二級展開式直齒圓柱齒輪減速器 工作條件及生產(chǎn)條件 : 輸送機(jī)兩班制連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，使用期限 15年。輸送帶速度允許誤差為 ? 5%。 減速器設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 輸送帶工作拉力 F（ N） 1600 輸送帶速度 v(m/s) 卷筒直徑 D(mm) 250 每日工作時數(shù) T/h T/h 24 傳動工作年限 a 5 二、傳動方案的分析與擬定 圖 11 帶式輸送機(jī)傳動方案 帶式輸送機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動。電動機(jī)通過連軸器將動力傳入減速器 ,再經(jīng)連軸器將動力傳至輸送機(jī)滾筒 ,帶動輸送帶工作。傳動系統(tǒng)中采用兩級展開式圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對軸承位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度，高速級和低速級都采用直齒圓柱齒輪傳動。 1 設(shè)計內(nèi)容 計算與說明 結(jié)果 1． 1 電動機(jī)的選擇 一 電動機(jī)的選擇及運(yùn)動參數(shù)的計算 （ 1）選擇電動機(jī)類型 按已知工作要求和條件選用 Y 系列一般用途的全封閉自扇冷鼠三相異步電動機(jī)。 （ 2）確定電動機(jī)功率 工作裝置所需功率 wP 按 [1]式（ 22）計算 kwvFPw ???? 1000 式中， NFw 2600? , smvw /? ，工作裝置的效率本例考慮膠帶卷筒及其軸承的效率 ?w? 。代入上式得： kwvFPw 00 0010 00 ?????? ? 電動機(jī)的輸入功率 0P 按 [1]式（ 21）計算 kwPP w??0 式中， ? 為電動機(jī)軸至卷筒軸的轉(zhuǎn)動裝置總效率。 由 [1]式（ 24）， 232 crg ????? ；由表（ 24），取滾動軸承效率 ?r? ， 8 級精度齒輪傳動（稀油潤滑）效率?g? ， 滑 塊 聯(lián) 軸 器 效 率 ?c? ，則 223 ????? 故 kwPP w ??? ? 因載荷平穩(wěn)，電動機(jī)額定功率 mP 只需略大于 0P 即可，按表 8169 中 Y 系列中電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動機(jī)的額定功率 mP 為 . kwPw ? ?? kwP ? 2 計算傳動裝置 的總傳動比和分配各級傳動比 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) （ 3）確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸作為工作軸，其轉(zhuǎn)速為： m i n/ 44 rD vn ww ?? ????? ?? 按表（ 21）推薦的各傳動機(jī)構(gòu)傳動比范圍：單極圓柱齒輪傳動比范圍 5~3??gi ，則總傳動比范圍應(yīng)為25~955~33 ?????i ，可見電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：m i n/ 4 0 7~ 6 )25~9( rnin w ??????? 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1000r/min， 1500r/min和 3000r/min 三種，為減少 電動機(jī)的重量和價格，由表8184 選常用的同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 的 Y 系列電動機(jī)Y100L24，其滿載轉(zhuǎn)速 min/1420 rnw ? 。電動機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)型式以及其中心高、外形尺寸。軸伸尺寸等均可由表 818表 8187 中查到 （ 1）傳動裝置總傳動比 ??? wmnni （ 2） 分配傳動裝置各級傳動比 由式（ 25）， sf iii ?? ，取 12?i， ?i （ 1）各軸的轉(zhuǎn)速由式（ 26） I 軸 min/14201 rn ? II 軸 m in/ 0112 rinn ??? III 軸 m in/ rinn ??? 工作軸 m in/ rnn w ?? min/ ? min/~rn ?? ?i ?fi ?si min/ 14201rn ?min/ ?min/ ?min/ ? 3 （ 2）各軸輸入功率由式（ 27）： I 軸 kwPP c ???? ? II 軸 kwPP gr ??????? ?? III 軸 kwPP gr ??????? ?? 工作軸 kwPP gr 9 ??????? ?? （ 3） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩由式（ 28）： I 軸 mnnPT ???? 111 II 軸 mnnPT ???? 222 III 軸 mnnPT ???? 333 工作軸 mnnPT ???? 電動機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩 mnnPT m ???? 00 將以上算的的運(yùn)動和動力參數(shù)列表如下： 軸名 參數(shù) 電動機(jī)軸 I 軸 II 軸 III 軸 工作軸 轉(zhuǎn)速n(r/min) 1420 1420 功率P(kW) 轉(zhuǎn)矩T(Nm) 傳動比 i 1 1 效率 ? kwP ?kwP ?kwP ?kwP ? mnT?? mnT?? mnT?? mnTw? ? mnT?? 4 高速級齒輪的設(shè)計 二、 直齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計 高速級齒輪的設(shè)計 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1）選用直齒圓柱齒輪傳動 2）選用 7 級 精度 3）材料選擇，由表 101選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為 40HBS 4 ） 試選小齒輪齒數(shù) 241?z ，大齒輪齒數(shù)為 ???z 。 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 按設(shè)計計算公式（ 10— 9a）進(jìn)行試算，即 td1 ≥ ? ?3 21 1 ??????????HEdZuuKT σφ （ 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①試選 載荷系數(shù) Kt＝ ②計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 mmNmmNn ????????? 451 151 .5P1095 .5T ③由表 10－ 7 選取尺寬系數(shù)φ d＝ ④由表 10 － 6 查 得 材 料 的 彈 性 影 響 系 數(shù) MPZE ? ⑤由圖 10－ 21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 6001lim ?H? MPa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限5502lim ?H? MPa； ⑥ 由式 10－ 13 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 1N ＝ 60n1jLh＝ 60? 1420? 1? （ 24 ? 365? 10）＝? 910 992 ????N 241?z 1032 ?z mmN?? ?4110 1N =? 910 9210? ?N 5 ⑦由圖 10－ 19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) : 1HNK ＝ ；2HNK ＝ ⑧計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1％，安全系數(shù) S＝ 1，由式（ 10－ 12）得 MP aMP aSNK HH ][ 1l i m1 ???? ?? MP aMP aSNK HH ][ 2l i m2 ???? ?? （ 2）計算 ①試算小齒輪分度圓直徑 d1t，代入 ][ H? 中較小的值。 td1 ≥ ? ?3 21 1 ??????????HEdt ZuuTK σφ = 3 24506 ??????????= ②計算圓周速度 V V= 100060 11? ndtπ = 10 0060 14 2077 ? ??π =③計算齒寬 b b=φ d td1 =1 = ④計算齒寬與齒高之比 hb 模數(shù) tm =11zdt = = 齒高 ? = = b/h=⑤計算載荷系數(shù)。 根據(jù) v=,7 級精度，由圖 10— 8 查得動載系數(shù)vK =； 直齒輪 ?? FH KK ? =1 由表 102 查得使用系數(shù) KA=1 MPaH 528][ ?? MPaH 506][ ?? V= B= B/h= 6 由表 10— 4 查得 7 級精度小齒輪相對支撐非對稱布置時 , ?HK = 由 b/h=， ?HK = 10— 13 查得 ?FK =；故載荷系數(shù) K=KAKVKHα KHβ =1 1 = ⑥按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（ 10— 10a）得 1d = 31 / tt KKd = 3 ? mm= ⑦計算模數(shù) m m11zd? = mm= 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 由式 (10— 5)得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為 m≥ ? ?32112 FSaFad YYzKT σφ （ 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①由圖 1020c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1FE? =500Mpa；大齒輪的彎曲疲勞極限強(qiáng)度 2FE? =380MPa ②由 1018取彎曲壽命系數(shù) 1FNK = 2FNK = ③計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S= 見表（ 1012）得 11][ FE? =（ 11 FEFNK ?? ） /S= ? = 22][ FE? = （ 22 FEFNK ?? ） /S= ? = ④計算載荷系數(shù) K K=KAKVKFα KFβ =1 1 = ⑤查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 10－ 5 查得 1SaY =； 2SaY = ⑥查取齒形系數(shù) 由表 10－ 5 查得 ?FaY 2FaY = ⑦計算大、小齒輪的并 ? ?FSaFaYYσ 加以比較 K= 1d = M= 11][ FE? =Mpa 22][ FE? =Mpa K= 7