【正文】 《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 HPU 1001 FKY 1 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目：設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置中的展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求 工作條件及生產(chǎn)條件 : 某帶式輸送機(jī)輸送物品為粉粒物（如煤、沙等）、單向傳動(dòng)，工作載荷平穩(wěn)，滾筒效率 ，使用期限 10年，大修期 3年，每年工作 300 天，兩班制工作。輸送帶速度允許誤差為 ? 5%，在中等規(guī)模機(jī)械廠小批生產(chǎn)。 序號(hào) F(N) D(mm) V(m/s) 載荷特性 最短工作年限 傳動(dòng) 方案 大修間隔 1 1200 260 平穩(wěn)沖擊 十年二班 如圖 11 三年 傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖 圖 11 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 設(shè)計(jì)需完成的工作量 （ 1） 減速器裝配圖 1張 (A1) （ 2） 零件圖 2張（軸及齒輪）； （ 3） 設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份（ A4 紙） 《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 HPU 1001 FKY 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ： 1) 電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算； 2) 直齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算； 3) 軸的設(shè)計(jì)； 4) 滾動(dòng)軸承的選擇； 5) 鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核； 6) 裝配圖、零件圖的繪制； 2 傳動(dòng)方案的分析 由題目所知傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型為：展開式二級(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：減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可以大致相同。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸承受載荷大、剛度差，中間軸承潤(rùn)滑較困難。 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 工業(yè)上一般用三相交流電動(dòng)機(jī)，無(wú)特殊要求一般選用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。最常用的電動(dòng)機(jī)是 Y系列籠型三相異步交流電動(dòng)機(jī)。其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、價(jià)格低，適用于不易燃、不易爆，無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的場(chǎng)合。此處根據(jù)用途選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī) 選擇電動(dòng)機(jī)容量 工作機(jī)所需功率 wP 卷筒 3軸所需功率： 1000W FvP ? =1200 ? = kw 卷筒軸轉(zhuǎn)速： 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 2 . 6 1 9 0 . 9 / m in260w vnrD ??? ? ?? ? ?? 《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 HPU 1001 FKY 3 電動(dòng)機(jī)的輸出功率 dP 考慮傳動(dòng)裝置的功率耗損，電動(dòng)機(jī)輸出功率為 ?wd PP ? 傳動(dòng)裝置的總效率： 4332221 ????? ???? 滾筒效率滾動(dòng)軸承效率齒輪傳動(dòng)效率聯(lián)軸器效率4321???? 取 1234???????? 所以 2 2 30 .9 5 0 .9 7 0 .9 8 0 .9 6 0 .7 7? ? ? ? ? ? 所以 3 .1 2 4 .10 .7 6wd PP ?? ? ? kw 確定電動(dòng)機(jī)額定功率 edP 根據(jù)計(jì)算出的功率 dP 可選定電動(dòng)機(jī)的額定功率 edP 。應(yīng)使 edP 等于或稍大于 dP 。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表 181得 kw? 選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表 21 圓柱齒輪傳動(dòng)的單級(jí)傳動(dòng)比為 3~5 ，故圓柱齒輪傳動(dòng)的二級(jí)傳動(dòng)比為 9~25 ，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為 39。39。 ( 9 ~ 2 5 ) 1 9 0 .9 / m in 1 7 1 8 .1 ~ 4 7 7 2 .5 / m indwn i n r r? ? ? ? 電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) 由表 181查出電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132S12,其額定功率為 ，滿載轉(zhuǎn)速 2900r/min,基本符合題目所需的要求。 4 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的計(jì)算 《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 HPU 1001 FKY 4 2900 1 5 .21 9 0 .9mwni n? ? ? 傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比分配 減速器的傳動(dòng)比 i 為 ,對(duì)于兩級(jí)臥式展開式圓柱齒輪減速器的 21 )~( ii ? ，計(jì)算得兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比 1 ? ，低速級(jí)的傳動(dòng)比 2 ? 。 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 電動(dòng)機(jī)軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 000002900 / m in9550 dmP P kWn n rPT N mn????? ? ? 高速軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1 0 1101114 .0 6 0 .9 5 3 .8 62 9 0 0 / m i n9 5 5 0 1 2 .7P P k W k Wn n rPT N mn?? ? ? ???? ? ? 中間軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 2 1 2 31212223 .8 6 0 .9 8 0 .9 7 3 .6 72900 6 5 1 .6 9 / m in4 .4 59 5 5 0 5 3 .8P P k W k WnnriPT N mn??? ? ? ? ?? ? ?? ? ? 低速軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 3 2 2 32323333 .6 7 0 .9 3 .3 11 9 0 .5 5 / m in9 5 5 0 1 6 5 .9P P k W k WnnriPT N mn??? ? ? ???? ? ? 5 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 選擇材料、熱處理方式和公差等級(jí) 1）直齒圓柱齒輪具有不 產(chǎn)生軸向力的優(yōu)點(diǎn)，但傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，在減速器中圓周速度不大《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 HPU 1001 FKY 5 的情況下采用直齒輪。 2） 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，可選用 8 級(jí)精度 3）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 4）初選小齒輪齒數(shù)為 1z? 25，則大齒輪齒數(shù) 2 25 5 111 .25z ? ? ?。取 111 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算，即 2131 12 . 3 2 . ( ) .[]t EtdHKT zud u ??? ? （ 51） (1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1) 試選載荷系數(shù) ? 2) 由以上計(jì)算得小齒輪的轉(zhuǎn)矩 1 N m?? 3) 查表及其圖選取齒寬系數(shù) 1??d ，材料的彈性影響系數(shù) MPaZ E ? ，按齒面硬度的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 1 600H MP a? ? ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 2 550H MP a? ? 。 4)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 9116 0 6 0 2 9 0 0 1 ( 2 8 3 0 0 1 0 ) 8 .3 5 1 0hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 9 912 8 . 3 5 1 0 1 . 8 8 1 04 . 4 5NN ? ?? ? ? ? 5) 按接觸疲勞壽命系數(shù) ??HN 2 2 ?? 6) 計(jì)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 ? ? SN lim?? ?? （ 52） 得 ? ?? ?1 l im112 l im20. 92 60 0 55 20. 96 55 0 52 8HNHHNHM P aSM P aS?????? ? ? ??? ? ? ? （ 2） 計(jì)算： 《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 HPU 1001 FKY 6 1) 求得小齒輪分度圓直徑 1td 的最小值為 4221 331 1 1 . 3 1 . 2 7 1 0 5 . 4 5 1 8 9 . 82 . 3 2 . ( ) . 2 . 3 2 ( ) 3 1 . 0 2[ ] 1 4 . 4 5 5 5 2t EtdHKT zud m mu ?? ? ?? ? ? ? ?? 2) 圓周速度： 1 3 . 1 4 3 1 . 0 2 2 9 0 0 4 . 7 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdn ms?? ??? ? ??? 3) 計(jì)算齒寬及模數(shù)： 齒寬： 1 1 31. 02 31. 02dtb d m m? ? ? ? ? ? 模數(shù) : 113 1 .0 2 1 .2 425tnt dm m m? ? ?? 齒高 : m m m? ? ? ? ∴ ?? 4) 計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù) 1?AK , /v m s? ,8 級(jí)精度，查得 動(dòng)載系數(shù) ?? ， ? ? ， ? ? , 1HFKK???? 故載荷系數(shù) 1. 1. 18 1. 41 8 1. 67A V H H??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5) 按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑： 3311 1 . 6 73 1 . 0 2 3 3 . 7 21 . 3ttd d m m?? ? ? ?? 6） 計(jì)算模數(shù)： 113 3 .7 2 1 .3 525n dm m m? ? ?? 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為 ? ?13 212 Fa San dFYYKTm z????? ????