【正文】 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 目錄 一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ................................................................................................................................ 1 二、傳動(dòng)方案的擬定 ................................................................................................................................ 1 三、電動(dòng)機(jī)的選擇 .................................................................................................................................... 2 四、確定傳動(dòng)裝置的有關(guān)的參數(shù) ........................................................................................................... 4 五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................................................................................................ 7 六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................................................................................................. 21 七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 ........................................................................................................ 28 八、連接件的選擇 ................................................................................................................................. 31 九、減速箱的附件選擇 ......................................................................................................................... 34 十、潤(rùn)滑及密封 ..................................................................................................................................... 36 十一、減速箱的附件選擇 ..................................................................................................................... 37 十二、課程設(shè)計(jì)小結(jié) ............................................................................................................................. 39 十三、參考資料 ..................................................................................................................................... 40 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 1 一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)題目 ： 設(shè)計(jì)鑄造車(chē)間碾砂機(jī)的傳動(dòng)裝置 設(shè)計(jì)條件： 使用壽命為 8 年，每日三班制工作，連續(xù)工作，單向轉(zhuǎn)動(dòng)。工作中載荷有輕度沖擊，允許轉(zhuǎn)速偏差為 5%。 工作原理圖： 1電機(jī) 2傳動(dòng)裝置 3碾機(jī)主軸 4碾盤(pán) 5碾輪 已知條件： 碾機(jī)主軸轉(zhuǎn)速 28 (r/min) 碾機(jī)主軸轉(zhuǎn)矩 1450 (N m) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 1 二 、傳動(dòng)方案 的 擬定 根據(jù)設(shè)計(jì)要求擬定了 如下 兩 種 傳動(dòng) 方案： a) c) 方案對(duì)比： 方案 傳動(dòng)方式 評(píng)價(jià) a 電機(jī) 一級(jí)圓柱直齒輪 一級(jí)錐齒 輸出 對(duì)軸剛度要求 較大；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；有較大沖擊；外形尺寸太大。 b 電機(jī) 聯(lián)軸器 二級(jí) 斜齒 輪 一級(jí)錐齒輸出 工藝簡(jiǎn)單，精度易于保證，一般工廠均能制造，適合于小批量生產(chǎn)。 根據(jù)題目要求： “ 結(jié)構(gòu)要求碾砂機(jī)主軸垂直布置，臥式電機(jī)軸水平布置。使用壽命為 8年，每日三班制工作，連續(xù)工作，單向轉(zhuǎn)動(dòng)。工作中載荷有輕度沖擊，允許轉(zhuǎn)速偏差為 5%” 。 我們選用 a 方案。 選擇方案 b 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 2 三 、電動(dòng)機(jī) 的 選擇 電動(dòng)機(jī)特點(diǎn) （１）選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式 電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。由于直流電動(dòng)機(jī)需要直流電源。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高，維護(hù)比較不方便。，因此通常采用交流電動(dòng)機(jī)。生產(chǎn)單位一般用三相交流電源，其中以普通籠型異步電機(jī)應(yīng)用最多。在經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合（如起重機(jī)等），要求電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小和過(guò)載能力大，應(yīng)選用起重及冶金用三相異步電動(dòng)機(jī)ＹＺ型或ＹＺＲ型（繞線(xiàn)型）。電動(dòng)機(jī)的額定電壓一般為 380Ｖ。 （２）選擇電機(jī)的容量 電動(dòng)機(jī)的容量（功率）選得合適與否，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。容量小于工作要求，就不能保證工 作的正常工作，或使長(zhǎng)期過(guò)載而過(guò)早損壞；容量過(guò)大則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高，能力不能充分利用，由于經(jīng)常不滿(mǎn)載運(yùn)行，效率和功率因素都較低，增加電能消耗，造成很大浪費(fèi)。 （３）標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的容量有額定功率表示。 所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載、發(fā)熱大而過(guò)早損壞；容量過(guò)大，則增加成本，并且由于效率和功率低而造成浪費(fèi)。 （ 4）電動(dòng)機(jī)的容量主要由運(yùn)行時(shí)發(fā)熱條件限定，在不變或變化很小的載荷下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，只要起電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過(guò)額定值，電動(dòng)機(jī)便 不會(huì)過(guò)熱，通常不必檢驗(yàn)和啟動(dòng)力矩。 按照工作機(jī)轉(zhuǎn)速要求和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理傳動(dòng)比范圍，可以推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍 n=(i*i*i? i)nw r/min 式中： n— 電動(dòng)機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍， r/min 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇 (1)傳動(dòng)裝置的總效率： ? = 432231 ???? ??? = = 式中： 1? = (滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率 ) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 3 2? =（ 圓柱斜齒 傳動(dòng)效率） 3? =（ 圓錐 齒輪傳動(dòng)效率） 4? =（ 聯(lián)軸器 ） (2)電動(dòng)機(jī)所需的工作功率： 9550TnPw ?= ?? ?Wd PP= 電動(dòng)機(jī)功率： dP = (3)確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 按《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》 P7 表 1 推薦的傳動(dòng)比合理范圍， 一級(jí)圓錐齒輪減速器傳動(dòng)比 ia=2~4， 二 級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 ib=8～ 40，則總傳動(dòng)比合理范圍為 ??ai 16～ 160，故電機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： ?dn ??nia （ 16～ 160） ??82 （ 448～ 1680） 可選電機(jī)： Y132S12 2900r/min Y132S4 1440r/min Y132M26 960r/min Y160M28 720r/min 根據(jù)以上選用的電機(jī)類(lèi)型，所需的額定功率及滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y132M26。 其主要性能，額定功率 ；滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 960r/min ? 1= ? 2= ? 3= ? 4= ? = dP = 電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y132M26 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 4 四、確定傳動(dòng)裝置的有關(guān)的參數(shù) 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 (1)總傳動(dòng)比的計(jì)算。 由選定電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 mn 和工作主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 n ,可得傳動(dòng)裝置總傳比 34. 2928096 ??? nni mn 式中 ： 960?mn r/min； 28?n r/min。 (2)分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 0ai i i? 式中 0i 、 i 分別為 圓錐齒輪 傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。 為使 圓錐齒輪 傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大，初步取 ?i ，則減速器傳動(dòng)比為： 0 9 4aii i? ? ? 其中 12i i i? 1i 為高速級(jí)傳動(dòng)比， 2i 為低速級(jí)傳動(dòng)比。 由二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比分配，圖（ b） 1i =，所以 9322?i in= 16i ? 1 ? 2 32/9i ? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 5 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 。 (1)各軸的轉(zhuǎn)速 Ⅰ 軸 960?? mnnⅠ r/min Ⅱ 軸 ??? inn III r/min Ⅲ 軸 602 ?? inn ⅡⅢ r/min 式中： ??? nnn , ? —— 分別為Ⅰ .Ⅱ .Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速； mn — — 電機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速。 (2)各軸輸入功率 Ⅰ軸 4 .7 .9 0 3113 ?????? ??? ddI PPP KW Ⅱ軸 4 . 5 . 7 5 2112 ?????? ??? IIII PPP KW Ⅲ 軸 4 .3 .5 2 2112 ?????? ??? PPP KW 式中： Pd—— 電動(dòng)機(jī)的輸出功率 ； ?P 、 ?? 、 ??? —— Ⅰ，Ⅱ ,Ⅲ軸的輸入功率 ； ?? ， ?? （滾子軸承）， ?? （齒輪精度為7 級(jí)，不包括軸承效率）， ?? （齒輪聯(lián)軸器） 。 (3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 48. 0955 0 ???? mdd nPT N m In =960r/min IIn =IIn =60r/min IP = IIP = IIP = 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 6 Ⅰ 軸 3 ?dI TT ? ?? ? N m Ⅱ 軸 211121 ??? iTiTT IIII ?? 8 .2 6 ???? = N m Ⅲ 軸 212122 ??? iTiTT ?? 0 6 .4 4 ???? ? N m dT = N m IT = N m IIT = N m IIIT = N m 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 7 五 、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 、 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 、選擇齒輪材料及精度等級(jí) 考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用 40Cr 調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 240~260HBS。大齒輪選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度 220HBS；根據(jù)教材