【正文】 機械設(shè)計課程設(shè)計 計算說明書 設(shè)計題目 雙級斜齒圓柱齒輪減速器（展開式） 機械工程學(xué)院 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)號 設(shè)計人 指導(dǎo)老師 完成日期 年 月 同濟大學(xué) 1 目 錄 一．設(shè)計任務(wù)書……………………………………………… 2 二．傳動方案的擬定及說明………………………………… 4 三．齒輪設(shè)計計算…………………………………………… 6 四．軸的設(shè)計計算…………………………………………… 13 五．軸的校核………………………………………………… 18 六．滾動軸承的壽 命計算…………………………………… 27 七．鍵的選擇及校核………………………………………… 29 八．滾動軸承的組合設(shè)計…………………………………… 31 九．潤滑和密封……………………………………………… 31 十．減速器附件的選擇……………………………………… 32 十一．設(shè)計小結(jié)……………………………………………… 33 十二．參考文獻(xiàn)……………………………………………… 33 2 一、設(shè)計任務(wù)書 題目 輪減速器。 （一） 總體布置簡圖 1— 電動機； 2— 聯(lián)軸器； 3— 齒輪減速器； 4— 帶式運輸機； 5— 聯(lián)軸器； 6— 鼓輪 （二） 工作情況 載荷平穩(wěn)，單向旋轉(zhuǎn)。 （三） 原始數(shù)據(jù) 題號 1： 鼓輪的扭矩 T (N?m) 300 鼓輪的直徑 D (mm) 300 運輸帶速度 V (m/s) 帶速允許偏差 (%) 5 使用期限 (年 ) 5 工作制度 (班 /日 ) 2 （四） 設(shè)計內(nèi)容 電動機的選擇與運動參數(shù)計算； 斜齒輪傳動設(shè)計計算； 軸的設(shè)計； 3 滾動軸承的選擇； 鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核； 裝配圖、零件圖的繪制； 設(shè)計計算說明書的編寫。 （五） 設(shè)計任務(wù) 減速器總 裝配圖 1 張（ 1 號圖紙）； 齒輪、軸零件圖各 1 張（ 3 號圖紙）； 設(shè)計計算說明書 1 份。 （六） 設(shè)計進度 第一階段：傳動裝置總體設(shè)計計算、傳動零件設(shè)計計算； 第二階段：軸、軸承、聯(lián)軸器等計算和選擇，軸系裝配草圖； 第三階段：箱體設(shè)計、總裝配圖設(shè)計、零件圖設(shè)計和說明書編寫； 第四階段：答辯。 4 設(shè)計計算及說明 主要結(jié)果 二、 傳動方案的擬定及說明 （一）傳動方案設(shè)計 展開式雙級斜齒圓柱齒輪傳動 總體布置簡圖見任務(wù)書 （二）電動機的選擇 1. 電動機類型和結(jié)構(gòu)形式 按工作要求和 工作條件，選用一般用途的 Y(IP44)系列三相 異步電動機，臥式封閉結(jié)構(gòu)。 2. 電動機容量 （ 1）鼓輪的輸出功率 Pw 輸出軸轉(zhuǎn)速 m in/ 060 rD vnw ??? ? 取工作機的傳動效率 ?w? ，則鼓輪軸所需功率 kWkWTnP ????? ? （ 2） 電動機的輸出功率 Pd 傳動裝置總效率 322 軸承齒輪聯(lián)軸器 ???? ??? 由表 24 查得，彈性聯(lián)軸器 ?聯(lián)軸器? ，圓柱齒輪傳動?齒輪? ，滾動軸承 ?軸承? 故總效率 8 8 1 8 322 ????? 輸出功率 kWkWPP wd ??? ? （ 3） 電動機額定功率 Ped 由表 201 選取電動機額定功率 Ped= 3. 電動機轉(zhuǎn)速 選擇電動機同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 確定電動機型號為 Y112M6 額定功率 ，滿載轉(zhuǎn)速 940r/min,質(zhì)量 45kg 4. 電動機外形和安裝尺寸 由表 202 查得 Y112M 電動機，軸心高 H=112mm，總長 L=400mm 軸外伸長度 E=60mm，軸徑 D=28mm min/ rnw ? kWPw ? ?? kWPd ? kWPed ? 電動機型號為Y112M6 5 （三） 傳動比的分配 滿載轉(zhuǎn)速 nm=940r/min，總傳動比 ??? wmnni 由表 21 得圓柱齒輪單級傳動比推薦值為 3~6 展開式齒輪傳動：高速級傳動比 i1，低速級傳動比 i2，通常取21 )~( ii ? ， 21iii? 所以 , 21 ?? ii （四） 傳動裝置的運動與動力參 數(shù) 1. 各軸轉(zhuǎn)速 n(r/min) m in/ in/m in/ in/940m in/9402231121rrinnrrinnrnn m???????? 2. 各軸輸入功率 P（ kW） 為使設(shè)計出的傳動裝置結(jié)構(gòu)較為緊湊，計算時按電動機的輸出功率（ P0=Pd）計算 kWPPkWPPkWPPkWPP1 .8 9 51 .9 4 30 3 1 2 3w231201????????軸承聯(lián)軸器軸承齒輪軸承齒輪聯(lián)軸器??????? 3. 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T(N?m） mNnPTmNnPTmNnPT?????????955095509550333222111 上述結(jié)果整理后歸于下表 高速軸Ⅰ 中間軸Ⅱ 低速軸Ⅲ 轉(zhuǎn)速 /(r/min) 940 功率 /kW 轉(zhuǎn)矩 /(N?m) ?i ??ii 6 三、 齒輪設(shè)計計算 （一）高速級齒輪設(shè)計 1. 選擇精度等級、材料及齒數(shù) 1） 運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用 7 級精度。 2） 材料選擇：由《機械設(shè)計》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 號鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 3） 選小齒輪齒數(shù) z1=21， z2==，取 z2=97。 4） 選取螺旋角。初選螺旋角 ??14? 。 2. 按齒面接觸強度設(shè)計 按《機械設(shè)計》式（ 10－ 21）試算，即 3 21 )][(12HEHdttt ZZuuTkd ??????? （ 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）試選 ?tK 。 2）由圖 1030，取區(qū)域系數(shù) ?HZ 。 3）由表 106，取彈性影響系數(shù) MPaZE ? 。 4）由表 107，取齒寬系數(shù) 1?d? 。 5）由圖 1026 查得 , 2121 ????? ????? ????? 。 6）由圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強度極限MPaH 6001lim ?? ；大齒輪接觸疲勞強度極 限 MPaH 5502lim ?? 。 7）由式 1013 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8112911)536582(19406060?????????????iNNjLnN h 8） 由圖 1019 取接觸疲勞壽命系數(shù) , 21 ?? HNHN KK 。 9） 計算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取安全系數(shù) S=1，由式（ 1012）得 MP aSK HNH ][ 1lim11 ???? ?? MP aSK HNH ][ 2lim22 ???? ?? 7 級精度 小齒輪 40Cr 大齒輪 45 號鋼 7 MP aHHH ][][][ 21 ????? ??? （ 2） 計算 1） 試算小齒輪分度圓直徑 td1 ，由計算公式得 mmd t ) ( 231 ????? ???? 2） 計算圓周速度。 smndv t / 11 ?? ????? ?? 3） 計算齒寬 b 及模數(shù) mnt。 /2114c o o s111???????????????hbmmmhmmzdmmmdbnttnttd?? 4） 計算縱向重合度 ?? 。 1 ??????? ??? ? zd 5） 計算載荷系數(shù) K。 已知使用系數(shù) 1?AK ，根據(jù) smv /? ， 7 級精度，由圖 108 查得動載系數(shù) ?vK ；由表 104 查得 ??HK 。 由圖 1013 查得 ??FK ； 由表 103 查得 ?? ?? FH KK 。故載荷系數(shù) 1 ?????? ?? HHVA KKKKK 6） 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（ 1010a) mmKKddtt 3311 ???? 7） 計算模數(shù) mn。 mmzdm n 14c os11 ????? ? 8 3. 按齒根彎曲強度設(shè)計 由式（ 1017） 3 2121][c o s2 F SaFadn YYzYKTm ??? ??? ?? （ 1） 確定計算參數(shù) 1） 計算載荷系數(shù)。 ?????? ?? FFVA KKKKK 2） 根據(jù)縱向重合度 ??? ，從圖 1028 查得螺旋角影響系數(shù)??Y 。 3）