【正文】 械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化 專業(yè) 05 級(jí)（春、秋）層次 秋 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 周 風(fēng) 武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)教育學(xué)院 2021 年 11 月 22 日 1 目 錄 一、 電機(jī)的選擇計(jì)算 ……………………………………………………………………………… ..2 1. 擇電機(jī)的轉(zhuǎn)速 2. 工 作機(jī)的有效功率 3. 選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 二、 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 ………………………………………………………………………… 2 1. 分配傳動(dòng)比 2. 各軸的轉(zhuǎn)速 3. 各軸的功率 4. 各軸的轉(zhuǎn)矩 三、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………………………………… ..3 1. 閉式直齒輪圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 2. 閉式直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 四、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………………………… 8 4. 減速器高速軸 I 的設(shè)計(jì) 5. 減速器低速軸 II 的設(shè)計(jì) 3. 減速器低速軸 III 的設(shè)計(jì) 五、 滾動(dòng)軸承的 選擇與壽命計(jì)算 ………………………………………………………………… ..12 I 軸滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算 II 軸滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算 3. 減速器低速 III 軸滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算 六、 鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算 …………………………………………………………………………… 15 1. 聯(lián)軸器與高速軸軸伸的鍵聯(lián)接 2. 大圓錐齒輪與低速軸 II 的的鍵聯(lián)接 3. 大圓柱齒輪與低速軸 III 的的鍵聯(lián)接 七、 潤(rùn)滑油的選擇與熱平衡計(jì)算 ………………………………………………………………… .17 1. 減 速器的熱平衡計(jì)算 2. 潤(rùn)滑油的選擇 八 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 18 2 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 一、電機(jī)的選擇計(jì)算： 一對(duì)圓錐滾子軸承的效率 η 3= 一對(duì)球軸承的效率 η 4= 閉式直齒圓錐齒傳動(dòng)效率 η 5= 閉式直齒圓柱齒傳動(dòng)效率 η 6= 總效率 η =η 1η 2 2 η 3 3 η 4η 5η 6= = 所需電動(dòng)機(jī)的輸出功率 Pr=Pw/η =選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 查 參考文獻(xiàn) [1]表 得 表 方案號(hào) 電機(jī) 類型 額定 功率 同步 轉(zhuǎn)速 滿載 轉(zhuǎn)速 總傳 動(dòng)比 1 Y100L24 1450 1420 2 Y132S6 1450 960 根據(jù)以上兩種可行同步轉(zhuǎn)速電機(jī)對(duì)比可見，方案 2 傳動(dòng)比小且質(zhì)量?jī)r(jià)格也比較合理，所以選擇 Y132S6 型電動(dòng)機(jī)。 m, T2= N m T1= N m σ HP1=580 Mpa， σ Fmin1=220 Mpa σ HP2=560 Mpa， σ Fmin2=210 Mpa [σ H]= 圓錐齒輪參數(shù) Z1=21 Z2=79 δ 1=17o 42 12 δ 2 =72o 16 35 4 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 由 [2]圖 514， 515 得 YFa=， Ysa=， YFa2=， Ysa2= ZH=√ 2/cosα sinα =√ 2/cos20o sin20o = 由 [2] 表 115 有 Z E = ，取 K t sin200 = 且由 [2]表 115有 ZE=，取 Kt cosδ 1 = tan200 = N， e. 求垂直面內(nèi)的支撐反力： ∵Σ MB=0， ∴ Rcy= Ft1（ L2 +L3） /L2 =（ 74+55）/74= N ∵Σ Y=0，∴ RBY= Ft1Rcy== N， [σ F]=300 Mpa σ B=637 Mpa， [σ b]1=59 Mpa d1=20 ㎜ 選用柱銷聯(lián)軸器 HL3（ Y38 82，Y30 60） Ft1= N Fr1= N Fa1= N Rcy= RBY= N 9 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 ∴垂直面內(nèi) D 點(diǎn)彎矩 Mdy=0， M1 dy= Rcy L3+ RBY（ L2+L3）= 129= N m， M1 D =√ M12Dy+ M12Dz= N 2. 減速器低速軸 II 的設(shè)計(jì) a. 選擇材料：因?yàn)橹饼X圓柱齒輪的小輪直徑較?。X跟圓直徑 db1=62 ㎜）需制成齒輪軸結(jié)構(gòu)，故與齒輪的材料和熱處理應(yīng)該一致，即為 45 優(yōu)質(zhì) 碳素結(jié)構(gòu)鋼 ，調(diào)質(zhì)處理 按 [2]表 83查 得 σ b=637 Mpa， [σ b]1=59 Mpa b. 該軸結(jié)構(gòu)如圖 ，受力計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 齒輪 2 受力（與齒輪 1 大小相等方向相反）： Ft2=， Fr2= N， Fa2= N， 齒輪 3 受力： Mdy=0 M1 dy= N m T= m， M1 Cy= RBY（ L2+L3） Ft3L2 = 70= N m， M1 Cz= RBz (L3+L2) Fr3L2 = 133 70= m M1 C =√ M12Cy+ M12Cy= N m M1 Dy= N m M1 Dz= m， M1 D =√ M12Dy+ M12Dz= m， ∵抗扭截面系數(shù)： w=∏ d3 min /32= 303 /32= 106 m3 ∴ σ =√ M2 +T2 / w=√ + / 106 =≤ [σ b]1= 59 Mpa 故該軸滿足強(qiáng)度要求 3. 減速器低速軸 III 的設(shè)計(jì) a. 選擇材料：由于傳遞中小功率，轉(zhuǎn)速不太高，故選用 45優(yōu) 質(zhì) 碳素結(jié)構(gòu)鋼 ，調(diào)質(zhì)處理，按 [2]表 83查 得 σ B=637 Mpa， [σ b]1=59 Mpa b. 該軸受力計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 齒輪 4 受力（與齒輪 1 大小相等方向相反）： 圓周力 Ft4=，徑向力 Fr4= N c. 求垂直面內(nèi)的支撐反力： ∵Σ MC=0， ∴ RBY= Ft4L1/（ L1+L2） = 71/（ 125+71）= N ∵Σ Y=0，∴ Rcy= Ft4 RBY = = N， ∴垂直面內(nèi) D 點(diǎn)彎矩 MDy = RcyL1 = 55= N m T = m 12 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 ∵ Σ MC=0， ∴ RBz=Fr4 L1/（ L1+L2） = 70/196 = ∵ Σ Z=0，∴ RCz= Fr4 RBz ==， ∵ 水平面內(nèi) D 點(diǎn)彎矩 MDz= RCz L1 = 71= N m f. 作軸的扭矩圖如圖 所，計(jì)算扭矩： T=T3= m M1 Dz= N m M= N 六、 鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算 采用圓頭普通平鍵（ GB109579 ， GB109679），由 d=30㎜，查 [1]表 得 b h=8 7，因半聯(lián)軸器長(zhǎng)為 60 ㎜，故取鍵長(zhǎng) L=50 ㎜ ， 即 d=30 ㎜， h=7 ㎜， L1 =Lb=42 ㎜， T1= N 3． 大圓錐齒輪與低速軸 II 的的鍵聯(lián)接 PB= N PC=