【正文】 計的目的是確定傳動方案、選擇原動機、確定總傳動比和合理分配各級傳動比及計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)。因此合理地設(shè)計傳動裝置是整部機器設(shè)計工作中的重要一環(huán)，而合理地擬定傳動方案又是保證傳動裝置設(shè)計質(zhì)量的基礎(chǔ)。工作可靠，壽命長。結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高。 缺點：在制造精度和傳動比相同的條件下，蝸桿傳動的效率比齒輪的低，同時蝸輪需用貴重的減摩材料（如青銅）制造；蝸桿單頭效率較低，多頭雖效率提高，但制造困難。根據(jù)使用地點為煤廠，要求結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高；使用年限為四年二班，工作要求可靠且具有相當?shù)膲勖?；要能承受一定的沖擊。包括電機類別、系列及具體型號選擇；給出電機方案選擇依據(jù)；計算總傳動比，分配各級傳動比，給出各級傳動比分配原則或分配依據(jù)說明；計算各軸轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩等。該電機類型具有效率高、起動性能好、噪聲低、體積小、重量輕等優(yōu)點。 方案2：Y系列（IP44）三相異步電動機 該系列電動機為封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機，效率高、節(jié)能，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、噪聲低、振動小，運行安全可靠。 電動機容量確定 (1)工作機功率P P===（kW） = 由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》P表1210查得：軸承效率（滾珠軸承），彈性聯(lián)軸器效率，齒輪傳動效率（8級精度齒輪傳動），=， （2）電動機實際輸出功率 =（kW） (3)電動機額定功率考慮到電機的安全性和裕度，由《機械設(shè)計（機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》P表144選取電動機額定功率。 方案3：同步轉(zhuǎn)速為 價格適中，傳動裝置的體積稍大。 各軸輸入功率 電機軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 卷筒軸 各軸轉(zhuǎn)速 電機軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 =940/=（r/min）Ⅲ軸 =（r/min） 卷筒軸 各軸轉(zhuǎn)矩 電機軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 卷筒軸 運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理于下表: 表32 傳動與動力裝置運動學(xué)參數(shù)表軸號功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/（Nm）轉(zhuǎn)速n/（r/min）傳動比i效率η電機軸940Ⅰ軸940Ⅱ軸Ⅲ軸卷筒軸四、 關(guān)鍵零部件的設(shè)計與計算 設(shè)計原則制定 關(guān)鍵零部件（主要包括齒輪、軸、鍵、軸承等）的設(shè)計是整個系統(tǒng)能正常運轉(zhuǎn)和保證其壽命和可靠性的基礎(chǔ)，所以零部件的設(shè)計是傳動裝置的設(shè)計中非常重要的一個環(huán)節(jié)。當材料質(zhì)地均勻、載荷與應(yīng)力計算較準確，取=~；材料不夠均勻、計算不夠準確時，可取=~；材料均勻性和計算精度都很低，或尺寸很大的轉(zhuǎn)軸（d），則可取=~。 （ 3）材料選擇與工藝選擇 ①材料選擇的問題是由于它們的重要程度及其運動類型和載荷沖擊等有關(guān)，軸和齒輪有運動和載荷沖擊，采用45鋼。根據(jù)標準規(guī)定，鍵用強度極限用不低于600MPa的鋼材制造，此處選精拔鋼。 其中包括軟齒面/硬齒面方案選擇，設(shè)計及校核原則，直齒輪/斜齒輪選擇方案。一般件的螺旋角在8176。（4）按齒面接觸強度設(shè)計 由公式進行試算，即①確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值，初定小齒輪分度圓直徑ⅰ.確定載荷系數(shù) 由于動力機為電動機，工作機為中等振動，由《機械設(shè)計》P，表64查得。 當時，則 = a．齒輪的接觸疲勞強度極限：由《機械設(shè)計》圖627查得 小齒輪，=240（調(diào)質(zhì)），； 大齒輪，=190（正火）。(2) 選取螺旋角：　　　螺旋角過小，斜齒輪的優(yōu)點不明顯，過大則軸向力增大。 (3) 齒寬系數(shù) 由于小齒輪為硬齒輪,大齒輪為軟齒輪,兩支撐相對小齒輪做不對稱布置,查《機械設(shè)計》P表67,由于硬度不同,取值偏上,令＝1（4）按齒面接觸強度設(shè)計 由公式進行試算，即①確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值，初定小齒輪分度圓直徑ⅰ.確定載荷系數(shù) 由于動力機為電動機，工作機為中等振動，由《機械設(shè)計》P，表64查得估計圓周速度，由《機械設(shè)計》圖611(b)查得動載系數(shù)。 b．應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 其中，分別為小齒輪，大齒輪轉(zhuǎn)速，j為小齒輪每轉(zhuǎn)一圈同一齒面嚙合的次數(shù)，為齒輪的工作壽命。在保證可靠性的同時，又要考慮經(jīng)濟性，雖然增大軸徑是增強軸剛度非常有效的辦法，但軸徑太大會增加減速器整體的重量，消耗的功率會增加，成本也會大大增加，因此設(shè)計時應(yīng)該在保證安全性的基礎(chǔ)上，盡量使軸徑最小，以節(jié)省成本，保證經(jīng)濟性。 高速軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號（具體的聯(lián)軸器選擇在第六節(jié)，此處只陳述軸徑的確定）。 與齒輪相配合，為了使其裝入方便，一般使，此處也為非定位軸肩，直徑差，初取=32mm。（無鍵）中間軸的最小直徑與軸承相配合，軸承內(nèi)徑以0,5結(jié)尾，且中間軸的軸承內(nèi)徑應(yīng)大于等于輸入軸的軸承內(nèi)徑，所以初取=30mm。 與軸承相配合，==30mm結(jié)構(gòu)圖如下： （3）低速軸軸徑初估 ①低速軸上的轉(zhuǎn)速、功率、和轉(zhuǎn)矩： 第二級大齒輪 ②切應(yīng)力法初定最小軸徑 選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機械設(shè)計》公式初步計算軸徑。 ③其他軸徑的確定 聯(lián)軸器軸向定位：,定位軸肩一般a取34mm,直徑差68mm,又因為密封環(huán)內(nèi)徑以0,2,5,8結(jié)尾,取=45mm。結(jié)構(gòu)圖如下： 鍵的選擇及鍵聯(lián)接的強度計算 鍵聯(lián)接方案選擇鍵聯(lián)接常用于軸與軸上零件之間的可拆聯(lián)結(jié)。 方案1：平鍵 平鍵連接中鍵的側(cè)面是工作面，靠鍵與鍵槽的互相擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩，普通平鍵中，圓頭鍵牢固地臥于指狀銑刀銑出的鍵槽中；方頭鍵常用螺釘緊固；一端圓頭一端方頭鍵用于軸伸處。 方案2：半圓鍵 半圓鍵用于靜聯(lián)接，鍵的側(cè)面為工作面。 方案3：斜鍵 楔鍵和切向鍵等都屬于斜鍵，它靠鍵、軸、轂之間的摩擦力或工作面之間的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩，還可以傳遞單向的軸向力。綜上，由于使用的要求要能承受中等沖擊、在輸入軸端速度較高，應(yīng)選平鍵或半圓鍵，半圓鍵對軸的削弱大，要想保證剛度，就要使軸徑變大，最后會影響整體重量和成本，所以，選擇普通平鍵。 鍵聯(lián)接的強度計算 本次設(shè)計共有五個鍵聯(lián)接，鍵的選取及其強度計算如下：（1） 高速軸與聯(lián)軸器之間的鍵①鍵的確定： 軸徑=18mm，軸長=42mm，一般鍵距離裝入端1~3mm，距離另一端3~5mm，由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》表1730查得鍵的尺寸如下：圓頭普通平鍵（A型），b=6mm，h=6mm，L=36mm；鍵 636 GB1096②強度校核： 由《機械設(shè)計》靜聯(lián)接強度計算公式進行校核，l’=Lb,由《機械設(shè)計》表31查得，由于是中等沖擊取，則T== =，滿足要求。 （5）低速軸與聯(lián)軸器之間的鍵① 鍵的確定： 軸徑=38mm，軸長=82mm，一般鍵距離裝入端1~3mm，距離另一端3~5mm，由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》表1730查得鍵的尺寸如下：圓頭普通平鍵（A型），b=10mm，h=8mm，L=70mm；鍵 1070 GB1096② 強度校核：由《機械設(shè)計》靜聯(lián)接強度計算公式進行校核，l’=Lb,由《機械設(shè)計》表31查得，由于是中等沖擊取，則T== =，滿足要求。滾子軸承一般適用于轉(zhuǎn)速低，載荷較大或有沖擊載荷時，此處不予具體分析。 方案2：調(diào)心球軸承 主要承受徑向載荷和軸向力不大的雙向軸向載荷。 方案3：角接觸球軸承 能同時承受較大的徑向載荷和單向軸向載荷，接觸角越大承受軸向載荷的能力越大。它只能承受單向軸向載荷，應(yīng)用于軸向載荷大，轉(zhuǎn)速不很高的支承中。故選擇深溝球軸承。 優(yōu)點：I 軸與齒輪做成整體件，制造成本相對降低，組織生產(chǎn)較容易II無需軸向固定和周向固定，結(jié)構(gòu)相對簡單承載力增大，轉(zhuǎn)動比范圍大； III做成整體式，載荷分布相對均勻，無其他固定裝置，運行效率高。大齒輪一般采用腹板結(jié)構(gòu)，并在腹板上加工孔。將和成一段，強度足夠，考慮經(jīng)濟性使其直徑=36mm。在純徑向載荷或軸向力較小的聯(lián)合載荷作用下的軸，一般采用向心型軸承組成兩端固定支承，并在其中一個支承端留有適當空隙（。 方案2：固定游離支承 指在軸的一個支承端使軸承與軸及外殼孔的位置相對固定，以實現(xiàn)軸的軸向固定。 固定游動軸承的運轉(zhuǎn)精度高，對各種工作條件的適應(yīng)性強。次類支承常用于軸的軸向位置已有其他零件限定的場合，如在人字齒傳動的支承中，一根軸進行了雙向固定，另一根軸必須為雙支點游動。工作即使處于不利的狀態(tài)，軸承也不會被卡死。周向固定采用過盈配合實現(xiàn)。周向固定通過平鍵聯(lián)接實現(xiàn)。 低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案分析 結(jié)構(gòu)圖如下： （1）齒輪的結(jié)構(gòu)形式與固定低速軸有一個齒輪，第二級大齒輪，經(jīng)計算應(yīng)采用裝配式結(jié)構(gòu)。兩軸承的軸向固定同過擋油板和端蓋來實現(xiàn)，周向固定通過過盈配合實現(xiàn)。但本次設(shè)計由于圖紙有限，設(shè)計時，使輸入端與輸出端同側(cè)輸出，使高速軸上的齒輪遠離輸入端。 （4）安全系數(shù)法校核軸的強度 ①各項參數(shù)選擇 軸材料選用45鋼調(diào)質(zhì)，由《機械設(shè)計》查得由機械設(shè)計P147 表105所列公式可求得疲勞極限 ， 的選取，應(yīng)力集中主要有過盈配合、過渡圓角、鍵槽等引起，下面按過盈配合和過渡圓角選?。? i按過盈配合選，查《機械設(shè)計》表1011，由查得 ii按過渡圓角選 ， 查《機械設(shè)計》表109，計算 可查得可查《機械設(shè)計》表1013得，、可查《機械設(shè)計》表1014得 綜上， ，所以按過盈配合計算。 六、主要附件與配件的選擇（1）聯(lián)軸器的對比分析聯(lián)軸器主要用作聯(lián)接兩軸使之一同回轉(zhuǎn)，以傳遞運動和扭矩。由于其結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，仍有其應(yīng)用范圍?；瑝K采用非金屬材料，質(zhì)量輕、慣性小，適用高速輕載、無劇烈沖擊的兩軸聯(lián)接。前者柱銷上有橡膠套，由此獲得補償兩軸相對位移的能力。其中此減速器為小功率傳動，軸向竄動不大，起動不頻繁，從經(jīng)濟性的角度考慮，選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器即可，沒必要選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。 方案1：油潤滑 在高速或高溫條件下工作的軸承，一般采用油潤滑。 方案2：脂潤滑 優(yōu)點：油膜強度高；油脂粘性好，不易流失，使用時間長；能防止灰塵、水分和其他雜物進入軸承，密封裝置的結(jié)構(gòu)簡單。216。因此應(yīng)該保證箱體內(nèi)有足夠的潤滑油，用以潤滑和散熱。它可以減少摩擦損失，防銹和密封的作用比較明顯。軸承的密封裝置一般分為非接觸式和接觸式兩大類。其可裝在軸承內(nèi)側(cè)作擋油裝置，也可裝在軸承外側(cè)與溝槽式密封聯(lián)合使用甩油環(huán)式密封：靠離心力甩油迷宮式密封：徑向尺寸緊湊，裝拆方便，對油潤滑、脂潤滑都有效216。常見類型：氈圈式密封：主要用于脂潤滑，對干凈環(huán)境下的軸承進行密封。接觸處的圓周速度不超過7m/s,溫度不高于100C。 通氣器減速器工作時由于箱內(nèi)溫度升高，空氣膨脹壓力增大，為使箱內(nèi)受熱膨脹的空氣能自動排出以保持箱內(nèi)壓力平衡，不致使?jié)櫥脱仄史置娴忍帩B漏和便于檢查從動件是否有損壞等，在箱蓋上的觀察孔蓋板上裝有通氣器，通氣器根據(jù)使用場合的不同進行選擇：216。 方案2：帶有紗網(wǎng)的通氣器 此類通氣器多用于較大的減速器，通氣器內(nèi)夾有紗網(wǎng)，可以防止灰塵進入機體內(nèi)，適用于環(huán)境較惡劣的場合。油標尺應(yīng)該足夠長，保證在油液中。但對箱體側(cè)面開孔，對箱體強度和剛度有影響。 方案3：桿式油標尺：檢測油量較為麻煩，可在特殊場合用，如在冶金設(shè)備用的減速機，此處不能用塑料的油窗。 圖為油標尺 圖為吊環(huán)螺釘 螺栓及吊環(huán)螺釘（1）螺栓的選用由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》表42公式計算得到各種螺栓的尺寸，具體型號如下： 螺栓名稱 型號數(shù)量地腳螺栓GB/T 57822000 6M166軸承旁螺栓GB/T 57822000 M121108箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓GB/T 57822000M10402窺視孔蓋螺栓GB/T 57832000 M616 6啟蓋螺栓GB/T 57832000 M10301軸承蓋螺栓GB/T 57822000 M84036定位銷GB/T 1172000 A83552（2）吊環(huán)螺釘?shù)倪x用為了便于拆卸和搬運，在箱蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊鉤、吊環(huán)，并在箱座上鑄出吊鉤。吊環(huán)螺釘用于拆卸箱蓋，也允許用來吊運輕型減速器。加工時，應(yīng)保證螺紋的內(nèi)徑略低于箱座內(nèi)壁底面，以保證油全部被放出，且不留有鐵屑及其他雜物。所以在保證使用性能的前提下，盡量選用較低的公差等級，以降低生產(chǎn)成本）b. 在尺寸至500mm的常用尺寸段中，當孔的精度等級高于IT8時（即ITITIT5），采用孔比軸低一級，即孔7/軸6 、孔6/軸等等。同時應(yīng)兼顧：1）尺寸公差、形位公差、表面粗糙度之間雖然沒有一個確定的比例關(guān)系，但一般情況下應(yīng)注意它們之間的協(xié)調(diào)，即尺寸公差值位置公差值形狀公差值粗糙度數(shù)值。其余參數(shù)如下表：名稱符號計算公式結(jié)果箱座壁厚10