【正文】 料 ................................................................................................................. 32 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 3 第一章 任務(wù)書 課程設(shè)計 本次設(shè)計為課程設(shè)計，通過設(shè)計二級齒輪減速器，學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計的基本過程、步驟，規(guī)范、學(xué)習(xí)和掌握設(shè)計方法，以學(xué)習(xí)的各種機(jī)械設(shè)計，材料，運動，力學(xué)知識為基礎(chǔ)，以《機(jī)械設(shè)計》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械制圖》、《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》、《制造技術(shù)基礎(chǔ)》、《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》以及各種國標(biāo)為依據(jù)，獨立自主的完成二級減速器的設(shè)計、計算、驗證的全過程。C ； 動力來源：電力，三相交流，電壓 380/220V； 檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修； 制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠生產(chǎn)制造，小批量。 考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將 V帶設(shè)置在高速級。卷筒滾動軸承效率包括在卷筒效率中 ) 3? —— 為閉式齒輪傳動效率 2 ?? ， —— 為聯(lián)軸器的效率 ? , 5? —— 卷筒效率 =(包括其支承軸承效率的損失 ) η 2η 3η 5η 4η 1IIIIIIIVPdPw4?機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 7 23 ??????a? 所以 ????? ad Fvp ? 因載荷平穩(wěn)，電動機(jī)額定功率 wp 只需要稍大于 dp 即可，按下表 中 Y系列的電動機(jī)數(shù)據(jù)，選電動機(jī)的額定功率 11kw。 ?ia。根據(jù)相同容量的兩種轉(zhuǎn)速，從 上 表中查出兩個電動機(jī)型號，再將總傳動比合理分配給 V帶和減速器，就得到兩種傳動比方案，如 下 表 所示。 110mm。 = kw Ⅲ軸 PII=PII? ?2? ?3=179。 = kw 各軸的輸出功率為輸入功率乘軸承效率 ，分別為 Ⅰ軸 PI39。 = kw Ⅲ軸 PII39。 = kw （ 3） 計算各軸的輸入、輸出轉(zhuǎn)矩。 4）、計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 由 12 dd did ? ,傳動比 ?i ,有 102 dd did ? =179。 8）確定帶的最小初拉力 0F 由表 [1]得 A型帶的單位長度質(zhì)量 q= kg/m, ? ? ? ? N 17 )m i n (F 20 ????? ?????? zvK PKa caa 9)計算帶傳動的壓軸力 Fp 壓軸力的最小值為 ? ? N i i n)(2 1m i n0m i n ?????? ?FZF P 8）、 把帶傳動的設(shè)計計算結(jié)果記入表下中 帶傳動的設(shè)計參數(shù) 帶型 aA 中心距 小帶輪直徑 125 包角 大帶輪直徑 265 帶長 1600 帶的跟數(shù) 66 初拉力 帶速 9 壓軸力 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 13 高速級齒輪傳動計算 已知條件：輸入功率 IP =9kw,小齒輪轉(zhuǎn)速 m in/ rnn I ?? 傳動比 1i =,工作壽命為 8年（年工作日 250 天），兩班制。 21=,取 2z =100。 179。179。大齒輪的接觸疲勞強度極限 ? 2limH =550 MPa。 (16179。 108 ⑥由 [1]圖 1NZ =1； 2NZ = ⑦ 計算接觸疲勞 許 用應(yīng)力 由 [1]表 ， 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，則 ? ?1H? = S? 1limN1Z =1179。 ⑨ 許用接觸應(yīng)力 ? ?2][ HH ?? ? = 605 MPa 2） 計算 ① 試算小齒輪分度圓直徑 d1,由計算公式得 ? ?3 11 12 ????????????? ?? ?H EHd ZEuud ZZZTK 3 4 605 ?????? ?????????? ≈ 65 mm ② 計算 齒輪 模數(shù) mn nm =11coszd ? = 20 14cos65 0? =；查手冊取標(biāo)準(zhǔn) 模數(shù) mn=3（第 1系列） ③ 計算 齒輪幾何參數(shù) os 213c os 11 ???? ??Zmd n mm d2=i178。 d1=179。 179。 低速機(jī)齒輪傳動計算 已知條件：輸入功率 IIP =,小齒輪轉(zhuǎn)速 m in/ rnn I ?? 傳動比 IIi =,工作壽命為 8年（年工作日 250天），兩班制。 25=,取 2z =96。 179。179。大齒輪的接觸疲勞強度極限 ?2limH=550 MPa。 (16179。 107 ⑥由 [1]圖 取接觸疲勞壽命系數(shù) 1NZ =1； 2NZ = ⑦ 計算接觸疲勞 許 用應(yīng)力 由 [1]表 ， 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，則 ? ?1H? = S? 1limN1Z =1179。 ⑨ 許用接觸應(yīng)力 ? ?2][ HH ?? ? = 605 MPa 2） 計算 ① 試算小齒輪分度圓直徑 d1,由計算公式得 ? ?3 11 12 ????????????? ?? ?H EHd ZEuud ZZZTK 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 17 3 5 605 ?????? ?????????? ≈ 109 mm ② 計算 齒輪 模數(shù) mn nm =11coszd ? = 25 14cos109 0? =；查手冊取標(biāo)準(zhǔn) 模數(shù) mn=4mm（第 1系列） ③ 計算 齒輪幾何參數(shù) os 254c os 11 ???? ??Zmd n mm d2=i178。 d1=179。 179。 圓柱齒輪傳動參數(shù)表 各級大齒輪、小齒輪幾何尺寸和參數(shù)的計算結(jié)果如下表 表 51 圓柱齒輪傳動參數(shù)表 名稱 代 號 單 位 高速級 低速級 小齒輪 大齒輪 小齒輪 大齒輪 中心距 a mm 185 250 傳動比 i 模數(shù) mn mm 3 4 螺旋角 ? 176。 20 20 嚙合角 ? ′ 176。 由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求，故選擇常用材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得 A=103～ 126，則 I 軸 31IInPAd ? = 3 ? = mm Ⅱ 軸32IIIInPAd ? = 3 ? = mm Ⅲ 軸33IIIIIInPAd ? = 3 ? = mm 將各軸圓整為 1d =25mm , 2d =45 , 2d =65 mm。 m 軸孔長度 142mm(Y 型 ) 孔徑 1d =65mm 表 53 聯(lián)軸器外形及安裝尺寸 型號 公稱 扭矩 N178。 所選軸承的主要參數(shù)如 表 28 表 54 軸承的型號及尺寸 軸承代號 基本尺寸 /mm 安裝尺寸 /mm 基本額定 /kN a mm d D B dn Da 動載荷Cr 靜載荷Cor 7005AC 25 47 12 3o 42 7009AC 45 75 16 51 69 7014AC 60 110 20 77 103 38 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（直徑，長度來歷） 1. 低速軸的結(jié)構(gòu)圖 圖 51 低速軸結(jié)構(gòu)簡圖 根據(jù)軸向定位要求，確定軸的各段直徑和長度 （ 1） I段與聯(lián)軸器配合 取 1d =65,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上取 1L=132。 (5)軸肩 V為定位軸肩，直徑應(yīng)大于安裝于軸上齒輪內(nèi)徑 610mm,且保證⊿機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 22 ≥ 10mm ,取 Vd = 88mm， VL =8mm。 h=20179。 12，鍵長選擇 120。 圖 52 中速軸結(jié)構(gòu)簡圖 圖 53 高速軸結(jié)構(gòu)簡圖 低速軸的校核 由于低速軸上所承受的轉(zhuǎn)矩最大，所以僅對低速軸按彎扭合成強度條件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 23 校核計算。 mm 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 25 （ 3）扭矩圖 圖 56 軸的載荷分析圖 （ 4）校核軸的強度 取 ? =，由表 [2]查得 [?1? ]=60MPa，由表 41[3]查得 t=7 )765(72032652 )(32 2323 ?? ??????? ?? d tdbtdW mm ? ? ? ??? ??1222224 ?????????????????? W TMWTWMca ? ? ? ? ? ? ???????? 252522 W TMca?? MPa﹤ ??1??=60MPa 精確校核軸的疲勞強度 ⑴ . 判斷危險截面 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計說明書 26 截面 A,Ⅱ ,Ⅲ ,B 只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕地確定的，所以截面 A 、 Ⅱ、Ⅲ、 B無需校核。 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MAX? =TWT3 = MP ? ， 因為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)，所以此處扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的應(yīng)力幅τ a=179。 軸按磨削加工，由第 1 章（ 24頁圖 ）得表現(xiàn)質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 軸 未經(jīng)表面強化處理，由第 1 章 22 頁公式（ ）和（ ）得綜合影響系數(shù)為： ? ????? ??kk D ? = ? ?Dk? =?????k = 等效系數(shù)為 : ～??? 取 ～??? 取 于是，計算安全系數(shù) caS 值，得 S? = ? ? 2751 ??????? maDk ???? ?? ? ? 1551 ??????? ? mtaDkS ?????? caS 2222 ????????? SS SS 遠(yuǎn)大于 S= 所以它是安全的。平均扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為τ m=τa= 過盈配合處的 ,???? ???? ?? kk 軸按磨削加工，由第三章得表現(xiàn)質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強化處理，由第 1章得綜合系數(shù)為： ? ????? ??kk D ? = ? ?Dk? =?????k = 于是，計算截面右側(cè)的安全系數(shù)為 S? = ? ? 2751 ??????? maDk ???? ?? ? ? 1551 ??????? ? m