【正文】 1?????????????????????? 圓周力 tF ，徑向力 rF 及軸向力 aF 的方向如圖 3 所示。 已知參數(shù)： kwP ?? ， min1440 rn ?? ， mmNT . 4??? 1．求作用在齒輪上的力 因已知高速級小齒輪的分度圓直徑為 mmZmd t 4 5 3 4 2220 6 ????? 而 NNFFNNFFNNdTFtantrt34539。483213 ?? 39。39。1914c o s 231c o s2211???????????? （ 4）計算齒輪寬度 ?????? db d mm 圓整后取 mmB 642 ? ； mmB 691 ? 。于是由 2 14c os11 ?????nmdZ ? 取 1Z =31 取 2Z =125 4．幾何尺寸計算 （ 1）計算中心距 ? ? ? ? mmmmmZZa n 7 6 6 014c o s2 21 2 531c o s2 21 ?? ????? ?? 將中心距圓整為 161 （ 2）按圓整后的中心距修正螺旋角 ? ? ? ? 39。 故 載 荷 系 數(shù) ?????? ?? HHvA KKKKK 6）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由參考文獻(xiàn) [2]式（ 1010a） 得 mmmmKKdd tt 3311 ???? 7）計算模數(shù) mmmmZdm n 14c os11 ???? ?? 3．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 由 參考文獻(xiàn) [2]式（ 1017） 213212 c os []Fa San dFK T Y YYm Z???? ? ??? （ 1）確定計算參數(shù) 1）計算載荷系數(shù) ?????? ?? FFvA KKKKK 18 / 36 2）根據(jù)縱向重合度，從參考文獻(xiàn) [2]圖 1028 查得螺旋角影響系數(shù) Y?= 3）計算當(dāng)量齒數(shù) o s93c o s o s23c o s33223311??????????ZZZZvv 4）查取齒型系數(shù) 由參考文獻(xiàn) [2]表 105 查得 ?FaY ； ?FaY 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由 參 考 文 獻(xiàn) [2] 表 105 查得 ?SaY ； ?SaY 6）由參考文獻(xiàn) [2]圖 1020c 查得小齒輪的彎曲疲勞極限1 500FE aMP? ? ，大齒輪的彎曲疲勞極限 2 380FE aMP? ? 7）由參考文獻(xiàn) [2]圖 1018，查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK ， ?FNK ； 8）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞許用應(yīng)力 S=，由文獻(xiàn) [2]式（ 1012）得 M P aM P aSKM P aM P aSKFEFNFFEFNF ][ ][222111?????????????? 9）計算大，小齒輪的 []Fa SaFYY?，并加以比較 0 1 5 1 5 7 7 8 9 ][0 1 2 8 2 8 5 7 ][222111????????FSaFaFSaFaYYYY?? 大齒輪的數(shù)值大 （ 2）設(shè)計計算 ? ? mmmmm n 9 9 1 5 1 5 14c o 5 0 2 23 ???? ?????? ? 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù) nm 大于由 選用 HL4 型彈性柱銷聯(lián)軸器。 3）試選小齒輪齒數(shù) 231?Z ，大齒輪齒數(shù) ????? ZiZ ，取 932?Z 4）選取螺旋角。483213c o s 222c o s2211?????????????? （ 4）計算齒輪寬度 ?????? db d mm 圓整后取 mmB 452 ? ； mmB 501 ? 。 （ 3）計算大、小齒輪的分度圓直徑 15 / 36 mmmZdmmmZdnn 4 839。于是由 2 14c os11 ?????nmdZ ? 取 1Z =22 2 ????? ZiZ ，取 2Z =121 4．幾何尺寸計算 （ 1）計算中心距 ? ? ? ? mmmmmZZa n 14c o s2 212122c o s2 21 ?? ????? ?? 將中心距圓整為 147。39。 11 / 36 3）試選小齒輪齒數(shù) 231?Z ，大齒輪齒數(shù) 2 ????? ZiZ ，取 1282 ?Z 4）選取螺旋角。 4．幾何尺寸計算 1）計算大、小齒輪的分度圓直徑 mmmZd mmmZd 375575 12552522 11 ???? ???? 2）計算中心距 mmmmdda 2 5 02 3 7 51 2 52 21 ????? 3）計算齒輪寬度 858511 ????? db d mm 則 取 mmB 852 ? ； mmB 901 ? 。 2）運輸機(jī)為一般工作機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故選用 7 級精度（ GB1009588） 3）材料及熱處理： 選擇參考文獻(xiàn) [2]表 101 小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸，重量，價格以及總傳動比，選用方案 2 較好，即選定電動機(jī)型號為 Y132S4。 1 / 36 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 說明書 設(shè)計項目： 電動絞車傳動裝置 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 2 / 36 目錄 ㈠ 電動機(jī)的選擇……………………………………………………… 3 ㈡ 傳動裝置的總傳動比及其分配…………………………………… 4 ㈢ 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)………………………………… 5 ㈣ 齒輪零件的設(shè)計計算……………………………………………… 6 ⒈ 開式齒輪傳動 ........................................ 6 ⒉ 高速級齒輪傳動 ......................................10 ⒊ 低速級齒輪傳動………………………………………………… 15 ㈤ 軸的設(shè)計…………………………………………………………… 19 ⒉ 高速軸的設(shè)計……………………………………………………………… 20 ⒉ 中速軸的設(shè)計……………………………………………………………… 23 ⒊ 低速軸的設(shè)計……………………………………………………………… 27 ㈥ 鍵的校核…………………………………………………………… 29 ㈦ 軸承壽命的驗算…………………………………… ……………… 31 ㈧ 潤滑與密封………………………………………………………… 35 ㈨ 設(shè)計小結(jié)………………………………………………………… 3 / 36 36 ㈩ 參考文獻(xiàn)………………………………………………………… 36 二、電動機(jī)的選擇 （ 1）選擇電動機(jī)類型 按工作要求用 Y型全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)，電壓為380V。由參考文獻(xiàn) [1]表 191 查得電動機(jī)數(shù)據(jù)及計算出的總傳動比列于表 1中 表 1 電動機(jī)數(shù)據(jù)及總傳動比 方案 電動機(jī)型 號 額定功率kwPcd/ 電動機(jī)轉(zhuǎn)速n/( minr ) 同 步 轉(zhuǎn) 速 滿 載 轉(zhuǎn) 速 1 Y132M4 1500 1400 2 Y132S4 1500 1400 表 1中，方案 1的電動機(jī)重量輕，價格便宜，但總傳動比大，傳動裝置外廓尺寸大，結(jié)構(gòu)不緊湊，制造成本高，故不可取。 1） 選用直齒輪圓柱齒輪傳動。 7）計算大，小齒輪的 []Fa SaFYY?，并加以比較 0 1 5 7 4 9 7 0 1 ][0 1 3 8 2 5 ][222111????????FSaFaFSaFaYYYY?? 大齒輪的數(shù)值大 (2) 設(shè)計計算 mmmmm 2 4 ??? ???? 10 / 36 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù) m大于由齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)， mmm 5? ，并按接觸疲勞強(qiáng)度算出的分度圓直徑1d =，算出小齒輪齒數(shù) 5 2 1 2 211 ??? mdZ 取 1Z =25，則 75253122 ????? ZiZ ，取 2Z =75。 1）運輸機(jī)為一般工作機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故選用 7 級精度（ GB1009588） 2）材料及熱處理： 由參考文獻(xiàn) [2]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 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 按參考文獻(xiàn) [2]式（ 1021）計算，即 2131 2 1 ()[]t HEtdHKT ZZud u?? ? ??? （ 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）試選 Kt= 2）由參考文獻(xiàn) [2]圖 1030 選取區(qū)域系數(shù) ZH= 3）由參考文獻(xiàn) [2]表 107 選取齒寬系數(shù) Φd=1 4）由參考文獻(xiàn) [2]圖 1026 查得 2121 ????? ????? ????? 則， 5）小齒輪轉(zhuǎn)距 ?1T ??T 310? 6 ）由由參考文 [2] 表 106 查得材料的彈性影響系數(shù)12EZ aMp? 7）由參考文獻(xiàn) [2]圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 1 600HaMP? ? ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim 2 550HaMP? ? 8）由參考文獻(xiàn) [2]式（ 1013）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ? ?992911 103 1 103 1 0 01611 4 4 06060?????????????Nj L hnN 9 ） 由 參 考 文 獻(xiàn) [2] 圖 1019 查 得 接 觸 疲 勞 壽 命 系 21 ?? HNHN KK ， ； 10）計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由參考文獻(xiàn) [2]式（ 1012）得 M P aM P aSK HNH 5 4 06 0 ][ 1l i m11 ????? ?? M P aM P aSK HNH ][ 2l i m22 ????? ?? 取 ?nm 2 1Z =22 2Z =121 a=147 39。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算出的分度圓直徑 1d = 來計算應(yīng)有的齒數(shù)。2