【正文】 01 系 別：機電工程系 專業(yè)班級：機械設(shè)計制造及其自動化 1 班 指導(dǎo)教師：鐘守炎 教授 起止時間： 2021 年 5 月 28 日 — 6 月 17 日 東 莞 理 工 學(xué) 院 東莞理工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 學(xué)而知不足 2 目 錄 1 設(shè)計題目 3 2 設(shè)計原始數(shù)據(jù) 3 電動機的選擇 4 傳動比的計算與分配 6 高速級斜齒輪傳動 35 11 設(shè)計小結(jié)允許運輸帶速度誤差小于 5%? 。取滾子鏈傳動比 i鏈 = 2~5，則總傳動比的合理范圍 為 i = i 齒 i鏈 , i=16200 故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為 dn = i n滾 筒 =（ 16200） r/min =~7006r/min 由附表 191查出選用 Y132M16型三相異步電動機，其參數(shù)如下： (1) 額定功率： 4KW (2) 滿載轉(zhuǎn)速： 960r/min (3) 伸出端直徑： 38mm (4) 伸出端安裝長度： 80mm (5) 中心高度： 132mm (6) 外形尺寸： 515mm*280mm*315mm 傳動比的計算與分配 總傳動比的確定 東莞理工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 學(xué)而知不足 5 計 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 電動機滿載轉(zhuǎn)速 960 minmnr? 工作機（主軸）轉(zhuǎn)速 / minwnr? 總傳動比1 2 3960 2 7 .4 =3 5 .0 3mwni i i in? ? ? ? ? 各級傳動比的分配 取 3= 則 12=? ∵ 1 ? 2 ∴ 1 ? 2 ? 傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算 計算各軸轉(zhuǎn)速（ r/min） 1 960 / m inmn n r?? 2 1 1/ ( 960 / 4. 99) / m in 205 / m inn n i r r? ? ? 3 2 2/ ( 205 / 2. 65 ) / m in 77 / m inn n i r r? ? ? 4 3 5 .0 1 / m inn n r??滾 筒 計算各軸的功率（ kW） e 4dP kW? IP = 3. 648 3. 58dP kW? ? ? ?1 3. 575 3. 43II IP P k W??? ? ? ? ?23 3. 43 3. 30III IIP P k W??? ? ? ? ?23 3. 30 3. 13IIIP P k W??? ? ? ? ?Ⅳ 24 計算各軸扭矩（ N? m） dd 3 . 6 4 89 5 5 0 9 5 5 0 3 6 . 2 1960PT N mn? ? ? ? ? ?電 13 .5 89 5 5 0 9 5 5 0 3 5 .6 1960PT N mn? ? ? ? ? ?ⅠⅠ 23 . 4 39 5 5 0 9 5 5 0 1 5 9 .7 9205PT N mn? ? ? ? ? ?ⅡⅡ ? 1 ? 2 ? 34 ? 1 960 minnr? 2 205 minnr? 3 77 minnr? 4 minnr? e 4dP kW? kW?Ⅰ kW?Ⅱ kW?Ⅲ kW?Ⅳ d N m?? N m??Ⅰ N m??Ⅱ 409 .29T N m??Ⅲ N m??Ⅳ 東莞理工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 學(xué)而知不足 6 計 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 33 .3 09 5 5 0 9 5 5 0 4 0 9 . 2 977IIIIII PT N mn? ? ? ? ? ? 43 .1 39 5 5 0 9 5 5 0 8 5 4 .0 435PT N mn? ? ? ? ? ?ⅣⅣ 4 傳動零件的設(shè)計計算 高速級斜齒輪 1．選定齒輪類型、材料及齒數(shù) 1）確定齒輪類型．兩齒輪均為標準圓柱斜齒輪 2）材料選擇．小齒輪材料為 40Cr,調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍為 274~286HBW,平均值為 280HBW， `大齒輪材料為 45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍取為225~255HBW，平均值為 240HBW。 39。39。= c o s = c o s 1 4 2 9 3 2 = 0 .9 8Z ? ? 由表 8－ 2 查得使用系數(shù) ? ,由圖 86查的動載荷系數(shù) = 4112 / 2 3 .5 6 1 0 / 7 7 . 4 6 5 = 9 1 9 .1tF T d N? ? ? ? / 1. 25 919 .1 / 52 = 20. 09 / m m 100 N /m mAtK F b N? ? ? 由 ta n ta n / c os ,tn? ? ?? 得 39。39。 = ?? ? ?? ? ?? ? ? ? =? ? ? 39。 39。39。初選螺旋角 15?? 2 按齒面接觸強度設(shè)計 （ 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）試選 ? 2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 6 6 52 3 . 4 39 . 5 5 1 0 / 9 . 5 5 1 0 1 . 6 1 0 /205T P n N m m? ? ? ? ? ? ? ?Ⅱ Ⅱ 3）由表 8－ 6選取齒寬系數(shù) 1??d （非對稱布置） 4）由表 8－ 5 查得材料的彈性影響系數(shù) MPa? （均采用鍛鋼制造） 5）由圖 8－ 15，選取區(qū)域系數(shù) ? 6）由式（ 8－ 3）得 341 1 1 1[ 1 . 8 8 3 . 2 ( ) ] c o s [ 1 . 8 8 3 . 2 ( ) ] c o s 1 5 1 . 6 72 5 1 2 0zz???? ? ? ? ? ? ? 7）由式（ 8－ 4）得 3si n 1 5 / ( ) 0 .3 1 8 ta n 1 5 2 .1 3 1 , = 1ndb m z??? ? ? ?? ? ? ? 則 取 8）由式（ 8－ 19）得 4 11= = = 0 .7 73 1 .6 7Z ???????? ? ???? （ 1 ） + 9）由式（ 8－ 21）得 = c o s = c o s 1 5 = 0 .9 8Z ? ? 10）由圖 8－ 21 d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限lim 1 650H MPa? ? ，大齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 2 530H MPa? ? 11）由式（ 8－ 16）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 83260 60 20 5 1 ( 8 30 0 5 ) 1. 47 6 10hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? 874 3 1 260 / 1. 47 6 10 / 2. 65 5. 57 0 10hN n jL N i? ? ? ? ? ? 12）由圖 8－ 19 查得接觸疲勞強度壽命系數(shù) 3 ? 4 ? 13）計算接觸疲勞強度許用應(yīng)力 取失效概率為１％，安全系數(shù)為 HS =1，由式 8－ 15 得 3 l i m 330 . 9 2 6 5 0[ ] 5 9 81H N HHHK M P a M P aS?? ?? ? ? 3 25z ? 4 120z ? 15??? ? 51. 6 10T N mm? ? ?Ⅱ 1d?? 1/ MPa? ? ?? ? 1??? =? =? lim 1 650H MPa? ? lim 2 530H MPa? ? 83 10N ?? 74 10N ?? 1 ? 2 ? ? ?3 598H MPa? ? 東莞理工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 學(xué)而知不足 12 計 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 4 l i m 44 0 . 9 6 5 3 0[ ] 5 0 8 .81H N HH HK M P a M P aS?? ?? ? ? （ 2）計算小齒輪分度圓直徑 3td ，由式（ 822），代入 []H? 中的小者，則 233 21 ()[]EHtdHZ Z Z ZK T ud u ??????? Ⅱ 253 2 2 . 5 1 . 6 1 0 4 .8 1 1 8 9 .8 2 . 4 2 0 . 7 6 0 .9 8 mm1 4 .8 5 0 8 .8? ? ? ? ? ? ???? ? ? ???? = 1）確 定模數(shù) nm = 33c os / z = 75 .8 9 c os 15 / 25 m m = 2. 9td ? ?mm，取為標準值 = 2）中心距 n 2 3m z z 3 . 5 ( 2 5 1 2 0 )= = m m = 2 6 2 . 7 0 m m = 2 6 3 m m2 c o s 2 c o s 1 5??? ??（ + ） ， 圓 整 為 3) 螺旋角 39。39。30 .3 1 8 ta n 0 .3 1 8 1 2 5 ta n 1 5 1 4 2 7 2 . 1 7 1d z???? ? ? ? ? ? ? ＞ 。 39。 39。 39。t =20406? bcos =? =??? = ? ? 3d =82 .87 mm 3 28vz ? 4 134vz ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? 東莞理工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 學(xué)而知不足 14 計 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 5） / ( ) 3. 92 / 5 0. 7 = .2Y? ? ??? ??（ ） 3 ， 前已經(jīng)求得 1. 76 / ( ) , = 1. 76FFK Y K? ? ? ? ????? 故 取 6） ? ? ? ?b / / 2 9 1 / 2 1 0 . 2 5 3 .5 = 1 1 . 5 6a n n nh b h c m????? ? ? ? ? ???????， 且前已求得 ? ? ,由圖 812查的 ? ? 7） 1. 25 1 1. 76 1. 42 = 3. 12 4A V F FK K K K K??? ? ? ? ? 8）由圖 8－ 17查得齒形系數(shù) 3 ? 4 ? 由圖 8－ 18查得應(yīng)力修正系數(shù) 3 ? 4 ? 9）由圖 8－ 22ｃ按齒面硬度查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限lim 3 500F MPa? ? ， 大齒輪的彎曲疲勞強度極限 lim 4 380F MPa? ? 10）由式（ 8－ 16）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 83260 60 20 5 1 ( 8 30 0 5 ) 1. 47 6 10