【正文】 . 59obtd d m m?? ? ? ? 重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 10 頁 共 43 頁 中心距 a ? ?12 1 .2 5 4 7 1 6 0( ) 1 3 32 c o s 2 c o s 1 3 .4 1n oma z z m m? ??? ? ? ? 二、低速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì) （一）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料、齒數(shù)及螺旋角 任務(wù)書要求選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度（ GB1009588）。 1） 試選 ? 2） 由參考文獻(xiàn)【 2】圖 1030選取區(qū)域系數(shù) ? 重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 6 頁 共 43 頁 3） 由參考文獻(xiàn)【 2】圖 1026查得 1 ?? ? ， 2 ?? ? 則 12 ? ? ?? ? ?? ? ? 4） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 6 6 411 19 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 5 . 0 4 3 . 3 4 1 01440pT N m mn? ??? ? ? ? ? 5） 由參考文獻(xiàn)【 2】表 107選取齒寬系數(shù) 1d?? 6） 由參考文獻(xiàn)【 2】表 106查得材料的彈性影響系數(shù) 1/ MPa? 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 lim1 600H MPa? ? ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 2 550H MPa? ? 。 （二）設(shè)計(jì)計(jì)算 按保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度及保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度兩準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。 設(shè)計(jì)的是閉式齒輪傳動(dòng)，為使結(jié)構(gòu)緊湊 由參考文獻(xiàn)【 2】 P191 表 10－ 1 選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì) )HBS=241286，大齒輪材料為 45 鋼 (調(diào)質(zhì) )HBS=217255。 12 11 .80 4i i i?? ? ? ? （二）傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參考數(shù)計(jì)算 Ⅰ軸 144 0 / m inmn n r? ?? Ⅱ軸 1440 4 1 8 .6 / m in3 .4 4nnri ??? ?? ? ? Ⅲ軸 4 1 8 .6 1 2 1 .7 / m in3 .4 4nnri ????? ??? ? ? 卷筒軸 / m injn n r????? Ⅰ軸 1 p K W?? ? ? ? ? ? Ⅱ軸 23 4 .9 9 0 .9 8 0 .9 8 4 .7 9p p KW???? ?? ? ? ? ? ? Ⅲ軸 23 9 8 8 0p p KW????? ??? ? ? ? ? ? 卷筒軸 21 4 .6 0 0 .9 8 0 .9 9 4 .4 6jp p KW?????? ? ? ? ? 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 dT 為 6 6 45 . 0 49 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 3 . 3 4 1 01440ddmPT N mn? ? ? ? ? ? ? ? 故Ⅰ軸 441 3. 34 10 0. 99 3. 31 10dT T N m?? ? ? ? ? ? ? ? ? Ⅱ軸 452 2 3 3. 31 10 0. 98 0. 98 3. 44 1. 1 10T T i N m????? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Ⅲ軸 552 2 3 1. 1 10 0. 98 0. 98 3. 44 3. 6 10T T i N m?????? ?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 卷筒軸 5521 3. 6 10 0. 98 0. 99 3. 49 10jT T N m?????? ? ? ? ? ? ? ? ? 由以上數(shù)據(jù)得各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)見表 3－ 1。 （三）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選定 通常二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比合理范圍為 2 39。其中 V1000w FP ?， wP －工作機(jī)所需功率，根據(jù)任務(wù)書所給數(shù)據(jù)帶工作拉力 F=3000N ，帶工作速度 V=，則工作機(jī)功率為： 3 0 0 0 1 .4 4 .21 0 0 0 1 0 0 0w FvP K W?? ? ? ? －傳動(dòng)系統(tǒng)總效率， 2421 2 3 4? ????? 根據(jù)參考文獻(xiàn)【 3】 P87表 ，聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率η 1＝ ；滾動(dòng)軸承的效率η 2＝ ；閉式斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)效率η 3＝ ；傳動(dòng)滾筒的效率為η 4=；計(jì)算總的傳動(dòng)效率為： 2 4 2 2 4 21 2 3 4 0 .9 9 0 .9 8 0 .9 8 0 .9 6 0 .8 3 3? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 電動(dòng)機(jī)的功率η 4 .2 5 .0 40 .8 3 3Wd PP K W?? ? ? 因?yàn)橄到y(tǒng)工作負(fù)載平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)選定功率 Pd只需略大于功率 Pd即可。 Y系列電動(dòng)機(jī)為一般用途的的全閉自扇冷式電動(dòng)機(jī)，適用于無特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備，如機(jī)床，鼓風(fēng)機(jī)，運(yùn)輸機(jī)以及農(nóng)業(yè)機(jī)械和食品機(jī)械。軸線可以水平、上下、或垂直布置。同軸式減速器長度方向尺寸較小，但軸向尺寸較大，中間軸較長，剛度較差。但齒輪的位置不對(duì)稱，高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形部分地抵消，以減緩沿齒寬載荷分布有均勻的現(xiàn)象。 （四）設(shè)計(jì)要求 二、此傳動(dòng)方案的特點(diǎn)： 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、效率高、容易制造、使用壽命長、維護(hù)方便。 （二）分析傳動(dòng)方案： （三）技術(shù)條件與說明： 15 年每年按 300天計(jì)算， 2 班制工作每班按 8小時(shí)計(jì)算； 、輕微沖擊、中等沖擊、嚴(yán)重沖擊；單、雙向回轉(zhuǎn)； ，電壓為 380/220 伏； ，不應(yīng)隨意修改，但對(duì)于傳動(dòng)件的型式，則允許作適宜的選擇； ≤177。 ：成批生產(chǎn)。 ：連續(xù)單向運(yùn)行，工作平穩(wěn)無過載。 (二 ) 具體任務(wù)： 傳動(dòng)方案的分析和擬定； 電動(dòng)機(jī)的選擇，傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算； 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)（帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)（雙級(jí)））； 軸的設(shè)計(jì)（所有軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，低速軸的彎、扭組合強(qiáng)度校核及安全系數(shù)校核）； 軸承的設(shè)計(jì)（所有軸承的組合設(shè)計(jì)，低速軸上軸承的壽命計(jì)算）； 鍵的選擇及強(qiáng)度校核（高速軸上鍵的校核）； 聯(lián)軸器的選擇； 減速器的潤滑與密封； 減速器裝配圖設(shè)計(jì)（箱體、箱蓋、附件設(shè)計(jì)等）； 零件工作圖設(shè)計(jì)； 1編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書； 1總結(jié)及答辯。 、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡單機(jī)械的一般設(shè)計(jì)方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題的能力，為以后進(jìn)行的設(shè)計(jì)工作打下初步基礎(chǔ)。重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 1 頁 共 43 頁 計(jì)算及說明 課題任務(wù) (一 ) 課程設(shè)計(jì)的目的 機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)是機(jī)械原理及設(shè)計(jì)課程的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校期間第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，在實(shí)現(xiàn)學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要地位。 本課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的是： 《機(jī)械原理及設(shè)計(jì)》課程及其它有關(guān)先修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐，使理論知識(shí)和生產(chǎn)知識(shí)密切地有機(jī)結(jié)合起來，從而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、加深和擴(kuò)展。 ，使學(xué)生在計(jì)算、繪圖、運(yùn)用并熟悉設(shè)計(jì)資料（包括手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等工程師在機(jī)械設(shè)計(jì)方面必須具備的基本訓(xùn)練進(jìn)行一次訓(xùn)練。 (三 ) 已知條件： ： F=3000牛頓； ： V= 米 /秒； ： D=220毫米。 ： 10年，兩班制工作。 (四 ) 工作要求 第一部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 一、傳動(dòng)方案的擬定和及說明 （一） 傳動(dòng)系統(tǒng)的作用： 作用：介于機(jī)械中原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間，主要將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工作機(jī)，在此起重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 2 頁 共 43 頁 減速作用，并協(xié)調(diào)二者的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。 3～ 5%。由于電動(dòng)機(jī)、減速器與滾筒并列，導(dǎo)致橫向尺寸較大，機(jī)器不緊湊。另外，該方案的電機(jī)不會(huì)與箱體發(fā)生干涉。兩級(jí)齒輪直徑接近，有利于重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 3 頁 共 43 頁 浸油潤滑。 三、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 （一）電動(dòng)機(jī)類型的選擇 按計(jì)算要求及工 作條件選用 Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)，電壓為 380/220V。 （二） 計(jì)算電動(dòng)機(jī)的容量 電動(dòng)機(jī)所需工作功率 wd PP ??。由參考文獻(xiàn)【 5】 P169表 12－ 4選定電動(dòng)機(jī)的額定功率為 。 8~40i ? ，而工作機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速為 6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 1 .4 1 2 2 r / m in3 .1 4 2 2 0w vn d?? ? ? ?? ? ?? 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選定范圍： ( 8 ~ 40) 122 976 ~ 488 0 / m indnr? ? ? 符合這一范圍的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速的有 1000 r/min、 1500 r/min、 3000r/min 三種，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 的電動(dòng)機(jī)，查參考文獻(xiàn)【 5】 P169表 12－ 4 選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132S4 其主要性能如表所示 表 31 Y132S4電動(dòng)機(jī)主要參數(shù) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/KW 滿載轉(zhuǎn)速/() 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 Y132S2 1440 四、裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 （一） 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 4 頁 共 43 頁 1440 0122mwni n? ? ? ： 對(duì)于同軸式耳機(jī)圓柱齒輪減速器，考慮到潤滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，故取12i i i??? 。 重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 5 頁 共 43 頁 表 3－ 1 各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù) 軸 名 功率 / kW 轉(zhuǎn)矩 / （ ） 轉(zhuǎn)速 / (r/min) 傳動(dòng)比 i 效率η 電機(jī)軸 104 1440 1 Ⅰ軸 104 1440 Ⅱ軸 105 Ⅲ軸 105 1 卷筒軸 105 第二部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、高速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì) （一）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料、齒數(shù)及螺旋角 任務(wù)書要求選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度（ GB1009588）。 251?z ，大齒輪齒數(shù) ???? ziz ，取 862?z ，齒數(shù)比為 ??? zzu ，由參考文獻(xiàn)【 2】 P205 表 10－ 7 選取齒寬系數(shù) ??d ，初選螺旋角為o14?? 。 按參考文獻(xiàn)【 2】計(jì)算公式（ 109a）進(jìn)行計(jì)算，即 ? ?2131 2 1t HEtdHKT ZZudu?? ? ?????? ???? （ 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值。 8） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（假設(shè)兩班制，一班 8小時(shí)，一年按 300天計(jì)算，工作壽命 10 年） 91160 60 14 40 1 2 8 30 0 10 4. 15 10hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 9 92 4 .1 5 1 0 1 .2 1 1 03 .4 4N ?? ? ? 9） 由參考文獻(xiàn)【 2】圖 1019取接觸疲勞壽命系數(shù) 1 ? , 2 ? 10） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 ? ? 1 li m11 0 .9 6 0 0 5 4 0H N HH K M P a M P aS?? ? ? ? ? ? ? 2 li m 22 0 .9 5 5 5 0 5 2 2 .5H N HH K M P a M P aS?? ? ? ? ? 11） 許用接觸應(yīng)力 ? ? ? ? ? ?12 5 4 0 5 2 2 . 5 5 3 1 . 2 522HHH M P a M P a??? ? ?? ? ? （ 2）計(jì)算 1） 試算小齒輪分度圓的直徑 1td ，由計(jì)算公式得 2431 2 1 . 6 3 . 3 4 1 0 4 . 4 4 2 . 4 3 3 1 8 9 . 8 4 0 . 4 71 1 . 6 2 3 . 4 4 5 3 1 . 2 5td m m? ? ? ???? ? ? ???? ?? 2） 計(jì)算圓周速度 11 3 .1 4 4 0 .0 7 1 4 4 0 / 3 .0 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdnv m s m s? ??? ? ??? 3）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) ntm 1 1 d m m m m?? ? ? ? 重慶交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 第 7 頁 共 43 頁 11c o s 4 0 .0 7 c o s 1 4 1 .5 625tnt dm m m m mZ ? ?? ? ? 5 5 6 1nth m m m m m? ? ? ? / 40 .0 7 / 3. 51 11 .4 2bh ?? 4）計(jì)算縱向重合度 ?? 10 .3 1 8 ta n 0 .3 1 8 1 2 5 ta n 1 4 1 .9 8d Z?? ? ?? ? ? ? ? ? 由參考文獻(xiàn)【 2】