【正文】 ..................... 30 四、減速器箱體及附件的設(shè)計 ........................................................................................ 31 潤滑和密封形式的選擇，潤滑油和潤滑脂的選擇 ....................................................... 31 （ 1）潤 滑形式的選擇 ...................................................................................... 31 （ 2）密封裝置 ................................................................................................. 31 （ 3）潤滑油和潤滑脂的選擇 ............................................................................ 32 箱體設(shè)計 【 2】 ................................................................................................... 32 技術(shù)要求 ........................................................................................................... 32 五、參考資料 ................................................................................................................. 33 機械設(shè)計綜合課程設(shè)計 10071108 王 世豪 3 前言 機械設(shè)計綜合課程設(shè)計是針對機械設(shè)計系列課程的要求，由原機械原理課程設(shè)計和機械設(shè)計課程設(shè)計綜合而成的一門設(shè)計實踐課程；是繼機械原理與機械設(shè)計 課程后，理論與實踐緊密結(jié)合，培養(yǎng)工科學(xué)生機械工程設(shè)計能力的課程。 本設(shè)計說明書包括了北京航空航天大學(xué)《機械設(shè)計課程設(shè)計》產(chǎn)品的詳細(xì)設(shè)計過程及相關(guān)闡述。即從任務(wù)分析、總體方案設(shè)計、各零部件及執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計到最后的裝配圖和零件圖設(shè)計。 2. 通過課程設(shè)計，使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握一般機械設(shè)計的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立的、全面的、科學(xué)的工程設(shè)計能力。 通過本學(xué)期對該課程的學(xué)習(xí)，我開始了從無所知到熟練掌握機械設(shè)計的設(shè)計過程。經(jīng)過一個學(xué)期的努力，我在完成設(shè)計任務(wù)的同時，對以前所學(xué)的相關(guān)專業(yè)知識有了更深刻的理解，也在設(shè)計過程中復(fù)習(xí)了以前所學(xué)的相關(guān)課程，對這些課程知識有了更深刻的融會貫通。 由于自己能力有限，設(shè)計上的疏漏錯誤之處在所難免，懇請指正。 編者 機械設(shè)計綜合課程設(shè)計 10071108 王 世豪 4 2021 年 05 月 28 日 一、設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目 簡易版自動三軸鉆床 設(shè)計背景 （ 1）題目簡述：簡易版自動三軸鉆床用于在零件上鉆孔，由電動機驅(qū)動，室內(nèi)工作，通過傳動裝置是鉆頭持續(xù)轉(zhuǎn)動，在零件上打孔。 （ 3）生產(chǎn)狀況：生產(chǎn)廠具有加工 8 級精度齒輪、蝸輪的能力。 設(shè)計任務(wù) （ 1） 三個鉆頭以相同的切削速度 v 作切削主運動，安裝工件的工作臺進(jìn)給運動。 （ 2） 室內(nèi)工作，生產(chǎn)批量為 5 件。 （ 4） 使用期限為 10 年，雙班制工作。 二、總體方案設(shè)計 傳動方案的擬定 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，該傳動方案的設(shè)計分成原動機和傳動裝置兩部分： （ 1） 原動機的選擇 設(shè)計要求：動力源為三相交流電 380/220V （ 2）傳動裝置選擇 減速器 機械設(shè)計綜合課程設(shè)計 10071108 王 世豪 5 電動機輸出轉(zhuǎn)速較高，并且輸出不穩(wěn)定，同時在運轉(zhuǎn)故障或嚴(yán)重過載時，可能燒壞電機，所以要有一個過載保護裝置。 鏈傳動和齒輪傳動雖然傳動效率高，但會引起一定的振動，且緩沖吸震能力差，也沒有過載保護。 要實現(xiàn)傳動方向改變 90 度， 因而可以考慮采用蝸輪蝸桿加斜齒輪或者是錐齒輪加斜齒輪減速器，但考慮到蝸輪蝸桿效率低，而且安裝精度、潤滑要求高等因素，因而決定采用后者，即錐齒輪加斜齒輪減速器。 圖 1 方案一：利用多級減速，減速的可調(diào)范圍大。 方案二： 最終齒輪輸出的地方轉(zhuǎn)速大小和方向不一致，而且占用地方過大，不好加工和擺放。 電動機選擇 （ 1）類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇 按工作條件和要求選用一般用途的 Y 系列三相異步臥式電動機，封閉結(jié)構(gòu)。 由上述的條件找出符合的電動機如下表所示 電動機型號 額定功率（ kW） 計算 轉(zhuǎn)速（ r/min） 電流（ A） Y132S22 3000 15 Y132M4 1500 Y160M6 1000 17 Y160L8 750 由于鉆頭的轉(zhuǎn)速過快而且其中原動機輸入的轉(zhuǎn)向和輸出的轉(zhuǎn)向不在一個水平面內(nèi)，是一個水平輸入，一個豎直輸出，因此我們考慮要使用到錐齒輪的減速器。 其技術(shù)特點中的傳動比范圍為 7 到 15，根據(jù)這個我們可以計算出，可以選用的電機的轉(zhuǎn)速范圍為： 2968r/min 到 6360r/min，因此選擇 Y132S22的電動機，滿載轉(zhuǎn)速為 2960r/min。 ， 傳遞功率 P1 = ，傳動比 i= 兩班制工作，壽命 10 年（每年按 300 天計算） 小齒輪做懸臂布置，使用時間內(nèi)，工作時間占 % ∑ =90176。ii = % 5%，合適 ◆ 小齒輪轉(zhuǎn)矩 T1 = 44500N? mm ◆ 初選載荷系數(shù) 【 1】 K = KAKVKFαKFβ 其中， KA = ， KV = ， Kt = K= ZE = √MPa T1 = ?m ?Hlim1 = 600MPa ?Hlim2 = 570MPa KA = KV = Kt = ?R = 1/3 ZH = N1 = 108 N2 = 108 機械設(shè)計綜合課程設(shè)計 10071108 王 世豪 10 ◆取齒寬系數(shù) ?R = 1/3 ◆ 確定彈性影響系數(shù) ZE = √MPa ◆ 確定區(qū)域載荷系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動 ZH = ◆ 確定接觸許用應(yīng)力 循環(huán)次數(shù) N1 = 60n1jLh = 601460 16300 10 = 108 N2 = 60n2jLh = 108 取 KHN1 = 1， KHN2 = 接觸疲勞極限 【 1】 ?Hlim1 = 600MPa， ?Hlim2 = 570MPa 安全系數(shù) SH = [?HP1] = KHN1σHlim1σH= 1 6001 = 600MPa [?HP2] = ◆ 由接觸強度計算小齒輪的分度圓直徑 【 1】 d1 ≥ √( ZE[σH])2 KT1?R(1。1/3)2 = (mm) 為了使其滿足要求初?。???1 = 95???? 確定基本參數(shù) ◆ 驗算載荷系數(shù) dm1 = d1(1 ?) = 95 (1 ? 1/3) = 齒輪圓周速度 v = π^1n1601000 = 精度等級取 7 級合理 z1 = 17 z2 = 59 取 m= 機械設(shè)計綜合課程設(shè)計 10071108 王 世豪 11 精度等級取 7 級合理 【 1】 KHα = KHβ = 【 1】 ??t1 = 2021??1????1= 2021 = KAFt1\ = 2 = 可知 ， KAFt\ ≤ 100N/min KHβ\_ = ， KHβ = KFβ = \_ = 【 1】 接觸強度載荷系數(shù) K = KAKVKFαKFβ = = ◆ 校正直徑 d1 = d1t√KKt3 = 影響不 大按 95mm取值計算仍然可以 校核傳動比誤差：因齒數(shù)未做圓整，傳動比不變 。56’40’’， δ2 = 74176。56’40’’ δ2 = 74176。R)2z1=217 =(MPa)≤ [?F1] ?F2 = ≤ [?F2] [?FN2] = ?F1 = ?F2 = ∴ 合格 靜強度 校核 因傳動無嚴(yán)重過載 ， 故不作靜強度校核 （ 2） 圓柱齒輪設(shè)計 計算項目 設(shè)計計算依據(jù)和過程 計算結(jié)果 選材、精度 考慮到主動輪轉(zhuǎn)速不高，傳動尺寸無嚴(yán)格限制，批量較小，故 小 齒輪選用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度HB=241~286，平均為 260HB，而由于分配的傳動比等于 1， 中間的 大 齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 HB=229~286，平均為 240HB。 β=20176。 初步計算小齒輪直徑 因為采用閉式軟齒面?zhèn)鲃?， 按齒面接觸強度初步估算小齒輪分度圓直徑 【 1】 ： K= T2 = ?m 機械設(shè)計綜合課程設(shè)計 10071108 王 世豪 13 d1 ≥ A^√ KT2ψ^?HP?u 177。 K=，T2 = ?m， ψ^ = 1/3。5′4′′ 小 齒 輪 直 徑 d1 = mtz1 = 29 = 大齒輪直徑 d2 = mtz2 = 初取齒寬 b=ψ^d1 = 1/3 = 圓整為 40mm，而中間的齒輪傳動受力較大所以齒寬加厚 10mm 則大齒輪的尺厚為 50mm 校核傳動比誤差：因齒數(shù)未做圓整，傳動比不變。5′4′′ d1 = d2 = b= 40mm 校核齒面接觸疲勞強度 ?H = ZβZεZEZH√KAKVKHβKHα Ft^1\u177。10′55′ εα = 機械設(shè)計綜合課程設(shè)計 10071108 王 世豪 14 彈性系數(shù) 【 1】 ZE = √ Nmm2 重合度系數(shù) Zε 重合度系數(shù) Zε的計算公式由端面重合度 ε[和縱向重合度 εβ確定。cos20176。10′55′ α[t1 = arccosd\1d[1= arccos(d1cosαtd[1)= arccos(120176。19′55′′ α[t2 = α[t1 = 29176。10′55′′，因此端面重合度 εα = 。5′4′′π4 = 則 Zε = √1εα= 螺旋角系數(shù) Zβ = √cosβ= Ft = 2T2d1= KA = ， KV = ， KHα = εαcos2β\= 其中， cosβ\ = ]osβ]osαn]osαt= KHβ = A + B*1 + (bd1)2+ (bd1)2+ C ? 10?3b = 【 1】 ∴ ?H = √ 229512540 1:11 =Zε = Zβ = KA = KV = KHα = KHβ = ?H = ZW = SHlim = ?HP2= 接觸疲勞強度較機械設(shè)計綜合課程設(shè)計 100