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1、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 設(shè)計計算說明書 題目設(shè)計絞車傳動裝置 院 系 專 業(yè) 姓 名 年 級 指導(dǎo)教師 二零一一年五月 題目：設(shè)計推力機傳動裝置 一、 總體布置簡圖 二、工作情況 單向負載，載荷平穩(wěn)，間歇工作； 二、 原始數(shù)據(jù) 圓周力F=10000F/N，卷筒轉(zhuǎn)速V=45 r/min,卷筒直徑D=50mm使年用折舊期為10 三、 1、設(shè)計說明書1份 2、減速器裝配圖1張 3、零件工作圖1~3 張 （一） 、擬定傳動裝置的傳動方案 由題目所知傳動機構(gòu)類型變位齒輪減速器。故只要對本傳動機構(gòu)進行分析認證。 本傳動機構(gòu)的特點是：減速器橫向

2、尺寸較小，兩個齒輪浸油深度可以大致相同，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸較短，剛度好，中間軸承潤滑較容易。 （二） 、電動機的選擇 1、選擇電動機的型號 本減速器在常溫下連續(xù)工作，載荷平穩(wěn)，對起動無特殊要求，但工作環(huán)境灰塵較多，故選用Y型三相籠型感應(yīng)電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。 2、確定電動機功率 工作機所需功率 電動機的工作功率： 電動機到推力機構(gòu)的總效率為： 由表11-1查得： 聯(lián)軸器傳動效率： 每對軸承傳動效率： 圓柱齒輪的傳動效率： 推力絲桿的傳動效率

3、： 代入得： 5/0.84kw=5.95kw 查表電動機額定功率為5.95KW。 3、確定電動機轉(zhuǎn)速 推力絲桿的速度為V=0.15m/s,則推力桿的工作轉(zhuǎn)速為： 按表2-3推薦的傳動合理范圍，取二級圓柱齒輪減速器傳動比為，則總傳動比合理范圍為，電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為： 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、1500、3000r/min四種， 綜合考慮減輕電動機及傳動裝置的重量和節(jié)約資金，查得電動機型號為Y180L-4，符合要求。 （三） 、傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)的計算 I、傳動裝置的總傳動比及其分配 1）計算總

4、傳動比 2）分配傳動裝置傳動比 由題目可知， 3）分配減速器的各級傳動比 按浸油潤滑條件考慮，取高速級傳動比，而，所以： II、計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù) 1）各軸轉(zhuǎn)速 I軸： II軸： III軸： 絲桿軸： 2）各軸功率 I軸： II軸： III軸： 推力絲桿軸： 3）各軸轉(zhuǎn)矩 I軸： II軸： III軸： 推力絲桿軸： （四）、傳動件的設(shè)計計算 1）材料及熱處理:選擇小齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)）

5、，硬度為220～250HBS，大齒輪材料為45鋼（正火），硬度為170～210HBS，二者硬度差為40HBS。 2）精度等級選8級精度 3）初選第一級：小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，第二級：小齒輪，大齒輪 4）選取螺旋角 初選螺旋角 5）確定P200、10.36式公式內(nèi)的計算數(shù)值 （1）試選 （2）由表10-20選取齒寬系數(shù) （3）由P192表10-12查得材料彈性影響系數(shù) （4）由P188圖10-24（C）按齒輪面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限 （5）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （6

6、）由圖10-27查得接觸疲勞壽命系數(shù)， （7）計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-13）得 6）計算 一級圓柱齒輪計算 （1）計算小齒輪分度圓直徑 = 取d=45mm （2）計算模數(shù) （3）計算中心距 取a=160 （4）修正螺旋角 （5）實際中心距 （6）確定最小齒數(shù) 取 取 （7）計算標準中心距 （8）計算嚙合角 則 （9）高

7、度變位 查圖取 （10）中心距變動系數(shù) （11）齒高變動系數(shù) （12）檢驗中心距 （13）齒輪基本尺寸及其重合度 1）分度圓直徑 2）節(jié)圓直徑 3）齒頂高 4）齒根高 5）齒高 6）齒頂圓直徑 7）確定當量齒數(shù)及法向變位系 （14）公法線長度計算 1）確定小齒輪跨齒數(shù) 取 2）計公法線

8、長度 3）確定大齒輪跨齒數(shù) 取 4）計算大齒輪法線長度 （15）計算重合度 B=1.1 取 2、齒根彎曲強度 1）查取P195表10.13齒型系數(shù) 2）查取P195表10.14應(yīng)力齒正系數(shù) 3）計算 查P189圖10.25得 3、齒面接觸疲勞強度 齒面接觸疲勞強度校核合格

9、 4、驗算齒輪圓周速度V 由表10.22 得，取8級精度是合格的。 第二級齒輪設(shè)計計算 1）按接觸疲勞壽命系數(shù)計算 2）查圖12.27，得 3）安全系數(shù)查表10-10，得 取 （1）計算小齒輪分度圓直徑 = 取d=43mm （2）計算模數(shù) 取 （3）計算中心距 取a=115mm （4）修正螺旋角 （5）實際中心距 （6）確定

10、最小齒輪 取 （7）計算標準中心距 （8）計算嚙合角 則 （9）選擇兩齒輪變位系數(shù) 查圖取， （10）中心距變動系數(shù) （11）齒高變動系數(shù) （12）檢驗中心距 （13）齒輪基本尺寸及其重合度 1）分度圓直徑 2）節(jié)圓直徑 3）齒頂高 4）齒根高 5）齒高 6）齒頂圓直徑 7）確定當量齒數(shù)及法向變位系

11、取 取 （14）公法線長度計算 1）確定小齒輪跨齒數(shù) 取 2）計算公法線長度 3）確定大齒輪跨齒數(shù) 取 4）計算大齒輪法線長度 （15）計算重合度 B=1.1 取 2、齒根彎曲強度 1）查取P195表10.13齒型系數(shù) 2）查取P195表10.14應(yīng)力齒正系數(shù) 3）計算 查P189圖10.25得

12、3、齒面接觸疲勞強度 齒面接觸疲勞強度校核合格 4、驗算齒輪圓周速度V 由表10.22 得，取8級精度是合格的。 （五）、軸的設(shè)計計算 ?擬定輸入軸齒輪為左旋 1）選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 減速器傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并調(diào)質(zhì)處理，由表14-4查得強度極限，再由表14-2得許用應(yīng)力 2）I軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 考慮鍵槽所以取d=25mm 2）軸鍵的選擇及計算:A型 查手冊得：L=bh=87=56mm I=L-8=48mm 3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計轉(zhuǎn)矩（如圖d所示） 4） 求軸上的

13、載荷 根據(jù)圖a所示 計算水平面內(nèi)彎矩（如圖b） 設(shè)計垂直面內(nèi)的彎矩（如圖c所示） 5)作合成彎矩圖設(shè)計轉(zhuǎn)矩（如圖d所示） I-I截面： 6）作轉(zhuǎn)矩圖 7）求當量彎矩 因減速器單向運轉(zhuǎn)，故轉(zhuǎn)矩為脈沖循環(huán)變化修正系數(shù)a為0.6 I-I截面： 8)校核強度 查表14.2得［］=60MPa所以軸的強度完全滿足要求。 9）軸承的選取 初選深溝球軸承。根據(jù)工作條件，傳動有輕微沖擊 查表得： 溫度不超過100度 根據(jù)表15.13暫取, 則e=0.22 查表15.13得X=0.56,Y=1.99 則 軸承的預(yù)期壽命 計算所需的徑向額定動載荷值 而d=30mm

14、 且軸承寬度b=16mm，所以適用6206軸承。 II軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1、初步確定的最小直徑 考慮鍵槽所以取d=30mm 2、軸鍵的選擇及計算：A型 查手冊得： 滿足要求。 II軸強度的校核 根據(jù)和I軸的作用力與反作用力的關(guān)系： 3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4）求軸上的載荷 根據(jù)圖a所示 計算水平面內(nèi)彎矩（如圖b） 設(shè)計垂直面內(nèi)的彎矩（如圖c所示） 設(shè)計轉(zhuǎn)矩（如圖d所示） 5） 作合成彎矩圖 I-I截面 6） 作轉(zhuǎn)矩圖T=9.55× 7）求當量彎矩 因減速器單向運轉(zhuǎn)，故可認為轉(zhuǎn)矩為脈沖循環(huán)變化修正系數(shù)a為0.6 I-I截面： 8） 校核強度 查表得[]=60Mp

15、a所以軸的強度完全滿足要求。 9） 軸承的選擇 初選深溝球的軸承。根據(jù)工作條件，偉動有輕微沖擊 P=查表得： 溫度不超過100度根據(jù)表暫取，e =0.22

16、： 求軸上的載荷 根據(jù)圖a所示 計算水平面內(nèi)彎矩（如圖b） 即： 設(shè)計垂直面內(nèi)的彎矩（如圖C所示） 設(shè)計轉(zhuǎn)矩（如圖d所示） 5）作合成彎矩圖設(shè)計轉(zhuǎn)矩（如圖d所示） I-I截面： 6)作轉(zhuǎn)矩圖 7)求當量彎矩 因為減速器單向運轉(zhuǎn)，故可認為轉(zhuǎn)矩為脈沖循環(huán)變化修正系數(shù)a為0.6 I-I截面 8）校核強度 查表14.2得［］=60MPa所以軸的強度完全滿足要求。 9）軸承的選取 初選深溝球軸承。根據(jù)工作條件，傳動有輕微沖擊 查表得：溫度不超過100度 根據(jù)表15.13暫取，則e=0.44 查表15.13得X=0.56,Y=1 則=1.2×（0.56×21

17、80+1×1321）=3050N 軸承的預(yù)期壽命 計算所需的徑向額定動載荷值 而d=30mm 且軸承寬度b=16mm,所以選用6206軸承 （四） 、減速器箱體及其附件的設(shè)計 I、箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ?減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)，為了保證齒輪皆合質(zhì)量， 大端蓋分機采用配合。 （1）機體有足夠的剛度.在箱體外加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度。 （2）考慮到機體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。 因其傳動件速度小開12m/s，故采用侵油潤油，同時為了避免攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm. 為保證機蓋與機座連接密

18、封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精確，其表面粗糙度為6.3。 ．類型選擇：選擇一級鑄鐵圓柱齒輪減速器。 ．箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸：（mm） 名 稱 箱座壁厚δ 箱蓋壁厚δ1 箱蓋凸緣厚度b1 尺 寸/mm 8 8 12 箱座凸緣厚度b 箱底凸緣厚度b2 地腳螺釘直徑df 地腳螺釘數(shù)目n 軸承旁連接螺栓直徑d1 12 20 16 4 12 蓋與座連接螺栓直徑d2 連接螺栓d2的間距l(xiāng) 軸承端蓋螺釘直徑d3 檢查孔蓋螺釘直徑d4 定位銷直徑d 10 150 8 6 8 df、d1、d2至外箱壁直徑C1

19、df、d2至凸緣邊緣距離C2 軸承旁凸臺半徑R1 凸臺高度h 外箱壁至軸承座端蓋的距離l1 16 14 16 40 40 齒頂圓與內(nèi)箱避間的距離△1 齒輪端面與內(nèi)箱避間的距離△2 箱蓋、箱座肋厚m1、m2 軸承端蓋外徑D2 軸承旁連接螺栓距離S 12 12 6.8、6.8 102 125 II、減速器附件的設(shè)計 包括窺視孔和窺視蓋，放油螺塞，油標，通氣器，啟蓋螺釘，定位銷、調(diào)整墊片，環(huán)首螺釘、吊環(huán)和吊鉤，密封裝置等。 （五） 、減速器的潤滑 齒輪采用浸油潤滑。參考[1]P245。當齒輪圓周速度時，圓柱齒輪浸入油的深度約一個齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x。參考[1]P310。軸承潤滑采用潤滑脂，潤滑脂的加入量為軸承空隙體積的，采用稠度較小潤滑脂