3025 課程設(shè)計—慢動卷揚機傳動裝置設(shè)計

3025 課程設(shè)計—慢動卷揚機傳動裝置設(shè)計,課程設(shè)計,卷揚機,傳動,裝置,設(shè)計 機 械 設(shè) 計 課 程 設(shè) 計 說 明 書設(shè)計題目 : 慢動卷揚機傳動裝置設(shè)計系 別 : 機 械 專 業(yè) : 機械設(shè)計制造及自動化 班 級 : 設(shè) 計 者 ： 指導教師 ： 2007 年 1 月 26 日前言 ....................................................................................................................................................3《機械設(shè)計課程設(shè)計》任務書 ........................................................................................................4第二章 傳動裝置的總體設(shè)計 ........................................................................................................52.1 電動機的選擇 ......................................................................................................................52.2 減速器中各主要參數(shù)的確定 ...........................................................................................72.3 減速器中各軸的運動和動力參數(shù)的設(shè)計計算 ..................................................................82.4 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸 ..........................................................................................................9第三章 齒輪傳動的設(shè)計計算 ......................................................................................................103.1、高速齒輪傳動的設(shè)計計算 .............................................................................................103.2 減速器蝸輪蝸桿設(shè)計 ........................................................................................................16第四章 軸系零件的設(shè)計計算 ........................................................................................................194.1 輸入軸的設(shè)計與計算 .......................................................................................................194.2 中間軸的設(shè)計與計算 .......................................................................................................244.3 中間軸的設(shè)計與計算 ........................................................................................................26第七章 軸承的校核 ......................................................................................................................27結(jié)束語 ..............................................................................................................................................29參考文獻 ..........................................................................................................................................30設(shè)計說明書學生姓名：陳秀專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化班級：C04 機械（1）班學號：041007115課程設(shè)計題目：慢動卷揚機傳動裝置設(shè)計課程設(shè)計題目來源：實際生產(chǎn) 指導教師：、胡曉珍 、史曉敏 任務下達日期：2007 年 01 月 01 日課程設(shè)計開始日期：2007 年 01 月 16 日課程設(shè)計完成日期：2007 年 01 月 26 日前言[摘要] : 減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動、蝸桿傳動或齒輪—蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用在動力機與工作機之間作為減速的傳動裝置；在少數(shù)場合下也用作增速的傳動裝置，這時就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運動準確可靠、使用維護簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機措中應用很廣。我所設(shè)計的慢動卷揚機傳動裝置，是以減數(shù)器為主體，外加電動機和滾筒，實現(xiàn)以規(guī)定得速度推動物體的功能。性能可靠，結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，便于制造。其主要設(shè)計思路來自于對推力機工作原理的分解,然后按照相應功能的機構(gòu)部件進行設(shè)計,對比,選定,以及優(yōu)化組合。綜合利用電動機、推頭、絲杠、減速器等部件的協(xié)調(diào)運動,來實現(xiàn)推力機得預設(shè)功能。所有部件的設(shè)計都經(jīng)過科學得數(shù)據(jù)處理并利用 Auto Cad 軟件強大繪圖功能和 Word 的編輯功能,使設(shè)計方案圖文并茂,栩栩如生.[關(guān)鍵字]: 減速器 齒輪 軸 電動機 《機械設(shè)計課程設(shè)計》任務書慢動卷揚機傳動裝置設(shè)計１．原始數(shù)據(jù)方案一 1-9 1-10 1-11 1-12 1-15 1-16學號 方案二 2-8 2-9 2-11 2-12 2-13 2-14鋼繩拉力F（kN） 15 18 20 25 28 30鋼繩速度V（m/min ） 10 11 11 12 11 10滾筒直徑D（mm） 250 300 350 400 400 450２．已知條件１）鋼繩拉力 F；２）鋼繩速度 V；３）滾筒直徑 D；４）工作情況： 三班制，間歇工作，載荷變動??；５）工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度 35°C 左右；６）使用折舊期 15 年，3 年大修一次；７）制造條件及生產(chǎn)批量：專門機械廠制造，小批量生產(chǎn)。３．參考傳動方案 方案一：齒輪-蝸桿 第二章 傳動裝置的總體設(shè)計2.1 電動機的選擇（一） 、電動機轉(zhuǎn)速的確定（1）按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380v，Y 型。（2）選擇電動機的容量電動機的所需工作功率為： KWawdP??因為 KW10FVPw?傳動裝置的總效率 η；424213.97*08.9*0.7.69a??分別為齒輪傳動,軸承,齒輪聯(lián)軸器,蝸桿傳動123,因此 p 11.06.daPKW?(3)確定電動機轉(zhuǎn)速 *8.7/min3.14nrD???按表 1 推薦的傳動比合理范圍,一級圓柱齒輪減速器傳動比 i1=3~6,蝸桿傳動一級減速器傳動比 i2=10~40,則總傳動比合理范圍 ia=30~240,故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為: *(30~24)*8.762.~10.4/mindani r??根據(jù)電動機所需功率和轉(zhuǎn)速范圍，由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動機型號如下表所示：電動機轉(zhuǎn)速 inr方案 電動機型號額定功率（kw ） 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速電流A效率% 功率因數(shù)cos?1 Y132L-8 11 750 730 6 86.5 0.772 Y160l-6 11 1000 970 6.5 87 0.783 Y132M-4 7.5 1500 1440 7 87 0.83綜合考慮電動機的功率、轉(zhuǎn)速和傳動裝置的尺寸、減速器的傳動比等因素，方案 3 相對比較合適。(3)所選電動機的結(jié)構(gòu)圖如下：2.2 減速器中各主要參數(shù)的確定（一） 、傳動裝置的總傳動比和分配傳動比（1）總傳動比的確定由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速 n 和工作機主動軸轉(zhuǎn)速 n，可得傳動裝置總傳動比為 i ’＝n /n＝1440/8.76＝164.4a（2）分配減速器的各級傳動比: 10ia?式中 分別為齒輪和蝸桿的傳動比。10,i齒輪蝸桿減速器可取齒輪傳動比取5.2~1?i 4.21i68.0??a2.3 減速器中各軸的運動和動力參數(shù)的設(shè)計計算（1）　各軸轉(zhuǎn)速軸 I ： min/140rnm??軸 II ： 6.21i??軸 III: in/7.850rin??mNTmNiTKWPKWPKpIIddd.459120., .26489.:)5( .103.53.14297.9074.:)4(3.592628.79.04.7:)3( 54..5. 0.792..072:)2('' 2'. 24013'2' 2130??????????????????????????????同 理 各 軸 輸 出 轉(zhuǎn) 矩各 軸 輸 入 轉(zhuǎn) 矩同 理 ，各 軸 的 輸 出 功 率各 軸 的 輸 入 功 率’??2.4 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸減速器型式及尺寸關(guān)系 mm名 稱 符號 蝸桿減速器機座壁厚 δ 0.04a+3>=8, 取 δ=16機蓋壁厚 δ 1 蝸桿在下：=0.85δ=6.8 ，取 δ 1=12機座凸緣厚 b 1.5δ=24機蓋凸緣厚 b1 1.5δ 1=18機座底凸緣厚 b2 2.5δ 1=41地腳螺釘直徑 df 0.036a+12=25地腳螺釘數(shù)目 n 6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1 0.75 df=19機蓋與機座聯(lián)接螺栓直徑d2 (0.5~0.6) df=10聯(lián)接螺栓 d2 的間距 l 150~200,取 175軸承端蓋螺釘直徑 d3 （0.4~0.5）d f=9窺視孔蓋螺釘直徑 d4 （0.3~0.4）d f=7定位銷直徑 d （0.7~0.8）d 2=8df d1 d2 至外機壁距離 c1 見下表df d2 至凸緣邊緣距離 c2 見下表軸承旁凸臺半徑 R1 c2凸臺高度 h 根據(jù)底速級軸承座確定外機壁至軸承座端面距離l1 c1+c2+(8~12)=26+24+8=58大齒輪頂圓（蝸輪外圓）與內(nèi)機壁距離Δ 1 >1.2δ=9.6, 取 19.5 蝸輪齒輪端面與內(nèi)機壁距離Δ 2>δ, 取 16機蓋 機座肋厚 m1 m m1≈0.85δ1=6.8 m≈0.85δ=10軸承端蓋外徑 D2 軸承孔直徑+（5~5.5）d 3=14軸承端蓋凸緣厚度 t (1~1.2) d3=9軸承旁聯(lián)接螺栓距離 s s≈D 2=14第三章 齒輪傳動的設(shè)計計算3.1、高速齒輪傳動的設(shè)計計算1 選擇齒輪類型，精度等級，材料，齒數(shù)及螺旋角（1）選用斜圓柱齒輪傳動（2）運輸機為一般工作機，速度不高，技選用 7 級精度（GB10095-88）(3)材料選擇由課本表 10-1 選擇小齒輪選擇材料為 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選小齒輪齒數(shù) z1=24, 大齒輪齒數(shù) z2=i1×z1=2.4×24=57.6, 取 z2=60選取螺旋角，初選螺旋角為 =??142 按齒面接觸強度設(shè)計由設(shè)計計算公式按公式（10-21）進行計算，即dt1???????????? HEuKtTz????231確定公式內(nèi)各計算數(shù)值（1）試選 K =1.6t(2)由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) Z =2.433H(3)由圖 10-26 查得 ， ,則 = + =1.6578.01???7.02???12(4)由表 10-7 選取齒輪系數(shù) =1d?(5)由表 10-6 查得材料得彈性影響系數(shù) ZE=189.8 2MP(6)由圖 10-21 d 按齒面硬度查得小齒輪 1 得接觸疲勞強度極限 =600MPa , 齒1limH?輪 2 的接觸疲勞強度極限 =550MPa1limH?(2)計算（1）小齒輪分度圓直徑(7)由 10-13 計算應力循環(huán)次數(shù)=60 =60*1440*1*（3*6*300*15）=6.99*101NnIjL9=6.99*10 /2.4=2.88*2N9910(8)由圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) =0.89， =0.901HNK2HN（9）計算接觸疲勞許用應力取失效概率為 10%,取安全系數(shù) s=1,由式(10-12)得= /s=510 MPa1][H?NK1limH= /s=495 MPa 222=( + )/2=502..5MPa][1][=48.3mm3231 5.043894.265.0492 ?????????td（2）計算圓周速度V= smntd /6.310.8106???(3)計算齒寬 b 及模數(shù) nt138.4.25. 95.124cos3.8/cos11?????mhbzdnttntt??(4)、計算縱向重合度 903.14tan2138.0tan1.01 ????????Zd(5)、計算載荷系數(shù)由表 10-2 查得使用系數(shù) K =1A根據(jù) V=3.56m/s ,7 級精度，由圖 10-8 查得動載荷系數(shù) ；由表 10-4 查得12.?VK的計算公式：?HK24.1 3.481023.)16.0(8. .2? ?????bd?）（由圖 10-13 查得 K 24.1??F由圖 10-3 查得 5.?H所以載荷系數(shù)： 08.24.12.1????、??HVAK(6)、按實際得載荷系數(shù)校正所算得得分度圓直徑由式 10-10a 得： mdtt 7.526.1083.431???(7)、計算模數(shù) nm13.24cos*7.52cos1???Zdn?3、按齒根彎曲強度設(shè)計由式（10-17）得 321][cosFsan YdZYKTm???????1)、確定計算參數(shù)(1)、計算載荷系數(shù) 81.0.512.????、??FVAK(2)、根據(jù)縱向重合度 從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù) 93.? 8.0??Y(3)、計算當量齒數(shù)： 29.84)1(cos60s7.)(ss332331?????ZVV(4)、查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 592.1?FaY21.?FaY(5)、查取應力校正系數(shù)由表 10-5 查得 6.1Sa 74.2Sa(6)、由圖 10-20c 查得齒輪 1 的彎曲疲勞強度極限 齒輪 2 得彎MPaFE501??曲疲勞強度極限 MPFE3802??(7)、由圖 10- 18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 82.1FNK8.2FNK(8)、計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 由公式 10-12 得MPaSKEFNFEFNF 71.2304.1850][ 6.9.][2211 ????(9)、計算大、小齒輪 并加以比較][FSaY?017..2341][ 3.86.952][21???FSaFSaY?通過比較大齒輪的 數(shù)值大][FSaY?2)設(shè)計計算 321][cosFsan YdZYKTm???????mn38.1 017.65.124)4(cos80.9.223? ?????對此計算結(jié)果，由齒面的接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) 大于由齒根彎曲疲勞強度計算nm的法面模數(shù)，現(xiàn)取 =2.0 ,已可滿足齒面接觸疲勞強度的設(shè)計要求。n6565274.8.1cos.cos211????Zimdn取取 ?(8)由圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) =0.89， =0.901HNK2HN（9）計算接觸疲勞許用應力取失效概率為 10%,取安全系數(shù) s=1,由式(10-12)得= /s=510 MPa1][H?NK1limH= /s=495 MPa 222=( + )/2=502..5MPa][1][=48.3mm3231 5.043894.265.0492 ?????????td（2）計算圓周速度V= smntd /6.310.8106???(3)計算齒寬 b 及模數(shù) nt138.4.25. 95.124cos3.8/cos11?????mhbzdnttntt??(4)、計算縱向重合度 903.14tan2138.0tan1.01 ????????Zd(5)、計算載荷系數(shù)由表 10-2 查得使用系數(shù) K =1A根據(jù) V=3.56m/s ,7 級精度，由圖 10-8 查得動載荷系數(shù) ；由表 10-4 查得12.?VK的計算公式：?HK24.1 3.481023.)16.0(8. .2? ?????bd?）（由圖 10-13 查得 K 4.??F由圖 10-3 查得 5.1?H所以載荷系數(shù)： 08.24.2.????、??HVAK(6)、按實際得載荷系數(shù)校正所算得得分度圓直徑由式 10-10a 得： mdtt 7.526.1083.431???(7)、計算模數(shù) nm13.24cos*7.52cos1???Zdn?4、 幾何尺寸計算(1)、計算中心距 ????mman89.41cos2657cos21 ????????將中心距圓整為 95mm(2)、按圓整后的中心距修正螺旋角 ???4.2arcs1Zn因 值改變不多，故參數(shù) ， ， 等不必再修正。????KHZ(3)、計算大，小齒輪的分度圓直徑：mmZdnn3.14.cos26579..s21??????(3)、計算齒輪寬度b79.5.1?圓整后取 mB60?2?5、設(shè)計結(jié)果中心距a12模數(shù) nm螺旋角 ?齒輪 1 齒數(shù)Z齒輪 2 齒數(shù)傳動比i齒輪 1分度圓直徑 d齒輪1的寬度 1B齒輪 1分度圓直 徑1d齒輪 2的寬度 2B95mm 2.0mm 14.4?27 65 2.4 55.79mm 60mm 134.3mm 55mm3.2 減速器蝸輪蝸桿設(shè)計1.選擇蝸桿傳動類型根據(jù) GB/T 10085——1988 的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI） 。2.選擇材料根據(jù)庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度是中等，故蝸桿用 45 鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為 45——55HRC。蝸桿用鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵 HT100 制造。3.按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強度。由式（11-12） ，傳動中心距22)][(HEZKTa???1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 mN.1603???2）確定載荷系數(shù) K因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均勻系數(shù) 由表 11—5 選取使用系數(shù) .,k??1AK?15，由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載荷系數(shù) 則：,05.1?VK1.52AVK????3）確定彈影響系數(shù) ，因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故 。EZ 2160MPaZE?4）確定接觸系數(shù) ?先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 和傳動中心距 a 比值 從《機械設(shè)計》圖 11-18 中可1d,30./1?d得 。1.3??Z5）確定許用接觸應力 ][H?根據(jù)蝸桿材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC,可從表11-7 中查得蝸輪的基本許用應力 =268MPa。?][應力循環(huán)次數(shù) 726018.76(30156)3.810hNjnL?????壽命系數(shù) 87.493.HK所以， 。??N][??][H0.8627MPa???6）計算中心距2313.1.2()6.57am??取中心距 a=355mm,因 i=31 故從表 11-2 取模數(shù) m=8 蝸桿分度圓直徑 d1=140mm,這時d1/a=0.39,因為 因此以上計算可用。，?Z??4.蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸計算1）蝸桿軸向齒距 Pa= ,直徑系數(shù) q= 17.5;mm13.2584.3????齒頂圓直徑 156mm，齒根圓直徑 ；分度圓導程角1d20.8fd5.09;???蝸桿軸向齒厚 。sa6.2）蝸輪蝸輪齒數(shù) Z2=71,變位系數(shù) ;20.15x??驗算傳動比 ,是允許的。217Zi?蝸輪的分度圓直徑： 287156dmzm????蝸輪喉圓直徑： 28.1256aah??蝸輪齒根圓直徑： 200.8ff??外圓直徑： 1.569waDdmm?蝸輪寬度 B: 0.7,17B??取5.校核齒根彎曲疲勞強度 ][53.12FFaFYmdKT?????當量齒數(shù) 根據(jù) x2=+0.125, ,從圖 11-1923371.cos5.09vz???271.vz?中可查得齒形系數(shù) 。2.FY?螺旋系數(shù) .1.63401??????許用彎曲應力 FNFK??][?從表 11-8 中查得由鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1 制造的蝸輪的基本許用彎曲應力MPaF56][??壽命系數(shù) 9710.83.8NK?[]56.4Fa???；所以彎曲強度是滿足的。1.5326012.097148F MP???6.精度等級公差和表面粗糙度的確定考慮到所設(shè)計的蝸桿傳動是動力傳動，屬于通用機械減速器，從 GB/T10089-1988 圓柱蝸桿、蝸桿精度等級中選 7 級精度、側(cè)隙種類為 f,表注為 8f GB/T100 然后由有關(guān)手冊查得要求的公差項目及表面粗糙度，此處從略。第四章 軸系零件的設(shè)計計算軸系零件包括軸、鍵聯(lián)接、滾動軸承和聯(lián)軸器。完成傳動零件的設(shè)計計算后，需對它們進行設(shè)計計算。軸是減速器的主要零件之一，軸的結(jié)構(gòu)決定于軸上零件的位置和有關(guān)尺寸。設(shè)計軸時，要按照工作要求，選擇合適的材料，并進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后根據(jù)受力狀況進行強度和剛度計算。4.1 輸入軸的設(shè)計與計算1．軸的材料的選擇軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞度，故采用碳鋼制造尤為廣泛。材料選擇：45#鋼，采用熱處理（調(diào)質(zhì)）和表面未強化處理，由機械手冊查得，45 號鋼采用調(diào)質(zhì)處理硬度為 217~255HB。2．軸的初步計算已知：輸入軸上的輸入功率P=11.07KW；轉(zhuǎn)速 ；17.8/minnr?轉(zhuǎn)矩 ；426TN?軸上齒輪模數(shù) Mn=2；螺旋角 =?1.?前面已經(jīng)算出軸上齒輪分度圓直徑: ；25.79dm?1、求作用在齒輪上的力；248601735.9tTFNd??；tancosr?tan2649.cos.??； ta??1730t圓周力 ，徑向力 ，軸向力 的方向如圖 4—2 所示。tFraF2、初步確定輸入軸的最小直徑公式 中： 由查表 15-3 得，初步選定為 120，代入上式可得：13PdAn???；3min7.2809.4m???軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 d1-2直徑與聯(lián)軸器的孔徑，以及電動機的輸出軸相適應，故需先確定聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩： ；caATK由于提升機的工作效率不大，工作轉(zhuǎn)矩變化小，原動機為電動機。查表 14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故選 ；3.1?A則： =caT482607Nm??按照計算轉(zhuǎn)矩 應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機械設(shè)計手冊》選用 LT6 型彈性套柱ca銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 2050 。半聯(lián)軸器的孔徑 =38mm，故取 =38mm；半聯(lián)軸? 1d12d?器長度Ｌ＝82mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 。60Lm?3．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 4—1 輸出軸的結(jié)構(gòu)與裝配（1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段的直徑和長度1、為使 1—2 軸段滿足半聯(lián)軸器的配合要求，需制出一軸肩，取 1—2 段直徑。234dm??2、初步選擇滾動軸承因所選用的齒輪為斜齒輪，則軸承同時承受有徑向和軸向力的作用，鼓選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) d =42mm，查手冊，初步選取 0 基本游隙組標準精23?度級的單列圓錐滾子軸承 30209，其尺寸為 ,4572.5DTmm???故 3—4 軸的直徑 ,而 。3456dm??56l?3；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為 125mm，為了使套筒的端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取 。456lm??4、軸承端蓋的總寬度 20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 l=30mm5、取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=16mm，蝸輪與圓柱大齒輪之間的距離為 c=20mm。考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸位置時，應距箱體內(nèi)壁一段距離 s，取 s=80mm。至此，已知初步確定了軸的各段直徑和長度。（2） 軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按 由手冊選用平鍵為45d?，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 108mm，同時為了保證齒輪與軸的配318bhm??合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 。同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，76Hn選用平鍵為 ，半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7/k6，滾動軸承與軸的周向2690m?定位是借過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。（3） 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 15-2，取左軸端倒角為 ，右軸端倒角 ，2 出處倒圓 R=2.0mm，其它245?.54??處倒圓 R=2.5mm。4．求軸上的載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 4—5，在確定軸承的支點位置時，應根據(jù)手冊查取 a 值。對于 32217型的滾動軸承，由手冊查得 a=34mm。又滾動軸承如圖 5-3 正裝，則作為簡支梁的軸承跨距L= 。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖 4—6。23.7.8Lm??圖 4—6 輸出軸的彎矩圖和扭矩圖從軸的機構(gòu)圖以及扭矩圖中可以看出，C 截面是軸的危險截面。（1） 求軸上軸承的支座反力 和 ，截面 C 上的 、 、NHFVHMV1、求軸承的支反力 和3123.41702.8.9.3tNHtLFN????1232/270.9raNVrLDF?????2、截面 C 上的 、 、HMV12376.8NFLNm???23941237.6.V????則：總彎矩 為：2221176.8137.648.9HVMNm?????223?；4860TNm?5．扭矩合成應力校核軸的強度：進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度，根據(jù)以上所算得的數(shù)據(jù)，并取 =0.6，軸的計算應力為：a＜????2 22213478.90.648.515caMTMPaW?????????1??前已選定軸的材料為 45 鋼，由表 15-1 查得 =60 ，故軸工作安全。??1??（6） 危險截面 4 校核：截面 4 左側(cè)：抗彎截面系數(shù)： ；3330.1.4976.dm???抗扭截面系數(shù)： ；2258TW截面左側(cè)的彎矩 M 為： ;3478.9??.261428.54Nm????截面上的彎曲應力： ；15.bMPaW?截面上的扭轉(zhuǎn)切應力： ；1260.398T?軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得 ， ，aB40??MPa2751???。MPa15???截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) 及 按附表 3-2 查取。?a?因為 ； ，經(jīng)插值后可查得：2.049rd521.069Dd?；1.a??.3?又由附圖 3-1 可得軸的材料的敏感系數(shù)為：； ；0.82q?.5?有效集中系數(shù)：；????110.82.91.738ka????????；525q????由附圖 3-2 得尺寸系數(shù) ；.7??由附圖 3-3 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)： ；08?軸按磨削加工，由附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù) ； 0.94????軸未經(jīng)表面強化，即 則得綜合系數(shù)值為：,1?q?；.73812.4802.9kK???????；1.5.7.???碳鋼的特性系數(shù)：，取 ；2.0~???1.0??，取 ；5? 5??計算安全系數(shù) 值：caS；127592.4.4810.amK??????????；1 8...2aS???＞S=1.5；29.486..ca???????故可知其安全。4.2 中間軸的設(shè)計與計算1.軸的材料的選擇軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞度，故采用碳鋼制造尤為廣泛。材料選擇：45#鋼，采用熱處理（調(diào)質(zhì)）和表面未強化處理，由機械手冊查得，45 號鋼采用調(diào)質(zhì)處理硬度為 217~255HB。2.軸的初步計算（1） 初步確定輸入軸的受力計算：已知：輸入軸上的輸入功率；'6.92PKW??轉(zhuǎn)速 ；10/minnr轉(zhuǎn)矩 ；'.TN??前面已經(jīng)算出軸上蝸桿分度圓直徑: ；140dm?求作用在蝸桿上的力；'1210963.54taTFNd???；12 875at ?1387014.9rFtgN???r(2) 估算軸徑選取軸的型號軸Ⅱ材料為 45 鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強度計算，初步計算軸徑， 軸徑計算公式查手冊可知道 A0=103~126 mm，取30nPAd? 3105A?d>= 23.7mm?取軸頸 d = 24mm(3) 軸承選取圓錐滾子軸承(30000 型)標準=摘自 GB/T 297-1994 參照 ISO355-1977 單位=(mm)軸承代號=32009尺寸\d=45尺寸\D=75尺寸\T=20尺寸\B=193．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)軸的方案設(shè)計(2)各段直徑及長度軸承處直徑：d 2~3= 45mm軸承處長度：L 2~3=66 mm齒輪處的直徑：d 1~2=38 mm（齒輪孔徑大于所通過的軸徑）齒輪處長度：L 1~2=54mm , (軸段長度應略小于輪轂長度 )擋油環(huán)處：L =18mm蝸桿齒處：d 5~6=117㎜L 5~6=117㎜軸承與箱體內(nèi)壁距離 s =5 mm蝸輪與箱體內(nèi)壁距離 a =10mm4.3 中間軸的設(shè)計與計算1． 確定輸出軸上的功率 P ，轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)距 T 。由前面可知 P =5.43KW，n =8.76r/min, 33333T =5912450NM。32． 求作用在軸上的力：已知低速級齒輪的分度圓直徑為 d =568mm,F = =t32Td?N, 359102816??F = F3rttan2076.cos5.9ngN????1. 初步確定軸的最小直徑：低速軸Ⅲ材料為 45 鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強度計算，初步計算軸徑，取 3105A?d ,顯然此處為軸的最小直徑為使得出軸與鏈輪的孔33.41058.76PAmn???徑相同，故需確定彈性聯(lián)軸器?？讖?，基本尺寸為 D*d*T=105*90*39 90Id?4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計１） 擬訂軸晌零件的裝配方案圖２） 根據(jù)軸的軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度３） d2-3=96.4mm L1=175mm 取 L1-2=173mm ４） 選擇圓錐輥子軸承型號為（30221）５） d5-6=113mm d4-5=115mm d5-6=125mm L4-5=115mm L5-6=15mm第七章 軸承的校核7.1、 第一對軸承的校核（即與軸 I 裝配得軸承）初選單列圓錐滾子軸承，其型號為 30209，其尺寸為 軸45720.dDT???承得受力情況（簡圖）如下圖所示：（1） 計算徑向力 rF 軸向力 ae齒輪的徑向力 12221 74.976NHV N?????（ ） （ ）222830.154r （ ） （ ）齒輪的軸向力 4ae（2）計算軸向派生力由手冊查得 e=0.35 Y=1.7 由課本表 13-7 得 則有：YFrd2?17241.rdFNY???2980.r（3）計算軸承得軸向載荷由于 即軸承 1 壓緊，軸承 2 放松2 1490734aed dFNF???由此得 12e??2ad（4）計算當量載荷因為 則查表得取 X Y176.243arFe??4.01?7.1則查表得，取 f =1.0p則 111().0(473.2)59.8raPXYN?????因為 則查表得取 X Y290.3576arFe??12?02則查表得，取 f =1.0p則 211().0(76)raPXYN????（5）軸承壽命計算 Ln因為 則按軸承 1 計算，查手冊得，該種軸承得額定動載荷 C=26.8KN21?則 ??hPCnL 731063016 4.756.4828???????????hn 4' 1.8?因為 nL'?所以所選得軸承符合要求結(jié)束語在各位老師的指導下，經(jīng)過歷時兩個星期的緊張設(shè)計，我完成了推力機傳動裝置的設(shè)計。在設(shè)計過程中，我參考了有關(guān)的書籍解到了機械行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，拓寬了自己的視野和知識面。本次設(shè)計用到了許多以前所學的知識，特別是剛剛結(jié)束的機械設(shè)計課程中所學的很多知識：從大一時學的 CAD 制圖到剛剛在機械設(shè)計課程中學的結(jié)構(gòu)設(shè)計，零件設(shè)計。因此在整個設(shè)計的過程中，我將兩年多來所學的知識進行系統(tǒng)的復習和回顧，進一步鞏固了自己的專業(yè)知識和專業(yè)技能，增強了獨立思考和理論聯(lián)系實際的能力。同時，也使我對機電產(chǎn)品的設(shè)計過程和方法等內(nèi)容有了一定了解、熟悉和深入。更重要的是，在此次設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)自己的專業(yè)知識存在很多不足和欠缺。通過這次課程設(shè)計，我及時彌補了自己在專業(yè)知識中存在的不足和欠缺，從而提高自己的綜合能力。由于本人的知識水平真的很有限，設(shè)計經(jīng)驗又不足，此次設(shè)計難免存在不足和錯誤，懇請各位老師批評和指正。最后再次感謝在本次設(shè)計中指導老師和同學對我的幫助!參考文獻1． 《機械設(shè)計課程設(shè)計指導書》 （第二版） 高等教育出版社 作者：羅圣國等2． 《機械設(shè)計基礎(chǔ)》 高等教育出版社 主編：陳立德3． 《機械設(shè)計》 （第七版） 高等教育出版社 主編：紀名剛4． 《機械設(shè)計手冊》 （軟件版） 機 械 設(shè) 計 課 程 設(shè) 計 說 明 書設(shè)計題目 : 慢動卷揚機傳動裝置設(shè)計系 別 : 機 械 專 業(yè) : 機械設(shè)計制造及自動化 班 級 : 設(shè) 計 者 ： 指導教師 ： 2007 年 1 月 26 日前言 ....................................................................................................................................................3《機械設(shè)計課程設(shè)計》任務書 ........................................................................................................4第二章 傳動裝置的總體設(shè)計 ........................................................................................................52.1 電動機的選擇 ......................................................................................................................52.2 減速器中各主要參數(shù)的確定 ...........................................................................................72.3 減速器中各軸的運動和動力參數(shù)的設(shè)計計算 ..................................................................82.4 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸 ..........................................................................................................9第三章 齒輪傳動的設(shè)計計算 ......................................................................................................103.1、高速齒輪傳動的設(shè)計計算 .............................................................................................103.2 減速器蝸輪蝸桿設(shè)計 ........................................................................................................16第四章 軸系零件的設(shè)計計算 ........................................................................................................194.1 輸入軸的設(shè)計與計算 .......................................................................................................194.2 中間軸的設(shè)計與計算 .......................................................................................................244.3 中間軸的設(shè)計與計算 ........................................................................................................26第七章 軸承的校核 ......................................................................................................................27結(jié)束語 ..............................................................................................................................................29參考文獻 ..........................................................................................................................................30設(shè)計說明書學生姓名：陳秀專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化班級：C04 機械（1）班學號：041007115課程設(shè)計題目：慢動卷揚機傳動裝置設(shè)計課程設(shè)計題目來源：實際生產(chǎn) 指導教師：、胡曉珍 、史曉敏 任務下達日期：2007 年 01 月 01 日課程設(shè)計開始日期：2007 年 01 月 16 日課程設(shè)計完成日期：2007 年 01 月 26 日前言[摘要] : 減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動、蝸桿傳動或齒輪—蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用在動力機與工作機之間作為減速的傳動裝置；在少數(shù)場合下也用作增速的傳動裝置，這時就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運動準確可靠、使用維護簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機措中應用很廣。我所設(shè)計的慢動卷揚機傳動裝置，是以減數(shù)器為主體，外加電動機和滾筒，實現(xiàn)以規(guī)定得速度推動物體的功能。性能可靠，結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，便于制造。其主要設(shè)計思路來自于對推力機工作原理的分解,然后按照相應功能的機構(gòu)部件進行設(shè)計,對比,選定,以及優(yōu)化組合。綜合利用電動機、推頭、絲杠、減速器等部件的協(xié)調(diào)運動,來實現(xiàn)推力機得預設(shè)功能。所有部件的設(shè)計都經(jīng)過科學得數(shù)據(jù)處理并利用 Auto Cad 軟件強大繪圖功能和 Word 的編輯功能,使設(shè)計方案圖文并茂,栩栩如生.[關(guān)鍵字]: 減速器 齒輪 軸 電動機 《機械設(shè)計課程設(shè)計》任務書慢動卷揚機傳動裝置設(shè)計１．原始數(shù)據(jù)方案一 1-9 1-10 1-11 1-12 1-15 1-16學號 方案二 2-8 2-9 2-11 2-12 2-13 2-14鋼繩拉力F（kN） 15 18 20 25 28 30鋼繩速度V（m/min ） 10 11 11 12 11 10滾筒直徑D（mm） 250 300 350 400 400 450２．已知條件１）鋼繩拉力 F；２）鋼繩速度 V；３）滾筒直徑 D；４）工作情況： 三班制，間歇工作，載荷變動?。唬担┕ぷ鳝h(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度 35°C 左右；６）使用折舊期 15 年，3 年大修一次；７）制造條件及生產(chǎn)批量：專門機械廠制造，小批量生產(chǎn)。３．參考傳動方案 方案一：齒輪-蝸桿 第二章 傳動裝置的總體設(shè)計2.1 電動機的選擇（一） 、電動機轉(zhuǎn)速的確定（1）按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380v，Y 型。（2）選擇電動機的容量電動機的所需工作功率為： KWawdP??因為 KW10FVPw?傳動裝置的總效率 η；424213.97*08.9*0.7.69a??分別為齒輪傳動,軸承,齒輪聯(lián)軸器,蝸桿傳動123,因此 p 11.06.daPKW?(3)確定電動機轉(zhuǎn)速 *8.7/min3.14nrD???按表 1 推薦的傳動比合理范圍,一級圓柱齒輪減速器傳動比 i1=3~6,蝸桿傳動一級減速器傳動比 i2=10~40,則總傳動比合理范圍 ia=30~240,故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為: *(30~24)*8.762.~10.4/mindani r??根據(jù)電動機所需功率和轉(zhuǎn)速范圍，由有關(guān)手冊查出有三種適用的電動機型號如下表所示：電動機轉(zhuǎn)速 inr方案 電動機型號額定功率（kw ） 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速電流A效率% 功率因數(shù)cos?1 Y132L-8 11 750 730 6 86.5 0.772 Y160l-6 11 1000 970 6.5 87 0.783 Y132M-4 7.5 1500 1440 7 87 0.83綜合考慮電動機的功率、轉(zhuǎn)速和傳動裝置的尺寸、減速器的傳動比等因素，方案 3 相對比較合適。(3)所選電動機的結(jié)構(gòu)圖如下：2.2 減速器中各主要參數(shù)的確定（一） 、傳動裝置的總傳動比和分配傳動比（1）總傳動比的確定由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速 n 和工作機主動軸轉(zhuǎn)速 n，可得傳動裝置總傳動比為 i ’＝n /n＝1440/8.76＝164.4a（2）分配減速器的各級傳動比: 10ia?式中 分別為齒輪和蝸桿的傳動比。10,i齒輪蝸桿減速器可取齒輪傳動比取5.2~1?i 4.21i68.0??a2.3 減速器中各軸的運動和動力參數(shù)的設(shè)計計算（1）　各軸轉(zhuǎn)速軸 I ： min/140rnm??軸 II ： 6.21i??軸 III: in/7.850rin??mNTmNiTKWPKWPKpIIddd.459120., .26489.:)5( .103.53.14297.9074.:)4(3.592628.79.04.7:)3( 54..5. 0.792..072:)2('' 2'. 24013'2' 2130??????????????????????????????同 理 各 軸 輸 出 轉(zhuǎn) 矩各 軸 輸 入 轉(zhuǎn) 矩同 理 ，各 軸 的 輸 出 功 率各 軸 的 輸 入 功 率’??2.4 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸減速器型式及尺寸關(guān)系 mm名 稱 符號 蝸桿減速器機座壁厚 δ 0.04a+3>=8, 取 δ=16機蓋壁厚 δ 1 蝸桿在下：=0.85δ=6.8 ，取 δ 1=12機座凸緣厚 b 1.5δ=24機蓋凸緣厚 b1 1.5δ 1=18機座底凸緣厚 b2 2.5δ 1=41地腳螺釘直徑 df 0.036a+12=25地腳螺釘數(shù)目 n 6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1 0.75 df=19機蓋與機座聯(lián)接螺栓直徑d2 (0.5~0.6) df=10聯(lián)接螺栓 d2 的間距 l 150~200,取 175軸承端蓋螺釘直徑 d3 （0.4~0.5）d f=9窺視孔蓋螺釘直徑 d4 （0.3~0.4）d f=7定位銷直徑 d （0.7~0.8）d 2=8df d1 d2 至外機壁距離 c1 見下表df d2 至凸緣邊緣距離 c2 見下表軸承旁凸臺半徑 R1 c2凸臺高度 h 根據(jù)底速級軸承座確定外機壁至軸承座端面距離l1 c1+c2+(8~12)=26+24+8=58大齒輪頂圓（蝸輪外圓）與內(nèi)機壁距離Δ 1 >1.2δ=9.6, 取 19.5 蝸輪齒輪端面與內(nèi)機壁距離Δ 2>δ, 取 16機蓋 機座肋厚 m1 m m1≈0.85δ1=6.8 m≈0.85δ=10軸承端蓋外徑 D2 軸承孔直徑+（5~5.5）d 3=14軸承端蓋凸緣厚度 t (1~1.2) d3=9軸承旁聯(lián)接螺栓距離 s s≈D 2=14第三章 齒輪傳動的設(shè)計計算3.1、高速齒輪傳動的設(shè)計計算1 選擇齒輪類型，精度等級，材料，齒數(shù)及螺旋角（1）選用斜圓柱齒輪傳動（2）運輸機為一般工作機，速度不高，技選用 7 級精度（GB10095-88）(3)材料選擇由課本表 10-1 選擇小齒輪選擇材料為 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選小齒輪齒數(shù) z1=24, 大齒輪齒數(shù) z2=i1×z1=2.4×24=57.6, 取 z2=60選取螺旋角，初選螺旋角為 =??142 按齒面接觸強度設(shè)計由設(shè)計計算公式按公式（10-21）進行計算，即dt1???????????? HEuKtTz????231確定公式內(nèi)各計算數(shù)值（1）試選 K =1.6t(2)由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) Z =2.433H(3)由圖 10-26 查得 ， ,則 = + =1.6578.01???7.02???12(4)由表 10-7 選取齒輪系數(shù) =1d?(5)由表 10-6 查得材料得彈性影響系數(shù) ZE=189.8 2MP(6)由圖 10-21 d 按齒面硬度查得小齒輪 1 得接觸疲勞強度極限 =600MPa , 齒1limH?輪 2 的接觸疲勞強度極限 =550MPa1limH?(2)計算（1）小齒輪分度圓直徑(7)由 10-13 計算應力循環(huán)次數(shù)=60 =60*1440*1*（3*6*300*15）=6.99*101NnIjL9=6.99*10 /2.4=2.88*2N9910(8)由圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) =0.89， =0.901HNK2HN（9）計算接觸疲勞許用應力取失效概率為 10%,取安全系數(shù) s=1,由式(10-12)得= /s=510 MPa1][H?NK1limH= /s=495 MPa 222=( + )/2=502..5MPa][1][=48.3mm3231 5.043894.265.0492 ?????????td（2）計算圓周速度V= smntd /6.310.8106???(3)計算齒寬 b 及模數(shù) nt138.4.25. 95.124cos3.8/cos11?????mhbzdnttntt??(4)、計算縱向重合度 903.14tan2138.0tan1.01 ????????Zd(5)、計算載荷系數(shù)由表 10-2 查得使用系數(shù) K =1A根據(jù) V=3.56m/s ,7 級精度，由圖 10-8 查得動載荷系數(shù) ；由表 10-4 查得12.?VK的計算公式：?HK24.1 3.481023.)16.0(8. .2? ?????bd?）（由圖 10-13 查得 K 24.1??F由圖 10-3 查得 5.?H所以載荷系數(shù)： 08.24.12.1????、??HVAK(6)、按實際得載荷系數(shù)校正所算得得分度圓直徑由式 10-10a 得： mdtt 7.526.1083.431???(7)、計算模數(shù) nm13.24cos*7.52cos1???Zdn?3、按齒根彎曲強度設(shè)計由式（10-17）得 321][cosFsan YdZYKTm???????1)、確定計算參數(shù)(1)、計算載荷系數(shù) 81.0.512.????、??FVAK(2)、根據(jù)縱向重合度 從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù) 93.? 8.0??Y(3)、計算當量齒數(shù)： 29.84)1(cos60s7.)(ss332331?????ZVV(4)、查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 592.1?FaY21.?FaY(5)、查取應力校正系數(shù)由表 10-5 查得 6.1Sa 74.2Sa(6)、由圖 10-20c 查得齒輪 1 的彎曲疲勞強度極限 齒輪 2 得彎MPaFE501??曲疲勞強度極限 MPFE3802??(7)、由圖 10- 18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 82.1FNK8.2FNK(8)、計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 由公式 10-12 得MPaSKEFNFEFNF 71.2304.1850][ 6.9.][2211 ????(9)、計算大、小齒輪 并加以比較][FSaY?017..2341][ 3.86.952][21???FSaFSaY?通過比較大齒輪的 數(shù)值大][FSaY?2)設(shè)計計算 321][cosFsan YdZYKTm???????mn38.1 017.65.124)4(cos80.9.223? ?????對此計算結(jié)果，由齒面的接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) 大于由齒根彎曲疲勞強度計算nm的法面模數(shù)，現(xiàn)取 =2.0 ,已可滿足齒面接觸疲勞強度的設(shè)計要求。n6565274.8.1cos.cos211????Zimdn取取 ?(8)由圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) =0.89， =0.901HNK2HN（9）計算接觸疲勞許用應力取失效概率為 10%,取安全系數(shù) s=1,由式(10-12)得= /s=510 MPa1][H?NK1limH= /s=495 MPa 222=( + )/2=502..5MPa][1][=48.3mm3231 5.043894.265.0492 ?????????td（2）計算圓周速度V= smntd /6.310.8106???(3)計算齒寬 b 及模數(shù) nt138.4.25. 95.124cos3.8/cos11?????mhbzdnttntt??(4)、計算縱向重合度 903.14tan2138.0tan1.01 ????????Zd(5)、計算載荷系數(shù)由表 10-2 查得使用系數(shù) K =1A根據(jù) V=3.56m/s ,7 級精度，由圖 10-8 查得動載荷系數(shù) ；由表 10-4 查得12.?VK的計算公式：?HK24.1 3.481023.)16.0(8. .2? ?????bd?）（由圖 10-13 查得 K 4.??F由圖 10-3 查得 5.1?H所以載荷系數(shù)： 08.24.2.????、??HVAK(6)、按實際得載荷系數(shù)校正所算得得分度圓直徑由式 10-10a 得： mdtt 7.526.1083.431???(7)、計算模數(shù) nm13.24cos*7.52cos1???Zdn?4、 幾何尺寸計算(1)、計算中心距 ????mman89.41cos2657cos21 ????????將中心距圓整為 95mm(2)、按圓整后的中心距修正螺旋角 ???4.2arcs1Zn因 值改變不多，故參數(shù) ， ， 等不必再修正。????KHZ(3)、計算大，小齒輪的分度圓直徑：mmZdnn3.14.cos26579..s21??????(3)、計算齒輪寬度b79.5.1?圓整后取 mB60?2?5、設(shè)計結(jié)果中心距a12模數(shù) nm螺旋角 ?齒輪 1 齒數(shù)Z齒輪 2 齒數(shù)傳動比i齒輪 1分度圓直徑 d齒輪1的寬度 1B齒輪 1分度圓直 徑1d齒輪 2的寬度 2B95mm 2.0mm 14.4?27 65 2.4 55.79mm 60mm 134.3mm 55mm3.2 減速器蝸輪蝸桿設(shè)計1.選擇蝸桿傳動類型根據(jù) GB/T 10085——1988 的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI） 。2.選擇材料根據(jù)庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度是中等，故蝸桿用 45 鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為 45——55HRC。蝸桿用鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵 HT100 制造。3.按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強度。由式（11-12） ，傳動中心距22)][(HEZKTa???1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 mN.1603???2）確定載荷系數(shù) K因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均勻系數(shù) 由表 11—5 選取使用系數(shù) .,k??1AK?15，由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載荷系數(shù) 則：,05.1?VK1.52AVK????3）確定彈影響系數(shù) ，因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故 。EZ 2160MPaZE?4）確定接觸系數(shù) ?先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 和傳動中心距 a 比值 從《機械設(shè)計》圖 11-18 中可1d,30./1?d得 。1.3??Z5）確定許用接觸應力 ][H?根據(jù)蝸桿材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC,可從表11-7 中查得蝸輪的基本許用應力 =268MPa。?][應力循環(huán)次數(shù) 726018.76(30156)3.810hNjnL?????壽命系數(shù) 87.493.HK所以， 。??N][??][H0.8627MPa???6）計算中心距2313.1.2()6.57am??取中心距 a=355mm,因 i=31 故從表 11-2 取模數(shù) m=8 蝸桿分度圓直徑 d1=140mm,這時d1/a=0.39,因為 因此以上計算可用。，?Z??4.蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸計算1）蝸桿軸向齒距 Pa= ,直徑系數(shù) q= 17.5;mm13.2584.3????齒頂圓直徑 156mm，齒根圓直徑 ；分度圓導程角1d20.8fd5.09;???蝸桿軸向齒厚 。sa6.2）蝸輪蝸輪齒數(shù) Z2=71,變位系數(shù) ;20.15x??驗算傳動比 ,是允許的。217Zi?蝸輪的分度圓直徑： 287156dmzm????蝸輪喉圓直徑： 28.1256aah??蝸輪齒根圓直徑： 200.8ff??外圓直徑： 1.569waDdmm?蝸輪寬度 B: 0.7,17B??取5.校核齒根彎曲疲勞強度 ][53.12FFaFYmdKT?????當量齒數(shù) 根據(jù) x2=+0.125, ,從圖 11-1923371.cos5.09vz???271.vz?中可查得齒形系數(shù) 。2.FY?螺旋系數(shù) .1.63401??????許用彎曲應力 FNFK??][?從表 11-8 中查得由鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1 制造的蝸輪的基本許用彎曲應力MPaF56][??壽命系數(shù) 9710.83.8NK?[]56.4Fa???；所以彎曲強度是滿足的。1.5326012.097148F MP???6.精度等級公差和表面粗糙度的確定考慮到所設(shè)計的蝸桿傳動是動力傳動，屬于通用機械減速器，從 GB/T10089-1988 圓柱蝸桿、蝸桿精度等級中選 7 級精度、側(cè)隙種類為 f,表注為 8f GB/T100 然后由有關(guān)手冊查得要求的公差項目及表面粗糙度，此處從略。第四章 軸系零件的設(shè)計計算軸系零件包括軸、鍵聯(lián)接、滾動軸承和聯(lián)軸器。完成傳動零件的設(shè)計計算后，需對它們進行設(shè)計計算。軸是減速器的主要零件之一，軸的結(jié)構(gòu)決定于軸上零件的位置和有關(guān)尺寸。設(shè)計軸時，要按照工作要求，選擇合適的材料，并進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后根據(jù)受力狀況進行強度和剛度計算。4.1 輸入軸的設(shè)計與計算1．軸的材料的選擇軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞度，故采用碳鋼制造尤為廣泛。材料選擇：45#鋼，采用熱處理（調(diào)質(zhì)）和表面未強化處理，由機械手冊查得，45 號鋼采用調(diào)質(zhì)處理硬度為 217~255HB。2．軸的初步計算已知：輸入軸上的輸入功率P=11.07KW；轉(zhuǎn)速 ；17.8/minnr?轉(zhuǎn)矩 ；426TN?軸上齒輪模數(shù) Mn=2；螺旋角 =?1.?前面已經(jīng)算出軸上齒輪分度圓直徑: ；25.79dm?1、求作用在齒輪上的力；248601735.9tTFNd??；tancosr?tan2649.cos.??； ta??1730t圓周力 ，徑向力 ，軸向力 的方向如圖 4—2 所示。tFraF2、初步確定輸入軸的最小直徑公式 中： 由查表 15-3 得，初步選定為 120，代入上式可得：13PdAn???；3min7.2809.4m???軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 d1-2直徑與聯(lián)軸器的孔徑，以及電動機的輸出軸相適應，故需先確定聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩： ；caATK由于提升機的工作效率不大，工作轉(zhuǎn)矩變化小，原動機為電動機。查表 14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故選 ；3.1?A則： =caT482607Nm??按照計算轉(zhuǎn)矩 應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機械設(shè)計手冊》選用 LT6 型彈性套柱ca銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 2050 。半聯(lián)軸器的孔徑 =38mm，故取 =38mm；半聯(lián)軸? 1d12d?器長度Ｌ＝82mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 。60Lm?3．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 4—1 輸出軸的結(jié)構(gòu)與裝配（1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段的直徑和長度1、為使 1—2 軸段滿足半聯(lián)軸器的配合要求，需制出一軸肩，取 1—2 段直徑。234dm??2、初步選擇滾動軸承因所選用的齒輪為斜齒輪，則軸承同時承受有徑向和軸向力的作用，鼓選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) d =42mm，查手冊，初步選取 0 基本游隙組標準精23?度級的單列圓錐滾子軸承 30209，其尺寸為 ,4572.5DTmm???故 3—4 軸的直徑 ,而 。3456dm??56l?3；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為 125mm，為了使套筒的端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取 。456lm??4、軸承端蓋的總寬度 20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 l=30mm5、取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=16mm，蝸輪與圓柱大齒輪之間的距離為 c=20mm?？紤]到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸位置時，應距箱體內(nèi)壁一段距離 s，取 s=80mm。至此，已知初步確定了軸的各段直徑和長度。（2） 軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按 由手冊選用平鍵為45d?，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 108mm，同時為了保證齒輪與軸的配318bhm??合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 。同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，76Hn選用平鍵為 ，半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7/k6，滾動軸承與軸的周向2690m?定位是借過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。（3） 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 15-2，取左軸端倒角為 ，右軸端倒角 ，2 出處倒圓 R=2.0mm，其它245?.54??處倒圓 R=2.5mm。4．求軸上的載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 4—5，在確定軸承的支點位置時，應根據(jù)手冊查取 a 值。對于 32217型的滾動軸承，由手冊查得 a=34mm。又滾動軸承如圖 5-3 正裝，則作為簡支梁的軸承跨距L= 。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖 4—6。23.7.8Lm??圖 4—6 輸出軸的彎矩圖和扭矩圖從軸的機構(gòu)圖以及扭矩圖中可以看出，C 截面是軸的危險截面。（1） 求軸上軸承的支座反力 和 ，截面 C 上的 、 、NHFVHMV1、求軸承的支反力 和3123.41702.8.9.3tNHtLFN????1232/270.9raNVrLDF?????2、截面 C 上的 、 、HMV12376.8NFLNm???23941237.6.V????則：總彎矩 為：2221176.8137.648.9HVMNm?????223?；4860TNm?5．扭矩合成應力校核軸的強度：進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度，根據(jù)以上所算得的數(shù)據(jù)，并取 =0.6，軸的計算應力為：a＜????2 22213478.90.648.515caMTMPaW?????????1??前已選定軸的材料為 45 鋼，由表 15-1 查得 =60 ，故軸工作安全。??1??（6） 危險截面 4 校核：截面 4 左側(cè)：抗彎截面系數(shù)： ；3330.1.4976.dm???抗扭截面系數(shù)： ；2258TW截面左側(cè)的彎矩 M 為： ;3478.9??.261428.54Nm????截面上的彎曲應力： ；15.bMPaW?截面上的扭轉(zhuǎn)切應力： ；1260.398T?軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得 ， ，aB40??MPa2751???。MPa15???截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) 及 按附表 3-2 查取。?a?因為 ； ，經(jīng)插值后可查得：2.049rd521.069Dd?；1.a??.3?又由附圖 3-1 可得軸的材料的敏感系數(shù)為：； ；0.82q?.5?有效集中系數(shù)：；????110.82.91.738ka????????；525q????由附圖 3-2 得尺寸系數(shù) ；.7??由附圖 3-3 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)： ；08?軸按磨削加工，由附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù) ； 0.94????軸未經(jīng)表面強化，即 則得綜合系數(shù)值為：,1?q?；.73812.4802.9kK???????；1.5.7.???碳鋼的特性系數(shù)：，取 ；2.0~???1.0??，取 ；5? 5??計算安全系數(shù) 值：caS；127592.4.4810.amK??????????；1 8...2aS???＞S=1.5；29.486..ca???????故可知其安全。4.2 中間軸的設(shè)計與計算1.軸的材料的選擇軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞度，故采用碳鋼制造尤為廣泛。材料選擇：45#鋼，采用熱處理（調(diào)質(zhì)）和表面未強化處理，由機械手冊查得，45 號鋼采用調(diào)質(zhì)處理硬度為 217~255HB。2.軸的初步計算（1） 初步確定輸入軸的受力計算：已知：輸入軸上的輸入功率；'6.92PKW??轉(zhuǎn)速 ；10/minnr轉(zhuǎn)矩 ；'.TN??前面已經(jīng)算出軸上蝸桿分度圓直徑: ；140dm?求作用在蝸桿上的力；'1210963.54taTFNd???；12 875at ?1387014.9rFtgN???r(2) 估算軸徑選取軸的型號軸Ⅱ材料為 45 鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強度計算，初步計算軸徑， 軸徑計算公式查手冊可知道 A0=103~126 mm，取30nPAd? 3105A?d>= 23.7mm?取軸頸 d = 24mm(3) 軸承選取圓錐滾子軸承(30000 型)標準=摘自 GB/T 297-1994 參照 ISO355-1977 單位=(mm)軸承代號=32009尺寸\d=45尺寸\D=75尺寸\T=20尺寸\B=193．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)軸的方案設(shè)計(2)各段直徑及長度軸承處直徑：d 2~3= 45mm軸承處長度：L 2~3=66 mm齒輪處的直徑：d 1~2=38 mm（齒輪孔徑大于所通過的軸徑）齒輪處長度：L 1~2=54mm , (軸段長度應略小于輪轂長度 )擋油環(huán)處：L =18mm蝸桿齒處：d 5~6=117㎜L 5~6=117㎜軸承與箱體內(nèi)壁距離 s =5 mm蝸輪與箱體內(nèi)壁距離 a =10mm4.3 中間軸的設(shè)計與計算1． 確定輸出軸上的功率 P ，轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)距 T 。由前面可知 P =5.43KW，n =8.76r/min, 33333T =5912450NM。32． 求作用在軸上的力：已知低速級齒輪的分度圓直徑為 d =568mm,F = =t32Td?N, 359102816??F = F3rttan2076.cos5.9ngN????1. 初步確定軸的最小直徑：低速軸Ⅲ材料為 45 鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強度計算，初步計算軸徑，取 3105A?d ,顯然此處為軸的最小直徑為使得出軸與鏈輪的孔33.41058.76PAmn???徑相同，故需確定彈性聯(lián)軸器。孔徑 ，基本尺寸為 D*d*T=105*90*39 90Id?4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計１） 擬訂軸晌零件的裝配方案圖２） 根據(jù)軸的軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度３） d2-3=96.4mm L1=175mm 取 L1-2=173mm ４） 選擇圓錐輥子軸承型號為（30221）５） d5-6=113mm d4-5=115mm d5-6=125mm L4-5=115mm L5-6=15mm第七章 軸承的校核7.1、 第一對軸承的校核（即與軸 I 裝配得軸承）初選單列圓錐滾子軸承，其型號為 30209，其尺寸為 軸45720.dDT???承得受力情況（簡圖）如下圖所示：（1） 計算徑向力 rF 軸向力 ae齒輪的徑向力 12221 74.976NHV N?????（ ） （ ）222830.154r （ ） （ ）齒輪的軸向力 4ae（2）計算軸向派生力由手冊查得 e=0.35 Y=1.7 由課本表 13-7 得 則有：YFrd2?17241.rdFNY???2980.r（3）計算軸承得軸向載荷由于 即軸承 1 壓緊，軸承 2 放松2 1490734aed dFNF???由此得 12e??2ad（4）計算當量載荷因為 則查表得取 X Y176.243arFe??4.01?7.1則查表得，取 f =1.0p則 111().0(473.2)59.8raPXYN?????因為 則查表得取 X Y290.3576arFe??12?02則查表得，取 f =1.0p則 211().0(76)raPXYN????（5）軸承壽命計算 Ln因為 則按軸承 1 計算，查手冊得，該種軸承得額定動載荷 C=26.8KN21?則 ??hPCnL 731063016 4.756.4828???????????hn 4' 1.8?因為 nL'?所以所選得軸承符合要求結(jié)束語在各位老師的指導下，經(jīng)過歷時兩個星期的緊張設(shè)計，我完成了推力機傳動裝置的設(shè)計。在設(shè)計過程中，我參考了有關(guān)的書籍解到了機械行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，拓寬了自己的視野和知識面。本次設(shè)計用到了許多以前所學的知識，特別是剛剛結(jié)束的機械設(shè)計課程中所學的很多知識：從大一時學的 CAD 制圖到剛剛在機械設(shè)計課程中學的結(jié)構(gòu)設(shè)計，零件設(shè)計。因此在整個設(shè)計的過程中，我將兩年多來所學的知識進行系統(tǒng)的復習和回顧，進一步鞏固了自己的專業(yè)知識和專業(yè)技能，增強了獨立思考和理論聯(lián)系實際的能力。同時，也使我對機電產(chǎn)品的設(shè)計過程和方法等內(nèi)容有了一定了解、熟悉和深入。更重要的是，在此次設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)自己的專業(yè)知識存在很多不足和欠缺。通過這次課程設(shè)計，我及時彌補了自己在專業(yè)知識中存在的不足和欠缺，從而提高自己的綜合能力。由于本人的知識水平真的很有限，設(shè)計經(jīng)驗又不足，此次設(shè)計難免存在不足和錯誤，懇請各位老師批評和指正。最后再次感謝在本次設(shè)計中指導老師和同學對我的幫助!參考文獻1． 《機械設(shè)計課程設(shè)計指導書》 （第二版） 高等教育出版社 作者：羅圣國等2． 《機械設(shè)計基礎(chǔ)》 高等教育出版社 主編：陳立德3． 《機械設(shè)計》 （第七版） 高等教育出版社 主編：紀名剛4． 《機械設(shè)計手冊》 （軟件版）