燕山大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)2011級(jí)說(shuō)明書(shū)封面與格式參考

燕山大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目帶式輸送機(jī)用二級(jí)直齒圓柱齒輪展開(kāi)式減速器，他的主要功能是通過(guò)輸送帶運(yùn)送機(jī)器零部件或其他物料。其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下圖所示，主要由電動(dòng)機(jī)1、聯(lián)軸器2、減速器3、聯(lián)軸器4、驅(qū)動(dòng)鼓輪5、輸送帶6等組成。二、已知數(shù)據(jù)題號(hào)參數(shù)123456運(yùn)輸帶工作拉力F（N）140014501500155016001650運(yùn)輸帶工作速度v（m/s）1.61.551.51.451.41.35卷筒直徑D（mm）300300300300300300三、工作條件工作壽命5年、每年300個(gè)工作日、每日工作16小時(shí)；單向運(yùn)轉(zhuǎn)；載荷平穩(wěn)；運(yùn)輸帶速度允許誤差：±5%。目錄一、設(shè)計(jì)目的------------------------------------------------------2二、傳動(dòng)方案分析-------------------------------------------------2三、電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算--------------------------------------------4四、一級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)說(shuō)明---------------------------------6五、二級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)說(shuō)明---------------------------------11六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核------------------------------------------17七、滾動(dòng)軸承的選擇及壽命校核-------------------------------------19八、鍵的選擇與校核----------------------------------------------21九．聯(lián)軸器的選擇------------------------------------------------22十．減速器潤(rùn)滑方式、密封形式------------------------------------22十一.箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸--------------------------------------------23十二.參考文獻(xiàn)---------------------------------------------------23十三.設(shè)計(jì)總結(jié)---------------------------------------------------24

1，課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果一一、設(shè)計(jì)目的二、傳動(dòng)方案分析機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是我們第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，是機(jī)械制圖、工程力學(xué)、公差配合與技術(shù)測(cè)量、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)和機(jī)械設(shè)計(jì)課程重要的綜性與實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其基本目的是：(1)通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)課程的設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問(wèn)題的能力，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。

(2).學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過(guò)程。(3).進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）。我們這次的設(shè)計(jì)題目是帶式輸送機(jī)，他的主要功能是通過(guò)輸送帶運(yùn)送機(jī)器零部件或其他物料。我們組根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)對(duì)閉式兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)方案進(jìn)行了分析和討論。如圖所示，帶式輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器2將動(dòng)力傳入兩級(jí)圓柱齒輪減速器3，再通過(guò)聯(lián)軸器4，將動(dòng)力傳至輸送機(jī)滾筒5，帶動(dòng)輸送帶6工作。方案中…….采用的是閉式兩級(jí)圓柱齒輪減速器計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果三、電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算1.電動(dòng)機(jī)的的選擇(1)工作機(jī)的功率PwPw=工作機(jī)的轉(zhuǎn)速n=(2)總效率ηη=(3)所需電動(dòng)機(jī)功率PdPd≥Pw/η=5.86/0.841=6.97(kW)查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得Pcd=7.5Kw選Y160M-6n滿=970(r/min)2.傳動(dòng)比的分配i總=n滿/n=970/67.1=14.46取第一級(jí)齒輪i1=4.3第二級(jí)齒輪i2=3.33.動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算(1)轉(zhuǎn)速nn0=n滿=970(r/min)n1=n0=970(r/min)n2=n1/==970/4.3=225(r/min)n3=n2/i2=225/3.3=68(r/min)選Y160M-6n滿=970(r/min)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果四．一級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)說(shuō)明(2)數(shù)據(jù)列表如下軸號(hào)功率P/kW扭矩T/(N/m)轉(zhuǎn)速N/(r/min)傳動(dòng)比i效率η輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸7.573.897010.97Ⅰ7.277.2071.67099704.30.96Ⅱ6.916.842922892253.30.96Ⅲ6.576.37932.4904.56810.97工作機(jī)軸6.185.93868834681.選材料，確定初步參數(shù)：(1)選材：由表18-4《機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)》小齒輪：選用40Cr調(diào)質(zhì)，平均取齒面硬度為260HBS。大齒輪：選用45鋼調(diào)質(zhì)，平均取齒面硬度為230HBS。(2)初選齒數(shù)：取小齒輪數(shù)為Z1=25大齒輪數(shù)則為Z2=Z1×i1=4.3×25=108(3)選擇齒寬系數(shù)d和傳動(dòng)精度等級(jí)參照表18-12，取d=1。參照表18-2，選擇8級(jí)精度等級(jí)。(4)確定載荷系數(shù)K查表4-25《課程設(shè)計(jì)實(shí)例與機(jī)械設(shè)計(jì)》駱?biāo)鼐骶?，得：K=1.2i12=4.3I23=3.3小齒輪：選用40Cr調(diào)質(zhì)大齒輪：選用45鋼調(diào)質(zhì)Z1=25Z2==108計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果2.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算(1)確定作用接觸應(yīng)力[由表18-21，取接觸疲勞極限參照表18-11，取安全因數(shù)SH=1許用接觸應(yīng)力[=(×ZN1)/SH=(720×0.92)/SH=662.4[=(×ZN2)/SH=(580×0.96)/SH=556.8(2)彈性系數(shù)ZE，由表18-9，ZE=190(3)帶點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH，由圖18-20，取ZH=2.5(4)所需小齒輪直徑d1==49.2mm(5)確定中心距模數(shù)等主要幾何參數(shù)m=d1/Z1=49.2/20=2.46圓整模數(shù)，取m=2.5則d1=m×Z1=2.5×20=50mmd2=m×Z2=2.5×86=215mm則大齒輪寬b2=d×d1=50mm小齒輪寬b1=60mm3.齒根抗彎疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算(1)求許用彎曲應(yīng)力[由N1=1.54×109N2=3.57×108由圖18-25，取壽命系數(shù)YN1=YN2=1d1=50mmd2=215mmm=2.5mm計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果由圖18-6,分別取極限應(yīng)力=290=270由圖18-26，取尺寸系數(shù)Yx=1表18-11，取安全系數(shù)SF=1.25則許用彎曲應(yīng)力[===464[===352(2)齒形系數(shù)YFa1,YFa2，由圖18-23，取YFa1=2.80YFa2=2.21(3)應(yīng)力修正系數(shù)YSa1,YSa2，由圖18-24，取YSa1=1.55YSa2=1.77(4)校核齒根抗彎疲勞強(qiáng)度，齒根彎曲應(yīng)力=×YFa1×YSa1×Y=×2.8×1.55×0.696=83＜[=×=83×=75＜[抗彎疲勞強(qiáng)度足夠。4.輪的幾何尺寸計(jì)算(1)齒頂圓直徑齒全高da1=55mmda2=220mm計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果齒厚SS齒根高齒頂高齒根圓直徑5.輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用實(shí)心打孔式結(jié)構(gòu)大齒輪的有關(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑40mm輪轂長(zhǎng)度與齒寬相等輪轂直徑取輪緣厚度輪緣內(nèi)徑圓整，取腹板厚度腹板中心孔直徑計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果五、二級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)說(shuō)明腹板孔直徑齒輪倒角取齒輪工作圖如下圖所示1.選材料，確定初步參數(shù)：(1)選材：由表18-4《機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)》小齒輪：選用40Cr調(diào)質(zhì)，平均取齒面硬度為260HBS。大齒輪：選用45鋼調(diào)質(zhì)，平均取齒面硬度為230HBS。(2)初選齒數(shù)：取小齒輪數(shù)為Z3=27大齒輪數(shù)則為Z4=Z3×i2=3.3×27=89.1取齒數(shù)Z4=90計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果驗(yàn)算傳動(dòng)比誤差齒數(shù)比i2===3.33×100%=0.9%(3)選擇齒寬系數(shù)d和傳動(dòng)精度等級(jí)：參照表18-12，取d=1。參照表18-2，選擇8級(jí)精度等級(jí)。(4)確定載荷系數(shù)K查表4-25《課程設(shè)計(jì)實(shí)例與機(jī)械設(shè)計(jì)》駱?biāo)鼐骶?，得：K=1.22.齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算(1)確定作用接觸應(yīng)力由表，取接觸疲勞極限參照表18-11，取安全因數(shù)SH=1.2許用接觸應(yīng)力=720/SH=662.4[=/SH=556.8(2)彈性系數(shù)ZE，由表18-9，ZE=190(3)帶點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH，由圖18-20，取ZH=2.5(4)所需小齒輪直徑d3==70.5mm計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果(5)確定中心距模數(shù)等主要幾何參數(shù)m=d3/Z370.5/27=2.42圓整模數(shù)，取m=2.5則d3=mZ3=2.5×27=67.5d4=mZ4=2.5×90=225mma34=(67.5+225)/2=146.25mm3.齒根抗彎疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算(1)求許用彎曲應(yīng)力[由N3=1.54×109N4=3.57×108由圖18-25，取壽命系數(shù)YN3=YN4=1由圖18-6,分別取極限應(yīng)力=290=270由圖18-26，取尺寸系數(shù)Yx=1表18-11，取安全系數(shù)SF=1.25則許用彎曲應(yīng)力[===464[===352(2)齒形系數(shù)YFa3YFa4，由圖18-23，取YFa3=2.58YFa4=2.20(3)應(yīng)力修正系數(shù)YSa1,YSa2，由圖18-24，取YSa1=1.6YSa4=1.78(4)校核齒根抗彎疲勞強(qiáng)度，齒根彎曲應(yīng)力=×YFa3×YSa3×Y=×2.8×1.6×0.684=186＜[=×=186×=177＜[抗彎疲勞強(qiáng)度足夠。d3=67.5mmd4=225mmm=2.5mm計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果4.輪的幾何尺寸計(jì)算(1)齒頂圓直徑齒全高齒厚SS齒根高齒頂高齒根圓直徑5.輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用實(shí)心打孔式結(jié)構(gòu)大齒輪的有關(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑60mm輪轂長(zhǎng)度與齒寬相等輪轂長(zhǎng)度與齒寬相等輪轂直徑取da3=72.5mmda4=230mm計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果輪緣厚度輪緣內(nèi)徑圓整，取腹板厚度腹板中心孔直徑腹板孔直徑齒輪倒角取齒輪工作圖如下圖所示計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核1.軸的選材及其許用應(yīng)力查《機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)》軸Ⅰ，軸Ⅱ，軸Ⅲ選40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，HBS=241～266,，，2.按扭矩估算最小直徑軸Ⅰ標(biāo)準(zhǔn)直徑軸Ⅱ選取標(biāo)準(zhǔn)直徑軸Ⅲ選取標(biāo)準(zhǔn)直徑3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原則，所有軸均設(shè)計(jì)為階梯軸。4．軸Ⅲ的強(qiáng)度校核(補(bǔ)畫(huà)彎矩圖）切向力徑向力計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果軸按脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩所以查課本表20-4考慮鍵槽＜60所以強(qiáng)度足夠計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果七、滾動(dòng)軸承的選擇及壽命校核考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用的是單列深溝球軸承軸Ⅰ6008兩個(gè)，軸Ⅱ6009兩個(gè)，軸Ⅲ選用6011兩個(gè)(GB/T276-1994)壽命計(jì)算：軸Ⅰ因?yàn)閮奢S承承受純徑向載荷查《機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)》表21-7X=1,Y=0基本額定載荷查表21-9預(yù)期壽命為：10年，一班制所以軸承6008合格軸Ⅱ因?yàn)閮奢S承承受純徑向載荷查《機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)》表21-7選用深溝球軸承軸Ⅰ軸6008Ⅱ軸6009Ⅲ軸6011計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果X=1,Y=0基本額定載荷查表21-9預(yù)期壽命為：10年，一班制所以軸承6009壽命合格軸Ⅲ因?yàn)閮奢S承承受純徑向載荷查《機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)》表21-7X=1,Y=0基本額定載荷查表21-9預(yù)期壽命為：10年，一班制所以軸承6011壽命合格計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果八、鍵的選擇與校核1.Ⅰ號(hào)軸外伸端d=32選鍵10～50，b=10，l=50，h=8.選擇45號(hào)鋼，其許用擠壓應(yīng)力[=150===28＜[則強(qiáng)度足夠，合格2.Ⅱ號(hào)軸d=40選鍵12×8，l=48，選擇45號(hào)鋼，其許用擠壓應(yīng)力[=150===96＜[則強(qiáng)度足夠，合格3.Ⅲ號(hào)軸外伸端d=50，中間連齒輪軸d=60選鍵18×11，l=60，選擇45號(hào)鋼B型，其許用擠壓應(yīng)力[=150===138＜[===119＜[則強(qiáng)度足夠，合格Ⅰ軸d=32b×h×l=10×8×50Ⅱ軸d=40b×h×l=12×8×40Ⅲ軸d=50b×h×l=18×11×60計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果九．聯(lián)軸器的選擇十．減速器潤(rùn)滑方式、密封形式由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無(wú)特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，選用剛彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器減速器進(jìn)口端選用TL6型（GB/T4323-2002）彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，采用Y型軸孔，A型鍵，軸孔直徑d=32~40mm,選d=32mm,軸孔長(zhǎng)度為L(zhǎng)=50mm減速器的出口端選用TL9型（GB/T4323-2002）彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，采用Y型軸孔，C型鍵，軸孔直徑d=50~71mm,選d=50mm,軸孔長(zhǎng)度為L(zhǎng)=60mm1．潤(rùn)滑方式齒輪采用浸油潤(rùn)滑，由于低級(jí)周向速度為78m/min,所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為19mm.則2號(hào)齒輪的浸油高度為14mm。選用150號(hào)機(jī)械油（GB443-1989）。軸承用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，因?yàn)椴捎昧藫跤铜h(huán)結(jié)構(gòu)。2.密封形式（1）.箱座與箱蓋凸緣結(jié)合面的密封選用在結(jié)合面涂密封漆或水玻璃的方法。（2）.觀察孔和油孔等處接合面采用在與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封。（3）.軸的外伸端與軸承端蓋的密封采用半粗羊毛氈加以密封。選用TL6型d=32mm,軸孔長(zhǎng)度為L(zhǎng)=50mmY型軸孔，A型鍵選用TL9型d=50mm,軸孔長(zhǎng)度為L(zhǎng)=60mmY型軸孔，C型鍵計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果十一.箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸十二.參考文獻(xiàn)箱座壁厚=10mm箱座凸緣厚度b=1.5mm,mm箱蓋厚度=8mm箱座凸緣厚度b1=12mm箱底座凸緣厚度p=2.5,=25mm齒輪軸端面與箱體內(nèi)壁距離L=10mm大齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離L=12mm上下板筋厚度m1=6.8mm,m2=8.5mm《機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)》張策主編《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》孫巖陳曉羅熊涌主編《課程設(shè)計(jì)實(shí)例與機(jī)械設(shè)計(jì)》駱?biāo)鼐骶帯逗?jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》孔凌嘉主編《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)》向敬忠等主編《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明指導(dǎo)》王海梅等主編計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及說(shuō)明主要結(jié)果十三．設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)過(guò)兩周的努力,我們終于將機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)做完了。在這次作業(yè)過(guò)程中,我們遇到了許多困難,大量的計(jì)算,大量地查找資料。這次作業(yè)的時(shí)間是漫長(zhǎng)的,過(guò)程是曲折的,細(xì)細(xì)想來(lái)，我們的收獲還是很大的.不僅僅給予以前的實(shí)踐很好的理論透析，而且也對(duì)制圖有了更進(jìn)一步的掌握AutoCAD、Word、圖畫(huà)這些工具軟件的應(yīng)用也得到了鍛煉。對(duì)我們來(lái)說(shuō),收獲最大的是方法的積累和能力的鍛煉。在整個(gè)過(guò)程中,我發(fā)現(xiàn)對(duì)好多東西不熟悉。沒(méi)有感性的認(rèn)識(shí),空有理論知識(shí),有些東西很可能與實(shí)際脫節(jié)，在設(shè)計(jì)計(jì)算的過(guò)程中，參考了書(shū)本或其他方面的裝配圖最終完成了作業(yè)。能夠自主設(shè)計(jì)出二級(jí)減速器，使我提高了克服任何困難的信心，自豪感猶然而生。能夠順利的完成這次課程設(shè)計(jì)，與黃老師的指導(dǎo)密不可分，每天陪伴我們，給我們列出步驟，解決設(shè)計(jì)中的任何問(wèn)題，用經(jīng)驗(yàn)告訴我們什么才是最好的。在此十分感謝?。。∧夸浺?、傳動(dòng)方案擬定…………….……………….2二、電動(dòng)機(jī)的選擇……….…….2三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比……………….…….4四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算………….…….5五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………….….6六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算………….....12七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算………….…19八、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算………..……………22計(jì)算過(guò)程及計(jì)算說(shuō)明一、傳動(dòng)方案擬定第三組：設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng)工作條件：使用年限8年，工作為二班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=1000N；帶速V=2.0m/s；滾筒直徑D=500mm；滾筒長(zhǎng)度L=500mm。二、電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：（1）傳動(dòng)裝置的總功率：η總=η帶×η2軸承×η齒輪×η聯(lián)軸器×η滾筒=0.96×0.982×0.97×0.99×0.96=0.85(2)電機(jī)所需的工作功率：P工作=FV/1000η總=1000×2/1000×0.8412=2.4KW3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n筒=60×1000V/πD=60×1000×2.0/π×50=76.43r/min按手冊(cè)P7表1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍I’a=3~6。取V帶傳動(dòng)比I’1=2~4，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為I’a=6~24。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n’d=I’a×n筒=（6~24）×76.43=459~1834r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳支比方案：如指導(dǎo)書(shū)P15頁(yè)第一表。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第2方案比較適合，則選n=1000r/min

。4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-6。其主要性能：額定功率：3KW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.0。質(zhì)量63kg三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比：i總=n電動(dòng)/n筒=960/76.4=12.572、分配各級(jí)偉動(dòng)比據(jù)指導(dǎo)書(shū)P7表1，取齒輪i齒輪=6（單級(jí)減速器i=3~6合理）∵i總=i齒輪×I帶∴i帶=i總/i齒輪=12.57/6=2.095四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）nI=n電機(jī)=960r/minn=2\*ROMANII=nI/i帶=960/2.095=458.2(r/min)n=3\*ROMANIII=n=2\*ROMANII/i齒輪=458.2/6=76.4(r/min)計(jì)算各軸的功率（KW）P=1\*ROMANI=P工作=2.4KWP=2\*ROMANII=P=1\*ROMANI×η帶=2.4×0.96=2.304KWP=3\*ROMANIII=P=2\*ROMANII×η軸承×η齒輪=2.304×0.98×0.96=2.168KW計(jì)算各軸扭矩（N·mm）T=1\*ROMANI=9.55×106P=1\*ROMANI/n=1\*ROMANI=9.55×106×2.4/960=23875N·mmT=2\*ROMANII=9.55×106P=2\*ROMANII/n=2\*ROMANII=9.55×106×2.304/458.2=48020.9N·mmT=3\*ROMANIII=9.55×106P=3\*ROMANIII/n=3\*ROMANIII=9.55×106×2.168/76.4=271000N·mm五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇普通V帶截型由課本P83表5-9得：kA=1.2PC=KAP=1.2×3=3.9KW由課本P82圖5-10得：選用A型V帶確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速由課本圖5-10得，推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為75~100則取dd1=100mm>dmin=75dd2=n1/n2·dd1=960/458.2×100=209.5mm由課本P74表5-4，取dd2=200mm實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2’=n1dd1/dd2=960×=480r/min轉(zhuǎn)速誤差為：n2-n2’/n2=-0.048<0.05(允許)帶速V：V=πdd1n1/60×1000=π×100×960/60×1000=5.03m/s在5~25m/s確定帶長(zhǎng)和中心矩根據(jù)課本P84式（5-14）得7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)7(100+200)≤a0≤2×(100+200)所以有：210mm≤a0≤由課本P84式（5-15）得：L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)/4a=2×500+1.57(100+200)+(200-100)2/4×500=1476mm根據(jù)課本P71表（5-2）取Ld=1400根據(jù)課本P84式（5-16）得：a≈a0+Ld-L0/2=500+1400-1476/2=500-38=462mm(4)驗(yàn)算小帶輪包角α1=1800-dd2-dd1/a×57.30=1800-200-100/462×57.30=1800-12.40=167.60>1200（適用）（5）確定帶的根數(shù)根據(jù)課本P78表（5-5）P1=0.95KW根據(jù)課本P79表（5-6）△P1=0.11KW根據(jù)課本P81表（5-7）Kα=0.96根據(jù)課本P81表（5-8）KL=0.96由課本P83式（5-12）得Z=PC/P’=PC/(P1+△P1)KαKL=3.9/(0.95+0.11)×0.96×0.96=3.99(6)計(jì)算軸上壓力由課本P70表5-1查得q=0.1kg/mF0=500PC/ZV（2.5/Kα-1）+qV2=[500×3.9/4×5.03×(2.5/0.96-1)+0.1×5.032]N=158.01N則作用在軸承的壓力FQ，由課本P87式（5-19）FQ=2ZF0sinα1/2=2×4×158.01sin167.6/2=1256.7N2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪材料及精度等級(jí)考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為240~260HBS。大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度220HBS；根據(jù)課本P139表6-12選7級(jí)精度。齒面精糙度Ra≤1.6~3.2μm(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3由式（6-15）確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動(dòng)比i齒=6取小齒輪齒數(shù)Z1=20。則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=6×20=120實(shí)際傳動(dòng)比I0=120/2=60傳動(dòng)比誤差：i-i0/I=6-6/6=0%<2.5%可用齒數(shù)比：u=i0=6由課本P138表6-10取φd=0.9(3)轉(zhuǎn)矩T1T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×2.4/458.2=50021.8N·mm(4)載荷系數(shù)k由課本P128表6-7取k=1(5)許用接觸應(yīng)力[σH][σH]=σHlimZNT/SH由課本P134圖6-33查得：σHlimZ1=570MpaσHlimZ2=350Mpa由課本P133式6-52計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NLNL1=60n1rth=60×458.2×1×(16×365×8)=1.28×109NL2=NL1/i=1.28×109/6=2.14×108由課本P135圖6-34查得接觸疲勞的壽命系數(shù)：ZNT1=0.92ZNT2=0.98通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SH=1.0[σH]1=σHlim1ZNT1/SH=570×0.92/1.0Mpa=524.4Mpa[σH]2=σHlim2ZNT2/SH=350×0.98/1.0Mpa=343Mpa故得：d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3=76.43[1×50021.8×(6+1)/0.9×6×3432]1/3=48.97mm模數(shù)：m=d1/Z1=48.97/20=2.45mm根據(jù)課本P107表6-1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2.5mm(6)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度根據(jù)課本P132（6-48）式σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH]確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)分度圓直徑：d1=mZ1=2.5×20mm=50mmd2=mZ2=2.5×120mm=300mm齒寬：b=φdd1=0.9×50mm=45mm取b=45mmb1=50mm(7)齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa根據(jù)齒數(shù)Z1=20,Z2=120由表6-9相得YFa1=2.80YSa1=1.55YFa2=2.14YSa2=1.83(8)許用彎曲應(yīng)力[σF]根據(jù)課本P136（6-53）式：[σF]=σFlimYSTYNT/SF由課本圖6-35C查得：σFlim1=290MpaσFlim2=210Mpa由圖6-36查得：YNT1=0.88YNT2=0.9試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)YST=2按一般可靠度選取安全系數(shù)SF=1.25計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力[σF]1=σFlim1YSTYNT1/SF=290×2×0.88/1.25Mpa=408.32Mpa[σF]2=σFlim2YSTYNT2/SF=210×2×0.9/1.25Mpa=302.4Mpa將求得的各參數(shù)代入式（6-49）σF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1=(2×1×50021.8/45×2.52×20)×2.80×1.55Mpa=77.2Mpa<[σF]1σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1=(2×1×50021.8/45×2.52×120)×2.14×1.83Mpa=11.6Mpa<[σF]2故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠(9)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩aa=m/2(Z1+Z2)=2.5/2(20+120)=175mm(10)計(jì)算齒輪的圓周速度VV=πd1n1/60×1000=3.14×50×458.2/60×1000=1.2m/s六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS根據(jù)課本P235（10-2）式，并查表10-2，取c=115d≥115(2.304/458.2)1/3mm=考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=19.7×(1+5%)mm=20.69∴選d=22mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸上零件的定位，固定和裝配單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱(chēng)分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過(guò)渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過(guò)渡配合固定（2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度工段：d1=22mm長(zhǎng)度取L1=50mm∵h(yuǎn)=2cc=1.5mm=2\*ROMANII段:d2=d1+2h=22+2×2×1.5=28mm∴d2=28mm初選用7206c型角接觸球軸承，其內(nèi)徑為30mm,寬度為16mm考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為20mm，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長(zhǎng)為55mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故=2\*ROMANII段長(zhǎng)：L2=（2+20+16+55）=93mm=3\*ROMANIII段直徑d3=35mmL3=L1-L=50-2=48mmⅣ段直徑d4=45mm由手冊(cè)得：c=1.5h=2c=2×1.5=3mmd4=d3+2h=35+2×3=41mm長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即L4=20mm但此段左面的滾動(dòng)軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊(cè)得安裝尺寸h=3.該段直徑應(yīng)?。海?0+3×2）=36mm因此將Ⅳ段設(shè)計(jì)成階梯形，左段直徑為36mmⅤ段直徑d5=30mm.長(zhǎng)度L5=19mm由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L=100mm(3)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算①求分度圓直徑：已知d1=50mm②求轉(zhuǎn)矩：已知T2=50021.8N·mm③求圓周力：Ft根據(jù)課本P127（6-34）式得Ft=2T2/d2=50021.8/50=1000.436N④求徑向力Fr根據(jù)課本P127（6-35）式得Fr=Ft·tanα=1000.436×tan200=364.1N⑤因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱(chēng)，所以：LA=LB=50mm(1)繪制軸受力簡(jiǎn)圖（如圖a）（2）繪制垂直面彎矩圖（如圖b）軸承支反力：FAY=FBY=Fr/2=182.05NFAZ=FBZ=Ft/2=500.2N由兩邊對(duì)稱(chēng)，知截面C的彎矩也對(duì)稱(chēng)。截面C在垂直面彎矩為MC1=FAyL/2=182.05×50=9.1N·m(3)繪制水平面彎矩圖（如圖c）截面C在水平面上彎矩為：MC2=FAZL/2=500.2×50=25N·m(4)繪制合彎矩圖（如圖d）MC=(MC12+MC22)1/2=(9.12+252)1/2=26.6N·m(5)繪制扭矩圖（如圖e）轉(zhuǎn)矩：T=9.55×（P2/n2）×106=48N·m(6)繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖f）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪文治武功力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取α=1，截面C處的當(dāng)量彎矩：Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[26.62+(1×48)2]1/2=54.88N·m(7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度由式（6-3）σe=Mec/0.1d33=99.6/0.1×413=14.5MPa<[σ-1]b=60MPa∴該軸強(qiáng)度足夠。輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度（217~255HBS）根據(jù)課本P235頁(yè)式（10-2），表（10-2）取c=115d≥c(P3/n3)1/3=115(2.168/76.4)1/3=35.08mm取d=35mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸的零件定位，固定和裝配單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱(chēng)分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過(guò)渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過(guò)渡配合或過(guò)盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。（2）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度初選7207c型角接球軸承，其內(nèi)徑為35mm，寬度為17mm。考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長(zhǎng)為20mm，則該段長(zhǎng)41mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度為輪轂寬度為2mm。(3)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算①求分度圓直徑：已知d2=300mm②求轉(zhuǎn)矩：已知T3=271N·m③求圓周力Ft：根據(jù)課本P127（6-34）式得Ft=2T3/d2=2×271×103/300=1806.7N④求徑向力Fr根據(jù)課本P127（6-35）式得Fr=Ft·tanα=1806.7×0.36379=657.2N⑤∵兩軸承對(duì)稱(chēng)∴LA=LB=49mm(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2=657.2/2=328.6NFAZ=FBZ=Ft/2=1806.7/2=903.35N(2)由兩邊對(duì)稱(chēng)，書(shū)籍截C的彎矩也對(duì)稱(chēng)截面C在垂直面彎矩為MC1=FAYL/2=328.6×49=16.1N·m(3)截面C在水平面彎矩為MC2=FAZL/2=903.35×49=44.26N·m(4)計(jì)算合成彎矩MC=（MC12+MC22）1/2=（16.12+44.262）1/2=47.1N·m(5)計(jì)算當(dāng)量彎矩：根據(jù)課本P235得α=1Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[47.12+(1×271)2]1/2=275.06N·m(6)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度由式（10-3）σe=Mec/（0.1d）=275.06/(0.1×453)=1.36Mpa<[σ-1]b=60Mpa∴此軸強(qiáng)度足夠七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命16×365×8=48720小時(shí)1、計(jì)算輸入軸承（1）已知nⅡ=458.2r/min兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N初先兩軸承為角接觸球軸承7206AC型根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N(2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端FA1=FS1=315.1NFA2=FS2=315.1N(3)求系數(shù)x、yFA1/FR1=315.1N/500.2N=0.63FA2/FR2=315.1N/500.2N=0.63根據(jù)課本P263表（11-8）得e=0.68FA1/FR1<ex1=1FA2/FR2<ex2=1y1=0y2=0(4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)課本P263表（11-9）取fP=1.5根據(jù)課本P262（11-6）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N(5)軸承壽命計(jì)算∵P1=P2故取P=750.3N∵角接觸球軸承ε=3根據(jù)手冊(cè)得7206AC型的Cr=23000N由課本P264（11-10c）式得LH=16670/n(ftCr/P)ε=16670/458.2×(1×23000/750.3)3=1047500h>48720h∴預(yù)期壽命足夠2、計(jì)算輸出軸承(1)已知nⅢ=76.4r/minFa=0FR=FAZ=903.35N試選7207AC型角接觸球軸承根據(jù)課本P265表（11-12）得FS=0.063FR,則FS1=FS2=0.63FR=0.63×903.35=569.1N(2)計(jì)算軸向載荷FA1、FA2∵FS1+Fa=FS2Fa=0∴任意用一端為壓緊端，1為壓緊端，2為放松端兩軸承軸向載荷：FA1=FA2=FS1=569.1N(3)求系數(shù)x、yFA1/FR1=569.1/903.35=0.63FA2/FR2=569.1/930.35=0.63根據(jù)課本P263表（11-8）得：e=0.68∵FA1/FR1<e∴x1=1y1=0∵FA2/FR2<e∴x2=1y2=0(4)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P1、P2根據(jù)表（11-9）取fP=1.5根據(jù)式（11-6）得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×903.35)=1355NP2=fP(x2FR2+y2FA2)=1.5×(1×903.35)=1355N(5)計(jì)算軸承壽命LH∵P1=P2故P=1355ε=3根據(jù)手冊(cè)P717207AC型軸承Cr=30500N根據(jù)課本P264表（11-10）得：ft=1根據(jù)課本P264（11-10c）式得Lh=16670/n(ftCr/P)ε=16670/76.4×(1×30500/1355)3=2