機械設計課程設計說明書_電動絞車傳動裝置(更新版)

　　

【正文】 ???? 7）計算模數 mmmmZdm n 14c os11 ???? ?? 3．按齒根彎曲強度設計 由 參考文獻 [2]式（ 1017） 213212 c os []Fa San dFK T Y YYm Z???? ? ??? （ 1）確定計算參數 1）計算載荷系數 ?????? ?? FFvA KKKKK 2）根據縱向重合度，從參考文獻 [2]圖 1028 查得螺旋角影響系數 Y?= 3）計算當量齒數 o s93c o s o s23c o s33223311??????????ZZZZvv 4）查取齒型系數 由參考文獻 [2]表 105 查得 ?FaY ； 18 / 36 ?FaY 5）查取應力校正系數 由參考文獻 [2] 表 105 查得 ?SaY ； ?SaY 6）由參考文獻 [2]圖 1020c 查得小齒輪的彎曲疲勞極限1 500FE aMP? ? ，大齒輪的彎曲疲勞極限 2 380FE aMP? ? 7）由參考文獻 [2]圖 1018 ，查得彎曲疲勞壽命系數 ?FNK ， ?FNK ； 8）計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞許用應力 S=，由文獻 [2]式（ 1012）得 M P aM P aSKM P aM P aSKFEFNFFEFNF ][ ][222111?????????????? 9）計算大，小齒輪的 []Fa SaFYY?，并加以比較 0 1 5 1 5 7 7 8 9 ][0 1 2 8 2 8 5 7 ][222111????????FSaFaFSaFaYYYY?? 大齒輪的數值大 （ 2）設計計算 ? ? mmmmm n 9 9 1 5 1 5 14c o 5 0 2 23 ???? ?????? ? 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數 nm 大于由齒跟彎曲疲勞強度計算的法面模數，取 m=2，已可滿足彎曲強度。483213c o s 222c o s2211?????????????? （ 4）計算齒輪寬度 ?????? db d mm 圓整后取 mmB 452 ? ； mmB 501 ? 。于是由 2 14c os11 ?????nmdZ ? 取 1Z =22 2 ????? ZiZ ，取 2Z =121 4．幾何尺寸計算 （ 1）計算中心距 ? ? ? ? mmmmmZZa n 14c o s2 212122c o s2 21 ?? ????? ?? 將中心距圓整為 147。 3）試選小齒輪齒數 231?Z ，大齒輪齒數 2 ????? ZiZ ，取 1282 ?Z 4）選取螺旋角。 2）運輸機為一般工作機器，轉速不高，故選用 7 級精度（ GB1009588） 3）材料及熱處理： 選擇參考文獻 [2]表 101 小齒輪材料為 40Cr（調質），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調質），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 1 / 36 機械設計課程設計 說明書 設計項目： 電動絞車傳動裝置 學 號： 09**** 姓 名： 專 業： 機械設計制造及其自動化 指導老師： 2 / 36 目錄 ㈠ 電動機的選擇 ……………………………………………………… 3 ㈡ 傳動裝置的總傳動比及其分配 …………………………………… 4 ㈢ 計算傳動裝置的運動和動力參數 ………………………………… 5 ㈣ 齒輪零件的設計計算 ……………………………………………… 6 ⒈ 開式齒輪傳動 ........................................ 6 ⒉ 高速級齒輪傳動 ......................................10 ⒊ 低速級齒輪傳動 ………………………………………………… 15 ㈤ 軸的設計 …………………………………………………………… 19 ⒉ 高速軸的設計 ……………………………………………………………… 20 ⒉ 中速軸的設計 ……………………………………………………………… 23 ⒊ 低速軸的設計 ……………………………………………………………… 27 ㈥ 鍵的校核 …………………………………………………………… 29 ㈦ 軸承壽命的驗算 …………………………………………………… 31 ㈧ 潤滑與密封 ………………………………………………………… 35 ㈨ 設計小結 ………………………………………………………… 36 ㈩ 參考文獻 ………………………………………………………… 36 3 / 36 二 、 電動機的選擇 （ 1）選擇電動機類型 按工作要求用 Y型全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，電壓為380V。 1） 選用直齒輪圓柱齒輪傳動。 1）運輸機為一般工作機器，轉速不高，故選用 7 級精度（ GB1009588） 2）材料及熱處理： 由參考文獻 [2]表 101 選擇小齒輪材料為 40Cr（調質），硬度為280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調質），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算出的分度圓直徑 1d = 來計算應有的齒數。39。 按齒面接觸強度設計 按參考文獻 [2]式（ 1021）計算，即 2131 2 1 ()[]t HEtdHKT ZZud u?? ? ??? （ 1）確定公式內的各計算數值 1）試選 Kt= 2）由參考文獻 [2]圖 1030 選取區域系數 ZH= 3）由參考文獻 [2]表 107 選取齒寬系數 Φd=1 4）由參考文獻 [2]圖 1026 查得 2121 ????? ????? ????? 則， 5）小齒輪轉距 ?1T ??T 6 ）由由參考文 [2] 表 106 查得材料的彈性影響系數12EZ aMp? 7）由參考文獻 [2]圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 1 600HaMP? ? ；大齒輪的接觸疲勞強度極限lim 2 550HaMP? ? 取 mmmn 2? 3Z =31 4Z =125 mmd mmd ?? mma 161? 16 / 36 8）由參考文獻 [2]式（ 1013）計算應力循環次數 ? ?992911 ?????????????Nj L hnN 9 ）由參考文獻 [2] 圖 1019 查得接觸疲勞壽命系 21 ?? HNHN KK ， ； 10）計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1%，安全系數 S=1，由參考文獻 [2]式（ 1012）得 M P aM P aSK HNH 6 1 26 0 ][ 1l i m11 ????? ?? M P aM P aSK HNH ][ 2l i m22 ????? ?? M P aM P aHHH ][][][ 21 ????? ??? （ 2） 計算 1）試計算小齒輪分度圓直徑 1td ，有計算公式得 mmmmd t 0 5 8 94 3 7 231 ??????? ???? ???? 2）計算圓周速度 smsmndv t 0 0 060 0 0 060 1 ?? ???? ?? ?? 3）計算齒寬 b 及模數 ntm 8 8 2314c o s8 8 o s8 8 8 11111?????????????????hbmmmmmhmmmmZdmmmdbttttd? 4）計算縱向重合度 a a 1 ????????? ??? ? Zd mmB 691 ?mmB 642 ? 17 / 36 5）計算載荷系數 K 已知載荷平穩， 由參考文獻 [2]表 102 選取使用系數取 1AK? 根據 smv ? ， 7 級精度，由參考文獻 [2]圖 108 查得動載系數 ?vK ；由表 104 查得 HK? 的計算公式和直齒輪的相同 故 ??HK ； 由參考文獻 [2]圖 1013 查得 ? ? 由表 103 查得 ????。1914c o s 21 2 5c o s39。39。39。 3．軸的結構設計 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案，如圖 4。 4）已知高速級齒輪輪轂長 b=50mm,做成齒輪軸， 則mml 50??ⅥⅤ 。 12＋8＋56Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ ⅦR1.H7A B C D6R1. 6 R1. 6R1. 6H712＋8＋k6r6?42 36r6k6 圖 5 中速軸結構圖 2．初步確定軸的最小直徑 先按參考文獻 [2]式（ 152）初步估算軸的最小直徑。已知齒輪輪轂的寬度為 45m，為了使套筒可靠地壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取mml 43??ⅤⅣ ，齒輪左端采用軸肩定位，取 h=3mm，與小齒輪右端定位高度一樣。根據軸的計算簡圖做出軸的彎距圖和扭距圖（圖 6）。根據參考文獻 [2]表 153，取 1080 ?A ，于是得 mmmmnPAd 330m i n ????ⅢⅢ 可見低速軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處軸的直徑???d （圖 4）。 齒輪右端采用軸肩定位， 取 h=3mm, 則軸環處的直徑 mmd 57??ⅥⅤ ， 取mml 10??ⅥⅤ 。 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考參考文獻 [2]表 152，取軸端倒角為 ?? ，各軸肩處的圓角半徑見圖 7。齒輪，軸和鍵的材料 皆為 45 鋼，有輕微沖擊，由參考文獻 [2]表 62 查得許用擠壓應力 [ p? ]=120～ 150Mpa,取其平均值，[ p? ]=135Mpa。鍵的工作長度 l=Lb=76mm14 mm=62mm,鍵與齒輪鍵槽的接觸高度 k==? 10mm= [2]式（ 61）可得 M P aM P ak l dT pp 1 3 5][ 5 82102 33 ????? ????? ?? 八 .軸承壽命的驗算 (一 )高速軸上軸承的壽命校核 已知參數 m in1 4 4 0,3 4 4 rnNF a ?? ， hL h 3 8 4 0 083 0 082 ?????? 。因為 21 PP? ，所以按軸承 1 的受力大小校核 hh LhPCnL ???????????????????? 16257312082120xx44060 106010 310616 ? 故所選軸承滿足壽命要求。 (三 )低速軸上軸承的壽命校核 已知參數 rn ? ， hL h 3 8 4 0 083 0 082 ?????? 。 （二）密封： 防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止潤滑劑的漏失。 十一 .參考文獻 [1]金清肅，機械設計課程設計（第一版） [M].武漢：華中科技大學出版社， [2]濮良貴，紀名剛 .機械設計 (第八版 )[M].北京：高等教育出版社， [3]吳宗澤，機械設計使用手冊（第二版） .北京：化學工業出版社， [4]吳宗澤 ,羅圣國 .機械設計課程設計手冊 (第三版 ).北京 :高等教育出版社 , [5]龔溎義，羅圣國等 機械設計課程設計指導書 （第二版） [6]高金蓮， 工程圖學 （第二版）機械工業出版社 北京：高等教育出版社 [5]龔溎義，機械設計課程設計圖冊， （第三版） 北京：高等教育出版社