電動卷揚機傳動裝置設計第九

① 同軸式齒輪設計時小齒輪是否對稱

目錄第一部分設計任務書----------------------------------------------------------------3第二部分電傳動方案的分析與擬定---------------------------------------------------5第三部分電動機的選擇計算----------------------------------------------------------6第四部分各軸的轉速、轉矩計算------------------------------------------------------7第五部分聯軸器的選擇-------------------------------------------------------------9第六部分錐齒輪傳動設計---------------------------------------------------------10第七部分鏈傳動設計--------------------------------------------------------------12第八部分斜齒圓柱齒輪設計-------------------------------------------------------14第九部分軸的設計----------------------------------------------------------------17第十部分軸承的設計及校核-------------------------------------------------------20第十一部分高速軸的校核---------------------------------------------------------22第十二部分箱體設計---------------------------------------------------------------23第十三部分設計小結---------------------------------------------------------------24第一部分設計任務書1.1機械設計課程的目的機械設計課程設計是機械類專業和部分非機械類專業學生第一次較全面的機械設計訓練，是機械設計和機械設計基礎課程重要的綜合性與實踐性教學環節。其基本目的是：(1)通過機械設計課程的設計，綜合運用機械設計課程和其他有關先修課程的理論，結合生產實際知識，培養分析和解決一般工程實際問題的能力，並使所學知識得到進一步鞏固、深化和擴展。(2)學習機械設計的一般方法，掌握通用機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設計原理和過程。(3)進行機械設計基本技能的訓練，如計算、繪圖、熟悉和運用設計資料（手冊、圖冊、標准和規范等）以及使用經驗數據，進行經驗估算和數據處理等。1.2機械設計課程的內容選擇作為機械設計課程的題目，通常是一般機械的傳動裝置或簡單機械。課程設計的內容通常包括：確定傳動裝置的總體設計方案；選擇電動機；計算傳動裝置的運動和動力參數；傳動零件、軸的設計計算；軸承、聯軸器、潤滑、密封和聯接件的選擇及校核計算；箱體結構及其附件的設計；繪制裝配工作圖及零件工作圖；編寫設計計算說明書。在設計中完成了以下工作：①減速器裝配圖1張（A0或A1圖紙）；②零件工作圖2～3張（傳動零件、軸、箱體等）；③設計計算說明書1份，6000～8000字。1.3機械設計課程設計的步驟機械設計課程設計的步驟通常是根據設計任務書，擬定若干方案並進行分析比較，然後確定一個正確、合理的設計方案，進行必要的計算和結構設計，最後用圖紙表達設計結果，用設計計算說明書表示設計依據。機械設計課程設計一般可按照以下所述的幾個階段進行：1．設計准備①分析設計計劃任務書，明確工作條件、設計要求、內容和步驟。②了解設計對象，閱讀有關資料、圖紙、觀察事物或模型以進行減速器裝拆試驗等。③浮系課程有關內容，熟悉機械零件的設計方法和步驟。④准備好設計需要的圖書、資料和用具，並擬定設計計劃等。2．傳動裝置總體設計①確定傳動方案——圓柱齒輪傳動，畫出傳動裝置簡圖。②計算電動機的功率、轉速、選擇電動機的型號。③確定總傳動比和分配各級傳動比。④計算各軸的功率、轉速和轉矩。3．各級傳動零件設計①減速器內的傳動零件設計（齒輪傳動）。4．減速器裝配草圖設計①選擇比例尺，合理布置試圖，確定減速器各零件的相對位置。②選擇聯軸器，初步計算軸徑，初選軸承型號，進行軸的結構設計。③確定軸上力作用點及支點距離，進行軸、軸承及鍵的校核計算。④分別進行軸系部件、傳動零件、減速器箱體及其附件的結構設計。5．減速器裝配圖設計①標注尺寸、配合及零件序號。②編寫明細表、標題欄、減速器技術特性及技術要求。③完成裝配圖。6．零件工作圖設計①軸類零件工作圖。②齒輪類零件工作圖。③箱體類零件工作圖。第一部分題目及要求卷揚機傳動裝置的設計1．設計題目設計一卷揚機的傳動裝置。傳動裝置簡圖如下圖所示。（1）卷揚機數據卷揚機繩牽引力F(N)、繩牽引速度v(m/s)及捲筒直徑D(mm)見附表。（2）工作條件用於建築工地提升物料，空載啟動，連續運轉，三班制工作，工作平穩。（3）使用期限工作期限為十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小時，檢修期間隔為三年。（4）產批量及加工條件小批量生產，無鑄鋼設備。2．設計任務1）確定傳動方案；2）選擇電動機型號；3）設計傳動裝置；4）選擇聯軸器。3．具體作業1）減速器裝配圖一張；2）零件工作圖二張（大齒輪，輸出軸）；3）設計說明書一份。4．數據表牽引力F/N121087牽引速度v/(m/s)0.3，0.40.3，0.4，0.5，0.6捲筒直徑D/mm470，500420，430，450，470，500430，450，500440，460，480卷揚機傳動裝置的設計5．設計題目設計一卷揚機的傳動裝置。傳動裝置簡圖如下圖所示。（1）卷揚機數據卷揚機繩牽引力F(N)、繩牽引速度v(m/s)及捲筒直徑D(mm)見附表。（2）工作條件用於建築工地提升物料，空載啟動，連續運轉，三班制工作，工作平穩。（5）使用期限工作期限為十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小時，檢修期間隔為三年。（6）產批量及加工條件小批量生產，無鑄鋼設備。6．設計任務1）確定傳動方案；2）選擇電動機型號；3）設計傳動裝置；4）選擇聯軸器。7．具體作業1）減速器裝配圖一張；2）零件工作圖二張（大齒輪，輸出軸）；3）設計說明書一份。8．數據表牽引力F/N121087牽引速度v/(m/s)0.3，0.40.3，0.4，0.5，0.6捲筒直徑D/mm470，500420，430，450，470，500430，450，500440，460，480第二部分傳動方案的分析與擬定確定總傳動比:由於Y系列三相非同步電動機的同步轉速有750,1000,1500和3000r/min四種可供選擇.根據原始數據,得到卷揚機捲筒的工作轉速為按四種不同電動機計算所得的總傳動比分別是:電動機同步轉速750100015003000系統總傳動比32.7143.6165.42130.83確定電動機轉速:綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格以及總傳動比，750轉的低速電動機傳動比雖小，但電動機極數大價格高，故不可取。3000轉的電動機重量輕，價格便宜，但總傳動比大，傳動裝置外廓尺寸大，製造成本高，結構不緊湊，也不可取。剩下兩種相比，如為使傳動裝置結構緊湊，選用1000轉的電動機較好；如考慮電動機重量和價格，則應選用1500轉的電動機。現選用1500轉的電動機，以節省成本。確定傳動方案：驗算：通常V帶傳動的傳動比常用范圍為，二級圓柱齒輪減速器為，則總傳動比的范圍為，因此能夠滿足以上總傳動比為65.42的要求。第三部分電動機的選擇計算1、確定電動機類型按工作要求和條件,選用Y系列籠型三相非同步電動機,封閉式結構。2、確定電動機的功率工作機的功率KW效率的選擇：1．V帶傳動效率：η1=0.962．7級精度圓柱齒輪傳動：η2=0.983．滾動軸承：η3=0.994．彈性套柱銷聯軸器：η4=0.995．傳動滾筒效率：η5=0.96傳動裝置總效率為工作機所需電動機功率kw因載荷平穩，電動機額定功率略大於即可。由Y系列電動機技術數據，選電動機的額定功率為7.5kw，結合其同步轉速，選定電動機的各項參數如下：取同步轉速：1500r/min——4級電動機型號：Y132M-4額定功率：7.5kW滿載功率：1440r/min堵轉轉矩/額定轉矩：2.2最大轉矩/額定轉矩：2.2第四部分確定傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比1、確定總傳動比2、分配各級傳動比取V帶傳動的傳動比，則減速器的傳動比為取兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比則低速級的傳動比第五部分運動參數及動力參數計算0軸（電動機軸）：P0=Pd=7.2kWn0=nm=1440r/minT0=9550×()=N•m1軸（高速軸）：P1=P0η1=kWn1==r/minT1=9550×()=N•m2軸（中間軸）：P2=P1η2η3=kWn2=r/minT2=9550×()=N•m3軸（低速軸）：P3=P2η2η3=kWn3=r/minT3=9550×()=N•m4軸（輸出軸）：P4=P3η3η4=kWn4=r/minT4=9550×()=N•m輸出軸功率或輸出軸轉矩為各軸的輸入功率或輸入轉矩乘以軸承效率(0.99），即P』=0.99P軸名功率P(kW)轉矩T(N•m)轉速n(r/min)傳動比i效率η輸入輸出輸入輸出電動機軸7.2047.7514403.80.961軸6.913.047155.91154.35378.954.8090.972軸6.702.896811.99803.8378.803.4350.973軸6.502.7532705.972678.9122.9410.98輸出軸6.372.5902651.852625.3322.94第六部分傳動零件的設計計算高速級斜齒圓柱齒輪設計材料選擇：小齒輪40Cr（調質）硬度280HBs；大齒輪45#鋼（調質）硬度240HBs；（硬度差40HBs）七級精度，取Z1=21，Z2=＝4.809×21=100.989，取Z2＝101，初選螺旋角β=14°，按齒輪面接觸強度設計：1)試選載荷系數Kt=1.62)由動力參數圖，小齒輪傳遞的轉矩3）由表10－7（機械設計）選取齒寬系數4）由表10－6查得材料的彈性影響系數5）由圖10－21d按齒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；6）由式10-13計算應力循環次數7）由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數；8）計算接觸疲勞許用應力取失效概率為1％，安全系數S=1,由式（10-12）得9）由圖10-26（機械設計）得εα1=0.76εα2=0.86則端面重合度10）由圖10-30選取區域系數ZH=2.43311）計算許用接觸應力=12）計算：試算小齒輪分度圓直徑，由計算公式得計算圓周速度計算齒寬b及模數=1×60.59=60.59mmmnt==mmh=2.25mnt=mm計算縱向重合度縱向重合度=0.318×φdZ1tanβ=計算載荷系數K已知，KA=1，取Kv=1.05（由圖10-8查得），由表10-4查得的計算公式∴KHβ=1.15+0.18(1+0.6φd2)+0.23×10-3×60.59=1.45由圖10-13，得KFβ=1.4由表10-3，得∴K=KA•Kv•KHα•KHβ=1×1.05×1.3×1.45=1.98按實際得載荷系數校正所算得德分度圓直徑，由試（10-10a）得計算模數mn==13）按齒根彎曲強度設計由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限；由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數；計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數S＝1.4，由式10-12得計算載荷系數K=KA•Kv•KFα•KFβ=1×1.05×1.3×1.4=1.91根據縱向重合度εβ=1.6650，由圖10-28，查得螺旋角影響系數Yβ=0.88計算當量齒數=22.9883查取齒形系數由表10-5查得YFα1=2.69，YFα2=2.20，查取應力校正系數由表10-5查得YSα1=1.56，YSα2=1.79計算大、小齒輪的並加以比較大齒輪的數值較大。設計計算經園整，mn=2mm∵，∴mn=2.5mmZ1==，取Z1=25，Z2=120幾何尺寸計算：中心距a=經園整，a=187mm修正螺旋角，=∵β變動不大，∴εα、εβ、ZH無需修正。計算大、小齒輪的分度直徑mmmm計算齒輪寬度b=φdd1=mm園整後，B2=65mm，B1=70mmda1=d1+2ha1=69.48da2=d2+2ha2=315.08df1=d1-2hf1=49.48df2=d2-2hf2=305.08第九部分軸的設計1)高速軸：初定最小直徑，選用材料45#鋼，調質處理。取A0=112（下同）則dmin=A0=mm∵最小軸徑處有鍵槽∴dmin』=1.07dmin=17.72mm∵最小直徑為安裝聯軸器外半徑，取KA=1.7，同上所述已選用TL4彈性套柱聯軸器，軸孔半徑d=20mm∴取高速軸的最小軸徑為20mm。由於軸承同時受徑向和軸向載荷，故選用單列圓錐滾子軸承按國標T297-94選取30206。D×d×T=17.25mm∴軸承處軸徑d=30mm高速軸簡圖如下：2)取l1=38+46=84mm，l3=72mm，取擋圈直徑D=28mm，取d2=d4=25mm，d3=30mm，l2=l4=26.5mm，d1=d5=20mm。齒輪輪轂寬度為46mm，取l5=28mm。聯軸器用鍵：園頭普通平鍵。b×h=6×6，長l=26mm齒輪用鍵：同上。b×h=6×6，長l=10mm，倒角為2×45°3)中間軸：中間軸簡圖如下：初定最小直徑dmin==22.1mm選用30305軸承，d×D×T=25×62×18.25mm∴d1=d6=25mm，取l1=27mm，l6=52mml2=l4=10mm，d2=d4=35mm，l3=53mmd3=50mm，d5=30mm，l5=1.2×d5=36mm齒輪用鍵：園頭普通鍵：b×h=12×8，長l=20mm4)低速軸：低速軸簡圖如下：初定最小直徑：dmin==34.5mm∵最小軸徑處有鍵槽∴dmin』=1.07dmin=36.915mm取d1=45mm，d2=55mm，d3=60mm，d4=d2=55mmd5=50mm，d6=45mm，d7=40mm；l1=45mm，l2=44mm，l3=6mm，l4=60mm，l5=38mm，l6=40mm，l7=60mm齒輪用鍵：園頭普通鍵：b×h=16×6，長l=36mm選用30309軸承：d×D×T=40×90×25.25mm；B=23mm；C=20mm

② 急求 二級直齒圓錐齒輪減速器的課程設計，還有裝配圖。。

機械設計課程設計計算說明書

設計題目：二級展開式圓柱齒輪減速器

設計者： 張廣義

指導教師： 於振文

09 年 06 月 26 日

機械設計課程設計任務書
班級： 07機械製造與自動化 姓名：張廣義
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設計題目：設計電動卷揚機傳動裝置

原始數據：
運輸帶工作拉力F=12kN；8.5
運輸帶工作速度ν=16m/min；21.5
捲筒直徑 D=230mm 310

工作條件：
連續單向運轉，工作時有輕微振動，使用期限8年，小批量生產，單班制工作，運輸帶速度允許誤差±5% 。

設計工作量：
1、減速器裝配圖1張；
2、零件工作圖2—3張；
3、設計說明書1份。
（本任務書編入說明書首頁）

減速器設計說明書

設計參數：
1、 運輸帶工作拉力: F=8.5KN；
2、 運輸帶工作速度: ；
3、 滾筒直徑： ；
4、 滾筒工作效率： ；
5、 工作壽命：8年單班制工作，所以， ；
6、 工作條件：連續單向運轉，工作時有輕微振動。

傳動裝置設計：
一、傳動方案：展開式二級圓柱齒輪減速器。
二、選擇電機：
1、 類型：Y系列三相非同步電動機；
2、 型號：
工作機所需輸入功率： ;
電機所需功率： ;3.47
其中， 為滾筒工作效率，0.96
為高速級聯軸器效率，0.98
為兩級圓柱齒輪減速器效率，0.95
為高速級聯軸器效率，0.98
電機轉速 選：1000 ；
所以查表選電機型號為：Y132M1-6
電機參數：
額定功率： 4KW
滿載轉速： ＝960
電機軸直徑：
三、 傳動比分配：
（ ）
其中： 為高速級傳動比， 為低速級傳動比，且 ，
取 ，則有： ；
四、傳動裝置的運動和動力參數
1、 電機軸： ；
；
；
2、 高速軸： ；
；
；
3、 中間軸： ；
；
；
4、低速軸： ；
；
；
5、工作軸： ；
；
；
傳動零件設計：
一、齒輪設計（課本p175）
高速級（斜齒輪）：
設計參數：

1、選材：
大齒輪：40Cr，調質處理，硬度300HBS；
小齒輪：40Cr，表面淬火，硬度40~50HRC。
2、確定許用應力：
1）許用接觸應力：

而：

因為 ，所以，只需考慮 。
對於調質處理的齒輪， 。
；
查表（HBS為300）有循環基數 ，故， ，所以， 。

2）許用彎應力：

查表有：

取 ，單向傳動取 ，因為，
所以取 ，則有：

3）齒輪的工作轉矩：

4）根據接觸強度，求小齒輪分度圓直徑：

其中， （鋼制斜齒輪）， 。

所以，取 ，則有

5）驗算接觸應力：

其中，取

而，齒輪圓周速度為：
故， （7級精度），
所以，最終有，
6）驗算彎曲應力：

其中， （x=0）

，所以應驗算小齒輪的彎曲應力

低速級（直齒輪）：
設計參數：

1、選材：
大齒輪：40Cr，調質處理，硬度300HBS；
小齒輪：40Cr，表面淬火，硬度40~50HRC。
2、確定許用應力：
1）許用接觸應力：

而：

因為 ，所以，只需考慮 。
對於調質處理的齒輪， 。
；
查表（HBS為300）有循環基數 ，故， ，所以， 。

2）許用彎應力：

查表有：

取 ，單向傳動取 ，因為，
所以取 ，則有：

3）齒輪的工作轉矩：

4）根據接觸強度，求小齒輪分度圓直徑：

其中， （鋼制直齒輪）， 。
=119.1mm
所以，取 ，則有

5）驗算接觸應力：

其中，取
（直齒輪），
而，齒輪圓周速度為：
故， （7級精度），
所以，最終有，
6）驗算彎曲應力：

其中， （x=0）

，所以應驗算大齒輪的彎曲應力

所以，計算得齒輪的參數為：

高速級 大 379.2 2 160 213.32 45
1 0.25

小 41 20 50
低速級 大 380 2.5 152 225 95 －
小 70 28 100

二、聯軸器選擇
高速級： ，電機軸直徑： ，所以，選擇 ；
低速級： 所以，選擇 ；
三、初算軸徑
（軸的材料均用45號鋼，調質處理）
高速軸： ，（外伸軸，C=107），根據聯軸器參數選擇 ；
中間軸： ，（非外伸軸，C=118），具體值在畫圖時確定；
低速軸： ，（外伸軸，C=107），根據聯軸器參數選擇 。
四、軸承的潤滑方式選擇：
高速級齒輪的圓周速度為：
所以，軸承採用油潤滑。高速級小齒輪處用擋油板。
五、 箱體的結構尺寸：（機械設計課程設計手冊p173）
箱座壁厚： ，而 ，
所以，取 。
箱蓋壁厚： ，所以，取 。
箱座、箱蓋、箱底座凸緣的厚度：
箱座、箱蓋的肋厚：
軸承旁凸台的半徑：
軸承蓋外徑： （其中，D為軸承外徑， 為軸承蓋螺釘的直徑）。
中心高：
取： ；
地腳螺釘的直徑： （因為： ）；數目：6。
軸承旁聯接螺栓的直徑： ；
箱蓋、箱座聯接螺栓的直徑：
軸承蓋螺釘的直徑： 數目：4；
窺視孔蓋板螺釘的直徑： 。
至箱外壁的距離：
至凸緣邊緣的距離： 。
外箱壁到軸承座端面的距離： 。
齒輪頂圓與內箱壁距離： ，取： 。
齒輪端面與內箱壁距離： ，取： 。
六、初選軸承：
高速軸：205， ；
中間軸：307, ；
低速軸：212, ；
軸承端蓋外徑：
高速軸： ;
中間軸： ；
低速軸：
七、軸的強度核算：
軸所受的力：
高速級： ;
;
。
低速級： ；
；
軸的受力分析：
高速軸：

由力平衡有：

受力如圖：
；
；

；

選材為45號鋼調質處理，所以
查表有：

；
；
所以，危險截面為截面C
；
而此處 ，
所以，此處滿足強度要求，安全。

中間軸：

由力平衡有：

受力如圖：
；
；
；
；
可見B處受力更大，

；
選材為45號鋼調質處理，所以
查表有：

；
；
所以，危險截面為截面B
；
而此處 ，所以，此處滿足強度要求，安全。

低速軸：

由力平衡有：

受力如圖：
；

選材為45號鋼調質處理，所以查表有：

；
；

所以，危險截面為截面B
；
而此處 ，
所以，此軸滿足強度要求，安全。

八、軸承使用壽命計算：（ ）
高速軸：
選用205，則有： 。
計算步驟和結果如下：
計算項目 計算結果

0.0317

0.225

1.1

942.2N
，

結論 （滿足壽命要求）

中間軸： ；
選用306，則有： 。
計算步驟和結果如下：
計算項目 計算結果

0.015

0.192

1.1

1727N
，

結論 （滿足壽命要求）

低速軸：選用2 209，則有： 。
徑向當量動負荷 ;
徑向當量靜負荷 ；
所以， 。
九、齒輪詳細參數：
高速級大齒輪：
；
；
； ；
；
；
低速級大齒輪：
；
；
；
；
；
；

③ 機械設計課程設計的圖書目錄

第一部分 機械設計課程設計基礎知識
第1章 概述 （1）
1.1 課程設計的目的、內容和任務 （1）
1.2 課程設計的一般步驟 （2）
1.3 課程設計中應正確對待的幾個問題 （3）
第2章 機械傳動系統的總體設計 （4）
2.1 擬定傳動系統方案 （4）
2.2 原動機類型與參數的選擇 （6）
2.2.1 選擇電動機的類型和結構形式 （7）
2.2.2 選擇電動機的容量 （7）
2.2.3 確定電動機的轉速 （8）
2.3 機械傳動系統的總傳動比及各級傳動比的分配 （8）
2.3.1 傳動比分配的一般原則 （8）
2.3.2 傳動比分配的參考數據 （9）
2.4 機械傳動系統運動和動力參數的計算 （10）
2.5 機械傳動系統的總體設計示例 （11）
第3章 減速器的構造、潤滑及密封 （15）
3.1 減速器的類型、特點及應用 （15）
3.2 減速器的結構 （17）
減速器的箱體結構 （17）
3.3 減速器的潤滑 （20）
3.3.1 齒輪和蝸桿傳動的潤滑 （20）
3.3.2 滾動軸承的潤滑 （23）
3.4 減速器的密封 （25）
3.4.1 軸端的密封 （25）
3.4.2 軸承室內側的密封 （26）
3.4.3 其他處的密封 （27）
3.5 減速器的附件 （27）
第4章 傳動零件設計計算 （29）
4.1 外傳動零件設計 （29）
4.2 內傳動零件設計計算 （31）
第5章 減速器裝配草圖的設計 （38）
5.1 減速器裝配工作圖設計概述 （38）
5.2 初繪減速器裝配草圖 （39）
5.3 軸、軸承的校核計算 （44）
5.4 完成減速器裝配草圖設計 （45）
第6章 減速器零件工作圖設計 （59）
6.1 零件工作圖的基本要求 （59）
6.2 軸零件工作圖設計 （60）
6.3 齒輪類零件工作圖設計 （61）
6.4 箱體零件工作圖設計 （63）
6.5 減速器附件設計 （68）
第7章 減速器裝配工作圖設計 （73）
7.1 對減速器裝配工作圖視圖的要求 （73）
7.2 減速器裝配圖內容 （73）
第8章 設計計算說明書編寫及答辯 （78）
8.1 設計計算說明書的要求 （78）
8.2 設計計算說明書的內容 （78）
8.3 設計計算說明書的書寫格式 （79）
8.4 課程設計答辯 （81）
8.4.1 課程設計總結 （81）
8.4.2 課程設計答辯目的、准備工作與問題題目 （82）
第9章 設計題目 （86）
9.1 設計帶式輸送機的動力和傳動裝置部分 （86）
9.2 設計螺旋輸送機的動力和傳動裝置部分 （88）
9.3 設計卷揚機的動力和傳動裝置部分 （90）
9.4 設計NGW行星齒輪減速器 （91）
第二部分 機械設計課程設計常用標准和規范
第10章 常用數據和一般標准 （93）
10.1 常用數據 （93）
10.1.1 常用材料的密度（表10-1） （93）
10.1.2 常用材料的彈性模量及泊松比（表10-2） （94）
10.1.3 金屬材料熔點、熱導率及比熱容（表10-3） （94）
10.1.4 常用材料的線膨脹系數（表10-4） （94）
10.1.5 常用材料極限強度的近似關系（表10-5） （95）
10.1.6 硬度值對照表（表10-6） （95）
10.1.7 常用標准代號（表10-7） （96）
10.1.8 常用法定計量單位及換算（表10-8） （96）
10.1.9 常用材料的摩擦系數（表10-9，表10-10） （97）
10.1.10 機械傳動和軸承的效率概略值和傳動比范圍（表10-11，表10-12） （98）
10.1.11 希臘字母（表10-13） （99）
10.2 一般標准 （100）
10.2.1 圖樣比例、幅面及格式（表10-14，表10-15） （100）
10.2.2 裝配圖中零部件序號及編排方法 （101）
10.2.3 優先數系和標准尺寸（表10-16） （102）
10.2.4 中心孔（表10-17，表10-18） （103）
10.2.5 軸肩與軸環尺寸（表10-19） （104）
10.2.6 零件倒圓與倒角（表10-20） （105）
10.2.7 砂輪越程槽（表10-21） （105）
10.2.8 退刀槽、齒輪加工退刀槽（表10-22，表10-23，表10-24） （106）
10.2.9 刨削、插削越程槽（表10-25） （107）
10.2.10 齒輪滾刀外徑尺寸（表10-26） （108）
10.2.11 錐度與錐角系列（表10-27） （108）
10.2.12 機器軸高和軸伸（表10-28～表10-31） （109）
10.2.13 鑄件最小壁厚和最小鑄孔尺寸（表10-33，表10-34，表10-35） （113）
10.2.14 鑄造過度斜度與鑄造斜度（表10-36，表10-37） （115）
10.2.15 鑄造內圓角（表10-38） （115）
10.2.16 鑄造外圓角（表10-39） （116）
10.2.17 焊接符號及應用示例（表10-40，表10-41） （117）
第11章 機械工程材料 （119）
11.1 黑色金屬材料 （119）
11.1.1 灰鑄鐵（表11-1） （119）
11.1.2 球墨鑄鐵（表11-2） （120）
11.1.3 鑄鋼（表11-3） （121）
11.1.4 普通碳素結構（表11-4） （122）
11.1.5 優質碳素結構鋼（表11-5） （122）
11.1.6 合金結構鋼（表11-6） （125）
11.2 有色金屬材料 （127）
11.2.1 鑄造銅合金（表11-7） （127）
11.2.2 鑄造鋁合金（表11-8） （129）
11.2.3 鑄造軸承合金（表11-9） （131）
11.3 型鋼與型材 （132）
11.3.1 冷軋鋼板和鋼帶 （132）
11.3.2 熱軋鋼板 （134）
11.3.3 熱軋圓鋼（表11-25） （138）
11.3.4 冷拉圓鋼、方鋼、六角鋼（表11-26） （140）
11.3.5 熱軋等邊角鋼（表11-27） （141）
11.3.6 熱軋不等邊角鋼（表11-28） （144）
11.3.7 熱軋槽鋼（表11-29） （148）
11.3.8 熱軋L形鋼（表11-30） （149）
11.3.9 熱軋工字鋼（表11-31） （150）
第12章 電動機 （152）
12.1 Y系列三相非同步電動機 （152）
12.2 YZR、YZ系列冶金及起重用三相非同步電動機 （165）
第13章 連接件和緊固件 （170）
13.1 螺紋 （170）
13.2 螺栓 （173）
13.3 螺柱 （177）
13.4 螺釘 （178）
13.5 螺母 （183）
13.6 墊圈 （185）
13.7 螺紋零件的結構要素 （187）
13.8 擋圈 （190）
13.9 鍵連接 （194）
13.10 銷連接 （197）
第14章 聯軸器與離合器 （199）
14.1 聯軸器 （199）
14.1.1 常用聯軸器的類型選擇 （199）
14.1.2 常用聯軸器 （200）
14.2 離合器 （210）
14.2.1 機械離合器的類型選擇（表14-10） （210）
14.2.2 簡易傳動矩形牙嵌式離合器（表14-11） （211）
第15章 滾動軸承 （212）
15.1 常用滾動軸承 （212）
15.2 滾動軸承的配合和游隙 （224）
15.2.1 滾動軸承與軸和外殼的配合 （224）
15.2.2 滾動軸承的游隙要求 （228）
第16章 公差配合、幾何公差、表面粗糙度 （231）
16.1 極限與公差、配合 （231）
16.1.1 術語和定義 （231）
16.1.2 標准公差等級 （232）
16.1.3 公差帶的選擇 （234）
16.1.4 配合的選擇 （235）
16.2 幾何公差 （247）
16.2.1 術語和定義 （247）
16.2.2 幾何公差的類別和符（代）號 （248）
16.2.3 幾何公差的注出公差值及應用舉例 （249）
16.3 表面粗糙度 （253）
16.3.1 評定表面粗糙度的參數及其數值系列 （253）
16.3.2 表面粗糙度的符號及標注方法 （253）
16.3.3 不同加工方法可達到的表面粗糙度（表16-19） （255）
第17章 齒輪、蝸桿傳動精度 （258）
17.1 漸開線圓柱齒輪精度 （258）
17.1.1 定義與代號 （258）
17.1.2 等級精度及其選擇 （259）
17.1.3 極限偏差（表17-6） （260）
17.2 圓錐齒輪精度 （264）
17.2.1 錐齒輪、齒輪副誤差及側隙的定義和代號 （264）
17.2.2 精度等級 （266）
17.2.3 公差組與檢驗項目 （266）
17.2.4 齒輪副側隙 （271）
17.2.5 圖樣標注 （274）
17.2.6 錐齒輪的齒坯公差 （275）
17.3 圓柱蝸桿、蝸輪的精度 （276）
17.3.1 蝸桿、蝸輪、蝸桿副術語定義和代號 （276）
17.3.2 精度等級和公差組 （278）
17.3.3 蝸桿、蝸輪及傳動的公差 （279）
17.3.4 蝸桿傳動的側隙 （282）
17.3.5 齒坯公差和蝸桿、蝸輪的表面粗糙度 （284）
17.3.6 圖樣標注 （285）
第18章 潤滑與密封 （287）
18.1 潤滑劑 （287）
18.2 潤滑裝置 （288）
18.2.1 間歇式潤滑常用的潤滑裝置 （288）
18.2.2 油標和油標尺 （290）
18.3 密封裝置 （292）
第三部分 減速器參考圖例
第19章 減速器裝配圖 （297）
第20章 減速器零件圖 （300）
參考文獻 （312）

④ 電動機卷揚機裝置設計是斜齒輪還是直齒輪

電動機卷揚機裝置設計是斜齒輪。斜齒輪轉動效率高，能耗小，對於能量的傳動能力強，直齒輪的磨損較大傳動效率小。電動機卷揚機裝置都設計為斜齒輪。直齒輪的磨損較大傳動效率小。

⑤ 卷揚機工作原理

卷揚機工作原理：
電機經減速機帶動鋼絲繩滾筒，收放鋼絲繩，通過不同的滑輪改變方向。工藝要求主要是滾筒轉速即鋼絲繩運動速度和制動系統的安全可靠性。卷揚機屬於較簡單的提升或牽引機械。
卷揚機（又叫絞車/電葫蘆），是用捲筒纏繞鋼絲繩或鏈條提升或牽引重物的輕小型起重設備。卷揚機可以垂直提升、水平或傾斜拽引重物。卷揚機分為手動卷揚機和電動卷揚機兩種。現在以電動卷揚機為主。

電動卷揚機是由電動機、傳動機構和捲筒或鏈輪組成，分鋼絲繩電動葫蘆和環鏈電動葫蘆兩種。

卷揚機可單獨使用，也可作起重、築路和礦井提升等機械中的組成部件，因操作簡單、繞繩量大、移置方便而廣泛應用。主要運用於建築、水利工程、林業、礦山、碼頭等的物料升降或平拖。

⑥ 如何確定軸的支點位置和傳動零 件上力的作用點

目 錄
第一部分 設計任務書----------------------------------------------------------------3第二部分 電傳動方案的分析與擬定---------------------------------------------------5第三部分 電動機的選擇計算----------------------------------------------------------6第四部分 各軸的轉速、轉矩計算------------------------------------------------------7第五部分 聯軸器的選擇-------------------------------------------------------------9第六部分 錐齒輪傳動設計---------------------------------------------------------10第七部分 鏈傳動設計--------------------------------------------------------------12第八部分 斜齒圓柱齒輪設計-------------------------------------------------------14第九部分 軸的設計----------------------------------------------------------------17第十部分 軸承的設計及校核-------------------------------------------------------20第十一部分 高速軸的校核---------------------------------------------------------22第十二部分 箱體設計---------------------------------------------------------------23第十三部分 設計小結---------------------------------------------------------------24

第一部分 設計任務書
1.1 機械設計課程的目的
機械設計課程設計是機械類專業和部分非機械類專業學生第一次較全面的機械設計訓練，是機械設計和機械設計基礎課程重要的綜合性與實踐性教學環節。其基本目的是：
(1) 通過機械設計課程的設計，綜合運用機械設計課程和其他有關先修課程的理論，結合生產實際知識，培養分析和解決一般工程實際問題的能力，並使所學知識得到進一步鞏固、深化和擴展。
(2) 學習機械設計的一般方法，掌握通用機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設計原理和過程。
(3) 進行機械設計基本技能的訓練，如計算、繪圖、熟悉和運用設計資料（手冊、圖冊、標准和規范等）以及使用經驗數據，進行經驗估算和數據處理等。

1.2 機械設計課程的內容
選擇作為機械設計課程的題目，通常是一般機械的傳動裝置或簡單機械。
課程設計的內容通常包括：確定傳動裝置的總體設計方案；選擇電動機；計算傳動裝置的運動和動力參數；傳動零件、軸的設計計算；軸承、聯軸器、潤滑、密封和聯接件的選擇及校核計算；箱體結構及其附件的設計；繪制裝配工作圖及零件工作圖；編寫設計計算說明書。
在設計中完成了以下工作：
① 減速器裝配圖1張（A0或A1圖紙）；
② 零件工作圖2～3張（傳動零件、軸、箱體等）；
③ 設計計算說明書1份，6000～8000字。

1.3 機械設計課程設計的步驟
機械設計課程設計的步驟通常是根據設計任務書，擬定若干方案並進行分析比較，然後確定一個正確、合理的設計方案，進行必要的計算和結構設計，最後用圖紙表達設計結果，用設計計算說明書表示設計依據。
機械設計課程設計一般可按照以下所述的幾個階段進行：
1．設計准備
① 分析設計計劃任務書，明確工作條件、設計要求、內容和步驟。
② 了解設計對象，閱讀有關資料、圖紙、觀察事物或模型以進行減速器裝拆試驗等。
③ 浮系課程有關內容，熟悉機械零件的設計方法和步驟。
④ 准備好設計需要的圖書、資料和用具，並擬定設計計劃等。
2．傳動裝置總體設計
① 確定傳動方案——圓柱齒輪傳動，畫出傳動裝置簡圖。
② 計算電動機的功率、轉速、選擇電動機的型號。
③ 確定總傳動比和分配各級傳動比。
④ 計算各軸的功率、轉速和轉矩。
3．各級傳動零件設計
① 減速器內的傳動零件設計（齒輪傳動）。
4．減速器裝配草圖設計
① 選擇比例尺，合理布置試圖，確定減速器各零件的相對位置。
② 選擇聯軸器，初步計算軸徑，初選軸承型號，進行軸的結構設計。
③ 確定軸上力作用點及支點距離，進行軸、軸承及鍵的校核計算。
④ 分別進行軸系部件、傳動零件、減速器箱體及其附件的結構設計。
5．減速器裝配圖設計
① 標注尺寸、配合及零件序號。
② 編寫明細表、標題欄、減速器技術特性及技術要求。
③ 完成裝配圖。
6．零件工作圖設計
① 軸類零件工作圖。
② 齒輪類零件工作圖。
③ 箱體類零件工作圖。

第一部分 題目及要求
卷揚機傳動裝置的設計
1． 設計題目
設計一卷揚機的傳動裝置。傳動裝置簡圖如下圖所示。
（1）卷揚機數據
卷揚機繩牽引力F(N)、繩牽引速度v(m/s)及捲筒直徑D(mm)見附表。
（2）工作條件
用於建築工地提升物料，空載啟動，連續運轉，三班制工作，工作平穩。
（3） 使用期限
工作期限為十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小時，檢修期間隔為三年。
（4） 產批量及加工條件
小批量生產，無鑄鋼設備。
2． 設計任務
1）確定傳動方案；
2）選擇電動機型號；
3）設計傳動裝置；
4）選擇聯軸器。
3． 具體作業
1）減速器裝配圖一張；
2）零件工作圖二張（大齒輪，輸出軸）；
3）設計說明書一份。
4． 數據表

牽引力F/N 12 10 8 7
牽引速度v/(m/s) 0.3，0.4 0.3，0.4，0.5，0.6
捲筒直徑D/mm 470，500 420，430，450，470，500 430，450，500 440，460，480

卷揚機傳動裝置的設計
5． 設計題目
設計一卷揚機的傳動裝置。傳動裝置簡圖如下圖所示。
（1）卷揚機數據
卷揚機繩牽引力F(N)、繩牽引速度v(m/s)及捲筒直徑D(mm)見附表。
（2）工作條件
用於建築工地提升物料，空載啟動，連續運轉，三班制工作，工作平穩。
（5） 使用期限
工作期限為十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小時，檢修期間隔為三年。
（6） 產批量及加工條件
小批量生產，無鑄鋼設備。
6． 設計任務
1）確定傳動方案；
2）選擇電動機型號；
3）設計傳動裝置；
4）選擇聯軸器。
7． 具體作業
1）減速器裝配圖一張；
2）零件工作圖二張（大齒輪，輸出軸）；
3）設計說明書一份。
8． 數據表

牽引力F/N 12 10 8 7
牽引速度v/(m/s) 0.3，0.4 0.3，0.4，0.5，0.6
捲筒直徑D/mm 470，500 420，430，450，470，500 430，450，500 440，460，480

第二部分 傳動方案的分析與擬定
確定總傳動比:
由於Y系列三相非同步電動機的同步轉速有750,1000,1500和3000r/min四種可供選擇.根據原始數據,得到卷揚機捲筒的工作轉速為

按四種不同電動機計算所得的總傳動比分別是:
電動機同步轉速
750 1000 1500 3000
系統總傳動比
32.71 43.61 65.42 130.83

確定電動機轉速:
綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格以及總傳動比，750轉的低速電動機傳動比雖小，但電動機極數大價格高，故不可取。3000轉的電動機重量輕，價格便宜，但總傳動比大，傳動裝置外廓尺寸大，製造成本高，結構不緊湊，也不可取。剩下兩種相比，如為使傳動裝置結構緊湊，選用1000轉的電動機較好；如考慮電動機重量和價格，則應選用1500轉的電動機。現選用1500轉的電動機，以節省成本。
確定傳動方案：

驗算：通常V帶傳動的傳動比常用范圍為 ，二級圓柱齒輪減速器為 ，則總傳動比的范圍為 ，因此能夠滿足以上總傳動比為65.42的要求。

第三部分 電動機的選擇計算
1、確定電動機類型
按工作要求和條件,選用Y系列籠型三相非同步電動機,封閉式結構。
2、確定電動機的功率
工作機的功率
KW

效率的選擇：
1． V帶傳動效率： η1 = 0.96
2． 7級精度圓柱齒輪傳動：η2 = 0.98
3． 滾動軸承： η3 = 0.99
4． 彈性套柱銷聯軸器： η4 = 0.99
5． 傳動滾筒效率： η5 = 0.96
傳動裝置總效率為

工作機所需電動機功率
kw
因載荷平穩，電動機額定功率 略大於 即可。由Y系列電動機技術數據，選電動機的額定功率 為7.5 kw，結合其同步轉速，選定電動機的各項參數如下：
取同步轉速： 1500r/min ——4級電動機
型號： Y132M-4
額定功率： 7.5kW
滿載功率： 1440r/min
堵轉轉矩/額定轉矩： 2.2
最大轉矩/額定轉矩： 2.2

第四部分 確定傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比
1、確定總傳動比

2、分配各級傳動比
取V帶傳動的傳動比 ，則減速器的傳動比 為

取兩級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比

則低速級的傳動比

第五部分 運動參數及動力參數計算
0軸（電動機軸）：
P0 = Pd =7.2 kW
n0 = nm = 1440 r/min
T0 = 9550×( )= N?m
1軸（高速軸）：
P1 = P0η1 = kW
n1 = = r/min
T1 = 9550×( )= N?m
2軸（中間軸）：
P2 = P1η2η3 = kW
n2 = r/min
T2 = 9550×( )= N?m
3軸（低速軸）：
P3 = P2η2η3 = kW
n3 = r/min
T3 = 9550×( )= N?m
4軸（輸出軸）：
P4 = P3η3η4 = kW
n4 = r/min
T4 = 9550×( )= N?m

輸出軸功率或輸出軸轉矩為各軸的輸入功率或輸入轉矩乘以軸承效率(0.99），即
P』= 0.99P

軸名 功率P(kW) 轉矩T(N?m) 轉速
n(r/min) 傳動比
i 效率
η
輸入 輸出 輸入 輸出
電動機軸 7.20 47.75 1440
3.8 0.96
1軸 6.91 3.047 155.91 154.35 378.95
4.809 0.97
2軸 6.70 2.896 811.99 803.83 78.80
3.435 0.97
3軸 6.50 2.753 2705.97 2678.91 22.94
1 0.98
輸出軸 6.37 2.590 2651.85 2625.33 22.94

第六部分 傳動零件的設計計算
高速級斜齒圓柱齒輪設計
材料選擇：小齒輪40Cr （調質）硬度280HBs；
大齒輪45#鋼（調質）硬度240HBs；（硬度差40HBs）
七級精度，取Z1=21，Z2= ＝4.809×21=100.989，取Z2＝101，
初選螺旋角β=14°，
按齒輪面接觸強度設計：

1) 試選載荷系數 Kt=1.6
2) 由動力參數圖，小齒輪傳遞的轉矩

3） 由表10－7（機械設計）選取齒寬系數
4） 由表10－6查得材料的彈性影響系數
5） 由圖10－21d按齒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 ；
6） 由式10-13計算應力循環次數

7） 由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數 ；
8） 計算接觸疲勞許用應力
取失效概率為1％，安全系數S=1,由式（10-12）得

9）由圖10-26（機械設計）得
εα1 = 0.76
εα2 = 0.86
則端面重合度
10）由圖10-30選取區域系數ZH = 2.433
11） 計算許用接觸應力
=
12）計算：
試算小齒輪分度圓直徑 ，由計算公式得
計算圓周速度

計算齒寬b及模數
= 1×60.59 = 60.59 mm
mnt = = mm
h = 2.25 mnt = mm

計算縱向重合度
縱向重合度 =0.318×φdZ1tanβ =
計算載荷系數K
已知，KA=1，取Kv=1.05（由圖10-8查得），由表10-4查得的計算公式
∴KHβ = 1.15+0.18(1+0.6φd2)+0.23×10-3×60.59 = 1.45
由圖10-13，得KFβ = 1.4
由表10-3，得
∴K = KA?Kv?KHα?KHβ = 1×1.05×1.3×1.45 = 1.98
按實際得載荷系數校正所算得德分度圓直徑，由試（10-10a）得

計算模數
mn= =
13） 按齒根彎曲強度設計

由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 ；大齒輪的彎曲疲勞強度極限 ；
由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數 ；
計算彎曲疲勞許用應力
取彎曲疲勞安全系數S＝1.4，由式10-12得

計算載荷系數
K = KA?Kv?KFα?KFβ = 1×1.05×1.3×1.4= 1.91
根據縱向重合度εβ=1.6650，由圖10-28，查得螺旋角影響系數Yβ=0.88
計算當量齒數
= 22.9883

查取齒形系數
由表10-5查得 YFα1=2.69，YFα2=2.20，
查取應力校正系數
由表10-5查得 YSα1=1.56，YSα2=1.79
計算大、小齒輪的 並加以比較

大齒輪的數值較大。
設計計算

經園整，mn=2 mm
∵ ，∴mn=2.5 mm
Z1 = = ，取Z1=25，Z2=120

幾何尺寸計算：
中心距 a =
經園整，a = 187 mm
修正螺旋角， =
∵β變動不大，
∴εα、εβ、ZH無需修正。
計算大、小齒輪的分度直徑
mm
mm
計算齒輪寬度
b = φdd1 = mm
園整後，B2=65mm，B1=70mm

da1 = d1+2ha1 =69.48
da2 = d2+2ha2 = 315.08
df1 = d1-2hf1 = 49.48
df2 = d2-2hf2 =305.08

第九部分 軸的設計
1) 高速軸：
初定最小直徑，選用材料45#鋼，調質處理。取A0=112（下同）
則dmin = A0 = mm
∵最小軸徑處有鍵槽
∴dmin』 = 1.07 dmin = 17.72mm
∵最小直徑為安裝聯軸器外半徑，取KA=1.7，同上所述已選用TL4彈性套柱聯軸器，軸孔半徑d=20mm
∴取高速軸的最小軸徑為20mm。
由於軸承同時受徑向和軸向載荷，故選用單列圓錐滾子軸承按國標T297-94選取30206。
D×d×T=17.25mm
∴軸承處軸徑d=30mm
高速軸簡圖如下：
2)
取l1=38+46=84mm，l3=72mm，取擋圈直徑D=28mm，取d2=d4=25mm，d3=30mm，l2=l4=26.5mm，d1=d5=20mm。
齒輪輪轂寬度為46mm，取l5=28mm。

聯軸器用鍵：園頭普通平鍵。
b×h=6×6，長l=26mm
齒輪用鍵：同上。b×h=6×6，長l=10mm，倒角為2×45°
3) 中間軸：
中間軸簡圖如下：
初定最小直徑dmin= =22.1mm
選用30305軸承，
d×D×T = 25×62×18.25mm
∴d1=d6=25mm，取l1=27mm，l6=52mm
l2=l4=10mm，d2=d4=35mm，l3=53mm
d3=50mm，d5=30mm，l5=1.2×d5=36mm
齒輪用鍵：園頭普通鍵：b×h=12×8，長l=20mm
4) 低速軸：
低速軸簡圖如下： 初定最小直徑：
dmin = = 34.5mm
∵最小軸徑處有鍵槽
∴dmin』=1.07dmin=36.915mm
取d1=45mm，d2=55mm，d3=60mm，d4=d2=55mm
d5=50mm，d6=45mm，d7=40mm；
l1=45mm，l2=44mm，l3=6mm，l4=60mm，l5=38mm，l6=40mm，l7=60mm
齒輪用鍵：園頭普通鍵：b×h=16×6，長l=36mm
選用30309軸承：d×D×T = 40×90×25.25mm；B=23mm；C=20mm

⑦ 求一張卷揚機的設計圖紙，卷揚機F=12t， 吊繩牽引v=0.3m/s， 捲筒直徑D=500mm，做過課題的跪求分享下感謝

一級直齒輪減速器說明書和裝配技術數據滾筒圓周力:F=1200N帶速:V=2.1M/S滾筒直徑：D=400mm全題目:一級圓柱直齒輪減速器參考書目:《機械設計基礎》任成高《簡明機械零件設計實用手冊》胡家秀其他也可發給我參考啊萬分感謝!!!也把它發到我的郵箱裡面看看吧。。[email protected]不過你也可以到我的博客裡面看看哦。/機械設計課程--帶式運輸機傳動裝置中的同軸式1級圓柱齒輪減速器目錄設計任務書……………………………………………………1傳動方案的擬定及說明………………………………………4電動機的選擇…………………………………………………4計算傳動裝置的運動和動力參數……………………………5傳動件的設計計算……………………………………………5軸的設計計算…………………………………………………8滾動軸承的選擇及計算………………………………………14鍵聯接的選擇及校核計算……………………………………16連軸器的選擇…………………………………………………16減速器附件的選擇……………………………………………17潤滑與密封……………………………………………………18設計小結………………………………………………………18參考資料目錄…………………………………………………18機械設計課程設計任務書題目：設計一用於帶式運輸機傳動裝置中的同軸式二級圓柱齒輪減速器一．總體布置簡圖1—電動機；2—聯軸器；3—齒輪減速器；4—帶式運輸機；5—鼓輪；6—聯軸器二．工作情況：載荷平穩、單向旋轉三．原始數據鼓輪的扭矩T（N•m）：850鼓輪的直徑D（mm）：350運輸帶速度V（m/s）：0.7帶速允許偏差（％）：5使用年限（年）：5工作制度（班/日）：2四．設計內容1.電動機的選擇與運動參數計算；2.斜齒輪傳動設計計算3.軸的設計4.滾動軸承的選擇5.鍵和連軸器的選擇與校核；6.裝配圖、零件圖的繪制7.設計計算說明書的編寫五．設計任務1．減速器總裝配圖一張2．齒輪、軸零件圖各一張3．設計說明書一份六．設計進度1、第一階段：總體計算和傳動件參數計算2、第二階段：軸與軸系零件的設計3、第三階段：軸、軸承、聯軸器、鍵的校核及草圖繪制4、第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫傳動方案的擬定及說明由題目所知傳動機構類型為：同軸式二級圓柱齒輪減速器。故只要對本傳動機構進行分析論證。本傳動機構的特點是：減速器橫向尺寸較小，兩大吃論浸油深度可以大致相同。結構較復雜，軸向尺寸大，中間軸較長、剛度差，中間軸承潤滑較困難。電動機的選擇1．電動機類型和結構的選擇因為本傳動的工作狀況是：載荷平穩、單向旋轉。所以選用常用的封閉式Y（IP44）系列的電動機。2．電動機容量的選擇1）工作機所需功率PwPw＝3.4kW2）電動機的輸出功率Pd＝Pw/ηη＝＝0.904Pd＝3.76kW3．電動機轉速的選擇nd＝（i1』•i2』…in』）nw初選為同步轉速為1000r/min的電動機4．電動機型號的確定由表20－1查出電動機型號為Y132M1-6,其額定功率為4kW，滿載轉速960r/min。基本符合題目所需的要求計算傳動裝置的運動和動力參數傳動裝置的總傳動比及其分配1．計算總傳動比由電動機的滿載轉速nm和工作機主動軸轉速nw可確定傳動裝置應有的總傳動比為：i＝nm/nwnw＝38.4i＝25.142．合理分配各級傳動比由於減速箱是同軸式布置，所以i1＝i2。因為i＝25.14，取i＝25，i1=i2=5速度偏差為0.5%<5%，所以可行。各軸轉速、輸入功率、輸入轉矩項目電動機軸高速軸I中間軸II低速軸III鼓輪轉速（r/min）96096019238.438.4功率（kW）43.963.843.723.57轉矩（N•m）39.839.4191925.2888.4傳動比11551效率10.990.970.970.97傳動件設計計算1．選精度等級、材料及齒數1）材料及熱處理；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。2）精度等級選用7級精度；3）試選小齒輪齒數z1＝20，大齒輪齒數z2＝100的；4）選取螺旋角。初選螺旋角β＝14°2．按齒面接觸強度設計因為低速級的載荷大於高速級的載荷，所以通過低速級的數據進行計算按式（10—21）試算，即dt≥1）確定公式內的各計算數值（1）試選Kt＝1.6（2）由圖10－30選取區域系數ZH＝2.433（3）由表10－7選取尺寬系數φd＝1（4）由圖10－26查得εα1＝0.75，εα2＝0.87，則εα＝εα1＋εα2＝1.62（5）由表10－6查得材料的彈性影響系數ZE＝189.8Mpa（6）由圖10－21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim1＝600MPa；大齒輪的解除疲勞強度極限σHlim2＝550MPa；（7）由式10－13計算應力循環次數N1＝60n1jLh＝60×192×1×（2×8×300×5）＝3.32×10e8N2＝N1/5＝6.64×107（8）由圖10－19查得接觸疲勞壽命系數KHN1＝0.95；KHN2＝0.98（9）計算接觸疲勞許用應力取失效概率為1％，安全系數S＝1，由式（10－12）得[σH]1＝＝0.95×600MPa＝570MPa[σH]2＝＝0.98×550MPa＝539MPa[σH]＝[σH]1＋[σH]2/2＝554.5MPa2）計算（1）試算小齒輪分度圓直徑d1td1t≥==67.85（2）計算圓周速度v===0.68m/s（3）計算齒寬b及模數mntb=φdd1t=1×67.85mm=67.85mmmnt===3.39h=2.25mnt=2.25×3.39mm=7.63mmb/h=67.85/7.63=8.89（4）計算縱向重合度εβεβ==0.318×1×tan14=1.59（5）計算載荷系數K已知載荷平穩，所以取KA=1根據v=0.68m/s,7級精度，由圖10—8查得動載系數KV=1.11；由表10—4查的KHβ的計算公式和直齒輪的相同，故KHβ=1.12+0.18(1+0.6×1)1×1+0.23×1067.85=1.42由表10—13查得KFβ=1.36由表10—3查得KHα=KHα=1.4。故載荷系數K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05（6）按實際的載荷系數校正所得的分度圓直徑，由式（10—10a）得d1==mm=73.6mm（7）計算模數mnmn=mm=3.743．按齒根彎曲強度設計由式(10—17mn≥1）確定計算參數（1）計算載荷系數K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96（2）根據縱向重合度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59，從圖10－28查得螺旋角影響系數Yβ＝0。88（3）計算當量齒數z1=z1/cosβ=20/cos14=21.89z2=z2/cosβ=100/cos14=109.47（4）查取齒型系數由表10－5查得YFa1=2.724；Yfa2=2.172（5）查取應力校正系數由表10－5查得Ysa1=1.569；Ysa2=1.798（6）計算[σF]σF1=500MpaσF2=380MPaKFN1=0.95KFN2=0.98[σF1]=339.29Mpa[σF2]=266MPa（7）計算大、小齒輪的並加以比較==0.0126==0.01468大齒輪的數值大。2）設計計算mn≥=2.4mn=2.54．幾何尺寸計算1）計算中心距z1=32.9，取z1=33z2=165a=255.07mma圓整後取255mm2）按圓整後的中心距修正螺旋角β=arcos=1355』50」3）計算大、小齒輪的分度圓直徑d1=85.00mmd2=425mm4）計算齒輪寬度b=φdd1b=85mmB1=90mm，B2=85mm5）結構設計以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大於160mm，而又小於500mm，故以選用腹板式為宜。其他有關尺寸參看大齒輪零件圖。軸的設計計算擬定輸入軸齒輪為右旋II軸：1．初步確定軸的最小直徑d≥＝=34.2mm2．求作用在齒輪上的受力Ft1==899NFr1=Ft=337NFa1=Fttanβ=223N；Ft2=4494NFr2=1685NFa2=1115N3．軸的結構設計1）擬定軸上零件的裝配方案i.I-II段軸用於安裝軸承30307，故取直徑為35mm。ii.II-III段軸肩用於固定軸承，查手冊得到直徑為44mm。iii.III-IV段為小齒輪，外徑90mm。iv.IV-V段分隔兩齒輪，直徑為55mm。v.V-VI段安裝大齒輪，直徑為40mm。vi.VI-VIII段安裝套筒和軸承，直徑為35mm。2）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1.I-II段軸承寬度為22.75mm，所以長度為22.75mm。2.II-III段軸肩考慮到齒輪和箱體的間隙12mm，軸承和箱體的間隙4mm，所以長度為16mm。3.III-IV段為小齒輪，長度就等於小齒輪寬度90mm。4.IV-V段用於隔開兩個齒輪，長度為120mm。5.V-VI段用於安裝大齒輪，長度略小於齒輪的寬度，為83mm。6.VI-VIII長度為44mm。4．求軸上的載荷66207.563.5Fr1=1418.5NFr2=603.5N查得軸承30307的Y值為1.6Fd1=443NFd2=189N因為兩個齒輪旋向都是左旋。故：Fa1=638NFa2=189N5．精確校核軸的疲勞強度1）判斷危險截面由於截面IV處受的載荷較大，直徑較小，所以判斷為危險截面2）截面IV右側的截面上的轉切應力為由於軸選用40cr，調質處理，所以（[2]P355表15-1）a)綜合系數的計算由，經直線插入，知道因軸肩而形成的理論應力集中為，，（[2]P38附表3-2經直線插入）軸的材料敏感系數為，，（[2]P37附圖3-1）故有效應力集中系數為查得尺寸系數為，扭轉尺寸系數為，（[2]P37附圖3-2）（[2]P39附圖3-3）軸採用磨削加工，表面質量系數為，（[2]P40附圖3-4）軸表面未經強化處理，即，則綜合系數值為b)碳鋼系數的確定碳鋼的特性系數取為，c)安全系數的計算軸的疲勞安全系數為故軸的選用安全。I軸：1．作用在齒輪上的力FH1=FH2=337/2=168.5Fv1=Fv2=889/2=444.52．初步確定軸的最小直徑3．軸的結構設計1）確定軸上零件的裝配方案2）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度d)由於聯軸器一端連接電動機，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸受到電動機外伸軸直徑尺寸的限制，選為25mm。e)考慮到聯軸器的軸向定位可靠，定位軸肩高度應達2.5mm，所以該段直徑選為30。f)該段軸要安裝軸承，考慮到軸肩要有2mm的圓角，則軸承選用30207型，即該段直徑定為35mm。g)該段軸要安裝齒輪，考慮到軸肩要有2mm的圓角，經標准化，定為40mm。h)為了齒輪軸向定位可靠，定位軸肩高度應達5mm，所以該段直徑選為46mm。i)軸肩固定軸承，直徑為42mm。j)該段軸要安裝軸承，直徑定為35mm。2）各段長度的確定各段長度的確定從左到右分述如下：a)該段軸安裝軸承和擋油盤，軸承寬18.25mm，該段長度定為18.25mm。b)該段為軸環，寬度不小於7mm，定為11mm。c)該段安裝齒輪，要求長度要比輪轂短2mm，齒輪寬為90mm，定為88mm。d)該段綜合考慮齒輪與箱體內壁的距離取13.5mm、軸承與箱體內壁距離取4mm（採用油潤滑），軸承寬18.25mm，定為41.25mm。e)該段綜合考慮箱體突緣厚度、調整墊片厚度、端蓋厚度及聯軸器安裝尺寸，定為57mm。f)該段由聯軸器孔長決定為42mm4．按彎扭合成應力校核軸的強度W=62748N.mmT=39400N.mm45鋼的強度極限為，又由於軸受的載荷為脈動的，所以。III軸1．作用在齒輪上的力FH1=FH2=4494/2=2247NFv1=Fv2=1685/2=842.5N2．初步確定軸的最小直徑3．軸的結構設計1）軸上零件的裝配方案2）據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度I-IIII-IVIV-VV-VIVI-VIIVII-VIII直徑607075877970長度105113.758399.533.255．求軸上的載荷Mm=316767N.mmT=925200N.mm6.彎扭校合滾動軸承的選擇及計算I軸：1．求兩軸承受到的徑向載荷5、軸承30206的校核1）徑向力2）派生力3）軸向力由於，所以軸向力為，4）當量載荷由於，，所以，，，。由於為一般載荷，所以載荷系數為，故當量載荷為5）軸承壽命的校核II軸：6、軸承30307的校核1）徑向力2）派生力，3）軸向力由於，所以軸向力為，4）當量載荷由於，，所以，，，。由於為一般載荷，所以載荷系數為，故當量載荷為5）軸承壽命的校核III軸：7、軸承32214的校核1）徑向力2）派生力3）軸向力由於，所以軸向力為，4）當量載荷由於，，所以，，，。由於為一般載荷，所以載荷系數為，故當量載荷為5）軸承壽命的校核鍵連接的選擇及校核計算代號直徑（mm）工作長度（mm）工作高度（mm）轉矩（N•m）極限應力（MPa）高速軸8×7×60（單頭）25353.539.826.012×8×80（單頭）4068439.87.32中間軸12×8×70（單頭）4058419141.2低速軸20×12×80（單頭）75606925.268.518×11×110（單頭）601075.5925.252.4由於鍵採用靜聯接，沖擊輕微，所以許用擠壓應力為，所以上述鍵皆安全。連軸器的選擇由於彈性聯軸器的諸多優點，所以考慮選用它。二、高速軸用聯軸器的設計計算由於裝置用於運輸機，原動機為電動機，所以工作情況系數為，計算轉矩為所以考慮選用彈性柱銷聯軸器TL4（GB4323-84），但由於聯軸器一端與電動機相連，其孔徑受電動機外伸軸徑限制，所以選用TL5（GB4323-84）其主要參數如下：材料HT200公稱轉矩軸孔直徑，軸孔長，裝配尺寸半聯軸器厚（[1]P163表17-3）（GB4323-84三、第二個聯軸器的設計計算由於裝置用於運輸機，原動機為電動機，所以工作情況系數為，計算轉矩為所以選用彈性柱銷聯軸器TL10（GB4323-84）其主要參數如下：材料HT200公稱轉矩軸孔直徑軸孔長，裝配尺寸半聯軸器厚（[1]P163表17-3）（GB4323-84減速器附件的選擇通氣器由於在室內使用，選通氣器（一次過濾），採用M18×1.5油麵指示器選用游標尺M16起吊裝置採用箱蓋吊耳、箱座吊耳放油螺塞選用外六角油塞及墊片M16×1.5潤滑與密封一、齒輪的潤滑採用浸油潤滑，由於低速級周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為35mm。二、滾動軸承的潤滑由於軸承周向速度為，所以宜開設油溝、飛濺潤滑。三、潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用於小型設備，選用L-AN15潤滑油。四、密封方法的選取選用凸緣式端蓋易於調整，採用悶蓋安裝骨架式旋轉軸唇型密封圈實現密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。軸承蓋結構尺寸按用其定位的軸承的外徑決定。設計小結由於時間緊迫，所以這次的設計存在許多缺點，比如說箱體結構龐大，重量也很大。齒輪的計算不夠精確等等缺陷，我相信，通過這次的實踐，能使我在以後的設計中避免很多不必要的工作，有能力設計出結構更緊湊，傳動更穩定精確的設備。