电动卷扬机传动装置设计第九

① 同轴式齿轮设计时小齿轮是否对称

目录第一部分设计任务书----------------------------------------------------------------3第二部分电传动方案的分析与拟定---------------------------------------------------5第三部分电动机的选择计算----------------------------------------------------------6第四部分各轴的转速、转矩计算------------------------------------------------------7第五部分联轴器的选择-------------------------------------------------------------9第六部分锥齿轮传动设计---------------------------------------------------------10第七部分链传动设计--------------------------------------------------------------12第八部分斜齿圆柱齿轮设计-------------------------------------------------------14第九部分轴的设计----------------------------------------------------------------17第十部分轴承的设计及校核-------------------------------------------------------20第十一部分高速轴的校核---------------------------------------------------------22第十二部分箱体设计---------------------------------------------------------------23第十三部分设计小结---------------------------------------------------------------24第一部分设计任务书1.1机械设计课程的目的机械设计课程设计是机械类专业和部分非机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节。其基本目的是：(1)通过机械设计课程的设计，综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。(2)学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。(3)进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。1.2机械设计课程的内容选择作为机械设计课程的题目，通常是一般机械的传动装置或简单机械。课程设计的内容通常包括：确定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。在设计中完成了以下工作：①减速器装配图1张（A0或A1图纸）；②零件工作图2～3张（传动零件、轴、箱体等）；③设计计算说明书1份，6000～8000字。1.3机械设计课程设计的步骤机械设计课程设计的步骤通常是根据设计任务书，拟定若干方案并进行分析比较，然后确定一个正确、合理的设计方案，进行必要的计算和结构设计，最后用图纸表达设计结果，用设计计算说明书表示设计依据。机械设计课程设计一般可按照以下所述的几个阶段进行：1．设计准备①分析设计计划任务书，明确工作条件、设计要求、内容和步骤。②了解设计对象，阅读有关资料、图纸、观察事物或模型以进行减速器装拆试验等。③浮系课程有关内容，熟悉机械零件的设计方法和步骤。④准备好设计需要的图书、资料和用具，并拟定设计计划等。2．传动装置总体设计①确定传动方案——圆柱齿轮传动，画出传动装置简图。②计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。③确定总传动比和分配各级传动比。④计算各轴的功率、转速和转矩。3．各级传动零件设计①减速器内的传动零件设计（齿轮传动）。4．减速器装配草图设计①选择比例尺，合理布置试图，确定减速器各零件的相对位置。②选择联轴器，初步计算轴径，初选轴承型号，进行轴的结构设计。③确定轴上力作用点及支点距离，进行轴、轴承及键的校核计算。④分别进行轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的结构设计。5．减速器装配图设计①标注尺寸、配合及零件序号。②编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。③完成装配图。6．零件工作图设计①轴类零件工作图。②齿轮类零件工作图。③箱体类零件工作图。第一部分题目及要求卷扬机传动装置的设计1．设计题目设计一卷扬机的传动装置。传动装置简图如下图所示。（1）卷扬机数据卷扬机绳牵引力F(N)、绳牵引速度v(m/s)及卷筒直径D(mm)见附表。（2）工作条件用于建筑工地提升物料，空载启动，连续运转，三班制工作，工作平稳。（3）使用期限工作期限为十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小时，检修期间隔为三年。（4）产批量及加工条件小批量生产，无铸钢设备。2．设计任务1）确定传动方案；2）选择电动机型号；3）设计传动装置；4）选择联轴器。3．具体作业1）减速器装配图一张；2）零件工作图二张（大齿轮，输出轴）；3）设计说明书一份。4．数据表牵引力F/N121087牵引速度v/(m/s)0.3，0.40.3，0.4，0.5，0.6卷筒直径D/mm470，500420，430，450，470，500430，450，500440，460，480卷扬机传动装置的设计5．设计题目设计一卷扬机的传动装置。传动装置简图如下图所示。（1）卷扬机数据卷扬机绳牵引力F(N)、绳牵引速度v(m/s)及卷筒直径D(mm)见附表。（2）工作条件用于建筑工地提升物料，空载启动，连续运转，三班制工作，工作平稳。（5）使用期限工作期限为十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小时，检修期间隔为三年。（6）产批量及加工条件小批量生产，无铸钢设备。6．设计任务1）确定传动方案；2）选择电动机型号；3）设计传动装置；4）选择联轴器。7．具体作业1）减速器装配图一张；2）零件工作图二张（大齿轮，输出轴）；3）设计说明书一份。8．数据表牵引力F/N121087牵引速度v/(m/s)0.3，0.40.3，0.4，0.5，0.6卷筒直径D/mm470，500420，430，450，470，500430，450，500440，460，480第二部分传动方案的分析与拟定确定总传动比:由于Y系列三相异步电动机的同步转速有750,1000,1500和3000r/min四种可供选择.根据原始数据,得到卷扬机卷筒的工作转速为按四种不同电动机计算所得的总传动比分别是:电动机同步转速750100015003000系统总传动比32.7143.6165.42130.83确定电动机转速:综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格以及总传动比，750转的低速电动机传动比虽小，但电动机极数大价格高，故不可取。3000转的电动机重量轻，价格便宜，但总传动比大，传动装置外廓尺寸大，制造成本高，结构不紧凑，也不可取。剩下两种相比，如为使传动装置结构紧凑，选用1000转的电动机较好；如考虑电动机重量和价格，则应选用1500转的电动机。现选用1500转的电动机，以节省成本。确定传动方案：验算：通常V带传动的传动比常用范围为，二级圆柱齿轮减速器为，则总传动比的范围为，因此能够满足以上总传动比为65.42的要求。第三部分电动机的选择计算1、确定电动机类型按工作要求和条件,选用Y系列笼型三相异步电动机,封闭式结构。2、确定电动机的功率工作机的功率KW效率的选择：1．V带传动效率：η1=0.962．7级精度圆柱齿轮传动：η2=0.983．滚动轴承：η3=0.994．弹性套柱销联轴器：η4=0.995．传动滚筒效率：η5=0.96传动装置总效率为工作机所需电动机功率kw因载荷平稳，电动机额定功率略大于即可。由Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为7.5kw，结合其同步转速，选定电动机的各项参数如下：取同步转速：1500r/min——4级电动机型号：Y132M-4额定功率：7.5kW满载功率：1440r/min堵转转矩/额定转矩：2.2最大转矩/额定转矩：2.2第四部分确定传动装置总传动比和分配各级传动比1、确定总传动比2、分配各级传动比取V带传动的传动比，则减速器的传动比为取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比则低速级的传动比第五部分运动参数及动力参数计算0轴（电动机轴）：P0=Pd=7.2kWn0=nm=1440r/minT0=9550×()=N•m1轴（高速轴）：P1=P0η1=kWn1==r/minT1=9550×()=N•m2轴（中间轴）：P2=P1η2η3=kWn2=r/minT2=9550×()=N•m3轴（低速轴）：P3=P2η2η3=kWn3=r/minT3=9550×()=N•m4轴（输出轴）：P4=P3η3η4=kWn4=r/minT4=9550×()=N•m输出轴功率或输出轴转矩为各轴的输入功率或输入转矩乘以轴承效率(0.99），即P’=0.99P轴名功率P(kW)转矩T(N•m)转速n(r/min)传动比i效率η输入输出输入输出电动机轴7.2047.7514403.80.961轴6.913.047155.91154.35378.954.8090.972轴6.702.896811.99803.8378.803.4350.973轴6.502.7532705.972678.9122.9410.98输出轴6.372.5902651.852625.3322.94第六部分传动零件的设计计算高速级斜齿圆柱齿轮设计材料选择：小齿轮40Cr（调质）硬度280HBs；大齿轮45#钢（调质）硬度240HBs；（硬度差40HBs）七级精度，取Z1=21，Z2=＝4.809×21=100.989，取Z2＝101，初选螺旋角β=14°，按齿轮面接触强度设计：1)试选载荷系数Kt=1.62)由动力参数图，小齿轮传递的转矩3）由表10－7（机械设计）选取齿宽系数4）由表10－6查得材料的弹性影响系数5）由图10－21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限；6）由式10-13计算应力循环次数7）由图10-19查得接触疲劳寿命系数；8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1％，安全系数S=1,由式（10-12）得9）由图10-26（机械设计）得εα1=0.76εα2=0.86则端面重合度10）由图10-30选取区域系数ZH=2.43311）计算许用接触应力=12）计算：试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得计算圆周速度计算齿宽b及模数=1×60.59=60.59mmmnt==mmh=2.25mnt=mm计算纵向重合度纵向重合度=0.318×φdZ1tanβ=计算载荷系数K已知，KA=1，取Kv=1.05（由图10-8查得），由表10-4查得的计算公式∴KHβ=1.15+0.18(1+0.6φd2)+0.23×10-3×60.59=1.45由图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按实际得载荷系数校正所算得德分度圆直径，由试（10-10a）得计算模数mn==13）按齿根弯曲强度设计由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳强度极限；由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数；计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S＝1.4，由式10-12得计算载荷系数K=KA•Kv•KFα•KFβ=1×1.05×1.3×1.4=1.91根据纵向重合度εβ=1.6650，由图10-28，查得螺旋角影响系数Yβ=0.88计算当量齿数=22.9883查取齿形系数由表10-5查得YFα1=2.69，YFα2=2.20，查取应力校正系数由表10-5查得YSα1=1.56，YSα2=1.79计算大、小齿轮的并加以比较大齿轮的数值较大。设计计算经园整，mn=2mm∵，∴mn=2.5mmZ1==，取Z1=25，Z2=120几何尺寸计算：中心距a=经园整，a=187mm修正螺旋角，=∵β变动不大，∴εα、εβ、ZH无需修正。计算大、小齿轮的分度直径mmmm计算齿轮宽度b=φdd1=mm园整后，B2=65mm，B1=70mmda1=d1+2ha1=69.48da2=d2+2ha2=315.08df1=d1-2hf1=49.48df2=d2-2hf2=305.08第九部分轴的设计1)高速轴：初定最小直径，选用材料45#钢，调质处理。取A0=112（下同）则dmin=A0=mm∵最小轴径处有键槽∴dmin’=1.07dmin=17.72mm∵最小直径为安装联轴器外半径，取KA=1.7，同上所述已选用TL4弹性套柱联轴器，轴孔半径d=20mm∴取高速轴的最小轴径为20mm。由于轴承同时受径向和轴向载荷，故选用单列圆锥滚子轴承按国标T297-94选取30206。D×d×T=17.25mm∴轴承处轴径d=30mm高速轴简图如下：2)取l1=38+46=84mm，l3=72mm，取挡圈直径D=28mm，取d2=d4=25mm，d3=30mm，l2=l4=26.5mm，d1=d5=20mm。齿轮轮毂宽度为46mm，取l5=28mm。联轴器用键：园头普通平键。b×h=6×6，长l=26mm齿轮用键：同上。b×h=6×6，长l=10mm，倒角为2×45°3)中间轴：中间轴简图如下：初定最小直径dmin==22.1mm选用30305轴承，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齿轮用键：园头普通键：b×h=12×8，长l=20mm4)低速轴：低速轴简图如下：初定最小直径：dmin==34.5mm∵最小轴径处有键槽∴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齿轮用键：园头普通键：b×h=16×6，长l=36mm选用30309轴承：d×D×T=40×90×25.25mm；B=23mm；C=20mm

② 急求 二级直齿圆锥齿轮减速器的课程设计，还有装配图。。

机械设计课程设计计算说明书

设计题目：二级展开式圆柱齿轮减速器

设计者： 张广义

指导教师： 于振文

09 年 06 月 26 日

机械设计课程设计任务书
班级： 07机械制造与自动化 姓名：张广义
-----------------------------------------------------------------------------------------
设计题目：设计电动卷扬机传动装置

原始数据：
运输带工作拉力F=12kN；8.5
运输带工作速度ν=16m/min；21.5
卷筒直径 D=230mm 310

工作条件：
连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限8年，小批量生产，单班制工作，运输带速度允许误差±5% 。

设计工作量：
1、减速器装配图1张；
2、零件工作图2—3张；
3、设计说明书1份。
（本任务书编入说明书首页）

减速器设计说明书

设计参数：
1、 运输带工作拉力: F=8.5KN；
2、 运输带工作速度: ；
3、 滚筒直径： ；
4、 滚筒工作效率： ；
5、 工作寿命：8年单班制工作，所以， ；
6、 工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动。

传动装置设计：
一、传动方案：展开式二级圆柱齿轮减速器。
二、选择电机：
1、 类型：Y系列三相异步电动机；
2、 型号：
工作机所需输入功率： ;
电机所需功率： ;3.47
其中， 为滚筒工作效率，0.96
为高速级联轴器效率，0.98
为两级圆柱齿轮减速器效率，0.95
为高速级联轴器效率，0.98
电机转速 选：1000 ；
所以查表选电机型号为：Y132M1-6
电机参数：
额定功率： 4KW
满载转速： ＝960
电机轴直径：
三、 传动比分配：
（ ）
其中： 为高速级传动比， 为低速级传动比，且 ，
取 ，则有： ；
四、传动装置的运动和动力参数
1、 电机轴： ；
；
；
2、 高速轴： ；
；
；
3、 中间轴： ；
；
；
4、低速轴： ；
；
；
5、工作轴： ；
；
；
传动零件设计：
一、齿轮设计（课本p175）
高速级（斜齿轮）：
设计参数：

1、选材：
大齿轮：40Cr，调质处理，硬度300HBS；
小齿轮：40Cr，表面淬火，硬度40~50HRC。
2、确定许用应力：
1）许用接触应力：

而：

因为 ，所以，只需考虑 。
对于调质处理的齿轮， 。
；
查表（HBS为300）有循环基数 ，故， ，所以， 。

2）许用弯应力：

查表有：

取 ，单向传动取 ，因为，
所以取 ，则有：

3）齿轮的工作转矩：

4）根据接触强度，求小齿轮分度圆直径：

其中， （钢制斜齿轮）， 。

所以，取 ，则有

5）验算接触应力：

其中，取

而，齿轮圆周速度为：
故， （7级精度），
所以，最终有，
6）验算弯曲应力：

其中， （x=0）

，所以应验算小齿轮的弯曲应力

低速级（直齿轮）：
设计参数：

1、选材：
大齿轮：40Cr，调质处理，硬度300HBS；
小齿轮：40Cr，表面淬火，硬度40~50HRC。
2、确定许用应力：
1）许用接触应力：

而：

因为 ，所以，只需考虑 。
对于调质处理的齿轮， 。
；
查表（HBS为300）有循环基数 ，故， ，所以， 。

2）许用弯应力：

查表有：

取 ，单向传动取 ，因为，
所以取 ，则有：

3）齿轮的工作转矩：

4）根据接触强度，求小齿轮分度圆直径：

其中， （钢制直齿轮）， 。
=119.1mm
所以，取 ，则有

5）验算接触应力：

其中，取
（直齿轮），
而，齿轮圆周速度为：
故， （7级精度），
所以，最终有，
6）验算弯曲应力：

其中， （x=0）

，所以应验算大齿轮的弯曲应力

所以，计算得齿轮的参数为：

高速级 大 379.2 2 160 213.32 45
1 0.25

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

二、联轴器选择
高速级： ，电机轴直径： ，所以，选择 ；
低速级： 所以，选择 ；
三、初算轴径
（轴的材料均用45号钢，调质处理）
高速轴： ，（外伸轴，C=107），根据联轴器参数选择 ；
中间轴： ，（非外伸轴，C=118），具体值在画图时确定；
低速轴： ，（外伸轴，C=107），根据联轴器参数选择 。
四、轴承的润滑方式选择：
高速级齿轮的圆周速度为：
所以，轴承采用油润滑。高速级小齿轮处用挡油板。
五、 箱体的结构尺寸：（机械设计课程设计手册p173）
箱座壁厚： ，而 ，
所以，取 。
箱盖壁厚： ，所以，取 。
箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度：
箱座、箱盖的肋厚：
轴承旁凸台的半径：
轴承盖外径： （其中，D为轴承外径， 为轴承盖螺钉的直径）。
中心高：
取： ；
地脚螺钉的直径： （因为： ）；数目：6。
轴承旁联接螺栓的直径： ；
箱盖、箱座联接螺栓的直径：
轴承盖螺钉的直径： 数目：4；
窥视孔盖板螺钉的直径： 。
至箱外壁的距离：
至凸缘边缘的距离： 。
外箱壁到轴承座端面的距离： 。
齿轮顶圆与内箱壁距离： ，取： 。
齿轮端面与内箱壁距离： ，取： 。
六、初选轴承：
高速轴：205， ；
中间轴：307, ；
低速轴：212, ；
轴承端盖外径：
高速轴： ;
中间轴： ；
低速轴：
七、轴的强度核算：
轴所受的力：
高速级： ;
;
。
低速级： ；
；
轴的受力分析：
高速轴：

由力平衡有：

受力如图：
；
；

；

选材为45号钢调质处理，所以
查表有：

；
；
所以，危险截面为截面C
；
而此处 ，
所以，此处满足强度要求，安全。

中间轴：

由力平衡有：

受力如图：
；
；
；
；
可见B处受力更大，

；
选材为45号钢调质处理，所以
查表有：

；
；
所以，危险截面为截面B
；
而此处 ，所以，此处满足强度要求，安全。

低速轴：

由力平衡有：

受力如图：
；

选材为45号钢调质处理，所以查表有：

；
；

所以，危险截面为截面B
；
而此处 ，
所以，此轴满足强度要求，安全。

八、轴承使用寿命计算：（ ）
高速轴：
选用205，则有： 。
计算步骤和结果如下：
计算项目 计算结果

0.0317

0.225

1.1

942.2N
，

结论 （满足寿命要求）

中间轴： ；
选用306，则有： 。
计算步骤和结果如下：
计算项目 计算结果

0.015

0.192

1.1

1727N
，

结论 （满足寿命要求）

低速轴：选用2 209，则有： 。
径向当量动负荷 ;
径向当量静负荷 ；
所以， 。
九、齿轮详细参数：
高速级大齿轮：
；
；
； ；
；
；
低速级大齿轮：
；
；
；
；
；
；

③ 机械设计课程设计的图书目录

第一部分 机械设计课程设计基础知识
第1章 概述 （1）
1.1 课程设计的目的、内容和任务 （1）
1.2 课程设计的一般步骤 （2）
1.3 课程设计中应正确对待的几个问题 （3）
第2章 机械传动系统的总体设计 （4）
2.1 拟定传动系统方案 （4）
2.2 原动机类型与参数的选择 （6）
2.2.1 选择电动机的类型和结构形式 （7）
2.2.2 选择电动机的容量 （7）
2.2.3 确定电动机的转速 （8）
2.3 机械传动系统的总传动比及各级传动比的分配 （8）
2.3.1 传动比分配的一般原则 （8）
2.3.2 传动比分配的参考数据 （9）
2.4 机械传动系统运动和动力参数的计算 （10）
2.5 机械传动系统的总体设计示例 （11）
第3章 减速器的构造、润滑及密封 （15）
3.1 减速器的类型、特点及应用 （15）
3.2 减速器的结构 （17）
减速器的箱体结构 （17）
3.3 减速器的润滑 （20）
3.3.1 齿轮和蜗杆传动的润滑 （20）
3.3.2 滚动轴承的润滑 （23）
3.4 减速器的密封 （25）
3.4.1 轴端的密封 （25）
3.4.2 轴承室内侧的密封 （26）
3.4.3 其他处的密封 （27）
3.5 减速器的附件 （27）
第4章 传动零件设计计算 （29）
4.1 外传动零件设计 （29）
4.2 内传动零件设计计算 （31）
第5章 减速器装配草图的设计 （38）
5.1 减速器装配工作图设计概述 （38）
5.2 初绘减速器装配草图 （39）
5.3 轴、轴承的校核计算 （44）
5.4 完成减速器装配草图设计 （45）
第6章 减速器零件工作图设计 （59）
6.1 零件工作图的基本要求 （59）
6.2 轴零件工作图设计 （60）
6.3 齿轮类零件工作图设计 （61）
6.4 箱体零件工作图设计 （63）
6.5 减速器附件设计 （68）
第7章 减速器装配工作图设计 （73）
7.1 对减速器装配工作图视图的要求 （73）
7.2 减速器装配图内容 （73）
第8章 设计计算说明书编写及答辩 （78）
8.1 设计计算说明书的要求 （78）
8.2 设计计算说明书的内容 （78）
8.3 设计计算说明书的书写格式 （79）
8.4 课程设计答辩 （81）
8.4.1 课程设计总结 （81）
8.4.2 课程设计答辩目的、准备工作与问题题目 （82）
第9章 设计题目 （86）
9.1 设计带式输送机的动力和传动装置部分 （86）
9.2 设计螺旋输送机的动力和传动装置部分 （88）
9.3 设计卷扬机的动力和传动装置部分 （90）
9.4 设计NGW行星齿轮减速器 （91）
第二部分 机械设计课程设计常用标准和规范
第10章 常用数据和一般标准 （93）
10.1 常用数据 （93）
10.1.1 常用材料的密度（表10-1） （93）
10.1.2 常用材料的弹性模量及泊松比（表10-2） （94）
10.1.3 金属材料熔点、热导率及比热容（表10-3） （94）
10.1.4 常用材料的线膨胀系数（表10-4） （94）
10.1.5 常用材料极限强度的近似关系（表10-5） （95）
10.1.6 硬度值对照表（表10-6） （95）
10.1.7 常用标准代号（表10-7） （96）
10.1.8 常用法定计量单位及换算（表10-8） （96）
10.1.9 常用材料的摩擦系数（表10-9，表10-10） （97）
10.1.10 机械传动和轴承的效率概略值和传动比范围（表10-11，表10-12） （98）
10.1.11 希腊字母（表10-13） （99）
10.2 一般标准 （100）
10.2.1 图样比例、幅面及格式（表10-14，表10-15） （100）
10.2.2 装配图中零部件序号及编排方法 （101）
10.2.3 优先数系和标准尺寸（表10-16） （102）
10.2.4 中心孔（表10-17，表10-18） （103）
10.2.5 轴肩与轴环尺寸（表10-19） （104）
10.2.6 零件倒圆与倒角（表10-20） （105）
10.2.7 砂轮越程槽（表10-21） （105）
10.2.8 退刀槽、齿轮加工退刀槽（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 齿轮滚刀外径尺寸（表10-26） （108）
10.2.11 锥度与锥角系列（表10-27） （108）
10.2.12 机器轴高和轴伸（表10-28～表10-31） （109）
10.2.13 铸件最小壁厚和最小铸孔尺寸（表10-33，表10-34，表10-35） （113）
10.2.14 铸造过度斜度与铸造斜度（表10-36，表10-37） （115）
10.2.15 铸造内圆角（表10-38） （115）
10.2.16 铸造外圆角（表10-39） （116）
10.2.17 焊接符号及应用示例（表10-40，表10-41） （117）
第11章 机械工程材料 （119）
11.1 黑色金属材料 （119）
11.1.1 灰铸铁（表11-1） （119）
11.1.2 球墨铸铁（表11-2） （120）
11.1.3 铸钢（表11-3） （121）
11.1.4 普通碳素结构（表11-4） （122）
11.1.5 优质碳素结构钢（表11-5） （122）
11.1.6 合金结构钢（表11-6） （125）
11.2 有色金属材料 （127）
11.2.1 铸造铜合金（表11-7） （127）
11.2.2 铸造铝合金（表11-8） （129）
11.2.3 铸造轴承合金（表11-9） （131）
11.3 型钢与型材 （132）
11.3.1 冷轧钢板和钢带 （132）
11.3.2 热轧钢板 （134）
11.3.3 热轧圆钢（表11-25） （138）
11.3.4 冷拉圆钢、方钢、六角钢（表11-26） （140）
11.3.5 热轧等边角钢（表11-27） （141）
11.3.6 热轧不等边角钢（表11-28） （144）
11.3.7 热轧槽钢（表11-29） （148）
11.3.8 热轧L形钢（表11-30） （149）
11.3.9 热轧工字钢（表11-31） （150）
第12章 电动机 （152）
12.1 Y系列三相异步电动机 （152）
12.2 YZR、YZ系列冶金及起重用三相异步电动机 （165）
第13章 连接件和紧固件 （170）
13.1 螺纹 （170）
13.2 螺栓 （173）
13.3 螺柱 （177）
13.4 螺钉 （178）
13.5 螺母 （183）
13.6 垫圈 （185）
13.7 螺纹零件的结构要素 （187）
13.8 挡圈 （190）
13.9 键连接 （194）
13.10 销连接 （197）
第14章 联轴器与离合器 （199）
14.1 联轴器 （199）
14.1.1 常用联轴器的类型选择 （199）
14.1.2 常用联轴器 （200）
14.2 离合器 （210）
14.2.1 机械离合器的类型选择（表14-10） （210）
14.2.2 简易传动矩形牙嵌式离合器（表14-11） （211）
第15章 滚动轴承 （212）
15.1 常用滚动轴承 （212）
15.2 滚动轴承的配合和游隙 （224）
15.2.1 滚动轴承与轴和外壳的配合 （224）
15.2.2 滚动轴承的游隙要求 （228）
第16章 公差配合、几何公差、表面粗糙度 （231）
16.1 极限与公差、配合 （231）
16.1.1 术语和定义 （231）
16.1.2 标准公差等级 （232）
16.1.3 公差带的选择 （234）
16.1.4 配合的选择 （235）
16.2 几何公差 （247）
16.2.1 术语和定义 （247）
16.2.2 几何公差的类别和符（代）号 （248）
16.2.3 几何公差的注出公差值及应用举例 （249）
16.3 表面粗糙度 （253）
16.3.1 评定表面粗糙度的参数及其数值系列 （253）
16.3.2 表面粗糙度的符号及标注方法 （253）
16.3.3 不同加工方法可达到的表面粗糙度（表16-19） （255）
第17章 齿轮、蜗杆传动精度 （258）
17.1 渐开线圆柱齿轮精度 （258）
17.1.1 定义与代号 （258）
17.1.2 等级精度及其选择 （259）
17.1.3 极限偏差（表17-6） （260）
17.2 圆锥齿轮精度 （264）
17.2.1 锥齿轮、齿轮副误差及侧隙的定义和代号 （264）
17.2.2 精度等级 （266）
17.2.3 公差组与检验项目 （266）
17.2.4 齿轮副侧隙 （271）
17.2.5 图样标注 （274）
17.2.6 锥齿轮的齿坯公差 （275）
17.3 圆柱蜗杆、蜗轮的精度 （276）
17.3.1 蜗杆、蜗轮、蜗杆副术语定义和代号 （276）
17.3.2 精度等级和公差组 （278）
17.3.3 蜗杆、蜗轮及传动的公差 （279）
17.3.4 蜗杆传动的侧隙 （282）
17.3.5 齿坯公差和蜗杆、蜗轮的表面粗糙度 （284）
17.3.6 图样标注 （285）
第18章 润滑与密封 （287）
18.1 润滑剂 （287）
18.2 润滑装置 （288）
18.2.1 间歇式润滑常用的润滑装置 （288）
18.2.2 油标和油标尺 （290）
18.3 密封装置 （292）
第三部分 减速器参考图例
第19章 减速器装配图 （297）
第20章 减速器零件图 （300）
参考文献 （312）

④ 电动机卷扬机装置设计是斜齿轮还是直齿轮

电动机卷扬机装置设计是斜齿轮。斜齿轮转动效率高，能耗小，对于能量的传动能力强，直齿轮的磨损较大传动效率小。电动机卷扬机装置都设计为斜齿轮。直齿轮的磨损较大传动效率小。

⑤ 卷扬机工作原理

卷扬机工作原理：
电机经减速机带动钢丝绳滚筒，收放钢丝绳，通过不同的滑轮改变方向。工艺要求主要是滚筒转速即钢丝绳运动速度和制动系统的安全可靠性。卷扬机属于较简单的提升或牵引机械。
卷扬机（又叫绞车/电葫芦），是用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备。卷扬机可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。卷扬机分为手动卷扬机和电动卷扬机两种。现在以电动卷扬机为主。

电动卷扬机是由电动机、传动机构和卷筒或链轮组成，分钢丝绳电动葫芦和环链电动葫芦两种。

卷扬机可单独使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。主要运用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖。

⑥ 如何确定轴的支点位置和传动零 件上力的作用点

目 录
第一部分 设计任务书----------------------------------------------------------------3第二部分 电传动方案的分析与拟定---------------------------------------------------5第三部分 电动机的选择计算----------------------------------------------------------6第四部分 各轴的转速、转矩计算------------------------------------------------------7第五部分 联轴器的选择-------------------------------------------------------------9第六部分 锥齿轮传动设计---------------------------------------------------------10第七部分 链传动设计--------------------------------------------------------------12第八部分 斜齿圆柱齿轮设计-------------------------------------------------------14第九部分 轴的设计----------------------------------------------------------------17第十部分 轴承的设计及校核-------------------------------------------------------20第十一部分 高速轴的校核---------------------------------------------------------22第十二部分 箱体设计---------------------------------------------------------------23第十三部分 设计小结---------------------------------------------------------------24

第一部分 设计任务书
1.1 机械设计课程的目的
机械设计课程设计是机械类专业和部分非机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性与实践性教学环节。其基本目的是：
(1) 通过机械设计课程的设计，综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。
(2) 学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。
(3) 进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。

1.2 机械设计课程的内容
选择作为机械设计课程的题目，通常是一般机械的传动装置或简单机械。
课程设计的内容通常包括：确定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。
在设计中完成了以下工作：
① 减速器装配图1张（A0或A1图纸）；
② 零件工作图2～3张（传动零件、轴、箱体等）；
③ 设计计算说明书1份，6000～8000字。

1.3 机械设计课程设计的步骤
机械设计课程设计的步骤通常是根据设计任务书，拟定若干方案并进行分析比较，然后确定一个正确、合理的设计方案，进行必要的计算和结构设计，最后用图纸表达设计结果，用设计计算说明书表示设计依据。
机械设计课程设计一般可按照以下所述的几个阶段进行：
1．设计准备
① 分析设计计划任务书，明确工作条件、设计要求、内容和步骤。
② 了解设计对象，阅读有关资料、图纸、观察事物或模型以进行减速器装拆试验等。
③ 浮系课程有关内容，熟悉机械零件的设计方法和步骤。
④ 准备好设计需要的图书、资料和用具，并拟定设计计划等。
2．传动装置总体设计
① 确定传动方案——圆柱齿轮传动，画出传动装置简图。
② 计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。
③ 确定总传动比和分配各级传动比。
④ 计算各轴的功率、转速和转矩。
3．各级传动零件设计
① 减速器内的传动零件设计（齿轮传动）。
4．减速器装配草图设计
① 选择比例尺，合理布置试图，确定减速器各零件的相对位置。
② 选择联轴器，初步计算轴径，初选轴承型号，进行轴的结构设计。
③ 确定轴上力作用点及支点距离，进行轴、轴承及键的校核计算。
④ 分别进行轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的结构设计。
5．减速器装配图设计
① 标注尺寸、配合及零件序号。
② 编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。
③ 完成装配图。
6．零件工作图设计
① 轴类零件工作图。
② 齿轮类零件工作图。
③ 箱体类零件工作图。

第一部分 题目及要求
卷扬机传动装置的设计
1． 设计题目
设计一卷扬机的传动装置。传动装置简图如下图所示。
（1）卷扬机数据
卷扬机绳牵引力F(N)、绳牵引速度v(m/s)及卷筒直径D(mm)见附表。
（2）工作条件
用于建筑工地提升物料，空载启动，连续运转，三班制工作，工作平稳。
（3） 使用期限
工作期限为十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小时，检修期间隔为三年。
（4） 产批量及加工条件
小批量生产，无铸钢设备。
2． 设计任务
1）确定传动方案；
2）选择电动机型号；
3）设计传动装置；
4）选择联轴器。
3． 具体作业
1）减速器装配图一张；
2）零件工作图二张（大齿轮，输出轴）；
3）设计说明书一份。
4． 数据表

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

卷扬机传动装置的设计
5． 设计题目
设计一卷扬机的传动装置。传动装置简图如下图所示。
（1）卷扬机数据
卷扬机绳牵引力F(N)、绳牵引速度v(m/s)及卷筒直径D(mm)见附表。
（2）工作条件
用于建筑工地提升物料，空载启动，连续运转，三班制工作，工作平稳。
（5） 使用期限
工作期限为十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小时，检修期间隔为三年。
（6） 产批量及加工条件
小批量生产，无铸钢设备。
6． 设计任务
1）确定传动方案；
2）选择电动机型号；
3）设计传动装置；
4）选择联轴器。
7． 具体作业
1）减速器装配图一张；
2）零件工作图二张（大齿轮，输出轴）；
3）设计说明书一份。
8． 数据表

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

第二部分 传动方案的分析与拟定
确定总传动比:
由于Y系列三相异步电动机的同步转速有750,1000,1500和3000r/min四种可供选择.根据原始数据,得到卷扬机卷筒的工作转速为

按四种不同电动机计算所得的总传动比分别是:
电动机同步转速
750 1000 1500 3000
系统总传动比
32.71 43.61 65.42 130.83

确定电动机转速:
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格以及总传动比，750转的低速电动机传动比虽小，但电动机极数大价格高，故不可取。3000转的电动机重量轻，价格便宜，但总传动比大，传动装置外廓尺寸大，制造成本高，结构不紧凑，也不可取。剩下两种相比，如为使传动装置结构紧凑，选用1000转的电动机较好；如考虑电动机重量和价格，则应选用1500转的电动机。现选用1500转的电动机，以节省成本。
确定传动方案：

验算：通常V带传动的传动比常用范围为 ，二级圆柱齿轮减速器为 ，则总传动比的范围为 ，因此能够满足以上总传动比为65.42的要求。

第三部分 电动机的选择计算
1、确定电动机类型
按工作要求和条件,选用Y系列笼型三相异步电动机,封闭式结构。
2、确定电动机的功率
工作机的功率
KW

效率的选择：
1． V带传动效率： η1 = 0.96
2． 7级精度圆柱齿轮传动：η2 = 0.98
3． 滚动轴承： η3 = 0.99
4． 弹性套柱销联轴器： η4 = 0.99
5． 传动滚筒效率： η5 = 0.96
传动装置总效率为

工作机所需电动机功率
kw
因载荷平稳，电动机额定功率 略大于 即可。由Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率 为7.5 kw，结合其同步转速，选定电动机的各项参数如下：
取同步转速： 1500r/min ——4级电动机
型号： Y132M-4
额定功率： 7.5kW
满载功率： 1440r/min
堵转转矩/额定转矩： 2.2
最大转矩/额定转矩： 2.2

第四部分 确定传动装置总传动比和分配各级传动比
1、确定总传动比

2、分配各级传动比
取V带传动的传动比 ，则减速器的传动比 为

取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比

则低速级的传动比

第五部分 运动参数及动力参数计算
0轴（电动机轴）：
P0 = Pd =7.2 kW
n0 = nm = 1440 r/min
T0 = 9550×( )= N?m
1轴（高速轴）：
P1 = P0η1 = kW
n1 = = r/min
T1 = 9550×( )= N?m
2轴（中间轴）：
P2 = P1η2η3 = kW
n2 = r/min
T2 = 9550×( )= N?m
3轴（低速轴）：
P3 = P2η2η3 = kW
n3 = r/min
T3 = 9550×( )= N?m
4轴（输出轴）：
P4 = P3η3η4 = kW
n4 = r/min
T4 = 9550×( )= N?m

输出轴功率或输出轴转矩为各轴的输入功率或输入转矩乘以轴承效率(0.99），即
P’= 0.99P

轴名 功率P(kW) 转矩T(N?m) 转速
n(r/min) 传动比
i 效率
η
输入 输出 输入 输出
电动机轴 7.20 47.75 1440
3.8 0.96
1轴 6.91 3.047 155.91 154.35 378.95
4.809 0.97
2轴 6.70 2.896 811.99 803.83 78.80
3.435 0.97
3轴 6.50 2.753 2705.97 2678.91 22.94
1 0.98
输出轴 6.37 2.590 2651.85 2625.33 22.94

第六部分 传动零件的设计计算
高速级斜齿圆柱齿轮设计
材料选择：小齿轮40Cr （调质）硬度280HBs；
大齿轮45#钢（调质）硬度240HBs；（硬度差40HBs）
七级精度，取Z1=21，Z2= ＝4.809×21=100.989，取Z2＝101，
初选螺旋角β=14°，
按齿轮面接触强度设计：

1) 试选载荷系数 Kt=1.6
2) 由动力参数图，小齿轮传递的转矩

3） 由表10－7（机械设计）选取齿宽系数
4） 由表10－6查得材料的弹性影响系数
5） 由图10－21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ；大齿轮的接触疲劳强度极限 ；
6） 由式10-13计算应力循环次数

7） 由图10-19查得接触疲劳寿命系数 ；
8） 计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1％，安全系数S=1,由式（10-12）得

9）由图10-26（机械设计）得
εα1 = 0.76
εα2 = 0.86
则端面重合度
10）由图10-30选取区域系数ZH = 2.433
11） 计算许用接触应力
=
12）计算：
试算小齿轮分度圆直径 ，由计算公式得
计算圆周速度

计算齿宽b及模数
= 1×60.59 = 60.59 mm
mnt = = mm
h = 2.25 mnt = mm

计算纵向重合度
纵向重合度 =0.318×φdZ1tanβ =
计算载荷系数K
已知，KA=1，取Kv=1.05（由图10-8查得），由表10-4查得的计算公式
∴KHβ = 1.15+0.18(1+0.6φd2)+0.23×10-3×60.59 = 1.45
由图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
按实际得载荷系数校正所算得德分度圆直径，由试（10-10a）得

计算模数
mn= =
13） 按齿根弯曲强度设计

由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 ；
由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数 ；
计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S＝1.4，由式10-12得

计算载荷系数
K = KA?Kv?KFα?KFβ = 1×1.05×1.3×1.4= 1.91
根据纵向重合度εβ=1.6650，由图10-28，查得螺旋角影响系数Yβ=0.88
计算当量齿数
= 22.9883

查取齿形系数
由表10-5查得 YFα1=2.69，YFα2=2.20，
查取应力校正系数
由表10-5查得 YSα1=1.56，YSα2=1.79
计算大、小齿轮的 并加以比较

大齿轮的数值较大。
设计计算

经园整，mn=2 mm
∵ ，∴mn=2.5 mm
Z1 = = ，取Z1=25，Z2=120

几何尺寸计算：
中心距 a =
经园整，a = 187 mm
修正螺旋角， =
∵β变动不大，
∴εα、εβ、ZH无需修正。
计算大、小齿轮的分度直径
mm
mm
计算齿轮宽度
b = φdd1 = mm
园整后，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 轴的设计
1) 高速轴：
初定最小直径，选用材料45#钢，调质处理。取A0=112（下同）
则dmin = A0 = mm
∵最小轴径处有键槽
∴dmin’ = 1.07 dmin = 17.72mm
∵最小直径为安装联轴器外半径，取KA=1.7，同上所述已选用TL4弹性套柱联轴器，轴孔半径d=20mm
∴取高速轴的最小轴径为20mm。
由于轴承同时受径向和轴向载荷，故选用单列圆锥滚子轴承按国标T297-94选取30206。
D×d×T=17.25mm
∴轴承处轴径d=30mm
高速轴简图如下：
2)
取l1=38+46=84mm，l3=72mm，取挡圈直径D=28mm，取d2=d4=25mm，d3=30mm，l2=l4=26.5mm，d1=d5=20mm。
齿轮轮毂宽度为46mm，取l5=28mm。

联轴器用键：园头普通平键。
b×h=6×6，长l=26mm
齿轮用键：同上。b×h=6×6，长l=10mm，倒角为2×45°
3) 中间轴：
中间轴简图如下：
初定最小直径dmin= =22.1mm
选用30305轴承，
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
齿轮用键：园头普通键：b×h=12×8，长l=20mm
4) 低速轴：
低速轴简图如下： 初定最小直径：
dmin = = 34.5mm
∵最小轴径处有键槽
∴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
齿轮用键：园头普通键：b×h=16×6，长l=36mm
选用30309轴承：d×D×T = 40×90×25.25mm；B=23mm；C=20mm

⑦ 求一张卷扬机的设计图纸，卷扬机F=12t， 吊绳牵引v=0.3m/s， 卷筒直径D=500mm，做过课题的跪求分享下感谢

一级直齿轮减速器说明书和装配技术数据滚筒圆周力:F=1200N带速:V=2.1M/S滚筒直径：D=400mm全题目:一级圆柱直齿轮减速器参考书目:《机械设计基础》任成高《简明机械零件设计实用手册》胡家秀其他也可发给我参考啊万分感谢!!!也把它发到我的邮箱里面看看吧。。[email protected]不过你也可以到我的博客里面看看哦。/机械设计课程--带式运输机传动装置中的同轴式1级圆柱齿轮减速器目录设计任务书……………………………………………………1传动方案的拟定及说明………………………………………4电动机的选择…………………………………………………4计算传动装置的运动和动力参数……………………………5传动件的设计计算……………………………………………5轴的设计计算…………………………………………………8滚动轴承的选择及计算………………………………………14键联接的选择及校核计算……………………………………16连轴器的选择…………………………………………………16减速器附件的选择……………………………………………17润滑与密封……………………………………………………18设计小结………………………………………………………18参考资料目录…………………………………………………18机械设计课程设计任务书题目：设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器一．总体布置简图1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—带式运输机；5—鼓轮；6—联轴器二．工作情况：载荷平稳、单向旋转三．原始数据鼓轮的扭矩T（N•m）：850鼓轮的直径D（mm）：350运输带速度V（m/s）：0.7带速允许偏差（％）：5使用年限（年）：5工作制度（班/日）：2四．设计内容1.电动机的选择与运动参数计算；2.斜齿轮传动设计计算3.轴的设计4.滚动轴承的选择5.键和连轴器的选择与校核；6.装配图、零件图的绘制7.设计计算说明书的编写五．设计任务1．减速器总装配图一张2．齿轮、轴零件图各一张3．设计说明书一份六．设计进度1、第一阶段：总体计算和传动件参数计算2、第二阶段：轴与轴系零件的设计3、第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写传动方案的拟定及说明由题目所知传动机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。本传动机构的特点是：减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。结构较复杂，轴向尺寸大，中间轴较长、刚度差，中间轴承润滑较困难。电动机的选择1．电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y（IP44）系列的电动机。2．电动机容量的选择1）工作机所需功率PwPw＝3.4kW2）电动机的输出功率Pd＝Pw/ηη＝＝0.904Pd＝3.76kW3．电动机转速的选择nd＝（i1’•i2’…in’）nw初选为同步转速为1000r/min的电动机4．电动机型号的确定由表20－1查出电动机型号为Y132M1-6,其额定功率为4kW，满载转速960r/min。基本符合题目所需的要求计算传动装置的运动和动力参数传动装置的总传动比及其分配1．计算总传动比由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为：i＝nm/nwnw＝38.4i＝25.142．合理分配各级传动比由于减速箱是同轴式布置，所以i1＝i2。因为i＝25.14，取i＝25，i1=i2=5速度偏差为0.5%<5%，所以可行。各轴转速、输入功率、输入转矩项目电动机轴高速轴I中间轴II低速轴III鼓轮转速（r/min）96096019238.438.4功率（kW）43.963.843.723.57转矩（N•m）39.839.4191925.2888.4传动比11551效率10.990.970.970.97传动件设计计算1．选精度等级、材料及齿数1）材料及热处理；选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。2）精度等级选用7级精度；3）试选小齿轮齿数z1＝20，大齿轮齿数z2＝100的；4）选取螺旋角。初选螺旋角β＝14°2．按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算按式（10—21）试算，即dt≥1）确定公式内的各计算数值（1）试选Kt＝1.6（2）由图10－30选取区域系数ZH＝2.433（3）由表10－7选取尺宽系数φd＝1（4）由图10－26查得εα1＝0.75，εα2＝0.87，则εα＝εα1＋εα2＝1.62（5）由表10－6查得材料的弹性影响系数ZE＝189.8Mpa（6）由图10－21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1＝600MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限σHlim2＝550MPa；（7）由式10－13计算应力循环次数N1＝60n1jLh＝60×192×1×（2×8×300×5）＝3.32×10e8N2＝N1/5＝6.64×107（8）由图10－19查得接触疲劳寿命系数KHN1＝0.95；KHN2＝0.98（9）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1％，安全系数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）计算（1）试算小齿轮分度圆直径d1td1t≥==67.85（2）计算圆周速度v===0.68m/s（3）计算齿宽b及模数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）计算纵向重合度εβεβ==0.318×1×tan14=1.59（5）计算载荷系数K已知载荷平稳，所以取KA=1根据v=0.68m/s,7级精度，由图10—8查得动载系数KV=1.11；由表10—4查的KHβ的计算公式和直齿轮的相同，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。故载荷系数K=KAKVKHαKHβ=1×1.03×1.4×1.42=2.05（6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式（10—10a）得d1==mm=73.6mm（7）计算模数mnmn=mm=3.743．按齿根弯曲强度设计由式(10—17mn≥1）确定计算参数（1）计算载荷系数K=KAKVKFαKFβ=1×1.03×1.4×1.36=1.96（2）根据纵向重合度εβ=0.318φdz1tanβ=1.59，从图10－28查得螺旋角影响系数Yβ＝0。88（3）计算当量齿数z1=z1/cosβ=20/cos14=21.89z2=z2/cosβ=100/cos14=109.47（4）查取齿型系数由表10－5查得YFa1=2.724；Yfa2=2.172（5）查取应力校正系数由表10－5查得Ysa1=1.569；Ysa2=1.798（6）计算[σF]σF1=500MpaσF2=380MPaKFN1=0.95KFN2=0.98[σF1]=339.29Mpa[σF2]=266MPa（7）计算大、小齿轮的并加以比较==0.0126==0.01468大齿轮的数值大。2）设计计算mn≥=2.4mn=2.54．几何尺寸计算1）计算中心距z1=32.9，取z1=33z2=165a=255.07mma圆整后取255mm2）按圆整后的中心距修正螺旋角β=arcos=1355’50”3）计算大、小齿轮的分度圆直径d1=85.00mmd2=425mm4）计算齿轮宽度b=φdd1b=85mmB1=90mm，B2=85mm5）结构设计以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。轴的设计计算拟定输入轴齿轮为右旋II轴：1．初步确定轴的最小直径d≥＝=34.2mm2．求作用在齿轮上的受力Ft1==899NFr1=Ft=337NFa1=Fttanβ=223N；Ft2=4494NFr2=1685NFa2=1115N3．轴的结构设计1）拟定轴上零件的装配方案i.I-II段轴用于安装轴承30307，故取直径为35mm。ii.II-III段轴肩用于固定轴承，查手册得到直径为44mm。iii.III-IV段为小齿轮，外径90mm。iv.IV-V段分隔两齿轮，直径为55mm。v.V-VI段安装大齿轮，直径为40mm。vi.VI-VIII段安装套筒和轴承，直径为35mm。2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1.I-II段轴承宽度为22.75mm，所以长度为22.75mm。2.II-III段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙12mm，轴承和箱体的间隙4mm，所以长度为16mm。3.III-IV段为小齿轮，长度就等于小齿轮宽度90mm。4.IV-V段用于隔开两个齿轮，长度为120mm。5.V-VI段用于安装大齿轮，长度略小于齿轮的宽度，为83mm。6.VI-VIII长度为44mm。4．求轴上的载荷66207.563.5Fr1=1418.5NFr2=603.5N查得轴承30307的Y值为1.6Fd1=443NFd2=189N因为两个齿轮旋向都是左旋。故：Fa1=638NFa2=189N5．精确校核轴的疲劳强度1）判断危险截面由于截面IV处受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面2）截面IV右侧的截面上的转切应力为由于轴选用40cr，调质处理，所以（[2]P355表15-1）a)综合系数的计算由，经直线插入，知道因轴肩而形成的理论应力集中为，，（[2]P38附表3-2经直线插入）轴的材料敏感系数为，，（[2]P37附图3-1）故有效应力集中系数为查得尺寸系数为，扭转尺寸系数为，（[2]P37附图3-2）（[2]P39附图3-3）轴采用磨削加工，表面质量系数为，（[2]P40附图3-4）轴表面未经强化处理，即，则综合系数值为b)碳钢系数的确定碳钢的特性系数取为，c)安全系数的计算轴的疲劳安全系数为故轴的选用安全。I轴：1．作用在齿轮上的力FH1=FH2=337/2=168.5Fv1=Fv2=889/2=444.52．初步确定轴的最小直径3．轴的结构设计1）确定轴上零件的装配方案2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度d)由于联轴器一端连接电动机，另一端连接输入轴，所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径尺寸的限制，选为25mm。e)考虑到联轴器的轴向定位可靠，定位轴肩高度应达2.5mm，所以该段直径选为30。f)该段轴要安装轴承，考虑到轴肩要有2mm的圆角，则轴承选用30207型，即该段直径定为35mm。g)该段轴要安装齿轮，考虑到轴肩要有2mm的圆角，经标准化，定为40mm。h)为了齿轮轴向定位可靠，定位轴肩高度应达5mm，所以该段直径选为46mm。i)轴肩固定轴承，直径为42mm。j)该段轴要安装轴承，直径定为35mm。2）各段长度的确定各段长度的确定从左到右分述如下：a)该段轴安装轴承和挡油盘，轴承宽18.25mm，该段长度定为18.25mm。b)该段为轴环，宽度不小于7mm，定为11mm。c)该段安装齿轮，要求长度要比轮毂短2mm，齿轮宽为90mm，定为88mm。d)该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取13.5mm、轴承与箱体内壁距离取4mm（采用油润滑），轴承宽18.25mm，定为41.25mm。e)该段综合考虑箱体突缘厚度、调整垫片厚度、端盖厚度及联轴器安装尺寸，定为57mm。f)该段由联轴器孔长决定为42mm4．按弯扭合成应力校核轴的强度W=62748N.mmT=39400N.mm45钢的强度极限为，又由于轴受的载荷为脉动的，所以。III轴1．作用在齿轮上的力FH1=FH2=4494/2=2247NFv1=Fv2=1685/2=842.5N2．初步确定轴的最小直径3．轴的结构设计1）轴上零件的装配方案2）据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度I-IIII-IVIV-VV-VIVI-VIIVII-VIII直径607075877970长度105113.758399.533.255．求轴上的载荷Mm=316767N.mmT=925200N.mm6.弯扭校合滚动轴承的选择及计算I轴：1．求两轴承受到的径向载荷5、轴承30206的校核1）径向力2）派生力3）轴向力由于，所以轴向力为，4）当量载荷由于，，所以，，，。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为5）轴承寿命的校核II轴：6、轴承30307的校核1）径向力2）派生力，3）轴向力由于，所以轴向力为，4）当量载荷由于，，所以，，，。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为5）轴承寿命的校核III轴：7、轴承32214的校核1）径向力2）派生力3）轴向力由于，所以轴向力为，4）当量载荷由于，，所以，，，。由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为5）轴承寿命的校核键连接的选择及校核计算代号直径（mm）工作长度（mm）工作高度（mm）转矩（N•m）极限应力（MPa）高速轴8×7×60（单头）25353.539.826.012×8×80（单头）4068439.87.32中间轴12×8×70（单头）4058419141.2低速轴20×12×80（单头）75606925.268.518×11×110（单头）601075.5925.252.4由于键采用静联接，冲击轻微，所以许用挤压应力为，所以上述键皆安全。连轴器的选择由于弹性联轴器的诸多优点，所以考虑选用它。二、高速轴用联轴器的设计计算由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为，计算转矩为所以考虑选用弹性柱销联轴器TL4（GB4323-84），但由于联轴器一端与电动机相连，其孔径受电动机外伸轴径限制，所以选用TL5（GB4323-84）其主要参数如下：材料HT200公称转矩轴孔直径，轴孔长，装配尺寸半联轴器厚（[1]P163表17-3）（GB4323-84三、第二个联轴器的设计计算由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为，计算转矩为所以选用弹性柱销联轴器TL10（GB4323-84）其主要参数如下：材料HT200公称转矩轴孔直径轴孔长，装配尺寸半联轴器厚（[1]P163表17-3）（GB4323-84减速器附件的选择通气器由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M18×1.5油面指示器选用游标尺M16起吊装置采用箱盖吊耳、箱座吊耳放油螺塞选用外六角油塞及垫片M16×1.5润滑与密封一、齿轮的润滑采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm。二、滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。三、润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用L-AN15润滑油。四、密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。设计小结由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比如说箱体结构庞大，重量也很大。齿轮的计算不够精确等等缺陷，我相信，通过这次的实践，能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备。