1122燕山大學機械設計課程設計說明書：車輛與能源學院11學號：教師職稱：教授日期：2014.1.15目錄一．電動機選擇計算 1原始數據 1電動機型號選擇 1二．總傳動比確定及各級傳動比分配 2三．運動和動力參數的計算 2四．傳動零件的設計計算 3II軸小齒輪 3五．軸的設計和計算 8初選材料以及軸承潤滑方式 8Ⅲ軸強度校核 8六．滾動軸承的選擇計算 12七．鍵連接的選擇 14八．減速器附件的選擇 15九．潤滑和密封說明 16潤滑說明 16密封說明 16十．拆裝和調整的說明 16十一．減速箱體的附加說明 16十二．設計小結 17十三．參考資料 17燕ft大學課程設計說明書燕ft大學課程設計說明書燕ft大學課程設計說明書燕ft大學課程設計說明書1122一．電動機選擇計算原始數據①運輸鏈牽引力F=2104N②運輸鏈工作速度V=0.63m/s③滾筒直徑D=0.24m電動機型號選擇類型：選擇Y系列電動機容量：工作功率，取 Pw

=1.33kwPFV＝21040.631.33kw1000 1000取η1=0.99（連軸器）,η2=0.97（齒輪傳動效率8級）,η3=0.991 2 （軸承,=0.9（卷筒，則 =η2η2×η×1 2 電動機功率Pd=Pw/ηa=1.33/0.85=1.56kw3.轉速：卷筒輪轉速

ηa=0.85Pd=1.56Kwn=50.2r/minn60v＝

60

50.2r/minD 3.140.24二級圓柱齒輪減速器推薦傳動比為ia’=8~40故電動機轉速可選范圍nd’=ia’×n=(8~40)×50.2=401.6~2008r/min綜合考慮選電動機型號為Y112M-6，主要性能如下表：

電動機型號Y112M-6額定功

同步轉

滿載轉

起動轉矩最大轉矩n

=1000r/min電動機 率型號

速 速 額定轉矩額定轉

dnm=940r/min（Kw）（r/min）（r/min）Y112M-6

2.2 1000 940 2.0 2.2二．總傳動比確定及各級傳動比分配a總傳動比為 i=18.73ani 總 n

940r/minr/

18.73

i=4.33工作 1傳動比分配i總

ii1 2

i=4.332故ii i21 2

18.734.33三．運動和動力參數的計算123軸4軸。各軸轉速：1 n=n =940r/1 4 2 m 3 2 n=n /i=940/4.33=217.09r/minn=n/i=217.09/4.33=50.14r/4 2 m 3 2 各軸輸入功率：P1=Pd×η1=1.56×0.99=1.54kwP=P3η3=1.40.99=1.41kw各軸輸入轉距：1 1 T=9.55×103×P/n=9.55×103×1.54/940=15.65N·1 1

n=940r/min1234n=217.09r/n=50.14r/minn=50.14r/min12341234P=1.54kwP=1.48kwP=1.42kwP=1.41kw12341234T=15.65TTT1234燕ft大學課程設計說明書燕ft大學課程設計說明書燕ft大學課程設計說明書燕ft大學課程設計說明書PAGEPAGE5PAGEPAGE6T2=9.55×103×P2/n2=9.55×103×1.48/217.09=65.11N·mT3=9.55×103×P3/n3=9.55×103×1.42/50.14=270.46N·mT4=9.55×103×P4/n4=9.55×103×1.39/50.14=264.75N·m運動和動力參數計算結果整理于下表：功率P軸號（Kw）Ⅰ軸 1.54

轉矩15.65

轉速n 傳動比（r/min) i940 Ⅱ軸1.48Ⅱ軸1.4865.11217.09Ⅲ軸1.42270.4650.141四．傳動零件的設計計算II軸小齒輪(1).選擇材料、精度及參數

=240HBS，z

=25

齒輪計算公式和有關數據皆引自《機械設計》第751 1~100頁號鋼，正火，HB2=200HBS，z2=108

齒輪材料用45z=z×i=4.33×25=108.252 1 1 鋼，1 HB—HB=40HBS合適1 初選8級精度，d(2)β=14°，ψ=1.0d按齒面接觸疲勞強度設計

z1=25z2=108確定小齒輪分度圓直徑u1

ZZZud3 u1d

H①確定公式內各計算數值使用系數查表取KA=1.25動載系數預估v=4m/svZ1/100=1m/s查圖取KV=1.08c.齒間載荷分配系數端面重合度

KA=1.25K=1.45α 1 1

K=1.093.2

1.67 β1 2軸向重合度

Kv=1.08K=2.13nbsin/n

Z

tan/d1=1.0×25/π×tan14=1.98>1d1總重合度 3.65r 查圖取 K1.45齒向載荷分布系數查圖取K=1.09β則K=K·K·K·K=2.13A V α β材料的彈性影響系數查表得ZE=189.8齒向區域系數查圖取ZH=2.43重合度系數z

1 0.77螺旋角系數Z cos0.985接觸疲勞強度極限查圖取σ =550MPaHlim1σ =450MPaHlim2應力循環次數N 60nL 60217.09630081.881081 1hN N2

1i 4.341071%)

查表得接觸疲勞壽命系數KHN1=1 KHN2=1.05計算接觸疲勞許用應力，取安全系數SH=1(失效概率為則 []H1=550MPa[故 []=472.5MPa②計算試算小齒輪分度圓直徑d1d

22.1365.111035.33189.82.430.770.9852 157.20mm

1.0

4.33

472.5 校核圓周速度nd

3.14217.0957.20v 11 0.654ms601000 601000結果與前面假設不符合，需要對計算結果修正。c修正載荷系數v1/100=0.1625m/s 取V’1則d.校正分度圓直徑3dd3

K

57.20

1.97

55.73mm1 1 Kv 2.13確定主要參數①計算法向模數mn

dcos1

55.731Z 251

2.16查表取標準值mn=2.5mm②計算中心距am

ZZ1

171.34n 2cos圓整取a=171mm③修正螺旋角

mn

Z2

14.00062aβ大于出去值，故設計合理，不需再做修正。④計算分度圓直徑md n

Z164.411 cosmd n

Z2278.272 cos⑤計算齒寬 b d 64.41d 1則取b1=70mm，b2=65mm校核齒根彎曲疲勞強度 1

Y Y

F1 bdm1 n

Fa1

Sa1 F1燕ft大學課程設計說明書燕ft大學課程設計說明書燕ft大學課程設計說明書燕ft大學課程設計說明書PAGEPAGE7PAGEPAGE82KT 1

Y Y

F2 bdm1 n

Fa

Sa2 F2①計算重合度系數Y 0.25

0.250.750.6991.67②計算螺旋角系數Y 1

11120

0.883③計算當量齒數Z 25Z 1 27.371V cos3 cos314.000612Z Z 108 118.2322V cos3 cos314.00062④查取齒形系數 YFa1=2.6，YFa2=2.17⑤查取應力集中系數

Sa1

=1.6，Y

Sa2=1.8

[]F1=420MPa⑥計算彎曲疲勞許用應力［σ］=K ·σ /S

[]F2=390MPaF FN Flim H彎曲疲勞極限應力

=390MPa查取壽命系數

Flim2安全系數 SH=1 取失效概率為

38.39MPaF1則［σ］=1×420/1=420MPaF1F2［σ］=1×390/1=390MPaF2

36.05MPaF2⑦計算彎曲應力 22.1365.11103

2.61.60.6890.883

=1.251F 8003 A138.39MPa

420MPaF1

KV=1.08 F F2 1

2.171.82.61.6

36.05MPaF2

390MPa故設計合理。五．軸的設計和計算初選材料以及軸承潤滑方式軸的材料：選用45鋼調質， 650MPa, 360MPab s

軸的計算公式和有關數據皆引自《機械設計》第137頁~第153頁軸的材料選用 1

0.45650293MPa0.26650169MPa

常用的45鋼1 0 b

0.81650527MPa0.50650325MPa0 b 1 00

2293527

0.11 1 0

21693250.04325

d=28mm0軸承潤滑及密封：

13d=42mm3d=30mm因 為 齒 輪 的 圓 周 速 度 2vv1

1.72ms2ms;v v3 4

0.58ms2ms,所以軸承采用脂潤滑，氈圈密封。Ⅲ軸強度校核AC=121.5mm，CB=67mm。燕ft大學課程設計說明書燕ft大學課程設計說明書燕ft大學課程設計說明書燕ft大學課程設計說明書PAGEPAGE19PAGEPAGE18a圖2TF t2 d4

2237.5

2025NFF t22

tann

2025tan20768N2r cos2

cos16.26F Ft2 2

tan2025tan12659N由此畫出大齒輪軸受力圖，見上圖（a圖）水平面4F d F BC 591237.5768674R 2 r4 2

100NHA AB 188.54F d F AC 591237.5768121.54F 2 r4 2HB867N垂直面

AB 188.5FR t

BC202567720NVA AB 188.5FR t

AC2050121.51305NVB AB 188.5畫出水平彎矩MH圖b)，垂直面彎矩Mv圖(圖c)M

M2MH V

圖（圖。MHMVMT=407890N

T 圖（圖·

h ），mmT

10.12; 0 W 0.1473 mT

407890

16.3MPaW 0.2523 T T

240430

5.79MPa m t

40.1473

(K ),(K) D D截面 C 為過盈配合，由附表 3 ， 650MPa,(K )b

3.363.663.512 ,(K) D

10.6(K) D

12.512.過渡圓角rd2470.043Dd52471.11K

K

1.39 650MPab查手冊可得：0.93;

0.81;r

0.76D

K2.58D

K

1.97求安全系數 設為無限壽命SD

1

293 10.123.51169S D

1

5.792.515.79

11.45則綜合安全系數為S SSS2S2

8.2511.458.25211.452

6.70

1.5故軸安全。六．滾動軸承的選擇計算軸承的計算公由于傳動裝置采用二級展開式斜齒輪傳動，存在一定的軸向力，式和有關數據故選用深溝球軸承。現計算Ⅲ軸上的一對軸承的壽命。

皆引自《機械設軸承型號為6209，d=45mm，D=85mm，B=19mm，基本額定動載荷計》第159頁~Cr=31500NCor=20500N173nlim=7000r/min,。計算內部軸向力 受力如圖1軸承的徑向反力R1R R2A 2

2R VA

10027202727N

S=315.765NR RB

2R VB

8672130521567N

S=713.25NFa1=315.765NFa2=924.5NfP=1.1當量動負荷PA軸承當量動負荷：只受徑向R

作用。A

X1=0.56，P fRA P

1.1727800N

Y1=1.99查手冊得f

1.1p軸承當量動負荷

X2=0受軸向FA

力的聯合作用。B

Y2=0.6P1=800N根據FA

R 與B

P2=2557N當F RA B當F R

e時：PBe時：P

fRp Bf

yFA B B p B AiF

C 15910.028e0.220 20500

L 665798hF R 59115670.377e0.22

h10A B 則：P fB p

xR yFB A查手冊得：x0.56;y1.99P1.115671.997272557NBA,兩軸承較大載荷計算PmaxP,PA B

PB

2557N計算壽命取P1P2因為是球軸承，取106 C 106 315003Lh10

60nP 6046.802557靜載荷驗算查表得X0=0，Y0=0.6，則P =Y

=0.6727=436.2N0 AA 因P01< R，故取P01= R=727N<<CA P =Y

=0.61567=940.2N<<C0 B極限速度驗算 1 2 0.081C 31500 C 31500查圖得f =1，f =1，tanβ=

R =0727=0，11

1 A A

軸承選擇合理tanβ= F R =59125572 A B21 查圖得f =1，f =121

0.23f f n =1×1×7000=7000r/min>n21limf f n =1×1×7000=7000r/min>n22lim故選用6209型角接觸球軸承符合要求。七．鍵連接的選擇Ⅰ軸鍵槽部分的軸徑為所以選擇普通圓頭平鍵A6×28 GB/T1096-79強度校核:

4

0.018MPa

125MPap dhl 22622 p該鍵滿足強度要求。Ⅱ軸上端鍵槽部分的軸徑為32mm，所以選擇普通圓頭平鍵鍵A10×56GB/T1096-79強度校核:

4

0.022MPa

125MPap dhl 32846 p該鍵滿足強度要求。下端鍵槽部分的軸徑為所以選擇普通圓頭平鍵 A1025 GB/T1096-79強度校核: p

466.0632815

0.068MPap

125MPa該鍵滿足強度要求。Ⅲ軸下端鍵槽部分的軸徑為所以選擇普通圓頭平鍵A14×50 GB/T1096-79強度校核:

4240.430.063MPa

125MPap dhl 47936 p該鍵滿足強度要求。上端鍵槽部分的軸徑為所以選擇普通圓頭平鍵A10×50 GB/T1096-79強度校核:

4240.430.085MPa

125MPap dhl 35840 p該鍵滿足強度要求。八．減速器附件的選擇窺視孔蓋窺視孔蓋的規格為。箱體上開窺視孔處設有凸臺強密封，蓋板材料為Q215A鋼，用四個M6螺栓緊固。通氣器 減速器運轉時，箱體內溫度升高，氣壓加大，密封不利，故在窺視孔蓋上安裝通氣器，是箱體內熱膨脹氣體自由逸出，以保證壓力均衡，提高箱體縫隙處的密封性能。考慮到室外的工作環境，選用帶金屬濾網的通氣器。啟蓋螺釘 在減速器裝配時于箱體剖分面上涂有水玻璃或密封膠，為了便于開蓋故設有啟蓋螺釘。其螺紋長度要大于機連接凸緣的厚度，螺桿端部做成圓柱形、大倒角或半圓形，以免壞螺紋。定位銷 為了保證剖分式箱體的軸承座孔的加工及裝配精度，在箱體連接凸緣的長度方向兩端各安置一個圓錐定位銷，兩銷盡量遠些，以提高定位精度。定位銷的直徑為長度應于箱蓋和箱座連接凸緣的總厚度，以便于裝卸。吊環和吊鉤 為了便于拆卸和搬運在箱蓋上裝有環首釘或鑄出吊環、吊鉤，并在箱座上鑄出吊鉤。油標尺 油標尺應放在便于觀測減速器油面及油面穩定之處。先確定右面高度，再確定油標尺的高度和角度