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1、 机械设计课程设计说 明 书高等技术学院模具设计专业2012 级 2 班设 计 者： 指导教师： 2014 年 7 月 2 日 目 录一、设计任务书 .3二、电动机的选择计算 .3三、传动比的分配 .4四、传动装置的运动及动力参数计算 .8五、传动零件的设计计算 .17六、轴类零件的设计计算和强度校核 .18七、滚动轴承的选择及其寿命验算 .26八、键联接的选择和校核 .30九、联轴器的选择和验算 .31十、润滑及密封形式类型的选择 .31十一、减速器附件设计 .32十二、减速器的主要尺寸及数据 .31十三、参考文献 .32十四、设计总结与体会 .32一 设计任务书1.传动方案展开式双级圆柱齿
2、轮减速器+开式齿轮2.工况及有关参数序 参 数 工 作 条 件 (或自拟) 参考号 F（N）V（m/s）D（ mm）工作环境工作年限 生产规模载荷性质方案1 3000 1.4 450 清洁 10 年双班 单件 平稳 方案 13.设计要求装配图设计：1 张 A1（包括主视图、俯视图和左视图，零件明细表，技术特性表，技术要求）零件图设计：2 张 ，轴和齿轮。编写设计计算说明书二电动机的选择计算1.电动机类型的选择电动机的类型根据动力源和工作条件，选用最常用的 Y 系列三相异步电动机。2.电动机功率的选择工作机所需要的有效功率为PW =1000=30001.41000=4.2为了计算电动机所需的功率
3、 Pd，先要确定从电动机到工作机之间的总效率 。根据【2】表 2-2 确定各部分的效率:传动滚筒效率 滚=0.96联轴器效率 联=0.99联轴器效率 联=0.99滚动轴承效率 轴承=0.99开式齿轮的传动效率 开齿=0.95（脂润滑）闭式齿轮的传动效率 闭齿=0.97（8 级精度）所需的电动机的功率 =4.20.8=5.253). 滚筒的转速为：= =601000 6010001.4450/查【2】表 16-1，选常用的电动机，额定功率 5.5kw, 同步转速 和 。根据表 16-1 得到下面两种常1000/1500r/min用电动机的选择方案。方案号电动机型号额定功率/kw同步转速r/min
4、满载转速r/min总传动比轴外伸轴径 mm轴外伸长度 mm1 Y132S-4 5.5 1500 1440 24.24 38 802 Y132M2-6 5.5 1000 960 16.16 38 80表 2-3由上表可知，方案 2 的电动机虽然满足要求，但是总传动比较小，对于双级减速器+开式齿轮传动不好分配传动比，所以选择方案1 中的电动机型号。即 Y132S-4,。三传动比的分配根据【2】2-3 知，取开式齿轮传动比 i3=4减速器的总传动比为 i= =6.0424.244高速级齿轮传动比为 i1= = =2.8021.31.36.04低速级齿轮传动比为 i2= = =2.15616.042.
5、802四、传动装置的运动及动力参数计算1.各轴转速的计算电机轴 n0=1440r/min减速器高速轴 n1=n1/i00= r/min=1440r/min14401减速器中间轴 n2=n1/i1= r/min=513.919r/min14402.802减速器低速轴 n3=n2/i2=n2/i1= r/min=238.367r/min513.9192.156开式齿轮轴 n4=n3=238.367r/min滚筒轴 n5=n4/i3= r/min=59.592r/min238.36742.各轴输入功率计算电机轴 P0=Pd=5.25kw减速器高速轴 P1=Pd 1=5.25 0.99kw=5.197
6、kw减速器中间轴 P2=P1 2 3=5.197 0.99kw=4.990kw0.97减速器低速轴 P3=P2 2 3=4.990 0.99kw=4.792kw0.97开式齿轮轴 P4=P3 3 1=4.792 0.99kw=4.696kw0.99滚筒轴 P5=P4 4 5=4.696 0.95kw=4.417kw0.994.各轴的输入转矩计算电机轴 T0=9550 =9550 N =34.814N0 0 5.251440 减速器高速轴 T1=9550 =9550 N =34.466N m1 1 5.1971440 减速器中间轴 T2=9550 =9550 N =92.728N2 2 4.99
7、0513.919 减速器低速轴 T3=9550 =9550 N =191.988N3 3 4.792238.367 开式齿轮轴 T4=9550 =9550 N =188.142N4 4 4.696238.367 滚筒轴 T5=9550 =9550 N =707.853N5 5 4.41759.592 各轴运动及动力参数轴序号 功率P(kw)转速 n(r/min) 转矩(N.m) 传动形式 传动比 效率 0 5.25 1440 34.818 弹性联轴器 1.0 0.99 5.197 1440 34.466闭式齿轮 2.802 0.97 4.990 513.919 92.728闭式齿轮 2.156
8、 0.97 4.792 238.367 191.988联轴器 1.0 0.99 4.696 238.367 188.142 4.417 59.592 707.845开式齿轮 4 0.95四、传动装置的运动及动力参数计算（一）.开式齿轮传动设计计算开式齿轮传动设计条件：输入功率 P4=4.696kw 主动轮转速n4=238.367r/min 传动比 i3=4 转矩 T4=188.142 N 1. 选择齿轮材料.热处理方式及计算许用应力材料的选择及热处理: 按使用条件，属低速，轻载，重要性和可靠性一般的开式开式齿轮传动。选用硬齿面齿轮，大小齿轮都选用 20钢，并进行淬火处理。 确定许用应力，查【1
9、】图 8-16 得齿轮的弯曲疲劳极限 Flim1= Flim2=460MP. 计算循环应力次数 N，确定寿命系数 YN1,YN2,安全系数 SFminN1=60an1t=60 =6.87238.3671030016 108N2=60an2t=60 =1.7259.5921030016 108查【1】图 8-15 可得：Y N1=YN2=1查【1】图 8-5 可得 SFmin=1.6由【1】中公式 8-9 得许用弯曲应力Fp= YN= =575MPa460211.612. 分析失效形式，确定设计准则 在此处键入公式。由于设计为硬齿面开式齿轮传动，其主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断。因此该齿轮传动
10、主要按齿根弯曲疲劳强度设计。3初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸由前面可知齿轮名义转矩 T4=188.142 N 初估齿轮圆周速度 V5 3m/s，选用直齿圆柱齿轮传动初选参数 Z5=30 ,Z6=Z5i3=4 变位系数 X1=X2=0 齿宽系30=120数 d=0.4由【1】中公式 8-8 得模数 m32425查【1】表 8-13 可得到载荷系数 K=1.5 YFa5=2.56查【1】表 8-14 可得 YSa5=1.63 所以m = =2.2532425321.51881421.632.560.4302575考虑到齿面磨损的影响，模数增大 10 ，为了保证滚筒不与%15%齿轮轴干涉，取标准模
11、数 m=4计算出开始齿轮的参数 分度圆直径 d5=mz5=4 30mm=120mmd6=mz6=4 120mm=480mm中心距 a=5+62 =120+4802 =3004502=225所以滚筒不会与齿轮轴干涉。齿轮圆周速度 V=6660000=59.5923.1448060000/=1.5/T C =54.72 Nm, n=3300r/minn=1440r/min减速器高速轴外伸段直径为 d=32mm，长度 L=82mm。（1）拟定轴上零件的装配方案通过分析比较，装配示意图 6-1 （2）据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）I-II 段是与半联轴器连接的其 d I=32mm，l I=82mm。2）II-III 段用于安装轴承端盖，轴承端盖的 e=9.6mm（由减速器及轴的结构设计而定） 。根据轴承端盖的拆卸及便于对轴承添加润滑油的要求，取端盖与 I-II 段右端的距离为 38mm。故取l I=58mm，因其右端面需制出一轴肩故取 d I=35mm。3）初选轴承，因为有轴向力故选用深沟球轴承，参照工作要求并据 d I=35mm，查表 12-5 轴承目录里初选 6208 号其尺寸为 dBD=40mm 80mm18mm 故 d IV=40mm,LIII-IV=20mm。又右边采用轴肩定位取
