. .1、 机械传动装置的总体设计1.1. 方案的设定设计的初始已知数据：项目方案一卷筒圆周力F〔kN20卷筒转速 n〔r/min60卷筒直径 D〔mm350(1) 减速器为单级直齿轮减速器(2) 外传动带为v带传动(3) 机构简图如下：1——电动机 2——联轴器 3——单级齿轮减速器4——开式齿轮传动 5——卷筒〔4该方案的说明：转动可逆转,间歇工作,载荷平稳,总传动比误差为±5%1.2. 电机的选择电机类型的选择按工作要求和条件,选择Y系列三相鼠笼型异步电动机,额定电压380V,频率50Hz1.2.2 额定功率的确定1） 套筒的扭矩的计算：T== =3500N·m2） 套筒所需功率：=21.11 kW3） 从电动机至滚筒的传动总效率：,式中为联轴器的效率,,,为轴承的效率〔6号深沟球轴承 ,,为直齿轮传动的效率〔为闭式,为开式,为滚筒的传动效率查书P7表2-4中列出各种机械和轴承的效率值,取=0.99,===0.98,=0.97,=0.95,=0.96,所以0.82。
4） 电动机输出功率：=25.75 kW5） 电动机转速根据要求,选择同步转速为1500r/min〔4级6） 根据以上计算及查表20-1,选定电动机如下：1.2.3 电机型号的确定型号额定功率满载转速〔r/min质量〔kgY200L-43014702.02.22701.3． 传动装置的总传动比和分配各级传动比 总传动比：==24.5 而：,单级圆柱齿轮减速器,参照表2-2及表2-1,取=3.5,=7.1.4. 传动装置的运动学和动力学计算各轴转速〔指的是轴1,轴2,轴3,轴4的转速指的是电机、卷筒的转速各轴的输入功率〔kW=30 27.67 25.76各轴的转矩〔N·m2、传动装置主要零件的设计、润滑选择2.1. 齿轮传动选定齿轮类型、精度等级、材料(1) 根据课程设计的要求,选定为直齿圆柱齿轮参照教材表11-2,由于是一般工作机器,载荷较平稳,速度不高,故确定精度等级为8级2) 考虑到减速箱的齿轮经常受磨,为整个机构中的重要部件,因此减速箱的齿轮取20Cr渗碳淬火,大齿轮硬度为56HRC,小齿轮硬度为60HRC而部件4为开式齿轮传动,选定齿轮为45钢,表面淬火。
初步设计齿轮主要尺寸（1） 设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算,再按齿根弯曲疲劳强度校核2） 减速箱齿轮设计：I．取小齿轮=36；大齿轮==126；大小齿轮均取20Cr=1500 MPa,=850 MPa,取=1.25,=1.5,[]===1200 MPa[]===566.67MPaII．齿面接触疲劳强度：式中各项的参数确定：u=3.5,标准齿轮=2.5由于传动较为平稳,中等冲击,取K=1.5,精度等级8级制造,齿宽系数=0.8,小齿轮的扭矩T==192.95 N.m=1.93×N.mm取=188<教材表11-4>,计算得：≥52.26mm模数：m ===1.63mm根据表4-1取第一系列m=2mm,所以：直径：=252mm齿宽：b=,小齿轮要宽些,取=60mm,=65mm中心距：a==162mm压力角：α=III．验算齿轮弯曲强度根据教材图11-8和图11-9,齿形系数：=2.50,=1.66=2.11,=1.83,由==256.71MPa≤[]= 566.67MPa==238.84MPa≤[]= 566.67MPa都在安全范围内且v==5.54m/s≤6m/s可知精度等级为8级是合适的。
〔3部件4开式齿轮的设计由于是开式传动,所以选择45钢表面淬火,提高其表面硬度和抗磨损能力I． 初步选择小齿轮齿数为=20,则大齿轮齿数=×=1401150 MPa,=700 MPa,取=1.1,=1.25,所以：[]===1045.5 MPa[]===560MPaII．齿面接触疲劳强度：式中各项的参数确定：u=7,标准齿轮=2.5由于传动较为平稳,中等冲击,取K=1.5,精度等级8级制造,齿宽系数=0.8,小齿轮的扭矩T==629.16N.m=6.29×N.mm取=188<教材表11-4>,计算得：≥81.67mm模数：m ===4.08mm根据表4-1取第一系列m=5mm,所以：直径：=700mm齿宽：b=,小齿轮要宽些,取=80mm,=85mm中心距：a==400mm压力角：α=III．验算齿轮弯曲强度根据教材图11-8和图11-9,齿形系数：=2.93,=1.56=2.10,=1.86,由==215.63MPa≤[]= 560MPa==184.27MPa≤[]= 560MPa都在安全范围内且v==2.20m/s≤6m/s可知精度等级为8级是合适的齿轮的结构设计:经过的计算与校核,可知：类型模数m齿数z压力角α中心距a齿宽b3减速箱m=2mm=36=126162mm=65mm,=60mm4 开式齿轮m=5mm=20=140400mm=85mm,=80mm2、 轴径的估算及结构的初步确定材料的选择：由于没有过多的要求,所以选择45号钢调质处理。
轴径的初步估算：按照扭矩强度进行初步核算：设计公式：；计算得：<参照表14-2,取C=110>轴1-2轴2-3轴3-4轴4-5轴〔mm30.0622.9644.4382.981-2轴一个键,而2-33-4轴,4-5轴分别有两个键连接齿轮,考虑到键对轴的削弱作用,所以其单键〔同一截面增大3-5%,双键增大7-10%：轴1-2轴2-3轴3-4轴4-5轴〔mm31.5626.5248.8791.281-2,2-3轴的最小直径显然是跟据安装联轴器为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号 联轴器的计算转矩,取,则：按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,选用弹性套柱销联轴器TL7〔Y型轴孔,许用直径在40mm-42mm之间,根据标准尺寸,所以可以初步确定：轴1-2轴2-3轴3-4轴4-5轴〔mm40.040.050.0100.0结构初步设计1-2轴的结构〔只有I-III段：为了满足半联轴器的轴向定位要求,由下图知,Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一轴肩,故取Ⅱ-Ⅲ段的直径；左端用轴端挡圈定位半联轴器与轴配合的毂孔长度,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故Ⅰ-Ⅱ段的长度应比小,现取。
而由知2-3轴的结构：a．同1-2的轴结构,如图取,,,b.初步选择滚动轴承选用深沟球轴承按照工作要求并根据,选取轴承代号为6211的深沟球轴承,其尺寸为[7],故；而 c.取安装齿轮处的轴端Ⅳ-Ⅴ的直径[7]；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位已知齿轮轮毂的跨度为65mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴端应略短于轮毂宽度,故取齿轮的右端采用轴肩定位,轴肩高度,故取,则轴环处的直径轴环宽度,取d.轴承端盖的总宽度为<由减速器及轴承端盖的结构设计而定>根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离,故3-4轴的结构：a．轴段I-II是联接开式齿轮小齿轮,跟据轴3-4最小直径的尺寸如图取,为了便于齿轮的定位,在I-II右端制造轴肩,轴肩高度,取,由上可知开式齿轮小齿轮轮毂为85mm,取,b.初步选择滚动轴承选用深沟球轴承按照工作要求并根据,选取轴承代号为6213的深沟球轴承,其尺寸为[7],故；而 c.取安装齿轮处的轴端Ⅳ-Ⅴ的直径[7]；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位已知齿轮轮毂的跨度为65mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴端应略短于轮毂宽度,故取。
齿轮的右端采用轴肩定位,轴肩高度,故取,则轴环处的直径轴环宽度,取d.轴承端盖的总宽度为<由减速器及轴承端盖的结构设计而定>根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离,故4-5轴的设计：3、 箱体结构设计已知数据a=162mm,=,=,单极减速器,𝚫=1名称符号尺寸关系箱座壁厚𝛅𝛅=0.025a+𝚫=5.05≤8=0.02a+𝚫=4.24≤8所以𝛅=8,箱盖壁厚箱体凸缘厚度b、、箱座 b=1.5 𝛅=12mm；箱盖=12mm；箱底座 =2.5𝛅 =20mm；加强肋厚m、箱座 m=0.85 𝛅=6.8mm箱盖 =0.85=6.8mm地脚螺钉直径0.036a+12=17.82mm地脚螺钉数目na≤250,n=4轴承旁联接螺栓直径0.75=13.37mm箱盖、箱座联接螺栓直径取0.6=10.69mm取螺栓间距L=160mm轴承盖螺钉直径和数目、n查表有=10mmn=6轴承盖〔轴承座端面外径查表得：=20mm观察孔盖螺钉直径取0.3=5.35mm、、至箱外壁的距离；、至凸缘边缘的距离、查表可取=25mm=20mm轴承旁凸台高度和半径h、h由结构而定；==20mm箱体外壁至轴承座端面距离=++6=51mm4、 润滑方式选择a. 减速器内传动润滑方式：查表得：由于m<20,为单级圆柱齿轮减速器,所以选择侵浸油润滑,浸油高度为一个齿高：h=+=2.25m=4.5mmb. 减速器滚动轴承润滑选用油润滑,圆周速度≥1.5-2 m/s,采用飞溅润滑。
5、 附件选择名称规格或参数作用窥视孔视孔盖145×112为检查传动零件的啮合情况,并向箱内注入润滑油,应在箱体的适当位置设置检查孔图中检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位处平时,检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上材料为铸铁通气器通气螺塞M12×1.25减速器工作时,箱体内温度升高,气体膨胀,压力增大,为使箱内热胀空气能自由排出,以保持箱内外压力平衡,不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏,通常在箱体顶部装设通气器材料为Q235轴承盖凸缘式轴承盖六角螺栓〔M8固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷,轴承座孔两端用轴承盖封闭轴承盖有凸缘式和嵌入式两种图中采用的是凸缘式轴承盖,利用六角螺栓固定在箱体上,外伸轴处的轴承盖是通孔,其中装有密封装置材料为HT150定位销M6×35为保证每次拆装箱盖时,仍保持轴承座孔制造加工时的精度,应在精加工轴承孔前,在箱盖与箱座的联接凸缘上配装定位销中采用的两个定位圆锥销,安置在箱体纵向两侧联接凸缘上,对称箱体应呈对称布置,以免错装材料为45号钢油面指示器油标尺M12检查减速器内油池油面的高度,经常保持油池内有适量的油,一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位,装设油面指示器,采用2型 油塞M14×1.5换油时,排放污油和清洗剂,应在箱座底部,油池的最低位置处开。