机械设计基础课程设计说明书20120712.doc

目 录 1 传动方案分析 1 2 电动机的选择计算 1 3 传动装置的运动及动力参数的选择和计算 2 4 齿轮传动的设计计算 3 5 轴的设计计算与联轴器的选择 7 6 键连接的选择及计算 11 7 滚动轴承的校核（低速轴轴承） 12 8 润滑和密封方式的选择，润滑油和牌号的确定 13 9 箱体及附件的结构设计和计算 14 10 设计小结 15 11 参考资料 16 1 传动方案分析 传动方案如下图，已由老师给定，其特点为：减速器的尺寸紧凑，闭式齿轮传动可保证良好的润滑和工作要求。 2 电动机的选择计算 2.1电动机的选择 2.1.1电动机类型的选择 根据动力源和工作要求，选Y系列三相异步电动机。 2.1.2电动机功率的选择 工作机所需有效功率 。 由传动示意图可知：电动机所需有效功率 式中，为传动装置的总效率 。 设，，，分别为弹性连轴器（2个）、闭式齿轮（设齿轮精度为8级）、滚动轴承（3对）、运输机卷筒的效率。查表得，，，，则传动装置的总效率 电动机所需有效功率 。 查表选取电动机的额定功率为 。 2.1.3电动机转速的选择 工作机所需转速 。 查表2-3知总传动比 =3～5。 则电动机的满载转速。 查表选取满载转速为 同步转速为的Y200L-8型电动机，则传动装置的总传动比，且查得电动机的数据及总传动比如下： 电动机型号 额定功率 KW 同步转速 r/min 满载转速 r/min Y200L-8 15KW 750r/min 730r/min 总传动比 轴伸尺寸 D×E 中心高 mm 平键尺寸 F×G 3.964 55mm×110mm 200mm 16mm×49mm 3 传动装置的运动及动力参数的选择和计算 3.1 传动比的分配 由传动示意图可知：只存在减速器的单级传动比，即闭式圆柱齿轮的传动比，其值。 3.2 传动装置的运动和动力参数计算 3.2.1各轴的转速计算 由传动示意图可知, 轴Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ的转速： 3.2.2各轴的输入功率计算 因为所设计的传动装置用于专用机器，故按电动机的所需功率计算。 轴Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ的输入功率： 3.2.3各轴的输入转矩计算 轴Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ的输入转矩： 将上述结果列于下表中，以供查询。 轴号 转速n r/min 功率P KW 转矩T N·M 传动比 i Ⅰ 730 12.20 159.6 Ⅱ 730 12.078 158 Ⅲ 184.17 11.599 601.458 Ⅳ 184.17 11.368 589.479 4 齿轮传动的设计计算 如传动示意图所示：齿轮Ⅰ和Ⅱ的已知数据如下表： 齿轮 功率P KW 转速n r/min 转矩T N·M Ⅰ Ⅱ 4.1 选择齿轮精度 按照工作要求确定齿轮精度为8级。 4.2 选择齿轮材料 考虑到生产要求和工作要求，查图表，可得Ⅰ（小）、Ⅱ（大）齿轮的选材，及相应数据如下： 齿轮 材料 热处理 硬度 弯曲疲劳极限应力 接触疲劳极限应力 Ⅰ 45钢 调质 Ⅱ 45钢 正火 由于该齿轮传动为闭式软齿面传动，主要失效形式为齿面疲劳点蚀，故应按接触疲劳强度进行设计，并校核其齿根弯曲疲劳强度。 4.3 许用应力计算 齿轮Ⅰ、Ⅱ的循环次数（使用寿命为10年）为： 查图得, 设取（两轮均为软齿面）可求得： 4.4 按接触疲劳强度进行设计 4.4.1小齿轮的名义转矩 4.4.2选取各系数并列表 载荷系数 齿宽系数 重合度系数 （斜齿轮电动机传动） （软齿面） 4.4.3初定齿轮的参数 ，取 4.4.4初算分度圆直径并确定模数和螺旋角β 因两齿轮均为钢制，故，则 所以 a取圆整值为 ； 法向模数：， 圆整为标准值。 调整螺旋角： 重取 法向模数：， 圆整为标准值。 调整螺旋角： 4.4.5计算齿轮的几何尺寸 螺旋角， 法向模数， 齿数， 中心距. 分度圆直径：， 齿顶圆直径：， 齿根圆直径：， 齿宽：， 4.5 校核齿根弯曲疲劳强度 当量齿数：， 查图得， 端面重合度， 再查图得，则 即齿根弯曲疲劳强度足够。 4.6 计算齿轮的圆周速度 4.7 齿轮的受力分析 齿轮Ⅰ，Ⅱ的受力情况如下图所示： 各力的大小分别为： 圆周力： 径向力： 轴向力： 5 轴的设计计算与联轴器的选择 5.1选择轴的材料 该轴无特殊要求，因而选用调质处理的45钢。查表知。 5.2初算轴径 一轴Ⅰ的轴径即为电动机外伸轴直径 轴Ⅱ（与齿轮Ⅰ配合）： 查表取C=110, 并且安装联轴器处有一个键槽，故轴径 轴Ⅲ（与齿轮Ⅱ配合）： 查表取C=110，并且