机械设计课程设计 (4)

目录1.传动装配的总体设计

1.1电机的选择 (1)

1.2求传动比 (2)

1.3计算各轴的转速、功率、转矩 (2)

2.齿轮的设计

2.1原始数据 (3)

2.2齿轮的主要参数 (3)

2.3确定中心距 (4)

2.4齿轮弯曲强度的校核 (5)

2.5齿轮的结构设计 (6)

3.轴的设计计算

3.1轴的材料的选择和最小直径的初定 (7)

3.2轴的结构设计 (8)

3.3轴的强度校核 (10)

4.滚动轴承的选择与计算

4.1滚动轴承的选择 (14)

4.2滚动轴承的校核 (14)

5.键连接的选择与计算

5.1键连接的选择 (15)

5.2键的校核 (15)

6.联轴器的选择

6.1联轴器的选择 (16)

6.2联轴器的校核 (16)

7.润滑方式、润滑油型号及密封方式的选择

7.1润滑方式的选择 (16)

7.2密封方式的选择 (16)

8.箱体及附件的结构设计和选择

8.1箱体的结构尺寸 (17)

8.2附件的选择 (18)

9.设计小结 (19)

10.参考资料 (19)

机械设计课程设计计算说明书已知条件：

1传动装配的总体设计

1.1电机的选择

1.1.1类型：Y系列三项异步电动机

1.1.2 电动机功率的选择

电源为交流电源；工作环境为铸工车间运型砂，要求连续工作，工作时有轻微的振动。选择Y 型系列三相异步电动机。

假设： w p —工作机所需功率，W k ;

e p —电动机的额定功率，W k ；

d p —电动机所需功率，W k ；

则：工作机所需要的有效功率：800 2.7

2.1610001000

w FV p kW ⨯=

== 电动机所需功率：

/d w p p η=

查表可得：0.990.990.970.96ηηηη====联轴承齿轮滚筒、、、 所以：23230.990.990.970.960.886ηηηηη==⨯⨯⨯=联轴承齿轮滚筒 由表16-1选取，电动机的额定功率为3kW 。

1.1.3电动机转速的选择以及型号的确定

选择常用的电动机转速为1500r/min 和1000r/min ；查表16-1，确定以下三种方案：

辅助计算：

因为本设计为单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计，总传动比应在3-5左右，为了能够合理的分配传动比，使传动装置结构紧凑，所以应按方案3选择电动机，即电动机的型号为Y132s-6。

查表16-2，可得：中性高为H=132mm，外伸轴长度80mm,直径38mm，额定功率和满载转速见上表。

1.2求传动比

1.3计算各轴的转速n、功率p、转矩T

1.3.1各轴的转速

1.3.2各轴的输入功率

1.3.3各轴的输入转矩

各轴运动及功率参数

2

齿轮的设计2.1 原始数据

其中小齿轮40MB 钢调质，大齿轮45号钢调质。

2.2 齿轮的主要参数

由上述硬度可知，该齿轮传动为闭式软尺面传动，软尺面硬度<350HBS ，所以齿轮的相关参数按接触强度设计，弯曲强度校核。

lim H S —lim 1.0~1.2,1H S =接触强度的最小安全系数，取取；

N Z —1

21N

N Z Z ==接触疲劳强度计算的寿命系数，取；

W Z —1W Z =工作硬化系数，取。 由教材图5—29查得：小齿轮lim1

580H Mpa σ=；

大齿轮lim2540H Mpa σ= 所以：

式中：

z ε—重合度系数，对于斜齿轮传动，z ε=～，取z ε=；

K —载荷系数，一般近视取k=~,因是斜齿轮传动，取K =；

d ψ—齿宽系数，对于软尺面（<350HBS ），齿轮相对于轴承对称布

置时，0.8 1.4d

ψ=,取1d ψ=

u —齿数比，对于斜齿轮6~7=4.27u u ≤，取。

所以：1754d ≥ 2.3 确定中心距

式中：1Z —小齿轮的齿数；

2Z —大齿轮的齿数；

β

—齿轮的螺旋角；

n m —斜齿轮的模数。

对于软尺面的闭式传动，在满足齿轮弯曲强度下，一般选择1Z =24~40之间，选取1Z =22，则21 4.272294Z Z μ==⨯=；

螺旋角β，一般情况下在8~15︒︒，当制造精度较高或对振动、噪音有要求的齿轮，可取10~20β︒︒=，或者更大值。本设计为一般要求，所以初选10β︒=

斜齿轮的模数11cos 34.7cos10 1.55322n d m Z β︒

⨯===，由渐开线圆柱齿轮

第一系列，取n m =

所以：()()12 1.52294a=91.452cos 2cos10

n m Z Z mm β︒

+⨯+==⨯ 取中心距a=90 mm, 所以144536β

=︒’”，符合其条件8~20︒︒。

齿数比21/94/22 4.27Z Z ==，与i=相比，相对误差为%<5%。

符合条件。

2.4 齿轮弯曲疲劳强度的校核

式中：

ST Y —试验齿轮的应力修正系数，取ST Y =2；

lim F σ—试验齿轮的齿根的弯曲强度极限应力，由教材图

5-28可得

lim1lim2235220F F Mpa Mpa σσ==、；

min F S —弯曲强度的最小安全系数，取min F S =；

N Y —弯曲疲劳强度寿命系数，取N Y =1；