机械设计课程设计计算说明书
一、传动方案的拟定…………….………………………………2 二、电动机的选择………………………………………..…..….3 三、运动参数及动力参数计…………….………………………3 四、传动零件的设计计算……………………………….……....4 五、联轴器的选择及校和计算…………………………….…....8 六、轴的设计计算………………………...……………………..8 七、滚动轴承的选择及校核计算………………………….…...12 八、减速箱的附件选择………..………………………………..14 九、润滑及密封……………………………………………...….15 参考文献………..………………………………………………..16
计算过程及计算说明 一、传动方案的拟定 第一组：设计用于10吨轻级起重机提升机构的一级圆柱斜齿轮减速器 （1） 工作条件：二班制工作，有轻微振动，使用期限10年。 （2） 原始数据：减速器输出转速（r/min） 350 减速器输出功率（KW） 3 传动比i 2 图1-1 η总=0.92 P工作=3.26KW n电=750r/min nI=720 r/min nII=720 r/min nIII=360 r/min PI=4 KW PII=3.88 KW PIII=3.689KW TI=53056 N·mm TII=51464 N·mm TIII=97861 N·mm Z1=24 Z2=48 [σH]1=524.4Mpa [σH]2=488.8Mpa V=1.58 m/s b=41.91mm mn=1.69mm t 二、电动机的选择 1、电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机 2、电动机功率选择： （1）传动装置的总效率： η总=η22×η1×η23 εβ==1.903 =0.982×0.97×0.992 =0.92 （其中联轴器效率η1=0.99，轴承效率η2=0.98 齿轮极度8级，效率η3=0.97） （2）电机所需的工作功率： P工作= Pw/η总 =3/0.92 =3.26KW 3、确定电动机转速： n=i×n=2×350=700r/min 综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和减速器的传动比，则选n电=750r/min。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y160M1-8。 其主要性能：额定功率：4KW，满载转速720r/min，额定转矩2.0。质量120kg。 d1=55.4mm m n2.24mm K=2.15 ZV1=26.27 ZV2=48.49 Z1=21 Z2=42 a=82mm ?=14.25 B1=60mm B2 =55mm L1=44mm dmin=25mm dⅠ-Ⅱ=25mm dⅡ―Ⅲ=32mm LⅠ―Ⅱ=42mm dⅢ―Ⅳ=35mm dⅥ—Ⅶ=35mm LⅥ—Ⅶ=18mm dⅣ—Ⅴ=40mm LⅣ—Ⅴ=57mm LⅤ—Ⅵ=8mm LⅡ—Ⅲ=40mm LⅢ―Ⅳ=45mm MC2=84.7N·m MC=90.1N·m Mec=127.9N·m dmin=30mm 三、运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速 nI=n电机=720 r/min nII=nI=720 r/min nIII=nII/i齿轮=720/2=360 r/min 2、 计算各轴的功率 PI=P工作=4 KW PII=PI×η1×η2=4×0.99×0.98=3.88 KW PIII=PII×η2×η3=3.88×0.98×0.97=3.689KW 3、 计算各轴扭矩 TI=9.55×106PI/nI=9.55×106×4/720=53056 N·mm TII=9.55×106PII/nII=9.55×106×3.88/720 =51464 N·mm TIII=9.55×106PIII/nIII=9.55×106×3.689/360 =97861 N·mm dⅠ-Ⅱ=30mm dⅡ―Ⅲ=35mm LⅠ―Ⅱ=42mm dⅢ―Ⅳ=40mm dⅥ—Ⅶ=40mm LⅥ—Ⅶ=19mm dⅣ—Ⅴ=55mm LⅣ—Ⅴ=52mm LⅤ—Ⅵ=8mm 对以上的运动和动力参数的计算总结， 加以汇总，列出表格（表1）。 表1 轴 名 电 机 轴 输 入 轴 输 出 轴 转 速 r/min 720 功 率 P/KW 4 扭 矩 N·mm 53056 720 3.88 51464 dⅤ—Ⅵ=53mm LⅡ—Ⅲ=40mm LⅤ—Ⅵ=20mm LⅢ―Ⅳ=45mm d2=108.2mm Ft=18089N Fr=658N LA=LB=7mm FAX=433N FAZ=1190.25N MC1=30.31N·m MC2=83.31N·m MC=88.65N·m Mec=542.9N·m σe=60Mpa ?=58400h Lh360 3.689 97861 Lh1?62375h 四、传动零件的设计计算 1、齿轮传动的设计计算 （1）选择齿轮材料级精度等级 考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面 小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240~260HBS， 根据教材P210表10-8精度等级选8级（GB10095-88）。 齿面粗糙度Ra≤1.6~3.2μm。 ( 2 )按齿面接触疲劳强度设计 d1t≥(2kT1(u+1)( ZH ZE/[σH]) 2/φdu ε?)1/3 确定有关参数如下： ① 传动比i齿=2 取小齿轮齿数Z1=24。则大齿轮齿数： Z2=iZ1=2×24=48 齿数比u=i=2 ② 由教材P205表10-7取φd=1 ③ 小齿轮传递的转矩T1 T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×3.88/720 =51464N·mm