二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)【建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)】【2.F=1F-N V=1.4Vm-s D=450mm】【說(shuō)明書+CAD+SOLIDWORKS】

二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)【建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)】【2.F=1F-N V=1.4Vm-s D=450mm】【說(shuō)明書+CAD+SOLIDWORKS】,建筑卷?yè)P(yáng)機(jī),2.F=1F-N V=1.4Vm-s D=450mm,說(shuō)明書+CAD+SOLIDWORKS,二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)【建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)】【2.F=1F-N,V=1.4Vm-s,D=450mm】【說(shuō)明書+CAD+SOLIDWORKS】,二級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5月17日交設(shè)計(jì) 一、 畢業(yè)題目：二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì) 二、 要求： 擬定傳動(dòng)關(guān)系，由電動(dòng)機(jī)、V帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機(jī)構(gòu)成； 三、參考資料：機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、機(jī)械零件手冊(cè)、機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、機(jī)械零件圖冊(cè)等。 四、工作條件：雙班工作，有輕微振動(dòng)，小批量生產(chǎn)，單項(xiàng)傳動(dòng)，使用10年，每年300個(gè)工作日，每天工作16小時(shí)；運(yùn)輸帶允許誤差5%。 卷筒的工作效率包括軸承在內(nèi)為0.97，卷筒的運(yùn)轉(zhuǎn)方向不變，工作穩(wěn)定；運(yùn)輸煤粉、碎石等。 五、已知條件： 即設(shè)計(jì)參數(shù)： 輸送帶牽引力2.F=1F/N ； 輸送帶的速度：V=1.4Vm/s ； 輸送帶卷筒的直接：D=450mm 。 六、要求完成的工作量如下： 1、減速器的兩個(gè)齒輪零件圖，二維、三維各一張； 傳動(dòng)軸兩根的零件圖，二維、三維各一張； 箱體零件圖，二維、三維各一張； 減速器裝配圖，二維、三維各一張。 設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份，A4紙張不少于50頁(yè)； (簡(jiǎn)單說(shuō)就是2A0工作量CAD圖，三維建模一套。) 第 1 頁(yè) 目錄 前 言 1 1 卷?yè)P(yáng)機(jī)的整體概述 3 1.1電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 3 1.1.1 電控卷?yè)P(yáng)機(jī) 3 1.1.2 帶有電磁鐵制動(dòng)器的卷?yè)P(yáng)機(jī) 3 1.1.3 采用錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的卷?yè)P(yáng)機(jī) 4 1.1.4 溜放型卷?yè)P(yáng)機(jī) 5 1.2卷?yè)P(yáng)機(jī)工作級(jí)別與類別 5 2 零部件的計(jì)算 7 2.1鋼絲繩的選取 7 2.1.1 鋼絲繩的種類和構(gòu)造 7 2.1.2鋼絲繩的選取 7 2.1.3鋼絲繩的使用 9 2.2卷筒參數(shù)的設(shè)計(jì) 10 2.2.1卷筒容繩尺寸參數(shù) 10 2.2.2作用于卷筒上的扭矩 10 2.2.3卷筒筒壁及側(cè)板的計(jì)算 11 2.3原動(dòng)機(jī)的選擇 12 2.3.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型 12 2.3.2電動(dòng)機(jī)功率的選擇 12 2.4傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配 13 2.4.1減速器的選擇 13 2.4.2.分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 14 2.5制動(dòng)器、聯(lián)軸器的選擇 14 3、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 16 3.1.各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 16 3.2.各軸輸入功率 16 3.3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩 16 4、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 18 4.1、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 18 4.1.1.設(shè)計(jì)計(jì)算表 18 4.1.2.帶型選用參數(shù)表 21 4.1.3．帶輪結(jié)構(gòu)相關(guān)尺寸 21 4.2漸開線斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì) 23 4.2.1高速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表 23 4.2.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 24 4.2.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 27 4.3幾何尺寸計(jì)算 28 4.4低速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表 29 4.5．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 30 4.6．幾何尺寸計(jì)算 34 4.7斜齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)表 35 5、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 36 5.1、Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 36 5.1.1．選擇軸的材料及熱處理方法 36 5.1.2．確定軸的最小直徑 36 5.1.3．確定各軸段直徑并填于下表內(nèi) 36 5.1.4．選擇軸承潤(rùn)滑方式，確定與軸長(zhǎng)有關(guān)的參數(shù) 37 5.1.5.計(jì)算各軸段長(zhǎng)度 38 5.2、Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 40 5.2.1．選擇軸的材料及熱處理方法 40 5.2.2．確定軸的最小直徑 40 5.2.3．確定各軸段直徑并填于下表內(nèi) 40 5.2.4．選擇軸承潤(rùn)滑方式，確定與軸長(zhǎng)有關(guān)的參數(shù) 41 5.3、Ⅲ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 41 5.3.1．選擇軸的材料及熱處理方法 41 5.3.2．確定軸的最小直徑 42 5.3.3．確定各軸段直徑并填于下表內(nèi) 42 5.3.4．選擇軸承潤(rùn)滑方式，確定與軸長(zhǎng)有關(guān)的參數(shù) 43 5.3.5.計(jì)算各軸段長(zhǎng)度 43 5.4、校核Ⅱ軸的強(qiáng)度 44 5.4.1.垂直平面支反力，如圖a) 46 5.4.2.垂直平面彎矩圖，如圖b) 46 5.4.3.水平平面支反力，如圖c) 47 5.4.4.水平平面彎矩圖,如圖d) 47 5.4.5.合成彎矩圖, 如圖e) 47 5.4.6.扭矩圖,如圖f) 48 5.5．按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度 48 6、軸承的選擇和校核 49 6.1Ⅱ軸軸承的選擇 49 6.1.1 根據(jù)滾動(dòng)軸承型號(hào)，查出和。 49 6.1.2 校核Ⅱ軸軸承是否滿足工作要求 49 7、　鍵聯(lián)接的選擇和校核 52 7.1、Ⅱ軸大齒輪鍵的選擇 52 7.2．Ⅱ軸大齒輪鍵的校核 52 8、鍵聯(lián)接的選擇和校核 53 9、 減速器的潤(rùn)滑、密封和潤(rùn)滑牌號(hào)的選擇 54 9.1、傳動(dòng)零件的潤(rùn)滑 54 9.1.1 齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑 54 9.1.2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 54 9.2、減速器密封 54 9.2.1 軸外伸端密封 54 9.2.2 軸承靠箱體內(nèi)側(cè)的密封 54 9.2.3 箱體結(jié)合面的密封 54 設(shè)計(jì)總結(jié) 55 致謝 56 參考文獻(xiàn) 57 第 1 頁(yè) ****學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 前 言 隨著社會(huì)的發(fā)展，機(jī)械將會(huì)越來(lái)越取代人力，這也是機(jī)械行業(yè)飛速發(fā)展的后果，在機(jī)械的發(fā)展歷史中，新機(jī)械的發(fā)明有著舉足輕重的作用。但是，那些很久以前就被利用生產(chǎn)并一直延續(xù)到今天的機(jī)械，更是起著不可替代的作用，卷?yè)P(yáng)機(jī)就是一例。卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展就像其他機(jī)械一樣，從開始的簡(jiǎn)單到現(xiàn)在的復(fù)雜，從以前的機(jī)械動(dòng)力到現(xiàn)在的電力動(dòng)力，從以前的人工操作到現(xiàn)在的電腦操作甚至智能操作。 卷?yè)P(yáng)機(jī)又稱絞車，是起重垂直運(yùn)輸機(jī)械的重要組成部分，配合井架、桅桿、滑輪組等輔助設(shè)備，用來(lái)提升物料、安裝設(shè)備等作業(yè)。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、搬運(yùn)安裝靈活、操作方便、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單、使用成本低、對(duì)作業(yè)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于冶金起重、建筑、水利作業(yè)等方面。本設(shè)計(jì)就傳統(tǒng)的卷?yè)P(yáng)機(jī)說(shuō)起，一直到現(xiàn)在以及將來(lái)的發(fā)展。卷?yè)P(yáng)機(jī)是起重垂直運(yùn)輸機(jī)械的重要組成部分，配合井（門）架、桅桿、滑輪組等輔助設(shè)備，用來(lái)提升物料、安裝設(shè)備等作業(yè)。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單、使用成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。 提升重物是卷?yè)P(yáng)機(jī)的一種主要功能，所以各類卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)都是根據(jù)這一要求為依據(jù)的。雖然目前塔吊、汽車吊等取代了卷?yè)P(yáng)機(jī)的部分工作，但由于塔吊成本高，一股在大型工程中使用，而且靈活性較差，故一般中小型工程仍然廣泛應(yīng)用卷?yè)P(yáng)機(jī)，汽車吊雖然靈活方便，但也因?yàn)槌杀咎?，而不能在工程中廣泛應(yīng)用，故大多設(shè)備的安裝仍然是由卷?yè)P(yáng)機(jī)承擔(dān)的。卷?yè)P(yáng)機(jī)除在工程、設(shè)備安裝等方面被廣泛應(yīng)用外，在冶金、礦山、建筑、化工、水電、農(nóng)業(yè)、軍事及交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)亦被廣泛應(yīng)用。 下面卷筒機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 1. 大型化 由于基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展，大型設(shè)備和機(jī)械構(gòu)件要求整體安裝，促進(jìn)了大型卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展。目前，俄羅斯已生產(chǎn)了60 t卷?yè)P(yáng)機(jī)，日本生產(chǎn)了32 t、50 t、60 t液壓和氣動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，美國(guó)生產(chǎn)了136 t和270 t卷?yè)P(yáng)機(jī)。 2. 采用先進(jìn)電子技術(shù) 為了實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的自動(dòng)控制和遙控，國(guó)外廣泛采用了先進(jìn)的電子技術(shù)。對(duì)大型卷?yè)P(yáng) 第 58 頁(yè) 機(jī)安裝了電器連鎖裝置，以保證絕對(duì)安全可靠。 3. 發(fā)展手提式卷?yè)P(yáng)機(jī) 為提高機(jī)械化水平，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，國(guó)外大力發(fā)展小型手提式卷?yè)P(yáng)機(jī)，如以汽車蓄電池為動(dòng)力的直流電動(dòng)小型卷?yè)P(yáng)機(jī)，其電壓為12 V，質(zhì)量為7.7—15.4 kg，拉力為3336—13344 N。 4. 大力發(fā)展不帶動(dòng)力源裝置的卷?yè)P(yáng)機(jī) 歐美國(guó)家非常重視發(fā)展借助汽車和拖拉機(jī)動(dòng)力的卷?yè)P(yáng)機(jī)。此種卷?yè)P(yáng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有一個(gè)卷筒和一個(gè)變速箱即可。 1 卷?yè)P(yáng)機(jī)的整體概述 1.1電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)由于操作方法不同，其結(jié)構(gòu)相差很大。我們將其分為電控卷?yè)P(yáng)機(jī)和溜放型卷?yè)P(yáng)機(jī)兩類。 1.1.1 電控卷?yè)P(yáng)機(jī) 此類卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)通電或斷電以實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作或制動(dòng)。物料的提升或下降由電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，操作簡(jiǎn)單方便。其制動(dòng)型式主要有電磁鐵制動(dòng)器和錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)兩類，下面就這兩種制動(dòng)型式卷?yè)P(yáng)機(jī)的常見類型作介紹。此類卷?yè)P(yáng)機(jī)大多是單卷筒的。 1.1.2 帶有電磁鐵制動(dòng)器的卷?yè)P(yáng)機(jī) 1. 圓柱齒輪減速器快速卷?yè)P(yáng)機(jī)，如圖1。 圖1 圓柱齒輪減速器快速卷?yè)P(yáng)機(jī)簡(jiǎn)圖 1—電動(dòng)機(jī) 2—聯(lián)軸器 3—制動(dòng)器 4—減速器 5—聯(lián)軸器 6—卷筒 7—底座 8—支架 2. 蝸桿減速器慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)。 3. 圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動(dòng)的卷?yè)P(yáng)機(jī)，如圖2。 圖2 圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳功的卷場(chǎng)機(jī)簡(jiǎn)圖 1—電動(dòng)機(jī) 2—聯(lián)軸器 3—制動(dòng)器 4—減速器 5—開式齒輪傳動(dòng)6—卷筒 4. 蝸桿減速器加開式齒輪傳動(dòng)的卷?yè)P(yáng)機(jī)。 對(duì)一些起重量大的卷?yè)P(yáng)機(jī)，為使鋼絲繩在卷簡(jiǎn)上排列整齊，需要安裝排 繩器。按設(shè)計(jì)規(guī)范要求，在鋼絲繩拉力F＞120 kN的卷?yè)P(yáng)機(jī)上，均應(yīng)安裝排繩器。 1.1.3 采用錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的卷?yè)P(yáng)機(jī) 此類卷?yè)P(yáng)機(jī)利用錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)本身所具有的制動(dòng)性能來(lái)實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的制動(dòng)。由于錐形轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)是靠轉(zhuǎn)子軸向移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)或松開的，可省略單獨(dú)的制動(dòng)器，在結(jié)構(gòu)上就要求電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)間能做軸向相對(duì)移動(dòng)。一般，軸向移動(dòng)是通過(guò)可移式聯(lián)軸器把電動(dòng)機(jī)軸的運(yùn)動(dòng)傳遞到傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于此類卷?yè)P(yáng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)軸線與卷筒軸線為同軸，故習(xí)慣上把這類卷?yè)P(yáng)機(jī)叫做一字型結(jié)構(gòu)卷?yè)P(yáng)機(jī)。根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)的不同，其可分為： 1. 定軸輪系傳動(dòng) 這是1988年行業(yè)組織的系列設(shè)計(jì)中的一種機(jī)型。 2. 漸開線圓柱齒輪行星傳動(dòng) 常見的有封閉型2K—H型行星輪系和3K型行星輪系傳動(dòng)的卷?yè)P(yáng)機(jī)。 3. 接線針輪傳動(dòng) 由于擺線針輪傳動(dòng)一級(jí)減速的減速比比較大，故采用一級(jí)減速即可。這種傳動(dòng)可把傳動(dòng)系統(tǒng)放在卷筒里面，可減小卷?yè)P(yáng)機(jī)體積。 4. 少齒差行星傳動(dòng) 少齒差傳動(dòng)可得到大的傳動(dòng)比，并可把傳動(dòng)系統(tǒng)放在卷筒內(nèi)，使結(jié)構(gòu)緊湊。 上述擺線針輪行星傳動(dòng)和少齒差行星傳動(dòng)的輸出機(jī)構(gòu)是很重要的一環(huán)，可實(shí)現(xiàn)偏心輸出的機(jī)構(gòu)有很多，但考慮到加工和效率的原因，目前采用較多的是銷軸式，但其加工精度及熱處理要求較高，卷?yè)P(yáng)機(jī)生產(chǎn)廠家比較難以達(dá)到。所以有的廠家采用了零齒差傳動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，其設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，但加工較為容易，效果亦不錯(cuò)。 5. 諧波傳動(dòng) 此傳動(dòng)的傳動(dòng)比大，嚙合齒數(shù)多，所以承載能力大，故其體積、質(zhì)量可更小。但其柔輪的要求較高，生產(chǎn)較為困難。 6. 活齒行星傳動(dòng) 又叫頂桿蠕動(dòng)傳動(dòng)，它的加工相對(duì)比較方便。 1.1.4 溜放型卷?yè)P(yáng)機(jī) 此類卷?yè)P(yáng)機(jī)提升重物的下降不是利用電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)．而是靠置物的重力下降，并帶動(dòng)卷簡(jiǎn)反轉(zhuǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。要在電動(dòng)機(jī)和卷筒之間實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接或分離，通常采用離臺(tái)器或差動(dòng)輪系。由于電動(dòng)機(jī)和卷筒可分可合，因此卷筒的數(shù)目可以增多，而各卷筒又可各自完成自己的運(yùn)動(dòng)，則此類卷?yè)P(yáng)機(jī)可設(shè)計(jì)成單卷筒、雙卷筒和多卷筒的型式。 為保證各卷筒的運(yùn)動(dòng)或停止，其制動(dòng)裝置都直接安裝在聯(lián)軸器上。 1.2卷?yè)P(yáng)機(jī)工作級(jí)別與類別 為了合理設(shè)計(jì)、制造、使用及提高零件三化水平，卷?yè)P(yáng)機(jī)根據(jù)利用等級(jí)與載荷狀態(tài)劃分為 八個(gè)工作級(jí)別。在本設(shè)計(jì)中我選擇中等載荷，雙班工作，有輕微振動(dòng)，小批量生產(chǎn)，單項(xiàng)傳動(dòng)，使用10年，每年300個(gè)工作日，每天工作16小時(shí)；運(yùn)輸帶允許誤差5%。 卷筒的工作效率包括軸承在內(nèi)為0.97，卷筒的運(yùn)轉(zhuǎn)方向不變，工作穩(wěn)定；運(yùn)輸煤粉、碎石等。 表1 載荷狀態(tài) 載荷狀態(tài) 名義載荷譜系數(shù)Kp 當(dāng)量拉力系數(shù)K 說(shuō)明 Q（輕） 0.125 K≤0.5 通常承受1/3的額定拉力，很少承受額定拉力時(shí)使用 Q（中） 0.25 0.5＜K≤0.63 通常承受（1/3～2/3）的額定拉力，有時(shí)承受額定拉力時(shí)使用 Q（重） 0.5 0.63＜K≤0.8 通常承受2/3以上的額定拉力，較多承受額定拉力時(shí)使用 Q（特重） 1.0 0.8＜K≤1 頻繁地承受拉力或者額定拉力相近時(shí)使用 2 零部件的計(jì)算 2.1鋼絲繩的選取 卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩升降、牽引重物，工作時(shí)鋼絲繩所受應(yīng)力十分復(fù)雜，加之對(duì)外界影響因素比較敏感，一旦失效，后果十分嚴(yán)重，因此，應(yīng)特別重視鋼絲繩的合理選擇與使用。 2.1.1 鋼絲繩的種類和構(gòu)造 鋼絲繩的種類．根據(jù)鋼絲繩中鋼絲與鋼絲的接觸狀態(tài)不同又可分為： 1．點(diǎn)接觸鋼絲繩 點(diǎn)接觸鋼絲繩繩股中各層鋼絲直徑均相同，而內(nèi)外各層鋼絲的節(jié)距不同．因而相互交叉形成點(diǎn)接觸。其特點(diǎn)是接觸應(yīng)力高．表面粗糙，鋼絲易折斷，使用壽命低。但制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。在實(shí)際中常發(fā)現(xiàn)這種鋼絲繩在受拉、尤其是受彎時(shí)由于鋼絲間的點(diǎn)接觸、造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生嚴(yán)重壓痕，由此導(dǎo)致鋼絲疲勞斷裂而使鋼絲繩過(guò)早報(bào)廢。 2．線接觸鋼絲繩 線接觸鋼絲繩繩股由不同直徑的鋼絲統(tǒng)制而成，每一層鋼絲的節(jié)距相等，由于外層鋼絲位于內(nèi)層鋼絲之間的溝槽內(nèi)，因此內(nèi)外層鋼絲間形成線接觸。這種鋼絲繩的內(nèi)層鋼絲雖承受比外層鋼絲稍大的應(yīng)力，但它避免了應(yīng)力集中，消除了鋼絲在接觸處的二次彎曲現(xiàn)象，減少了鋼絲間的摩擦阻力。使鋼絲繩在彎曲上有較大的自由度，從而顯著提高了抗疲勞強(qiáng)度，其壽命通常高于點(diǎn)接觸鋼絲繩。由于線接觸鋼絲繩比點(diǎn)接觸鋼絲繩的有效鋼絲總面積大，因而承載能力高。如果在破斷拉力相同的情況下選用線接觸鋼絲繩，可以采用較小的滑輪和卷筒直徑，從而使整個(gè)機(jī)構(gòu)的尺寸減小。 卷?xiàng)顧C(jī)應(yīng)優(yōu)先選用線接觸鋼絲繩。 2.1.2鋼絲繩的選取 目前在工業(yè)化國(guó)家，對(duì)鋼絲繩直徑的選擇普遍采用選擇系數(shù)法。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)繩的選擇也推薦采用此方法。該方如下； 鋼絲繩直徑不應(yīng)小于下式計(jì)算的最小直徑 式中 Fmax—鋼絲繩最大靜拉力(N)。由起升載荷（額定起重量，鋼絲繩懸掛部分的重量，滑輪組及其它吊具的重量）并考慮滑輪組效率相倍率來(lái)確定； c—鋼絲繩選擇系數(shù)，它與機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別、鋼絲繩是否旋轉(zhuǎn)以及吊運(yùn)物品的性質(zhì)等因素有關(guān)。目前，卷?yè)P(yáng)機(jī)還沒(méi)有此系數(shù)的具體規(guī)定。 該設(shè)計(jì)卷?yè)P(yáng)機(jī)額定載荷1.5噸，采用雙聯(lián)滑輪起重滑輪組，所以每根承受載荷 ＝＝ 4000N 該卷?yè)P(yáng)機(jī)用于建筑，所以工作級(jí)別為M4，鋼繩系數(shù)選擇由GB/T1955-2008公式C=[Kn/K’0]1/2可得： 其中Kn是鋼絲繩的最小安全系數(shù)，按照表4選取為4.0 K’為鋼絲繩的最小破斷拉力系數(shù)，按照表5選取第三組 鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度R0為1570MPa。 則C=[Kn/K’0]1/2=0.084 ＝10.62 mm 所以鋼絲繩選擇d=12 mm 鋼絲繩選擇型號(hào)為12 NAT 619S+FC 1570 ZZ 80.5 GB8918-2006 其破斷拉力為80.5KN 卷?yè)P(yáng)機(jī)系多層纏繞．鋼絲繩受力比較復(fù)雜。為簡(jiǎn)化計(jì)算，鋼絲繩選擇多采用安全系數(shù)法，這是—種靜力計(jì)算方法。 鋼絲繩的安全系數(shù)按下式計(jì)算： 式中—整條鋼絲繩的破斷拉力，N； —卷?yè)P(yáng)機(jī)工作級(jí)別規(guī)定的最小安全系數(shù)； —鋼絲繩的額定拉力，N； 設(shè)計(jì)時(shí)，鋼絲繩的額定拉力為已知，將額定拉力乘以規(guī)定的最小安全系數(shù)，然后從產(chǎn)品目錄中選擇一種破斷拉力不小于 · [M]的鋼絲繩直徑。 則=80.5/16=5.03>5 復(fù)合要求。 2.1.3鋼絲繩的使用 鋼絲繩在工作時(shí)卷繞進(jìn)出滑輪和卷筒，除產(chǎn)生拉應(yīng)力外，還有擠壓、彎曲、接觸和扭轉(zhuǎn)等應(yīng)力，應(yīng)力情況是非常復(fù)雜的。實(shí)踐表明，由于鋼絲繩反復(fù)彎曲相擠壓所造成的金屬疲勞是鋼絲繩破壞的主要原因。鋼絲繩破壞時(shí)，外層鋼絲由于疲勞和磨損首先開始斷裂，隨著斷絲數(shù)的增多，破壞速度逐漸加快，達(dá)到一定限度后，仍繼續(xù)使用，就會(huì)造成整根繩的破斷。 在正確選擇鋼絲繩的結(jié)構(gòu)和直徑之后，實(shí)際使用壽命的長(zhǎng)短，在很大程度上取決于鋼絲繩在使用中的維護(hù)和保養(yǎng)及與相關(guān)機(jī)件的合理配置?？蓮囊韵聨追矫婵紤]該問(wèn)題： 1. 滑輪和卷筒直徑D與鋼絲繩直徑d的比值大小對(duì)鋼絲繩的壽命影響較大，幾乎成平方關(guān)系。因此，選用較大的滑輪和卷簡(jiǎn)直徑對(duì)鋼絲繩的壽命是有利的。故設(shè)計(jì)中規(guī)定了卷筒直徑和鋼絲繩直徑的最小比值（D/d），與卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作級(jí)別有關(guān)。使用中，應(yīng)盡量減少鋼絲繩的彎折次數(shù)并盡量避免反向彎折。 2. 決定滑輪繩槽尺寸時(shí)，必須考慮鋼絲繩直徑較公稱直徑有6％~8％的過(guò)盈量這一事實(shí)。過(guò)小的繩槽直徑會(huì)使鋼絲繩受到過(guò)度擠壓而提前斷絲，繩槽尺寸過(guò)大，又會(huì)使鋼絲繩在槽內(nèi)的支承面積減小，增大鋼絲繩的接觸應(yīng)力。合理的繩槽尺寸應(yīng)比鋼絲繩的公稱直徑大10％左右。 3. 滑輪與卷筒的材料太硬，對(duì)鋼絲繩壽命不利。據(jù)有關(guān)資料表明：以鑄鐵代替鋼．可提高鋼絲繩的壽命約10％。 4. 為保證鋼絲繩在繩筒上平滑纏繞，避免各圈鋼絲繩間相互摩擦及多層纏繞錘擊和堆繞現(xiàn)象，延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命，鋼絲繩在卷筒及繩輪上的偏角必須保持在一定的限度之內(nèi)，一般在0.5~2之間。 5. 良好的周期性潤(rùn)滑是提高鋼絲繩使用壽命的一項(xiàng)重要因素。它可以防止銹蝕，減少鋼絲繩內(nèi)外磨損。一般常用中、低粘度潤(rùn)滑油和濾青質(zhì)化合物。目前我國(guó)生產(chǎn)的“鋼絲繩油’’屬于中等粘度油，適用于各種股捻鋼絲繩的潤(rùn)滑。其附著力大，不易滑落或與水起作用，且含有防銹劑，是一種良好的潤(rùn)滑劑。 6. 在室外、潤(rùn)濕或腐蝕介質(zhì)存在的環(huán)境里，應(yīng)選用鍍鋅鋼絲繩。 7. 經(jīng)常檢查鋼絲繩是否與別的機(jī)件摩擦，重新更換新繩時(shí)必須核對(duì)新繩與原繩的型式直徑是否相同；經(jīng)常檢查鋼絲繩表面的磨損及斷絲，遇到問(wèn)題及時(shí)解決。 2.2卷筒參數(shù)的設(shè)計(jì) 按照鋼絲繩在卷筒上的卷繞層數(shù)分，卷筒分單層繞和多層繞兩種。一般起重機(jī)大多采用單層繞卷筒。只有在繞繩量特別大或特別要求機(jī)構(gòu)緊湊的情況下，為了縮小卷筒的外形尺寸，才采用多層繞的方式。本設(shè)計(jì)采用多層繞。 2.2.1卷筒容繩尺寸參數(shù) 1.卷筒節(jié)徑 卷筒節(jié)徑D應(yīng)滿足式 D≥ 式中 -與卷?yè)P(yáng)機(jī)工作級(jí)別有關(guān)的系數(shù)D-卷筒節(jié)徑，mm 由GB8918-2006表6得 D= =1216=192 2.卷筒容繩寬度 <3 =3210=630mm 取=620mm 由容繩量130m可知： 可得S>3，取S=4 則卷筒邊緣直徑 其中 =210+(24-1) 12=294mm 則 =294+412=342 取為350mm 2.2.2作用于卷筒上的扭矩 1.額定扭矩 額定扭矩按照下式計(jì)算 =[（210+6）/2] 1.6=172.8N.m 其中Te為額定扭矩，N.m；Dj為基準(zhǔn)層繩心直徑，mm。 2.計(jì)算扭矩分為疲勞強(qiáng)度計(jì)算扭矩和靜強(qiáng)度計(jì)算扭矩： A.疲勞強(qiáng)度計(jì)算扭矩Td =[（210+6）/2] 9.6=1036.8N.m 式中為疲勞強(qiáng)度計(jì)算扭矩，N.m； B.靜強(qiáng)度計(jì)算扭矩Tjmax =[（210+6）/2] 18.6=2000 N.m 式中為靜強(qiáng)度計(jì)算扭矩，N.m。 2.2.3卷筒筒壁及側(cè)板的計(jì)算 1.卷筒筒厚 鑄造卷筒壁厚的強(qiáng)度按照下式驗(yàn)算, 其中為多層卷繞系數(shù)按照GB8918-2006表取1.55 為鋼絲繩軸向彎繞節(jié)距，=1.01d=1.0112=12.12mm 為材料的許用應(yīng)力，MPa，由于卷筒選取為鑄鐵材料，則=160MPa； 則 =1.5516000/(12.12160)=11.6，取為12mm 2.卷筒側(cè)板板厚計(jì)算 卷筒側(cè)板根部強(qiáng)度按照下式計(jì)算 式中為側(cè)板根部厚度，mm； 為綜合影響系數(shù)，從JG/T5031-93表A3中選取，取為0.4615； 為鑄造材料的許用應(yīng)力；可按照下式計(jì)算 = 式中 為鑄造材料的抗拉強(qiáng)度極限，MPa，取為230MPa； 為安全系數(shù)，按卷?yè)P(yáng)機(jī)工作級(jí)別對(duì)鑄鐵取=4 則 =230/4=57.5MPa； 則= =11.3 取為12mm 2.3原動(dòng)機(jī)的選擇 2.3.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型 選擇電動(dòng)機(jī)的類型主要根據(jù)工作機(jī)載荷特性，有無(wú)沖擊、過(guò)載情況、調(diào)速范圍、啟動(dòng)制動(dòng)的頻繁程度以及電網(wǎng)供電狀況等。 對(duì)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性的機(jī)械，應(yīng)選用機(jī)械特性為硬特性的電動(dòng)機(jī)；對(duì)恒功率負(fù)載特性的機(jī)械，應(yīng)選用變速直流電動(dòng)機(jī)或帶機(jī)械變速的交流異步電動(dòng)機(jī)。 由于直流電動(dòng)機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)負(fù)載，價(jià)格較高，因此當(dāng)交流電動(dòng)機(jī)能滿足工作機(jī)械要求時(shí)，一班不采用直流電動(dòng)機(jī)。現(xiàn)場(chǎng)一般采用三項(xiàng)交流電源，如無(wú)特殊要求均應(yīng)采用三項(xiàng)交流電動(dòng)機(jī)。其中，以三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多，常用的為Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 此外，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境條件，如環(huán)境溫度、濕度、通風(fēng)及有無(wú)防塵防爆等特殊要求，選擇不同的防護(hù)性能的外殼結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)電動(dòng)機(jī)與被驅(qū)動(dòng)機(jī)械的連接形式，決定器安裝方式，一般采用臥式。 2.3.2電動(dòng)機(jī)功率的選擇 標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的功率由額定功率表示。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)等于或稍大于工作要求的功率。功率小于工作要求，則不能保證工作正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載，發(fā)熱大而過(guò)早損壞；功率過(guò)大則增加成本，并且由于功率和功率因數(shù)低而造成浪費(fèi)。 電動(dòng)機(jī)的功率主要由運(yùn)行時(shí)發(fā)熱條件限定，在不變或變化很小的載荷下長(zhǎng)期連續(xù)的機(jī)械，只要其電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過(guò)額定值，電動(dòng)機(jī)便不會(huì)過(guò)熱，通常不必校驗(yàn)發(fā)熱和起動(dòng)力矩。所需電動(dòng)機(jī)功率為 =2.1/0.8414=2.495kw 確定電動(dòng)機(jī)的額定功率（kw），使 =（1-1.3） =（1-1.3）2.495=2.495-3.2495kw 由[2]表13-2推薦的傳動(dòng)副傳動(dòng)比合理范圍 普通V帶傳動(dòng) i帶=2～4 圓柱齒輪傳動(dòng) i齒=3～5 則傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的合理范圍為 i總=i帶×i齒1×i齒2 i‘總=（2～4）×（3～5）×（3～5）=（18～100） 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 nd=i‘總×=（18～100）=（18～100）r/min =1070~5944.8r/min 根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查[2]表12-1，符合這一范圍的常用同步加速有1500、1000。 選用同步轉(zhuǎn)速為:1500 r/min 選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為:Y112M-4 2.4傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配 2.4.1減速器的選擇 由卷筒的轉(zhuǎn)速為v=84m/min=1.4m/s =1.4/0.105=4.76rad/s == 式中nm----電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速: 1440 r/min; nw----工作機(jī)的轉(zhuǎn)速:59.447 r/min。 傳動(dòng)比i= =24.223； 選擇型號(hào)為ZQ40的減速器，其中傳動(dòng)比為24.223. 2.4.2.分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 i總=i帶×i齒1×i齒2 分配原則： （1）i帶＜i齒 （2）i帶=2～4 i齒=3～5 i齒1=（1.3～1.5）i齒2 根據(jù)[2]表2-3，V形帶的傳動(dòng)比取i帶 =2.6 ，則減速器的總傳動(dòng)比為 i =9.32 雙級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為 i齒1 = 3.2 低速級(jí)的傳動(dòng)比 i齒2 = i/i齒1 =2.91 2.5制動(dòng)器、聯(lián)軸器的選擇 按照制動(dòng)器構(gòu)造特征，可分為帶式制動(dòng)器、塊式制動(dòng)器、蹄式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器四種。 在設(shè)計(jì)或選擇制動(dòng)器時(shí)，主要依據(jù)是制動(dòng)力矩。無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)器，還是自行設(shè)計(jì)的制動(dòng)器都要做必要的發(fā)熱驗(yàn)算。本設(shè)計(jì)采用磁鐵式制動(dòng)器，型號(hào)：TJ2A-200/100 聯(lián)軸器根據(jù)傳遞的扭矩和工作條件選擇： 計(jì)算轉(zhuǎn)矩按照下式計(jì)算： = 式中T為公稱轉(zhuǎn)矩，N.m；KA為工作情況系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表14-1取為2.3 公稱轉(zhuǎn)矩=9.551000000 =9.55100000011/1460=71.952N.m 則 = KA =2.371.952=165.5N.m 選取型號(hào)為L(zhǎng)X4和LX6彈性柱銷聯(lián)軸器。 3、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 3.1.各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 1440 r/min nⅠ= nm / i帶 = 1440/2.6 r/min =553.85 r/min nⅡ= nⅠ / i齒1 = 553.85/3.2 r/min =173.08 r/min nⅢ= nⅡ / i齒2 = 173.08/2.91r/min=59.48 r/min 3.2.各軸輸入功率 P0= Pd=5.99 KW PⅠ= Pdη4 = 5.99 0.95 KW=5.69KW PⅡ= η2η3 =5.69 0.98 0.99 KW=5.52 KW PⅢ=η2η3 =5.520.98 0.99 KW=5.36 KW 3.3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T0 = 9550Pd/n0 =39.73 TⅠ = 9550PⅠ/nⅠ =98.11 TⅡ = 9550PⅡ/nⅡ =304.58 TⅢ = 9550PⅢ/nⅢ = 860.59 表2 傳動(dòng)裝置各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)表 　　項(xiàng)目 軸號(hào) 功率 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 傳動(dòng)比 0軸 5.99 1440 39.73 2.6 Ⅰ軸 5.69 553.85 98.11 3.2 Ⅱ軸 5.52 173.08 304.58 2.91 Ⅲ軸 5.36 59.48 860.59 4、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.1.1.設(shè)計(jì)計(jì)算表 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過(guò)程 單位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 (1)確定計(jì)算功率Pca Pca=d 查[1]表8-7 取 (2)選擇帶的型號(hào) 查[1]圖8-11 選用A型帶 (3)選擇小帶輪直徑 查[1] 表8-6及8-8 90 (4)確定大帶輪直徑 = 查[1] 表8-8 =236 =236 (5)驗(yàn)算傳動(dòng)比誤差 ＝0.85% (6)驗(yàn)算帶速 =6.78 (7)初定中心距 =(0.7~2)(90+236)=228.2~652 =360 (8)初算帶長(zhǎng) =2360+3.14/2(90+236)+(236-90)/(4360)=1246.3 =1246 (9)確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 查[1]表8-2 因?yàn)?1246，選用A型帶 取=1250 =1250 (10)計(jì)算實(shí)際中心距離（取整） =362mm (11)安裝時(shí)所需最小中心距（取整） =362+0.015 =343 (12)張緊或補(bǔ)償伸長(zhǎng)量所需最大中心距 =400mm (13)驗(yàn)算小帶輪包角 = (14) 單根V帶的基本額定功率 查[1]表8-4a插值法 =1.06kw =1.06 (15) 單根V帶額定功率的增量 查[1]表8-5b插值法 =0.17kw =0.17 (16) 長(zhǎng)度系數(shù) 查[1]表8-2 由 得 (17)包角系數(shù) 查[1]表8-5插值法 ＝0.94 (18)單位帶長(zhǎng)質(zhì)量 查[1]表8-3 =0.10 =0.10 (19)確定V帶根數(shù) 根 7 (20)計(jì)算初拉力 =130.31 (21)計(jì)算帶對(duì)軸的壓力 1787.37 4.1.2.帶型選用參數(shù)表 帶型 A 90 236 6.78 362 159.89 7 1787.37 B=(7-1)15+210=110 4.1.3．帶輪結(jié)構(gòu)相關(guān)尺寸 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過(guò)程 單位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 (1)帶輪基準(zhǔn)寬bd 查[1]表8-10 因選用A型，故取 (2)帶輪槽寬b =12.93 (3)基準(zhǔn)寬處至齒頂距離ha 查[1]表8-10 (4)基準(zhǔn)寬處至槽底距離hf 查[1]表8-10 (5)兩V槽間距e 查[1]表8-10 .0 (6)槽中至輪端距離 查[1]表8-10 =10 (7)輪槽楔角 查[1]表8-10 因?yàn)?118， 所以＝38 度 38 (8)輪緣頂徑 241.6 (9)槽底直徑 =236-29.0=218 218 (10)輪緣底徑D1 查[1]表8-10，得 200 (11)板孔中心直徑D0 =0.5(200+60)=130 130 (12)板孔直徑d0 40 (13)大帶輪孔徑d 查[3]表12-1-12 根據(jù)=236，Z＝7, 所以取d=30 d=30 (14)輪轂外徑d1 60 (15)輪轂長(zhǎng)L L=60 (16)輻板厚S 查[3]表12-1-12 S＝(0.5~0.25)B= 15.71~27.5 S＝25 (17)孔板孔數(shù) 查[3]表12-1-12 個(gè) 4.2漸開線斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì) 4.2.1高速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過(guò)程 單位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 1．選齒輪精度等級(jí) 查[1]表10-8 選用7級(jí)精度 級(jí) 7 2．材料選擇 查[1]表10-1 小齒輪選用45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為250HBS 大齒輪選用45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為220HBS 小齒輪250HBS 大齒輪220HBS 3．選擇齒數(shù)Z 個(gè) 77 3.208 4．選取螺旋角β 取14 度 14 4.2.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）試選Kt 取1.6 1.6 (2)區(qū)域系數(shù)ZH 由[1]圖10-30 （3）εa 由[1]圖10-26查得εa1=0.77 εa2=0.87 1.64 1.64 (4)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1 查表1 Nmm (5)齒寬系數(shù)Фd 由[1]表10-7 1.0 (6)材料的彈性影響系數(shù)ZE 由[1]表10-6 (7) 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 由[1]圖10-21c 由[1]圖10-21ｄ 550 540 550 540 （8）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由[1]式10-13 （9）接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHN 由[1]圖10-19 KHN1 =1.05 KHN2 =1.12 KHN1 =1.05 KHN2 =1.12 （10）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH] 取失效概率為１％，安全系數(shù)為S=1，由[1]式10-12得 =(577.5+604.8)=591.15 （11）試算小齒輪分度圓直徑 按[1]式（10－21）試算 mm =53.52 （12）計(jì)算圓周速度v m/s 1.55 （13）計(jì)算齒寬B B1=60 B2=55 mm B1=60 B2=55 （14）模數(shù) h = 2.25mnt =2.25×2.16=4.86 b/h =53.52/4.86=11.01 度 mnt =2.16 h = 4.815 b/h =11.01 （15）計(jì)算縱向重合度 εβ= 0.318φdz1tanβ 1.903 （16）計(jì)算載荷系數(shù)K 由[1]表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)v=1.54 m/s，７級(jí)精度，由[1]圖１０－８查得動(dòng)載荷系數(shù)1.08 由[1]表１０－４查得 KHβ=1.12+0.18(1+0.6φd2) φd2+0.23×10-3b =1.420 由[1]圖１０－１３查得KFβ=1.33 假定，由[1]表１０－３查得1.4 故載荷系數(shù)K=KAKVKHαKHβ=1×1.08×1.4×1.42=2.15 K=2.15 （17）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑 由[1]式10-10ａ 59.06 （18）計(jì)算模數(shù) mm 2.43 4.2.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）計(jì)算載荷系數(shù)K K=KAKVKFαKFβ K=1×1.08×1.4 ×1.33=2.01 K=2.01 （2）螺旋角影響系數(shù) 根據(jù)縱向重合度εβ= 1.903 ，從[1]圖10-28 0.88 0.88 （3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZV =26.30 =90.94 （4）齒形系數(shù)YFa 由[1]表１０－５ YFa1=2.591 YFa2=2.198 YFa1=2.591 YFa2=2.198 （5）應(yīng)力校正系數(shù)YSa 由[1]表１０－５ YSa1=1.597 YSa2=1.781 YSa1=1.597 YSa2=1.781 （6）齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由[1]圖10-20b 由[1]圖10-20c 400 350 400 350 （7）彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 由[1]圖10-18 利用插值法可得 0.90 0.95 0.90 0.95 （8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力[σF] 取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.3，由式10-12得 （9）計(jì)算大小齒輪的并加以比較 結(jié)論：大齒輪的系數(shù)較大，以大齒輪的計(jì)算 ＝0.0153 （10）齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 由[1]式10-17 　=1.743 mm 1.743 結(jié)論：對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，?。? mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=59.06mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 取29，則Z2 = Z1×i齒1 =29×3.2=92.08取Z2 =92 4.3幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算中心距a =124.7 將中心距圓整為137 mm a=125 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角β 因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。 度 14.53 （3）計(jì)算齒輪的分度圓直徑d mm 60 190. （4）計(jì)算齒輪的齒根圓直徑df mm 54. 185. （5）計(jì)算齒輪寬度B b = φdd1 b=1.0×54.91 =54.91 圓整后?。? B1 =60 B2 =55 mm B1 =60 B2 =55 （6）驗(yàn)算 所以合適 4.4低速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過(guò)程 單位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 1．選齒輪精度等級(jí) 查[1]表10-8 選用7級(jí)精度 級(jí) 7 2．材料選擇 查[1]表10-1 小齒輪選用45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理），硬度為250HBS 大齒輪選用45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為220HBS 小齒輪 250HBS 大齒輪 220HBS 3．選擇齒數(shù)Z 個(gè) U=2.91 4．選取螺旋角β 取14 度 14 4.5．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）試選Kt 取1.6 1.6 （2）區(qū)域系數(shù)ZH 由[1]圖10-30 （3） 由[1]圖10-26查得 εa4=0.88 =0.78+0.88=1.66 1.66 (4)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩TⅡ 查表1 Nmm (5)齒寬系數(shù)Фd 由[1]表10-7 1.0 (6)材料的彈性影響系數(shù)ZE 由[1]表10-6 MPa1/2 (7) 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 由[1]圖10-21c 由[1]圖10-21ｄ 550 540 550 540 （8）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由[1]式10-13 （9）接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHN 由[1]圖10-19 KHN1 =1.08 KHN2 =1.14 KHN1 =1.08 KHN2 =1.14 （10）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH] 取失效概率為１％，安全系數(shù)為S=1，由[1]式１０－１２得 [σH]3= 594 =604.8 （11）試算小齒輪分度圓直徑 按[1]式（10－21）試算 mm ＝76.21 （12）計(jì)算圓周速度v m/s =0.615 （13）計(jì)算齒寬B B3=80 B4=75 mm B3=85 B4=80 （14）模數(shù) h = 2.25mnt =2.252.95 ＝6.635 b/h =76.21/6.635=11.49 度 ＝2.95 h ＝6.635 b/h =11.49 （15）計(jì)算縱向重合度 εβ= 0.318φdz3tanβ ＝0.3181.025an14 =1.98 =1.98 （16）計(jì)算載荷系數(shù)K 由[1]表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)v=0.65s，７級(jí)精度，由[1]圖１０－８查得動(dòng)載荷系數(shù)1.1 由[1]表１０－４查得 KHβ=1.12+0.18(1+0.6φd2) φd2+0.23×10-3b =1.43 由[1]圖１０－１３查得KFβ=1.35 假定，由[1]表１０－３查得1.4 故載荷系數(shù) K=KAKVKHαKHβ=11.11.41.43=2.20 K=2.20 （17）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑d3 由[1]式10-10ａ 84.75 （18）計(jì)算模數(shù) =3.29 mm =3.29 6．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）計(jì)算載荷系數(shù)K K=KAKVKFαKFβ K=1.01.11.41.35 =2.079 K=2.079 （2）螺旋角影響系數(shù) 根據(jù)縱向重合度εβ=1.981]圖10-28 0.88 0.88 （3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZV =27.37 76.63 （4）齒形系數(shù)YFa 由[1]表１０－５ YFa3=2.563 YFa4=2.227 YFa3=2.563 YFa4=2.227 （5）應(yīng)力校正系數(shù)YSa 由[1]表１０－５ YSa3=1.604 YSa4=1.763 YSa3=1.604 YSa4=1.763 （6）齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由[1]圖１０－２０b 由[1]圖１０－２０ｃ 400 350 400 350 （7）彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 由[1]圖１０－１８ 0.92 0.96 0.92 0.96 （8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力[σF] 取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.3，由式１０－１２得 368 336 （9）計(jì)算大小齒輪的并加以比較 結(jié)論：大齒輪的系數(shù)較大，以大齒輪的計(jì)算 = 0.0117 （10）齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 由[1]式１０－１７ =1.06 結(jié)論：對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取＝1.25已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d3=84.75應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 取66 ，則Z4 = Z3×i齒2 =78*2.91=192.06. 取Z4 =193 4.6．幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算中心距a 將中心距圓整為167 mm =167 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角β 因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。 度 （3）計(jì)算齒輪的分度圓直徑d mm 85 249 （4）計(jì)算齒輪的齒根圓直徑df mm 83.75 =245.75 （5）計(jì)算齒輪寬度B b = φdd3= 1.0*85=85 圓整后取： B3 =85 B4 =80 mm B3 =85 B4 =80 （6）驗(yàn)算 故合適 4.7斜齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)表 傳動(dòng)類型 模數(shù) 齒數(shù) 中心距 齒寬 螺旋角 高速級(jí) 斜齒圓柱齒輪 d1=60 d2=190 mm mm 低速級(jí) 斜齒圓柱齒輪 d3=85 D4=249 5、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1、Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1.1．選擇軸的材料及熱處理方法 查[1]表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45；根據(jù)齒輪直徑，熱處理方法為正火。 5.1.2．確定軸的最小直徑 查[1]的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式： mm 再查 [1]表15-3， 考慮鍵：因?yàn)殒I槽對(duì)軸的強(qiáng)度有削弱作用，開有一個(gè)鍵槽，所以軸的軸徑要相應(yīng)增大 mm 5.1.3．確定各軸段直徑并填于下表內(nèi) 名稱 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 mm 且由前面的帶輪的設(shè) 計(jì)可得，帶輪的孔徑為30，mm ＝30 ＝30 查 [2]表7-12　35 35 因?yàn)樘幯b軸承，所以只要＞即可，選取7類軸承，查 [2]表6-6，選取7208AC，故 ＝40 ＝40 46 由于是齒輪軸所以等于高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑： 40 40 5.1.4．選擇軸承潤(rùn)滑方式，確定與軸長(zhǎng)有關(guān)的參數(shù) 查 [2]（2）“潤(rùn)滑方式”，及說(shuō)明書“（12）計(jì)算齒輪圓周速度” = 1.54，故選用脂潤(rùn)滑。 將與軸長(zhǎng)度有關(guān)的各參數(shù)填入下表 名稱 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 箱體壁厚 查 [2]表11-1 8 地腳螺栓直徑及數(shù)目n 查 [2]表11-1 查 [2]表3-13， ?。?0， ＝16 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 查 [2]表11-1 查 [2]表3-9，?。?6 ＝12 軸承旁聯(lián)接螺栓扳手空間、 查 [2] 表11-1 軸承蓋聯(lián)接螺釘直徑 查 [2]表11-2 查 [2]表11-10，得當(dāng)取 軸承蓋厚度 查 [2]表11-10 ， 小齒輪端面距箱體內(nèi)壁距離 查 [2] =10 軸承內(nèi)端面至箱體內(nèi)壁距離 查 [2] 因?yàn)檫x用脂潤(rùn)滑，所以 ＝10 軸承支點(diǎn)距軸承寬邊端面距離a 查 [2]表6-6，選取7208AC軸承， 故 5.1.5.計(jì)算各軸段長(zhǎng)度 名稱 計(jì)算公式 單位 計(jì)算結(jié)果 由于與大帶輪配合，則： 63 由公式 ＝56 由公式 32 由公式 ＝110.5 齒輪1輪轂寬度： ＝60 由公式 ＝40 L（總長(zhǎng)） ＝351.5 （支點(diǎn)距離） ＝184.5 5.2、Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.2.1．選擇軸的材料及熱處理方法 查[1]表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45；根據(jù)齒輪直徑，熱處理方法為正火回火。 5.2.2．確定軸的最小直徑 查[1]的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式： =(126~103) 再查 [1]表15-3， 5.2.3．確定各軸段直徑并填于下表內(nèi) 名稱 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 由于和軸承配合，取標(biāo)準(zhǔn)軸徑為： =45 由于和齒輪配合，取 查 [2]表1-6，取＝50 =50 查 [2]表1-6，取=60 =60 與高速級(jí)大齒輪配合，?。? ＝=45 ＝45 5.2.4．選擇軸承潤(rùn)滑方式，確定與軸長(zhǎng)有關(guān)的參數(shù) 查 [2]（二）“滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑”，及說(shuō)明書“六、計(jì)算齒輪速度” ，故選用脂潤(rùn)滑。 將與軸長(zhǎng)度有關(guān)的各參數(shù)填入下表 名稱 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 軸承支點(diǎn)距軸承寬邊端面距離a 選用7209AC軸承，查 [2]表6-6 得 5.2.5.計(jì)算各軸段長(zhǎng)度 名稱 計(jì)算公式 單位 計(jì)算結(jié)果 ＝43 ＝83 ＝10 齒輪配合長(zhǎng)度： ＝53 ＝45.5 L（總長(zhǎng)） L＝234.5 （支點(diǎn)距離） 181.1 5.3、Ⅲ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.3.1．選擇軸的材料及熱處理方法 查[1]表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45；根據(jù)齒輪直徑，熱處理方法為正火回火。 5.3.2．確定軸的最小直徑 查[1]的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式： = 再查 [1]表15-3， 考慮鍵：因?yàn)殒I槽對(duì)軸的強(qiáng)度有削弱作用，開有一個(gè)鍵槽，所以軸的軸徑要相應(yīng)增大 5.3.3．確定各軸段直徑并填于下表內(nèi) 名稱 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 由于與聯(lián)軸器配合，配合軸徑為d1=60mm ＝60 考慮聯(lián)軸器定位： 查 [2]表7-12，?。?0 ＝70 為了軸承裝配的方便： ，取符合軸承標(biāo)準(zhǔn)孔徑大小為 ＝75 考慮軸肩定位，查（1）表1-16，取標(biāo)準(zhǔn)值=86 ＝86 考慮齒輪的定位： 92 由于與齒輪配合=80mm =80 由于軸承配合：＝＝75 ＝75 5.3.4．選擇軸承潤(rùn)滑方式，確定與軸長(zhǎng)有關(guān)的參數(shù) 查 [2]（二）“滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑”，及說(shuō)明書“六、計(jì)算齒輪速度”， ，故選用脂潤(rùn)滑。將與軸長(zhǎng)度有關(guān)的各參數(shù)填入下表 名稱 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 軸承支點(diǎn)距軸承寬邊端面距離a 選用7015AC軸承，查 [2]表6-6 得 5.3.5.計(jì)算各軸段長(zhǎng)度 名稱 計(jì)算公式 單位 計(jì)算結(jié)果 選聯(lián)軸器軸孔長(zhǎng)度為107mm，則： 65 由公式 ＝47 由公式 ＝39 由公式 ＝73 由公式 ＝10 配合齒輪4： 78 ＝51.5 L（總長(zhǎng)） 363.5 （支點(diǎn)距離） ＝174.3 5.4、校核Ⅱ軸的強(qiáng)度 齒