2525 電葫蘆機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2525 電葫蘆機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì),葫蘆,機(jī)械,系統(tǒng),設(shè)計(jì)
課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)設(shè)計(jì)題目：鋼絲繩電動(dòng)葫蘆起升用減速器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)時(shí)間：08.12.29-09.01.16指導(dǎo)教師：姚文席、候悅民班級：機(jī) 0505學(xué)號：30501010523姓名：周云龍目錄1 題目分析（1）2 設(shè)計(jì)計(jì)算1)電動(dòng)機(jī)的確定（1）2）總體設(shè)計(jì)計(jì)算（1）總傳動(dòng)比及各級傳動(dòng)比的確定（2）（2） 運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算（3）3） 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核1） 第一對齒輪的設(shè)計(jì)與校核（4）2）第二對齒輪的設(shè)計(jì)與校核（9）3）第三對齒輪的設(shè)計(jì)與校核（13）4）軸的設(shè)計(jì)及危險(xiǎn)軸的校核（17）5）課程設(shè)計(jì)總結(jié)（20）6）參考文獻(xiàn)（20）1 題目分析電動(dòng)葫蘆是一種常用的搬運(yùn)設(shè)備，在工廠中使用十分廣泛。電動(dòng)葫蘆由兩部分組成，即行走機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)。下面分別介紹各組成部分。1 行走機(jī)構(gòu)組成：行走電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。2 提升機(jī)械組成：提升電動(dòng)機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械制動(dòng)器（一般為盤式制動(dòng)器） 。3 制動(dòng)器介紹：電動(dòng)葫蘆（或起重機(jī)）的提升機(jī)構(gòu)一定要有機(jī)械制動(dòng)裝置，當(dāng)物體起吊到一定高度后全靠機(jī)械制動(dòng)器將其制停在空中。制動(dòng)器的工作機(jī)理有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和牽引電磁鐵驅(qū)動(dòng)。不同的驅(qū)動(dòng)方式其制動(dòng)的性能也不相同。在小型電動(dòng)葫蘆上一般采用電磁驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器。電動(dòng)葫蘆（或起重機(jī)）上提升機(jī)構(gòu)采用的制動(dòng)器種類繁多，在小型電動(dòng)葫蘆上較多采用的制動(dòng)器是盤式制動(dòng)器，盤式制動(dòng)器又稱為碟式制動(dòng)器。盤式制動(dòng)器重量輕、構(gòu)造簡單、調(diào)整方便、制動(dòng)效果穩(wěn)定。為了安全起見，在起重設(shè)備上一般均采用常閉式制動(dòng)器。所謂常閉式是指在電磁機(jī)構(gòu)不得電的情況下，制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)。制動(dòng)器安裝在電動(dòng)機(jī)的一端，一般情況是封閉的，用眼晴直接是看不到的，但這沒有關(guān)系，一般會將牽引電磁鐵的線圈引出線留在外面。我們只要將線圈接正確就行。當(dāng)電動(dòng)機(jī)得電的同時(shí)（接觸器吸合時(shí)） ，制動(dòng)器的牽引電磁鐵也同時(shí)得電，制動(dòng)器打開。這種聯(lián)接方式的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)發(fā)生停電事故時(shí)可以立即進(jìn)行制動(dòng)以避免事故的發(fā)生。其缺點(diǎn)是制動(dòng)瞬間設(shè)備的機(jī)械抖動(dòng)較大。2 設(shè)計(jì)計(jì)算1)電動(dòng)機(jī)的確定由公式得：P=FV/1000=GV/1000=10000(4/60)/1000=0.67kw 與 電 機(jī) 與 與 輸 出 軸 與 筒 與 輸 出 軸總 =0.96(0.990.99)(0.990.99)(0.990.99)0.98 =0.8857電動(dòng)機(jī)功率：= / =0.67/0.8857=0.75266kwdpw總由于鋼絲繩電葫蘆起吊和停止時(shí)有一些沖擊，根據(jù)沖擊程度一般使用系數(shù) =1.4 故Ak1.4 =1.0537kwd電機(jī)轉(zhuǎn)速取:n 電 =1380r/min由于功能需要，采用錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)。2）總體設(shè)計(jì)計(jì)算（1）總傳動(dòng)比及各級傳動(dòng)比的確定由于電動(dòng)葫蘆吊鉤為一動(dòng)滑輪裝置，鋼絲繩一段固定，一段被卷筒纏繞，所以卷筒鋼絲繩的受載僅為起重量的一半，但鋼絲繩的速度為起重速度的兩倍。卷筒轉(zhuǎn)速：=2 / d ( 為起升速度)卷 筒nLvLv由于起重速度誤差不超過百分之五，即單位時(shí)間鋼絲上升速度為:2 （1 0.05）=8 0.4m/min（采用一段固定的動(dòng)滑輪結(jié)Lv構(gòu)）故卷筒轉(zhuǎn)速 =2 （ 1 0.05）/ d=26.526 1.326卷 筒nL即 25.2r/min 27.852r/min卷 筒n傳動(dòng)比 = / =1380/（26.526 1.326）總u電 機(jī) 卷 筒 即 49.55 54.76總u取 =54.76總單級傳動(dòng)比 u 取 3 至 5故采用三級外嚙合定軸齒輪減速設(shè)計(jì)，每級傳動(dòng)比大概為 4，分配各級傳動(dòng)比：u1=4， u2 =3.7， u3=3.7(2) 運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速： 0 軸： n0= n 電機(jī) =1380r/min軸: n =1380r/min軸: n =345 r/min軸: n =93.243 r/min軸： n =25.2 r/min軸: nV=25.2 r/min計(jì)算各軸的輸入功率： 0 軸： P0=1.0537kw軸: P = P0 =1.032626kw 與 電 機(jī)軸: P = P =1.012kw 與 軸: P = P =0.99186kw 與 軸： P = P =0.972kw輸 出 軸 與 軸： P = P =0.93312kw筒 與 輸 出 軸計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩： 0 軸： T0=9.55 =7291.9 Nmm610np軸: T1=9.55 =7146.07 Nmm61軸: T2=9.55 =28013.3 Nmm602np軸: T3=9.55 =101586.5887 Nmm613軸： T4=9.55 =368345.2913 Nmm604np軸： T5=9.55 =353611.4797 Nmm6105np現(xiàn)將各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果整理于表中，具體見表運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表軸名 功率 P(W) 轉(zhuǎn)速(r/min) 轉(zhuǎn)距(Nmm) 傳動(dòng)比 u 效率 0 軸 1.0537 1380 7291.9軸 1.032626 1380 7146.07 1 0.98軸 1.012 345 28013.3 4 0.990.99軸 0.99186 93.243 101586.5887 3.7 0.990.99軸 0.972 25.2 368345.2913 3.7 0.990.99軸 0.93312 25.2 353611.4797 1 0.963） 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核1） 第一對齒輪的設(shè)計(jì)與校核1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1）傳動(dòng)方案可選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）此電葫蘆升降機(jī)為一般重載工作機(jī)器，速度不高，齒輪用 7 級精度即可。（3）所設(shè)計(jì)的齒輪可選用便于制造且價(jià)格便宜的材料由1P191 機(jī)械設(shè)計(jì)表 101 選?。盒↓X輪材料為 40Cr， =280；1HB大齒輪材料為 45 號鋼， 240。 40，合適。2HB12（4）選取小齒輪齒數(shù) z120;大齒輪齒數(shù) z2 uz1=80（5）選取螺旋角。初選螺旋角 =14按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，最后作齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由強(qiáng)度計(jì)算公式總表查得設(shè)計(jì)公式為 3 2 HEd1t1t ZuT2K（1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選 Kt16由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) =2.433HZ由圖 10-26 差得 =0.78， =0.87，則 = + =1.651212Tt=95.5105P1/n1=95.51051.032626/1380 Nmm =7146.07Nmm由1P205 表 107 選取 d=1（兩支撐相對于小齒輪做非對稱布置）由1P201 表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)為 ZE=189.8MPa由1P209 圖 10-21 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 lim1=600MPa , lim2=550 MPa。由公式 N=60njLhN1=6013801(3200)=2.6496108N2=N1/u=2.6496108/4=0.6624108圖 10-19 查得接觸疲勞強(qiáng)度 KHN1=0.90 KHN2=0.95計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1= KHN1 lim1/S=0.9600/1=540 MPa. = KHN2 lim2/S =0.95550=522.5 1H2HMPa= = =531.25 MPaH21H25.40（2)計(jì)算1)計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t 代入中較小的值 =3 2 HEd1t1t ZuT2K=23.567mm325.31489456.1702）計(jì)算圓周速度=1.7m/s160tdn10687.2.33）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) mt123.567mm=23.567mm1dmt= = =1.1433mm1tzcos2014cos3.567計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h齒高 h=2.25mt=2.57mmb/h=9.174）計(jì)算縱向重合度 =0.318 d tan=1.58571z5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v=1.7m/s,7 級精度，由1P194 圖 10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv=1.05。 斜齒輪，由1P195 表 10-3 查得 KHa1=KFa2=1.4 由1P193 表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1由1P196 表 10-4 查得 7 級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時(shí)KHB=1.12+0.18(1+0.6 d2) d2+0.2310-3b將數(shù)據(jù)代入得 KHB=1.12+0.18（1+0.61 2）1 2+0.2310-323.567=1.4134由 b/h=9.17, KHB =1.4134 ,查圖 10-13 得 KFB=1.3 故載荷系數(shù)K=KAKvKHaKHB=11.051.41.4134=2.0786）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑= (K/Kt)1/3= 23.567(2.078/1.6)1/3=25.713mm1dt7)計(jì)算模數(shù)m= = =1.247mm1zcosd2014cos5.733.按齒根彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)由1P216 式 10-17 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為mn 3 F21zcosKTSadYY（1) 確定計(jì)算參數(shù)1）由1P208 圖 10-20 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE1=500Mpa 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE2=380MPa2）由1P206 圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=0.85 KFN2=0.883）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4,由式 10-12 得= KFN1 FE1/S=303.57MPa1F= KFN2 FE2/S=238.86 MPa24）計(jì)算載荷系數(shù) KK=KAKvKFaKFB=11.051.41.3=1.9115）根據(jù)縱向重合度 =1.5857，從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù) =0.88 Y6)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。= = =21.894v1z3cos14203= = =87.574v23837）查取齒形系數(shù)由1P200 表 10-5 可查得 YFa1=2.72,YFa2=2.218）查取應(yīng)力校正系數(shù)由1P200 表 10-5 知 YSa1=1.57,YSa2=1.78 9)計(jì)算大小齒輪的 YFaYSa/ F,并加以比較。YFa1YSa1/ =0.01411FYFa2YSa2/ =0.016472大齒輪的數(shù)值較大（2）設(shè)計(jì)計(jì)算mn =0.8265mm32201647.65.10cos8741.9對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲疲勞強(qiáng)度模數(shù) 1.247，并近似圓整為標(biāo)準(zhǔn) m=1.25。 按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1=25.713mm ， z1=d1cos /m=19.959， z2=uz1=79.837。取 z1=20， 則 z2=uz1=804. 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 a=(z1+z2)mn /(2cos)=64.413mm將中心距圓整為 65mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角=arccos = arccos =15.94a2)z(1n652.1)80(因 值改變不多，故參數(shù) ， ， 等不必修正。kHz（3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑d1= =25.999mm cosmznd2= =103.998mm n（4）計(jì)算齒輪寬度 125.999=25.999mm 1db圓整后取 B2=26mm，B 1=30mm2）第二對齒輪的設(shè)計(jì)與校核 1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1）傳動(dòng)方案可選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）此電葫蘆升降機(jī)為一般重載工作機(jī)器，速度不高，齒輪用 7 級精度即可。（3）所設(shè)計(jì)的齒輪可選用便于制造且價(jià)格便宜的材料由1P191 機(jī)械設(shè)計(jì)表 101 選?。盒↓X輪材料為 40Cr， =280；3HB大齒輪材料為 45 號鋼， 240。 - 40，合適。4HB34（4）選取小齒輪齒數(shù) z320;大齒輪齒數(shù) z4 uz1=74（5）選取螺旋角。初選螺旋角 =14按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，最后作齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由強(qiáng)度計(jì)算公式總表查得設(shè)計(jì)公式為 3 2 HEd3tt Zu1T2K（1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選 Kt16由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) =2.433HZ由圖 10-26 差得 =0.78， =0.87，則 = + =1.653434T3=95.5105P3/n3=95.51051.012/345 Nmm =28013.3Nmm由1P205 表 107 選取 d=1（兩支撐相對于小齒輪做非對稱布置）由1P201 表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)為 ZE=189.8MPa由1P209 圖 10-21 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 lim3=600MPa , lim4=550 MPa。由公式 N=60njLhN3=603451(3200)=6.624107N4=N1/u=6.624107/3.7=1.79107圖 10-19 查得接觸疲勞強(qiáng)度 KHN3=1.17 KHN4=1.27計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1= KHN3 lim3/S=1.17600/1=702 MPa. = KHN4 lim4/S =1.27550=698.5 3H4HMPa= = =700.25 MPaH243H25.69870（2)計(jì)算1)計(jì)算小齒輪分度圓直徑 代入中較小的值3td=3 2 HEd3tt Zu1T2K=31.0765mm325.7043893.465.1802）計(jì)算圓周速度=0.56m/s106d3nvt1064.4.3）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) mt=131.0765mm=31.0765mm3tdmt= = =1.508mm3tzcos2014cos.765計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h齒高 h=2.25mt=3.39mmb/h=9.174）計(jì)算縱向重合度 =0.318 d tan=1.58573z5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v=0.56m/s,7 級精度，由1P194 圖 10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv=1.01。 斜齒輪，由1P195 表 10-3 查得 KHa3=KFa4=1.4 由1P193 表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1由1P196 表 10-4 查得 7 級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時(shí)KHB=1.12+0.18(1+0.6 d2) d2+0.2310-3b將數(shù)據(jù)代入得 KHB=1.12+0.18（1+0.61 2）1 2+0.2310-331.0765=1.4151由 b/h=9.17, KHB =1.4151 ,查圖 10-13 得 KFB=1.3 故載荷系數(shù)K=KAKvKHaKHB=11.011.41.4151=26）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑= (K/Kt)1/3= 31.0765(2/1.6)1/3=33.476mm3dt7)計(jì)算模數(shù)m= = =1.624mm3zcos2014cos.763.按齒根彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)由1P216 式 10-17 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為mn 3 F23zcosKTSadYY(2)確定計(jì)算參數(shù)1）由1P208 圖 10-20 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE3=500Mpa 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE4=380MPa2）由1P206 圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN3=0.92 KFN4=0.983）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4,由式 10-12 得= KFN3 FE3/S=328.57MPa3F= KFN4 FE4/S=266 MPa44）計(jì)算載荷系數(shù) KK=KAKvKFaKFB=11.011.41.3=1.8382 5）根據(jù)縱向重合度 =1.5857，從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù) =0.88 Y6)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。= = =21.894v3zcos14203= = =81v43737）查取齒形系數(shù)由1P200 表 10-5 可查得 YFa3=2.72,YFa4=2.228）查取應(yīng)力校正系數(shù)由1P200 表 10-5 知 YSa3=1.57,YSa4=1.77 9)計(jì)算大小齒輪的 YFaYSa/ F,并加以比較。YFa3YSa3/ =0.0133FYFa4YSa4/ =0.014774大齒輪的數(shù)值較大（2）設(shè)計(jì)計(jì)算mn =1.2406mm3220.14765.10cos831.8對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲疲勞強(qiáng)度模數(shù) 1.624，并近似圓整為標(biāo)準(zhǔn) m=1.75。 按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d3=33.476mm ， z3=d3cos /m=18.56， z4=uz4=68.675。取 z3=19。 則 z4=uz3=714. 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 a=(z3+z4)mn /(2cos)=81.16mm將中心距圓整為 82mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角=arccos = arccos =16.18a2)z(43nm8275.1)(9因 值改變不多，故參數(shù) ， ， 等不必修正。kHz（3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑d3= =34.62mm cosznd4= =129.37mm mn（4）計(jì)算齒輪寬度 =134.62=34.62mm 3db圓整后取 B4=40mm，B 3=35mm3）第三對齒輪的設(shè)計(jì)與校核 1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1）傳動(dòng)方案可選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）此電葫蘆升降機(jī)為一般重載工作機(jī)器，速度不高，齒輪用 7 級精度即可。（3）所設(shè)計(jì)的齒輪可選用便于制造且價(jià)格便宜的材料由1P191 機(jī)械設(shè)計(jì)表 101 選?。盒↓X輪材料為 40Cr， =280；5HB大齒輪材料為 45 號鋼， 240。 - 40，合適。6HB56（4）選取小齒輪齒數(shù) z520;大齒輪齒數(shù) z6 uz5=74（5）選取螺旋角。初選螺旋角 =14按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，最后作齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由強(qiáng)度計(jì)算公式總表查得設(shè)計(jì)公式為3 2 HEd5t5t Zu1T2K（1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選 Kt16由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) =2.433HZ由圖 10-26 差得 =0.78， =0.87，則 = + =1.655656T5=95.5105P5/n5=95.51050.9918/93.243 Nmm =101586.5887Nmm由1P205 表 107 選取 d=1（兩支撐相對于小齒輪做非對稱布置）由1P201 表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)為 ZE=189.8MPa由1P209 圖 10-21 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 lim5=600MPa , lim6=550 MPa。由公式 N=60njLhN5=6093.2431(3200)=1.79107N6=N1/u=1.79107/3.7=0.484107圖 10-19 查得接觸疲勞強(qiáng)度 KHN5=1.27 KHN6=1.39計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1= KHN5 lim5/S=1.27600/1=762 MPa. = KHN6 lim6/S =1.39550=764.5 5H6HMPa= = =763.25 MPaH265H25.74（2)計(jì)算1)計(jì)算小齒輪分度圓直徑 代入中較小的值5td=3 2 HEd5t5t Zu1T2K=45.08mm32763.541893.465.1708.2 2）計(jì)算圓周速度=0.22m/s106d5nvt1069.248.4.3）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) mt=145.08mm=45.08mm5tdmt= = =2.187mm5tzcos2014cos.8計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h齒高 h=2.25mt=4.92mmb/h=9.174）計(jì)算縱向重合度 =0.318 d tan=1.58575z5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v=0.22m/s,7 級精度，由1P194 圖 10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv=1.005。 斜齒輪，由1P195 表 10-3 查得 KHa5=KFa6=1.4 由1P193 表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1由1P196 表 10-4 查得 7 級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時(shí)KHB=1.12+0.18(1+0.6 d2) d2+0.2310-3b將數(shù)據(jù)代入得 KHB=1.12+0.18（1+0.61 2）1 2+0.2310-345.08=1.418由 b/h=9.17, KHB =1.418 ,查圖 10-13 得 KFB=1.3 故載荷系數(shù)K=KAKvKHaKHB=11.0051.41.418=26）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑= (K/Kt)1/3= 45.08(2/1.6)1/3=48.56mm5dt7)計(jì)算模數(shù)m= = =2.356mm5zcos2014cos8.63.按齒根彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)由1P216 式 10-17 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為mn 3 F25zcosKTSadYY(2)確定計(jì)算參數(shù)1）由1P208 圖 10-20 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE5=500Mpa 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE6=380MPa2）由1P206 圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN5=0.98 KFN6=0.9953）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4,由式 10-12 得= KFN5 FE5/S=350MPa5F= KFN6 FE6/S=270 MPa64）計(jì)算載荷系數(shù) KK=KAKvKFaKFB=11.0051.41.3=1.8291 5）根據(jù)縱向重合度 =1.5857，從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù) =0.88 Y6)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。= = =21.894v5z3cos14203= = =81v63737）查取齒形系數(shù)由1P200 表 10-5 可查得 YFa5=2.72,YFa6=2.228）查取應(yīng)力校正系數(shù)由1P200 表 10-5 知 YSa5=1.57,YSa6=1.77 9)計(jì)算大小齒輪的 YFaYSa/ F,并加以比較。YFa5YSa5/ =0.01225FYFa6YSa6/ =0.014556F大齒輪的數(shù)值較大（2）設(shè)計(jì)計(jì)算mn =1.893m3 220.14565.10cos8718.89 m對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲疲勞強(qiáng)度模數(shù) 2.356，并近似圓整為標(biāo)準(zhǔn) m=2.5。 按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d5=48.56mm ， z5=d5cos /m=18.85， z6=uz6=69.73。取 z5=19。 則 z6=uz5=714. 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 a=(z5+z6)mn /(2cos)=115.94mm將中心距圓整為 116mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角=arccos = arccos =14.11a2)z(65n1625.)7(9因 值改變不多，故參數(shù) ， ， 等不必修正。kHz（3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑d5= =48.95mm cosmznd6= =182.93mm n（4）計(jì)算齒輪寬度 =148.95=48.95mm 5db圓整后取 B6=55mm，B 5=50mm4）軸的設(shè)計(jì)及危險(xiǎn)軸的校核（1）軸的設(shè)計(jì)與校核（1)輸出軸上的功率 P，轉(zhuǎn)速 n，轉(zhuǎn)矩 T功率 P=0.972W 轉(zhuǎn)速 n=25.2r/min 轉(zhuǎn)矩 T=368345.2913 Nmm（2)作用在齒輪上的力Ft=2T/d=2368345.2913/182.93=4027.17NFr= Fttana/cos =4027.17tan20/cos14.11=1511.37NFa= Fttan= 4027.17tan14.11=1012.3N（3)初步確定軸的最小直徑。軸材料選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)鋼處理，據(jù)1P373 表 15-4，取A0=112dmin= A0(P/n)1/3=112（0.972/25.2） 1/3=37.842mm（4)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度校核時(shí)只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面即 C 截面，取 =0.61=M2+( T)2/W1/2=26.63MPaS=1.52caS50891.（6）截面的右側(cè)抗彎截面系數(shù) W： 抗扭截面系數(shù) WT： 截面左側(cè)彎矩 M： 截面上的扭矩 T截面上彎曲應(yīng)力b=M/W截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T=T/WT過盈配合處的 值，由附表 3-8 用插入法求得，并取 =0.8 ，于是/k /k/得=2.51 =2.008/k/k軸按磨削加工，由附圖 3-4 的表面質(zhì)量系數(shù) =0.92軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q=0.1，則按式（3-12）及（3-12a）得綜合系數(shù)值為2.5971k2.095于是計(jì)算安全系數(shù)值 S 得= =8.8321amK275.91.07.5941aS.39.3.0.22=13.05S=1.52caS故該軸在該截面處的強(qiáng)度也是足夠的。5）課程設(shè)計(jì)總結(jié)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中的非常重要的一環(huán)，本次課程設(shè)計(jì)時(shí)間不到三周略顯得倉促一些。但是通過本次每天都過得很充實(shí)的課程設(shè)計(jì)，從中得到的收獲還是非常多的。這次課程設(shè)計(jì)我得到的題目是設(shè)計(jì)一個(gè)鋼絲繩電動(dòng)葫蘆起升用減速器設(shè)計(jì)，由于理論知識的不足，再加上平時(shí)沒有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一開始的時(shí)候有些手忙腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導(dǎo)，和同學(xué)們的熱情幫助下，使我找到了信心。在設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)了我的綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他課程理論知識和利用生產(chǎn)時(shí)間知識來解決實(shí)際問題的能力，真正做到了學(xué)以致用。在此期間我我們同學(xué)之間互相幫助，共同面對機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)當(dāng)中遇到的困難，培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)精神。在這些過程當(dāng)中我充分的認(rèn)識到自己在知識理解和接受應(yīng)用方面的不足，特別是自己的系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)能力的欠缺，將來要進(jìn)一步加強(qiáng)，今后的學(xué)習(xí)還要更加的努力。本次課程設(shè)計(jì)不僅僅是對自己所學(xué)的知識的一次系統(tǒng)總結(jié)與應(yīng)用。本次課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間的倉促，還有許多地方有不足之處。6）參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用機(jī)構(gòu)與裝置圖冊 鄒平 2007.4 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì) 張春林 2004.6 北京理工大學(xué)出版社機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì) 曲繼方 1999 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊 羅圣國 1991 高等教育出版社 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 陸鳳儀 2002 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊 吳宗澤 2001 機(jī)械工業(yè)出版社課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)設(shè)計(jì)題目：鋼絲繩電動(dòng)葫蘆起升用減速器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)時(shí)間：08.12.29-09.01.16指導(dǎo)教師：姚文席、候悅民班級：機(jī) 0505學(xué)號：30501010523姓名：周云龍目錄1 題目分析（1）2 設(shè)計(jì)計(jì)算1)電動(dòng)機(jī)的確定（1）2）總體設(shè)計(jì)計(jì)算（1）總傳動(dòng)比及各級傳動(dòng)比的確定（2）（2） 運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算（3）3） 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核1） 第一對齒輪的設(shè)計(jì)與校核（4）2）第二對齒輪的設(shè)計(jì)與校核（9）3）第三對齒輪的設(shè)計(jì)與校核（13）4）軸的設(shè)計(jì)及危險(xiǎn)軸的校核（17）5）課程設(shè)計(jì)總結(jié)（20）6）參考文獻(xiàn)（20）1 題目分析電動(dòng)葫蘆是一種常用的搬運(yùn)設(shè)備，在工廠中使用十分廣泛。電動(dòng)葫蘆由兩部分組成，即行走機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)。下面分別介紹各組成部分。1 行走機(jī)構(gòu)組成：行走電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成。2 提升機(jī)械組成：提升電動(dòng)機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械制動(dòng)器（一般為盤式制動(dòng)器） 。3 制動(dòng)器介紹：電動(dòng)葫蘆（或起重機(jī)）的提升機(jī)構(gòu)一定要有機(jī)械制動(dòng)裝置，當(dāng)物體起吊到一定高度后全靠機(jī)械制動(dòng)器將其制停在空中。制動(dòng)器的工作機(jī)理有液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)和牽引電磁鐵驅(qū)動(dòng)。不同的驅(qū)動(dòng)方式其制動(dòng)的性能也不相同。在小型電動(dòng)葫蘆上一般采用電磁驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器。電動(dòng)葫蘆（或起重機(jī)）上提升機(jī)構(gòu)采用的制動(dòng)器種類繁多，在小型電動(dòng)葫蘆上較多采用的制動(dòng)器是盤式制動(dòng)器，盤式制動(dòng)器又稱為碟式制動(dòng)器。盤式制動(dòng)器重量輕、構(gòu)造簡單、調(diào)整方便、制動(dòng)效果穩(wěn)定。為了安全起見，在起重設(shè)備上一般均采用常閉式制動(dòng)器。所謂常閉式是指在電磁機(jī)構(gòu)不得電的情況下，制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)。制動(dòng)器安裝在電動(dòng)機(jī)的一端，一般情況是封閉的，用眼晴直接是看不到的，但這沒有關(guān)系，一般會將牽引電磁鐵的線圈引出線留在外面。我們只要將線圈接正確就行。當(dāng)電動(dòng)機(jī)得電的同時(shí)（接觸器吸合時(shí)） ，制動(dòng)器的牽引電磁鐵也同時(shí)得電，制動(dòng)器打開。這種聯(lián)接方式的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)發(fā)生停電事故時(shí)可以立即進(jìn)行制動(dòng)以避免事故的發(fā)生。其缺點(diǎn)是制動(dòng)瞬間設(shè)備的機(jī)械抖動(dòng)較大。2 設(shè)計(jì)計(jì)算1)電動(dòng)機(jī)的確定由公式得：P=FV/1000=GV/1000=10000(4/60)/1000=0.67kw 與 電 機(jī) 與 與 輸 出 軸 與 筒 與 輸 出 軸總 =0.96(0.990.99)(0.990.99)(0.990.99)0.98 =0.8857電動(dòng)機(jī)功率：= / =0.67/0.8857=0.75266kwdpw總由于鋼絲繩電葫蘆起吊和停止時(shí)有一些沖擊，根據(jù)沖擊程度一般使用系數(shù) =1.4 故Ak1.4 =1.0537kwd電機(jī)轉(zhuǎn)速取:n 電 =1380r/min由于功能需要，采用錐形轉(zhuǎn)子電機(jī)。2）總體設(shè)計(jì)計(jì)算（1）總傳動(dòng)比及各級傳動(dòng)比的確定由于電動(dòng)葫蘆吊鉤為一動(dòng)滑輪裝置，鋼絲繩一段固定，一段被卷筒纏繞，所以卷筒鋼絲繩的受載僅為起重量的一半，但鋼絲繩的速度為起重速度的兩倍。卷筒轉(zhuǎn)速：=2 / d ( 為起升速度)卷 筒nLvLv由于起重速度誤差不超過百分之五，即單位時(shí)間鋼絲上升速度為:2 （1 0.05）=8 0.4m/min（采用一段固定的動(dòng)滑輪結(jié)Lv構(gòu)）故卷筒轉(zhuǎn)速 =2 （ 1 0.05）/ d=26.526 1.326卷 筒nL即 25.2r/min 27.852r/min卷 筒n傳動(dòng)比 = / =1380/（26.526 1.326）總u電 機(jī) 卷 筒 即 49.55 54.76總u取 =54.76總單級傳動(dòng)比 u 取 3 至 5故采用三級外嚙合定軸齒輪減速設(shè)計(jì)，每級傳動(dòng)比大概為 4，分配各級傳動(dòng)比：u1=4， u2 =3.7， u3=3.7(2) 運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速： 0 軸： n0= n 電機(jī) =1380r/min軸: n =1380r/min軸: n =345 r/min軸: n =93.243 r/min軸： n =25.2 r/min軸: nV=25.2 r/min計(jì)算各軸的輸入功率： 0 軸： P0=1.0537kw軸: P = P0 =1.032626kw 與 電 機(jī)軸: P = P =1.012kw 與 軸: P = P =0.99186kw 與 軸： P = P =0.972kw輸 出 軸 與 軸： P = P =0.93312kw筒 與 輸 出 軸計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩： 0 軸： T0=9.55 =7291.9 Nmm610np軸: T1=9.55 =7146.07 Nmm61軸: T2=9.55 =28013.3 Nmm602np軸: T3=9.55 =101586.5887 Nmm613軸： T4=9.55 =368345.2913 Nmm604np軸： T5=9.55 =353611.4797 Nmm6105np現(xiàn)將各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果整理于表中，具體見表運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表軸名 功率 P(W) 轉(zhuǎn)速(r/min) 轉(zhuǎn)距(Nmm) 傳動(dòng)比 u 效率 0 軸 1.0537 1380 7291.9軸 1.032626 1380 7146.07 1 0.98軸 1.012 345 28013.3 4 0.990.99軸 0.99186 93.243 101586.5887 3.7 0.990.99軸 0.972 25.2 368345.2913 3.7 0.990.99軸 0.93312 25.2 353611.4797 1 0.963） 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核1） 第一對齒輪的設(shè)計(jì)與校核1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1）傳動(dòng)方案可選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）此電葫蘆升降機(jī)為一般重載工作機(jī)器，速度不高，齒輪用 7 級精度即可。（3）所設(shè)計(jì)的齒輪可選用便于制造且價(jià)格便宜的材料由1P191 機(jī)械設(shè)計(jì)表 101 選?。盒↓X輪材料為 40Cr， =280；1HB大齒輪材料為 45 號鋼， 240。 40，合適。2HB12（4）選取小齒輪齒數(shù) z120;大齒輪齒數(shù) z2 uz1=80（5）選取螺旋角。初選螺旋角 =14按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，最后作齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由強(qiáng)度計(jì)算公式總表查得設(shè)計(jì)公式為 3 2 HEd1t1t ZuT2K（1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選 Kt16由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) =2.433HZ由圖 10-26 差得 =0.78， =0.87，則 = + =1.651212Tt=95.5105P1/n1=95.51051.032626/1380 Nmm =7146.07Nmm由1P205 表 107 選取 d=1（兩支撐相對于小齒輪做非對稱布置）由1P201 表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)為 ZE=189.8MPa由1P209 圖 10-21 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 lim1=600MPa , lim2=550 MPa。由公式 N=60njLhN1=6013801(3200)=2.6496108N2=N1/u=2.6496108/4=0.6624108圖 10-19 查得接觸疲勞強(qiáng)度 KHN1=0.90 KHN2=0.95計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1= KHN1 lim1/S=0.9600/1=540 MPa. = KHN2 lim2/S =0.95550=522.5 1H2HMPa= = =531.25 MPaH21H25.40（2)計(jì)算1)計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t 代入中較小的值 =3 2 HEd1t1t ZuT2K=23.567mm325.31489456.1702）計(jì)算圓周速度=1.7m/s160tdn10687.2.33）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) mt123.567mm=23.567mm1dmt= = =1.1433mm1tzcos2014cos3.567計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h齒高 h=2.25mt=2.57mmb/h=9.174）計(jì)算縱向重合度 =0.318 d tan=1.58571z5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v=1.7m/s,7 級精度，由1P194 圖 10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv=1.05。 斜齒輪，由1P195 表 10-3 查得 KHa1=KFa2=1.4 由1P193 表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1由1P196 表 10-4 查得 7 級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時(shí)KHB=1.12+0.18(1+0.6 d2) d2+0.2310-3b將數(shù)據(jù)代入得 KHB=1.12+0.18（1+0.61 2）1 2+0.2310-323.567=1.4134由 b/h=9.17, KHB =1.4134 ,查圖 10-13 得 KFB=1.3 故載荷系數(shù)K=KAKvKHaKHB=11.051.41.4134=2.0786）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑= (K/Kt)1/3= 23.567(2.078/1.6)1/3=25.713mm1dt7)計(jì)算模數(shù)m= = =1.247mm1zcosd2014cos5.733.按齒根彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)由1P216 式 10-17 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為mn 3 F21zcosKTSadYY（1) 確定計(jì)算參數(shù)1）由1P208 圖 10-20 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE1=500Mpa 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE2=380MPa2）由1P206 圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=0.85 KFN2=0.883）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4,由式 10-12 得= KFN1 FE1/S=303.57MPa1F= KFN2 FE2/S=238.86 MPa24）計(jì)算載荷系數(shù) KK=KAKvKFaKFB=11.051.41.3=1.9115）根據(jù)縱向重合度 =1.5857，從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù) =0.88 Y6)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。= = =21.894v1z3cos14203= = =87.574v23837）查取齒形系數(shù)由1P200 表 10-5 可查得 YFa1=2.72,YFa2=2.218）查取應(yīng)力校正系數(shù)由1P200 表 10-5 知 YSa1=1.57,YSa2=1.78 9)計(jì)算大小齒輪的 YFaYSa/ F,并加以比較。YFa1YSa1/ =0.01411FYFa2YSa2/ =0.016472大齒輪的數(shù)值較大（2）設(shè)計(jì)計(jì)算mn =0.8265mm32201647.65.10cos8741.9對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲疲勞強(qiáng)度模數(shù) 1.247，并近似圓整為標(biāo)準(zhǔn) m=1.25。 按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1=25.713mm ， z1=d1cos /m=19.959， z2=uz1=79.837。取 z1=20， 則 z2=uz1=804. 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 a=(z1+z2)mn /(2cos)=64.413mm將中心距圓整為 65mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角=arccos = arccos =15.94a2)z(1n652.1)80(因 值改變不多，故參數(shù) ， ， 等不必修正。kHz（3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑d1= =25.999mm cosmznd2= =103.998mm n（4）計(jì)算齒輪寬度 125.999=25.999mm 1db圓整后取 B2=26mm，B 1=30mm2）第二對齒輪的設(shè)計(jì)與校核 1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1）傳動(dòng)方案可選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）此電葫蘆升降機(jī)為一般重載工作機(jī)器，速度不高，齒輪用 7 級精度即可。（3）所設(shè)計(jì)的齒輪可選用便于制造且價(jià)格便宜的材料由1P191 機(jī)械設(shè)計(jì)表 101 選?。盒↓X輪材料為 40Cr， =280；3HB大齒輪材料為 45 號鋼， 240。 - 40，合適。4HB34（4）選取小齒輪齒數(shù) z320;大齒輪齒數(shù) z4 uz1=74（5）選取螺旋角。初選螺旋角 =14按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，最后作齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由強(qiáng)度計(jì)算公式總表查得設(shè)計(jì)公式為 3 2 HEd3tt Zu1T2K（1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選 Kt16由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) =2.433HZ由圖 10-26 差得 =0.78， =0.87，則 = + =1.653434T3=95.5105P3/n3=95.51051.012/345 Nmm =28013.3Nmm由1P205 表 107 選取 d=1（兩支撐相對于小齒輪做非對稱布置）由1P201 表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)為 ZE=189.8MPa由1P209 圖 10-21 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 lim3=600MPa , lim4=550 MPa。由公式 N=60njLhN3=603451(3200)=6.624107N4=N1/u=6.624107/3.7=1.79107圖 10-19 查得接觸疲勞強(qiáng)度 KHN3=1.17 KHN4=1.27計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1= KHN3 lim3/S=1.17600/1=702 MPa. = KHN4 lim4/S =1.27550=698.5 3H4HMPa= = =700.25 MPaH243H25.69870（2)計(jì)算1)計(jì)算小齒輪分度圓直徑 代入中較小的值3td=3 2 HEd3tt Zu1T2K=31.0765mm325.7043893.465.1802）計(jì)算圓周速度=0.56m/s106d3nvt1064.4.3）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) mt=131.0765mm=31.0765mm3tdmt= = =1.508mm3tzcos2014cos.765計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h齒高 h=2.25mt=3.39mmb/h=9.174）計(jì)算縱向重合度 =0.318 d tan=1.58573z5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v=0.56m/s,7 級精度，由1P194 圖 10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv=1.01。 斜齒輪，由1P195 表 10-3 查得 KHa3=KFa4=1.4 由1P193 表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1由1P196 表 10-4 查得 7 級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時(shí)KHB=1.12+0.18(1+0.6 d2) d2+0.2310-3b將數(shù)據(jù)代入得 KHB=1.12+0.18（1+0.61 2）1 2+0.2310-331.0765=1.4151由 b/h=9.17, KHB =1.4151 ,查圖 10-13 得 KFB=1.3 故載荷系數(shù)K=KAKvKHaKHB=11.011.41.4151=26）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑= (K/Kt)1/3= 31.0765(2/1.6)1/3=33.476mm3dt7)計(jì)算模數(shù)m= = =1.624mm3zcos2014cos.763.按齒根彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)由1P216 式 10-17 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為mn 3 F23zcosKTSadYY(2)確定計(jì)算參數(shù)1）由1P208 圖 10-20 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE3=500Mpa 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE4=380MPa2）由1P206 圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN3=0.92 KFN4=0.983）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4,由式 10-12 得= KFN3 FE3/S=328.57MPa3F= KFN4 FE4/S=266 MPa44）計(jì)算載荷系數(shù) KK=KAKvKFaKFB=11.011.41.3=1.8382 5）根據(jù)縱向重合度 =1.5857，從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù) =0.88 Y6)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。= = =21.894v3zcos14203= = =81v43737）查取齒形系數(shù)由1P200 表 10-5 可查得 YFa3=2.72,YFa4=2.228）查取應(yīng)力校正系數(shù)由1P200 表 10-5 知 YSa3=1.57,YSa4=1.77 9)計(jì)算大小齒輪的 YFaYSa/ F,并加以比較。YFa3YSa3/ =0.0133FYFa4YSa4/ =0.014774大齒輪的數(shù)值較大（2）設(shè)計(jì)計(jì)算mn =1.2406mm3220.14765.10cos831.8對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲疲勞強(qiáng)度模數(shù) 1.624，并近似圓整為標(biāo)準(zhǔn) m=1.75。 按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d3=33.476mm ， z3=d3cos /m=18.56， z4=uz4=68.675。取 z3=19。 則 z4=uz3=714. 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 a=(z3+z4)mn /(2cos)=81.16mm將中心距圓整為 82mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角=arccos = arccos =16.18a2)z(43nm8275.1)(9因 值改變不多，故參數(shù) ， ， 等不必修正。kHz（3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑d3= =34.62mm cosznd4= =129.37mm mn（4）計(jì)算齒輪寬度 =134.62=34.62mm 3db圓整后取 B4=40mm，B 3=35mm3）第三對齒輪的設(shè)計(jì)與校核 1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)（1）傳動(dòng)方案可選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）此電葫蘆升降機(jī)為一般重載工作機(jī)器，速度不高，齒輪用 7 級精度即可。（3）所設(shè)計(jì)的齒輪可選用便于制造且價(jià)格便宜的材料由1P191 機(jī)械設(shè)計(jì)表 101 選?。盒↓X輪材料為 40Cr， =280；5HB大齒輪材料為 45 號鋼， 240。 - 40，合適。6HB56（4）選取小齒輪齒數(shù) z520;大齒輪齒數(shù) z6 uz5=74（5）選取螺旋角。初選螺旋角 =14按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，最后作齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由強(qiáng)度計(jì)算公式總表查得設(shè)計(jì)公式為3 2 HEd5t5t Zu1T2K（1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選 Kt16由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) =2.433HZ由圖 10-26 差得 =0.78， =0.87，則 = + =1.655656T5=95.5105P5/n5=95.51050.9918/93.243 Nmm =101586.5887Nmm由1P205 表 107 選取 d=1（兩支撐相對于小齒輪做非對稱布置）由1P201 表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)為 ZE=189.8MPa由1P209 圖 10-21 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 lim5=600MPa , lim6=550 MPa。由公式 N=60njLhN5=6093.2431(3200)=1.79107N6=N1/u=1.79107/3.7=0.484107圖 10-19 查得接觸疲勞強(qiáng)度 KHN5=1.27 KHN6=1.39計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1= KHN5 lim5/S=1.27600/1=762 MPa. = KHN6 lim6/S =1.39550=764.5 5H6HMPa= = =763.25 MPaH265H25.74（2)計(jì)算1)計(jì)算小齒輪分度圓直徑 代入中較小的值5td=3 2 HEd5t5t Zu1T2K=45.08mm32763.541893.465.1708.2 2）計(jì)算圓周速度=0.22m/s106d5nvt1069.248.4.3）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) mt=145.08mm=45.08mm5tdmt= = =2.187mm5tzcos2014cos.8計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h齒高 h=2.25mt=4.92mmb/h=9.174）計(jì)算縱向重合度 =0.318 d tan=1.58575z5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v=0.22m/s,7 級精度，由1P194 圖 10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv=1.005。 斜齒輪，由1P195 表 10-3 查得 KHa5=KFa6=1.4 由1P193 表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1由1P196 表 10-4 查得 7 級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時(shí)KHB=1.12+0.18(1+0.6 d2) d2+0.2310-3b將數(shù)據(jù)代入得 KHB=1.12+0.18（1+0.61 2）1 2+0.2310-345.08=1.418由 b/h=9.17, KHB =1.418 ,查圖 10-13 得 KFB=1.3 故載荷系數(shù)K=KAKvKHaKHB=11.0051.41.418=26）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑= (K/Kt)1/3= 45.08(2/1.6)1/3=48.56mm5dt7)計(jì)算模數(shù)m= = =2.356mm5zcos2014cos8.63.按齒根彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)由1P216 式 10-17 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為mn 3 F25zcosKTSadYY(2)確定計(jì)算參數(shù)1）由1P208 圖 10-20 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE5=500Mpa 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE6=380MPa2）由1P206 圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN5=0.98 KFN6=0.9953）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4,由式 10-12 得= KFN5 FE5/S=350MPa5F= KFN6 FE6/S=270 MPa64）計(jì)算載荷系數(shù) KK=KAKvKFaKFB=11.0051.41.3=1.8291 5）根據(jù)縱向重合度 =1.5857，從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù) =0.88 Y6)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。= = =21.894v5z3cos14203= = =81v63737）查取齒形系數(shù)由1P200 表 10-5 可查得 YFa5=2.72,YFa6=2.228）查取應(yīng)力校正系數(shù)由1P200 表 10-5 知 YSa5=1.57,YSa6=1.77 9)計(jì)算大小齒輪的 YFaYSa/ F,并加以比較。YFa5YSa5/ =0.01225FYFa6YSa6/ =0.014556F大齒輪的數(shù)值較大（2）設(shè)計(jì)計(jì)算mn =1.893m3 220.14565.10cos8718.89 m對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而由齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲疲勞強(qiáng)度模數(shù) 2.356，并近似圓整為標(biāo)準(zhǔn) m=2.5。 按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d5=48.56mm ， z5=d5cos /m=18.85， z6=uz6=69.73。取 z5=19。 則 z6=uz5=714. 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 a=(z5+z6)mn /(2cos)=115.94mm將中心距圓整為 116mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角=arccos = arccos =14.11a2)z(65n1625.)7(9因 值改變不多，故參數(shù) ， ， 等不必修正。kHz（3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑d5= =48.95mm cosmznd6= =182.93mm n（4）計(jì)算齒輪寬度 =148.95=48.95mm 5db圓整后取 B6=55mm，B 5=50mm4）軸的設(shè)計(jì)及危險(xiǎn)軸的校核（1）軸的設(shè)計(jì)與校核（1)輸出軸上的功率 P，轉(zhuǎn)速 n，轉(zhuǎn)矩 T功率 P=0.972W 轉(zhuǎn)速 n=25.2r/min 轉(zhuǎn)矩 T=368345.2913 Nmm（2)作用在齒輪上的力Ft=2T/d=2368345.2913/182.93=4027.17NFr= Fttana/cos =4027.17tan20/cos14.11=1511.37NFa= Fttan= 4027.17tan14.11=1012.3N（3)初步確定軸的最小直徑。軸材料選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)鋼處理，據(jù)1P373 表 15-4，取A0=112dmin= A0(P/n)1/3=112（0.972/25.2） 1/3=37.842mm（4)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度校核時(shí)只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面即 C 截面，取 =0.61=M2+( T)2/W1/2=26.63MPaS=1.52caS50891.（6）截面的右側(cè)抗彎截面系數(shù) W： 抗扭截面系數(shù) WT： 截面左側(cè)彎矩 M： 截面上的扭矩 T截面上彎曲應(yīng)力b=M/W截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T=T/WT過盈配合處的 值，由附表 3-8 用插入法求得，并取 =0.8 ，于是/k /k/得=2.51 =2.008/k/k軸按磨削加工，由附圖 3-4 的表面質(zhì)量系數(shù) =0.92軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q=0.1，則按式（3-12）及（3-12a）得綜合系數(shù)值為2.5971k2.095于是計(jì)算安全系數(shù)值 S 得= =8.8321amK275.91.07.5941aS.39.3.0.22=13.05S=1.52caS故該軸在該截面處的強(qiáng)度也是足夠的。5）課程設(shè)計(jì)總結(jié)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中的非常重要的一環(huán)，本次課程設(shè)計(jì)時(shí)間不到三周略顯得倉促一些。但是通過本次每天都過得很充實(shí)的課程設(shè)計(jì)，從中得到的收獲還是非常多的。這次課程設(shè)計(jì)我得到的題目是設(shè)計(jì)一個(gè)鋼絲繩電動(dòng)葫蘆起升用減速器設(shè)計(jì)，由于理論知識的不足，再加上平時(shí)沒有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一開始的時(shí)候有些手忙腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導(dǎo)，和同學(xué)們的熱情幫助下，使我找到了信心。在設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)了我的綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他課程理論知識和利用生產(chǎn)時(shí)間知識來解決實(shí)際問題的能力，真正做到了學(xué)以致用。在此期間我我們同學(xué)之間互相幫助，共同面對機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)當(dāng)中遇到的困難，培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)精神。在這些過程當(dāng)中我充分的認(rèn)識到自己在知識理解和接受應(yīng)用方面的不足，特別是自己的系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)能力的欠缺，將來要進(jìn)一步加強(qiáng)，今后的學(xué)習(xí)還要更加的努力。本次課程設(shè)計(jì)不僅僅是對自己所學(xué)的知識的一次系統(tǒng)總結(jié)與應(yīng)用。本次課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間的倉促，還有許多地方有不足之處。6）參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用機(jī)構(gòu)與裝置圖冊 鄒平 2007.4 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計(jì) 張春林 2004.6 北京理工大學(xué)出版社機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì) 曲繼方 1999 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊 羅圣國 1991 高等教育出版社 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 陸鳳儀 2002 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊 吳宗澤 2001 機(jī)械工業(yè)出版社
收藏