機械畢業(yè)設(shè)計（論文）-1.5t電葫蘆提升系統(tǒng)設(shè)計-減速器設(shè)計【全套圖紙】

1、<p><b>　　河南科技學(xué)院</b></p><p>　　2009屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）</p><p>　　論文題目：1.5t電葫蘆提升系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　——減速器設(shè)計</b></p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b></p&g

2、t;<p>　　所在院系： 機電學(xué)院</p><p>　　所學(xué)專業(yè)： 機電技術(shù)教育</p><p><b>　　導(dǎo)師姓名： </b></p><p>　　完成時間：2009年5月20日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　電葫蘆中間

3、是鋼絲繩卷筒，用小車懸掛于工字鋼制作的天車大梁上，一端用法蘭固定一臺能夠制動的錐形轉(zhuǎn)子電動機，用傳動軸將動力傳遞到另一端的減速機。經(jīng)過減速的動力傳遞給鋼絲繩卷筒，帶動吊鉤起重。</p><p>　　提升電動機選用葫蘆專用錐形轉(zhuǎn)子異步電動機，該種電動機具有通電轉(zhuǎn)動、斷電自制動，輸出為矩形花鍵。通過計算選擇ZD131-3型號的電動機。</p><p>　　電葫蘆減速器采用三級同軸結(jié)構(gòu)，具有布局

4、合理結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小、傳動運行平穩(wěn)等特點。減速器外殼采用優(yōu)質(zhì)鑄鐵材料、軸全部采用優(yōu)質(zhì)合金，具有高強度，重量輕的優(yōu)點。減速器齒輪采用硬齒面斜齒輪的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計計算、材料為優(yōu)質(zhì)鋼或合金鋼，能夠承受較大的載荷，抗沖擊能噪聲較小等優(yōu)點。相關(guān)配件及附件如：軸承、通氣螺塞、放油螺塞、鍵、軸承端蓋、密封圈等的選擇均根據(jù)手冊計算選用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：起重設(shè)備；電動葫蘆；卷筒；三級同軸減速器</p>

5、<p>　　全套圖紙，加153893706</p><p>　　The design of 1.5t Electric Hoist</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Electric wire rope hoist drum is the middle, used car flying in

6、the I-beam girders Crane produced, one end with a flange fixed to the conical rotor brake motors, used to power transmission shaft to the other side of the reducer. After slowing the momentum transfer to the wire rope dr

7、um, lifting hook driven by the rope drum.</p><p>　　Hoist motor upgrade selection of special cone-shaped rotor induction motor, with the power of the motor rotation, brake when the power off, output is rectan

8、gle spline. Choice the ZD131-3 motor models by calculating.</p><p>　　Electric hoist reducer coaxial three-stage structure, have a rational layout and compact structure, light weight, small size, stable trans

9、mission and so on. Reducer casing use of high-quality cast iron materials, shaft all use of high-quality alloy, with high-strength, light weight advantages. The reducer helical gear using the hardened gear standard desig

10、n, materials is high-quality steel or alloy steel, to withstand a greater load, shock, noise, etc. Related parts and accessories such as: bear</p><p>　　Key words: Lifting equipment; Electric hoist; Rope drum

11、; Reducer</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　2 起升電動機的選擇2</p><p>　　2.1 計算電動機的功率2</p><p>　　2.2 確定電動機轉(zhuǎn)速3</p&g

12、t;<p>　　3 聯(lián)軸器的選擇3</p><p>　　4 傳動比及傳動裝置參數(shù)的計算4</p><p>　　4.1 計算總傳動比4</p><p>　　4.2 分配減速器的各級傳動比4</p><p>　　4.3 傳動裝置的運動和動力參數(shù)5</p><p>　　4.3.1 各軸轉(zhuǎn)速5<

13、/p><p>　　4.3.2各軸的輸入功率5</p><p>　　4.3.3各軸轉(zhuǎn)矩5</p><p>　　5 減速器的設(shè)計計算6</p><p>　　5.1 齒輪參數(shù)設(shè)計計算6</p><p>　　5.1.1 第一級齒輪的參數(shù)設(shè)計計算6</p><p>　　5.1.2 第二級齒輪的參數(shù)設(shè)

14、計計算10</p><p>　　5.1.3 第三級齒輪的參數(shù)設(shè)計計算13</p><p>　　5.2 軸的設(shè)計計算及強度校核17</p><p>　　5.2.1 輸入軸的設(shè)計17</p><p>　　5.2.2 輸出軸的設(shè)計20</p><p>　　5.3 減速器附件的選擇22</p><

15、;p><b>　　致謝22</b></p><p><b>　　參考文獻24</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　以電動葫蘆作為起升機構(gòu)的起重機統(tǒng)稱為葫蘆式起重機。這類起重機的核心是電動葫蘆，并多為鋼絲繩電動葫蘆和環(huán)鏈電動葫蘆，以往電動葫蘆除了作為單軌

16、架空懸掛軌道起重運輸設(shè)備用之外，多用來與電動單梁起重機和電動單梁懸掛起重機配套,用于車間、倉庫等場所。隨著電動葫蘆性能參數(shù)的擴展，從80年代開始,這種葫蘆式起重機已不再局限于作為輕小起重設(shè)備。大起重量的電動葫蘆橋式起重機有代替起重量100t以下的輕、中工作級別的普通橋式起重機的趨勢，因為這種起重機自重輕、建筑高度低。隨著電動葫蘆結(jié)構(gòu)形式的更新，特別是電動葫蘆運行小車出現(xiàn)了多種形式的支承和懸掛方式，大大促進了葫蘆式起重機品種類型的增多與應(yīng)

17、用范圍的擴大。80年代在國外，特別是德國、芬蘭、日本、英國、法國及保加利亞等國家的廠家，不僅相繼研制生產(chǎn)出性能先進的電動單梁、懸掛和電動葫蘆橋式起重機,還派生出先進適用的葫蘆門式起重機、葫蘆式抓斗起重機、葫蘆吊鉤抓斗兩用起重機、葫蘆吊鉤抓斗電磁三用起重機、葫蘆式旋臂起重機、葫蘆式壁行起重機、葫蘆橋式堆垛起重機及立體倉庫用葫蘆式巷道堆垛起重機[17]。葫蘆式起重機品種、類型、規(guī)格的不斷擴展及在起重運輸設(shè)備中所占比重的增加</p>

18、;<p>　　鋼絲繩電動葫蘆作為一種輕小型起重設(shè)備，廣泛用于國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域，而國內(nèi)鋼絲繩電動葫蘆近幾年的發(fā)展卻十分緩慢。上世紀(jì)60年代到70年代初，我國從前蘇聯(lián)引進了TV型鋼絲繩電動葫蘆，70年代初我國自行設(shè)計了CD1型鋼絲繩電動葫蘆取代型鋼絲繩電動葫蘆，至目前為止CD1型鋼絲繩電動葫蘆在國內(nèi)生產(chǎn)制造、使用已達30多年的歷史。其間,曾有一些廠家引進國外先進的生產(chǎn)制造技術(shù), 但均未獲得廣泛的推廣應(yīng)用。電動葫蘆主要分為：微型

19、電動葫蘆、HHXG型環(huán)鏈電動葫蘆、HC型電動葫蘆、DHP型環(huán)鏈電動葫蘆、CD1、MD1型鋼絲繩電動葫蘆等。</p><p>　　鋼絲繩電動葫蘆技術(shù)水平在國內(nèi)發(fā)展遲緩，其原因是多方面的：(1)國內(nèi)鋼絲繩電動葫蘆企業(yè)生產(chǎn)、制造水平及配套的機械、電氣及標(biāo)準(zhǔn)件技術(shù)基礎(chǔ)較低；(2)近20年來，國內(nèi)經(jīng)濟體制由計劃經(jīng)濟轉(zhuǎn)向市場經(jīng)濟,許多國營企業(yè)在轉(zhuǎn)制初期不可能將大量的資金投人到產(chǎn)品開發(fā)上；(3)CD1型鋼絲繩電動葫蘆目前仍有一

20、定的市場占有率。近年來,國外的鋼絲繩電動葫蘆技術(shù)水平發(fā)展很快。隨著我國加入WTO，外資企業(yè)紛紛打進中國市場，國外鋼絲繩電動葫蘆對國內(nèi)產(chǎn)品的沖擊將越來越大。國內(nèi)低價、低檔次的產(chǎn)品，已不再有廣泛的市場，用戶對產(chǎn)品的性價比越來越重視。所以，國內(nèi)鋼絲繩電動葫蘆如不很快地適應(yīng)國內(nèi)、國際市場的要求進行產(chǎn)品更新?lián)Q代將很快被淘汰[16]。型鋼絲繩電動葫蘆能在國</p><p>　　內(nèi)市場使用近多年，有其成功的方面,但是在其使用過

21、程中也暴露了一些函待改進的不足。</p><p>　　鋼絲繩電動葫蘆是我國電動葫蘆行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品，目前生產(chǎn)批量之大，品種規(guī)格之多是其它形式的電動葫蘆還無法替代的產(chǎn)品。近年來，國內(nèi)鋼絲繩電動葫蘆發(fā)展也較快，不斷有新的品種規(guī)格問世，以適應(yīng)市場發(fā)展的需求。多功能鋼絲繩電動葫蘆相對常規(guī)鋼絲繩電葫蘆而言，功能上有多種特殊要求。例如：(1) 超高起升高度，超大起重量。(2) 雙速起升、雙速運行?？臁⒙偎俦扔?∶3 ;1∶4

22、 ; 1∶10 之分。(3) 起升機構(gòu)具有雙制動系統(tǒng)。(4) 安全閘裝置。（5) 超、欠載保護裝置。(6) 超速保護裝置。(7) 雙限位裝置。(8) 高度數(shù)顯裝置。(9) 電動小車錨定裝置。(10) 遙控操縱與手控操縱并用。</p><p>　　2 起升電動機的選擇</p><p>　　ZD1系列電機是電動葫蘆的起升電動機，或用于要求起動較大及制動力矩較大的驅(qū)動裝置，也可以在起重運輸機械、

23、機床、生產(chǎn)流水線和其它需要迅速制動的場合中使用。本系列電機采用50Hz，380V電源?；鶞?zhǔn)工作制S3，負載持續(xù)率25%，通電起動次數(shù)為每小時120次。</p><p>　　本系列電機為臥式電動機，采用圓錐面制動器，輸出端軸伸為矩形花鍵，機座不帶底腳，前端蓋有凸緣（法蘭式），安裝孔在前端蓋凸緣上。本系列電動機為封閉式結(jié)構(gòu)，防護等級IP44，冷卻方式為自扇冷式IC0141，絕緣等級為B級。</p>&l

24、t;p>　　2.1 計算電動機的功率</p><p><b>　　2-1</b></p><p>　　式中 Q、V------起升載荷及起升速度。</p><p>　　------------機構(gòu)總效率， </p><p>　　-------------滑輪組效率。由手冊表中查得=0.98。</p>

25、;<p>　　------------導(dǎo)向滑輪效率。由手冊表中查得=0.985。</p><p>　　-------------卷筒效率。由手冊表中查得=0.985。</p><p>　　-------------傳動效率。由手冊表中查得=0.93。</p><p>　　2.2 確定電動機轉(zhuǎn)速</p><p><b>

26、　　卷筒的工作轉(zhuǎn)速為：</b></p><p><b>　　2-2</b></p><p>　　推薦的合理傳動比范圍，由設(shè)計手冊[1]查得三級同軸減速器的傳動比為i=28-315。故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為：</p><p>　　符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1380，1400。再根據(jù)計算出來的功率，由電動機選型手冊查的，符合這一要求的只有

27、ZD131-4,P=3.0Kw型號的電動機。ZD131-4錐形轉(zhuǎn)子異步電動機參數(shù)如表1，圖1所示：</p><p><b>　　圖1電動機外型</b></p><p><b>　　表1電動機參數(shù)</b></p><p><b>　　3 聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　

28、起重機用聯(lián)軸器常用的有齒式聯(lián)軸器、梅花彈性聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器、耦合器等。由于鋼絲繩電動葫蘆有其特殊性，電機和減速器的輸出軸的距離較遠及兩軸的平行誤差較大。查設(shè)計手冊[1]選用齒式聯(lián)軸器。</p><p><b>　　3-1</b></p><p>　　式中 Tc------------理論轉(zhuǎn)矩，N.m。</p><p>　　P

29、W----------驅(qū)動功率，Kw。PW=3.0 Kw。</p><p>　　n------------工作轉(zhuǎn)速，r/min. n=1380r/min。</p><p>　　KW---------動力機系數(shù)。KW=1.0。</p><p>　　k------------工況系數(shù)。K=1.75。</p><p>　　KZ-----------

30、起動系數(shù)。KZ=1.0。</p><p>　　Kt-----------溫度系數(shù)。Kt=1.0。</p><p>　　Tn-----------公稱轉(zhuǎn)矩，N.m。</p><p>　　查設(shè)計手冊選擇聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩TN-=400 N.m。聯(lián)軸器外形如下圖2示： </p><p><b>　　圖2聯(lián)軸器</b>

31、</p><p>　　4 傳動比及傳動裝置參數(shù)的計算</p><p>　　4.1 計算總傳動比</p><p>　　已選定電動機型號為ZD1-34,滿載轉(zhuǎn)速為1380。有[3]查得下式：</p><p><b>　　3-1</b></p><p>　　4.2 分配減速器的各級傳動比</p&g

32、t;<p>　　按浸油潤滑條件考慮，同時要考慮三級同軸線式定軸傳動的減速器箱體的尺寸，取第一級傳動比i1=1.4i2,i3=1.76i2，所以</p><p>　　要注意傳動裝置的實際傳動比只有在傳動件的參數(shù)(例如齒數(shù)、帶輪直徑等)確定后才能準(zhǔn)確計算，故工作機的實際轉(zhuǎn)速只有在傳動件設(shè)計計算完成后進行核算，一般允許與設(shè)計要求的轉(zhuǎn)速有(3～5)％的誤差。</p><p>　　4.

33、3 傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p>　　4.3.1 各軸轉(zhuǎn)速</p><p>　　I 軸 </p><p>　　II軸 </p><p>　　III軸 </p><p>　　IV 軸 </p><p>　　4.3.2各軸的輸入功

34、率</p><p><b>　　PI=Pd=</b></p><p><b>　　PII=Pd</b></p><p><b>　　PIII</b></p><p><b>　　PIV=Pd</b></p><p>　　式中 Pd

35、---------------------------------電動機的輸出功率，Kw；</p><p>　　PI、PII、PIII 、PIV--------------------分別為I、II、III、IV 軸的輸入功率；</p><p>　　、、、----------分別為電動機與I軸、II軸、III軸、IV 軸間的傳動效率。</p><p><b&g

36、t;　　4.3.3各軸轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　由[11]公式(12-5)得 </p><p><b>　　Ⅰ軸 </b></p><p><b>　?、蜉S </b>

37、;</p><p><b>　?、筝S </b></p><p><b>　　IV軸 </b></p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　5 減速器的設(shè)計計算</p><p>　　減速器：鋼絲繩電動葫蘆減速器采用三級同軸線

38、式圓柱定軸斜齒輪轉(zhuǎn)動機構(gòu)，齒輪和齒輪軸用經(jīng)過熱處理的合金鋼制成，箱體，箱蓋由優(yōu)質(zhì)鑄鐵制成，裝配嚴密，密封良好。減速器自成一個部件，裝卸極為方便。</p><p>　　5.1 齒輪參數(shù)設(shè)計計算</p><p>　　5.1.1 第一級齒輪的參數(shù)設(shè)計計算</p><p>　　(1)選精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　1)材料及熱處理，由[1

39、1]10—1選得，大 小齒輪的材料均為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48---55HRc。</p><p>　　2)起重機為特種機械故精度等級選7級精度（GB10095-88）。</p><p>　　3)選小齒輪齒數(shù) Z1=20,大齒輪齒數(shù)取Z2=64。</p><p>　　4)選取螺旋角。初選螺旋角。</p><p>　　(2)按

40、齒面接觸強度設(shè)計</p><p><b>　　5-1</b></p><p>　　1)確定公式中的各計算數(shù)值</p><p>　　因大小齒輪均為硬齒面，故宜選取較小的齒寬系數(shù)，現(xiàn)取ød=0.8。</p><p>　　由圖差得 =1100MPa。</p><p><b>　　試選

41、Kt=1.4。</b></p><p>　　由設(shè)計手冊[11]查得區(qū)域系數(shù)ZH=2.433。</p><p><b>　　由手冊查得。</b></p><p>　　計算接觸疲勞許用應(yīng)力（失效概率1%.,安全系數(shù)s=1.2）</p><p><b>　　5-2</b></p>

42、<p>　　由手冊查得，材料的彈性影響系數(shù) Zz=189.8MPa1/2。</p><p>　　計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　5-3</b></p><p><b>　　2)計算</b></p><p>　　試算小齒輪分度圓直徑d1t，由計算公式得。</p>

43、;<p><b>　　計算圓周速度。</b></p><p>　　計算齒寬及模數(shù)mnt。</p><p><b>　　計算縱向重合度。</b></p><p><b>　　5-4</b></p><p><b>　　計算載荷系數(shù)K。</b>&

44、lt;/p><p>　　根據(jù)v=1.7239m/s,齒輪7級精度，由手冊查得動載荷系數(shù)KV=1.12;由設(shè)計手冊查得;從表格中的應(yīng)齒面齒輪欄查得小齒輪相對支承非對稱布置、6級精度、。考慮齒輪為7級精度，取。故載荷系數(shù)</p><p>　　另有手冊[2]圖10--13查得=1.19</p><p>　　按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑。</p><

45、p><b>　　計算模數(shù)mn。</b></p><p>　　(3)按齒面彎曲強度設(shè)計</p><p><b>　　1)確定計算參數(shù)</b></p><p><b>　　計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　由手冊查得，齒輪的彎曲疲勞極限620MPa；彎曲疲勞壽命系數(shù)及

46、安全</p><p>　　數(shù)KFN1=0.85 ，KFN2=0.88 S=1.4。</p><p>　　計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。</p><p>　　計算大小齒輪的 并加以比較。</p><p>　　查設(shè)計手冊取，齒形系數(shù) YFa1=2.80 YFa2=2.26</p><p>　　應(yīng)力校正系數(shù) Y

47、Sa1=1.55 YSa2=1.74</p><p><b>　　小齒輪的數(shù)值較大</b></p><p><b>　　2)設(shè)計計算</b></p><p>　　對比較計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)mn與由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)相差不大，取模數(shù)值mn=2mm，取分度圓直徑d1=44.21mm。<

48、;/p><p><b>　　5-5</b></p><p>　　則Z1=21，Z2= uZ1=21×5.3=11.3， 取Z2=112。</p><p><b>　　(4)幾何尺寸計算</b></p><p><b>　　1)計算中心距</b></p>&l

49、t;p><b>　　5-6</b></p><p>　　將中心距調(diào)為140mm。</p><p>　　2)按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p><b>　　5-7</b></p><p>　　因 值改變不多，故參數(shù)等不必修改。</p><p>　　3)計算大小齒輪

50、的分度圓直徑</p><p><b>　　4)計算齒輪寬度</b></p><p><b>　　5-8</b></p><p>　　圓整后取B2=40mm ；B1=45mm。結(jié)構(gòu)如圖3所示：</p><p><b>　　圖3齒輪</b></p><p>

51、　　5.1.2 第二級齒輪的參數(shù)設(shè)計計算</p><p>　　(1)選精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　1）材料及熱處理，由[11]10—1選得，大 小齒輪的材料均為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48---55HRc。</p><p>　　2) 起重機為特種機械故精度等級選7級精度（GB10095-88）。</p><p>

52、;　　3) 選小齒輪齒數(shù) Z1=22,大齒輪齒數(shù) Z2=22=66，取Z2=66。</p><p>　　4) 選取螺旋角。初選螺旋角。</p><p>　　(2)按齒面接觸強度設(shè)計</p><p><b>　　5-9</b></p><p>　　1)確定公式中的各計算數(shù)值</p><p>　　

53、因大小齒輪均為硬齒面，故宜選取較小的齒寬系數(shù)，現(xiàn)取=0.8。</p><p>　　由圖差得 =1100MPa。</p><p><b>　　試選Kt=1.4。</b></p><p>　　由設(shè)計手冊[11]查得區(qū)域系數(shù)ZH=2.433。</p><p><b>　　由手冊查得。</b></p&

54、gt;<p>　　計算接觸疲勞許用應(yīng)力（失效概率1%.,安全系數(shù)s=1.2）</p><p><b>　　5-10</b></p><p>　　由手冊查得，材料的彈性影響系數(shù) Zz=189.8MPa1/2。</p><p>　　計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　5-11</b

55、></p><p><b>　　2)計算</b></p><p>　　試算小齒輪分度圓直徑d1t，由計算公式得。</p><p>　　=44.82(mm)</p><p><b>　　計算圓周速度。</b></p><p>　　計算齒寬及模數(shù)mnt。</p>

56、<p><b>　　計算縱向重合度。</b></p><p><b>　　5-12</b></p><p><b>　　計算載荷系數(shù)K。</b></p><p>　　根據(jù)v=1.7239m/s,齒輪7級精度，由手冊查得動載荷系數(shù)KV=1.12;由設(shè)計手冊查得;從表格中的應(yīng)齒面齒輪欄查得小

57、齒輪相對支承非對稱布置、6級精度、?？紤]齒輪為7級精度，取。故載荷系數(shù)</p><p>　　另有手冊[11]圖10--13查得=1.19</p><p>　　按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑。</p><p><b>　　計算模數(shù)mn。</b></p><p>　　(3 )按齒面彎曲強度設(shè)計</p>&

58、lt;p><b>　　1)確定計算參數(shù)</b></p><p><b>　　計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　由手冊查得，齒輪的彎曲疲勞極限620MPa；彎曲疲勞壽命系數(shù)及安全</p><p>　　數(shù)KFN1=0.85 ，KFN2=0.88 S=1.4。</p><p>　　計算彎曲

59、疲勞許用應(yīng)力。</p><p>　　計算大小齒輪的 并加以比較。</p><p>　　查設(shè)計手冊取，齒形系數(shù) YFa1=2.80 YFa2=2.26</p><p>　　應(yīng)力校正系數(shù) YSa1=1.55 YSa2=1.74</p><p><b>　　小齒輪的數(shù)值較大</b></

60、p><p><b>　　2）設(shè)計計算</b></p><p>　　對比較計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)mn與由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)相差不大，取模數(shù)值mn=2mm，取分度圓直徑d1=44.21mm。</p><p><b>　　5-13</b></p><p>　　則Z1=21，Z2

61、= uZ1=21×5.3=11.3， 取Z2=112。</p><p><b>　　(4)幾何尺寸計算</b></p><p><b>　　1)計算中心距</b></p><p><b>　　5-14</b></p><p>　　將中心距調(diào)為140mm。</p&

62、gt;<p>　　2)按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p><b>　　5-15</b></p><p>　　因 值改變不多，故參數(shù)等不必修改。</p><p>　　3)計算大小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　　4)計算齒輪寬度</b></p><

63、p><b>　　5-16</b></p><p>　　圓整后取B2=40mm ；B1=45mm。結(jié)構(gòu)如圖4所示：</p><p><b>　　圖4齒輪</b></p><p>　　5.1.3 第三級齒輪的參數(shù)設(shè)計計算</p><p>　　(1)選精度等級、材料及齒數(shù)</p>&l

64、t;p>　　1)材料及熱處理，由10—1選得，大 小齒輪的材料均為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48---55HRc。</p><p>　　2)起重機為特種機械故精度等級選7級精度（GB10095-88）。</p><p>　　3)選小齒輪齒數(shù) Z1=21,大齒輪齒數(shù) Z2=215.2=112.3,取Z2=113。</p><p>　　4)選取螺旋角

65、。初選螺旋角。</p><p>　　(2)按齒面接觸強度設(shè)計</p><p><b>　　5-17</b></p><p>　　1)確定公式中的各計算數(shù)值</p><p>　　因大小齒輪均為硬齒面，故宜選取較小的齒寬系數(shù)，現(xiàn)取=0.8。</p><p>　　由圖差得 =1100MPa。</p

66、><p><b>　　試選Kt=1.4。</b></p><p>　　由設(shè)計手冊[11]查得區(qū)域系數(shù)ZH=2.433。</p><p><b>　　由手冊查得。</b></p><p>　　計算接觸疲勞許用應(yīng)力（失效概率1%.,安全系數(shù)s=1.2）</p><p><b&g

67、t;　　5-18</b></p><p>　　由手冊[1]查得，材料的彈性影響系數(shù) Zz=189.8MPa1/2。</p><p>　　計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　5-19</b></p><p><b>　　2)計算</b></p><p>

68、;　　試算小齒輪分度圓直徑d1t，由計算公式得。</p><p>　　=42.21(mm)</p><p><b>　　計算圓周速度。</b></p><p>　　計算齒寬及模數(shù)mnt。</p><p><b>　　計算縱向重合度。</b></p><p><b>

69、　　5-20</b></p><p><b>　　計算載荷系數(shù)K。</b></p><p>　　根據(jù)v=1.7239m/s,齒輪7級精度，由手冊查得動載荷系數(shù)KV=1.12;由設(shè)計手冊查得;從表格中的應(yīng)齒面齒輪欄查得小齒輪相對支承非對稱布置、6級精度、。考慮齒輪為7級精度，取。故載荷系數(shù)</p><p>　　另有手冊圖10--13查

70、得=1.19</p><p>　　按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑。</p><p><b>　　計算模數(shù)mn。</b></p><p>　　(3)按齒面彎曲強度設(shè)計</p><p><b>　　1)確定計算參數(shù)</b></p><p><b>　　計算載荷系數(shù)

71、</b></p><p>　　由手冊[11]查得，齒輪的彎曲疲勞極限620MPa；彎曲疲勞壽命系數(shù)及安全</p><p>　　數(shù)KFN1=0.85 ，KFN2=0.88 S=1.4。</p><p>　　計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。</p><p>　　計算大小齒輪的 并加以比較。</p><p>

72、　　查設(shè)計手冊取，齒形系數(shù) YFa1=2.80 YFa2=2.26</p><p>　　應(yīng)力校正系數(shù) YSa1=1.55 YSa2=1.74</p><p><b>　　小齒輪的數(shù)值較大</b></p><p><b>　　2)設(shè)計計算</b></p><p>　　對比較計算

73、結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)mn與由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)相差不大，取模數(shù)值mn=2mm，取分度圓直徑d1=44.21mm。</p><p><b>　　5-21</b></p><p>　　則Z1=21，Z2= uZ1=21×5.3=11.3， 取Z2=112。</p><p><b>　　(4)幾何尺寸

74、計算</b></p><p><b>　　1)計算中心距</b></p><p><b>　　5-22</b></p><p>　　將中心距調(diào)為140mm。</p><p>　　2)按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p><b>　　5-23<

75、/b></p><p>　　因 值改變不多，故參數(shù)等不必修改。</p><p>　　3)計算大小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　　4)計算齒輪寬度</b></p><p><b>　　5-24</b></p><p>　　圓整后取B2=40mm ；B1=45

76、mm。結(jié)構(gòu)如圖5所示：</p><p><b>　　圖5齒輪</b></p><p>　　5.2 軸的設(shè)計計算及強度校核</p><p>　　5.2.1 輸入軸的設(shè)計</p><p>　　5.2.1.1求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　若取每級齒輪傳動的效率（包括軸承效率在內(nèi)）=0

77、.97，則</p><p>　　5.2.1.2求作用在齒輪上的力</p><p>　　因已知低速級小齒輪的分度圓直徑為d1=25.24mm</p><p>　　圓周力，徑向力及軸向力的方向如圖所示。</p><p>　　5.2.1.3初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先按式（15-2）初步估計軸的最小直徑。選取

78、軸的材料為45cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取=112，于是得</p><p>　　輸出軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與軸承的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取軸承的型號。初選軸承為：30302圓錐滾子軸承。所以軸的最小直徑取dmin=15mm。</p><p>　　4.2.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑

79、和長度</p><p>　　了滿足軸承的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩，查軸承的裝配h=5,取II-III段的直徑=20mm；左端用軸承端蓋定位，軸承與軸配合的孔長度=14.25mm，為了保證軸端只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故I-II段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取=13mm。齒輪和軸承的距離c=4mm,故LII-III=4。</p><p>　　初步選取滾動軸承。因軸承主要

80、承受徑向力的作用同時承受軸向載荷，故選圓錐滾子軸承。由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承6215其尺寸為d×D×B=15mm×42mm×14.25mm。</p><p>　　III-IV段為齒輪軸直徑dIII-IV,LIII-IV=B=25mm。IV-V段直徑應(yīng)比齒輪的齒根圓略小一點故取dIV-V=21mm,LIV-V =19mm。</p

81、><p>　　根據(jù)所選擇的聯(lián)軸器的花鍵尺寸，確定與聯(lián)軸器配合的軸的直徑的尺寸dVI-VII=22,與聯(lián)軸器輪轂配合的尺寸為l=45mm,軸的長度可以略長一點故取LVI-VII=52mm。為了給與花鍵配合的聯(lián)軸器作軸向定位需在V-VI軸段制做一軸肩，在盡量減小輸出空心軸的內(nèi)徑尺寸選dV-VI=25mm。V-VI段的長度由第二、三級傳動的齒輪的寬度，軸承的寬度，箱體的厚度等決定，綜合考慮取LV-VI=220mm.<

82、/p><p>　　軸承端蓋的總寬度為10mm（由減速器和軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，端蓋的相關(guān)結(jié)構(gòu)和尺寸見圖紙。</p><p>　　右端的支撐主要承受徑向載荷，故初步考慮選擇角接觸球軸承，結(jié)合軸徑d=25mm,故選擇代號為7205C的角接觸球軸承。尺寸 </p><p>　　至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。結(jié)構(gòu)

83、如圖6示：</p><p><b>　　圖6齒輪軸</b></p><p>　　5.2.1.5 軸的強度校核</p><p>　　1 畫軸的計算簡圖，計算支反力 軸的受力簡圖略。由軸的結(jié)構(gòu)簡圖，可以定出軸承支點跨距L=68.75mm。聯(lián)軸器的附加徑向力F0與左軸承的懸臂距離L′=102.5mm。軸承支反力按水平、垂直兩個平面計算如下：<

84、/p><p><b>　　①水平面支反力</b></p><p><b>　?、诖怪逼矫嬷Х戳?lt;/b></p><p>　?、勐?lián)軸器附加徑向力F0引起的支反力</p><p>　　2畫彎矩圖、扭矩圖（略）</p><p><b>　　平面彎矩MXZ</b>&

85、lt;/p><p>　　截面C處：MXZC=RAXL=4026.68×68.75=276834.25(N.mm)</p><p>　?、诖怪逼矫鎻澗貓DMYZ</p><p>　　截面C處：MYZC=RAYL=1195.59×68.75=82196.81（N.mm）</p><p>　?、勐?lián)軸器附加徑向力F0產(chǎn)生的彎矩M0<

86、;/p><p>　　截面A處：MOA=F0 L′=5078.35×102.5=520530.875（N.mm）</p><p>　　截面C處：MOC= F0 (L′+L)= 5078.35×(102.5+68.75)=869667.44( N.mm)</p><p><b>　?、芎铣蓮澗豈圖</b></p>&l

87、t;p>　　截面A處：MA= MOA=520530.875 (N.mm)</p><p><b>　　截面C處：</b></p><p>　　=809.31(N.m)</p><p><b>　?、蒉D(zhuǎn)矩T</b></p><p>　　轉(zhuǎn)矩 T=2158.3 N.m</p><

88、;p>　?。?）按計算彎矩校核軸的強度從圖可見截面C處彎矩最大，校核此截面的強度</p><p><b>　　截面C處的計算應(yīng)力</b></p><p>　　校核結(jié)果：=60Mpa，截面C強度足夠。</p><p>　　5.2.2 輸出軸的設(shè)計</p><p>　　5.2.2.1求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩<

89、/p><p>　　若取每級齒輪傳動的效率（包括軸承效率在內(nèi)）=0.97，則</p><p>　　5.2.2.2求作用在齒輪上的力</p><p>　　因已知低速級小齒輪的分度圓直徑為d1=25.24mm</p><p>　　圓周力，徑向力及軸向力的方向如圖所示(略)。</p><p>　　5.2.2.3初步確定軸的最小直徑

90、</p><p>　　先按式（15-2）初步估計軸的最小直徑。選取軸的材料為45cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取=112，于是得</p><p>　　輸出軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與軸承的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取軸承的型號。初選軸承為：30302圓錐滾子軸承。所以軸的最小直徑取dmin=60mm。</p><p>　　5.2.2.4軸

91、的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　了滿足軸承的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩，查軸承的裝配h=5,取II-III段的直徑=20mm；左端用軸承端蓋定位，軸承與軸配合的孔長度=14.25mm，為了保證軸端只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故I-II段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取=13mm。齒輪和軸承的距離c=4mm,故LI

92、I-III=4。</p><p>　　初步選取滾動軸承。因軸承主要承受徑向力的作用同時承受軸向載荷，故選圓錐滾子軸承。由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承6225其尺寸為d×D×B=25mm×42mm×17.25mm。</p><p>　　III-IV段為齒輪直徑dIII-IV,LIII-IV=B=40mm。IV-V段直

93、徑應(yīng)比齒輪的齒根圓略小一點故取dIV-V=51mm,LIV-V =20mm。</p><p>　　根據(jù)所選擇的聯(lián)軸器的花鍵尺寸，確定與聯(lián)軸器配合的軸的直徑的尺寸dVI-VII=30,與聯(lián)軸器輪轂配合的尺寸為l=45mm,軸的長度可以略長一點故取LVI-VII=52mm。為了給與花鍵配合的聯(lián)軸器作軸向定位需在V-VI軸段制做一軸肩，在盡量減小輸出空心軸的內(nèi)徑尺寸選dV-VI=60mm。V-VI段的長度由第二、三級傳

94、動的齒輪的寬度，軸承的寬度，箱體的厚度等決定，綜合考慮取LV-VI=52mm.</p><p>　　軸承端蓋的總寬度為10mm（由減速器和軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，端蓋的相關(guān)結(jié)構(gòu)和尺寸見圖紙。</p><p>　　右端的支撐主要承受徑向載荷，故初步考慮選擇角接觸球軸承，結(jié)合軸徑d=25mm,故選擇代號為7212C的角接觸球軸承。尺寸。 &

95、lt;/p><p>　　至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。結(jié)構(gòu)如圖7所示：</p><p><b>　　圖7空心軸</b></p><p>　　5.3 減速器附件的選擇</p><p><b>　　放油螺塞的選擇</b></p><p>　　根據(jù)箱體的具體情況放油孔應(yīng)設(shè)在箱體

96、底面最低處。平時用放油螺塞將放油孔堵住，放油螺塞用六角頭細牙螺紋，在六角頭螺塞與放油孔端面之間加防漏用的封油墊，以保證良好的密封。參見[3]螺塞材料用Q235；皮密封油圈材料為工業(yè)用革。外型如下圖8示：</p><p><b>　　圖8螺塞</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計

97、得到了指導(dǎo)老師的熱心指導(dǎo)和幫助，陳老師具有豐富的實踐經(jīng)驗和較高的理論水平。在整個設(shè)計過程中指導(dǎo)老師在設(shè)計思路和設(shè)計方法上給予我以充分的指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝。同時對于大學(xué)五年來關(guān)心過、指導(dǎo)過、給予我以幫助的老師一并表示感謝。非常感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師給我提供了這次良好的深入學(xué)習(xí)的機會和寬松的環(huán)境條件。通過這次畢業(yè)設(shè)計，不但使我能夠?qū)⒋髮W(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識再次回顧學(xué)習(xí)，而且也使我學(xué)到了專業(yè)領(lǐng)域中一些前沿的知識拓展和豐富了視野。非常感謝在本次

98、設(shè)計中曾給予我耐心指導(dǎo)和親切關(guān)懷的老師及幫助過我的同學(xué)，正是由于他們的幫助和鼓勵才使我能夠在畢業(yè)設(shè)計過程中克服種種困難，最終順利完成論文，他們的學(xué)識和為人也深深地影響著我。在此，請允許我再次向曾直接給予我多次指導(dǎo)的導(dǎo)師表示最忠誠的敬意!</p><p>　　同時也非常感謝幫助過的所有同學(xué)和老師，正是由他們的大力支持才有我今天的成績。</p><p><b>　　參考文獻</

99、b></p><p>　　[1] 成大先.機械設(shè)計手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004.1</p><p>　　[2] 阮忠唐.聯(lián)軸器、離合器設(shè)計與選用指南[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2006.2</p><p>　　[3] 陳立德.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計[M].北京：高等教育出版社.2006.7</p><p>　　[4] 張質(zhì)

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