1、机械设计课程设计盘磨机传动装置设计机械设计课程设计盘磨机传动装置设计第一章 课程设计任务书年级专业过控学生姓名学号题目名称盘磨机传动装置的设计设计时间第17周?19周课程名称机械设计课程设计课程编号设计地点化工楼一、课程设计（论文）目的综合运用所学知识进行设计实践 T巩固、加深和扩展。咛分析和解决设计简单机械的能力 T为以后的学习打基础。进行工程师的基本技能训练 T计算、绘图、运用资料。二、已知技术参数和条件TOC o “1-5” h z 2.1技术参数： 7主轴 的转速： 42rpm 二. , ?玲 / 锥齿轮传动比：23 正 J N 二二 F电机功率：5kW 1 - 1电机转速：1440r
2、pm 7 2 口2.2工作条件： 卜弗 一 一? 一每日两班制工作工作年限为 10年传动不逆转有轻微振动主轴转速的允许误差为土 5%。1电动机；2、4联轴器；3圆柱斜齿轮减速器；5开式圆锥齿轮传动； 6主轴；7盘磨三、任务和要求3.1编写设计计算说明书 1份计算数据应正确且与图纸统一。说明书应符合规范格式且用A4纸打印；3.2绘制斜齿圆柱齿轮减速器装配图 1号图1张；绘制零件工作图3号图2张（齿轮和轴）；标题栏符合机械制图国家标准；3.3图纸装订、说明书装订并装袋；注：1.此表由指导教师填写经系、教研室审批指导教师、学生签字后生效;2 .此表1式3份学生、指导教师、教研室各1份。四、参考资料和
3、现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）4.1机械设计教材4.2机械设计课程设计指导书4.3减速器图册4.4 机械设计课程设计图册4.5机械设计手册4.6其他相关书籍五、进度安排）丁与设计内容天数1设计准备（阅读和研究任务书阅读、浏览指导书）12传动装置的总体设计23各级传动的主体设计计算24减速器装配图的设计和绘制75零件工作图的绘制16编写设计说明书27总计15六、教研室审批意见教研室主任（签字）：年 月日七|、主管教学主任意见主管主任（签字）：年 月日八、备注指导教师（签字）：学生（签字）：计算及说明结果第一章 传动方案的整体设计2.1传动装置总体设计方案：2.1.1组成：传动装置由电
4、机、减速器、工作机组成。2.1.2特点：齿轮相对丁轴承不对称分布故沿轴向载荷分布不均匀要求轴有较大的刚度。选择锥齿轮传动和一级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。2.2电动机的选择根据已知任务书给定的技术参数由给定的电动机功率为 5KW,电动机转速为1440r/min查表17-7选取电动机型号为 Y132S 4,满载 转速 nm =1440 r/min同步转速 1500r/min。2.3确定传动装置的总传动比和分配各级的传动比2.3.1总传动比由选定的电动机满载转速nm和工作机主动轴转速nw=42,可得传动装置总传动比为ia = nm/nw = 1440/42 = 34.29。2.3.2分配传动装置传
5、动比锥齿轮传动比：i 3 =3减速器传动比：i =ia/i3 =34.29/3=11.43高速级传动比：i 1= J(1.3-1.4) i'= J1.35_ 11.43 = 3.93低速级传动比：i2 =i'/i1 =11.43/3.93 =2.92.4计算传动装置的运动和动力参数各轴转速 n (r/min)no=nm=1440 r/min高速轴1的转速:n= nm = 1440 r/min中间轴 2 的转速：n2 =E/i1 =1440/3.93 = 366.4r/min低速轴 3 的转速：n3 = n2/i2 =366.4/2.9 =126.3r/min主轴 6 的转速
6、：n6 = n3/i3 =126.3/3 = 42.1r/min各轴的输入功率 P(KW)P0=pm=5kw高速轴1的输入功率：P1=P。叩=5 0.99=4.95kw中间轴2的输入功率：P2=P1邛单=4.95 0.98 0.98=4.75kw低速轴3的输入功率：P3=P2平叩=4.75 _0.98 _0.98=4.57 kw主轴6的输入功率：P4=P3单叩执=4.57冲.98 _0.99 0.97=4.30 kwPm为电动机的额定功率； 叩为联轴器的效率；Y g为一对轴承的效率；Y 1高速级齿轮传动的效率；Y 2为低速级齿轮传动的效率；Y d为锥齿轮传动的效率。2.4.3各轴输入转矩T(N
7、对)T0=9550P0/n0=3.316 _ N m高速轴 1 的输入转矩 Ti=9550P i/ni= (9550 4.95) /1440=3.283 _ 104N m中间轴 2 的输入转矩 T2=9550P 2/n2= (9550 %.75) /366.4=1.238 _105N m低速轴 3 的输入转矩 T3=9550P 3/n3= (9550 _4.57) /126.3=3.4556 _105N m主轴 6 的输入转矩 T4=9550P 4/n4= (9550 _4.30) /42.1=9.7542 _ 105N m第三章传动零件的设计计算3.1高速级斜齿轮的设计和计算3.1.1选精度
8、等级材料及齿数齿轮的材料精度和齿数选择因传递功率不大转速不高 小齿轮用40Cr,大齿轮用45号钢锻选项毛坯大齿轮、正火处理 小齿轮调质均用软齿面小齿轮硬度为 280HBS ,大齿轮硬度为 240HBS。齿轮精度用7级软齿面闭式传动失效形式为点蚀。虑传动平稳性齿数宜取多些取 =24则=24 3.93=94.32 , 取=94。选取螺旋角。初选螺旋角为 皆14o3.1.2按齿面接触强度设计由设计公式doj亨口'替i也试算 如您 I kiH J J u（1）确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数Kt= .6。12） 计算小齿轮传递的转矩。TOC o “1-5” h z 5 595.5 1
9、0 p1 95.5 10 4.95 、1 p = =3.283 10 N ?mm1 1 n1 14403） 由机械设计课本表10-7选取齿宽系数巾=1d14） 由表10-6查得材料的弹性影响系数Ze=189.8MP亍。5） 由图10-21d按齿面强度查地小、大齿轮的接触疲劳强度极限oHlim1=600Mpa 0Hlim2 =550Mpa。6） 由式10-13计算应力循环次数。N1=60n 1j Lh=60 1440 _1 _ Q_8 彳65 _10） =5.05 _109N2=N1/i2=5.05 109/3.93=1.28 _1097） 由图10-19取接触疲劳寿命系数Khni=0.90,K
10、hn2=0.95。8） 计算接触疲劳许用应力。取失效概率为 0.01安全系数S=1由式10-12得：由1= 0Hlim1 Khni/S=600 0.90/1 Mpa=540 Mpa由2= 0Hlim2 KHN2/S=550 0.95/1 Mpa=522.5Mpa9） 由图10-30选取区域系数 Zh=2.433。10） 由图 10-26 查得&; a =0.78, &;犯=0.82, Ma 1 a 2；a=；a1；a2 =0.78 0.82 =1.611） 许用接触力：H 1 二 H 2 540 522.5H = MPa = 531.25MPa2(2计算i'2KtT&;ZHZE &#
11、039;2U1、a (A h 】Ju=39.629mm1)试算d1tg圆周速度 V =兀 d1tni/(60_ 1000 )= 2.988m/s(3)齿宽 b=edd1t =39.629mm模数 mnt =d1tcs 1 /Zl =39.629cos14 / 24 = 1.6023mmh =2.25 2.25 1.623mm =3.605mmmntb/h =39.629/3.605 =10.993计算纵向重合度w： = 0.318 dZ1tan =0.318 1 24 tan14 =1.903计算载荷系数K根据V=2.988m/s,7级精度由图10-8查得动载系数Kv=1.12。KHa =KF
12、a =1.4;由表10-2查得使用系数 KA=1.25;由表10-4查得7级精度小齿轮相对支承非对称布置时 K =1.417。查图10-13得KfE=1.34;故载荷系数：K =KaKvKh：K=1.25 1.12 1.4 1.417=2.78按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径由式 10-10a得1 1/3d1 =d1t K /Kt 39.629 2.78/1.6 = 47.643mm计算模数mnmn =d1cos ： /Z1 =47.643cos14 /24 =1.9261mm3.1.3按齿根弯曲强度设计由式10-5由式10-5得弯曲强度的设计公式为 mn芝2KTiY cos YFaYs
13、a无 d Zl； a L F I（1）确定公式内的各计算数值1）计算载荷系数KK=KAKVKFaK =1-25 _1-12 刈.4 刈.34=2.632） 根据纵向重合度&;旷1.903从图10-28查得螺旋角影响系数Y =0.883） 计算当量齿数24Z广 co? 24Z广 co? ： =cos314=26.2794z2=M =布=102.94）查取齿形系数由表 10-5 查得 丫知=2?592YFa2 = 2.1785）查取应力校正系数由表 10-5 查得YSa1 =1?596YSa2 =1?7916） 由图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限二- FE1=500MPa大齿轮的弯曲疲劳
14、强度极限c-FE2 =380MPa7） 由图10-18取弯曲疲劳寿命系 KFN1=0.86, Kfn2=0.89；8） 计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4由式10-12得t . =Kfnict ff1/S=0.86 _500/1.4=307.14MPa F 1 FN1FE1G f 1 = Kfn2ct fe2/s=0.89 _380/1.4=241.57MPa9）计算大、小齿轮的yFaySa F】并加以比较YFa1ySa1T F 11=2.592 _1.596/307.14=0.01347MPaYFa2YSa2, “ f】=2.178 _1.791/241.57=0.01615
15、MPa大齿轮的数值大。设计计算23 mn -2 263 32830 攀' COS14 0.01615 =1.8584mm3 mn -1 242 1.6对比计算结果由齿面接触疲劳强度计算的模数大丁 mn由齿根弯曲疲劳强度计算的模数由丁齿轮模数的大丁 mn主要取决丁弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力, 仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关,可取 mn=2mm按接触强度算得的分度圆直径d1=47.643mm,算出小齿轮齿数z1 2 cos/ mn =24.88 ? 24Z2 =3.93 24 =94.32 ： 94几何尺寸计算o _ o _ Z1 Z2 a 一2cos -mn 24 94 2mm = 121.61mm 2cos14将中心距圆整为122mm2）将圆整后的中心距修正螺旋角Z1 Z2 mn 24 94 2-=arccos Z Z m arccos 14.71232a 2 122
