機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器F=4000NV=0.75msD=300mm（全套圖紙）

設(shè)計(jì)任務(wù)： 圖紙加153893706 設(shè)計(jì)一臺(tái)帶式運(yùn)輸機(jī)中使用的單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。 原始數(shù)據(jù)： 運(yùn)輸帶傳遞的有效圓周力F=4000N，運(yùn)輸帶速度V=0.75m/s，滾筒的計(jì)算直徑D=300mm，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，齒輪單向傳動(dòng)，有輕微沖擊，工作時(shí)間10年，每年按300天計(jì)，單班工作（每班8小時(shí)） 一、選擇電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)容量 （1）工作機(jī)所需功率 （2）電動(dòng)機(jī)輸出功率 傳動(dòng)裝置的總效率 式中，…為從電動(dòng)機(jī)至卷筒之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率：V帶傳動(dòng) =0.96；滾動(dòng)軸承 =0.99；閉式齒輪傳動(dòng) =0.97；連軸器 =0.99；傳動(dòng)滾筒 =0.96, 齒形鏈=0.97，則 總效率 故 （3）電動(dòng)機(jī)額定功率 選取電動(dòng)機(jī)額定功率 3、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 為了便于選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，先推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。查得V帶傳動(dòng)常用比為范圍單級(jí)齒輪減速器滾子鏈 符合要求的電動(dòng)機(jī)如下： 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/KW 同步轉(zhuǎn)速/滿載轉(zhuǎn)速/(r/min) 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量、kg 價(jià)格/元 傳動(dòng)比 Y112M-2 4 3000/2890 45 910 2.91i Y112M-4 4 1500/1440 49 918 1.50i Y112M-6 4 1000/960 75 1433 i 由上綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格及總傳動(dòng)比，查得 應(yīng)選用型號(hào)為Y112M-4型電動(dòng)機(jī) 二、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配各級(jí)傳動(dòng)比 1、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比： 傳動(dòng)比分配原則 各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在合理的范圍內(nèi)： 各級(jí)傳動(dòng)尺寸協(xié)調(diào)，傳動(dòng)比應(yīng)滿足 三、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速 四、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩: 電動(dòng)機(jī)軸： 由上得各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)： 軸名 功率p/kw 轉(zhuǎn)矩T/Nm 轉(zhuǎn)速n/ (r/min) 傳動(dòng)比 i 效率 輸入 輸出 輸入 輸出 電動(dòng)機(jī)軸 3.53 3.39 3.26 3.68 3.49 3.35 3.23 51.5 188 651 24.4 51.0 186.1 644.5 1440 654.5 172.2 47.8 2.2 3.8 3.6 0.95 0.96 0.96 五、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（尺寸） 選定齒輪傳動(dòng)類型、材料、熱處理方式、精度等級(jí)。 小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面，小齒輪的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS，大齒輪選用45號(hào)鋼正火，齒面硬度為200HBS。 齒輪精度初選8級(jí) (2)、初選主要參數(shù) Z1=20u=4.5 Z2=Z1u=204.5=90 取ψa=0.3，則ψd=0.5（i+1）=0.675 （3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1≥ 確定各參數(shù)值 載荷系數(shù) 取K=1.2 小齒輪名義轉(zhuǎn)矩 T1=9.55106P/n1=9.551064.23/342.86 =1.18105 Nmm 材料彈性影響系數(shù) ZE=189.8 區(qū)域系數(shù) ZH=2.5 重合度系數(shù) εt=1.88-3.2（1/Z1+1/Z2） =1.88-3.2（1/20+1/90）=1.69 Zε= 許用應(yīng)力 按一般可靠要求取SH=1 則 取兩式計(jì)算中的較小值，即［σH］=560Mpa 于是 d1≥ = =52.82 mm (4)確定模數(shù) m=d1/Z1≥52.82/20=2.641 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值 m=3 (5) 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 校核 式中 1.小輪分度圓直徑d1=mZ=320=60mm 2.齒輪嚙合寬度b=Ψdd1 =1.060=60mm 3.復(fù)合齒輪系數(shù) YFS1=4.38 ;YFS2=3.95 4.重合度系數(shù)Yε=0.25+0.75/εt =0.25+0.75/1.69=0.6938 5.許用應(yīng)力 σFlim1=245MPa σFlim2=220Mpa 取SF=1.25 則 6.計(jì)算大小齒輪的并進(jìn)行比較 < 取較大值代入公式進(jìn)行計(jì)算 則有 =71.86<［σF］2 故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求 （6）幾何尺寸計(jì)算 d1=mZ=320=60 mm d2=mZ1=390=270 mm a=m （Z1+Z2）=3（20+90）/2=165 mm b=60 mm b2=60 取小齒輪寬度 b1=65 mm （7）驗(yàn)算初選精度等級(jí)是否合適 齒輪圓周速度 v=πd1n1/（601000） =3.1460342.86/（601000） =1.08 m/s 可知選擇8級(jí)精度合適。 六、設(shè)計(jì)小結(jié) (1) 從整體上來說通過詳細(xì)的計(jì)算和仔細(xì)的校核并且結(jié)合了實(shí)際情況，設(shè)計(jì)的過程基本正確，結(jié)果基本合理，可以滿足設(shè)計(jì)的要求。 (2) 通過這次機(jī)械設(shè)計(jì)課程的設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問題的能力，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。 　　(3) 學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過程。 　　(4) 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和數(shù)據(jù)處理等。 七、參考資料： 機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 8