機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 單級(jí)圓柱齒輪減速器

《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 單級(jí)圓柱齒輪減速器》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 單級(jí)圓柱齒輪減速器（33頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 目 錄 一 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2 二 設(shè)計(jì)要求 2 三 設(shè)計(jì)步驟 2 1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 3 2. 電動(dòng)機(jī)的選擇 4 3. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 5 4. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 6 5. 設(shè)計(jì)

2、V帶和帶輪 7 6. 齒輪的設(shè)計(jì) 9 7. 滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 14 8. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 28 9. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 29 10.潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 31 11.聯(lián)軸器設(shè)計(jì)

3、32 四 設(shè)計(jì)小結(jié) 32 五 參考資料 32 111 1．傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 2、電動(dòng)機(jī)的選擇

4、 1）選擇 電動(dòng)機(jī) 的類型 2）選擇 電動(dòng)機(jī) 的容量 3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 3、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比 (2)分配傳動(dòng)比 4.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1）各軸的轉(zhuǎn)速 2）各軸的輸入功率 3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩

5、 5.設(shè)計(jì)V帶和帶輪 1).確定計(jì)算功率 2).選擇V帶類型 3).確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 4).確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 5).驗(yàn)算小帶輪上的包角 6).計(jì)算帶的根數(shù) 7).計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值8).計(jì)算壓軸力 9).帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6. 齒輪的設(shè)計(jì) 1) 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 2) 初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸

6、 7. 滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) (一).軸的設(shè)計(jì)

7、

8、 (二).齒輪軸的設(shè)計(jì)

9、 (三).滾動(dòng)軸承的校核 8. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 9.箱體 結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì)

10、 10. 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 11.聯(lián)軸器設(shè)計(jì) 一 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 課程設(shè)計(jì)題目： 設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（簡(jiǎn)圖如下） 1— —V帶傳動(dòng) 2— —運(yùn)輸帶 3——一級(jí)圓柱齒輪減速器 4——聯(lián)軸器 5——電動(dòng)機(jī) 6——卷筒 原始數(shù)據(jù)： 數(shù)據(jù)編號(hào) A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 運(yùn)送帶工作拉力F/

11、N 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1450 1500 運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s) 1.50 1.60 1.70 1.50 1.55 1.60 1.55 1.65 卷筒直徑D/mm 250 260 270 240 250 260 250 260 工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動(dòng)，使用期限10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5% 二. 設(shè)計(jì)要求 1.減速器裝配圖一張。 2.繪制軸、齒輪零件圖各一張。 3.設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。 三. 設(shè)計(jì)步驟 1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)

12、方案 本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)： 第三組數(shù)據(jù)：運(yùn)送帶工作拉力F/N 1200 。 運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s) 1.7 。 卷筒直徑D/mm 270 。 1）外傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為V帶傳動(dòng)。 2）減速器為一級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器。 3) 方案簡(jiǎn)圖如上圖 4）該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于V帶有緩沖吸振能力，采用V帶傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來(lái)的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采用V帶這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器部分一級(jí)圓柱齒輪減速，這是一級(jí)減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。原動(dòng)機(jī)部分為Y系列三相交

13、流異步電動(dòng)機(jī)?？傮w來(lái)講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。 2、電動(dòng)機(jī)的選擇 1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V。 2）選擇電動(dòng)機(jī)的容量 工作機(jī)的有效功率為 從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表9.1可知： ： V帶傳動(dòng)效率 0.96 ：滾動(dòng)軸承效率 0.99（球軸承） ：齒輪傳動(dòng)效率 0.97 （7級(jí)精度一般齒輪傳動(dòng)） ：聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 0.99（彈性聯(lián)軸器） ：卷筒傳動(dòng)效率 0

14、.96 所以電動(dòng)機(jī)所需工作功率為 3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 按表9.2推薦的傳動(dòng)比合理范圍，一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為 所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、1500和3000四種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1500的電動(dòng)機(jī)。 根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表14.1選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L2-4。其主要性能如下表： 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/kw 滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)

15、 Y100L2-4 3 1420 2.2 2.2 電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸和外形如下表： 中心高 外型尺寸 L×（AC/2+AD）×HD 底腳安裝尺寸A×B 地腳螺栓孔直徑K 軸伸尺寸D×E 裝鍵部位尺寸F×GD 100 380× 350× 245 160 ×140 12 28× 60 8 ×7 3.計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比 (1).總傳動(dòng)比為 (2).分配傳動(dòng)比 考慮潤(rùn)滑條件等因素，初定

16、 4. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1).各軸的轉(zhuǎn)速 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 2).各軸的輸入功率 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 3）.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為 I I軸 II軸 III軸 卷筒軸 將上述計(jì)算結(jié)果匯總與下表，以備查用。 軸名 功率P/kw 轉(zhuǎn)矩T/(N·mm) 轉(zhuǎn)速n/(r/min) 傳動(dòng)比

17、 效率 I軸 2.37 1420 3.2 0.95 II軸 2.25 444 3.7 0.96 III軸 2.16 120 1 0.98 卷筒軸 2.12 120 5. 設(shè)計(jì)V帶和帶輪 電動(dòng)機(jī)輸出功率 ，轉(zhuǎn)速，帶傳動(dòng)傳動(dòng)比i=3.2，每天工作16小時(shí)。 1).確定計(jì)算功率 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7查得工作情況系數(shù)，故 2).選擇V帶類型 根據(jù)，，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-11可知，選用A型帶 3).確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 (1).初選小帶輪基準(zhǔn)直徑 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-6和8-8，選取小帶輪基準(zhǔn)直徑，而，其中H為電動(dòng)

18、機(jī)機(jī)軸高度，滿足安裝要求。 (2).驗(yàn)算帶速 因?yàn)椋蕩俸线m。 (3).計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-8，選取，則傳動(dòng)比， 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 4).確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 (1).由式 得 ，取 (2).計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2選取V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 (3).計(jì)算實(shí)際中心距 5).驗(yàn)算小帶輪上的包角 6).計(jì)算帶的根數(shù) (1) 計(jì)算單根V帶的額定功率 由和，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4a

19、得 根據(jù)，和A型帶，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4b得 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-5得，查表8-2得，于是 (2)計(jì)算V帶的根數(shù) 取2根。 7).計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，所以 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。 8).計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值為 9).帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小帶輪采用實(shí)心式，大帶輪為腹板式，由單根帶寬為13mm，取帶輪寬為35mm。 6. 齒輪的設(shè)計(jì) 1) 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) (1)按簡(jiǎn)圖所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。

20、 (2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB10095-88)。 (3)材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪為45鋼（正火），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 (4)選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù) 2) 初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 (1) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:先由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 (2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，即 1> 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 Ⅰ.試選載荷系數(shù)。 Ⅱ.計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 Ⅲ.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7選取齒寬系數(shù)。 Ⅳ

21、.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。 Ⅴ.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 Ⅵ.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) Ⅶ.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)；。 Ⅷ.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1 2>.計(jì)算 Ⅰ. 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。 Ⅱ.計(jì)算圓周速度。 Ⅲ.計(jì)算齒寬。 Ⅳ.計(jì)算齒寬與齒高之比 模數(shù) 齒高 Ⅴ.計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)

22、載系數(shù)； 直齒輪，； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2查得使用系數(shù)； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐對(duì)稱分布時(shí)，； 由，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得 故載荷系數(shù) Ⅵ.按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 Ⅶ.計(jì)算模數(shù) (3).按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式 1>.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 Ⅰ.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限； Ⅱ.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，； Ⅲ.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力；

23、 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，有 Ⅳ.計(jì)算載荷系數(shù)； Ⅴ.查取齒形系數(shù)； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5查得； Ⅵ.查取應(yīng)力校正系數(shù)； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5查得； Ⅶ.計(jì)算大、小齒輪的并加以比較； 大齒輪的數(shù)值較大。 Ⅷ.設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪的模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)

24、度算得的模數(shù)1.56并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)，取。 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 (4).幾個(gè)尺寸計(jì)算 1>.計(jì)算分度圓直徑 2>.計(jì)算中心距 3>.計(jì)算齒輪寬度 取，。 (5).結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 首先考慮大齒輪，因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其他有關(guān)尺寸按《機(jī)械

25、設(shè)計(jì)》圖10-39薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，并繪制大齒輪零件圖如下。 其次考慮小齒輪，由于小齒輪齒頂圓直徑較小，若采用齒輪結(jié)構(gòu)，不宜與軸進(jìn)行安裝，故采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，其零件圖見(jiàn)滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)部分。 7. 滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) (一).軸的設(shè)計(jì) Ⅰ.輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由上可知，， Ⅱ.求作用在齒輪上的力 因已知低速大齒輪的分度圓直徑 而 Ⅲ.初步確定軸的最小直徑 材料為45鋼，正火處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3，取，于是

26、，由于鍵槽的影響，故 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表14-1，取，則： 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊(cè)，選用HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。半聯(lián)軸器的孔徑 ，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 Ⅳ.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1).根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1).為了滿足辦聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一軸肩，故?、?Ⅲ段的直徑；左端用軸端擋圈定位。半

27、聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度， 為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的長(zhǎng)度應(yīng)比 略短一些，現(xiàn)取 2).初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。按照工作要求并根據(jù)，查手冊(cè)選取單列角接觸球軸承7008AC，其尺寸為，故；而。 3).取安裝齒輪處的軸端Ⅳ-Ⅴ的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的跨度為50mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取 。 4).軸承端蓋的總寬度為(由減速器及軸承端蓋的結(jié)

28、構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故。 5).取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取，已知滾動(dòng)軸承寬度，大齒輪輪轂長(zhǎng)度，則 至此，已初步確定了軸的各段和長(zhǎng)度。 (2).軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配額為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為

29、。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 (3).確定軸上圓角和倒角尺寸 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-2，取軸端圓角。 Ⅴ.求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取值。對(duì)于7008AC型角接觸球軸承，由手冊(cè)中查得。因此。作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算處的截面C處的、及的值列于下表。 載荷 水平面H 垂直面V 支反力 彎矩 總彎矩

30、 ， 扭矩 Ⅵ.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)上表數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，正火處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1查得 因此，故安全。 Ⅶ.精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 (1).判斷危險(xiǎn)截面 截面A，Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面A,Ⅱ,Ⅲ,B均無(wú)需校核。 從應(yīng)力集

31、中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面Ⅳ和Ⅴ處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，截面C上的應(yīng)力最大。截面Ⅴ的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅳ的相近，但截面Ⅴ不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面C上最然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截面C也不必校核。截面Ⅵ顯然更不必校核。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而該軸 只需校核截面Ⅳ左右兩側(cè)即可。 (2).截面Ⅳ左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面Ⅳ左側(cè)的彎矩為

32、 截面Ⅳ 上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為45鋼，正火處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1得，，。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)》附表3-2查取。因，，經(jīng)差值后可查得 ， 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為

33、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖3-2 的尺寸系數(shù)；由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為 查手冊(cè)得碳鋼的特性系數(shù) ，取 ，取 于是，計(jì)算安全系數(shù)值，則

34、 故可知其安全。 (3).截面Ⅳ右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面Ⅳ右側(cè)的彎矩為 截面Ⅳ 上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 過(guò)盈配合處的，由附表3-8用插值法求出，并取，于是得 ， 軸按磨削加

35、工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 故得綜合系數(shù)為 所以軸在截面Ⅳ右側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面Ⅳ右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。 Ⅷ.繪制軸的工作圖，如下： (二).齒輪軸的設(shè)計(jì) Ⅰ.輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由上可知，， Ⅱ.求作用在齒輪上的力 因已知

36、低速大齒輪的分度圓直徑 而 Ⅲ.初步確定軸的最小直徑 材料為45鋼，正火處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3，取，于是 ，由于鍵槽的影響，故 輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑，取，根據(jù)帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸，取。 Ⅳ.齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1).根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1).為了滿足帶輪的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一軸肩，故?、?Ⅲ段的直徑； 2).初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。

37、按照工作要求并根據(jù)，查手冊(cè)選取單列角接觸球軸承7006AC，其尺寸為，故；而。 3).由小齒輪尺寸可知，齒輪處的軸端Ⅳ-Ⅴ的直徑，。軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。 4).軸承端蓋的總寬度為(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故。 5).取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取，已知滾動(dòng)軸承寬度，，則 至此，已初步確定了軸的各段和長(zhǎng)度。 (2).軸上零件的周向定位

38、帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 (3).確定軸上圓角和倒角尺寸 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-2，取軸端圓角。 Ⅴ.求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取值。對(duì)于7008AC型角接觸球軸承，由手冊(cè)中查得。因此。作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算處的截面C處的、及的值列于下表。 載荷 水

39、平面H 垂直面V 支反力 彎矩 總彎矩 ， 扭矩 Ⅵ.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)上表數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，正火處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1查得 因此，故安全。 (三).滾動(dòng)軸承的校核 軸承的預(yù)計(jì)壽命 Ⅰ計(jì)算輸入軸承 (1).已知，兩軸承的徑向反力 由選定的角接觸球軸承7006AC，軸承內(nèi)部的軸向力

40、 (2).因?yàn)?，所? 故， (3). ，，查手冊(cè)可得 由于，故; ,故 (4).計(jì)算當(dāng)量載荷、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6，取，則 (5).軸承壽命計(jì)算 由于，取，角接觸球軸承，取， 查手冊(cè)得7006AC型角接觸球軸承的，則 故滿足預(yù)期壽命。 Ⅱ. 計(jì)算輸出軸承 (1).已知，兩軸承的徑向反力 由選定的角接觸球軸承7006AC，軸承內(nèi)部的軸向力

41、 (2).因?yàn)?，所? 故， (3). ，，查手冊(cè)可得 由于，故; ,故 (4).計(jì)算當(dāng)量載荷、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6，取，則 (5).軸承壽命計(jì)算 由于，取，角接觸球軸承，取， 查手冊(cè)得7006AC型角接觸球軸承的，則 故滿足預(yù)期壽命。 8. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) Ⅰ.帶輪與輸入軸間鍵的選擇及校核 軸徑，輪轂長(zhǎng)度，查手冊(cè)，選

42、A型平鍵，其尺寸為 ，，(GB/T 1095-2003) 現(xiàn)校核其強(qiáng)度：,， 查手冊(cè)得，因?yàn)?，故鍵符合強(qiáng)度要求。 Ⅱ.輸出軸與齒輪間鍵的選擇及校核 軸徑，輪轂長(zhǎng)度，查手冊(cè)，選A型平鍵，其尺寸為 ，，(GB/T 1095-2003) 現(xiàn)校核其強(qiáng)度：,， 查手冊(cè)得，因?yàn)椋舒I符合強(qiáng)度要求。 Ⅲ.輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇及校核 軸徑，輪轂長(zhǎng)度，查手冊(cè)，選A型平鍵，其尺寸為 ，，(GB/T 1095-2003) 現(xiàn)校核其強(qiáng)度：,， 9.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量， 大端蓋分機(jī)體采用配

43、合. 1. 機(jī)體有足夠的剛度 在機(jī)體為加肋，外輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)了軸承座剛度 2. 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱。 因其傳動(dòng)件速度小于12m/s，故采用侵油潤(rùn)油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于40mm 為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為 3. 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性. 鑄件壁厚為8mm，圓角半徑為R=5。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便. 4. 對(duì)附件設(shè)計(jì) A 視孔蓋和窺視孔 在機(jī)蓋頂部開(kāi)有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視

44、孔有蓋板，機(jī)體上開(kāi)窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M8緊固 B 油螺塞： 放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。 C 油標(biāo)： 油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。 油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出. D 通氣孔： 由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡. E 位銷： 為保證剖分式機(jī)體的軸承

45、座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度. F 吊鉤： 在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體. 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下： 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 結(jié)果 箱座壁厚 8 箱蓋壁厚 8 箱蓋凸緣厚度 12 箱座凸緣厚度 12 箱座底凸緣厚度 20 地腳螺釘直徑 M18 地腳螺釘數(shù)目 查手冊(cè) 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 M14 機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑 =（0.5~0.6） M12 軸承端蓋螺釘直徑 =（0.4~0.5）

46、 M10 M8 視孔蓋螺釘直徑 =（0.3~0.4） M8 定位銷直徑 =（0.7~0.8） 10 ，，至外機(jī)壁距離 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表4.2 24 20 18 ，至凸緣邊緣距離 查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表4 22 16 外機(jī)壁至軸承座端面距離 =++（8~12） 48 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 >1.2 10 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 > 11 機(jī)座肋厚 軸承端蓋外徑 +（5~5.5） 118 96 10. 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 對(duì)于單級(jí)圓柱齒

47、輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤(rùn)滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤(rùn)滑，裝至規(guī)定高度。油的深度為H+，H=30 =34。所以H+=30+34=64 其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤(rùn)滑效果好。 從密封性來(lái)講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，凸緣應(yīng)有足夠的寬度，連接表面應(yīng)精刨，密封的表面要經(jīng)過(guò)刮研。而且，凸緣連接螺柱之間的距離不宜太大，并均勻布置，保證部分面處的密封性。軸承端蓋采用嵌入式端蓋，易于加工和安裝。 11.聯(lián)軸器設(shè)計(jì) 1.類型選擇. 為了隔離振動(dòng)和沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器 2.載荷計(jì)算. 見(jiàn)

48、軸的設(shè)計(jì)。 四 設(shè)計(jì)小結(jié) 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)踐考驗(yàn)，對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過(guò)兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ). 1．機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程，它融《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測(cè)量》、《CAD實(shí)用軟件》、《機(jī)械工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》等于一體，使我們能把所學(xué)的各科的知識(shí)融會(huì)貫通，更加熟悉機(jī)械類知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。 2．這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我

49、們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想;訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反系和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力;鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。 3．在這次的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識(shí)與技能,結(jié)合各個(gè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行機(jī)械課程的設(shè)計(jì),一方面,逐步提高了我們的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,為我們以后對(duì)專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計(jì)打下了寬廣而堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 4．本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助. 5．設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，繼續(xù)培養(yǎng)

50、設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。 五． 參考資料 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 高等教育出版社 主編 濮良貴 紀(jì)名剛 《機(jī)械原理》 高等教育出版社 主編 孫桓 陳作模 葛文杰 《工程制圖》 中國(guó)林業(yè)出版社 主編 霍光青 劉潔 《材料力學(xué)》 高等教育出版社 主編 劉鴻文 《互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)》 高等教育出版社 主編 胡鳳蘭 《金屬工藝學(xué)》 高等教育出版社 主編 鄧文英 《機(jī)械

51、設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 北京航空航天出版社 主編 任嘉卉 李建平 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》高等教育出版社 主編 宋寶玉 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 高等教育出版社 主編 席偉光 楊光 李波 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》 東北工學(xué)院出版社 主編 高澤遠(yuǎn) 王金 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 王文斌 《機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》 煤炭工業(yè)出版社 主編 江耕華 胡來(lái)瑢

52、 選定電動(dòng)機(jī)型 號(hào)Y100L2-4

53、 選用A型帶 選取 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 7級(jí)精度

54、 小齒輪材料45鋼 （調(diào)質(zhì)） 大齒輪材料45鋼 (正火)

55、 選取單列角接觸球軸承7008AC - 32 -