一級(jí)齒輪減速器

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1、機(jī)械設(shè)計(jì)根底 課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目：一級(jí)圓柱齒輪減速器院系:機(jī)械與 材料工程學(xué)院專業(yè):汽車效勞工程班級(jí): A1561 學(xué)號(hào)：15 設(shè)計(jì)者: 盅指導(dǎo)教師：海洲成績(jī): 2017年12月 目錄 緒論6 一、初步設(shè)計(jì)7 1.1設(shè)計(jì)任務(wù)書7 .專業(yè) 1.3 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定7 9 2.1 電動(dòng)機(jī)類型和構(gòu)造的選擇 9 2.2 電動(dòng)機(jī)功率的選擇 9 2.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速10 2.4 確定電動(dòng)機(jī)構(gòu)造尺寸11 12 3.1 計(jì)算總傳動(dòng)比 12 3.2 合理分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 12 3.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩12 3.3.1 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速

2、13 3.3.2 計(jì)算各軸的輸入功率13 3.3.3 計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩13 3.3.4 計(jì)算各軸的輸出功率14 3.3.5 計(jì)算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩14 16 4.1 V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)16 4.1.3 驗(yàn)算帶速16 4.1.4 確定中心距a和普通V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld17 4.1.5 包角及其驗(yàn)算17 4.1.6 帶根數(shù)17 4.1.7 預(yù)緊力計(jì)算18 4.1.8 壓軸力計(jì)算18 4.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)18 4.2.3 選擇齒輪類型、材料、精度及參數(shù)18 4.2.4 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)展設(shè)計(jì)19 4.2.5 確定幾何尺寸20 4.2.6 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度20 4.2

3、.7 齒輪的圓周速度21 4.2.8 齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算21 五、軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算23 5.1 高速軸〔I軸〕的設(shè)計(jì)23 5.1.1 選擇軸的材料23 5.1.3 軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)，初定軸徑及軸向尺寸23 5.2 低速軸設(shè)計(jì)24 5.2.1 選擇軸的材料24 5.2.2 初步估算軸的最小直徑24 5.2.3 軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)，初定軸徑及軸向尺寸24 5.3 校核軸的強(qiáng)度25 5.3.1 按彎扭合成校核高速軸的強(qiáng)度25 5.3.2 按彎扭合成校核低速軸的強(qiáng)度27 六、滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算30 6.1 高速軸上的滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)30 6.2 低速軸上的滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)31 七、鍵

4、連接的選擇和計(jì)算33 7.1 高速軸 V 帶輪用鍵連接33 7.1.1 選用鍵類型33 7.1.2 鍵的強(qiáng)度校核33 7.2 低速軸齒輪用鍵連接33 7.2.1 選用鍵類型33 7.2.2 鍵的強(qiáng)度校核34 7.3 低速軸聯(lián)軸器用鍵連接34 7.3.1 選用鍵類型34 7.3.2 鍵的強(qiáng)度校核 34 八、聯(lián)軸器的選擇35 8.1 聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩計(jì)算35 8.2 許用轉(zhuǎn)速35 8.3 配合軸徑35 8.4 配合長(zhǎng)度35 九、潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)及密封裝置的選擇36 9.1 潤(rùn)滑方式36 9.2 潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量36 9.3 密封裝置 -37- 十、鑄造減速器箱

5、體的主要構(gòu)造尺寸 錯(cuò)誤!未定義書簽。 總結(jié) 錯(cuò)誤!未定義書簽。 參考文獻(xiàn)： - 40 - 緒論 本論文主要容是進(jìn)展一級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)用到了 7a械設(shè)計(jì)根 底?、淅械制圖? ?工程力學(xué)? ?公差與互換性建多門課程知識(shí)，并運(yùn)用 7AUTOCAD?軟件 進(jìn)展繪圖，因此是一個(gè)非常重要的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)，也是一次全面的、規(guī)的實(shí)踐訓(xùn)練。通過這 次訓(xùn)練，使我們?cè)诒姸喾矫娴玫搅隋憻捄团囵B(yǎng)。主要表達(dá)在如下幾個(gè)方面： 〔1〕培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)的能力，通過傳動(dòng)方案的擬定，設(shè)計(jì)計(jì)算，構(gòu)造設(shè)計(jì)，查閱有關(guān)標(biāo) 準(zhǔn)和規(guī)及編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書等各個(gè)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生掌握一般機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)容、步驟 和

6、方法，并在設(shè)計(jì)構(gòu)思、設(shè)計(jì)技能等方面得到相應(yīng)的鍛煉。 〔2〕通過對(duì)通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動(dòng)或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)，使我們掌握了一般機(jī)械 設(shè)計(jì)的程序和方法， 樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng) 新能力。 〔3〕另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)、手冊(cè)、圖冊(cè)及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì) 算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的能力。 〔4〕加強(qiáng)了我們Office軟件中Word功能的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用。 計(jì)算及說明 結(jié)果 一、初步設(shè)計(jì) 1.1設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)課題：帶式輸送機(jī)上的一級(jí)圓柱齒輪減速器。 設(shè)計(jì)說明：1）運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)。 2）起動(dòng)

7、載荷為名義載荷的 1.25倍。 3）傳開工彳^年限5年，每日工作24小時(shí)。 4）輸送帶速度允許誤差為土 5%。 1.2原始數(shù)據(jù) 1.3 一一一參數(shù) 編號(hào)― 1 傳 動(dòng) 輸送帶工作拉力F〔N] 2300 系 統(tǒng) 輸送帶工作速度V〔 m/s〕 1.5 方 案 滾筒直徑D/mm 400 的 每日工作時(shí)數(shù)T/h 24 擬 傳開工作年限/a 5 士 根據(jù)本課程設(shè)計(jì)要求，采用單級(jí)圓柱齒輪（斜齒）減速器傳動(dòng)方案，其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如 下： 圖1 一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)示意圖 1.V帶傳動(dòng)2.電動(dòng)機(jī)3.圓柱齒輪減速器4.聯(lián)

8、軸器5.輸送帶6滾筒 二、電動(dòng)機(jī)的選擇 2.1電動(dòng)機(jī)類型和構(gòu)造的選擇 選才i Y型全封閉籠型三相異步電機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自 選擇Y型全 封閉籠型三 扇冷電動(dòng)機(jī)，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不 易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械。 2.2電動(dòng)機(jī)功率的選擇 電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為 Pd -PwkW a 工作機(jī)所需工作功率為 Fv Pw kW 1000 因此 Fv Pd kW 1000 a 由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為 式中：1、2、3、 4、5分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和滾筒的 傳動(dòng)效率。 取中=0

9、.96,,乎=0.99藤子軸承），3 0.97（齒輪精度8級(jí)，不包括軸承效率）， 4 0.99（齒輪聯(lián)軸器），5 0.96,那么 相異步電機(jī) 計(jì)算及說明 結(jié)果 儂,=0.96X 0.992X 0.97X 0.99X 0.96=0.87 所以電機(jī)所需的工作功率： R 二斤-3(100。.甲彳) 二(2300 X 1.5)/(1000 X 0.87) =3.97(kw) 2.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 滾筒軸工作轉(zhuǎn)速為 口君崎=60x1000 v/(7T U) 二(60X 1000X 1.5)/〔400 ??！? =71.62 r/min 根據(jù)推薦的傳動(dòng)比合理圍：取圓柱齒輪一

10、級(jí)減速器傳動(dòng)比為3?6。取V帶的傳 動(dòng)比為2?4。 那么總傳動(dòng)比理論圍為6?2 4。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選為： 二(6 ?24)X 71.62r/min =429.72 ?1718.87 r/min 那么符合這一圍的同步轉(zhuǎn)速有：75R 1000和1500r/min 一 . .' _ _ 取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i1 2 ~ 4, 一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i2 3~ 6 ,那么總 傳動(dòng)比合理圍為ia 6?24 ,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選圍為 nd ia n (6~ 20) 111.41 668.46 ~ 2228.2r / min Pd=3.97 kw n 卷筒=71.62 (r/min)

11、 計(jì)算及說明 結(jié)果 方 案 電機(jī) 型號(hào) 額定 功率 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） X Kg 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 總傳動(dòng) 比 V帶傳 動(dòng) 減速 器 1 Y132S-4 5.5 1500 1440 68 20.11 3.36 6.00 2 Y132M2-6 5.5 1000 960 84 13.40 3.35 4.00 3 Y160M2-8 5.5 750 720 119 10.05 2.23 4.50 表1.電動(dòng)機(jī)選擇方案及參數(shù) 選用 Y160M2-8 型號(hào)的電 機(jī)，額定功 率

12、5.5KW, 滿載轉(zhuǎn)速 720r/min 表2.電動(dòng)機(jī)主要參數(shù) 型號(hào) 額定功 率 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn) 速 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額 定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn) 矩 Y160M2-8 5.5 750 720 2.2 2.3 2.4確定電動(dòng)機(jī)構(gòu)造尺寸 圖2電動(dòng)機(jī)形狀及尺寸 寸一 表3電動(dòng)機(jī)安裝及有關(guān)尺寸主要參數(shù) 中心 高 外形尺寸 L'〔AC/2+AD〕 HD 底腳安裝 尺寸A'B 地腳螺栓 直徑K 軸伸尺寸 D E 鍵公稱尺 寸Fh 132 520 X 345X 315

13、 216X 178 12 28 X 80 10X41 三、傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 3.1 計(jì)算總傳動(dòng)比 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 n可得 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為：%二算，片二5靛 =720/71.62 =10.05 總傳動(dòng)比等于各傳動(dòng)比的乘積 0—1口 h〔式中小ii分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比〕 3.2 合理分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 齒輪的傳動(dòng)比圍約為3~6,取ii=4.5 11■4 因?yàn)椋?—1 所以：L。= 1" 'ii =10.05/4.5 =2.23 3.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩 將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低

14、速依次定為I軸，n軸，…… 以及i0 ,9..…為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比 701 , Y]12,……為相鄰兩軸的傳動(dòng)效率 P], Pn,……為各軸的輸入功率〔kw〕 ia=10.05 i0=2.23 計(jì)算及說明 結(jié)果 Ti , Tn,.....為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩〔N ? m〕 n：, nn,.....為各軸的輸入轉(zhuǎn)速〔r/min〕 可按電動(dòng)機(jī)軸至工作運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算，得到各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力#數(shù) 3.3.1 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速 1 軸：n I =n m/ i 0 =720/ 2.23 =322.29〔r/min〕 n軸：nn = n i/ i i =322.29/4.5

15、 =71.62 (r/min) 卷筒軸：nm = n n 3.3.2 計(jì)算各軸的輸入功率 I 軸：Pi=PdX 中1=PdX 邛 =3.97 X 0.96 =3.81〔kw〕 II 軸：P n = PiXy]i2= P 1*42X坨 =3.81 X 0.99X 0.97 =3.66〔kw〕 卷筒軸：Pm= Pn ?咋3 = Pn ?刀2 ?中 =3.66 X0.99X 0.97 =3.58〔kw〕 3.3.3計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 n1=332. 29r/min nn =71. 62r/min Pi =3.8 1(kw) Pn=3.6 6(kw) Prn

16、=3.5 8(kw) 計(jì)算及說明 結(jié)果 電動(dòng)機(jī)：Td=9550 - Pd/nm =9550 X 3.97/720 =52.60N - m I 軸：Ti = Td - i0 - r]01 =T d , i0 , q =52.60X 2.23X 0.96 =112.81N - m n 軸：Tn= T i - i1 ?中2 =T I , i1 , 2]2 , Y]4 =112.81 X4.5X 0.99X 0.97 =497.52N - m 3.3.4 計(jì)算各軸的輸出功率 由于i?n軸的輸出功率分別為輸入功舉乘以軸承效率，故： I軸：P'kPiXr1軸承 =3

17、.81 X 0.99 =3.77kw II軸：P\= P^x邛由承 =3.66X 0.99 =3.62kw 3.3.5 計(jì)算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩 由于I?n軸的輸出轉(zhuǎn)矩分別為輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率，那么： I軸：丁產(chǎn)TiXy1軸承 =112.81X0.99 =111.68 N ? m Td=52.6 Nm Ti=112 .81Nm Tn=497 .52Nm Pi'= 3.77kw P' n = 3.62kw 「 i = 111.68 N - m 計(jì)算及說明 結(jié)果 n 軸：丁 n = TnXt］軸承 =497.52X0.99 =492.55N - m 表4各

18、級(jí)傳動(dòng)功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩 T n = 492.55 N ? m 參數(shù) 輸入功率 〔kW〕 轉(zhuǎn)速 n〔 r/min〕 輸入轉(zhuǎn)矩T〔 N m〕 傳動(dòng) 比 i 效率 電動(dòng)機(jī)軸 3.97 720 52.60 2.23 0.96 軸I 3.81 322.29 112.81 4.50 0.96 軸II 3.66 71.62 497.52 計(jì)算及說明 結(jié)果 四、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.1.1 計(jì)算功率 平穩(wěn)載荷，查表8.4可得工況系數(shù) 計(jì)算功率片=心產(chǎn)=L 1或5, 5 = 5, 0"病 4.1.2 帶型選

19、擇 根據(jù)匚’1，由圖8.6初選A型， 由表8.1取小帶輪基準(zhǔn)直徑4-15而加 修?的? (1 — ￡). d2 -——-三？4 0 一 婷 那么大帶輪基準(zhǔn)直徑的 =2.23乂 150x(1- 0 02) = 32840^ 由表8.1取&=4?！愀接?雖使n2略有減少，但其誤差小于5%,故允許) 4.1.3 驗(yàn)算帶速 y _ 并 d17r 帶速：1000x60 = 720xl50xjr/(1000x60) —5.65^/b 介于5?25m/s圍，故適宜 Ka=1.1 Pc=6.05 Kw d1=150 mm d2=400 mm V=5.65 m/s 計(jì)

20、算及說明 結(jié)果 4.1.4確定中心距a和普通V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 確定帶長(zhǎng)和中心距 a 0.7 ?〔di+d2〕& a)w 2 ?〔di+d2〕 0.7X〔 150+400]< a0<2X〔 150+400〕 385W1100 初定中心距與二500的，那么帶長(zhǎng)為 & =況 +孤心+%)+如廠丫 4劭 =2x500-k7T(l 50+ 400)/2 + ^400-150尸 7(4 乂 50 0) = 18S4,75wam 由表8.5選取A型V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld=1900mm 實(shí)際中心距上 =500 + (1900-189475)/2 = 502 63根制 4.1.5包角

21、及其驗(yàn)算 ,二國_ 57加「由) 驗(yàn)算小帶輪上的包角a 1:a =180 - 57 3x(400 -150)/ 502 53 3 3適宜 4.1.6帶根數(shù) 由 n1=720r/min,d 1=150mm,麻 8.3得 P0=3.08Kw;小 8.5得 Kl=1.00, 麻 8.3 得 AP°=0.5Kw;查表 8.7 得 K ?=0.95 Ld=1900 mm a=502.6 3mm a1 = 159o 計(jì)算及說明 結(jié)果 z =b 確定帶的根數(shù)：飛4卜丹)工工 =6.05/〔〔3.08+0.30〕X 1.00X 0.95〕 =2.68 故取3根A型V帶

22、 4.1.7預(yù)緊力計(jì)算 A型V帶線密度q=0.11kg/m %=500.空,"'/-I + "口 預(yù)緊力：WF =500 X6.05X[2.5/0.95-1〕/〔 3X 5.65〕+0.11X5.652 =294.59 N 4.1.8壓軸力計(jì)算 %=2右.耳.而(， 壓軸力：二 =2 X 3X 294.59X sin(159/2) =1740.67N V帶輪米用HT200制造，允許最大圓周速度為25m/s。 4.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.2.1 選擇齒輪類型、材料、精度及參數(shù) Z=3 Fo=294. 9N Fq=1740 .67N 由于傳遞功率較小，轉(zhuǎn)速較低，

23、有輕微載荷，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)。 4.2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)展設(shè)計(jì) 〔1〕許用接觸應(yīng)力 極限應(yīng)力 ,：「“一?一―:一 =1一4戈250+350 = 70口貸a jrjizni ji ［廣 572.7 3MPa Ti=112. 805Nm 仃印訕?二 18x200+ 350= 6300口 用 inns 取平安系數(shù)口 - ■ 許用接觸應(yīng)力L ..一 1■1 [*=700/1 1 = 636.36^3 =630/1.1 = 5

24、72 73A/Pa 取兩者中的較小者作為【b1/帶入計(jì)算 〔2〕計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ?止補(bǔ)向館方二9550工1000產(chǎn)51 小齒輪轉(zhuǎn)矩1 看二9550 艾 lOOOX c - ,CCC CC「CCCUC'Z 3.81/322.29=112805.24N.mm 單級(jí)齒輪傳動(dòng)軸承相對(duì)齒輪對(duì)稱分布，取齒寬系數(shù)(()d=1 取微小沖擊取載荷系數(shù)K=1.1 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh=2.4 由表9.5,取彈Tt系數(shù)Ze=189.8 計(jì)算及說明 結(jié)果 小齒輪計(jì)算直徑1寸⑺"孔 J 183 S x2.a 2 2 xl 1 x 112S05 .244^

25、 +1 —3 f1 yv n1 v m .73 ) "1< 4.5 ) =59.27mm 4.2.3確定幾何尺寸 取小齒輪齒數(shù) Zi=20 1 大齒輪齒數(shù) 叼一 1 /一 4.5X 20=90 模數(shù)網(wǎng)‘59.27/20=2.96 查表9.1,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=3 小齒輪分度圓直徑 由二小，司=3X 20=60mm m=3 大齒輪分度圓直徑力 111 /3X 90=270mm di=60 中心距=(60+270)/2=165mm mm 齒寬 靶 11 x 60=60mm d2=270 mm 取大齒輪齒寬瓦 6 60mm a=16

26、5 那么小齒輪齒范121 6)60+5=65mm mm b=60mm 4.2.4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 b2=b bi=65mm 〔1〕許用齒根應(yīng)力 極限應(yīng)力%皿=0.〃死+充0 計(jì)算及說明 結(jié)果 crFlinl = 0,8x250+380 = 5802^3 仃 二 0 3x200+380 = 540A/Pa c um3 取平安系數(shù)474 許用齒根應(yīng)力【口1萬一brii?’f ［小二兄0/1.4 =41429Wa ［cr］^ =540/1,4 =3S5,71^a (2啦算齒根應(yīng)力 由表9.8,經(jīng)線性插值取復(fù)合齒形系數(shù) ?網(wǎng)- 405 2 33

27、9 齒根應(yīng)力,二家1?/他4?網(wǎng) 5n = 2x1.2x112805.24x4,05/(^5x60x3) = oc 85885.91MPa %=2 江2 x 11280524 x 3,沏(6° 匯 270 * 3)= 20.37MPa 結(jié)論：一［口］,一［。］由，滿足設(shè)計(jì)要求 4.2.5齒輪的圓周速度 _ /% _ 3_14乂60*322 2g V- 60x100060000 =1.01m/s 對(duì)照表11-2可知選用8級(jí)精度是合宜的 4.2.6齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算 ［qF1 = 414.29 MPa 孫2 = 385.71 MPa 作產(chǎn) 85.91 MPa 年

28、2 = 20.37 MPa V=1.01 m/s 計(jì)算及說明 結(jié)果 名稱 代號(hào) 計(jì)算公式與結(jié)果 m=3 0=200 h=1 c=0.25 Z1二20 Z2=90 d1=60 d2=270 a=165 da1=66 da2=276 df1=52.5 df2=262.5 hf=3.75 h=6.75 p=9.42 s=4.71 e=4.71 Pd=8.85 模數(shù) m 3 壓力角 a 20 齒頂局系數(shù) h* 1 頂隙系數(shù) * c 0.25 小齒輪齒數(shù) Z1 20 大齒輪齒數(shù) Z2 90 小齒輪分度圓 直徑 di

29、d1=m.z1=60mm 大齒輪分度圓 直徑 d2 d2=m.z2=270mm 中心距 a a=(d1+d2)/2=165mm 齒頂圓直徑 d- d加 da=m(z+2h a*);da1=66mm;da2=276mm 齒根圓直徑 dfi、 df2 df=m(z-2ha*-2c*);df1=52.5mm;df2=262.5mm 齒頂局 ha ha=ha*m=3mm 齒根高 hf hf=(h a*+c*)m=3.75mm 齒高 h h=(2h a*+c*)m=6.75mm 齒距 P p= jm=9.42mm 齒厚 s s= Tm/2=4.71

30、mm 齒槽寬 e e= jm/2=4.71mm 基圓齒距 Pd Pb= Tmcos c=8.85mm 螺旋方向 右旋 表6齒輪幾何尺寸 五、軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.1 高速軸〔I軸〕的設(shè)計(jì) 5.1.1 選擇軸的材料 選用45#調(diào)質(zhì)，硬度 217~255HBs 5.1.2 初步估算軸的最小直徑 軸的輸入功率為 P i=3.81KW 轉(zhuǎn)速為 ni =322.29r/min 根據(jù)課本P205〔13-2〕式，并查表13-2,取c=115 d=26.19 mm L1=60 mm L2=70 Mm 5.1.3軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)，初定軸徑及軸向尺寸 從大帶輪開場(chǎng)右起第

31、一段，由于帶輪與軸通過鍵聯(lián)接，那么軸應(yīng)該增加 5%,取 D1=①30mm,又帶輪的寬度B=〔 m-1〕? e+2 ? f =〔3-1〕x 18+2 x 8=52 mm那么第一段長(zhǎng)度 L1=60mm。 右起第二段直徑取 D2=①38mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加潤(rùn) 滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為 30mm,那么取第二段的長(zhǎng)度 L2=70mm。 右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，那么軸承有徑向力, 而軸向力為零，選用6208型軸承，其尺寸為dx DX B=40X 80X 18,那么該 L3=20 mm 段的直徑為

32、D3=①40mm,長(zhǎng)度為 L3=20mm。 計(jì)算及說明 結(jié)果 右起第四段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩，其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的圈外徑， 取 D4=①48mm,長(zhǎng)度取 L4= 10mm。 右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為①66mm,分 度圓直彳至為①60mm,齒輪的寬度為 65mm,那么，此段的直徑為 D5=①66mm, 長(zhǎng)度為L(zhǎng)5=65mm。 右起第六段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩，其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的圈外徑， 取 D6=①48mm,長(zhǎng)度取 L6= 10mm。 右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為D7=①40mm,長(zhǎng)度 L7=18mm。 5.2低速軸設(shè)計(jì)

33、5.2.1 選擇軸的材料 選用45#調(diào)質(zhì)，硬度 217?255HBs 5.2.2 初步估算軸的最小直徑 軸的輸入功率為 P n =3.66KW 轉(zhuǎn)速為 n n =71.62 r/min 5.2.3 軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)，初定軸徑及軸向尺寸 從聯(lián)軸器開場(chǎng)右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵聯(lián)接，那么軸應(yīng)該增加5%, ?、?5mm,根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc=K aX Tn =1.1 X 497.52=547.27N.mm,查標(biāo)準(zhǔn) GB/T 501"2003,選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為l1=84mm, L4=10 mm L5=65 mm L6 = 10 mm L7=18 mm d

34、=42.66 mm 計(jì)算及說明 結(jié)果 軸段長(zhǎng)L1=82mm。 右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑?、?2mm,根據(jù) L1=82mm L2=74mm 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) 軸器左端面的距離為 30mm,故取該段長(zhǎng)為 L2=74mm。 右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，那么軸承有徑向 力，而軸向力為零，選用6211型軸承，其尺寸為 dXDXB=55 X 100X 21, 那么該段的直徑為①55mm,長(zhǎng)度為L(zhǎng)3=36mm。 L3=36mm 右起第四段，該段裝有齒輪，并且齒輪與軸用鍵聯(lián)接，

35、直徑要增加5%, 大齒輪的分度圓直徑為270mm,那么第四段的直徑?、?0mm,齒輪范為 L4=58mm b=60mm ,為了保證定位的可晶性，取軸段長(zhǎng)度為L(zhǎng)4=58mm。 右起第五段，考慮齒輪的軸向定位 ，定位軸肩，取軸肩的直徑為D5二① L5=10mm 66mm，長(zhǎng)度取 L5=10mm。 右起第六段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為D6=①55mm,長(zhǎng)度 L6=21mm L6=21mm。 5.3校核軸的強(qiáng)度 5.3.1按號(hào)扭tr成校核圖速軸的獨(dú)度 （i）求齒輪上作用力的大小、方向 小齒輪分度圓直徑：d1=60mm 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T

36、1 =112805.24N ? mm 求圓周力：Ft Ft=3760.17N Ft=2T 1/d1=2 X 112805.24/60=3760.17N Fr=1368.7N 求徑向力Fr Fr=Ft - tan(=3760.17 xtan200=1368.70N 計(jì)算及說明 結(jié)果 〔2〕軸長(zhǎng)支反力 根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模 型。 水平面的支反力：Ra=Rb=FV2 =1880.09N 垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承那么Fa=0 那么 Ra' =Rb' =Fr >62/124=684.35N 〔3〕

37、畫彎矩圖 右起第四段剖面C處的彎矩： 水平面的彎矩： Mc=RaX 62/1000=116.57N.m 垂直面的彎矩： Mei' = Mc2' =Ra' X 62/1000=42.43N.m 合成甯矩： 心 二 Mg 二』岐;十M口; = 7116.572+42.43s = 〔4〕畫轉(zhuǎn)矩圖：T= FtXd1/2/1000=112.805Nm 〔5〕回當(dāng)量彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，a =0.6 可得右起第四段剖面 C處的當(dāng)量彎矩： 減二十97y二1旬-3；1#,活 〔6〕判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度 右起第四段剖面 C處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以

38、剖 面C為危險(xiǎn)截面。 Me=141.31N.m ,[儼1] =60Mpa 那么： oe= Me/W= Me/(0.1 - D43) =141.31 X 1000/(0.1 X 483)=12.78N.m< [ f 右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面： M0二=忒 0.6x112.幻尸二 67型# 加 Ra= Rb= 684.35N M C1= Mc2= 124.05 Nm T=112. 805Nm Me=141 .31Nm 色= 12.78 Nm 計(jì)算及說明 結(jié)果 e= Md/W= M d/(0.1 - D13) =67.68 X

39、1000/(0.1 X 303)=25.07Nm< [ o-1],平安。 色=25.07 Nm (7)繪制彎矩、扭矩圖 圖4高速軸的受力、彎矩、合成彎矩、轉(zhuǎn)矩、計(jì)算彎矩圖 5.3,2按彎扭合成校核低速軸的強(qiáng)度 (1)求齒輪上作用力的大小、方向 大齒輪分度圓直徑：d1=270mm Ft=368 5.35N 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T2=497521.88N ? mm 求圓周力：Ft Ft=2T2/d 2=2 X 497521.88/270=3685.35N 求徑向力Fr F尸F(xiàn)t ? tanc=3685.35Xtan200=1341.47N (2〕軸長(zhǎng)支反力 根

40、據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平面的支反力：R=Rb=FJ2 = 1842.67N 垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承那么Fa=0 那么 Ra' =Rb' =Fr >62/124= 670.73N (3)畫學(xué)矩圖 右起第四段剖面C處的彎矩： 水平面的彎矩： Mc=RaX 62/1000= 114.25Nm 垂直面的彎矩： Mci' = Mc2' =Ra' X 62/1000=41.59Nm 合成甯矩： 二 乂門二十此，=7114 S53-f41二121一5卬麗 (4)畫轉(zhuǎn)矩圖：T= Ft X d2/2=497.522 Nm (5)回

41、當(dāng)量彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，a =0.6 可得右起第四段剖面 C處的當(dāng)量彎矩： 旅二,叫二十尊療=322.32加 (6)判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度 右起第四段剖面C處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大， 所以剖面C為危險(xiǎn)截面。 Me=322.32Nm ,[=60Mpa 那么： 6 Me/W= Me/(0.1 - D43) =322.32X 1000/(0.1 X6C3)=14.92Nm< [ v1] Fr=1341 .47N Ra=670 .3N Mc1=121 .58Nm T=497. 522Nm Me=322 .32Nm 0e= 14.92

42、Nm 計(jì)算及說明 結(jié)果 右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩4 M口二4ar)也 0.6X e= Md/W= MD/(0.1 - D13) =298.51X1000/(0 所以確定的尺寸是平安的。 (7膾制彎矩、扭矩圖 且其J 497. 1X4 事徑較小，故該面也為危險(xiǎn)葡 522 二 29&5% 53)=32.76Nm< [(?1] t面： 0e= 32.76 Nm -*1 J Lu- f ( I -K i h ■■ I 長(zhǎng)青?** 里如MBF黑 睪rsa 里野** 集餐*葡 — i !! V 1 F, 11 1 lR*

43、 i 114j 1 [hx 卜 . I 1 1 1 卜 415 vfdT 1 9Nn 麻 I j .'： Nn [k 1 1 丐 /1 kriT 辨息麗 iininnni ~i?, 圖5低速軸的受力、， 彎矩、 合成彎矩、轉(zhuǎn)矩、計(jì)算彎矩圖 計(jì) 一算及說明 結(jié)果 六、滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 6.1 高速軸上的滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì) 根據(jù)條件，24小時(shí)制，五年，軸承預(yù)計(jì)壽命〉5X 365X 24=43800小時(shí) 〔1〕初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P 因該軸承在此工作條件下只受到Fr

44、徑向力作用，必須求出當(dāng)量動(dòng)載荷P 深溝球軸承查表16-13取靜載荷系數(shù) X0=0.6 F 動(dòng)載荷 P-Xo.Fr-0.6X 1368.70-821.22N 即軸承在Fr=1368.70N和Fa=0N作用下的使用壽命， 相當(dāng)于在純徑向載荷 為821.22N作用卜的使用壽命。 〔2〕求軸承所需的徑向根本額定載荷值 輕微載荷查表16-9取載荷系數(shù)fp-1.2, 因工作溫度/、圖查表 16-8取溫度系數(shù)ft-1 -駕 J=12x32122"畢_M劃。3 ft 10^ A1106 -9323.92KN 〔3〕選擇軸承型號(hào) 查設(shè)計(jì)手冊(cè),選擇 6208軸承，其 Cr=29.5KN>9

45、.32KN 〔4〕軸承壽命校核 6208軸承的壽命： 2嗎=_匚> so * 60國力尸60x322.291 2x821 22 P-821 .22N C-9323 .92Kn 選擇6208軸 承 計(jì)算及說明 結(jié)果 =1387215>>43800 預(yù)期壽命足夠 ，此軸承合格 6.2低速軸上的滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì) 〔1〕初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 p 因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，必須求出當(dāng)量動(dòng)載荷P 深溝球軸承查表16-13取靜載荷系數(shù) X0=0.6 F 動(dòng)載荷 P-Xo.Fr-0.6X 1341.47-804.88N 〔2〕求軸承應(yīng)有的徑向根本額定載荷值

46、 輕微載荷查表16-9取載荷系數(shù)fp-1.2, 因工作溫度/、圖查表 16-8取溫度系數(shù)ft-1 *狂? 工106 = 12x3ME3x(60x71/2x4jgQ0)i 110手 -5535.18KN 〔3〕軸承選型 查課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇6211軸承 Cr=43.2KN 〔4〕軸承壽命校核 6211軸承壽命: 咫 - 6鮑 力尸 -60x71.62 1 2x804.3? ； =6630484>>46720 P- 804.88N C-5535 .18kN 選擇6211軸 承 計(jì)算及說明 結(jié)果

47、 ，預(yù)期壽命足夠 ，此軸承合格 表8滾動(dòng)軸承參數(shù) 參數(shù) 軸承型號(hào) 根本額定動(dòng)載荷〔N〕 高速軸軸承 6208 9323.92 低速軸軸承 6211 5535.18 七、鍵的選擇和計(jì)算 7.1 高速軸V帶輪用鍵連接 7.1.1 選用鍵類型 此段軸徑 di=30mm,L i=60mm 根據(jù)軸徑查7a械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) ？或GB/T 1096-2003 ,選用A型平鍵， 鍵規(guī)格為：GB/T

48、1096 鍵8X7X45 ,即 鍵寬b=8mm;鍵深h=7mm;鍵長(zhǎng)L=45mm,軸上轉(zhuǎn)矩 T=112.81N - m 7.1.2 鍵的強(qiáng)度校核 cp= (p=4 - T/(d ? h ? L)卬 23.87MPa =4 X 112.81X 1000/〔30X7X45〕 =23.87Mpa < ［午］(110Mpa) 7.2 低速軸齒輪用鍵連接 7.2.1 選用鍵類型 輸出軸與齒輪連接用平鍵連接 軸徑 d3=60mmL3=58mmTn =497.52Nm 根據(jù)軸徑查？M械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) ？或GB/T 1096-2003 ,選用A型平鍵， 鍵規(guī)格為：GB/T 1096

49、 鍵18X11X50 ,即 鍵寬 b=18mm;鍵深 h=11mm;鍵長(zhǎng) L=50mm 7.2 .凝的強(qiáng)度校核 曠4 ? Tn/〔d ? h ? 1〕 =4 X497.52X 1000/〔60X 11X 50〕 =30.15Mpa < [卬](110Mpa) 7.3 低速軸聯(lián)軸器用鍵連接 7.3.1 選用鍵類型 軸徑 d2=45mm L2=63mm T2=497.52N - m 根據(jù)軸徑查7a械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) ？或GB/T 1096-2003 ,選用A型平鍵, 鍵規(guī)格為：GB/T 1096 鍵14X9X60 ,即 鍵寬 b=14mm;鍵深 h=9mm;鍵長(zhǎng) L=60mm

50、 7.3.2 鍵的強(qiáng)度校核 (p=4 - Ti / [d - h l] =4 X 497.52X 1000/〔45X 9X60〕

51、 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc=K AXTn=1.1 X497.52=547.27N.m,547.27Nm 其中Ka為工況系數(shù)，輕微載荷取Ka=1.1 8.2 許用轉(zhuǎn)速 根據(jù)Tc,軸徑d,軸的轉(zhuǎn)速n,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014 —2003選用LX3型彈性柱銷聯(lián)， 其額定轉(zhuǎn)矩[T]=1250N.m,許用車t速[n]=4700r/min,故符合要求。 8.3 配合軸徑 根據(jù)四章軸的設(shè)計(jì)及淅械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)裱8-7彈性柱銷聯(lián)軸器〔GB/T 5014-2003〕中LX3型聯(lián)軸器軸孔直徑，選定配合軸徑d=45mm。 8.4 配合長(zhǎng)度 由選定聯(lián)軸器的類型及型號(hào)查淅械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)？表8-7軸孔長(zhǎng)度，

52、選擇 Y型軸孔，那么軸孔長(zhǎng)度L=82mm。 聯(lián)軸器相關(guān)參數(shù)如表 8所示 表8聯(lián)軸器參數(shù) 聯(lián)軸器型 號(hào) 許用轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速 配合軸徑 配合長(zhǎng)度 LX3 547.27Nm 4700r/min 45mm 82mm 九、潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)及密封裝置的選擇 9.1 潤(rùn)滑方式 1 .齒輪V 12m/ s ,選用浸油潤(rùn)滑，因此機(jī)體需要有足夠的潤(rùn)滑油，用以潤(rùn)滑和散 熱。同時(shí)為了防止油攪動(dòng)時(shí)泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH不應(yīng)小于 30 ~ 50mm。對(duì)于單級(jí)減速器，浸油深度約為一個(gè)齒高， 這樣就可以決定所需油 量，單級(jí)傳動(dòng)，每傳遞1kW需油量V0 0.35 ~ 0.7m

53、3。 2對(duì)于滾動(dòng)軸承來說，由于齒輪圓周速度V 2m/s,傳動(dòng)件的速度不高，濺油效 果不大，選用潤(rùn)滑脂。這樣構(gòu)造簡(jiǎn)單，易于密封，維護(hù)方便，使?jié)櫥煽?。為?止軸承室中的潤(rùn)滑脂流入箱而造成油脂混合，在箱體軸承座箱一側(cè)裝設(shè)甩油盤。 9.2 潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量 齒輪潤(rùn)滑選用150號(hào)機(jī)械油，最低最高油面距10?20mm,需油量約為1.5L。 軸承潤(rùn)滑選用2L—3型潤(rùn)滑脂，用油量為軸承間隙的 1/3?1/2為宜。 9.3 密封裝置 1 .箱座與箱蓋凸緣接合面的密封 選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法 2 .觀察孔和油孔等處接合面的密封 在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)展密封

54、3 .軸承孔的密封 悶蓋和透蓋用作密封與之對(duì)應(yīng)的軸承外部 軸的外伸端與透蓋的間隙，選用J型油封加以密封 4 .軸承靠近機(jī)體壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承部 十、 鑄造減速箱體的主要構(gòu)造尺寸 表7鑄造減速器箱體主要構(gòu)造尺寸計(jì)算結(jié)果 d=8 d2=8 ho=i2 hi=i2 h2=8 e=ii ei=ii d=2o n=4 d2=i6 d3=i2 d4=io d5=8 Di=io D2=32 ci=ci =26 C2=C2 =22 Do=D o =i8 D=i2 Di=io H=i7i Hi=i9i H2=i54 li=44 Li=59

55、Ro=ri=「2 =3 名稱 代號(hào) 尺寸〔mm〕 底座壁厚 d 8 箱蓋壁厚 di 8 座上部凸緣厚度 ho i2 底座下部凸緣厚度 hi i2 軸承座連接螺栓凸緣厚度 h2 8 底座加強(qiáng)肋厚度 e ii 箱底加強(qiáng)肋厚度 ei ii 地腳螺栓直徑 d 20 地腳螺栓數(shù)目 n 4 軸承座連接螺栓直徑 d2 i6 底座與箱蓋連接螺栓直徑 d3 i2 軸承蓋固定螺釘直徑 d4 io 視孔蓋固定螺釘直徑 d5 8 軸承蓋螺釘分布直徑 Di io 軸承座凸緣端囿直徑 D2 32 螺栓孔凸緣的配置尺寸

56、 Ci、C2、D 0 26, 22, i8 地腳螺栓孔凸緣的配置尺寸 Ci、C2、D 0 26,22,i8 箱體壁與齒頂圓的距離 D i2 箱體壁與齒輪端面的距離 Di io 底座深度 H i7i 底座局度 Hi i9i 箱蓋高度 H2 i54 外箱壁至軸承座端面距離 li 44 箱底壁橫向?qū)挾? Li 59 其他圓角 Ro、「i、「2 3 - word.zl- 參考文獻(xiàn)： [1]立德.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].第四版.：高等教育，2013.7 [2]立德， 羅衛(wèi)平．機(jī)械設(shè)計(jì)根底[M] ．第四版 . ：高等教育， 2013.7 [3]龔淮義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)〔第3版〕[M].第一版.：高等教育，2004.1 [4]?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?編委會(huì)．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) .齒輪傳動(dòng) [M] ． 第 4 版. ： 機(jī)械工業(yè)， 2007.3 [5] ?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?編委會(huì)．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)[M] ．第 4 版. ：機(jī)械 工業(yè)， 2007.2 [6]?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?編委會(huì)．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) .滾動(dòng)軸承 [M] ． 第 4 版 . ： 機(jī)械工業(yè)， 2007.3 [7]展.實(shí)用機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第一版.：機(jī)械工業(yè)，2012.10