一級(jí)齒輪減速器帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書[共35頁]

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1、--------------------------------------------------------------------------作者: _____________ --------------------------------------------------------------------------日期: _____________ 一級(jí)齒輪減速器帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 目錄 目 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書-

2、--------------------------------------------------2 二、 傳動(dòng)方案的分析與擬定-----------------------------------3 三、 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算------------------------------------------4 四、 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算---------6 五、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算--------------------------------------8 六、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算---------------------------------------------

3、---16 七、 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算-----------------------------------25 八、 鍵連接的選擇和計(jì)算--------------------------------------28 九、 聯(lián)軸器的選擇------------------------------------------------29 十、 減速器的潤滑方式和密封類型的選擇 潤滑油的牌號(hào)選擇和裝油量計(jì)算----------------------30 十一、鑄造減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸-------------------31 十二、設(shè)計(jì)小結(jié)------------------

4、----------------------------------32 十三、參考文獻(xiàn)----------------------------------------------------33 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.1 機(jī)械課程設(shè)計(jì)的目的 課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程中的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，也是第一次對(duì)學(xué)生進(jìn)行較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。其目的是： 1. 通過課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的理論和實(shí)際知識(shí)，來解決工程實(shí)際中的具體設(shè)計(jì)問題。通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際問題的能力。 2. 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)

5、計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范及編寫設(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)內(nèi)容、步驟和方法，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。 1.2 設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)運(yùn)送原料的帶式運(yùn)輸機(jī)用的圓柱齒輪一級(jí)減速器。 1.3 工作與生產(chǎn)條件 兩班制工作，常溫下連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，空載起動(dòng)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，環(huán)境有輕度粉塵，每年工作300 天，減速器設(shè)計(jì)壽命10 年，電壓為三相交流電（220V/380V）. 運(yùn)輸帶允許速度誤差： 5％ 1.4 設(shè)計(jì)要求 根據(jù)給定的工況參數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)、選取聯(lián)軸器、設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)、設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪減速器（所有的軸、齒輪、軸承、減速箱體、箱蓋以

6、及其他附件）和與輸送帶連接的聯(lián)軸器。滾筒及運(yùn)輸帶效率h=0.96，工作時(shí)，載荷有輕微沖擊。室內(nèi)工作，水分和顆粒為正常狀態(tài)，產(chǎn)品生產(chǎn)批量為成批生產(chǎn)。 1.5原始數(shù)據(jù) 見下表 表1 原始數(shù)據(jù) 輸送帶拉力F (N) 輸送帶速度v (m/s) 驅(qū)動(dòng)帶輪直徑D (m) 4000 0.9 350 1.6設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.6.1確定傳動(dòng)裝置的類型，畫出機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。 1.6.2選擇電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算。 1.6.3傳動(dòng)裝置中的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算。 1.6.4繪制傳動(dòng)裝置中一級(jí)減速器裝配圖一張（A0）。 1.6.5繪制高速軸齒輪軸、低速軸和低

7、速軸大齒輪零件圖各一張（A3）。 1.6.6編寫和提交設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（電子版和紙版）各一份。 二、傳動(dòng)方案的分析與擬定 1、設(shè)計(jì)方案 單級(jí)圓柱齒輪減速器及帶傳動(dòng)。 2、原始數(shù)據(jù)（按學(xué)號(hào)分到第A16組） 輸送帶拉力F (N) 輸送帶速度v (m/s) 驅(qū)動(dòng)帶輪直徑D (m) 4000 0.9 350 3、工作與生產(chǎn)條件 兩班制工作，常溫下連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，空載起動(dòng)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，環(huán)境有輕度粉塵，每年工作300 天，減速器設(shè)計(jì)壽命10 年，電壓為三相交流電（220V/380V），運(yùn)輸帶允許速度誤差： 5％。 4、傳

8、動(dòng)方案的分析 整體傳動(dòng)方案主要分為兩部分，即帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)，由于帶傳動(dòng)傳動(dòng)平穩(wěn)，故放在高速級(jí)，減速器齒輪傳動(dòng)放在帶傳動(dòng)之后。 由于滾筒的工作轉(zhuǎn)速較低，故減速器的齒輪傳動(dòng)采用直齒圓柱齒輪嚙合傳動(dòng)就好，又由于滾筒的工作載荷較大，故帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜過大，否則帶容易打滑。 4、傳動(dòng)方案的擬定（如下圖） 1、帶傳動(dòng) 2、減速器 3、聯(lián)軸器 4、輸送帶 5、滾筒 6、電動(dòng)機(jī) 三、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 （1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) （2）選擇電動(dòng)機(jī)的功率

9、 根據(jù)已知條件F、v和D，確定求出輸送帶的功率Pw 傳動(dòng)裝置的總效率： 式中各部分效率由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 邢琳、張秀芳主編》82頁表8-20差得 普通V帶傳動(dòng)效率η1 、一對(duì)滾動(dòng)軸承（球軸承）的效率η2 、閉式齒輪傳動(dòng)效率η3、剛性聯(lián)軸器效率η4、卷筒傳動(dòng)效率η5 取η1=0.96，η2=0.99，η3=0.97，η4=0.97，η5=0.96 那么有 電動(dòng)機(jī)所需功率： 式中，取載荷系數(shù)K = 1 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表16-1，取電動(dòng)機(jī)的額定功率 Ped=5.5kW （3）選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 滾筒的轉(zhuǎn)速：

10、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 朱文堅(jiān)、黃平主編》表2-1差得 V帶傳動(dòng)比常用值范圍，單級(jí)齒輪減速器傳動(dòng)比 則總傳動(dòng)比范圍為 。 故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為295～1178.6 r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750和1000 r/min 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表16-1查出有兩種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，故有兩種傳動(dòng)方案可供選擇，如下表 傳動(dòng)方案 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) 額定功率 （kW） 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） 傳動(dòng)裝置的傳動(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 Y160M2-8 5.5 750 710 14.46

11、 2.89 5 2 Y132M2-6 5.5 1000 960 19.5 3.9 5 （4）確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選擇方案2較為適合（在滿足傳動(dòng)比范圍的條件下，有利于提高齒輪轉(zhuǎn)速，便于箱體潤滑設(shè)計(jì)）。 因此，選用電機(jī)的型號(hào)和主要數(shù)據(jù)如下： 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率（kW） 同步轉(zhuǎn)速（r/min） 滿載轉(zhuǎn)速nm（r/min） Y132M2-6 5.5 1000 960 2.0 2.0 四、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算 1、傳動(dòng)裝置的

12、總傳動(dòng)比： 又 取V帶傳動(dòng)比： 單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 2、計(jì)算運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) （1）計(jì)算各軸的輸入功率 電動(dòng)機(jī)軸 Pd = 4.14kW 軸I（減速器高速軸） 軸II（減速器低速軸） 卷筒軸 （2）計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)軸 軸I ： 軸II ： 卷筒軸 ： （3）計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)軸 軸I 軸II 卷筒軸 把上述計(jì)算結(jié)果列于下表

13、： 軸號(hào) 轉(zhuǎn)速n/(r/min) 輸入功率P/kW 輸入轉(zhuǎn)矩T/N?m 傳動(dòng)比i 傳動(dòng)效率η 電機(jī)軸 960 4.14 41.18 3.9 0.96 Ⅰ軸 246 3.97 154 5 0.96 Ⅱ軸 49 3.81 743 1 0.96 卷筒軸 49 3.66 713 五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、普通V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 傳動(dòng)比： 兩班制，每天工作16小時(shí) 電機(jī)軸輸入功率 電機(jī)軸轉(zhuǎn)速 1）確定計(jì)算功率 式中取工作情況系數(shù)KA 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表8

14、-7查得，取KA=1.3 2）選擇V帶的類型 根據(jù)計(jì)算功率與小帶輪的轉(zhuǎn)速，查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》圖8-10，選擇A型V帶 3) 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v ①初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 ②驗(yàn)算帶速v 由于5m/s＜v＜30m/s，故帶速合適。 ③計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表8-8，圓整為=450mm 4）確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ①初定中心距

15、 故，初定 ②計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ③計(jì)算實(shí)際中心距a 故中心距的變化范圍為 5）驗(yàn)算小帶輪上的包角 6）計(jì)算帶的根數(shù)z ①計(jì)算單根V帶的額定功率 由和查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表8-4a得 根據(jù)，i1 = 3.9和A型帶，查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表8-4b得 查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表8-5得 查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表8-2得 故 ②計(jì)算V帶根數(shù)z

16、 取5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) 第八版》表8-3得B型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1kg/m 所以 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力＞ 8）計(jì)算壓軸力 9）帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 材料選擇HT150 小帶輪直徑＜300mm，采用腹板式 大帶輪實(shí)景＞300mm，采用輪輻式 《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表8-10差得各參數(shù)如下 小帶輪 大帶輪 基準(zhǔn)寬度 11 11 基準(zhǔn)線上槽深 2.75 2.7

17、5 基準(zhǔn)線下槽深 8.7 8.7 槽間距 150.3 150.3 槽邊距 9 9 輪緣厚 8 8 外徑 112 450 內(nèi)徑 30 30 帶輪寬度 80 80 帶輪結(jié)構(gòu) 實(shí)心式 輪輻式 槽型 A

18、 A 結(jié)構(gòu)如下圖所示 2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比i2 = 5，工作壽命10年，每年工作300天，每天兩班制，每班8小時(shí)。 ㈠選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) ⑴選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) ⑵卷筒機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB 10095-88） ⑶材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表10-1選大、小齒輪的材料均為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，兩齒輪均為硬齒輪，齒面硬度均為48—55HRC。 ⑷初選小齒輪的齒數(shù)，大齒輪的齒數(shù) ㈡按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ⑴確定公

19、式內(nèi)的各計(jì)算值 ①試選載荷系數(shù) ②小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ③由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表10-7選取齒寬系數(shù) ④由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表10-6查得齒輪材料的彈性影響系數(shù) ⑤由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表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 ⑥計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) j為齒輪每轉(zhuǎn)一周，同一齒面嚙合的次數(shù)，取j=1 為齒輪的工作壽命， 故 ⑦由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表10-19取接觸疲勞壽命

20、系數(shù), ⑧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 ⑵計(jì)算 ①計(jì)算小齒輪分度圓直徑，帶入中較小的值 ②計(jì)算圓周速度v ③計(jì)算齒寬b ④計(jì)算齒寬與齒高之比 模數(shù) 齒高 ⑤計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)；直齒輪選 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表10-

21、2查得使用系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表10-4用插值法查得 7級(jí)精度、兩齒輪相對(duì)支承對(duì)稱布置取 由，查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》圖10-13得 故載荷系數(shù) ⑥按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 ⑦計(jì)算模數(shù)m ㈢按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式 ⑴確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ②由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》圖10-18取彎

22、曲疲勞壽命系數(shù), ③計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則 ④計(jì)算載荷系數(shù)K ⑤查取齒形系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表10-5查得 ， ⑥查取應(yīng)力校正系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表10-5查得 ， ⑦計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 故小齒輪的較大 ⑵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)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所

23、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)，故可取由彎曲疲勞強(qiáng)度所算得的模數(shù)2.2，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5，由接觸疲勞強(qiáng)度所算得的分度圓直徑 算出小齒輪的齒數(shù) 取 大齒輪的齒數(shù) 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)。 ㈣幾何尺寸計(jì)算 ⑴計(jì)算分度圓直徑 ⑵計(jì)算中心距 ⑶計(jì)算齒輪寬度 取大齒輪寬度，小齒輪寬度 則齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸，制表如下：（詳細(xì)見零件圖） ⑷計(jì)算大、小齒輪的齒頂高、齒根

24、高和齒全高h(yuǎn) 取 ⑸計(jì)算大、小齒輪齒頂圓直徑 和齒根圓直徑 ㈤齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于小齒輪的直徑很小，故暫定為齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用孔板式結(jié)構(gòu)，大齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下 如圖所示 （由后面軸的計(jì)算決定） 取 取 六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ㈠輸入軸（高速軸）的設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑴選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 輸入軸為齒輪軸，故其材料應(yīng)和小齒輪的材料一樣，選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表15-1查得材料的硬度為24

25、1286HBS,拉伸強(qiáng)度極限,彎曲疲勞強(qiáng)度極限，許用彎曲應(yīng)力 ⑵估算軸的基本直徑 根據(jù)教材《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》公式，取，則 考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則 ⑶軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初定軸徑及軸向尺寸 考慮帶輪的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度，取裝帶輪處軸徑；根據(jù)密封件的尺寸，初選裝軸承處的軸徑為d＝35mm ①軸上零件的定位、固定和裝配 如下圖所示： 如圖所示，由于是單級(jí)減速器，可將齒輪軸段安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱布置，整個(gè)軸系的軸向定位由左右兩軸肩、擋油環(huán)和軸承端蓋實(shí)現(xiàn)，固定方式為兩支點(diǎn)單向固定

26、，即全固式，選取擋油環(huán)高度h=6mm，軸承端蓋寬度Δ=30mm ②確定各段軸的直徑和長(zhǎng)度 Ⅰ段：直徑 長(zhǎng)度取決于帶輪輪轂結(jié)構(gòu)和安裝位置，取 Ⅱ段：定位軸肩高度 故 取 選取6407型深溝球軸承，內(nèi)徑35mm，外徑100mm，寬 （輸入軸軸承選擇計(jì)算） 取軸承端蓋斷面到大帶輪的距離為 則 Ⅲ段：直徑 取 該段軸為定位軸肩

27、，取 Ⅳ段：該段位齒輪軸，直徑為小齒輪分度圓直徑，故 長(zhǎng)度等于小齒輪寬度，即 Ⅴ段：由于兩軸承相對(duì)于齒輪對(duì)稱布置，故須兩定位軸肩也相對(duì)于齒輪 對(duì)稱，則 Ⅵ段：Ⅵ段軸和Ⅱ段軸出裝軸承，故 ?、龆屋S軸頭露出軸承的長(zhǎng)度為3mm，則 ③按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 由軸上零件的裝配圖有 1）繪出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示 2)計(jì)算作用在軸上的力 計(jì)算作用在小齒輪上的力 圓周力： 徑向力： 大帶輪的壓軸力

28、 3）計(jì)算支反力 水平面 算得 垂直面 算得 4）作彎矩圖 作x0y面的彎矩圖，如圖（c）所示 作x0z面的彎矩圖，如圖（d）所示 作合成彎矩圖M， 如圖（e）所示 5）作扭矩圖 如圖（f）所示 6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 通常需校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，故需校核C截 的強(qiáng)度，在C截面處 ， 軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取則 故安全。 此外，B截面也可能是危險(xiǎn)

29、截面，因?yàn)? 在B截面處， , , 故安全。 ④確定軸上圓角和倒角 參考《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表15-2，由，取左軸 端倒角為，右軸端倒角為，各軸肩處圓角半徑為1.5mm。 ⑤繪制軸的工作圖（見零件圖《齒輪軸》） ㈡輸出軸（低速軸）的設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑴選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表15-1查得材料的硬度為241286HBS,拉伸強(qiáng)度極限,彎曲疲勞強(qiáng)度極限，許用彎曲應(yīng)力 ⑵估算軸的基本直徑 根據(jù)教材《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》公式，取，則 考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則 ⑶軸的結(jié)構(gòu)設(shè)

30、計(jì)，初定軸徑及軸向尺寸 考慮聯(lián)軸器的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度，取與聯(lián)軸器連接處軸徑；根據(jù)密封件的尺寸，初選裝軸承處的軸徑為d＝60mm ①軸上零件的定位、固定和裝配 如圖所示，將大齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱布置，大齒輪左端面由軸肩軸向定位，右端面由軸套軸向定位，靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，兩軸承分別以軸肩和軸套實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合和軸承座實(shí)現(xiàn)周向固定，固定方式為兩支點(diǎn)單向固定，即全固式，選取擋油環(huán)高度h=6mm，軸承端蓋寬度Δ=30mm ②確定各段軸的直徑和長(zhǎng)度 Ⅰ段：直徑 該段軸與聯(lián)軸器配合

31、，長(zhǎng)度取決于聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)和安裝位置，半聯(lián) 軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為（轉(zhuǎn)入聯(lián)軸器的選擇計(jì)算） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ段軸左端需制出一軸肩，右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑，半聯(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段軸的軸頭長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些，取 Ⅱ段：定位軸肩高度 故 取 選取6212型深溝球軸承，內(nèi)徑60mm，外徑110mm，寬 （輸入軸軸承選擇計(jì)算） 取軸

32、套長(zhǎng)度，內(nèi)徑為60mm，外徑為78mm，軸承端蓋 端面到聯(lián)軸器的距離為，則 取 Ⅲ段：直徑 取 該段軸與大齒輪配合，為了保證大齒輪的定位可靠，故取該段軸 的軸頭長(zhǎng)度比大齒輪寬度小2mm，取 Ⅳ段：直徑 取 該段位大齒輪的定位軸肩，由于兩軸承相對(duì)于大齒輪對(duì)稱布置， 故須大齒輪左端的定位軸肩和右端的定位軸套也要關(guān)于大齒輪對(duì) 稱，則該段定位軸肩的長(zhǎng)度應(yīng)等

33、于定位軸套的長(zhǎng)度，即 Ⅴ段：由于該段和Ⅱ段同裝軸承，故 ，取 則軸的總長(zhǎng)為L(zhǎng)=286mm ③按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 由軸上零件的裝配圖有 1）繪出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示 2)計(jì)算作用在軸上的力 計(jì)算作用在大齒輪上的力 圓周力： 徑向力： 簡(jiǎn)化力系如圖（b）所示 3)計(jì)算支反力 水平面 算得

34、垂直面 算得 4）作彎矩圖 作x0y面的彎矩圖，如圖（c）所示 作x0z面的彎矩圖，如圖（d）所示 作合成彎矩圖M 如圖（e）所示 5）作扭矩圖 如圖（f）所示 6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 只需校核軸上承受最大彎矩和扭矩的B截面的強(qiáng)度，在B截面處 ，， 軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取則 故安全。 ④確定軸上圓角和倒角 參考《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表15-2，由，取左軸 端倒角為，右軸端倒角為，各軸肩處圓角半徑為2mm

35、。 ⑤繪制軸的工作圖（見零件圖《輸出軸》） 七、滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 根據(jù)工作條件，各軸承的預(yù)計(jì)壽命均為 1、計(jì)算輸入軸承 軸承轉(zhuǎn)速 由輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算可求得兩軸承的徑向載荷 ＞ 故取徑向載荷，又因?yàn)闇p速器傳動(dòng)為直齒輪傳動(dòng)，故理論上軸向力為零，即 ①初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P 按《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》式13-8a計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表13-5得e=0.22，載荷系數(shù)X=1，Y=0 查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表13-6得，取則

36、 ②根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》式13-6a《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》式13-6求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷 工作溫度正常，查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表18-8得，溫度系數(shù)為，則 ③試選軸承型號(hào) 根據(jù)計(jì)算軸頸及基本額定動(dòng)載荷值，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇 C=56800N的6407型深溝球軸承 ④驗(yàn)算6407軸承的壽命 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》式13-5得 ＞ 故所選軸承滿足壽命要求。 2、計(jì)算輸出軸承 軸承轉(zhuǎn)速 由輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算可求得兩軸承的徑向載荷

37、 故取徑向載荷，又因?yàn)闇p速器傳動(dòng)為直齒輪傳動(dòng)，故理論上軸向力為零，即 ①初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P 按《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》式13-8a計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表13-5得e=0.22，載荷系數(shù)X=1，Y=0 查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表13-6得，取則 ②根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》式13-6a《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》式13-6求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷 工作溫度正常，查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表18-8得，溫度系數(shù)為，則 ③試選軸承型號(hào) 根據(jù)計(jì)算軸頸及基本

38、額定動(dòng)載荷值，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇 C=47800N的6212型深溝球軸承 ④驗(yàn)算6212軸承的壽命 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》式13-5得 ＞ 故所選軸承滿足壽命要求。 八、鍵連接的選擇和計(jì)算 1.高速軸（輸入軸）與大帶輪用平鍵聯(lián)接 （1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 由于大帶輪在軸端，故選用單圓頭普通平鍵（C型） 按軸徑d＝30mm，及帶輪寬 ＝80mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表6-1選鍵的截面尺寸為：寬度b=8mm，高度h=7mm，由帶

39、輪輪轂寬度并參考鍵的尺寸系列，取鍵長(zhǎng)L=70mm。 （2）校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 鍵的材料選擇45鋼，大帶輪的材料為鑄鐵，查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表6-2得鍵聯(lián)接的許用應(yīng)力，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》式6-1得擠壓應(yīng)力 ,故安全 則所選鍵為：鍵C 870 GB/T 1096-2003 2. 低速軸（輸出軸）與大齒輪用平鍵聯(lián)接 （1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 由于大齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A型） 按軸徑d＝70mm，及與大齒輪配合段軸長(zhǎng)，查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表6-1選鍵的截面尺寸為：寬度b=20mm，高度h=12mm，

40、由大齒輪輪轂寬度并參考鍵的尺寸系列，取鍵長(zhǎng)L=40mm。 （2）校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 鍵的材料選擇45鋼，大帶輪和軸的的材料均為40Cr，查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表6-2得鍵聯(lián)接的許用應(yīng)力，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》式6-1得擠壓應(yīng)力 ＞ 故所選鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度不夠，改為平頭普通平鍵聯(lián)接。 則鍵的工作長(zhǎng)度改為：，則 ＜，故安全。 則所選鍵為：鍵B 2040 GB/T 1096-2003 3、低速軸（輸出軸）與聯(lián)軸器用平鍵聯(lián)接 （1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 由于聯(lián)軸器在軸端，故選用單圓頭普通平鍵（C型） 按軸徑d＝50m

41、m，及與聯(lián)軸器配合段軸長(zhǎng)，查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表6-1選鍵的截面尺寸為：寬度b=14mm，高度h=9mm，由帶輪輪轂寬度并參考鍵的尺寸系列，取鍵長(zhǎng)L=80mm。 （2）校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 鍵的材料選擇45鋼，軸的材料為40Cr，聯(lián)軸器的材料為碳鋼，查表得鍵聯(lián)接的許用應(yīng)力，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》式6-1得擠壓應(yīng)力 ,故安全 則所選鍵為：鍵C 1480 GB/T 1096-2003 九、聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表14-1取工作情況系數(shù)，則 根據(jù)工作條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用G

42、Y7凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，許用轉(zhuǎn)速，配合軸徑d = 50mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1 = 84mm（J1型）。 十、減速器的潤滑方式和密封類型的選擇 ⑴齒輪潤滑方式的選擇 ①齒輪傳動(dòng)的圓周速度為 因，所以采用浸油潤滑。 ②潤滑油牌號(hào)的選擇 由齒輪材料和圓周速度查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表10-12，選取齒輪傳動(dòng)潤滑油粘度為，由所選潤滑油粘度查《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》表10-11潤滑油的牌號(hào)為220（GB 5903-1995） ③齒輪浸油高度的設(shè)計(jì) 大齒輪浸入油中的深度約為1～2個(gè)齒高，但不應(yīng)少于10mm。 ④裝油量的計(jì)算 取油

43、面的高度為70mm，箱體內(nèi)腔的尺寸為l=374mm，b=85mm，則裝油量為 ⑵軸承潤滑方式的選擇 對(duì)軸承的潤滑，因圓周速度，采用脂潤滑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表8-168，選用鈣基潤滑脂L-XAAMHA2（GB 491-1987），只需填充軸承空間的，并在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)擋油環(huán)，使油池中的油不能進(jìn)入軸承以致稀釋潤滑脂。 ⑶減速器的密封類型 減速器需要密封的部位一般有軸伸出處、軸承室內(nèi)側(cè)、箱體接合面和軸承蓋、檢查孔和排油孔接合面等處。 ①軸伸出處的密封 選用接觸式密封，采用氈圈油封，在軸承端蓋的透蓋上開出梯形槽，將毛氈圈放置在梯形槽中以與軸密合接觸。 ②軸承室內(nèi)側(cè)

44、的密封 采用擋油環(huán)密封，使油池中的油不能進(jìn)入軸承以致稀釋潤滑脂。 ③箱蓋與箱座接合面的密封 采用在箱蓋與箱座接合面上涂密封膠密封。 ④其他部位的密封 檢查孔蓋板、排油螺塞、油標(biāo)與箱體的接合面加紙封油墊或皮封油圈。 軸承端蓋為螺釘式軸承端蓋，故其與箱體之間加密封墊片。 十一、鑄造減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸 鑄造減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算結(jié)果 名稱 代號(hào)及計(jì)算公式 尺寸（mm） 底座壁厚 d 8 箱蓋壁厚 8 座上部凸緣厚度 12 底座下部凸緣厚度 20 軸承座連接螺栓凸緣厚度 8 底

45、座加強(qiáng)肋厚度 e 8 箱底加強(qiáng)肋厚度 8 地腳螺栓直徑 16 地腳螺栓數(shù)目 n 4 軸承座連接螺栓直徑 12 底座與箱蓋連接螺栓直徑 10 軸承蓋固定螺釘直徑 8 視孔蓋固定螺釘直徑 6 軸承蓋螺釘分布直徑 120 130 軸承座凸緣端面直徑 D 36 、、至箱外壁距離 、、 22、18、16 、至凸緣邊緣的距離 、 22、14 箱體內(nèi)壁與齒頂圓的距離 D 10 箱體內(nèi)壁與齒輪端面的距離 D1 15 底座深度 H 198 底座高度 212 箱蓋高度 140 外箱壁至軸

46、承座端面距離 l 40 箱底內(nèi)壁橫向?qū)挾? L 85 其他圓角 、、 3 十二、設(shè)計(jì)小結(jié) 寫到了這里也就意味著為期三周的課程設(shè)計(jì)差不多接近尾聲了，雖然感覺很累，但是收獲了許多。嚴(yán)格來說大家差不多都是在最后的18周才集中精力去搞這個(gè)課程設(shè)計(jì)的，因?yàn)?6和17周大家都要去準(zhǔn)備考試，不過計(jì)算部分的話我在之前就差不多完成了，剩下的差不多只是畫圖和寫設(shè)計(jì)說明書，這兩部分也是工作量最大的，我覺得自己親自動(dòng)手設(shè)計(jì)計(jì)算、畫圖和一字一句的寫這份說明書雖然過程很艱辛，但是就像之前帶我們測(cè)繪實(shí)習(xí)的杜瑩老師說的，我們只有親自走完一遍這些流程之后才知道這些東西怎么設(shè)計(jì)并制造出來的，現(xiàn)在走了一遍流程

47、以后出去之后就不用那么辛苦了。所以我覺得這次的課程設(shè)計(jì)很有意義，也是十分必要的。 這也算是一次的實(shí)踐了，萬事開頭難，第一次搞設(shè)計(jì)難免會(huì)感覺很辛苦，但是搞完這次之后那么以后的課程設(shè)計(jì)我們搞起來就相對(duì)簡(jiǎn)單一些了。經(jīng)過這次的課程設(shè)計(jì)我們大家都學(xué)到了很多，比如現(xiàn)在查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)也得心應(yīng)手了，打開設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件后要查什么大概都知道在那一欄，還有查閱其他資料也比較方便，自己忘得差不多的CAD也差不多撿回來了，Proe也熟練了許多，還有對(duì)公式編輯器的運(yùn)用也熟練了這些對(duì)我們下學(xué)期或是以后的課程設(shè)計(jì)或是其他一些設(shè)計(jì)無可否認(rèn)都奠定了一定的基礎(chǔ)，所以這次的課程設(shè)計(jì)是很有意義的。作為我們機(jī)制專業(yè)的學(xué)生，設(shè)計(jì)是非常重要的一塊，畫圖是我們專業(yè)大部分學(xué)生日后工作要必備的技能，所以在大學(xué)里多做一些設(shè)計(jì)是非常必要的。 十三、參考文獻(xiàn) 《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》 主編 濮良貴 紀(jì)名剛 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 軟件版 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》 主編 邢琳、張秀芳 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 主編 朱文堅(jiān)、黃平 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 第四版》 主編 陳秀寧 施高義 ----------THE END, THERE IS NO TXT FOLLOWING.------------ 40