圓錐—圓柱齒輪減速器畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、 目錄 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 3 二、傳動(dòng)方案的擬定 4 三、電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 4 四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 7 五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 七、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 37 八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 40 九、聯(lián)軸器的選擇 41 十、減速器附件的選擇 41 十一、潤滑與密封 41 十二、設(shè)計(jì)小結(jié) 42 十三、參考文獻(xiàn) 42 一、設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)圓錐—圓柱齒輪減速器 設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置。該傳送設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)—減速器—運(yùn)輸帶組成。連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，小批量生產(chǎn)，運(yùn)輸鏈速度允許誤差為鏈速度的5%，使用年限

2、10年，每日三班工作。 （圖1） 1—電動(dòng)機(jī)；2聯(lián)軸器；3—減速器；4—鼓輪；5—傳送帶 二、原始數(shù)據(jù)： 傳送帶圓周力F(N) 傳送帶速度V(m/s) 滾筒直徑D（mm） 使用年限（年） 900 2.5 300 10（三班制） 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求： 1.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，其內(nèi)容通常包括下列幾個(gè)方面：（1）傳動(dòng)系統(tǒng)方案的分析和擬定以及減速器類型的選擇；（2）電動(dòng)機(jī)的選擇與傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算；（3）傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（如齒輪傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)，帶傳動(dòng)等）；（4）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；（5）軸承及其組合部件設(shè)計(jì)；（6）鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇及校核；（

3、7）減速器箱體，潤滑及附件的設(shè)計(jì)；（8）裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì)；（9）校核；（10）軸承壽命校核；（11）設(shè)計(jì)小結(jié)；（12）參考文獻(xiàn)；（13）致謝。 2.要求每個(gè)學(xué)生完成以下工作： （1）減速器裝配圖一張（0號(hào)或一號(hào)圖紙） （2）零件工作圖兩張（輸出軸及該軸上的大齒輪），A4圖紙，比例1︰1。 （3）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。 二、傳動(dòng)方案的擬定 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下： （圖2） 由圖可知，該設(shè)備原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置為減速器，工作機(jī)為運(yùn)輸設(shè)備。 減速器為展開式圓錐—圓柱齒輪的二級(jí)傳動(dòng)，軸承初步選用深溝球軸承。 聯(lián)軸器2選用凸緣聯(lián)軸器，8選用齒式聯(lián)軸器。 三、電動(dòng)機(jī)的選擇及

4、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 一、選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式 按工作要求和條件，選用Y型三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，頻率50Hz。 二、選擇電動(dòng)機(jī)容量 工作機(jī)主動(dòng)軸功率：，傳動(dòng)裝置的總效率： （式中、、、、分別為聯(lián)軸器、滾動(dòng)軸承、圓錐齒輪傳動(dòng)、圓柱齒輪傳動(dòng)和卷筒的傳動(dòng)效率。）取=0.99（聯(lián)軸器），=0.985（滾動(dòng)軸承），=0.96（齒輪精度為8級(jí)，不包括軸承效率），=0.97（齒輪精度為8級(jí)，不包括軸承效率），=0.96（卷筒效率，不包括軸承）則 電動(dòng)機(jī)所需功率： 因載荷平穩(wěn)，選電動(dòng)機(jī)的額定功率為3kw。 三、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 滾筒的工作轉(zhuǎn)速為

5、： 按課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書P16—表3—2查得圓錐—圓柱齒輪的傳動(dòng)比一般范圍為：=8~15，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： 根據(jù)額定功率≥，且轉(zhuǎn)速滿足 ，可選同步轉(zhuǎn)速為1500 , 選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y100L2-4。 其主要性能如下表： 型號(hào) 額定功率Kw 滿 載 時(shí) 轉(zhuǎn)速 電流（380V） A 效率 % 功率 因數(shù) Y100L2-4 3 1420 6.8 82.5 0.81 7.0 2.2 2.3 電動(dòng)機(jī)的外形尺寸： 中心高H 外形尺寸 L(AC/2+AD)HD 底角安裝尺寸 AB 地腳螺栓孔 直徑 K

6、軸伸尺寸 DE 裝鍵部位 尺寸FGD 100 380205245 160140 12 2860 831 四、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 1.總傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比 2.分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比直齒輪圓錐齒輪傳動(dòng)比 因?yàn)槭菆A錐圓柱齒輪減速器，所以 取 圓錐圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1.電動(dòng)機(jī)軸（各軸的標(biāo)號(hào)均已在圖2中標(biāo)出） 2．高速軸 3．中間軸 4低速軸 5滾筒軸 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表： 軸名 功率P（kw） 轉(zhuǎn)矩T

7、（N`m） 轉(zhuǎn)速n（r/min） r/min 傳動(dòng)比i 效率ηη 電動(dòng)機(jī)軸 2.84 19.1 1420 1 0.99 Ⅰ軸 2.8116 19 1420 2.225 0.96 Ⅱ軸 2.7 40.4 638.3 4 0.97 Ⅲ軸 2.62 156.8 159.6 1 0.99 滾筒軸 2.6 155.6 159.6 四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知輸入功率（略大于小齒輪的實(shí)際功率），小齒輪的轉(zhuǎn)速為：，大齒輪的轉(zhuǎn)速為，傳動(dòng)比i=2.225，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命（設(shè)每年工作300天），三

8、班制，帶式輸送，平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。 1.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) （1）按傳動(dòng)方案，選用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，齒形制,齒形角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)，螺旋角，不變位。 （2）、運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度。 （3）、材料選擇，小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度相差40HBS。 （4）、選小齒輪齒數(shù),則 2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 公式： ≥ （1）、確定公式內(nèi)的各計(jì)算值 1）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。 2）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-2

9、1d查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞極限。 3）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 小齒輪： 大齒輪： 4）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 5）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效率為1%，安全系數(shù)S=1，則： 6） 試選， 7）計(jì)算小齒輪矩： 8）試選齒寬系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-7 選 （2）、計(jì)算 1）試算小齒輪的分度圓直徑，帶入中的較小值得 2）計(jì)算圓周速度v 3）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，8級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) 查得，直齒輪 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）

10、》表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表得軸承系數(shù)，則 接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)。 4）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑： 5）計(jì)算模數(shù) 取標(biāo)準(zhǔn)值m=3 6）計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù) 圓整并確定齒寬 圓整取， 3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)　 2） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 3） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-5查得齒形系數(shù) 　 應(yīng)力校正系數(shù) 　 4） 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，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-18取彎曲疲

11、勞壽命系數(shù) 5） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)，得 根據(jù)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件 公式： 進(jìn)行校核 滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。 二、圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知輸入功率（略大于小齒輪的實(shí)際功率），小齒輪的轉(zhuǎn)速為：，大齒輪的轉(zhuǎn)速為，傳動(dòng)比，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命（設(shè)每年工作300天），三班制，帶式輸送，平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。 1.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 此軸向力較大，故二級(jí)變速裝置選用斜齒圓柱齒輪。 （2）、運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度。 （3）、材料選擇，小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料

12、為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度相差40HBS。 （4）、選小齒輪齒數(shù) （5）選取螺旋角。初選螺旋角 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù) 2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 3） 選齒寬系數(shù) 4） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-30選取區(qū)域系數(shù) 5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-26查得，，則 6） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 7） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》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

13、強(qiáng)度極限 9）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 10）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，得 （2）計(jì)算 1）試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得 2） 計(jì)算圓周速度v 3） 計(jì)算齒寬b及模數(shù) 4） 計(jì)算縱向重合度 5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)v=2.23m/s，8級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-3查得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-2查得使用系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-4查得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-13查得 接觸強(qiáng)度載荷系

14、數(shù) 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 6） 計(jì)算模數(shù) 取 7） 幾何尺寸計(jì)算 （1） 計(jì)算中心距 將中心距圓整為237mm （2） 按圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。 （3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 （4）計(jì)算齒輪寬度 圓整后取 3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度/ 1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)　 2） 根據(jù)重合度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) 3） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 4）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-5查得齒形系數(shù) 　 應(yīng)力校正系數(shù) 5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第

15、八版）》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 6）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 7）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)，得 8） 校核彎曲強(qiáng)度 根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核 滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。 三、數(shù)據(jù)整理 1.圓錐齒輪 齒輪類型：直齒圓錐齒輪（,齒形角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)，螺旋角，不變位）。 精度8級(jí)，小齒輪材40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪材料45剛（調(diào)質(zhì)），硬度分別為280HBS和240HBS 大端分度圓直徑：小齒輪，大齒輪 節(jié)錐頂距：R=103.42mm 節(jié)圓錐角：，

16、 齒寬： 齒數(shù)：， 模數(shù)m=3 2.圓柱齒輪 齒輪類型：斜齒圓柱齒輪 精度8級(jí)，小齒輪材40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪材料45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度分別為280HBS和240HBS。 分度圓直徑： ， 中心距：a=237mm 齒寬：， 齒數(shù)：， 模數(shù)：m=4 五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、減速器高速軸I的設(shè)計(jì) 1.求輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由前面的計(jì)算可得 2.求作用在齒輪上的力 圓錐小齒輪 3.初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-3，取,于是得 同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)，聯(lián)

17、軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩： ，則 查《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表16-4，選LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器即，該端選用的半聯(lián)軸器的孔徑，故取軸徑，半聯(lián)軸器的長度L=42mm。 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）、擬定軸上零件的裝配方案 下圖為Ⅰ軸上的裝配方案 （圖3） （2）、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度，如下圖： （圖4） 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。 軸承同時(shí)承載徑向力和軸向力，故選用深溝球軸承。參照工作要求，并根據(jù)尺寸，選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)軸承6305，其尺寸為。為了利于固定，一般取比b小1mm（如圖3所示），故可確定。 3）由經(jīng)驗(yàn)公式算軸肩高度： 取軸肩

18、高為3.5mm ，確定。 由成大先主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》的要求可得， ，取。 4）根據(jù)軸承安裝方便的要求，取 根據(jù)安裝軸承端蓋的要求，取 。 根據(jù)齒輪與內(nèi)壁的距離要求，取 。 5）根據(jù)齒輪孔的軸徑和長度，確定。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 （3）、軸上的零件的周向定位 齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接處的平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為28mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長見）。 為了保證聯(lián)軸器與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇聯(lián)軸器輪轂與軸配合為H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接處的平鍵截面 ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為25m

19、m（標(biāo)準(zhǔn)鍵長見）。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配合為H7/n6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 （4）、確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為，除下圖標(biāo)注外，各軸肩處的圓角半徑，均為R1，如圖： （圖5） 5.求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（圖3）作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 （圖6） （齒輪取齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑作為力的作用點(diǎn)，由于誤差較小取圓錐滾子軸承在寬度中點(diǎn)為作用點(diǎn)）。 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M m 總彎矩 扭矩T

20、 做彎矩、扭矩圖 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(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 7、 前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-1查得，故安全。 8、 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1） 判斷危險(xiǎn)截面 截面5右側(cè)受應(yīng)力最大 （2）截面5右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面5右側(cè)彎矩M為 截面5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，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。 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)（第八版）》附表3-

21、2查取。因，，經(jīng)插值后查得 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》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 又取碳鋼的特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值 故可知安全。 二、中間軸設(shè)計(jì) 1、求中間軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 而 已知圓錐直齒輪的平均分度圓半徑 而 3、初步確定軸的最小直徑 3、 先初步估算軸的最小直徑。選

22、取軸的材料為（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-3，取，得，中間軸最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 擬定軸上零件的裝配方案（見下圖圖五） （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承6305，其尺寸為，。 這對(duì)軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7查得6305型軸承的定位軸肩高度，因此取套筒直徑。 1） 取安裝齒輪的軸段，錐齒輪

23、左端與左軸承之間采用套筒定位，已知大錐齒輪寬，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪寬，故取，齒輪的右端采用軸肩定位，已知圓柱直齒輪齒寬，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸 段應(yīng)略短于輪轂長，故取。 2）箱體一小圓錐齒輪中心線為對(duì)稱軸，則取 。 （3）軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為18mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與 軸的配合為；圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm，同時(shí)為保證齒輪與

24、軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。 4、確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 5、求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 作扭矩彎矩圖 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(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（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-1查得，故安全。 7、精確校核軸的疲

25、勞強(qiáng)度 （1）判斷危險(xiǎn)截面 截面5左右側(cè)受應(yīng)力最大 （2）截面5右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面5右側(cè)彎矩M為 截面5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，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得 。 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)（第八版）》附表3-2查取。因，，經(jīng)插值后查得 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸

26、未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為 又取合金鋼的特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值 故可知安全。 （3）截面5左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面5左側(cè)彎矩M為 截面5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 過盈配合處的，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表3-8用插值法求出，并取，于是得 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 故得綜合系數(shù)為 計(jì)算安全系數(shù)值 故可知安全。 輸出軸設(shè)計(jì) 1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓直徑 而

27、 3、初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-3，取，得，輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，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)（第八版）》表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則 查《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表14-4，選LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為560000，半聯(lián)軸器的孔徑， 故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為50mm。 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案 （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的

28、各段直徑和長度 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑，左端用軸端擋圈定位，按軸端擋圈直徑， 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，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1-2段的長度應(yīng)比略短些，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，故選用深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì) （機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承6306，其尺寸為 ，，而。 左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 查得6306型軸承的定位軸肩高度，因此取；齒輪右端

29、和右軸承之間采用套筒定位，已知齒輪的寬度為86mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于齒輪寬度，故取。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為。軸環(huán)寬度，取。 4）軸承端蓋的總寬度為20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取 5）箱體一小圓錐齒輪中心線為對(duì)稱軸，則取。 （3）軸上的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為40mm，同時(shí)為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合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的

30、連接，選用平鍵，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。 4、 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 5、求軸上的載荷 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 作扭矩圖、彎矩圖 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(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（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-1查得，故安全。 7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1）判斷危險(xiǎn)截面 截面7右側(cè)受應(yīng)力最大 （

31、2）截面7右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面7右側(cè)彎矩M為 截面7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，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得 。 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)（第八版）》附表3-2查取。因，，經(jīng)插值后查得 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》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 又取碳鋼的特

32、性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值 故可知安全。 七、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算 初步選擇滾動(dòng)軸承，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承6305，其尺寸為 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 則 則 則 則 ， 則 因則 故合格。 中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算 初步選擇滾動(dòng)軸承，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承30305，其尺寸為，，， 載荷 水平面H 垂直面V 支

33、反力F 則 則 則 則 ， 則 因則 故合格。 輸出軸軸滾動(dòng)軸承計(jì)算 初步選擇滾動(dòng)軸承，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承30306，其尺寸為，，， 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 則 則 則 則 ， 則 因則 故合格。 八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 輸入軸鍵計(jì)算 1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： ，故單鍵

34、即可。 2、 校核圓錐齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： ，故單鍵即可。 中間軸鍵計(jì)算 1、 校核圓錐齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： ，故單鍵即可。 2、 校核圓柱齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： ，故單鍵即可。 輸出軸鍵計(jì)算 1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： ，故單鍵即可。 2、 校核圓柱齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的

35、轉(zhuǎn)矩為： ，故單鍵即可。 九、聯(lián)軸器的選擇 在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號(hào)。 輸入軸選LX1型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為250000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度。 輸出軸選選LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為560000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為38mm。 十、減速器附件的選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》選定通氣帽，A型壓配式圓形油標(biāo)A20（GB1160.1-89），外六角油塞及封油墊,箱座吊耳，吊環(huán)螺釘M12（GB825-88），啟蓋螺釘M8。 十一、潤滑與密封 齒輪采用浸油潤滑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基

36、礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表16-1查得選用N220中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB5903-86）。當(dāng)齒輪圓周速度時(shí)，圓錐齒輪浸入油的深度約一個(gè)齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x≥30~60mm。由于大圓錐齒輪，可以利用齒輪飛濺的油潤滑軸承，并通過油槽潤滑其他軸上的軸承，且有散熱作用，效果較好。 密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦А? 十三、參考文獻(xiàn) 1、《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》2006年5月 濮良貴主編 高等教育出版社 2、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》2001年12月 周元康主編 重慶出版社 3、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》2007年5月 金清肅主編 華中科技大學(xué)出版社 4、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 41