課程設(shè)計(jì)-二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器

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課 程 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 系 別 機(jī)械工程系 班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱 起止日期 46 目錄 《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 3 一、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 5 1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配 8 2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 8 二`帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 10 三、齒輪的設(shè)計(jì) 13 四.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 27 五 軸承的壽命計(jì)算 37 六 鍵連接的校核 37 七 潤(rùn)滑及密封類型選擇 38 八 減速器附件設(shè)計(jì) 39 九 .主要尺寸及數(shù)據(jù) 40 十. 設(shè)計(jì)完成后的各參數(shù) 42 十一.參考文獻(xiàn) 43 十二.心得體會(huì) 44 《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)：機(jī)械10-2 姓名： 丁昊 學(xué)號(hào)：09 一、設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 二、原始數(shù)據(jù)(E6) 運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩T = 850 Nm 運(yùn)輸帶工作速度 v = 1.45 m/s 卷筒直徑 D= 410 mm 三、工作條件 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差為5%。 四、應(yīng)完成的任務(wù) 1、減速器裝配圖一張（A0圖或CAD圖） 2、零件圖兩張（A2圖或CAD圖） 五、設(shè)計(jì)時(shí)間 2012年12月29日至2013年1月18日 六、要求 1、圖紙圖面清潔，標(biāo)注準(zhǔn)確，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)； 2、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書字體端正，計(jì)算層次分明。 七、設(shè)計(jì)說明書主要內(nèi)容 1、內(nèi)容 （1）目錄（標(biāo)題及頁(yè)次）； （2）設(shè)計(jì)任務(wù)書； （3）前言（題目分析，傳動(dòng)方案的擬定等）； （4）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； （5）傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（確定帶傳動(dòng)及齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)）； （6）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核； （7）箱體設(shè)計(jì)及說明 （8）鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算； （9）滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算； （10）聯(lián)軸器的選擇； （11）潤(rùn)滑和密封的選擇； （12）減速器附件的選擇及說明； （13）設(shè)計(jì)小結(jié)； （14）參考資料（資料的編號(hào)[ ]及書名、作者、出版單位、出版年月）； 2、要求和注意事項(xiàng) 必須用鋼筆工整的書寫在規(guī)定格式的設(shè)計(jì)計(jì)算說明書上，要求計(jì)算正確，論述清楚、文字精煉、插圖簡(jiǎn)明、書寫整潔。 本次課程設(shè)計(jì)說明書要求字?jǐn)?shù)不少于6-8千字（或30頁(yè)），要裝訂成冊(cè)。 沈陽(yáng)工程學(xué)院 機(jī)制教研室 一、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 1 電機(jī)選擇 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1、 選擇電動(dòng) 機(jī)的類型 按工作要求和工作條件選用Y系列鼠籠三相異步電動(dòng)機(jī)。其結(jié)構(gòu)為全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V Y系列防護(hù)式籠型三 相異步電動(dòng)機(jī) 2、 選擇電動(dòng) 機(jī)的容量 工作機(jī)有效功率P=,根據(jù)任務(wù)書所給數(shù)據(jù)T=850Nm，V=1.45,工作機(jī)卷筒的n=(60*1000*v)/3.14*D=67.58r/min。則有：P=（T*n）/9550=850*67.58/9550=6.01kw. 從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶之間的總效率為 = 式中，，，，分別為V帶傳動(dòng)效率, 滾動(dòng)軸承效率，閉式齒輪傳動(dòng)效率，聯(lián)軸器效率，卷筒效率。據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》知=0.96，=0.99，=0.97，=0.99，=0.96，則有： =0.825 所以電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為： P===7.28KW 取P=7.5KW Pw =6.01kW 1=0.96 2=0.99 3=0.97 4=0.99 5=0.96 η=0.825 P=7.5KW 3、 確定電動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)速 按推薦的兩級(jí)同軸式圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比I=8~40和帶的傳動(dòng)比I=2~4，則系統(tǒng)的傳動(dòng)比范圍應(yīng)為： I=I=（8~40）（2~4）=16~160 所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 n=I=（16~160）67.58 =（1081.28~10812.8） 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000r/min,1500r/min和3000r/min三種。查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件版）【常有電動(dòng)機(jī)】-【三相異步電動(dòng)機(jī)】-【三相異步電動(dòng)機(jī)的選型】-【Y系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)條件】-【電動(dòng)機(jī)的機(jī)座號(hào)與轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)關(guān)系】確定電機(jī)的型號(hào)為Y132M-4.其滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min,額定功率為7.5KW。 n=67.58r/min 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M-4 2 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1、總傳動(dòng)比 I= =21.31 2、分配傳動(dòng)比 因?yàn)镮=已知帶傳動(dòng)比的合理范圍為2~4。故取V帶的傳動(dòng)比=3則I分配減速器傳動(dòng)比，參考機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書圖12分配齒輪傳動(dòng)比得高速級(jí)傳動(dòng)比，低速級(jí)傳動(dòng)比為 =3 3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1、 各軸的轉(zhuǎn)數(shù) 電動(dòng)機(jī)軸 高速軸 中間軸 低速軸 n=1440 n= n= n= n =1440 r/min =480r/min =152.38r/min =67.42 r/min =67.58 r/min 2、各軸輸入功率 P=P=7.28KW P=PP=P =6.71KW PP =6.44KW P=7.28KW P=6.99kW P=6.71kW P6.44kW 3、各軸的輸出功率 P＇＝0.99=7.20kW P＇＝0.99=6.92kW P＇＝0.99=6.64kW P＇＝0.98=6.31kW P＇=7.20kW P＇=6.92kW P＇=6.64kW P＇=6.31 kW 3、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 T=9550=9550 =48.28N T=9.55 T=9.55 TN N 將上述計(jì)算結(jié)果匯總與下表: 帶式傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)： 軸 名 功率P KW 轉(zhuǎn)矩T Nmm 轉(zhuǎn)速r/min 輸入 輸出 輸入 輸出 電動(dòng)機(jī)軸 7．28 7．20 48．3 1440 1軸 6.99 6．92 139 480 2軸 6．71 6．31 421 152．38 3軸 6．44 3.39 912 67．42 卷筒軸 6．3 890 97． N.m N.mm 二`帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1 確定計(jì)算功率P 據(jù)[2]表8-7查得工作情況系數(shù)K=1.1。故有： P=KP P=8.25 2 選擇V帶帶型 據(jù)P和n有[2]圖8-11選用A帶 A帶 3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑d并驗(yàn)算帶速 （1） 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑d有[2]表8-6和8-8，取小帶輪直徑d=90mm。 驗(yàn)算帶速v，有： =6.78 因?yàn)?.78m/s在5m/s~30m/s之間，故帶速合適。 （3）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑d 取=280mm 新的傳動(dòng)比i==3.11 d=90mm v=6.78 =270 i=3.11 4 確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度L (1)據(jù)[2]式8-20初定中心距a=500mm (2)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =1599mm 由[2]表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L=1600mm （3）計(jì)算實(shí)際中心距 =499.5≈500 中心局變動(dòng)范圍： a=500mm =1599mm a=500mm =476mm = 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P 由和r/min查[2]表8-4a得 P=1.064KW 據(jù)n=1440，i=3和A型帶，查[2]8-4b得 P=0.17KW 查[2]表8-5得K=0.945，K=0.99，于是： P=(P+P)KK=1.154KW （2）計(jì)算V帶根數(shù)z 故取7根。 Z=7 7 計(jì)算單根V帶的初拉力最小值（F） 由[2]表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)質(zhì)量q=0.1。所以 =135N 應(yīng)使實(shí)際拉力F大于（F） =135N 8 計(jì)算壓軸力F 壓軸力的最小值為： （F）=2（F）sin=27135sin158/2 =1855N （F）=1855N 三、齒輪的設(shè)計(jì) 1 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）按要求的傳動(dòng)方案，選用圓柱直齒輪傳動(dòng)； 2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故用8級(jí)精度；（GB10095—88） 3）材料的選擇。由[2]表10-1選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，大齒輪的材料為45鋼（正火）硬度為200HBS，兩者硬度差為40HBS； 4）選小齒輪齒數(shù)為Z=24，大齒輪齒數(shù)Z可由Z=得 Z=75.6，取77； 直齒圓柱齒輪 45鋼 小齒輪調(diào)質(zhì)處理 大齒輪正火處理 8級(jí)精度 z1=24 z2=77 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 4、尺寸計(jì)算 按公式： （1）確定公式中各數(shù)值 1）試選K=1.3。 2）由[2]表10-7選取齒寬系數(shù)=1。 3）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，由前面計(jì)算可知： T=1.39N。 4）由[2]表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP 5）由[2]圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=580MP；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=560MP。 6）由[2]圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.95； K=1.05。 7）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，有 []==0.95580=551MP []==1.05560=588MP (2) 計(jì)算 確定小齒輪分度圓直徑d，代入 []中較小的值 1）計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d，由計(jì)算公式可得： =70.5mm 2)計(jì)算圓周速度。 v==1.77m/s 3）計(jì)算齒寬b b==170.5=70.5mm 4）計(jì)算模數(shù)與齒高 模數(shù) 齒高 5) 計(jì)算齒寬與齒高之比 6）計(jì)算載荷系數(shù)K。 已知使用系數(shù)K=1.25，據(jù)v=1.77，8級(jí)精度。由[2]圖10-8得K=1.1，K=1.46。由[2]圖10-13查得K=1.40，由[2]圖10-3查得K=K=1 故載荷系數(shù)： K=KKKK =1.1=2.01 7)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 8）計(jì)算模數(shù)m m= 3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式： （1）確定計(jì)算參數(shù) 1）計(jì)算載荷系數(shù)。 K=KKKK=1.1 =1.93 2）查取齒形系數(shù) 由[2]表10-5查得Y=2.65，Y=2.22 3）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由[2]表10-5查得Y=1.58，Y=1.77 4）由[2]圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極=330MP，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=310MP 5）由[2]圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.90，K=0.95 6）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，則有： []=212Mp []=210MP 7）計(jì)算大、小齒輪的 ，并加以比較 =0.01975 ==0.01871 經(jīng)比較大齒輪的數(shù)值大。 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 m=2.64 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)算的法面模數(shù)，取 m =3mm，已可滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。于是有： ==27.26 取Z=28，則Z3.2=89.6 取=89，新的傳動(dòng)比i3.18 4.幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算分度圓直徑 mm （2）計(jì)算中心距 a=175.5mm （3）計(jì)算齒輪寬度 b= B=90mm，B=85mm 由此設(shè)計(jì)有： 名稱 計(jì)算公式 結(jié)果/mm 模數(shù) m 3 壓力角 齒數(shù) 28 89 傳動(dòng)比 i 3.15 分度圓直徑 84 267 齒頂圓直徑 90 273 齒根圓直徑 75 258 中心距 175.5 齒寬 90 85 T=139N.m []=551MPa []=588MPa =70.5mm 1.77m/s h=6.62mm K=2.01 d=81.78mm m=3.41mm 212MPa 210MPa 89 84mm 267mm a=175.5mm b=84mm =90mm =85mm 2、低速齒輪的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1選、定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）按要求的傳動(dòng)方案，選用圓柱直齒輪傳動(dòng)； 2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故用8級(jí)精度；（GB10095—88） 3）材料的選擇。由[2]表10-1選擇小齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，大齒輪的材料為45鋼（正火）硬度為200HBS，兩者硬度差為40HBS； 4）選小齒輪齒數(shù)為Z=24，大齒輪齒數(shù)Z可由Z= 得Z=78.48，取78； 直齒圓柱齒輪 45鋼 小齒輪調(diào)質(zhì)處理 大齒輪正火處理 8級(jí)精度 z1=24 z2=78 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 4、尺寸計(jì)算 按公式： d2.32 （1）確定公式中各數(shù)值 1）試選K=1.3。 2）由[2]表10-7選取齒寬系數(shù)=1。 3）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，由前面計(jì)算可知： =4.2N。 4）由[2]表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP 5）由[2]圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=580MP；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=560MP。 6）由[2]圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K=1.07； K=1.13。 7）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，有 []=1.07580=620.6MP []=1.13560=632.8MP (2) 計(jì)算 確定小齒輪分度圓直徑d，代入 []中較小的值 1）計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d，由計(jì)算公式可得： d2.32=97.12mm 2)計(jì)算圓周速度。 v=0.77m/s 3）計(jì)算齒寬b b==197.12=97.12mm 4）計(jì)算模數(shù)與齒高 模數(shù) 齒高h(yuǎn)=2.25=2.25 5) 計(jì)算齒寬與齒高之比 =10.66 6）計(jì)算載荷系數(shù)K。 已知使用系數(shù)K=1.25，據(jù)v=0.77，8級(jí)精度。由[2]圖10-8得K=1.05，K=1.46。由[2]圖10-13查得K=1.38，由[2]圖10-3查得K=K=1 故載荷系數(shù)： K=KKKK =1.25=1.92 7)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： d=d=97.12 =118mm 8）計(jì)算模數(shù)m m=4.91mm 3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式： m （1）確定計(jì)算參數(shù) 1）計(jì)算載荷系數(shù)。 K=KKKK=1 =1.45 2）查取齒形系數(shù) 由[2]表10-5查得Y=2.65，Y=2.30 3）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由[2]表10-5查得Y=1.58，Y=1.72 4）由[2]圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極=330MP，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=310MP 5）由[2]圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.95，K=0.97 6）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，則有： []=223.9Mp []=214.8MP 7）計(jì)算大、小齒輪的 ，并加以比較 0.0187 0.0184 經(jīng)比較大齒輪的數(shù)值大。 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 m3.4mm 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)算的法面模數(shù)，取 m =4mm，已可滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。 于是有： Z=29 取Z=29，則Z2.2629=65.54取=65 新的傳動(dòng)比i2.24 4.幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算分度圓直徑 （2）計(jì)算中心距 a188mm （3）計(jì)算齒輪寬度 b108=108mm B=100mm，B=95mm 由此設(shè)計(jì)有： 名稱 計(jì)算公式 結(jié)果/mm 模數(shù) m 4 齒數(shù) 29 65 傳動(dòng)比 2.24 分度圓直徑 116 260 齒頂圓直徑 124 268 齒根圓直徑 106 344 中心距 188 齒寬 100 95 T2=42N.m []=620.6MPa []=632.8MPa =97.12mm V=0.77m/s mm h=9.11mm K=1.92 d=97.12mm m=4.91mm [σF]1=223.9MPa [σF]2=214.8MPa K =1.45 Z1=29 Z2=65 d1=116mm d2 =260mm a=188mm b=108mm =100mm =95mm 6.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 1、 高速軸的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1、已知條件 功率 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 6.99Kw 139Nm 480r/min 2、選擇軸的材料 因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選用常用的材料45鋼，調(diào)制處理 45鋼，調(diào)制處理 F=3310N F=1205N F=1855 3、求作用在齒輪上的力 已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為d=84mm 而 F=3310N F=F3310=1205N 壓軸力F=1855N 4、初步確定軸的最小直徑 現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理?yè)?jù)[2]表15-3，取A=110，于是得： d=A27mm 因?yàn)檩S上應(yīng)開2個(gè)鍵槽，所以軸徑應(yīng)增大10%-15%故d=31.05mm，又此段軸與大帶輪裝配，綜合考慮兩者要求取d=32mm，查[4]P表14-16知帶輪寬B=78mm故此段軸長(zhǎng)取76mm。 6、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （1）擬定軸上零件的裝配方案 通過分析比較，裝配示意圖 （2）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）I-II段是與帶輪連接的其d=32mm，l=76mm。 2）II-III段用于安裝軸承端蓋，軸承端蓋的e=9.6mm（由減速器及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的拆卸及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求，取端蓋與I-II段右端的距離為38mm。故取l=58mm，因其右端面需制出一軸肩故取d=35mm。 3）初選軸承，因?yàn)橛休S向力故選用深溝球軸承，參照工作要求并據(jù)d=35mm，由軸承目錄里初選6208號(hào)其尺寸為d=40mm80mm18mm故d=40mm。又右邊采用軸肩定位取=52mm所以l=139mm，=58mm，=12mm 4）取安裝齒輪段軸徑為d=46mm，齒輪左端與左軸承之間用套筒定位，已知齒輪寬度為90mm為是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l=86mm。齒輪右邊Ⅶ-Ⅷ段為軸套定位，且繼續(xù)選用6208軸承，則此處d=40mm。取l=46mm （3）軸上零件的周向定位 齒輪，帶輪與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由[5]P表4-1查得平鍵截面b,鍵槽用鍵槽銑刀加工長(zhǎng)為70mm。同時(shí)為了保證帶輪與軸之間配合有良好的對(duì)中性，故選擇帶輪與軸之間的配合為，同樣齒輪與軸的連接用平鍵14，齒輪與軸之間的配合為軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實(shí)現(xiàn)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 參考[2]表15-2取軸端倒角為2.其他軸肩處圓覺角見圖。 mm 2`中間軸。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1.求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由前面的計(jì)算得P=6.71KW，n=152.38，T =4.2N 2、初步確定軸的最小直徑 現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理?yè)?jù)[2]表15-3，取A=110，于是得： d=A38.8mm 因?yàn)檩S上應(yīng)開2個(gè)鍵槽，所以軸徑應(yīng)增大10%-14%故d=44.6mm，又此段軸與軸承裝配，故同時(shí)選取軸承，因?yàn)檩S承上承受徑向力，故選用深溝球軸承，參照工作條件可選6210其尺寸為：d=50故d=50mm右端用套筒與齒輪定位，套筒長(zhǎng)度取24mm所以l=48mm 45鋼，調(diào)制處理 d=38.8mm 3，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 擬定軸上零件的裝配方案通過分析比較，裝配示意圖 （2）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）II -III段為高速級(jí)大齒輪，由前面可知其寬度為85mm，為了使套筒端面與大齒輪可靠地壓緊此軸段應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度。故取l=79mm，d=68mm。 2）III-IV段為大小齒輪的軸向定位，此段軸長(zhǎng)度應(yīng)由同軸條件計(jì)算得l =20mm，d=80mm。 3）IV-V段為低速級(jí)小齒輪的軸向定位，由其寬度為113mm可取l=112mm，d=56mm 4）V-VI段為軸承同樣選用深溝球軸承6210，左端用套筒與齒輪定位，取套筒長(zhǎng)度為24mm則 l =48mm d=50mm （3）軸上零件的周向定位 兩齒輪與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由[5]P表4-1查得平b,按d得平鍵截面b=16其與軸的配合均為。軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實(shí)現(xiàn)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 參考[2]表15-2取軸端倒角為2.個(gè)軸肩處圓覺角見圖 l=79mm d=68mm l =20mm d=80mm l=112mm d=56mm l =48mm d=50mm 3 III軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由前面算得P=6.44KW，n=67.4r/min，T=9.12N 2.求作用在齒輪上的力 已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 d=260mm 而 F=7015N F=F70152553N 3.初步確定軸的最小直徑 現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理?yè)?jù)[2]表15-3，取A=110，于是得： d=A50.3mm 同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩T=K查[2]表14-1取K=1.3.則：T 按計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件查[5]P表8-7可選用GY7型彈性柱銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為1600000N。半聯(lián)軸器孔徑d=50mm，故取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l=102mm。 d=50.3mm T =11856000N*mm d=50mm 4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 擬定軸上零件的裝配方案通過分析比較，裝配示意圖 （2）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，I-II右端需制出一軸肩故II-III段的直徑d=52mm；左端用軸端擋圈定位取軸端擋圈直徑D=52mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)為102mm，為保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸上，故I-II段長(zhǎng)度應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取l=132mm. 2）II-III段是固定軸承的軸承端蓋e=12mm。據(jù)d =52mm和方便拆裝可取l=95mm。 3）初選軸承，因?yàn)橛休S向力故選用深溝球軸承，參照工作要求d=55mm，由軸承目錄里初選6211號(hào)其尺寸為d=55mm100mm21mm，l=21mm由于右邊是軸肩定位，d=65mm，l=98mm，d=71mm，l=12mm。 4）取安裝齒輪段軸徑為d=63mm，已知齒輪寬為115mm取l=111mm。齒輪右邊Ⅶ-Ⅷ段為軸套定位，軸肩高h(yuǎn)=6mm則此處d=70mm。取l=48mm （3）軸上零件的周向定位 齒輪，半聯(lián)軸器與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由[5]P表4-1查得平鍵截面b鍵槽用鍵槽銑刀加工長(zhǎng)為95mm。選擇半聯(lián)軸器與軸之間的配合為，同樣齒輪與軸的連接用平鍵22齒輪與軸之間的配合為軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實(shí)現(xiàn)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 參考[2]表15-2取軸端倒角為2.個(gè)軸肩處圓覺角見圖。 d=52mm l=132mm d=55mm l=21mm d=65mm l=98mm d=71mm l=12mm d=63mm l=111mm d=70mm l=48mm 5.求軸上的載荷 先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖如圖7-6。 現(xiàn)將計(jì)算出各個(gè)截面處的M，M和M的值如下： F=794N F=2182N M=-139744N M=384032N M==408667N T=9.12N F=794N M= -139744N M=384032N M=408667N T=9.12N 6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎 矩圖和扭矩圖中可以看出截面A是軸的危險(xiǎn)截面，則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù)，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 =13.4MP 前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由[2]表15-1 查得[]=60Mp，，故安全。 =13.4MPa 7. 軸承的壽命計(jì)算 （一）、Ⅲ軸上軸承6211的壽命計(jì)算 預(yù)期壽命： 已知 74619>24000h 故III軸上的軸承6211滿足要求。 74619 符合要求 8. 鍵連接的校核 III軸上鍵的校核 查表4-5-72得許用擠壓應(yīng)力為 I-II段鍵與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度 故此鍵能安全工作。 Ⅵ-Ⅶ段與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度 故此鍵能安全工作。 鍵的強(qiáng)度符合要求 9． 潤(rùn)滑及密封類型選擇 1 潤(rùn)滑方式 齒輪采用飛濺潤(rùn)滑，在箱體上的四個(gè)軸承采用脂潤(rùn)滑，在中間支撐上的兩個(gè)軸承采用脂潤(rùn)滑。 2 密封類型的選擇 1. 軸伸出端的密封 軸伸出端的密封選擇毛氈圈式密封。 2. 箱體結(jié)合面的密封 箱蓋與箱座結(jié)合面上涂密封膠的方法實(shí)現(xiàn)密封。 3. 軸承箱體內(nèi)，外側(cè)的密封 （1）軸承箱體內(nèi)側(cè)采用擋油環(huán)密封。 （2）軸承箱體外側(cè)采用毛氈圈密封 10. 減速器附件設(shè)計(jì) 1 觀察孔及觀察孔蓋的選擇與設(shè)計(jì) 觀察孔用來檢查傳動(dòng)零件的嚙合，潤(rùn)滑情況，并可由該孔向箱內(nèi)注入潤(rùn)滑油。平時(shí)觀察孔蓋用螺釘封住，。為防止污物進(jìn)入箱內(nèi)及潤(rùn)滑油滲漏，在蓋板與箱蓋之間加有紙質(zhì)封油墊片，油孔處還有慮油網(wǎng)。 查表[6]表15-3選觀察孔和觀察孔蓋的尺寸分別為和。 2 油面指示裝置設(shè)計(jì) 油面指示裝置采用油標(biāo)指示。 .3 通氣器的選擇 通氣器用來排出熱膨脹，持氣壓平衡。查表[6]表15-6選 型通氣帽。 4 放油孔及螺塞的設(shè)計(jì) 放油孔設(shè)置在箱座底部油池的最低處，箱座內(nèi)底面做成外傾斜面，在排油孔附近做成凹坑，以便能將污油放盡，排油孔平時(shí)用螺塞堵住。查表[6]表15-7選型外六角螺塞。 .5 起吊環(huán)的設(shè)計(jì) 為裝卸和搬運(yùn)減速器，在箱蓋上鑄出吊環(huán)用于吊起箱蓋。 6 起蓋螺釘?shù)倪x擇 為便于臺(tái)起上箱蓋，在上箱蓋外側(cè)凸緣上裝有1個(gè)啟蓋螺釘，直徑與箱體凸緣連接螺栓直徑相同。 .7 定位銷選擇 為保證箱體軸承座孔的鏜孔精度和裝配精度，在精加工軸承座孔前，在箱體聯(lián)接凸緣長(zhǎng)度方向的兩端，個(gè)裝配一個(gè)定位銷。采用圓錐銷，直徑是凸緣連接螺栓直徑的0.8倍。 11. .主要尺寸及數(shù)據(jù) 箱體尺寸： 箱體壁厚=10mm 箱蓋壁厚=8mm 箱座凸緣厚度b=15mm 箱蓋凸緣厚度b=12mm 箱座低凸緣厚度b=25mm 地腳螺栓直徑d=19mm 地腳螺栓數(shù)目n=4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d=M16 機(jī)座與機(jī)蓋聯(lián)接螺栓直徑d=M12 聯(lián)接螺栓d的間距l(xiāng)=150mm 軸承端蓋螺釘直徑d=M10 窺視孔蓋螺釘直徑d=M8 定位銷直徑d=10mm d,d,d至外箱壁的距離c=34mm，22mm，18mm d，d至凸緣邊緣的距離c=28mm，16mm 軸承旁凸臺(tái)半徑R=16mm 凸臺(tái)高度根據(jù)低速軸承座外半徑確定 外箱壁至軸承座端面距離L=70mm 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離=14mm 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離=12mm 箱蓋，箱座肋厚m=m=7mm 軸承端蓋外徑D2：凸緣式端蓋：D+（5~5.5）d 以上數(shù)據(jù)參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 =10mm =8mm b=15mm b=12mm b=25mm d=19mm n=4 d=M16 d=M12 l=150mm d=M10 d=M8 d=10mm c=34mm，22mm，18mm c=28mm，16mm R=16mm L=70mm =14mm =12mm m=m=7mm 12. 設(shè)計(jì)完成后的各參數(shù) 1傳動(dòng)比 原始分配傳動(dòng)比：i=3 i=3.15 i=2.26 修正后 : i=3.11 i=3.18 i=2.24 i=3.11 i=3.18 i=2.24 各新的轉(zhuǎn)速 n= n= n=463 n=145.6 =65 各軸的輸入效率 =6.92KW =6.65kw =6.39KW =6.26KW 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 =142.7 =453.7 =937.2 =918 軸 號(hào) 功率 （KW） 轉(zhuǎn)矩（N） 轉(zhuǎn)速（） 電機(jī)軸 7.28 4.8 1440 1軸 6.92 1.4 463 2軸 6.65 4.4 145.6 3軸 6.39 9.4 65 卷同軸 6.26 9.2 65 13.參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)： 《機(jī)械設(shè)計(jì)》徐錦康 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》陸玉 何在洲 佟延偉 主編 第3版 機(jī)械工業(yè)出版社 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 13.心得體會(huì) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械課程當(dāng)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)通過了3周的課程設(shè)計(jì)使我從各個(gè)方面都受到了機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，對(duì)機(jī)械的有關(guān)各個(gè)零部件有機(jī)的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識(shí)。 由于在設(shè)計(jì)方面我們沒有經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)學(xué)的不牢固，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題，如：在選擇計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)件是可能會(huì)出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的計(jì)算誤差會(huì)更大，在查表和計(jì)算上精度不夠準(zhǔn) 在設(shè)計(jì)的過程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他課程的理論知識(shí)和應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，在設(shè)計(jì)的過程中還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊(duì)精神，大家共同解決了許多個(gè)人無法解決的問題，在這些過程中我們深刻地認(rèn)識(shí)到了自己在知識(shí)的理解和接受應(yīng)用方面的不足，在今后的學(xué)習(xí)過程中我們會(huì)更加努力和團(tuán)結(jié)。 由于本次設(shè)計(jì)是分組的，自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的東西不多，但在通過這次設(shè)計(jì)之后，我想會(huì)對(duì)以后自己獨(dú)立設(shè)計(jì)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。