機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

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1、38 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳送裝置減速器 姓名：吳燦陽(yáng) 學(xué)號(hào)：200610824125 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化 院系：機(jī)電工程學(xué)院 指導(dǎo)老師：張日紅 目錄 一、設(shè)計(jì)題目 2 1、設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置 2 2、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 2 3、工作條件 2 4、機(jī)器結(jié)構(gòu)如圖 2 5、原始數(shù)據(jù) 2 二、總體設(shè)計(jì) 3 （一）、電動(dòng)機(jī)的選擇 3 （二）、傳動(dòng)比分配 4 （三）、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 4 三、傳動(dòng)零件的計(jì)算 5 （一）V帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5

2、（二）、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 6 （三）、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 12 四、軸的設(shè)計(jì) 17 （一）、軸的材料選擇和最小直徑估計(jì) 17 （二）、減速器的裝配草圖設(shè)計(jì) 18 （三）、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 五、軸的校核 21 （一）、高速軸的校核 21 （二）、中間軸的校核 25 （三）、低速軸的校核 29 六、鍵的選擇和校核 32 （一）、高速軸上鍵的選擇和校核 32 （二）、中間軸上的鍵選擇和校核 33 （三）、低速軸的鍵選擇和校核 33 七、滾動(dòng)軸承的選擇和校核 33 （一）、高速軸軸承的選擇和校核 33 （二）、中間軸軸承的選擇和校核 34 （一）、低速軸軸承的選

3、擇和校核 35 八、聯(lián)軸器的選擇 35 九、箱體的設(shè)計(jì) 36 十、潤(rùn)滑、密封的設(shè)計(jì) 37 十一、參考文獻(xiàn) 37 十二、總結(jié)。 37 一、設(shè)計(jì)題目 1、設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置（展開(kāi)式二級(jí)直齒、斜齒圓柱齒輪減速器；單號(hào)設(shè)計(jì)直齒，雙號(hào)設(shè)計(jì)斜齒） 2、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：如下表f-1 3、工作條件 輸送帶速度允許誤差為上5％；輸送機(jī)效率ηw＝0．96；工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)；工作年限：10年；工作環(huán)境：室內(nèi)，清潔；動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流，電壓380V；檢修間隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次

4、小修；制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，中批量生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)任務(wù)量：減速器裝配圖1張(A0或A1)；零件工作圖1～3張；設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。 4、機(jī)器結(jié)構(gòu)如圖 5、原始數(shù)據(jù) 根據(jù)以上要求，本人的原始數(shù)據(jù)如下： 1) 輸送帶拉力：F=7000N 2）輸送帶速度：v=0.8m/s 3）傳動(dòng)滾筒直徑：D=400 4）機(jī)械效率：=0.96 5)工作年限：10年（每年按300天計(jì)算）；2班制。 二、總體設(shè)計(jì) （一）、電動(dòng)機(jī)的選擇 （1）、根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用Y型三相異步電動(dòng)機(jī)。

5、 （2）、工作所需的功率： （3）、通過(guò)查（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)）表2-2確定各級(jí)傳動(dòng)的機(jī)械效率：V帶 =0.95；齒輪 =0.97；軸承 =0.99；聯(lián)軸器 =0.99?？傂? 電動(dòng)機(jī)所需的功率為： 由表（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)）16-1選取電動(dòng)機(jī)的額度功功率為7.5KW。 （4）、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速選1000r/min 和1500r/min兩種作比較。 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 D為傳動(dòng)滾筒直徑。 總傳動(dòng)比 其中為電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速。 現(xiàn)將兩種電動(dòng)機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較如下表f-2 表f-2 兩種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)比較 方案 電動(dòng)機(jī)

6、型號(hào) 額定功率/kW 同步轉(zhuǎn)速/（） 滿載轉(zhuǎn)速/ 傳動(dòng)比 Ⅰ Y160M-6 7.5 1000 970 25.382 Ⅱ Y132-2 7.5 1500 1400 37.680 由上表可知方案Ⅰ的總傳動(dòng)比過(guò)小，為了能合理分配傳動(dòng)比，使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案Ⅱ。 （5）、電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率同轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132-2。查表（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)）16-2得電動(dòng)機(jī)中心高H=132㎜ 外伸軸直徑D=38 外伸軸長(zhǎng)度E=80。如圖： （二）、傳動(dòng)比分配 根據(jù)上面選擇的電動(dòng)機(jī)型號(hào)可知道現(xiàn)在的總傳動(dòng)比i總=37.68 選擇V帶的傳

7、動(dòng)比；減速器的傳動(dòng)比。高速級(jí)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)比， 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比。 （三）、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1、各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算 2、各軸輸出功率計(jì)算 3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如下表f-3： 表f-3 軸號(hào) 轉(zhuǎn)速 功率 轉(zhuǎn)矩 傳動(dòng)比 0 1400 7.002 46.44 2.5 2 576 6.652 109.84 4.426 3 130.4 6.388 468.77 3.405 4 38.22 6.134 1532.69 1 5 38.22 6.012 1502.21 三、傳動(dòng)零

8、件的計(jì)算 （一）V帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算 1、確定計(jì)算功率Pca 查表（沒(méi)有說(shuō)明查那本書(shū)表格的，所有要查表均代表教材的表）8-7 取工作情況系數(shù)KA=1.1 則： 2、選擇V帶的帶型 由Pca=7.702 nd=1400r/min選用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 由表8-6和表8-8取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 2）驗(yàn)算帶速v，按式驗(yàn)算速度 因?yàn)?，故帶速適合。 3）計(jì)算大帶輪的直徑 ㎜ 取㎜ 4、確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 1）由公式 初定中心距a0=450㎜ 2）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld-1600

9、mm 3）計(jì)算實(shí)際中心距a 5、計(jì)算小帶輪的包角 6、計(jì)算帶根數(shù)Z 1）由=125mm和，查表8-4a得 根據(jù)，和A型帶，查表8-4b得 查表8-5得，查表8-2得 2）計(jì)算V帶的根數(shù)Z 7、計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 由表8-3得，A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1㎏/m 8、計(jì)算壓軸力Fp 壓軸力的最小值： 9、帶輪設(shè)計(jì) 由表8-10查得 f=9 可算出帶輪輪緣寬度： V帶傳動(dòng)的主要參數(shù)如下表f-4 表f-4 名稱 結(jié)果 名稱 結(jié)果 名稱 結(jié)果 帶型 A 傳動(dòng)比 2.5 根數(shù) 4 帶輪基準(zhǔn)直徑

10、 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 1600mm 預(yù)緊力 181.41N 中心距 443mm 壓軸力 1440N （二）、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1、選定高速級(jí)齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。 1）按設(shè)計(jì)任務(wù)要求，學(xué)號(hào)為單的選直齒圓柱齒輪。 2）輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度足夠。 3）材料選擇 由表10-1選擇小齒輪的材料為40cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HBS，大齒輪為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 4）選小齒輪齒數(shù)為Z1=24，則大齒輪齒數(shù)Z2=i2Z1=244.426=106.224，取Z2=107.齒數(shù)比 2、按齒面接觸

11、強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)公式 （1）、確定公式內(nèi)的各計(jì)數(shù)值 1）試選載荷系數(shù)Kt=1.3 2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩Tⅰ=T1=109.84Nm=109840Nmm 3）查表10-7選取齒寬系數(shù) 4)查表10-6得材料的彈性影響系數(shù) 5）由教材圖10-21按齒面硬度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)齒數(shù) 7）由圖10-19選取接觸疲勞壽命系數(shù) 8）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， （2）、計(jì)算 1）試計(jì)算小齒輪分度圓直徑，?。ㄈ∽钚≈担?。 2）計(jì)算圓周速度 3）計(jì)算齒寬 4）計(jì)算齒寬與齒高比 模

12、數(shù) 齒高 5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)v=1.97m/s ，8級(jí)精度，由教材圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.06 因?yàn)槭侵饼X齒輪，所以，由表10-2查得使用系數(shù)KA=1；由表10-4用插入法查得8級(jí)精度小齒輪支承非對(duì)稱時(shí)；由，查圖10-13得，故動(dòng)載系數(shù) 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 7）計(jì)算模數(shù) 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)公式 (1)、確定公式內(nèi)的計(jì)算值 1）由圖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 2）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù). 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S=1.4 則

13、： 4)計(jì)算載荷系數(shù)K 5)查取齒型系數(shù) 由表10-5查得 6）查去應(yīng)力校正系數(shù) 7）計(jì)算大、小齒輪的并作比較 （2）、設(shè)計(jì)計(jì)算 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算出的模數(shù)為(取最小): 比較計(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)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)度算得的模數(shù)2.05并就接近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑算出小齒輪齒數(shù)： 取 大齒輪齒數(shù) 取 4、幾何尺寸的計(jì)算 （

14、1）計(jì)算分度圓直徑 （2）計(jì)算中心距 （3）計(jì)算齒輪寬度 則：取小齒輪 大齒輪 5、修正計(jì)算結(jié)果 1） 查表8-5修正： 2） 3）齒高h(yuǎn)-=2.25m=2.252.5=5.625 ； 查表10-4 修正 由，查圖10-13修正 4）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算載荷系數(shù) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算載荷系數(shù) 5） 6） 然而是大齒輪的大 7） 實(shí)際 均大與計(jì)算的要求值，故齒輪強(qiáng)度足夠。 高速級(jí)齒輪的參數(shù)如下表f-5 表f-5 名稱 計(jì)算公式 結(jié)果/mm 模數(shù) m 2.5 壓力角 齒數(shù) 28 12

15、4 傳動(dòng)比 i 4.426 分度圓直徑 70 310 齒頂圓直徑 75 315 齒根圓直徑 63.75 303.75 中心距 190 齒寬 75 70 6、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高速大齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表f-6： 表f-6 名稱 結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式 結(jié)果/mm 轂孔直徑d 55 輪轂直徑D3 88 輪轂寬度L 取76 腹板最大直徑D0 取270 板孔分布圓直徑D1 179 板孔直徑D2 取40 腹板厚度C 20 根據(jù)參數(shù)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖f-1： 圖f-1 （三）、低速

16、級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 1、選定高速級(jí)齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。 1）仍然是選直齒圓柱齒輪。 2）輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度足夠。 3）材料選擇 由表10-1選擇小齒輪的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為235HBS，大齒輪為45鋼，正火處理，硬度為190HBS，二者材料硬度差為45HBS。 4）選小齒輪齒數(shù)為Z3=22，則大齒輪齒數(shù)Z4=i3Z3=223.82=84.04，取Z4=84.齒數(shù)比 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)公式 （1）、確定公式內(nèi)的各計(jì)數(shù)值 1）試選載荷系數(shù)Kt=1.3 2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩Tⅰ=T2=468Nm=46877Nmm 3）

17、查表10-7選取齒寬系數(shù) 4)查表10-6得材料的彈性影響系數(shù) 5）由教材圖10-21按齒面硬度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)齒數(shù) 7）由圖10-19選取接觸疲勞壽命系數(shù) 8）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， （2）、計(jì)算 1）試計(jì)算小齒輪分度圓直徑，取 。 2）計(jì)算圓周速度 3）計(jì)算齒寬 4）計(jì)算齒寬與齒高比 模數(shù) 齒高 5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)v=0.826m/s ，8級(jí)精度，由教材圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.05 因?yàn)槭侵饼X齒輪，所以，由表10-2

18、查得使用系數(shù)KA=1；由表10-4用插入法查得7級(jí)精度小齒輪支承非對(duì)稱時(shí)；由，查圖10-13得，故動(dòng)載系數(shù) 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 7）計(jì)算模數(shù) 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)公式 (1)、確定公式內(nèi)的計(jì)算值 1）由圖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 2）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù). 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S=1.4 則： 4)計(jì)算載荷系數(shù)K 5)查取齒型系數(shù) 由表10-5查得 6）查去應(yīng)力校正系數(shù) 7）計(jì)算大、小齒輪的并作比較 （2）、設(shè)計(jì)計(jì)算 按齒

19、根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算出的模數(shù)為(取最大): 比較計(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)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)度算得的模數(shù)3.58并就接近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=4，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑算出小齒輪齒數(shù)： 取 大齒輪齒數(shù) 取 4、幾何尺寸的計(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 則：取小齒輪 大齒輪 5、修正計(jì)算結(jié)果 1） 查表8-5修正： 2）

20、 3）齒高h(yuǎn)-=2.25m=2.254=9 ； 查表10-4 修正 由，查圖10-13修正 4）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算載荷系數(shù) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算載荷系數(shù) 5） 6） 然而是大齒輪的大 7） 實(shí)際 均大與計(jì)算的要求值，故齒輪強(qiáng)度足夠。 低速級(jí)齒輪的參數(shù)表如下表f-7 表f-7 名稱 計(jì)算公式 結(jié)果/mm 模數(shù) m 4 壓力角 齒數(shù) 32 109 傳動(dòng)比 i 3.405 分度圓直徑 128 436 齒頂圓直徑 136 444 齒根圓直徑 118 426 中心距 282 齒寬

21、 135 130 四、軸的設(shè)計(jì) （一）、軸的材料選擇和最小直徑估計(jì) 根據(jù)工作條件，初定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸的最小直徑計(jì)算公式 Ao的值由表15-3確定為：高速軸， 中間軸 ，低速軸。 1、 高速軸 因?yàn)楦咚佥S最小直徑處裝大帶輪，設(shè)一個(gè)鍵槽，因此 取 2、 中間軸 根據(jù)后面軸承的選擇，取 3、 低速軸 安裝聯(lián)軸器設(shè)一個(gè)鍵槽， 再根據(jù)后面密封圈的尺寸，取 （二）、減速器的裝配草圖設(shè)計(jì) 圖f-2 減速器草圖設(shè)計(jì)如上圖f-2 （三）、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、高速軸 1）高速軸的直徑的確定 ：最小直徑處 安裝大帶輪的外伸軸段，因此（26）

22、：密封處軸段 根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，定位高度 以及密封圈的標(biāo)注，?。?0） ：滾動(dòng)軸承軸段 （35） 滾動(dòng)軸承選取6307 ：dDB=35mm72mm17mm :過(guò)渡段 由于各級(jí)齒輪傳動(dòng)的線速度為2m/s左右，滾動(dòng)軸承采用脂潤(rùn)滑，考慮擋油盤(pán)的軸向定位，取(45) 齒輪軸段：由于齒輪直徑較小，所以采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。 ：滾動(dòng)軸承段，(35) 2）高速軸各段長(zhǎng)度的確定 ：由于大帶輪的轂孔寬度B=63mm，確定 ：由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定 ：由滾動(dòng)軸承、擋油盤(pán)及裝配關(guān)系等確定 (35) ：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)確定(100) ：由高速齒輪寬度B=55 確定(55) ：

23、滾動(dòng)軸承軸段，由裝配關(guān)系，和箱體結(jié)構(gòu)確定(33) 2、中間軸 1）中間軸各軸段的直徑確定 ：最小直徑處 滾動(dòng)軸承軸段，因此(40).滾動(dòng)軸承選取6308 dDB=40mm90mm23mm。 ：低速齒輪軸段 取(42) ： 軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 取(50) :高速帶齒輪軸段 (42) ：滾動(dòng)軸承段，(40) 2）中間軸各軸段長(zhǎng)度的確定 ：由滾動(dòng)軸承，擋油盤(pán)及裝配關(guān)系 取(35) ：由低速小齒輪輪寬B=95 取(93) ：軸環(huán)，(20) ：由高速齒輪大齒輪輪寬B=52取(50) ： (35) 3）細(xì)部機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 查（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)）表10-1得高速級(jí)大齒

24、輪處鍵bhL=12845（t=6.0，r=0.3）；低速級(jí)小齒輪鍵bhL=12888（t=6.0，r=0.3）；齒輪輪轂與軸的配合公差選；(42)滾動(dòng)軸承與軸的配合采用過(guò)度配合，此軸段的直徑公差選為，(40)各倒角為C2.中間軸的設(shè)計(jì)如下圖f-3： 圖f-3 4、 低速軸 1) 低速軸各軸段的直徑確定 ： 滾動(dòng)軸承軸段，因此.(70)滾動(dòng)軸承選取6214 dDB=70mm125mm24mm。 ：低速大齒輪軸段 取(80) ：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 取(95) : 過(guò)度段取，考慮擋油盤(pán)的軸向定位： (90) ：滾動(dòng)軸承段，(70) ：封密軸段處，，根據(jù)聯(lián)軸器的定位要求以

25、及封面圈的的標(biāo)注，取(60) ：最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段(58) 2）低速軸各軸段長(zhǎng)度的確定 ：由滾動(dòng)軸承、擋油盤(pán)以及裝配關(guān)系等確定取(37) ：由低速大齒輪輪寬B=130mm 取(89) ：軸環(huán)，(10) ：由由裝配關(guān)系和箱體結(jié)構(gòu)取(47) ：滾動(dòng)軸承、擋油盤(pán)以及裝配關(guān)系 ,l36=40 ：由聯(lián)軸器的孔轂L=142 取 五、軸的校核 C1 214 69 （一）、高速軸的校核 1、高速軸上作用力的計(jì)算 因?yàn)椴捎玫氖侵饼X圓柱齒輪，所以軸向力如下圖f-4，高速軸的力學(xué)模型： 齒輪1 圖f-4 f-5 2、支

26、反力的計(jì)算 由上面數(shù)學(xué)模型圖知 總長(zhǎng)L=283mm 1)垂直面受力如右圖f-5： 對(duì)于點(diǎn)得： 方向向下。 對(duì)于點(diǎn)得： 方向向下。 由上軸的合力 ，校核 計(jì)算無(wú)誤 圖f-6 2）水平支反力 水平面受力如右圖f-6 對(duì)于點(diǎn) 對(duì)于點(diǎn)得： 由上軸的合力 ，校核： 計(jì)算無(wú)誤。 圖f-7 M 60176.8 3）A1 點(diǎn)總支反力 B1 點(diǎn)總支反力 3、繪轉(zhuǎn)矩、彎矩圖 1）垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)矩圖如右圖f-7： C1點(diǎn) M 165315 圖

27、f-8 2）水平面彎矩圖如右圖f-8： C1點(diǎn) 175926.96 圖f-9 M 3)合成彎矩圖如右圖f-9： C1點(diǎn) 4、轉(zhuǎn)矩圖 圖f-10 M 109840 高速軸的轉(zhuǎn)矩圖如右圖f-10 T= 5、彎矩強(qiáng)度校核 由上面可知C1處截面的轉(zhuǎn)矩最大，是危險(xiǎn)截面，但由于軸和齒輪是采用軸結(jié)構(gòu)，d 和d14=50根相差太大，危險(xiǎn)截面可能會(huì)出現(xiàn)在D1處，如圖f-11： 據(jù)選定的軸材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得 當(dāng)危險(xiǎn)截面是C1處時(shí)：齒根圓 圖f-12 可見(jiàn)是安全的。 當(dāng)危險(xiǎn)截面是D1處時(shí)： 垂直

28、平面的彎矩 水平面的彎矩 合成力矩 于是： 也安全。 6、安全系數(shù)法疲勞強(qiáng)度校核 1）由上面可知，所以D1處是危險(xiǎn)截面 2）根據(jù)選定軸45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表15-1確定材料性能： 3）抗彎截面系數(shù)： 抗扭截面系數(shù)： 彎曲應(yīng)力: 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 4)影響系數(shù) 截面上由于軸肩引起的理論應(yīng)力集中系數(shù)和按表3-2查取。由 取=2.12 =1.70 由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù) 故有效應(yīng)力集中系數(shù)： 由附圖3-2的尺寸系數(shù) 由附圖3-4得的扭轉(zhuǎn)系數(shù) 軸按磨削加工 由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù) 軸未

29、經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 則可得綜合系數(shù)： 取鋼的特性系數(shù)： 則安全系數(shù)如下： >S =1.4故 設(shè)計(jì)的軸安全。 （二）、中間軸的校核 102.5 112.5 67 C2 D2 圖f-13 1、中間軸上作用力的計(jì)算 因?yàn)椴捎玫氖侵饼X圓柱齒輪，所以軸向力如下圖，中間軸的力學(xué)模型如圖f-13 齒輪2 齒輪3 2、支反力的計(jì)算 由上面數(shù)學(xué)模型圖知 總長(zhǎng)L=285mm 1)垂直面受力如圖f-14： 對(duì)于點(diǎn)得： 圖f-14 方向向下 對(duì)于點(diǎn)得： 方向

30、向下。 由上軸的合力 ，校核 圖f-15 計(jì)算無(wú)誤 2）水平支反力如圖f-15 對(duì)于點(diǎn) =5491.39N 對(duì)于點(diǎn)得： 由上軸的合力 ，校核： 計(jì)算無(wú)誤。 3）A2 點(diǎn)總支反力 B2 點(diǎn)總支反力 3、繪轉(zhuǎn)矩、彎矩圖 M 6538 -146796.4 圖f-16 1）垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)矩圖如右圖f-16： C2點(diǎn) M 562867.48 352627.8 圖f-17 D2點(diǎn) 2）水平面彎矩圖如右圖f-17： C2點(diǎn) D2點(diǎn) 3)合成彎矩圖如右

31、圖f-18：M 581694.9 352688.40 圖f-18 C2點(diǎn) D2點(diǎn) M 468770 圖f-19 4、轉(zhuǎn)矩圖 中間軸的轉(zhuǎn)矩圖如右圖f-19 5、彎矩強(qiáng)度校核 由上面可知C2處截面的轉(zhuǎn)矩最大，是危險(xiǎn)截面。根據(jù)選定的軸材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得 故安全。 6、安全系數(shù)法疲勞強(qiáng)度校核 1）由上面可知C2處是危險(xiǎn)截面 2）根據(jù)選定軸45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表15-1確定材料性能： 3）抗彎截面系數(shù)： C截面有一個(gè)鍵槽 bh=1610 t=6 抗扭截面系數(shù)： 彎曲應(yīng)力 扭

32、轉(zhuǎn)應(yīng)力 4)影響系數(shù) 截面上由于軸肩引起的理論應(yīng)力集中系數(shù)和按表3-2查取。由 取=2.10 =1.68 由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù) 故有效應(yīng)力集中系數(shù)： 由附圖3-2的尺寸系數(shù) 由附圖3-4得的扭轉(zhuǎn)系數(shù) 軸按磨削加工 由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù) 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 則可得綜合系數(shù)： 取鋼的特性系數(shù)： 則安全系數(shù)如下： >S=1.4 故 設(shè)計(jì)的軸安全。 C3 214 69 f-20 （三）、低速軸的校核 1、低速軸上作用力的計(jì)算 因?yàn)椴捎玫氖侵饼X圓柱齒輪，所以軸向力如圖f-20，低速

33、軸的力學(xué)模型： 齒輪1 f-21 2、支反力的計(jì)算 由上面數(shù)學(xué)模型圖知 總長(zhǎng)L=283mm 1)垂直面受力如右圖f-21： 對(duì)于點(diǎn)得： 方向向下。 對(duì)于點(diǎn)得： 方向向下。 由上軸的合力 ，校核 計(jì)算無(wú)誤。 2）水平支反力如圖f-22 對(duì)于點(diǎn) f-22 對(duì)于點(diǎn)得： 由上軸的合力 ，校核： 計(jì)算無(wú)誤。 3）A3 點(diǎn)總支反力 圖f-23 M -177997.04 B3 點(diǎn)總支反力 3、繪轉(zhuǎn)矩、彎矩圖 1）垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)矩圖如右

34、圖f-23： C3點(diǎn) 圖f-24 M 489043.36 2）水平面彎矩圖如右圖f-24： C3點(diǎn) 圖f-25 520429 M 3)合成彎矩圖如右圖f-25： M 1532690 圖f-26 C1點(diǎn) + 4、轉(zhuǎn)矩圖 高速軸的轉(zhuǎn)矩圖如右圖f-26 T= 5、彎矩強(qiáng)度校核 由上面可知C1處截面的轉(zhuǎn)矩最大，是危險(xiǎn)截面。據(jù)選定的軸材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得 故是安全的。 6、安全系數(shù)法疲勞強(qiáng)度校核 1）由上面可知，所以C3處是危險(xiǎn)截面 2）根據(jù)選定軸45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表15-

35、1確定材料性能： 3）C3處設(shè)一鍵槽 bh=2514 t=9 抗彎截面系數(shù)： 抗扭截面系數(shù)： 彎曲應(yīng)力: 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: 4)影響系數(shù) 截面上由于軸肩引起的理論應(yīng)力集中系數(shù)和按表3-2查取。由 取=2.01 =1.45 由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù) 故有效應(yīng)力集中系數(shù)： 由附圖3-2的尺寸系數(shù) 由附圖3-4得的扭轉(zhuǎn)系數(shù) 軸按磨削加工 由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù) 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 則可得綜合系數(shù)： 取鋼的特性系數(shù)： 則安全系數(shù)如下： >S =1.4故 設(shè)計(jì)的軸安全。 六、鍵的

36、選擇和校核 （一）、高速軸上鍵的選擇和校核 高速軸上只有安裝大帶輪的鍵。根據(jù)安裝大帶輪處直徑d=31㎜，查（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)）表10-1選擇普通平鍵。因?yàn)閹л喌妮嗇瀸払=63mm，所以選擇的鍵尺寸：bhl=10856 （t=5.0r=0.25）。標(biāo)記：鍵10856 GB/T1096-2003。鍵的工作長(zhǎng)度L=l-b=56-10=46mm,鍵的接觸高度k=0.5h=0.58=4mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 。按表6-2差得鍵的靜連接時(shí)需用應(yīng)力 則 故高速軸上的鍵強(qiáng)度足夠。 （二）、中間軸上的鍵選擇和校核 中間軸上的鍵是用來(lái)安裝齒輪的，因此選用圓頭普通平鍵。因?yàn)楦咚佥S上大齒輪的輪寬B=7

37、0mm ，軸段直徑d=55mm，所以選用bhl=161063（t=6.0，r=0.3），標(biāo)記：鍵161063GB/T1096-2003 。高速軸上大齒輪的輪寬B=135 ，軸段直徑d=55，所以選用bhl=1610125（t=6.0，r=0.3），標(biāo)記：鍵1610125 GB/T1096-2003 。由于兩個(gè)鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩都相同，所以只要校核短的鍵。短鍵的工作長(zhǎng)度L=l-b=63-16=47mm,鍵的接觸高度k=0.5h=0.510=5mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 則 故軸上的鍵強(qiáng)度足夠。 （三）、低速軸的鍵選擇和校核 低速上有兩個(gè)鍵，一個(gè)是用來(lái)安裝低速級(jí)大齒輪，另一個(gè)是用來(lái)安裝聯(lián)軸器。齒輪選用圓

38、頭普通平鍵，齒輪的軸段的直徑d=95mm，輪寬B=130mm 查表（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)）選鍵的參數(shù)：bhl=2514110（t=9.0，r=0.5）標(biāo)記鍵2514110GB/T1096-2003 。鍵的工作長(zhǎng)度 L=l-b=110-25=85mm,鍵的接觸高度k=0.5h=0.514=7mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 則 故安裝齒輪的鍵強(qiáng)度足夠。安裝聯(lián)軸器的鍵用單圓頭普通平鍵。由后面的聯(lián)軸器選擇所選的聯(lián)軸器TL10聯(lián)軸器可知 軸孔長(zhǎng)度L1=107 又因?yàn)檩S直徑d=65mm， 所以選鍵bhl=1811125。標(biāo)記：鍵C1811125 GB/T1096-2003。鍵的工作長(zhǎng)度 L=l-b=125-18=107

39、mm,鍵的接觸高度k=0.5h=0.511=5.5mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 則 故選的鍵強(qiáng)度足夠。 七、滾動(dòng)軸承的選擇和校核 （一）、高速軸軸承的選擇和校核 1、滾動(dòng)軸承的選擇 根據(jù)載荷及速度情況，選用深溝球軸承。由高速軸的設(shè)計(jì)，根據(jù)，選軸承型號(hào)為6209，其基本參數(shù)： 軸承1 軸承2 2、滾動(dòng)軸承的校核 1）軸承受力圖如右圖 2）當(dāng)量動(dòng)載荷 根據(jù)工作情況（無(wú)沖擊或輕微沖擊），由表13-6查得載荷系數(shù) 3）驗(yàn)算軸承的壽命 因?yàn)?，所以，只需?yàn)算軸承3，軸承預(yù)期壽命與整機(jī)相同，l=1030010=48000h 所以，軸承壽命

40、足夠。 （二）、中間軸軸承的選擇和校核 1、滾動(dòng)軸承的選擇 軸承3 軸承4 根據(jù)載荷及速度情況，選用深溝球軸承。由中間軸的設(shè)計(jì)，根據(jù)，選軸承型號(hào)為6309，其基本參數(shù)： 2、滾動(dòng)軸承的校核 1）軸承受力圖如右圖 2）當(dāng)量動(dòng)載荷 根據(jù)工作情況（無(wú)沖擊或輕微沖擊），由表13-6查得載荷系數(shù) 3）驗(yàn)算軸承的壽命 因?yàn)?，所以，只需?yàn)算軸承3，軸承預(yù)期壽命與整機(jī)相同，l=1030010=48000h 所以，軸承壽命足夠。 （一）、低速軸軸承的選擇和校核 1、滾動(dòng)軸承的選擇 根據(jù)載荷及速度情況，選用深溝球軸承

41、。由低速軸的設(shè)計(jì)，根據(jù)，選軸承型號(hào)為6217，其基本參數(shù)： 軸承5 軸承6 2、滾動(dòng)軸承的校核 1）軸承受力圖如右圖 2）當(dāng)量動(dòng)載荷 根據(jù)工作情況（無(wú)沖擊或輕微沖擊），由表13-6查得載荷系數(shù) 3）驗(yàn)算軸承的壽命 因?yàn)?，所以，只需?yàn)算軸承3，軸承預(yù)期壽命與整機(jī)相同，l=1030010=48000h 所以，軸承壽命足夠。 八、聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)工作要求，為了緩和沖擊，保證減速器的正常工作，輸出軸（低速軸）選用彈性主銷(xiāo)聯(lián)軸器，考慮到轉(zhuǎn)矩變化小，取，則 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)）表13-4，選用HTL

42、10，公稱轉(zhuǎn)矩為2000N.mm，孔徑d=65，L=143，需用轉(zhuǎn)速為1700r/min，故適用。標(biāo)記 聯(lián)軸器。 九、箱體的設(shè)計(jì) 箱體各部分尺寸關(guān)系如下表f-8： 表f-8 名稱 符號(hào) 尺寸關(guān)系mm 箱座壁厚 δ 12 箱蓋壁厚 δ1 10 箱蓋凸緣厚度 b1 18 箱座凸緣厚度 b 30 地腳螺釘直徑 df M20 地腳螺釘數(shù)量 n 6 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑 d1 M16 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 d2 M10 聯(lián)接螺栓d2的間距 L 軸承端蓋螺釘直徑 d3 M10 檢查孔蓋螺釘直徑 d4 M5 定位銷(xiāo)直徑 d

43、8 大齒輪齒頂圓與箱體壁的距離 L1 15 軸承座軸承蓋外徑 D1 D2 D3 140 150 200 箱體外壁到軸承座端面的距離 L2 50 凸緣尺寸 C1 C2 24 20 沉頭座直徑 D 22 通氣孔直徑 D4 18 箱坐上的肋厚 m1 14 十、潤(rùn)滑、密封的設(shè)計(jì) 1、潤(rùn)滑 因?yàn)辇X輪的速度都小于12m/s，所以，減速器齒輪選用油池浸油的方式潤(rùn)滑。把齒輪浸再油中，通過(guò)齒輪的傳動(dòng)，將油池中的油帶入嚙合處進(jìn)行潤(rùn)滑，同時(shí)也甩到箱壁上有助于散熱。潤(rùn)滑時(shí)，浸油高度為高速齒輪的0.7個(gè)齒高；滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑采用油潤(rùn)滑，通過(guò)齒輪的的快速轉(zhuǎn)動(dòng)，將油

44、打到機(jī)箱內(nèi)壁上，油沿著機(jī)箱內(nèi)壁流到油溝里，然后沿著油溝流到滾動(dòng)軸承那進(jìn)行潤(rùn)滑和散熱。可參見(jiàn)裝配圖。 1、密封 為了防止泄漏，減速器的箱蓋與箱體接合處和外伸軸處必須采取適當(dāng)?shù)拿芊獯胧?。箱體與箱蓋的密封可以通過(guò)改善接合處的粗糙度，一般為小于或等于6.3，另外就是連接箱體與箱蓋的螺栓與螺栓之間不宜太大，安裝時(shí)必須把螺栓擰緊。外伸軸處的密封根據(jù)軸的直徑選用國(guó)家標(biāo)注U型密封圈。 十一、參考文獻(xiàn) 1、《機(jī)械設(shè)計(jì)》（教材）第八版，高等教育出版社，主編：濮良貴 紀(jì)名剛 。 2、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，主編：殷玉楓。 3、《機(jī)械制圖》（第五版）（教材），高等教育出版社，主編：錢(qián)可強(qiáng) 何

45、銘新 4、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)簡(jiǎn)明手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社，主編：駱?biāo)鼐?朱詩(shī)順 5、《機(jī)械原理》（第七版）（教材），高等教育出版社，主編：孫桓 陳作模 葛文杰 6《材料力學(xué)》（第二版）（教材），高等教育出版社，主編：?jiǎn)屋x祖 十二、總結(jié)。 1、 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我更加深入地了解了機(jī)械設(shè)計(jì)這一門(mén)課程。機(jī)械設(shè)計(jì)不僅僅是一門(mén)課，我們必須通過(guò)理論接合實(shí)際，深入地去了解其中的概念和設(shè)計(jì)過(guò)程，這樣我們不但學(xué)到了理論知識(shí)，而且有助于提高我們的綜合素質(zhì)。這次設(shè)計(jì)不但涉及到我們學(xué)過(guò)的《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》等知識(shí)，還設(shè)計(jì)到我們還沒(méi)學(xué)過(guò)的《公差與配合》，CAD制圖，可見(jiàn)，機(jī)械設(shè)計(jì)是一門(mén)廣泛綜合的課程，單單靠教材學(xué)的點(diǎn)點(diǎn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，我們很有必要多點(diǎn)吸收課外的有關(guān)知識(shí).。 1. 這次設(shè)計(jì)還存在一些錯(cuò)誤：如在分配傳動(dòng)比的時(shí)候，傳動(dòng)比分配得有點(diǎn)不合理，造成后面箱體結(jié)構(gòu)不勻稱，有點(diǎn)過(guò)大；在畫(huà)裝配圖時(shí)，按照計(jì)算尺寸畫(huà)低速齒輪無(wú)法正常嚙合，應(yīng)該是計(jì)算出現(xiàn)了點(diǎn)錯(cuò)誤或傳動(dòng)比分配不合理。因此，必須繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣，提高計(jì)算能力和操作能力。 第 38 頁(yè) 共 37 頁(yè)