機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)二級(jí)減速器(詳細(xì)版).doc

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機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書題 目 設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置兩級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)x班 學(xué) 號(hào) xxxxx 學(xué)生姓名 xxx 指導(dǎo)教師 xxxxxxxxx xxxxxx年x月 x日西 安 文 理 學(xué) 院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名 田銀紅 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)08級(jí)一班 學(xué) 號(hào) 08102080124 指導(dǎo)教師 周毓明 何斌鋒 職 稱 教 研 室 機(jī)電系機(jī)電教研室 題目 設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 編號(hào) Z-1傳動(dòng)系統(tǒng)圖：圖一原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉力運(yùn)輸帶工作速度卷筒直徑25001.4250工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，小批量生產(chǎn)，單班制工作，使用期限8年，運(yùn)輸帶速度允許誤差為5%要求完成：1.減速器裝配圖1張（A2）。2.零件工作圖2張（齒輪和軸）。3.設(shè)計(jì)說明書1份，6000-8000字。開始日期 2010年 12 月 06 日 完成日期 20010 年 12 月 31 日目錄1選擇電動(dòng)機(jī)11.1電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式11.2電動(dòng)機(jī)容量11.3電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速21.4電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸22 計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比32.1傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比32.2分配各級(jí)傳動(dòng)比33計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)43.1各軸轉(zhuǎn)速43.2各軸輸入功率43.3各軸轉(zhuǎn)矩44傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算64.1圓錐直齒輪設(shè)計(jì)64.1.1選定齒輪齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)64.1.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)64.1.3校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度84.1.4幾何尺寸計(jì)算94.2圓柱直齒齒輪設(shè)計(jì)104.2.1選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)104.2.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)104.2.3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)105軸的設(shè)計(jì)計(jì)算155.1輸入軸設(shè)計(jì)155.2中間軸設(shè)計(jì)215.3輸出軸設(shè)計(jì)266滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算326.1輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算327鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算337.1輸入軸鍵計(jì)算337.2中間軸鍵計(jì)算337.3輸出軸鍵計(jì)算338.聯(lián)軸器的選擇及校核計(jì)算348.1各種聯(lián)軸器的比較348.1.1 剛性聯(lián)軸器348.1.2彈性元件的撓性聯(lián)軸器348.2聯(lián)軸器的選擇348.3聯(lián)軸器的校核計(jì)算359.減速器附件的選擇369.1視孔蓋和窺視孔369.2放油孔與螺塞369.3油標(biāo)369.4通氣孔369.5起蓋螺釘369.6定位銷369.7吊環(huán)3710.潤(rùn)滑與密封3811.鑄鐵直齒錐齒輪減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸的確定3912.設(shè)計(jì)小結(jié)4013.參考文獻(xiàn)41設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果1選擇電動(dòng)機(jī)計(jì)算驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，可擬定以下傳動(dòng)方案：1.1電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y（IP44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。1.2電動(dòng)機(jī)容量(1)工作機(jī)的輸出功率(2)電動(dòng)機(jī)輸出功率傳動(dòng)裝置的總效率依次確定式中各效率：2個(gè)聯(lián)軸器=0.99、4個(gè)滾動(dòng)軸承 =0.98、圓柱齒輪傳動(dòng)=0.97、圓錐齒輪傳動(dòng)=0.96。則 故 (3)電動(dòng)機(jī)額定功率由文獻(xiàn)【】中選取電動(dòng)機(jī)額定功率。1.3電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，由文獻(xiàn)【】表 1 中查得圓錐-圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：1.4電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，查文獻(xiàn)【】Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，選定電機(jī)，額定功率，滿載轉(zhuǎn)速，同步轉(zhuǎn)速。由文獻(xiàn)【】表19-1查得主要數(shù)據(jù)，并記錄備用，如表1-1所示： 表1-1電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)電機(jī)型號(hào)額定功率電流滿載轉(zhuǎn)速電機(jī)質(zhì)量軸徑mmY132M2-65.5Kw12.6A960輕382 計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比2.1傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 2.2分配各級(jí)傳動(dòng)比所以減速器傳動(dòng)比 圓錐齒輪傳動(dòng)比（） 圓柱齒輪傳動(dòng)比 3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)3.1各軸轉(zhuǎn)速3.2各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)所需功率計(jì)算各軸輸入功率，即(式中： )3.3各軸轉(zhuǎn)矩表3-1運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸號(hào)功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/（n.m）轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸4.342.7896010.99軸4.264.1742.3841.539602.40.94軸4.013.9395.7493.834003.70.95軸3.813.73336.59329.86108.110.97工作機(jī)軸3.703.63326.87320.33108.14傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1圓錐直齒輪設(shè)計(jì)已知輸入功率4.26kw，小齒輪轉(zhuǎn)速960r/min，齒數(shù)比u=2.4，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命8年（設(shè)每年工作300天），單班制，工作時(shí)有輕微振動(dòng)。4.1.1選定齒輪齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）按傳動(dòng)方案選用直齒錐齒輪傳動(dòng)。（2）圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB10095-88)（3）材料選擇 由文獻(xiàn)【】表10-1選擇小齒輪材料為(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。（4） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取整。則4.1.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)【】式10-9a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 試選載荷系數(shù) 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩為輸 選齒寬系數(shù)=0.99=0.98=0.97=0.96由文獻(xiàn)【】圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限由文獻(xiàn)【】表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由文獻(xiàn)【】圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)。 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力式10-12取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得（2）計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值平均分度圓直徑 計(jì)算圓周速度v計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，7級(jí)精度，由文獻(xiàn)【】圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) 表10-3直齒輪由文獻(xiàn)【】表10-2查得使用系數(shù)根據(jù)小齒輪一端懸臂布置，查文獻(xiàn)【】表10-9得軸承系數(shù)，則接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得計(jì)算模數(shù) 取標(biāo)準(zhǔn)值，文獻(xiàn)【】表10-6模數(shù)圓整為 計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù) 計(jì)算齒寬 文獻(xiàn)【】表10-7圓整為（取整）4.1.3校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（1）確定計(jì)算參數(shù)載荷系數(shù)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 由文獻(xiàn)【】表10-5查得齒形系數(shù) 應(yīng)力校正系數(shù) 安全系數(shù)由文獻(xiàn)【】圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 由文獻(xiàn)【】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)度極限許用應(yīng)力（2）校核強(qiáng)度由式10-23計(jì)算得 可知彎曲強(qiáng)度滿足，參數(shù)合理。4.1.4幾何尺寸計(jì)算（1）錐齒輪大端分度圓直徑 86.25mm,=210mm（2）計(jì)算錐距R 113.51mm（3）節(jié)圓錐角： （4）大端齒頂圓直徑:86.25mm=210mm113.51mmmm（5）計(jì)算齒寬 文獻(xiàn)【】表10-7圓整為（取整）4.2圓柱直齒齒輪設(shè)計(jì)（軟齒面）已知輸入功率4.01 kw，小齒輪轉(zhuǎn)速400r/min，齒數(shù)比u=3.7，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命8年（設(shè)每年工作300天），單班制，工作有輕微震動(dòng)。4.2.1選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB10095-88)（2）材料選擇 由文獻(xiàn)【】表10-1選擇大小齒輪材料均為45鋼（調(diào)質(zhì)），小齒輪齒面硬度為250HBS，大齒輪齒面硬度為220HBS。（3）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)4.2.2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)值試選載荷系數(shù)計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩選齒寬系數(shù) 由文獻(xiàn)【】表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)由文獻(xiàn)【】圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由文獻(xiàn)【】式10-13 由文獻(xiàn)【】圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)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，由式10-12得（2） 計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得計(jì)算圓周速度v計(jì)算齒寬b及模數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，7級(jí)精度，由文獻(xiàn)【】圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)由文獻(xiàn)【】表10-3查得由文獻(xiàn)【】表10-2查得使用系數(shù)由文獻(xiàn)【】表10-4查得由文獻(xiàn)【】圖10-13查得 接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，式10-10a得計(jì)算模數(shù) 4.2.3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式10-5得彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式（1）確定公式內(nèi)的個(gè)計(jì)算數(shù)值由文獻(xiàn)【】圖20-20c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，由文獻(xiàn)【】圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，由式10-12得 計(jì)算載荷系數(shù)由文獻(xiàn)【】表10-5查得齒形系數(shù)應(yīng)力校正系數(shù) 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較，取較小值計(jì)算。大齒輪的數(shù)值大（2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，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)，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)2.15 文獻(xiàn)【】表10-1就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 按接觸疲勞強(qiáng)度算得分度圓直徑 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)。 分度圓直徑中心距 齒寬 則 按計(jì)算后再作適當(dāng)圓整，而常將小齒輪的齒寬在圓整值的基礎(chǔ)上人為的加寬5-10,以防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯(cuò)位時(shí)導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷。 mmu=3.75軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1輸入軸設(shè)計(jì)(1) 求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 (2)求作用在齒輪上的力 已知高速級(jí)小圓錐齒輪的分度圓半徑為而 圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖5-1所示(3)初步確定軸的最小直徑先按式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為（調(diào)質(zhì)）根據(jù)文獻(xiàn)【】表15-3，取，得 取高速軸的輸入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，查文獻(xiàn)【】表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則 圖5-1軸的載荷分析 由于該軸與連軸器相連的一端直徑要與電機(jī)相同，應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩，所以查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003或文獻(xiàn)【】，選HL3彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為。(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案（見圖5-2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)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，為了滿端蓋密封，2-3軸段右端需制出一軸肩，故取3-4段的直徑， 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，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由文獻(xiàn)【】表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為 圖5-2軸的結(jié)構(gòu)與裝配 軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由文獻(xiàn)【】表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為36mm，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；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r6。確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為（5）求軸上的載荷，確定截面表5-1軸上載荷載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M 總彎矩扭矩T（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)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)），由文獻(xiàn)【】表15-1查得，故安全。（7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面截面 截面5右受應(yīng)力最大截面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)及按文獻(xiàn)【】附表3-2查取。因，經(jīng)插值后查得又由文獻(xiàn)【】附圖3-1可得軸的材料敏感系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由文獻(xiàn)【】附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。軸按磨削加工，由文獻(xiàn)【】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。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 過盈配合處的，由文獻(xiàn)【】附表3-8用插值法求出，并取 ，于是得軸按磨削加工，由文獻(xiàn)【】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。5.2中間軸設(shè)計(jì)（1）求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 （2）求作用在齒輪上的力已知圓柱直齒輪分度圓直徑 已知圓錐齒輪的分度圓半徑為圓周力、，徑向力、及軸向力、如圖5-3圖5-3軸的載荷分析圖（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（調(diào)質(zhì)），根據(jù)文獻(xiàn)【】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（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案（見下圖5-4）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)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，故選用單列圓錐滾子軸承，由文獻(xiàn)【】表15-1中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30206，其尺寸為，。 這對(duì)軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位。2） 取安裝齒輪的軸段，錐齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位，已知錐齒輪輪轂長(zhǎng)，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(zhǎng)，故取，齒輪的右端采用軸肩定位 軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為。取。3） 已知圓柱斜輪齒寬，由于結(jié)構(gòu)上的需要，將其設(shè)計(jì)為齒輪軸，軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取，在齒輪右端再設(shè)一軸肩，取，。軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由文獻(xiàn)【】表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為32mm，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；確定軸上圓角和倒角尺寸 ，取軸端倒角為mm圖5-4軸的結(jié)構(gòu)與裝配(5) 求軸上的載荷表5-2軸上載荷載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T(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)），由文獻(xiàn)【】表15-1查得，故安全。(7) 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面 截面5左右側(cè)受應(yīng)力最大截面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)及按文獻(xiàn)【】附表3-2查取。因，經(jīng)插 值后查得又由文獻(xiàn)【】附圖3-1可得軸的材料敏感系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由文獻(xiàn)【】附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。軸按磨削加工，由文獻(xiàn)【】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)為又取合金鋼的特性系數(shù)計(jì)算安全系數(shù)值截面5左側(cè)抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面5右側(cè)彎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，由文獻(xiàn)【】附表3-8用插值法求出，并取，于是得軸按磨削加工，由文獻(xiàn)【】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。5.3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直齒輪的分度圓直徑 而圓周力、徑向力及軸向力如圖5-5(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)文獻(xiàn)【】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，查文獻(xiàn)【】表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則查文獻(xiàn)【】表17-1，選HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為630000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為84mm。圖5-5軸的載荷分析圖(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案（見圖5-6）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)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,長(zhǎng)度42mm，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1-2段的長(zhǎng)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，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由文獻(xiàn)【】表15-1中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30310，其尺寸為，算上擋油環(huán)長(zhǎng)度，取。左端軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。齒輪左端以及軸承的定位采用擋油環(huán)，已知齒輪輪轂的寬度為75mm，為了使擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取，。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為。軸環(huán)寬度，取。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，按由文獻(xiàn)【】表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽 銑 刀加工，長(zhǎng)為,56mm，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r6。(5) 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為圖5-6軸的結(jié)構(gòu)與裝配 (6) 求軸上的載荷表5-3軸上載荷載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T(7) 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)），由文獻(xiàn)【】表15-1查得，故安全。(8) 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面 截面7左右側(cè)受應(yīng)力最大截面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)及按文獻(xiàn)【】附表3-2查取。因，經(jīng)插 值后查得 又由文獻(xiàn)【】附圖3-1可得軸的材料敏感系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由文獻(xiàn)【】附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。軸按磨削加工，由文獻(xiàn)【】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。6滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算6.1輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承，由文獻(xiàn)【】表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為,e=0.35,Y=1.7,表6-1軸承上的載荷載荷水平面H垂直面V支反力F則則則則則 則故合格。7鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算7.1輸入軸鍵計(jì)算校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：故單鍵即可。7.2中間軸鍵計(jì)算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(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：故單鍵即可。7.3輸出軸鍵計(jì)算校核聯(lián)軸器處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：故單鍵即可。8.聯(lián)軸器的選擇及校核計(jì)算8.1各種聯(lián)軸器的比較8.1.1 剛性聯(lián)軸器缺點(diǎn)：對(duì)兩軸對(duì)中性要求較高，當(dāng)兩軸有相對(duì)位移存在時(shí)，就會(huì)在機(jī)件內(nèi)引起附加載荷，使工作環(huán)境惡化。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，故當(dāng)轉(zhuǎn)速低時(shí)，無沖擊；當(dāng)軸的剛性大，對(duì)中性較好時(shí)常用。（1）撓性聯(lián)軸器： 無彈性元件的聯(lián)軸器，因有撓性，故可補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。（2）十字滑塊聯(lián)軸器一般用于轉(zhuǎn)速n250r/min,軸的剛性較大，且無劇烈沖擊處.（3）滑塊聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，適用于小功率高轉(zhuǎn)速而無劇烈沖擊處。（4）十字軸式萬向聯(lián)軸器允許兩軸間有較大的夾角。（5）齒式聯(lián)軸器傳遞很大轉(zhuǎn)矩，并允許有較大的位移偏移量，安裝精度要求不高，但質(zhì)量較大成本較高，在重型機(jī)械中應(yīng)用廣泛。8.1.2彈性元件的撓性聯(lián)軸器這類聯(lián)軸器因裝有彈性元件，不僅可以補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移，而且具有緩沖間真的作用。（1）彈性套柱銷聯(lián)軸器拆裝方便成本較低，但彈性套易磨損壽命較短，適用于連接載荷平穩(wěn)，需正反轉(zhuǎn)或啟動(dòng)頻繁的傳遞中小轉(zhuǎn)矩的軸。（2）彈性柱銷聯(lián)軸器傳遞能力大結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝制造方便耐久性好，彈性柱銷有一定的緩沖和減振能力。8.2聯(lián)軸器的選擇綜上所述，根據(jù)工作要求，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器較合理。根據(jù)所選電動(dòng)機(jī)軸徑的大小選擇聯(lián)軸器的孔徑。結(jié)合所選Y132M26型電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸，從GB/T5014-1995中查得HL3聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩為630許用最大轉(zhuǎn)速5000r/min,軸徑為30mm,32mm,35mm,38mm,故適用8.3聯(lián)軸器的校核計(jì)算在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號(hào)。輸入軸選HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為44mm。輸出軸選選HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為84mm。9.減速器附件的選擇由文獻(xiàn)【】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,啟蓋螺釘M6。9.1視孔蓋和窺視孔 在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動(dòng)零件嚙合區(qū)位置，并有足夠的空間，以便于能深入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，以便于機(jī)械加工出支撐蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M8緊固。9.2放油孔與螺塞 放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，與便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支撐面，并加封油圈加以密封。9.3油標(biāo)油標(biāo)位于便于觀察減速器油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出。9.4通氣孔由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大為便于排氣，在機(jī)蓋頂部窺視孔蓋上安裝通氣器，以便于達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡。9.5起蓋螺釘起蓋螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋連接凸緣的厚度，釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋。9.6定位銷為保證刨分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度。9.7吊環(huán)在機(jī)蓋上直接鑄處吊鉤和吊環(huán)，用以吊起或搬運(yùn)較重的物體10.潤(rùn)滑與密封齒輪采用脂潤(rùn)滑，由文獻(xiàn)【】表16-2查得選用通用鋰基潤(rùn)滑脂（GB7324-1994）。當(dāng)齒輪圓周速度時(shí)，圓錐齒輪浸入的深度約一個(gè)齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)降酌娴木嚯x3050mm。由于大圓錐齒輪，可以利用潤(rùn)滑軸承，并通過脂潤(rùn)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?1.鑄鐵直齒錐齒輪減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸的確定鑄鐵減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸如下表11-1：表11-1鑄鐵減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸部位名稱符號(hào)公式尺寸值箱座厚度8箱蓋厚度8箱座凸緣厚度12箱蓋凸緣厚度12箱座底凸緣厚度20地腳螺栓直徑20地腳螺栓數(shù)目6軸承旁連接螺栓直徑15箱蓋和座連接螺栓直徑10聯(lián)接螺栓的間距150-200200軸承端蓋螺釘?shù)闹睆?視孔蓋螺釘直徑6定位銷直徑15至外箱壁距離26至凸緣邊緣距離24軸承旁凸臺(tái)半徑24凸臺(tái)高度40外箱壁至軸承座端面距55大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距8齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離8箱蓋、箱座肋厚7高速軸軸承端蓋外徑111中間軸軸承端蓋外徑122低速軸軸承端蓋外徑128軸承旁連接螺栓距離120C=29000N=19200X=0.44Y=1.512.設(shè)計(jì)小結(jié)這次關(guān)于鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的實(shí)踐考驗(yàn)，對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過四個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ). 機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程，它融機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、互換性與技術(shù)測(cè)量、工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)等于一體。這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想、訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。 本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。13.參考文獻(xiàn)【1】 機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）高等教育出版社 主編 濮良貴 紀(jì)明剛 副主編 陳國(guó)定 吳立言【2】 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（第4版）機(jī)械工業(yè)出版社 主編 陸玉 副主編 馮立艷【3】 機(jī)械制圖高等教育出版社 主編 劉朝儒【4】 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社 主編 張龍【5】 機(jī)械原理高等教育出版社【6】 理論力學(xué)高等教育出版社