單級(jí)圓柱齒輪減速器

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1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 2010-2011第2學(xué)期 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 成 績(jī)： 日期：2011 年 06 月 目錄 1、 設(shè)計(jì)目的…………………………………………………………………2

2、 二、設(shè)計(jì)方案…………………………………………………………………2 三、電機(jī)的選擇………………………………………………………………3 四、傳動(dòng)比的計(jì)算及分配……………………………………………………4 五、傳動(dòng)裝置的動(dòng)力參數(shù)……………………………………………………5 六、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)和校核……………………………………………………7 七、軸的設(shè)計(jì)和校核…………………………………………………………15 八、鍵的選擇和校核…………………………………………………………23 九、箱體設(shè)計(jì)…………………………………………………………………23 十、滾動(dòng)軸承的選擇……………………………………

3、……………………25 十一、聯(lián)軸器的選擇…………………………………………………………26 十二、潤(rùn)滑與密封……………………………………………………………27 十三、設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………………………………………27 一、設(shè)計(jì)目的 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1、綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)及其他先修課的知識(shí)，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使已學(xué)知識(shí)得以鞏固、加深和擴(kuò)展； 2、學(xué)習(xí)和掌握通用機(jī)械零件、部件、機(jī)械傳動(dòng)及一般機(jī)械的基本設(shè)計(jì)方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力、分析問題及解決問題的能力； 3、提高學(xué)生在計(jì)算、制圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、

4、圖冊(cè)）進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算及考慮技術(shù)決策等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能和機(jī)械CAD技術(shù)。 二、設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 設(shè)計(jì)一用于螺旋輸送機(jī)上的單級(jí)圓柱齒輪減速器。輸送機(jī)工作軸功率P=4 KW,輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速n=55r/min。使用期限5年，兩班制工作，工作中有輕微震動(dòng)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)。螺旋輸送機(jī)同轉(zhuǎn)速容許誤差為5%，減速器由一般規(guī)模廠中小批量生產(chǎn)。裝置如下圖所示： 3、 電機(jī)的選擇 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1電動(dòng)機(jī)類型的選擇 選擇Y系列三相籠形異步電動(dòng)機(jī)。它屬于全封閉自扇冷式電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，維護(hù)方

5、便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械上。 2電動(dòng)機(jī)容量的選擇 電動(dòng)機(jī)所需工作功率： （kw） 由電動(dòng)機(jī)到輸送機(jī)的傳動(dòng)總效率為： 根據(jù)[1]《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表15.1中：、、、、分別為聯(lián)軸器1﹑滾動(dòng)軸承（一對(duì)）﹑圓柱直齒輪傳動(dòng)﹑聯(lián)軸器2和圓錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率。 據(jù)表9.2取=0.99、=0.99、=0.97、=0.99、=0.93。則：=0.990.990.970.990.93=0.85 所以，電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為： =4/0.85=4.7（kw） =0.8

6、5 P=4.7 Kw 3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速為： n=[(1-5%)~(1+5%)]55 r/min=52.3~57.8 r/min 根據(jù)[1]中表9.2推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)單級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍I=3~6；開式圓錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比I=2~4?？倐鲃?dòng)比范圍為I=I I=6~24。 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍： N= In=(6~24) 55=330~1320 r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750、1000 r/min。 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由相關(guān)手冊(cè)查出三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)： 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/kw

7、滿載轉(zhuǎn)速/（rmin） 1 Y160M2-8 5.5 720 2.0 2.0 2 Y132M2-6 5.5 960 2.0 2.0 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，比較兩種方案可知:方案1比較合適。 選擇750r/min的電動(dòng)機(jī) 四、傳動(dòng)比的計(jì)算及分配 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n和工作機(jī)主動(dòng)

8、軸轉(zhuǎn)速n ，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為： I=n/n=720/55=13.09 I=13.09 2 確定各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比： = I I (式中I、I分別為減速器和開式圓錐齒輪傳 動(dòng)的傳動(dòng)比) 根據(jù)[1]中，取I=3， 故I= I/ I=4.36 I=3 I=4.36 五、傳動(dòng)裝置的動(dòng)力參數(shù) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為Ⅰ軸，Ⅱ軸 ..... n,n,......為各軸轉(zhuǎn)速 （r/min） i,i，......為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比 η，

9、η，......為相鄰兩軸的傳動(dòng)效率 P，P，......為各軸的輸入功率 （KW） T，T，......為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （Nm） 可按電動(dòng)機(jī)軸至工作運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算，得到各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 （1）計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速： Ⅰ軸：n=720 r/min Ⅱ軸: n= n/ I=165.14 r/min III軸：n= n 輸送機(jī)：n= n/ I=55.05 r/min （2）計(jì)算各軸的輸入功率： Ⅰ軸： P= η = =4.70.99=

10、4.65 (kw) Ⅱ軸： P= Pη= P =4.6530.990.97=4.47 (kw) III軸： P= Pη= Pη =4.4680.990.99=4.38 (kw) 螺旋輸送機(jī)軸：P= Pη=4.03 (kw) （3）計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩： 電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩為： T=9550/ n=62.34 Nm Ⅰ軸： T= Tη= T =61.72 Nm Ⅱ軸： T= TIη= TI =258.42 Nm III軸：T= Tη=253.27 Nm

11、螺旋輸送機(jī)軸：T=TIη=699.56 Nm （4）計(jì)算各軸的輸出功率： 由于Ⅰ～Ⅲ軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率： = Pη=4.61 =Pη=4.42 = Pη=4.34 （5）計(jì)算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩： 由于Ⅰ～Ⅲ軸的輸出轉(zhuǎn)矩分別為輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率，則： = Tη=61.10N.m = Tη=255.84 N.m = Tη=250.74 N.m 綜合以上數(shù)據(jù)，得表如下： 軸名 功率P （KW） 轉(zhuǎn)矩T （Nm） 轉(zhuǎn)速n r/min 傳動(dòng)比 i 效率 η 電機(jī)軸 4.7 62.34 720 1

12、 0.99 Ⅰ軸 4.65 61.72 720 4.36 0.96 Ⅱ軸 4.47 258.42 165.14 0.98 Ⅲ軸 4.38 253.27 165.14 3 0.92 輸送機(jī)軸 4.03 699.56 55.05 n=720 r/min n= n= 165.14 r/min n=55.05 r/min P=4.65 (kw) P=4.47 (kw) P=4.38 (kw) P=4.03 (kw)

13、 T=62.34 Nm T=61.72 Nm T=258.42 Nm T=253.27 Nm T=699.56 Nm T=61.10N.m T=255.84 N.m T=250.74 N.m 六、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 （一）減速器內(nèi)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1選定齒輪傳動(dòng)類型、材料、熱處理方式、精度等級(jí) 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，二者材料硬度差為40HBS。齒輪精度初選8級(jí) 2 初選主要參

14、數(shù) Z=21 ，u=4.36，Z= Zu=214.36=91.56 ，取 Z=92 Z=21 Z=92 3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1、計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d≥ 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值： 1)試選載荷系數(shù)=1.3 2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=9.55106P/n1 =9.551064.65/720=6.17104 Nmm 3）由[2]《機(jī)械設(shè)計(jì)》中表10-7選取齒寬系數(shù)φ=1 4）由[2]中表10-6查的材料的彈性影響系數(shù) Z=189.8 5）區(qū)域系數(shù) Z=2.5 6）由[2]中圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限

15、；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 7）由[2]中式10－13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N＝60njL＝607201（283005）＝1.037109 N＝N/4.36＝2.38108 8）由[2]中圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K＝0.93； K＝0.97 9）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[2]中式（10－12）得 [σ]＝＝0.93600MPa＝558 MPa [σ]＝＝0.97550MPa＝533.5MPa T=6.17104 Nmm N＝1.037109 N

16、＝2.38108 [σ]=558 MPa =533.5MPa 4 計(jì)算 1、計(jì)算各主要數(shù)據(jù)： 1）試算小齒輪分度圓直徑d，代入[σ]中較小值 d≥ = =53.83 mm 2）計(jì)算圓周速度 v===2.03m/s 3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)m b=φ*d=153.83mm=53.83 mm m===2.56 mm h=2.25 m=2.252.56mm=5.76 mm b/h=53.83/5.76=9.35 4) 計(jì)算載荷系數(shù)k 已知工作有輕振，所以取K=1.25，根據(jù)v=2.03m/s,8級(jí)精度 由

17、[2]中圖10—8查得動(dòng)載系數(shù)K=1.1； 由[2]中表10—4用插值法查得8級(jí)精度，小齒輪相對(duì)軸承對(duì)稱布置時(shí)， K=1.346 由[2]中圖10—13查得K =1.27 直齒輪K =K =1。故載荷系數(shù) K= K*K* K* K=1.251.111.346 =1.85 5）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由[2]中式（10—10a）得 ==mm=60.55mm 6）計(jì)算模數(shù)m m =mm=2.88 d≥53.83 mm v=2.03m/s b=53.83 mm

18、 m=2.56 mm h=5.76 mm b/h=9.35 K=1.85 =60.55mm m =2.88 5 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式(10—5)得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 m≥ 1、確定計(jì)算參數(shù) 1）由[2]中圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 σ=620Mpa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σ=520Mpa； 2）由[2]中圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.856，K=0.892 3）計(jì)算彎曲疲勞許應(yīng)力 取彎曲疲

19、勞安全系數(shù)S=1.4， 由[2]中式（10-12）[σ]= [σ]=379.09Mpa [σ]=331.31 MPa 4）計(jì)算載荷系數(shù) K= K*K*K*K =1.251.111.27=1.75 5）查取齒型系數(shù) 由[2]中表10－5查得Y=2.76；Y=2.196 6）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由[2]中表10－5查得Y=1.56；Y=1.782 7）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 ==0.0114 ==0.0118 大齒輪的數(shù)值大。 2、設(shè)計(jì)計(jì)算 m≥=1.79mm 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.79并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值

20、m=2 按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d=53.83mm，算出小齒輪齒數(shù) Z= d/m=53.83/2=26.91取Z=27 大齒輪齒數(shù) Z=4.36x27=117.72 取Z=118 [=379.09Mpa=331.31Mpa K=1.75 =0.0114 =0.0118 m≥1.79mm m=2mm Z=27 Z=118 6 幾何尺寸計(jì)算 1）計(jì)算分度圓直徑 d=mZ=227=54

21、 mm d2=mZ=2118=236mm 2）計(jì)算中心距 a=m （Z+ Z）/2=2（27+118）/2= 145mm 3）計(jì)算齒輪寬度 b= dφ=54 mm 取B=55mm B=60mm d=54 mm d2=236mm a=145mm B=55mm B=60mm （二） 減速器外傳動(dòng)件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1選定齒輪傳動(dòng)類型、材料、熱處理方式、精度等級(jí) 直齒圓錐齒輪，小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面，小齒輪：45鋼。調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為230HBS；大齒輪：45鋼。正

22、火處理，齒面硬度為190HBS。齒輪精度初選8級(jí)。 2 初選參數(shù) Z=24， u=3 ， Z= Zu=243=72 取==0, =0.3 Z=24 Z=72 =0.3 3 確定許用應(yīng)力及計(jì)算齒輪的 1、確定極限應(yīng)力和 齒面硬度：小齒輪按230HBS，大齒輪按190HBS 查[2]中圖10-21得=580Mpa, =550 Mpa 查[2]中圖10-20得=450Mpa, =380Mpa 2、計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定接觸疲勞壽命系數(shù) N1=60njL=60165.141（283005）=2.378010

23、 N2=N1/u=2.378010/3=0.79310 查[2]中圖10—19得： kHN1=0.98,kHN2=0.96 3、計(jì)算接觸許用應(yīng)力 取 由許用應(yīng)力接觸疲勞應(yīng)力公式 568.4 MPa 528 MPa 查[2]中圖10-18得kFE1=0.91 kFE2=0.89 =292.5 MPa =241.57 MPa 4、初步計(jì)算齒輪的主要尺寸 因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 按[2]中式（10—26）試算，即 ≥ 確定各參數(shù)值 1）試選載荷系數(shù)K=1.3 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩

24、 =9.55106P/n=9.551064.38/165.14=2.5310 Nmm 3）材料彈性影響系數(shù) 由[2]中表10-6取Z=189.8 MPa 4)計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d≥ =2.92* =117.61mm 5)計(jì)算圓周速度 ===1.02m/s 因?yàn)橛休p微振動(dòng)，查[2]中表10-2得=1.25。根據(jù)v=1.02m/s，8級(jí)精度，由[2]中圖10-8查的動(dòng)載系數(shù)=1.13；取=1.2，=1,故載荷系數(shù) ===1.695 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（10-10a）得 ==117.61*

25、=128.48mm ==(1-0.5*0.3)*128.48=109.21mm 計(jì)算大端模數(shù)m ===5.35 5、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（10-23）得 確定計(jì)算系數(shù)。 1） 計(jì)算載荷系數(shù) 由[2]中表10-9查得=1.25，則==1.875 ===2.648 2） 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) 因?yàn)辇X形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)按當(dāng)量齒數(shù)=計(jì)算。其中 ===0.95 == 0.32 = =25.26 ==225 查[2]中表10-5得 齒形系數(shù)=2.62 ，=2.06 應(yīng)力修正系數(shù)= 1.59 ，=1.97

26、 3) 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 ==0.01456 ==0.01643 大齒輪的數(shù)值大。 4）設(shè)計(jì)計(jì)算 = =4.81 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)4.81并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=5，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑=128.48mm 算出小齒輪齒數(shù)===25.7，取=26 大齒輪齒數(shù) ==3*26=78 N1=2.37810 N2=0.79310 =568.4MPa =528MPa =292.

27、5MPa =241.57MPa =2.510N.mm d117.61mm v=1.02m/s K=1.695 m=5.35 K=2.648 m=5 4 幾何尺寸的計(jì)算 1、 計(jì)算分度圓直徑

28、 ==5*26=130 mm ==5*78=390 2、 計(jì)算錐距 R=== =205.55 3、 計(jì)算齒輪寬度 ==205.55*0.3=61.7 取 =65 mm =70 mm R=205.55mm 七 軸的設(shè)計(jì) (一)減速器輸入軸 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1 初步確定軸的最小直徑 選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217-255HBS ，軸的輸入功率=4.65Kw,轉(zhuǎn)矩=720 r/min 根據(jù)[2]中15-2式，并查表15-3，取=115 =115*=21.

29、42 mm 2 求作用在齒輪上的受力 因已知道小齒輪的分度圓直徑為=54 mm ，而 ===2262.96 N ==2262.96*tan= 823.65 N 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、擬定軸上零件的裝配方案 1，5—滾動(dòng)軸承 2—軸 3—齒輪軸的輪齒段 6—密封蓋 7—軸承端蓋 8—軸端擋圈 9—半聯(lián)軸器 2、確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器和軸通過鍵連接，則軸應(yīng)該增加5%，取=22 mm，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩 T=K*T=1.3*61.72=80.24 N.m，查標(biāo)

30、準(zhǔn)GB/T 5483—1986，選用YL6型凸緣聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為=52mm,軸段長(zhǎng) =50mm 2）右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取30 mm，根據(jù)軸承端蓋裝拆與便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面的距離為30 mm，故取該段長(zhǎng)為=74 mm。 3）右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6207型軸承，其尺寸=35*72*17，那么該段的直徑為35mm，長(zhǎng)度為=20mm。 4）右起第四段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩，其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取直徑為44mm，長(zhǎng)度取= 22.5mm。 5）右起第

31、五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為56mm，分度圓直徑為54 mm，齒輪的寬度為60mm，則，此段的直徑為56mm，長(zhǎng)度取=60 mm。 6）右起第六段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩，其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取44 mm，長(zhǎng)度為=22.5mm。 7）右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承的安裝出處，取軸徑為35 mm，長(zhǎng)度為=20 mm。 4 求軸上載荷 1根據(jù)軸承支

32、反點(diǎn)的作用點(diǎn)及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平的支反點(diǎn)： =1131.48N 垂直的支反點(diǎn)：由于選用深溝球軸承則=0,那么=411.83N 垂直面的彎矩： = * L/2=415.76*145/2=29.8 Nm = * L/2=415.76*145/2=29.8 Nm 水平面的彎矩： = * L/2=1131.48*145/2=82.03 Nm 求合成彎矩： ==87.28 Nm = Ma=87.28 Nm 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：T=61.10 Nm 2、做軸上各段受力情況及彎矩圖 3、判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度 由圖可見，a-a截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎

33、矩：= 認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變力，取折合系數(shù)a=0.6,帶入 == =94.67 Nm 軸的材料選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得：= 650MPa，［σ-1b］=60Mpa 有：d≥ 除了右起第一段外，其他設(shè)計(jì)軸的最小直徑30mm,所以安全。 現(xiàn)在校核第一段： ==36.66 Nm 軸的材料選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得：= 650MPa，［σ-1b］=60Mpa 有：d≥ 第一段直徑為22mm，所以安全。 N N N.m

34、 =94.67N.m （二） 減速器輸出軸 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1 初步確定軸的最小直徑 選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217-255HBS ，軸的輸入功率 =4.47kw，轉(zhuǎn)矩=165.14 r/min 根據(jù)[2]中15-2式，并查表15-3，取=115 =115* =34.52 mm 2 求作用在齒輪上的力 因已知道大齒輪的分度圓直徑為=236 mm ，而 =

35、=2168.14 N ==2168.14*=789.14 N 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、 擬定軸上零件的裝配方案 1，5—滾動(dòng)軸承 2—軸 3—齒輪 4—套筒 6—密封蓋7—鍵 8—軸承端蓋 9—軸端擋圈 10—半聯(lián)軸器 2、 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1)從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器和軸通過鍵連接， 則軸應(yīng)該增加5%，取=32 mm，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩=1.3*258.42=335.95 N.m，查表知，選用HL2型彈性柱

36、銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為=52 mm，軸段長(zhǎng)為= 50mm 2）右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取40 mm，根據(jù)軸承端蓋裝拆與便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面的距離為30 mm，故去該段長(zhǎng)為=74 mm。 3）右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6207型軸承，其尺寸=45*85*19，那么該段的直徑為45mm，長(zhǎng)度為=45mm。 4）右起第四段，該段裝有齒輪，并且齒輪與軸用鍵連接，直徑要增加5%，大齒輪的分度圓直徑為236mm,則該段的直徑取50mm，齒輪寬為b=55mm，為了

37、保證定位的可靠性，取軸段長(zhǎng)度為L(zhǎng)4=55mm 5）右起第五段，考慮齒輪的軸向定位，定位軸肩，取軸肩直徑= 56mm，長(zhǎng)度取=5 mm。 6）右起第六段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩，其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取=60 mm，長(zhǎng)度為=20mm。 7）右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承的安裝出處，取軸徑為=45 mm，長(zhǎng)度為=20mm。 4 求軸上的載荷 1、根據(jù)軸承支反點(diǎn)的作

38、用點(diǎn)及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平的支反點(diǎn)：=1084.07 N 垂直的支反點(diǎn);由于選用深溝球軸承則=0,那么=394.57N 垂直面的彎矩： = * =394.57*72.5=28.61 Nm = *=394.57*72.5=28.61 Nm 水平面彎矩： = *=1084.07*72.5=78.6 Nm 求合成彎矩： = =83.49 Nm 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： T=255.84 Nm 2、作出軸上各段受力情況及彎矩圖 2)判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度； 由圖可見，a-a截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩： = 認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)

39、循環(huán)變力，取折合系數(shù)a=0.6,帶入： ==174.74 Nm 軸的材料選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得：= 650MPa ［σ-1b］=60Mpa 有：d≥=30.77mm 軸的最小直徑為32mm，所以安全。 N 28.61N 83.49N.m 八、鍵的選擇與校核 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1 輸入軸上的鍵連接 1、輸入軸與聯(lián)軸器1聯(lián)接采用平鍵

40、聯(lián)接 軸徑d=22mm，L=50mm，T=61.10 Nm 查看相關(guān)手冊(cè)，選擇C型平鍵 由[2]中表6-1得，B鍵的b=8mm，h=7mm； L=L-b=50-8=42mm h=7mm ===37.79MPa<[]=110MPa。 b=8mm h=7mm MPa 2 輸出軸上的鍵連接 1、 輸出軸與齒輪用平鍵聯(lián)接； 軸徑d=50mm ,L=55mm ,T=258.42 Nm 查機(jī)械手冊(cè)，該聯(lián)接采用C型平鍵聯(lián)接， B鍵的尺寸為b=16mm ,h=10mm , L=L-b=55-16=39mm ，

41、h=10 mm ===53.01MPa<[]=110MPa 2、 輸出軸與聯(lián)軸器2采用平鍵聯(lián)接； 軸徑d=32mm ，L=80mm ，T=255.84 Nm 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，該聯(lián)接選用C型平鍵聯(lián)接， B鍵的尺寸為b=10mm , h=8mm , L=L-b=80-10=70mm , h=8mm , ===57.11MPa<[]=110MPa b=16mm h=10mm MPa b=10mm h=8mm MPa 九、箱體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1、定位銷 為了保

42、證軸承座孔的安裝精度，在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓連接后，鏜孔之前安裝二個(gè)定位銷，空位置盡量遠(yuǎn)些。如機(jī)體結(jié)構(gòu)是對(duì)的，銷孔位置不應(yīng)該對(duì)稱布置。 2、窺視孔和窺視孔蓋 在減速器上部可以看到傳動(dòng)零件嚙合處要開窺視孔，以便檢查齒面接觸斑點(diǎn)和赤側(cè)間隙，了解嚙合情況。潤(rùn)滑油也由此注入機(jī)體內(nèi)。窺視孔上有蓋板，以防止污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)和潤(rùn)滑油飛濺出來。 3通氣器 減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，使機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤(rùn)滑油從細(xì)縫向外泄露，所以多在機(jī)蓋頂部及窺視孔蓋上安裝通氣器，使機(jī)體內(nèi)熱漲氣自由逸出，達(dá)到集體內(nèi)外氣壓相等，提高機(jī)體有縫隙處得密封性能。 4油標(biāo) 用來檢查油面高度，以

43、保證有正常的油量，油標(biāo)有各種結(jié)構(gòu)類型，有的已定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件。 5啟蓋螺釘 機(jī)蓋與機(jī)座結(jié)合面上常涂有水玻璃或密封膠，聯(lián)接后結(jié)合較緊，不易分開。為便于取蓋，在機(jī)蓋凸緣上常裝有一至二個(gè)啟蓋螺釘，在啟蓋時(shí)，可先擰動(dòng)螺釘頂起機(jī)蓋。在軸承端蓋上也可以安裝啟蓋螺釘，便于拆卸端蓋。對(duì)于需作軸向調(diào)整的套環(huán)，如裝上二個(gè)啟蓋螺釘，將便于調(diào)整。 6調(diào)整墊片 調(diào)整墊片由多片很薄的軟金屬制成，用以調(diào)整軸承間隙。有的墊片還要起調(diào)整傳動(dòng)零件軸向位置的作用。 7放油螺塞 減速器底部設(shè)有放油孔，由于排除污油，注油前用螺塞堵住。 8環(huán)首螺釘 吊環(huán)和吊鉤在機(jī)蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊環(huán)或吊

44、鉤，用以搬運(yùn)或拆卸機(jī)蓋。 9.密封裝置 在伸出軸和端蓋之間有間隙，必須安裝密封件，以防止漏油和污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。密封件多為標(biāo)準(zhǔn)件，其密封效果相差很大，應(yīng)根據(jù)具情況選定。 十、滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1 輸入軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 1、由給定的工作條件易得，軸承預(yù)計(jì)壽命 =283005=24000h 2、 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷； 由[2]中表13-6取f=1.3,該軸承只承受徑向力 ， = 1.3*823.65=1070.75 N； 3、軸承應(yīng)有的景象基本額定載荷為 C=，

45、查[2]中相關(guān)表格易得，f=1,=3，則 C== =10837.22 N 4選擇6207軸承，C=25.5 KN L== =312664.54 h > 24000 h 軸承預(yù)期壽命足夠，合格。 C=10837.22N h 2 輸出軸軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 1、該軸承在工作條件下只受到徑向力作用, P=fF=789.14 N 2、 軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值； C=，查[2]中相關(guān)表格易得，f=1,=3，則

46、 C== =10383.15 N 3、 選擇軸承； 選擇6209型，C=31.5 KN L== =670124.79 h > 24000 h 所選軸承壽命足夠，合格。 C=10383.15N h 十一、聯(lián)軸器的選擇 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1 聯(lián)軸器的選擇 1、由于兩軸工作平穩(wěn)，沖擊較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以可選用凸緣聯(lián)軸器； 2、計(jì)算轉(zhuǎn)矩; 取K=1.3， T=KT=1.3*61.10=79.43 N.m, T=KT=1.3*255

47、.84=332.59 N.m 3、 選擇聯(lián)軸器； 根據(jù)T和n=720r/min,查找機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，輸入軸選用型聯(lián)軸器，其額定轉(zhuǎn)矩[T]=100N.m,許用轉(zhuǎn)速[n]=5200r/min,可以滿足要求。 根據(jù)T和n=165.14r/min,查找機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，輸出軸選用型聯(lián)軸器，其額定轉(zhuǎn)矩[T]=400N.m,許用轉(zhuǎn)速[n]=4100r/min,可以滿足要求。 十二、潤(rùn)滑與密封 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 1 潤(rùn)滑 1、齒輪的潤(rùn)滑: 采用浸油潤(rùn)滑，由于低速級(jí)周向速度為零，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為39mm

48、。 2、 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑: 由于軸承軸向速度為零，所以已開設(shè)油溝飛濺潤(rùn)滑。 3、 潤(rùn)滑油的選擇: 齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤(rùn)滑油。 2 密封 1、選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。 密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。 軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。 13、 設(shè)計(jì)小結(jié) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié) 果 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是我們機(jī)械類專

49、業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和機(jī)械設(shè)計(jì)課程一個(gè)很重要的綜合性與實(shí)踐性環(huán)節(jié)。 （1） 這次機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)和其他機(jī)械基礎(chǔ)課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問題的能力，并使所學(xué)知識(shí)得到了進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。 （2）以前我覺得機(jī)械基礎(chǔ)學(xué)得很好，但當(dāng)著手做課程設(shè)計(jì)時(shí)才發(fā)現(xiàn)知識(shí)存在很多的漏洞。通過做這次課程設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)了我的知識(shí)漏洞，從一定程度上鍛煉了自己對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力。 　 （3） 了解到機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過程。 （4）進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪

50、圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和數(shù)據(jù)處理等。 （5）通過運(yùn)用Auto CAD畫圖，熟練了軟件操作，對(duì)將來工作中的畫圖很有益處，不具備畫圖能力就難以勝任未來的挑戰(zhàn)。 （6）當(dāng)剛接到老師的題目時(shí)，自己非常迷茫，不知道如何下手，后來就專門研究課本知識(shí)，對(duì)它有了一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)后，設(shè)計(jì)進(jìn)度有了明顯提高。在以后的類似工作中，我會(huì)參照這次的經(jīng)驗(yàn)，先整體認(rèn)識(shí)，再細(xì)節(jié)完善。 參考文獻(xiàn) 1、課本： 機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）/濮良貴，紀(jì)名剛主編 編號(hào) I

51、SBN 978-7-04-019256-8 西北工業(yè)大學(xué) 出版社 2006年5月第8版 2、指導(dǎo)書： 1）機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)/王連明，宋寶玉主編 編號(hào)ISBN 978-7-5603-1124-1 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2010年7月第7次印刷。 2）互換性與技術(shù)測(cè)量（第五版）/廖念釗等編著 編號(hào)ISBN 978-7-5026-2599-3 中國(guó)計(jì)量出版社 2010年第5版。 3）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）/楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生主編 編號(hào) ISBN 978-7-04-019209-4 高等教育出版社 2006年5月第5版。 3、手冊(cè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)/吳宗澤，羅圣國(guó)主編 編號(hào)ISBN7-04-019303-5 北京高等教育出版社 2006年11月第3次印刷. 29