機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器展開(kāi)式

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1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 計(jì)算說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目 雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器（展開(kāi)式） 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)號(hào) 設(shè)計(jì)人 指導(dǎo)老師 完成日期 年 月 同濟(jì)大學(xué) 目 錄 一．設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)……………………………………………… 2 二．傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明………………………………… 4 三．齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………… 6 四．軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………13 五．軸的校核…………………………………………………18 六．滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算………………………

2、……………27 七．鍵的選擇及校核…………………………………………29 八．滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)……………………………………31 九．潤(rùn)滑和密封………………………………………………31 十．減速器附件的選擇………………………………………32 十一．設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………………………33 十二．參考文獻(xiàn)………………………………………………33 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 題目4.設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置中的三軸線雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。 （一） 總體布置簡(jiǎn)圖 1— 電動(dòng)機(jī)；2—聯(lián)軸器；

3、3—齒輪減速器；4—帶式運(yùn)輸機(jī)；5—聯(lián)軸器；6—鼓輪 （二） 工作情況 載荷平穩(wěn)，單向旋轉(zhuǎn)。 （三） 原始數(shù)據(jù) 題號(hào)1： 鼓輪的扭矩T (N?m) 300 鼓輪的直徑D (mm) 300 運(yùn)輸帶速度V (m/s) 0.9 帶速允許偏差 (%) 5 使用期限 (年) 5 工作制度 (班/日) 2 （四） 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、 電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算； 2、 斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算； 3、 軸的設(shè)計(jì)； 4、 滾動(dòng)軸承的選擇； 5、 鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核； 6、 裝配圖、零件圖的繪制； 7、 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。 （五） 設(shè)計(jì)任務(wù) 1、 減速器總

4、裝配圖1張（1號(hào)圖紙）； 2、 齒輪、軸零件圖各1張（3號(hào)圖紙）； 3、 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)1份。 （六） 設(shè)計(jì)進(jìn)度 1、 第一階段：傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)計(jì)算、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算； 2、 第二階段：軸、軸承、聯(lián)軸器等計(jì)算和選擇，軸系裝配草圖； 3、 第三階段：箱體設(shè)計(jì)、總裝配圖設(shè)計(jì)、零件圖設(shè)計(jì)和說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)； 4、 第四階段：答辯。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 2、 傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明 （一）傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 展開(kāi)式雙級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 總體布置簡(jiǎn)圖見(jiàn)任務(wù)書(shū) （二）電動(dòng)機(jī)

5、的選擇 1. 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式 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)，臥式封閉結(jié)構(gòu)。 2. 電動(dòng)機(jī)容量 （1）鼓輪的輸出功率Pw 輸出軸轉(zhuǎn)速 取工作機(jī)的傳動(dòng)效率，則鼓輪軸所需功率 （2） 電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pd 傳動(dòng)裝置總效率 由表2-4查得，彈性聯(lián)軸器，圓柱齒輪傳動(dòng)，滾動(dòng)軸承 故總效率 輸出功率 （3） 電動(dòng)機(jī)額定功率Ped 由表20-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率Ped=2.2kW 3. 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 選擇電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速為1000r/min 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M-6 額定功率2.2kW，滿載轉(zhuǎn)速940r/min,質(zhì)量

6、45kg 4. 電動(dòng)機(jī)外形和安裝尺寸 由表20-2查得Y112M電動(dòng)機(jī)，軸心高H=112mm，總長(zhǎng)L=400mm 軸外伸長(zhǎng)度E=60mm，軸徑D=28mm （3） 傳動(dòng)比的分配 滿載轉(zhuǎn)速nm=940r/min，總傳動(dòng)比 由表2-1得圓柱齒輪單級(jí)傳動(dòng)比推薦值為3~6 展開(kāi)式齒輪傳動(dòng)：高速級(jí)傳動(dòng)比i1，低速級(jí)傳動(dòng)比i2，通常取， 所以 （4） 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù) 1. 各軸轉(zhuǎn)速n(r/min) 2. 各軸輸入功率P（kW） 為使設(shè)計(jì)出的傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較為緊湊，計(jì)算時(shí)按電動(dòng)機(jī)的輸出功率（P0=Pd）計(jì)算 3. 各軸輸入轉(zhuǎn)矩

7、T(N?m） 上述結(jié)果整理后歸于下表 高速軸Ⅰ 中間軸Ⅱ 低速軸Ⅲ 轉(zhuǎn)速/(r/min) 940 203.5 57.3 功率/kW 2.129 2.034 1.943 轉(zhuǎn)矩/(N?m) 21.64 95.27 323.22 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M-6 3、 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 （一）高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 1. 選擇精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1） 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高

8、，故選用7級(jí)精度。 2） 材料選擇：由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 3） 選小齒輪齒數(shù)z1=21，z2=21x4.62=97.02，取z2=97。 4） 選取螺旋角。初選螺旋角。 2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10－21）試算，即 （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）試選 。 2）由圖10-30，取區(qū)域系數(shù) 。 3）由表10-6，取彈性影響系數(shù)。 4）由表10-7，取齒寬系數(shù)。 5）由圖10-26查得。 6）由圖10-21d按

9、齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限。 7）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8） 由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)。 9） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取安全系數(shù)S=1，由式（10-12）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。 3） 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt。 4） 計(jì)算縱向重合度。 5） 計(jì)算載荷系數(shù)K。 已知使用系數(shù)，根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)；由表10-4查得; 由圖10-13查得； 由表10-3查得。故載荷系數(shù) 6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓

10、直徑，由式（10-10a) 7） 計(jì)算模數(shù)mn。 3. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（10-17） （1） 確定計(jì)算參數(shù) 1） 計(jì)算載荷系數(shù)。 2） 根據(jù)縱向重合度，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)。 3） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。 4） 查取齒形系數(shù)。 由表10-5查得 5） 查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由表10-5查得 6） 由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限。 7） 由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)。 8） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 去彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-12）得 9） 計(jì)算大小齒輪的并加以比較。

11、 大齒輪的數(shù)值大。 （2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取mn=1.5mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=37.50mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 取，則。 4. 幾何尺寸計(jì)算 （1） 計(jì)算中心距 將中心距圓整為104mm。 （2） 按圓整后的中心距修正螺旋角 因改變不多，故參數(shù)等不必修正。 （3） 計(jì)算大、小齒輪分度圓直徑 （4） 計(jì)算齒輪寬度 圓整后取。 （2） 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 1. 選擇精度等級(jí)、材料及齒數(shù)

12、 1）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。 2）材料選擇：由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 3）選小齒輪齒數(shù)z1=24，z2=24x3.55=85.2，取z2=85。 4）選取螺旋角。初選螺旋角。 2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10－21）試算，即 （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）試選 。 2）由圖10-30，取區(qū)域系數(shù) 。 3）由表10-6，取彈性影響系數(shù)。 4）由表10-7，取齒寬系數(shù)。 5）由圖10-26查得

13、。 6）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限。 7）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 10） 由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)。 11） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得 （3） 計(jì)算 8） 試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得 9） 計(jì)算圓周速度。 10） 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt。 11） 計(jì)算縱向重合度。 12） 計(jì)算載荷系數(shù)K。 已知使用系數(shù)，根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)；由表10-4查得; 由圖10-13查得； 由表10-3查得。故載荷系數(shù) 1

14、3） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a) 14） 計(jì)算模數(shù)mn。 3. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（10-17） （2） 確定計(jì)算參數(shù) 10） 計(jì)算載荷系數(shù)。 11） 根據(jù)縱向重合度，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)。 12） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。 13） 查取齒形系數(shù)。 由表10-5查得 14） 查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由表10-5查得 15） 由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限。 16） 由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)。 17） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 去彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10

15、-12）得 18） 計(jì)算大小齒輪的并加以比較。 大齒輪的數(shù)值大。 （3） 設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取mn=2mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=37.50mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 取，則。 4. 幾何尺寸計(jì)算 （5） 計(jì)算中心距 將中心距圓整為136mm。 （6） 按圓整后的中心距修正螺旋角 因改變不多，故參數(shù)等不必修正。 （7） 計(jì)算大、小齒輪分度圓直徑 （8） 計(jì)算齒輪寬度 圓整后取。 4、

16、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1） 高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 已知該軸的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速 2. 計(jì)算作用在齒輪上的力 3. 初步確定軸的最小直徑 先按《機(jī)械設(shè)計(jì)》式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，由于該軸為伸出軸，最小直徑在伸出端，彎矩較小，故A0取較小值，A0=100，于是得 最小直徑為安裝聯(lián)軸器處直徑。 按有一個(gè)鍵槽增大軸徑7%，則。 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)軸器的型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表14-1，運(yùn)輸機(jī)取，則 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩，查手冊(cè)，選用LT4型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器（

17、） 其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑取20mm，故取軸徑為20mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=52mm，與軸配合段轂孔長(zhǎng)度L1=38mm。 4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 擬定軸上零件的裝配方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇如圖所示裝配方案（詳見(jiàn)裝配圖），由于軸徑與小齒輪直徑相差不大，故軸與齒輪采用一體的加工方案。 （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)軸器的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一軸肩，故?、?Ⅲ段直徑22mm。為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，Ⅰ-Ⅱ段長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些，取37mm。為留出裝拆彈性套柱銷(xiāo)的的必要距離，Ⅱ-Ⅲ段長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)

18、取大一些。 2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承所受軸向力、徑向力不大，故選用單列深溝球軸承。初選02系列、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6205，尺寸。 其余尺寸如圖所示。 3） 鍵的選擇。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表14-1選擇Ⅰ-Ⅱ處鍵的代號(hào)為 GB/T 1096。 （2） 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 已知該軸的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速 2. 計(jì)算作用在齒輪上的力 （1）大齒輪上的力 （2） 小齒輪上的力 3. 初步確定軸的最小直徑 先按《機(jī)械設(shè)計(jì)》式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，最小直徑處彎矩較大，故A0取較大

19、值，A0=112，于是得 按有一個(gè)鍵槽增大軸徑7%，則。 4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇如圖所示裝配方案（詳見(jiàn)裝配圖），由于軸徑與小齒輪直徑相差不大，故軸與齒輪采用一體的加工方案。 （2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。 因軸承所受軸向力、徑向力不大，故選用單列深溝球軸承。初選02系列、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6206，尺寸。 其余尺寸如圖所示。 （3）鍵的選擇。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表14-1選擇安裝大齒輪處鍵的代號(hào)為 GB/T 1096。 （三）低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 已知該軸的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速 2. 計(jì)算作用在齒輪

20、上的力 3. 初步確定軸的最小直徑 先按《機(jī)械設(shè)計(jì)》式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，由于該軸為伸出軸，最小直徑在伸出端，彎矩較小，故A0取較小值，A0=105，于是得 最小直徑為安裝聯(lián)軸器處直徑。 按有一個(gè)鍵槽增大軸徑7%，則。 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)軸器的型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表14-1，運(yùn)輸機(jī)取，則 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩，查手冊(cè)，選用LX3型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑取38mm，故取軸徑為38mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=82mm，與軸配合段轂孔長(zhǎng)度L1=60

21、mm。 4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇如圖所示裝配方案（詳見(jiàn)裝配圖）。 （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)軸器的軸向定位要求，Ⅶ-Ⅷ 段左端需制出一軸肩，故取 Ⅵ-Ⅶ 段直徑為42mm。軸為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，Ⅶ-Ⅷ 段長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些，取59mm。 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承所受軸向力、徑向力不大，故選用單列深溝球軸承。初選02系列、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6209，尺寸。 其余尺寸如圖所示。 3）鍵的選擇。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表14-1選擇安裝大齒輪

22、處鍵的代號(hào)為GB/T 1096。 安裝聯(lián)軸器處鍵的代號(hào)為GB/T 1096。 5、 軸的校核 （1） 高速軸的校核 1. 做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖及彎矩圖 （1） 水平面上受力分析 （2） 垂直面上受力分析 （3） 危險(xiǎn)截面處水平彎矩、垂直彎矩、總彎矩及扭矩列表 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 2. 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)，以及軸單向旋轉(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40Cr，調(diào)

23、質(zhì)處理，由表15-1查得。因此，故安全。 （2） 中間軸的校核 1. 做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖及彎矩圖 （1）水平面上受力分析 （2）垂直面上受力分析 （3）危險(xiǎn)截面處水平彎矩、垂直彎矩、總彎矩及扭矩列表 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 2. 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)，以及軸單向旋轉(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40Cr，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得。因此，故安全。 3. 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1） 判斷危險(xiǎn)截面 截

24、面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅶ不受扭矩作用，截面Ⅳ應(yīng)力大，但軸徑也較大，截面Ⅴ應(yīng)力較大，軸徑較小，且同時(shí)受扭矩作用，故危險(xiǎn)截面為截面Ⅴ，因而該軸只需校核截面Ⅴ左右兩側(cè)即可。 （2） 截面Ⅴ右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面Ⅴ右側(cè)的彎矩為 截面Ⅴ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40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。 過(guò)盈配合處的，由附表3-8用插值法求出，并取，于是得 軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，取。 故得綜合系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》§3-1、§3-

25、2，查得 所以軸在截面右側(cè)的安全系數(shù)為 故可知其安全。 （3） 截面Ⅴ左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面Ⅴ左側(cè)的彎矩為 截面Ⅴ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 截面上由于軸肩而形成的理論集中系數(shù)及按附表3-2查取。因，，經(jīng)插值后查得 又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附表3-4）為 軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，取。 由圖3-2、3-3得 故得綜合系數(shù)為 所以軸在截面左側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面Ⅴ左側(cè)

26、的強(qiáng)度也是足夠的。 （3） 低速軸的校核 1. 做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖及彎矩圖 （1）水平面上受力分析 （2）垂直面上受力分析 （3）危險(xiǎn)截面處水平彎矩、垂直彎矩、總彎矩及扭矩列表 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 2. 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)，以及軸單向旋轉(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號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得。因此，故安全。 6、 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 軸承預(yù)期壽命為5年，。

27、（1） 高速軸軸承校核 1. 軸承型號(hào)為6205，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表15-2得 2. 軸承受力分析 兩個(gè)軸承的徑向力分別為 且軸承2受軸向力 3.計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 由查得，取 因?yàn)?，故?dāng)量動(dòng)載荷 4.驗(yàn)算軸承壽命 故軸承壽命足夠，合格。 （2） 中間軸軸承校核 1.軸承型號(hào)為6206，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表15-2得 2.軸承受力分析 兩個(gè)軸承的徑向力分別為 且軸承2受軸向力 3. 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 由查得，取 因?yàn)?，故?dāng)量動(dòng)載荷 4.驗(yàn)算軸承壽命 由于，故取計(jì)算軸承壽命 故軸承

28、壽命足夠，合格。 （三）低速軸軸承校核 1.軸承型號(hào)為6209，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表15-2得 2.軸承受力分析 兩個(gè)軸承的徑向力分別為 且軸承1受軸向力 3.計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 由查得，取 因?yàn)椋十?dāng)量動(dòng)載荷 4.驗(yàn)算軸承壽命 故軸承壽命足夠，合格。 七、鍵的選擇和校核計(jì)算 （一）高速軸上與聯(lián)軸器相連的鍵 1. 選擇鍵的類(lèi)型和尺寸 由于在軸端，故選擇單圓頭普通平鍵，材料為45號(hào)鋼。 根據(jù)該段軸的直徑為d=20mm，查表14-1得鍵的尺寸為 2. 校核鍵連接的強(qiáng)度 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-2得 傳遞的轉(zhuǎn)矩 鍵

29、與輪轂鍵槽的接觸高度 鍵的工作長(zhǎng)度 由式（6-1）得 故鍵的強(qiáng)度合格。 取鍵標(biāo)記為 GB/T 1096 鍵 （2） 中間軸上與大齒輪相連的鍵 1. 選擇鍵的類(lèi)型和尺寸 選擇圓頭普通平鍵，材料為45號(hào)鋼。 根據(jù)該段軸的直徑為d=34mm，查表14-1得鍵的尺寸為 2. 校核鍵連接的強(qiáng)度 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-2得 傳遞的轉(zhuǎn)矩 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 鍵的工作長(zhǎng)度 由式（6-1）得 故鍵的強(qiáng)度合格。 取鍵標(biāo)記為 GB/T 1096 鍵 （三）低速軸上與大齒輪相連的鍵 1. 選擇鍵的類(lèi)型和尺寸 選擇圓頭普通平鍵，材料為4

30、5號(hào)鋼。 根據(jù)該段軸的直徑為d=50mm，查表14-1得鍵的尺寸為 2. 校核鍵連接的強(qiáng)度 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-2得 傳遞的轉(zhuǎn)矩 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 鍵的工作長(zhǎng)度 由式（6-1）得 故鍵的強(qiáng)度合格。 取鍵標(biāo)記為 GB/T 1096 鍵 （4） 低速軸上與聯(lián)軸器相連的鍵 1. 選擇鍵的類(lèi)型和尺寸 由于在軸端，故選擇單圓頭普通平鍵，材料為45號(hào)鋼。 根據(jù)該段軸的直徑為d=40mm，查表14-1得鍵的尺寸為 2. 校核鍵連接的強(qiáng)度 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-2得 傳遞的轉(zhuǎn)矩 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 鍵的工作長(zhǎng)度 由式（6-1）得 故鍵的

31、強(qiáng)度合格。 取鍵標(biāo)記為 GB/T 1096 鍵 八、滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì) （1） 軸的支承結(jié)構(gòu)形式和軸系的軸向固定 普通齒輪減速器，軸的支承跨距較小，常采用雙支承各單向固定。軸承內(nèi)圈在軸上可用軸肩或套筒作軸向定位，軸承外圈用軸承蓋作軸向固定。設(shè)計(jì)雙支承各單向固定是，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)妮S向間隙，以補(bǔ)償工作室軸的熱伸長(zhǎng)量。 對(duì)于固定間隙軸承（以上使用的深溝球軸承），可在軸承蓋與箱體軸承座端面之間設(shè)置調(diào)整墊片，在裝配時(shí)通過(guò)調(diào)整墊片來(lái)控制軸向間隙。 （2） 軸承蓋的結(jié)構(gòu) 選用凸緣式軸承蓋。用螺釘固定在箱體上，調(diào)整軸系位置或軸系間隙時(shí)不需開(kāi)箱蓋，密封性也較

32、好。 9、 潤(rùn)滑與密封 （1） 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 齒輪的圓周速度小于2m/s，故選用脂潤(rùn)滑。 為防止軸承中的潤(rùn)滑脂被箱內(nèi)齒輪嚙合是擠出的油沖刷、稀釋而流失，需在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置封油盤(pán)。 （2） 齒輪的潤(rùn)滑 由于高速級(jí)齒輪的圓周速度，故選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（L-CKC320）。 （3） 軸外伸出的密封 在減速器輸入軸和輸出軸的外伸端，應(yīng)在軸承蓋的軸孔內(nèi)設(shè)置密封件。 選擇氈圈密封。查表16-10得 輸入軸軸徑，選擇氈圈 22 FZ/T 92010-1991 輸入軸軸徑，選擇氈圈 42 FZ/T 92010-1991 十、減速器附

33、件的選擇 1. 窺視孔和視孔蓋 窺視孔應(yīng)設(shè)在箱蓋頂部，便于觀察齒輪嚙合區(qū)的位置。窺視孔處應(yīng)設(shè)計(jì)凸臺(tái)以便于加工。 視孔蓋平時(shí)用螺釘緊固在凸臺(tái)上蓋住窺視孔，視孔蓋下應(yīng)加防滲漏的墊片。選用Q235制造，M6螺釘緊固。 2. 通氣器 通氣器設(shè)置在視孔蓋上，選用二次過(guò)濾的通氣器，尺寸M18。 3. 油面指示器 油面指示器應(yīng)設(shè)置在便于觀察且油面較穩(wěn)定的部位，如低速軸附近。 選用油標(biāo)尺作為油面指示器，尺寸為M12。 4. 放油孔和螺塞 設(shè)置一個(gè)放油孔。由于圓柱螺紋螺塞自身不能防止漏油，因此在箱座上裝螺塞處設(shè)置凸臺(tái)，并加封油墊片，墊片用耐油橡膠制成。放油

34、孔設(shè)置在箱座底部油池的最低處，并在放油孔附近做成凹坑，便于將污油放盡。 5. 起吊裝置 箱蓋和箱座上分別設(shè)置吊耳，具體位置見(jiàn)裝配圖。 6. 起蓋螺釘 起蓋螺釘型號(hào)M12x20，直徑一般與箱體凸緣連接螺栓直徑相同，與連接螺栓布置在同一直線上，便于鉆孔。起蓋螺釘?shù)穆菁y有效長(zhǎng)度應(yīng)大于連接凸緣的厚度。起蓋螺釘端部制成圓柱形并光滑倒角或半球形，以免反復(fù)擰動(dòng)時(shí)損壞螺釘端部螺紋。 螺釘材料為35號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 7. 定位銷(xiāo) 應(yīng)使兩定位銷(xiāo)到箱體對(duì)稱(chēng)軸線的距離不等，并盡量遠(yuǎn)些，以提高定位精度。 選用圓錐銷(xiāo) GB/T 117 10x26。 7級(jí)

35、精度 小齒輪40Cr 大齒輪45號(hào)鋼 mn=1.5mm

36、 7級(jí)精度 小齒輪40Cr 大齒輪45號(hào)鋼

37、 mn=2mm

38、

39、 高速軸強(qiáng)度合格

40、 中間軸強(qiáng)度合格

41、 低速軸強(qiáng)度合格 高速軸軸承合格 中間軸軸承合格 低速軸軸承合格

42、 GB/T 1096 鍵 強(qiáng)度合格 GB/T 1096 鍵 強(qiáng)度合格 GB/T 1096 鍵 強(qiáng)度合格 GB/T 1096 鍵 強(qiáng)度合格 十一、設(shè)計(jì)小結(jié) 參考資料 【1】 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 李興華 主編 清華大學(xué)出版社 【2】 《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第八版） 濮良貴 主編 高等教育出版社 【3】 《機(jī)械制圖》 許連元 主編 同濟(jì)大學(xué)出版社 【4】 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 王昆 主編 高等教育出版社 34