單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

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1、 目 錄 一．設(shè)計(jì)要求 5 1.1傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖 5 1.2原始數(shù)據(jù) 5 1.3工作條件 5 二．傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 7 2.1電動(dòng)機(jī)的選擇 7 2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型 7 2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量 7 2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 7 2.2傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 8 2.2.1計(jì)算總傳動(dòng)比及分配傳動(dòng)比 8 2.2.2計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)參數(shù) 8 2.2.2.1各軸軸轉(zhuǎn)速 8 2.2.2.2各軸的輸入功率 8 2.2.2.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 9 三 V帶及帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 4.1 一級(jí)斜齒輪大小齒輪的設(shè)計(jì) 12 4.1.1選精度等級(jí)，材料及齒數(shù)

2、 12 4.1.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 12 4.1.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 14 4.1.3.1確定參數(shù) 14 4.1.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 15 4.1.4幾何中心距計(jì)算 15 4.1.5齒輪受力分析 16 五 軸的計(jì)算 17 5.1 齒輪軸的設(shè)計(jì) 17 5.1.1基本參數(shù) 17 5.1.2初步確定軸的最小直徑 17 5.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 5.1.4軸的受力分析 18 5.1.5按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 20 5.1.6精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 20 5.2低速軸的設(shè)計(jì) 22 5.2.1材料選擇及熱處理 22 5.2.2初定軸的最小直徑 22 5.2.

3、3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 5.2.4軸的受力分析 24 5.2.5精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 26 六 軸承、潤(rùn)滑密封和聯(lián)軸器等的選擇及校驗(yàn)計(jì)算 30 6.1軸承的確定及校核 30 6.1.1對(duì)初選高速及軸承7306C校核 30 6..1.2對(duì)初選低速軸承7211AC進(jìn)行校核 32 6.2鍵的校核 34 6.2.1齒輪軸上的鍵連接的類型和尺寸 34 6.2.2大齒輪軸上的鍵 34 6.3聯(lián)軸器的校核 35 6.4潤(rùn)滑密封 35 七.箱體端蓋齒輪的位置確定 37 八.設(shè)計(jì)小結(jié) 38 九、參考文獻(xiàn) 39 一．設(shè)計(jì)要求 1.1傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖 帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置如圖所示

4、 1.2原始數(shù)據(jù) 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的原始數(shù)據(jù)： 帶的圓周力F/N 帶速V(m/s) 滾筒直徑D/mm 2400N 2 400 1.3工作條件 三班制，使用十年，連續(xù)單向運(yùn)載，載荷平穩(wěn)，小批量生產(chǎn)，運(yùn)輸鏈速度允許誤差為鏈速度的±5%. 傳動(dòng)方案如下圖所示 二．傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 2.1電動(dòng)機(jī)的選擇 2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型 按工作要求選用Y型全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓為380V 2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量 電動(dòng)機(jī)所需工作功率為 又 根據(jù)帶

5、式運(yùn)輸機(jī)工作機(jī)的類型，可取工作機(jī)效率 傳動(dòng)裝置的總效率 查課本表10-2機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副的效率概略值，確定各部分效率為：聯(lián)軸器效率，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率（一對(duì)），齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)效率，V帶的傳動(dòng)效率；代人得： 為工作機(jī)效率， 所需電動(dòng)機(jī)功率為 電動(dòng)機(jī)額定功率約大于，由課本第19章表19-1所示Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)，選電動(dòng)機(jī)額定功率=7.5 2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2~4 單級(jí)圓柱齒輪減速一般傳動(dòng)比范圍為3~6 則總傳動(dòng)比合理范圍為i=6~24 故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、960、1440，750不常用，故

6、選擇1440的電動(dòng)機(jī)。其相關(guān)數(shù)據(jù)如下： 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/KW 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/ 堵載轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 1 Y132M-4 7.5 1500 1440 2.2 2.3 方案優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、帶傳動(dòng)易加工、成本低，可吸震緩沖，應(yīng)用較廣泛。 缺點(diǎn):外部尺寸大，帶的壽命短，需經(jīng)常更換。 2.2傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 2.2.1計(jì)算總傳動(dòng)比及分配傳動(dòng)比 根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速及工作機(jī)轉(zhuǎn)速n，可得傳動(dòng)裝置所要求的總傳動(dòng)比為 分配各級(jí)傳動(dòng)比 為了使V帶傳動(dòng)外輪廓尺寸不過(guò)大，保證各級(jí)傳動(dòng)尺

7、寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)均勻合理，取V帶傳動(dòng)比，則 單級(jí)斜齒輪減速器的傳動(dòng)比 2.2.2計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)參數(shù) 2.2.2.1各軸軸轉(zhuǎn)速 軸 軸 軸 2.2.2.2各軸的輸入功率 電動(dòng)機(jī)軸輸出功率 軸 軸 軸 2.2.2.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 軸 軸 軸 將上述結(jié)果列入表中 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 軸號(hào) 功率 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)比 電動(dòng)機(jī) 5.6 1440 1 I軸

8、 5.449 36.40 1440 1 II軸 5.179 103.8 480 3 III軸 5.025 503.5 96 5 三 V帶及帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1確定計(jì)算功率 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中第一級(jí)用普通V帶傳動(dòng)。已知電動(dòng)機(jī)額定功率,轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。 由表8-7查得工作情況系數(shù)，故 2 選擇V帶的帶型 根據(jù)=9.75KW、，由圖8-11選用A型， 3計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速V 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑，由表8-6和8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑=90mm 驗(yàn)算帶速V，按式（8-13）驗(yàn)算帶的速

9、度 因 故帶速合適。 根據(jù)式（8-15a），計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)表8-8，圓周為。 4 確定V 帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 1）根據(jù)式（8-20），初定中心距。 2）由式（8-22）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。 3）按式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距 中心短范圍為 5 驗(yàn)算小帶輪上的包角 6 計(jì)算帶的根數(shù) (1）計(jì)算單根V帶的額定功率。 由和，查表8-4a得，根據(jù)，和A型帶，查表8-4b得，查表8-5得，表8-2得，于是 2)計(jì)算V帶的根數(shù)：，取9根。 7 計(jì)算單根

10、V帶的初始拉力的最小值 由表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，所以 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 8 計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值為 四 斜齒齒輪設(shè)計(jì) 4.1 一級(jí)斜齒輪大小齒輪的設(shè)計(jì) 已知輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速為，齒數(shù)比，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命年限十年，載荷平穩(wěn)，小批量生產(chǎn)，運(yùn)輸鏈速度允許誤差為鏈速度的。 4.1.1選精度等級(jí)，材料及齒數(shù) (1）選用斜齒圓柱齒輪，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10—1選擇大·小齒輪材料均為40Cr(調(diào)質(zhì))，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48~55HRC。 (2）表面淬火，輪齒變形不大，運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)

11、器，速度不高，故精度等級(jí)選用七級(jí)精度 (3）選小齒齒數(shù),大齒輪齒數(shù)。 (4)選取螺旋角，初選螺旋角 4.1.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 1）試選 2）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10—30選取區(qū)域系數(shù) 3）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10—26查得，則 4）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 5）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10—7選取齒寬系數(shù) 6）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10—6查得材料的彈性影響系數(shù) 7）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10—21e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 8）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（設(shè)機(jī)器每年工作300天） 9)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10—19取接觸疲勞壽命

12、系數(shù),。 10）計(jì)算接觸許用應(yīng)力 取失效概率為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 2）計(jì)算圓周速度 3）計(jì)算齒寬b及模數(shù) 4）計(jì)算縱向重合度 5）計(jì)算載荷系數(shù) 使用系數(shù)根據(jù)，7極精度由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10—8查得動(dòng)載系數(shù),由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10—4查得，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10—13查得,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10—3查得。故載荷系數(shù) 6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 7）計(jì)算模數(shù) 4.1.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 4.1.3.1確定參數(shù) 1）計(jì)算載荷系數(shù) 2)根據(jù)縱向重合度從《機(jī)械設(shè)計(jì)

13、》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《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10—5查得,。 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10—5查得,。 6）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》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。 7）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10—18取彎曲疲勞系數(shù)，。 8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞系數(shù)S=1.4 9）計(jì)算大小齒輪的并加以比較 大齒輪的數(shù)值大 4.1.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)。取以可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸

14、疲勞強(qiáng)度算的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 取,則。 4.1.4幾何中心距計(jì)算 （1） 計(jì)算中心距 將中心距圓整為124。 （2） 按圓整后的中心距修整螺旋角 （3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 （4）計(jì)算齒輪寬度 圓整后取,。 4.1.5齒輪受力分析 小輪圓周力 小齒輪徑向力 小齒輪軸向力 大齒輪圓周力 大齒輪徑向力 大齒輪軸向力 五 軸的計(jì)算 5.1 齒輪軸的設(shè)計(jì) 5.1.1基本參數(shù) 電動(dòng)

15、機(jī)通過(guò)V帶傳遞到軸的功率,轉(zhuǎn)速，，，，。 5.1.2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45鋼，調(diào)制處理。根據(jù)15-3，取，于是得 則 5.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬定軸上零件的裝配方案 本題的裝配方案如下： 2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度（右——左） 3）由于在這段上所連接的是大帶輪，根據(jù)它的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度已經(jīng)計(jì)算得到此處的最小直徑，這個(gè)直徑下滿足大帶輪所傳遞的扭矩的強(qiáng)度，故。此處軸短長(zhǎng)度由大帶輪的輪懿的寬度所決定，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-14（d）查得 取，為了使帶輪上的擋板壓緊帶輪而不是壓到軸，所以軸段長(zhǎng)度小于其輪懿值，取。

16、 4) 初選滾動(dòng)軸承 一般運(yùn)輸機(jī)傳遞載荷不是很大，由斜齒產(chǎn)生的軸向力不是很大，再根據(jù)這段軸的尺寸，可選擇角接觸軸承7306C。查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表13-3得，要求的定位軸高是4.5mm。故要求在此處的定位套筒的直徑是39mm，因此取 a由圖形分析，令。箱體壁與齒輪的距離，。軸承端蓋的壁厚一般為10mm左右。因此，整個(gè)軸承蓋的長(zhǎng)度是30mm，它與右端大帶輪的距離至少要留一個(gè)螺栓的長(zhǎng)度25mm，再考慮軸承端蓋的調(diào)整范圍，可以確定。 b考慮到，取，。 c處的寬度大于1.4h，取，，則 d同樣，也就確定了。 至此，已初步了軸的各段直徑和長(zhǎng)度 e軸上零件的周向定位 大帶輪與軸的周向定

17、位采用平鍵鏈接。按該截面直徑查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵銑刀加工，保證大帶輪與軸的配合為，同樣。滾動(dòng)軸承與軸周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。 f確定軸上圓周角和倒角尺寸

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37、 參考表15-2確定軸兩端的倒角均為2×45°，各處圓角半徑都為0.5mm。 5.1.4軸的受力分析 （1）根據(jù)結(jié)構(gòu)圖畫出軸的受力簡(jiǎn)圖 （2）受力計(jì)算 1)由前面的計(jì)算可得

38、 2)計(jì)算支反力 在水平面內(nèi)進(jìn)行計(jì)算 在垂直面內(nèi)進(jìn)行計(jì)算 3)畫出彎矩圖和扭矩圖 彎矩圖：?jiǎn)挝? 4)由彎扭圖上看，截面B是危險(xiǎn)面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面B處的的值列于下表 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 5.1.5按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 只對(duì)軸上承受最大彎矩和扭矩的截面進(jìn)行校核，由于軸單向旋轉(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 根據(jù)前面選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《課程設(shè)計(jì)》表查得，因此，故安全。 5.1.6精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1)判斷危險(xiǎn)面

39、 雖然鍵槽對(duì)軸有削弱，但軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度確定的，因此這個(gè)截面不是危險(xiǎn)面。只有在截面C處有較大的應(yīng)力集中，因此必須對(duì)其進(jìn)行精確校核。 2)截面C右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面C右側(cè)的彎矩 截面C上的扭矩T= 103800N.mm 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 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) 及按附表3-2查取。因，，用插值法可得， 又由附圖3-1可得軸的材料的敏感系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附表3-4）為 由附圖3-2的尺寸系數(shù)； 由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按

40、磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，按式3-12及式3-12a得綜合系數(shù)為： 又由3-1及3-2節(jié)得碳鋼的特性系數(shù) ，取 ， 于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按15-6到15-8式得： 故其安全 3)截面C左側(cè)，由于該軸是齒輪軸，沒(méi)有因過(guò)盈配合而造成的應(yīng)力集中，因此不用校核。 4)由上面的計(jì)算，說(shuō)明該軸的強(qiáng)度是足夠的。 5.2低速軸的設(shè)計(jì) 5.2.1材料選擇及熱處理 由于減速器傳遞的功率不大，可以和高速級(jí)軸的材料一致。并做調(diào)質(zhì)處理。 5.2.2

41、初定軸的最小直徑 1）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件，可得軸的直徑計(jì)算式 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3查得，取，于是得 由于該軸有一個(gè)鍵槽，故軸的直徑應(yīng)加大，故 2）聯(lián)軸器的選擇 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，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,查表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故稱,則 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003或手冊(cè)，選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器。 綜合考慮取。 型號(hào) 公稱轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)矩（鋼） 軸孔直徑 軸孔長(zhǎng)度 GYH4 900N.m 6800 N.m 45

42、mm 84mm 其公稱轉(zhuǎn)矩為900000N.mm，半聯(lián)軸器的孔徑，故半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 5.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定結(jié)構(gòu)方案如下圖 （2）根據(jù)軸各定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1) 從左端開始。為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，故取,由于前面已經(jīng)對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行了選擇，故。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為84mm，為了保證軸端擋圈中壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，則就比84略短一點(diǎn)，現(xiàn)取 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。根據(jù)，初步選擇角接觸球軸承，由于該軸上軸力相對(duì)較大，故選擇AC系列的軸承，查表選取7211AC，其尺寸為，其定位

43、軸肩為3.5mm，故定位套筒的直徑為62mm。因此，。 3）取安裝齒輪處的軸段的直徑，為了使套筒更加壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略小于輪轂的寬度，故取，齒輪的右端采用軸，定位，軸肩的高度5mm，則軸環(huán)處的直徑，取軸環(huán)寬度為8mm。 4）軸承端蓋的總寬度為30mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離15mm，故取。 5）取齒輪與箱體之間的距離為16mm，滾動(dòng)軸承到箱體的距離為10mm，則，,。 至此，已初步確定了軸的各段直徑及長(zhǎng)度。 6）軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接。半聯(lián)軸器與軸的連接，按直徑由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》

44、表12-11查得平鍵選用，配合為。齒輪與軸的連接，按查得查表12-11得，選用平鍵為，配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。 7）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表15-2，取軸端倒角為，C、D、E處的圓角半徑，A、B處的圓角半徑。 5.2.4軸的受力分析 (1）根據(jù)結(jié)構(gòu)畫出軸的受力簡(jiǎn)圖 （2）進(jìn)行受力分析 1）由前面的計(jì)算可知 2）支反力 垂直面內(nèi) 水平面內(nèi) 3）畫出彎矩圖和扭矩圖

45、 彎矩圖：?jiǎn)挝? 4)由彎扭圖上看，截面C-D是危險(xiǎn)面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面C-D處的的值列于下表 載荷 水平面 垂直面 支持反力 彎曲 總彎曲 扭矩 5）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 只對(duì)軸上承受最大彎矩和扭矩的截面進(jìn)行校核，由于軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算力 根據(jù)前面選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1查，因此，故安全。 5.2.5精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1）判斷危險(xiǎn)面 在C-D這個(gè)截面上雖然受到的彎矩較大，但由于這個(gè)截面的直徑很大

46、，其抗彎能力是很強(qiáng)的。A、B截面只受扭矩作用，雖然鍵槽對(duì)軸有削弱，但軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕的情況下確定的。D、E截面的軸徑都很大，也不必校核。由于鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而該軸只需校核C截面的左右兩側(cè)。 （2）截面C左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面C左側(cè)的彎矩M為（作處彎矩的近似計(jì)算） 截面C上的扭矩 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)制處理。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)，及按附表3-2查取。因，，用插值法可得， 又由附圖3-1可得軸的材料的敏感系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)，

47、按《機(jī)械設(shè)計(jì)》附表3-4為 由附圖3-2的尺寸系數(shù)； 由附圖3-2的尺寸系數(shù) 軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，按式得綜合系數(shù)為 又由及得碳鋼的特性系數(shù) 取 取 于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按式得 故其安全。 （3）截面C右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面C左側(cè)的彎矩M為 截面C上的扭矩 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 過(guò)盈配合處的，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》

48、附表3-8，用插值法求出，并取，于是有，則 軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 故得綜合系數(shù)為 所以軸在截面C右側(cè)的安全系數(shù)為 因此，在截面C右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。 至此，高速級(jí)、低速級(jí)兩根軸的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了。 六 軸承、潤(rùn)滑密封和聯(lián)軸器等的選擇及校驗(yàn)計(jì)算 6.1軸承的確定及校核 6.1.1對(duì)初選高速及軸承7306C校核 （1）受力分析 由前面

49、表格數(shù)據(jù)可以計(jì)算 （2）求兩軸承的計(jì)算軸向力和 由表13-7得軸承派生軸向力，其中，e為表13-15中的判斷系數(shù)，其值由的大小來(lái)確定，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表13-3得，但現(xiàn)在軸承軸向力未知，，故先初選e=0.4，因此可估算 由于 所以 由表13-5進(jìn)行插值計(jì)算，得，。再計(jì)算 計(jì)算確定，。再計(jì)算

50、 再次計(jì)算值相差不大。 因此確定，，， (3) 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和 由表13-5分別進(jìn)行表示或插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為 對(duì)軸承1： ， 對(duì)軸承2: , 因軸承運(yùn)載中有輕微沖擊，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-4查得，選取 (4)驗(yàn)算軸承壽命 因?yàn)?所以按軸承1的受力大小驗(yàn)算 故滿足要求。 6..1.2對(duì)初選低速軸承7211AC進(jìn)行校核 1受力分析 由前面的數(shù)據(jù)可以計(jì)算 2計(jì)算兩軸

51、的軸向力 查表13-3得， 對(duì)于70000 AC型軸承，它的派生軸向力,則 由于 所以 由表13-5進(jìn)行插值計(jì)算，得，。 3 計(jì)算軸承的單量載荷 由表13-5分別進(jìn)行表示或插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為 對(duì)軸承1： ， 對(duì)軸承2: , 因軸承運(yùn)載中有輕微沖擊，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-4查得，選取。 4 計(jì)算軸承壽命 因?yàn)?所以按軸承1的受力大小驗(yàn)算 故滿足要求。 6.2鍵的校核 6.2.1齒輪軸上的鍵連接的類型和尺寸 1選擇鍵連接的類型

52、和尺寸 一般8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度的要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于在這根軸的鍵是在軸端，而軸端的直徑又很小d=26mm，所以選用單圓頭鍵（C型）。由軸的設(shè)計(jì)里已確定的鍵尺寸為 2 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸的材料都是鋼，而帶輪的材料為鑄鐵，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-2查得擠壓應(yīng)力，鍵工作長(zhǎng)度，鍵與帶輪鍵槽的接觸高度 計(jì)算擠壓強(qiáng)度 故該鍵滿足。 鍵的標(biāo)記為：鍵 1096-2003齒輪軸上的鍵 6.2.2大齒輪軸上的鍵 1 齒輪處： 聯(lián)軸器： 2 校核 鍵、軸、齒輪和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-2查得擠壓應(yīng)力 1）齒輪處 擠壓強(qiáng)度 故該鍵滿足要求。

53、鍵的標(biāo)記為：鍵 1093-2003 2）聯(lián)軸器 擠壓強(qiáng)度 故該鍵滿足要求。 鍵的標(biāo)記為：鍵 1096-2003 6.3聯(lián)軸器的校核 參數(shù)確定 由前面的設(shè)計(jì)已知選擇GYH6固定式聯(lián)軸器，由《課程設(shè)計(jì)》表14-3查得，其公稱轉(zhuǎn)矩 1 載荷計(jì)算 由前面可知 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表14-1查得，故得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 該聯(lián)軸器合格。標(biāo)記為：GYH6固定式聯(lián)軸器 45×84 GB/T 5843-2003 6.4潤(rùn)滑密封 1.齒輪的潤(rùn)滑 因齒輪的圓周速度 所以才用浸油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑方式。 大齒輪浸入油高度不宜超過(guò)1個(gè)齒高（不小于10mm）。 2.滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 對(duì)于齒輪軸軸承

54、 對(duì)于大齒輪軸軸承 由此可以看出她們的值都很小，故可以選用脂潤(rùn)滑。 3 密封形式 由于在軸承端蓋處的軸表面速度 兩者速度都小于3m/s，所以選擇“粗羊毛氈圈油封” 七.箱體端蓋齒輪的位置確定 名稱 代號(hào) 減速箱體尺寸 機(jī)座壁厚 δ 8 機(jī)蓋厚度 δ1 8 機(jī)座凸緣厚 b b=1.5δ=16 機(jī)蓋凸緣厚 b1 b1=1.5δ1=16 機(jī)座底凸緣 b2 b2=2.5δ=24 地腳螺栓直徑 d? d?=0.36a+12=16 地腳螺栓數(shù)目 n n=4 軸承旁螺栓直徑 d1 d1=0.75 d?=14 機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接

55、螺栓直徑 d2 d2=(0.5~0.6) d?=12 聯(lián)接螺栓d2的間距 l l =63.14 軸承蓋螺栓直徑 d3 d3=(0.4~0.5) d?=6 窺視孔蓋螺栓直徑 d4 d4=(0.3~0.4) d?=5 定位銷直徑 d d=(0.7~0.8)d2=19.824~27.1872 螺栓至機(jī)壁距離 C1 20.5 螺栓到凸緣外緣距離 C2 20.5 軸承旁凸臺(tái)半徑 R1 R1= C2=51 凸臺(tái)高度 h 43 外壁至軸承底座面的距離 l1 L1=C1+C2+(5~10)=61 大齒輪齒頂圓與箱內(nèi)壁間的距離 Δ1 >1.2δ取

56、25 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁間的距離 Δ2 >δ取52（齒輪軸上） 機(jī)蓋筋厚 m1 m1≈0.85δ1 機(jī)座筋厚 m m≈0.85δ 軸承端蓋外徑 D2 小端蓋51 大端蓋66 軸承端蓋凸緣厚度 t t=(1~1.2)d3取16 軸承旁聯(lián)接螺栓的距離 S 一般去S=D2 八.設(shè)計(jì)小結(jié) 這次課程設(shè)計(jì)，由于理論知識(shí)的不足，再加上平時(shí)沒(méi)有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一開始的時(shí)候有些手忙腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導(dǎo)，和同學(xué)們的熱情幫助下，使我找到了信心?，F(xiàn)在想想其實(shí)課程設(shè)計(jì)當(dāng)中的每一天都是很累的，其實(shí)正向老師說(shuō)得一樣，機(jī)械設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)沒(méi)有那么簡(jiǎn)單，你想copy

57、或者你想自己胡亂蒙兩個(gè)數(shù)據(jù)上去來(lái)騙騙老師都不行，因?yàn)槟愕拿恳粋€(gè)數(shù)據(jù)都要從機(jī)械設(shè)計(jì)書上或者機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上找到出處。雖然種種困難我都已經(jīng)克服，但是還是難免我有些疏忽和遺漏的地方。完美總是可望而不可求的，不在同一個(gè)地方跌倒兩次才是最重要的。抱著這個(gè)心理我一步步走了過(guò)來(lái)，最終完成了我的任務(wù)。 十幾天的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次實(shí)踐的過(guò)程中學(xué)到了一些除技能以外的其他東西,領(lǐng)略到了別人在處理專業(yè)技能問(wèn)題時(shí)顯示出的優(yōu)秀品質(zhì),更深切的體會(huì)到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機(jī)制,最重要的還是自己對(duì)一些問(wèn)題的看法產(chǎn)生了良性的變化. 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的一級(jí)齒輪帶轉(zhuǎn)動(dòng)減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論

58、聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過(guò)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(guò)兩個(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)》、《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(wèn)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。 九、參考文獻(xiàn) 1、《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》　高等教育出版社 2、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》　高等教育出版社 3. 《工程圖學(xué)》 高等教育出版社 4. 《機(jī)械原理》 高等教育出版社 5. 《機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》化學(xué)工業(yè)出版社 37