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

1、1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：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。工作有輕振，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，兩班制工作。減速器小批生產(chǎn)，使用期限5年。輸送機(jī)工作轉(zhuǎn)速的容許誤差為5%。 1)、總體布置簡(jiǎn)圖2)、工作情況：工作有輕振，單向運(yùn)轉(zhuǎn)3)、原始數(shù)據(jù)輸送機(jī)工作軸上的功率P (kW) ：4輸送機(jī)工作軸上的轉(zhuǎn)速n (r/min)：60輸送機(jī)工作轉(zhuǎn)速的容許誤差（）：5使用年限（年）：5工作制度（班/日）：24)、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. 鍵和連軸器的選擇與校核；6. 裝配圖、零件圖的繪制7. 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫5)、設(shè)計(jì)任務(wù)1

2、.減速器總裝配圖一張2.輸出軸及其輸出軸上齒輪零件圖各一張3.設(shè)計(jì)說明書一份6)、設(shè)計(jì)進(jìn)度1、 第一階段：總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算2、 第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì)3、 第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制4、 第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說明書的編寫計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果2、電動(dòng)機(jī)的選擇2.1、電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇：選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，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。 22、電動(dòng)機(jī)容量選擇：電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：式（1）：da (kw) 由電動(dòng)機(jī)至輸送機(jī)的

3、傳動(dòng)總效率為：總=45根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)10表2-2式中：1、2、 3、4、5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。取=0.99，0.99，0.97，.9、50.93則：總=0.990.9940.970.990.93 =0.85所以：電機(jī)所需的工作功率：Pd=/總 =4/ 0.85 =4.7 (kw)總=0.85Pd=4.7(kw)計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 2.3、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%）】60r/min 5763 r/min根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)10表2-3推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳

4、動(dòng)比范圍=3。取開式圓錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比=3 。則總傳動(dòng)比理論范圍為：a =18。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范為 Nd=a n =(618)60 =3601080 r/min則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750和1000r/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)：（如下表）方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 (r/min)電動(dòng)機(jī)重量(N)參考價(jià)格傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)減速器1Y132M2-65.51000960800150012.422.84.442Y160M2-85.5750720124021009.312.53.72綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格n

5、w5763 r/min Nd=3601080 r/min計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 和圓錐齒輪帶傳動(dòng)、減速器傳動(dòng)比，可見第2方案比較適合。此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6，其主要性能：中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底角安裝尺寸 AB地腳螺栓孔直徑 K軸 伸 尺 寸DE裝鍵部位尺寸 FGD1325203453152161781228801041電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸3、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)3.1、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配級(jí)傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n(1)、可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為： ia= nm/ n=960/60=16ia=16計(jì) 算 及 說 明

6、結(jié) 果 總傳動(dòng)比等于各傳動(dòng)比的乘積分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比ia=i0i （式中i0、i分別為開式圓錐齒輪傳動(dòng) 和減速器的傳動(dòng)比）(2)、分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比： 根據(jù)指導(dǎo)書P10表2-3，取i0=3（圓錐齒輪傳動(dòng) i=23）因?yàn)椋篿ai0i所以：iiai016/35.333.2、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì)：將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為軸，軸，.以及i0,i1，.為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比01，12，.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）n,n,.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （r/min）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)i0=3i

7、 i5.33計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 3.3、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算3.3.1、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速： 軸：nI= nm=960（r/min）軸：n= n/ i=960/5.33=180r/min III軸：n= n 螺旋輸送機(jī)：nIV= n/i 0=180/3=60r/min3.3.2、計(jì)算各軸的輸入功率：軸： P=Pd01 =Pd1=4.70.99=4.65（KW）軸： P= P12= P23 =4.650.990.97=4.47（KW）III軸： P= P23= P24 =4.470.990.99=4.38（KW） 螺旋輸送機(jī)軸：PIV= P25=4.03（KW）n=960r/minn= n

8、=180r/minnIV=60r/minP=4.65（KW）P=4.47（KW）P=4.38（KW）PIV=4.03（KW）計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 3.3.3、計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩為： Td=9550Pd/nm=95504.7/960=46.76 Nm軸： T= Td01= Td1=46.760.99=46.3 Nm 軸： T= Ti12= Ti23 =46.35.330.990.97=236.98NmIII軸：T = T24=232.3 Nm螺旋輸送機(jī)軸：TIV = T i025=641.6Nm3.3.4、計(jì)算各軸的輸出功率：由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：故：

9、P=P軸承=4.650.99=4.6KWP= P軸承=4.470.99=4.4KWP = P軸承=4.380.99=4.3KW3.3.5、計(jì)算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩：由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：則：T= T軸承=46.30.99=45.84NmT = T軸承=236.980.99= 234.61NmT = T軸承=232.30.99= 229.98NmTd=46.76NmT=46.3 NmTII=236.98NmT=232.3 NmTIV=641.6NmPI= 4.6KWPII=4.4KWPIII=4.3 KWTI=45.84NmTII=234.61NmTIII=229.98Nm計(jì) 算

10、 及 說 明結(jié) 果 綜合以上數(shù)據(jù)，得表如下：軸名功效率P （KW）轉(zhuǎn)矩T （Nm）轉(zhuǎn)速nr/min傳動(dòng)比 i效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸4.746.7696010.99軸4.654.64.6345.849600.965.33軸4.474.4236.98234.611800.98軸4.384.3232.3229.9818030.92輸送機(jī)軸4.074. 0641.6635.18604、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1、減速器內(nèi)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)4.1.1、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

11、度差為40HBS。齒輪精度初選8級(jí)4.1.2、初選主要參數(shù)Z1=21 ，u=3.6 Z2=Z1u=215.33=111.96 取Z2=112Z1=21Z2=112計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果由表12.13選取齒寬系數(shù)d=0.5（u+1）a=1.154.1.3、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t 確定各參數(shù)值1) 試選載荷系數(shù)K=1.32) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=9.55106P/n1=9.551064.6/960 =4.58104Nmm3) 材料彈性影響系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)表12.12取 ZE=189.84) 區(qū)域系數(shù) ZH=2.55) 由圖12.17c按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲

12、勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。6) 由式12.12計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL160gn1th609601（283005）1.382109 NL2NL1/3.63.841087) 由圖12.18取接觸疲勞壽命系數(shù)ZN10.93；ZN20.97d1.15T1=4.58104NmmN11.382109 N23.84108計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，安全系數(shù)S1，由式12.14得H10.93600MPa558MPaH20.97550MPa533.5MPa4.1.4、計(jì)算1) 試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入H中較小值d1t=47.13mm2) 計(jì)算圓周速度 v=

13、2.37m/s3) 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mtb=d*d1t=147.13mm=47.13mmmt=2.24 mmh=2.25mt=2.252.24mm=5.04mmb/h=47.13/5.04=9.3344) 計(jì)算載荷系數(shù)K 已知工作有輕振，所以取KA=1.25，根據(jù)v=2.4m/s,8級(jí)精度，由圖12.9查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.08；H1558MPaH2533.5MPad1t47.13 mmv=2.37m/sb=47.13mmmt=2.24mmh=5.04mmb/h=9.35計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果由表12.11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)， KH=1.013由圖1013查得KF

14、=1.015直齒輪KH=KF=1。故載荷系數(shù) K=KA*KV*KH*KH=1.251.0811.013=1.3685) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（1010a）得 d1=mm=47.9mm6) 計(jì)算模數(shù)m m =mm=2.28mm4.1.5、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式12.17得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 m1） 確定計(jì)算參數(shù)A. 計(jì)算載荷系數(shù)K=KA*KV*KF*KF=1.251.0811.015=1.37B. 查取齒型系數(shù)由圖12.21查得YFa1=2.76；YFa2=2.228K=1.368d1=47.9mmm=2.28 mmK=1.37計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果C. 查取應(yīng)力校正系

15、數(shù)由圖12.22查得YSa1=1.56；YSa2=1.762 D. 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖12.23c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限F1=500Mpa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限F2=380Mpa；由圖12.24取彎曲疲勞壽命系數(shù)YN1=0.856，YN2=0.892取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式12.19F= F1=4281Mpa F2=242.11MPaE. 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較=0.01005=0.01621 大齒輪的數(shù)值大。4.1.6、設(shè)計(jì)計(jì)算 m=1.59mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.85并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm 按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=47.

16、90mm，算出小齒輪齒數(shù)Z1=d1/m=47.9/2=23.95取Z1=241=428Mpa2=242.11MPa=0.01005=0.01621m1.59mmm=2mmZ1=24計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 大齒輪齒數(shù) Z2=5.33x24=1284.1.7、幾何尺寸計(jì)算a) 計(jì)算分度圓直徑d1=mZ=224=48 mm d2=mZ1=2128=256mmb) 計(jì)算中心距a=m （Z1+Z2）=2（24+128）/2=152 mmc) 計(jì)算齒輪寬度b= d1d=48 取B2=48mm B1=53mm4.1.8、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 大齒輪采用腹板式，如圖12.32（機(jī)械設(shè)計(jì)）4.2、減速器外傳動(dòng)件設(shè)計(jì)4.2

17、.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。正火處理，齒面硬度為190HBS。齒輪精度初選8級(jí)4.2.2、初選主要參數(shù) Z1=26，u=3 Z2=Z1u=263=72 取Z2=128d1=48 mmd2=256mma=152 mmB2=48mm B1=53mmZ1=26u=3 Z2=72計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果4.2.3、確定許用應(yīng)力 A: 確定極限應(yīng)力和 齒面硬度：小齒輪按230HBS，大齒輪按190HBS 查圖12.17得=580Mpa, =550 Mpa 查圖12.2

18、3得=450Mpa, =380MpaB: 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)kHN,kFN N1=60gn3th=601801（283005）=2.592108N2=N1/u=2.592108/3=8.64107查圖12.18得ZN1=0.96,ZN2=0.98C：計(jì)算接觸許用應(yīng)力 取 由許用應(yīng)力接觸疲勞應(yīng)力公式查圖12.24得YN1=0.89 YN2=0.914.2.4、初步計(jì)算齒輪的主要尺寸N1=2.592108N2=8.64107計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果因?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)算按式12.39試算，即 dt確定各參數(shù)值1) 試選載荷系數(shù)K=1.32) 計(jì)

19、算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=9.55106P/n3=9.551064.3/180 =2.28105Nmm3) 材料彈性影響系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)表12.12取 ZE=189.84）試算小齒輪分度圓直徑d1tdt =112.06mm5）計(jì)算圓周速度 v=0.336m/s因?yàn)橛休p微震動(dòng)，查表12.9得KA=1.25。根據(jù)v=0.35m/s,8級(jí)精度，由圖12.9查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.03；T1=2.28105Nmmdt112.06mmv=0.336m/s計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 取Kb=1.2,Ka=1故載荷系數(shù) K=KA*KV*KH*KH=1.251.0311.2=1.545 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的

20、分度圓直徑，由式（1010a）得 d1=mm=118.7mm 118.7=100.895mm計(jì)算大端模數(shù)m m =mm=4.57 mm4.2.5、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式12.41 mn確定計(jì)算參數(shù)1） 計(jì)算載荷系數(shù) 由表12.11查得KHbe=1.25 則KF=1.5 KHbe=1.875K=KAKVKFKF=1.251.0311.875=2.4142）齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)K=1.545d1=118.7mmdm1=100.895mmm=4.57K=2.414計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果因?yàn)辇X形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)按當(dāng)量齒數(shù)算。其中 查圖12.21 齒形系數(shù) YFa1=2.57；YFa2=2.0

21、6圖12.22 應(yīng)力修正系數(shù) Ysa1=1.60；Ysa2=1.973）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較=0.01437=0.01643 大齒輪的數(shù)值大。4）設(shè)計(jì)計(jì)算mn =4.27對(duì)比計(jì)算結(jié)果，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)4.459并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=4.5mm 按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=123.86mm，算出小齒輪齒數(shù) Z1=d1/m=118.7/4=29.67取Z1=30=0.01437=0.01643mn4.27Z1=30計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 大齒輪齒數(shù) Z2=3x30=904.2.6、幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算分度圓直徑d1=mZ=4.530=135 mm d2=mZ1=4.590=

22、405mm2)計(jì)算錐距R=213.453)計(jì)算齒輪寬度b= RR=213.45x0.3=64.035 取B2=70mm B1=65mm5、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1、減速器輸入軸（I軸）5.1.1、初步確定軸的最小直徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217-255HBS軸的輸入功率為PI=4.65 KW 轉(zhuǎn)速為nI=960r/min根據(jù)課本P314（16.2）式，并查表16.2，取C=115d5.1.2、求作用在齒輪上的受力Z2=90d1=135 mmd2=405mmR=213.45b=64.035B2=70mm B1=65mmd19.46mm計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 因已知道小齒輪的分度圓直徑為d1=135mm

23、而 Ft1=678.5N Fr1=Ft=246.95N圓周力Ft1，徑向力Fr1的方向如下圖所示。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）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取=22mm，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KATI=1.346.3=57.88Nm，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50141986，選用YL6型凸緣聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為l1=52mm,軸段長(zhǎng)L1=50mm右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑Ft1=678.5NFr1=246.95ND1

24、=24mmL1=50mm計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果取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)軸器左端面的距離為30mm，故取該段長(zhǎng)為L(zhǎng)2=74mm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，其尺寸為dDB=357217，那么該段的直徑為35mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)3=20mm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D4=45mm，長(zhǎng)度取L4= 22.5mm右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為52mm，分度圓直徑為48mm，齒輪的寬度為53mm，則，此段的直徑為D5=52mm，

25、長(zhǎng)度為L(zhǎng)5=53mm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D6=45mm 長(zhǎng)度取L6= 22.5mm 右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為D7=35mm，長(zhǎng)度L7=20mm5.1.4、求軸上的的載荷1）根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。水平面的支反力：RA=RB=Ft/2 =339.25N垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0D2=30mmL2=74mmD3=35mmL3=20mmD4=45mmL4= 22.5mmD5=52mmL5=53mmD6=45mmL6= 22.5mmD7=35mm，L7=18mmRA=RB=

26、339.25N計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 那么RA=RB =Fr/2=123.48N2） 作出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)度右起第四段剖面C處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面C為危險(xiǎn)截面。已知MeC2=70.36Nm ,由課本表15-1有:-1=60Mpa 則：RA=RB 123.48 N計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 e= MeC2/W= MeC2/(0.1D43)=70.361000/(0.1453)=7.72-1右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面： e= MD/W= MD/(0.1D13)=35.41000/(0.1243)=25.61

27、 Nm-1 所以確定的尺寸是安全的 。5.2、減速器輸出軸（II軸）5.2.1、初步確定軸的最小直徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217-255HBS軸的輸入功率為PI=4.47KW 轉(zhuǎn)速為nI=180r/min根據(jù)課本P314（16.2）式，并查表16.2，取C=115d5.2.2、求作用在齒輪上的受力因已知道大齒輪的分度圓直徑為d2=256mm而 Ft1=1833NFr1=Ft=667.2N圓周力Ft1，徑向力Fr1的方向如下圖所示。dFt1=1833NFr1=667.2N計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 5.2.3、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

28、8軸承端蓋 9軸端擋圈 10半聯(lián)軸器2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取32mm，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KAT=1.3236.98=296N.m，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50141985，選用HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為l1=82mm,軸段長(zhǎng)L1=80mm右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取40mm,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)軸器左端面的距離為30mm，故取該段長(zhǎng)為L(zhǎng)2=74mm右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則D1=32mmL1=80D2=40mmL2=74mm計(jì) 算

29、 及 說 明結(jié) 果 軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6209型軸承，其尺寸為dDB=458519，那么該段的直徑為45mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)3=41mm右起第四段，該段裝有齒輪，并且齒輪與軸用鍵聯(lián)接，直徑要增加5%，大齒輪的分度圓直徑為256mm，則第四段的直徑取50mm,齒輪寬為b=65mm，為了保證定位的可靠性，取軸段長(zhǎng)度為L(zhǎng)4=63mm右起第五段，考慮齒輪的軸向定位,定位軸肩，取軸肩的直徑為D5=56mm ,長(zhǎng)度取L5=6mm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D6=60mm 長(zhǎng)度取L6= 20mm 右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為D7=45mm，長(zhǎng)度

30、L7=19mm5.2.4、求軸上的的載荷1）根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。水平面的支反力：RA=RB=Ft/2 =916.5N垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0那么RA=RB =Fr/2=333.6N2） 作出軸上各段受力情況及彎矩D3=45mmL3=41mmD4=50mmL4=63mmD5=56mmL5=6mm D6=60mmL6= 20mmD7=45mm，L7=19mmRA=RB=Ft/2 =916.5NRA=RB =333.6N計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果5.2.5、判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度右起第四段剖面C處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大

31、，所以剖面C為危險(xiǎn)截面。已知MeC2=121.83Nm ,由課本表15-1有:-1=60Mpa 則：e= MeC2/W= MeC2/(0.1D43)計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 =124.831000/(0.1503)=9.75-1右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面： e= MD/W= MD/(0.1D13)=1061000/(0.1323)=32.35Nm-1 所以確定的尺寸是安全的 。6、箱體的設(shè)計(jì)1. 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

32、潤(rùn)滑油飛濺出來。2. 放油螺塞減速器底部設(shè)有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞賭注。3. 油標(biāo)油標(biāo)用來檢查油面高度，以保證有正常的油量。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。4. 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)滑油從縫隙向外滲漏。所以多在機(jī)蓋頂部或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)體有縫隙處的密封性能。計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果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)結(jié)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)此螺釘頂起機(jī)蓋。在軸承端蓋上也可以安裝啟蓋螺

33、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. 定位銷為了保證軸承座孔的安裝精度，在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓聯(lián)結(jié)后，鏜孔之前裝上兩個(gè)定位銷，孔位置盡量遠(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。7. 調(diào)整墊片調(diào)整墊片由多片很薄的軟金屬制成，用一調(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)或吊鉤，用以搬運(yùn)或拆卸機(jī)蓋。9. 密封裝置 在伸出軸與端蓋之間有間隙，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)具體情況選用。箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇如下表：計(jì) 算 及 說 明結(jié)

34、果 名稱符號(hào)尺寸（mm）機(jī)座壁厚10機(jī)蓋壁厚110機(jī)座凸緣厚度b15機(jī)蓋凸緣厚度b 115機(jī)座底凸緣厚度b 225地腳螺釘直徑df20地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d116機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d212軸承端蓋螺釘直徑d310窺視孔蓋螺釘直徑d48定位銷直徑d8df，d1, d2至外機(jī)壁距離C128, 24, 20df，d1, d2至凸緣邊緣距離C224, 20，16軸承旁凸臺(tái)半徑R112, 8凸臺(tái)高度h 根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)外機(jī)壁至軸承座端面距離l1 35大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離112齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離2 20機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1 ,m28， 8軸承端蓋外徑D290

35、， 105軸承端蓋凸緣厚度t 10軸承旁聯(lián)接螺栓距離S盡量靠近，以Md1和Md2互不干涉為準(zhǔn)，一般s=D27、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算1）.輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d3=50mm L3=63mm T=236.98Nm查手冊(cè) 選用A型平鍵A鍵 1610 GB1096-2003 L=L1-b=65-16=49mm根據(jù)課本（6-1）式得計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果p=4 T/(dhL)=4234.611000/（161049）=119.7Mpa R (150Mpa)2） 輸入軸與聯(lián)軸器1聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d2=24mm L2=50mm T=51.68Nm查手冊(cè) 選C型平鍵 GB1096-2003

36、B鍵87 GB1096-79l=L2-b=50-8-2=40mm h=7mmp=4 T/（dhl）=445.841000/（8740）= 81.86Mpa p (150Mpa)3） 輸出軸與聯(lián)軸器2聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d2=32mm L2=80mm T=176.67Nm查手冊(cè) 選C型平鍵 GB1096-2003C鍵108 GB1096-79l=L2-b=80-10=70mm h=8mmp=4 T/（dhl）=41801000/（10870）= 128.57Mpa p (150Mpa)計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果8、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命Lh=283005=24000小時(shí)1.輸入軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P 因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=246.95N（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值 （3）選擇軸承型號(hào)選擇6207軸承 Cr=19.8KN預(yù)期壽命足夠此軸承合格2.輸入軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P 因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=667.2計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果 （2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值 （3）選擇軸承型號(hào)選擇6209軸承 Cr=24.5KN預(yù)期壽命足夠此軸承合格a) 聯(lián)連軸器的選擇（1）類型選擇 由于兩軸相對(duì)位移很小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)