哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書

1、目錄1.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)11.1分析確定傳動(dòng)方案11.2選擇電動(dòng)機(jī)11.2.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型11.2.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量11.2.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速11.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比21.3.1總傳動(dòng)比21.3.2分配傳動(dòng)比21.4計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)21.4.1計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速21.4.2計(jì)算各軸的輸入功率21.4.3計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩32.傳動(dòng)件設(shè)計(jì)32.1高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)32.1.1選擇材料、熱處理方式及精度等級(jí)32.1.2初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸32.1.3確定傳動(dòng)尺寸52.1.4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度62.1.5計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他尺寸72.2低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳

2、動(dòng)72.2.1選擇材料、熱處理方式及精度等級(jí)72.2.2初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸72.2.3確定傳動(dòng)尺寸92.2.4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度102.2.5計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他尺寸113.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算113.1確定減速器基準(zhǔn)尺寸113.2高速軸(軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算123.2.1選擇軸的材料123.2.2初算軸徑123.2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)133.2.4軸的受力分析153.2.5校核軸的強(qiáng)度163.2.6校核鍵連接的強(qiáng)度173.2.7校核軸承壽命173.3中間軸(軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算183.3.1選擇軸的材料183.3.2初算軸徑183.3.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)193.3.4軸的受力分析203.3.5校核軸的強(qiáng)度223.3.6校核鍵連

3、接的強(qiáng)度243.3.7校核軸承壽命243.4低速軸(軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算253.4.1選擇軸的材料253.4.2初算軸徑253.4.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)253.4.4軸的受力分析273.4.5校核軸的強(qiáng)度283.4.6校核鍵連接的強(qiáng)度293.4.7校核軸承壽命294.軸系部件設(shè)計(jì)304.1齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與潤(rùn)滑304.2軸承端蓋和密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)314.3軸承潤(rùn)滑324.4擋油板325.減速器機(jī)體及其附件設(shè)計(jì)335.1確定減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)及其尺寸335.2減速器附件設(shè)計(jì)345.2.1窺視孔和窺視孔蓋345.2.2放油孔與螺塞345.2.3游標(biāo)355.2.4通氣器355.2.5吊耳和吊鉤365.2.6定位銷375.2.

4、7啟蓋螺釘37參考文獻(xiàn)371.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)1.1分析確定傳動(dòng)方案帶式運(yùn)輸機(jī)由電動(dòng)機(jī)、二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器、卷筒與運(yùn)輸帶組成，各部件用聯(lián)軸器連接并安裝在機(jī)架上。設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)及要求在任務(wù)書中給定，設(shè)計(jì)減速器傳動(dòng)件、軸系部件及箱體零件等。由載荷特性，高速級(jí)選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，低速級(jí)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。1.2選擇電動(dòng)機(jī)1.2.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V。1.2.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量工作機(jī)的有效功率為從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為式中：分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動(dòng)、卷筒的傳動(dòng)效率。由參考文獻(xiàn)1表9.1取。則：所以

5、電動(dòng)機(jī)所需要的工作功率為1.2.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速按參考文獻(xiàn)1表2.1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為：所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有、和 三種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由參考文獻(xiàn)1表14.1選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-6。其主要性能如表1.1：表 1.1 電動(dòng)機(jī)主要性能電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kW滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132S-63.09602.02.0電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸如表1.2：表 1.2

6、 電動(dòng)機(jī)主要安裝尺寸型號(hào)H/mmD/mmY132S-6132381.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比1.3.1總傳動(dòng)比1.3.2分配傳動(dòng)比考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相接近，取，故：1.4計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1.4.1計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速軸軸軸卷筒軸1.4.2計(jì)算各軸的輸入功率軸軸軸卷筒軸1.4.3計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸入轉(zhuǎn)矩所以： 軸軸軸卷筒軸將上述計(jì)算結(jié)果匯總?cè)绫?.3所示表 1.3 各軸運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)軸名功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/()轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動(dòng)比i效率電機(jī)軸2.540025267.796010.99軸2.514625015.09604.19440.96軸2

7、.4148.5228.87662.99600.96軸2.3189.376.394110.98卷筒軸2.2728.676.39412傳動(dòng)件設(shè)計(jì)2.1高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)2.1.1選擇材料、熱處理方式及精度等級(jí)考慮到此考慮到帶式運(yùn)輸機(jī)為一般機(jī)械，故大、小齒輪均選用45鋼，采用軟齒面，由參考文獻(xiàn)2表6.2得: 小齒輪調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為217255HBW，平均硬度236HBW；大齒輪正火處理，齒面硬度162217HBW，平均硬度190HBW。大、小齒輪齒面平均硬度差為46HBW，在3050HBW范圍內(nèi)，選用8級(jí)精度。2.1.2初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸由于是軟齒面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)

8、計(jì)。由參考文獻(xiàn)2式6.21，即式中各參數(shù)為：1)小齒輪傳遞的扭矩2)設(shè)計(jì)時(shí)因v值未知，初選3)由參考文獻(xiàn)2表6.6選取齒寬系數(shù)4)由參考文獻(xiàn)2表6.5查得彈性系數(shù) 5)初選螺旋角，由參考文獻(xiàn)2圖6.15查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)為6)初選,則，取，則齒數(shù)比。7)由參考文獻(xiàn)2式6.1得端面重合度由參考文獻(xiàn)2式6.2得軸面重合度由參考文獻(xiàn)2圖6.16查得重合度系數(shù)7)由參考文獻(xiàn)2圖6.26查得螺旋角系數(shù)8)許用接觸應(yīng)力由參考文獻(xiàn)2式6.26，即 算得由參考文獻(xiàn)2圖6.29e、圖6.29a得接觸疲勞極限應(yīng)力、小齒輪1與大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為 由參考文獻(xiàn)2圖6.30查得壽命系數(shù)，由參考文獻(xiàn)2表6.7，取安

9、全系數(shù) 得故取初算小齒輪1的分度圓直徑，得2.1.3確定傳動(dòng)尺寸1)計(jì)算載荷系數(shù)K由參考文獻(xiàn)2表6.3查得使用系數(shù)由參考文獻(xiàn)2圖6.7查得動(dòng)載系數(shù)由參考文獻(xiàn)2圖6.12查得齒向載荷分布系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表6.4查得齒間載荷分布系數(shù)則2)對(duì)進(jìn)行修正 3)確定模數(shù)由標(biāo)準(zhǔn)取4)計(jì)算傳動(dòng)尺寸中心距圓整為則螺旋角因值與初選值相差較大，故與值有關(guān)數(shù)值需修正，修正后結(jié)果為，取，不用修正和故取2.1.4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 1)當(dāng)量齒數(shù)：2)由參考文獻(xiàn)2圖6.20查得：3)由參考文獻(xiàn)2圖6.21查得：（均由插值得到）4)由參考文獻(xiàn)2圖6.22查得重合度系數(shù) 5)由參考文獻(xiàn)2圖6.28查得螺旋角系數(shù)6)許用彎曲應(yīng)

10、力可由參考文獻(xiàn)2式6.29，即算得由參考文獻(xiàn)2圖6.29f、圖6.29b查得接觸疲勞極限應(yīng)力由參考文獻(xiàn)2圖6.32查得壽命系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表6.7查得安全系數(shù)故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度2.1.5計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他尺寸端面模數(shù)，端面齒頂高系數(shù)，端面頂隙系數(shù) 齒頂高 齒根高小齒輪1齒頂圓直徑 小齒輪1齒根圓直徑 大齒輪2齒頂圓直徑 大齒輪2齒根圓直徑 2.2低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)2.2.1選擇材料、熱處理方式及精度等級(jí)與高速級(jí)齒輪相同。2.2.2初步計(jì)算主要尺寸由于是軟齒面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。由參考文獻(xiàn)2式6.8，即式中各參數(shù)為：1)小齒輪傳遞的扭矩2)設(shè)計(jì)時(shí)因v值未知，初選3)由參

11、考文獻(xiàn)2表6.6選取齒寬系數(shù)4)由參考文獻(xiàn)2表6.5查得彈性系數(shù) 5)由參考文獻(xiàn)2圖6.15查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)為6)初選,則，取，則齒數(shù)比。7)由參考文獻(xiàn)2式6.1得端面重合度由參考文獻(xiàn)2圖6.16查得重合度系數(shù)8)許用接觸應(yīng)力由參考文獻(xiàn)2式6.26，即 算得由參考文獻(xiàn)2圖6.29e、圖6.29a得接觸疲勞極限應(yīng)力、小齒輪1與大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為 由參考文獻(xiàn)2圖6.30查得壽命系數(shù)，由參考文獻(xiàn)2表6.7，取安全系數(shù) 得故取初算小齒輪3的分度圓直徑，得2.2.3確定傳動(dòng)尺寸1)計(jì)算載荷系數(shù)K由參考文獻(xiàn)2表6.3查得使用系數(shù)由參考文獻(xiàn)2圖6.7查得動(dòng)載系數(shù)由參考文獻(xiàn)2圖6.12查得齒向載荷分

12、布系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表6.4查得齒間載荷分布系數(shù)則2)對(duì)進(jìn)行修正。 3)確定模數(shù)由標(biāo)準(zhǔn)取4)計(jì)算傳動(dòng)尺寸中心距：對(duì)齒輪3采用正變位，圓整中心距為 則中心距變動(dòng)系數(shù) 取2.2.4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 1)由參考文獻(xiàn)2圖6.20查得：2)由參考文獻(xiàn)2圖6.21查得：（均由插值得到）3)由參考文獻(xiàn)2圖6.22查得重合度系數(shù) 4)許用彎曲應(yīng)力可由參考文獻(xiàn)2式6.29，即算得。5)由參考文獻(xiàn)2圖6.29f、圖6.29b查得接觸疲勞極限應(yīng)力6)由參考文獻(xiàn)2圖6.32查得壽命系數(shù)7)由參考文獻(xiàn)2表6.7查得安全系數(shù)故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 2.2.5計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他尺寸嚙合角 變位系數(shù) 取 小齒輪3：齒頂高變動(dòng)

13、系數(shù) 齒頂高 齒根高齒頂圓直徑 齒根圓直徑 大齒輪4：齒頂高 齒根高齒頂圓直徑 齒根圓直徑齒輪有關(guān)尺寸匯總?cè)绫?.1所示表 2.1 齒輪主要尺寸參數(shù)模數(shù)/mm分度圓直徑/mm齒頂圓直徑/mm齒根圓直徑/mm齒寬/mm小齒輪1244.311948.311939.311956大齒輪22185.6880189.6880180.688050小齒輪336979.000265.708470大齒輪43207212.7918199.5623軸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1確定減速器基準(zhǔn)尺寸由經(jīng)驗(yàn)公式初步確定減速器尺寸，并在草圖上繪制。對(duì)于二級(jí)展開式齒輪減速器在俯視圖上進(jìn)行。畫齒輪的輪廓尺寸線：分度圓、齒頂圓和齒寬，中間軸上

14、兩齒輪軸向間距取。畫機(jī)體內(nèi)壁線：機(jī)體內(nèi)壁線距離小齒輪端面的距離（見表5.1），取，大齒輪齒頂圓與機(jī)體內(nèi)壁線（見表5.1），圓整后取機(jī)體內(nèi)壁線距輸出軸軸線。畫軸承座外端面線，軸承座寬度，?。ㄒ姳?.1）。用凸緣式軸承端蓋，凸緣厚度（為軸承端蓋連接螺栓直徑，見表5.1），圓整后取。軸承采用脂潤(rùn)滑，留出檔油板位置，軸承外端面至機(jī)體內(nèi)壁距離。繪制好的草圖如圖3.1所示。圖 3.1 第一階段裝配草圖3.2高速軸(軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1選擇軸的材料因傳遞功率不大，且單向轉(zhuǎn)動(dòng)、無(wú)沖擊，一般機(jī)械使用，對(duì)質(zhì)量結(jié)構(gòu)無(wú)特殊要求，所以選45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3.2.2初算軸徑對(duì)于轉(zhuǎn)軸，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑，查參考文獻(xiàn)2表

15、9.4得，軸端彎矩較小，故取。則 考慮到軸端有一個(gè)鍵槽，軸徑加大5%，則3.2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)軸承部件的結(jié)構(gòu)型式為方便軸承部件的裝拆，減速器機(jī)體采用剖分式。由軸的功能決定，該軸至少應(yīng)具有聯(lián)軸器、齒輪安裝段，兩個(gè)軸承的安裝段以及兩個(gè)軸承對(duì)外的密封段，共7段尺寸。由于傳遞功率小，轉(zhuǎn)速不高，發(fā)熱小，軸承采用兩端固定式。由此確定軸的草圖如圖3.2所示。然后按軸上零件安裝順序從軸段1開始設(shè)計(jì)。圖 3.2 軸1結(jié)構(gòu)及受力分析2)聯(lián)軸器及軸段1最小直徑為軸段1的直徑，考慮到軸段1上安裝聯(lián)軸器因此軸段1的設(shè)計(jì)與聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。為補(bǔ)償兩軸的安裝誤差，隔離振動(dòng)，高速軸選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查參考文獻(xiàn)2表12.

16、1選取，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩，又知電動(dòng)機(jī)軸徑為38mm，由參考文獻(xiàn)1表13.1選用LH3型聯(lián)軸器（軸孔直徑3038mm，J1型軸孔長(zhǎng)度60mm），最后確定軸段1直徑，軸段1長(zhǎng)度應(yīng)比聯(lián)軸器軸孔長(zhǎng)度略短，取3)密封圈與軸段2由參考文獻(xiàn)2圖9.8中公式計(jì)算得軸肩高度考慮密封要求，取4)軸承與軸段3、7由參考文獻(xiàn)2圖9.8得考慮安裝軸承取有軸向力，由參考文獻(xiàn)2表12.2初選角接觸球軸承7208C，查得5)軸段4、5、6由參考文獻(xiàn)2圖9.8得，取，齒輪1齒根圓直徑小于軸徑，用滾齒法加工，由滾刀直徑確定，6)其他尺寸由草圖及軸承尺寸確定，左右兩端擋油板尺寸一致便于加工，可確定，由此確定，聯(lián)軸器與軸承端蓋間距，得7)

17、鍵連接聯(lián)軸器與軸端周向連接采用A型普通平鍵連接，為GB/T 1096-2003, 3.2.4軸的受力分析1)畫軸的受力簡(jiǎn)圖軸的受力簡(jiǎn)圖、彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖畫在一起，如圖3.2所示。2)計(jì)算支反力轉(zhuǎn)矩小齒輪1圓周力,為小齒輪1分度圓直徑小齒輪1徑向力小齒輪1軸向力在水平面上在垂直平面上軸承1的總支承反力軸承2的總支承反力3)畫彎矩圖垂直面上，小齒輪1中間截面處彎矩最大， 水平面上，小齒輪1中間截面處左側(cè)，小齒輪1中間截面處右側(cè)， 合彎矩，小齒輪1中間截面左側(cè) 小齒輪1中間截面右側(cè)畫彎矩圖如圖3.2所示4)畫轉(zhuǎn)矩圖如圖3.2所示3.2.5校核軸的強(qiáng)度由彎矩轉(zhuǎn)矩圖可知，小齒輪1中間截面左側(cè)處彎矩最大有轉(zhuǎn)

18、矩，為危險(xiǎn)截面由參考文獻(xiàn)2表9.6，抗彎剖面模量；抗扭剖面模量；彎曲應(yīng)力： ,扭剪應(yīng)力：對(duì)于調(diào)質(zhì)45鋼，由參考文獻(xiàn)2表9.3查得 由參考文獻(xiàn)2查得碳素鋼等效系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表9.11查得齒輪軸處應(yīng)力系數(shù) 由參考文獻(xiàn)2表9.12查得絕對(duì)尺寸系數(shù) 由參考文獻(xiàn)2表9.9查得軸磨削時(shí)表面質(zhì)量系數(shù) 安全系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表9.13查得許用安全系數(shù)，安全。3.2.6校核鍵連接的強(qiáng)度由參考文獻(xiàn)2式4.1知式中：為工作面的擠壓應(yīng)力，MPa；為傳遞的轉(zhuǎn)矩，；為軸的直徑，mm；為鍵的工作長(zhǎng)度，mm，A型，為鍵的公稱長(zhǎng)度和鍵寬；k為鍵與轂槽的接觸高度，mm，；為許用擠壓應(yīng)力，MPa，由參考文獻(xiàn)2表4.1，靜連接，材料

19、為45鋼，靜載，。，校核通過(guò)。3.2.7校核軸承壽命角接觸球軸承7208C， 1)計(jì)算軸承的軸向力圖 3.3 軸1上軸承受力分析軸承I、II內(nèi)部軸向力分別為2)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷由，由參考文獻(xiàn)2表10.13查得。因?yàn)?，所以。?dāng)量動(dòng)載荷為由，由參考文獻(xiàn)2表10.13查得。因?yàn)?，所以。?dāng)量動(dòng)載荷為3)校核軸承壽命軸承在以下工作，由參考文獻(xiàn)2表10.10查得。工作平穩(wěn)，由參考文獻(xiàn)2表10.11查得。軸承1當(dāng)量動(dòng)載荷大，只校核軸承1。軸承1的壽命為已知減速器使用6年2班，則預(yù)期壽命為，故軸承壽命充裕。3.3中間軸(軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1選擇軸的材料因傳遞功率不大，且單向轉(zhuǎn)動(dòng)、無(wú)沖擊，一般機(jī)械使用，對(duì)質(zhì)量

20、結(jié)構(gòu)無(wú)特殊要求，所以選45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3.3.2初算軸徑對(duì)于轉(zhuǎn)軸，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑，查參考文獻(xiàn)2表9.4得，軸端彎矩較小，故取。則3.3.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)軸承部件的結(jié)構(gòu)型式為方便軸承部件的裝拆，減速器機(jī)體采用剖分式。由軸的功能決定，該軸至少應(yīng)具有兩個(gè)齒輪安裝段，兩個(gè)軸承的安裝段，共5段尺寸。由于傳遞功率小，轉(zhuǎn)速不高，發(fā)熱小，軸承采用兩端固定式。由此確定軸的草圖如圖3.4所示。然后按軸上零件安裝順序從軸段1開始設(shè)計(jì)。圖 3.4 軸2結(jié)構(gòu)及受力分析2)軸承與軸段1、5最小直徑為軸段1、5的直徑，對(duì)二級(jí)齒輪減速器中間軸，軸段1、5處安裝滾動(dòng)軸承，不應(yīng)小于高速軸安裝軸承處的直徑，最后確定軸段1、5直

21、徑有軸向力，由參考文獻(xiàn)1表12.2初選角接觸球軸承7208C，查得3)軸段4由參考文獻(xiàn)2圖9.8得取，軸段4長(zhǎng)度比齒寬略小，取4)軸段3由參考文獻(xiàn)2圖9.8得，取，5)軸段2由于小批量生產(chǎn)，且齒輪3尺寸不大，故仍采用齒輪軸形式，齒根圓直徑較大，不用考慮加工問題。6)其他尺寸由草圖及軸承位置尺寸確定，7)鍵連接齒輪2與軸周向連接采用A型普通平鍵連接，為GB/T 1096-2003, 3.3.4軸的受力分析1)畫軸的受力簡(jiǎn)圖軸的受力簡(jiǎn)圖、彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖畫在一起，如圖3.4所示。2)計(jì)算支反力轉(zhuǎn)矩小齒輪3圓周力,為小齒輪3分度圓直徑小齒輪3徑向力大齒輪2圓周力大齒輪2徑向力大齒輪2軸向力在水平面上在

22、垂直平面上軸承1的總支承反力軸承2的總支承反力3)畫彎矩圖垂直面上，a-a截面處， b-b截面處，水平面上，a-a截面處，b-b截面右側(cè)， b-b截面左側(cè)，合彎矩，a-a截面處， b-b截面右側(cè)，b-b截面左側(cè)，畫彎矩圖如圖3.4所示4)畫轉(zhuǎn)矩圖如圖3.4所示3.3.5校核軸的強(qiáng)度由彎矩轉(zhuǎn)矩圖可知，a-a截面、b-b截面右側(cè)處為危險(xiǎn)截面由參考文獻(xiàn)2表9.6，a-a截面抗彎剖面模量；抗扭剖面模量；彎曲應(yīng)力： ,扭剪應(yīng)力：對(duì)于調(diào)質(zhì)45鋼，由參考文獻(xiàn)2表9.3查得 由參考文獻(xiàn)2查得碳素鋼等效系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表9.11查得齒輪軸應(yīng)力系數(shù) 由參考文獻(xiàn)2表9.12查得絕對(duì)尺寸系數(shù) 由參考文獻(xiàn)2表9.9查得

23、軸磨削時(shí)表面質(zhì)量系數(shù) 安全系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表9.13查得許用安全系數(shù)，a-a截面安全。由參考文獻(xiàn)2表9.6，b-b截面抗彎剖面模量；抗扭剖面模量；彎曲應(yīng)力： ,扭剪應(yīng)力：對(duì)于調(diào)質(zhì)45鋼，由參考文獻(xiàn)2表9.3查得 由參考文獻(xiàn)2查得碳素鋼等效系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表9.11查得鍵槽引起應(yīng)力集中系數(shù) 由參考文獻(xiàn)2表9.12查得絕對(duì)尺寸系數(shù) 由參考文獻(xiàn)2表9.9查得軸磨削時(shí)表面質(zhì)量系數(shù) 安全系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表9.13查得許用安全系數(shù)，安全。3.3.6校核鍵連接強(qiáng)度鍵材料與軸1相同，校核通過(guò)。3.3.7校核軸承壽命角接觸球軸承7208C， 1)計(jì)算軸承的軸向力圖 3.5 軸2上軸承受力分析軸承I、II內(nèi)部軸向

24、力分別為2)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷由，由參考文獻(xiàn)2表10.13查得。因?yàn)?，所以。?dāng)量動(dòng)載荷為由，由參考文獻(xiàn)2表10.13查得。因?yàn)?，所以。?dāng)量動(dòng)載荷為3)校核軸承壽命軸承在以下工作，由參考文獻(xiàn)2表10.10查得。工作平穩(wěn)，由參考文獻(xiàn)2表10.11查得。軸承2當(dāng)量動(dòng)載荷大，只校核軸承2軸承2的壽命為已知減速器使用6年2班，則預(yù)期壽命為，故軸承壽命充裕 3.4輸出軸(軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.4.1選擇軸的材料因傳遞功率不大，且單向轉(zhuǎn)動(dòng)、無(wú)沖擊，一般機(jī)械使用，對(duì)質(zhì)量結(jié)構(gòu)無(wú)特殊要求，所以選45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3.4.2初算軸徑對(duì)于轉(zhuǎn)軸，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑，查參考文獻(xiàn)2表9.4得，軸端彎矩較小，故取。則 考慮到軸端有一

25、個(gè)鍵槽，軸徑加大5%，則3.4.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)軸承部件的結(jié)構(gòu)型式為方便軸承部件的裝拆，減速器機(jī)體采用剖分式。由軸的功能決定，該軸至少應(yīng)具有聯(lián)軸器、齒輪安裝段，兩個(gè)軸承的安裝段以及軸承對(duì)外的密封段，共7段尺寸。由于傳遞功率小，轉(zhuǎn)速不高，發(fā)熱小，軸承采用兩端固定式。由此確定軸的草圖如圖所示。然后按軸上零件安裝順序從軸段7開始設(shè)計(jì)。圖 3.6 軸3結(jié)構(gòu)及受力分析2)聯(lián)軸器及軸段7最小直徑為軸段7的直徑，考慮到軸段7上安裝聯(lián)軸器因此軸段7的設(shè)計(jì)與聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。為增大連接剛度，低速軸選用凸緣聯(lián)軸器。查參考文獻(xiàn)2表12.1選取，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩，由參考文獻(xiàn)1表13.4選用GY5型聯(lián)軸器（軸孔直徑35mm

26、，J1型軸孔長(zhǎng)度60mm），最后確定軸段7直徑，軸段7長(zhǎng)度應(yīng)比聯(lián)軸器軸孔長(zhǎng)度略短，取3)密封圈與軸段6由參考文獻(xiàn)2圖9.8中公式計(jì)算得軸肩高度考慮密封要求，取，考慮安裝空間，4)軸承與軸段1、5由參考文獻(xiàn)2圖9.8得考慮安裝軸承取無(wú)軸向力，由參考文獻(xiàn)1表12.1初選深溝球軸承6210，查得5)軸段2、4由參考文獻(xiàn)2圖9.8得，取， 6)軸段3由參考文獻(xiàn)2圖9.8得取，7)其他尺寸由草圖、軸承及齒輪4尺寸確定，左右兩端擋油板尺寸一致便于加工，可確定，由此確定8)鍵連接聯(lián)軸器與軸端周向連接采用A型普通平鍵連接，為GB/T 1096-2003, 齒輪4與軸周向連接采用A型普通平鍵連接，為GB/T 1

27、096-2003,3.4.4軸的受力分析1)畫軸的受力簡(jiǎn)圖如圖3.6所示2)計(jì)算支反力轉(zhuǎn)矩大齒輪4圓周力 大齒輪4徑向力在水平面上在垂直平面上軸承1的總支承反力軸承2的總支承反力3)畫彎矩圖垂直面上，a-a截面處彎矩最大， 水平面上，a-a截面處彎矩最大， 畫彎矩圖如圖3.6所示4)畫轉(zhuǎn)矩圖如圖3.6所示3.4.5校核軸的強(qiáng)度由彎矩轉(zhuǎn)矩圖可知，a-a截面處為危險(xiǎn)截面由參考文獻(xiàn)2表9.6，抗彎剖面模量；抗扭剖面模量；彎曲應(yīng)力： ,扭剪應(yīng)力：對(duì)于調(diào)質(zhì)45鋼，由參考文獻(xiàn)2表9.3查得 由參考文獻(xiàn)2查得碳素鋼等效系數(shù)由參考文獻(xiàn)2表9.11查得齒輪軸應(yīng)力系數(shù) 由參考文獻(xiàn)2表9.12查得絕對(duì)尺寸系數(shù) 由參

28、考文獻(xiàn)2表9.9查得軸磨削時(shí)表面質(zhì)量系數(shù) 安全系數(shù)由參考文獻(xiàn)1表9.13查得許用安全系數(shù)，安全。3.4.6校核鍵連接強(qiáng)度，校核通過(guò)，校核通過(guò)3.4.7校核軸承壽命軸承不受軸向力，只有徑向力，且，所以只校核軸承1。計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷校核壽命由參考文獻(xiàn)2表10.10，工作溫度，；由參考文獻(xiàn)2表10.11，無(wú)沖擊，??；由參考文獻(xiàn)1表12.1，查軸承6210，；軸承1壽命6年2班，每年按250天計(jì)；，校核通過(guò)。4.軸系部件設(shè)計(jì)4.1齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與潤(rùn)滑小齒輪1齒根圓直徑小于所在軸段軸徑，小齒輪3齒根圓直徑也不大，考慮到小批量生產(chǎn)，齒輪與軸熱處理方式相同，所以小齒輪1、3都設(shè)計(jì)成齒輪軸形式。大齒輪2、4采用自

29、由鍛鍛造毛坯，滾齒法加工。大齒輪2、4結(jié)構(gòu)圖及各項(xiàng)尺寸參數(shù)如圖4.1、表4.1及表4.2所示：圖 4.1 自由鍛齒輪結(jié)構(gòu)表 4.1 齒輪2尺寸D1 /mm1.6d172D2 /mmda-10m168L /mm(1.21.5)d150c /mm(0.20.3)b14r /mm0.25c3D0 /mm0.5(D1+D2)120d0 /mm0.25(D2-D1)24表 3.2齒輪4尺寸D1 /mm1.6d192D2 /mmda-10m180L /mm(1.21.5)d162c /mm(0.20.3)b16r /mm0.25c4D0 /mm0.5(D1+D2)136d0 /mm0.25(D2-D1)2

30、2減速器低速輕載，采用L-AN32型全損耗系統(tǒng)用油對(duì)齒輪浸油潤(rùn)滑，齒輪2齒頂圓直徑小于齒輪4，齒輪2齒高浸油深度應(yīng)大于10mm減速器機(jī)座中心高分別為為機(jī)體底座厚度和機(jī)座壁厚，見表5.1取最低油面取齒輪4浸油深度 潤(rùn)滑合理最高油面高出最低油面1015mm，取最高油面，半年更換一次。4.2軸承端蓋和密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為方便裝配，固定軸承，調(diào)整軸承間隙，實(shí)現(xiàn)較好的密封性能，初步選用凸緣式軸承端蓋。工作環(huán)境清潔，密封處軸表面圓周速度低，采用毛氈圈密封。端蓋結(jié)構(gòu)尺寸及毛氈圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖4.2、表4.3(表中數(shù)值單位為mm，下同)及表4.4所示。圖 4.2 軸承端蓋及氈圈結(jié)構(gòu)表 4.3 端蓋尺寸emDD0D2B

31、b1b2d1D1軸悶蓋1030809611216軸透蓋103080961121645.53648軸悶蓋10309010512016軸透蓋1030901051201645.54355表 4.4 毛氈圈尺寸d0d2b軸34475軸415454.3軸承潤(rùn)滑齒輪圓周速度較低，不能實(shí)現(xiàn)油潤(rùn)滑，環(huán)境清潔，工作溫度不高，采用L-XACMGA3型鈉基脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑脂填入量為軸承空隙體積的，每隔半年更換一次。4.4擋油板為防止齒輪濺油稀釋軸承中的潤(rùn)滑脂，需要在軸承靠近箱內(nèi)一側(cè)加擋油板，擋油板結(jié)構(gòu)及其尺寸如圖4.3、表4.5所示圖 4.3 擋油板結(jié)構(gòu)表 4.5 擋油板尺寸對(duì)應(yīng)裝配圖序號(hào)dd1d2Dsl1l21840

32、505079.681171540505679.681130450607489.6811115.減速器機(jī)體及其附件設(shè)計(jì)5.1確定減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)及其尺寸小批量生產(chǎn)，采用焊接機(jī)體，機(jī)體重量輕，傳動(dòng)中心距較大，為方便裝配，機(jī)體采用剖分式。其機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸初選如表5.1所示表 5.1 機(jī)體尺寸名稱符號(hào)尺寸/mm機(jī)座壁厚8機(jī)蓋壁厚8機(jī)座凸緣厚度12機(jī)蓋凸緣厚度12機(jī)座底凸緣厚度20地腳螺栓直徑20地腳螺栓數(shù)目4軸承旁連接螺栓直徑16機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑10軸承端蓋螺釘直徑8窺視孔蓋螺釘直徑6定位銷直徑8、至外機(jī)壁距離26、12、16、至凸緣邊緣距離20、14凸臺(tái)高度1外機(jī)壁至軸承座端面距離48內(nèi)機(jī)壁至軸承座端面距離56大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離10齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離8機(jī)蓋、機(jī)座肋厚、7中心高H170機(jī)蓋外輪廓高H1255.2減速器附件設(shè)計(jì)5.2.1窺