機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)..-機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 計(jì)算說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目：一級(jí)圓柱齒輪減速器學(xué)院：材料學(xué)院班級(jí)：學(xué)號(hào)：設(shè)計(jì)者：指導(dǎo)教師：姜勇 日期：2014年7月目錄一. 設(shè)計(jì)任務(wù)書 1二. 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定 1三. 電動(dòng)機(jī)的選擇 1四. 傳動(dòng)比的分配 2五. 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 3六. 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 4七. 減速器軸的設(shè)計(jì) 8八. 軸承的選擇與校核 15九. 鍵的選擇與校核 17十.聯(lián)軸器的選擇 19十一.減速器潤(rùn)滑方式，潤(rùn)滑劑及密封裝置 19十二.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20十三.設(shè)計(jì)小結(jié) 22十四.參考文獻(xiàn) 23設(shè)計(jì)與計(jì)算過(guò)程演示結(jié)果、設(shè)計(jì)任務(wù)書1設(shè)計(jì)任務(wù)2、原始數(shù)據(jù) 輸送帶軸所需扭矩 輸送帶工作速度 輸送帶

2、滾筒直徑 減速器設(shè)計(jì)壽命為設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，采用帶傳動(dòng)和一級(jí)圓柱齒輪減速器。軟齒面、按照工作機(jī) 功率計(jì)算。.=670Nm. =0.75m/sd =330mm8年（兩班制），大修期限四年。3、工作條件兩班制工作，空載起動(dòng)載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵；三相交 流電源，電壓為 380/220V。、傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案如圖所示：1000-2 -1: V帶；2輸送帶；3 :圓柱齒輪減速器；4 :聯(lián)軸器；5:電動(dòng)機(jī)；6滾筒帶式輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 電動(dòng)機(jī)5將動(dòng)力傳到帶傳動(dòng)1，再由帶傳動(dòng)傳入一級(jí)減速器 3， 再經(jīng)聯(lián)軸器4將動(dòng)力傳至輸送機(jī)滾筒 6,帶動(dòng)輸送帶2工作

3、。傳動(dòng)系統(tǒng)中采用帶傳動(dòng)及 一級(jí)圓柱齒輪減速器，采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。三、電動(dòng)機(jī)的選擇按設(shè)計(jì)要求及工作條件選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)，電壓380V。1、電動(dòng)機(jī)的功率根據(jù)已知條件由計(jì)算得知工作機(jī)所需有效效率670Pw =Fv10000.750.33/2-3.05KWPw -3.05KW設(shè)：n 1聯(lián)軸器效率=0.99 ；n 2閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率 =0.97n 3V帶傳動(dòng)效率=0.96n 4對(duì)軸承效率=0.99n 5輸送機(jī)滾筒效率=0.96 由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為=i 2 3 42 5 =0.99 0.97 0.96 0.992 0.96 = 0.8674工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)總功率P

4、w Pr n3.053.52KW0.8674由表所列Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中可以確定，滿足Pm Pr條件的電動(dòng)機(jī)額定功率 pm應(yīng)取為4KW2、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇根據(jù)已知條件由計(jì)算得知輸送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速60 1000v60 1000 0.75nw43.41r / minnD3.14x330額定功率相同的同類型電動(dòng)機(jī)，可以有幾種轉(zhuǎn)速供選擇，如三相異步電動(dòng)機(jī)就有四種常用的同步轉(zhuǎn)速，即3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min。（電動(dòng)機(jī)空載時(shí)才可能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速都低于同步 轉(zhuǎn)速）。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高，極對(duì)數(shù)少（相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)定子繞組的極對(duì)數(shù)為2、4、6、8

5、）,尺寸和質(zhì)量小，價(jià)格也便宜，但會(huì)使傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比加大，結(jié) 構(gòu)尺寸偏大，成本也會(huì)變高。若選用低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)則相反。一般來(lái)說(shuō)，如 無(wú)特殊要求，通常選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min或1000r/min的電動(dòng)機(jī)。選用同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min的電動(dòng)機(jī)，對(duì)應(yīng)于額定功率Pm為4KW的電動(dòng)機(jī)型號(hào)應(yīng)為 Y132M1-6型。有關(guān)技術(shù)算據(jù)及相應(yīng)算得的總傳動(dòng)比為：電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y132M1-6額定功率：4KW同步轉(zhuǎn)速：1000r/min滿載轉(zhuǎn)速：960r/mi n總傳動(dòng)比：22.115電動(dòng)機(jī)中心高H=132mm，軸伸出部分用于裝聯(lián)軸器段的直徑和長(zhǎng)度分別為 D=38mm 和 E=80mm。四、傳動(dòng)比的分配帶式

6、輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比j _ nm _ 960 nw 43.41= 22.115由傳動(dòng)系統(tǒng)方案，分配各級(jí)傳動(dòng)比i =i帶 1 i齒2=4.68 4.73=22.115五、傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算=0.8674Pr =3.52KWnw 二 43.41r / min電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132M1-6i =22.115i 帶 1 二 4.68i 齒 2 =4.73-22 -m = 960r / minP =3.52KWT1 =35.02N mn2 二 205.13r / minP2 =3.38KWT2 =157.36N mn3 二 43.37r / minP3 =3.31KWT3 = 728.86N

7、mn4 二 43.37r / minP4 =3.18KWT4 =699.92N m傳動(dòng)裝置從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)有四軸，分別為i、n、w軸，傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、 功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下： i軸（電動(dòng)機(jī)軸）：n1 二 nm =960r/minR=3.52KWTi =9550 呂=9550 352 =35.02N m n1960 n軸（減速器高速軸）n 960n2-205.13r/mini14.68p2 =R 漢叫2 =3.52x0.96 =3.38KWT2 =9550旦=9550 衛(wèi)38157.36N mn2205.13 川軸（減速器低速軸）n2 205.13 n343.37r / mini24.73P3

8、 =P223 =3.38 0.99 0.99 =3.31KWp3 31T3 =9550=9550728.86 N mn343.37 ”軸（輸送機(jī)滾筒軸）n4 = n3 =43.37r /minP4 = P334 =3.31 0.99 0.97 =3.18KWT4 = 9550 p4 = 9550 旦18699.92N mn443.37將計(jì)算結(jié)果和傳動(dòng)比及傳動(dòng)效率匯總?cè)绫磔S名功率P(kw)轉(zhuǎn)矩T(N m)轉(zhuǎn)速(r / min)I軸3.5235.02960II軸3.38157.36205.13III軸3.31728.8643.37IV軸3.18699.9243.37六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)裝置中

9、除減速器外，通常先設(shè)計(jì)減速器外部的傳動(dòng)零件。1、V帶傳動(dòng)已知條件：原動(dòng)機(jī)種類和所需的傳遞的功率（或轉(zhuǎn)矩）、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比、工作條件和尺寸限制等。設(shè)計(jì)計(jì)算主要內(nèi)容：確定帶的種類、選擇帶的型號(hào)、選擇小帶輪直徑、大帶輪直徑、中心距、帶的長(zhǎng)度、帶的根數(shù)、初拉力F0和作用在軸上的載荷 Fq。 計(jì)算功率Pc由書表13-1查得Ka=1.2，故FC 二KaP =1.2 4KW =4.8KWPc 二 4.8KW 選取V帶型號(hào)根據(jù)Pc=4.8KW和小帶輪轉(zhuǎn)速 m =960r/min，由書圖13-1可知，工作點(diǎn)處于 A型帶間, 故首先選擇A型帶。小輪基準(zhǔn)直徑dd1和大輪基準(zhǔn)直徑dd2希望結(jié)構(gòu)緊湊，由書表13-1并參考

10、表13-2，取dd1 =100mm，選取；=0.01，則大輪的基準(zhǔn)直徑dd2 二idd1(1 - ；)=4.68 100 (1 -0.01) = 463.32mm由書表8-4取dd2=450mm。此時(shí)從動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)速dd1 = 100mmdd2 二 450mmn2 二960 100 0.99450r /min =211.2r/min轉(zhuǎn)速誤差211.2 -205.13205.13-2.96% : 5%,合適驗(yàn)算帶速二 niddiv =60 1000960 100 m/s = 5.03m/s ： 25m/s，合適60 1000v = 5.03m/s初定中心距a0因 amax =2(dd1 dd2)

11、=2 (100 450)mm = 1100mmamin = 0.7(dd1 dd2)= 0.7 100 450 mm = 385mma0 =600mm先根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，取 a0=600mm。 初算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L02 (dd2 - dd1) L0 - 2a0 二(dd1 dd 2)24a2 600(450 100)(450 一100)mmIL24 600二 2115.0mmLd =2000mm由書表8-1,選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Lj =2000mm。 實(shí)際中心距中心距a可調(diào)整，則a a:cc 丄2000 2115.0600 2mm = 542.5mma = 542.5mmamin =a -0.015

12、Ld =542.5 -0.015 2000 =512.5mmamax =a 0.03Ld =542.5 0.03 2000 =602.5mm因此中心距的變化范圍為512.5602.5mm。 小帶輪包角=143小帶輪包角合適:.r :180 _dd2 _dd1 57.30a0 450 -1000=18057.3542.5= 1431200，能滿足要求。 單根V帶所能傳遞的功率P0=0.96KW由=960r/min、dd1 =100mm和a型v帶，查書表13-4，用插值法得P0=0.96KW。 單根V帶傳遞功率的增量丄P。查書得：:Po =0.17KW。?計(jì)算V帶的根數(shù)巳z（Po：Po）K：.Kl

13、由小帶輪包角=143查表13-6得K a =0.898;由基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld = 2000mm及A型V帶查書表13-3得Kl=1.03，故4.8(0.96 0.17) 0.898 1.03= 4.59取z=5根。所采用的 V帶為A-2000 X 5. ?作用在帶輪軸上的力求單根V帶的張緊力500Pc 2.5zv (K:-1) qv2N查書表13-7得A型帶q=0.10Kg/m，故500 4.8(_2 _1)0.10 5.032 N =172.8NIL5 5.030.898所以作用在軸上的力為F工二 2zF0si 門工=2 5 172.8 sin =1638.7N2 22、齒輪的設(shè)計(jì)齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算確

14、定作用在小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 T1T1 =157.36N m =157.36 1 03N mm選擇齒輪材料、確定許用接觸應(yīng)力卜H L根據(jù)工作要求，采用齒面硬度豈350HBS。小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為 260HBS ;大齒輪選用45鋼，正火，硬度為 220HBS。由書P130表7-5的公式可確定許用接觸應(yīng)力-h 1：小齒輪-HJ-380 0.7HBS =(380 0.7 260)MPa =562MPa大齒輪 tH J-380 0.7HBS =(380 0.7 220)MPa =534MPa選擇齒寬系數(shù)-d :由書P250選取0.4。.：P0 =0.17KWz=5F0 =172.8N巳二 1638

15、.7NT1 =157.36N m 確定載荷系數(shù) K :查書P226得K=1.4 計(jì)算中心距aKT148(1)35=2=48 (4.73 1)3 X 仮36 10；mmY 4.73x0.4 x5342二 204.05mm選擇齒數(shù)并確定模數(shù)取 Z1 = 24,則Z2=iz1=4.73 24 ： 1142am 二Z!:Z22 204.05 小“ mm 二 2.96mm24 114取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)（書 P201）, m=3mm齒輪幾何尺寸計(jì)算小齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑di = mZ| = 3 24mm = 72mmda1 = dj 2m = (722 3)mm 二 78mm大齒輪分度圓直徑及齒頂圓直徑d2

16、 =mz2 =3 114mm = 342mmda2 =d2 2m =(3422 3)mm =348mm中心距a=7=Z?mm=207mm2 2大齒輪寬度b2 = d a = 0.4 207 = 82.8mm小齒輪寬度因小齒輪齒面硬度高，為補(bǔ)償裝配誤差，避免工作時(shí)在大齒輪齒面上造成壓痕，一般 b比b2寬些，取d = b25 二 87.8mm確定齒輪的精度等級(jí) 齒輪圓周速度兀 d1 n1v =60000壬 72 辱m/s = 0.773m/s60000根據(jù)工作要求及圓周速度，由書P251表11.20選用8級(jí)精度。輪齒彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算確定許用彎曲應(yīng)力根據(jù)表9-7查得Zi = 24， z2 = 114m

17、= 3mmd1 = 72mmda1 = 78mmd2 = 342mmda2 二 348mma = 207mmb2 = 82.8mmbi = 87.8mmv = 0.773m/ s-F1 】=192MPaI- F2 I - 184MPatFJ-140 0.2HBS =(140 0.2 260)MPa =192MPaF2 1-140 0.2HBS =(140 0.2 220)MPa =184MPa查齒形系數(shù)Yf，比較Yf /“小齒輪 Zi =24，由 P229 表 11.12 查得 YF =2.69 ;大齒輪 Z2 =114，由 P229 表 11.12 查得 Yf=2.18。Yf12.69肓79

18、2= 0.014YF22.18184= 0.012Y y因?yàn)镕1 皂，所以應(yīng)驗(yàn)算小齒輪。F1 F2 驗(yàn)算彎曲應(yīng)力計(jì)算時(shí)應(yīng)以齒寬b2代入，則2 KT1Yf 12 x 1.4 x 157.36 x 103 x 2.69 一；F1 冷丄2 MPabzm282.8 24 32= 66.27MPa ：192MPa，安全。七、減速器軸的設(shè)計(jì)1、減速器高速軸的設(shè)計(jì)(1) 軸的材料及熱處理：選用 45鋼，正火處理，由書 P333表16.1得:毛坯直徑w 100mm硬度P41HBS,抗拉強(qiáng)度坊b =600MPa ,屈服強(qiáng)度二$ =355MPa ,彎曲疲勞極限匚二275MPa(2) 初算軸的最小直徑 dmin，并

19、進(jìn)行初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):由書 P341 表 16.2 查得 C=118107。I p1 3 38d 9=(107 118) 3 mm、n 205.1327 30mm取dmin =29mm ,最小直徑還要符合相配零件的孔徑(此處是V帶輪)標(biāo)準(zhǔn)尺寸，在此處開(kāi)一鍵槽，所以d=1.03 x 28mm=29.87mm取d=30mm 。(3) 確定軸的各段直徑：采用階梯軸，尺寸按由小到大，由兩端到中央 的順序確定A .外伸端(與 V帶輪相連)：取最小直徑di=30mmB . V帶輪定位軸肩高 H=0.08 dj =2.4mm,故 d2= d1 +2H=34.8mm ;取35mmC. 安裝兩滾動(dòng)軸承處的軸頸直徑為

20、d3 =40mm ;D. 要固定齒輪，需要安裝一個(gè)套筒，取內(nèi)徑dd40mm，外 徑為50mm;E. 為便于齒輪安裝，取齒輪輪轂與軸配合處直徑d5=d3+2=42mm ;F. 考慮軸承固定要求，取軸環(huán)直徑de二d5 0.18d5 = 49.56mm ；取 50mmG. d?二d3 =40mm。(4) 選擇軸承類型：由上述一系列直徑，查手冊(cè)P66表6-1得：軸承代號(hào)為6308?；境叽?d=40mm,D=90mm , B=23mm。安裝尺寸 damin = 49mm, Dama 81mm, rasmax = 1.5mm?；绢~定動(dòng)載荷 Cr =40.8kN，基本額定靜載荷 Cr =24.0kN(5

21、) 軸承蓋的設(shè)計(jì)：帶有密封件的軸承蓋，軸承外徑D=90mm，取d3 =8mm ;即M8d0 = 9mm時(shí)，e=1.2d3 = 9.6mmD2 = D (5 5.5)d3 = (90 5 8)mm = 130mmD =0.5(D2 D) =0.5 (130 90) = 110mm(6) 軸各段的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)：A. 箱蓋壁厚0.02a 1 =0.02 207 1 =5.14mm ： 8mm，故:取8mm ;B. 箱體內(nèi)壁與大齒輪頂圓應(yīng)留有空隙冷=1.2： = 9.6mm,取di = 30mmd2 =35mmd3 二 40mmd4 = 40mmd5 = 42mmd6 =50mmd7 二 40mm軸承代號(hào)

22、為6308d3 二 8mm e = 9.6mmD2 二 130mmD0 = 110mm1 =10mm;C. 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面應(yīng)留有空隙=2 、=8m m ,故取二2=9mm ；D. 因?yàn)閮?nèi)壁至軸承座端面的距離L2仝 C2 - (812),查手冊(cè)P149表 11-2 得：C1min =14mm, C2min =12mm,、= 8mmL2 = (8 14 12 10) mm 二 44mmE. 根據(jù)d1 =30mm，查手冊(cè)P15表1-29得：外伸軸長(zhǎng)度h =58mmF.軸承寬度 B=23mm，丨 2 = 30 e (L2 - B-10) = 50.6mmG I3 二 B 10 2 5 = 40m

23、m，5mm 為套筒寬度；H. 小齒輪寬度D = 87.8mm，故取l4 = 87mmI. 查手冊(cè) P17 表 1-31 得軸環(huán)寬度 l5=1.4h=1.4 0.1d4 =5.6mm，取l5 =6mmj.b= 40mm(7) 擋油環(huán)5d n =40 205.13 = 8205.2mm r / min ： 2 10 mm r /minh = 58mm12 二 50.6mm13 = 40mm14 = 87mm15 = 6mm16 = 40mm(8) 軸的強(qiáng)度校核按彎矩，扭矩合成強(qiáng)度計(jì)算軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示：Ft 二 4371 N所以軸承采用脂潤(rùn)滑，需要擋油環(huán)。取3 = 10mmA 決定作用在軸上的載

24、荷:2T22x157.36 x10圓周力Ft24371N (d為小齒輪的節(jié)圓直徑)d72徑向力 Fr = Ft ta- 4371 tan 20 = 1591 N(、；為嚙合角)B.決定支點(diǎn)反作用力及彎曲力矩：a = l1 l20.5B = (58 50.6 0.5 23)mm = 120.1mmb = 0.5B 127 0.5l4 = 0.5 23 19 0.5 87 = 74mmc =0.514 l5 120.5B =0.5 87 6 120.5 23 二 73mm1支承反力 Frbh = FrchFt =2185.5N2截面I-I的彎曲力矩Mih =FRBHb =2185.5 74 10

25、m=161.7N m1支承反力 Frbv 二 FrcvFr =795.5N2截面 I-I 的彎曲力矩 M ih = FRBVb =795.5 74 10N m = 58.9N m合成彎矩 Mih 二 M 2ih M2ih = 161.72 58.92N m = 172N m軸上的轉(zhuǎn)矩T =157.36N m,畫出軸的當(dāng)量彎矩圖，如圖所示。從圖中可以判斷截面I-I彎矩值最大，而截面 二-二承受純扭，故校核這兩個(gè)截面。C 計(jì)算截面I-I與二-二的直徑：已知軸的材料為 45鋼，正火，其 二B =600 MPa ;查書P262表12-3得：二1b =55MPa ,二ob =95MPa。則L-ob559

26、5:0.58截面I-I處的當(dāng)量彎矩M i = -M 2ih ( T)2 =胡722 (0.58 157.36)2 =194.7N m軸截面n -n處的當(dāng)量彎矩M n =3(： T)2 = T =0.58 157.36N m=91.3N mFr =1591Na = 120.1mm b = 74mmc = 73mmMih -161.7N mM ih = 58.9N mM ih =172N mMi194.7N mMn =91.3N m故軸截面I-I處的直徑* 0.1 4 歩丨 一 10.1 5533 1947 10 .32.83mmd1 = 50 mmd2 = 58mmd3 = 60 mmd4 =

27、60mmd5 二 62mmd6 二 74mmd7 = 60mm軸承代號(hào)為6312因?yàn)樵诮孛鍵-I處有一鍵槽，所以軸的直徑要增加 3%，即為33.82mm。d5 =42mm34.09mm軸截面二-二的直徑d2二 25.51mm3 M n3 91.3 103：0.1 二b： 0.1 55因?yàn)樵诮孛娑?二處有一鍵槽，所以軸的直徑要增加3%,即為26.27mm前面取d1 =30mm 26.27mm，故強(qiáng)度合適。2、減速器低速軸的設(shè)計(jì)(1) 軸的材料及熱處理：選用45鋼，正火處理，由書P259表12-1得：毛坯直徑w 100mm硬度w 241HBS抗拉強(qiáng)度 b =600 MPa,屈服強(qiáng)度355 MPa彎

28、曲疲勞極限A = 275 MPa(2) 初算軸的最小直徑dmin，并進(jìn)行初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：由書 P261 表 12-2 查得 C=118107。I1 p(3 31d = C3(107 118) 3mm nV 43.3745.4 50.1mm取dmin =48mm ,，最小直徑還要符合相配零件的孔徑(此處是聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)尺寸，在此處開(kāi)一鍵槽， 所以d=1.03X48mm=49.44mm取 d=50mm(3) 確定軸的各段直徑：采用階梯軸，尺寸按由小到大，由兩端到中央 的順序確定A .外伸端(與 V帶輪相連)：取最小直徑d1=50mmB . V帶輪定位軸肩高 H=0.08 d1 =3.6mm,故 d2=

29、d1 +2H=58mm ；C.安裝兩滾動(dòng)軸承處的軸頸直徑為d3 =60mm ;D .要固定齒輪，需要安裝一個(gè)套筒，取內(nèi)徑d4二d3 =60mm，外徑為70mm;E. 為便于齒輪安裝，取齒輪輪轂與軸配合處直徑d5=d3+2=62mm ;F. 考慮軸承固定要求，取軸環(huán)直徑d6 =d5 0.18d5 = 73.16mm ；取 74mm。G. d? = d3 二 60mm。(4) 選擇軸承類型：由上述一系列直徑，查手冊(cè) P63表6-1得：軸承代號(hào)為6312?；境叽?d=60mm,D=130mm， B=31mm。安裝尺寸 damin =72mm, Damax =118mm,rasmax = 2.1mm

30、。d3 = 10mme 二 12mmD2 = 180mmD0 二 155mm基本額定動(dòng)載荷 Cr =81.8KN，基本額定靜載荷 Cor =51.8KN(5) 軸承蓋的設(shè)計(jì)：帶有密封件的軸承蓋，軸承外徑D=130mm，取d10mm ；即M10.d0 =11mm 時(shí)，e=1.2d3=12mmD2 二 D (5 5.5)d3 二(130 5 10)mm 二 180mmD =0.5(D2 D) =0.5 (180 130)= 155mm(6) 軸各段的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)：A. 箱蓋壁厚= 0.02a 1 =0.02 207 1 = 5.14mm ： 8mm，故取8mm ；B. 箱體內(nèi)壁與大齒輪頂圓應(yīng)留有空隙冷

31、=1.2： = 9.6mm,取S =10mm ；C. 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面應(yīng)留有空隙=2 =8mm，故取 2=9mm ；D. 因?yàn)閮?nèi)壁至軸承座端面的距離LC1 C2 (812),查手冊(cè)P149表 11-2 得：C1min =16mm,C2min =14mm,、=8mmh = 82mm12 二 49mm13 = 51mm14 = 82mm15 = 9mm16 = 51mmL2Gmin C2min (8 12)=48mmE. 根據(jù)d1 =50mm，查手冊(cè)P15表1-29得：外伸軸長(zhǎng)度h =82mmF. 軸承寬度B=31mm則 12 =30 e (L2 -B -10) =10 12 7 =49mmG

32、 13 二 B 10 28 = 51mm，8mm 為套筒寬度；H. 大齒輪寬度bi = 82.8mm，故取l 82mmI.查手冊(cè) P17 表 1-31 得軸環(huán)寬度 l5=1.4h=1.4 0.1d4 = 8.4mm，取丨5 =9mmj.|6 = l3 =51mm(7) 擋油環(huán)5d n =60 43.37 = 2602.2mm r / min : 2 10 mm r / min所以軸承采用脂潤(rùn)滑，需要擋油環(huán)。取：3 = 10mm（8）軸的強(qiáng)度校核按彎矩，扭矩合成強(qiáng)度計(jì)算軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示:A 決定作用在軸上的載荷：2T22 漢 728.86 漢 103圓周力Ft-4262 N （d為大齒輪的節(jié)

33、圓直徑）d342徑向力 Fr = Ft tan=4301 tan200 =1551 N（為嚙合角）B .決定支點(diǎn)反作用力及彎曲力矩：a = h l2 0.5B = (82 490.5 31)mm 二 146.5mmb =0.5B 12 9 0.5l4 =0.5 31 21 0.5 877.5mmc =0.5l4 l5 12 0.5B =0.5 82 9 12 0.5 31 =77.5mm1支承反力 Frbh - FrchFt =2131 N2Ft 二 4262 NFr =1551Na 二 146.5mmb = 77.5mmc 二 77.5mmM ih =165N mM ih 二 60 N mM

34、 ih 二 176N m截面 I-I 的彎曲力矩 M IH = Frbhb =2131 77.5 10“N m=165N m1支承反力 Frbv FrcvFr =775.5N2截面 1-1 的彎曲力矩 Mih 二 FRBVb =775.5 77.5 10J N m=60N m 2Oi 25合成彎矩 M ih 二.M ih M ih = 16560 N m = 176N m軸上的轉(zhuǎn)矩T =728.86N m,軸的當(dāng)量彎矩圖同高速軸，同理可以判斷截面I-I彎矩值最大，而截面 二-二承受純扭，故校核這兩個(gè)截面。C.計(jì)算截面I-I與二-二的直徑：已知軸的材料為45鋼，正火，其 匚b =600 MPa

35、;查書P262表12-3得：二* =55MPa ,二0b=95MPa。則二二 0b5595:0.58M| = 458N mM n = 423N m-34 -截面I-I處的當(dāng)量彎矩M ； hfM 2|h ( T)2 = 1762 - (0.58 728.86)2 =458N m軸截面n -n處的當(dāng)量彎矩M n = ( T)2T = 0.58 728.86N m= 423N m故軸截面I-I處的直徑3d13 :0.11 Jb 1=43.67mm458 100.1 55因?yàn)樵诮孛鍵-I處有一鍵槽，所以軸的直徑要增加 3%，即為44.98mm。前面取d5 =62mm 44.98mm，故強(qiáng)度合適。軸截面

36、二-二的直徑d2=fE庶=42.53mm因?yàn)樵诮孛?處有一鍵槽，所以軸的直徑要增加 3%,即為43.80mm前面取d1 =50mm 43.80mm，故強(qiáng)度合適。八、軸承的選擇與校核1、高速軸的軸承校核(1)前面已選擇代號(hào)為 6308的深溝球軸承基本尺寸 d=40mm,D=90mm , B=23mm。安裝尺寸 damin = 49mm, Damax =81mm,rasmax = 1.5mm?；绢~定動(dòng)載荷 Cr =40.8KN，基本額定靜載荷 Cor =24.0KN（2）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：徑向載荷 FrB =Frc h ；F2rch FrcJ J2185.52 795.52 =2186N軸向載荷F

37、aB = FaC = 0因?yàn)镕a / C0r -0，所以查書P298表13-7得e = 0.20又因?yàn)镕a/Fr=0：e,所以查書P298表13-7得X =1,Y =0根據(jù)軸承的工作情況，查書P299表13-8得載荷系數(shù)fp =1.1當(dāng)量載荷P = fp(XFr YFa) =1.1 (1 2186)N =2404N(3) 計(jì)算必需的額定動(dòng)載荷：205.13 8 300 161.1N 16667n2LhC 二 P316667fp =2404 3P =2404N=20598N : 40800N(4) 求軸承壽命L h10 :16667 C . 1666740.8 3Lh10( )() = 3971

38、96 Lhn P 205.132.404故所選軸承滿足要求。2、低速軸的軸承校核（1）前面已選擇代號(hào)為 6312的深溝球軸承基本尺寸 d=60mm,D=130mm， B=31mm。安裝尺寸 damin = 72mm, Damax = 118mm, bmax = 2.1mm?；绢~定動(dòng)載荷 Cr =81.8KN，基本額定靜載荷 Cor =51.8KN（2）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：徑向載荷 FrB 二 FrC = F2rch F2rcv = 21312 77552 =2268N軸向載荷FaB二Fac =0因?yàn)镕a / C0r = 0 ,所以查書P298表13-7得e二0.20P =2494N又因?yàn)镕a/F

39、r=0：e,所以查書P298表13-7得X -1,0根據(jù)軸承的工作情況，查書P299表13-8得載荷系數(shù)fp =1.1P 二 fp(XFr YFa) =1.1 (1 2268)N = 2494N(3)計(jì)算必需的額定動(dòng)載荷:n3LhC = P3V16667fp=2494 34337 8 300 161.1N16667-12730N ：81800N(4)求軸承壽命L h10 :Lh10 =鑿(C)、鑿(業(yè))3 =13559341 .Lhn P 43.372.494故所選軸承滿足要求。九、鍵的選擇與校核1、高速軸與帶輪的連接鍵（1）選擇鍵的類型和基本尺寸一般8級(jí)以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應(yīng)

40、用平鍵根據(jù) d=30mm查手冊(cè) P51 表 4-1 得 b = 8mm, h = 7mmL =1.5d =45mm，根據(jù)鍵的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，選擇軸 t=4.0mm ,轂 tj=3.3mm， R=b/2=4mL = 45mm（2）校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度32 157.36 10330N =10491N工作長(zhǎng)度丨=L - 2R =45-8=37mm由書P105公式（7-20 ）驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度：2F+2 104916 =經(jīng)=2MPa =81 01MPahl 7 37由書P105公式（7-21 ）驗(yàn)算鍵的剪切強(qiáng)度:F 10491=rL =2049lMP35 44MPa bl 8 37由書P106表7-3查得不動(dòng)的

41、連接45鋼，載荷平穩(wěn)，匚p =125150MPa,且 .=120MPa因?yàn)镾 訂二p,：,所以所選鍵符合條件。取鍵標(biāo)記為：8X 7X 45AGB/T 1096-20032、低速軸與大齒輪的連接鍵（1）選擇鍵的類型和基本尺寸一般8級(jí)以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應(yīng)用平鍵根據(jù) d=62mm查手冊(cè) P53 表 4-1 得 b = 18mm, h = 11mmL =1.5d =93mm，根據(jù)鍵的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，選擇 L = 90mmb 二 8mm, h = 7mmL = 45mm強(qiáng)度符合b = 18mm, h= 11mmL = 90mm軸 t=7.0mm,轂 ti=4.4mm , R=b/2=9mm。

42、(2)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度3-2T3 2 728.86 10Ftd62N =23512N工作長(zhǎng)度 I 二 L -2R =90-18=72mm由書P105公式(7-20 )驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度：2Ft 2x23512 仆“門p -MPa =59.37MPahl 11 72由書P105公式(7-21 )驗(yàn)算鍵的剪切強(qiáng)度：=23512 MPa =18.14MPa bl 18 72由書P106表7-3查得不動(dòng)的連接45鋼，載荷平穩(wěn)，二p =125150MPa,且.=120MPa因?yàn)樨蝡十p,：,所以所選鍵符合條件。取鍵標(biāo)記為：18 X 11 X 90AGB/T 1096-20033、低速軸與聯(lián)軸器的連接鍵(1

43、)選擇鍵的類型和基本尺寸一般8級(jí)以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應(yīng)用平鍵根據(jù) d=50mm查手冊(cè) P51 表 4-1 得 b = 16mm, h = 10mmL=1.5d = 75mm，根據(jù)鍵的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，選擇L=70mm軸 t =6.0mm ,轂-i =4.3mm , R=b/2=8mm。(2)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度2T32 728.86 103 KlKlFt3N =29154.4Nd50工作長(zhǎng)度 I =L - 2R =70-16=54mm由書P105公式（7-20 ）驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度：2F-2 漢 291544-C“ccre；P-MPa =107.98MPahl 10 54由書P105公式（7

44、-21 ）驗(yàn)算鍵的剪切強(qiáng)度：F+29154 4t =D = 29 MPa =33 74MPabl 16 54由書P106表7-3查得不動(dòng)的連接45鋼，載荷平穩(wěn)，二p=125150MPa,且.=120MPa因?yàn)橛嗀蝡,：,所以所選鍵符合條件。取鍵標(biāo)記為：16 X 10X 70AGB/T 1096-2003十、聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器主要是用來(lái)連接兩軸，傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的部件，也可以用于軸和其它零強(qiáng)度符合b = 16mm, h = 10mmL = 70mm強(qiáng)度符合件的連接以及兩個(gè)零件(如齒輪和齒輪)的相互連接。1、類型選擇：為了隔離振動(dòng)和沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器2、載荷計(jì)算：考慮機(jī)器啟動(dòng)時(shí)的慣性力及過(guò)載等

45、影響，在選擇和校核聯(lián)軸器時(shí)，應(yīng)以計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc為根據(jù)。Tea =947.52N mLT9型彈性套柱銷聯(lián) 軸器前面已經(jīng)求得公稱轉(zhuǎn)矩：T3 =728.86N m查書P313表14-1,選取K. =1.3a轉(zhuǎn)矩a =Ka3 =1.3 728.86N947.52 N m查手冊(cè)P92表8-5,選LT9型彈性套柱銷聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩為1000 N m,許用 轉(zhuǎn)速為 2850r/min。十一、減速器潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑劑及密封裝置齒輪采用浸油潤(rùn)滑1、潤(rùn)滑劑及潤(rùn)滑方式：潤(rùn)滑的目的在于減少磨損，減少摩擦損失及發(fā)熱，以保證減速器正常工作。對(duì)于一級(jí)圓柱齒輪減速器：(1) 由于轉(zhuǎn)速較低，因此減速器的齒輪需要采用浸油潤(rùn)滑，浸油深

46、度為大齒輪的齒頂圓到油池底面的距離不小于3050mm由手冊(cè)P85表7-1選全損耗系統(tǒng)用油(GB443-1989),代號(hào)為L(zhǎng)-AN15, 40C時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度為 13.516.5 mm2/s，傾點(diǎn)W-5 C,閃點(diǎn)(開(kāi)口)150C,此油主要用于小型機(jī)床齒輪箱，傳動(dòng)裝置軸承，中小型電機(jī)以及風(fēng)動(dòng)電具等。滾動(dòng)軸承用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑4小13.14 342 43.37(2) 由于大齒輪的圓周速度 v 口m/s=0.78m/s.因60000 60000此減速器的滾動(dòng)軸承可以用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，由手冊(cè) P81表7-2選取通用鋰基潤(rùn)滑脂(GB 7324-87),代號(hào)為ZL-1,滴點(diǎn)不低于170C，有良好的耐熱性和耐水性。適用于

47、溫度在-20 C120 C范圍內(nèi)各種機(jī)械的滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)軸承及其他摩擦部位的潤(rùn)滑2、密封性是為了保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精細(xì)，其表面粗度應(yīng)為6.3。密封的表面要經(jīng)過(guò)刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大，并勻均布置，保證部分面處的密封性。當(dāng)軸伸出機(jī)體外面時(shí)，軸承端蓋通孔處必須有可靠的密封裝置，以防止?jié)櫥瑒┬孤┘盎覊m，水分進(jìn)入軸承。此設(shè)計(jì)中選用氈圈油封，材料為粗羊毛。(1) 因?yàn)楦咚佥S中 d2 =35mm，查取手冊(cè) P85表7-12氈圈油封基本尺寸為 d1 = 34mm, D1 = 49mm, B1 = 7mm槽的基本尺寸為d0 = 36mm, D0 = 48mm,b = 6mm(2)因?yàn)榈退佥S中 d2 =58mm，查取手冊(cè) P85表7-12氈圈油封基本尺寸為 di = 58mm,=80mm, Bi = 8mm槽的基本尺寸為d0 = 61mm, D0 = 78mm,b = 7mm十二、箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)減速器的箱體采用灰鑄鐵(HT200 )制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪嚙合質(zhì)量，H 7大部分端蓋分機(jī)體采用配合is61箱體本身須有足夠的剛性，以免箱體在內(nèi)力或外力作用下產(chǎn)生過(guò)大的變形。為了增 加減速器的剛性以及散熱面積，箱體上外