《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書某一帶式運(yùn)輸機(jī)用二級錐齒輪—斜齒圓柱齒輪減速器

1、仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 說明書說明書 班級班級: :機(jī)械機(jī)械 072072 班班 學(xué)號學(xué)號: : 姓名姓名: : 指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師: : 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 20092009 年年 1 1 月月 1 1 日日 目錄目錄 機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) .1 說明書說明書 .1 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)任務(wù)書 .2 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 .3 電動機(jī)的選擇電動機(jī)的選擇 .5 傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算 .7 圓錐直齒輪設(shè)計(jì)圓錐直齒輪設(shè)計(jì).7 圓錐直齒輪計(jì)算圓錐直齒輪計(jì)算.8 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì).9 圓柱

2、斜齒輪設(shè)計(jì)圓柱斜齒輪設(shè)計(jì) .11 軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì) .15 軸的材料選擇和最小直徑的估算軸的材料選擇和最小直徑的估算.15 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).16 軸的校核軸的校核.19 求軸上的載荷求軸上的載荷.20 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度.22 滾動軸承的選擇和驗(yàn)算滾動軸承的選擇和驗(yàn)算 .25 鍵的強(qiáng)度校核鍵的強(qiáng)度校核 .26 聯(lián)軸器的選擇和驗(yàn)算聯(lián)軸器的選擇和驗(yàn)算 .27 減速器的潤滑減速器的潤滑 .28 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .28 設(shè)計(jì)小結(jié)設(shè)計(jì)小結(jié) .31 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .32 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目：題目：610設(shè)計(jì)某一帶式運(yùn)輸機(jī)用二級錐齒輪斜齒

3、圓柱齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)二 班制連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。減速器小批量生產(chǎn)，使用 期限 10 年，運(yùn)輸帶速度允差 5。 學(xué)號學(xué)號f（kn）v(m/s)d(mm) 082.31.5450 二. 設(shè)計(jì)要求 1.減速器裝配圖一張； 2.零件工作圖若干張（傳動零件、軸和箱體等，具體由教師指定）； 3.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份 4. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)總結(jié)和答辯。 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 1. 傳動裝置總體設(shè)計(jì)方案 2. 電動機(jī)的選擇 3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 4. 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 5. 齒輪的設(shè)計(jì) 6. 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計(jì) 7. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 8

4、. 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9. 潤滑密封設(shè)計(jì) 10. 聯(lián)軸器設(shè)計(jì) 傳動裝置總體設(shè)計(jì)方案傳動裝置總體設(shè)計(jì)方案: : 1. 組成：傳動裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。 2. 特點(diǎn)：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻， 要求軸有較大的剛度。 3. 確定傳動方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將 v 帶設(shè)置在高速級。 其傳動方案如下： 原始數(shù)據(jù)：原始數(shù)據(jù)：輸送帶的拉力 f=2.3kn；輸送帶的線速度v=1.5m/s；驅(qū)動滾 筒直徑 d=450mm；工作機(jī)傳動效率取為 0.96。 工作條件：工作條件：運(yùn)輸機(jī)二班制連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。減速 器小批量生產(chǎn)，使用期限 10 年

5、，運(yùn)輸帶速度允差 5。 傳動方案：傳動方案：如圖 a-1 所示。 初步確定傳動系統(tǒng)總體方案如:傳動裝置總體設(shè)計(jì)圖所示。 選擇二級圓錐圓柱齒輪減速器和鏈輪傳動。 傳動裝置的總效率 a =0.99*=0.8075 54 33 2 2 2 21 a 2 98 . 0 96 . 0 *95 . 0 *98 . 0 *97 . 0 *99 . 0 2 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可查得各部件的效率如下： 為聯(lián)軸器效率，取 0.99；為滾子軸承效率，取 0.98； 1 2 為球軸承效率，取 0.99；為圓錐齒輪效率，取 0.97； 2 3 為圓柱齒輪效率，取 0.98；為 v 帶傳動效率，取 0.95； 3 4 為滾

6、筒效率，取 0.96。（齒輪為 7 級精度，油脂潤滑。v 帶傳動為閉式傳動） 5 電動機(jī)的選擇電動機(jī)的選擇 電動機(jī)所需工作功率為： p p / 23001.5/10000.80754.27kw, 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)速為 n=63.69r/min， d 60v1000 經(jīng)查表按推薦的傳動比合理范圍，v 帶傳動的傳動比 i 24，二級圓柱斜齒 輪減速器傳動比 i 615， 則總傳動比合理范圍為 i 1260，電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 n i n（1260 ）63.69764.283821.4r/min。 方案電動機(jī)型 號 額定功率 /kw 同步轉(zhuǎn)速 /（r*min 1 ） 滿載轉(zhuǎn)速 /（r*min 1

7、 ） 總轉(zhuǎn)動比 i 1y132m2-65.5100096039.663 2y132s-45.51500144059.494 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動、減速器的傳動比， 選定型號為 y132m2-6 的三相異步電動機(jī)，額定功率為 5.5kw 額定電流 12a，滿載轉(zhuǎn)速960r/min，同步轉(zhuǎn)速 1000r/min。實(shí)際傳動比為 m n i=960/63.69=15 分配傳動比分配傳動比 根據(jù)傳動比分配原則： 1、v 帶傳動外廓尺寸不致過大所以其傳動比不宜過大 2、圓錐-圓柱齒輪減速器，為了便于大齒輪加工，高速級錐齒輪傳動比 =0.25 ，且使。 1 ii 1 i 根據(jù)課

8、程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 p17 圖 12 可查得齒輪傳動中，高速級傳動比為 3, 1 i 低速級為5 2 i 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 =n=960r/min n m =n=960r/min n n m =960/3r/min320r/min n 1 /inm 320/5r/min64r/min n 2 / in n =64r/min v （2）各軸輸入功率 0 p =4.27kw d =4.27kw p d p =24.270.990.98kw4.14kw p p 1 4.140.974.02kw p p 3 24.020.980.983.85kw p

9、p 3 p 21=3.850.980.993.74kw v p （3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩 = nm 1 t d t 0 i 1 電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩=9550 =95504.27/960 nm=42.5nm d t m d n p 所以: =42.5nm t d t =42.50.980.99=41.2nm t t 1 2 =41.230.98=121.1nm t t 1 i 3 =121.10.980.995=581.6 nm t t 2 i 3 2 t =21=581.60.980.99=564.3 v t 項(xiàng)目軸 1軸 2軸 3軸 4軸 5 轉(zhuǎn)速 (r/min)9609603206464 功率

10、(kw)4.274.144.023.853.74 轉(zhuǎn)矩 (n*m)42.541.5121.1581.6564.3 傳動比 113.05.01 效率 10.9760.970.9580.971 傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算 圓錐直齒輪設(shè)計(jì)圓錐直齒輪設(shè)計(jì) 已知輸入功率 p =4.27kw，小齒輪轉(zhuǎn)速 960r/min，齒數(shù)比 u=3.，由電動機(jī)驅(qū)動，工作壽 2 命 10 年（設(shè)每年工作 300 天） ，二班制，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。減速 器小批量生產(chǎn)。選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù) 1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用 7 級精度(gb10095-88) 2） 材

11、料選擇 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-1 選擇小齒輪材料為(調(diào)質(zhì))，硬度為 40rc 280hbs，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240hbs。 3） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù) z =3*25=75 125z 2 1、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 1 132.92 ()2 (1 0.5)2 e t rrh zkt d u （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù) 1.8tk 2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 t=95.510 =95.510 4.14/960 5 12/n p 5 =4.1210 n.m 4 選齒寬系數(shù) 0.33r 4）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖

12、10-21d 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 lim1600hmpalim 2550hmpa 5）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù) 189.80.5ezmpa 6） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù) n =60n j =609601（2830010） 12h l =2.7610 h 9 n = =2.7610 /3=0.9210 h #(3 為齒數(shù)比,即 3=) 2 99 1 2 z z 7) 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù)k=0.93 k=0.96 12 8) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%,

13、安全系數(shù) s=1,應(yīng)用公式 10-12 得: 202 p =0.93600=558 h 1 s k hhn1lim1 mpa =0.96550=528 h 2 s k hhn2lim2 mpa 圓錐直齒輪計(jì)算圓錐直齒輪計(jì)算 1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 1td h 1 132.92 ()2 (1 0.5)2 e t rrh zkt d u =2.92=67.7mm 3 2 2 3*33 . 0 *5 . 0133 . 0 41200*8 . 1 558 8 . 189 ）（ ）（ 2） 計(jì)算圓周速度 v sm sm nd t /40 . 3 / 100060 96067.7 10

14、0060 11 3） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v=3.40m/s，7 級精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖 10-8 查得動載系數(shù) 1.12vk 直齒輪由3表 10-3 查得錐齒輪齒間載荷分配系數(shù)，2 . 1 fh kk 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-2 查得使用系數(shù) 1.25ak 根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置，查機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表得軸承系數(shù) ，則接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) 1.25hbek1.51.5 1.251.875hfhbekkk 15 . 3 875 . 1 2 . 112 . 1 25 . 1 hhva kkkkk 4） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 mmmm k k d

15、d t t 24.81 8 . 1 3.15 67.733 11 5） 計(jì)算模數(shù) m mmmm z d m3.25 52 81.25 1 1 取標(biāo)準(zhǔn)值 m=4mm 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由3式（10-24）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 3 2 1 1 ) ( 1221 4 f sf rr yy uz kt m ）（ 1.確定齒輪 彎曲疲勞強(qiáng) 度 由3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mpa fe 500 1 ；mpa fe 420 2 mpa fe 500 1 mpa fe 420 2 2.彎曲疲勞 壽命系

16、數(shù) 由3圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 88 . 0 ,82 . 0 21 fnfn kk 82. 0 1 fn k 88. 0 2 fn k 3.計(jì)算彎曲 疲勞許用應(yīng) 力 取彎曲疲勞安全系數(shù) s=1.3,由3式（10-12）得 mpa mpa s k fefn f 385.315 3 . 1 50082 . 0 11 1 mpa mpa s k fefn f 308.284 3 . 1 42088 . 0 22 2 mpa f 385.315 1 mpa f 308.284 2 4.計(jì)算載荷 系數(shù) k 15 . 3 5 . 125 . 1 12 . 1 25 . 1 ffva kkkkk

17、 485 . 1 k 5.查取齒形 系數(shù) 由3表 10-5 查得；62 . 2 1 f y22.2 2 f y62 . 2 1 f y 19 . 2 2 f y 6.查取應(yīng)力 校正系數(shù) 由3表 10-5 查得；59 . 1 1 s y77 . 1 2 s y59 . 1 1 s y 785 . 1 2 s y 7.計(jì)算大小 齒輪的 并加 f sf yy 以比較 01321. 0 385.315 59. 162 . 2 1 11 f sf yy 0138 . 0 308.284 77 . 1 22 . 2 2 22 f sf yy 大齒輪的數(shù)值大 01321. 0 1 11 f sf yy 01

18、375. 0 2 22 f sf yy 大齒輪的數(shù)值大 8.設(shè)計(jì)計(jì)算 1）.確定模 數(shù) 2）.計(jì)算齒 數(shù) 1）. mm mmm 90 . 2 01375 . 0 12325231131 10 5 . 4115 . 3 4 3 2 3 ）（ 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大 于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，按 m=2.90 接 近標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=3,故取模數(shù)為 m=4,按接觸強(qiáng)度算得 的分度圓直徑mmd81.24 1 2），取 3 . 20 4 24.81 1 1 m d z21 1 z 大齒輪齒數(shù)，63213 2 z 1）.mmm11 . 2 2）.24 1 z 90 2 z 9.

19、幾何尺寸 計(jì)算 1）.計(jì)算分 度圓直徑 2）平均分 度圓直徑 3）計(jì)算齒 輪寬度 4）計(jì)算分 錐角 5）計(jì)算當(dāng) 量齒數(shù) 1）. mmmzd64421 11 mmmzd252463 22 mmdd rm 4 .53)315 . 01 (64)5 . 01 ( 11 mm dd rm 210)315 . 01 (252)5 . 01 ( 22 2）mmmmb 7 . 3313264/231r r 取mmbmmb40,35 12 56.71)tan(a 2 urc 44.1890 21 14.22 44.18cos 21 cos z z 1 1 1 33.349 07.75cos 90 cos z

20、z 2 2 2 圓柱斜齒輪設(shè)計(jì)圓柱斜齒輪設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)某一帶式運(yùn)輸機(jī)用二級錐齒輪圓柱齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)二班制連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)， 載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。減速器小批量生產(chǎn)，使用期限 8 年，運(yùn)輸帶速度允差 5。 齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 材料：低速級小齒輪選用鋼，齒面硬度為小齒輪 250hbs 取小齒45 齒數(shù)=20 1 z 速級大齒輪選用鋼，齒面硬度為大齒輪 220hbs z =520=100 圓整45 2 取 z =100 2 齒輪精度 按 gb/t100951998，選擇 7 級，齒根噴丸強(qiáng)化。 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1. 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選 k =1.6 t 查課本

21、由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) z=2.45 215 p h 試選,查課本由圖 10-26 查得 o 12 214 p =0.76 =0.92 =0.76+0.92=1.68 1 2 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) n =60n jl =603201(2830010) 12n =7.3710 8 n =1.4710 2 5 1037 . 7 8 1 i n 8 由課本圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) k=0.95 k= 0.98 1hn2hn 查課本由圖 10-21d 209 p 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限,mpa h 600 1lim 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限mpa h 570 1lim 取失

22、效概率為 1%,安全系數(shù) s=1,則接觸疲勞許用應(yīng)力 1 2 lim1 1 lim 2 2 0.95 600570 0.98 570558.6 hnh h hnh h k mpa s k mpa s 12570558.6 564.3 22 hh hmpa 查課本由表 10-6 查材料的彈性影響系數(shù) z =189.8mp 198 p ea 選取齒寬系數(shù) 1 d t=95.510 =95.510 4.02/320 5 22/n p 5 =12.010 n.m 4 3 2 4 21 3 1 ) 3 . 564 8 . 18945 . 2 ( 5 6 68 . 1 1 10 0 . 126 . 12

23、) ( 12 h eh d t t zz u utk d =57.1mm 2. 計(jì)算圓周速度 0.956 100060 320 1 . 57 100060 21 nd t sm/ 3. 計(jì)算齒寬 b=d =157.1=57.1 d t 1 mm 4. 計(jì)算齒寬與齒高之比 h b 模數(shù) m= nt mm z d t 792 . 2 20 12cos 1 . 57cos 1 1 齒高 h=2.25m=2.252.792=6.283 nt mm =57.1/6.283=9.088 h b 5. 計(jì)算縱向重合度 351 . 1 12tan20318 . 0 tan318 . 0 1 z d 6 計(jì)算載

24、荷系數(shù) k 根據(jù) v=0.956m/s，七級精度可得動載荷系數(shù)為 k =1.06 v 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-3 查得k=k=1.2 hf 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-2 查得使用系數(shù)k =1 a 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-3 查得 1.34fk 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-4 查得 1.42hk k=11.061.21.42=1.806 hhva kkkk 7. 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 d =d=57.1 1t 1 t kk 3 mm384.59 6 . 1 806 . 1 3 計(jì)算模數(shù)mm z d mn904 . 2 20 12cos384.59cos 1

25、 1 8. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) m cos2 1 2 2 1 3 f sf d yy z ykt 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 （1） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩121.1knm （2） 確定齒數(shù) z 因?yàn)槭怯昌X面，故取 z 20，z i z 520100 傳動比誤差 iuz / z 5 i0.055，允許 （3） 初選齒寬系數(shù) 按對稱布置，由表查得1 （4） 初選螺旋角 初定螺旋角12 （5） 載荷系數(shù) k kk k k k=11.061.21.341.704 （6） 當(dāng)量齒數(shù) zz /cos20/ cos 12 21.37 3 zz /cos100/ cos 12 106.86 3 由課本表 10-5

26、查得齒形系數(shù) y和應(yīng)力修正系數(shù) y 197 p 14 . 2 ,72 . 2 21 ff yy83 . 1 ,56 . 1 21 ss yy （7） 螺旋角系數(shù) y 軸向重合度 1.35 y 10.865 （8） 計(jì)算大小齒輪的 f sf fy 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖 20-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大 1440fempa 齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2425fempa 查課本由圖 10-18 得彎曲疲勞壽命系數(shù) 202 p k=0.88 k=0.92 s=1.4 1fn2fn 11 1 22 2 0.88 440 276.57 1.4 0.92 425 279.29 1.4 fnf

27、e f fnfe f k mpa s k mpa s 計(jì)算大小齒輪的,并加以比較 f safaf y 0153 . 0 57.276 56 . 1 72.2 1 11 f safa fy 0140 . 0 29.279 83 . 1 14 . 2 2 22 f safa fy 小齒輪的數(shù)值大,選用小齒輪的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算. 計(jì)算模數(shù) mmmmmn6 . 2 68 . 1 201 0153 . 0 12cos865. 010211 . 1 704. 12 2 25 3 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) m 大于由齒根彎曲 n 疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，按 gb/t1357-1987 圓整

28、為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取 m =3mm n 但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d =59.384來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù). 1 mm z =19.362 取 z =20 1 n m 12cos384.59 1 z =520=100 取 z =100 22 初算主要尺寸 計(jì)算中心距 a=184.02 cos2 )( 21n mzz 12cos2 3)10020( mm 將中心距圓整為 185 mm 修正螺旋角 =arccos13.37 1852 3)10020( arccos 2 )( 21 n m 因值改變不多,故參數(shù),等不必修正 k h z 分度圓直徑 d =58.12 1 4

29、. 13cos 320 cos 1 n mz mm d =290.6 2 4 . 13cos 3100 cos 2 n mz mm 計(jì)算齒輪寬度 mmdb d 384.59384.591 1 圓整后取 mmb60 1 mmb65 2 軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì) 1、軸的材料選擇和最小直徑的估算、軸的材料選擇和最小直徑的估算 根據(jù)工作條件，初選軸的材料為 40 鋼，調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度進(jìn)行最 小直徑估算，即：dmina0。初算軸徑時(shí)，若最小直徑軸段開有鍵槽，還要 1 3 1 p n 考慮鍵槽對軸強(qiáng)度的影響。當(dāng)該軸段截面上有一個鍵槽時(shí)，d 增大 57， 兩個鍵槽時(shí)，d 增大 1015。a0值由教材表 15-

30、3 確定。高速軸 a01125，中間軸 a02120，低速軸 a03=112。 高速軸：,因?yàn)楦咚佥S最小直徑mmmm n p ad23.18 960 14 . 4 112 3 3 1 1 01 min1 出安裝聯(lián)軸器，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 2.0 的聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)件，取聯(lián)軸器的孔徑，所以 。mmd20 min1 中間軸：,因中間軸最小直徑mmmm n p ad03.26 320 02 . 4 112 3 3 2 2 02 min2 處安裝滾動軸承，取標(biāo)準(zhǔn)值。mmd30 min2 低速軸：，因輸出軸最小直徑mmmm n p ad88.43 64 85. 3 112 3 3 3 3 03 min3 處安裝滾

31、動軸承，取標(biāo)準(zhǔn)值=45。 min3 d 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）各軸段直徑的確定 d11：最小直徑，安裝在聯(lián)軸器上，d11=d1min=20mm； d12：密封處軸段，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（擬采用氈圈密封） ，d12=30mm d13：滾動軸承處軸段，d13=35mm，由于該軸同時(shí)受到徑向力和軸向力的作 用，故選單列圓錐滾子軸承，軸承代號為 30207，其尺寸為： ddb=30mm72mm17mm。 ：過渡軸段，由于這段軸在兩個軸承的中間，可以選取=40mm 14 d 14 d : 滾動軸承處軸段， =35mm。 15 d 1315 dd : 安裝齒輪處的軸

32、段的直徑=30mm；齒輪的左端與左軸承之間采用 16 d 16 d 套筒定位。 2）各軸段長度的確定 ：為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使 11 l 12d 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)軸器型號。 12d 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查3表 14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則 1aca kt 1.3ak mn82.5341.41.3kt 1aca 查1表 8-5，選 tl4 彈性套銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 63，半聯(lián)軸器的孔徑 d1=20mm，故 取=20mm， d 聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 52 1 l mm，為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而 不壓

33、在軸的端面上，故 11 l 的長度應(yīng)比 1 l 略短一些，現(xiàn)取 11 l =50mm ：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，=50mm； 12 l 12 l ：由滾動軸承，擋油盤及裝配關(guān)系確定=20mm 13 l 13 l ：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)等確定， =60mm； 14 l 14 l ：由滾動軸承裝配關(guān)系確定=18mm； 15 l 15 l ：由小錐齒輪的結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系等確定，=40mm。 16 l 16 l 3）細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略，參見中間軸 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）各軸段直徑的確定 ：最小直徑，滾動軸承處軸段，=30mm，滾動軸承選取 21 d min221 dd 3020

34、6，其尺寸 ddb=30mm62mm16mm； ：低速級小齒輪軸段=40mm； 22 d 22 d ：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求，=45mm； 23 d 23 d ：高速級大齒輪軸段，=40mm； 24 d 24 d ：滾動軸承處軸段，=30mm。 25 d 2125 dd 2）各軸段長度的確定 ：由滾動軸承、擋油圈及裝配關(guān)系等確定， =38mm； 21 l 21 l ：由低速級小齒輪的轂孔寬度 b60mm 確定=63mm； 22 l 22 l ：軸環(huán)寬度， =20mm； 23 l 23 l ：由高速級大齒輪的轂孔寬度 b45mm 確定=48mm； 24 l 24 l ：由滾動軸承、擋油圈及

35、裝配關(guān)系等確定=38mm。 25 l 25 l 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）各軸段直徑的確定 ：最小直徑，滾動軸承處軸段，=45mm，滾動軸承選取 31 d min331 dd 6208，其尺寸 ddb=45mm80mm18mm； ：低速級大齒輪軸段=47mm; 32 d 32 d ：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求，=50mm； 33 d 43 d ：過渡軸段，=45mm； 34 d 34 d ：滾動軸承處軸段，=45mm； 35 d 3135 dd ：接外部軸段，根據(jù)軸唇形密封圈標(biāo)準(zhǔn)，； 36 dmmd42 36 : 接鏈輪處軸段，根據(jù)鏈輪大小，=35mm。 37 d 37 d 2）

36、各軸段長度的確定 ：由滾動軸承、擋油圈及裝配關(guān)系等確定， =37mm； 31 l 31 l ：由低速級大齒輪的轂孔寬度 b70mm 確定=67mm； 32 l 32 l ：軸環(huán)寬度， =12mm； 33 l 33 l ：由裝配關(guān)系確定過渡軸段，=66mm； 34 l 34 l ：由滾動軸承、擋油圈及裝配關(guān)系等確定=30mm； 35 l 35 l ：接外部軸段，根據(jù)裝配關(guān)系確定=45mm； 36 l 36 l ：接傳動帶輪軸段，根據(jù)裝配關(guān)系確定=50mm。 37 l 37 l 軸的校核軸的校核(這里以中間軸為例這里以中間軸為例) 計(jì)算軸上的作用力計(jì)算軸上的作用力 錐齒輪上：n d t ff m

37、tt 1554 4 . 53 10 5 . 4122 3 1 1 12 122 sintan tr ff n17944.18sin20tan1554 00 122 costan ta ff n566.53644.18cos20tan1554 00 斜齒輪上：，n d t ft 7 . 4036 60 10 1 . 12122 3 3 2 3 nff tr 7 . 30512sin20tan 7 . 4036sinbtan 00 33 fsina=4036.7tan20cos12=1437ntana t3a3 f 求軸上的載荷求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖如下在確定軸承的支點(diǎn)位

38、置時(shí)，應(yīng)從手冊 中查得 a 值，對于 30206 型的圓錐滾子軸承，由手冊中查得 a=13.8。因此作為 簡支梁的軸 的支承跨距 l1+l2=108+36mm， 由計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖，如上圖所示。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以 看出截面 b 是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面 b 出的、及 m 的值列于下表 h m v m 載荷水平面 h垂直面 v 支反力 f 880nf 1093.3nf nh2 nh1 234nf n251f nv2 nv1 彎矩 m mm 54665nmhmm12550nmv 左 mm9594nmv 右 總彎矩 mmnmmm mmnmmm vh vh 11.

39、55500 18.56087 2 2 2 2 右 左 扭矩 tmnt 1 . 121 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。根據(jù)3式 15-5 及上表中 的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 0.6 mpampa w tm mpampa w tm ca ca 20.14 401 . 0 )1211006 . 0(54665 )( 20.14 401 . 0 )1211006 . 0(54665 )( 3 22 22 3 22 22 右 左 前已選定軸的材料為 40cr（調(diào)質(zhì)） ，由3表 15

40、-1 查得，所以mpa70 1 故安全。軸上的受力分析圖，可以知道截面處受載荷和彎矩最大，故需要校 1 ca 核截面 m 左右兩側(cè)即可。 7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1）判斷危險(xiǎn)截面 根據(jù)軸上的受力分析圖，可以知道截面 m 處受載荷和彎矩最大，故需要校核截面 m 左右 兩側(cè)即可。 （1）截面 m 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 2 3 23 21641 63*2 7637*18 63*0.1 d2 t-dbt 32 d14 . 3 mmw ）（）（ 抗扭截面系數(shù) 3 2 3 23 46646 63*2 7637*18 63*0.2 d2 t-dbt 32 d14 . 3 mmwt ）（）（ 截面 5

41、右側(cè)彎矩 m 為 mmnmmm vh 56087 2 2 右 截面 5 上的扭矩為 2 tmnt 1 . 121 截面上的彎曲應(yīng)力 mpa w m b 2.591 21641 56087 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 mpa w 2.596 46646 121100 2 軸的材料為 40cr，調(diào)質(zhì)處理。由3表 15-1 查的 mpa735 b mpa355 1 。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按3表 3-2 查取200mpa 1 - 。因 可查的=1.6 又圖 3-1 可得軸的敏性系33 . 1 30 40 ,330 . 0 30 1 d d d r 2 . 2 數(shù)為 82 . 0 q85 .

42、 0 q 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 89 . 1) 12 . 2(82 . 0 1) 1(1 qk 51 . 1 16 . 185 . 0 1) 1(1）（ qk 由3附圖 3-2 的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。，75 . 0 87 . 0 軸按磨削加工，由3附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為 0.92 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為1 q 73 . 2 192 . 0 /175 . 0 /89 . 11 1 k k 82 . 1 192 . 0 /187 . 0 /51 . 1 1 1 k k 又由 3-1 及 3-2 取碳鋼的特性系數(shù) 0.1,0.05 于是計(jì)算安全系數(shù)值，按3式 15-615-

43、8 cas 5 . 135 . 9 15.12 261.1705 . 0 261.1782 . 1 200 66.14 01 . 087 . 8 73 . 2 355 22 1 1 s ss ss s k s k s ca ma ma 故可知其安全。 （2）截面 m 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 2 3 23 21641 63*2 7637*18 63*0.1 d2 t-dbt 32 d14 . 3 mmw ）（）（ 抗扭截面系數(shù) 3 2 3 23 46646 63*2 7637*18 63*0.2 d2 t-dbt 32 d14 . 3 mmwt ）（）（ 截面 5 左側(cè)彎矩 m 為 mmnmmm

44、 vh 56087 2 2 右 截面 5 上的扭矩為 2 tmnt 1 . 121 截面上的彎曲應(yīng)力 mpa w m b 2.591 21641 56087 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 mpa w 2.596 46646 121100 2 過盈配合處的，由附表3表 3-8 用插值法求出，并取=0.8，于是 k k k =2.52，=0.8*2.52=2.016 k k 軸按磨削加工，由3附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為 0.92 故綜合系數(shù)為： 61 . 2 192 . 0 /152 . 2 1 1 k k 087 . 2 192 . 0 /1016 . 2 1 1 k k 于是計(jì)算安全系數(shù)值，按3式

45、15-615-8 cas 5 . 108.14 2 . 17 2 1 . 1105 . 0 2 1 . 11087 . 2 200 5 . 24 01 . 056 . 5 61 . 2 355 22 1 1 s ss ss s k s k s ca ma ma 故可知其安全。綜上，該軸滿足要求。 滾動軸承的選擇和驗(yàn)算滾動軸承的選擇和驗(yàn)算 軸上滾動軸承的選擇軸上滾動軸承的選擇 1、按承載較大的滾動軸承選擇其型號，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。 軸承類型選為圓錐滾子軸承，軸承的預(yù)期壽命取為,由前hlh480001030028 計(jì)算結(jié)果知：軸承所受的徑向力，軸向力。nfr67.536

46、nfa 9 . 179 2、初選滾動軸承 30205（gb/297-1994） ，基本額定動載荷， 基本額定靜載kncr2 .32 荷kncor37 3、徑向當(dāng)量動載荷.，查1表 6-7gb/297-1994，得 。33 . 0 67.536 9 . 179 r a f f 37. 0e 即。所以動載荷， 根據(jù)3p319 式 13-6 得：e f f r a nfp rr 67.536 ，滿足要求。 r h ckn ln pc 79 . 5 10 4800096060 67.536 10 60 3 10 6 3 10 6 1 軸上滾動軸承的選擇軸上滾動軸承的選擇 1、按承載較大的滾動軸承選擇其

47、型號，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。 軸承類型選為圓錐滾子軸承，軸承的預(yù)期壽命取為,由前hlh480001030028 計(jì)算結(jié)果知：軸承所受的徑向力，軸向力。nfr78.132nfa22.398 2、初選滾動軸承 30206（gb/297-1994） ，基本額定動載荷， 基本額定靜載kncr 2 . 43 荷kncor 5 . 50 3、徑向當(dāng)量動載荷.，查1表 6-7gb/297-1994，得 。即3 78.132 22.398 r a f f 37. 0e 。查得 y=1.6。所以動載荷e f f r a ， 根據(jù)3p319 式 13-6 得：nyffp arr 26.69

48、022.3986 . 178.1324 . 04 . 0 ，滿足要求。 r h ckn ln pc 348 . 5 10 4800032060 690 10 60 3 10 6 3 10 6 2 軸上滾動軸承的選擇軸上滾動軸承的選擇 1、按承載較大的滾動軸承選擇其型號，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。 軸承類型選為圓錐滾子軸承，軸承的預(yù)期壽命取為,hlh480001030028 2、初選滾動軸承 30207（gb/297-1994） ，基本額定動載荷， 基本額定靜kncr2 .54 載荷kncor 5 . 63 3、壽命驗(yàn)算：查3表 13-6 取。則軸承的當(dāng)量動載荷， 2 . 1

49、 p f nffp rp 3 . 173114422 . 1 合適。 73 6 3 3 6 10879 . 0 ) 3 . 1731 54200 ( 96.58160 10 )( 60 10 h r h lh p c n l 鍵的強(qiáng)度校核鍵的強(qiáng)度校核 軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接校核軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接校核 1、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 ，與聯(lián)軸器聯(lián)接處選用普通圓頭平鍵（a 型） mmmmmmlhb2566 2、校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 鍵、軸材料都是鋼，由3表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為。 ap mp120 鍵的工作長度， ,鍵與聯(lián)軸器鍵槽的接觸高度，mmbllc222/6252/ 。由3式（6-1）得mmhkc36

50、5 . 05 . 0 , 合適87.62 20223 415002102 3 1 ppc mpa kld t 軸齒輪的鍵聯(lián)接校核 1、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 選用圓頭普通平鍵（a 型） 。聯(lián)接齒輪：mmmmmmlhb28810 校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 由3表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為 ap mp120 ,鍵與聯(lián)軸器鍵槽的接觸高度，mmbllc232/10282/ 。由3式（6-1）得mmhkc485 . 05 . 0 , 合適07.30 30234 415002102 3 1 ppc mpa kld t 軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接校核軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接校核 1、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 ，與聯(lián)軸器聯(lián)接處選用普通

51、圓頭平鍵（a 型） mmmmmmlhb40812 2、校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 鍵、軸材料都是鋼，由3表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為。 ap mp120 鍵的工作長度， ,鍵與聯(lián)軸器鍵槽的接觸高度，mmbllc362/12402/ 。由3式（6-1）得mmhkc0 . 485 . 05 . 0 , 合適01.42 40364 1210002102 3 2 ppc mpa kld t 軸齒輪的鍵聯(lián)接校核軸齒輪的鍵聯(lián)接校核 1、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 選用單圓頭平鍵（c 型） 。聯(lián)接齒輪：mmmmmmlhb28812 校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 由3表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為 ap mp120 ,鍵與聯(lián)軸器鍵槽

52、的接觸高度，mmbllc222/12282/ 。由3式（6-1）得mmhkc485 . 05 . 0 , 合適75.68 40224 1210002102 3 2 ppc mpa kld t 軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接校核軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接校核 1、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 ，與聯(lián)軸器聯(lián)接處選用普通圓頭平鍵（a 型） mmmmmmlhb40810 2、校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 鍵、軸材料都是鋼，由3表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為。 ap mp120 鍵的工作長度， ,鍵與聯(lián)軸器鍵槽的接觸高度，mmbllc352/10402/ 。由3式（6-1）得mmhkc0 . 485 . 05 . 0 , 合適18.59 353

53、54 5876002102 3 3 ppc mpa kld t 軸齒輪的鍵聯(lián)接校核軸齒輪的鍵聯(lián)接校核 1、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 選用圓頭普通平鍵（a 型） 。聯(lián)接齒輪：mmmmmmlhb5078 校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 由3表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為 ap mp120 ,鍵與聯(lián)軸器鍵槽的接觸高度，mmbllc462/8502/ 。由3式（6-1）得mmhkc5 . 375 . 05 . 0 , 合適32.46 25465 . 3 932102102 3 3 ppc mpa kld t 聯(lián)軸器的選擇和驗(yàn)算聯(lián)軸器的選擇和驗(yàn)算 見各軸的設(shè)計(jì) 在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號。 輸入軸選 hl1 型彈性柱

54、銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 160000，半聯(lián)軸器的孔徑 nmm ，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔 120dmm1220dmm52lmm 長度為 38mm。 輸出軸選選 hl3 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 630000，半聯(lián)軸器的孔徑 nmm ，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔 140dmm1240dmm112lmm 長度為 84mm。 減速器的潤滑減速器的潤滑 1、潤滑方式的選擇 齒輪用潤滑油潤滑，并利用箱內(nèi)傳動件濺起的油潤滑軸承。 2、密封方式的選擇 計(jì)算可得，各軸與軸承接觸處的線速度，所以采用氈圈密封smv10 3、潤滑油的選擇 因?yàn)樵摐p速器屬于一般減速器，查機(jī)械手

55、冊可選用中負(fù)載工業(yè)齒輪油 320 號潤滑。 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 減速器的箱體采用鑄造（ht200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳 合質(zhì)量， 大端蓋分機(jī)體采用配合. 6 7 is h 1、 機(jī)體的剛度機(jī)體的剛度 在機(jī)體為加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度 2、機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱、機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱 因其傳動件速度小于 12m/s，故采用浸油潤滑，同時(shí)為了避免油攪得沉渣 濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x h 為 40mm 為保證機(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)精創(chuàng)，其表面粗 糙度為 3 . 6 3.、 機(jī)體結(jié)構(gòu)的工藝性機(jī)體結(jié)構(gòu)的工藝性. 鑄件壁厚

56、為 10，圓角半徑為 r=3。機(jī)體外型簡單，拔模方便. 4 4、 對附件設(shè)計(jì)對附件設(shè)計(jì) a 視孔蓋和窺視孔視孔蓋和窺視孔 在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間， 以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于 機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用 m6 緊固 b b 油螺塞：油螺塞： 放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便 放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成 螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。 c 油標(biāo)：油標(biāo)： 油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。 油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出. d 通氣孔：通氣孔： 由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)