機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器

1、第1章 概述 1.1機(jī)械課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)目的在于培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)能力。課程設(shè)計(jì)是完成機(jī)械制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)全部課程學(xué)習(xí)的一次較為全面的、重要的、必不可少的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的為：1. 通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)全部專(zhuān)業(yè)及專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的理論知識(shí)，解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，并通過(guò)實(shí)際設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使理論知識(shí)得以鞏固和提高。2. 通過(guò)課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和程序，培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。3. 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工作基本技能的訓(xùn)練，包括訓(xùn)練、計(jì)算、繪圖能力、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力，熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等）。1.2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù)1.2.1設(shè)計(jì)的內(nèi)容本設(shè)計(jì)的題目為帶式輸送機(jī)傳動(dòng)

2、裝置，由圖可知是二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括以下幾方面：（1）擬定、分析傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；（2）選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；（3）進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，校核軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵等；（4）繪制減速器裝配圖及典型零件圖；（5）編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。1.2.2 設(shè)計(jì)的任務(wù)（1）減速器裝配圖1張（a0圖紙）（2）零件圖（a3，2張以上）（3）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份1.3 設(shè)計(jì)的步驟遵循機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程的一般規(guī)律，大體上按以下步驟進(jìn)行：1. 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 認(rèn)真研究設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)要求和條件，認(rèn)真閱讀減速器參考圖，拆裝減速器，熟悉設(shè)計(jì)對(duì)象。2. 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求擬定傳

3、動(dòng)總體布置方案，選擇原動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。3. 傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)裝配圖前，先計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)件的參數(shù)確定其尺寸，并選好聯(lián)軸器的類(lèi)型和規(guī)格。一般先計(jì)算外傳動(dòng)件、后計(jì)算內(nèi)傳動(dòng)件。4. 裝配圖繪制 計(jì)算和選擇支承零件，繪制裝配草圖，完成裝配工作圖。5. 零件工作圖繪制 零件工作圖應(yīng)包括制造和檢驗(yàn)零件所需的全部?jī)?nèi)容。6. 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)包括所有的計(jì)算并附簡(jiǎn)圖，并寫(xiě)出設(shè)計(jì)總結(jié)。第2章 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)，主要包括擬定傳動(dòng)方案、選擇原動(dòng)機(jī)、確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。2.1選擇原動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)由于輸送機(jī)的工作條件是連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工

4、作時(shí)有輕微的振動(dòng)，使用期限是10年，載荷不大，所以我初選用的電動(dòng)機(jī)是y系列的電動(dòng)機(jī)。2.1.1確定電動(dòng)機(jī)的功率 電動(dòng)機(jī)功率選擇直接影響到電動(dòng)機(jī)工作性能和經(jīng)濟(jì)性能的好壞：若所選電動(dòng)機(jī)的功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作；若功率過(guò)大，則電動(dòng)機(jī)不能滿載運(yùn)行，功率因素和效率較低，從而增加電能消耗，造成浪費(fèi)。1. 帶式輸送機(jī)所需的功率 由1中公式（2-3）得pw=fw*vw=5800*0.75/1000w=5800*0.75/1000*0.96=4.53kw設(shè)計(jì)題目給定：輸送帶拉力f（n）=5.8kn 輸送帶速度v(m/s)=0.75 m/s 2. 計(jì)算電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)間的總效率：由課程設(shè)計(jì)課本p

5、13頁(yè)，查得：1=0.96 2=0.98 3=0.98 4=0.995=0.96 （其中1，2，3，4，5分別為帶傳動(dòng)、軸承、圓柱齒輪、聯(lián)軸器、卷筒的傳動(dòng)效率）所以得電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)間的總效率： 3.所需電動(dòng)機(jī)的功率：2.1.2確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 同一類(lèi)型、相同額定功率的電動(dòng)機(jī)低速的級(jí)數(shù)多，外部尺寸及重量較大，價(jià)格較高，但可使傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及尺寸減少；高速電動(dòng)機(jī)則與其相反，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮各方面因素，選取適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。三相異步電動(dòng)機(jī)常用的同步轉(zhuǎn)速有，常選用或的電動(dòng)機(jī)。1. 計(jì)算滾筒的轉(zhuǎn)速由公式計(jì)算滾筒轉(zhuǎn)速：工作機(jī)的轉(zhuǎn)速：設(shè)計(jì)題目給定：滾筒直徑d=410mm輸送帶速度v(m/s)=0.75

6、m/s2. 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由參考文獻(xiàn)2（機(jī)械設(shè)計(jì)）中表181可知兩級(jí)圓柱齒輪減速器推薦傳動(dòng)比范圍為，由參考文獻(xiàn)1 v帶傳動(dòng)比范圍為，所以總傳動(dòng)比合理范圍為，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min,由于市場(chǎng)上供應(yīng)最多的是同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min的電動(dòng)機(jī)。所以 由參考文獻(xiàn)1中表17-7查得: 選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：y160m-6,其主要參數(shù)如下： 表2-1電動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù)型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速計(jì)算輸出功率軸伸長(zhǎng)中心高軸頸鍵槽寬y180l-87.5kw970 r/min5.6kw110mm18

7、0mm48mm14mm表2-1-1帶式輸送機(jī)相關(guān)參數(shù)皮帶速度皮帶拉力滾筒直徑工作條件每天時(shí)間設(shè)計(jì)壽命轉(zhuǎn)速功率0. 5m/s58000n410mm連續(xù)單向，有振動(dòng)16小時(shí)10年34.954r/min7.5kw2.2傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配由選定電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比對(duì)于多級(jí)傳動(dòng)計(jì)算出總傳動(dòng)比后，應(yīng)合理地分配各級(jí)傳動(dòng)比，限制傳動(dòng)件的圓周速度以減少動(dòng)載荷。 2.2.1計(jì)算總傳動(dòng)比由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 可得：總傳動(dòng)比2.2.2合理分配各級(jí)傳動(dòng)比由課程設(shè)計(jì)中表32，取帶傳動(dòng)比，則 兩級(jí)減速器傳動(dòng)比由于減速箱是展開(kāi)布置，再由課程設(shè)計(jì)15

8、頁(yè)公式（3-7），所以，取高速級(jí)傳動(dòng)比，則低速級(jí)傳動(dòng)比表2-2傳動(dòng)比分配 總傳動(dòng)比電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速電機(jī)-高速軸高速軸-中間軸中間軸-低速軸滾筒轉(zhuǎn)速970r/min=33.5992.5734.95r/min2.3算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)首先推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩，一般按由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間運(yùn)動(dòng)傳遞的路線推算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。2.3.1 0軸（電機(jī)軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 2.3.2 軸（高速軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 2.3.3 軸（中間軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 2.3.4 軸（低速軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 2.3.5 軸（滾筒軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 各項(xiàng)指標(biāo)誤

9、差均介于+0.5%-0.5%之間。各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)見(jiàn)表4：表2-3各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名功率p (/kw)轉(zhuǎn)矩t（n/ m）轉(zhuǎn)速n (r/min)傳動(dòng)比i效率電機(jī)軸7.573.8497030.96軸7.2212.66323.333.5990.98軸6.91734.5389.842.570.98軸6.641814.1634.95410.96滾筒軸6.441759.2134.954第3章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 減速箱外傳動(dòng)零件帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3.1.1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)要求：1. 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 選擇合理的傳動(dòng)參數(shù)；確定帶的型號(hào)、長(zhǎng)度、根數(shù)、傳動(dòng)中心距、安裝要求、對(duì)軸的作用力及帶的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸

10、等。2. 設(shè)計(jì)依據(jù) 傳動(dòng)的用途及工作情況；對(duì)外廓尺寸及傳動(dòng)位置的要求；原動(dòng)機(jī)種類(lèi)和所需的傳動(dòng)功率；主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速等。3. 注意問(wèn)題 帶傳動(dòng)中各有關(guān)尺寸的協(xié)調(diào)，如小帶輪直徑選定后要檢查它與電動(dòng)機(jī)中心高是否協(xié)調(diào)；大帶輪直徑選定后，要檢查與箱體尺寸是否協(xié)調(diào)。小帶輪孔徑要與所選電動(dòng)機(jī)軸徑一致；大帶輪的孔徑應(yīng)注意與帶輪直徑尺寸相協(xié)調(diào)，以保證其裝配穩(wěn)定性；同時(shí)還應(yīng)注意此孔徑就是減速器小齒輪軸外伸段的最小軸徑。3.1.2 v帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1、確定計(jì)算功率由2中表8-7查得工作情況系數(shù)由2中公式8-21：2、選擇v帶的帶型根據(jù)及小帶輪的轉(zhuǎn)速,由2中圖8-11選用b型3、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速初選小

11、帶輪的基準(zhǔn)直徑由2中表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑驗(yàn)算帶速按2中公式8-13驗(yàn)算帶的速度因?yàn)?故帶速合適。計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)2中公式8-15a計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 由2中表8-8取4、確定v帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 根據(jù)2中公式8-20，,初定中心距由2中公式8-22計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由2中表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，修正系數(shù)為計(jì)算實(shí)際中心距由2中公式8-23計(jì)算5、驗(yàn)算小帶輪上的包角根據(jù)2中公式8-25計(jì)算：6、計(jì)算帶的根數(shù)z計(jì)算單根v帶的額定功率由和,查2中表8-4a得根據(jù)和b型帶，查2中表8-4b得查2中表8-5得，查2中表8-2得,于是由2中公式8-26： 取5根7、計(jì)算單根

12、v帶的初拉力的最小值根據(jù)2中公式8-27，和由表8-3得q=0.18kg/m 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由1中公式8-28得： 9、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 查2中表8-10得大、小帶輪總寬度：v型帶傳動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3-0v。表3-0 v型帶傳動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算功率（kw）傳動(dòng)比i帶速v (m/s)帶型根數(shù)單根初拉力（n）壓軸力（n）937.11b5226.492189.46小帶輪直徑(mm)大帶輪直徑(mm)中心距(mm)基準(zhǔn)長(zhǎng)度（mm）帶輪寬度(mm) 小帶輪包角1404205412000118150.343.2 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)3.2.1選擇齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及

13、齒數(shù)按照已經(jīng)選定的傳動(dòng)方案，高速級(jí)齒輪選擇如下：1. 齒輪類(lèi)型 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)2. 齒輪精度等級(jí) 帶式輸送機(jī)為一般機(jī)器速度不高，按照2中表10-8，選擇7級(jí)精度（gb10095-88）3. 材料 由2中表10-1選擇：兩者材料硬度差為40hbs 小齒輪 40cr 調(diào)質(zhì) 硬度280hbs大齒輪 45鋼 調(diào)質(zhì) 硬度240hbs4. 試選擇小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 取 齒數(shù)比3.2.2 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)值試選載荷系數(shù)小齒輪轉(zhuǎn)矩由文獻(xiàn)2中表10-6查得材料彈性影響系數(shù)齒寬系數(shù)：由文獻(xiàn)2中表107知齒寬系數(shù)由文獻(xiàn)2中圖10-21d 按齒面硬度查得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限： 計(jì)算

14、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由文獻(xiàn)2中圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算接觸疲勞許應(yīng)力取失效概率為1% 安全系數(shù)s=1由文獻(xiàn)2中式10-12 計(jì)算 由式試算小齒輪分度圓直徑 計(jì)算圓周速度 計(jì)算齒寬b 計(jì)算齒寬與齒高比模數(shù) 齒高 計(jì)算載荷系數(shù)據(jù) 7級(jí)精度。由圖10-8查動(dòng)載荷系數(shù)直齒輪由文獻(xiàn)2中表10-2查得使用系數(shù)由文獻(xiàn)2中表10-4用插入法查得7級(jí)精度 在文獻(xiàn)2中查圖10-13 得 故載荷系數(shù) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由文獻(xiàn)2中式10-10a得 計(jì)算模數(shù)m 3.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算由文獻(xiàn)【1】中式10-5彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式1. 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 由文獻(xiàn)2中圖10-20c查得小齒輪的

15、彎曲疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由文獻(xiàn)2中圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算彎曲疲勞許應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) 由2中式10-12 計(jì)算載荷系數(shù)k 查取齒形系數(shù)由2中表10-5查得 查取應(yīng)力校正系數(shù)由2中表10-5查得 計(jì)算大小齒輪的 大齒輪的數(shù)值大2. 設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積有關(guān)，可取由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)2.72并根據(jù)gb1357-87就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出

16、小齒輪的齒數(shù)大齒輪的齒數(shù) 取實(shí)際傳動(dòng)比：傳動(dòng)比誤差： 允許3.2.4、高速級(jí)齒輪幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑 中心距 圓整得a=205mm 齒輪寬度 取 表3-1 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)幾何尺寸及參數(shù)齒輪壓力角模數(shù)中心距齒數(shù)比齒數(shù)分度圓直徑齒根圓直徑齒頂圓直徑齒寬小齒輪2032053.655298795大齒輪106318903.3 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)3.3.1選擇齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 傳動(dòng)速度不高，選擇7級(jí)精度（gb10095-88） 材料選擇小齒輪 45號(hào)鋼 調(diào)質(zhì) 硬度280hbs大齒輪 45號(hào)鋼 調(diào)質(zhì) 硬度240hbs 選擇小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 3.3.2按

17、齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)1.確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù) 小齒輪傳遞的扭矩由2中表10-6查得材料彈性影響系數(shù)由2中表10-7選取齒寬系數(shù)由2中圖10-21d 按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 由2中式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由2中圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算接觸疲勞許應(yīng)力取失效概率為1% 安全系數(shù)s=1由2中式10-12 2.計(jì)算 計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入 計(jì)算圓周速度 計(jì)算寬度b 計(jì)算齒寬與齒高比模數(shù)m 齒高 計(jì)算載荷系數(shù)據(jù) 7級(jí)精度。由2中圖10-8查動(dòng)載荷系數(shù)；直齒輪。由2中表10-2查得使用系數(shù)。由2中表10-4用插入法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)

18、非對(duì)稱(chēng)布置時(shí) 查2中圖10-13得 故載荷系數(shù) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由2中式10-10a得 計(jì)算模數(shù)m 3.3.3按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算由2中式10-5彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式 1. 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 由2中圖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 由2中圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算彎曲疲勞許應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) 由2中式10-12 計(jì)算載荷系數(shù)k 查取齒形系數(shù)由2中表10-5查得 查取應(yīng)力校正系數(shù)由2中表10-5查得 計(jì)算大小齒輪的 大齒輪的數(shù)值大2.設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)2中表101就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算小齒輪齒數(shù) 計(jì)算大齒輪齒數(shù) 取實(shí)際傳動(dòng)比：傳動(dòng)

19、比誤差： 允許3.3.4、低速級(jí)齒輪幾何尺寸計(jì)算 分度圓直徑 中心距圓整，取 齒輪寬度 表3-2低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)幾何尺寸及參數(shù)齒輪壓力角模數(shù)中心距齒數(shù)比齒數(shù)分度圓直徑齒根圓直徑齒頂圓直徑齒寬小齒輪2052552.60728140140大齒輪733651353.3.5 校核滾筒的轉(zhuǎn)速 工作機(jī)，即滾筒的實(shí)際轉(zhuǎn)速為：工作機(jī)的誤差：5%，所以，符合標(biāo)準(zhǔn)。3.4 軸的設(shè)計(jì)輸入軸的設(shè)計(jì)3.4.1確定軸的材料及初步確定軸的最小直徑1、確定軸的材料輸入軸材料選定為45號(hào)鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)。2、求作用在齒輪上的力根據(jù)輸入軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù),計(jì)算作用在輸入軸的齒輪上的力：輸入軸的功率 輸入軸的轉(zhuǎn)速 輸入軸的轉(zhuǎn)矩 圓周力：

20、徑向力：3、初步確定軸的最小徑，選取軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制處理，根據(jù)2中表153，取 3.4.2初步設(shè)計(jì)輸入軸的結(jié)構(gòu)根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長(zhǎng)度已知軸最小直徑為，由于是高速軸，顯然最小直徑處將裝大帶輪，故應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)系列值，為了與外連接件以軸肩定位，故取b段直徑為。初選滾動(dòng)軸承。因該傳動(dòng)方案沒(méi)有軸向力，高速軸轉(zhuǎn)速323.33r/min，載荷不大，故選用內(nèi)圈有單擋邊的圓柱滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取nj211e，其尺寸為55*100*21，根據(jù)需要，在軸承的右邊加上一個(gè)套筒，其長(zhǎng)度為22，根據(jù)需要，應(yīng)該在套筒的右邊制作一個(gè)軸肩故：。由于軸承長(zhǎng)度為21mm，套

21、筒長(zhǎng)度為22mm,加上套筒離下一個(gè)軸肩相距2mm,所以。由齒輪的寬度，知,取設(shè)計(jì)軸承端蓋的總寬度為30mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定），根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與外連接件的右端面間的距離為30mm，故。根據(jù)帶輪寬度可確定 輸入軸的簡(jiǎn)圖.4.3按彎曲合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度1、軸的受力簡(jiǎn)圖（）計(jì)算支座反力h面 v面 （）計(jì)算h面及v面的彎矩，并作彎矩圖h面da段： 當(dāng)時(shí)，在d處當(dāng)時(shí)，在a處bc段： 當(dāng)時(shí)，在b處當(dāng)時(shí)，在c處v面（）計(jì)算合成彎矩并作圖 （）計(jì)算并作圖（）校核軸的強(qiáng)度按彎矩合成強(qiáng)度條件，校核危險(xiǎn)點(diǎn)即c截面圓周表面處應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力，取

22、，由2中表15-1查得，軸彎曲疲勞極限結(jié)論：強(qiáng)度足夠。3.5軸的設(shè)計(jì)輸出軸的設(shè)計(jì)3.5.1初步確定軸的最小直徑1、確定軸的材料輸出軸材料選定為45號(hào)鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)。2求作用在齒輪上的力根據(jù)輸出軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)、低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)幾何尺寸及參數(shù)，計(jì)算作用在輸出軸的齒輪上的力：輸出軸的功率 輸出軸的轉(zhuǎn)速 輸出軸的轉(zhuǎn)矩 3.5.2初步設(shè)計(jì)輸出軸的結(jié)構(gòu)輸出軸最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩查表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小故取，則：初選聯(lián)軸器按照計(jì)算應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，查表17-5標(biāo)準(zhǔn)gb/t5014-2003,選用

23、型號(hào)為lx5的y型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑,故取半聯(lián)軸器長(zhǎng)度。 3根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長(zhǎng)度 圖3-4輸出軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長(zhǎng)度根據(jù)已確定的，由于g段軸長(zhǎng)與半聯(lián)軸器的軸轂長(zhǎng)相同，為了使聯(lián)軸器以軸肩定位，故取f段直徑為。初選滾動(dòng)軸承。因該傳動(dòng)方案沒(méi)有軸向力，故選用內(nèi)圈有單擋邊的圓柱滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取nj217的滾子軸承，其尺寸為，初選，。由于軸承長(zhǎng)度為28mm，套筒長(zhǎng)度為17mm故，根據(jù)兩齒輪中心定位，且設(shè)中速軸上，另外 設(shè)計(jì)軸承端蓋的總寬度為30mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)

24、設(shè)計(jì)而定），根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與外連接件的右端面間的距離為32mm，故。按彎曲合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度（1）繪制空間受力圖（2）作水平面h和垂直面v內(nèi)的受力圖，并計(jì)算支座反力h面 v面 （3）計(jì)算h面及v面內(nèi)的彎矩，并作彎矩圖h面v面（4）計(jì)算合成彎矩并作圖（5）計(jì)算并作圖圖3-5 輸出軸的受力簡(jiǎn)圖（6）校核軸的強(qiáng)度按彎矩合成強(qiáng)度條件，校核危險(xiǎn)點(diǎn)即c截面圓周表面處應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力，取，由2中表15-1查得，軸彎曲疲勞極限所以，強(qiáng)度是足夠的。3.6軸的設(shè)計(jì)中速軸的設(shè)計(jì)1、中速軸的功率 中速軸的轉(zhuǎn)速 中速軸的轉(zhuǎn)矩 2、初步確定軸的最小徑因?yàn)橹虚g軸最小

25、徑與滾動(dòng)軸承配合，故同時(shí)選取滾動(dòng)軸承，根據(jù)軸的最小徑初步選取型號(hào)為nj210的滾子軸承，其尺寸為。根據(jù)前兩個(gè)軸的尺寸，不難得出中速軸的尺寸。尺寸如下圖：； （1）繪制空間受力圖（2）作水平面h和垂直面v內(nèi)的受力圖，并計(jì)算支座反力h面 , v面， （3）計(jì)算h面及v面內(nèi)的彎矩，并作彎矩圖h面c點(diǎn)：v面（4）計(jì)算合成彎矩并作圖（5）計(jì)算并作圖（6）校核軸的強(qiáng)度按彎矩合成強(qiáng)度條件，校核危險(xiǎn)點(diǎn)即d截面圓周表面處應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力，取，由2中表15-1查得，軸彎曲疲勞極限所以，強(qiáng)度是足夠的。第4章 部件的選擇與設(shè)計(jì)4.1軸承的選擇軸系部件包括傳動(dòng)件、軸和軸承組合。4.1.1輸入軸軸承1. 軸承類(lèi)型

26、的選擇由于輸入軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承。軸承承受的徑向載荷；軸承轉(zhuǎn)速；軸承的預(yù)期壽命2.軸承型號(hào)的選擇求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值按照3 表22-1選擇的nj211e軸承 4.1.2輸出軸軸承1.軸承類(lèi)型的選擇由于輸入軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承。軸承承受的徑向載荷 ；軸承承受的轉(zhuǎn)速 軸承的預(yù)期壽命 2.軸承型號(hào)的選擇求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值按照3 表22-1選擇的nj217e軸承4.1.3中間軸軸承1.軸承類(lèi)型的選擇由于中間軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承。軸承承受的徑向載荷 ；軸承承受的轉(zhuǎn)速 軸承的預(yù)期壽命

27、2.軸承型號(hào)的選擇求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值按照3表22-1選擇的nj210e軸承.4.2輸入軸輸出軸鍵連接的選擇及強(qiáng)度計(jì)算1、輸入軸鍵連接(1)和皮帶輪連接的鍵由于輸入軸上齒輪1的尺寸較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，故只為其軸端選擇鍵。輸入軸軸端選擇a型普通平鍵。其尺寸依據(jù)軸頸，由2中表6-1選擇。鍵長(zhǎng)根據(jù)皮帶輪寬度b=99,選取鍵的長(zhǎng)度系列取鍵長(zhǎng)l=90. 校核鍵連接的強(qiáng)度鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由2中表6-2查得許用及壓應(yīng)力取平均值。鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度由2中式6-1得，強(qiáng)度足夠。鍵 gb/t 1096-2003（2）與齒輪連接的軸上的鍵連接選擇鍵連接的類(lèi)型與尺寸由于齒輪不在軸端

28、，故選用圓頭普通平鍵（a型）。據(jù)，由2中表6-1查得鍵的剖面尺寸為，高度。由輪轂寬度及鍵的長(zhǎng)度系列取鍵長(zhǎng)。 校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、齒輪和輪轂的材料都是鋼，由2中表6-2查得許用及壓應(yīng)力取平均值。鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度由2中式6-1得，強(qiáng)度足夠。鍵 gb/t 1096-20032、輸出軸鍵連接 輸出軸與齒輪4的鍵連接選擇鍵連接的類(lèi)型與尺寸一般8級(jí)以上的精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（a型）。據(jù)，由2中表6-1查得鍵的剖面尺寸為，高度。由輪轂寬度及鍵的長(zhǎng)度系列取鍵長(zhǎng)。 校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、齒輪和輪轂的材料都是鋼，由2中表6-2查得許用及壓

29、應(yīng)力取平均值。鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度由2中式6-1得，強(qiáng)度足夠。鍵 gb/t 1096-2003 輸出軸端與聯(lián)軸器的鍵連接據(jù)輸出軸傳遞的扭矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩。查國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb/t 5014-85。選用xl5的y型彈性聯(lián)軸器。其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器孔徑。 選擇鍵連接的類(lèi)型及尺寸據(jù)輸出軸軸端直徑，聯(lián)軸器y型軸孔，軸孔長(zhǎng)度選取a型普通平鍵 校核鍵連接的強(qiáng)度鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由2中表6-2查得許用及壓應(yīng)力取平均值。鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由2中式6-1得，強(qiáng)度足夠。鍵 gb/t 1096-20032、中間軸鍵連接 中間軸與齒輪2的鍵連接選擇鍵連接的類(lèi)型與尺寸一般8級(jí)

30、以上的精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（a型）。由2中表6-1查得鍵的剖面尺寸為，高度。取鍵長(zhǎng)。 校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、齒輪和輪轂的材料都是鋼，由2中表6-2查得許用及壓應(yīng)力取平均值。鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度由2中式6-1得，強(qiáng)度足夠。鍵 gb/t 1096-2003中間軸與齒輪3的鍵連接 選擇鍵連接的類(lèi)型及尺寸一般8級(jí)以上的精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（a型）。由2中表6-1查得鍵的剖面尺寸為，高度。取鍵長(zhǎng)。鍵、齒輪和輪轂的材料都是鋼，由2中表6-2查得許用及壓應(yīng)力取平均值。鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 校核鍵連接的強(qiáng)度鍵和齒輪的材料都是鋼，由2中表6-2查得許用及壓應(yīng)力取平均值。由2中式6-1得，強(qiáng)度足夠。選鍵 gb/t 1096-20034.3軸承端蓋的設(shè)計(jì)與選擇4.3.1類(lèi)型根據(jù)箱體設(shè)計(jì)，選用凸緣式軸承端蓋。各軸上的端蓋：悶蓋和透蓋：參照4表4.8 悶蓋示意圖 透蓋示意圖表4-1三個(gè)軸的軸承蓋ddddd0螺釘孔數(shù)ne1m b 1d111401259110016626.6341551217014010311016