機械設(shè)計（CAD設(shè)計）實訓(xùn)報告書

1、機械設(shè)計cad設(shè)計實訓(xùn)報告書班 級： 學(xué) 生： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 完成時間： 機械設(shè)計cad設(shè)計任務(wù)書課程代碼：01030039 題號： a2 發(fā)給學(xué)生： 題目：設(shè)計用于帶式運輸機的一級圓柱齒輪減速器1 v帶傳動2 運輸帶3 一級直齒圓柱齒輪減速器4 聯(lián)軸器5 電動機6 卷筒題號a1a2a3a4a5a6a7a8a9a10運輸帶工作拉力f/n1100112511501175120012251250127513001325運輸帶工作速度v/(m.s-1)1.501.551.601.651.701.501.501.551.551.60卷筒直徑d/mm25025526026527024024525

2、0255260題號a11a12a13a14a15a16a17a18a19a20運輸帶工作拉力f/n1350137514001425145014751500152515501600運輸帶工作速度v/(m.s-1)1.601.551.601.551.551.601.651.701.701.80卷筒直徑d/mm265260250255250240245270280300已知條件：1. 卷筒效率0.96(包括卷筒與軸承的效率損失)；2. 工作情況：兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，運輸帶速度允許誤差為5；3. 使用折舊期10年；4. 制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。設(shè)計工作量：1. 減

3、速器裝配圖1張(a0或a1)；2. 低速軸和低速軸齒輪的零件圖各1張(比例1：1)；3. 設(shè)計說明書1份，約30頁，1萬字左右。說明書要求： 1. 說明書既可手寫也可打印，紙張為a4打印紙，頁邊距為左2.5cm、右2cm、上2cm、下2cm；說明書內(nèi)大標(biāo)題三號宋體，小標(biāo)題小三號宋體，正文小四號宋體且為單倍行距。2. 說明書包括封面、任務(wù)書、目錄、正文和總結(jié)，請按該順序裝訂。必須按給定題號的參數(shù)做設(shè)計，否則作不及格處理。交出設(shè)計所有資料的最后時間：2014.05.15目錄第一章 總論1一課程設(shè)計的目的1二課程設(shè)計的內(nèi)容和任務(wù)1三課程設(shè)計的步驟1四課程設(shè)計的有關(guān)注意事項2第二章 傳動裝置的總體設(shè)計

4、.3一分析和擬定傳動方案3二選擇電動機型號4三計算總傳動比和合理分配傳動比6四計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)6第三章 傳動零件的設(shè)計7一選擇聯(lián)軸器的類型和型號7二設(shè)計減速器外傳動零件7三設(shè)計減速器內(nèi)傳動零件8第四章 減速器箱體的設(shè)計23第五章 潤滑方式和密封類型的選擇24個人總結(jié).26第一章 總論一、機械設(shè)計課程設(shè)計的目的 機械設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計課程培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力的一個重要教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是：1.綜合運用機械設(shè)計課程及其他有關(guān)已修課程的理論和生產(chǎn)實際知識進行機械設(shè)計訓(xùn)練，從而使這些知識得到進一步鞏固，加深和擴展。2.學(xué)習(xí)和掌握通用機械零部件，機械傳動及一般機械設(shè)計的基本方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生

5、工程設(shè)計能力和分析問題，解決問題的能力。3.提高學(xué)生在計算，制圖，運用設(shè)計資料，進行經(jīng)驗估算，考慮技術(shù)決策等機械設(shè)計方面的基本技能以及機械cad技術(shù)。二、機械設(shè)計課程設(shè)計的內(nèi)容 機械設(shè)計課程設(shè)計是學(xué)生第一次進行較為全面的機械設(shè)計訓(xùn)練，其性質(zhì)、內(nèi)容以及培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力的過程均不能與專業(yè)課程設(shè)計或工廠的產(chǎn)品設(shè)計相等同。機械設(shè)計課程設(shè)計一般選擇由機械設(shè)計課程所學(xué)過的大部分零部件所組成的機械傳動裝置或結(jié)構(gòu)較簡單的機械作為設(shè)計題目?，F(xiàn)以目前采用較多的以減速器為主體的機械傳動裝置為例來說明設(shè)計的內(nèi)容。如圖1-1所示帶式運輸機的傳動裝置通常包括以下主要設(shè)計內(nèi)容：主要設(shè)計內(nèi)容：1.傳動方案的分析和擬定;2.電

6、動機的選擇與傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算;3.傳動件(如齒輪傳動、帶傳動)的設(shè)計計算； 4.軸的設(shè)計; 5.軸承及其組合部件設(shè)計； 6.鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇與校核； 7.潤滑設(shè)計； 8.箱體、機架及附件的設(shè)計； 9.裝配圖和零件圖的設(shè)計與繪制； 10.設(shè)計計算說明書的編寫。課程設(shè)計一般要求每一個學(xué)生在2周時間內(nèi)完成以下任務(wù)：（參照任務(wù)書）1 總圖和傳動裝置部件裝配圖（a1號或a0號圖紙）12張；2 零件工作圖若干張（傳動件、軸和箱體、機架等，具體由老師指定）；3 設(shè)計計算說明書一份約30頁，約1萬字。 4 課程設(shè)計完成后應(yīng)進行總結(jié)和答辯。三、設(shè)計課程機械設(shè)計的一般步驟以前述常規(guī)設(shè)計題目為例，課

7、程設(shè)計大體可按以下幾個階段進行。1.設(shè)計準(zhǔn)備（約占總學(xué)時的5%）(1)閱讀和研究設(shè)計任務(wù)書,明確設(shè)計內(nèi)容和要求； 分析設(shè)計題目,了解原始數(shù)據(jù)和工作條件； (2)通過參觀（模型、實物、生產(chǎn)現(xiàn)場)、看電影錄像、 參閱設(shè)計資料以及必要的調(diào)研等途徑了解設(shè)計對象； （3）閱讀本書有關(guān)內(nèi)容，明確并擬定設(shè)計過程和進度計劃。2.傳動裝置的總體設(shè)計（約占總學(xué)時的5%） （1）分析和擬定傳動裝置的運動簡圖； 結(jié)果（2）選擇電動機；（3）計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比； (4）計算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。3.各級傳動的主體設(shè)計計算（約占總學(xué)時的5%） （1）設(shè)計計算齒輪傳動、蝸桿傳動、帶傳動和鏈傳動等的主要

8、參數(shù)和尺寸。 （2）計算各傳動件上的作用力4.裝配草圖的設(shè)計和繪制（約占總學(xué)時的40%） （1）裝配草圖設(shè)計準(zhǔn)備工作：主要分析和選擇傳動裝置的結(jié)構(gòu)方案； （2）初繪裝配草圖及軸和軸承的計算：作軸、軸上零件和軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計； 校核軸的強度、滾動軸承的壽命和鍵、聯(lián)軸器的強度； （3）完成裝配草圖，并進行檢查和修正。5.裝配工作圖的繪制和總成（約占總學(xué)時的25%） （1）繪制裝配圖； （2）標(biāo)注尺寸、配合及零件序號； （3）編寫零件明細欄、標(biāo)題欄、技術(shù)特性及技術(shù)要求等。6.零件工作圖的設(shè)計和繪制（約占總學(xué)時的8%）（1）齒輪類零件的各種圖； （2）軸類零件的工作圖； （3）箱體、機架類零件的工作

9、圖。具體內(nèi)容由設(shè)計知道教師指定。7.設(shè)計計算說明書的編寫（約占總學(xué)時的10%）。 （1）內(nèi)容包括所有的計算，并附有必要的簡圖； （2）設(shè)計總結(jié)。8.設(shè)計總結(jié)和答辯（約占總學(xué)時的2%） （1）完成答辯前的準(zhǔn)備工作； （2）參加答辯。必須指出，上述設(shè)計步驟并不是一成不變的。機械設(shè)計課程設(shè)計與其機械設(shè)計一樣，從分析總體方案開始到完成技術(shù)設(shè)計的整個過程中，由于在擬定傳動方案時，甚至在完成各種計算設(shè)計時有一些矛盾尚未暴露，而待結(jié)構(gòu)形狀和具體尺寸表達在圖紙上時，這些矛盾才會充分暴露出來，故設(shè)計時必須作必要修改，才能逐步完善，亦即需要“由主到次、由粗到細”，“邊計算、邊繪圖、邊修改”及設(shè)計計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計繪圖

10、交替進行，這種反復(fù)修正的工作在設(shè)計中往往是經(jīng)常發(fā)生的。 四、機械設(shè)計課程設(shè)計應(yīng)注意的事項 1.學(xué)生在設(shè)計的過程中必須嚴肅認真，刻苦專研，一絲不茍，精益求精， 才能在設(shè)計思想，方法和技能各方面獲得較好的鍛煉與提高。2.機械設(shè)計課程設(shè)計是在老師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨立完成的。學(xué)生必須發(fā)揮設(shè)計的主動性，主動思考問題分析問題和解決問題。3.設(shè)計中要正確處理參考已有資料和創(chuàng)新的關(guān)系。 熟悉和利用已有的資料，既可避免許多重復(fù)的工作，加快設(shè)計進程，同時也是提高設(shè)計質(zhì)量結(jié)果的重要保證。善于掌握和使用各種資料，如參考和分析已有的結(jié)構(gòu)方案，合理選用已有的經(jīng)驗設(shè)計數(shù)據(jù)，也是設(shè)計工作能力的重要方面。學(xué)生必須吸收新的技術(shù)成果

11、，注意新的技術(shù)動向，創(chuàng)造性的進行設(shè)計，鼓勵運用現(xiàn)在設(shè)計方法，使設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計能力都獲得提高。4.學(xué)生應(yīng)在教師的指導(dǎo)下訂好設(shè)計進程計劃，注意掌握進度，按預(yù)定計劃保證質(zhì)量完成設(shè)計任務(wù)。 機械設(shè)計應(yīng)邊計算，邊繪圖，邊修改，設(shè)計計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計繪圖交替進行，這與按計劃完成設(shè)計任務(wù)并不矛盾，學(xué)生應(yīng)從第一次設(shè) 計開始就注意逐步掌握正確的設(shè)計方法。 5.整個設(shè)計過程中要注意隨時整理計算結(jié)果，并在設(shè)計草稿本上記下重要的論據(jù)，結(jié)果，參考資料的來源以及需要進一步探討的問題，使設(shè)計的各方面都做到有理有據(jù)。這對設(shè)計正常進行，階段自我檢查和編寫計算說明書都是必要的。 第二章 傳動裝置的總體設(shè)計一分析和擬定傳：一般工作機器

12、通常由原動機、傳動裝置和工作裝置三個基本職能部分組成。傳動裝置傳送原動機的動力、變換其運動，以實現(xiàn)工作裝置預(yù)定的工作要求，它是機器的主要組成部分傳動裝置的設(shè)計方案通常由運動簡圖表示。它直觀的反映了工作機、傳動裝置和原動機三者間的運動和力的傳第關(guān)系。如下圖即為帶式運輸機運動簡圖；傳動裝置首先應(yīng)滿足工作機可靠。此外，還應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊、成本低，效率高和易維護等。同時要滿足上述要求是困難的，因此，應(yīng)該根據(jù)具體要求，選用具體方案。分析和選擇傳動機構(gòu)的類型及其組合是擬定傳動方案的重要一環(huán)，這時應(yīng)綜合考慮工作裝置載荷、運動以及機器的其他要求，再結(jié)合各種傳動機構(gòu)的特點適用范圍，加以分析比較，合理選擇。

13、為便于選型，將常用傳動機構(gòu)的特點及其應(yīng)用列于表2-1 和 表2-2傳動裝置中廣泛采用減速器。常用減速器型式、特點及其應(yīng)用列于表2-3 傳動系統(tǒng)應(yīng)有合理順序和布局。除必須考慮各級傳動機構(gòu)所適應(yīng)的速度范圍外，下列幾點可供參考。1帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時結(jié)構(gòu)尺寸較嚙合傳動大；但帶傳動平穩(wěn)，能緩沖吸震，應(yīng)盡量置于傳動系統(tǒng)的高速級 2錐齒輪(特別是大模數(shù)錐齒輪)的加工比較困難，一般宜置于高速級，以減小其直徑和模數(shù)。但需注意，當(dāng)錐齒輪的速度過高時，其精度也需相應(yīng)提高，此時還應(yīng)考慮能否達到所需制造精度以及成本問題。 3. 斜齒輪傳動較直齒輪傳動平穩(wěn)，相對應(yīng)用于高速級。4傳動裝置的布局應(yīng)使結(jié)構(gòu)緊凄

14、、勻稱，強度和剛度好并適合車間布置情況和工人操作，便于裝拆和維修。5. 在傳動裝置總體設(shè)計中，必須注意防止因過載或操作疏忽而造成結(jié)果機器損壞和人員工傷，可視具體情況在傳動系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)加設(shè)安全保險裝置。6. 在一臺機器中可能有幾個彼此之間必須嚴格協(xié)調(diào)運動的工作構(gòu)件，此外，尚需指出，在機械設(shè)計課程設(shè)計的任務(wù)書中，若已提供傳動方案，則論述該方案的合理性，也可提出改進意見, 另行擬定更合理的方案。二選擇電動機型號：1選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)型式 生產(chǎn)單位一般用三相交流電源，如無特殊要求(如在較大范圍內(nèi)平穩(wěn)地調(diào)速，經(jīng)常起動和反轉(zhuǎn)等)，通常都采用三相交流異步電動機。我國已制訂統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的y系列是一般用途的全

15、封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械，如金屬切削機床、風(fēng)機、輸送機、攪拌機、農(nóng)業(yè)機械和食品機械等。由于y系列電動機還具有較好的起動性能，因此也適用于某些對起動轉(zhuǎn)矩有較高要求的機械(如壓縮機等)。在經(jīng)常起動，制動和反轉(zhuǎn)的場合，要求電動機轉(zhuǎn)動慣量小和過載能力大，此時宜選用起重及冶金用的yz型或yzr型三相異步電動機。 2. 選擇電動機電動機的容量(功率)選得合適與否，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時，電動機不能保證工作裝置的正常工作，或使電動機因長期過載而過早損壞，容量過大則電動機的價格高，能量不能充分利用，且因經(jīng)常不在滿載下運行

16、，其效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費。 電動機容量主要由電動機運行時的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況有關(guān) 用于長期連續(xù)運轉(zhuǎn)、載荷不變或很少變化的、在常溫下工作的電動機。選擇這類電動機的容量，只需使電動機的負載不超過其額定值，電動機便不會過熱。這樣可按電動機的額定功率pm等于或略大于電動機所需的輸出功率po，即pmpo，從手冊中選擇相應(yīng)的電動機型號，而不必再作發(fā)熱計算通常按pm=(11.3)po選擇，電動機功率裕度的大小應(yīng)視工作裝置可能的過載情況而定。 （1）確定工作機功率 (2) 確定電動機功率 總電機到工作機之間的總效率 總=帶軸承軸承齒輪連軸器 帶=0.960.98（v帶取0.96） 結(jié)

17、果軸承=0.980.99 齒輪=0.960.99齒輪聯(lián)軸器： 聯(lián)軸器=0.99（根據(jù)課程設(shè)計指導(dǎo)書p6表2.3選取，一般取中間值）。根據(jù)電動機功率總=0.960.980.980.980.99=0.89電動機功率為：pd=1.820.89=2.04kw (3) 確定電動機轉(zhuǎn)速 總傳動比: i總=n電動機n滾筒（下標(biāo)）i總=i帶i齒輪 普通v帶：i帶=24單級齒輪： i齒輪=35i總=（24）（35）=620n滾筒=6010001.553.14255=116.1 r/min（最好用公式編輯器）（）n電動機=（6116.1）（20116.1）=696.62322r/min 電動機轉(zhuǎn)速： 696.62

18、322r/min電動機功率：2.04kw （ 根據(jù)電動機的功率和轉(zhuǎn)速范圍選擇合適的電動機。y系列電動機技術(shù)數(shù)據(jù) 附表8-1 p119）選擇電動機型號有： y112m-6 y100l-4 y132s-8滿載轉(zhuǎn)速1420r/min.所選電動機的主要外型尺寸和安裝尺寸如下表所示。（機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書-p10）結(jié)果中心高h外型尺寸l（ac/2+ad）hd底腳安裝尺寸ab地腳螺栓孔直徑k軸伸尺寸de裝鍵部位尺寸fgd100380282.5245160140102860841三計算總傳動比及分配傳動比： 根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速nm及工作軸的轉(zhuǎn)速nw即可確定傳動裝置的總傳動比i nm / nw ?？倐鲃颖?/p>

19、數(shù)值不大的可用一級傳動，數(shù)值大的通常采用多級傳動而將總傳動比分配到組成傳動裝置的各級傳動機構(gòu)。若傳動裝置由多級傳動串聯(lián)而成，必須使各級分傳動比i1、 i2、 i3 、ik乘積與總傳動比相等，即i=i1 i2 i3 ik 原則：各級傳動比應(yīng)在合理的范圍內(nèi): i帶=24 i齒輪=35各級傳動尺寸協(xié)調(diào)，傳動比應(yīng)滿足: i帶 i齒輪 i總= n電動機n滾筒=1420116.1=12各級平均傳動比：i平=3.5注：二級圓柱齒輪展開式推薦：（注意采用公式編輯器和下標(biāo)的寫法）i1=(1.31.5)i2 若取i帶=3 則：根據(jù)上述原則分配傳動比：i齒輪= i總i帶=123=4四計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)：為

20、進行傳動件的設(shè)計計算，應(yīng)首先推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。一般按由電動機至工作機之間運動傳遞路線推算各軸的運動及動力參數(shù)。 i軸 ni= n電動機i帶=14203=473 r/min ii軸 nii= n電動機（i帶i齒輪）=118 r/miniii軸 niii= nii=118 r/min(聯(lián)軸器連接）（比較卷筒的轉(zhuǎn)速，誤差不能超過5%）各軸功率：ip電動機帶=1.96 kw iip電動機帶軸承（軸承）（多了一個軸承）齒輪=1.88 kw iiip電動機帶軸承軸承齒輪聯(lián)軸器=1.83 kw（注意采用公式編輯器和下標(biāo)的寫法）結(jié)果6.計算各軸的轉(zhuǎn)矩：td=9550pdnm=13.72nm各軸轉(zhuǎn)矩

21、: t1= tdi帶帶=39.51 nm t2= t1i齒輪1齒輪軸承（軸承）（應(yīng)該放到后面t卷筒軸）=151.79 nm t卷筒軸= t2聯(lián)軸器軸承=147.27 nm（結(jié)果自己計算）運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果列于下表：軸名參數(shù) 電動機軸i軸ii軸iii軸轉(zhuǎn)速n(r/min)1420473118118輸入功率p(kw)2.041.961.881.83輸入轉(zhuǎn)矩t (n.m)13.7239.51151.79147.27傳動比i1341效率10.960.940.97第三章傳動零件的設(shè)計(格式上每一章單獨另起一頁，三號字、宋體、加粗、居中)一選擇聯(lián)軸器的類型和型號：一般在傳動裝置中有兩個聯(lián)軸器：一個是

22、連接電機軸與減速器高速軸的聯(lián)軸器-選用彈性聯(lián)軸器如彈性柱銷聯(lián)軸器另一個是連接減速器低速軸與工作機的聯(lián)軸器-選用撓性聯(lián)軸器如十字滑塊聯(lián)軸器。 對于標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器主要按傳遞轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)速選擇型號，注意聯(lián)軸器孔尺寸必須與軸的直徑相適應(yīng)。最小孔徑應(yīng)滿足所連接兩軸的尺寸要求。二設(shè)計減速器外傳動零件：減速器外傳動件的設(shè)計計算方法按機械設(shè)計基礎(chǔ)教材所述，下面僅就注意問題作簡要說明。帶傳動要明確各傳動件與其他機件的配裝或協(xié)調(diào)關(guān)系。 如各傳動件需和軸、鍵配裝；裝在電動機軸上的小帶輪直徑與電動機中心高應(yīng)相稱；大帶輪不要過大。以免與機架相碰；展開式兩級圓柱齒輪減速器中高速級大齒輪不能過大，以免與低速軸相碰等。（1）應(yīng)

23、注意帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸及安裝尺寸的關(guān)系。例如，裝在電動機軸上的小帶輪外圓半徑應(yīng)小于電動機的中心高，帶輪軸孔的直徑、長度應(yīng)與電動機軸的直徑、長度相對應(yīng)，大帶輪的外圓半徑不能過大，否則會與機器底座相干涉等。結(jié)果（2）帶輪的結(jié)構(gòu)型式主要取決于帶輪直徑的大小，其具體結(jié)構(gòu)及尺寸可查教材或設(shè)計手冊。 應(yīng)注意的是，大帶輪軸孔的直徑和長度應(yīng)與減速器輸入軸軸伸的尺寸相適應(yīng)。帶輪輪轂的長度l與輪緣的寬度可以不相同，一般輪轂長度l按軸孔的直徑d確定，取l二(152)d，而輪緣寬度則取決于傳動帶的型號和根數(shù)。（3）帶輪的直徑確定后，應(yīng)驗算實際傳動比和大帶輪的轉(zhuǎn)速，并以此修正減速器的傳動比和輸入轉(zhuǎn)矩。三設(shè)計減速

24、器內(nèi)傳動零件：減速器內(nèi)傳動件的設(shè)計計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計方法依據(jù)教材有關(guān)內(nèi)容進行，下面僅就注意問題作簡要說明。齒輪傳動：(1)在選用齒輪的材料前，應(yīng)先估計大齒輪的直徑。如果大齒輪直徑較大，則多采用鑄造毛 坯，齒輪材料應(yīng)選用鑄鋼或鑄鐵材料。如果小齒輪的齒根圓直徑與軸頸接近，齒輪與軸可制成一 體，選用的材料應(yīng)兼顧軸的要求。同一減速器的各級小齒輪(或大齒輪)的材料應(yīng)盡可能一致，以 減少材料的牌號，降低加工的工藝要求。 (2)計算齒輪的嚙合幾何尺寸時應(yīng)精確到小數(shù)點后2到3位，角度應(yīng)精確到“”(秒)，而中心 距、和結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)盡量圓整為整數(shù)。斜齒輪傳動的中心距應(yīng)通過改變角(螺旋角)的方法 圓整為以0、5結(jié)尾的整數(shù)

25、。 (3)傳遞動力的齒輪，其模數(shù)應(yīng)大于1.52mm。(4)各齒輪的參數(shù)和幾何尺寸的計算結(jié)果應(yīng)及時整理并列表備用。傳動件設(shè)計齒輪：（1）齒輪材料及熱處理方法的選擇，要考慮到齒輪毛坯的制造方法。當(dāng)齒輪的頂圓直徑da小于等于400500m時，一般采用鍛造毛坯；當(dāng)da大于400500時,因受鑄造設(shè)備能力限制,多采用鑄造毛坯。當(dāng)齒輪直徑與軸徑接近時，齒輪與軸作成一體。（2）由工作條件及材料表面硬度確定齒輪計算方法。設(shè)計閉式直齒輪傳動需確定出模數(shù)、齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒寬和中心距等。設(shè)計時要注意不斷調(diào)整有關(guān)參數(shù)值。（3）由強度計算出的中心距a，為便于制造和測量，應(yīng)盡量圓整尾數(shù)為0或5.直齒圓柱齒

26、輪傳動可通過調(diào)整模數(shù)m和z來達到。（4）在數(shù)據(jù)處理上，一般結(jié)構(gòu)尺寸要圓整（如中心距、齒寬等）以便制造和測量。幾何關(guān)系尺寸要精確到小數(shù)點后23位，單位mm（如分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑等）。（5）各級齒輪幾何尺寸，參數(shù)計算結(jié)果，可整理列表備查。結(jié)果 （6）閉式直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計計算方法可參考有關(guān)手冊。1.齒輪傳動的設(shè)計計算：設(shè)計一單級直齒圓柱齒輪減速器中的齒輪傳動。已知：傳遞功率p=1.96kw，電動機驅(qū)動，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=473r/min,傳動比i=4，單向運動，在和較平穩(wěn)，使用折舊期10年，兩班制工作。解：（1）選擇齒輪材料及精度等級：小齒輪選用40鋼調(diào)制，硬度為220250hbs；大齒輪

27、選用45鋼正火，硬度為170210hbs。因為是普通減速器，由表10.21選8級精度，要求齒面粗糙度ra小于等于3.26.3um。2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計：由d176.43(kt1(u+1)/duh2)1/3 確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動比i齒=4取小齒輪齒數(shù)z1=25。則大齒輪齒數(shù)：z2=iz1=425=100實際傳動比i0=100/25=4傳動比誤差：（i-i0）/i=（4-4）/4 2.5% 可用齒數(shù)比：u=i0=4由課本取d=1（3）轉(zhuǎn)矩t1t1=9.55106p/n1=9.551061.96/473=4104nm（4）載荷系數(shù)k由課本p192表10.11取k=1（5）許用接觸應(yīng)力hh=

28、hlimynt/sh由課本p188查得：hlim1=560mpahlim2=530mpa由表10.10查得sh=1n1=60njlh=604731(105248)=7.08108n2=n1/i=7.08108/4 = 1.74108由課本圖10.27查得接觸疲勞的壽命系數(shù)：znt1=1.05 znt2=1.14通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)sh=1.0h1=hlim1znt1/shh1=hlim1znt1/sh=5601.05/1.0mpa=588mpah2=hlim2znt2/sh=5301.14/1.0mpa=604.2mpa= 46.86mmd1 76.433(kt

29、1(u+1)/duh2)1/3= 46.86mm模數(shù)：m = d1 / z1 = 46.86 / 25 = 1.87 mm結(jié)果根據(jù)課本表10.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m = 2 mm（6）校核齒根彎曲疲勞強度根據(jù)課本式f=(2kt1/bm2z1)yfysh確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)分度圓直徑：d1=mz1=225mm=50mmd2=mz2=2100mm=200mm齒寬：b=dd1=150mm=50mm取b=50mm 中心距： a=1/2m(z1+ z2)=125mm（7）齒形系數(shù)yf和應(yīng)力修正系數(shù)ys由式（10.24）得出f ，如ff則校核合格確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)，根據(jù)齒數(shù)z1=25,z2=100由表相得齒形系數(shù)

30、yf p195查表10.13得yf1=2.65yf2=2.18應(yīng)力修正系數(shù)ys 查表10.14得ys1=1.59 ys2=1.80（8）許用彎曲應(yīng)力f由課本圖10.25查得：flim1 = 210 mpa flim2 = 190 mpa由圖10.26查得： ynt1 = 0.9 ynt2 = 0.98按表10.10一般可靠度選取安全系數(shù)sf=1.3計算兩輪的許用彎曲應(yīng)力f1 =flim1ynt1/sf=2100.9/1.3mpa=145mpaf2=flim2ynt2/sf =1900.98/1.3mpa=143mpa將求得的各參數(shù)代入式中：f1=(2kt1/bm2z1)yf1ys1=(214.

31、12104/502225) 2.651.59mpa=69.4mpaf1=145mpaf2=f1（yf2ys2/yf1ys1） =69.4（2.181.8/2.651.59）=64.6mpa dmin=75mmdd2= n電動機/n1dd1=（1420/473）90=270mm由課本p130表8.16，取dd2=280mm實際從動輪轉(zhuǎn)速：n2=n1dd1/dd2=142090/280 =456r/min轉(zhuǎn)速誤差為：(n2-n2)/n2=(456473)/473 =-4.8%在5%以內(nèi)，為允許值。驗算帶速v結(jié)果帶速v：v=dd1n1/601000 =901420/601000=6.68m/s在52

32、5m/s范圍內(nèi)，帶速合適。（4）確定帶的基準(zhǔn)長度ld和實際中心距a根據(jù)課本得p134知道傳動中心距小則結(jié)構(gòu)緊湊，但傳動帶較短，包角減小，且?guī)У睦@轉(zhuǎn)次數(shù)增多，降低了帶的壽命，致使傳動能力降低。如果中心距過大則結(jié)構(gòu)尺寸增大，當(dāng)帶速較高時帶會產(chǎn)生顫動。所以根據(jù)下列不等式就可以準(zhǔn)確的確定中心距：0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)0.7(90+280)a02(90+280)所以有：259mma0740mm 故a0 =600mm 由課本p136式8.15得： l0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1) 2/4a0 =2600+1.57(90+280)+(280-90)2/4

33、600 =1200+580.9+15.0=1795 mm根據(jù)課本表8.4取ld=1600 mm根據(jù)課本p135式（8.16）實際中心距得：aa0+（ld-l0）/2=600+（1600-1795）/2=502.5 mm中心距a的變動范圍為：amin = a 0.015ld = 478.5 mmamax = a + 0.03ld = 550.5 mm（5）驗算小帶輪包角=1800-dd2-dd1/a600=1800-(280-90)/502.5600=157.301200（適用）（6）確定v帶的根數(shù)z由式z pc / (po+po)kakl根據(jù)dd1 = 90 mm，n1 = 1420 r/mi

34、n查p127表8.9用插入法得： 所以po=0.93+（1.07-0.93）/（1460-600）（1420-600）=0.93+0.12=1.05kw由p132表8.18查得kb=1.027510-3,8.19查得ki=1.1373,p118， 8.4查得帶長度修正系數(shù)kl=0.99,由圖 8.11查得包角系數(shù)ka=0.97(p131)po=kbn1(1-1/ki)=1.027510-31420（1-1/1.1373）kw=0.176kw結(jié)果z= pc/(p0+p0)kkl =2.52/(1.05+0.176)0.970.99根=2.14根取整=3（根）（7）計算軸上壓力fq及初拉力fo由課

35、本8.6查得a型普通v帶的每米長質(zhì)量q=0.1kg/m，由式8.19單根v帶f0=500pc/zv（2.5/k-1）+qv2=5002.52/36.68(2.5/0.97-1)+0.16.682 n=44.3n則作用在軸承的壓力fq： fq = 2z f0 sin1/2= 244.33 sin157.30/2= 260.6 n（8）設(shè)計結(jié)果：選用3根a-1800gb11544-89v帶，中心距a=502.5mm，帶輪直徑為90mm，280mm,軸上壓力fq =260.6 n3.輸入軸的設(shè)計計算一、高速軸承設(shè)計1、按扭矩初算軸徑 由前面的設(shè)計有結(jié)果：z小=25 z大=100 m=2mmha*=1

36、 a=200 p1=1.96kw n1=473r/min t1=40000n.mm d1=50mm選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，由機械設(shè)計基礎(chǔ)表14.4查得強度極限b=650mpa，再由機械設(shè)計基礎(chǔ)表14.2取許用彎曲應(yīng)力【-b】=60mpa硬度217255hbs根據(jù)課本并查機械設(shè)計基礎(chǔ)表14.1，取c=107118dc=(107118)=17.6619.47mm考慮到軸的最小直徑處要安裝套筒，會有有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%5%，則d=（17.6619.47）mm=18.1920.44所以選d=20mm 2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果（1）軸上零件的定位，固定和裝配單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩

37、軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定（2）確定軸各段直徑和長度工段：d1=20mm 長度取l1=50mm因為h=2c c=1.5mmii段:d2=d1+2h=20+221.5=26mm所以d2=26mm初選用7206c型角接觸球軸承，其內(nèi)徑為30mm,寬度為16mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為55mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故ii段長：l2=（2+20

38、+16+55）=93mmiii段直徑d3=35mm l3=l1-l=50-2=48mm 段直徑d4=45mm 由手冊得：c=1.5 h=2c=21.5=3mmd4 = d3 + 2 h= 35 + 2 3= 41 mm長度與右面的套筒相同，即l4=20mm 但此段左面的滾動軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊得安裝尺寸h=3.該段直徑應(yīng)?。海?0+32）=36mm 因此將段設(shè)計成階梯形，左段直徑為36mm段直徑d5=30mm. 長度l5=19mm由上述軸各段長度可算得軸支承跨距l(xiāng) = 100 mm (3)按彎矩復(fù)合強度計算 求分度圓直徑：已知d1 = 50 mm 求轉(zhuǎn)矩：已

39、知t1 = 40000 nmm 求圓周力：ft1 根據(jù)課本式得：ft1 = 2 t1 / d1= 2 40000 / 50= 1600 n結(jié)果計算及說明內(nèi)徑為30mm,寬度為16mm圓周力：ft1ft1=1600 n 求徑向力fr1根據(jù)課本式得：fr1 = ft1 tan= 1600 tan200=582.35n 求法向力fn1=ft1/cos200=619.72n 因為該軸兩軸承對稱，所以：la = lb = 59mm軸的載荷分析圖如下圖：結(jié)果軸的受力、彎矩、轉(zhuǎn)矩及合成彎矩圖（4）按彎扭合成強度校核軸徑畫出軸的受力圖作水平面內(nèi)的彎矩圖。支點反力為 fha1=fhb1=ft1=1600/2=8

40、00n-截面處的彎矩為: mh = (800 118)/ 2 mh= 47200n.mm-截面處的彎矩為: mh = 800 31 = 24800 n.mm作垂直面內(nèi)的彎矩圖,支點反力 fva1 = fav1 = fr1 = 582.35/ 2 =291.18 n-截面左側(cè)彎矩為: mv左 = fval / 2 =291.18 118/2 = 17179.62 n.mm-截面右側(cè)彎矩為:mvi右 = fvbl / 2 = 291.18 118/2 = 17179.62n.mm結(jié)果計算及說明支點反力為fha1=fhb1=800nmh1=47200n.mmmh=24800 n.mm支點反力fva1

41、 = fav1 = fr1=291.18 nmv左=17179.62 n.mm-截面處的彎矩為： mv = fvb31 = 291.1831 = 9029.58 n.mm 作合成彎矩圖m= -截面 m左 = = 50229 n.mmm右 =50229 n.mm-截面 m=26393 n.mm 作轉(zhuǎn)矩圖 t=9.55p/n=9.551.96/473=4求當(dāng)量彎矩 因減速器單向運轉(zhuǎn),故可認為轉(zhuǎn)矩為動循環(huán)變化,修正系數(shù)a為0.6-截面 me= = 60000 n.mm-截面 me= 40700 n.mm由圖可以看出,截面-,-所受轉(zhuǎn)矩相同,但彎矩 me me,且軸上還有鍵槽,故截面-可能為危險截面,

42、但由于軸徑d3d2,故也應(yīng)對截面-進行校核.-截面 e=m e/ w= 60000/0.1=14 mpa-截面 e=m e/ w=40700/0.126x26x26=23.16mpa 查表14.2得-1b=60mpa,滿足e-1b的條件，故設(shè)計的軸有足夠強度并有一定裕量。二、低速軸承的設(shè)計（1）選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 由已知條件知減速器傳遞的功率屬于小功率，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表14.4查得強度極限b=650 mpa，再由表14.2得許用彎曲應(yīng)力【-b】=60mpa。（2）按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑根據(jù)表14.1得c=107118。又由式結(jié)果計算及說明mv=9029.58

43、 n.mmm左=50229n.mmm右=50229n.mmm=26393n.mm修正系數(shù)a為0.6me=60000n.mmme=40700n.mme=14 mpae=23.16mpadc=(107118)=26.7529.5mm考慮到軸的最小直徑處要安裝套筒，會有有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%5%，則d=（26.7529.5）mm=27.5530.98所以選d=30mm2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）軸上零件的定位，固定和裝配單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定（2）確定

44、軸各段直徑和長度工段：d1=30mm 長度取l1=60mmii段:d2=35mm由上述軸各段長度可算得軸支承跨距l(xiāng) = 100 mm初選用7207c型角接觸球軸承，其內(nèi)徑為30mm,寬度為16mm. 考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長為20mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長為60mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故ii段長：l2=65mm iii段直徑d3=40mml3=l1-l=50-2=48mm 段直徑d4=50mm長度與右面的套筒相同，即l4=20mm但此段左面的滾動軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)

45、便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊得安裝尺寸h=3.該段直徑應(yīng)取：（30+32）=36mm 因此將段設(shè)計成階梯形，左段直徑為36mm段直徑d5=45mm. 長度l5=19mm由上述軸各段長度可算得軸支承跨距l(xiāng) = 100 mm(3)按彎矩復(fù)合強度計算 求分度圓直徑：已知d1 = 200 mm 求轉(zhuǎn)矩：已知t1 =1.5 nmm 求圓周力：ft1 結(jié)果計算及說明工段：d1=30mm 長度取l1=60mmii段:d2=35mml2=65mmd3=40mmd4=50mml3=48mmd4=50mml4=20mm左段直徑為36mm段直徑d5=45mm. 長度l5=19mmt1 =1.5 nmm根據(jù)課本式得：ft1 = 2 t1 / d1= 2 150000/ 200= 1500 n 求徑向力fr1根據(jù)課本式得 fr1 = ft1 tan= 1500 tan200=546n 求法向力fn1= ft1/cos200 = 581 n 因為該軸兩軸承對稱，所以：la =