機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)V帶單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器

1、一級(jí)圓柱齒輪減速器說明書機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一、傳動(dòng)方案擬定.3二、電動(dòng)機(jī)的選擇.4三、確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比.6四、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì).7五、普通v帶的設(shè)計(jì).10六、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì).15七、傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì).18八、箱體的設(shè)計(jì).27九、鍵連接的設(shè)計(jì)29十、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)31十一、潤(rùn)滑和密封的設(shè)計(jì)32十二、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)33十三、設(shè)計(jì)小結(jié).33設(shè)計(jì)題目：v帶單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 一、設(shè)計(jì)課題： 設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸上的單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)載荷變化不大，空載啟動(dòng)。減速器小批量生產(chǎn)，使用期限5年，一班制工作，卷筒不包括其軸承效率為97%，運(yùn)輸帶允許

2、速度誤差為5%。 原始數(shù)據(jù) 題號(hào)3運(yùn)輸帶拉力f（kn）2.2運(yùn)輸帶速度v（m/s）1.7卷筒直徑d（mm） 420設(shè)計(jì)人員(對(duì)應(yīng)學(xué)號(hào))3 13 23 33 43設(shè)計(jì)任務(wù)要求：1. 減速器裝配圖紙一張（號(hào)圖紙）2. 軸、齒輪零件圖紙各一張（號(hào)或號(hào)圖紙）3. 設(shè)計(jì)說明書一分計(jì)算過程及計(jì)算說明一、傳動(dòng)方案擬定第三組：設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng)、工作條件：使用年限年，工作為一班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。、原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力f=2200n；帶速v=1.7m/s；滾筒直徑d=420mm；方案擬定：采用帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)的組合，即可滿足傳動(dòng)比要求，同時(shí)由于帶傳動(dòng)具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動(dòng)

3、轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，使用維護(hù)方便。1.電動(dòng)機(jī) 2.v帶傳動(dòng) 3.圓柱齒輪減速器4.連軸器 5.滾筒 6.運(yùn)輸帶二、電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇：選擇y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械。2、電動(dòng)機(jī)容量選擇：電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：式（1）：da (kw)由式(2)：v/1000 (kw)因此 pd=fv/1000a (kw)由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為：總=5式中：1、2、3、4、5分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和卷筒的傳動(dòng)效率。取=0.96，

4、0.98，0.97，.則：總=0.960.980.970.990.96 =0.83所以：電機(jī)所需的工作功率：pd= fv/1000總 =(22001.7)/(10000.83) =4.5 (kw)3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒工作轉(zhuǎn)速為： n卷筒601000v/（d） =(6010001.7)/（2） =77.3 r/min根據(jù)手冊(cè)表推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍=3。取帶傳動(dòng)比= 。則總傳動(dòng)比理論范圍為：a。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范為 nd=ian卷筒 =(1624)77.3 =463.81855.2 r/min則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750、1000和1500r/min

5、根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由相關(guān)手冊(cè)查出三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：（如下表）方案電 動(dòng)機(jī) 型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)電動(dòng)機(jī)重量n參考價(jià)格傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比v帶傳動(dòng)減速器1y132s-45.515001440650120018.63.55.322y132m2-65.51000960800150012.422.84.443y160m2-85.5750720124021009.312.53.72綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器傳動(dòng)比，可見第2方案比較適合。此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y132m2-6，其主要性能：電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸：中心高h(yuǎn)外形尺寸l(ac/2+

6、ad)hd底角安裝尺寸 ab地腳螺栓孔直徑 k軸 伸 尺 寸de裝鍵部位尺寸 fgd1325203453152161781228801041三、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配級(jí)傳動(dòng)比：由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n1、可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為： ia=nm/n=nm/n卷筒=960/77.3=12.42總傳動(dòng)比等于各傳動(dòng)比的乘積分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比ia=i0i （式中i0、i分別為帶傳動(dòng) 和減速器的傳動(dòng)比）2、分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比：根據(jù)指導(dǎo)書p7表1，取i0=2.8（普通v帶 i=24）因?yàn)椋篿ai0i所以：iiai012.42/2.84.44四、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì)：將傳動(dòng)裝

7、置各軸由高速至低速依次定為軸，軸，.以及i0,i1，.為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比01，12，.為相鄰兩軸的傳動(dòng)效率p，p，.為各軸的輸入功率 （kw）t，t，.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （nm）n,n,.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （r/min）可按電動(dòng)機(jī)軸至工作運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算，得到各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算（1）計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)數(shù)：軸：n=nm/ i0=960/2.8=342.86 （r/min）軸：n= n/ i1=324.86/4.44=77.22 r/min 卷筒軸：n= n（2）計(jì)算各軸的功率：軸： p=pd01 =pd1=4.50.96=4.32（kw）軸： p= p12= p23

8、=4.320.980.97 =4.11（kw）卷筒軸： p= p23= p24 =4.110.980.99=4.07（kw）計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩為： td=9550pd/nm=95504.5/960=44.77 nm軸： t= tdi001= tdi01=44.772.80.96=120.33 nm軸： t= ti112= ti124 =120.334.440.980.99=518.34 nm卷筒軸輸入軸轉(zhuǎn)矩：t = t24 =502.90 nm計(jì)算各軸的輸出功率：由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：故：p=p軸承=4.320.98=4.23 kwp= p軸承=4.23

9、0.98=4.02 kw計(jì)算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩：由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：則：t= t軸承=120.330.98=117.92 nmt = t軸承 =518.340.98=507.97 nm由指導(dǎo)書的表1得到：1=0.962=0.983=0.974=0.99i0為帶傳動(dòng)傳動(dòng)比i1為減速器傳動(dòng)比滾動(dòng)軸承的效率為0.980.995在本設(shè)計(jì)中取0.98綜合以上數(shù)據(jù)，得表如下：軸名效率p （kw）轉(zhuǎn)矩t （nm）轉(zhuǎn)速nr/min傳動(dòng)比 i效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸4.544.779602.80.96軸4.324.23120.33117.92342.864.440.95軸4.114.02

10、518.34507.9777.221.000.97卷筒軸4.073.99502.90492.8477.22五. v帶的設(shè)計(jì)（1）選擇普通v帶型號(hào) 由pc=kap=1.15.5=6.05（ kw） 根據(jù)課本p134表9-7得知其交點(diǎn)在a、b型交 界線處，故a、b型兩方案待定： 方案1：取a型v帶確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速：則取小帶輪 d1=100mm d2=n1d1(1-)/n2=id1(1-) =2.8100(1-0.02)=274.4mm 由表9-2取d2=274mm (雖使n2略有減少，但其誤差小于5%，故允許) 帶速驗(yàn)算： v=n1d1/（100060）由課本p134表9-5查得ka

11、=1.1由課本p132表9-2得，推薦的a型小帶輪基準(zhǔn)直徑為75mm125mm =960100/（100060） =5.024 m/s 介于525m/s范圍內(nèi)，故合適 確定帶長(zhǎng)和中心距a： 0.7（d1+d2）a02（d1+d2） 0.7（100+274）a02（100+274） 262.08 a0748.8 初定中心距a0=500 ，則帶長(zhǎng)為l0=2a0+（d1+d2）+（d2-d1）2/(4a0) =2500+（100+274）/2+（274-100）2/(4500) =1602.32 mm 由表9-3選用ld=1400 mm的實(shí)際中心距a=a0+(ld-l0)/2=500+(1400-1

12、602.32)/2=398.84 mm 驗(yàn)算小帶輪上的包角11=180-(d2-d1)57.3/a =180-(274-100)57.3/398.84=155.01120 合適 確定帶的根數(shù) z=pc/（(p0+p0)klk） =6.05/（0.95+0.11）0.960.95） = 6.26 故要取7根a型v帶 計(jì)算軸上的壓力 由書9-18的初拉力公式有f0=500pc（2.5/k-1）/z c+q v2 =5006.05（2.5/0.95-1）/（75.02）+0.175.022 =144.74 n 由課本9-19得作用在軸上的壓力fq=2zf0sin(/2) =27242.42sin(1

13、55.01/2)=1978.32 n方案二：取b型v帶 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速：則取小帶輪 d1=140mm d2=n1d1(1-)/n2=id1(1-) =2.8140(1-0.02)=384.16mm 由表9-2取d2=384mm (雖使n2略有減少，但其誤差小于5%，故允許) 帶速驗(yàn)算： v=n1d1/（100060） =960140/（100060） =7.03 m/s 介于525m/s范圍內(nèi)，故合適 確定帶長(zhǎng)和中心距a： 0.7（d1+d2）a02（d1+d2） 0.7（140+384）a02（140+384） 366.8a01048 初定中心距a0=700 ，則帶長(zhǎng)為l0=

14、2a0+（d1+d2）+（d2-d1）2/(4a0) =2700+（140+384）/2+（384-140）2/(4700) =2244.2 mm 由表9-3選用ld=2244 mm的實(shí)際中心距a=a0+(ld-l0)/2=700+(2244-2244.2)/2=697.9mm 驗(yàn)算小帶輪上的包角11=180-(d2-d1)57.3/a =180-(384-140)57.3/697.9=160.0120 合適 確定帶的根數(shù) z=pc/（(p0+p0)klk） =6.05/（2.08+0.30）1.000.95） = 2.68 故取3根b型v帶 計(jì)算軸上的壓力 由書9-18的初拉力公式有f0=5

15、00pc（2.5/k-1）/z c+q v2 =5006.05（2.5/0.95-1）/（37.03）+0.177.032 =242.42 n 由課本9-19得作用在軸上的壓力 fq=2zf0sin(/2) =23242.42sin(160.0/2) =1432.42 n綜合各項(xiàng)數(shù)據(jù)比較得出方案二更適合由機(jī)械設(shè)計(jì)書表9-4查得p0=0.95由表9-6查得p0=0.11由表9-7查得k=0.95由表9-3查得kl=0.96由課本表9-2得，推薦的b型小帶輪基準(zhǔn)直徑125mm280mm由機(jī)械設(shè)計(jì)書表9-4查得p0=2.08由表9-6查得p0=0.30由表9-7查得k=0.95由表9-3查得kl=1

16、.00帶輪示意圖如下：d0dhls1斜度1:25slb 六、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：(1)、選定齒輪傳動(dòng)類型、材料、熱處理方式、精度等級(jí)。小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面，小齒輪的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250hbs，大齒輪選用45號(hào)鋼正火，齒面硬度為200hbs。齒輪精度初選8級(jí)(2)、初選主要參數(shù) z1=20 ，u=4.5 z2=z1u=204.5=90取a=0.3，則d=0.5（i+1）=0.675（3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1 確定各參數(shù)值1 載荷系數(shù) 查課本表6-6 取k=1.22 小齒輪名義轉(zhuǎn)矩t1=9.55106p/n1=9.551064.23/342.86

17、 =1.18105 nmm 3 材料彈性影響系數(shù) 由課本表6-7 ze=189.84 區(qū)域系數(shù) zh=2.55 重合度系數(shù)t=1.88-3.2（1/z1+1/z2） =1.88-3.2（1/20+1/90）=1.69 z=6 許用應(yīng)力 查課本圖6-21（a） 查表6-8 按一般可靠要求取sh=1 則取兩式計(jì)算中的較小值，即h=560mpa于是 d1 = =52.82 mm(4)確定模數(shù) m=d1/z152.82/20=2.641 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值 m=3(5) 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 校核式中 1小輪分度圓直徑d1=mz=320=60mm2齒輪嚙合寬度b=dd1 =1.060=60mm3復(fù)合齒

18、輪系數(shù) yfs1=4.38 yfs2=3.954重合度系數(shù)y=0.25+0.75/t =0.25+0.75/1.69=0.69385許用應(yīng)力 查圖6-22（a） flim1=245mpa flim2=220mpa 查表6-8 ，取sf=1.25則6計(jì)算大小齒輪的 并進(jìn)行比較 取較大值代入公式進(jìn)行計(jì)算 則有=71.86f2故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求（6） 幾何尺寸計(jì)算 d1=mz=320=60 mmd2=mz1=390=270 mma=m （z1+z2）=3（20+90）/2=165 mmb=60 mm b2=60取小齒輪寬度 b1=65 mm（7）驗(yàn)算初選精度等級(jí)是否合適齒輪圓周速度 v=d1

19、n1/（601000） =3.1460342.86/（601000） =1.08 m/s對(duì)照表6-5可知選擇8級(jí)精度合適。七 軸的設(shè)計(jì)1， 齒輪軸的設(shè)計(jì) (1) 確定軸上零件的定位和固定方式 （如圖） 1，5滾動(dòng)軸承 2軸 3齒輪軸的輪齒段 4套筒 6密封蓋 7軸端擋圈 8軸承端蓋 9帶輪 10鍵(2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217255hbs軸的輸入功率為p=4.32 kw 轉(zhuǎn)速為n=342.86 r/min根據(jù)課本p205（13-2）式，并查表13-2，取c=115d(3)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度1從大帶輪開始右起第一段，由于帶輪與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取d1=30

20、mm，又帶輪的寬度 b=（z-1）e+2f=（3-1）18+28=52 mm 則第一段長(zhǎng)度l1=60mm2右起第二段直徑取d2=38mm根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為30mm，則取第二段的長(zhǎng)度l2=70mm 3右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6208型軸承，其尺寸為ddb=408018，那么該段的直徑為d3=40mm，長(zhǎng)度為l3=20mm4右起第四段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取d4=48mm，長(zhǎng)度取l4= 10mm 5右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒

21、輪的齒頂圓直徑為66mm，分度圓直徑為60mm，齒輪的寬度為65mm，則，此段的直徑為d5=66mm，長(zhǎng)度為l5=65mm6右起第六段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取d6=48mm 長(zhǎng)度取l6= 10mm 7右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為d7=40mm，長(zhǎng)度l7=18mm (4)求齒輪上作用力的大小、方向 1小齒輪分度圓直徑：d1=60mm2作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：t1 =1.18105 nmm 3求圓周力：ftft=2t2/d2=21.18105/60=1966.67n 4求徑向力frfr=fttan=1966.67tan200=628.20nft，fr

22、的方向如下圖所示 （5）軸長(zhǎng)支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平面的支反力：ra=rb=ft/2 =983.33 n 垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則fa=0那么ra=rb =fr62/124=314.1 n（6）畫彎矩圖 右起第四段剖面c處的彎矩： 水平面的彎矩：mc=pa62=60.97 nm 垂直面的彎矩：mc1= mc2=ra62=19.47 nm 合成彎矩： （7）畫轉(zhuǎn)矩圖： t= ftd1/2=59.0 nm （8）畫當(dāng)量彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6 可得右起第四段剖面c處的當(dāng)量彎矩： （9）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度

23、1右起第四段剖面c處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面c為危險(xiǎn)截面。已知mec2=73.14nm ,由課本表13-1有:-1=60mpa 則：e= mec2/w= mec2/(0.1d43)=73.141000/(0.1443)=8.59 nm-12右起第一段d處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面： e= md/w= md/(0.1d13)=35.41000/(0.1303)=13.11 nm-1 所以確定的尺寸是安全的 。受力圖如下：p的值為前面第10頁中給出在前面帶輪的計(jì)算中已經(jīng)得到z=3其余的數(shù)據(jù)手冊(cè)得到d1=30mml1=60mmd2=38mml2=70mmd3=

24、40mml3=20mmd4=48mml4=10mmd5=66mml5=65mmd6=48mml6= 10mmd7=40mml7=18mmft=1966.66nmfr=628.20nmra=rb=983.33nmra=rb=314.1 nmc=60.97nmmc1= mc2=19.47 nmmc1=mc2=64.0nmt=59.0 nm=0.6mec2=73.14nm-1=60mpamd=35.4nm 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 確定軸上零件的定位和固定方式 （如圖）1，5滾動(dòng)軸承 2軸 3齒輪 4套筒 6密封蓋7鍵 8軸承端蓋 9軸端擋圈 10半聯(lián)軸器(2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬

25、度217255hbs軸的輸入功率為p=4.11 kw 轉(zhuǎn)速為n=77.22 r/min根據(jù)課本p205（13-2）式，并查表13-2，取c=115d(3)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度1從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取45mm，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩tc=kat=1.3518.34=673.84nm，查標(biāo)準(zhǔn)gb/t 50142003，選用lxz2型彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為l1=84mm,軸段長(zhǎng)l1=82mm2右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取52mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面的距離為30mm，故取該段

26、長(zhǎng)為l2=74mm3右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6211型軸承，其尺寸為ddb=5510021，那么該段的直徑為55mm，長(zhǎng)度為l3=364右起第四段，該段裝有齒輪，并且齒輪與軸用鍵聯(lián)接，直徑要增加5%，大齒輪的分度圓直徑為270mm，則第四段的直徑取60mm,齒輪寬為b=60mm，為了保證定位的可靠性，取軸段長(zhǎng)度為l4=58mm5右起第五段，考慮齒輪的軸向定位,定位軸肩，取軸肩的直徑為d5=66mm ,長(zhǎng)度取l5=10mm6右起第六段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為d6=55mm，長(zhǎng)度l6=21mm(4)求齒輪上作用力的大小、方向 1大齒

27、輪分度圓直徑：d1=270mm2作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：t1 =5.08105nmm 3求圓周力：ftft=2t2/d2=25.08105/270=3762.96n 4求徑向力frfr=fttan=3762.96tan200=1369.61nft，fr的方向如下圖所示 （5）軸長(zhǎng)支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平面的支反力：ra=rb=ft/2 = 1881.48 n 垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則fa=0那么ra=rb =fr62/124= 684.81 n（6）畫彎矩圖 右起第四段剖面c處的彎矩： 水平面的彎矩：mc=ra62= 116.6

28、5 nm 垂直面的彎矩：mc1= mc2=ra62=41.09 nm 合成彎矩： （7）畫轉(zhuǎn)矩圖： t= ftd2/2=508.0 nm （8）畫當(dāng)量彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6 可得右起第四段剖面c處的當(dāng)量彎矩： （9）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度1右起第四段剖面c處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面c為危險(xiǎn)截面。已知mec2=307.56nm ,由課本表13-1有:-1=60mpa 則：e= mec2/w= mec2/(0.1d43)=307.561000/(0.1603)=14.24 nm-12右起第一段d處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面： e=

29、md/w= md/(0.1d13)=304.81000/(0.1453)=33.45 nm-1 所以確定的尺寸是安全的 。 以上計(jì)算所需的圖如下：d1=45mml1=82mmd2=52mml2=54mmd3=55mml3=36mmd4=60mml4=58mmd5=66mml5=10mmd6=55mml6=21mmft=3762.96nmfr=1369.61nmra=rb=1881.48nmra=rb=684.81 nmc=116.65nmmc1= mc2=41.09 nmmc1=mc2=123.68nmt=508.0 nm=0.6mec2=307.56nm-1=60mpamd=33.45nm繪

30、制軸的工藝圖（見圖紙）八箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)窺視孔和窺視孔蓋在減速器上部可以看到傳動(dòng)零件嚙合處要開窺視孔，以便檢查齒面接觸斑點(diǎn)和赤側(cè)間隙，了解嚙合情況。潤(rùn)滑油也由此注入機(jī)體內(nèi)。窺視孔上有蓋板，以防止污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)和潤(rùn)滑油飛濺出來。(2)放油螺塞減速器底部設(shè)有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞賭注。(3)油標(biāo)油標(biāo)用來檢查油面高度，以保證有正常的油量。油標(biāo)有各種結(jié)構(gòu)類型，有的已定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件。(4)通氣器減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，使機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤(rùn)滑油從縫隙向外滲漏。所以多在機(jī)蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器，使機(jī)體內(nèi)熱漲氣自由逸出，達(dá)到集體內(nèi)外氣壓相等，提高機(jī)體有縫隙處的密封性能。(

31、5)啟蓋螺釘機(jī)蓋與機(jī)座結(jié)合面上常涂有水玻璃或密封膠，聯(lián)結(jié)后結(jié)合較緊，不易分開。為便于取蓋，在機(jī)蓋凸緣上常裝有一至二個(gè)啟蓋螺釘，在啟蓋時(shí)，可先擰動(dòng)此螺釘頂起機(jī)蓋。在軸承端蓋上也可以安裝啟蓋螺釘，便于拆卸端蓋。對(duì)于需作軸向調(diào)整的套環(huán)，如裝上二個(gè)啟蓋螺釘，將便于調(diào)整。(6)定位銷 為了保證軸承座孔的安裝精度，在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓聯(lián)結(jié)后，鏜孔之前裝上兩個(gè)定位銷，孔位置盡量遠(yuǎn)些。如機(jī)體結(jié)構(gòu)是對(duì)的，銷孔位置不應(yīng)該對(duì)稱布置。(7)調(diào)整墊片調(diào)整墊片由多片很薄的軟金屬制成，用一調(diào)整軸承間隙。有的墊片還要起調(diào)整傳動(dòng)零件軸向位置的作用。(8)環(huán)首螺釘、吊環(huán)和吊鉤在機(jī)蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊環(huán)或吊鉤，用以搬運(yùn)或拆卸機(jī)蓋

32、。(9)密封裝置 在伸出軸與端蓋之間有間隙，必須安裝密封件，以防止漏油和污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。密封件多為標(biāo)準(zhǔn)件，其密封效果相差很大，應(yīng)根據(jù)具體情況選用。箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇如下表：名稱符號(hào)尺寸（mm）機(jī)座壁厚8機(jī)蓋壁厚18機(jī)座凸緣厚度b12機(jī)蓋凸緣厚度b 112機(jī)座底凸緣厚度b 220地腳螺釘直徑df20地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d116機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d212聯(lián)軸器螺栓d2的間距l(xiāng)160軸承端蓋螺釘直徑d310窺視孔蓋螺釘直徑d48定位銷直徑d8df，d1, d2至外機(jī)壁距離c126, 22, 18df， d2至凸緣邊緣距離c224, 16軸承旁凸臺(tái)半徑r124, 16凸臺(tái)高度h根據(jù)低速

33、級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)外機(jī)壁至軸承座端面距離l160，44大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離112齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離210機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1 ,m27， 7軸承端蓋外徑d290， 105軸承端蓋凸緣厚度t10軸承旁聯(lián)接螺栓距離s盡量靠近，以md1和md2互不干涉為準(zhǔn)，一般s=d2九鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)1輸入軸與大帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接此段軸徑d1=30mm,l1=50mm查手冊(cè)得，選用c型平鍵，得：a鍵 87 gb1096-79 l=l1-b=50-8=42mmt=44.77nm h=7mm根據(jù)課本p243（10-5）式得p=4 t/(dhl)=444.771000/（30742）=20.30mpa

34、r (110mpa)2、輸入軸與齒輪1聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d2=44mm l2=63mm t=120.33nm查手冊(cè) 選a型平鍵 gb1096-79b鍵128 gb1096-79l=l2-b=62-12=50mm h=8mmp=4 t/（dhl）=4120.331000/（44850） = 27.34mpa p (110mpa)3、輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d3=60mm l3=58mm t=518.34nm查手冊(cè)p51 選用a型平鍵鍵1811 gb1096-79l=l3-b=60-18=42mm h=11mmp=4t/（dhl）=4518.341000/（601142）=74.80mp

35、a p (110mpa)十滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命lh53658=14600小時(shí)1.輸入軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷p因該軸承在此工作條件下只受到fr徑向力作用，所以p=fr=628.20n（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值 （3）選擇軸承型號(hào)查課本表11-5，選擇6208軸承 cr=29.5kn由課本式11-3有預(yù)期壽命足夠此軸承合格2.輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷p因該軸承在此工作條件下只受到fr徑向力作用，所以p=fr=1369.61n（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值 （3）選擇軸承型號(hào)查課本表11-5，選擇6211軸承 cr=43.2kn由課

36、本式11-3有預(yù)期壽命足夠此軸承合格十一、密封和潤(rùn)滑的設(shè)計(jì)1.密封由于選用的電動(dòng)機(jī)為低速，常溫，常壓的電動(dòng)機(jī)則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲(chǔ)存潤(rùn)滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛氈又可以將潤(rùn)滑油自行刮下反復(fù)自行潤(rùn)滑。2潤(rùn)滑(1)對(duì)于齒輪來說，由于傳動(dòng)件的的圓周速度v 12m/s,采用浸油潤(rùn)滑，因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠的潤(rùn)滑油，用以潤(rùn)滑和散熱。同時(shí)為了避免油攪動(dòng)時(shí)泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xh不應(yīng)小于3050mm。對(duì)于單級(jí)減速器，浸油深度為一個(gè)齒全高，這樣就可以決定所需油量，單級(jí)傳動(dòng),每傳遞1kw需油量v0=0.350

37、.7m3。(2)對(duì)于滾動(dòng)軸承來說，由于傳動(dòng)件的速度不高，且難以經(jīng)常供油，所以選用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。這樣不僅密封簡(jiǎn)單，不宜流失，同時(shí)也能形成將滑動(dòng)表面完全分開的一層薄膜。十二聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)（1）類型選擇 由于兩軸相對(duì)位移很小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)緩沖要求不高，故選用彈性柱銷聯(lián)。 （2）載荷計(jì)算計(jì)算轉(zhuǎn)矩tc=kat=1.3518.34=673.84nm，其中ka為工況系數(shù)，由課本表14-1得ka=1.3（3）型號(hào)選擇根據(jù)tc，軸徑d，軸的轉(zhuǎn)速n， 查標(biāo)準(zhǔn)gb/t 50142003，選用lxz2型彈性柱銷聯(lián)，其額定轉(zhuǎn)矩t=1250nm, 許用轉(zhuǎn)速n=3750r/m ,故符合要求。十三、設(shè)計(jì)小結(jié) 機(jī)械設(shè)計(jì)

38、課程設(shè)計(jì)是我們機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，是機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實(shí)踐性環(huán)節(jié)。(1) 通過這次機(jī)械設(shè)計(jì)課程的設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問題的能力，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。(2) 學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過程。(3) 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和數(shù)據(jù)處理等。鍵128機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一、傳動(dòng)方案擬定.3二、電動(dòng)機(jī)的選擇.4三、確

39、定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比.6四、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì).7五、普通v帶的設(shè)計(jì).10六、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì).15七、傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì).18八、箱體的設(shè)計(jì).27九、鍵連接的設(shè)計(jì)29十、滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)31十一、潤(rùn)滑和密封的設(shè)計(jì)32十二、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)33十三、設(shè)計(jì)小結(jié).33設(shè)計(jì)題目：v帶單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器機(jī)械系設(shè)計(jì)者：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：一、設(shè)計(jì)課題： 設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸上的單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)載荷變化不大，空載啟動(dòng)。減速器小批量生產(chǎn)，使用期限5年，一班制工作，卷筒不包括其軸承效率為97%，運(yùn)輸帶允許速度誤差為5%。 原始數(shù)據(jù) 題號(hào)3運(yùn)輸帶拉力f（kn）2.2運(yùn)輸帶

40、速度v（m/s）1.7卷筒直徑d（mm） 420設(shè)計(jì)人員(對(duì)應(yīng)學(xué)號(hào))3 13 23 33 43設(shè)計(jì)任務(wù)要求：1. 減速器裝配圖紙一張（號(hào)圖紙）2. 軸、齒輪零件圖紙各一張（號(hào)或號(hào)圖紙）3. 設(shè)計(jì)說明書一分計(jì)算過程及計(jì)算說明一、傳動(dòng)方案擬定第三組：設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng)、工作條件：使用年限年，工作為一班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。、原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力f=2200n；帶速v=1.7m/s；滾筒直徑d=420mm；方案擬定：采用帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)的組合，即可滿足傳動(dòng)比要求，同時(shí)由于帶傳動(dòng)具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，使用維護(hù)方便。1.電動(dòng)機(jī) 2.v帶

41、傳動(dòng) 3.圓柱齒輪減速器4.連軸器 5.滾筒 6.運(yùn)輸帶二、電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇：選擇y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械。2、電動(dòng)機(jī)容量選擇：電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：式（1）：da (kw)由式(2)：v/1000 (kw)因此 pd=fv/1000a (kw)由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為：總=5式中：1、2、3、4、5分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和卷筒的傳動(dòng)效率。取=0.96，0.98，0.97，.則：總=0.960.980.970.990.96 =0.83所以：電機(jī)所需的工作功率：pd= fv/1000總 =(22001.7)/(10000.83) =4.5 (kw)3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒工作轉(zhuǎn)速為： n卷筒601000v/（d） =(6010001.7)/（2）