機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)斜齒輪減速器說(shuō)明書(shū)

1、第1章 減速器的總體設(shè)計(jì)1.1 工作情況和原始數(shù)據(jù)1.1.1 工作情況每天兩班制，工作年限為15年，每年工作300天，載荷平穩(wěn)，單向旋轉(zhuǎn)。1.1.2 原始數(shù)據(jù)傳送帶拉力：2400n傳送速度： v=1.4m/s滾筒直徑： 500mm1.2 傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的構(gòu)思是一種創(chuàng)造性的思維活動(dòng)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法更重視人的創(chuàng)造性思維，在設(shè)計(jì)中是否注重創(chuàng)造性是區(qū)別現(xiàn)代設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要標(biāo)志。以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，在繼承的基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造思維，遵循著從發(fā)散思維到收斂思維的過(guò)程，從而獲得創(chuàng)造性設(shè)計(jì)結(jié)果。合理的機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案首先要滿足工作機(jī)的性能需要，適應(yīng)工作條件，工作可靠，此

2、外還應(yīng)使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。為了盡可能同時(shí)滿足這些要求，我們做了如下分析：由于從電動(dòng)機(jī)到工作部份的總傳動(dòng)比較大，從經(jīng)濟(jì)實(shí)用方面考慮擬定如圖1-1所示的傳動(dòng)方案。電動(dòng)機(jī)出來(lái)是一個(gè)帶傳動(dòng)，然后是一個(gè)二級(jí)減速器，其中減速器采用二級(jí)展開(kāi)式圓錐斜齒圓柱齒輪減速器。圖1-1 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)略圖1.3 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的容量（功率）選擇的是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都呢影響。容量選得過(guò)小，不能保證工作機(jī)正工作，或者電動(dòng)機(jī)因超載而過(guò)早損壞；而容量選得過(guò)大，則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能力又不能充分利用，而且由于電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不滿載運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)都較低，增

3、加電能消耗而造成能源的浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)的容量主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件決定。對(duì)于載荷比較穩(wěn)定、長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械（如運(yùn)輸機(jī)），只要所選電動(dòng)機(jī)的額定功率pm等于或稍大于所需的電動(dòng)機(jī)工作功率p0即可，這樣選擇的電動(dòng)機(jī)就能安全工作，不會(huì)過(guò)熱，因此通常不必校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩等等。1.3.1 計(jì)算工作機(jī)的所需功率1計(jì)算工作機(jī)輸出功率p出由計(jì)算公式可知 2 計(jì)算工作機(jī)效率 計(jì)算工作機(jī)所需功率 減速器效率式中 為v帶傳動(dòng)效率由表10.72查得取0.96; 為滾動(dòng)軸承效率由表10.72查得取0.99; 為圓柱齒輪效率由表10.72查得取0.97; 為聯(lián)軸器的效率由表10.72查得取0.98; 為圓錐齒

4、輪效率由表10.72查得取0.96。減速器輸入功率3.計(jì)算電動(dòng)機(jī)額定功率工作系數(shù)取1.2查機(jī)械手冊(cè)取較為合適4確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速已知滾筒直徑500mm、帶速，所以滾筒轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比 所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍符合要求的同步轉(zhuǎn)速有。當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，總傳動(dòng)比各級(jí)傳動(dòng)比比較合適，故選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)、額定功率，額定轉(zhuǎn)速，工作轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)矩1.4 確定傳動(dòng)比分配傳動(dòng)比分配的要求為各級(jí)傳動(dòng)比均應(yīng)在薦用的范圍內(nèi)，以符合各種傳動(dòng)形式的特點(diǎn)，并使結(jié)構(gòu)緊湊。另應(yīng)使各傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理。由前面擬定的傳動(dòng)方案。傳動(dòng)裝置為普通v帶傳動(dòng)和齒輪減速器組成，帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜過(guò)大，否則，由于帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比過(guò)大，會(huì)使大帶輪的外圓

5、半徑大于齒輪減速器的中心高，造成尺寸不協(xié)調(diào)或安裝不方便。1.4.1 具體分配各個(gè)傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比取，則v帶傳動(dòng)比，符合要求。所以傳動(dòng)比分配為v帶，錐齒輪，斜齒圓柱齒輪。各軸轉(zhuǎn)速：各軸功率：各軸扭矩：第2章 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)2.1 概述帶傳動(dòng)是由固聯(lián)于主動(dòng)軸上的帶輪、固聯(lián)于從動(dòng)軸上的帶輪和緊套在兩輪上的傳動(dòng)帶組成的，當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于帶和帶輪間的磨擦，便拖動(dòng)從動(dòng)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞一定動(dòng)力。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉以及緩沖吸振等特點(diǎn)，在近代機(jī)械中被廣泛應(yīng)用。2.1.1 帶傳動(dòng)的類型在帶傳動(dòng)中，常用的有平帶傳動(dòng)、v帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)等。平帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，帶輪也容易

6、制造，在傳動(dòng)中心距較大的情況下應(yīng)用較多。在一般機(jī)械傳動(dòng)中，應(yīng)用最廣泛的是v帶傳動(dòng)。v帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，v帶只和輪槽的兩個(gè)側(cè)面接觸，即以兩側(cè)面為工作面。根據(jù)槽面磨擦的原理，在同樣的張緊力下，v帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。這是v帶傳動(dòng)性能上最大的優(yōu)點(diǎn)。再加上v帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比比較大，結(jié)構(gòu)緊湊，以及v帶多已標(biāo)準(zhǔn)化并大量生產(chǎn)等等優(yōu)點(diǎn)。因而v帶傳動(dòng)的應(yīng)用比平帶傳動(dòng)廣泛得多，故本課題采用v帶傳動(dòng)。2.2 v帶的具體設(shè)計(jì) 已知y系列三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸出功率，滿載轉(zhuǎn)速，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，雙班制工作，傳動(dòng)水平布置。1. 確定輸出功率帶式傳送機(jī)載荷變動(dòng)小，故查表得工況系

7、數(shù)2. 選取v帶型號(hào)根據(jù)，參考圖3.16及表3.3選帶型及小帶輪直徑，選a型v帶3. 計(jì)算傳動(dòng)比i ：4. 確定帶輪直徑、 （1） 選小帶輪直徑參考圖3.16及表3.3選?。?） 驗(yàn)證帶速v，在（525m/s）之間，滿足條件（3） 確定從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑（4） 計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比i當(dāng)忽略滑動(dòng)時(shí)：與理論傳動(dòng)比相同，合格5. 定中心距a和基準(zhǔn)帶長(zhǎng)ld（1） 初定中心距即?。?） 計(jì)算帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度查表3.2取標(biāo)準(zhǔn)值（3） 計(jì)算實(shí)際中心距a（4） 確定中心距調(diào)整范圍6. 驗(yàn)算包角經(jīng)計(jì)算，小帶輪包角取值合理7. 確定v帶根數(shù)z（1）確定額定功率由及查表3.6，并用線性插值法求得（2） 確定個(gè)修正系數(shù)功率增量

8、：查表3.7得包角系數(shù)：查表3.8得長(zhǎng)度系數(shù)：查表3.9得（3） 確定v帶根數(shù)z根 取z=4根8. 確定單根v帶初拉力查表3.1得單位長(zhǎng)度質(zhì)量9. 計(jì)算壓軸力10. 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 小帶輪，采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)（2） 大帶輪，采用孔板式結(jié)構(gòu)，假設(shè)與之配合的軸頭直徑為40mm，參考圖3.10（c）及表3.4進(jìn)行其他幾何尺寸計(jì)算（略）計(jì)算書(shū)中表格來(lái)源于于惠力，向敬忠，張春宜主編的機(jī)械設(shè)計(jì)。2.3 v帶輪設(shè)計(jì)2.3.1 v帶設(shè)計(jì)的要求 設(shè)計(jì)v帶時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝性好；無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡；輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定

9、的精度，以使載何分布較為均勻。2.3.2 帶輪的材料帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)為ht150或ht200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼（或用鋼板沖壓后焊接而成）；小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。在這里由于轉(zhuǎn)速不是很高，所以采用鑄鐵，材料的牌號(hào)為ht200。2.3.3 結(jié)構(gòu)尺寸鑄鐵制造的v帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式；實(shí)心式；腹板式；孔板式；橢圓輪輻式。 帶輪基準(zhǔn)直徑（d為軸的直徑）時(shí)，可采用實(shí)心式；mm，可采用腹板式（當(dāng)mm時(shí)可采用孔板式）；mm時(shí)，可采用輪輻式。在這里小帶輪的基準(zhǔn)直徑為100mm，而軸的直徑為38mm。與100相差很小，為了便于加工選用實(shí)心式。大帶輪的基準(zhǔn)直徑為250mm，所以選用

10、腹板式。1小帶輪的具體結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示圖2-1 小帶輪的結(jié)構(gòu)圖（1） 基準(zhǔn)寬度（節(jié)寬）由于選用的是普通v帶a型，由表8-103查得為；（2） 基準(zhǔn)線上槽深；（3） 基準(zhǔn)下槽深；（4） 槽間距；（5） 第一槽對(duì)稱面至端面的距離；（6） 帶輪的寬度；（7） 外徑；（8） 輪槽角。2大帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示圖2-2 大帶輪的結(jié)構(gòu)圖（1） 基準(zhǔn)寬度（節(jié)寬）由于選用的是普通v帶a型，；（2） 基準(zhǔn)線上槽深；（3） 基準(zhǔn)下槽深；（4） 槽間距；（5） 第一槽對(duì)稱面至端面的距離;（6） 帶輪的寬度；（7） 外徑；（8） 輪槽角；（9） l取；（10） 取；（11） 取；（12） 取。第3章 減速器的設(shè)計(jì)

11、3.1 概述減速器是指原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來(lái)降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)的增大轉(zhuǎn)矩。此外，在某些場(chǎng)合，也有作增速裝置，并稱為增速器。減速器的種類很多，例如齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)以及由它們組成減速器。若按傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)劃分，這類減速器有六種：齒輪減速器、蝸桿減速器、蝸桿-齒輪減速器及齒輪-蝸桿和錐蝸桿減速器、行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、諧波齒輪減速器。齒輪減速器的特點(diǎn)是效率及可靠性高，工作壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便，因而應(yīng)用范圍很廣。齒輪減速器按其減速齒輪的級(jí)數(shù)可分為單級(jí)、兩級(jí)、三級(jí)和多級(jí)的；按其軸在空間的布置可分為立式和臥式的；按其運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的特點(diǎn)可分為展開(kāi)式、同軸式（又稱回歸式）和分流式的等等。

12、在這里采用展開(kāi)式兩級(jí)圓柱斜齒齒輪減速器。3.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)3.2.1 各軸的轉(zhuǎn)速高速軸 中速軸 低速軸 滾筒 3.2.2 各軸功率高速軸 中速軸 低速軸 滾筒 3.2.3 各軸扭矩電動(dòng)機(jī)軸 高速軸 中速軸 低速軸 將以上算的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列如表3-2：頂 目 電動(dòng)機(jī)軸 高速軸i 中速軸ii 低速軸iii 滾筒軸轉(zhuǎn)速（r/min） 1440 640 213.3 53.3 53.3功率（kw） 4.16 3.96 3.76 3.61 3.50扭矩（n·m） 27.59 59.09 168.35 646.82 627.11傳動(dòng)比 1 2.25 3 4 1效率 1 0.

13、96 0.95 0.96 0.97 表3-2 傳動(dòng)系統(tǒng)各參數(shù)計(jì)算結(jié)果3.3 傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1 第一級(jí)減速傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算選第一級(jí)傳動(dòng)的直齒，錐齒輪的設(shè)計(jì)1.選軸夾角為90度的直齒圓錐齒輪，為8級(jí)精度，由表10-1選擇小齒輪材料為40（調(diào)質(zhì)），硬度為280hbs，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240hbs，二者材料硬度差40hbs,在2550hbs范圍內(nèi)：合格。2.選小齒輪的齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式 1) 試選載荷系數(shù) 2) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3）最常用的值，齒寬系數(shù) 4)由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 5）由圖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

14、的齒面的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 6）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 ，安全系數(shù) ，由式（10-12）得 1） 試驗(yàn)算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。2） 計(jì)算齒寬b 計(jì)算圓周速度v3） 計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù) 齒高 4） 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)，直齒錐齒輪使用系數(shù)由表10-2查得5） 齒間載荷分配系數(shù)可按下試計(jì)算 6） 由表10-9中查得取軸承系數(shù)故載荷系數(shù) 7） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得 8） 計(jì)算模數(shù) 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為由圖1

15、0-20c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 2）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) 由式（10-12）得 4）計(jì)算載荷系數(shù)k 5)查取齒形系數(shù) 由表10-5查得： 6）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5查取 7)計(jì)算大，小齒輪的,并加以比較大齒輪的數(shù)值大9） 設(shè)計(jì)計(jì)算 =2.62mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)大計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m大小主要取決于彎曲疲勞強(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，僅于齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.62并就圓整為標(biāo)準(zhǔn)值

16、按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑算出小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。1） 計(jì)算分度圓直徑3) 計(jì)算中心距 2） 計(jì)算齒輪齒寬取 3.3.2 第二級(jí)減速傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算已知2軸輸入功率，轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比1. 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)（1）.類型選擇：按課程設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)（2）.精度選擇：運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器轉(zhuǎn)速不高故選用8級(jí)精度。（3）.材料選擇：由表10-1選擇小齒輪材料為（調(diào)質(zhì)），硬度為280hbs，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240hbs，二者材料硬度差40hbs，在2

17、550hbs范圍內(nèi)，合格（4）初選齒數(shù)選小齒輪的齒數(shù) ；大齒輪齒數(shù) （5）.選取螺旋角，初選螺旋角2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-21）進(jìn)行計(jì)算，即 （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1) 試選載荷系數(shù) 2) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3） 由表10-7選取齒寬系數(shù) 4） 計(jì)算端面重合度則5)由表(10-6)查得材料的彈性影響系數(shù) 6)由圖(10-21d)按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的齒面的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 7）由式(10-13)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8)由圖(10-19)取接觸疲勞壽命系數(shù) 9)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1% ，安全系數(shù) ，由式（10-12）得 接觸

18、許用應(yīng)力（2）.計(jì)算 1） 試驗(yàn)算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得2）計(jì)算圓周速度3）計(jì)算齒寬 4）計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù) 齒高 齒寬與齒高之比 5） 計(jì)算縱向重合度 6）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，8級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)；直齒錐齒輪使用系數(shù)由表10-2查得；查表10-4，查得；由圖10-13查得；由表10-3查得故載荷系數(shù) 7）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得 8）計(jì)算模數(shù) 3. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式（10-17）為 （1） 確定計(jì)算參數(shù)1） 計(jì)算載荷系數(shù)k2） 根據(jù)縱向重合度，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)3） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 4）查取齒形系

19、數(shù) 由表10-5查得5） 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5查得6）由圖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 7）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) ；8)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) 由式（10-12）得 9)計(jì)算大，小齒輪的,并加以比較 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，由齒面接觸疲勞計(jì)算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)大計(jì)算的模數(shù)相差不大，取標(biāo)準(zhǔn)值，取分度圓直徑，取，則4.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 ， 將中心距圓整為170mm 。（2） 按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)等不必修正。（3） 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 （4） 計(jì)算

20、齒輪寬度 則取，第4章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 概述4.1.1 軸的用途及分類 軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力傳遞。因此軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。按照軸的線形狀的不同，分為曲軸和直軸兩大類。曲軸通過(guò)連桿可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)，或作相反的運(yùn)動(dòng)變換。直軸根據(jù)外形不同，可分為光軸和階梯軸兩種。光軸形狀簡(jiǎn)單，加工容易，應(yīng)力集中源少，但軸上的零件不易裝配及定位；階梯軸則正好相反。因此光軸主要于心軸和傳動(dòng)軸，階梯軸則常用于轉(zhuǎn)軸。4.1.2 軸的材料 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的剛直接用圓鋼

21、。由于碳鋼比較廉價(jià)對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)可以用熱處理或化學(xué)熱處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸十分廣泛，其中最常用的是45鋼。 合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動(dòng)力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。4.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核1.輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速、和轉(zhuǎn)矩、2.求作用在齒輪上的力因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為斜齒輪中大齒輪上所受的圓周力為：； 齒輪徑向力：； 齒輪軸向力：。圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖所示。3.初步確定軸的最小直徑先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材

22、料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取，于是得輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑（圖）。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：按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)或手冊(cè)，選用型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 擬定軸上零件的裝配方案選用如圖所示的裝配方案。（2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，故取段的直徑；左端用軸端擋圈定位，按軸端

23、直徑取擋圈直徑。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸上的端面，故段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。.+2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30312，其尺寸為，故，而。右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向固定。由手冊(cè)上查得30312型軸承的定位軸肩高度，因此，取。3） 取安裝齒輪處的軸段iv-v的直徑；齒輪的左端于左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為68mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取，齒輪的右端采用軸

24、肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。4） 軸承端蓋的總寬度為（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)軸器右端面間的距離（參看圖），故取。5） 取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離，錐齒輪與斜齒圓柱齒輪之間的距離（參看圖）。考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一定距離s，?。▍⒖磮D），已知滾動(dòng)軸承寬度為，大椎齒輪輪轂長(zhǎng),則至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。（3） 軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好

25、的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。（4） 確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖。5. 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（圖）作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖）。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取值。對(duì)于30312型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距200mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。求各支反力，彎矩，總彎矩：水平面上：得：垂直面上：彎矩： 從軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖以及扭矩圖中可以看出截面c是軸的危險(xiǎn)截面。

26、現(xiàn)將計(jì)算出的截面c處的mh、mv及m的值列于下表。載荷水平面h垂直面v支反力ffnh1=3210.3n，fnh2=1545.7nfnv1=397.9n，fnv2=1386.1n彎矩mmh=100470.5n·mmmv1=79573n·mm，mv1=240841.8n·mm總彎矩扭矩tt3=646820n·mm6. 按彎矩合成應(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（即危險(xiǎn)截面c）的強(qiáng)度。根據(jù)式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由表15-1查得

27、。因此，故安全。第5章 鍵選擇和鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算5.1 鍵的選擇鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。首先，鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用要求和工作條件來(lái)選擇；其次，鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來(lái)取定的。鍵的主要尺寸為其截面尺寸（一般以鍵寬b×鍵高h(yuǎn)表示）與長(zhǎng)度尺寸l。鍵的截面尺寸b×h按軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定。鍵的長(zhǎng)度l一般可以按輪轂的長(zhǎng)度而定。一般情況下，輪轂的長(zhǎng)度可以取為=（1.52）d3，這里d為軸的直徑。故，所選定的鍵長(zhǎng)亦應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)度系列。5.2 鍵的基本尺寸的確定對(duì)于本設(shè)計(jì)中，我們以減速器中高速軸上鍵為代表，分析如下：1 由于一般情況下，8級(jí)

28、及以上精度的齒輪有定心精度要求，故應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。又由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（a型）。2 根據(jù)d=59mm，從文獻(xiàn)3中查到鍵的截面尺寸為 寬度b=18mm 高度h=11mm3 輪轂的長(zhǎng)度=（1.52）d=（1.52）×59mm=（88.5118）mm，我們?cè)谶@里取=100mm。由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，我們?nèi)℃I長(zhǎng)l=85mm。5.3 校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-23可以查得其許用擠壓應(yīng)力=100120mpa，我們?cè)谶@里不妨取其平均值，=110mpa。鍵的工作長(zhǎng)度l=l-b=85mm-18mm=67mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5&

29、#215;11mm=5.5mm，則有 得 mpa=10.54mpa<=110mpa可見(jiàn)，聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度足夠。（如果擠壓強(qiáng)度不夠，且相差很大時(shí)，我們也可以采用雙鍵，相隔1800布置）。其他各鍵的校核同上，各個(gè)鍵的尺寸和擠壓強(qiáng)度值如表5-1：減速器軸 減速器軸 減速器軸 滾刀軸 電動(dòng)機(jī)軸鍵寬b(mm) 18 18 25 22 12鍵高h(yuǎn)(mm) 11 11 14 14 8 鍵長(zhǎng)l(mm) 55 90 98 110 50實(shí)際擠壓應(yīng)力(mpa) 10.54 46.35 63.54 75.92 15.87許用擠壓應(yīng)力(mpa) 110 110 110 110 55表51 各鍵的基本參數(shù)第6章 聯(lián)軸

30、器的設(shè)計(jì)6.1 概述聯(lián)軸器是用來(lái)把兩個(gè)軸聯(lián)接在一起，且機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離。聯(lián)軸器可以分為剛性聯(lián)軸器（無(wú)補(bǔ)償能力）和撓性聯(lián)軸器（有補(bǔ)償能力）兩大類。其中，剛性聯(lián)軸器由于對(duì)所聯(lián)兩軸間的相對(duì)位移缺乏補(bǔ)償能力，故，對(duì)于兩軸對(duì)中性的要求很高。當(dāng)兩軸有相對(duì)位移存在時(shí)，就會(huì)在機(jī)體內(nèi)引起附加載荷，從而使工作情況惡化?；谝陨显颍覀冞x用第二類聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器。這類聯(lián)軸器因具有撓性，故，可以補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移。6.2 聯(lián)軸器的類型選擇我們這里的轉(zhuǎn)速由于較低，n<250r/min，軸的剛度較大，且沒(méi)有劇烈沖擊，所以我們選用撓性聯(lián)軸器中的彈性柱銷聯(lián)軸器（jb/zq438486）。6.3 計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)

31、矩由于機(jī)器起動(dòng)時(shí)的動(dòng)載荷和運(yùn)轉(zhuǎn)中可能出現(xiàn)的過(guò)載現(xiàn)象，所以應(yīng)當(dāng)按軸上的最大轉(zhuǎn)矩作為計(jì)算轉(zhuǎn)矩tca。公稱轉(zhuǎn)矩t=2112.9由文獻(xiàn)表1413查得工作情況系數(shù) ka=1.5則有 tca= kat=1.5×2112.9=3169.356.4 確定聯(lián)軸器的型號(hào)根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩tca及所選的聯(lián)軸器類型，按照tcat的條件，由聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)中選定型號(hào)為hl4的彈性柱銷聯(lián)軸器，hl4彈性柱銷聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩為3550，許用最大轉(zhuǎn)速為1800 r/min，軸徑為35到55之間，所以適合應(yīng)用。第7章 減速器箱體的設(shè)計(jì)7.1 減速器箱體的概述箱體是減速器中結(jié)構(gòu)和受力最復(fù)雜的零件。目前尚無(wú)完整的理論設(shè)計(jì)方法，因此都是

32、在滿足強(qiáng)度、剛度的前提下，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便、重量輕及使用等方面要求而作經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。箱體多采用水平剖分式，材料多采用ht150或ht200。對(duì)于大型減速器，為了提高箱體的強(qiáng)度，有時(shí)也用鑄鋼，常用zg200400，zg230450。鑄造箱體工藝復(fù)雜，制造周期長(zhǎng)，重量大,適合于成批生產(chǎn)。對(duì)于單件、小批量生產(chǎn)的大型減速器，有以焊接箱體代替鑄造箱體的趨勢(shì)。焊接箱體比鑄造輕1/41/2，生產(chǎn)周期短，不需制作木模和翻砂澆鑄，可降低生產(chǎn)成本，但焊接易產(chǎn)生熱變形，要求較高的焊接技術(shù)，并須進(jìn)行人工時(shí)效處理。對(duì)于我們本次設(shè)計(jì)由于不是大型的減速器，我們只須采用水平剖分式，材料為ht150或ht200，就可以了

33、。7.2 箱體的結(jié)構(gòu)尺寸1箱座壁厚 0.025as+3 =0.025×278+3 =9.95(mm)考慮到實(shí)際情況，取=8mm。2箱蓋壁厚 1=（0.851） =（0.851）×8=（6.88）mm取1=8mm3箱座加強(qiáng)肋厚 /=0.85=0.85×8=6.8mm4箱蓋加強(qiáng)肋厚 1/=0.851=0.85×8=6.8mm5箱座分箱面凸緣厚 b=1.5=1.5×8=12mm6箱蓋分箱面凸緣厚 b1=1.51=1.5×8=12mm7平凸緣底座厚 b2=2.35=2.35×8=18.8mm8地腳螺栓 df=0.036as+12=2

34、2.01mm9軸承螺栓 d1=0.7df=0.7×22.01=15.41mm10聯(lián)接分型面的螺栓 d2=（0.60.7）df =(12.2115.41)mm取d2=13mm 11軸承座孔邊緣至軸承螺栓軸線的距離 =17mm12軸承座孔外端面至箱外壁的距離 =43mm13箱體分箱面凸緣圓角半徑 r2=0.7(+c1+ c2)=32.17mm14箱體內(nèi)壁圓角半徑 r3=8mm課程設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了比較全面的理解與掌握。本次課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在這短短的幾周時(shí)間里，我認(rèn)真謹(jǐn)慎地設(shè)計(jì)了整臺(tái)機(jī)器中的每個(gè)零部件，感覺(jué)非常充實(shí)。本次設(shè)計(jì)是對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的檢驗(yàn)。可以說(shuō)通過(guò)本次設(shè)計(jì)我學(xué)到了很多專業(yè)知識(shí)，但是這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，所謂學(xué)無(wú)止境，知識(shí)是永遠(yuǎn)也學(xué)不完的，在以后的學(xué)習(xí)實(shí)踐中對(duì)自己嚴(yán)格要求，本著謙虛謹(jǐn)慎和積極進(jìn)去的態(tài)度主動(dòng)發(fā)現(xiàn)自己的不足之處，并對(duì)其彌補(bǔ)。本次設(shè)計(jì)是一次理論與實(shí)際相結(jié)合的過(guò)程，由于是初次設(shè)計(jì)，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，參考了現(xiàn)有的設(shè)計(jì)資料，但其中仍存在一些問(wèn)題。設(shè)計(jì)中也許有某些細(xì)節(jié)沒(méi)有考慮到，使設(shè)計(jì)不是很準(zhǔn)確。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)自己認(rèn)真思考和老師的指導(dǎo)，理論聯(lián)系實(shí)際，解決了不少實(shí)際問(wèn)題，這不僅提高了我的動(dòng)手