機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-螺旋式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置

1、重慶理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)前言減速器的結(jié)構(gòu)隨其類型和要求不同而異。單級(jí)圓柱齒輪減速器按其軸線在空間相對(duì)位置的不同分為：臥式減速器和立式減速器。前者兩軸線平面與水平面平行，如圖1-2-1a所示。后者兩軸線平面與水平面垂直，如圖1-2-1b所示。一般使用較多的是臥式減速器，故以臥式減速器作為主要介紹對(duì)象。單級(jí)圓柱齒輪減速器可以采用直齒、斜齒或人字齒圓柱齒輪。圖1-2-2和圖1-2-3所示分別為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器的軸測(cè)投影圖和結(jié)構(gòu)圖。減速器一般由箱體、齒輪、軸、軸承和附件組成。箱體由箱蓋與箱座組成。箱體是安置齒輪、軸及軸承等零件的機(jī)座，并存放潤(rùn)滑油起到潤(rùn)滑和密封箱體內(nèi)零件的作用。箱體常采用剖分

2、式結(jié)構(gòu)（剖分面通過(guò)軸的中心線），這樣，軸及軸上的零件可預(yù)先在箱體外組裝好再裝入箱體，拆卸方便。箱蓋與箱座通過(guò)一組螺栓聯(lián)接，并通過(guò)兩個(gè)定位銷釘確定其相對(duì)位置。為保證座孔與軸承的配合要求，剖分面之間不允許放置墊片，但可以涂上一層密封膠或水玻璃，以防箱體內(nèi)的潤(rùn)滑油滲出。為了拆卸時(shí)易于將箱蓋與箱座分開(kāi)，可在箱蓋的凸緣的兩端各設(shè)置一個(gè)起蓋螺釘（參見(jiàn)圖1-2-3），擰入起蓋螺釘，可順利地頂開(kāi)箱蓋。箱體內(nèi)可存放潤(rùn)滑油，用來(lái)潤(rùn)滑齒輪；如同時(shí)潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承，在箱座的接合面上應(yīng)開(kāi)出油溝，利用齒輪飛濺起來(lái)的油順著箱蓋的側(cè)壁流入油溝，再由油溝通過(guò)軸承蓋的缺口流入軸承（參圖1-2-3）。減速器箱體上的軸承座孔與軸承蓋用來(lái)

3、支承和固定軸承，從而固定軸及軸上零件相對(duì)箱體的軸向位置。軸承蓋與箱體孔的端面間墊有調(diào)整墊片，以調(diào)整軸承的游動(dòng)間隙，保證軸承正常工作。為防止?jié)櫥蜐B出，在軸的外伸端的軸承蓋的孔壁中裝有密封圈（參見(jiàn)圖1-2-3）。減速器箱體上根據(jù)不同的需要裝置各種不同用途的附件。為了觀察箱體內(nèi)的齒輪嚙合情況和注入潤(rùn)滑油，在箱蓋頂部設(shè)有觀察孔，平時(shí)用蓋板封住。在觀察孔蓋板上常常安裝透氣塞（也可直接裝在箱蓋上），其作用是溝通減速器內(nèi)外的氣流，及時(shí)將箱體內(nèi)因溫度升高受熱膨脹的氣體排出，以防止高壓氣體破壞各接合面的密封，造成漏油。為了排除污油和清洗減速器的內(nèi)腔，在減速器箱座底部裝置放油螺塞。箱體內(nèi)部的潤(rùn)滑油面的高度是通過(guò)

4、安裝在箱座壁上的油標(biāo)尺來(lái)觀測(cè)的。為了吊起箱蓋，一般裝有一到兩個(gè)吊環(huán)螺釘。不應(yīng)用吊環(huán)螺釘?shù)踹\(yùn)整臺(tái)減速器，以免損壞箱蓋與箱座之間的聯(lián)接精度。吊運(yùn)整臺(tái)減速器可在箱座兩側(cè)設(shè)置吊鉤（參見(jiàn)圖1-2-3）。目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)4二、電動(dòng)機(jī)的選擇6三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)8四、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算12五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算22六、箱體的設(shè)計(jì)30七、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算32八、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算34九、聯(lián)連軸器的選擇35十、減速器附件的選擇36十一、潤(rùn)滑與密封36十二、設(shè)計(jì)小結(jié)36十三、參考資料目錄38一、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：設(shè)計(jì)一用于螺旋輸送機(jī)上的單級(jí)圓柱齒輪減速器。工作有輕振，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，兩班制工

5、作。減速器小批生產(chǎn)，使用期限5年。輸送機(jī)工作轉(zhuǎn)速的容許誤差為5%。 (一)、總體布置簡(jiǎn)圖(二)、工作情況：工作有輕振，單向運(yùn)轉(zhuǎn)(三)、原始數(shù)據(jù)輸送機(jī)工作軸上的功率P (kW) ：4.5輸送機(jī)工作軸上的轉(zhuǎn)速n (r/min)：90輸送機(jī)工作轉(zhuǎn)速的容許誤差（）：5使用年限（年）：5工作制度（班/日）：2(四)、設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算；2. 斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算3. 軸的設(shè)計(jì)4. 滾動(dòng)軸承的選擇5. 鍵和連軸器的選擇與校核；6. 裝配圖、零件圖的繪制7. 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)(五)、設(shè)計(jì)任務(wù)1.減速器總裝配圖一張2.輸出軸及其輸出軸上齒輪零件圖各一張3.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份(六)、設(shè)計(jì)進(jìn)度

6、1、 第一階段：總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算2、 第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì)3、 第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制4、 第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果二、 電動(dòng)機(jī)的選擇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(wú)腐蝕性氣體和無(wú)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) 由電動(dòng)機(jī)至輸送機(jī)的傳動(dòng)總效率為：總=×4×××5根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)10

7、表2-2式中：1、2、 3、4、5分別為聯(lián)軸器1、滾動(dòng)軸承（一對(duì)）、圓柱直齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器2和圓錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率。取=0.99，0.99，0.97，.9、50.93則：總=0.99×0.994×0.97×0.99×0.93 =0.85所以：電機(jī)所需的工作功率：Pd=/總 =4.5/ 0.85 =5.3 (kw)總=0.85Pd=5.3(kw)計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速為： n【（1-5%）（1+5%）】×90r/min 85.594.5 r/min根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)10表2-3推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓

8、柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍=3。取開(kāi)式圓錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比=3 。則總傳動(dòng)比理論范圍為：a ×=18。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范為 Nd=a× n =(618)×90 =5401620 r/min則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750、1000和1500r/min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-45.515001440650120018.63.55.322Y132M2-65.510009608001500

9、12.422.84.443Y160M2-85.5750720124021009.312.53.72綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格nw85.594.5 r/min Nd=5301620 r/min計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 和圓錐齒輪帶傳動(dòng)、減速器傳動(dòng)比，可見(jiàn)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：中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD)×HD底角安裝尺寸 A×B地腳螺栓孔直徑 K軸 伸 尺 寸D×E裝鍵部位尺寸 F×GD132520×345×315216×1781228×

10、8010×41電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸三、 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（一）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=960/90=10.67ia=10.67計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 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=i0×i （式中i0、i分別為開(kāi)式圓錐齒輪傳動(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(shū)P10表2-3，取i0=3（圓錐齒輪傳動(dòng) i=23）因?yàn)椋篿ai0×i所以：iiai010.67/33.56四、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì)：

11、將傳動(dòng)裝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 （N·m）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)i0=3i i3.56計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 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)速： 軸：n= nm=960（r/min）軸：n= n/ i=960/3.56=269.66r/min III軸：n= n 螺旋輸送機(jī)：nIV= n/i 0=269.66/3=89.89 r/min（2）

12、計(jì)算各軸的輸入功率：軸： P=Pd×01 =Pd×1=5.3×0.99=5.247（KW）軸： P= P×12= P×2×3 =5.247×0.99×0.97=5.04（KW）III軸： P= P·23= P·2·4 =5.04×0.99×0.99=4.94（KW） 螺旋輸送機(jī)軸：PIV= P·2·5=4.54（KW）n=960（r/min）n= n=269.66r/minnIV=89.89r/minP=5.247（KW）P=5.04（KW）P=

13、4.94（KW）PIV=4.54（KW）計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 （3）計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩為： Td=9550·Pd/nm=9550×5.3/960=52.72 N·m軸： T= Td·01= Td·1=52.72×0.99=52.2 N·m 軸： T= T·i·12= T·i·2·3 =52.2×3.56×0.99×0.97=178.45N·mIII軸：T = T·2·4=174.9 N·

14、;m螺旋輸送機(jī)軸：TIV = T ·i0·2·5=483.1N·m（4）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=5.247×0.99=5.2KWP= P×軸承=5.04×0.99=5.0KWP = P×軸承=4.94×0.99=4.9KW（5）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=52.2×0.99=51.68 N·mT = T×軸承=178.45×0.99=

15、 176.67N·mT = T×軸承=174.9×0.99= 173.15N·mT Td =52.72 N·mT=52.2 N·mTII=178.45N·mT=174.9 N·mTIV=483.1N·mPI= 5.2KWPII=5.0KWPIII=4.9KWTI=51.68N·mTII=176.67N·mTIII=173.15 N·m計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 綜合以上數(shù)據(jù)，得表如下：軸名功效率P （KW）轉(zhuǎn)矩T （N·m）轉(zhuǎn)速nr/min傳動(dòng)比 i效率輸入輸出輸入輸

16、出電動(dòng)機(jī)軸5.352.7296010.99軸5.255.252.251.689600.963.56軸5.045.0178.45176.67269.660.98軸4.944.9174.9173.15269.6630.92輸送機(jī)軸4.544.50483.1478.2789.89四、 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算(一)、減速器內(nèi)傳動(dòng)零件設(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)。選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。齒輪精度初選8級(jí)(2)、初選主要參數(shù) Z1=21 ，u=3.6 Z2=Z1·u=2

17、1×3.6=75.6 取Z2=76Z1=21Z2=76計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果由表10-7選取齒寬系數(shù)d=0.5·（u+1）·a=1.15（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 d1t 確定各參數(shù)值1) 試選載荷系數(shù)K=1.32) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×5.2/960 =5.17×104N·mm3) 材料彈性影響系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6取 ZE=189.84) 區(qū)域系數(shù) ZH=2.55) 由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；

18、大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。6) 由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160n1jLh60×960×1×（2×8×300×5）1.382×109 N2N1/3.63.84×1087) 由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN10.93；KHN20.97d1.15T1=5.17×104N·mmN11.382×109 N23.84×108計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，安全系數(shù)S1，由式（1012）得H10.93×600MPa558MPaH20.

19、97×550MPa533.5MPa（4）、計(jì)算1) 試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入H中較小值d1t=49.06mm2) 計(jì)算圓周速度v=2.5m/s3) 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mtb=d*d1t=1×49.76mm=49.06mmmt=2.33 mmh=2.25mt=2.25×2.33mm=5.242mmb/h=49.06/5.242=9.3594) 計(jì)算載荷系數(shù)K 已知工作有輕振，所以取KA=1.25，根據(jù)v=2.5m/s,8級(jí)精度，由圖108查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.08；H1558MPaH2533.5MPad1t49.06 mmv=2.5m/sb=49.06mmmt

20、=2.33mmh=5.242mmb/h=9.359計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果由表104用插值法查得8級(jí)精度，小齒輪相對(duì)軸承對(duì)稱布置時(shí)， KH=1.013由圖1013查得KF=1.015直齒輪KH=KF=1。故載荷系數(shù) K=KA*KV*KH*KH=1.25×1.08×1×1.013=1.3685) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（1010a）得 d1=mm=49.90mm6) 計(jì)算模數(shù)m m =mm=2.37 mm（5）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式(105)得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 m1） 確定計(jì)算參數(shù)A. 計(jì)算載荷系數(shù)K=KA*KV*KF*KF=1.25

21、5;1.08×1×1.015=1.37B. 查取齒型系數(shù)由表105查得YFa1=2.76；YFa2=2.228K=1.819d1=49.90mmm=2.37 mmK=1.37計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果C. 查取應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得Ysa1=1.56；Ysa2=1.762 D. 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限F1=500Mpa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限F2=380Mpa；由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.856，KFN2=0.892取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-12）F= F1=428Mpa F2=242.11MP

22、aE. 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較=0.01005=0.01621 大齒輪的數(shù)值大。（6）、設(shè)計(jì)計(jì)算m=1.65mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.65并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm 按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=49.90mm，算出小齒輪齒數(shù) Z1=d1/m=49.90/2=24.95取Z1=251=428Mpa2=242.11MPa=0.01005=0.01621m1.65mmm=2mmZ1=25計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 大齒輪齒數(shù) Z2=3.6x25=90（7）、幾何尺寸計(jì)算a) 計(jì)算分度圓直徑d1=m·Z=2×25=50 mm d2=m·Z1

23、=2×90=180mmb) 計(jì)算中心距a=m ·（Z1+Z2）=2×（25+90）/2=115 mmc) 計(jì)算齒輪寬度b= d1·d=50 取B2=50mm B1=55mm （8）、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 大齒輪采用腹板式，如圖10-39（機(jī)械設(shè)計(jì)）（二）、減速器外傳動(dòng)件設(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)。 直齒圓錐齒輪，小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面，小齒輪：45鋼。調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為230HBS；大齒輪：45鋼。正火處理，齒面硬度為190HBS。齒輪精度初選8級(jí)(2)、初選主要參數(shù) Z1=26，u=3 Z2=Z1·u=26

24、15;3=72 取Z2=90d1=50 mmd2=180mma=115 mmB2=50mm B1=55mmZ1=26u=3 Z2=72計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果（3）確定許用應(yīng)力 A: 確定極限應(yīng)力和 齒面硬度：小齒輪按230HBS，大齒輪按190HBS 查圖10-21得=580Mpa, =550 Mpa 查圖10-20得=450Mpa, =380MpaB: 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)kHN,kFN N1=60n3jLh =60×269.66×1×（2×8×300×5）=3.883×108N2=N1/u=3.883

25、15;108/3=1.294×108查圖1019得kHN1=0.96,kHN2=0.98C：計(jì)算接觸許用應(yīng)力 取 由許用應(yīng)力接觸疲勞應(yīng)力公式查圖10-18得kFE1=0.89 kFE2=0.91（4）初步計(jì)算齒輪的主要尺寸N1=3.883×108N2=1.294×108計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過(guò)低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算按式（1026）試算，即 dt確定各參數(shù)值1) 試選載荷系數(shù)K=1.32) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=9.55×106×P/n3=9.55×106×4.9/269.66 =1

26、.74×104N·mm3) 材料彈性影響系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6取 ZE=189.84）試算小齒輪分度圓直徑d1tdt =47.53mm 5）計(jì)算圓周速度 v=0.671m/s因?yàn)橛休p微震動(dòng)，查表10-2得KA=1.25。根據(jù)v=0.67m/s,8級(jí)精度，由圖108查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.03；T1=1.74×104N·mmdt47.53mmv=0.671m/s計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 取故載荷系數(shù) K=KA*KV*KH*KH=1.25×1.03×1×1.2=1.545 6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（101

27、0a）得 d1=mm=50.34mm 50.34=42.789mm7） 計(jì)算大端模數(shù)m m =mm=1.94 mm（5）、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式(1023) mn確定計(jì)算參數(shù)1） 計(jì)算載荷系數(shù) 由表10-9查得KHbe=1.25 則KF=1.5 KHbe=1.875K=KAKVKFKF=1.25×1.03×1×1.875=2.4142）齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)K=1.545d1=50.34mmdm1=42.789mmm=1.94K=2.414計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果因?yàn)辇X形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)按當(dāng)量齒數(shù)算。其中 查表10-5 齒形系數(shù) YFa1=2.57；YFa2

28、=2.06應(yīng)力修正系數(shù) Ysa1=1.60；Ysa2=1.973）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較=0.01437=0.01643 大齒輪的數(shù)值大。4）設(shè)計(jì)計(jì)算mn =1.812對(duì)比計(jì)算結(jié)果，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.812并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm 按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=50.34mm，算出小齒輪齒數(shù) Z1=d1/m=50.34/2=25.17取Z1=25=0.01437=0.01643mn1.812Z1=25計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 大齒輪齒數(shù) Z2=3x25=75（7）、幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算分度圓直徑d1=m·Z=2×25=50 mm d2=m·

29、Z1=2×75=150mm2)計(jì)算錐距R=79.063)計(jì)算齒輪寬度b= R·R=79.06x0.3=23.7 取B2=30mm B1=25mm五、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）、減速器輸入軸（I軸）1、初步確定軸的最小直徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217-255HBS軸的輸入功率為PI=5.25 KW 轉(zhuǎn)速為nI=960r/min根據(jù)課本P370（15-2）式，并查表15-3，取A0=115d2、求作用在齒輪上的受力Z2=75d1=50 mmd2=150mmR=79.06b=23.7B2=30mm B1=25mmd計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 因已知道小齒輪的分度圓直徑為d1=50mm而 F

30、t1=2067.2NFr1=Ft=752.4N圓周力Ft1，徑向力Fr1的方向如下圖所示。3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案1，5滾動(dòng)軸承 2軸 3齒輪軸的輪齒段 6密封蓋7軸承端蓋 8軸端擋圈 9半聯(lián)軸器2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度從聯(lián)軸器開(kāi)始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過(guò)鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取=22mm，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KA×TI=1.3×52.2=67.86Nm，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50141986，選用YL6型凸緣聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為l1=52mm,軸段長(zhǎng)L1=50mm右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑Ft1=2067.2NFr1=752.4

31、ND1=24mmL1=50mm計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 取30mm,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，故取該段長(zhǎng)為L(zhǎng)2=74mm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6207型軸承，其尺寸為d×D×B=35×72×17，那么該段的直徑為35mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)3=20mm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=45mm，長(zhǎng)度取L4= 22.5mm右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為54mm，分度圓直徑為50mm

32、，齒輪的寬度為55mm，則，此段的直徑為D5=54mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)5=55mm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=45mm 長(zhǎng)度取L6= 22.5mm 右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為D7=35mm，長(zhǎng)度L7=20mm4、求軸上的的載荷1）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 =1033.6N垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0D2=30mmL2=74mmD3=35mmL3=20mmD4=45mmL4= 22.5mmD5=54mmL5=55mmD6=45mmL6= 22.

33、5mmD7=35mm，L7=18mmRA=RB=1033.6N計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 那么RA=RB =Fr/2=376.2N2） 作出軸上各段受力情況及彎矩圖3） 判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度右起第四段剖面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=70.36Nm ,由課本表15-1有:-1=60Mpa 則：RA=RB 376.2 N計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 e= MeC2/W= MeC2/(0.1·D43)=70.36×1000/(0.1×453)=7.72<-1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：

34、e= MD/W= MD/(0.1·D13)=35.4×1000/(0.1×243)=25.61 Nm<-1 所以確定的尺寸是安全的 。（二）、減速器輸出軸（II軸）1、初步確定軸的最小直徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217-255HBS軸的輸入功率為PI=5.04KW 轉(zhuǎn)速為nI=269.66r/min根據(jù)課本P370（15-2）式，并查表15-3，取A0=115d2、求作用在齒輪上的受力因已知道大齒輪的分度圓直徑為d2=180mm而 Ft1=1963NFr1=Ft=714.5N圓周力Ft1，徑向力Fr1的方向如下圖所示。dFt1=1963NFr1=714.5N計(jì)

35、算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案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）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度從聯(lián)軸器開(kāi)始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過(guò)鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取32mm，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KA×T=1.3×178.45=231.99N.m，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50141985，選用HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為l1=82mm,軸段長(zhǎng)L1=80mm右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取40mm,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

36、離為30mm，故取該段長(zhǎng)為L(zhǎng)2=74mm右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則D1=32mmL1=80D2=40mmL2=74mm計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6209型軸承，其尺寸為d×D×B=45×85×19，那么該段的直徑為45mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)3=41mm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180mm，則第四段的直徑取50mm,齒輪寬為b=50mm，為了保證定位的可靠性，取軸段長(zhǎng)度為L(zhǎng)4=48mm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=56mm

37、 ,長(zhǎng)度取L5=6mm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=60mm 長(zhǎng)度取L6= 20mm 右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為D7=45mm，長(zhǎng)度L7=19mm4、求軸上的的載荷1）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 =981.5N垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0那么RA=RB =Fr/2=357.25N4） 作出軸上各段受力情況及彎矩圖D3=45mmL3=41mmD4=50mmL4=48mmD5=56mmL5=6mm D6=60mmL6= 20mmD7=45mm，

38、L7=19mmRA=RB=Ft/2 =981.5NRA=RB =357.25N計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果5） 判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度右起第四段剖面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=121.83Nm ,由課本表15-1有:-1=60Mpa 則：e= MeC2/W= MeC2/(0.1·D43)計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 =124.83×1000/(0.1×503)=9.75<-1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/(0.1·D13)=106×1000/

39、(0.1×323)=32.35Nm<-1 所以確定的尺寸是安全的 。六、 箱體的設(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(kāi)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(lái)。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(lái)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

40、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。計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果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(kāi)。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

41、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。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：計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 名稱符號(hào)尺寸（mm）機(jī)座壁厚10機(jī)蓋壁厚110機(jī)座凸緣厚度b15機(jī)蓋凸緣厚度b 115機(jī)座底凸緣厚度b 225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C128, 24, 20df

42、，d1, d2至凸緣邊緣距離C224, 20，16軸承旁凸臺(tái)半徑R112, 8凸臺(tái)高度h 根據(jù)低速級(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l1 35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2 20機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1 ,m28， 8軸承端蓋外徑D290， 105軸承端蓋凸緣厚度t 10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=D2七、 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算1.輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d3=50mm L3=48mm T=178.45Nm查手冊(cè) 選用A型平鍵A鍵 16×10 GB1096-2003 L=L1-b=48-16=32

43、mm根據(jù)課本（6-1）式得計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果p=4 ·T/(d·h·L)=4×176.67×1000/（16×10×32）=138.02Mpa < R (150Mpa)2. 輸入軸與聯(lián)軸器1聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d2=24mm L2=50mm T=51.68N·m查手冊(cè) 選C型平鍵 GB1096-2003B鍵8×7 GB1096-79l=L2-b=50-8-2=40mm h=7mmp=4 ·T/（d·h·l）=4×51.68×1000/（8

44、15;7×40）= 92.28Mpa < p (150Mpa)3. 輸出軸與聯(lián)軸器2聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d2=32mm L2=80mm T=176.67N·m查手冊(cè) 選C型平鍵 GB1096-2003C鍵10×8 GB1096-79l=L2-b=80-10=70mm h=8mmp=4 ·T/（d·h·l）=4×176.67×1000/（10×8×70）= 126.2Mpa < p (150Mpa)計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果八、 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命Lh=2

45、5;8×300×5=24000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=752.4N（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)選擇6207軸承 Cr=19.8KN預(yù)期壽命足夠此軸承合格2.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=714.5N計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果 （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)選擇6209軸承 Cr=24.5KN預(yù)期壽命足夠此軸承合格九、 聯(lián)連軸器的選擇（1）類型選擇 由于兩軸相對(duì)

46、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)軸器或凸緣聯(lián)軸器。 （2）載荷計(jì)算計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC2=KA×T=1.3×176.67=229.67Nm， TC1=KA×T=1.3×51.68=67.19Nm，其中KA為工況系數(shù)，KA=1.3（3）型號(hào)選擇根據(jù)TC2，軸徑d2，軸的轉(zhuǎn)速n2， 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50141985，輸出軸選用HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其額定轉(zhuǎn)矩T=315Nm, 許用轉(zhuǎn)速n=5600r/m ,故符合要求。根據(jù)TC1，軸徑d1，軸的轉(zhuǎn)速n1， 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 58431985，輸入軸選用YL6型凸緣聯(lián)器，其額定轉(zhuǎn)矩T=100Nm, 許用轉(zhuǎn)速n=5200r/m ,故符合要求。十、減速器附件的選擇通氣器由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過(guò)濾），采用M18×1.5油面指示器選用游標(biāo)尺M(jìn)16起吊裝置采用箱蓋吊耳、箱座吊耳放油螺塞選用外六角油塞及墊片M16×1.5十一、潤(rùn)滑與密封一、 齒輪的潤(rùn)滑采用浸油潤(rùn)滑，由于低速級(jí)周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為35mm。二、 滾動(dòng)