薄壁零件沖床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(公式WORD手寫(xiě))

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目： 薄壁零件沖床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)械自動(dòng)化學(xué)院 設(shè) 計(jì) 者： 指導(dǎo)教師： xxxx年x月xx日北京航空航天大學(xué)目錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 11、 設(shè)計(jì)題目：薄壁零件沖床的設(shè)計(jì) 12、 設(shè)計(jì)背景： 13、 設(shè)計(jì)參數(shù)： 24、 設(shè)計(jì)任務(wù) 2二、 總體方案設(shè)計(jì) 21、 傳動(dòng)法案的擬定 22、 電動(dòng)機(jī)的選擇 43、 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 5三、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 61、 斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 6（1） 高速及齒輪設(shè)計(jì) 6（2） 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 112、傳送帶的設(shè)計(jì) 163、軸的設(shè)計(jì) 17(1 高速軸的設(shè)計(jì) 17(2 中速軸的設(shè)計(jì) 21(3 低速軸的設(shè)計(jì) 254、 軸承的設(shè)計(jì)和校核

2、 295、鍵連接設(shè)計(jì) 31四、 減速器箱體及附件的設(shè)計(jì) 321. 減速器尺寸 322. 減速器的潤(rùn)滑 333. 密封件的選擇 34五、 其他 34六、參考資料 35前言機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)是針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)系列課程的要求，由原機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)綜合而成的一門(mén)設(shè)計(jì)實(shí)踐性課程：是繼機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)課程后，理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，培養(yǎng)工科學(xué)生機(jī)械工程設(shè)計(jì)能力的課程。此次著重對(duì)薄壁零件沖床機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，涉及到了沖床的尺寸，選材，熱處理方式，工作條件，應(yīng)力校核等多方面。對(duì)前面所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了回顧以及綜合的運(yùn)用，主要涉及到材料力學(xué)，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，工程材料等課程。一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1、 設(shè)計(jì)

3、題目：薄壁零件沖床的設(shè)計(jì)2、 設(shè)計(jì)背景：（1） 工作原理： 薄壁零件沖床的組成框圖如圖1所示。圖1 薄壁零件沖床的組成框圖工作原理如圖2a所示。在沖制薄壁零件時(shí)，上模（沖頭）以較大的速度接近坯料，然后以勻速進(jìn)行拉延成形工作，接著上模繼續(xù)下行將成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模后，送料機(jī)構(gòu)從側(cè)面將坯料送至待加工位置，完成一個(gè)工作循環(huán)。圖2 薄壁零件沖制工作原理圖（2） 設(shè)計(jì)條件與要求動(dòng)力源為電動(dòng)機(jī)，上模做上下往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其大致運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖2b所示，要求有快速下沉、勻速工作進(jìn)給和快速返回的特征。上模工作段的長(zhǎng)度L=40100mm,對(duì)應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角=60º90º；上模行程長(zhǎng)度

4、必須大于工作段長(zhǎng)度的兩倍以上，行程速比系數(shù)K1.5。上模到達(dá)工作段之前，送料機(jī)構(gòu)已將坯料送至待加工位置（下模上方），如圖2a所示。送料距離L=60250mm。要求機(jī)構(gòu)具有良好的傳力特性，特別是工作段的壓力角應(yīng)盡可能小，一般取許用壓力角=50º。生產(chǎn)率為每分鐘70件。按平均功率選用電動(dòng)機(jī)。需要5臺(tái)沖床。室內(nèi)工作，載荷有輕微沖擊，動(dòng)力源為三相交流電動(dòng)機(jī)。使用期限為10年，每年工作250天，每天工作16小時(shí)。每半年保養(yǎng)一次，每三年大修一次。（3） 生產(chǎn)狀況：中等規(guī)模機(jī)械廠(chǎng)，可加工7、8級(jí)精度的齒輪、蝸輪。3、 設(shè)計(jì)參數(shù)：沖床載荷5500N，上模工作段長(zhǎng)度L=90，工作段對(duì)應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)交= 。

5、4、 設(shè)計(jì)任務(wù)（1） 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)總體運(yùn)動(dòng)方案；畫(huà)出系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，完成運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)論證報(bào)告。（2） 成傳動(dòng)系統(tǒng)或執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，畫(huà)出傳動(dòng)系統(tǒng)或執(zhí)行系統(tǒng)的裝配圖。（3） 設(shè)計(jì)主要零件，完成2張零件工作圖。（4） 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。二、 總體方案設(shè)計(jì)1、 傳動(dòng)法案的擬定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，該傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)分成原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分。（1） 原動(dòng)機(jī)的選擇按設(shè)計(jì)要求，動(dòng)力源為三相交流電動(dòng)機(jī)。（2） 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇可選用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型有：帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)。帶傳動(dòng)平穩(wěn)性好，噪音小，有緩沖吸震及過(guò)載保護(hù)的能力，精度要求不高，制造、安裝、維護(hù)都比較方便，成本也較低，但是傳動(dòng)效率低，傳

6、動(dòng)比不恒定，壽命短；鏈傳動(dòng)雖然傳動(dòng)效率高，但會(huì)引起一定的震動(dòng)，且緩沖吸震能力差；蝸輪蝸桿傳動(dòng)對(duì)然平穩(wěn)性好，但效率低，沒(méi)有緩沖吸震和過(guò)載保護(hù)的能力，制造要求精度高；而齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比恒定，工作平穩(wěn)性好，完全符合設(shè)計(jì)要求，故選用齒輪傳動(dòng)?？倐鲃?dòng)比13.857，不是很高，也無(wú)傳動(dòng)方向的變化，所以初步?jīng)Q定采用二級(jí)圓柱斜齒輪減速器，以實(shí)現(xiàn)在滿(mǎn)足傳動(dòng)比要求的同時(shí)擁有較高的效率和比較緊湊的結(jié)構(gòu)，同時(shí)封閉的結(jié)構(gòu)有利于在粉塵較大的工作環(huán)境下工作。簡(jiǎn)圖如下：（3） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇工作機(jī)應(yīng)采用往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)?？蛇x擇的有：連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)是要將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)

7、動(dòng)，所以連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)均可，凸輪機(jī)構(gòu)能夠較容易獲得理想的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而齒輪齒條機(jī)構(gòu)加工復(fù)雜、成本高，所以不采用。同時(shí)由于不考慮送料機(jī)構(gòu)，同時(shí)考慮到凸輪尺寸以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律實(shí)現(xiàn)的可行性，結(jié)合前輩的經(jīng)驗(yàn)和自己的思考，最終決定一種方案。簡(jiǎn)圖如下：1> 改進(jìn)方案2> 傳統(tǒng)方案（4） 方案評(píng)價(jià)傳統(tǒng)方案和改進(jìn)方案都滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，但是和傳統(tǒng)方案相比，改進(jìn)方案中由于利用的杠桿原理，工件端傳遞力矩和運(yùn)動(dòng)規(guī)律更簡(jiǎn)單的通過(guò)兩平行杠桿傳遞到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)端，同時(shí)壓力角更易計(jì)算，而且傳動(dòng)更平穩(wěn)。綜上所述，最終決定使用改進(jìn)后的方案。2、 電動(dòng)機(jī)的選擇（1） 選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型按工作要求，選用Y系列全封閉自扇

8、冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380V。（2） 選擇電動(dòng)機(jī)容量電動(dòng)機(jī)所需工作效率為 = 沖壓載荷F=5500N，上模工作段長(zhǎng)度L=90mm,上模工作段對(duì)應(yīng)的曲柄= ，n=70r/min上模工作時(shí)間t= × =0,2024工作機(jī)所需功率 = = = =2.46kw傳動(dòng)裝置的總效率 = 其中：聯(lián)軸器效率 閉式齒輪傳動(dòng)效率 滾動(dòng)軸承效率 （一對(duì)）鏈傳動(dòng)效率 凸輪曲柄滑塊效率 計(jì)算得 所需電動(dòng)機(jī)功率 = =5.59kw因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率 大于 即可。根據(jù)所查數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)的額定功率為7.5kw（3） 選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工作轉(zhuǎn)速 ，通常，耳機(jī)圓柱齒輪減速器減速比為840，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍

9、 （840）×70r/min=5602800r/min。進(jìn)行綜合考慮價(jià)格、重量、傳動(dòng)比等因素，選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min,選定電機(jī)型號(hào)為Y160M-6，額定功率 ,滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為 970。3、 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（1） 分配傳動(dòng)比A、 總傳動(dòng)比 B、 分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比 則低速級(jí)得傳動(dòng)比 （2） 參數(shù)的計(jì)算A、 O軸（電動(dòng)機(jī)軸）B、 軸（高速軸）C、 軸（中速軸）D、軸（低速軸）軸名功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/ 轉(zhuǎn)速r/min傳動(dòng)比i效率 輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸5.5955.0497010.99軸5.535.4854.4953.959704.40

10、50.96軸5.365.31232.62230.29220.23.1460.96軸5.105.05695.92688.9670三、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)1、 斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)（1） 高速及齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1.選擇材料和精度等級(jí)考慮到主動(dòng)輪輪速不是很高，故采用斜齒，小齒輪用40Cr，調(diào)制處理，硬度241286HB，平均取260HB，大齒輪用45鋼，調(diào)制處理，硬度為229286HB平均取240HB。8級(jí)精度。2初步計(jì)算小齒輪直徑 因?yàn)椴捎瞄]式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，按齒面接觸強(qiáng)度初步估算小齒輪分度圓直徑， ，初取 ， ，動(dòng)載荷系數(shù)K=1.4，轉(zhuǎn)矩 ，齒寬系數(shù) 查表基礎(chǔ)疲勞強(qiáng)度 ， 則 初步計(jì)算許用

11、接觸應(yīng)力 ,估算 初取 K=1.43.確定基本參數(shù)校核圓周速度v和精度等級(jí)圓周速度 ，精度等級(jí)取8級(jí)精度合理確定齒數(shù) ， ,取 （互質(zhì)）確定模數(shù) ，查表取 確定螺旋角 （與估計(jì)值接近）小齒輪直徑 大齒輪直徑 初步齒寬 校核傳動(dòng)比誤差：因齒數(shù)未做圓整，傳動(dòng)比不變。4.校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度由校核齒面解除疲勞強(qiáng)度。計(jì)算齒面接觸應(yīng)力 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 彈性系數(shù) 重合度系數(shù) 由端面重合度 和縱向重合度 確定，其中：端面重合度 由于無(wú)變位，端面嚙合角 解得 縱向重合度為 故 螺旋角系數(shù) 使用系數(shù) =1.50 動(dòng)載荷系數(shù) =1.15齒間載荷分布系數(shù)，其中：對(duì)稱(chēng)支承，調(diào)質(zhì)齒輪精度等級(jí)8級(jí)齒面接觸應(yīng)力 計(jì)算許用接觸

12、應(yīng)力 總工作時(shí)間： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)： , 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)： , 齒面工作硬化系數(shù)： 接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)： 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)： 接觸最小安全系數(shù)取解得許用接觸應(yīng)力： ， 驗(yàn)算： 接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無(wú)須調(diào)整。5. 確定主要尺寸中心距： 圓整取 由公式 可求得精確的螺旋角合理端面模數(shù) 小齒輪直徑 大齒輪直徑 齒寬 小齒輪當(dāng)量齒數(shù) 大齒輪當(dāng)量齒數(shù) 6.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力使用系數(shù) 動(dòng)載荷系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù) 重合度系數(shù)： 齒形系數(shù)： , 應(yīng)力修正系數(shù)： ， 螺旋角系數(shù)： , 計(jì)算需用彎曲應(yīng)力齒根彎曲疲勞極限, 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)：彎曲

13、強(qiáng)度尺寸系數(shù)： 彎曲壽命系數(shù)： , 應(yīng)力修正系數(shù)： 相對(duì)齒根圓攪敏感及表面狀況系數(shù)：， 彎曲疲勞強(qiáng)度的校核7.靜載荷校核無(wú)嚴(yán)重過(guò)載，無(wú)需靜載荷校核。（2） 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1.選擇材料和精度等級(jí)考慮到主動(dòng)輪輪速不是很高，故采用斜齒，小齒輪用40Cr，調(diào)制處理，硬度241286HB，平均取260HB，大齒輪用45鋼，調(diào)制處理，硬度為229286HB平均取240HB。8級(jí)精度。2初步計(jì)算小齒輪直徑 因?yàn)椴捎瞄]式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，按齒面接觸強(qiáng)度初步估算小齒輪分度圓直徑， ，初取 ， ，動(dòng)載荷系數(shù)K=1.4，轉(zhuǎn)矩 ，齒寬系數(shù) 查表基礎(chǔ)疲勞強(qiáng)度 ， 則 初步計(jì)算許用接觸應(yīng)力 ,估算 初取

14、 K=1.43.確定基本參數(shù)校核圓周速度v和精度等級(jí)圓周速度 ，精度等級(jí)取8級(jí)精度合理確定齒數(shù) ， ,取 （互質(zhì)）確定模數(shù) ，查表取 確定螺旋角 （與估計(jì)值接近）小齒輪直徑 大齒輪直徑 初步齒寬 校核傳動(dòng)比誤差：因齒數(shù)未做圓整，傳動(dòng)比不變。4.校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度由校核齒面解除疲勞強(qiáng)度。計(jì)算齒面接觸應(yīng)力 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 彈性系數(shù) 重合度系數(shù) 由端面重合度 和縱向重合度 確定，其中：端面重合度 由于無(wú)變位，端面嚙合角 解得 縱向重合度為 故 螺旋角系數(shù) 使用系數(shù) 動(dòng)載荷系數(shù) 齒間載荷分布系數(shù)，其中：對(duì)稱(chēng)支承，調(diào)質(zhì)齒輪精度等級(jí)8級(jí)齒面接觸應(yīng)力 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 總工作時(shí)間： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 接觸強(qiáng)度

15、壽命系數(shù)： , 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)： , 齒面工作硬化系數(shù)： 接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)： 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)： 接觸最小安全系數(shù)取解得許用接觸應(yīng)力： ， 驗(yàn)算： 接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無(wú)須調(diào)整。5. 確定主要尺寸中心距： 圓整取 由公式 可求得精確的螺旋角合理端面模數(shù) 小齒輪直徑 大齒輪直徑 齒寬 小齒輪當(dāng)量齒數(shù) 大齒輪當(dāng)量齒數(shù) 6.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力使用系數(shù) 動(dòng)載荷系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù) 重合度系數(shù)： 齒形系數(shù)： , 應(yīng)力修正系數(shù)： ， 螺旋角系數(shù)： , 計(jì)算需用彎曲應(yīng)力齒根彎曲疲勞極限, 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)：彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)： 彎曲壽命系數(shù)： , 應(yīng)力修正

16、系數(shù)： 相對(duì)齒根圓攪敏感及表面狀況系數(shù)：， 彎曲疲勞強(qiáng)度的校核7.靜強(qiáng)度校核無(wú)嚴(yán)重過(guò)載，無(wú)需靜載荷校核。2、傳送帶的設(shè)計(jì)1.確定計(jì)算功率 2.確定帶型根據(jù) 和n選取普通V帶型號(hào)：C型帶小帶輪直徑 3.確定帶輪直徑和帶速C型帶 大帶輪直徑 取208mm小帶輪轉(zhuǎn)速 4.計(jì)算帶傳動(dòng)中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 取 計(jì)算帶的初步基準(zhǔn)長(zhǎng)度 選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度 求實(shí)際中心距a取 5.計(jì)算小帶輪包角滿(mǎn)足要求6.確定帶根數(shù) 包角系數(shù) 長(zhǎng)度系數(shù) 取7條7.確定帶的初拉力8.計(jì)算傳動(dòng)帶在軸上的作用力 9.確定帶寬外徑 3、軸的設(shè)計(jì)(1 高速軸的設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程計(jì)算結(jié)果1.選擇材料和熱處理根據(jù)軸的使用條件，由于是齒輪軸故選

17、與齒輪相同的材料40Cr,調(diào)制處理，硬度241286HB,平均260HB40Cr調(diào)制處理2.按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑按聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)系列，取軸徑 軸孔長(zhǎng)度 3.初步設(shè)計(jì)周的結(jié)構(gòu)初選3尺寸系列深溝球軸承6308一對(duì)，d=40mm,D=90mm,B=23mm初步設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)如下圖：深溝球軸承6308一對(duì)4.軸的空間受力分析該軸所受的外載荷為轉(zhuǎn)矩，小齒輪上的作用力，由于外部連接聯(lián)軸器故忽略皮帶輪的壓軸力，空間受力圖如下：輸入轉(zhuǎn)矩 小齒輪的圓周力 小齒輪的徑向力 小齒輪的軸向力 5.計(jì)算軸承支撐點(diǎn)的支反力垂直面支反力和彎矩計(jì)算受力圖和彎矩圖如下：水平面支反力及彎矩 6.計(jì)算并繪制合成彎矩圖合成彎矩圖圖：7.計(jì)

18、算并繪制轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩圖：8.計(jì)算并繪制當(dāng)量彎矩圖轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)考慮，取 C為危險(xiǎn)截面，當(dāng)量彎矩為：當(dāng)量彎矩圖：9.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度危險(xiǎn)截面處的彎曲應(yīng)力： 安全(2 中速軸的設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程計(jì)算結(jié)果1.選擇材料和熱處理根據(jù)軸的使用條件，選擇40Cr,調(diào)制處理，硬度241286HB,平均260HB40Cr調(diào)制處理2.按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑取軸徑 3.初步設(shè)計(jì)周的結(jié)構(gòu)初選3尺寸系列深溝球軸承6308一對(duì)，d=40mm,D=90mm,B=23mm初步設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)如下圖：深溝球軸承6308一對(duì)4.軸的空間受力分析該軸所受的外載荷為轉(zhuǎn)矩，小齒輪上的作用力，由于外部連接聯(lián)軸器故忽略皮帶輪的壓軸力，空

19、間受力圖如下：輸入轉(zhuǎn)矩 小齒輪的圓周力 大齒輪的圓周力 小齒輪的徑向力 大齒輪的徑向力 小齒輪的軸向力 大齒輪的軸向力 5.計(jì)算軸承支撐點(diǎn)的支反力垂直面支反力和彎矩計(jì)算受力圖和彎矩圖如下：水平面支反力及彎矩6.計(jì)算并繪制合成彎矩圖合成彎矩圖圖：7.計(jì)算并繪制轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩圖：8.計(jì)算并繪制當(dāng)量彎矩圖轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)考慮，取 為危險(xiǎn)截面，當(dāng)量彎矩為：當(dāng)量彎矩圖：9.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度危險(xiǎn)截面處的彎曲應(yīng)力： 安全(3 低速軸的設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程計(jì)算結(jié)果1.選擇材料和熱處理根據(jù)軸的使用條件，選擇 40Cr,調(diào)制處理，硬度241286HB,平均260HB40Cr調(diào)制處理2.按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑按聯(lián)軸

20、器的標(biāo)準(zhǔn)系列，取軸徑 3.初步設(shè)計(jì)周的結(jié)構(gòu)初選3尺寸系列深溝球軸承6311一對(duì)，d=55mm,D=120mm,B=29mm初步設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)如下圖：深溝球軸承6311一對(duì)4.軸的空間受力分析該軸所受的外載荷為轉(zhuǎn)矩，小齒輪上的作用力，由于外部連接聯(lián)軸器故忽略皮帶輪的壓軸力，空間受力圖如下：輸入轉(zhuǎn)矩 小齒輪的圓周力 小齒輪的徑向力 小齒輪的軸向力 5.計(jì)算軸承支撐點(diǎn)的支反力垂直面支反力和彎矩計(jì)算受力圖和彎矩圖如下：水平面支反力及彎矩6.計(jì)算并繪制合成彎矩圖合成彎矩圖圖：7.計(jì)算并繪制轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩圖：8.計(jì)算并繪制當(dāng)量彎矩圖轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)考慮，取 C為危險(xiǎn)截面，當(dāng)量彎矩為：當(dāng)量彎矩圖：9.按彎扭合成應(yīng)力

21、校核軸的強(qiáng)度危險(xiǎn)截面處的彎曲應(yīng)力： 安全4、 軸承的設(shè)計(jì)和校核（1） 高速軸軸承深溝球軸承6308一對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過(guò)程計(jì)算結(jié)果查相關(guān)機(jī)械手冊(cè)，該軸承基本額定動(dòng)載荷C=40.8kN,額定靜載荷， 脂潤(rùn)滑的極限轉(zhuǎn)速軸承的受力情況如下圖：當(dāng)量動(dòng)載荷：查表可得：軸承壽命：深溝球軸承 按壽命短的軸承計(jì)算符合壽命要求（2） 中速軸軸承深溝球軸承6308一對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過(guò)程計(jì)算結(jié)果查相關(guān)機(jī)械手冊(cè)，該軸承基本額定動(dòng)載荷C=40.8kN,額定靜載荷， 脂潤(rùn)滑的極限轉(zhuǎn)速軸承的受力情況如下圖：當(dāng)量動(dòng)載荷：查表可得：軸承壽命：深溝球軸承 按壽命短的軸承計(jì)算符合壽命要求(3 低速軸軸承深溝球軸承6311一對(duì)

22、項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過(guò)程計(jì)算結(jié)果查相關(guān)機(jī)械手冊(cè)，該軸承基本額定動(dòng)載荷C=40.8kN,額定靜載荷， 脂潤(rùn)滑的極限轉(zhuǎn)速軸承的受力情況如下圖：當(dāng)量動(dòng)載荷：查表可得：軸承壽命：深溝球軸承 按壽命短的軸承計(jì)算符合壽命要求5、鍵連接設(shè)計(jì)項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1.高速軸與電機(jī)軸連接鍵的選擇和校核靜聯(lián)接,選用普通平鍵，圓頭，故應(yīng)選用鍵10×8，鍵長(zhǎng)56，標(biāo)準(zhǔn)GB/T1096-2003接觸長(zhǎng)度 軸徑 故滿(mǎn)足要求2.中間軸與減速大齒輪連接鍵的選擇和校核靜聯(lián)接,選用普通平鍵，圓頭，故應(yīng)選用鍵14×9，鍵長(zhǎng)40，標(biāo)準(zhǔn)GB/T1096-2003接觸長(zhǎng)度 軸徑 故滿(mǎn)足要求3.中間軸與減速小齒輪連接鍵的選

23、擇和校核靜聯(lián)接,選用普通平鍵，圓頭，故應(yīng)選用鍵14×9，鍵長(zhǎng)76，標(biāo)準(zhǔn)GB/T1096-2003接觸長(zhǎng)度 軸徑 故滿(mǎn)足要求4.低速軸與二級(jí)減速大齒輪連接鍵的選擇和校核靜聯(lián)接,選用普通平鍵，圓頭，故應(yīng)選用鍵18×11，鍵長(zhǎng)70，標(biāo)準(zhǔn)GB/T1096-2003接觸長(zhǎng)度 軸徑 故滿(mǎn)足要求5.低速軸與輸出聯(lián)軸器連接鍵的選擇和校核靜聯(lián)接,選用普通平鍵，圓頭，故應(yīng)選用鍵14×9，鍵長(zhǎng)70，標(biāo)準(zhǔn)GB/T1096-2003接觸長(zhǎng)度 軸徑 故滿(mǎn)足要求四、 減速器箱體及附件的設(shè)計(jì)1. 減速器尺寸減速器箱體結(jié)構(gòu)的尺寸名稱(chēng)符號(hào)尺寸箱座壁厚二級(jí)：0.025a+38，8mm箱蓋壁厚二級(jí)：0.

24、025a+38，8mm箱座凸緣厚度b1.5,12mm箱蓋凸緣厚度1.5,12mm箱座凸緣厚度2.5,20mm地腳螺栓直徑0.036a+12,20mm軸承旁聯(lián)接螺栓直徑0.75,16mm箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑（0.50.6）,10mm聯(lián)接螺栓的間距150200mm軸承端蓋螺釘直徑（0.40.5）,8mm窺視孔蓋螺釘直徑（0.3-0.4）,6mm定位銷(xiāo)直徑d(0.7-0.8 ,6mm安裝螺栓直徑16mm外箱壁至軸承座端面距離,48mm大齒輪頂圓與內(nèi)壁距離>1.2,10mm齒輪端面與內(nèi)壁距離>,10mm2. 減速器的潤(rùn)滑齒輪的潤(rùn)滑閉式齒輪傳動(dòng)，根據(jù)齒輪的圓周速度大小選擇潤(rùn)滑方式。圓周速度

25、時(shí)，常選擇將大齒輪浸入油池的浸油潤(rùn)滑。本減速箱中圓周速度最快的輸入級(jí)小齒輪，其圓周速度為2.53m/s，故采用浸油潤(rùn)滑。對(duì)于圓柱齒輪而言，齒輪浸入油池深度至少為12個(gè)齒高，但浸油深度不得大于分度圓半徑的1/3。為避免齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將沉積在油池底部的污物攪起，造成齒面磨損，大齒輪齒頂距油池底面距離不小于3050mm。根據(jù)以上要求，減速箱使用前須加注潤(rùn)滑油，使油面高度達(dá)到3371mm。從而選擇全損耗系統(tǒng)用油(GB 443-1989，牌號(hào)為L(zhǎng)-AN10。 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑劑可以是脂潤(rùn)滑、潤(rùn)滑油或固體潤(rùn)滑劑。選擇何種潤(rùn)滑方式可以根據(jù)速度因數(shù)值來(lái)判斷。其中：為軸頸直徑，為工作轉(zhuǎn)速。當(dāng)時(shí)宜用脂潤(rùn)滑

26、；否則應(yīng)使用其他方式的潤(rùn)滑。輸入級(jí)一對(duì)軸承值為： 中間級(jí)一對(duì)軸承值為： 輸出級(jí)一對(duì)軸承值為： 由于各軸承的值均小于，所以均選擇脂潤(rùn)滑。采用脂潤(rùn)滑軸承的時(shí)候，為避免稀油稀釋油脂，需用擋油環(huán)將軸承與箱體內(nèi)部隔開(kāi)，且軸承與箱體內(nèi)壁需保持一定的距離。在本箱體設(shè)計(jì)中滾動(dòng)軸承距箱體內(nèi)壁距離因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的減速器為室內(nèi)工作，環(huán)境較為穩(wěn)定，故選用通用鋰基潤(rùn)滑脂（GB 7324-1987），它適用于寬溫度范圍內(nèi)各種機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑，選用牌號(hào)為ZL-1的潤(rùn)滑脂。3. 密封件的選擇為防止箱體內(nèi)潤(rùn)滑劑外泄和外部雜質(zhì)進(jìn)入箱體內(nèi)部影響箱體工作，在構(gòu)成箱體的各零件間，如箱蓋與箱座間、及外伸軸的輸出、輸入軸與軸承蓋間，需設(shè)置不同形式的密封裝置。對(duì)于無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合面，常用密封膠、耐油橡膠墊圈等；對(duì)于旋轉(zhuǎn)零件如外伸軸的密封，則需根據(jù)其不同的運(yùn)動(dòng)速度和密封要求考慮不同的密封件和結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)中由于密封界面的相對(duì)速度較小，故采用接觸式密封。輸入軸與軸承蓋間V <3m/s，輸出軸與軸承蓋間也為V <3m/s，故均采用半粗羊毛氈封油圈。五、 其他1. 減速器裝配前，必須按圖紙檢驗(yàn)各個(gè)部分零件，然后需用煤油清洗，滾動(dòng)軸承用汽油清洗，