機(jī)械方案課程方案展開式二圓柱齒輪減速器

1、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計2011-2012 第 1 學(xué)期姓 名：班 級：指導(dǎo)教師：成 績：日期：2011年6月目錄1. 設(shè)計目的22. 設(shè)計任務(wù)書及方案23. 電機(jī)選擇和傳動裝置的運動、動力參數(shù)計算 34. 齒輪的設(shè)計計算 55. 軸的設(shè)計計算106. 高速軸鍵的校核計算 167. 高速軸軸承壽命計算 178. 聯(lián)軸器的選擇179. 減速器的潤滑和密封 1810. 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1811. 設(shè)計總結(jié) 2012. 參考資料 211. 設(shè)計目的機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計是機(jī)械原理及設(shè)計課程的重要實踐性環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校期間第一次較全面的設(shè)計能力訓(xùn)練，在實現(xiàn)學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要地位。本課程設(shè)計的教學(xué)目的是：

2、1. 綜合運用機(jī)械原理及設(shè)計課程及其它有關(guān)先修課程的理論和生產(chǎn)實踐知識進(jìn)行實踐，使理論知識和生產(chǎn)知識密切地有機(jī)結(jié)合起來，從而使這些知識得到進(jìn)一步鞏固、加深和擴(kuò)展。2. 在設(shè)計實踐中學(xué)習(xí)和掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動裝置或簡單機(jī)械的一般設(shè)計方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決機(jī)械設(shè)計問題的能力，為以后進(jìn)行的設(shè)計工作打下初步基礎(chǔ)3. 通過設(shè)計，使學(xué)生在計算、繪圖、運用并熟悉設(shè)計資料 (包括手冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等) 以及進(jìn)行經(jīng)驗估算等工程師在機(jī)械設(shè)計方面必須具備的基本訓(xùn)練進(jìn)行一次訓(xùn)練。2. 設(shè)計任務(wù)書及方案帶式運輸機(jī)傳動系統(tǒng)中的展開式二級圓柱齒輪減速器1) 系統(tǒng)簡圖L1 卅2) 工作條件5年，輸送帶速度容單向運

3、轉(zhuǎn)，有輕微振動，經(jīng)常滿載，空載起動，單班制工作，使用期限 許誤差為交。3) 原始數(shù)據(jù)輸送帶拉力F ( N)1.9 >103輸送帶速度v ( m/s)1.30滾筒直徑D(mm)2504) 設(shè)計工作量(1) 設(shè)計說明書(2) 減速器裝配圖(3)減速器零件圖計算及說明結(jié)果3.電機(jī)選擇和傳動裝置的運動、動力參數(shù)計算1)電動機(jī)的選擇(1)選擇電動機(jī)的類型按工作要求和工作條件選用 Y系列三相籠型異步電動機(jī)， 全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V.(2)選擇電動機(jī)的容量此帶式運輸機(jī)，其電動機(jī)所需功率為pd - Pw式中：Pw 工作機(jī)的有效功率，即工作機(jī)的輸出功率，單位為kW?！巴咭粡碾妱訖C(jī)到工作輸送帶間的

4、總效率。送是組成傳動裝置和工作機(jī)的各部分運動副或傳動副的效率乘積。設(shè)*、tl2?13?14分別為聯(lián)軸器、滾動軸承、齒輪傳動及卷筒傳動的效率，則口寸_口2口4口2耳瓦12 34查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書表9-1取n 1=0.99, n2=0.98，“3 = 0.97,2425=0.96,則 口乞=0.99 7.98 匯0.97 7.96 =0.8173工作機(jī)的有效功率PFv妙0"30Pw =工作機(jī)的有效功率Pv 2.4/fVV1000 10002.47kW所以電動機(jī)所需功率 Fd =血=2.47kW = 3.023kWPd瓦 0.817= 3.023kW(3)確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速二級圓柱齒輪

5、減速器傳動比 i送=8 40,工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為60F000V60 勺000 勺.30 ； .“nw 一一r/min fc99nmin兀d兀x 250所以電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍為所選電機(jī)nd =i2Pw =(8 40)沃 99n min = (792 3960)r/minY112M-4綜合考慮，決定選用1500r/min的電動機(jī)。根據(jù)電動機(jī)類型、 容量和轉(zhuǎn)速由機(jī)械手冊選定電動機(jī)型號為Y112M-4 ,其主要性能如下：電動機(jī)型號額定功率/滿載轉(zhuǎn)速/啟動轉(zhuǎn)距最大轉(zhuǎn)矩kW(r/mi n)額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y112M-4414402.22.2主要安裝尺寸及外形尺寸:型號HABCDEFX GDGKBY11

6、2M1121901407028608X 724122452)傳動裝置的總傳動比和分配傳動比n 1440(1)總傳動比為nm 二 1440 =14.5nw99其中nm為滿載轉(zhuǎn)速。I總傳動比i - 14.5(2)分配傳動比2 = i1i2考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相近。取i1 =1.4i2ii =4.51i2件3.22ii 4.51i2 =3.22各軸的運動和動力參數(shù)3)(1)各軸的轉(zhuǎn)速n, =nm =1440r minn2=5 J440 r min =3193 min i14.51川軸n3=n2 = 319.399 r mini23.22卷筒軸nw =n3 =99r min(2)各軸的輸入

7、功率故 h =、1.4i , = ：1.4 14.5 =4.51p pd 1 =3.023kW 0.99=2.99kWp p1 2 3 =2.99kW 0.98 0.97 = 2.84kW川軸卷筒軸p3 二 p2 2 3 = 2.84kW 0.98 0.97 =2.70kWp卷二 p3 2 廣 2.70kW 0.98 0.99 二 2.62kW(3) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為6 Pd63.023kW4Td =9.55 10- =9.55 102.00484 10 N mmnm1440 r minI 軸 T, =Td r =20048.4N mm 0.99=1.9848 104 N

8、mmn軸 T 二T 2 3h =19847.9 0.98 0.97 4.51 = 8.50920 104N mm川軸 I； =T2 2 3i2 =85092 0.98 0.97 3.22 =2.604607 105N mm卷筒軸 T卷 二T3 2 1 =260460.7 0.98 0.99 =2.52699 105N mm現(xiàn)將計算結(jié)果匯總?cè)缦拢狠S名功率P/ kW轉(zhuǎn)矩 T / (N -mm)轉(zhuǎn)速 n( r/min )電機(jī)軸3.023"42.00484 如 01440I軸2.9941.9848X101440n軸2.8448.5092X0319.3川軸2.7052.604607 x 109

9、9卷筒軸2.6252.52699"0994.齒輪的設(shè)計計算1）高速級齒輪的設(shè)計計算（1 ）齒輪材料，熱處理及精度齒輪材料45鋼（197考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線 斜齒輪 材料：高速級小齒輪選用45二鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪286）HBS 取小齒齒數(shù) Z1=17高速級大齒輪選用45寧鋼正火，齒面硬度為大齒輪（156217）HBSZ2 =i1 x Z1 =4.51 X 17=76.67 取 Z2 =77. 齒輪精度按GB/T10095 1998 （機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)以下簡稱教材 p168）,選擇 7級，齒根噴丸強(qiáng)化。（2）設(shè)計計算設(shè)計準(zhǔn)則齒輪要正常工作必須

10、滿足一定的強(qiáng)度以免失效，因此要通過強(qiáng)度計算來設(shè)計 齒輪的尺寸，先分別按齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算出最小分度圓直徑進(jìn)而算出模數(shù)，比較兩者的大小，然后按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取值，再根據(jù)模 數(shù)算出最后的分度圓直徑等齒輪尺寸?？紤]到裝配時兩齒輪可能產(chǎn)生軸向誤 差，常取大齒輪齒寬 b2=b,而小齒輪寬bi=b+(510)mm,以便于裝配。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計dit，2KT1 u 1 (ZhZe)2,d u二h 按教材p169取K=1.6教材p171對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，區(qū)域系數(shù)ZH =2.5按教材表11-1小齒輪接觸疲勞極限二Hiim1=600MPa， 大齒輪H lim 2 - 360MPa，取失效效率%0

11、0SH - 1許用接觸應(yīng)力 LH1 丨一 ' Hlim1 =600MPa， tH2 I- Hlim2 =360MPaShSh則卜円 I- fH2 I 60036 480 MP a2 2d =1初取 小齒輪的分 度圓直徑 d=42.5mm彈性系數(shù)ZE =189.8MPau二=4.51 ,按教材p175非對稱布置d1轉(zhuǎn)矩 T； =1.9848 104N mm于是有小齒輪的分度圓直徑3l'2KT1 u +1ZHZE 2d1t"：1( H E)2* dU二 h3 2 1.6 2.088 1045.61 13 5.61Q2遼迤=42.5mm480計算幾何尺寸齒寬 0 =令 d4

12、2.5mm齒寬b1 =42.5mm模數(shù)m=2.5模數(shù) m= d1 召=42.5 17 = 2.5mm校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度根據(jù)教材 p173 m >2KT； 丫FaYsa mmVd Z1片轉(zhuǎn)矩 2.088 104N mm, d =1.K =1.6,乙=17, Z2 = 95由教材表11-1取小齒輪彎曲疲勞極限；FE1 =450MPa,大齒輪；FE2 =300取 SF =1.25，則 4F1 】FE1 =45° =360MPaSF1.25»F2 亠240MPaSf1.25查教材的圖得 YFa1 =3.1,YFa2 =2.25,YSa1 =1.53,YSa2 =1.82 2

13、5 匯 1 8二 2.251.8 = 0.016875240于是有 YFa1YSa1 = 3.11.53 =0.013175,YFa2YSa2升1360升2大齒輪的數(shù)值較大，選用。3于是有m >2KT1 YFaYsa.dZ12 f口口=3 2 匚62.088 忖 0.0168751 172=1.57mm對比計算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)按教材 p57GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取m=2mn!為了度計算的模數(shù)，同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑42 542.5 =21.25 取乙=21d1=42.5 mm來計算應(yīng)有的齒數(shù).于

14、是 乙=dm則 ZZ1i1 =5.61 21 =118計算幾何尺寸2 J = 2 21 118 ,39mm中心距a=大小齒輪分度圓直徑 d1 = Zm = 21 2 - 42mmd2 二 Z2m =118 2 = 236mm最終取模數(shù)m=2mmZ1 =21乙=118中心距a=139mmd1 = 42mmd2 =236mmb=42mmd = 45mmb2 = 40mm齒頂圓直徑da1 二 46mmda2 -240mm齒根圓直徑d f 1 = 37mm齒輪寬度b= d d 42mm由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書以下簡稱指導(dǎo)書，取b = 45,b2二40齒頂圓直徑 da1 = d1 2m = 42 4 =

15、 46mmda2 =d2 2m =236 4 = 240mm齒根圓直徑 df1=d1 -2.5m=42-2.5 2=37mmd f 2 = d2 - 2.5m = 236 - 2.5 2 = 231mmdf2 =231mm2) 低速級齒輪傳動的設(shè)計計算(1 )齒輪材料、精度、齒數(shù)材料：低速級小齒輪選用 45璉鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪 (197286) HBS取 小齒齒數(shù)Zi=24低速級大齒輪選用45二鋼正火，齒面硬度為大齒輪(156217) BSZ2 = Zj? =24 4.01 =96.24 圓整取 Z2 =96齒輪精度：按教材p168GB/T10095 1998，選擇7級，齒根噴丸強(qiáng)化 (

16、2)設(shè)計計算 設(shè)計準(zhǔn)則齒輪要正常工作必須滿足一定的強(qiáng)度以免失效，因此要通過強(qiáng)度計算來設(shè)計 齒輪的尺寸，先分別按齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算出最小分 度圓直徑進(jìn)而算出模數(shù)，比較兩者的大小，然后按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取值，再根據(jù)模 數(shù)算出最后的分度圓直徑等齒輪尺寸?？紤]到裝配時兩齒輪可能產(chǎn)生軸向誤 差，常取大齒輪齒寬 b2=b,而小齒輪寬b1=b+(510)mm,以便于裝配。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計d 2KT2 U'1d u(ZhZe)2；h取K=1.6，標(biāo)準(zhǔn)齒輪Zh= 2.5,u =魚=4.01, Ze =189.8,% =1 d1失效概率取1 100 ,Sh同高速齒輪一樣L'h丨

17、=1 , T2 =1.1134 105N mmHH 2 H1H2 480 MPa2則有3 ' 2KT2 dr可u 1(ZhZe)2u 二 hd1t -75.7mm初取b=75.7 m=3.152 ".6 ".1134 X105.0112.5"89.8、” “V辺辺I = 75.7mm14.01 I 480 丿 計算幾何尺寸齒寬 b = d d 75.7mm模數(shù) m = 757 = 3.15mmZ124 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計3mm2KT2 YFaYSa WdZ；片其中 T2 =1,.1134 105N mm, d由教材表11-1取小齒輪彎曲疲勞極限；FE1

18、 =450MPa,大齒輪FE2 =300450取 Sf =1.25，則 LF1 心 FE1-=360MPaSF 1.25»F2 I -=-240MPaSF 1.25查教材的圖得 YFa1 = 2.65,YFa2 = 2.25,YSa1 =1.6,Ysa2 =1.8于是有YFa1Ysa12.65 1.6二 0.01178YFa2Ysa22258 =0.0168755360240m >2.18：2KT2 YFaYSadZ； 62 1.6 1.1134 105 1 242大齒輪的數(shù)值較大，選用。 計算模數(shù)0.016875 二 2.18mm對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)m大

19、于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取m=3mn但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=75.7 mm來計算應(yīng)有的齒數(shù).75.7乙25.2 取 Z1 =25,Z2=4.01 x 25=1003 計算幾何尺寸中心距a=m乙Z2= 3 25100 =187.5mm 圓整為 188mm2 2大小齒輪分度圓直徑 di =乙m = 25 3 = 75mmd2 =Z2m =100 3 = 300mm 齒輪寬度 b= dd 75mm由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書以下簡稱指導(dǎo)書，取b, =80，a =75齒頂圓直徑 da1 = d1 2m =

20、75 6 = 81mmda2 二 d2 2m 二 300 6 = 306mm齒根圓直徑 df1 =d1 -2.5m =75-2.5 3 = 67.5mm最終m=3mm乙=25Z2 =100a=188mmdr 75mm d2 = 300mm齒寬4 = 80mm b2 二 75mm da1 = 81mm da2 = 306mr df1=67.5mm df2 =df 2 = d2 - 2.5m 二 300-2.5 3 二 292.5mm5.軸的設(shè)計計算1）高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計高速軸 R =3.15kW,ni =1440r/min, T = 2.088x104 N mm作用在齒輪上的力：小齒輪分度圓直徑d

21、1 =42mm切向力Ft二"1di2 2.088 104-994.29N292.5mm42徑向力 Fr =Fttan： =994.29 tan20 =361.89N:為標(biāo)準(zhǔn)壓力角20初步確定軸的最小直徑先按教材p241初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)p24 5 取 C=112，d ZC3；旦“代常丿"315 i4.52mm也1440高速軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的軸頸di,為了使所選的軸與聯(lián)軸器吻合，故需同時選取聯(lián)軸器的型號。參考教材p291選擇KA =1.5轉(zhuǎn)矩 Tc = KAT； =1.5 2.088 104 =31320N mm因為計算轉(zhuǎn)矩小

22、于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，所以查指導(dǎo)書綜合電動機(jī)的軸頸選取LT4型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為63N m半聯(lián)軸器的孔徑d=20mm, di=20m m半聯(lián)軸器長度L=62m m半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 J = 44mm根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 為了滿足半聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求，I - n軸段右端需要制出一軸肩，根據(jù)h > 0.07d，取h=1.5,故取n -川的直徑dn=23mm;左端用軸端 擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D =25mm, 為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上，故I - n的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取 lin 二 42mm. 初步選擇滾動軸承.因軸承主

23、要受徑向力，故選取深溝球軸承 .參照工作要 求并根據(jù)dn=23mm,由指導(dǎo)書p119初步選取0基本游隙組 標(biāo)準(zhǔn)精度級 的6205深溝球軸承。對于選取的深溝球軸承其尺寸為d D B = 25mm 52mm 15mm,故d 皿卻-dW- 25mm.右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位.高度h 0.07d,取h=2.5mm,因此=30mm 取安裝齒輪處的軸段dj 二30mm;齒輪的右端與左軸承之間采用套筒Ft = 994.29NFr =361.89Nd _ 14.52mLT4型彈性套柱銷聯(lián)軸6205深溝球軸承1衛(wèi)二 42mmdi_n =20mmI 衛(wèi)二 42mmd”=23mm d v j = 30mm

24、d可=30mmI可二42mmdv二 35mmI”=30mm疋位已知齒輪轂的寬度為 45mm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I刑=42mm.齒輪的左端采用軸肩定位 ，軸肩高 2.5,取 dy=35mm.軸環(huán)寬度 b_1.4h,取 b=5mm. 軸承端蓋的總寬度為 10mm由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定 ).根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，考慮軸承座的寬度，故取I 口=50mm. 取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=l2mm，兩圓柱齒輪間的距離 c=l6mm.考慮 到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時 ，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s，取 s=8mm，已知滾動軸

25、承寬度 B=i5mm，低速齒輪輪轂長 L=40mm，貝UI 町二 B s a (45 -42) =(15 8 12 3)mm 二 38mm38mmI v_v =103mm1 iv y = L c aJy=(80 16 12 -5)mm = 103mm至此，已初步確定了軸的各端直徑和長度.高速軸周向固定根據(jù)機(jī)械設(shè)計p200齒輪和半聯(lián)軸器的軸向H定位均采用平鍵連接。根據(jù)W -%段軸頸.1由指導(dǎo)書p116查得截面尺寸bX h = 8X 7。鍵槽用銃刀加 工，取長為32mm，為了保證齒輪與軸有良好的對中性，選擇齒輪輪轂與軸的配合為H 7 n6。半聯(lián)軸器與軸的連接選用平鍵bx hx l = 6X 6X

26、32,半聯(lián)軸器與軸配合為 H7k6。滾動軸承與軸的周向定位靠過渡配合，dmdi.皿的尺寸公差為m6。倒角與圓角由指導(dǎo)書p85軸上的圓角n、m、V、1處R=1.0,V、W處 R=1.6.左軸端倒角1.2 45 ，右軸端倒角1.6 45 o高速軸結(jié)構(gòu)圖如下2)中間軸結(jié)構(gòu)先計算軸的最小直徑，取C等于110，drfw。彳益二249-最小直徑取25mm，最小直徑為軸承處的直徑， 于是也選用深溝球軸承 6205, 其尺寸為d D B = 25mm 52mm 15mm。軸的結(jié)構(gòu)圖如下3）輸出軸結(jié)構(gòu)-38.2，選聯(lián)軸器KA取1.5，最小直徑d _C3艮=110 3 284X 壓 64Tc二心T3 -1.5 4

27、24.4 =636.6N m計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩，于是選擇LT8，公稱轉(zhuǎn)矩710，孔徑選取45mm， L=112mm, L = 84根據(jù)指導(dǎo)書p120選擇深溝球軸承 6211，d D B=55 100 21鍵選用 b h L 18 11 63和b h L =14 9 70輸出軸的結(jié)構(gòu)如下4）高速軸受力分析 受力分析圖如下bMviH 噸KTrrTmTh i nrrr Illij_IiFr L3361.9 50垂直面支撐反力 FV192.3NL2+L3146+50Fv2 二 Fr -Fvi =361.9 - 92.3 =269.6NF F3994 3x50水平面支撐反力 FH1 t 32

28、53.6NLL3146 + 50FH2 二 Ft FH1 =994.3253.6 = 740.7N垂直面彎矩 MV1 =FV1 L2 =92.3 146 = 13475.8N mmMV2 二 FV2 L3 = 296.6 50 = 14830N mm水平面彎矩 MH1=FH1 L2 =253.6 146=37025.6N mmMh2=FH2 L3 =740.7 50=37035N mm總彎矩 M1 = x MV12 MH12 = 13475.8237025.639401.7NmmFV1 = 92.3NFv2 =269.6N253.6NFh2 二740.7NMv1 二13475.8N mm370

29、25.6N mm37035N mmM2! 2 2二 1483037035=39893.9 N mm5）按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核高速軸的強(qiáng)度 根據(jù)教材p246，單向運轉(zhuǎn)，取產(chǎn)=0.639401 .7NmmM 2 -39893.9 Nmm0.1 302府(汀1)239893.92 (°.6 20880)25.5MPaW二 e ：匕1 1，此軸合理安 全危險截面 截面四查 p246 表 14-3 得匚=60MPaCTe £ kj ，此軸合理安全。6）軸的安全系數(shù)校核判斷危險截面截面A, n ,川,B只受扭矩作用。所以A H川B無需校核.從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面W和四

30、處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，從受載來看，截面C上的應(yīng)力最大截面W的應(yīng)力集中的影響和截面四的相近 ， 但是截面W不受扭矩作用，同時軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核截面C上雖 然應(yīng)力最大，但是應(yīng)力集中不大，而且這里的直徑最大，故C截面也不必做強(qiáng) 度校核，截面"和V顯然更加不必要做強(qiáng)度校核鍵槽的應(yīng)力集中較系數(shù)比過盈配合的小，因而，該軸只需校核截面四左右兩側(cè)即可截面四左側(cè)抗彎系數(shù) W = 0.1 3 = 0.130 3 二 2700抗扭系數(shù) W =0.2d3 =0.2 30 540050 19 550 19 5彎矩 M =M 2 50=39893.9 50=24335.3N mm5050轉(zhuǎn)矩

31、 =2.088 104 N mm彎曲應(yīng)力 6 = M = 24335.3 =9.01 MPaW 2700扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 J = T1 = 20880 =3.87MPaWt5400材料為45米鋼，調(diào)質(zhì)，由機(jī)械設(shè)計p187查得二B =637MPar1.0D 30-4 =268MPa，T4 =155MPa，因0.04,1.2d25d25查p211表得有效應(yīng)力集中系數(shù) k；1.94, Q二1.39查p213表取尺寸系數(shù) 雹一二0.91,二0.89，取加工表面質(zhì)量系數(shù)-1 =0.93，因軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，表面強(qiáng)化處理系數(shù)匕=1,故表面質(zhì)量系數(shù)B =生02 =0.93，碳鋼受拉伸和扭轉(zhuǎn)平均應(yīng)力折算系數(shù)9 =

32、0.10.2，取貯= 0.1，半壬=0.05 0.1，取®工= 0.05安全系數(shù)b】 = 1.31.5彎曲應(yīng)力幅da =9.01MPa，對于轉(zhuǎn)軸是對稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，所以平 W口3 87均應(yīng)力CT皿=0。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅 G = = = 1 .935 ,已m = 5 = 1.9352 2只考慮彎矩作用時的安全系數(shù)c268=13心忻1.94可+申存漢9.01艙°0.93 7.91只考慮轉(zhuǎn)矩作用時安全系數(shù)STa155463S 一 k-1 39一46.3-s-J-PTTm:匯 1.935+0.05 漢 1.935嘰”0.93 989取后得計算安全系數(shù)S 1 >12.5S】1.5 所

33、以截面W左側(cè)安全。S,+S；箱32 +46.32截面四右側(cè)抗彎系數(shù) W =0.1d3 =0.1x253 =1562.5抗扭系數(shù) WT =0.2d3 =0.2匯253 =3125古疋.50 19.550 -19.5.彎矩 M _M2 沃39893.9 漢=24335.3N mm5050轉(zhuǎn)矩 £ =2.088疋104 N mm十耳宀亠M 24335.3彎曲應(yīng)力 b =15.6 MPaW 1562.5扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 T= 20880 =6.68MPaWt3125材料為45米鋼，調(diào)質(zhì)，由機(jī)械設(shè)計p187查得 B=637MPa a 268MPa,T斗一155MPa，因 r 1.0 0.04,

34、76; 一 301.2 d 25d 25查p211表得有效應(yīng)力集中系數(shù) kb=1.94,kg = 1.39左側(cè)S=12.5S】=1.5安全查p213表取尺寸系數(shù)，二0.91, ； = 0.89，取加工表面質(zhì)量系數(shù)+ =0.93，因軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，表面強(qiáng)化處理系數(shù)空=1,故表面質(zhì)量系數(shù): H j =0.93，碳鋼受拉伸和扭轉(zhuǎn)平均應(yīng)力折算系數(shù)即汝-0.1 0.2，取即扶=0.1,匚-0.05 0.1,取席I -0.05安全系數(shù)S1.31.5 彎曲應(yīng)力幅 6 = M =15.6MPa，對于轉(zhuǎn)軸是對稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，所以平W均應(yīng)力二皿=0。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅-6.68 =3.34,.2 a =3.34 MP

35、a只考慮彎矩作用時的安全系數(shù)2689415.6= 7.5只考慮轉(zhuǎn)矩作用時安全系數(shù)0.93 0.911551.39-26.80.93 0.893.340.05 3.34右側(cè)S=7.2S】=1.5安全4Td1h1l14 2088030 7 24=16.6：卜 p】最后得計算安全系數(shù)7 5 汽 26 8r 17.2S".5，所以截面四右側(cè)安全。s = s；：sJs< +S；7.52十26.826. 高速軸鍵的校核計算已經(jīng)選擇：齒輪R= 8, g= 7, L1= 32.聯(lián)軸器b2=6, h2= 6, L2= 32根據(jù)教材p158取許用擠壓應(yīng)力 LP I - 110MPa工作長度 h =

36、 L| - b| = 32 - 8 = 24, |2 = L2 - b2 = 32 - 6 = 264T4疋20880r p2 一一一 26.8：'- ppd2h2l220 6 26p兩者都合適，取鍵標(biāo)記為：鍵 1: 8X 32 A GB/T1096-2003W 2: 6 X 32 A GB/T1096-20037. 高速軸軸承壽命計算根據(jù)指導(dǎo)書查得已選的深溝球軸承6205的額定動載荷 Cr = 1.4 X 104 N所受軸承力恰=吟46駕鍵 1: 8X 32 AGB/T1096-2003鍵 2: 6X 32 AGB/T1096-2003FtF3L2L3994.3 50146 50=

37、253.6NFv2 二 F-Fvi =361.9-92.3 = 269.6NFh2 =Ft -Fh1 =994.3-2536=740.7N可見軸承2所受力大于軸承1受力，所以只需算軸承 2軸承 2 當(dāng)量動載荷 F.-<FV22 - FH22 =269.62 740.72 =788.2N根據(jù)教材p279取溫度系數(shù)ft =1，載荷系數(shù)fp =1.1 , £ =3壽命 Lh6106 ftCr 60n i fpP10660 1440F、314000<1.788.2 丿二 48728 >43800=5Lh 二 48728> 5年高速軸選取LT4型 彈性套柱銷 聯(lián)軸器8.

38、 聯(lián)軸器的選擇1）輸入軸聯(lián)軸器為了隔離振動和沖擊，選用彈性聯(lián)軸器，參考教材p291選擇KA =1.5轉(zhuǎn)矩 Tc =KaT； =1.5 2.088 104 =31320N mm因為計算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，所以查指導(dǎo)書綜合電動機(jī)的軸頸選取LT4型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為63N- m2）輸出軸聯(lián)軸器取 KA =1.5, Tc = KAT3 =1.5 424.4N m = 636.6N m因為計算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，根據(jù)指導(dǎo)書p134選擇LT8彈性聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為710N m9. 減速器的潤滑和密封1）齒輪的潤滑由于兩對嚙合齒輪中的大齒輪直徑徑相差不大，且它們的速度都不大，低速兀dn3

39、兀 x 300 漢 64/級大齒輪圓周速度6Tdn= 601000=1ms ' 12ms，所以齒齒輪傳動可 采用浸油潤 滑滾動軸承 采用脂潤滑輪傳動可采用浸油潤滑，由于齒面接觸應(yīng)力v500MPa,由指導(dǎo)書p95的表（GB443-1989 ）選擇 L-AN32 潤滑油。2）滾動軸承潤滑根據(jù)教材p284,由于高速軸滾動軸承 dn =25 1440 = 3.6 104mm r min1.5 2 105mm r min，所以采用脂潤滑，由指導(dǎo)書p96選擇滾珠軸承脂（SY1514 1998） ZGN69-2.3）密封為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度

40、應(yīng)為密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大。并勻均布置，保證部分面處的密封性。為避免油池中稀油濺入軸承座，在齒輪與軸承之間放置擋油環(huán)。輸入軸與 輸出軸處用氈圈密封。10. 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計1）減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)。機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體外加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性鑄件壁厚為10,圓角半徑為 R=3。機(jī)體外型簡單，拔模方便.對附件設(shè)計A 視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間， 以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便 于機(jī)械加工出支承蓋板的表

41、面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6緊固B油螺塞放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放 油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成 螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。C油標(biāo)油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低， 以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出.D通氣孔由于減速器運轉(zhuǎn)時，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部 的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡E啟蓋螺釘啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱 形，以免破壞螺紋F定位銷為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體

42、聯(lián)結(jié)凸緣的長度方 向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度G 吊鉤在機(jī)座和機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊耳，用以起吊或搬運較重的物體2）減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號計算公式結(jié)果箱座壁厚56 = 0.025a +3 蘭810箱蓋壁厚玄d = 0.02a + 3 A 89箱蓋凸緣厚度bib<i =1.5d12箱座凸緣厚度bb=i.5615箱座底凸緣厚度Pp =2.5§25地腳螺釘直徑dfdf =0.036a +12M20地腳螺釘數(shù)目naE250時，n=44軸承旁聯(lián)接螺栓直徑did“ =0.75dfM12機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d2d2 =（0.50.6） dfM10連接螺栓d2間距l(xiāng)150200mm150軸承端蓋螺釘直徑d3d3=（0.40.5）dfM8窺視孔蓋螺釘直徑d4d4 =（ 0.30.4） dfM8定位銷直徑dd =（0.70.8）d28df， di， d2 至外機(jī)壁距離Ci查機(jī)械課程設(shè)計指導(dǎo)書表4.2261816df，d2至凸緣邊緣距離C2查機(jī)械課程設(shè)計指導(dǎo)書表4.22414軸承旁凸臺半徑RiC216凸臺高度h根據(jù)低速級軸承座確定外機(jī)壁至軸承座