機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)減速器

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)2011-2012第2學(xué)期設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)減速器姓 名： 學(xué) 號： 班 級： 指導(dǎo)教師： 日期：2012年3月XXXXXXXX大學(xué)目 錄目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)書2一、傳動方案的擬定4二、電動機(jī)的設(shè)計(jì)5三、帶傳動的設(shè)計(jì)7四、斜齒輪的計(jì)算10五、輸入軸的設(shè)計(jì)13六、輸出軸的設(shè)計(jì)19七、鍵的設(shè)計(jì)24八、滾動軸承的校核25九、箱體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)28十、潤滑密封設(shè)計(jì)30十一、參考文獻(xiàn)31十二、心得體會32設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院名稱：機(jī)電學(xué)院專 業(yè)：制 造年 級： 學(xué)生姓名: 學(xué) 號: 指導(dǎo)教師: 1、設(shè)計(jì)目的（1）通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹立正確設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的

2、理論與生產(chǎn)實(shí)際知識去分析與解決機(jī)械設(shè)計(jì)的能力。（2）學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)額一般規(guī)律。（3）進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，例如，計(jì)算，繪圖，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等2、設(shè)計(jì)題目帶式運(yùn)輸機(jī)的減速傳動裝置設(shè)計(jì)3、主要內(nèi)容(1)決定傳動裝置的總體設(shè)計(jì)方案(2)選擇電動機(jī)，計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)；(3)傳動零件以及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；軸承、聯(lián)接件、潤滑密封和聯(lián)軸器的選擇及校驗(yàn)計(jì)算；(4)機(jī)體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì)；(5)繪制裝配圖及零件圖；編寫計(jì)算說明書并進(jìn)行設(shè)計(jì)答辯。4、具體要求(1)原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶線速度v = 1.5（m/s）運(yùn)輸帶牽引力F= 4200（N）驅(qū)動滾筒直徑D=

3、400（mm）(2)工作條件：班制工作，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，小批量生產(chǎn)；載荷較平穩(wěn)，空載啟動，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度35度；使用期限8年，檢修間隔期為：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修。5、完成后應(yīng)上交的材料(1)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書；(2)減速器裝配圖一張；(3)軸類零件圖、齒輪零件圖各一張一 傳動方案的擬定機(jī)器一般由原動機(jī)，傳動機(jī)，工作機(jī)組成。傳動裝置在原動機(jī)和工作機(jī)之間傳遞運(yùn)動和動力，并藉以改變運(yùn)動的形式、速度大小和轉(zhuǎn)矩大小。傳動裝置一般包括傳動件（齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動等）和支承件（軸、軸承、機(jī)體等）兩部分。它的重量和成本在機(jī)器中占很大比重，其性能和質(zhì)量對機(jī)器的工作影

4、響也很大。對于本機(jī)器，初步選擇原動機(jī)為Y系列三相鼠籠式異步電動機(jī)，根據(jù)任務(wù)書的要求，要求本機(jī)器的承載能力速度范圍大、傳動比恒定、外廓尺寸小、工作可靠、效率高、壽命長。根據(jù)參考書1第18頁常見機(jī)械傳動的主要性能滿足圓柱齒輪傳動要求。在沒有特殊要求的情況下，一般采用臥式減速器。對一級齒輪減速器由傳遞功率大小和軸線布置要求來決定采用展開式、分流式和同軸式布置?？紤]到結(jié)構(gòu)的簡單性、傳遞功率不大、齒輪相對于軸承布置的不對稱性等因素，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，減速器的主要類型和特點(diǎn)選擇采用一級展開式圓柱齒輪減速器。減速器的輸入端通過帶與電動機(jī)輸出端通過聯(lián)軸器與滾筒主軸聯(lián)接，由于本減速器傳遞的速度較大，所以初選彈性連軸

5、器。軸由軸承支撐，一般采用滾動軸承，考慮到本機(jī)器用的斜齒圓柱齒輪，有軸向力和徑向力的作用，初選角接觸球軸承。為了便于裝配，齒輪減速器的機(jī)體采用沿齒輪軸線水平剖分的結(jié)構(gòu)。綜上所述，傳動方案總體布局如圖一所示： 說明: 1電動機(jī) 2V帶傳動 3一級斜齒圓柱齒輪減速器 4聯(lián)軸器 5卷筒 6運(yùn)輸帶計(jì)算說明：(1)組成：傳動裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。(2)特點(diǎn)：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。(3)確定傳動方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，傳動功率大，將V帶設(shè)置在高速級。二 電動機(jī)的設(shè)計(jì)1、 電動機(jī)的系列選擇由于機(jī)器工作在有粉塵的條件下，且生產(chǎn)單位一般均用三相交流電，

6、故可選用三相籠形異步電動機(jī)，并用其常用標(biāo)準(zhǔn)系列Y系列2、選電動機(jī)的功率（1）工作機(jī)所需要的電動機(jī)功率為:=；式中 = ，為電動機(jī)至工作機(jī)之間的傳動統(tǒng)總效率； 為帶傳動的效率（0.96）， 為斜齒輪的效率（0.98），為滾動軸承效率（0.98），為聯(lián)軸器效率（0.99）； =0.96=0.89工作所需的電動機(jī)功率（kW）；=；式中F工作機(jī)的阻力，N；V工作機(jī)的線速度，m/s；卷筒工作機(jī)的效率（0.96）；所以=7.34 (Kw)；（2）卷筒工作轉(zhuǎn)速：=71.66（r/min）；按推薦的合理傳動比范圍：取V帶的傳動比=24；取單級齒輪傳動比=3。故電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍為：=i =(624)

7、5;71.66（r/min），故=429.721432.24（r/min）.（3） 同一功率的異步電動機(jī)，一般轉(zhuǎn)速為3000（r/min）、1500（r/min）、1000（r/min）、750（r/min）等幾種同步轉(zhuǎn)速。一般來說，電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速越高，磁極對數(shù)越少，外輪廓尺寸越小，價格越高；反之，轉(zhuǎn)速越高，外輪廓尺寸越大，價格越貴。因此，在選電動機(jī)轉(zhuǎn)速時，綜合考慮與傳動裝置有關(guān)的各種因素，通過分析比較，一般選1000（r/min）和1500（r/min）的電動機(jī)為宜。其技術(shù)參數(shù)及傳動比的比較情況見下表方案電動機(jī)型號額定功率電動機(jī)轉(zhuǎn)速同步滿載1Y132M-87.5150014402Y160M

8、-67.510009703Y160L-87.5750720故，在此，選用1000（r/min）的電動機(jī)，可選Y160M-6，額定功率7.5Kw，滿轉(zhuǎn)970（r/min）。2、 電動機(jī)的安裝動機(jī)的主要外形尺寸和安裝尺寸如下表所示H=A=254B=210C=108D=E=110F=12G=37H=160AC=325AB=330AD=255BB=270HD=385L=600K=15三 帶傳動的設(shè)計(jì)1、 確定計(jì)算功率此帶式運(yùn)輸機(jī)工作是兩班制，故一天工作16個小時；載荷較平穩(wěn)，空載啟動，查表可知工作情況系數(shù)Ka=1.2，故=KaP,而P=，從而可得=1.2×7.34=8.81（Kw）2、 選取

9、V帶帶型根據(jù)=8.81（Kw）以及小帶輪的轉(zhuǎn)速=970（r/min），查圖5.8（機(jī)械設(shè)計(jì)教程理論、方法與標(biāo)準(zhǔn)，黃平、朱文堅(jiān)主編）可確定選取普通V帶B型3、 選取V帶的傳動比由推薦的傳動比為2到4，可取i=3，i=，因此=（r/min）=323.33（r/min）4、 確定帶輪基準(zhǔn)直徑（1） 查表初選主動輪的直徑=125mm，由=6.34(m/s),速度偏小，不適宜。（2） 重選主動輪直徑=200mm，所以從動輪的直徑=i=3×200=600mm.驗(yàn)算速度，=10.15(m/s)，因?yàn)?lt;30(m/s),且速度適中，故適合。5、 確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距（1） 根據(jù)0.7（

10、）<a<2（）,即560mm<a<1600mm,初選=1000mm，所以=2+（）+ ，得=2×1000+×（600+200）+=3296mm，查表選帶的基準(zhǔn)長度=3550mm。據(jù)此，傳動中心距a=+=1000+=1127mm（2） 考慮到帶輪的制造誤差、帶長誤差、帶的彈性以及因帶的松弛而產(chǎn)生的補(bǔ)充張緊的需要，故考慮中心距變動范圍：=a-0.015Ld=1127-0.015×3550=1073.75mm，=a+0.03Ld=1127+0.03×6、 驗(yàn)算主動輪上的包角小帶輪上的總摩擦力總是小于大帶輪上的總摩擦力，因此帶輪打滑只可能

11、在小帶輪上發(fā)生。為了提高帶傳動的工作能力，應(yīng)使-=>，故包角使用。7、 計(jì)算帶的根數(shù)z（1） 計(jì)算單根V帶的額定功率由=200mm和=970（r/min），查表8-4a（機(jī)械設(shè)計(jì)，西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室 編著，第八版）并進(jìn)行計(jì)算：=,得=3.83（Kw）.根據(jù)=970（r/min），i=3和帶型為普通B型帶，查表并計(jì)算：=，得=0.31（Kw）.繼續(xù)查表=0.95，=1.09，于是=()=(3.83+0.31)×0.95×1.09=4.28 (Kw).（2） 計(jì)算V帶的根數(shù)zz= = =2.06，取z=38、 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值查表知道普通B型

12、帶的單位長度質(zhì)量q=0.18（kg/m），所以=500×+q=500×+0.18×=236.03+18.54=254.57（N）.應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力.9、 計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為： =2z=2×3×254.57×=1503.62 （N）10、帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 選材由于帶輪的轉(zhuǎn)速適中，功率也不大，故選材為鑄鐵，并選用常用的HT150或HT200（2） 結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)由于<300mm，且->100mm，故小帶輪可采用孔板式；而>300mm，可采用輪輻式。其圖如下（課本P160）（3） V帶輪的輪槽設(shè)計(jì)V帶輪的輪槽與

13、所選用的V帶的型號相對應(yīng)，所以輪槽的型號也應(yīng)選用B型V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化。為使帶的工作面與輪槽工作面緊密貼合，將輪槽的工作面的夾角做成小于.V帶安裝到輪槽之后，一般不應(yīng)超出帶輪外圓，也不應(yīng)與輪槽底部接觸。四 斜齒輪的設(shè)計(jì)1、 選精度等級、材料和齒數(shù)（1） 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，精度要求也不高，故可選用7級精度（2） 材料選擇。小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS；大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度240HBS，二者材料硬度差為40HBS。（3） 由于= =323.33 （r/min），= = =4.52，取=4.5.選用小齒輪齒數(shù)=22，大齒

14、輪齒數(shù)=4.5×22=99（4） 初選螺旋角= 2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按計(jì)算。(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選=1.6查課本圖10-30選取區(qū)域系數(shù)=2.433查課本圖10-26選取=0.78，=0.82，則 =+=0.78+0.82=1.6查課本表10-7選取齒寬系數(shù)=1查課本表10-7選取材料彈性影響系數(shù)=189.8（）由課本圖10-21d，按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=600，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=550應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=60 j =60×323.33×1×(2×8×365×8)=9.06×=2.01

15、×由課本圖10-19可取接觸疲勞壽命系數(shù)=0.90，=0.93計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為0.01，安全失效S=1，故=0.9×600=540，=0.93×550=511.5(2)計(jì)算 計(jì)算小齒輪的分度圓直徑，代入公式 =74.55mm 計(jì)算圓周速度= =1.26m/s 計(jì)算齒寬b及模數(shù) b=74.55mm，=3.29，h=2.25=2.25×3.29=7.40，=10.07 計(jì)算縱向重合度=0.318=0.318×1×22×=1.74 計(jì)算載荷系數(shù)K 已知使用系數(shù)=1，由=1.26m/s，7級精度，由課本圖10-8知動

16、載系數(shù)=1.1，由課本表10-4得=1.318，課本圖10-13得=1.27，課本表10-3得=1.2，故K=1×1.1×1.2×1.318=1.74 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 =74.55×=76.66mm 計(jì)算=3.383、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)按計(jì)算(1) 確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)：K=1.68由=1.74，從課本圖10-28得：螺旋角影響系數(shù)=0.88計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：=22.68，=102.06查取齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)：由課本表10-5查得（插值法） 由表查得（插值法）， 查取彎曲強(qiáng)度極限：查表得，查取彎曲疲勞壽命系數(shù)：，計(jì)算彎曲疲勞許

17、用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4=計(jì)算大、小齒輪的值，并加以比較大齒輪的數(shù)值大(2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 。對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。故取 則 取 4、幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角 （3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 （4）計(jì)算齒輪寬度 b=圓整后取 （5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)五 輸入軸的設(shè)計(jì)1、求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由斜齒輪的設(shè)計(jì)可知=7.05Kw而故3、 求作用在齒輪上的力對小齒輪有分度圓直徑為208231.53Nm

18、m而4、 初步確定輸入軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表，取，于是得輸入軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑。為了使所選的直徑d與帶輪的孔徑相適應(yīng)，而且又至少要安裝一個鍵槽，故，所以取5、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 擬定軸上零件的裝配（2） 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帶輪的軸向定位要求。1-2軸段右端面需制出一軸肩，故取2-3段的直徑為。左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=40.8mm。取帶輪與軸的配合的轂孔長度為。為了保證軸端擋圈只壓在帶輪上，而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應(yīng)比略短一些?，F(xiàn)取初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用。故選用

19、角接觸球軸承。由工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球軸承7009C，其尺寸為d×D×B=45mm×75mm×16mm。故，。右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由手冊上查得7009C型軸承的定位軸肩高度h=3mm.故取取安裝齒輪處的軸段4-5的直徑。齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為85mm，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。齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度h>0.07d=0.07×48=3.36，故取h=4mm.則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度b=8.4mm，故取

20、 。軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定），根據(jù)軸承端蓋的裝坼及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與帶輪右端面間的距離為l=30mm，故取取齒輪距箱體內(nèi)壁之間距離a=15mm?？紤]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。已知滾動軸承寬度B=16mm。則 取?。?） 軸上零件的周向定位帶輪，齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接，按查表得平鍵截面為b×h=14mm×9mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長度為L=63mm。同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為同理，帶輪與軸的連接，選用平鍵為b&

21、#215;h×l=10mm×8mm×36mm。帶輪與軸的配合為滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，故此處軸的直徑尺寸公差為m6。（4） 確定軸上圓角和倒角尺寸由課本表15-2得，取左端面倒角為1.6×，右軸端倒角為2×。各軸肩處的圓角半徑見零件圖。5、求軸上的載荷首先，根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖，在確定軸承的支點(diǎn)位置時，應(yīng)從手冊中查取a值。對于7009型角接觸球軸承，由手冊中查得a=16mm.因此，作為簡支梁的軸的支承跨距為水平面 +故 豎直面 故 0 M T根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可

22、以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時，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。由公式及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得。因此，故安全。7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面4和5處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看，截面C上的應(yīng)力最大。截面5的應(yīng)力集中的影響和截面6的相近，但截面5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

23、，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截面C也不必校核。截面6和7顯然不必校核。查書可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而需要校核截面4左右兩側(cè)。（2）截面4左側(cè)抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面4左側(cè)的彎矩M為：在水平方向，可求的M=59407.29Nmm；在垂直方向求的M=73063.76Nmm=94167.61Nmm截面4上的扭矩T=208231.53Nmm截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表得 ，截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及。查表取。因，經(jīng)插值后可得 ， 查表可得軸的材料的敏性系數(shù)為 0.78 故

24、有效應(yīng)力集中系數(shù)為查圖知尺寸系數(shù)為，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為。軸按磨削加工，查表得表面質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，由公式得綜合系數(shù)為查表得碳鋼的特性系數(shù)為于是，計(jì)算安全系數(shù)值。 故安全。（4） 截面4的右側(cè) 過盈配合出處的，由課本附表3-8并插值法求出,并取 ，并根據(jù)=0.8=0.8×3.50=2.80. 軸按磨削加工，查表得表面質(zhì)量系數(shù)故得綜合系數(shù)為所以軸在截面4右側(cè)的安全系數(shù)為 。故也安全六 輸出軸的設(shè)計(jì)1、求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由斜齒輪的設(shè)計(jì)可知=7.34×0.96×0.98×0.98=6.78Kw而故2、求作用在齒輪上的力因?yàn)樵O(shè)計(jì)輸入軸時求得,

25、;故,3、初步確定軸的最小直徑首先估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表取,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.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表，考慮到轉(zhuǎn)矩變化小，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，查手冊，選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其許用轉(zhuǎn)矩為1250 000Nmm。半聯(lián)軸器的孔徑,故取。半聯(lián)軸器長度L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為。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度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2

26、軸段左端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑；左端用半聯(lián)軸器的鎖圈和平端緊定螺釘定位，故取。初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游戲隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度等級的角接觸球軸承7013C，其尺寸為d×D×B=65mm×100mm×18mm，故；而右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。查手冊得7013C型軸承的定位軸肩高度為h=3.5mm。因此取取安裝齒輪處的軸段6-7的直徑為；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為80mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪

27、轂寬度，故取。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h>0.07d，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)的寬度b1.4h，取。軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝坼及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取取齒輪與箱體內(nèi)壁之距離a=15mm?？紤]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。所以=B+S+a+（80-76）=18+8+15+4=45mm，=a+S-=11mm（3）軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。查表得平鍵的截面b×h=20mm

28、15;12mm,鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為L=63mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，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16mm半聯(lián)軸器與軸的配合為；滾動軸承與軸的周向定位由過渡配合來保證，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見零件圖5、求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時，應(yīng)從手冊中查取a值。對于7013C型角接觸球軸承，由手冊中查得a=20.1mm。因此，作為簡支梁的軸的支承跨距。水平面 故 豎直面 故 =1259.76n根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。 MT從軸

29、的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面B是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面B處的、及M的值列于下表載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度因?yàn)檩S為單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力為前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得。因此，故安全。7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）判斷危險(xiǎn)截面整個齒輪軸上的截面A,2,3,B，4均只受扭矩作用，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4和5處截面變化過大引起的應(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5的應(yīng)力集中的影響和截面6的相近,但是截面6不受扭矩作用,同時軸徑也較大,故不必做強(qiáng)

30、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5,6顯然更加不必要做強(qiáng)度校核.因而,該軸只需校核截面4左兩側(cè)需驗(yàn)證即可（2）界面4的左側(cè)抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面4左側(cè)的彎矩M為：M=234956.66×=96066.02Nmm截面4上的扭矩T=904441.96Nmm截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表得 ，截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及。查表取。因，經(jīng)插值后可得 ， 查表可得軸的材料的敏性系數(shù)為 0.82 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為查圖知尺寸系數(shù)為，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為。軸按磨削加工，查表得表面

31、質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，由公式得綜合系數(shù)為查表得碳鋼的特性系數(shù)為于是，計(jì)算安全系數(shù)值。 故安全。（3）界面4的右側(cè) 過盈配合出處的，由課本附表3-8并插值法求出,并取 ，并根據(jù)=0.8=0.8×3.16=2.53. 軸按磨削加工，查表得表面質(zhì)量系數(shù)故得綜合系數(shù)為所以軸在截面4右側(cè)的安全系數(shù)為故也安全。七 鍵的計(jì)算1、輸入軸鍵的設(shè)計(jì)（1）由第四節(jié)可知軸1-2處的鍵位b×h=10mm×8mm，L=36mm（2）校核強(qiáng)度 查課本表6-2得，=130Mpa工作長度l=L-b=40-10=30mm而與鍵輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×8=4mm，

32、=105Mpa。故此鍵符合。（3）由公式=可知，由于力矩大小一樣，當(dāng)在軸1-2處的鍵合格，那么在4-5處的鍵必定合格2、輸出軸鍵的設(shè)計(jì)（1）由第五節(jié)可知軸1-2處的鍵位b×h=16mm×10mm，L=70mm（2）校核強(qiáng)度 查課本表6-2得，=130Mpa工作長度l=L-b=70-16=54mm而與鍵輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×10=5mm，=121Mpa。故此鍵符合。（3）由公式=可知，由于力矩大小一樣，當(dāng)在軸1-2處的鍵合格，那么在4-5處的鍵必定合格八 滾動軸承的校核1、主動軸上的滾動軸承（1）可知所選滾動軸承位7009C，基本參數(shù)=25.8KN

33、,=19.5KN。由=0.065，查課本表13-5得e=0.4（2）校核軸承受力如下圖： =1259.76N，而=4619.77N,=2633.14N.軸承的派生軸向力為=e，故=e=0.44×4619.77=2032.70N,而=e=0.44×2633.14=1158.58N，故1處背壓緊而2處放松，所以可得，=1158.58N 計(jì)算當(dāng)量載荷P 根據(jù)工作情況，可取載荷系數(shù)=1.1 而對于1軸承：因?yàn)? =0.52表13-5得X=0.44，Y=1.28。所以 =(X)=1.1×（0.44×4619.77+1.28×2418.34）=5640.9

34、9N對于2軸承：因?yàn)? =0.43表13-5得X=1，所以 =(X)=1.1×1×2633.14=2896.45N ，所以=49342.88h=38400h，故壽命足夠。2、從動軸上的滾動軸承（1）可知所選滾動軸承位7013C，基本參數(shù)=40.0KN,=35.5KN。由=0.035，查課本表13-5得e=0.44（2）校核軸承受力如下圖： =1259.76N，而=3858.07N,=2755.67N.軸承的派生軸向力為=e，故=e=0.44×3858.07=1697.55N,而=e=0.44×2755.67=1212.50N，故1處背壓緊而2處放松，所以

35、可得，=1212.50N 計(jì)算當(dāng)量載荷P 根據(jù)工作情況，可取載荷系數(shù)=1.1 而對于1軸承：因?yàn)? =0.52表13-5得X=0.44，Y=1.28。所以 =(X)=1.1×（0.44×3858.07+1.29×2472.26）=5375.44N對于2軸承：因?yàn)? =0.44表13-5得X=1，所以 =X=1.1×1×2755.67=2896.45N ，所以=95925h=38400h，故壽命足夠。九 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1、 選材減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用配合.2、機(jī)體有足夠的剛度在

36、機(jī)體為加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度3、考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱因其傳動件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為4、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.5、附件設(shè)計(jì)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：

37、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(yùn)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 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 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

38、精度.G 吊鉤：在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體.減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號計(jì)算公式結(jié)果箱座壁厚8箱蓋壁厚8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度12箱座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑M20地腳螺釘數(shù)目查手冊6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑M16機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑=（0.50.6）M10軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）10視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）8定位銷直徑=（0.70.8）8，至外機(jī)壁距離查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表426、2216，至凸緣邊緣距離查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表424、2014外機(jī)壁至軸承座端面距離=+（812）50大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離>1.210齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離>10機(jī)蓋，機(jī)座肋厚8 8軸承端蓋外徑+（55.5）100（1軸）120（2軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離100（1軸）120（2軸）十 潤滑密封設(shè)計(jì)1、潤滑方式的選擇 在減速器中，良好的潤滑可以減少相對運(yùn)動表面間的摩擦，磨損和發(fā)熱，還可以起到冷卻，散熱，防銹，沖洗金屬磨粒和降低噪聲的作用，從而保證減速器的正常工作壽命。由于高速級和低速級齒輪的速度均小于2m/s，而且考慮到潤滑脂承受的