西華大學(xué) 二級(jí)減速器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課 程 名 稱: 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 課 程 代 碼: 題 目: 二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器 學(xué) 生 姓 名: 張偉榮 學(xué) 號(hào): 3120130316205 年級(jí)/專業(yè)/班: 13級(jí)機(jī)電2班 學(xué)院(直屬系) : 機(jī)械工程學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師: 杜強(qiáng) 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)學(xué)院名稱： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)： 機(jī)械電子工程 年 級(jí)： 2013級(jí) 學(xué)生姓名: 張偉榮 學(xué)號(hào): 3120130106205 指導(dǎo)教師: 杜強(qiáng) 一、設(shè)計(jì)題目 帶式運(yùn)輸機(jī)的減速傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)二、主要內(nèi)容 決定傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)方案；選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；

2、傳動(dòng)零件以及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；軸承、聯(lián)接件、潤(rùn)滑密封和聯(lián)軸器的選擇及校驗(yàn)計(jì)算；機(jī)體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì)；繪制裝配圖及零件圖；編寫(xiě)計(jì)算說(shuō)明書(shū)并進(jìn)行設(shè)計(jì)答辯。三、具體要求原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶線速度v = 1.76 （m/s） 運(yùn)輸帶牽引力F = 2700 （N）驅(qū)動(dòng)滾筒直徑D = 470 （mm）工作條件：使用期5年，雙班制工作，單向傳動(dòng)；載荷有輕微振動(dòng)；運(yùn)送煤、鹽、砂、礦石等松散物品。四、完成后應(yīng)上交的材料機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；減速器裝配圖一張；軸類零件圖一張；齒輪零件圖一張。五、推薦參考資料西華大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)部編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū),2006秦小嶼.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(第二版)

3、.成都：西南交大出版社,2012指導(dǎo)教師 杜 強(qiáng) 簽名日期 2015 年 6 月 25日系 主 任 審核日期 2015 年 6 月 25 日目 錄一.傳動(dòng)方案的擬定二.電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 三.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算四.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算五.滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算六.鍵的強(qiáng)度計(jì)算七.聯(lián)軸器的選擇八.減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及附件設(shè)計(jì)總結(jié)參考文獻(xiàn)計(jì)算過(guò)程及計(jì)算說(shuō)明一傳動(dòng)方案擬定（1） 工作條件：使用年限5年，工作為二班工作制，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，小批量生產(chǎn)，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。（2） 原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=2.7kN；帶速V=1.76m/s；滾筒直徑D=470mm。二電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)

4、機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：（1）計(jì)算傳動(dòng)裝置的總效率ha:ha=h13h22h32=0.972×0.983×0.992=0.87h1為軸承的效率,h2為齒輪嚙合傳動(dòng)的效率,h3為聯(lián)軸器的效率。(2)電機(jī)所需的工作功率：皮帶速度v:v=1.76m/s工作機(jī)的功率pw:Pw= 4.75 KW電動(dòng)機(jī)所需工作功率為:Pd= 5.46 KW執(zhí)行機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)速為:n = 71.52 r/min經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級(jí)圓柱直齒輪減速器傳動(dòng)比ia=840，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd = ia×n = (840)×72.24 = 5

5、77.92889.6r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為Y132M2-6的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率5.5KW,滿載轉(zhuǎn)速nm=960r/min，同步轉(zhuǎn)速1000r/min。 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖三 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比： 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n 和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為:ia=nm/n=960/71.52=13.42（2）分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比:取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為:i12 = 則低速級(jí)的傳動(dòng)比為:i23 = 3.21四 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（1）各軸轉(zhuǎn)速:nI = nm = 960

6、 = 960 r/minnII = nI/i12 = 960/4.18 = 229.66r/minnIII = nII/i23 = 229.66/3.21 = 71.55 r/min（2)各軸輸入功率:PI = Pd×h3 = 5.5.×0.99 = 5.445 KWPII = PI×h1×h2 = 5.445×0.98×0.97 = 5.176 KWPIII = PII×h1×h2 = 5.176×0.98×0.97 = 4.92 KW 則各軸的輸出功率：PI' = PI×0

7、.98 = 5.336 KWPII' = PII×0.98 = 5.072 KWPIII' = PIII×0.98= 4.822 KW(3)各軸轉(zhuǎn)矩: 電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩:Td = = 54.32 Nm 所以各軸輸入轉(zhuǎn)矩為：TI = Td×h3 = 54.32×0.99 = 53.78 Nm TII = TI×i12×h1×h2 = 53.78×4.18×0.98×0.97 = 213.67 NmTIII = TII×i23×h1×h2 = 213.

8、67×3.21×0.98×0.97 = 652.98 Nm 輸出轉(zhuǎn)矩為：TI' = TI×0.98 = 52.70 NmTII' = TII×0.98 = 209.40 NmTIII' = TIII×0.98 = 639.92 Nm四 齒輪的設(shè)計(jì)（一） 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1 齒輪材料、熱處理及精度： 考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故選用二級(jí)展開(kāi)式圓柱斜齒輪減速器。材料：高速級(jí)小齒輪選用40Cr鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪：197-250HBS。高速級(jí)大齒輪選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 大齒輪：217-2

9、86HBS。2 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：確定各參數(shù)的值: 1) 試選Kt = 1.1 2) T1 = 9.55×× Nm3) 選取齒寬系數(shù)yd = 1.2 4) 查得材料的彈性影響系數(shù)ZE = 188 5) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH = 2.5 6) 查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限:sHlim1 = 700 MPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限:sHlim2 = 590 MPa。 7) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1 = 60nkth = 60×960×1×5×300×2×8 = 1.38&#

10、215;109大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N2 = 60nkth = N1/u = 1.38×109/4.15 = 3.23×108 8) 查得接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1 = 1,KHN2 = 1 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)S=1.1,得:sH1 = = 700/1.1 =636 MPasH2 = = 590/1.1 = 536 MPa許用接觸應(yīng)力:sH = (sH1+sH2)/2 = (636+536)/2 = 586 MPa3 設(shè)計(jì)計(jì)算:小齒輪的分度圓直徑:d1t:= = 48.60 mm 中心距：a = = = 125 mm確定模數(shù)：取小齒齒數(shù)：Z

11、1 = 25，取則：Z2 = i12×Z1 = 4.15×25 = 103.75 ?。篫2 = 104mn = =1.91 mm 取為標(biāo)準(zhǔn)值:2 mm。計(jì)算齒輪參數(shù)：123.1 取123 Z1 = =23.88 即Z1=24 Z2=123-24=99 齒數(shù)比Z1 /Z2=99/24=4.125與i4.18的要求相比，誤差為0.9%，可用 = = = 滿足要求小齒輪分度圓直徑=48.78mm大齒輪分度圓直徑=201.2mm齒輪寬度b=yd = mm 取小齒輪寬度65mm 大齒輪寬度60mm 4) 計(jì)算圓周速度v: v = = = 4.97 m/s 選取齒輪精度等級(jí)為8級(jí)。5

12、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：(1) 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值： 1) 查得齒間載荷分配系數(shù)：KHa = 1.1，KFa = 1.1；齒輪寬高比為： = = = 13.33求得:KHb = 1.09+0.26fd2+0.33×10-3b = 1.09+0.26×0.82+0.33×10-3×60 = 1.27，查得：KFb = 1.34 2) K = KAKVKFaKFb = 1×1.1×1.1×1.34 = 1.62 3) 查得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)：齒形系數(shù):YFa1 = 2.54 YFa2 = 2.14應(yīng)力校正系數(shù):YSa1 =

13、1.64 YSa2 = 1.81 4) 按齒面硬度查得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為：sFlim1 = 245 MPa sFlim2 = 220 MPa 5) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N1 = 1.38×109大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N2 = 3.23×108 6) 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)為：KFN1 = 1 KFN2 = 1 7) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取S=1.1，得：sF1 = = = 222.7sF2 = = = 200 = =0.0187 = = 0.0193大齒輪數(shù)值大選用。(2) 按式8-23校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：mn = = 1.66 mm1.662所

14、以強(qiáng)度足夠。(3) 各齒輪參數(shù)如下：大小齒輪分度圓直徑：d1 = 48.8 mmd2 = 201.2 mm圓整的大小齒輪寬度為：b1 = 65 mm b2 = 60 mm中心距：a = 125 mm模數(shù)：m = 2（二） 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1 齒輪材料、熱處理及精度： 考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故選用二級(jí)展開(kāi)式圓柱直齒輪減速器。材料：低速級(jí)小齒輪選用40Cr鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪：197-250HBS。 高速級(jí)大齒輪選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為大齒輪：217-286HBS。2 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：確定各參數(shù)的值: 1) 試選Kt = 1.1 2)

15、T2 = 9.55 Nm3) 選取齒寬系數(shù)yd = 1.2 4)5查得材料的彈性影響系數(shù)ZE = 188 5) 5查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH = 2.5 6) 查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限:sHlim1 = 590 MPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限:sHlim2 = 450 MPa。 7) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N3 = 60nkth = 60×231×1×5×300×2×8 = 3.33×108大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N4 = 60nkth = N1/u = 3.33×108/3.20 = 8) 查得接觸疲

16、勞壽命系數(shù):KHN1 = 1,KHN3 = 1 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)S=1.3,得:sH3 = = = 454 MPasH4 = = 346 MPa許用接觸應(yīng)力:sH = (sH3+sH4)/2 = (454+346)/2 =400 MPa3 設(shè)計(jì)計(jì)算:小齒輪的分度圓直徑:d1t:= = 77.9 mm 中心距：a = = = 164 mm 確定模數(shù)：取小齒齒數(shù)：Z3 = 25，取則：Z4 = i23×Z3 = 3.21×25 = 80 ?。篫4 = 80mn = =3.07 mm 取為標(biāo)準(zhǔn)值:3 mm。計(jì)算齒輪參數(shù)： 取107 Z1 =

17、=25.49 即Z1=25 Z2=107-25=82 齒數(shù)比Z1 /Z2=82/25=3.28與i3.21的要求相比，誤差為1.5%，可用 = = = 滿足要求小齒輪分度圓直徑=77mm大齒輪分度圓直徑=252.5mm齒輪寬度b=yd = mm 取大齒輪寬度100mm 小齒輪寬度105mm 4) 計(jì)算圓周速度v:v = = =1.01 m/s選取齒輪精度等級(jí)為8級(jí)。5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：(1) 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值： 1) 查得齒間載荷分配系數(shù)：KHa = 1.1，KFa = 1.1；齒輪寬高比為： = = = 11.56求得:KHb = 1.09+0.26fd4+0.33×10

18、-3b = 1.09+0.26×0.82+0.33×10-3×93 = 1.29查得：KFb = 1.34 2) K = KAKVKFaKFb = 1×1.1×1.1×1.34 = 1.62 3) 查得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)：齒形系數(shù):YFa3 = 2.58 YFa4 = 2.23應(yīng)力校正系數(shù):YSa3 = 1.61 YSa4 = 1.79 4) 按齒面硬度查得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為：sFlim3 = 245 MPa sFlim4 = 220 MPa 5) 同小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N3 = 3.33×108大齒輪應(yīng)力循環(huán)

19、次數(shù):N4 = 6) 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)為：KFN3 = 1 KFN4 = 1 7) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取S=1.3，得：sF3 = = = 188.5sF4 = = = 169.2 = = 0.022 = = 0.024大齒輪數(shù)值大選用。(2) 按式8-23校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：mn = = 2.81 mm2.813所以強(qiáng)度足夠。(3) 各齒輪參數(shù)如下：大小齒輪分度圓直徑：d3 = 77 mmd4 = 252.5 mm圓整的大小齒輪寬度為：b3 =100 mm b4 = 105 mm中心距：a = 164 mm，模數(shù)：m = 3五 傳動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì)1 輸入軸上的功

20、率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1:P1 = 5.445KW n1 = 960 r/min T1 = 54.16 Nm2 求作用在齒輪上的力: 已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為:d1 = 60 mm 則:Ft = = = 1805.3 NFr = Ft×tanat = 1805.3×tan200 = 657.1 N3 初步確定軸的最小直徑: 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版），取A0 = 110，得：dmin = A0× = 110× = 19.6 mm 輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器直徑處d12，所以同時(shí)需要選取聯(lián)軸器的型

21、號(hào)，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩:Tca = KAT1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取:KA = 1.2，則:Tca = KAT1 = 1.2×54.16 = 64.99 Nm 由于鍵槽將軸徑增大4%，選取聯(lián)軸器型號(hào)為:LT4型，其尺寸為：內(nèi)孔直徑20 mm，軸孔長(zhǎng)度38 mm，則：d12 =22 mm，為保證聯(lián)軸器定位可靠?。簂12 =40mm。半聯(lián)軸器右端采用軸端擋圈定位，按軸徑選用軸端擋圈直徑為：D = 30 mm，左端用軸肩定位，故取II-III段軸直徑為：d23 = 27 mm。右端距箱體壁距離為12mm，取:l23 = 50 mm。4 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度:初選軸承的類型

22、及型號(hào)。為能順利地在軸端III-IV、VII-VIII上安裝軸承，其段滿足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，故取:d34 = d56= 25 mm；因軸只受徑載荷作用，查軸承樣本選用：6204型深溝球軸承，其尺寸為:d×D×T = 20×47×14 mm，軸承右端采用套筒定位，取:l34 = 16 mm。右端軸承采用擋油環(huán)定位，由軸承樣本查得， 6204型軸承的定位軸肩高度：h = 3 mm。 齒輪的定位及安裝齒輪處軸段尺寸的確定。由于:d12d56 ，所以小齒輪應(yīng)該和輸入軸制成一體，所以:l56 = 65 mm；齒輪的左端與軸承之間采用套筒定位，則:l67 = 10+2.

23、5 = 12.5 mml45 = 7.5+100+10+4 = 121.5 mml78 = T = 16 mm5 軸的受力分析和校核:1）作軸的計(jì)算 根據(jù)6204深溝球軸承查手冊(cè)得T= 14mm 齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L2 = (60+5)/2+14+121.5-14/2)mm = 157 mm 齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3 = (60+5)/2+12.5+14-14/2)mm = 48 mm2）計(jì)算軸的支反力：水平面支反力：FNH1 = = = 423 NFNH2 = = =1384 N垂直面支反力：FNV1 = = = 154 NFNV2 = = = 504 N3）計(jì)算軸的彎矩，并做彎矩圖：截面

24、C處的水平彎矩：MH = FNH1L2 = 423×157 Nmm =66427 Nmm截面C處的垂直彎矩：MV = FNV1L2 = 154×157 Nmm = 24178 Nmm截面C處的合成彎矩：M = = 70690 Nmm作合成圖。4）按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度： 通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。必要時(shí)也對(duì)其他危險(xiǎn)截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強(qiáng)度校核。，取a = 0.6，則有：sca = = = MPa = 8.2MPas-1 = 60 MPa 故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度。II軸的設(shè)計(jì)1 求中間軸上的功率P2、

25、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2：P2 =5.18 KW n2 = 230 r/min T2 = 215.2 Nm2 求作用在齒輪上的力: 已知高速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為:d2 = 201 mm 則:Ft = = = 2141 NFr = Ft×tanat = 2141×tan200 = 779 N 已知低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為:d3 = 77 mm 則:Ft = = = 5589 NFr = Ft×tanat = 5589×tan200 = 2034 N3 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度: 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表15

26、-3，?。篈0 = 110，得:dmin = A0× = 110× = 30 mm 中間軸最小直徑顯然是安裝軸承的直徑d12和d45,選定軸承型號(hào)為：6206型深溝球軸承，其尺寸為：d×D×T = 30×62×16 mm，則：d12 = d56 = 30 mm。取高速大齒輪的內(nèi)孔直徑為：d23 = 32 mm，由于安裝齒輪處的軸段長(zhǎng)度應(yīng)略小于輪轂長(zhǎng)度，則：l23 = 58 mm，軸肩高度：h = 2.5 mm，軸肩寬度：b1.4h = 1.4×2.45 = 3.43 mm，取b=10mm,所以：d12 = d56 =30 m

27、m，l34 =10 mm。由于低速小齒輪直徑d3和2d34相差不多，故將該小齒輪做成齒輪軸，小齒輪段軸徑為：，l45 = 93 mm，則：l12 = T2+s+a+2.5+2 = 36 mml56 = T2+s+a= 32mm4 軸的受力分析和校核：1）作軸的計(jì)算 根據(jù)6206深溝球軸承查手冊(cè)得T = 16 mm 高速大齒輪齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L1 = (60/2-2+36-16/2)mm = 56 mm 中間軸兩齒輪齒寬中點(diǎn)距離L2 = (60/2+10+b3/2)mm = 87.5 mm 低速小齒輪齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3 = (b3/2+32-16/2)mm = 71.5 mm2）計(jì)算軸

28、的支反力：水平面支反力FNH1 = = = 3307 NFNH2 = = = 4081 N垂直面支反力（見(jiàn)圖d）：FNV1 = = = -80NFNV2 = = = -1090 N3）計(jì)算軸的彎矩截面B、C處的水平彎矩：MH1 = FNH1L1 = 3307×56 Nmm = 185192 NmmMH2 = FNH2L3 =4081×71.5 Nmm = 291792 Nmm截面B、C處的垂直彎矩：MV1 = FNV1L1 = -80×56Nmm = -4480 NmmMV2 = FNV2L3 = -1090×71.5 Nmm = -77935 Nmm截

29、面B、C處的合成彎矩：M1 = = 185246 NmmM2 = = 302021 Nmm作合成彎矩圖4）按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度： 通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面B）的強(qiáng)度。必要時(shí)也對(duì)其他危險(xiǎn)截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)公式（14-4），取a = 0.6，則有：sca = = = MPa = 52.2 MPas-1 = 60 MPa 故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度III軸的設(shè)計(jì)1 求輸出軸上的功率P3、轉(zhuǎn)速n3和轉(zhuǎn)矩T3：P3 = 4.92 KW n3 = 72 r/min T3 = 657 Nm2 求作用在齒輪上的力: 已知低速級(jí)大齒

30、輪的分度圓直徑為:d4 = 252.5 mm 則:Ft = = = 5204 NFr = Ft×tanat = 5204×tan200 = 1894 N3 初步確定軸的最小直徑: 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），取:A0 = 110，得:dmin = A0× = 107× =45 mm 輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器直徑處d12，所以同時(shí)需要選取聯(lián)軸器的型號(hào)，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩:Tca = KAT3，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取:KA = 1.2，則:Tca = KAT3 = 1.2×657 = 788.4 Nm 由于鍵槽將軸徑增大

31、4%，選取聯(lián)軸器型號(hào)為:LT9型，其尺寸為：內(nèi)孔直徑45 mm，軸孔長(zhǎng)度84 mm，則：d12 = 42 mm，為保證聯(lián)軸器定位可靠?。簂12 = 84 mm。半聯(lián)軸器右端采用軸端擋圈定位，按軸徑選用軸端擋圈直徑為：D = 50 mm，左端用軸肩定位，故取II-III段軸直徑為：d23 = 48 mm。4 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度：初選軸承的類型及型號(hào)。為能順利地在軸端III-IV、VII-VIII上安裝軸承，其段滿足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，故取：d34 = d78 = 50 mm；因軸只受徑載荷作用，查軸承樣本選用:6210型深溝球軸承，其尺寸為：d×D×T = 5

32、0mm×90mm×20mm。由軸承樣本查得6210型軸承的定位軸肩高度為：h = 4.5 mm，故?。篸45 = 54 mm。軸承端蓋的總寬度為：20 mm，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離為：l = 34 mm，l23 = 50 mm。齒輪的定位及安裝齒輪處軸段尺寸的確定。取低速大齒輪的內(nèi)徑為：d4 = 54 mm，所以：d67 = 54 mm，為使齒輪定位可靠取：l67 = 93 mm，齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度：h 0.07d = 0.07×64 = 4.48 mm，軸肩寬度：b 1.4h = 1.4×4.48 = 6.27 mm，所以，l

33、56 = 10 mm；齒輪的左端與軸承之間采用套筒定位，則：l34 = T3 = 20 mml45 = B2+a+s+5+c =70 mm5 軸的受力分析和校核:1）作軸的計(jì)算 根據(jù)6210深溝球軸承查手冊(cè)得T= 20 mm 齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L2 = (93/2+10+70+20-20/2)mm = 136.5 mm 齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3 = (93/2-2+37-20/2)mm = 71.5 mm2）計(jì)算軸的支反力：水平面支反力：FNH1 = = =1789 NFNH2 = = = 3415 N垂直面支反力：FNV1 = = = 651 NFNV2 = = = 1243N3）計(jì)算軸的

34、彎矩截面C處的水平彎矩：MH = FNH1L2 = 1785×136.5 Nmm =243652.5 Nmm截面C處的垂直彎矩：MV = FNV1L2 = 651×136.5Nmm = 88861.5 Nmm截面C處的合成彎矩：M = = 259350 Nmm4）按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度： 通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。必要時(shí)也對(duì)其他危險(xiǎn)截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)公式（14-4），取a = 0.6，則有：sca = = = MPa = 17.5 MPas-1 = 60 MPa故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度

35、六 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算1 輸入軸鍵計(jì)算： 校核高速聯(lián)軸器處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l = 6mm×6mm×32mm，接觸長(zhǎng)度:l' = 32-6 = 26 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T = 0.25hl'dsF = 0.25×6×26×20×120/1000 = 93.6 NmTT1，故鍵滿足強(qiáng)度要求。2 中間軸鍵計(jì)算： 校核高速大齒輪處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l = 10mm×8mm×45mm，接觸長(zhǎng)度:l&

36、#39; = 45-10 = 35 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T = 0.25hl'dsF = 0.25×8×35×35×120/1000 = 294 NmTT2，故鍵滿足強(qiáng)度要求。3 輸出軸鍵計(jì)算：(1) 校核低速大齒輪處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l = 16mm×10mm×83mm，接觸長(zhǎng)度:l' = 83-16= 67 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T = 0.25hl'dsF = 0.25×10×67×64×120/1

37、000 = 1286 NmTT3，故鍵滿足強(qiáng)度要求。(2) 校核低速聯(lián)軸器處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l = 12mm×8mm×62mm，接觸長(zhǎng)度:l' = 62-12= 50 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T = 0.25hl'dsF = 0.25×8×50×50×120/1000 = 600 NmTT3，故鍵滿足強(qiáng)度要求。七 軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命：Lh = 5×2×8×300 = 24000 h1 輸入軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算:(1

38、) 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P: 因該軸承只受徑向力，所以:P = Fr = 657.1 N(2) 求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C = P =657.1× = 7320 N(3) 選擇軸承型號(hào): 查課本表11-5，選擇:6204軸承，Cr = 12.8 KN，有：Lh = = =4.25×105Lh所以軸承預(yù)期壽命足夠。2 中間軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算:(1) 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P: 因該軸承只受徑向力，所以:P = Fr = 2034 N(2) 求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C = P = 2034× = 14093 N(3) 選擇軸承型號(hào): 查課本表11-5，選擇:6

39、206軸承，Cr = 19.5 KN，有：Lh = = =4.43×104Lh所以軸承預(yù)期壽命足夠。3 輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算:(1) 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P: 因該軸承只受徑向力，所以:P = Fr = 1894 N(2) 求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C = P = 1894× =8898N(3) 選擇軸承型號(hào): 查課本，選擇:6210軸承，Cr = 43.2 KN，由課本有：Lh = = = 2.68×106Lh所以軸承預(yù)期壽命足夠。8、 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及附件設(shè)計(jì)1 箱體（箱蓋）的分析： 箱體是減速器中較為復(fù)雜的一個(gè)零件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求各零件之間配置恰當(dāng)，并

40、且滿足強(qiáng)度，剛度，壽命，工藝、經(jīng)濟(jì)性等要求，以期得到工作性能良好，便于制造，重量輕，成本低廉的機(jī)器。2 箱體（蓋）的材料： 由于本課題所設(shè)計(jì)的減速器為普通型，故常用HT15-33灰鑄鐵制造。這是因?yàn)殍T造的減速箱剛性好,易得到美觀的外形,易切削,適應(yīng)于成批生產(chǎn)。3 箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算，箱體尺寸如下名稱符號(hào)尺寸（mm）機(jī)座壁厚8機(jī)蓋壁厚18機(jī)座凸緣厚度b12機(jī)蓋凸緣厚度b112機(jī)座底凸緣厚度b220地腳螺釘直徑df16地腳螺釘數(shù)目n6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d112機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d210聯(lián)軸器螺栓d2的間距 l 150軸承端蓋螺釘直徑d38窺視孔蓋螺釘直徑d46定位銷直徑d10df，d1, d2至外

41、機(jī)壁距離C122, 18, 16df， d2至凸緣邊緣距離C220, 14軸承旁凸臺(tái)半徑R118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 44大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離110齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離2 10機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1 ,m7， 7軸承端蓋外徑D262， 70，90軸承端蓋凸緣厚度t 9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主要附件 a）窺視孔和視孔蓋 窺視孔應(yīng)設(shè)在箱蓋頂部能夠看到齒輪嚙合區(qū)的位置，其大小以手能伸進(jìn)箱體進(jìn)行檢查操作為宜;窺視孔處應(yīng)設(shè)計(jì)凸臺(tái)以便于加工。視孔蓋可用螺釘緊固在凸臺(tái) 上，并應(yīng)考慮密封。 b)通氣器

42、通氣器設(shè)置在箱蓋頂部或視孔蓋上。較完善的通氣器內(nèi)部制成一定曲路，并設(shè)置金屬網(wǎng)。考慮到環(huán)境因素選用了防塵性能好的二次過(guò)濾通氣器。c)油面指示器 用油標(biāo)尺，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、在低速軸中常用。油標(biāo)尺上有表示最高及最低油面的刻線。油標(biāo)尺的安裝位置不能太低，以避免有溢出油標(biāo)尺座孔。d)放油孔和油塞 放油孔應(yīng)設(shè)置在油池的最低處，平時(shí)用螺塞堵住。采用圓柱螺塞時(shí)，箱座上裝螺塞處應(yīng)設(shè)有凸臺(tái)，并加封油墊片。放油孔不能高于油池底面，以免排油不凈。選M22 d)起吊裝置 減速器箱體沉重，采用起吊裝置起吊，在箱蓋上鑄有箱蓋吊耳，為搬運(yùn)整個(gè)減速箱，在箱座兩端凸緣處鑄有箱座吊耳。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便。e)定位銷 常采用圓錐銷做定位

43、銷。兩定位銷間的距離越遠(yuǎn)越可靠，因此，通常將其設(shè)置在箱體聯(lián)接凸緣的對(duì)角處，并做非對(duì)稱布置。 f)起蓋螺釘 起蓋螺釘螺紋有效長(zhǎng)度應(yīng)大于箱蓋凸緣厚度。起蓋螺釘直徑可與凸緣聯(lián)接螺釘直徑相同。九 潤(rùn)滑與密封設(shè)計(jì) 對(duì)于二級(jí)圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于150-200 m/min，所以采用脂潤(rùn)滑，箱體內(nèi)選用CKC150潤(rùn)滑油，裝至規(guī)定高度。油的深度為：H+h1：H = 40 mm h1 = 34 mm所以：H+h1 = 30+34 = 64 mm 。 其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤(rùn)滑效果好。密封性來(lái)講為了保證機(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

44、創(chuàng)，其表面粗度應(yīng)為Ra=6.3，密封的表面要經(jīng)過(guò)刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大，為150mm。并勻均布置，保證部分面處的密封性。減速器中滾動(dòng)軸承可采用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂進(jìn)行潤(rùn)滑。若采用潤(rùn)滑油可直接用減速器油池內(nèi)的潤(rùn)滑油進(jìn)行潤(rùn)滑如采用潤(rùn)滑脂的牌號(hào)根據(jù)工作條件進(jìn)行選擇潤(rùn)滑方式（潤(rùn)滑油潤(rùn)滑飛濺潤(rùn)滑，減速器中當(dāng)浸油齒輪的圓周速度v大時(shí)即可飛濺潤(rùn)滑飛濺的油一部分直接濺入軸承，一部分先濺到箱壁上，然后再順著箱蓋的內(nèi)壁流入箱座的油溝中，沿油溝往軸承的缺口進(jìn)入軸承 輸油溝的結(jié)構(gòu)及尺寸當(dāng)v更高時(shí)，可不設(shè)置油溝，直接靠飛濺的潤(rùn)滑油軸承。若飛濺潤(rùn)滑則需要設(shè)計(jì)特殊的導(dǎo)油溝，使箱壁上的油通過(guò)導(dǎo)油溝進(jìn)入

45、軸承，起到潤(rùn)滑作用。減速器的密封 減速器外伸軸采用密封件，具體由各軸的直徑取值定，軸承旁還設(shè)置封油盤(pán)。 設(shè)計(jì)總結(jié) 經(jīng)過(guò)三周的努力，我終于將機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)做完了。在這次作業(yè)過(guò)程中，我遇到了許多困難，一遍又一遍的計(jì)算，一次又一次的設(shè)計(jì)方案修改這都暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。剛開(kāi)始在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),由于對(duì)CAD軟件的基本操作和編程掌握得還可以，開(kāi)始覺(jué)得比較順利?？墒俏覐牟煌臋C(jī)架位置得出了不同的結(jié)果，令我非?？鄲?。后來(lái)在老師同學(xué)的指導(dǎo)下。我找到了問(wèn)題所在之處，將之解決了。同時(shí)我還對(duì)二級(jí)展開(kāi)式斜齒圓柱減速器的運(yùn)動(dòng)分析有了更進(jìn)一步的了解。在傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，面對(duì)功率大，傳動(dòng)比也大的情況，我一時(shí)不知道到底該怎么計(jì)算，經(jīng)過(guò)耐心分析，發(fā)現(xiàn)蝸輪尺寸過(guò)大，所以只能從頭再來(lái)。這次我吸取了盲目計(jì)算的教訓(xùn)，在動(dòng)筆之前，先征求了老師的意見(jiàn)