機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)(一級(jí)圓柱齒輪減速器)【完美版】_圖文

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目: 一級(jí)圓柱齒輪減速器院系: 電子信息工程學(xué)系專業(yè):班級(jí):學(xué)號(hào):設(shè)計(jì)者:指導(dǎo)老師:成績(jī):2012年6月目錄緒論 (2一、初步設(shè)計(jì) (31.設(shè)計(jì)任務(wù)書 (32.原始數(shù)據(jù) (33.傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定 (3二、電動(dòng)機(jī)的選擇 (31.電動(dòng)機(jī)的容量選擇 (32.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 (43.電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選定 (4三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) (61.計(jì)算總傳動(dòng)比 (62.合理分配各級(jí)傳動(dòng)比 (63.各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 (6四、傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算 (71.帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)(普通V帶 (72.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) (9五、軸的設(shè)計(jì)與校核 (111.輸入軸最小直徑的設(shè)計(jì)和作用

2、力計(jì)算 (112.輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 (123.輸出軸最小直徑的設(shè)計(jì)和作用力計(jì)算 (144.輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 (14六、軸承、鍵、聯(lián)軸器的選擇與校核 (171.軸承的選擇與校核 (172.鍵的選擇計(jì)算與強(qiáng)度校核 (183.聯(lián)軸器的選擇 (18七、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (19八、減速器的潤(rùn)滑與密封 (201.潤(rùn)滑的選擇與確定 (202.密封的選擇與確定 (20九、箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 (21十、減速器附件的選擇與設(shè)計(jì) (22總結(jié) (23緒論本論文主要內(nèi)容是進(jìn)行一級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算,在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)用到了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、工程力學(xué)、公差與互換性等多門課程知識(shí),并運(yùn)用AUTOCAD軟件進(jìn)

3、行繪圖,因此是一個(gè)非常重要的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié),也是一次全面的、規(guī)范的實(shí)踐訓(xùn)練。通過(guò)這次訓(xùn)練,使我們?cè)诒姸喾矫娴玫搅隋憻捄团囵B(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:(1培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想,訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,鞏固、深化和擴(kuò)展了相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。(2通過(guò)對(duì)通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動(dòng)或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì),使我們掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法,樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想,培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。(3另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的

4、能力。(4加強(qiáng)了我們對(duì)Office軟件中Word功能的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用。一、初步設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)課題:帶式運(yùn)輸機(jī)上的一級(jí)閉式圓柱齒輪減速器。設(shè)計(jì)說(shuō)明:1 運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),工作負(fù)荷平穩(wěn),空載起動(dòng)。2 運(yùn)輸機(jī)滾筒效率為0.96,滾動(dòng)軸承(一對(duì)效率=0.98-0.99。3 工作壽命10年,每年300個(gè)工作日,每日工作16小時(shí)(大修期3年。4 電力驅(qū)動(dòng),三相交流電,電壓380/220V5 運(yùn)輸容許速度誤差為5%。2.原始數(shù)據(jù) 3.傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定 1(一級(jí)展開式圓柱齒輪減速器帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)示意圖二、電動(dòng)機(jī)的選擇按照工作要求和條件,選用三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī),Y系列,額定電壓380V。1.電動(dòng)機(jī)的容

5、量選擇電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為kW P P a w d =工作機(jī)所需工作功率為 kW Fv P w 1000=因此 kW Fv P ad 1000=由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為 543321=a式中:54321、分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和滾筒的傳動(dòng)效率。 取96.01=,98.02=(滾子軸承,97.03=(齒輪精度8級(jí),不包括軸承效率,99.04=(齒輪聯(lián)軸器,96.05=,則83.096.099.097.098.096.03=a 所以 kW Fv P a d 5.483.0100000.218501000= 2. 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒軸工作轉(zhuǎn)速為min /39.7650000.2

6、100060100060r D v n = 取V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比42'1=i ,一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比63'2=i ,則總傳動(dòng)比合理范圍為246'=a i ,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為min /36.183334.45839.76246(''r n i n a d = 3. 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選定根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速,由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào),因此有三種傳動(dòng)比方案,如下表一:綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、傳動(dòng)比,可見第2方案比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6,其主要性能如下表二: 表二: 電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸列于下表:(mm 三、

7、 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)由電動(dòng)機(jī)的型號(hào)Y132M2-6,滿載轉(zhuǎn)速 960r n m =1. 計(jì)算總傳動(dòng)比總傳動(dòng)比57.1239.76960=n n i m a 2. 合理分配各級(jí)傳動(dòng)比由式i i i a =0式中i i 、0分別為帶傳動(dòng)和減速器(齒輪的傳動(dòng)比。為使V 帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大,初步取8.20=i ,則減速器傳動(dòng)比為:49.48.257.120=i i i a 3. 各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速軸 m i n /86.3428.29600r i n n m = 軸 m i n /36.768.249.4960101r i i n i n n m = 滾筒軸 mi

8、n /36.76r n n =各軸輸入功率軸 kW P P P d d 32.496.05.4101=軸 W P P P k 11.497.098.032.43212= 滾筒軸 kW P P P 99.399.098.011.44224=(.98.0為輸入功率乘軸承效率軸的輸出功率則分別 各軸輸入轉(zhuǎn)矩1電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩m N n P T m d d =77.449605.495509550軸 m N i T i T T d =34.12096.08.277.4410010d 軸 m N i T i T T =63.51397.098.049.434.120321121 滾筒軸m 32.49899

9、.098.063.51342=N T T (.98.0承效率為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩乘軸軸的輸出轉(zhuǎn)矩則分別運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)結(jié)果整理于下表: 四、 傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算1. 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)(普通V 帶8.2min,/960,5.41=i r n kW P ;工作壽命10年,每年300個(gè)工作日,每日工作16小時(shí); 單向運(yùn)轉(zhuǎn),工作負(fù)荷平穩(wěn),空載起動(dòng)。 確定計(jì)算功率c P由教材P218,表13-8 查得工作情況系數(shù)2.1=A K ,則kW P K P A c 4.55.42.1=選擇V 帶型號(hào)根據(jù)kW P c 4.5=,min /9601r n =,由教材P219,圖13-15選取A 型。 確定帶輪基準(zhǔn)直徑21d d

10、 、由教材P214,表13-3,A 型V 帶帶輪最小直徑mm d 75min =,又根據(jù)圖13-15中A 型帶推薦1d 的范圍及下表三,取mm d 1401=,從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑mm id d 3921408.212=,由表三,基準(zhǔn)直徑系列取mm d 4002=。傳動(dòng)比86.21404001221=d d n n i,傳動(dòng)比誤差為%5%1.2%1008.28.286.2<=-,故允許。表三:普通V 帶帶輪基準(zhǔn)直徑系列(摘自GB13575.192 驗(yàn)算帶的速度s m n d v /04.710006096014010006011=帶速在s m /255范圍內(nèi),合適。 確定中心距a 和V 帶基準(zhǔn)

11、長(zhǎng)度d L 由(2(7.021021d d a d d +得1080400140(2400140(7.03780=+=a則初取中心距mm a 4200= 初算V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度21221004(22a d d d d a L -+=mm 97.17644604140400(400140(242022=-+=查教材P212,表13-2,對(duì)A 型帶選用mm L d 1800=再計(jì)算實(shí)際中心距mm L L a a d 52.437297.17641800420200=-+=-+,取mm a 460= 驗(yàn)算小帶輪上包角1>=-=-=12061.1473.574601404001803.571801

12、21a d d 合適。 確定V 帶根數(shù)由min /96014011r n mm d =,查教材P214,表13-3,A 型單根V 帶所能傳遞的基本額定功率kW P 42.10=,;查教材P217,表13-6,功率增量kW P 36.00=;查表13-7,包角修正系數(shù)91.0=K ;查13-2,帶長(zhǎng)修正系數(shù)01.1=L K(3.301.191.036.042.14.5000=+=+=L c c K K P P P P P z 取4=z 根 確定初拉力0F由表13-1,得m kg q /1.0=N qv K zvP F c 13.18564.61.0191.05.264.644.550015.25

13、00220=+ -=+ -= 確定作用在軸上的壓軸力Q FN zF F Q 23.1422261.147sin13.185422sin210= 帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸由Y132M2-6電動(dòng)機(jī)知,其軸伸直徑d=38mm ,長(zhǎng)度L=80mm 。故小帶輪軸孔直徑mm d 380=,轂長(zhǎng)應(yīng)小于80mm 。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),表14.1-24查得,小帶輪結(jié)構(gòu)為實(shí)心輪。大帶輪直徑mm mm d 3504002>=,選用輪輻式2. 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)選擇齒輪材料及確定許用應(yīng)力小齒輪選用45號(hào)鋼(調(diào)質(zhì),齒面硬度為HBS 286197;MPa H 5801lim =,MPa FE 450=(表11-1。大齒輪選用45號(hào)鋼(

14、正火,齒面硬度為HBS 217156,MPa H 3752lim =,MPa FE 320=(表11-1由教材P171,表11-5,取0.1=H S ,25.1=F SMPa S H H H 5800.15801lim 1= MPa S H H H 3750.13752lim 2= MPa S F FE F 36025.145011= MPa S FFE F 25625.132022= 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 查教材P169,表11-3,取載荷系數(shù)1.1=K ;查教材P175,表11-6,寬度系數(shù)0.1=d 。 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩mm 1028.10.32023.41055.91055.95616

15、1=N n P T 查教材P171,表11-4,取0.162=E Z小齒輪分度圓直徑mm Z Z u u KT d H H E d 369.575805.21628.218.20.11028.11.121232532111= += +齒數(shù)取261=z ,則1172649.42=z 。故實(shí)際傳動(dòng)比5.426117=i (誤差為0.2%<5% 模數(shù) mm z d m 5.226369.5711= 齒寬 mm d b d 37.5737.570.11=,取mm b 602=,mm b 651=查教材P57,表4-1取mm m 5.2= 實(shí)際 mm m z d 655.22611=,mm m z

16、 d 5.2925.211722= 中心距 mm d d a 17925.29265221=+=+= 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù) 75.21=Fa Y (圖11-8,58.11=Sa Y (圖11-925.22=Fa Y ,82.12=Sa YMPa MPa z bm Y Y KT F Sa Fa F 256254265.237.5725.275.21028.15.122125121111=MPa MPa Y Y Y Y F Sa Fa Sa Fa F F 36023958.175.282.125.22542112212=,安全。 齒輪的圓周速度s m n d v /17.16000086.34

17、26514.310006011= 對(duì)照教材P168,表11-2 可知選用9級(jí)精度是合宜的。齒頂高mm m h h a a 5.25.20.1*= 齒根高(mm m c h h a f 125.35.225.00.1*=+=+= 小齒輪齒頂圓直徑mm h d d a a 705.2265211=+=+= 齒根圓直徑 mm h d d f f 75.58211=-=大齒輪齒頂圓直徑mm h d d a a 5.2975.225.292222=+=+= 齒根圓直徑 mm h d d f f 5.287222=-=五、 軸的設(shè)計(jì)與校核1. 輸入軸最小直徑的設(shè)計(jì)和作用力計(jì)算小齒輪選用45號(hào)鋼(調(diào)質(zhì),齒面

18、硬度為HBS 286197;按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑選擇45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,255217HBSMPa MPa MPa S B 300,360,6501=-(教材P241,表14-1查教材P245,表14-2,取110=c軸 mm n P c d 60.2586.34232.411033= 考慮鍵槽mm d 88.2605.160.25= 選取標(biāo)準(zhǔn)直徑mm d 30= (mm d 301=即以上計(jì)算的軸徑作為輸入軸外伸端最小直徑。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),軸上零件的定位、固定和裝配一級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央,相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布,齒輪左面、右面均有軸肩軸向固定,聯(lián)接以平鍵作過(guò)渡配合固定,兩軸承分

19、別和軸承端蓋定位,采用過(guò)渡配合固定。求齒輪上作用力的大小、方向小齒輪分度圓直徑:mm d 651= 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為:m N T =34.120 圓周力: N d T F t 8.37026534.120200020001= 徑向力: N F F t r 7.134720tan 8.3702tan =2. 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 為了滿足大帶輪的軸向定位要求,如上圖,A-B 軸段右端制出一軸肩,故取B-C 段直徑mm d C B 35=-;左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑mm D 40=.初步選擇滾動(dòng)軸承因軸轉(zhuǎn)速較高,且只承受徑向載荷,故選取深溝軸承。據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)定出滾動(dòng)軸承

20、型號(hào)6208。其尺寸為mm mm mm B D d 188040=。故取mm d d H G D C 40=-,而因?yàn)樵邶X輪與軸承之間要加上甩油環(huán),取油環(huán)寬度為15mm,又軸應(yīng)比軸承與甩油環(huán)長(zhǎng)度之和稍短(軸不露頭,故mm L L H G D C 30=-。右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位,由d h 1.007.0(=取mm h 5.3=,故取mm d G F 47=-。左邊甩油環(huán)采用軸肩定位,故取軸段E D -直徑mm d d G F E D 47=-,mm L E D 7=-,軸F E -段為齒輪軸上齒輪的位置,齒寬mm b 651=,齒頂圓直徑mm d a 701=。據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

21、軸承蓋尺寸結(jié)構(gòu)以及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),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mm L C B 70=-。軸上零件的周向定位齒輪,小齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接,由教材P156,查表10-9,按mm d B A 30=-,查得A 型平鍵為:mm mm mm L h b 3678=滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為M6。 計(jì)算軸上的載荷確定軸承的指點(diǎn)為位置,簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距(mm L 109157265=+=。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖,再作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面C 是軸的危險(xiǎn)截面。截面C 處的支反力F

22、 :水平面H 上: N F F F t HB HA 4.185128.37022= 垂直面V 上:N F F r VA 85.67327.13472=,N F F r VB 85.67327.13472-=-=-= 彎矩M :水平面H 上:m N L F M HA H /0.1012109.04.18512= 垂直面V 上: m N L F M VA V /72.362109.085.67321= m N L F M VB V /72.362109.085.67322-=-= 總彎矩:m N M M M V H /46.10772.360.101222121=+=+= (m N M M M r

23、 H /46.10772.360.101222222=-+=+= 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩m N d F T t =3.1202065.08.370221 按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí),通常只校核軸上承受最大的彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度。 根據(jù)式(1222224-+= + =W T M W T W M ca 及以上數(shù)據(jù)和軸單向旋轉(zhuǎn),扭矩切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,取6.0=軸的計(jì)算應(yīng)力: (MPa MPa d W T M ca 602.223.1206.046.1071.0112232211=<=+=+=- 故安全。3. 輸出軸最小直徑的設(shè)計(jì)和作用力計(jì)算大齒輪選用45號(hào)鋼(正火,齒面

24、硬度為HBS 217156按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑MPa H 3752lim =,MPa FE 320=(表11-1軸 mm n P c d 76.3736.7611.411033= 考慮鍵槽mm d 40.4007.176.37= 選取標(biāo)準(zhǔn)直徑mm d 45= 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),軸上零件的定位、固定和裝配單級(jí)減速器中,可以將齒輪安排在箱體中央,相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布,該設(shè)計(jì)潤(rùn)滑方式為脂潤(rùn)滑,有甩油環(huán),齒輪一面用軸肩定位,另一面用甩油環(huán)定位,周向定位采用鍵和過(guò)渡配合,兩軸承分別以甩油環(huán)定位,周向定位則用過(guò)渡配合或過(guò)盈配合,軸呈階梯狀,左軸承從左面裝入,齒輪、右軸承和聯(lián)軸器依次從右面裝入。求齒輪上

25、作用力的大小、方向大齒輪分度圓直徑:mm d 5.2921= 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為:m N T =63.513 圓周力: N d T F t 35125.29263.513200020001= 徑向力:N F F t r 3.127820tan 8.3512tan =4. 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003,選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為1250m N 。半聯(lián)軸器的孔徑mm d 451=,故取mm d B A 45=-,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度mm L 841=。為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,如上圖,B A -軸段左端需制出一軸肩,故取C B -段直徑mm

26、d C B 50=-;右端用軸端擋圈定位,按軸端直徑去擋圈直徑mm D 50=,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度mm L 841=。為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上,而不壓在軸的端面上,故B A -端的長(zhǎng)度應(yīng)比1L 略短一些,現(xiàn)取mm L B A 82=-。初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸轉(zhuǎn)速較高,且只承受徑向載荷,故選取深溝球軸承。據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),表定出滾動(dòng)軸承型號(hào)為6211。其尺寸為mm B D d 2110055=。故取mm d d H G D C 55=-,左,右端滾動(dòng)軸承皆采用甩油環(huán)進(jìn)行軸向定位,取甩油環(huán)寬度15mm ,故mm L G F 34=-,mm L D C 46=-。取安裝齒輪處的軸端

27、E D -的直徑mm d E D 60=-,齒輪的左端與左軸承之間采用軸肩定位,軸肩搞d h 07.0>,取mm d F E 65=-,mm L F E 10=-。已知齒輪輪轂的寬度為60mm ,為了是甩油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪,此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度,故取mm L E D 5.67=-軸上零件的周向定位齒輪,半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接,據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè),按mm d E D 60=- 查得A 型平鍵為mm mm mm L h b 561118=同時(shí)為了保證齒輪與軸配合良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為67k H 滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的,此處選軸的直徑尺寸公

28、差為M6軸上的載荷確定軸承的指點(diǎn)為位置,簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距mm L 5.1071723105.57=+=。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖,再作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面C 是軸的危險(xiǎn)截面。 截面C 處的支反力F : 水平面H 上:N F F F t HB HA 1756235122= 垂直面V 上:N F F r VA 15.63923.12782=,N F F r VB 15.63923.12782-=-=-=彎矩M : 水平面H 上: m N L F M HA H /55.9421075.017592= 垂直面V 上:m N L F M VA V

29、/35.3421075.015.63921=m N L F M VB V /35.3421075.015.63922-=-=總彎矩:m N M M M V H /66.10035.3455.94222121=+=+= (m N M M M r H /66.10035.3455.94222222=-+=+=軸傳遞的轉(zhuǎn)矩m N d F T t =63.51325.292351221 按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí),通常只校核軸上承受最大的彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度。根據(jù)式(1222224-+=+ =W T M W T W M ca及以上數(shù)據(jù)和軸單向旋轉(zhuǎn),扭矩切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,

30、取6.0= 軸的計(jì)算應(yīng)力:(MPaMPa d WT M ca 6078.1663.5136.066.1001.0112232212=<=+=+=-故安全。六、 軸承、鍵、聯(lián)軸器的選擇與校核1. 軸承的選擇與校核初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸轉(zhuǎn)速較高,且只承受徑向載荷,故選取深溝球軸承。根據(jù)初算軸徑,考慮軸上零件軸向定位和固定,估計(jì)初裝軸承處的軸徑并假設(shè)選用輕系列,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)定出滾動(dòng)軸承型號(hào)列表如下: 根據(jù)條件,軸承預(yù)計(jì)壽命10年300天16小時(shí)=48000小時(shí) 軸的軸承使用壽命計(jì)算小齒輪軸承型號(hào)選用6208,查得kN C r 5.29=,N F r 32.611=min /86.342r n

31、 =,0.1=p f ,1=t f ,310= 徑向當(dāng)量動(dòng)載荷:N F P r 32.611= 軸承的壽命:h h P f C f n L p t h 480003096331986.3420.110005.291 86.3426010601031066>= = =故滿足壽命要求。軸的軸承使用壽命計(jì)算大齒輪軸承型號(hào)選用6211,查得kN C r 5.29=,N F r 5.1512= min /36.76r n =,0.1=p f ,1=t f ,310=徑向當(dāng)量動(dòng)載荷:N F P r 5.1512= 軸承的壽命:h h P f C f n L p t h 4800016194325.1

32、5120.110005.291 36.766010601031066>= = =故滿足壽命要求。2. 鍵的選擇計(jì)算與強(qiáng)度校核軸上的鍵:查手冊(cè),選用A 型平鍵。 N F t 8.3702=,MPa p100=A 鍵 h k mm L mm h mmb 5.03678=,鍵長(zhǎng),鍵高鍵寬 根據(jù)式MPa MPa L k F t p 1009.673675.08.370222<= 故鍵強(qiáng)度符合要求 軸上的鍵:N F t 3512=1A 鍵 mm L mm h mm b 561118111=,鍵長(zhǎng),鍵高鍵寬 2A 鍵 mm L mm h mm b 70914222=,鍵長(zhǎng),鍵高鍵寬根據(jù)式MPa

33、 MPa L k F t p 1008.2256115.0351222111<=MPa MPa L k F t p 1003.227095.0351222222<=故鍵強(qiáng)度符合要求3. 聯(lián)軸器的選擇在減速器輸出軸與工作機(jī)之間聯(lián)接用的聯(lián)軸器因軸的轉(zhuǎn)速較低、傳遞轉(zhuǎn)矩較大,選用彈性柱銷聯(lián)軸器。 查手冊(cè),得m N T K T A ca =7.66763.5133.1 查手冊(cè),選用 LX3 型號(hào)的軸孔直徑為45 mm 的凸緣聯(lián)軸器,公稱轉(zhuǎn)矩m N T n =1250 選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器,公稱尺寸轉(zhuǎn)矩m N T n =1250,n c T T <,合適。 采用J 型軸孔,半聯(lián)軸器

34、長(zhǎng)度mm L 1121=,軸孔長(zhǎng)度mm L 84=以下為L(zhǎng)X3型彈性柱銷聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù): 七、 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)據(jù)教材P182知: 當(dāng)齒頂圓直徑mm d a 160,可做成實(shí)心結(jié)構(gòu);當(dāng)齒頂圓直徑mm d a 500,可做成腹板式結(jié)構(gòu)齒輪。故小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu),大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)。大齒輪相關(guān)尺寸計(jì)算如下:mm d mm b m a n 5.29260,5.222=,軸孔直徑 mm d s 60=輪轂直徑mm d d s h 96606.16.1=輪轂長(zhǎng)度 (mm l b d l h sh 90725.12.12=,取mm l h 85= 輪緣厚度 (mm m n 1025.645.2

35、=, 取mm 10= 齒全高 (mm m c h h n a 625.55.225.0122*=+=+=輪緣內(nèi)徑 mm h d D a 25.266102625.525.297222=-=-= 腹板厚度 mm b c 18603.03.02=機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪減速器 腹板中心孔直徑 d 0 = 0.5(D + d h ) = 0.5 ´ (266.25 + 96) = 181.125mm 取 182mm 腹板孔直徑 d = 0.25(D - d h ) = 0.25´ (266.25 - 96) = 42.56mm 取 43mm 齒輪倒角 n = 0.5mn =

36、0.5 ´ 2.5 = 1.25 八、 減速器的潤(rùn)滑與密封 1. 潤(rùn)滑的選擇與確定 潤(rùn)滑方式 齒輪 V < 12 m / s ，選用浸油潤(rùn)滑, 因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠的潤(rùn)滑油，用以潤(rùn)滑和散熱。 同時(shí)為了避免油攪動(dòng)時(shí)泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x H 不應(yīng)小于 30 50 mm 。對(duì)于單 級(jí)減速器，浸油深度約為一個(gè)齒高，這樣就可以決定所需油量，單級(jí)傳動(dòng), 每傳遞1kW 需油 量 V0 = 0.35 0.7m3 。 對(duì)于滾動(dòng)軸承來(lái)說(shuō)， 由于齒輪圓周速度 V < 2m / s ,傳動(dòng)件的速度不高， 濺油效果不大， 選用潤(rùn)滑脂。這樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于密封，維護(hù)方便，使?jié)櫥煽?。為防止軸

37、承室中的潤(rùn)滑脂 流入箱內(nèi)而造成油脂混合，在箱體軸承座箱內(nèi)一側(cè)裝設(shè)甩油盤。 潤(rùn)滑油牌號(hào)與用量 齒輪潤(rùn)滑選用 L - AN 68 全系統(tǒng)損耗油，最低最高油面距10 20 mm ，需油量為 1.2 L 左右 軸承潤(rùn)滑選用潤(rùn)滑脂，填充量為軸承室的 1 1 ，每隔半年左右補(bǔ)充或更換一次。 2 3 2. 密封的選擇與確定 箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。 觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封。 軸承孔的密封 悶蓋和透蓋用作密封與之對(duì)應(yīng)的軸承外部 軸的外伸端與透蓋的間隙，由于選用的電動(dòng)機(jī)為低速、常溫、常壓的電動(dòng)機(jī)，則可以選用毛 氈密封。

38、毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。毛氈具有天 然彈性，呈松孔海綿狀，可儲(chǔ)存潤(rùn)滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛氈又可以將潤(rùn)滑油自行刮 下反復(fù)自行潤(rùn)滑。 20 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪減速器 九、 箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 箱體用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。 箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇如下表： 名稱 箱座壁厚 箱蓋壁厚 地腳螺栓直徑 地腳螺栓數(shù)目 箱座凸緣厚度 箱蓋凸緣厚度 箱座底凸緣厚度 軸承旁連接螺栓直徑 箱蓋與箱座連接螺栓直徑 連接螺栓 d 2 的間距 軸承蓋螺釘直徑 視孔蓋螺釘直徑 定位銷直徑 符號(hào) 尺寸（mm） 8 8 20 4 12 12 20 16 10

39、 d d1 df n b b1 b2 d1 d2 I d3 150 200 8 8 8 26，22，16 24,14 16,14 根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手 操作為準(zhǔn)。 d4 d c1 c2 R1 d f ，d1 , d 2 至外機(jī)壁距離 d f ，d 2 至凸緣邊緣距離 軸承旁凸臺(tái)半徑 凸臺(tái)高度 h I1 D1 D2 m1 外箱壁至軸承座端面距離 大齒輪頂園與內(nèi)箱壁距離 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 箱蓋肋厚 箱座肋厚 軸承端蓋外徑 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 56 10 10 7 7 120,130 盡量靠近，以 m D2 s M d1 和M d 2互補(bǔ)干涉為準(zhǔn)，一般 s = D2 21 機(jī)械設(shè)

40、計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一級(jí)齒輪減速器 十、 減速器附件的選擇與設(shè)計(jì) 1. 軸承端蓋 材料為：HT150 根據(jù)下列的公式對(duì)軸承端蓋進(jìn)行計(jì)算： d0 =d3 +1mm；D0 =D +2.5d3 ； D2 =D0 +2.5d3 ；e=1.2d3 ； e1e； m 由結(jié)構(gòu)確定； D4 =D -(1015mm；D5 =D0 -3d3 ；D6 =D -(24mm； d1 、b1 由密封尺寸確定； b=510，h=(0.81b 小軸軸承端蓋： 由 可知： 大軸軸承端蓋： 由 可知： d3 =8mm，D=100mm d0 =9mm，D0 =120mm，D2 =140mm，e=9.6mm， e1 >9.6mm，D4 =76mm,D5 =96mm,D6 =98mm。 d3 =8mm，D=80mm D0 =100mm，D4 =66mm，D2 =120mm，e=9.6mm,D5 =76； 2. 視孔和視孔蓋 窺視孔用于檢查傳動(dòng)零件的嚙合、潤(rùn)滑及輪齒損壞情況，并兼作注油