零件CAD課程設(shè)計(jì)

1、零件CAD課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及樣本圖裝備制造系班級(jí)： 數(shù)控C042班姓名： 張 越 學(xué)號(hào)： 1號(hào) 組號(hào)： 1組 日期： 2007年6月29日指導(dǎo)教師： 張光 零件CAD課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一、設(shè)計(jì)題目. .第1頁(yè)二、概述第2頁(yè)三、電動(dòng)機(jī)的選擇. .第3頁(yè)四、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比. .第4頁(yè)五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算. .第5頁(yè)六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.第6頁(yè)七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.第12頁(yè)八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算.第20頁(yè)九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算. 第22頁(yè)十、潤(rùn)滑的選擇. 第25頁(yè)十一、聯(lián)軸器的選擇. 第27頁(yè)十二、軸承蓋的選擇. 第27頁(yè)十三、減速器箱體和附件設(shè)計(jì).第28頁(yè)十四、設(shè)計(jì)心得.第

2、34頁(yè) 一、 設(shè)計(jì)題目：一級(jí)圓柱齒輪減速器（CAD） 1.運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：圖中標(biāo)注是：（1）電動(dòng)機(jī)；（2）V帶（三角帶）傳動(dòng)；（3）減速器（4，4，4”）聯(lián)軸器；（5）卷筒（運(yùn)輸平皮帶）。2. 工作條件：工作時(shí)間兩班制（也可設(shè)定三班制），卷筒可連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，單向傳動(dòng)，載荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)（一般情況），使用期限（510年），每年工作243天（兩班制）。3. 原始數(shù)據(jù) 輸送帶（牽引力）F=2500N 滾筒直徑D=200mm 輸送帶帶速v=1m/s二、概述：1. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的目的（1） 培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)課程的知識(shí)去解決機(jī)械工程問(wèn)題的能力，并使所學(xué)知識(shí)得到鞏固和發(fā)展。（2） 學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的

3、一般方法和簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)步驟。（3） 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖和學(xué)習(xí)使用設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。2. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容（1） 擬定和分析傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案。（2） 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)。（3） 進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，校核軸、軸承、連軸器、鍵等零部件的強(qiáng)度，選擇潤(rùn)滑和密封方式。（4） 繪制減速器裝配圖。（5） 繪制零件工作圖。（6） 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，準(zhǔn)備答辯。3. 課程設(shè)計(jì)的進(jìn)行方式課程設(shè)計(jì)是在教師指導(dǎo)下進(jìn)行的。設(shè)計(jì)從分析任務(wù)書(shū)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)必要地計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后用設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)和圖紙表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果。由于減速器裝配圖的設(shè)計(jì)和繪

4、制過(guò)程比較復(fù)雜，它不是通過(guò)一次計(jì)算、一次繪制既可完成的，往往需要經(jīng)過(guò)多次繪圖、計(jì)算、修改。為此，應(yīng)先進(jìn)行裝配草圖的設(shè)計(jì)和繪制，然后再完成裝配圖。設(shè)計(jì)分階段進(jìn)行，每一階段的設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)認(rèn)真檢查無(wú)誤后，方可進(jìn)行下一階段的設(shè)計(jì)。完成規(guī)定的全部設(shè)計(jì)任務(wù)后，方可參加設(shè)計(jì)答辯。4課程設(shè)計(jì)的要求 （1） 理論聯(lián)系實(shí)際，力求設(shè)計(jì)合理，同時(shí)鼓勵(lì)創(chuàng)新。 （2） 認(rèn)真閱讀教材中與課程有關(guān)的內(nèi)容，認(rèn)真查閱有關(guān)資料。 （3） 正確運(yùn)用課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，按步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，不要急于求成；按時(shí)完成全部設(shè)計(jì)任務(wù)。三、電動(dòng)機(jī)的選擇： 1選擇電動(dòng)機(jī)的類型： 按電動(dòng)機(jī)的特性及工作條件選擇。若無(wú)特殊要求一般選擇Y系三相異步電動(dòng)機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)

5、是可直接接在三相交流電路中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，維護(hù)方便。 2選擇電動(dòng)機(jī)的容量： 電動(dòng)機(jī)的容量選擇是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。容量選擇過(guò)大，則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，傳動(dòng)能力又不能充分利用，而且由于電動(dòng)機(jī)經(jīng)常在輕載下運(yùn)轉(zhuǎn)，基效率和功率數(shù)都較低從而造成能源的浪費(fèi)。 對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)行、載荷比較穩(wěn)定的機(jī)械，通常按照電動(dòng)機(jī)的額定功率選擇，而不校核電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)容量時(shí)應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped應(yīng)略大于工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)功率Pd即 PedPd3電動(dòng)機(jī)輸出功率： Pw=Fv/1000=2500×1/1000=2.5kw 4電動(dòng)機(jī)至輸送帶的總功率：總=1×2

6、5;3 根據(jù)表21查得 1=0.95（三角膠帶傳動(dòng)） 2=0.99（彈性連軸器）3=0.99（滾動(dòng)軸承） 4=0.97（8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)） 5=0.98（開(kāi)式平型帶傳動(dòng)） 總=1×23×33×4×5 =0.95×0.993×0.993×0.97×0.98 =0.855電動(dòng)機(jī)所需的工作功率：Pd=Pw/總=2.5/0.85=2.9kw 6. 電動(dòng)機(jī)額定功率： Ped為3kw 7.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：電動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速：nw=60×1000V/D=60×1000×1/3.14×2

7、00=95.54r/min 表22查得 三角膠帶傳動(dòng)的傳動(dòng)范圍i1=24 閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)范圍i2=34 總傳動(dòng)比范圍為i=（24）（34） =616 故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd= i·nw =（616）×95.54 =573.241528.64 r/min 所以nd=960 r/min（滿載時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)） 8、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)：查附表3，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S6四、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比：i總=nd/nw=960/95.54=10.05 2、分配各級(jí)傳動(dòng)比：三角帶傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)比 三角帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i帶=2.6 根據(jù)表22查得 齒輪傳動(dòng)比為i齒

8、輪= i總/i帶=3.87五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算0軸：電機(jī)軸P0= Pd=2.94kwn0=960 r/minTo=9550×P0/n0=9550×2.94/960=29.25N·m1軸：三角帶傳入軸P1=Pd1=2.94×0.99=2.9106kwn1= n0=960 r/minT1=9550×P1/n1=9550×2.9106/960=28.95N·m 2軸：三角帶輸出軸 P2=Pd12=2.9106×0.95=2.76kwn2= n0/ i帶=960/2.6=369.23 r/min T2=9550

9、15;P2/n2=9550×2.76/369.23=71.39N·m 3軸：減速器高速軸 P3=Pd1234=2.94×0.99×0.95×0.99×0.99=2.71kwn3= n2=369.23 r/min T3=9550×P3/n3=9550×2.71/369.23=70.09N·m 4軸：減速器低速軸 P4=Pd123456=2.94×0.99×0.95×0.99×0.99×0.97×0.99=2.6kw n4= n0/ i帶i齒輪=96

10、0/2.6 ×3.87=95.41r/min T4=9550×P4/n4=9550×2.6/95.41=260.25N·m 5軸：滾筒軸 P4=Pd12345678=2.94×0.99×0.95×0.99×0.99×0.97×0.99×0.99×0.99=2.55kw n5= n4=95.41r/min T5=9550×P5/n5=9550×2.55/95.41=255.24N·m序號(hào)/內(nèi)容功率P（kw）轉(zhuǎn)速 n（r/min）轉(zhuǎn)矩 T（N

11、3;m）傳動(dòng)比 i 效率 02.94 960 29.25 1 1 1 2.91 960 28.95 1 0.99 2 2.76 369.23 71.39 2.6 0.95 3 2.71 369.23 70.09 2.6 0.98 4 2.6 95.41 260.25 3.87 0.96 5 2.55 95.41 255.24 1 0.98六、（一）傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 解：（1）確定計(jì)算功率PC，選擇V型帶。由于載荷平穩(wěn)，工作時(shí)間兩班制。 所以由書(shū)表117查得k=1.3，故計(jì)算功率為 PC=kP=1.3×3=3.9kw由于PC=3.9kw，n1=960 r/min

12、。由書(shū)表118得，確定帶的型號(hào)為A型號(hào)。 2.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑d1和d2 由書(shū)表118，根據(jù)d1dmin的要求，取d1=100mm。 d2= d1 n1/ n2=100×960/369.23=260mm3.驗(yàn)算帶速 V=d1n1/60×1000=3.14 ×100×960/60×1000=5.024 m/s 帶速V在525 m/s范圍內(nèi)，故合適。 4計(jì)算中心距a，帶長(zhǎng)Ld 初定中心距為 0.7(d1+d2)a02(d1+d2)得 0.7(100+260)a02(100+260) 252mma0720mm 取a0=500mm 初定帶長(zhǎng)為L(zhǎng)0=2

13、a0+(d1+d2)/2+(d2-d1) 2/4a0 =2×500+3.14（100+260）/2+（260-100）2/4×500=1578mm 由書(shū)表111取Ld=1600mm 中心距aa0+Ld-L0/2=500+1600-1578/2 =510mm 中心距變化范圍為amin=a-0.015Ld=510-0.015×1600 =486mm amax=a+0.03Ld=510+0.03×1600 =558mm5.驗(yàn)算小帶輪包角 小帶輪包角可按下列公式得 1=1800-（d2-d1）/a×57.30=1800-（260-100）/510

14、15;57.30 =162.10 1=162.101200 小帶輪包角1合適。 6.確定V帶的根數(shù)Z 根據(jù)書(shū)表114查得，單根普通V帶所能傳遞的功率P0=0.96kw 根據(jù)書(shū)表115查得，單根普通V帶功率增量為P0=0.11kw 根據(jù)書(shū)表116查得，包角修正系數(shù)為Ka=0.95 根據(jù)書(shū)表111查得，帶長(zhǎng)修正系數(shù)為KL=0.99Z=PC/(P0+P0)KKL =3.9/(0.96+0.11) ×0.95×0.99 =3.88 取Z=47計(jì)算初壓力F0由書(shū)表112查得q=0.1kg/m，單根V帶的初拉力：F0=500PC/ZV（2.5/K-1）+qV2=500×3.9

15、/4×5.024×(2.5/0.96-1)+0.1×5.0242 =160.65N8.計(jì)算軸上的力FyFy=2ZF0sin1/2=2×4×160.65sin167.6/2=1233.792N9.帶輪的材料選用 小帶輪的材料為鑄鐵（AT150）因?yàn)橹睆讲捎脤?shí)心式帶輪。大帶輪的材料為HT150，因?yàn)橹睆絛2=260mm。采用腹板式帶輪。 10.普通V帶輪的輪槽尺寸 V帶為A型號(hào)，查書(shū)表113查得 bd=11mm hamin=2.75mm e=15±0.3mm fmin=9mm hfmin=8.7mm min=6mm =34° 根

16、據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 235頁(yè) 查得 輪寬 B=（Z-1）e+2f=（4-1）×15+2×9 =63mm 11帶輪的安裝與維護(hù) 安裝時(shí)，兩輪的軸線應(yīng)平行，否則帶間磨損嚴(yán)重，一般應(yīng)使小輪包角1120°。要先將中心距縮小，帶套在帶輪上再慢慢拉緊，不要硬撬，帶裝好后，帶的張緊程度是大拇指能按下12mm為宜，在使用過(guò)程中對(duì)帶傳遞應(yīng)進(jìn)行定期檢查，發(fā)現(xiàn)有疲勞破壞現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)將V帶更換，用安全防護(hù)罩將帶傳動(dòng)罩起來(lái)，即保證人身安全，又防止酸堿等腐蝕腰帶，而發(fā)生意外。（二）圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 以知：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)載荷平穩(wěn)，齒輪相對(duì)于支撐面對(duì)稱布置，卷筒可連續(xù)轉(zhuǎn)，單向傳動(dòng)?？蛰d起動(dòng)，工作時(shí)間兩班

17、制。單向運(yùn)動(dòng)傳遞功率P1=2.71kw，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1=369.23 r/min，齒數(shù)比u=3.87解：1.選擇齒輪材料、熱處理方式 該直齒圓柱齒輪無(wú)特殊要求，可選用一般齒輪材料，根據(jù)書(shū)表131和表132查得，并考慮HBW1=HBW1+（3050）的要求，小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度取230HBW。大齒輪選用45鋼，正火處理齒面，硬度取190HBW。 2.確定精度等級(jí) 減速器為一般齒輪傳動(dòng)，常用的是69級(jí)精度。 3確定許用應(yīng)力 由書(shū)圖1311c，圖1314c分別查得Hlim1=570Mpa Hlim2=530Mpabblim1=190Mpa bblim2=175Mpa由書(shū)表135查得S

18、H=1.1和SF=1.4 H1=Hlim1/SH=570/1.1=518.18MpaH2=Hlim2/SH=530/1.1=481.8Mpa bb1=bblim1/SF=190/1.4=135.71 Mpa bb2=bblim2/SF=175/1.4=125 Mpa 因齒面硬度小于350HBW，屬于軟齒面，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。齒面按彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。4. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 計(jì)算中心距 a (u+1)（335/H) 2akT/ u1/3 （1）取H = H2=481.8 Mpa （2）小齒輪轉(zhuǎn)矩T1=9.55×106P1/n1=9.55×106×

19、;2.71/369. 23=70093.17 N·mm （3）取齒寬系數(shù)a=0.4 u=3.87 （4）由于原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，載荷平穩(wěn)支撐為對(duì)稱布置。 查書(shū)表134。選k=1 將上述數(shù)據(jù)代入，得初算中心距a0 (3.87+1) ×（335/481.8) 2×1×70093.17/0.4×3.871/3=136mm 5確定基本參數(shù)計(jì)算齒輪的主要尺寸 （1）選擇齒數(shù) 取Z1=23，則Z2=i·Z1=3.87×23=89 （2）確定模數(shù) m=2 a0/ （Z1+ Z2)=2×136/（23+89）=2.43mm 由書(shū)表52

20、取m=2.5mm （3）確定中心距 a=m（Z1+ Z2) =2.5×（23+89）/2=140mm 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)805頁(yè)圓柱齒輪減速器標(biāo)準(zhǔn)中心 取a=150mm （4）確定齒寬 b2=a a=0.4×150=60mm 為了補(bǔ)償兩輪軸向尺寸的誤差，使小輪寬度略大于大輪（510）mm，故取b2=60mm，b1=66mm（5）分度圓直徑：d1=mZ1=2.5×23=57.5mmd2=mZ2=2.5×89mm=222.5mm d2200mm 從動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)為腹板式 壓力角=20° 齒頂高h(yuǎn)a1=ha*m=1×2.5=2.5mm 齒根高h(yuǎn)f

21、=（ha*+ c*）m=（1+0.25）×2.5=3.125mm 全齒高h(yuǎn)=ha+hf=2.5+3.125=5.625mm齒頂高直徑da1= d1+2 ha=62.5mm da2 = d2+2 ha=227.5mm齒根高直徑df1= d1-2 hf=51.25mm df2 = d2-2 hf=216.25mm基圓直徑d b 1= d1 cos=57.5×cos20°=54.69mm d b 2= d2 cos=222.5×cos20°=211.61mm 齒距 P=m=3.14×2.5=7.85mm 齒厚 s=m/2=3.925mm 齒

22、槽寬s=e=3.925mm 基圓齒距與法向齒距 Pb= Pn=Pcos=7.85×cos20°7.47mm （6）驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 取Z1=23，Z2=89由書(shū)圖1313查得 YF1=2.71和Y F2=2.35代入得bb1=2kT1 YF1/bm2Z1=40.04Mpa bb1=40.04 Mpabb 1=135.71 Mpa 安全 bb2=bb1 Y F2/ YF1=34.72Mpa bb2=34.72 Mpabb 2=125 Mpa 安全 故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 （7）驗(yàn)算圓周速度 v=d1n1/（60×1000）=1.11 m/s 由書(shū)表133查得

23、 確定公差為9級(jí)精度 由書(shū)表1310查得v2.5 采用油潤(rùn)滑 運(yùn)動(dòng)黏度v=220m2/s 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 表8119 434頁(yè) 因?yàn)橹鲃?dòng)軸齒輪采用實(shí)心式齒輪 所以 L=（1.21.5）D1=60mm 因?yàn)閺膭?dòng)軸齒輪采用腹板式齒輪 所以D1= 1.6D1=88mm L=（1.21.5）D=66mm =4m=10mmc=0.2B=18mmD2= df2-2=203.75mmD0=0.5（D1+D2）=145.88mmd0=0.25（D2-D1）=28.94mmn=0.5m=1.25mm設(shè)定腹板6個(gè)孔七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （一）從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知：P4=2.6kw，從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速96.41 r/mi

24、n。 分度圓直徑d2=222.5mm，單向傳動(dòng)，載荷平穩(wěn)，工作時(shí)間兩班制。 （1）選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 查書(shū)表162得選用45鋼，正火處理，硬度在170217HBW，抗拉強(qiáng)度b=600Mpa 查書(shū)表164得許用彎曲應(yīng)力-1bb=55Mpa （2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算最小直徑dC(P/n)1/3 由書(shū)表163，C=118107取C=115 d234.49mm考慮到軸頸上有一鍵槽，應(yīng)將軸徑增大3%，但因?yàn)閺膭?dòng)軸傳遞的功率較小，故不用將軸徑增大。根據(jù)彈性套柱銷連軸器TL6內(nèi)孔直徑取d2=35mm，查附表210。選彈性套柱銷聯(lián)軸器（GB43241984）（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （a）確定軸上零件布置在箱中

25、央，軸承對(duì)稱地布置在兩側(cè)，軸在外軸端安裝聯(lián)軸器，齒輪以軸環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位和固定，以平鍵聯(lián)接和過(guò)盈配合H7/r6實(shí)現(xiàn)周向固定。查53表，為便于裝拆和調(diào)整等要求，通常將軸設(shè)計(jì)成階梯軸。 （b）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 根據(jù)軸各段直徑確定的原則，采用階梯軸尺寸按由小至大，由兩端到中央的順序確定。而裝有密封件和滾動(dòng)軸承處的直徑，則應(yīng)與密封件和軸承的內(nèi)徑一致。軸上兩個(gè)支點(diǎn)的軸承，應(yīng)盡量采用相同的型號(hào)，便于軸承座孔的加工。 查表51 外伸軸直徑d1=35mm 聯(lián)軸器定位肩高度a=3mm，圓角半徑R=2，直徑d2=41mm 為安裝軸承便于安裝，兩滾動(dòng)軸承處的軸徑直徑d3d2。且查表51查得，軸頸的直徑d3=

26、47mm。 因?yàn)閮上噜忀S段直徑的變化僅是軸上的拆裝方便或區(qū)分表面，所以兩直徑略有差值。即軸頸直徑d3=45mm。 因直齒圓柱齒輪減速器的軸有存在徑向載荷，所以選深溝球軸承來(lái)承受徑向載荷。選擇軸承型號(hào)60209 寬度系列代號(hào)為窄，直徑系列代號(hào)為輕，內(nèi)徑代號(hào)09。安裝齒輪，采用標(biāo)準(zhǔn)系列值，取d4=55mm。 軸環(huán)處考慮齒輪定位和固定直徑。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 771頁(yè)8355 查 得，a=（0.070.1）d4，a=5.5 d5= d4+2a=66mm 軸上兩軸承的軸徑的直徑應(yīng)一致d6=45mm。 （c）確定各段軸的長(zhǎng)度 因?yàn)檫x用彈性套柱銷聯(lián)軸器（GB43231984）。主動(dòng)端 Z型軸孔，C型鍵槽dz=

27、35mm，L=60mm，A=45mm。TL6型號(hào)。對(duì)于安裝聯(lián)軸器的軸段，應(yīng)使軸段的長(zhǎng)度略短于相配輪轂的寬度。 l1=58mm為保證齒輪固定可靠，而且齒輪端面與箱體之間不相碰及軸承拆卸方便，齒輪端面與箱體壁間應(yīng)留有一定間隙，為使軸承含在箱體內(nèi)取兩者之間間距為15.79mm。選擇凸緣式軸承蓋，密封圈B=（614）mm，取B=6mm。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表692 1493頁(yè)。軸承蓋b1=12mm，L=16mm。l2=43.79mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 986頁(yè) 軸承寬度b=19mm，r=2，套筒設(shè)定為8mm。l3=41mm安裝齒輪的軸段，應(yīng)使軸段的長(zhǎng)度略短于相配輪轂的寬度，因?yàn)檩嗇瀸挾萀=66mm，所以跟齒

28、輪聯(lián)接的軸段l4=64mm。軸環(huán)寬度l5=b=1.4a=7.7mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 表8355查得 軸徑l6=21mm為防止傳動(dòng)件潤(rùn)滑油飛濺到軸承內(nèi)，軸承面向箱體內(nèi)壁側(cè)應(yīng)加擋油環(huán)l=（1015）mm， 設(shè)定擋油環(huán)長(zhǎng)度為12mm。l6=33mm（二）主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知：P3=2.71kw，主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速369.23 r/min。 分度圓直徑d1=57.5mm，單向傳動(dòng)，載荷平穩(wěn)，工作時(shí)間兩班制 （1）選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 查書(shū)表162得選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度在217255HBW，抗拉強(qiáng)度b=650Mpa 查書(shū)表164得許用彎曲應(yīng)力-1bb=60Mpa （2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算最小直徑dC

29、(P/n)1/3 由書(shū)表163，C=118107取C=118 d223.93mm考慮到軸頸上有一鍵槽，應(yīng)將軸徑增大3%，但因?yàn)閺膭?dòng)軸傳遞的功率較小，故不用將軸徑增大。根據(jù)彈性套柱銷連軸器TL4內(nèi)孔直徑取d1=24mm，查附表210。選彈性套柱銷聯(lián)軸器（GB43241984）（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （a）確定軸上零件布置在箱中央，軸承對(duì)稱地布置在兩側(cè)，軸在外軸端安裝聯(lián)軸器，齒輪以軸環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位和固定，以平鍵聯(lián)接和過(guò)盈配合H7/r6實(shí)現(xiàn)周向固定。查53表，為便于裝拆和調(diào)整等要求，通常將軸設(shè)計(jì)成階梯軸。 （b）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 根據(jù)軸各段直徑確定的原則，采用階梯軸尺寸按由小至大，由兩端到中央

30、的順序確定。而裝有密封件和滾動(dòng)軸承處的直徑，則應(yīng)與密封件和軸承的內(nèi)徑一致。軸上兩個(gè)支點(diǎn)的軸承，應(yīng)盡量采用相同的型號(hào)，便于軸承座孔的加工。 查表51 外伸軸直徑d1=24mm 聯(lián)軸器定位肩高度a=2.5mm，圓角半徑R=1.5，直徑d2=29mm 為安裝軸承便于安裝，兩滾動(dòng)軸承處的軸徑直徑d3d2。且查表51查得，軸頸的直徑d3=24mm。 因?yàn)閮上噜忀S段直徑的變化僅是軸上的拆裝方便或區(qū)分表面，所以兩直徑略有差值。即軸頸直徑d3=35mm。 因直齒圓柱齒輪減速器的軸有存在徑向載荷，所以選深溝球軸承來(lái)承受徑向載荷。選擇軸承型號(hào)60207 寬度系列代號(hào)為窄，直徑系列代號(hào)為輕，內(nèi)徑代號(hào)07。 安裝齒輪

31、，采用標(biāo)準(zhǔn)系列值，取d4=40mm。 軸環(huán)處考慮齒輪定位和固定直徑。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 771頁(yè)8355 查 得，a=（0.070.1）d4，a=4.5 d5= d4+2a=54mm 軸上兩軸承的軸徑的直徑應(yīng)一致d6=35mm。 （c）確定各段軸的長(zhǎng)度 因?yàn)檫x用彈性套柱銷聯(lián)軸器（GB43231984）。主動(dòng)端 Z型軸孔，C型鍵槽dz=24mm，L=52mm，A=35mm。TL4型號(hào)。對(duì)于安裝聯(lián)軸器的軸段，應(yīng)使軸段的長(zhǎng)度略短于相配輪轂的寬度。 l1=50mm為保證齒輪固定可靠，而且齒輪端面與箱體之間不相碰及軸承拆卸方便，齒輪端面與箱體壁間應(yīng)留有一定間隙，為使軸承含在箱體內(nèi)取兩者之間間距為18.69m

32、m。選擇凸緣式軸承蓋，密封圈B=（614）mm，取B=6mm。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表692 1493頁(yè)。軸承蓋b1=12mm，L=20mm。l2=50.69mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 986頁(yè) 軸承寬度b=17mm，r=2，套筒設(shè)定為8mm。l3=39mm安裝齒輪的軸段，應(yīng)使軸段的長(zhǎng)度略短于相配輪轂的寬度，因?yàn)檩嗇瀸挾萀=66mm，所以跟齒輪聯(lián)接的軸段l4=64mm。軸環(huán)寬度l5=b=1.4a=6.3mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 表8355查得 軸徑l6=19mm為防止傳動(dòng)件潤(rùn)滑油飛濺到軸承內(nèi)，軸承面向箱體內(nèi)壁側(cè)應(yīng)加擋油環(huán)l=（1015）mm， 設(shè)定擋油環(huán)長(zhǎng)度為12mm。l6=31mm （三）從動(dòng)軸校核軸受力圖

33、圓周力：Ft=2T/ d2=339.33N徑向力：Fr= Ft·tan=760.1N作用在右端帶輪上的力F=2500N，方向向下。 K=136mm L=56.2mm解（1）畫出軸的空間受力圖 （2）根據(jù)水平受力圖求水平面支反力，并畫出水平彎矩圖。F1H=F2H=Ft/2=1169.67N 截面a處彎距為MaH=F1HL/2=32.87N·m（3）根據(jù)垂直面受力圖求垂直面支反力，并畫出垂直 面彎距圖。 F1V=Fr L/2L=380.05 N·m F2V= Fr- F1V=380.05 N·m F1V= F2V 垂直面彎距 Mav=F2VL/2=10.68

34、N·m （4）求F力在支點(diǎn)所產(chǎn)生的反力，并畫出其彎距圖F1F=Fr K/L=6049.82N·m F2F= F- F1F=8549.82N·m F力產(chǎn)生的彎距 MaF=FK=340N·m 在軸的aa截面，F(xiàn)力產(chǎn)生的彎距為 MaF=F 1FL/2=170N·m （5）求合成彎距，并畫出合成彎距圖 按F力作用的最不利的情況考慮，把MaF與（Mav2+ MaH2）1/2直接相加，得 Ma=（Mav2+ MaH2）1/2+MaF=204.56 N·m 畫出轉(zhuǎn)距圖 T=260.25 N·m 由圖可見(jiàn)，aa截面最危險(xiǎn)，求當(dāng)量彎距。 Me

35、=Ma2+ （2T）21/2 由于軸的轉(zhuǎn)距變化規(guī)律不清楚，所以按脈動(dòng)變化轉(zhuǎn)距計(jì)算。 =-1bb / 0bb 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表8346 762頁(yè) -1bb=60Mpa 0bb=100Mpa =-1bb / 0bb=0.6 Me=Ma2+(T)21/2=257.35 N·m （6）計(jì)算危險(xiǎn)截面的直徑軸的材料選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，已查得-1bb=60Mpad(Me/0.1-1bb)1/3=35mm說(shuō)明：因截面a處有一鍵槽，應(yīng)將直徑增大3%，但因?yàn)檩S傳遞的功率小。所以不增加。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖中此處直徑為55mm，故強(qiáng)度足夠。八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 1.從動(dòng)軸滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì) a 選擇軸承類型：

36、由于單向傳動(dòng)主要受徑向載荷，同時(shí)也承受軸向載荷，選擇深溝球軸承。 D=85mm b 選擇軸承型號(hào)，根據(jù)軸徑d=45mm，選擇軸承型號(hào)60209型滾動(dòng)軸承。 c 驗(yàn)算 T=9550p/n=260.25 N·m Ft=2T/d2=2339.33 N·m Fr=Ft·tan=760.1N 已知：軸承的使用期限（510年），每年工作243天（兩班制）。 Lh=19440h 直齒圓柱齒輪不承受軸向力 當(dāng)量動(dòng)載荷P=x Fr 根據(jù)書(shū)表 188查得x=1 P=760.1N 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 986頁(yè) Cr=2560KN C0=1810KN 根據(jù)書(shū)表185查得 當(dāng)軸承的工作溫度1

37、00°C ft=1 根據(jù)書(shū)表186查得 載荷性質(zhì)：為沖擊，平穩(wěn)。 fp=1.2軸承為深溝球軸承軸承的壽命指數(shù)=3Cr= fp·p/ ft（60n/106·Lh）1/=4387.3N4.3873KNCr軸承型號(hào)60209型滾動(dòng)軸承滿足要求。 2.主動(dòng)軸滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì) a 選擇軸承類型：由于單向傳動(dòng)主要受徑向載荷，同時(shí)也承受軸向載荷，選擇深溝球軸承。 D=72mm b 選擇軸承型號(hào)，根據(jù)軸徑d=35mm，選擇軸承型號(hào)60207型滾動(dòng)軸承。 c 驗(yàn)算 T=9550p/n=70.09 N·m Ft=2T/d2=2437.91 N·m Fr=Ft

38、3;tan=792.12N 已知：軸承的使用期限（510年），每年工作243天（兩班制）。 Lh=19440h 直齒圓柱齒輪不承受軸向力 當(dāng)量動(dòng)載荷P=x Fr 根據(jù)書(shū)表 188查得x=1 P=792.12N 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 986頁(yè) Cr=2010KN C0=1390KN 根據(jù)書(shū)表185查得 當(dāng)軸承的工作溫度100°C ft=1 根據(jù)書(shū)表186查得 載荷性質(zhì)：為沖擊，平穩(wěn)。 fp=1.2軸承為深溝球軸承軸承的壽命指數(shù)=3Cr= fp·p/ ft（60n/106·Lh）1/=7176.6N7.1766KNCr軸承型號(hào)60207型滾動(dòng)軸承滿足要求。九、鍵聯(lián)接的選擇

39、及校核計(jì)算 從動(dòng)軸與齒輪配合處的鍵 已知：d=55mm n=95.41r/min 載荷平穩(wěn)，單向傳動(dòng)。 （1） 齒輪傳動(dòng)要求軸與齒輪對(duì)中要好，以防止嚙合不良。故聯(lián)接選用平鍵。根據(jù)軸徑d=55mm由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表499 4100849頁(yè)查得 選用A型平鍵，尺寸為b=16mm說(shuō)明：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得鍵的長(zhǎng)度應(yīng)比軸段短510mm故取L=56mm h=10mm（2） 驗(yàn)算鍵聯(lián)接擠壓強(qiáng)度A型鍵 工作長(zhǎng)度l=L-b=40mm查書(shū)表153查得許用應(yīng)力擠壓應(yīng)力F=125150MpaP=4000T/hld=47.32MpaF合格（3） 相配鍵槽設(shè)計(jì)由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表499查得槽深t=6 轂槽深t1=4.4尺寸偏差

40、寬度 軸 N9 -0.04 轂 JS±0.02深度 軸 t0 0 轂 t1 0鍵槽應(yīng)靠近輪轂裝入側(cè)的軸段端短510取輪轂裝入側(cè)的軸段端5mm（4） 從動(dòng)軸聯(lián)軸器相配鍵槽的設(shè)計(jì)已知：d2=35mm n=95.41 r/min 載荷平穩(wěn)，單向傳動(dòng)。 a 齒輪傳動(dòng)要求軸與齒輪對(duì)中要好，以防止嚙合不良。故聯(lián)接選用平鍵。根據(jù)軸徑d=35mm由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表499 849頁(yè)查得 選用A型平鍵，尺寸為b=10mm h=8mm 說(shuō)明：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得鍵的長(zhǎng)度應(yīng)比軸段短510mm故取L=50mm 槽深t=5 偏差 寬度 N9 -0.04 深度 t0 0鍵槽應(yīng)靠近輪轂裝入側(cè)的軸段端短510mm 取輪轂

41、裝入側(cè)的軸段端3mm。 主動(dòng)軸與齒輪配合處的鍵 已知：d=40mm n=369.23r/min 載荷平穩(wěn)，單向傳動(dòng)。 （1） 齒輪傳動(dòng)要求軸與齒輪對(duì)中要好，以防止嚙合不良。故聯(lián)接選用平鍵。根據(jù)軸徑d=40mm由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表499 4100849頁(yè)查得 選用A型平鍵，尺寸為b=12mm說(shuō)明：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得鍵的長(zhǎng)度應(yīng)比軸段短510mm故取L=56mm h=8mm（2） 驗(yàn)算鍵聯(lián)接擠壓強(qiáng)度A型鍵 工作長(zhǎng)度l=L-b=44mm查書(shū)表153查得許用應(yīng)力擠壓應(yīng)力F=125150MpaP=4000T/hld=19.91MpaF合格（3） 相配鍵槽設(shè)計(jì)由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表499查得槽深t=5 轂槽深t1=3

42、.3尺寸偏差寬度 軸 N9 -0.04 轂 JS±0.02深度 軸 t0 0 轂 t1 0鍵槽應(yīng)靠近輪轂裝入側(cè)的軸段端短510取輪轂裝入側(cè)的軸段端5mm（4） 主動(dòng)軸聯(lián)軸器相配鍵槽的設(shè)計(jì)已知：d1=24mm n=369.23r/min 載荷平穩(wěn)，單向傳動(dòng)。 a 齒輪傳動(dòng)要求軸與齒輪對(duì)中要好，以防止嚙合不良。故聯(lián)接選用平鍵。根據(jù)軸徑d=24mm由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表499 849頁(yè)查得 選用A型平鍵，尺寸為b=8mm h=7mm 說(shuō)明：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得鍵的長(zhǎng)度應(yīng)比軸段短510mm故取L=40mm 槽深t=4mm偏差 寬度 N9 -0.04 深度 t0 0鍵槽應(yīng)靠近輪轂裝入側(cè)的軸段端短510

43、mm 取輪轂裝入側(cè)的軸段端3mm。 十、潤(rùn)滑的選擇 1.齒輪的圓周速度v=1.11m/s12m/s 采用池浴潤(rùn)滑，為了減少攪拌損失和避免潤(rùn)池溫度過(guò)高，大齒輪侵入油池中的深度為1個(gè)全齒高，但不小于10mm。但為避免傳動(dòng)零件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將沉積在油底的污物攪起，造成齒面磨損，應(yīng)使大齒輪齒頂距油池底面的距離不小于3050mm。根據(jù)書(shū)表414查得，齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑油粘度為220cSt。 2.軸承的潤(rùn)滑 d1n1=0.13×105 mm·r/min（1.52）×105 mm·r/min d2n2=0.043×105 mm·r/min（1.52）×

44、105 mm·r/min 采用脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑脂填充量不得超過(guò)軸承空隙的1/31/2，過(guò)多會(huì)引起軸承發(fā)熱。3.軸承密封的選擇：密封是為了防止灰塵，水份等侵入軸承，并且防止?jié)櫥瑒┝魅搿?根據(jù)密封類型的特點(diǎn)：選用氈圈密封，軸頸圓周速度v5m/s合適。氈圈材料為毛氈，安裝前用熱礦物油浸漬。 主動(dòng)軸軸承毛氈密封的尺寸設(shè)計(jì)。d0=29mm， 毛氈尺寸 d= d0-1=28mm D= d0+（1420）=45mm B=6mm 槽的尺寸 d1= d0+（12）=30mm D1=D+（12）=46mm B1=B+（0.51.5）=5mm 從動(dòng)軸軸承毛氈密封的尺寸設(shè)計(jì)。d0=41mm， 毛氈尺寸 d= d0-1=40mm D= d0+（1420）=55mm B=6mm 槽的尺寸 d1= d0+（12）=42mm D1=D+（12）=56mm B1=B+（0.51.5）=5mm十一、聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)其特點(diǎn)，補(bǔ)償兩軸相對(duì)偏移