機械設(shè)計課程設(shè)計

二).齒輪軸的設(shè)計輸出軸上的功率I、轉(zhuǎn)速%和轉(zhuǎn)矩〈]由上可知P[[=8.63kw,%=303.125r/min,T】】=2.719x105N-mm求作用在齒輪上的力因已知高速小齒輪的分度圓直徑d、=my=3x29=87mm2x2.719x10587=6250.57NF=Ftana=2275NFa=0初步確定軸的最小直徑取A0=115，于是材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)《機械設(shè)計》表15-3,7,PCL—L取A0=115，于是d'=A‘I—tL=35.115mm由于鍵槽的影響，故d.=1.03d'.=36.17mm=38mm，根據(jù)帶I—11輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑di_n，取d=38mm，根據(jù)帶I—11W.齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計.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，I-II段右端需制出一軸肩，故取II-I段的直徑d=42mm；ii-iii；.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。按照工作要求并根據(jù)dn_m=42mm，查手冊選取單列角接觸球軸承7209AC，其尺寸為dxDxB=45mmx85mmx19mm，故d「［w=dvjjviii=45mm；而l面viii=19mm。

.由小齒輪尺寸可知，齒輪處的軸段V-VI的直徑dv_vi=87mm,Ivvi=92mm。軸肩高度h〉0.07d山呼，故取h=3.5mm，則軸環(huán)處的直徑dw_v=d仔訓(xùn)=52mm。軸環(huán)寬度b>1.4h，取1八=6.5mm，因為要使大小齒輪對齊嚙合，故l=26.5mm。VI-VII.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，取端蓋的外端面與大帶輪右端面間的距離l=30mm，故I]」[[[=50mm。.取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離a=15mm，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=8.5mm，已知滾動軸承寬度T=19mm，則。l=T+s+a_l=(19+8.5+15一6)mm=36.5mm.軸上零件的周向定位、一帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按彳頊由《機械設(shè)計》表6-1查得平鍵截面bxh=10mmx8mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為80mm。滾動軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。.確定軸上圓角和倒角尺寸參考《機械設(shè)計》表15-2，取軸端圓角2x45。。至此，己初步確定了軸的各段和長度，簡圖如下：■耍f?/鑰7|-■耍f?/鑰7|-114.郵網(wǎng)十川|.r.巾訥舶P?3，梢熾歸愀擋嫩GE/TigO4-ri.◎1明網(wǎng)尸|□瞻|i|V.求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置時，應(yīng)從手

冊中查取a值。對于7209AC型角接觸球軸承，由手冊中查得a=24.7mm。因此。作為簡支梁的軸的支撐跨距L2+L3=130.6mm。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖?！窷H2F的彎矩圖和扭矩圖?！窷H2FNVL從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出齒輪所在截面是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算處的此截面處的Mh、M^及M的值列于下表。載荷水平面H垂直面V支反力FF=3197.08N,Fnh2=3053.5NF=1163.6N,F=1111.4NNV2彎矩MMh=203973.8N-mmMv=74241.52N-mm總彎矩M=217064.77N-mm扭矩TT=271900N-mmH.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險截面)的強度。根據(jù)上表數(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a=0.6，軸的計算應(yīng)力■'M2+(aT)2j'173675.22+(0.6x271900)2°“b=__L_^_—=0「87—=3.6MPa前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機械設(shè)計》表15-1查得[bi]=60MPa，因此b皿<<[bi]，故安全。三).滾動軸承的校核軸承的預(yù)計壽命、=8x8x2x300=38400hI計算輸入軸承.已知y303.125rimin，兩軸承的徑向反力七=3197.08N,Fr2=3053.5N由選定的角接觸球軸承7209AC，查《機械設(shè)計》表13-7可知：軸承派生軸向力Fs=0.63F，即IFsi=0.68x3197.08=2174.0144N，F(xiàn)s2=2076.38N.因為Fi+F=F2，所以F=—97.6344N故Fai=Fsi=2174.0144N，F(xiàn)^2=Fs2+F=2174.0144N.FJFq0.68，F(xiàn)aJFr2=0.71，查手冊可得e=0.68由于F后Fr1<e，故乂廣1匕=0;FaJFrz〉e,故X2=0.41,Y2=0.87.計算當(dāng)量載荷P「P2由《機械設(shè)計》表13-6，取fp=1.2，則P=f(XF+YF)=3836.5Np1r1AP=f(XF+YF)=3772Np2r2A.軸承壽命計算由于p>P2，取P=3836.5N，角接觸球軸承，取￡=3，f廣1查手冊得7209AC型角接觸球軸承的C=36.8，則,106/fC、106,36.8x1000、H=60n)'=60x303.125x(3836.5"=>h故滿足預(yù)期壽命。II.計算輸出軸承.已知5jj=62.1rmin，兩軸承的徑向反力Fq2872.82N,Fr2=3089.62N由選定的角接觸球軸承7214AC，軸承內(nèi)部的軸向力Fs=0.63FFs1=0.63Fr=1809.9N,[2=0..63Fr=1946.5N.因為Fs1+F=F$2，所以F=136.6N故Fa1=Fs1+Fa=1946.5N，F(xiàn)A2=Fs2=1946.5N.Fa1/Fr1=0.67，F(xiàn)AJFr2=0.63，查手冊可得e=0.68由于FJF"，故X1=1,Y1=0；Faz：FR2<e，故X2=1，Y2=0.計算當(dāng)量載荷P「P2由《機械設(shè)計》表13-6，取fp=1.2，則P=f(XF+YF)=3447.384Np1r1AP=f(XF+YF)=3707.544Np2r2A

(5).軸承壽命計算由于P1=P2，取P=3707.544N，角接觸球軸承，取《=3,匕=1查手冊得7214AC型角接觸球軸承的C=69.2KN，貝L=12LQftC)￡=1745084h〉LH60nPH故滿足預(yù)期壽命。鍵聯(lián)接設(shè)計帶輪與輸入軸間鍵的選擇及校核軸徑d=38mm，輪轂長度L=100mm，查手冊，選入型平鍵，其尺寸為b=10mm，h=8mm，L=80mm(GB/T1096-79)h現(xiàn)校核其強度：l=L-b=70mm,T=271900N-mm，k=—2Tx103

kld2=51.1092Tx103

kld=51.109MPa~~4x70x38查手冊得[bp]=(100?120)MPa，因為b°<[b「，故鍵符合強度要求。II.輸出軸與齒輪間鍵的選擇及校核hb軸徑d=75mm，輪轂長度L=85mm，查手冊，選入型平鍵，其尺寸為b=20mm，h=12mm，L=70mm(GB/T1096-79)h現(xiàn)校核其強度：l=L-b=50mm,T=1270000N-mm，k=-22Tx1032x103x1270bp=^kl^=6x50x75=113MPa查手冊得[bp]=(100?120)MPa，因為bp<[bp]，故鍵符合強度要求。III.輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇及校核軸徑d=60mm，輪轂長度L=105mm，查手冊，選C型平鍵，其尺寸為b=18mm，h=11mm，L=90mm(GB/T1096-79)

h現(xiàn)校核其強度：l=L一b=72mm,T=1210000N-mm，k=—2b=pkld2Tx1032x103x1210b=pkld=102MPa5.5x72x60查手冊得gp]=(100?120)MPa，因為b^<[bp]，故鍵符合強度要求。箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計減速器的箱體采用鑄造(HT200)制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪嚙合質(zhì)量，大端蓋分機體采用雄配合.k6機體有足夠的剛度在機體外加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度考慮到機體內(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大于40mm。為保證機蓋與機座連接處密封，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Ra6.3。機體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.鑄件壁厚為8mm，圓角半徑為R=5。機體外型簡單，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，以便于能伸入進行操作，窺視孔有蓋板，機體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封，蓋板用鑄鐵制成，用M8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，因此油孔處的機體外壁應(yīng)凸起一塊，由機械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。C油標：油標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，以防油進入油尺座孔而溢出.D通氣孔：由于減速器運轉(zhuǎn)時，機體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達到體內(nèi)為壓力平衡.E位銷：為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.

F吊鉤：在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運較重的物體.減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號計算公式結(jié)果箱座壁厚bb=0.025u+1>88箱蓋壁厚b1b=0.02a+1>818箱蓋凸緣厚度bib=1.5bi112箱座凸緣厚度bb=1.5b12箱座底凸緣厚度b2b=2.5b220地腳螺釘直徑dfd=0.036a+12fM20地腳螺釘數(shù)目n查手冊4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑did1=0.75dfM16機蓋與機座聯(lián)接螺栓直徑d2d=（0.5~0.6）d2fM12軸承端蓋螺釘直徑d3d=（0.4~0.5）d3fM10視孔蓋螺釘直徑d4d=（0.3~0.4）d4fM8定位銷直徑dd=（0.7~0.8）d210d,d，d至外機壁距離C1查《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-3242218d亍,d2至凸緣邊緣距離C2查《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表5-32416外機壁至軸承座端面距離l1l1=C1+C2+（8~12）48大齒輪頂圓與內(nèi)機壁距離AiA1>1.2b10齒輪端面與內(nèi)機壁距離A2A>b>8機座肋厚mm=0.85bm=8軸承端蓋外徑D2D2=D+（5~5.5）d3180140潤滑密封設(shè)計對于單級圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠遠小于（1.5~2）乂105mm-r/mln，所以采用脂潤