二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書經(jīng)典

淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書PAGE57二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書經(jīng)典《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：二級(jí)圓柱齒輪減速器機(jī)電系：機(jī)械制造與自動(dòng)化班級(jí)：機(jī)制三班設(shè)計(jì)者：汪國(guó)四學(xué)號(hào)：062040339指導(dǎo)教師：王忠生二○○九年四月二十日目錄第一章減速器概述……………11.1減速器的主要型式及其特性……………11.2減速器結(jié)構(gòu)………………21.3減速器潤(rùn)滑……………3第二張減速箱原始數(shù)據(jù)及傳動(dòng)方案的選擇…………………52.1原始數(shù)據(jù)…………………52.2傳動(dòng)方案選擇……………5第三章電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算……………………83.1電動(dòng)機(jī)選擇步驟…………83.1.1型號(hào)的選擇………………………83.1.2功率的選擇………………………83.1.3轉(zhuǎn)速的選擇………………………93.2電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定………………………9第四章軸的設(shè)計(jì)……………114.1軸的分類………………114.2軸的材料…………………114.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………124.4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………134.4.1按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算…………………134.4.2按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算……………144.4.3軸的剛度計(jì)算概念………………144.4.4軸的設(shè)計(jì)步驟……………………154.5各軸的計(jì)算……………154.5.1高速軸計(jì)算………………………154.5.2中間軸設(shè)計(jì)………………………174.5.3低速軸設(shè)計(jì)………………………214.6軸的設(shè)計(jì)與校核………………………234.6.1高速軸設(shè)計(jì)………………………234.6.2中間軸設(shè)計(jì)………………………244.6.3低速軸設(shè)計(jì)………………………244.6.4高速軸的校核……………………24第五章聯(lián)軸器的選擇…………265.1聯(lián)軸器的功用……………265.2聯(lián)軸器的類型特點(diǎn)………………………265.3聯(lián)軸器的選用……………265.4聯(lián)軸器材料………………27第六章圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)……………………296.1齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與分類……………………296.2齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)與基本要求………296.2.1主要參數(shù)…………26.2.2精度等級(jí)的選擇…………………306.2.3齒輪傳動(dòng)的失效形式……………306.3齒輪參數(shù)計(jì)算…………31第七章軸承的設(shè)計(jì)及校核……………………407.1軸承種類的選擇…………407.2深溝球軸承結(jié)構(gòu)………………………407.3軸承計(jì)算………………41第八章箱體設(shè)計(jì)……………43第九章設(shè)計(jì)結(jié)論……………44第使章設(shè)計(jì)小結(jié)……………45第十一章.參考文獻(xiàn)…………46致謝………………………47第一章減速器概述1.1減速器的主要型式及其特性減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)或齒輪—蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)場(chǎng)合下也用作增速的傳動(dòng)裝置，這時(shí)就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用很廣。減速器類型很多，按傳動(dòng)級(jí)數(shù)主要分為：?jiǎn)渭?jí)、二級(jí)、多級(jí)；按傳動(dòng)件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪-蝸桿、蝸桿-齒輪等。電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器高速軸中間軸低速軸減速器系統(tǒng)框圖以下對(duì)幾種減速器進(jìn)行對(duì)比：1）圓柱齒輪減速器當(dāng)傳動(dòng)比在8以下時(shí)，可采用單級(jí)圓柱齒輪減速器。大于8時(shí)，最好選用二級(jí)(i=8—40)和二級(jí)以上(i>40)的減速器。單級(jí)減速器的傳動(dòng)比如果過大，則其外廓尺寸將很大。二級(jí)和二級(jí)以上圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)布置形式有展開式、分流式和同軸式等數(shù)種。展開式最簡(jiǎn)單，但由于齒輪兩側(cè)的軸承不是對(duì)稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。為此，在設(shè)計(jì)這種減速器時(shí)應(yīng)注意：1)軸的剛度宜取大些；2)轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠(yuǎn)的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；3)采用斜齒輪布置，而且受載大的低速級(jí)又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比展開好。這種減速器的高速級(jí)齒輪常采用斜齒，一側(cè)為左旋，另一側(cè)為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對(duì)斜齒輪能自動(dòng)調(diào)整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的齠輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動(dòng)。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長(zhǎng)度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。圓柱齒輪減速器在所有減速器中應(yīng)用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至40000kW，圓周速度也可從很低至60m/s一70m／s，甚至高達(dá)150m／s。傳動(dòng)功率很大的減速器最好采用雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式。這兩種布置方式可由兩對(duì)齒輪副分擔(dān)載荷，有利于改善受力狀況和降低傳動(dòng)尺寸。設(shè)計(jì)雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)設(shè)法采取自動(dòng)平衡裝置使各對(duì)齒輪副的載荷能得到均勻分配，例如采用滑動(dòng)軸承和彈性支承。圓柱齒輪減速器有漸開線齒形和圓弧齒形兩大類。除齒形不同外，減速器結(jié)構(gòu)基本相同。傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比相同時(shí)，圓弧齒輪減速器在長(zhǎng)度方向的尺寸要比漸開線齒輪減速器約30％。2）圓錐齒輪減速器它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場(chǎng)合。二級(jí)和二級(jí)以上的圓錐齒輪減速器常由圓錐齒輪傳動(dòng)和圓柱齒輪傳動(dòng)組成，所以有時(shí)又稱圓錐—圓柱齒輪減速器。因?yàn)閳A錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，為了使它受力小些，常將圓錐面崧，作為，高速極：山手面錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應(yīng)用不如圓柱齒輪減速器廣。3）蝸桿減速器主要用于傳動(dòng)比較大(j>10)的場(chǎng)合。通常說蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸小，這只是對(duì)傳減速器的傳動(dòng)比較大的蝸桿減速器才是正確的，當(dāng)傳動(dòng)比并不很大時(shí)，此優(yōu)點(diǎn)并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜用在大功率傳動(dòng)的場(chǎng)合。蝸桿減速器主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式。蝸桿圓周速度小于4m/s時(shí)最好采用蝸桿在下式，這時(shí)，在嚙合處能得到良好的潤(rùn)滑和冷卻條件。但蝸桿圓周速度大于4m/s時(shí)，為避免攪油太甚、發(fā)熱過多，最好采用蝸桿在上式。4）齒輪-蝸桿減速器它有齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)和蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí)兩種布置形式。前者結(jié)構(gòu)較緊湊，后者效率較高。通過比較，我們選定圓柱齒輪減速器。1.2減速器結(jié)構(gòu)近年來，減速器的結(jié)構(gòu)有些新的變化。為了和沿用已久、國(guó)內(nèi)目前還在普遍使用的減速器有所區(qū)別，這里分列了兩節(jié)，并稱之為傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)和新型減速器結(jié)構(gòu)。1）傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)減速器的箱體是用中等強(qiáng)度的鑄鐵鑄成，重型減速器用高強(qiáng)度鑄鐵或鑄鋼。少量生產(chǎn)時(shí)也可以用焊接箱體。鑄造或焊接箱體都應(yīng)進(jìn)行時(shí)效或退火處理。大量生產(chǎn)小型減速器時(shí)有可能采用板材沖壓箱體。減速器箱體的外形目前比較傾向于形狀簡(jiǎn)單和表面平整。箱體應(yīng)具有足夠的剛度，以免受載后變形過大而影響傳動(dòng)質(zhì)量。箱體通常由箱座和箱蓋兩部分所組成，其剖分面則通過傳動(dòng)的軸線。為了卸蓋容易，在剖分面處的一個(gè)凸緣上攻有螺紋孔，以便擰進(jìn)螺釘時(shí)能將蓋頂起來。聯(lián)接箱座和箱蓋的螺栓應(yīng)合理布置，并注意留出扳手空間。在軸承附近的螺栓宜稍大些并盡量靠近軸承。為保證箱座和箱蓋位置的準(zhǔn)確性，在剖分面的凸緣上應(yīng)設(shè)有2—3個(gè)圓錐定位銷。在箱蓋上備有為觀察傳動(dòng)嚙合情況用的視孔、為排出箱內(nèi)熱空氣用的通氣孔和為提取箱蓋用的起重吊鉤。在箱座上則常設(shè)有為提取整個(gè)減速器用的起重吊鉤和為觀察或測(cè)量油面高度用的油面指示器或測(cè)油孔。關(guān)于箱體的壁厚、肋厚、凸緣厚、螺栓尺寸等均可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，見有關(guān)圖冊(cè)。關(guān)于視孔、通氣孔和通氣器、起重吊鉤、油面指示Oe等均可從有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)和圖冊(cè)中查出。在減速器中廣泛采用滾動(dòng)軸承。只有在載荷很大、工作條件繁重和轉(zhuǎn)速很高的減速器才采用滑動(dòng)軸承。2）新型減速器結(jié)構(gòu)下面列舉兩種聯(lián)體式減速器的新型結(jié)構(gòu)，圖中未將電動(dòng)機(jī)部分畫出。1）齒輪—蝸桿二級(jí)減速器；2）圓柱齒輪—圓錐齒輪—圓柱齒輪三級(jí)減速器。這些減速器都具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：——在箱體上不沿齒輪或蝸輪軸線開設(shè)剖分面。為了便于傳動(dòng)零件的安裝，在適當(dāng)部位有較大的開孔?！谳斎胼S和輸出軸端不采用傳統(tǒng)的法蘭式端蓋，而改用機(jī)械密封圈；在盲孔端則裝有沖壓薄壁端蓋。——輸出軸的尺寸加大了，鍵槽的開法和傳統(tǒng)的規(guī)定不同，甚至跨越了軸肩，有利于充分發(fā)揮輪轂的作用。和傳統(tǒng)的減速器相比，新型減速器結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，既可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)目，同時(shí)又改善了制造工藝性。但設(shè)計(jì)時(shí)要注意裝配的工藝性，要提高某些裝配零件的制造精度。1.3減速器潤(rùn)滑圓周速度u≤12m/s一15m／s的齒輪減速器廣泛采用油池潤(rùn)滑，自然冷卻。為了減少齒輪運(yùn)動(dòng)的阻力和油的溫升，浸入油中的齒輪深度以1—2個(gè)齒高為宜。速度高的還應(yīng)該淺些，建議在0．7倍齒高左右，但至少為10mm。速度低的(0．5m／s一0．8m／s)也允許浸入深些，可達(dá)到1／6的齒輪半徑；更低速時(shí)，甚至可到1／3的齒輪半徑。潤(rùn)滑圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，齒輪浸入油中的深度應(yīng)達(dá)到輪齒的整個(gè)寬度。對(duì)于油面有波動(dòng)的減速器(如船用減速器)，浸入宜深些。在多級(jí)減速器中應(yīng)盡量使各級(jí)傳動(dòng)浸入油中深度近予相等。如果發(fā)生低速級(jí)齒輪浸油太深的情況，則為了降低其探度可以采取下列措施：將高速級(jí)齒輪采用惰輪蘸油潤(rùn)滑；或?qū)p速器箱蓋和箱座的剖分面做成傾斜的，從而使高速級(jí)和低速級(jí)傳動(dòng)的浸油深度大致相等。減速器油池的容積平均可按1kW約需0．35L一0．7L潤(rùn)滑油計(jì)算(大值用于粘度較高的油)，同時(shí)應(yīng)保持齒輪頂圓距離箱底不低于30mm一50mm左右，以免太淺時(shí)激起沉降在箱底的油泥。減速器的工作平衡溫度超過90℃時(shí)，需采用循環(huán)油潤(rùn)滑，或其他冷卻措施，如油池潤(rùn)滑加風(fēng)扇，油池內(nèi)裝冷卻盤管等。循環(huán)潤(rùn)滑的油量一般不少于0．5L/kW。圓周速度u>12m/s的齒輪減速器不宜采用油池潤(rùn)滑，因?yàn)椋?)由齒輪帶上的油會(huì)被離心力甩出去而送不到嚙合處；2)由于攪油會(huì)使減速器的溫升增加；3)會(huì)攪起箱底油泥，從而加速齒輪和軸承的磨損；4)加速潤(rùn)滑油的氧化和降低潤(rùn)滑性能等等。這時(shí)，最好采用噴油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油從自備油泵或中心供油站送來，借助管子上的噴嘴將油噴人輪齒嚙合區(qū)。速度高時(shí)，對(duì)著嚙出區(qū)噴油有利于迅速帶出熱量，降低嚙合區(qū)溫度，提高抗點(diǎn)蝕能力。速度u≤20心s的齒輪傳動(dòng)常在油管上開一排直徑為4mm的噴油孔，速度更高時(shí)財(cái)應(yīng)開多排噴油孔。噴油孔的位置還應(yīng)注意沿齒輪寬度均勻分布。噴油潤(rùn)滑也常用于速度并不很高而工作條件相當(dāng)繁重的重型減速器中和需要用大量潤(rùn)滑油進(jìn)行冷卻的減速器中。噴油潤(rùn)滑需要專門的管路裝置、油的過濾和冷卻裝置以及油量調(diào)節(jié)裝置等，所以費(fèi)用較貴。此外，還應(yīng)注意，箱座上的排油孔宜開大些，以便熱油迅速排出。蝸桿圓周速度在10m/s以下的蝸桿減速器可以采用油池潤(rùn)滑。當(dāng)蝸桿在下時(shí)，油面高度應(yīng)低于蝸桿螺紋的根部，并且不應(yīng)超過蝸桿軸上滾動(dòng)軸承的最低滾珠(柱)的中心，以免增加功率損失。但如滿足了后一條件而蝸桿未能浸入油中時(shí)，則可在蝸桿軸上裝一甩油環(huán)，將油甩到蝸輪上以進(jìn)行潤(rùn)滑。當(dāng)蝸桿在上時(shí)，則蝸輪浸入油中的深度也以超過齒高不多為限。蝸桿圓周速度在10m／s以上的減速器應(yīng)采用噴油潤(rùn)滑。噴油方向應(yīng)順著蝸桿轉(zhuǎn)入嚙合區(qū)的方向，但有時(shí)為了加速熱的散失，油也可從蝸桿兩側(cè)送人嚙合區(qū)。齒輪減速器和蝸輪減速器的潤(rùn)滑油粘度可分別參考表選取。若工作溫度低于0℃，則使用時(shí)需先將油加熱到0第二章減速箱原始數(shù)據(jù)及傳動(dòng)方案的選擇2.1原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶有效拉力F=1500N，工作速度v=1.2m/s，卷筒直徑D=200mm間歇工作，載荷平穩(wěn)，傳動(dòng)可逆轉(zhuǎn)，傳動(dòng)比誤差為±5%，每隔2min工作一次，停機(jī)5min，工作年限為10年。2.2傳動(dòng)方案選擇傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)的目的是確定傳動(dòng)方案、選定電機(jī)型號(hào)、合理分配傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，為計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)件準(zhǔn)備條件。由于我們的實(shí)驗(yàn)的要求較高，電機(jī)輸入的最高轉(zhuǎn)速較大，為了減少成本，降低對(duì)電機(jī)的要求，同時(shí)能夠滿足減震器試驗(yàn)臺(tái)的正常工作，我們對(duì)減震器采用這樣的方案:變頻電機(jī)通過帶輪的傳遞，到達(dá)第一對(duì)嚙合齒輪，為了讓減速器具有變速功能，我們使第二對(duì)嚙合齒輪為雙聯(lián)齒輪，最后由輸出軸傳遞給偏心輪機(jī)構(gòu)。因?yàn)楸驹囼?yàn)屬于多功能測(cè)試，包括了靜特性試驗(yàn)、疲勞試示功試驗(yàn)、耐久試驗(yàn)。所以對(duì)整個(gè)傳遞要求較高。所以第一、二根軸;兩端采用角接觸球軸承，第三根軸采用一頭用角接觸球軸承另一頭采用普通調(diào)心球軸承。注意點(diǎn)是使用這個(gè)傳動(dòng)方案應(yīng)保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)便利。減速器設(shè)計(jì)二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比一般為8～40，用斜齒、直齒或人字齒，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。展開式由于齒輪相對(duì)于軸承為不對(duì)稱布置，因而沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大剛度；分流式則齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布置，常用于較大功率、變載荷場(chǎng)合。同軸式減速器，長(zhǎng)度方向尺寸較小，但軸向尺寸較大，中間軸較長(zhǎng)，剛度較差。兩級(jí)大齒輪直徑接近有利于浸油潤(rùn)滑，軸線可以水平、上下或鉛垂布置，如圖：圖中展開式又可以有下面兩種，如下所示：根據(jù)材料力學(xué)（工程力學(xué)）可以算出在相同載荷作用下，a方案優(yōu)先于b方案，∴最終選a由裝配圖查得，。由裝配圖查得，綜上所述：可得y1＜y2?！噙xa方案。第三章電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算合理的選擇電動(dòng)機(jī)是正確使用的先決條件。選擇恰當(dāng)，電動(dòng)機(jī)就能安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行；選擇得不合適，輕者造成浪費(fèi)，重者燒毀電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī)的內(nèi)容包括很多，例如電壓、頻率、功率、轉(zhuǎn)速、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、防護(hù)形式、結(jié)構(gòu)形式等，但是結(jié)合農(nóng)村具體情況，需要選擇的通常只是功率、轉(zhuǎn)速、防護(hù)形式等幾項(xiàng)比較重要的內(nèi)容，因此在這里介紹一下電動(dòng)機(jī)的選擇方法及使用。3.1電動(dòng)機(jī)選擇步驟電動(dòng)機(jī)的選擇一般遵循以下三個(gè)步驟：3.1.1型號(hào)的選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)很多，通常選用異步電動(dòng)機(jī)。從類型上可分為鼠籠式與繞線式異步電動(dòng)機(jī)兩種。常用鼠籠式的有J、J2、JO、JO2、JO3系列的小型異步電動(dòng)機(jī)和JS、JSQ系列中型異步電動(dòng)機(jī)。繞線式的有JR、JRO2系列小型繞線式異步電動(dòng)機(jī)和JRQ系列中型繞線式異步電動(dòng)機(jī)。從電動(dòng)機(jī)的防護(hù)形式上又可分為以下幾種：1．防護(hù)式。這種電動(dòng)機(jī)的外殼有通風(fēng)孔，能防止水滴、鐵屑等物從上面或垂直方向成45o以內(nèi)掉進(jìn)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，但是灰塵潮氣還是能侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，它的通風(fēng)性能比較好，價(jià)格也比較便宜，在干燥、灰塵不多的地方可以采用?！癑”系列電動(dòng)機(jī)就屬于這種防護(hù)形式。2．封閉式。這種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，定子繞組等都裝在一個(gè)封閉的機(jī)殼內(nèi)，能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，但它的密封不很嚴(yán)密，所以還不能在水中工作，“JO”系列電動(dòng)機(jī)屬于這種防護(hù)形式。在農(nóng)村塵土飛揚(yáng)、水花四濺的地方（如農(nóng)副業(yè)加工機(jī)械和水泵）廣泛地使用這種電動(dòng)機(jī)。3．密封式。這種電動(dòng)機(jī)的整個(gè)機(jī)體都嚴(yán)密的密封起來，可以浸沒在水里工作，農(nóng)村的電動(dòng)潛水泵就需要這種電動(dòng)機(jī)。實(shí)際上，農(nóng)村用來帶動(dòng)水泵、機(jī)磨、脫粒機(jī)、扎花機(jī)和粉碎機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械的小型電動(dòng)機(jī)大多選用JO、JO2系列電動(dòng)機(jī)。在特殊場(chǎng)合可選用一些特殊用途的電動(dòng)機(jī)。如JBS系列小型三相防爆異步電動(dòng)機(jī)，JQS系列井用潛水泵三相異步電動(dòng)機(jī)以及DM2系列深井泵用三相異步電動(dòng)機(jī)。3.1.2功率的選擇一般機(jī)械都注明應(yīng)配套使用的電動(dòng)機(jī)功率，更換或配套時(shí)十分方便，有的農(nóng)業(yè)機(jī)械注明本機(jī)的機(jī)械功率，可把電動(dòng)機(jī)功率選得比它大10%即可（指直接傳動(dòng)）。一些自制簡(jiǎn)易農(nóng)機(jī)具，我們可以憑經(jīng)驗(yàn)粗選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，用測(cè)得的電功率來選擇電動(dòng)機(jī)功率。電動(dòng)機(jī)的功率不能選擇過小，否則難于啟動(dòng)或者勉強(qiáng)啟動(dòng)，使運(yùn)轉(zhuǎn)電流超過電動(dòng)機(jī)的額定電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱以致燒損。電動(dòng)機(jī)的功率也不能選擇太大，否則不但浪費(fèi)投資，而且電動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行，其功率和功率因數(shù)都不高，造成功率浪費(fèi)。選擇電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，還要兼顧變壓器容量的大小，一般來說，直接啟動(dòng)的最大一臺(tái)鼠籠式電動(dòng)機(jī)，功率不宜超過變壓器容量的1/3。3.1.3轉(zhuǎn)速的選擇選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)盡量與工作機(jī)械需要的轉(zhuǎn)速相同，采用直接傳動(dòng)，這樣既可以避免傳動(dòng)損失，又可以節(jié)省占地面積。若一時(shí)難以買到合適轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，可用皮帶傳動(dòng)進(jìn)行變速，但其傳動(dòng)比不宜大于3。異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min等。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般要低2%～5%，在功率相同的情況下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越低體積越大，價(jià)格也越高，而且功率因數(shù)與效率較低；高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)也有它的缺點(diǎn)，它的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小而啟動(dòng)電流大，拖動(dòng)低轉(zhuǎn)速的農(nóng)業(yè)機(jī)械時(shí)傳動(dòng)不方便，同時(shí)轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)軸承容易磨損。所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一般選用1500r/min的電動(dòng)機(jī)，它的轉(zhuǎn)速也比較高，但它的適應(yīng)性較強(qiáng)，功率因數(shù)也比較高。3.2電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定根據(jù)已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。①由公式P1=Fv=1500×1.2=1.8kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n1===114。65.r/min②求電機(jī)功率P5P=P電ηη=ηa·ηb·η齒2·ηz3P=Fv查閱資料可得：選取?1=0.99—彈性柱銷聯(lián)軸器?2=0.97—6級(jí)精度齒輪的效率?3=0.98—7級(jí)精度齒輪的效率?4=0.938—滾動(dòng)滾子軸承的效率?5=0.96—滾子鏈傳動(dòng)則?總=η1η2η3η4η5=0.8503P5===2.127kw查閱資料可得：取i=8~60則n5=n1i=114.65×(8~40)=917.2~4586(r/min)電動(dòng)機(jī)符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500、3000，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)比，顯然選擇1500r/min的同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)比較合適。電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速極數(shù)(額定轉(zhuǎn)矩)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩(額定轉(zhuǎn)矩)Y112M-2.2kw1440r/min42.2kw2.2kw第四章軸的設(shè)計(jì)機(jī)器上所安裝的旋轉(zhuǎn)零件，例如帶輪、齒輪、聯(lián)軸器和離合器等都必須用軸來支承，才能正常工作，因此軸是機(jī)械中不可缺少的重要零件。本章將討論軸的類型、軸的材料和輪轂聯(lián)接，重點(diǎn)是軸的設(shè)計(jì)問題，其包括軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理確定軸的形狀和尺寸，它除應(yīng)考慮軸的強(qiáng)度和剛度外，還要考慮使用、加工和裝配等方面的許多因素。4.1軸的分類按軸受的載荷和功用可分為：1.心軸：只承受彎矩不承受扭矩的軸，主要用于支承回轉(zhuǎn)零件。如.車輛軸和滑輪軸。2.傳動(dòng)軸：只承受扭矩不承受彎矩或承受很小的彎矩的軸,主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩。如汽車的傳動(dòng)軸。3.轉(zhuǎn)軸：同時(shí)承受彎矩和扭矩的軸，既支承零件又傳遞轉(zhuǎn)矩。如減速器軸。4.2軸的材料主要承受彎矩和扭矩。軸的失效形式是疲勞斷裂，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。軸的材料從以下中選?。?.碳素鋼

優(yōu)質(zhì)碳素鋼具有較好的機(jī)械性能，對(duì)應(yīng)力集中敏感性較低，價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛。例如：35、45、50等優(yōu)質(zhì)碳素鋼。一般軸采用45鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)或正火處理；有耐磨性要求的軸段，應(yīng)進(jìn)行表面淬火及低溫回火處理。輕載或不重要的軸，使用普通碳素鋼Q235、Q275等。2.合金鋼合金鋼具有較高的機(jī)械性能，對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，淬火性較好，熱處理變形小，價(jià)格較貴。多使用于要求重量輕和軸頸耐磨性的軸。例如：汽輪發(fā)電機(jī)軸要求，在高速、高溫重載下工作，采用27Cr2Mo1V、38CrMoAlA等?；瑒?dòng)軸承的高速軸，采用20Cr、20CrMnTi等。3.球墨鑄鐵球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好，對(duì)應(yīng)力集中敏感低，價(jià)格低廉，使用鑄造制成外形復(fù)雜的軸。例如：內(nèi)燃機(jī)中的曲軸。4.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示為一齒輪減速器中的的高速軸。軸上與軸承配合的部份稱為軸頸，與傳動(dòng)零件配合的部份稱為軸頭，連接軸頸與軸頭的非配合部份稱為軸身，起定位作用的階梯軸上截面變化的部分稱為軸肩。軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求有：（1）、便于軸上零件的裝配軸的結(jié)構(gòu)外形主要取決于軸在箱體上的安裝位置及形式，軸上零件的布置和固定方式，受力情況和加工工藝等。為了便于軸上零件的裝拆，將軸制成階梯軸，中間直徑最大，向兩端逐漸直徑減小。近似為等強(qiáng)度軸。（2）、保證軸上零件的準(zhǔn)確定位和可靠固定軸上零件的軸向定位方法主要有：軸肩定位、套筒定位、圓螺母定位、軸端擋圈定位和軸承端蓋定位。1）軸向定位的固定①軸肩或軸環(huán)：如教材圖10-7所示。軸肩定位是最方便可靠的定位方法，但采用軸肩定位會(huì)使軸的直徑加大，而且軸肩處由于軸徑的突變而產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此，多用于軸向力較大的場(chǎng)合。定位軸肩的高度h=(0.07—0.1)d，d為與零件相配處的軸徑尺寸。要求r軸<R孔或r軸<C孔②套筒和圓螺母定位套筒用于軸上兩零件的距離較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠。圓螺母用于軸上兩零件距離較大，需要在軸上切制螺紋，對(duì)軸的強(qiáng)度影響較大。③性擋圈和緊定螺釘這兩種固定的方法，常用于軸向力較小的場(chǎng)合。④軸端擋圈圓錐面：軸端擋圈與軸肩、圓錐面與軸端擋圈聯(lián)合使用，常用于軸端起到雙向固定。裝拆方便，多用于承受劇烈振動(dòng)和沖擊的場(chǎng)合。2）周向定位和固定軸上零件的周向固定是為了防止零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。常用的固定方式有：a.鍵聯(lián)接b.過盈配合聯(lián)接c.圓錐銷聯(lián)接d.成型聯(lián)接鍵聯(lián)接和圓錐銷聯(lián)接見教材§10—4節(jié)。過盈配合是利用軸和零件輪轂孔之間的配合過盈量來聯(lián)接，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)周向和軸向固定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)中性好，對(duì)軸削弱小，裝拆不便。成型聯(lián)接是利用非圓柱面與相同的輪轂孔配合，對(duì)中性好，工作可靠，制造困難應(yīng)用少。（3）、具有良好的制造和裝配工藝性1）.軸為階梯軸便于裝拆。軸上磨削和車螺紋的軸段應(yīng)分別設(shè)有砂輪越程槽和螺紋退刀槽。如教材圖10—12所示。2）.軸上沿長(zhǎng)度方向開有幾個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)將鍵槽安排在軸的同一母線上。同一根軸上所有圓角半徑和倒角的大小應(yīng)盡可能一致，以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)。為使軸上零件容易裝拆，軸端和各軸段端部都應(yīng)有45°的倒角。為便于加工定位，軸的兩端面上應(yīng)做出中心孔。（4）、減小應(yīng)力集中，改善軸的受力情況軸大多在變應(yīng)力下工作，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)減少應(yīng)力集中，以提高軸的疲勞強(qiáng)度，尤為重要。軸截面尺寸突變處會(huì)造成應(yīng)力集中，所以對(duì)階梯軸，相鄰兩段軸徑變化不宜過大，在軸徑變化處的過渡圓角半徑不宜過小。盡量不在軸面上切制螺紋和凹槽以免引起應(yīng)力集中。盡量使用圓盤銑刀。此外，提高軸的表面質(zhì)量，降低表面粗糙度，采用表面碾壓、噴丸和滲碳淬火等表面強(qiáng)化方法，均可提高軸的疲勞強(qiáng)度。當(dāng)傳矩由一個(gè)傳動(dòng)件輸入，而由幾個(gè)傳動(dòng)件輸出時(shí)，為了減小軸上的傳矩，應(yīng)將輸入件放在中間。如圖10－14所示，輸入傳矩T1＝T2＋T3，軸上各輪按圖14-15a的布置形式，軸所受的最大傳矩為T2＋T3，如改為圖10-14b的布置形式，最大傳矩減小為T2或T3。4.4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.4.1按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算這種方法是只按軸所受的扭矩來計(jì)算軸的強(qiáng)度。如果還受不大的彎矩時(shí)，則采用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。并且應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常用這種方法初步估算軸徑。對(duì)于不大重要的軸，也可作為最后計(jì)算結(jié)果。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：強(qiáng)度條件：Mpa設(shè)計(jì)公式：（mm）軸上有鍵槽：放大：3~5%一個(gè)鍵槽；7~10%二個(gè)鍵槽。并且取標(biāo)準(zhǔn)植式中：[τ]——許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力（N/mm2），C為由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)。4.4.2按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可以求得，因而可按彎扭合成強(qiáng)度條件對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。對(duì)于鋼制的軸，按第三強(qiáng)度理論，強(qiáng)度條件為：設(shè)計(jì)公式：（mm）式中、：бe為當(dāng)量應(yīng)力，Mpa。d為軸的直徑，mm;為當(dāng)量彎矩；M為危險(xiǎn)截面的合成彎矩；；MH為水平面上的彎矩；MV為垂直面上的彎矩；W為軸危險(xiǎn)截面抗彎截面系數(shù)；——為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)∵彎矩引起的彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)的變應(yīng)力，而扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力往往為非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力∴與扭矩變化情況有關(guān)——扭矩對(duì)稱循環(huán)變化=——扭矩脈動(dòng)循環(huán)變化——不變的扭矩，，分別為對(duì)稱循環(huán)、脈動(dòng)循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力。對(duì)于重要的軸，還要考慮影響疲勞強(qiáng)度的一些因素而作精確驗(yàn)算。內(nèi)容參看有關(guān)書籍。4.4.3軸的剛度計(jì)算概念軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過允許的限度，就會(huì)影響軸上零件的正常工作，甚至?xí)适C(jī)器應(yīng)有的工作性能。軸的彎曲剛度是以撓度y或偏轉(zhuǎn)角θ以及扭轉(zhuǎn)角ф來度量，其校核公式為：y≤[y];θ≤[θ];ф≤[ф]。式中：[y]、[θ]、[ф]分別為軸的許用撓度、許用轉(zhuǎn)角和許用扭轉(zhuǎn)角。4.4.4軸的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)軸的一般步驟為：（1）選擇軸的材料根據(jù)軸的工作要求，加工工藝性、經(jīng)濟(jì)性，選擇合適的材料和熱處理工藝。（2）初步確定軸的直徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算公式，計(jì)算出軸的最細(xì)部分的直徑。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：①軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固的工作位置；②軸上零件裝拆、調(diào)整方便；③軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。④盡量避免應(yīng)力集中；根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首先要預(yù)定出主要零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，它是軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，擬定裝配方案，應(yīng)先考慮幾個(gè)方案，進(jìn)行分析比較后再選優(yōu)。原則：1）軸的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越合理；2）裝配越簡(jiǎn)單越合理。4.5各軸的計(jì)算4.5.1高速軸計(jì)算（1）查得C=118（低速軸彎矩較大），由公式取高速軸的直徑d=45mm。（2）求作用在齒輪上的力齒輪分度圓直徑為齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為齒輪作用力圓周力徑向力軸向力（3）畫軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖并計(jì)算支反力(圖a)水平支反力垂直支反力（4）畫彎矩圖a水平面內(nèi)彎矩圖M(b圖)截面cb垂直面內(nèi)彎矩圖MC（c圖）截面cC合成彎矩（d圖）d畫扭矩圖（e圖）又根據(jù)查得則e繪當(dāng)量彎矩圖（f圖）4.5.2中間軸設(shè)計(jì)（1）查得C=118（低速軸彎矩較大），由公式取高速軸的直徑d=60mm。（2）求作用在齒輪上的力齒輪分度圓直徑為齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為齒輪作用力圓周力徑向力軸向力（3）畫軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖并計(jì)算支反力(圖a)水平支反力垂直支反力（4）畫彎矩圖a水平面內(nèi)彎矩圖M(b圖)截面c截面Db垂直面內(nèi)彎矩圖MC（c圖）截面c截面DC合成彎矩（d圖）D合成彎矩d畫扭矩圖（e圖）又根據(jù)查得則e繪當(dāng)量彎矩圖（f圖）4.5.3低速軸設(shè)計(jì)（1）查得C=118，由公式取高速軸的直徑d=75mm。（2）求作用在齒輪上的力齒輪分度圓直徑為齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為齒輪作用力圓周力徑向力軸向力（3）畫軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖并計(jì)算支反力(圖a)水平支反力垂直支反力（4）畫彎矩圖a水平面內(nèi)彎矩圖M(b圖)截面cb垂直面內(nèi)彎矩圖MC（c圖）截面cC合成彎矩（d圖）d畫扭矩圖（e圖）又根據(jù)查得則e繪當(dāng)量彎矩圖（f圖）4.6軸的設(shè)計(jì)與校核4.6.1高速軸設(shè)計(jì)初定最小直徑，選用材料45δ鋼，調(diào)質(zhì)處理。取A0=112（不同）則Rmin=A0=16.56mm最小軸徑處有鍵槽Rmin’=1.07dmin=17.72mm最小直徑為安裝聯(lián)軸器外半徑，取KA=1.7，同上所述已選用TL4彈性套柱聯(lián)軸器，軸孔半徑R=20mm。取高速軸的最小軸徑為R=20mm。由于軸承同時(shí)受徑向和軸向載荷，故選用6300滾子軸承按國(guó)標(biāo)T297-94D*d*T=17.25軸承處軸徑d=36mm高速軸簡(jiǎn)圖如下：取L1=38+46=84mm,取擋圈直徑D=43mm,取d2=d4=54mm,d3=67mm,d1=d5=67mm。聯(lián)軸器用鍵：圓頭普通平鍵。B*h=6*6,長(zhǎng)L=91mm齒輪用鍵：同上。B*h=6*6,長(zhǎng)L=10mm,倒角為2*45度4.6.2中間軸設(shè)計(jì)中間軸簡(jiǎn)圖如下：初定最小直徑dmin=20mm選用6303軸承，d*D*T=25*62*18.25d1=d6=25mm,取L1==26mm,L2=19，L4=120mm,d2=d4=35mm,L3=12mmD3=50mm,d5=30mm,L5=1.2*d5=69mm，L6=55mm齒輪用鍵：圓頭普通鍵：b*h=12*8,長(zhǎng)L=61mm4.6.3低速軸設(shè)計(jì)初定最小直徑：dmin=25mm取小軸徑處有鍵槽dmin’=1.07dmin=36.915mm取d1=75mm,d2=90mm,d3=97mm,d4=75mmd5=65mm,d6=60mm,L1=35mm,L2=94mm,L3=15mm,L4=28mm,L5=38mm,L6=40mm,L7=107mm齒輪用鍵：圓頭普通鍵：b*h=16*6,長(zhǎng)L=85mm選用6300軸承：d*D*T=40*90*25.25mm,B=23mm,C=20mm4.6.4高速軸的校核由于減速器中，最容易出現(xiàn)損壞的軸為高速軸，故在進(jìn)行軸的校驗(yàn)的時(shí)候，只需對(duì)高速軸進(jìn)行校驗(yàn)。高速軸的校驗(yàn)計(jì)算如下所示：P=3.105Kw,n=960r/min,T=30.89N.M齒輪受力：Ft=1095N,Fr=370N,Fe=148N支持力： Fv1=365N,Fv2=1460N,FH1=-66N,FH2=431NMr=Fv1*90=-33N.mMH1=FH1*90=-5.94N.mMH2=M=5.01N.mT=30.89N.mM=33.38N.móca=24.4Mpa[ó-1]=60MPa>óca所以軸安全。第五章聯(lián)軸器的選擇5.1聯(lián)軸器的功用聯(lián)軸器是將兩軸軸向聯(lián)接起來并傳遞扭矩及運(yùn)動(dòng)的部件并具有一定的補(bǔ)償兩軸偏移的能力，為了減少機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)、降低沖擊尖峰載荷，聯(lián)軸器還應(yīng)具有一定的緩沖減震性能。聯(lián)軸器有時(shí)也兼有過載安全保護(hù)作用。5.2聯(lián)軸器的類型特點(diǎn)剛性聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力，也不具有緩沖減震性能；但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。撓性聯(lián)軸器：具有一定的補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力，最大量隨型號(hào)不同而異。無彈性元件的撓性聯(lián)軸器：承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在高速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時(shí)，有沖擊噪聲。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場(chǎng)合。非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器：在轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)時(shí)有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強(qiáng)度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故適用于高速、輕載和常溫的場(chǎng)合金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器：除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場(chǎng)合。安全聯(lián)軸器：在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是，存在一個(gè)保險(xiǎn)環(huán)節(jié)（如銷釘可動(dòng)聯(lián)接等），其只能承受限定載荷。當(dāng)實(shí)際載荷超過事前限定的載荷時(shí)，保險(xiǎn)環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截?cái)噙\(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，從而保護(hù)機(jī)器的其余部分不致?lián)p壞，即起安全保護(hù)作用。起動(dòng)安全聯(lián)軸器：除了具有過載保護(hù)作用外，還有將機(jī)器電動(dòng)機(jī)的帶載起動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d起動(dòng)的作用。5.3聯(lián)軸器的選用聯(lián)軸器選擇原則：轉(zhuǎn)矩T：T↑，選剛性聯(lián)軸器、無彈性元件或有金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器；T有沖擊振動(dòng)，選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器；轉(zhuǎn)速n：n↑，非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器；對(duì)中性：對(duì)中性好選剛性聯(lián)軸器，需補(bǔ)償時(shí)選撓性聯(lián)軸器；裝拆：考慮裝拆方便，選可直接徑向移動(dòng)的聯(lián)軸器；環(huán)境：若在高溫下工作，不可選有非金屬元件的聯(lián)軸器；成本：同等條件下，盡量選擇價(jià)格低，維護(hù)簡(jiǎn)單的聯(lián)軸器；5.4聯(lián)軸器材料半聯(lián)軸器的材料常用45、20Cr鋼，也可用ZG270—500鑄鋼。鏈齒硬度最好為40HRC一45HRC。聯(lián)軸器應(yīng)有罩殼，用鋁合金鑄成。用單排鏈時(shí)，滾子和套筒受力，銷軸只起聯(lián)接作用，結(jié)構(gòu)可靠性好；用雙排鏈時(shí)，銷軸受剪力，承受沖擊能力較差，銷軸與外鏈板之間的過盈配合容易松動(dòng)。在高速輕載場(chǎng)合，宜選用較小鏈節(jié)距的鏈條，重量輕，離心力??；在低速重載場(chǎng)合，宜選用較大鏈節(jié)距的鏈條，以便加大承載面積。鏈輪齒數(shù)一般為12~22。為避免過渡鏈節(jié)，宜取偶數(shù)。本機(jī)構(gòu)查GB4323-84，選用TL4型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其尺寸參數(shù)如表所示，型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩N.m軸孔直徑軸孔長(zhǎng)度L、L1DSAD0B質(zhì)量Y,J,J1,ZKg

d1，d2，dzL、L1TlTLLTL1-6.39-1414-3271318--1.16-TL2-1612-1920-4280318--1.64-TL3-31.516-2230-5295435--2.2-TL4-6320-2838-62106435--3.2-TL5TLL112525-3544-82130545200858.368.3TL6TLL225032-4260-11216054525010510.3615.3TL7TLL350040-4884-11219054531513215.730.0TL8TLL471045-6384-14222466531513225.439.6TL9TLL5100050-7184-1422506653151683147.0TL10TLL6200060-95107-17231588040016865.992.6TL11TLL7400080-110132-21240010100500210122.6172.3TL12TLL88000100-130167-25247512130500/630210/265218.4304.3TL13TLL916000120-170167-30260014180710298425.8576.8T=T0=31.236N.M取KA=1.7則TCA=KA*T=1.7*31.236N*M=53.1N*M許用轉(zhuǎn)距：63N*M許用最大轉(zhuǎn)速：5700r/min軸徑：20-80mm第六章圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的適用范圍很廣，傳遞功率可高達(dá)數(shù)萬千瓦，圓周速度可達(dá)150m／s(最高300m／s)，直徑能做到10m以上，單級(jí)傳動(dòng)比可達(dá)8或更大，因此在機(jī)器中應(yīng)用很廣。齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與分類和其他機(jī)械傳動(dòng)比較，齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：工作可靠，使用壽命長(zhǎng)；瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)；傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。缺點(diǎn)是：齒輪制造需專用機(jī)床和設(shè)備，成本較高；精度低時(shí)，振動(dòng)和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動(dòng)等。按齒線相對(duì)于齒輪母線方向分：直齒，斜齒，人宇齒，曲線齒按齒輪傳動(dòng)工作條件分：閉式傳動(dòng)，形式傳動(dòng)，半形式傳動(dòng)按齒廓曲線分：漸開線齒，擺線齒，圓弧齒按齒面硬度分：軟齒面(≤350佃)，硬齒面(>350佃)6.2齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)與基本要求齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足兩項(xiàng)基本要求:1)傳動(dòng)平穩(wěn);2)承載能力高。在齒輪設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和科研中，有關(guān)齒廓曲線、齒輪強(qiáng)度、制造精度、加工方法以及熱理工藝等，基本上都是圍繞這兩個(gè)基本要求進(jìn)行的。6.2．1主要參數(shù)——基本齒廓。漸開線齒輪輪齒的基本齒廓及其基本參數(shù)見表12．2或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?！?shù)。為了減少齒輪刀具種數(shù)，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)見表12．3或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?！行木唷Ｋ]用的中心距系列見表12，4或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?！獋鲃?dòng)比i、齒數(shù)比u。主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速nl與從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2之比稱為傳動(dòng)比i。大齒輪的齒數(shù)z2與小齒輪齒數(shù)z1之比稱為齒數(shù)比u。減速傳動(dòng)時(shí)，u=i；增速傳動(dòng)u=1/i?！獦?biāo)準(zhǔn)模數(shù)m：斜齒輪及人宇齒輪取法向模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，錐齒輪取大端模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。②標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)先采用第一系列，括號(hào)內(nèi)的模數(shù)盡可能不用?！兾幌禂?shù)。刀具從切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪的位置移動(dòng)某一徑向距離(通稱變位量)后切制的齒輪，稱為徑向變位系數(shù)。刀具變位量用xm表示，x稱為變位系數(shù)。刀具向齒輪中心移動(dòng)，x為負(fù)值，反之為正值。隨著x的改變，輪齒形狀也改變，因而可使?jié)u開線上的不同部分作為工作齒廓，以改善嚙合性質(zhì)。，由變位齒輪所組成的齒輪傳動(dòng)，若兩輪變位系數(shù)的絕對(duì)值相等，但一為正值，另一為負(fù)值，即x1=-x2稱為“高度變位”，此時(shí)，傳動(dòng)的嚙合角等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓重合，中心距等于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)中心距，只是齒頂高和齒根高有所變化。若x1=-x2；x1+x2≠0，這種齒輪傳動(dòng)稱為角度變位齒輪傳動(dòng)。此時(shí)，嚙合角將不等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓不再重合。6.2.2精度等級(jí)的選擇在漸開線圓柱齒輪和錐齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)(GBl0095—-88和GBll365—89)中，規(guī)定了12個(gè)精度等級(jí)，按精度高低依次為1—12級(jí)，根據(jù)對(duì)運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性、傳動(dòng)平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的要求不同，每個(gè)精度等級(jí)的各項(xiàng)公差相應(yīng)分成三個(gè)組：第Ⅰ公差組、第Ⅱ公差組和第Ⅲ公差組。6.2.3齒輪傳動(dòng)的失效形式齒輪傳動(dòng)的失效形式主要有輪齒折斷和齒面損傷兩類。齒面損傷又有齒面接觸疲勞磨損(點(diǎn)蝕)、膠合、磨粒磨損和塑性流動(dòng)等。減速器中齒輪分布如圖所示，齒輪的傳動(dòng)形式一般有：1)齒輪傳動(dòng)：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式作齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，不按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式計(jì)算，也無需用齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。開式齒輪傳動(dòng)，將計(jì)算所得模數(shù)加大10%-15%（考慮磨損影響。傳遞動(dòng)力的齒輪模數(shù)一般不小于1.5-2mm（以防意外斷齒）。2)齒輪傳動(dòng)：方法一軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)，接觸疲勞點(diǎn)蝕是主要失效形式，計(jì)算時(shí)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出小齒輪直徑d1和接觸齒寬b，再用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)計(jì)算時(shí)先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出模數(shù)m和接觸齒寬b，再用齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。方法二不論軟硬齒面都分別按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出模數(shù)m,按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出小齒輪分度圓直徑d1，再按d1=mZ1調(diào)整齒數(shù)Z1。與方法一相比，這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既剛好滿足接觸疲勞強(qiáng)度，又剛好滿足彎曲疲勞強(qiáng)度，所以結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。6.3齒輪參數(shù)計(jì)算材料選擇：小齒輪40Cr（調(diào)質(zhì)）硬度280HBs大齒輪45#鋼（調(diào)質(zhì)）硬度240HBs；（硬度差40HBs）材料選擇：運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器速度不高，故選用6級(jí)和7級(jí)精度（GB10095-88）選擇初選螺旋角β=14度，取Z1=21，Z2=4*21=84高速級(jí)斜齒輪、圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS；減速器一般選用7級(jí)精度（GB10095-88）選擇z1=20，由z2=i高z1=53.45，圓整z2=54則i高=z2/z1=54/20=2.7Δi=%=1%＜±2.5%，u=2.7i高=i高’=2.7選取螺旋角，初選螺旋角β=14°（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（以下公式、表、圖均出自《機(jī)械設(shè)計(jì)》）d1t≥試選載荷系數(shù)kt=1.6查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù)zH=2.433查閱資料可得，=0.78,=0.87,則：=+=0.78+0.87=1.65查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=560Mpa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=531Mpa查閱資料可得，選取持寬系數(shù)=1查閱資料可得，材料的彈性影響系數(shù)zE=200Mpa查閱資料可得，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60·nⅢJLh=60×1420×1×(1×8×300×10)=2.045×1010N2=N1/μ=2.045×1010/2.7=7.574×109查閱資料可得，接觸疲勞強(qiáng)度系數(shù)kHN1=1，kHN2=1.11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（《簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》）==1×560＝560Mpa==1.11×531＝589.4Mpa（3）計(jì)算小齒輪分度圓直徑dt=(+)/2=(560+589.4)/2=574.7Mpad1t==29mm計(jì)算圓周速度v===2.1m/s計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntb=φdd1t=1×29=29mmmnt=h=2.25mnt=2.25×1.34=3.28mmb/h=29/3.28=8.84計(jì)算縱向重合度=0.318×1×21×=1.665計(jì)算載荷系數(shù)k查閱資料可得，kA=1根據(jù)v=3m/s，7級(jí)精度，查閱資料可得，kv=1.15查閱資料可得，kHβ的計(jì)算公式kHβ=1.15+0.18(1+0.6φd2)φd2+0.31×10－3×b=1.15+0.18(1+0.6)+0.31×10－3×29=1.447查閱資料可得，kFβ=1.31查閱資料可得，kHα=kFα=1.4載荷系數(shù)k=kAkvkHβkHα=1×1.4×1.447×1.4=2.31按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，d1=d1t=29=32.77mm計(jì)算模數(shù)mnmn=（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)mn≥確定計(jì)算參數(shù)①計(jì)算載荷系數(shù)k=kAkvkFαkFβ=1×1.14×1.4×1.31=2.09②根據(jù)縱向重合度εβ＝1.665，查閱資料可得，螺旋角影響系數(shù)Yβ=0.90③計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)zr1===22.5zr2===86.59④查取齒形系數(shù)，由資料可得，YFa1=2.724，YFa2=2.284⑤查取應(yīng)力校正系數(shù)，Ysa1=1.568，Ysa2=1.727⑥查閱資料可得，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度=560Mpa，大齒輪的彎曲疲勞極限=531Mpa⑦查閱資料可得，彎曲疲勞壽命系數(shù)，KFN1=0.83，KFN2=0.87計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)s＝1.4，===332Mpa===330Mpa⑨計(jì)算大、小齒輪的并加以比較==0.01286==0.01195大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計(jì)計(jì)算mn≥=1.1mm對(duì)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)mn大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，mn＝2，但為了同時(shí)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d1=29z1===20取z1=20，則z2=uz1=2.9×27=78.3，圓整取z2=79。（4）幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心矩a===102.3mm圓整中心矩a=120mm按圓整中心矩修正螺旋角β=arccos=arccos=14.36°因β值改變不多，故參數(shù)、、zH等不必修正。計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑d1===45.42mmd2===162.89mm計(jì)算齒輪寬度b==1×29=29mm圓整后取B2=36mm，B1=45mm低速級(jí)斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)材料及熱處理仍按高速級(jí)的選取精度選7級(jí)精度選小齒輪齒數(shù)z1=18，由i低=3.842，則z2=z1i低＝3.842×18=69.158，圓整為z2=70i低′=70/18=3.89，Δi=×100%=±2.5%，μ=3.742i高=3.84選取螺旋角，初選螺旋角β＝14°（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)d1t≥試選載荷系數(shù)：kt=1.6查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù)zH=2.433③查閱資料可得：則④查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：。⑤查閱資料可得選取齒輪系數(shù)：⑥查閱資料可得材料的彈性影響系數(shù)：⑦計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：⑧查閱資料可得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1＝0.93，KHN2＝0.96⑨計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取決效概率為1％，安全系數(shù)S=L（《簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》）計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t①②計(jì)算圓周速度③計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnth＝2.25mnt＝2.25×2.048＝4.608mm④計(jì)算縱向重合度⑤計(jì)算載荷系數(shù)k查閱資料可得KA＝1根據(jù)級(jí)精度，查閱資料可得動(dòng)載系數(shù)Kv＝1.05，查閱資料可得的計(jì)算公式：＝1.15+0.18（1+0.6）+0.31×10-3×38＝1.43查閱資料可得=1.32查閱資料可得載荷系數(shù)：⑥實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，查閱資料可得⑦計(jì)算模數(shù)mn（2）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，確定計(jì)算參數(shù)①計(jì)算載荷系數(shù)②根據(jù)縱向重合度＝1.506，查閱資料可得螺旋角影響系數(shù)＝0.88。③計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)④直取齒形系數(shù)（插值法）查閱資料可得＝2.768；＝2.225⑤查取校正系數(shù)查閱資料可得＝1.558；＝1.765⑥查閱資料可得小齒輪的彎曲強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限⑦查閱資料可得彎曲疲勞壽命系數(shù)：＝0.91；＝0.94⑧計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)：S=1.4，⑨計(jì)算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大（3）設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取mn＝2，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度需要，接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1＝40mm，則由：圓整Z3＝23圓整Z4＝87（4）幾何尺寸計(jì)算①計(jì)算中心距圓整中心矩a＝122mm②按圓整后的中心距修正螺旋角因β值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。③計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑④計(jì)算齒輪寬度圓整后取：B4=45mm；B3＝50mm高速級(jí)齒輪傳動(dòng)；；；Xn＝0；；；；；；；；；低速轉(zhuǎn)齒輪傳動(dòng)；；；；；；第七章軸承的設(shè)計(jì)及校核7.1軸承種類的選擇查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版吳宗澤羅圣國(guó)主編高等教育出版社出版P62滾動(dòng)軸承由于采用兩端固定，采用深溝球軸承。型號(hào)為6303和6300。7.2深溝球軸承結(jié)構(gòu)深溝球軸承一般由一對(duì)套圈，一組保持架，一組鋼球組成。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，是生產(chǎn)最普遍，應(yīng)用最廣泛的一類軸承。該類軸承主要用來承受徑向負(fù)荷，但也可承受一定量的任一方向的軸向負(fù)荷。當(dāng)在一定范圍內(nèi)，加大軸承的徑向游隙，此種軸承具有角接觸軸承的性質(zhì)，還可以承受較大的軸向負(fù)荷。深溝球軸承裝在軸上以后，可使軸或外殼的軸向位移限制在軸承的徑向游隙范圍內(nèi)。同時(shí)，當(dāng)外殼孔和軸（或外圈對(duì)內(nèi)圈）相對(duì)有傾斜時(shí)，（不超過8~—16~根據(jù)游隙確定）仍然可以正常地工作，然而，既有傾斜存在，就必然要降低軸承的使用壽命。深溝球軸承與其它類型相同尺寸的軸承相比，摩擦損失最小，極限轉(zhuǎn)速較高。在轉(zhuǎn)速較高不宜采用推力球軸承的情況下，可用此類軸承承受純軸向負(fù)荷。如若提高其制造精度，并采用膠木、青銅、硬鋁等材質(zhì)的實(shí)體保持架，其轉(zhuǎn)速還可提高。型號(hào)內(nèi)徑d外徑D寬度B倒角r額定負(fù)荷kN鋼球極限轉(zhuǎn)速rpm重

量

kgmminchmminchmminchmminch動(dòng)態(tài)靜態(tài)數(shù)量大小油脂油6355.196919.78406.23620.3.0122.340.88592.38134000400000.008630010.3937351.378011.43310.6.0248.203.5076.35015000210000.053630112.4724371.456712.47241.0.0399.704.2067.93814000200000.060630215.5906421.653513.51181.0.03911.405.4577.93813000180000.082630317.6693471.850414.55121.0.03913.506.5578.73112000170000.115630420.7874522.047215.59061.1.04315.907.9079.52511000150000.144630525.9843622.440917.66931.1.04321.2010.90711.50010000130000.21936306301.1811722.834619.74801.10.4326.7015.00812.0008000100000.34986307351.3780803.149621.82681.5.05933.5019.10813.494680080000.45426308401.5748903.543323.90551.5.05940.5024.00815.081580072000.63946309451.77171003.937025.98431.5.05953.0032.00817.462500062000.83636310501.96851104.3307271.06302.0.07962.0038.50819.050440055001.0822深溝球軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，是生產(chǎn)批量最大、應(yīng)用范圍最廣的一類軸承，主要用以承受徑向負(fù)荷。當(dāng)軸承的徑向游隙加大時(shí)，具有角接觸球軸承的性能，不承受加大的軸向負(fù)荷。此類軸承摩擦系數(shù)小，震動(dòng)、噪聲低,極限轉(zhuǎn)速高。不耐沖擊，不適宜承受較重負(fù)荷。深溝球軸承一般采用鋼板沖壓浪形保持架，也可采用工程塑料、銅制實(shí)體保持架。密封軸承內(nèi)部根據(jù)不同的使用環(huán)境可添加相應(yīng)的軸承專用潤(rùn)滑脂。可大批量的生產(chǎn)外徑小于260mm的普通級(jí)深溝球軸承。應(yīng)用于各類汽車的變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、水泵等部位，并適合其它各種機(jī)械上采用。根據(jù)用戶的要求，可制造高級(jí)精度（P6、P5、P4級(jí)），各種游隙組別，特殊振動(dòng)，噪聲要求（Z1、Z2或V1、V2）的深溝球軸承。

A.深溝球軸承60000型；B.外圍有止動(dòng)槽的深溝球軸承60000-N型；C.一面帶防塵蓋的深溝球軸承60000-Z型，兩面帶防塵蓋的60000-2Z型；D.一面帶防塵圈（接觸式）的深溝球軸承60000-RS型，兩面接觸密封60000-2RS型；E.一面帶密封圈（非接觸式）的深