減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc

精品文檔目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)11.1 初始數(shù)據(jù)11.2 設(shè)計(jì)步驟2二、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案22.1 傳動(dòng)方案特點(diǎn)22.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置總效率3三、電動(dòng)機(jī)的選擇33.1 電動(dòng)機(jī)的選擇33.2 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比4四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5五、V帶的設(shè)計(jì)5六、 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)86.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算86.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算12七、傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸承及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)157.1 高速軸的設(shè)計(jì)157.2 中速軸的設(shè)計(jì)207.3 低速軸的設(shè)計(jì)26八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算318.1 高速軸鍵選擇與校核318.2 低速軸鍵選擇與校核31九、軸承的選擇及校核計(jì)算319.1 高速軸的軸承計(jì)算與校核319.2 中速軸的軸承計(jì)算與校核329.3 低速軸的軸承計(jì)算與校核33十、聯(lián)軸器的選擇33十一、減速器的潤(rùn)滑和密封3411.1 減速器的潤(rùn)滑3411.2 減速器的密封35十二、減速器附件及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸3512.1 附件的設(shè)計(jì)3512.2 箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸37設(shè)計(jì)小結(jié)38參考文獻(xiàn)38一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1 初始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作中有輕微震動(dòng)，空載啟動(dòng)，運(yùn)輸帶允許誤差為5%。工作年限：8年，每天工作班制：1班制，每年工作天數(shù)：300天，每天工作小時(shí)數(shù)：8小時(shí)。三相交流電源,電壓380/220V。運(yùn)輸帶拉力F（N）1750運(yùn)輸帶工作速度V（m/s）0.75卷筒直徑D（mm）3001.2 設(shè)計(jì)步驟1、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案2、電動(dòng)機(jī)的選擇3、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)4、V帶的設(shè)計(jì)5、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)6、傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸承及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)7、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算8、軸承的選擇及校核計(jì)算9、聯(lián)軸器的選擇10、減速器的潤(rùn)滑和密封11、減速器附件及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸二、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案2.1 傳動(dòng)方案特點(diǎn)1.組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、V帶、減速器、工作機(jī)組成。2.特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱分布。3.確定傳動(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，V帶具有緩沖吸振能力，將V帶設(shè)置在高速級(jí)。選擇Vdai傳動(dòng)和二級(jí)圓柱齒輪減速器。2.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置總效率Vdai效率：球軸承（每對(duì)）：（共四對(duì)，三對(duì)減速器軸承，一對(duì)卷筒軸承）圓柱齒輪傳動(dòng)：（精度7級(jí)）彈性聯(lián)軸器：（1個(gè)）傳動(dòng)卷筒效率：電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)間傳動(dòng)裝置及工作機(jī)的總效率: （存在問(wèn)題）三、電動(dòng)機(jī)的選擇3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇工作機(jī)的功率pw:Pw= 17500.75/1000=1.31KW電動(dòng)機(jī)所需工作功率為:Pd= 1.31/0.842=1.56KW工作機(jī)的轉(zhuǎn)速為:nw = 6010000.75/(300)=47.77 r/min經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i0=24，二級(jí)圓柱輪減速器傳動(dòng)比i=925，則總傳動(dòng)比合理范圍為ia=18100，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd = ianw = (18100)47.77= 859.864777r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為Y100L1-4的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為2.2,滿載轉(zhuǎn)速nm=1420r/min，同步轉(zhuǎn)速1500。電動(dòng)機(jī)主要外形尺寸：3.2 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 (一)確定傳動(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nm/nw1420/47.7729.73 為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大，初步取0=2，則減速器的傳動(dòng)比為：=29.73/2=14.86 （二）分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比由于減速箱是展開(kāi)布置，所以，取高速級(jí)傳動(dòng)比，由得低速級(jí)傳動(dòng)比為(14.86/1.4)1/2=3.26。從而高速級(jí)傳動(dòng)比為1.43.26=4.56。表4-1（傳動(dòng)比分配）總傳動(dòng)比電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速高速軸-中速軸中速軸-低速軸卷筒轉(zhuǎn)速14.861420r/min=4.56=3.2647.77r/min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: 高速軸：n1 = nm/i0 =1420/2 = 710r/min 中速軸：n2 = n1/i12 =710/4.56 = 155.7r/min 低速軸：n3 = n3/i23= 155.7/3.26= 47.76r/min 工作機(jī)軸：n4 = n3 = 47.76r/min（2)各軸高速功率:高速軸：P1 = Pdh1 = 1.560.96 = 1.5 KW中速軸：P2 = P1h2h3 = 1.50.990.98 =1.46KW 低速軸：P3 = P1h2h3 = 1.460.990.98 =1.42KW工作機(jī)軸：P4 = P3h2h4 = 1.420.990.99 =1.39KW(3)各軸高速轉(zhuǎn)矩:高速軸：T1=9550=95501.5/710=20.18Nm中速軸：T2=9550=95501.46/155.7=89.55Nm 低速軸：T3=9550=95501.42/47.76=283.94Nm 工作機(jī)軸：T4=9550=95501.39/47.76=277.94Nm 軸名稱功率(KW)轉(zhuǎn)速(r/min)轉(zhuǎn)矩(Nm)高速軸1.5 71020.18中速軸1.46155.7 89.55低速軸1.4247.76283.94卷筒軸1.3947.76277.94五、V帶的設(shè)計(jì)1.確定計(jì)算功率Pca 由表查得工作情況系數(shù)KA = 1.1，故Pca = KAPd = 1.11.56 kW =1.72kW2.選擇V帶的帶型 根據(jù)Pca、nm由圖選用A型。3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v 1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1。由表取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1 =100mm。 2）驗(yàn)算帶速v。按課本公式驗(yàn)算帶的速度V=1001420/(601000)=7.43m/s 因?yàn)? m/s v 1206.計(jì)算帶的根數(shù)z 1）計(jì)算單根V帶的額定功率Pr。 由dd1 =100mm和nm =1420r/min，查表得P0 =0.67kW。 根據(jù)nm =1420r/min，i0 =2和A型帶，查表得P0 = 0.17 kW。 查表得Ka = 0.95，查表得KL = 0.99，于是Pr = (P0+P0)KaKL = (0.67+ 0.17)0.950.99 kW =0.77kW 2）計(jì)算V帶的根數(shù)zz = Pca/Pr =1.72/0.77=2.22 取3根。7.計(jì)算單根V帶的初拉力F0 由表查得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q = 0.105 kg/m，所以F0 = = 500（2.5-0.95）1.72/(0.9537.43)+0.1057.432=70.93N8.計(jì)算壓軸力FPFP = 2zF0sin(1/2) = 2370.93sin(167.97/2) =423.2N9.主要設(shè)計(jì)結(jié)論帶型A型根數(shù)3根小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1100mm大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2200mmV帶中心距a476.38mm帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld1430mm小帶輪包角1167.97帶速7.43m/s單根V帶初拉力F070.93N壓軸力Fp423.2N6、 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)6.1高速級(jí)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)（1）選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為240HBS。（2）一般工作機(jī)器，選用7級(jí)精度。（3）選小齒輪齒數(shù)z1 = 22，大齒輪齒數(shù)z2 =103，則齒數(shù)比（即實(shí)際傳動(dòng)比）為103/22=4.68與原要求僅(4.68-4.56)/4.56100%=2.63%5%故可以滿足要求。（4）壓力角a = 20。2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）由式試算小齒輪分度圓直徑，即1）確定公式中的各參數(shù)值。試選載荷系數(shù)KHt = 1.3。計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1 = 9550=95501.5/710=20.18 N/m選取齒寬系數(shù)d =1.136。由圖查取區(qū)域系數(shù)ZH = 2.46。查表得材料的彈性影響系數(shù)ZE = 189.8 MPa1/2。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力sH查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為sHlim1 = 600MPa、sHlim2 = 550 MPa。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 = 607101183008 = 0.82109 大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N2 = 60nkth = N1/u = 0.82109/4.68 = 1.8108查取接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1 = 0.988、KHN2 = 0.997。取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得: sH1 = = =593MPasH2 = = =549MPa取sH1和sH2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即sH = sH2 =549MPa2）試算小齒輪分度圓直徑 = 39.29mm（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度vv = =39.29710/(601000) =1.46 m/s齒寬bb = =1.13644= 49.98取50 mm （存在問(wèn)題）2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KH由表查得使用系數(shù)KA = 1。由圖查得動(dòng)載系數(shù)KV = 1.343。齒輪的圓周力Ft1 = 2T1/d1= 2100020.18/44 = 917.27 N查表得齒間載荷分配系數(shù)KHa = 1。查表得齒向載荷分配系數(shù)KHb = 1.355。則載荷系數(shù)為：KH = KAKVKHaKHb = 11.34311.355 =1.823）可得按實(shí)際載荷系數(shù)算的的分度圓直徑d1 = = 39.29 =39.291.12=44mm及相應(yīng)的齒輪模數(shù)m = d1/z1 = 44/22 = 2 mm 模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)值m = 2 mm。3.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 d1 =z1m=222=44 mm d2 = z2m=1032=206 mm（2）計(jì)算中心距a = =（22103）2/2= 125mm中心距圓整為a = 125 mm。（3）計(jì)算齒輪寬度 b = = 50 mm 取b1 = b2+(510)=56 mm、b2 = 50 mm。齒輪壓力角模數(shù)中心距齒數(shù)比齒數(shù)分度圓直徑齒寬小齒輪2021254.69224456大齒輪103206504.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（1）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件sF = sF1） K、T、m、和d1同前齒寬b=b2=50mm齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa查表得： YFa1 = 2.11 YFa2 = 2.05 YSa1 = 1.85 YSa2 = 1.93查得小齒輪和大齒輪的彎曲疲勞極限分別為sFlim1 = 500 MPa、sFlim2 = 380 MPa。由圖查取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1 = 0.84、KFN2 = 0.86取安全系數(shù)S=1.4，得sF1 = = = 300 MPasF2 = = = 233.43 MPasF1 = =22.02820.1810002.111.85/(1.13623222)= 72.63MPa sF1sF2 = =22.02820.1810002.051.93/(1.13623222)=73.62MPa sF2 (存在問(wèn)題)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。6.2 低速級(jí)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)（1）選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為240HBS。（2）一般工作機(jī)器，選用7級(jí)精度。（3）選小齒輪齒數(shù)z3= 26，大齒輪齒數(shù)z4=87，則齒數(shù)比（即實(shí)際傳動(dòng)比）為87/26=3.35與原要求僅(3.35-3.26)/3.26100%=2.765%故可以滿足要求。（4）壓力角a = 20。2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）由式試算小齒輪分度圓直徑，即1）確定公式中的各參數(shù)值。試選載荷系數(shù)KHt = 1.3。計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T2 = 9550=95501.46/155.7=89.55 N/m選取齒寬系數(shù)d =0.87。由圖查取區(qū)域系數(shù)ZH = 2.5。查表得材料的彈性影響系數(shù)ZE = 189.8 MPa1/2。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力sH查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為sHlim1 = 600MPa、sHlim2 = 550 MPa。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 = 60155.71183008 =0.18109 大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N4 = 60nkth = N3/u =0.18109/3.35= 0.53108查取接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1 = 0.988、KHN2 = 0.997。取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得: sH1 = = =593MPasH2 = = =549MPa取sH1和sH2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即sH = sH2 =549MPa2）試算小齒輪分度圓直徑 = 70.27mm（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度vv = =70.27155.7/(601000) =0.57 m/s齒寬bb = =0.8778=68 mm2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KH由表查得使用系數(shù)KA = 1。由圖查得動(dòng)載系數(shù)KV = 1.344。齒輪的圓周力Ft2 = 2T2/d3= 2100089.55/78 = 2296.15 N查表得齒間載荷分配系數(shù)KHa = 1。查表得齒向載荷分配系數(shù)KHb = 1.318。則載荷系數(shù)為：KH = KAKVKHaKHb = 11.34411.318 =1.7713）可得按實(shí)際載荷系數(shù)算的的分度圓直徑d3= = 70.27 =70.271.11=78mm及相應(yīng)的齒輪模數(shù)m = d3/z3 = 78/26 = 3 mm 模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)值m =3 mm。3.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑d3 =z1m=263= 78 mmd4 = z2m=873= 261mm（2）計(jì)算中心距a = =（26+87）3/2= 169.5 mm中心距圓整為a = 169.5 mm。（3）計(jì)算齒輪寬度 b = = 68mm 取b3 = b4+(510)=76 mm、b4= 68 mm。4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（1）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件sF = sF2） K、T、m、和d1同前齒寬b=b2=68mm齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa查表得： YFa1 = 2.11 YFa2 = 2.05 YSa1 = 1.85 YSa2 = 1.93查得小齒輪和大齒輪的彎曲疲勞極限分別為sFlim1 = 500 MPa、sFlim2 = 380 MPa。由圖查取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1 = 0.84、KFN2 = 0.86取安全系數(shù)S=1.4，得sF1 = = = 300 MPasF2 = = = 233.43 MPasF1 = =22.02889.5510002.111.850.680.795cos20/(0.8723262)= 289.78MPa sF1sF2 = =22.02889.5510002.051.930.680.795cos20/(0.8723262)= 224.18MPa sF2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。七、傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸承及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)7.1 高速軸的設(shè)計(jì)(1)確定軸的最小直徑 選取軸的材料為40Cr調(diào)質(zhì)處理，按教材及軸的材質(zhì)取A0=120，則得： 120(1.5/710)1/3=15.39mm 由于軸上開(kāi)了鍵槽，結(jié)合強(qiáng)度考慮此處軸頸加至少5%，取d1=19mm。（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 d1段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)： 為了滿足大帶輪的軸向定位要求，d1軸段右端需制出一軸肩，故取d2段的直徑d2 = 22mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D = 19mm。大帶輪寬度B = 40mm，為了保證軸端擋圈只壓在大帶輪上而不壓在軸端面上，故I段的長(zhǎng)度比大帶輪寬度B短一些，現(xiàn)取L1 =38mm，孔徑d1=19mm。d2段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)軸承靠軸肩軸向定位，按要求h0.07d，取 h=1.5mm則 d2=22mm。箱體設(shè)計(jì) 時(shí)的箱體壁距凸臺(tái)外測(cè)的距離L=11.5mm，墊圈厚度1=2mm，端蓋厚度 2=13mm，伸進(jìn)長(zhǎng)度為32mm。所以L2=45mmd3段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì) d3與d7段的結(jié)構(gòu)尺寸相同，是軸承位置d3=25mm，d3段口裝有深溝球軸承，由于該軸，只受到徑向力，綜合價(jià)格和安裝尺寸的誤差考慮。選用6305型號(hào)其尺寸為；DPd=621725，軸段L3=23.5mmd4段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì) 由于該軸為齒輪軸設(shè)計(jì)，該段為過(guò)渡結(jié)構(gòu)，則d4=32mm。L4 =83.5mm。d5段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)小齒輪直徑d5=48mm,L5=56mmd6段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)d6段的結(jié)構(gòu)為過(guò)渡尺寸，沒(méi)有實(shí)際意義，只是為了和軸承配合的面加工的時(shí)候分開(kāi)，這段到時(shí)因?yàn)檫€需要套筒定位，因此我們這段的尺寸定為32mm，長(zhǎng)度為4mm。d7段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)d7段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)同d3，d7=25mm,L7=26mm。高速軸總長(zhǎng)度為276mm。軸段名稱1234567長(zhǎng)度(mm)384523.583.556426直徑(mm)192225324832257.2 中速軸的設(shè)計(jì)(1)確定軸徑最小尺寸 選取軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)，查教材以及結(jié)合軸的負(fù)荷取A0=118，則得 118(1.46/155.7)1/3=30.14mm 由于軸上開(kāi)了鍵槽，結(jié)合強(qiáng)度考慮此處軸頸加至少5%，dmin=35mm(2)根據(jù)軸各定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 初選滾動(dòng)軸承。因軸承只受徑向力作用，故選用深溝球軸承，取35mm， 則可選擇深溝球軸承6307，其尺寸 DPd=802135。故 ，左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，故可取，可取。 齒輪2的齒寬為76mm，則，齒輪3的齒寬為50mm，則可取，齒輪之間的距離c=4mm. 軸承的寬度為B=25mm，取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，取軸承與箱體內(nèi)壁距離，則，。 軸段名稱12345長(zhǎng)度(mm)347645037直徑(mm)35374037357.3 低速軸的設(shè)計(jì)(1)確定軸徑最小尺寸 選取軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)，查教材以及結(jié)合軸的負(fù)荷取A0=120，則得 120(1.42/47.76)1/3=37.18mm 考慮到軸要置裝恥軸器會(huì)有鍵槽存在，放將估算直徑加大3%5% ，dmin=42mm(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)d1段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)由于該段裝有聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的孔徑應(yīng)與軸徑相適應(yīng)，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca=KAT查書(shū)1表11則Tca=KAT=1.5283.94=425.92Nm根據(jù)工作要求， 選用彈性柱銷聯(lián)軸器，型號(hào)為HL3半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=112mm（J型孔）與軸的配合段長(zhǎng)度L1=112mm為了保證軸端檔圈固壓半軸器，故軸長(zhǎng)稍短一些，取L1=84mmd2段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)由于聯(lián)軸器左端需軸向定位，同時(shí)軸2段又是軸承位置，故h0.07d1，取 h=2.5mm,則d2=45mm，L2=43mm。d3段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì) d3段口裝有軸承，軸承位置d3=45mm，由于該軸只受到徑向力，綜合價(jià)格和安裝尺寸的誤差考慮。選用深溝球軸承6209，其尺寸為；DPd=851945，軸段L3=26mmd4段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì) d4段為齒輪定位的軸肩位置，齒輪處的軸頸為51mm，按要求h0.07d，取 h=2mm,則d4=51mm。L4 =62mmd5段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)軸肩定位d5=59mm，L5 =5mm。d6段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì) d6段為齒輪安裝處的軸段，其直徑大小為齒輪的孔的大小，齒輪的孔為47，因此此段軸的大小d4=47，其長(zhǎng)度為齒輪的寬度，有計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)可以知道，齒輪的寬度為68mm 因此取L6=67mmd7段直徑和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)d7段為軸承位置，大小和軸3段一樣，直徑為45mm， 選用深溝球軸承6209，由于有軸套，因此軸6段的長(zhǎng)度L6=37mm所以低速軸的總長(zhǎng)度為: L= L1+ L2+ L3+ L4+ L5 + L6=324mm綜上可得軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：圖5-8（低速軸結(jié)構(gòu)圖）軸段1234567長(zhǎng)度(mm)8443266256737直徑(mm)42454551594745表5-3低速軸尺寸圖（3）低速軸的受力分析及校核1）作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（見(jiàn)圖a）: 軸的受力分析 低速級(jí)大齒輪所受的圓周力 =2283.941000/261=2175.79N 低速級(jí)大齒輪所受的徑向力2175.79tg20=791.92N 第一段軸的中點(diǎn)距左支點(diǎn)的距離L1= 94.5mm 齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L2= 117.5 mm 齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3= 60.5 mm2）計(jì)算軸的支反力： 水平面支反力（見(jiàn)圖b）： (2175.7960.5)/(117.5+60.5)=739.52 N =2175.79-269.16=1906.63 N 垂直面支反力（見(jiàn)圖d）：=(791.9260.5)/(117.5+60.5)=269.16N269.16-791.92=-522.76N3）計(jì)算軸的彎矩，并做彎矩圖： 截面C處的水平彎矩： 739.52117.5=86893.61 Nmm 截面C處的垂直彎矩： 269.16117.5=31626.3 Nmm -522.7660.5=-31627 Nmm 分別作水平面彎矩圖（圖c）和垂直面彎矩圖（圖e）。 截面C處的合成彎矩： (86893.612+31626.32)1/2=86893.97 Nmm (86893.612+-316272)1/2=92470.35 Nmm 作合成彎矩圖（圖f）。4）作轉(zhuǎn)矩圖（圖g）。5）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= 0.6，則有： =(86893.972+(0.6283.94)2)1/2/(0.1593) =ca39 MPa-1 = 60 MPa 故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度（注：計(jì)算W時(shí)，忽略單鍵槽 的影響）。軸的彎扭受力圖如下：八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算8.1 高速軸鍵選擇與校核 校核高速軸處的鍵連接：該處選用普通平鍵尺寸為：bhl = 8mm7mm70mm，接觸長(zhǎng)度:l = 70-8 = 62 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T = 0.25hldsF = 0.2576226120/1000 = 338.5 Nm TT1，故鍵滿足強(qiáng)度要求。8.2 低速軸鍵選擇與校核1）低速軸與大齒輪處鍵該處選用普通平鍵尺寸為：bhl = 18mm11mm40mm，接觸長(zhǎng)度:l = 40-18 = 22 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T = 0.25hldsF = 0.25112250120/1000 = 435.6 Nm TT2，故鍵滿足強(qiáng)度要求。2）低速軸與聯(lián)軸器處鍵該處選用普通平鍵尺寸為：bhl = 14mm9mm70mm，接觸長(zhǎng)度:l = 70-14 = 56 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T = 0.25hldsF = 0.2595645120/1000 = 680.4 Nm TT2，故鍵滿足強(qiáng)度要求。九、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 = 183008= 19200h9.1 高速軸的軸承計(jì)算與校核1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P: 因該軸承即受軸向力也受徑向力，有課本表12-5查得徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y分別為：X = 1，Y = 0所以:P = XFr+YFa = 1467.1+0312 = 467.1 N2）求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C = P 6983 N3）選擇軸承型號(hào):查課本表11-5，選擇:6305軸承，Cr =22.2KN表9-1（軸承參數(shù)）軸承型號(hào)內(nèi)徑(mm)外徑(mm)寬度(mm)基本額定動(dòng)載荷(kN)630525621722.2由教材有：Lh = = 2.37105Lh所以軸承預(yù)期壽命足夠。9.2 中速軸的軸承計(jì)算與校核1) 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P: 因該軸承即受軸向力也受徑向力，有課本表12-5查得徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y分別為：X = 1，Y = 0所以:P = XFr+YFa = 1864.1+0683.2 = 864.1 N2）求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C = P= 8947 N3）選擇軸承型號(hào):查課本表11-5，選擇:6307軸承，Cr = 33.2KN表9-2（軸承參數(shù)）軸承型號(hào)內(nèi)徑(mm)外徑(mm)寬度(mm)基本額定動(dòng)載荷(kN)630735802133.2Lh = = 2.37105Lh所以軸承預(yù)期壽命足夠。9.3 低速軸的軸承計(jì)算與校核1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P: 因該軸承即受軸向力也受徑向力，有課本表12-5查得徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y分別為：X = 1，Y = 0所以:P = XFr+YFa = 1829.8+0656.1 = 829.8 N2）求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C = P = 6490 N3）選擇軸承型號(hào):查課本表11-5，選擇:6209軸承，Cr = 31.5KN表9-3（軸承參數(shù)）軸承型號(hào)內(nèi)徑(mm)外徑(mm)寬度(mm)基本額定動(dòng)載荷(kN)620945851931.5Lh = = 2.37105Lh所以軸承預(yù)期壽命足夠。十、聯(lián)軸器的選擇1.載荷計(jì)算公稱轉(zhuǎn)矩：T = T2 = 89.55Nm由表查得KA = 1.3，故得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：Tca = KAT2 = 1.389.55= 116.42 Nm2.型號(hào)選擇 選用L0型聯(lián)軸器，聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩為T(mén) = 710 Nm，許用最大轉(zhuǎn)速為n = 3000 r/min，軸孔直徑為45 mm，軸孔長(zhǎng)度為84 mm。Tca =116.42 Nm T = 710 N.mn2 = 155.7r/min n = 3000 r/min聯(lián)軸器滿足要求，故合用。十一、減速器的潤(rùn)滑和密封11.1 減速器的潤(rùn)滑1）齒輪的潤(rùn)滑 通用的閉式齒輪傳動(dòng)，其潤(rùn)滑方法根據(jù)齒輪的圓周速度大小而定。由于大齒輪的圓周速度v 12 m/s，將大齒輪的輪齒浸入油池中進(jìn)行浸油潤(rùn)滑。這樣，齒輪在傳動(dòng)時(shí)，就把潤(rùn)滑油帶到嚙合的齒面上，同時(shí)也將油甩到箱壁上，借以散熱。 齒輪浸入油中的深度通常不宜超過(guò)一個(gè)齒高，但一般亦不應(yīng)小于10mm。為了避免齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將沉積在油池底部的污物攪起，造成齒面磨損，大齒輪齒頂距油池底面距離不小于30mm，取齒頂距箱體內(nèi)底面距離為30mm。由于大齒輪全齒高h(yuǎn) = 4.5 mm 10 mm，取浸油深度為10mm，則油的深度H為H = 30+10 = 40 mm 根據(jù)齒輪圓周速度查表選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB 5903-2011），牌號(hào)為150潤(rùn)滑油，粘度薦用值為118 cSt。2）軸承的潤(rùn)滑 軸承常用的潤(rùn)滑方式有油潤(rùn)滑及脂潤(rùn)滑兩類。此外，也有使用固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑的。選用哪一類潤(rùn)滑方式，可以根據(jù)低速大齒輪的圓周速度判斷。由于大齒輪圓周速度v = 1.63 m/s 2 m/s，所以采用脂潤(rùn)滑。潤(rùn)滑脂形成的潤(rùn)滑膜強(qiáng)度高，能承受較大的載荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。滾動(dòng)軸承的裝脂量一般以軸承內(nèi)部空間容積的1/32/3為宜。為避免稀油稀釋油脂，需用擋油環(huán)將軸承與箱體內(nèi)部隔開(kāi)。在本設(shè)計(jì)中選用通用鋰基潤(rùn)滑脂，它適用于溫度寬溫度范圍內(nèi)各種機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑，選用牌號(hào)為ZL-1的潤(rùn)滑脂。11.2 減速器的密封 為防止箱體內(nèi)潤(rùn)滑劑外泄和外部雜質(zhì)進(jìn)入箱體內(nèi)部影響箱體工作，在構(gòu)成箱體的各零件間，如箱蓋與箱座間、外伸軸的輸出、高速軸與軸承蓋間，需設(shè)置不同形式的密封裝置。對(duì)于無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合面，常用密封膠、耐油橡膠墊圈等；對(duì)于旋轉(zhuǎn)零件如外伸軸的密封，則需根據(jù)其不同的運(yùn)動(dòng)速度和密封要求考慮不同的密封件和結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)中由于密封界面的相對(duì)速度較小，故采用接觸式密封。高速軸與軸承蓋間v 3 m/s，低速軸與軸承蓋間v 3 m/s，故均采用半粗羊毛氈密封圈。十二、減速器附件及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸12.1 附件的設(shè)計(jì)（1）油面指示器 用來(lái)指示箱內(nèi)油面的高度，油標(biāo)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(jìn)入油尺座孔而溢出。（2）通氣器 由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡。（3）油孔及放油螺塞 為排放減速器箱體內(nèi)污油和便于清洗箱體內(nèi)部，在箱座油池的最低處設(shè)置放油孔，箱體內(nèi)底面做成斜面，向放油孔方向傾斜12，使油易于流出。（4）窺視孔和視孔蓋 在機(jī)蓋頂部開(kāi)有窺視孔，能看到傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開(kāi)窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成。（5）定位銷采用銷GB/T117-2000，對(duì)由箱蓋和箱座通過(guò)聯(lián)接而組成的剖分式箱體，為保證其各部分在加工及裝配時(shí)能夠保持精確位置，特別是為保證箱體軸承座孔的加工精度及安裝精度。（6）蓋螺釘 由于裝配減速器時(shí)在箱體剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封膠，因而在拆卸時(shí)往往因膠結(jié)緊密難于開(kāi)蓋，旋動(dòng)啟箱螺釘