機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器

1、目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1二、傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明1三、電動(dòng)機(jī)的選擇3四、計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比3五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)4六、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算51.v帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算52.斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算7七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算121.高速軸的設(shè)計(jì)122.中速軸的設(shè)計(jì)153.低速軸的設(shè)計(jì)19精確校核軸的疲勞強(qiáng)度22八、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算261.高速軸的軸承262.中速軸的軸承273.低速軸的軸承29九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算31十、聯(lián)軸器的選擇32十一、減速器附件的選擇和箱體的設(shè)計(jì)32十二、潤(rùn)滑與密封33十三、設(shè)計(jì)小結(jié)34十四、參考資料35設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上

2、同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器1. 總體布置簡(jiǎn)圖2. 工作情況:工作平穩(wěn)、單向運(yùn)轉(zhuǎn)3. 原始數(shù)據(jù)f=(kn)運(yùn)輸帶速度（m/s）卷筒直徑（mm）5.50.754104. 設(shè)計(jì)內(nèi)容(1) 電動(dòng)機(jī)的選擇與參數(shù)計(jì)算(2) 斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算(3) 軸的設(shè)計(jì)(4) 滾動(dòng)軸承的選擇(5) 鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核(6) 裝配圖、零件圖的繪制(7) 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)5. 設(shè)計(jì)任務(wù)(1) 減速器總裝配圖1張（0號(hào)或1號(hào)圖紙）(2) 齒輪、軸零件圖各一張（2號(hào)或3號(hào)圖紙）(3) 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份二、 傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明如任務(wù)書(shū)上布置簡(jiǎn)圖所示，傳動(dòng)方案采用v帶加同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速箱，采用v帶可起到過(guò)載保護(hù)作

3、用，同軸式可使減速器橫向尺寸較小。6設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果三、 電動(dòng)機(jī)的選擇1. 電動(dòng)機(jī)類型選擇按工作要求和工作條件，選用一般用途的（ip44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。2. 電動(dòng)機(jī)容量(1) 卷筒軸的輸出功率；電動(dòng)機(jī)的輸出功率傳動(dòng)裝置的總效率式中，為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（以下未作說(shuō)明皆為此書(shū)中查得）表2-4查得：v帶傳動(dòng)；滾動(dòng)軸承；圓柱齒輪傳動(dòng)；彈性聯(lián)軸器；傳動(dòng)滾筒效率；則故 因?yàn)閜標(biāo)準(zhǔn)為（11.3）倍的pd(2) 電動(dòng)機(jī)額定功率由第二十章表20-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率。3. 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由表2-1查得v帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍，由表2-2查得兩

4、級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比范圍，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果可見(jiàn)同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和3000r/min的電動(dòng)機(jī)均符合。這里初選同步轉(zhuǎn)速分別為1500r/min如下表：選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y132s-4。4. 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸由表20-1、表20-2查出y90l-4型電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸，并列表記錄備份。型號(hào)額定功率(kw)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩y132s -45.5150014402.22.3hdegkl質(zhì)量（kg）902450201034081四、 計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比1

5、. 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比2. 分配各級(jí)傳動(dòng)比取v帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，則兩級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為所得符合一般圓柱齒輪傳動(dòng)和兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比的常用范圍。設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果五、 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)速電動(dòng)機(jī)軸為0軸，減速器高速軸為軸，中速軸為軸，低速軸為軸，各軸轉(zhuǎn)速為2. 各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率，即3. 各軸轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸高速軸中速軸低速軸軸轉(zhuǎn)速（r/min）1440480130.435.435.4功率（kw）5.55.285.074.874.77轉(zhuǎn)矩（）36.5105.05369.181298.031291.38傳動(dòng)比i 3 3.663.661效率0.9

6、60.990.970.990.990.96設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果六、 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算1. v帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 確定計(jì)算功率由于是帶式輸送機(jī)，每天工作兩班，查機(jī)械設(shè)計(jì)（v帶設(shè)計(jì)部分未作說(shuō)明皆查此書(shū)）表8-7得， 工作情況系數(shù)（2） 選擇v帶的帶型由、 由圖8-11選用a型（3） 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑驗(yàn)算帶速v。按式(8-13)驗(yàn)算帶的速度,故帶速合適。計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)式(8-15a),計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)表8-8，圓整為（4） 確定v帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度根據(jù)式(8-20) ，初定中心距。由式(8-22)計(jì)算帶所

7、需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度a型設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果按式(8-23)計(jì)算實(shí)際中心距a。中心距變化范圍為502.5514.5mm。（5） 驗(yàn)算小帶輪上的包角（6） 確定帶的根數(shù) 計(jì)算單根v帶的額定功率由和，查表8-4a得根據(jù)，i=3和a型帶，查表8-4b得查表8-5得，查表8-2得, 計(jì)算v帶的根數(shù)z。 取4根。（7） 計(jì)算單根v帶的初拉力的最小值由表8-3得z型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1kg/m，所以應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力（8） 計(jì)算壓軸力4根設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2. 直齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算按低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)：小齒輪轉(zhuǎn)矩，小齒輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。（1） 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選用直齒圓柱齒輪

8、運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選7級(jí)精度（gb10095-88）由機(jī)械設(shè)計(jì)（斜齒輪設(shè)計(jì)部分未作說(shuō)明皆查此書(shū)）表10-1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，二者硬度差為40hbs。選小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)（2） 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式(10-21）試算，即確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值a) 試選載荷系數(shù)b) 小齒輪傳遞的傳矩c) 由表10-7選取齒寬系數(shù)d) 由表10-6查得材料彈性影響系數(shù)e) 由圖10-21d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f) 由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：直齒圓柱齒輪7級(jí)精度設(shè)計(jì)

9、計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果g) 由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)h) 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，由式(10-12)得計(jì)算a) 試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得b) 計(jì)算圓周速度c) 齒寬b及模數(shù)mntd) 計(jì)算載荷系數(shù)k由表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)；由表10-4查得=1.436.；表10-3查得；圖10-13查得設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果故載荷系數(shù)： e) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式(10-10a)得f) 計(jì)算模數(shù)（3） 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式(10-17)確定計(jì)算參數(shù)a) 計(jì)算載荷系數(shù)b) 查取齒形系數(shù)由表10-5查得c)

10、 查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得d) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4，由式(10-12)得e) 計(jì)算大、小齒輪的，并加以比較大齒輪的數(shù)值大設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算的結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取，已可滿足彎曲強(qiáng)度。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來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有取，則實(shí)際傳動(dòng)比：傳動(dòng)比誤差： 允許（4） 幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑 計(jì)算中心距將中心距圓整為231mm 齒輪寬度 取 設(shè)

11、計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果由于是同軸式二級(jí)齒輪減速器，因此兩對(duì)齒輪取成完全一樣，這樣保證了中心距完全相等的要求，且根據(jù)低速級(jí)傳動(dòng)計(jì)算得出的齒輪接觸疲勞強(qiáng)度以及彎曲疲勞強(qiáng)度一定能滿足高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的要求。為了使中間軸上大小齒輪的軸向力能夠相互抵消一部分，故高速級(jí)小齒輪采用左旋，大齒輪采用右旋，低速級(jí)小齒輪右旋大齒輪左旋。高速級(jí)低速級(jí)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪傳動(dòng)比3.66模數(shù)(mm)3中心距(mm)231齒數(shù)3312133121齒寬(mm)105100105100直徑(mm)分度圓9936399363齒根圓91.5355.591.5355.5齒頂圓105369105369旋向左旋右旋右旋左旋設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)

12、果七、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 高速軸的設(shè)計(jì)(1) 高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（）高速軸功率（）轉(zhuǎn)矩t（）4805.28 105.05(2) 作用在軸上的力已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為=99 ，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算部分未作說(shuō)明皆查此書(shū)）式(10-14)，則(3) 初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取,于是得(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足v帶輪的軸向定位，-軸段右端需制出一軸肩，故取-段的直徑d-=30mm。v帶輪與軸配合

13、的長(zhǎng)度l1=118mm，為了保證軸端檔圈只壓在v帶輪上而不壓在軸的端面上，故-段的長(zhǎng)度應(yīng)比l1略短一些，現(xiàn)取l-=115mm。初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d-=35mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30208，其尺寸為ddt=40mm80mm19.75mm，故d-=d-=40mm；而l-=18+18=36mm，l-=10mm。右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得30208型軸承的定位軸肩高度h=4.5mm，因此，套筒左端高度為4.5mm，d-=48mm。取安裝齒輪的軸段-的直徑d

14、-=42mm，取l-=100mm齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。軸承端蓋的總寬度為30mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與v帶輪右端面間的距離l=30mm，故取l-=60mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3）軸上零件的軸向定位v帶輪與軸的周向定位選用平鍵8mm7mm63mm，v帶輪與軸的配合為h7/r6；齒輪與軸的周向定位選用平鍵12mm8mm80mm，為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為h7/m6；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。4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2

15、，取軸端倒角，各圓角半徑見(jiàn)圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說(shuō)明-11530與v帶輪鍵聯(lián)接配合-60 35定位軸肩-3640與滾動(dòng)軸承30208配合，套筒定位-10040與小齒輪鍵聯(lián)接配合-1042定位軸環(huán)-1840與滾動(dòng)軸承30208e配合總長(zhǎng)度333mm（5） 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于30208型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=12mm。因此，軸的支撐跨距為l1=118mm， l2+l3=97.5+90=187.5mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面c是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)

16、算出截面c處的mh、mv及m的值列于下表。設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果載荷水平面h垂直面v支反力f，,c截面彎矩m總彎矩扭矩（6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。2. 中速軸的設(shè)計(jì)(1) 中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（）中速軸功率（）轉(zhuǎn)矩t（）131.155.07369.18(2) 作用在軸上的力已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果(3) 初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初步估算軸的最小直徑。選取軸的

17、材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取,于是得(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d-=d-=40mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為ddt=40mm90mm25.25mm，故l-=l-=25+20=45mm。兩端滾動(dòng)軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得30308型軸承的定位軸肩高度h=4.5mm，因此，左邊套筒左側(cè)和右邊套筒右側(cè)的高度為4.5mm。取安裝大齒輪出的軸段-的直徑d-=45

18、；齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。為了使大齒輪軸向定位，取d-=50mm，又由于考慮到與高、低速軸的配合，取l-=105mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3）軸上零件的軸向定位大小齒輪與軸的周向定位都選用平鍵14mm9mm70mm，為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為h7/n6；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。4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角，各圓角半徑見(jiàn)圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說(shuō)明-4540與滾動(dòng)軸承30308配合，套筒定位-10045與大齒輪鍵聯(lián)接配合-10

19、550定位軸環(huán)-9245與小齒輪鍵聯(lián)接配合-4540與滾動(dòng)軸承30308配合總長(zhǎng)度387mm（5） 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于30308型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=19mm。因此，軸的支撐跨距為l1=76mm， l2=192.5mm，l3=74.5mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面c是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面c處的mh、mv及m的值列于下表。載荷水平面h垂直面v支反力fc截面彎矩m總彎矩扭矩設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果（6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式(15

20、-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力已選定軸的材料為45cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。3. 低速軸的設(shè)計(jì)(1) 低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（）中速軸功率（）轉(zhuǎn)矩t（）35.834.871298.03(2) 作用在軸上的力已知低速級(jí)齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則(3) 初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取，于是得 (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） 安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足半聯(lián)軸器的軸

21、向定位，-軸段左端需制出一軸肩，故取-段的直徑d-=64mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度l1=118mm，為了保證軸端檔圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故-段的長(zhǎng)度應(yīng)比l1略短一些，現(xiàn)取l-=112mm。初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d- =64mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承6013，其尺寸為ddb=70mm110mm20mm，故d-=d-=70mm；而l-=20mm，l-=20+20=40mm。左端滾動(dòng)軸承采用軸環(huán)進(jìn)行軸向定位。由表15-7查得6014型軸承的定位高度h=6mm，因此，取得d-=82

22、mm。右端軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位，同理可得套筒右端高度為6mm。取安裝齒輪出的軸段-的直徑d-=75mm；齒輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為98mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l-=87mm。軸承端蓋的總寬度為30mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與聯(lián)軸器左端面間的距離l=30mm，故取l-=60mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3） 軸上零件的軸向定位半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為18mm11mm112mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為h7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵為20mm12mm1

23、12mm，為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為h7/n6。4） 確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角，各圓角半徑見(jiàn)圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說(shuō)明-3870與滾動(dòng)軸承6014配合-1080軸環(huán)-10075與大齒輪以鍵聯(lián)接配合，套筒定位-4070與滾動(dòng)軸承6014配合-6064與端蓋配合，做聯(lián)軸器的軸向定位-11260與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接配合總長(zhǎng)度360mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果（5） 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于30314型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=31mm。因此，軸的支撐

24、跨距為根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面b是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面b處的mh、mv及m的值列于下表。載荷水平面h垂直面v支反力fb截面彎矩m總彎矩扭矩（6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力已選定軸的材料為45cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。（7） 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1） 判斷危險(xiǎn)截面截面只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩及過(guò)渡配合引起的應(yīng)力集中將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面無(wú)需校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看

25、，截面和處過(guò)盈配合引起應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載情況來(lái)看，截面b上的應(yīng)力最大。截面的應(yīng)力集中影響和截面的相近，但截面不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面b上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而這里軸的直徑也大，故截面b不必校核。截面顯然更不必校核。由機(jī)械設(shè)計(jì)第三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而該軸只需校核截面左右兩側(cè)。安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2） 截面左側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面左側(cè)的彎矩為截面上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為45cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表

26、3-2 經(jīng)插值后可查得又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由附圖3-2得尺寸系數(shù)由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即q=1，則得綜合系數(shù)值為設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果又由3-1和3-2查得碳鋼的特性系數(shù), 取；, ??；于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按式(15-6)(15-8)則得故可知其安全。3） 截面右側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面右側(cè)的彎矩為截面上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為45cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表3-2 安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果經(jīng)插值后可查得又由附圖3-

27、1可得軸的材料的敏性系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由附圖3-2得尺寸系數(shù)由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即q=1，則得綜合系數(shù)值為又由3-1和3-2查得碳鋼的特性系數(shù), 取；, 取；于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按式(15-6)(15-8)則得故可知其安全。安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果八、 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算軸承預(yù)期壽命 1. 高速軸的軸承選30307型圓錐滾子軸承，查課程設(shè)計(jì)表15-1，得 ， （1） 求兩軸承所受到的徑向載荷和由高速軸的校核過(guò)程中可知：，（2） 求兩軸承的計(jì)算軸向力和由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-7得 因?yàn)樗裕?） 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)

28、明結(jié)果 由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-6，取載荷系數(shù) （4） 驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?，所以按軸承1的受力大小驗(yàn)算故所選軸承滿足壽命要求。2. 中速軸的軸承選用30308 型圓錐滾子軸承，查課程設(shè)計(jì)表15-7，得 ， （1） 求兩軸承所受到的徑向載荷和由中速軸的校核過(guò)程中可知：，（2） 求兩軸承的計(jì)算軸向力和滿足壽命要求設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-7得 因?yàn)樗裕?） 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和 由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-6，取載荷系數(shù) （4） 驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?，所以按軸承1的受力大小驗(yàn)算故所選軸承滿足壽命要求。滿足壽命要求設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3. 低速軸的軸承選用6014型深溝球軸承，查課程設(shè)計(jì)表15-2，得 ，（1）

29、求兩軸承所受到的徑向載荷和由低速軸的校核過(guò)程中可知：，（2） 求兩軸承的計(jì)算軸向力和由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-7得 因?yàn)樗裕?） 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-6，取載荷系數(shù) （4） 驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?，所以按軸承2的受力大小驗(yàn)算故所選軸承滿足壽命要求。滿足壽命要求設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果九、 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算由機(jī)械設(shè)計(jì)式(6-1）得 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2，?。?） v帶輪處的鍵取普通平鍵1090gb1096-79鍵的工作長(zhǎng)度鍵與輪轂鍵槽的接觸高度（2） 高速軸上小齒輪處的鍵取普通平鍵12700gb1096-79鍵的工作長(zhǎng)度鍵與輪轂鍵槽的接觸高度（3）

30、 中速軸上大齒輪處的鍵取普通平鍵1470gb1096-79鍵的工作長(zhǎng)度鍵與輪轂鍵槽的接觸高度（4） 中速軸上小齒輪處的鍵取普通平鍵1470gb1096-79鍵的工作長(zhǎng)度鍵與輪轂鍵槽的接觸高度（5） 低速軸上大齒輪處的鍵取普通平鍵2080gb1096-79鍵的工作長(zhǎng)度鍵與輪轂鍵槽的接觸高度該鍵滿足強(qiáng)度要求該鍵滿足強(qiáng)度要求該鍵滿足強(qiáng)度要求該鍵滿足強(qiáng)度要求該鍵滿足強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果（6） 聯(lián)軸器周向定位的鍵取普通平鍵1080gb1096-79鍵的工作長(zhǎng)度鍵與輪轂鍵槽的接觸高度十、 聯(lián)軸器的選擇根據(jù)輸出軸轉(zhuǎn)矩，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩查表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小故取，則：查課程設(shè)計(jì)表17-5選用l

31、x4的y型彈性柱銷聯(lián)軸器60142gb5014-85，其公稱扭矩為符合要求。十一、 減速器附件的選擇和箱體的設(shè)計(jì)1. 窺視孔和視孔蓋查課程設(shè)計(jì)（減速器附件的選擇部分未作說(shuō)明皆查此書(shū)）表9-18，選用板結(jié)構(gòu)視孔蓋， 。2. 通氣器查表9-7，選用經(jīng)一次過(guò)濾裝置的通氣冒。3. 油面指示器查表9-14，選用油標(biāo)尺。4. 放油孔和螺塞查表9-16，選用外六角油塞及封油墊。5. 起吊裝置查表9-20，選用箱蓋吊耳， 箱座吊耳，6. 定位銷查表14-3，選用圓錐銷gb 117-86 a12407. 起蓋螺釘查表13-7，選用gb5782-86 m1035該鍵滿足強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果 8.箱體設(shè)計(jì)箱體

32、是減速器的一個(gè)重要零件，它用于支持和固定減速器中的各種零件，并保證傳動(dòng)件的嚙合精度，使箱體有良好的潤(rùn)滑和密封。箱體的形狀較為復(fù)雜，其重量約占減速器的一半，所以箱體結(jié)構(gòu)對(duì)減速器的工作性能、加工工藝、材料消耗，重量及成本等有很大的影響。箱體結(jié)構(gòu)與受力均較復(fù)雜，各部分民尺寸一般按經(jīng)驗(yàn)公式在減速器裝配草圖的設(shè)計(jì)和繪制過(guò)程中確定。9. 箱體的材料及制造方法選用ht200，砂型鑄造。10. 箱體各部分的尺寸表1：箱體參數(shù)名 稱符 號(hào)圓柱齒輪減速器計(jì)算結(jié)果機(jī)座壁厚0.025a+3mm8mm9機(jī)蓋壁厚（0.80.85）8mm9機(jī)座凸緣厚度b1.514機(jī)蓋凸緣厚度1.512機(jī)座底凸緣厚度p2.523地腳螺釘直徑

33、df0.036a+12mm20地腳螺釘數(shù)目na 250mm4軸承旁連接螺栓直徑d10.75 df16機(jī)座與機(jī)蓋連接螺栓直徑d2(0.50.6) df10連接螺栓d2的間距l(xiāng)150200mm軸承端螺釘直徑d3(0.40.5) df10窺視孔蓋螺釘直徑d4(0.30.4) df8定位銷直徑d(0.70.8) d29機(jī)蓋、機(jī)座肋厚、mm10.851，m0.857軸承端蓋外徑軸承座孔直徑+(55.5) d3110 / 130軸承端蓋凸緣厚度e(11.2) d310軸承旁連接螺栓距離s盡量靠近，以md1和md3不發(fā)生干涉為準(zhǔn)十二、 潤(rùn)滑與密封 由于中速軸桑德大齒輪頂線速度大于2m/s，所以軸承采用油潤(rùn)滑

34、。為防止?jié)櫥屯庑梗?用氈圈密封。8. 箱體的設(shè)計(jì)名稱符號(hào)尺寸箱座壁厚9箱蓋壁厚19箱體凸緣厚度b、b1、b2b=14;b1=12;b2=23加強(qiáng)筋厚m、m1m=9;m1=8地腳螺釘直徑df32地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d124箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑d216十二、 潤(rùn)滑與密封由于中速速軸上的大齒輪齒頂線速度大于2m/s，所以軸承采用油潤(rùn)滑。為防止?jié)櫥屯庑梗脷秩γ芊?。設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果十三、 設(shè)計(jì)小結(jié) 此次占用了三周的時(shí)間來(lái)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)，開(kāi)題的題目是減速器，雖然表面上似乎并不復(fù)雜，但是在這三周的設(shè)計(jì)過(guò)程中感覺(jué)到，一個(gè)減速器遠(yuǎn)遠(yuǎn)并非想象中的那么簡(jiǎn)單。在這二級(jí)減速器的過(guò)程中需要

35、運(yùn)用的知識(shí)很多，除了機(jī)械設(shè)計(jì)這門(mén)課的知識(shí)外，同時(shí)還讓我必須掌握工程材料、機(jī)械原理、材料力學(xué)及機(jī)械制圖各個(gè)基礎(chǔ)課程的知識(shí)。就設(shè)計(jì)一個(gè)箱體而言，雖然只需查表所得數(shù)據(jù)就可以，所運(yùn)用的計(jì)算內(nèi)容并不復(fù)雜，但是，同樣需要考慮的地方有很多，箱體寬度，凸緣寬度，油量高度等等，只有將他們綜合運(yùn)用了，才能設(shè)計(jì)出一個(gè)合格的箱體。在設(shè)計(jì)齒輪、軸、螺紋聯(lián)接等過(guò)程中，讓我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中的各個(gè)公式加以運(yùn)用，不再單單是書(shū)本上的死公式，通過(guò)設(shè)計(jì)的步驟，進(jìn)一步地掌握那些公式，了解到它們的作用，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)這門(mén)課程有了全新的認(rèn)識(shí)。在畫(huà)圖紙的過(guò)程中，也并不是很容易的，由其畫(huà)草圖，所需要的工作量也是相當(dāng)?shù)拇?。需要零件的結(jié)構(gòu)尺寸與圖紙相結(jié)合

36、，有時(shí)會(huì)因強(qiáng)度不夠而反算，也有時(shí)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)間出現(xiàn)干涉而重新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。通過(guò)一個(gè)星期的邊草圖邊計(jì)算的過(guò)程，感覺(jué)到草圖在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的重要性。同時(shí)，在畫(huà)圖紙的階段中，又再一次地復(fù)習(xí)了機(jī)械制圖這門(mén)基礎(chǔ)課程，在沒(méi)有軟件的幫助下，對(duì)各圖紙的細(xì)節(jié)問(wèn)題需要考慮周到才行。我想這次課程設(shè)計(jì)也會(huì)對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)起到很好的啟蒙作用，也會(huì)對(duì)將來(lái)踏上設(shè)計(jì)類的工作崗位打下很好的基礎(chǔ)，總之是受益匪淺。同時(shí)要感謝李老師給我們指出了多處制圖上不妥的地方。也要感謝學(xué)校為我們提供了良好的教學(xué)環(huán)境，為我們?cè)O(shè)計(jì)提供了硬件支持和提供了各種參考資料。設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果十四、 參考文獻(xiàn)1機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 高等教育出版社西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室 編著濮良貴 紀(jì)名剛 主編 2機(jī)械原理（第六版） 高等教育出版社西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室 編著孫 桓 陳作模 主編 3課程設(shè)計(jì) 高等教育出版社華中理工大學(xué) 王 昆重 慶 大 學(xué) 何小柏同 濟(jì) 大 學(xué) 汪信遠(yuǎn) 主編4.機(jī)械制圖 同濟(jì)大學(xué)出版社 許連元 李強(qiáng)德 徐祖茂 主編5. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(軟件版)r2.0邵陽(yáng)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)年級(jí)專業(yè)2009機(jī)制本科學(xué)生姓名舒森源學(xué) 號(hào)0941101166題目名稱帶式輸送機(jī)的圓柱直齒輪二級(jí)減速器設(shè)計(jì)時(shí)間14周16周課程