機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1

1、目錄一、題目1二、傳動(dòng)方案的擬定2三、電動(dòng)機(jī)選擇4四、傳動(dòng)比的分配5五、傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算6六、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算7七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算22八、軸承的選擇計(jì)算37九、鍵聯(lián)接的選擇和校核42十、聯(lián)軸器的選擇45十一、減速器的潤(rùn)滑、密封46十二、減速器箱體設(shè)計(jì)47十三、設(shè)計(jì)總結(jié)49十四、參考文獻(xiàn)511、 題目：卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)1.基本數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)參數(shù)如下表所示。數(shù)據(jù)編號(hào)qb-5運(yùn)輸帶工作拉力f/n2000運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s)1.4卷筒直徑d/mm340滾筒效率0.962.工作情況 ：兩班制工作，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微沖擊；3.工作環(huán)境 ：室內(nèi) ，灰塵較大 ，環(huán)境最高溫度35度左右

2、。4.工作年限10年，大修年限3年，每年300個(gè)工作日，每日工作16小時(shí)5.制作條件及生產(chǎn)批量: 專門小工廠制造；加工條件：小批量生產(chǎn)。6.部件：電動(dòng)機(jī)，減速器，聯(lián)軸器，鋼絲繩，卷筒7.工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，室內(nèi)工作；鋼絲繩速度允許誤差±5%；兩班制工作，3年大修，使用期限10年。8.設(shè)計(jì)工作量：1、減速器裝配圖1張(a1)；  2、零件圖2張（a2）；  3、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。 2、 傳動(dòng)方案的擬定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)里預(yù)給定的參數(shù)（卷筒直徑和牽引速度），結(jié)合一般原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（千轉(zhuǎn)/min），可以估算出傳動(dòng)裝置所需的傳動(dòng)比大致為70100，由此擬定出以

3、下三種方案。方案一：電動(dòng)機(jī)閉式三級(jí)圓柱齒輪工作機(jī)（卷筒），示意圖見(jiàn)下圖。方案一示意圖方案二：電動(dòng)機(jī)閉式二級(jí)圓柱齒輪工作機(jī)（卷筒），其中高速級(jí)為直齒齒輪，低速級(jí)為直齒齒輪。示意圖見(jiàn)下圖。方案二示意圖方案三：電動(dòng)機(jī)蝸輪蝸桿閉式單級(jí)圓柱齒輪工作機(jī)（卷筒），示意圖見(jiàn)下圖。方案三示意圖方案論證與定性比較方案一：該方案的傳動(dòng)部分為三級(jí)圓柱齒輪，其優(yōu)點(diǎn)在于傳動(dòng)平穩(wěn)、可靠，傳動(dòng)效率高、精度高，傳遞功率大，使用壽命長(zhǎng)；不足之處其一是沒(méi)有自鎖性能，其二是結(jié)構(gòu)不夠緊湊，使減速箱箱體過(guò)于笨重。方案二：該方案用v帶取代了方案一中最高速級(jí)的圓柱齒輪，從而縮小了齒輪箱的體積，此外，v帶還具有傳動(dòng)較平穩(wěn)，傳動(dòng)效率高，有一定過(guò)

4、載保護(hù)作用等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)在于帶傳動(dòng)不可避免的彈性滑動(dòng)，由此會(huì)引起帶傳動(dòng)圓周速度損失、傳動(dòng)效率降低以及引起帶的磨損和溫升，降低使用壽命等缺點(diǎn)。方案三：該方案用一對(duì)蝸輪蝸桿取代了方案一中高速級(jí)的兩對(duì)圓柱齒輪，從而可以使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)更為緊湊，此外，還具有傳動(dòng)精度較高、使用壽命長(zhǎng)、具有自鎖功能等優(yōu)點(diǎn)；而其最大的缺點(diǎn)在于蝸桿與蝸輪間相對(duì)滑動(dòng)速度的存在，這會(huì)造成較大的摩擦效率損失以及不得不考慮的摩擦發(fā)熱。綜上，三種方案的優(yōu)劣比較如表1。方案序號(hào)傳動(dòng)精度平穩(wěn)性傳動(dòng)效率使用壽命箱體體積自鎖性能一高高高長(zhǎng)大無(wú)二較高較高高較長(zhǎng)中無(wú)三較高一般較低較長(zhǎng)小有表1.三種方案的對(duì)比經(jīng)過(guò)綜合比較，確定方案二（v帶+二級(jí)圓柱齒輪）

5、為最佳方案。3、 電動(dòng)機(jī)選擇所選最佳方案示意圖所選工作參數(shù)：f=4.1kn，v=1.0m/s，d=460mm。1.確定電動(dòng)機(jī)類型 按工作要求和條件,選用y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。2.確定電動(dòng)機(jī)的容量（1）工作機(jī)卷筒上所需功率pwpw = fv/1000=4100 × 1.0/1000 =4.1kw(2)電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)的所需的輸出功率pd，先要確定從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總功率總。設(shè)1、2、3、4、5、6，分別為彈性聯(lián)軸器、帶傳動(dòng)、閉式齒輪傳動(dòng)（設(shè)齒輪精度為7級(jí)）、滾動(dòng)軸承、彈性聯(lián)軸器、工作機(jī)的效率，由表9-4 p6查得1 = 0.99，2 = 0.98，3 = 0.

6、98，4 = 0.99，5 = 0.99，6=0.96，則傳動(dòng)裝置的總效率為總=12324356= 0.99 x 0.98 x 0.982 x 0.993 x 0.99x0.96=0.86 4.1/0.86=4.77kw3.選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速推薦的傳動(dòng)副傳動(dòng)比合理范圍 帶傳動(dòng) i帶=24 聯(lián)軸器傳動(dòng) i聯(lián)=1 兩級(jí)減速器傳動(dòng) i減=840(i齒=36)則傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的合理范圍為 i總= i帶×i聯(lián)×i齒1×i齒2 i總=1×（24）×（840）=（16160）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nw=60×1000×1.0/(3.14&#

7、215;460)41.54r/minnd=i總×nw=（840）×nw=16nw160nw=664.646646.4r/min根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(軟件版)r2.0-電器設(shè)備-常用電動(dòng)機(jī)規(guī)格，符合這一范圍的常用同步轉(zhuǎn)速有3000r/min、1500r/min、1000。選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y132s1-4，輸出軸直徑為38k5mm。4、 傳動(dòng)比的分配1.傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 i總= nm / nw=1440/41.5434.67式中nm-電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，1440 r/min; nw-工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，41.54r/min。2.分

8、配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 i總=i帶×i聯(lián)×i齒1×i齒2 分配原則：（1） 取帶傳動(dòng)傳動(dòng)比i帶=2.7 （2） i齒=36 i齒1=（1.31.4）i齒2 減速器的總傳動(dòng)比為 i = i總/ （i聯(lián)×i帶）=12.8 雙級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為： i齒1 = = 4.08 低速級(jí)的傳動(dòng)比為： i齒2 = i/i齒1 =3.24 5、 傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算1.各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 n0= nm =1440 r/min n= nm / （i聯(lián) ×i帶）=480 r/min n= n / i齒1 = 480/3.88=123.71 r/min

9、n= n / i齒2 =123.71/2.98=44.51r/min2.各軸輸入功率 p0= pd=4.77kwp= pd1 = 4.77x0.99=4.722kw p= p234 =4.722x0.98x0.98x0.99=4.490kwp= p34 =4.490x0.98x0.99=4.226kw3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩t0 = 9550pd/n0 =9550x4.77/1440=31.634t = 9550p/n=9550x4.722/480=94.943t = 9550p/n = 9550x4.490/123.71=346.613t = 9550p/n = 9550x4.226/44.51=9

10、06.724表1 傳動(dòng)裝置各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)表 項(xiàng)目軸號(hào)功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩 0軸4.77144031.634 軸4.72248094.943 軸4.490123.71346.613軸4.22644.51906.7246、 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)（1） 高速級(jí)直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算（或選擇）依據(jù)計(jì)算過(guò)程單位計(jì)算（或確定）結(jié)果1選齒輪精度等級(jí)查設(shè)計(jì)手冊(cè)卷?yè)P(yáng)機(jī)為一般工作機(jī)速度不高級(jí)82材料選擇查設(shè)計(jì)手冊(cè)小齒輪40cr(調(diào)質(zhì))大齒輪45鋼(調(diào)質(zhì))小齒輪250hbs,大齒輪220hbs3選擇齒數(shù)zz2=i齒1 z1z3=（2040）z4=i齒2z3z1=24z2=4.08x24

11、=97.92u1=98/24=4.08z3=24z4=3.24x24 =77.76u2=78/24=3.25個(gè)2498u14.08z324z478u23.25計(jì) 算 及 說(shuō) 明主 要 結(jié) 果4. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由于減速器齒輪傳動(dòng)為閉式傳動(dòng)，可以采用齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按彎曲疲勞強(qiáng)度校核。按設(shè)計(jì)計(jì)算公式計(jì)算 （5-1）1)確定公式的各計(jì)算值（1）試選載荷系數(shù)（2）齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩t = 9550p/n=9550x4.722/480=94.943（3）查設(shè)計(jì)手冊(cè)選取齒系數(shù)（4）查設(shè)計(jì)手冊(cè)得材料的彈性影響系數(shù)。 （5）查設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，小齒輪疲勞極限為：600 大齒輪疲勞極限為：550（6）

12、 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n1= 60njlh= 60×480x1x(300x2x8x10x15%)= 2.07x108n2=2.07x107 /3.88=5.34x107 （7）查設(shè)計(jì)手冊(cè)得接觸疲勞壽命系數(shù)為：khn1 = 0.90khn2 = 0.95，（8） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為，安全系數(shù)為s=1h1= =0.90x600/1=540 h2= =0.95x550/1=522.5 2）計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小值：56.16mm （2）計(jì)算圓周速度1.41m/s （3）計(jì)算齒寬b = dd1t 56.16mm （4）計(jì)算模數(shù)與齒高之比模數(shù)： 2.34齒高：h

13、 = 2.25mnt =5.265b/h =56.16/5.265=10.667 （5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，1.41m/s，8級(jí)精度，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得，載荷系數(shù)為kv=1，因?yàn)槭侵饼X輪，假設(shè)，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得使用系數(shù)為ka=1.50（*中等沖擊），查設(shè)計(jì)手冊(cè)，小齒輪7級(jí)精度，非對(duì)稱布置時(shí)：由b/h= 10.667，kh=1.408，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得，故載荷系數(shù)為 （6）按設(shè)計(jì)的實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑 d1=d1t=62.88mm (7) 計(jì)算模數(shù)m 62.88/24=2.620 3.按彎曲疲勞強(qiáng)度校核 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式： 1）確定公式內(nèi)的各參數(shù)值：由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得小齒輪的彎曲疲勞

14、強(qiáng)度極限為： ， 大齒輪的的彎曲疲勞極限為：由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ， 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力： 取彎曲疲勞安全系數(shù)，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： （4）計(jì)算安全載荷系數(shù)：（5）計(jì)算齒形系數(shù)：查設(shè)計(jì)手冊(cè)得：（6）計(jì)算齒形校正系數(shù)： 查設(shè)計(jì)手冊(cè)得 （7）計(jì)算大、小齒輪并加以比較 ： 比較得，大齒輪的數(shù)值大。2）設(shè)計(jì)計(jì)算：將中較大值代入公式得： =2.09 對(duì)此計(jì)算結(jié)果，由于按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)（m=2.620）大于由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)（m=2.09)。因?yàn)辇X輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載力，僅與齒輪直徑有關(guān)，故可取彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算所得的模

15、數(shù)，并將模數(shù)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5。按接觸強(qiáng)度得的分度圓直徑d1=62.88mm，算出小齒輪齒數(shù)： =62.88/2 .5=25.15大齒輪齒數(shù)：z2 = z1×i齒1 =25x4.08=1024、幾何尺寸計(jì)算：1）計(jì)算分度圓直徑： d1=2.5x24=60mm d2=2.5x102=255mm2）計(jì)算中心距：= (24+102)×2.5/2 =157.5mm3）計(jì)算齒輪寬度：b = dd1=60mm 圓整后?。?b1 = 65mmb2 = 60mm5、驗(yàn)算：=2x9494.3/60n =316.48n=1x316.48/60n/mm = 5.27n/mm100n/mm故尺

16、寸計(jì)算合適。高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸如下表所示：高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸名稱計(jì)算公式數(shù)值模 數(shù)m2.5壓 力 角分 度 圓 直 徑d160d2255齒 頂 圓 直 徑65mm260mm齒 根 圓 直 徑=53.75mm53.75mm =248.75mm248.75mm中 心 距157.5齒 寬65607.齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于小齒輪（齒輪1）直徑較小，故采用齒輪軸設(shè)計(jì)，大齒輪（齒輪2）的結(jié)構(gòu)尺寸和后續(xù)設(shè)計(jì)出的軸孔直徑計(jì)算如下表： 表：齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)名稱結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)數(shù)值（單位：mm)輪轂處直徑d1輪轂軸長(zhǎng)度l倒角尺寸n齒根圓處厚度腹板最大直徑d0板孔直徑d0腹板厚度c8.高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)草圖如下： 圖 齒

17、輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料（與齒輪1、2相同）及齒數(shù)；直齒圓柱齒輪，8級(jí)精度，小齒輪選用40cr(調(diào)質(zhì)），調(diào)質(zhì)后硬度為250hbs，大齒輪選用45（調(diào)質(zhì)），硬度為220hbs.選小齒輪齒數(shù)為，大齒輪齒數(shù)=3.25x24=78，取=782、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)： （5-15）1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：試選載荷系數(shù)軸的轉(zhuǎn)矩 t=346.613nm選取齒輪寬系數(shù)由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得材料彈性影響系數(shù)為由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得齒面的接觸疲勞強(qiáng)度極限 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： n3=60n3jlh=60x123.71x16x300x1.5=5.344x107 n4 = n3/ i齒2 =5.

18、344x107/3=1.78x107（7）由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得接觸疲勞壽命系數(shù), （8） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為，安全系數(shù)為s=1h3= =700x0.93/1651h4= 0.95x560/1532 2）計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑：98.47mm（2）計(jì)算圓周速度=3.14x98.47x123.71/60x1000=0.638m/s（3） 計(jì)算齒寬b = dd3t 98.47mm（4）計(jì)算模數(shù)模數(shù)：=98.47/24=4.10h=2.25mnt =9.225b/h=10.674（5）計(jì)算載荷系數(shù)由表10-2查得使用系數(shù)根據(jù)，v=0.638m/s，8級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)

19、1.06由表查得kh=1.12+0.18(1+0.6d2)d2+0.23×103b=1.12+0.18(1+0.6x)+0.23x103x64.579=1.475由1圖10-13查得kf=1.4 假定，由1p195表查得1.4故載荷系數(shù) k=kakvkhkh=1x1.06x1.4x1.475=2.1889 （6）按設(shè)計(jì)的實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑d3=d3t=105.15mm （5-18） (7) 計(jì)算模數(shù)m=105.15/24=4.383.按彎曲疲勞強(qiáng)度校核彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式： 1）確定公式內(nèi)的各參數(shù)值： 由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為：500 ， 大齒輪的的彎曲

20、疲勞極限為：380由資料1圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)0.920.97計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)，由資料1式（10-12）得：f3= =0.92x500/1.4=328.57f4= =0.97x380/1.4=263.29（4） 計(jì)算安全載荷系數(shù)：k=kakvkfkf=1x1.06x1.4x1.4=2.0776（5）計(jì)算齒形系數(shù)：查資料1表105得yfa3=2.65yfa4=2.236（6）計(jì)算齒形校正系數(shù)： 查資料1表105得 ysa3=1.58ysa4=1.75+(1.77-1.75)(72-70)/(80-70)=1.754， 1）計(jì)算大、小齒輪并加以比較 ： =(2.

21、65x1.58)/328.57=0.01274=2.236x1.754/263.29=0.014896結(jié)論：比較得，大齒輪的數(shù)值大。2）設(shè)計(jì)計(jì)算：將中較大值代入公式得：=3.34 對(duì)此計(jì)算結(jié)果，由于按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)。因?yàn)辇X輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載力，僅與齒輪直徑有關(guān)，故可取彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算所得的模數(shù)，并將模數(shù)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3.5。按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d3= 105.15mm，算出小齒輪齒數(shù)： =105.15/3.5= 30.04取30，則大齒輪齒數(shù)：z4 = z3×i齒2 =97.

22、5 取z4 = 974、幾何尺寸計(jì)算：1）計(jì)算分度圓直徑： d3=30x3.5=105mmd4=97x3.5=339.5mm2）計(jì)算中心距：=(30+97)3.5/2=222.25mm3）計(jì)算齒輪寬度：b = dd3圓整后?。篵3 =110mmb4 = 105mm5、驗(yàn)算：=2x346.613x103 /105 n = 6.002x103n=1x6.002x103 /105n/mm = 54.072n/mm100n/mm 故設(shè)計(jì)的尺寸合理。t=94.943600550n1=2.07x108n2=5.34x107khn1 = 0.90khn2 = 0.95h1=540 h2= 522.556.1

23、6mm b56.16mm=2.34 h =5.265 b/h= 10.667ka=1.50d1=62.88mmm=2.620 m2.5z1=25z2 = 102d1=60mmd2=255mma=157.5mmb1 = 65mmb2 = 60mm=78i齒2=3.25t=346.613nmn3=5.344x107n4 =1.78x107h3=651h4532 98.47mmv=0.638m/sb =98.47mmmnt=4.10h=9.225b/h=10.6741.06kh=1.475kf=1.41.4k=2.1889d3=105.15mm=4.385003800.920.97f3=328.57

24、f4=263.29k=2.0776yfa3=2.65yfa4=2.236ysa3=1.58ysa4=1.754=0.01274=0.014896m=3.530z4 = 97 d3=105mmd4=339.5mma=222.25mmb3 =110mmb4 = 105mm （三）直齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)表傳動(dòng)類型模數(shù)齒數(shù)中心距齒寬高速級(jí)直齒圓柱齒輪2.525102157.56055低速級(jí)直齒圓柱齒輪3.53097222.251101057、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 減速器軸的結(jié)構(gòu)草圖一、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1選擇軸的材料及熱處理方法查表15-1選擇軸的材料為40cr；根據(jù)齒輪直徑，熱處理方法為正火。2確定軸的最小直徑查式15

25、-2的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式：=25.57mm再查 表15-3，a0=(112 97)考慮鍵：有一個(gè)鍵槽，d25.57×（1+5）=26.85mm3確定各軸段直徑并填于下表內(nèi)名稱依據(jù)單位確定結(jié)果大于軸的最小直徑26.85,且考慮與帶輪內(nèi)孔標(biāo)準(zhǔn)直徑配合30大帶輪定位d2= d1+2（0.070.1）d1=30+4.26=34.236考慮密封圈得d=3535考慮軸承d3> d2選用6206軸承從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件（r2.0）40考慮軸承定位4646考慮到齒輪分度圓與軸徑相差不大，選用齒輪軸，此時(shí)d5=d1a=6565d6d6（同一對(duì)軸承） 404選擇軸承潤(rùn)滑方式，確定與軸長(zhǎng)有

26、關(guān)的參數(shù)。將與軸長(zhǎng)度有關(guān)的各參數(shù)填入下表名稱依據(jù)單位確定結(jié)果箱體壁厚選1212地腳螺栓直徑及數(shù)目ndf=0.036a+12a<250時(shí),n=4=22mmn=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑=0.75=0.75×22=16.5=16軸承旁聯(lián)接螺栓扳手空間、=33=24軸承蓋聯(lián)接螺釘直徑=(0.4-0.5)=0.45x22=9.910軸承蓋厚度e=(11.2) =(11.2)×11=1113.212小齒輪端面距箱體內(nèi)壁距離（或1015）10軸承內(nèi)端面至箱體內(nèi)壁距離=1010軸承支點(diǎn)距軸承邊端面距離a查機(jī)械手冊(cè)軟件版85.計(jì)算各軸段長(zhǎng)度。名稱單位計(jì)算結(jié)果=58=56=36115=653

27、8l（總長(zhǎng)）l368l(支點(diǎn)距離)l235二、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1選擇軸的材料及熱處理方法查1表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45；根據(jù)軸的直徑，熱處理方法為正火回火。2確定軸的最小直徑查式15-2的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式：=41.72再查 表15-3， 考慮鍵：d41.72×（1+5%）=43.8mm3確定各軸段直徑并填于下表內(nèi)名稱依據(jù)單位確定結(jié)果大于軸的最小直徑43.8mm,且考慮與軸承公稱直徑配合試選代號(hào)7309ac,da=45mm45考慮軸承定位48軸環(huán)定位= d2+2（0.070.1）d2=48+2(0.070.1)48=54.7257.6取5555=48=（一對(duì)同

28、型號(hào)軸承）454計(jì)算各軸段長(zhǎng)度名稱單位計(jì)算結(jié)果4710785850l（總長(zhǎng)）l270l（支點(diǎn)距離）l242三、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1選擇軸的材料及熱處理方法查表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45；根據(jù)軸的直徑，熱處理方法為正火回火。2確定軸的最小直徑查式15-2的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式：54.74mm再查 表15-3， 考慮鍵： d54.74×（1+5）57.48mm3確定各軸段直徑并填于下表內(nèi)名稱依據(jù)單位確定結(jié)果大于最小直徑57.48mm且考慮到與聯(lián)軸器內(nèi)孔標(biāo)準(zhǔn)直徑配合, =6060>,考慮聯(lián)軸器定位,并考慮與密封墊配合，取d=7070考慮與軸承公稱直徑配合> ，

29、軸承代號(hào)：6015 da7575考慮到軸承定位，d48282考慮到齒輪定位, d5=9595考慮到與齒輪內(nèi)孔配合定位= 8080= （一對(duì)同型號(hào)軸承）75 4計(jì)算各軸段長(zhǎng)度名稱單位計(jì)算結(jié)果1045340601210245l（總長(zhǎng)）l416l(支點(diǎn)距離)mml236四、校核i軸的強(qiáng)度齒輪的受力分析：齒輪1上的圓周力齒輪1上的經(jīng)向力齒輪1上的軸向力3164.767×=1151.881n01求支反力、繪彎矩、扭矩圖軸的跨度和齒輪在軸上的位置的受力如上圖。在xay平面上：ft1x174.5=2353164.767x174.5=235所以，=2350.008n =ft1=814.759n所以，

30、c斷面 =174.5=174.5x814.759=142.175x 在xaz平面上：fr1x174.5=x2351151.881x174.5=x235 所以，=855.333n =fr1=296.548n所以，c斷面 =x174.5=296.548x174.5=51.748x合成彎矩c斷面 =151.300x=25.261mpa查表15-1得=70mpa,因?yàn)?lt;,所以安全。五、校核軸的強(qiáng)度齒輪的受力分析：齒輪2上的圓周力齒輪2上的經(jīng)向力齒輪2上的軸向力=2×346.613×103/255=2718.5n2718.5*=989.465n0齒輪3上的圓周力齒輪3上的經(jīng)向力

31、齒輪3上的軸向力=2×346.613×103/105=6602.15n6602.15*=2402.987n01求支反力、繪彎矩、扭矩圖軸的跨度和齒輪在軸上的位置的受力如上圖。在xay平面上：x64+x（64+91）=（64+91+81）所以，=5073.38n =+=4247.27n所以，c斷面 =64=271.825x d斷面 =81=410.944x在xaz平面上：x64+x236=x（64+91）所以，=1309.90n =2723.422n所以，c斷面 =x64=174.299x =x63=106.102x合成彎矩c斷面 =322.907x合成彎矩d斷面 =424.

32、420x因?yàn)?gt; , 所以d斷面為危險(xiǎn)截面。=42.74mpa查表15-1得=55mpa,因?yàn)?lt;,所以安全。六、校核軸的強(qiáng)度齒輪的受力分析：齒輪4上的圓周力齒輪4上的經(jīng)向力齒輪4上的軸向力5333.671×=1941.297n01求支反力、繪彎矩、扭矩圖軸的跨度和齒輪在軸上的位置的受力如上圖。在xay平面上：ft4x205=2365333.671x205=236所以，=4633.062n =ft4=700.609n所以，c斷面 =205=205x700.609=143.625x 在xaz平面上：fr4x205=x2361941.297x205=x236 所以，=1686.2

33、96n =fr4=255.001n所以，c斷面 =x205=255.001x205=52.275x合成彎矩c斷面 =152.842x=11.037mpa查表15-1得=55mpa,因?yàn)?lt;,所以安全。8、 軸承的選擇計(jì)算一、i軸承的選擇和校核1i軸軸承的選擇查機(jī)械手冊(cè)，選擇i軸軸承的一對(duì)6208軸承，校核軸承，減速器使用壽命為10年，每年按300天計(jì)算。2根據(jù)滾動(dòng)軸承型號(hào)，查出和。cr=29500ncor=18000n3校核i軸軸承是否滿足工作要求（1）畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖。（2）求軸承徑向支反力、（a）垂直平面支反力、= =814.759n=2350.008n（b）水平面支反力、=296.54

34、8n=855.333n（c）合成支反力、=867.048n=2500.826n（5）計(jì)算軸承的當(dāng)量載荷、由于fa=0查1表13-6取載荷系數(shù) 1p1fpfr1=1×867.048=867.048np2fpfr21×2500.826=2500.826n（6）校核所選軸承由于兩支承用相同的軸承，故按當(dāng)量動(dòng)載荷較大的軸承p2計(jì)算，對(duì)球軸承去=3，查1表13-4取溫度系數(shù) 1 ，計(jì)算軸承工作壽命：=56993.2h>(16×300×10)h=48000h結(jié)論：所選的軸承滿足壽命要求。二、軸承的選擇和校核1軸軸承的選擇查機(jī)械手冊(cè)，選擇軸軸承的一對(duì)6309軸承

35、，校核軸承，減速器使用壽命為10年，每年按300天計(jì)算。2根據(jù)滾動(dòng)軸承型號(hào)，查出和。cr=52800ncor=31800n3校核軸軸承是否滿足工作要求（1）畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖。（2）求軸承徑向支反力、（a）垂直平面支反力、= =4247.27n=5073.38n（b）水平面支反力、=2723.422n=1309.90n（c）合成支反力、=5045.427n=5073.509n（5）計(jì)算軸承的當(dāng)量載荷、由于fa=0查1表13-6取載荷系數(shù) 1.1p1fpfr1=1.1×5045.427=5549.97np2fpfr21.1×5073.509=5580.86n（6）校核所選軸承由于

36、兩支承用相同的軸承，故按當(dāng)量動(dòng)載荷較大的軸承p2計(jì)算，對(duì)球軸承去=3，查1表13-4取溫度系數(shù) 1 ，計(jì)算軸承工作壽命：=114088.6h>(16×300×10)h=48000h結(jié)論：所選的軸承滿足壽命要求。三、軸承的選擇和校核1軸軸承的選擇查機(jī)械手冊(cè)，選擇軸軸承的一對(duì)6015軸承，校核軸承，減速器使用壽命為10年，每年按300天計(jì)算。2根據(jù)滾動(dòng)軸承型號(hào)，查出和。cr=40200n，cor=33200n3校核軸軸承是否滿足工作要求（1）畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖。（2）求軸承徑向支反力、（a）垂直平面支反力、= =700.609n=4633.062n（b）水平面支反力、=255

37、.001n=1686.296n（c）合成支反力、=745.573n=4930.401n（5）計(jì)算軸承的當(dāng)量載荷、由于fa=0查表13-6取載荷系數(shù) 1p1fpfr1=1×745.573=745.573np2fpfr21×4930.401=4930.401n（6）校核所選軸承由于兩支承用相同的軸承，故按當(dāng)量動(dòng)載荷較大的軸承p2計(jì)算，對(duì)球軸承去=3，查1表13-4取溫度系數(shù) 1 ，計(jì)算軸承工作壽命：=202965.7h>(16×300×10)h=48000h結(jié)論：所選的軸承滿足壽命要求。9、 鍵聯(lián)接的選擇和校核一、i軸齒輪鍵1鍵的選擇 選用普通 圓頭平

38、鍵 a型,軸徑d=30mm ,查1表6-1，得寬度b=8mm,高度h=7mm, 2鍵的校核 根據(jù)鍵的長(zhǎng)度系列選鍵長(zhǎng)l=50mm (查1表6-1)。 鍵，軸，輪轂的材料都為鋼，查16-2得許用擠壓應(yīng)力p=100120mpa, 取 p=100mpa. 鍵的工作長(zhǎng)度 =50b=508=42mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×7=3.5mm。由式16-1得p=所以所選用的平鍵強(qiáng)度足夠。二、軸齒輪鍵（一）軸大齒輪鍵1鍵的選擇 選用普通 圓頭平鍵 a型,軸徑d=48mm ,查1表6-1，得寬度b=14mm,高度h=9mm, 2鍵的校核 鍵長(zhǎng)度小于輪轂長(zhǎng)度且鍵長(zhǎng)不宜超過(guò)，前面算得大齒

39、輪寬度 110mm ,根據(jù)鍵的長(zhǎng)度系列選鍵長(zhǎng)l=100mm (查1表6-1)。鍵，軸，輪轂的材料都為鋼，查16-2得許用擠壓應(yīng)力p=100120mpa,取p=100mpa.鍵的工作長(zhǎng)度 =lb=10014=86mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×9=4.5mm由式16-1得p=所以所選用的平鍵強(qiáng)度足夠。（二）軸小齒輪鍵1鍵的選擇 選用普通 圓頭平鍵 a型,軸徑d=48mm ,查1表6-1，得寬度b=14mm,高度h=9mm, 2鍵的校核 鍵長(zhǎng)度小于輪轂長(zhǎng)度且鍵長(zhǎng)不宜超過(guò)，前面算得大齒輪寬度 60mm ,根據(jù)鍵的長(zhǎng)度系列選鍵長(zhǎng)l=56mm (查1表6-1)。鍵，軸，輪轂的

40、材料都為鋼，查16-2得許用擠壓應(yīng)力p=100120mpa,取p=100mpa.鍵的工作長(zhǎng)度 =56b=5614=42mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×9=4.5mm由式16-1得p=所以所選用的平鍵強(qiáng)度足夠。3、 軸齒輪鍵（一）軸齒輪鍵1鍵的選擇 選用普通 圓頭平鍵 a型,軸徑d=80mm ,查1表6-1，得寬度b=22mm,高度h=14mm, 2鍵的校核 鍵長(zhǎng)度小于輪轂長(zhǎng)度且鍵長(zhǎng)不宜超過(guò)，前面算得大齒輪寬度 105mm ,根據(jù)鍵的長(zhǎng)度系列選鍵長(zhǎng)l=90mm (查1表6-1)。鍵，軸，輪轂的材料都為鋼，查16-2得許用擠壓應(yīng)力p=100120mpa,取p=100mp

41、a.鍵的工作長(zhǎng)度 =90b=9022=68mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×14=7mm由式16-1得p=所以所選用的平鍵強(qiáng)度足夠。（二）軸聯(lián)軸器鍵1鍵的選擇 選用普通 圓頭平鍵 a型,軸徑d=60mm ,查1表6-1，得寬度b=18mm,高度h=11mm, 2鍵的校核 根據(jù)鍵的長(zhǎng)度系列選鍵長(zhǎng)l=90mm (查1表6-1)。鍵，軸，輪轂的材料都為鋼，查16-2得許用擠壓應(yīng)力p=100120mpa,取p=100mpa.鍵的工作長(zhǎng)度 =90b=9018=72mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×11=5.5mm由式16-1得p=所以所選用的平鍵強(qiáng)度足

42、夠。10、 聯(lián)軸器的選擇軸的聯(lián)軸器:查表14-1由于轉(zhuǎn)矩變化很小可取ka=1.31.3×31.634=41.1242n.m又由于電機(jī)的輸出軸軸徑為38mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用彈性柱銷聯(lián)軸器:lxz2,其許用轉(zhuǎn)矩n=1250n.m,許用最大轉(zhuǎn)速為3750r/min,軸孔直徑為3038之間，由于電機(jī)的軸徑固定為38mm,而由估算可得1軸的軸徑為30mm。故聯(lián)軸器合用。的聯(lián)軸器:查表14-1由于轉(zhuǎn)矩變化很小可取ka=1.31.3×906.724=1178.74n.m查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用彈性柱銷聯(lián)軸器:lxz4,其許用轉(zhuǎn)矩n=2500n.m,許用最大轉(zhuǎn)速為2430r/min, 軸徑

43、為6063之間,由估算可選兩邊的軸徑為60mm.聯(lián)軸器合用。11、 減速器的潤(rùn)滑、密封一、傳動(dòng)零件的潤(rùn)滑1齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑因?yàn)辇X輪圓周速度，故選擇浸油潤(rùn)滑。2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑因?yàn)閕軸ii軸iii軸滾動(dòng)軸承采用油潤(rùn)滑，又因?yàn)辇X輪圓周速度v<2m/s,所以齒輪不能飛濺潤(rùn)滑,故要用刮油板把油從iii軸大齒輪邊引到槽，從而達(dá)到潤(rùn)滑軸承目的。二、減速器密封1.軸外伸端密封i軸：與之組合的軸的直徑是35mm，選d=35mm的氈圈油封ii軸：無(wú)需密封圈iii軸：與之配合的軸的直徑是70mm，選d=70mm的氈圈油封2.箱體結(jié)合面的密封石棉橡膠紙12、 減速器箱體設(shè)計(jì)一、箱體主要設(shè)計(jì)尺寸名稱計(jì)算依據(jù)計(jì)算過(guò)程計(jì)算結(jié)果箱座壁厚0.03*213+39.3912箱蓋壁厚×12=0.85x12=10.212箱座凸緣厚度1.5×1218箱蓋凸緣厚度1.5×1218箱座底凸緣厚度2.5×1230地腳螺栓直徑0.036a+12=0.036x213+12=19.66822地腳螺釘數(shù)目