機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-壓床機(jī)械

1、目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 2、 工作原理 2、 設(shè)計(jì)要求 2、 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 3、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及工作量 3二、傳動(dòng)方案擬定與分析 3三、電動(dòng)機(jī)的選擇 4四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比 4五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力參數(shù) 4六、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算 5、 錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 5、 圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 8七、減速器裝配草圖設(shè)計(jì) 12、 選擇結(jié)構(gòu)方案 12、 初繪裝配草圖 13、 校核低速軸上的鍵聯(lián)接，軸與軸承 14、 校核滾動(dòng)軸承的壽命和鍵聯(lián)結(jié)強(qiáng)度 18八、聯(lián)軸器的選擇 19九、潤(rùn)滑和密封 20十、主要零部件三維catia建模 20十一、設(shè)計(jì)小結(jié) 24十二、參考資料 24機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)壓床機(jī)械一、設(shè)計(jì)任

2、務(wù)書：、工作原理：壓床機(jī)械是由六桿機(jī)構(gòu)中的沖頭（滑塊）向下運(yùn)動(dòng)來(lái)沖壓機(jī)械零件的。下圖為其參考示意圖，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)組成。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速傳動(dòng)裝置（齒輪傳動(dòng)）帶動(dòng)六桿機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄通過(guò)連桿、搖桿帶動(dòng)滑塊克服阻力f沖壓零件。當(dāng)沖頭向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，為工作行程，沖頭在0.75h內(nèi)無(wú)阻力；當(dāng)在工作行程后0.25行程時(shí)，沖頭受到的阻力為f；當(dāng)沖頭向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，為空回行程，無(wú)阻力。在曲柄軸的另一端，裝有供潤(rùn)滑連桿機(jī)構(gòu)各運(yùn)動(dòng)副的油泵凸輪機(jī)構(gòu)。、設(shè)計(jì)要求：電動(dòng)機(jī)軸與曲柄軸垂直，使用壽命10年，每日一班制工作，載荷有中等沖擊。允許曲柄轉(zhuǎn)速偏差為±5。要求凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角應(yīng)在許用值之

3、內(nèi)，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律見設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。執(zhí)行構(gòu)件的傳動(dòng)效率按0.95計(jì)算。按小批量生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)。、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：曲柄轉(zhuǎn)速 n2 = 95 r/min , 距離 x1 = 40 mm , 距離 x2 = 170 mm , 距離 y = 180 mm ,沖頭行程 h = 180 mm , 上極限角 1 =120º ，下極限角 2 = 60º ， 連桿質(zhì)量 m3 = 70 kg ,連桿質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 js3 = 0.32 kgm2 , 搖桿質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 js4 = 0.28 kgm2 ,搖桿質(zhì)量 m4 = 52 kg ， 滑塊質(zhì)量 m6 = 38 kg ，工作阻力 fmax = 4600 n .

4、、設(shè)計(jì)內(nèi)容及工作量：1、 確定傳動(dòng)裝置的類型，畫出機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。2、 選擇電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算。3、 傳動(dòng)裝置中的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算。4、 繪制傳動(dòng)裝置中減速器裝配圖一張（a0）。5、 繪制減速器箱體、齒輪及軸的零件圖各一張（a1）。6、 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份。完成以上工作后準(zhǔn)備機(jī)械設(shè)計(jì)部分的答辯。二、傳動(dòng)方案擬定與分析:1、 設(shè)計(jì)要求電動(dòng)機(jī)軸與工作軸垂直，且傳動(dòng)比較大（見下文i）,同時(shí)為使傳動(dòng)更加平穩(wěn)，齒輪強(qiáng)度應(yīng)較高，考慮采用直齒錐齒輪-斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2、 錐齒輪的加工比較困難,特別是大尺寸錐齒輪。一般應(yīng)放在高速級(jí)，以減小其直徑和模數(shù)。但需注意，當(dāng)錐齒輪的速度過(guò)高

5、時(shí)，此時(shí)還應(yīng)考慮能否達(dá)到制造精度及成本問(wèn)題。3、 采用閉式齒輪傳動(dòng)，可以得到良好的潤(rùn)滑與密封，更能適應(yīng)在鑄造車間繁重惡劣的條件下長(zhǎng)期工作，且使用與維護(hù)方便。4、 綜上所訴，所采用的系統(tǒng)傳動(dòng)方案如下圖所示：計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果三、電動(dòng)機(jī)的選擇：1、 擇電動(dòng)機(jī)類型：按已知條件和要求，選用y系列一般用途的三相異步電動(dòng)機(jī)。2、 擇電動(dòng)機(jī)的容量：pw = = = 2.23 kw8級(jí)精度錐齒輪傳動(dòng)效率g1 = 0.95 , 滾動(dòng)軸承效率r = 0.99 , 聯(lián)軸器效率c = 0.98，8級(jí)精度圓柱齒輪傳動(dòng)效率g2 = 0.97 , 則 = g1×g2×r 3×c 2 = 0.95&

6、#215;0.97×0.993×0.982 = 0.86pd = = = 2.6 kw因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率ped只需略大于pd即可，選電動(dòng)機(jī)的額定功率ped為3 kw 。3、 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：工作機(jī)軸轉(zhuǎn)速為 nw = 95 r/min , 按表2 4推薦的各級(jí)傳動(dòng)比范圍ia = 815，可見電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍：nd = ia×nw = (815)×95 = 7601425 r/min，考慮到重量和價(jià)格，選用同步轉(zhuǎn)速為1000 r/min 的y系列異步電動(dòng)機(jī)y132s 6，其滿載轉(zhuǎn)速nm = 960 r/min 。四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)

7、傳動(dòng)比：1、 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比：i = = 10.112、 分配傳動(dòng)比裝置各級(jí)傳動(dòng)比：i = i1×i2 ， 取 i1 = 0.25i，得i1 = 2.53，i2 = 4 .五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力參數(shù)：1、各軸轉(zhuǎn)速：n= 960 r/min n= n/ i1= 960/2.53= 379.45 r/minn= n/ i2= 379.45/4= 95 r/min工作機(jī)軸：nw= n= 95 r/min2、各軸功率：p=pd×c= 2.6×0.98= 2.55 kwp= p×r×g1= 2.55×0.99×0.95 = 2

8、.4 kwp= p×r×g2 = 2.4×0.99×0.97 = 2.3 kw工作機(jī)軸：pw= p×r×c=2.3×0.99×0.98 = 2.23 kw3、各軸轉(zhuǎn)矩：電機(jī)軸：t0=9550×pd/nm= 25.86 nmt=9550× p/ n= 25.37 nmt=9550× p/ n= 60.4 nmt=9550× p/ n= 231.21 nm工作機(jī)軸：tw=9550×pw/ nw= 224.17 nm六、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算：、錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)：1、 擇齒輪材料

9、，熱處理，精度等級(jí)：齒輪材料選用45鋼，軟齒面齒輪傳動(dòng)，選小齒輪調(diào)質(zhì)，齒面硬度為230240hbs,大齒輪正火，齒面硬度為190200hbs，精度等級(jí)為8級(jí)。2、 選擇齒輪齒數(shù)、齒寬系數(shù)：選z1=22，z2=i1 z1= 55.66 , 取z2= 56，u = = 2.54錐齒輪推薦齒寬系數(shù)r = 0.25 0.3 ，因齒輪懸臂布置，取r = 0.26 。3、 確定相關(guān)系數(shù)：cos1 = = = 0.9305 , 1 = 21.49ºcos2 = = =0.3663，2 = 68.51º當(dāng)量齒數(shù)：zv1 = = 24 zv2 = = 153當(dāng)量齒輪端面重合度: = 1.88

10、 3.2 (+) = 1.734、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：設(shè)計(jì)公式 mm確定式中各項(xiàng)數(shù)值：因載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速不高，可初選載荷系數(shù)kt=1.5；t1= 9.55× p/ n = 25367nmm ;由表9-7，選取ze=189.8， zh= 2.5， z= 0.88 由式9-12，n1=60n1jln=60×960×1×8×300×10=1.38×109n2= n1/i1=5.44×108由圖9-15，按允許一定點(diǎn)蝕，查得zn1=0.99 , zn2=1.04由圖9-16d,按小齒輪齒面硬度平均值235hbs,在mq

11、和ml線中間查取hlim1=540mpa同理，在圖9-16c中查取hlim2=390mpa。由表9-8，選取shmin=1.00h1=hlim1 zn1/shmin=540×0.99/1.00 = 534.6 mpah2=hlim2 zn2/shmin=390×1.04/1.00 = 405.6 mpa取h2 = 405.6 mpa設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)參數(shù)將確定出的各值代如接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)式中得：d1t = 72.41 mm = = 3.17 m/s由表9-5，查取得ka=1.25，由圖9-7，查取得kv=1.11，由圖9-10，查取得k=1.11，由表9-6，查取得k=1.1，則k=

12、kakvkk=1.69.d1 = d1t(k/kt)1/3 = 72.41×(1.69/1.5)1/3 = 75.41 mmm = d1 /z1= 75.41×/22 = 3.43 mm選取錐齒輪大端標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m = 3.5 mm5、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： = = 0.25 + = 0.25 + = 0.68 由圖9-19，圖9-20按zv查取得yfa1 = 2.67，ysa1 = 1.58yfa2 = 2.14，ysa2 = 1.83由圖9-21查取得yn1= 0.88, yn2 = 0.92由圖9-22c,按小齒輪齒面硬度均值235hbs,在ml線上查取得flim1=

13、340mpa,同理，在圖9-22b上查取得flim2=310mpa由表9-8，選取sfmin=1.25f1=flim1 yn1/sfmin= 239.36 mpaf2=flim2 yn1/shmin= 228.16 mpa將確定出的各項(xiàng)數(shù)值代如彎曲強(qiáng)度校核公式得： = = 175.25 mpa < f1 = =162.69 mpa < f2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。6、 確定錐齒輪傳動(dòng)的主要幾何參數(shù)：d1 = m z1= 3.5×22 = 77 mm ， d2 = m z2= 3.5×56 = 196 mmr = = = 105.29 mmb = = 0.26

14、15;105.29 = 27.38 mm取齒寬 b1 = b2 = 28 mm df1 = d1 - 2 hf cos1 = 77 - 2×1.2×3.5×0.9305 = 69.184 mm df2 = d2 - 2 hf cos2 = 196 - 2×1.2×3.5×0.3663 = 192.92 mm da1 = d1 + 2 ha cos1 = 77 + 2×3.5×0.9305 = 83.51 mm da2 = d2 + 2 ha cos2 = 196 + 2×3.5×0.3663 =

15、 198.56 mm7、 附：機(jī)械課程設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的高速級(jí)齒輪組數(shù)據(jù)： 轉(zhuǎn)距t1：25367.19 n*mm功率p：2.55 kw輸入轉(zhuǎn)數(shù)n1：960.00 r/min工作年限：10 year每天工作小時(shí)：8.00 hour每轉(zhuǎn)一圈齒輪嚙合次數(shù)：1 次是否是閉式：是小齒輪材料：45大齒輪材料：45小齒輪材料熱處理：調(diào)質(zhì)大齒輪材料熱處理：正火小齒輪齒面硬度236.00大齒輪齒面硬度189.50彎曲疲勞極限flim1：438.00 mpa彎曲疲勞極限flim2：326.60 mpa接觸疲勞極限hlim1：586.00 mpa接觸疲勞極限hlim2：389.50 mpa彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)yn1：0.8

16、8彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)yn2：0.90最小安全系數(shù)sfmin：1.25最小安全系數(shù)shmin：1.00許用彎曲應(yīng)力f1：309.88 mpa許用彎曲應(yīng)力f2：235.41 mpa許用接觸應(yīng)力h1：575.30 mpa許用接觸應(yīng)力h2：403.15 mpa小齒輪是否是硬齒面:否大齒輪是否是硬齒面:否齒輪精度等級(jí)：8小齒輪齒數(shù)z1：22大齒輪齒數(shù)z2：56模數(shù)m：3.50 mm小錐齒輪分度圓直徑d177.00大錐齒輪分度圓直徑d277.00錐距r54.45齒寬系數(shù)r0.26全齒高h(yuǎn):7.70齒寬b:15.00傳動(dòng)比i：2.53齒數(shù)比u：2.53小齒輪當(dāng)量齒數(shù)zv1：24大齒輪當(dāng)量齒數(shù)zv2：60小齒輪

17、接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)：zn1：0.98大齒輪接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)：zn2: 1.04齒形系數(shù)yfa1：2.67齒形系數(shù)yfa2：2.32應(yīng)力修正系數(shù)ysa1：1.58應(yīng)力修正系數(shù)ysa2：1.71彈性系數(shù)ze：189.80節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)zh：2.50接觸強(qiáng)度重合度系數(shù)z：0.89載荷系數(shù)k：1.59使用系數(shù)ka：1.25動(dòng)載荷系數(shù)kv：1.22齒間載荷分配系數(shù)k：1.20齒向載荷分布系數(shù)k：1.08彎曲應(yīng)力f1：50.07mpa彎曲應(yīng)力f2：47.01mpa、圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)：1、 選擇齒輪材料，熱處理，精度等級(jí)： 齒輪材料選用45鋼，軟齒面齒輪傳動(dòng)，選小齒輪調(diào)質(zhì)，齒面硬度為230 240hbs,大

18、齒輪正火，齒面硬度為190 200hbs，精度等級(jí)為8級(jí)。2、 選取齒輪齒數(shù)和螺旋角： 閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，z3可多選些，初選z1=22，z2= i2z1 = 88 ，傳動(dòng)比i2 = 88/22 = 4，初選 = 15º。3、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 對(duì)閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，承載能力一般取決于齒面接觸強(qiáng)度，故按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 設(shè)計(jì)公式 mm 確定式中各項(xiàng)數(shù)值：因載荷有中等沖擊，可初選載荷系數(shù)kt=1.5t1 = 9.55× p/ n = 60403 nmm ;由表9-10，選取 d = 0.9由表9-7， 選取ze = 189.8由圖9-14，選取zh

19、 = 2.42 = 1.88 3.2( + ) cos = 1.88 3.2×( + )×cos15º = 1.64 = 0.318d z1 tg = 0.318×0.9×22×tg 15º= 1.69由圖9-13，查得z= 0.77，z = 0.98n1 = 60n2 j ln = 60×379.45×1×8×300×10 = 5.46×108 n2= n1/i2 = 1.37×108由圖9-15，按允許一定點(diǎn)蝕，查得zn1= 1.04 , zn2=1.

20、13 ;由圖9-16d,按小齒輪齒面硬度平均值235hbs,在mq和ml線中間查取hlim1=585mpa同理，在圖9-16c中查取hlim2=395mpa,由表9-8，選取shmin = 1.00 h1 = hlim1 zn1/shmin = 561.6mpah2 = hlim2 zn2/shmin = 440.7 mpa取h2 = 440.7 mpa設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)參數(shù)將確定出的各值代如接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)式中得：d1t = 53.8 mmv = = 1.07 m/s由表9-5， 查取得 ka=1.25由圖9-7， 查取得 kv=1.08由圖9-10，查取得 k=1.08由表9-6， 查取得 k=1.

21、2則 k = ka kv k k = 1.75d1 = d1t (k / kt) 1/3 = 56.63 mmmn = d1 cos / z3= 2.48 mm由表9-1，選取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn = 2.5 mm齒輪主要尺寸：a=mn ( z1+z2 )/ 2 cos = 142.35 mm取其中心距a = 142 mm , 則 = arcos mn ( z1+ z2 ) /2a = 14.46ºd1= mn z1 / cos = 56.8 mmd2= mn z2 / cos = 227.2 mmb = d d3 = 51.12 mm取b2 = 52 mm , b1 = 56 mm

22、4、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： = 計(jì)算當(dāng)量齒輪端面重合度 n = / cos 2 bt = arctg ( tgn/cos )= 20.6ºcos b = cosn / cos t= 0.972n= / cos 2 b = 1.64 / 0.972 2= 1.74y = 0.25 + 0.75 / n = 0.25 + 0.75 / 1.74 = 0.68由圖9-28，查取得y = 0.86zv1 = z1 / cos 3 = 24zv2 = z2 / cos 3 = 97由圖9-19，圖9-20按zv查取得yfa1 = 2.67，ysa2 = 1.58yfa1 = 2.19，ysa

23、2 = 1.80由圖9-21查取得yn1 = 0.89 ， yn2 = 0.92由圖9-22c,按小齒輪齒面硬度均值235hbs ，在ml線上查取得flim1= 340 mpa，同理，在圖9-22b上查取得 flim2 = 310 mpa。由表9-8，選取sfmin= 1.25f1= flim1 yn1 / sfmin = 242.08 mpaf2= flim2 yn2 / shmin = 228.16 mpa將確定出的各項(xiàng)數(shù)值代如彎曲強(qiáng)度校核公式得： = = 70.63 mpa < f1 = = = 66 mpa < f2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。5、 附：機(jī)械課程設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)的低速

24、級(jí)齒輪組數(shù)據(jù)： 轉(zhuǎn)距t1：60403.21 n*mm功率p：2.40 kw輸入轉(zhuǎn)數(shù)n1：379.45 r/min工作年限：10 year每天工作小時(shí)：8.00 hour每轉(zhuǎn)一圈齒輪嚙合次數(shù)：1 次是否是外嚙合：是是否是閉式：是小齒輪材料：45大齒輪材料：45小齒輪材料熱處理：調(diào)質(zhì)大齒輪材料熱處理：正火小齒輪齒面硬度236.00hbs/hrc大齒輪齒面硬度189.50hbs/hrc彎曲疲勞極限flim1：438.00 mpa彎曲疲勞極限flim2：326.60 mpa接觸疲勞極限hlim1：586.00 mpa接觸疲勞極限hlim2：389.50 mpa最小安全系數(shù)sfmin：1.25最小安全系

25、數(shù)shmin：1.00彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)yn1：0.90彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)yn2：0.93小齒輪接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)：zn1：1.04大齒輪接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)：zn2: 1.12許用彎曲應(yīng)力f1：315.70 mpa許用彎曲應(yīng)力f2：242.04 mpa許用接觸應(yīng)力h1：606.54 mpa許用接觸應(yīng)力h2：436.28 mpa小齒輪是否是硬齒面:否大齒輪是否是硬齒面:否齒輪精度等級(jí)：8小齒輪齒數(shù)z1：22大齒輪齒數(shù)z2：88傳動(dòng)比i：4.00齒數(shù)比u：4.00螺旋角：15度56分32秒小齒輪當(dāng)量齒數(shù)zv1：24大齒輪當(dāng)量齒數(shù)zv2：97齒形系數(shù)yfa1：2.67齒形系數(shù)yfa2：2.09應(yīng)力修正系

26、數(shù)ysa1：1.58應(yīng)力修正系數(shù)ysa2：1.80齒寬系數(shù)d:0.90彈性系數(shù)ze：189.80節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)zh：2.42接觸強(qiáng)度重合度系數(shù)z：0.78載荷系數(shù)k：1.55使用系數(shù)ka：1.10動(dòng)載荷系數(shù)kv：1.02齒間載荷分配系數(shù)k：1.20齒向載荷分布系數(shù)k：1.15中心距：143.00 mm模數(shù)：2.50 mm小齒輪齒寬:56.00 mm大齒輪齒寬:51.00 mm小齒輪分度圓直徑：57.20 mm大齒輪分度圓直徑：228.80 mm彎曲應(yīng)力f1：65.80mpa彎曲應(yīng)力f2：58.71mpa齒距累積公差fp1:53.0m齒距累積公差fp2:70.0m單個(gè)齒距極限偏差±fpt

27、1:17.0m單個(gè)齒距極限偏差±fpt2:18.0m齒廓總公差 f1:22.0m齒廓總公差 f2:25.0m螺旋線總公差f1:28.0m螺旋線總公差f2:29.0m分度圓弦齒厚s1:3.924mm分度圓弦齒厚s2:3.924mm公稱弦齒高h(yuǎn)1:2.570mm公稱弦齒高h(yuǎn)2:2.518mm齒厚上偏差ess1:-63m齒厚上偏差ess2:-63m齒厚下偏差esi1:-138m齒厚下偏差esi2:-176m跨齒數(shù) n1:3跨齒數(shù) n2:11公法線長(zhǎng)度公稱值w1:19.312mm公法線長(zhǎng)度公稱值w2:80.939mm公法線平均長(zhǎng)度上偏差ewms1:-70m公法線平均長(zhǎng)度上偏差ewms2:-7

28、3m公法線平均長(zhǎng)度上偏差ewmi1:-119m公法線平均長(zhǎng)度上偏差ewmi2:-152m徑向跳動(dòng)公差fr1:43.0m徑向跳動(dòng)公差fr2:56.0m中心距極限偏差±fa:31.5m 七、減速器裝配草圖設(shè)計(jì)：、選擇結(jié)構(gòu)方案：1、 減速器箱體的結(jié)構(gòu)：鑄造的臥式剖分箱體2、 軸承類型及潤(rùn)滑方式：齒輪油潤(rùn)滑，軸承采用角接觸滾子球軸承，由于兩級(jí)齒輪的圓周速度v1.5m/s時(shí)，軸承采用脂潤(rùn)滑。3、 軸承蓋的結(jié)構(gòu)形式：凸緣式軸承蓋4、 軸承組合結(jié)構(gòu)方案：兩端固定式5、 鑄造減速器機(jī)體主要結(jié)構(gòu)尺寸：機(jī)座壁厚： = 10 mm， 機(jī)蓋壁厚：1 = 10 mm，機(jī)座凸緣厚度：b=15mm， 機(jī)蓋凸緣厚度

29、b1= 15 mm， 機(jī)座底凸緣厚度：b2=25mm， 地腳螺釘直徑：df=20mm， 地腳螺釘數(shù)目：n=4,軸承旁連接螺栓直徑：d1=16 mm， 蓋與座連接螺栓直徑：d2= 12mm， 連接螺栓間距：l150 200mm, 窺視孔蓋螺釘直徑：d4=6mm, 軸承端蓋螺釘直徑：d3= 8mm, 定位銷直徑：d=8mm， df，d1，d2至外和內(nèi)機(jī)壁距離：cf1=26mm ， c11 = 22mm， c21=18mm ，d1、d2 至凸緣邊緣距離： c12=20 mm， c22=mm， 軸承旁凸臺(tái)半徑 r1=20mm，h待定， 機(jī)壁至軸承座端面距離：l1=50mm， 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離：1

30、=10mm， 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離：2=10mm，機(jī)蓋，機(jī)座肋厚：m1>6.8mm， m>6.8mm， 軸承端蓋外徑及軸承旁連接螺栓距離：s=d2=112mm，s=d2=102mm，s=d2=150mm、初繪裝配草圖：1、 初估軸徑：設(shè)計(jì)公式為 d mm軸：取c = 115 ，dmin = = 15.93 mm 由于這段軸上有鍵，增大3%，為16.4 mm，圓整為18 mm d1 = 1.2 dmin 22 mm ， d2 = d4 = 3+ d1 = 25 mm， d3 = 1.2 d2 = 30 mm ， d5 = d2 - 3 = 22 mm . 軸向尺寸確定：階梯軸的軸向尺

31、寸是由軸上零件的位置，配合長(zhǎng)度及支撐機(jī)構(gòu)決定的，應(yīng)根據(jù)軸上零件和箱體尺寸具體確定。 軸：取c=115，dmin = = 21.27 mm 由于這段軸上有鍵，增大3%，為21.91 mm，圓整為25 mm d1 = dmin + 5 = 30 mm， d2 = 1.2 d1 = 36 mm 軸向尺寸確定：階梯軸的軸向尺寸是由軸上零件的位置，配合長(zhǎng)度及支撐機(jī)構(gòu)決定的，應(yīng)根據(jù)軸上零件和箱體尺寸具體確定。軸：取c=115，dmin = = 33.27 mm 由于這段軸上有鍵，增大3%，為34.27 mm，圓整為35 mm d1 = 1.2 dmin = 42 mm ， d2 = 3+ d1 = 45

32、mm， d3 = 1.2 d2 = 54 mm ， d4 = 5+ d2 = 50 mm， d5 = 1.2 d4 = 60 mm . 軸向尺寸確定：階梯軸的軸向尺寸是由軸上零件的位置，配合長(zhǎng)度及支撐機(jī)構(gòu)決定的，應(yīng)根據(jù)軸上零件和箱體尺寸具體確定。2、 各軸簡(jiǎn)圖及尺寸見下圖： 軸軸軸 其他軸向尺寸根據(jù)箱體尺寸確定。由上圖可知，軸選擇7205c型軸承，軸選擇7205c型軸承，軸選擇7209c型軸承。、校核低速軸上的鍵聯(lián)接，軸與軸承：1、 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算：、輸出軸的功率為 p3 = 2.3 kw ;、輸出軸的轉(zhuǎn)速為 n3 = 95 r/m ;、輸出軸的扭矩為 t3 = 231210 nmm2、 作

33、用在齒輪上的力為：d2 = = = 227.2 mm = = = 2035.3 n 4、 求軸上的支反力及力矩：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 ( a ) ， 軸的內(nèi)力圖如圖( b )圖 ( a )由所確定的內(nèi)力圖（b）可確定出簡(jiǎn)支梁的支承距離:l1 = 69.5 mm , l2 = 119.5 mm , l3 = 87.5 mm據(jù)此求出齒輪所在的截面b的mh，mv,m及mca的值：水平方向的受力情況：由 可得， 垂直平面上的受力情況：由 可得， ， 合成彎矩：， 圖（b）扭矩：t = 231210 nmm當(dāng)量彎矩： 5、 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度： 校核危險(xiǎn)截面b的強(qiáng)度：前已選定軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制

34、處理，由表11-1查得-1b=60mpa,因?yàn)閏a = 14.38 n/mm2 -1b = 60 n/mm2，故安全。6、 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度： 1）.判斷危險(xiǎn)截面截面d，c只受扭矩作用，且軸各段直徑變化不太大，所以均無(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，截面，處的過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載情況看，截面b上mca2最大，但應(yīng)力集中不大，故截面b也不必校核。由第三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因此該軸只需校核截面即可。由于60軸段直徑較大，古僅校核截面左側(cè)面就可以了。 2）.計(jì)算安全系數(shù) 截面左側(cè)面抗彎截面模量w = 0.1d3 = 12500 mm3抗扭截面

35、模量 wt = 0.2d3 = 25000 mm3作用于截面上彎矩m為m = 114389.33×(119.5-25)/119.5 = 90458.51 nmm作用于截面上扭矩為 t = 231210 nmm截面上的彎曲應(yīng)力為 b= m / w = 90458.51 / 12500 = 7.24 n/mm2截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為tt = t /wt = 231210 / 25000 = 9.25 n/mm2軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表11-1查得b=640mpa， -1=275mpa，t-1=155mpa，截面左側(cè)由于軸肩圓角形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按附表3-2查取。因r / d

36、 = 2 / 50 = 0.04，d / d = 60 / 50 = 1.2，于是由表3-2，按r / d = 0.04及d / d = 1.2，經(jīng)內(nèi)插后可查得： = 2.09， = 1.66又由附圖3-1可得軸材料的敏性系數(shù)為q = 0.82，q = 0.85故有效應(yīng)力集中系數(shù)為k=1+ q(-1)=1+ 0.82×(2.09-1) = 1.89k =1+ q(-1) =1+ 0.85×(1.52-1) = 1.56由附圖3-2得尺寸系數(shù) =0.72；由附圖3-3得尺寸系數(shù) = 0.84軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 = = 0.92軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q

37、 = 1，按下式計(jì)算可得綜合影響系數(shù)值為k = ( k / + 1 / -1 ) 1 / q = (1.89 / 0.72+1 / 0.92-1 )×1 = 2.71k = ( k / + 1 / -1 ) 1 / q = (1.56 / 0.84+1 /0.92 -1)×1 =1.94截面左側(cè)附近由于鍵槽引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)k，k按附表3-4用插入法求得為k = 1.65，k = 1.55由附圖3-2得尺寸系數(shù)=0.68；由附圖3-3得尺寸系數(shù)=0.81，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 = = 0.92，同理，取q = 1故得綜合影響系數(shù)值為k = ( k / + 1 /

38、 - 1 ) 1 / q = (1.65/0.72+1 / 0.92-1)×1 = 2.38k = ( k / + 1 / - 1 ) 1 / q = (1.55 / 0.84+1 / 0.92-1)×1 = 1.93截面左側(cè)附近由于過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中系數(shù)按附表3-8用插入法求得為k / = k / = 3.61故得綜合影響系數(shù)值為k = ( k / +1 / -1 ) 1 / q = ( 3.61+1 / 0.92-1)×1 = 3.7k = ( k / +1 / -1 ) 1 / q = ( 3.61+1 / 0.92-1)×1 = 3.7取kk

39、中的較大值，所以取k=3.7 ，k=3.7，故軸截面左側(cè)的計(jì)算安全系數(shù)sca值可按下式計(jì)算得截面右側(cè)軸徑較粗，因此不必進(jìn)行強(qiáng)度較核，故該軸在截面的強(qiáng)度足夠。、 校核滾動(dòng)軸承的壽命和鍵聯(lián)結(jié)強(qiáng)度：1、 校核滾動(dòng)軸承的壽命：、計(jì)算軸承承受的徑向載荷r1和r2 、計(jì)算軸承的軸向載荷a1和a2查設(shè)計(jì)手冊(cè)（gb/t 292-93）,7209c軸承的c = 29.8 kn，c0 = 23.8 kn對(duì)于70000c型軸承，按表12-14，軸承內(nèi)部派生軸向力s=e r,其中e為表12-12中的判斷系數(shù)，其值由a/c0的大小來(lái)確定，但現(xiàn)由于軸承軸向力a未知，故先估取e=0.4,因此可估算，s1=0.4r1= 0.

40、4×1297.82 =519.128 ns2=0.4r2 = 0.4×957.23 = 382.892 n因?yàn)閟1 + fa = 519.128 +524.85 = 1043.978 > s2 = 382.922 n所以軸承2壓緊，軸承1放松。故a1= s1= 519.128 na2= s1+ fa = 1043.978 na1/ c0 = 519.128 / 23800 = 0.022a2/ c0 = 1043.978 / 23800 = 0.044由表12-12線性插值得e1 = 0.49， e2 = 0.416，再計(jì)算a1= s1 = 506.15 na2 =

41、s1+fa = 1064.74 n、計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷p1和p2 因?yàn)閍1 / r1= e1= 0.39a2 / r2 = 1.112 > e2=0.416由表12-12可查得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為對(duì)于軸承1 x1=1，y1= 0對(duì)于軸承2 x2 = 0.44， y2= 1.348 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕微沖擊載荷，按表12-13，fp=1.21.8，取fp = 1.5 p1= fp (x1 r1+ y1 a1) = 1.5 ( 1×1297.82 + 0×506.15 ) = 1946.73 np2= fp (x2 r2+ y2 a2) = 1.5 ( 0.44&

42、#215;957.23 + 1.348×1064.74 ) = 2784.68 n、計(jì)算軸承壽命因?yàn)閜2 p1該對(duì)軸承的最短壽命為所以該軸承壽命為215005h 。2、 校核鍵聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度：、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般八級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（a型）。根據(jù)d = 50 mm從標(biāo)準(zhǔn)中查得鍵的截面尺寸為：寬度b = 14 mm，高度h =9 mm，油輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)l = 40 mm(比輪轂寬度小些)。、校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵，軸和輪轂的材料都是鋼，由表5-1查得許用擠壓應(yīng)力為100120mpa，取其平均值為110

43、mpa，鍵的工作長(zhǎng)度l = l-b = 40-14= 26 mm，鍵與輪轂槽的接觸高度k = 0.5 h = 0.5×9 = 4.5 mm，由式（5-1）可得可見聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足。八、聯(lián)軸器的選擇：1、 低速軸末端對(duì)外接聯(lián)軸器，該軸功率p = 2.3 kw，轉(zhuǎn)速n = 95 r / min，軸端直徑為35 mm。2、 類型選擇為了隔離震動(dòng)與沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。3、 載荷計(jì)算公稱轉(zhuǎn)矩t = 231.21 nm由表14-1查得ka = 1.5，故由式（14-3）得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為tca = ka t = 1.5×231.21 = 346.815 nm4、 型號(hào)選擇從gb501

44、4-85中查得hl3型彈性柱銷聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為630 nm，許用最大轉(zhuǎn)速為5000r/min，軸徑為3048 mm，故合用。九、潤(rùn)滑和密封：閉式減速器中傳動(dòng)件常采用油浴潤(rùn)滑，軸承一般采用滾子軸承，因v1.5m/s, 實(shí)現(xiàn)油潤(rùn)滑比較困難，軸承應(yīng)采用脂潤(rùn)滑。上下箱蓋之間用膠密封。因齒面應(yīng)力小于350500n/mm2，對(duì)一般齒輪采用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（gb5903-87）, 選n100。工作溫度在-10110。c的一般中負(fù)荷機(jī)械設(shè)備軸承潤(rùn)滑，選用鈉基潤(rùn)滑脂（gb492-89）, 選zn2。pmax=2.12kw = 0.86pd = 2.6 kwped = 3 kwnm = 960 r/mini =

45、 10.11n=960r/minn=379.45r/minn=95r/minnw=95r/minp= 2.55kwp= 2.4 kwp= 2.3 kwpw = 2.23 kwt0= 25.86 nmt= 25.37 nmt= 60.4 nmt= 231.21 nmtw= 224.17 nm齒輪材料45鋼小齒輪齒面硬度為230240hbs大齒輪齒面硬度為190200hbsz1=22, z2=56u=2.541 = 21.49º2 = 68.51ºt1= 25367nmmh1=534.6mpah2=405.6mpam=3.5mmf1=239.36mpaf2=228.16mpaf1=175