一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書.

1、新余學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化學(xué)生姓名劉金龍班級(jí)13 機(jī)制本1班學(xué)號(hào)1301211036指導(dǎo)教師起止日 期2015/12/7-2015/12/18機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置的一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù):1已知輸送帶的有效拉力F(N)，減速器的輸出轉(zhuǎn)速n(r / min)、允許誤差5% 輸送機(jī)滾筒的直徑D(mm)減速器的設(shè)計(jì)壽命為10年，工作條件；兩班工作制， 常溫下連續(xù)工作，空載啟動(dòng)，工作載荷平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，三相交流電源，電壓為 380/ 220V，級(jí)減速器,原始數(shù)據(jù)如表原始數(shù)據(jù)FnD2950N250r/min380mm三、設(shè)計(jì)任務(wù)

2、：1根據(jù)原始數(shù)據(jù)確定電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速，計(jì)算傳動(dòng)比，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù) 計(jì)算。2進(jìn)行傳動(dòng)零件的強(qiáng)度計(jì)算，確定其主要參數(shù)。3對(duì)減速器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并繪制一級(jí)減速器的裝配圖及主要零件圖。4. 對(duì)低速軸上的軸承、鍵以及軸等進(jìn)行壽命計(jì)算和強(qiáng)度校核。5. 對(duì)主要零件如軸、齒輪、箱體等進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并繪制零件工作圖。2015年12月7日6編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。指導(dǎo)教師：胡賓偉機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.1緒論2.1.1摘要2.1.2選題的目的和意義22機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)32.1確定傳動(dòng)方案 32.2選擇電動(dòng)機(jī) 3.2.2.1選擇電動(dòng)機(jī)類型32.2.2選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率 32.2.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇

3、42.2.4確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 52.3傳動(dòng)比的分配7.2.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 73傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)9.3.1箱外傳動(dòng)件（V帶設(shè)計(jì)）9.3.2減速器內(nèi)傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)（齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)） 113.2.1選擇齒輪材料、熱處理方法及精度等級(jí) 113.2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪1 13.2.3主要參數(shù)選擇和幾何尺寸計(jì)算1 33.2.4齒根校核143.3軸的設(shè)計(jì)1.53.3.1高速軸的設(shè)計(jì)153.3.2低速軸的設(shè)計(jì)193.3.3確定滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封 2 13.3.4回油溝223.3.5確定滾動(dòng)軸承在箱體座孔中的安裝位置 223.3.6確定軸承座孔的寬度L223.3.7確定軸伸出箱體外的位置

4、223.3.8 確定軸的軸向尺寸 223.4滾動(dòng)軸承的選擇與校核計(jì)算 23341高速軸承的校核233.4.2低速軸承的校核243.5鍵聯(lián)接的選擇及其校核計(jì)算 243.5.1選擇鍵的類型和規(guī)格243.5.2校核鍵的強(qiáng)度253.6聯(lián)軸器的扭矩校核263.7減速器基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選擇 263.7.1齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)263.7.2滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì) 273.7.3滾動(dòng)軸承的配合273.7.4滾動(dòng)軸承的拆卸 273.7.5軸承蓋的選擇與尺寸計(jì)算 273.7.6潤(rùn)滑與密封294箱體尺寸及附件的設(shè)計(jì)304.1箱體尺寸304.2附件的設(shè)計(jì)324.2.1檢查孔和蓋板324.2.2通氣器324.2.3油面指示器32

5、4.2.4放油螺塞334.2.5定位銷334.2.6起蓋螺釘334.2.7起吊裝置335設(shè)計(jì)總結(jié).3.56參考文獻(xiàn).3.63機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)1緒論1.1摘要齒輪減速機(jī)是按國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ZBJ19004生產(chǎn)的外嚙合漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪 減速機(jī)，齒輪減速機(jī)是我國(guó)廣泛運(yùn)用在華東地區(qū)、華東地區(qū)、用于塔引入式起重機(jī)機(jī)械的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重、運(yùn)輸、水泥、建筑、化工、 紡織、印染、制藥等領(lǐng)域。齒輪減速機(jī)一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動(dòng)設(shè)備，把電 動(dòng)機(jī)普通的減速機(jī)也會(huì)有幾對(duì)相同原理齒輪達(dá)到理想的減速效果，大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動(dòng)比。隨著減速機(jī)行業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的企業(yè)運(yùn)用到了減 速機(jī)。1

6、.2選題的目的和意義減速器的類別、品種、型式很多，目前已制定為行（國(guó)）標(biāo)的減速器有40余種。減速器的類別是根據(jù)所采用的齒輪齒形、齒廓曲線劃分；減速器的品種是根據(jù)使用的需要而設(shè)計(jì)的不同結(jié)構(gòu)的減速器；減速器的型式是在基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ) 上根據(jù)齒面硬度、傳動(dòng)級(jí)數(shù)、出軸型式、裝配型式、安裝型式、聯(lián)接型式等因素 而設(shè)計(jì)的不同特性的減速器。與減速器聯(lián)接的工作機(jī)載荷狀態(tài)比較復(fù)雜， 對(duì)減速器的影響很大，是減速器 選用及計(jì)算的重要因素，減速器的載荷狀態(tài)即工作機(jī)（從動(dòng)機(jī)）的載荷狀態(tài)，通 常分為三類： 一均勻載荷； 一中等沖擊載荷； 一強(qiáng)沖擊載荷。減速器是指原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立封閉式傳動(dòng)裝置， 用來(lái)降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增

7、大轉(zhuǎn)矩。此外，在某些場(chǎng)合，也有用作增速的裝置，并 稱為增速器。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們能正確的理解所學(xué)的知識(shí)，而我們選擇減速器，也是 因?yàn)閷?duì)我們專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)很典型的例子，能從中學(xué)到很多知識(shí)。2機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)2.1確定傳動(dòng)方案V帶傳動(dòng)和一級(jí)閉式齒本次設(shè)計(jì)選用的帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置方案為 輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)裝置見(jiàn)下圖。-fP nV A.1Xh 11 lU.J1IX4V帶傳動(dòng)和一級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)2.2選擇電動(dòng)機(jī)2.2.1選擇電動(dòng)機(jī)類型電動(dòng)機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)部件。因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境清潔，運(yùn)動(dòng)載荷平穩(wěn)，所以選擇丫系列一 般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。222選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率已知的帶式輸送機(jī)的

8、性能參數(shù)如下表輸送帶工作拉力F/N輸送帶工作速度卷筒直徑D/mm2950N250r/mi n380mm1、工作機(jī)所需要的功率P,為：Pw=Fv/1000式中：v=n Dn/60*1000=3.14*380*250/60*1000=4.972m/sPw=Fv/1OOO=295O*4.970OOO=14.667Kw2、 從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的傳動(dòng)總效率為：二1 2 32 4 5其中1、2、3、4、5分別為V帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、滾動(dòng)軸承、彈性套柱銷聯(lián)軸器和滾筒的效率，查取機(jī)械基礎(chǔ)P459的附錄3選取1=0.95、2=0.97（8 級(jí)精度）、3=0.99 （球軸承）、4=0.9955=0.96故 =12 3

9、 4 5 =0.95 0.97 0.990.995 0.96 = 0.860966414352 : 0.8623、電動(dòng)機(jī)所需功率為Pd= P / ?=14.667Kw0.862=17.O16Kw又因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的額定功率 Ped _ Fd查機(jī)械基礎(chǔ)P499的附錄50,選取電動(dòng)機(jī)的額定功率為17.5kW，滿足電動(dòng)機(jī)的額定功率 Ped - Pd。223電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇傳動(dòng)滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：Nw=v*60*1000/ nD= 4.972m/s*60*1000/3.14*380mm=250.02r/min查機(jī)械基礎(chǔ)P459附錄3, V帶常用傳動(dòng)比為i1=24,圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí) 減速器常用傳動(dòng)比范圍為i2=3

10、5 （8級(jí)精度）。根據(jù)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i與各級(jí) 傳動(dòng)比i2、in之間的關(guān)系是i=hi2in，可知總傳動(dòng)比合理范圍為i=620。nw故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選擇范圍相應(yīng)為700.284r/min 乞 n 乞 2334.28r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750r/min、1000r/min和1500r/min三種。5機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)2.2.4確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)選上述不同轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，查看下表:表丄1 Y系列三彳瞬電動(dòng)機(jī)的技術(shù)欄P KW)菊曲速P (JW)n)同步轉(zhuǎn)產(chǎn)3000 r/.g （2W）1900 r/min (4 fi)reoi-za. 7523252.Z2.2T80L-40.65

11、13902.22.2Y802-21.13252.S呂2iraOS-40. 7513902 22.21903-21. 523402 22.2Y90S1. 11.4002.22 2TOOL-22 228402 22.2豎 OL-41.514002.22 2Y100L-233602.22.2.T100L1F2.214Z02 22.2Y112M-2423902.22.2Y10012314202 22.2Y132S1-25.529002.02.2Y112H-441.4402.22 2Y132S2-27.523002 02.2Y132ST5.514402.22.2H6OU-211E3302.02.2Y13

12、ZM-47.614402.2.2Y160H2-2159302.02.21114602.22.SY160L-2ie.52M0Z.O2.2160ib-4IE14602.22 2Y.lEOffi-22229402.02.2YlEOMl18 514702. a2 2Y200L1-23023502.0Z2YIEIJL2214702. a2 2Y200L2-23729602.C2,21t20DL-43014702.02.2邊眩4529702.02.2Y225S-43?14301.92 2Y250M-Z5523702.02.2Y225M-4451430L92 2Y2S0B-Z7523702.02.2Y250

13、M-5514802 a2 2表3丫羽列三彳瞬步電動(dòng)機(jī)的枝術(shù)咖（續(xù)）P (M)ilGt/hih)昵鶉拒F 09)hCt/biii)31000 rAin (6ig)同歩燧0 r/.in估槌）V9aS-60. 7591Q2 02.0Y132S-62.27102.0EDY9JL-6119102.02.0Y132W-637102.02DY100L-61.5940.02.0YieaMi-a；47202. 02.0Y112M-S2.29402 02.0If 佑 0M3T5.57202. 02.0Y132S-639602.02.0160L-e7 57202.0Z.Gnsau-649602.Q2.0Y16DL-

14、6117301. 12DY13ZM2-S5.5960E.O2.0T200L-615730l.Sz aY160M-67 59702 02.0Y225S-613.57301. ?2.0Y160L-6119702.02.0225M-e22730l.S2.0Yiaot-6IE3701.62.0250M-a307301.日2DY200LI-610.5970i.e2 0fseos-e37?Xl.S2.aY2001L2-6229701.82.0Y 茄 EF845740i.e2.0Y225K-630900L 72 0T31BS-65&740i.&2.0Y25CM-63793Q1.C2. aT315M-6757

15、4C2.Q綜合考慮選取同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的丫系列電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為 Y180M-4 得到電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)，見(jiàn)下表：電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kw）同步轉(zhuǎn)速（r/min）、卄 +、，滿載轉(zhuǎn)速（r/min）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y180M-418.5150014702.02.22.3傳動(dòng)比的分配1、傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比i總電動(dòng)機(jī)選定后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)的轉(zhuǎn)速nw即可確定傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比I，即i 總=門0/門 w=1470/250q 5.882、總傳動(dòng)比等于各傳動(dòng)比的乘積i總=i帶x i齒取i帶=2 （普通V帶i=24）因?yàn)椋篿總=i帶x i齒，所以：i齒=

16、5.8&22.943、分配各級(jí)傳動(dòng)比各級(jí)傳動(dòng)比與總傳動(dòng)比的關(guān)系為i=iii2。根據(jù)V帶的傳動(dòng)比范圍ii=2 4 , 初選ii = 3.042,則單級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為 4,符合圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí) 減速器傳動(dòng)比范圍i2=35 （8級(jí)精度）,且符合了在設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)和一級(jí)圓柱齒輪 減速器組成的傳動(dòng)裝置中，應(yīng)使帶傳動(dòng)比小于齒輪傳動(dòng)比，即i帶i齒。2.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、計(jì)算各軸輸入功率0軸（電動(dòng)機(jī)軸）的輸出功率為：Po=Bd=17.5kw1軸（減速器高速軸）的輸入功率：從0軸到1軸，經(jīng)過(guò)V帶傳動(dòng)和一個(gè)聯(lián)軸器，所以：P1=Ped?帶=17.5kw*0.95=16.625kw2軸（減速器低

17、速軸）的輸入功率：從1軸到2軸，經(jīng)過(guò)一對(duì)軸承，一對(duì)齒輪傳動(dòng)，一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)，所以：P2=p1?承？帶=16.625kw*0.99*0.97=15.96kw3軸（滾動(dòng)軸）的輸入功率：從 2軸到3軸，經(jīng)過(guò)一對(duì)軸承，一個(gè)聯(lián)軸器，所以：P3=P2?承？聯(lián)=15.96kw*0.99*0.995=15.73kw2、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速輸入軸的轉(zhuǎn)速：ni=nm=1470r/min輸出軸的轉(zhuǎn)速：n2=ni/i 1=1470/2=735 r/min滾筒軸 4 的轉(zhuǎn)速：n4=n3=7333.7=198.65 r/min3、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩T(N?m)輸入軸的轉(zhuǎn)矩：T仁9550Pi/n仁9550X 16.6251470=1

18、08.01 N?m輸出軸的轉(zhuǎn)矩：T2=9550P2/n2=9550X 15.96/735=207.37Nm滾筒軸的轉(zhuǎn)矩：T3=9550Ps/n3=9550X 15.73198.65=756.21N?n9機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)3傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)3.1箱外傳動(dòng)件(V帶設(shè)計(jì))1、確定計(jì)算功率計(jì)算功率Pea是根據(jù)傳遞的功率P和帶的工作條件而確定的.Fla二KP =1 2X 17.5 kW = 21kW其中，Pea為計(jì)算功率，Ka=1 . 2；2、選擇V帶的帶型 根據(jù)計(jì)算的功率Pea和小帶輪轉(zhuǎn)速門1,確定普通V帶為A型，參考教材第 九版機(jī)械設(shè)計(jì)。 由可得到小帶輪的基準(zhǔn)直徑范圍為 80mmdd100mrm再參

19、考教材第 八版機(jī)械設(shè)計(jì)的表8-6 V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑和表8-8普通V帶的基準(zhǔn)直徑 系列，確定大小帶輪的基準(zhǔn)直徑，應(yīng)使 dd1(dd) min ,初選dd1為100mm, dd2=2di=200mm 則帶速 V 為：V 1 = nld1 m/ (60x 1000)=3.14X 100X1470/(60x 1000)m/s7.693m/s此值在525m/s范圍內(nèi)，符合要求。 確定中心距a,并選擇V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ldo根據(jù)帶傳動(dòng)總體尺寸的限制條件或要求的中心距，通過(guò)計(jì)算，0.7 (dd1 +dd2)(dd1+dd2)得：210 mmo詣00 mm初定中心距為ao=300mm。計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng)Ld02L

20、d02ao+n2 x (dd1+dd2)+(d d1+dd2)/4a 0=2x 300+n /2x (100+200)+(100+200)2(4 x 300)=1146 mm帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld根據(jù)Ldo，參考教材得V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列及長(zhǎng)度系數(shù) Kl, 得 Ld=1250 mm。 計(jì)算中心距a及其變動(dòng)范圍傳動(dòng)的實(shí)際中心距近似為a%o+ (Ld Ld。)/ 2=300+ (1250- 1146)/2=352 mm考慮到帶輪的制造誤差、帶長(zhǎng)誤差、帶的彈性以及因帶的松弛而產(chǎn)生的補(bǔ)充 張緊需要，常給出中心距的變動(dòng)范圍為amin=a 0.015L d=352 0.015X 1250心 334 mmama)=

21、a+0.03Ld=352+ 0.03X 1250心 390 mm 驗(yàn)算小帶輪上的包角a 1由設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可得，小帶輪上的包角 a 1小于大帶輪上的包角a 2；小帶輪上 的總摩擦力相應(yīng)地小于大帶輪上的總摩擦力。因此，打滑只可能在小帶輪上發(fā)生。 為了提高帶傳動(dòng)的工作能力，應(yīng)使 a 1為00a 1M800 (dd2 dd1)X 57.3 - a=1800 (200 100) X 57.3 - 352F63.70 為00 確定帶的根數(shù)z由式Pea二KP得出，其中Ka為工作情況系數(shù)，P為傳遞的功率；Pr為額定 功率，由式Pr= ( P+ ?F0 ) X KaX Kl得出，其中P0為單根普通V帶所能傳 遞的最

22、大功率，Z=Pea/Pr二KP/ ( P+ ?R ) X KaX K l弋為了使各根V=6根帶受力均勻，帶的根數(shù)不宜過(guò)多，一般少于10根，經(jīng)鑒定，符合要求。 確定帶的初拉力F0下式中，q為傳動(dòng)帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，kg/m,參考教材得：p=0.1kg/m。2Fomin=500 x (2.5 Ka)Pca/Kazv + qv =500 X (2.5 0.96) X23.6/(096X 6X 5.02) + 0.1 X 5.02 書8.39 N對(duì)于新安裝的V帶，初拉力為1.5 (Fo) min;對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)后的V帶，初拉力應(yīng)為1.3( Fo) min，則初拉力應(yīng)選Fo=1.5( Fo) min。 計(jì)算帶傳

23、動(dòng)的壓軸力FpFp=2zFoSin( a i/2)=2 x6X 1.5X9839Xsin(1637/2)=1.75 kN其中，a 1為小帶輪的包角。3.2減速器內(nèi)傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)(齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì))3.2.1選擇齒輪材料、熱處理方法及精度等級(jí) 齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度因?yàn)檩d荷中有輕微振動(dòng)，傳動(dòng)速度不高，傳動(dòng)尺寸無(wú)特殊要求，屬于一般的 齒輪傳動(dòng)，故兩齒輪均可用軟齒面齒輪。查機(jī)械基礎(chǔ) P322表14 10，小齒輪 選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度260HBS大齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 為 220HBS 精度等級(jí)初選減速器為一般齒輪傳動(dòng)，圓周速度不會(huì)太大，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)P145表5 7,初選8

24、級(jí)精度。3.2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪由于本設(shè)計(jì)中的減速器是軟齒面的閉式齒輪傳動(dòng)，齒輪承載能力主要由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度決定，其設(shè)計(jì)公式為：d1 一 3 (3.53Ze)2 KM1 u 1丘H 叮U 確定載荷系數(shù)K因?yàn)樵擙X輪傳動(dòng)是軟齒面的齒輪，圓周速度也不大，精度也不高，而且 齒輪相對(duì)軸承是對(duì)稱布置，根據(jù)電動(dòng)機(jī)和載荷的性質(zhì)查機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)P147表 5-8,得 K 的范圍為 1.41.6, 取 K= 1.5 小齒輪的轉(zhuǎn)矩Mi=9550R / n1二 95502.09kW466.798r / min二 42.758N m 二 42758N mm13機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 接

25、觸疲勞許用應(yīng)力、H lim I- P ZnSHm imi )接觸疲勞極限應(yīng)力由機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)P150圖5-30中的MQ取值線，根據(jù)兩齒輪的齒 面硬度，查得45鋼的調(diào)質(zhì)處理后的極限應(yīng)力為 Hlim1 =600MPa,；hi i m=2560MPaii)接觸疲勞壽命系數(shù)Zn應(yīng)力循環(huán)次數(shù)公式為N=60 n jth工作壽命每年按300天，每天工作8小時(shí)，故th=(300X 10 X 8)=24000hN1=60 X 466.798X 1 X 24000=6.722 X 108N21.681查機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)P151圖5-31,且允許齒輪表面有一定的點(diǎn)蝕Zn1=1.02Zn2=1.15iii ）接觸疲勞強(qiáng)

26、度的最小安全系數(shù)SHmin查機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)P151表5- 10，得SHmin = 1iv）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力二HP將以上各數(shù)值代入許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式得p1p2H lim1ZN1Sh minJ H lim2 ZN 2Sh min= 602MPa=612MPa1560 1.15MPa = 644MPaV）齒數(shù)比因?yàn)?Z2=i Z|,所以 Z2 =4Zivii）齒寬系數(shù)由于本設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)中的齒輪為對(duì)稱布置，且為軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，查機(jī) 械基礎(chǔ)P326表14- 12，得到齒寬系數(shù)的范圍為0.81.1。取譏=1。vi）計(jì)算小齒輪直徑d1由于二p21，故應(yīng)將二p1代入齒面接觸疲勞設(shè)計(jì)公式，得d1Q53Ze、

27、2 KM1 u 1-3( J|3.53咒 189.821.5 疋 427584+11乂XIl 612 丿143mm 二 45.80mm15機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 圓周速度V: n1d160 1000= 1.12m/ st；. : 466.798 45.8060 000查機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)P145表5-7, V13 106和N2=1.681 1083 106，查機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)P156圖5- 34得，丫 N1=1, 丫 N2=1込）彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)SFmin本傳動(dòng)要求一般的可靠性，查機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)P151表5- 10,取SFmin=1.2 oiv）彎曲疲勞許用應(yīng)力將以上各

28、參數(shù)代入彎曲疲勞許用應(yīng)力公式得J Flim1SFminYN1 = 180 1MPa=150MPaFP2_Flim2SFmin170YN2=1MPa=141.67MPa1.21.2v）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核?f2KTlYf1 = 2 1.5 42758 2.81MPa=33.37MPa ：；fp1bmd160 3 60-f2KTlYf 42758 2.24MPa =26.60MPa ：二fp2bmd160江3父60因此，齒輪齒根的抗彎強(qiáng)度是安全的3.3軸的設(shè)計(jì)3.3.1高速軸的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料和熱處理采用45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查機(jī)械基礎(chǔ)P369表16- 1,得其許用彎曲應(yīng)力匚 J -60MPa

29、, A =118L 106。 初步計(jì)算軸的直徑由前計(jì)算可知：Pi=2.09KW,ni=466.798r/mi n其中，A取112。/ P/_2 09d主蘭 A?L = 112 x 3 = 20.108mm 門“ 466.798考慮到有一個(gè)鍵槽，將該軸徑加大 5%則d=20.108 105%=21.11mm ： 22.4mm查機(jī)械基礎(chǔ)P458附錄1,取d=25mm 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高速軸初步確定采用齒輪軸，即將齒輪與軸制為一體。根據(jù)軸上零件的安裝 和固定要求，初步確定軸的結(jié)構(gòu)。設(shè)有 7個(gè)軸段。1段：該段是小齒輪的左軸端與帶輪連接， 該軸段直徑為25mm，查機(jī)械基礎(chǔ)P475附錄23,取該軸伸L = 6

30、0mm。2段：參考機(jī)械基礎(chǔ)P373,取軸肩高度h為1.5mm，則d2=G+2h=28mm。此軸段一部分用于裝軸承蓋，一部分伸出箱體外。3段：此段裝軸承，取軸肩高度 h為1mm，貝U d3=d2+2h=30mm。選用深溝球軸承。查機(jī)械基礎(chǔ) P476附錄24,此處選用的軸承代 號(hào)為6306,其內(nèi)徑為30mm，寬度為19 mm。為了起固定作用，此段的 寬度比軸承寬度小12mm。取此段長(zhǎng)L3=17mm。4段與6段：為了使齒輪與軸承不發(fā)生相互沖撞以及加工方便，齒輪與軸承之間要有一定距離，取軸肩高度為2mm，則d4=d6=d3+2h=33mm,長(zhǎng)度取5mm, 貝 U 1_4= L = 5mm。5段：此段為

31、齒輪軸段。由小齒輪分度圓直徑d1=60mm可知，d6=60mm。因?yàn)樾↓X輪的寬度為70mm,貝U Ls=70mm。7段：此段裝軸承，選用的軸承與右邊的軸承一致，即d7=30mm,17mm。由上可算出，兩軸承的跨度 L= 17 5 2 7 97mm高速軸的軸段示意圖如下:19機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)21機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)A、圓周力：l 2Mi 2x42758 一“ zFti1425.3Ndi60B、徑向力：Fri =Ftitan =1425.3 tan20 =518.8Ni ）繪制軸受力簡(jiǎn)圖#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)ii）繪制垂直面彎矩圖軸

32、承支反力：#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)518.82=259.4N#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)Faz = Fbz =Ri 14空=712亦2#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為Mc1 = Fay 97 =259.4 97 2580.9N mm2 2.1 二#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)如圖iii) 繪制水平面彎矩圖L97Mc2 二 Faz712.6534563.5N mm22#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)iv) 繪制合彎矩圖Mc1 = , (MCV12 MCH12) = 12

33、580.92 34563.5 = 36782.01N mmv）繪制扭轉(zhuǎn)圖轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取 a =0.6,aM 0.6 42758 二 25654.8 N mmvi）繪制當(dāng)量彎矩圖截面C處的當(dāng)量彎矩：Mec f：（Mc2（M1）2） = .一 36782.012 （0.6 42758）2 =44845.12N mmvii）校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度|軸上合成彎矩最大的截面在位于齒輪輪緣的的.處，W = 0.1d4Mec 44845.1?Mec 44845.1?出二”廠 了于 J-Ce3 12.48MPa ：卜 1 = 60MPaW0.1x33所以軸強(qiáng)度足夠。332低速軸的設(shè)計(jì) 選擇軸

34、的材料和熱處理采用45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查機(jī)械基礎(chǔ)P369表16- 1,得其許用彎曲應(yīng) 力匕 J -60MPa , A =118L 106。 初步計(jì)算軸的直徑由前計(jì)算可知：P2=2.007KW,r?=116.700r/mi n計(jì)算軸徑公式：d 2 -即：其中，A取106/ 2.007d2 A3 -2 =106327.36mmn,116.700考慮到有一個(gè)鍵槽，將該軸徑加大 5%則d2 =27.36 1.0 28.73mm查機(jī)械基礎(chǔ)P458附錄1,取d=30mm 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件得安裝和固定要求，并考慮配合高速軸的結(jié)構(gòu)，初步確定低速 軸的結(jié)構(gòu)。設(shè)有6個(gè)軸段1段：此段裝聯(lián)軸器。裝聯(lián)軸器處選

35、用最小直徑di=32m m,根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)P482附錄32，選用LT6 J32 82彈性套柱銷聯(lián)軸器，其軸孔直徑為JiB32x8232mm，軸孔長(zhǎng)度為60mm。根據(jù)聯(lián)軸器的軸孔長(zhǎng)度，又由機(jī)械基礎(chǔ)P475附錄23，取軸伸段(即I段)長(zhǎng)度Li = 58mm。2段：查機(jī)械基礎(chǔ)P373，取軸肩高度h為1.5mm，則d2=d計(jì)2h=32 2 1.5 =35 mm此軸段一部分長(zhǎng)度用于裝軸承蓋，一部分伸出箱體外。3段：取軸肩高度h為2.5mm,貝U d3=cb+2h=35+2 2.5 = 40mm。此段裝軸承與 套筒。選用深溝球軸承。查機(jī)械基礎(chǔ) P476附錄24,此處選用的軸承代號(hào) 為6208,其內(nèi)徑為40m

36、m，寬度為18mm。為了起固定作用，此段的寬度 比軸承寬度小 12m m。取套筒長(zhǎng)度為 10mm，則此段長(zhǎng) L3= (18-2) +10+2=28mm。4段：此段裝齒輪，取軸肩高度 h為2.5mm，貝U d4=cb+2h=40 2 2.5 = 45mm。 因?yàn)榇簖X輪的寬度為60mm，貝U L4=60-2=58mm5段：取軸肩高度h為2.5mm，則d5=ck+2h=50mm,長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即 l_5=10mmo6段：此段裝軸承，選用的軸承與右邊的軸承一致，即d6=40mm, L6= 17mm。由上可算出，兩軸承的跨度 L= 18 2 10 6 98mm。 低速軸的軸段示意圖如下：按彎矩復(fù)

37、合強(qiáng)度計(jì)算A、圓周力：2M22 疋164240Ft 2-1351.770Nd2243B、徑向力：Fr2=Ft2tan =1351.770 tan20 =492NFr2492= 246N1351.7702= 675.885Ni )求支反力 Fax、Fby、Faz、FBz25機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)ii) 由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為受力圖：L98Mci = Fay24612054N mm2 2iii) 截面C在水平面上彎矩為：L98Mc2 =FAz 675.88533118.365N mm22iv) 合成彎矩為：Mc = (Mc12 Mc22 = .1

38、20542 33118.36弓=35243.79N mmv) 轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取a =0.6,截面C處的當(dāng)量彎矩:Mec f;Mc2 (aM2)2 = ,441362 (0.6 164240)2 =104656.8N mm校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)軸上合成彎矩最大的截面在位于齒輪輪緣的C 處，W= 0.1d43MecW104656.80.1 453= 11.48Mpav|j -1 b#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)所以軸強(qiáng)度足夠333確定滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封由于軸承周向速度為1m/s (A-B)=35-23=12mrm 低速軸：匕(A-B)=45-3

39、8=7mm由前設(shè)定高速軸的L1 =60mm，低速軸的L 58mm可知，滿足要求。3.3.8 確定軸的軸向尺寸高速軸(單位：mm):各軸段D1D2D3D4D5D6D7直徑25283033603325各軸段L1L2L3L4L5L6L7長(zhǎng)度606017570517低速軸(單位：mm):各軸段D1D2D3D4D5D6直徑323540455040各軸段L1L2L3L4L5L6長(zhǎng)度5860285810173.4滾動(dòng)軸承的選擇與校核計(jì)算根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)P437推薦的軸承壽命最好與減速器壽命相同，取10年,一年按 300 天計(jì)算，T h=(300X 10X 8)=24000h3.4.1高速軸承的校核選用的軸承是6

40、306深溝型球軸承。軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為P = fd(XFr YFa)由機(jī)械基礎(chǔ)P407表18-6查得，fd= 1.21.8，取fd=1.2因?yàn)?局=0N, Fm= 518.8N，貝U P = fdXFr查機(jī)械基礎(chǔ)P407表18 -5得，X= 1, Y= 0 。P = fdXFr1 =1.2 1 518.8 =622.56N =0.62256 KN查機(jī)械基礎(chǔ)p406表18-3得：ft=1，查機(jī)械基礎(chǔ)p405得：深溝球軸承的壽命指數(shù)為；=3，Cr= 20.8KN則 L10h =106 (ftCr)10660n2 P(仆20800)3 =1.3X06h a 24000h60 466.798 622.

41、56所以預(yù)期壽命足夠，軸承符合要求342低速軸承的校核選用6208型深溝型球軸承。軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為P二fd（XFr YFa）由機(jī)械基礎(chǔ)P407表18-6查得，fd= 1.21.8，取fd=1.2因?yàn)?Fa2=0N, FT2=492N,則 P = fdXFr查機(jī)械基礎(chǔ)P407表18 -5得，X=1 , Y=0 。P = fdXFr =1.2 1 745.09 =590.405N查機(jī)械基礎(chǔ)p406表18-3得：ft=1，查機(jī)械基礎(chǔ)p405得：深溝球軸承的壽命指數(shù)為；=3，Cr=22.8KN則 L10h10660nftC10660 116.71 x 22800(590.405)3=8.2 X 10

42、6h a 24000h所以預(yù)期壽命足夠，軸承符合要求3.5鍵聯(lián)接的選擇及其校核計(jì)算3.5.1選擇鍵的類型和規(guī)格軸上零件的周向固定選用A形普通平鍵，聯(lián)軸器選用B形普通平鍵。 高速軸（參考機(jī)械基礎(chǔ)p471、附錄17，袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè) p835、表15-12a）:根據(jù)帶輪與軸連接處的軸徑 25mm，軸長(zhǎng)為60mm，查得 鍵的截面尺寸b = 8mm ，h = 7mm根據(jù)輪轂寬取鍵長(zhǎng)L= 40mm高速齒輪是與軸共同制造，屬于齒輪軸。 低速軸：根據(jù)安裝齒輪處軸徑d4 = 45mm，查得鍵的截面尺寸 b h = 14mm 9mm，根據(jù)輪轂寬取鍵長(zhǎng)L =L4 -8=48-8二40mm。根據(jù)安裝聯(lián)軸器處軸徑d

43、1 =32mm，查得鍵的截面尺寸b h=10mm 8mm,取鍵長(zhǎng)L=50mm。根據(jù)輪轂寬取鍵長(zhǎng)L= 72mm （長(zhǎng)度比輪轂的長(zhǎng)度小10mm）352校核鍵的強(qiáng)度高速軸軸端處的鍵的校核:鍵上所受作用力：2M 2 1000 42.758F3420.64 Nd25i ）鍵的剪切強(qiáng)度II- （0.6 0.8 丨-6080MPa；=F 匚=342064 “Pa =10.7MPa ： =60MPaA bl 8 40鍵的剪切強(qiáng)度足夠。ii）鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度F 2F 25179.76r ,cre=4 1 . 1 1 M Pe MPa9OA e hl73 6- （ 0.勺 1上5 卜901 50M Pa2F 2

44、疋3420 64Ae1hTTMPa =24.4MPaE（17,2.0）6002120沁鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度足夠。 低速軸兩鍵的校核A、低速軸裝齒輪軸段的鍵的校核:鍵上所受作用力：F=2M J 1000 164.240 = 7299.56N d45i ）鍵的剪切強(qiáng)度=F F 7299.56 MPa =13.0MPa： =60MPaA bl 14 40鍵的剪切強(qiáng)度足夠。ii）鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度二二蘭 =2 7299.56 皿卩玄=40.6MPa：；亠=(17. 2.0) 60 =102 120MPaAehl 9 40鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度足夠。2 1000 164.24032-10265NB、低速軸軸端處的鍵

45、的校核: 鍵上所受作用力：di）鍵的剪切強(qiáng)度FA bl1026510 50MPa= 20.53MPa I： =60MPa33機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)#機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)鍵的剪切強(qiáng)度足夠。ii）鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度匸=竺=2 10265 MPa =51.3MPa ： ：匚e =(17. 2.0) 60 =102 120MPaA，hl 8 50鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度足夠。3.6聯(lián)軸器的扭矩校核低速軸：選用LT6 J32 82彈性套柱銷聯(lián)軸器，查機(jī)械基礎(chǔ)P484附錄33，得許J1B382用轉(zhuǎn)速n = 3800r/min貝 U n2= 116.7r/mi nn所以符合要求。3.7減速器基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選擇3.7.

46、1齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪：根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)P335及前面設(shè)計(jì)的齒輪尺寸，可知小齒輪齒根圓直徑為52.5mm,根據(jù)軸選擇鍵的尺寸h為7 ,貝U可以算出齒根圓與軸孔鍵一52 5 _33 _7槽底部的距離 x=6.25mm，而 2.5m 2.5 3 = 7.5mm，則有x2.5mn，因此應(yīng)采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。3.7.2滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì) 高速軸的跨距 L= Li+L2+b+Li+L5=60+60+17+5+70+5+17=234mm 采用分 固式結(jié)構(gòu)進(jìn)行軸系的軸向固定。 低速軸的跨距 L= L1+L2+L3+Li+L5=58+60+28+58+10+17=231mm 采用分固 式結(jié)構(gòu)進(jìn)行軸系的軸向固定。3.7.3滾動(dòng)軸承的配合高速軸的軸公差帶選用j 6，孔公差帶選用H7 ;低速軸的軸公差帶選用