二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器

1、39編號(hào)： 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書題 目： 二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器 院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 1100110409 指導(dǎo)教師單位： 桂林電子技大機(jī)電工程學(xué)院 姓 名： 唐亮寶 職 稱： 2014年7月10日1.設(shè)計(jì)題目 1.1帶式運(yùn)輸機(jī)的工作原理主要由兩個(gè)端點(diǎn)滾筒及緊套其上的閉合輸送帶組成。帶動(dòng)輸送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒稱為驅(qū)動(dòng)滾筒（傳動(dòng)滾筒）；另一個(gè)僅在于改變輸送帶運(yùn)動(dòng)方向的滾筒稱為改向滾筒。驅(qū)動(dòng)滾筒由電動(dòng)機(jī)通過減速器驅(qū)動(dòng)，輸送帶依靠驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦力拖動(dòng)。驅(qū)動(dòng)滾筒一般都裝在卸料端，以增大牽引力，有利于拖動(dòng)。物料由喂料端喂入，落在轉(zhuǎn)動(dòng)

2、的輸送帶上，依靠輸送帶摩擦帶動(dòng)運(yùn)送到卸料端卸出?？梢杂糜谒竭\(yùn)輸或傾斜運(yùn)輸，使用非常方便，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中，如：礦山的井下巷道、礦井地面運(yùn)輸系統(tǒng)、露天采礦場(chǎng)及選礦廠中。根據(jù)輸送工藝要求，可以單臺(tái)輸送，也可多臺(tái)組成或與其他輸送設(shè)備組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同布置型式的作業(yè)線需要。據(jù)所給題目：設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置傳動(dòng)方案如下1.2工作情況2.總體傳動(dòng)方案的選擇2.1設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)卷筒效率=0.96（包括軸承與卷筒的效率損失）；鋼繩速度允許速度誤差±5%工作情況：兩班制，間歇工作，載荷變動(dòng)較?。皇褂谜叟f期：15年；工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度35度；動(dòng)力來

3、源：電力，三相交流，電壓：380/220檢修間隔期：四年一次大修，一年一次小修；制造條件及生產(chǎn)批量：專門機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。數(shù)據(jù)內(nèi)容：運(yùn)輸帶工作拉力F(KN)5.35運(yùn)輸帶工作速度v(m/s)1.2滾筒直徑D（mm）4302.2設(shè)計(jì)要求1. 減速器圖紙1張（計(jì)算機(jī)繪圖，圖幅A0貨A1，用A3圖幅打印）；2. 零件（大齒輪，輸出軸）工作圖2張（計(jì)算機(jī)繪圖，用A3圖幅打印）3. 打印設(shè)計(jì)說明書1份，約10000字，有減速器裝配三維模型和零件三維模型截圖；4. 減速器裝配三維模型，減速器裝配圖紙，零件三維模型，零件工作圖和設(shè)計(jì)說明書電子圖版。3 電動(dòng)機(jī)類型的選擇3.1電機(jī)的選擇按工作要求和工作條

4、件選用Y系列鼠籠三相異步電動(dòng)機(jī)。其結(jié)構(gòu)為全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。3.2 電動(dòng)機(jī)功率的確定工作機(jī)有效功率=,根據(jù)任務(wù)書所給數(shù)據(jù)F=5.35KN，V=1.2。則有：=6.42KW從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶之間的總效率為 =式中，分別為滾動(dòng)軸承效率，齒輪傳動(dòng)效率，聯(lián)軸器效率，卷筒效率。據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知=0.99，=0.97，=0.99，=0.96，則有： = =0.825所以電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為： =7.78KW 取P=7.78KW3.3 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速按推薦的兩級(jí)同軸式圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比=840工作機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速為 = 所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 =（840）53.32 =（426.

5、62132.8）符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min,1000r/min和1500r/min三種，由于本次課程設(shè)計(jì)要求的電機(jī)同步轉(zhuǎn)速是1000r/min。查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件版）【常有電動(dòng)機(jī)】-【三相異步電動(dòng)機(jī)】-【三相異步電動(dòng)機(jī)的選型】-【y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)條件】-【電動(dòng)機(jī)的機(jī)座號(hào)與轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)關(guān)系】確定電機(jī)的型號(hào)為Y160M-6.其滿載轉(zhuǎn)速為970r/min,額定功率為7.5KW。4.傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4.1 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 I=2）分配到各級(jí)傳動(dòng)比 傳動(dòng)比因?yàn)榫硗昌X輪齒數(shù)分別為,，所以卷筒傳動(dòng)比,電動(dòng)機(jī)軸：轉(zhuǎn)速：n=970輸入功率：P

6、=P=7.78KW輸出轉(zhuǎn)矩：T=9.55=9.55 =7.65N軸（高速軸）轉(zhuǎn)速：n=輸入功率：=輸入轉(zhuǎn)矩 =9.55軸（中間軸）轉(zhuǎn)速：n=輸入功率： 輸入轉(zhuǎn)矩：T=9.55 軸（低速軸）轉(zhuǎn)速：n=輸入功率：P 輸入轉(zhuǎn)矩：N 卷筒軸：轉(zhuǎn)速：輸入功率： 輸入轉(zhuǎn)矩： N各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表4.1軸 號(hào)功率（KW）轉(zhuǎn)矩（N）轉(zhuǎn)速（）電機(jī)軸7.786.759701軸7.452.792552軸7.15161.73軸6.242.7621.6卷同軸6.863.0314.4圖4-15齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及其參數(shù)計(jì)算5.1傳動(dòng)參數(shù)展開式減速器的高速級(jí)傳動(dòng)比和低速級(jí)傳動(dòng)比的分配方式所以取分別為,取小齒數(shù)1的齒數(shù)則大齒輪

7、2的齒數(shù);取小齒輪小齒輪3的齒數(shù)則大齒輪5.2高速級(jí)、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)材料1. 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及模數(shù)1） 按要求的傳動(dòng)方案，選用圓柱直齒輪傳動(dòng)；2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故用8級(jí)精度；（GB1009588）3）材料的選擇。由2表10-1選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，大齒輪的材料為45鋼（正火）硬度為200HBS，兩者硬度差為40HBS；5.3高速級(jí)齒輪傳動(dòng)材料及強(qiáng)度計(jì)算1.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式： （1）確定公式中各數(shù)值 1）試選K=1.3。 2）由2表10-7選取齒寬系數(shù)=1。 3）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，由前面計(jì)算可知： T=2.79N。 4

8、）由2表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP 5）由2圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=580MP；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=560MP。 6）由2圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.95； K=1.05。 7）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，有 =0.95580=551MP =1.05560=588MP(2) 計(jì)算 確定小齒輪分度圓直徑d，代入 中較小的值 1）計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d，由計(jì)算公式可得： 2)計(jì)算圓周速度。 v=m/s 3）計(jì)算齒寬b b=186.7=86.7mm 4）計(jì)算模數(shù)與齒高 模數(shù) 齒高 5) 計(jì)算齒寬與齒高之

9、比 6）計(jì)算載荷系數(shù)K。 已知使用系數(shù)K=1，據(jù)v=1.12，8級(jí)精度。由2圖10-8得K=1.07，K=1.35。由2圖10-13查得K=1.40，由2圖10-3查得K=K=1 故載荷系數(shù)： K=KKKK =1=1.44 7)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： 8）計(jì)算模數(shù)m m=3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式： （1）確定計(jì)算參數(shù) 1）計(jì)算載荷系數(shù)。 K=KKKK=1 =2.35 2）查取齒形系數(shù) 由2表10-5查得Y=2.65，Y=2.17 3）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由2表10-5查得Y=1.58，Y=1.80 4）由2圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極=330MP，大齒輪的

10、彎曲疲勞強(qiáng)度極限=310MP 5）由2圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.90，K=0.956）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則有： =212Mp =210MP 7）計(jì)算大、小齒輪的 ，并加以比較 =0.01975 =0.0186經(jīng)比較大齒輪的數(shù)值大。 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算m對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 m =3mm，已可滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。于是有： =29.9取Z=30，則Z=108，幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑 mm （2）計(jì)算中心距 a =207mm （3）計(jì)算齒輪寬度 b= B=95mm，B=90mm （4）

11、大小齒輪各參數(shù)見下表表5-1 高速級(jí)齒輪相關(guān)參數(shù)(單位mm)名稱符號(hào)計(jì)算公式及說明模數(shù)m3壓力角齒頂高3齒根高=(+)m=3.75全齒高=(+)m=6.75分度圓直徑=m Z=90324齒頂圓直徑=m=96=（)=330齒根圓直徑m=82.5m=316.5基圓直徑=中心距5.4低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)1.選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及模數(shù) 1）按要求的傳動(dòng)方案，選用圓柱直齒輪傳動(dòng)； 2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故用8級(jí)精度；（GB1009588） 3）材料的選擇。由2表10-1選擇小齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，大齒輪的材料為45鋼（正火）硬度為200HBS，兩者硬度差為40HBS；

12、 4）選小齒輪齒數(shù)為，大齒輪齒數(shù)Z可由Z= 得Z=80，取80；2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式： （1）確定公式中各數(shù)值 1）試選K=1.3。 2）由2表10-7選取齒寬系數(shù)=1。 3）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，由前面計(jì)算可知： =N。 4）由2表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP 5）由2圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=580MP；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=560MP。 6）由2圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K=1.07； K=1.13。 7）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，有 =1.07580=620.6MP =1.13560=6

13、32.8MP(2) 計(jì)算 確定小齒輪分度圓直徑d，代入 中較小的值 1）計(jì)算小齒輪的分度圓直徑，由計(jì)算公式可得： d2.32=125.6mm 2)計(jì)算圓周速度。 v=0.41m/s 3）計(jì)算齒寬b b=1125.6=125.6mm 4）計(jì)算模數(shù)與齒高 模數(shù) 齒高h(yuǎn)=mm 5) 計(jì)算齒寬與齒高之比 6）計(jì)算載荷系數(shù)K。已知使用系數(shù)K=1，據(jù)v=0.396，8級(jí)精度。由2圖10-8得K=1.03，K=1.47。由2圖10-13查得K=1.38，由2圖10-3查得K=K=1 故載荷系數(shù)： K=KKKK =1=1.51 7)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： =d=125.6 =130.03mm

14、 8）計(jì)算模數(shù)m m3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式： m（1）確定計(jì)算參數(shù) 1）計(jì)算載荷系數(shù)。 K=KKKK=1 =1.42 2）查取齒形系數(shù) 由2表10-5查得Y=2.65，Y=2.224 3）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由2表10-5查得Y=1.58，Y=1.766 4）由2圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極=330MP，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=310MP 5）由2圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.95，K=0.976）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則有： =223.9Mp =214.8MP 7）計(jì)算大、小齒輪的 ，并加以比較 0.0187 0.0182經(jīng)比較大

15、齒輪的數(shù)值大。 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 mm 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取有彎曲強(qiáng)度計(jì)算得的模數(shù)4.4，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m =4.5mm，已可滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。 于是有： =取=29，則Z3.229=92.8取=93， 新的傳動(dòng)比i3.214.幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算分度圓直徑 （2）計(jì)算中心距 a274.5mm （3）計(jì)算齒輪寬度 b130.5=130.5mm B=135.5mm，B=130.5mm 5. 大小齒輪

16、各參數(shù)見下表 表5-2 低速級(jí)齒輪相關(guān)參數(shù)單位( mm)名稱符號(hào)計(jì)算公式及說明模數(shù)m4.5壓力角齒頂高=4.5齒根高=(+)m=5.625全齒高=(2+)m=10.125分度圓直徑=m Z=130.5=m418.5齒頂圓直徑=（）m=139.5=（）m=427.5齒根圓直徑=()m=119.25=()m=407.25基圓直徑6.齒輪傳動(dòng)的潤滑 減速器傳動(dòng)零件和軸承都需要良好的潤滑，其目的是為了減少摩擦、提高效率防銹、冷卻和散熱。傳動(dòng)零件的潤滑絕大多數(shù)減速器傳動(dòng)零件都采用油潤滑，其潤滑方式多采用浸油潤滑，對(duì)于高速傳動(dòng)則采用壓力噴油潤滑。由于高速級(jí)齒輪圓周速=1.12m/s所以采用浸油潤滑。 圖6

17、-1箱體內(nèi)應(yīng)有足夠的潤滑油，以保證潤滑及散熱的需要，為了避免大齒輪回時(shí)將油池底部的沉積物攪起，大齒輪齒頂圓到油池底面的距離應(yīng)大于3050mm。為保證傳動(dòng)零件充分潤滑且避免攪油損失過大，傳動(dòng)零件應(yīng)有合適的浸油深度，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)零件浸油深度推薦值如下：高速級(jí)大齒輪，約為0.7個(gè)齒高，但不小于10mm。低速級(jí)大齒輪，約為1個(gè)齒高（1/61/3）個(gè)齒輪半徑。7.軸類零件設(shè)計(jì)7.1I軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由前面算得=7.45KW，=255r/min，=2.79N2.求作用在齒輪上的力 已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為=90mm 而圓周力：=6200N 徑向力：軸向力：3.初步

18、確定軸的最小直徑 現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理據(jù)2表15-3，取A=110，于是得： d=mm因?yàn)檩S上應(yīng)開1個(gè)鍵槽，所以軸徑應(yīng)增大3%故d=35.32mm，所以取取，及下圖中的A-B段直徑為 （1）擬定軸上零件的裝配方案通過分析比較，裝配示意圖7-1圖7-1 軸裝配示意圖（2）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，A-B右端需制出一軸肩,左端用軸端擋圈定位取軸端擋圈直徑D=45mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長為60mm，為保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸上，故A-B段長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取mm. 2）B-C段是固定軸承的軸承端蓋e=12

19、mm。據(jù)和方便拆裝可取 3）初選軸承，因?yàn)橛玫氖切饼X輪有較大的軸向力故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求，由軸承目錄里初選30209號(hào)其尺寸為d=45mm85mm24.75mm，右端的齒輪左側(cè)用套筒定位取由于齒輪右邊是軸肩定位，齒輪寬為95mm，因?yàn)橛疫吪c套筒之間有縫隙，所以軸比齒輪寬略短，所以取，。 最右端安裝圓錐滾子軸承，用軸肩定位，軸肩高h(yuǎn)=4.5mm,所以。（3）軸上零件的周向定位齒輪，半聯(lián)軸器與軸之間的定位均采用平鍵連接。按表6-1查得平鍵截面b鍵槽用鍵槽銑刀加工長為45mm。選擇半聯(lián)軸器與軸之間的配合為，同樣齒輪與軸的連接用平鍵齒輪與軸之間的配合為軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實(shí)現(xiàn)

20、的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（3）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考2表15-2取軸端倒角為2.個(gè)軸肩處圓角取R=1.6mm。 4.求軸上的載荷 先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖如圖7-6。 現(xiàn)將計(jì)算出各個(gè)截面處的M，M和M的值如下：（1）計(jì)算作用于軸上的支反力水平面內(nèi)支反力： 垂直面內(nèi)支反力： (2)計(jì)算軸的彎矩，并畫彎、扭矩圖水平面彎矩：分別作出垂直面和水平面上的彎矩圖f、g，并按進(jìn)行彎矩合成。 (3)計(jì)算并畫當(dāng)量彎矩圖扭矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算, 取 , 則 圖7-2 軸載荷分析圖4.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎 矩圖和扭矩圖中

21、可以看出截面B是軸的危險(xiǎn)截面，則根據(jù)上面的數(shù)據(jù)，取=0.6，軸的抗彎界面系數(shù)：軸的計(jì)算應(yīng)力 前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查表得=60Mp，故安全。7.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由前面的計(jì)算得2.求作用在齒輪上的力 已知中間軸大小齒輪的分度圓直徑為 =324.5mm =130.5mm而大齒輪的圓周力：徑向力：軸向力：小齒輪的圓周力： 徑向力：軸向力： 3. 初步確定軸的最小直徑 現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理據(jù)2表15-3，取A=110，于是得： 因?yàn)檩S上應(yīng)開2個(gè)鍵槽，所以軸徑應(yīng)增大5%-7%故d=55.3mm，又此段軸與軸承裝配，故同時(shí)選取軸

22、承，因?yàn)檩S承上承受徑向力和軸向力，故選用圓錐滾子球軸承，參照工作條件可選32212其尺寸為：d=故=60mm右端用套筒與齒輪定位，套筒長度取41.75mm所以=41.75mm （1）擬定軸上零件的裝配方案通過分析比較，裝配示意圖7-3 圖7-3 軸裝配示意 （2）. 據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1）B-C段為高速級(jí)大齒輪，由前面可知其寬度為90mm，為了使套筒端面與大齒輪可靠地壓緊此軸段應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度。故取，。 2）C-D段為大小齒輪的軸向定位，此段軸長度應(yīng)由同軸條件計(jì)算得，。 3）D-E段為低速級(jí)小齒輪的軸向定位，由其寬度為135.5mm可取， 4）E-F段為軸承同樣選用圓

23、錐滾子軸承23212，左端用套筒與齒輪定位，取套筒長度為15mm則 ，。 （3）軸上零件的周向定位 兩齒輪與軸之間的周向定位均采用雙圓頭平鍵連接。按教科書表6-1查得平b,按得平鍵截面b=其與軸的配合均為。軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實(shí)現(xiàn)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教科書取軸端倒角為2.個(gè)軸肩處圓角見圖。4. 求軸上的載荷先現(xiàn)將計(jì)算出的各個(gè)截面的M，M 和M的值如下： （1）計(jì)算作用于軸上的支反力水平面內(nèi)支反力對(duì)A點(diǎn)的彎矩 解得：對(duì)B點(diǎn)的彎矩 解得： 垂直面內(nèi)支反力 (2)計(jì)算軸的彎矩，并畫彎、扭矩圖水平面彎矩： 分別作出垂直面和水平面上的彎矩圖f

24、、g，并按進(jìn)行彎矩合成。 。(3)計(jì)算并畫當(dāng)量彎矩圖扭矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算, 取 , 則 圖7-4 軸上的載荷分析圖5.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面B和E的右側(cè)是軸的危險(xiǎn)截面,對(duì)該軸進(jìn)行詳細(xì)校核，因?yàn)镋和B段的直徑相等，所以根據(jù)上面的數(shù)據(jù)，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 =22.3MP前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查表得=60Mp，。對(duì)于的右側(cè) 查表得 表查得 查表得查表得碳鋼的特性系數(shù)，取，故綜合系數(shù)為 故E右側(cè)的安全系數(shù)為 >S=1.5故該軸在截面E的右側(cè)及B的左側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。綜上所述該軸安全。7

25、.3 III軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩2.求作用在齒輪上的力 已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 3.初步確定軸的最小直徑 現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理據(jù)表取=110，于是得：同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩查2表14-1取K=1.3.則： 按計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件查表可選用GY9 Y型凸緣聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為6300000N。半聯(lián)軸器孔徑d=75mm，故取半聯(lián)軸器長度L=142mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度=138mm。軸承選用32217型。擬定軸上零件的裝配方案通過分析比較，裝配示意圖7-5 由前面算得而 mm圖7-5 軸裝配示意圖（

26、2）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）初選軸承，因?yàn)橛玫氖切饼X輪有較大的軸向力故選用圓錐滾子軸承，為滿足軸承的軸向定位，A-B左端需制出一軸肩，因?yàn)榇溯S用的軸承的型號(hào)為32217其尺寸為，所以。 2）B-C段大齒輪定位，大齒輪周向定位由鍵槽承擔(dān)，因?yàn)榇簖X輪的軸孔直徑為100mm，寬度B=130.5mm，所以查表選用鍵mm,因此在軸上需開槽為右端用套筒定位，左端位軸肩定位，所以左端應(yīng)該制出一軸肩軸肩高h(yuǎn)=0.070.1d,取h=10mm,同時(shí)左端軸承定位高度為0.7mm,所以,右端套筒長度為22.25mm,所以便于套筒齒輪的拆裝。 3） C-D段左端用于大齒輪的軸端定位所以左端需制出高度

27、為h=10mm的軸肩，所以,為滿足工作需要去。4） D-E端右端用于軸承的的軸向定位，所以右端需制出高度為h=7mm的軸肩，取軸承與C-D段右端的距離為123mm。故取。5） 為了滿足安裝軸承端蓋，軸承端蓋的e=9.6mm（由減速器及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的拆卸及便于對(duì)軸承添加潤滑油的要求，取端蓋與E-F段右端的距離為55mm。故取。6） F-H為輸出軸，與減速器外的第一個(gè)軸承配合取。軸承與軸之間的配合為，齒輪與軸的連接用平鍵,齒輪與軸之間的配合為軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實(shí)現(xiàn)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2表15-2取軸端倒角為2.個(gè)軸

28、肩處圓角取R=2mm。 4. 求軸上的載荷 先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖如圖7-6。 現(xiàn)將計(jì)算出各個(gè)截面處的M，M和M的值如下：（1）計(jì)算作用于軸上的支反力水平面內(nèi)支反力 垂直面內(nèi)支反力 (2)計(jì)算軸的彎矩，并畫彎、扭矩圖水平面彎矩：分別作出垂直面和水平面上的彎矩圖f、g，并按進(jìn)行彎矩合成。 (3)計(jì)算并畫當(dāng)量彎矩圖扭矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算, 取 , 則 圖7-6 軸載荷分析圖 6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面F是軸的危險(xiǎn)截面，則根據(jù)上面的數(shù)據(jù)，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處

29、理，由 查得=60MPa，故安全。8.軸承的壽命計(jì)算8.1 I軸上的軸承30209壽命計(jì)算預(yù)期壽命：已知N，1.計(jì)算兩軸承受到的徑向載荷和。由上述表二得兩軸承的水平反力和垂直反力。 2. 求兩軸承的計(jì)算軸向力和對(duì)于30209型軸承，按機(jī)械設(shè)計(jì)，軸承派生軸向力，其中，。 有徑向力產(chǎn)生的派生軸向力為： 按式（13-11）得 即 ， 3. 計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和因?yàn)?由表13-5分別進(jìn)行查表或插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為由于軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按表13-6，取。則當(dāng)量載荷 4. 驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)椋园摧S承2的受力大小驗(yàn)算故所選軸承滿足壽命要求。9.鍵連接的校核9.1I軸上鍵的強(qiáng)度校核

30、1.固定半聯(lián)軸器的鍵連接：選擇鍵連接的類型和尺寸（1）根據(jù)A-B段直徑從機(jī)械設(shè)計(jì)表6-1中查得鍵的截面尺寸：寬度，高度，由于輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長（比輪轂寬度小些）。（2）校核鍵連接道德強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力，取其平均值，鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，由式（6-1）可得 即鍵的強(qiáng)度滿足要求。鍵的標(biāo)記為：鍵 故此鍵能安全工作。2.固定齒輪鍵的類型和尺寸選擇根據(jù)D-E段直徑查表得，鍵的截面尺寸：寬度，高度，由于輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長-段與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度故此鍵能安全工作。9.2 II軸上鍵的校核查表得許用擠壓應(yīng)力為因?yàn)辇X輪1和齒輪

31、2的軸徑大小均為鍵的截面尺寸：寬度，高度，由于輪轂寬度度不同所以取得長度不同，分別為鍵1長，鍵2長所以只需校核鍵2的強(qiáng)度故此鍵能安全工作。 IV-V段與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度 故此鍵能安全工作。9.3 III軸上鍵的校核1. 固定齒輪鍵的類型和尺寸選擇根據(jù)D-E段直徑查表得，鍵的截面尺寸：寬度，高度，由于輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長F故此鍵能安全工作。10.聯(lián)軸器的選擇與計(jì)算1. 軸上聯(lián)軸器的選擇最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的輸出軸的直徑，為了使所選軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。 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： 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公

32、稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)聯(lián)軸器章，選用彈性柱銷HL3 J聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為630。半聯(lián)軸器的孔徑，半聯(lián)軸器的長度，半聯(lián)軸器與軸配合的孔長度。10. 減速器的潤滑設(shè)計(jì) 減速器的傳動(dòng)零件和軸承必須要有良好的潤滑，以降低摩擦，減少磨損和發(fā)熱，提高效率。1、齒輪潤滑 齒輪傳動(dòng)所用潤滑油的粘度根據(jù)傳動(dòng)的工作條件、圓周速度或滑動(dòng)速度、溫度等按來選擇。根據(jù)所需的粘度按選擇潤滑油的牌號(hào)潤滑方式（油池浸油潤滑）。在減速器中，齒輪的潤滑方式根據(jù)齒輪的圓周速度V而定。當(dāng)V12m/s時(shí)，多采用油池潤滑，齒輪浸入油池一定深度，齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就把油帶到嚙合區(qū)，同時(shí)也甩到箱壁上，借以散熱。齒輪浸油深度以12

33、個(gè)齒高為宜。當(dāng)速度高時(shí)，浸油深度約為0.7個(gè)齒高，但不得小于10mm。當(dāng)速度低（0.50.8m/s）時(shí)，浸油深度可達(dá)1/61/3的齒輪半徑，在多級(jí)齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)高速級(jí)大齒輪浸入油池一個(gè)齒高時(shí)，低速級(jí)大齒輪浸油可能超過了最大深度。此時(shí)，高速級(jí)大齒輪可采用濺油輪來潤滑，利用濺油輪將油濺入齒輪嚙合處進(jìn)行潤滑。2、滾動(dòng)軸承的潤滑潤滑劑的選擇：減速器中滾動(dòng)軸承可采用潤滑油或潤滑脂進(jìn)行潤滑。若采用潤滑油潤滑，可直接用減速器油池內(nèi)的潤滑油進(jìn)行潤滑。若采用潤滑脂潤滑，潤滑脂的牌號(hào)，根據(jù)工作條件進(jìn)行選擇。潤滑方式（潤滑油潤滑）飛濺潤滑：減速器中當(dāng)浸油齒輪的圓周速度V >23m/s時(shí)，即可采用飛濺潤滑。飛濺的油，一部分直接濺入軸承，一部分先濺到箱壁上，然后再順著箱蓋的內(nèi)壁流入箱座的油溝中，沿油溝經(jīng)軸承蓋上的缺口進(jìn)入軸承。輸油溝的結(jié)構(gòu)及其尺寸見圖。當(dāng)V更高時(shí)，可不設(shè)置油溝，直接靠飛濺的潤滑油軸承。若采用飛濺潤滑，則需設(shè)計(jì)特殊的導(dǎo)油溝，使箱壁上的油通過導(dǎo)油溝進(jìn)入軸承，起到潤滑的作用。11.箱體、機(jī)架及附件的設(shè)計(jì)箱體是加速