機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì))

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書目錄一、傳動(dòng)方案分析.5二、電動(dòng)機(jī)的選擇.5三、傳動(dòng)比的分配. 6四、V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算. 8五、斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算.11六、軸的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算以及聯(lián)軸器的選擇.21七、軸承的選擇與計(jì)算.31八、鍵的計(jì)算校核.32九、減速器的潤(rùn)滑及密封選擇. 32十、減速器的附件選擇及說(shuō)明.32十一、參考文獻(xiàn).34 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)計(jì)算過程及計(jì)算說(shuō)明設(shè)計(jì)一帶輸送機(jī)傳動(dòng)裝置工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，使用期10年（每年300個(gè)工作日），小批量生產(chǎn)，單班制工作，輸送機(jī)的傳動(dòng)效率為0.97。（第4組數(shù)據(jù)）原始數(shù)據(jù)：輸送帶從動(dòng)軸所需扭矩；輸送帶的運(yùn)行速度；輸送帶滾筒直徑。一、傳動(dòng)方案分析為

2、了估計(jì)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比范圍，以便選擇合適的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和擬定傳動(dòng)方案，可先由已知條件計(jì)算其驅(qū)動(dòng)傳送帶主動(dòng)軸滾筒的轉(zhuǎn)速nw 二、電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇：根據(jù)用途選擇Y系列一般用途的全封閉自冷式三相異步電動(dòng)機(jī)。2、功率的確定：工作機(jī)所需功率：因?yàn)?；，把?shù)據(jù)帶入式子中，所以傳動(dòng)裝置的總效率：V帶傳動(dòng)效率，滾動(dòng)球軸承效率，斜齒圓柱齒輪效率（7級(jí)精度），聯(lián)軸器效率，平帶效率。所需電動(dòng)機(jī)的功率：電動(dòng)機(jī)額定功率：按選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)。故選的電動(dòng)機(jī)3、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定：計(jì)算工作機(jī)軸工作轉(zhuǎn)速： 按機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（高等教育出版社，該書以下簡(jiǎn)稱設(shè)計(jì)手冊(cè)）的推薦的傳動(dòng)比范圍，取V帶傳動(dòng)比范圍為24

3、，展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器 則總傳動(dòng)比范圍為i=16160。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500 r/min和3000r/min。4、電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定由上可見，電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速可選1500 r/min和3000r/min，額定功率為7.5kW。因?yàn)?500r/min的電動(dòng)機(jī)較常用，且較符合工況要求，因此查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表853（P207）選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M-4。電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)見下表型號(hào)額定功率/kW滿載轉(zhuǎn)速(r/min)Y132M-47.514402.22.2三、傳動(dòng)比的分配計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、 總傳動(dòng)比：2、 分配各級(jí)傳動(dòng)比:設(shè)V帶的傳動(dòng)比為，高速

4、級(jí)斜齒輪傳動(dòng)比為，低速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)比為。取V帶傳動(dòng)比，則兩級(jí)減速箱的傳動(dòng)比為：，由上述各式可解得：=3.33 ， 3、 各軸的轉(zhuǎn)速n（r/min） 電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速: 高速軸的轉(zhuǎn)速： 中速軸的轉(zhuǎn)速： 低速軸的轉(zhuǎn)速： 工作軸的轉(zhuǎn)速：=4、 各軸的輸入功率P（kW）電機(jī)軸的輸入功率： 高速軸的輸入功率： 中速軸的輸入功率：低速軸的輸入功率: 工作軸的輸入功率：5、 各軸的輸入扭矩T（N·m）電機(jī)軸的輸入功率:高速軸的輸入轉(zhuǎn)矩:中速軸的輸入轉(zhuǎn)矩:低速軸的輸入轉(zhuǎn)矩:工作軸的輸入轉(zhuǎn)矩:、依次為電動(dòng)機(jī)軸，高速軸，中速軸，低速軸和工作機(jī)軸的輸入轉(zhuǎn)矩。參數(shù) 軸名電動(dòng)機(jī)軸軸軸軸工作機(jī)軸功率P/kW7.56

5、.826.626.426.29轉(zhuǎn)矩T/N.m49.73112.8368.11942.37932.94轉(zhuǎn)速r/min1440576172.9767.5767.57四、V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1, 確定計(jì)算功率Pca Pca=KA×P由表13-8（P218,機(jī)械設(shè)計(jì)第五版 高等教育出版社, 該書以下簡(jiǎn)稱課本）可知：KA=1.1由電動(dòng)機(jī)選型可知: P=7.5kw 2, 選擇V帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)的形式，選用普通V帶；再根據(jù)Pca、n1，由課本p.157圖8-11知：確定選用A型V帶。3, 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v。(1)初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1。由課本p.155157表8-6和

6、表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=90mm。(2)驗(yàn)算帶速v。 按課本p.150式8-13驗(yàn)算帶的速度因?yàn)?，所以所選的帶速合適。(3) 確定大帶輪的基準(zhǔn)直徑。 根據(jù)課本p.150式8-15a，計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2。 根據(jù)課本p.157表8-9，圓整為(4)確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld。1)根據(jù)課本p.152式8-20，得故得， 初步定中心距為：2)由課本p.158式8-22計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。 由課本p.146表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1550mm。3)按課本p.158式8-23計(jì)算實(shí)際中心距a 。 根據(jù)課本p.158式8-24可得中心距的可變化范圍為： 所以中心距的變化范圍

7、為：477.75mm547.5mm。(5)驗(yàn)算小帶輪上的包角1 (6)計(jì)算帶的根數(shù)Z1)計(jì)算單根V帶的額定功率Pr 由dd1=90mm和nd1=1440r/min，查課本p.152表8-4a得 根據(jù)，和A型帶，查課本p.153表8-4b得，查課本p.155表8-5可以得 ，查課本p.146表8-2得，于是得， 2)計(jì)算V帶的根數(shù)Z ，所以Z取8根。(7)計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值(F0)min由課本p.149表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1kg/m所以由課本p.158式8-27得， 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力(8)計(jì)算壓軸力Fp由課本p.159式8-28可得壓軸力的最小值為： 五、斜齒圓柱齒

8、輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、高速級(jí)已知輸入功率，齒數(shù)比為3.33，小齒輪的轉(zhuǎn)速為576r/min，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，使用期為10年（每年工作300天），單班制，輸送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)。（1）選定齒輪類型、精度等級(jí)，材料及齒數(shù)1）選用閉式斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2）該減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級(jí)精度。3）因傳遞功率不大轉(zhuǎn)速不高，由課本p191表10-1選擇小齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)后表面淬火），硬度為280HBS，大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)后表面淬火），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪，取80。5）選取螺旋角。初選螺旋角（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算，即

9、,其中1）小齒輪轉(zhuǎn)矩2）試取載荷系數(shù)3）由課本p217圖10-30選取區(qū)域系數(shù)4) 由課本p201表10-6查得材料彈性影響系數(shù)5）由課本p205表10-7選取齒寬系數(shù)6）由課本p215圖10-26查得，則7) 由課本p209圖10-21d按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞極限8）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9）由課本p208圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) 10）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，則則11）試算小齒輪分度圓直徑12）計(jì)算圓周速度v13）計(jì)算齒寬及模數(shù)14）計(jì)算縱向重合度 15）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)齒輪工況，查課本p193表10-2得，根據(jù)v=1.6

10、61m/s,7級(jí)精度，由課本p194圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)由課本p195表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)由課本p197表10-4得接觸疲勞計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)由課本p197圖10-13得彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)則接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)16）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑（3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1）確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)2）根據(jù)縱向重合度，查得螺旋角影響系數(shù)3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)4）查課本p200表10-5得,，5）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由課本p208圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.89，=0.9取安全系數(shù)由課本p209圖10-20c查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 按脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲

11、應(yīng)力6）計(jì)算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大7）模數(shù)對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差不大，取標(biāo)準(zhǔn)值，已滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。但是為了同時(shí)滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)故取，則，取。8）計(jì)算中心距將中心距圓整為9）按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。10）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑, 取.， 取11）計(jì)算齒輪寬度圓整后?。?2）計(jì)算齒頂高、齒根高、齒全高、頂隙： 13）計(jì)算齒頂圓直徑、齒根圓直徑： 14）齒輪旋向：小圓柱斜齒輪左旋，大圓柱斜齒輪右旋。 （4）大齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因?yàn)辇X輪齒

12、頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。有關(guān)尺寸按課本p232圖10-39推薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。，(由后面軸設(shè)計(jì)得)，故，具體參照大齒輪零件草圖(見下圖)。2、低速級(jí)已知輸入功率，齒數(shù)比為2.56，小齒輪的轉(zhuǎn)速為172.97r/min，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，使用期為10年（每年工作300天），單班制，輸送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)。（1）選定齒輪類型、精度等級(jí)，材料及齒數(shù)1）選用閉式斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2）該減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級(jí)精度。3）因傳遞功率不大轉(zhuǎn)速不高，由課本p191表10-1選擇小齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)后表面淬火），硬度為280HBS，大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)后表

13、面淬火），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪，取。5）選取螺旋角。初選螺旋角（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算，即,其中,1）小齒輪轉(zhuǎn)矩2）試取載荷系數(shù)3）由課本p217圖10-30選取區(qū)域系數(shù)4) 由課本p201表10-6查得材料彈性影響系數(shù)5）由課本p205表10-7選取齒寬系數(shù)6）由課本p215圖10-26查得，則7) 由課本p209圖10-21d按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞極限8）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9）由課本p208圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) 10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)

14、S=1，則則11）試算小齒輪分度圓直徑12）計(jì)算圓周速度v13）計(jì)算齒寬及模數(shù)14）計(jì)算縱向重合度 15）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)齒輪工況，查課本p193表10-2得，根據(jù)v=0.881m/s,7級(jí)精度，由課本p194圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)由課本p195表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)由課本p197表10-4得接觸疲勞計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)由課本p197圖10-13得彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)則接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)16）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑（3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1）確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)2）根據(jù)縱向重合度，查得螺旋角影響系數(shù)3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)4）查課本p200表10-5得,，5）計(jì)算彎

15、曲疲勞許用應(yīng)力由課本p206圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.89，=0.9取安全系數(shù)由課本p208圖10-20c查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 按脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲應(yīng)力6）計(jì)算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大7）模數(shù)對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差較大，取標(biāo)準(zhǔn)值，已滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。但是為了同時(shí)滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)故取，則，取。8）計(jì)算中心距將中心距圓整為9）按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。10）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑， 故取， 故取11）計(jì)算齒輪

16、寬度圓整后??；12）計(jì)算齒頂高、齒根高、齒全高、頂隙： 13）計(jì)算齒頂圓直徑、齒根圓直徑： 14）齒輪旋向：小圓柱斜齒輪左旋，大圓柱斜齒輪右旋。（4）大齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因?yàn)辇X輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。有關(guān)尺寸按課本p231圖10-39推薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。，(由后面軸設(shè)計(jì)得)，故，具體參照大齒輪零件草圖(見下圖) 。六、軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算1、初算軸徑輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）已知：,2）選擇材料并按扭矩初算軸徑選用調(diào)質(zhì)，硬度280HBS， ，根據(jù)課本P366（15-2）式，并查課本p370表15-3，取。考慮到最小直徑處要連接帶輪要有鍵槽，將直徑增大5%，則

17、d=26.18×(1+5%)mm=27.489mm。則取。中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）. 已知：,2）選擇材料并按扭矩初算軸徑選用調(diào)質(zhì)，硬度280HBS， ，根據(jù)課本P370（15-2）式，并查課本p370表15-3，取。考慮到鍵對(duì)軸強(qiáng)度的削弱及軸承壽命的要求，有兩個(gè)鍵槽，則將直徑增大10%，則d=38.66×(1+10%)mm=42.529mm。則取。 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）. 已知：,2）選擇材料并按扭矩初算軸徑選用調(diào)質(zhì)，硬度280HBS， ，根據(jù)課本P370（15-2）式，并查課本p370表15-3，取?？紤]到鍵對(duì)軸強(qiáng)度的削弱及軸承壽命的要求，有兩個(gè)鍵槽，將直徑增大10%，則d

18、=52.473×(1+10%)mm=57.72mm。則取。 3）.初步選擇聯(lián)軸器要使軸徑d12與聯(lián)軸器軸孔相適應(yīng)故選擇連軸器型號(hào)，查課本P347，,查， 。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)P101，取LT10彈性套柱銷聯(lián)軸器，其額定轉(zhuǎn)矩2000N·m，半聯(lián)軸器的孔徑,故取，軸孔長(zhǎng)度L=142mm，聯(lián)軸器的軸配長(zhǎng)度L1 =142mm。2.裝配草圖的初步繪制1）傳動(dòng)零件中心線、輪廓線及箱體內(nèi)壁線的確定a.估算減速器的外輪廓尺寸 二級(jí)圓柱斜齒輪減速器 A=4a, B=2a, C=2a 高速級(jí) 低速級(jí) b.畫傳動(dòng)零件和外部輪廓c.確定箱體內(nèi)壁線：為避免齒輪與箱體內(nèi)壁干涉，齒輪與箱體的內(nèi)壁應(yīng)留

19、有一定的距離，大齒輪齒頂圓與箱體內(nèi)壁距離（），取箱體壁厚，則，小齒輪端面與箱體內(nèi)壁（），取，兩級(jí)齒輪端面間距c要大于2m(m為齒輪的模數(shù))，并不大于8mm，則取，對(duì)于箱體底部的內(nèi)壁位置，由于考慮齒輪潤(rùn)滑及冷卻需要一定的裝油量，并使油中臟物能沉淀，箱體底部?jī)?nèi)壁與最大齒輪頂圓的距離應(yīng)大于8mm，并應(yīng)不大于30mm。d.箱體軸承座及軸承的位置確定：對(duì)于剖分式齒輪減速器：箱體軸承座內(nèi)端面為箱體內(nèi)壁，軸承座的寬度L為：。及為扳手空間所決定的的尺寸，為箱體壁厚。（地腳螺栓直徑mm，取，軸承旁連接螺栓直徑，取M16，），所以L=60mm,軸承內(nèi)端面至箱體內(nèi)壁的距離為5mm。3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸的裝配

20、方案：（2）軸上零件的定位的各段長(zhǎng)度，直徑，及定位（見下圖，從左到右每個(gè)軸端面分別標(biāo)記1,2,3,4,5,6）中間軸：因最小軸徑處裝軸承，且由初估最小軸徑選用滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)承受有徑向力和軸向力且受力不大，故選用系列角接觸球軸承。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)P78，表6-6 。選取標(biāo)準(zhǔn)精度約為03，尺寸系列7309AC。尺寸：因高速軸上小齒輪端面到內(nèi)壁的距離，及軸承內(nèi)端面至箱體內(nèi)壁的距離為5mm，所以高速軸上兼兩用的擋油環(huán)寬度B為10mm,而中速軸上大齒輪的寬度比高速軸的小齒輪寬度小5mm，則中間軸上的擋油環(huán)寬度B為10mm，所以, , ,總長(zhǎng)L=37+52+8+113+37=247mm，內(nèi)壁線

21、距離L=247-2(28+5)=181mm，,則，；，則，；高速軸：（下圖，從右到左每個(gè)軸端面分別標(biāo)記1,2,3,4,5,6，7）1）由，則取，為了定位帶輪， 1-2軸右端有一軸肩，由，則，因?yàn)閹л喌膶挾龋渲衂為V帶根數(shù)，查課本p161表8-10，得e=15mm，f=9mm。則。2）選滾動(dòng)軸承：,，因軸承同時(shí)承受有徑向力和軸向力且受力不大，故選用系列角接觸球軸承。由初估。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)P78，表6-6 。選取標(biāo)準(zhǔn)精度約為03，尺寸系列7308AC。尺寸：故取，而由上面知擋油環(huán)寬度10mm，則， 軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定），根據(jù)軸承端蓋的裝拆要求，取

22、端蓋的外端面與帶輪端面見的距離,故取。3）因內(nèi)壁線的距離，齒輪的寬度B=59mm，即，及齒輪端面與箱體內(nèi)壁（），取，則，又，則。低速軸：（下圖，從右到左每個(gè)軸端面分別標(biāo)記1，2，3，4，5，6，7，8）由上面分析知，低速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸器，現(xiàn)已選出LT10彈性套柱銷聯(lián)軸器，則，；，；，故選滾動(dòng)軸承：因軸承同時(shí)承受有徑向力和軸向力且受力不大，故選用系列角接觸球軸承。參考d3-4=80mm。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)P78，表6-6 。選取標(biāo)準(zhǔn)精度約為03，尺寸系列7316AC。尺寸：所以；，則，；，則；軸向尺寸：，軸承端蓋的總寬度為20mm（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

23、要求，取端蓋的外端面與帶輪端面見的距離,故取，取擋油環(huán)的寬度B為10mm，；由內(nèi)壁線為181mm，則自由段。4.軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器、齒輪、帶輪與軸采用平鍵連接，即過盈配合。由課本p106表6-1查得，并考慮便于加工，取低速軸半聯(lián)軸器處的鍵剖面尺寸，鍵長(zhǎng)L=B-(510)=130mm；低速級(jí)齒輪處鍵剖面尺寸b×h=25mm×14mm,鍵長(zhǎng)L=B-(510)=100mm,，取中間軸大齒輪處的鍵剖面尺寸，大齒輪處鍵長(zhǎng)L=B-（510）=44mm；小齒輪處的剖面鍵尺寸b×h=16mm×10mm鍵長(zhǎng)L=B-（510）=105mm，取高速軸的帶輪處的鍵剖面尺

24、寸，鍵長(zhǎng)L=B-（510）=110mm，配合均用H7/K6。滾動(dòng)軸承采用軸肩及擋油環(huán)定位。軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，軸尺寸公差為K6軸圓角：5.軸強(qiáng)度的計(jì)算及校核高速軸1）斜齒輪受力：斜齒輪分度圓直徑：已知，則圓周力：徑向力：軸向力： 2）軸承的支反力繪制軸受力簡(jiǎn)圖軸承支反力在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，從機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)查取a值，對(duì)于7308AC型角接觸球軸承，查得a=27.5。因此求得作為外伸梁的軸的支承跨距為175mm,外伸長(zhǎng)度為112.5mm，令A(yù)為帶輪，B，D為軸承支點(diǎn)，C為齒輪作用點(diǎn)，則有BD=175mm，DC=41mm，則水平面上的支反力：解得：, 垂直面上的支反力：，(其中D

25、為齒輪分度圓直徑)解得：,求彎矩，繪制彎矩圖（如下圖）合成彎矩：求扭矩：按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由下面的彎矩圖及高速軸的機(jī)構(gòu)得：安裝軸承段剖面的合成彎矩最大，而直徑較小，故軸承段剖面為危險(xiǎn)截面。因?yàn)檩S單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力前面已選軸的材料為鋼，調(diào)質(zhì)。查表得：=60MPa因?yàn)?，所以其?qiáng)度足夠。 （7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1） 判斷危險(xiǎn)截面因?yàn)檩S承段截面I處相對(duì)彎矩較大，而且軸肩處倒角也會(huì)增加其應(yīng)力集中，所以此處截面I為危險(xiǎn)截面。2） 截面I右側(cè)抗彎截面系數(shù)：抗扭截面系數(shù)：截面I左側(cè)的彎矩：截面I上的扭矩：截面上的彎曲應(yīng)力：截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：軸的材料為鋼，調(diào)質(zhì)處

26、理。查表可知：， ， 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)，查課本附表3-2可知：軸材料的敏性系數(shù)故有效應(yīng)力集中系數(shù)為：查表可知：尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，查表可知：表面質(zhì)量系數(shù)軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即綜合系數(shù)：碳鋼的特性系數(shù)：，取，取于是，計(jì)算安全系數(shù)：故可知其安全。中間軸校核高速級(jí)大齒輪所受的圓周力（d2為高速級(jí)大齒輪的分度圓直徑） F=1002.9N 高速級(jí)大齒輪所受的軸向力 F=F1002.9=365.0N 低速級(jí)小齒輪所受的圓周力（d3為低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑）F=6711.8N， 低速級(jí)小齒輪所受的軸向力F=F2442.9N 軸承壓力中心到低速級(jí)小齒輪中點(diǎn)距離l1=62

27、.8mm，低速級(jí)小齒輪中點(diǎn)到高速級(jí)大齒輪中點(diǎn)距離l2=92.5mm，高速級(jí)大齒輪中點(diǎn)到軸承壓力中心距離l3=47.8mm 軸承A在水平面內(nèi)支反力RAH=Fr3×l1-Fr2×l1+l2+Fa2×d22-Fa3×d32l1+l2+l3=4786.446×62.8-1720.745×62.8+92.5+1075×248.5032-2877×89.159262.8+92.5+47.8= 190N 軸承B在水平面內(nèi)支反力RBH=Fr3-RAH-Fr2=4786.446-190-1720.745=2876N 軸承A在垂直面內(nèi)

28、支反力RAV=Ft3×l1+Ft2×l1+l2l1+l2+l3=12832.173×62.8+4603.983×62.8+92.562.8+92.5+47.8= 7488N 軸承B在垂直面內(nèi)支反力RBV=Ft3×l2+l3+Ft2×l3l1+l2+l3=12832.173×92.5+47.8+4603.983×47.862.8+92.5+47.8= 9948N 軸承A的總支承反力為：RA=RAH2+RAV2=1902+74882=7490.41N 軸承B的總支承反力為：RB=RBH2+RBV2=28762+9948

29、2=10355.39N 計(jì)算水平面彎矩 截面A和截面B在水平面內(nèi)彎矩MAH=MBH=0 截面C右側(cè)在水平面內(nèi)彎矩MCH右=-RAH×l3=-190×47.8=-9082Nmm 截面C左側(cè)在水平面內(nèi)彎矩MCH左=Fa2×d22-RAH×l3=1075×248.5032-190×47.8=124488Nmm 截面D右側(cè)在水平面內(nèi)彎矩MDH右=RBH×l1-Fa3×d32=2876×62.8-2877×89.1592=52358Nmm 截面D左側(cè)在水平面內(nèi)彎矩MDH左=RBH×l1=2876

30、×62.8=180613Nmm e.繪制垂直面彎矩圖 截面A在垂直面內(nèi)彎矩MAV=MBV=0Nmm 截面C在垂直面內(nèi)彎矩MCV=RAV×l3=7488×47.8=357926Nmm 截面D在垂直面內(nèi)彎矩MDV=RBV×l1=9948×62.8=624734Nmm f.繪制合成彎矩圖 截面A和截面B處合成彎矩MA=MB=0Nmm 截面C右側(cè)合成彎矩MC右=MCH右2+MCV2=-90822+3579262=358041Nmm 截面C左側(cè)合成彎矩MC左=MCH左2+MCV2=1244882+3579262=378957Nmm 截面D右側(cè)合成彎矩MD

31、右=MDH右2+MDV2=523582+6247342=626924Nmm 截面D左側(cè)合成彎矩MD左=MDH左2+MDV2=1806132+6247342=650318Nmm 轉(zhuǎn)矩T2=572051.85Nmm 計(jì)算當(dāng)量彎矩 截面A和截面B處當(dāng)量彎矩MVA=MVB=0Nmm 截面C右側(cè)當(dāng)量彎矩MVC右=MC右2+T2=3580412+0.6×572051.852=495985Nmm 截面C左側(cè)當(dāng)量彎矩MVC左=MC左2+T2=3789572+0.6×572051.852=511289Nmm 截面D右側(cè)當(dāng)量彎矩MVD右=MD右2+T2=6269242+0.6×572

32、051.852=714732Nmm 截面D左側(cè)當(dāng)量彎矩MVD左=MD左2+T2=6503182+0.6×572051.852=735337Nmm (6)校核軸的強(qiáng)度 因D左側(cè)彎矩大，且作用有轉(zhuǎn)矩，故D左側(cè)為危險(xiǎn)剖面 其抗彎截面系數(shù)為W=×d332=×60332=21195mm3 抗扭截面系數(shù)為WT=×d316=42390mm3 最大彎曲應(yīng)力為=MW=34.69MPa 剪切應(yīng)力為=TWT=13.49MPa 按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向傳動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)=0.6，則當(dāng)量應(yīng)力為ca=2+4××2=38.28

33、MPa 查表得45調(diào)質(zhì)處理，抗拉強(qiáng)度極限B=640MPa，則軸的許用彎曲應(yīng)力-1b=60MPa，ca<-1b，所以強(qiáng)度滿足要求。 七、軸承的選擇與計(jì)算1.輸入軸的軸承：7308AC角接觸球軸承兩個(gè)軸承分別受到的總的徑向力為：，查課本表13-5以及設(shè)計(jì)手冊(cè)p78表6-6可知：已知，則軸承內(nèi)部軸向力：，因?yàn)?，則：計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：，故查課本p321表13-5得：，故查課本p321表13-5得：查課本p318表13-6可知：軸承1：軸承2：校核壽命：因，故僅需要校核軸承1。查表可知：。則故軸承壽命足夠。八、鍵的計(jì)算校核高速軸上的鍵的校核帶輪處：軸徑，滿足強(qiáng)度要求。同理，經(jīng)檢驗(yàn)低速軸與中速軸上的鍵

34、滿足強(qiáng)度要求。中速軸上鍵的校核 齒輪處的鍵連接壓力為： ，,故強(qiáng)度足夠。低速軸上鍵的校核(1)、聯(lián)軸器處的鍵連接壓力為： ，顯然，,故強(qiáng)度足夠。 (2)、齒輪處的鍵連接壓力為： ，,故強(qiáng)度足夠。九、潤(rùn)滑方式由于所設(shè)計(jì)的減速器齒輪圓周速度較小，低于2m/s，故齒輪的潤(rùn)滑方式選用油潤(rùn)滑，軸承的潤(rùn)滑方式選用脂潤(rùn)滑?？紤]到減速器的工作載荷不是太大，故潤(rùn)滑油選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB59031986），牌號(hào)選68號(hào)。潤(rùn)滑油在油池中的深度保持在6880mm之間。軸承的潤(rùn)滑脂選用合成鋰基潤(rùn)滑脂（SY14131980）。牌號(hào)為ZL2H。由于軸承選用了脂潤(rùn)滑，故要防止齒輪的潤(rùn)滑油進(jìn)入軸承將潤(rùn)滑脂稀釋，也要防止?jié)?/p>

35、滑脂流如油池中將潤(rùn)滑油污染。所以要軸承與集體內(nèi)壁之間設(shè)置擋油環(huán)。十、減速器的設(shè)計(jì)及附件1.窺視孔及窺視孔蓋：由于受集體內(nèi)壁間距的限制，窺視孔的大小選擇為長(zhǎng)90mm，寬60mm。蓋板尺寸選擇為長(zhǎng)120mm，寬90mm。蓋板周圍分布6個(gè)M6×16的全螺紋螺栓。由于要防止污物進(jìn)入機(jī)體和潤(rùn)滑油飛濺出來(lái)，因此蓋板下應(yīng)加防滲漏的墊片?？紤]到濺油量不大，故選用石棉橡膠紙材質(zhì)的紙封油圈即可?？紤]到蓋板的鑄造加工工藝性，故選擇帶有凸臺(tái)的鑄鐵蓋板。2.通氣器：為防止由于機(jī)體密封而引起的機(jī)體內(nèi)氣壓增大，導(dǎo)致潤(rùn)滑油從縫隙及密封處向外滲漏，使密封失靈。故在窺視孔蓋凸臺(tái)上加安通氣裝置。由于減速器工作在情節(jié)的室內(nèi)

36、環(huán)境中，故選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的通氣螺塞即可，其規(guī)格為M22×1.5。3.放油孔及放油螺塞：為了能在換油時(shí)將油池中的污油排出，清理油池，應(yīng)在機(jī)座底部油池最低處開設(shè)放油孔。為了能達(dá)到迅速放油地效果，選擇放油螺塞規(guī)格為M20×1.5?？紤]到其位于油池最底部，要求密封效果好，故密封圈選用材質(zhì)為工業(yè)用革的皮封油圈。4.油面指示器：為了能隨時(shí)監(jiān)測(cè)油池中的油面高度，以確定齒輪是否處于正常的潤(rùn)滑狀態(tài)，故需設(shè)置油面指示器。在本減速器中選用桿式油標(biāo)尺，放置于機(jī)座側(cè)壁，油標(biāo)尺型號(hào)選擇為M12。5.吊耳和吊鉤：為了方便裝拆與搬運(yùn)，在機(jī)蓋上設(shè)置吊耳，在機(jī)座上設(shè)置吊鉤。吊耳用于打開機(jī)蓋，而吊鉤用于搬運(yùn)整個(gè)減

37、速器?？紤]到起吊用的鋼絲直徑，吊耳和吊鉤的直徑都取20mm。6定位銷：本減速器機(jī)體為剖分式，為了保證軸承座孔的加工和裝配精度，在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓聯(lián)接后，在鏜孔之前，在機(jī)蓋與機(jī)座的連接凸緣上應(yīng)裝配定位銷。定位銷采用圓錐銷，安置在機(jī)體縱向兩側(cè)的聯(lián)接凸緣得結(jié)合面上，呈非對(duì)稱布置。圓錐銷型號(hào)選用GB117-86 A6×35。7.起蓋螺釘：在機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接凸緣的結(jié)合面上，為了提高密封性能，常涂有水玻璃或密封膠。因此聯(lián)接結(jié)合較緊，不易分開。為了便于拆下機(jī)蓋，在機(jī)蓋地凸緣上設(shè)置一個(gè)起蓋螺栓。取其規(guī)格為M10×22。其中螺紋長(zhǎng)度為16mm，在端部有一個(gè)6mm長(zhǎng)的圓柱。8.箱體采用水平刨分式

38、，刨分面與軸線平面重合，將箱體分為箱蓋和箱座兩部分。材料選為HT150。箱體設(shè)計(jì)主要是在滿足強(qiáng)度，鋼度的前提下，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，重量輕及使用等方面要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。名稱代號(hào)尺寸/mm高速級(jí)中心距120低速級(jí)中心距199箱座壁厚8箱蓋壁厚8地腳螺栓直徑20mm，M20地腳螺栓數(shù)目4地腳螺栓通孔直徑22地腳螺栓沉頭孔直徑26箱座凸緣厚度12箱蓋凸緣厚度12箱座底凸緣50箱座底凸緣厚度20軸承旁連接螺栓直徑15mm，M16箱座與箱蓋連接螺栓直徑12mm，M12連接螺栓的間距150200軸承蓋螺釘直徑M10視孔蓋螺釘直徑M8定位銷直徑10mm軸承旁凸臺(tái)半徑20凸臺(tái)高度結(jié)構(gòu)確定外箱壁至軸承座端面

39、距離52大齒輪齒頂圓與內(nèi)箱壁的距離10齒輪端面與內(nèi)箱壁的距離10箱蓋肋板厚度7箱座肋板厚度7軸承蓋外徑由軸承確定軸承旁連接螺栓距離視孔蓋l1180b1140b2125l2165直徑7孔數(shù)8蓋厚4R5d1、d2、d3至外箱壁距離C122df、d2至凸緣邊緣C220 十一、參考資料1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 第四版 吳宗澤 高等教育出版社 20122、 機(jī)械設(shè)計(jì). 第九版. 濮良貴，陳國(guó)定. 高等教育出版社，20133、 機(jī)械原理. 第八版. 孫桓，陳作模，葛文杰. 高等教育出版社，2006電動(dòng)機(jī)工作功率= 7.5KW轉(zhuǎn)速= 1440r/min選擇Y132M-4三相異步電動(dòng)機(jī) dd1=90mmLd=1550mmv=1.661m/s斜齒輪重要參數(shù)：中間軸各段長(zhǎng)度：內(nèi)壁線距離：中間軸各段軸徑：高速軸的各軸段長(zhǎng)度：高速軸的各段軸徑：低速軸的各段軸徑：低速軸的各段長(zhǎng)度：43二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：過程裝備與控制工程班級(jí)：B150215學(xué)號(hào)：B15021527指導(dǎo)老師：葛述卿機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)考查評(píng)分表姓名班級(jí) 學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)周數(shù)2考 查 項(xiàng) 目平時(shí)表現(xiàn) (20)1、出勤率： 全勤 缺勤較少 缺勤較多 全缺2、進(jìn)度： 較快 正常 較慢 沒有按時(shí)完成軸系裝配圖(40)1、結(jié)