慢動卷揚機傳動裝置(同軸 二級斜齒圓柱齒輪減速器)

1、編號： 機械設(shè)計課程設(shè)計說明書題 目： 二級斜齒圓柱齒輪減速 院 （系）：專 業(yè)：學生姓名： 學 號： 指導教師單位： 姓 名：職 稱： 引 言 機械設(shè)計綜合課程設(shè)計是對我們一個學年內(nèi)學習狀況的考察，也是鍛煉同學自主創(chuàng)新、設(shè)計及思考的一項課題。 本次機械設(shè)計課程設(shè)計的主題為“二級展開式圓柱齒輪減速器”，在設(shè)計過程中涉及到了很多在過去的一年中我們所學到的知識，例如齒輪、軸和與它們相關(guān)的知識。這次是我們第一次接觸實際進行設(shè)計，相信無論對于我們知識的強化還是創(chuàng)新能力、思考能力都是一次鍛煉和挑戰(zhàn)。 通過課程設(shè)計實踐，樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，增強綜合運用機械設(shè)計課程和其他主修基礎(chǔ)課程的理論知識

2、去分析和解決實際中出現(xiàn)的機械設(shè)計問題的能力。（2）學習機械設(shè)計的一般方法，掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，為將來的設(shè)計性工作打下良好的基礎(chǔ)。（3）通過制定設(shè)計方案，合理選擇傳動機構(gòu)和零件類型，正確計算零件工作能力，確定尺寸和掌握機械零件，以及較全面的考慮制造工藝，使用和維護要求，之后再進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，達到了解和掌握機械零件，機械傳動裝置或簡單機械的設(shè)計過程和方法。更深入的了解本專業(yè)知識的實際應(yīng)用，養(yǎng)成考慮問題全面仔細認真的好習慣。（4）學習進行機械設(shè)計基礎(chǔ)技能的訓練，例如：計算，繪圖，查閱設(shè)計資料和手冊，運用標準和規(guī)范等。（5）熟練一些軟件的操作運用，為將來走向工作崗位帶來便利。目 錄一、 設(shè)計任務(wù)書：

3、51.1 設(shè)計題目：51.2 工作條件：5 1.3 原始設(shè)計數(shù)據(jù)51.4 設(shè)計工作量5二、總體傳動方案的選擇與分析62.1 傳動方案的選擇：62.2 傳動方案的分析：6 2.3 電機的選擇要求72.4 電動機功率的確定72.5 確定電動機的轉(zhuǎn)速82.6 確定電機的選擇92.7 傳動比的分配92.8 傳動裝置運動及動力參數(shù)計算9 2.8.1 各軸的轉(zhuǎn)速計算9 2.8.2 各軸輸入功率10 2.8.3 電機輸出轉(zhuǎn)矩10 2.8.4 各軸的轉(zhuǎn)矩10三、齒輪傳動的設(shè)計及其參數(shù)計算113.1 高速級齒輪的設(shè)計計算11 3.1.1 選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級11 3.1.2 初步計算傳動的主要尺寸

4、11 3.1.3 確定傳動尺寸13 3.1.4 校核齒根彎曲疲勞強度15 3.1.5 計算齒輪傳動其他幾何尺寸163.2 低速級齒輪的設(shè)計計算16 3.2.1 選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級16 3.2.2 初步計算傳動的主要尺寸17 3.2.3 確定傳動尺寸18 3.2.4 校核齒根彎曲疲勞強度20 3.2.5 計算齒輪傳動其他幾何尺寸213.3 驗算傳動系統(tǒng)速度誤差22四、齒輪上作用力的計算224.1 高速級齒輪傳動的作用力224.2 低速級齒輪傳動的作用力23五、軸的設(shè)計與計算235.1 高速軸的設(shè)計與計算及軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇和校核23 5.1.1 已知條件23 5.1.2 選擇

5、軸的材料23 5.1.3 估算最小軸徑23 5.1.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計24 5.1.5 軸的受力分析25 5.1.6 校核軸的強度26 5.1.7 聯(lián)軸器的選擇27 5.1.8 鍵的選擇及鍵連接強度的校核27 5.1.9 軸承的選擇和壽命校核275.2 中間軸的設(shè)計與計算及軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇和校核28 5.2.1 已知條件28 5.2.2 選擇軸的材料29 5.2.3 估算最小軸徑29 5.2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計29 5.2.5 軸的受力分析30 5.2.6 校核軸的強度32 5.2.7 鍵的選擇及鍵連接強度的校核32 5.2.8 軸承的選擇和壽命校核335.2 低速軸的設(shè)計與計算及軸承、鍵和聯(lián)軸器的

6、選擇和校核34 5.3.1 已知條件34 5.3.2 選擇軸的材料34 5.3.3 估算最小軸徑34 5.3.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計34 5.3.5 軸的受力分析35 5.3.6 校核軸的強度37 5.3.7 鍵的選擇及鍵連接強度的校核37 5.3.8 軸承的選擇和壽命校核38六、減速器的潤滑與密封386.1 齒輪的潤滑386.2 軸承的潤滑386.3 減速器的密封39七、減速器附件的選擇確定39 7.1 軸承端蓋397.2 放油孔及放油螺塞397.3 窺視孔和視孔蓋407.4定位銷407.5 啟蓋螺釘407.6軸承蓋螺釘，軸承蓋旁連接螺栓，箱體與箱蓋連接螺栓40八、 減速器的箱體尺寸計算40九、 減速

7、器的繪制與結(jié)構(gòu)分析419.1 拆卸減速器419.2 分析裝配方案419.3 分析各零件作用、結(jié)構(gòu)及類型419.4 減速器裝配草圖設(shè)計429.5 完成減速器裝配草圖429.6 減速器裝配圖繪制過程439.7 完成裝配圖43設(shè)計小結(jié)44參考文獻45一、 設(shè)計任務(wù)書：1.1 設(shè)計題目 慢動卷揚機傳動裝置（二級斜齒圓柱齒輪減速器）1.2 工作條件 卷筒效率：=0.95（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：三班制，間歇工作，載荷變動較?。皇褂谜叟f期：十五年;工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度35；動力來源：電力，三相交流，電壓380/220V；檢修間隔期：四

8、年一次大修，二年一次中修，一年一次小修；制造條件及生產(chǎn)批量；專門機械廠制造，小批量生產(chǎn)。1.3 原始設(shè)計數(shù)據(jù)鋼繩拉力F（KN）5.6鋼繩速度V(M/S)1.25卷筒直徑D（MM）3601.4 設(shè)計工作量（1）減速器裝配圖1張（計算機繪制圖幅用A0或A1，用A3圖幅打?。?；（2）零件（大齒輪、輸出軸）工作圖2張（計算機繪制，用A3圖幅打?。?）打印設(shè)計說明書1份，約10000字。二、總體傳動方案的選擇與分析2.1 傳動方案的選擇： 傳動方案反映運動和動力傳遞路線和各部件的組成和聯(lián)接關(guān)系,它首先應(yīng)滿足工作機的性能要求,適應(yīng)工作條件,工作可靠。此外,還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低、傳動效率高和操作

9、維護方便等。但要同時滿足上述要求往往比較困難,因此,應(yīng)根據(jù)具體的設(shè)計任務(wù)有側(cè)重地保證主要設(shè)計要求,進行合理地選擇和組合。（1）二級斜齒圓柱齒輪減速器優(yōu)點：適用于繁重及惡劣的條件下長期使用，使用與維護方便。缺點：結(jié)構(gòu)尺寸較大，結(jié)構(gòu)較復雜，中間軸承潤滑較困難（2）蝸桿減速器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比較大，適用于中，小功率和間歇工作場合。缺點：傳動效率低，長期連續(xù)使用不夠經(jīng)濟。（3）一級圓柱齒輪減速器和開式齒輪傳動優(yōu)點：成本低。缺點：使用壽命較短，傳動比較低。討論：本課程設(shè)計的工作環(huán)境要在灰塵較大，環(huán)境最高溫度三十五攝氏度的高溫下工作，而且四年一次大修，二年一次中修，一年一次小修可見對使用壽命有一定要求

10、，應(yīng)想辦法使其長期使用，而且使用與維護方便。所以，由參考文獻1P4圖2-2；選擇二級圓柱齒輪減速器。2.2 傳動方案的分析：采用兩級斜齒圓柱齒輪減速器達到減速目的，傳動裝置由電動機、聯(lián)軸器、減速裝置、卷筒等組成。減速器為二級斜齒圓柱齒輪減速器，方案簡圖如圖所示。斜齒輪主要是能夠提高齒輪嚙合的重合度，使齒輪傳動平穩(wěn)，降低噪音，適用于較高速的情況下。結(jié)構(gòu)示意圖如下：2.3 電機的選擇要求 課程設(shè)計中的電動機大多是在常溫和載荷不變（或變化不大）的情況下長期連續(xù)運轉(zhuǎn)，所以選擇Y系列電動機（全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機）。其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、價格低，適用于一般場合。在選擇其功率時

11、，只要使其所需的實際功率不超過額定功率，即可避免過熱，即P額定P實際。 2.4 電動機功率的確定 工作機主軸所需功率：Pw = FV/1000KW= 5.6*1000*1.25/1000 = 7 KW 查找零件傳動效率值由參考文獻1P7表2-4 聯(lián)軸器效率： 軸承效率: （一般斜齒輪選用圓錐滾子軸承，成對使用，這種軸承能承受大的軸向載荷，但使用有些麻煩，設(shè)計時必須通過尺寸鏈計算來設(shè)計墊片的厚度范圍。在裝配時需要選用墊片的方法來調(diào)整軸承的游隙。但也有小螺旋角的斜齒輪用深溝球軸承。） 圓柱齒輪效率：（二級減速器里面有高速級低速級，一對齒輪有一個傳動效率，二級是兩對，所以乘以兩對齒輪的傳動效率，既高

12、速級的傳動效率和低速級傳動的效率） 卷筒效率： 開式齒輪效率： 因此 電動機所需功率：Pd = Pw/ = 7/0.8 = 8.76KW2.5 確定電動機的轉(zhuǎn)速n w = 60*1000*V/D =66.35r/min同一功率的異步電動機有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750rmin等幾種同步轉(zhuǎn)速。一般來說，電動機的同步轉(zhuǎn)速越高，則磁極對數(shù)越少，外廓尺寸愈小，價格越低；反之，轉(zhuǎn)速越低，外廓尺寸越大，價格越高。 本實驗選電動機轉(zhuǎn)速為3000r/min。 根據(jù)選定的電動機類型、功率和轉(zhuǎn)速，可由參考文獻1表20-1和表20-2查出電動機具體型號和外形尺寸。后面?zhèn)鲃友b置的

13、設(shè)計和計算工作，就按照已選定的電動機型號的額定功率p ed和滿載轉(zhuǎn)速n w、電動機的中心高度、外伸軸徑和外伸軸長度的等條件來進行。電動機型號額定功率（kw）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩Y160M1-21129302.02.3 表20-1 Y系列三相異步電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)機座號HABCDY160M16025421010842EF*GDGKABACADHDBBLAAHA11012*837153251652553852706007020 表20-2機座帶底腳、端蓋無凸緣Y系列電動機的安裝及外形尺寸2.6 確定電機的選擇 由表16-1、16-2可知， 選擇Y系列的三相異步電

14、動機，此系列電動機屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低廉，維護方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械。根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，選擇其型號為Y160M1-2，同步轉(zhuǎn)速3000rmin,滿載轉(zhuǎn)速為2930rmin，額定功率11kw。2.7 傳動比的分配 理論傳動比 傳動比分配： 取開式齒輪傳動比： 則減速器傳動比為：高速級傳動比為：2.8 傳動裝置運動及動力參數(shù)計算2.8.1 各軸的轉(zhuǎn)速計算 2.8.2 各軸輸入功率 2.8.3 電機輸出轉(zhuǎn)矩2.8.4 各軸的轉(zhuǎn)矩三、齒輪傳動的設(shè)計及其參數(shù)計算3.1 高速級齒輪的設(shè)計計算3.1.1 選擇齒輪材料、熱處理方式和精

15、度等級考慮到帶式運輸機為一般機械，故大、小齒輪均選用45號鋼。為了制造方便采用軟齒面，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火處理，選用8級精度，查表得小齒輪齒面硬度為217-255HBW，取硬度值為240HBW進行計算；大齒輪齒面硬度為162-217HBW，取硬度值200HBW進行計算。3.1.2 初步計算傳動的主要尺寸因為齒輪傳動形式為閉式軟齒面，故決定按齒面彎曲疲勞強度設(shè)計齒輪傳動主要參數(shù)和尺寸，由參考文獻【2】P219公式10-24可得式中各參數(shù)為：1.由參考文獻【2】P206表10-7，選取齒寬系數(shù)d=12.初選螺旋角。壓力角為。3.由參考文獻【2】P203圖10-20,查取節(jié)點區(qū)域系數(shù)4.初選齒

16、輪載荷系數(shù)。5.查表得彈性系數(shù)6.齒數(shù)比7.確定齒輪齒數(shù)，初選小齒輪齒數(shù) 則 取8.重合度計算端面重合度為：由參考文獻【2】P220公式得：軸向重合度為：由參考文獻【2】P220公式得由參考文獻【2】P219公式10-23得9.接觸許用應(yīng)力計算由參考文獻【2】P211圖10-25查得疲勞極限應(yīng)力為 小齒輪1和大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)齒數(shù)分別是：式中：J轉(zhuǎn)一周，同一側(cè)齒面嚙合齒數(shù) Lh齒輪工作時間由參考文獻1P206圖10-18查得彎曲強度壽命為： 由表取得安全系數(shù),由參考文獻【2】P207公式10-14則：取較小者為該齒輪副的接觸疲勞強度許用應(yīng)力10.初算小齒輪的分度圓直徑3.1.3 確定傳動尺寸1

17、.計算載荷系數(shù)，由表查得使用系數(shù) KA =1因由圖查得動載荷系數(shù)由圖查得齒向載荷系數(shù)由表查得齒間載荷分配系數(shù) 則載荷系數(shù)為2. 對直徑進行修正3.確定模數(shù)查表，取4.計算傳動尺寸中心距為圓整，取 則螺旋角為因為與初選值相差較大，所以對有關(guān)的參數(shù)進行修正由參考文獻【2】P203圖10-20,查取節(jié)點區(qū)域系數(shù)則端面重合度為：軸向重合度為： 由參考文獻【2】P220公式得由參考文獻【2】P219公式10-23得5.小齒輪的分度圓直徑精確計算圓周速度為由圖查得動載荷系數(shù)查表，取，則高速級中心矩為則螺旋角修正為 修正完畢，無誤分度圓直徑為 齒寬為 取 取3.1.4 校核齒根彎曲疲勞強度由參考資料【2】P

18、218頁公式10-17得1. 與上面相同2. 齒寬3. 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)由參考資料【2】P200圖10-17 10-18查得 4. 由參考資料【2】公式10-5算得重合度系數(shù)為 5. 由圖查得螺旋角系數(shù)為 6. 彎曲應(yīng)力由參考資料【2】圖10-24查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為 由參考資料【2】圖10-22查得壽命系數(shù)為 取得安全系數(shù)為 故3.1.5 計算齒輪傳動其他幾何尺寸1. 端面模數(shù): 2. 齒頂高： 3.齒根高： 4.全齒高： 5.頂隙： 6.齒頂圓直徑： 7. 齒根圓直徑 3.2 低速級的齒輪設(shè)計與計算3.2.1 選擇材料，熱處理方式和公差等級 由于低速級傳遞的轉(zhuǎn)矩大，故大、小齒輪分別

19、 選用45鋼和40Cr。為制造方便采用軟齒面，均 齒輪調(diào)質(zhì)處理，選用8級精度 查表得小齒輪齒面硬度為241286HBW，取硬度 值為263HBW進行計算；大齒輪齒面硬度為 217255HBW，取硬度值236HBW進行計算。3.2.2 初步計算傳動的主要尺寸因為齒輪傳動形式為閉式軟齒面，故決定按齒面彎曲疲勞強度設(shè)計齒輪傳動主要參數(shù)和尺寸，由參考文獻【2】P219公式10-24可得式中各參數(shù)為：1.由參考文獻【2】P206表10-7，選取齒寬系數(shù)d=12.初選螺旋角。壓力角為。3.由參考文獻【2】P203圖10-20,查取節(jié)點區(qū)域系數(shù)4.初選齒輪載荷系數(shù)。5.查表得彈性系數(shù)6.齒數(shù)比7.確定齒輪齒

20、數(shù)，初選小齒輪齒數(shù) 則 取8.重合度計算端面重合度為：由參考文獻【2】P220公式得：軸向重合度為：由參考文獻【2】P220公式得由參考文獻【2】P219公式10-23得9.接觸許用應(yīng)力由參考文獻【2】P211圖10-25查得疲勞極限應(yīng)力為 小齒輪1和大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)齒數(shù)分別是：式中：J轉(zhuǎn)一周，同一側(cè)齒面嚙合齒數(shù) Lh齒輪工作時間由參考文獻1P206圖10-18查得彎曲強度壽命為： 由表取得安全系數(shù),由參考文獻【2】P207公式10-14則：取較小者為該齒輪副的接觸疲勞強度許用應(yīng)力10.初算小齒輪的分度圓直徑3.2.3 確定傳動尺寸1.計算載荷系數(shù)，由表查得使用系數(shù) KA =1因由圖查得動載

21、荷系數(shù)由圖查得齒向載荷系數(shù)由表查得齒間載荷分配系數(shù) 則載荷系數(shù)為3. 對直徑進行修正3.確定模數(shù)查表，取4.計算傳動尺寸中心距為圓整，取 則螺旋角為因為與初選值相差較大，所以對有關(guān)的參數(shù)進行修正由參考文獻【2】P203圖10-20,查取節(jié)點區(qū)域系數(shù)則端面重合度為：軸向重合度為： 由參考文獻【2】P220公式得由參考文獻【2】P219公式10-23得5.小齒輪的分度圓直徑精確計算圓周速度為由圖查得動載荷系數(shù)查表，取，則低速級中心矩為則螺旋角修正為 修正完畢，無誤分度圓直徑為 齒寬為 取 取3.2.4 校核齒根彎曲疲勞強度1. 與上面相同2.齒寬3.齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)由圖查得 4.由圖查得重合

22、度系數(shù)為 5.由圖查得螺旋角系數(shù)為 6.彎曲應(yīng)力 由圖查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為 由圖查得壽命系數(shù)為 由表查得安全系數(shù)為 故3.2.5 計算齒輪傳動其他幾何尺寸1.端面模數(shù): 2.齒頂高： 3.齒根高： 4.全齒高： 5.頂隙： 6.齒頂圓直徑： 8. 齒根圓直徑 3.3驗算傳動系統(tǒng)速度誤差：減速器的實際傳動比為則卷筒的實際轉(zhuǎn)速為則輸送帶的速度為則輸送帶誤差為 在允許的范圍內(nèi)，符合設(shè)計要求。四、齒輪上作用力的計算4.1 高速級齒輪傳動的作用力已知條件：高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為 轉(zhuǎn)速為 小齒輪分度圓直徑 小齒輪左旋，大齒輪右旋1. 圓周力為 2.徑向力為 3. 軸向力為 4. 法向力為 從動齒輪2各個力與

23、主動齒輪1上相應(yīng)的力大小相等，左右方向相反。4.2 低速級齒輪傳動的作用力已知條件：低速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為 轉(zhuǎn)速為 小齒輪分度圓直徑 小齒輪右旋，大齒輪左旋1.圓周力為 2.徑向力為 3.軸向力為 4.法向力為 從動齒輪4各個力與主動齒輪3上相應(yīng)的力大小相等，左右方向相反。五、軸的設(shè)計與計算5.1 高速軸的設(shè)計與計算及軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇和校核5.1.1已知條件 高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為 轉(zhuǎn)速為 功率為 小齒輪分度圓直徑 齒輪寬度5.1.2選擇軸的材料 因傳遞的功率不大，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特 殊要求，故選用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理5.1.3估算最小軸徑根據(jù)參考資料【2】P366表15-3取,軸徑可按下式

24、求得 考慮到軸上有鍵槽定位，軸徑應(yīng)增大3%-5%，則取5.1.4結(jié)構(gòu)設(shè)計1. 設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制出軸的草圖（根據(jù)手冊得）2. 軸段1的設(shè)計 （根據(jù)軸的最小直徑設(shè)計） （略小于聯(lián)軸器的寬度）3. 軸段2的設(shè)計 （略大于軸段1的直徑） （軸段外部距軸承端蓋20mm左右）4. 軸段3的設(shè)計 （略大于軸段2的直徑，按照軸承內(nèi)徑標準選擇） （軸承外側(cè)距軸承座端面31mm）5. 軸段4的設(shè)計 （略大于軸段3的直徑） （略小于小齒輪的齒寬）6. 軸段5的設(shè)計 （大于軸段4的直徑） （比其他軸段都要短）7. 軸段6的設(shè)計 （和軸段3的直徑相同） （略小于軸段3的長度）5.1.5軸的受力分析1.力作用點間的距離

25、由參考資料【2】P374-375頁和手冊得 2.支承反力 在水平面上為 在垂直面上為 支承1的總支承反力 支承2的總支承反力3.彎矩計算 在水平面上為 在垂直面上為 合成彎矩4. 畫出軸的受力簡圖5. 畫出彎矩圖6. 畫出轉(zhuǎn)矩圖（如下所示）5.1.6 校核軸的強度因為a點右側(cè)彎矩大，故a點右側(cè)為危險截面，其抗彎截面系數(shù)為抗扭截面系數(shù)為最大彎曲應(yīng)力為扭剪應(yīng)力為按彎扭合成強度進行校核計算，對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)，則當量應(yīng)力為由表查得45號鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強度極限，由表查得軸的許用彎曲應(yīng)力。，強度滿足要求5.1.7 聯(lián)軸器的選擇 選擇LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器（GB/T501

26、4-2003）5.1.8鍵的選擇及鍵連接強度的校核聯(lián)軸器鍵連接選用A型普通平鍵規(guī)格為：（GB/T1096-2003） 長度為50mm擠壓應(yīng)力為取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為45號鋼，由表查得，強度足夠,可以使用。齒輪1鍵聯(lián)接選用A型普通平鍵規(guī)格為：（GB/T1096-2003） 長度為50mm擠壓應(yīng)力為取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為45號鋼，由表查得，強度足夠,可以使用。5.1.9軸承的選擇和壽命校核 1.當量動載荷選用30208（GB/T 297-1994）軸承 根據(jù)參考資料【1】P149頁表15-7（摘自GB297-84）內(nèi)徑 外徑 軸承1、2的內(nèi)部軸向力分別為外部軸向力 則兩軸承的軸向力分別為因

27、為 因為 2. 軸承壽命因為,故只需校核軸承2。軸承在100以下工作，查表得軸承預期壽命為 ，故軸承的壽命足夠5.2中間軸的設(shè)計與計算及軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇和校核5.2.1已知條件 中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為 轉(zhuǎn)速為 功率為 齒輪分度圓直徑 齒輪寬度 5.2.2 選擇軸的材料 因傳遞的功率不大，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特 殊要求，故選用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。5.2.3 估算最小軸徑根據(jù)參考資料【2】P366表15-3取,軸徑可按下式求得 取5.2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計1.設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制出軸的草圖（示意圖，具體數(shù)據(jù)如下）8. 軸段1的設(shè)計 （按照軸承內(nèi)徑標準選擇） （軸承外側(cè)距軸承座端面31mm）9. 軸段2

28、的設(shè)計 （略大于軸段1的直徑） （略小于齒輪寬度）10. 軸段3的設(shè)計 （略大于軸段2的直徑） （兩齒輪間的間距）11. 軸段4的設(shè)計 （與軸段2的直徑相同） （略小于齒輪的齒寬）12. 軸段5的設(shè)計 （按照軸承內(nèi)徑標準選擇） （軸承外側(cè)距軸承座端面31mm）5.2.5 軸的受力分析由參考資料【2】P374-375頁和手冊得1.力作用點間的距離 2.支承反力在水平面上為在垂直面上為支承1的總支承反力支承2的總支承反力 3.彎矩計算在水平面上為在垂直面上為合成彎矩7. 畫出軸的受力簡圖8. 畫出彎矩圖9. 畫出轉(zhuǎn)矩圖5.2.6校核軸的強度因為b點右側(cè)彎矩大，故b點右側(cè)為危險截面，其抗彎截面系數(shù)為

29、抗扭截面系數(shù)為最大彎曲應(yīng)力為扭剪應(yīng)力為按彎扭合成強度進行校核計算，對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)，則當量應(yīng)力為由表查得45號鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強度極限，由表查得軸的許用彎曲應(yīng)力。，強度滿足要求。5.2.7鍵的選擇及鍵連接強度的校核聯(lián)軸器鍵連接選用A型普通平鍵 （GB/T1096-2003） 長度為63mm擠壓應(yīng)力為取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為45號鋼，由表查得，強度足夠,可以使用。齒輪3鍵聯(lián)接選用A型普通平鍵 （GB/T1096-2003） 長度為63mm擠壓應(yīng)力為取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為45號鋼，由表查得，強度足夠,可以使用。5.2.8軸承的選擇和壽命校核1.當量動載荷選用

30、30208（GB/T 297-1994）軸承 根據(jù)參考資料【1】P149頁表15-7（摘自GB297-84）內(nèi)徑 外徑 軸承1、2的內(nèi)部軸向力分別為外部軸向力 則兩軸承的軸向力分別為因為 因為 2.軸承壽命因為,故只需校核軸承2。軸承在100以下工作，查表得軸承預期壽命為 ，故軸承的壽命足夠5.3低速軸的設(shè)計與計算及軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇和校核5.3.1已知條件 中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為 轉(zhuǎn)速為 功率為 齒輪分度圓直徑 齒輪寬度5.3.2 選擇軸的材料 因傳遞的功率不大，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特 殊要求，故選用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理5.3.3 估算最小軸徑根據(jù)參考資料【2】P366表15-3取,軸徑可按

31、下式求得 考慮到軸上有鍵槽，軸徑應(yīng)增大3%-5%,則 取5.3.4結(jié)構(gòu)設(shè)計1.設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制出軸的草圖（示意圖，具體數(shù)據(jù)如下）13. 軸段1的設(shè)計 （根據(jù)軸的最小直徑設(shè)計） 開式齒輪輪轂寬度 取80mm （略小于聯(lián)軸器寬度）14. 軸段2的設(shè)計 （略大于軸段1的直徑） （軸段外部距軸承端蓋20mm左右）15. 軸段3的設(shè)計 （略大于軸段2的直徑，按照軸承內(nèi)徑標準選擇） （軸承外側(cè)距軸承座端面31mm）16. 軸段4的設(shè)計 （略大于軸段3的直徑） （略小于齒輪的寬度）17. 軸段5的設(shè)計 （按照軸承內(nèi)徑標準選擇） （軸承外側(cè)距軸承座端面31mm）18.軸段6的設(shè)計 （與軸段3的直徑相同） （

32、軸承外側(cè)距軸承座端面31mm）5.3.5 軸的受力分析1.力作用點間的距離 由參考資料【2】P374-375頁和手冊得 2.支承反力在水平面上為在垂直面上為支承1的總支承反力支承2的總支承反力3.彎矩計算在水平面上為在垂直面上為合成彎矩10. 畫出軸的受力簡圖11. 畫出彎矩圖12. 畫出轉(zhuǎn)矩圖5.3.6 校核軸的強度因為a點右側(cè)彎矩大，故a點右側(cè)為危險截面，其抗彎截面系數(shù)為抗扭截面系數(shù)為最大彎曲應(yīng)力為扭剪應(yīng)力為按彎扭合成強度進行校核計算，對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)，則當量應(yīng)力為由表查得45號鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強度極限，由表查得軸的許用彎曲應(yīng)力。，強度滿足要求。5.3.7

33、 鍵的選擇及鍵連接強度的校核齒輪4處鍵連接選用A型普通平鍵 （GB/T1096-2003） 長度為63mm擠壓應(yīng)力為取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為45號鋼，由表查得，強度足夠,可以使用。開式齒輪處鍵聯(lián)接選用A型普通平鍵 （GB/T1096-2003） 長度為70mm擠壓應(yīng)力為取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為45號鋼，由表查得，強度足夠,可以使用。5.3.8 軸承的選擇和壽命校核1.當量動載荷選用30211（GB/T 297-1994）軸承內(nèi)徑 外徑 軸承1、2的內(nèi)部軸向力分別為外部軸向力 則兩軸承的軸向力分別為因為 因為 2.軸承壽命因為,故只需校核軸承1。軸承在100以下工作，查表得軸承預期壽命為 ，

34、故軸承的壽命足夠。六、減速器的潤滑與密封6.1 齒輪的潤滑 閉式齒輪傳動，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠遠小于150-200 m/min，所以選擇油潤滑。對于圓柱齒輪而言，齒輪浸入油池深度至少為1-2個齒高，但浸 油深度不得大于分度圓半徑的1/3。大齒輪齒頂距油池底面距離不小于30-50mm。根據(jù)以上 要求，減速箱使用前須加注潤滑脂，使油面高度達到33-71mm。從而選用L-AN68潤滑油。6.2 軸承的潤滑 滾動軸承的潤滑劑可以是脂潤滑、潤滑油或固體潤滑劑。選擇何種潤滑方式可以根據(jù)齒輪 圓周速度判斷。由于V齒=0.89m/s2m/s，所以均選擇脂潤滑。采用脂潤滑軸承的時候，

35、為 避免稀油稀釋油脂，需用擋油環(huán)將軸承與箱體內(nèi)部隔開，且軸承與箱體內(nèi)壁需保持一定的 距離。在本箱體設(shè)計中滾動軸承距箱體內(nèi)壁距離故選用通用鋰基潤滑脂（GB 7324- 1987），它適用于寬溫度范圍內(nèi)各種機械設(shè)備的潤滑，選用牌號為ZN-3的潤滑脂。6.3 減速器的密封 為防止箱體內(nèi)潤滑劑外泄和外部雜質(zhì)進入箱體內(nèi)部影響箱體工作，在構(gòu)成箱體的各零件 間，如箱蓋與箱座間、及外伸軸的輸出、輸入軸與軸承蓋間，需設(shè)置不同形式的密封裝置。對于無相對運動的結(jié)合面，常用密封膠、耐油橡膠墊圈等；對于旋轉(zhuǎn)零件如外伸軸的密封，則需根據(jù)其不同的運動速度和密封要求考慮不同的密封件和結(jié)構(gòu)。本設(shè)計中由于密封 界面的相對速度較小

36、，故采用接觸式密封。輸入軸與軸承蓋間V <3m/s，輸出軸與軸承蓋間 也為V <3m/s，故均采用半粗羊毛氈封油圈。七、減速器附件的選擇確定7.1 軸承端蓋根據(jù)下列的公式對軸承端蓋進行計算：d0=d3+1mm；D0=D +2.5d3；D2=D0+2.5d3； e=1.2d3；e1e；m由結(jié)構(gòu)確定；D4=D -(1015)mm；D5=D0 -3d3；D6=D -(24)mm；d1、b1由密封尺寸確定；b=510，h=(0.81)b7.2 放油孔及放油螺塞為排放減速器箱體內(nèi)污油和便于清洗箱體內(nèi)部，在箱座油池的最低處設(shè)置放油孔，箱體內(nèi) 底面做成斜面，向放油孔方向傾斜1°2

37、76;，使油易于流出。7.3 窺視孔和視孔蓋在機蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進行操作，窺視孔有蓋板，機體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6緊固。7.4 定位銷對由箱蓋和箱座通過聯(lián)接而組成的剖分式箱體，為保證其各部分在加工及裝配時能夠保持 精確位置，特別是為保證箱體軸承座孔的加工精度及安裝精度。7.5 啟蓋螺釘由于裝配減速器時在箱體剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因膠 結(jié)緊密難于開蓋，旋動啟箱螺釘可將箱蓋頂起。7.6 軸承蓋螺釘，軸承蓋旁連接螺栓，箱體與箱蓋連接螺栓用作安

38、裝連接用。8、 減速器的箱體尺寸計算名稱符號尺寸關(guān)系箱座壁厚箱蓋壁厚箱座凸緣厚度箱蓋凸緣厚度箱底座凸緣厚度箱座箱蓋肋厚、箱座箱蓋地腳螺釘直徑地腳螺釘數(shù)目軸承旁聯(lián)接螺栓直徑箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑取軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目、觀察孔蓋螺釘直徑取箱體內(nèi)壁至軸承座端面距離l50mm定位銷直徑dd=（0.70.8）=8mm箱座加強筋厚度8箱蓋加強筋厚度8軸承端蓋直徑D120120140九、減速器的繪制與結(jié)構(gòu)分析9.1 拆卸減速器 按拆卸的順序給所有零、部件編號，并登記名稱和數(shù)量，然后分類、分組保管，避免 產(chǎn)生混亂和丟失；拆卸時避免隨意敲打造成破壞，并防止碰傷變形等，以使再裝配時仍能保證減速器正常運轉(zhuǎn)。拆卸順序

39、：拆卸觀察孔蓋。拆卸箱體與箱蓋聯(lián)連螺栓，起出定位銷釘，然后擰動起蓋螺釘，卸下箱蓋。拆卸各軸兩邊的軸承蓋、端蓋。一邊轉(zhuǎn)動軸順著軸旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒏咚佥S軸系拆下，再用橡膠榔頭輕敲軸將低、中速軸系拆卸下來。最后拆卸其它附件如油標尺、放油螺塞等。9.2 分析裝配方案按照先拆后裝的原則將原來拆卸下來的零件按編好的順序返裝回去。檢查箱體內(nèi)有無零件及其他雜物留在箱體內(nèi)后，擦凈箱體內(nèi)部。將各傳動軸部件裝入箱體內(nèi)；將嵌入式端蓋裝入軸承壓槽內(nèi)，并用調(diào)整墊圈調(diào)整好軸承的工作間隙。將箱內(nèi)各零件，用棉紗擦凈，并塗上機油防銹。再用手轉(zhuǎn)動高速軸，觀察有無零件干涉。經(jīng)檢查無誤后，合上箱蓋。松開起蓋螺釘，裝上定位銷，并打緊。裝上螺栓

40、、螺母用手逐一擰緊后，再用扳手分多次均勻擰緊。裝好軸承小蓋，觀察所有附件是否都裝好。用棉紗擦凈減速器外部，放回原處，擺放整齊。9.3 分析各零件作用、結(jié)構(gòu)及類型主要零部件：軸：主要功用是直接支承回轉(zhuǎn)零件，以實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動并傳遞動力。高速軸屬于齒輪軸；低速軸為轉(zhuǎn)軸，屬階梯軸。軸承：用來支承軸或軸上回轉(zhuǎn)零件、保持軸的旋轉(zhuǎn)精度、減小磨擦和磨損。齒輪：用來傳遞任意軸間的運動和動力，在此起傳動及減速作用，都為斜齒圓柱齒輪。9.4 減速器裝配草圖設(shè)計（1）裝配圖的作用 裝配圖表明減速器各零件的結(jié)構(gòu)及其裝配關(guān)系，表明減速器整體結(jié)構(gòu)，所有零件的形狀和尺寸，相關(guān)零件間的聯(lián)接性質(zhì)及減速器的工作原理，是減速器裝配、調(diào)

41、試、維護等的 技術(shù)依據(jù)，表明減速器各零件的裝配和拆卸的可能性、次序及減速器的調(diào)整和使用方法。（2）設(shè)計內(nèi)容 進行軸的設(shè)計，確定軸承的型號、軸的支點距離和作用在軸上零件的力的作用點，進行軸的強度和軸承壽命計算，完成軸系零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。（3）初繪減速器裝配草圖 主要繪制減速器的俯視圖和部分主視圖： 1、畫出傳動零件的中心線；2、畫出齒輪的輪廓；3、畫出箱體的內(nèi)壁線；4、確定軸承座孔寬度，畫出軸承座的外端線；5、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（徑向尺寸、軸向尺寸）；6、畫出軸、滾動軸承和軸承蓋的外廓。9.5 完成減速器裝配草圖（1）視圖布局：選擇3個基本視圖，結(jié)合必要的剖視、剖面和局部視圖加以

42、補充。選擇俯視圖作為基本視圖，主視和左視圖表達減速器外形，將減速器的工作原理和主要裝配關(guān)系集中反映在一個基本視圖上。布置視圖時應(yīng)注意：a、整個圖面應(yīng)勻稱美觀，并在右下方預留減速器技術(shù)特性表、技術(shù)要求、標題欄和零件明細表的位置。b、各視圖之間應(yīng)留適當?shù)某叽鐦俗⒑土慵蛱枠俗⒌奈恢?。?）尺寸的標注： 特性尺寸：用于表明減速器的性能、規(guī)格和特征。如傳動零件的中心距及其極限偏差等。b)外形尺寸：減速器的最大長、寬、高外形尺寸表明裝配圖中整體所占空間。c)安裝尺寸：減速器箱體底面的長與寬、地腳螺栓的位置、間距及其通孔直徑、外伸軸端的直徑、配合長度及中心高等。（3）標題欄、序號和明細表：、說明機器或部件的名