單級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)+鏈傳動(dòng)

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1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目：?jiǎn)渭?jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)+鏈傳動(dòng) 系 別：機(jī)械工程系 專業(yè)班級(jí)：2002機(jī)本 學(xué)生姓名：xxx 指導(dǎo)老師：xxx 完成日期：2004年12月12日 邵 陽(yáng) 學(xué) 院 （七里坪校區(qū)） 目錄 一． 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 二． 前言 三． 運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)計(jì)算 １． 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 ２． 各級(jí)傳動(dòng)比的分配 ３． 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速，功率及轉(zhuǎn)矩，列成表格 四． 傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算 五． 齒輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算 六． 軸與軸承的計(jì)算與校核 七． 鍵等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)鍵的選擇 八． 減速器的潤(rùn)滑與密封 九． 箱體的設(shè)計(jì) 十． 設(shè)

2、計(jì)小結(jié) 十一． 參考資料 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)題目：?jiǎn)渭?jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)＋鏈傳動(dòng) 原始數(shù)據(jù)： 　　　　 F=2600N　　　F：輸送帶拉力； 　　　　 V=1.5m/s　　　V：輸送帶速度； 　　　　 D=400mm D：滾筒直徑。 設(shè)計(jì)工作量： １． 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份 ２． 二張主要零件圖（CAD） ３． 零號(hào)裝配圖一張 工作要求： 輸送機(jī)連續(xù)工作，單向提升，載荷平衡兩班制工作，使用年限１０年，輸送帶速度允許誤差為5%。 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：（見(jiàn)附圖） 二．前言 分析和擬定傳動(dòng)方案 機(jī)器通常由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置三部分組成。傳動(dòng)裝置

3、用來(lái)傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)方案是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。 滿足工作裝置的需要是擬定傳動(dòng)方案的基本要求，同一種運(yùn)動(dòng)可以有幾種不同的傳動(dòng)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，這就是需要把幾種傳動(dòng)方案的優(yōu)缺點(diǎn)加以分析比較，從而選擇出最符合實(shí)際情況的 一種方案。合理的傳動(dòng)方案除了滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。 所以擬定一個(gè)合理的傳動(dòng)方案，除了應(yīng)綜合考慮工作裝置的載荷、運(yùn)動(dòng)及機(jī)器的其他要求外，還應(yīng)熟悉各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，以便選擇一個(gè)合適的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。因鏈傳動(dòng)承載能力低，在傳遞相同扭矩

4、時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖吸振，宜布置在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。故本文在選取傳動(dòng)方案時(shí)，采用鏈傳動(dòng)。 眾所周知，鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、鏈、減速器、聯(lián)軸器、滾筒五部分組成，而減速器又由軸、軸承、齒輪、箱體四部分組成。所以，如果要設(shè)計(jì)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的傳動(dòng)裝置，必須先合理選擇它各組成部分，下面我們將一一進(jìn)行選擇。 三．運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)的計(jì)算 第一節(jié) 選擇電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)是常用的原動(dòng)機(jī)，具體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、控制簡(jiǎn)便和維護(hù)容易等優(yōu)點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)的選擇主要包括選擇其類型和結(jié)構(gòu)形式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速、確定具體型號(hào)。 （1） 選擇電動(dòng)機(jī)的類

5、型： 按工作要求和條件選取Y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)。 （2） 選擇電動(dòng)機(jī)的容量： 工作所需的功率： Pd = Pw/η Pw = F*V/（1000ηw） 所以： Pd = F*V/（1000η*ηw） 由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總效率（包括工作機(jī)的效率）為 η*ηw = η1*η2*η2*η3*η4*η5*η6 式中η1、η2、η3、η4、η5、η6分別為齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、聯(lián)軸器、卷筒軸的軸承及卷筒的效率。 取η1 = 0.96、η２= 0.99、η3 =0.97、η4 = 0.97、η5 = 0.98、η6 = 0.96 ，則：

6、 η*ηw = 0.960.990.990.970.970.980.96 =0.832 所以： Pd = F*V/1000η*ηw = 26001.5/(10000.832) kW = 4.68 kW 根據(jù)Pd選取電動(dòng)機(jī)的額定功率Pw使Pm = (1∽1.3)Pd = 4.68∽6.09 kW 由查表得電動(dòng)機(jī)的額定功率 Pw = 7.5 kW （3） 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速： 卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為： nw = 601000V/πD = 6010001.5/(3.14400) r/min = 71.66r/min 按推薦的合理傳動(dòng)比范圍，取鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i1 =

7、 2 ∽ 5，單級(jí)齒輪傳動(dòng)比i2 = 3 ∽ 5 則合理總傳動(dòng)比的范圍為: i = 6 ∽ 25 故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為： nd = i*nw = (6∽25)71.66 r/min = 429.96 ∽ 1791.5 r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min ，再根據(jù)計(jì)算出的容量，由附表5.1查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，其技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比的比較情況見(jiàn)下表。 方 案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 Ped/kW 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 總傳動(dòng)

8、比 鏈 齒輪 1 YL0L-8 7.5 750 720 10.04 3 3.35 2 Y160M-6 7.5 1000 970 13.54 3.5 3.87 3 Y132M-4 7.5 1500 1440 20.01 3.5 5.72 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及鏈傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比，可知方案3比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-6,所選電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped = 7.5 kW，滿載轉(zhuǎn)速nm = 970 r/min ，總傳動(dòng)比適中，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊。所選電

9、動(dòng)機(jī)的主要外形尺寸和安裝尺寸如下表所示。 中心高H 外形尺寸 L(AC/2+AD)HD 底腳安裝尺寸 AB 地腳螺栓孔直徑 K 軸伸尺寸 DE 裝鍵部位尺寸 FGD 160 600417385 254210 15 42110 1249 第二節(jié) 計(jì)算總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比 電動(dòng)機(jī)確定后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作裝置的轉(zhuǎn)速就可以計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比。 （1） 計(jì)算總傳動(dòng)比： i = nm/nw = 970/71.66 = 13.54 （2） 分配各級(jí)傳動(dòng)比： 為使鏈傳動(dòng)的尺寸不至過(guò)大，滿足ib

10、5 ，則齒輪的傳動(dòng)比： ig = i/ib = 10.15/ 3.5 = 3.87 （3） 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)： 各軸的轉(zhuǎn)速 nΙ= nm/ib = 970/3.87 = 250.65 r/min nΠ= nΙ/ig = 250.65/3.5 = 71.62 r/min nw = nΠ = 71.62 r/min 各軸的功率 PΙ= Pm*η1 = 7.50.96 = 7.2 kW PΠ=PΙ*η2 *η3 = 7.20.990.97 =6.914 kW Pw = PΠ*η2*η4 = 6.9140.990.97 = 6.64

11、kW (4 ) 各軸的轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)矩 Td Td = 9550Pm/nm =95507.5/970 = 73.84 Nm 其他軸轉(zhuǎn)矩 TΙ= 9550PΙ/nΙ = 95507.2/250.65 = 274.33 Nm TΠ= 9550PΠ/nΠ= 95506.914/71.62 = 921.93Nm Tw = 9550Pw/nw = 95506.64/71.62= 885.34 Nm 第三節(jié) 各軸的轉(zhuǎn)速，功率及轉(zhuǎn)矩，列成表格 參 數(shù) 軸 名

12、電動(dòng)機(jī)軸 Ι 軸 Π 軸 滾筒軸 轉(zhuǎn) 速 970 250.65 71.62 71.62 功 率 7.5 7.2 6.914 6.64 轉(zhuǎn) 矩 73.84 274.33 921.93 885.34 傳動(dòng)比 3.87 3.5 1 效 率 0.96 0.99 0.97 四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 鏈傳動(dòng)是由鏈條和鏈輪構(gòu)成，鏈條由許多鏈節(jié)構(gòu)成，帶齒的大，小輪安裝在兩平行軸上。鏈傳動(dòng)屬于嚙合運(yùn)動(dòng)優(yōu)點(diǎn)有：

13、1）傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)可靠，張緊力小，裝配容易，軸與軸承的載荷較小，傳動(dòng)的效率較高，可達(dá)98%；2）與齒輪傳動(dòng)比較有較大的中心距；3）可在高溫和潤(rùn)滑油環(huán)境工作，也可用于多灰塵的環(huán)境。 下面就是改鏈傳動(dòng)零件的計(jì)算： 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 1確定設(shè)計(jì)功率 2選擇鏈的型號(hào) 根據(jù)傳遞的功率P、載荷的性質(zhì)和每天工作的時(shí)間等確定設(shè)計(jì)功率 Pc = KAP = 17.2= 7.2 kW 1．確定鏈輪齒數(shù)z1 , z2 因?yàn)樾℃溳喌霓D(zhuǎn)速為250.65r/min,假定鏈速.0.6~3,希望結(jié)構(gòu)緊湊，由（教材）選取小鏈

14、輪齒數(shù)z1 = 17；從動(dòng)大鏈輪齒數(shù)z2 =iz1 =3.517 =59.5(z2 < 120，合適) 取整數(shù) z 2= 60 2．確定鏈條鏈節(jié)數(shù)Lp 初定中心距a0 = 40p , 則鏈節(jié)數(shù) Lp = 2a0/p+(z1+z2)/2+ p/a0*[(z2 – z1)/(2π)]2 = 119.7（節(jié)） 取Lp =120 節(jié) 3．計(jì)算單排鏈所能傳遞的功率P0及鏈節(jié)距p 由教材可知，單跟鏈傳遞功率P0 ≥ Pca/(Kz*KL*Kp) 由圖5-29，按小鏈輪轉(zhuǎn)速估計(jì)，鏈工作在功率曲線的右側(cè)，由表5-16 Kz ==0.85 KL==1.1 單排

15、鏈Kp=1 P0 ≥ 7.2Kw/(0.85*1.1*1)=7.70Kw 根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速n1 = 250.65 r/min 及功率P0 = 7.70 kW，由圖5-29查得可選鏈16A，由表5-13可查得P=25.40mm 同時(shí)也證實(shí)原估計(jì)鏈工作在額定功率曲線凸峰右側(cè)是正確的。 4．確定鏈中心距a a=[(-)+ ]=1020 mm 中心距調(diào)整量△a≥2p=50.8mm 實(shí)際中心距a1=a-△a=1020-50.8=969.2mm 5.驗(yàn)證鏈速 v=n1*z1*p/(60*1000)=250.65*17*25.4/(60*1000)=1.81m/s 與原估計(jì)鏈

16、速相符。 6．驗(yàn)算小鏈輪轂孔dk 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》的附表5.3知電動(dòng)機(jī)軸徑D=45mm；查表13-4查得小鏈輪轂孔許用最大直徑dmax=51mm，大于電動(dòng)機(jī)軸徑，合適。 7. 作用在軸上的壓力Q 圓周力F=1000*P/V=1000*7.2/1.81=3977.9N 按水平布置取壓力系數(shù)KQ*F=4972.4N 齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)形式。其傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：傳遞的功率大（可達(dá)100000kW以上）、速度范圍廣、效率高、工作可靠、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)緊湊、能保證恒定，齒輪的設(shè)計(jì)主要圍繞傳動(dòng)平穩(wěn)和承載能力高這兩個(gè)基本要求進(jìn)行的 Pc =7

17、.2 kW z1 = 17 z 2= 60 Lp =120 節(jié) Pc = 7.2 kW P0 =7.70kw p=25.40mm a= 1020mm V=1.81m/s D=45mm = 51mm F=3977.9N 五．齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 1齒輪的材料的選擇 2按齒根的彎曲設(shè)計(jì)

18、 3中心距與螺旋角的校核 4幾何尺寸的計(jì)算 5校核疲勞強(qiáng)度 6模數(shù) 7接觸疲勞的校核 １． 料選用20CrMnTiA合金鋼滲碳淬火。由表6-5，表6-6，齒面硬度56-62HRC， =1079，=834。由表6-4選擇齒輪精度7級(jí)。 該對(duì)齒輪為硬齒面齒輪，先按齒根

19、彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。 ２． 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由公式 由式 T=9.55*P/N 小齒輪轉(zhuǎn)矩=9.557.5/970=7.384N.㎜ 取=23 i =3.5 , =3.8723=89.01，取=89 實(shí)際傳動(dòng)比=89/23=3.8697傳動(dòng)比相對(duì)誤差=|- i |/ i =0.0078％，齒數(shù)選擇滿足要求。 大齒輪轉(zhuǎn)速=/=970/3.8697=250.66r/min。 由表6-10，硬齒面齒輪，非對(duì)稱安裝，取齒寬系數(shù) =0.5,由表6-7查得，使用系數(shù)=1.25；參照?qǐng)D6-6b，試取動(dòng)載系數(shù)=1.05，按齒輪在兩軸承中

20、間非對(duì)稱布置，取齒向載荷分布系數(shù)=1.14；由表6-8，按齒面硬化，斜齒輪，/b>100N/㎜，齒間載荷分配系數(shù)=1.2。 由式（6-4）載荷系數(shù)K==1.796 齒形系數(shù)按當(dāng)量齒數(shù)=Z/，由圖6-18查得：設(shè)螺旋角β=15，=/=25.5, =/ =98.64,則小齒輪齒形系數(shù)=2.65，大齒輪齒形系數(shù)=2.3 由圖6-19查得，小齒輪應(yīng)力修正系數(shù)=1.59,大齒輪應(yīng)力修正系數(shù)=1.78 由圖6-12，圖6-13，tan=tan/cosβ =tan20/cos15=0.377 =20.6469=2038′49″，查得/=0.032， /=0.0095，代入=23， =89，得

21、 =0.736， =0.846,= +=1.472。 由式（6-16）=bsin/=0.98 由圖6-20查得，重合度系數(shù)=0.75。 由圖6-29查得，=0.87。 按式（6-14）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 =/ 按圖6-24查取齒輪材料彎曲疲勞極限應(yīng)力 ==500Mpa。 由表6-13計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)：小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)環(huán)次數(shù)=60γ =609701 =3.399 =/3.8697=0.8958 =（3/=0.830 =（3/=0.892 由圖6-25查取尺寸系數(shù)=1。由式（6-14

22、）=2 彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)=1.25 =/=664MPa =/=713.6Mpa 比較=2.651.59/664=0.0063 =0.0057,>,應(yīng)按小齒齒輪校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度。 代入公式（6-20） = ==2.02㎜ 按表6-1，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=2.5㎜ 由公式a=（+）/2cosβ=2.5（23+89）/2cos15 =144.94 圓整取中心距a=145mm cos==0.9655 β=15.0939 ,與假設(shè)β=15相近。 計(jì)算大小齒輪分度圓直徑 =/ cosβ=59

23、.51㎜ =/ cosβ=230.28㎜ 校核原假設(shè)的系數(shù) 齒輪的速度v=/601000=3.02m/s, v/100=0.695m/s,由圖6-8b查得=1.05，與原取值一致。 齒寬b==0.595.25=29.78㎜ 取=35㎜,=30㎜ ３． 齒面按觸疲勞強(qiáng)度校核 由式（6-17） =268.4 由表6-9查得，彈性系數(shù)=0.8；由圖6-14查得，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)=2.42；按圖6-12，圖6-13查得，重合度系數(shù)=0.8；由圖6-28查得，螺旋角系數(shù)=0.982。 接觸疲勞許用應(yīng)力=/ 由圖6-23查得，齒輪材料接觸疲勞極限應(yīng)力 =1500

24、Mpa。 由表6-11查得接觸疲勞度計(jì)算的壽命系數(shù)： =（5/=（5/3.399 =0.879 =（5/=（5/0.8958 =0.916 由圖6-23查得，工作硬化系數(shù)=1 由表6-12，接觸疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)=1 =/=15000.8791/1 =1318.5MPa =/=1374MPa 將以上各值代入斜齒輪接觸疲勞校核公式 =268.4=268.412.420.80.982 =75

25、0.98MPa=1318.5Mpa 彎曲強(qiáng)度疲勞足夠。 =23 =89 =7.384N.㎜ =0.5 K=1.796 =3.399 =0.8958 =664 =713.6

26、 =35㎜ =30㎜ 六.軸與軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 軸的設(shè)計(jì)及鍵聯(lián)接的選擇與校核 軸主要用來(lái)支承作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件，如齒輪、帶輪，以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。本減速器有兩根軸，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)的具體步驟、內(nèi)容如下： 第一軸的設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 與 說(shuō) 明 結(jié) 果 1、 選擇軸的材料確定許用應(yīng)力 普通用途、中小功率減速器，選用

27、45鋼，正火處理。查表2-7, 取 =600 Mpa, =95 MPa 2、 按彎曲許用切應(yīng)力，初估軸的最小直徑 由表2-6,查得C=110, =40 Mpa,按式（2-44）得, =32.70mm 因Ⅰ軸上開(kāi)有鍵槽,應(yīng)增大軸頸以考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削弱,則直徑應(yīng)增大5%～7%， ≥32.70(1+7%)=34.989㎜ 初定Ⅰ軸的最小直徑=35㎜。 3.確定齒輪和軸承的潤(rùn)滑 計(jì)算齒輪圓周速度 =0.502m/s 齒輪采用浸油潤(rùn)滑，軸承采用飛濺潤(rùn)滑。 4.軸得初步設(shè)計(jì) 根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)分析要點(diǎn)，結(jié)合后述尺寸確定，按比例繪制軸的草圖，如圖2-2。

28、考慮到斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，選用角接觸球軸承，采用內(nèi)嵌式軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸承兩端單向固定，依靠普通平鍵聯(lián)接實(shí)現(xiàn)周向固定，利用軸肩結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)軸與軸承的軸向固定?？紤]到小齒輪分度圓直徑與軸的直徑差距不大的情況，采用齒輪軸的結(jié)構(gòu)方案，如圖2-2示。軸與其它零部件相配合的具體情況見(jiàn)后裝配。 圖 2-2 5.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)` 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有三項(xiàng)內(nèi)容：（1）各軸段徑向尺寸的確定；（2）各軸段軸向長(zhǎng)度的確定；（3）其它尺寸（如鍵槽、圓角、到角，退刀槽等）的確定。 （1） 徑向尺寸的確定 如上草圖所示，從軸段=35㎜開(kāi)始，逐段選取相鄰軸段的直徑。起定位固定作用，定位軸肩高度h可在（2～3）C范

29、圍內(nèi)經(jīng)驗(yàn)選?。–為大鏈輪內(nèi)孔倒角尺寸，取C=1㎜），故= +2h≥35+2(11)=37 mm,按軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列取=37mm 。與軸承內(nèi)徑相配合，考慮安裝方便，結(jié)合軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列并符合軸承內(nèi)徑系列，取=40 mm，選定軸承代號(hào)為7408AC。起定位作用，上套擋油環(huán)，按軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列，取=45 mm。d即為小齒輪部分，將作為分度圓的直徑，即=59.51 mm。 ==45 mm，==40mm （2） 軸向尺寸的確定 小齒輪齒寬=35㎜, =38㎜,與大鏈輪相配合,因鏈輪寬為108㎜，同理取軸段長(zhǎng)=110?？紤]安裝方便軸承蓋至帶輪距離=30，初步取=35 mm。與軸承相配合，查軸承安裝尺

30、寸寬度=25mm,于是取=25 mm。一般情況下，齒輪端面與箱壁的距離取10～15 mm,軸承端面與箱體內(nèi)壁的距離=3～5 mm,>箱體的內(nèi)壁，結(jié)合大軸的尺寸取=20mm ==20mm, ==25 mm 兩軸承中心間跨距=140mm 6.軸得強(qiáng)度校核 （3） 計(jì)算齒輪受力 轉(zhuǎn)矩 =0.7384Nmm 齒輪切向力=4.219kN 徑向力： F=tan=4.219tan20=1.536kN 軸向力 =tanβ=4.219tan15=1.13kN （2） 計(jì)算支反力和彎矩并校核 （a）水平面上 ===2.11kN C點(diǎn)彎矩: =147.7 D點(diǎn)彎矩：=73.85 水

31、平面彎矩和受力圖如上圖： （b）垂直面上 支反力： =0.95kN =0.586KN C點(diǎn)彎矩：66.5kN.㎜ D點(diǎn)彎矩：=35=33.25kN.㎜ （c）求合成彎矩 ==161.98kN.㎜ ==81kN.㎜ C點(diǎn)當(dāng)量彎矩： ===174.24KN.㎜ D點(diǎn)當(dāng)量彎矩： ==103.36KN.㎜ 所以,= =26.37㎜ =22.15㎜ 考慮到鍵,所以 =26.37105%=27.68㎜ =22.15105%=23.26㎜ 實(shí)際直徑為40㎜,強(qiáng)度足夠.如所選超凡直徑和鍵連接等計(jì)算后壽命和強(qiáng)度均能滿足,則該軸

32、的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)須修改. （3）繪制軸的零件工作圖。（從略） =95 Mpa =7.2 kW =970r/Min =35㎜ =1.78m/s =35㎜ =37mm =40 mm =45 mm =59.51mm =45 mm =40㎜ =35㎜ =110㎜ =35 mm =25mm =20mm =35m

33、m =20㎜ =25 mm =20 L=140㎜ =35mm =4.219kN F=1.536kN =1.13kN =1.13kN =2.11kN 147.7 73.85 0.95kN 0.586KN =161.98kN.㎜ =81kN.㎜ =174.24KN.㎜ =103.36KN.㎜ 軸徑滿足要求 根據(jù)上述設(shè)計(jì)結(jié)果設(shè)計(jì)第二軸， 2.4第二軸的設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 與 說(shuō) 明 結(jié) 果 1.擇軸的材料確定

34、許用應(yīng)力 普通用途、中小功率減速器，選用45鋼，正火處理。查表2-7 取σ=600 MPa, =95 MPa。 2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初估軸的最小直徑 由表2-6查得C=110，=40 Mpa按式（2-44）得 d≥C=50.46mm 由于鍵槽的存在,應(yīng)增大軸頸以考慮其對(duì)軸強(qiáng)度的影響 到d=d(1+7%)=54㎜ 軸伸安裝聯(lián)軸器，考慮到該軸傳遞的扭矩較大，選用彈性柱銷聯(lián) 器，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得聯(lián)軸器型號(hào)標(biāo)記為 GB5014-85，可知，與聯(lián)軸器相聯(lián)的軸的直徑為60㎜，也即=60㎜。 1.確定齒輪和軸承的潤(rùn)滑 計(jì)算齒輪圓周速度 =小齒輪的速度=0.508m/s 齒輪采用

35、浸油潤(rùn)滑，軸承采用飛濺潤(rùn)滑。 2.軸得初步設(shè)計(jì) 根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)分析要點(diǎn)，結(jié)合后述尺寸確定，按比例繪制軸的草圖， 如圖2-4。 考慮到斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，選用角接觸球軸承，采用螺栓聯(lián)接式軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸兩端單向固定，依靠普通平鍵聯(lián)接實(shí)現(xiàn)周向固定，大齒輪的軸向固定采用軸肩與套筒相配合實(shí)現(xiàn)，軸采用階梯軸的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的軸向固定，如圖2-4示。軸與其它零部件相配合的具體情況見(jiàn)后裝配。 圖 2-4 3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)` 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有三項(xiàng)內(nèi)容：（1）各軸段徑向尺寸的確定；（2）各軸段軸向長(zhǎng)度的確定；（3）其它尺寸（如鍵槽、圓角、到角，退刀槽等）的確定。 a) 徑向尺寸的確定 如上草

36、圖所示，從軸段=60㎜開(kāi)始，逐段選取相鄰軸段的直徑。起定位固定作用，定位軸肩高度h可在（2～3）C（C為聯(lián)軸器內(nèi)孔倒角尺寸，取C=1㎜）范圍內(nèi)經(jīng)驗(yàn)選取，故= +22C≥60+2（21）=59 mm,按軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列取=65 mm 。d與軸承內(nèi)徑相配合，考慮安裝方便，結(jié)合軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列并查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取=70 mm，選定軸承代號(hào)為7214AC。為與大齒輪裝配部分，其直徑應(yīng)與大齒輪的內(nèi)孔直徑相一致，即 =72 mm。為軸肩直徑，起定位作用，同理，按軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列，取 =75mm，==70 mm b) 軸向尺寸的確定 大齒輪齒寬=30 mm,取=30 mm，L與聯(lián)軸器配合,因選取聯(lián)軸器是

37、彈性柱銷聯(lián)軸器，取軸段長(zhǎng)=110 mm?？紤]軸承蓋螺釘至聯(lián)軸器距離=30，軸承端蓋長(zhǎng)為20，初步取=50 mm。與軸承相配合，查軸承寬度B=24 mm，,定位環(huán)長(zhǎng)13 mm,于是取=40mm。起定位作用，取=2h=10mm。與軸承相配，查軸承寬度B=24mm,于是取=30 mm 4.軸的強(qiáng)度校核 1)計(jì)算齒輪受力 前面計(jì)算出:轉(zhuǎn)矩 T=0.92193 Nmm 齒輪切向力: F==7.32KN 徑向力: F= Ftan=7.32tan20=2.664KN 軸向力: =tanβ=1.96KN 2)計(jì)算支承反力及彎矩 （a）水平面上 ===3.66kN C點(diǎn)彎矩

38、 =3.661402=256.2KN.㎜ （b）垂直面上 =3.096KN =0.432KN C點(diǎn)彎矩：216.72kN.㎜ （c）求合成彎矩 ==335.57kN.㎜ C點(diǎn)當(dāng)量彎矩： ==609.61KN.㎜ 所以,=40.03㎜ 考慮到鍵,所以 =42.06105%=42.03㎜ 實(shí)際直徑為60㎜,強(qiáng)度足夠.如所選超凡直徑和鍵連接等計(jì)算后壽命和強(qiáng)度均能滿足,則該軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)須修改。 （8）繪制軸的零件工作圖。（從略） P=6.914KN N=71.62 r/min

39、 =60 ㎜ =0.508 m/s =60㎜ =65 mm =70 mm =72 mm =75 mm =70 mm L=110mm =110mm =50 mm =40mm =30 mm =10 mm =30 mm =95MPa =252 mm L=140㎜ F=2.664KN =1.96KN =0.6 T= 0.92193Nm

40、m 七、鍵等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)鍵的選擇 標(biāo)準(zhǔn)鍵的選擇包括鍵的選擇，聯(lián)軸器的選擇，螺栓、螺母、螺釘?shù)倪x擇，銷的選擇、墊圈、墊片的選擇。 （1） 鍵的選擇 查表4-1（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)） Ι軸與齒輪相配合的鍵：b = 12 mm, h = 8 mm, t = 5.0mm, t1=3.3mm Π軸與大齒輪相配合的鍵：b = 18mm, h = 11mm, t = 7.0mm, t1 = 4.4mm Π軸與聯(lián)軸器相配合的鍵：b = 14mm, h = 9mm, t = 5.5mm, t 1= 3.8mm （2） 聯(lián)

41、軸器的選擇 根據(jù)軸設(shè)計(jì)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，查表4-1（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)），選用聯(lián)軸器的型號(hào)為HL2, GB5014 – 85。 （3） 螺栓、螺母、螺釘?shù)倪x擇 考慮到減速器的工作條件，后續(xù)想體的附件的結(jié)構(gòu)，以及其他因素的影響 選用螺栓GB5782 – 86, M6*25和GB5782 – 86, M10*35 ，GB5782 – 86, M10*25三種。 選用螺母GB6170 – 86, M10和GB6170 – 86, M12兩種。 選用螺釘GB5782 – 86, M6*25和GB5782 – 86, M6*30兩種。 八、減速器的潤(rùn)滑與密封 1、 傳動(dòng)件的潤(rùn)滑

42、浸油潤(rùn)滑：浸油潤(rùn)滑適用于齒輪圓周速度V≤12m/s的減速器。為了減小齒輪的阻力和油的升溫，齒輪浸入油中的深度以1∽2個(gè)齒高為宜，速度高時(shí)還應(yīng)淺些，在0.7個(gè)齒高上下，但至少要有10mm,速度低時(shí)，允許浸入深度達(dá)1/6∽1/3的大齒輪頂圓半徑。油池保持一定深度，一般大齒輪齒頂圓到油池底面的距離不應(yīng)小于30∽50mm。以免太淺會(huì)激起沉積在箱底的油泥，油池中應(yīng)保持一定的油量，油量可按每千瓦約350∽700cm3來(lái)確定，在大功率時(shí)用較小值。 2、 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑：減速器中滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑應(yīng)盡可能利用傳動(dòng)件的潤(rùn)滑油來(lái)實(shí)現(xiàn)，通常根據(jù)齒輪的圓周速度來(lái)選擇潤(rùn)滑方式，本設(shè)計(jì)采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，并在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置擋油環(huán)

43、，以免油池中的稀油進(jìn)入舟車功能而使?jié)櫥♂尅? 3、 潤(rùn)滑劑的選擇：潤(rùn)滑劑的選擇與傳動(dòng)類型、載荷性質(zhì)、工作條件、轉(zhuǎn)動(dòng)速度等多種因素有關(guān)。軸承負(fù)荷大、溫度高、應(yīng)選用粘度較大的潤(rùn)滑油。而軸承負(fù)荷較小、溫度低、轉(zhuǎn)速高時(shí)，應(yīng)選用粘度較小的潤(rùn)滑油，一般減速器常采用HT-40,HT-50號(hào)機(jī)械油，也可采用HL-20,HL-30齒輪油。當(dāng)采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑時(shí)，軸承中潤(rùn)滑脂裝入量可占軸承室空間的1/3~1/2。 4、 減速器的密封：減速器的密封是為了防止漏油和外界灰塵和水等進(jìn)入常見(jiàn)的漏油部位有分箱面、軸頭、蓋端及視孔蓋等。 分箱面的密封，可在箱體剖分面上開(kāi)回油槽，軸伸出處密封的裝置有墊圈，O型橡膠圈和唇形密

44、封圈。 九、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、 小型圓柱齒輪，為了使結(jié)構(gòu)緊湊，重量較輕，采用整體式箱體，它的材料為HL150。 名稱 符號(hào) 減速器形式及尺寸關(guān)系/mm 本次設(shè)計(jì)取值/mm 齒 輪 箱體壁厚 =8 箱蓋壁厚 =8 箱蓋凸緣厚度 =12 箱座凸緣厚度 =12 箱座底凸緣厚度 =20 地腳螺栓直徑及數(shù)目 、n 時(shí)，n=4 =18,n=4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 0.75 =13 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 =10 聯(lián)接螺栓的間距 =180 檢查孔

45、蓋螺釘直徑 =6 定位銷直徑 =7 、、至外箱壁距離 由螺栓確定 =16 、至凸緣距離 由螺栓確定 =14 軸承旁凸臺(tái)半徑 =14 凸臺(tái)高度 根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定 =30 外箱壁至軸承座端面的距離 =50 齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離 > =20 齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離 > =10 箱蓋、箱座肋厚 、 , =7 =7 軸承座外徑 =125/90 軸承端蓋螺釘直徑 =6 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 S 一般取 S=150 十、設(shè)計(jì)小結(jié) 在

46、申愛(ài)琳老師的耐心指導(dǎo)下，以及各位同學(xué)的討論中，經(jīng)過(guò)兩周多時(shí)間的設(shè)計(jì)，本課題——單級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)+鏈傳動(dòng)。其說(shuō)明書(shū)的編寫終于完成。本設(shè)計(jì)雖然較簡(jiǎn)單，但通過(guò)這一設(shè)計(jì)實(shí)踐，我感到自己在這方面仍存在許多不足之處，對(duì)于我的本次設(shè)計(jì)，我覺(jué)得設(shè)計(jì)計(jì)算部分非常認(rèn)真，該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，裝配。且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可適用于精度要求不高的場(chǎng)所。同時(shí)也存在有一些尺寸設(shè)計(jì)方面的誤差，對(duì)材料的選擇也并非完全合理。希望指導(dǎo)老師能批正。通過(guò)此設(shè)計(jì)，使我加深了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及有關(guān)課程和知識(shí)，提高了綜合運(yùn)用這些知識(shí)的能力。并為在今后學(xué)習(xí)本專業(yè)打下了 必須的基礎(chǔ)，并提高了運(yùn)用設(shè)計(jì)資料，及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的能力。 十一、參考文獻(xiàn) [1]孫桓、陳作模主編.《機(jī)械原理》.高等教育出版社出版.2000.8 [2] 席偉光、楊光、李波主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》. 高等教育出版社出版.2002.9 [3]吳宗澤、羅圣國(guó)主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》.高等教育出版社出版.1998.12 [4]吳宗澤主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)》.高等教育出版社出版.2003.5 附件圖紙