機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)D=340v=0.8T=410【全套圖紙】

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1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程課程 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)兩級(jí)圓柱齒輪減速器 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 9 號(hào)數(shù)據(jù)號(hào)數(shù)據(jù) 專(zhuān)業(yè)班級(jí)專(zhuān)業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào) 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 1 目 錄 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求. 2 一 確定各軸功率、轉(zhuǎn)矩及電機(jī)型號(hào).2 2.1.工作機(jī)有效功率2 2.2.查各零件傳動(dòng)效率值3 2. .3.電動(dòng)機(jī)的容量及選擇3 2. .4.理論總傳動(dòng)比4 2. .5.傳動(dòng)比分配4 2. .6.各軸轉(zhuǎn)速4 2. .7.各軸輸入功率4 2. .8.電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩5 2. .9.各軸的轉(zhuǎn)矩5 三V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算與選擇. 5 3.1.計(jì)算功率 PC5 3

2、.2.選擇 V 帶型號(hào)5 3. .3.選擇計(jì)算大、小帶輪基準(zhǔn)直徑、 1 d 6 2 d 3. .4.驗(yàn)算帶速 V.6 3. .5.求 V 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距6 d L 3. .6.驗(yàn)算小帶輪包角 1 .6 3. .7.確定 v 帶根數(shù) z .7 3. .8.計(jì)算作用在帶輪軸上的壓力7 Q F 3. .9.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7 四、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算9 4.1.高速級(jí)9 4.2.低速級(jí).11 五、軸系零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.14 5.1.軸的選材及初算軸徑.14 5.2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).14 5.3.軸的驗(yàn)算.15 六、滾動(dòng)軸承的選擇及壽命計(jì)算 2 .18 七、鍵連接的選擇及校核 .19 八、聯(lián)軸器的選擇及校核

3、 .20 九、箱體及減速器附件 .20 十、潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) .22 十一、參考文獻(xiàn) .29 一一 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求 傳送方案如下圖所示： 設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)兩級(jí)圓柱齒輪減速器，此減速器用于熱處理 車(chē)間清洗傳動(dòng)帶的減速。此設(shè)備兩班制工作，工作期限十年，戶(hù)內(nèi) 使用。 已知技術(shù)參數(shù)：鼓輪直徑 D=340mm，傳動(dòng)帶運(yùn)行速度 v=0.8m/s， 傳送帶從動(dòng)輪所需扭矩 410N/m。 3 二、二、 確定各軸功率、轉(zhuǎn)矩及電機(jī)型號(hào)確定各軸功率、轉(zhuǎn)矩及電機(jī)型號(hào) 1.工作機(jī)有效功率 由傳動(dòng)帶運(yùn)行速度 v=0.8m/s 可知： 鼓輪的轉(zhuǎn)速nw =（V601000）/（D）=44.90 r/min45 r

4、/min ，T=410N/m Pw=Tnw9550=1.93 kw 2.查各零件傳動(dòng)效率值 聯(lián)軸器（彈性）1 =0.99，滾動(dòng)軸承效率2 =0.99， 齒輪3=0.98, 卷筒4= 0.96,V 帶傳動(dòng)效率5 = 0.96, 故：=125324 =0.80 3.電動(dòng)機(jī)的容量及選擇 電動(dòng)機(jī)的輸出功率 Pd = Pw=1.93 kw0.80=2.41 kw 電動(dòng)機(jī)額定功率、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 由參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程P437 表 K.1 表 20.1 選取電動(dòng)機(jī)額定 功率 Ped=2.41kw 采用型號(hào)為 Y100L2-4。 4.理論總傳動(dòng)比 i 總=1420/45=31.63 5.傳動(dòng)比分配 4 取 V

5、帶傳動(dòng)比為i1=3，則減速器總傳動(dòng)ij=31.63/3=10.54 則雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比i2=（1.3ij）=3.7 低速級(jí)傳動(dòng)比i3= iji2=2.85 6.各軸轉(zhuǎn)速 n=nd/ i1 =1440/3=473.33r/min n=n/ i2=480/3.72=127.93r/min n=n/ i3 =129.03/2.87=44.89r/min n=n=44.89r/min 7.各軸輸入功率： P= Pd5=2.410.95=2.29kw, P= P23=2.290.970.98=2.18kw P= P23=2.180.970.98=2.07kw P= P12=2.070

6、.990.98=2.01kw 8.電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： Td=9.55106Pd/nd= 95502.41/1420=16.21 Nm 5 9.各軸的轉(zhuǎn)矩 T=9550P/n=46.20Nm T=9550P/n=162.74Nm T=9550P/n=440.38Nm T=9550P/n=427.61Nm 三三V V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算與選擇帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算與選擇 1.求計(jì)算功率 Pc 由機(jī)械設(shè)計(jì)教程P87 表 5.6 得，故計(jì)算功率為： 3 . 1 A k Pc=KAP=1.32.41=3.13 kw 2.選 V 帶型號(hào) 由 Pc=3.13kw，n0=1420r/min, 由機(jī)械設(shè)計(jì)課程P88 查圖 5.

7、9 得坐標(biāo)點(diǎn)位于 A 型界內(nèi)，故初選窄 V 帶 A 型。 3.求大、小帶輪基準(zhǔn)直徑d2、d1 由機(jī)械設(shè)計(jì)課程表 5.7(a)，d1應(yīng)不小于 63mm，現(xiàn)取 d1=140mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) （第五版）表 13.9 取 d2=n1/n2d1（1.）=420mm 4.驗(yàn)算帶速 V V=d1n0(601000)=10.40m/s 帶速在 525m/s 范圍內(nèi)，符合要求 5、求 V 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距 a d L 6 初步選取中心距取，符合 mma008 0 12012 0.7()2()ddadd 由式 得帶長(zhǎng) 2 12 0012 0 () 2() 24 dd Ladd a mm L 7 . 2503

8、 0084 )041042( )042014( 2 0082 2 0 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) （第五版）表 13.2，對(duì) A 型 V 帶選用 。 mmLd0025 由式得 0 0 2 d LL aa mma15.798 2 7 . 25030025 008 0 6、驗(yàn)算小帶輪包角 1 由得 21 1 18057.3 dd a 120 9 . 159 3 . 57 15.798 041042 180 1 合適。 7. 確定 v 帶根數(shù) z 因d1=100mm，帶速，傳動(dòng)比, min/0214 0 rn 3 1 i 查課表 5.7(a)插值法和 5.7（C）得.kwpkwp17 . 0 ,.28 . 2

9、00 查課本表 5.9 得=1.09 L K 由查課本表 5.8 得=0.95 9 . 159 1 K 由公式得 42 . 1 09 . 1 95 . 0 )17 . 0 28 . 2 ( 6 . 3 )( 00 l c kkpp p Z 故選 Z=2 根帶。 8.計(jì)算作用在帶輪軸上的壓力 Q F 查課本表 5.1 可得,故:mkgq/1 . 0 單根普通帶張緊后的預(yù)緊力為 7 Nqv kzv P F ca 01.15240.101 . 0) 1 95. 0 5 . 2 ( 40.102 5006 . 3 *5 . 1) 1 5 . 2 (500*5 . 1 22 0 計(jì)算作用在軸上的壓軸力

10、Q F NFzFQ80.598 2 160 sin01.15222 2 sin2 1 0 高速齒輪的類(lèi)型高速齒輪的類(lèi)型 1、依照傳動(dòng)方案，本設(shè)計(jì)選用二級(jí)展開(kāi)式斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2、運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，運(yùn)轉(zhuǎn)速度不高，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表 11-2，選用 7 級(jí)精度。 3、材料選擇：小齒輪材料為 40Cr 滲碳淬火，齒面硬度為 55HRC，接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，MPa H 1200 lim 彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪材料為 45 鋼MPa FE 720 表面淬火，齒面硬度為 55HRC,接觸疲勞強(qiáng)度極限,MPa H 1140 lim 彎曲疲勞強(qiáng)度極限。MPa FE 700 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 11-5

11、，取，。查表 11-4， 25 . 1 SF 0 . 1 SH 取區(qū)域系數(shù)，彈性系數(shù)（鍛鋼-鍛鋼） 。5 . 2 zH 8 .189 zE 有=1200MPa 1H H H S 1lim 1 1200 =1140MPa 2H H H s 2lim 1 1140 =576MPa 1F F FE S 1 25 . 1 720 =560MPa 2F F FE S 2 25 . 1 700 4、螺旋角：820,初選 =15 8 5、齒數(shù)：初選小齒輪齒數(shù)：；19 1 z 大齒輪齒數(shù)：，取。99.6021 . 3 19 2 z62 2 z 故實(shí)際傳動(dòng)比，則：26 . 3 19 62 1 2 z z i實(shí)

12、5% %6 . 1 21 . 3 21 . 3 26 . 3 尺面接觸強(qiáng)度較合尺面接觸強(qiáng)度較合 1、 3 2 H HE d 1 1 ) ZZZ ( u 1u 2KT d （1）取載荷3 . 1K （2）6 . 0 d （3）， ， 8 . 189 E Z5 . 2 H Z 983 . 0 cos Z 92.34) 1140 0.9832.5189.8 ( 3.7 17 . 3 0.6 1046.211.32 d 3 2 3 1 2、計(jì)算模數(shù) n m ，查表取78 . 1 19 15cos92.34cos 1 1 z d mn 3 n m 3、,取整 b=21mmmmdb d 95.2092.3

13、46 . 0 1 4、計(jì)算齒輪圓周速度sm nd v/87 . 0 100060 33.73492.3414 . 3 100060 11 5.1.3 按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 因?yàn)樗x材料硬大度于 350HBS,所以為硬齒面。 1、法向模數(shù) 3 2 1 2 1 cos2 F SF d n YY Z KT m 9 2、查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 11-3，得載荷系數(shù) k=1.3 3、查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 11-6，得齒寬系數(shù)6 . 0 d 4、小齒輪上的轉(zhuǎn)矩mNT20.46 1 5、齒形系數(shù) 08.21 15cos 19 cos 33 1 1 z zv 81.68 15cos 62 cos

14、 33 2 2 z v z 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 11-8 得：， 98 . 2 1 F Y32 . 2 2 F Y 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 11-9 得：， 55 . 1 1 S Y73 . 1 2 S Y 因?yàn)楹?008 . 0 576 55 . 1 98. 2 1 11 F SF YY 比較 00697 . 0 576 73 . 1 32 . 2 2 22 F SF YY 所以對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。 6、法向模數(shù) 3 2 1 2 1 cos2 F SF d n YY Z KT m mmmn46 . 1 008 . 0 196 . 0 15cos1020.463 . 12 3 2 23 取 mm

15、mn3 7、中心距 mmmm mzz a n 79.125 15cos2 3)6219( cos2 )( 21 圓整為 126mm。 8、確定螺旋角： 10 “322115 1262 3)6219( arccos 2 )( arccos 21 a mzz n 9、確定齒輪的分度圓直徑： mm mz d mm mz d n n 88.192 “322115cos 362 cos 11.59 “322115cos 319 cos 2 2 1 1 10、齒輪寬度： 圓整為 25 mm mmdb d 95.2034.926 . 0 1 圓整后取；。mmB30 2 mmB25 1 11、重合度確定 ，查

16、表得 590.1848.0742.0 996.0 “322115tan196.0318.0tan318.0 1 z d 所以586 . 2 996 . 0 590. 1 = t m cos n m 低速齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)低速齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 齒輪的類(lèi)型齒輪的類(lèi)型 1、材料選擇：小齒輪材料為 40Cr 滲碳淬火，齒面硬度為 55HRC， 接觸疲勞強(qiáng)度極限，MPa H 1200 lim 彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪材料為 45 鋼MPa FE 720 表面淬火，齒面硬度為 55HRC,接觸疲勞強(qiáng)度極限,MPa H 1140 lim 11 彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 MPa FE 700 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 11-5，取，

17、。查表 11-4， 25 . 1 SF 0 . 1 SH 取區(qū)域系數(shù)，彈性系數(shù)（鍛鋼-鍛鋼） 。5 . 2 zH 8 . 189 zE 有=1200MPa 1H H H S 1lim 1 1200 =1140MPa 2H H H s 2lim 1 1140 =576MPa 1F F FE S 1 25 . 1 720 =560MPa 2F F FE S 2 25 . 1 700 2、螺旋角：820,初選 =15 3、齒數(shù)：初選小齒輪齒數(shù)：；23 3 z 大齒輪齒數(shù)：，取。98.5126. 223 4 z52 4 z 故實(shí)際傳動(dòng)比：A，則 5% %0 26 . 2 26 . 2 26 . 2 5

18、.2.2 按尺面接觸強(qiáng)度較合按尺面接觸強(qiáng)度較合 1、 3 2 H HE d 2 3 ) ZZZ ( u 1u 2KT d （1） 、取載荷3 . 1K （2） 、6 . 0 d （3） 、， ， 8 . 189 E Z5 . 2 H Z 983 . 0 cos Z 92.74) 1140 0.9832.5189.8 ( 3.16 116 . 3 0.6 1038.4401.32 d 3 2 3 3 12 2、計(jì)算模數(shù) nt m ，mm z d mnt15 . 3 23 15cos92.74cos 3 3 mmdb d 95.4492.746 . 0 3 3、計(jì)算齒輪圓周速度sm nd v/68

19、 . 1 100060 33.47392.7414 . 3 100060 3 5.2.3 按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 因?yàn)樗x材料硬大度于 350HBS,所以為硬齒面。 1、法向模數(shù) 3 2 3 2 2 cos2 F SF d n YY Z KT m 2、查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 11-3，得載荷系數(shù) k=1.3 3、查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 11-6，得齒寬系數(shù)6 . 0 d 4、小齒輪上的轉(zhuǎn)矩mNT38. 044 2 5、齒形系數(shù) 52.25 15cos 23 cos 33 3 3 z zv 70.57 15cos 52 cos 33 4 4 z v z 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 11-8 得：

20、，80 . 2 3 F Y34. 2 4 F Y 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 11-9 得：，58 . 1 3 S Y71. 1 4 S Y 因?yàn)楹?0768 . 0 576 58 . 1 80 . 2 1 33 F SF YY 比較00695 . 0 576 71 . 1 34 . 2 2 44 F SF YY 所以對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。 6、法向模數(shù) 13 3 2 3 2 2 cos2 F SF d n YY Z KT m mmmn70 . 2 00768 . 0 236 . 0 15cos1038.4403 . 12 3 2 23 取mmmn3 7、中心距 mmmm mzz a n 47.11

21、6 15cos2 3)5223( cos2 )( 43 圓整為 120mm。 8、確定螺旋角： “502120 1202 3)5223( arccos 2 )( arccos 43 a mzz n 9、確定齒輪的分度圓直徑： mm mz d mm mz d n n 6 . 169 “325615cos 352 cos 6 .73 “325615cos 323 cos 4 4 3 3 10、齒輪寬度： 圓整為 45mmmmdb d 16.44 6 . 736 . 0 3 圓整后??；。mmB45 3 mmB50 4 11、重合度確定 ，查表得 582 . 1 820. 0762 . 0 629 .

22、 1 “502120tan236 . 0318 . 0 tan318 . 0 3 z d 所以211. 3629. 1582 . 1 14 = 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 t m cos n m MPaMPa u u bd kT H HEHzzz 120041.1163 16 . 3 116 . 3 6 . 7345 1038.4403 . 12 986 . 0 5 . 2 8 . 189 12 3 2 3 2 3 2 3 可知是安全的 MPaMPa u u bd kT tH HEHzzz 114042.488 61 . 3 116 . 3 6 .16945 1061.4273 . 12 968 . 0

23、 5 . 2 8 . 189 12 1 2 3 2 4 3 4 較合安全 5.2.5 驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 11-8 得：，80 . 2 3 F Y34. 2 4 F Y 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 11-9 得：，58 . 1 3 S Y71. 1 4 S Y MpaYY mbd KT SaFa n F 57681.50958 . 1 80 . 2 3 6 . 7345 1038.4403 . 122 3 33 3 2 3 Mpa YY YY SaFa SaFa FF 560461.11 58 . 1 80 . 2 34 . 2 71 . 1 *509.81 33 44

24、34 五、軸系零件的設(shè)計(jì)計(jì)算五、軸系零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.軸的選材及初算軸徑 軸的材料為 45 鋼，查課本 9.2 P173 頁(yè)表 9.2 取 A=112。 齒輪軸的最小直徑： d1A3(Pn)=11203(2.29/473.33)=18.94mm 15 考慮到鍵對(duì)軸強(qiáng)度的削弱及聯(lián)軸器對(duì)軸徑的要求,最后取 d1=20mm 中間軸的最小直徑： d2C3(Pn)=1123(2.18/127.93)=28.82mm 考慮到鍵對(duì)軸強(qiáng)度的削弱及軸承壽命的要求，最后取 d2=30mm 輸出軸的最小直徑： d3A3(Pn)=1123(2.07/44.89)=40.16mm 考慮到鍵對(duì)軸強(qiáng)度的削弱及聯(lián)軸器對(duì)軸徑

25、的要求，最后取 d3=45mm 載荷水平面 H垂直面 V 支反 力 F NFNH35.3943 1 NFNH72.3522 2 NFNV50.2039 1 NFNV04.4831 2 B 截 面彎 矩 M mmNLFM NHH 264204 11 mmN LFM NVV 362325 22 總彎 矩 mmNMMM VH 448423362325264204 2222 max 扭矩mmNT1370920 16 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.高速軸的設(shè)計(jì)高速軸的設(shè)計(jì) 已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為=59.11 ，dmm 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì) （軸的設(shè)計(jì)計(jì)算部分未作說(shuō)明皆查此書(shū)）式(10-14)， 則 Ntg

26、FF N tgF F N d T F ta nt r t 95.5682019.1563tan 28.585 553313cos 20 19.1563 cos tan 19.1563 1011.59 20.4622 3 NFp1622 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 為了滿足 V 帶輪的軸向定位，-軸段右端需制出一軸肩，故取 -段的直徑 d-=24mm。V 帶輪與軸配合的長(zhǎng)度 L1=80mm，為了 保證軸端檔圈只壓在 V 帶輪上而不壓在軸的端面上，故-段的長(zhǎng)度 應(yīng)比 L1略短一些，現(xiàn)取 L-=75mm。 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選 用單列圓錐滾子軸承。

27、參照工作要求并根據(jù) d-=24mm，由軸承產(chǎn)品 目錄中初步選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30305，其尺寸為 dDT=25mm80mm22.75mm，故 d-=d- =25mm；而 L-=21+21=42mm，L-=10mm。 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得 30308 型軸承的 定位軸肩高度 h=4.5mm，因此，套筒左端高度為 4.5mm，d- =44mm。 取安裝齒輪的軸段-的直徑 d-=40mm，取 L-=103mm 齒輪 17 的左端與左端軸承之間采用套筒定位。 軸承端蓋的總寬度為 36mm（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

28、裝拆，取端蓋的外端面與 V 帶輪右端面間的距離 L=24mm，故取 L-=60mm。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 中速軸的設(shè)計(jì)中速軸的設(shè)計(jì) (1)(1)作用在軸上的力作用在軸上的力 已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則mmd24.367 1 NtgFF N tgF F N d T F ta nt r t 85.485201880tan 74.706 553313cos 20 1880 cos tan 1880 1055.173 74.16222 1 1 3 1 已知低速級(jí)齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則mmd75.98 2 NtgFF N tgF F

29、NF ta nt r t 45.31132013.8554tan 79.3202 553313cos 20 13.8554 cos tan 13.8554 1075.98 36.4222 2 2 3 2 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選 用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) d-=d-=45mm，由軸 承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30309，其尺 寸為 dDT=45mm100mm27.25mm，故 L-=L- =27+20=47mm。 兩端滾動(dòng)軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得 30309 型軸

30、承的定 18 位軸肩高度 h=4.5mm，因此，左邊套筒左側(cè)和右邊套 筒右側(cè)的高度為 4.5mm。 取安裝大齒輪出的軸段-的直徑 d-=50mm；齒輪的左端與左 端軸承之間采用套筒定位。 為了使大齒輪軸向定位，取 d-=55mm，又由于考慮到與高、低速 軸的配合，取 L-=100mm。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 2.低速軸的設(shè)計(jì)低速軸的設(shè)計(jì) (1)(1)作用在軸上的力作用在軸上的力 已知低速級(jí)齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則mmd24.367 NtgFF N tgF F N d T F ta nt r t 25.1310205070tan 95.1905 553313

31、cos 20 5070 cos tan 5070 1055.173 38.44022 3 軸上零件的軸向定位 半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為 18mm11mm80mm，半聯(lián)軸器 與軸的配合為 H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵為 20mm12mm80mm，為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故 選齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6。 載荷水平面 H垂直面 V 支反 力 F NFNH3601 1 NFNH1469 2 NFNV1353 1 NFNV552 2 19 B 截 面彎 矩 M mmNLFM NHH 5 . 199855 11 mmN LFM NVV 5 . 75091 22 總彎 矩

32、mmNMMM VH 97.213496 5 . 75091 5 . 199855 2222 扭矩mmNT 440380 （6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取 ，軸的計(jì)算應(yīng)力6 . 0 MpaMpa W TM ca 73.15 601 . 0 4403806 . 097.213496)( 3 2 222 已選定軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得。因此70MPa 1 - ，故安全。 1 -ca （7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （8）截面左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3333 5 .166

33、37551 . 01 . 0mmmmdW 抗扭截面系數(shù) 3333 12282522 . 02 . 0mmmmdWT 截面左側(cè)的彎矩為 mNM 63472 5 . 55 39 5 . 55 213497 截面上的扭矩為mmNT 440380 截面上的彎曲應(yīng)力MPaMPa W M b 18 . 3 5 . 16637 63472 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPaMPa W T T T 66.15 28122 440380 20 軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得 155MPa,275MPa,640MPa 11b 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表 3-2 90 . 1 55 6

34、0 ,360 . 0 55 0 . 2 d D D r 經(jīng)插值后可查得32 . 1 , 0 . 2 又由附圖 3-1 可得軸的材料的敏性系數(shù)為 85 . 0 82 . 0 qq， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 72 . 1132 . 1 58 . 0111 82 . 1 1228 . 0111 qk qk 由附圖 3-2 得尺寸系數(shù)69 . 0 由附圖 3-3 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)78 . 0 軸按磨削加工，附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為92. 0 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q=1，則得綜合系數(shù)值為 72. 21 92 . 0 1 96 . 0 82 . 1 1 1 k K 67. 11 92 . 0 1 8

35、0. 0 27 . 1 1 1 k K 又由3-1 和3-2 查得碳鋼的特性系數(shù) , ??；2 . 01 . 0 1 . 0 , 取；1 . 005 . 0 05 . 0 于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按式(15-6)(15-8)則得 ca S 54.26 015 . 0 18 . 372 . 2 275 1 ma K S 21 03.11 2 66 . 5 1 075 . 0 2 66. 51 72. 1 155 1 ma K S 5 . 119.10 03.1145 . 62 .031154 . 6 2 2222 S SS SS Sca 故可知其安全。 1）截面右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3333 2160

36、0061 . 01 . 0mmmmdW 抗扭截面系數(shù) 3333 00432062 . 02 . 0mmmmdWT 截面右側(cè)的彎矩為 mNM 63472 5 . 55 39.5,55 213497 截面上的扭矩為mmNT 440380 截面上的彎曲應(yīng)力MPaMPa W M b 94 . 2 21600 63472 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPaMPa W T T T 19. 01 43200 440380 軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得 155MPa,275MPa,640MPa 11b 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表 3-2 80 . 1 06 65 ,330 .

37、0 06 0 . 2 d D D r 經(jīng)插值后可查得23 . 1, 0 . 2 又由附圖 3-1 可得軸的材料的敏性系數(shù)為 85 . 0 82 . 0 qq， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 22 27 . 1 132 . 1 58 . 0111 28 . 112.28 . 0111 qk qk 由附圖 3-2 得尺寸系數(shù)69. 0 由附圖 3-3 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)78 . 0 軸按磨削加工，附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為92. 0 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q=1，則得綜合系數(shù)值為 72. 21 92 . 0 1 96 . 0 28 . 1 1 1 k K 76 . 11 92 . 0 1 08 . 0

38、72 . 1 1 1 k K 又由3-1 和3-2 查得碳鋼的特性系數(shù) , 取；2 . 01 . 0 1 . 0 , 取；1 . 005 . 0 50 . 0 于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按式(15-6)(15-8)則得 ca S 39.34 015. 094. 272. 2 275 1 ma K S 16.23 2 19 . 0 1 075. 0 2 19.10 62 . 1 200 1 ma K S 故可知其安全。5 . 121.19 61 .2339.34 16.239 3 . 34 2222 S SS SS Sca 六、滾動(dòng)軸承的選擇及壽命計(jì)算六、滾動(dòng)軸承的選擇及壽命計(jì)算 本設(shè)計(jì)中二級(jí)減速器

39、的軸為轉(zhuǎn)軸，同時(shí)受到徑向力和軸向力的作 用，故選用單列角接觸球軸承。 第一根軸上的軸承 7208AC 23 第二根軸上的軸承 7208AC 第三根軸上的軸承 7212AC 校核第三根軸的軸承，因減速器兩班制工作，工作期限十年所以軸承 壽命要求的時(shí)間至少為：10（十年）300（一年按 300 天算）16（一 天工作 16 個(gè)小時(shí)）=48000h。 對(duì)軸承 7212AC，由上計(jì)算得軸承的徑向載荷：Fr=3247N，軸向力 Fa=2342N，軸的轉(zhuǎn)速為 44.96r/min。查附錄 H，得此軸承的基本額定動(dòng)載 荷 Cr=44.8KN，基本額定靜載荷 Co=37.8KN。 7212AC 軸承中 AC

40、表示 25。 Fs=0.68Fr=0.683247=2207 N FA =Fs+Fa=2207+2342=4549 N 由課本，查表 10.816.11 得：e=0.68 因?yàn)?Fa/ Fr=0.720.68 所以 X=0.41 Y=0.87 故當(dāng)量動(dòng)載荷 P=X FrYFA=0.413247+0.874549=5228N 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程P201 表 10.9，得=1.5，工作溫度正常， 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程P202 表 10.10 得 =1。 C，r=(Lh)1/3=39680 N 39.7 KN C，r Cr 所選 7212AC 軸承適用。 24 七、鍵連接的選擇及校核七、鍵連接的選擇及校核 1

41、.選擇鍵的類(lèi)型和尺寸 一般八級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求，用普通平鍵 根據(jù) （帶輪）d1=30 （齒輪 2）d2=45 （齒輪 4）d3=60 （聯(lián)軸器）d4=55 查課本附錄 E P388 選出如下鍵 ： 8 1 b7 1 h40 1 L 14 2 b9 2 h38 2 L 18 3 b11 3 h60 3 L 14 4 b9 4 h100 4 L 2.鍵的校核 查課本表 4.9 得 取 MPa p 110 各個(gè)鍵的工作長(zhǎng)度計(jì)算如下 mmbLl32 111 mmbLl24 222 mmbLl42 333 mmbLl86 444 又 故： dhl T p 4 MPa dhl T p 4 .4

42、4 32730 10 6 . 7444 3 1 1 1 MPa dhl T p 109 24945 1065.26544 3 2 2 2 Pa dhl T p 8 . 105 114260 10 7 . 73344 3 3 2 3 25 MPa dhl T p 6 .76 86948 10 7 . 71144 3 4 3 4 鍵均適用,所選鍵標(biāo)記為： 鍵 1 GB/T 10962003 鍵 8740 鍵 2 GB/T 10962003 鍵 14938 鍵 3 GB/T 10962003 鍵 181160 鍵 4 GB/T 10962003 鍵 149100 八、聯(lián)軸器的選擇及校核八、聯(lián)軸器的選

43、擇及校核 根據(jù)低速軸聯(lián)軸器安裝處軸徑 d=50mm,轉(zhuǎn)矩為 960.10Nm，轉(zhuǎn)速 44.96r/min，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取聯(lián)軸器型號(hào)為彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 L4 聯(lián)軸 器GB/T55142003； 九、箱體及減速器附件九、箱體及減速器附件 減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)。 1.為使機(jī)體有足夠的剛度，在機(jī)體處添加加強(qiáng)肋，外輪廓為長(zhǎng)方形， 增強(qiáng)了軸承座剛度。 2.考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑散熱。因其傳動(dòng)件速度小于 12m/s，故 采用油池侵油潤(rùn)油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木?離 H 為 50mm。 3.機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.鑄件壁厚為 8，圓角半徑為 R=3。機(jī)

44、體 外型簡(jiǎn)單，拔模方便。 4.對(duì)附件設(shè)計(jì)： A 視孔蓋和窺視孔:在機(jī)蓋頂部開(kāi)有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合 區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī) 體上開(kāi)窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加 強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用 M6 緊固。 26 B 油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件 靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸 起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。 C 油標(biāo)：油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置 的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出。 D 通氣孔：由于減

45、速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便 于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡. E 蓋螺釘：?jiǎn)⑸w螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。 釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋. F 定位銷(xiāo)：為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī) 體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷(xiāo)，以提高定位精度. G 吊鉤：在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重 的物體. H 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下表 名稱(chēng)符號(hào)結(jié)果 箱座壁厚 10mm 箱蓋壁厚 1 10mm 箱蓋凸緣厚度 1 b 12mm 箱座凸緣厚度b 12mm 箱座底凸緣厚度 2 b 25mm 地腳螺釘直徑f d M

46、20 地腳螺釘數(shù)目n 6 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1 d M12 機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直 徑 2 d M12 視孔蓋螺釘直徑 4 d M6 27 定位銷(xiāo)直徑d M10 ，至外機(jī)壁距 f d 1 d 2 d 離 1 C 25mm 20mm 20mm ，至凸緣邊緣距離 f d 2 d 2 C 23mm 16mm 外機(jī)壁至軸承座端面距 離 1 l 44mm 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距 離 1 8mm 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 2 8mm 機(jī)蓋，機(jī)座肋厚mm , 1 8 8 1 mm 軸承端蓋外徑 2 D 120（1 軸） 120（2 軸） 140（3 軸） 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離S 130（1 軸） 140（2 軸）

47、150（3 軸） 十、潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)十、潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 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。考慮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?zhuān)惨乐節(jié)櫥?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)。 十一、參考文獻(xiàn)十一、參考文獻(xiàn) .黃平、朱文堅(jiān)主編：機(jī)械設(shè)計(jì)課程清華大學(xué)出版社 28 .王昆、何小柏、汪信遠(yuǎn)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 . 楊可幀、程光藴、李仲生主編：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)高等教育出版 社 29