《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》單級斜齒圓柱齒輪減速器

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1、 《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》 說 明 書 設(shè)計(jì)題目：單級斜齒圓柱齒輪減速器 組 別：第 組 學(xué)生姓名： 同組人員： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 起止日期：2010年1月11日~22日 發(fā)給時間：2010年1月11日 要求完成時間：2010年1月22日 指導(dǎo)教師對 專業(yè) 班級 學(xué) 生 課 程（測繪）的 評 語 成績評定： 指導(dǎo)教師簽名：

2、 年 月 日 課程(繪測)摘要 了解設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)要求、工作條件和設(shè)計(jì)步驟;通過查閱有關(guān)設(shè)計(jì)資料，觀看電教片和參觀實(shí)物或模型等，了解設(shè)計(jì)對象的性能，結(jié)構(gòu)及工藝性;準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)需要的資料，繪圖工具，擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃等;然后計(jì)算及進(jìn)行校核。 前言 本設(shè)計(jì)是機(jī)械傳動裝置位于原動機(jī)和工作機(jī)之間，用以傳遞運(yùn)動和動力或改變運(yùn)動方式，傳動裝置方案設(shè)計(jì)是否合理，對整個機(jī)械的工作性能、尺寸、重量和成本等影響很大，因此，傳動方案設(shè)計(jì)是整個機(jī)械設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。 根據(jù)各種傳動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和選擇原則及對傳動方案的要求，結(jié)合本設(shè)計(jì)的工作條件，對初步擬定的方案進(jìn)行分析比較，從中選擇出合理的

3、方案。此時選出的方案，并不是最后方案，最后方案還有待于各級比能得到合理分配后才能決定。當(dāng)傳動比不能合理分配時，還須修改。 在傳動裝置主要包括傳動零件、支承零部件和連接零件，其中，決定其工作性能、結(jié)構(gòu)和尺寸的主要是傳動零件。因此，一般應(yīng)在傳動方案選擇妥當(dāng)后先設(shè)計(jì)計(jì)算傳零件，確定其結(jié)構(gòu)尺寸、參數(shù)和材料等，為設(shè)計(jì)減速器裝配草圖做好準(zhǔn)備。 由傳動裝置計(jì)算得出的運(yùn)動和動力參數(shù)以及設(shè)計(jì)任務(wù)書給定的工作條件，即為傳動零件設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)。下面僅就傳動設(shè)計(jì)計(jì)算的要求問題作簡要說明。 目錄 一、 傳動裝置的總體設(shè)計(jì)5 二

4、、分析和擬定傳動方案5 三、電動機(jī)的選擇6 四、V帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算9 五、齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算12 六、從動Ⅱ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算15 七、鍵的選擇、計(jì)算20 八、聯(lián)軸器的選擇與校核20 九、軸承的選擇21 十、齒輪潤滑方式22 十一、設(shè)計(jì)小結(jié)22 十二、參考資料22 單級臥式斜齒圓柱齒輪減速器 轉(zhuǎn)動裝置的總體設(shè)計(jì) 一、 轉(zhuǎn)動裝置的總體設(shè)計(jì)： 主要包括分析和擬定方案，選電動機(jī)的類型和型號，確定總體傳動比和各級傳動比，計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、 設(shè)計(jì)題目：單級臥式

5、斜齒圓柱齒輪減速器（用于自動送料的帶轉(zhuǎn)動運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)動裝置）； 2、 工作條件：運(yùn)輸機(jī)兩班制連續(xù)工作；單向運(yùn)轉(zhuǎn)，空載啟動；有輕微沖擊，常溫，工作場所灰塵較大；使用年限8年；傳動比誤差為=5％。 3、 原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸機(jī)的滾筒直徑D=400mm，運(yùn)輸機(jī)帶的工作速度V=1.4m/s,運(yùn)輸機(jī)帶工作拉力F=2.3KN。 二、 分析和擬定方案 分析：首先應(yīng)滿足工作機(jī)的功能要求，如：運(yùn)輸帶工作速度V=1.4 m/s，運(yùn)輸機(jī)帶工作拉力F=2.3KN；其次，還要應(yīng)滿足工作可靠，傳動效率高，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，重量輕，成本低，工藝性好，使用和維護(hù)方便等要求，最后還要滿足運(yùn)輸機(jī)的工作環(huán)境，工作溫度。

6、擬定傳動方案 滿足同一工作機(jī)的功能要求，往往可采用不同的傳動機(jī)構(gòu)，不同的組合和布局，從而可得出不同的傳動方案。 根據(jù)工作機(jī)的工作條件及要求，性能和適用條件，結(jié)合工作機(jī)所傳遞的載荷性質(zhì)和大小，運(yùn)動方式和速度以及工作機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速相差較大，在它們之間常采用多級傳動機(jī)構(gòu)減速。 （1） 齒輪傳動具有承載能力大，效力高，允許速度高，尺寸緊湊，壽命長等特點(diǎn)；因此，在傳動裝置中一般應(yīng)首先采用齒輪傳動。由于斜齒圓柱齒輪傳動的承載能力和平穩(wěn)性比直齒圓柱齒輪傳動。 （2） 帶傳動其實(shí)具有傳動平穩(wěn)，吸振等特點(diǎn)，且能起過載保護(hù)作用。但由于它是靠摩擦力來工作的，在傳遞同樣功率的條件下，當(dāng)代速較低時，傳動結(jié)構(gòu)尺寸較

7、大，為了減小代傳動的結(jié)構(gòu)尺寸，應(yīng)將布置在高速級。 （3） 為了確定傳動方案，可根據(jù)已知條件計(jì)算出工作滾筒的轉(zhuǎn)速為： w=6010001.4/(4003.14)=66.85r/min 若選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機(jī)，則可估算出傳動比裝置的總傳動比為20～40。 （4） 根據(jù)這個傳動比及工作可確定傳動方案，組合傳動方案，采用的V帶傳動與一級減速器的組合傳動方案。將帶傳動放在高速級既可緩沖吸振又能減小傳動的尺寸。 根據(jù)以上的擬定傳動方案得出以下圖： 三、電動機(jī)的選擇： （1） 電動機(jī)類型的選擇 電動機(jī)類型的選擇根據(jù)動力源和工作條件，選用Y系列三相異步

8、電動機(jī)。 （2） 電動機(jī)容量的確定（功率、轉(zhuǎn)速）： 1、 功率的計(jì)算： ① 工作機(jī)的功率計(jì)算Pw： Pw=FV/100060=3.22KW ② 電動機(jī)的輸出功率按下式計(jì)算： P0 =Pw/總 式中，為電動機(jī)滾筒主動軸傳動裝置的總效率，按下式計(jì)算： 總=帶齒軸承2聯(lián) 查設(shè)計(jì)手冊表2-2得 帶輪的傳動效率：帶齒=0.95 一對齒輪的傳動效率：帶齒=0.97 一對滾動軸承的效率：軸承=0.99 聯(lián)軸器（彈性）效率：聯(lián)=0.99 因此： 總=帶齒軸承2聯(lián)=0.950.970.9920.99=0.885 P0 =Pw/總=3.22/0.885=3.64KW 選取

9、電動機(jī)的額定功率使Pm=(1～3) P0，并查電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P148表16-1）取電動機(jī)的額定功率： Pm=3.64*1.05=3.82 KW 取P=4KW。 電動機(jī)的功率不要太高太大，夠用就行，越大越貴。 ③ 確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 滾筒軸的轉(zhuǎn)速為： w=601000v/DЛ=6010001.4/4003.14=66.85r/min 按推薦的各種傳動機(jī)構(gòu)傳動比范圍（查《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》P7表2-3），取V帶傳動比：i帶=2～4 單級圓柱齒輪傳動比：i齒 =3～5 則總傳動比范圍：i總=i帶ⅹI齒=（23）～（45）=620 電動機(jī)可選擇的轉(zhuǎn)速范圍相應(yīng)為：η’=

10、η總=（6～20）90.76r/min=544～1815r/min 電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速符合這一范圍的有（《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》P148表16-1）750r/min,1000r/min兩種。 為了降低電動機(jī)所需的功率和同步轉(zhuǎn)速，（《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》P148表16-1）可知，電動機(jī)型號為Y132M1-6。 根據(jù)電動機(jī)的載荷轉(zhuǎn)速和滾筒可算出總傳動比。 電動機(jī)的型號 額定功率 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 軸外伸軸徑 軸外伸長度 Y132M1-6 4KW 1000r/min 960r/min 38mm 80mm 型號為Y132M1-6的堵矩轉(zhuǎn)矩=2.0，最大轉(zhuǎn)矩=2.2。 （3

11、） 計(jì)算傳動裝置總傳動比并分配各級傳動比 1、 傳動裝置的總傳動比 i總=nm／nw=960/66.85=14.36 2、 分配各級的傳動比 由，為使V帶傳動的外廓尺寸比致過大，取傳動比i帶=3，則齒輪的傳動比為：i齒 = i帶/i齒 =14.36/3=4.79 （4） 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù) 各軸的轉(zhuǎn)速： 電機(jī)軸： =3.64Kw ==960r/min =9550 ∕=36.21N.m I軸： = 帶=3.640.95=3.46Kw =∕i帶=320r/min =103.26 N.m II軸： = =3.19Kw =∕=66.8 r/min

12、 =9550∕=456.06 N.m III軸： ==3.09Kw = =66.8 r/min =9550∕=441.76 N.m 為了便于下一階段的設(shè)計(jì)計(jì)算，將以上結(jié)果列表如下： 參數(shù) 軸號 電機(jī)軸 I軸 II軸 III軸 功率P 3.64Kw 3.46Kw 3.19Kw 3.09Kw 轉(zhuǎn)速n 960r/min 320r/min 66.8 r/min 66.8 r/min 扭矩T 36.21N.m 103.26 N.m 456.06 N.m 441.76 N.m 傳動比i i總=14.36 i帶=3 i齒 =4.7

13、9 效率 帶齒=0.95 軸承=0.99 聯(lián)=0.99 聯(lián)=0.99 四、V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 V帶傳動：主要用于傳動能力較大，結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合，V帶傳動較平穩(wěn)，傳動能力好，目前機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用較普通的就是V帶傳動。設(shè)計(jì)的已知條件一般是：運(yùn)輸機(jī)兩班制連續(xù)工作；單向運(yùn)轉(zhuǎn)，空載啟動；有輕微沖擊，常溫，工作場所灰塵較大；原動機(jī)的類型以及外廓尺寸的要求。 設(shè)計(jì)內(nèi)容：帶的型號，長度和根數(shù)；帶輪的尺寸，結(jié)構(gòu)和材料；傳動的中心距離帶的初拉力和壓軸力，張緊及防護(hù)帶輪設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)方法與步驟如下表： 序號 項(xiàng)目 計(jì)算過程 結(jié)果 一、 帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 1

14、 計(jì)算功率 查表5-7（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》）取工況系數(shù)=1.2 = =1.23.64=4.37kw 因此：=1.2, =4.37kw =1.2 =4.37kw 2 選擇V帶型號 由=4.37kw和=960r/min查圖5-15（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》）選取A型帶 選取A型帶 3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑和 根據(jù)A型查表5-8（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》）取=112mm 帶傳動的轉(zhuǎn)動比i帶=3，所以大帶輪基準(zhǔn)直徑= i帶=1123=336mm，按（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》）查表5-8將圓整為355mm。

15、 因此：=112mm =336mm =112mm =336mm 4 驗(yàn)算帶速v V=∕601000=112960/600000=5.63m/s 故v在5~25m/s的范圍內(nèi)，故符合要求。 V=5.63m/s 5 初定中心距 由0.7（+）≤≤2（+）得: 326.9mm≤≤934mm 根據(jù)已知條件取=600mm 因此：=600mm =600mm 6

16、 初算帶長 =2+π(+)/2+( －)2/4a0=1957.79mm 故查（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》）P118，表5-6帶長修正系數(shù)，取基準(zhǔn)長度=2000mm =2000mm 7 確定實(shí)際中心距a ≈2+﹝ －﹞=621.11mm = －0．015=591.11mm =+0．03=681.11mm 因此：=621.11mm =621.11mm 8 9 驗(yàn)算小帶輪角

17、 確定帶輪的根數(shù)Z ≈－ ( － )/ = 根據(jù)（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P120）要求≥，故符合要求。 根據(jù)和查（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P116）表5-3得： =1.15kw 根據(jù)i帶=3和查（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P117）表5-4得： △ =0.11kw 根據(jù)=查（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P117）表5-5得： =0.93 根據(jù)=2000mm查（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P118）表5-6得： =1.03 Z ≥ ==3.56 根據(jù)要求，取Z=4 = =1.15kw △ =0.11kw =0.93 =1.03 Z=4

18、 10 單根V帶的張緊力 =500﹝﹞+ =160.87N.m 因此：=160.87N.m =160.87N.m 11 作用在軸上的壓力 =2 sin=1236.37 N.m 因此：=1236.37 N.m =1236.37 N.m 12 帶輪的寬度B 查（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P108）表5-1查出A型帶的槽間距e=150.3mm 第一槽對稱線至端局里f=10mm, 因此B=（Z-1）e+2f=65mm 根據(jù)查（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P108）的要求，帶輪的圓周

19、速在25m/s以下，用HT150；帶輪基準(zhǔn)直徑:112>150mm,用實(shí)心式，帶輪的基準(zhǔn)直徑150<355<450mm，用腹板式或孔板式。槽型A型。 e=150.3mm B=65mm 槽型A型 五、齒輪的傳動設(shè)計(jì)計(jì)算: 根據(jù)電動機(jī)的選擇所計(jì)算出的第一根軸的輸入功率，第一根軸的輸出轉(zhuǎn)速，齒輪傳動比，運(yùn)輸機(jī)用一級斜齒圓柱齒輪減速器，二班制連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作粉塵較大，減速器小批量，使用年限8 年，運(yùn)輸帶速度允許誤差5%。 1、 軟齒面:Z=20~30;m≤4mm ; ≤100mm。 2 、硬齒面:Z=17~20;m=2.5~3mm 選擇齒輪

20、材料及精度等級，確定許用應(yīng)力:由于傳遞功率不大，選用軟齒面組合;小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理;大齒輪用45鋼正火處理。8 級精度。 查(《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P140)表6-4 得:小齒輪齒面硬度為230HBS，大齒輪齒面190HBS，許用接觸應(yīng)力=530 M，=480 M，許用彎曲應(yīng)力 M=290 M。 按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算如下表: 序號 項(xiàng)目 計(jì)算過程 結(jié)果 1 齒輪轉(zhuǎn)矩 =9.55 =1.0326 N?mm = .0326 N?mm 2 滿載系數(shù)K 查(《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P143)表6-6 取K=1.1 K=1.1 3 齒數(shù)和齒寬系數(shù) 齒輪傳

21、動比i齒 =4.79，選擇小齒輪的齒數(shù)=23，則大齒輪的齒數(shù)=234.79=110.17;取=110， 實(shí)際傳動比: = =4.78 實(shí)際傳動比的誤差: 0.21%<2.5%故可用。 =23 =110 4 齒數(shù)比 根據(jù)(《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》)的推薦值為。取=3 =3 5 材料彈性系數(shù) 查(《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P144)表6-7 ，得=189.8 =189.8 6 設(shè)計(jì)小齒輪的分度圓直徑 ≥==53.58mm =53.58mm 7 初選螺旋角β 初選β=14(8≤β≤20） β=14 8 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) =/=23/0.91=2

22、5.27 =/=110/0.91=120.88 =25.27 =120.88 9 計(jì)算齒輪法面模數(shù) ≥/=51.97/23=2.25mm; 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P128表6-1，取=3mm。 =3mm。 確定齒輪傳動主要參數(shù)及幾何尺寸: 序號 項(xiàng)目 計(jì)算過程 結(jié)果 1 計(jì)算中心距a =﹙﹢﹚∕2=399/1.94=205.67mm 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P155的要求，圓整a=210mm。 a=210mm 2 精確計(jì)算螺旋角β 精確計(jì)算螺旋角β

23、: β==18.1948 β=18.1948 3 計(jì)算分度圓直徑、 =（/）=72.63mm =（/）=347.37mm =72.63mm =347.37mm 4 計(jì)算齒寬 ===1.172.63=79.89mm 取=80mm; =85mm =80mm; =85mm 5 計(jì)算圓周速度v V＝ 由表6-5取8級精度適合。 V＝1.22m/s 6 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 ≤ 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P145表6-8得 =2.70，=2.17 ， 因此代入公式(6-35)得 =44.57M

24、Pa≤ =2.7 =2.17 ， 小齒輪的幾何尺寸 序號 項(xiàng)目 計(jì)算過程 結(jié)果 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P152的要求: 為標(biāo)準(zhǔn)值=20， 和是標(biāo)準(zhǔn)值，=1；=0.25； =20 =1 =0.25 1 齒頂高 ==3ｍｍ； =3ｍｍ 2 齒根高 ＝（）＝3.75mm, ＝3.75mm 3 齒全高 =(2）=6.75mm, =6.75mm 4 分度圓直徑 =/=72.63mm， =72.63mm 5 齒頂圓直徑 =(/+2)=78.63mm， =78.63mm 6 齒根圓直徑 =(/-2-2)=65.13

25、mm =65.13mm 大齒輪的幾何尺寸: 序號 項(xiàng)目 計(jì)算過程 結(jié)果 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P152的要求: 正確嚙合條件: ==;==;=- 為標(biāo)準(zhǔn)值=20， 和是標(biāo)準(zhǔn)值，=1；=0.25； =20 =1 =0.25 1 齒頂高 ==3ｍｍ =3ｍｍ 2 齒根高 ＝（）＝3.75mm ＝3.75mm 3 齒全高 =(2）=6.75mm =6.75mm 4 分度圓直徑 =/=347.37mm =347.37mm 5 齒頂圓直徑 =(/+2)=353.37mm =353.37mm 6 齒根圓直徑 =

26、(/-2-2)=339.87mm =339.87mm 標(biāo)準(zhǔn)中心距 ==399/1.9=210mm。 =210mmm 六、從動軸Ⅱ的設(shè)計(jì)計(jì)算 條件:從動軸的輸入功率=3.19Kw，轉(zhuǎn)速=66.8 r/min，扭矩=456.06 N.m， 序號 項(xiàng)目 計(jì)算過程 結(jié)果 1 選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力:軸的材料選擇選45鋼，正火處理。查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P206，表10-1 , 得: , 2 估算軸的最小直徑 輸出端與聯(lián)軸器相配合的軸段徑最小，查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P221，表10-4，取C=110，則由式(

27、10-3)得: ≥ 軸端有一個鍵槽，直徑增大3%，取=41.17mm， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P221，表10-5，取=42mm。 =42mm。 3 計(jì)算齒輪受力 分度圓直徑(大齒輪):d=347.34mm， 螺旋角=18.1948， 轉(zhuǎn)矩為: 4.584 N.mm 圓周力為: ===2639.5N 徑向力為: ==1011.3N 軸向力為: ==867.6N =2639.5N =1011.3N =867.6N 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 1、 軸上零件的裝配和定位方案，繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖: 2、確定軸的各段直徑: 從

28、左向右，第一段與聯(lián)軸器配合，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器的規(guī)格為HL3 ，(查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P131表13-7)聯(lián)軸器J型。 軸孔的孔徑為42mm, 孔長84mm ，因此，可以確定=42mm，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P224表10-7要求可知: =3.5mm，所以=+2=49mm。在軸上與與要裝上軸承，要符合軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列，初選的軸承為角接觸球軸承;因?yàn)?，與根據(jù)軸承的徑值取==55mm，因此選的軸承的代號為:7211C，正裝。=60mm; =69mm。 1、 確定軸的各段長度: 與傳動需要與零件(如齒輪、聯(lián)軸器、套筒)相配合的軸段應(yīng)比傳動零件的輪轂寬度略小1~3mm，=82mm；第二段軸長度考慮，

29、軸承蓋至聯(lián)軸器的距離為10~15mm ，取=55mm，其余各段軸長與箱體的有關(guān)，可由齒輪開始向兩端逐步確定。套筒的長度取20~25mm ，取20mm ，軸承寬度為21mm ，=43mm；大齒輪的寬度b=80mm，=78mm；軸環(huán)寬度: =1.4h(《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P 224)，取 =8mm， =11mm；與軸承配合的軸段長 =21mm。兩支點(diǎn)的跨度 =140mm，軸總長度為=298mm 。 軸的強(qiáng)度校核如下表: 序號 項(xiàng)目 計(jì)算過程 結(jié)果 1 繪制軸的受力簡圖(a) 2 計(jì)算支承反力圖(b) 水平面承反力， =0 140-70+=0 140-70

30、-=0 解得: =-570.6N；=1581.91N 垂直面支承反力: ===1319.75N =-570.6N； =1581.91N =1319.75N =1319.75N 3 繪制軸的受力簡圖(a)、支承反力圖(b)、水平面彎矩、垂直面彎矩、合成彎矩圖(c)、(e)、(f)。 4 水平面彎矩、垂直面彎矩、合成彎矩為 =70=110733.7N.mm =70=-39942N.mm 垂直面彎矩 =70=92382.5N.mm 合成彎矩為: ==144209.84N.mm ==100647.35N.mm =110733.7N.mm =-39

31、942N.mm =92382.5N.mm =144209.84N.mm =100647.35N.mm 5 繪制扭矩圖(g) 6 繪制當(dāng)量彎矩圖(h) 7 危險截面的當(dāng)量彎矩為 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P220表10-3得: ==310553.51N.mm 8 校核危險截面的直徑 ≥=38.31mm 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P220，表10-3得:則，增大3%為=39.51mm，因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軸為60mm，故滿足強(qiáng)度條件要求。 =39.51mm 故滿足強(qiáng)度條件要求 繪制軸的零件圖(另附)

32、 上述的彎矩圖如19頁所示： 七、平鍵的選擇與計(jì)算 平鍵的選擇與計(jì)算如下表： 序號 項(xiàng)目 計(jì)算過程 結(jié)果 1 選擇平鍵的材料 45鋼 2 根據(jù)軸徑大小、輪轂的寬度選擇平鍵的型號 軸徑:d=60mm ，輪轂寬度:B=L=78mm 。 齒輪傳動要求齒輪與軸對中性好，以避免嚙合不良，故聯(lián)接選用普通平鍵A 型鍵。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P257，查表12-1得:鍵寬B=16mm ，鍵高h(yuǎn)=10mm ， 計(jì)算得鍵長:L=68~73mm ， 取L=68mm ， 標(biāo)記為:鍵1668 GB/T1096-1990，

33、 鍵槽:t=6.0mm ，r=0.3mm 。 鍵寬B=16mm ，鍵高h(yuǎn)=10mm L=68mm t=6.0mm ，r=0.3mm 3 強(qiáng)度計(jì)算 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P261表12-1得: 鍵的工作長度: =52mm ， 則: ==58.77MPa≤ 故此鍵滿足強(qiáng)度要求。 =58.77MPa≤故此鍵滿足強(qiáng)度要求。 4 根據(jù)上述得出聯(lián)軸器的平鍵尺寸 鍵寬B=12mm ，鍵高h(yuǎn)=8mm ， 計(jì)算得鍵長: L=76mm ， 標(biāo)記為: 鍵1276 GB/T1096-1990， 鍵槽: t=5.

34、0mm ，r=0.3mm 通過校核此鍵滿足強(qiáng)度要求 鍵寬B=12mm ，鍵高h(yuǎn)=8mm ， L=76mm t=5.0mm ，r=0.3mm 通過校核此鍵滿足強(qiáng)度要求 八、聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P268的相關(guān)理論可知: 常用聯(lián)軸器大多數(shù)已是標(biāo)準(zhǔn)化，需要時直接從標(biāo)準(zhǔn)中選取即可;選擇聯(lián)軸器的步驟是選擇和型號，然而必要的強(qiáng)度校核。 由初選的為彈性柱銷聯(lián)軸器。彈性柱銷聯(lián)軸器是利用彈性聯(lián)接件的彈性變形來補(bǔ)償兩軸的相對位移，從而緩和沖擊和吸振。彈性柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，更換柱銷方便。由于彈性聯(lián)軸器的造價較高，但應(yīng)用廣泛。 根據(jù)工作條件可選彈性柱銷聯(lián)軸器，初選規(guī)格

35、為HL3，J 型的聯(lián)軸器，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-1可知: 公稱轉(zhuǎn)矩=630N.m，許用轉(zhuǎn)速=5000r/min(鑄鐵），軸孔直徑d=42mm，孔長L=84mm。 校核計(jì)算: 1、 轉(zhuǎn)速n應(yīng)小于等所選型號的許用轉(zhuǎn)速，即: =66.8r/min≤ 2、 計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于等所選型號的額定轉(zhuǎn)矩即: ≤ =KT= 查表12-3得K=1.5， 因此=687.6N.m>;不符合條件;選擇HL4 ，J 型的聯(lián)軸器:查表13-7可知 公稱轉(zhuǎn)矩=1250N.m; 許用轉(zhuǎn)速=2800r/min(鑄鐵）。 代入以上公式計(jì)算，符合工作條件要求。 九、軸承的型號選擇 序號 項(xiàng)目

36、 過程與結(jié)果 1 軸承的型號選擇 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P236軸承的選擇; 2 類型選擇 選擇軸承類型應(yīng)該考慮以下幾方面因素:承受載荷的大小、方向和性質(zhì);轉(zhuǎn)速與工作環(huán)境;調(diào)心性能要求;經(jīng)濟(jì)性和其他特殊要求等。 3 載荷條件 載荷較大或承受沖擊載荷時應(yīng)選用滾子軸承。主要承受徑向載荷時，應(yīng)選用深溝球軸承;同時承受徑向和軸向載荷時，應(yīng)選用角接觸球軸承;只承受軸向載荷時，選用推力軸承;承受推力大很多時，應(yīng)選用推力軸承和深溝球軸承的組合結(jié)構(gòu)。 3 轉(zhuǎn)速條件 轉(zhuǎn)速較高且旋轉(zhuǎn)精度要求較高時，選用球軸承。轉(zhuǎn)速較低且有沖擊載荷時，應(yīng)選滾子軸承。 4 調(diào)心性能 跨度較大，難以保證軸

37、的剛度或安裝精度時，應(yīng)選用具有調(diào)心性能的調(diào)心軸承。 5 裝調(diào)性能 為便于安裝，拆卸和調(diào)整游隙，根據(jù)工作條件要求可選適于工作的軸承。 序號 項(xiàng)目 過程與結(jié)果 6 經(jīng)濟(jì)性 一般球軸承比滾子軸承的價格低，特殊結(jié)構(gòu)的軸承比普通的軸承價格高。 7 精度選擇 相同型號軸承精度越高，價格就越高。一般機(jī)械傳動中的軸應(yīng)選用普通級(0級)精度。 8 型號選擇(尺寸) 根據(jù)以上的綜合分析，選擇角接觸球軸承，其他代號、尺寸如下:7211C 軸承的尺寸:基本尺寸:d=55mm (內(nèi)徑);D=100mm(外徑);B=21mm(寬度)。 潤滑方式:油潤滑 十、齒輪傳

38、動的潤滑 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P162可得:齒輪轉(zhuǎn)動時需要對齒輪進(jìn)行潤滑，可以減小齒面間的摩擦和摩損，還可以防銹和降低噪聲，從而可提高傳動效率和延長齒輪壽命，所以潤滑對齒輪傳動是非常重要。通過齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算可知斜齒輪的圓周轉(zhuǎn)速v=1.22m/s，由于v 〈12m/s，因此就選用浸油潤滑，浸入油中深度等一個齒高，但不小10mm 。潤滑劑的牌號選擇:齒輪材料:45鋼;齒輪圓周速度v=1.22m/s;強(qiáng)度極限，運(yùn)動黏度，潤滑油牌號選擇為:L-CKC320。密封方式:根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》P253得:軸承的密封目的是防止水分、灰塵和其他雜質(zhì)進(jìn)入軸承，并且阻止?jié)櫥瑒┝魇АＲ阎S徑D=49mm，轉(zhuǎn)速n=

39、66.8r/min，軸的圓周轉(zhuǎn)速為:根據(jù)表11-16可選接觸式密封，密封圈的材料是耐油橡膠。 設(shè)計(jì)小結(jié) 通過兩周的機(jī)械課程設(shè)計(jì)，深深地體會到了在機(jī)械設(shè)計(jì)過程當(dāng)中的繁瑣計(jì)算，通過反復(fù)的計(jì)算與校核，才能合格;而且還要根據(jù)工作條件，加工工藝和經(jīng)濟(jì)性所選擇零件。 經(jīng)過計(jì)算與校核，才能知道該零件的工作條件是否適合，然后圓整取標(biāo)準(zhǔn)值，這樣比較經(jīng)濟(jì)，還可以批量生產(chǎn)，也可以在市場買到。由于初次的做課程設(shè)計(jì)，在這過程中出現(xiàn)很多的不，通過老師的修改，可以算是合格的。在今后的學(xué)習(xí)中要加強(qiáng)學(xué)好，為以后打下良好基礎(chǔ)。 參考資料: 1、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第二版，新世紀(jì)高職高專教材編審委員會組編，大連理工大學(xué)出版社，2008年2月; 2、《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系，2009年9月; 3、《互換性與測量技術(shù)》第二版，陳于萍、高曉康編著，高等教育出版社，2005年7月第二版。 共23頁第25頁