二級(jí)直齒齒輪減速器設(shè)計(jì)【F=4000,V=2,D=450】
42頁(yè) 9300字?jǐn)?shù)+論文說(shuō)明書(shū)+8張CAD圖紙【詳情如下】
中間軸.dwg
二級(jí)直齒齒輪減速器裝配圖.dwg
二級(jí)直齒齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)【F=4000,V=2,D=450】.doc
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箱體.dwg
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輸入軸.dwg
輸出軸.dwg
目 錄
1 引言……………………………………………………………………………… 1
2 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 2
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)………………………………………………………………… 2
2.2 確定傳動(dòng)方案 ……………………………………………………………… 2
2.3 電動(dòng)機(jī)的選擇 ……………………………………………………………… 3
3 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………… 7
3.1 高速級(jí)齒輪的參數(shù)計(jì)算…………………………………………………… 7
3.2 低速級(jí)齒輪的參數(shù)計(jì)算 …………………………………………………… 11
4 軸及軸承裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………………… 15
4.1 軸的設(shè)計(jì)、校核及壽命計(jì)算…………………………………………………… 16
4.2 齒輪的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………… 28
5 主要零部件的工藝設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 29
5.1 輸出軸的零件圖 …………………………………………………………… 29
5.2 輸出軸的工藝設(shè)計(jì) …………………………………………………………… 30
6 編程 ……………………………………………………………………………… 33
結(jié)論 ………………………………………………………………………………… 35
致謝 …………………………………………………………………………………36
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………… 37
1引言
齒輪傳動(dòng)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種傳動(dòng)形式。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：①瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、工作平穩(wěn)、傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；②適用的功率和速度范圍廣；③傳動(dòng)效率高，η=0.92-0.98；④工作可靠、使用壽命長(zhǎng)；⑤外輪廓尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊。由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器,用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間,起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用,在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。
國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問(wèn)題更突出，使用壽命不長(zhǎng)。國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)題，也未解決好。
當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開(kāi)拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。近十幾年來(lái),由于近代計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使得機(jī)械加工精度，加工效率大大提高，從而推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品的多樣化，整機(jī)配套的模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化，以及造型設(shè)計(jì)藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致，美觀化。
在21世紀(jì)成套機(jī)械裝備中,齒輪仍然是機(jī)械傳動(dòng)的基本部件。CNC機(jī)床和工藝技術(shù)的發(fā)展,推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展。在傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的電子控制、液壓傳動(dòng)、齒輪、帶鏈的混合傳動(dòng),將成為變速箱設(shè)計(jì)中優(yōu)化傳動(dòng)組合的方向。在傳動(dòng)設(shè)計(jì)中的學(xué)科交叉,將成為新型傳動(dòng)產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。
2 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)
2.0設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
1設(shè)計(jì)任務(wù)
設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，采用兩級(jí)圓柱直齒齒輪減速器傳動(dòng)。
2 設(shè)計(jì)要求
（1）外形美觀，結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，工藝性好；
（2）多有圖紙符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求；
（3）按畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求完成相關(guān)資料整理裝訂工作。
3 原始數(shù)據(jù)
（1）運(yùn)輸帶工作拉力 F=4KN
（2）運(yùn)輸帶工作速度V=2.0m/s
(3)輸送帶滾筒直徑 D=450mm
（4）傳動(dòng)效率
4工作條件
兩班制工作，空載起動(dòng)，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵，中小批量生產(chǎn)，使用期限10年，年工作300天。
2.1 確定傳動(dòng)方案
結(jié) 論
由于減速器是當(dāng)今世界上最常用的傳動(dòng)裝置，所以世界各國(guó)都不斷的在改進(jìn)它，尋求新的突破，降低其成本，提高其效率，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。為了更好的適應(yīng)現(xiàn)代市場(chǎng)的需求，就必須運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)解決過(guò)去計(jì)算繁瑣，繪圖工作量大及工作效率低，速度慢的問(wèn)題?；谶@些方面，我們運(yùn)用了功能強(qiáng)大的三維造型軟件Pro-E對(duì)減速器的各個(gè)組成零件進(jìn)行三維實(shí)體造型并進(jìn)行裝配，實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的減速器在投產(chǎn)前的裝配檢驗(yàn)。通過(guò)實(shí)體造型和裝配，檢驗(yàn)并修正設(shè)計(jì)計(jì)算中可能出現(xiàn)的一些問(wèn)題，使其布局更合理，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更貼近生產(chǎn)實(shí)際，并能直接生成二維圖紙，為我們節(jié)約了大量的時(shí)間。
通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多知識(shí)，鞏固了一些原來(lái)遺忘、疏忽的知識(shí)點(diǎn)；原來(lái)不理解、沒(méi)掌握好的問(wèn)題，也通過(guò)翻閱資料、請(qǐng)教老師，把它們都解決了。由于Pro/E是我的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，因此在造型中遇到了許多難題。通過(guò)查閱資料，請(qǐng)教老師、同學(xué)，我都一一解決了。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)的精神的重要性。同時(shí)，我也發(fā)現(xiàn)自己在本科階段幾年的學(xué)習(xí)過(guò)程中存在著很多不足，尤其是專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用方面，不能在實(shí)踐中很好的運(yùn)用。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己有了一種新的感受和認(rèn)識(shí)，相信自己在今后的工作和學(xué)習(xí)中將發(fā)揮的更好。
由于本人未在生產(chǎn)實(shí)際中真正切切的接觸過(guò)減速器及其零部件的設(shè)計(jì)生產(chǎn)，因此有些數(shù)據(jù)只是根據(jù)查閱資料獲得，離實(shí)際應(yīng)用可能有些出入。
致 謝
在這半學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到了好多困難。在此，我首先要感老師，正是由于他的指導(dǎo)和幫助我才能順利完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、知識(shí)淵博。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，老師經(jīng)常抽出時(shí)間和我們一起討論設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的一些問(wèn)題和要求。我們遇到解決不了的問(wèn)題，他也會(huì)盡快的幫我們解決。
其次要感謝系領(lǐng)導(dǎo)給我們畢業(yè)設(shè)計(jì)提供一個(gè)良好的設(shè)計(jì)環(huán)境，便于我們順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì).
最后要感謝所有關(guān)心和幫助過(guò)我的老師、同學(xué)和朋友們，他們?yōu)槲姨峁┝撕芏嘤袃r(jià)值的資料信息，幫我解決了很多難題，并且給了我很多的鼓勵(lì)，衷心的感謝你們!
參 考 文 獻(xiàn)
1 吳彥農(nóng)，康志軍． Solidworks2003實(shí)踐教程． 淮陰：淮陰工學(xué)院， 2003
2 孫江宏，段大高． 中文版Pro/Engineer2001入門與實(shí)例應(yīng)用． 北京：中國(guó)鐵道出版社，2003
3 徐錦康． 機(jī)械設(shè)計(jì)． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001
4 葛常清． 機(jī)械制圖（第二版）． 北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2000
5 譚浩強(qiáng)． C程序設(shè)計(jì)（第二版）． 北京：清華大學(xué)出版社，2000
6 徐士良． C程序設(shè)計(jì)． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004
7 劉鴻之． C程序設(shè)計(jì)題解與上機(jī)指導(dǎo)（第二版）． 北京：高等教育出版社，2001
8 呂廣庶，張遠(yuǎn)明． 工程材料及成型技術(shù)． 北京：高等教育出版社，2001
9 張彥華． 工程材料與成型技術(shù)． 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005
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11 曲寶章，黃廣燁． 機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)． 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002
12 張福潤(rùn)，徐鴻本，劉延林． 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）． 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002
13 寧汝新，趙汝嘉． CAD/CAM技術(shù)． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003
14 蔡漢明，陳清奎． CAD/CAM建設(shè)． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003
15 司徒忠，李 璨． 機(jī)械工程專業(yè)英語(yǔ)． 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2001
16 任金泉． 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)． 西安交通大學(xué)出版社，2005
17 甘永力． 幾何量公差與檢測(cè)． 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2004
目 錄 1 引言 ?????????????????????????? ???? 1 2 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) ???? ???????????????????? 2 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ????????? ???????????????? 2 確定傳動(dòng)方案 ???????? ???????????????? 2 電動(dòng)機(jī)的選擇 ???????? ???????????????? 3 3 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ????? ???????????????? 7 速級(jí)齒輪的參數(shù)計(jì)算 ?? ?????? ???????????? 7 低速級(jí)齒輪的參數(shù)計(jì)算 ???????????????????? 11 4 軸及軸承裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 ????????????????????? 15 軸的設(shè)計(jì)、校核及壽命計(jì)算 ???????????????????? 16 齒輪的設(shè)計(jì) ??????????????????????????? 28 5 主要零部件的工藝設(shè)計(jì) ??????????????????????? 29 輸出軸的零件圖 ?????????????????????? ? 29 輸出軸的工藝設(shè)計(jì) ??????????????????????? 30 6 編程 ?????????????????????????????? 33 結(jié)論 ??????????????????????????????? 35 致謝 ??????????????????????????????? 36 參考文獻(xiàn)????????????????????????????? 37 1 引言 齒輪傳動(dòng)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種傳動(dòng) 形式。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：①瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、工作平穩(wěn)、傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；②適用的功率和速度范圍廣；③傳動(dòng)效率高，η =工作可靠、使用壽命長(zhǎng)；⑤外輪廓尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊。由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器 ,用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間 ,起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用 ,在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。 國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問(wèn)題更突 出，使用壽命不長(zhǎng)。國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)題，也未解決好。 當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開(kāi)拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。近十幾年來(lái) ,由于近代計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使得機(jī)械加工精度，加工效率大大提高，從而推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品的多樣化，整機(jī)配套的模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化，以及造型 設(shè)計(jì)藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致，美觀化。 在 21世紀(jì)成套機(jī)械裝備中 ,齒輪仍然是機(jī)械傳動(dòng)的基本部件。 床和工藝技術(shù)的發(fā)展 ,推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展。在傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的電子控制、液壓傳動(dòng) 、齒輪、帶鏈的混合傳動(dòng) ,將成為變速箱設(shè)計(jì)中優(yōu)化傳動(dòng)組合的方向。在傳動(dòng)設(shè)計(jì)中的學(xué)科交叉 ,將成為新型傳動(dòng)產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。 2 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 計(jì)任務(wù)書(shū) 1設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，采用兩級(jí)圓柱直齒齒輪減速器傳動(dòng)。 2 設(shè)計(jì)要求 （ 1）外形美觀，結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，工藝性好； （ 2）多有圖紙符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求； （ 3）按畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求完成相關(guān)資料整理裝訂工作。 3 原始數(shù)據(jù) （ 1）運(yùn)輸帶工作拉力 F=4 2）運(yùn)輸帶工作速度 V=s (3)輸送帶滾筒直徑 D=450 4）傳動(dòng)效率 4工作條件 兩班制工作，空載起動(dòng)，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵，中小批量生產(chǎn)，使用期限 10年，年工作 300 天。 定傳動(dòng)方案 圖 2-1(a) 圖 2-1(b) 方案（ a）為展開(kāi)式兩級(jí)圓柱齒輪減速器，其推薦傳動(dòng)比ī =8～ 40。展開(kāi)式圓柱齒輪減速器的特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪的位置不對(duì)稱。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎矩變形部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。 方案（ b）為同軸式兩級(jí)圓柱齒輪減速器，其推薦傳動(dòng)比ī =8～ 40。同軸式圓柱齒輪減速器的特點(diǎn)是減速器橫向尺寸較小，兩對(duì)齒輪浸入油中深度大致相同。但軸向尺寸和重量較大， 且中間軸較長(zhǎng)、剛度差，使載荷沿齒寬分布不均勻，高速級(jí)齒輪的承載能力難于充分利用。 綜合比較展開(kāi)式與同軸式圓柱齒輪減速器的優(yōu)缺點(diǎn)，在本設(shè)計(jì)中，我將采用展開(kāi)式圓柱齒輪減速器為設(shè)計(jì)模版。 動(dòng)機(jī)的選擇 動(dòng)機(jī)的容量選擇 根據(jù)已知條件可以計(jì)算出工作機(jī)所需有效功率 ?1 0 0 0 0 01 0 0 0 ???設(shè) w? —— 輸送機(jī)滾筒軸至輸送帶間的傳動(dòng)效率 ； c? —— 聯(lián)軸器效率， c? =g? —— 閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率， g? =b? —— 一對(duì)滾動(dòng)軸承效率， b? =—— 帶式輸送機(jī)滾筒效率。 =算運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)總傳遞效率： w?????? ????? 34231201 式中： ????????????????????????????????得傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 ?????總? 工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率 0 ??? ? P 由表 2列 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中可以確定，滿足 P ? 條件的電動(dòng)機(jī)額定功率 取為 11 表 2動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 /滿載轉(zhuǎn)速 /（ r ） 額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 1420 112 1440 132440 132440 1601 1460 1605 1460 1601 970 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 根據(jù)已知條件由計(jì)算得知輸送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速 00 06 0 00 0 ?? ???? d vn w ?r ?? 由表 2500 r 和 1000 r 的電動(dòng)機(jī)，對(duì)應(yīng)用于額定功率1? 的電動(dòng)機(jī)型號(hào)應(yīng)分別為 160 160表 2 方案的比較 方案號(hào) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 （ 同步轉(zhuǎn)速（ r ） 滿載轉(zhuǎn)速（ r ） 總傳動(dòng)比 Ⅰ 500 1460 000 970 過(guò)對(duì)這兩種方案比較可以看出：方案Ⅰ選用的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量輕、價(jià)值低，總傳動(dòng)比為 較合適，故選用方案Ⅰ。 動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 根據(jù)工作條件：兩班制工作，空載起動(dòng)，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵，中小批量生產(chǎn)，使用期限為 10 年，年工作 300 天，工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率 及電動(dòng) 機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 500 等，選用 Y 系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)，型號(hào)為 主要性能數(shù)據(jù)如下： 電動(dòng)機(jī)額定功率 1? 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 460 rn m ? 電動(dòng)機(jī)軸身直徑 2? 電動(dòng)機(jī)軸身長(zhǎng)度 10? 動(dòng)比的分配 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比 ?? 由傳動(dòng)系統(tǒng)方案知 101?i 134?i 所以圓柱齒輪總傳動(dòng)比 ?? ??? ii 兩對(duì)齒輪材料相同、齒面硬度350?齒寬系數(shù)相等時(shí)，考慮齒面接觸強(qiáng)度接近相等的條件，取高速級(jí)傳動(dòng)比 7 2 ??? ?低速級(jí)傳動(dòng)比 ???傳動(dòng)系統(tǒng)各傳動(dòng)比分別為： 101?i ， i ， i ， 134?i 動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算： 0軸（電動(dòng)機(jī)軸）： m 14600 ?? d ? ???? 001軸（減速器高速軸）： m ?? 1 5 ??? ?? ????? ?? 2軸（減速器中間軸）： m 2 ?? ??? ?? ????? ?? 3軸（減速器低速軸）： m 82323 ?? ??? ?? ????? ?? 將上述結(jié)果和傳動(dòng)比及傳動(dòng)效率匯總?cè)绫?2表 2傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 3 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 速級(jí)齒輪的參數(shù)計(jì)算 料選擇及熱處理 減速器要求結(jié)構(gòu)緊湊，故小齒輪選用調(diào)質(zhì) 40～ 270 的 45 鋼，大齒輪選用正火00～ 230的 45鋼；載荷穩(wěn)定，齒速不高，初選 8級(jí)精度。 定許用接觸應(yīng)力 21 ? 和 根彎 曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （ 1） 確定公式中的參數(shù)值 ? ?3 212co ? ? ?? ?? 1） 載荷系數(shù) 試選 ） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ? 3） 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1， 2 1= 2=380 查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） 4） 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 911 102 0 4 01011 4 6 06060 ????????? 8912112 108 9 4 ????? 5） 彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 212圖 徐錦康主編） 6） 許用彎曲應(yīng)力計(jì)算（取彎曲疲勞安全系數(shù) S ，應(yīng)力修正系數(shù) 則 ? ? 1K ?? ?? ? / ?? ? ? i ????? ? ?? 7） 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) o o s 3311 ???? ? 213c o o s 3322 ???? ? 查表 3 表 3齒形系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù) )(17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 (30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 150 ） 計(jì)算大小齒輪的? ?F Y??并加以比較 ? ? 0 0 9 1 5 6 5 6 1 ????F Y ?? ? 0 0 7 9 8 8 2 ????F Y ?因?yàn)? ? ? ?2 221 11 F ? ???，故按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9） 重合系數(shù) ?Y 及螺旋角系數(shù) ?Y 取 ?Y = ?Y = 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 試計(jì)算齒輪模數(shù) ? ? 21 ????? ?? ?? 2） 計(jì)算圓周速度 o o 1 ??? ????? ??? ?? ???3） 計(jì)算載荷系數(shù) 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 1? 根據(jù) 、 8級(jí)精度，查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 1.1?斜齒輪傳動(dòng)取2.1?查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 K 。 則載荷系數(shù) ???????? ?4） 校正并確定模數(shù) 3 ???? （取 2 （ 3） 計(jì)算齒輪傳動(dòng)幾何尺寸 1） 中心距 a n 520(13c o )(c o 1 ??????? ?（圓整為 a =119 2） 螺旋角β ? ? "57'53141192 )9520(2a r c c o (a r c c o s 21 ???? ???? a n?3） 兩分度圓直徑 1d ， 2d 2'5314c o s 202c o s 11 ?????? ?2'5314c o s 952c o s 22 ?????? ?) 齒寬 1b ， 2b 1 1 ???? db d? 2b =35b = 5(?b ～ 10） 1b =404) 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 ? ???? ?? ??????? 12 211 1） 大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 1， 2 1= 2=1170 2） 接觸疲勞 壽命系數(shù) 1 2查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 12） 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù) 1?則 ? ? ? ?? ? ? 2l i ??? ?? ? ? ? ? ? ?? ? 029(221 ????? ??? 4） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 ） 重合度系數(shù) ?Z ?Z =） 螺旋角系數(shù) ?Z ?Z = 9 8 2'5314c o sc o s ???? 7） 材料系數(shù) 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 189.8 8） 校核計(jì)算 ? ??? ????????????????????（ 5） 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 大齒輪：齒頂圓直徑大于 160小于 500采用腹板式結(jié)構(gòu)，如圖3 圖 3. 2 低速級(jí)齒輪的計(jì)算 減速器要求結(jié)構(gòu)緊湊，故大齒輪用 40質(zhì)處理后表面淬火，小齒輪用 45 鋼，載荷穩(wěn)定，齒速不高 ，初選 8級(jí)精度，閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，齒數(shù)宜多，選 1Z =25， 2Z = 1Z 8 2 ??i （取 2Z =92）。按硬齒面齒輪非對(duì)稱安裝，查表選齒寬系數(shù) 8.0?d? 。 初選螺旋角β = ?13 1 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （ 1） 確定公式中的參數(shù)值 ? ?3 212co ? ? ?? ?? 1） 載荷系數(shù) 試選 ） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ? 3） 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1， 2 1= 2=380 查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） 4） 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 811 108 9 86060 ????????? 8812112 ????? 5） 彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 212圖 徐錦康主編） 6） 許用彎曲應(yīng)力計(jì)算（取彎曲疲勞安全系數(shù) S ，應(yīng)力修正系數(shù) 則 ? ? 1K ?? ?? ? / ?? ? ? i ????? ? ?? 7） 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) o o s 3311 ???? ? o o s 3322 ???? ? 查表 3 8） 計(jì)算大小齒輪的? ?F Y??并加以比較 ? ? 0 0 8 4 1 8 1 ????F Y ? ? ? 0 0 7 8 1 9 2 ????F Y ?因?yàn)? ? ? ?2 221 11 F ? ???，故按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9） 重合系數(shù) ?Y 及螺旋角系數(shù) ?Y 取 ?Y = ?Y = 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 試計(jì)算齒輪模數(shù) ? ? 21 ????? ?? ?? 2） 計(jì)算圓周速度 o 0 060 8259 9 o 0 060 11 ??? ????? ??? ?? ???3） 計(jì)算載荷系數(shù) 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 1? 根據(jù) 、 8級(jí)精度，查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 06.1?斜齒輪傳動(dòng)取2.1?查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 K 。 則載荷系數(shù) ???????? ?4） 校正并確定模數(shù) 3 ???? （取 （ 3） 計(jì)算齒輪傳動(dòng)幾何尺寸 1） 中心距 a n 0 9 0)9225(13c o c o 1 ??????? ?（圓整為 a =151 2） 螺旋角β ? ? "33'24141512 )9225(r c c (a r c c 1 ???? ???? a n?3） 兩分度圓直徑 1d ， 2d 3'2414c o o ??????n 3'2414c o s o s 22 ?????? ?) 齒寬 1b ， 2b 6 2 ???? db d? 2b =55b = 5(?b ～ 10） 1b =604) 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 ? ???? ?? ??????? 12 211 1） 大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 1， 2 1= 2=1170 2） 接觸疲勞壽命系數(shù) 1 2查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 12） 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù) 1?則 ? ? ? ?? ? ? 2l i ??? ?? ? ? ? ? ? ?? ? 123(221 ????? ??? 4） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 ） 重合度系數(shù) ?Z ?Z =） 螺旋角系數(shù) ?Z ?Z = 9 8 3'2414c o sc o s ???? 7） 材料系數(shù) 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 189.8 8） 校核計(jì)算 ? ??? ????????????????????（ 5） 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 大齒輪：齒頂圓直徑大于 160小于 500采用腹板式結(jié)構(gòu)，如圖3 圖 3 軸及軸承裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 4. 1 軸的設(shè)計(jì) 軸是減速器的主要零件之一，軸 的結(jié)構(gòu)決定軸上零件的位置和有關(guān)尺寸。如圖 4 圖 4兩級(jí)圓柱齒輪減速器軸的布置 考慮相鄰齒輪沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸 s，可取 s=10 考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸 k，可取 k=10 為保證滾動(dòng)軸承放在箱體軸承座孔內(nèi)，計(jì)入尺寸 c=5 初取軸承寬分別為 0mm,2mm,2 3根軸的支承跨距分別為 間軸的設(shè)計(jì) 圖 4間軸 軸的材料選用 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）確定 3m i ??? （取 6 ） 即?、穸紊陷S的直徑 01 ? 。 由 01 ? 可初選軸承，查表 11械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編）選 7008內(nèi)徑 0? ，外徑 D=68寬度 B 。 Ⅱ處軸肩的高度 h=( ~ ,但因?yàn)樵撦S肩幾乎不受軸向力，故取 ? ，則此處軸的直徑 42 ? 。又因?yàn)榇颂幣c齒輪配合，故其長(zhǎng)度應(yīng)略小于齒寬，取 22 ? 。 齒輪的定位軸肩高度 ? ? ?? ，但因?yàn)樗惺茌S向力，故取 ? ，即 242443 ???? 。而此處軸的長(zhǎng)度： ??? （取 3 ? ） Ⅳ處也與齒輪配合，其直徑與Ⅱ處相等，即 44 ? 。該處的長(zhǎng)度應(yīng)略小于齒輪寬度，取 74 ? 。 結(jié)合圖 4和Ⅴ段處軸的長(zhǎng)度： ? ? 1 ????????????? ?齒寬 ? ? 41310515145 ???????????? 齒寬‘ 綜上，中間軸各段長(zhǎng)度和直徑已確定： 71 ? 22 ? 3 ? 74 ? 45 ? 01 ? 42 ? 23 ? 44 ? 05 ? 6 834578323754321 ???????????總 入軸的設(shè)計(jì) 圖 4入軸 軸的材料選用 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 （ 1） 估算軸的最小直徑 3 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）確定 3m i ??? 單鍵槽軸徑應(yīng)增大 %7~%5 即增大至 （取 2 ）。 （ 2）選擇輸入軸的聯(lián)軸器 1）計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩 ? 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）確定工作情況系數(shù) K ????? 2 1 4 8 4 選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，按 ? ? ?? 2 1 4 8 ? ? ，查標(biāo)準(zhǔn)5014用 ? ? 315 ， ? ? 。 半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L 2? 與軸配合轂孔長(zhǎng)度 1L 81 ? 半聯(lián)軸器 孔徑 2d 22 ? （ 3）確定軸的最小直徑 應(yīng)滿足 m ? （取 2 ） （ 4） 確定各軸段的尺寸 Ⅰ段軸的長(zhǎng)度及直徑 1l 應(yīng)略小于 1L 取 61 ? 21 ? Ⅱ段軸的尺寸 Ⅱ處軸肩高度 ? ? ?? （取 ? ）， 則 62222212 ?????? ；為便于軸承端蓋拆卸，取02 ? 。 Ⅲ段軸的尺寸 該處安裝軸承，故軸的直徑應(yīng)與軸承配合，查表 11機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編）選 7006C 型軸承，其內(nèi)徑 0? ，外徑 D=55寬度 B 。 03 ?? ， 33 ?? 。 Ⅳ段軸的尺寸 該處軸的直徑應(yīng)略大于Ⅲ處軸的直徑，取 54 ? ；參照 圖 4知 ????? 。 Ⅴ段軸的尺寸 該軸處為齒輪軸，該處為齒輪，故 05 ? Ⅵ段軸的尺寸 由圖 455106 ????? ， 546 ?? Ⅶ段軸的長(zhǎng)度 037 ?? ， 417 ??? 49141540811350367654321 ???????????????總 出軸的設(shè)計(jì) 圖 4出軸 軸的材料選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 （ 1） 估算軸的最小直徑 3 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）確定 3m i ??? 單鍵槽軸徑應(yīng)增大 %7~%5 即增大至 0 0 9~5 4 6 3 5 （取 5 ）。 （ 2）選擇輸入軸的聯(lián)軸器 1）計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩 ? 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）確定工作情況系數(shù) K ????? 4 0 5 選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，按 ? ? ?? ? ? ，查標(biāo)準(zhǔn)5014用 ? ? 2000 ， ? ? 。 半聯(lián)軸器 長(zhǎng)度 L 42? 與軸配合轂孔長(zhǎng)度 1L 071 ? 半聯(lián)軸器孔徑 2d 52 ? （ 3）確定軸的最小直徑 應(yīng)滿足 m ? （取 5 ） （ 4） 確定各軸段的尺寸 Ⅰ段軸的長(zhǎng)度及直徑 1l 應(yīng)略小于 1L 取 051 ? 51 ? 。 Ⅱ段軸的尺寸 Ⅱ處軸肩高度 ? ? ?? （取 ? ），則 13255212 ?????? ；為便于 軸承端蓋拆卸，取 02 ? 。 Ⅲ段軸的尺寸 該處安裝軸承，故軸的直徑應(yīng)與軸承配合，查表 11機(jī) 械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編）選 7013 其內(nèi)徑 5? ，外徑 D=100寬度 B 。 53 ?? ， 83 ?? 。 Ⅳ段軸的尺寸 Ⅳ處軸肩高度 ? ? ?? （取 ? ），取 16654 ??? 。 Ⅴ段軸的尺寸 Ⅴ處軸肩高度 ? ? ?? （取 ? ）， 即 362715 ???? ；軸肩寬度??? （取 05 ）。 Ⅵ段軸的尺寸 此處安裝齒輪，故其長(zhǎng)度應(yīng)略小于齒輪寬度， 36 ? ； 146 ?? 。 Ⅶ段軸的長(zhǎng) 537 ?? ， ????????? 35103354 ????? 731853391053501057654321 ???????????????總 4. 2 軸的校核 入軸的校核 （ 1） 求軸上受力 1） 計(jì)算齒輪受力 齒輪分度圓直徑 圓周力 t 4 9 3 422 11 ???? 徑向力 0 8"52'5314c a 4 4c a n ?????? ?? 軸向力 a a n ????? ? 軸心產(chǎn)生的彎矩 ???? 1 7 7 121 2） 求支反力 參見(jiàn)圖 4承的支點(diǎn)位置 由 7006C 型角接觸軸承可知 齒寬中心距左支點(diǎn)的距離 ???? 齒寬中心距右支點(diǎn)的距離 213152403 ????? 左支點(diǎn)水平面的支反應(yīng)力 0?? ? ? ?? 右支點(diǎn)水平面的支反應(yīng)力 0?? ? ? 3 13222 ??? 左支點(diǎn)垂直面的支反應(yīng)力 ? ? ? ? ??? 右支點(diǎn)垂直面的支反應(yīng)力 ? ? ? ? ??? 左支點(diǎn)的軸向支反力 ?? （ 2） 繪制彎矩圖和扭矩圖 參見(jiàn)圖 4 4面 ???? 1 5 1 221 截面 ???? 5 9 4211 ???? 4 2 4322 截面 h ??? ? 1 9 522 11 h ??? ? 5 7 022 22 （ 3） 彎矩合成強(qiáng)度校核 通常只校核軸上受最大彎矩和最大扭矩的截面強(qiáng)度 截面 考慮啟動(dòng)，停機(jī)影響，扭矩為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力， ， ? ? ?? ? 1 3 522 11 ? 截面 ? ? 1 3 5 3 ????? 強(qiáng)度校核 45鋼調(diào)質(zhì)處理，由表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）查得 ? ? ?? ? ?1?? ??彎矩合成強(qiáng)度滿足要求 圖 4的力分析圖 （ 4） 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 1） 經(jīng)判斷，如圖 4輪面為危險(xiǎn)截面 2） 截面左側(cè)截面校核 抗彎截面系數(shù) 333 8 ??? 抗扭截面系數(shù) 333 8 5 7 ???? 截面左側(cè)彎矩 ? 截面上的彎曲應(yīng)力 ??? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ??? 平均應(yīng)力 ? ? i nm a x ???? ??? ， 0?m? 應(yīng)力幅 ? ? i nm a x ???? ???? ? ? i nm a x ???? ???? 材料的力學(xué)性能 45鋼調(diào)質(zhì)查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） ， ?? ， ?? 軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) ? ?查附表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）并經(jīng)插值 計(jì)算 ? ， 3.1?r? 材料的敏感系數(shù) 由 ? ， 查圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）并經(jīng)插值得 q ， 85.0?有效應(yīng)力集中系數(shù) ? ? ? ? ??????? ??? ?? ? ? ? ??????? ??? ?尺寸及截面形狀系數(shù) 由 ? 、 5? 查圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 ? 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 由 5? 查圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）? 表面質(zhì)量系數(shù) 軸按磨削加工，由 查圖 （機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 ?? ?? 表面強(qiáng)化系數(shù) 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處 理 1?q? 疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù) ?????? ???? ???????? ???? ??等效系數(shù) 45鋼： ? 取 ? ? 取 ? 僅 有彎曲正應(yīng)力時(shí)計(jì)算安全系數(shù) ?? ? ?? ? ??? 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí)計(jì)算安全系數(shù) ?? ? ?? ? ???彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù) ?? ??? ?設(shè)計(jì)安全系數(shù) 材料均勻，載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時(shí)： 取 疲 勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 左側(cè)疲勞強(qiáng)度合格 3） 截面右側(cè)疲勞強(qiáng)度校核 抗彎截面系數(shù) 333 8 ??? 抗扭截面系數(shù) 333 8 5 7 ???? 截面左側(cè)彎矩 ? 截面上的彎曲應(yīng)力 ??? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ??? 平均應(yīng)力 ? ? i nm a x ???? ??? 應(yīng)力幅 ? ? i nm a x ???? ???? ? ? i nm a x ???? ???? 材料的力學(xué)性能 45鋼調(diào)質(zhì)查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） ， ?? ， ?? 軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) ? ?查附表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）并經(jīng)插值 計(jì)算 ? ， 3.1?r? 材料的敏感系數(shù) 由 ? ， 查圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）并經(jīng)插值得 q ， 85.0?有效應(yīng)力集中系數(shù) ? ? ? ? ??????? ??? ?? ? ? ? ??????? ??? ?尺寸及截面形狀系數(shù) 由 ? 、 5? 查圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐 錦康主編）得 ? 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 由 5? 查圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）? 表面質(zhì)量系數(shù) 軸按磨削加工，由 查圖 （機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 ?? ?? 表面強(qiáng)化系數(shù) 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 1?q? 疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù) ?????? ???? ???????? ???? ??等效系數(shù) 45鋼： ? 取 ? ? 取 ? 僅有彎曲正應(yīng)力時(shí)計(jì)算安全系 數(shù) ?? ? ??? ???僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí)計(jì)算安全系數(shù) ?? ? ?? ? ???彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù) ?? ??? ?設(shè)計(jì)安全系數(shù) 材料均勻，載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時(shí)： 取 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 右側(cè)疲勞強(qiáng)度合格 間軸的校核 圖 4的受力分析圖 （ 1） 求軸上受力 1） 計(jì)算齒輪受力 齒輪的分度圓直徑 ， 圓周力 t 1 ???? t 5 6 6 0 022 22 ???? 徑向力 3'2414c a a ????? ?? 039"52'5314c a a ????? ?? 軸向力 3'2414t a a ???? ? 2'5314t a a ???? ? 軸心產(chǎn)生的彎矩 ???? ???? 2） 求支反力 軸承的支點(diǎn)位置 由 7008C 型角接觸軸承可知 截面在 B 處的支反力 左支點(diǎn)水平面的支反力 0?? Nl D 95611 ????? 右支點(diǎn)水平面的支反力 0?? Nl 95612 ?? ??? 左支點(diǎn)垂直面的支反力 ? ? ? ? 8 8 81 0 0 6 7 8 0111 ?????? 右支點(diǎn)垂直面的支反力 ? ? ? ? 81 0 0 6 7 8 ????? 左支點(diǎn)的軸向支反力 11 ?? 截面在 C 處的支反力 左支點(diǎn)水平面的支反力 0'?? Nl D 95611 ?? ??? 右支點(diǎn)水平面的支反力 0?? Nl 95612 ???? 左支點(diǎn)垂直面的支反力 ? ? ? ? 3 7 81 0 0 6 7 8 ????? 右支點(diǎn)垂直面的支反力 ? ? ? ? 0 6 7 ????? 左支點(diǎn)的軸向 支反力 11 ?? （ 2） 目 錄 1 引言 ?????????????????????????? ???? 1 2 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) ???? ???????????????????? 2 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ????????? ???????????????? 2 確定傳動(dòng)方案 ???????? ???????????????? 2 電動(dòng)機(jī)的選擇 ???????? ???????????????? 3 3 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ????? ???????????????? 7 速級(jí)齒輪的參數(shù)計(jì)算 ?? ?????? ???????????? 7 低速級(jí)齒輪的參數(shù)計(jì)算 ???????????????????? 11 4 軸及軸承裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 ????????????????????? 15 軸的設(shè)計(jì)、校核及壽命計(jì)算 ???????????????????? 16 齒輪的設(shè)計(jì) ??????????????????????????? 28 5 主要零部件的工藝設(shè)計(jì) ??????????????????????? 29 輸出軸的零件圖 ?????????????????????? ? 29 輸出軸的工藝設(shè)計(jì) ??????????????????????? 30 6 編程 ?????????????????????????????? 33 結(jié)論 ??????????????????????????????? 35 致謝 ??????????????????????????????? 36 參考文獻(xiàn)????????????????????????????? 37 1 引言 齒輪傳動(dòng)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種傳動(dòng) 形式。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：①瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、工作平穩(wěn)、傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；②適用的功率和速度范圍廣；③傳動(dòng)效率高，η =工作可靠、使用壽命長(zhǎng)；⑤外輪廓尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊。由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器 ,用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間 ,起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用 ,在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。 國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問(wèn)題更突 出，使用壽命不長(zhǎng)。國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)題，也未解決好。 當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開(kāi)拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。近十幾年來(lái) ,由于近代計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使得機(jī)械加工精度，加工效率大大提高，從而推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品的多樣化，整機(jī)配套的模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化，以及造型 設(shè)計(jì)藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致，美觀化。 在 21世紀(jì)成套機(jī)械裝備中 ,齒輪仍然是機(jī)械傳動(dòng)的基本部件。 床和工藝技術(shù)的發(fā)展 ,推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展。在傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的電子控制、液壓傳動(dòng) 、齒輪、帶鏈的混合傳動(dòng) ,將成為變速箱設(shè)計(jì)中優(yōu)化傳動(dòng)組合的方向。在傳動(dòng)設(shè)計(jì)中的學(xué)科交叉 ,將成為新型傳動(dòng)產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)。 2 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 計(jì)任務(wù)書(shū) 1設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，采用兩級(jí)圓柱直齒齒輪減速器傳動(dòng)。 2 設(shè)計(jì)要求 （ 1）外形美觀，結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，工藝性好； （ 2）多有圖紙符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求； （ 3）按畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求完成相關(guān)資料整理裝訂工作。 3 原始數(shù)據(jù) （ 1）運(yùn)輸帶工作拉力 F=4 2）運(yùn)輸帶工作速度 V=s (3)輸送帶滾筒直徑 D=450 4）傳動(dòng)效率 4工作條件 兩班制工作，空載起動(dòng)，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵，中小批量生產(chǎn)，使用期限 10年，年工作 300 天。 定傳動(dòng)方案 圖 2-1(a) 圖 2-1(b) 方案（ a）為展開(kāi)式兩級(jí)圓柱齒輪減速器，其推薦傳動(dòng)比ī =8～ 40。展開(kāi)式圓柱齒輪減速器的特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪的位置不對(duì)稱。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎矩變形部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。 方案（ b）為同軸式兩級(jí)圓柱齒輪減速器，其推薦傳動(dòng)比ī =8～ 40。同軸式圓柱齒輪減速器的特點(diǎn)是減速器橫向尺寸較小，兩對(duì)齒輪浸入油中深度大致相同。但軸向尺寸和重量較大， 且中間軸較長(zhǎng)、剛度差，使載荷沿齒寬分布不均勻，高速級(jí)齒輪的承載能力難于充分利用。 綜合比較展開(kāi)式與同軸式圓柱齒輪減速器的優(yōu)缺點(diǎn)，在本設(shè)計(jì)中，我將采用展開(kāi)式圓柱齒輪減速器為設(shè)計(jì)模版。 動(dòng)機(jī)的選擇 動(dòng)機(jī)的容量選擇 根據(jù)已知條件可以計(jì)算出工作機(jī)所需有效功率 ?1 0 0 0 0 01 0 0 0 ???設(shè) w? —— 輸送機(jī)滾筒軸至輸送帶間的傳動(dòng)效率 ； c? —— 聯(lián)軸器效率， c? =g? —— 閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率， g? =b? —— 一對(duì)滾動(dòng)軸承效率， b? =—— 帶式輸送機(jī)滾筒效率。 =算運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)總傳遞效率： w?????? ????? 34231201 式中： ????????????????????????????????得傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 ?????總? 工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率 0 ??? ? P 由表 2列 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中可以確定，滿足 P ? 條件的電動(dòng)機(jī)額定功率 取為 11 表 2動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 /滿載轉(zhuǎn)速 /（ r ） 額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 1420 112 1440 132440 132440 1601 1460 1605 1460 1601 970 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 根據(jù)已知條件由計(jì)算得知輸送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速 00 06 0 00 0 ?? ???? d vn w ?r ?? 由表 2500 r 和 1000 r 的電動(dòng)機(jī)，對(duì)應(yīng)用于額定功率1? 的電動(dòng)機(jī)型號(hào)應(yīng)分別為 160 160表 2 方案的比較 方案號(hào) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 （ 同步轉(zhuǎn)速（ r ） 滿載轉(zhuǎn)速（ r ） 總傳動(dòng)比 Ⅰ 500 1460 000 970 過(guò)對(duì)這兩種方案比較可以看出：方案Ⅰ選用的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量輕、價(jià)值低，總傳動(dòng)比為 較合適，故選用方案Ⅰ。 動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 根據(jù)工作條件：兩班制工作，空載起動(dòng)，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵，中小批量生產(chǎn)，使用期限為 10 年，年工作 300 天，工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率 及電動(dòng) 機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 500 等，選用 Y 系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)，型號(hào)為 主要性能數(shù)據(jù)如下： 電動(dòng)機(jī)額定功率 1? 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 460 rn m ? 電動(dòng)機(jī)軸身直徑 2? 電動(dòng)機(jī)軸身長(zhǎng)度 10? 動(dòng)比的分配 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比 ?? 由傳動(dòng)系統(tǒng)方案知 101?i 134?i 所以圓柱齒輪總傳動(dòng)比 ?? ??? ii 兩對(duì)齒輪材料相同、齒面硬度350?齒寬系數(shù)相等時(shí)，考慮齒面接觸強(qiáng)度接近相等的條件，取高速級(jí)傳動(dòng)比 7 2 ??? ?低速級(jí)傳動(dòng)比 ???傳動(dòng)系統(tǒng)各傳動(dòng)比分別為： 101?i ， i ， i ， 134?i 動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算： 0軸（電動(dòng)機(jī)軸）： m 14600 ?? d ? ???? 001軸（減速器高速軸）： m ?? 1 5 ??? ?? ????? ?? 2軸（減速器中間軸）： m 2 ?? ??? ?? ????? ?? 3軸（減速器低速軸）： m 82323 ?? ??? ?? ????? ?? 將上述結(jié)果和傳動(dòng)比及傳動(dòng)效率匯總?cè)绫?2表 2傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 3 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 速級(jí)齒輪的參數(shù)計(jì)算 料選擇及熱處理 減速器要求結(jié)構(gòu)緊湊，故小齒輪選用調(diào)質(zhì) 40～ 270 的 45 鋼，大齒輪選用正火00～ 230的 45鋼；載荷穩(wěn)定，齒速不高，初選 8級(jí)精度。 定許用接觸應(yīng)力 21 ? 和 根彎 曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （ 1） 確定公式中的參數(shù)值 ? ?3 212co ? ? ?? ?? 1） 載荷系數(shù) 試選 ） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ? 3） 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1， 2 1= 2=380 查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） 4） 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 911 102 0 4 01011 4 6 06060 ????????? 8912112 108 9 4 ????? 5） 彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 212圖 徐錦康主編） 6） 許用彎曲應(yīng)力計(jì)算（取彎曲疲勞安全系數(shù) S ，應(yīng)力修正系數(shù) 則 ? ? 1K ?? ?? ? / ?? ? ? i ????? ? ?? 7） 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) o o s 3311 ???? ? 213c o o s 3322 ???? ? 查表 3 表 3齒形系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù) )(17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 (30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 150 ） 計(jì)算大小齒輪的? ?F Y??并加以比較 ? ? 0 0 9 1 5 6 5 6 1 ????F Y ?? ? 0 0 7 9 8 8 2 ????F Y ?因?yàn)? ? ? ?2 221 11 F ? ???，故按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9） 重合系數(shù) ?Y 及螺旋角系數(shù) ?Y 取 ?Y = ?Y = 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 試計(jì)算齒輪模數(shù) ? ? 21 ????? ?? ?? 2） 計(jì)算圓周速度 o o 1 ??? ????? ??? ?? ???3） 計(jì)算載荷系數(shù) 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 1? 根據(jù) 、 8級(jí)精度，查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 1.1?斜齒輪傳動(dòng)取2.1?查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 K 。 則載荷系數(shù) ???????? ?4） 校正并確定模數(shù) 3 ???? （取 2 （ 3） 計(jì)算齒輪傳動(dòng)幾何尺寸 1） 中心距 a n 520(13c o )(c o 1 ??????? ?（圓整為 a =119 2） 螺旋角β ? ? "57'53141192 )9520(2a r c c o (a r c c o s 21 ???? ???? a n?3） 兩分度圓直徑 1d ， 2d 2'5314c o s 202c o s 11 ?????? ?2'5314c o s 952c o s 22 ?????? ?) 齒寬 1b ， 2b 1 1 ???? db d? 2b =35b = 5(?b ～ 10） 1b =404) 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 ? ???? ?? ??????? 12 211 1） 大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 1， 2 1= 2=1170 2） 接觸疲勞 壽命系數(shù) 1 2查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 12） 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù) 1?則 ? ? ? ?? ? ? 2l i ??? ?? ? ? ? ? ? ?? ? 029(221 ????? ??? 4） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 ） 重合度系數(shù) ?Z ?Z =） 螺旋角系數(shù) ?Z ?Z = 9 8 2'5314c o sc o s ???? 7） 材料系數(shù) 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 189.8 8） 校核計(jì)算 ? ??? ????????????????????（ 5） 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 大齒輪：齒頂圓直徑大于 160小于 500采用腹板式結(jié)構(gòu)，如圖3 圖 3. 2 低速級(jí)齒輪的計(jì)算 減速器要求結(jié)構(gòu)緊湊，故大齒輪用 40質(zhì)處理后表面淬火，小齒輪用 45 鋼，載荷穩(wěn)定，齒速不高 ，初選 8級(jí)精度，閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，齒數(shù)宜多，選 1Z =25， 2Z = 1Z 8 2 ??i （取 2Z =92）。按硬齒面齒輪非對(duì)稱安裝，查表選齒寬系數(shù) 8.0?d? 。 初選螺旋角β = ?13 1 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （ 1） 確定公式中的參數(shù)值 ? ?3 212co ? ? ?? ?? 1） 載荷系數(shù) 試選 ） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ? 3） 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1， 2 1= 2=380 查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） 4） 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 811 108 9 86060 ????????? 8812112 ????? 5） 彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 212圖 徐錦康主編） 6） 許用彎曲應(yīng)力計(jì)算（取彎曲疲勞安全系數(shù) S ，應(yīng)力修正系數(shù) 則 ? ? 1K ?? ?? ? / ?? ? ? i ????? ? ?? 7） 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) o o s 3311 ???? ? o o s 3322 ???? ? 查表 3 8） 計(jì)算大小齒輪的? ?F Y??并加以比較 ? ? 0 0 8 4 1 8 1 ????F Y ? ? ? 0 0 7 8 1 9 2 ????F Y ?因?yàn)? ? ? ?2 221 11 F ? ???，故按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9） 重合系數(shù) ?Y 及螺旋角系數(shù) ?Y 取 ?Y = ?Y = 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 試計(jì)算齒輪模數(shù) ? ? 21 ????? ?? ?? 2） 計(jì)算圓周速度 o 0 060 8259 9 o 0 060 11 ??? ????? ??? ?? ???3） 計(jì)算載荷系數(shù) 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 1? 根據(jù) 、 8級(jí)精度，查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 06.1?斜齒輪傳動(dòng)取2.1?查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 K 。 則載荷系數(shù) ???????? ?4） 校正并確定模數(shù) 3 ???? （取 （ 3） 計(jì)算齒輪傳動(dòng)幾何尺寸 1） 中心距 a n 0 9 0)9225(13c o c o 1 ??????? ?（圓整為 a =151 2） 螺旋角β ? ? "33'24141512 )9225(r c c (a r c c 1 ???? ???? a n?3） 兩分度圓直徑 1d ， 2d 3'2414c o o ??????n 3'2414c o s o s 22 ?????? ?) 齒寬 1b ， 2b 6 2 ???? db d? 2b =55b = 5(?b ～ 10） 1b =604) 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 ? ???? ?? ??????? 12 211 1） 大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 1， 2 1= 2=1170 2） 接觸疲勞壽命系數(shù) 1 2查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 12） 計(jì)算許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù) 1?則 ? ? ? ?? ? ? 2l i ??? ?? ? ? ? ? ? ?? ? 123(221 ????? ??? 4） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 ） 重合度系數(shù) ?Z ?Z =） 螺旋角系數(shù) ?Z ?Z = 9 8 3'2414c o sc o s ???? 7） 材料系數(shù) 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 189.8 8） 校核計(jì)算 ? ??? ????????????????????（ 5） 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 大齒輪：齒頂圓直徑大于 160小于 500采用腹板式結(jié)構(gòu)，如圖3 圖 3 軸及軸承裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 4. 1 軸的設(shè)計(jì) 軸是減速器的主要零件之一，軸 的結(jié)構(gòu)決定軸上零件的位置和有關(guān)尺寸。如圖 4 圖 4兩級(jí)圓柱齒輪減速器軸的布置 考慮相鄰齒輪沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸 s，可取 s=10 考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸 k，可取 k=10 為保證滾動(dòng)軸承放在箱體軸承座孔內(nèi)，計(jì)入尺寸 c=5 初取軸承寬分別為 0mm,2mm,2 3根軸的支承跨距分別為 間軸的設(shè)計(jì) 圖 4間軸 軸的材料選用 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）確定 3m i ??? （取 6 ） 即取Ⅰ段上軸的直徑 01 ? 。 由 01 ? 可初選軸承，查表 11械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編）選 7008內(nèi)徑 0? ，外徑 D=68寬度 B 。 Ⅱ處軸肩的高度 h=( ~ ,但因?yàn)樵撦S肩幾乎不受軸向力，故取 ? ，則此處軸的直徑 42 ? 。又因?yàn)榇颂幣c齒輪配合，故其長(zhǎng)度應(yīng)略小于齒寬，取 22 ? 。 齒輪的定位軸肩高度 ? ? ?? ，但因?yàn)樗惺茌S向力，故取 ? ，即 242443 ???? 。而此處軸的長(zhǎng)度： ??? （取 3 ? ） Ⅳ處也與齒輪配合，其直徑與Ⅱ處相等，即 44 ? 。該處的長(zhǎng)度應(yīng)略小于齒輪寬度，取 74 ? 。 結(jié)合圖 4和Ⅴ段處軸的長(zhǎng)度： ? ? 1 ????????????? ?齒寬 ? ? 41310515145 ???????????? 齒寬‘ 綜上，中間軸各段長(zhǎng)度和直徑已確定： 71 ? 22 ? 3 ? 74 ? 45 ? 01 ? 42 ? 23 ? 44 ? 05 ? 6 834578323754321 ???????????總 入軸的設(shè)計(jì) 圖 4入軸 軸的材料選用 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 （ 1） 估算軸的最小直徑 3 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）確定 3m i ??? 單鍵槽軸徑應(yīng)增大 %7~%5 即增大至 （取 2 ）。 （ 2）選擇輸入軸的聯(lián)軸器 1）計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩 ? 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）確定工作情況系數(shù) K ????? 2 1 4 8 4 選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，按 ? ? ?? 2 1 4 8 ? ? ，查標(biāo)準(zhǔn)5014用 ? ? 315 ， ? ? 。 半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L 2? 與軸配合轂孔長(zhǎng)度 1L 81 ? 半聯(lián)軸器 孔徑 2d 22 ? （ 3）確定軸的最小直徑 應(yīng)滿足 m ? （取 2 ） （ 4） 確定各軸段的尺寸 Ⅰ段軸的長(zhǎng)度及直徑 1l 應(yīng)略小于 1L 取 61 ? 21 ? Ⅱ段軸的尺寸 Ⅱ處軸肩高度 ? ? ?? （取 ? ）， 則 62222212 ?????? ；為便于軸承端蓋拆卸，取02 ? 。 Ⅲ段軸的尺寸 該處安裝軸承，故軸的直徑應(yīng)與軸承配合，查表 11機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編）選 7006C 型軸承，其內(nèi)徑 0? ，外徑 D=55寬度 B 。 03 ?? ， 33 ?? 。 Ⅳ段軸的尺寸 該處軸的直徑應(yīng)略大于Ⅲ處軸的直徑，取 54 ? ；參照 圖 4知 ????? 。 Ⅴ段軸的尺寸 該軸處為齒輪軸，該處為齒輪，故 05 ? Ⅵ段軸的尺寸 由圖 455106 ????? ， 546 ?? Ⅶ段軸的長(zhǎng)度 037 ?? ， 417 ??? 49141540811350367654321 ???????????????總 出軸的設(shè)計(jì) 圖 4出軸 軸的材料選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 （ 1） 估算軸的最小直徑 3 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）確定 3m i ??? 單鍵槽軸徑應(yīng)增大 %7~%5 即增大至 0 0 9~5 4 6 3 5 （取 5 ）。 （ 2）選擇輸入軸的聯(lián)軸器 1）計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩 ? 查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）確定工作情況系數(shù) K ????? 4 0 5 選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，按 ? ? ?? ? ? ，查標(biāo)準(zhǔn)5014用 ? ? 2000 ， ? ? 。 半聯(lián)軸器 長(zhǎng)度 L 42? 與軸配合轂孔長(zhǎng)度 1L 071 ? 半聯(lián)軸器孔徑 2d 52 ? （ 3）確定軸的最小直徑 應(yīng)滿足 m ? （取 5 ） （ 4） 確定各軸段的尺寸 Ⅰ段軸的長(zhǎng)度及直徑 1l 應(yīng)略小于 1L 取 051 ? 51 ? 。 Ⅱ段軸的尺寸 Ⅱ處軸肩高度 ? ? ?? （取 ? ），則 13255212 ?????? ；為便于 軸承端蓋拆卸，取 02 ? 。 Ⅲ段軸的尺寸 該處安裝軸承，故軸的直徑應(yīng)與軸承配合，查表 11機(jī) 械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編）選 7013 其內(nèi)徑 5? ，外徑 D=100寬度 B 。 53 ?? ， 83 ?? 。 Ⅳ段軸的尺寸 Ⅳ處軸肩高度 ? ? ?? （取 ? ），取 16654 ??? 。 Ⅴ段軸的尺寸 Ⅴ處軸肩高度 ? ? ?? （取 ? ）， 即 362715 ???? ；軸肩寬度??? （取 05 ）。 Ⅵ段軸的尺寸 此處安裝齒輪，故其長(zhǎng)度應(yīng)略小于齒輪寬度， 36 ? ； 146 ?? 。 Ⅶ段軸的長(zhǎng) 537 ?? ， ????????? 35103354 ????? 731853391053501057654321 ???????????????總 4. 2 軸的校核 入軸的校核 （ 1） 求軸上受力 1） 計(jì)算齒輪受力 齒輪分度圓直徑 圓周力 t 4 9 3 422 11 ???? 徑向力 0 8"52'5314c a 4 4c a n ?????? ?? 軸向力 a a n ????? ? 軸心產(chǎn)生的彎矩 ???? 1 7 7 121 2） 求支反力 參見(jiàn)圖 4承的支點(diǎn)位置 由 7006C 型角接觸軸承可知 齒寬中心距左支點(diǎn)的距離 ???? 齒寬中心距右支點(diǎn)的距離 213152403 ????? 左支點(diǎn)水平面的支反應(yīng)力 0?? ? ? ?? 右支點(diǎn)水平面的支反應(yīng)力 0?? ? ? 3 13222 ??? 左支點(diǎn)垂直面的支反應(yīng)力 ? ? ? ? ??? 右支點(diǎn)垂直面的支反應(yīng)力 ? ? ? ? ??? 左支點(diǎn)的軸向支反力 ?? （ 2） 繪制彎矩圖和扭矩圖 參見(jiàn)圖 4 4面 ???? 1 5 1 221 截面 ???? 5 9 4211 ???? 4 2 4322 截面 h ??? ? 1 9 522 11 h ??? ? 5 7 022 22 （ 3） 彎矩合成強(qiáng)度校核 通常只校核軸上受最大彎矩和最大扭矩的截面強(qiáng)度 截面 考慮啟動(dòng)，停機(jī)影響，扭矩為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力， ， ? ? ?? ? 1 3 522 11 ? 截面 ? ? 1 3 5 3 ????? 強(qiáng)度校核 45鋼調(diào)質(zhì)處理，由表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）查得 ? ? ?? ? ?1?? ??彎矩合成強(qiáng)度滿足要求 圖 4的力分析圖 （ 4） 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 1） 經(jīng)判斷，如圖 4輪面為危險(xiǎn)截面 2） 截面左側(cè)截面校核 抗彎截面系數(shù) 333 8 ??? 抗扭截面系數(shù) 333 8 5 7 ???? 截面左側(cè)彎矩 ? 截面上的彎曲應(yīng)力 ??? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ??? 平均應(yīng)力 ? ? i nm a x ???? ??? ， 0?m? 應(yīng)力幅 ? ? i nm a x ???? ???? ? ? i nm a x ???? ???? 材料的力學(xué)性能 45鋼調(diào)質(zhì)查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） ， ?? ， ?? 軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) ? ?查附表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）并經(jīng)插值 計(jì)算 ? ， 3.1?r? 材料的敏感系數(shù) 由 ? ， 查圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）并經(jīng)插值得 q ， 85.0?有效應(yīng)力集中系數(shù) ? ? ? ? ??????? ??? ?? ? ? ? ??????? ??? ?尺寸及截面形狀系數(shù) 由 ? 、 5? 查圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 ? 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 由 5? 查圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）? 表面質(zhì)量系數(shù) 軸按磨削加工，由 查圖 （機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 ?? ?? 表面強(qiáng)化系數(shù) 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處 理 1?q? 疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù) ?????? ???? ???????? ???? ??等效系數(shù) 45鋼： ? 取 ? ? 取 ? 僅 有彎曲正應(yīng)力時(shí)計(jì)算安全系數(shù) ?? ? ?? ? ??? 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí)計(jì)算安全系數(shù) ?? ? ?? ? ???彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù) ?? ??? ?設(shè)計(jì)安全系數(shù) 材料均勻，載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時(shí)： 取 疲 勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 左側(cè)疲勞強(qiáng)度合格 3） 截面右側(cè)疲勞強(qiáng)度校核 抗彎截面系數(shù) 333 8 ??? 抗扭截面系數(shù) 333 8 5 7 ???? 截面左側(cè)彎矩 ? 截面上的彎曲應(yīng)力 ??? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ??? 平均應(yīng)力 ? ? i nm a x ???? ??? 應(yīng)力幅 ? ? i nm a x ???? ???? ? ? i nm a x ???? ???? 材料的力學(xué)性能 45鋼調(diào)質(zhì)查表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） ， ?? ， ?? 軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) ? ?查附表 械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）并經(jīng)插值 計(jì)算 ? ， 3.1?r? 材料的敏感系數(shù) 由 ? ， 查圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）并經(jīng)插值得 q ， 85.0?有效應(yīng)力集中系數(shù) ? ? ? ? ??????? ??? ?? ? ? ? ??????? ??? ?尺寸及截面形狀系數(shù) 由 ? 、 5? 查圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐 錦康主編）得 ? 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 由 5? 查圖 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）? 表面質(zhì)量系數(shù) 軸按磨削加工，由 查圖 （機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 ?? ?? 表面強(qiáng)化系數(shù) 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 1?q? 疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù) ?????? ???? ???????? ???? ??等效系數(shù) 45鋼： ? 取 ? ? 取 ? 僅有彎曲正應(yīng)力時(shí)計(jì)算安全系 數(shù) ?? ? ??? ???僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí)計(jì)算安全系數(shù) ?? ? ?? ? ???彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù) ?? ??? ?設(shè)計(jì)安全系數(shù) 材料均勻，載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時(shí)： 取 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 右側(cè)疲勞強(qiáng)度合格 間軸的校核 圖 4的受力分析圖 （ 1） 求軸上受力 1） 計(jì)算齒輪受力 齒輪的分度圓直徑 ， 圓周力 t 1 ???? t 5 6 6 0 022 22 ???? 徑向力 3'2414c a a ????? ?? 039"52'5314c a a ????? ?? 軸向力 3'2414t a a ???? ? 2'5314t a a ???? ? 軸心產(chǎn)生的彎矩 ???? ???? 2） 求支反力 軸承的支點(diǎn)位置 由 7008C 型角接觸軸承可知 截面在 B 處的支反力 左支點(diǎn)水平面的支反力 0?? Nl D 95611 ????? 右支點(diǎn)水平面的支反力 0?? Nl 95612 ?? ??? 左支點(diǎn)垂直面的支反力 ? ? ? ? 8 8 81 0 0 6 7 8 0111 ?????? 右支點(diǎn)垂直面的支反力 ? ? ? ? 81 0 0 6 7 8 ????? 左支點(diǎn)的軸向支反力 11 ?? 截面在 C 處的支反力 左支點(diǎn)水平面的支反力 0'?? Nl D 95611 ?? ??? 右支點(diǎn)水平面的支反力 0?? Nl 95612 ???? 左支點(diǎn)垂直面的支反力 ? ? ? ? 3 7 81 0 0 6 7 8 ????? 右支點(diǎn)垂直面的支反力 ? ? ? ? 0 6 7 ????? 左支點(diǎn)的軸向 支反力 11 ?? （ 2）