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機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)13級3、6班 設(shè)計(jì)任務(wù) 事項(xiàng)
2015年11月9日
注：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的各分組的要求不一，13級3、6班按此標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
一、 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置（一級圓柱減速機(jī)）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
輸送帶工作拉力（kN）
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
輸送帶工作速度（m/s）
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
滾筒直徑
400
450
400
450
400
450
400
450
400
450
11
12
13
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15
16
17
18
19
20
輸送帶工作拉力（kN）
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
輸送帶工作速度（m/s）
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
滾筒直徑
400
450
500
400
450
500
400
450
500
550
21
22
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25
26
27
28
29
30
輸送帶工作拉力（kN）
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
7.0
7.1
7.2
7.3
7.4
輸送帶工作速度（m/s）
0.7
0.5
0.7
0.5
0.7
0.5
0.7
0.5
0.7
0.5
滾筒直徑
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
31
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33
34
35
36
37
38
39
40
輸送帶工作拉力（kN）
7.5
7.8
8.0
8.5
5
4.5
4
4.3
3.3
2.3
輸送帶工作速度（m/s）
0.5
0.7
0.5
0.7
0.5
0.7
0.5
0.7
0.7
1.8
滾筒直徑
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
輸送帶工作拉力（kN）
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
輸送帶工作速度（m/s）
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
滾筒直徑
400
450
400
450
400
450
400
450
400
450
51
52
53
54
55
輸送帶工作拉力（kN）
3.5
3.5
3.5
3.5
7
3.5
輸送帶工作速度（m/s）
1.1
1.2
1.3
1.4
1.2
1.6
滾筒直徑
400
450
500
400
450
500
工況要求：滾筒效率0.96；兩班制，10年壽命；連續(xù)工作；載荷較為平穩(wěn)；供給380V交流電；室內(nèi)環(huán)境；粉塵較大；最高溫度40度。
制造要求：一般機(jī)械廠制造，小批量。
備注：自選直齒、斜齒、亦可設(shè)計(jì)成二級傳動(dòng)減速機(jī)、允許速度誤差5%
選題方法為現(xiàn)場隨機(jī)抽選。
二、設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置（蝸輪蝸桿減速機(jī)）
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
輸送帶工作拉力（kN）
3.2
4
4.3
5
5.4
6
6.5
7
3.5
4.6
輸送帶工作速度（m/s）
0.5
0.6
0.7
0.5
0.6
0.7
0.5
0.6
0.7
0.5
滾筒直徑
400
450
400
450
400
450
500
500
400
450
91
92
輸送帶工作拉力（kN）
5.0
7.7
輸送帶工作速度（m/s）
0.7
0.7
滾筒直徑
550
550
工況要求：滾筒效率0.96；兩班制，10年壽命；連續(xù)工作；載荷較為平穩(wěn)；供給380V交流電；室內(nèi)環(huán)境；粉塵較大；最高溫度40度。
制造要求：一般機(jī)械廠制造，小批量。
備注：必須使用蝸輪蝸桿，題目：81至86蝸桿下置布置；87至92蝸桿上置布置。
勻速速度誤差7%。
選題方法為現(xiàn)場隨機(jī)抽選。
三、成果要求：
1、 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，一份。
2、 減速機(jī)及所有零部件的三維建模、裝配、工程圖（指定使用UG建模，標(biāo)準(zhǔn)件如螺栓可不出圖），一套。
3、 減速機(jī)及所有零部件的工程圖（可打?。?，一套。
4、 減速機(jī)總成裝配體手繪圖紙（A0或A1），一張；軸系、輪系手繪零件圖（A2），兩張。
5、 所有電子版資料刻錄光盤，一張。光盤在答辯結(jié)束或發(fā)回修改后提交。
四、成績配比及評分標(biāo)準(zhǔn)，后折轉(zhuǎn)5級制：
1、 A、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（35%）；
B、工程圖，含手繪（35%）；
C、答辯（30%）
2、 A、B、C，任何一分項(xiàng)不合格者，其最終成績?yōu)椋翰患案瘛?
A、B在設(shè)計(jì)結(jié)束后，答辯前，統(tǒng)一提交，直至答辯后發(fā)回修改。
3、 出現(xiàn)以下情況者，其成績?yōu)椋翰患案瘛?
（1） 未經(jīng)同意，其計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件不為UG者（除蝸輪、蝸桿、齒輪外，其他零部件也不允許使用通用STP、IGS等格式導(dǎo)入導(dǎo)出）。注：鼓勵(lì)同學(xué)多學(xué)設(shè)計(jì)軟件，若想使用其他設(shè)計(jì)軟件，請預(yù)先告知，此舉僅用于防止抄襲現(xiàn)象。
（2） 設(shè)計(jì)說明書中的設(shè)計(jì)尺寸、三維圖、二維圖、紙質(zhì)圖紙，四者出現(xiàn)嚴(yán)重不一致情況者。（包含尺寸、形狀、比例問題，且不局限于標(biāo)注尺寸）。
（3） 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書中，偽造計(jì)算數(shù)據(jù)者。
4、 掌握和運(yùn)用以下情況者給予加分，每次加10分，直至優(yōu)秀（100）。
（1） 利用有限元技術(shù)，對設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行分析，并獲得正確結(jié)果者。
（2） 利用計(jì)算機(jī)輔助加工技術(shù)，考慮并設(shè)計(jì)零件加工工藝，并制作加工文件或序者。
（3） 使用其他被認(rèn)可的可運(yùn)用的新技術(shù)來輔助設(shè)計(jì)或驗(yàn)證設(shè)計(jì)者。
五、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的關(guān)鍵達(dá)分點(diǎn)（35分，21分合格）
1、 總體方案及電動(dòng)機(jī)的選型及計(jì)算（5分）
2、 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及校核（5分）[齒輪傳動(dòng)類型]
3、 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與校核（10分）[齒輪傳動(dòng)類型]
4、 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與校核（15分）[蝸輪蝸桿傳動(dòng)校核]
5、 軸承選型與設(shè)計(jì)計(jì)算（5分）
6、 軸系零件的設(shè)計(jì)與校核（5分）
7、 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書方面的其他注意事項(xiàng)（5分）
六、工程圖的關(guān)鍵達(dá)分點(diǎn)（35分，21分合格）
1、 所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性、可行性（15分） 注：合理、可行15分，不合理、不可行0分；該點(diǎn)為一點(diǎn)否決制。
2、 所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的功能完整性（5分）
3、 尺寸標(biāo)注合理、準(zhǔn)確（5分）
4、 精度與公差合理、準(zhǔn)確（5分）
5、 工程圖其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（5分）
七、答辯的關(guān)鍵達(dá)分點(diǎn)（30分，5個(gè)類型問題按回答的情況打分，每題6分）
注意事項(xiàng)：
未避免緊張情緒，各位同學(xué)也是第一次參加答辯，在選題時(shí)隨機(jī)抽取3位同學(xué)參加預(yù)答辯，預(yù)答辯通過則直接通過，預(yù)答辯不通過不計(jì)分?jǐn)?shù)，預(yù)答辯在正式答辯前5天，公開方式，全部學(xué)生皆可旁聽。正式答辯為非公開答辯。答辯準(zhǔn)備資料[見三、成果要求]；另答辯時(shí)自備U盤，以便將所有數(shù)據(jù)拷貝至答辯會(huì)場電腦。
五個(gè)類型題分布原則：
1、 減速機(jī)的設(shè)計(jì)方案，各零部件的作用，所設(shè)計(jì)減速機(jī)中潛在問題的分析。
2、 零部件特別是標(biāo)準(zhǔn)件的選用依據(jù)，方法。
3、 零部件加工及減速機(jī)的裝配方面。
4、 主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算的理解。
5、 設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用與理解。
答辯后，現(xiàn)場公布分?jǐn)?shù)。
目 錄
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 3
一 電動(dòng)機(jī)的選擇 4
1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型 4
1.2 電動(dòng)機(jī)容量的選擇 4
1.3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 4
二 分配傳動(dòng)比 5
2.1總傳動(dòng)比 5
2.2分配傳動(dòng)比 5
三 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 5
3.1各軸的轉(zhuǎn)速 5
3.2各軸的輸入功率 5
3.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 5
3.4整理列表 6
四 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 7
4.1 V帶的基本參數(shù) 7
4.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9
五 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 10
5.1選精度等級、材料和齒數(shù) 10
5.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 10
5.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 12
5.4幾何尺寸計(jì)算 13
5.5驗(yàn)算 13
六 軸及軸承、鍵的設(shè)計(jì) 14
6.1 高速軸及軸承、鍵的設(shè)計(jì) 14
6.2低速軸及軸承、鍵的設(shè)計(jì) 17
七 滾動(dòng)軸承及鍵的校和計(jì)算壽命 20
7.1輸入軸的軸承 20
7.2 輸入軸的鍵 20
7.3 輸出軸的軸承 20
7.4輸出軸的鍵 21
八 潤滑與密封 22
8.1潤滑方式的選擇 22
8.2密封方式的選擇 22
8.3潤滑油的選擇 22
九 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸 22
參考文獻(xiàn) 24
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置（一級圓柱減速機(jī)）, 傳動(dòng)簡圖如下：
圖1-1 傳動(dòng)簡圖
參數(shù)要求：
輸送帶工作拉力（kN）
6
輸送帶工作速度（m/s）
1.1
滾筒直徑
400
工況要求：滾筒效率0.96；兩班制，10年壽命；連續(xù)工作；載荷較為平穩(wěn)；供給380V交流電；室內(nèi)環(huán)境；粉塵較大；最高溫度40度。
制造要求：一般機(jī)械廠制造，小批量。
備注：自選直齒、斜齒、亦可設(shè)計(jì)成二級傳動(dòng)減速機(jī)、允許速度誤差5%
一 電動(dòng)機(jī)的選擇
1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型
電動(dòng)機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)部件。因?yàn)槭覂?nèi)工作，運(yùn)動(dòng)載荷平穩(wěn)，所以選擇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)。
1.2 電動(dòng)機(jī)容量的選擇
工作機(jī)所需功率為：
——電動(dòng)機(jī)至滾筒軸的傳動(dòng)裝置總效率。
取V帶傳動(dòng)效率，圓柱齒輪傳動(dòng)效率，球軸承效率，聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，滾筒效率，電動(dòng)機(jī)至滾筒軸的傳動(dòng)裝置總效率為：
所需電動(dòng)機(jī)的輸出功率為
電動(dòng)機(jī)額定功率只需略大于即可，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表19-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率為7.5kw。
1.3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇
滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：
展開式單級減速器推薦的傳動(dòng)比為：
V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：
得總推薦傳動(dòng)比為：
所以電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的推薦值為：
符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為750、1000、1500r/min。
綜合考慮傳動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)緊湊性和經(jīng)濟(jì)性，選用同步轉(zhuǎn)速1000r/min的電機(jī)。
型號為Y160M-6，滿載轉(zhuǎn)速，功率7.5。
二 分配傳動(dòng)比
2.1總傳動(dòng)比
滿載轉(zhuǎn)速。故總傳動(dòng)比為：
2.2分配傳動(dòng)比
為使傳動(dòng)裝置尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱不發(fā)生干涉現(xiàn)象，選V帶傳動(dòng)比；
則減速器的傳動(dòng)比為：；
傳動(dòng)誤差，合適
三 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
3.1各軸的轉(zhuǎn)速
電機(jī)軸
1軸 ；
2軸 ；
滾筒軸
3.2各軸的輸入功率
1軸 ；
2軸 ；
滾筒軸 ；
3.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩
電機(jī)軸 ；
1軸 ；
2軸 ；
滾筒軸 ；
3.4整理列表
軸名
功率
轉(zhuǎn)矩
轉(zhuǎn)速
傳動(dòng)比
電機(jī)軸
7.458
73.43
970
1軸
7.234
249.28
277.14
3.5
2軸
7.02
1274.79
52.59
5.27
滾筒軸
6.88
1249.36
52.59
1
四 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
4.1 V帶的基本參數(shù)
1）確定計(jì)算功率：
已知：；；
查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-8得工況系數(shù)：；
則：
2）選取V帶型號：
根據(jù)、查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖13-15選用A型V帶,
3）確定大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑
（1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑：
；
（2）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑：
；
圓整取，誤差小于5%，是允許的。
4）驗(yàn)算帶速：
帶的速度合適。
5）確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距：
中心距：
初選中心距
（2）基準(zhǔn)長度：
對于A型帶選用
（3）實(shí)際中心距：
6）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角：
由
得
主動(dòng)輪上的包角合適。
7）計(jì)算V帶的根數(shù)：
，查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-3 得：
；
（2），查表得：；
（3）由查表得，包角修正系數(shù)
（4）由，與V帶型號A型查表得：
綜上數(shù)據(jù)，得
取合適。
8）計(jì)算預(yù)緊力（初拉力）：
根據(jù)帶型A型查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-1得：
9）計(jì)算作用在軸上的壓軸力：
其中為小帶輪的包角。
10）V帶傳動(dòng)的主要參數(shù)整理并列表：
帶型
帶輪基準(zhǔn)直徑(mm)
傳動(dòng)比
基準(zhǔn)長度(mm)
A
3.5
1800
中心距（mm）
根數(shù)
初拉力(N)
壓軸力(N)
531
6
240.1
2801.7
4.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1）帶輪的材料：
采用鑄鐵帶輪（常用材料HT200）
2）帶輪的結(jié)構(gòu)形式：
V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與V帶的基準(zhǔn)直徑有關(guān)。小帶輪接電動(dòng)機(jī)，較小，所以采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)帶輪。
五 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
5.1選精度等級、材料和齒數(shù)
采用7級精度由表6.1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。
選小齒輪齒數(shù)
大齒輪齒數(shù)，取
5.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即
1） 確定公式各計(jì)算數(shù)值
（1）試選載荷系數(shù)
（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
（3）小齒輪相對兩支承對稱分布，選取齒寬系數(shù)
（4）由表6.3查得材料的彈性影響系數(shù)
（5）由圖6.14按齒面硬度查得
小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
（6）由式6.11計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
（7）由圖6.16查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)
（8）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力
取失效概率為1％，安全系數(shù)為S=1，由式10-12得
（9）計(jì)算
試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值
計(jì)算圓周速度v
計(jì)算齒寬b
計(jì)算齒寬與齒高之比b/h
模數(shù)
齒高
計(jì)算載荷系數(shù)K
根據(jù)，7級精度，查得動(dòng)載荷系數(shù)
假設(shè)，由表查得
由表6.2查得使用系數(shù).1
由表查得
查得
故載荷系數(shù)
（10）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得
（11）計(jì)算模數(shù)ｍ
5.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為
（1）確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值
由圖6.15查得
小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
由圖6.16查得彎曲疲勞壽命系數(shù)
計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1％，安全系數(shù)為S=1.2，由式得
計(jì)算載荷系數(shù)
（2）查取齒形系數(shù)
由表6.4查得
（3）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表6.4查得
（4）計(jì)算大小齒輪的，并比較
大齒輪的數(shù)據(jù)大
（5）設(shè)計(jì)計(jì)算
對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.87，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m＝3mm
按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑
算出小齒輪齒數(shù) 取
大齒輪齒數(shù) 取
5.4幾何尺寸計(jì)算
（1）計(jì)算分度圓直徑
（2）計(jì)算中心距
（3）計(jì)算齒寬寬度取B2=90mm, B1=95mm
5.5驗(yàn)算
合適
圓柱齒輪參數(shù)數(shù)據(jù)整理如下：
序號
名稱
符號
計(jì)算公式及參數(shù)選擇
1
齒數(shù)
Z
30，158
2
模數(shù)
m
3mm
3
分度圓直徑
4
齒頂高
5
齒根高
6
全齒高
7
頂隙
8
齒頂圓直徑
9
齒根圓直徑
10
中心距
六 軸及軸承、鍵的設(shè)計(jì)
6.1 高速軸及軸承、鍵的設(shè)計(jì)
（1）尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
1）高速軸上的功率P1,轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1
，，
2）初步確定軸的最小直徑
先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.3，取，于是得：
該處開有鍵槽故軸徑加大5％～10％，且高速軸的最小直徑顯然是安裝大帶輪處的直徑。??；。
3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
（a）為了滿足大帶輪的軸向定位的要求2軸段左端需制出軸肩，軸肩高度軸肩高度，取故取2段的直徑，長度。
(b) 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的深溝球軸承6208，故，，軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，軸肩高度軸肩高度，取，因此，取。
(c) 齒輪處由于齒輪分度圓直徑，故采用齒輪軸形式，齒輪寬度B=95mm，齒故取。另考慮到齒輪端面與箱體間距10mm以及兩級齒輪間位置配比，取，。
4）軸上零件的周向定位
查機(jī)械設(shè)計(jì)表，聯(lián)接大帶輪的平鍵截面。
（2）強(qiáng)度校核計(jì)算
1）求作用在軸上的力
已知高速級齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算部分未作說明皆查此書）式(10-14)，則
2）求軸上的載荷
首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊中查取a值。對于6208型深溝球軸承，由手冊中查得a=18mm。因此，軸的支撐跨距為L1=90mm。
根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面C處的MH、MV及M的值列于下表。
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
，
，
C截面彎矩M
總彎矩
扭矩
3）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
已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。
4）鍵的選擇
采用圓頭普通平鍵A型（GB/T 1096—1979）連接，聯(lián)接大帶輪的平鍵截面，。齒輪與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。
6.2低速軸及軸承、鍵的設(shè)計(jì)
（1）尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
1）低速軸上的功率P2,轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2
，，
2）初步確定軸的最小直徑
先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.3，取，于是得：
該處開有鍵槽故軸徑加大5％～10％，且Ⅲ軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取。
按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選用HL3型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為630N.m。半聯(lián)軸器的孔徑為60mm，故取，半聯(lián)軸器長度為，半聯(lián)軸器與軸配合的長度。
3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
（a）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位的要求2軸段左端需制出軸肩，軸肩高度軸肩高度，取故取2段的直徑，長度。
(b) 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，故選用深溝球軸承。根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的深溝球軸承6213，其尺寸為，故，考慮到還需安裝檔油環(huán)取，軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，軸肩高度，取，因此，取。
(c)取安裝齒輪處的軸的直徑；齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為90mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，取，則。因三根軸在箱體內(nèi)的長度大致相等，取，。
4）軸上零件的周向定位
查機(jī)械設(shè)計(jì)表，聯(lián)接聯(lián)軸器的平鍵截面；聯(lián)接圓柱齒輪的平鍵截面
（2）強(qiáng)度校核計(jì)算
1）求作用在軸上的力
已知低速級齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則
2）求軸上的載荷
首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊中查取a值。對于62,13型深溝球軸承，由手冊中查得a=22mm。因此，軸的支撐跨距為
根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面B是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面B處的MH、MV及M的值列于下表。
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
B截面彎矩M
總彎矩
扭矩
3）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
已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。
4）鍵的選擇
（a）采用圓頭普通平鍵A型（GB/T 1096—1979）連接，查機(jī)械設(shè)計(jì)表，聯(lián)接聯(lián)軸器的平鍵截面；聯(lián)接圓柱齒輪的平鍵截面，。齒輪與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。
七 滾動(dòng)軸承及鍵的校和計(jì)算壽命
7.1輸入軸的軸承
1）.按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類型選為深溝球軸承，軸承的預(yù)期壽命取為：L'h＝29200h
由上面的計(jì)算結(jié)果有軸承受的徑向力為Fr1=340.43N，
軸向力為Fa1=159.90N，
2）．初步選擇深溝球軸承6208，其基本額定動(dòng)載荷為Cr=51.8KN，基本額定靜載荷為C0r=63.8KN。
3）．徑向當(dāng)量動(dòng)載荷
動(dòng)載荷為，查得，則有
由式13-5得
滿足要求。
7.2 輸入軸的鍵
1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸
小帶輪處選用單圓頭平鍵，尺寸為
2)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度
鍵、軸材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為
鍵的工作長度
，合適
7.3 輸出軸的軸承
（1）選擇的深溝球軸承6213，尺寸為，基本額定動(dòng)載荷。
（2） 當(dāng)量動(dòng)載荷
前面已求得
，，，
軸承 1、2受到的徑向載荷為：
軸承 1、2受到的軸向載荷為：
查簡明機(jī)械工程手冊-表7.7-39得
軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為：
按機(jī)械設(shè)計(jì)查得
（3）驗(yàn)算軸承壽命
因?yàn)椋园摧S承1的受力驗(yàn)算。
對于滾子軸承，。
減速器的預(yù)定壽命
，合適。
7.4輸出軸的鍵
1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸
聯(lián)軸器處選用單圓頭平鍵，尺寸為
圓柱齒輪處選用普通平頭圓鍵，尺寸為。
2)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度
鍵、軸材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為。鍵的工作長度，
，合適
，合適
八 潤滑與密封
8.1潤滑方式的選擇
齒輪用潤滑油潤滑，并利用箱內(nèi)傳動(dòng)件濺起的油潤滑軸承；
根據(jù)I，II，III軸的速度因子，I，II，III軸的軸承用脂潤滑。
8.2密封方式的選擇
由于I，II，III軸與軸承接觸處的線速度，所以采用氈圈密封
8.3潤滑油的選擇
因?yàn)樵摐p速器屬于一般減速器，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)可選用中負(fù)載
工業(yè)齒輪油N100號潤滑油。
九 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸
1
箱座壁厚
，
2
箱蓋壁厚
3
箱座凸緣厚度
4
箱蓋凸緣厚度
5
箱座底凸緣厚度
6
地底螺釘直徑
，取M20
7
地底螺釘數(shù)目
8
軸承旁聯(lián)接螺栓直徑
，取M14
9
箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑
取M10
10
聯(lián)接螺栓的間距
12
窺視孔蓋螺釘直徑
,取M6
13
定位銷直徑
14
，，至外箱壁距離
15
軸承旁凸臺(tái)半徑
16
凸臺(tái)高度
17
箱體外壁至軸承座端面距離
19
大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離
20
齒輪端面與內(nèi)箱壁距離
21
箱蓋，箱座筋厚
，
22
軸承端蓋外徑
23
軸承旁聯(lián)接螺栓距離
24
大齒輪齒頂圓至箱底內(nèi)壁的距離
25
箱底至箱底內(nèi)壁的距離
26
減速器中心高
27
箱體內(nèi)壁至軸承座孔端面的距離
28
軸承端蓋凸緣厚度
29
軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離
30
旋轉(zhuǎn)零件間的軸向距離
31
齒輪頂圓至軸表面的距離
參考文獻(xiàn)
[1]《機(jī)械設(shè)計(jì)》楊忠志、朱家誠主編，武漢理工大學(xué)出版社
[2]《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》第二版 龔溎義主編，高等教育出版社
[3]《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》第3版，吳宗澤、羅圣國主編，高等教育出版社
[4]《機(jī)械精度設(shè)計(jì)檢測》應(yīng)琴主編，西南交通大學(xué)出版社
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