機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 單級圓柱齒輪減速器

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1、 機 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計 學(xué)生姓名：xxxxxxxxxxxxxxxxxxx 學(xué) 號：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 年 級：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 專 業(yè)：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 院 （系）：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 指導(dǎo)教師：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 時 間：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 目錄 設(shè)計任務(wù)書………………………………………………………

2、……………1 第一章 緒論 1.1設(shè)計目的……………………………………………………………3 1.2傳動方案的分析與擬定……………………………………………3 第二章 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算 2.1 電動機類型及結(jié)構(gòu)的選擇…………………………………………4 2.2 電動機選擇…………………………………………………………4 2.3 確定電動機轉(zhuǎn)速……………………………………………………4 2.4確定傳動裝置的總傳動比和分配級傳動比………………………5 2.5動力運動參數(shù)計算…………………………………………………5 第三章 傳動零件的設(shè)計計算 減速器外部零件的設(shè)計計算-

3、-普通V形帶傳動………………………7 第四章 齒輪的設(shè)計計算 4.1直齒圓柱齒輪………………………………………………………8 4.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算 4.2.1 按照接觸疲勞強度計算……………………………………8 4.2.2 按齒根彎曲接觸強度校核計算……………………………9 4.2.3 齒輪幾何尺寸的確定………………………………………9 4.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………9 第五章 軸的設(shè)計計算 5.1輸入軸的設(shè)計………………………………………………………11 5.2輸出軸的設(shè)計…………………………………………………

4、……13 5.3軸強度的校核………………………………………………………16 第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇 6.1軸承的選擇及校核…………………………………………………17 6.2鍵的選擇計算及校核………………………………………………18 6.3聯(lián)軸器的選擇………………………………………………………18 第七章 減速器潤滑、密封 7.1潤滑的選擇確定……………………………………………………19 7.1.1潤滑方式……………………………………………………19 7.1.2潤滑油牌號及用量…………………………………………19 7.2 密封的選擇確定………………………………

5、……………………19 第八章 減速器附件的選擇確定……………………………………19 第九章 箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸計算…………………………………20 第十章 減速器的繪制與結(jié)構(gòu)分析 10.1拆卸減速器…………………………………………………………21 10.2分析裝配方案………………………………………………………21 10.3分析各零件作用、結(jié)構(gòu)及類型……………………………………21 10.4減速器裝配草圖設(shè)計………………………………………………21 10.5完成減速器裝配草圖………………………………………………22 10.6減速器裝配圖繪制過程…………………………………………

6、…22 10.7完成裝配圖…………………………………………………………23 10.8零件圖設(shè)計…………………………………………………………23 第十一章 設(shè)計總結(jié)………………………………………………………24 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………… 設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計一用于帶式運輸上的單級直齒圓柱齒輪減速器。 運輸機連續(xù)單向工作，一班工作制，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵（運輸帶與滾筒摩擦阻力影響已經(jīng)在F中考慮）。 使用期限：10年。 生產(chǎn)批量：20臺。 生產(chǎn)條件：中等規(guī)模機械廠

7、，可加工7—8級齒輪與蝸輪。 動力來源：電力，三相交流380/220V 題目數(shù)據(jù)： 組號 1 運輸帶工作拉力F/（KN） 1.5 運輸帶速度V/（m/s） 1.1 卷筒直徑D/(mm） 220 運輸帶允許速度誤差為5% 設(shè)計任務(wù)要求： 1. 減速器裝配圖紙一張（１號圖紙） 一張 2. 軸、齒輪零件圖紙各一張（３號圖紙） 兩張 3. 設(shè)計說明書一分 一份 第一章 緒論 1.1 設(shè)計目的 （1）培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓(xùn)練綜合運用機械設(shè)計課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實際進(jìn)行分析和解決工程實際問題的能力，鞏

8、固、深化和擴展了相關(guān)機械設(shè)計方面的知識。 （2）通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設(shè)計，使我們掌握了一般機械設(shè)計的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。 （3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計算、繪圖數(shù)據(jù)處理等設(shè)計方面的能力。 1.2傳動方案擬定 1、傳動系統(tǒng)的作用及傳動方案的特點： 機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除

9、滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護(hù)方便。 本設(shè)計中原動機為電動機，工作機為皮帶輸送機。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。 帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。 齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機器中應(yīng)用最為廣泛的機構(gòu)之一。本設(shè)計采用的是單級直齒輪傳動。 減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。 2、傳動方案的分析與擬定

10、 1、工作條件：使用年限10年，工作為一班工作制，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作。 2、原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=1500N； 帶速V=1.1m/s； 滾筒直徑D=220mm； 3、方案擬定： 　　　采用Ｖ帶傳動與齒輪傳動的組 合，即可滿足傳動比要求，同時由于 帶傳動具有良好的緩沖，吸振性能， 適應(yīng)大起動轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡單， 成本低，使用維護(hù)方便。 圖1 帶式輸送機傳動系統(tǒng)簡圖 計 算 及 說 明 結(jié)果 第二章 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算 2.1 電動機類型及結(jié)構(gòu)的選擇 本減速器設(shè)計為水平剖分，選用Y系列三相異步電動機，封閉臥式結(jié)構(gòu)。 2.2 電

11、動機選擇 （一）工作機的功率Pw =FV/1000=15000×1.1/1000=1.65kw （二）總效率 ==0.96×0.98×0.99×0.9952=0.91 （三）所需電動機功率 查《機械零件設(shè)計手冊》得 Ped = 3 kw 2.3 確定電動機轉(zhuǎn)速 卷筒工作轉(zhuǎn)速為： n卷筒=60×1000·V/（π·D）=95.54 r/min 根據(jù)《機械設(shè)計課程設(shè)計》Ｐ７表2--3推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比=3~6范圍。?。謳鲃颖取t總傳動比理論范圍為： =6~24。 故電動機轉(zhuǎn)速

12、的可選范為 =×=573.24～1910.8 r/min 則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750、1000和1500r/min，由標(biāo)準(zhǔn)查出三種適用的電動機型號： 方案 電 動 機型 號 額 定 功 率 電動機轉(zhuǎn)速(r/min) 同 步 滿 載 1 Y100L-4 3kw 1000 1420 2 Y132S-6 3kw 1500 960 3 Y132M-8 3kw 3000 710 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動、減速器傳動比,可見第2方案比較適合。 因此選定電動機型號為Y132S-6，

13、=960 r/min。 2.4確定傳動裝置的總傳動比和分配級傳動比 1、確定傳動裝置的總傳動比由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速和工作機主動軸轉(zhuǎn)速可得傳動裝置總傳動比為： =/=960/95.54=10.05 2、分配各級傳動裝置傳動比： 總傳動比等于各傳動比的乘積 = 取=2.5（普通V帶 i=2～4） 因為：　= 所以：?。剑?0.05/2.5＝4.02 2.5 動力運動參數(shù)計算 （一）轉(zhuǎn)速n ==960 =/=/=960/2.5=384（r/min） =/=384/4.02=95.52（r/min） ==95.52（r/min）

14、 （二）功率P Ⅰ軸： Ⅱ軸： 卷筒軸 （三）轉(zhuǎn)矩T 電動機額定功率 Ped = 3 kw 選定電動機型號為Y132S-6

15、 =4.02 =384（r/min） =95.52（r/min） =95.52（r/min） 計 算 及 說 明 結(jié)果 (N﹒m) Ⅰ軸 Ⅱ軸 (N﹒m) 卷筒軸(N﹒m) 將上述數(shù)據(jù)列表如下： 軸號 功率 P/kW N /(r.min-1) / (N﹒m) i 0 1.81 960 18 2.5 1 1.72 384 42.78 2 1.68 95.52 167.96 4.

16、02 3 1.65 95.52 164.97 1 T0=18 (N﹒m) T1=42.78 (N﹒m) T2=167.96 (N﹒m) T3=164.97 (N﹒m) 計 算 及 說 明 結(jié)果 第三章 傳動零件的設(shè)計計算 減速器外部零件的設(shè)計計算----普通V形帶傳動 設(shè)計普通V形帶傳動須確定的內(nèi)容是：帶的型號、長度、根數(shù)，帶輪的直徑、寬度和軸孔直徑中心距、初拉力及作用在軸上之力的大小和方向 1、選擇帶的型號： 查表6－4得, 則計算功率為 PC=KA·P=1×3= 3KW 根據(jù)、查表和圖6－8，選取A型帶。 2、確定帶

17、輪基準(zhǔn)直徑、驗算帶速 查資料表6－5，6－6，選取 帶速帶速驗算： V=n1·d1·π/（1000×60）=3.14×112×960/1000×60=5.63m/s 介于5~25m/s范圍內(nèi)，故合適 大帶輪基準(zhǔn)直徑d2=n1/n2×d1=2.5×112=280mm 3、確定帶長和中心距a： 0.7·（d1+d2）≤a0≤2·（d1+d2） 0.7×（112+280）≤a0≤2×（112+280） 274.4mm≤a0≤784mm 初定中心距a0=500 ，則帶長為 L0=2·a0+π·（d1+d2）+（d2-d1

18、）2/(4·a0) =2×500+π·（112+280）/2+（280-112）2/(4×500) =1629.55 mm 查6－2表，按標(biāo)準(zhǔn)選帶的基準(zhǔn)長度Ld=1600mm的實際 中心距a=a0+(Ld-L0)/2=500+(1600-1629.55)/2=485.23 mm 4、驗算小帶輪上的包角α1 α1=180-(d2-d1)×57.3/a=160.16>120 小輪包角合適 5、確定帶的根數(shù) 由式確定V帶根數(shù)， 查6－3表得＝1.18kW，查6－7表得＝0.11kW 查6－2表得＝0.99，＝0.89

19、 則 Z=PC/（(P0+△P0)·=2.71/（0.97+0.11）×0.99×0.89 = 2.47 故要取3根A型V帶 選A型帶 d1=112mm d2=280mm 帶中心距a =485.23mm 小輪包角合適 選3根V帶 計 算 及 說 明 結(jié)果 第四章 齒輪的設(shè)計計算 4.1直齒圓柱齒輪 按輸入的轉(zhuǎn)速384 r/min，傳動比4.02計算，傳動功率1.72kw,連續(xù)單向

20、運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)來計算。 （1） 選定齒輪材料、熱處理方式和精度等級 因載荷平穩(wěn)，小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面，小齒輪的材料為40Gr鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS，大齒輪選用45號鋼正火，齒面硬度為220HBS。 齒輪精度初選8級 （2） 初選齒數(shù)和齒寬系數(shù)。 Z1=25 Z2=Z1·i1=25×4.02=100 取ψd=1 滑動率及修正：ε=1- （d2）/d2=0% 帶實際傳動比：i'=d2/d1（1-ε）=2.5 從動輪轉(zhuǎn)速：'=/ i'=384 修正后齒輪傳動比：i=100

21、/250=4 輸入轉(zhuǎn)矩為42.78 N·m 傳動比誤差：Δ=（4.02-4）/4=0.5% 符合誤差要求 4.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算 4.2.1 按齒面接觸疲勞強度計算 小齒輪的轉(zhuǎn)矩為42.78 N·m 確定各參數(shù)值： 1.載荷系數(shù) 因K取值在1.2--2.4之間，由于載荷平穩(wěn)， 取K=1.5 2.許用應(yīng)力：σHlim1=700MPa σHlim2=560Mpa σFlim1=570MPa σFlim2=440Mpa 按一般可靠要求取安全系數(shù)為SF=1.25 SF=1， 則許用接觸應(yīng)力[σH1] =σHlim1/SF

22、=700/1=700 MPa [σH2] =σHlim2/SF=570/1=560 MPa 許用齒根彎曲應(yīng)力[σF1] =σFlim1/SF=456MPa [σF2] =σFlim2/SF==352MPa 取兩式計算中的較小值，即［σH］=560Mpa [σF]=352MPa 3.計算小齒輪分度圓直徑 齒數(shù)比=100/25=4 小齒輪為40Gr鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS 大齒輪為45號鋼正火，齒面硬度為220HBS Z1=25 Z2=100 =

23、2.5 =4 ［σH］=560Mpa [σF] =352MPa =4 計 算 及 說 明 結(jié)果 d1≥76.6 將數(shù)值帶入上述公式可知： d1≥48.62mm 4.確定模數(shù)和齒寬 m=d1/Z1=48.62/25=1.94 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值 m=2 4.2.2按齒根彎曲接觸強度校核計算 校核 式中： a) 小輪分度圓直徑d1=m·Z=2×25=50mm b) 齒輪嚙合寬度b=Ψd·d1 =1.0×50=50mm c) 查手冊得兩齒輪的齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)

24、 YFa1=2.63 Ysa1=1.59 YFa2=2.19 Ysa2=1.80 將數(shù)據(jù)帶入公式得： σF1=107.34MPa σF2=101.19MPa 由于[σF1]≥σF1 [σF2] ≥σF2 故滿足齒根彎曲疲勞強度要求 4.2.3齒輪幾何尺寸的確定 分度圓直徑：d1=50mm d2=m·Z2=2×100=200mm 齒頂圓直徑:da1= d1+2ha1m=54mm da2=d2+2ha1m=204mm 齒根圓直徑: df1= d1-2（ha+c）m=45mm df2= d1-2（ha+c）m=1

25、95mm 中心距：a=m ·（Z1+Z2）=125mm 4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計算如下： 軸孔直徑 d=41 輪轂直徑 =1.2d=1.2×41=49.2 圓整到50mm 輪轂長度 輪緣厚度 δ0 = (3～4)m = 6～8(mm) 取 =8 m=2 強度滿足 d1=50mm d2=200mm da1=54mm da2=204mm df1=45mm df2=195mm a=12

26、5mm 小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu) 大齒輪采用 腹板式結(jié)構(gòu) 輪轂直徑: =50mm 輪轂長度: 計 算 及 說 明 結(jié)果 輪緣內(nèi)徑 =-2h-2=179mm 取D2 = 180(mm) 腹板厚度 c=0.3b=0.3×45=13.5 取c=15(mm) 腹板中心孔直徑=0.5(+)=0.5(180+70)=125(mm) 腹板孔直徑=0.25（-）=0.25（180-70） =27.5(mm) 取=27.5 (mm) 齒輪倒角n=0.5m=0

27、.5×2=1 齒輪工作如下圖所示： 輪緣內(nèi)徑： D2=180mm 腹板厚度： c=15mm 腹板中心孔直徑： D0=125mm 腹板孔直徑 =27.5mm 齒輪倒角： n=1 計 算 及 說 明 結(jié)果 第五章 軸的設(shè)計計算 5.1輸入軸的設(shè)計 （1）小齒輪材料用40Gr鋼，調(diào)質(zhì)，σb=750MPa； （2）按扭轉(zhuǎn)強度估算軸的直徑 選用45號鋼調(diào)質(zhì)，硬度217～255HBS 軸的輸入功率為 轉(zhuǎn)速為n1=384 r/min 根據(jù)課本查表計算取 a=79mm b=49mm c=4

28、9mm d≥ 考慮有一個鍵槽，將直徑增大5%， 則d=19.29×(1+5%)mm=20.05mm 圓整為25mm 以上計算的軸徑作為輸入軸外伸端最小直徑。 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，軸上零件的定位、固定和裝配 ? 單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面、右面均由軸肩軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別和軸承端蓋定位，采用過渡配合固定。 (4)求齒輪上作用力的大小、方向 小齒輪分度圓直徑：d1=50mm 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1 =42.78×103 N·mm 求圓周力：Ft Ft=2T1/d1=2×42.78×

29、103/50=1711.2N 求徑向力Fr Fr=Ft·tanα=1711.2×tan200=622.83N （5）軸長支反力 根據(jù)軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平面的支反力：RB1= Ftc/(b+c)=855.6N RC1= Ftb/(b+c)=855.6 N 垂直面的支反力：RB1’= Frc/(b+c)=311.42N RC1’= Frb/(b+c)=311.42N 由于選用深溝球軸承則Fa=0 齒輪軸選用45

30、號鋼調(diào)質(zhì)，硬度217～255HBS d=25mm 圓周力：Ft=1711.2N 徑向力：Fr=622.83N （6）畫彎矩圖 剖面Ι-Ι處的彎矩：水平面的彎矩：MC1= RB1×b=41924.4Nmm 垂直面的彎矩：MC1'= RB1'b =15259.58Nmm 合成彎矩：MΙ1=44615.13Nmm （7）軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩： T1= 42780Nmm （8）帶作用在軸上的力

31、： 預(yù)緊力：=500(2.5/-1)/ZV+qv2=741.75N 帶對軸作用力: =2ZSin1/2=4383.96N 該力產(chǎn)生的彎矩圖，如圖（e） 在軸承B處彎矩=a×=364332.84 Nmm 計 算 及 說 明 結(jié)果 總合成彎矩（f）,考慮到帶傳動最不利布置情況，與前面的彎矩直接相加，可得總合成彎矩： =+×c/（b+c）=390947.97Nmm （9）計算n個剖面處當(dāng)量彎矩 軸剪應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，=0.6， 公式為：= Ⅰ-Ⅰ剖面：==391789.69Nmm Ⅱ-Ⅱ剖面：=T=25668Nmm Ⅲ-Ⅲ剖面：==365235.9

32、Nmm （10）計算Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個剖面的直徑 [σ-1]b為對稱循環(huán)許用彎曲應(yīng)力，為90MPa 公式為：d≥ 則Ⅰ-Ⅰ處：dⅠ≥ Ⅱ-Ⅱ處：dⅡ≥ Ⅲ-Ⅲ處：dⅢ≥ 可以圓整到30mm 5.2 輸出軸的的設(shè)計 ⑴ 按扭矩初算軸徑 大齒輪材料用45鋼，正火，σb=600Mpa，硬度217～255HBS 大齒輪軸軸徑的初算：大齒輪軸的轉(zhuǎn)速較低，受轉(zhuǎn)矩較大，故?。篊=117 d≥ 考慮有兩個鍵槽，將直徑增大10%， 則d=30.43×(1+10%)mm=33.47mm 圓整為35mm 以上計算的軸徑作為輸出軸外伸端最小直徑

33、 dⅠ≥ 27.14mm dⅡ≥ 15.07mm dⅢ≥ 28.76mm 大齒輪材料用45鋼，正火，σb =600Mpa，硬度217～255HBS d=35mm 計 算 及 說 明 結(jié)果 (2) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，軸的零件定位、固定和裝配 ? 單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，該設(shè)計潤滑方式是油潤滑，箱體四周開有輸油溝，齒輪一面用軸肩定位，另一面用軸套定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階梯狀，左軸承

34、從左面裝入，齒輪、右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。 (3)求齒輪上作用力的大小、方向 大齒輪分度圓直徑：d1=200mm 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T2 =167960N·mm 求圓周力：Ft Ft=2T2/d2=2×167960/200=1679.6N 求徑向力：Fr Fr=Ft·tanα=1679.6×tan200=611.32N （4）軸長支反力 根據(jù)軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平面的支反力：RB2= Ftc/(b+c)=839.8N RC2= Ftb/(b+c)=839

35、.8 N 垂直面的支反力：RB2’= Frc/(b+c)=305.66N RC2’= Frb/(b+c)=305.66N 由于選用深溝球軸承則Fa=0 （5）畫彎矩圖 剖面Ι-Ι處的彎矩：水平面的彎矩：MC2= RB2×b=41150.2Nmm 垂直面的彎矩：MC2'= RB2'b =14977.34Nmm 合成彎矩： MΙ2=43791.09Nmm （6）軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩： T2=167960Nmm （7）計算n個剖面處當(dāng)量彎矩 軸剪應(yīng)力為脈動循環(huán)變

36、應(yīng)力，=0.6， 公式：= Ⅰ-Ⅰ剖面：==109879.31Nmm Ⅱ-Ⅱ剖面：=T=100776Nmm Ⅲ-Ⅲ剖面：=T=100776Nmm （8）計算Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個剖面的直徑 [σ-1]b為對稱循環(huán)許用彎曲應(yīng)力，為90MPa 公式為：d≥ 則 Ⅰ-Ⅰ處：dⅠ≥ Ⅱ-Ⅱ處：dⅡ≥ Ⅲ-Ⅲ處：dⅢ≥ 5.3 軸強度的校核 按扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸強度，由軸結(jié)構(gòu)簡圖及彎矩圖知Ⅰ處當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險截面，故只需校核此處即可。 強度校核公式：σe=/W≤[σ-1] 輸入軸： (1) 軸是直徑為50的是實心圓軸，W=0.1d3=12500Nmm (2

37、) 軸材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)，許用彎曲應(yīng)力為[σ-1]=65MPa 則σe=/W=31.28≤[σ-1]= 65MPa 故軸的強度滿足要求 輸出軸： (1) 軸是直徑為41的是實心圓軸，W=0.1d3=6892.1Nmm (2) 軸材料為45號鋼，正火，許用彎曲應(yīng)力為[σ-1]=65MPa 則σe= MΙ2/W=6.35≤[σ-1]= 65MPa 故軸的強度滿足要求 圓周力： Ft=1679.6N 徑向力： Fr=611.32N

38、 dⅠ≥ 49.87mm dⅡ≥ 15.07mm dⅢ≥ 2.37mm 輸入軸的強度滿足要求 輸入軸的強度滿足要求 計 算 及 說 明 結(jié)果 第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇 6.1 軸承的選擇及校核 因軸轉(zhuǎn)速較高，且只承受徑向載荷，故選取深溝球軸承。根據(jù)初算軸徑，考慮軸上零件軸向定位和固定

39、，估計初裝軸承處的軸徑并假設(shè)選用輕系列，查表定出滾動軸承型號列表如下： 軸號 軸承型號 基本尺寸 mm d D B 1 6206 30 62 16 2 6208 40 80 18 根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命 10年×365×24=87600小時 1.小軸的軸承使用壽命計算 小齒輪軸承選用6206， Cr=19.5kN Fr=622.83N 教材表10-8查得=1.2徑向當(dāng)量動載荷：Pr=r=1.2622.83=747.396 N 所以由式Cj=，查表10-6可知ft=1 =6231601.8>87600 故滿足壽命要求 2.

40、大軸的軸承使用壽命計算 大軸承選用6208， Cr=29.5kN Fr=611.32N 徑向當(dāng)量動載荷：Pr=r=1.2611.32=733.58 N 所以由式Cj=，查表10-6可知ft=1 =11346921>87600h 故滿足壽命要求 6.2 鍵的選擇計算及校核 1.小軸上的鍵： Ft=1711.2N 查手冊得，選用A型平鍵，得： A鍵 8×40 GB1096-79 L=40mm h=7mm 根據(jù)式σp=2T/(d·k·L)=2Ft/(k·L)=24.45 MPa≤100MPa 故鍵強度符合要求 2.大軸上的鍵： Ft =1679

41、.6N 查手冊選：A鍵12×34 GB1096-79 L=34mm h=8 A鍵12×52 GB1096-79 L=52mm h=8 根據(jù)式σpa=2 ·TⅠ/（d·h·l）=2Ft/(k·L)=24.7Mpa < 100Mpa σpc=2 ·TⅠ/（d·h·l）=2Ft/(k·L)=16.15Mpa < 100Mpa 故鍵強度符合要求 6.3 聯(lián)軸器的選擇 在減速器輸出軸與工作機之間聯(lián)接用的聯(lián)軸器因軸的轉(zhuǎn)速較低、傳遞轉(zhuǎn)矩較大，又因減速器與工作機常不在同一機座上，要求由較大的軸線偏移補償，應(yīng)選用承載能力較高的剛性可移式聯(lián)軸器。查表得選用YL8型號的軸孔直徑

42、為35的凸緣聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩Tn=250 N·m K=1.3 =9550=9550×=218.35N·m 選用YL8型彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩=250，<。采用J型軸孔，A型鍵軸孔直徑d=32～40，選d=35，軸孔長度L=60 YL8型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù) 小軸軸承型號為6206 大軸軸承型號為6208 小軸軸承滿足壽命要求 大軸軸承滿足壽命要求 小軸上鍵強度符合要求 大軸上鍵強度符合要求

43、 選用YL8型凸緣聯(lián)軸器 型號 公稱 轉(zhuǎn)矩T/(N·m) 許用 轉(zhuǎn)速 n/（r·） 軸孔 直徑 d/mm 軸孔 長度 L/mm 外徑 D/mm 材料 軸孔 類型 鍵槽 類型 YL8 250 4300 35 60 130 HT200 J型 A型 計 算 及 說 明 結(jié)果 第七章 減速器潤滑、密封 7.1 潤滑的選擇確定 7.1.1潤滑方式 1.齒輪V＜12 m/s，選用浸油潤滑,因此機體內(nèi)需要有足夠的潤滑油，用以潤滑和散熱。同時為了避免油攪動時泛起沉渣，齒頂?shù)接统?/p>

44、底面的距離H不應(yīng)小于30～50mm。對于單級減速器，浸油深度為一個齒高，這樣就可以決定所需油量，單級傳動,每傳遞1KW需油量V0=0.35～0.7m3。 2. 對于滾動軸承來說，由于傳動件的速度不高，選用飛濺潤滑。這樣結(jié)構(gòu)簡單，不宜流失，但為使?jié)櫥煽?要加設(shè)輸油溝。 7.1.2潤滑油牌號及用量 1.齒輪潤滑選用AN150全系統(tǒng)損耗油，最低～最高油面距10～20mm，需油量為1.2L左右 2.軸承潤滑選用AN150全系統(tǒng)損耗油 7.2密封的選擇與確定 1.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封 選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法 2.觀察孔和油孔等處接合面的密封 在觀察孔或螺塞與機體之間

45、加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封 3.軸承孔的密封 悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部 軸的外伸端與透蓋的間隙，由于選用的電動機為低速、常溫、常壓的電動機，則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲存潤滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時，毛氈又可以將潤滑油自行刮下反復(fù)自行潤滑。 第八章 減速器附件的選擇確定 1、軸承端蓋： HT150 參看唐曾寶編著的《機械設(shè)計課程設(shè)計》（第二版）的表14－1 根據(jù)下列的公式對軸承端蓋進(jìn)行計算： 　 d0=d3+1mm；D0=D +2.5d3； D2=D0 +2.5d3；

46、e=1.2d3； e1≥e；m由結(jié)構(gòu)確定； D4=D -(10～15)mm；D5=D0 -3d3；D6=D -(2～4)mm；d1、b1由密封尺寸確定；b=5～10，h=(0.8～1)b 2、油面指示器：用來指示箱內(nèi)油面的高度。 齒輪浸油潤滑 軸承油潤滑 齒輪軸承均用AN150全系統(tǒng)損耗油 計 算 及 說 明 結(jié)果 3、放油孔及放油螺塞：為排放減速器箱體內(nèi)污油和便于清洗箱體內(nèi)部，在箱座油池的最低處設(shè)置放油孔，箱體內(nèi)底面做成斜面，向放油孔方向傾斜1°～2°

47、，使油易于流出。 4、窺視孔和視孔蓋：窺視孔用于檢查傳動零件的嚙合、潤滑及輪齒損壞情況，并兼作注油孔，可向減速器箱體內(nèi)注入潤滑油。 5、定位銷：對由箱蓋和箱座通過聯(lián)接而組成的剖分式箱體，為保證其各部分在加工及裝配時能夠保持精確位置，特別是為保證箱體軸承座孔的加工精度及安裝精度。 6、啟蓋螺釘：由于裝配減速器時在箱體剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因膠結(jié)緊密難于開蓋，旋動啟箱螺釘可將箱蓋頂起。 7、軸承蓋螺釘，軸承蓋旁連接螺栓，箱體與箱蓋連接螺栓：用作安裝連接用。 第九章 箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計算 箱體用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成，箱體主要尺寸

48、計算參看唐曾寶《機械設(shè)計課程設(shè)計》（第二版）表5－1 箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇如下表： 名稱 符號 尺寸（mm） 機座壁厚 δ 8 機蓋壁厚 δ1 8 機座凸緣厚度 b 12 機蓋凸緣厚度 b 1 12 機座底凸緣厚度 b 2 20 地腳螺釘直徑 Df 16 地腳螺釘數(shù)目 N 4 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑 d1 12 機蓋與機座聯(lián)接螺栓直徑 d2 8 軸承端蓋螺釘直徑 d3 8 窺視孔蓋螺釘直徑 d4 6 定位銷直徑 D 6 凸臺高度 h 根據(jù)低速級軸承座外徑確定， 以便于扳手操作為準(zhǔn) 箱體外壁至軸承座端面距離

49、 l1 C1+C2+(5—8)=34 大齒輪頂圓與內(nèi)機壁距離 △1 12 齒輪端面與內(nèi)機壁距離 △2 12 機蓋、機座肋厚 m1 ,m2 9， 9 軸承端蓋外徑（凸緣式） D2 101， 120 δ=8mm δ1=8mm b=12mm b1=12mm b2=20mm Df=16mm N=4 個 d1=12mm d2=8mm d3=8mm d4=6mm D=6mm l1=34mm △1=12mm △2=12mm m1=

50、9mm m2=9mm 第十章 減速器繪制與結(jié)構(gòu)分析 10.1 拆卸減速器 按拆卸的順序給所有零、部件編號，并登記名稱和數(shù)量，然后分類、分組保管，避免產(chǎn)生混亂和丟失；拆卸時避免隨意敲打造成破壞，并防止碰傷、變形等，以使再裝配時仍能保證減速器正常運轉(zhuǎn)。 拆卸順序： ①、拆卸觀察孔蓋。 ②、拆卸箱體與箱蓋聯(lián)連螺栓，起出定位銷釘，然后擰動起蓋螺釘，卸下箱蓋。 ③、拆卸各軸兩邊的軸承蓋、端蓋。 ④、一邊轉(zhuǎn)動軸順著軸旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒏咚佥S軸系拆下，再用橡膠榔頭輕敲軸將低、中速軸系拆卸下來。 ⑤、最后拆卸其它附件如油標(biāo)尺、放油螺塞等。 10.2 分析裝配方案 按照先拆后裝的原則將原來拆卸下來

51、的零件按編好的順序返裝回去。 ①、檢查箱體內(nèi)有無零件及其他雜物留在箱體內(nèi)后，擦凈箱體內(nèi)部。將各傳動軸部件裝入箱體內(nèi)； ②、將嵌入式端蓋裝入軸承壓槽內(nèi)，并用調(diào)整墊圈調(diào)整好軸承的工作間隙。 ③、將箱內(nèi)各零件，用棉紗擦凈，并塗上機油防銹。再用手轉(zhuǎn)動高速軸，觀察有無零件干涉。經(jīng)檢查無誤后，合上箱蓋。 ④、松開起蓋螺釘，裝上定位銷，并打緊。裝上螺栓、螺母用手逐一擰緊后，再用扳手分多次均勻擰緊。 ⑤、裝好軸承小蓋，觀察所有附件是否都裝好。用棉紗擦凈減速器外部，放回原處，擺放整齊。 10.3 分析各零件作用、結(jié)構(gòu)及類型： 主要零部件： ①、軸：主要功用是直接支承回轉(zhuǎn)零件，以實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動并傳遞

52、動力。高速軸屬于齒輪軸；低速軸為轉(zhuǎn)軸，屬階梯軸。 ②、軸承：用來支承軸或軸上回轉(zhuǎn)零件、保持軸的旋轉(zhuǎn)精度、減小磨擦和磨損。 ③、齒輪：用來傳遞任意軸間的運動和動力，在此起傳動及減速作用，都為斜齒圓柱齒輪。 10.4 減速器裝配草圖設(shè)計 （1）裝配圖的作用： 裝配圖表明減速器各零件的結(jié)構(gòu)及其裝配關(guān)系，表明減速器整體結(jié)構(gòu)，所有零件的形狀和尺寸，相關(guān)零件間的聯(lián)接性質(zhì)及減速器的工作原理，是減速器裝配、調(diào)試、維護(hù)等的技術(shù)依據(jù)，表明減速器各零件的裝配和拆卸的可能性、次序及減速器的調(diào)整和使用方法。 （2）設(shè)計內(nèi)容： 進(jìn)行軸的設(shè)計，確定軸承的型號、軸的支點距離和作用在軸上零件的力的作用點，進(jìn)行軸的

53、強度和軸承壽命計算，完成軸系零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 （3）初繪減速器裝配草圖： 主要繪制減速器的俯視圖和部分主視圖： 1、畫出傳動零件的中心線； 2、畫出齒輪的輪廓； 3、畫出箱體的內(nèi)壁線； 4、確定軸承座孔寬度，畫出軸承座的外端線； 5、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（徑向尺寸、軸向尺寸）； 6、畫出軸、滾動軸承和軸承蓋的外廓。 10.5 完成減速器裝配草圖 （1）、視圖布局： ①、選擇3個基本視圖，結(jié)合必要的剖視、剖面和局部視圖加以補充。 ②、選擇俯視圖作為基本視圖，主視和左視圖表達(dá)減速器外形，將減速器的工作原理和主要裝配關(guān)系集中反映在一個基本視圖上。 布置視圖

54、時應(yīng)注意： a、整個圖面應(yīng)勻稱美觀，并在右下方預(yù)留減速器技術(shù)特性表、技術(shù)要求、標(biāo)題欄和零件明細(xì)表的位置。 b、各視圖之間應(yīng)留適當(dāng)?shù)某叽鐦?biāo)注和零件序號標(biāo)注的位置。 （2）、尺寸的標(biāo)注： a) 特性尺寸：用于表明減速器的性能、規(guī)格和特征。如傳動零件的中心距及其極限偏差等。 b) 外形尺寸：減速器的最大長、寬、高外形尺寸表明裝配圖中整體所占空間。 c) 安裝尺寸：減速器箱體底面的長與寬、地腳螺栓的位置、間距及其通孔直徑、外伸軸端的直徑、配合長度及中心高等。 （3）、標(biāo)題欄、序號和明細(xì)表： ①、說明機器或部件的名稱、數(shù)量、比例、材料、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)代號、圖號以及設(shè)計者姓名等內(nèi)容。 ②

55、、裝備圖中每個零件都應(yīng)編寫序號，并在標(biāo)題欄的上方用明細(xì)表來說明。 （4）、技術(shù)特性表和技術(shù)要求： ①、技術(shù)特性表說明減速器的主要性能參數(shù)、精度等級，布置在裝配圖右下方空白處。 ②、技術(shù)要求包括減速器裝配前、滾動軸承游隙、傳動接觸斑點、嚙合側(cè)隙、箱體與箱蓋接合、減速器的潤滑、試驗、包裝運輸要求。 ②、技術(shù)要求包括減速器裝配前、滾動軸承游隙、傳動接觸斑點、嚙合側(cè)隙、箱體與箱蓋接合、減速器的潤滑、試驗、包裝運輸要求。 10.6 減速器裝配圖繪制過程： （1）、畫三視圖： ①、繪制裝配圖時注意問題： a、先畫中心線，然后由中心向外依次畫出軸、傳動零件、軸承、箱體及其附件。 b、先畫

56、輪廓，后畫細(xì)節(jié)，先用淡線最后加深。 c、3個視圖中以俯視圖作基本視圖為主。 d、剖視圖的剖面線間距應(yīng)與零件的大小相協(xié)調(diào)，相鄰零件剖面線盡可能取不同。 e、對零件剖面寬度的剖視圖，剖面允許涂黑表示。 f、同一零件在各視圖上的剖面線方向和間距要一致。 （2）、軸系的固定： 軸向固定：滾動軸承采用軸肩和悶蓋或透蓋，軸套作軸向固定；齒輪同樣。 （3）、減速器的箱體和附件： ①、箱體：用來支持旋轉(zhuǎn)軸和軸上零件，并為軸上傳動零件提供封閉工作空間，防止外界灰砂侵入和潤滑逸出，并起油箱作用，保證傳動零件嚙合過程良好的潤滑。材料為：HT200。加工方式如下： 加工工藝路線：鑄造毛坯→時效→油漆→

57、劃線→粗精加工基準(zhǔn)面→粗、精加工各平面→粗、半精加工各主要加工孔→精加工主要孔→粗、精加工各次要孔→加工各緊固孔、油孔等→去毛刺→清洗→檢驗 ②、附件：包括窺視孔及窺視孔蓋、通氣器、軸承蓋、定位銷、啟箱螺釘、油標(biāo)、放油孔及放油螺塞、起吊裝置。 10.7 完成裝配圖 （1）、標(biāo)注尺寸：標(biāo)注尺寸反映其的特性、配合、外形、安裝尺寸； （2）、零件編號（序號）：由重要零件，按順時針方向依次編號，并對齊； （3）、技術(shù)要求； （4）、審圖； （5）、加深。 10.8 零件圖設(shè)計 （一）、零件圖的作用： 1、反映設(shè)計者的意圖，是設(shè)計、生產(chǎn)部門組織設(shè)計、生產(chǎn)的重要技術(shù)文件。 2

58、、表達(dá)機器或部件運載零件的要求，是制造和檢驗零件的依據(jù)。 （二）、零件圖的內(nèi)容及繪制： 1、選擇和布置視圖： （1）、軸：采用主視圖和剖視圖。主視圖按軸線水平布置，再在鍵槽處的剖面視圖。 （2）、齒輪：采用主視圖和側(cè)視圖。主視圖按軸線水平布置（全剖），反映基本形狀；側(cè)視圖只畫出局部視圖。 2、合理標(biāo)注尺寸及偏差： （1）、軸：，徑向尺寸以軸線為基準(zhǔn)標(biāo)注，有配合處徑向尺寸應(yīng)標(biāo)尺寸偏差；軸向尺寸以軸孔配合端面及軸端面為基準(zhǔn)，反映加工要求，不允許出現(xiàn)封閉尺寸鏈。 （2）、齒輪：徑向尺寸以軸線為基準(zhǔn)，軸孔、齒頂圓應(yīng)標(biāo)相應(yīng)的尺寸偏差；軸向尺寸以端面為基準(zhǔn)，鍵槽尺寸應(yīng)相應(yīng)標(biāo)出尺寸偏差。 3

59、、表面粗糙度標(biāo)注 （1）、軸：查表軸加工表面粗糙度Ra薦用值。 ①、與傳動件及聯(lián)軸器等輪轂相配合的表面取1.6。 ②、與滾動軸承相配合的表面，軸承內(nèi)徑d≤80mm取1.0。 ③、與傳動件及聯(lián)軸器相配合的軸肩端面取3.2。 ④、平鍵鍵槽工作面取3.2，非工作面取6.3。 ⑤、與滾動軸承相配合的軸肩端面，d≤80mm的取2.0。 （2）、齒輪：查齒輪表面粗糙度Ra薦用值。 ①、齒輪工作面、齒頂圓、與軸肩配合的端面取3.2。 ②、軸孔取1.6。 ③、平鍵鍵槽取3.2（工作面）；12.5（非工作面）。 4、合理標(biāo)注形狀和位置公差 （1）、軸：取公差等級為8級，推薦標(biāo)注項目有圓柱

60、度、圓跳動度、對稱度。 （2）、齒輪：取公差等級為8級，推薦標(biāo)注項目有圓柱度、圓跳動度、對稱度。 5、技術(shù)要求 軸：1、調(diào)質(zhì)處理，硬度為217～255HBS。 2、圓角半徑為R1。 齒輪：調(diào)質(zhì)處理，硬度為217～255HBS。 　　 第十一章 設(shè)計總結(jié) 參 考 文 獻(xiàn) [1] 唐增寶，何永然，劉安俊 主編. 機械設(shè)計課程設(shè)計，第二版.武漢:華中科技大學(xué)出版 社,1999.3 [2] 汪信遠(yuǎn) 主編.機械設(shè)計基礎(chǔ)，第三版.北京:高等教育出版社,2002.7 [3] 唐克中，朱同均 主編.畫法幾何及工程制圖，第三版. 北京:高等教育出版社,2002.8