帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 (1)

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1、 棗 莊 學(xué) 院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 題 目 用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式 二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 院 別 機(jī) 電 工 程 學(xué) 院 專業(yè)班級(jí) 13級(jí)機(jī)電一體化技術(shù) 設(shè) 計(jì) 人 陳天宇 學(xué) 號(hào) 201315210101

2、 原始數(shù)據(jù) （數(shù)據(jù)編號(hào) A4 ） 指導(dǎo)教師 尹相雷 成績(jī) 目 錄 1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書···························································································（3） 2. 設(shè)計(jì)方案·············

3、················································································（4） 3.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)········································································（5） 3.1 電機(jī)選擇·························································································（5） 3.2 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配··

4、··················································（7） 3.3傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)··············································（7） 4.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)·······················································································（9） 4.1 V帶的設(shè)計(jì)······························································

5、·······················（9） 4.2 齒輪的設(shè)計(jì)··················································································（11） 5.軸及軸上零件的設(shè)計(jì)·······································································（22） 5.1 高速軸的設(shè)計(jì)········································································

6、····（22） 5.2 中速軸的設(shè)計(jì)·············································································（24） 5.3 低速軸的設(shè)計(jì)············································································（26） 5.4 中間軸的校核············································································（28） 6. 箱體結(jié)構(gòu)

7、的設(shè)計(jì)··············································································（32） 7. 潤(rùn)滑及密封類型的設(shè)計(jì)··································································（32） 8. 其他附件的設(shè)計(jì)··············································································（33） 9. 參考文獻(xiàn)···························

8、·································································（34） 10. 課程設(shè)計(jì)心得··················································································（34） 1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、課程設(shè)計(jì)的目的 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程最后一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是工科院校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。課程設(shè)計(jì)的目的為： 1、綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其它先修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，從

9、而使這些知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固、加深和擴(kuò)展。 2、在課程設(shè)計(jì)實(shí)踐中學(xué)習(xí)和掌握通用機(jī)械零部件、機(jī)械傳動(dòng)及一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法與步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新能力。 3、提高學(xué)生在計(jì)算、制圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算、考慮技術(shù)決策等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能。 二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與題目 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：電動(dòng)機(jī)的選擇；計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；傳動(dòng)零件、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；軸承、聯(lián)軸器、潤(rùn)滑、密封和連接件的選擇及校核計(jì)算；箱體結(jié)構(gòu)及附件的設(shè)計(jì)；繪制裝配工作圖及零件工作圖；編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。 在規(guī)定的學(xué)時(shí)數(shù)內(nèi)，要求每個(gè)學(xué)生在設(shè)計(jì)中完成以下工作： ①減速器裝配

10、圖一張（A1號(hào)圖紙）； ②零件工作圖2張（A3號(hào)圖紙，軸一張、齒輪一張）； ③只對(duì)中間軸進(jìn)行校核計(jì)算； ④設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份，5000～6000字。 題目2：設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 由于班級(jí)序號(hào)為13，故題號(hào)：F2，運(yùn)輸帶工作拉力F/N：1600，運(yùn)輸帶工作速度v (m/s)：1.15，卷筒直徑D(mm)：230， 工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用期限10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作，運(yùn)輸帶工作速度允許誤差為±5%。 2. 設(shè)計(jì)方案· 根據(jù)任務(wù)書有以下設(shè)計(jì)方案： 3.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 3.1 電機(jī)選擇 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)

11、算及說(shuō)明 結(jié) 果 1、選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按工作要求和工作條件選，選用用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，其機(jī)構(gòu)為封閉式結(jié)構(gòu)，電壓為380V,Y型。 2、選擇電動(dòng)機(jī)的容量 工作機(jī)的有效功率為： PW== 從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率為： 式中：分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和轉(zhuǎn)筒的傳動(dòng)效率。 取=0.96,（滾子軸承），,所以： 所以電動(dòng)機(jī)所需的功率： Pd PW=1.84kW Pd=2.36kW 3、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為

12、 根據(jù)傳動(dòng)比的合理范圍，取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比,二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比則總傳動(dòng)比合理范圍為,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類型、容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y100L-2，其主要性能如下表所示: 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/k w 滿載轉(zhuǎn)速/(r/min) Y100L-2 3 2870 2.2 2.3 n=95.54r/min 3.2 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié) 果 1、總傳動(dòng)比 =30.04 2、分配傳動(dòng)比 考慮潤(rùn)滑的條件，為使兩級(jí)大齒輪相近

13、， 取 ，,故： 3.3傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié) 果 1、各軸的轉(zhuǎn)數(shù) Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 卷筒軸 2、各軸的輸出功率 Ⅰ軸： Ⅱ軸： Ⅲ軸： 卷筒軸： 3、各軸的輸出轉(zhuǎn)矩 故Ⅰ軸： Ⅱ軸： Ⅲ軸： 卷筒軸： 將上述計(jì)算結(jié)果匯總與下表: 帶式傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 軸名 功率 P/k w 轉(zhuǎn)矩 T/N. m 轉(zhuǎn)速r/min 傳動(dòng)比i 電動(dòng)機(jī)軸 2.36 7.8

14、5 2870 2 3.90 3.90 1 2.27 15.11 1435 Ⅱ軸 2.13 55.28 367.5 Ⅲ軸 2.01 200.92 95.54 卷筒軸 1.95 194.92 95.54 4.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 4.1 V帶的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié) 果 1、帶的型號(hào)的確定 額定功率P=2.36 kW 根據(jù)工作情況由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表8—7查的KA=1.2 P ca=KA﹒p=2.832kw 根據(jù)功率Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速nm=2870r/min按機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-11選擇： 普通V帶Z型 普通V帶

15、V帶Z型 2、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-6和表8-8 圖8-11 取小輪基準(zhǔn)直徑dd1=80mm 帶速 因?yàn)?故帶速合適 大輪基準(zhǔn)直徑 根據(jù)表8-8可得 ，不用圓整 dd1=80mm 3、確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)(8-20） 初定中心距a0=400mm 由式（8-22）計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 = =1180.8mm 由表8—2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1120mm. 按式（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距a； 根據(jù)式（

16、8-24）中心距的變換范圍353404mm Ld=1120mm a =370mm 4、驗(yàn)算小帶輪上的包角和計(jì)算帶的根數(shù)z 最小包角 = 計(jì)算帶的根數(shù)z 由dd1=80mm和nm=2870r/min,由表8-4a得 P0=0.56kW。 根據(jù)nm=2870r/min，i=2和Z型帶，查表8-4b得△P0=0.04kW。 查表8-5的Kα=0.96，表8-2得KL=1.18，于是 Pr= （P0+△P0）KαKL=0.

17、68kW Z= =2.832/0.68=4.16. 取5根 Z=5 5、計(jì)算單根v帶的初拉力的最小值壓軸力 F p 由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-3得Z型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.06kg/m所以 = 46.54N 應(yīng)使帶的實(shí)際初壓力 壓軸力的最小值為 N 4.2 齒輪的設(shè)計(jì) 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié) 果 1、選定齒輪類型

18、、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2）選用8級(jí)精度 3）材料選擇，由表10-1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，二者材料硬度差為40HBS 4）試選小齒輪齒數(shù)z1=20， 大齒輪齒數(shù)z2=20×3.9=78。 直齒圓柱齒輪 45鋼 小齒輪調(diào)質(zhì)處理 大齒輪調(diào)質(zhì)處理 8級(jí)精度 z1=20 z2=78 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)

19、 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 4、尺寸計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算，即 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選載荷系數(shù)：Kt=1.3 計(jì)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： 由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10—7選取齒寬系數(shù)=1 由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10—

20、7查的材料的彈性影響系數(shù)=189 由機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖10—21d按齒面硬度差得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1=600MPa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim2=550MPa。 計(jì)算齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)； N1=(2 由教材圖10—19取接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHN1=0.90; KHN2=0.95 計(jì)算接觸疲勞需用力。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1, 按教材許用力公式 1=0.90×600=540MPa 2=0.95×550=522.5MPa 試算小齒輪分度圓直徑d1,代入中較小的值。 =34.39mm 計(jì)算圓周速度

21、 v= 計(jì)算齒寬b b=d.d1t=1×34.39=34.39mm 計(jì)算齒寬與齒高之比。 模數(shù) m t ==34.39/20=1.72mm 齒高 h=2.25mt=2.25×1.72=3.87mm 其比為 =34.39/3.87=8.89 計(jì)算載荷系數(shù)。 根據(jù)v=2.58m/s,8級(jí)精度，由教材圖10-8查的動(dòng)載系數(shù)KV=1.15; 直齒輪，KH=KF=1; 由教材表10-2查的使用系數(shù)KA=1; 又由表10-4用插值法查的8級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)，KH=1.173。 由=34.39/3.87=8.89，KH=1.173查圖10-13的KF=1.1

22、9； 故載荷系數(shù) K=KAKV KHKH=1×1.15×1×1.19=1.37 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由式（10-10a）得 d1=d1t34.39×=39.71mm 計(jì)算模數(shù)m. m==39.71/20=1.99mm 由教材式（10-5）的彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式 m .確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1)由教材圖10-20c查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE1=500MPa; 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE2=300MPa. 2）由教材圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85，KFN2=0.88; 3)計(jì)算彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-

23、12）得 1===303.57MPa 2===238.86MPa 計(jì)算載荷系數(shù) 4）K=KAKV KFKF=1×1.15×1×1.19=1.369 5)查取齒形系數(shù) 由教材表10-5查得YFa1=2.80; YFa2=2.226。 6) 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由教材表10-5查的YSa1=1.55; YSa2=1.756。 7）計(jì)算大小齒輪的并加以比較。 =0.01439 =0.01444 大齒輪的數(shù)值大 （2）計(jì)算 m 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小注意取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞

24、強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算的模數(shù)1.49并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=1.5mm,按接觸強(qiáng)度算的分度直徑d1=39.71mm 算的小齒輪齒數(shù) Z1==39.71/1.5=27 大齒輪齒數(shù) Z2=27×3.9=105 這樣設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)，即滿足齒面的接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊促，避免浪費(fèi)。 （1） 計(jì)算分度圓直徑 d1=z1m=27×1.5=40.5mm d2=z2m=105×1.5=157

25、.5mm (2)計(jì)算中心距a==99mm （3）計(jì)算齒輪寬度b==1×40.5=40.5mm 取B1=45.5mm,B2=40.5mm。 所以小結(jié)得 由此設(shè)計(jì)有 模數(shù) 分度圓直徑 齒寬 齒數(shù) 小齒輪 1.5 40.5 45.5 27 大齒輪 1.5 157.5 40.5 105 N1= 1=540MPa 2=522.5MPa =34.39mm V m t =1.72mm h=3.87

26、mm K=1.37 d1=39.71mm m=1.99mm 1=303.57MPa 2=238.86MPa K =1.369 m m=1.5mm Z1=27 Z2=105 d1= 40.5mm d2 =157.5mm a=99mm b=40.5mm B1=45.5mm B2=40.5mm 低速齒輪的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)

27、算及說(shuō)明 結(jié) 果 1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2）選用8級(jí)精度 3）材料選擇，由表10-1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，二者材料硬度差為40HBS 4）試選小齒輪齒數(shù)z1=20， 大齒輪齒數(shù)z2=20×3.9=78。 直齒圓柱齒輪 45鋼 小齒輪調(diào)質(zhì)處理 大齒輪調(diào)質(zhì)處理 8級(jí)精度 z1=20 z2=78 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)

28、 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 4、尺寸計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算，即 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選載荷系數(shù)：Kt=1.3 計(jì)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： 由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10—7選取齒寬系

29、數(shù)=1 由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10—7查的材料的彈性影響系數(shù)=189 由機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖10—21d按齒面硬度差得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1=600MPa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim2=550MPa。 計(jì)算齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)； N1=(2 由教材圖10—19取接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHN1=0.98; KHN2=1.08 計(jì)算接觸疲勞需用力。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1, 按教材許用力公式 1=0.98×600=588MPa 2=1.02×550=561MPa 試算小齒輪分度圓直徑d1,代入中較小的值。 =

30、48.98mm 計(jì)算圓周速度 V= 計(jì)算齒寬b b=d.d1t=1×48.98=48.98mm 計(jì)算齒寬與齒高之比。 模數(shù) mt ==48.98/20=2.45mm 齒高 h=2.25mt=2.25×2.45=5.51mm 其比為 =48.98/5.51=8.89 計(jì)算載荷系數(shù)。 根據(jù)v=0.94m/s,8級(jí)精度，由教材圖10-8查的動(dòng)載系數(shù)KV=1.05; 直齒輪，KH=KF=1; 由教材表10-2查的使用系數(shù)KA=1; 又由表10-4用插值法查的8級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)，KH=1.173。 由=48.98/5.51=8.89，KH=1.

31、173查圖10-13的KF=1.24； 故載荷系數(shù) K=KAKV KHKH=1×1.05×1×1.73=1.82 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由式（10-10a）得 d1=d1t48.98×=54.79mm 計(jì)算模數(shù)m. m==54.79/20=2.74mm 由教材式（10-5）的彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式 m .確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1)由教材圖10-20c查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE1=500MPa; 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE2=300MPa. 2）由教材圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.88，KFN2=0.95; 3)計(jì)算彎曲疲勞安全系

32、數(shù)S=1.4，由式（10-12）得 1===314.29MPa 2===203.57MPa 計(jì)算載荷系數(shù) 4）K=KAKV KFKF=1×1.05×1×1.173=1.817 5)查取齒形系數(shù) 由教材表10-5查得YFa1=2.80; YFa2=2.226。 6) 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由教材表10-5查的YSa1=1.55; YSa2=1.756。 7）計(jì)算大小齒輪的并加以比較。 =0.01381 =0.02415 大齒輪的數(shù)值大 （2）計(jì)算 m 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小注意取決于彎曲強(qiáng)度所決

33、定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算的模數(shù)2.30并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5mm,按接觸強(qiáng)度算的分度直徑d1=54.79mm 算的小齒輪齒數(shù) Z1==54.79/2.5=22 大齒輪齒數(shù) Z2=22×3.9=89 這樣設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)，即滿足齒面的接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊促，避免浪費(fèi)。 （1） 計(jì)算分度圓直徑 d1=z1m=22×2.5=55mm d2=z2m

34、=89×2.5=222.5mm (2)計(jì)算中心距a==138.75mm （3）計(jì)算齒輪寬度b==1×55=55 取B1=60mm,B2=55mm。 所以小結(jié)得 由此設(shè)計(jì)有 模數(shù) 分度圓直徑 齒寬 齒數(shù) 小齒輪 2.5 55 60 22 大齒輪 2.5 222.5 55 89 N1= 1=588MPa 2=561MPa =48.98mm V m t =2.45mm h=5.51mm

35、 K=1.82 d1=54,79mm m=2.74mm 1=314.29MPa 2=203,57MPa K =1.817 m Z1=22 Z2=89 d1= 55mm d2 =222.5mm a=138.75mm b=55mm B1=60mm B2=55mm 5.軸及軸上零件的設(shè)計(jì) 5.1 高速軸的設(shè)計(jì)

36、設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié) 果 1、已知條件 功率 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 齒輪齒寬 2.27Kw 15.11 N·m 1435r/min 45.5mm 2、選擇軸的材料 因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，故選用常用的材料45鋼，調(diào)制處理 45鋼，調(diào)制處理 3、初算軸的直徑 先按機(jī)械設(shè)計(jì)教材式[1]15-2初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45號(hào)鋼。根據(jù)表[1]15-3選取A0=112。于是有: = d min=13.05mm 4、選擇滾動(dòng)軸承 初步選擇滾動(dòng)軸承。選6005深溝球軸承；通過(guò)查手

37、冊(cè)可知6005深溝球軸承d=25(mm) ，B=12（mm） 6005深溝球軸承 5、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 于此軸的相配合的齒輪分度圓直徑比較小，所以將此軸設(shè)計(jì)成齒輪軸。 ①: 軸向定位要求1-2軸段右端要求制出一軸肩，取L1-2=37.5mm ， 且d1-2=25mm, 與1-2段軸相配合的深溝球軸承，左端用軸端擋圈進(jìn)行軸向定位，右端采用套筒進(jìn)行軸向定位 ②:2-3段軸要與齒輪配合，此段齒輪與軸一體，故要有一個(gè)軸肩，這里我們?nèi)=5mm，所以d2-3=35mm ； 又由于小齒輪齒寬B=45.5mm ，根據(jù)與齒輪相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比

38、輪轂長(zhǎng)度短2 ，所以取 L2-3=45.5mm； ③: 4-5段軸沒(méi)有什么與之相配合的零件，考慮到下段有個(gè)軸肩，但直徑仍設(shè)計(jì)為d4-5=35mm,L4-5=63.5mm ④: 5-6段 d5-6=25,L5-6=40mm,右端用軸端擋圈固定軸承。 ⑤：6-7段, 由于輸入端是與v帶輪的輪轂相連，由于v帶為z型故v帶的寬度為4e+2f=65mm.d6-7=25,L6-7=75mm,其中末端的的65mm與v帶的輪轂進(jìn)行連接，中間與箱體的10mm用檔圈進(jìn)行輪轂與左端軸承的定位。 L1-2=37.5mm d1-2=25mm d2-3=35mm L2-3=45.5mm

39、 d4-5=35mm L4-5=63.5mm d5-6=25 L5-6=40mm d6-7=25mm L6-7=75mm 6、確定軸的的倒角和圓角 參考[1]表15-2，取軸端倒角為1.2×45°，各軸肩處的圓角為1.6。 7、軸的草圖 5.2 中速軸的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié) 果 1、已知條件 功率 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 2.13Kw 55,28 N·m 367.5r/min 2、選擇軸的材料 因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，故選用常用的材料45鋼，調(diào)制處

40、理 45鋼，調(diào)制處理 3、初算軸的直徑 = dmin=20.12mm 4、選軸承 . 初步選擇滾動(dòng)軸承。選6006深溝球軸承；通過(guò)查手冊(cè)可知6006深溝球軸承d=30(mm) ，B=13（mm） ，c=13.2kN。 選6006深溝球軸承 5、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 ①:1-2段軸我們?nèi)?L1-2=40mm，d1-2=30mm 。與1-2段軸相配合的深溝球軸承，左端用軸端擋圈進(jìn)行軸向定位，右端采用套筒進(jìn)行軸向定位。 ②：2-3段軸要與齒輪配合，故要有一個(gè)軸肩，這里我們?nèi)=5mm，所以d2-3=40

41、mm ； 又由于大齒輪齒寬B=40.5mm ，根據(jù)與齒輪相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短2 ，所以取 L2-3=38mm； ③：為了實(shí)現(xiàn)齒輪的右端的軸向定位，應(yīng)將3-4段軸的直徑比2-3段稍微大一些，h>0.07d這里取其直徑為 d3-4=46mm；由于3-4段軸主要是起軸肩的作用，沒(méi)有與之相配合的零件，且根據(jù)設(shè)計(jì)方案，這里取L3-4=10mm 。 ④：4-5段軸要與小齒輪相配合，且為能利用3-4段軸的軸肩，所以此段軸的直徑要比4-5段軸要小一些，這里我們?nèi)?d4-5=40mm；由于小齒輪的齒寬為B=60mm，根據(jù)與齒輪相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短2 ，所以取L4-

42、5=58mm。 ⑤：5-6段軸與之相配合的零件是軸承，所以其直徑和長(zhǎng)度與軸最右端的軸承一樣，故d5-6=30mm, L5-6=40 mm， 。 L= L1-2 +L2-3+L3-4 +L4-5 +L5-6=40 +38+10+58+40=186mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合得有良好得對(duì)中性，固選擇齒輪輪轂與軸得配合選H7/n6。滾動(dòng)軸承與軸得周向定位，是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。 L1-2=40mm d1-2=30mm d2-3=40mm L2-3=38mm d3-4=46mm L3-4=10mm d4-5=40mm L4-5=5

43、8mm d5-6=30mm L5-6=40 mm L=186mm 6、倒角 參考教材表15-2，取軸端倒角為1.2×45°，各軸肩處的圓角為2 7、軸的結(jié)構(gòu)草圖 5.3 低速軸的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié) 果 1、已知條件 功率 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 齒輪齒寬 2.01Kw 200.92 N·m 95.54r/min 55mm 2、選擇軸的材料 因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，故選用常用的材料45鋼，調(diào)制處理 45鋼，調(diào)制處理 3、初算軸直徑 =

44、 dmin=30.92mm 4、選取聯(lián)軸器 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器的，為了所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適宜，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩T ca=KAT3,查教材表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩的變化很小，故取KA=1.5，則：T ca=KAT3=1.5×200.92=301.38N.m 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊(cè)選用型號(hào)為L(zhǎng)T7型聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為500N.m聯(lián)軸器的孔徑為40mm,故軸的最小直徑選擇40mm，TCA=301.38N.m。聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=112mm,聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=84mm. 選用型號(hào)為L(zhǎng)T7型聯(lián)軸

45、 5、選擇軸承 6、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。由于軸的直徑為40mm選6008深溝球軸承；通過(guò)查手冊(cè)可知6008深溝球軸承d=40(mm) ，B=15（mm）。 ①:1-2段軸由于與聯(lián)軸器的轂孔長(zhǎng)度L1=84m，為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故軸的長(zhǎng)度比L1略短一些我們?nèi)?L1-2=82+8mm，d1-2=40mm 。，，右端采用套筒進(jìn)行聯(lián)軸器和軸承的軸向定位。 ②：2-3段軸上要有一個(gè)擋圈固定軸承，下段軸設(shè)計(jì)個(gè)軸肩，所以d2-3=40mm ，取 L2-3=25mm； ③：3-4段軸要進(jìn)行

46、軸端配合，故要有一個(gè)軸肩，這段軸沒(méi)有與之相配合的零件，這里我們?nèi)=4mm，所以d2-3=48mm ； L3-4=55.5mm； ④：為了實(shí)現(xiàn)齒輪的右端的軸向定位，應(yīng)將5-6段軸的直徑比4-5段稍微小一些，h>0.07d這里取其直徑為 d4-5=66mm；由于5-6段軸主要是起軸肩的作用，沒(méi)有與之相配合的零件，且根據(jù)設(shè)計(jì)方案，這里取L4-5=10mm ⑤：5-6段軸要與齒輪配合，故要有一個(gè)軸肩，這里我們?nèi)=5mm，所以d5-6=58mm ； 又由于大齒輪齒寬B=55mm ，根據(jù)與齒輪相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短2 ，所以取 L5-6=53mm； 6；6-7段只有與

47、軸承相連接，所以取d6-7=40mm L6-7=42.5mm. 同時(shí)為了保證齒輪與軸配合得有良好得對(duì)中性，固選擇齒輪輪轂與軸得配合選H7/n6。滾動(dòng)軸承與軸得周向定位，是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。 軸上零件得周向定位 齒輪，半軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按d4-5=58mm ， b×h=18×11 ，L=40（mm）。 選6008深溝球軸承 L1-2=90m d1-2=40mm d2-3=40mm L2-3=25mm d2-3=48mm L3-4=55.5mm d4-5=66mm L4-5=10mm d

48、5-6=58mm L5-6=53mm d6-7=40mm L6-7=42.5mm 7、確定軸的的倒角和圓角 參考教材表15-2，取軸端倒角為1.2×45°，各軸肩處的圓角為2。 軸端倒角為1.2×45°，各軸肩處的圓角為2 5.4 中間軸的校核 作用在兩個(gè)齒輪上的圓周力： 徑向力： 求垂直面的支反力： L3=6.5+24.5+20.25=51.25mm; L2=20.25+10+30=60.25mm; L1=30+25+6.5=61.5mm

49、 計(jì)算垂直彎矩： = 求水平面的支承力： 計(jì)算、繪制水平面彎矩圖： 求合成彎矩圖，按最不利情況考慮： 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)。通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的界面，即危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度根據(jù)以上的數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力

50、 MPa 16.76MPa 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表查得因此故安全。 軸承壽命校核： 軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以P=Fr，查表f1=1,fp=1.1,取. 28.03年 因此該軸承符合要求。 鍵的設(shè)計(jì)與校核： 軸上零件得周向定位 （1）齒輪，軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按d4-5=40mm ，由手

51、冊(cè)查得平鍵的截面 b×h=12×8mm見表4-1,取L=40mm（比輪轂寬度小些）；按d2-3=40mm ，由手冊(cè)查得平鍵的截面 b×h=12×8mm見表4-1,取L=28（mm）（比輪轂寬度小些）。 （2）：校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表6-2查得許用擠壓用力[]=100 ，取中間值，[]=110MPa 。鍵的工作長(zhǎng)度l1=L-b=40-12=28（mm），l2= L-b=28-12=16mm.鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5 ×8=4mm。由式機(jī)械設(shè)計(jì)（6-1）式 可得： 由計(jì)算可知均小于所以都安全可用。 即所選鍵為b×h×L=12

52、×8×40和b×h×L=12×8×28 6.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器如下表所示： 名稱 數(shù)值（mm） 名稱 數(shù)值（mm） 箱座壁厚 8 底座寬度 237 箱蓋壁厚 8 底座高度 15 底座長(zhǎng)度 405 箱體高度 297 其他相關(guān)尺寸見圖紙。 7.潤(rùn)滑及密封類型的設(shè)計(jì) 1、齒輪采用飛濺潤(rùn)滑，在箱體上的四個(gè)軸承采用脂潤(rùn)滑，在中間支撐上的兩個(gè)軸承采用油潤(rùn)滑。 2、密封類型的選擇 1.） 軸伸出端的密封：軸伸出端的密封選擇毛氈圈式密封。 2. ）箱體結(jié)合面的密封： 箱蓋與箱座結(jié)合面上涂密封膠的

53、方法實(shí)現(xiàn)密封。 3. ）軸承箱體內(nèi)，外側(cè)的密封： （1）軸承箱體內(nèi)側(cè)采用擋油環(huán)密封。 （2）軸承箱體外側(cè)采用毛氈圈密封 8.其他附件的設(shè)計(jì) 1、觀察孔及觀察孔蓋的選擇與設(shè)計(jì)： 觀察孔用來(lái)檢查傳動(dòng)零件的嚙合，潤(rùn)滑情況，并可由該孔向箱內(nèi)注入潤(rùn)滑油。平時(shí)觀察孔蓋用螺釘封住，。為防止污物進(jìn)入箱內(nèi)及潤(rùn)滑油滲漏，在蓋板與箱蓋之間加有紙質(zhì)封油墊片，油孔處還有慮油網(wǎng)。 查表[6]表15-3選觀察孔和觀察孔蓋的尺寸分別為和。 2 、 油面指示裝置設(shè)計(jì)： 油面指示裝置采用油標(biāo)指示。 3 、通氣器的選擇： 通氣器用來(lái)排出熱膨脹，持氣壓平衡。查表[6]表15-6選 型通氣帽

54、。 4 、放油孔及螺塞的設(shè)計(jì)： 放油孔設(shè)置在箱座底部油池的最低處，箱座內(nèi)底面做成外傾斜面，在排油孔附近做成凹坑，以便能將污油放盡，排油孔平時(shí)用螺塞堵住。查表[6]表15-7選型外六角螺塞。 5 、起吊環(huán)的設(shè)計(jì)： 為裝卸和搬運(yùn)減速器，在箱蓋上鑄出吊環(huán)用于吊起箱蓋。 起蓋螺釘?shù)倪x擇： 為便于臺(tái)起上箱蓋，在上箱蓋外側(cè)凸緣上裝有1個(gè)啟蓋螺釘，直徑與箱體凸緣連接螺栓直徑相同。 7 、定位銷選擇： 為保證箱體軸承座孔的鏜孔精度和裝配精度，在精加工軸承座孔前，在箱體聯(lián)接凸緣長(zhǎng)度方向的兩端，個(gè)裝配一個(gè)定位銷。采用圓錐銷，直徑是凸緣連接螺栓直徑的0.8倍。 9.參考文獻(xiàn) 1

55、 龔桂義，羅圣國(guó)．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書．第2版．北京：高等教育出版社，2005 2 吳宗澤，羅圣國(guó)．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)．第3版．北京：高等教育出版社，2006 3 濮良貴，紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)．第八版．北京：高等教育出版社，2006 4 駱?biāo)鼐?，朱?shī)順.機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006 5 劉朝儒，吳志軍等.機(jī)械制圖.第5版.北京：高等教育出版社，2006 10.課程設(shè)計(jì)心得 盡管課程設(shè)計(jì)的過(guò)程是曲折的,但我的收獲還是很大的.不僅僅掌握了設(shè)計(jì)一個(gè)完整機(jī)械的步驟與方法;也對(duì)機(jī)械制圖。對(duì)我來(lái)說(shuō),收獲最大的是方法和能力.那些分析和解決問(wèn)題的方法與能力.在整個(gè)過(guò)程中,我發(fā)現(xiàn)像我們這些學(xué)生最最缺少的是經(jīng)驗(yàn),沒(méi)有感性的認(rèn)識(shí),空有理論知識(shí),有些東西很可能與實(shí)際脫節(jié)。特別是在畫裝配圖的時(shí)候，說(shuō)明書的一開始設(shè)計(jì)的東西問(wèn)題就一下暴露出來(lái)了。在這些過(guò)程中我們深刻地認(rèn)識(shí)到了自己在知識(shí)的理解和接受應(yīng)用方面的不足，在今后的學(xué)習(xí)過(guò)程中我們會(huì)更加努力和團(tuán)結(jié)。 34