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摘 要
盤式攪拌機在現(xiàn)代工程中應(yīng)用廣泛，盤式攪拌機的設(shè)計關(guān)鍵在于齒輪傳動的設(shè)計，齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應(yīng)用最廣的一種傳動形式。它由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器,用于原動機和工作機或執(zhí)行機構(gòu)之間,起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。齒輪減速器的特點是效率高、壽命長、維護(hù)簡便，因而應(yīng)用極為廣泛。
本設(shè)計講述了盤式攪拌機的傳動裝置二級圓錐-斜齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計過程。選擇齒輪減速器作為傳動裝置，然后進(jìn)行減速器的設(shè)計計算（包括選擇電動機、設(shè)計齒輪傳動、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、選擇并驗算滾動軸承、校核平鍵聯(lián)接、校核軸承壽命、校核軸的強度，選擇齒輪傳動和軸承的潤滑方式九部分內(nèi)容）。cad繪工程圖紙，完成齒輪減速器的二維平面零件圖和裝配圖的繪制。
關(guān)鍵字：減速器；齒輪；軸；軸承；鍵
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Abstract
The?disc?mixer?is?widely?used?in?modern?engineering.?The?design?of?the?disc?mixer?is?the?design?of?the?gear?drive,?and?the?gear?drive?is?the?most?widely?used?in?modern?machinery..?It?consists?of?gears,?shafts,?bearings?and?box?gear?reducer,?for?the?original?motivation?and?working?machine?or?actuator,?the?match?between?the?speed?and?torque?transfer?function.?The?gear?reducer?is?characterized?by?high?efficiency,?long?life?and?easy?maintenance,?so?it
is?widely?used..
This?design?describes?the?design?process?of?the?disc?mixer?transmission?device?two?stage?conical?-?helical?gear?reducer.?Select?the?gear?speed?reducer?is?used?as?a?transmission?device,and?deceleration?device?design?calculation?(including?the?choiceof?motor,?design?of?gear?and?shaft?structure?design,?selectionand?calculation?of?rolling?bearing,?check?coupling?flat?key,?check?the?bearing?life,?check?the?shaft?strength?and?select?the?gear?transmission?and?bearing?lubrication?parts?of?nine.CAD?drawing?engineering?drawings,?the?completion?of?the?two-dimensional?plane?parts?of?the?gear?reducer?drawing?and?assembly?drawings.
Keywords:?reducer;?gear;?shaft;?bearing;?key
i
目 錄
第一章 前言 - 1 -
第二章 傳動系統(tǒng)總體方案設(shè)計 - 4 -
2.1電動機的選擇 - 4 -
2.2 傳動比的分配 - 4 -
第三章 減速器齒輪的設(shè)計與校核 - 4 -
3.1 減速器第一級齒輪的設(shè)計 - 4 -
3.2 減速器第二級齒輪的設(shè)計 - 8 -
3.3齒輪上作用力的計算 - 12 -
3.3.1高速級齒輪傳動的作用力 - 12 -
3.3.2低速級齒輪傳動的作用力 - 12 -
第四章減速器軸的設(shè)計與校核 - 14 -
4.1高速軸的設(shè)計與計算 - 14 -
4.1.1已知條件 - 14 -
4.1.2選擇軸的材料 - 14 -
4.1.3初算軸徑 - 14 -
4.1.4結(jié)構(gòu)的設(shè)計 - 15 -
4.1.5鍵連接 - 18 -
4.1.6軸的受力分析 - 18 -
4.1.7校核軸的強度 - 20 -
4.1.8校核鍵連接強度 - 21 -
4.1.9校核軸承壽命 - 21 -
4.2低速軸的設(shè)計與計算 - 22 -
4.2.1已知條件 - 22 -
4.2.2選擇軸的材料 - 23 -
4.2.3初算軸徑 - 23 -
4.2.4結(jié)構(gòu)的設(shè)計 - 23 -
4.2.6軸的受力分析 - 26 -
4.2.7校核軸的強度 - 28 -
4.2.8校核鍵連接強度 - 29 -
4.2.9校核軸承壽命 - 29 -
4.3中間軸的設(shè)計與計算 - 30 -
4.3.1已知條件 - 30 -
4.3.2選擇軸的材料 - 30 -
4.3.3初算軸徑 - 30 -
4.3.4結(jié)構(gòu)設(shè)計 - 31 -
4.3.5鍵連接 - 33 -
4.3.6軸的受力分析 - 33 -
4.3.7校核軸的強度 - 34 -
4.3.8校核鍵連接強度 - 35 -
4.3.9校核軸承壽命 - 35 -
第五章 齒輪、軸承的潤滑以及潤滑油的選擇 - 36 -
5.1齒輪的潤滑 - 36 -
5.2軸承的潤滑 - 36 -
5.3潤滑油的選擇 - 37 -
總結(jié) - 37 -
參考文獻(xiàn) - 40 -
iii
第一章 前言
攪拌機已經(jīng)有很長的歷史，最早的攪拌機呈如今20世紀(jì)初，那時分是運用蒸汽作為原動力來教唆攪拌機的工作與出產(chǎn)。1950年往后，林林總總的混凝土攪拌機相繼被開發(fā)出來，逆向轉(zhuǎn)變式和非臥式還有其它類型的攪拌機成為這一時代的代表性產(chǎn)物，之后的混凝土攪拌機分為自落式和強拌式。
自落式混凝土攪拌機的攪拌動力來自葉片，它們被安排在滾筒內(nèi)壁上面。在進(jìn)行使命出產(chǎn)的時分，滾筒以水平軸線為基準(zhǔn)作定向轉(zhuǎn)變，在轉(zhuǎn)變的進(jìn)程傍邊工我們逐漸網(wǎng)里面參與混合物，這些混合物被葉片帶到高空然后又被拋下，然后進(jìn)行重復(fù)操作，在數(shù)次重復(fù)后，混合物就可以比較均勻的攪拌在一起了。自落式混凝土攪拌機發(fā)作的目的就是為了使塑性的混凝土融合的更加出色，從而使工程樹立的質(zhì)量得到前進(jìn)。強拌式攪拌機是1950年后自主研制的產(chǎn)物的產(chǎn)物，比自落式出現(xiàn)的要晚，可是展開的要比自落式快，最早的強拌式混凝土攪拌機被稱為豎軸圓底式。19世紀(jì)70時代后，跟著細(xì)沙礫跟其它物質(zhì)在修建工作的推廣與運用，然后為了滿足出產(chǎn)的需求又出現(xiàn)了圓槽臥軸式逼迫攪拌機，這種機器有單軸與多軸，單軸能代替自落式攪拌機，多軸可以代替強拌式攪拌機，這種機器的出現(xiàn)滿足了，自落式與強拌式不能還出現(xiàn)的狀況。這種機器的葉片運動速度比較慢，可是更加安穩(wěn)，運用的時間也更久和還還很節(jié)省電力，這種機器在如今的修建工作內(nèi)也是有著很好的運用。在制作混凝土的原材料逐漸改動和修建工地越來越來環(huán)保的時分，混凝土攪拌機又出現(xiàn)了許多更加前進(jìn)的成員，例如依托磁力供應(yīng)龐大的原動力的超臨界轉(zhuǎn)速攪拌機還有操控聲波來進(jìn)行攪拌的聲波攪拌機，不需求葉片而是依托搖晃來進(jìn)行混合的晃動攪拌機。
國內(nèi)外混凝土攪拌機發(fā)展越來越快，適應(yīng)著修建工作千千萬萬的使命央求，在這一方面，各國各企業(yè)也是做到了與時代并行展開，先后研制了多種混凝土攪拌機，為其它工作帶來了新的動力與技術(shù)支持。
從攪拌技術(shù)觀點看，流體攪拌可分為五種基本攪拌應(yīng)用，而每一種攪拌應(yīng)用又可根據(jù)物理過程和化學(xué)過程分為兩種類型。因此，總共有十種基本的攪拌應(yīng)用。每一種基本攪拌應(yīng)用都有各自的攪拌特點，過程要求和放大設(shè)計準(zhǔn)則。實際應(yīng)用時，每種攪拌應(yīng)用往往會有幾種基本攪拌應(yīng)用組成，如絮凝攪拌過程由液液混合和固體懸浮兩個基本攪拌應(yīng)用組成。
循環(huán)作業(yè)式的供料、攪拌、卸料三道工序是按一定的時間間隔周期進(jìn)行的，即按份拌制，由于拌制的各種物料都經(jīng)過準(zhǔn)確的稱量，故攪拌質(zhì)量好。目前大多采用此種類型的作業(yè)方式，連續(xù)作業(yè)式的上述三道工序是在一個較長的筒體內(nèi)連續(xù)進(jìn)行的。雖然其生產(chǎn)率較循環(huán)作業(yè)式高，但由于各料的配合比、攪拌時間難以控制，故攪拌質(zhì)量差。目前使用較少。
自落式攪拌機就是把混合料放在一個旋轉(zhuǎn)的攪拌鼓內(nèi)，隨著攪拌鼓的旋轉(zhuǎn)，鼓內(nèi)的葉片把混合料提升到一定的高度，然后靠自重自由撒落下來。這樣周而復(fù)始地進(jìn)行，直至拌勻為止。這種攪拌機一般拌制塑性和半塑性混凝土。
強制式攪拌機是攪拌鼓不動，而由鼓內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸上均置的葉片強制攪拌。這種攪拌機拌制質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高；但動力消耗大，且葉片磨損快。一般適用于拌制干硬性混凝土。屬于灰砂磚生產(chǎn)中的混合料攪拌設(shè)備，其主要解決雙軸攪拌機加水量不易控制，攪拌力小，使物料易結(jié)團結(jié)倉的問題，該機包括行星攪拌機構(gòu)，渦流攪拌機構(gòu)，攪拌鼓，排料機構(gòu)，攪拌機架及底架等部分，攪拌鼓的中心位置設(shè)置有渦流攪拌機，在渦流攪拌機兩側(cè)機架上，對稱布置有兩行星攪拌機，兩行星攪拌機作相對旋轉(zhuǎn)，渦流攪拌機與攪拌鼓呈反向旋轉(zhuǎn)，該機攪拌力大，解決了結(jié)團結(jié)倉等問題。固定式攪拌機是安裝在預(yù)先準(zhǔn)備好的基礎(chǔ)上，整機不能移動。它的體積大，生產(chǎn)效率高。多用于攪拌樓或攪拌站，移動式攪拌機本身有行駛車輪，且體積小，重量輕，故機動性能好。應(yīng)用于中小型臨時工程。
攪拌機主要有電機、減速裝置、攪拌軸和槳葉等組成。攪拌槳葉的形式多種多樣，但無論何種槳葉形式，攪拌機在操作時，其軸功率消耗都產(chǎn)生兩部分作用，一部分是槳葉產(chǎn)生的排液量，另一部分是槳葉產(chǎn)生的壓頭。槳葉產(chǎn)生的壓頭又可分成兩部分，即靜壓頭和剪切力；攪拌機槳葉在操作時，必須克服靜壓頭，而剪切力使得物料分散、混合。因此，根據(jù)槳葉產(chǎn)生排液量，克服靜壓頭和產(chǎn)生剪切力能力的大小，可將所有槳葉分成三種基本類型，即流動型、壓頭型和剪切型。每一種槳葉在提供某種基本作用的同時（如流動型槳葉的基本作用是產(chǎn)生排液量），也提供另外兩種作用（產(chǎn)生剪切和克服靜壓頭）。根據(jù)不同的攪拌工程對攪拌要求的不同，選擇一種合理的槳葉形式，使得攪拌槳葉提供的排液量，靜壓頭和剪切之匹配能最大限度地滿足攪拌過程的攪拌要求。如固體懸浮及互容液體的混合，要求槳葉能提供大排液量、低剪切。而氣一液分散，要求槳葉能同時提供剪切、排液量和靜壓。攪拌槳葉的分類，也可以按照槳葉對流體作用所產(chǎn)生的流動型態(tài)來分，可將槳葉分成兩種類型-軸流式槳葉及徑流式槳葉。所謂軸流式槳葉，是指槳葉的主要排液方向與攪拌軸平行，螺旋推進(jìn)式槳葉即是一種典型的軸流式槳葉；所謂徑流式槳葉，是指槳葉的主要排液方向與攪拌軸垂攪拌機是由多個參數(shù)決定的，用任何一個單一參數(shù)來描述一臺攪拌機是不可能的。軸功率（P）、槳葉排液量（Q）、壓頭（H）、槳葉直徑（D）及攪拌轉(zhuǎn)速（N）是描述一臺攪拌機的五個基本參數(shù)。槳葉的排量與槳葉本身的流量準(zhǔn)數(shù)，槳葉轉(zhuǎn)速的一次方及槳葉直徑的三次方成正比。而攪拌消耗的軸功率則與流體比重，槳葉本身的功率準(zhǔn)數(shù)，轉(zhuǎn)速的三次方及槳葉直徑的五次方成正比。 在一定功率及槳葉形式情況下，槳葉排液量（Q）以及壓頭（H）可以通過改變槳葉的直徑（D）和轉(zhuǎn)速（N）的匹配來調(diào)節(jié)，即大直徑槳葉配以低轉(zhuǎn)速（保證軸功率不變）的攪拌機產(chǎn)生較高的流動作用和較低的壓頭，而小直徑槳葉配以高轉(zhuǎn)速則產(chǎn)生較高的壓頭和較低的流動作用。 在攪拌槽中，要使微團相互碰撞，唯一的辦法是提供足夠的剪切速率。從攪拌機理看，正是由于流體速度差的存在，才使流體各層之間相互混合，因此，凡攪拌過程總是涉及到流體剪切速率。剪切應(yīng)力是一種力，是攪拌應(yīng)用中氣泡分散和液滴破碎等的真正原因。必須指出的是，整個攪拌槽中流體各點剪切速率的大小并不是一致的。通過對剪切速率分布的研究表明，在一個攪拌槽中至少存在四種剪切速率數(shù)值，它們是：實驗研究表明，就槳葉區(qū)而言，無論何種漿型，當(dāng)槳葉直徑一定時，最大剪切速率和平均剪切速率都隨轉(zhuǎn)速的提高而增加。但當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時，最大剪切速率和平均剪切速率與槳葉直徑的關(guān)系與漿型有關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時，徑向型槳葉最大剪切速率隨槳葉直徑的增加而增加，而平均剪切速率與槳葉直徑大小無關(guān)。這些有關(guān)槳葉區(qū)剪切速率的概念，在攪拌機縮小及放大設(shè)計中需要特別當(dāng)心。因小槽與大槽相比，小槽攪拌機往往具有高轉(zhuǎn)速（N）、小槳葉直徑（D）及低葉尖速度（ND）等特性，而大槽攪拌機往往具有低轉(zhuǎn)速（N）大槳葉直徑（D）及高葉尖速度（ND）等特性。
盤式攪拌機由電機、減速箱、缸體、攪拌裝置等組成，電機為攪拌提供原動力，減速箱降低傳動速度，提高攪拌動力，攪拌裝置由攪拌軸、攪拌臂、攪拌刀與缸體內(nèi)襯構(gòu)成。然而攪拌機的主要部分是減速箱，所以在攪拌機設(shè)計當(dāng)中減速箱的設(shè)計尤為重要，它由軸、齒輪、箱體、鍵等組成，本文詳細(xì)的介紹了減速箱的設(shè)計過程，包括軸、齒輪等的設(shè)計。
攪拌機應(yīng)用廣泛，隨著科技的發(fā)展，社會的進(jìn)步，在當(dāng)今社會無處不在，工程建設(shè)應(yīng)用較多，它主要用來實現(xiàn)混泥土的攪拌，在建筑、鐵路、公路、水電等工程施工中占有很大比重，是一種十分重要的施工設(shè)備，它節(jié)省人們的勞動力，給人們帶來便利，同時也提高了建造效率，攪拌均勻的混泥土使得建造的房子、橋梁等更結(jié)實，保證了安全。
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第二章 傳動系統(tǒng)總體方案設(shè)計
2.1電動機的選擇
2.1.1電動機功率的選擇
攪拌機的攪拌功率為：
PW=7.5KW
根據(jù)查表，一對軸承效率，，斜齒圓柱齒輪傳動效率，，則電動機的總功率為=
電動機所需功率為：
根據(jù)查表得電動機的額定功率為：
2.1.2確定電動機的轉(zhuǎn)速
選擇同步轉(zhuǎn)速為750 r／min的電機，由參考文獻(xiàn) 查得Y160L-8符合條件。
2.1.3選擇電動機的類型
按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動機。
2.2 傳動比的分配
2.2.1總傳動比
-電機滿載轉(zhuǎn)速；
-攪拌機攪拌速度
2.2.2分配各級傳動比
查各級傳動比與總傳動比關(guān)系曲線得，高速級傳比i1=4，低速級傳送比為
第三章 減速器齒輪的設(shè)計與校核
3.1 減速器第一級齒輪的設(shè)計
3.1.1小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩計算
電機轉(zhuǎn)速
n=730r／min
電機功率
P0=8.4kW
電機的輸出轉(zhuǎn)矩
小齒輪轉(zhuǎn)速
小齒輪功率
小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩
3.1.2選擇齒輪材料及精度等級
考慮到盤式攪拌機為一般機械，故大、小齒輪選用45鋼,小齒輪調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火處理，齒面硬度為217～255HBS和162～217HBW。故選用8級精度 。
3.1.3初步計算傳動的主要尺寸
小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為
T1=108840N·mm
初選載荷系數(shù)
K=1.3
齒寬系數(shù)
彈性系數(shù)
直齒輪，查表節(jié)點區(qū)域系數(shù)
齒數(shù)比
許用接觸應(yīng)力可用下式計算
查得接觸疲勞極限應(yīng)力為
小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為
查得壽命系數(shù)
則取安全系數(shù)
取
初算小齒輪的分度圓直徑，有
齒寬中點分度圓直徑為
故
查圖降低1級精度，按9級精度查得
則載荷系數(shù)為
,
對進(jìn)行修正
3.1.4計算主要尺寸
確定齒數(shù)：選齒數(shù)
大端模數(shù)：
大端分度圓直徑：
d1=mZ1=5×23=115mm
d2=mZ2=5×92=460mm
錐頂距：
齒寬：
3.1.5 按齒根彎曲疲勞強度校核
查表得齒形系數(shù)
YF1 =2.67 YF2=2.06
應(yīng)力修正系數(shù)
YS1=1.56 YS2=1.90
查圖得彎曲應(yīng)力[σF]
[σF]1 =215MPa [σF]2=170MPa
齒根彎曲疲勞強度條件為
圓周力
則當(dāng)量齒數(shù)為
由公式
得
所以齒根彎曲強度校核足夠。
3.2 減速器第二級齒輪的設(shè)計
3.2.1小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩計算
小齒輪的轉(zhuǎn)速
小齒輪功率
P2=P1=7.91kW
小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩
3.2.2選擇齒輪材料及精度等級
小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì),硬度為217～255HBS。大齒輪選用45號鋼正火，硬度為162～217HBS。因為是普通減速器 故選用8級精度 。
3.2.3初步計算傳動尺寸
小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為
因v值未知，值不能確定，可初選載荷系數(shù)
齒寬系數(shù)
彈性系數(shù)
初選螺旋角,查得節(jié)點區(qū)域系數(shù)。
齒數(shù)比
初選，則端面系重合度為
軸向重合度為
查得重合度系數(shù)
查得螺旋角系數(shù)
許用接觸應(yīng)力計算由查圖得接觸疲勞極限應(yīng)力為
小齒輪和大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為
壽命系數(shù)，則有
取
初步計算小齒輪的分度圓直徑,得
3.2.4計算主要尺寸
查得使用系數(shù)
查圖得
則載荷系數(shù)為
確定模數(shù)
模數(shù)
螺旋角
因值與初選值相差不大，故不對進(jìn)行修正。
分度圓
齒寬
中心距
3.2.5按齒根彎曲疲勞強度校核
齒根彎曲疲勞強度條件為
當(dāng)量齒數(shù)
端面重合度為
軸向重合度為
查表得：齒形系數(shù)
YF3 =2.60 YF4=2.08
應(yīng)力修正系數(shù)
YS3=1.56 YS4=1.88
重合度系數(shù)
螺旋角系數(shù)
許用彎曲應(yīng)力[σF]
[σF]3 =172MPa
[σF]4=136MPa
帶入公式
得
所以齒根彎曲強度校核足夠。
3.3齒輪上作用力的計算
3.3.1高速級齒輪傳動的作用力
已知條件，高速軸傳遞的扭矩T1=108840N.mm, 轉(zhuǎn)速,小齒輪大端分度圓直徑
小錐齒輪的作用力， 圓周力為
其方向與力的作用點圓周速度方向相反。
徑向力為
其方向為由力的作用點指向輪1的轉(zhuǎn)動中心。
軸向力為
大錐齒輪的作用力圓周力、徑向力和軸向力與錐齒輪1上的圓周力、軸向力和徑向力大小相等方向相反。
3.3.2低速級齒輪傳動的作用力
已知條件，中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為
轉(zhuǎn)速為
低速級斜齒的圓柱齒輪螺旋角
為使斜齒圓柱齒輪3的軸向力與錐齒輪2的軸向力抵消一部分，低速級的小齒輪右旋，大齒輪左旋，小齒輪分度圓直徑為
小齒輪上的圓周力為
其方向與力作用點圓周速度方向相反。
徑向力為
其方向為力的作用點指向齒輪3的轉(zhuǎn)動中心。
軸向力為
其方向可用右手法則確定。
法向力為
齒輪4的作用力從動齒輪4各個力與主動齒輪3上相應(yīng)的力大小相等方向相反。
第四章減速器軸的設(shè)計與校核
4.1高速軸的設(shè)計與計算
4.1.1已知條件
高速軸傳遞的功率
轉(zhuǎn)矩
轉(zhuǎn)速
小齒輪大端分度圓直徑
齒寬中點分度圓直徑
齒輪寬度
4.1.2選擇軸的材料
由已知條件知減速器傳遞的功率屬于小功率 ，對材料無特殊要求 ，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。
4.1.3初算軸徑
查表得
C=106～135 P1=6.04Kw
又由式
軸與帶輪連接，有一個鍵槽，軸徑應(yīng)增大%3～%5，軸端最細(xì)處直徑
d1>23.98+23.98×(0.03～0.05）＝24.7～25.2mm
4.1.4結(jié)構(gòu)的設(shè)計
如圖1所示：
1、軸承的部件設(shè)計 為了方便軸承部件的裝拆，減速器的機體采用部分結(jié)構(gòu)，該減速器發(fā)熱小，軸不長，故軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序，從細(xì)處開始設(shè)計。
2、聯(lián)軸器與軸段? 軸段?上安裝聯(lián)軸器，此段應(yīng)與聯(lián)軸器的選擇設(shè)計同步進(jìn)行。為補償聯(lián)軸器所聯(lián)接兩軸的安裝誤差、隔離震動，運用彈性柱銷聯(lián)軸器。查得，取載荷系數(shù)
計算轉(zhuǎn)矩為
查表GB/T 5014—2003中的LX2型聯(lián)軸器符合要求：公稱轉(zhuǎn)矩為560N.m，許用轉(zhuǎn)速6300r/min，軸孔范圍為20～35mm?？紤]，取聯(lián)軸器轂孔直徑為28mm,軸孔長度,Y型軸孔，A型鍵，聯(lián)軸器從動端代號為LX2 28×62 GB/T 5014—2003，相應(yīng)的軸段?的直徑，其長度略小于轂孔寬度，取。
3、軸承與軸段?和④的設(shè)計 在確定軸段?的軸徑時，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及密封圈的尺寸。若聯(lián)軸器采用軸間定位，軸肩高度
軸段?的軸徑
其值最終由密封圈確定。該處軸的圓周速度均小于3m/s，可選用氈圈油封，查表初選氈圈35JB/ZQ4606—1997，則
軸承段直徑為38mm，經(jīng)過計算，這樣選取的軸徑過大，且軸承壽命過長，故此處改用軸套定位，軸套內(nèi)徑為28mm，外徑既要求滿足密封要求，又要滿足軸承定位基準(zhǔn)，考慮該軸為懸臂梁，且有軸向力的作用，選用圓錐滾子軸承，初選軸承30207，由表得軸承內(nèi)徑
d=35mm
外徑
D=72mm
寬度
B=17mm
T=18.25mm
內(nèi)圈定位直徑
外徑定位直徑
軸上力的作用點與外圈大端面的距離
故
聯(lián)軸器定位軸套頂?shù)捷S承內(nèi)圈端面，則該處軸段長度應(yīng)略短于軸承內(nèi)圈寬度，取
該減速器錐齒輪的圓周速遞大于2m/s，故軸承采用油潤滑，由齒輪將有油甩到導(dǎo)油溝內(nèi)入軸承座中。
通常一根軸上的兩個軸承取相同的型號，則
其右側(cè)為齒輪1的定位套軸套，為保證套筒能夠頂?shù)捷S承內(nèi)圈右端面，該處軸段長度應(yīng)比軸承內(nèi)圈寬度略短，故取
4、軸段?的設(shè)計 該軸段為軸承提供定位作用，故取該軸段直徑為軸承定位軸肩直徑，即
該處長度與軸的懸臂長度有關(guān)，故先確定其懸臂長度。
5、齒輪于軸段⑤的設(shè)計 軸段⑤上安裝齒輪，小錐齒輪所在處的軸段采用懸臂結(jié)構(gòu)，應(yīng)小于，可初定
小錐齒輪齒寬中點分度圓與大端處徑向端面的距離M由齒輪的結(jié)構(gòu)確定，由于齒輪直徑比較小，采用實心式，由圖上量得，錐齒輪大端側(cè)徑向端面與軸承套杯端面距離取為
軸承外圈寬邊側(cè)距內(nèi)壁距離，即軸承套杯凸肩厚
C=8mm
齒輪左側(cè)用軸套定位，右側(cè)采用軸端擋圈固定，為使擋圈能夠壓緊齒輪端面，取軸與齒輪配合段比齒輪轂孔略短，差值為0.75mm，即
6、軸段?與軸段?的長度 軸段?的長度除與軸上的零件有關(guān)外，還與軸承端蓋等零件有關(guān)?？芍孪渥诤?
取壁厚
取軸承旁連接螺栓為M20，箱體凸緣連接螺栓為M16，地角螺栓為
則有軸承端蓋連接螺釘
取其值M10，查得軸承端蓋凸圓厚度為
取端蓋與軸承座之間調(diào)整墊片厚度為
高速軸軸承端蓋連接螺釘，查表取螺旋GB/T 5781 M10×35，其安裝基準(zhǔn)園直徑遠(yuǎn)大于聯(lián)軸器輪轂外徑，此處螺釘拆裝空間足夠，取聯(lián)軸器轂孔端面距軸承端蓋表面距離
K=10mm
為便于結(jié)構(gòu)尺寸取整，軸承端蓋凸緣安裝面與軸承左端面的距離為
取軸段?端面與聯(lián)軸器左端面的距離為1.75mm，則有
軸段?的長度與該軸的懸臂長度有關(guān)。小齒輪的受力作用點與右端面軸承對軸的力作用點間的距離為
則兩軸承對軸的力作用點間的距離為
取,則有
7、軸段?力作用點與左軸承對軸力的作用點的間距
確定各軸段的直徑和寬度：1、,長度略小于轂孔寬度,取，
4.1.5鍵連接
聯(lián)軸器與軸段間采用A型普通平鍵連接，查表取其型號為鍵8×756GB/T1096—1990，齒輪與軸段間采用A型普通平鍵連接，型號為鍵10×8×63GB/T1096—1990
4.1.6軸的受力分析
1、軸的受力分析如圖II所示：
2、計算支撐反力
如圖II所示
在水平面上為
在垂直平面上為
軸承1的總支撐反力為
軸承2的總支撐反力為
3、畫彎矩圖
在水平面上為
在垂直平面上為
合成彎矩為
4、畫轉(zhuǎn)矩圖
4.1.7校核軸的強度
由于Ma彎矩較大，同時作用有轉(zhuǎn)矩，所以為危險面，其抗彎截面系數(shù)為
抗扭截面系數(shù)為
彎曲應(yīng)力為
扭剪應(yīng)力為
按彎扭合成強度進(jìn)行校核計算，對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)
則當(dāng)量應(yīng)力為
查表的45剛調(diào)制處理抗拉強度極限
軸的許用彎曲應(yīng)力
強度滿足要求。
4.1.8校核鍵連接強度
聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)為
齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力為
取鍵、軸及帶輪的材料都要為鋼，由表查得
強度足夠。
4.1.9校核軸承壽命
（1）計算軸承的軸向力 由表查30207軸承得C=54200N，
查得軸承內(nèi)部軸向力計算公式，則軸承1、2的內(nèi)部軸向力分別為
外部軸向力A=196.6N，則
則兩軸承的軸向力分別為
（2）計算當(dāng)量動載荷 因為
軸承1的當(dāng)量動載荷為
因為
軸承2的當(dāng)量動載荷為
因，故只需要校核軸承2，。軸承在100℃以下工作，查表 得。
對于減速器，查表的載荷系數(shù)。
（3） 校核軸承壽命
軸承2的壽命為
減速器預(yù)期壽命為
，故軸承壽命足夠。
4.2低速軸的設(shè)計與計算
4.2.1已知條件
低速軸傳遞的功率
轉(zhuǎn)速
傳遞的轉(zhuǎn)矩
齒輪4的分度圓直徑
齒輪寬度
4.2.2選擇軸的材料
由已知條件知減速器傳遞的功率屬于小功率 ，對材料無特殊要求 ，故選用45號鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。
4.2.3初算軸徑
查表得C=106～135 P3=7.60Kw，T3=3638100N.m，n3=19.95r／min
又由式
軸與聯(lián)軸器連接，有一個鍵槽，軸徑應(yīng)增大3%~5%，軸端最細(xì)處直徑為
d1>76.8+76.8×﹙0.03～0.05﹚=79.1～80.6mm
4.2.4結(jié)構(gòu)的設(shè)計
（1）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 該減速器發(fā)熱小，軸不長，故軸承采用兩端固定方式。按軸上的零件的安裝順序，從最細(xì)處開始設(shè)計。
(2)聯(lián)軸器及軸段?設(shè)計 軸段?上安裝聯(lián)軸器，此段設(shè)計應(yīng)與聯(lián)軸器的選擇設(shè)計同步進(jìn)行。為補償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差、隔離震動，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表取載荷系數(shù)
則計算轉(zhuǎn)矩
由表查得GB/T 5014—2003中的LX6型聯(lián)軸器符合要求：公稱轉(zhuǎn)矩為6300N.mm，許用轉(zhuǎn)速為2720r/min，軸孔長度132mm，J型軸孔，A型鍵，聯(lián)軸器主動端代號為LX4 5584 GB/T5014-2003，相應(yīng)的軸段?的直徑，其長度略小于轂孔寬度，取
(3) 密封圈與軸段?設(shè)計 在確定軸段?的軸徑時，應(yīng)同時考慮聯(lián)軸器的軸向
固定及密封圈的尺寸。聯(lián)軸器用軸肩定位，軸肩高度為
軸段?的軸徑
最終由密封圈確定。該處軸的圓周速度小于3m/s，可選用氈圈密封圈油封，查表，選氈圈85JB/ZQ4606—1997，則
（4） 軸承與軸段?和軸段⑦的設(shè)計 考慮齒輪有軸向力存在，但此處軸徑較大，選用角接觸球軸承。軸段?上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又符合軸承內(nèi)徑系列?，F(xiàn)暫取軸承為7218C，由表得軸承內(nèi)徑
d=90mm
外徑
D=160mm
寬度
B=30mm
內(nèi)圈定位直徑
外圈徑定位直徑
軸上定位端面圓角半徑最大為
軸承對軸的力作用點與外圈大端面的距離
由于齒輪圓周速度大于2m/s，軸承采用油潤滑，無放擋油環(huán)，
為補償箱體的鑄造誤差，取軸承靠近箱體內(nèi)壁的端面與箱體內(nèi)壁距離
通過一根軸上的兩個軸承取相同的型號，故
（5） 齒輪與軸段⑥ 該段上安裝齒輪4，為便于齒輪的安裝，應(yīng)略大于，可
初定，齒輪4輪轂的寬度范圍
（1.2~1.5）
取其輪轂寬度與齒輪寬度
相等，其右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X端面，軸段⑥長度應(yīng)比齒輪4的輪轂略短，取
（6） 軸段⑤和軸段④的設(shè)計 軸段為齒輪提供軸向定位作用，定位軸肩的高度為
取h=7mm,則
取
軸段④的直徑可取軸承內(nèi)圈定位直徑，即
齒輪左端面與箱體內(nèi)壁距離為
則軸段④的長度
（7） 軸段?與⑦的長度 軸段?的長度除與軸上的零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。軸承座的寬度為
軸承旁連接螺栓為M20，則
箱體軸承座寬度
取
L=70mm
軸承端蓋連接螺釘查表選螺栓GB/T 5781 M10×25，其安裝圓周大于聯(lián)軸器輪轂外徑，輪轂外徑不與端蓋螺釘?shù)牟鹧b空間干涉，故選聯(lián)軸器輪轂端面與軸承端蓋外端面的距離為K=10mm。則有
軸段⑦的長度為
軸上作用力點的間距 軸承反力的作用點距軸承外圈大端面的距離
確定各軸段的直徑和寬度
4.2.5鍵連接
聯(lián)軸器與軸段及齒輪4與軸段6間采用A型普通平鍵連接，由表選其型號分別為鍵22×14×125GB/T 1096—1990 和鍵25×12×100 GB/T 1096 —1990。
4.2.6軸的受力分析
（1）畫軸的受力簡圖，如圖四所示
（2）計算支撐反力
在水平面上為
在垂直平面上為
軸承1的總支撐反力為
軸承2的總支撐反力為
（3）畫彎矩圖，如圖所示
在水平面上為
在垂直平面上為
合成彎矩
（4）畫轉(zhuǎn)矩圖
4.2.7校核軸的強度
因較大，則右側(cè)彎矩大，且作用有轉(zhuǎn)矩，故右側(cè)為危險截面，且抗彎截面系數(shù)為
抗扭截面系數(shù)為
彎曲應(yīng)力為
扭剪應(yīng)力為
按彎扭合成強度進(jìn)行校核計算，對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)
則當(dāng)量應(yīng)力為
由表查得45剛調(diào)制處理抗拉強度極限
由表查得軸的許用彎曲應(yīng)力
強度滿足要求。
4.2.8校核鍵連接強度
聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為
齒輪4處鍵連接的擠壓應(yīng)力為
取鍵、軸、齒輪及聯(lián)軸器的材料為鋼，由表查得
強度足夠。
4.2.9校核軸承壽命
（1）計算軸承的軸向力 由表查7218C軸承得C=122000N,。由表查得7218C軸承內(nèi)部軸向力計算公式，則軸承1、2的內(nèi)部軸向力分別為
外部軸向力A=681.3N
則兩軸承的軸向力分別為
（2）計算當(dāng)量動載荷 由
查表得e=0.25,因
故
由
查表得e=0.37，因
故X=0.44，Y=1.36，軸承2的當(dāng)量動載荷為
（3）校核軸承壽命 因，故只需校核軸承2，。軸承在100℃以下工作，查表得。對于減速器，查表得載荷系數(shù)，軸承2的壽命為
故軸承壽命足夠。
4.3中間軸的設(shè)計與計算
4.3.1已知條件
中間軸傳遞的功率,轉(zhuǎn)速，錐齒輪大端分度圓直徑，其齒寬中點分度圓直徑，，齒輪寬度。
4.3.2選擇軸的材料
由已知條件知減速器傳遞的功率屬于小功率 ，對材料無特殊要求 ，故選用45號鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。
4.3.3初算軸徑
查表得
C＝106～135 P2=7.91Kw n2=182.5r/min
由式
4.3.4結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
該軸不長，故軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序，從處開始設(shè)計開始
（2）軸段?及軸段⑤的設(shè)計 該段軸段上安裝軸承，其設(shè)計應(yīng)與軸承的選擇同步進(jìn)行?？紤]齒輪上作用力大的軸向力和圓周力，選用圓錐滾子軸承。軸段?和⑤上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又符合軸承內(nèi)徑系列。根據(jù)
暫取軸承30208，由內(nèi)圈寬度
B=17mm
內(nèi)圈定位直徑
外圈定位直徑
軸承對軸上力的作用點與外圈大端面的距離
通常一根軸上的兩個軸承取相同的型號，則
（3）齒輪軸段?與軸段④的設(shè)計 軸段?上安裝齒輪3，軸段④上安裝齒輪2,。便于齒輪的安裝，和應(yīng)分別略大于和，暫定
進(jìn)行計算。
由于齒輪3的直徑比較小，采用實心式，其右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定，齒輪2輪轂的寬度范圍約為
（1.2～1.5)
取其輪轂寬度，其左端采用軸肩定位，右端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段?和軸段④的長度應(yīng)比相應(yīng)齒輪的輪轂略短，故選取
（4）軸段?的設(shè)計 該段為中間軸上的兩個齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為
取其高度為h=4mm，故
齒輪3左端面與箱體內(nèi)壁距離和齒輪2的輪轂右端面與箱體內(nèi)壁距離均取為，
且使箱兩內(nèi)側(cè)壁關(guān)于高速軸軸線對稱，量得其寬度為
則軸段?的長度為
此時錐齒輪沒有處在正確安裝位置，在裝配時可以調(diào)節(jié)兩端蓋下的調(diào)整墊片使其處在正確的安裝位置。
（5）軸段?及軸段⑤的長度 由于軸承采用油潤滑，故軸承內(nèi)端面距箱體內(nèi)壁的距
離取為，則軸段?的長度為
軸段⑤的長度為
（6）軸上力作用點的間距 軸承反力的作用點距軸承外圈大端面的距離
則受力點間的距離為
由裝配圖得
確定各軸段的直徑和寬度
4.3.5鍵連接
齒輪與軸段間采用A型普通平鍵連接，查表得鍵的型號分別為鍵14×9×100GB/T1096—1990和鍵12×8×50 GB/T 1096—1990。
4.3.6軸的受力分析
（1）畫軸的受力簡圖，如圖五所示
（2）計算支撐反力
在水平面上為
在垂直平面上為
軸承1的總支撐反力為
軸承2的總支撐反力為
（3）畫彎矩圖，如圖所示
在水平面上為
在垂直平面上為
合成彎矩
（4）畫轉(zhuǎn)矩圖
4.3.7校核軸的強度
由于Ma彎矩較大，同時作用有轉(zhuǎn)矩，所以為危險面，其抗彎截面系數(shù)為
抗扭截面系數(shù)為
彎曲應(yīng)力為
扭剪應(yīng)力為
按彎扭合成強度進(jìn)行校核計算，對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)
則當(dāng)量應(yīng)力為
查表的45剛調(diào)制處理抗拉強度極限
軸的許用彎曲應(yīng)力
強度滿足要求。
4.3.8校核鍵連接強度
聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為
齒輪4處鍵連接的擠壓應(yīng)力為
取鍵、軸、齒輪及聯(lián)軸器的材料為鋼，由表查得
強度足夠。
4.3.9校核軸承壽命
（1）計算軸承的軸向力 由表查30207軸承得
C=63000N
e=0.37,Y=1.6
查得30207軸承內(nèi)部軸向力計算公式，則軸承1、2的內(nèi)部軸向力分別為
外部軸向力A=681.3N
則兩軸承的軸向力分別為
（2）計算軸承1的當(dāng)量動載荷 因，故只要校核軸承1的壽命。因
則軸承1的當(dāng)量動載荷
軸承在100℃以下工作，查表得。對于減速器，查表的載荷系數(shù)。
（3）校核軸承壽命 軸承1的壽命為
減速器預(yù)期壽命為
故軸承壽命足夠。
第五章 齒輪、軸承的潤滑以及潤滑油的選擇
5.1齒輪的潤滑
采用浸油潤滑，由于低速級周向速度低，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為50mm。
5.2軸承的潤滑
減速器用的是滾動軸承，則軸承的潤滑方法可以根據(jù)齒輪或蝸桿的圓周速度來選擇：
圓周速度在2m／s～3m／s以上時，可以采用飛濺潤滑。把飛濺到箱蓋上的油，匯集到箱體剖分面上的油溝中，然后流進(jìn)軸承進(jìn)行潤滑。飛濺潤滑最簡單，在減速器中應(yīng)用最廣。這時，箱內(nèi)的潤滑油粘度完全由齒輪傳動決定。
圓周速度在2m/s～3m/s以下時，由于飛濺的油量不能滿足軸承的需要，所以最好采用刮油潤滑，或根據(jù)軸承轉(zhuǎn)動座圈速度的大小選用脂潤滑或滴油潤滑。利用刮板刮下齒輪或蝸輪端面的油，并導(dǎo)入油溝和流入軸承進(jìn)行潤滑的方法稱為刮油潤滑。
5.3潤滑油的選擇
采用脂潤滑時，應(yīng)在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置擋油環(huán)或其他內(nèi)部密封裝置，以免油池中的油進(jìn)入軸承稀釋潤滑脂。滴油潤滑有間歇滴油潤滑和連續(xù)滴油潤滑兩種方式。為保證機器起動時軸承能得到一定量的潤滑油，最好在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置一圓缺形擋板，以便軸承能積存少量的油。擋板高度不超過最低滾珠(柱)的中心。經(jīng)常運轉(zhuǎn)的減速器可以不設(shè)這種擋板。
轉(zhuǎn)速很高的軸承需要采用壓力噴油潤滑。
如果減速器用的是滑動軸承，由于傳動用油的粘度太高不能在軸承中使用，所以軸承潤滑就需要采用獨自的潤滑系統(tǒng)。這時應(yīng)根據(jù)軸承的受載情況和滑動速度等工作條件選擇合適的潤滑方法和油的粘度。
齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN68潤滑油。
總結(jié)
通過此次畢業(yè)設(shè)計，我不僅把知識融會貫通，而且豐富了大腦，同時在查找資料的過程中也了解了許多課外知識，開拓了視野，認(rèn)識了將來機械的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識方面和動手能力方面有了質(zhì)的飛躍。
畢業(yè)設(shè)計是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，他既是對學(xué)校所學(xué)知識的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會的實際操作應(yīng)用鑄就了一個良好開端，畢業(yè)設(shè)計是我對所學(xué)知識理論的檢驗與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計者獨立分析和解決問題的能力；是我在校期間向?qū)W校所交的最后一份綜和性作業(yè)，從老師的角度來說，指導(dǎo)做畢業(yè)設(shè)計是老師對學(xué)生所做的最后一次執(zhí)手訓(xùn)練。其次，畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)是老師檢驗其教學(xué)效果，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量的絕好機會。
畢業(yè)的時間一天一天的臨近，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。在不斷的努力下我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的大概總結(jié)，但是真的面對畢業(yè)設(shè)計時發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯誤的。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識太理論化了，面對單獨的課題的是感覺很茫然。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。
總之，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。
致謝
在此要感謝我們的指導(dǎo)老師戴巨川老師對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。
畢業(yè)設(shè)計能夠順利的完成與指導(dǎo)老師的指導(dǎo)是分不開的。遇到的問題和自己不能設(shè)計的步驟，都是在指導(dǎo)老師的講解下得到滿意的答案。從而加快了自己設(shè)計的進(jìn)度和設(shè)計的正確性、嚴(yán)謹(jǐn)性。對學(xué)校要求的設(shè)計格式，戴老師也反復(fù)的檢查每一個格式和布局的美觀，這樣我們才能設(shè)計出符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計。
時間就這樣在自己認(rèn)真設(shè)計的過程中慢慢的過去了，幾周的時間過的是有效和充實的。到最后看到自己設(shè)計的題目完成后心情是非常喜悅的。因為這凝結(jié)了自己辛苦的勞動和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，所以說這次和同學(xué)完成設(shè)計收獲甚多。
最后在對戴老師感激的同時，也要對在百忙中認(rèn)真評閱我們設(shè)計的老師表示感謝，你們豐富的專業(yè)知識能給我們提出很多可行的方案。所以我由衷的表示謝意！
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