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軸名 功率P（kW） 轉(zhuǎn)矩T（N.m） 輸入 輸出 輸入 輸出 電動(dòng)軸 4.24 4.16 42.2 41.4 1軸 4.07 3.99 121.5 119.1 2軸 3.87 3.79 485.1 475.4 3軸 3.75 3.67 470.6 461.2 卷筒軸 3.68 3.61 461.2 452 轉(zhuǎn)速n（r/min） 傳動(dòng)比 效率 960 1 0.98 320 3 0.96 76.2 4.2 0.95 76.2 1 0.97 76.2 1 0.98 轉(zhuǎn)矩T（N.m） 輸出 41.4 119.1 475.4 461.2 452 軸名 功率P（kW） 轉(zhuǎn)矩T（N.m） 輸入 輸出 輸入 輸出 電動(dòng)軸 1軸 2軸 3軸 卷筒軸 轉(zhuǎn)速n（r/min） 傳動(dòng)比 效率 轉(zhuǎn)矩T（N.m） 輸出 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)—課程設(shè)計(jì),一、設(shè)計(jì)的目的 1、綜合利用所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力。 2、掌握一般機(jī)械的設(shè)計(jì)方法。,常用機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式、特點(diǎn)和尺寸計(jì)算， 常用機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、校核、安裝及維護(hù)， 機(jī)械零部件的公差、配合，機(jī)械加工、制造方面的知識(shí)， 機(jī)械制圖知識(shí),二、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程,1、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備 2、總體方案設(shè)計(jì) 3、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4、零部件設(shè)計(jì) 5、聯(lián)系廠家，生產(chǎn)樣機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn) 6、根據(jù)實(shí)驗(yàn)，修改設(shè)計(jì) 7、編寫設(shè)計(jì)說明書和使用說明書 8、鑒定,三、課程設(shè)計(jì)題目,設(shè)計(jì)一臺(tái)帶式運(yùn)輸機(jī)中使用的單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。 原始數(shù)據(jù)： 運(yùn)輸帶傳遞的有效圓周力F=4000N，運(yùn)輸帶速度V=0.75m/s，滾筒的計(jì)算直徑D=300mm，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，齒輪單向傳動(dòng)，有輕微沖擊，工作時(shí)間10年，每年按300天計(jì)，單班工作（每班8小時(shí)）。,見傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖,四、設(shè)計(jì)任務(wù)量,1、畫出裝配圖一張，1號(hào)圖紙，用坐標(biāo)紙完成， 零件圖一張，3號(hào)圖。 2、設(shè)計(jì)說明書一份，不少于20頁(yè)。,五、參考資料,課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，高等教育出版社，每人一本 課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)，哈工大出版社，每2人一冊(cè) 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)（含齒輪、帶、軸、軸承、鍵的內(nèi)容）,六、設(shè)計(jì)的基本步驟,,六、設(shè)計(jì)的基本步驟,? ? ? ? ? ? ? ? ?,? ? ? ? ?,? ? ? ? ? ?,? ? ? ? ? ?,? ? ? ? ?,?,1、選擇電動(dòng)機(jī),2、傳動(dòng)比分配,2、傳動(dòng)比分配,3、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速,3、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速,1、選擇電動(dòng)機(jī),4、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩,4、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩,5、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì),5、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì),6、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì),6、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì),7、軸及軸類零件的設(shè)計(jì)與選擇,7、軸及軸類零件的設(shè)計(jì)與選擇,8、繪制裝配圖和零件圖,8、繪制裝配圖和零件圖,Ok!,祝大家設(shè)計(jì)成功！,1、選擇電動(dòng)機(jī),（1）確定工作機(jī)功率,(2) 原動(dòng)機(jī)功率,,(3) 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速范圍選擇合適的電動(dòng)機(jī)。,?,2、傳動(dòng)比分配,原則： 各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在合理的范圍內(nèi)： 各級(jí)傳動(dòng)尺寸協(xié)調(diào)，傳動(dòng)比應(yīng)滿足：,,,,(設(shè)選定電機(jī)為960r/min),各級(jí)平均傳動(dòng)比：,根據(jù)上述原則分配傳動(dòng)比：,?,4、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩,,,3、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速,計(jì)算公式：,各軸功率：,注意： III軸設(shè)計(jì)輸出轉(zhuǎn)速與所要求的轉(zhuǎn)速不符，但誤差在５％以內(nèi)即可滿足工程要求。,ＰI＝,ＰII＝,ＰIII＝,注意：電機(jī)的額定功率為4kw，而工作時(shí)輸出的功率為3.95kw,則在計(jì)算轉(zhuǎn)矩時(shí)應(yīng)按3.95kw。,?,5、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì),6、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì),參照課本或設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行，可選擇普通V帶或窄V帶。 應(yīng)注意的問題： 1、選定大、小帶輪后，i 帶可能與分配值不同，應(yīng)采用新值。 2、帶輪的中心距在400~500之間選取。 3、帶的根數(shù)可以向上圓整，或向下圓整，但保證誤差在5%以內(nèi)。,已知小齒輪軸的輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，設(shè)計(jì)一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。輕載、工作平穩(wěn)。 設(shè)計(jì)確定： 齒輪的精度、Z1 、 Z2 、 a 、m、 d1 、 d1 、 da1 、 da2 、 df 1 、 df 2 、 b1 、 b2 。,?,7、軸及軸類零件的設(shè)計(jì)與選擇,要求設(shè)計(jì)第I 、II根軸，根據(jù)兩軸的轉(zhuǎn)矩初估軸徑。再根據(jù)減速器的結(jié)構(gòu)要求設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)。 要注意： 第I 根軸是否設(shè)計(jì)成齒輪軸，作用到II軸上的鏈輪壓軸力按2000N計(jì)算。 軸承的選擇：同一根軸上的兩個(gè)軸承型號(hào)相同， 根據(jù)軸徑選擇合適的鍵，進(jìn)行強(qiáng)度校核。,?,帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)示意圖,?,,
機(jī)械設(shè)計(jì)（論文）說明書
題 目：一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器
系 別： XXX系
專 業(yè)：
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
職 稱：
二零一二年五月一日
目 錄
第一部分 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書-------------------------------3
第二部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案-------------------------3
第三部分 電動(dòng)機(jī)的選擇--------------------------------4
第四部分 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)-----------------7
第五部分 齒輪的設(shè)計(jì)----------------------------------8
第六部分 傳動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)---------------17
第七部分 鍵連接的選擇及校核計(jì)算-----------------------20
第八部分 減速器及其附件的設(shè)計(jì)-------------------------22
第九部分 潤(rùn)滑與密封----------------------------------24
設(shè)計(jì)小結(jié)--------------------------------------------25
參考文獻(xiàn)--------------------------------------------25
第一部分 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
一、設(shè)計(jì)課題：
設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器.運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷變化不大,空載起動(dòng),卷筒效率為0.96(包括其支承軸承效率的損失),減速器小批量生產(chǎn),使用期限5年(300天/年),2班制工作,運(yùn)輸容許速度誤差為5%,車間有三相交流,電壓380/220V。
二. 設(shè)計(jì)要求:
1.減速器裝配圖一張(A1或A0)。
2.CAD繪制軸、齒輪零件圖各一張(A3或A2)。
3.設(shè)計(jì)說明書一份。
三. 設(shè)計(jì)步驟:
1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案
2. 電動(dòng)機(jī)的選擇
3. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比
4. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
5. 設(shè)計(jì)V帶和帶輪
6. 齒輪的設(shè)計(jì)
7. 滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)
8. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)
9. 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
10. 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)
11. 聯(lián)軸器設(shè)計(jì)
第二部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案
1.組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。
2.特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。
3.確定傳動(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將V帶設(shè)置在高速級(jí)。其傳動(dòng)方案如下：
圖一: 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖
初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如:傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖所示。
選擇V帶傳動(dòng)和一級(jí)圓柱直齒輪減速器。
計(jì)算傳動(dòng)裝置的總效率ha:
ha=h1h22h3h4h5=0.96×0.982×0.97×0.99×0.96=0.85
h1為V帶的效率,h2為軸承的效率,h3為齒輪嚙合傳動(dòng)的效率,h4為聯(lián)軸器的效率,h5為滾筒的效率（包括滾筒和對(duì)應(yīng)軸承的效率）。
第三部分 電動(dòng)機(jī)的選擇
1 電動(dòng)機(jī)的選擇
皮帶速度v:
v=1.8m/s
工作機(jī)的功率pw:
pw= 3.6 KW
電動(dòng)機(jī)所需工作功率為:
pd= 4.24 KW
執(zhí)行機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)速為:
n = 76.4 r/min
經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i1=2~4，一級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比i2=3~6，則總傳動(dòng)比合理范圍為ia=6~24，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd = ia×n = (6×24)×76.4 = 458.4~1833.6r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為Y132M2-6的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為5.5KW,滿載轉(zhuǎn)速nm=960r/min，同步轉(zhuǎn)速1000r/min。
2 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比
（1）總傳動(dòng)比：
由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n 和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為:
ia=nm/n=960/76.4=12.6
（2）分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比:
ia=i0×i
式中i0,i1分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過大，初步取i0=3，則減速器傳動(dòng)比為:
i=ia/i0=12.6/3=4.2
第四部分 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
（1）各軸轉(zhuǎn)速:
nI = nm/i0 = 960/3 = 320 r/min
nII = nI/i = 320/4.2 = 76.2 r/min
nIII = nII = 76.2 r/min
（2)各軸輸入功率:
PI = Pd×h1 = 4.24×0.96 = 4.07 KW
PII = PI×h2×h3 = 4.07×0.98×0.97 = 3.87 KW
PIII = PII×h2×h4 = 3.87×0.98×0.99 = 3.75 KW
則各軸的輸出功率：
PI' = PI×0.98 = 3.99 KW
PII' = PII×0.98 = 3.79 KW
PIII' = PIII×0.98 = 3.67 KW
(3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩:
TI = Td×i0×h1
電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩:
Td = = 42.2 Nm
所以：
TI = Td×i0×h1 = 42.2×3×0.96 = 121.5 Nm
TII = TI×i×h2×h3 = 121.5×4.2×0.98×0.97 = 485.1 Nm
TIII = TII×h2×h4 = 485.1×0.98×0.99 = 470.6 Nm
輸出轉(zhuǎn)矩為：
TI' = TI×0.98 = 119.1 Nm
TII' = TII×0.98 = 475.4 Nm
TIII' = TIII×0.98 = 461.2 Nm
第五部分 V帶的設(shè)計(jì)
1 選擇普通V帶型號(hào)
計(jì)算功率Pc:
Pc = KAPd = 1.1×4.24 = 4.66 KW
根據(jù)手冊(cè)查得知其交點(diǎn)在A型交界線范圍內(nèi)，故選用A型V帶。
2 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速
取小帶輪直徑為d1 = 100 mm,則：
d2 = n1×d1×(1-e)/n2 = i0×d1×(1-e)
= 3×100×(1-0.02) = 294 mm
由手冊(cè)選取d2 = 300 mm。
帶速驗(yàn)算：
V = nm×d1×π/(60×1000)
= 960×100×π/(60×1000) = 5.02 m/s
介于5~25m/s范圍內(nèi)，故合適。
3 確定帶長(zhǎng)和中心距a
0.7×(d1+d2)≤a0≤2×(d1+d2)
0.7×(100+300)≤a0≤2×(100+300)
280≤a0≤800
初定中心距a0 = 540 mm，則帶長(zhǎng)為:
L0 = 2a0+π×(d1+d2)/2+(d2-d1)2/(4×a0)
= 2×540+π×(100+300)/2+(300-100)2/(4×540)=1727 mm
由表9-3選用Ld = 1800 mm，確定實(shí)際中心距為：
a = a0+(Ld-L0)/2 = 540+(1800-1727)/2 = 576.5 mm
4 驗(yàn)算小帶輪上的包角a1:
a1 = 1800-(d2-d1)×57.30/a
= 1800-(300-100)×57.30/576.5
= 160.10>1200
5 確定帶的根數(shù)：
Z = Pc/((P0+DP0)×KL×Ka)
= 4.66/((0.78+0.12)×1.01×0.95) = 5.4
故要取Z = 6根A型V帶。
6 計(jì)算軸上的壓力：
由初拉力公式有：
F0 = 500×Pc×(2.5/Ka-1)/(Z×V)+q×V2
= 500×4.66×(2.5/0.95-1)/(6×5.02)+0.10×5.022 = 128.7 N
作用在軸上的壓力：
FQ = 2×Z×F0×sin(a1/2)
= 2×6×128.7×sin(160.1/2) = 1521 N
第六部分 齒輪的設(shè)計(jì)
（一） 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
1 齒輪材料、熱處理及精度：
考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故選用一級(jí)圓柱直齒輪減速器，小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面。
材料：小齒輪選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪：250HBS。大齒輪選用45號(hào)鋼正火，齒面硬度為大齒輪：200HBS。取小齒齒數(shù)：Z1 = 21，則：
Z2 = i12×Z1 = 4.2×21 = 88.2 ?。篫2 = 88
2 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：
確定各參數(shù)的值:
1) 試選Kt = 1.2
2) T1 = 121.5 Nm
3) 選取齒寬系數(shù)yd = 1
4) 由表8-5查得材料的彈性影響系數(shù)ZE = 189.8
5) 由圖8-15查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH = 2.5
6) 查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限:sHlim1 = 610 MPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限:sHlim2 = 560 MPa。
7) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：
小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1 = 60nkth = 60×320×1×5×300×2×8 = 4.61×108
大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N2 = 60nkth = N1/u = 4.61×108/4.2 = 1.1×108
8) 由圖8-19查得接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1 = 0.9,KHN2 = 0.92
9) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力,取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得:
[sH]1 = = 0.9×610 = 549 MPa
[sH]2 = = 0.92×560 = 515.2 MPa
許用接觸應(yīng)力:
[sH] = ([sH]1+[sH]2)/2 = (549+515.2)/2 = 532.1 MPa
3 設(shè)計(jì)計(jì)算:
小齒輪的分度圓直徑:d1t:
= = 84.3 mm
4 修正計(jì)算結(jié)果：
1) 確定模數(shù)：
mn = = = 4.01 mm
取為標(biāo)準(zhǔn)值:3.5 mm。
2) 中心距：
a = = = 190.8 mm
3) 計(jì)算齒輪參數(shù)：
d1 = Z1mn = 21×3.5 = 74 mm
d2 = Z2mn = 88×3.5 = 308 mm
b = φd×d1 = 74 mm
b圓整為整數(shù)為：b = 74 mm。
4) 計(jì)算圓周速度v:
v = = = 1.24 m/s
由表8-8選取齒輪精度等級(jí)為9級(jí)。
5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：
(1) 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值：
1) 由表8-3查得齒間載荷分配系數(shù)：KHa = 1.1，KFa = 1.1；齒輪寬高比為：
= = = 9.4
求得:KHb = 1.09+0.26fd2+0.33×10-3b = 1.09+0.26×0.82+0.33×10-3×74 = 1.37
，由圖8-12查得：KFb = 1.34
2) K = KAKVKFaKFb = 1×1.1×1.1×1.34 = 1.62
3) 由圖8-17、8-18查得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)：
齒形系數(shù):YFa1 = 2.73 YFa2 = 2.23
應(yīng)力校正系數(shù):YSa1 = 1.57 YSa2 = 1.79
4) 由圖8-22c按齒面硬度查得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為：
sFlim1 = 245 MPa sFlim2 = 220 MPa
5) 同例8-2：
小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N1 = 4.61×108
大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N2 = 1.1×108
6) 由圖8-20查得彎曲疲勞壽命系數(shù)為：
KFN1 = 0.85 KFN2 = 0.89
7) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取S=1.3，由式8-15得：
[sF]1 = = = 160.2
[sF]2 = = = 150.6
= = 0.02675
= = 0.02651
小齒輪數(shù)值大選用。
(2) 按式8-23校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：
mn≥
= = 2.88 mm
2.88≤3.5所以強(qiáng)度足夠。
(3) 各齒輪參數(shù)如下：
大小齒輪分度圓直徑：
d1 = 74 mm
d2 = 308 mm
b = yd×d1 = 74 mm
b圓整為整數(shù)為：b = 74 mm
圓整的大小齒輪寬度為：b1 = 79 mm b2 = 74 mm
中心距：a = 191 mm，模數(shù)：m = 3.5 mm
第七部分 傳動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)
Ⅰ軸的設(shè)計(jì)
1 輸入軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1:
P1 = 4.07 KW n1 = 320 r/min T1 = 121.5 Nm
2 求作用在齒輪上的力:
已知小齒輪的分度圓直徑為:
d1 = 74 mm
則:
Ft = = = 3283.8 N
Fr = Ft×tanat = 3283.8×tan200 = 1195.2 N
3 初步確定軸的最小直徑:
先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-3，取A0 = 112，得：
dmin = A0× = 112× = 26.1 mm
顯然，輸入軸的最小直徑是安裝大帶輪處的軸徑，由于安裝鍵將軸徑增大4%，故選取:d12 = 27 mm。帶輪的寬度：B = (Z-1)×e+2×f = (6-1)×18+2×8 = 106 mm，為保證大帶輪定位可靠取：l12 = 104 mm。大帶輪右端用軸肩定位，故取II-III段軸直徑為:d23 = 32 mm。大帶輪右端距箱體壁距離為20，取:l23 = 35 mm。
4 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度:
初選軸承的類型及型號(hào)。為能順利地在軸端III-IV、VII-VIII上安裝軸承，其段滿足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，故取:d34 = d78 = 35 mm；因軸只受徑載荷作用，查軸承樣本選用：6207型深溝球軸承，其尺寸為:d×D×T = 35×72×17 mm，軸承右端采用擋油環(huán)定位，由軸承樣本查得：6207。型軸承的定位軸肩高度：h = 3.5 mm，故取：d45 = d67 = 42 mm，取：l45 = l67 = 5 mm。
齒輪的定位及安裝齒輪處軸段尺寸的確定。由于:d1≤2d56 ，所以小齒輪應(yīng)該和輸入軸制成一體，所以:l56 = 79 mm；則:
l34 = T+s+a-l45 = 17+8+11-5 = 31 mm
l78 = T+s+a-l67 = 17+8+11+2-5 = 33 mm
5 軸的受力分析和校核:
1）作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（見圖a）:
根據(jù)6207深溝球軸承查手冊(cè)得T = 17 mm
帶輪中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L1 = (106/2+35+17/2)mm = 96.5 mm
齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L2 = (79/2+31+5-17/2)mm = 67 mm
齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3 = (79/2+5+33-17/2)mm = 69 mm
2）計(jì)算軸的支反力：
水平面支反力（見圖b）：
FNH1 = = = 1666 N
FNH2 = = = 1617.8 N
垂直面支反力（見圖d）：
FNV1 = = = -1993.9 N
FNV2 = = = 1668.1 N
3）計(jì)算軸的彎矩，并做彎矩圖：
截面C處的水平彎矩：
MH = FNH1L2 = 1666×67 Nmm = 111622 Nmm
截面A處的垂直彎矩：
MV0 = FQL1 = 1521×96.5 Nmm = 146776 Nmm
截面C處的垂直彎矩：
MV1 = FNV1L2 = -1993.9×67 Nmm = -133591 Nmm
MV2 = FNV2L3 = 1668.1×69 Nmm = 115099 Nmm
分別作水平面彎矩圖（圖c）和垂直面彎矩圖（圖e）。
截面C處的合成彎矩：
M1 = = 174086 Nmm
M2 = = 160335 Nmm
作合成彎矩圖（圖f）。
4）作轉(zhuǎn)矩圖（圖g）。
5）按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度：
通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。必要時(shí)也對(duì)其他危險(xiǎn)截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)公式（14-4），取a = 0.6，則有：
sca = = = MPa
= 4.7 MPa≤[s-1] = 60 MPa
故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度（注：計(jì)算W時(shí)，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下：
II軸的設(shè)計(jì)
1 求輸出軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2：
P2 = 3.87 KW n2 = 76.2 r/min T2 = 485.1 Nm
2 求作用在齒輪上的力:
已知大齒輪的分度圓直徑為:
d2 = 308 mm
則:
Ft = = = 3150 N
Fr = Ft×tanat = 3150×tan200 = 1146.5 N
3 初步確定軸的最小直徑:
先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-3，取:A0 = 112，得:
dmin = A0× = 112× = 41.5 mm
輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器直徑處d12，所以同時(shí)需要選取聯(lián)軸器的型號(hào)，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩:Tca = KAT2，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取:KA = 1.2，則:
Tca = KAT2 = 1.2×485.1 = 582.1 Nm
由于鍵槽將軸徑增大4%，選取聯(lián)軸器型號(hào)為:LT8型，其尺寸為：內(nèi)孔直徑45 mm，軸孔長(zhǎng)度84 mm，則：d12 = 45 mm，為保證聯(lián)軸器定位可靠取：l12 = 82 mm。半聯(lián)軸器右端采用軸端擋圈定位，按軸徑選用軸端擋圈直徑為：D = 55 mm，左端用軸肩定位，故取II-III段軸直徑為：d23 = 50 mm。
4 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度：
初選軸承的類型及型號(hào)。為能順利地在軸端III-IV、VI-VII上安裝軸承，其段滿足軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，故?。篸34 = d67 = 55 mm；因軸只受徑載荷作用，查軸承樣本選用:6211型深溝球子軸承，其尺寸為：d×D×T = 55mm×100mm×21mm。軸承端蓋的總寬度為：20 mm，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離為：l = 20 mm，l23 = 35 mm。
齒輪的定位及安裝齒輪處軸段尺寸的確定。取大齒輪的內(nèi)徑為：d2 = 63 mm，所以：d45 = 63 mm，為使齒輪定位可靠取：l45 = 72 mm，齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度：h ≥ 0.07d = 0.07×63 = 4.41 mm，軸肩寬度：b ≥ 1.4h = 1.4×4.41 = 0 mm，所以：d56 = 72 mm，l56 = 6 mm；齒輪的左端與軸承之間采用套筒定位，則：
l34 = T+s+a+2.5+2 = 21+8+11+2.5+2 = 44.5 mm
l67 = 2+T+s+a+2.5-l56 = 2+21+8+11+2.5-6=38.5 mm
5 軸的受力分析和校核:
1）作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（見圖a）:
根據(jù)6211深溝球軸承查手冊(cè)得T= 21 mm
齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L2 = (74/2-2+44.5+72-21/2)mm = 141 mm
齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3 = (74/2+6+38.5-21/2)mm = 71 mm
2）計(jì)算軸的支反力：
水平面支反力（見圖b）：
FNH1 = = = 1055 N
FNH2 = = = 2095 N
垂直面支反力（見圖d）：
FNV1 = = = 384 N
FNV2 = = = 762.5 N
3）計(jì)算軸的彎矩，并做彎矩圖：
截面C處的水平彎矩：
MH = FNH1L2 = 1055×141 Nmm = 148755 Nmm
截面C處的垂直彎矩：
MV = FNV1L2 = 384×141 Nmm = 54144 Nmm
分別作水平面彎矩圖（圖c）和垂直面彎矩圖（圖e）。
截面C處的合成彎矩：
M = = 158302 Nmm
作合成彎矩圖（圖f）。
4）作轉(zhuǎn)矩圖（圖g）。
5）按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度：
通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。必要時(shí)也對(duì)其他危險(xiǎn)截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)公式（14-4），取a = 0.6，則有：
sca = = = MPa
= 13.3 MPa≤[s-1] = 60 MPa
故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度（注：計(jì)算W時(shí)，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下：
第八部分 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算
1 輸入軸鍵計(jì)算：
校核大帶輪處的鍵連接：
該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l = 8mm×7mm×100mm，接觸長(zhǎng)度:l' = 100-8 = 92 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:
T = 0.25hl'd[sF] = 0.25×7×92×27×120/1000 = 521.6 Nm
T≥T1，故鍵滿足強(qiáng)度要求。
2 輸出軸鍵計(jì)算：
(1) 校核大齒輪處的鍵連接：
該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l = 18mm×11mm×63mm，接觸長(zhǎng)度:l' = 63-18 = 45 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:
T = 0.25hl'd[sF] = 0.25×11×45×63×120/1000 = 935.5 Nm
T≥T2，故鍵滿足強(qiáng)度要求。
(2) 校核聯(lián)軸器處的鍵連接：
該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l = 14mm×9mm×70mm，接觸長(zhǎng)度:l' = 70-14 = 56 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:
T = 0.25hl'd[sF] = 0.25×9×56×45×120/1000 = 680.4 Nm
T≥T2，故鍵滿足強(qiáng)度要求。
第九部分 軸承的選擇及校核計(jì)算
根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命：
Lh = 5×2×8×300 = 24000 h
1 輸入軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算:
(1) 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P:
因該軸承只受徑向力，所以:
P = Fr = 1195.2 N
(2) 求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:
C = P = 1195.2× = 9232 N
(3) 選擇軸承型號(hào):
查課本表11-5，選擇:6207軸承，Cr = 25.5 KN，由課本式11-3有：
Lh =
= = 5.06×105≥Lh
所以軸承預(yù)期壽命足夠。
2 輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算:
(1) 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P:
因該軸承只受徑向力，所以:
P = Fr = 1146.5 N
(2) 求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:
C = P = 1146.5× = 5489 N
(3) 選擇軸承型號(hào):
查課本表11-5，選擇:6211軸承，Cr = 43.2 KN，由課本式11-3有：
Lh =
= = 1.17×107≥Lh
所以軸承預(yù)期壽命足夠。
第十部分 減速器及其附件的設(shè)計(jì)
1 箱體（箱蓋）的分析：
箱體是減速器中較為復(fù)雜的一個(gè)零件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求各零件之間配置恰當(dāng)，并且滿足強(qiáng)度，剛度，壽命，工藝、經(jīng)濟(jì)性等要求，以期得到工作性能良好，便于制造，重量輕，成本低廉的機(jī)器。
2 箱體（蓋）的材料：
由于本課題所設(shè)計(jì)的減速器為普通型，故常用HT15-33灰鑄鐵制造。這是因?yàn)殍T造的減速箱剛性好,易得到美觀的外形,易切削,適應(yīng)于成批生產(chǎn)。
3 箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算，箱體尺寸如下：
代號(hào) 名稱 計(jì)算與說明 結(jié)果
d 箱體壁厚 d = 0.025a+3 ≥ 8 取d = 10 mm
d1 箱蓋壁厚 d1 = 0.02a+3 ≥ 8 取d1 = 10 mm
d' 箱體加強(qiáng)筋厚 d' = 0.85d1 = 0.85×10 = 8.5 取d' = 10 mm
d1' 箱蓋加強(qiáng)筋厚 d1' = 0.85d1 = 0.85×10 = 8.5 取d1' = 10 mm
b 箱體分箱面凸緣厚 b≈1.5d = 1.5×10 = 15mm 取b = 15 mm
b1 箱蓋分箱面凸緣厚 b1≈1.5d11.5×10 = 15mm 取b1 = 15 mm
b2 平凸緣底厚 b2≈2.35d = 2.35×10 = 23.5mm取b2 = 24 mm
df 地腳螺栓 df = 0.036a+12 = 18.37 取df = 20 mm
d1 軸承螺栓 d1 = 0.7df = 12.86 取d1 = 14 mm
d2 聯(lián)接分箱螺栓 d2 = (0.5-0.7)df = 10-14 取d2 = 10 mm
d3 軸承蓋螺釘 d3 = 10 mm 取d3 = 10 mm
d4 檢查孔螺釘 M8×22
n 地腳螺栓數(shù) 取：n = 6
第十一部分 潤(rùn)滑與密封設(shè)計(jì)
對(duì)于二級(jí)圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于150-200 m/min，所以采用脂潤(rùn)滑，箱體內(nèi)選用CKC150潤(rùn)滑油，裝至規(guī)定高度。油的深度為：H+h1：
H = 30 mm h1 = 34 mm
所以：H+h1 = 30+34 = 64 mm 。
其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤(rùn)滑效果好。密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度應(yīng)為Ra=6.3，密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大，為150mm。并勻均布置，保證部分面處的密封性。
設(shè)計(jì)小結(jié)
這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的一級(jí)圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的實(shí)踐考驗(yàn)，對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程，它融《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測(cè)量》、《工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》等于一體。
這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想、訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。
本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。
參考文獻(xiàn)
1 《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》 高等教育出版社。
2 《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》 高等教育出版社。
3 《機(jī)械零件手冊(cè)》 天津大學(xué)機(jī)械零件教研室。