兩級(jí)圓柱齒輪減速器.

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1、目錄 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1 1、 機(jī)械系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 2 1.1、 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 2 1.2、 電動(dòng)機(jī)的選擇 2 2、 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 4 2.1、 總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比計(jì)算 4 2.2、 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 5' 3、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 6 3.1、 帶傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算 6 3.2、 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算 8' 、 齒輪材料選擇 8 、 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 8 、 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 10 4、 總裝配設(shè)計(jì)計(jì)算 13 4.1、 軸系零件設(shè)計(jì)計(jì)算 13 、 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 13 、 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 14 、 輸出軸的設(shè)

2、計(jì)計(jì)算 15 、 軸承的選擇計(jì)算 21 、 鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算 23 4.2、 聯(lián)軸器選擇 23 4.3、 減速器的潤(rùn)滑與密封 23 5、 設(shè)計(jì)總結(jié) 23 6、 參考文獻(xiàn) 24 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 課程設(shè)計(jì)題目 皿：設(shè)計(jì)兩級(jí)圓柱齒輪減速器（展開(kāi)式） 1、設(shè)計(jì)要求： 設(shè)計(jì)熱處理車(chē)間零件清洗用傳動(dòng)設(shè)備。 該傳輸色設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速器裝置后傳 至傳送帶。兩班制工作。使用期限為 5年。傳輸帶運(yùn)動(dòng)速度的允許誤差為土 5%。 2、原始數(shù)據(jù): 原始數(shù)據(jù) 題號(hào) C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 滾筒直徑mm 300

3、330 340 350 360 380 380 300 360 320 傳送帶運(yùn)行速度 m/s 0.63 0.75 0.80 0.85 0.85 0.90 0.80 0.70 0.84 0.75 傳送帶主動(dòng)軸扭矩 Nm 700 670 650 650 900 850 950 900 660 900 設(shè)計(jì)題號(hào)為：C8 3、運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖: 滾簡(jiǎn) I1 / 亠/ \ 聯(lián)牡器 電動(dòng)機(jī) 4、設(shè)計(jì)工作量： 1、 減速

4、器裝配圖1張（A1或A2 ）; 2、 零件工作圖1?3張； 3、 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。 1、機(jī)械系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 1.1、傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 傳動(dòng)方案如圖所示為帶傳動(dòng)聯(lián)接的展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng) 1.2、電動(dòng)機(jī)的選擇 1 ）、選擇電動(dòng)機(jī)的類型: 按工作要求和條件，選用三機(jī)籠型電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 380V , Y型 2 ）、選擇電動(dòng)機(jī)容量： 電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為 Pd Pw kw a （其中：Pd為電動(dòng)機(jī)功率，Pw為負(fù)載功率， a為總效率。） 負(fù)載功率為 滾筒 運(yùn)輸?shù)? 電動(dòng)機(jī) Z~~■ Fv Tv

5、 Pv 1000 1000r kW 因此有 Fv Tv 1000 a 1000r a kw 傳動(dòng)裝置的總效率 a應(yīng)為組成傳動(dòng)裝置的各部分運(yùn)動(dòng)副效率只之乘積 ，即: 4 2 a 1 2 3 4 5 式中：1、 2、 3、 4、 5分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和卷筒的傳動(dòng)效率 取傳動(dòng)效率為 帶傳動(dòng)的效率 ,0.96 滾動(dòng)軸承效率 2 0.98 閉式齒輪傳動(dòng)效率 3 0.97 聯(lián)軸器效率 4 0.99 卷筒效率5 0.96 則有 a 0.96 0.98 4 0.972 0.99

6、 0.96 0.79 電動(dòng)機(jī)的功率為 Tv 900 0.70 d 5.32 kw 1000r a 1000 0.15 0.79 3 )、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 60 1000 1.7 n 60 1000v/ D —— 44.56 r/min 300 查表得：取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比h 2~4，二級(jí)圓梯形齒輪減速器傳動(dòng)比i2 8~40, 即為減速器的總傳動(dòng)比，所以電機(jī)的可選范圍為。 nd' ia n (16~160) 44.56 712.96 ~ 7129.60

7、r/min 則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750、1000、1500和3000r/min 。 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由相關(guān)手冊(cè)查出有四種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有四種傳動(dòng)比 方案，如下表1.1 : 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第？ 方案比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 丫132S-4 ,其主要性能如下表1.2 : 表1.1 方 案 電動(dòng)機(jī)型 額定功率 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min 重量 傳動(dòng)比 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 總傳動(dòng)比 V帶傳動(dòng) 減速器 號(hào) kw /kg 1 Y132S1-2 5.5 3000

8、2900 64 65.08 2 Y132S-4 5.5 1500 1440 68 32.32 2.5 12.93 3 Y132M2-6 5.5 1000 960 84 21.54 2.3 9.37 4 Y160M2-8 5.5 750 720 119 16.16 表1.2 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) 額定功率 Kw 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 Y132S-4 5.5 1500 1400 2.2 2.3 電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸如下

9、 表1.3 （單位：mm ） 中心 外形尺寸 底腳安裝尺寸 地腳螺栓 軸伸尺寸 裝鍵部位尺寸 高H L X(AC/2+AD) XHD A XB 孔直徑K D XE FXG 132 475 X345 X315 216 X140 12 38 X80 10 X33 2、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 2.1、總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比計(jì)算 1 ）、減速器的總傳動(dòng)比為： nm 1440 32.32 n 44.56 2 ）、分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比: ia i° i （式中i°為帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，初步取 2.5, i為減速器的傳動(dòng)比。） 則減速器的傳動(dòng)比 i

10、 ia/i。32.32/2.5 12.93 3 ）、按展開(kāi)式布置 考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，可由展開(kāi)式曲線查得 ii 4.29，則 i2 i/ii 12.93/4.29 3.01 0 2.2、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1 ）、各軸的轉(zhuǎn)速 I軸： n1 nm / i0 1440/2.5 576.00 r/min U軸： ni /i1 576.00/4.29 134.27 r/min 川軸： 門(mén)2 /匚2 134.27/3.01 44.60 r/min 卷筒軸: 5 n3 44.60 r/min 2 ）、各軸的輸入功率

11、I軸： R Fd 01 Rd 1 5.32 0.96 5.11kW U軸： P2 R 12 R 2 3 5.11 0.98 0.97 4.86kW 川軸： E R2 23 B 2 3 4.86 0.98 0.97 4.62kW 卷筒軸： P4 F3 34 F3 2 4 4.62 0.98 0.99 4.48kV 則I -川軸的輸出功率分別為輸入功率乘軸承效率 0.98. 3 ）、各軸的轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩: 5.32 Td 9550 9550 35.28N ?m nm 1440

12、 I軸: T1 Td i0 1 35.28 2.5 0.96 84.67N ?m II軸: T2 T1 i1 2 3 84.67 4.29 0.98 0.97 345.29N ?m m軸: T3 T2 i2 2 3 345.29 3.01 0.98 0.97 987.98N ?m 卷筒軸：T4 T3 2 4 987.98 0.98 0.99 958.54N ?m 則I -川軸的輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承效率 0.98 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表: 軸名 功率P/KW 轉(zhuǎn)距T/N M 轉(zhuǎn)速n r/

13、min 轉(zhuǎn)動(dòng)比i 效率 輸入 輸出 輸入 輸出 電機(jī)軸 5.32 35.28 1440 2.5 0.96 I軸 5.11 5.01 84.67 82.98 576.00 4.29 0.95 n軸 4.86 4.76 345.29 338.38 134.27 3.01 0.95 川軸 4.62 4.53 987.98 968.22 44.60 1 0.97 卷筒軸 4.48 4.39 958.54 939.37 44.60 3、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1、帶傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算 1 )、計(jì)算功率Pc

14、 查表有工況因數(shù)KA 1.2，故 Pc KAP 1.2 5.5 6.60kw 2 )、選取V帶型號(hào) 根據(jù)Pc 6.60kw, nm 1440 r/min，查圖表確定選用 A型 3 )、確定帶輪基準(zhǔn)直徑D1和D2 查表選取D1 125mm , ￡ 1%，得 D2 (1 (1-0.01) 125 1440 309.38 mm 山 576 查表取D2 315mm 大帶輪轉(zhuǎn)速實(shí)際 n1 (1-嚴(yán) D2 (1 0.01) 125 1440 565.72r / min 315 則誤差 ni-m 576 565.72 576 0.018=1.8%<5%，故允許。

15、 4、、驗(yàn)算帶速v TD1 nm n 125 1440 v 60 1000 60 1000 9.42m/s 25m/s，方案合適。 5 ）、確定帶長(zhǎng)和中心距a 初步選取中心距 a0 650mm ，則有帶長(zhǎng) L 2a0 (D1 D2) 2 (D2 D1) 4a。 650 3.14(125 315) 2 (315 125) 4 650 2004.68mm 查表取基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld 2000mm 實(shí)際中心距 D2) 2 2 2Ld - nu D2) -8( D2 D1) 647.63mm 6）、驗(yàn)算小帶輪包角a a

16、 180° d2 d1 a 57.3° 180° 315-125 57.3° 163.19° 120° 647.63 驗(yàn)證方案適合 7 ）、確定V帶根數(shù)Z 傳動(dòng)比 nm 1440 ni 576 2.5 查表有 P0 1.92 kW、 AF0 0.17kW、 Ka 0.960、Kl 1.03。 則有V帶根數(shù) Pc 3.19 6.60 (F0 AP°)KaKL (1.92 0.17) 0.960 1.03 取Z=4根 8 ）、求軸上載荷 1、張緊力 Fo 500 驚 1) qv2 查表得q 0.10kg/m，所以單根V帶的張緊力:

17、500 —^(-22- 1) 0.10 9.422 149.37N 4 9.42 0.960 2、軸上載荷 Fq 2ZF°sin a 2 149.37 .163.19° sin 1182.13N 9 ）、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小帶輪D1 125mm ； 大帶輪D2 315mm 3.2、減速器內(nèi)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算 、齒輪材料選擇 初選大小齒輪的材料均45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。其硬度在229-286HBS，齒輪等級(jí) 精度為8級(jí)。由于減速器要求傳動(dòng)平穩(wěn)，所以用圓柱斜齒輪。初選 10 、高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 1 ）、查取教材可取得： KA 1.25 , KV 1.15 , K 1.2 ,

18、 K 1.1 K KAKVK K 1.25 1.15 1.2 1.1 1.898 傳動(dòng)比i1 4.29由表查得各數(shù)據(jù)如下： ZH 2.50 , ZE 189.8 , Z 0.88，取 10°則 Z 0.99 2 )、接觸疲勞施用應(yīng)力 查圖可知：Hllm1 Hlim2 590MP ； Sh min 匸1 則應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： N1 60n1 jLh 60 576 1 16 5 8 250 6.91 10 注釋：一天16小時(shí)，五年, 一年250天計(jì)算 N2 N1/i1 8 6.91 10 /4.29 1.61 8 10

19、 又查圖可?。篫n1 Zn2 1.1貝U HLIimZN 590 匸1 uccmc HP1 HP2 590 MP SH min 匸1 3 )、計(jì)算小齒輪最小直徑，取齒寬系數(shù) d 1.2 d1 3 ZhZeZ z HP 2 ?2K「？(u 1) d u 2.47 189.8 0.88 0.99 2 2 1.898 84.67 103 590 1.2 (4.29 1) 4.29 54.09mm 4 )、確定中心距a 54.09 -2- (1 °29) d1 a [(1 h) 2 就盡量圓整成尾數(shù)為0或5,以得于制造和測(cè)量，所以初定a 143.07 m

20、m 150mm。 5 )、選定模數(shù)mn、齒數(shù)z1、z2和螺旋角 mn a 2cos (Zi Z2) 一般 Z1 17~30， 取Z2 108，則 2 a cos 8o ~15°。初選 Z1 25， 10，則 Z2 z1 i1 25 4.29 107.25 由標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取 mn 2.25 Zi Z2 取Z1 z2 131 Z1 取Z1 25 Z2 131 25 2 150 cos10 2.22 25 108 2a cos mn Z1 Z2 1 i1 106 106/25 o 10 2 150 cos1(f 131 1 4

21、.29 4.24 齒數(shù)比：Z2/Z1 與i1 4.29的要求比較，誤差為 1 mn(Z1 Z2) cos 2a 滿足要求。 6 )、計(jì)算齒輪分度圓直徑 2.25 24.76 131.31 1.17%， 1 2.25 cos 2 150 可用。于是 131 10.735° 10o44 6 小齒輪 d1 mnZi

22、 cos 2.25 25 cos10.735° 57.25mm 大齒輪 d2 mnZ2 2.25 106 cos cos10.735o 242.74mm 7 ）、齒輪工作寬度 b dd1 1.2 54.09 64.9mm 圓整大齒輪寬度 b2 65mm 取小齒輪寬度 bi 70mm 8）、校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度 查表可知： F lim1 Flim2 220MPa F limYST Fp SF min Yn SF min 220 1.5 ； Yn1 Yn2 1

23、； Yst 2 2 1 293.33MPa 1.5 根據(jù)Z1、Z2查表則有：YFa1 Y 2.62 ； YFa2 2.17 ； Y；a1 1.59 ； Ysa2 1.80 ； Y 0.68 F1 F2 0.90 2KT1 1.898 84.67 “ 論匕1丫丫 2 F1込 84.82 4型 YFa1Ysa1 2.62 1.59 70 57.25 垃 2.62 1.59 0.68 0.90 90.87MPa 2.25 79.53MPa FP Fp 所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求, 此種設(shè)計(jì)合理。 、低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 1

24、 ）、查取教材可取得： Ka 1.25 ， Kv 1.15 ， K 1.2 ， K 1.1 ， K KaKvK K 1.25 1.15 1.2 1.1 1.898 傳動(dòng)比i2 3.01由表查得各數(shù)據(jù)如下： ZH 2.50，ZE 189.8 ，Z 0.88，取 10o則 Z 0.99 2 ）、接觸疲勞施用應(yīng)力 查圖可知：H lim3 H lim4 590MP ； Sh min 1.1 則應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 8 N3 60n2jLh 60 134.27 1 16 5 250 1.61 10 注釋：一天 16 小時(shí)，五年，一年 250 天計(jì) 算 8 8 N4 N3/i2 1.6

25、1 10 /3.01 0.54 10 又查圖可?。篫n1 Zn2 1.2貝U HP3 HP 4 HLlimZN 590 1.2 643.64MP SH min 1.1 3 ）、計(jì)算小齒輪最小直徑，取齒寬系數(shù) d 1.2 d3 3 ZhZeZ z HP 2 ?2K「？(u 1) d * u 2 2.47 189.8 0.88 0.99 643.64 1.2 3.01 83.68mm 4 ）、確定中心距a 沁(1 3.01) 2 a 寮1 i2） 就盡量圓整成尾數(shù)為0或5,以得于制造和測(cè)量，所以初定a 167.78

26、mm 175mm。 5 ）、選定模數(shù)mn、齒數(shù)Z3、Z4和螺旋角 a』 2cos (Z Z4) 般 z 17~30， 8°~15°。初選 Z3 25， 10，則 Z4 z3 i2 22 3.01 66.22 取Z4 66，則 mn 2acos 2 175 cos10° 3.917 Z3 Z4 由標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取 22 66 o 10 Z3 Z4 2acos 2 170 cos10° 86.17 mn 取 Z3 Z4 86 Z3 Z3 Z4 1 i2 86 1 3.01 21.45 取 Z3 21

27、Z4 86 21 65 齒數(shù)比：z4/z3 65/21 3.095 與i2 3.01的要求比較，誤差為 cos1^^ 2a 2.8%，可用。于是 cos 1 4 86 10.6243o 10o37 28 2 175 滿足要求。 6 ）、計(jì)算齒輪分度圓直徑 小齒輪 d3 mnZ3 cos 4 21 cos10.735o 85.47mm 大齒輪 d4 mnZ4 cos 4 65 cos10.6243o 264.54mm 7 ）、齒輪工作寬度 dd3 1.2 83.68 100.4mm 圓整大齒輪寬度

28、 d 100mm 取小齒輪寬度 b 105mm 8）、校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度 查表可知：f lim1 Flim2 220MPa Fp F limYST y Sf min 1.5 ； Yn1 Yn 2 1 ； 220 2 Sf min 1.5 1 293.33MPa 根據(jù)Z3、Z4查表則有：YFa3 2.76 ； YFa4 2.26 ； Y>a3 1.55 ； Ysa4 1.74 ； Y 0.68 ； 0.90 F3 F4 2KT2 y y yy — Fa3 Ga3 b3d3mn YFa4Ysa4 2.26 1.74 f 3 95.60 YFa

29、3Ysa3 2.76 1.55 3 1.898 345.29 10 105 85.47 4 87.88MPa 2.76 1.55 0.68 0.90 95.60MPa Fp FP 所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，此種設(shè)計(jì)合理 所以齒輪的基本參數(shù)如下表2.1所示： 表 2.1 ha 1 c 0.25 名稱 符號(hào) 公式 齒1 齒2 齒3 齒4 齒數(shù) Z Z 25 106 21 65 傳動(dòng)比 i i 4.24 3.095 模數(shù) m m 2.25 4 螺旋角 10o44 6 10o37 28 分度圓直

30、 徑 d d mz 57.25 242.74 85.47 264.54 齒頂咼 ha ha h；m 2.25 2.25 4 4 齒根高 hf hf (h* c*)m 2.8125 2.8125 5 5 齒頂圓直 徑 da da d 2ha 61.75 247.24 93.47 272.54 齒根圓直 徑 df df d 2hf 51.625 237.115 75.47 254.54 中心距 a a m(z-i z2 )/2 150 175 齒寬 b b dd1 70 75 105 100

31、4、總裝配設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1、 軸系零件設(shè)計(jì)計(jì)算 、 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 ）、材料：選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，C=110 2 ）、各軸段直徑的確定： 由 d c/p， p=5.11kw,n=576r/min, 貝U d1 11O3岸1 22.77mm ,因?yàn)檠b小帶輪的電動(dòng)機(jī)軸徑d 38，又因?yàn)楦咚佥S第一段 ■ 576 軸徑裝配大帶輪，且d1 （0.8 1.2）d，取d1 =30, L1 =60mm, 因?yàn)榇髱л喛枯S肩定位，所以取d2=35, L2 =34（初步估算）21， d3段裝配軸承，取d3 =35，選用30307軸承，Ls=22.75， d 4段是定位軸承，取d 4=45

32、， L4根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后再確定，初定為 135mm。 d 5段裝配齒輪直徑：判斷是否做成齒輪軸 e ―d-4 t1 1.25m 2 1 查手冊(cè)得ti =3.3，得e 0.0125 2.25 1.25 2.8125,因此做成齒輪軸.此時(shí)齒寬為30 d6段為齒輪定位段，d6=45，初定L6=15 d7裝配軸承所以 d7= d3=45， L7 = L3 =22.75 3 ）、鍵的設(shè)計(jì)與校核： 根據(jù)d1 30mm, T1 84.67Ngm，由于d1 30在30: 38范圍內(nèi)，故d1軸段上采用鍵 b h : 8 7 ,采用 A型普通鍵:L1 =60mm 綜合考慮取丨=52mm

33、。查表, b 50: 3 4T1 4 84.67 10 60， 36.65Mpa p dhl 30 7 (52 8) 所選鍵為： b h l:8 7 52強(qiáng)度合格。 、中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 ）、材料：選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，C=110 2 ）、各軸段直徑的確定： 由 d C 3 P , p=4.86kw,n=134.27r/min 則 d1 1103 4.86 36.39mm, 1134.27 d1段要裝配軸承，取 d1=50，選用30310軸承，初步取L1=55， d2裝配低速級(jí)小齒輪，且 d^ d1取d2=52， L2=100， d3段主要是定位高速級(jí)大齒

34、輪，取 d3 =64，L3=12， d4裝配高速級(jí)大齒輪，取 d4=52，L4=60 d5段要裝配軸承，取 d5 =50 , L5 =52 3 ）、鍵的設(shè)計(jì)與校核 已知 d2 d4 52,T2，由于 d2 （44 ~ 50），所以取b h:16 10，采用A型普 通鍵：取鍵長(zhǎng)為86和56有 b 100： 120 鍵的校核為: bl 4T dhl 4 345.29 103 52 10 (86 16) 37.94Mpa 匹 4 345?29 1 03 66.40Mpa b dhl 52 10 (56 16) 所選鍵為：b h I :1

35、6 10 86 b h l :16 10 56 、輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 ）、選擇軸的材料： 選材45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表有機(jī)械性能為 [1]b=60MPa， b=640MPa, 1=275MPa, 1=155MPa 2 ）、初步確定軸的最小直徑 p3 4.62kw， n3 44.6r /min ， T3 987.98Ngm，取 C=112 聯(lián)軸器的計(jì) 算 轉(zhuǎn) 距 Tea K a T3 查表 Tea Ka T3 1.3 987.98 1.28 3 10 Ngm 因?yàn)樽钚≈苯邮前惭b聯(lián)軸器，所以要確定聯(lián)軸器，有: 查手冊(cè)有選擇聯(lián)

36、軸器為彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器：型號(hào)如下 取 Ka =1.3 LX3聯(lián)軸器 JA60 107 JA55 標(biāo)準(zhǔn)(GB5014-2003) ，其工稱轉(zhuǎn)距為2500N.m，故軸3 的最小直徑取dmin 60 ；半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=107mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 L1 142 mm。 3 ）、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、確定軸的零件安裝方案和軸向各尺寸 di段裝配聯(lián)軸器并開(kāi)鍵槽，所以取 di 60mm，Li 120mm。 d2定位軸段取d2 65mm， L2 55mm d3裝配軸承，選用30313軸承，取d3 65mm,L3 36mm查手冊(cè)，此尺寸符合軸承蓋 和密封圈標(biāo)準(zhǔn)。 d4定位軸

37、段，取 d4 73mm , L3 97mm d5安裝齒輪，取d5 67mm, L5 95mm （因?yàn)辇X輪寬為100mm） d6裝配軸承，選用30313軸承，取d6 65mm,L6 65 至此，初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度 軸3的結(jié)構(gòu)、尺寸如下所示: d6 d5 d4 d3 d2 di 2、軸的周向定位 齒輪和聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。齒輪與軸的聯(lián)接選擇 已知d5 671 ，由于 (65 ~ 75)，所以取 b h:20 12，采用 A 型普 通鍵:取鍵長(zhǎng)為 74，有 b 150: 200，標(biāo)準(zhǔn)(GB1096-2003) 鍵的校核為： 3 4T3 4 9

38、87.98 10 b 94.52Mpa b dhl 67 12 (72 20) 所以所選鍵為：b h I :20 12 74 同理可選取聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接選用平鍵為： b h 1:18 11 102 4)、校核軸的強(qiáng)度 查表有圓錐滾子軸承的a 29所以確定軸的支承跨距l(xiāng)i 81,12 159,13 81 1、畫(huà)受力簡(jiǎn)圖1-1,將軸上的作用力分解為水平面受力 1-2和垂直面受力1-4 2、求作用在齒輪上的力 分度圓直徑d 264.53mm,所受力矩 T3 987.98Ngm 圓周力Ft予 2 987.98 103 264.53 7469N 徑向力Fr ta

39、nan Ft - cos 7469 tan 20 cos10 37 28 2764N 軸向力Fa Ft tan 7469 tan 10 37 28 1400N 3、求作用在軸上的支反力 水平面內(nèi)支反力Rh1 Rh2 Ft Ft 81 RH2 (81 154) 垂直面內(nèi)支反力： RV1 Fr RH 2 0 Rv1(81 154) Fr 154 Ma 0 得 RH1 4895N RH2 2574N  Ma Fad 185171Ngmm 得Rv1 2599 N R/2 165N 4、作出彎矩圖 根據(jù)上述簡(jiǎn)圖，分別求出水平

40、面和垂直平面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎距： M H RH1 l1 396495Ngmm M V1 Rv1 l1 210519 Ngmm M V2 MV2 Ma 25348 N gmm 總彎距M 、Mh2 Mv2 M! 448917N gmm M 2 397304N gmm 5、作出扭矩圖 扭矩圖如圖1-7 （圖中已把T折算成了 aT） 6、作出計(jì)算彎距圖 Mca2 M2 T 2 3973042 0.6 987980 2 713616N mm M ca1 M1 448917Ngmm 7、校核軸的強(qiáng)度 ca Mca Mca 0.1 d5 743588 0.1 673 23.7

41、3MPa 1故安全 5）、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1、判斷危險(xiǎn)截面 經(jīng)分析，可以判斷軸的各個(gè)截面中只有V截面需要校核 2、截面V左側(cè) 抗彎截面模量按表11.5中的公式計(jì)算 3 3 3 W 0.1d3 0.1 653 2 7 4 63mm3 抗彎截面模量 彎曲M與彎曲應(yīng)力為 3 3 Wt 0.2 d 0.2 67 54925mm 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 0031，Dd A 448917 81上 m 81 205060 b W 27463 987980 T WT 54925 1.031 , 得 2.0, 1.31 205060N

42、gmm 7.47MPa 67 65 又材料的敏感系數(shù)為 q 0.82 , q 0.85 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 k 1 q ( 1) 1 0.82 (2.0 1) 1.82 k 1 q ( 1)1 0.85 (1.31 1) 1.26 又有尺寸系數(shù) 0.97 ;扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 0.82 軸按磨削加工，得表現(xiàn)質(zhì)量系數(shù)為 0.92 軸未經(jīng)過(guò)表面強(qiáng)化處理，即有 故得綜合系數(shù)為 K K 有材料的特性系數(shù) q 1 k 1 , 1.82 1 1 1 2.80 0.97 0.92 k 1 , 1.26 1 1

43、 1 1.62 0.82 0.92 0.1: 0.2， 取 0.1 0.05 :0.1， 取 0.05 計(jì)算安全系數(shù) S S 275 2.80 7.47 0.1 0 155 13.15 1.62 空 0.05 1799 10.32 光「罟賽8.12?S1.5，故可知其安全 3、截面V右側(cè) 抗彎截面模量按表11.5中的公式計(jì)算 3 3 3 抗彎截面模量 W 0.1d 0.1 67 30076mm W 0.2 d 0.2 673 60152mm3 彎曲M與彎曲應(yīng)力為 448917 81

44、 44 81 205060N gmm M 205060 W 30076 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力t 衛(wèi)空型16.4MPa WT 60152 過(guò)盈配合處的k f值，并以k『 0.8k ；，于是得 k ; 3.16 軸按磨削加工，得表現(xiàn)質(zhì)量系數(shù)為 故得綜合系數(shù)為 0.8 3.16 2.53 0.92 3.16 1 0.92 3.25 2.53 1 0.92 2.63 計(jì)算安全系數(shù) 275 3.25 6.82 0.1 0 155 12.41 Sca 12.14 7.08 S S .12.142 7.082 2.62 空 2

45、 6.12? S “ ’ 7.08 16.4 0.05 - 2 1.5 , 故可知其安全。 、軸承的選擇計(jì)算 1） 、選擇軸承 輸入軸軸承1圓錐滾子軸承30307 中間軸軸承2 圓錐滾子軸承30310 輸出軸軸承3圓錐滾子軸承30313 2） 、校核軸承（輸出軸軸承校核） (GB/T297-1994) (GB/T297-1994) (GB/T297-1994) S1 ^iRVl=2599N Fa=1400 RV2=165N 軸承部件受負(fù)荷示意圖 查手冊(cè)得 Cr 195000N N Cor 242000 N 由表8.6查得負(fù)荷系數(shù) fp 1.3

46、 1、 計(jì)算軸承派生軸力S,、S, 徑向載荷為：R , Rv2 Rh2 Ri 5542N R2 2579N 軸向載荷為：A 1400N 即有 A.'R>e=0.35 e 1.5ta na 0.35 為判斷系數(shù) 由表 8.5 查得 y 0.40cota 1.71 由表8.7查得派生軸向力為：S R 3.42，貝U可以求得軸承I、U的派生軸向力分別 為 S, R.3.42 2599 3.42 1621N S2 R2：3.42 165 3.42 754N 2、 計(jì)算軸承所受的軸向負(fù)荷 因?yàn)?S2 Fa 754 1400 2154N 3 固有I被“壓緊”，U被“放松”。所以 A

47、1 $ Fa 2154N A2 S? 754N 3、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 軸承I: 由表8.5得X1 軸承U: 由表8.5得X2 A 2154 0.01 C0 242000 A 2154 0.39 e 0.35 R 5542 ,1.71 fp^R WAJ 1.3 (0.40 5542 A2 754 0.003 C0 242000 A2 754 0.29

48、353 N 因?yàn)镽 P2，故按軸承I計(jì)算軸承壽命 .106 C 106 195000 60n R 60 44.6 7670 6.14 106h Lh 所選軸承30313合格 、鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算 鍵的設(shè)計(jì)與校核在“軸的設(shè)計(jì)與校核”中已經(jīng)給出，具體型號(hào)如下: 鍵名 國(guó)標(biāo) 1 （帶輪） GB/T 1095-2003 鍵 8 7 52 2 （齒輪2） GB/T 1095-2003 鍵 16 10 56 3 （齒輪3） GB/T 1095-2003 鍵 16 10 86 6 （齒輪4） GB/T 1095-2003 鍵 20 12 74 7 （聯(lián)軸器） GB/

49、T 1095-2003 鍵 18 11 102 4.2、聯(lián)軸器選擇 在“軸的設(shè)計(jì)與校核”中已經(jīng)分析選擇如下: LX3聯(lián)軸器 JA60 107 JA55 標(biāo)準(zhǔn)（GB5014-2003），其工稱轉(zhuǎn)距為2500N.m ；半聯(lián)軸 器長(zhǎng)度L=107mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 Li 142mm 4.3、減速器的潤(rùn)滑與密封 1、 減數(shù)器的潤(rùn)滑方式：飛濺潤(rùn)滑方式 2、 選擇潤(rùn)滑油：工業(yè)閉式齒輪油（GB 5903-1995 ）中的一種。 3、 密封類型的選擇： 密封件：氈圈 1 30 JB/ZQ4606-86 氈圈 2 40 JB/ZQ4606-86 5、設(shè)計(jì)總結(jié) 機(jī)械

50、設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械課程當(dāng)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)通過(guò)了近 3周的課程設(shè)計(jì)使我從各個(gè)方面都 受到了機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，對(duì)機(jī)械的有關(guān)各個(gè)零部件有機(jī)的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識(shí)。 由于在設(shè)計(jì)方面我們沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)， 理論知識(shí)學(xué)的不牢固，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題， 如：在選擇計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的計(jì)算誤差會(huì)更大，在 查表和計(jì)算上精度不夠準(zhǔn)等。 1、在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他課程的理論知識(shí)和應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知 識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力， 在這些過(guò)程中我深刻地認(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，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)/吳忠澤，羅圣國(guó)主編編號(hào)ISBN7-04-005841-3 高等教育岀版社 2003 2、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)/王大康，盧頌峰主編 編號(hào)ISBN 7-5639-0880-3 北京工業(yè)大學(xué)岀版社 2000 在今后的學(xué)習(xí)過(guò)程中我會(huì)更加努力。 6、參考文獻(xiàn) 3、 機(jī)械設(shè)計(jì)/楊明忠，朱家誠(chéng)主編 編號(hào)ISBN 7-5629-1725-6 武漢理工大學(xué)岀版社 2006 2 1.898 345.29 103 (3.01 1)