機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)--帶式運(yùn)輸機(jī)

1、<p><b>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　計(jì)算說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)</p><p><b>　　班級(jí)：</b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)：</b></p>

2、<p><b>　　設(shè)計(jì)者：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　題目及總體分析……………………………………………3</p><p>　　各主要部件選擇……………………………………………

3、4</p><p>　　電動(dòng)機(jī)選擇…………………………………………………4</p><p>　　分配傳動(dòng)比…………………………………………………5</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算…………………………6</p><p>　　設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪……………………………………………6</p><p>　　設(shè)計(jì)低速

4、級(jí)齒輪……………………………………………11</p><p>　　減速器軸及軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)…………………………16</p><p>　?。陛S（輸入軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)…………………16</p><p>　?。齿S（輸出軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)…………………24</p><p>　?。草S（中間軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)…………………3

5、2</p><p>　　箱體結(jié)構(gòu)尺寸………………………………………………34</p><p>　　設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………………………………36</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………36</p><p><b>　　一.題目及總體分析</b></p><p>

6、　　題目：設(shè)計(jì)一個(gè)帶式運(yùn)輸機(jī)的減速器</p><p>　　給定條件：輸送帶的牽引力，運(yùn)輸帶速度，運(yùn)輸機(jī)滾筒直徑為，滾筒效率。</p><p>　　工作情況：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，兩班制，每班8小時(shí)；使用年限為八年；檢修間隔期：四年一大修，兩年一次中修；動(dòng)力來(lái)源：電力三相電流，電壓380/220V。</p><p>　　減速器類型選擇：選用展開式二級(jí)齒輪展開式圓柱

7、斜齒輪減速器。</p><p>　　特點(diǎn)及應(yīng)用：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱，因此要求軸有較大的剛度。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形可部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。高速級(jí)與低速級(jí)均為斜齒。</p><p><b>　　整體布置如下：</b></p><p

8、>　　圖示：5為電動(dòng)機(jī)，4為聯(lián)軸器，３為減速器，2為鏈傳動(dòng)，1為輸送機(jī)滾筒，6為低速級(jí)齒輪傳動(dòng)，7為高速級(jí)齒輪傳動(dòng)，。</p><p>　　輔助件有:觀察孔蓋,油標(biāo)和油尺,放油螺塞,通氣孔,吊環(huán)螺釘,吊耳和吊鉤,定位銷,啟蓋螺釘,軸承套,密封圈等.。</p><p><b>　　各主要部件選擇</b></p><p><b>　

9、　三.電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p><b>　　四.分配傳動(dòng)比</b></p><p>　　五.傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　六.設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪</b></p><p>　　1．選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)，齒型</p><p>　　

10、1）確定齒輪類型．兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)圓柱斜齒輪</p><p>　　2）材料選擇．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。</p><p>　　3）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度</p><p>　　4）選小齒輪齒數(shù)Ｚ1＝24，大齒輪齒數(shù)Ｚ2＝ｉ1·Ｚ1＝4.

11、83×24=115.92,取Z2=115。</p><p>　　5）選取螺旋角。初選螺旋角</p><p>　　2．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　按式（10－21）試算，即</p><p>　　1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p><b>　?。?）試選 </b><

12、/p><p>　　（2）由圖10-30，選取區(qū)域系數(shù)</p><p>　?。?）由圖10-26查得　</p><p>　?。?）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　（5）由表10-7選取齒寬系數(shù)</p><p>　?。?）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　　（7）由圖10-

13、21ｄ按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　?。?）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>　?。?）由圖10-19查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)</p><p>　?。?0）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為１％，安全系數(shù)為S=1，由式10-12得</p>

14、<p><b>　　2）計(jì)算</b></p><p>　?。?）試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得</p><p><b>　?。?）計(jì)算圓周速度</b></p><p>　?。?）計(jì)算齒寬ｂ及模數(shù)</p><p>　?。?）計(jì)算縱向重合度</p><p>　?。?/p>

15、5）計(jì)算載荷系數(shù)K</p><p><b>　　已知使用系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)，７級(jí)精度，由圖１０－８查得動(dòng)載荷系數(shù)</p><p><b>　　由表10-4查得</b></p><p><b>　　由圖10-13查得</b></p><p&

16、gt;　　假定，由表10-3查得</p><p><b>　　故載荷系數(shù)</b></p><p>　?。?）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式10-10ａ得</p><p><b>　?。?）計(jì)算模數(shù)</b></p><p>　　3．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p&g

17、t;<b>　　由式10-1　</b></p><p><b>　　1）確定計(jì)算參數(shù)</b></p><p><b>　?。?）計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　?。?）根據(jù)縱向重合度，從圖１０－２８查得螺旋角影響系數(shù)</p><p><b>　?。?）計(jì)算當(dāng)量

18、齒數(shù)</b></p><p><b>　?。?）查取齒形系數(shù)</b></p><p><b>　　由表10-5查得　</b></p><p>　?。?）查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p><b>　　由表10-5查得　</b></p><p>

19、　　（6）由圖10-20ｃ查得，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　?。?）由圖10-18查得彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)</p><p>　?。?）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.4，由式10-12得</p><p>　?。?）計(jì)算大小

20、齒輪的</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)據(jù)大</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，?。?.5mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于

21、是有</p><p><b>　　取，則</b></p><p><b>　　4．幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　　1）計(jì)算中心距</b></p><p>　　將中心距圓整為174mm</p><p>　　2）按圓整后的中心距修正螺旋角&

22、lt;/p><p>　　因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。</p><p>　　計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p>　　計(jì)算大、小齒輪的齒根圓直徑</p><p><b>　　計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b>　　圓整后?。?lt;/b></p>&

23、lt;p><b>　　5．驗(yàn)算</b></p><p><b>　　合適</b></p><p><b>　　七.設(shè)計(jì)低速級(jí)齒輪</b></p><p>　　1．選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)，齒型</p><p>　　1）確定齒輪類型．兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)圓柱斜齒輪</p>

24、;<p>　　2）材料選擇．小齒輪材料為（調(diào)質(zhì)），硬度為，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為，二者材料硬度差為。</p><p>　　3）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度</p><p>　　4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù),取Z2=86。</p><p>　　5）選取螺旋角。初選螺旋角</p><p>　　2．按齒面

25、接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　按式（10－21）試算，即</p><p>　?。保┐_定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p><b>　　（1）試選 </b></p><p>　?。?）由圖10-30，選取區(qū)域系數(shù)</p><p>　?。?）由圖10-26，查得　</p><p

26、>　　（4）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 </p><p>　?。?）由表10-7選取齒寬系數(shù)</p><p>　?。?）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　　（7）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　（8）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p>

27、<p>　?。?）由圖10-19查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，</p><p>　　（10）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為１％，安全系數(shù)為S=1，由式10-12得</p><p><b>　　2）計(jì)算</b></p><p>　?。?）試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得</p&g

28、t;<p><b>　?。?）計(jì)算圓周速度</b></p><p>　?。?）計(jì)算齒寬ｂ及模數(shù)</p><p>　　（4）計(jì)算縱向重合度</p><p>　?。?）計(jì)算載荷系數(shù)K</p><p>　　由工作條件確定使用系數(shù)</p><p>　　根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系

29、數(shù)</p><p>　　用插值法，根據(jù)，，非對(duì)稱布置，軟齒面齒輪，7級(jí)精度，由表10-4查得 </p><p>　　根據(jù)，由圖10-13查得</p><p>　　假定，由表10-3查得</p><p><b>　　故載荷系數(shù)</b></p><p>　　（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分

30、度圓直徑，由式10-10a得</p><p><b>　?。?）計(jì)算模數(shù)</b></p><p>　　3．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　式10-17　</b></p><p><b>　　1）確定計(jì)算參數(shù)</b></p><p><

31、;b>　　（1）計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　?。?）根據(jù)縱向重合度，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)</p><p><b>　?。?）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)</b></p><p><b>　?。?）查取齒形系數(shù)</b></p><p><b>　　由表10-5查得　

32、</b></p><p>　?。?）查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p><b>　　由表10-5查得　</b></p><p>　?。?）由圖10-20c查得，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　?。?）由圖10-18查得彎曲疲勞強(qiáng)度

33、壽命系數(shù)</p><p>　　（8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.4，由式10-12得</p><p>　?。?）計(jì)算大小齒輪的</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)據(jù)大</b></p><p><b>　　2) 設(shè)計(jì)計(jì)算</b>&l

34、t;/p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取＝3mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有</p><p><b>　　取，則</b></p><p><b>　　幾何尺寸計(jì)算</b></p&

35、gt;<p><b>　　1）計(jì)算中心距</b></p><p>　　將中心距圓整為196mm</p><p>　　2）按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p>　　因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。</p><p>　　3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p>　　4）

36、計(jì)算大、小齒輪的齒根圓直徑</p><p><b>　　5）計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b>　　圓整后??；</b></p><p><b>　　5．驗(yàn)算</b></p><p><b>　　合適</b></p><p>

37、;　　減速器軸及軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)</p><p>　　1．１軸（輸入軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。保斎胼S上的功率</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　2．求作用在齒輪上的力</p><p>　　3．初定軸的最小

38、直徑</p><p>　　選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取</p><p>　?。ㄒ韵螺S均取此值），于是由式15-2初步估算軸的最小直徑</p><p>　　輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào).</p><p>　　聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1,查表

39、14-1,考慮到轉(zhuǎn)矩的變化很小,故取KA=1.3,則，</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選用HL１型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為315000N·ｍｍ。半聯(lián)軸器的孔徑，故取半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L＝82ｍｍ，半聯(lián)軸器</p><p>　　與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。</p><p><b>　　4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p>&l

40、t;p>　　1）擬定軸上零件的裝配方案（見下圖）</p><p>　　2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　（1）為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，１軸段右端需制處一軸肩，軸肩高度,故?。捕蔚闹睆?。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度=60mm.，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故的長(zhǎng)度應(yīng)該比略短一點(diǎn)，現(xiàn)取</p><p>

41、　　（2）初步選擇球軸承 參照工作要求并根據(jù)，初選型號(hào)7308AC軸承，其尺寸為，基本額定動(dòng)載荷　基本額定靜載荷，　，故,軸段7的長(zhǎng)度與軸承寬度相同,故取　</p><p>　　（3）取齒輪左端面與箱體內(nèi)壁間留有足夠間距，取。為減小應(yīng)力集中,并考慮右軸承的拆卸,軸段3加軸套，直徑應(yīng)根據(jù)7308AC角接觸球軸承右位軸肩直徑，確定。</p><p>　　（4）軸段4上安裝齒輪,為便于齒輪的安裝

42、, 應(yīng)略大與,可取.齒輪左端用套筒固定,為使套筒端面頂在齒輪左端面上,即靠緊,軸段4的長(zhǎng)度應(yīng)比齒輪轂長(zhǎng)略短,若轂長(zhǎng)與齒寬相同,已知齒寬,故取。齒輪右端用肩固定,由此可確定軸段5的直徑, 軸肩高度,取,,故取</p><p>　　為減小應(yīng)力集中,并考慮右軸承的拆卸,軸段6的直徑應(yīng)根據(jù)直徑應(yīng)根據(jù)7308AC角接觸球軸承左位軸肩直徑確定,即，</p><p>　　（5）取齒輪齒寬中間為力作用點(diǎn),

43、則可得,，</p><p>　　(6)參考表15－2，取軸端為，各軸肩處的圓角半徑見CAD圖。</p><p><b>　　輸入軸的結(jié)構(gòu)布置</b></p><p>　　5．受力分析、彎距的計(jì)算</p><p><b>　　（1）計(jì)算支承反力</b></p><p><

44、b>　　在水平面上</b></p><p><b>　?。?）在垂直面上</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　總支承反力</b></p><p>　　2）計(jì)算彎矩并作彎矩圖</p><p><

45、;b>　?。?）水平面彎矩圖</b></p><p><b>　?。?）垂直面彎矩圖</b></p><p><b>　?。?）合成彎矩圖</b></p><p>　　3）計(jì)算轉(zhuǎn)矩并作轉(zhuǎn)矩圖</p><p>　　6．作受力、彎距和扭距圖</p><p>&l

46、t;b>　　7．選用鍵校核</b></p><p>　　鍵連接：聯(lián)軸器：選單圓頭平鍵（C型） </p><p>　　齒輪：選普通平鍵 （A型） </p><p>　　聯(lián)軸器:由式6-1，</p><p>　　查表6-2，得 ，鍵校核安全</p><p><b>　　齒輪: </b

47、></p><p>　　查表6－2，得 ，鍵校核安全</p><p>　　8．按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，C處左側(cè)承受最大彎矩和扭矩，并且有較多的應(yīng)力集中，故c截面為危險(xiǎn)截面。根據(jù)式15-5，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力</p><p>　　由表15-1查得，，故安全</p><

48、p>　　9.精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　.</b></p><p><b>　?、?判斷危險(xiǎn)截面</b></p><p>　　截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A,Ⅱ，Ⅲ，B無(wú)需校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看,截面Ⅳ和Ⅴ處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重,從受載來(lái)看,截面C上的應(yīng)力最大.

49、截面Ⅴ的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅳ的相近,但是截面Ⅴ不受扭矩作用,同時(shí)軸徑也較大,故不必做強(qiáng)度校核。截面C上雖然應(yīng)力最大,但是應(yīng)力集中不大,而且這里的直徑最大,故C截面也不必做強(qiáng)度校核,截面Ⅵ和Ⅶ顯然更加不必要做強(qiáng)度校核.由第3章的附錄可知,鍵槽的應(yīng)力集中較系數(shù)比過盈配合的小，因而,該軸只需校核截面Ⅳ左右兩側(cè)需驗(yàn)證即可。</p><p><b>　?、?截面Ⅳ左側(cè)。</b></p>

50、<p>　　抗彎系數(shù) W=0.1=0.1=6400</p><p>　　抗扭系數(shù) =0.2=0.2=12800</p><p>　　截面Ⅶ的右側(cè)的彎矩M為 </p><p>　　截面Ⅳ上的扭矩為 =107.2</p><p><b>　　截面上的彎曲應(yīng)力</b></p><p>

51、;<b>　　截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　軸的材料為45鋼。調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　由課本表15-1查得：</p><p>　　因 </p><p><b>　　經(jīng)插入后得&

52、lt;/b></p><p>　　又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為</p><p><b>　　=0.84</b></p><p><b>　　k=1+=1.81</b></p><p>　　k=1+（-1）=1.33</p><p>　　所以

53、 </p><p>　　綜合系數(shù)為： K==2.46</p><p><b>　　K==1.63</b></p><p>　　碳鋼的特性系數(shù) 取0.1</p><p><b>　　取0.05</b></p><p><b>　　安全系數(shù)&l

54、t;/b></p><p><b>　　S=39.1</b></p><p><b>　　S22</b></p><p>　　S=1.5 所以它是安全的</p><p><b>　　截面Ⅳ右側(cè)</b></p><p>　　抗彎系數(shù) W=

55、0.1=0.1=9112.5</p><p>　　抗扭系數(shù) =0.2=0.2=1822.5</p><p>　　截面Ⅳ左側(cè)的彎矩M為 M=18312.6</p><p>　　截面Ⅳ上的扭矩為 =107</p><p>　　截面上的彎曲應(yīng)力 </p><p><b>　　截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力<

56、/b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　過盈配合處的，由附表3-8用插值法求出，并取=0.8，于是得</p><p>　　=2.496 =1.997</p><p>　　軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)</p><p><b>　　綜合

57、系數(shù)為：</b></p><p><b>　　K=</b></p><p><b>　　K=</b></p><p><b>　　安全系數(shù)</b></p><p><b>　　S=53.8</b></p><p><

58、;b>　　S24.8</b></p><p>　　S=1.5 所以它是安全的</p><p>　　9．校核軸承和計(jì)算壽命</p><p>　?。?）求兩軸承受到徑向載荷</p><p>　?。?）求兩軸承計(jì)算的軸向力，</p><p>　　對(duì)于7308AC型軸承，按表13-7，軸承派生的軸向力=

59、e,其中e=0.68</p><p>　　派生軸向力 Fd1 = 0.68 Fr1=1915.8N Fd2 = 0.68 Fr2=640.7N</p><p>　　=1550.4 N < 1915.8N =Fd1, 被放松的軸承1所受的軸向力為其本身派生的軸向力Fd1, </p><p>　　(3)求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷</p><

60、p>　　，在表１３－５查得，X1＝1，=0。</p><p>　　=0.41, =0.87</p><p>　　由表１３－６取　則，A軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷</p><p><b>　　，校核安全</b></p><p><b>　　校核安全</b></p><p><

61、b>　?。?）驗(yàn)算軸承壽命</b></p><p>　　因?yàn)?gt;,所以按軸承A的受力大小驗(yàn)算</p><p>　　該軸承壽命該軸承壽命=4.35年>4年，大于大修年限，符合要求。</p><p>　　2.３軸（輸出軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)</p><p>　　1． 輸入功率　轉(zhuǎn)速　</p><

62、p><b>　　轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　2． 第三軸上齒輪受力</p><p>　　3．初定軸的最小直徑</p><p>　　選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取。由式15-2，初步估算軸的最小直徑</p><p>　　輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器

63、直徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。</p><p>　　聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 由查表14-1得</p><p>　　按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)ＧＢ／Ｔ?。担矗埃保福怠∵x用ＨＬ６型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，半軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。</p><p><b>　　4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b>

64、;</p><p>　　1）擬定軸的結(jié)構(gòu)和尺寸（見下圖）</p><p><b>　　輸出軸的結(jié)構(gòu)布置</b></p><p>　　2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　（1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的 直徑；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑

65、取擋圈直徑。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短些，現(xiàn)取。</p><p>　?。?）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30314，其尺寸為，故；而右端由于有擋油環(huán)，故。</p><p>　　右

66、端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得30314型軸承的定位軸肩高度，因此，取</p><p>　　取安裝齒輪處的軸段4-5的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為60mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。</p><p>　　軸承端蓋的總寬度為32mm（由減速器

67、及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取。</p><p>　　取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離為12mm，滾動(dòng)軸承端面距箱體內(nèi)壁之距離為5mm；由于要與減速器整體相配合，可得，。</p><p>　　至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。</p><p><b>　　軸上零件的軸向定位

68、</b></p><p>　　齒輪和聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為90mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合具有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來(lái)保證的。此處選軸的直徑尺寸公差為。</p><p>　　確定軸上圓角和倒角尺寸&l

69、t;/p><p>　　參考表15-2，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑為、。</p><p>　　軸的受力分析、彎距的計(jì)算</p><p><b>　?。ǎ保┯?jì)算支承反力</b></p><p><b>　　在水平面上</b></p><p><b>　　在垂直面上&l

70、t;/b></p><p><b>　　總支承反力</b></p><p><b>　?。?）計(jì)算彎矩</b></p><p><b>　　1）水平面彎矩</b></p><p><b>　　在A處，</b></p><p>

71、<b>　　在B處，</b></p><p><b>　　2）垂直面彎矩</b></p><p><b>　　在A處　</b></p><p><b>　　在B處 </b></p><p><b>　　3）合成彎矩</b><

72、/p><p>　　在A處　 </p><p><b>　　在B處，</b></p><p><b>　　4）轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　5）作受力、彎距、扭距圖</p><p><b>　　軸的受載情況如下表</b></p>&

73、lt;p>　　按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面中間截面）。根據(jù)式15-5及上表中的數(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</p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得。因此，故安全。</p><p>　　精確校核軸的疲勞強(qiáng)度&l

74、t;/p><p><b>　　判斷危險(xiǎn)截面</b></p><p>　　軸上前面裝聯(lián)軸器的一段只受扭矩作用。雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以前一段均無(wú)需校核。</p><p>　　從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面4和5處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況

75、來(lái)看，中間截面上的應(yīng)力最大。截面5的應(yīng)力集中影響和截面4的相近，但截面5不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不做強(qiáng)度校核。中間截面雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故中間截面不用校核。截面6和7顯然更不必校核。由第三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需截面4左右兩側(cè)即可。</p><p><b>　?。?）截面4左側(cè)</b

76、></p><p>　　抗彎系數(shù) W=0.1=0.1=34300</p><p>　　抗扭系數(shù) =0.2=0.2=68600</p><p>　　截面4的左側(cè)的彎矩M為 </p><p>　　截面4上的扭矩為 =1775.92</p><p><b>　　截面上的彎曲應(yīng)力</b>&l

77、t;/p><p><b>　　截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力</b></p><p><b>　　==</b></p><p>　　軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　由課本表15-1查得：</p><p>　　因 </p><p>

78、;　　查附表3-2，經(jīng)插值后得</p><p>　　1.913 =1.253</p><p>　　由附圖3-1可得軸的材料敏性系數(shù)為</p><p><b>　　=0.85</b></p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附表3-4)得</p><p>　　K=1+=1.749

79、</p><p>　　K=1+（-1）=1.215</p><p>　　由附圖3-2，3-3，根據(jù)直徑75mm，得 </p><p>　　軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即</p><p>　　按式3-12及3-12a得綜合系數(shù) </p>

80、<p>　　碳鋼的特性系數(shù) 取0.1</p><p><b>　　取0.05</b></p><p><b>　　計(jì)算安全系數(shù)</b></p><p><b>　　S=13.93</b></p><p><b>　　S7.1699</b

81、></p><p>　　≥S=1.5 所以它是安全的</p><p><b>　　（3） 截面4右側(cè)</b></p><p>　　抗彎系數(shù) W=0.1=0.1=42187.5</p><p>　　抗扭系數(shù) =0.2=0.2=84375</p><p>　　左側(cè)的彎矩M為

82、M=243533</p><p>　　截面4上的扭矩為 =1775920</p><p>　　截面上的彎曲應(yīng)力 </p><p>　　截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ==</p><p>　　過盈配合處由附表3-8用插值得到，并取</p><p><b>　　取質(zhì)量系數(shù) </b></p>

83、<p><b>　　綜合系數(shù)</b></p><p><b>　　K=</b></p><p><b>　　K=</b></p><p><b>　　碳鋼的特性系數(shù)</b></p><p>　　取0.1 取0.05</p>

84、;<p><b>　　安全系數(shù)</b></p><p><b>　　S=</b></p><p><b>　　S</b></p><p>　　≥S=1.5 所以它是安全的</p><p><b>　　7．選用校核鍵</b></p&

85、gt;<p><b>　?。保┞?lián)軸器處的鍵</b></p><p>　　由表6-1選用圓頭平鍵（A型） </p><p><b>　　工作長(zhǎng)度　 </b></p><p><b>　　由式6-1，</b></p><p>　　查表6-2，得 ，鍵校核不安全<

86、/p><p>　　故采用雙鍵，呈分布，雙鍵工作長(zhǎng)度</p><p>　　因此，采用雙鍵安全。</p><p><b>　　2）齒輪處的鍵</b></p><p>　　由表6-1選用單圓頭平鍵（C型）　　 </p><p><b>　　工作長(zhǎng)度　 </b></p>&

87、lt;p><b>　　由式6-1，</b></p><p>　　查表6-2，得 ，鍵校核不安全</p><p>　　故采用雙鍵，呈分布，雙鍵工作長(zhǎng)度</p><p>　　因此，采用雙鍵安全。</p><p><b>　　8.軸承校核</b></p><p>　　查滾動(dòng)

88、軸承樣本可知圓錐滾子球軸承30314的基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷。</p><p>　　1）求兩軸承受到的徑向載荷</p><p>　　2）求兩軸承的計(jì)算軸向力</p><p><b>　　查表 </b></p><p>　　軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松”，所以</p><p>　　3）

89、求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P</p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　取 </b></p><p>　　因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)有中等沖擊載荷，按表13-6， ，取</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　

90、　3）驗(yàn)算軸承壽命</b></p><p><b>　　圓錐滾子軸承取</b></p><p><b>　　軸承額定壽命為</b></p><p>　　3.２軸（中間軸）及其軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì)</p><p>　　1. 中間軸上的功率</p><p><b&

91、gt;　　轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　2．初定軸的最小直徑 選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　根據(jù)表15-3，取，于是由式15-2初步估算軸的最小直徑</p><p>　　這是安裝軸承處軸的最小直徑</p><p>　　3．根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　

92、?。?）初選型號(hào)7309AC的角接觸球軸承　參數(shù)如下</p><p>　　基本額定動(dòng)載荷　基本額定靜載荷 </p><p>　　根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩段安裝軸承的軸長(zhǎng)度分別為44mm、48mm，軸直徑為45mm。</p><p>　?。?）為了與兩端的輸入、輸出軸相配合，并與相嚙合的齒輪齒寬相配合，取兩段軸的長(zhǎng)度為61mm、61mm，軸直徑都取為50mm。</p&g

93、t;<p>　?。?）根據(jù)總體結(jié)構(gòu)取中間軸肩長(zhǎng)度為26mm，直徑為60mm。</p><p>　?。?）參考表15－2，取軸端為，各軸肩處的圓角半徑見CAD圖。</p><p><b>　　中間軸的結(jié)構(gòu)布置</b></p><p><b>　　4.選用鍵</b></p><p>　?。?/p>

94、1）低速級(jí)小齒輪的鍵</p><p>　　由表６－１選用圓頭平鍵（A型） </p><p>　　（2）高速級(jí)大齒輪的鍵</p><p>　　由表６－１選用圓頭平鍵（A型）　　 得 故安全。</p><p><b>　　九．箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　減速器的箱體采用鑄

95、造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，</p><p>　　大端蓋分機(jī)體采用配合.</p><p>　　1.機(jī)體有足夠的剛度</p><p>　　在機(jī)體為加肋，外輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)了軸承座剛度</p><p>　　2.考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱。</p><p>　　因其傳動(dòng)件速度小于12m/

96、s，故采用浸油潤(rùn)滑，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm</p><p>　　為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為</p><p>　　3.機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.</p><p>　　鑄件壁厚為10，圓角半徑為R=3。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便.</p><p><b&

97、gt;　　對(duì)附件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　A.視孔蓋和窺視孔：</p><p>　　在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6緊固</p><p><b>　　B.油螺塞：<

98、/b></p><p>　　放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。</p><p><b>　　C.油標(biāo)：</b></p><p>　　油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油

99、進(jìn)入油尺座孔而溢出.</p><p><b>　　D.通氣孔：</b></p><p>　　由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡.</p><p><b>　　E.蓋螺釘：</b></p><p>　　啟蓋螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要

100、大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋.</p><p><b>　　F.定位銷：</b></p><p>　　為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.</p><p><b>　　G.吊鉤：</b></p><p>

101、;　　在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體.</p><p><b>　　箱體結(jié)構(gòu)尺寸如下表</b></p><p><b>　　5. 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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，所以采用脂潤(rùn)滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的5

102、0號(hào)潤(rùn)滑，裝至規(guī)定高度。油的深度為H+,H=30 =34,所以H+=30+34=64。其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤(rùn)滑效果好。</p><p>　　密封性來(lái)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</p><p>　　大，為150mm，并勻均布置，保證部分面處的密封性。</

103、p><p><b>　　十一.設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　之前我對(duì)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》這門課的認(rèn)識(shí)是很膚淺的，實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)自己學(xué)得知識(shí)太少，而且就算上課的時(shí)候再認(rèn)真聽課，光靠課堂上學(xué)習(xí)的知識(shí)根本就無(wú)法解決實(shí)際問題， 必須要靠自己學(xué)習(xí)。</p><p>　　我的設(shè)計(jì)中存在很多不完美、缺憾甚至是錯(cuò)誤的地方，但由于時(shí)間的原因，是不可能一

104、一糾正過來(lái)的了。盡管設(shè)計(jì)中存在這樣或那樣的問題，我還是從中學(xué)到很多東西。首先，我體會(huì)到參考資料的重要性，利用一切可以利用的資源對(duì)設(shè)計(jì)來(lái)說是至關(guān)重要的。往往很多數(shù)據(jù)在教材上是沒有的，我們找到的參考資料也不齊全，這時(shí)參考資料的價(jià)值就立時(shí)體現(xiàn)出來(lái)了。其次，從設(shè)計(jì)過程中，我復(fù)習(xí)了以前學(xué)過的機(jī)械制圖知識(shí)，AUTOCAD的畫圖水平有所提高，Word輸入、排版的技巧也有所掌握，這些應(yīng)該是我最大的收獲。再次，嚴(yán)謹(jǐn)理性的態(tài)度在設(shè)計(jì)中是非常重要的，采用每一

105、個(gè)數(shù)據(jù)都要有根據(jù)，設(shè)計(jì)是一環(huán)扣一環(huán)的，前面做錯(cuò)了，后面就要全改，工作量差不多等于重做。</p><p>　　通過這次的課程設(shè)計(jì),極大的提高了我們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)這門課程的掌握和運(yùn)用，讓我們熟悉了手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的使用，并把我們所學(xué)的知識(shí)和將來(lái)的生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，提高了我們分析問題并自己去解決問題的能力，也提高了我們各個(gè)方面的素質(zhì)，有利于我們今后更順利地走上工作崗位。</p><p><b>

106、;　　十二.參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　1.《機(jī)械設(shè)計(jì)》</b></p><p>　　西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編著。高等教育出版社</p><p><b>　　2.《機(jī)械原理》</b></p><p>　　西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編著。高等教育出

107、版社</p><p>　　《現(xiàn)代工程圖學(xué)教程》 </p><p>　　湖北科學(xué)技術(shù)出版社。2002年8月版</p><p>　　《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 </p><p>　　國(guó)防工業(yè)出版社。1986年12月版</p><p>　　《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 </p><p>　　機(jī)械工業(yè)出版社。20