機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) (2)

1、<p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)（或機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程中的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，也是第一次對(duì)學(xué)生進(jìn)行教全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。其目的是：</p><p>　　通過(guò)課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他相關(guān)理論和實(shí)際知識(shí)，來(lái)解決工程實(shí)際中的具體設(shè)計(jì)問(wèn)題。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培訓(xùn)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。</p><

2、;p>　　培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)的能力；通過(guò)傳動(dòng)方案的擬定，設(shè)計(jì)計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以及編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)等各個(gè)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生掌握一般機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)內(nèi)容、步驟和方法，并在設(shè)計(jì)構(gòu)思和設(shè)計(jì)技能等方面得到相應(yīng)的鍛煉。</p><p>　　二、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)題目和任務(wù)</p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生首次進(jìn)行教全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，其性質(zhì)、內(nèi)容和培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的過(guò)

3、程與專業(yè)課的課程設(shè)計(jì)應(yīng)有所不同。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的題目，一般是選擇內(nèi)容和分量都比較適當(dāng)?shù)臋C(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械，本次設(shè)計(jì)題目是設(shè)計(jì)運(yùn)送原料的帶式運(yùn)輸機(jī)用的圓柱齒輪減速器。設(shè)計(jì)內(nèi)容：根據(jù)給定的工況參數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)、選取聯(lián)軸器、設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)、設(shè)計(jì)兩級(jí)齒輪減速器（所有的軸、齒輪、軸承、減速箱體、箱蓋以及其他附件）和與輸送帶連接的聯(lián)軸器。其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下：</p><p><b>　　動(dòng)力及傳動(dòng)裝置<

4、/b></p><p>　　原始數(shù)據(jù)F(N)=5710，v(m/s)=1.12，D(mm)=610</p><p><b>　　已知條件：</b></p><p>　　運(yùn)輸戴的工作拉力F=5710N；</p><p>　　運(yùn)輸帶工作速度v=1.12m/s；</p><p>　　滾筒直徑D=6

5、10mm；</p><p>　　滾筒及運(yùn)輸帶效率=0.94，允許總速比誤差<4%</p><p>　　工作情況 兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；</p><p>　　工作環(huán)境 室內(nèi)工作，水分和灰分為正常狀態(tài)，環(huán)境最高溫為35度；</p><p>　　齒輪使用壽命為10年，軸承使用壽命不小于15000小時(shí)，齒輪減速器（兩級(jí)）。<

6、;/p><p>　　課程設(shè)計(jì)中應(yīng)包括下面的工作內(nèi)容：</p><p>　　確定機(jī)械系統(tǒng)的總體傳動(dòng)方案；</p><p><b>　　選擇電動(dòng)機(jī)；</b></p><p>　　傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算；</p><p>　　傳動(dòng)件（如齒輪、帶及帶輪、鏈及鏈輪等）的設(shè)計(jì)；</p><

7、;p><b>　　軸的設(shè)計(jì)；</b></p><p>　　軸承組合部件的設(shè)計(jì)；</p><p><b>　　鍵的選擇和校核；</b></p><p><b>　　聯(lián)軸器的選擇；</b></p><p>　　機(jī)架或箱體等零件的設(shè)計(jì)；</p><p>

8、<b>　　潤(rùn)滑設(shè)計(jì)；</b></p><p>　　裝配圖與零件圖設(shè)計(jì)與繪制。</p><p>　　學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)應(yīng)完成的內(nèi)容如下：</p><p>　　繪制減速器裝配工作圖1張（A1圖紙）；</p><p>　　繪制高速軸和低速大齒輪圖各一張；</p><p>　　編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。<

9、;/p><p>　　三、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　擬定傳動(dòng)方案</b></p><p>　　為了滿足某一工作機(jī)的性能要求，可采用不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、不同的組合和布局，在總傳動(dòng)比保持工資不變的情況下，還可按不同的方法分配各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比，從而得到多種傳動(dòng)方案以供分析、比較。合理的傳動(dòng)方案首先要滿足機(jī)器的功能要求，例如傳動(dòng)功率的大小、

10、轉(zhuǎn)速和運(yùn)動(dòng)形式。此外還要適應(yīng)工作條件（工作環(huán)境、場(chǎng)地、工作制度等），滿足工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、傳動(dòng)效率高、使用維護(hù)便利、工藝性好、成本低等要求。要同時(shí)滿足這些要求是比較困難的，但必須滿足最主要和最基本的要求。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》的“表2－1常用減速器的類型及特性”中選擇兩級(jí)展開(kāi)式圓柱斜齒輪減速器：</p><p>　　此傳動(dòng)方案的特性是：高速級(jí)常用斜齒，低速級(jí)可用直齒或斜齒。由于相對(duì)于軸承不對(duì)稱，要求軸

11、具有較大的剛度。高速齒輪在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，以減少因彎矩變形所引起的載荷沿齒寬分布不均勻的現(xiàn)象。常用于載荷較平穩(wěn)的場(chǎng)合，應(yīng)用廣泛。</p><p><b>　　選擇電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　計(jì)算工作主軸所需功率： </p><p>　　計(jì)算工作主軸轉(zhuǎn)速： （r/min）</p><p>　　計(jì)算電動(dòng)機(jī)

12、所需功率：（KW）</p><p><b>　　其中總效率：</b></p><p>　?。ㄟx擇8級(jí)精度的圓柱斜齒輪效率=0.97；初選圓錐滾子軸承，其效率為＝0.98；聯(lián)軸器使用彈性聯(lián)軸器，其效率為＝0.99;擬使用V帶傳動(dòng)，效率為＝0.95）</p><p>　　因?yàn)椋?.98（KW），故由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》中表16－1 Y系列三相異步電

13、動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇Y160M－4電動(dòng)機(jī)，其而定功率Ped=11（KW），滿載轉(zhuǎn)速nm=1460(r/min)，同步轉(zhuǎn)速為1500(r/min)，Ped>Pd，符合要求，可避免發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。</p><p>　　確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配</p><p>　　根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比：</p><p><b>　　

14、總傳動(dòng)比： </b></p><p>　　按照傳動(dòng)比的一般分配原則（《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》第7頁(yè)），并根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》“圖2－2兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比分配”和“表2－4雙級(jí)減速器的傳動(dòng)比搭配”得一下各級(jí)傳動(dòng)比：</p><p>　　V帶的傳動(dòng)比： </p><p>　　高速級(jí)的傳動(dòng)比： </p>

15、<p>　　低速級(jí)的傳動(dòng)比： </p><p>　　計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)</p><p><b>　　計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　輸入軸（電機(jī)芯軸）轉(zhuǎn)速： r/min</p><p>　　軸I的轉(zhuǎn)速： r/min</p>

16、<p>　　軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速： r/min</p><p>　　軸Ⅲ的轉(zhuǎn)速： r/min</p><p>　　計(jì)算各軸的輸入功率：</p><p>　　軸I的功率： （KW）</p><p>　　軸Ⅱ的功率： (KW)<

17、/p><p>　　軸Ⅲ的功率： (KW)</p><p>　　計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　電機(jī)的芯軸轉(zhuǎn)矩： N·m</p><p>　　軸I的轉(zhuǎn)矩： N·m</p><p>　　軸Ⅱ的轉(zhuǎn)矩：

18、 N·m</p><p>　　軸Ⅲ的轉(zhuǎn)矩： N·m</p><p>　　四、V帶的設(shè)計(jì)與校核</p><p><b>　?、?確定計(jì)算功率</b></p><p>　　則： ，式中，工作情況系數(shù)?。?.2</p><p>　?、?根據(jù)計(jì)算功率與

19、小帶輪的轉(zhuǎn)速，查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖10-10，選擇B型V帶。</p><p>　?、?確定帶輪的基準(zhǔn)直徑</p><p>　　取小帶輪直徑 ，大帶輪的直徑 </p><p>　　根據(jù)國(guó)標(biāo)：GB/T 13575.1-1992 取大帶輪的直徑</p><p>　?、?驗(yàn)證帶速 在之間。故帶的速度合適。</p><p&

20、gt;　?、荽_定V帶的基準(zhǔn)直徑和傳動(dòng)中心距</p><p>　　初選傳動(dòng)中心距范圍為：，取</p><p><b>　　V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：</b></p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表10-2，選取帶的基準(zhǔn)直徑長(zhǎng)度</p><p><b>　　實(shí)際中心距：</b></p><p

21、>　?、?驗(yàn)算主動(dòng)輪的最小包角</p><p>　　故主動(dòng)輪上的包角合適。</p><p>　?、?計(jì)算V帶的根數(shù)z</p><p><b>　　由，，</b></p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表10-5，得，由，查表10-6，得，</p><p>　　查表10-7，得，查表10-2，

22、得</p><p><b>　　， 取根。</b></p><p>　?、?計(jì)算V帶的合適初拉力</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表10-1，取</p><p><b>　　得 </b></p><p>　?、?計(jì)算作用在軸上的載荷 </p><p&

23、gt;　?、?帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （單位）mm</p><p>　　V帶輪采用鑄鐵HT150或HT200制造，其允許的最大圓周速度為25m/s.</p><p>　　五、設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件</p><p>　?。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)計(jì)算齒輪傳動(dòng)</p><p>　　1、高速級(jí)齒輪校核：</p

24、><p>　?。?）選定齒輪的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。</p><p>　?、倏紤]傳遞的功率比較大，故大、小齒輪都選用硬齒面。查表選大、小齒輪的材料為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒面硬度為HRC1=HRC2=45</p><p>　?、谶x取精度等級(jí)。初選8級(jí)精度（GB/T 10095-1988）。</p><p>　　③選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒

25、數(shù) 取Z2＝117</p><p>　?、艹踹x螺旋角β＝15°</p><p>　　考慮閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)失效可能為點(diǎn)蝕，也可能為疲勞折斷，故分別按接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，分析對(duì)比再確定方案。</p><p>　?。?）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1）</b></p&g

26、t;<p>　?、佥d荷系數(shù)K：試選K=1.5</p><p>　?、谛↓X輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： N·m</p><p>　?、埤X寬系數(shù)：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》附表6.5選取</p><p>　?、軓椥杂绊懴禂?shù)：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.4得</p><p><b>　?、莨?jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：</b></p>&

27、lt;p><b>　　由,得</b></p><p><b>　?、薅嗣嬷睾隙龋?lt;/b></p><p>　　代入上式得 =1.659</p><p>　?、呓佑|疲勞強(qiáng)度極限：按齒面硬度查表得 ，</p><p><b>　?、鄳?yīng)力循環(huán)次數(shù)：</b></p>

28、<p>　?、峤佑|疲勞壽命系數(shù)：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖6.4得 ，</p><p>　?、饨佑|疲勞許用應(yīng)力[]：</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)，得</p><p><b>　　因，故取。</b></p><p><b>　　2）計(jì)算</b></p><

29、p><b>　?、傩↓X輪分度圓直徑</b></p><p><b>　?、谟?jì)算圓周速度：</b></p><p><b>　　m/s</b></p><p><b>　?、坌↓X輪齒寬</b></p><p><b>　　mm</b&g

30、t;</p><p><b>　?、荦X寬與齒高比：</b></p><p><b>　?、萦?jì)算載荷系數(shù):</b></p><p>　　由v＝1.19m/s，8級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖6.1查得</p><p>　　由附表6.2查得，由附表6.1查得，參考附表6.3中8級(jí)精度公式估計(jì)</p&g

31、t;<p>　　由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖6.2查得</p><p><b>　　載荷系數(shù) </b></p><p><b>　?、扌拚侄葓A直徑：</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　?、哂?jì)算模數(shù)：</b>

32、;</p><p>　?。?）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算：</p><p><b>　?、儆?jì)算載荷系數(shù)：</b></p><p>　?、诖_定齒型系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：</p><p><b>　　當(dāng)量齒數(shù) </b></p><p><b>　　查表得 </b>

33、;</p><p>　?、塾?jì)算螺旋角影響系數(shù)：</p><p><b>　　軸面重合度 </b></p><p><b>　　取 </b></p><p>　?、苡?jì)算許用彎曲應(yīng)力 []：</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖6.3查得 </p>

34、<p>　　查圖可得 ，,取安全系數(shù) </p><p><b>　　[]=</b></p><p><b>　　[]=</b></p><p><b>　?、荽_定 ：</b></p><p><b>　?、抻?jì)算齒輪模數(shù)：</b>&

35、lt;/p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=1.91</b></p><p>　　比較兩種強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果，確定模數(shù)為 </p><p>　?。?）幾何尺寸的計(jì)算：</p><p><b>　?、僦行木?lt;/b></p>

36、<p><b>　　取 </b></p><p><b>　?、谛拚菪牵?lt;/b></p><p>　?、塾?jì)算齒輪分度圓直徑：</p><p><b>　?、苡?jì)算齒輪齒寬：</b></p><p><b>　　取 則 </b></p

37、><p>　　2、低速級(jí)齒輪校核：</p><p>　?。?）選定齒輪的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。</p><p>　　①考慮傳遞的功率比較大，故大、小齒輪都選用軟齒面。查表選大、小齒輪的材料為45鋼，大、小齒輪調(diào)質(zhì)。硬度為250HBS</p><p>　?、谶x取精度等級(jí)。初選8級(jí)精度（GB/T 10095-1988）。</p>

38、<p>　?、圻x小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù) </p><p>　?、艹踹x螺旋角β＝15°</p><p>　　考慮閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)失效可能為點(diǎn)蝕，也可能為疲勞折斷，故分別按接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，分析對(duì)比再確定方案。</p><p>　?。?）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1）&l

39、t;/b></p><p>　?、佥d荷系數(shù)K：試選K=1.5</p><p>　?、谛↓X輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： N·m</p><p>　?、埤X寬系數(shù)：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》附表6.5選取</p><p>　?、軓椥杂绊懴禂?shù)：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.4得</p><p><b>　?、莨?jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：</b&

40、gt;</p><p><b>　　由,得</b></p><p><b>　　⑥端面重合度：</b></p><p>　　代入上式得 =1.641</p><p>　?、呓佑|疲勞強(qiáng)度極限：按齒面硬度查表得 ，</p><p><b>　?、鄳?yīng)力循環(huán)次數(shù)：<

41、/b></p><p>　?、峤佑|疲勞壽命系數(shù)：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖6.4得 ，</p><p>　?、饨佑|疲勞許用應(yīng)力[]：</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)，得</p><p><b>　　因，故取。</b></p><p><b>　　2）計(jì)算</b>

42、</p><p><b>　?、傩↓X輪分度圓直徑</b></p><p><b>　?、谟?jì)算圓周速度：</b></p><p><b>　　m/s</b></p><p><b>　?、坌↓X輪齒寬</b></p><p><b

43、>　　mm</b></p><p><b>　?、荦X寬與齒高比：</b></p><p><b>　?、萦?jì)算載荷系數(shù):</b></p><p>　　由v＝0.59m/s，8級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖6.1查得</p><p>　　由附表6.2查得，由附表6.1查得，參考附表6.3中

44、8級(jí)精度公式:</p><p><b>　　取</b></p><p>　　由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖6.2查得</p><p><b>　　載荷系數(shù) </b></p><p><b>　?、扌拚侄葓A直徑：</b></p><p><b>　　m

45、m</b></p><p><b>　?、哂?jì)算模數(shù)：</b></p><p>　　（3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算：</p><p><b>　?、儆?jì)算載荷系數(shù)：</b></p><p>　?、诖_定齒型系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)：</p><p><b>　　當(dāng)量齒

46、數(shù) </b></p><p><b>　　查表得 </b></p><p>　?、塾?jì)算螺旋角影響系數(shù)：</p><p><b>　　軸面重合度 </b></p><p><b>　　取 </b></p><p>　?、苡?jì)算許用彎曲應(yīng)力

47、[]：</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》附圖6.3查得 </p><p>　　查圖可得 ，,取安全系數(shù) </p><p><b>　　[]=</b></p><p><b>　　[]=</b></p><p><b>　?、荽_定 ：<

48、;/b></p><p><b>　?、抻?jì)算齒輪模數(shù)：</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　比較兩種強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果，確定模數(shù)為 </p><p>　?。?）幾何尺寸的計(jì)算：</p><p><b>　?、僦行木?lt;/b>

49、</p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　?、谛拚菪牵?lt;/b></p><p>　?、塾?jì)算齒輪分度圓直徑：</p><p><b>　?、苡?jì)算齒輪齒寬：</b></p><p><b>　　取 則 </

50、b></p><p>　　3、減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。</p><p>　　查《設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表3-1經(jīng)驗(yàn)公式，及結(jié)果列于下表。</p><p><b>　　六、設(shè)計(jì)計(jì)算軸</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┹SⅠ的設(shè)計(jì)</b></p><p><b&

51、gt;　　（1）選擇軸的材料</b></p><p>　　選取45號(hào)鋼 ，調(diào)質(zhì)，HBS230</p><p>　?。?） 初步估算軸的最小直徑</p><p>　　根據(jù)教材公式，取A0 =104，得</p><p>　　d ≥ A0 26.83（mm）</p><p>　　( 3 )軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初定軸徑

52、及軸向尺寸</p><p>　　考慮電機(jī)軸的結(jié)構(gòu)及軸的剛度，取裝帶輪處軸徑為30mm，按照軸的結(jié)構(gòu)要求，取軸承處軸徑為40mm，</p><p>　　初選軸Ⅰ的軸承為圓錐滾子軸承30308 GB/T 297-1994。 </p><p>　　兩軸承支點(diǎn)間的距離：，</p><p>　　式中： ―――――小齒輪齒寬，</p>

53、<p>　　―――――― 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙，</p><p>　　――――――― 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離，</p><p>　　――――― 軸承寬度，選取30308型圓錐滾子軸承，查表13-1，得到</p><p>　　――――― 階梯軸中間部分的長(zhǎng)度，＝131..5</p><p><b>　　得到：<

54、/b></p><p>　　帶輪對(duì)稱線到軸承支點(diǎn)的距離 </p><p>　　式中：―――――軸承蓋的凸緣厚度， </p><p>　　―――――軸承蓋端面至帶輪端面的距離，</p><p><b>　　――――帶輪寬度，</b></p><p><b>　　得到：<

55、/b></p><p>　　（4）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　?、?繪出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 ，如圖</p><p><b>　　高速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　?。╝）受力簡(jiǎn)圖；（b）水平面的受力和彎矩圖；（c）垂直面的受力和彎矩圖；</p><p>　?。╠）合

56、成彎矩圖；（e）轉(zhuǎn)矩圖；（f）計(jì)算彎矩圖</p><p>　?、?計(jì)算作用在軸上的作用力. </p><p><b>　　小齒輪的受力分析：</b></p><p>　　圓周力 6075.56 （N）</p><p>　　徑向力2296.37（N）</p><p>　　軸向力=1701.18

57、（N） </p><p>　　帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力Q＝2019.88(N)</p><p><b>　　計(jì)算支反力</b></p><p><b>　　水平面內(nèi)</b></p><p>　　×183 = ×244.5</p><p>　　得 = 4

58、547.35(N) </p><p>　　= -=1528.21 (N)</p><p><b>　　垂直面內(nèi)</b></p><p>　　得＝3751.92 N </p><p>　　得＝-564.33 N</p><p><b>　　作彎矩圖</b></

59、p><p>　　水平面內(nèi) = -×183 = -279662.43 N.mm</p><p><b>　　垂直面內(nèi) N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><

60、;b>　　合成彎矩 N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　作扭矩圖</b></p><p>　　=164040N.mm </p><p&g

61、t;<b>　　作計(jì)算彎矩圖</b></p><p>　　當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取系數(shù) = 0.6</p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></

62、p><p><b>　　N.mm</b></p><p>　　按彎扭合成力校核周軸的強(qiáng)度</p><p>　　軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制，查表得拉伸強(qiáng)度極限= 650MPa，對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)得許用應(yīng)</p><p>　　力[]b＝60MPa</p><p>　　由計(jì)算彎矩圖可見(jiàn)，A剖面得計(jì)算彎矩最大，該

63、處得計(jì)算彎矩為</p><p><b>　　<[]b</b></p><p>　　D剖面軸徑最小，該處得計(jì)算應(yīng)力為</p><p><b>　　<[]b</b></p><p>　　(5) 軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p><b>　?。ǘ┹SⅡ的設(shè)計(jì)&l

64、t;/b></p><p><b>　?。?）選擇軸的材料</b></p><p>　　選取45號(hào)剛 ，調(diào)質(zhì)，HBS230</p><p>　?。?） 初步估算軸的最小直徑</p><p>　　根據(jù)教材公式，取A0 =104，得</p><p>　　d ≥ A0 *43.56（mm）<

65、;/p><p>　　( 3 )軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初定軸徑及軸向尺寸</p><p>　　按照軸的結(jié)構(gòu)要求，取軸承處軸徑為50mm，軸承處軸徑也為最小直徑處</p><p>　　初選軸Ⅱ的軸承為圓錐滾子軸承30210 GB/T 297-1994。</p><p>　　兩軸承支點(diǎn)間的距離：，</p><p>　　式中： ―――

66、――小齒輪齒寬，</p><p>　　―――――大齒輪齒寬，</p><p>　　―――――― 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙，</p><p>　　――――――― 箱體內(nèi)壁與左軸承端面的距離，</p><p>　　――――――― 箱體內(nèi)壁與右軸承端面的距離，</p><p>　　――――― 軸承寬度，選取30210型圓錐

67、滾子軸承，查表13-1，得到</p><p><b>　　得到：</b></p><p>　?。?）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　?、?繪出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 ，如圖</p><p><b>　　中間軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　?。╝）受力簡(jiǎn)圖；（b

68、）水平面的受力和彎矩圖；（c）垂直面的受力和彎矩圖；</p><p>　?。╠）合成彎矩圖；（e）轉(zhuǎn)矩圖；（f）計(jì)算彎矩圖</p><p>　?、?計(jì)算作用在軸上的作用力. </p><p><b>　　齒輪的受力分析：</b></p><p>　　圓周力 （N） （N）</p><p&

69、gt;<b>　　徑向力（N）（N）</b></p><p>　　軸向力(N) （N）</p><p><b>　　計(jì)算支反力</b></p><p><b>　　水平面內(nèi)</b></p><p>　　得 =9778.45(N) =9012.05 (N)</

70、p><p><b>　　垂直面內(nèi)</b></p><p>　　得＝1423.94 N </p><p>　　得＝4153.02N</p><p><b>　　作彎矩圖</b></p><p>　　水平面內(nèi) = ×89.5 = 875171.275 N.mm <

71、;/p><p>　　= ×63 = 567759.15 N.mm</p><p><b>　　垂直面內(nèi) N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>

72、　　N.mm</b></p><p><b>　　合成彎矩 N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><

73、;p><b>　　作扭矩圖</b></p><p>　　=701800 N.mm </p><p><b>　　作計(jì)算彎矩圖</b></p><p>　　當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取系數(shù) = 0.6</p><p><b>　　N.mm</b></p>

74、<p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p>　　按彎扭合成力校核周軸的強(qiáng)度</p>

75、<p>　　軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制，查表得拉伸強(qiáng)度極限= 650MPa，對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)得許用應(yīng)力[]b＝60MPa</p><p>　　由計(jì)算彎矩圖可見(jiàn)，C剖面得計(jì)算彎矩最大，該處得計(jì)算彎矩為</p><p><b>　　<[]b</b></p><p>　　A,B剖面軸徑最小，該處得計(jì)算應(yīng)力為</p>&

76、lt;p><b>　　<[]b</b></p><p>　　(5) 軸Ⅱ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p><b>　?。ㄈ┹SⅢ的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。?）選擇軸的材料</b></p><p>　　選取45號(hào)鋼 ，調(diào)質(zhì)，HBS230</p>

77、;<p>　?。?） 初步估算軸的最小直徑</p><p>　　根據(jù)教材公式，取A0 =104，得</p><p>　　d ≥ A0 *62.79（mm）</p><p>　　( 3 )軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初定軸徑及軸向尺寸</p><p>　　考慮輸出端的結(jié)構(gòu)要求及軸的剛度，取裝聯(lián)軸器處軸徑為65mm，按照軸的結(jié)構(gòu)要求，取軸承處軸

78、徑為70mm， </p><p>　　初選軸Ⅲ的軸承為圓錐滾子軸承30214 GB/T 297-1994。</p><p>　　兩軸承支點(diǎn)間的距離：，</p><p>　　式中： ―――――大齒輪齒寬，</p><p>　　―――――― 箱體內(nèi)壁與大齒輪端面的間隙，</p><p>　　――――――― 箱體內(nèi)壁與左

79、軸承端面的距離，</p><p>　　――――――― 箱體內(nèi)壁與右軸承端面的距離，</p><p>　　――――――― 階梯軸中間部分的長(zhǎng)度， </p><p>　　――――― 軸承寬度，選取30214型圓錐滾子軸承，查表13－1，得到</p><p><b>　　得到：</b></p><p

80、>　　安裝聯(lián)軸器的軸上的鍵的徑向?qū)ΨQ中心到軸承支點(diǎn)的距離</p><p>　　式中：―――――軸承蓋的凸緣厚度， </p><p>　　―――――軸承蓋端面至聯(lián)軸器端面的距離，</p><p>　　――――聯(lián)軸器寬度，</p><p><b>　　得到：</b></p><p>　?。ㄆ渲懈?/p>

81、據(jù)軸Ⅲ的轉(zhuǎn)矩N.M和前面選擇的軸孔直徑為65mm，查表選擇彈性柱銷齒式聯(lián)軸器，其型號(hào)為：ZL-5,工稱轉(zhuǎn)矩為4000N.m,軸孔直徑為65mm.）</p><p>　?。?）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　?、?繪出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 ，如圖</p><p><b>　　低速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩</b></p><p&g

82、t;　?。╝）受力簡(jiǎn)圖；（b）水平面的受力和彎矩圖；（c）垂直面的受力和彎矩圖；</p><p>　?。╠）合成彎矩圖；（e）轉(zhuǎn)矩圖；（f）計(jì)算彎矩圖</p><p>　　② 計(jì)算作用在軸上的作用力. </p><p><b>　　齒輪的受力分析：</b></p><p>　　圓周力 （N） </p&g

83、t;<p><b>　　徑向力（N）</b></p><p><b>　　軸向力 （N）</b></p><p><b>　　計(jì)算支反力</b></p><p><b>　　水平面內(nèi)</b></p><p>　　×156 = &#

84、215;243.5</p><p>　　得 = 7917.78(N) </p><p>　　= 4441.06 (N)</p><p><b>　　垂直面內(nèi)</b></p><p>　　得＝575.63 N </p><p>　　得＝4096.63 N</p>&l

85、t;p><b>　　作彎矩圖</b></p><p>　　水平面內(nèi) = ×156= -692805.36 N.mm </p><p><b>　　垂直面內(nèi) N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　合

86、成彎矩 N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　作扭矩圖</b></p><p>　　= 2101930 N.mm </p><p><b>　　作計(jì)算彎矩圖</b></p><p>　　

87、當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取系數(shù) = 0.6</p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p>　　按彎扭合成力校核周軸的強(qiáng)度</p><p>

88、　　軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制，查表得拉伸強(qiáng)度極限= 650MPa，對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)得許用應(yīng)力[]b＝60MPa</p><p>　　由計(jì)算彎矩圖可見(jiàn)，C剖面得計(jì)算彎矩最大，該處得計(jì)算彎矩為</p><p><b>　　<[]b</b></p><p>　　D剖面軸徑最小，該處得計(jì)算應(yīng)力為</p><p><b

89、>　　<[]b</b></p><p>　　(5) 軸Ⅲ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　七、選擇滾動(dòng)軸承及壽命計(jì)算</p><p>　　1、校核軸Ⅰ的兩圓錐滾子軸承30308 GB/T 297-1994（其中C＝86.2kN，）</p><p><b>　　1）計(jì)算軸的受力</b></p&g

90、t;<p>　　SA Fa SB</p><p>　　A B</p><p>　　Fa＝1701.18 N</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)

91、課程設(shè)計(jì)》表13-1得：</p><p>　　所以軸承A被“壓緊”，軸承B被“放松”</p><p>　　2）計(jì)算軸受到的當(dāng)量動(dòng)載荷和：</p><p>　　查表對(duì)于軸承A取 </p><p>　　對(duì)于軸承B取 </p><p><b>　　取 則</b><

92、/p><p><b>　　N</b></p><p>　　因?yàn)?，所以按軸承A驗(yàn)算軸承壽命</p><p>　　2、校核軸Ⅱ的兩圓錐滾子軸承30210 GB/T 297-1994（其中C＝72200N，）</p><p><b>　　1）計(jì)算軸的受力</b></p><p>　　S

93、A Fa SB</p><p>　　A B</p><p>　　Fa＝1957.36N</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表13-1得： <

94、;/p><p>　　所以軸承A被“壓緊”，軸承B被“放松”</p><p>　　2）計(jì)算軸受到的當(dāng)量動(dòng)載荷和：</p><p>　　查表對(duì)于軸承A取 </p><p>　　對(duì)于軸承B取 </p><p><b>　　取 則</b></p><p>

95、;<b>　　N</b></p><p>　　因?yàn)?，所以按軸承A驗(yàn)算軸承壽命</p><p>　　3、校核軸Ⅲ的兩圓錐滾子軸承30214 GB/T 297-1994（其中C＝125000N，）</p><p><b>　　1）計(jì)算軸的受力</b></p><p>　　SA

96、 Fa SB</p><p>　　A B</p><p>　　Fa＝3460.53N</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表13-1得：</p><

97、;p>　　所以軸承B被“壓緊”，軸承A被“放松”</p><p>　　2）計(jì)算軸受到的當(dāng)量動(dòng)載荷和：</p><p>　　查表對(duì)于軸承A取 </p><p>　　對(duì)于軸承B取 </p><p><b>　　取 則</b></p><p>　　因?yàn)?，所以按軸承B

98、驗(yàn)算軸承壽命</p><p>　　八、鍵連接的選擇和強(qiáng)度校核：</p><p>　　高速軸與V帶輪用鍵連接：</p><p>　　選用圓頭普通平鍵（A型）</p><p>　　按軸徑30mm及輪轂長(zhǎng)度120mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》附表10-1選鍵.</p><p><b>　　強(qiáng)度校核：</b>

99、;</p><p>　　鍵材料選用45號(hào)鋼，V帶輪材料為鑄鐵，查表得鍵聯(lián)接得許用應(yīng)力</p><p><b>　　鍵的工作長(zhǎng)度：</b></p><p>　　鍵與輪轂的槽的接觸高度：</p><p>　　則鍵的工作擠壓應(yīng)力：</p><p>　　可見(jiàn)鍵達(dá)到擠壓強(qiáng)度要求。</p>&l

100、t;p>　　中間軸與齒輪的鍵連接：</p><p>　　由于齒輪的精度為8級(jí)，且齒輪不在軸端，因此選用圓頭普通平鍵（A型），后來(lái)因?yàn)橛脝捂I校核發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度達(dá)不到要求，因此選用雙鍵。</p><p>　　根據(jù)，輪轂長(zhǎng)為55mm，查附表10-1選鍵</p><p><b>　　強(qiáng)度校核：</b></p><p>　　鍵材料

101、選用45號(hào)鋼，查表得鍵的許用擠壓應(yīng)力</p><p><b>　　鍵的工作長(zhǎng)度： </b></p><p>　　鍵與輪轂的槽的接觸高度：</p><p>　　則鍵的工作擠壓應(yīng)力：</p><p>　　可見(jiàn)鍵達(dá)到擠壓強(qiáng)度要求。</p><p>　　低速軸與齒輪的鍵連接：</p><

102、;p>　　由于齒輪的精度為8級(jí)，且齒輪不在軸端，因此選用圓頭普通平鍵（A型）。</p><p>　　根據(jù)，輪轂長(zhǎng)為110mm，查附表10-1選鍵</p><p><b>　　強(qiáng)度校核：</b></p><p>　　鍵材料選用45號(hào)鋼，查表得鍵的許用擠壓應(yīng)力</p><p><b>　　鍵的工作長(zhǎng)度： &l

103、t;/b></p><p>　　鍵與輪轂的槽的接觸高度：</p><p>　　則鍵的工作擠壓應(yīng)力：</p><p>　　可見(jiàn)鍵達(dá)到擠壓強(qiáng)度要求。</p><p>　　低速軸與聯(lián)軸器用鍵連接：</p><p>　　選用圓頭普通平鍵A型</p><p>　　按軸徑60mm及輪轂長(zhǎng)度142mm，

104、查附表10-1選鍵.</p><p><b>　　強(qiáng)度校核：</b></p><p>　　鍵材料選用45號(hào)鋼，查表得鍵的許用擠壓應(yīng)力</p><p><b>　　鍵的工作長(zhǎng)度：</b></p><p>　　鍵與輪轂的槽的接觸高度：</p><p>　　則鍵的工作擠壓應(yīng)力：&l

105、t;/p><p>　　可見(jiàn)鍵達(dá)到擠壓強(qiáng)度要求。</p><p><b>　　九、選擇聯(lián)軸器</b></p><p>　　輸出端聯(lián)軸器連接減速器低速軸與工作機(jī)之間,由于軸的轉(zhuǎn)速較低,傳遞轉(zhuǎn)矩比較大,且減速器工作機(jī)常不在同一機(jī)座上,要求有較大的軸線偏移補(bǔ)償,且為了緩和沖擊,避免振動(dòng)影響減速器內(nèi)傳動(dòng)件的正常工作,可選用有彈性元件的撓性聯(lián)軸器,據(jù)此選用彈性

106、柱銷聯(lián)軸器,材料為45鋼.</p><p>　　聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查表取工作情況系數(shù)KA＝1.5，故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為</p><p>　　由軸的直徑為60mm,查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)－軸及其連接》表5-2-32選用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器型號(hào)為：ZL5 GB/T 5015—1985 ,許用轉(zhuǎn)矩為4000,許用轉(zhuǎn)速為4000r/min.</p><p>　　十、減速器的潤(rùn)滑： <

107、/p><p>　　齒輪傳動(dòng)的圓周速度為v為 </p><p>　　高速級(jí)大齒輪 = = 1.40 (m/s) </p><p>　　低速級(jí)大齒輪 = = 0.62 (m/s)</p><p>　　因 v ≤12 m/s ，所以采用浸油潤(rùn)滑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》附表14-1，選用 全損耗系統(tǒng)用油（），考慮到兩級(jí)斜齒輪的直徑相差不大，所

108、以同時(shí)將兩個(gè)大齒輪浸入油中，而且浸油深度不少于10mm。</p><p>　　對(duì)軸承的潤(rùn)滑，因，采用脂潤(rùn)滑，由表14-2選用鈣鈉基潤(rùn)滑脂 （），只需填充軸承空間的，并在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)擋油環(huán)，使油池中的油不能進(jìn)入軸承以致稀釋潤(rùn)滑脂。</p><p><b>　　心得體會(huì)</b></p><p>　　短短兩個(gè)星期的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)過(guò)去了，現(xiàn)在細(xì)細(xì)回想起

109、來(lái)，還真是感慨萬(wàn)千！自己在學(xué)習(xí)《機(jī)械設(shè)計(jì)》的時(shí)候就感覺(jué)到有些吃力，有太多的公式了，開(kāi)始的時(shí)候顯得很枯燥無(wú)味。雖然老師很早就給了我們?cè)O(shè)計(jì)用的提綱和數(shù)據(jù)，但由于當(dāng)時(shí)學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)還很有限，剛開(kāi)始的時(shí)候還真是感覺(jué)無(wú)從下手！</p><p>　　就這樣一直到課程設(shè)計(jì)的開(kāi)始，自己都還沒(méi)準(zhǔn)備什么，看著同學(xué)都在如火如荼的展開(kāi)理論計(jì)算，自己心里也很著急。后來(lái)在同學(xué)的幫助下，再加上自己看了以往師兄做的課程設(shè)計(jì)，自己漸漸找到了設(shè)

110、計(jì)的門路。之后便展開(kāi)了繁重的理論計(jì)算，期間出現(xiàn)的問(wèn)題很多很多，解決了這個(gè)問(wèn)題又發(fā)現(xiàn)了另外一個(gè)問(wèn)題，還重新算了幾遍，從中也發(fā)現(xiàn)自己的很多問(wèn)題，不過(guò)經(jīng)過(guò)自己的努力都一一克服了！完成了理論計(jì)算，便開(kāi)始畫(huà)草圖了，在畫(huà)圖時(shí)結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大問(wèn)題，就是齒輪間出現(xiàn)了干涉。當(dāng)時(shí)自己的心情啊，真的有些很無(wú)奈，辛辛苦苦的計(jì)算又出問(wèn)題了。沒(méi)辦法，只能重新設(shè)計(jì)齒輪，后來(lái)終于也都把草圖畫(huà)完了，總算沒(méi)出現(xiàn)什么大問(wèn)題。最后便是用AutoCAD畫(huà)圖了。由于很久沒(méi)用過(guò)Au

111、toCAD了，開(kāi)始時(shí)還把AutoCAD大概復(fù)習(xí)了一下，呵呵，不過(guò)用AutoCAD畫(huà)圖還是花了我很多時(shí)間，主要是畫(huà)草圖的時(shí)候有很多的數(shù)據(jù)都是沒(méi)有查表的，都是大概畫(huà)上去的，所以在用AutoCAD畫(huà)的時(shí)候就花了很多時(shí)間去查表，比如箱體的尺寸，螺栓的尺寸等等?；瞬畈欢嘤?天的時(shí)間才把所有的AutoCAD圖給畫(huà)完了！</p><p>　　總的來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)這兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，自己不但很好的鞏固了機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械方

112、面的設(shè)計(jì)有了一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，從中也讓自己發(fā)現(xiàn)了自身的很多問(wèn)題，如有時(shí)候比較粗心大意，顯得比較急躁，考慮問(wèn)題有時(shí)候還是很不全面的等等。這次的課程設(shè)計(jì)，也鍛煉我們查找資料，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)的能力，很好的鍛煉了我們的專業(yè)知識(shí)，為以后可能從事機(jī)械方面的工作打下了一個(gè)很好的基礎(chǔ)。這次的課程設(shè)計(jì)，也得到了老師和同學(xué)的很多幫助，有了他們的指導(dǎo)，自己少走了很多彎路，有時(shí)候大家一起討論問(wèn)題，也很好的鍛煉我們的團(tuán)體意識(shí)。短短的兩個(gè)星期就這樣過(guò)去了，但這次的課程

113、設(shè)計(jì)留給我們的很多很多……</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　?。?）《機(jī)械設(shè)計(jì)》，朱文堅(jiān)、黃平、吳昌林主編，高等教育出版社2005年2月出版；</p><p>　?。?）《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，朱文堅(jiān)、黃平主編，華南理工大學(xué)出版社2004年1月出版；</p><p>　?。?）《機(jī)械原理》，

114、孫桓、陳作模主編，高等教育出版社2001年5月出版；</p><p>　　（4）《互換性與測(cè)量技術(shù)》,黃鎮(zhèn)昌編,華南理工大學(xué)出版社2001年1月出版；</p><p>　?。?）《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)－減速器.電機(jī)與電器》成大先主編，化學(xué)工業(yè)出版社2004年1月出版</p><p>　?。?）《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)－軸及其聯(lián)接》成大先主編，化學(xué)工業(yè)出版社2004年1月出版</