機械設(shè)計課程設(shè)計計算-- 帶式輸送機傳動裝置

1、<p><b>　　課程設(shè)計報告書</b></p><p>　　題 目： 機械設(shè)計課程設(shè)計 </p><p>　　帶式輸送機傳動裝置 </p><p>　　系 部： 機械工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 材料成型及控制工程

2、 </p><p>　　2011年 12 月 14 日</p><p>　　機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　目錄- 4 -</b></p>&l

3、t;p>　　1 引言- 6 -</p><p>　　1.1 課程設(shè)計的目的- 6 -</p><p>　　1.2 設(shè)計的內(nèi)容和任務(wù)- 7 -</p><p>　　1.2.1設(shè)計的內(nèi)容- 7 -</p><p>　　1.2.2 設(shè)計的任務(wù)- 7 -</p><p>　　1.3 設(shè)計的步驟- 7 -&l

4、t;/p><p>　　2 傳動裝置的總體設(shè)計- 8 -</p><p>　　2.1 擬定傳動方案- 8 -</p><p>　　2.2選擇原動機——電動機- 8 -</p><p>　　2.2.1選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)型式- 8 -</p><p>　　2.2.2確定電動機的功率- 9 -</p>

5、<p>　　2.2.3確定電動機的轉(zhuǎn)速- 9 -</p><p>　　2.3傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配- 10 -</p><p>　　2.3.1計算總傳動比- 10 -</p><p>　　2.3.2合理分配各級傳動比- 10 -</p><p>　　2.4計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)- 11 -</

6、p><p>　　2.4.1 各軸的轉(zhuǎn)速計算- 11 -</p><p>　　2.4.2各軸輸入功率計算- 11 -</p><p>　　2.4.3各軸輸入扭矩計算- 11 -</p><p>　　3 傳動零件的設(shè)計計算- 12 -</p><p>　　3.1 減速箱外傳動零件——帶傳動設(shè)計- 12 -<

7、/p><p>　　3.1.1 V帶傳動設(shè)計計算- 12 -</p><p>　　3.2減速器內(nèi)傳動零件——齒輪設(shè)計- 14 -</p><p>　　3.2.1選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)- 14 -</p><p>　　3.2.2齒面接觸強度設(shè)計- 14 -</p><p>　　3.2.3按齒根彎曲疲勞強度

8、校核- 15 -</p><p>　　3.3 軸的設(shè)計——輸入軸的設(shè)計- 16 -</p><p>　　3.1.1確定軸上零件的定位和固定方式 （如圖）- 16 -</p><p>　　3.3.2確定輸入軸的材料及初步確定軸的最小直徑- 17 -</p><p>　　3.3.3初步設(shè)計輸入軸的結(jié)構(gòu)- 17 -</p>

9、<p>　　3.3.4輸入軸上零件的周向定位- 18 -</p><p>　　3.3.5求作用在輸入軸上的支反力- 19 -</p><p>　　3.3.6按彎曲合成應(yīng)力校核輸入軸的強度- 19 -</p><p>　　3.4 軸的設(shè)計——輸出軸的設(shè)計- 21 -</p><p>　　3.4.1確定輸出軸的材料及初步確定軸的

10、最小直徑- 21 -</p><p>　　3.4.2確定輸出軸上零件的定位和固定方式 （如圖）- 22 -</p><p>　　3.4.3根據(jù)軸向定位的要求確定輸出軸各段直徑和長度- 22 -</p><p>　　3.4.4輸出軸上零件的周向定位- 23 -</p><p>　　3.4.5求作用在輸出軸上的支反力- 24 -<

11、/p><p>　　3.3.12按彎曲合成應(yīng)力校核輸出軸的強度- 24 -</p><p>　　4 部件的選擇與設(shè)計- 26 -</p><p>　　4.1軸承的選擇- 26 -</p><p>　　4.1.1輸入軸軸承- 26 -</p><p>　　4.1.2輸出軸軸承- 27 -</p>&l

12、t;p>　　4.2輸入軸、輸出軸鍵連接的選擇及強度計算- 27 -</p><p>　　4.3軸承端蓋的設(shè)計與選擇- 28 -</p><p>　　4.3.1軸承端蓋的類型- 28 -</p><p>　　4.4聯(lián)軸器的選擇- 29 -</p><p>　　4.4.1、聯(lián)軸器類型的選擇- 29 -</p><

13、;p>　　4.4.2、聯(lián)軸器的型號選擇- 29 -</p><p>　　4.5其它結(jié)構(gòu)設(shè)計- 30 -</p><p>　　4.5.1通氣器的設(shè)計- 30 -</p><p>　　4.5.2吊環(huán)螺釘、吊耳及吊鉤- 30 -</p><p>　　4.5.3啟蓋螺釘- 31 -</p><p>　　4.5.

14、4定位銷- 31 -</p><p>　　4.5.5油標- 31 -</p><p>　　4.5.6放油孔及螺塞- 32 -</p><p>　　4.6箱體的設(shè)計- 32 -</p><p>　　5 潤滑方式、潤滑劑牌號及密封裝置的選擇- 33 -</p><p>　　5.1潤滑方式的確定- 33 -&l

15、t;/p><p>　　5.1.1齒輪的潤滑- 33 -</p><p>　　5.1.2滾動軸承的潤滑和密封- 34 -</p><p>　　5.2 潤滑油牌號的選擇- 34 -</p><p>　　5.3 密封裝置的設(shè)計- 34 -</p><p>　　6 其他技術(shù)說明- 34 -</p><

16、;p>　　7 設(shè)計總結(jié)- 34 -</p><p>　　8 參考文獻- 35 -</p><p><b>　　1 引言 </b></p><p>　　1.1 課程設(shè)計的目的</p><p>　　課程設(shè)計目的在于培養(yǎng)機械設(shè)計能力。課程設(shè)計是完成機械設(shè)計專業(yè)全部課程學(xué)習(xí)的最后一次較為全面的、重要的、必不可少

17、的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的為：</p><p>　　1. 通過課程設(shè)計培養(yǎng)綜合運用所學(xué)全部專業(yè)及專業(yè)基礎(chǔ)課程的理論知識，解決工程實際問題的能力，并通過實際設(shè)計訓(xùn)練，使理論知識得以鞏固和提高。</p><p>　　2. 通過課程設(shè)計的實踐，掌握一般機械設(shè)計的基本方法和程序，培養(yǎng)獨立設(shè)計能力。</p><p>　　3. 進行機械設(shè)計工作基本技能的訓(xùn)練，包括訓(xùn)練、計算、繪圖

18、能力、計算機輔助設(shè)計能力，熟悉和運用設(shè)計資料（手冊、圖冊、標準、規(guī)范等）。</p><p>　　1.2 設(shè)計的內(nèi)容和任務(wù)</p><p>　　1.2.1設(shè)計的內(nèi)容</p><p>　　本設(shè)計的題目為二級直齒圓柱齒輪減速器，設(shè)計的主要內(nèi)容包括以下幾方面：</p><p>　　1.擬定、分析傳動裝置的運動和動力參數(shù)；</p><

19、;p>　　2.選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；</p><p>　　3.進行傳動件的設(shè)計計算，校核軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵等；</p><p>　　4.繪制減速器裝配圖及典型零件圖；</p><p>　　5.編寫設(shè)計計算說明書。</p><p>　　1.2.2 設(shè)計的任務(wù)</p><p>　?。?）減速器裝

20、配圖1張（0號圖紙）</p><p>　?。?）輸入軸零件圖1張</p><p>　?。?）齒輪零件圖1張</p><p>　?。?）設(shè)計說明書1份</p><p><b>　　1.3 設(shè)計的步驟</b></p><p>　　遵循機械設(shè)計過程的一般規(guī)律，大體上按以下步驟進行：</p>

21、<p>　　1. 設(shè)計準備 認真研究設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計要求和條件，認真閱讀減速器參考圖，拆裝減速器，熟悉設(shè)計對象。</p><p>　　2. 傳動裝置的總體設(shè)計 根據(jù)設(shè)計要求擬定傳動總體布置方案，選擇原動機，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)。</p><p>　　3. 傳動件設(shè)計計算 設(shè)計裝配圖前，先計算各級傳動件的參數(shù)確定其尺寸，并選好聯(lián)軸器的類型和規(guī)格。一般先計算外傳動

22、件、后計算內(nèi)傳動件。</p><p>　　4. 裝配圖繪制 計算和選擇支承零件，繪制裝配草圖，完成裝配工作圖。</p><p>　　5. 零件工作圖繪制 零件工作圖應(yīng)包括制造和檢驗零件所需的全部內(nèi)容。</p><p>　　6. 編寫設(shè)計說明書 設(shè)計說明書包括所有的計算并附簡圖，并寫出設(shè)計總結(jié)。 </p><p>　　2 傳動裝置的總體

23、設(shè)計</p><p>　　傳動裝置的總體設(shè)計，主要包括擬定傳動方案、選擇原動機、確定總傳動比和分配各級傳動比以及計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)。</p><p>　　2.1 擬定傳動方案</p><p>　　帶傳動傳動平穩(wěn)、吸振且能起過載保護作用，故選擇帶傳動。在帶傳動與運輸帶之間布置一臺一級直齒圓柱齒輪減速器，軸端連接選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。 </p>&

24、lt;p>　　圖2-1傳動布置方案簡圖</p><p>　　2.2選擇原動機——電動機</p><p>　　電動機為標準化、系列化產(chǎn)品，設(shè)計中應(yīng)根據(jù)工作機的工作情況和運動、動力參數(shù)，根據(jù)選擇的傳動方案，合理選擇電動機的類型、結(jié)構(gòu)型式、容量和轉(zhuǎn)速，提出具體的電動機型號。 </p><p>　　2.2.1選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)型式</p><p&

25、gt;　　電動機有交、直流之分，一般工廠都采用三相交流電，因而選用交流電動機。交流電動機分異步、同步電動機，異步電動機又分為籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動機應(yīng)用最多，目前應(yīng)用較300廣的Y系列自扇冷式籠型三相異步電動機， 電壓為380V，其結(jié)構(gòu)簡單、起動性能好，工作可靠、價格低廉、維護方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體、無特殊要求的場合，如運輸機、機床、農(nóng)機、風(fēng)機、輕工機械等。</p><p

26、>　　2.2.2確定電動機的功率</p><p>　　電動機功率選擇直接影響到電動機工作性能和經(jīng)濟性能的好壞：若所選電動機的功率小于工作要求，則不能保證工作機正常工作；若功率過大，則電動機不能滿載運行，功率因素和效率較低，從而增加電能消耗，造成浪費。</p><p>　　1．帶式輸送機所需的功率 </p><p>　　由課本P121公式得：PW=FV/1000

27、=1600/1000=1.76KW</p><p>　　2.計算電動機的輸出功率</p><p>　　根據(jù)文獻[2]（《機械設(shè)計課程設(shè)計》楊光等編 高等教育出版社出版）表4-4確定部分效率如下：</p><p><b>　　彈性聯(lián)軸器：</b></p><p><b>　　滑動軸承（每對）：</b>

28、</p><p>　　直齒圓柱齒輪傳動：（精度7級）</p><p><b>　　傳動滾筒效率：</b></p><p><b>　　V帶傳動效率：</b></p><p><b>　　傳動系數(shù)總效率:</b></p><p>　　=0.96=0.83&

29、lt;/p><p>　　電動機的輸出功率：==1.76/0.83=2.12KW</p><p>　　由，選擇的電動機的額定功率</p><p>　　2.2.3確定電動機的轉(zhuǎn)速</p><p>　　根據(jù)動力源和工作條件，電動機的類型選用Y系列三相異步電動機。電動機的轉(zhuǎn)速選擇常用的兩種同步轉(zhuǎn)速：和，以便選擇。</p><p>

30、<b>　　1.計算滾筒的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　由公式計算輸送帶滾筒的轉(zhuǎn)速：</p><p>　　2.確定電動機的轉(zhuǎn)速</p><p>　　由參考文獻[4]（《機械設(shè)計》）中表18—1可知一級圓柱齒輪減速器推薦傳動比范圍為，由參考文獻[2] V帶傳動比范圍為，所以總傳動比合理范圍為，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍是：</p>

31、<p>　　符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000r/min、1500r/min、3000r/min</p><p>　　由參考文獻[2]中表8-53查得：</p><p>　　表8-53中，方案2轉(zhuǎn)速高，電動機價格低，總傳動比雖然大些，但完全可以通過帶傳動和一級圓柱齒輪傳動實現(xiàn)，所以選擇方案2。</p><p><b>　　其主要參數(shù)如下：</

32、b></p><p>　　表2-1電動機相關(guān)參數(shù)</p><p>　　2.3傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配</p><p>　　2.3.1計算總傳動比</p><p>　　由電動機的滿載轉(zhuǎn)速和工作機主動軸的轉(zhuǎn)速 可得總傳動比 </p><p>　　2.3.2合理分配各級傳動比</p>&

33、lt;p>　　取帶傳動傳動比，則直齒圓柱齒輪和軸承的傳動比為：</p><p>　　2.4計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p>　　2.4.1 各軸的轉(zhuǎn)速計算</p><p><b>　?、褫S </b></p><p><b>　　Ⅱ軸 </b></p><p

34、><b>　?、筝S </b></p><p>　　2.4.2各軸輸入功率計算</p><p>　　電動機軸的輸出功率 </p><p><b>　?、褫S </b></p><p><b>　?、蜉S </b></p><p><b&

35、gt;　?、筝S </b></p><p>　　2.4.3各軸輸入扭矩計算</p><p>　　電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩 =</p><p><b>　?、褫S </b></p><p><b>　　Ⅱ軸 </b></p><p><b>　?、筝S TⅡ

36、</b></p><p>　　各項指標誤差均介于+5%～-5%之間。各軸運動和動力參數(shù)見表2：</p><p>　　表2-2各軸運動和動力參數(shù)</p><p>　　3 傳動零件的設(shè)計計算</p><p>　　3.1 減速箱外傳動零件——帶傳動設(shè)計 </p><p>　　3.1.1 V帶傳動設(shè)計計算&l

37、t;/p><p><b>　　1．確定計算功率</b></p><p>　　由[1]中表8-3查得工作情況系數(shù)</p><p>　　由[1]中公式8-12： </p><p><b>　　2．選擇V帶的帶型</b></p><p>　　根據(jù)及,由[1]中圖8-10選用A型<

38、/p><p>　　3．確定帶輪的基準直徑并驗算帶速</p><p>　?、俪踹x小帶輪的基準直徑</p><p>　　由[1]中表8-4，取小帶輪的基準直徑</p><p>　?、隍炈銕?</p><p><b>　　因為,故帶速合適。</b></p><p>　　③

39、計算大帶輪的基準直徑。根據(jù)[4]中公式8-15a計算大帶輪的基準直徑</p><p>　　由[4]中表8-8取</p><p>　　4．確定V帶的中心距和基準長度 </p><p>　　①根據(jù)[4]中公式8-20，,</p><p><b>　　初定中心距</b></p><p>　?、谟蒣4]中

40、公式8-22計算所需的基準長度</p><p>　　由[4]中表8-2選帶的基準長度</p><p>　?、塾嬎銓嶋H中心距 由[4]中公式8-23計算</p><p>　　5、驗算小帶輪上的包角 根據(jù)[4]中公式8-25計算：</p><p><b>　　(滿足要求)</b></p><p

41、><b>　　6．計算帶的根數(shù)z</b></p><p>　?、儆嬎銌胃鵙帶的額定功率</p><p>　　由和,查[4]中表8-2a得</p><p>　　根據(jù)和A型帶查[4]中表8-2b得</p><p>　　查[4]中表8-5得，查[4]中表8-6得V帶的長度系數(shù),</p><p>　

42、　于是由[4]中公式8-26：</p><p><b>　?、谟嬎鉜帶的根數(shù)z</b></p><p>　　V帶的根數(shù)確定為3根</p><p>　　7．計算單根V帶的初拉力的最小值</p><p>　　根據(jù)[4]中公式8-27：</p><p>　　其中q由[4]中表8-3得A型帶</p&

43、gt;<p>　　應(yīng)使帶的實際初拉力。</p><p><b>　　8．計算壓軸力</b></p><p>　　壓軸力的最小值由[2]中公式8-28得：</p><p><b>　　9．帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 </b></p><p>　　查[4]中表8-10得大、小帶輪總寬度：</p&g

44、t;<p>　　V型帶傳動相關(guān)數(shù)據(jù)見表3-1。</p><p>　　表3-1 V型帶傳動相關(guān)數(shù)據(jù)</p><p>　　3.2減速器內(nèi)傳動零件——齒輪設(shè)計</p><p>　　3.2.1選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　1. 齒輪類型 選用直齒圓柱齒輪傳動</p><p>　　2.

45、齒輪精度等級 帶式輸送機為一般機器速度不高，按照[4]中表10-8，選擇7級精度（GB10095-88）</p><p>　　3.齒輪材料 因傳遞功率不大，選用軟齒面齒輪組合，小齒輪用45調(diào)質(zhì)，硬度為260HBS,大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)硬度為220HBS，</p><p>　　3.2.2齒面接觸強度設(shè)計</p><p>　　1.確定作用在小齒輪上的轉(zhuǎn)矩</p

46、><p>　　2.選擇齒輪材料、確定許用接觸應(yīng)力</p><p>　　由[1]中圖9-5的公式：</p><p><b>　　小齒輪1</b></p><p><b>　　大齒輪</b></p><p>　　3.選擇齒輪齒寬系數(shù)</p><p>　　4．確

47、定載荷系數(shù) 因齒輪相對軸承對稱布置，且載荷比較平穩(wěn)，取</p><p><b>　　5．計算中心距</b></p><p><b>　　6.選定模數(shù)齒數(shù)</b></p><p>　　一般:,初選:則，取。</p><p><b>　　由</b></p><

48、p><b>　　得:</b></p><p><b>　　取標準模數(shù):,則:</b></p><p><b>　　取,則: </b></p><p><b>　　取,.</b></p><p><b>　　齒數(shù)比:</b><

49、;/p><p><b>　　傳動比誤差為</b></p><p>　　7.計算齒輪分度圓直徑</p><p><b>　　小齒輪:</b></p><p><b>　　大齒輪:</b></p><p><b>　　8.計算齒輪寬度</b>

50、;</p><p><b>　　中心距 </b></p><p><b>　　大齒輪寬度 </b></p><p>　　小齒輪寬度 因小齒輪齒面硬度高，為了補償裝配誤差，避免工作時在大齒輪池面上造成壓痕，一般因比寬些，取</p><p>　　取大齒輪寬度:,取小齒輪寬度:</p>

51、;<p>　　9.計算齒輪的圓周速度</p><p>　　根據(jù)傳送裝置的工作要求和齒輪的圓周速度，由[1]中表9-3查得，齒輪精度確定為7級精度。</p><p>　　3.2.3按齒根彎曲疲勞強度校核</p><p>　　1.確定許用彎矩應(yīng)力</p><p>　　根據(jù)[1]中表9-6查的</p><p>

52、<b>　　1</b></p><p>　　2.查兩齒輪的齒形系數(shù),比較的大小。</p><p>　　小齒輪 ,查[1]中表9-6得 </p><p>　　小齒輪 ,查[1]中表9-6得 </p><p><b>　　，應(yīng)驗算小齒輪</b></p><p>　　3．驗算小

53、齒輪的彎曲應(yīng)力，計算時應(yīng)以齒寬帶入，則有</p><p>　　小齒輪滿足彎曲強度要求，是安全的。</p><p>　　齒輪設(shè)計相關(guān)數(shù)據(jù)見表3-2。</p><p>　　表3-2 齒輪設(shè)計相關(guān)數(shù)據(jù)</p><p>　　3.3 軸的設(shè)計——輸入軸的設(shè)計</p><p>　　3.1.1確定軸上零件的定位和固定方式 （如圖）&

54、lt;/p><p>　　1，5—滾動軸承 2—軸 3—齒輪軸的輪齒段 4—套筒</p><p>　　6—密封蓋 7—軸端擋圈 8—軸承端蓋 9—帶輪 10—鍵</p><p>　　3.3.2確定輸入軸的材料及初步確定軸的最小直徑</p><p>　　1、確定軸的材料 輸入軸材料選定為45，鍛件，調(diào)質(zhì)。</p>

55、;<p>　　2、求作用在齒輪上的力</p><p>　　根據(jù)輸入軸運動和動力參數(shù),計算作用在輸入軸的齒輪上的力： </p><p><b>　　圓周力：</b></p><p><b>　　徑向力：</b></p><p>　　圓周力、徑向力的方向如圖所示<

56、;/p><p>　　3、初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先按式[4]中（15-2）初步估算軸的最小直徑。因為軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取A=110，于是得</p><p>　　3.3.3初步設(shè)計輸入軸的結(jié)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長度</p><p>　　1.

57、已知軸最小直徑為，由于是高速軸，顯然最小直徑處將裝大帶輪，大</p><p>　　帶輪和軸通過鍵連接，軸直徑應(yīng)適當增加5%，故應(yīng)取標準系列值。根據(jù)[4]中表8-7知：大帶輪的寬度</p><p><b>　　故取A段軸的長度</b></p><p>　　2.取B段軸的直徑為，根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對軸承添加潤滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端

58、面與帶輪的左端面間的距離為30mm，則軸的長度L2=58m </p><p>　　3.C段軸的長度尺寸確定，該段裝有滾動軸承，因該傳動方案沒有軸向力，高速軸轉(zhuǎn)速較高，載荷不大，故選用深溝球軸承（采用深溝球軸承的雙支點各單向固定）。參照工作要求，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標準精度級的深溝球軸承6207（參考文獻[2]表8-32），其尺寸為，那么該段的直徑為=Φ35mm，軸的長度為=20mm。</p

59、><p>　　4.D段軸為滾動軸承的定位軸間，取D段軸的直徑為，軸的長度。</p><p>　　5．E段軸為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為Φ52.5mm，分度圓直徑為Φ49mm，齒輪的寬度為49mm，則，此段的直徑為，軸的長度為。</p><p>　　6．F段軸為滾動軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取長度取。</p><p>　

60、　7．G段軸裝有滾動軸承，取軸徑為，軸的長度。</p><p>　　3.3.4輸入軸上零件的周向定位</p><p>　　1．帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按查[2]表8-28得選用平鍵為，帶輪與軸的配合為。</p><p>　　2．確定軸軸上的圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考[4]中表15-2，取軸端倒角為2×45o 各

61、軸肩處的圓倒角半徑為。</p><p>　　3.3.5求作用在輸入軸上的支反力</p><p>　　根據(jù)軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。</p><p>　　1.水平面的支反力：</p><p>　　2．垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則,那么</p><p>　　3.3.6按彎曲合成

62、應(yīng)力校核輸入軸的強度</p><p>　　1.截面1-1的彎曲力矩：</p><p>　　支撐點A到齒輪軸中點的長度：</p><p>　　水平面內(nèi)截面1-1的彎曲力矩：</p><p>　　垂直面內(nèi)截面1-1的彎曲力矩：</p><p><b>　　軸上的合成彎矩：</b></p>

63、<p><b>　　2.軸上的轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　3.計算截面1-1、2-2的當量彎矩并畫圖</p><p>　　已知軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，又在工作過程中，軸是單向回轉(zhuǎn)運動的，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)且應(yīng)力，故取</p><p>　　可得軸截面1-1、2-2處的當量彎矩：</p><p>　　從

64、軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面1-1是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算出截面1-1處的，軸的支反力、水平面的彎矩，垂直面得彎矩及合成彎矩的值列于下表：</p><p>　　表 4-1軸的載荷表 1</p><p><b>　　4.校核軸的強度</b></p><p>　?、侔磸澗睾铣蓮姸葪l件，校核危險點即1-1截面圓周表面處應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈

65、動循環(huán)切應(yīng)力，取0.6，由[4]中表15-1查得，軸彎曲疲勞極限</p><p><b>　　, </b></p><p>　　A段軸雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也可能為危險截面，所以也要對此處的切應(yīng)力進行校核計算：</p><p>　　所以，確定的軸的尺寸是合理的，軸的強度符合要求。</p><p>　　輸入軸的彎矩

66、圖如圖所示</p><p>　　3.4 軸的設(shè)計——輸出軸的設(shè)計</p><p>　　3.4.1確定輸出軸的材料及初步確定軸的最小直徑</p><p>　　1.求輸出軸上的功率/轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b><

67、/p><p><b>　　=</b></p><p>　　2.求作用在齒輪上的力</p><p>　　因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為</p><p>　　作用在齒輪上的圓周力 </p><p>　　作用在齒輪上的徑向力 </p><p>　　圓周力、徑向力的方向如圖所示<

68、;/p><p>　　3.初步確定軸的最小值徑</p><p>　　先按[4]中公式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取C=110，于是得</p><p>　　輸出軸的最小值徑顯然是安裝聯(lián)軸器去軸的直徑。為了所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。</p><p>　　聯(lián)軸器的計算

69、轉(zhuǎn)矩，查表，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則：</p><p>　　按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查[2]表8-35知，選用TL6型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器的長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。</p><p>　　3.4.2確定輸出軸上零件的定位和固定方式 （如圖）</p><p>　　1，5—滾動軸承 2—軸 3—

70、齒輪 4—套筒 6—密封蓋</p><p>　　7—鍵 8—軸承端蓋 9—軸端擋圈 10—半聯(lián)軸器</p><p>　　3.4.3根據(jù)軸向定位的要求確定輸出軸各段直徑和長度</p><p>　　1. 與聯(lián)軸器相連接的軸為A段軸，有上面計算可知，A段軸的直徑,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的斷面上，、故A段軸的長

71、度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。</p><p>　　2. 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，故取B段軸的直徑，軸承端蓋的總寬度為20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取。</p><p>　　3. C段軸裝有滾動軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6208型軸承，其尺寸為，那么該段的

72、直徑為，長度為。</p><p>　　4. D段軸裝有齒輪，并且齒輪與軸用鍵聯(lián)接，直徑要增加5%，大齒輪的分度圓直徑為169.75mm，D段的直徑取,齒輪寬為，為了保證定位的可靠性，取軸段長度為。</p><p>　　5. E段軸為齒輪的軸向定位軸肩，取軸肩的直徑為長度取。</p><p>　　6. F段軸為滾動軸承的定位軸肩，取軸肩直徑為長度。</p>

73、<p>　　7. G段軸為滾動軸承安裝出處，取軸的直徑為長度。</p><p>　　3.4.4輸出軸上零件的周向定位</p><p>　　1．齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按查[2]中表8-28</p><p>　　得選用平鍵為，齒輪與軸的配合為。同樣，半聯(lián)軸器與軸的</p><p>　　連接，選用平鍵位，半聯(lián)軸器與軸的配合為

74、。滾動軸承與軸</p><p>　　的定位是由過渡配合來保證，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>　　2．確定軸軸上的圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考《機械設(shè)計》P265表15-2，取軸端倒角為2×45o 各軸肩處的圓倒角半徑為。</p><p>　　3.4.5求作用在輸出軸上的支反力</p>&l

75、t;p>　　根據(jù)軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。</p><p>　　1.水平面的支反力：</p><p>　　2．垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則,那么</p><p>　　3.3.12按彎曲合成應(yīng)力校核輸出軸的強度</p><p>　　1.截面1-1的彎曲力矩：</p><p&

76、gt;　　支撐點A到齒輪軸中點的長度：</p><p>　　水平面內(nèi)截面1-1的彎曲力矩：</p><p>　　垂直面內(nèi)截面1-1的彎曲力矩：</p><p><b>　　軸上的合成彎矩：</b></p><p><b>　　2.軸上的轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　3.

77、計算截面1-1、2-2的當量彎矩并畫圖</p><p>　　已知軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，又在工作過程中，軸是單向回轉(zhuǎn)運動的，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)且應(yīng)力，故取</p><p>　　可得軸截面1-1、2-2處的當量彎矩：</p><p>　　從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面1-1是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算出截面1-1處的，軸的支反力、水平面的彎矩，垂直面得彎矩及

78、合成彎矩的值列于下表：</p><p>　　表 4-2軸的載荷表 2</p><p><b>　　4.校核軸的強度</b></p><p>　?、侔磸澗睾铣蓮姸葪l件，校核危險點即1-1截面圓周表面處應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)切應(yīng)力，取0.6，由[4]中表15-1查得，軸彎曲疲勞極限</p><p><b>　　

79、, </b></p><p>　　A段軸雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該截面2-2也可能為危險截面，所以也要對此處的切應(yīng)力進行校核計算：</p><p>　　所以，確定的軸的尺寸是合理的，軸的強度符合要求。</p><p>　　輸出軸的彎矩圖如圖所示</p><p>　　4 部件的選擇與設(shè)計</p><p>

80、<b>　　4.1軸承的選擇</b></p><p>　　軸系部件包括傳動件、軸和軸承組合。</p><p>　　4.1.1輸入軸軸承</p><p>　　1. 軸承類型的選擇</p><p>　　由于輸入軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，選擇深溝球軸承，即，所以軸承所受的相對軸向載荷，軸承的徑向載荷系數(shù)X=1，軸承承

81、受的徑向載荷；軸承轉(zhuǎn)速；軸承的預(yù)期壽命，又已知，初選的6207軸承，有[2]表8-32查得</p><p>　　2.軸承型號的選擇 求軸承應(yīng)有的基本額定動載荷值</p><p>　　按照[1] 表8-32給輸入軸選擇的的6207軸承滿足使用要求。 </p><p>　　4.1.2輸出軸軸承</p><p><b>　　1.軸

82、承類型的選擇</b></p><p>　　由于輸入軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，選擇深溝球軸承，即，所以軸承所受的相對軸向載荷，軸承的徑向載荷系數(shù)X=1，軸承承受的徑向載荷；軸承轉(zhuǎn)速；軸承的預(yù)期壽命，又已知，初選的6208軸承，有《機械設(shè)計課程設(shè)計》表8-32查得</p><p>　　2.軸承型號的選擇 求軸承應(yīng)有的基本額定動載荷值</p><

83、;p>　　按照[1] 表8-32給輸出軸選擇的的6208軸承滿足使用要求。</p><p>　　4.2輸入軸、輸出軸鍵連接的選擇及強度計算</p><p><b>　　1.輸入軸鍵連接</b></p><p>　　由于輸入軸上齒輪1的尺寸較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，故只為其軸端選擇鍵。輸入軸軸端選擇A型普通平鍵。其尺寸依據(jù)軸頸，由[2]中表8-

84、28選擇。鍵長根據(jù)皮帶輪寬度B=50，選取鍵的長度系列取鍵長L=45。</p><p>　　② 校核鍵連接的強度</p><p>　　鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由[4]中表6-2查得許用壓應(yīng)力取平均值。鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 由[4]中公式6-1得，鍵的連接強度滿足使用要求。鍵（摘自GB/T 1096-2003）</p><p><b>　

85、　2、輸出軸鍵連接</b></p><p>　?、?輸出軸與齒輪的鍵連接</p><p>　　①選擇鍵連接的類型與尺寸</p><p>　　一般8級以上的精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A型）。據(jù)，由[2]中表6-1查得鍵的剖面尺寸為，高度。由輪轂寬度及鍵的長度系列取鍵長。</p><p

86、>　　② 校核鍵連接的強度</p><p>　　鍵、齒輪和輪轂的材料都是鋼，由[1]中表6-2查得許用壓應(yīng)力取平均值，鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度</p><p>　　由[1]中式6-1得，鍵的連接強度滿足使用要求。鍵 （摘自GB/T 1096-2003）</p><p>　　⑵ 輸出軸端與聯(lián)軸器的鍵連接</p><p>　　據(jù)

87、輸出軸傳遞的扭矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩。由[2]中表8-35 選用型號為TL6型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器孔徑。</p><p>　?、?選擇鍵連接的類型及尺寸</p><p>　　據(jù)輸出軸軸端直徑，聯(lián)軸器TL6型軸孔，軸孔長度選取A型普通平鍵</p><p>　?、?校核鍵連接的強度</p><p>　　鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，

88、由[1]中表6-2查得許用壓應(yīng)力。鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。</p><p>　　由[1]中式6-1得，鍵的連接強度滿足使用要求。鍵 （摘自GB/T 1096-2003）</p><p>　　4.3軸承端蓋的設(shè)計與選擇</p><p>　　4.3.1軸承端蓋的類型</p><p>　　根據(jù)箱體設(shè)計，選用凸緣式軸承端蓋。各軸上的端蓋

89、：悶蓋和透蓋：參照[4]中表4.8</p><p>　　悶蓋示意圖 透蓋示意圖</p><p>　　表4-1　兩根軸上的軸承蓋的基本尺寸</p><p><b>　　4.4聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　4.4.1、聯(lián)軸器類型的選擇</p>

90、<p>　　為了隔離振動與沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。彈性套柱銷聯(lián)軸器具有緩沖和吸震性，可頻繁的起動和正反轉(zhuǎn)，可以補償兩軸的相對位移</p><p>　　4.4.2、聯(lián)軸器的型號選擇</p><p><b>　　（1）計算轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，查[4]中表14-1查得，故由[4]中公式

91、（14-1）得計算轉(zhuǎn)矩為</p><p>　　式中為工作情況系數(shù)，由工作情況系數(shù)表確定。</p><p>　?。?）選擇聯(lián)軸器型號</p><p>　　按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查[2]表8-35知，選用TL6型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，半聯(lián)軸器的長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。聯(lián)軸器的許用最大轉(zhuǎn)速為，軸徑為之間。</p&

92、gt;<p><b>　　4.5其它結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　4.5.1通氣器的設(shè)計</p><p>　　通氣器多裝在箱蓋頂部或窺視孔蓋上，其作用是將工作時箱內(nèi)熱漲氣體及時排出。其結(jié)構(gòu)基本如下：</p><p>　　4.5.2吊環(huán)螺釘、吊耳及吊鉤</p><p>　　為便于拆卸及搬運，應(yīng)在箱蓋上

93、鑄出吊耳，并在箱座上鑄出吊鉤。</p><p>　?。╝）吊耳 (b) 吊耳環(huán) （c）吊環(huán)螺釘</p><p><b>　　4.5.3啟蓋螺釘</b></p><p>　　啟蓋螺釘?shù)闹睆揭话愕扔谕咕壜?lián)接螺栓的直徑，螺紋有效長度大于凸緣厚度。螺桿端部要做成圓柱形或大倒角、半圓形，以免啟蓋

94、時頂壞螺紋。</p><p><b>　　4.5.4定位銷</b></p><p>　　定位銷有圓柱形和圓錐形兩種結(jié)構(gòu)，一般取圓錐銷。</p><p><b>　　4.5.5油標</b></p><p>　　油標用來指示油面高度，常見的有油尺、圓形油標、長形油標等。一般采用帶有螺紋部分的油尺。油尺安

95、裝位置不能太低，以防油進入油尺座孔而溢出，不能太高以免與吊耳相干涉，箱座油尺座孔的傾斜位置應(yīng)便于加工和使用。</p><p>　　油標尺 </p><p>　　4.5.6放油孔及螺塞</p><p>　　在油池最低位置設(shè)置放油孔，螺塞及封油墊圈的結(jié)構(gòu)尺寸按照國標型號選擇。</p><p>&l

96、t;b>　　出油塞</b></p><p><b>　　4.6箱體的設(shè)計</b></p><p>　　采用HT200鑄造箱體，水平剖分式箱體采用外肋式結(jié)構(gòu)。箱內(nèi)壁形狀簡單，潤滑油流動阻力小，鑄造工藝性好，但外形較復(fù)雜。</p><p>　　箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸如下:</p><p>　　5 潤滑方式、潤滑

97、劑牌號及密封裝置的選擇</p><p>　　5.1潤滑方式的確定</p><p>　　5.1.1齒輪的潤滑</p><p>　　減速器部分為通用的閉式齒輪傳動，可采用將大齒輪的輪齒浸入油池中浸油潤滑。再加上齒輪到箱底的距離30～50，取40而對于圓柱齒輪一般齒輪浸油深度亦不得小于10，所以油深在40-60之間，取48。</p><p>　　5

98、.1.2滾動軸承的潤滑和密封</p><p>　　當浸油齒輪圓周速度,軸承內(nèi)徑和轉(zhuǎn)速乘積時，宜采用脂潤滑。為防止箱體內(nèi)的油浸入軸承與潤滑脂混合，防止?jié)櫥魇?，?yīng)在箱體內(nèi)側(cè)裝擋油環(huán).</p><p>　　根據(jù)[3]表h17-1知:軸承選用鈉基潤滑脂(GB492―77)</p><p>　　5.2 潤滑油牌號的選擇 </p><p>　　齒輪與

99、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，選用牌號為100的中負荷工業(yè)齒輪油（GB 5903-1995）潤滑。 .</p><p>　　5.3 密封裝置的設(shè)計</p><p>　　選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用氈圈油封密封圈實現(xiàn)密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為 氈圈35 JB/ZQ 4606-1997 氈圈40 JB/ZQ 4606-1997 </p>

100、<p><b>　　6 其他技術(shù)說明</b></p><p>　　1．裝配前所有零件進行清洗，因為在箱體底座要加液體潤滑油，所以要在箱體內(nèi)涂耐油油漆。</p><p>　　2．用涂色法檢驗斑點，在齒高和齒長方向接觸斑點不小于50%。</p><p>　　3．高速處均不許漏油，剖分面可涂水玻璃或密封膠。</p><

101、p>　　4．減速器表面涂灰色油漆。</p><p><b>　　7 設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　終于到尾聲了，經(jīng)過了一段時間的課程設(shè)計，我深深的體會到作為一個設(shè)計人員的不易，為了能鞏固以前學(xué)過的知識并且學(xué)到更多未涉及到的知識，我在本次設(shè)計中盡可能的以真正的設(shè)計人員的標準要求自己，所以在這幾個月里，我不斷的查找各類書籍，和同學(xué)一起討論各種設(shè)計方案的選擇

102、以及減速器各零件的設(shè)計。盡最大的努力來完善我的設(shè)計方案，提高自己設(shè)計的工藝性。</p><p>　　從選電動機開始，我便開始認真的比較各類電動機，并且試著去了解更多電動機，外形尺寸、功率等等一些列系列的計算我都認真獨立完成，讓我最感到困難的是齒輪和軸的計算，因為我以前幾乎沒這么系統(tǒng)的計算過齒輪和軸，所以大量的計算有些讓我不知所措，不過我很快靜下心來，一步一步計算，這期間總會遇到這樣那樣的專業(yè)名詞、公式，有些公式甚

103、至讓人一頭霧水，于是我便查閱一些資料了解公式的“來歷”，也和同學(xué)一起探討怎樣來使用這些公式。</p><p>　　現(xiàn)在我終于了解了一個機器的誕生是需要花費大量的心血的，每個零件都有關(guān)聯(lián)，而且要從頭算起，就像這次課程設(shè)計，我們要從電動機算起，然后是帶的傳動、齒輪傳動、軸的載荷等，并且還要計算鍵、軸承，包括箱內(nèi)的油量也是要考慮，接下來就是箱體的設(shè)計，要考慮到大帶輪直徑不可以大過箱體的高度、螺栓螺釘周圍要留出扳手的空間

104、……，其他的零部件我也是斟酌比較之后選擇的，所以整體我認為工藝性還比較理想。本來要設(shè)計油溝的，但因為齒輪轉(zhuǎn)速極低，所以齒輪利用浸油潤滑，而軸承利用脂潤滑，這些是我看了許多資料之后才懂得，所以說本次課程設(shè)計對我的幫助十分大。</p><p>　　為了能更快更準確的完成課程設(shè)計，我是邊計算邊畫圖的，這樣有一個最大的好處：能及時發(fā)現(xiàn)問題可以及時改正。其實我認為這樣改正能讓我不斷的校驗自己是否計算有誤，這段期間，我為了完

105、善課程設(shè)計，不斷的計算、改圖，幾乎每時每刻都能發(fā)現(xiàn)一些問題，總有令人不滿意的地方，并且總是出現(xiàn)錯誤和馬虎的現(xiàn)象，所以大部分時間用在了校驗、檢驗、反復(fù)核查，這才完成了本次課程設(shè)計，經(jīng)過了滿短暫而又漫長的設(shè)計時期，我感到自己學(xué)到了很多課堂上未學(xué)到的知識，我發(fā)現(xiàn)自己的能力提高了很多，當然，我還初出茅廬，還有更多的知識等待我去學(xué)習(xí)，所以我會更加努力完善自己的學(xué)識，用自己的所學(xué)為社會做出重大的貢獻！</p><p><

106、;b>　　8 參考文獻</b></p><p>　　[1] 陳云飛，盧玉明.機械設(shè)計基礎(chǔ).第7版.北京：高等教育出版社，2007</p><p>　　[2] 楊 光，席偉光.機械設(shè)計課程設(shè)計.第2版.北京：高等教育出版社，2009</p><p>　　[3] 張展，姚振甫.實用機械傳動設(shè)計手冊.北京：科學(xué)出版社，1999</p>

107、;<p>　　[4] 濮良貴，紀名剛.機械設(shè)計.北京.高等教育出版社.第八版,2005 </p><p>　　[5] 王蘭美.機械制圖.北京:高等教育出版社,2006</p><p>　　[6] 詹熙達.CATIA V5產(chǎn)品設(shè)計實例教程.北京:機械工業(yè)出版社,2008</p><p>　　[7] 劉鴻文.材料力學(xué).第4版.北京:高等教育出版社,200