機(jī)械課程設(shè)計(jì)--一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 起重機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) </p><p>　　系 部 ： </p><p>　　專 業(yè) ： </p>

2、<p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　起迄日期: 2013年12月24日~ 2014 年1月14日</p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　教研室主任： </p>

3、<p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　1、題目</b></p><p>　　設(shè)計(jì)用于起重機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置——一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。</p><p><b>　　2、參考方案</b></p><p>　?。?）V帶傳動(dòng)和一級(jí)閉式齒輪傳

4、動(dòng)</p><p><b>　　3、原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　1、提升重量G =750kgf；</p><p>　　2、重物提升速度 υ=0.60m/s；</p><p>　　3、滾動(dòng)槽底直徑 D=240mm ,鋼絲繩直徑D=9.3mm；</p><p>　　4、滾筒效率 ηj=0.

5、96；</p><p>　　5、工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；</p><p>　　6、使用折舊期10年；</p><p>　　7、工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度35oC；</p><p>　　8、動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓380/220V；</p><p>　　9、檢修間隔期：四年一次大修，

6、二年一次中修，半年一次小修；</p><p>　　10、制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。</p><p>　　11、允許誤差：允許輸送帶速度誤差。 </p><p><b>　　5、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　繪制減速器的裝配圖和部分零件工作圖。</p><p>　

7、　減速器裝配圖一張（A0或A1）；</p><p>　　軸及軸上齒輪的零件圖各一張（A3或A4）；</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　1、傳動(dòng)方案的確定……………………………………………………1</p><p>　　2、電動(dòng)

8、機(jī)的選擇····································

9、·····1</p><p>　　3、傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比的計(jì)算和分配………………………………3</p><p>　　4、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的確定………………………………3</p><p>　　二 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　1、V帶設(shè)計(jì)………………………………………………………

10、……5</p><p>　　2、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)………………………………………………………7</p><p>　　3、軸的設(shè)計(jì)……………………………………………………………11</p><p>　　4、滾動(dòng)軸承的選擇與校核計(jì)算………………………………………18</p><p>　　5、鍵聯(lián)接的選擇及其校核計(jì)算………………………………………19&l

11、t;/p><p>　　6、聯(lián)軸器的扭矩校核…………………………………………………20</p><p>　　7、減速器基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選擇……………………………………21</p><p>　　三 箱體尺寸及附件的設(shè)計(jì)</p><p>　　1、箱體的尺寸設(shè)計(jì)……………………………………………………23</p><p>　　2

12、、附件的設(shè)計(jì)…………………………………………………………25</p><p>　　四 設(shè)計(jì)心得 …………………………………………………………27</p><p>　　五 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………29</p><p>　　六 主要設(shè)計(jì)一覽表 …………………………………………………30</p><p><

13、b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p><p><b>　　傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　確定傳動(dòng)方案</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)選用的起重機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置方案：V帶傳動(dòng)和一級(jí)閉式齒輪（封閉臥式結(jié)構(gòu)）傳動(dòng)，其傳動(dòng)裝置見下圖。</p><p><

14、b>　　選擇電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　?。?）選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率</p><p>　　起重機(jī)原始數(shù)據(jù)的第 6組數(shù)據(jù)，即：</p><p>　　工作機(jī)所需功率為： </p><p>　　從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的傳動(dòng)總效率為：</p><p>　　其中、、、、分別為V帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、彈性套柱銷聯(lián)軸器

15、、滾筒、滾動(dòng)軸承的效率，查取《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》附錄3 選取=0.96 、=0.98（8級(jí)精度）、=0.99、=0.96、=0.96（球軸承）</p><p><b>　　故</b></p><p>　?、?電動(dòng)機(jī)所需功率為</p><p>　　又因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的額定功率</p><p>　　查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》附錄50，選取

16、電動(dòng)機(jī)的額定功率為5.5kW，滿足電動(dòng)機(jī)的額定功率 。</p><p><b>　　確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　傳動(dòng)滾筒軸工作轉(zhuǎn)速： </p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P154附表8-4b， V帶常用傳動(dòng)比為i1=2~5，圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器常用傳動(dòng)比范圍為i2=3~5（8級(jí)精度）。根據(jù)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i

17、與各級(jí)傳動(dòng)比i1、i2、…in之間的關(guān)系是i=i1i2…in，可知總傳動(dòng)比合理范圍為i=6~25。</p><p><b>　　又 因?yàn)?，</b></p><p>　　故 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選擇范圍相應(yīng)為：。符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min和1000r/min兩種。 </p><p>　?。?） 確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)</p>

18、<p>　　選上述不同轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》附錄50及相關(guān)資料得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)：選取同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的M系列電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為Y132M2-6。</p><p>　　查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表19-5，得到電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)：</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)</b></p><p><b&

19、gt;　　表二</b></p><p>　　傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比的計(jì)算和分配</p><p><b>　?。?） 總傳動(dòng)比</b></p><p>　?。?） 分配各級(jí)傳動(dòng)比</p><p>　　各級(jí)傳動(dòng)比與總傳動(dòng)比的關(guān)系為i=i1i2。根據(jù)V帶的傳動(dòng)比范圍i1=2 ~5 ，初選i1＝4，則單級(jí)圓柱齒輪減速器的

20、傳動(dòng)比為i2=5，符合圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍i2=3~5（8級(jí)精度），且符合了在設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)和一級(jí)圓柱齒輪減速器組成的傳動(dòng)裝置中，應(yīng)使帶傳動(dòng)比小于齒輪傳動(dòng)比，即i帶<i齒。</p><p>　　4、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p><b>　　計(jì)算各軸輸入功率</b></p><p>　　0軸（電動(dòng)機(jī)軸）的輸出功率為：

21、</p><p>　　②1軸（減速器高速軸）的輸入功率：從0軸到1軸，經(jīng)過V帶傳動(dòng)和一個(gè)聯(lián)軸器，所以：</p><p>　　2軸（減速器低速軸）的輸入功率：從1軸到2軸，經(jīng)過一對(duì)軸承，一對(duì)齒輪傳動(dòng)，一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)，所以：</p><p>　　3軸（滾筒軸）的輸入功率：從2軸到3軸，經(jīng)過一對(duì)軸承，一個(gè)聯(lián)軸器，所以：</p><p><b

22、>　　計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　0軸（電動(dòng)機(jī)軸）的轉(zhuǎn)速：</p><p>　　1軸（減速器高速軸）的轉(zhuǎn)速：</p><p>　　2軸（減速器低速軸）的轉(zhuǎn)速：</p><p>　　3軸（滾筒軸）的轉(zhuǎn)速：</p><p>　?。?） 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩</p><p>　

23、?、?0軸（電動(dòng)機(jī)軸）的轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　1軸（減速器高速軸）的轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　2軸（減速器低速軸）的轉(zhuǎn)矩： </p><p>　　④ 3軸（滾筒軸）的轉(zhuǎn)矩： </p><p>　　把上述計(jì)算結(jié)果列于下表：</p><p><b>　　表三</b></p>&l

24、t;p><b>　　傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　箱外傳動(dòng)件設(shè)計(jì)（V帶設(shè)計(jì)）</p><p>　?。?）計(jì)算設(shè)計(jì)功率Pd</p><p>　　根據(jù)V帶的載荷有輕微振動(dòng)，兩班工作制（16小時(shí)），查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7查的工作情況系數(shù)KA＝1.2。</p><p><b>　　即 </b&

25、gt;</p><p><b>　　（2）選擇帶型</b></p><p>　　普通V帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P157表8-11選取。根據(jù)算出的Pd＝6.6kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n1＝960r/min ，查圖得：d d=125~280mm可知應(yīng)選取B型V帶。</p><p>　　（3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速

26、</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-8普通V帶輪的基準(zhǔn)直徑系列查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為125~140mm（ddmin=125mm），則取dd1= 140mm> ddmin.（dd1根據(jù)P157表8-8查得）</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P157表8-8查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得=560mm</p><p>　　誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比： （為彈性滑動(dòng)率）<

27、;/p><p><b>　　誤差 符合要求</b></p><p>　?、?帶速 </p><p>　　滿足5m/s<v<25~30m/s的要求，故驗(yàn)算帶速合適。</p><p>　　（4）確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式

28、8-20得，</p><p>　　可得0.7（140+560）2（140+560）</p><p>　　即4901400，選取=900mm </p><p><b>　　所以有：</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P146表8－2，查得v帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為：Ld＝2800mm</p><p&g

29、t;　　實(shí)際中心距 </p><p><b>　　符合要求。</b></p><p>　?。?）確定帶的根數(shù)z</p><p>　　根據(jù)dd1= 140mm和n=1000r/min，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4a和表8-4b，取單根普通V帶的基本額定功率和單根普通V帶額定功率的增量分別為：P1=2.10KW，△P1=0.30KW</p

30、><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P155表8-5查得包角修正系數(shù)，取Ka=0.92 </p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P146表8-2查得帶長(zhǎng)修正系數(shù)，KL＝1.05</p><p><b>　　則帶的根數(shù)</b></p><p><b>　　所以z取整數(shù)為3根</b></p><p

31、>　?。?）確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸</p><p>　　根據(jù)V帶輪結(jié)構(gòu)的選擇條件，Y132M2-6型電機(jī)的主軸直徑為d=38mm；</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P161 ，“V帶輪的結(jié)構(gòu)”判斷：當(dāng)3d＜dd1(140mm)＜300mm，可采用H型孔板式或者P型腹板式帶輪，這次選擇H型孔板式作為小帶輪。</p><p>　　由于dd2>300mm，所以

32、宜選用E型輪輻式帶輪。</p><p>　　總之，小帶輪選H型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　（7）確定帶的張緊裝置</p><p>　　選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。</p><p>　?。?）計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值（F0）min</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)

33、計(jì)》表8-3得B型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.18Kg/m.</p><p><b>　?。?）計(jì)算壓軸力</b></p><p>　　已知B型帶的初拉力F0＝277.62N, =150.80o，z=3，則</p><p><b>　　（10）帶輪的材料</b></p><p>　　選用灰鑄鐵，HT2

34、00。</p><p>　　減速器內(nèi)傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)（齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)）</p><p>　?。?）選擇齒輪材料、熱處理方法及精度等級(jí)</p><p>　?、?齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度</p><p>　　因?yàn)檩d荷中有輕微振動(dòng)，傳動(dòng)速度不高，傳動(dòng)尺寸無特殊要求，屬于一般的齒輪傳動(dòng)，故兩齒輪均可用軟齒面齒輪。</p><p&g

35、t;　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P191表10-1：小齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度236HBS；大齒輪選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為190HBS。</p><p><b>　　精度等級(jí)初選</b></p><p>　　減速器為一般齒輪傳動(dòng)，圓周速度不會(huì)太大，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》P197表10-4，初選8級(jí)精度。</p><p>　　（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)

36、度設(shè)計(jì)齒輪</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中的減速器是軟齒面的閉式齒輪傳動(dòng)，齒輪承載能力主要由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度決定，其設(shè)計(jì)公式為： </p><p><b>　　確定載荷系數(shù)K</b></p><p>　　因?yàn)樵擙X輪傳動(dòng)是軟齒面的齒輪，圓周速度也不大，精度也不高，而且齒輪相對(duì)軸承是對(duì)稱布置，試選載荷系數(shù)Kt=1.3。</p>&l

37、t;p><b>　　小齒輪的轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　接觸疲勞許用應(yīng)力</b></p><p>　?、。┙佑|疲勞極限應(yīng)力</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P209圖10-21中的MQ取值線，根據(jù)兩齒輪的齒面硬度，查得45鋼的調(diào)質(zhì)處理后的接觸疲勞強(qiáng)度極限為</p><p>　　

38、=580MPa ， =530MPa </p><p>　?、ⅲ┙佑|疲勞壽命系數(shù)ZN </p><p>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù)公式為： N=60 n jth </p><p>　　工作壽命每年按300天，每天工作16小時(shí)，故</p><p>　　N1=60×240×1×(300×10×16)

39、 =6.912×108</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P207圖10-19，且允許齒輪表面有一定的點(diǎn)蝕</p><p>　　KHN1=0.90; KHN2=0.92。</p><p>　　ⅲ) 接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)SHmin</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得安全系數(shù)：SHmin＝1 </p><

40、p>　?、ぃ┯?jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。</p><p>　　將以上各數(shù)值代入許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式得</p><p><b>　?、ィX數(shù)比</b></p><p>　　因?yàn)?Z2=i2 Z1，所以</p><p><b>　?、ΓX寬系數(shù)</b></p><p>　　由于本

41、設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)中的齒輪為對(duì)稱布置，且為軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P205表10-7，得到齒寬系數(shù)的范圍為0.9~1.4。取。</p><p>　?、В┯?jì)算小齒輪直徑d1</p><p>　　由于，故應(yīng)將代入齒面接觸疲勞設(shè)計(jì)公式，得</p><p><b>　　圓周速度v</b></p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P197

42、表10－22，v1<2m/s，該齒輪傳動(dòng)選用8級(jí)精度。</p><p><b>　　計(jì)算齒寬b</b></p><p><b>　　計(jì)算齒寬與齒高之比</b></p><p><b>　　模數(shù)</b></p><p>　　齒高，則b/h=85.327/8.000=10.6

43、7</p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)V=0.60m/s,8級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.06；</p><p><b>　　;</b></p><p>　　由圖表10-2查得使用系數(shù);</p><p>　　由表10-4用插

44、值法查得 8級(jí)精度、小齒輪相對(duì)于支撐對(duì)稱布置時(shí)，；</p><p>　　由表10-13查得;</p><p><b>　　故載荷系數(shù)為K=</b></p><p>　　按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（10-10a）得</p><p><b>　　計(jì)算模數(shù)</b></p>&

45、lt;p>　　按齒根的彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為</p><p><b>　　齒形系數(shù)YF</b></p><p>　　根據(jù)Z1、Z2,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5，得YF1＝2.65，YF2＝2.165</p><p>　　彎曲疲勞許用應(yīng)力計(jì)算公式 </p>&l

46、t;p>　?、?彎曲疲勞極限應(yīng)力</p><p>　　根據(jù)大小齒輪的材料、熱處理方式和硬度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20c的MQ取值線查得小齒輪和大齒輪的極限應(yīng)力為：</p><p><b>　　，</b></p><p>　?、ⅲ澢趬勖禂?shù)</p><p>　　根據(jù)N1=6.912>和N2=>，查

47、《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18得，</p><p><b>　　, </b></p><p>　?、?彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)SFmin</p><p>　　本傳動(dòng)要求一般的可靠性，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得，取SFmin＝1.4。</p><p>　　ⅳ）彎曲疲勞許用應(yīng)力 </p><p>　　將以上各參

48、數(shù)代入彎曲疲勞許用應(yīng)力公式得</p><p><b>　　ⅴ）計(jì)算載荷系數(shù)K</b></p><p><b>　　K=</b></p><p>　?、Γ┎槿?yīng)力校正系數(shù)</p><p>　　由表10-5查得，,</p><p><b>　?、В┰O(shè)計(jì)計(jì)算</b&

49、gt;</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械原理》P180表10-1查圓柱齒輪模數(shù)系列表的：m=3。</p><p>　　按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=87.204mm，算出小齒輪的模數(shù)</p><p><b>　??； </b></p><p><b>　　幾何尺寸計(jì)算</b></p>

50、<p><b>　　分度圓直徑d</b></p><p><b>　　中心距a</b></p><p><b>　　齒輪寬度b</b></p><p>　　大齒輪寬度 </p><p><b>　　小齒輪寬度 </b></p&g

51、t;<p>　　其他幾何尺寸的計(jì)算（，）</p><p>　　齒頂高 由于正常齒輪，</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　齒根高 由于正常齒</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　全齒

52、高 </b></p><p><b>　　齒頂圓直徑 </b></p><p><b>　　齒根圓直徑 </b></p><p><b>　　齒厚 </b></p><p><b>　　軸的設(shè)計(jì)</b></p><p

53、><b>　　高速軸的設(shè)計(jì) </b></p><p>　　選擇軸的材料和熱處理</p><p>　　采用45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P231表14-2，得其許用彎曲應(yīng)力：，由表14-2查得：。</p><p><b>　　初步計(jì)算軸的直徑</b></p><p>　　由前計(jì)算可知：P

54、1=5.28KW,n1=240r/min</p><p><b>　　其中，A取112。</b></p><p>　　考慮到有一個(gè)鍵槽，將該軸徑加大5%，則</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P458附錄1，取d=35mm</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p>

55、<p>　　高速軸初步確定采用齒輪軸，即將齒輪與軸制為一體。根據(jù)軸上零件的安裝和固定要求，初步確定軸的結(jié)構(gòu)。設(shè)有7個(gè)軸段。</p><p>　　1段：該段是小齒輪的左軸端與帶輪連接，該軸段直徑為d1=35mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件版）》，取該軸伸L1＝80mm。 </p><p>　　2段： 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》P365表15-2，取軸肩高度h為1.5mm，則d2=d1+2h=38

56、mm。</p><p>　　此軸段一部分用于裝軸承蓋，一部分伸出箱體外。</p><p>　　3段：此段裝軸承，取軸肩高度h為1mm，則d3=d2+2h=40mm。</p><p>　　選用深溝球軸承。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P310附錄13-1，此處選用的軸承代號(hào)為6308，其內(nèi)徑為40mm，寬度為23 mm。為了起固定作用，此段的寬度比軸承寬度小1~2mm。取此段長(zhǎng)L3=

57、21mm。</p><p>　　4段與6段：為了使齒輪與軸承不發(fā)生相互沖撞以及加工方便，齒輪與軸承之間要有一定距離，取軸肩高度為3.5mm，則d4=d6=d3+2h=47mm，長(zhǎng)度取5mm，則L4= L6＝5mm。</p><p>　　5段：：此段為齒輪軸段。由小齒輪分度圓直徑d=87mm可知，d5=87mm。因?yàn)樾↓X輪的寬度為93mm，則L5=93mm。</p><p

58、>　　7段：此段裝軸承，選用的軸承與右邊的軸承一致，即d7=40mm，L7＝21mm。</p><p>　　由上可算出，兩軸承的跨度mm</p><p>　　高速軸的軸段示意圖如下：</p><p>　　⑤ 按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　A、圓周力：</b></p><p>

59、;<b>　　B、徑向力： </b></p><p><b>　　?。├L制軸受力簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　ⅱ）繪制垂直面彎矩圖</p><p><b>　　軸承支反力： </b></p><p>　　由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為</p&

60、gt;<p><b>　　如圖</b></p><p>　　ⅲ）繪制水平面彎矩圖</p><p><b>　?、ぃ├L制合彎矩圖</b></p><p><b>　　ⅴ）繪制扭轉(zhuǎn)圖</b></p><p>　　轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取α=0.6，</

61、p><p><b>　?、Γ├L制當(dāng)量彎矩圖</b></p><p>　　截面C處的當(dāng)量彎矩：</p><p>　　ⅶ)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度</p><p>　　軸上合成彎矩最大的截面在位于齒輪輪緣的C處，W＝0.1d43</p><p><b>　　所以 軸強(qiáng)度足夠。</b>&l

62、t;/p><p><b>　?。?）低速軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　選擇軸的材料和熱處理</p><p>　　采用45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P362表15－1，得其許用彎曲應(yīng)力，查表15-3得：。</p><p><b>　　初步計(jì)算軸的直徑</b></p><p

63、>　　由前計(jì)算可知：P2=5.12KW,n2=47.97r/min</p><p><b>　　計(jì)算軸徑公式：</b></p><p>　　即：其中，A取112。</p><p>　　考慮到有一個(gè)鍵槽，將該軸徑加大5%，則</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件2008版）》軸伸直徑，取d=56mm</p

64、><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)軸上零件得安裝和固定要求，并考慮配合高速軸的結(jié)構(gòu)，初步確定低速軸的結(jié)構(gòu)。設(shè)有6個(gè)軸段。</p><p>　　1段： 此段裝聯(lián)軸器。裝聯(lián)軸器處選用最小直徑d1=60mm，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件2008版）》，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，其軸孔直徑為60mm，軸孔長(zhǎng)度為84mm。根據(jù)聯(lián)軸器

65、的軸孔長(zhǎng)度，又由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件2008版）》，取軸伸段（即Ⅰ段）長(zhǎng)度L1＝82mm。</p><p>　　2段：查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，取軸肩高度h為1.5mm，則,此軸段一部分長(zhǎng)度用于裝軸承蓋，一部分伸出箱體外。</p><p>　　3段：取軸肩高度h為1mm，則。此段裝軸承與套筒。選用深溝球軸承。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-1，此處選用的軸承代號(hào)為6213，其內(nèi)徑為65mm，寬度為23mm。為

66、了起固定作用，此段的寬度比軸承寬度小1~2mm。取套筒長(zhǎng)度為10mm，則此段長(zhǎng)L3=（23-2）+10+2=33mm。</p><p>　　4段：此段裝齒輪，取軸肩高度h為2.5mm，則d4=d3+2h=mm。因?yàn)榇簖X輪的寬度為87mm，則L4=87-2=85mm</p><p>　　5段：取軸肩高度h為2.5mm，則d5=d4+2h=75mm，長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即L5=10mm。&l

67、t;/p><p>　　6段：此段裝軸承，選用的軸承與右邊的軸承一致，即d6=65mm，L6＝21mm。</p><p>　　由上可算出，兩軸承的跨度L＝。</p><p>　　低速軸的軸段示意圖如下：</p><p><b>　　按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p><b>　　A、圓

68、周力: </b></p><p><b>　　B、徑向力： </b></p><p>　?、。┣笾Х戳AX、FBY、FAZ、FBZ</p><p>　?、?由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為受力圖：</p><p>　?、＃┙孛鍯在水平面上彎矩為：</p><p>

69、;<b>　?、ぃ┖铣蓮澗貫椋?lt;/b></p><p>　　ⅴ）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取α=0.6，截面C處的當(dāng)量彎矩：</p><p>　?、?校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度</p><p>　　軸上合成彎矩最大的截面在位于齒輪輪緣的C處，W＝0.1d43</p><p><b>　　所以軸強(qiáng)度足夠。<

70、/b></p><p>　　（3）確定滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封</p><p>　　由于軸承周向速度為1m/s <2m/s，宜用軸承內(nèi)充填油脂來潤(rùn)滑。滾動(dòng)軸承外側(cè)的密封采用凸緣式軸承蓋和氈圈來密封。</p><p><b>　?。?）回油溝</b></p><p>　　由于軸承采用脂潤(rùn)滑，因此在箱座凸緣的上表面開

71、設(shè)回油溝，以提高箱體剖分面處的密封性能。</p><p>　　（5）確定滾動(dòng)軸承在箱體座孔中的安裝位置</p><p>　　因?yàn)檩S承采用脂潤(rùn)滑，那么可取軸承內(nèi)側(cè)端面到箱體的距離為10mm，并設(shè)置封油盤，以免潤(rùn)滑脂被齒輪嚙合時(shí)擠出的或飛濺出來的熱油沖刷而流失。</p><p>　　( 6 ) 確定軸承座孔的寬度L</p><p>　　，為箱座壁

72、厚，，為箱座、箱蓋連接螺栓所需的扳手空間，查機(jī)械基礎(chǔ)表19-1得，?。?mm，C1＝18mm，C2＝16mm，L＝8+18+16+8＝50mm。</p><p>　?。?）確定軸伸出箱體外的位置</p><p>　　采用凸緣式軸承蓋，LH3型彈性柱銷聯(lián)軸器，高速軸軸承蓋所用螺栓采用規(guī)格為GB/T5782 M630，低速軸采用螺栓采用規(guī)格為GB/T5782 GB/T5782M835為了方便在

73、不拆卸外接零件的情況下，能方便拆下軸承蓋，</p><p>　　查《機(jī)械基礎(chǔ)》附錄33，得出A、B的長(zhǎng)度，則：</p><p>　　高速軸：L1>(A-B)=35-23=12mm；低速軸：L2>(A-B)=45-38=7mm</p><p>　　由前設(shè)定高速軸的L=80mm，低速軸的可知，滿足要求。</p><p>　　( 8 )

74、 確定軸的軸向尺寸</p><p>　　高速軸（單位：mm）：</p><p>　　低速軸（單位：mm）：</p><p>　　4、滾動(dòng)軸承的選擇與校核計(jì)算</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》理論知識(shí)可知推薦的軸承壽命最好與減速器壽命相同，取10年，一年按300天計(jì)算， T h=(300×10×8×2)= 48

75、000h</p><p>　?。?）高速軸承的校核</p><p>　　選用的軸承是6308深溝型球軸承。</p><p>　　軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為 </p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P321表13－6查得，fd＝1.2～1.8，取fd=1.2。</p><p>　　因?yàn)镕a1=0N，F(xiàn)r1= 1757.9N，則

76、</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P321表13－5得，X= 1，Y= 0 。</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》p320表13-3得：ft=1 </p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》p319得：深溝球軸承的壽命指數(shù)為＝3 ；</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件2008版）》得：Cr= 40.8KN；</p><p

77、><b>　　則 </b></p><p>　　所以預(yù)期壽命足夠，軸承符合要求。</p><p>　　（2）低速軸承的校核</p><p>　　選用6213型深溝型球軸承。</p><p><b>　　軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為</b></p><p>　　由《機(jī)械基礎(chǔ)》P

78、407表18－6查得，fd＝1.2～1.8，取fd=1.2。</p><p>　　因?yàn)镕a2=0N，F(xiàn)r2=1705.72N，則 </p><p>　　查《機(jī)械基礎(chǔ)》P407表18－5得，X=1，Y=0。</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P320表13-4得：ft=1 ；</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P321得：深溝球軸承的壽命指數(shù)為

79、＝3;</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件2008版）》得：Cr=57.2KN；</p><p><b>　　則</b></p><p>　　所以預(yù)期壽命足夠,軸承符合要求。</p><p>　　5、鍵聯(lián)接的選擇及其校核計(jì)算</p><p>　?。?）選擇鍵的類型和規(guī)格</p>

80、<p>　　軸上零件的周向固定選用A形普通平鍵，聯(lián)軸器選用B形普通平鍵。</p><p>　　高速軸（參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件2008版）平鍵：根據(jù)帶輪與軸連接處的軸徑35mm，軸長(zhǎng)為80mm，查得鍵的截面尺寸b＝10mm ，h＝8mm </p><p>　　根據(jù)輪轂寬取鍵長(zhǎng)L＝60mm</p><p>　　高速齒輪是與軸共同制造，屬于齒輪軸。</

81、p><p><b>　　低速軸：</b></p><p>　　根據(jù)安裝齒輪處軸徑，查得鍵的截面尺寸，根據(jù)輪轂寬取鍵長(zhǎng)。</p><p>　　根據(jù)安裝聯(lián)軸器處軸徑，查得鍵的截面尺寸，取鍵長(zhǎng)L=72mm。</p><p><b>　?。?）校核鍵的強(qiáng)度</b></p><p>　?、?/p>

82、 高速軸軸端處的鍵的校核：</p><p><b>　　鍵上所受作用力： </b></p><p><b>　?、。╂I的剪切強(qiáng)度 </b></p><p><b>　　鍵的剪切強(qiáng)度足夠。</b></p><p>　　ⅱ）鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度</p><p>

83、　　鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度足夠。</p><p>　　② 低速軸兩鍵的校核</p><p>　　低速軸裝齒輪軸段的鍵的校核：</p><p><b>　　鍵上所受作用力： </b></p><p>　?、。╂I的剪切強(qiáng)度 </p><p><b>　　鍵的剪切強(qiáng)度足夠。</b>&

84、lt;/p><p>　?、ⅲ╂I聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度</p><p>　　鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度足夠。</p><p>　　B、低速軸軸端處的鍵的校核：</p><p>　　鍵上所受作用力 ： </p><p><b>　　?。╂I的剪切強(qiáng)度</b></p><p><b>　　鍵的

85、剪切強(qiáng)度足夠。</b></p><p>　　ⅱ）鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度</p><p>　　鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度足夠。</p><p>　　6、聯(lián)軸器的扭矩校核</p><p><b>　　低速軸：</b></p><p>　　選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件2008版）》P484附

86、錄33，得許用轉(zhuǎn)速[n]＝3800r/min</p><p>　　則 n2＝47.97r/min<[n]</p><p><b>　　所以符合要求。</b></p><p>　　7、減速器基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選擇</p><p>　?。?）齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　?、?小齒輪：根據(jù)《

87、機(jī)械基礎(chǔ)》P335及前面設(shè)計(jì)的齒輪尺寸，可知小齒輪齒根圓直徑為79.5mm，根據(jù)軸選擇鍵的尺寸h為7 ，則可以算出齒根圓與軸孔鍵槽底部的距離x=mm，而2.5，則有x<2.5，因此應(yīng)采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。</p><p>　　（2）滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)</p><p>　?、?高速軸的跨距采用分固式結(jié)構(gòu)進(jìn)行軸系的軸向固定。</p><p>　?、?低速軸的跨距，采用分

88、固式結(jié)構(gòu)進(jìn)行軸系的軸向固定。</p><p>　?。?）滾動(dòng)軸承的配合</p><p>　　高速軸的軸公差帶選用j 6 ，孔公差帶選用H 7 ；</p><p>　　低速軸的軸公差帶選用k 6 ，孔公差帶選用H 7 。</p><p>　　高速軸：軸頸圓柱度公差/ P 6 = 2.5，外殼孔/ P 6 = 4.0；</p>&l

89、t;p>　　端面圓跳動(dòng)軸肩/ P 6 = 6，外殼孔/ P 6 = 10。</p><p>　　低速軸：軸頸圓柱度公差/ P 6 = 4.0，外殼孔/ P 6 = 6；</p><p>　　端面圓跳動(dòng)軸肩/ P 6 = 10，外殼孔/ P 6 = 15。</p><p>　　軸配合面Ra選用IT6磨0.8，端面選用IT6磨3.2；</p><

90、;p>　　外殼配合面Ra選用IT7車3.2，端面選用IT7車6.3。</p><p>　　（4）滾動(dòng)軸承的拆卸</p><p>　　安裝時(shí)，用手錘敲擊裝配套筒安裝；為了方便拆卸，軸肩處露出足夠的高度h，還要留有足夠的軸向空間L，以便放置拆卸器的鉤頭。</p><p>　　（5）軸承蓋的選擇與尺寸計(jì)算</p><p><b>　

91、　①軸承蓋的選擇：</b></p><p>　　選用凸緣式軸承蓋，用灰鑄鐵HT150制造，用螺釘固定在箱體上。其中，軸伸端使用透蓋，非軸伸端使用悶蓋。</p><p><b>　　②尺寸計(jì)算</b></p><p>　?、瘢┹S伸端處的軸承蓋（透蓋）尺寸計(jì)算</p><p><b>　　A、高速軸：&

92、lt;/b></p><p>　　選用的軸承是6308深溝型球軸承，其外徑D＝90mm，采用的軸承蓋結(jié)構(gòu)為凸緣式軸承蓋中a圖結(jié)構(gòu)。查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P344表13-22計(jì)算公式可得：</p><p>　　螺釘直徑d3＝8，螺釘數(shù) n＝4 </p><p><b>　　B、低速軸：</b></p><p>　　選

93、用的軸承是6213型深溝型球軸承，其外徑D＝120mm。查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P344表13-22計(jì)算公式可得： 螺釘直徑10，螺釘數(shù)6；</p><p><b>　　圖示如下：</b></p><p>　?、颍┓禽S段處的軸承蓋（悶蓋）尺寸計(jì)算：高速軸與低速軸的悶蓋尺寸分別與它們的透蓋尺寸相同。</p><p><b>　?。?）潤(rùn)滑

94、與密封</b></p><p><b>　?、?齒輪的潤(rùn)滑</b></p><p>　　采用浸油潤(rùn)滑，浸油深度為一個(gè)齒高，但不小于10mm。</p><p><b>　　② 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑</b></p><p>　　由于軸承周向速度為1m/s <2m/s，所以選用軸承內(nèi)充填油脂來

95、潤(rùn)滑。</p><p><b>　?、?潤(rùn)滑油的選擇</b></p><p>　　齒輪選用普通工業(yè)齒輪潤(rùn)滑油，軸承選用鈣基潤(rùn)滑脂。</p><p><b>　　④ 密封方法的選取</b></p><p>　　箱內(nèi)密封采用擋油盤。箱外密封選用凸緣式軸承蓋，在非軸伸端采用悶蓋，在軸伸端采用透蓋，兩者均采

96、用墊片加以密封；此外，對(duì)于透蓋還需要在軸伸處設(shè)置氈圈加以密封。</p><p>　　三、箱體尺寸及附件的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、箱體尺寸</b></p><p>　　采用HT250鑄造而成，其主要結(jié)構(gòu)和尺寸如下：</p><p>　　中心距a=261mm，取整265mm </p><p&

97、gt;　　箱座壁厚：，未滿足要求，直接取8 mm</p><p>　　箱蓋壁厚：，未滿足要求，直接取8mm </p><p><b>　　箱座凸緣厚度b：</b></p><p>　　箱蓋凸緣厚度b1： </p><p>　　箱座底凸緣厚度b2：</p><p><b>　　箱座肋

98、厚m：</b></p><p><b>　　箱蓋肋厚m1：</b></p><p>　　扳手空間： C1＝18mm，C2＝16mm</p><p>　　軸承座端蓋外徑D2：高速軸上的軸承： </p><p><b>　　低速軸上的軸承： </b></p><p>

99、　　軸承旁螺栓間距s：高速軸上的軸承： </p><p><b>　　低速軸上的軸承： </b></p><p>　　軸承旁凸臺(tái)半徑R1： </p><p>　　箱體外壁至軸承座端面距離： </p><p><b>　　地腳螺釘直徑： </b></p><p>　　地腳螺釘數(shù)

100、量n：因?yàn)閍=260mm>250mm，所以n=6</p><p><b>　　軸承旁螺栓直徑： </b></p><p>　　凸緣聯(lián)接螺栓直徑： ,?。?2mm</p><p>　　凸緣聯(lián)接螺栓間距L：， 取L＝100mm</p><p>　　軸承蓋螺釘直徑與數(shù)量n：高速軸上的軸承：d3=8, n＝4</p&

101、gt;<p>　　低速軸上的軸承： d3=10，n＝6</p><p>　　檢查孔蓋螺釘直徑：,取d4＝8mm</p><p>　　檢查孔蓋螺釘數(shù)量n：因?yàn)镈=120mm>100mm,所以n=6</p><p>　　啟蓋螺釘直徑d5（數(shù)量）：（2個(gè)）</p><p>　　定位銷直徑d6（數(shù)量）： （2個(gè)）</p>

102、;<p>　　齒輪圓至箱體內(nèi)壁距離： ，取 ＝10mm</p><p>　　小齒輪端面至箱體內(nèi)壁距離： ，取 ＝10mm </p><p>　　軸承端面至箱體內(nèi)壁距離：當(dāng)軸承脂潤(rùn)滑時(shí)，＝10～15 ，取 ＝10</p><p>　　大齒輪齒頂圓至箱底內(nèi)壁距離：>30～50 ，取 ＝40mm </p><p>　　箱體內(nèi)壁至

103、箱底距離： ＝20mm</p><p>　　減速器中心高H：，取H＝280mm。</p><p>　　箱蓋外壁圓弧直徑R： </p><p>　　箱體內(nèi)壁至軸承座孔外端面距離L1：</p><p>　　箱體內(nèi)壁軸向距離L2： </p><p>　　兩側(cè)軸承座孔外端面間距離L3： </p><p&g

104、t;<b>　　四、設(shè)計(jì)心得</b></p><p>　　作為機(jī)械專業(yè)的第一個(gè)設(shè)計(jì)——單級(jí)圓柱直齒減速器的設(shè)計(jì)終于在經(jīng)過數(shù)月的努后告于段落。</p><p>　　回顧整個(gè)設(shè)計(jì)過程，從剛開始的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的齒輪的參數(shù)開始就遇到了重重困難，歸結(jié)原因還是因?yàn)樯险n時(shí)沒有認(rèn)真聽講 ，講授的知識(shí)沒有及時(shí)消化、理解，也應(yīng)現(xiàn)了“萬事開頭難”的經(jīng)典。不過，在自己的努力和同學(xué)的輔導(dǎo)下，我慢慢

105、開始去解決問題，從內(nèi)到外、從大到小、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從無厘頭到邏輯上的安排，就這樣慢慢學(xué)習(xí)著解決問題。設(shè)計(jì)中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的查取過程從一開始的煩躁到后來的每查到一次標(biāo)準(zhǔn)后的喜悅，鼓勵(lì)了我也同時(shí)培養(yǎng)了我做事細(xì)心的心態(tài)。</p><p>　　此外，在軟件的使用部分，此次的設(shè)計(jì)的出圖采用AUTOCAD2008軟件，長(zhǎng)時(shí)間沒練過手了，所以剛開始很盲目、簡(jiǎn)單的操作就要想很久或者還在翻資料查書。設(shè)計(jì)的過程多的是一種愧疚而不是自信。所以

106、我決定此次設(shè)計(jì)過后一定會(huì)多用一些時(shí)間放在繪圖上，作為機(jī)制的學(xué)生，我想無論如何也不能把最基本的東西給丟了，所以發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，及時(shí)的去彌補(bǔ)、強(qiáng)化還不晚。</p><p>　　對(duì)于此次設(shè)計(jì)的總結(jié)，我認(rèn)為讓我門在設(shè)計(jì)的過程中復(fù)習(xí)大學(xué)中學(xué)過的知識(shí)，復(fù)習(xí)中又強(qiáng)化了知識(shí)、豐富了知識(shí)，最后提升了我對(duì)專業(yè)的理解和機(jī)械學(xué)習(xí)興趣的開發(fā)，所以我認(rèn)為這樣的設(shè)計(jì)有很好的學(xué)習(xí)意義。</p><p><b>　　

107、五、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]葛文杰等主編.《機(jī)械原理》.高等教育出版社，2008</p><p>　　[2]濮良貴等主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)》.高等教育出版社，2005</p><p>　　[3]孫巖，羅小紅等主編.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》.北京理工大學(xué)出版社，2007</p><p>　　[4]孔凌嘉主編.《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)