機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計--帶式運輸機(jī)減速器

1、<p><b>　　機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計</b></p><p>　　2011-2012第2學(xué)期</p><p>　　設(shè)計題目：帶式運輸機(jī)減速器</p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號：

2、 </p><p>　　班 級： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　日期：2012年3月</p><p><b>　　目

3、錄</b></p><p><b>　　目錄1</b></p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)書2</b></p><p>　　一、傳動方案的擬定4</p><p>　　二、電動機(jī)的設(shè)計5</p><p>　　三、帶傳動的設(shè)計7</p>&l

4、t;p>　　四、斜齒輪的計算10</p><p>　　五、輸入軸的設(shè)計13</p><p>　　六、輸出軸的設(shè)計19</p><p><b>　　七、鍵的設(shè)計24</b></p><p>　　八、滾動軸承的校核25</p><p>　　九、箱體機(jī)構(gòu)的設(shè)計28</p>

5、<p>　　十、潤滑密封設(shè)計30</p><p>　　十一、參考文獻(xiàn)31</p><p>　　十二、心得體會32</p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　學(xué)院名稱：機(jī)電學(xué)院</b></p><p>　　專 業(yè)：制

6、 造</p><p>　　年 級： </p><p>　　學(xué)生姓名: </p><p>　　學(xué) 號: </p><p>　　指導(dǎo)教師: </p><p><b>　　1、設(shè)計目的</b></p><p&

7、gt;　?。?）通過課程設(shè)計實踐，樹立正確設(shè)計思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)綜合運用機(jī)械設(shè)計課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實際知識去分析與解決機(jī)械設(shè)計的能力。（2）學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計的一般方法，掌握機(jī)械設(shè)計額一般規(guī)律。（3）進(jìn)行機(jī)械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練，例如，計算，繪圖，查閱設(shè)計資料和手冊，運用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等</p><p><b>　　2、設(shè)計題目</b></p><p>　　帶式

8、運輸機(jī)的減速傳動裝置設(shè)計</p><p><b>　　3、主要內(nèi)容</b></p><p>　　(1)決定傳動裝置的總體設(shè)計方案</p><p>　　(2)選擇電動機(jī)，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；</p><p>　　(3)傳動零件以及軸的設(shè)計計算；軸承、聯(lián)接件、潤滑密封和聯(lián)軸器的選擇及校驗計算；</p>

9、<p>　　(4)機(jī)體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計；</p><p>　　(5)繪制裝配圖及零件圖；編寫計算說明書并進(jìn)行設(shè)計答辯。</p><p><b>　　4、具體要求</b></p><p>　　(1)原始數(shù)據(jù)：運輸帶線速度v = 1.5（m/s）</p><p>　　運輸帶牽引力F= 4200（N）</p

10、><p>　　驅(qū)動滾筒直徑D= 400（mm）</p><p><b>　　(2)工作條件：</b></p><p>　?、侔嘀乒ぷ鳎B續(xù)單向運轉(zhuǎn)，小批量生產(chǎn)；</p><p>　?、谳d荷較平穩(wěn)，空載啟動，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度35度；</p><p>　?、凼褂闷谙?年，檢修間隔期為：四年一

11、次大修，兩年一次中修，半年一次小修。</p><p>　　5、完成后應(yīng)上交的材料</p><p>　　(1)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書；</p><p>　　(2)減速器裝配圖一張；</p><p>　　(3)軸類零件圖、齒輪零件圖各一張</p><p>　　一 傳動方案的擬定</p><p>

12、;　　機(jī)器一般由原動機(jī)，傳動機(jī)，工作機(jī)組成。傳動裝置在原動機(jī)和工作機(jī)之間傳遞運動和動力，并藉以改變運動的形式、速度大小和轉(zhuǎn)矩大小。傳動裝置一般包括傳動件（齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動等）和支承件（軸、軸承、機(jī)體等）兩部分。它的重量和成本在機(jī)器中占很大比重，其性能和質(zhì)量對機(jī)器的工作影響也很大。</p><p>　　對于本機(jī)器，初步選擇原動機(jī)為Y系列三相鼠籠式異步電動機(jī)，根據(jù)任務(wù)書的要求，要求本機(jī)器的承載能力速度范圍大、

13、傳動比恒定、外廓尺寸小、工作可靠、效率高、壽命長。根據(jù)參考書[1]第18頁常見機(jī)械傳動的主要性能滿足圓柱齒輪傳動要求。</p><p>　　在沒有特殊要求的情況下，一般采用臥式減速器。對一級齒輪減速器由傳遞功率大小和軸線布置要求來決定采用展開式、分流式和同軸式布置?？紤]到結(jié)構(gòu)的簡單性、傳遞功率不大、齒輪相對于軸承布置的不對稱性等因素，根據(jù)設(shè)計要求，減速器的主要類型和特點選擇采用一級展開式圓柱齒輪減速器。</

14、p><p>　　減速器的輸入端通過帶與電動機(jī)輸出端通過聯(lián)軸器與滾筒主軸聯(lián)接，由于本減速器傳遞的速度較大，所以初選彈性連軸器。軸由軸承支撐，一般采用滾動軸承，考慮到本機(jī)器用的斜齒圓柱齒輪，有軸向力和徑向力的作用，初選角接觸球軸承。為了便于裝配，齒輪減速器的機(jī)體采用沿齒輪軸線水平剖分的結(jié)構(gòu)。綜上所述，傳動方案總體布局如圖一所示：</p><p><b>　　說明: 1―電動機(jī)</b

15、></p><p><b>　　2―V帶傳動</b></p><p>　　3―一級斜齒圓柱齒輪減速器</p><p><b>　　4―聯(lián)軸器</b></p><p><b>　　5―卷筒</b></p><p><b>　　6―運輸帶&l

16、t;/b></p><p><b>　　計算說明：</b></p><p>　　(1)組成：傳動裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。</p><p>　　(2)特點：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。</p><p>　　(3)確定傳動方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，傳動功率大，將V帶設(shè)置

17、在高速級。</p><p><b>　　二 電動機(jī)的設(shè)計</b></p><p><b>　　電動機(jī)的系列選擇</b></p><p>　　由于機(jī)器工作在有粉塵的條件下，且生產(chǎn)單位一般均用三相交流電，故可選用三相籠形異步電動機(jī)，并用其常用標(biāo)準(zhǔn)系列Y系列</p><p><b>　　2、選

18、電動機(jī)的功率</b></p><p>　?。?）工作機(jī)所需要的電動機(jī)功率為:</p><p><b>　　=；</b></p><p>　　式中η = ，為電動機(jī)至工作機(jī)之間的傳動</p><p><b>　　統(tǒng)總效率；</b></p><p>　　為帶傳動的效率

19、（0.96），</p><p>　　為斜齒輪的效率（0.98），</p><p>　　為滾動軸承效率（0.98），</p><p>　　為聯(lián)軸器效率（0.99）；</p><p>　　η =0.96=0.89</p><p>　　——工作所需的電動機(jī)功率（kW）；</p><p>　　=；式中F

20、——工作機(jī)的阻力，N；</p><p>　　V——工作機(jī)的線速度，m/s；</p><p>　　——卷筒工作機(jī)的效率（0.96）；</p><p>　　所以===7.34 (Kw)；</p><p>　　（2）卷筒工作轉(zhuǎn)速：===71.66（r/min）；</p><p>　　按推薦的合理傳動比范圍：取V帶的傳動比=2

21、4；</p><p>　　取單級齒輪傳動比=3。</p><p>　　故電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍為：=i =(624)×71.66（r/min），</p><p>　　故=429.721432.24（r/min）.</p><p>　?。?） 同一功率的異步電動機(jī)，一般轉(zhuǎn)速為3000（r/min）、1500（r/min）、1000（r/

22、min）、750（r/min）等幾種同步轉(zhuǎn)速。一般來說，電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速越高，磁極對數(shù)越少，外輪廓尺寸越小，價格越高；反之，轉(zhuǎn)速越高，外輪廓尺寸越大，價格越貴。因此，在選電動機(jī)轉(zhuǎn)速時，綜合考慮與傳動裝置有關(guān)的各種因素，通過分析比較，一般選1000（r/min）和1500（r/min）的電動機(jī)為宜。</p><p>　　其技術(shù)參數(shù)及傳動比的比較情況見下表</p><p>　　故，在此，選用1

23、000（r/min）的電動機(jī)，可選Y160M-6，額定功率7.5Kw，滿轉(zhuǎn)970（r/min）。</p><p><b>　　電動機(jī)的安裝</b></p><p>　　動機(jī)的主要外形尺寸和安裝尺寸如下表所示</p><p><b>　　三 帶傳動的設(shè)計</b></p><p><b>　

24、　確定計算功率</b></p><p>　　此帶式運輸機(jī)工作是兩班制，故一天工作16個小時；載荷較平穩(wěn)，空載啟動，查表可知工作情況系數(shù)Ka=1.2，故=KaP,而P=，從而可得=1.2×7.34=8.81（Kw）</p><p><b>　　選取V帶帶型</b></p><p>　　根據(jù)=8.81（Kw）以及小帶輪的轉(zhuǎn)速=

25、970（r/min），查圖5.8（《機(jī)械設(shè)計教程——理論、方法與標(biāo)準(zhǔn)》，黃平、朱文堅主編）可確定選取普通V帶B型</p><p><b>　　選取V帶的傳動比</b></p><p>　　由推薦的傳動比為2到4，可取i=3，i=，</p><p>　　因此=（r/min）=323.33（r/min）</p><p>&l

26、t;b>　　確定帶輪基準(zhǔn)直徑</b></p><p>　　查表初選主動輪的直徑=125mm，由===6.34(m/s),速度偏小，不適宜。</p><p>　　重選主動輪直徑=200mm，所以從動輪的直徑=i=3×200=600mm.驗算速度，===10.15(m/s)，因為<30(m/s),且速度適中，故適合。</p><p>　

27、　確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距</p><p>　　根據(jù)0.7（）<a<2（）,即560mm<a<1600mm,初選=1000mm，所以=2+（）+ ，</p><p>　　得=2×1000+×（600+200）+=3296mm，查表選帶的基準(zhǔn)長度=3550mm。據(jù)此，傳動中心距a=+=1000+=1127mm</p><p

28、>　　考慮到帶輪的制造誤差、帶長誤差、帶的彈性以及因帶的松弛而產(chǎn)生的補(bǔ)充張緊的需要，故考慮中心距變動范圍：</p><p>　　=a-0.015Ld=1127-0.015×3550=1073.75mm，=a+0.03Ld=1127+0.03×3550=1233.5mm。所以帶輪的中心距的變動范圍為1073.75mm1233.5mm</p><p><b>

29、;　　驗算主動輪上的包角</b></p><p>　　小帶輪上的總摩擦力總是小于大帶輪上的總摩擦力，因此帶輪打滑只可能在小帶輪上發(fā)生。為了提高帶傳動的工作能力，應(yīng)使-=>，故包角使用。</p><p><b>　　計算帶的根數(shù)z</b></p><p>　　計算單根V帶的額定功率</p><p>　　由

30、=200mm和=970（r/min），查表8-4a（《機(jī)械設(shè)計》，西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室 編著，第八版）并進(jìn)行計算：=,得=3.83（Kw）.根據(jù)=970（r/min），i=3和帶型為普通B型帶，查表并計算：=，得=0.31（Kw）.繼續(xù)查表=0.95，=1.09，于是</p><p>　　=()=(3.83+0.31)×0.95×1.09=4.28 (Kw).</p>

31、;<p><b>　　計算V帶的根數(shù)z</b></p><p>　　z= = =2.06，取z=3</p><p>　　計算單根V帶的初拉力的最小值</p><p>　　查表知道普通B型帶的單位長度質(zhì)量q=0.18（kg/m），所以</p><p><b>　　=500×+q</b

32、></p><p>　　=500×+0.18×=236.03+18.54=254.57（N）.應(yīng)使帶的實際初拉力.</p><p><b>　　計算壓軸力</b></p><p><b>　　壓軸力的最小值為：</b></p><p>　　=2z=2×3×

33、;254.57×=1503.62 （N）</p><p>　　10、帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　選材</b></p><p>　　由于帶輪的轉(zhuǎn)速適中，功率也不大，故選材為鑄鐵，并選用常用的HT150或HT200</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)形式設(shè)計</b></p&

34、gt;<p>　　由于<300mm，且->100mm，故小帶輪可采用孔板式；而>300mm，可采用輪輻式。</p><p>　　其圖如下（課本P160）</p><p><b>　　V帶輪的輪槽設(shè)計</b></p><p>　　V帶輪的輪槽與所選用的V帶的型號相對應(yīng)，所以輪槽的型號也應(yīng)選用B型</p>

35、<p>　　V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化。為使帶的工作面與輪槽工作面緊密貼合，將輪槽的工作面的夾角做成小于.</p><p>　　V帶安裝到輪槽之后，一般不應(yīng)超出帶輪外圓，也不應(yīng)與輪槽底部接觸。</p><p><b>　　四 斜齒輪的設(shè)計</b></p><p>　　選精度等級、材料和齒數(shù)<

36、/p><p>　　運輸機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，精度要求也不高，故可選用7級精度</p><p>　　材料選擇。小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS；大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度240HBS，二者材料硬度差為40HBS。</p><p>　　由于= =323.33 （r/min），μ= = =4.52，取μ=4.5.選用小齒輪齒數(shù)=22，大齒輪齒數(shù)=μ=4

37、.5×22=99</p><p><b>　　初選螺旋角β= </b></p><p><b>　　按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計</b></p><p><b>　　按計算。</b></p><p>　　(1)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p>&l

38、t;b>　?、僭囘x=1.6</b></p><p>　?、诓檎n本圖10-30選取區(qū)域系數(shù)=2.433</p><p>　　③查課本圖10-26選取=0.78，=0.82，則</p><p>　　=+=0.78+0.82=1.6</p><p>　　④查課本表10-7選取齒寬系數(shù)=1</p><p>　

39、?、莶檎n本表10-7選取材料彈性影響系數(shù)=189.8（）</p><p>　?、抻烧n本圖10-21d，按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=600，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=550</p><p><b>　?、邞?yīng)力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>　　=60 j =60×323.33×1×(2×8

40、5;365×8)=9.06×</p><p><b>　　==2.01×</b></p><p>　?、嘤烧n本圖10-19可取接觸疲勞壽命系數(shù)=0.90，=0.93</p><p>　?、嵊嬎憬佑|疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為0.01，安全失效S=1，故</p>

41、<p>　　==0.9×600=540，</p><p>　　==0.93×550=511.5</p><p><b>　　(2)計算</b></p><p>　?、儆嬎阈↓X輪的分度圓直徑，代入公式</p><p><b>　　==74.55mm</b></p&

42、gt;<p>　?、谟嬎銏A周速度ν= ==1.26m/s</p><p><b>　?、塾嬎泯X寬b及模數(shù)</b></p><p>　　b==74.55mm，===3.29，</p><p>　　h=2.25=2.25×3.29=7.40，=10.07</p><p>　?、苡嬎憧v向重合度=0.31

43、8=0.318×1×22×=1.74</p><p><b>　?、萦嬎爿d荷系數(shù)K</b></p><p>　　已知使用系數(shù)=1，由ν=1.26m/s，7級精度，由課本圖10-8知動載系數(shù)=1.1，由課本表10-4得=1.318，課本圖10-13得=1.27，課本表10-3得==1.2，故K==1×1.1×1.2

44、15;1.318=1.74</p><p>　?、薨磳嶋H載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑</p><p>　　==74.55×=76.66mm</p><p>　　⑦計算===3.38</p><p><b>　　按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計</b></p><p><b>　　按計算&l

45、t;/b></p><p><b>　　確定計算參數(shù)</b></p><p>　?、儆嬎爿d荷系數(shù)：K==1.68</p><p>　?、谟?1.74，從課本圖10-28得：螺旋角影響系數(shù)=0.88</p><p>　?、塾嬎惝?dāng)量齒數(shù)：===22.68，===102.06</p><p>　　

46、④查取齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)：由課本表10-5查得（插值法） </p><p>　　由表查得（插值法）， </p><p>　?、莶槿澢鷱?qiáng)度極限：查表得，</p><p>　?、薏槿澢趬勖禂?shù)：，</p><p>　?、哂嬎銖澢谠S用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4</p><p><b>

47、;　　=</b></p><p>　?、嘤嬎愦蟆⑿↓X輪的值，并加以比較</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大</b></p><p>　　設(shè)計計算 </p><p>　　。對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)，取，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時滿足接觸

48、疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計算應(yīng)有的齒數(shù)。</p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　取 </b></p>

49、<p><b>　　4、幾何尺寸計算</b></p><p>　?。?）計算中心距 </p><p>　　（2）按圓整后的中心距修正螺旋角 </p><p>　?。?）計算大、小齒輪的分度圓直徑 </p><p>　?。?）計算齒輪寬度 b=</p><p>&l

50、t;b>　　圓整后取 </b></p><p><b>　?。?）結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b>　　五 輸入軸的設(shè)計</b></p><p>　　1、求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　由斜齒輪的設(shè)計可知==7.05Kw</p><p

51、><b>　　而</b></p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　求作用在齒輪上的力</b></p><p>　　對小齒輪有分度圓直徑為</p><p>　　208231.53Nmm</p><p><b>　

52、　而</b></p><p>　　初步確定輸入軸的最小直徑</p><p>　　選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表，取，于是得</p><p>　　輸入軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑。</p><p>　　為了使所選的直徑d與帶輪的孔徑相適應(yīng)，而且又至少要安裝一個鍵槽，故，所以取</p><p>&l

53、t;b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b>　　擬定軸上零件的裝配</b></p><p>　　根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　?、贋榱藵M足帶輪的軸向定位要求。1-2軸段右端面需制出一軸肩，故取2-3段的直徑為。左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=40.8mm。</p&g

54、t;<p>　　取帶輪與軸的配合的轂孔長度為。為了保證軸端擋圈只壓在帶輪上，而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應(yīng)比略短一些。現(xiàn)取</p><p>　?、诔醪竭x擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用。故選用角接觸球軸承。由工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球軸承7009C，其尺寸為d×D×B=45mm×75mm×1

55、6mm。故，。右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由手冊上查得7009C型軸承的定位軸肩高度h=3mm.故取</p><p>　　③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85mm，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。</p><p>　　齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度h>0.07d=0.07×48=3.

56、36，故取h=4mm.則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度b=8.4mm，故取 。</p><p>　　④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)軸承端蓋的裝坼及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與帶輪右端面間的距離為l=30mm，故取</p><p>　　⑤取齒輪距箱體內(nèi)壁之間距離a=15mm?？紤]到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取

57、s=8mm。已知滾動軸承寬度B=16mm。</p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　取取</b></p><p><b>　　軸上零件的周向定位</b></p><p>　　帶輪，齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接，按查表得平鍵截面為b×

58、h=14mm×9mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長度為L=63mm。同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為</p><p>　　同理，帶輪與軸的連接，選用平鍵為b×h×l=10mm×8mm×36mm。帶輪與軸的配合為</p><p>　　滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，故此處軸的直徑尺寸公差為m6。<

59、/p><p>　　確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　由課本表15-2得，取左端面倒角為1.6×，右軸端倒角為2×。各軸肩處的圓角半徑見零件圖。</p><p><b>　　5、求軸上的載荷</b></p><p>　　首先，根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖，在確定軸承的支點位置時，應(yīng)從手冊中查取a

60、值。對于7009Ｃ型角接觸球軸承，由手冊中查得a=16mm.因此，作為簡支梁的軸的支承跨距為</p><p><b>　　水平面 +</b></p><p><b>　　故 </b></p><p><b>　　豎直面 </b></p><p><b&g

61、t;　　故 0</b></p><p><b>　　M</b></p><p><b>　　T</b></p><p>　　根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。 </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C是軸的危險截面。</p><p&

62、gt;　　6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強(qiáng)度。由公式及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取α=0.6，軸的計算應(yīng)力</p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得。因此，故安全。</p><p>　　7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p&

63、gt;<p><b>　?。?）判斷危險截面</b></p><p>　　從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面4和5處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看，截面C上的應(yīng)力最大。截面5的應(yīng)力集中的影響和截面6的相近，但截面5不受扭矩作用，同時軸徑也較大，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

64、大，故截面C也不必校核。截面6和7顯然不必校核。查書可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而需要校核截面4左右兩側(cè)。</p><p><b>　?。?）截面4左側(cè)</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù) </b></p><p><b>　　抗扭截面系數(shù) </b></p>

65、<p>　　截面4左側(cè)的彎矩M為：在水平方向，可求的M=59407.29Nmm；在垂直方向求的M==73063.76Nmm</p><p>　　=94167.61Nmm</p><p>　　截面4上的扭矩T=208231.53Nmm</p><p><b>　　截面上的彎曲應(yīng)力</b></p><p><

66、b>　　截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</b></p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表得</p><p><b>　　，，</b></p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及。查表取。</p><p><b>　　因，，經(jīng)插值后可得</b></p>

67、<p><b>　　， </b></p><p>　　查表可得軸的材料的敏性系數(shù)為</p><p><b>　　0.78 </b></p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)為</p><p>　　查圖知尺寸系數(shù)為，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為。</p><p>　　軸按磨削

68、加工，查表得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，由公式得綜合系數(shù)為</p><p>　　查表得碳鋼的特性系數(shù)為</p><p>　　于是，計算安全系數(shù)值。</p><p><b>　　故安全。</b></p><p><b>　　截面4的右側(cè)</b>&

69、lt;/p><p>　　過盈配合出處的，由課本附表3-8并插值法求出,</p><p><b>　　并取 ，</b></p><p>　　并根據(jù)=0.8=0.8×3.50=2.80. 軸按磨削加工，查表得表面質(zhì)量系數(shù)</p><p><b>　　故得綜合系數(shù)為</b></p>&

70、lt;p>　　所以軸在截面4右側(cè)的安全系數(shù)為</p><p><b>　　。故也安全</b></p><p><b>　　六 輸出軸的設(shè)計</b></p><p>　　1、求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　由斜齒輪的設(shè)計可知==7.34×0.96×0.9

71、8×0.98=6.78Kw</p><p><b>　　而</b></p><p><b>　　故</b></p><p>　　2、求作用在齒輪上的力</p><p>　　因為設(shè)計輸入軸時求得,,;</p><p><b>　　故,,</b>&

72、lt;/p><p>　　3、初步確定軸的最小直徑</p><p>　　首先估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表取,</p><p><b>　　于是得 </b></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)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。</p>

73、;<p>　　聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查表，考慮到轉(zhuǎn)矩變化小，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，查手冊，選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其許用轉(zhuǎn)矩為1250 000Nmm。半聯(lián)軸器的孔徑,故取。半聯(lián)軸器長度L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為。</p><p><b>　　4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p>

74、<p>　　（1）擬定軸上零件的裝配方案</p><p>　　選用如圖所示的裝配方案</p><p>　?。?）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　①為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段左端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑；左端用半聯(lián)軸器的鎖圈和平端緊定螺釘定位，故取。</p><p>　?、诔醪竭x擇

75、滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游戲隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度等級的角接觸球軸承7013C，其尺寸為d×D×B=65mm×100mm×18mm，故；而</p><p>　　右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。查手冊得7013C型軸承的定位軸肩高度為h=3.5mm。因此取</p><p&

76、gt;　?、廴“惭b齒輪處的軸段6-7的直徑為；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80mm，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。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h>0.07d，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)的寬度b1.4h，取。</p><p>　?、茌S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)軸承端蓋的裝坼及便于對軸承添加潤滑脂的要

77、求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取</p><p>　?、萑↓X輪與箱體內(nèi)壁之距離a=15mm?？紤]到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離S，取S=8mm。所以</p><p>　　=B+S+a+（80-76）=18+8+15+4=45mm，=a+S-=11mm</p><p>　?。?）軸上零件的周向定位</p&

78、gt;<p>　　齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。查表得平鍵的截面b×h=20mm×12mm,鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為L=63mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，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16mm半聯(lián)軸器與軸的配合為；滾動軸承與軸的周向定位由過渡配合來保證，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>　　（4）確定軸上圓角和倒角尺寸&

79、lt;/p><p>　　取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見零件圖</p><p><b>　　5、求軸上的載荷</b></p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置時，應(yīng)從手冊中查取a值。對于7013C型角接觸球軸承，由手冊中查得a=20.1mm。因此，作為簡支梁的軸的支承跨距。</p><p&g

80、t;<b>　　水平面 </b></p><p><b>　　故 </b></p><p><b>　　豎直面 </b></p><p><b>　　故 </b></p><p>　　==1259.76n</p><

81、p>　　根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。</p><p><b>　　M</b></p><p><b>　　T</b></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B是軸的危險截面。</p><p>　　現(xiàn)將計算出的截面B處的、及M的值列于下表</p>

82、<p>　　6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　因為軸為單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力為</p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得。因此，故安全。</p><p>　　7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　?。?）判斷危險截面</b>

83、</p><p>　　整個齒輪軸上的截面A,2,3,B，4均只受扭矩作用，無需校核。從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看,截面4和5處截面變化過大引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重,從受載來看,截面C上的應(yīng)力最大.截面5的應(yīng)力集中的影響和截面6的相近,但是截面6不受扭矩作用,同時軸徑也較大,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5,6顯然更加不必要做強(qiáng)度校核.

84、因而,該軸只需校核截面4左兩側(cè)需驗證即可</p><p><b>　?。?）界面4的左側(cè)</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù) </b></p><p><b>　　抗扭截面系數(shù) </b></p><p>　　截面4左側(cè)的彎矩M為：M==234956.66×

85、;=96066.02Nmm</p><p>　　截面4上的扭矩T=904441.96Nmm</p><p><b>　　截面上的彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</b></p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表得</p><p>&

86、lt;b>　　，，</b></p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及。查表取。</p><p><b>　　因，，經(jīng)插值后可得</b></p><p><b>　　， </b></p><p>　　查表可得軸的材料的敏性系數(shù)為</p><p

87、><b>　　0.82 </b></p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)為</p><p>　　查圖知尺寸系數(shù)為，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為。</p><p>　　軸按磨削加工，查表得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，由公式得綜合系數(shù)為</p><p>　　查表得碳鋼的特性

88、系數(shù)為</p><p>　　于是，計算安全系數(shù)值。</p><p><b>　　故安全。</b></p><p><b>　?。?）界面4的右側(cè)</b></p><p>　　過盈配合出處的，由課本附表3-8并插值法求出,并取 ，</p><p>　　并根據(jù)=0.8=0.8&#

89、215;3.16=2.53. 軸按磨削加工，查表得表面質(zhì)量系數(shù)</p><p><b>　　故得綜合系數(shù)為</b></p><p>　　所以軸在截面4右側(cè)的安全系數(shù)為</p><p><b>　　故也安全。</b></p><p><b>　　七 鍵的計算</b></

90、p><p><b>　　1、輸入軸鍵的設(shè)計</b></p><p>　　（1）由第四節(jié)可知軸1-2處的鍵位b×h=10mm×8mm，L=36mm</p><p><b>　?。?）校核強(qiáng)度 </b></p><p>　?、俨檎n本表6-2得，=130Mpa</p><

91、;p>　　②工作長度l=L-b=40-10=30mm</p><p>　?、鄱c鍵輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×8=4mm，===105Mpa。故此鍵符合。</p><p>　　（3）由公式=可知，由于力矩大小一樣，當(dāng)在軸1-2處的鍵合格，那么在4-5處的鍵必定合格</p><p><b>　　2、輸出軸鍵的設(shè)計</b>

92、;</p><p>　?。?）由第五節(jié)可知軸1-2處的鍵位b×h=16mm×10mm，L=70mm</p><p><b>　?。?）校核強(qiáng)度 </b></p><p>　?、俨檎n本表6-2得，=130Mpa</p><p>　　②工作長度l=L-b=70-16=54mm</p><

93、;p>　　③而與鍵輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×10=5mm，===121Mpa。故此鍵符合。</p><p>　　（3）由公式=可知，由于力矩大小一樣，當(dāng)在軸1-2處的鍵合格，那么在4-5處的鍵必定合格</p><p>　　八 滾動軸承的校核</p><p>　　1、主動軸上的滾動軸承</p><p>　?。?）

94、可知所選滾動軸承位7009C，基本參數(shù)=25.8KN,=19.5KN。由==0.065，查課本表13-5得e=0.4</p><p><b>　?。?）校核</b></p><p><b>　?、佥S承受力如下圖：</b></p><p>　?、?=1259.76N，</p><p>　　而===46

95、19.77N,</p><p>　　===2633.14N.軸承的派生軸向力為=e，故=e=0.44×4619.77=2032.70N,而</p><p>　　=e=0.44×2633.14=1158.58N</p><p>　　，故1處背壓緊而2處放松，所以可得，==1158.58N</p><p><b>　

96、?、塾嬎惝?dāng)量載荷P</b></p><p>　　根據(jù)工作情況，可取載荷系數(shù)=1.1</p><p>　　而對于1軸承：因為= =0.52表13-5得X=0.44，Y=1.28。所以</p><p>　　=(X)=1.1×（0.44×4619.77+1.28×2418.34）=5640.99N對于2軸承：因為= =0.43表1

97、3-5得X=1，所以</p><p>　　=(X)=1.1×1×2633.14=2896.45N</p><p>　?、埽?==49342.88h=38400h，故壽命足夠。</p><p>　　2、從動軸上的滾動軸承</p><p>　?。?）可知所選滾動軸承位7013C，基本參數(shù)=40.0KN,=35.5KN。由=

98、=0.035，查課本表13-5得e=0.44</p><p><b>　?。?）校核</b></p><p><b>　?、佥S承受力如下圖：</b></p><p>　　②==1259.76N，</p><p>　　而===3858.07N,</p><p>　　===275

99、5.67N.軸承的派生軸向力為=e，故=e=0.44×3858.07=1697.55N,而=e=0.44×2755.67=1212.50N</p><p>　　，故1處背壓緊而2處放松，所以可得，==1212.50N</p><p><b>　?、塾嬎惝?dāng)量載荷P</b></p><p>　　根據(jù)工作情況，可取載荷系數(shù)=1.1

100、</p><p>　　而對于1軸承：因為= =0.52表13-5得X=0.44，Y=1.28。所以</p><p>　　=(X)=1.1×（0.44×3858.07+1.29×2472.26）=5375.44N對于2軸承：因為= =0.44表13-5得X=1，所以</p><p>　　=X=1.1×1×2755.67

101、=2896.45N</p><p>　?、埽?==95925h=38400h，故壽命足夠。</p><p>　　九 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計</p><p><b>　　選材</b></p><p>　　減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用配合.</p>

102、<p>　　2、機(jī)體有足夠的剛度</p><p>　　在機(jī)體為加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度</p><p>　　3、考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱</p><p>　　因其傳動件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時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

103、，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>　　4、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)體外型簡單，拔模方便.</p><p><b>　　5、附件設(shè)計</b></p><p>　　A 視孔蓋和窺視孔：在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)

104、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 油螺塞：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>　　C

105、 油標(biāo)：油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。</p><p>　　油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出.</p><p>　　D 通氣孔：由于減速器運轉(zhuǎn)時，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>　　E 蓋螺釘：啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成

106、圓柱形，以免破壞螺紋.</p><p>　　F 位銷：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)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.</p><p>　　G 吊鉤：在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運較重的物體.</p><p>　　減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：</p><p><b>　　十 潤滑

107、密封設(shè)計</b></p><p><b>　　1、潤滑方式的選擇</b></p><p>　　在減速器中，良好的潤滑可以減少相對運動表面間的摩擦，磨損和發(fā)熱，還可以起到冷卻，散熱，防銹，沖洗金屬磨粒和降低噪聲的作用，從而保證減速器的正常工作壽命。由于高速級和低速級齒輪的速度均小于2m/s，而且考慮到潤滑脂承受的負(fù)荷能力較大，粘度附性較好，不易流失。所以軸承

108、采用脂潤滑，齒輪采用油潤滑。</p><p><b>　　2、潤滑油的選擇</b></p><p>　　由于該減速器是一般的齒輪減速器，對于一級圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，軸承采用油潤滑。箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑，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，潤滑效果好&l

109、t;/p><p><b>　　3、密封方式的選擇</b></p><p>　　輸入軸和輸出軸的外伸處，為防止?jié)櫥饴┘巴饨绲幕覊m等造成軸承的磨損或腐蝕，要求設(shè)置密封裝置。因用脂潤滑，所以采用毛氈圈油封，即在軸承蓋上開出梯形槽，將毛氈按標(biāo)準(zhǔn)制成環(huán)形，放置在梯形槽中以與軸承密合接觸；或在軸承蓋上開缺口放置氈圈油封，然后用另一個零件壓在氈圈油封上，以調(diào)整毛氈密封效果，它的結(jié)構(gòu)

110、簡單。所以選擇用毛氈圈油封。</p><p><b>　　十一章 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1］濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計（第八版）.北京：高等教育出版社，2010.</p><p>　?。?］王三明.機(jī)械原理與設(shè)計 課程設(shè)計. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　［4］黃平，朱文堅.機(jī)械

111、設(shè)計教程—理論、方法與標(biāo)準(zhǔn).北京：清華大學(xué)出版社，2011</p><p>　　［5］朱家城.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計.安徽：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2005.</p><p><b>　　十二章 心得體會</b></p><p>　　經(jīng)過長達(dá)兩個多月的努力,我終于將機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計做完了。在開始設(shè)計之前，我都不知道從哪里下手的，我查了很多資料，也問了同

112、學(xué)，后來思緒理得還是比較清晰了。但是在這次作業(yè)過程中,我還是遇到了很多難題的，一遍又一遍的計算,我是改來改去，和同學(xué)、老師交流的、上網(wǎng)查閱，但是我都沒有想到要放棄過。老師給我分配方案就是采用一級圓柱斜齒輪傳動減速器。至于畫裝配圖和零件圖,由于我對Auto CAD軟件的不熟悉，開始畫圖之前我真的很著急的，就離交設(shè)計書沒多少天了，我還沒有畫圖的，但是因為前期計算比較充分,整個過程用時不到一周,在此期間,我還得到了許多同學(xué)和老師的幫助.在此我

113、要向他們表示最誠摯的謝意.</p><p>　　盡管這次作業(yè)的時間是漫長的，過程是曲折的，但我的收獲還是很大的。在這個設(shè)計的過程中，讓我明白了一些以前上課沒有聽懂的知識，這應(yīng)該對我來說是一種補(bǔ)充吧！不僅僅掌握了和齒輪傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計步驟與方法，還對制圖有了更進(jìn)一步的掌握，尤其是Auto CAD ，從忘記練到現(xiàn)在比較熟悉，記得以前學(xué)習(xí)它的時候都覺得很難是因為我們自己沒有把它放在使用者的角度上，單純是為了學(xué)而學(xué)的，這樣

114、的效率不高的，但是現(xiàn)在我改變觀點了，我覺得這對我來說又是一種進(jìn)步的，還有Word，但是這些都是工具軟件，熟練掌握也是必需的，有以前的不熟練到現(xiàn)在的熟練，我是發(fā)自內(nèi)心的高興??！對我來說最重要的且收獲最大的是方法和能力，那些分析和解決問題的方法與能力。在整個過程中,我發(fā)現(xiàn)像我們這些學(xué)生最最缺少的是經(jīng)驗，沒有感性的認(rèn)識，空有一些理論知識，但是現(xiàn)在又好多東西都很可能與實際脫節(jié)。</p><p>　　總體來說,我覺得做這種