兩級展開式直齒圓柱齒輪傳動課程設計說明書

1、<p><b>　　課程設計</b></p><p>　　課程名稱： 帶式運輸機傳動裝置設計 </p><p>　　學 院： 機械工程學院 專 業(yè)： </p><p>　　姓 名：

2、 學 號： </p><p>　　年 級： 任課教師： </p><p>　　2014年 6月27日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章

3、 總論1</b></p><p>　　1.1設計一個帶式輸送機的減速器1</p><p>　　1.2帶式運輸機減速器特點及作用1</p><p>　　第二章 機械傳動裝置總體設計1</p><p>　　2.1 分析、擬定傳動方案1</p><p>　　2.2電動機的選擇2</p>

4、<p>　　2.3傳動裝置的總傳動比和傳動比的分配4</p><p>　　2.4傳動裝置運動、動力參數(shù)的計算5</p><p>　　第三章 傳動零件的設計（齒輪傳動設計）6</p><p>　　3.1 高速級齒輪的設計6</p><p>　　3.2 低速級齒輪的設計13</p><p>　　第四

5、章 軸的設計各軸軸徑計算20</p><p>　　4.1中間軸的設計21</p><p>　　4.2高速軸的設計25</p><p>　　4.3低速軸的設計30</p><p>　　第五章 滾動軸承的組合設計34</p><p>　　5.1低速軸上的軸承計算34</p><p>

6、　　5.2中間軸深溝球軸承校核計算35</p><p>　　第六章 鍵連接的選擇和計算35</p><p>　　6.1低速軸上鍵和聯(lián)軸器的設計計算35</p><p>　　6.2中間軸上鍵的設計計算36</p><p>　　6.3高速軸上鍵和聯(lián)軸器的設計計算37</p><p>　　第七章 減速器的箱體

7、、潤滑劑及附件37</p><p>　　7.1箱體設計：37</p><p>　　7.2潤滑方式及潤滑劑的選擇38</p><p>　　7.3密封方式的選擇39</p><p>　　7.4減速器附件設計：39</p><p><b>　　總結42</b></p><

8、p><b>　　參考文獻43</b></p><p><b>　　第一章、總論</b></p><p>　　設計一個帶式運輸機的傳動裝置，帶式運輸機是通過皮帶傳遞力矩給卷筒，達到運輸?shù)哪康摹鲃友b置是一種動力傳達機構，利用齒輪的速度轉換器，將馬達的回轉數(shù)減速到所要的回轉數(shù)，并得到較大轉矩的機構。常用減速器 ：齒輪減速器，蝸輪蝸桿減速器等。

9、絕大多數(shù)的變速器（或稱變速箱）主要起降低原動機的轉速的作用。</p><p>　　1.1設計一個帶式輸送機的減速器</p><p>　　給定條件：由電動機驅動，輸送帶的牽引力F=3000N，運輸帶速度v=0.95m/s，運輸機滾筒直徑為D=400mm。運輸機使用期5年、兩班制工作、單向運轉、工作平穩(wěn)、運輸帶速度允許誤差±5%、要求傳動效率大于0.9、減速器由一般規(guī)模廠中小批量生產

10、。</p><p>　　1.2帶式運輸機減速器特點及作用</p><p>　　該減速器結構簡單、效率高、容易制造、使用壽命長、維護方便。但齒輪相對軸承的位置不對稱，因此軸應具有較大剛度。齒輪布置在遠離轉矩輸入端，這樣，軸在轉矩的作用下產生的扭轉變形將能減緩軸在彎矩作用下產生彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均勻的現(xiàn)象。齒輪減速器介于機械中原動機與工作機之間，主要將原動機的運動和動力傳給工作機

11、，在此起減速作用，并降低轉速和相應的增大轉矩。</p><p>　　第二章 機械傳動裝置總體設計</p><p>　　2.1 分析、擬定傳動方案</p><p>　　設計方案：方案一（皮帶一級單級直齒圓柱齒輪傳動）</p><p>　　方案二（皮帶一級單級斜齒圓柱齒輪傳動）</p><p>　　方案三（兩級展開式直齒

12、圓柱齒輪傳動）</p><p>　　方案四（兩級展開式斜齒圓柱齒輪傳動）</p><p>　　方案五（蝸輪蝸桿傳動）</p><p>　　比較各個方案，帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉矩時，結構尺寸較其他形式來說較大；蝸輪蝸桿傳動的傳動比大，結構緊湊，但效率與其他方案相比較低，齒輪傳動較其他形式來說裝配較復雜，但傳遞效率高。兩級展開式直齒圓柱齒輪傳動較其他齒輪傳動方

13、案，采用兩級傳動，具有體積小，傳動扭矩大，使用壽命長，工作平穩(wěn)等特點；具有準確的傳動比，能滿足不同的工況，實現(xiàn)機電一體化，傳動效率高，耗能低，性能優(yōu)越等特點。</p><p>　　故在課程設計方案的選取中，選取方案三（兩級展開式直齒圓柱齒輪傳動）作為本次課程設計的設計方案。</p><p>　　該方案是鏈接電動機和皮帶運輸機的減速裝置。此方案工作可靠、傳遞效率高、使用維護方便、環(huán)境適用性好

14、，但齒輪相對軸承的位置不對稱，因此軸應具有較大剛度。此外，總體寬度較大。</p><p>　　本方案，其傳動裝置簡圖如下：</p><p><b>　　傳動裝置布置圖</b></p><p><b>　　2.2電動機的選擇</b></p><p>　　（1）選擇電動機類型</p>&l

15、t;p>　　根據工作機的負荷、特性和工作環(huán)境，選擇電動機的類型、結構形式和轉速，計算電動機功率，最后確定其型號。</p><p>　　電動機是系列化的標準產品，其中以三相異步電機應用為最廣。Y系列電動機是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠式三相異步電動機，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕和特殊要求的機械設備上。根據一般帶式輸送機選用的電動機選擇選用Y系列封閉式三相異步電動機。</p><p>&

16、lt;b>　　確定電動機功率</b></p><p>　　工作裝置所需功率按下式計算</p><p>　　式中，，工作裝置的效率本例考慮膠帶卷筒及其軸承的效率。代入上式得：</p><p>　　電動機的輸入功率按[1]式（2-1）計算</p><p>　　式中，為電動機軸至卷筒軸的轉動裝置總效率。</p>&l

17、t;p>　　由式，；彈性聯(lián)軸器效率，7級精度齒輪傳動（脂潤滑）效率，滑塊聯(lián)軸器效率，取滾動軸承效率，則</p><p><b>　　故</b></p><p>　?。?）確定電動機轉速</p><p>　　卷筒軸作為工作軸，其轉速為：</p><p>　　按表（2-1）推薦的各傳動機構傳動比范圍：單極圓柱齒輪傳動比

18、范圍，則總傳動比范圍應為，可見電動機轉速的可選范圍為：</p><p>　　符合這一范圍的同步轉速有750r/min，1000r/min和1500r/min三種，為減少電動機的重量和價格，由表8-184選常用的同步轉速為1000r/min的Y系列電動機Y132M1-6，其滿載轉速。電動機的安裝結構型式以及其中心高、外形尺寸。</p><p>　　Y132M1-6電動機，其主要參數(shù)如下:&l

19、t;/p><p>　　2.3傳動裝置的總傳動比和傳動比的分配</p><p>　?。?）傳動裝置總傳動比</p><p>　　分配傳動裝置各級傳動比</p><p><b>　　由式，則有，</b></p><p>　　因閉式傳動取高速小齒輪齒數(shù)Z1=22，</p><p>　

20、　大齒輪 </p><p><b>　　齒數(shù)比</b></p><p>　　低俗小齒輪齒數(shù)Z3=28，</p><p><b>　　大齒輪</b></p><p><b>　　齒數(shù)比</b></p><p>

21、;<b>　　實際總傳動比</b></p><p>　　核驗工作機驅動卷筒的轉速誤差</p><p>　　卷筒的實際轉速=960/21.2=47.52</p><p>　　轉速誤差=0.0105<0.05 合乎要求</p><p>　　2.4傳動裝置運動、動力參數(shù)的計算</p><p>

22、;　?。?）各軸的轉速由式</p><p><b>　　I軸</b></p><p><b>　　II軸</b></p><p><b>　　III軸</b></p><p>　?。?）各軸輸入功率由式：</p><p><b>　　I軸

23、15;</b></p><p><b>　　II軸××0</b></p><p><b>　　III軸</b></p><p>　?。?）各軸輸入轉矩由式</p><p><b>　　I軸</b></p><p><

24、b>　　II軸</b></p><p><b>　　III軸</b></p><p>　　將以上算的的運動和動力參數(shù)列表如下：</p><p>　　第三章 傳動零件的設計（齒輪傳動設計）</p><p>　　傳動裝置中傳動零件的參數(shù)、尺寸和結構，對其他零件、部件的設計起決定性作用，因此應首先設計計算傳

25、動零件。</p><p>　　二級直齒圓柱齒輪減速器的主要傳動零件是齒輪，齒輪安裝在軸上，或根據需要做成齒輪軸。齒輪傳動設計需要確定的內容是：齒輪材料和熱處理方式、齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、中心距、變位系數(shù)、齒寬、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、結構尺寸。齒輪材料及熱處理方式的選擇，應考慮齒輪的工作條件、傳動尺寸的要求、制造設備條件等。</p><p>　　齒輪的作用：齒輪是機器中廣泛采用的傳

26、動零件之一。它可以傳遞動力，又可以改變轉速和回轉方向。 </p><p>　　3.1 高速級齒輪的設計</p><p>　　1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　1）選用直齒圓柱齒輪傳動</p><p><b>　　2）選用8級精度</b></p><p&g

27、t;　　3）材料選擇，由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調質），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調質），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS</p><p>　　4）試選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)為。</p><p>　　2、按齒面接觸強度設計</p><p>　　按設計計算公式（10—11）進行試算，即 </p><p>

28、;<b>　　≥</b></p><p>　?。?）確定公式內的各計算數(shù)值</p><p>　?、僭囘x載荷系數(shù)Kt＝1.3</p><p>　?、谟嬎阈↓X輪傳遞的轉矩。</p><p>　?、塾杀?0－7選取尺寬系數(shù)φd＝1</p><p>　?、苡蓤D10－20查得區(qū)域系數(shù)</p>

29、<p>　?、萦杀?0－5查得材料的接觸疲勞強度重合度系數(shù)</p><p>　　算接觸疲勞強度許用應力 </p><p>　　由圖10－25d得大小齒輪的接觸疲勞極限分別為MPa；大齒輪的解除疲勞強度極限MPa；</p><p>　　由表10－5查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　　由式10－15計算應力循環(huán)次數(shù)<

30、;/p><p>　　＝60n1jLh＝609601（283005）＝1.3824</p><p>　　由圖10－23查得接觸疲勞壽命系數(shù):＝0.9；＝0.95 取失效概率為1％，安全系數(shù)S＝1，由式（10－14）得 </p><p><b>　　（2）計算</b></p><p>　?、僭囁阈↓X輪分度圓直徑d1t，代入

31、中較小的值。</p><p><b>　　≥</b></p><p><b>　　==40.8mm</b></p><p><b>　?、谟嬎銏A周速度V</b></p><p>　　V===2.05m/s</p><p><b>　?、塾嬎泯X寬

32、b</b></p><p>　　b=φd=1×40.8mm=40.8mm</p><p>　?、苡嬎泯X寬與齒高之比</p><p>　　模數(shù) ===1.8218mm</p><p>　　齒高 =2.25×1.8218mm=4.099mm</p><p>　　b/h=40.8/

33、4.099=9.78</p><p><b>　　⑤計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據v=2.05m/s,7級精度，由圖10—8查得動載系數(shù)=1.038；</p><p><b>　　直齒輪=1.2</b></p><p>　　由表10-2查得使用系數(shù)</p><p&

34、gt;　　由表10—4查得7級精度小齒輪相對支撐非對稱布置時, =1.418；故載荷系數(shù)</p><p>　　⑥按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（10—12）得</p><p>　　==mm=45.2mm</p><p><b>　　⑦計算模數(shù)m </b></p><p><b>　　m=mm<

35、/b></p><p>　　3、按齒根彎曲強度設計</p><p>　　由式(10—7)得彎曲強度的設計公式為</p><p><b>　　m≥</b></p><p>　?。?）確定公式內的各計算數(shù)值</p><p>　?、儆蓤D10-24查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=500Mpa；大齒輪的

36、彎曲疲勞極限強度=380MPa</p><p>　?、谟?0-18取彎曲壽命系數(shù)=0.85 =0.88</p><p>　?、塾嬎銖澢谠S用應力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 見表（10-12）得</p><p>　　=（）==303Mpa</p><p>　　= （=238Mpa</

37、p><p><b>　　④計算載荷系數(shù)K</b></p><p>　　K=KAKVKFαKFβ=1×1.13×1×1.40=1.582</p><p><b>　?、莶槿πＵ禂?shù)</b></p><p>　　由表10－5查得 =1.56；=1.815</p>

38、<p><b>　?、薏槿↓X形系數(shù)</b></p><p>　　由表10－5查得 =2.16</p><p>　?、哂嬎愦蟆⑿↓X輪的并加以比較</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>

39、<b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b>　　設計計算</b></p><p><b>　　m≥</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　?。?）調整此輪模數(shù)</b></p&

40、gt;<p><b>　?、賵A周速度</b></p><p><b>　　=1.53m/s</b></p><p><b>　　②齒寬</b></p><p>　　b=φd=1×30.46mm=30.46mm</p><p>　?、苡嬎泯X寬與齒高之比&l

41、t;/p><p>　　模數(shù) ===1.8218mm</p><p><b>　　齒高 </b></p><p>　　b/h=30.46/3.105=9.8</p><p><b>　　⑤計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據v=1.53m/s,7級精度，由圖10

42、—8查得動載系數(shù)=1.027；</p><p><b>　　直齒輪=1.2</b></p><p>　　由表10-2查得使用系數(shù)</p><p><b>　　由</b></p><p>　　由表10—3齒間載荷分配系數(shù)</p><p>　　由表10—4查得7級精度小齒輪相對支

43、撐非對稱布置時, =1.4145,結合b/h=9.8；故載荷系數(shù)</p><p><b>　　⑦計算模數(shù)m </b></p><p><b>　　m</b></p><p>　　對結果進行處理取m=2mm</p><p>　　小齒輪齒數(shù) =/m=45.2/2=22.6≈23</p>

44、<p>　　大齒輪齒數(shù) ==5.322.6=119.78≈120</p><p><b>　　4、幾何尺寸計算</b></p><p><b>　　(1)計算中心距</b></p><p>　　a=(+)/2=143mm，</p><p>　　(2)計算大、小齒輪的分度圓直徑<

45、/p><p>　　=m=232=46mm =m=1202 =240mm</p><p><b>　　(3)計算齒輪寬度</b></p><p><b>　　b=φd=46mm</b></p><p>　　=54mm，=46mm </p><p>　　備注齒寬一般是小齒輪

46、得比大齒輪得多5-10mm</p><p><b>　　（4）齒頂圓直徑</b></p><p><b>　?。?）齒底圓直徑</b></p><p>　　高速級齒輪傳動的幾何尺寸歸于下表</p><p><b>　　5、齒輪的結構設計</b></p><p

47、>　　小齒輪1由于直徑較小，采用齒輪軸結構；</p><p>　　大齒輪2的結構尺寸計算如下表</p><p><b>　　結構草圖如下：</b></p><p>　　3.2 低速級齒輪的設計</p><p>　　1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　1）選用直齒圓柱齒

48、輪傳動</p><p><b>　　2）選用8級精度</b></p><p>　　3）材料選擇，由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調質），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調質），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS</p><p>　　4）試選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)為，</p><p>　　2、按齒

49、面接觸強度設計</p><p>　　按設計計算公式（10—9a）進行試算，即 </p><p><b>　　≥</b></p><p>　　確定公式內的各計算數(shù)值</p><p>　?、僭囘x載荷系數(shù)Kt＝1.3</p><p>　　②計算小齒輪傳遞的轉矩。</p><p

50、>　?、塾杀?0－7選取尺寬系數(shù)φd＝1</p><p>　?、萦杀?0－5查得材料的接觸疲勞強度重合度系數(shù)</p><p>　?、?算接觸疲勞強度許用應力 </p><p>　　由圖10－25d得大小齒輪的接觸疲勞極限分別為MPa；大齒輪的解除疲勞強度極限MPa；</p><p>　　由表10－5查得材料的彈性影響系數(shù)<

51、;/p><p>　?、?由式10－15計算應力循環(huán)次數(shù)</p><p>　?。?0n1jLh＝60181.131（283005）＝2.608272</p><p>　　由圖10－23查得接觸疲勞壽命系數(shù):＝1.145；＝0.98 取失效概率為1％，安全系數(shù)S＝1，由式（10－14）得 </p><p><b>　　（2）計算<

52、/b></p><p>　?、?試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。</p><p><b>　　≥</b></p><p><b>　　==67.69mm</b></p><p><b>　?、谟嬎銏A周速度V</b></p><p>　　V==

53、=0.642m/s</p><p><b>　?、塾嬎泯X寬b</b></p><p>　　b=φd=1×67.69mm=67.69mm</p><p>　?、?計算載荷系數(shù)根據v=0.642m/s,7級精度，由圖10—8查得動載系數(shù)=1.01；</p><p><b>　　直齒輪=1.2</b&

54、gt;</p><p>　　由表10-2查得使用系數(shù)</p><p>　　由表10—4查得7級精度小齒輪相對支撐非對稱布置時, =1.418；</p><p><b>　?、?齒圓周力</b></p><p>　　由表10—3查得齒間動載荷系數(shù)</p><p><b>　　故載荷系數(shù)&l

55、t;/b></p><p>　?、?由式（10—12）得實際載荷分度圓直徑</p><p>　　==mm=74.81mm</p><p><b>　　⑦ 計算模數(shù)m </b></p><p><b>　　m=</b></p><p>　　3、按齒根彎曲強度設計</

56、p><p>　　由式(10—7)得彎曲強度的設計公式為</p><p><b>　　m≥</b></p><p>　?。?）確定公式內的各計算數(shù)值</p><p>　　①由圖10-24查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=500Mpa；大齒輪的彎曲疲勞極限強度=380MPa</p><p>　　②由10-22

57、取彎曲壽命系數(shù)=0.92 =0.97</p><p>　　③計算彎曲疲勞許用應力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 見表（10-12）得</p><p>　　=（）==328.6Mpa</p><p>　　= （=263.28Mpa</p><p>　?、懿槿πＵ禂?shù) 由表10－5查得 =1.

58、62；=1.81</p><p><b>　　⑤查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由表10－5查得 =2.17</p><p>　?、抻嬎愦?、小齒輪的并加以比較</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b><

59、;/p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大</b></p><p><b>　　（2）設計計算</b></p><p><b>　　m≥</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　?。?）調整此

60、輪模數(shù)</b></p><p><b>　　①圓周速度</b></p><p><b>　　=0.53m/s</b></p><p><b>　?、邶X寬</b></p><p>　　b=φd=1×56.2mm=56.2mm</p><p

61、>　　計算齒寬與齒高之比 </p><p>　　模數(shù) ===2.0065mm</p><p><b>　　齒高 </b></p><p>　　b/h=56.2/4.51=12.6</p><p><b>　?、塾嬎爿d荷系數(shù)</b></p><p>　　根據v=1

62、.0.53m/s,7級精度，由圖10—8查得動載系數(shù)=1.01</p><p>　　由表10-2查得使用系數(shù)</p><p><b>　　由</b></p><p>　　由表10—3得齒間載荷系數(shù)=1.1</p><p>　　由表10—4查得7級精度小齒輪相對支撐非對稱布置時, =1.42,結合b/h=12.46 查圖1

63、0-13得</p><p><b>　?。还瘦d荷系數(shù)</b></p><p><b>　?、苡嬎隳?shù)m </b></p><p><b>　　m</b></p><p>　　對結果進行處理取m=2.5mm</p><p>　　小齒輪齒數(shù) ==67.6

64、9/2≈34</p><p>　　大齒輪齒數(shù) ==434=136</p><p><b>　　4、幾何尺寸計算</b></p><p><b>　　(1)計算中心距</b></p><p>　　a=()/2=(68+272)/2=170mm，</p><p>　　(2)計

65、算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p>　　==342=68mm ==272mm</p><p><b>　　(3)計算齒輪寬度</b></p><p><b>　　b=φd=68mm</b></p><p>　　=76mm，=68mm </p><p>　　備注齒

66、寬一般是小齒輪得比大齒輪得多5-10mm</p><p><b>　?。?）齒頂圓直徑</b></p><p><b>　?。?）齒底圓直徑</b></p><p>　　3.低速級齒輪傳動的幾何尺寸</p><p>　　低速級齒輪傳動的幾何尺寸歸于下表</p><p><

67、;b>　　4.齒輪的結構設計</b></p><p>　　小齒輪3由于直徑較小，采用齒輪軸結構；</p><p>　　大齒輪4的結構尺寸計算如下表</p><p><b>　　結構草圖如下</b></p><p>　　第四章 軸的設計各軸軸徑計算</p><p>　　軸的作用：

68、用來支承旋轉并與之一起回轉以傳遞運動、扭矩和彎矩的機械零件。</p><p>　　轉軸既傳動轉矩又承受彎矩。傳動軸只傳遞轉矩而不承受彎矩或彎矩很小。心軸則只承受彎矩而部傳動轉矩。</p><p>　　二級直齒輪減速器中要用到三根軸分別為高速級軸、中間軸、低速級軸。該減速器中的軸上再進行安裝齒輪，三根軸既承受扭矩又承受彎矩，都是轉軸。因考慮有利于提高軸的強度和便于軸上零件的固定、裝拆，多采用

69、階梯狀</p><p><b>　　4.1中間軸的設計</b></p><p><b>　　軸材料的選擇</b></p><p>　　取中間軸與齒輪3的材料一致 45號鋼調質 由資料有 </p><p>　　2. 初步確定軸的直徑</p><p>　　根據表[1]15

70、-3選取A0=112。于是有:</p><p>　　考慮該處的軸頸應大于高速軸處直徑，則=40mm</p><p><b>　　3. 選軸承</b></p><p>　　初步選擇滾動軸承。選6308深溝球軸承；通過查手冊可知6007深溝球軸承d=40(mm) =（軸頸直徑），B=23（mm） ，所以齒輪2處軸頭直徑=45mm 。</p&

71、gt;<p><b>　　4. 軸的結構設計</b></p><p><b>　?。捍_定個軸段的長度</b></p><p>　　齒輪2處軸肩高度 </p><p>　　由齒輪3的各直徑的軸承安裝直徑=49mm</p><p>　　按軸上需件的軸向尺寸及需件相對位置確定軸上各段長

72、度，如上圖</p><p>　　5. 按許用彎曲應力校核軸</p><p>　?。?）計算軸上作用力</p><p><b>　　齒輪2：</b></p><p><b>　　齒輪3：</b></p><p><b>　　計算支反力</b></p&

73、gt;<p><b>　　豎直面，繞B的力矩</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p><b>　　計算無誤</b></p><p><b>　　水平面，繞B的力矩</b></p><p><b>　　校核

74、：</b></p><p><b>　　計算無誤</b></p><p><b>　　轉矩</b></p><p><b>　　垂直平面彎矩</b></p><p><b>　　C處彎矩：(左)=</b></p><p>

75、;<b>　　(右)=</b></p><p><b>　　D處彎矩：(左)=</b></p><p><b>　　(右)=</b></p><p><b>　　水平彎矩：</b></p><p><b>　　C處：</b></

76、p><p><b>　　D處：</b></p><p><b>　　合成彎矩</b></p><p><b>　　C處：(左)=</b></p><p><b>　　(右)=</b></p><p><b>　　D處：(左)=

77、</b></p><p><b>　　(右)=</b></p><p><b>　　（5）彎矩及轉矩圖</b></p><p>　?。?） 計算當量彎矩</p><p><b>　　應力系數(shù)校核：</b></p><p><b>

78、　　C處：</b></p><p><b>　　D處： </b></p><p><b>　?。?）校核軸頸</b></p><p>　　C刨面： 強度足夠</p><p>　　D刨面： 強度足夠</p><p>　　6 軸的局部結構設計</p&g

79、t;<p>　　由表6.1得鍵槽尺寸</p><p>　　由表6.2得鍵槽尺寸得鍵長L=45</p><p>　　由表4.5得導向錐面尺寸a=3，</p><p>　　由表4.3得砂輪越程槽</p><p>　　由表4.6的各過渡圓角尺寸R=1.2，C=0.6</p><p><b>　　4.2

80、高速軸的設計</b></p><p><b>　　軸材料的選擇</b></p><p>　　由于該軸為齒輪軸，應與齒輪的材料相同，為45調質</p><p><b>　　初步確定軸的直徑</b></p><p>　　根據表[1]15-3選取A0=112。于是有:</p>&

81、lt;p>　　此軸的最小直徑分明是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑d為了使所選的軸的直徑d與聯(lián)軸器的孔徑相適應，固需同時選取聯(lián)軸器的型號。</p><p><b>　　聯(lián)軸器的型號的選取</b></p><p>　　查表[1]14-1,取 =1.3則； 按照計算轉矩Tca應小于聯(lián)軸器的公稱轉矩的條件，查標準GB/T5014-2003，選用LX3 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱

82、轉矩1250(N·m)。半聯(lián)軸器的孔徑d1=32(mm) ，故取d1=32(mm)。</p><p>　　4. 軸的結構設計</p><p><b>　　(1): 劃分軸段</b></p><p>　　軸伸段，過密封圈處軸段，軸頸段，軸承安裝定位軸段，齒輪軸段</p><p>　?。?）根據軸向定位的要求確定

83、軸的各段直徑和長度</p><p>　　軸伸直徑比強度計算的值要大許多。考慮軸的緊湊性，起階梯軸段直徑應盡可能較小值增加，同時軸伸段，因此軸伸段取聯(lián)軸器用套筒定位，與套筒配合段直徑=34mm</p><p>　　選擇深溝球軸承6307，軸頸==35mm（查表5-9），根據軸承的安裝尺寸（查表5-9）</p><p>　　齒輪段段前面尺寸的設計 </p&g

84、t;<p>　?。?）定各段的軸向長度</p><p>　　兩軸承間距 A為箱體內壁距離，由中間軸設計知161mm，軸承內端面與內壁之間的距離取10mm，B為軸承寬，取21mm。則</p><p>　　軸伸段由聯(lián)軸器軸向長度確定；</p><p>　　軸頸段長度由軸承寬決定；</p><p>　　齒輪段軸向長度取決于齒

85、輪寬，軸向位置由中間軸2齒輪所需李娥河位置確定；</p><p>　　直徑軸段長度在齒輪尺寸和位置確定后即可自然獲得。直徑為軸段長由端蓋外和端蓋內兩部分尺寸組成； </p><p>　　端蓋外尺寸為：k+（10~20）mm h為端蓋螺釘（M8）六角厚度k=7mm；</p><p>　　端蓋內尺寸

86、，根據附圖III.7所示為 其中為壁厚，為 軸承旁接螺栓扳手位置尺寸，見表7.1,7.2；e為端蓋凸緣厚度（表7.17）；軸承內端面與內壁距離；B為軸承寬，6307軸承為21mm；軸段長度=k+（10~20）+ =54mm</p><p>　　高速軸的主要結構尺寸如下;</p><p>　　4、按許用彎曲應力校核</p><p>　　1）、繪軸的受力圖，如圖

87、（a）</p><p>　　2）、計算軸上的作用力</p><p><b>　　齒輪1：</b></p><p><b>　　3）、計算支反力</b></p><p>　　垂直平面支反力（XZ平面），圖（b）</p><p>　　繞支點B的力矩和,得</p>&

88、lt;p><b>　　同理，，得</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p><b>　　計算無誤</b></p><p>　　水平平面（XY平面），圖（c）</p><p>　　繞支點B的力矩和,得</p><p><

89、;b>　　校核：</b></p><p><b>　　計算無誤</b></p><p>　　4）、轉矩，繪彎矩圖，</p><p>　　垂直面內彎矩圖，圖（d）</p><p><b>　　C處彎矩：</b></p><p>　　水平面內彎矩圖，圖（e）&l

90、t;/p><p><b>　　C處彎矩：</b></p><p>　　5）、合成彎矩，圖（f）</p><p><b>　　C處：</b></p><p>　　4）、轉矩及轉矩圖，圖（g）</p><p>　　5）、計算當量彎矩，繪彎矩圖，圖（h）</p><

91、p><b>　　應力校正系數(shù)</b></p><p><b>　　C處：</b></p><p><b>　　高速軸受力及彎矩圖</b></p><p><b>　　7）、校核軸徑</b></p><p><b>　　C剖面：。</b

92、></p><p><b>　　4.3低速軸的設計</b></p><p><b>　　材料的選擇</b></p><p>　　選擇40 Cr調質鋼</p><p>　　2 初步確定軸的直徑</p><p>　　初步估算軸的最小直徑</p><p&g

93、t;　　根據表15-3選取A0=112。于是有:</p><p>　　此軸的最小直徑分明是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑，為了使所選的軸的直徑。</p><p>　　聯(lián)軸器的孔徑相適應，固需同時選取聯(lián)軸器的型號。</p><p>　　3 . 聯(lián)軸器的型號的選取</p><p>　　查表[1]14-1,取 =1.3則； </p><

94、;p>　　按照計算轉矩Tca應小于聯(lián)軸器的公稱轉矩的條件，查標準GB/T5014-2003（見表[2]8-2），選用LX4 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉矩為1250(N·m)。半聯(lián)軸器的孔徑(mm) ，固取d1 </p><p><b>　　4. 軸的結構設計</b></p><p>　?。?）：擬定軸上零件的裝配方案</p>&

95、lt;p>　?。?）：根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　選擇深溝球軸承6311軸頸半徑，由齒輪4知其齒寬b=68mm。軸承詞用軸肩定位，由表5-9知。兩軸頸間距離 ， 其中A為箱體內壁距離，由中間軸設計知161mm，軸承內端面與內壁之間的距離取10mm，B為軸承寬，取。則</p><p>　　軸伸段由聯(lián)軸器軸向長度確定；</p><

96、p>　　軸頸段長度由軸承寬決定；</p><p>　　齒輪段軸向長度取決于齒輪寬，軸向位置由中間軸4齒輪所需李娥河位置確定；</p><p>　　直徑軸段長度在齒輪尺寸和位置確定后即可自然獲得。直徑為軸段長由端蓋外和端蓋內兩部分尺寸組成；</p><p>　　端蓋外尺寸為：k+（10~20）mm h為端蓋螺釘（M8）六角厚度k=7mm；</p>

97、;<p>　　端蓋內尺寸，根據附圖III.7所示為 其中為壁厚，為 軸承旁接螺栓扳手位置尺寸，見表7.1,7.2；e為端蓋凸緣厚度（表7.17）；軸承內端面與內壁距離；B為軸承寬，6307軸承為31mm；軸段長度=k+（10~20）+ =45mm</p><p>　　高速軸的主要結構尺寸如下;</p><p>　　5.按許用彎曲應力校核</p><

98、p>　　1）、軸上力的作用點及支點跨距的確定</p><p>　　齒輪對軸的力作用點按簡化原則在齒輪寬的中點，因此可決定軸上齒輪力的作用點位置。</p><p>　　軸頸上安裝的6311C軸承從表5.09可知他的負荷作用中心距離軸承外端面尺寸</p><p>　　2）、繪軸的受力圖，如圖（a）</p><p>　　3）、計算軸上的作用力

99、</p><p><b>　　齒輪1：</b></p><p><b>　　4）、計算支反力</b></p><p>　　垂直平面支反力（XZ平面），圖（b）</p><p>　　繞支點B的力矩和,得</p><p><b>　　同理，，得</b><

100、;/p><p><b>　　校核：</b></p><p><b>　　計算無誤</b></p><p>　　水平平面（XY平面），圖（c）</p><p>　　繞支點B的力矩和,得</p><p><b>　　校核：</b></p><

101、p><b>　　計算無誤</b></p><p>　　5）、轉矩，繪彎矩圖，</p><p>　　垂直面內彎矩圖，圖（d）</p><p><b>　　C處彎矩：</b></p><p>　　水平面內彎矩圖，圖（e）</p><p><b>　　C處彎矩：&l

102、t;/b></p><p>　　6）、合成彎矩，圖（f）</p><p><b>　　C處：</b></p><p>　　7）、轉矩及轉矩圖，圖（g） </p><p>　　8）、計算當量彎矩，繪彎矩圖，圖（h）</p><p><b>　　應力校正系數(shù)</b><

103、/p><p><b>　　C處：</b></p><p><b>　　9）、校核軸徑</b></p><p><b>　　C剖面：。</b></p><p>　　第五章 滾動軸承的組合設計</p><p>　　軸承的作用：支承軸。</p>&

104、lt;p>　　考慮受軸向力較小，且主要是徑向力，故選用的是單列深溝球軸承</p><p>　　中間軸6308兩個，高速軸6307兩個，低速軸6311兩個（GB/T276-94）</p><p>　　5.1低速軸上的軸承計算</p><p>　　在前面計算軸時采用6311號深溝球軸承，其主要參數(shù)如下：</p><p>　　基本額定靜載荷：

105、 </p><p>　　基本額定動載荷： ) FNH2=2307.19(N) FNV2=839.74(N)</p><p>　　由上可知右端軸承所受的載荷遠大于左端軸承，所以只需對右端軸承進行校核，如果左端軸承滿足要求，左端軸承必滿足要求。</p><p><b>　　（1）：求比值</b&

106、gt;</p><p>　　軸承所受徑向力 </p><p>　　(2)按照[1]表13-5，X=1，Y=0,按照[1]表13-6，，取。則</p><p><b>　　P=1.1 </b></p><p>　?。?）：驗算軸承的壽命</p><p>　　按要求軸承的最短壽命為Lh=2*8*3

107、00*10=48000（工作時間）</p><p>　　根據[1]式（13-5）</p><p>　?。▽τ谇蜉S承取 ） 所以所選的軸承滿足要求。</p><p>　　5.2中間軸深溝球軸承校核計算</p><p>　　選用的軸承型號為6308，所以</p><p><b>　　查表5.9</b>

108、</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　徑向負荷</b></p><p>　　2）已知預期壽命5年，2班制 </p><p><b>　　軸承實際壽命</b></p><p>　　=16670/326.605* >24

109、000h</p><p><b>　　具有足夠使用壽命</b></p><p>　　第六章 鍵連接的選擇和計算</p><p>　　鍵的作用：把軸和套在軸上的零件固定在一起，以便傳遞扭矩。 </p><p>　　6.1低速軸上鍵和聯(lián)軸器的設計計算</p><p>　　1. 對連接齒輪與軸的鍵的

110、計算</p><p>　　（1）：選擇鍵連接的類型和尺寸</p><p>　　一般7級以上精度的齒輪有定心精度要求，應選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A）型。</p><p>　　根據d=72（mm）從表6-1中查的鍵的截面尺寸為：寬度b=16（mm），高度=10(mm)，由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長L=59.5（mm）（比輪轂寬度小些）

111、</p><p>　?。?）：校核鍵連接的強度</p><p>　　鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓用力[ ]=100 ，取中間值，[ ]=110MPa 。鍵的工作長度l=L-b=55.5-16=39.5（mm），鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5 。由式（6-1）可得：</p><p><b>　　]=110MPa</b

112、></p><p>　　所選的鍵滿足強度要求。 </p><p>　　2. 對聯(lián)軸器及其鍵的計算</p><p>　　b*h=12*8 d1=42 L=72</p><p>　　所以l=L-b=72-12=60 k=0.5h=4</p><p>　　81.23<110 MPa</p>

113、;<p>　　所選的鍵滿足強度要求。</p><p>　　6.2中間軸上鍵的設計計算</p><p>　　1. 對連接大齒輪與軸的鍵的計算</p><p>　　（1）：選擇鍵連接的類型和尺寸</p><p>　　一般7級以上精度的齒輪有定心精度要求，應選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A）型。</p>

114、;<p>　　根據d=45（mm）從表6-1中查的鍵的截面尺寸為：寬度b=14（mm），高度=9(mm)，由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長L=33（mm）（比輪轂寬度小些）</p><p>　　（2）：校核鍵連接的強度</p><p>　　鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓用力[ ]=100 ，取其平均值，[ ]=110MPa 。鍵的工作長度l=L-b=3

115、3-14=19（mm），鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5 。由式（6-1）可得：</p><p><b>　　]=110MPa</b></p><p>　　所選的鍵滿足強度要求。</p><p>　　6.3高速軸上鍵和聯(lián)軸器的設計計算</p><p>　　1.對聯(lián)軸器及其鍵的計算</p><

116、;p>　　d1=30 b=8 h=7 L=46</p><p>　　所以l=L-b=46-8=38 k=0.5h=3.5</p><p><b>　　]=110MPa</b></p><p>　　所選的鍵滿足強度要求。</p><p>　　第七章 減速器的箱體、潤滑劑及附件</p>&

117、lt;p><b>　　7.1箱體設計：</b></p><p>　　低速級中心距：a=170（mm）</p><p>　　箱座壁厚：=0.025a+2.5=6.18（mm） 取為8（mm）</p><p>　　箱蓋壁厚：=0.025a+2.5=6.18（mm） 取為8（mm）</p><p>　　箱座凸緣厚度：

118、b=1.5=12（mm）</p><p>　　箱蓋凸緣厚度：=1.5=12（mm）</p><p>　　箱座底凸緣厚度：p=2.5=20（mm）</p><p>　　箱座上的肋厚: m0.85=6.8（mm），取m=7（mm）</p><p>　　箱蓋上的肋厚: 0.85=6.8(mm)，取=7(mm)</p><p>

119、;　　地腳螺栓直徑: =0.04a+8=13.9,取M16</p><p>　　軸承旁連接螺栓直徑: =0.75=12，取M12</p><p>　　上下箱連接螺栓直徑: =（0.5～0.6）=(6.95～8.34)，取M8</p><p>　　定位銷孔直徑：=（0.7～0.8）=（5.6～6.4），取=6（mm）</p><p>　　7.2

120、潤滑方式及潤滑劑的選擇</p><p><b>　　1.齒輪</b></p><p>　　（1）：齒輪潤滑方式的選擇</p><p>　　高速軸齒輪圓周速度：</p><p><b>　　2.262m/s</b></p><p>　　中間軸大齒輪圓周速度：</p>

121、<p><b>　　2.26m/s</b></p><p>　　中間軸小齒輪圓周速度：</p><p><b>　　0.754m/s</b></p><p>　　低速軸齒輪圓周速度：</p><p><b>　　0.758m/s</b></p>&l

122、t;p>　　因為： =2.262 </p><p>　　>2 ,齒輪采用油潤滑。</p><p>　　<12 ，齒輪采用浸油潤滑。</p><p>　　即將齒輪浸于減速器油池內，當齒輪轉動時，將潤滑油帶到嚙合處，同時也將油甩直箱壁上用以散熱。</p><p>　?。?）：齒輪潤滑劑的選擇</p><p&

123、gt;　　查表表7-1，齒輪潤滑油選用中負荷工業(yè)齒輪油（GB5903—1995），運動粘度為：90—110（單位為：）。</p><p><b>　　2.滾動軸承</b></p><p>　?。?）：軸承潤滑方式的選擇</p><p>　　高速軸深溝球軸承速度：</p><p>　　中間軸深溝球軸承速度：</p&g

124、t;<p>　　低速軸深溝球軸承速度：</p><p>　　因為 都低于脂潤滑速度，所以它們都選擇脂潤滑。</p><p>　?。?）：滾動軸承潤滑劑的選擇</p><p>　　查表（13-10），選擇合適的潤滑脂。</p><p>　　7.3密封方式的選擇</p><p><b>　　滾動軸承

125、密封選擇</b></p><p>　　滾動軸承采用氈圈密封。</p><p><b>　　箱體密封選擇：</b></p><p>　　箱體剖分面上應該用水玻璃密封或者密封膠密封。</p><p>　　7.4減速器附件設計：</p><p><b>　　總結</b>

126、</p><p>　　這次關于兩級展開式圓柱直齒輪減速器的課程設計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計概念和設計過程的實踐考驗，對于提高我們機械設計的綜合素質大有用處。通過幾個星期的設計實踐，使我對機械設計有了更多的了解和認識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎。</p><p>　　機械設計是機械工業(yè)的基礎,是一門綜合性相當強的技術課程，它融《機械原理》、《機械設計》、《理論力學》、《材料

127、力學》、《公差與配合》、《CAD實用軟件》、《機械工程材料》、《機械設計手冊》等于一體。</p><p>　　這次的課程設計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設計思想;訓練綜合運用機械設計和有關先修課程的理論,結合生產實際反系和解決工程實際問題的能力;鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識等方面有重要的作用。</p><p>　　在這次的課程設計過程中,綜合運用先修課程中所學的有關知識與技能,結

128、合各個教學實踐環(huán)節(jié)進行機械課程的設計,一方面,逐步提高了我們的理論水平、構思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問題和解決問題的能力,為我們以后對專業(yè)產品和設備的設計打下了寬廣而堅實的基礎。</p><p>　　本次設計得到了指導老師的細心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導和幫助.</p><p>　　設計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學習和掌握有關機械設計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設計習

129、慣和思維從而提高設計實踐操作能力。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]《機械設計課程設計手冊》（第3版）—周元康，林昌華，張海兵主編。重慶：重慶大學出版社，2007。</p><p>　　[2]《機械設計》（第九版）—濮良貴，紀名剛，吳立言主編。北京：高等教育出版社，2012。</p><