機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)—圓錐-圓柱齒輪減速器

1、<p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書</p><p>　　題 目：圓錐-圓柱齒輪減速器（5-C）</p><p>　　姓 名：高智韜</p><p>　　班 級(jí)：05020902</p><p><b>　　指導(dǎo)老師：陳國定</b></p><p><b>

2、　　目 錄</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)說明2</p><p>　　二：傳動(dòng)簡圖的擬定2</p><p>　　三：電動(dòng)機(jī)的選擇2</p><p>　　四：傳動(dòng)比的分配3</p><p>　　五:傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算3</p><p>　　六:減速器傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算

3、4</p><p>　　高速級(jí)直齒錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算4</p><p>　　中間級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算8</p><p>　　低速級(jí)鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算11</p><p><b>　　七：初算軸徑13</b></p><p>　　八：選擇聯(lián)軸器和軸承13</p><

4、;p>　　九：繪制設(shè)計(jì)用裝配底圖14</p><p>　　十：軸系零件設(shè)計(jì)校核15</p><p>　　十一：軸承壽命校核24</p><p>　　十二：鍵選擇及強(qiáng)度校核28</p><p>　　十三：箱體及附件設(shè)計(jì)30</p><p>　　十四：潤滑密封設(shè)計(jì)33</p><p&g

5、t;　　十五：心得體會(huì)33</p><p>　　十六：參考書目34</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)說明</b></p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)鏈板式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置。 </p><p><b>　　2.原始數(shù)

6、據(jù)</b></p><p><b>　　3.工作條件</b></p><p>　　連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用期10年（每年300個(gè)工作日），小批量生產(chǎn)，兩班制工作，輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差正負(fù)5%。</p><p>　　二：傳動(dòng)簡圖的擬定。</p><p><b>　　三：電動(dòng)機(jī)的選擇&l

7、t;/b></p><p>　　類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇</p><p>　　選擇Y系列電動(dòng)機(jī)。具有結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，可直接接于三相交流電網(wǎng)中等顯著特點(diǎn)。</p><p><b>　　功率的確定</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率(串聯(lián)時(shí))。彈性聯(lián)軸器效率，球軸承效率，8級(jí)精度錐齒輪，8級(jí)精

8、度圓柱齒輪，滾子鏈傳動(dòng)效率</p><p><b>　　所需電動(dòng)機(jī)的功率.</b></p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)額定功率.</b></p><p>　　按照≥來選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速的確定</b></p><p>　　根

9、據(jù)Y系列常用轉(zhuǎn)速，選擇同步轉(zhuǎn)速1000r/min的電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為Y132M1—6。機(jī)座帶底腳，端蓋無凸緣。</p><p><b>　　四：傳動(dòng)比的分配</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，工作機(jī)的轉(zhuǎn)速</p><p>　　一般圓錐——圓柱齒輪減速器，高速級(jí)錐齒輪傳動(dòng)比

10、可按下式分配</p><p>　　12明顯過大，根據(jù)一般錐齒輪傳動(dòng)比的限制，取.</p><p><b>　　再取圓柱齒輪傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　取鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　五:傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算</b></p><p

11、>　　各軸轉(zhuǎn)速n（r/min）</p><p>　　高速軸Ⅰ轉(zhuǎn)速 </p><p>　　中間軸Ⅱ轉(zhuǎn)速 </p><p>　　低速軸Ⅲ轉(zhuǎn)速 </p><p>　　滾筒軸Ⅳ轉(zhuǎn)速 </p><p>　　各軸的輸入功率P(kw)</p><p>　　高速軸Ⅰ輸入功率

12、</p><p>　　中間軸Ⅱ輸入功率 </p><p>　　低速軸Ⅲ輸入功率 </p><p>　　滾筒軸Ⅳ輸入功率 </p><p>　　各軸的輸入轉(zhuǎn)矩T（N·m）</p><p>　　高速軸Ⅰ輸入轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　中間軸Ⅱ輸入轉(zhuǎn)矩 <

13、/p><p>　　低速軸Ⅲ輸入轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　滾筒軸Ⅳ輸入轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)列出下表,供以后設(shè)計(jì)計(jì)算使用。</p><p>　　六:減速器傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　高速級(jí)錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　選擇材料，精度，齒數(shù)。<

14、;/p><p>　　小齒輪選擇40Cr,鍛鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度250-260HBS，</p><p>　　大齒輪選擇45鋼，鍛鋼,硬度200-210HBS。</p><p><b>　　8級(jí)精度。</b></p><p>　　選小齒輪齒數(shù)20，大齒輪齒數(shù)60.</p><p>　　按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

15、。</p><p>　　分別確定公式內(nèi)各個(gè)計(jì)算數(shù)值。</p><p>　　參數(shù)確定完畢，將較小的代入公式中，</p><p><b>　　=61.147mm</b></p><p>　　錐齒輪平均分度圓直徑=50.955mm</p><p>　　計(jì)算圓周速度v。錐齒輪圓周速度需按照平均分度圓直徑計(jì)

16、算。</p><p><b>　　計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　載荷系數(shù)K=</b></p><p>　　根據(jù)工作載荷狀態(tài)(輕微沖擊)和原動(dòng)機(jī)類型(電動(dòng)機(jī)),</p><p>　　根據(jù)v=2.561m/s,8級(jí)精度，由圖10-8，錐齒輪第一級(jí)精度，按照9級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)1

17、.15.</p><p><b>　　:</b></p><p>　　根據(jù) 。由表10-9，。。</p><p><b>　　K=</b></p><p><b>　　校正分度圓直徑。</b></p><p>　　61.147×=72.754&

18、lt;/p><p><b>　　計(jì)算模數(shù)。</b></p><p>　　按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。</p><p><b>　　確定公式中參數(shù)。</b></p><p><b>　　系數(shù)已經(jīng)確定。</b></p><p><b>　　對(duì)比大小齒輪。&

19、lt;/b></p><p><b>　　大齒輪數(shù)值較大。</b></p><p>　　將大齒輪數(shù)值代入公式。</p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān),

20、可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.702就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3 mm。按接觸強(qiáng)度所得的分度圓直徑=72.754 mm，算出小齒輪齒數(shù)</p><p>　　大齒輪齒數(shù) </p><p>　　這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。</p><p><b>　　幾何尺寸計(jì)算。</b>

21、;</p><p>　　計(jì)算分度圓直徑 </p><p>　　計(jì)算錐角 </p><p><b>　　得 </b></p><p>　　計(jì)算錐距 </p><p><b>　　計(jì)算齒寬 </b></p><p>　

22、　計(jì)算平均分度圓直徑 </p><p>　　計(jì)算平均模數(shù) </p><p>　　計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) </p><p><b>　　結(jié)構(gòu)選擇。</b></p><p>　　小齒輪齒頂圓直徑＜160mm，選用實(shí)心結(jié)構(gòu)。</p><p>　　大齒輪齒頂圓直徑＞160mm，選用腹板式結(jié)構(gòu)。<

23、;/p><p>　　高速級(jí)錐齒輪的主要設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p>　　中間級(jí)圓柱齒輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　選精度等級(jí)，材料及齒</p><p>　　材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為250HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為200HBS。仍選用8級(jí)精度。該級(jí)齒輪傳動(dòng)比為4，選擇小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù),初選螺旋

24、角.</p><p>　　按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)。</p><p>　　按式（10-21）試算，即</p><p>　　分別確定公式內(nèi)各個(gè)計(jì)算數(shù)值。</p><p>　　將較小的值代入公式計(jì)算。</p><p><b>　　計(jì)算圓周速度</b></p><p><b

25、>　　計(jì)算齒寬</b></p><p><b>　　計(jì)算齒寬與齒高比</b></p><p><b>　　計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　載荷系數(shù)K=</b></p><p>　　根據(jù)工作載荷狀態(tài)(輕微沖擊)和原動(dòng)機(jī)類型(電動(dòng)機(jī)),<

26、;/p><p>　　根據(jù)v=m/s,8級(jí)精度，由圖10-8，錐齒輪第一級(jí)精度，按照9級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)1.1.</p><p><b>　　:由表10-3，</b></p><p>　　由表10-4，非對(duì)稱分布，,</p><p><b>　　由表10-13,</b></p><p

27、>　　接觸疲勞載荷系數(shù), K=</p><p>　　彎曲疲勞載荷系數(shù)K=</p><p><b>　　校正分度圓直徑。</b></p><p>　　54.38×=62.242</p><p><b>　　計(jì)算當(dāng)量模數(shù)。</b></p><p>　　按齒根彎曲強(qiáng)

28、度計(jì)算設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　確定參數(shù).</b></p><p><b>　　系數(shù)已經(jīng)確定。</b></p><p><b>　　對(duì)比大小齒輪。</b></p><p><b>　　大齒輪數(shù)值大。</b></p><p>

29、;　　將較大數(shù)值代入公式中計(jì)算</p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的發(fā)面模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的法面模數(shù)2.174就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值2.5mm。按接觸強(qiáng)度所得的分度圓直徑=62.242 mm，算出小齒輪齒數(shù)</p>

30、<p>　　大齒輪齒數(shù) </p><p>　　這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。</p><p><b>　　尺寸計(jì)算。</b></p><p><b>　　計(jì)算中心距a</b></p><p><b>

31、;　　圓整為155mm</b></p><p><b>　　修正螺旋角</b></p><p>　　改變不多，其他不需要修正。</p><p><b>　　計(jì)算分度圓直徑 </b></p><p><b>　　計(jì)算齒輪寬度</b></p><p

32、><b>　　圓整后取，</b></p><p><b>　　齒輪結(jié)構(gòu)選擇。</b></p><p>　　小齒輪齒頂圓直徑＜160mm，選用實(shí)心結(jié)構(gòu)。</p><p>　　大齒輪齒頂圓直徑＞160mm，選用腹板式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　中間級(jí)斜齒圓柱齒輪的主要設(shè)計(jì)參數(shù)</p>

33、<p>　　低速級(jí)鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　需要傳遞的功率為3.132kW，主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速</p><p><b>　　選擇鏈輪齒數(shù)</b></p><p>　　取小鏈輪齒數(shù)，大鏈輪齒數(shù)</p><p><b>　　確定計(jì)算功率</b></p><p>　

34、　由表9-6，輕微沖擊，工況系數(shù)=1.0。</p><p>　　由圖9-13，齒數(shù)18，主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)。</p><p><b>　　取單排鏈。</b></p><p><b>　　則計(jì)算功率為</b></p><p><b>　　=4.5414kW</b></p>

35、;<p><b>　　選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距</b></p><p>　　根據(jù)和。查圖9-11，可選擇20A。查表9-1，鏈條節(jié)距為p=31.75mm。</p><p><b>　　計(jì)算鏈節(jié)距和中心距</b></p><p><b>　　初選中心距</b></p><p&

36、gt;　　取，相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為</p><p>　　取鏈長節(jié)數(shù)為110節(jié)。</p><p>　　查表9-7得到中心距計(jì)算系數(shù)，則鏈傳動(dòng)的最大中心距為</p><p>　　計(jì)算鏈速v，確定潤滑方式。</p><p>　　查圖9-14，選擇滴油潤滑。</p><p><b>　　計(jì)算壓軸力。</b>&

37、lt;/p><p><b>　　有效圓周力為：</b></p><p>　　鏈輪水平布置，壓軸力系數(shù)，。</p><p><b>　　壓軸力為 。</b></p><p>　　低速級(jí)鏈輪的主要設(shè)計(jì)參數(shù)</p><p><b>　　七：初算軸徑。</b><

38、;/p><p><b>　　選擇材料</b></p><p>　　選擇45剛，調(diào)質(zhì)處理。許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</p><p>　　按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件初步估算軸徑。</p><p><b>　　軸Ⅰ:</b></p><p><b>　　軸Ⅱ:</b></p&g

39、t;<p><b>　　軸Ⅲ:</b></p><p>　　考慮到軸上鍵槽的影響，對(duì)于d≤100mm的軸，直徑放大5%。</p><p>　　八：選擇聯(lián)軸器和軸承。</p><p>　　選擇高速輸入軸聯(lián)軸器</p><p><b>　　類型選擇</b></p><p

40、>　　選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，適用于連接兩同軸線的傳動(dòng)軸系，并具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移和一般減振性能。工作溫度-20~70℃。</p><p><b>　　載荷計(jì)算</b></p><p>　　公稱轉(zhuǎn)矩由表14-1查得，由計(jì)算得到計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　型號(hào)選擇</b></p><p>

41、　　根據(jù)轉(zhuǎn)矩，軸最小直徑17.807mm選擇型號(hào)。</p><p>　　查彈性柱銷聯(lián)軸器GB/T-5014-2003，LX1聯(lián)軸器可以滿足要求。主要參數(shù)如下。</p><p><b>　　選擇軸承類型</b></p><p>　　考慮到有軸向、徑向載荷，選擇角接觸球軸承，尺寸系列02。0級(jí)公差，0組游隙。。脂潤滑。</p><

42、;p>　　九：繪制基本結(jié)構(gòu)裝配底圖</p><p>　　如圖為主要內(nèi)箱的裝配底圖，基于此圖進(jìn)行后邊的軸系設(shè)計(jì)。</p><p>　　查手冊表5-1，表5-2，表5-3。箱座壁厚與箱蓋壁厚。</p><p><b>　　地腳螺栓直徑。取。</b></p><p>　　箱蓋與箱座連接螺栓直徑。根據(jù)螺栓標(biāo)準(zhǔn)取8mm。對(duì)應(yīng)

43、螺栓的扳手空間，至外箱壁距離，至凸緣邊緣直徑。</p><p>　　，，取。，初取8mm。</p><p>　　后邊設(shè)計(jì)時(shí)要保證小錐齒輪在箱體中心。</p><p><b>　　十：軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。</b></p><p><b>　　輸入軸Ⅰ設(shè)計(jì)。</b></p><p>　　

44、選擇材料45鋼，調(diào)制處理，硬度HBS250。</p><p>　　設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu)并且確定尺寸：</p><p>　　軸最小直徑17.807，取d1=18mm。</p><p>　　查聯(lián)軸器參數(shù)L1=52，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不壓在軸的端面上，L1取略短一些，L1=50。</p><p>　　聯(lián)軸器右端需一個(gè)軸肩，故取d2=25m

45、m。</p><p>　　確定d3為軸承配合，需要5的倍數(shù)，取d3=30mm。</p><p>　　查角接觸球軸承（GB/T 292-1994），取7206AC，內(nèi)徑30mm，外徑D=62mm，寬度B=16mm，安裝尺寸，也就是d4≥36mm，取d4=38mm。</p><p>　　d5=d3=30mm。</p><p>　　有一個(gè)軸肩，取d

46、6=24mm。</p><p>　　采用軸端擋圈加雙螺釘固定錐齒輪的右端，</p><p>　　查手冊34頁確定L4，L6。兩軸承距離為，與錐齒輪靠近的軸承與錐齒輪分度圓處距離為。如下圖。</p><p>　　一般取，或，d為安裝軸承處的直徑。我們?nèi)?5mm。取。</p><p><b>　　L4=59mm.</b>&l

47、t;/p><p>　　查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-39，錐齒輪結(jié)構(gòu)，錐齒輪與軸配合部分長度L=（1-1.2）d，此處d=d6=24mm。取L=30mm。</p><p>　　套杯伸出厚度為6mm，則L6約為30+6=36mm。取L6=36mm。</p><p>　　L2長度為套杯凸緣厚度，軸承蓋厚度，加上一段距離。查手冊圖6-29，根據(jù)套杯內(nèi)徑62mm，凸緣厚度取S=(0.08~

48、0.1)D，取S=6mm。根據(jù)圖6-27凸緣式軸承蓋，軸承外徑62mm，螺釘直徑6mm，凸緣厚度e=1.2×螺釘直徑=7.2mm,，圓整為8mm，L2≥8+6=14mm取L2=30mm。</p><p>　　套杯凸緣厚度，伸出后邊伸出長度，壁厚均為6mm。固定軸承蓋和套杯的螺釘為4個(gè)，對(duì)稱螺釘中心距為D0=D+2S2+2.5D3=62+4.5×6mm=89mm。套杯凸緣處直徑D2=D0+3d3

49、=89+3×6=107mm。套杯總長103mm。</p><p>　　L3與軸承配合。取L3=B=16mm。</p><p>　　為了使甩油環(huán)與軸肩不接觸，直接頂?shù)捷S承內(nèi)圈，L5比B稍小一些。取L5=13mm。</p><p><b>　　輸入軸Ⅰ校核。</b></p><p>　　受力分析畫受力分析圖。<

50、;/p><p>　　已知T1=34.141N·m，，小錐齒輪的錐角。</p><p><b>　　計(jì)算錐齒輪部分受力</b></p><p><b>　　圓周力，</b></p><p><b>　　徑向力，</b></p><p><b&g

51、t;　　軸向力</b></p><p><b>　　計(jì)算軸承處作用力。</b></p><p>　　水平面內(nèi)Z方向上力平衡：</p><p><b>　　垂直面內(nèi)力平衡：</b></p><p>　　豎直面內(nèi)對(duì)右邊軸承處力矩平衡：</p><p>　　水平面內(nèi)對(duì)右

52、邊軸承處力矩平衡：</p><p><b>　　得：，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　畫彎矩圖</b></p><p>　　根據(jù)上述簡圖及求出的軸上各作用力，分別按水平面和豎直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，并按結(jié)果分別作出水平面上的彎矩圖和

53、垂直面上的彎矩圖；然后按式并作出M圖及扭矩圖。</p><p>　　畫水平方向和豎直方向彎矩圖：</p><p>　　由圖可知，最大合成彎矩在右邊軸承處。最大彎矩為可以看出最大計(jì)算應(yīng)力處，</p><p>　　轉(zhuǎn)矩圖：T=34.141N·m</p><p><b>　　3.校核軸的強(qiáng)度。</b></p&g

54、t;<p>　　已知軸的彎矩及扭矩后，可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面做彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)，計(jì)算應(yīng)力</p><p>　　從彎扭圖中可以看出，危險(xiǎn)截面為右邊軸承處，其軸徑為24mm，將彎曲應(yīng)力扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，帶入計(jì)算應(yīng)力公式，則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為</p><p>　　W為軸的抗彎截面系數(shù)，，查表15-1可得其值為，其

55、中d為軸承處直徑，b為鍵槽寬度，t為鍵槽深。</p><p>　　查表6-1，鍵寬b=8mm，高h(yuǎn)=7mm，t=h/2=3.5mm。代入。</p><p><b>　　代入公式</b></p><p>　　查表15-1，45鋼，調(diào)質(zhì)，。</p><p><b>　　強(qiáng)度足夠。</b></p&g

56、t;<p><b>　　軸Ⅱ設(shè)計(jì)。</b></p><p>　　選擇材料45鋼，調(diào)制處理，硬度HBS250。</p><p>　　軸最小直徑為25.248mm，與軸承配合取d1=d3=30mm。</p><p>　　一個(gè)軸肩，取d2=38mm。</p><p>　　此軸各長度與箱體結(jié)構(gòu)有關(guān)，根據(jù)繪制的減速器

57、裝配底圖，分析確定軸上各段長度。</p><p>　　如圖。取大錐齒輪輪轂45mm，分度圓距離輪轂靠近內(nèi)側(cè)邊緣21mm，取輪轂內(nèi)側(cè)邊緣距離小圓柱齒輪a1=7mm。則距離大齒輪邊緣為7+5/2=9.5，可以保證安全距離。</p><p>　　圖中a2=37.5-21-a1=9.5。則L=65-9.5+6=61.5mm。另外一側(cè)a3=L-37.5+(45-21)=0。</p>&

58、lt;p>　　即輪轂貼在甩油環(huán)上。</p><p>　　由此分析確定軸上各長度。L1為輪轂長度加上軸伸入箱壁長度。伸入箱壁長度為壁厚B減去軸承蓋腿長m，取m=5mm。L1=45+B-m=45+32-5=72mm。</p><p>　　L2=a1=7mm。</p><p>　　L3為小圓柱齒輪寬加上，加上伸入箱壁長度。L3=65+6+32-5=98mm。<

59、/p><p><b>　　軸Ⅱ強(qiáng)度校核。</b></p><p>　　計(jì)算受力。畫受力分析圖。</p><p>　　由軸Ⅰ小錐齒輪受力分析，得到大錐齒輪上受力情況。</p><p><b>　　圓周力</b></p><p><b>　　徑向力</b><

60、;/p><p><b>　　軸向力</b></p><p>　　小圓柱齒輪受力情況如下：</p><p><b>　　圓周力</b></p><p><b>　　徑向力</b></p><p><b>　　軸向力</b></p&g

61、t;<p>　　水平面內(nèi)Z方向上力平衡：</p><p><b>　　豎直面內(nèi)力平衡：</b></p><p>　　水平面內(nèi)對(duì)軸與小圓柱齒輪連接處力矩平衡：</p><p>　　豎直面內(nèi)對(duì)軸與小圓柱齒輪連接處力矩平衡：</p><p><b>　　得：，</b></p>

62、<p><b>　　，</b></p><p><b>　　776.94N</b></p><p><b>　　畫彎矩圖。</b></p><p>　　根據(jù)上述簡圖及求出的軸上各作用力，分別按水平面和豎直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，并按結(jié)果分別作出水平面上的彎矩圖和垂直面上的彎矩圖；然后按式并作出

63、M圖及扭矩圖。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩圖</b></p><p>　　已知軸的彎矩及扭矩后，可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面做彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)</p><p>　　算。按第三強(qiáng)度理論，考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)，計(jì)算應(yīng)力。從彎扭圖中可以看出，危險(xiǎn)截面為小圓柱齒輪安裝處，其軸徑為，將彎曲應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，帶入計(jì)算應(yīng)力公式

64、，則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為</p><p>　　W為軸的抗彎截面系數(shù)，，查表15-1可得其值為，其中d為軸承處直徑，b為鍵槽寬度，t為鍵槽深。</p><p>　　查表6-1，鍵寬b=8mm，高h(yuǎn)=7mm，t=h/2=3.5mm。代入。</p><p><b>　　代入公式</b></p><p>　　查表15-1，45

65、鋼，調(diào)質(zhì)，。</p><p><b>　　強(qiáng)度足夠。</b></p><p><b>　　軸Ⅲ設(shè)計(jì)。</b></p><p>　　選擇材料45鋼，調(diào)制處理，硬度HBS250。初步設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下。</p><p>　　軸Ⅲ最小直徑39.5mm，取d1=40mm。</p><p>

66、　　有一個(gè)軸肩定位小鏈輪，d2=45mm。</p><p>　　與軸承配合，取d3=50mm。</p><p>　　定位軸肩，取d4=58mm，d5=53mm。</p><p>　　同樣軸承配合,d6=d3=50mm。</p><p>　　根據(jù)已經(jīng)選擇的鏈節(jié)號(hào)，計(jì)算鏈輪齒寬，考慮到鏈板寬度、鏈輪結(jié)構(gòu)和鏈輪在軸端的固定，輪轂長度比鏈輪齒寬大一些

67、，取L1=25mm。L2應(yīng)該比軸承蓋腿長加上軸承蓋凸緣厚度長一些。腿長m=5mm，查得凸緣厚度e=9.6mm，取L2=25mm。</p><p>　　L3約為箱體壁厚減去腿長，取L3=27mm。</p><p>　　L5應(yīng)該比大圓柱齒輪齒寬小一些，取L5=57mm。</p><p>　　大齒輪距離內(nèi)壁安全距離為6mm，通過結(jié)構(gòu)決定L4=123-6-60=57mm。最

68、終繪制裝配圖時(shí)發(fā)現(xiàn)圓柱齒輪嚙合不好，修正為L4=53mm，L3=30mm，軸的裝配位置整體向聯(lián)軸器方向移動(dòng)。改變甩油環(huán)的長度。軸上受力不變。</p><p>　　L6=6+(60-57)+L3=36mm。</p><p><b>　　軸Ⅲ強(qiáng)度校核。</b></p><p>　　計(jì)算受力。畫受力分析圖。</p><p>　

69、　由軸Ⅱ小圓柱齒輪受力分析，得到大圓柱齒輪上受力情況如下。</p><p><b>　　圓周力</b></p><p><b>　　徑向力</b></p><p><b>　　軸向力</b></p><p>　　鏈輪處受力情況根據(jù)前邊滾子鏈傳動(dòng)計(jì)算，有效圓周力。壓軸力為 。&l

70、t;/p><p><b>　　即，。</b></p><p>　　水平面內(nèi)Z方向上力平衡：</p><p><b>　　豎直面內(nèi)力平衡：</b></p><p>　　水平面內(nèi)對(duì)軸與大圓柱齒輪連接處力矩平衡：</p><p>　　豎直面內(nèi)對(duì)軸與大圓柱齒輪連接處力矩平衡：</p

71、><p><b>　　得：，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　畫彎矩圖。</b></p><p>　　根據(jù)上述簡圖及求出的軸上各作用力，分別按水平面和豎直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，并按結(jié)果分別作出水平面上的彎矩圖和垂直面上的彎矩圖；然后按式并

72、作出M圖及扭矩圖。</p><p>　　根據(jù)以前計(jì)算此處T=373.883N·m</p><p><b>　　計(jì)算校核。</b></p><p>　　已知軸的彎矩及扭矩后，可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面做彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)，計(jì)算應(yīng)力。從彎扭圖中可以看出，危險(xiǎn)截面為左邊軸承安

73、裝處，其軸徑為，將彎曲應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，帶入計(jì)算應(yīng)力公式，則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為</p><p>　　W為軸的抗彎截面系數(shù)，，查表15-1可得其值為，其中d為軸承處直徑，b為鍵槽寬度，t為鍵槽深。</p><p>　　查表6-1，鍵寬b=14mm，高h(yuǎn)=9mm，t=h/2=4.5mm。代入。</p><p><b>　　代入公式</b><

74、;/p><p>　　查表15-1，45鋼，調(diào)質(zhì)，。</p><p><b>　　強(qiáng)度足夠。</b></p><p><b>　　十一：軸承壽命校核</b></p><p>　　預(yù)取軸承代號(hào)及重要參數(shù)如下，</p><p>　　高速軸上軸承的校核 </p><p

75、><b>　　畫受力分析圖。</b></p><p><b>　　由軸的計(jì)算可知</b></p><p>　　Fr1 =1736.6N，F(xiàn)r2 =582.3N，F(xiàn)a=125.71N。</p><p>　　計(jì)算派生軸向力。7206AC，e=0.68。</p><p>　　Fd2=0.68

76、5;Fr2=359.96N</p><p>　　Fd1=0.68×Fr1=1180.89N</p><p><b>　　計(jì)算軸承軸向力。</b></p><p>　　軸承2被壓緊，F(xiàn)a2=Fd1+Fa=1180.89+125.71=1306.6N</p><p>　　軸承1被放松，F(xiàn)a1=Fd1=1180.89

77、N</p><p><b>　　計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　查表13-5，X1=1，Y1=0，X2=0.41，Y2=0.87，輕微沖擊，fp=1.1，。</p><p>　　P1=1.1×(X1×Fr1+Y1×Fa

78、1)=1910.26N</p><p>　　P2= 1.1×(X2×Fr2+Y2×Fa2)=1513.04N</p><p><b>　　計(jì)算壽命。</b></p><p>　　10年，每年300天，每天16小時(shí)為48000h，壽命不足。改選圓錐滾子軸承30206，額定動(dòng)載荷43200N。計(jì)算系數(shù)e=0.37,Y=

79、1.6。</p><p><b>　　計(jì)算派生軸向力。</b></p><p>　　Fd2=Fr2/(2Y)=181.97N</p><p>　　Fd1=Fr1/(2Y)=542.69N</p><p><b>　　計(jì)算軸承軸向力。</b></p><p>　　軸承2被壓緊，

80、Fa2=Fd1+Fa=542.69+125.71=668.4N</p><p>　　軸承1被放松，F(xiàn)a1=Fd1=542.69N</p><p><b>　　計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　查圓錐滾子軸承(GB/T 297-1994)，徑向當(dāng)量動(dòng)負(fù)

81、荷，</p><p>　　當(dāng)Fa/Fr≤e時(shí)，Pr=Fr，即Pr1=Fr1=1736.6N</p><p>　　當(dāng)Fa/Fr＞e時(shí)，Pr=0.4Fr+YFa，即Pr2=0.4Fr2+1.6Fa2=1302.36</p><p>　　將較大數(shù)值代入壽命公式，</p><p><b>　　符合壽命要求。</b></p&

82、gt;<p><b>　　中間軸上軸承的校核</b></p><p><b>　　畫受力分析。</b></p><p><b>　　由軸的計(jì)算可知</b></p><p>　　Fr1 =893.89N，F(xiàn)r2 =1636.23N，F(xiàn)a1=377.24N。Fa2=872.8N</p&

83、gt;<p>　　計(jì)算派生軸向力。7206AC，e=0.68。</p><p>　　Fd1=0.68×Fr1=607.85N</p><p>　　Fd2=0.68×Fr2=1112.63N</p><p><b>　　計(jì)算軸承軸向力。</b></p><p>　　軸承2被壓緊，F(xiàn)a22=

84、Fd1+Fa2-Fa1=1103.41N</p><p>　　軸承1被放松，F(xiàn)a11=Fd1=607.85N</p><p><b>　　計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　查表13-5，X1=1，Y1=0，X2=1，Y2=0，輕微沖擊，fp=1.1，

85、。</p><p>　　P1=1.1×(X1×Fr1+Y1×Fa11)=983.28N</p><p>　　P2= 1.1×(X2×Fr2+Y2×Fa22)=1799.85N</p><p><b>　　計(jì)算壽命。</b></p><p>　　10年，每年300

86、天，每天16小時(shí)為48000h，壽命滿足要求。</p><p><b>　　低速軸上軸承的校核</b></p><p><b>　　畫受力分析圖</b></p><p><b>　　由軸的計(jì)算可知</b></p><p>　　Fr1 =3568.79N，F(xiàn)r2 =8268.8N

87、，F(xiàn)a=872.8N。</p><p>　　計(jì)算派生軸向力。7206AC，e=0.68。</p><p>　　Fd2=0.68×Fr2=5622.78N</p><p>　　Fd1=0.68×Fr1=2426.78N</p><p><b>　　計(jì)算軸承軸向力。</b></p><

88、p>　　軸承2被壓緊，F(xiàn)a2=Fd1+Fa=2426.78+872.8=3299.58N</p><p>　　軸承1被放松，F(xiàn)a1=Fd1=2426.78N</p><p><b>　　計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　查表13-5，X1=1，

89、Y1=0，X2=1，Y2=0，輕微沖擊，fp=1.1，。</p><p>　　P1=1.1×(X1×Fr1+Y1×Fa1)=3925.67N</p><p>　　P2= 1.1×(X2×Fr2+Y2×Fa2)=9095.68N</p><p><b>　　計(jì)算壽命。</b></p

90、><p>　　10年，每年300天，每天16小時(shí)為48000h，壽命不足。改選圓錐滾子軸承30210，額定動(dòng)載荷43200N。代入計(jì)算。</p><p><b>　　不符合壽命要求。</b></p><p>　　改選圓錐滾子軸承30210，額定動(dòng)載荷73200N。計(jì)算系數(shù)e=0.42,Y=1.4。</p><p><b

91、>　　計(jì)算派生軸向力。</b></p><p>　　Fd2=Fr2/(2Y)=2953.14N</p><p>　　Fd1=Fr1/(2Y)=1274.57N</p><p><b>　　計(jì)算軸承軸向力。</b></p><p>　　軸承2被壓緊，F(xiàn)a2=Fd1+Fa=1274.57+872.8=214

92、7.37N</p><p>　　軸承1被放松，F(xiàn)a1=Fd1=1274.57N</p><p><b>　　計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　查圓錐滾子軸承(GB/T 297-1994)，徑向當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，</p><p>　　

93、當(dāng)Fa/Fr≤e時(shí)，Pr=Fr，即Pr1=Fr1=1736.6N，Pr2=Fr2=8268.8N</p><p>　　將較大數(shù)值代入壽命公式，</p><p>　　大于48000h。符合壽命要求。</p><p>　　最終選擇軸承情況如下。</p><p>　　十二：鍵選擇和鍵強(qiáng)度校核</p><p>　　查表6-2，

94、鋼，輕微沖擊，許用擠壓強(qiáng)度為</p><p><b>　　高速軸上鍵的校核</b></p><p>　　與聯(lián)軸器相連的鍵校核</p><p>　　選擇普通A型平鍵，6×6，L=45mm。</p><p>　　T=34.141N·m，b=6mm，h=6mm，L=45mm，k=0.5h=3mm,鍵的有效長

95、度l=L-b=39mm。</p><p>　　根據(jù)鍵的靜強(qiáng)度校核公式，</p><p><b>　　符合強(qiáng)度條件。</b></p><p>　　與小錐齒輪相連的鍵校核</p><p>　　選擇普通A型平鍵，8×7，L=32.</p><p>　　T=34.141N·m，b=8m

96、m，h=7mm，L=32mm，k=0.5h=3.5mm，鍵的有效長度l=L-b=24mm。</p><p>　　根據(jù)鍵的靜強(qiáng)度校核公式，</p><p><b>　　符合強(qiáng)度條件。</b></p><p><b>　　中間軸上鍵的校核</b></p><p>　　與大錐齒輪相連的鍵校核</p&

97、gt;<p>　　選擇普通A型平鍵，8×7，L=40mm。</p><p>　　T=97.320N·m，b=8mm，h=7mm，L=40mm，k=0.5h=3.5mm,鍵的有效長度l=L-b=32mm。</p><p>　　根據(jù)鍵的靜強(qiáng)度校核公式，</p><p><b>　　符合強(qiáng)度條件。</b></p

98、><p>　　與小圓柱齒輪相連的鍵校核</p><p>　　選擇普通A型平鍵，8×7，L=56mm。</p><p>　　T=97.320N·m，b=8mm，h=7mm，L=56mm，k=0.5h=3.5mm,鍵的有效長度l=L-b=48mm。</p><p>　　根據(jù)鍵的靜強(qiáng)度校核公式，</p><p&g

99、t;<b>　　符合強(qiáng)度條件。</b></p><p><b>　　低速軸上鍵的校核</b></p><p><b>　　與鏈輪相連的鍵校核</b></p><p>　　選擇普通A型平鍵，12×8，L=20mm。</p><p>　　T=373.88N·m，

100、b=12mm，h=8mm，L=20mm，k=0.5h=4mm,鍵的有效長度l=L-b=8mm。</p><p>　　根據(jù)鍵的靜強(qiáng)度校核公式，</p><p><b>　　不符合強(qiáng)度條件。</b></p><p>　　改用兩個(gè)普通B型（平頭）平鍵，12×8， L=22mm，有效長度l=L=22mm。</p><p&g

101、t;<b>　　代入公式</b></p><p><b>　　符合強(qiáng)度條件。</b></p><p>　　考慮兩個(gè)鍵對(duì)于軸強(qiáng)度的影響，直徑應(yīng)比無鍵時(shí)增加7%，</p><p>　　軸根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算為37.66mm，增大7%為40.3mm，修正軸上尺寸d1=41mm。</p><p>　　大圓柱齒輪

102、相連的鍵校核</p><p>　　選擇普通A型平鍵，16×10，L=50mm。</p><p>　　T=373.883N·m，b=16mm，h=10mm，L=50mm，k=0.5h=5mm,鍵的有效長度l=L-b=34mm。</p><p>　　根據(jù)鍵的靜強(qiáng)度校核公式，</p><p><b>　　符合強(qiáng)度條件。

103、</b></p><p>　　十三：箱體結(jié)構(gòu)和附件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸</b></p><p><b>　　附件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　視孔和視孔蓋</b></p><p>　　取A=150mm

104、，A1=A+5d4=180mm，A2=(A+A1)/2=165mm，</p><p>　　B1=箱體寬-15~20=139-19=120mm。B=B1-5d4=90mm</p><p>　　B2=(B+B1)/2=105mm。h=5mm ，R=5mm。</p><p><b>　　通氣器</b></p><p>　　根

105、據(jù)手冊表7-1，選擇簡易式通氣器，安裝在鋼板視孔蓋上M20×1.5。</p><p><b>　　油標(biāo)。</b></p><p>　　由手冊表7-3選用油尺油標(biāo)M12。</p><p><b>　　放油孔和螺塞。</b></p><p>　　在油池最低位置設(shè)置放油孔，根據(jù)手冊表7-4，選擇

106、M14×1.5。</p><p><b>　　啟蓋螺釘。</b></p><p>　　在箱蓋凸緣上裝設(shè)1個(gè)啟蓋螺釘，M8。</p><p><b>　　定位銷。</b></p><p>　　在箱體連接凸緣長度方向的兩端安置兩個(gè)定位銷，采用圓錐銷，d=6，長度要比凸緣總厚度長。</p&

107、gt;<p><b>　　起吊裝置。</b></p><p>　　在箱體上設(shè)計(jì)吊環(huán)螺釘。中心距155mm，取可以承載180kg的標(biāo)準(zhǔn)吊環(huán)螺釘，單螺釘起吊方式螺紋M10。</p><p>　　十四：潤滑和密封設(shè)計(jì)。</p><p>　　齒輪油潤滑：大圓柱齒輪浸入潤滑油的深度hs=40mm，距油池底為H-d/2--(5~8)，為180

108、-248/2=40mm。潤滑油總高度80mm。</p><p>　　根據(jù)常用潤滑油用途，選擇全損耗系統(tǒng)用油(GB 443-1989)，代號(hào)L-AN15。</p><p>　　軸承脂潤滑：查潤滑脂主要用途，選擇鈉基潤滑脂(GB 492-1989)，代號(hào)L-XACMGA2。</p><p>　　為了保證密封性，箱蓋與箱體連接面應(yīng)該精加工，表面粗糙度Ra=6.3。凸緣上螺

109、栓間距不應(yīng)過大，選擇間距約為70mm。具體位置由繪圖確定。</p><p><b>　　十五：設(shè)計(jì)心得體會(huì)</b></p><p>　　剛開始看到設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)內(nèi)容的時(shí)候認(rèn)為還是比較簡單的，但是，機(jī)械設(shè)計(jì)的博大精深完全不是我可以想象到的，以前書本上學(xué)的一些概念的東西相比這次的設(shè)計(jì)內(nèi)容來說真的是太過簡單。</p><p>　　由于剛開始對(duì)于敵人情

110、況的認(rèn)識(shí)不足，初步的課程設(shè)計(jì)說明書編寫了很長時(shí)間，但是也有慢工出細(xì)活的好處，我的課程說明書比較細(xì)致認(rèn)真，而且設(shè)計(jì)過程嚴(yán)謹(jǐn)有序，并且繪制了許多相對(duì)比較精確的草圖，這對(duì)我們后邊的繪制裝配圖有很大的幫助，也是我們可以很快繪制出裝配圖的一個(gè)前提。</p><p>　　以前使用的一直是大雄機(jī)械CAD，這次使用AutoCAD2010繪圖的時(shí)候還經(jīng)過了挺長時(shí)間的一個(gè)適應(yīng)和學(xué)習(xí)的過程，這個(gè)過程雖然讓我的繪圖時(shí)間增加了，但是對(duì)于以

111、后適應(yīng)其他的繪圖工作和進(jìn)入工作崗位以后的快速適應(yīng)也做出了很大的貢獻(xiàn)。就像以前學(xué)習(xí)的Pro/E等軟件。</p><p>　　繪制裝配圖的時(shí)候才真的體會(huì)到，牽一發(fā)動(dòng)全身，畢竟前期的設(shè)計(jì)只是以簡單的草圖為基礎(chǔ)，缺少整體的關(guān)聯(lián)尺寸，于是進(jìn)行了大量的修改。這個(gè)修改的過程真的考驗(yàn)了我的腦細(xì)胞和體力，幾天的時(shí)間都一直在畫圖，但是一直堅(jiān)持著精益求精從不亂畫，每一條線段，每一個(gè)尺寸都經(jīng)過了推敲，每一次下筆都經(jīng)過三思，遇到小的錯(cuò)誤也

112、絕對(duì)不姑息，盡量做到最好。因?yàn)槲抑?，即使我自己覺得已經(jīng)做到了最好，其實(shí)還是有很多的錯(cuò)誤和不足。如果我自己都做的沒那么圓滿，那么距離真正的機(jī)械設(shè)計(jì)要求就差距更大了。為了讓自己收獲更多，我努力了，我也成功了。</p><p>　　當(dāng)這個(gè)時(shí)間開始的時(shí)候，陳國定老師告訴我們“這三周會(huì)讓你們來一個(gè)蛻變”，我覺得我做到了。這次課程設(shè)計(jì)的過程，真的獲益良多，感慨頗多，值得細(xì)細(xì)品味。</p><p>&

113、lt;b>　　十六：參考書目</b></p><p>　　1.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》西北工業(yè)大學(xué) 李育錫 主編</p><p>　　2.《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 西北工業(yè)大學(xué)編</p><p>　　3.《機(jī)械制圖》第三版 西北工業(yè)大學(xué)出版社</p><p>　　4.《材料力學(xué)》西北工業(yè)大學(xué)出版社</p><p&g