機械設(shè)計課程設(shè)計--展開式雙級圓柱齒輪減速器+開式齒輪

1、<p><b>　　機械設(shè)計課程設(shè)計</b></p><p><b>　　說 明 書</b></p><p>　　高等技術(shù)學(xué)院模具設(shè)計專業(yè)</p><p><b>　　設(shè) 計 者： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b><

2、;/p><p><b>　　2014年7月2日</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、設(shè)計任務(wù)書3</b></p><p>　　二、電動機的選擇計算3</p><p>　　三、傳動比的分配4<

3、/p><p>　　四、傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算8</p><p>　　五、傳動零件的設(shè)計計算17</p><p>　　六、軸類零件的設(shè)計計算和強度校核18</p><p>　　七、滾動軸承的選擇及其壽命驗算26</p><p>　　八、鍵聯(lián)接的選擇和校核30</p><p>　　九、聯(lián)

4、軸器的選擇和驗算31</p><p>　　十、潤滑及密封形式類型的選擇31</p><p>　　十一、減速器附件設(shè)計32</p><p>　　十二、減速器的主要尺寸及數(shù)據(jù)31</p><p>　　十三、參考文獻32</p><p>　　十四、設(shè)計總結(jié)與體會32</p><p><

5、;b>　　設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　1.傳動方案</b></p><p>　　展開式雙級圓柱齒輪減速器+開式齒輪</p><p><b>　　2.工況及有關(guān)參數(shù)</b></p><p><b>　　3.設(shè)計要求</b></p>

6、<p>　　裝配圖設(shè)計：1張A1（包括主視圖、俯視圖和左視圖，</p><p>　　零件明細表，技術(shù)特性表，技術(shù)要求）</p><p>　　零件圖設(shè)計：2張 ，軸和齒輪。</p><p><b>　　編寫設(shè)計計算說明書</b></p><p>　　二．電動機的選擇計算</p><p>

7、;　　1.電動機類型的選擇</p><p>　　電動機的類型根據(jù)動力源和工作條件，選用最常用的Y系列三相異步電動機。</p><p>　　2.電動機功率的選擇</p><p>　　工作機所需要的有效功率為</p><p><b>　　PW</b></p><p>　　為了計算電動機所需的功率Pd，

8、先要確定從電動機到工作機之間的總效率。</p><p>　　根據(jù)【2】表2-2確定各部分的效率:</p><p>　　傳動滾筒效率 η滾=0.96</p><p>　　聯(lián)軸器效率 η聯(lián)=0.99</p><p>　　聯(lián)軸器效率 η聯(lián)=0.99&l

9、t;/p><p>　　滾動軸承效率 η軸承=0.99</p><p>　　開式齒輪的傳動效率 η開齒=0.95（脂潤滑）</p><p>　　閉式齒輪的傳動效率 η閉齒=0.97（8級精度）</p><p>　　所需的電動機的功率 </p><p>　　3

10、). 滾筒的轉(zhuǎn)速為：</p><p><b>　　==</b></p><p>　　查【2】表16-1，選常用的電動機，額定功率5.5kw, </p><p>　　同步轉(zhuǎn)速和。根據(jù)表16-1得到下面兩種常用電動機的選擇方案。</p><p><b>　　表2-3</b></p><

11、;p>　　由上表可知，方案2的電動機雖然滿足要求，但是總傳動比較小，對于雙級減速器+開式齒輪傳動不好分配傳動比，所以選擇方案1中的電動機型號。即Y132S-4,。</p><p><b>　　三．傳動比的分配</b></p><p>　　根據(jù)【2】2-3知，取開式齒輪傳動比i3=4</p><p>　　減速器的總傳動比為 i==6.04

12、</p><p>　　高速級齒輪傳動比為 i1===2.802</p><p>　　低速級齒輪傳動比為 i2===2.156</p><p>　　四、傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算</p><p><b>　　1.各軸轉(zhuǎn)速的計算</b></p><p>　　電機軸 n0=1440r

13、/min</p><p>　　減速器高速軸 n1=n1/i00=r/min=1440r/min</p><p>　　減速器中間軸 n2=n1/i1=r/min=513.919r/min</p><p>　　減速器低速軸 n3=n2/i2=n2/i1=r/min=238.367r/min</p><p>　　開式齒輪軸 n4=n3=

14、238.367r/min</p><p>　　滾筒軸 n5=n4/i3=r/min=59.592r/min</p><p>　　2.各軸輸入功率計算</p><p>　　電機軸 P0=Pd=5.25kw</p><p>　　減速器高速軸 P1=Pdη1=5.250.99kw=5.197kw</p>

15、<p>　　減速器中間軸 P2=P1η2η3=5.1970.99kw=4.990kw</p><p>　　減速器低速軸 P3=P2η2η3=4.9900.99kw=4.792kw</p><p>　　開式齒輪軸 P4=P3η3η1=4.7920.99kw=4.696kw</p><p>　　滾筒軸 P5=P4η4η5=4.6960.

16、95kw=4.417kw</p><p>　　4.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計算</p><p>　　電機軸 T0=9550 =9550 N =34.814N</p><p>　　減速器高速軸 T1=9550 =9550 N =34.466Nm</p><p>　　減速器中間軸 T2=9550 =9550 N =92.728N</p&g

17、t;<p>　　減速器低速軸 T3=9550 =9550 N =191.988N</p><p>　　開式齒輪軸 T4=9550 =9550 N =188.142N</p><p>　　滾筒軸 T5=9550 =9550 N =707.853N</p><p><b>　　各軸運動及動力參數(shù)</b></p&g

18、t;<p>　　四、傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算</p><p>　　（一）.開式齒輪傳動設(shè)計計算</p><p>　　開式齒輪傳動設(shè)計條件：輸入功率P4=4.696kw 主動輪轉(zhuǎn)速n4=238.367r/min 傳動比i3=4 轉(zhuǎn)矩T4=188.142 N</p><p>　　選擇齒輪材料.熱處理方式及計算許用應(yīng)力</p>&l

19、t;p>　　材料的選擇及熱處理:按使用條件，屬低速，輕載，重要性和可靠性一般的開式開式齒輪傳動。選用硬齒面齒輪，大小齒輪都選用20鋼，并進行淬火處理。 </p><p>　　確定許用應(yīng)力，查【1】圖8-16得齒輪的彎曲疲勞極限 Flim1=Flim2=460MP.</p><p>　　計算循環(huán)應(yīng)力次數(shù)N，確定壽命系數(shù)YN1,YN2,安全系數(shù)SFmin</p>

20、<p>　　N1=60an1t=60=6.87</p><p>　　N2=60an2t=60=1.72</p><p>　　查【1】圖8-15可得：YN1=YN2=1</p><p>　　查【1】圖8-5可得 SFmin=1.6</p><p>　　由【1】中公式8-9得許用彎曲應(yīng)力</p><p>

21、;　　Fp=YN==575MPa</p><p>　　分析失效形式，確定設(shè)計準(zhǔn)則</p><p>　　由于設(shè)計為硬齒面開式齒輪傳動，其主要失效形式是齒面磨損和輪齒折斷。因此該齒輪傳動主要按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計。</p><p>　　3．初步確定齒輪的基本參數(shù)和主要尺寸</p><p>　　由前面可知齒輪名義轉(zhuǎn)矩T4=188.142 N<

22、/p><p>　　初估齒輪圓周速度V53m/s，選用直齒圓柱齒輪傳動</p><p>　　初選參數(shù) Z5=30 ,Z6=Z5i3=4 變位系數(shù)X1=X2=0 齒寬系數(shù)d=0.4</p><p>　　由【1】中公式8-8得模數(shù) m</p><p>　　查【1】表8-13可得到載荷系數(shù)K=1.5 YFa5=2.56</p><

23、;p>　　查【1】表8-14可得 YSa5=1.63 所以</p><p><b>　　m==2.25</b></p><p>　　考慮到齒面磨損的影響，模數(shù)增大10，為了保證滾筒不與齒輪軸干涉，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=4</p><p>　　計算出開始齒輪的參數(shù) </p><p>　　分度圓直徑 d5=

24、mz5=430mm=120mm</p><p>　　d6=mz6=4120mm=480mm</p><p><b>　　中心距 a=</b></p><p>　　所以滾筒不會與齒輪軸干涉。</p><p><b>　　齒輪圓周速度V=</b></p><p>　　齒寬

25、 b6=b=dd5=0.4120mm=48mm</p><p>　　b5=b+（5-10）mm=55mm</p><p>　　齒頂圓直徑 da5=d5+2m=120+2=128mm</p><p>　　da6=d6+2m=480+2=488mm</p><p>　　齒根圓直徑 df5=d52（）m=1202（1+0.25）4mm=1

26、10mm</p><p>　　df6=d62（）m=4802（1+0.25）4mm=470mm</p><p><b>　　單位（mm）</b></p><p>　　4．驗算齒根彎曲疲勞強度</p><p>　　由彎曲強度驗算式【1】8-7計算時，先按齒數(shù)查圖8-13，得齒形系數(shù)： YFa1= 2.5

27、5 YFa2=2.22</p><p>　　再查表8-14得應(yīng)力修正系數(shù)：YSa1= 1.62 , YSa1=1.81</p><p><b>　　代入式（8-7）有</b></p><p>　　F5= YFa1 YSa1=</p><p><b>　　Fp=575MPa</b>

28、;</p><p>　　F6=F5304.6=209.3MPa</p><p><b>　　Fp=575MPa</b></p><p>　　即開式齒輪的彎曲疲勞強度合格</p><p>　?。ǘ?減速器（高速級）內(nèi)傳動的設(shè)計計算</p><p>　　已定參數(shù)：n1=1440r/min n2=5

29、13.919r/min p1=5.197kw </p><p>　　T1=34.466Nm u=i1=2.802</p><p>　　1．齒輪材料:閉式齒輪傳動采用軟齒面齒輪。小齒輪：45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為217-255HBS，取230HBS；大齒輪：45鋼正火處理，硬度為169-217HBS，取為200HBS.</p><p><b>　　2.確定許用

30、應(yīng)力</b></p><p>　　查【1】圖8-11，可得接觸疲勞極限應(yīng)力Hlim1=580Mpa Hlim2=540Mpa</p><p>　　查【1】圖8-16可得齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力Flin1=190Mpa Flim2=180Mpa</p><p>　　計算兩齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60an1t=60=4.15 , ,N2

31、=</p><p>　　查【1】表8-5得接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的安全系數(shù)為</p><p>　　SHmin=1.05 SFmin=1.35</p><p>　　根據(jù)使用條件差【1】圖8-10和8-15可得 ZN1=ZN2=1 YN1=YN2=1</p><p>　　由式8-4可知，因大齒輪硬度低，許用應(yīng)力也小，故進行接觸強度計算時應(yīng)用P

32、2代入公式。則齒輪的許用接觸應(yīng)力為</p><p>　　Hp1=zN1==552MPa</p><p>　　Hp2=zN1==514MPa</p><p>　　兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力為：</p><p>　　Fp1=YN1YST==282MPa</p><p>　　Fp2=YN2YST==266MPa</p>

33、<p>　　由設(shè)計準(zhǔn)則知，對本閉式軟齒面齒輪傳動應(yīng)按齒面接觸強度設(shè)計，再 驗算齒根彎曲強度。</p><p>　　假設(shè)齒輪的圓周速度V，制造精度為8級，對稱布置</p><p>　　查【1】表8-6得齒寬系數(shù)d=1，查表8-3得載荷系數(shù)K=1.1</p><p>　　查表8-4得彈性系數(shù)ZE=189.8Mpa ，查圖8-4知節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH=2.5&l

34、t;/p><p>　　將各參數(shù)代入【1】中式8-3得,小齒輪分度圓直徑</p><p><b>　　d1</b></p><p>　　=mm=44.43mm</p><p>　　從而可初步確定齒輪傳動的主要參數(shù)尺寸</p><p>　?、伲踹x齒數(shù)：Z1=31,Z2=Iz1=2.802</p&g

35、t;<p>　?、诙?shù)：由d1=Mz1 ，可得m 考慮到開式齒輪的尺寸較大，故取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2</p><p>　?、郏炈泯X輪圓周速度</p><p><b>　　V=</b></p><p><b>　?、埽髠鲃映叽?lt;/b></p><p&g

36、t;　　分度圓直徑 d1=mz1=231mm=62mm</p><p>　　D2=mz2=287mm=174mm</p><p>　　中心距 a=</p><p>　　齒寬 b2=b=dd1=162mm=62mm</p><p>　　B1=b2+（5-10）mm=67mm</p><

37、p>　　齒頂圓直徑 da1=d1+2m=62+2=66mm</p><p>　　da2=d2+2m=174+2=178mm</p><p>　　齒根圓直徑 df1=d12（）m=622（1+0.25）2mm=57mm</p><p>　　df2=d22（）m=1742（1+0.25）2mm=169mm</p><p>　　5.驗算齒

38、根彎曲疲勞強度</p><p>　　由彎曲強度驗算式【1】8-7計算時，先按齒數(shù)查圖8-13，得齒形系數(shù)： YFa1= 2.56 YFa2=2.25</p><p>　　再查表8-14得應(yīng)力修正系數(shù)：YSa1= 1.63 , YSa2=1.76</p><p><b>　　代入式（8-7）有</b>&l

39、t;/p><p>　　F1= YFa1 YSa1=</p><p>　　Fp1=282MPa</p><p>　　F2=F141.16=41.9MPa</p><p>　　Fp2=266MPa</p><p>　　即該閉式軟齒面齒輪的彎曲疲勞強度合格</p><p>　　減速器高速級直齒圓柱齒輪傳動

40、的參數(shù)如下</p><p><b>　　（單位：mm）</b></p><p>　?。ㄈ?減速器（低速級）內(nèi)傳動的設(shè)計計算</p><p>　　已定參數(shù)： n2=513.919r/min n3=238.367r/min p2=4.990kw </p><p>　　T1=92.728Nm u=i2=2.15

41、6</p><p>　　1．齒輪材料:閉式齒輪傳動采用軟齒面齒輪。小齒輪：45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為217-255HBS，取230HBS；大齒輪：45鋼正火處理，硬度為169-217HBS，取為200HBS.</p><p><b>　　2.確定許用應(yīng)力</b></p><p>　　查【1】圖8-11，可得接觸疲勞極限應(yīng)力Hlim3=580Mpa

42、Hlim4=540Mpa</p><p>　　查【1】圖8-16可得齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力Flin3=190Mpa Flim4=180Mpa</p><p>　　計算兩齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N3=60an2t=60=1.48 , ,N4=</p><p>　　查【1】表8-5得接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的安全系數(shù)為</p><p>

43、;　　SHmin=1.05 SFmin=1.35</p><p>　　根據(jù)使用條件差【1】圖8-10和8-15可得 ZN3=ZN4=1 YN3=YN4=1</p><p>　　由式8-4可知，因大齒輪硬度低，許用應(yīng)力也小，故進行接觸強度計算時應(yīng)用P2代入公式。則齒輪的許用接觸應(yīng)力為</p><p>　　Hp3=zN3==552MPa</p>&

44、lt;p>　　Hp4=zN4==514MPa</p><p>　　兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力為：</p><p>　　Fp3=YN3YST==282MPa</p><p>　　Fp4=YN4YST==266MPa</p><p>　　由設(shè)計準(zhǔn)則知，對本閉式軟齒面齒輪傳動應(yīng)按齒面接觸強度設(shè)計，再 驗算齒根彎曲強度。</p><

45、;p>　　假設(shè)齒輪的圓周速度V，制造精度為8級，對稱布置</p><p>　　查【1】表8-6得齒寬系數(shù)d=1，查表8-3得載荷系數(shù)K=1.1</p><p>　　查表8-4得彈性系數(shù)ZE=189.8Mpa ，查圖8-4知節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH=2.5</p><p>　　將各參數(shù)代入【1】中式8-3得,小齒輪分度圓直徑</p><p>&l

46、t;b>　　d3</b></p><p>　　=mm=65.08mm</p><p>　　從而可初步確定齒輪傳動的主要參數(shù)尺寸</p><p>　　①．初選齒數(shù)：Z3=32,Z2=I z4=2.156</p><p>　?、诙?shù)：由d3=Mz3 ，可得m 考慮到開式齒輪的尺寸較大，故

47、取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=5</p><p>　?、郏炈泯X輪圓周速度</p><p><b>　　V=</b></p><p><b>　?、埽髠鲃映叽?lt;/b></p><p>　　分度圓直徑 d3=mz3=532mm=160mm</p><p>　　d4=mz4=56

48、9mm=345mm</p><p>　　中心距 a=</p><p>　　齒寬 b4=b=dd3=1160mm=160mm</p><p>　　B3=b4+（5-10）mm=165mm</p><p>　　齒頂圓直徑 da3=d3+2m=160+2=170mm</p><p>　　

49、da4=d4+2m=174+2=355mm</p><p>　　齒根圓直徑 df3=d32（）m=1602（1+0.25）5mm=147.5mm</p><p>　　df4=d42（）m=1742（1+0.25）5mm=332.5mm</p><p>　　5.驗算齒根彎曲疲勞強度</p><p>　　由彎曲強度驗算式【1】8-7計算時，先按

50、齒數(shù)查圖8-13，得齒形系數(shù)： YFa3= 2.55 YFa4=2.28</p><p>　　再查表8-14得應(yīng)力修正系數(shù)：YSa3= 1.64 , YSa4=1.74</p><p><b>　　代入式（8-7）有</b></p><p>　　F3= YFa3 YSa3=</p><

51、;p>　　Fp3=282MPa</p><p>　　F4=F39.67=9.17MPa</p><p>　　Fp2=266MPa</p><p>　　即該閉式軟齒面齒輪的彎曲疲勞強度合格</p><p>　　減速器高速級直齒圓柱齒輪傳動的參數(shù)如下</p><p><b>　　單位(mm</b>

52、;</p><p>　　六．.軸類零件設(shè)計和校核</p><p>　　6.1 I軸（高速軸）的設(shè)計計算</p><p>　　1.求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　由前面算得P=5.197KW，n=1440r/min，T =0.34N</p><p>　　2.求作用在齒輪上的力</p>&l

53、t;p>　　已知高速級小齒輪的分度圓直徑為d=62mm</p><p>　　而 F=1111.8N</p><p>　　F=F11118=404.7N</p><p>　　3.初步估定減速器高速軸外伸段軸徑</p><p>　　根據(jù)所選電機查表4-12-2選電機軸徑為38</p><p>　　則d=(0.8～1

54、.0)d=(0.8～1.0)38=30.4～38mm</p><p>　　取d=32mm。 </p><p><b>　　4． 選擇聯(lián)軸器</b></p><p>　　高速軸軸端處選擇LT型聯(lián)軸器 GB/T4323-2002</p><p>

55、;　　名義轉(zhuǎn)矩T=9550×=9550×(5.5/1440)</p><p>　　=36.48 N·m</p><p>　　查【1】表12-1得KA=1.5</p><p>　　計算轉(zhuǎn)矩為　　TC=KT=1.5×36.48=54.72N·m</p><p>　　公稱轉(zhuǎn)矩為 Ｔｎ＝250N&

56、#183;m>TC =54.72 N·m, </p><p>　　[n]=3300r/min>n=1440r/min</p><p>　　減速器高速軸外伸段直徑為d=32mm，長度L=82mm。</p><p>　?。?）擬定軸上零件的裝配方案</p><p>　　通過分析比較，裝配示意圖6-1

57、 </p><p>　?。?）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　1）I-II段是與半聯(lián)軸器連接的其d=32mm，l=82mm。</p><p>　　2）II-III段用于安裝軸承端蓋，軸承端蓋的e=9.6mm（由減速器及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的拆卸及便于對軸承添加潤滑油的要求，取端蓋與I-II段右端的距離為38mm。故取l=58

58、mm，因其右端面需制出一軸肩故取d=35mm。</p><p>　　3）初選軸承，因為有軸向力故選用深溝球軸承，參照工作要求并據(jù)d=35mm，查表12-5軸承目錄里初選6208號其尺寸為d=40mm80mm18mm故d=40mm,LIII-IV=20mm。又右邊采用軸肩定位取=52mm所以l=189mm，=58mm，=12mm</p><p>　　4）取安裝齒輪段軸徑為d=46mm，齒輪左

59、端與左軸承之間用套筒定位，已知齒輪寬度為67mm為是套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于齒輪寬度故取l=63mm。齒輪右邊Ⅶ-Ⅷ段為軸套定位，且繼續(xù)選用6208軸承，則此處d=40mm。取l=46mm</p><p>　　所以I軸總長為420mm。</p><p>　?。?）軸上零件的周向定位</p><p>　　齒輪，聯(lián)軸器，與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由

60、[2]P107表4-1查得平鍵截面b,鍵槽用鍵槽銑刀加工長為74mm。同時為了保證聯(lián)軸器與軸之間配合有良好的對中性，故選擇聯(lián)軸器與軸之間的配合為，同樣齒輪與軸的連接用平鍵14x9x55，齒輪與軸之間的配合為軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實現(xiàn)的，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</p><p>　　參考[2]表15-2取軸端倒角為2.其他軸

61、肩處圓覺角見圖。</p><p><b>　　5.求軸上的載荷</b></p><p>　　先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖 先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖6-2</p><p><b>　　圖6-2</b></p><p>　　現(xiàn)將計算出的各個截面的M，M 和M的值如下：<

62、/p><p>　　F=1402N F=1613N F=2761N F=864N</p><p>　　M=86924N </p><p>　　M=103457 </p><p><b>　　M=171182N</b></p><p><b>　　M==N</b>

63、;</p><p>　　M=M=103457N</p><p><b>　　T=34466N</b></p><p>　　6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度</p><p>　　進行校核時，通常只校核危險截面的強度，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面A是軸的危險截面。則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù)，取=0.6軸

64、的計算應(yīng)力:</p><p><b>　　=23.7MP</b></p><p>　　前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由[2]表15-1</p><p>　　查得[]=60Mp，，故安全。</p><p>　　6.2 II軸（中間軸）的設(shè)計計算</p><p>　　1.求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩

65、</p><p>　　由前面的計算得P2=4.990KW，n2=513.919，T 2=0.92N</p><p>　　2.求作用在齒輪上的力</p><p>　　已知中間軸大小齒輪的分度圓直徑為 d2=174mm d3=160mm</p><p>　　而 Ft2==1123.3N</p><p>　　Fr2=F

66、2=1123.3=408.8N</p><p><b>　　同理可解得：</b></p><p>　　Ft3=1221.6N，F(xiàn)r3=F444.6N</p><p>　　3.初步確定軸的最小直徑</p><p>　　現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理據(jù)[2]表15-3，取A=110，于是得：</

67、p><p><b>　　d=A43mm</b></p><p>　　因為軸上應(yīng)開2個鍵槽，所以軸徑應(yīng)增大5%-7%故d=45.2mm，又此段軸與軸承裝配，故同時選取軸承，因為軸承上承受徑向力，故選用深溝球軸承，參照工作條件可選6210其尺寸為：d=50故d=50mm右端用套筒與齒輪定位，套筒長度取24mm所以l=48mm </p><p>&l

68、t;b>　　4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　?。?）擬定軸上零件的裝配方案通過分析比較，裝配示意圖6-3</p><p><b>　　圖6-3</b></p><p>　?。?）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　1）II -III段為高速級大齒輪，由前面可知其寬度為

69、62mm，為了使套筒端面與大齒輪可靠地壓緊此軸段應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度。故取l=57mm，d=56mm。</p><p>　　2）III-IV段為大小齒輪的軸向定位，此段軸長度應(yīng)由同軸條件計算得l =15mm，d=,62mm。 </p><p>　　3）IV-V段為低速級小齒輪的軸向定位，由其寬度為165mm可取l=160mm，d=58mm</p><p&g

70、t;　　4）V-VI段為軸承同樣選用深溝球軸承6210，左端用套筒與齒輪定位，取套筒長度為24mm則 l =48mm d=50mm </p><p>　　（3）軸上零件的周向定位</p><p>　　兩齒輪與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由[2]P107表11-28查得平b×h×l=16×10×50，按d得平鍵截面

71、b=16×10×140其與軸的配合均為。軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實現(xiàn)的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>　?。?）確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考[2]表15-2取軸端倒角為2.個軸肩處圓覺角見圖。</p><p><b>　　5.求軸上的載荷</b></p><

72、p>　　先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖如圖7-4?，F(xiàn)將計算出的各個截面的M，M 和M的值如下：</p><p>　　F=719N F=2822N F=4107N F=7158N</p><p>　　M=49611N </p><p>　　M=253980Nmm </p><p>　　M=-283383N

73、</p><p>　　M=-644220N</p><p>　　M==284000N</p><p>　　M==690000N</p><p><b>　　T=0.93N</b></p><p><b>　　圖6-4</b></p><p>　　6.按

74、彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度</p><p>　　進行校核時，通常只校核危險截面的強度，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面B和Ⅵ的右側(cè)是軸的危險截面,對該軸進行詳細校核，對于截面B則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù)，取=0.6，軸的計算應(yīng)力</p><p><b>　　=50.6MP</b></p><p>　　前面選用軸的材料為45鋼，

75、調(diào)制處理，由[2]表15-1查得[]=60Mp，。</p><p><b>　　對于Ⅵ的右側(cè)</b></p><p>　　由[2]表15-1查得 </p><p>　　由[2]表3-8查得 </p><p>　　由[2]附圖3-4查得</p><p>　　由[2]中和得碳鋼的特性系數(shù)，取，

76、</p><p><b>　　故綜合系數(shù)為</b></p><p>　　故Ⅵ右側(cè)的安全系數(shù)為</p><p><b>　　>S=1.5</b></p><p>　　故該軸在截面Ⅵ的右側(cè)的強度也是足夠的。</p><p><b>　　綜上所述該軸安全。</

77、b></p><p>　　6.3 III軸（低速軸）的設(shè)計計算</p><p>　　1.求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　由前面算得P=4.792KW，n=238.367r/min，T=0.19N</p><p>　　2.求作用在齒輪上的力</p><p>　　已知低速級大齒輪的分度圓直徑為 d=34

78、5mm</p><p>　　而 F=1113N</p><p>　　F=F1113405N</p><p>　　3.初步確定軸的最小直徑</p><p>　　現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理據(jù)【2】表15-3，取A=110，于是得：</p><p><b>　　d=A29.9mm<

79、;/b></p><p>　　該軸與齒輪配合處開一鍵槽，與聯(lián)軸器配合出開有鍵槽，所以最小直徑增大5%-7%，圓整后取最小直徑為35mm。</p><p>　　同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩T=KA=T3查[2]表14-1取K=1.5.則：T=1.5X191988=287982N.mm</p><p>　　按計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件查[2]P表

80、13-5可選用LT6型彈性柱銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000N。半聯(lián)軸器孔徑d=35mm，故取d=35mm半聯(lián)軸器長度L=82mm，</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　?。?）擬定軸上零件的裝配方案通過分析比較，裝配示意圖6-5</p><p><b>　　圖6-5</b></p

81、><p>　　（2）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　1）為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，I-II右端需制出一軸肩故II-III段的直徑d=40mm；，現(xiàn)取l=82mm.</p><p>　　2）II-III段是固定軸承的軸承端蓋e=12mm。據(jù)d =40mm和方便拆裝可取l=70mm。 </p><p>　　3）

82、初選軸承，因為有軸向力故選用深溝球軸承，參照工作要求d=45mm，查 (2)表12-5軸承目錄里初選6209號其尺寸為d=45mm85mm19mm，l=19+3mm由于右邊是軸肩定位，d=48mm，l=100mm，d=54mmmm，l=12mm。</p><p>　　4）取安裝齒輪段軸徑為d=50mm，已知齒輪寬為160mm取l=156mm。齒輪右邊Ⅶ-Ⅷ段為軸套定位，軸肩高h=6mm則此處d=45mm。軸承同樣

83、選用6209型深溝球軸承，取l=40mm</p><p>　?。?）軸上零件的周向定位</p><p>　　齒輪，半聯(lián)軸器與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由[2]P107表11-28查得平鍵截面bxh=10x8鍵槽用鍵槽銑刀加工長為76mm。選擇半聯(lián)軸器與軸之間的配合為，同樣齒輪與軸的連接用平鍵16x10x150齒輪與軸之間的配合為軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實現(xiàn)的，此處選軸的直徑

84、尺寸公差為m6。</p><p>　?。?）確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考[2]表15-2取軸端倒角為2.個軸肩處圓覺角見圖。</p><p><b>　　5.求軸上的載荷</b></p><p>　　先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖如圖7-6。</p><p>　　現(xiàn)將

85、計算出各個截面處的M，M和M的值如下：</p><p>　　F=12049N F=2465N F=3309N F=6772N</p><p>　　M=-211990N M=582384N</p><p>　　M==620000N</p><p><b>　　T3=0.19N</b></p&

86、gt;<p><b>　　圖6-6</b></p><p><b>　　圖6-6</b></p><p>　　6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度</p><p>　　進行校核時，通常只校核危險截面的強度，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎 矩圖和扭矩圖中可以看出截面A是軸的危險截面，則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù)，

87、取=0.6，軸的計算應(yīng)力</p><p><b>　　=24.0MP</b></p><p>　　前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由[2]表15-1</p><p>　　查得[]=60Mp，，故安全。</p><p>　　6.4 IV軸的設(shè)計</p><p>　　因為本課程主要是設(shè)計雙級齒輪

88、減速器，并沒有給定滾筒的長度尺寸，所以不好設(shè)計減速器連接開式齒輪的軸?？深惐菼II軸，此處略去。</p><p>　　七．.軸承的壽命計算</p><p>　　7.1 I軸上的軸承6208壽命計算</p><p>　　預(yù)期壽命：LA=1036016 =57600</p><p>　　查【2】表12-5知；P=404.7N,n=1440r/m

89、in，C=29500N,</p><p>　?。ǎ? =4482834h>44800h</p><p>　　故 I軸上的軸承6208在有效期限內(nèi)安全。</p><p>　　7.2 II軸上軸承6210的壽命計算</p><p>　　預(yù)期壽命：LA=1036016 =57600</p><p>　　查【2】表12

90、-5知；P=408.8N,n=513.919r/min，C=35000N,</p><p>　　（）3=20352864h<44800h</p><p>　　故II軸上軸承6210須在四年大修時進行更換。</p><p>　　7.3 Ⅲ軸上軸承6209的壽命計算</p><p>　　預(yù)期壽命：LA=1036016 =57600<

91、/p><p>　　查【2】表12-5知；P=405N,n=238.367r/min，C=31500N,</p><p>　?。ǎ? =32897978h>44800h</p><p>　　故III軸上的軸承62109滿足要求。</p><p><b>　　鍵連接的校核</b></p><p>　

92、　8.1 I軸上鍵的強度校核 </p><p>　　由（六）可知該減速器所用鍵的規(guī)格為 （都為A型鍵）</p><p>　　I高速軸：b×h×l=10×8×74 b×h×l=14×9×55 </p><p>　　II中間軸：b×h×l=16×10

93、5;50 b×h×l=16×10×140 </p><p>　　III高速軸：b×h×l=10×8×76 b×h×l=16×10×150 </p><p>　　查【1】表13-10得許用擠壓應(yīng)力為=130MPa</p><p>　　I-II段鍵

94、的工作長度l=mm</p><p><b>　　=130MPa</b></p><p><b>　　故此鍵能安全工作。</b></p><p>　　VI-VII段鍵的工作長度l=mm</p><p><b>　　=130MPa</b></p><p>&

95、lt;b>　　故此鍵能安全工作。</b></p><p>　　8.2 II軸上鍵的校核</p><p>　　查表4-5-72得許用擠壓應(yīng)力為=130MPa</p><p>　　II-III段鍵的工作長度為l=mm</p><p><b>　　=130MPa</b></p><p&g

96、t;<b>　　故此鍵能安全工作。</b></p><p>　　IV-V段鍵的工作長度l=mm</p><p><b>　　=130MPa</b></p><p><b>　　故此鍵能安全工作。</b></p><p>　　8.3 III軸上鍵的校核</p>&

97、lt;p>　　查表4-5-72得許用擠壓應(yīng)力為=130MPa</p><p>　　I-II段鍵的工作長度l=mm</p><p><b>　　=130MPa</b></p><p><b>　　故此鍵能安全工作。</b></p><p>　?、?Ⅶ段鍵的工作長度l=mm</p>

98、<p><b>　　=130MPa</b></p><p><b>　　故此鍵能安全工作。</b></p><p>　　聯(lián)軸器的選擇和校核 </p><p>　　9-1． 選擇聯(lián)軸器</p><p>　　高速軸軸端處選擇LT型聯(lián)軸器 GB/T4323-2002</p>&

99、lt;p><b>　　型號；</b></p><p>　　9-2.聯(lián)軸器的校核</p><p>　　名義轉(zhuǎn)矩T=9550×=9550×(5.5/1440)</p><p>　　=36.48 N·m</p><p>　　查【1】表12-1得KA=1.5</p><p&

100、gt;　　計算轉(zhuǎn)矩為　　TC=KT=1.5×36.48=54.72N·m</p><p>　　公稱轉(zhuǎn)矩為 Ｔｎ＝250N·m>TC =54.72 N·m, </p><p>　　[n]=3300r/min>n=1440r/min</p><p>　　所以該型號彈性柱銷聯(lián)軸器符合使用要求。</p>

101、<p>　　減速器高速軸外伸段直徑為d=32mm，長度L=82mm。</p><p>　　9-3.低速軸與開式齒輪軸的聯(lián)軸器也選擇上面的型號</p><p>　　十.潤滑及密封類型選擇</p><p><b>　　10.1 潤滑方式</b></p><p>　　齒輪采用飛濺潤滑，在箱體上的四個軸承采用脂潤滑，

102、在中間支撐上的兩個軸承采用油潤滑。</p><p>　　10.2 密封類型的選擇</p><p>　　1. 軸伸出端的密封</p><p>　　軸伸出端的密封選擇毛氈圈式密封。</p><p>　　2. 箱體結(jié)合面的密封</p><p>　　箱蓋與箱座結(jié)合面上涂密封膠的方法實現(xiàn)密封。</p><p&

103、gt;　　3. 軸承箱體內(nèi)，外側(cè)的密封</p><p>　?。?）軸承箱體內(nèi)側(cè)采用擋油環(huán)密封。</p><p>　?。?）軸承箱體外側(cè)采用毛氈圈密封。</p><p>　　十一．減速器附件設(shè)計</p><p>　　11.1 觀察孔及觀察孔蓋的選擇與設(shè)計</p><p>　　觀察孔用來檢查傳動零件的嚙合，潤滑情況，并可

104、由該孔向箱內(nèi)注入潤滑油。平時觀察孔蓋用螺釘封住，。為防止污物進入箱內(nèi)及潤滑油滲漏，在蓋板與箱蓋之間加有紙質(zhì)封油墊片，油孔處還有慮油網(wǎng)。 查表[6]表15-3選觀察孔和觀察孔蓋的尺寸分別為和。</p><p>　　11.2 油面指示裝置設(shè)計</p><p>　　油面指示裝置采用油標(biāo)指示。</p><p>　　11.3 通氣器的選擇</p><p

105、>　　通氣器用來排出熱膨脹，持氣壓平衡。查表[6]表15-6選 型通氣帽。</p><p>　　11.4 放油孔及螺塞的設(shè)計</p><p>　　放油孔設(shè)置在箱座底部油池的最低處，箱座內(nèi)底面做成外傾斜面，在排油孔附近做成凹坑，以便能將污油放盡，排油孔平時用螺塞堵住。查表[6]表15-7選型外六角螺塞。</p><p>　　11.5 起吊環(huán)的設(shè)計</p

106、><p>　　為裝卸和搬運減速器，在箱蓋上鑄出吊環(huán)用于吊起箱蓋。</p><p>　　11.6 起蓋螺釘?shù)倪x擇</p><p>　　為便于臺起上箱蓋，在上箱蓋外側(cè)凸緣上裝有1個啟蓋螺釘，直徑與箱體凸緣連接螺栓直徑相同。</p><p>　　11.7 定位銷選擇</p><p>　　為保證箱體軸承座孔的鏜孔精度和裝配精度

107、，在精加工軸承座孔前，在箱體聯(lián)接凸緣長度方向的兩端，個裝配一個定位銷。采用圓錐銷，直徑是凸緣連接螺栓直徑的0.8倍。</p><p>　　十二．主要尺寸及數(shù)據(jù)</p><p><b>　　箱體尺寸：</b></p><p>　　箱體壁厚 &=10mm</p><p>　　箱蓋壁厚 &1=8mm<

108、/p><p>　　箱座凸緣厚度b=15mm</p><p>　　箱蓋凸緣厚度b1=15mm</p><p>　　箱座低凸緣厚度b2=25mm</p><p>　　地腳螺栓直徑df=24mm</p><p><b>　　地腳螺栓數(shù)目n=4</b></p><p>　　軸承旁聯(lián)接螺

109、栓直徑d1=M16</p><p>　　機座與機蓋聯(lián)接螺栓直徑d2=M12</p><p>　　聯(lián)接螺栓d2的間距l(xiāng)=150mm</p><p>　　軸承端蓋螺釘直徑d3=M10</p><p>　　窺視孔蓋螺釘直徑d4=M8</p><p>　　定位銷直徑d=10mm</p><p>　　df

110、 ，d1 ，d2至外箱壁的距離c1=34mm，22mm，18mm</p><p>　　df，d2至凸緣邊緣的距離c2=28mm，16mm</p><p>　　軸承旁凸臺半徑R1=16mm</p><p>　　凸臺高度根據(jù)低速軸承座外半徑確定</p><p>　　外箱壁至軸承座端面距離L1=70mm</p><p>　　

111、大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離ɑ1=14mm</p><p>　　齒輪端面與內(nèi)箱壁距離ɑ2=12mm</p><p>　　箱蓋，箱座肋厚m1=m=7mm</p><p>　　軸承端蓋外徑D2：凸緣式端蓋：D+（5~5.5）d3</p><p>　　以上數(shù)據(jù)參考機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書</p><p><b>　　傳動比

112、：</b></p><p>　　原始分配傳動比：i1=2.802 i2=2.156 i3=4</p><p>　　修正后 : i1= 2.806 i2= 2.15625 i3=4</p><p>　　各軸新的轉(zhuǎn)速 ：n0= 1440r/min n1=1440r/min </p>

113、<p>　　n2=513.186r/min n3=238r/min</p><p>　　n4=238r/min n5= 59.5r/min </p><p>　　各軸的輸入效率：P0=5.25kw P1=5.197kw</p><p>　　P2= 4.990kw P3=4.792kw</p><p>　　

114、P4= 4.696kw P5=4.417kw</p><p>　　各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：T0= 34.418 T1= 34.418</p><p>　　T2= 92.86 T3= 192.284</p><p>　　T4= 188.432 T5= 708.947</p><p><b>　　十三．參考文獻&l

115、t;/b></p><p>　　【1】 《機械設(shè)計基礎(chǔ)》楊家軍，張衛(wèi)國主編，華中科技大學(xué) </p><p><b>　　出版社。</b></p><p>　　【2】 《機械設(shè)計課程設(shè)計》第3版，唐增寶，常建娥主編， </p><p>　　華中科技大學(xué)出版社。</p><p>　　

116、【3】 《材料力學(xué)I》第5版，孫訓(xùn)方，方孝淑，關(guān)來泰主編， </p><p><b>　　高等教育出版社。 </b></p><p>　　【4】 《機械設(shè)計手冊》第5版。</p><p><b>　　總結(jié)與心得體會</b></p><p>　　機械設(shè)計課程設(shè)計是機械課程中一個重要的環(huán)節(jié)通過了幾個周

117、的課程設(shè)計使我從各個方面都受到了機械設(shè)計的訓(xùn)練，對機械的有關(guān)各個零部件有機的結(jié)合在一起得到了深刻的認識。</p><p>　　由于在設(shè)計方面我們沒有經(jīng)驗，理論知識學(xué)的不牢固，在設(shè)計中難免會出現(xiàn)問題，如：在選擇計算標(biāo)準(zhǔn)間是可能會出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進的計算誤差會更大，在查表和計算上精度不夠準(zhǔn)確。</p><p>　　課程設(shè)計運用到了很多知識，例如將理論力學(xué)，材料力學(xué)，機械設(shè)計，

118、機械原理，互換性與測量技術(shù)等，是我對以前學(xué)習(xí)的知識有了更深刻的體會。</p><p>　　通過可程設(shè)計，基本掌握了運用繪圖軟件制圖的方法與思路，對計算機繪圖方法有了進一步的加深，基本能繪制一些工程上的圖。</p><p>　　在設(shè)計的過程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機械設(shè)計課程及其他課程的理論知識和應(yīng)用生產(chǎn)實際知識解決工程實際問題的能力，在設(shè)計的過程中海培養(yǎng)出了我們的團隊精神，大家共同解決了許多個