機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 單級圓柱齒輪減速器

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1、機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 基 礎(chǔ)課 程 設(shè) 計(jì)學(xué)生姓名：xxxxxxxxxxxxxxxxxxx學(xué) 號：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx年 級：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx專 業(yè)：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx院 （系）：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx指導(dǎo)教師：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx時 間：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書1第一章 緒論1.1設(shè)計(jì)目的31.2傳動方案的分析與擬定3第二章 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算2.1 電動機(jī)類型及結(jié)構(gòu)的選擇42.2

2、電動機(jī)選擇42.3 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速42.4確定傳動裝置的總傳動比和分配級傳動比52.5動力運(yùn)動參數(shù)計(jì)算5第三章 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算減速器外部零件的設(shè)計(jì)計(jì)算-普通V形帶傳動7第四章 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1直齒圓柱齒輪84.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.2.1 按照接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算8 4.2.2 按齒根彎曲接觸強(qiáng)度校核計(jì)算9 4.2.3 齒輪幾何尺寸的確定94.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9第五章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1輸入軸的設(shè)計(jì)115.2輸出軸的設(shè)計(jì)135.3軸強(qiáng)度的校核16第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1軸承的選擇及校核176.2鍵的選擇計(jì)算及校核186.3聯(lián)軸器的選擇18第七章 減速器潤滑、密封7.1潤

3、滑的選擇確定19 7.1.1潤滑方式197.1.2潤滑油牌號及用量197.2 密封的選擇確定19 第八章 減速器附件的選擇確定19第九章 箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算20第十章 減速器的繪制與結(jié)構(gòu)分析10.1拆卸減速器2110.2分析裝配方案2110.3分析各零件作用、結(jié)構(gòu)及類型2110.4減速器裝配草圖設(shè)計(jì)2110.5完成減速器裝配草圖2210.6減速器裝配圖繪制過程2210.7完成裝配圖2310.8零件圖設(shè)計(jì)23 第十一章 設(shè)計(jì)總結(jié)24參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸上的單級直齒圓柱齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向工作，一班工作制，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵（運(yùn)輸帶與滾筒摩擦阻力影響已經(jīng)在F中考

4、慮）。使用期限：10年。生產(chǎn)批量：20臺。生產(chǎn)條件：中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工78級齒輪與蝸輪。動力來源：電力，三相交流380/220V題目數(shù)據(jù)：組號1運(yùn)輸帶工作拉力F/（KN）1.5運(yùn)輸帶速度V/（m/s）1.1卷筒直徑D/(mm）220運(yùn)輸帶允許速度誤差為5%設(shè)計(jì)任務(wù)要求：1. 減速器裝配圖紙一張（號圖紙） 一張2. 軸、齒輪零件圖紙各一張（號圖紙） 兩張3. 設(shè)計(jì)說明書一分 一份第一章 緒論1.1 設(shè)計(jì)目的（1）培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、深化和擴(kuò)展了相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識。（2）通過對

5、通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動或簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)，使我們掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。（3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理等設(shè)計(jì)方面的能力。1.2傳動方案擬定1、傳動系統(tǒng)的作用及傳動方案的特點(diǎn)：機(jī)器一般是由原動機(jī)、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機(jī)的運(yùn)動和動力、變換其運(yùn)動形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使

6、用維護(hù)方便。本設(shè)計(jì)中原動機(jī)為電動機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級直齒輪傳動。減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。2、傳動方案的分析與擬定1、工作條件：使用年限10年，工作為一班工作制，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作。2、原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力

7、F=1500N；帶速V=1.1m/s；滾筒直徑D=220mm；3、方案擬定：采用帶傳動與齒輪傳動的組合，即可滿足傳動比要求，同時由于帶傳動具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用維護(hù)方便。圖1 帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)簡圖計(jì) 算 及 說 明結(jié)果第二章 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算2.1 電動機(jī)類型及結(jié)構(gòu)的選擇本減速器設(shè)計(jì)為水平剖分，選用Y系列三相異步電動機(jī)，封閉臥式結(jié)構(gòu)。2.2 電動機(jī)選擇（一）工作機(jī)的功率Pw =FV/1000=150001.1/1000=1.65kw（二）總效率 =0.960.980.990.995=0.91（三）所需電動機(jī)功率 查機(jī)械零件設(shè)計(jì)

8、手冊得 Ped = 3 kw2.3 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒工作轉(zhuǎn)速為： n卷筒=601000V/（D）=95.54 r/min根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2-3推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比=36范圍。取帶傳動比。則總傳動比理論范圍為： =624。故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范為 =573.241910.8 r/min則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750、1000和1500r/min，由標(biāo)準(zhǔn)查出三種適用的電動機(jī)型號：方案電 動 機(jī)型 號額 定 功 率電動機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)同 步滿 載1Y100L-43kw100014202Y132S-63kw15009603Y132M-83kw300071

9、0綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動、減速器傳動比,可見第2方案比較適合。因此選定電動機(jī)型號為Y132S-6，=960 r/min。2.4確定傳動裝置的總傳動比和分配級傳動比1、確定傳動裝置的總傳動比由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速可得傳動裝置總傳動比為： =/=960/95.54=10.05 2、分配各級傳動裝置傳動比： 總傳動比等于各傳動比的乘積 = 取=2.5（普通V帶 i=24）因?yàn)椋?所以：10.05/2.54.022.5 動力運(yùn)動參數(shù)計(jì)算（一）轉(zhuǎn)速n=960=/=/=960/2.5=384（r/min） =/=384/4.02=95.52（r/min） =95.5

10、2（r/min） （二）功率P 軸： 軸： 卷筒軸（三）轉(zhuǎn)矩T 電動機(jī)額定功率Ped = 3 kw選定電動機(jī)型號為Y132S-6 =4.02=384（r/min）=95.52（r/min）=95.52（r/min）計(jì) 算 及 說 明結(jié)果 (Nm) 軸 軸 (Nm) 卷筒軸(Nm)將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率P/kW N /(r.min-1) /(Nm) i 01.8196018 2.5 11.7238442.78 21.6895.52167.964.02 31.6595.52164.971T0=18(Nm)T1=42.78(Nm)T2=167.96(Nm)T3=164.97(Nm)計(jì) 算 及

11、說 明結(jié)果第三章 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算減速器外部零件的設(shè)計(jì)計(jì)算-普通V形帶傳動設(shè)計(jì)普通V形帶傳動須確定的內(nèi)容是：帶的型號、長度、根數(shù)，帶輪的直徑、寬度和軸孔直徑中心距、初拉力及作用在軸上之力的大小和方向1、選擇帶的型號：查表64得, 則計(jì)算功率為PC=KAP=13= 3KW根據(jù)、查表和圖68，選取A型帶。2、確定帶輪基準(zhǔn)直徑、驗(yàn)算帶速查資料表65，66，選取帶速帶速驗(yàn)算： V=n1d1/（100060）=3.14112960/100060=5.63m/s 介于525m/s范圍內(nèi)，故合適大帶輪基準(zhǔn)直徑d2=n1/n2d1=2.5112=280mm 3、確定帶長和中心距a： 0.7（d1+d2）a0

12、2（d1+d2） 0.7（112+280）a02（112+280）274.4mma0784mm 初定中心距a0=500 ，則帶長為 L0=2a0+（d1+d2）+（d2-d1）2/(4a0) =2500+（112+280）/2+（280-112）2/(4500) =1629.55 mm查62表，按標(biāo)準(zhǔn)選帶的基準(zhǔn)長度Ld=1600mm的實(shí)際中心距a=a0+(Ld-L0)/2=500+(1600-1629.55)/2=485.23 mm 4、驗(yàn)算小帶輪上的包角1 1=180-(d2-d1)57.3/a=160.16120 小輪包角合適5、確定帶的根數(shù)由式確定V帶根數(shù)，查63表得1.18kW，查67

13、表得0.11kW查62表得0.99，0.89則 Z=PC/（(P0+P0)=2.71/（0.97+0.11）0.990.89 = 2.47 故要取3根A型V帶選A型帶d1=112mmd2=280mm帶中心距a =485.23mm小輪包角合適選3根V帶計(jì) 算 及 說 明結(jié)果第四章 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1直齒圓柱齒輪 按輸入的轉(zhuǎn)速384 r/min，傳動比4.02計(jì)算，傳動功率1.72kw,連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)來計(jì)算。（1） 選定齒輪材料、熱處理方式和精度等級因載荷平穩(wěn)，小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面，小齒輪的材料為40Gr鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS，大齒輪選用45號鋼正火，齒面硬度為220H

14、BS。齒輪精度初選8級（2） 初選齒數(shù)和齒寬系數(shù)。 Z1=25 Z2=Z1i1=254.02=100 取d=1 滑動率及修正：=1- （d2）/d2=0% 帶實(shí)際傳動比：i=d2/d1（1-）=2.5 從動輪轉(zhuǎn)速：=/ i=384 修正后齒輪傳動比：i=100/250=4 輸入轉(zhuǎn)矩為42.78 Nm 傳動比誤差：=（4.02-4）/4=0.5% 符合誤差要求4.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩為42.78 Nm確定各參數(shù)值：1.載荷系數(shù) 因K取值在1.2-2.4之間，由于載荷平穩(wěn)，取K=1.52.許用應(yīng)力：Hlim1=700MPa Hlim2=560Mp

15、aFlim1=570MPa Flim2=440Mpa按一般可靠要求取安全系數(shù)為SF=1.25 SF=1， 則許用接觸應(yīng)力H1 =Hlim1/SF=700/1=700 MPa H2 =Hlim2/SF=570/1=560 MPa 許用齒根彎曲應(yīng)力F1 =Flim1/SF=456MPa F2 =Flim2/SF=352MPa取兩式計(jì)算中的較小值，即H=560Mpa F=352MPa3.計(jì)算小齒輪分度圓直徑 齒數(shù)比=100/25=4小齒輪為40Gr鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS大齒輪為45號鋼正火，齒面硬度為220HBSZ1=25Z2=100=2.5=4H=560Mpa F=352MPa=4計(jì) 算

16、及 說 明結(jié)果d176.6 將數(shù)值帶入上述公式可知： d148.62mm 4.確定模數(shù)和齒寬 m=d1/Z1=48.62/25=1.94 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值 m=24.2.2按齒根彎曲接觸強(qiáng)度校核計(jì)算 校核式中： a) 小輪分度圓直徑d1=mZ=225=50mmb) 齒輪嚙合寬度b=dd1 =1.050=50mmc) 查手冊得兩齒輪的齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) YFa1=2.63 Ysa1=1.59YFa2=2.19 Ysa2=1.80將數(shù)據(jù)帶入公式得：F1=107.34MPa F2=101.19MPa由于F1F1 F2 F2故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求4.2.3齒輪幾何尺寸的確定分度圓直徑：d1=50m

17、m d2=mZ2=2100=200mm齒頂圓直徑:da1= d1+2ha1m=54mm da2=d2+2ha1m=204mm齒根圓直徑: df1= d1-2（ha+c）m=45mmdf2= d1-2（ha+c）m=195mm中心距：a=m （Z1+Z2）=125mm4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計(jì)算如下：軸孔直徑 d=41輪轂直徑 =1.2d=1.241=49.2 圓整到50mm輪轂長度 輪緣厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =8 m=2強(qiáng)度滿足d1=50mmd2=200mmda1=54mmda2=204mmdf1=45

18、mmdf2=195mma=125mm小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)輪轂直徑:=50mm輪轂長度: 計(jì) 算 及 說 明結(jié)果輪緣內(nèi)徑 =-2h-2=179mm 取D2 = 180(mm) 腹板厚度 c=0.3b=0.345=13.5 取c=15(mm)腹板中心孔直徑=0.5(+)=0.5(180+70)=125(mm)腹板孔直徑=0.25（-）=0.25（180-70）=27.5(mm) 取=27.5 (mm)齒輪倒角n=0.5m=0.52=1齒輪工作如下圖所示：輪緣內(nèi)徑：D2=180mm腹板厚度：c=15mm腹板中心孔直徑：D0=125mm腹板孔直徑=27.5mm齒輪倒角：n=1 計(jì)

19、算 及 說 明結(jié)果第五章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1輸入軸的設(shè)計(jì)（1）小齒輪材料用40Gr鋼，調(diào)質(zhì)，b=750MPa；（2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑選用45號鋼調(diào)質(zhì)，硬度217255HBS軸的輸入功率為 轉(zhuǎn)速為n1=384 r/min根據(jù)課本查表計(jì)算取 a=79mm b=49mm c=49mmd考慮有一個鍵槽，將直徑增大5%，則d=19.29(1+5%)mm=20.05mm 圓整為25mm以上計(jì)算的軸徑作為輸入軸外伸端最小直徑。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸上零件的定位、固定和裝配 單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面、右面均由軸肩軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別和軸承

20、端蓋定位，采用過渡配合固定。(4)求齒輪上作用力的大小、方向 小齒輪分度圓直徑：d1=50mm作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1 =42.78103 Nmm 求圓周力：FtFt=2T1/d1=242.78103/50=1711.2N 求徑向力FrFr=Fttan=1711.2tan200=622.83N（5）軸長支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平面的支反力：RB1= Ftc/(b+c)=855.6N RC1= Ftb/(b+c)=855.6 N 垂直面的支反力：RB1= Frc/(b+c)=311.42N RC1= Frb/(b+c)=311.42N由于選

21、用深溝球軸承則Fa=0齒輪軸選用45號鋼調(diào)質(zhì)，硬度217255HBSd=25mm圓周力：Ft=1711.2N徑向力：Fr=622.83N（6）畫彎矩圖 剖面-處的彎矩：水平面的彎矩：MC1= RB1b=41924.4Nmm 垂直面的彎矩：MC1= RB1b =15259.58Nmm 合成彎矩：M1=44615.13Nmm （7）軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩： T1= 42780Nmm （8）帶作用在軸上的力：預(yù)緊力：=500(2.5/-1)/ZV+qv2=741.75N 帶對軸作用力: =2ZSin1/2=4383.96N該力產(chǎn)生的彎矩圖，如圖（e）在軸承B處彎矩=a=364332.84 Nmm 計(jì) 算 及

22、 說 明結(jié)果總合成彎矩（f）,考慮到帶傳動最不利布置情況，與前面的彎矩直接相加，可得總合成彎矩：=+c/（b+c）=390947.97Nmm（9）計(jì)算n個剖面處當(dāng)量彎矩軸剪應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，=0.6，公式為：=-剖面：=391789.69Nmm-剖面：=T=25668Nmm-剖面：=365235.9Nmm（10）計(jì)算、三個剖面的直徑-1b為對稱循環(huán)許用彎曲應(yīng)力，為90MPa公式為：d則-處：d-處：d-處：d可以圓整到30mm5.2 輸出軸的的設(shè)計(jì) 按扭矩初算軸徑大齒輪材料用45鋼，正火，b=600Mpa，硬度217255HBS大齒輪軸軸徑的初算：大齒輪軸的轉(zhuǎn)速較低，受轉(zhuǎn)矩較大，故取：C=

23、117d考慮有兩個鍵槽，將直徑增大10%，則d=30.43(1+10%)mm=33.47mm 圓整為35mm以上計(jì)算的軸徑作為輸出軸外伸端最小直徑d27.14mmd15.07mmd28.76mm大齒輪材料用45鋼，正火，b=600Mpa，硬度217255HBSd=35mm計(jì) 算 及 說 明結(jié)果(2) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的零件定位、固定和裝配 單級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，該設(shè)計(jì)潤滑方式是油潤滑，箱體四周開有輸油溝，齒輪一面用軸肩定位，另一面用軸套定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階梯狀，左軸承從左面裝入，齒輪

24、、右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。(3)求齒輪上作用力的大小、方向 大齒輪分度圓直徑：d1=200mm作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T2 =167960Nmm 求圓周力：FtFt=2T2/d2=2167960/200=1679.6N 求徑向力：FrFr=Fttan=1679.6tan200=611.32N（4）軸長支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平面的支反力：RB2= Ftc/(b+c)=839.8N RC2= Ftb/(b+c)=839.8 N 垂直面的支反力：RB2= Frc/(b+c)=305.66N RC2= Frb/(b+c)=305.66N 由于

25、選用深溝球軸承則Fa=0（5）畫彎矩圖 剖面-處的彎矩：水平面的彎矩：MC2= RB2b=41150.2Nmm 垂直面的彎矩：MC2= RB2b =14977.34Nmm 合成彎矩： M2=43791.09Nmm（6）軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩： T2=167960Nmm（7）計(jì)算n個剖面處當(dāng)量彎矩軸剪應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，=0.6，公式：=-剖面：=109879.31Nmm-剖面：=T=100776Nmm-剖面：=T=100776Nmm（8）計(jì)算、三個剖面的直徑-1b為對稱循環(huán)許用彎曲應(yīng)力，為90MPa公式為：d則 -處：d-處：d-處：d5.3 軸強(qiáng)度的校核 按扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸強(qiáng)度，由軸結(jié)構(gòu)簡圖及彎

26、矩圖知處當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險截面，故只需校核此處即可。強(qiáng)度校核公式：e=/W-1輸入軸：(1) 軸是直徑為50的是實(shí)心圓軸，W=0.1d3=12500Nmm(2) 軸材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)，許用彎曲應(yīng)力為-1=65MPa則e=/W=31.28-1= 65MPa故軸的強(qiáng)度滿足要求輸出軸：(1) 軸是直徑為41的是實(shí)心圓軸，W=0.1d3=6892.1Nmm(2) 軸材料為45號鋼，正火，許用彎曲應(yīng)力為-1=65MPa則e= M2/W=6.35-1= 65MPa故軸的強(qiáng)度滿足要求圓周力：Ft=1679.6N徑向力：Fr=611.32Nd49.87mmd15.07mmd2.37mm輸入軸的強(qiáng)度滿足

27、要求輸入軸的強(qiáng)度滿足要求計(jì) 算 及 說 明結(jié)果第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇6.1 軸承的選擇及校核因軸轉(zhuǎn)速較高，且只承受徑向載荷，故選取深溝球軸承。根據(jù)初算軸徑，考慮軸上零件軸向定位和固定，估計(jì)初裝軸承處的軸徑并假設(shè)選用輕系列，查表定出滾動軸承型號列表如下：軸號軸承型號基本尺寸 mmdDB1620630621626208408018根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命 10年36524=87600小時1.小軸的軸承使用壽命計(jì)算小齒輪軸承選用6206， Cr=19.5kN Fr=622.83N 教材表10-8查得=1.2徑向當(dāng)量動載荷：Pr=r=1.2622.83=747.396 N所以由式Cj=，查表10

28、-6可知ft=1=6231601.887600 故滿足壽命要求2.大軸的軸承使用壽命計(jì)算大軸承選用6208， Cr=29.5kN Fr=611.32N 徑向當(dāng)量動載荷：Pr=r=1.2611.32=733.58 N所以由式Cj=，查表10-6可知ft=1=1134692187600h 故滿足壽命要求6.2 鍵的選擇計(jì)算及校核 1.小軸上的鍵： Ft=1711.2N查手冊得，選用A型平鍵，得：A鍵 840 GB1096-79 L=40mm h=7mm根據(jù)式p=2T/(dkL)=2Ft/(kL)=24.45 MPa100MPa故鍵強(qiáng)度符合要求2.大軸上的鍵： Ft =1679.6N查手冊選：A鍵1

29、234 GB1096-79 L=34mm h=8A鍵1252 GB1096-79 L=52mm h=8根據(jù)式pa=2 T/（dhl）=2Ft/(kL)=24.7Mpa 100Mpapc=2 T/（dhl）=2Ft/(kL)=16.15Mpa 100Mpa故鍵強(qiáng)度符合要求 6.3 聯(lián)軸器的選擇在減速器輸出軸與工作機(jī)之間聯(lián)接用的聯(lián)軸器因軸的轉(zhuǎn)速較低、傳遞轉(zhuǎn)矩較大，又因減速器與工作機(jī)常不在同一機(jī)座上，要求由較大的軸線偏移補(bǔ)償，應(yīng)選用承載能力較高的剛性可移式聯(lián)軸器。查表得選用YL8型號的軸孔直徑為35的凸緣聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩Tn=250 Nm K=1.3=9550=9550=218.35Nm選用YL8型

30、彈性套住聯(lián)軸器，公稱尺寸轉(zhuǎn)矩=250，。采用J型軸孔，A型鍵軸孔直徑d=3240，選d=35，軸孔長度L=60YL8型彈性套住聯(lián)軸器有關(guān)參數(shù)小軸軸承型號為6206大軸軸承型號為6208小軸軸承滿足壽命要求大軸軸承滿足壽命要求小軸上鍵強(qiáng)度符合要求大軸上鍵強(qiáng)度符合要求選用YL8型凸緣聯(lián)軸器型號公稱轉(zhuǎn)矩T/(Nm)許用轉(zhuǎn)速n/（r）軸孔直徑d/mm軸孔長度L/mm外徑D/mm材料軸孔類型鍵槽類型YL825043003560130HT200J型A型計(jì) 算 及 說 明結(jié)果第七章 減速器潤滑、密封7.1 潤滑的選擇確定 7.1.1潤滑方式 1.齒輪V12 m/s，選用浸油潤滑,因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠的潤滑油

31、，用以潤滑和散熱。同時為了避免油攪動時泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH不應(yīng)小于3050mm。對于單級減速器，浸油深度為一個齒高，這樣就可以決定所需油量，單級傳動,每傳遞1KW需油量V0=0.350.7m3。2. 對于滾動軸承來說，由于傳動件的速度不高，選用飛濺潤滑。這樣結(jié)構(gòu)簡單，不宜流失，但為使?jié)櫥煽?要加設(shè)輸油溝。7.1.2潤滑油牌號及用量1.齒輪潤滑選用AN150全系統(tǒng)損耗油，最低最高油面距1020mm，需油量為1.2L左右2.軸承潤滑選用AN150全系統(tǒng)損耗油7.2密封的選擇與確定1.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或

32、螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封3.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部軸的外伸端與透蓋的間隙，由于選用的電動機(jī)為低速、常溫、常壓的電動機(jī)，則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲存潤滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時，毛氈又可以將潤滑油自行刮下反復(fù)自行潤滑。第八章 減速器附件的選擇確定1、軸承端蓋： HT150 參看唐曾寶編著的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第二版）的表141根據(jù)下列的公式對軸承端蓋進(jìn)行計(jì)算： d0=d3+1mm；D0=D +2.5d3； D2=D0 +2.5d3； e=1.2d3； e1e；m由結(jié)構(gòu)

33、確定； D4=D -(1015)mm；D5=D0 -3d3；D6=D -(24)mm；d1、b1由密封尺寸確定；b=510，h=(0.81)b2、油面指示器：用來指示箱內(nèi)油面的高度。齒輪浸油潤滑軸承油潤滑齒輪軸承均用AN150全系統(tǒng)損耗油計(jì) 算 及 說 明結(jié)果3、放油孔及放油螺塞：為排放減速器箱體內(nèi)污油和便于清洗箱體內(nèi)部，在箱座油池的最低處設(shè)置放油孔，箱體內(nèi)底面做成斜面，向放油孔方向傾斜12，使油易于流出。4、窺視孔和視孔蓋：窺視孔用于檢查傳動零件的嚙合、潤滑及輪齒損壞情況，并兼作注油孔，可向減速器箱體內(nèi)注入潤滑油。5、定位銷：對由箱蓋和箱座通過聯(lián)接而組成的剖分式箱體，為保證其各部分在加工及裝

34、配時能夠保持精確位置，特別是為保證箱體軸承座孔的加工精度及安裝精度。6、啟蓋螺釘：由于裝配減速器時在箱體剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因膠結(jié)緊密難于開蓋，旋動啟箱螺釘可將箱蓋頂起。7、軸承蓋螺釘，軸承蓋旁連接螺栓，箱體與箱蓋連接螺栓：用作安裝連接用。第九章 箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算箱體用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成，箱體主要尺寸計(jì)算參看唐曾寶機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第二版）表51箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇如下表：名稱符號尺寸（mm）機(jī)座壁厚8機(jī)蓋壁厚18機(jī)座凸緣厚度b12機(jī)蓋凸緣厚度b 112機(jī)座底凸緣厚度b 220地腳螺釘直徑Df16地腳螺釘數(shù)目N4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d112

35、機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d28軸承端蓋螺釘直徑d38窺視孔蓋螺釘直徑d46定位銷直徑D6凸臺高度h 根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)箱體外壁至軸承座端面距離l1 C1+C2+(58)=34大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離112齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離2 12機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1 ,m29， 9軸承端蓋外徑（凸緣式）D2101， 120=8mm1=8mmb=12mmb1=12mmb2=20mmDf=16mmN=4 個d1=12mmd2=8mmd3=8mmd4=6mmD=6mml1=34mm1=12mm2=12mmm1= 9mm m2=9mm第十章 減速器繪制與結(jié)構(gòu)分析10.1 拆卸減速器按拆卸的順序給

36、所有零、部件編號，并登記名稱和數(shù)量，然后分類、分組保管，避免產(chǎn)生混亂和丟失；拆卸時避免隨意敲打造成破壞，并防止碰傷、變形等，以使再裝配時仍能保證減速器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。拆卸順序：、拆卸觀察孔蓋。、拆卸箱體與箱蓋聯(lián)連螺栓，起出定位銷釘，然后擰動起蓋螺釘，卸下箱蓋。、拆卸各軸兩邊的軸承蓋、端蓋。、一邊轉(zhuǎn)動軸順著軸旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒏咚佥S軸系拆下，再用橡膠榔頭輕敲軸將低、中速軸系拆卸下來。、最后拆卸其它附件如油標(biāo)尺、放油螺塞等。10.2 分析裝配方案按照先拆后裝的原則將原來拆卸下來的零件按編好的順序返裝回去。、檢查箱體內(nèi)有無零件及其他雜物留在箱體內(nèi)后，擦凈箱體內(nèi)部。將各傳動軸部件裝入箱體內(nèi)；、將嵌入式端蓋裝入軸承壓

37、槽內(nèi)，并用調(diào)整墊圈調(diào)整好軸承的工作間隙。、將箱內(nèi)各零件，用棉紗擦凈，并塗上機(jī)油防銹。再用手轉(zhuǎn)動高速軸，觀察有無零件干涉。經(jīng)檢查無誤后，合上箱蓋。、松開起蓋螺釘，裝上定位銷，并打緊。裝上螺栓、螺母用手逐一擰緊后，再用扳手分多次均勻擰緊。、裝好軸承小蓋，觀察所有附件是否都裝好。用棉紗擦凈減速器外部，放回原處，擺放整齊。10.3 分析各零件作用、結(jié)構(gòu)及類型：主要零部件：、軸：主要功用是直接支承回轉(zhuǎn)零件，以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動并傳遞動力。高速軸屬于齒輪軸；低速軸為轉(zhuǎn)軸，屬階梯軸。、軸承：用來支承軸或軸上回轉(zhuǎn)零件、保持軸的旋轉(zhuǎn)精度、減小磨擦和磨損。、齒輪：用來傳遞任意軸間的運(yùn)動和動力，在此起傳動及減速作用，都為

38、斜齒圓柱齒輪。10.4 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)（1）裝配圖的作用：裝配圖表明減速器各零件的結(jié)構(gòu)及其裝配關(guān)系，表明減速器整體結(jié)構(gòu)，所有零件的形狀和尺寸，相關(guān)零件間的聯(lián)接性質(zhì)及減速器的工作原理，是減速器裝配、調(diào)試、維護(hù)等的技術(shù)依據(jù)，表明減速器各零件的裝配和拆卸的可能性、次序及減速器的調(diào)整和使用方法。（2）設(shè)計(jì)內(nèi)容：進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)，確定軸承的型號、軸的支點(diǎn)距離和作用在軸上零件的力的作用點(diǎn)，進(jìn)行軸的強(qiáng)度和軸承壽命計(jì)算，完成軸系零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（3）初繪減速器裝配草圖：主要繪制減速器的俯視圖和部分主視圖：1、畫出傳動零件的中心線；2、畫出齒輪的輪廓；3、畫出箱體的內(nèi)壁線；4、確定軸承座

39、孔寬度，畫出軸承座的外端線； 5、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（徑向尺寸、軸向尺寸）；6、畫出軸、滾動軸承和軸承蓋的外廓。10.5 完成減速器裝配草圖（1）、視圖布局：、選擇3個基本視圖，結(jié)合必要的剖視、剖面和局部視圖加以補(bǔ)充。、選擇俯視圖作為基本視圖，主視和左視圖表達(dá)減速器外形，將減速器的工作原理和主要裝配關(guān)系集中反映在一個基本視圖上。布置視圖時應(yīng)注意：a、整個圖面應(yīng)勻稱美觀，并在右下方預(yù)留減速器技術(shù)特性表、技術(shù)要求、標(biāo)題欄和零件明細(xì)表的位置。b、各視圖之間應(yīng)留適當(dāng)?shù)某叽鐦?biāo)注和零件序號標(biāo)注的位置。（2）、尺寸的標(biāo)注：a) 特性尺寸：用于表明減速器的性能、規(guī)格和特征。如傳動零件的中心距及其極限偏差等。b) 外

40、形尺寸：減速器的最大長、寬、高外形尺寸表明裝配圖中整體所占空間。c) 安裝尺寸：減速器箱體底面的長與寬、地腳螺栓的位置、間距及其通孔直徑、外伸軸端的直徑、配合長度及中心高等。（3）、標(biāo)題欄、序號和明細(xì)表：、說明機(jī)器或部件的名稱、數(shù)量、比例、材料、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)代號、圖號以及設(shè)計(jì)者姓名等內(nèi)容。、裝備圖中每個零件都應(yīng)編寫序號，并在標(biāo)題欄的上方用明細(xì)表來說明。（4）、技術(shù)特性表和技術(shù)要求：、技術(shù)特性表說明減速器的主要性能參數(shù)、精度等級，布置在裝配圖右下方空白處。、技術(shù)要求包括減速器裝配前、滾動軸承游隙、傳動接觸斑點(diǎn)、嚙合側(cè)隙、箱體與箱蓋接合、減速器的潤滑、試驗(yàn)、包裝運(yùn)輸要求。、技術(shù)要求包括減速器裝配

41、前、滾動軸承游隙、傳動接觸斑點(diǎn)、嚙合側(cè)隙、箱體與箱蓋接合、減速器的潤滑、試驗(yàn)、包裝運(yùn)輸要求。10.6 減速器裝配圖繪制過程：（1）、畫三視圖：、繪制裝配圖時注意問題： a、先畫中心線，然后由中心向外依次畫出軸、傳動零件、軸承、箱體及其附件。b、先畫輪廓，后畫細(xì)節(jié)，先用淡線最后加深。c、3個視圖中以俯視圖作基本視圖為主。d、剖視圖的剖面線間距應(yīng)與零件的大小相協(xié)調(diào)，相鄰零件剖面線盡可能取不同。e、對零件剖面寬度的剖視圖，剖面允許涂黑表示。f、同一零件在各視圖上的剖面線方向和間距要一致。（2）、軸系的固定：軸向固定：滾動軸承采用軸肩和悶蓋或透蓋，軸套作軸向固定；齒輪同樣。（3）、減速器的箱體和附件：

42、、箱體：用來支持旋轉(zhuǎn)軸和軸上零件，并為軸上傳動零件提供封閉工作空間，防止外界灰砂侵入和潤滑逸出，并起油箱作用，保證傳動零件嚙合過程良好的潤滑。材料為：HT200。加工方式如下： 加工工藝路線：鑄造毛坯時效油漆劃線粗精加工基準(zhǔn)面粗、精加工各平面粗、半精加工各主要加工孔精加工主要孔粗、精加工各次要孔加工各緊固孔、油孔等去毛刺清洗檢驗(yàn)、附件：包括窺視孔及窺視孔蓋、通氣器、軸承蓋、定位銷、啟箱螺釘、油標(biāo)、放油孔及放油螺塞、起吊裝置。10.7 完成裝配圖（1）、標(biāo)注尺寸：標(biāo)注尺寸反映其的特性、配合、外形、安裝尺寸；（2）、零件編號（序號）：由重要零件，按順時針方向依次編號，并對齊；（3）、技術(shù)要求；（4

43、）、審圖；（5）、加深。10.8 零件圖設(shè)計(jì)（一）、零件圖的作用：1、反映設(shè)計(jì)者的意圖，是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)部門組織設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的重要技術(shù)文件。 2、表達(dá)機(jī)器或部件運(yùn)載零件的要求，是制造和檢驗(yàn)零件的依據(jù)。（二）、零件圖的內(nèi)容及繪制：1、選擇和布置視圖：（1）、軸：采用主視圖和剖視圖。主視圖按軸線水平布置，再在鍵槽處的剖面視圖。（2）、齒輪：采用主視圖和側(cè)視圖。主視圖按軸線水平布置（全剖），反映基本形狀；側(cè)視圖只畫出局部視圖。2、合理標(biāo)注尺寸及偏差：（1）、軸：，徑向尺寸以軸線為基準(zhǔn)標(biāo)注，有配合處徑向尺寸應(yīng)標(biāo)尺寸偏差；軸向尺寸以軸孔配合端面及軸端面為基準(zhǔn)，反映加工要求，不允許出現(xiàn)封閉尺寸鏈。（2）、齒輪：

44、徑向尺寸以軸線為基準(zhǔn)，軸孔、齒頂圓應(yīng)標(biāo)相應(yīng)的尺寸偏差；軸向尺寸以端面為基準(zhǔn)，鍵槽尺寸應(yīng)相應(yīng)標(biāo)出尺寸偏差。3、表面粗糙度標(biāo)注（1）、軸：查表軸加工表面粗糙度Ra薦用值。、與傳動件及聯(lián)軸器等輪轂相配合的表面取1.6。、與滾動軸承相配合的表面，軸承內(nèi)徑d80mm取1.0。、與傳動件及聯(lián)軸器相配合的軸肩端面取3.2。、平鍵鍵槽工作面取3.2，非工作面取6.3。、與滾動軸承相配合的軸肩端面，d80mm的取2.0。（2）、齒輪：查齒輪表面粗糙度Ra薦用值。、齒輪工作面、齒頂圓、與軸肩配合的端面取3.2。、軸孔取1.6。、平鍵鍵槽取3.2（工作面）；12.5（非工作面）。4、合理標(biāo)注形狀和位置公差（1）、軸：取公差等級為8級，推薦標(biāo)注項(xiàng)目有圓柱度、圓跳動度、對稱度。（2）、齒輪：取公差等級為8級，推薦標(biāo)注項(xiàng)目有圓柱度、圓跳動度、對稱度。5、技術(shù)要求軸：1、調(diào)質(zhì)處理，硬度為217255HBS。 2、圓角半徑為R1。齒輪：調(diào)質(zhì)處理，硬度為217255HBS。 第十一章 設(shè)計(jì)總結(jié)參 考 文 獻(xiàn)1 唐增寶，何永然，劉安俊 主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，第二版.武漢:華中科技大學(xué)出版社,1999.32 汪信遠(yuǎn) 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，第三版.北京:高等教育出版社,2002.73 唐克中，朱同均 主編.畫法幾何及工程制圖，第三版. 北京:高等教育出版社,2002.8