絞車傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

JIU JIANG UNIVERSITY 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書題 目 設(shè)計(jì)絞車傳動(dòng)裝置 院 系 機(jī)械材料與工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)電一體化 姓 名 劉佳敏 年 級(jí) B0921 指導(dǎo)教師 胡云堂 二零一一年五月減速箱原始數(shù)據(jù)及傳動(dòng)方案的選擇 簡介【摘要】減速器是一種有密封在剛性殼體內(nèi)的齒輪運(yùn)動(dòng)、圓柱齒輪傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置，本次設(shè)計(jì)的是螺旋輸送機(jī)用的單級(jí)圓柱減速器。運(yùn)用AutoCAD進(jìn)行傳動(dòng)的二位平面設(shè)計(jì)，完成圓柱齒輪減速器的平面零件圖和裝配圖的繪制。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，順利正確的思想，培養(yǎng)綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的理論與生產(chǎn)實(shí)際來分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題的能力及學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法和步驟。掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練：例如計(jì)算、繪圖、查閱資料和手冊(cè)、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和繪圖的訓(xùn)練。2.1原始數(shù)據(jù)卷筒圓周力F=10000N，卷筒轉(zhuǎn)速n =45r/min，卷筒直徑D=500mm 間歇工作，載荷平穩(wěn)，傳動(dòng)可逆轉(zhuǎn)，傳動(dòng)比誤差為5%，每隔2min工作一次，停機(jī)5min，工作年限為10年。2.2傳動(dòng)方案選擇傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)的目的是確定傳動(dòng)方案、選定電機(jī)型號(hào)、合理分配傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，為計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)件準(zhǔn)備條件。注意點(diǎn)是使用這個(gè)傳動(dòng)方案應(yīng)保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、 傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)便利。電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算1電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇 ：按照已知條件的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電 動(dòng)機(jī)。 2電動(dòng)機(jī)容量的選擇： 工作機(jī)所需功率：Pw5kW 電動(dòng)機(jī)的輸出功率：PdPw/，0.84，Pd5.9kW 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇：nw=63.7r/min，V帶傳動(dòng)比i1=24，單級(jí)齒輪傳動(dòng)比i2=35 nd（i1i2i2）nw。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為495292r/min3電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定：由附錄八查出符合條件的電動(dòng)機(jī)型號(hào),并根據(jù)輪廓尺寸、重量、成本、傳動(dòng)比等因素的考慮，最后確定選定Y180L6型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，額度功率為11KW，滿載轉(zhuǎn)速1470r/min2.2總傳動(dòng)比的確定及分配由選定電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速Nm和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速Nw，可得傳動(dòng)比 i=n/n所以i= n/n=1470/45 =32.67斜式齒輪傳動(dòng)比 i=5.1 2.3 各種運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1，各軸轉(zhuǎn)速n=n=1470r/minn= n/i=219.95r/minn= n/i=54.99r/min絲桿軸n=n=5499r/min2,各軸的輸入功率軸 P=P= 20.581kw軸 P= P=19.68kw軸 P= P=18.65kw3,各軸輸入轉(zhuǎn)矩軸T=9550 P/ n= T=139.24Nm軸T=9550 P/ n=777.3 Nm軸T=9550 P/ n=3329.23 Nm傳動(dòng)比i 軸與軸為4.41 軸與軸為4效率 軸與軸為0.97 軸與軸為0.95斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)心距等于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)中心距，只是齒頂高和齒根高有所變化。若x1=-x2；x1+x20，這種齒輪傳動(dòng)稱為角度變位齒輪傳動(dòng)。此時(shí)，嚙合角將不等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓不再重合。4.2.4開式齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 一，開式齒輪材料及精度等級(jí)1，材料材料選擇：小齒輪45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度220-250HBs 大齒輪45鋼正火硬度170-210HBs；精度選擇：查表常見機(jī)器中齒輪精度等級(jí)的開式齒輪應(yīng)該選8級(jí)精度（GB10095-88） 2，按齒輪接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:先由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 (2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，即 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值.試選載荷系 =1.1。.計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T=420.3N.m .齒寬系數(shù)小齒輪齒數(shù)z取25，則大齒輪齒數(shù)z=100因開式傳動(dòng)為對(duì)稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，同時(shí)還要注意開式齒輪的支承剛度小其寬度系數(shù)取小一些由機(jī)械設(shè)計(jì)表6.5選取齒寬系數(shù)d=1.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由公式 得出N=5.4910由公式 得出N=1.3710.由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)；。分別為1.05和1.1.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力安全系數(shù)SH=1 代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論為588MPa代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論為583MPa2>.計(jì)算. 試算齒輪模數(shù) 由計(jì)算可得m，但按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù)m=4.計(jì)算主要尺寸。1，分度圓=mz=425=100mm=mz=4100=400mm2，齒寬 b=b=1100=100 mm b=b+5=105 mm3，標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=1/2m(z+z)=250mm4, 齒頂圓直徑d根據(jù)國標(biāo)有關(guān)數(shù)據(jù)齒頂高h(yuǎn)= hm=4mmd=+2 h=100+24=108mmd=+2 h=400+24=408mm齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 滿足上述公式則合格1>.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值查標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的齒形系數(shù)Y得出Y=2.65 Y=2.18查表標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)Y得出Y=1.59 Y=1.80許用彎曲應(yīng)力查表得為210Mpa；為190Mpa查表取安全系數(shù)S=1.3由圖彎曲疲勞壽命系數(shù)與 都為1由公式 代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論1為162 Mpa；2為146 Mpa比較得出齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格 (5).結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖其次考慮大齒輪，因齒輪齒頂圓直徑大于400mm，而又小于1000mm，故以選用輪輻式結(jié)構(gòu)為宜。其他有關(guān)尺寸按機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.29薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。首先其次考慮小齒輪，由于小齒輪齒頂圓直徑小于等于160mm，所以選用實(shí)心齒輪。 （注直齒輪為1）4.2.5斜圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算材料選擇：小齒輪20CrMnTi滲碳淬火，硬度5662HRCs 大齒輪40Cr表面淬火，硬度5055HRC；精度選擇：查表常見機(jī)器中齒輪精度等級(jí)的開式齒輪應(yīng)該選8級(jí)精度（GB10095-88） 2，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1 按斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)公式 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值.試選載荷系 =1.4。.計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T=99.24N.m小齒輪齒數(shù)z=20，則大齒輪齒數(shù)z=i z=4.4120=88.2，取z為89。初選螺旋角=14.當(dāng)量齒數(shù)由下公式 經(jīng)計(jì)算Z22; Z97查標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的齒形系數(shù)Y得出Y=2.75 Y=2.1905查表標(biāo)準(zhǔn)外齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)Y得出Y=1.58 Y=1.7985由表齒寬系數(shù)取齒寬d=0.8許用接觸應(yīng)力查閱資料可得，小齒輪,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度 為880PMa為740Mpa查表安全系數(shù)S和S安全系數(shù)S=1.4由公式 代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論N=2.4210由公式 i代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論N=5.4910.由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)=1代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論為629MPa代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論為529Mpa由代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論為0.0069 Mpa 為0.0074 Mpa由公式代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論m=1.69對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，mn2.5計(jì)算中心矩a 由公式代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論a=140mm確定螺旋角由公式代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論；=13.8根據(jù)GB取=143，齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算相關(guān)參數(shù)與系數(shù)分度圓直徑d代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論d等于51mm代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論d等于229mm齒寬b代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論b等于40.8取b=40mm，b=45mm3， 齒數(shù)比 =i=4.414， 許用應(yīng)力由圖試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限查得Hlim1=1500Mpa Hlim2=1220Mpa查表安全系數(shù)S和S查得S=1.2,查表接觸疲勞壽命系數(shù)查得=1 =1.03由公式代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論=1250Mpa; =1047Mpa由公式代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論為946Mpa滿足，齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核合格。四，幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑由公式 經(jīng)計(jì)算得出d為51mm d為229mm齒頂圓直徑齒頂高h(yuǎn)a=m=2.5mm由公式da=d+2ha分別得出da=56mm da=234mm3,齒根圓直徑齒根高h(yuǎn)f=1.25m=1.252.5=3.125mmd=d-2hf得出d=44.75mm d=222.75mm齒全高h(yuǎn)=ha+hf=2.5+3.125=5.625mm4，標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=140mm5,齒寬b b=45mm b=40mm五，齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1，斜齒圓柱齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)圓柱齒輪的齒輪直徑d=200500mm時(shí)，采用腹板式結(jié)構(gòu)，故斜齒輪的大齒輪應(yīng)該采用腹板式齒輪。d=1.6d=1.650mm=80mmD= d-(1012)m=207.82212.82mm,取D=210mmD=1/2 (D+ d)=145mmd=0.25 （Dd）=32.5mmc=0.3b=0.340mm=12mm n=0.5m=1.25mm斜齒輪匯總表格法向模數(shù)m齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn)f分度圓直徑d中心距a2.52.53.125229140齒頂圓直徑da齒根圓直徑df齒距齒厚齒槽寬234222.757.853.9253.9252，開式齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)圓柱齒輪的齒輪直徑d=200500mm時(shí)，采用腹板式結(jié)構(gòu)，故斜齒輪的大齒輪應(yīng)該采用腹板式齒輪，小齒輪用實(shí)心式齒輪。開式小齒輪的各部分尺寸見下表分度圓直徑d齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn)f齒高h(yuǎn)100459齒頂圓直徑da齒根圓直徑df中心距a模數(shù)m108902504大齒輪為腹板式假設(shè)卷筒軸直徑d=50mm，則d=1.6d=1.650mm=80mmD= d-(1012)m=342350mm,取D=344mmD=1/2 (D+ d)=212mmd=0.25 （Dd）=66mmc=0.3b=0.3100mm=30mm n=0.5m=2mm開式大齒輪匯總表格分度圓直徑d齒頂高h(yuǎn)a齒根高h(yuǎn)f齒高h(yuǎn)400459齒頂圓直徑da齒根圓直徑df中心距a模數(shù)m4083902504第五章 軸的設(shè)計(jì)5.2軸的材料主要承受彎矩和扭矩。軸的失效形式是疲勞斷裂，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。軸的材料從以下中選?。?. 碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼具有較好的機(jī)械性能，對(duì)應(yīng)力集中敏感性較低，價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛。例如：35、45、50等優(yōu)質(zhì)碳素鋼。一般軸采用45鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)或正火處理；有耐磨性要求的軸段，應(yīng)進(jìn)行表面淬火及低溫回火處理 。輕載或不重要的軸，使用普通碳素鋼Q235、Q275等。2. 合金鋼合金鋼具有較高的機(jī)械性能，對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，淬火性較好，熱處理變形小，價(jià)格較貴。多使用于要求重量輕和軸頸耐磨性的軸。例如：汽輪發(fā)電機(jī)軸要求，在高速、高溫重載下工作，采用27Cr2Mo1V、38CrMoAlA等。滑動(dòng)軸承的高速軸，采用20Cr、20CrMnTi等。3. 球墨鑄鐵球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好，對(duì)應(yīng)力集中敏感低，價(jià)格低廉，使用鑄造制成外形復(fù)雜的軸。例如：內(nèi)燃機(jī)中的曲軸。5.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示為一齒輪減速器中的的高速軸。軸上與軸承配合的部份稱為軸頸，與傳動(dòng)零件配合的部份稱為軸頭，連接軸頸與軸頭的非配合部份稱為軸身，起定位作用的階梯軸上截面變化的部分稱為軸肩。軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求有：（1）、便于軸上零件的裝配軸的結(jié)構(gòu)外形主要取決于軸在箱體上的安裝位置及形式，軸上零件的布置和固定方式，受力情況和加工工藝等。為了便于軸上零件的裝拆，將軸制成階梯軸，中間直徑最大，向兩端逐漸直徑減小。近似為等強(qiáng)度軸。（2）、保證軸上零件的準(zhǔn)確定位和可靠固定軸上零件的軸向定位方法主要有：軸肩定位、套筒定位、圓螺母定位、軸端擋圈定位和軸承端蓋定位。5.4 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.4.1按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算這種方法是只按軸所受的扭矩來計(jì)算軸的強(qiáng)度。如果還受不大的彎矩時(shí)，則采用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。并且應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常用這種方法初步估算軸徑。對(duì)于不大重要的軸，也可作為最后計(jì)算結(jié)果。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：強(qiáng)度條件： 設(shè)計(jì)公式：軸上有鍵槽： 放大：35%一個(gè)鍵槽；710%二個(gè)鍵槽。并且取標(biāo)準(zhǔn)植式中：許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力（N/mm2），C為由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)。5.4.2 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可以求得，因而可按彎扭合成強(qiáng)度條件對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。對(duì)于鋼制的軸，按第三強(qiáng)度理論，強(qiáng)度條件為： 設(shè)計(jì)公式：式中、：e為當(dāng)量應(yīng)力，Mpa。 d為軸的直徑，mm; 為當(dāng)量彎矩；M為危險(xiǎn)截面的合成彎矩； MH為水平面上的彎矩；MV為垂直面上的彎矩；W為軸危險(xiǎn)截面抗彎截面系數(shù)；為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)彎矩引起的彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)的變應(yīng)力，而扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力往往為非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力分別為對(duì)稱循環(huán)、脈動(dòng)循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力。對(duì)于重要的軸，還要考慮影響疲勞強(qiáng)度的一些因素而作精確驗(yàn)算。內(nèi)容參看有關(guān)書籍。5.4.3 軸的剛度計(jì)算概念軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過允許的限度，就會(huì)影響軸上零件的正常工作，甚至?xí)适C(jī)器應(yīng)有的工作性能。軸的彎曲剛度是以撓度y或偏轉(zhuǎn)角以及扭轉(zhuǎn)角來度量，其校核公式為：yy; ; 。式中：y、 、 分別為軸的許用撓度、許用轉(zhuǎn)角和許用扭轉(zhuǎn)角。5.4.4 軸的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)軸的一般步驟為：（1）選擇軸的材料 根據(jù)軸的工作要求，加工工藝性、經(jīng)濟(jì)性，選擇合適的材料和熱處理工藝。（2）初步確定軸的直徑 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算公式，計(jì)算出軸的最細(xì)部分的直徑。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 要求：軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固的工作位置；軸上零件裝拆、調(diào)整方便；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。盡量避免應(yīng)力集中；根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首先要預(yù)定出主要零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，它是軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，擬定裝配方案，應(yīng)先考慮幾個(gè)方案，進(jìn)行分析比較后再選優(yōu)。原則：1）軸的結(jié)構(gòu)越簡單越合理；2）裝配越簡單越合理。5.5各軸的計(jì)算一，從動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 1、選擇的材料，確定許用應(yīng)力 由已知條件知減速器的功率屬于中小功率，對(duì)材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表軸的常及部分機(jī)械性能查得極限強(qiáng)度b=650MPa,再由P265表14.1軸的許用彎曲應(yīng)力查得許用彎曲應(yīng)力-1b=60Mpa。表14.1 常用材料的t值和C值軸的材料Q235A,20354540Cr,35SiMnt/MPa1220203030404052C13516011813510711898107查得C=107118根據(jù)公式查表的d=(37.8041.69)mm考慮要開槽，故將直徑加大百分之三到百分比五，由設(shè)計(jì)手冊(cè)取直徑d=40mm2、設(shè)計(jì)輸出軸的結(jié)構(gòu)由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器，課將齒輪布置在箱體內(nèi)部中央，將軸承對(duì)稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝開式齒輪。將齒輪布置在單級(jí)減速器箱體中央，軸承對(duì)稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。左軸承從軸的左端裝入，其余零件從軸的右端裝入。齒輪左端用軸肩定位，右端用套筒固定，周向用普通平鍵固定。軸承采用過渡配合固定，左軸承右側(cè)用軸肩軸向固定，右軸承左側(cè)借用套筒周向固定，兩軸承外側(cè)均用左軸承端蓋固定。半聯(lián)軸器左側(cè)由軸肩定位，周向用普通平鍵聯(lián)接固定，右端用軸端擋圈固定。 確定個(gè)軸段的直徑 如下圖所示，軸段1（外伸段）直徑最小，d1=40mm，考慮到要對(duì)安裝在軸段1上的開式齒輪進(jìn)行定位，軸段2上應(yīng)有軸肩，同時(shí)為順利地在軸段2上安裝軸承，軸段2必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故軸段2的直徑為45mm,用相同的方法確定軸段3，4，6的直徑為d3=50mm；d4=60mm;d6=45mm為了便于拆卸左軸承，可查出6209型滾動(dòng)軸承的安裝高度為3.5mm，取d5=52mm.確定個(gè)軸段的長度齒輪的輪轂寬度為40mm，,為保證齒輪固定可靠，軸3的長度小于齒輪的輪轂寬度，取l=38mm；為保證端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁之間應(yīng)留有一定的間距，根據(jù)從動(dòng)軸的齒輪與箱體間的距離，取該間距為15mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為19mm），并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm，所以軸段l=10mm l=10mm l=20mm,軸承支點(diǎn)距離98mm，根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定距離的要求，去l=97mm,查閱有關(guān)聯(lián)軸器手冊(cè)取l=100mm。3、確定鍵槽的主要尺寸在軸段1,3上加工出鍵槽，鍵槽的長度比相應(yīng)的輪轂寬度小約510mm，鍵槽寬度按軸段直徑查手冊(cè)得到。經(jīng)查表鍵的主要尺寸得到：鍵槽1的鍵寬b為14mm,鍵高h(yuǎn)為9mm，鍵長L為28mm; 鍵槽2的鍵寬b為12mm,鍵高h(yuǎn)為8mm，鍵長L為90mm。4,選定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，如倒角，圓角，退刀槽的尺寸。按設(shè)計(jì)結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖5 、按彎曲-扭轉(zhuǎn)組合強(qiáng)度校核 （1）、畫出受力圖 （2），齒輪的圓周力Ft=2T2/d2=2420300/184.5=4556N齒輪的徑向力Fr=Frtan=4556 tan20=1658N（3）、計(jì)算作用于軸上的支反力垂直平面內(nèi)Fva=(Fr- Ft ）d/2=1658/2=-354N水平方向內(nèi)Fvb= Fr- Fva=2012N-截面處的彎矩為：M=227898/2=111622N.m截面左彎矩代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論為-17346N.m截面右彎矩代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論為98588N.m截面彎矩Mv=Fvb*1/2=201229=58348N.mm4，合作彎矩圖截面：M1左=112960N.mmM1右=148920 N.mm截面：M2=88139 N.mm5,作轉(zhuǎn)矩圖T=420295N.mm6,求當(dāng)量轉(zhuǎn)矩因?yàn)闇p速器雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可以認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，修正系數(shù)為0.6截面：代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論292865 N.mm截面：代入數(shù)據(jù)得出結(jié)論267125 N.mm7，軸的校核 經(jīng)過公式代入計(jì)算的出軸的強(qiáng)度足夠二，主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)1、選擇的材料，確定許用應(yīng)力 由已知條件知減速器的功率屬于中小功率，對(duì)材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表軸的常及部分機(jī)械性能查得極限強(qiáng)度b=650MPa,再由P265表14.1軸的許用彎曲應(yīng)力查得許用彎曲應(yīng)力-1b=60Mpa。表14.1 常用材料的t值和C值軸的材料Q235A,20354540Cr,35SiMnt/MPa1220203030404052C13516011813510711898107查的C=107118，根據(jù)公式查表的d=(23.9726.43)mm考慮要開槽，故將直徑加大百分之三到百分比五，由設(shè)計(jì)手冊(cè)取直徑d=25mm2、設(shè)計(jì)輸出軸的結(jié)構(gòu)由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器，課將齒輪布置在箱體內(nèi)部中央，將軸承對(duì)稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝聯(lián)軸器。確定軸的固定方式確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。參考圖如下，軸的左右端用軸肩定位。這樣小齒輪軸向位置完全確定。確定個(gè)軸段的直徑 如下圖所示，軸段1（外伸段）直徑最小，d1=25mm，考慮到要對(duì)安裝在軸段1上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位，軸段2上應(yīng)有軸肩，同時(shí)為順利地在軸段2上安裝軸承，軸段2必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故軸段2的直徑為30mm,由于小齒輪的4的齒頂圓的直徑為59.82mm，故d4=59.82mm;用相同的方法確定軸段6的直徑為d6=30mm為了便于拆卸左軸承，可查出6206型滾動(dòng)軸承的安裝高度為3mm，取d3=d5=36mm.確定個(gè)軸段的長度齒輪的輪轂寬度為45mm，則軸4的長度取45mm，為保證端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁之間應(yīng)留有一定的間距，根據(jù)從動(dòng)軸的齒輪與箱體間的距離，取該間距為13.5mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為16mm），并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm，所以軸段l=l=18.5mm l=16mm,軸承支點(diǎn)距離98mm，根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定距離的要求，去l=75mm,查閱有關(guān)聯(lián)軸器手冊(cè)取l=60mm。 圖由右向左看各段3、確定鍵槽的主要尺寸在軸段1,3上加工出鍵槽，鍵槽的長度比相應(yīng)的輪轂寬度小約510mm，鍵槽寬度按軸段直徑查手冊(cè)得到。經(jīng)查表鍵的主要尺寸得到：鍵槽3的鍵寬b為8mm,鍵高h(yuǎn)為7mm，鍵長L為50mm。4,選定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，如倒角，圓角，退刀槽的尺寸。按設(shè)計(jì)結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)第六章 軸承的選擇6.1軸承種類的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版 吳宗澤 羅圣國 主編 高等教育出版社出版P62 滾動(dòng)軸承由于采用兩端固定，采用深溝球軸承。型號(hào)為6206和6209。6.2深溝球軸承結(jié)構(gòu)深溝球軸承一般由一對(duì)套圈，一組保持架，一組鋼球組成。其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，是生產(chǎn)最普遍，應(yīng)用最廣泛的一類軸承。該類軸承主要用來承受徑向負(fù)荷，但也可承受一定量的任一方向的軸向負(fù)荷。當(dāng)在一定范圍內(nèi)，加大軸承的徑向游隙，此種軸承具有角接觸軸承的性質(zhì)，還可以承受較大的軸向負(fù)荷。深溝球軸承裝在軸上以后，可使軸或外殼的軸向位移限制在軸承的徑向游隙范圍內(nèi)。同時(shí)，當(dāng)外殼孔和軸（或外圈對(duì)內(nèi)圈）相對(duì)有傾斜時(shí)，（不超過816根據(jù)游隙確定）仍然可以正常地工作，然而，既有傾斜存在，就必然要降低軸承的使用壽命。深溝球軸承與其它類型相同尺寸的軸承相比，摩擦損失最小，極限轉(zhuǎn)速較高。在轉(zhuǎn)速較高不宜采用推力球軸承的情況下，可用此類軸承承受純軸向負(fù)荷。如若提高其制造精度，并采用膠木、青銅、硬鋁等材質(zhì)的實(shí)體保持架，其轉(zhuǎn)速還可提高。深溝球軸承結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，是生產(chǎn)批量最大、應(yīng)用范圍最廣的一類軸承，主要用以承受徑向負(fù)荷。當(dāng)軸承的徑向游隙加大時(shí)，具有角接觸球軸承的性能，不承受加大的軸向負(fù)荷。此類軸承摩擦系數(shù)小，震動(dòng)、噪聲低,極限轉(zhuǎn)速高。不耐沖擊，不適宜承受較重負(fù)荷。深溝球軸承一般采用鋼板沖壓浪形保持架，也可采用工程塑料、銅制實(shí)體保持架。密封軸承內(nèi)部根據(jù)不同的使用環(huán)境可添加相應(yīng)的軸承專用潤滑脂?？纱笈康纳a(chǎn)外徑小于260mm的普通級(jí)深溝球軸承。應(yīng)用于各類汽車的變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、水泵等部位，并適合其它各種機(jī)械上采用。6.3本設(shè)計(jì)軸承選擇根據(jù)安裝軸承的直徑和安裝尺寸B的大小來選擇軸承代號(hào)，而B的大小由軸承與減速器的結(jié)構(gòu)來確定。并查表的：主動(dòng)軸承兩端選擇6206的軸承從動(dòng)軸承兩端選擇6209的軸承第七章 聯(lián)軸器的選擇7.1 聯(lián)軸器的功用聯(lián)軸器是將兩軸軸向聯(lián)接起來并傳遞扭矩及運(yùn)動(dòng)的部件并具有一定的補(bǔ)償兩軸偏移的能力，為了減少機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)、降低沖擊尖峰載荷，聯(lián)軸器還應(yīng)具有一定的緩沖減震性能。聯(lián)軸器有時(shí)也兼有過載安全保護(hù)作用。7.2 聯(lián)軸器的類型特點(diǎn)剛性聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力，也不具有緩沖減震性能；但結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。撓性聯(lián)軸器：具有一定的補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力，最大量隨型號(hào)不同而異。無彈性元件的撓性聯(lián)軸器：承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在高速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時(shí)，有沖擊噪聲。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場合。非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器：在轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)時(shí)有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強(qiáng)度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故適用于高速、輕載和常溫的場合金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器： 除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場合。安全聯(lián)軸器：在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是，存在一個(gè)保險(xiǎn)環(huán)節(jié)（如銷釘可動(dòng)聯(lián)接等），其只能承受限定載荷。當(dāng)實(shí)際載荷超過事前限定的載荷時(shí)，保險(xiǎn)環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截?cái)噙\(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，從而保護(hù)機(jī)器的其余部分不致?lián)p壞，即起安全保護(hù)作用。 起動(dòng)安全聯(lián)軸器：除了具有過載保護(hù)作用外，還有將機(jī)器電動(dòng)機(jī)的帶載起動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d起動(dòng)的作用。7.3 聯(lián)軸器的選用聯(lián)軸器選擇原則：轉(zhuǎn)矩T： T，選剛性聯(lián)軸器、無彈性元件或有金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器； T有沖擊振動(dòng)，選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器；轉(zhuǎn)速n：n，非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器；對(duì)中性：對(duì)中性好選剛性聯(lián)軸器，需補(bǔ)償時(shí)選撓性聯(lián)軸器；裝拆：考慮裝拆方便，選可直接徑向移動(dòng)的聯(lián)軸器；環(huán)境：若在高溫下工作，不可選有非金屬元件的聯(lián)軸器；成本：同等條件下，盡量選擇價(jià)格低，維護(hù)簡單的聯(lián)軸器；7.4 聯(lián)軸器材料半聯(lián)軸器的材料常用45、20Cr鋼，也可用ZG270500鑄鋼。鏈齒硬度最好為40HRC一45HRC。聯(lián)軸器應(yīng)有罩殼，用鋁合金鑄成。用單排鏈時(shí)，滾子和套筒受力，銷軸只起聯(lián)接作用，結(jié)構(gòu)可靠性好；用雙排鏈時(shí)，銷軸受剪力，承受沖擊能力較差，銷軸與外鏈板之間的過盈配合容易松動(dòng)。在高速輕載場合，宜選用較小鏈節(jié)距的鏈條，重量輕，離心力??；在低速重載場合，宜選用較大鏈節(jié)距的鏈條，以便加大承載面積。鏈輪齒數(shù)一般為1222。為避免過渡鏈節(jié)，宜取偶數(shù)。因?yàn)檩S直徑為25mm查表彈性柱銷聯(lián)軸器可知選用HL2型號(hào)。如圖，第八章 鍵的選擇鍵應(yīng)該選擇平鍵A型，查表得：從動(dòng)軸段1鍵槽寬b為12mm，鍵高h(yuǎn)為8mm，鍵長L為90mm；從動(dòng)軸段3鍵槽寬b為14mm，鍵高h(yuǎn)為9mm，鍵長L為28mm；主動(dòng)軸段1鍵槽寬b為8mm，鍵高h(yuǎn)為7mm，鍵長L為50mm；第九章 箱體的設(shè)計(jì)箱體是減速器中所有零件基基座，必須保證足夠的強(qiáng)度和剛度，及良好的加工性能，便于裝拆和維修，箱體由箱座和箱蓋兩部分組成，均采用HT200鑄造而成，具體形狀及尺寸見裝配圖。第十章 減速器附件的設(shè)計(jì)（1）檢查孔：為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，并向箱體內(nèi)注入潤滑油，在箱體頂部能直接觀察到齒輪嚙合的部位處設(shè)置檢查孔，平時(shí)，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。（2）通氣器： 減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內(nèi)熱脹空氣能自由排出，以保持箱內(nèi)壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏，在箱體頂部裝設(shè)通氣器。（3）軸承蓋： 為固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。采用凸緣式軸承蓋，利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中有密封裝置。（4）定位銷：為保證每次拆裝箱蓋時(shí)，仍保持軸承座孔制造和加工時(shí)的精度，在箱蓋與箱座的縱向聯(lián)接凸緣上配裝定位銷，彩用兩個(gè)圓錐銷。（5）油尺：為方便檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，以經(jīng)常保待油池內(nèi)有適量的油，在箱蓋上裝設(shè)油尺組合件。（6）放油螺塞；為方便換油時(shí)排放污油和清洗劑，在箱座底部、油池的最低位置開設(shè)放油孔，平時(shí)用螺塞將放油孔堵住，放油螺塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈。（7）啟箱螺釘：為方便拆卸時(shí)開蓋，在箱蓋聯(lián)接凸緣上加工1個(gè)螺孔，旋入啟箱用的圓柱端的啟箱螺釘。(十一)、潤滑和密封（1）、齒輪的潤滑：采用浸油潤滑，浸油高度約為六分之一大齒輪半徑。（2）、滾動(dòng)軸承的潤滑：滾動(dòng)軸承采用脂潤滑。（3）、一般閉式齒輪傳動(dòng)采用油潤滑，開式齒輪傳動(dòng)采用脂潤滑。 （4）、密封方法的選?。哼x用凸緣式端蓋易于調(diào)整，軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。二、繪制圖紙1、完成減速器裝配圖一張；2、零件圖三張：減速器從動(dòng)齒輪和輸出軸，箱體 v=1.15m/s=0.83P=10.39 kwi=17.64i=4n=970n=219.95n=54.99P=10.08P=9.68P=8.65T=99.24T=420.3T=1502.23z=25z=100m=4=100mm=400mmb=100 mmb=105 mma=250mmh=4mmd=108mmd=408mmz=20z=89Z=22Z=97mn2.5a=140mm=14d=51mmd=229mmb=45mmb=40mmd=51mmd=229mmha=2.5mmda=56mmda=234mmhf=3.125mmd=44.75mmd=222.75mm a=140mmb=45mmb=40mmd=80mmD=210mmD=145mmd=32.5mmc=12mmn=1.25mmd=80mmD=344mmD=212mmd=66mmc=30mmn=2mmd=40mmd1=40mmd2=45mmd3=50mmd4=60mmd5=52mmd6=45mml=100mml=97mml=38mml=10mml=10mml=20mm鍵14930鍵12890Ft=4556NFr=1658Nd=25mmd1=25mmd2=20mmd3=36mmd4=59.82mmd5=36mmd6=30mml=60mml=75ml=18.5mml=45mml=18.5mml=16mm鍵8750