機械設(shè)計任務書

目錄1 設(shè)計任務書 ???????????????????????????? 11.1 總 體 布 置 簡 圖????????????????????????? 11.2 工 作 條件??????????????????????????? 11.3 原 始 數(shù)據(jù)??????????????????????????? 11.4 設(shè) 計 內(nèi)容??????????????????????????? 11.5 設(shè) 計 任務??????????????????????????? 21.6 設(shè) 計 進度??????????????????????????? 22 傳動方案的分析 ?????????????????????????? 23 電動機的選擇 ??????????????????????????? 23.1 系 統(tǒng) 電 動 機 類 型 的 選 擇????????????????????? 23.2 選 擇 電 動 機 容 量???????????????????????? 23.3 選 擇 電 動 機 的 轉(zhuǎn) 速??????????????????????? 33.4 電動機的技術(shù)參數(shù)和外型、 安裝尺寸4 傳動裝置運動和動力參數(shù)計算4.1 測 傳 動 裝 置 總 傳 動 比?????????????????????? 44.2 分 配 各 級 傳 動 比???????????????????????? 45.1齒輪設(shè)計???????55.1.1高速級齒輪傳動設(shè)計????????55.1.2低速級齒輪傳動設(shè)5 傳動件的設(shè)計計算 ?????????????????????????4計???????????????????? 1116166 軸的設(shè)計計算 ???????????????????????????6.1 高速級軸（軸 I ）的設(shè)計6.2 中速軸（ II 軸）的設(shè)計???????????????????? 186.3 低速軸（軸 III ）的設(shè)計???????????????????? 207 滾動軸承的選擇計算 ??????????????????????? 237.1 輸 出 軸 承 的 選 擇 與 計 算???????????????????? 238 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 ????????????????????? 258.1 輸 出 軸 與 聯(lián) 軸 器 的 鍵 連258.2 輸出軸與齒輪的鍵連接????????????????????9 聯(lián)軸器的選擇 ?????????????????????????? 269.1 輸入軸（軸 I ）的聯(lián)軸器的選擇???????????????? 269.2 輸出軸（軸 III ）的聯(lián)軸器的選擇??????????????? 2610 減速器附件的選擇 ??????????????????????? 2611 潤滑與密封 ??????????????????????????? 2712設(shè)計小結(jié) ???????????????????????????? 27參考文獻 ????????????????????????????? 281 設(shè)計任務書1.1 總體布置簡圖圖 1-1 總體布置簡圖1.2工作條件使用年限為 10 年，（每年工作 300 天），一班制，帶式運輸機中等沖擊， 轉(zhuǎn)向不變。

1.3 原始數(shù)據(jù)運輸帶曳引力 F（ N）：1820運輸帶速度 V（m/s）：0.82滾筒直徑 D （mm）： 2651.4 設(shè)計內(nèi)容（1）電動機的選擇與運動參數(shù)計算（2）傳動裝置的設(shè)計計算（3）軸的設(shè)計（4）滾動軸承的選擇與校核（5）鍵的選擇和校核（6）聯(lián)軸器的選擇（7）裝配圖、零件圖的繪制（8）編寫設(shè)計計算說明書1.5 設(shè)計任務（1）減速器總裝配圖一張（2）低速軸、齒輪、箱蓋或箱座各一張（3）設(shè)計說明書一份1.6 設(shè)計進度（1）第一階段：總體計算和傳動件參數(shù)計算（2）第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計（3）第三階段：軸、軸承、鍵及聯(lián)軸器的校核及草圖繪制（4）第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫2 傳動方案的分析由設(shè)計任務書知傳動類型為：二級展開式斜齒齒輪減速器 傳動方案應滿足工作機的性能要求， 適應工作條件， 工作可靠， 而且要求結(jié) 構(gòu)簡單，尺寸緊湊，成本低，傳動效率高，操作維護方便設(shè)計時可同時考慮幾 個方案，通過分析比較最后選擇其中較合理的一種 下面為課程設(shè)計中的 b、c、 d 幾種方案的比較 a 方案寬度和長度尺寸較大，帶傳動不適應繁重的工作條件 和惡劣的環(huán)境但若用于鏈式或板式運輸機， 有過載保護作用； b 方案結(jié)構(gòu)緊湊， 若在大功率和長期運轉(zhuǎn)條件下使用， 則由于蝸桿傳動效率低， 功率損耗大， 很不 經(jīng)濟；d 方案寬度尺寸小 , 適于在惡劣環(huán)境下長期連續(xù)工作 . 但圓錐齒輪加工比圓 柱齒輪困難； c 方案 與 b 方案相比較寬度尺寸較大，輸入軸線與工作機位置是 水平位置，宜在惡劣環(huán)境下長期工作。

根據(jù)傳動要求和給定數(shù)據(jù)，故選擇方案 c，二級圓柱齒輪減速器傳動3 電動機的選擇3.1 電動機類型的選擇Y系列三相異步電動機3.2選擇電動機容量1. 工作機所需功率 ???????????? = 1000 = 1.4924 kw60 1000????? = = 59r/min ?? ????2. 電動機輸出功率 ???考慮傳動裝置的功率損耗，電動機的輸出功率為???? ????= ???? ??試中為 ??從電動機到工作機主動軸之間的總效率，即??= ?1?2 ??22 ??33 ?4?其中η1，η2，η3，η4分別為傳動系統(tǒng)中聯(lián)軸器，齒輪傳動及滾動軸承的效 率和滾筒效率，取 1=0.99， 2 =0.98， 3=0.98， 4 =0.98??= ?1?2 ??22 ??33 ?4?0 . 8 8 =6電動機的輸出功率為：???????= ??= 1.685 kw ?? ??3. 確定電動機的額定功率 ?????選定電動機的額定功率 ?????= 2.2 ????3.3 選擇電動機的轉(zhuǎn)速??? = 59 r/min因為 ???′?= （8~60 ）???則電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為??′?= （8~60 ） 59 = 472~3540 r/min可見同步轉(zhuǎn)速為 750r/min , 1000r/min ，1500r/min 的電動機都符 合，這里初選同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min ， 1500r/min 的兩種電動機進行比 較，如下表：表 3-1 電動機方案比較表（指導書 表 20-1 ）方案電動機型號額定功率（ kw）轉(zhuǎn)速（ r/min ）同步/ 滿載電動機質(zhì)量（ kg ）傳動裝置總傳動比1Y100L1-42.2150014203422.292Y112M-62.210009404514.76由表中數(shù)據(jù)可知，方案 2 的總傳動比最小，傳種裝置結(jié)構(gòu)尺寸最小， 再綜合考慮重量及價格因素， 決定采用方案 2，選定電動機型號為 Y112M-6。

3.4 電動機的技術(shù)參數(shù)和外型、安裝尺寸表 3-2 電動機參數(shù)（指導書 表 20-2 ）型號HABCDEFGDGY112M-61121901407028608724KABADACHDAABBHAL1224519011526550180154004 傳動裝置運動和動力參數(shù)計算4.1 傳動裝置總傳動比9405915.93?????= ??? =???4.2 分配各級傳動比取高速級的圓柱齒輪傳動比 ?1?= 4.19，取 ?1?= 1.1?2?，則低速級的圓柱齒輪 的傳動比 i2 為?2?= ??1??= 154..923 = 3.8由指導書 表 2-1 及表 2-2 知，傳動比合理5 傳動件的設(shè)計計算1. 各軸轉(zhuǎn)速電動機軸為軸Ⅰ，減速器高速級軸為軸Ⅱ，中速軸為軸Ⅲ，低速級軸為軸Ⅳ，帶輪軸為軸Ⅴ，則?I?= ??? = 940 ??/????????I?I?I = ??I = 219.63 r/min?1???II?I?II = ??II = 57.80 r/min ?2?按電動機額定功率 Ped 計算各軸輸入功率Ι ?=??e?d ?0?1 = 2.2 0.99 = 2.178 kwΙ ?Ι=? ?Ι??1?2 = 2.178 0.97 0.99 = 2.09 kwΙ Ι ?=Ι???ΙΙ?2?3 = 2.09 0.97 0.99 = 2.01 kw2. 各軸轉(zhuǎn)矩?Ι? 2.178?Ι?= 9550 Ι= 9550 = 22.13 Nm Ι ??Ι 940??ΙΙ 2.09?Ι?Ι= 9550 ΙΙ= 9550 = 90.88 NmΙΙ ??ΙΙ 219.63?Ι?ΙΙ 2.01??ΙΙ=Ι 9550 ΙΙ=Ι 9550 = 330.45 Nm??ΙΙΙ 57.8將計算結(jié)果匯總列表如下表 5-1 傳動件參數(shù)匯總表轉(zhuǎn)（ r/min ）940940219.6357.8功率（ kw）2.22.1782.092.01轉(zhuǎn) ( N m)22.3522.1390.88330.45傳動比15.94.193.8效率10.95070.91310.8865.1 齒輪設(shè)計高速級齒輪傳動設(shè)計1. 選擇材料、精度及參數(shù)a . 根據(jù)傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動b . 帶式運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用 8 級精 度 GB10095-88）c . 材料選擇。

查圖表（表 10-1 ），選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)）， 硬度為 241-286 HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 217-255 HBSd . 初選小齒輪齒數(shù) ??1 = 24 ，則大齒輪齒數(shù)Z2=Z 1 i1 =24 4.19=100.56?1?= ?1?= 4.19e . 初選螺旋角β =14f . 選取齒寬系數(shù) d ： d =12. 齒面接觸強度設(shè)計按下式試算??1??≥3√2???????1???+??1????????????( [???] )1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值a. 試選 ? ???=? 1.6 b. 展開式斜齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=21.67 N mc. 查圖表（ P圖 10-30）選取區(qū)域系數(shù) ZH =2.433(表 10-5 )選取彈性影響系數(shù) ZE =189.8 MPa2d. ????1 = 0.78 ????1 = 0.87 ???= 1.65??= ????1 tan ??/??= 1.903f. 螺旋角系數(shù) Zβ????= √ cos(??=) √ cos(14) = 0.985 (2)計算接觸疲勞許用應力 [ σH] 由圖 10 - 25d 查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為?H?lim1 = 600 MPa， ??Hlim2 = 550 MPa。

由式(10 - 15)計算應力循環(huán)次數(shù)??1 = 60??1?????= 60 940 1 (8 300 10) = 1.382 1093.3 108??2 = ??1 1.382 1094.192 ??由圖 10 - 23 查取接觸疲勞壽命系數(shù) ? ???1? = 0.95，?????2 = 1取失效概率為 1% 、安全系數(shù) S = 1，由式( 10 - 14)得[???]1[???]2取[????] = 560MPa ???1??H?lim1??? ???2? ?H?lim2??= 570 MPa= 550 MPa3)試算小齒輪分度圓直徑3 2? ????1???+ 1 ???????????? 2??1??≥ √ ?? ?? ( [???] )1.6 21.67 1031.654.19 + 1 4.19( 2.433 189.8)560= 32.8 mm4) 調(diào)整小齒輪分度圓直徑a. 計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備圓周速度???1?????1??= 60 1000 = 1.65 m?s齒寬b = ????1??= 1 32.8 = 32.8mmb. 計算實際載荷系數(shù) ???由表10 - 2查得使用系數(shù) ????= 1.5。

1.033根據(jù)??= 1.65 m?s、8級精度，由圖 10 - 8查得動載系數(shù) ????=計算齒輪的圓周力2?1? 2 22.13 103 3????1= ??1?1?= 38.57 N= 1.148 103 N???????1 1.5 1.148 103?? ??1= = 44.65N/mm?? 38.57查表 10 - 3 得齒間載荷系數(shù) ??Hα = ??Fα = 1.4 由表10 - 4用插值法求得 ??Hβ= 1.448于是，實際載荷系數(shù)???= ???? ??? ????? = 1.50 1.033 1.4 1.448 = 3.14c. 由式（ 10 - 12），按實際載荷系數(shù)算得分度圓直徑??1 = ??1??√??? = 32.8 √3.14 = 41.06mm1 1?? ????? 1.6齒輪模數(shù)??1 cos??m = = 1.68 mm?1?3. 齒根彎曲疲勞強度設(shè)計由式（ 10-7）計算模數(shù)?(????) (?F?a?s?a)( [???] )1）確定式中的各參數(shù)值a. ??= 2.78 b. ???= 0.88??Fa ?s?ac. 計算??[F?a???]s?a24由當量齒數(shù)??1???1= ???3?(????) = ???3?(?1?4) = 26.27??2 101???2= = = 112.75??2 ???3?(????) ???3?(?1?4)查圖 10 - 17 查得齒形系數(shù) ?F?a1 = 2.592，?F?a2 = 2.17。

查圖 10 - 18 查得應力修正系數(shù) ?s?a1 = 1.596，?s?a2 = 1.8002 由圖 10 - 24c 查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別???lim1 = 500 MPa， ???lim2 = 380 MPa由圖 10 - 22 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ???N1 = 0.91，???N2 = 0.95取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由式（ 10 - 14）得[???]1? ???1??F?lim1 ??= 325MPa[???]2????2??F?lim2??= 257.86 MPa= 0.013?F?a1 ?s?a1[???]1= 0.015?F?a2 ?s?a2[???]2取2）試算模數(shù)試算模數(shù)?F?a ?s?a[???]?F?a2 ?s?a2[???]2= 0.015?? ≥ 3√2???1??????? 242 1.653）調(diào)整齒輪模數(shù) 1）計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備?(??)( ?F?a ?s?a ) ????≥ √ ???1?2 ( [???] )0.015 mm = 1.198mm2.78 21.67 103 0.88 ???2?(?1?4)??1 =?????1? cos ??=1.25 32cos14= 41.66mm??=???1??160 1000= 1.65m?sb=??? ??= 32.8 mmh = 3.07mmb = 32.8h = 3.0710.672）計算實際載荷系數(shù) ???由圖10 – 8查得動載系數(shù) K??= 1.033 。

2?1? 2 22.13 103 ???1= =??1 ?1? 24.35??????1 1.50 1.82103?? ??1= N/mm =?? 24.35N = 1.82 103 N112N/mm > 100??/????查表查表查圖10 – 1K3Fβ = 1.28則載荷系數(shù)KF = KAKvKFαKFβ = 2.78d 1 ???????? z1 = d1?m?????=?? 31.87取z1 = 32 ，z2 = 324.19 = 136.96，為了齒數(shù)互質(zhì)且便于安裝， z2 取 1374. 幾何尺寸計算1) 計算中心距a= (??1+??2)????2????????(322+13?7?)????214= 108.86 ????2 ??????14取中心距為 110mm2)按圓整后的中心距修正螺旋角10 - 3 得齒間載荷分布系數(shù) KFα = 1.410 – 4用插值法查得 KHβ = 1.448 3)β= arccos(??1 + ?2?)????= ???????(3?2??+??137) 2 = 16.212 1104)計算齒輪寬度2??計算小、大齒輪的分度圓直徑??1???? 32 1.25??1 = = = 41.66?????????????????16.21 ??2??????2 = 2 ?? = 174.4????2 ????????b = ????1 = 1 41.66 = 41.66????取?2?= 45????,?1? = 55????。

5)結(jié)構(gòu)設(shè)計由 e< 2mt1 ，小齒輪做成齒輪軸 齒頂圓直徑 ??2 < 500????，大齒輪可以做成腹板式結(jié)構(gòu)5．圓整中心距后的強度校核齒輪副的中心距在圓整之后， ? ??、?? 、和???、??、???等均發(fā)生變化，應重 新校核齒輪強度，以明確齒輪的工作能力 1） 齒面接觸疲勞強度校核圓整中心距后的各計算結(jié)果為 ??? = 3.14 、 ?1?= 21.67 103 ????、??= 1、??1 = 41.66 ???? 、 u= 4.19 、 ???? = 2.4331????= 189.8 MPa1?2 2????1???+ 1??? ???? ??= √2????????113???+??13.35 22.13 103 4.2 + 11 51.84 3 4.22.433 189.8 0.49 0.96= 198 < [???]圓整中心距后的各計算結(jié)果為2） 齒根彎曲疲勞強度校核????= 2.78、 ?1?= 21.67 103 ????、?F?a1 = 2.592、?s?a1 = 1.596、?? = 0.66、 ??? = 0.88、??1、????= 1.25 ????。

1??? ?F?a1 ?s?a1 ??????cos??2????1 = ?????3??1?22.419 22.13 103 2.6 1.60 0.66 0.42 cos22.19 2 = 1 23 242= 11.49?????

b. 展開式斜齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ?2?= ???=??89.10 N mc. 查圖表（ P圖 10-30）選取區(qū)域系數(shù) ZH =2.4331（表 10-5 ）選取彈性影響系數(shù) ZE =189.8 MPa 2????= ????1+ ????2= 0.76+ 0.87= 1.632）計算接觸疲勞許用應力 [ σH]3由圖 10 - 25d 查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為 ?H?lim3 = 600 MPa， ?H?lim4 = 550 MPa 由式（ 10 - 15）計算應力循環(huán)次數(shù)??3 = 60??3?????= 60 224 1 (8 300 10) = 3.22 108??3 3.22 108 7??4 = 3 = = 8.49 1074 ?? 3.8由圖 10 - 23 查取接觸疲勞壽命系數(shù) ??????3 = 1.04， ?????4 = 1.14取失效概率為 1% 、安全系數(shù) S = 1，由式( 10 - 14)得1.04 600MPa= 624 MPa 11.14 550MPa= 627 MPa1[???]3 = ????3???H??lim3? ???4??H?lim4[???]4 = ???4??H?lim4取[???]3 = 625.5MPa 。

3）試算小齒輪分度圓直徑1.63?? ≥ 3√2? ?????22???+ 3 2 1.6 89.10 103 3.8+ 1 2.433 189.8 2√ 3.8 ( 554.5 ) = 53.51 mm4） 調(diào)整小齒輪分度圓直徑a. 計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備圓周速度?2?= ???3???????= 0.162 m?s(????????????)2 ??3??≥ √ ??2 ?? ( [???] )3 ???2 3 2.0356??3 = ??3??√?????2= 53.51 √ 1.6 = 58.04mm3. 按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計（1）由式（ 10 - 7）計算模數(shù)?? ≥ 3√2? ?????22????2???2?(????)( ?F?a2 ?s?a2 )??2?3?2 [ ????] 21）確定式中的各參數(shù)值 a. ? ????2= 1.96b. 由式（ 10 - 19），可得計算彎曲疲勞強度的螺旋角系數(shù) ????????= 0.88??Fa ?s?a[???]由當量齒數(shù)??3???3= =??3 ???3?(????) ???3?(?1?4)?4?24 = 26.2791 = 103.99查圖查圖查圖? = =??4 ???3?（????） ???3?（?1?4）10 - 17查得齒形系數(shù) ?F?a3 = 2.6，?F?a4 = 2.18。

10 - 18查得應力修正系數(shù) ?s?a3 = 1.58，?s?a4 = 1.7910 - 24c 查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為????lim3 =500 MPa， ???lim4 = 380 MPa由圖 10 - 22查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ???N3 = 0.92，???N4 = 0.97取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由式（ 10 - 14）得[???] 3[???]4????3??F?lim3??0.92 5001.4= 328.57 MPa????4??F?lim4??0.97 3801.4= 263.29 MPa?F?a3 ?s?a3[???]3?F?a4 ?s?a4[???]4= 0.0125= 0.0148?F?a2 ?s?a2 ?F?a4 ?s?a4[???] 2[???]4= 0.01482）試算模數(shù)試算模數(shù)?? ≥ 3√2? ?????22?????2????2 ???2?(???)( ?F?a2 ?s?a2 )??2?3?2 [ ???]23 2 1.96 89.1 103 0.88 ???2?(?1?4)√ 1 242 1.63 0.0148mm = 1.658mm 3）調(diào)整齒輪模數(shù)1）計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備????2?2????2=1.46 24= 36.11mmcos14b = ??2? ??2=1 36.11 = 36.11 mm??2 cos??h = ( 2h??? + ???) ????2= (2 1 + 0.25) 1.46mm = 3.285 mm b 36.11= = 10.99h 3.2852)計算實際載荷系數(shù) ???2由圖 10 – 8查得動載系數(shù) K??2= 1.02。

2?2? 2 89.18 103 3???2= 2 = N= 4.939 103 N ??2 ??3 36.11???2???2 1.5 4.939 103?? 35.0410 - 3 得齒間載荷分布系數(shù) KFα2= 1.4查表查表??2 ??2 N/mm = 211.4N/mm > 100??/????10 – 4用插值法查得 KHβ2 = 1.417查圖10 – 1K3Fβ2= 1.35則載荷系數(shù)KF2 = KA2 Kv2 KFα2KFβ2= 2.893）按實際載荷系數(shù)計算齒輪模數(shù)m2 =3 ???2 3 2.89mt2 √ ??2 = 1.46 √ = 1.91 ? ????2 1.3取圓整得 m2=2， d3d 3 ????????= 45.67 ，z3 = 3 = 22.16 m取z3 = 24，z4 = 24 3.8 = 91.2，為了齒數(shù)互質(zhì)且便于安裝， z4 取 954 幾何尺寸計算(1)計算中心距a= (??3 +??4 )?? ?? = (24+91) 2????= 119 ???? 2???????? 2 ??????14取中心距為 120mm(2)按圓整后的中心距修正螺旋角β= arccos (??3 + ?3?)????= ??????(?3?2??+??113) 2 = 14.842??(3)計算小、大齒輪的分度圓直徑?3??????3? = 3 ??= 50????3 ???????? ??4?????4??????=??1?95??????4 =2 150(4) 計算齒輪寬度b=??2??3 = 50????取?4?= 45????,?3? =50????。

5)結(jié)構(gòu)設(shè)計小齒輪采用實心式， 齒頂圓直徑 ?4? < 500????，大齒輪可以做成腹板式結(jié)構(gòu)5．圓整中心距后的強度校核齒輪副的中心距在圓整之后， ???、?? 、和???、??、???等均發(fā)生變化， 應重新校核齒輪強度，以明確齒輪的工作能力6.齒面接觸疲勞強度校核圓整中心距后的各計算結(jié)果為 ????= 1.96 、 ?2?= 89.18 103 ????、??= 1、??3 = 58.04???? 、 u= 3.8 、 ???= 2.433 、 ???=1?189.8 MPa ?2 2????1???+ 1 √3b??????33 ????? ???1.96 89.18 103 3.8 + 11.63 58.04 3 3.82.433 189.8 = 74< [???]圓整中心距后的各計算結(jié)果為7. 齒根彎曲疲勞強度校核????= 1.96、 ?2?= 89.18103 ????、?F?a3 = 2.60、?s?a3 = 1.58， ????= 0.42、β= 14.84 、 ??= 1、????=2 ????、?3? = 28 ???1??? ?F?a4?s?a4?????cos??23 2 = 79.13?????

8. 主要設(shè)計結(jié)論齒數(shù)??3 = 24、 ?4? = 95、模數(shù)????= 2 ????、壓力角 α= 20、螺旋角 β= 14.84 、變位系數(shù) ?1?= ?2?= 0、中心距 a = 125mm 、齒寬?3? = 50????、?4?= 45????小齒輪選用 40Cr 調(diào)質(zhì)，大齒輪選用 45 鋼（調(diào)質(zhì)） 齒輪按 8 級精度設(shè)計6 軸的設(shè)計6.1高速級軸（軸 I ）的設(shè)計1.初步確定軸的最小直徑先按式≥d A0 √nP 初步估算軸的最小直徑 選取軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理查圖表（ P 表 15-3 ），取 A0I = 112, 得3 PId ≥ A 0I√ =28 mm nI輸入軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的直徑 選取聯(lián)軸器的型號聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩公式為?????= ???T查圖表（表 14-1），考慮轉(zhuǎn)矩變化很小，取 KA =1.9 則:?????=?? ???????= 1.9 22.35 = 42.465 ????按照計算轉(zhuǎn)矩 ??????應??小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩及電動機軸徑 D = 28 mm的條 件，查標準 GB4323-84，選用選用 TL4型彈性套柱銷聯(lián)軸器 , 半聯(lián)軸器長 度 L=62mm，半聯(lián)軸器和軸配合的轂孔長度 ?1?= 44????。

2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案經(jīng)分析比較，選用如圖所示的裝配方案（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度a. 聯(lián)軸器采用軸肩定位， I-II 段 dI II =24 mm為了滿足半聯(lián)軸器的 軸向定位要求， I-II 軸段右端需制出一軸肩， 由式 h=（0.07-0.1 ）d ， 故取 II-III 段的直徑 d????-???=??3?0mm；軸端用軸端擋圈固定， 查圖表（指導書表 13-19 ），取擋圈直徑 D=35mm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， 故 I-II 段的長度應該比 ?1?略短一些，現(xiàn)取 ???-?? ?=?42mmb．初步選擇滾動軸承 因軸承同時承受軸向力和徑向力作用，故選 用單列圓錐滾子軸承 參照工作要求， 并根據(jù) d????-??=???3?0mm，由軸承產(chǎn) 品目錄中初步取 0 組游隙，0 級公差的圓錐滾子軸承 30207，其尺寸為 d D T=35mm 72m 18.25mm ， 故 d??????-?=???d????-????=?3? 5mm,而 ?????-???=??3?2mm右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位，由手冊可查得 h=4.5mm,因此取 d??-???=?38mm。

c. 取安裝齒輪處的軸段 d????-?=?41.66mm，齒輪的左端與軸承之間采 用套筒定位取 l????-?=???1=55mmd. 試選軸承蓋的總寬度為 10mm根, 據(jù)軸承端蓋的裝拆及便 于對軸承添加潤滑油的要求，取端蓋的外端而與半聯(lián)軸器右端間的距 離 l=20mm,故取 l????-??=?5??4?mme. 已知滾動軸承寬度 B=18.25mm根, 據(jù)軸長設(shè)計，取 s=8mm=, 10mm ???????-?=?????+ ??+= 82 ???????-?????=? ?1?+ ??+= 38mm（ 3） 軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用普通平鍵連接， 查圖表（表 6-1 ）選用鍵 b h l =8mm 7mm 36mm 同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為??7??6半聯(lián)軸器與軸的配合為????76；滾動軸承與軸的周向定位采用過渡配合來保證，選用直徑尺寸公差為 m64）確定軸上圓角和倒角尺寸查圖表（表 15-2 ），取軸端倒角為 1.2 45 ，各軸肩處圓角半徑 為 R1.66.2中速軸（ II 軸）的設(shè)計1.初步確定軸的最小直徑。

先按式3P≥d A03√nP 初步估算軸的最小直徑選取軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理查圖表（ P 表 15-3），取 A0II = 120, 得3 PIId ≥ A 0II √ = 25.43 mmn II 該軸的最小直徑為安裝軸承處的直徑，取為 ????=??30mm2. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案，如圖（2）確定軸的各段直徑和長度a. 根據(jù)????????=??3?0? mm取 dI II =30mm，軸承與齒輪 3，2 之間采用套筒定位，取dII III=43mm，dIV V =48mm齒, 輪 2與齒輪 3之間用軸肩定位，取 h=2.5mm,則dIII IV =39mm， 由于軸環(huán)寬度 b 1.4h ，取lIII IV =8mm因, 為 B2 =45mm, B3=50mm則, lII III =43mm, lIV V 48mmb. 初步選擇滾動軸承 因軸承同時承受軸向力和徑向力的作用，故選用角接觸球軸承，參 照工作要求，并根據(jù) dI II =30mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 組游 隙，標準精度級的圓錐滾子軸承 30206，其尺寸為 d DT=30mm 62mm 17.25mm 。

則???-???=? ???-????= 30mmc. 軸上零件的周向定位 齒輪與軸的周向定位都采用普通平鍵連接按 dII III =43mm，查表 6-1 得平鍵截面 b h =10mm 8mm，鍵 H7槽用鍵槽銑刀加工， 長為 36mm選, 擇 n6 配合，而 dIV V =32mm，查表 6-1 得平鍵截面 bh l=10mm8mm40mm.d. 確定軸上圓角和倒角尺寸查圖表（ P 表 15-2 ），取軸端倒角為 1.0 45 ，各軸肩處的圓角半徑 為 R1.66.3 低速軸（軸 III ）的設(shè)計已知 PIII =2.01kw ， nIII =63.8r/min??ΙΙΙ??ΙΙ=Ι 9550 ??ΙΙ=Ι 300.87 Nm ，??ΙΙΙ1．求作用在軸上的力2?Ι?ΙΙ???4= ΙΙ=Ι 3576.89 N??4 ??4????4tan ???????4= ??4 ??= 1351.94 N??4 cos????4= ???4tan ??= 1001.38N2. 初步確定軸的最小直徑先按式≥d A0√3 nP 初步估算軸的最小直徑選取軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理查圖表（ P表 15-3 ），取 A0III = 126, 得3 PIIId ≥ A 0II √ III =41.06mmn III該軸的最小直徑為安裝軸承處的直徑，取為 ??????=?? 43mm 。

3．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案經(jīng)比較，選取如下圖所示的方案2）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度（從圖的右邊開始）a. 聯(lián)軸器采用軸肩定位， dI II =dIII min =45mm，由 h=（0.07-0.1 ）d， 取dII III =52mm，聯(lián)軸器用軸端擋圈緊固， 查圖表（指導書表 13-19）， 取 D2 =50mm， lI II =82mmb. 初步選擇滾動軸承 因軸承同時承受軸向力和徑向力的作用，故選用圓錐滾子軸承， 參照工作要求，并根據(jù) dII III =52mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 組游隙，標準精度級的圓錐滾子軸承 30211，其尺寸為 d D T=55mm 100mm 22.75mm 故 dIII IV = dVII VIII =55mm而, lVII VIII =22.75mm右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位， 由手冊可查得 h=5mm因, 此 取 dVI VII =64mmc. 取安裝齒輪處軸段直徑 dIV V =56mm，齒輪左端與左軸承之間 采用套筒定位已經(jīng)齒輪輪轂的寬度為 45mm為, 了使套筒端面可 靠地壓緊齒輪，此軸段略短于輪轂寬度，故取 lIV V =43mm齒, 輪右 端采用軸肩定位，根據(jù) h=（0.07-0.1 ）d，取 h=5mm，則dV VI =64mm， 軸環(huán)寬度 b≥1.4h ，取 lV VI = 10 mm。

d. 根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便，取 lII III =34mm3）軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位都采用普通平鍵連接按 dIV V =56mm，查表 6-1 查得平鍵截面 bh=16mm 10mm，鍵槽用H7鍵槽銑刀加工，長為 32mm選, 擇 n6 配合，而半聯(lián)軸器與軸也采用H7普通平鍵 14mm9mm 70mm連接， k6 配合滾動軸承與軸的周向定位靠過渡配合來保證，選用直徑尺寸公差為 m64）確定軸上圓角和倒角尺寸查圖表（表 15-2），取軸端倒角尺寸為 1.2 45 軸上圓角半 徑 R1.64．求軸上的載荷 傳遞到軸系部件上的轉(zhuǎn)矩?3?= 330.45????齒輪圓周力齒輪徑向力齒輪軸向力在水平面上在垂直平面上在水平面上，2?3????= 3 = 33753????3????=???tan ??? cos?? =1270?????= ????????=??8?40??????3?F????1= = 1927.23????2 + ??3????2?F????2= = 1447.77????2 + ??3F????1=?????3 - ??????4?2??2 + ??3840.96??F????2= -F ????1+ ???= 429.04N在豎直面上，??H1 = ????2 = F????2 ?2?= 1438396.59Nmm??V1 = F????1 ??3 = 64753.9Nmm??V2 = F????2??2 = 43976.6Nmm總彎矩 M：??1 = √???2?1 + ???2?1 = 161909.28Nmma—a 剖面右處：??2 = √???2?2+ ???2?2 = 154775.6Nmm 表4 危險截面所受彎矩和扭矩載荷 水平面 H 垂直面 V支反力 FFNH 1 1927.23NFNV1 840.96??FNH 2 1447.77??FNV 2 429.04N彎矩M H =1438396.59Nmm ??V1 = 64753.9Nmm??V2 = 43976.6Nmm總彎矩 M??1 = 161909.28mm??2 = 154775.6Nmm扭矩 T?3?= 330.45????5. 按彎扭合成應力校核軸的疲勞強度a---a 剖面左側(cè)，因彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，還有鍵槽引起的應力集中，故 a---a剖面左側(cè)為危險截面。

由機械設(shè)計教材貨機械設(shè)計手冊查得，抗彎截面模量為W= 0.1??3 = 11885.7mm 3彎曲應力： (??+∝?3?)???= ( ?? 3 )^0.5 = 13.65??????對于調(diào)質(zhì)處理的 45鋼，由參考文獻 [1] 表10.1 可查得 ??-1 = 60MPa，故安全7、滾動軸承的選擇計算已知軸承的預計壽命為 Lh =70080h7.1輸出軸承的選擇與計算由軸 III 的設(shè)計知，初步選用圓錐滾子軸承 30211，????= 1270?? 、????= 840??1. 查滾動軸承樣本 (指導書表 15-3)知圓錐滾子軸承 30211的基本額定動載 荷 C=86500N， Y=1.5，e=0.42. 求軸承當量動載荷 P?r?1 = √??2????+? ??2????=? 2102.72N?r?2 = √??2???2+ ??2???2= 1510.00N????= ????/2??,所以 ????1 = 700.90N????2 = 503.33N因為????2 + ????> ????1，所以 ????1 = ???1+ ???= 1343.33N因為 ????1 - ????< ????2，所以 ????2 = ???2= 503.33NP= ????( ?????+ ?????)?取????= 1.2,???1 ???1= 0.64P1 = ???(?????1+ ?????1) = 3427.3???2???2= 0.33????(?? ??2+ ?????2) = 1812P2 =3. 驗算軸承壽命106???? = ( )??= 1.36 107? > 1440000?? 60?? ??故所選用軸承滿足壽命要求。

確定使用圓錐滾子軸承 302118 鍵連接的選擇與校核計算8.1輸出軸與聯(lián)軸器的鍵連接(1) 由軸 III 的設(shè)計知初步選用平鍵 149，TIII =330.45 N m，采用圓頭普通平鍵 A 型(2) 校核鍵連接的強度鍵、軸和輪轂 的材料 都是鋼 ，由課本 (表 6-2 )查得許用應力=100-120MPa，取 p =110MPa 鍵的工作長度 l =L-b=56mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=7mm由式 p32T 10 可得 kld32TIII 10p III =34.47MPa< p p kld p可見連接的強度足夠，選用平鍵 1498.2輸出軸與齒輪的鍵連接（1） 由軸 III 的設(shè)計知初步選用平鍵 16 1032，TIII =330.45 N m，采用圓頭普通平鍵 A 型（2） 校核鍵連接的強度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼， 由課本（表 6-2 ）查得許用應力 p =60-90MPa，取 p =90MPa鍵的工作長度 l =L-b=16mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=5mm由式 p32T 103kld可得3=147MPa>2TIII 103 kld可見連接的強度不夠，選用兩個平鍵 16109 聯(lián)軸器的選擇9.1 輸入軸（軸 I）的聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸 I 的設(shè)計，選用 TL4型彈性套柱銷聯(lián)軸器（ 45 鋼），其尺寸如下表所 示表 9-1 輸入軸聯(lián)軸器型號 T（ N m ）n （ r/min ）d2 （ mm）L（ mm）轉(zhuǎn)動慣量（ kg m2 ）TL4 63420028620.0049.2輸出軸（軸III ）的聯(lián)軸器的選擇表 9-2輸出軸聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動慣量型號 T（ N m ）n （ r/min ）d2 （ mm）L（ mm）（ kg m2 ）HL3 630500038820.6根據(jù)軸 III 的設(shè)計，由于 Tca =330.45 N m,載荷中等沖擊，較平穩(wěn)，常具有 緩沖的性能，軸為較低速軸，根據(jù)標準 GB5014-85，選用 HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器 （ 45鋼），其尺寸如下表所示10 減速器附件的選擇1．視孔蓋選用 A=120mm的視孔蓋。

2．通氣器選用通氣器（經(jīng)兩次過濾） M181.53．油面指示器根據(jù)指導書表 9-14 ，選用 2 型油標尺 M204．油塞根據(jù)指導書 9-16 ，選用 M201.5 型油塞和墊片5．起吊裝置根據(jù)指導書表 9-20 ，箱蓋選用吊耳 d=20mm6．定位銷根據(jù)指導書表 14-3 ，選用銷 GB117-86 A6307．起蓋螺釘選用螺釘 M82011 潤滑與密封 由于該減速器是一般齒輪減速器，故采用油潤滑 輸入軸和輸出軸的外伸處，為防止?jié)櫥饴┘巴饨绲幕覊m等造成軸承的 磨損或腐蝕，要求設(shè)置密封裝置，所以采用毛氈圈油封，即在軸承蓋上開出梯 形槽，將毛氈按標準制成環(huán)形，放置在梯形槽中以與軸密合接觸；或在軸承蓋 上開缺口放置氈圈油封，然后用另一個零件壓在氈圈油封上，以調(diào)整毛氈密封 效果，它的結(jié)構(gòu)簡單，所以用氈圈密封12 設(shè)計小結(jié) 通過十多天的課程設(shè)計，感受頗深，復習了學過的知識同時也學到了很多 東西通過課程設(shè)計， 把以前學的東西融合在了一起， 進行了一次綜合的運用， 用到了材料力學、理論力學、熱加工、機械設(shè)計和機械原理等，把這些課程系 統(tǒng)的應用了一遍，同時也是最好的復習，并且把不同的專業(yè)課程串在了一起學 習，真正理解了什么是機械設(shè)計。

另外在設(shè)計過程中感悟到了設(shè)計所必須的嚴 謹態(tài)度，要對設(shè)計中出現(xiàn)的每一個數(shù)。