機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)程設(shè)計(jì)一級(jí)圓柱齒輪減速器.docx

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機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 計(jì)算說明書 姓名 ______ 班級(jí) ______ 學(xué)號(hào) ______ 指導(dǎo)老師 ______ 成績(jī)______ 目錄 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書…………………1 1傳動(dòng)方案擬定………………………………………2 1.1工作條件………………………………………………………2 1.2原始數(shù)據(jù)………………………………………………………2 2電動(dòng)機(jī)選擇…………………………………………2 2.1電動(dòng)機(jī)類型的選擇……………………………………………2 2.2電動(dòng)機(jī)功率選擇………………………………………………2 3計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比………………3 3.1總傳動(dòng)比………………………………………………………3 3.2分配各級(jí)傳動(dòng)比………………………………………………3 4運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算…………………………3 4.1計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速…………………………………………………3 4.2計(jì)算各軸的功率………………………………………………3 4.3計(jì)算各軸扭矩…………………………………………………3 5傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………4 5.1皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………4 5.2齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………6 6軸的設(shè)計(jì)……………………………………………8 6.1輸入軸的設(shè)計(jì)…………………………………………………8 6.2輸出軸的設(shè)計(jì)…………………………………………………11 7滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算……………………14 7.1計(jì)算軸承參數(shù)并校核…………………………………………15 8鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算………………………16 8.1主動(dòng)軸與齒輪1聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接…………………………16 8.2從動(dòng)軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接……………………………16 9聯(lián)軸器得選擇和計(jì)算……………………………16 II 10箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算…………………………16 11減速器附件的選擇………………………………17 12潤(rùn)滑與密封………………………………………17 12.1齒輪的潤(rùn)滑…………………………………………………17 12.2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑……………………………………………17 12.3潤(rùn)滑油的選擇………………………………………………18 12.4密封方法的選取……………………………………………18 13設(shè)計(jì)小結(jié)…………………………………………18 參考文獻(xiàn)……………………………………………19 II 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1、設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的單級(jí)圓柱直齒減速器，圖示如下，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)，使用期限10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5% 2、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 運(yùn)輸帶工作拉力 F（N） 運(yùn)輸帶工作速度 V(m/s) 卷筒直徑 D(mm) 680 1.4 250 3、設(shè)計(jì)要求 1、每人單獨(dú)一組數(shù)據(jù)，要求獨(dú)立認(rèn)真完成。 2、圖紙要求：減速器裝配圖一張（A1），零件工作圖兩張（A3，傳動(dòng)零件、軸）。 3、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份。 29 1傳動(dòng)方案擬定 設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng) 1.1工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)，使用期限10年， 小批量生產(chǎn)，兩班制工作; 1.2原始數(shù)據(jù)： 運(yùn)輸帶工作拉力 F（N） 運(yùn)輸帶工作速度 V(m/s) 卷筒直徑 D(mm) 680 1.4 250 2電動(dòng)機(jī)選擇 2.1電動(dòng)機(jī)類型的選擇：Y系列0三相異步電動(dòng)機(jī) 2.2電動(dòng)機(jī)功率選擇： 2.2.1傳動(dòng)裝置的總功率： η總=η帶×η2軸承×η齒輪×η聯(lián)軸器×η滾筒 =0.96×0.982×0.97×0.99×0.96 =0.850 2.2.2電機(jī)所需的工作功率： P工作=FV/（1000η總） =680×1.4/（1000×0.850） =1.120KW 2.2.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速： n筒=60×1000V/（πD） =60×1000×1.4/（π×250） =106.95r/min 據(jù)手冊(cè)P196表14-2推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍ic=3~5。取V帶傳動(dòng)比iv=2~4，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為iz=6~20。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=Iz×n筒=（6~20）×106.95=641.71~2139.04r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳支比方案,綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第2方案比較適合，則選n=1000r/min。 2.2.4確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L-6。 其主要性能：額定功率：1.5KW，滿載轉(zhuǎn)速940r/min。 3計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 3.1總傳動(dòng)比：i總=n電動(dòng)/n筒=940/106.95=8.79 3.2分配各級(jí)傳動(dòng)比： 3.2.1據(jù)手冊(cè)P196表14-2，取齒輪i齒輪=3（單級(jí)減速器i=3~5合理） 3.2.2∵i總=i齒輪×I帶 ∴i帶=i總/i齒輪=8.79/3=2.93 4運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 4.1計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min） n0=n電機(jī)=940r/min nI=n0/i帶=940/2.93=320.82(r/min) nII=nI/i齒輪=106.94(r/min) nIII= nII=106.94(r/min) 4.2計(jì)算各軸的功率（KW） P0= P工作=1.120KW PI=P0η帶=1.120×0.96=1.0752KW PII=PI×η齒×η承=1.0752×0.97×0.98=1.0221KW PIII=PII×η承×η聯(lián)=1.0221×0.98×0.99 =0.9426KW 4.3計(jì)算各軸扭矩（N·m） To = 9.55×P0/n0= 9550×1.120KW/940 =11.38N·m TI=9550×PI/nI=9550×1.0752KW/320.82=32.01N·m TII=9550×PII/nII=9550×1.0221KW/106.94=91.28N·m TIII=9550×PIII/nIII=9550×0.9426KW/106.94=84.18N·m 5傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1.1選擇普通V選帶截型 根據(jù)其工況：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)，使用期限10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作,結(jié)合教材P122表8.16得：kA=1.1 PC=KAP=1.1×1.5=1.65KW 再結(jié)合計(jì)算功率PC=1.65KW和帶輪轉(zhuǎn)速n0=940(r/min)，由教材P119表8.10得：選用B型V帶。 5.1.2確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速 由教材P119表8.10得，推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為125~140mm 則取dd1=140mm>dmin=125, dd2=n0/nI·dd1=940/320.82×140=410.2mm 由教材P110表8.3，取dd2=400mm 實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n1’=n0dd1/dd2=940×140/400 =329r/min 轉(zhuǎn)速誤差為：（n1-n1’）/n1=（320.82-329）/320.82 =-0.025<0.05(允許) 帶速V：V=πdd1n0/60×1000 =π×140×940/(60×1000) =6.89m/s 在5~25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。 5.1.3確定基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld和中心距a 根據(jù)教材P123式（8.14）得 0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2) 0.7(140+400)≤a0≤2×(140+400) 所以有：378mm≤a0≤1080mm 由教材P123式（8.15）得： L0=2a0+π/2(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0 =2×729+π/2(140+400)+(400-140)2/（4×729） =2329.4mm 根據(jù)教材P111表（8.4）取Ld=2240mm 根據(jù)教材P123式（8.16）得： a≈a0+（Ld-L0）/2=729+（2240-2329.4）/2 =684.3mm 5.1.4驗(yàn)算小帶輪包角 α1=1800-（dd2-dd1）/a×57.30 =1800-（400-140）/684.3×57.30 =1800-21.770 =158.230>1200（適用） 5.1.5確定帶的根數(shù) 根據(jù)dd1=140mm和n0=940r/min結(jié)合教材P119表8.10查得 P0=2.13KW 根據(jù)教材P121式8.11結(jié)合i=-2.93和表8.14和表8.15計(jì)算得 △P0=0.1650KW 根據(jù)教材P121圖8.11查得Kα=0.95 根據(jù)教材P111表8.4查得KL=1.00 Z=PC/P’=PC/(P0+△P0)KαKL =1.65/[(2.13+0.1650)×0.95×1.00] =0.7568 圓整得z=1。 5.1.6計(jì)算初拉力F0及帶軸上壓力FQ 由教材表 8.6 查得q=0.17kg/m，根據(jù)式（8.19）得單根V帶的初拉力： F0=[500PC/（ZV）]×（2.5/Kα-1）+0qV2 =[500×1.56/（1×6.89）]×(2.5/0.95-1)+0.17×6.892N =192.78N 則作用在軸承的壓力FQ， FQ=2ZF0sin（α1/2）=2×1×192.78sin（158.230/2） =378.62N 5.2齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.2.1選擇齒輪材料及精度等級(jí) 考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪采用齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為220~250HBW。軟大齒輪選用45鋼正火，齒面硬度170~210HBW；根據(jù)表10.21選9級(jí)精度。齒面精糙度Ra≤3.2~6.3μm 5.2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 參照教材P195有：d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 由式（6-15） 確定有關(guān)參數(shù)如下： 1)轉(zhuǎn)矩T1 T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×1.0752/320.82 =32.01N·mm 2)載荷系數(shù)k 根據(jù)教材P174表（10.11）取k=1 3)齒數(shù)和齒寬系數(shù)φd 取小齒輪齒數(shù)Z1=20，傳動(dòng)比i齒=3 則大齒輪齒數(shù)： Z2=iZ1=3×20=60 實(shí)際傳動(dòng)比i0=60/20=3 傳動(dòng)比誤差：（i-i0）/i=(3-3)/3=0%<2.5% 可用 齒數(shù)比：u=i0=3 由教材P192表（10.20） 取φd=1 4)許用接觸應(yīng)力[σH] [σH]= σHlimZNT/SH由教材P171圖（10.24）查得： σHlimZ1=570Mpa σHlimZ2=350Mpa 由表10.10查得SH=1，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL NL1=60njLh=60×320.82×1×(16×365×10)=1.124×109 NL2=NL1/i=1.124×109/3=3.75×108 由教材圖(10.27)查得接觸疲勞的壽命系數(shù)： ZNT1=0.92 ZNT2=0.98 由教材式（10.13）可得 [σH]1=σHlim1ZNT1/SH=570×0.92/1.0Mpa =524.4Mpa [σH]2=σHlim2ZNT2/SH=350×0.98/1.0Mpa =343Mpa 故得： d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 =76.43[1×32005.98×(3+1)/(1×3×3432)]1/3mm =46.03mm 模數(shù)：m=d1/Z1=54.51/20=2.30mm 根據(jù)教材表（10.3） 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2.5mm 5.2.3確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù) 分度圓直徑：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm d2=mZ2=2.5×60mm=150mm 齒寬：b=φdd1=1×50mm=50mm 取b2=50mm 則b1=（b2+5）=55mm a=1/2m(Z1+Z2)=100mm 5.2.4按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 由式（10.24）得出σF，σF<[σF]則校核合格。 確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)： 根據(jù)齒數(shù)Z1=20,Z2=60 1） 齒形系數(shù)YF 查表10.13得YF1=2.80 YF2=2.28 2） 應(yīng)力修正系數(shù)YS 查表10.14得YS1=1.55 YS2=1.69 3）許用彎曲應(yīng)力[σF] [σF]= σFlim YNT/SF 由教材圖（10.25）和圖（10.26）查得：σFlim1=290Mpa σFlim2 =210Mpa YNT1=0.88 YNT2=0.9 由表10.10 查得 SF1=1.3 由式（10.14）可得 [σF]1=σFlim1 YNT1/SF=290×0.88/1.30Mpa =196.31Mpa [σF]2=σFlim2 YNT2/SF =210×0.9/1.30Mpa =145.38Mpa 故：σF1=（2kT1/（bm2Z1)）YF1YS1 =（2×1×32005.98/（50×2.52×20)） ×2.8×1.55Mpa =14.82Mpa< [σF]1 σF2=（2kT2/（bm2Z2)）YF2YS2 =（2×1×91280/（50×2.52×60)） ×2.28×1.69Mpa =37.52Mpa< [σF]2 故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠,即合格。 5.2.5計(jì)算齒輪的圓周速度V V=πd1n1/（60×1000）=3.14×50×320.82/（60×1000） =0.839m/s 由表10.22可知，選9級(jí)精度式合適的。 6軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1.1選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS，查教材表（14.6）查得強(qiáng)度極限為σb =650MPa,再由表（14.2）得許用彎曲應(yīng)力[σ-1b]=60MPa根據(jù)教材例題，并查表14.1，取c=107~118 d≥（107 ~118）(P1/n1)1/3=（107 ~118） (1.075/320.82)1/3mm=16.01~17.66mm 考慮安裝聯(lián)軸器有鍵槽，將直徑增大5%，則 d=（16.01~17.66）×(1+5%)mm=16.81~18.54∴選取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=18mm 6.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）軸上零件的定位，固定和裝配 單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過渡配合固定 2）確定軸各段直徑 軸段①直徑最小d11=18mm，考慮要對(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)能在軸段②上順利安裝軸承，軸段②必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故軸段②直徑取d12=25mm用相同的方法確定軸段③、④的直徑為d13=30mm，d14=40mm；為了方便左軸承的拆卸，可查出初選兩軸承為角接觸球軸承7005AC型滾動(dòng)軸承的安裝高度為3.5mm，取d5=35mm。 3）確定軸各段長(zhǎng)度 齒輪的輪轂的寬度為50mm，為保證齒輪的固定可靠，軸段③的長(zhǎng)度贏略短于齒輪的輪轂寬度，取為48mm；為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的距離，取間距為10mm，為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中，并考慮軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面距離箱體內(nèi)壁的距離為5mm，所以軸段④的長(zhǎng)度應(yīng)取為15mm，軸承支點(diǎn)的距離為98mm；根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定的距離要求，取l1=65mm;查閱有關(guān)聯(lián)軸器的手冊(cè)取l2=60mm；在軸段①、③分別加工出鍵槽，使兩鍵槽使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長(zhǎng)度比相應(yīng)的輪轂寬度小約5~10mm，鍵槽的寬度按軸段直徑查得。 6.1.3按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 ①求分度圓直徑：已知d1=50mm ②求轉(zhuǎn)矩：已知T1=32.01N·m ③圓周力 ==2000×32.01/50=1280.24 N ④徑向力 =tanα=1280.24×tan20°=465.97 N 由于為直齒輪，軸向力=0 ⑤因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：LA=LB=49mm 強(qiáng)度校核 6.1.4繪圖 1)繪制軸受力簡(jiǎn)圖（如圖a） 2）繪制垂直面彎矩圖（如圖b） 軸承支反力： FAY=FBY=Fr/2=232.99N FAZ=FBZ=Ft/2=640.12N 由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為 MC1=FAyL/2=232.99×49/2=5.7N·m 3)繪制水平面彎矩圖（如圖c） 截面C在水平面上彎矩為： MC2=FAZL/2=640.12×49/2=15.7N·m 4)繪制合彎矩圖（如圖d） MC=(MC12+MC22)1/2=(5.72+15.72)1/2=16.7 N·m 5)繪制扭矩圖（如圖e） 轉(zhuǎn)矩：T1=9.55×（P1/n1）×106=32.01N·m 6）繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖f） 因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，取α=1，截面C處的當(dāng)量彎矩： Mec=[MC2+(α)2]1/2 =[16.72+(1×32.01)2]1/2=36.1N·mm 6.1.5校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度 σe=Mec/（0.1d43）=36.1/（0.1×403） =5.64MPa< [σ-1]b=60MPa ∴該軸強(qiáng)度足夠。 6.2輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.2.1選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS，查教材表（14.6）查得強(qiáng)度極限為σb =650MPa,再由表（14.2）得許用彎曲應(yīng)力[σ-1b]=60MPa根據(jù)教材例題，并查表（14.1），取c=（107 ~118） d≥c(P2/n2)1/3=（107 ~118）(1.0221/106.94)1/3=22.71~25.01mm 取d=25mm 6.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）軸的零件定位，固定和裝配 單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。 2）確定軸各段直徑 軸段①直徑最小d21=25mm，考慮要對(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)能在軸段②上順利安裝軸承，軸段②必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故軸段②直徑取d22=30mm用相同的方法確定軸段③、④的直徑為d23=35mm，d24=45mm；為了方便左軸承的拆卸，可查出6208型滾動(dòng)軸承的安裝高度為3.5mm，取d25=40mm。 3）確定軸各段長(zhǎng)度 齒輪的輪轂的寬度為60mm，為保證齒輪的固定可靠，軸段③的長(zhǎng)度贏略短于齒輪的輪轂寬度，取為58mm；為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的距離，取間距為10mm，為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中，并考慮軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面距離箱體內(nèi)壁的距離為5mm，所以軸段④的長(zhǎng)度應(yīng)取為15mm，軸承支點(diǎn)的距離為118mm；根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定的距離要求，取l1=75mm;查閱有關(guān)聯(lián)軸器的手冊(cè)取l2=70mm；在軸段①、③分別加工出鍵槽，使兩鍵槽使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長(zhǎng)度比相應(yīng)的輪轂寬度小約5~10mm，鍵槽的寬度按軸段直徑查得。 6.2.3按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 ①求分度圓直徑：已知d2=150mm ②求轉(zhuǎn)矩：已知T2=91.28N·m ③求圓周力Ft： Ft=2T2/d2=2×91.28×103/150=1217.1N ④求徑向力Fr Fr=Ft·tanα=1217.1×0.36379=443.0N ⑤∵兩軸承對(duì)稱 ∴LA=LB=59mm 6.2.4繪圖 1)繪制軸受力簡(jiǎn)圖（如圖a） 2）繪制垂直面彎矩圖（如圖b） 軸承支反力： FAY=FBY=Fr/2=443.0/2=221.5N FAZ=FBZ=Ft/2=1217.1/2=608.6N 由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為 MC1=FAYL/2=221.5×59/2=6.53N·m 3)繪制水平面彎矩圖（如圖c） 截面C在水平面上彎矩為： MC2=FAZL/2=608.6×59/2=17.95N·m 4)繪制合彎矩圖（如圖d） MC=（MC12+MC22）1/2 =（6.532+17.952）1/2 =19.10N·m 5)繪制扭矩圖（如圖e） 轉(zhuǎn)矩：T2=9.55×（P2/n2）×106=91.28N·m 6）繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖f） 因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，取α=1，截面C處的當(dāng)量彎矩： Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[19.102+(1×91.28)2]1/2 =93.26N·m 6.2.5校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度 σe=Mec/（0.1d）=93.26/(0.1×453) =10.23Mpa<[σ-1]b=60Mpa ∴該軸強(qiáng)度足夠。 7滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命 16×365×10=58400小時(shí) 7.1計(jì)算軸承 7.1.1已知nI=320.82r/min 兩軸承徑向反力： FR1=465.97N，F(xiàn)R2=443.00N ，因?yàn)槭菆A柱直齒輪故：Fa=0 初選兩主動(dòng)軸承為角接觸球軸承7004AC，兩從動(dòng)軸承為角接觸球軸承7006AC型，軸承內(nèi)部軸向 FS=0.68FR 則FS1=0.68FR1=316.86N， FS2=0.68FR2=301.24N 7.1.2∵FS2 +Fa0.68=e 7.1.4查教材表（15.13）系數(shù)x、y x1=1 x2=0.41 y1=0 y2=0.87 根據(jù)教材表15.12 取f P=1.4 P1=fP(x1FR1+y1Fa1)=1.4×(1×465.97+0)=443.6N P2=fp(x2FR2+y2Fa2)=1.4×(1×443.00+0.41×316.86)=750.11N 7.1.5軸承壽命計(jì)算 選取了兩種不同型號(hào)的7005AC、7007AC,故兩種分別校核，查手冊(cè)P76表（6-6）有7005AC、7007AC的Cr1=11200N，Cr2=18500N 取ε=3，fT=1，則根據(jù)教材式（15.5）得 L10h1===841836.8>58400(預(yù)期工作時(shí)間) L10h2===2355129.2>58400 故軸承合適。 8鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 8.1主動(dòng)軸與齒輪1聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 軸徑d13=30mm L13=43mm T1=32.01N·m 查手冊(cè)P97 選A型平鍵 鍵10×8 GB1096-79 l=L13-b=43-10=33mm h=8mm σp=4T/dhl=4×32.01/(30×8×33) =16.2Mpa<[σp](110Mpa) 8.2從動(dòng)軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接 軸徑d23=35mm L23=59mm T2=91.28Nm 查手冊(cè)P51 選用A型平鍵 鍵16×10 GB1096-79 l=L2-b=59-16=43mm h=10mm σp=4T/dhl=4×91.28/35×10×43=24.3Mpa<[σp] 故滿足要求。 9聯(lián)軸器得選擇和計(jì)算 聯(lián)軸器得計(jì)算轉(zhuǎn)矩，因在前面已經(jīng)考慮功率備用系數(shù)1.2，故 =1.2×91.28=109.5（N·m） 式中：查表取工作系數(shù) 根據(jù)工作條件，選用十字滑塊聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速；配合軸徑，配合長(zhǎng)度，故合適。 10箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 箱座壁厚=10mm 箱座凸緣厚度b=1.5=15mm 箱蓋厚度=9mm 箱蓋凸緣厚度=1.5=14mm 箱底座凸緣厚度=2.5 ,=10mm ,軸承旁凸臺(tái)高度h=45，凸臺(tái)半徑R=16mm 齒輪軸端面與內(nèi)機(jī)壁距離=12mm 大齒輪頂與內(nèi)機(jī)壁距離=14mm 小齒端面到內(nèi)機(jī)壁距離=15mm 上下機(jī)體筋板厚度=8mm , =9mm 主動(dòng)軸承端蓋外徑=140mm 從動(dòng)軸承端蓋外徑=190mm 地腳螺栓M18，數(shù)量6根 11減速器附件的選擇 通氣器 由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M18×1.5 油面指示器 選用游標(biāo)尺M(jìn)16 起吊裝置 12潤(rùn)滑與密封 12.1齒輪的潤(rùn)滑 采用浸油潤(rùn)滑，由于低速級(jí)周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為35mm。 12.2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤(rùn)滑。 12.3潤(rùn)滑油的選擇 齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤(rùn)滑油。 12.4密封方法的選取 選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。 密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。 軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。 13設(shè)計(jì)小結(jié) 1．機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程，它融《機(jī)械制圖》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《工程力學(xué)》、《機(jī)械制造》、《CAD制圖》等于一體，使我們能把所學(xué)的各科的知識(shí)融會(huì)貫通，更加熟悉機(jī)械類知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。 2．這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(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)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反系和解決工程實(shí)際問題的能力;鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。 3．在這次的課程設(shè)計(jì)過程中,綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識(shí)與技能,結(jié)合各個(gè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行機(jī)械課程的設(shè)計(jì),一方面,逐步提高了我們的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問題和解決問題的能力,為我們以后對(duì)專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計(jì)打下了寬廣而堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 F=900N V=1.5m/s D=270mm 根據(jù)手冊(cè)P4表1-5查得各部件的傳動(dòng)效率 η總=0.850 P工作=1.120KW n筒 =106.95r/min 查手冊(cè)P173表12-1 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L-6 i總=8.79 據(jù)手冊(cè)P196表14-2得i齒輪=3 i帶=2.93 各軸轉(zhuǎn)速： n0=n電機(jī)=940r/min nI=320.8(r/min) nII=106.9(r/min) nIII=106.9(r/min) 各軸的功率： P0= P工作=1.120KW PI=1.0752KW PII=1.0221KW PIII=0.9426KW 各軸扭矩： To = 11.38N·m TI=32.01N·m TII=91.28N·m TIII=84.18N·m 結(jié)合工況查教材P122表8.16得：kA=1.1 計(jì)算功率： PC=1.65KW 由教材P119表8.10查得 選用B型V帶； 帶輪基準(zhǔn)直徑： dd1=140mm 結(jié)合教材P110表8.3查得 取dd2=400mm 帶速： V=6.89m/s 基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld： L0=2329.4mm 取Ld=2240mm 帶輪中心距： a≈684.3mm 小帶輪包角： α1=158.230 V帶根數(shù)圓整后： z=1 初拉力： F0=192.78N 帶輪所受壓力： FQ=378.62N T1=32.01N·m 大小齒輪齒數(shù)： Z1=20 Z2=60 模數(shù)：m=2.5mm 分度圓直徑： d1=50mm d2=150mm 齒寬： b=50mm b2=50mm b1=55mm 齒輪的圓周速度 V=0.839m/s 輸入軸 取標(biāo)準(zhǔn)直徑=18 =1280.24N =465.97N =0 LA=LB=49mm 輸出軸 選取標(biāo)準(zhǔn)直徑=25 =1217.1N =443.0N =0 LA=LB=59mm 預(yù)計(jì)壽命 58400小時(shí) 軸承壽命： 841836.8小時(shí) （大于預(yù)計(jì)） 軸承壽命： 2355129.2小時(shí) （大于預(yù)計(jì)） 選A型平鍵 鍵10×8 GB1096-79 選用A型平鍵 鍵16×10 GB1096-79 參考文獻(xiàn) 1.陳立德.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》.北京：高等教育出版社，2004 2.吳宗澤.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》.北京：高等教育出版社， 第四版。 3.《機(jī)械制圖》教材 4.《工程力學(xué)》教材