機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器.doc

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機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)原始資料 一、設(shè)計(jì)題目 熱處理車(chē)間零件輸送設(shè)備的傳動(dòng)裝備 二、運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 圖1 1—電動(dòng)機(jī) 2—V帶 3—齒輪減速器 4—聯(lián)軸器 5—滾筒 6—輸送帶 三、工作條件 該裝置單向傳送,載荷平穩(wěn),空載起動(dòng),兩班制工作,使用期限5年(每年按300天計(jì)算),輸送帶的速度容許誤差為 5%. 四、原始數(shù)據(jù) 滾筒直徑D（mm）：320 運(yùn)輸帶速度V（m/s）：0.75 滾筒軸轉(zhuǎn)矩T（Nm）：900 五、設(shè)計(jì)工作量 1減速器總裝配圖一張 2齒輪、軸零件圖各一張 3設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份 六、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容 1. 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和原始數(shù)據(jù) 2. 電動(dòng)機(jī)選擇 3. 主要參數(shù)計(jì)算 4. V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5. 減速器斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 6. 機(jī)座結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 7. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 8. 鍵、聯(lián)軸器等的選擇和校核 9. 滾動(dòng)軸承及密封的選擇和校核 10. 潤(rùn)滑材料及齒輪、軸承的潤(rùn)滑方法 11. 齒輪、軸承配合的選擇 12. 參考文獻(xiàn) 七、設(shè)計(jì)要求 1. 各設(shè)計(jì)階段完成后,需經(jīng)指導(dǎo)老師審閱同意后方能進(jìn)行下階段的設(shè)計(jì); 2. 在指定的教室內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì). 一. 電動(dòng)機(jī)的選擇 一、電動(dòng)機(jī)輸入功率 二、電動(dòng)機(jī)輸出功率 其中總效率為 查表可得Y132S-4符合要求,故選用它。 Y132S-4(同步轉(zhuǎn)速，4極)的相關(guān)參數(shù) 表1 額定功率 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 二. 主要參數(shù)的計(jì)算 一、確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 查表可得V帶傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比常用值2~4，圓柱齒輪傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比常用值為3~5，展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器。 初分傳動(dòng)比為，，。 二、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 本裝置從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)有三軸，依次為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ軸，則 1、各軸轉(zhuǎn)速 2、各軸功率 3、各軸轉(zhuǎn)矩 表2 項(xiàng)目 電機(jī)軸 高速軸Ⅰ 中間軸Ⅱ 低速軸Ⅲ 轉(zhuǎn)速 1440 576 135.753 62.706 功率 5.5 5.28 5.070 4.869 轉(zhuǎn)矩 36.476 87.542 356.695 1038.221 傳動(dòng)比 2.5 4.243 3.031 效率 0.96 0.96 0.922 三 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、確定計(jì)算功率 查表可得工作情況系數(shù) 故 二、選擇V帶的帶型 根據(jù)，由圖可得選用A型帶。 三、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 1、初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。 查表8-6和8-8可得選取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 2、驗(yàn)算帶速 按計(jì)算式驗(yàn)算帶的速度 因?yàn)?，故此帶速合適。 3、計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 按式(8-15a)計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)教材表8-8，圓整得 。 4、確定V帶的中心距和基準(zhǔn)直徑 （1）按計(jì)算式初定中心距 （2）按計(jì)算式計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =1364mm 查表可選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 （3）按計(jì)算式計(jì)算實(shí)際中心距 中心距的變化范圍為。 5、驗(yàn)算小帶輪上的包角 6、計(jì)算帶的根數(shù) （1）計(jì)算單根V帶的額定功率 由查表可得 根據(jù)和A型帶，查表可得、、。 故 （2）計(jì)算V帶的根數(shù)Z 故取V帶根數(shù)為6根 7、計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 查表可得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。 8、計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值為 四 減速器斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、高速級(jí)齒輪 1、選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) （1）按圖所示的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 （2）運(yùn)輸裝置為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。 （3）材料選擇：查表可選擇小齒輪材料為40(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS；大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 （4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取 （5）選取螺旋角，初選螺旋角 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按計(jì)算式試算即 （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①試選，由圖10-26，則有 ②小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 ③查圖10-30可選取區(qū)域系數(shù) 查表10-7可選取齒寬系數(shù) ④查表10-6可得材料的彈性影響系數(shù)。 ⑤查圖10-21d得按齒面硬度選取小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 ⑥按計(jì)算式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ⑦查圖可選取接觸疲勞壽命系數(shù)，。 ⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)，按計(jì)算式(10-12)得 （2）計(jì)算相關(guān)數(shù)值 ①試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得 ②計(jì)算圓周速度 ③計(jì)算齒寬及模數(shù) ④計(jì)算總相重合度 ⑤計(jì)算載荷系數(shù) 查表可得使用系數(shù)，根據(jù)，7級(jí)精度，查表10-8可得動(dòng)載系數(shù)，由表10-4查得的值與直齒輪的相同，為1.419 ， 故載荷系數(shù) ⑥按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，按計(jì)算式得 ⑦計(jì)算模數(shù) 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按計(jì)算式(10-17)試算即 （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①、計(jì)算載荷系數(shù) ②根據(jù)縱向重合度，查圖10-28可得螺旋角影響系數(shù)。 ③查圖可選取區(qū)域系數(shù)，，則有 ④查表取應(yīng)力校正系數(shù)，。 ⑤查表取齒形系數(shù)，。(線性插值法) ⑥查圖10-20C可得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 ⑦查圖可取彎曲疲勞壽命系數(shù)，。 ⑧計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 ，取彎曲疲勞安全系數(shù)，按計(jì)算式(10-22)計(jì)算得 ⑨計(jì)算大、小齒輪的并加以計(jì)算 大齒輪的數(shù)值較大。 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 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)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，故取，已可滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是有 取，則 4、幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算中心距 將中心距圓整為。 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。 （3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 （4）計(jì)算齒輪寬度 圓整后取，。 二、低速級(jí)齒輪 1、選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) （1）按圖所示的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 （2）運(yùn)輸裝置為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。 （3）材料選擇，在同一減速器各級(jí)小齒輪(或大齒輪)的材料，沒(méi)有特殊情況，應(yīng)選用相同牌號(hào)，以減少材料品種和工藝要求，故查表可選擇小齒輪材料為40(調(diào)質(zhì))，硬度為52HRC；大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為45HRC. （4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù) （5）選取螺旋角，初選螺旋角 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按計(jì)算式試算即 （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①試選 ②小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 ③查表10-7可選取齒寬系數(shù), 查圖10-26可選取區(qū)域系數(shù)，，則有 ④查表可得材料的彈性影響系數(shù)。 ⑤查圖得按齒面硬度選取小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 ⑥按計(jì)算式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ⑦查圖可選取接觸疲勞壽命系數(shù)，。 ⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù),于是得 （2）計(jì)算相關(guān)數(shù)值 ①試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得 ②計(jì)算圓周速度 ③計(jì)算齒寬及模數(shù) ④計(jì)算總相重合度 ⑤計(jì)算載荷系數(shù) 查表可得使用系數(shù)，根據(jù)，7級(jí)精度，查表可得動(dòng)載系數(shù)，，， 故載荷系數(shù) ⑥按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，按計(jì)算式得 ⑦計(jì)算模數(shù) 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按計(jì)算式試算即 （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①計(jì)算載荷系數(shù) ②根據(jù)縱向重合度，查圖可得螺旋角影響系數(shù)。 ③計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) ④查表可取齒形系數(shù)，。 ⑤查表可取應(yīng)力校正系數(shù)，。(線性插值法) ⑥查圖可得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 ⑦查圖可取彎曲疲勞壽命系數(shù)，。 ⑧計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)，按計(jì)算式計(jì)算 ⑨計(jì)算大、小齒輪的并加以計(jì)算 大齒輪的數(shù)值較大。 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 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)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，故取，已可滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是有 取，則 4、幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算中心距 將中心距圓整為。 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。 （3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 （4）計(jì)算齒輪寬度 圓整后取，。 五 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、高速軸的設(shè)計(jì) 1、求作用在齒輪上的力 高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為d 2、選取材料 可選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 3、計(jì)算軸的最小直徑，查表可取 應(yīng)該設(shè)計(jì)成齒輪軸，軸的最小直徑顯然是安裝連接大帶輪處，為使與帶輪相配合，且對(duì)于直徑的軸有一個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大5%-7%，然后將軸徑圓整。故取。 4、擬定軸上零件的裝配草圖方案(見(jiàn)下圖) 5、根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （1）根據(jù)前面設(shè)計(jì)知大帶輪的轂長(zhǎng)為93mm,故取，為滿(mǎn)足大帶輪的定位要求，則其右側(cè)有一軸肩，故取，根據(jù)裝配關(guān)系，定 （2）初選流動(dòng)軸承7307AC，則其尺寸為，故，段擋油環(huán)取其長(zhǎng)為19.5mm,則。 （3）段右邊有一定位軸肩，故取，根據(jù)裝配關(guān)系可定，為了使齒輪軸上的齒面便于加工，取。 （4）齒面和箱體內(nèi)壁取a=16mm,軸承距箱體內(nèi)壁的距離取s=8mm,故右側(cè)擋油環(huán)的長(zhǎng)度為19mm,則 （5）計(jì)算可得、 （6）大帶輪與軸的周向定位采用普通平鍵C型連接，其尺寸為,大帶輪與軸的配合為，流動(dòng)軸承與軸的周向定位是過(guò)渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為m6. 求兩軸承所受的徑向載荷和 帶傳動(dòng)有壓軸力(過(guò)軸線，水平方向)，。 將軸系部件受到的空間力系分解到鉛垂面和水平面上兩個(gè)平面力系 圖一 圖二 圖三 [注]圖二中通過(guò)另加彎矩而平移到作用軸線上 圖三中通過(guò)另加轉(zhuǎn)矩而平移到指向軸線 同理 6 、求兩軸承的計(jì)算軸向力和 對(duì)于型軸承，軸承的派生軸向力 故 7、求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷和 對(duì)于軸承1 對(duì)于軸承2 查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)分別為： 對(duì)于軸承1， 對(duì)于軸承2， 8、求該軸承應(yīng)具有的額定載荷值 因?yàn)閯t有 故符合要求。 9、彎矩圖的計(jì)算 水平面： ,N,則其各段的彎矩為： BC段： 由彎矩平衡得M- CD段： 由彎矩平衡得 鉛垂面：則其各段彎矩為： AB段： 則 BC段： 則 CD段： 則 做彎矩圖如下 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面處的、及的值列于下表 表3 載荷 水平面 垂直面 支持力 彎矩 總彎矩 扭矩 10、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面)的強(qiáng)度。根據(jù)計(jì)算式及上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表可得，因此，故安全。 11、鍵的選擇和校核 高速軸上與大帶輪相配合的軸上選擇鍵連接，由于大帶輪在軸端部，故選用單圓頭平鍵（C型） 根據(jù)，從表6-1中查得鍵的截面尺寸為：寬度：高度：,由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)為： 鍵、軸承和輪轂材料都為鋼查表可得 取其平均植， 鍵的工作長(zhǎng)度 鍵和輪轂鍵槽的接觸高度 則，故合適。 所以選用：鍵C GB/T 1096-2003 12、確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為，各軸肩處圓角半徑為2。 二、中間軸的設(shè)計(jì) 1、求作用在齒輪上的力 因?yàn)楦咚佥S的小齒輪與中速軸的大齒輪相嚙合，故兩齒輪所受的、、都是作用力與反作用力的關(guān)系，則大齒輪上所受的力為 中速軸小齒輪上的三個(gè)力分別為 2、選取材料 可選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 3、計(jì)算軸的最小直徑，查表可取 軸的最小直徑顯然是安裝軸承處，為使軸承便于安裝，且對(duì)于直徑的軸有一個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大5%-7%，然后將軸徑圓整。故取。 4、擬定軸上零件的裝配草圖方案(見(jiàn)下圖) 5、根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （1）初選滾動(dòng)軸承7008AC,則其尺寸為： 故用擋油環(huán)定位軸承，故段右邊有一定位軸肩，故低速級(jí)小齒輪與箱體內(nèi)壁距離為16,與箱體內(nèi)壁距離為8，故左邊擋油環(huán)長(zhǎng)為24，則 （2）低速級(jí)小齒輪輪轂為95，即取兩齒面的距離為8，即 （3）右邊也用擋油環(huán)定位軸承和低速級(jí)大齒輪，故。段軸長(zhǎng)略短與其齒輪轂長(zhǎng)，又轂長(zhǎng)為55，故取 、、各有一定位軸肩，故依次可取 （4）計(jì)算可得 6、軸上零件的周向定位 低速級(jí)大齒輪的軸采用普通平鍵A型連接。 其尺寸為齒輪與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是過(guò)渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。 求兩軸承所受的徑向載荷和 將軸系部件受到的空間力系分解到鉛垂面和水平面上兩個(gè)平面力系 圖一 圖二 圖三 7、求兩軸承的計(jì)算軸向力和 由齒輪中計(jì)算得， 對(duì)于型軸承，軸承的派生軸向力 算得 所以 8、求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷和 對(duì)于軸承1 對(duì)于軸承2 查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)分別為： 對(duì)于軸承1， 對(duì)于軸承2， 9、求該軸承應(yīng)具有的額定載荷值 因?yàn)閯t有 故符合要求。 10、彎矩圖的計(jì)算 水平面：。 AB段： 則即 BC段： 則 CD段： 則 。 鉛垂面： AB段： BC段： CD段： 做彎矩圖如下 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面處的、及的值列于下表 表4 載荷 水平面 垂直面 支持力 彎矩 總彎矩 扭矩 11、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面)的強(qiáng)度。根據(jù)計(jì)算式及上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表可得，，故安全。 12、鍵的選擇和校核 一般的8級(jí)以上精度的齒輪有空心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接，由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A型） 取鍵長(zhǎng)， 鍵、軸承和輪轂材料都為鋼查表可得 取其平均植， 鍵的工作長(zhǎng)度 鍵和輪轂鍵槽的接觸高度 則，故合適。 所以選用：鍵 GB/T 1096-2003 13、確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為，各軸肩處圓角半徑見(jiàn)365頁(yè)…… 三、低速軸的設(shè)計(jì) 1、求作用在齒輪上的力 因?yàn)楦咚佥S的小齒輪與中速軸的大齒輪相嚙合，故兩齒輪所受的、、都是作用力與反作用力的關(guān)系，則 2、選取材料 可選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 3、計(jì)算軸的最小直徑，查表可取 軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相配合，且對(duì)于直徑的軸有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大10%-15%，然后將軸徑圓整，故取。并選取所需的聯(lián)軸器型號(hào) 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表可得，考慮到轉(zhuǎn)矩變化小，故取 其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 4、擬定軸上零件的裝配草圖方案(見(jiàn)下圖) 5、根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 ①為了滿(mǎn)足半聯(lián)軸器安裝的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一軸肩，故Ⅱ-Ⅲ段的直徑。 ②查手冊(cè)99頁(yè)，選用型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器L ③初選滾動(dòng)軸承7051AC，則其尺寸為 故左邊軸承安裝處有擋油環(huán)，取其長(zhǎng)度為20mm， 則 ④擋油環(huán)右側(cè)用軸肩定位，故可取 ⑤取齒面與箱體內(nèi)壁距離軸承座距箱體內(nèi)壁距離為。 用擋油環(huán)對(duì)齒面定位時(shí)，為了使油環(huán)可靠的壓緊齒輪，段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取所以取 ⑥齒輪左側(cè)用軸肩定位，取則，軸換寬度，取。 ⑦由裝配關(guān)系可確定 ⑧計(jì)算得，，。 6、軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用普通平鍵型連接。軸與齒輪連接采用平鍵，L=70，齒輪輪轂與軸的配合為。同樣半聯(lián)軸器與軸連接，采用鍵。半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。 7、軸上齒輪所受切向力，徑向力，軸向力 ，。 8、求兩軸承所受的徑向載荷和 將軸系部件受到的空間力系分解到鉛垂面和水平面上兩個(gè)平面力系 圖一 圖二 圖三 9、求兩軸承的計(jì)算軸向力和 對(duì)于型軸承，軸承的派生軸向力 故 10、求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷和 ，。查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)分別為： 對(duì)于軸承1 ， 對(duì)于軸承2 ， 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)載荷平穩(wěn)，按表13-6，，取 則。 。 11、求該軸承應(yīng)具有的額定載荷值 因?yàn)閯t有 預(yù)期壽命 故合格 12、彎矩圖的計(jì)算 水平面： ,. AB段：彎矩為0 BC段： CD段： 鉛垂面：,. AB段彎矩為0 BC段: CD段： 做彎矩圖如下 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面處的、及的值列于下表 表5 載荷 水平面 垂直面 支持力 彎矩 總彎矩 扭矩 13、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面)的強(qiáng)度。根據(jù)計(jì)算式及上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表可得，因此，故安全。 14、鍵的選擇和校核 選鍵型為普通平鍵（A） 根據(jù)，從表6-1中查得鍵的截面尺寸為：寬度=25，高度。取鍵長(zhǎng)。鍵軸和轂的材料都是鋼，有表6-2查得許用擠壓應(yīng)力，取平均值。鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，故選取鍵A： GB/T 1096-2003 7、確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為，各軸肩處圓角半徑為2。 六.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量， 大端蓋分機(jī)體采用配合. 1. 機(jī)體有足夠的剛度 在機(jī)體為加肋，外輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)了軸承座剛度 2. 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱。 因其傳動(dòng)件速度小于12m/s，故采用侵油潤(rùn)油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm 為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為 3. 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性. 鑄件壁厚為10，圓角半徑為R=3。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便. 4. 對(duì)附件設(shè)計(jì) A 視孔蓋和窺視孔 在機(jī)蓋頂部開(kāi)有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開(kāi)窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6緊固 B 油螺塞： 放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。 C 油標(biāo)： 油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。 油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出. D 通氣孔： 由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡. E 蓋螺釘： 啟蓋螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。 釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋. F 位銷(xiāo)： 為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷(xiāo)，以提高定位精度. G 吊鉤： 在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體. 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下： 名稱(chēng) 符號(hào) 計(jì)算公式 結(jié)果 箱座壁厚 10 箱蓋壁厚 9 箱蓋凸緣厚度 12 箱座凸緣厚度 15 箱座底凸緣厚度 25 地腳螺釘直徑 M24 地腳螺釘數(shù)目 查手冊(cè) 6 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 M12 機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑 =（0.5~0.6） M10 軸承端蓋螺釘直徑 =（0.4~0.5） 10 視孔蓋螺釘直徑 =（0.3~0.4） 8 定位銷(xiāo)直徑 =（0.7~0.8） 8 ，，至外機(jī)壁距離 查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表4 34 22 18 ，至凸緣邊緣距離 查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表4 28 16 外機(jī)壁至軸承座端面距離 =++（8~12） 50 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 >1.2 15 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 > 10 機(jī)蓋，機(jī)座肋厚 9 8.5 軸承端蓋外徑 +（5~5.5） 120（1軸）125（2軸） 150（3軸） 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離 120（1軸）125（2軸） 150（3軸） 七. 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 對(duì)于二級(jí)圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤(rùn)滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤(rùn)滑，裝至規(guī)定高度. 油的深度為H+ H=30 =34 所以H+=30+34=64 其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤(rùn)滑效果好。 密封性來(lái)講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接 凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度應(yīng)為 密封的表面要經(jīng)過(guò)刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太 大，國(guó)150mm。并勻均布置，保證部分面處的密封性。 八、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì) 作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化大三的學(xué)生，我覺(jué)得能做類(lèi)似的課程設(shè)計(jì)是十分有意義，而且是十分必要的。在已度過(guò)的大三的時(shí)間里我們大多數(shù)接觸的是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的理論面，如何去鍛煉我們的實(shí)踐面？如何把我們所學(xué)到的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)用到實(shí)踐中去呢？我想做類(lèi)似的大作業(yè)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。在做本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我感觸最深的當(dāng)數(shù)查閱大量的設(shè)計(jì)手冊(cè)了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，更加符合工程標(biāo)準(zhǔn)，一次次翻閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。我們是在作設(shè)計(jì)，但我們不是藝術(shù)家。他們可以?huà)侀_(kāi)實(shí)際，盡情在幻想的世界里翱翔，我們是工程師，一切都要有據(jù)可依.有 理可尋，不切實(shí)際的構(gòu)想永遠(yuǎn)只能是構(gòu)想，永遠(yuǎn)無(wú)法升級(jí)為設(shè)計(jì)。 作為一名專(zhuān)業(yè)學(xué)生掌握一門(mén)或幾門(mén)制圖軟件同樣是必不可少的，由于本次大作業(yè)要求用 auto CAD制圖，因此要想更加有效率的制圖，我們必須熟練的掌握它。 雖然過(guò)去從未獨(dú)立應(yīng)用過(guò)它，但在學(xué)習(xí)的過(guò)程中帶著問(wèn)題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率好高，記得大一學(xué)CAD時(shí)覺(jué)得好難就是因?yàn)槲覀儧](méi)有把自己放在使用者的角度，單單是為了學(xué)而學(xué)，這樣效率當(dāng)然不會(huì)高。邊學(xué)邊用這樣才會(huì)提高效率，這是我作本次課程設(shè)計(jì)的第二大收獲。但是由于水平有限，難免會(huì)有錯(cuò)誤，還望老師批評(píng)指正。 參考文獻(xiàn) 〔1〕濮良貴,紀(jì)明剛. 機(jī)械設(shè)計(jì). 7版. 北京:高等教育出版社, 2001 . 〔2〕張策, 機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004. 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