機械設(shè)計課程設(shè)計---單級斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p>　　第一章 傳動系統(tǒng)總體方案設(shè)計2</p><p>　　1.1 傳動方案的擬定2</p><p>　　1.2 選擇電動機3</p><p>　　1.2.1選擇電動機

2、的類型3</p><p>　　1.2.2選擇電動機的容量3</p><p>　　1.2.3確定電動機的轉(zhuǎn)速3</p><p>　　1.3 傳動裝置總傳動比的分配4</p><p>　　1.3.1 傳動裝置的總傳動比4</p><p>　　1.4計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)4</p><

3、;p>　　1.4.1各軸的轉(zhuǎn)速4</p><p>　　1.4.2各軸的功率5</p><p>　　1.4.3 各軸的轉(zhuǎn)矩5</p><p>　　第二章 傳動零件的設(shè)計6</p><p>　　2.1帶傳動的設(shè)計6</p><p>　　2.1.1確定計算功率6</p><p>　　

4、2.1.2 確定帶輪的基準直徑6</p><p>　　2.1.3確定V帶的中心距6</p><p>　　2.1.4 驗算小帶輪上的包角7</p><p>　　2.1.5 計算帶的根數(shù)7</p><p>　　2.1.6 計算壓軸力7</p><p>　　2.1.7 帶輪的主要參數(shù)8</p>&l

5、t;p>　　3.1 齒輪的設(shè)計8</p><p>　　3.1.1 高速軸II和低速軸III想嚙合的一對齒輪的設(shè)計8</p><p>　　3.1.1.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)8</p><p>　　3.1.1.2按齒面接觸強度設(shè)計8</p><p>　　3.1.1.3按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計10</p>

6、<p>　　3.1.1.4幾何尺寸計算11</p><p>　　4．2軸的設(shè)計12</p><p>　　4.2.1軸Ⅱ的設(shè)計12</p><p>　　4.2.1.1求出作用在齒輪上的力12</p><p>　　4.2.1.2選擇軸的材料及確定許用應(yīng)力12</p><p>　　4.2.1.3按照扭轉(zhuǎn)

7、強度估算最小軸徑12</p><p>　　4.2.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計12</p><p>　　5.2.2軸Ⅲ的設(shè)計14</p><p>　　5.2.2.1求出作用在齒輪上的力14</p><p>　　5.2.2.2選擇軸的材料及確定許用應(yīng)力14</p><p>　　5.2.2.3按照扭轉(zhuǎn)強度估算最小軸徑14

8、</p><p>　　5.2.2.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計14</p><p>　　5.2.2.5求軸上的載荷16</p><p>　　5.2.2.6按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度18</p><p>　　5.2.2.7精確校核軸的疲勞強度18</p><p>　　6．3軸承壽命的校核21</p><p

9、>　　6.3.1軸上軸承壽命的校核21</p><p>　　6.3.1.1求出兩軸承受到的徑向載荷21</p><p>　　6.3.1.2求兩軸承的計算軸向力22</p><p>　　6.3.1.3求軸承當量動載荷22</p><p>　　6.3.1.4驗算軸承的壽命23</p><p>　　6．4鍵強

10、度的校核23</p><p>　　6.4.1軸上鍵強度的校核23</p><p>　　2.4.1.1確定許用應(yīng)力23</p><p>　　2.4.1.2確定鍵的工作長度23</p><p>　　2.4.1.3強度計算23</p><p>　　2.4.1.4鍵槽尺寸23</p><p>

11、;　　第三章 箱體結(jié)構(gòu)及減速器附件設(shè)計24</p><p>　　3．1箱體設(shè)計24</p><p>　　3.1.1鑄造箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計24</p><p>　　3．2箱體附件設(shè)計25</p><p>　　3.2.1箱體附件的設(shè)計25</p><p>　　3.2.2窺視孔和窺視孔蓋25</p>&

12、lt;p>　　3.2.3通氣器25</p><p>　　3.2.4起吊裝置25</p><p>　　3.2.5油標26</p><p>　　3.2.6油塞與排油孔26</p><p>　　3.2.7定位銷26</p><p>　　3.2.8起蓋螺釘26</p><p><

13、b>　　設(shè)計感想27</b></p><p><b>　　參考文獻28</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展和人民生活水平的日益提高，機械產(chǎn)品種類日益曾多，例如，各種金屬切削機床、儀器儀表、重型機械、輕工機械、紡織機械、石油化工機械、交通運輸機械

14、、海洋作業(yè)機械、鋼鐵成套設(shè)備以及辦公設(shè)備、家用電器、兒童玩具等等。各種機械設(shè)備一般均需實現(xiàn)生產(chǎn)和操作過程的自動化，或者實現(xiàn)某一工藝過程。因此，機械設(shè)備設(shè)計需要進行機械運動方案的設(shè)計和構(gòu)思、各種傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)的選用和創(chuàng)新設(shè)計。這些新機械設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計要求設(shè)計者除了掌握典型機構(gòu)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、設(shè)計方法和應(yīng)用場合等知識以外，還要考慮如何選擇巧妙的工藝動作過程來達到預(yù)定的機械功能要求，如何選用或創(chuàng)新機構(gòu)形式并組合成機械運動方案完成上述

15、選定的工藝動作過程。</p><p>　　機械設(shè)計課程設(shè)計要求針對某種簡單機械（它的工藝動作過程比較簡單）進行機械運動簡圖設(shè)計，其中包括機器功能分析、工藝動作過程確定、執(zhí)行機構(gòu)選擇、機械運動方案評定、機構(gòu)尺度綜合等等。通過機械設(shè)計課程設(shè)計，可以進一步鞏固、掌握并初步運用機械原理的知識和理論，更為重要的是培養(yǎng)開發(fā)和創(chuàng)新機械能力。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)在機械設(shè)計課程設(shè)計中占有十分重要的位置。</p><p

16、>　　第一章 傳動系統(tǒng)總體方案設(shè)計</p><p>　　1.1 傳動方案的擬定</p><p><b>　　傳動方案圖如下：</b></p><p>　　上圖為帶式運輸機的傳動裝置圖。</p><p><b>　　設(shè)計題目：</b></p><p>　　設(shè)計一個用于帶式

17、運輸機上的單級斜齒輪圓柱斜齒輪減速器.運輸機連續(xù)單向運轉(zhuǎn),載荷變化不大,空載起動,卷筒效率為0.96(包括其支承軸承效率的損失),減速器小批量生產(chǎn),使用期限10年(365天/年),三班制工作,運輸容許速度誤差為5%,車間有三相交流,電壓380/220V。其中設(shè)計的主要參數(shù)為：</p><p>　　輸送帶拉力為 2800N 輸送帶速度為 2.5m/s 滾筒直徑為 450mm</p

18、><p>　　每日工作時數(shù) 24h 傳動年限 10年 其中，運輸帶速度允許誤差為帶速的55%</p><p><b>　　1.2 選擇電動機</b></p><p>　　1.2.1選擇電動機的類型</p><p>　　按照工作要求和條件，選用Y型全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，電壓為380V。&l

19、t;/p><p>　　1.2.2選擇電動機的容量</p><p>　　電動機所需功率，按照公式可得： </p><p><b>　　由公式可得：</b></p><p>　　根據(jù)帶式輸送機工作類型，可以取工作機的效率為0.90，（一般籠形電動機在額定運行時效率約為72%~93%）</p><p>　　

20、傳動裝置的總效率為***</p><p>　　查表可得機械傳動和摩擦副的效率概略值，確定各部分的效率為：聯(lián)軸器效=0.99，滾動軸承傳動效率（一對）0.99，閉式齒輪傳動效率=0.97帶的傳動效率=0.95，代入公式可得</p><p><b>　　kw</b></p><p><b>　　所需電動機的功率為</b><

21、;/p><p>　　因載荷平穩(wěn)，電動機的額定功率略大于即可。由表格所示Y系列三相異步電動機的技術(shù)參數(shù)，選電動機的額定功率為11kw。</p><p><b>　　確定電動機的轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為</b></p><p>　　由表可知，單級圓柱齒輪減速器一般傳動比6，

22、帶傳動單級傳動比常用值為2~4，最大值為15，則總傳動比合理范圍=12~24，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為</p><p>　　（12~24）106.1r/min=1274~2547r/min</p><p>　　符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有，由表查得電動機的數(shù)據(jù)及計算的總傳動比列于表1-1中。</p><p><b>　　表1-1</b></p

23、><p>　　根據(jù)表1-1，綜合考慮電動機和傳動裝置等方面要求，選擇方案1，即選用電動機型號為Y160M—4</p><p>　　1.3 傳動裝置總傳動比的分配</p><p>　　1.3.1 傳動裝置的總傳動比</p><p>　　代入數(shù)據(jù)可得；=1460/106.1=13.76</p><p><b>　　各

24、級傳動比分配</b></p><p>　　單級圓柱斜齒輪傳動比==4</p><p>　　V帶帶傳動比 = =3.44</p><p>　　1.4計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)</p><p>　　1.4.1各軸的轉(zhuǎn)速</p><p>　　電動機軸 軸I: =1460r/min</p

25、><p>　　高速軸II： 424.419r/min</p><p>　　低速軸III： 106.1r/min</p><p>　　滾筒軸： 106.1r/min</p><p>　　1.4.2各軸的功率</p><p>　　I 軸：*11*0.9=9.9kw</p><p>　　II

26、 軸：=9.31*0.95*0.99=9.31kw</p><p>　　III 軸： =9.31*0.99*0.97=8.94kw</p><p>　　滾筒軸：=8.94*0.99*0.99=8.76kw</p><p>　　1.4.3 各軸的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　電動機軸I：=71.95n*m</p><p>

27、　　II軸：9550=209.49n*m</p><p>　　III軸：9550=804.68n*m</p><p>　　滾筒軸：9550=788.48n*m</p><p>　　第二章 傳動零件的設(shè)計</p><p><b>　　2.1帶傳動的設(shè)計</b></p><p>　　2.1.1確定計算

28、功率</p><p>　　由機械設(shè)計手冊查表得工作情況系數(shù) 1.4 故</p><p>　　11*1.4kw=15.4kw</p><p>　　根據(jù)及由機械手冊查表得可選用的V帶帶型為 B 型。</p><p>　　2.1.2 確定帶輪的基準直徑，并驗算帶速v。</p><p>　　1）初選小帶輪的直徑，查表得，

29、取小帶輪的基準直徑=180mm</p><p>　　2）驗算帶速 v 由公式V= 驗算帶速，代入數(shù)據(jù) 即有</p><p>　　V==13.75m/s</p><p>　　因為5m/s< V <30m/s,故帶速合適。</p><p>　　3）計算大帶輪的基準直徑</p><p>　　==3.44

30、*180mm=619.2mm</p><p>　　查表 ，大帶輪基準直徑圓整為=630mm</p><p>　　2.1.3確定V帶的中心距a和基準長度</p><p>　　1）根據(jù)式 0.7（+） a 2（+） 初定中心距=1000 mm</p><p>　　2）計算帶所需的基準長度</p><p>&

31、lt;b>　　=2+（+）+</b></p><p>　　=2*+（180+630）+</p><p>　　=3165.325 mm </p><p>　　查表后 選取帶的基準長度=3150 mm</p><p>　　3）計算實際中心距a</p><p>　　a=+=1000+ mm=992 mm&l

32、t;/p><p>　　中心距的變化范圍567~515 mm</p><p>　　2.1.4 驗算小帶輪上的包角</p><p>　　=—（-）=-（630-180）</p><p><b>　　= </b></p><p>　　2.1.5 計算帶的根數(shù)</p><p>　　1）

33、計算單根V帶的額定功率。</p><p>　　由180 mm和=1460 r/min，查表得 =4.41kw</p><p>　　根據(jù)=1460 r/min ，i=3044和B型帶 ，查表后得=0.46 kw，同時，查表查得</p><p>　　=0.93 ， =1.07 ，于是</p><p>　　*=（4.41+0.46）0931.0

34、7=4.85 kw</p><p><b>　　2）計算V帶的根數(shù)</b></p><p><b>　　Z===3.18</b></p><p><b>　　V帶 取4根。</b></p><p>　　計算單根V帶的初拉力的最小值</p><p>　　查

35、表 查得B型帶單位長度質(zhì)量 q=0.18 kg/m ， 所以</p><p><b>　　==</b></p><p><b>　　=270.34 N</b></p><p>　　應(yīng)使帶的實際初拉力F > 。</p><p>　　2.1.7 計算壓軸力</p><p>

36、;<b>　　壓軸力的最小值為</b></p><p>　　=2 * z*sin=24270.34sin</p><p>　　=2107.29 N</p><p>　　2.1.8 帶輪的主要參數(shù)</p><p><b>　　3.1 齒輪的設(shè)計</b></p><p>　　3

37、.1.1 高速軸II和低速軸III想嚙合的一對齒輪的設(shè)計</p><p>　　3.1.1.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　1）按傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。</p><p>　　2)材料選擇及熱處理方法</p><p>　　所設(shè)計的齒輪傳動屬于閉式傳動，采用硬齒面的鋼制齒輪，查表得，選用的材料為：</p&

38、gt;<p>　　選用大、小齒輪的材料均為40Cr ，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火 ，齒面硬度為48~55HRC ，表面淬火，輪齒變形不大。</p><p>　　3)運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度等級。</p><p>　　4)選小齒輪齒數(shù)為，則大齒輪齒數(shù)為。</p><p>　　5)選取螺旋角，初選螺旋角。</p><p&g

39、t;　　3.1.1.2按齒面接觸強度設(shè)計</p><p><b>　　由公式可得</b></p><p>　　確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p><b>　　①試選</b></p><p><b>　?、谟蓤D選取區(qū)域系數(shù)</b></p><p>&l

40、t;b>　?、塾蓤D可查得， 則</b></p><p><b>　　④小齒輪的轉(zhuǎn)矩為</b></p><p>　?、菀虼笮↓X輪均為硬齒面故宜選取稍小的齒寬系數(shù)，現(xiàn)取</p><p>　?、抻杀聿榈貌牧系膹椥杂绊懴禂?shù)</p><p>　?、哂蓤D查得大小齒輪的接觸疲勞強度極限 。</p>&l

41、t;p>　?、嘤墒娇傻?，計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p><b>　　=，</b></p><p>　　⑨由圖取接觸疲勞壽命系數(shù),</p><p>　?、庥嬎憬佑|疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1％，安全系數(shù)S=1，由式可得</p><p><b>　　?計算接觸應(yīng)力

42、</b></p><p><b>　　計算</b></p><p>　　計算小齒輪分度圓直徑，有計算公式得</p><p><b>　　計算圓周速度</b></p><p><b>　　==1.09m/s</b></p><p><b&

43、gt;　　計算齒寬b及模數(shù)</b></p><p><b>　　b=0.8</b></p><p><b>　　h=2.25</b></p><p><b>　?、苡嬎憧v向重合度</b></p><p><b>　?、萦嬎爿d荷系數(shù)K</b>&l

44、t;/p><p>　　已知使用系數(shù),根據(jù)V=1.09m/s,7級精度。</p><p><b>　　由圖查得動載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　由表查得</b></p><p><b>　　由圖查得</b></p><p>　　由表查得,故載荷系

45、數(shù)</p><p><b>　　K=</b></p><p>　?、薨磳嶋H的載荷系數(shù)核正所算得分度圓直徑，有公式可得</p><p><b>　?、哂嬎隳?shù)mm</b></p><p>　　3.1.1.3按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計</p><p><b>　　確定計算參

46、數(shù)</b></p><p><b>　　計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)縱向重合度，由圖查得螺旋角影響系數(shù)</p><p><b>　　計算當量齒數(shù)</b></p><p>　　④查取齒形系數(shù)，由表可得 </p><p>　?、莶槿?yīng)力校正系數(shù)，由

47、表查得 </p><p>　　⑥由圖查得大小齒輪的彎曲疲勞強度極限</p><p>　?、哂蓤D查取彎曲疲勞壽命系數(shù) </p><p>　　⑧計算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由公式可得</p><p>　?、嵊嬎愦?，小齒輪的并加以比較</p><p>&

48、lt;b>　　小齒輪的數(shù)值大</b></p><p><b>　　設(shè)計計算</b></p><p>　　對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，取=2.5，已可滿足彎曲強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑來計算應(yīng)有的齒數(shù)，于是由</p><p><b>　　20.72<

49、;/b></p><p><b>　　取，則</b></p><p><b>　　驗算傳動比誤差</b></p><p>　　-5％<i<5％,合適。</p><p>　　3.1.1.4幾何尺寸計算</p><p><b>　　1)計算中心距<

50、;/b></p><p>　　將中心距取a=136mm</p><p>　　2)把圓整后的中心距修正螺旋角</p><p>　　因值變化不多 ，故參數(shù) ， ，等不必修正。</p><p><b>　　其它主要幾何尺寸</b></p><p><b>　　取，則取</b>

51、</p><p><b>　　4．2軸的設(shè)計</b></p><p>　　4.2.1軸Ⅱ的設(shè)計</p><p>　　4.2.1.1求出作用在齒輪上的力</p><p>　　高速級軸II上小齒輪分度圓直徑</p><p>　　高速軸轉(zhuǎn)速 424.419r/min</p><p&g

52、t;　　軸II的轉(zhuǎn)矩9550=209.49n*m</p><p><b>　　圓周力</b></p><p><b>　　徑向力</b></p><p><b>　　軸向力</b></p><p>　　4.2.1.2選擇軸的材料及確定許用應(yīng)力</p><p&

53、gt;　　選取45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由表查得硬度為217~255HBS。</p><p>　　抗拉強度，許用彎曲應(yīng)力。</p><p>　　4.2.1.3按照扭轉(zhuǎn)強度估算最小軸徑</p><p>　　由表查得,由公式可得</p><p>　　軸的最小直徑是安裝軸承的軸段的直徑。為了便于所選的軸的直徑與軸承的孔徑相適應(yīng)，故需要同時選取軸承的型號。

54、</p><p>　　根據(jù)減速器的工作情況，初選該軸的軸承的型號為7208AC(角接觸球軸承)，因此d=40m。</p><p>　　4.2.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　1)擬定軸上零件的裝配方案，如圖a所示</p><p><b>　　圖a</b></p><p>　　2)根據(jù)軸向定

55、位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　①滾動軸承的型號為7208AC，其尺寸為，</p><p>　　②為了滿足帶輪的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩，故有=32mm , =36mm ，軸承的左端用軸承的軸端擋圈定位，III-IV段為軸承的安裝位置，軸承的安裝直徑 d=40 ，所以有=40mm，軸承的右端需要用套筒來定位高速小齒輪， 同時，在確定滾動軸承的位置

56、時，軸承端面應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離取 s=8 ，同時，考慮到箱體的厚度，=2*=2*32=64 mm，</p><p>　　=50 mm ，=18+8+22=48 mm，齒輪左端面距內(nèi)壁的距離為22 mm， 套筒的長度L=8+22=30 mm，</p><p>　　小齒輪的齒寬d=49，為了便于齒輪軸向定位，所以取=45 mm ，取齒輪的安裝直徑 =44 ，同時 =50 mm ,因為角接觸球

57、軸承的內(nèi)擋圈半徑=47 ，即定位軸肩高度為h=3.5 所以取 =47 , VII-VIII段為軸承的安裝位置，所以</p><p>　　=40 mm , =12mm，=8+8=16 mm =B=18 mm 。至此，已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長度。</p><p><b>　　軸上零件的周向定位</b></p><p>　　齒輪與軸的周向定位

58、采用平鍵聯(lián)接，由表查得平鍵的截面</p><p>　　鍵槽用鍵槽銑刀加工，鍵槽的長度為42mm 。同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪的輪轂與軸的配合為H7/n6。滾動軸承與軸的周向定位是由過盈配合來保證的，此時軸的直徑公差為k6。</p><p>　　確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考表格，取軸端倒角為。各軸肩處的圓角半徑為R1.6。&

59、lt;/p><p>　　5.2.2軸Ⅲ的設(shè)計</p><p>　　5.2.2.1求出作用在齒輪上的力</p><p>　　低速級大齒輪分度圓直徑</p><p><b>　　圓周力7403N</b></p><p><b>　　徑向力2791N</b></p>&l

60、t;p><b>　　軸向力2008N</b></p><p>　　5.2.2.2選擇軸的材料及確定許用應(yīng)力</p><p>　　選取45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由表查得硬度為217~255HBS。</p><p>　　抗拉強度，許用彎曲應(yīng)力。</p><p>　　5.2.2.3按照扭轉(zhuǎn)強度估算最小軸徑</p>

61、<p>　　由表查得,由公式可得</p><p><b>　　49.1 mm</b></p><p>　　軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的軸的直徑。為了便于所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需要同時選取聯(lián)軸器的型號。</p><p>　　聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查表可得，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取</p><p>&

62、lt;b>　　1046084</b></p><p>　　按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)該小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊，選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1046084。半聯(lián)軸器的孔徑為50mm,故該軸段的直徑為50mm。半聯(lián)軸器的長度L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。</p><p>　　5.2.2.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　1)軸

63、上零件的裝配方案,如圖b所示</p><p><b>　　圖b</b></p><p>　　2) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　?、贋榱藵M足聯(lián)軸器的軸向定位要求，需要制出一軸肩，故該段的直徑為56mm。左端用軸承擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=60mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈壓在半聯(lián)軸器上而

64、不壓在軸的端面上，故軸的長度比長度略短，故該軸段的長度取=82mm。</p><p>　?、诔踹x滾動軸承。因軸承同時收到徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸軸承。軸承型號為7212AC，其尺寸為，故該軸段的直徑為60mm。考慮到軸承依靠封油環(huán)定位，該軸段長度略大于T=22mm，軸承端面距箱體內(nèi)壁距離s=8 ，所以該軸段的長度取=50mm。</p><p>　?、廴“惭b齒輪的軸段的直徑為65m

65、m，齒輪左端面與左邊的軸承采用套筒</p><p>　　定位，已知齒輪輪轂的寬度為45mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段的應(yīng)略短于齒輪輪轂的的寬度，故取40mm。齒輪的右端面采用軸肩定位，軸肩高度h>0.07d,故h=4mm，則軸環(huán)段的直徑為73mm，軸肩寬度b取12mm。</p><p>　?、荦X輪端面，軸承端面應(yīng)與箱體內(nèi)壁保持一定的距離。軸承端面到箱體內(nèi)壁距離，齒輪端面到

66、內(nèi)壁的距離。</p><p>　?、菘紤]到齒輪左端面距箱體內(nèi)表面需留一定距離，所以有=16 mm ，=22 mm 。</p><p>　　至此，已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長度。</p><p>　　3)軸上零件的周向定位</p><p>　　齒輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接，查表得齒輪上的平鍵截面b×h=18mm

67、5;11mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為36mm。同時為了保證齒輪有軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6。滾動軸承與軸的周向定位是由配合來保證，此處軸的直徑的公差為m6。</p><p>　　5.2.2.5求軸上的載荷</p><p>　　1)首先根據(jù)軸上的結(jié)構(gòu)圖，做出軸的計算簡圖，如圖2-3所示。</p><p><b>　　已知,，

68、</b></p><p>　　在確定軸承的支點位置時，從手冊中查取a值，對于7208AC型角接觸球軸承從手冊中查得a=9mm。因此，作為簡支梁的軸的支承跨距。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。</p><p><b>　　圖2-3</b></p><p>　　2)根據(jù)垂直面受力圖求垂直面支座約束反力，并畫出垂直面內(nèi)的彎矩圖，如

69、圖2-4所示。</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　圖2-4</b></p><p>　　3)根據(jù)水平面受力圖求垂水平支座約束反力，并畫出水平面內(nèi)的彎矩圖，如圖2-5所示。</p><p><b>　　所以</b></p><

70、;p><b>　　圖2-5</b></p><p>　　4)求合成彎矩，并畫出合成彎矩圖，如圖2-6所示。</p><p><b>　　圖2-6</b></p><p>　　5)求扭矩，并畫出扭矩圖，如圖2-7所示。</p><p><b>　　T=2.09</b><

71、;/p><p><b>　　圖2-7</b></p><p>　　6)從軸的結(jié)構(gòu)以及彎矩和扭矩圖中可以看出C是軸的危險截面。現(xiàn)將計算出的截面C處的,，T及M的值列于下表，如表2-1所示。</p><p><b>　　表2-1</b></p><p>　　5.2.2.6按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度</

72、p><p>　　進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險截面C)的強度。按照公式及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力</p><p>　　前面已經(jīng)選定了軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得。因此，故安全。</p><p>　　5.2.2.7精確校核軸的疲勞強度</p><p><b&

73、gt;　　1)判斷危險截面</b></p><p>　　截面A，Ⅱ，Ⅲ，B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強度，但是由于軸的最小直徑是按照扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕確定的，所以截面A，Ⅱ，Ⅲ，B均無需校核。</p><p>　　從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度影響來看，截面IV和V處的過盈配合引起的應(yīng)力集中最為嚴重，從受載的情況來看，截面C上的應(yīng)力最大。截面

74、IV的應(yīng)力集中的影響和截面V的相近，但是截面IV不受到扭矩作用，故截面Ⅵ不需要校核。截面Ⅴ的右側(cè)截面比較大，故截面Ⅴ的右側(cè)截面不需要校核。故只要校核截面Ⅴ的左側(cè)截面和C截面即可。</p><p><b>　　2)截面Ⅴ左側(cè)</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù) </b></p><p><b>　　

75、抗扭截面系數(shù) </b></p><p>　　截面Ⅴ左側(cè)的彎矩M為</p><p>　　截面Ⅴ上的扭矩為 T=2.09</p><p><b>　　截面上的彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</b></p><p>　　軸的材料為4

76、5鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表可查得</p><p><b>　　155MPa。</b></p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按表查取。因r/d=2/44=0.045 , D/d=50/44=1.136,經(jīng)插值后可以查得</p><p>　　=1.8， =1.35</p><p>　　又由表可得軸的材料的

77、敏感系數(shù)為</p><p>　　故有應(yīng)力集中系數(shù)按照下試計算</p><p>　　由圖可以查得尺寸系數(shù)為，由圖可以查得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為。</p><p>　　按照磨削加工，由圖可得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p>　　軸未經(jīng)表面強化處理，即，由公式可得綜合系數(shù)為</p><p>　　由碳鋼的特性系數(shù)可得</p>

78、<p>　　于是，計算安全系數(shù)值，按照公式可得</p><p><b>　　>>1.5</b></p><p><b>　　故可知安全。</b></p><p><b>　　3)截面C</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù) &l

79、t;/b></p><p><b>　　抗扭截面系數(shù) </b></p><p><b>　　彎矩M及彎曲應(yīng)力為</b></p><p><b>　　扭矩及扭矩切應(yīng)力為</b></p><p><b>　　=2.09</b></p>&

80、lt;p>　　過盈配合處的，由表可得，，于是可得</p><p>　　=3.2 ，=2.52</p><p>　　按照磨削加工，由圖可得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p>　　軸未經(jīng)表面強化處理，即，由公式可得綜合系數(shù)為</p><p>　　所以C截面的安全系數(shù)為</p><p><b>　　28.37&l

81、t;/b></p><p><b>　　>>1.5</b></p><p><b>　　故安全足夠。</b></p><p>　　6．3軸承壽命的校核</p><p>　　6.3.1軸上軸承壽命的校核</p><p>　　6.3.1.1求出兩軸承受到的徑向載

82、荷 </p><p><b>　　和</b></p><p>　　將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面(3-1a)和水平面(3-1b)兩個平面力系，其中圖(3-1c)中的為通過另加轉(zhuǎn)矩而平移指向軸線，圖(3-1a)中的亦應(yīng)通過另加彎矩而平移到作用于軸線上。受力分析可知：</p><p>　　由第二章的設(shè)計計算可知</p><

83、p><b>　　圓周力</b></p><p><b>　　徑向力</b></p><p><b>　　軸向力</b></p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　3820N</b></p>

84、;<p><b>　　5208N</b></p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　6.3.1.2求兩軸承的計算軸向力 </p><p><b>　　和</b></p><p>　　對于角接觸球軸承，按表可知軸承派生軸向力,因此</p

85、><p>　　所以軸承1被放松，軸承2被壓緊。</p><p>　　6.3.1.3求軸承當量動載荷</p><p><b>　　和</b></p><p>　　因為 ， ，因為< e ，所以，P= </p><p>　　由表可查得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為</p><p&

86、gt;　　軸承1 , 軸承2 , </p><p>　　因為軸承運轉(zhuǎn)中有輕微的沖擊載荷，由表可得，取，則</p><p>　　6.3.1.4驗算軸承的壽命</p><p>　　已知預(yù)期使用壽命為5000h 。</p><p>　　因為,所以按照軸承2的受力驗算</p><p><b>　　5000

87、 h</b></p><p>　　所以所選軸承的壽命足夠。</p><p><b>　　6．4鍵強度的校核</b></p><p>　　6.4.1軸上鍵強度的校核</p><p>　　2.4.1.1確定許用應(yīng)力</p><p>　　由第二章的設(shè)計計算可知，該連接為靜聯(lián)接，選用圓頭平鍵(

88、A型)，平鍵截面b×h=12mm×8mm，長為36mm。</p><p>　　聯(lián)接中輪轂材料的強度最弱，由表可以查得</p><p>　　2.4.1.2確定鍵的工作長度</p><p><b>　　鍵的工作強度</b></p><p>　　2.4.1.3強度計算 </p><p

89、><b>　　由公式可得：</b></p><p>　　所以所選的鍵聯(lián)接強度足夠。</p><p>　　2.4.1.4鍵槽尺寸</p><p>　　鍵標記為：鍵12×42GB/T1096-2003</p><p>　　該平鍵聯(lián)接寬度極限偏差按一般聯(lián)接，由表可查得：軸槽深 軸槽寬 輪轂槽深 輪轂槽寬&

90、lt;/p><p>　　軸、輪轂鍵槽及其尺寸如圖3-2</p><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　　第三章 箱體結(jié)構(gòu)及減速器附件設(shè)計</p><p><b>　　3．1箱體設(shè)計</b></p><p>　　3.1.1鑄造箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p>

91、<p>　　減速器箱體支承和固定軸系的零件，保證了傳動零件的正確嚙合及箱體內(nèi)零件的良好的潤滑和可靠的密封。</p><p>　　設(shè)計鑄造箱體結(jié)構(gòu)是應(yīng)考慮箱體的剛度、結(jié)構(gòu)工藝性等幾個方面的要求。箱體尺寸主要按照經(jīng)驗確定，減速器的主要尺寸如下：</p><p>　　箱體壁厚： 箱蓋壁厚： </p><p>　　箱座的凸緣厚度： 箱蓋的凸緣厚度：&

92、lt;/p><p><b>　　箱座底的凸緣厚度：</b></p><p>　　地腳螺栓直徑： 地腳螺栓個數(shù)</p><p>　　軸承旁聯(lián)接螺栓直徑：</p><p>　　箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑：</p><p><b>　　軸承端蓋螺釘直徑：</b></p>&

93、lt;p><b>　　檢查孔蓋螺釘直徑：</b></p><p>　　箱蓋的肋板厚度為： </p><p><b>　　箱蓋的肋板厚度為：</b></p><p>　　大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁間的距離：</p><p>　　齒輪端面與箱體內(nèi)壁間的距離：</p><p>&

94、lt;b>　　3．2箱體附件設(shè)計</b></p><p>　　3.2.1箱體附件的設(shè)計</p><p>　　為了檢查傳動件嚙合情況、注油、排氣、指示油面、通氣、加工及裝配時的定位、拆卸和吊運，需要在減速器上安裝以下附件。</p><p>　　3.2.2窺視孔和窺視孔蓋</p><p>　　窺視孔是為了觀察運動件的嚙合情況、潤

95、滑狀態(tài)，潤滑油也可以由此注入。為了便于觀察和注油，一般將窺視孔開在嚙合區(qū)的箱蓋頂部。窺視孔平時用蓋板蓋住，稱為窺視孔蓋。窺視孔蓋底部墊有耐油橡膠板，防止漏油。</p><p><b>　　3.2.3通氣器</b></p><p>　　由于傳動件工作時產(chǎn)生熱量，使箱體內(nèi)溫度升高、壓力增大，所以必須采用</p><p>　　通氣器溝通箱體內(nèi)外的氣流

96、，以平衡內(nèi)外壓力，保證減速器箱體的密封性。通氣器設(shè)置在箱蓋上。</p><p><b>　　3.2.4起吊裝置</b></p><p>　　起吊裝置用于減速器的拆卸和搬運。箱蓋用掉耳環(huán)，箱座用吊鉤。主要的尺寸如圖4-1。</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p><b>

97、;　　3.2.5油標</b></p><p>　　油標用來指示油面的高度，應(yīng)設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。</p><p>　　3.2.6油塞與排油孔</p><p>　　為將箱體內(nèi)的廢油排出，在箱體座面的最低處應(yīng)設(shè)置一排油孔，箱座底面也做成向排油孔方向傾斜的平面。平時排油孔用油塞加密封圈封住。油塞直徑為20mm。</p><p&g

98、t;<b>　　3.2.7定位銷</b></p><p>　　為保證箱體軸承座孔的鏜孔精度和裝配精度，在箱體聯(lián)接凸緣上距離較遠處安置兩個定位銷，并盡量放在不對稱位置，以便于定位精確。銷A6×35。</p><p><b>　　3.2.8起蓋螺釘</b></p><p>　　為了便于起蓋，在箱蓋側(cè)邊的凸緣上裝1個起

99、蓋螺釘。起蓋時，先擰動此起蓋螺釘頂起箱蓋。</p><p><b>　　設(shè)計感想</b></p><p>　　通過這次機械設(shè)計課程設(shè)計，進一步鞏固了機械設(shè)計的理論知識，在設(shè)計過程遇到了許多困難，比如，齒輪的設(shè)計計算，帶傳動的設(shè)計，聯(lián)軸器的選定，軸承的校核，運動最優(yōu)方案的設(shè)計等等。在設(shè)計過程中同時也需繪制簡圖，這就要求具有較好的CAD繪圖技術(shù)。整個過程中，關(guān)鍵性的工作是

100、運動方案的設(shè)計，然后細分到每一部分需要執(zhí)行的功能，動力部分、傳動部分、控制部分、執(zhí)行部分，這是機器包含的組成部分。設(shè)計時應(yīng)注意運動的協(xié)調(diào)性</p><p>　　這次課程設(shè)計提高了我們綜合運用機械設(shè)計課程理論的能力，培養(yǎng)了分析和解決一般機械運動實際問題的能力，并使所學(xué)知識得到進一步鞏固、深化和擴展，對以后專業(yè)的學(xué)習(xí)也奠定了堅實的基礎(chǔ) 。</p><p><b>　　參考文獻<

101、/b></p><p>　　[1] 胡家秀．簡明機械零件設(shè)計實用手冊［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社，1999：337-361，384．</p><p>　　[2] 任成高．機械設(shè)計基礎(chǔ)［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社，2006：200-201．</p><p>　　[3] 曹巖．solidworks機械設(shè)計實例精解［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社，2006：143-16

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