二級(jí)減速器課程設(shè)計(jì)--帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（二級(jí)斜齒輪展開(kāi)式）

1、<p>　　課 程 教 學(xué) 論 文</p><p>　　題目：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　學(xué) 院： </b></p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)：</b></p><

2、p>　　專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p><b>　　年 級(jí)： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　二0 一二 年 十二 月</p><p><b>　　目錄</b></p><

3、;p>　　第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（設(shè)計(jì)題目）3</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)要求3</p><p>　　第三章 設(shè)計(jì)步驟3</p><p>　　1.傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.電動(dòng)機(jī)的選擇4</p><p>　　3.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比5</p><

4、;p>　　4.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5</p><p>　　5.減速器傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6</p><p>　　5.1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)7</p><p>　　5.2 齒輪的設(shè)計(jì)9</p><p>　　6.減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算18</p><p>　　6.1 高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算18</p>

5、<p>　　6.2 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算21</p><p>　　6.3 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算24</p><p>　　7.減速器軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算27</p><p>　　8.鍵聯(lián)接的選擇28</p><p>　　1.高速軸上鍵的強(qiáng)度校核28</p><p>　　2.中間軸上鍵的強(qiáng)度校核28<

6、/p><p>　　3.低速軸上鍵的強(qiáng)度校29</p><p>　　9.聯(lián)軸器的選擇29</p><p>　　10.減速器箱體及附件設(shè)計(jì)29</p><p>　　11.減速器潤(rùn)滑方式及密封種類的選擇32</p><p>　　第四章 參考資料33</p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（設(shè)計(jì)題目）&l

7、t;/p><p>　　設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（二級(jí)斜齒輪展開(kāi)式）</p><p><b>　　已知條件</b></p><p>　　說(shuō)明：1.帶式輸送機(jī)在生產(chǎn)車(chē)間沿生產(chǎn)線運(yùn)送成件產(chǎn)品，環(huán)境清潔，運(yùn)轉(zhuǎn)方向不變，工作載荷穩(wěn)定。</p><p>　　2.工作壽命為20年，每年300個(gè)工作日，每日工作16小時(shí)。</p&g

8、t;<p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1.減速器裝配圖一張(A1)。</p><p>　　2.CAD繪制軸、齒輪零件圖各一張(齒輪4張和軸2張)。</p><p>　　3.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)步驟</b></p>&l

9、t;p><b>　　傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1. 組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。</p><p>　　2. 特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，</p><p>　　要求軸有較大的剛度。</p><p>　　3. 確定傳動(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將

10、V帶設(shè)置在高速級(jí)。</p><p><b>　　其傳動(dòng)方案如下：</b></p><p>　　圖一:(傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖)</p><p>　　初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如:傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖所示。</p><p>　　選擇V帶傳動(dòng)和二級(jí)圓柱斜齒輪減速器（展開(kāi)式）。</p><p><b&g

11、t;　　傳動(dòng)裝置的總效率</b></p><p>　?。?.95×××0.97×0.96＝0.759；</p><p>　　為V帶的效率0.95, η2為滾動(dòng)軸承的效率0.98，</p><p>　　為齒輪傳動(dòng)的效率0.95（齒輪為7級(jí)精度，油脂潤(rùn)滑.</p><p>　　因是薄壁防護(hù)罩,采

12、用開(kāi)式效率計(jì)算)。</p><p>　　為聯(lián)軸器的效率0.97， 為滾筒的效率0.96。</p><p><b>　　2.電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　根據(jù)已知條件F、V和D，確定求出輸送帶的功率Pw=FV\1000(KW)=6.5*1.2=7.8KW.</p><p>　　電動(dòng)機(jī)所需工作功率為： P＝P/η

13、＝7.8\0.759=10.28kw，卷筒轉(zhuǎn)速為n＝=57.30 r/min。</p><p>　　經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i＝2～4，二級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比i＝8～40，則總傳動(dòng)比合理范圍為i＝16～160，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n＝i×n＝（16～160）×57.3=916.8～9168 r/min.</p><p>　　綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳

14、動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，</p><p>　　選定型號(hào)為Y160M—4的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為11kw.</p><p>　　額定電流8.8A，滿載轉(zhuǎn)速1460 r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。</p><p>　　3.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比</p><p>　　（1）  

15、   總傳動(dòng)比</p><p>　　由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為＝n/n＝1460/57.3＝25.48</p><p>　?。?）     分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比</p><p><b>　　＝×</b></p&

16、gt;<p>　　式中，分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。</p><p>　　為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大，初步?。?.5，則減速器傳動(dòng)比為＝＝25.48/2.5＝10.19</p><p>　　根據(jù)各原則，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖得高速級(jí)傳動(dòng)比為＝3.73，則＝＝2.73.</p><p>　　4.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p

17、><b>　　（1）　各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　?。剑?460/2.5＝584r/min</p><p>　?。剑?84/3.73＝156.57r/min</p><p>　　＝ / ＝156.57/2.73=57.35 r/min</p><p>　　==57.35 r/min<

18、;/p><p>　　，分別為高速軸、低速軸轉(zhuǎn)速。</p><p>　?。?）　各軸輸入功率</p><p>　?。?#215;＝10.28×0.95＝9.87kW</p><p>　?。?#215;η2×＝9.87×0.98×0.95＝9.19kW</p><p>　?。?#215;

19、η2×＝9.19×0.98×0.95＝8.55kW</p><p>　?。?#215;η2×η4=8.55×0.98×0.97＝8.13kW</p><p>　　則各軸的輸出功率：  </p><p>　?。?#215;0.98=9.67 kW</p><p>　

20、?。?#215;0.98=9kW</p><p>　　＝×0.98=8.38kW</p><p>　?。?#215;0.98=7.97 kW</p><p><b>　　各軸輸入轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　=×× N·m</b></p&g

21、t;<p>　　電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩=9550 =9550×10.28/1460=67.24 N·m</p><p>　　各軸輸入扭矩：＝9550/=161.38N·m</p><p>　?。?550/=560.40N·m</p><p>　?。?550 /=1424.33N·m</p&g

22、t;<p>　　=9550/=1312.52 N·m</p><p>　　，分別為高速軸，低速軸轉(zhuǎn)矩</p><p>　　輸出轉(zhuǎn)矩：＝×0.98=158.15 N·m</p><p>　　＝×0.98=549.19N·m</p><p>　?。?#215;0.98=1395.52

23、N·m</p><p>　　＝×0.98=1286.3 N·m</p><p>　　運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表</p><p>　　5.減速器傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　5.1 V帶齒輪各設(shè)計(jì)參數(shù)附表</p><p><b>　　1.各傳動(dòng)比</b><

24、/p><p><b>　　2. 各軸轉(zhuǎn)速n</b></p><p>　　3. 各軸輸入功率 P</p><p>　　4. 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T</p><p><b>　　5.1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.確定計(jì)算功率P</b></

25、p><p>　　據(jù)[2]表8-7查得工作情況系數(shù)K=1.1。故有：</p><p><b>　　P=KP</b></p><p><b>　　2．選擇V帶帶型</b></p><p>　　據(jù)P和n有[2]圖8-11選用A帶。</p><p>　　3．確定帶輪的基準(zhǔn)直徑d并驗(yàn)算帶速

26、</p><p>　?。?）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑d由表8-6和8-8，取小帶輪直徑d=90mm。</p><p>　?。?）驗(yàn)算帶速v，有：</p><p><b>　　=6.88</b></p><p>　　因?yàn)?.88m/s在5m/s~30m/s之間，故帶速合適。</p><p>　?。?）計(jì)

27、算大帶輪基準(zhǔn)直徑d</p><p>　　根據(jù)表8-8取=224mm</p><p>　　4．確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度L </p><p>　　(1)據(jù)式8-20初定中心距a=320mm</p><p>　　(2)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度</p><p><b>　　=1147mm</b></

28、p><p>　　由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L=1120mm</p><p>　?。?）計(jì)算實(shí)際中心距</p><p><b>　　中心局變動(dòng)范圍：</b></p><p>　　5．驗(yàn)算小帶輪上的包角</p><p><b>　　6．計(jì)算帶的根數(shù)z</b></p>&l

29、t;p>　?。?）計(jì)算單根V帶的額定功率P</p><p>　　由和r/min查表8-4a得</p><p><b>　　P=1.07KW</b></p><p>　　據(jù)n=1460，i=2.5和A型帶，查8-4b得</p><p><b>　　P=0.17KW</b></p>

30、<p>　　查表8-5得K=0.93，K=0.91，于是：</p><p><b>　　P=(P+P)KK</b></p><p>　　=（1.07+0.17）0.930.91 =1.05KW</p><p>　?。?）計(jì)算V帶根數(shù)z</p><p><b>　　故取11根。</b><

31、;/p><p>　　7．計(jì)算單根V帶的初拉力最小值（F）</p><p>　　由表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)質(zhì)量q=0.1。所以</p><p><b>　　=131.66N</b></p><p>　　應(yīng)使實(shí)際拉力F大于（F）</p><p><b>　　8．計(jì)算壓軸力F</b>&

32、lt;/p><p><b>　　壓軸力的最小值為：</b></p><p>　　（F）=2（F）sin=211131.660.976</p><p><b>　　=2827N</b></p><p><b>　　9．帶輪設(shè)計(jì)</b></p><p><

33、b>　?。?）小帶輪設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由Y160M-4電動(dòng)機(jī)可知其軸伸直徑為d=42mm，故因小帶輪與其裝配，故小帶輪的軸孔直徑d=42mm。由表14-18可知小帶輪結(jié)構(gòu)為實(shí)心輪。</p><p><b>　　（2）大帶輪設(shè)計(jì)</b></p><p>　　大帶輪軸孔取30mm，由表14-18可知其結(jié)構(gòu)為輻板式。

34、</p><p>　　10. 帶輪主要參數(shù)</p><p>　　5.2 齒輪的設(shè)計(jì)</p><p>　?。ㄒ唬└咚偌?jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　齒輪材料，熱處理及精度</p><p>　　考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開(kāi)線斜齒輪</p><p>　?。?/p>

35、1）       齒輪材料及熱處理</p><p>　　① 材料：高速級(jí)大、小齒輪選用40cr,并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48—55HBC 取小齒齒數(shù)=22 Z=i×Z=3.73×22=82.06 取Z=83.</p><p><b>　　② 齒輪精度</b></p

36、><p>　　按GB/T10095－1998，選擇7級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化。</p><p>　　③選取螺旋角。初選螺旋角=14</p><p>　　２．初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸</p><p><b>　　按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　確定各參數(shù)的值:</b&g

37、t;</p><p><b>　?、僭囘x=1.6</b></p><p>　　查課本圖10-30 選取區(qū)域系數(shù) Z=2.433 </p><p>　　由課本圖10-26 </p><p><b>　　則</b></p><p>　　②由課本公式10-13計(jì)算應(yīng)力值

38、環(huán)數(shù)</p><p>　　N=60nj =60×584×1×（2×8×300×20）</p><p>　　=3.36384×10h</p><p>　　N=9.02×10h (3.73為齒數(shù)比,即3.73=)</p><p>　　③查課本10-19圖得：K=0.

39、94 K=0.96</p><p>　　④齒輪的疲勞強(qiáng)度極限，由圖10-21e查得==1100.</p><p>　　取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,應(yīng)用公式10-12得:</p><p>　　[]==0.94×1100=1034 </p><p>　　[]==0.96×1100=1056 </

40、p><p><b>　　許用接觸應(yīng)力 </b></p><p>　　⑤查課本表10-6得： =189.8MP 由表10-7得: =1</p><p>　?、扌↓X輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　T=95.5×10×=95.5×10×9.87/584</p><

41、;p>　　=16.14×10N.mm</p><p><b>　　3.設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　?、傩↓X輪的分度圓直徑d</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　②計(jì)算圓周速度</b></p><p>

42、;<b>　　③計(jì)算齒寬b和模數(shù)</b></p><p><b>　　計(jì)算齒寬b</b></p><p><b>　　b==43.2mm</b></p><p><b>　　計(jì)算摸數(shù)m</b></p><p><b>　　=</b>&

43、lt;/p><p><b>　　④計(jì)算齒寬與高之比</b></p><p>　　齒高h(yuǎn)=2.25 =2.25×1.9=4.274</p><p><b>　　= =10.10</b></p><p><b>　?、萦?jì)算縱向重合度</b></p><p&

44、gt;　　=0.318=1.744</p><p><b>　?、抻?jì)算載荷系數(shù)K</b></p><p><b>　　使用系數(shù)=1</b></p><p>　　根據(jù),7級(jí)精度, 查課本由表10-8得動(dòng)載系數(shù)K=1.05,</p><p>　　查課本由圖10-4得K=1.326</p>

45、<p>　　查課本由圖10-13得: K=1.28</p><p>　　查課本由表10-3 得: K==1.2</p><p>　　故載荷系數(shù):K＝K K K K =1×1.05×1.2×1.326=1.67</p><p>　?、甙磳?shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑</p><p>　　d=d=43.

46、2×=43.8</p><p><b>　　⑧計(jì)算模數(shù)</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　4. 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式</p><p><b>　　≥</b></p

47、><p>　?、?確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值</p><p>　?、?#160;    計(jì)算載荷系數(shù)K</p><p>　　K＝K K K K=1×1.05×1.2×1.326＝1.67</p><p><b>　　計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)</b></p>

48、<p>　　z＝z/cos＝22/ cos14＝24.08 </p><p>　　z＝z/cos＝83/ cos14＝90.8</p><p>　?、?#160;      查取齒形系數(shù)Y和應(yīng)力校正系數(shù)Y</p><p>　　查課本由表10-5得:</p><p>　　齒形系數(shù)Y＝

49、2.65 Y＝2.20</p><p>　　應(yīng)力校正系數(shù)Y＝1.58 Y＝1.78</p><p>　　由圖10-20d查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.88 K=0.95 </p><p>　?、?#160;    計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p&

50、gt;<p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4</p><p><b>　　[]=</b></p><p><b>　　[]=</b></p><p>　?、?#160; 計(jì)算大小齒輪的 </p><p><b>　　小齒輪的數(shù)值大.</b></

51、p><p><b>　　⑵ 設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　計(jì)算模數(shù)</b></p><p>　　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)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取m=2mm但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d=43

52、.8來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).于是由:</p><p>　　z==21.2 取z=30</p><p>　　那么z=3.73×30=111.9，取z=112。 </p><p>　?、?幾何尺寸計(jì)算</p><p>　　計(jì)算中心距 a===146.35</p><p>　　將中心距圓整為1

53、47</p><p>　　按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p><b>　　=arccos</b></p><p>　　因值改變不多,故參數(shù),,等不必修正.</p><p>　　計(jì)算大.小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　　d==62</b></p>

54、;<p><b>　　d==231.9</b></p><p><b>　　計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b>　　B=</b></p><p><b>　　圓整的 </b></p><p>　?。ǘ?低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)

55、計(jì)算</p><p>　?、?材料：低速級(jí)小齒輪選用40cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 280HBS 取小齒齒數(shù)=30大齒輪選用鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為 240HBS z=2.73×30=81.9 圓整取z=82.</p><p><b>　?、?齒輪精度</b></p><p>　　按GB/T10095－1998，選擇7級(jí)

56、，齒根噴丸強(qiáng)化。</p><p>　?、?按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　1. 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p><b>　　①試選K=1.6</b></p><p>　?、诓檎n本由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Z=2.45</p><p>　　③試選,查課本由圖10-26查得<

57、/p><p>　　=0.78 =0.88 =0.78+0.88=1.66</p><p><b>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>　　N=60×n×j×L=60×156.57×1×(2×8×300×20)</p><p>

58、　　=9.018×10 </p><p>　　N=3.303×10</p><p>　　由課本圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)</p><p>　　K=0.98 K= 1.009 </p><p>　　查課本由圖10-21d</p><p>　　按齒面硬度查得小齒輪

59、的接觸疲勞強(qiáng)度極限,</p><p>　　大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,則接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p><b>　　[]==</b></p><p>　　[]==1.009×550/1=554.95</p><p><b>

60、;　　[571.5</b></p><p>　　查課本由表10-6查材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP</p><p>　　選取齒寬系數(shù) </p><p>　　T=95.5×10×=95.5×10×9.19/156.57</p><p>　　=56.05×10N.mm&

61、lt;/p><p><b>　　=99</b></p><p>　　2. 計(jì)算圓周速度</p><p><b>　　0.81</b></p><p><b>　　3. 計(jì)算齒寬</b></p><p>　　b=d=1×99=99</p

62、><p>　　4. 計(jì)算齒寬與齒高之比</p><p><b>　　模數(shù) m= </b></p><p>　　齒高 h=2.25×m=2.25×3.2=7.2</p><p>　　=99/7.2=13.75</p><p>　　5. 計(jì)算縱向重合度</p>

63、;<p>　　6. 計(jì)算載荷系數(shù)K</p><p><b>　　K=1.339</b></p><p>　　使用系數(shù)K=1 </p><p>　　同高速齒輪的設(shè)計(jì),查表選取各數(shù)值</p><p>　　=1.04 K=1.35 K=K=1.2</p><p><

64、b>　　故載荷系數(shù)</b></p><p>　　K＝=1×1.04×1.2×1.339=1.671</p><p>　　7. 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑</p><p><b>　　d=d=99×</b></p><p><b>　　計(jì)算模數(shù)

65、</b></p><p>　　3. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　m≥</b></p><p>　?、宕_定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值</p><p>　　（1）       計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩＝56.05N·mm</p&

66、gt;<p>　?。?）       確定齒數(shù)z</p><p>　　因?yàn)槭怯昌X面，故取z＝30，z＝i ×z＝2.73×30＝81.9</p><p>　?。?）       初選齒寬系數(shù)</p><p>　　按

67、對(duì)稱布置，由表查得＝1</p><p>　?。?）      初選螺旋角</p><p><b>　　初定螺旋角＝14</b></p><p>　　（5）      載荷系數(shù)K</p><p>　　K＝

68、K K K K=1×1.04×1.2×1.35＝1.6848</p><p>　　（6） 當(dāng)量齒數(shù)     </p><p>　　z＝z/cos＝30/ cos14＝32.84 </p><p>　　z＝z/cos＝82/ cos14＝89.76</p><

69、p>　　由課本表10-5查得齒形系數(shù)Y和應(yīng)力修正系數(shù)Y</p><p>　?。?）       計(jì)算大小齒輪的 </p><p>　　查課本由圖10-20c得齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　查課本由圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p>　　K=0.86

70、 K=0.9 S=1.4</p><p><b>　　[]=</b></p><p><b>　　[]=</b></p><p>　　計(jì)算大小齒輪的,并加以比較</p><p>　　大齒輪的數(shù)值大,選用大齒輪的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算.</p><p><b>　　計(jì)算

71、模數(shù)</b></p><p>　　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)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取m=3mm但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d=100.44來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).</p><p>　　z==32.48 取z=33</p><p>　　z=2.7

72、3×33=90.09 取z=91</p><p>　?、?初算主要尺寸</p><p>　　計(jì)算中心距 a===191.7</p><p>　　將中心距圓整為192</p><p><b>　　修正螺旋角</b></p><p><b>　　=arccos<

73、/b></p><p>　　因值改變不多,故參數(shù),,等不必修正</p><p><b>　　分度圓直徑</b></p><p><b>　　d==102</b></p><p><b>　　d==281.8 </b></p><p><b&g

74、t;　　計(jì)算齒輪寬度</b></p><p><b>　　圓整后取 </b></p><p>　?。ㄈ?、齒輪傳動(dòng)參數(shù)表 (=14 º) </p><p>　　6.減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　6.1 高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1.求軸上的功率，

75、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　由前面算得P1=9.87KW，n1=584r/min，T 1=1.61N</p><p>　　2.求作用在齒輪上的力</p><p>　　已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為d1=62mm</p><p>　　而 Ft=5193.5N</p><p>　　Fr=F5193.5=1890.8

76、N</p><p>　　軸向力Fa= F t =1294.8 N</p><p>　　3.初步確定軸的最小直徑</p><p>　　現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理?yè)?jù)表15-3，取A=110，于是得：</p><p><b>　　d=A28mm</b></p><p>　　因

77、為軸上應(yīng)開(kāi)2個(gè)鍵槽，所以軸徑應(yīng)增大5%-7%故d=29mm，又此段軸與大帶輪裝配，綜合考慮兩者要求取d=30mm，查表14-16知帶輪寬B=78mm故此段軸長(zhǎng)取76mm。</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）擬定軸上零件的裝配方案</p><p>　　通過(guò)分析比較，裝配示意圖6-1

78、 </p><p>　　圖6-1 </p><p>　　（2）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　1）I-II段是與帶輪連接的其d=30mm，L=76mm。</p><p>　　2）II-III段用于安裝軸承端蓋，軸承端蓋的e=9.6mm（由減速器及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)

79、計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的拆卸及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求，取端蓋與I-II段右端的距離為38mm。故取L=58mm，因其右端面需制出一軸肩故取d=32mm。</p><p>　　3）初選軸承，因?yàn)橛休S向力故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并據(jù)d=32mm，由軸承目錄里初選3207號(hào)其尺寸為d=35mm72mm17mm故d=35mm。又右邊采用軸肩定位取=38mm所以L=129mm，=42mm，=12mm</p

80、><p>　　4）取安裝齒輪段軸徑為d=38mm，齒輪左端與左軸承之間用套筒定位，已知齒輪寬度為65mm為是套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于齒輪寬度故取L=64mm。齒輪右邊Ⅶ-Ⅷ段為軸套定位，且繼續(xù)選用3207軸承，則此處d=35mm。取L=45mm</p><p>　?。?）軸上零件的周向定位</p><p>　　齒輪，帶輪與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由

81、表4-1查得平鍵截面b,鍵槽用鍵槽銑刀加工長(zhǎng)為70mm。同時(shí)為了保證帶輪與軸之間配合有良好的對(duì)中性，故選擇帶輪與軸之間的配合為，同樣齒輪與軸的連接用平鍵8，齒輪與軸之間的配合為軸承與軸之間的周向定位是用過(guò)渡配合實(shí)現(xiàn)的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>　?。?）確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　由表15-2取軸端倒角為2.其他軸肩處圓覺(jué)角見(jiàn)圖。</p>

82、<p><b>　　5.求軸上的載荷</b></p><p>　　先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖6-2</p><p><b>　　圖6-2</b></p><p>　　現(xiàn)將計(jì)算出的各個(gè)截面的M，M 和M的值如下：</p><p>　　F=91480N F=2578

83、20N </p><p>　　F=33300N F=93830N</p><p>　　M=18434KN </p><p><b>　　M=6710KN </b></p><p>　　M=6709KN M==19617KN M==KN </p><p>

84、;<b>　　T=174.65N</b></p><p>　　6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面A是軸的危險(xiǎn)截面。則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù)，取=0.6軸的計(jì)算應(yīng)力:</p><p><b>　　=32.54MP</b&g

85、t;</p><p>　　前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由表15-1</p><p>　　查得[]=60Mp，，故安全。</p><p>　　6.2 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1.求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　由前面的計(jì)算得P2=9.19KW，n2=156.57，T =5.604N&l

86、t;/p><p>　　2.求作用在齒輪上的力</p><p>　　已知中間軸大小齒輪的分度圓直徑為 d=231.9mm d=102mm</p><p>　　而 F=4827N</p><p>　　F=F4827=1757N</p><p><b>　　同理可解得：</b></p>

87、<p>　　F=10980N，F(xiàn)=Ft23996N Fa2=Ft2tan=2737.6</p><p>　　3.初步確定軸的最小直徑</p><p>　　現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理由表15-3，取A=110，于是得：</p><p>　　d=A42.75mm</p><p>　　因?yàn)檩S上應(yīng)開(kāi)2個(gè)鍵槽，所

88、以軸徑應(yīng)增大5%-7%故d=45.2mm，又此段軸與軸承裝配，故同時(shí)選取軸承，因?yàn)檩S承上承受徑向力，故選用圓錐滾子軸承，參照工作條件可選3210其尺寸為：d=50故d=50mm右端用套筒與齒輪定位，套筒長(zhǎng)度取24mm所以L=46mm </p><p><b>　　4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）擬定軸上零件的裝配方案通過(guò)分析比較，裝配示意圖6-

89、3</p><p><b>　　圖6-3</b></p><p>　?。?）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　1）II -III段為高速級(jí)大齒輪，由前面可知其寬度為62mm，為了使套筒端面與大齒輪可靠地壓緊此軸段應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度。故取L=60mm，d=56mm。</p><p>　　2）II

90、I-IV段為大小齒輪的軸向定位，此段軸長(zhǎng)度應(yīng)由同軸條件計(jì)算得L =15mm，d=68mm。 </p><p>　　3）IV-V段為低速級(jí)小齒輪的軸向定位，由其寬度為102mm可取L=99mm，d=56mm</p><p>　　4）V-VI段為軸承同樣選用深溝球軸承3210，左端用套筒與齒輪定位，取套筒長(zhǎng)度為24mm則 L =47mm d=50mm

91、 </p><p>　?。?）軸上零件的周向定位</p><p>　　兩齒輪與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由表4-1查得平b,按d得平鍵截面b=16其與軸的配合均為。軸承與軸之間的周向定位是用過(guò)渡配合實(shí)現(xiàn)的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>　　（4）確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考表15-2取軸端倒

92、角為2.個(gè)軸肩處圓覺(jué)角見(jiàn)圖。</p><p><b>　　5.求軸上的載荷</b></p><p>　　先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖如圖6-4?，F(xiàn)將計(jì)算出的各個(gè)截面的M，M 和M的值如下：</p><p>　　F=719N F=2822N F=4107N F=7158N</p><p>　　M=49611N

93、 </p><p>　　M=253980Nmm </p><p>　　M=-283383N</p><p>　　M=-644220N</p><p>　　M==284000N</p><p>　　M==690000N</p><p><b>　　圖6-4</

94、b></p><p>　　6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面B和Ⅵ的右側(cè)是軸的危險(xiǎn)截面,對(duì)該軸進(jìn)行詳細(xì)校核，對(duì)于截面B則根據(jù)[2]式15-5及上面的數(shù)據(jù)，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力</p><p><b>　　=50.6MP</b></

95、p><p>　　前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由[2]表15-1查得[]=60Mp，。</p><p><b>　　對(duì)于Ⅵ的右側(cè)</b></p><p>　　由[2]表15-1查得 </p><p>　　由[2]表3-8查得 </p><p>　　由[2]附圖3-4查得</p>

96、;<p>　　由[2]中和得碳鋼的特性系數(shù)，取，</p><p><b>　　故綜合系數(shù)為</b></p><p>　　故Ⅵ右側(cè)的安全系數(shù)為</p><p><b>　　>S=1.5</b></p><p>　　故該軸在截面Ⅵ的右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。</p><

97、;p><b>　　綜上所述該軸安全。</b></p><p>　　6.3 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1.求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　由前面算得P3=8.55KW，n3=57.35r/min，T=1.424N</p><p>　　2.求作用在齒輪上的力</p><p&

98、gt;　　已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 d=281.8mm</p><p>　　而 F=10135N</p><p>　　F=F101353689N</p><p>　　Fa=Fttan=2527</p><p>　　3.初步確定軸的最小直徑</p><p>　　現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處

99、理?yè)?jù)表15-3，取A=110，于是得：</p><p>　　d=A58.32mm</p><p>　　同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩T=K查表14-1取K=1.3.則：T</p><p>　　按計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件查表可選用L4型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000N。半聯(lián)軸器孔徑d=63mm，故取d=63mm半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=142mm，

100、半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度l=132mm。</p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）擬定軸上零件的裝配方案通過(guò)分析比較，裝配示意圖6-5</p><p><b>　　圖6-5</b></p><p>　?。?）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p&g

101、t;<p>　　1）為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，I-II右端需制出一軸肩故II-III段的直徑d=65mm；左端用軸端擋圈定位取軸端擋圈直徑D=65mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)為132mm，為保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸上，故I-II段長(zhǎng)度應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取L=130mm.</p><p>　　2）II-III段是固定軸承的軸承端蓋e=12mm。據(jù)d =65mm和方便拆裝可取L=95mm。

102、 </p><p>　　3）初選軸承，因?yàn)橛休S向力故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求d=70mm，由軸承目錄里初選3214號(hào)其尺寸為d=70mm125mm24mm，L=24mm由于右邊是軸肩定位，d=82mm，L=79mm，d=88mmmm，L=12mm。</p><p>　　4）取安裝齒輪段軸徑為d=80mm，已知齒輪寬為107mm取L=104mm。齒輪右邊Ⅶ-Ⅷ段為軸套定位，

103、軸肩高h(yuǎn)=6mm則此處d=70mm。取L=48mm</p><p>　　（3）軸上零件的周向定位</p><p>　　齒輪，半聯(lián)軸器與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由表4-1查得平鍵截面b鍵槽用鍵槽銑刀加工長(zhǎng)為110mm。選擇半聯(lián)軸器與軸之間的配合為，同樣齒輪與軸的連接用平鍵2290齒輪與軸之間的配合為軸承與軸之間的周向定位是用過(guò)渡配合實(shí)現(xiàn)的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p&

104、gt;<p>　　（4）確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考表15-2取軸端倒角為2.個(gè)軸肩處圓覺(jué)角見(jiàn)圖。</p><p><b>　　5.求軸上的載荷</b></p><p>　　先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖如圖6-6。</p><p>　　現(xiàn)將計(jì)算出各個(gè)截面處的M，M和M的值如下

105、：</p><p>　　F=12049N F=2465N F=3309N F=6772N</p><p>　　M=-211990N M=582384N</p><p>　　M==620000N</p><p><b>　　圖6-6</b></p><p>　　6.按彎扭合

106、成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度，從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎 矩圖和扭矩圖中可以看出截面A是軸的危險(xiǎn)截面，則根據(jù)式15-5及上面的數(shù)據(jù)，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力</p><p><b>　　=24.0MP</b></p><p>　　前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由[2]表15-1</p

107、><p>　　查得[]=60Mp，，故安全。</p><p>　　7.減速器軸承的選擇及其壽命驗(yàn)算</p><p>　　1.高速軸上選用深溝球軸承3207</p><p><b>　　預(yù)期壽命：</b></p><p>　　已知=1890.8N =1294.8N /<e則</p&

108、gt;<p><b>　　N，</b></p><p><b>　　h<96000h</b></p><p>　　故 I軸上的軸承3207在四年大修時(shí)進(jìn)行更換。</p><p>　　2.中間軸選用深溝球軸承3210</p><p><b>　　預(yù)期壽命：</b&g

109、t;</p><p>　　已知=3996N=2737.6N /<e ，</p><p>　　71527h<96000h</p><p>　　故II軸上軸承3210須在四年大修時(shí)進(jìn)行更換。</p><p>　　3.低速軸選用深溝球軸承3214</p><p><b>　　預(yù)期壽命：

110、</b></p><p>　　已知=3689N =2527N /<e</p><p>　　1301068h>96000h</p><p>　　故III軸上的軸承3214滿足要求。</p><p><b>　　8.鍵聯(lián)接的選擇</b></p><p><b&g

111、t;　　都選用圓頭平鍵聯(lián)接</b></p><p>　　1.高速軸上鍵的強(qiáng)度校核</p><p>　　查表6-2得許用擠壓應(yīng)力為</p><p>　　V-V段鍵與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　故此鍵能安全工作。</b></p><p>　　在段與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度<

112、/p><p><b>　　故此鍵能安全工作。</b></p><p>　　2.中間軸上鍵的強(qiáng)度校核</p><p>　　查表6-2得許用擠壓應(yīng)力為</p><p>　　II-III段鍵與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　故此鍵能安全工作。</b></p>

113、<p>　　IV-V段與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　故此鍵能安全工作。</b></p><p>　　3.低速軸上鍵的強(qiáng)度校</p><p>　　查表6-2得許用擠壓應(yīng)力為</p><p>　　I-II段鍵與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　故此鍵

114、能安全工作。</b></p><p>　?、?Ⅶ段與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　故此鍵能安全工作。</b></p><p><b>　　9.聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無(wú)特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，選用彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器&

115、lt;/p><p><b>　　減速器的出口端</b></p><p>　　由表14-1查得KA=1.5</p><p>　　Tca=KAT4=1.51312.5=1968.75Nm</p><p>　　選用L型（GB/T 5014-2003）彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，采用Y型軸孔，C型鍵，軸孔直徑d=63mm軸孔長(zhǎng)度為L(zhǎng)=132mm

116、。</p><p>　　10.減速器箱體及附件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.箱體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　注釋：a取低速級(jí)中心距，a＝192mm</p><p><b>　　2.附件</b></p><p>　　為了保證減速器的正常工作，除了對(duì)齒輪、軸、軸承組

117、合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤(rùn)滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時(shí)箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。</p><p>　　11.減速器潤(rùn)滑方式及密封種類的選擇</p><p><b>　　1.潤(rùn)滑</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)采用油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑方式為飛濺潤(rùn)滑，并通過(guò)適當(dāng)?shù)挠蜏蟻?lái)

118、把油引入各個(gè)軸承中。</p><p><b>　　1）.齒輪的潤(rùn)滑</b></p><p>　　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30～50㎜。</p><p><b>　　取為60㎜。</b></p><p>　　2）.滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑</p><p>　　

119、由于軸承周向速度為，所以宜開(kāi)設(shè)油溝、飛濺潤(rùn)滑。</p><p><b>　　3）.潤(rùn)滑油的選擇</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　2.密封形式</b></p><p>　　用凸緣式端蓋易于調(diào)整，

120、采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。</p><p>　　軸與軸承蓋之間用接觸式氈圈密封，型號(hào)根據(jù)軸段選取。</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　1 宋寶玉，王連明主編，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，第3版。哈爾濱：哈濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008年1月。</p><p>　　2 濮良貴，紀(jì)明剛

121、主編，機(jī)械設(shè)計(jì)，第8版。北京：高等教育出版社，2006年5月。</p><p>　　3 蔡春源主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)齒輪傳動(dòng)，第4版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007年3月。</p><p>　　4 吳宗澤主編，機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)，第10版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003年11月。</p><p>　　5 吳宗澤，羅圣國(guó)主編，機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，第3版，北京：高等教育出