機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計---一級齒輪減速器設(shè)計

1、<p>　　機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計計算說明書</p><p>　　題目: 一級齒輪減速器設(shè)計</p><p>　　學(xué)院：化學(xué)與化工學(xué)院</p><p>　　班級：能源工程及自動化2班</p><p><b>　　設(shè) 計 者： </b></p><p><b>　　學(xué) 號：&

2、lt;/b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　2013年 1月 18日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設(shè)計任務(wù)書………………………………………………………………………………</p><p>

3、;　　1.1 機械課程設(shè)計的目的…………………………………………………………………</p><p>　　1.2 設(shè)計題目………………………………………………………………………………</p><p>　　1.3 設(shè)計要求………………………………………………………………………………</p><p>　　1.4 原始數(shù)據(jù)……………………………………………………………………

4、…………</p><p>　　1.5 設(shè)計內(nèi)容………………………………………………………………………………</p><p>　　二、傳動裝置的總體設(shè)計……………………………………………………………………</p><p>　　2.1 傳動方案………………………………………………………………………………</p><p>　　2.2 電動機選擇類型

5、、功率與轉(zhuǎn)速………………………………………………………</p><p>　　2.3 確定傳動裝置總傳動比及其分配…………………………………………………</p><p>　　2.4 計算傳動裝置各級傳動功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩………………………………………</p><p>　　三、傳動零件的設(shè)計計算……………………………………………………………………</p>

6、<p>　　3.1 V帶傳動設(shè)計……………………………………………………………………………</p><p>　　3.1.1計算功率……………………………………………………………………………</p><p>　　3.1.2帶型選擇……………………………………………………………………………</p><p>　　3.1.3帶輪設(shè)計………………………………………

7、……………………………………</p><p>　　3.1.4驗算帶速……………………………………………………………………………</p><p>　　3.1.5確定V帶的傳動中心距和基準長度………………………………………………</p><p>　　3.1.6包角及其驗算………………………………………………………………………</p><p>　　

8、3.1.7帶根數(shù)………………………………………………………………………………</p><p>　　3.1.8預(yù)緊力計算…………………………………………………………………………</p><p>　　3.1.9壓軸力計算…………………………………………………………………………</p><p>　　3.1.10帶輪的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………

9、……</p><p>　　3.2齒輪傳動設(shè)計……………………………………………………………………………</p><p>　　3.2.1選擇齒輪類型、材料、精度及參數(shù)………………………………………………</p><p>　　3.2.2按齒面接觸疲勞強度或齒根彎曲疲勞強度設(shè)計…………………………………</p><p>　　3.2.3按齒根彎曲疲勞

10、強度或齒面接觸疲勞強度校核…………………………………</p><p>　　3.2.4齒輪傳動的幾何尺寸計算…………………………………………………………</p><p>　　四、鑄造減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸………………………………………………………</p><p>　　五、軸的設(shè)計…………………………………………………………………………………</p>&

11、lt;p>　　5.1高速軸設(shè)計………………………………………………………………………………</p><p>　　5.1.1選擇軸的材料………………………………………………………………………</p><p>　　5.1.2初步估算軸的最小直徑……………………………………………………………</p><p>　　5.1.3軸的機構(gòu)設(shè)計，初定軸徑及軸向尺寸………………

12、……………………………</p><p>　　5.2低速軸設(shè)計………………………………………………………………………………</p><p>　　5.2.1選擇軸的材料………………………………………………………………………</p><p>　　5.2.2初步估算軸的最小直徑……………………………………………………………</p><p>　　5.2

13、.3軸的機構(gòu)設(shè)計，初定軸徑及軸向尺寸……………………………………………</p><p>　　5.3校核軸的強度……………………………………………………………………………</p><p>　　5.3.1求支反力、彎矩、扭矩計算………………………………………………………</p><p>　　5.3.2繪制彎矩、扭矩圖…………………………………………………………………&l

14、t;/p><p>　　5.3.3按彎扭合成校核高速軸的強度……………………………………………………</p><p>　　5.3.4按彎扭合成校核低速軸的強度……………………………………………………</p><p>　　六、滾動軸承的選擇和計算…………………………………………………………………</p><p>　　6.1高速軸上的滾動軸承設(shè)計………

15、………………………………………………………</p><p>　　6.1.1軸上徑向、軸向載荷分析…………………………………………………………</p><p>　　6.1.2軸承選型與校核……………………………………………………………………</p><p>　　6.2低速軸上的滾動軸承設(shè)計………………………………………………………………</p><

16、p>　　6.2.1軸上徑向、軸向載荷分析…………………………………………………………</p><p>　　6.2.2軸承選型與校核……………………………………………………………………</p><p>　　七、鍵連接的選擇和強度校核………………………………………………………………</p><p>　　7.1聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩……………………………………………………

17、…………………</p><p>　　7.2許用轉(zhuǎn)速…………………………………………………………………………………</p><p>　　7.3配合軸徑…………………………………………………………………………………</p><p>　　7.4配合長度…………………………………………………………………………………</p><p>　　八、聯(lián)軸器的選

18、擇和計算………………………………………………………………………</p><p>　　8.1高速軸V帶輪用鍵連接…………………………………………………………………</p><p>　　8.1.1選用鍵類型…………………………………………………………………………</p><p>　　8.1.2鍵的強度校核………………………………………………………………………</p

19、><p>　　8.2低速軸與齒輪用鍵連接…………………………………………………………………</p><p>　　8.2.1選用鍵類型…………………………………………………………………………</p><p>　　8.2.2鍵的強度校核………………………………………………………………………</p><p>　　8.3低速軸與聯(lián)軸器用鍵連接………………

20、………………………………………………</p><p>　　8.3.1選用鍵類型…………………………………………………………………………</p><p>　　8.3.2鍵的強度校核………………………………………………………………………</p><p>　　九、減速器的潤滑……………………………………………………………………………</p><p>

21、;　　9.1齒輪傳動的圓周速度……………………………………………………………………</p><p>　　9.2齒輪的潤滑方式與潤滑油選擇…………………………………………………………</p><p>　　9.3軸承的潤滑方式與潤滑劑選擇…………………………………………………………</p><p>　　十、繪制裝配圖及零件工作圖……………………………………………………

22、………</p><p>　　十一、設(shè)計小結(jié)………………………………………………………………………………</p><p>　　十二、參考文獻………………………………………………………………………………</p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　機械課程設(shè)計的目的</b>

23、;</p><p>　　課程設(shè)計是機械設(shè)計課程中的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，也是第一次對學(xué)生進行較全面的機械設(shè)計訓(xùn)練。其目的是：</p><p>　　通過課程設(shè)計，綜合運用機械設(shè)計課程和其他先修課程的理論和實際知識，來解決工程實際中的具體設(shè)計問題。通過設(shè)計實踐，掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力。</p><p>　　培養(yǎng)機械設(shè)計的能力，通過傳動方案的擬定

24、，設(shè)計計算，結(jié)構(gòu)設(shè)計，查閱有關(guān)標準和規(guī)范及編寫設(shè)計計算說明書等各個環(huán)節(jié)，要求學(xué)生掌握一般機械傳動裝置的設(shè)計內(nèi)容、步驟和方法，并在設(shè)計構(gòu)思設(shè)計技能等方面得到相應(yīng)的鍛煉。</p><p><b>　　設(shè)計題目</b></p><p>　　設(shè)計運送原料的螺旋輸送機用的圓柱齒輪一級減速器。</p><p><b>　　設(shè)計要求</b&g

25、t;</p><p>　　根據(jù)給定的工況參數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)碾妱訖C、選取聯(lián)軸器、設(shè)計V帶傳動、設(shè)計一級齒輪減速器（所有的軸、齒輪、軸承、減速箱體、箱蓋以及其他附件）和與輸送機連接的聯(lián)軸器。</p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　輸送物料為木屑，輸送機螺旋直徑D=0.25m，螺距p=0.24m，主軸轉(zhuǎn)速n=120r/min

26、，連續(xù)單項運轉(zhuǎn)，水平輸送長度L=45m，載荷變動小，三班制，使用期限10年。</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　確定傳動裝置的類型，畫出機械系統(tǒng)傳動簡圖。</p><p>　　選擇電動機，進行傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算。</p><p>　　傳動裝置中的傳動零件設(shè)計計算。</p&g

27、t;<p>　　繪制傳動裝置中一級減速器裝配圖一張（A1）。</p><p>　　繪制低速軸及大齒輪零件圖各一張（建議A3）。</p><p>　　編寫和提交設(shè)計計算說明書（電子版和紙版）各一份。</p><p><b>　　傳動裝置設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1傳動方案<

28、/b></p><p>　　根據(jù)本課程設(shè)計要求，采用一般的單級圓柱齒輪(斜齒)傳動方案，其傳動簡圖如下：</p><p><b>　　圖1 傳動裝置簡圖</b></p><p>　　2.2電動機選擇類型、功率與轉(zhuǎn)速</p><p>　　2.2.1電動機類型的選擇： Y系列三相異步電動機</p><

29、;p>　　2.2.2電動機功率選擇</p><p>　　電機所需的工作功率：</p><p>　　Pd=kPW/η總 KW</p><p>　　（式中，k表示功率備用系數(shù)，一般取k=1.2~1.4，在此取k=1.3），PW=0.95KW</p><p><b>　　傳動裝置的總效率：</b></p>

30、<p>　　連軸器為十字滑塊聯(lián)軸器，軸承為滾動球軸承，齒輪為精度等級為8的閉式圓柱斜齒輪，帶傳動為V帶傳動。根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表1-2則有:</p><p>　　η總=η帶×η齒輪×η2軸承×η聯(lián)軸器</p><p>　　=0.95×0.97×0.992×0.97</p><p><b&

31、gt;　　=0.876</b></p><p>　　電機所需的工作功率：</p><p>　　Pd =1.3×0.95/0.876</p><p><b>　　=1.41KW</b></p><p>　　查附表K.1，選取電動機的額定功率Ped=1.5KW</p><p>&

32、lt;b>　　選擇電動機轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　按輸送機主軸轉(zhuǎn)速n及《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表1-1推薦的傳動比合理范圍，取單級圓柱齒輪傳動傳動比范圍i’1= 3~6，取V帶傳動比i’2=2~4，故電動機轉(zhuǎn)速的合理范圍為</p><p>　　nd=120×（2~4）×（3~6）=720~2880r/min</p><p>　　

33、符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、1500r/min和3000r/min。現(xiàn)選用同步轉(zhuǎn)速1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速nm=1400r/min的電動機，由附表K.1查得其型號和主要數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　表1 電動機主要參數(shù)</p><p>　　表2 電動機安裝及有關(guān)尺寸主要參數(shù)</p><p>　　2.3 確定傳動裝置總傳動比及其分配</p&g

34、t;<p>　　總傳動比：i總=n電動/n筒=1400/120=11.7</p><p>　　取V帶傳動比i帶=2.25（初選V帶的傳動比為2.34，在V帶的相關(guān)計算中，修正為2.25），則單級圓柱齒輪減速器的傳動比為i減速器=i總/i帶=11.7/2.25=5.2</p><p>　　計算傳動裝置各級傳動功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩</p><p>　　2.4.

35、1計算各軸的功率</p><p><b>　　輸入功率計算：</b></p><p><b>　　電動機軸</b></p><p>　　P0=Pw=0.95KW</p><p>　　軸Ⅰ（減速軸高速軸）</p><p>　　PⅠ=P0×η帶=0.95×0.

36、95=0.90KW</p><p>　　軸Ⅱ（減速軸低速軸）</p><p>　　PⅡ=PI×η軸承×η齒輪=0.90×0.99×0.97=0.86KW</p><p>　　2.4.2計算各軸的轉(zhuǎn)速</p><p><b>　　電動機軸</b></p><p&g

37、t;　　n0=nm=1400r/min</p><p>　　軸Ⅰ（減速軸高速軸）</p><p>　　nI=n0/i帶=1400/2.25=622(r/min)</p><p>　　軸Ⅱ（減速軸低速軸）</p><p>　　nII=nI/i 1=622/5.2=120(r/min)</p><p>　　2.4.3計算各

38、軸轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　電動機軸</b></p><p>　　T0=9550P0/n0</p><p>　　=9550×0.95/1400</p><p><b>　　=6.5N·m</b></p><p>　　軸Ⅰ（減速軸高速軸）</p

39、><p>　　TⅠ=9550PⅠ/nⅠ</p><p>　　=9550×0.90/622</p><p><b>　　=13.82N·m</b></p><p>　　軸Ⅱ（減速軸低速軸）</p><p>　　TⅡ=9550PⅡ/nⅡ</p><p>　　=9

40、550×0.86/120</p><p><b>　　=68.44N·m</b></p><p>　　把上述結(jié)果列于下表 表3</p><p><b>　　傳動零件的設(shè)計計算</b></p><p><b>　　V帶傳動設(shè)計<

41、;/b></p><p><b>　　計算功率Pc</b></p><p>　　由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表8.3得工作情況系數(shù)kA=1.3</p><p>　　Pca=KA Pd=1.3×0.95=1.235KW</p><p><b>　　帶型選擇</b></p><

42、p>　　根據(jù)Pca、nI，由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課本的附圖8.11確定選用Z型V帶。</p><p>　　帶輪設(shè)計dd1、dd2</p><p>　　由教材附表8.4和附表8.5 得，選取小帶輪基準直徑為dd1=80mm大輪的基準直徑為dd2=180mm</p><p><b>　　帶的傳動比為：</b></p><p&g

43、t;　　i帶=180/80=2.25</p><p><b>　　驗算帶速v</b></p><p>　　V=πdd1nm /60×1000</p><p>　　=π×80×1400/（60×1000）</p><p>　　=5.86m/s <25m/s</p>

44、<p><b>　　帶速合適。</b></p><p>　　確定V帶的傳動中心距a和基準長度Ld</p><p>　　根據(jù)0.7(dd1+ dd2)≤a0≤2(dd1+ dd2)</p><p>　　0.7(80+180)≤a0≤2×(80+180)</p><p>　　所以有：182mm≤a0≤5

45、20mm</p><p>　　初步確定中心矩a0=400mm</p><p>　　由Ld’≈2a0+π/2(dd1+ dd2)+( dd2-dd1)2/4a0</p><p>　　=2×400+1.57(80+180)+(180-80)2/（4×400）</p><p><b>　　=1214.7mm</b

46、></p><p>　　根據(jù)課本表8.2取Ld=1250mm</p><p><b>　　計算實際中心矩</b></p><p>　　a≈a0+(Ld- Ld’)/2=400+(1250-1214.7)/2</p><p><b>　　=417.65mm</b></p><

47、p><b>　　包角及其驗算1</b></p><p>　　α1=1800-( dd2-dd1)/a×57.30</p><p>　　=1800-（180-80）/417.65×57.30</p><p>　　=166.280>1200（適用）</p><p><b>　　帶根數(shù)

48、z</b></p><p>　　由nI=1400r/min、dd1=80mm、i帶=2.25，</p><p>　　根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課本表8.5和表8.6得P0=0.36KW，△P0=0.03KW</p><p>　　根據(jù)表8.7得Kα=0.97</p><p>　　根據(jù)表8.2得KL=0.98</p><

49、p>　　由Z= Pca/（（P0+△P0）KαKL）</p><p>　　=1.235/（（0.36+0.03）×0.97×0.98）</p><p><b>　　=3.33</b></p><p><b>　　取Z=4根。</b></p><p><b>　　預(yù)

50、緊力計算F0</b></p><p>　　由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》課本表8.1查得q=0.06kg/m</p><p>　　由式F0=500（Pca/ZV）（2.5/Kα-1）+qV2</p><p>　　=[500×（1.235/（5.86×4））</p><p>　　×(2.5/0.97-1)+0.06

51、×5.862]N</p><p><b>　　=43.61N</b></p><p><b>　　壓軸力計算FQ</b></p><p>　　由式FQ=2ZF0sin（α1/2）</p><p>　　=2×4×43.61xsin（166.280/2）</p>

52、<p><b>　　=346.38N</b></p><p><b>　　帶輪的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　表4 帶輪結(jié)構(gòu)尺寸（mm）</p><p>　　V帶輪采用HT200制造，允許最大圓周速度為25m/s。</p><p><b>　　齒輪傳動設(shè)計</b&g

53、t;</p><p>　　選擇齒輪類型、材料、精度及參數(shù)</p><p>　　選用斜齒圓柱齒輪傳動。</p><p>　　選大、小齒輪的材料均為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒面硬度為HBS1=230; HBS2=190。</p><p>　　初選8級精度。(GB10095-1988)</p><p>　　選小齒輪齒數(shù)z

54、1=22，大齒輪齒數(shù)z2=i2 z1=5.2x22=115。</p><p>　　初選螺旋角為=120</p><p>　　按齒面接觸疲勞強度設(shè)計</p><p>　　A. 確定公式內(nèi)的各計算值</p><p>　?、佥d荷系數(shù)K：因載荷比較平穩(wěn)，齒輪相對軸承對稱布置，由表7.4選Kt=1.1</p><p>　?、谛↓X

55、輪傳遞的轉(zhuǎn)矩TI=13.82N·m</p><p>　?、埤X寬系數(shù)φa：輕型減速器取φa =0.3</p><p>　?、茉S用接觸應(yīng)力σHlim：由圖7.26（c）查得σHlim1=575 MPa，σHlim2=525MPa</p><p>　　⑤接觸疲勞許用應(yīng)力[σH]</p><p>　　通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求

56、（失效概率為1%），選取安全系數(shù)SH=1.0</p><p>　　[σH1] =σHlim1 /SH</p><p><b>　　=575Mpa</b></p><p>　　[σH2] =σHlim2 /SH</p><p><b>　　=525Mpa</b></p><p>

57、;　　因[σH2] < [σH1]，故應(yīng)取[σH2]代入</p><p><b>　　齒數(shù)比μ=5.2</b></p><p><b>　　將以上參數(shù)代入式</b></p><p>　　得a≈93.42mm</p><p>　　B.確定齒輪參數(shù)及主要尺寸</p><p&g

58、t;　　計算模數(shù)：mn=2acos /(Z1 +Z1)=2×93.42cos12°/(22+115)=1.33</p><p>　　取標準值mn=1.5mm，按=120估算中心距：</p><p>　　a=mn(Z1 +Z1)/ 2cos =1.5×(22 +115)/ 2cos12°=105.045mm</p><p>　　

59、圓整中心距取a=105mm，修正螺旋角并計算主要尺寸：</p><p>　　β=arccos(mn(Z1 +Z1)/ 2a)</p><p>　　= arcos(1.5×(22 +115)/ 2×105)</p><p>　　=11.88°=11°52′48″</p><p>　　d1= mnZ1 /

60、cosβ= 1.5×22 / cos11.88°=33.7</p><p>　　d1= mnZ2 / cosβ= 1.5×115 / cos11.88°=176.3</p><p>　　b=a·φa=105×0.3=31.5mm</p><p>　　圓整取b2=35mm，b1=40mm。</p>

61、<p>　　按齒根彎曲疲勞強度校核</p><p>　　根據(jù)σF=≤[σF]</p><p>　　許用彎曲應(yīng)力[σF]：由圖7.24（c）得</p><p>　　σFlim1 =190MPa，σFlim2 =175MPa</p><p>　　安全系數(shù)由表7.5查得取SF=1.3，則有</p><p>　　

62、[σF]1= σFlim1 /SF=146MPa</p><p>　　[σF]2= σFlim2 /SF=135MPa</p><p>　　當(dāng)量齒數(shù)zv：由z1=22，z2=115，=11.880，確定斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)為</p><p>　　zv1= z1/cos 3β=23.47</p><p>　　zv2= z2/cos 3β=122.7

63、2</p><p>　　齒形系數(shù)YF：查圖7.23得YF1=2.78，YF2=2.20，有</p><p>　　σF1==38.19 MPa＜[σF1]</p><p>　　σF2=σF1 YF2/ YF1=30.22 MPa＜[σF2]</p><p><b>　　強度足夠。</b></p><p&

64、gt;　　齒輪傳動的幾何尺寸計算</p><p><b>　　表5 齒輪幾何尺寸</b></p><p>　　鑄造減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　表6鑄造減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計算結(jié)果</p><p><b>　　軸的設(shè)計</b></p><p><b&g

65、t;　　高速軸設(shè)計</b></p><p><b>　　選擇軸的材料</b></p><p>　　選取45號鋼，調(diào)質(zhì)，HBS=230。</p><p>　　初步估算軸的最小直徑</p><p>　　根據(jù)式d≥，取C=110，得d≥12.44mm</p><p>　　軸的機構(gòu)設(shè)計，初定軸

66、徑及軸向尺寸</p><p>　　考慮帶輪的結(jié)構(gòu)要求及軸的剛度，取裝帶輪處軸徑=15mm，按軸的結(jié)構(gòu)要求，取軸承處軸徑d=25mm。根據(jù)軸的直徑初選軸承，由書附表H-3，選定角接觸球軸承，由軸頸d=25mm選定軸承7305C，軸承參數(shù)如下：內(nèi)徑d=25mm，外徑D=62mm， B=17mm，a=13.1mm，Cr=21.5KN，C0r=15.8KN</p><p>　　兩軸承支點間的距離：

67、L1=B1+2+2+B，</p><p>　　式中： ―――――小齒輪齒寬，B1=40mm </p><p>　　―――――― 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙，=15mm </p><p>　　――――――― 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離，</p><p>　　――――― 軸承寬度，選取7305C型角接觸球軸承，得到B=17</p>

68、<p>　　得到：L1＝40+2×15+2×10+17＝107mm</p><p>　　帶輪對稱線到軸承支點的距離 </p><p>　　式中：―――――軸承蓋的高度， = 30mm</p><p>　　―――――軸承座端面至帶輪端面的距離，?。?0mm， </p><p>　　――――帶輪寬度，=50

69、mm </p><p>　　得到：L2=17/2+30+20+50/2=83.5mm</p><p><b>　　低速軸設(shè)計</b></p><p><b>　　選擇軸的材料</b></p><p>　　選取45號鋼，調(diào)質(zhì)，HBS=230。</p><p>　　初步估算軸的最

70、小直徑</p><p>　　根據(jù)式d≥，取C=110，得d≥21.21mm</p><p>　　軸的機構(gòu)設(shè)計，初定軸徑及軸向尺寸</p><p>　　考慮聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)要求及軸的剛度，取裝聯(lián)軸器處軸徑=25mm，按軸的結(jié)構(gòu)要求，取軸承處軸徑d=35mm，安裝齒輪處軸徑d=40mm，軸肩軸徑d=50mm。根據(jù)軸的直徑初選軸承，由書附表H-3，選定角接觸球軸承，由軸頸d=

71、35mm選定軸承7307C，軸承參數(shù)如下：內(nèi)徑d=35mm，外徑D=80mm， B=21mm，a=16.6mm，Cr=34.2KN，C0r=26.8KN</p><p>　　兩軸承支點間的距離：L3=B2+2Δ3+2+B，</p><p>　　式中：B2 ―――――大齒輪輪轂長度，B2=48mm </p><p>　　Δ3 ―――――― 箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的

72、間隙，Δ3=11mm </p><p>　　Δ4 ――――――― 箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離，Δ4=8mm</p><p>　　――――― 軸承寬度，選取7307C型角接觸球軸承，得到B=21</p><p>　　得到：L1＝48+2×11+2×8+21＝107mm</p><p>　　聯(lián)軸器對稱線到軸承支點的距離

73、L4=B/2+++ B4/2</p><p>　　式中：―――――軸承蓋的高度， = 28mm</p><p>　　―――――軸承座端面至帶輪端面的距離，?。?0mm， </p><p>　　B4――――聯(lián)軸器寬度，B4=52mm </p><p>　　得到：L2=21/2+28+20+52/2=84.5mm</p><p

74、><b>　　高速軸</b></p><p><b>　　低速軸</b></p><p>　　圖3 兩軸在減速箱中的裝配簡圖</p><p><b>　　校核高速軸的強度</b></p><p>　　求支反力、彎矩、扭矩計算</p><p><

75、;b>　　小齒輪受力分析</b></p><p>　　圓周力 Ft1＝＝741.02N</p><p>　　徑向力 Fr1＝＝275.61N</p><p>　　軸向力 Fa1＝Ft1tan =155.89N</p><p>　　帶傳動作用在軸上的壓力為Q＝346.38N</p><p

76、>　　（1）水平平面支反力</p><p>　　RAH =RBH= Ft1/2=370.51 N</p><p>　?。?）垂直平面支反力 </p><p><b>　　因為 </b></p><p>　　RAV =781.66N</p><p><b>　　因為 =0，&l

77、t;/b></p><p>　　RBV=RAV-Q-Fr1=159.67 N</p><p><b>　?。?）水平平面彎矩</b></p><p>　　MCH=-RBHx53.5=-19822.285 N*mm</p><p><b>　　（4）垂直平面彎矩</b></p>&

78、lt;p>　　MAV=-Qx83.5=-28922.73N*mm</p><p>　　MCV1=-Qx(83.5+53.5)+RAVx53.5=-5635.25 N*mm</p><p>　　MCV2=RBVx53.5=-8542.345 N*mm</p><p><b>　?。?）合成彎矩</b></p><p>

79、;　　MA=|MAV|=28922.73N*mm </p><p>　　MC1= =20607.74 N*mm</p><p>　　MC2= =21584.59 N*mm</p><p><b>　?。?）扭矩</b></p><p>　　T1=13820N*mm</p><p>&l

80、t;b>　?。?）計算彎矩</b></p><p>　　當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，取系數(shù)＝0.6</p><p>　　McaD= =8292 N*mm</p><p>　　McaA= =30087.90 N*mm</p><p>　　McaC1= =22213.42 N*mm</p><p>

81、　　McaC2= =23122.54 N*mm</p><p><b>　　繪制彎矩、扭矩圖</b></p><p>　　圖4 高速軸的受力、彎矩、合成彎矩、轉(zhuǎn)矩、計算彎矩圖</p><p>　　按彎扭合成校核高速軸的強度</p><p>　　由于軸材料選擇45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得 =600MPa， </p>

82、;<p>　　由計算彎矩圖可見，A剖面的計算彎矩最大，該處的計算應(yīng)力為:</p><p>　　σcaA= McaA /0.1d3A=19.26 MPa＜ </p><p>　　D剖面的軸徑最小，該處得計算應(yīng)力為:</p><p>　　σcaD= McaD /0.1d3D=24.59 MPa＜</p><p><b>　

83、　校核低速軸的強度</b></p><p>　　5.4.1求支反力、彎矩、扭矩計算</p><p><b>　　大齒輪受力分析</b></p><p>　　圓周力 Ft2＝＝776.40N</p><p>　　徑向力 Fr2＝＝288.77N</p><p>　　軸向力

84、 Fa2＝Ft2tan =163.33N</p><p>　　（1）水平平面支反力</p><p>　　RAH =RBH= Ft2/2=388.2 N</p><p>　?。?）垂直平面支反力 </p><p><b>　　因為 </b></p><p>　　RAV =9.83N<

85、/p><p><b>　　因為 =0，</b></p><p>　　RBV=RAV- Fr2=-278.94N</p><p><b>　?。?）水平平面彎矩</b></p><p>　　MCH=-RBHx53.5=-20768.7N*mm</p><p><b>　　

86、（4）垂直平面彎矩</b></p><p><b>　　MAV=0N*mm</b></p><p>　　MCV1=RAVx53.5=523.94N*mm</p><p>　　MCV2=RBVx53.5=-14923.29N*mm</p><p><b>　?。?）合成彎矩</b><

87、/p><p>　　MA=MAV=0N*mm </p><p>　　MC1= =20775.31 N*mm</p><p>　　MC2= =25574.27N*mm</p><p><b>　?。?）扭矩</b></p><p>　　T2=68440N*mm</p><p

88、><b>　?。?）計算彎矩</b></p><p>　　當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，取系數(shù)＝0.6</p><p>　　McaD= =41064 N*mm</p><p>　　McaA= =41064 N*mm</p><p>　　McaC1= =46020,27 N*mm</p><p

89、>　　McaC2= =48376.60 N*mm</p><p>　　5.4.2繪制彎矩、扭矩圖</p><p>　　圖4 低速軸的受力、彎矩、合成彎矩、轉(zhuǎn)矩、計算彎矩圖</p><p>　　滾動軸承的選擇和計算</p><p>　　高速軸上的滾動軸承設(shè)計</p><p>　　軸上徑向、軸向載荷分析</p&

90、gt;<p>　　1）計算軸承的徑向載荷：</p><p><b>　　軸承選型與校核</b></p><p><b>　　軸承選型與安裝方式</b></p><p>　　選用7305C型角接觸滾子球軸承，采取面對面安裝方式。</p><p>　　軸承內(nèi)部軸向力與軸承載荷計算</

91、p><p>　　由表12.12可知7000C型軸承的內(nèi)部軸向力SA、SB為</p><p>　　SA=0.5RA=432.515N；SB=0.5RB=201.725N</p><p>　　因為SA –Fa1 =276.62N＞SB</p><p>　　所以軸承2壓緊，A2=SA –Fa1 =276.62N</p><p>

92、　　而A1=SA =432.515N</p><p><b>　　軸承當(dāng)量載荷</b></p><p>　　A1/C0=0.027，e=0.4</p><p>　　A2/C0=0.0175，e=0.38</p><p>　　A1/R1=0.5＞e=0.4</p><p>　　A2/R2=0.69＞

93、e=0.38</p><p>　　查表12.11可得X1=0.44，Y1=1.40；X2=0.44，Y2=1.47</p><p>　　P1= X1 R1＋Y1 A1=986.13N</p><p>　　P2= X2 R2＋Y2 A2=584.15N</p><p><b>　?。?）軸承壽命校核</b></p&g

94、t;<p>　　因兩端選擇同樣尺寸的軸承，而P1＞ P2，故應(yīng)以軸承1的當(dāng)量動載荷P1為計算依據(jù)。工作溫度正常，查表12.8得fT=1，按輕微沖擊載荷，查表12.9得fF=1.3</p><p><b>　　軸承壽命</b></p><p>　　因此初選的軸承7305C滿足使用壽命的要求</p><p>　　低速軸上的滾動軸承設(shè)

95、計</p><p>　　軸上徑向、軸向載荷分析</p><p><b>　　軸承選型與校核</b></p><p><b>　　軸承選型與安裝方式</b></p><p>　　選用7307C型角接觸滾子球軸承，采取面對面安裝方式。</p><p>　　軸承內(nèi)部軸向力與軸承載荷

96、計算</p><p>　　由表12.12可知7000C型軸承的內(nèi)部軸向力SA、SB為</p><p>　　SA=0.5RA=194.16N；SB=0.5RB=239.01N</p><p>　　因為SA +Fa1 =357.49N＞SB</p><p>　　所以軸承2壓緊，A2=SA +Fa1 =357.49N</p><

97、p>　　而A1=SA =194.16N</p><p><b>　　（3）軸承當(dāng)量載荷</b></p><p>　　A1/C0=0.0105，e=0.38</p><p>　　A2/C0=0.0193，e=0.38</p><p>　　A1/R1=0.5＞e=0.38</p><p>　　A

98、2/R2=0.748＞e=0.38</p><p>　　查表12.11可得X1=0.44，Y1=1.47；X2=0.44，Y2=1.47</p><p>　　P1= X1 R1＋Y1 A1=456.276N</p><p>　　P2= X2 R2＋Y2 A2=735.84N</p><p><b>　?。?）軸承壽命校核</b

99、></p><p>　　因兩端選擇同樣尺寸的軸承，而P2＞ P1，故應(yīng)以軸承2的當(dāng)量動載荷P2為計算依據(jù)。工作溫度正常，查表12.8得fT=1，按輕微沖擊載荷，查表12.9得fF=1.3</p><p><b>　　軸承壽命</b></p><p>　　因此初選的軸承7307C滿足使用壽命的要求</p><p>

100、<b>　　表7滾動軸承參數(shù)</b></p><p><b>　　聯(lián)軸器的選擇和計算</b></p><p><b>　　聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　Tca＝KAT＝(1.5/1.3) ×68.44=78.97Nm</p><p><b>

101、　　許用轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　低速軸轉(zhuǎn)速為120r/min，故選用[n]=250r/min</p><p><b>　　配合軸徑</b></p><p>　　軸孔直徑 d=25mm</p><p><b>　　配合長度</b></p><p><

102、b>　　配合長度52mm。</b></p><p><b>　　表8 聯(lián)軸器參數(shù)</b></p><p>　　鍵連接的選擇和強度校核</p><p>　　高速軸V帶輪用鍵連接</p><p><b>　　選用鍵類型</b></p><p>　　選用C型單圓頭

103、普通平鍵，參數(shù)如下：</p><p>　　按軸頸15mm，輪轂長度50mm，查表14-1得：</p><p>　　選鍵C5×5（GB/T 1096-2003），長度選用40mm，即鍵的代號為C5×5×40</p><p><b>　　鍵的強度校核</b></p><p>　　鍵的材料為45鋼

104、，V帶輪的材料為鑄鐵，查表14.2得，該處鍵連接的許用應(yīng)力為[σ]p=50~60MPa，鍵的工作長度為：l=l-b/2=40-5/2=37.5mm，鍵與輪轂槽的接觸高度為：k=0.5h=2.5mm，則鍵的工作擠壓應(yīng)力為：</p><p>　　p=2T/（kld）=2×13820/（2.5×37.5×15）=19.66MPa<[σ]p=50~60MPa</p>&l

105、t;p>　　所以此處鍵的強度符合要求。</p><p><b>　　低速軸齒輪用鍵連接</b></p><p><b>　　選用鍵類型</b></p><p>　　選用A型圓頭普通平鍵，參數(shù)如下：</p><p>　　按軸頸40mm，輪轂長度48mm，查表14-1得：</p>&

106、lt;p>　　選鍵12×8（GB/T 1096-2003），長度選用40mm，即鍵的代號為12×8×40</p><p><b>　　鍵的強度校核</b></p><p>　　鍵的材料為45鋼，齒輪與軸的材料均為45鋼，表14-2得，該處鍵連接的許用應(yīng)力為[σ]p=100~120MPa，鍵的工作長度為：l=l-b=40-12=28m

107、m，鍵與輪轂槽的接觸高度為：k=0.5h=4mm，則鍵的工作擠壓應(yīng)力為：</p><p>　　p=2T/（kld）=2×68440/（4×28×40）=30.55MPa＜[σ]p=100~120MPa</p><p>　　鍵的工作擠壓應(yīng)力滿足要求。</p><p>　　低速軸聯(lián)軸器用鍵連接</p><p><

108、;b>　　選用鍵類型</b></p><p>　　選用C型單圓頭普通平鍵，參數(shù)如下：</p><p>　　按軸頸25mm，輪轂長度52mm，查表14-1得：</p><p>　　選鍵C8×7（GB/T 1096-2003），長度選用45mm，即鍵的代號為C8×7×45</p><p><b

109、>　　鍵的強度校核</b></p><p>　　鍵的材料為45鋼，聯(lián)軸器的材料為鑄鋼，查表14-2得，該處鍵連接的許用應(yīng)力為[σ]p=100~120MPa，鍵的工作長度為：l=l-b/2=45-8/2=41mm，鍵與輪轂槽的接觸高度為：k=0.5h=3.5mm，則鍵的工作擠壓應(yīng)力為：</p><p>　　p=2T/（kld）=2×68440/（3.5×

110、41×25）=38.15MPa＜[σ]p=100~120MPa</p><p>　　鍵的工作擠壓應(yīng)力滿足要求。</p><p><b>　　表9 各鍵參數(shù)</b></p><p><b>　　減速器的潤滑</b></p><p>　　齒輪傳動的圓周速度</p><p&

111、gt;　　齒輪的潤滑方式與潤滑油選擇</p><p>　　因v＜12m/s，所以采用浸油潤滑，有附表I.1，選用L-AN68全損耗系統(tǒng)用油（GB443-1987），大齒輪浸入油中深度1~2個齒高，但不應(yīng)少于10mm。</p><p>　　軸承的潤滑方式與潤滑劑選擇</p><p>　　對軸承的潤滑，因v＜2m/s，采用脂潤滑，有附表I.2選用鈣基潤滑脂L-XAAMH

112、A2(GB491-1987)，只需填充軸承空間的1/3~1/2，并在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)擋油環(huán)，使油池中的油不能浸入軸承以致稀釋潤滑脂。</p><p>　　繪制裝配圖及零件工作圖</p><p>　　減速器的裝配圖和零件工作圖參考附帶的圖紙。</p><p><b>　　設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　通過為期兩周的沒日沒

113、夜的課程設(shè)計過程，反復(fù)的修改設(shè)計，終于完成了一級閉式圓柱齒輪減速器的設(shè)計過程，現(xiàn)在寫起心得總結(jié)的時候真的是頗有感慨啊，在李靜蓉老師剛開始在課堂上和我們說我們要做課程設(shè)計的時候，覺得課程設(shè)計是怎么一回事都不知道，似乎離我好遙遠，我不認識它，它更不認識我一樣，似乎感覺這么龐大的工程我是不可能做得出來的，但是迫于考試等等原因，我們當(dāng)然很清楚這是我們必須要經(jīng)歷的一個過程。所以剛開始時候真的可以用舉步維艱來形容了。</p><

114、p>　　剛開始就是需要手稿的一份設(shè)計計算說明書部分，其中對電動機、齒輪、還有軸和軸承的設(shè)計不用說了，翻看了好多教材終于稍微明白了點事怎么設(shè)計出來的，設(shè)計計算說明部分真的是很重要的一個環(huán)節(jié)，在現(xiàn)在畫好了大圖紙之后越發(fā)覺得那份手稿的計算說明書部分是多么的重要，在畫大圖紙的俯視圖的過程中，我就是因為當(dāng)時的軸設(shè)計出現(xiàn)了一點小問題，第四階的軸端設(shè)計的長度偏小了點，導(dǎo)致大齒輪卡在鍵槽里面的長度不夠，不得以又重新擦掉剛畫好的軸，并且重新對軸進行

115、設(shè)計計算。坐標紙草圖的重要性也不亞于計算手稿部分，剛開始接到圖紙的時候都是大吃一驚啊，這么龐大的工作量！一張大的，兩張小的，外加一份6000~8000字的設(shè)計說明書，天啊，瘋了~~~但是現(xiàn)在回頭想想，如果沒有畫好草圖，很多尺寸都是定不下來的，就比如說最基本的箱體整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過查表根據(jù)兩根軸之間的中心距來確定下來了大概范圍，在坐標紙上簡要畫出來就為畫那張最后的大圖紙節(jié)省下來很多時間，在這次課程設(shè)計的幾天時間里，也常問問老師出現(xiàn)的問題

116、，好進一步改進。在畫草圖的時候老師還和我們特別強調(diào)了軸系結(jié)構(gòu)的畫法，還有齒輪嚙合時候，什么時候才能選齒輪軸都是有條件限制的，不是想當(dāng)然</p><p>　　對工具書的使用和查閱：在設(shè)計過程中，我們用到了大量的經(jīng)驗公式以及大量取范圍值的數(shù)據(jù)，需要我們翻閱大量的工具書來進行自己設(shè)計計算，這讓我們這些一直在給定精確公式及數(shù)值下學(xué)習(xí)的我們頓時感到非常的艱辛，取值時往往猶豫不決，瞻前顧后，大大減慢了我們的設(shè)計速度。與此同時

117、，我們也發(fā)覺到，對工具書使用的不重視是一個非常嚴重的錯誤，這也是對我們今后工作中自我學(xué)習(xí)的一次良好警告。其實畫好的減速器裝置上的每一個零部件都是有表可查的。哪怕是一個小小的螺釘。</p><p>　　細節(jié)決定成?。哼@是在設(shè)計的后期過程中體會到的，在設(shè)計基本完成后的檢查過程中發(fā)現(xiàn)有的細節(jié)甚至有致命的錯誤，會將自己在整個設(shè)計中的認真全部否決，就是老師反復(fù)強調(diào)了多次的端蓋和軸承的那個部分畫圖時候要特別注意不要卡到的地方

118、結(jié)果還是沒有注意，都已經(jīng)全部加粗和標注好了之后，同學(xué)發(fā)現(xiàn)了此處錯誤，不得已又全改過一次，覺得浪費了很多時間。各種細節(jié)的完善都是對自己在本次設(shè)計過程中所付出的努力的一種肯定，這是對我今后的學(xué)習(xí)工作的一次實戰(zhàn)訓(xùn)練。</p><p>　　通過本次設(shè)計我對減速器的工作原理以及各種工作機構(gòu)有了很全面的認識，更對機械傳動中的電動機、齒輪、軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵、箱體等都很做了認真的分析計算和選取，是對一個機械學(xué)習(xí)者的初次挑戰(zhàn)，

119、整個設(shè)計過程中每個人都是很辛苦的，但它是對今后學(xué)習(xí)生活的一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，而且在做完此次課設(shè)之后第一次覺得在大學(xué)期間這么有成就感，對自己整體的觀念的培養(yǎng)和各種工具書的使用等都有所突破，我想這都是這次設(shè)計過程收獲最大的地方。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　黃平、朱文堅，機械設(shè)計基礎(chǔ)—理論、方法與標準