機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計---圓錐-圓柱齒輪減速器設(shè)計

1、<p><b>　　機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計</b></p><p><b>　　說明書</b></p><p>　　題 目： 圓柱-圓錐齒輪減速器設(shè)計</p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p

2、>　　學(xué) 號： </p><p>　　所屬院系： 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械工程及其自動化 </p><p>　　班 級： 機(jī)械班 </p><p>　　完成日期： 2011-01-18 </p><p><b>

3、　　2011年1月</b></p><p>　　《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》說明書</p><p>　　班級: 機(jī)械 姓名: </p><p>　　課程設(shè)計題目: 圓柱-圓錐齒輪減速器設(shè)計 </p><p><b>　　課程設(shè)計完成內(nèi)容:</b></p><p

4、>　　設(shè)計說明書一份(主要包括:運動方案設(shè)計、方案的決策與尺度綜合、必要的機(jī)構(gòu)運動分析和相關(guān)的機(jī)構(gòu)運動簡圖)</p><p>　　發(fā)題日期: 2011 年 1 月 1日</p><p>　　完成日期: 2011 年 1 月 18日</p><p><b>　　指導(dǎo)教師: </b></p><p>　

5、　教研室主任: </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 設(shè)計任務(wù) …………………………………………………………4</p><p>　　一、設(shè)計題目…………………………………………………………………………4</p><p>　　二、設(shè)計要求………………………………………

6、…………………………………4</p><p>　　第二章 機(jī)械運動方案的設(shè)計及分析決策…………………………5</p><p>　　一、傳動方案…………………………………………………………………………5</p><p>　　二、選擇電動機(jī)………………………………………………………………………5</p><p>　　三、傳動比分配及各個軸的

7、參數(shù)……………………………………………………7</p><p>　　第三章 減速器的設(shè)計計算………………………………………………9</p><p>　　一、圓錐直齒輪設(shè)計…………………………………………………………………9</p><p>　　二、圓柱斜齒輪設(shè)計…………………………………………………………………12</p><p>　　第

8、四章 軸的設(shè)計計算……………………………………………………17</p><p>　　一、輸入軸的設(shè)計及計算……………………………………………………………17</p><p>　　二、中間軸的設(shè)計及計算……………………………………………………………22</p><p>　　三、輸出軸的設(shè)計及計算……………………………………………………………28</p>

9、;<p>　　第五章、滾動軸承的選擇及計算…………………………………………35</p><p>　　一、輸入軸滾動軸承計算……………………………………………………………35</p><p>　　二、中間軸滾動軸承計算……………………………………………………………36</p><p>　　三、輸出軸滾動軸承計算…………………………………………………………

10、…37</p><p>　　第六章、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算………………………………………39</p><p>　　一、輸入軸鍵計算……………………………………………………………………39</p><p>　　二、中間軸鍵計算……………………………………………………………………39</p><p>　　三、輸出軸鍵計算…………………………………

11、…………………………………40</p><p>　　第七章、聯(lián)軸器附件的選擇…………………………………………………41</p><p>　　潤滑與密封………………………………………………………………………42</p><p>　　設(shè)計小結(jié) …………………………………………………………………………43</p><p>　　參考資料 ………………

12、…………………………………………………………44</p><p><b>　　第一章 設(shè)計任務(wù)</b></p><p><b>　　一、設(shè)計題目</b></p><p>　　設(shè)計一用于帶式運輸機(jī)上的圓錐圓柱齒輪減速器，已知帶式運輸機(jī)驅(qū)動卷筒的圓周力（牽引力）F=2100N，帶速v=1.9/s，卷筒直徑D=300m。要求如

13、下：</p><p>　　1、 設(shè)計用于帶式運輸機(jī)的傳動裝置</p><p>　　2、 連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷教平穩(wěn)，空載啟動，不反轉(zhuǎn)</p><p>　　3、 使用限期為10年，（設(shè)每年工作300天），一班制</p><p>　　4、 原始數(shù)據(jù)如下：</p><p><b>　　二、設(shè)計要求</b>

14、</p><p>　　1、 確定傳動方案，并繪出原理方案圖</p><p><b>　　2、 設(shè)計減速器</b></p><p>　　3、 完成裝配圖，零件圖</p><p>　　4、 編寫設(shè)計說明書1份</p><p>　　第二章 機(jī)械運動方案的設(shè)計及分析決策</p><

15、p><b>　　一、傳動方案</b></p><p><b>　　驅(qū)動卷筒的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動機(jī)作為原動機(jī)，因此傳動裝置總傳動比約為13。根據(jù)總傳動比數(shù)值，可擬定以下傳動方案：</p><p><b>　　圖一</b>&l

16、t;/p><p><b>　　二、選擇電動機(jī)</b></p><p>　　1、電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y（IP44）系列三相異步電動機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　2、電動機(jī)容量</b></p><p>　

17、　(1)卷筒的輸出功率</p><p>　　(2)電動機(jī)輸出功率</p><p><b>　　傳動裝置的總效率</b></p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　、…為從電動機(jī)至卷筒軸的各傳動機(jī)構(gòu)和軸承的效率。</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計

18、基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表2-4查得：滾動軸承效率為0.98，圓柱齒輪傳動效率為0.97；圓錐齒輪傳動效率為0.96；彈性聯(lián)軸器效率為0.99；卷筒軸滑動軸承效率為0.96；則</p><p>　　故 </p><p>　　(3)電動機(jī)額定功率 </p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表20-1選取電動機(jī)額定功率 <

19、/p><p><b>　　(4）電動機(jī)的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　推算電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，由《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表2-4查得減速器傳動比為8~15，故</p><p>　　初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min和1500r/min的兩種電動機(jī)進(jìn)行比較，如下表：</p><p>　　兩方案均可行,但方案1

20、傳動比較小,傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小,因此采用方案1,選定電動機(jī)的型號為Y132M1-6。</p><p>　　(5）電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表20-1、表20-2查得主要數(shù)據(jù)，并記錄備用。</p><p>　　三、傳動比分配及各個軸的參數(shù)</p><p>　　1、傳動裝置總傳動

21、比</p><p>　　2、分配各級傳動比。因為是圓錐圓柱齒輪減速器，所以</p><p>　　圓錐圓柱齒輪減速器傳動比</p><p>　　3、各軸轉(zhuǎn)速（軸號見圖一）</p><p><b>　　4、各軸輸入功率</b></p><p>　　按電動機(jī)所需功率 計算各軸輸入功率，即</p&g

22、t;<p><b>　　5、各軸轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　6、運動和動力參數(shù)計算結(jié)果如下表</p><p>　　第三章 減速器的設(shè)計計算</p><p><b>　　一、圓錐直齒輪設(shè)計</b></p><p>　　已知輸入功率 4.46Kw，小齒輪轉(zhuǎn)速1440r/min，齒

23、數(shù)比u=2.98，由電動機(jī)驅(qū)動，工作壽命10年（設(shè)每年工作300天），一班制，帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。</p><p>　　1、選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　?。?）圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級精度(GB10095-88)</p><p>　　（2）材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表10-1選

24、擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。</p><p>　?。?）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù) =25 2.98=74.5，取整75。則 </p><p>　　2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　由設(shè)計計算公式進(jìn)行試算，即</p><p>　?。?）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值<

25、;/p><p>　　1）試選載荷系數(shù)K=1.8</p><p>　　2）計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　3）選齒寬系數(shù)</b></p><p>　　4）由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》圖10-21d按齒面硬度查得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 </p><p>　　5）

26、由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　　6）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) </p><p>　　7) 由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)</p><p>　　8) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得</p><p>&

27、lt;b>　?。?）計算</b></p><p>　　1）試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值</p><p><b>　　2）計算圓周速度v</b></p><p><b>　　3）計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)v=5.13m/s，7級精度，由《機(jī)械設(shè)計（第八版）

28、》圖10-8查得動載系數(shù) </p><p><b>　　直齒輪</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表10-2查得使用系數(shù) </p><p>　　根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置，查《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表得軸承系數(shù)</p><p><b>　　， </b></p&

29、gt;<p><b>　　接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)</b></p><p>　　4）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得</p><p><b>　　5）計算模數(shù)m</b></p><p><b>　　取標(biāo)準(zhǔn)值m=3mm</b></p><p>　　6）計算齒輪相關(guān)

30、參數(shù)</p><p>　　7）圓整并確定齒寬 </p><p>　　圓整取 =46mm , =41mm</p><p>　　3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　?。?）確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)　</p><p><b>　　（2）計算當(dāng)量齒數(shù)</b></p>

31、<p>　?。?）由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表10-5查得齒形系數(shù)</p><p><b>　　應(yīng)力校正系數(shù)</b></p><p>　　（4）由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》圖20-20c查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， </p><p>　?。?）由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) =

32、0.96（6）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)，得</p><p><b>　　（7）校核彎曲強(qiáng)度</b></p><p>　　根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式 </p><p><b>　　進(jìn)行校核</b></p><p>　　滿足彎曲強(qiáng)度，

33、所選參數(shù)合適。</p><p><b>　　二、圓柱斜齒輪設(shè)計</b></p><p>　　已知輸入功率 ，小齒輪轉(zhuǎn)速483r/min，齒數(shù)比u=4，由電動機(jī)驅(qū)動，工作壽命10年（設(shè)每年工作300天），一班制，帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。</p><p>　　選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù)</p><

34、p>　　(1) 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級精度(GB10095-88)</p><p>　　(2) 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表10-1選擇大小齒輪材料均為45鋼（調(diào)質(zhì)），小齒輪齒面硬度為250HBS，大齒輪齒面硬度為220HBS。</p><p>　　(3) 選小齒輪齒數(shù) ，大齒輪齒數(shù) </p><p>　　(4) 選取螺旋

35、角。初選螺旋角 </p><p>　　2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　由設(shè)計計算公式進(jìn)行試算，即</p><p>　　(1) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p>　　試選載荷系數(shù)Kt=1.6</p><p><b>　　計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩</b></p><p&

36、gt;<b>　　選齒寬系數(shù) d=1</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》圖10-30選取區(qū)域系數(shù) </p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》圖10-26查得 ，則 </p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)</p><p><

37、;b>　　計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =550MPa ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =510MPa</p><p>　　9) 由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) =0.94 =0.97</p><p>　　10）計算接觸疲勞許用

38、應(yīng)力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得</p><p><b>　　[ </b></p><p><b>　　[ </b></p><p><b>　　（2）計算</b></p><p>　　1）試算小齒輪分度圓直徑，由計算公式得

39、</p><p><b>　　計算圓周速度v</b></p><p><b>　　計算齒寬b及模數(shù) </b></p><p>　　=1×56.65=56.65mm</p><p><b>　　齒寬和齒高之比</b></p><p>　　4）計算

40、縱向重合度 </p><p><b>　　5) 計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)v=1.43m/s，7級精度，由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》圖10-8查得動載系數(shù) </p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表10-3查得 </p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表10-2查得使用系數(shù) </p

41、><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表10-13查得</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表10-4查得 </p><p>　　接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) </p><p>　　6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得</p><p><b>　　計算模數(shù)</b></p>

42、<p><b>　　取m=3mm</b></p><p><b>　　（3）幾何尺寸計算</b></p><p><b>　　1）計算中心距</b></p><p>　　按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p>　　因 值改變不多，故參數(shù) 、 等不必修正<

43、/p><p>　　計算大小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　　4）計算齒輪寬度</b></p><p><b>　　圓整后取</b></p><p>　　校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　（1）確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)　</p><p>　

44、?。?）根據(jù)重合度 ，由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) </p><p><b>　?。?）計算當(dāng)量齒數(shù)</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表10-5查得齒形系數(shù)</p><p><b>　　應(yīng)力校正系數(shù)</b></p><p>　　（5）由《機(jī)械設(shè)計（第八版

45、）》圖20-20c查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 </p><p>　?。?） 由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p>　　計算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)，得</p><p>　　校核彎曲強(qiáng)度根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式</p><p><b>　　進(jìn)行校核</b

46、></p><p>　　滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。</p><p>　　第四章 軸的設(shè)計計算</p><p><b>　　一、輸入軸設(shè)計</b></p><p>　　1、求輸入軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　2、求作用在齒輪上的力</p><p&

47、gt;　　已知高速級小圓錐齒輪的分度圓半徑為</p><p><b>　　而</b></p><p>　　圓周力 、徑向力 及軸向力 的方向如圖二所示</p><p><b>　　圖二</b></p><p>　　3、初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先初步估算軸的最

48、小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表15-3，取 .</p><p>　　由公式 </p><p><b>　　得 </b></p><p>　　輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。計算得聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩 ，

49、查《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 ，則</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表17-4，選HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為63000 N﹒m，半聯(lián)軸器的孔徑 ，故取 ，半聯(lián)軸器長度L=52mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為38mm。</p><p><b>　　4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><

50、;p>　?。?）擬定軸上零件的裝配方案（見圖三）</p><p><b>　　圖三</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>　　1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑 .</p><p>　　2) 初步選擇滾動軸承。因軸

51、承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) ，由《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30306，其尺</p><p>　　寸為d D T=30mm 72mm 20.75mm， ，而 .</p><p>　　這對軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表15-7查得30306型軸

52、承的定位軸肩高度h=3.5mm，因此取 .</p><p>　　3) 取安裝齒輪處的軸段6-7的直徑 ；為使套筒可靠地壓緊軸承， 5-6段應(yīng)略短于軸承寬度，故取 。</p><p>　　4) 軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油</p><p>　　的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離=30mm，故取 </p>

53、<p>　　5) 錐齒輪輪轂寬度為50mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取 。</p><p><b>　　6) 取 </b></p><p>　　(3) 軸上的周向定位</p><p>　　圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表6-1</p><p>　　查得平鍵截面b h=8mm 7

54、mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm，同時為保</p><p>　　證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/k6；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。</p><p>　　(4) 確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p><b>　　取軸端倒角為 </b></p><p

55、><b>　　5、求軸上的載荷</b></p><p>　　6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(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>　　前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表15-1查得，故安全。</p><p>　　

56、7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p>　?。?）判斷危險截面及計算</p><p>　　截面5右側(cè)受應(yīng)力最大</p><p>　　1）截面5右側(cè)抗彎截面系數(shù)</p><p><b>　　2）抗扭截面系數(shù) </b></p><p>　　3）截面5右側(cè)彎矩M為</p><p&g

57、t;　　4）截面5上的扭矩 為</p><p>　　5）截面上的彎曲應(yīng)力</p><p>　　6）截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</p><p>　　7）軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得</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《機(jī)械設(shè)計（第八版）》附表3-2查取。</p><p><b

58、>　　經(jīng)插值后查得</b></p><p>　　又由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為</p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)為</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》附圖3-2的尺寸系數(shù) ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。</p><p>　　軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為

59、</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為</p><p><b>　　又取碳鋼的特性系數(shù)</b></p><p>　　8）計算安全系數(shù) 值</p><p><b>　　故可知安全。</b></p><p>　　二、中間軸的設(shè)計計算</p>&l

60、t;p>　　1、求中間軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　=4.46Kw </p><p>　　2、求作用在齒輪上的力</p><p>　　1）已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑</p><p><b>　　而</b></p><p>　　已知圓錐直齒輪的平均分度圓半

61、徑</p><p><b>　　而</b></p><p>　　2）圓周力 、 ，徑向力 、 及軸向力 、 的方向如圖四所示</p><p><b>　　圖四</b></p><p>　　3、初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40

62、Cr（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表15-3，取 ,得</p><p>　　中間軸最小直徑顯然是安裝滾動軸承的直徑 和 </p><p><b>　　4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　(1) 擬定軸上零件的裝配方案（見下圖圖五）</p><p><b>　　圖五</b></

63、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>　　1）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為d D T=30mm 72mm 20.75mm， 。 </p><p>

64、　　這對軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表15-7查得30306型軸承的定位軸肩高度h=3.5mm，因此取套筒直徑37mm。</p><p>　　2)取安裝齒輪的軸段 ，錐齒輪左端與左軸承之間采用</p><p>　　套筒定位，已知錐齒輪輪轂長L=48mm，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取 ，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h>

65、;0.07d，故取h=4mm，則軸環(huán)處的直徑為 。</p><p>　　3) 已知圓柱直齒輪齒寬 ，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸</p><p>　　段應(yīng)略短于輪轂長，故取 。</p><p>　　4）箱體一小圓錐齒輪中心線為對稱軸，則取 , </p><p>　?。?）軸上的周向定位</p><p>　　圓錐齒

66、輪的周向定位采用平鍵連接，按 由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表6-1查得平鍵截面b h=10mm 8mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為22mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表6-1查得平鍵截面b h=10mm 8mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為56mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合

67、來保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。</p><p>　　（4）確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p><b>　　取軸端倒角為 </b></p><p><b>　　5、求軸上的載荷</b></p><p>　　6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　根據(jù)上表中

68、的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 =0.6,軸的計算應(yīng)力</p><p>　　前已選定軸的材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表15-1查得 ，故安全。</p><p>　　7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p>　　已知截面5為危險截面</p><p>　?。?）截面5右側(cè)受應(yīng)力相關(guān)數(shù)據(jù)為：</p&g

69、t;<p>　　1）截面5右側(cè)抗彎截面系數(shù)</p><p>　　2）抗扭截面系數(shù) </p><p>　　3）截面5右側(cè)彎矩M為</p><p><b>　　4）截面5上的扭矩</b></p><p>　　5）截面上的彎曲應(yīng)力</p><p>　　6）截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</p&

70、gt;<p><b>　　7）計算安全系數(shù)值</b></p><p>　　軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得</p><p>　　。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表3-2查取。因</p><p><b>　　經(jīng)插值后查得</b></p><p&g

71、t;　　又由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為</p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)為</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》附圖3-2的尺寸系數(shù) ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。</p><p>　　軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 ，則綜合系數(shù)

72、為</p><p>　　又取合金鋼的特性系數(shù)</p><p><b>　　故可知安全。</b></p><p>　?。?）截面5左側(cè)受應(yīng)力相關(guān)數(shù)據(jù)為：</p><p><b>　　1）抗彎截面系數(shù)</b></p><p><b>　　2）抗扭截面系數(shù)</b&g

73、t;</p><p>　　3）截面5左側(cè)彎矩M為</p><p>　　4）截面5上的扭矩為</p><p>　　5）截面上的彎曲應(yīng)力</p><p>　　6）截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</p><p><b>　　7）計算安全系數(shù)</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（第八版）

74、》附表3-8用插值法求出，并取</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　于是得</b></p><p>　　軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p><b>　　故得綜合系數(shù)為</b></p>&

75、lt;p>　　又取合金鋼的特性系數(shù)</p><p><b>　　故可知安全。</b></p><p><b>　　三、輸出軸設(shè)計</b></p><p>　　1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　2、求作用在齒輪上的力</p><p>　　1）

76、已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑</p><p><b>　　而</b></p><p>　　2）圓周力 、徑向力 及軸向力 的方向如圖六所示</p><p><b>　　圖六</b></p><p>　　3、初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先初步估算軸的最小直徑。選取軸

77、的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表15-3，取 ，得 </p><p>　　輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑 ，為了使所選的軸直徑 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。</p><p>　　聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 ，查《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則</p><p>

78、;　　查《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表17-4，選LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000N ，半聯(lián)軸器的孔徑 ，故取 ，半聯(lián)軸器長度L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm。</p><p><b>　　4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　1）擬定軸上零件的裝配方案（見圖六）</p><p><b

79、>　　圖六</b></p><p>　?。?）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑 ，左端用軸端擋圈定位，按軸端擋圈直徑的D=48mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 ，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應(yīng)比 略短些，現(xiàn)取 。</p

80、><p>　　2）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) ，由《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30310，其尺寸為， ，而 。3）左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程》</p><p>　　表15-7查得30310型軸承的定位軸肩高度h=5mm，因此

81、取 ；齒輪右端和右軸承之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為71mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h>0.07d，故取h=4mm，則軸環(huán)處的直徑為 。軸環(huán)寬度b>1.4h，取 。</p><p>　　4）軸承端蓋的總寬度為20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取

82、 </p><p>　　5）箱體一小圓錐齒輪中心線為對稱軸，則取,。</p><p><b>　　3）軸上的周向定位</b></p><p>　　齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按 由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表6-1查得平鍵截面b h=16mm 10mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒

83、輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵12mm 8mm 70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。</p><p>　　4）確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p><b>　　取軸端倒角為 </b></p><p><b>　　5、求軸上的載荷</b&g

84、t;</p><p>　　6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 =0.6，軸的計算應(yīng)力</p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》表15-1查得，故安全。</p><p>　　7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><

85、;p>　　已知截面7為危險截面，截面7右側(cè)受應(yīng)力數(shù)據(jù)為：</p><p>　　1）截面7右側(cè)抗彎截面系數(shù)</p><p>　　2） 抗扭截面系數(shù)</p><p>　　3）截面7右側(cè)彎矩M為</p><p>　　4）截面7上的扭矩為</p><p>　　5）截面上的彎曲應(yīng)力</p><p>

86、;　　6）截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</p><p>　　7）軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得 。</p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按《機(jī)械設(shè)計（第八版）》附表3-2查取。因</p><p><b>　　經(jīng)插值后查得</b></p><p>　　又由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》附圖3-2可得軸的

87、材料敏感系數(shù)為</p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)為</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》附圖3-2的尺寸系數(shù) ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。</p><p>　　軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計（第八版）》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 ，則綜合系數(shù)為</p><p><

88、b>　　又取碳鋼的特性系數(shù)</b></p><p><b>　　計算安全系數(shù)</b></p><p><b>　　故可知安全。</b></p><p>　　第五章、滾動軸承的選擇及計算</p><p>　　一、輸入軸滾動軸承計算</p><p>　　初步選擇

89、滾動軸承，由《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表15-7中初步選取0基本隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b&

90、gt;　　則</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　則由</b></p><p><b>　　得</b></p><p><b>　

91、　故合格。</b></p><p>　　二、中間軸滾動軸承計算</p><p>　　初步選擇滾動軸承，由《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　則<

92、;/b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　則由</

93、b></p><p><b>　　得</b></p><p><b>　　故合格。</b></p><p>　　三、輸出軸軸滾動軸承計算</p><p>　　初步選擇滾動軸承，由《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30310，其尺寸

94、為 </p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　則</b><

95、;/p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　故合格</b></p><p>　　第六章、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算</p><p><b>　　一、輸入軸鍵計算</b><

96、/p><p>　　1、校核聯(lián)軸器處的鍵連接</p><p>　　該處選用普通平鍵尺寸為 ，接觸長度 ，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：</p><p><b>　　故單鍵即可。</b></p><p>　　2、校核圓錐齒輪處的鍵連接</p><p>　　該處選用普通平鍵尺寸為</p><

97、p><b>　　接觸長度</b></p><p>　　則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為</p><p><b>　　故單鍵即可。</b></p><p><b>　　二、中間軸鍵計算</b></p><p>　　1、校核圓錐齒輪處的鍵連接</p><p>

98、　　該處選用普通平鍵尺寸為</p><p><b>　　接觸長度</b></p><p>　　則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：</p><p><b>　　故單鍵即可。</b></p><p>　　2、校核圓柱齒輪處的鍵連接</p><p>　　該處選用普通平鍵尺寸為</

99、p><p><b>　　接觸長度 </b></p><p>　　則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：</p><p><b>　　故單鍵即可。</b></p><p><b>　　三、輸出軸鍵計算</b></p><p>　　1、校核聯(lián)軸器處的鍵連接</p>

100、;<p>　　該處選用普通平鍵尺寸為</p><p><b>　　接觸長度</b></p><p>　　則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：</p><p><b>　　故單鍵即可。</b></p><p>　　2、校核圓柱齒輪處的鍵連接</p><p>　　該處選用普

101、通平鍵尺寸為</p><p><b>　　接觸長度</b></p><p>　　則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：</p><p><b>　　故單鍵即可。</b></p><p>　　第七章、聯(lián)軸器附件的選擇</p><p>　　在軸的計算中已選定聯(lián)軸器型號。</p>

102、<p>　　輸入軸選LT4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為63000 ，半聯(lián)軸器的孔徑 ，故取，半聯(lián)軸器長度L=52mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為38mm。</p><p>　　輸出軸選選HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000 ，半聯(lián)軸器的孔徑 ，故取，半聯(lián)軸器長度L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm。</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計（

103、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》選定通氣帽M36 2，A型壓配式圓形油標(biāo)A20（GB1160.1-89），外六角油塞及封油墊M14 1.5,箱座吊耳，吊環(huán)螺釘M12（GB825-88），啟蓋螺釘M8。</p><p><b>　　潤滑與密封</b></p><p>　　齒輪采用浸油潤滑，由《機(jī)械設(shè)計（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）課程設(shè)計》表16-1查得選用N220中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB59

104、03-86）。當(dāng)齒輪圓周速度v 12m/s時，圓錐齒輪浸入油的深度約一個齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x≥30~60mm。由于大圓錐齒輪v=5.13m/s >2m/s，可以利用齒輪飛濺的油潤滑軸承，并通過油槽潤滑其他軸上的軸承，且有散熱作用，效果較好。</p><p>　　密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦А?lt;/p><p><b>

105、　　設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　這次關(guān)于帶式運輸機(jī)上的兩級圓錐圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設(shè)計概念和設(shè)計過程的實踐考驗，對于提高我們機(jī)械設(shè)計的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個星期的設(shè)計實踐，使我對機(jī)械設(shè)計有了更多的了解和認(rèn)識.為我們以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ).</p><p>　　機(jī)械設(shè)計是機(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

106、原理》、《機(jī)械設(shè)計》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測量》、《工程材料》、《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》等于一體。</p><p>　　這次的課程設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想、訓(xùn)練綜合運用機(jī)械設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實際反應(yīng)和解決工程實際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計方面的知識等方面有重要的作用。</p><p>　　本次設(shè)計得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持

107、。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。</p><p>　　設(shè)計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計實踐操作能力。</p><p><b>　　十三、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、《機(jī)械設(shè)計（第八版）》　高等教育出版社</p><p>　　2、《機(jī)械設(shè)計