《機械設(shè)計》課程設(shè)計說明書某一帶式運輸機用二級錐齒輪—斜齒圓柱齒輪減速器

1、仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程學(xué)院 機械設(shè)計機械設(shè)計課程設(shè)計課程設(shè)計 說明書說明書 班級班級: :機械機械 072072 班班 學(xué)號學(xué)號: : 姓名姓名: : 指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師: : 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 20092009 年年 1 1 月月 1 1 日日 目錄目錄 機械設(shè)計機械設(shè)計課程設(shè)計課程設(shè)計 .1 說明書說明書 .1 設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書 .2 設(shè)計步驟設(shè)計步驟 .3 電動機的選擇電動機的選擇 .5 傳動件的設(shè)計計算傳動件的設(shè)計計算 .7 圓錐直齒輪設(shè)計圓錐直齒輪設(shè)計.7 圓錐直齒輪計算圓錐直齒輪計算.8 按齒根彎曲強度設(shè)計按齒根彎曲強度設(shè)計.9 圓柱

2、斜齒輪設(shè)計圓柱斜齒輪設(shè)計 .11 軸的設(shè)計軸的設(shè)計 .15 軸的材料選擇和最小直徑的估算軸的材料選擇和最小直徑的估算.15 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計.16 軸的校核軸的校核.19 求軸上的載荷求軸上的載荷.20 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度.22 滾動軸承的選擇和驗算滾動軸承的選擇和驗算 .25 鍵的強度校核鍵的強度校核 .26 聯(lián)軸器的選擇和驗算聯(lián)軸器的選擇和驗算 .27 減速器的潤滑減速器的潤滑 .28 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 .28 設(shè)計小結(jié)設(shè)計小結(jié) .31 參考文獻參考文獻 .32 設(shè)計任務(wù)書設(shè)計任務(wù)書 題目：題目：610設(shè)計某一帶式運輸機用二級錐齒輪斜齒

3、圓柱齒輪減速器。運輸機二 班制連續(xù)工作，單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。減速器小批量生產(chǎn)，使用 期限 10 年，運輸帶速度允差 5。 學(xué)號學(xué)號f（kn）v(m/s)d(mm) 082.31.5450 二. 設(shè)計要求 1.減速器裝配圖一張； 2.零件工作圖若干張（傳動零件、軸和箱體等，具體由教師指定）； 3.設(shè)計計算說明書一份 4. 機械設(shè)計課程設(shè)計結(jié)束時進行課程設(shè)計總結(jié)和答辯。 設(shè)計步驟設(shè)計步驟 1. 傳動裝置總體設(shè)計方案 2. 電動機的選擇 3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 4. 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 5. 齒輪的設(shè)計 6. 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計 7. 鍵聯(lián)接設(shè)計 8

4、. 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計 9. 潤滑密封設(shè)計 10. 聯(lián)軸器設(shè)計 傳動裝置總體設(shè)計方案傳動裝置總體設(shè)計方案: : 1. 組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。 2. 特點：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻， 要求軸有較大的剛度。 3. 確定傳動方案：考慮到電機轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將 v 帶設(shè)置在高速級。 其傳動方案如下： 原始數(shù)據(jù)：原始數(shù)據(jù)：輸送帶的拉力 f=2.3kn；輸送帶的線速度v=1.5m/s；驅(qū)動滾 筒直徑 d=450mm；工作機傳動效率取為 0.96。 工作條件：工作條件：運輸機二班制連續(xù)工作，單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。減速 器小批量生產(chǎn)，使用期限 10 年

5、，運輸帶速度允差 5。 傳動方案：傳動方案：如圖 a-1 所示。 初步確定傳動系統(tǒng)總體方案如:傳動裝置總體設(shè)計圖所示。 選擇二級圓錐圓柱齒輪減速器和鏈輪傳動。 傳動裝置的總效率 a =0.99*=0.8075 54 33 2 2 2 21 a 2 98 . 0 96 . 0 *95 . 0 *98 . 0 *97 . 0 *99 . 0 2 根據(jù)機械設(shè)計手冊可查得各部件的效率如下： 為聯(lián)軸器效率，取 0.99；為滾子軸承效率，取 0.98； 1 2 為球軸承效率，取 0.99；為圓錐齒輪效率，取 0.97； 2 3 為圓柱齒輪效率，取 0.98；為 v 帶傳動效率，取 0.95； 3 4 為滾

6、筒效率，取 0.96。（齒輪為 7 級精度，油脂潤滑。v 帶傳動為閉式傳動） 5 電動機的選擇電動機的選擇 電動機所需工作功率為： p p / 23001.5/10000.80754.27kw, 執(zhí)行機構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)速為 n=63.69r/min， d 60v1000 經(jīng)查表按推薦的傳動比合理范圍，v 帶傳動的傳動比 i 24，二級圓柱斜齒 輪減速器傳動比 i 615， 則總傳動比合理范圍為 i 1260，電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為 n i n（1260 ）63.69764.283821.4r/min。 方案電動機型 號 額定功率 /kw 同步轉(zhuǎn)速 /（r*min 1 ） 滿載轉(zhuǎn)速 /（r*min 1

7、 ） 總轉(zhuǎn)動比 i 1y132m2-65.5100096039.663 2y132s-45.51500144059.494 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比， 選定型號為 y132m2-6 的三相異步電動機，額定功率為 5.5kw 額定電流 12a，滿載轉(zhuǎn)速960r/min，同步轉(zhuǎn)速 1000r/min。實際傳動比為 m n i=960/63.69=15 分配傳動比分配傳動比 根據(jù)傳動比分配原則： 1、v 帶傳動外廓尺寸不致過大所以其傳動比不宜過大 2、圓錐-圓柱齒輪減速器，為了便于大齒輪加工，高速級錐齒輪傳動比 =0.25 ，且使。 1 ii 1 i 根據(jù)課

8、程設(shè)計指導(dǎo)書 p17 圖 12 可查得齒輪傳動中，高速級傳動比為 3, 1 i 低速級為5 2 i 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 各軸轉(zhuǎn)速的計算 =n=960r/min n m =n=960r/min n n m =960/3r/min320r/min n 1 /inm 320/5r/min64r/min n 2 / in n =64r/min v （2）各軸輸入功率 0 p =4.27kw d =4.27kw p d p =24.270.990.98kw4.14kw p p 1 4.140.974.02kw p p 3 24.020.980.983.85kw p

9、p 3 p 21=3.850.980.993.74kw v p （3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩 = nm 1 t d t 0 i 1 電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩=9550 =95504.27/960 nm=42.5nm d t m d n p 所以: =42.5nm t d t =42.50.980.99=41.2nm t t 1 2 =41.230.98=121.1nm t t 1 i 3 =121.10.980.995=581.6 nm t t 2 i 3 2 t =21=581.60.980.99=564.3 v t 項目軸 1軸 2軸 3軸 4軸 5 轉(zhuǎn)速 (r/min)9609603206464 功率

10、(kw)4.274.144.023.853.74 轉(zhuǎn)矩 (n*m)42.541.5121.1581.6564.3 傳動比 113.05.01 效率 10.9760.970.9580.971 傳動件的設(shè)計計算傳動件的設(shè)計計算 圓錐直齒輪設(shè)計圓錐直齒輪設(shè)計 已知輸入功率 p =4.27kw，小齒輪轉(zhuǎn)速 960r/min，齒數(shù)比 u=3.，由電動機驅(qū)動，工作壽 2 命 10 年（設(shè)每年工作 300 天） ，二班制，單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。減速 器小批量生產(chǎn)。選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù) 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) 2） 材

11、料選擇 由機械設(shè)計（第八版） 表 10-1 選擇小齒輪材料為(調(diào)質(zhì))，硬度為 40rc 280hbs，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240hbs。 3） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù) z =3*25=75 125z 2 1、 按齒面接觸強度設(shè)計 由設(shè)計計算公式進行試算，即 1 132.92 ()2 (1 0.5)2 e t rrh zkt d u （1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù) 1.8tk 2） 計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 t=95.510 =95.510 4.14/960 5 12/n p 5 =4.1210 n.m 4 選齒寬系數(shù) 0.33r 4）由機械設(shè)計（第八版） 圖

12、10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 ，大齒輪的接觸疲勞強度極限 lim1600hmpalim 2550hmpa 5）由機械設(shè)計（第八版） 表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù) 189.80.5ezmpa 6） 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由計算應(yīng)力值環(huán)數(shù) n =60n j =609601（2830010） 12h l =2.7610 h 9 n = =2.7610 /3=0.9210 h #(3 為齒數(shù)比,即 3=) 2 99 1 2 z z 7) 由機械設(shè)計（第八版） 圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù)k=0.93 k=0.96 12 8) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%,

13、安全系數(shù) s=1,應(yīng)用公式 10-12 得: 202 p =0.93600=558 h 1 s k hhn1lim1 mpa =0.96550=528 h 2 s k hhn2lim2 mpa 圓錐直齒輪計算圓錐直齒輪計算 1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 1td h 1 132.92 ()2 (1 0.5)2 e t rrh zkt d u =2.92=67.7mm 3 2 2 3*33 . 0 *5 . 0133 . 0 41200*8 . 1 558 8 . 189 ）（ ）（ 2） 計算圓周速度 v sm sm nd t /40 . 3 / 100060 96067.7 10

14、0060 11 3） 計算載荷系數(shù) 根據(jù) v=3.40m/s，7 級精度，由機械設(shè)計（第八版） 圖 10-8 查得動載系數(shù) 1.12vk 直齒輪由3表 10-3 查得錐齒輪齒間載荷分配系數(shù)，2 . 1 fh kk 由機械設(shè)計（第八版） 表 10-2 查得使用系數(shù) 1.25ak 根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置，查機械設(shè)計（第八版） 表得軸承系數(shù) ，則接觸強度載荷系數(shù) 1.25hbek1.51.5 1.251.875hfhbekkk 15 . 3 875 . 1 2 . 112 . 1 25 . 1 hhva kkkkk 4） 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 mmmm k k d

15、d t t 24.81 8 . 1 3.15 67.733 11 5） 計算模數(shù) m mmmm z d m3.25 52 81.25 1 1 取標(biāo)準(zhǔn)值 m=4mm 按齒根彎曲強度設(shè)計按齒根彎曲強度設(shè)計 1.按齒根彎曲強度設(shè)計按齒根彎曲強度設(shè)計 由3式（10-24）得彎曲強度的設(shè)計公式為 3 2 1 1 ) ( 1221 4 f sf rr yy uz kt m ）（ 1.確定齒輪 彎曲疲勞強 度 由3圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 ；大齒輪的彎曲強度極限mpa fe 500 1 ；mpa fe 420 2 mpa fe 500 1 mpa fe 420 2 2.彎曲疲勞 壽命系

16、數(shù) 由3圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 88 . 0 ,82 . 0 21 fnfn kk 82. 0 1 fn k 88. 0 2 fn k 3.計算彎曲 疲勞許用應(yīng) 力 取彎曲疲勞安全系數(shù) s=1.3,由3式（10-12）得 mpa mpa s k fefn f 385.315 3 . 1 50082 . 0 11 1 mpa mpa s k fefn f 308.284 3 . 1 42088 . 0 22 2 mpa f 385.315 1 mpa f 308.284 2 4.計算載荷 系數(shù) k 15 . 3 5 . 125 . 1 12 . 1 25 . 1 ffva kkkkk

17、 485 . 1 k 5.查取齒形 系數(shù) 由3表 10-5 查得；62 . 2 1 f y22.2 2 f y62 . 2 1 f y 19 . 2 2 f y 6.查取應(yīng)力 校正系數(shù) 由3表 10-5 查得；59 . 1 1 s y77 . 1 2 s y59 . 1 1 s y 785 . 1 2 s y 7.計算大小 齒輪的 并加 f sf yy 以比較 01321. 0 385.315 59. 162 . 2 1 11 f sf yy 0138 . 0 308.284 77 . 1 22 . 2 2 22 f sf yy 大齒輪的數(shù)值大 01321. 0 1 11 f sf yy 01

18、375. 0 2 22 f sf yy 大齒輪的數(shù)值大 8.設(shè)計計算 1）.確定模 數(shù) 2）.計算齒 數(shù) 1）. mm mmm 90 . 2 01375 . 0 12325231131 10 5 . 4115 . 3 4 3 2 3 ）（ 對比計算結(jié)果，由齒面接觸強度計算的模數(shù) m 大 于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，按 m=2.90 接 近標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=3,故取模數(shù)為 m=4,按接觸強度算得 的分度圓直徑mmd81.24 1 2），取 3 . 20 4 24.81 1 1 m d z21 1 z 大齒輪齒數(shù)，63213 2 z 1）.mmm11 . 2 2）.24 1 z 90 2 z 9.

19、幾何尺寸 計算 1）.計算分 度圓直徑 2）平均分 度圓直徑 3）計算齒 輪寬度 4）計算分 錐角 5）計算當(dāng) 量齒數(shù) 1）. mmmzd64421 11 mmmzd252463 22 mmdd rm 4 .53)315 . 01 (64)5 . 01 ( 11 mm dd rm 210)315 . 01 (252)5 . 01 ( 22 2）mmmmb 7 . 3313264/231r r 取mmbmmb40,35 12 56.71)tan(a 2 urc 44.1890 21 14.22 44.18cos 21 cos z z 1 1 1 33.349 07.75cos 90 cos z

20、z 2 2 2 圓柱斜齒輪設(shè)計圓柱斜齒輪設(shè)計 設(shè)計某一帶式運輸機用二級錐齒輪圓柱齒輪減速器。運輸機二班制連續(xù)工作，單向運轉(zhuǎn)， 載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。減速器小批量生產(chǎn)，使用期限 8 年，運輸帶速度允差 5。 齒輪傳動的設(shè)計計算齒輪傳動的設(shè)計計算 材料：低速級小齒輪選用鋼，齒面硬度為小齒輪 250hbs 取小齒45 齒數(shù)=20 1 z 速級大齒輪選用鋼，齒面硬度為大齒輪 220hbs z =520=100 圓整45 2 取 z =100 2 齒輪精度 按 gb/t100951998，選擇 7 級，齒根噴丸強化。 按齒面接觸強度設(shè)計 1. 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 試選 k =1.6 t 查課本

21、由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) z=2.45 215 p h 試選,查課本由圖 10-26 查得 o 12 214 p =0.76 =0.92 =0.76+0.92=1.68 1 2 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) n =60n jl =603201(2830010) 12n =7.3710 8 n =1.4710 2 5 1037 . 7 8 1 i n 8 由課本圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) k=0.95 k= 0.98 1hn2hn 查課本由圖 10-21d 209 p 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限,mpa h 600 1lim 大齒輪的接觸疲勞強度極限mpa h 570 1lim 取失

22、效概率為 1%,安全系數(shù) s=1,則接觸疲勞許用應(yīng)力 1 2 lim1 1 lim 2 2 0.95 600570 0.98 570558.6 hnh h hnh h k mpa s k mpa s 12570558.6 564.3 22 hh hmpa 查課本由表 10-6 查材料的彈性影響系數(shù) z =189.8mp 198 p ea 選取齒寬系數(shù) 1 d t=95.510 =95.510 4.02/320 5 22/n p 5 =12.010 n.m 4 3 2 4 21 3 1 ) 3 . 564 8 . 18945 . 2 ( 5 6 68 . 1 1 10 0 . 126 . 12

23、) ( 12 h eh d t t zz u utk d =57.1mm 2. 計算圓周速度 0.956 100060 320 1 . 57 100060 21 nd t sm/ 3. 計算齒寬 b=d =157.1=57.1 d t 1 mm 4. 計算齒寬與齒高之比 h b 模數(shù) m= nt mm z d t 792 . 2 20 12cos 1 . 57cos 1 1 齒高 h=2.25m=2.252.792=6.283 nt mm =57.1/6.283=9.088 h b 5. 計算縱向重合度 351 . 1 12tan20318 . 0 tan318 . 0 1 z d 6 計算載

24、荷系數(shù) k 根據(jù) v=0.956m/s，七級精度可得動載荷系數(shù)為 k =1.06 v 由機械設(shè)計（第八版） 表 10-3 查得k=k=1.2 hf 由機械設(shè)計（第八版） 表 10-2 查得使用系數(shù)k =1 a 由機械設(shè)計（第八版） 表 10-3 查得 1.34fk 由機械設(shè)計（第八版） 表 10-4 查得 1.42hk k=11.061.21.42=1.806 hhva kkkk 7. 按實際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 d =d=57.1 1t 1 t kk 3 mm384.59 6 . 1 806 . 1 3 計算模數(shù)mm z d mn904 . 2 20 12cos384.59cos 1

25、 1 8. 按齒根彎曲強度設(shè)計 m cos2 1 2 2 1 3 f sf d yy z ykt 確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 （1） 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩121.1knm （2） 確定齒數(shù) z 因為是硬齒面，故取 z 20，z i z 520100 傳動比誤差 iuz / z 5 i0.055，允許 （3） 初選齒寬系數(shù) 按對稱布置，由表查得1 （4） 初選螺旋角 初定螺旋角12 （5） 載荷系數(shù) k kk k k k=11.061.21.341.704 （6） 當(dāng)量齒數(shù) zz /cos20/ cos 12 21.37 3 zz /cos100/ cos 12 106.86 3 由課本表 10-5

26、查得齒形系數(shù) y和應(yīng)力修正系數(shù) y 197 p 14 . 2 ,72 . 2 21 ff yy83 . 1 ,56 . 1 21 ss yy （7） 螺旋角系數(shù) y 軸向重合度 1.35 y 10.865 （8） 計算大小齒輪的 f sf fy 由機械設(shè)計（第八版） 圖 20-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大 1440fempa 齒輪的彎曲疲勞強度極限 2425fempa 查課本由圖 10-18 得彎曲疲勞壽命系數(shù) 202 p k=0.88 k=0.92 s=1.4 1fn2fn 11 1 22 2 0.88 440 276.57 1.4 0.92 425 279.29 1.4 fnf

27、e f fnfe f k mpa s k mpa s 計算大小齒輪的,并加以比較 f safaf y 0153 . 0 57.276 56 . 1 72.2 1 11 f safa fy 0140 . 0 29.279 83 . 1 14 . 2 2 22 f safa fy 小齒輪的數(shù)值大,選用小齒輪的尺寸設(shè)計計算. 計算模數(shù) mmmmmn6 . 2 68 . 1 201 0153 . 0 12cos865. 010211 . 1 704. 12 2 25 3 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) m 大于由齒根彎曲 n 疲勞強度計算的法面模數(shù)，按 gb/t1357-1987 圓整

28、為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取 m =3mm n 但為了同時滿足接觸疲勞強度，需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 d =59.384來計算應(yīng)有的齒數(shù). 1 mm z =19.362 取 z =20 1 n m 12cos384.59 1 z =520=100 取 z =100 22 初算主要尺寸 計算中心距 a=184.02 cos2 )( 21n mzz 12cos2 3)10020( mm 將中心距圓整為 185 mm 修正螺旋角 =arccos13.37 1852 3)10020( arccos 2 )( 21 n m 因值改變不多,故參數(shù),等不必修正 k h z 分度圓直徑 d =58.12 1 4

29、. 13cos 320 cos 1 n mz mm d =290.6 2 4 . 13cos 3100 cos 2 n mz mm 計算齒輪寬度 mmdb d 384.59384.591 1 圓整后取 mmb60 1 mmb65 2 軸的設(shè)計軸的設(shè)計 1、軸的材料選擇和最小直徑的估算、軸的材料選擇和最小直徑的估算 根據(jù)工作條件，初選軸的材料為 40 鋼，調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強度進行最 小直徑估算，即：dmina0。初算軸徑時，若最小直徑軸段開有鍵槽，還要 1 3 1 p n 考慮鍵槽對軸強度的影響。當(dāng)該軸段截面上有一個鍵槽時，d 增大 57， 兩個鍵槽時，d 增大 1015。a0值由教材表 15-

30、3 確定。高速軸 a01125，中間軸 a02120，低速軸 a03=112。 高速軸：,因為高速軸最小直徑mmmm n p ad23.18 960 14 . 4 112 3 3 1 1 01 min1 出安裝聯(lián)軸器，查機械設(shè)計手冊 2.0 的聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)件，取聯(lián)軸器的孔徑，所以 。mmd20 min1 中間軸：,因中間軸最小直徑mmmm n p ad03.26 320 02 . 4 112 3 3 2 2 02 min2 處安裝滾動軸承，取標(biāo)準(zhǔn)值。mmd30 min2 低速軸：，因輸出軸最小直徑mmmm n p ad88.43 64 85. 3 112 3 3 3 3 03 min3 處安裝滾

31、動軸承，取標(biāo)準(zhǔn)值=45。 min3 d 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）各軸段直徑的確定 d11：最小直徑，安裝在聯(lián)軸器上，d11=d1min=20mm； d12：密封處軸段，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（擬采用氈圈密封） ，d12=30mm d13：滾動軸承處軸段，d13=35mm，由于該軸同時受到徑向力和軸向力的作 用，故選單列圓錐滾子軸承，軸承代號為 30207，其尺寸為： ddb=30mm72mm17mm。 ：過渡軸段，由于這段軸在兩個軸承的中間，可以選取=40mm 14 d 14 d : 滾動軸承處軸段， =35mm。 15 d 1315 dd : 安裝齒輪處的軸

32、段的直徑=30mm；齒輪的左端與左軸承之間采用 16 d 16 d 套筒定位。 2）各軸段長度的確定 ：為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使 11 l 12d 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。 12d 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查3表 14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則 1aca kt 1.3ak mn82.5341.41.3kt 1aca 查1表 8-5，選 tl4 彈性套銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 63，半聯(lián)軸器的孔徑 d1=20mm，故 取=20mm， d 聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 52 1 l mm，為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而 不壓

33、在軸的端面上，故 11 l 的長度應(yīng)比 1 l 略短一些，現(xiàn)取 11 l =50mm ：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，=50mm； 12 l 12 l ：由滾動軸承，擋油盤及裝配關(guān)系確定=20mm 13 l 13 l ：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)等確定， =60mm； 14 l 14 l ：由滾動軸承裝配關(guān)系確定=18mm； 15 l 15 l ：由小錐齒輪的結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系等確定，=40mm。 16 l 16 l 3）細部結(jié)構(gòu)設(shè)計略，參見中間軸 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）各軸段直徑的確定 ：最小直徑，滾動軸承處軸段，=30mm，滾動軸承選取 21 d min221 dd 3020

34、6，其尺寸 ddb=30mm62mm16mm； ：低速級小齒輪軸段=40mm； 22 d 22 d ：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求，=45mm； 23 d 23 d ：高速級大齒輪軸段，=40mm； 24 d 24 d ：滾動軸承處軸段，=30mm。 25 d 2125 dd 2）各軸段長度的確定 ：由滾動軸承、擋油圈及裝配關(guān)系等確定， =38mm； 21 l 21 l ：由低速級小齒輪的轂孔寬度 b60mm 確定=63mm； 22 l 22 l ：軸環(huán)寬度， =20mm； 23 l 23 l ：由高速級大齒輪的轂孔寬度 b45mm 確定=48mm； 24 l 24 l ：由滾動軸承、擋油圈及

35、裝配關(guān)系等確定=38mm。 25 l 25 l 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）各軸段直徑的確定 ：最小直徑，滾動軸承處軸段，=45mm，滾動軸承選取 31 d min331 dd 6208，其尺寸 ddb=45mm80mm18mm； ：低速級大齒輪軸段=47mm; 32 d 32 d ：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求，=50mm； 33 d 43 d ：過渡軸段，=45mm； 34 d 34 d ：滾動軸承處軸段，=45mm； 35 d 3135 dd ：接外部軸段，根據(jù)軸唇形密封圈標(biāo)準(zhǔn)，； 36 dmmd42 36 : 接鏈輪處軸段，根據(jù)鏈輪大小，=35mm。 37 d 37 d 2）

36、各軸段長度的確定 ：由滾動軸承、擋油圈及裝配關(guān)系等確定， =37mm； 31 l 31 l ：由低速級大齒輪的轂孔寬度 b70mm 確定=67mm； 32 l 32 l ：軸環(huán)寬度， =12mm； 33 l 33 l ：由裝配關(guān)系確定過渡軸段，=66mm； 34 l 34 l ：由滾動軸承、擋油圈及裝配關(guān)系等確定=30mm； 35 l 35 l ：接外部軸段，根據(jù)裝配關(guān)系確定=45mm； 36 l 36 l ：接傳動帶輪軸段，根據(jù)裝配關(guān)系確定=50mm。 37 l 37 l 軸的校核軸的校核(這里以中間軸為例這里以中間軸為例) 計算軸上的作用力計算軸上的作用力 錐齒輪上：n d t ff m

37、tt 1554 4 . 53 10 5 . 4122 3 1 1 12 122 sintan tr ff n17944.18sin20tan1554 00 122 costan ta ff n566.53644.18cos20tan1554 00 斜齒輪上：，n d t ft 7 . 4036 60 10 1 . 12122 3 3 2 3 nff tr 7 . 30512sin20tan 7 . 4036sinbtan 00 33 fsina=4036.7tan20cos12=1437ntana t3a3 f 求軸上的載荷求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖如下在確定軸承的支點位

38、置時，應(yīng)從手冊 中查得 a 值，對于 30206 型的圓錐滾子軸承，由手冊中查得 a=13.8。因此作為 簡支梁的軸 的支承跨距 l1+l2=108+36mm， 由計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖，如上圖所示。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以 看出截面 b 是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算出的截面 b 出的、及 m 的值列于下表 h m v m 載荷水平面 h垂直面 v 支反力 f 880nf 1093.3nf nh2 nh1 234nf n251f nv2 nv1 彎矩 m mm 54665nmhmm12550nmv 左 mm9594nmv 右 總彎矩 mmnmmm mmnmmm vh vh 11.

39、55500 18.56087 2 2 2 2 右 左 扭矩 tmnt 1 . 121 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度。根據(jù)3式 15-5 及上表中 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 0.6 mpampa w tm mpampa w tm ca ca 20.14 401 . 0 )1211006 . 0(54665 )( 20.14 401 . 0 )1211006 . 0(54665 )( 3 22 22 3 22 22 右 左 前已選定軸的材料為 40cr（調(diào)質(zhì)） ，由3表 15

40、-1 查得，所以mpa70 1 故安全。軸上的受力分析圖，可以知道截面處受載荷和彎矩最大，故需要校 1 ca 核截面 m 左右兩側(cè)即可。 7、精確校核軸的疲勞強度 （1）判斷危險截面 根據(jù)軸上的受力分析圖，可以知道截面 m 處受載荷和彎矩最大，故需要校核截面 m 左右 兩側(cè)即可。 （1）截面 m 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 2 3 23 21641 63*2 7637*18 63*0.1 d2 t-dbt 32 d14 . 3 mmw ）（）（ 抗扭截面系數(shù) 3 2 3 23 46646 63*2 7637*18 63*0.2 d2 t-dbt 32 d14 . 3 mmwt ）（）（ 截面 5

41、右側(cè)彎矩 m 為 mmnmmm vh 56087 2 2 右 截面 5 上的扭矩為 2 tmnt 1 . 121 截面上的彎曲應(yīng)力 mpa w m b 2.591 21641 56087 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 mpa w 2.596 46646 121100 2 軸的材料為 40cr，調(diào)質(zhì)處理。由3表 15-1 查的 mpa735 b mpa355 1 。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按3表 3-2 查取200mpa 1 - 。因 可查的=1.6 又圖 3-1 可得軸的敏性系33 . 1 30 40 ,330 . 0 30 1 d d d r 2 . 2 數(shù)為 82 . 0 q85 .

42、 0 q 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 89 . 1) 12 . 2(82 . 0 1) 1(1 qk 51 . 1 16 . 185 . 0 1) 1(1）（ qk 由3附圖 3-2 的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。，75 . 0 87 . 0 軸按磨削加工，由3附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為 0.92 軸未經(jīng)表面強化處理，即，則綜合系數(shù)為1 q 73 . 2 192 . 0 /175 . 0 /89 . 11 1 k k 82 . 1 192 . 0 /187 . 0 /51 . 1 1 1 k k 又由 3-1 及 3-2 取碳鋼的特性系數(shù) 0.1,0.05 于是計算安全系數(shù)值，按3式 15-615-

43、8 cas 5 . 135 . 9 15.12 261.1705 . 0 261.1782 . 1 200 66.14 01 . 087 . 8 73 . 2 355 22 1 1 s ss ss s k s k s ca ma ma 故可知其安全。 （2）截面 m 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 2 3 23 21641 63*2 7637*18 63*0.1 d2 t-dbt 32 d14 . 3 mmw ）（）（ 抗扭截面系數(shù) 3 2 3 23 46646 63*2 7637*18 63*0.2 d2 t-dbt 32 d14 . 3 mmwt ）（）（ 截面 5 左側(cè)彎矩 m 為 mmnmmm

44、 vh 56087 2 2 右 截面 5 上的扭矩為 2 tmnt 1 . 121 截面上的彎曲應(yīng)力 mpa w m b 2.591 21641 56087 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 mpa w 2.596 46646 121100 2 過盈配合處的，由附表3表 3-8 用插值法求出，并取=0.8，于是 k k k =2.52，=0.8*2.52=2.016 k k 軸按磨削加工，由3附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為 0.92 故綜合系數(shù)為： 61 . 2 192 . 0 /152 . 2 1 1 k k 087 . 2 192 . 0 /1016 . 2 1 1 k k 于是計算安全系數(shù)值，按3式

45、15-615-8 cas 5 . 108.14 2 . 17 2 1 . 1105 . 0 2 1 . 11087 . 2 200 5 . 24 01 . 056 . 5 61 . 2 355 22 1 1 s ss ss s k s k s ca ma ma 故可知其安全。綜上，該軸滿足要求。 滾動軸承的選擇和驗算滾動軸承的選擇和驗算 軸上滾動軸承的選擇軸上滾動軸承的選擇 1、按承載較大的滾動軸承選擇其型號，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。 軸承類型選為圓錐滾子軸承，軸承的預(yù)期壽命取為,由前hlh480001030028 計算結(jié)果知：軸承所受的徑向力，軸向力。nfr67.536

46、nfa 9 . 179 2、初選滾動軸承 30205（gb/297-1994） ，基本額定動載荷， 基本額定靜載kncr2 .32 荷kncor37 3、徑向當(dāng)量動載荷.，查1表 6-7gb/297-1994，得 。33 . 0 67.536 9 . 179 r a f f 37. 0e 即。所以動載荷， 根據(jù)3p319 式 13-6 得：e f f r a nfp rr 67.536 ，滿足要求。 r h ckn ln pc 79 . 5 10 4800096060 67.536 10 60 3 10 6 3 10 6 1 軸上滾動軸承的選擇軸上滾動軸承的選擇 1、按承載較大的滾動軸承選擇其

47、型號，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。 軸承類型選為圓錐滾子軸承，軸承的預(yù)期壽命取為,由前hlh480001030028 計算結(jié)果知：軸承所受的徑向力，軸向力。nfr78.132nfa22.398 2、初選滾動軸承 30206（gb/297-1994） ，基本額定動載荷， 基本額定靜載kncr 2 . 43 荷kncor 5 . 50 3、徑向當(dāng)量動載荷.，查1表 6-7gb/297-1994，得 。即3 78.132 22.398 r a f f 37. 0e 。查得 y=1.6。所以動載荷e f f r a ， 根據(jù)3p319 式 13-6 得：nyffp arr 26.69

48、022.3986 . 178.1324 . 04 . 0 ，滿足要求。 r h ckn ln pc 348 . 5 10 4800032060 690 10 60 3 10 6 3 10 6 2 軸上滾動軸承的選擇軸上滾動軸承的選擇 1、按承載較大的滾動軸承選擇其型號，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。 軸承類型選為圓錐滾子軸承，軸承的預(yù)期壽命取為,hlh480001030028 2、初選滾動軸承 30207（gb/297-1994） ，基本額定動載荷， 基本額定靜kncr2 .54 載荷kncor 5 . 63 3、壽命驗算：查3表 13-6 取。則軸承的當(dāng)量動載荷， 2 . 1

49、 p f nffp rp 3 . 173114422 . 1 合適。 73 6 3 3 6 10879 . 0 ) 3 . 1731 54200 ( 96.58160 10 )( 60 10 h r h lh p c n l 鍵的強度校核鍵的強度校核 軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接校核軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接校核 1、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 ，與聯(lián)軸器聯(lián)接處選用普通圓頭平鍵（a 型） mmmmmmlhb2566 2、校核鍵聯(lián)接的強度 鍵、軸材料都是鋼，由3表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為。 ap mp120 鍵的工作長度， ,鍵與聯(lián)軸器鍵槽的接觸高度，mmbllc222/6252/ 。由3式（6-1）得mmhkc36

50、5 . 05 . 0 , 合適87.62 20223 415002102 3 1 ppc mpa kld t 軸齒輪的鍵聯(lián)接校核 1、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 選用圓頭普通平鍵（a 型） 。聯(lián)接齒輪：mmmmmmlhb28810 校核鍵聯(lián)接的強度 由3表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為 ap mp120 ,鍵與聯(lián)軸器鍵槽的接觸高度，mmbllc232/10282/ 。由3式（6-1）得mmhkc485 . 05 . 0 , 合適07.30 30234 415002102 3 1 ppc mpa kld t 軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接校核軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接校核 1、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 ，與聯(lián)軸器聯(lián)接處選用普通

51、圓頭平鍵（a 型） mmmmmmlhb40812 2、校核鍵聯(lián)接的強度 鍵、軸材料都是鋼，由3表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為。 ap mp120 鍵的工作長度， ,鍵與聯(lián)軸器鍵槽的接觸高度，mmbllc362/12402/ 。由3式（6-1）得mmhkc0 . 485 . 05 . 0 , 合適01.42 40364 1210002102 3 2 ppc mpa kld t 軸齒輪的鍵聯(lián)接校核軸齒輪的鍵聯(lián)接校核 1、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 選用單圓頭平鍵（c 型） 。聯(lián)接齒輪：mmmmmmlhb28812 校核鍵聯(lián)接的強度 由3表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為 ap mp120 ,鍵與聯(lián)軸器鍵槽

52、的接觸高度，mmbllc222/12282/ 。由3式（6-1）得mmhkc485 . 05 . 0 , 合適75.68 40224 1210002102 3 2 ppc mpa kld t 軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接校核軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接校核 1、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 ，與聯(lián)軸器聯(lián)接處選用普通圓頭平鍵（a 型） mmmmmmlhb40810 2、校核鍵聯(lián)接的強度 鍵、軸材料都是鋼，由3表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為。 ap mp120 鍵的工作長度， ,鍵與聯(lián)軸器鍵槽的接觸高度，mmbllc352/10402/ 。由3式（6-1）得mmhkc0 . 485 . 05 . 0 , 合適18.59 353

53、54 5876002102 3 3 ppc mpa kld t 軸齒輪的鍵聯(lián)接校核軸齒輪的鍵聯(lián)接校核 1、選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 選用圓頭普通平鍵（a 型） 。聯(lián)接齒輪：mmmmmmlhb5078 校核鍵聯(lián)接的強度 由3表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力為 ap mp120 ,鍵與聯(lián)軸器鍵槽的接觸高度，mmbllc462/8502/ 。由3式（6-1）得mmhkc5 . 375 . 05 . 0 , 合適32.46 25465 . 3 932102102 3 3 ppc mpa kld t 聯(lián)軸器的選擇和驗算聯(lián)軸器的選擇和驗算 見各軸的設(shè)計 在軸的計算中已選定聯(lián)軸器型號。 輸入軸選 hl1 型彈性柱

54、銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 160000，半聯(lián)軸器的孔徑 nmm ，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔 120dmm1220dmm52lmm 長度為 38mm。 輸出軸選選 hl3 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 630000，半聯(lián)軸器的孔徑 nmm ，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔 140dmm1240dmm112lmm 長度為 84mm。 減速器的潤滑減速器的潤滑 1、潤滑方式的選擇 齒輪用潤滑油潤滑，并利用箱內(nèi)傳動件濺起的油潤滑軸承。 2、密封方式的選擇 計算可得，各軸與軸承接觸處的線速度，所以采用氈圈密封smv10 3、潤滑油的選擇 因為該減速器屬于一般減速器，查機械手

55、冊可選用中負載工業(yè)齒輪油 320 號潤滑。 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 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， 大端蓋分機體采用配合. 6 7 is h 1、 機體的剛度機體的剛度 在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度 2、機體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱、機體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱 因其傳動件速度小于 12m/s，故采用浸油潤滑，同時為了避免油攪得沉渣 濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x h 為 40mm 為保證機蓋與機座連接處密封，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 . 6 3.、 機體結(jié)構(gòu)的工藝性機體結(jié)構(gòu)的工藝性. 鑄件壁厚

56、為 10，圓角半徑為 r=3。機體外型簡單，拔模方便. 4 4、 對附件設(shè)計對附件設(shè)計 a 視孔蓋和窺視孔視孔蓋和窺視孔 在機蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間， 以便于能伸入進行操作，窺視孔有蓋板，機體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于 機械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強密封，蓋板用鑄鐵制成，用 m6 緊固 b b 油螺塞：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，因此油孔處的機體外壁應(yīng)凸起一塊，由機械加工成 螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。 c 油標(biāo)：油標(biāo)： 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，以防油進入油尺座孔而溢出. d 通氣孔：通氣孔： 由于減速器運轉(zhuǎn)