機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)熱處理車間帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

1、學(xué) 號(hào)課 程 設(shè) 計(jì)題 目熱處理車間帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)教 學(xué) 院機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(車輛工程方向)班 級(jí)姓 名指導(dǎo)教師2010年12月16日20102011學(xué)年第1學(xué)期機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)名稱熱處理車間帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)班級(jí)08車輛地點(diǎn) j2-503一、課程設(shè)計(jì)目的課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)的基本目的是：1綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和其它先修課程的知識(shí)，分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題，進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識(shí)。2通過課程設(shè)計(jì)，逐步樹立正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和競爭意識(shí)，熟悉掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。

2、3通過設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖以及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊等有關(guān)設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行全面的機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練。二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括：傳動(dòng)裝置總體方案的分析；電動(dòng)機(jī)的選擇；傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算；傳動(dòng)零件、軸、軸承、聯(lián)軸器等的設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇；裝配圖和零件圖的繪制；撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。課程設(shè)計(jì)中要求完成以下工作：1減速器裝配圖1張(a1圖紙)；2減速器零件圖2張(a3圖紙)；3設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份。附：（一）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)已知條件題號(hào) 6輸送帶拉力f(n)2750輸送帶速度v(m/s)2.5卷筒直徑d(mm)360（二）工作條件該傳動(dòng)裝置要求采用單級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，單向連續(xù)傳送，載荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)，每

3、班8小時(shí)工作制，每日兩班，使用期限10年（每年按300天計(jì)算），運(yùn)輸帶允許速度誤差為5%。（三）運(yùn)動(dòng)簡圖（四）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書內(nèi)容0、封面（題目、班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)、指導(dǎo)老師、時(shí)間，采用統(tǒng)一格式）1、目錄（標(biāo)題、頁次）2、設(shè)計(jì)任務(wù)書（裝訂原發(fā)的設(shè)計(jì)任務(wù)書）3、前言（題目分析、傳動(dòng)方案的擬訂等）4、電動(dòng)機(jī)的選擇，傳動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算（計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需的功率、選擇電動(dòng)機(jī)、分配各級(jí)傳動(dòng)比，計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速、功率和扭矩）5、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（確定帶傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)）6、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核7、軸承的選擇和計(jì)算8、鍵聯(lián)接的選擇和校核9、聯(lián)軸器的選擇10、箱體的設(shè)計(jì)（主要結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)計(jì)算及必要的說明）11、潤滑和密封

4、的選擇、潤滑劑的型號(hào)及容量、減速器的附件及說明12、設(shè)計(jì)小結(jié)（設(shè)計(jì)體會(huì)、本次計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)及改進(jìn)意見等）13、參考資料（資料的編號(hào) ，作者，書名，出版單位和出版年、月）三、進(jìn)度安排第15周 周一 電動(dòng)機(jī)的選擇和傳動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算周二 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、低速軸的設(shè)計(jì)周三 低速軸的校核、高速軸的設(shè)計(jì)、軸承的選擇、聯(lián)軸器的選擇周四 軸承的校核、普通平鍵的選擇及校核、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、潤滑材料、潤滑方式和密封型式的選擇周五 畫減速器裝配圖第16周 周一 畫減速器裝配圖周二 畫減速器裝配圖周三 畫零件圖周四 整理、裝訂計(jì)算說明書周五 答辯四、基本要求課程設(shè)計(jì)教學(xué)的基本要求是： 1能從機(jī)器功能要求

5、出發(fā)，分析設(shè)計(jì)方案，合理地選擇電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和零件。2能根據(jù)機(jī)器的工作狀況分析和計(jì)算作用在零件上的載荷，合理選擇零件材料，正確計(jì)算零件工作能力和確定零件主要參數(shù)及尺寸。3能考慮制造工藝、安裝與調(diào)整、使用與維護(hù)、經(jīng)濟(jì)性和安全性等問題，對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4. 繪制圖樣表達(dá)設(shè)計(jì)結(jié)果，圖樣符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)，尺寸及公差標(biāo)注完整、正確，技術(shù)要求合理、全面。5. 在客觀條件允許的情況下，初步掌握使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和使用計(jì)算機(jī)繪制裝配圖、零件圖的方法。機(jī)電基礎(chǔ)教學(xué)部 2010.11.26目錄前言一、電動(dòng)機(jī)的選擇7 二、總傳動(dòng)比及各軸傳動(dòng)比分配8三、各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算9 四、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)10 五

6、、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)12 六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 15 七、軸承的校核計(jì)算23八、鍵的校核計(jì)算26 九、聯(lián)軸器的選擇27 十、減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 十一、潤滑與密封 30十二、小結(jié)31 參考文獻(xiàn)前 言（一)設(shè)計(jì)目的：通過本課程設(shè)計(jì)將學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算能力，熟悉一般的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)過程。(二)傳動(dòng)方案的分析：機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)

7、效率高和使用維護(hù)方便。本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)斜齒輪傳動(dòng)。一、電動(dòng)機(jī)的選擇設(shè)計(jì)說明及數(shù)據(jù)計(jì)算備 注1選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按照工作要求和條件選用y系列一般用途的全封閉自扇式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。2選擇電動(dòng)機(jī)的容量 根據(jù)原始數(shù)據(jù)，運(yùn)

8、輸帶拉力f和運(yùn)輸帶速度v，可得運(yùn)輸帶所需功率 p卷筒 = fv=2750x2.5=6.875kw。 電動(dòng)機(jī)的所需的工作功率 pw=kw 由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為 a=1x（2 x2）x3x4x5 取1=0.96(卷筒), 2=0.99(2對(duì)深溝球軸承)，3=0.97（齒輪精度為8級(jí)，不包括軸承效果），4=0.99（彈性聯(lián)軸器），5=0.96（v帶傳動(dòng)），則 a=0.96x0.99x0.97x0.99x0.96=0.88 可以求得電機(jī)的功率pw=6.875kw/0.88= 7.81 kw3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為 n =60x2.5x1000/（3.14x360）=132.70r

9、/min 查表得傳動(dòng)比的合理范圍，取v帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i1=24，單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i2=35，則總傳動(dòng)比合理范圍為ia=620,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 nd= iaxn = (620)x132.70 = 796.22654r/min 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000r/min和1500r/min。 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查出適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kw）滿載轉(zhuǎn)速(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量(kg)y160m-41114602.22.3123y160l-6119702.02.0147綜合考慮傳動(dòng)裝置的尺寸、重量和價(jià)格，選定電動(dòng)機(jī)型

10、號(hào)為y160m-4。式中：123、4、5分別為卷筒、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器、v帶的傳動(dòng)效率。所查表為機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書第167頁表12-1 常見機(jī)械傳動(dòng)的主要性能。 二、總傳動(dòng)比及各軸傳動(dòng)比分配設(shè)計(jì)說明及數(shù)據(jù)計(jì)算 因選定的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y160m-4，滿載轉(zhuǎn)速nm=1460r/min和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n=132.7r/min，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為： ia=11.00 總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比i1、i2、i3in的乘積，即 in = i1xi2xi3in 因此分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 in = i1 x i2 為使v帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過大，初步取i1= 3.2（實(shí)際的傳動(dòng)比要在設(shè)計(jì)v帶傳動(dòng)時(shí)，由所選大

11、、小帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑之比計(jì)算），則減速器的傳動(dòng)比為： i2= =3.44備 注式中i1、i2分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。i1= 3.2i2=3.44三、各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算設(shè)計(jì)說明及數(shù)據(jù)計(jì)算備 注 為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩（或功率）。如將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為軸、軸，以及 i1, i2，為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比； 1，2，為相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率； p1，p2，為各軸間的輸入功率（kw）； t1，t2，為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩（nm）; n1，n2，為各軸的轉(zhuǎn)速（r/min）, 按電動(dòng)機(jī)軸至卷筒運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算，得到各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。1各軸轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速

12、n= 1460r/min(取滿載時(shí)候的轉(zhuǎn)速) 軸（高速軸）轉(zhuǎn)速 n1 = =1460/3.2 r/min =456.25r/min 軸（低速軸）轉(zhuǎn)速 n2 = =456.25/3.44 r/min =132.63r/min 卷筒軸轉(zhuǎn)速 n3 = n2=132.63r/min2各軸輸入功率 p0 =pw=11kw p1 = 11kwx5=11x 0.96=10.56kw p2 = p123=10.56x0.99x0.97=10.14kw pw = p224=10.14x0.99x0.99=9.94kw3各軸輸入轉(zhuǎn)矩 t0= 9550x=9550x(11/1460)=71.95 nm t1= 95

13、50x=9550x(10.56/456.25)=221.04 nmt2 =9550x= 9550x（10.14/132.63）=730.13 nmtw=9550xpw/n3=9550x6.785/132.63=488.55 nm 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表：軸 名功率 p(kw)轉(zhuǎn)矩 t(nm)轉(zhuǎn)速nr/min傳動(dòng)比i效率輸 入輸 出輸 入輸 出電動(dòng)機(jī)軸1171.9514603.20.96軸1110.5671.95221.04456.253.440.93軸10.5610.14221.04730.13132.6310.98w軸10.1410.14730.13 488.55 132.63軸為

14、主動(dòng)齒輪軸，軸為從動(dòng)齒輪軸。 四、帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明及數(shù)據(jù)計(jì)算備 注1選擇普通v帶型號(hào) 查表得ka = 1.2，可得 pc = kap=1.211kw=13.2kw。 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第219頁圖13-15可知應(yīng)選用b型v帶。2確定帶輪基準(zhǔn)直徑d1和d2 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第219頁表13-15取d1 =140mm，可得 d2 = nd1(1-)/n1 = id1(1-)=1460x140x(1-0.02)/456.25=439.04mm 由表13-9取d2=450mm 由d1 =140mm，d2=450mm求得的實(shí)際傳動(dòng)比 i1=d2/d1=450/140=3.21 n1=n/i=1460/3.2

15、1=454.83r/min 誤差：=（n1-n1）/n1x100%=（456.25-439.04）/456.25 x 100%=3.77%5%3驗(yàn)算帶速 由帶速公式 v=(1460x140x3.14)/(60x1000)m/s=10.70m/s 介于525m/s范圍內(nèi)，合適。4確定帶長和中心距 由帶長公式可得 0=1.5（d1+d2)= 1.5x(140+450)=885mm 有范圍 413mm = 0.7(d1+d2)02(d1+d2)=1180mm 初定中心距0=900mm，由帶長公式得帶長 l0 = 20+ =2x900mm+mm+mm = 2753mm 查表選用ld = 2500mm,

16、由公式得實(shí)際中心距 =0+（ld-l0）/2=885mm+(2753-2500)/2=1011.5mm5驗(yàn)算小帶輪上的包角1 由包角公式得 1 = 180- 57.3 = 180-(450-140)/1011.5 57.3=162.44163120,合適。6確定帶的根數(shù) 由帶的根數(shù)計(jì)算公式得 z = 今n0=1460r/min，d1=140mm查表13-3得p0 =2.82kw.由式（13-9）得傳動(dòng)比i=d2/d1(1-)=450/140x0.98=3.30 ;p0 = 0.46kw；由= 163，查表13-7得 k=0.96；有表13-2得 kl = 1.09。 z = =4.07。帶數(shù)只

17、能是整數(shù)，故取z=5 取5根。7計(jì)算軸上的壓力 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第212頁表13-1得q = 0.17kg/m，故可得初壓力 f0 = +q2 = （500x13.2）/(5x10.55)(2.5/0.96-1)+0.17x10.702=220.17n。 得作用于軸上的壓力為 fq = =2x5x220xsin81.5=2175.83n。8帶輪的設(shè)計(jì) 通過前面計(jì)算得知小帶輪直徑為140mm，大帶輪直徑為450mm，故小帶輪結(jié)構(gòu)采用實(shí)心式，大帶輪結(jié)構(gòu)采用輻板式。采用ht150鑄鐵制造，表面調(diào)質(zhì)處理。所查表為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第218頁表13-8工作情況系數(shù)ka。所查表為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第212頁表13-4

18、普通v帶的基準(zhǔn)長度系列l(wèi)d及長度系數(shù)kl。所查表分別為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第235頁表13-2,表13-3，表13-5表，表13-7，表13-8，表13-9.五、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明及數(shù)據(jù)計(jì)算備 注1選定齒輪傳動(dòng)類型、材料、熱處理方式、精度等級(jí)。 根據(jù)所選擇傳動(dòng)方案，選用閉式軟齒面（硬度小于350）直齒圓柱標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)。 大、小齒輪均選軟齒面。小齒輪的材料選用45調(diào)質(zhì)鋼，齒面硬度為197286hbs，大齒輪選用45鋼，正火處理，齒面硬度為156217hbs。二者硬度差應(yīng)小于50hbs。 齒輪精度初選8級(jí)。2初步選取主要參數(shù) 取z1 =20，z2 =iz1=3.4420=68.869, 取則d =0.8

19、，3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 按下面公式計(jì)算小輪分度圓直徑 d1 確定各參數(shù)值： 1）載荷系數(shù) 查表取k=1.5； 2）小齒輪名義轉(zhuǎn)矩 t1= 9550x=9550x(10.56/456.25)=221.04 nmm 3）材料彈性影響系數(shù) 查表得 z=188； 4）區(qū)域系數(shù) zh =2.5； 5）許用應(yīng)力 查圖得hlim1=620mpa, hlim2=400mpa，查表，按一般可靠要求取sh=1.1,則 h1 =620mpa/1.1=564mpa， h2 =400mpa/1.1=364mpa, 取兩式計(jì)算中的較小值，即h=364mpa； 于是 d1 =mm=95.4mm。4確定模數(shù) 計(jì)算模數(shù)

20、 m=95.4/20=4.77 取標(biāo)準(zhǔn)值 m=5mm.5按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 按彎曲疲勞強(qiáng)度公式校核 f1=(2kt1yfa1ysa1)/(bm2z1)f2=(f1 yfa2ysa2)/ yfa1ysa1)式中：1）小輪分度圓直徑 d1 =mz1 =5x20mm=100mm； 2）齒輪嚙合寬度 b=dd1 =0.8x95.4mm=76.32mm； 3）取b2=80,b1=85 4）許用應(yīng)力 查圖得flim1 =480mpa，flim2 =340mpa, 查表，取sf =1.3, 則 ； 5）計(jì)算齒輪的彎曲強(qiáng)度： 齒形系數(shù)yfa1=2.93 ysa1=1.57 yfa2=2.24 ysa2

21、=1.82 f1=(2kt1yfa1ysa1)/(bm2z1) =39.6mpaf1f2=(f1yfa2ysa2)/(yfa1ysa1)=35.1mpaf2 故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求。6幾何尺寸計(jì)算： d1 = mz1 =520mm=100mm； d2 = mz2 =594mm=470mm； 285mm； 7驗(yàn)算初選精度等級(jí)是否合適 齒輪圓周速度 v=(d1n1/(601000)=3.14100600/(601000)=3.14m/s 此速度 6m/s 查表可知選擇8級(jí)精度合適。所查表為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第171頁表11-4所查表為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第171頁表11-4所查圖為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第166頁圖1

22、1-1,所查表為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第171頁表11-5所查圖為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第167頁圖11-1所查圖為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第171頁圖11-5所查表為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第168頁表11-2六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)說明及數(shù)據(jù)計(jì)算備 注、低速軸設(shè)計(jì)1擬定軸上零件的裝配方案如下圖：齒輪3，套筒4，右端軸承5，軸承端蓋8，聯(lián)軸器7，軸端擋圈11依次從軸的右端向左端安裝，而左端只安裝軸承1及其端蓋。2確定軸上零件的定位和固定方式如上圖：軸上零件的軸向定位與固定用軸肩，套筒等來實(shí)現(xiàn)，零件的周向定位和固定用鍵來實(shí)現(xiàn)，以防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，保證其準(zhǔn)確的工作位置。3按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑 選45號(hào)鋼，輸入功率

23、p1=10.56kw；輸出軸轉(zhuǎn)速n=456.25r/min。查表14-2得到c=（118-107）取110 d c =31.46mm考慮到有鍵槽，軸徑一般要增加5%，故dmin=(1+5%)31.46mm=33.03mm4根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度和直徑（參見上圖） 1）從聯(lián)軸器開始左起第一段，由于聯(lián)軸器處有一鍵槽，取軸徑34mm， 2）左起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段直徑取52mm，根據(jù)軸承蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑脂的要求。根據(jù)軸承座的厚度l=50mm及軸承端蓋的厚度和墊圈的厚度則取l2=k+e+l+t-b-,k=13，e=10，l=50，b=21，t=2，=10,得l

24、2=44mm 3）左起第三段，該段裝滾動(dòng)軸承，因?yàn)檩S承僅有徑向力，選用深溝球軸承6211，其尺寸為ddb=55mm100mm21mm，該段直徑為55mm，長度為l3 =軸承寬+（0.080.1）a +(1020)mm，取l3 =45mm； 4左）起第四段，該段裝有齒輪，直徑取58mm，齒輪寬b=80mm為了保證定位的可靠性，取軸段長度為l4=78mm 5）左起的第五段，考慮齒輪的軸向定位，需要有定位軸肩，取軸肩直徑為64mm，長度為l5 =1.4hh=0.07d+1)(0.1d+5)=10mm； 6）左起第六段，其直徑應(yīng)等于滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)徑，取55mm長度l6 =b+4+（23），取l6=35

25、mm；5求齒輪上作用力的大小、方向 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：t2 =515.6n m 圓周力： ft2=2t2/d2=2515.6/470=2194n; 徑向力： fr2=ft2*tan20。=799n；法向力：fn=2334nft2,fr2的方向如下圖所示。6軸承的支反力 根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立如下圖所示力學(xué)模型。 垂直面的支反力： r1v =f2v=ft2/2=1097 n； 水平面的支反力： r1h=f2h= -399.5n; 彎矩計(jì)算： m2h=r2hl3=-28963.8nmm m2v=rzvl3=79532.5nmm 合成彎矩： m2=84642.

26、3nmm t2=473400nmm 抗彎截面系數(shù)： w=（3.14xd43）/32=17315.8mm3 抗扭截面系數(shù)： wt=(3.14xd43)、16=36461.2mm3 b=m2/w=4.89mpa =t2/wt=14.14mpa 當(dāng)量應(yīng)力： e=b2+4(0.6)21/2=11.28mpa 60mpa 故確定的尺寸是安全的。 （1）低速軸材料的選擇 低速軸選用45#鋼調(diào)質(zhì)處理 硬度 217255hbs（2）低速軸尺寸的確定 由于dmin=33.03，故而取最小直徑d1=34mm 即最小直徑處軸長度，由聯(lián)軸器決定 初步選擇wh7型滑塊聯(lián)軸器 查【2】p16表1-27得 c=1.6 d2

27、=d1+2c+2=34+2x1.6+2=39.2mm 由于由軸承的寬度決定，故先初選軸承考慮選用深溝球軸承 查【2】p65表6-1選用6211 內(nèi)徑55mm故查【2】p65表6-1 得 又因?yàn)檫x用脂潤滑方式上安裝齒輪，考慮加工測量方便，故由齒寬決定 現(xiàn)已知齒寬故（用于斷面限徑） 低速軸受力分析低速軸受力分析與彎矩圖如下分度圓直徑轉(zhuǎn)矩 圓周力 徑向力 徑向力 支承反力 在水平面為在垂直平面上為 軸承a、b的總支承反力為 在水平面上，齒輪所在軸截面為 在垂直面上，齒輪所在軸截面為 合成彎矩，齒輪所在軸截面為 低速軸強(qiáng)度校核 因齒輪所在軸截面彎矩大，同時(shí)截面還作用有轉(zhuǎn)矩，因此此截面為危險(xiǎn)截面。其抗彎

28、截面系數(shù)為 抗扭截面系數(shù)為 彎曲應(yīng)力為 扭剪應(yīng)力為 按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向傳動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)，則當(dāng)量應(yīng)力為 查【1】p240表14-1 得 查【1】p246表14-3 得 因?yàn)?故軸強(qiáng)度足夠5求齒輪上作用力的大小、方向 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：t2 =515.6n m 圓周力： ft2=2t2/d2=2515.6/470=2194n; 徑向力： fr2=ft2*tan20。=799n；法向力：fn=2334nft2,fr2的方向如下圖所示。6軸承的支反力 根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立如下圖所示力學(xué)模型。 垂直面的支反力： r1

29、v =f2v=ft2/2=1097 n； 水平面的支反力： r1h=f2h= -399.5n; 彎矩計(jì)算： m2h=r2hl3=-28963.8nmm m2v=rzvl3=79532.5nmm 合成彎矩： m2=84642.3nmm t2=473400nmm 抗彎截面系數(shù)： w=（3.14xd43）/32=17315.8mm3 抗扭截面系數(shù)： wt=(3.14xd43)、16=36461.2mm3 b=m2/w=4.89mpa =t2/wt=14.14mpa 當(dāng)量應(yīng)力： e=b2+4(0.6)21/2=11.28mpa 60mpa 故確定的尺寸是安全的。 11繪制軸的工作圖見軸工作圖。、高速軸

30、設(shè)計(jì) 1擬定軸上零件的裝配方案如下圖：齒輪，套筒，右端軸承，軸承端蓋，帶輪依次從軸的右端向左端安裝，而左端只安裝軸承1及其端蓋。 2確定軸上零件的定位和固定方式如下圖：軸上零件的軸向定位與固定用軸肩，套筒等來實(shí)現(xiàn)，零件的周向定位和固定用鍵來實(shí)現(xiàn)，以防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，保證其準(zhǔn)確的工作位置。 3按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑 選45號(hào)鋼，輸入功率p=7.2kw；輸出軸轉(zhuǎn)速n=600r/min。 可得 d c=27mm 考慮有鍵槽，則dmin=27x（1+5%）=28.37mm4根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度和直徑（參見上圖） 1）從帶輪開始右起第一段，由于帶輪處有一鍵槽，取

31、30mm，l1=e(z-1)+2f-(23)=5859mm 取l1=58mm 2）右起第二段，考慮帶輪的軸向定位要求，該段直徑取36mm，根據(jù)軸承蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑脂的要求，l2=l+e+k+t-b,故取該段長l2 =57mm；根據(jù)箱體的相關(guān)計(jì)算軸承底座為l=50mm，軸承蓋厚度為12mm，e取10mm，墊片為t =2mm.，因?yàn)槭侵瑵櫥?0-15mm,k取28mm.所以l2取74mm。 3）右起第三段，該段裝滾動(dòng)軸承，因?yàn)檩S承僅有徑向力，選用深溝球軸承6208，其尺寸為ddb=40mm80mm18mm，該段直徑為40mm， l3 =b+3+2.5=43mm .4）右起第四段，該

32、段直徑是42mm,長度l4=83mm 5）右起第五段，取軸段長度為l5 =7.5mm，為了保證定位的可靠性，直徑取48mm，；由于齒頂圓減去齒根圓的一半減去t1大于2.5倍的模數(shù)（x2.5m），所以齒輪和軸之間仍是鍵連接形式。 6）右起第六段，其直徑應(yīng)等于滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)徑，取40mm，長度l6 =35mm； 內(nèi)壁bx=21+l5=2*10+78=98mm. 1略大于l4，取10mm5求齒輪上作用力的大小、方向 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：t1 =9.551067.2/600=114.6nm 圓周力： ft1=2t1/d1=2292n 徑向力： fr1=ft1tan20。=834.22n； q=fq=

33、2439.1n ft1,fr1,q的方向如下圖所示。6軸承的支反力 根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立如下圖所示力學(xué)模型。 水平面的支反力： rah =-q(l1+ l2.+l3)+fr1*l3/(l2+l3)=-1874 n； rbh =-q - rah + fr1 =1465 n 垂直面的支反力： rav=rbv=-ft1l2/(l2+l3)= -1465n 軸承a的支承反力：ra=(rah2+rav2)1/2=2378.7n 軸承b的支承反力：rb=(rbh2+rbv2)1/2=2098.5n7畫彎矩圖 齒輪鍵槽剖面處的彎矩： 水平面彎矩： mah=ql1=113

34、27.4nmmm1h=rbhl3=102176nmm垂直面的彎矩:m1v=ravl2=-93574.2nmm, 合成彎矩: ma=mah=94257nmm. m1=(m1h2+m1v2)1/2=136012nmm8畫轉(zhuǎn)矩圖 t =117.64nm。9判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度 抗彎截面系數(shù)：w=3.14d33/32=5880mm3 抗扭截面系數(shù)：wt=3.14d33/16=11437mm3 最大彎曲應(yīng)力：a=m1v/w=15.13mpa 最大抗扭應(yīng)力：=t1x1000/wt=12.72mpa 當(dāng)量應(yīng)力： e=a2+4(0.6)21/2=20.6mpa 查表得-1=60mpa, e =14.4mpa

35、10x16x300=48000h 故所選軸承符合要求。2低速齒輪軸滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì) 查表知在100。c以下工作 ft =1, fp =1.5已選6211軸承，其cr =43.2kn 不受軸向力 pa=pb=rb=1558.62n 用p=pa校核 lh=106/60n2（ftc/ fpp）3=826000h48000h 故所選軸承符合要求。八、鍵連結(jié)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明及數(shù)據(jù)計(jì)算備 注1電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的鍵連結(jié) 1）選取平鍵尺寸因所選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為y132m-4，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸直徑為38mm，軸轂長度=60mm，故選擇a型普通平鍵，查表得知平鍵的剖面尺寸，寬度 =10mm，高 =8mm，取鍵長

36、l=50mm。小帶輪上槽寬=10mm，槽深=3.3mm。 2）校核鍵的聯(lián)接強(qiáng)度 查表得p=5060mpa。 由公式得鍵上應(yīng)力p =4t/(dhl)=11.89mpa 因p在p允許范圍內(nèi)，故校核后平鍵的強(qiáng)度符合要求。2帶輪鍵連結(jié) 1）選擇平鍵尺寸 選擇a型普通平鍵，根據(jù)軸帶輪處直徑d=30mm，查表得知平鍵的剖面尺寸，寬度 =8mm，高 =7mm，因裝帶輪軸段長l=58mm，取鍵長為56mm。 2）校核鍵的聯(lián)接強(qiáng)度 大帶輪使用鑄鐵制造，查表得p=5060mpa。 由公式得鍵上應(yīng)力p =4t/(dhl)=38.98mpa 因p在p允許范圍內(nèi)，故校核后平鍵的強(qiáng)度符合要求。3低速齒輪軸上的鍵連結(jié) 齒輪

37、鍵連結(jié) 1）選擇平鍵尺寸 選擇a型普通平鍵，根據(jù)軸4處直徑d=58mm，查表得知平鍵的剖面尺寸，寬度 =16mm，高 =10mm，因裝齒輪軸段長l=80mm，取鍵長為70mm。 2）校核鍵的聯(lián)接強(qiáng)度 齒輪使用鋼材料，查表得p=125150mpa。 由公式得鍵上應(yīng)力p =4t/(dhl)=50.8mpa 因p在p允許范圍內(nèi)，故校核后平鍵的強(qiáng)度符合要求。 聯(lián)軸器鍵連結(jié) 1）選擇平鍵尺寸 選擇a型普通平鍵，根據(jù)軸聯(lián)軸器處直徑d=48mm，查表得知平鍵的剖面尺寸，寬度 =14mm，高 =9mm，因裝聯(lián)軸器軸段長l=110mm，取鍵長為100mm。 2）校核鍵的聯(lián)接強(qiáng)度 聯(lián)軸器使用碳鋼材料，查表得p=1

38、25150mpa。 由公式得鍵上應(yīng)力p =4t/(dhl)=47.74mpa 因p在p允許范圍內(nèi)，故校核后平鍵的強(qiáng)度符合要求。所查表為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第163頁表10-6所查表為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第165頁表10-7九、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明及數(shù)據(jù)計(jì)算備 注1聯(lián)軸器類型選擇 由于機(jī)組傳遞功率較小，單向運(yùn)傳載荷不大，空載啟動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)較為簡單，為便于提高其制造和安裝精度，使其軸線偏移量較小，故選用彈性聯(lián)軸器，制造材料使用碳鋼。2聯(lián)軸器的載荷計(jì)算 t=470.86nm3聯(lián)軸器型號(hào)選擇 根據(jù)t，d =48mm等條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊gb/t5272-2002選用hl3型滑塊聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)速n=3200r/m

39、in，軸孔直徑為48mm，符合要求。其中ka為工況系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第218頁表13-8，取ka=1.2十、減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明及數(shù)據(jù)計(jì)算備 注箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 本箱體采用灰鑄鐵制造?；诣T鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。軸承座的聯(lián)接螺栓靠近軸承座孔。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐肋。為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加工面積，箱體底座采用兩縱向長條形加工基面。根據(jù)所設(shè)計(jì)齒輪及軸的尺寸，初步確定減速箱的箱

40、體尺寸為：長寬高 = 540mm300mm440mm，其余各尺寸如下表：減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸名 稱符 號(hào)減速器形式及尺寸 mm機(jī) 座 壁 厚0025a + 1取9機(jī) 蓋 壁 厚1002a + 1，因其小于8，故取其為8機(jī)座凸緣厚度b1.5 = 13.5 取其為14機(jī)蓋凸緣厚度b11.51 = 12機(jī)座底凸緣厚度b22.5 = 22.5地腳螺釘直徑df0.036a + 12 = 24地腳螺釘數(shù)目n因a=8 大齒輪取12，小齒輪取9.5機(jī)蓋，機(jī)座肋厚m1,mm1 0.851 =7， m0.85=8軸承蓋外徑d1,d2d1=120，d2=150。d1，d2分別為軸承6208，6211外圈外徑。軸承端蓋

41、凸緣厚度t(11.2)d3 = 10軸承旁聯(lián)接螺栓距離s160畫得草圖及附屬零件的名稱和作用如下1 箱座：用于安裝傳動(dòng)零件及其它附屬零件2 箱蓋：用于安裝傳動(dòng)零件及其它附屬零件3 上、下箱聯(lián)接螺栓：將上、下箱聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體4 通氣孔：使箱體內(nèi)熱漲氣體自由逸出，達(dá)到箱體內(nèi)外氣壓相等，提高箱體有縫隙處的密封性能。5 窺視孔蓋板：檢查孔用于檢查齒面接觸斑點(diǎn)和齒側(cè)間隙，了解嚙合情況，以及注入潤滑油。檢查孔蓋板用于防止污物進(jìn)入箱體內(nèi)和潤滑油飛濺出來。6 吊耳：用于搬運(yùn)及拆卸機(jī)蓋。7 定位銷：保證軸承座孔的安裝精度。8 油標(biāo)尺：用來檢查油面高度，以保證有正常油量。9 放油螺栓：用于排出污油，注油前用螺塞堵

42、住。10 平鍵：用于聯(lián)接其它傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如帶輪，聯(lián)軸器。11 油封：防止?jié)櫥惋w濺出來。12 齒輪軸：用于安裝傳動(dòng)齒輪。13 擋油環(huán)：防止箱體內(nèi)潤滑油進(jìn)入軸承。14 軸承：用于支撐齒輪軸。 15 軸承端蓋：防止軸承潤滑脂泄漏及污物進(jìn)入軸承。17 齒輪：用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。18 - 軸套：用于定位軸承。箱體設(shè)計(jì)尺寸及構(gòu)造見減速箱裝配圖。+十一、潤滑和密封的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明及數(shù)據(jù)計(jì)算備 注1潤滑設(shè)計(jì) 齒輪采用潤滑油飛濺潤滑，軸承采用潤滑脂人工加脂潤滑。 在減速器箱體內(nèi)裝有一定量的潤滑油（查gb/t 5903-1995潤滑油選用68號(hào)潤滑油），齒輪一部分浸入油中，當(dāng)其旋轉(zhuǎn)時(shí)，潤滑油被濺起，散落到其他零件上進(jìn)行潤滑。 在進(jìn)行減速器組裝時(shí)，在軸承端蓋凹槽內(nèi)裝入一定量潤滑脂（查gb/t 492-1989