帶式運(yùn)輸機(jī)的一級(jí)圓柱(或圓錐)齒輪減速器課程設(shè)計(jì)書(shū)

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄一、設(shè)計(jì)課題及主要任務(wù)2二、傳動(dòng)方案擬定2三、電動(dòng)機(jī)的選擇4四、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和運(yùn)動(dòng)（動(dòng)力）參數(shù)的計(jì)算5五、v帶的設(shè)計(jì)7六、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)9七、軸的設(shè)計(jì)12八、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及附件選擇22九、鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)25十、軸承設(shè)計(jì)26十一、密封和潤(rùn)滑的設(shè)計(jì)27十二聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)27十三、設(shè)計(jì)小結(jié)28附：參考資料30一、設(shè)計(jì)課題及主要任務(wù)：1、 設(shè)計(jì)課題：設(shè)計(jì)用于鏈?zhǔn)絺魉驮O(shè)備或帶式運(yùn)輸機(jī)的一級(jí)圓柱（或圓錐）齒輪減速器。2、 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明（附圖）； 運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算（電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算、傳動(dòng)比計(jì)算、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算）； 直尺圓柱（或圓錐）齒輪傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算（選材、確定尺寸）；

2、 軸的初步設(shè)計(jì)； 選擇聯(lián)軸器和軸承； 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（附結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖）； 選擇軸承、齒輪處的配合； 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)、設(shè)計(jì)小結(jié)。3、 設(shè)計(jì)任務(wù)： 減速器裝配圖一張：只畫(huà)俯視圖（a3）； 零件圖一張：大圓柱（圓錐）齒輪軸（a3）或大圓柱（圓錐）齒輪（a3）； 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份。4、 設(shè)計(jì)要求： 圖面整潔、符合各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求； 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求字跡工整、清潔，插圖規(guī)范。5、 設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃： 總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算； 軸與軸系零件的設(shè)計(jì)； 軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制； 裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。6、 設(shè)計(jì)時(shí)間：2010年10月11日至2010年11月5日設(shè)計(jì)項(xiàng)目計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明

3、主要結(jié)果二、傳動(dòng)方案擬定1、工作條件2、原始數(shù)據(jù)3、方案擬定運(yùn)輸機(jī)連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)。減速器小批量生產(chǎn)，運(yùn)輸帶允許速度誤差為5%。原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶拉力f（n）1900運(yùn)輸帶速度v（m/s）1.6卷筒直徑d（mm）400每天工作時(shí)間h24 傳動(dòng)方案分析：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(lái)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(mǎn)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(mǎn)足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。 設(shè)計(jì)方案：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)。

4、傳動(dòng)為一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。 采用帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)的組合，即可滿(mǎn)足傳動(dòng)比要求，同時(shí)由于帶傳動(dòng)具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，使用維護(hù)方便。a、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(guò)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。 b、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(zhǎng)，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。簡(jiǎn)圖如下：三、電動(dòng)機(jī)選擇：1、電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)的選擇：2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：選擇y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇

5、冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不易爆，無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械。 運(yùn)輸機(jī)主軸上所需要的功率：p=fv=1900n1.6m/s=3040w工作機(jī)所需功率由公式：pw=p/1000w=3040/(10000.94)kw=3.23kww帶式輸送機(jī)的功率取0.94機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)p18表2-4傳動(dòng)裝置的總功率：總=帶2軸承齒輪聯(lián)軸器滾筒=0.85總電動(dòng)機(jī)至滾筒主動(dòng)軸之間的總功率由機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)p18表24查得：帶v帶傳動(dòng)效率，取0.95；軸承一對(duì)滾動(dòng)軸承的效率。取0.99；齒輪一對(duì)齒輪副效率（8級(jí)精度，油潤(rùn)滑），取0.97；聯(lián)軸 器聯(lián)軸器效率，取0.98；滾

6、筒滾筒效率，取0.96（查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表2.3）電動(dòng)機(jī)輸出的功率: po=pw/總 =3.8kw一般電動(dòng)機(jī)的額定功率：pm=（11.3）po=3.84.94kw由表21取電動(dòng)機(jī)額定功率pm=4kw機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)滾筒工作轉(zhuǎn)速為：n滾筒=601000v/（d）=(6010001.6)/（400）=76.4 r/min根據(jù)機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)表2-5推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍i2=35。取帶傳動(dòng)比i1= 。則總傳動(dòng)比理論范圍為：i620。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍：n=in滾筒=(1620)76.4=458.41528 r/min則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：

7、750、1000和1500r/min根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由相關(guān)手冊(cè)查出三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)（如下表1）機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（第二版）p 10：綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、效率等，可見(jiàn)第2方案比較適合。故選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y132m1-6。其主要性能：（如下表2）y系列三相異步電動(dòng)機(jī)p=3040wpw=3.23kw總=0.85po=3.8kwpm=4kwn滾筒=76.4r/min電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y132m1-6表1：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定值電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)效率%外形尺寸mm重量kg功率kw電流a同步轉(zhuǎn)速滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速1y160m1-8409.9175072084.06004203851182

8、y132m1-6409.40100096084.0515350315733y112m-4408.771500144084.547535031568表2：中心高h(yuǎn)外形尺寸l(ac/2+ad)hd底角安裝尺寸ab地腳螺栓孔直徑 k軸 伸 尺 寸de裝鍵部位尺寸 fgd132515（135+210）3152161781238801041四、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和運(yùn)動(dòng)（動(dòng)力）參數(shù)的計(jì)算：1、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為：2、分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比：3、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算：由選定的電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n：i總= nm/n=nm/n滾筒=960/76.4=12.57總傳動(dòng)比等于各傳動(dòng)比的乘積

9、分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比:i= i1i2式中i1、i2分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比 根據(jù)機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)表2-5，取io =3（普通v帶 i=24）因?yàn)椋篿oi1i2所以：i2ioi112.57/34.19根據(jù)機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)公式（2-7）（2-8）計(jì)算出各軸的功率（p電機(jī)軸、p高速軸、p低速軸、p滾筒軸）、轉(zhuǎn)速（n電機(jī)軸、n高速軸、n低速軸、n滾筒軸）和轉(zhuǎn)矩（t電機(jī)軸、t高速軸、t低速軸、t滾筒軸） 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速：軸（高速軸）：n高速軸=nm/io=960/3.0=320r/min軸（低速軸）：n低速軸=n高速軸/i1=320/4.19=76.4r/min滾筒軸：n滾筒軸=n低速軸= 76.4r

10、/min2）計(jì)算各軸的功率：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)p12軸（高速軸）：p高速軸= po01= po1=3.80.96=3.648kw軸（低速軸）：p低速軸= p高速軸12= p高速軸23 =3.6480.980.97=3.468kw滾筒軸：p滾筒軸= p低速軸23= p低速軸24 =3.4680.980.99=3.36kw3）計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸輸入轉(zhuǎn)矩為：t電機(jī)軸=9550po/nm=95503.8/960=37.80nm軸（高速軸）：t高速軸= t電機(jī)軸io01= t電機(jī)軸io1=37.830.96=108.87nm 軸（低速軸）：t低速軸= t高速軸i112= t高速軸

11、i124 =108.874.190.980.99=442.57 nm滾筒軸輸入軸轉(zhuǎn)矩為：t滾筒軸= t低速軸24=429.38 nm4）計(jì)算各軸的輸出功率：由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：則：p高速軸1= p高速軸軸承=3.6480.98=3.575 kwp低速軸1= p低速軸軸承=3.4680.98=3.399kw5）計(jì)算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩：由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：則：t高速軸1= t高速軸軸承=108.870.98=106.69 nmt低速軸1= t低速軸軸承=442.570.98=433.72 nm綜合以上數(shù)據(jù)，得表如下：i總=12.57io =3i24.19

12、n高速軸=320r/minn低速軸=76.4r/minn滾筒軸=76.4r/minp高速軸=3.648kwp低速軸=3.468kwp滾筒軸=3.36kwt電機(jī)軸=37.80nmt高速軸=108.87nmt低速軸=442.57 nmt滾筒軸=429.38 nmp高速軸1=3.575 kwp低速軸1=3.399 kwt高速軸1=106.69 nmt低速軸1=433.72 nm參數(shù)電機(jī)軸高速軸（軸）低速軸（軸）滾筒軸（w軸）功率p(kw)3.83.6483.4683.364轉(zhuǎn)速n(r/min)96032076.476.4轉(zhuǎn)矩t（nm）37.8108.87442.57429.38傳動(dòng)比i34.191效

13、率0.960.950.97五、v帶的設(shè)計(jì)1、選擇普通v帶型號(hào)：2、方案選?。河烧n本機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)p132表8.21查得ka=1.2由 pc= ka pm=1.24.0=4.8kw根據(jù) pc =4.8kw ， n電機(jī)軸=960（r/min）課本p134圖8.13得知可選用a、b型v帶兩方案；方案1：取a型v帶1)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速：根據(jù)課本表8.6p124、 p134圖8.13則取小帶輪d1=100mm且d1=100mmdmin=75mm d2=n1d1/n2=id1=3100=300mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8.3取d2=280mm則實(shí)際傳動(dòng)比i、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n2分別為：i= d2 /

14、d1 =280/100=2.8； n2 = n1/i=960/2.8=342.86r/min；從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差為：（342.86-320）/320=7.143%5%（大于5%的誤差范圍）故a方案不合適方案2：取b型v帶1）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)課本表8.6p124、 p134圖8.13則取小帶輪d1=140mm且d1=140mmdmin=125mm d2=n1d1/n2=id1=960/320140= 420mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8.3取d2=425mm 則實(shí)際傳動(dòng)比i、從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n2分別為：i=d2/d1=425/140=3.04；n2=n1/i=960/3.04=315.79r/min從

15、動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速誤差為：（315.79-320）/320=-1.32%在5%以?xún)?nèi)，為誤差值允許范圍。2）帶速驗(yàn)算： v=n1d1/（100060）=960140/（100060）=7.036m/s 介于525m/s范圍內(nèi)，故合適。3)確定帶長(zhǎng)和中心距a： 0.7（d1+d2）a02（d1+d2）（根據(jù)公式8-14） 0.7（140+425）a02（140+425）395.5a01130初定中心距a0=760 ，則帶長(zhǎng)為：l0=2a0+（d1+d2）+（d2-d1）2/(4a0) =2760+（140+425）/2+（425-140）2/(4760)=2434.2 mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8.4選取基準(zhǔn)

16、長(zhǎng)度ld=2500 mm實(shí)際中心距：a= a0+(ld-l0)/2=760+(2500-2434.2)/2=792.9mm中心距a的變動(dòng)范圍：amin=（a-0.015ld）=792.9-37.5=755.4mmamax=（a+0.03 ld）=867.9mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)p135公式（8-16、8-17）4）驗(yàn)算小帶輪上的包角1 1=180-(d2-d1)57.3/a =180-(425-140)57.3/792.9=159.4120故合適 5）確定帶的根數(shù) z=pc/（(p0+p0)klk）（公式8-18）根據(jù)n2 =960r/min查表8.10用內(nèi)插法得：p0=1.82+（2.13-1

17、.82）/(980-800) (960-800)=2.096kw由（公式8.11）得功率增加量：p0= kb n1（1-1/ki）由表8.18查得kb=2.649410-3 ；根據(jù)實(shí)際傳動(dòng)比i=3.04；查表8.19得ki =1.1373則p0 =0.307kw由表.查得長(zhǎng)度修正系數(shù)kl =1.03由圖8.11查得包角系數(shù)k=0.97得z =1.999根故取2根b型普通v帶6）計(jì)算軸上的壓力根據(jù)公式（8-19）得：f0=500pc（2.5/ k-1）/zv +qv2 查表8.6得b型普通v帶每米的質(zhì)量q =0.17kg/m則得：f0=5004.8（2.5/0.97-1）/（27.036）+0.

18、177.0362=116.54 n由公式8.20得作用在軸上的壓力：fq=2zf0sin(/2)=22116.54sin(159.4/2)=458.7 nka=1.2pc =4.8kwd1=100mmd2=280mmi=2.8n2=342.86r/mina方案不合適d1=140mmd2= 425mmi=3.04n2=315.79r/minv=7.036m/sb方案合適l0=2434.2 mmld=2500 mma=792.9mmamin=755.4mmamax=867.9mmp0=2.096kwz =2根f0=116.54 nfq=458.7 n六、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：1、選定齒輪傳動(dòng)類(lèi)型、材料、

19、熱處理方式、精度等級(jí)：2、初選主要參數(shù)：3、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：4、確定模數(shù)：5、基本幾何尺寸計(jì)算：6、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算7、驗(yàn)算齒輪圓周速度：小齒輪的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250hbs；大齒輪選用45號(hào)鋼正火，齒面硬度為200hbs。由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)p211表10.21齒輪精度初選8級(jí)，齒面精糙度r 1.63.2m根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)選擇原則p209選取：小齒輪的齒數(shù)z1=25；傳動(dòng)比i=4.19取4.0大齒輪齒數(shù)z2=z1i=254=100根據(jù)表10.20取齒寬系數(shù)d=1.2根據(jù)公式10.22計(jì)算小齒輪分度圓直徑： d176.43確定各參數(shù)值： 載荷系數(shù)： 查課本表10.11

20、取k=1.1； 小齒輪名義轉(zhuǎn)矩（p191公式）t1=9.55106p/n1=9.551063.648/320 =1.0887105 nmm 許用應(yīng)力 查課本圖10.24（c）p188 查表10.10 按一般可靠要求取安全系數(shù)sh=1； 則 取兩式計(jì)算中的較小值，即h=530mpa于是d176.43=0.59976.43mm=45.78mmm=d1/z145.78/25=1.831由表10.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值 m=2d1=mz1=225=50 mmd2=mz2=2100=200 mma=m （z1+z2）/2=2（25+100）/2=125 mm由公式d=b/d1得b=60mm則b1=65mm（課本

21、p210）由公式（10.24） 進(jìn)行校核式中 齒形系數(shù)yf ：yf1 =2.65；yf2 =2.18（查表10.13） 應(yīng)力修正系數(shù)ys ：ys1 =1.59 ；y s2 =1.80（表10.14） 許用彎曲應(yīng)力 查（圖10.25）得：flim1=210mpa；flim2=190mpa查（表10.10）得：安全系數(shù)sf=1.30查（圖10.26）得：ynt1= ynt2=1由公式（10.14）可得： 故 =155.26mpaf1=144.59mpaf2故滿(mǎn)足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求。齒輪圓周速度 v=d1n1/（601000） =3.1450320/（601000） =0.837 m/s對(duì)照表10

22、.22可知選擇8級(jí)精度合適。齒輪的基本參數(shù)如下表所示:名稱(chēng)符號(hào)公式齒1齒2齒數(shù)25100分度圓直徑50200齒頂高33齒頂圓直徑56 206中心距125z1=25z2=100t1=1.0887105 nmmh=530mpam=2d1=50 mmd2=200 mma=125 mmv=0.837 m/s齒輪選擇8級(jí)精度七、軸的設(shè)計(jì)（一）輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算：1、齒輪軸的設(shè)計(jì)：2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3、求齒輪上作用力的大小、方向：（二）輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算：1、選擇軸材料：2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑3、確定軸各段直徑和長(zhǎng)度4、求齒輪上作用力的大小、方向5、求支反力6、畫(huà)彎矩圖（如下圖）7、畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖（如下圖）：8、

23、畫(huà)當(dāng)量彎矩圖 （如下）9、校核危險(xiǎn)截面強(qiáng)度10、附：軸加工表面粗糙度推薦用表：軸簡(jiǎn)圖： 選擇軸材料：由已知條件知減速器傳遞的功率屬于中小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。有機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14.4得：抗拉強(qiáng)度極限b=650mpa，屈服極限s=360mpa； 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑：軸的輸入功率為p=3.648 kw；轉(zhuǎn)速為n1=320 r/min根據(jù)課本p271（14-2）式，并查表14-1，c=107118則d=0.226（107118）mm=24.18226.668mm考慮有鍵槽，將直徑增大3%5%，則d=（24.18226.668）(1+5%)mm=25.39128.0mm

24、選d=30mm1）軸上零件的定位，固定和裝配：一級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱(chēng)分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，用平鍵作周向過(guò)渡配合固定。軸的軸向定位是用軸端蓋凸緣單向固定外圈來(lái)實(shí)現(xiàn)的。軸外伸段半聯(lián)軸器用軸肩和軸端擋圈作軸向定位的，用平鍵作周向過(guò)渡配合定位。2）確定軸的各段直徑 由上述可知軸段1直徑最小d1=30mm。軸的直徑d101818303050508080100軸上圓角/倒角c1/r11.62.03.04.05.0最小軸肩高度hmin22.53.54.55.5軸環(huán)寬度bb1.4h軸上圓角半徑r0.81.01.622.5 軸段2考慮到要對(duì)安裝在軸段1上的聯(lián)軸

25、器進(jìn)行定位，軸段2上應(yīng)有軸肩，同時(shí)為能很順利地在軸段2上安裝軸承，軸段2必須滿(mǎn)足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，至少應(yīng)滿(mǎn)足：d1+22.5mm=30+5=35mm； 軸段3不考慮對(duì)安裝在軸2上的零進(jìn)行定位，只要求有一定圓角即可，至少應(yīng)滿(mǎn)足：d3=d2+21mm=37mm;圓整后取d3=40mm。 軸段4一般要比軸段3的直徑大10mm，所以有d4=d3+10mm=50mm、為了便于拆卸左軸承，根據(jù)書(shū)2，129頁(yè)附表10.1可知，所選61909型軸承的安裝直徑：50da63mm，所以取d5=60mm、軸段6與軸段2安裝相同型號(hào)的軸承，所以該軸徑為：d6=d2=35mm3）確定軸的各段長(zhǎng)度 已知轂寬為65mm，為了

26、保證齒輪固定可靠，軸段4的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度2mm，取軸段3的長(zhǎng)度為63mm。 軸環(huán)的寬度約為該最小軸肩高度的1.4倍，即附表如上可得：所以軸環(huán)的寬度為3.5mm。 為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距，可取該間距為18mm。 為了保證軸承安裝在箱體軸承座孔中，并考慮軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為2mm。又查書(shū)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)的附表10.1知，所選滾動(dòng)軸承的寬度為：b=14mm。所以軸承支點(diǎn)的距離為：l=（14/2+2+14+65/2）2=111mm 確定軸段2的長(zhǎng)度時(shí)，要根據(jù)軸段安裝的零件尺寸來(lái)決定，所以有：a、上有一套筒，與齒輪端

27、面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距相同，故取套筒的長(zhǎng)度為20mm。套筒左端緊靠與齒輪的內(nèi)圈橫截面，套筒右端有2mm的倒角，且右端使其軸承定位。b、減速器中兩個(gè)齒輪的中心距a =125mm，并且設(shè)軸承座端面距外箱體的距離為y，則：查書(shū)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)17頁(yè)表4.1得，地腳螺釘直徑為：df =0.036a+12=0.036125+12=16.5mm 圓整后得：df =20mm箱蓋的壁厚為：1=0.025a+1mm=0.025125+1=4.125mm8mm取1=8mm軸承端蓋螺釘直徑：d3=（0.4-0.5）df=（0.40.5）20mm=（810）mm 取d3=8mm軸旁連接螺栓直徑為：

28、d1 =0.75 df =0.7520=15mm由于較大的偶數(shù)則d1=16mm，所以軸承的連接螺栓直徑為16mm寫(xiě)為m16；查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)手冊(cè)表4.2得c1min=22，c2min=20；所以軸承座端面距離內(nèi)箱壁的距離為y為： y=1+c1min+ c2min +（510）=8+22+20+5=55mmc、外壁圓角半徑一般為35mm，取圓角半徑為4mm。d、由b、步可知d3=8mm查書(shū)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)23頁(yè)表4.5得，螺釘連接外裝式軸承的厚度為：e=1.2d3=1.28mm=9.6mme、軸段2伸出箱體外的長(zhǎng)度一般為1520mm，為了方便計(jì)算取該軸段的伸出長(zhǎng)度為17

29、.4mm。綜合上述，軸段2的長(zhǎng)度為：2+18+55+4+9.6+17.4=106mm 軸段1的長(zhǎng)度確定，根據(jù)聯(lián)軸器的長(zhǎng)度來(lái)確定其長(zhǎng)度，查書(shū)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)68頁(yè)附表1.7得，l=58mm。 在軸段1、3上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線(xiàn)上，鍵槽的長(zhǎng)度比相應(yīng)的輪廓寬度約小510mm，鍵槽的規(guī)格查書(shū)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)108頁(yè)附表5.11得，軸段1的鍵槽深度為4.0mm，寬度為8mm；軸段3的鍵槽深度為5mm，寬度為12mm。 小齒輪分度圓直徑：d1=50mm； 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：t1 =1.0887105 nmm 求圓周力ft：ft=2t1/d1=21.088

30、7105 /50=4354.8n 求徑向力fr：fr=fttan=4354.8tan200=1391.0 強(qiáng)度校核（圖如下）：a 繪制軸受力簡(jiǎn)圖（如圖a）：ab 繪制彎矩圖：（b）水平支點(diǎn)反力為：=2177.4n垂直支點(diǎn)反力:= =695.5na、水平面彎矩圖（如圖c）-截面處的彎矩為：mh1= = 2177.4111/2=120845.7n.mm-截面處的彎矩為：mh2=2177.429=63144.6n.mm（c）b、垂直平面彎矩圖（如圖d）：-截面處的彎矩為：mv1= =695.5111/2=38600.25nmm-截面處的彎矩為：mv2=695.529 nmm=20169.5nmm（d

31、）c、繪制合彎矩圖（如圖e）由m=得到：-截面的合成彎矩為： m1=126860.799nmm-截面的合成彎矩為： m2= =66287.626nmm(e)d、繪制扭矩圖（如圖f）轉(zhuǎn)矩：t=108870nmm(f)e、求當(dāng)量彎矩：因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可以認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，取修正系數(shù)=0.6，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第二版）p271公式me=得到：-截面的彎矩合成為：me1=142690.668nmm-截面的彎矩合成為： me2= =93064.568nmmf、確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度：由以上圖可以看出，截面-、-所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩me1me2，且軸上還有鍵槽，故截面-可能為危險(xiǎn)截面。但由于軸徑d

32、3d2，故也對(duì)-進(jìn)行校核。截面-：e1=22.30mpa截面-： e2= =21.71mpa查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)272頁(yè)表14.2得【-1b】=60mpa，滿(mǎn)足e【-1b】的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的余量。由已知條件知減速器傳遞的功率屬于中小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度217255hbs。 軸的輸入功率為p=3.468 kw；轉(zhuǎn)速為n=76.40 r/min根據(jù)課本p271（14-2）式，并查表14-1，c=107118則d=0.357（107118）mm=38.19942.126mm考慮有鍵槽，將直徑增大3%5%，則d=（38.19942.126）(1+5%

33、)mm=40.1144.23mm 從聯(lián)軸器開(kāi)始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過(guò)鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取d1=45mm，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩：tc=kat=1.2442.57=531.084nm，查標(biāo)準(zhǔn)gb/t 50141985，選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為l1=84mm,軸段長(zhǎng)l1=82mm 右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取52mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面的距離為30mm，故取該段長(zhǎng)為l2=74mm 右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6211型軸承，其尺寸為ddb=55100

34、21，那么該段的直徑為55mm，長(zhǎng)度為l3=36mm 右起第四段，該段裝有齒輪，并且齒輪與軸用鍵聯(lián)接，直徑要增加5%，大齒輪的分度圓直徑為200mm，則第四段的直徑取60mm,齒輪寬為b=60mm，為了保證定位的可靠性，取軸段長(zhǎng)度為l4=58mm 右起第五段，考慮齒輪的軸向定位,定位軸肩，取軸肩的直徑為d5=66mm ,長(zhǎng)度取l5=10mm 右起第六段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為d6=55mm，長(zhǎng)度l6=21mm 大齒輪分度圓直徑：d2=200mm 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：t2=4.4257105nmm 求圓周力ft：ft=2t2/d2=24.4257105/200=4425.7n 求徑向

35、力frfr=fttan=4425.7tan200=1610.82n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，建立力學(xué)模型（如下圖所示）：水平面的支反力：=2212.85n 垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則=805.41n水平面的彎矩：=2212.85111/2=122813.175nmm垂直面的彎矩：mv= =805.41111/2=44700.255nmm 合成彎矩：m=130685.024nmm轉(zhuǎn)矩：t=4.4257105nmm因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6則me=461464.402nmme=27.736mpa查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)272頁(yè)表14.2得【-1b】=60m

36、pa，滿(mǎn)足e【-1b】的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的余量。軸加工表面粗糙度推薦用表加工表面表面粗糙度ra值/m與傳動(dòng)件及聯(lián)軸器等輪轂相配合的表面輪齒工作面3.21.6齒輪基準(zhǔn)孔（輪轂孔）1.6齒輪基準(zhǔn)軸徑1.6與軸肩相靠的端面3.2齒頂圓3.2平鍵鍵槽3.2（工作面），6.3（非工作面）與傳動(dòng)件及聯(lián)軸器相配合的軸肩端面3.21.6與軸承密封裝置相接觸的表面3.21.6螺紋牙工作面1.6其它表面6.33.2（工作面），12.56.3（非工作面）d=30mmd1=30mmd2=35mmd3=40mmd4=50mmd5=60mmd6=35mml=111mml1=58mml2=106mml

37、3=20mml4=63mml5=10mml6=18mmft=4354.8nfr=1391.0n=2177.4n=695.5nmh1 =120845.7 nmm mh2=63144.6 nmmmv1=38600.25nmmmv2=20169.5nmmm1=126860.79nmmm2=66287.626nmmt=108870nmmme1=142690.668nmmme2=93064.568nmmd1=45mml1=82mmd2=52mml2=74mmd3=55mml3=36mmd4=60mml4=58mmd5=66mml5=10mmd6= 55mml6=21mmft=4425.7nfr=1610

38、.82n=2212.85n=805.41nmhc=122813.175nmmmv=44700.255nmmm=130685.024nmmt=4.4257105nmmme=461464.402nmm八、箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及附件選擇：1、窺視孔和窺視孔蓋：2、放油螺塞：3、油標(biāo)：4、通氣器：5、啟蓋螺釘：6、定位銷(xiāo)：7、調(diào)整墊片：8、環(huán)首螺釘、吊環(huán)和吊鉤：9、 密封裝置10、其余附件選擇：在減速器上部可以看到傳動(dòng)零件嚙合處要開(kāi)窺視孔，以便檢查齒面接觸斑點(diǎn)和赤側(cè)間隙，了解嚙合情況。潤(rùn)滑油也由此注入機(jī)體內(nèi)。窺視孔上有蓋板，以防止污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)和潤(rùn)滑油飛濺出來(lái)。減速器底部設(shè)有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞

39、賭注。油標(biāo)用來(lái)檢查油面高度，以保證有正常的油量。油標(biāo)有各種結(jié)構(gòu)類(lèi)型，有的已定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件。減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，使機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤(rùn)滑油從縫隙向外滲漏。所以多在機(jī)蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器，使機(jī)體內(nèi)熱漲氣自由逸出，達(dá)到集體內(nèi)外氣壓相等，提高機(jī)體有縫隙處的密封性能。機(jī)蓋與機(jī)座結(jié)合面上常涂有水玻璃或密封膠，聯(lián)結(jié)后結(jié)合較緊，不易分開(kāi)。為便于取蓋，在機(jī)蓋凸緣上常裝有一至二個(gè)啟蓋螺釘，在啟蓋時(shí)，可先擰動(dòng)此螺釘頂起機(jī)蓋。在軸承端蓋上也可以安裝啟蓋螺釘，便于拆卸端蓋。對(duì)于需作軸向調(diào)整的套環(huán)，如裝上二個(gè)啟蓋螺釘，將便于調(diào)整。為了保證軸承座孔的安裝精度，在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓聯(lián)結(jié)后，鏜孔之前裝

40、上兩個(gè)定位銷(xiāo)，孔位置盡量遠(yuǎn)些。如機(jī)體結(jié)構(gòu)是對(duì)的，銷(xiāo)孔位置不應(yīng)該對(duì)稱(chēng)布置。調(diào)整墊片由多片很薄的軟金屬制成，用一調(diào)整軸承間隙。有的墊片還要起調(diào)整傳動(dòng)零件軸向位置的作用。在機(jī)蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊環(huán)或吊鉤，用以搬運(yùn)或拆卸機(jī)蓋。在伸出軸與端蓋之間有間隙，必須安裝密封件，以防止漏油和污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。密封件多為標(biāo)準(zhǔn)件，其密封效果相差很大，應(yīng)根據(jù)具體情況選用。名稱(chēng)功用材料規(guī)格螺栓安裝端蓋6級(jí)m1260 gb/t5782螺栓聯(lián)接機(jī)箱、機(jī)座6級(jí)m840 gb/t5782螺栓固定機(jī)座6級(jí)m1645 gb/t5782螺栓固定視孔蓋8級(jí)m610 gb/t5782銷(xiāo)定位35鋼gb/t 119.1 a628墊圈調(diào)整安裝

41、65mngb/t 93 8墊圈調(diào)整安裝65mngb/t 93 12螺母固定安裝5級(jí)m12 gb/t 6170-2000螺母固定安裝5級(jí)m8 gb/t 6170-2000油標(biāo)測(cè)量油面高度組合件通氣器透氣q235啟蓋螺釘6級(jí)gb/t 5782箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇如下表：名稱(chēng)符號(hào)尺寸（mm）機(jī)座壁厚8機(jī)蓋壁厚18機(jī)座凸緣厚度b12機(jī)蓋凸緣厚度b 112機(jī)座底凸緣厚度b 220地腳螺釘直徑df20地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d116機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d212聯(lián)軸器螺栓d2的間距 l 160軸承端蓋螺釘直徑d310窺視孔蓋螺釘直徑d48定位銷(xiāo)直徑d9df，d1, d2至外機(jī)壁距離c122, 20, 16df， d2至凸緣邊緣距離c222，16軸承旁凸臺(tái)半徑r122，16凸臺(tái)高度h 根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)外機(jī)壁至軸承座端面距離l1 55大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離112齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離2 10機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1 ,m27， 7軸