機(jī)械設(shè)計(jì)減速器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、設(shè)計(jì)題目： 帶式輸送機(jī)傳送裝置減速器姓名： 吳燦陽(yáng)學(xué)號(hào)：專(zhuān)業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化院系： 機(jī)電工程學(xué)院指導(dǎo)老師： 張日紅目錄一、設(shè)計(jì)題目 1、設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。2、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 3、工作條件 4、機(jī)器結(jié)構(gòu)如圖 5、原始數(shù)據(jù) 二、總體設(shè)計(jì) （一）、電動(dòng)機(jī)的選擇 （二）、傳動(dòng)比分配 （三）、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 三、傳動(dòng)零件的計(jì)算 （一）V 帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3（二）、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) （三）、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 四、軸的設(shè)計(jì) （一）、軸的材料選擇和最小直徑估計(jì) （二）、減速器的裝配草圖設(shè)計(jì) （三）、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 五、軸的校核 （一）、高速軸的校核 （二）、中間軸的校核

2、（三）、低速軸的校核 六、鍵的選擇和校核 （一）、高速軸上鍵的選擇和校核 （二）、中間軸上的鍵選擇和校核 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。（三）、低速軸的鍵選擇和校核 七、滾動(dòng)軸承的選擇和校核 （一）、高速軸軸承的選擇和校核 （二）、中間軸軸承的選擇和校核 （一）、低速軸軸承的選擇和校核 八、聯(lián)軸器的選擇 九、箱體的設(shè)計(jì) 十、潤(rùn)滑、密封的設(shè)計(jì) 一、參考文獻(xiàn) 一、設(shè)計(jì)題目1 、設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置 （展開(kāi)式二級(jí)直齒、斜齒圓柱齒輪減速 器；單號(hào)設(shè)計(jì)直齒，雙號(hào)設(shè)計(jì)斜齒）2 、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：如下表 f-13、工作條件輸送帶速度允許誤差為上 5；輸送機(jī)效率 w096；工作情況：兩班制， 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)；工作年

3、限： 10 年；工作環(huán)境：室內(nèi)，清潔；動(dòng)力來(lái)源：電 力，三相交流，電壓 380V ；檢修間隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次 小修；制造條件及生產(chǎn)批量： 一 般機(jī)械廠制造，中批量生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)任務(wù)量：減速器裝配圖 1 張 （A0 或 A1） ；零件工作圖 張；設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 份。4、機(jī)器結(jié)構(gòu)如圖135、原始數(shù)據(jù)根據(jù)以上要求， 始數(shù)據(jù)如下：1） 輸 送 帶F=7000N本人的原拉力：2）輸送帶速度：3）傳動(dòng)滾筒直徑： D=4004）機(jī)械效率： =0.96v=0.8m/s5）工作年限： 10 年（每年按 300 天計(jì)算）；2 班制。二、總體設(shè)計(jì)一）、電動(dòng)機(jī)的選擇（ 1）、根據(jù)動(dòng)力源和工作條件

4、，選用 Y 型三相異步電動(dòng)機(jī)。2）、工作所需的功率：Pw Fv 7000 0.8 KW 5.833 1000 w 1000 0.963）、通過(guò)查（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)）表2-2 確定各級(jí)傳動(dòng)的機(jī)械效率： V 帶261 ? 2 ? 3? 4 0.95 0.972 0.996 0.99 0.833電動(dòng)機(jī)所需的功率為： Pd Pw 5.833 KW 7.002 KW0.833由表（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)） 16-1 選取電動(dòng)機(jī)的額度功功率為 7.5KW （4）、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速選 1000r/min 和 1500r/min 兩種作比較。工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 D 為傳動(dòng)滾筒直徑。nw60 1000v D60 1000 0.

5、8r /min3.14 40038.216r /minnm總傳動(dòng)比 i其中 nm為電動(dòng)機(jī)的滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速。nw現(xiàn)將兩種電動(dòng)機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較如下表 f-2表 f-2 兩種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)比較方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kW同步轉(zhuǎn)速 / （ r gmin 1）滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速/ r gmin 1傳動(dòng)比Y160M-67.5100097025.382Y132-27.51500140037.680由上表可知方案的總傳動(dòng)比過(guò)小，為了能合理分配傳動(dòng)比，使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu) 緊湊，決定選用方案。（5）、電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率同轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132-2 。 查表（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)） 16-2 得電動(dòng)機(jī)中心高 H=

6、132 外伸軸直徑 D=38 外伸軸 長(zhǎng)度 E=80。如圖：二）、傳動(dòng)比分配根據(jù)上面選擇的電動(dòng)機(jī)型號(hào)可知道現(xiàn)在的總傳動(dòng)比 i 總=37.68 選擇 V 帶的傳動(dòng)比i1 2.5 ； 減 速 器 的 傳 動(dòng) 比 i ii總1 327.568 15.072 。 高 速 級(jí) 齒 輪 轉(zhuǎn) 動(dòng) 比i 2 1.3i1.3 15.072 4.426 ， 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比 i 3 i 2 4.426 3.4053 1.3 1.31 、各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算2、各軸輸出功率計(jì)算3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如 表 f-3 ：表 f-3三）、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)Pd7.002Td 9550 d 9550 N

7、 m 46.44N mdnm1400P16.652T1 9550 1 9550 N m 109.84N m1n1576P26.388T2 9550 2 9550 N m 468.77N m2n2130.14P6.134Td 9550 3 9550N m 1532.69N mdn338.22P6.012T4 9550 4 9550N m 1502.21N mn438.22軸號(hào)轉(zhuǎn)速 n/(r min 1)功率 /kW轉(zhuǎn)矩 N m傳動(dòng)比014007.00246.442.525766.652109.844.4263130.46.388468.773.405438.226.1341532.691538.

8、226.0121502.21三、傳動(dòng)零件的計(jì)算（一） V 帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算1、確定計(jì)算功率 Pca 查表（沒(méi)有說(shuō)明查那本書(shū)表格的， 所有要查表均代表教材的表） 8-7 取工作情況系數(shù) KA=1.1 則： Pca K APd 1.1 7.702kW2、選擇 V帶的帶型 由 Pca=7.702 nd=1400r/min 選用 A型 V帶。3、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd 并驗(yàn)算帶速 v1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1 由表 8-6 和表 8-8 取小帶輪的基準(zhǔn)直徑2）驗(yàn)算帶速 v，按式驗(yàn)算速度 vdd1nm 3.14 1440 125m/s 9.42m/ s60 1000 60 1000 因?yàn)?5m/s

9、 v 30m / s ，故帶速適合。3）計(jì)算大帶輪的直徑 dd2=i1dd1 2.5 125 312.5 取 dd2 =315 4、確定 V帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld1）由公式 0.7（dd1 dd2） a 2（dd1 dd2） 初定中心距 a0=450 2）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度22（dd2 dd1）2315 125Ld0 2a0（dd1 dd2） d2 d1 2 450 315 125 1614mmd0 0 2 d1 d24a02 4 450由表 8-2 選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld-1600mm3）計(jì)算實(shí)際中心距 a5、計(jì)算小帶輪的包角6、計(jì)算帶根數(shù) Z1) 由dd1 =125mm和nm 1

10、400r / min ，查表 8-4a 得P0 1.92根據(jù)nm 1400r / min ，i1 2.5和 A型帶，查表 8-4b 得 P0 0.17 查表 8-5 得 K 0.93 ，查表 8-2 得 KL 0.99 d1 79.327, m 2.52）計(jì)算 V 帶的根數(shù) Z ZPcaPr7.7021.9244.007、計(jì)算單根 V 帶的初拉力的最小值由表 8-3 得， A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.1 /m500 2.5 K Pca qv2K Zv500 2.5 0.93 7.702 0.1 9.422 181.41N0.93 4 9.428、計(jì)算壓軸力 Fp 壓軸力的最小值：可算出帶輪輪

11、緣寬度：9、帶輪設(shè)計(jì) 由表 8-10 查得 e 15 0.3 f=9 V 帶傳動(dòng)的主要參數(shù)如下表 f-4表 f-4名稱(chēng)結(jié)果名稱(chēng)結(jié)果名稱(chēng)結(jié)果帶型A傳動(dòng)比2.5根數(shù)4帶輪基準(zhǔn) 直徑基準(zhǔn)長(zhǎng)度1600mm預(yù)緊力181.41N中心距443mm壓軸力1440N二）、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1、選定高速級(jí)齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1）按設(shè)計(jì)任務(wù)要求，學(xué)號(hào)為單的選直齒圓柱齒輪。2）輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 8 級(jí)精度足夠。3）材料選擇 由表 10-1 選擇小齒輪的材料為 40cr ，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 280HBS， 大齒輪為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS

12、。4）選小齒輪齒數(shù)為 Z1=24，則大齒輪齒數(shù) Z2=i2Z1=244.426=106.224，取 Z2=107. 齒數(shù)比 u z2 107 4.5z1 242、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)公式 d11）、確定公式內(nèi)的各計(jì)數(shù)值1）試選載荷系數(shù) Kt=1.32）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=T1=109.84Nm=109840Nmm14）查表 10-6 得材料的彈性影響系數(shù) ZE 189.8MPa 、確定公式內(nèi)的計(jì)算值 1）由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE1 500MPa 大齒輪的彎曲疲5）由教材圖 10-21 按齒面硬度得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限H min1 600MPa ，大齒輪的接

13、觸疲勞強(qiáng)度極限 Hmin 2 550MPa6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)齒數(shù)7）由圖 10-19 選取接觸疲勞壽命系數(shù) K HN1 0.90, K HN 2 0.958）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效率為 1%，安全系數(shù) S=1，（2）、計(jì)算1）試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t ，取522.5MPa （取最小值）。2）計(jì)算圓周速度 v0d1tn13.14 65.45 576 1.97m / s0 60 1000 60 10003）計(jì)算齒寬 b dd1t 1 65.45 65.454）計(jì)算齒寬與齒高比模數(shù) mt d1t 65.45 2.71 z124齒高 h 2.25mt 2.25 2.71 6.105）計(jì)算載荷系

14、數(shù)根據(jù) v=1.97m/s ，8 級(jí)精度，由教材圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.06 因?yàn)槭侵饼X齒輪，所以 K H KF 1 ，由表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1；由表 10-4 用插入法查得 8 級(jí)精度小齒輪支承非對(duì)稱(chēng)時(shí) K H 1.458 ；由 b 10.72 ，KH 1.458 查 h圖 10-13 得 K F 1.421 ，故動(dòng)載系數(shù)6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑7）計(jì)算模數(shù) m d1 69.327 2.889z1243、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)2）由圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1 0.86, K FN 2 0.90 .3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞強(qiáng)度

15、安全系數(shù) S=1.4 則：4）計(jì)算載荷系數(shù) K5）查取齒型系數(shù)由表 10-5 查得 YFa1 2.65,YFa2 2.186）查去應(yīng)力校正系數(shù) YSa1 1.58,YSa2 1.797）計(jì)算大、小齒輪的 YFaYSa 并作比較F（ 2）、設(shè)計(jì)計(jì)算按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算出的模數(shù)為 （取YFaYSa 最?。?Fd1 69.327 27.7取 z1 28比較計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接 觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由 彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 2

16、.05 并就接近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=2.5，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直 徑 d1 69.327mm算出小齒輪齒數(shù)：2.5z1取 z2 1244.426 28123.9大齒輪齒數(shù) z2 i2z170mm28 2.5z1md1d24、幾何尺寸的計(jì)算124 2.5 310mmz2m71 310 190mmd12d2（1）計(jì)算分度圓直徑（2）計(jì)算中心距70 70mm 則：取小齒輪 B1 75 大齒輪dd1 1（3）計(jì)算齒輪寬度B2 705、修正計(jì)算結(jié)果1） z1 28 z2 124查表 8-5 修正：YFa1 2.55,YFa2 2.16YSa1 1.61,YSa2 1.812)vd1n160 10003

17、.14 70 5762.11m / s60 10003)齒高 h-=2.25m=2.25 2.5=5.625 ； b h705.62512.44查表 10-4 修正 K H 1.460由 b 12.44 ， KH 1.460 查圖 10-13 修正 K F 1.421 h4)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算載荷系數(shù) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算載荷系數(shù)5)6)307.1436.45mmYFa 2YSa22.16 1.81 0.01600 然而是大齒輪的大F2244.29F17)m3 2KT1 YFa2YSa2 d z1F 23 2 1.506 1098401 2820.01600 1.89mm實(shí)際 d1 79.3

18、27, m 2.5 均大與計(jì)算的要求值，故齒輪強(qiáng)度足夠。 高速級(jí)齒輪的參數(shù)如下表 f-5表 f-5名稱(chēng)計(jì)算公式結(jié)果 /mm模數(shù)m2.5壓力角齒數(shù)28124傳動(dòng)比i4.426分度圓直徑70310齒頂圓直徑75315齒根圓直徑63.75303.75中心距190齒寬7570名稱(chēng)轂孔直徑 d輪轂直徑 D3輪轂寬度 L腹板最大直徑 D0板孔分布圓直徑 D1板孔直徑 D2腹板厚度 C6、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高速大齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表 f-6 ：表 f-6結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式結(jié)果 /mm5588 取 76 取 270179 取 4020 根據(jù)參數(shù)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖 f-1 ：圖 f-1三）、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1、選定高速

19、級(jí)齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1）仍然是選直齒圓柱齒輪。2）輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度足夠。3）材料選擇 由表 10-1 選擇小齒輪的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 235HBS， 大齒輪為 45 鋼，正火處理，硬度為 190HBS，二者材料硬度差為 45HBS。4）選小齒輪齒數(shù)為 Z3=24，則大齒輪齒數(shù) Z4=i 3Z3=24 3.405=81.72 ，取 Z4=82.齒數(shù)比 u z4 82 3.4z3 242、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)公式 d3 2.323 KT2 gu 1 ZE1）、確定公式內(nèi)的各計(jì)數(shù)值1）試選載荷系數(shù) Kt=1.32）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T

20、=T2=468Nm=46877N mm3）查表 10-7 選取齒寬系數(shù) d 114）查表 10-6 得材料的彈性影響系數(shù) ZE 189.8MPa 25）由教材圖 10-21 按齒面硬度得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 Hmin3 550MPa ， 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 H min 4 390MPa6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)齒數(shù)7）由圖 10-19 選取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN3 0.90, K HN 4 0.958）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效率為 1%，安全系數(shù) S=1，（2）、計(jì)算1）試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d3t ，取446.5MPa 。2）計(jì)算圓周速度 v0d3tn260 10003.14 121.

21、23 130.140.826m / s3）計(jì)算齒寬 bdd3t1 121.23 121.2360 10004）計(jì)算齒寬與齒高比模數(shù) mt d3t 121.23 5.05 t z324齒高 h 2.25mt 2.25 5.05 11.365）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v=0.826m/s ， 8級(jí)精度，由教材圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.05 因?yàn)槭侵饼X齒輪，所以 K H KF 1，由表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1；由表 10-4用插入法查得 7級(jí)精度小齒輪支承非對(duì)稱(chēng)時(shí) KH 1.436 ；由 b 10.72 ， K H 1.436查H h H圖 10-13 得 K F 1.431 ，故動(dòng)

22、載系數(shù)6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑7）計(jì)算模數(shù) m d3 127.38 5.037z3243、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1） 、確定公式內(nèi)的計(jì)算值1）由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE3 380MPa 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE4 325MPa2）由圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) K FN3 0.90, K FN 4 0.90 .3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) S=1.4 則：4）計(jì)算載荷系數(shù) K5）查取齒型系數(shù)由表 10-5 查得 YFa3 2.65,YFa4 2.166）查去應(yīng)力校正系數(shù) YSa1 1.58,YSa2 1.817）計(jì)算大、小齒

23、輪的 YFaYSa 并作比較F（ 2）、設(shè)計(jì)計(jì)算按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算出的模數(shù)為 （ 取 YFaYSa 最大）: F比較計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接 觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由 彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 3.58 并就接近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=4，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d3 127.38 mm 算出小齒輪齒數(shù)：z3d3m127.38431.8 取 z337大齒輪齒數(shù)z4 i3z3 3.405 32 108.9取 z4 1094、幾何尺寸

24、的計(jì)算1）計(jì)算分度圓直徑d3 z3m 37 4 128mmd4 z4m 126 4 436mm2）計(jì)算中心距d3d4128 4362282mm3）計(jì)算齒輪寬度b d d3 1 128 128mm 則：取小齒輪 B1 135 大齒輪 B2 1305、修正計(jì)算結(jié)果1) z3 32z4 109查表 8-5修正： YFa3 2.492,YFa4 2.187YSa3 1.64,YSa4 1.798d3n22) v 60 10003.14 127.38 130.14 0.868m/s60 1000；bh3)齒高 h-=2.25m=2.25 4=9130 14.449查表 10-4 修正 K H 1.439

25、由 b 14.44 ， K H 1.439 查圖 hH4)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算載荷系數(shù) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算載荷系數(shù)10-13 修正 K F 1.4325)d3 32KT3 u 1 ZEdu2 1.439 468770g4.4 189.8 2 66.83mm3.4 446.256)YFa3YSa32.492 1.64 0.00017244.287)2.97mmF3YFa4YS a42.187 1.798 0.01882 然而是大齒輪的大實(shí)際 d3 127.38, m 4 均大與計(jì)算的要求值，故齒輪強(qiáng)度足夠。 低速級(jí)齒輪的參數(shù)表如下表 f-7表 f-7名稱(chēng)計(jì)算公式結(jié)果 /mm模數(shù)m4壓力角齒數(shù)3

26、2109傳動(dòng)比i3.405分度圓直徑128436齒頂圓直徑136444齒根圓直徑118426中心距282齒寬135130四、軸的設(shè)計(jì)一）、軸的材料選擇和最小直徑估計(jì)45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸的最小直徑計(jì)算公式dmin Ao 3 Pn Ao的值由表 15-3 確定為：高速軸 Ao1 126 ，中間軸 Ao2 120 ，低速軸根據(jù)工作條件，初定軸的材料為Ao3 112 。1、高速軸P1d min1Ao1 3n112628.48mm6.625576因?yàn)楦咚佥S最小直徑處裝大帶輪，設(shè)一個(gè)鍵槽，因此dmin1dmin1 17% 30.47mm 取 dmin1 31mm2、中間軸dmin 2Ao2 3P2n21

27、206.388130.443.9mm 根據(jù)后面軸承的選擇，取dmin245mm3、低速軸dmin1Ao33nP331126.13438.2260.86mm 安裝聯(lián)軸器設(shè)一個(gè)鍵槽，dmin1 dmin1 1 7% 65.12mm再根據(jù)后面密封圈的尺寸，取 dmin3 65mm二）、減速器的裝配草圖設(shè)計(jì)減速器草圖設(shè)計(jì)如上圖 f-2（三）、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、高速軸1）高速軸的直徑的確定d11 ：最小直徑處 安裝大帶輪的外伸軸段，因此 d11 dmin1 31mmd12 ：密封處軸段 根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，定位高度 h （0.07 0.1）d11 以及 密封圈的標(biāo)注，取 d12 35mmd13 ：滾

28、動(dòng)軸承軸段 d13 40mm 滾動(dòng)軸承選取 6308 ：d D B=40mm90mm 23mmd14 :過(guò)渡段 由于各級(jí)齒輪傳動(dòng)的線速度為 2m/s 左右，滾動(dòng)軸承采用脂潤(rùn)滑，考 慮擋油盤(pán)的軸向定位，取 d14 50mm齒輪軸段：由于齒輪直徑較小，所以采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。d15 ：滾動(dòng)軸承段， d15 d13 40mm2）高速軸各段長(zhǎng)度的確定l11 ：由于大帶輪的轂孔寬度 B=63mm，確定 l11 60mml12 ：由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定 l12 50mml13 ：由滾動(dòng)軸承、擋油盤(pán)及裝配關(guān)系等確定 l13 40mml14 ：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)確定 l14 147mml15 ：由

29、高速齒輪寬度 B=75 確定 l15 75mml16 ：滾動(dòng)軸承軸段，由裝配關(guān)系，和箱體結(jié)構(gòu)確定 l16 382、中間軸1）中間軸各軸段的直徑確定d 21 ：最小直徑處 滾動(dòng)軸承軸段，因此 d21 dmin2 45mm. 滾動(dòng)軸承選取 6309 dD B=45mm 100mm 25mm。d 22 ：低速齒輪軸段 取 d22 55mmd23： 軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 取 d23 65mmd24: 高速帶齒輪軸段 d24 d22 55mmd25 ：滾動(dòng)軸承段， d25 d21 45mm2）中間軸各軸段長(zhǎng)度的確定l 21：由滾動(dòng)軸承，擋油盤(pán)及裝配關(guān)系 取 l21 50mml12 ：由低速小齒輪

30、輪寬 B=135 取 l22 133mml23 ：軸環(huán)， l23 10mml14 ：由高速齒輪大齒輪輪寬 B=70 取 l24 68mml25 ： l25 l21 50mm3）細(xì)部機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)查（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)） 表 10-1 得高速級(jí)大齒輪處鍵 bhL=16106（3 t=6.0 ， r=0.3 ）；低速級(jí)小齒輪鍵 bhL=1610125（t=6.0 ， r=0.3 ）；齒輪輪轂與軸的配 合公差選 55H7/m6 ；滾動(dòng)軸承與軸的配合采用過(guò)度配合，此軸段的直徑公差選為45n6 ，各倒角為 C2.中間軸的設(shè)計(jì)如下圖 f-3 ：圖 f-34、低速軸1） 低速軸各軸段的直徑確定d31： 滾動(dòng)軸承軸段

31、，因此 d31 85mm. 滾動(dòng)軸承選取 6217 dDB=85mm150mm28mm。d32 ：低速大齒輪軸段 取 d32 95mmd33 ：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 取 d33 110mmd34 : 過(guò)度段取，考慮擋油盤(pán)的軸向定位： d34 100mmd25 ：滾動(dòng)軸承段， d35 d31 88mmd36 ：封密軸段處，根據(jù)聯(lián)軸器的定位要求以及封面圈的的標(biāo)注，取 d36 78mmd37 ：最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段 d37 652 ）低速軸各軸段長(zhǎng)度的確定l31 ：由滾動(dòng)軸承、擋油盤(pán)以及裝配關(guān)系等確定取 l31 85mml32 ：由低速大齒輪輪寬 B=130mm取 l32 128m

32、ml33 ：軸環(huán)， l33 10mml34 ：由由裝配關(guān)系和箱體結(jié)構(gòu)取 l34 50mml35 ：滾動(dòng)軸承、擋油盤(pán)以及裝配關(guān)系 l35 40mml37 ：由聯(lián)軸器的孔轂 L=142 取l37 142五、軸的校核（一）、高速軸的校核1、高速軸上作用力的計(jì)算 因?yàn)椴捎玫氖侵饼X圓柱齒輪， 以軸向力 Fa 0 如下圖 f-4 ， 速軸的力學(xué)模型：69214Ft12T1d12 10984069.3273168.75 N圖 f-4齒輪 1Fr1Ft1 tan 20 1153.33 N2、支反力的計(jì)算 由上面數(shù)學(xué)模型圖知f-5L1 214mm, L 2 69mm 總長(zhǎng) L=283mm1) 垂直面受力如右圖

33、f-5 ： 對(duì)于 B1點(diǎn) M B1 0得：1153.33 69283281.2 NFr1L2FAv1L方向向下。對(duì)于 A1點(diǎn) M A1 0 得：FBv1Fr1L1 1153.33 214L 283872.3 N方向向下。由上軸的合力 Fv1 0 ，校核FAv12 FBv1 Fr2 281.2 872.13 1153.33 2678.89 0 計(jì)算無(wú)誤2) 水平支反力水平面受力如右圖 f-6對(duì)于 B1點(diǎn) M B1 0對(duì)于 A1點(diǎn) M A1 0 得：圖 f-6 由上軸的合力 FH1 0 ，校核：FAH12 FBH1 Ft2772.5 2396.023168.75 0 計(jì)算無(wú)誤。3)A1 點(diǎn)總支反力

34、B 1 點(diǎn)總支反力3、繪轉(zhuǎn)矩、彎矩圖1)垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)矩圖如右圖 f-7 ：C1點(diǎn)M CV1FAV1L12)水平面彎矩圖如右圖 f-8 ：C1點(diǎn)M CH1FAH 1 L13) 合成彎矩圖如右圖 f-9 ：C1 點(diǎn) MC1 M CV1 M CH1 4、轉(zhuǎn)矩圖高速軸的轉(zhuǎn)矩圖如右圖 f-10T=T1 109840 N mm圖 f-105、彎矩強(qiáng)度校核由上面可知 C1處截面的轉(zhuǎn)矩最大，是危險(xiǎn)截面，但由于軸和齒輪是采用軸結(jié)構(gòu)， d 和d14=50根相差太大，危險(xiǎn)截面可能會(huì)出現(xiàn)在 D1 處，如圖 f-11 ：據(jù)選定的軸材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15-175725) 281.2 214M DV1FAV

35、1(L1查得 1 60MPa當(dāng)危險(xiǎn)截面是C1處時(shí)：齒根圓C1aC1a37.5水平面的彎矩M DH 1 FAH1（L175725)合成力矩 M D1 M22DV1 M DH1于是：D1aM D1 175926.96330.1d1430.1 503M C10.1d3是安全的。 當(dāng)危險(xiǎn)截面是 垂直49631.8 N772.5214mm49631.8211.60MPa175926.963 6.05MPa0.1 66.25360MPaD1處時(shí)：面的37.5136346.252136346.25 N145098.64N1 60MPa也安全。mmmm可見(jiàn)6、安全系數(shù)法疲勞強(qiáng)度校核1）由上面可知 D1a C1

36、a ，所以 D1 處是危險(xiǎn)截面2）根據(jù)選定軸 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表 15-1 確定材料性能：Wd333.14 50 1226.62mm2321226.62 mm323）抗彎截面系數(shù)：抗扭截面系數(shù)：d3 3.14 453 2WT2453125mm2T 16 16彎曲應(yīng)力 :M D1 145098.64a D111.82MPa , m 0a W 12265.62 m扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 :T2468770a 2 26.27MPa m a 26.27MPa a WT 17841.68 m a4） 影響系數(shù)截 面 上 由 于 軸 肩 引 起 的 理 論 應(yīng) 力 集 中 系 數(shù)和 按 表 3-2 查 取 。 由

37、=2.12=1.70r 2.0 0.04, D 55 1.25 取d45 d 45由附圖 3-1 可得軸的材料的敏性系數(shù) q 0.82, q 0.85 故有效應(yīng)力集中系數(shù)：由附圖 3-2 的尺寸系數(shù) 0.71 由附圖 3-4 得的扭轉(zhuǎn)系數(shù) 0.76軸按磨削加工 由附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)0.92軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q 1 則可得綜合系數(shù)：取鋼的特性系數(shù)： 0.1, 0.05則安全系數(shù) Sca 如下：Sca S =1.4 故 設(shè)計(jì)的軸安全（二）、中間軸的校核1、中間軸上作用力的計(jì)算因?yàn)椴捎玫氖侵饼X圓柱齒輪，所以軸向力102.5 112.567D2Fa 0 如下圖，中間軸的力學(xué)模型如圖 f

38、-13 齒輪 2齒輪 32、支反力的計(jì)算 由上面數(shù)學(xué)模型圖知圖 f-13L1 102.5mm, L2 112.5mm, L3 70mm 總 長(zhǎng)L=285mm1） 垂直面受力如圖 f-14 ：對(duì)于 B2點(diǎn) M B2 0得：FFr 2L3 Fr 3(L2 L3)FAv2 L方向向下對(duì)于 A2 點(diǎn) M A2 0 得：圖 f-14FBv293N 方向向Fr 2(L1 L2) Fr3L1 1153.33 105.5 112.5 2678.89 102.5 L 285下。由上軸的合力 Fv2 0 ，校核FAv2 FBv2 Fr2 Fr 3 93.4 1432.16 1153.33 2678.89 0 計(jì)算

39、無(wú)誤 2)水平支反力如圖 f-15對(duì)于 B2點(diǎn) M B2 03168.75 70 7360.18 182285=5491.39N圖 f-15 對(duì)于 A2 點(diǎn) M A2 0 得：由上軸的合力 FH 2 0 ，校核：FAH22FBH 2Ft2Ft35491.935037.54 3168.757360.180 計(jì)算無(wú)誤3)A2點(diǎn)總支反力FRA2FAV2FAH 2 1432.1625491.3925675.07NB 2點(diǎn)總支反力FRB2FBV2FBH 2932 3037.542 3038.41N3、繪轉(zhuǎn)矩、彎矩圖1）垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)矩圖如右圖 f-16 ：C2點(diǎn) MCV 2FAV 2 L1D2 點(diǎn)M D

40、V 2FBV2L32）水平面彎矩圖如右圖 f-17 ：C2點(diǎn)M CH 2FAH 2L1D2 點(diǎn)M DH 2FBH 2L33）合成彎矩圖如右圖 f-18 ： C2點(diǎn) MC2MCV 2 M CH2D2 點(diǎn)M D2M DV 2M DH 24、轉(zhuǎn)矩圖 中間軸的轉(zhuǎn)矩圖如右圖 f-19 5、彎矩強(qiáng)度校核 由上面可知 C2處截面的轉(zhuǎn)矩最大， 是危險(xiǎn)截面。 根 據(jù)選定的軸材料 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15-1 查得60MPacaMC20.1d3581694.9230.1 55334.96MPa1 60MPa 故安全。6、安全系數(shù)法疲勞強(qiáng)度校核1）由上面可知 C2處是危險(xiǎn)截面2）根據(jù)選定軸 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，

41、查表 15-1 確定材料性能：3）抗彎截面系數(shù)：C截面有一個(gè)鍵槽 b h=1610 t=6 抗扭截面系數(shù)：彎曲應(yīng)力 aMC2581694.9265.36MPa , m 0W8900.04 m扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 aT246877026.27MPa m a 26.27MPaWT17841.68 m a4） 影響系數(shù)截 面 上 由 于 軸 肩 引 起 的 理 論 應(yīng) 力 集 中 系 數(shù)和按 表 3-2 查 取 。 由r 2.0 d 450.04, D 55 1.22 取 =2.10 d 45=1.68由附圖 3-1 可得軸的材料的敏性系數(shù) q 0.82, q 0.85 故有效應(yīng)力集中系數(shù)：由附圖 3-2 的尺

42、寸系數(shù) 0.71 由附圖 3-4 得的扭轉(zhuǎn)系數(shù) 0.76軸按磨削加工 由附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù) 0.92軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q 1 則可得綜合系數(shù)： 取鋼的特性系數(shù)： 0.1, 0.05 則安全系數(shù) Sca 如下： Sca S=1.4 故 設(shè)計(jì)的軸安全。（三）、低速軸的校核1、低速軸上作用力的計(jì)算 因?yàn)椴捎玫氖侵饼X圓柱齒輪， 所以軸 向力 Fa 0 如圖 f-20 ，低速軸的力 學(xué)模型：齒輪 169214C3f-202、支反力的計(jì)算 由上面數(shù)學(xué)模型圖知L1 104mm, L2 184mm 總長(zhǎng) L=283mm1) 垂直面受力如右圖 f-21 ：對(duì)于 B3 點(diǎn)M B3 0 得：f-21

43、Fr 4L4FAv3L2638.89 1842881711.51 N方向向下。對(duì)于 A4 點(diǎn) MA4 0 得：FBv3Fr4L4L2678.89 104288967.37 N方向向下。由上軸的合力FV 3 0 ，校核FAv3 2 FBv3 Fr4 1711.51967.37 2678.890 計(jì)算無(wú)誤。2)水平支反力如圖 f-22對(duì)于 B3點(diǎn) M B1 0FFt4L2FAH 3對(duì)于 A3點(diǎn) M A3 0得：由上軸的合力FH 3 0 ，校核：FAH32 FBH 3 Ft44702.34 2657.84 7360.18 0計(jì)算無(wú)誤3)A3f-22FRA3B3FRB3點(diǎn)總支反力FAV 3FAH3點(diǎn)1

44、711.512 4702.3425004.13N圖 f-23FBV 3FBH 3967.372 2657.8422828.41N3、繪轉(zhuǎn)矩、彎矩圖1）垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)矩圖如右圖 f-23 ：C3點(diǎn)MCV 3FAV3L12）水平面彎矩圖如右圖 f-24 ：C3點(diǎn) M CH3 FAH 3L13）合成彎矩圖如右圖 f-25 ：C1點(diǎn) MC3 MC2V3 M 2CH3 +4、轉(zhuǎn)矩圖 高速軸的轉(zhuǎn)矩圖如右圖 f-26T=T3 1532690 N mmM489043.36489043.36MM圖 f-245 204291532690圖 f-25圖 f-265、彎矩強(qiáng)度校核由上面可知 C1處截面的轉(zhuǎn)矩最大，是危

45、險(xiǎn)截面。據(jù)選定的軸材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理， 由表 15-1 查得 1 60MPa故是安全的。6、安全系數(shù)法疲勞強(qiáng)度校核1）由上面可知，所以 C3 處是危險(xiǎn)截面2）根據(jù)選定軸 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表 15-1 確定材料性能：3）C3處設(shè)一鍵槽 b h=2514 t=9抗彎截面系數(shù)：抗扭截面系數(shù)：彎曲應(yīng)力 :MC3a5204296.905 MPa , m 0aW75371.50扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 :T3 a15326909.609MPa m a 9.609 MPaWT159501.424）影響系數(shù)截面上由于軸肩引起的理論應(yīng)力集中系數(shù)和 按 表 3-2 查 取 。 由r 3.0 d 950.04, D 9

46、5 1.117 取 d 85=2.01=1.45由附圖 3-1 可得軸的材料的敏性系數(shù) q 0.82, q 0.85故有效應(yīng)力集中系數(shù)： 由附圖 3-2 的尺寸系數(shù) 0.71 由附圖 3-4 得的扭轉(zhuǎn)系數(shù) 0.76軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q 1 則可得綜合系數(shù)： 取鋼的特性系數(shù)： 0.1, 0.05 則安全系數(shù) Sca 如下： Sca S =1.4 故 設(shè)計(jì)的軸安全。六、鍵的選擇和校核（一）、高速軸上鍵的選擇和校核高速軸上只有安裝大帶輪的鍵。根據(jù)安裝大帶輪處直徑 d=31 ，查（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)）表 10-1 選擇普通平鍵。因?yàn)閹л喌妮嗇瀸?B=63mm，所以選擇的鍵尺寸： bh l=10 8

47、 56 （t=5.0r=0.25 ）。標(biāo)記：鍵 10856 GB/T1096-2003。鍵的工作長(zhǎng)度 L=l-b=56-10=46mm,鍵的接觸高度 k=0.5h=0.5 8=4mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩T T1 109.84N m。按表 6-2 差得鍵的靜連接時(shí)需用應(yīng)力 p 100MPa 則故高速軸上的鍵強(qiáng)度足夠。（二）、中間軸上的鍵選擇和校核中間軸上的鍵是用來(lái)安裝齒輪的，因此選用圓頭普通平鍵。因?yàn)楦咚佥S上大齒輪的輪寬 B=70mm ，軸段直徑 d=55mm，所以選用 bhl=16 1063（ t=6.0 ，r=0.3 ）， 標(biāo)記：鍵 1610 63GB/T1096-2003 。高速軸上大齒輪的輪寬

48、B=135 ，軸段直徑 d=55， 所 以 選 用 b h l=16 10 125（ t=6.0 ， r=0.3 ）， 標(biāo) 記 ： 鍵 16 10 125 GB/T1096-2003 。由于兩個(gè)鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩都相同，所以只要校核短的鍵。短鍵的工作 長(zhǎng) 度 L=l-b=63-16=47mm, 鍵 的 接 觸 高 度 k=0.5h=0.5 10=5mm， 傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 T T3 468.77N m 則故軸上的鍵強(qiáng)度足夠。（三）、低速軸的鍵選擇和校核低速上有兩個(gè)鍵，一個(gè)是用來(lái)安裝低速級(jí)大齒輪，另一個(gè)是用來(lái)安裝聯(lián)軸器。齒 輪選用圓頭普通平鍵，齒輪的軸段的直徑 d=95mm，輪寬 B=130mm 查

49、表（機(jī)械設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)）選鍵的參數(shù)： b h l=25 14 110（t=9.0 ， r=0.5 ）標(biāo)記鍵 25 14 110GB/T1096-2003 。鍵的工作長(zhǎng)度 L=l-b=110-25=85mm, 鍵的接觸高度 k=0.5h=0.5 14=7mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 TT3 1532.69 N m 則2T 103 2 1532.69 103kld5 85 9554.23 p 故安裝齒輪的鍵強(qiáng)度足夠。安裝聯(lián)軸器的鍵用單圓頭普通平鍵。由后面的聯(lián)軸器選擇所選的聯(lián)軸器TL10 聯(lián)JB65 142軸器JB65 142可知 軸孔長(zhǎng)度 L1=107 又因?yàn)檩S直徑 d=65mm，所以選鍵 bhl=1811125。標(biāo)記：鍵 C1811125 GB/T1096-2003。鍵的 工作長(zhǎng)度 L=l-b=125-18=107mm, 鍵的接觸高度 k=0.5h=0.5 11=5.5mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩T T3 1532.69N m 則 故選的鍵強(qiáng)度足夠。七、滾動(dòng)軸承的選擇和校核（一）、高速軸軸承的選擇和校核1、滾動(dòng)軸承的選擇 根據(jù)載荷及速度情況，選用深溝球軸承。由高速軸的設(shè)計(jì)，根據(jù) d13 d15 40 ，選軸承型號(hào)為 6209，其基本參數(shù)：軸承 2Cr 40.8,Cor 24 2、滾動(dòng)軸承的校核 1）軸承受力圖如右圖 2）當(dāng)量動(dòng)載荷根據(jù)工作情況（無(wú)沖