機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置分流式二級(jí)圓柱齒輪減速器

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書題 目 設(shè)計(jì)運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（分流式二級(jí)圓柱齒輪減速器） 指導(dǎo)教師 院 系 機(jī)電建工學(xué)院 班 級(jí) 機(jī)自082 學(xué) 號(hào) 姓 名 完成時(shí)間 2011年1月 目錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書··························· 2二、 傳動(dòng)方案的擬定····

2、3;···················· 2三、 電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算························· 2四、 傳動(dòng)比的分配

3、83;·························· 4五、 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算·············· 5六、 齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)····&#

4、183;·················6七、 軸的設(shè)計(jì)························· 17八、 軸的校核····&#

5、183;···················· 25九、 軸承的選擇和校核計(jì)算·················27十、 鍵聯(lián)接選擇與校核·······

6、83;············· 29十一、 聯(lián)軸器的選擇···················· 32十二、 箱體附件設(shè)計(jì)············&

7、#183;········ 32十三、 潤(rùn)滑方式及密封形式的選擇············· 33十四、 箱體設(shè)計(jì)··················34十五、 課程設(shè)計(jì)總結(jié)···&

8、#183;························· 35十六、 參考資料······················&#

9、183;······ 36計(jì) 算 及 說(shuō) 明結(jié) 果一 . 設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.1工作條件與技術(shù)要求：輸送帶速度允許誤差為±5。輸送機(jī)效率為w=0.96；工作情況：?jiǎn)伟嘀疲B續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微沖擊，工作年限為5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 ；檢修間隔期間：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修：制造條件極其生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠，小批量生產(chǎn)。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）確定傳動(dòng)裝置的類型，畫出機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖；（2）選擇電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算；（3）傳動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算；

10、（4）繪制減速器裝配圖草圖和裝配圖各1張（a0）;（5）繪制減速器箱體零件圖1張（a1）、齒輪及軸的零件圖各1張（a2） 2原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶曳引力f（kn）：6運(yùn)輸帶速度v（m/s）： 1.3滾筒直徑d (mm)： 450二傳動(dòng)方案的擬定輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器2將動(dòng)力傳入減速器3，在經(jīng)聯(lián)軸器4傳至輸送機(jī)滾筒5，帶動(dòng)輸送帶6工作。傳動(dòng)系統(tǒng)中采用兩級(jí)分流式圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，高速級(jí)齒輪相對(duì)于軸承位置對(duì)稱，沿齒寬載荷分布較均勻，高速級(jí)和低速級(jí)分別為斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。=14600hf=6000nv=1.3m/sd=450mm兩級(jí)分流式圓柱齒輪減速器三電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算

11、1 選擇電動(dòng)機(jī)類型 按已知工作條件和要求，選用y系列一般用途的三相異步電動(dòng)機(jī)2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量1）滾筒所需功率： =fv/1000=6000×1.3/1000=7.8kw滾筒的轉(zhuǎn)速=60×1000v/d=55.17 r/min2）電動(dòng)機(jī)至滾筒之間傳動(dòng)裝置的總效率為： 其中， ，分別為傳動(dòng)系統(tǒng)中聯(lián)軸器，齒輪傳動(dòng)及軸承的效率，是滾筒的效率，=0.99，=0.98，=0.98 =0.96 0.85 3）確定電動(dòng)機(jī)的額定功率電動(dòng)機(jī)的輸出功率為=/ =7.80/0.85=9.123kw 確定電動(dòng)機(jī)的額定功率 選定電動(dòng)機(jī)的額定功率=11 kw 3、 選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 =55.17 r

12、/mi 該傳動(dòng)系統(tǒng)為分流式圓柱齒輪傳動(dòng)，查閱教材表18-1推薦傳動(dòng)比為=860 則總傳動(dòng)比可取 8至60之間 則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為=8=8×55.17=441.36r/min =60=60×55.17=3310.2r/min可見同步轉(zhuǎn)速為750r/min 1000r/min ，1500r/min ，3000r/min的電動(dòng)機(jī)都符合，這里初選同步轉(zhuǎn)速為750r/min 1000r/min ，1500r/min ，3000r/min的四種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，如下表： 由參考文獻(xiàn)1中表16-1查得：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kw）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n/(r/min)計(jì)算得總傳動(dòng)比質(zhì)量/kg

13、同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1y160m1-2113000293153.132.21252y160m-4111500146026.462.21233y160l-611100097017.582.01474180l-81175073013.232.0184 由表中數(shù)據(jù)可知，方案4的總傳動(dòng)比最小，傳種裝置結(jié)構(gòu)尺寸最小，因此可采用方案4，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y180ll8 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)和外型、安裝尺寸型號(hào)abcdefghy180l-8279279121481101442.5180kabacadhdbbl19355360285430349710四各級(jí)傳動(dòng)比分配4.1 計(jì)算總傳動(dòng)比由參考文獻(xiàn)1中表16-1查得：滿載

14、轉(zhuǎn)速nm=730 r / min；總傳動(dòng)比i=nm / n=730/ 55.17=13.234.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比查閱參考文獻(xiàn)1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中表23各級(jí)傳動(dòng)中分配各級(jí)傳動(dòng)比 取高速級(jí)的圓柱齒輪傳動(dòng)比 1.3，則低速級(jí)的圓柱齒輪的傳動(dòng)比為 =/=/1.3=4.16 =3.18=7.80kw=55.17 r/mi =0.85=9.123kw=11 kw電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y180ll8i=13.23=4.16 =3.18五 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1. 各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸為軸，減速器高速級(jí)軸為軸，中速軸為軸低速級(jí)軸為軸，滾筒軸為軸，則 = 730 r/min 730/4.16 r/min=175.4

15、8 r/min 175.48/ 3.18 /min = 55.18 r/min解得滾筒速度在輸送帶速度允許誤差為±5范圍內(nèi)2按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率 =11 kw =11×0.99 kw=10.89kw =10.89×0.98×0.98 kw =10.46kw =10.24×0.98×0.98 kw =10.05kw =9.64×0.98×0.99 kw =9.75 kw2. 各軸轉(zhuǎn)矩 =9550×11/730 =143.9 =9550×10.89/730 =142.5 =9550

16、15;10.46/175.48 =569.26 =9550×10.05/55.18 =1738.5=9550×9.75/55.18 =1686.6 表3 軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸i高速級(jí)軸ii中間軸iii低速級(jí)軸iv滾筒軸v轉(zhuǎn)速（r/min）730730175.4855.1855.18功率（kw）1110.8910.4610.059.75轉(zhuǎn)矩()143.9142.5569.261738.51686.6傳動(dòng)比14.163.181效率0.990.960.960.97六、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1.高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) （1）選擇材料、精度及參數(shù) a . 按圖1所示傳動(dòng)方案，選用斜齒圓

17、柱齒輪傳動(dòng) b . 帶式運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級(jí)精度（gb10095-88） c . 材料選擇。查圖表（p191表10-1），選擇小齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為260hbs，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為220 hbs，二者的硬度差為40 hbs。 d . 初選小齒輪齒數(shù)=28，則大齒輪齒數(shù)=4.16=4.16×28=108.16 取z=116 e .初選螺旋角= f .選取齒寬系數(shù)： =0.62）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按下式試算 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 a . 試選=1.6b. 分流式小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=/2=71.25 c. 查圖表（p217圖10-

18、30）選取區(qū)域系數(shù)=2.433 （表10-6）選取彈性影響系數(shù)=189.8 d. 查圖表（p215圖10-26）得 =0.771 ，=0.882=0.771+0.882=1.653=14600h則應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =6.4×/4.16=1.6× g、查閱參考文獻(xiàn)2機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-19查第2條線查得接觸疲勞壽命系數(shù)khn1=0.91，khn2=0.97。9、計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)s=1。查閱參考文獻(xiàn)2機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-21d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。 則=（+）/2 =（509.6+504.4）/2=509mpaa. 按式計(jì)算小齒輪分度圓

19、直徑 mm =61.85mm b. 計(jì)算圓周速度 =3.14×61.85×730/（60×1000）m/s =2.36m/sc. 計(jì)算齒寬b及模數(shù)b=0.6×61.85mm=37.11 mm =cos/=2.14mm h =2.25=2.25×2.14 mm=4.82mm b/h=37.11 /4.82=7.70 d. 計(jì)算縱向重合度 =0.318tan =0.318×0.6×28×tan=1.33 e. 計(jì)算載荷系數(shù)k 根據(jù)有輕微沖擊， 使用系數(shù)=1.25，根據(jù)v=2.36 m/s，7級(jí)精度查圖表（p194圖10

20、-8）得動(dòng)載系數(shù)=1.11；查表10-4接觸疲勞齒向載荷分布系數(shù) 的值與直齒輪相同得=1.158 彎曲強(qiáng)度計(jì)算齒向載荷系數(shù)查圖（圖10-13）得=1.221查表（表10-3）得齒間載荷分布系數(shù)=1.4 由式 得載荷系數(shù)=1.25×1.11×1.4×1.158=2.25 f. 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑 由式 得 mm=69.29mm g. 計(jì)算模數(shù) =cos/=69.29×cos/28 mm =2.40mm 3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按式計(jì)算1） 確定計(jì)算系數(shù)a. 計(jì)算載荷系數(shù)由式 得=1.25×1.11×1.4×1

21、.221=2.372b. 根據(jù)縱向重合度=1.33 查圖表（圖10-28）得螺旋角影響系數(shù)=0.88c. 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)=30.65=126.98d. 查取齒形系數(shù)查圖表（p200表10-5）=2.518，=2.178e. 查取應(yīng)力校正系數(shù)查圖表（p200表10-5）=1.625 ，=1.792f. 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4，彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.85 ，=0.88 。查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500 mpa ，大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限=380 mpa ，由式 g. 計(jì)算大小齒輪的并加以比較 =2.62×1.59/303.57=0.01372 =2.178

22、15;1.792/238.86=0.01634大齒輪的數(shù)值大設(shè)計(jì)計(jì)算 mm =1.80mm 由以上計(jì)算結(jié)果，取=2 ，按接觸疲勞強(qiáng)度得的分度圓直徑=69.29mm計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)=69.29×cos/2=33.62 取34取=34，則=4.16×34=141.44 取142（4） 幾何尺寸計(jì)算1） 計(jì)算中心距 mm =181.28mm將中心距圓整為181mm2） 按圓整的中心距修正螺旋角 因值改變不多，故參數(shù) ， ，等不必修正3） 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 =34×2/cos =70 mm =142×2/ cos =292. mm4） 計(jì)算齒輪寬度 =0.

23、6×70.02mm=42.01mm圓整后取=45mm ，=50mm5） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由e2，小齒輪做成齒輪軸 ，由160mm<<500mm ，大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)2. 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）選擇材料、精度及參數(shù) a. 按圖1所示方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) b. 選用7級(jí)精度（gb10095-85） c. 材料選擇 小齒輪：40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280hbs 大齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240hbs d. 初選小齒輪齒數(shù)=28 ，=28×3.18=89 e. 選取齒寬系數(shù)=1.0（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按下式試算 1） 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值a. 試選=1.3

24、b. 確定小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=569.26 =5.69×c. 查圖表（p表10-6）選取彈性影響系數(shù)=189.8d. 查圖表（p圖10-21d）得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=670mpa ，=610mpae. 由式確定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=60×175.48×1×14600=1.54×=6.373×/3.18=4.84×f. 查圖表（p圖10-19）取接觸疲勞壽命系數(shù)=0.97，=1.06g. 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為1%，安全系數(shù)s=1，由式得=0.97×670mpa=649.9mpa =1.06×610

25、mpa=646.6mpa2）計(jì)算 a. 由式試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值=646.6mpa得 =mm =101.51mm b. 計(jì)算圓周速度 =3.14×101.51×175.48/60000m/s=0.93m/s c. 計(jì)算齒寬 =1×101.51 mm=101.51mm d. 計(jì)算模數(shù)、齒寬高比 模數(shù)=/=101.51/28mm=3.62mm 齒高=2.25=2.25×3.75mm=8.16mm 則/=101.51/8.16=12.44 e. 計(jì)算載荷系數(shù) 使用系數(shù)ka=1.25 根據(jù)=0.96m/s ，7級(jí)精度，查圖表（p圖10-8）得動(dòng)載

26、荷系數(shù)=1.04 ，直齒輪=1 ，由=1和=101.51mm ， 查表10-4得 =1.328 由/=12.44和=1.328查圖表（p圖10-13）得=1.368 故根據(jù)式得=1.72 f. 按實(shí)際載荷系數(shù)系數(shù)校正所得分度圓直徑。由式得 =111.34mm g. 計(jì)算模數(shù) =111.34/28mm=3.98mm（3） 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公式為 1） 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值a. 查圖表（p圖10-20c）得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500mpa ，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=380mpa 。b. 查圖表（p圖10-18）取彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.892，=0.92 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲

27、勞安全系數(shù)=1.4 ，由式 c. 計(jì)算載荷系數(shù)。由式得=1.25×1.04×1×1.368=1.78d. 查取齒形系數(shù)。查圖表（p表10-5）得=2.55 =2.20e. 查取應(yīng)力校正系數(shù)。查圖表（p表10-5）得 =1.61，=1.78f. 計(jì)算大、小齒輪的，并加以比較 =2.55×1.61/318.57=0.012887=2.20×1.78/249.71=0.015698 大齒輪的數(shù)值大2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 mm=3.43mm由以上計(jì)算結(jié)果對(duì)比，由齒面疲勞接觸強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞接觸強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取mn=4mm，已可滿足

28、彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算的分度圓直徑d1=113.4mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)得=111.34/4=27.8取=27，則=3.18×27=84.78 取z=84（4） 幾何尺寸計(jì)算1） 計(jì)算中心距=4×（27+84）/2 mm=222mm 圓整后得=2222） 計(jì)算分度圓直徑 mm=108 mm mm=336mm3） 計(jì)算齒輪寬度 =1.×108mm=108mm 取=115mm ，=110 mm5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪（齒輪3）采用實(shí)心結(jié)構(gòu)大齒輪（齒輪4）采用腹板式結(jié)構(gòu)齒寬模數(shù)齒數(shù)分度圓直徑中心距高速級(jí)小齒輪50 2347018

29、1高速級(jí)大齒輪45142292低速級(jí)小齒輪115 427108222低速級(jí)大齒輪11085336七、 軸的設(shè)計(jì)1高速軸的設(shè)計(jì)已知=10.89 kw ，=730r/min ，=142.5 =71.25 1. 求作用在齒輪上的力 =2×71.25××cos/70n=1979.5n n=740.95 n n=475.23n 圓周力 ，徑向力及軸向力的方向如圖所示1 初步確定軸的最小直徑。先按式 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45號(hào)鋼r，調(diào)質(zhì)處理。查圖表（表15-3），取=110，得 mm=27.8 mm該軸直徑d100mm，有一個(gè)鍵槽，軸頸增大5%7%,安全起見，

30、取軸頸增大5%則，圓整后取d2=29mm。輸入軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的直徑。選取聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩公式為 （11） 查圖表（p351表14-1），取=1.5 ，則=1.5×142.5 =213.75 根據(jù)=213.71及電動(dòng)機(jī)軸徑d=48 mm，查標(biāo)準(zhǔn)gb4323-84，選用tl7型彈性套柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑d1=40mm半聯(lián)軸器長(zhǎng)度l=112半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度l1=84mm。確定軸最小直徑=40mm2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案。經(jīng)分析比較，選用如圖所示的裝配方案（1） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1） 聯(lián)軸器采用軸肩定位，i-ii

31、段=40mm ，由式h=（0.07-0.1）d ，取=47mm ，=82mm2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。該傳動(dòng)方案沒有軸向力，高速軸轉(zhuǎn)速較高，載荷不大，故選用深溝球軸承。根據(jù)=47mm，查gb/t276-1994初步取0組游隙，0級(jí)公差的深溝球軸承6010，其尺寸為d×d×b=50mm×80mm×16mm ，故=50mm3） 取=52mm，=50mm 4） 由指導(dǎo)書表4-1知箱體內(nèi)壁到軸承座孔端面的距離mm ，取=57mm，采用凸緣式軸承蓋，取軸承蓋的總寬度為40mm，到聯(lián)軸器的距離為20mm，則=60mm5） 取小齒輪距箱體內(nèi)壁的距離為=14mm，大齒輪2

32、和與齒輪3之間的距離c=12mm，滾動(dòng)軸承端面距箱體內(nèi)壁=12mm則-2=16+14+12-2=40mm=42 mm=134mm（3）軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用普通c型平鍵連接，按=40 =mm，=82mm 查圖表（p106表6-1）選用鍵=12mm×8mm×70mm 。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位采用過(guò)渡配合來(lái)保證，選用直徑尺寸公差為m64）確定軸上圓角和倒角尺寸查圖表（表15-12），取軸端倒角為1.5×，各軸肩處圓角半徑為r1（二）中速軸（iii軸）的設(shè)計(jì) 已知=10.46 kw，=569.26 ，=175.48r/min 1求作用在齒輪上的力

33、 =1979.5 n ，=740.95n，=475.23 n =2×569.26/0.108n=10541.8n=3836.9n軸上力的方向如下圖所示初步確定軸的最小直徑 根據(jù)式（10）初步確定軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查圖表（p表15-3），取=110 ，于是得 110×mm=42.97mm 。該軸的最小直徑為安裝軸承處的直徑，取為=45mm 3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案，如圖（2）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）根據(jù)=50mm 取=50mm，軸承與齒輪2，之間采用套筒定位，取=54mm，齒輪2與齒輪3之間用套筒定位，套筒直徑取64mm取=

34、60mm ，齒輪3采用軸肩定位，取h=4mm ，則=68mm ，由于軸環(huán)寬度b1.4h 軸ii的設(shè)計(jì)，取=c=12mm 因?yàn)?115mm ，=45mm=113m則=45+12+2-2mm=57mm =45-3mm=43mm 2）初步選擇滾動(dòng)軸承 由于配對(duì)的斜齒輪相當(dāng)于人字齒，軸ii相對(duì)于機(jī)座固定，故初步選取0組游隙，0級(jí)公差6210軸承，其尺寸為d×d×b=50mm×90mm×20mm ，由=14mm，=12mm取=16.5mm，=12mm ，則 =16.5+12+20+2mm=50.5mm 選用嵌入式軸承蓋，取軸承端蓋的總寬度為36mm 3）軸上零件的

35、周向定位 齒輪的周向定位都采用普通平鍵型鍵連接按=60mm ，=113mm =54mm ，=45mm =54mm ，=43mm 查圖表（p表6-1）取各鍵的尺寸為 iii-iv段選鍵：b×h×l=16mm×10mm×110mm ii-iii段及v-vi段鍵：b×h×l=14mm×9mm×40mm 滾動(dòng)軸承的周向定位靠過(guò)渡配合來(lái)保證，選公差為m64） 確定軸上圓角和倒角尺寸查圖表（p表15-2），取軸端倒角為1.0×，各軸肩處的圓角半徑為r1三）低速軸（軸iv）的設(shè)計(jì) 已知=9.75kw ，=1686.6

36、，=55.18r/min 1求作用在軸上的力 =10541.8n =3836.9n 2初步確定軸的最小直徑 按式（10）初步確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理。查圖表（p表15-3）取=110，于是得 110×mm=62.4mm 。該軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器處的直徑，選取聯(lián)軸器的型號(hào)。 根據(jù)式（11），查圖表（p表14-1），取=1.5 ，則=1.5×1686.6=2529.9 根據(jù)=2529.9，查標(biāo)準(zhǔn)gb5014-85（指導(dǎo)書表17-4）考慮到帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，帶具有緩沖的性能，選用hl6型彈性柱銷聯(lián)軸器。選取軸孔直徑d=65mm，其軸孔長(zhǎng)度l=107mm

37、，則軸的最小直徑=65mm 3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案。經(jīng)比較，選取如下圖所示的方案（2）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）取=65mm，為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，采用軸肩定位，由h=（0.07-0.1）d，取=72mm，聯(lián)軸器用軸端擋圈緊固，查圖表（指導(dǎo)書表13-19），取=75mm，=104mm 2）初步選擇滾動(dòng)軸承 根據(jù)軸上受力及軸頸，初步選用0組游隙，0級(jí)公差的深溝球軸承6215，其尺寸為d×d×b=75mm×130mm×25mm 故=75mm 3）軸承采用套筒定位，取=82mm，=42mm 4）根據(jù)軸頸查圖表（

38、p表15-2，指導(dǎo)書表13-21）取安裝齒輪處軸段=84mm，齒輪采用軸肩定位，根據(jù)h=（0.07-0.1）d=5.18mm-7.4mm，取h=6mm，則=90mm ，軸環(huán)寬度b1.4h=1.4×6mm=8mm，取10mm 5）查圖表（指導(dǎo)書表13-21），已知=110 mm。 =108mm ， 6）根據(jù)軸ii，軸iii的設(shè)計(jì)，取滾動(dòng)軸承與內(nèi)壁之間的距離=14mm，則=+c+2.5-16 =（14+16.5+45+12+2.5-16）mm=74mm =+c+2.5-16-2-10 =（14+16.5+45+12+2.5-16-10-2）mm=62mm6） 根據(jù)箱體內(nèi)壁至軸承座孔端面的

39、距離=57mm，及=14mm，b=45mm，根據(jù)指導(dǎo)書表選擇凸緣式軸承蓋，取軸承蓋的總寬度為32.5mm，軸承蓋與聯(lián)軸器之間的距離為=22.5mm則=55mm3）軸上零件的周向定位 齒輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位都采用普通平鍵連接，根據(jù)=84mm ，=107mm =65mm ，=110mm 查圖表（p表6-1）得 iv-iv段選c型鍵：b×h×l=22mm×14mm×100mm viii-ix段：b×h×l=20mm×12mm×100mm 滾動(dòng)軸承與軸的周向定位靠過(guò)渡配合來(lái)保證，選用直徑尺寸公差為m6（4）確定軸上圓

40、角和倒角尺寸 查圖表（表15-12），取軸端倒角尺寸為1.6×。軸上圓角=1.0mm，=1.6mm八、軸的校核低速軸的校核齒輪上的作用力： =10541.8n =3836.9n再由下圖求出軸承對(duì)軸的作用力由機(jī)械設(shè)計(jì)圖15-23知，深溝球軸承6215，a=12.5mm，從軸的結(jié)構(gòu)圖及彎矩圖和扭矩圖（見下圖）可以看出ft作用處是危險(xiǎn)截面，l=172mm，將該截面的所受彎矩和扭矩列于下表 表4 危險(xiǎn)截面所受彎矩和扭矩載荷水平面h垂直面v支反力f=18962.83n=4984.52n彎矩=308245.2=851201.23總彎矩m=905294.498扭矩tt=1223504.3彎距圖和扭

41、距圖如下：5. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 =1165529.9/41417.5mpa=28.16mpa前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查圖表（p表15-1）得=60mpa，因此，故軸安全。九、軸承的選擇和校核計(jì)算已知軸承的預(yù)計(jì)壽命為=14600h1輸入軸承的選擇與計(jì)算由軸ii的設(shè)計(jì)知，初步選用深溝球軸承6010，由于受力對(duì)稱，只需要計(jì)算一個(gè)，其受力=2113.6n，=0，=3 ，轉(zhuǎn)速n=730r/min1）查滾動(dòng)軸承樣本（指導(dǎo)書表12-1）知深溝球軸承6010的基本額定動(dòng)載荷c=22000n

42、，基本額定靜載荷=16200n 2）求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷p 因?yàn)?0，徑向載荷系數(shù)x=1，軸向載荷系數(shù)y=0，因工作情況平穩(wěn)，按課本（p表13-6），取=1.2，則 p=（x+y）=1.2×（1×2113.6+0）n =2536.2n 3）驗(yàn)算軸承壽命 h=14910h>=14600h 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承60102軸iii上的軸承選擇與計(jì)算由軸iii的設(shè)計(jì)已知，初步選，故初步選取0組游隙，0級(jí)公差6210軸承，由于受力對(duì)稱，故只需要校核一個(gè)。其受力=5782.3n，=0，=3，n=175.48r/min1）查滾動(dòng)軸承6210樣本（指導(dǎo)書表12-1

43、）知的基本額定動(dòng)載荷c=35000n，基本額定靜載荷=23200n2）求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷p 因?yàn)?0，徑向載荷系數(shù)x=1，軸向載荷系數(shù)y=0，因工作情況平穩(wěn)，按課本（p表13-6），取p=（x+y）=1.2×（1×5782.3+0）n =5782.3n3）驗(yàn)算軸承壽命 h=21120>=14600h 故所選用軸承滿足壽命要求。確定，故初步選取0組游隙，0級(jí)公差6210軸承， 3）驗(yàn)算軸承壽命 h=73714h>=72000h 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承6210。3輸出軸上的軸承選擇與計(jì)算由軸iv的設(shè)計(jì)知，初步選用深溝球軸承6215，由于受力對(duì)稱，

44、只需要計(jì)算一個(gè)，其受力=11218.3 n，=0，=3 ，轉(zhuǎn)速n=55.18/min1）查滾動(dòng)軸承樣本（指導(dǎo)書表12-1）知深溝球軸承6215的基本額定動(dòng)載荷c=66000n，基本額定靜載荷=49500n 2）求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷p 因?yàn)?0，徑向載荷系數(shù)x=1，軸向載荷系數(shù)y=0，因工作情況平穩(wěn)，按課本（p表13-6），取=1.0，則 p=（x+y）=1.×（1×11218.3+0）n =11218.3n 3）驗(yàn)算軸承壽命 h=61506h>=146000h 故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承6215。十、鍵連接的選擇與校核計(jì)算1輸入軸與聯(lián)軸器的鍵連接 1)

45、由軸ii的設(shè)計(jì)知初步選用c型鍵=12mm×8mm×80mm，=143.9 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120mpa，取=110mpa。鍵的工作長(zhǎng)度=l-b/2=80mm-6mm=74mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×8mm=4mm。由式可得 =2×143.9/4×74×40mpa=24.3mpa<=110mpa可見連接的強(qiáng)度足夠，選用c型 鍵 =12mm×8mm×80mm，2齒輪2（2）與軸iii的鍵連接 1) 由軸iii的設(shè)計(jì)知初

46、步選用a型鍵：b×h×l=14mm×9mm×40mm，=284.63 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（p表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120mpa，取=110mpa。鍵的工作長(zhǎng)度=l-b=40mm-10mm=30mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×9mm=4.5mm。由式可得 =2×284.63/4.5×30×60mpa=70.27mpa<=110mpa 可見連接的強(qiáng)度足夠，選用鍵b×h×l=14mm×9mm×40mm 3齒輪3

47、與軸iii的鍵連接 1) 由軸iii的設(shè)計(jì)知初步選用鍵b×h×l=16mm×10mm×110mm ，=569.26 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（p表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120mpa，取=110mpa。鍵的工作長(zhǎng)度=l-b=110mm-16mm=94mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×10mm=5mm。由式可得 =2×569.26/5×94×54mpa=44.85mpa<=110mpa 可見連接的強(qiáng)度足夠，選用鍵b×h×l=16mm

48、15;10mm×110mm4齒輪4與軸iv的鍵連接1) 由軸iv的設(shè)計(jì)知初步選用鍵b×h×l=22mm×14mm×100mm =1738.5 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（p表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120mpa，取=110mpa。鍵的工作長(zhǎng)度=l-b=100mm-22mm=78mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×14mm=7mm。由式可得 =2×1738.5/7×78×84mpa=78.81mpa<=110mpa 可見連接的強(qiáng)度足夠，選用鍵b

49、5;h×l=22mm×14mm×100mm 5聯(lián)軸器與軸iv的鍵連接 1) 由軸iv的設(shè)計(jì)知初步選用鍵b×h×l=20mm×12mm×100mm =1738.5 2) 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本（p表6-2）查得許用應(yīng)力=100-120mpa，取=110mpa。鍵的工作長(zhǎng)度=l-b=100mm-10mm=90mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×12mm=6mm。由式可得 =2×1738.5/6×90×65mpa=99.03mpa<=110mp

50、a 可見連接的強(qiáng)度足夠，選用鍵b×h×l=20mm×12mm×100mm 十一、聯(lián)軸器的選擇 1輸入軸（軸ii）的聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)軸ii的設(shè)計(jì)，選用tl7型彈性套柱銷聯(lián)軸器（35鋼），其尺寸如下表所示型號(hào)t（）（r/min）（mm）l（mm）tl7500360048822輸出軸（軸iv）的聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸iv的設(shè)計(jì)，選用hl3型彈性柱銷聯(lián)軸器（35鋼），其尺寸如下表所示型號(hào)t（）（r/min）（mm）l（mm）hl63150280065112十二、減速器附件設(shè)計(jì)1視孔蓋 選用a=180mm的視孔蓋。2通氣器 選用通氣器（經(jīng)兩次過(guò)濾）m18×

51、1.53油面指示器 根據(jù)指導(dǎo)書表9-14，選用2型油標(biāo)尺m164油塞 根據(jù)指導(dǎo)書9-16，選用m16×1.5型油塞和墊片5起吊裝置 根據(jù)指導(dǎo)書表9-20，箱蓋選用吊耳環(huán)d=20mm6定位銷 根據(jù)指導(dǎo)書表14-3，選用銷gb117-86 a8×307起蓋螺釘 選用螺釘m8×20十三、潤(rùn)滑方式及密封形式的選擇1齒輪的潤(rùn)滑 采用浸油潤(rùn)滑，由于高速級(jí)大齒輪浸油深度不小于10mm，取為油深h=50m。根據(jù)指導(dǎo)書表16-1，選用全損耗系統(tǒng)用油 l-an22。2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑由于軸承dn值小于，所以采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，選用zl-1潤(rùn)滑脂。3密封方法的選取 由于凸緣式軸承端蓋易于調(diào)整

52、軸向游隙，軸ii及軸iv的軸承兩端采用凸緣式端蓋，而嵌入式端蓋易于安裝和加工，軸iii選用外圈無(wú)擋邊滾子軸承，故選用嵌入式端蓋。由于采用脂潤(rùn)滑，軸端采用間隙密封，用氈圈密封。十四 箱體設(shè)計(jì)名稱符號(hào)設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果箱座壁厚0.025a+3810箱蓋壁厚10.02a+389箱座凸緣厚度b1.515箱蓋凸緣厚度b11.5115箱座底凸緣厚度b22.525地腳螺栓直徑df0.036a+1224地腳螺栓數(shù)目n時(shí)，n=66軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d10.75df16箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑d2(0.50.6)df12軸承端蓋螺釘直徑和數(shù)目d3，n(0.40.5)df,n（10，6）（8，4）（8，4） 窺視孔蓋螺

53、釘直徑d4(0.30.4)df8定位銷直徑d(0.70.8) d28凸臺(tái)高度h由位置及軸承座外徑確定50外箱壁至軸承座端面距離lc1+c2+ (510)57大齒輪頂圓距內(nèi)壁距離11.225齒輪端面與內(nèi)壁距離214箱蓋、箱座肋厚m1 、 mm10.851，m0.8510十五、總結(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)電類專業(yè)的主要課程之一，它要求我們能結(jié)合課本的學(xué)習(xí)，綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)和技術(shù)知識(shí)，聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際和機(jī)器的具體工作條件，去設(shè)計(jì)合用的零部件及簡(jiǎn)單的機(jī)械，起到從基礎(chǔ)課程到專業(yè)課程承先啟后的橋梁作用，有對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)工作者進(jìn)行基礎(chǔ)素質(zhì)培養(yǎng)的啟蒙作用。 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程是艱辛而又充滿樂(lè)趣的，在這短暫的二個(gè)星期里，我們不僅對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)的基本過(guò)程有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)和了解，即初步接觸到了一個(gè)真機(jī)器的計(jì)算和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，也通過(guò)查閱大量的書籍，對(duì)有關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)的各種標(biāo)準(zhǔn)有了一定的認(rèn)識(shí)，也加強(qiáng)了對(duì)課本的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到一些問(wèn)題是我們以后必須注意的。