華中科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)雙級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器

1、華中科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)題目: 雙級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器專業(yè): 材控班級(jí)：1103姓名: 牛茂剛學(xué)號(hào): U201111278指導(dǎo)教師: 胡于進(jìn)華中科技大學(xué)2014年1月16日目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 3二、傳動(dòng)方案的分析與擬定 3三、電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算 4四、傳動(dòng)比的分配 4五、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算 4六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和軸系零部件的初步選擇 5七、聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算14八、鍵連接的選擇及計(jì)算14九、軸的強(qiáng)度校核計(jì)算15十、滾動(dòng)軸承壽命的校核計(jì)算20十一、潤(rùn)滑和密封23十二、箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇24十三、設(shè)計(jì)小結(jié)25十四、參考資料26計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果一

2、、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)帶式傳輸機(jī)傳動(dòng)裝置中的雙級(jí)圓柱齒輪減速器。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及工作條件： F=5000N; v=0.4m/s; D=400mm； 生產(chǎn)規(guī)模：少批； 工作環(huán)境：有油有水； 載荷特性：平穩(wěn)； 工作期限：十年雙班制。 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：1. 設(shè)計(jì)由減速器裝配圖1張，零件圖2張（包括低速軸和低速軸上齒輪），以及設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份組成；2. 設(shè)計(jì)中所有標(biāo)準(zhǔn)均按我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)采用，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)按規(guī)定紙張及格式編寫(xiě)；3. 設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)必須按進(jìn)度完成，經(jīng)指導(dǎo)教師審查認(rèn)可后，才能給予評(píng)分或答辯。二、傳動(dòng)方案的分析與擬定根據(jù)已知條件計(jì)算出工作機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速為為防止過(guò)載以及過(guò)載而引起的安全事故，可擬定傳動(dòng)方案為：

3、外部鏈傳動(dòng)+內(nèi)部雙級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)。機(jī)構(gòu)整體布置如圖一：圖1. 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖三、電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算1.電動(dòng)機(jī)的類型選擇 根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。2.電動(dòng)機(jī)的功率 工作機(jī)有效功率:Pw = Fv/1000 =5000×0.4/1000 kW=2 kW 設(shè)電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總效率為，并設(shè)1，2，3，4，5 分別為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪傳動(dòng)（設(shè)齒輪精度為8級(jí)）、滾動(dòng)軸承、鏈傳動(dòng)以及滾筒的效率。查文獻(xiàn)4表2-2可得： 1=0.99，2=0.97，3=0.99，4=0.92，5=0.96，由此可得：總效率： =1223445 =0.99×0.972×

4、;0.994×0.95×0.96 =0.7745 電動(dòng)機(jī)所需功率： Pd=Pw/=2.58kW 查文獻(xiàn)4表16-1選取電動(dòng)機(jī)的功率為3.0 kW。3.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 在常用的同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min和1000 r/min兩者之間選擇。前者的總傳動(dòng)比為78.53，后者的總傳動(dòng)比為52.35，前者雖然電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、價(jià)格低，但總傳動(dòng)比大。為了能合理地分配傳動(dòng)比，使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000 r/min 的電動(dòng)機(jī)。4.電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定由功率和轉(zhuǎn)速，查文獻(xiàn)4表16-1，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y132S-6,其滿載轉(zhuǎn)速為960 r/min，查表16-2，可得：中心高

5、H=132 mm；軸外伸軸徑D=38 mm；軸外伸長(zhǎng)度E=80 mm.四、傳動(dòng)比的分配 計(jì)算得內(nèi)外總的傳動(dòng)比50.26取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比則減速器的總傳動(dòng)比=50.26/3=16.75.因此，雙級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)傳動(dòng)比低速級(jí)的傳動(dòng)比五、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算1.各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算n=nm=960 r/min n=n/i2=205.74r/min n=n/i3=57.31r/min n=n=57.31r/min2.各軸的輸入功率計(jì)算 P=Pd1=2.5542kW P=P23=2.453kW P=P23=2.355kW P=P13=2.309kW3.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算T1=9550P1

6、/n1=25.409N·mT2=9550P2/n2=113.861N·mT3=9550P3/n3=392.43N·mT4=9550P4/n4=384.77N·m將上述數(shù)據(jù)歸納總結(jié)如下表所示。表1. 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸號(hào)轉(zhuǎn)速（r/min）功 率（kW）轉(zhuǎn) 矩（N·m）傳動(dòng)比i電動(dòng)機(jī)輸出軸9602.554225.4904.6663.5901高速軸205.742.453113.861中間軸57.312.355392.43低速軸57.312.309384.77六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和軸系零部件的初步選擇1. 減速器外部傳動(dòng)鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇

7、鏈輪齒數(shù)。鏈傳動(dòng)齒數(shù)比約為3，查文獻(xiàn)4表5-14取小鏈輪齒數(shù)=25.大鏈輪齒數(shù)=75<120合適。（2）確定計(jì)算功率。已知鏈傳動(dòng)工作平穩(wěn)，采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，查文獻(xiàn)4 表5-11取=1.3,計(jì)算功率為1.32.309=3.0kW（3）初定中心距，確定鏈節(jié)數(shù)。初定中心距=30-50p,取=40p。130.02取=130節(jié)（取偶數(shù)）。（4）確定鏈節(jié)距p。首先確定系數(shù)、。由文獻(xiàn)3表5-12查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)=1.34；由圖5-17查得=1.07。選單排鏈，由表5-13查得=1。所需傳遞的額定功率2.092kW由文獻(xiàn)3圖5-15選擇滾子鏈型號(hào)為16A，鏈節(jié)距25.4mm。（5）確定鏈長(zhǎng)和中心距。鏈長(zhǎng)

8、3.302m中心距=584.768mm中心距的調(diào)整量一般應(yīng)大于2p。實(shí)際安裝中心距533.968mm（6）求作用在軸上的壓力。鏈速0.606m/s工作拉力F=1000P/v=3809.8N工作平穩(wěn)，取壓軸力系數(shù)=1.2，則軸上的壓力 (7)選擇潤(rùn)滑方式。根據(jù)鏈速和鏈節(jié)距，按文獻(xiàn)3圖5-16鏈傳動(dòng)選擇滴油潤(rùn)滑。設(shè)計(jì)結(jié)果：滾子鏈型號(hào)16A-1136GB/T1243.1-1983，鏈輪齒數(shù)選擇滴油潤(rùn)滑。2高速級(jí)傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算高速級(jí)主動(dòng)輪輸入功率2.554 kW，轉(zhuǎn)速960 r/min，轉(zhuǎn)矩T1=25.490 N·m，齒數(shù)比u=i1=4.762，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，每天工作16小時(shí)，預(yù)期

9、壽命10年，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。（1）、選擇齒輪的材料及熱處理方式小齒輪:45鋼,調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度230HBS;大齒輪:45鋼,正火處理，齒面硬度190HBS。（2）、確定許用應(yīng)力A. 確定極限應(yīng)力Hlim和Flim許用接觸應(yīng)力Hlim1=580MPa，Hlim2=550MPa；許用彎曲應(yīng)力Flim1=220MPa，F(xiàn)lim2=210MPa。B. 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)ZN，YN2.765查文獻(xiàn)3圖3-18和圖3-19得，ZN1=1，ZN2=1；YN1=1，YN2=1C. 計(jì)算許用應(yīng)力由文獻(xiàn)3表3-4取則：（3）、初步確定齒輪基本參數(shù)和主要尺寸A. 選擇齒輪類型選用較平穩(wěn)、噪聲小、承載能

10、力較強(qiáng)的斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。B. 選用8級(jí)精度C. 初選參數(shù)初選參數(shù)：，ZZu=21×4.762100， , 齒寬系數(shù)。D. 初步計(jì)算齒輪主要尺寸因采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作機(jī)載荷平穩(wěn)，查文獻(xiàn)3表3-1得=1，因齒輪速度不高，取=1.05，因?yàn)闉榉菍?duì)稱布置，軸的剛性較小，取=1.13，=1.2，=1.424，由文獻(xiàn)3圖3-11查得；表3-2查得彈性系數(shù);取重合度系數(shù);螺旋角系數(shù)為：；HP=HP2 =550MPa，因此，有： 故：取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=2 mm，則中心距圓整后取a=125 mm。調(diào)整螺旋角：計(jì)算分度圓直徑：計(jì)算圓周速度：計(jì)算齒寬：大齒輪：小齒輪：（4）、 驗(yàn)算輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算當(dāng)量齒

11、數(shù):查文獻(xiàn)3圖3-14、3-15得，齒形系數(shù)：，；應(yīng)力修正系數(shù)：，。取，則：齒根彎曲強(qiáng)度足夠。（5）、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒頂圓直徑：齒根圓直徑：對(duì)于高速軸上的小齒輪1，從鍵槽底面到齒根的距離x過(guò)小，故將其做成齒輪軸。齒輪跟軸的材料相同，均采用45鋼調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于中間軸上的大齒輪2，因?yàn)閐a2200 mm，所以做成腹板式結(jié)構(gòu)。3低速級(jí)傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算低速級(jí)主動(dòng)輪輸入功率2.453 kW，轉(zhuǎn)速205.74 r/min，轉(zhuǎn)矩T2=113.861 N·m，齒數(shù)比u=i1=3.666，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，每天工作16小時(shí)，預(yù)期壽命10年，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。（1）、選擇齒輪的材料及熱處理方式小齒輪:45

12、鋼,調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度230HBS;大齒輪:45鋼,正火處理，齒面硬度190HBS。（2）、確定許用應(yīng)力A. 確定極限應(yīng)力Hlim和Flim許用接觸應(yīng)力Hlim1=580MPa，Hlim2=550MPa；許用彎曲應(yīng)力Flim1=220MPa，F(xiàn)lim2=210MPa。B. 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)ZN，YN2.765查文獻(xiàn)3圖3-18和圖3-19得，ZN1=1，ZN2=1；YN1=1，YN2=1C. 計(jì)算許用應(yīng)力由文獻(xiàn)3表3-4取則：（3）、初步確定齒輪基本參數(shù)和主要尺寸A. 選擇齒輪類型選用較平穩(wěn)、噪聲小、承載能力較強(qiáng)的斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。B. 選用8級(jí)精度C. 初選參數(shù)初選參數(shù)：，Z

13、Zu=22×3.66688， , 齒寬系數(shù)。D. 初步計(jì)算齒輪主要尺寸因采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作機(jī)載荷平穩(wěn)，查文獻(xiàn)3表3-1得=1，因齒輪速度不高，取=1.05，因?yàn)闉榉菍?duì)稱布置，軸的剛性較小，取=1.13，=1.2，=1.424，由文獻(xiàn)3圖3-11查得；表3-2查得彈性系數(shù);取重合度系數(shù);螺旋角系數(shù)為：；HP=HP2 =550MPa，因此，有： 故：取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=2.5 mm，則中心距圓整后取a=145 mm。調(diào)整螺旋角：計(jì)算分度圓直徑：計(jì)算圓周速度：計(jì)算齒寬：大齒輪：小齒輪：（4）、 驗(yàn)算輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算當(dāng)量齒數(shù):查文獻(xiàn)3圖3-14、3-15得，齒形系數(shù)：，；應(yīng)力修正系數(shù)：，。取

14、，則：齒根彎曲強(qiáng)度足夠。（5）、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒頂圓直徑：齒根圓直徑：對(duì)于高速軸上的小齒輪1，從鍵槽底面到齒根的距離x過(guò)小，故將其做成齒輪軸。齒輪跟軸的材料相同，均采用45鋼調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于中間軸上的大齒輪2，因?yàn)閐a2200 mm，所以做成腹板式結(jié)構(gòu)。4.初算軸的直徑及軸結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)已知，最小軸徑的初算公式為，軸的材料均選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得其許用應(yīng)力=60MPa , C=118107。（1）、高速軸取C=110，則軸端直徑在該軸段與V帶輪相配處開(kāi)有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將dmin增大5%，得dmin=16.00mm,再根據(jù)所選擇的聯(lián)軸器，取dmin=30mm。初步設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖2. 高

15、速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）、中間軸取C=110，則：在該軸段與齒輪相配處開(kāi)有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將dmin增大5%，得dmin=26.39 mm,再根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并考慮到滾動(dòng)軸承的選型，取dmin=35 mm。初步設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖3. 中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）、低速軸取C=110，則：在該軸段與聯(lián)軸器相配處開(kāi)有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將dmin增大5%，得dmin=39.86mm,再根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查標(biāo)準(zhǔn)尺寸，取dmin=50 mm。初步設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖4. 低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3. 初選滾動(dòng)軸承根據(jù)傳動(dòng)特征：載荷平穩(wěn)，低載低速，初選圓錐滾子軸承，選擇型號(hào)結(jié)果如下表所示。表2. 軸承代號(hào)及其尺寸性能軸種類

16、軸承代號(hào)dDTBCCr/kNC0r/kN高速軸30207357218.25171554.263.5中間軸30208408019.75181663.074.0低速軸302126011023.752219102130由于齒輪圓周速度有大于2m/s，所以這三對(duì)圓錐滾子軸承均采用油潤(rùn)滑。七、聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算1. 高速軸與電動(dòng)機(jī)機(jī)之間的聯(lián)軸器因?yàn)檩S的轉(zhuǎn)速較高，啟動(dòng)頻繁，載荷有變化，宜選用緩沖性較好，同時(shí)具有可移性的彈性圓柱銷聯(lián)軸器。計(jì)算轉(zhuǎn)矩，根據(jù)文獻(xiàn)3表9-2，取工作情況系數(shù)KA=1.5，則：查表，選擇聯(lián)軸器型號(hào)：LX3。其主要尺寸如下表所示：表3. GICL3型鼓形齒式聯(lián)軸器主動(dòng)端基本尺寸型號(hào)軸孔類

17、型鍵槽類型d1LD2LX3Y型A型308238LX5Y型A型5011255八、鍵連接的選擇及計(jì)算1.高速軸間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算高速軸連接處軸頸d=30 mm,初步選用A型鍵，采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力P為125150Mpa，取P=135MPa。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺寸：寬度b=8 mm，高度h=7 mm。該軸段長(zhǎng)度l=82 mm，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長(zhǎng)L=70 mm，其有效長(zhǎng)度為l=L-b=74mm。高速軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=25.490N·m，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：該鍵滿足強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。2. 中間軸與其上大齒輪間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算中間軸上大齒輪與中間軸連接處軸頸d

18、=44 mm,初步選用A型鍵，采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力P為125150Mpa，取P=135MPa。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺寸：寬度b=12 mm，高度h=8 mm。該軸段長(zhǎng)度l=38 mm，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長(zhǎng)L=32 mm,其有效長(zhǎng)度為l=L-b=16 mm。中間軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩T2=113.861N·m，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：故該鍵滿足強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。3. 低速軸與其上大齒輪間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算低速軸上大齒輪與低速軸連接處軸頸d=65mm,初步選用B型鍵，采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力P為125150Mpa，取P=135MPa。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺

19、寸：寬度b=18 mm，高度h=11 mm。該軸段長(zhǎng)度l=55 mm，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長(zhǎng)L=50 mm,其有效長(zhǎng)度為l=L-b=32mm。低速軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩T4=392.43N·m，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：4. 低速軸與工作機(jī)間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算工作機(jī)與低速軸連接處軸頸d=50 mm,初步選用A型鍵，采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力P為125150Mpa，取P=135MPa。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺寸：寬度b=14 mm，高度h=9 mm。該軸段長(zhǎng)度l=112 mm，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長(zhǎng)L=110 mm，其有效長(zhǎng)度為l=L-b=96mm。低速軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩T4=384.77N&

20、#183;m，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：該鍵滿足強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。九、軸的強(qiáng)度校核計(jì)算1. 高速軸（1）、計(jì)算齒輪受力齒輪1的圓周力：齒輪1的徑向力：齒輪1的軸向力：（2）、畫(huà)受力簡(jiǎn)圖假定帶輪壓軸力的方向垂直向下，軸的轉(zhuǎn)向向右看為順時(shí)針?lè)较?，齒輪嚙合點(diǎn)的位置在上方，對(duì)于零件作用于軸上的分布力或轉(zhuǎn)矩均當(dāng)成集中載荷作用于軸上零件寬度的中點(diǎn)（后面的受力分析均作此假設(shè)），則根據(jù)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析方法可知各分力的方向如圖所示。從而可進(jìn)一步作出其彎矩圖和扭矩圖。圖5. 高速軸的受力分析（3）、計(jì)算支反力鉛垂面內(nèi)支反力： 水平面內(nèi)支反力：（4）、計(jì)算軸的彎矩，并畫(huà)出彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖（5）、計(jì)

21、算當(dāng)量彎矩軸單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，為安全起見(jiàn)，將其轉(zhuǎn)矩看成脈動(dòng)循環(huán)變化，取=0.6，則：齒輪所在截面左截面：（6）、校核彎、扭合成強(qiáng)度分析可知，齒輪所在截面的左截面當(dāng)量彎矩最大，屬于危險(xiǎn)截面，此處軸頸d=43.388mm,其抗彎模量W=0.1d3由此可得，軸上該處所受彎曲應(yīng)力為：顯然，軸的強(qiáng)度非常足夠。從而該軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。2. 中間軸（1）、計(jì)算齒輪受力齒輪2的圓周力：齒輪2的徑向力：齒輪2的軸向力：（2）、畫(huà)受力簡(jiǎn)圖 按照前面所作假定，可畫(huà)出中間軸的受力如下圖所示。圖6. 中間軸的受力分析鉛垂面內(nèi)支反力： 水平面內(nèi)支反力：（4）、計(jì)算軸的彎矩，并畫(huà)出彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖（5）、計(jì)算當(dāng)量彎矩軸單向

22、運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，為安全起見(jiàn)，將其轉(zhuǎn)矩看成脈動(dòng)循環(huán)變化，取=0.6，則：（6）、校核彎、扭合成強(qiáng)度分析可知，齒輪所在截面的左截面當(dāng)量彎矩最大，屬于危險(xiǎn)截面，此處軸頸d=43.388mm,其抗彎模量W=0.1d3由此可得，軸上該處所受彎曲應(yīng)力為：顯然，軸的強(qiáng)度非常足夠。從而該軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。2. 低速軸（1、畫(huà)受力簡(jiǎn)圖 按照前面所作假定，可畫(huà)出中間軸的受力如下圖所示。鉛垂面內(nèi)支反力： 水平面內(nèi)支反力：（4）、計(jì)算軸的彎矩，并畫(huà)出彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖（5）、計(jì)算當(dāng)量彎矩軸單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，為安全起見(jiàn)，將其轉(zhuǎn)矩看成脈動(dòng)循環(huán)變化，取=0.6，則：（6）、校核彎、扭合成強(qiáng)度分析可知，齒輪所在截面的左截面當(dāng)量

23、彎矩最大，屬于危險(xiǎn)截面，此處軸頸d=43.388mm,其抗彎模量W=0.1d3由此可得，軸上該處所受彎曲應(yīng)力為：顯然，軸的強(qiáng)度非常足夠。從而該軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。十、滾動(dòng)軸承壽命的校核計(jì)算1. 高速軸上圓錐滾子軸承的壽命校核軸承的支撐受力如圖8所示，由軸的受力易知：圖8. 高速軸上軸承支撐受力 對(duì)于30207型軸承，查得：e=0.37，Y=1.6，由此可求得其派生軸向力為：兩軸承為正裝，且S1S2+Fa ，故有： ， 因?yàn)樵诤推椒€(wěn)，故取載荷系數(shù)fP=1.1 ，對(duì)于軸承1，有：，故有：又，對(duì)于軸承2，有：，故有：因，故按軸承1計(jì)算其壽命。其基本額定負(fù)荷Cr=54.2系數(shù)取為ft=1，滾子軸承的壽命

24、指數(shù)=10/3，則中間軸上軸承壽命為故，高速軸30207圓錐滾子軸承是合用的。2. 中間軸上圓錐滾子軸承的壽命校核軸承的支撐受力如圖8所示，由軸的受力易知：圖8. 高速軸上軸承支撐受力 對(duì)于30208軸承，查得：e=0.37，Y=1.6，由此可求得其派生軸向力為：兩軸承為正裝，且S1S2+Fa ，故有： ， 因?yàn)樵诤推椒€(wěn)，故取載荷系數(shù)fP=1.1 ，對(duì)于軸承1，有：，故有：又，對(duì)于軸承2，有：，故有：因，故按軸承1計(jì)算其壽命。其基本額定負(fù)荷Cr=63取為ft=1，滾子軸承的壽命指數(shù)=10/3，則中間軸上軸承壽命為故，中間軸30208錐滾子軸承是合用的。3. 低速軸上圓錐滾子軸承的壽命校核軸承的

25、支撐受力如圖8所示，由軸的受力易知：對(duì)于30212 軸承，查得：e=0.4，Y=1.5，由此可求得其派生軸向力為：兩軸承為正裝，且S1+FaS2 ，故有： ， 因?yàn)樵诤推椒€(wěn)，故取載荷系數(shù)fP=1.1 ，對(duì)于軸承1，有：，故有：又，對(duì)于軸承2，有：，故有：因，故按軸承2計(jì)算其壽命。其基本額定負(fù)荷Cr=102取為ft=1，滾子軸承的壽命指數(shù)=10/3，則中間軸上軸承壽命為故，低速軸30212 圓錐滾子軸承是合用的。十一、潤(rùn)滑和密封1. 齒輪的潤(rùn)滑由于齒輪的圓周速度較小，均小于12m/s，故采用油池浸油潤(rùn)滑。由于低速軸上大齒輪圓周速度較低，浸油深度可達(dá)1/61/3的齒輪半徑，故主要考慮中間軸上大齒輪

26、的浸油深度。中間軸上大齒輪的齒高較小，故使其浸油深度為10mm。齒輪齒面硬度為280350HBS，圓周速度1-2.5m/s，查得其潤(rùn)滑油粘度薦用值為177mm2/s(50攝氏度)，由此選擇L-CKC320中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB/T5903-1995）。2. 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑由于齒輪圓周速度大于2m/s，故采用飛濺潤(rùn)滑，飛濺的有一部分直接濺入軸承，一部分先濺到箱壁上，然后再順著箱蓋的內(nèi)壁流入箱座的輸油溝中，經(jīng)軸承端蓋上的缺口進(jìn)入軸承。 3. 密封本減速器中的密封只要是指軸承透蓋與軸之間采用氈圈油封，根據(jù)其軸頸分別選用氈圈30 JB/ZQ 4606和氈圈55 JB/ZQ 4606。軸承座與軸承蓋間用

27、密封墊圈密封。十二、箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇1. 箱體 減速器的箱體采用鑄造（HT150）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)。為使機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體加肋。考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱，采用浸油潤(rùn)滑，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于40mm。鑄件壁厚為8，圓角半徑為R=5。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便。2. 軸承蓋與套杯 均選用凸緣式軸承蓋，其具體尺寸（見(jiàn)裝配圖上所示）依結(jié)構(gòu)而定。3. 視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開(kāi)有窺視孔，能看到傳動(dòng)零件嚙合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作。根據(jù)減速器中心距選擇其具體尺寸，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開(kāi)窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的

28、表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6螺釘緊固（具體結(jié)構(gòu)參考裝配圖）。4. 油面指示器 選用油標(biāo)尺。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(jìn)入油尺座孔而溢出。油標(biāo)尺中心線與水平面呈45°或大于45°角，并注意加工游標(biāo)尺凸臺(tái)和安裝游標(biāo)尺時(shí)，不與箱體凸緣或吊鉤相干涉，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)裝配圖。5. 通氣孔 由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡。本減速器選用通氣罩。6. 啟蓋螺釘 啟蓋螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋。7. 定位銷

29、 為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度。8. 吊鉤在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體.9. 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(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。 箱體具體各部分的尺寸大小如表4所示：Pw =2 kW=0.7745Pd=2.58kW50.2616.754.6663.590=25=753.0kW=40p=130節(jié)2.092kW滾子鏈型號(hào)為16A，鏈節(jié)距25.4mm。3.302m533.968

30、mm0.606m/s滴油潤(rùn)滑2.765a=125 mm46mm=2.5 mma=145 mmdmin=30mmdmin=35 mmdmin=50 mm滾動(dòng)軸承選型結(jié)果：高速軸：30207中間軸：30208低速軸：30212聯(lián)軸器:高速軸間鍵：鍵8X70GB/T 1096中間軸與其上大齒輪間鍵：鍵12X32GB/T 1096低速軸與其上大齒輪間鍵：鍵18X50GB/T 1096低速軸與工作機(jī)間鍵：鍵14X110GB/T 1096 =箱座壁厚8mm箱蓋壁厚18mm箱座凸緣壁厚b12mm箱蓋凸緣壁厚b112mm箱座底凸緣壁厚b220mm軸承蓋螺釘直徑8mm窺視孔螺釘直徑6mm定位銷直徑6mm大齒頂圓

31、與箱體內(nèi)壁距離1 10 mm齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離2 10 mm箱座箱蓋上的肋板厚地腳螺釘直徑與數(shù)目通孔直徑=20 mm沉頭座直徑底座凸緣尺寸連接螺栓連接螺栓軸承旁連接螺栓直徑12mm軸承旁連接螺栓通孔直徑軸承旁連接螺栓沉頭座直徑D=26mm軸承旁連接螺栓凸緣尺寸箱座、箱蓋的連接螺栓直徑箱座、箱蓋的連接螺栓通孔直徑箱座箱蓋的連接螺栓沉頭座直徑D=22箱座箱蓋的連接螺栓凸緣尺寸十三、設(shè)計(jì)小結(jié)紙上學(xué)來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。經(jīng)過(guò)三個(gè)星期的“實(shí)戰(zhàn)演練”，我收獲了很多。也許每個(gè)男孩都有一個(gè)設(shè)計(jì)師的夢(mèng)想，我也是抱著這樣一個(gè)夢(mèng)想長(zhǎng)大的。然而，想像很美好，現(xiàn)實(shí)卻很殘酷。以前我只看到了設(shè)計(jì)師表面上的光鮮亮麗，

32、這一次，我終于體會(huì)到了那一抹光環(huán)背后的凄涼痛苦。在沒(méi)有任何設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的條件下，我們迎來(lái)了這次課程設(shè)計(jì)。整整18天，我都陶醉在這孤獨(dú)、反復(fù)的設(shè)計(jì)之中，算了又畫(huà)，畫(huà)了又改，改了再算，就是在這不斷重復(fù)的過(guò)程中，我對(duì)設(shè)計(jì)有了刻骨銘心的認(rèn)識(shí)，我的設(shè)計(jì)水平有了很大的提升，也正是這一段輝煌的設(shè)計(jì)歲月，讓我看到了每天黑夜轉(zhuǎn)白晝的那一瞬間的美好。其實(shí)，設(shè)計(jì)分為創(chuàng)新性設(shè)計(jì)跟改進(jìn)型設(shè)計(jì)。而我們這次所做的設(shè)計(jì)是最最基本的設(shè)計(jì)，基本上是照著書(shū)上給出的結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)一下尺寸，把機(jī)械設(shè)計(jì)課堂上所學(xué)的知識(shí)再走一遍，基本上沒(méi)什么改進(jìn)，更談不上什么創(chuàng)新。然而，即便是如此，對(duì)于我們這些還沒(méi)有接觸過(guò)實(shí)物的學(xué)生來(lái)說(shuō)也還是具有很大的挑戰(zhàn)性的。對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)不在于創(chuàng)新，關(guān)鍵是要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)的基本步驟及其基本技巧。進(jìn)過(guò)這次的設(shè)計(jì)，我總結(jié)出以下幾點(diǎn)：首先，要有全局觀念。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不能過(guò)多的拘泥于某一個(gè)很少的零部件，首先應(yīng)該對(duì)整個(gè)減速器有個(gè)全面的了解，確定其傳動(dòng)方案及基本架構(gòu)，然后再化整為零，