-【優(yōu)秀文檔】機械設計課程設計說明書完整版

1、設計任務書 第一章電動機的選擇1. 1電動機類型和結構形式的選擇1.2電動機功率的選擇41.3電動機轉速和型號的選擇41. 4傳動比的分配515傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算： 5柱齒輪的設計72. 1高速級的大小齒輪參數(shù)設計72.2低速級的大小齒輪參數(shù)設計11第三章 軸的結構設計和計算163. 1軸的選擇與結構設計163.2中間軸的校核：20第四章聯(lián)軸器的選擇244.1聯(lián)軸器的選擇和結構設計24第五章鍵聯(lián)接的選擇及計算265. 1鍵的選擇與結構設計26aft 、. 第八早滾動軸承的選擇及計算276. 1軸承的選擇276.2軸承的校核27第七章潤滑和密封方式的選擇337. 1齒輪潤滑337. 2

2、滾動軸承的潤滑33第八章箱體及設計的結構設計和選擇348.1減速器箱體的結構設計348.2減速度器的附件35參考資料40八> a冃u 5本次課程設計于2011年6月23日開始，經(jīng)歷了三周時間的設計, 時間倉促，設計任務較重。設計過程中或多或少的存在一些錯誤。希 望廣大審閱者提出寶貴意見，以便及時改正，力爭達到合格要求。本次設計的內容：明確課程設計的目的，內容和進行方式，機械設計的一般過程，課程設計中注意的一些問題。具體的設計過程是審閱題目要求。計算，核算，制圖，最后修改?？偨Y等過程。整個過程都要求嚴謹。求實經(jīng)過細心計算校核具有一定參考價值。這次課程設計經(jīng)高路老師的指導，審閱，并提出寶貴意

3、見，特此表示感謝。參加本次課程設計的有姚璐、柴巖巖。限于設計者水平有限,不妥之處歡迎審閱者指示。姚璐、柴巖巖2011年6月設計任務書一、設計題目：二級展開式斜齒圓柱齒輪減速器二、工作條件及生產(chǎn)條件：1、該減速器用于帶式運輸機的傳動裝置。工作時有輕微振動，經(jīng)常滿載， 空載啟動，單向運轉，單班制工作。運輸帶允許速度差為±5%,減速器小批量生 產(chǎn),使用期限為5年(每年300天)。三. 完成任務：1、減速器裝配圖一張(a0)；2、中間軸上大齒輪和中間軸零件圖各一張(a2)；3、設計說明書一份(4000字)。四. 第12組課程設計原始數(shù)據(jù)：4500. 90400卷筒直徑d(mm): 運輸帶速度

4、v (m/s):運輸帶所需轉矩t(nm):第一章電動機的選擇選擇電動機包括電動機的類型、結構形式、功率、轉速和型號。1.1電動機類型和結構形式的選擇根據(jù)電動機的電源種類、工作條件、工作時間的長短、載荷條件以及過載情 況等條件來選擇。一般情況下，多采用y系列三相交流異步電動機。1.2電動機功率的選擇根據(jù)已知條件可以計算出工作機卷筒的轉速為：nw = 60 x 1000v/= 60 x 1000 x 0.90 3.14x450 = 3&217廠/min已知工作機的轉矩t (n.m)和轉速n(r/min),則工作機的有效功率為：pw =tn / 9550 = 400x38.217/9550

5、= 1.601w為了計算電動機的所需功率什，先要確定從電動機到工作機z間的總效率查表可知傳動裝置中每對運動副或傳動副的效率選擇如下:類型數(shù)量效率彈性聯(lián)軸器2個“=0.99滾動軸承4對“2 = 0.98圓柱齒輪2對“3 = 0.97運輸機滾筒1個% = 0.96則傳動裝置的總效率為：.材.“4 = 0.992 x 0.984 x 0.972 x 0.96 = 0.817電動機所需的功率為pd = pw / = 1.601/0.817 = 1.961kw根據(jù)電動機所需功率選取電動機的額定功率為2.2kwo1.3電動機轉速和型號的選擇常用的電動機同步轉速為1500r/min和1000r/min,查表

6、可以分別選取 y100l1-4和y112m-6型電動機。根據(jù)電動機的滿載轉速從和滾筒轉速g可算 出總傳動比。(1) 電動機同步轉速為1500r/min時，滿載轉速nm =1430r/min,傳動裝置i = nm /仇=1430/3&217 = 37.418(2) 電動機同步轉速為1000r/min時，滿載轉速心=940r/min,傳動裝置的 總傳動比：i = nm /仇=940/38.217 = 24.596(3) 現(xiàn)將此兩種電動機的數(shù)據(jù)和總傳動比列于下表屮電動機 型號額定 功率同步 轉速滿載 轉速傳比 總動伸徑 外軸伸度外軸長y100l1-42.2 kw1500r/ min1430

7、r/min37.418o+0.009 -0.004mm60mmy112m-62.2 kwlooor/ min940 r/min24.596少只+0.009"_0004mm60mm由表可知，方案1雖然電動機轉速高，價格低，但總傳動比大。為了能合理 地分配傳動比，使傳動裝置結構緊湊，決定選用方案2,即電動機型號為y112m -6o14傳動比的分配雙級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比為：i嚴 v1.32/ = 71.32x24.596 = 5.698低速級的傳動比為：2=2/1=24.596/5.698=4.3171.5傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算(1) 各軸的轉速計算：=940r/minn2

8、 = ®=960/5.698=164.970r/min5 = 5 山=164.970/4.317=38.217r/min4叫=3 & 217r/min(2) 各軸的輸入功率計算：片=匕 i=1.961 x0.99=1.94lkwp2 = p 7 2 77 3=1.941 xo.98 x 0.97 = 1.845 kw 4/ 2 77 3=1.845 x0.98 x0.97=1.754kwp4 1 "2=1.754 xo.98 x0.99=1.702kw(3) 各軸的輸入轉矩計算：t =9550 片/© =9550".941/940=19.720n

9、 mti=9550p2ln2 =9550x 1.845/164.970=106.806n mt3=9550p3 叫 =9550>< 1.754/38.217=438.305 n m丁4=9550 p4 /n4 =9550 x 1.702/38.217=425.311 n m各軸運動的動力參數(shù)軸號轉速n(r/min)功率p(kw)轉矩t(n.m)傳動比19401.94119.7205.6982164.9701.845106.806338.2171.754438.3054.317438.2171.702425.31112.1高速級的大小齒輪參數(shù)設計選用標準斜齒輪圓柱齒輪傳動：(1)齒輪

10、材料的選擇由表81查得：小齒輪選擇45鋼調質,hbsi=217255；大齒輪選擇45剛?；?hbs2=162217；此時兩齒輪最小碩度差為217-162=55；比希望值略人些，可以初步試算。因輸送為一般通用機械，故選齒輪精度等級為8級。(2)齒數(shù)的選擇：現(xiàn)為軟齒面齒輪，齒數(shù)應比根切齒數(shù)較多為宜，初選zj=24z2=iz =5.698x24=136.752取大齒輪齒數(shù)z2=137，則齒數(shù)比為u=乙/z? =137/24=5.708,與原要求僅 差(5.698-5.708)/5.698=0.00175=-0.175%,故可以滿足要求。 選擇螺旋角按經(jīng)驗,8° <0<15。，現(xiàn)

11、初選：0=12°(4) 計算當量齒數(shù)，查齒形系數(shù)：zvl= zi /cos3 3 =24/ cos312° =25.645zv2= z2/cos3 b=13刀 cos'12° =146.389查表88,插值法計算得：j嚴 2.67 -(； :#) x(25.645 - 24)= 2.612fal= 2.18 2.18-2.12200-100x (146.389-100)= 2.152(5) 選擇齒寬系數(shù)(非對稱布局):0=0.8(6) 計算幾何參數(shù):tga f =tga n/ cos f3 =tg20° / cosl2° =0.372s

12、=20410° =20° 243 6"sin0 方=sin0cosa n= sinl2° cos20° =0.1950b =11.267。=11°15'59”端面重合度j = j(z +2cos0)2 - (z cosy )2 +2cos6zz(z2 +2cos/?)2 -(z2cos6zz)2 -(zj +z2)sinat7(24 + 2cos12°)2 -(24cos20.410°)2 +12cos20.410° 7(137 + 2cos12°)2-(137cos20.410

13、6;)2 (24 +137)sin20.410° =1.688軸向重合度sn = 0dzg0 = x 0.8x24x12° =1.3007171(7) 按齒面接觸疲勞強度設計：區(qū)域系數(shù)zwz耳= j2cos /sinacose=j2cosl 1.267° /(sin 20.410° x cos20.410°)= 2.450彈性影響系數(shù)：z£=189.8mpa對于45鋼，取小齒輪的硬度hbsj=230,根據(jù)表87插值法用接觸應力:皿宀0 +詐鬻x (23。- 3) 8.667咖大齒輪的硬度要比小齒輪小3050hbs,所以可取hbs2=1

14、90，同上求得接 觸應力：皿廠 45。+詈離 x(190j35) = 501.333a對于斜齒圓柱齒輪，應以人齒輪的材料所決定的較小的許用接觸應力crhlim2 =501.333mpa為準來進行計算。又由表86,取安全系數(shù)sh=l.h計算接觸疲勞的壽命系數(shù)：tv = 60 x-x 8x300x5 = 1.186xl085.708應力循環(huán)基數(shù)：ao = 30(/bs)24 =30x19024 = 8.833 x 106,因為 n>n0,故 khn許用接觸應力:_ j2x 1.5 x 19720 5.708 +1 2.450 x 189.8 2_ v 0.8x1.688-5.708455.7

15、58=37.703mm計算法面模數(shù)mnm?=dixcosp億=37.703x cosl2° /24=1.537mm(8) 按齒根彎曲疲勞強度設計：計算螺旋角系數(shù)y"。，因(3 =1.300>1,按勺？=1計算，得:用插值法求得小齒輪和大齒輪的彎曲疲勞極限應力分別為:由表86取安全系數(shù)sf=1.3,計算彎曲疲勞壽命系數(shù);4xl06n 60nth = 1.186 x 108a = 1.186xlo8 >4xl06所以取kfn = lo 許用應力：3血=1x191.667 = 147 436mpql jnsf1.3.b= kfncfiim2 = lx 17&3

16、33 = 37 91mpal lrsf1.3計算齒形系數(shù)與許用應力之比值：y 肱/ ” 門=2.612/147.436=0.0177yfa2/f2 =2.152/137.197=00157由于yfr/1/f1較大，用大齒輪的參數(shù)y刖/"門代入公式計算齒輪所需的法而模數(shù):叫乞淫3保x0.0177j2xl.5xl9720x09xcos2l7v 0.8x242 xl.688=1.050m/n(9) 按接觸強度決定模數(shù)值，取m “ =2 mm(10) 初算中心距：a = (z1+z2) = 2x(24 + l37) = 164597 2cos02cosl2標準化后取a= 165mm(11)

17、修正螺旋角b :0 = arccos=arccos2(24 + 137)2x165= 12.642°=12。38'31"(12)計算端面模數(shù):= = 2.0497 mmcos p cos 12.642 °(13)計算傳動的其他尺寸：dx =mt x = 2.0497 x 24 = 49.193mmd2 = mt x z2 = 2.0497 x 137 = 280.807/nmb2 = 0 x £ = 0.8 x 4993 = 39.354 40mm b、= $ + (5 10) = 40 + 5 = 45mm(14)計算齒面上的載荷：fr = f

18、z x tan at801 .740 x tan 20cos 12.642°=299 .060 n2t巧=耳 x tan0 = 801.740x tan 12.642° = 179.8272v2.2低速級的大小齒輪參數(shù)設計選用標準斜齒輪圓柱齒輪傳動：(1)齒輪材料的選擇由表81查得：小齒輪選擇45鋼調質,hbsl217255；大齒輪選擇45剛?；?hbs2=162217；此時兩齒輪最小硬度差為217-162=55；比希望值略大些，可以初步試算。因輸送為一般通用機械，故選齒輪精度等級為8級。齒數(shù)的選擇：現(xiàn)為軟齒面齒輪，齒數(shù)應比根切齒數(shù)較多為宜，初選zi=28z2= i2zj

19、=4.317 x 28= 120.876取大齒輪齒數(shù)z2=121,則齒數(shù)比為z/z2=121/28=4.321,與原要求僅 差(4.317-4.321 )/4.317=0.00103=-0.103%,在 5%范圍內,故可以滿足要求。 選擇螺旋角按經(jīng)驗,8° <0<15。，現(xiàn)初選：(4) 計算當量齒數(shù)，查齒形系數(shù)：zvl= zi /cos3 b =28/ cos 311° =29.602zv2= z2/cos3 b =121/cos'11° =127.922 查表88,插值法計算得：yfal= 2.56 - £獸爲2)x (29.602

20、 - 28) = 2.5282 1 q _ 2 12丫皿=2.18 x (127.922-100)=2.163血200-100 v7(5) 選擇齒寬系數(shù)(非對稱布局)：(6) 計算幾何參數(shù)：tga f=tgan/ cos=tg20° / cosl 1 ° =0.3714尸20.344。=20°2038nsin= sin /3 cos oc n= sin 11 ° cos20° =0.1790b=lo329。=10°19,44n端面重合度j =- 時(乙 +2cos0)2 _(乙 cosy 嚴 + 2cosj(z? +2cos0)，-(

21、z?cosq) -0 +z2)sinat7(28 + 2cos11°)2 -(28cos20.344°)2 +12”cos20344°7(121 +2cosll°)2 -(121cos20.344°)2 -(28 + 121)sin20.344° =1.708軸向重合度8n =丄=丄 x 1.0x28 xigll =1.7337in(7) 按齒面接觸疲勞強度設計：區(qū)域系數(shù)zh：zh = j2cos 燦/sinacosa=j2cosl0.329°/(sin20.344= xcos20.344j= 2.457彈性影響系數(shù)：z&a

22、mp; =189.8儷右對于45鋼，取小齒輪的碩度hbs】=230,根據(jù)表87插值法用接觸應力:=45o+so-zx(23o-135)=538-6m大齒輪的硬度要比小齒輪小3050hbs,所以可取hbs2=190,同上求得接 觸應力：=45o+§sx(19o-135)=501-333對于斜齒圓柱齒輪，應以大齒輪的材料所決定的較小的許用接觸應力 巾訕2=501.333旳九 為準來進行計算。又由表86取安全系數(shù)sh=l1,計算 接觸疲勞的壽命系數(shù):940 = 60x-x8x300x5 = li 86xl085.708應力循環(huán)基數(shù)：n() = 30(/bs)24 =30x19024 = 8

23、.833 x 106,因為 n>n0,故 khn=lo許用接觸應力:d n 2口 弘 + 1(召么)2 y 0d*a u b”j2 x 1.5 x 106806 4.321 +1 2457 x 189.8v 1.0x1.7084.321455.758=62.305血加計算法面模數(shù)mnm/7=di xcos 0/zi= 62.305 x cos 11 ° /28=2.184mm(8) 按齒根彎曲疲勞強度設計:計算螺旋角系數(shù)y"。，因£=1.733>1,按占0=1計算，得:o乙=1-匂 2 = 1一1><丄=0.908卩 "120 1

24、20用插值法求得小齒輪和大齒輪的彎曲疲勞極限應力分別為：勿訕=155 +器蒿(230-12。)“91.667吹= 155 +1(190-120) = 178.333由表86取安全系數(shù)sf=1.3,計算彎曲疲勞壽命系數(shù);n = 60nth = 1.186 x 108s7v = 1.186x10s >4xl06所以取k=l。 許用應力：.罔kfwf圖=1x191.667 = 147.436mp。l jn sf1.3.同 5叭2 = 1x178.333 = b?mpa l jm sf1.3計算齒形系數(shù)與許用應力之比值：丫陽/"列=2.528/147.436=0.0171y 帀 2 /

25、【”九=2.158/137.197=0.0158由于丫皿/ ” 門較大，用大齒輪的參數(shù)y刖/ °打代入公式計算齒輪所需的法面模數(shù):叫/竺保x0.01712 x 1.5 x 106806 x 0.908 x cos211°1.0x282 x 1.708=1.530mm(9) 按接觸強度決定模數(shù)值，取mn=2.5mm(10)初算中心距：fl = m(z,+z2) = 2.5x(28 + ni) = 189 736 _ 2cos02cosl 1標準化后取 a= 190mm(11)修正螺旋角b :2x190* 応遇竺嚴二 arccos2-5(28 + 121). 11-402

26、76;(12)= ll°247n計算端面模數(shù):2.5(13)mn=cos 0 cos 11.402 °計算傳動的其他尺寸：仏=“ x $ = 2.550 x 28 = 71.409mm=2.550 mmd2 = mt x 5 = 2.550 x 121 = 308 .591 mm$ = 0 x £ = 1.0 x 71.409 = 71.409 胡2mm=b2+ (5 10) = 72 + 8 = so mm(14)計算齒面上的載荷：2牛駕加295fr=f,.a, = 2991 .388x320= m° 6% 川''cos 11.402代

27、=f；x tan 0 = 801.740 x tan 11402 =603278n齒輪的主要參數(shù)高速級低速級齒數(shù)z2413728121中心距0165190法面模數(shù)加”22.5端面模數(shù)2.04972.550螺旋角012.642°11.402°法面壓力角20°°20°端面壓力角乞20.410°20.344°齒寬b40457280標準齒頂高系“打11標準頂隙系數(shù)/0.250.25當量齒數(shù)°25.645146.38929.602127.922分度圓直徑49.193280.80771.409308.591齒頂高"&

28、quot;22.5齒根高知2.53.125齒全高h4.55.625齒頂圓直徑心53.193284.80776.409313.591齒根圓直徑44.193275.80765.159302.341基圓直徑心46.105263.17866.955289.342軸是組成機器的主要零件之一，一切作冋轉運動的傳動零件（如齒輪），都 必須安裝在軸上才能進行運動及動力傳動。因此，軸的主要功能是支承回轉零件 及傳遞運動和動力。31軸的選擇與結構設計一、高速軸1、初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45號鋼調質處理，查表（122）,取a（）=115輸入軸受扭段的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的軸徑。為了使所選的軸徑與聯(lián)軸

29、器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器減速器高速軸外伸端軸頸，用電動機直徑d估算d=（0.8 1.2）d=0.8 x 28=22.4mm因為該軸段截面上冇一個鍵槽，d增大5%故d=22.4 x (l+5%)=23.52mm聯(lián)軸器的計算轉矩,杳表ii_i,取忍= 1.5,則tca = k八 t = 1.5 x 19.720 = 29.58 on.mm根據(jù)工作要求，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，型號為lt4,聯(lián)軸器的許用傳矩 t=63n-m,許用轉速n=5700r/min,半聯(lián)軸器的外孔徑d=25mm,故取與輸入軸 相連處di.2=25mm,半聯(lián)軸器長度l=62mm （y型孔），與軸段長度li=60mm.2、

30、擬定軸上零件的裝配方案按軸向定位耍求確定軸的各段直徑和長度1）考慮聯(lián)軸器的定位要求，12軸段需定位軸肩h=0.07 di-2=25mm,取 軸肩高度h=2.5mm,則d2-3=30mm；為安裝軸承端蓋，l2-3=55mm02）聯(lián)軸器左端用軸端擋圈定位，半聯(lián)軸器與軸配合長度l=62mm,為了保 證軸擋圈壓緊半聯(lián)軸器，故12軸段的長度應比l略短一些，故liomm軸段23的直徑需對12軸段有定位軸肩，故d2_3=30mnio軸承端蓋的總寬 度為49mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便丁對軸承添加潤滑油的要求，取端蓋的外端 面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=55mm,故取l23=55mm。3）初步選擇滾動軸承。因

31、軸承同時受有徑向力和軸向力作用，故選擇深溝 球軸承，取安裝軸承段直徑d3_4=d7滬35mm,選取6207型深溝球軸承，其尺寸為,jx£>xb = 35x72xl7, 34軸段應為軸承寬度b再加伸出1mm倒角長度,所以l3.4=18mm, 78軸段除了安裝軸承外，另外還要留2mm的擋油牌厚度，故 l7_8=20mm.4）對45段，由于低速級小齒輪寬度b=40mm,而裝配時高速級大齒輪和 箱體內壁有一段距離，由中間軸可知l4_5= 105mm,由軸肩定位軸承，故 d4-5=42mm <>5）取安裝齒輪處的軸段5-6的直徑，由于dfi=44.193mm,則取d5-6=4

32、2mm, 由于高速軸為齒輪軸，所以齒輪的右端無須軸肩定位，56軸段長度即為小齒輪 齒寬,l5_6=45mm,在確定軸段直徑時，還應考慮左端軸樂的軸肩定位高度是否 合適，從手冊屮查得,6207型的軸肩定位高度軸肩定位高度h=3.5mm, da=42mm, 所以d5-6=42mm滿足軸承定位要求。6）取齒輪距箱體內壁的距離 =14mm,考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動 軸承位置應距箱體內壁一段距離s,現(xiàn)取s=4mm,再減去擋油牌厚度2mm,貝ij l6-7= a +s-2= 12+4-2= 14mm,右端軸承的軸肩定位從手冊中杳得6207型的因此 d6-7=42mm。二、中間軸1 初步確定軸的最小

33、直徑選取軸的材料為45號鋼調質處理，查表（122）,取a0=110110isu=24-5992 擬定軸上零件的裝配方案1）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和較小的軸向力作用，故選 擇深溝球軸承，取安裝軸承段直徑山.2罰7.尸40mm,選取6208型深溝球軸承，其 尺寸為，dx£）x3 = 40x80x18,小齒輪處應加擋油牌，厚度2mm,故該軸 段的長度l_2=2 lmm.2）由于軸承的定位軸間查手冊可知最小為47mm,現(xiàn)取d2_3=48mm,低速級 小齒輪距箱體內壁的距離 =12mm,由于己選擇油潤滑，所以滾動軸承位置應距 箱體內壁距離s,現(xiàn)取s=4mm,另外減去擋油牌厚度2

34、mm,則l2.3= a+s-2= 12+4-2= 14mm °3）由于低速級小齒輪也為齒輪軸，軸段34的長度應為低速級小齒輪的齒 寬，l3.4=80mm,該段為齒輪軸，所以齒輪的右端無須軸肩定位，在確定軸段直 徑時，述應考慮左端軸承的軸肩定位高度是否合適，從手冊中查得，7208ac型 的軸肩定位高度h a 2.8nun , da=48mm,所以d3=48mm,滿足軸承定位要求。4）中ihj軸的兩齒輪irj軸段4-5的直徑d4-5=d23=48mm, 4-5軸段為中間軸上 兩個齒輪之間的距離，一般取1015mm左右即可，所以l4-5=12mmo5）取安裝齒輪處的軸段5-6的直徑d5_6

35、=42mm,由于高速級大齒輪的齒寬為 40mm,且高速級大齒輪右端與右軸承之間采用套筒定位，該軸段長度應比齒寬 短23nm）左右，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，故取l5-6=38mmo6）高速級犬齒輪距箱體內壁的距離a=12mm,由于已選擇汕潤滑，所以滾動 軸承位置應距箱體內壁距離s,取s=4mm,由于高速級大齒輪右端與右軸承之間 采用套筒定位，另外還要安裝軸承，故軸頸d6-7=40mm,軸段長度取l6-7=39mmo三、低速軸1 初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45號鋼調質處理，查表（122）,取a0=106叵 i 1 745 九“ =ap 一 = 1°6計 =31.952mm

36、m，nv 38.217由于軸的右端冇一個鍵槽，故軸頸需增大5%,/血=37.952 x（l + 5%） = 39.850加加輸入軸受扭段的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的軸徑。為了使所選的軸徑與聯(lián)軸 器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的計算傳矩7；嚴心八查表111,取心=1.5,貝utca =ka t = 1.5 x 438.305 = 657.458m%根據(jù)工作耍求，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，型號為hl4,聯(lián)軸器的許用轉矩t=1250n*m,材料為鋼時許用轉速n=4000r/min,半聯(lián)軸器的外孔徑 d=40mm,故取與輸入軸和連處d.2=40mm,半聯(lián)軸器長度l= 112mm （y型孔）。2 擬

37、定軸上零件的裝配方案按軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度1）考慮聯(lián)軸器的定位要求，1 一2軸段需定位軸肩，取軸肩高度h=3mm,則 d23=48mm；聯(lián)軸器左端用軸端擋圈定位，半聯(lián)軸器與軸配合長度l=112mm,為 了保證軸擋圈壓緊半聯(lián)軸器，故1-2軸段的長度應比l略短一些，故l1_2=110mmo2）軸段23的直徑需對12軸段冇定位軸肩，故d2-3=48mmo軸承端蓋的總 寬度為48mm,«據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，取端蓋的外 端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=50mm,故取l23=50mm。3）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力作用，故選擇深溝 球軸

38、承，取軸承段安裝直徑d3.4=d8.9=50mm,取6210型深溝球軸承，其尺寸為, j x z） x b = 50 x 90 x 20,軸段 l3.4=21mm。4）對4-5段，查得手冊7209c型球軸承的定位軸肩高度為h=4mm,取 d4-5=58mm,由中間軸可知l4-5=64mm,對56軸段,為定位軸段,用于定位齒 輪，所以 d5-6=60mm, l5-6=10mmo5）取安裝齒輪處的軸段6-7的直徑d6_7=52mm,由于高速級大齒輪的輪轂寬 為72mm,且由于高速級大齒輪右端與右軸承z間采用套筒定位，為了使套筒端 面可靠的壓緊齒輪，故取l6_7=70mm.6）低速級大齒輪距箱體內壁

39、的距離 =12mm,由于已選擇油潤滑，所以滾動 軸承位置應距箱體內壁距離s,取s=4mm,由于高速級人齒輪右端與右軸承之間 采用套筒定位，ji安裝軸承，故取l7-8=43mm, d7-8=50mmo32中間軸的校核：（1）中間軸的各參數(shù)如下：t 2=106.806n m n2=164.970r/min 號=1.845kw（2）中間軸上的各力:高速級大齒：ftl=801.740nfai=179.827n低速級小齒輪：f（2=2991.388nfrl=299.060n d2=280.807mmfr2=1110.696nfa2=603.278nd3=71409mmrv2鉛垂面（v平面）:（3）繪制軸

40、的計算簡圖受力平衡分析zf = 0rvi fr + frl + rv2 = 0zma=of“x48+化f/（48+71）+巧 2><£-瓦（48+71+65）=0.rvi = 424.517nrv2 =387.119n387.119垂直面所受彎矩：m vl = rv x 48 /1000 = -20.377 n mm v2 = (fri + /?v2)x 71 / 1000 = -723 .577 n mm = f、x=25 .248 n mai 2 x 1000m v + m . = 4.871 n m一 m ，2 = -46.503 n m嘰"><

41、;曲曠21”5m = rv2 x 65 /1000 = 24.963 n 加加做受力平衡分析：z f = 0r h! - % -片2 +r 血=0 工m a = °f 1 x 48 + f _ x(48 + 71) + r (48 + 71 + 65 )= 0 tlt2h2 r hi = 1649 .3 31 nr s = 2143 .7 97 nh2水平面所受的彎矩：m h = rh、x 48 /1000 = 79.168 n mmh?=(心fjx 71 /1000 = 60.179nmm h2 + m h =139.347 nmm ' = rh2 x 65 /1000 =

42、 139.347 nm(4)合成彎矩圖和扭矩圖：由于軸上的扭傳剪應力為脈動循環(huán)變應力，所以cr = 0.59, t2=106.806n.m, 扭矩：t = a t. =0.59xl06.8067v.m，則合成彎矩圖和扭矩圖分別如下：146.902i t63.016n.m計算彎矩由合成彎矩與扭矩再次合成，即mg""，+(九)2 ,經(jīng)計算 可以得到如下的計算彎矩圖：mimax =阿 + (刃2)2 =103244nm 對應的軸的截面直徑為42mm； m2max =鋤；+(刃2)2=159847心,對應的軸的截面直徑為48mm； 則危險剖面處的抗彎剖面模量分別為：w =0.1/

43、= 0.1 x (42 x10-3 )3 = 7.409 x 10"6 m3=0.1j2 =0.1 x (48 x io-3) = 11.059 xwsti3由計算彎矩圖可見，兩剖面處得計算彎矩最大，該處得計算應力為：% =mcajw =mca/0ad3=n.935mpaac(l2 = mca2/w2 = mm /old= 14.454mp。查表軸的材料為45號鋼調質，可知：cr =(0 .09 0.1 歸 b = 54 60 mpa ,故< <t ,因此該軸滿足強度要求聯(lián)軸器是機械傳動常用的部件，它主要用來聯(lián)接軸與軸（冇時也聯(lián)接其它回 轉零件）。以傳遞運動與轉矩。用聯(lián)軸

44、器連接的兩根軸只有在機器停車后用拆卸 的方法才能把兩軸分離4.1 聯(lián)軸器的選擇和結構設計以輸入軸為例進行聯(lián)軸器的介紹：根據(jù)所選電動機的公稱直徑28mm和設計所要求的機械特性選擇彈性套柱 銷聯(lián)軸器。因其結構簡單裝配維護方便使用壽命長和應用較廣。冃聯(lián)軸器已經(jīng)在 前面校核過了，所選聯(lián)軸器的各種性能參數(shù)如下表：型號公稱轉矩n.m許用轉矩軸孔直徑軸孔長度鋼（r/min）y 型（mm）et463570025,2862hl41250400040, 42, 45, 48,50,55,56.112鍵是標準件，通常用于聯(lián)接軸和軸上的零件，起到周向固定的作用并傳遞轉 矩。有些類型的鍵還可以實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸

45、向移動。根據(jù)所設計的要 求。此次設計采用平鍵聯(lián)接。5.1鍵的選擇與結構設計取木設計中間軸段的平鍵進行說明，根據(jù)中間軸段的軸徑以及軸段的長度， 可以選岀適當?shù)钠芥I。本次設計中，所冇平鍵都用a型普通平鍵。鍵的長度比 軸短510mni,在此范圍內取標準長度體主要參數(shù)如下：軸鍵鍵槽鍵長公稱直徑dr寬度b深度公稱尺寸b極限偏差軸t轂tl一般鍵聯(lián)接軸n9轂js9>22 308x780 -0.036+0.018 -0.0184.03.350>384412x8120 -0.0430.0215-0.02155.03.332、100>50-5816x10160-0.043+0.0215-0.02

46、156.04.363軸承是支承軸的零件，其功用有兩個：支承軸及軸上零件，并保持軸的旋轉 精度，減輕轉軸與支承之間的摩擦和磨損。與滑動軸承相比，滾動軸承具有啟動靈活、摩擦阻力小、效率高、潤滑簡便 及易于互換等優(yōu)點，所以應用廣泛。它的缺點是抗沖擊能力差，高速時有噪聲， 工作壽命也不及液體摩擦滑動軸承。6.1軸承的選擇由于轉速較高，軸向力又比較小，故選用深溝球軸承。下面以中間軸為例初 選軸承型號為6208型。：滾動軸承的類型應根據(jù)所受載荷的大小，性質，方向，軸的轉速及其它工作 要求進行選擇。若只承受徑向載荷或主要是徑向載荷而軸向載荷較小，軸的轉速 較高，則選擇深溝球軸承。若軸承承受徑向力和較大的軸向

47、力或需要調整傳動件 的軸向位置，則應選擇角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。根據(jù)初算軸徑，考慮軸上零件的定位和固定，估計出裝軸承處的軸徑，再假 設選用輕系列軸承，這樣可初步定出滾動軸承的型號。軸承具體結構如下6.2軸承的校核根據(jù)已知工作條件，軸承的工作時間為l = 8x300x4 = 12000/z。高速軸軸承的校核:高速級小齒輪：fti=801.740nfa)=179.827n1)選用深溝球軸承， 型號為6207o查軸承樣表可知:基本額定靜載荷co尸15.2kn。fri=299.060ndi=49.193mm6207軸承的基本額定動載荷 o25.5kn, _ 179.82715200= 0.0118

48、根據(jù)課程設計教材表12-5,用插值法求出e=0.19 - -(0.014 - 0.0118) = 0.1850.028-0.014由苛二0.601 >£ = 0.185,所以徑向載荷系數(shù)x=0.56,用插值法求出軸向載荷系數(shù)y：1 99-2 30y = 2.30 (0.19 - 0.185) = 2.3520.22-0.19(2)計算當量動載荷p： 由受力分析可知： 鉛垂面上工f = 0r i - f八 + 心=0 工m =0你心(47 + 136) = 0 /?vl = 246a22n&，2 =52638n水平面上：rhiv 47 一rh2-136jf = 0rh f

49、tl + rh2 =0 工m = 0ftl 47 r& -(47 + 136) = 0 rh、=595829n心2 =205.9112則軸承所受合力為：& =r；+r： = j246.422 +595.829 = 644.7767v6r2_ 179.827一 212.533= 0.846 > = 0.185r2 =+ 喙=j52.63* + 205.911 = 212.533n叮二 179.827 =0279 >牛085644.776./= 0.56,乙=2.352 x2 =0.56, £ =2.352因軸承在運轉中有輕微沖擊載荷，按表10-5查得=1.2

50、,則有:p=$ (xr+yf。)pi=fp (xr+yfai)=1.2x (0.56x 644.776 + 2.352xl79.827) = 940.8332vp2=fp(x2r2+y2fg=1.2 x (0.56 x 52.638 + 2.352 x 179.827) = 542.916n 由于p1>p2，故用pl來校核軸承壽命。(2)驗算軸承壽命對于球軸承£ = 3 := !£!(£嚴=" x( 25500 )3 =3.537xl05/?>12000hh 60n p| 60 x 940940.833所以厶 l = 12000h,故6207

51、軸承能滿足預期計算壽命要求.二、中間軸軸承的校核:1）選用深溝球軸承型號為6208o查軸承樣表可知: 基本額定靜載荷c0r=18kno高速級大齒輪：ftl=801.740nfai=179.827n低速級小齒輪：ft2=2991.388nfa2=603.278n由中間軸校核時所得:6208軸承的基本額定動載荷 o29.5kn,fri=299.060n d2=280.807mm fr2=1110.696n d3=71.409mm/?vl =-424.5177v,/?v2 =-387.1197v;7?hi =1649.33 in,“2 =2143.797n.r| = j心 2 +&j = j

52、( 424517尸+(1649331)2 =17o3.o88nr 2 =+rh2, = j( 387.119)2+(2143.797)2 = 2178.469nfa =fa2 -faj =603.278-179.827 = 423.45inf 423 451 亠= 0.0235cor 18000 根據(jù)課程設計教材表12-5,用插值法求出e 0 22-0 19e = 0.19+(0.0235 - 0.014) = 0.2100.028-0.014f 423 451:= 0.249 >e = 0.210,所以xl0.56。，用插值法求出軸向 r、 1703.088載荷系數(shù)yi：2 30 1

53、99k = 2.30 +(0.21- 0.19) = 2.09310.19-0.22f 423 451二= 3丄=0.194" = 0.210,所以 x2=l, y2=0or2 2178.469(2)計算當量動載荷p： 因軸承在運轉中有輕微沖擊載荷，按表10-5查得匚=15,則有： p=fp (xr+yfjpi=fp (xri+yifg=1.5 x (0.56 x 1703.088 + 2.093 x 423.451) = 2760.018np2=fp (x2r2+y2fai)=1.5 x(lx 2178.469 + 0x 423.451) = 3267.704n 由于p2>p

54、1，故用p2來校核軸承壽命。(3)驗算軸承壽命106對于球軸承£=3 : t 106 zcr106( 29500、3 一" “4,lb =(丄嚴=x()3 = 7.433 xl04/t>12000h60n p2 60x164.9703267.704所以厶> l=12000h,故6208軸承能滿足預期計算壽命要求三、低速軸軸承的校核：(1)選用深溝球軸承fr2=1110.696nd4=308.591mm6210型軸承，基本額定動載荷o35kn,基本額定靜載荷c0r=23.2kno 低速級大齒輪：ft2=2991.388nfa2=603.278ni = 601278 =0()26cor 23200用插值法求得：o 22-0 19 e = 0.22 -x(0.028 0.026) = 0.216,則 x=0.56。0.028-0.014同理，用插值法得：1 99-2 30/ = 1.99 -(0.22 - 0.216) = 2.0310.22-