機(jī)械學(xué)課程設(shè)計(jì),二級(jí)直齒齒輪減速器

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 0 -HarbinHarbinHarbin InstituteInstituteInstitute ofofof TechnologyTechnologyTechnology精密機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)精密機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)精密機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)精密機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程名稱： 精密機(jī)械學(xué)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 院 系： 班 級(jí)： 設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 1 -目目 錄錄一、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)一、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)-4 41.1 設(shè)計(jì)題目 -41.2 選擇電動(dòng)機(jī)

2、 -41.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 -51.4 計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) -6二二. .傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算-7 72.1 高速齒輪傳動(dòng) -72.2 低速速齒輪傳動(dòng)（二級(jí)傳動(dòng)） -9 2.3 直齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)表-112.4 驗(yàn)證兩個(gè)大齒輪潤(rùn)滑的合理性 -12三三. .軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算-1 12 23.1 高速軸(即軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算 -133.2 中間軸(即軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算 -173.3 輸出軸(即軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算 -224.4.聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇-27275.軸承的選擇軸承的選擇27276.軸承潤(rùn)滑方式及密封方式軸承潤(rùn)滑方式及密封方式28287.減速器附件及其說(shuō)

3、明減速器附件及其說(shuō)明288.8.設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié)2929九九. .參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)3 30 0哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 2 -1 1、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)題目帶式運(yùn)輸機(jī)傳送裝置1.1.1.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求：運(yùn)輸帶工作拉力 F/N3200運(yùn)輸帶工作速度 v/(m/s)1.0卷筒直徑 D/mm300滾筒效率 0.96機(jī)器最短工作年限：使用八年，每日兩班，每?jī)赡甏笮抟淮?。部件?.電動(dòng)機(jī)，2.V 帶傳動(dòng)或鏈傳動(dòng),3.減速器,4.聯(lián)軸器,5.輸送帶1.1.2.傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖 兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器的特點(diǎn)及應(yīng)用：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱，因此要求軸

4、有較大的剛度。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形可部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。高速級(jí)一般做成斜齒，低速級(jí)可做成直齒。兩級(jí)同軸式圓柱齒輪減速: 特點(diǎn)及應(yīng)用：減速器橫向尺寸較小，兩對(duì)齒輪浸入油中深度大致相同。但軸向尺寸大和重量較大，且中間軸較長(zhǎng)、剛度差，使載荷沿齒寬分布不均勻，高速級(jí)齒輪的承載能力難于充分利用。 從性能和尺寸以及經(jīng)濟(jì)性上考慮選擇兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速. 卷筒同輸出軸直接同聯(lián)軸器相連就可以,因?yàn)檫@樣可以減少能量的損耗.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)1.2.1.選擇電動(dòng)機(jī)的類型 電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。

5、由于生產(chǎn)單位一般多采用三相交流電源，因此，無(wú)特殊要求時(shí)應(yīng)選用三相交流電動(dòng)機(jī)，其中以三相交流異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用廣泛。所以選擇使用三相交流異步電哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 3 -動(dòng)機(jī)Y 系列三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自冷式。電壓 380V。1.2.2.選擇電動(dòng)機(jī)的容量（功率）工作機(jī)的有效功率為：kWsmNFvPw2 . 31000/132001000從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為：792. 096. 097. 098. 099. 03424334221式中：分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪、卷筒的傳動(dòng)效率。由表 9.1 取,4321。齒輪為 8 級(jí)精度。96. 0,97. 0,98. 0,

6、99. 04321所以電動(dòng)機(jī)所需要的工作功率為：。kWkWPPwd04. 4792. 02 . 31.2.3.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速按表 9.1 推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 i=840，而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為：min/66.633001100060100060rDvnN所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：min/)4 .254628.509(66.63)408(rinnNd符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750 r/min、1000 r/min、1500 r/min 三種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 的電動(dòng)機(jī)，另

7、需要其中電機(jī)工作所需工作功率：。dPP 根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由本書(shū)的表 14.1 或有關(guān)手冊(cè)選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132S2-4。其主要性能如下表：電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸及外形尺寸如下：型號(hào)HABCDEFGKY132S2-41322161408938801033121.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比1.3.1.總傳動(dòng)比 i 為62.2266.631440Ndiii電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kW滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩/ 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/ 額定轉(zhuǎn)矩Y132S2-45.514402.22.3哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 4 -1.3.2.分配傳動(dòng)比， 式中分別為 V 帶、一級(jí)、二級(jí)

8、齒輪傳動(dòng)比。210iiii,210iii考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相接近，取，故：2103 . 1, 3 . 2iii 58. 33 . 175. 23 . 13 . 2212iiii1.4 計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1.4.1.各軸的轉(zhuǎn)速軸min/09.6263 . 2144001rinn軸min/88.17458. 309.626112rinn軸min/59.6375. 288.174223rinn卷筒軸min/59.6334rnn1.4.2.各軸的輸入功率軸kWPPd28. 596. 05 . 541軸kWPP016. 597. 098. 028. 53212軸kWPP765

9、. 497. 098. 0016. 53223卷筒軸kWPP62. 499. 098. 0765. 412341.4.3.各軸的輸出轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為mNnPTdd48.3614405 . 595509550所以： 軸mNnPT54.8009.62628. 595509550111軸mNnPT92.27388.174016. 595509550222哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 5 -軸mNnPT61.71559.63765. 495509550333卷筒軸mNnPT84.69359.6362. 495509550444將上述計(jì)算結(jié)果匯總于下表得:軸名功率 kW轉(zhuǎn)矩 T/(N

10、m)轉(zhuǎn)速 n/(r/min)傳動(dòng)比 i效率 電機(jī)軸5.536.4814402.30.96軸5.2880.54626.093.580.95軸5.016273.92174.88軸4.765715.6163.592.750.95卷筒軸4.62693.8463.5910.97二二.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算2.1 高速齒輪傳動(dòng)2.1.1選擇材料、熱處理方式及精度等級(jí) 考慮到此考慮到卷筒機(jī)為一般機(jī)械并且速度不高，且該齒輪傳動(dòng)為閉式傳動(dòng)。故大、小齒輪均選用 45 鋼。 小齒輪調(diào)質(zhì)，由表 6.2（參考文獻(xiàn)【1】 ）得到齒面硬度為 235HBS；大齒輪正火，由表 6.2（參考文獻(xiàn)【1】 ）得到齒面硬

11、度為 190HBS，均選用 8 級(jí)精度，直齒圓柱齒輪。2.1.2. 初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸由于是閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，抗點(diǎn)蝕能力強(qiáng)，其主要失效形式是齒根折斷。故按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。A 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。1)小齒輪傳遞的扭矩mmNTTd44111061. 399. 010648. 3 2）初選小齒輪齒數(shù) z1=27，則大齒輪。977 .9612ziz3)初選。K1.3t4)硬齒面非對(duì)稱布置，按表 6.6 選取1a5)材料的彈性影響系數(shù) ZE,按表知鍛鋼選取 Ze=190MPa6) 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限，按表選取，。limHMPaH5701limMPaH3902lim7) 應(yīng)力循環(huán)

12、次數(shù) N哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 6 - ，911100366. 483651614406060hjLnN 991121012. 159. 31004. 4/iNN8）接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，按表選取，HNK90. 01HNK95. 02HNK9）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力，取失效概率為，安全系數(shù)為 S=1，按表計(jì)算得H，MPaSHHH57015701lim1MPaSHHH39013902lim210)試算小齒輪分度圓直徑 d，。mmZiiTKdHEdtt0 .65)5408 .189(59. 359. 44 . 01061. 33 . 132. 2)(132. 232432111

13、1)計(jì)算圓周速度 v， 12）計(jì)算載荷系數(shù) K，按表查得使用系數(shù)，查得動(dòng)載系數(shù)，查得齒向載荷分25. 1AK14. 1vK布系數(shù)，查得齒間載荷分布系數(shù)，則08. 1K4 . 1K72. 1KKKKKvA 13）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑。取 d=72mm4 .71/31tKKdd 14)計(jì)算齒寬 b，圓整取為 75mm。mmdbd72 15）計(jì)算模數(shù) m，。37 . 2277211zdm75. 625. 2mh7 .10hbB 再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)校核1）計(jì)算載荷系數(shù) K，由上可知 K=1.722）齒形系數(shù)，由圖查得FY22. 2,65. 221FFYY3）齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力，

14、MPaMPaFF170,2202lim1lim4）彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，25. 1FS5）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力F， MPaSMPaSFFFFFF13625. 1170 ,17625. 12201lim21lim1smndv/58. 410006014406510006011哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 7 -6）計(jì)算齒輪的并加以比較，取FFY0163. 013602. 2,0151. 017665. 22211FFFFYY0.0163。7）齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算，。3 . 213627) 159. 3(4 . 022. 21061. 37 . 14) 1(4324322121FaFz

15、iYKTm8）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，14121111 .362797565. 21061. 37 . 122FFFzbmYKT 212122 .3065. 202. 21 .36FFFFFYY結(jié)論：對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 m 3mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1= 81mm 應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 z1=d1/m=81/3 =27，取 Z1=27,Z2 = Z1i1 =27x3.59=97。2.1.3. 計(jì)算傳動(dòng)尺寸1）計(jì)算中心距 a，mm1862)(21zzma2）計(jì)算齒輪的分

16、度圓直徑 d，mmzmd8127311mmzmd291973223）計(jì)算齒輪的齒根圓直徑 df，mmmddf5 .735 . 211mmmddf5 .2835 . 2224）計(jì)算齒輪寬度 B，b=75mm。5）驗(yàn)算，mmNdTFt/6 .19888110054. 822411 ，故合適。mmNmmNbFKtA/100/1 .3375198925. 12.2 低速速齒輪傳動(dòng)（二級(jí)傳動(dòng)）2.2.1選擇材料、熱處理方式及精度等級(jí) 考慮到此考慮到卷筒機(jī)為一般機(jī)械并且速度不高，且該齒輪傳動(dòng)為閉式傳動(dòng)。故大、小齒輪均選用 45 鋼。 小齒輪調(diào)質(zhì)，由表 6.2（參考文獻(xiàn)【1】 ）得到齒面硬度為 235HBS

17、；大齒輪正火，由表 6.2（參考文獻(xiàn)【1】 ）得到齒面硬度為 190HBS，均選用 8 級(jí)精度，直齒圓柱齒輪。2.2.2. 初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸 由于是閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，抗點(diǎn)蝕能力強(qiáng)，其主要失效形式是齒根折斷。故按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。1)小齒輪傳遞的扭矩mmNTT442121043. 395. 01061. 3 2）初選小齒輪齒數(shù) z1=33，則大齒輪。917 .9012ziz哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 8 -3)初選。K1.3t4)硬齒面非對(duì)稱布置，按表 6.6 選取9 . 0a5)材料的彈性影響系數(shù) ZE,按表知鍛鋼選取 Ze=190MP

18、a 6）齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限，按表選取，。limHMPaH5701limMPaH3902lim 7)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N ，8311079. 1836516646060hjLnN 78112105 . 675. 21079. 1/iNN8）接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，按表選取，HNK90. 01HNK95. 02HNK9）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力，取失效概率為，安全系數(shù)為 S=1，按表計(jì)算得H，MPaSHHH57015701lim1MPaSHHH39013902lim2 10）試算小齒輪分度圓直徑 d，。mmZiiTKdHEdt1 .100)5708 .189(75. 259. 411043. 33 .

19、 132. 2)(132. 23243212 11）計(jì)算圓周速度v， 12）計(jì)算載荷系數(shù) K，按表查得使用系數(shù)，查得動(dòng)載系數(shù)，查得齒向載荷分25. 1AK14. 1vK布系數(shù)，查得齒間載荷分布系數(shù)，則08. 1K4 . 1K72. 1KKKKKvA 13）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑。取 d=72mmmmKKddt6 .107/32 14)計(jì)算齒寬 b，圓整取為 100mm。mmdbd3 .96 15）計(jì)算模數(shù) m，取 m=4，。1 . 33310012zdmmmmh925. 2B 再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)校核9）計(jì)算載荷系數(shù) K，由上可知 K=1.7210）齒形系數(shù)，由圖查得FY24. 2

20、,55. 221FFYYsmndv/64. 710006088.1741 .10010006022哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 9 -11）齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力，MPaMPaFF170,2202lim1lim12）彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，25. 1FS13）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力F， MPaSMPaSFFFFFF13625. 1170 ,17625. 12201lim21lim114）計(jì)算齒輪的并加以比較，取FFY0165. 013624. 2,0145. 017655. 22211FFFFYY0.0165。15）齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算，。3 . 317633) 175. 2(4

21、. 055. 21043. 37 . 14) 1(4324312111FaFziYKTm16）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，14121117 .39331610055. 21061. 37 . 122FFFzbmYKT 212129 .3455. 224. 21 .36FFFFFYY結(jié)論：對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 m 4mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1= 132mm 應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 z1=d1/m=132/4 =33，取,Z2 = Z1i1 =33x2.75=91。2.2.3.

22、計(jì)算傳動(dòng)尺寸 1）計(jì)算中心距 a，mm2482)(21zzma 2）計(jì)算齒輪的分度圓直徑 d，mmzmd13233411mmzmd36491422 3）計(jì)算齒輪的齒根圓直徑 df，mmmddf1275 . 211mmmddf3595 . 222 4)計(jì)算齒輪寬度 B，b=100mm。 5)驗(yàn)算，mmNdTFt/11591321043. 322411 ，故合適。mmNmmNbFKtA/100/5 .1475115925. 12.3 直齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)表傳動(dòng)類型模數(shù)齒數(shù)中心距齒寬哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 10 -高速級(jí)直齒圓柱齒輪327971868075低速級(jí)直齒圓柱齒輪4339124

23、81101002.4 驗(yàn)證兩個(gè)大齒輪潤(rùn)滑的合理性 兩個(gè)大齒輪直徑分別為：291mm，364mm。浸油深度不能過(guò)深也不能過(guò)淺，通常一般的推薦值為，滿足浸油潤(rùn)滑的條件為油的深度大于 10mm，小于三個(gè)全齒高，又。 ，即三mmhhhfa9個(gè)全齒高 27mm。驗(yàn)證可以知道，兩個(gè)齒輪同時(shí)滿足浸油條件，可以正常使用。3.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算減速器軸的結(jié)構(gòu)草圖3.1 高速軸(即軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1. 軸的基本參數(shù)-軸：軸轉(zhuǎn)速min/09.6263 . 2144001rinn哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 11 -功率kWPPd28. 596. 05 . 541轉(zhuǎn)矩mNnPT54.8009.

24、62628. 595509550111作用在齒輪上的力：圓周力 NdTFt19898110054. 822411徑向力 NFFtr72420tan1989tan軸向力 03.1.2. 選擇軸的材料考慮結(jié)構(gòu)尺寸可能出現(xiàn)的特殊要求，選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，以獲得良好的綜合機(jī)械性能。3.1.3. 初算軸徑mmnPCd4 .2209.62628. 51003311考慮到軸上鍵槽適當(dāng)增加軸直徑，增大 5%，圓整后取 d=25mm。式中， C由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻(xiàn)2P193 頁(yè)表 10.2，考慮扭矩大于彎矩，取小值，C=100。 P軸傳遞的功率（單位 kW） 。n軸的轉(zhuǎn)速（單位 r/mi

25、n） 。3.1.4. 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)A 軸承部件的結(jié)構(gòu)形式為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體用剖分結(jié)構(gòu)形式。因傳遞功率小，齒輪減速器效率高，發(fā)熱小，估計(jì)軸不會(huì)很長(zhǎng)，故軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設(shè)計(jì)的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖：輸出軸的草圖 1 所示，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端 1 開(kāi)始設(shè)計(jì)。B 聯(lián)軸器及軸端 1上述所求的的，軸段 1 的直徑 20mm，又考慮到軸段 1 上安裝聯(lián)軸器，因此 1 的設(shè)計(jì)與mmd25聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差，隔離振動(dòng)，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表 12.1(參考文獻(xiàn)1)可?。篕=1.5，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩：哈爾濱工業(yè)

26、大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 12 -。mmNTKTd5411021. 110054. 85 . 1其中型號(hào)為 LX1 的聯(lián)軸器系列公稱轉(zhuǎn)矩滿足，故可定制直徑為 20mm 的 LX1 聯(lián)軸器，記作 LX1 2052 GB/T 5014。軸段 1 的長(zhǎng)度應(yīng)比聯(lián)軸器的軸孔長(zhǎng)度略短，故取 50mm。C 軸段 2在確定軸段 2 的直徑時(shí)候，應(yīng)該考慮聯(lián)軸器的固定與密封兩個(gè)方面。由于聯(lián)軸器只傳遞轉(zhuǎn)矩，軸段 2 的軸徑可與軸段 1 相同。由唇形密封圈的標(biāo)準(zhǔn)?？扇≥S段 2 的軸徑為 20mm.軸段 2 的長(zhǎng)度由軸承座的長(zhǎng)度和軸段 1 決定。軸承座長(zhǎng)為.由表參考文獻(xiàn)24.1 計(jì)算知，取軸承端面螺栓為 M8。由

27、此得 mmccl)85(21,取為 32mm，軸承靠近箱體內(nèi)表面的端面到mmmmccl3431)85(1214)85(21箱體內(nèi)表面的距離為 5mm.(高速軸大齒輪齒輪齒頂圓處速度大于 2m/s，由經(jīng)驗(yàn)，軸承取油潤(rùn)滑) 則軸段 2 長(zhǎng)度為 38mm。D 軸段 3 和軸段 7考慮使用直齒輪，軸承類型為深溝球軸承?？紤]軸徑及安裝，暫取 6205，查得d=25mm，D=52mm，B=15mm。故取軸段 3 的直徑為 25mm，長(zhǎng)度 14mm。E 軸段 4軸段 4 的軸肩也為（0.070.1）20=1.42mm。軸肩取 2mm,則直徑為 29mm。但考慮到可能使用齒輪軸，需進(jìn)行計(jì)算，知 eFr2，故只

28、需校核軸承 I。計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷，沖擊載荷系數(shù)，查表 18.8 得，取 X=1，Y=0。2 . 1fdNYFXFfPard7 .1538)(軸承在以下工作，由表 10.10 查得。微振，由表 10.11 查得。100 C1Tf 1.5pf 軸承 I 的壽命為8 年hhhPCnLrh5366101001. 2)7 .153814000(1 .6266010)(6010因此所該軸承符合要求。3.2 中間軸(即軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1. 軸的基本參數(shù)-軸：轉(zhuǎn)速min/88.17458. 309.626112rinn功率kWPP016. 597. 098. 028. 53212轉(zhuǎn)矩mNnPT92.273

29、88.174016. 595509550222作用在齒輪上的力：圓周力 NdTFt41501321074. 222522徑向力 NFFtr5 .151020tan4150tan軸向力 03.2.2. 選擇軸的材料考慮結(jié)構(gòu)尺寸可能出現(xiàn)的特殊要求，選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，以獲得良好的綜合機(jī)械性能。3.2.3.初算軸徑mmnPCd7 .3388.174016. 51003322考慮到軸上鍵槽適當(dāng)增加軸直徑，增大 5%，圓整后取 d=35mm。式中， C由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻(xiàn)2P193 頁(yè)表 10.2，考慮扭矩大于彎矩，取小值，C=100。 P軸傳遞的功率（單位 kW） 。n軸的轉(zhuǎn)速

30、（單位 r/min） 。3.2.4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 16 -A 軸承部件的結(jié)構(gòu)形式軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設(shè)計(jì)的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖：中間軸草圖 1 所示，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端 1 開(kāi)始設(shè)計(jì)。B 軸段 1 與軸段 5初選深溝球軸承 6207,查得 d=35mm,D=72mm,B=17mm。故取軸段 1 的直徑為 35mm。 軸段 1 與 5 長(zhǎng)度均為 32mm。C 軸段 2 齒輪端面距箱體內(nèi)壁應(yīng)為 10mm,油潤(rùn)滑，軸承靠近箱體內(nèi)壁的端面距箱體內(nèi)壁的距離為 5mm?？紤]軸轂配合及齒輪，所以軸段 2 的軸徑為

31、45mm，長(zhǎng)度為 108mm，且需加套筒起軸向固定齒輪的作用。D 軸段 3軸段 3 的軸肩也為 1.752.5mm，軸肩取 2.5mm,則直徑為 50mm，長(zhǎng)度為 12mm。E 軸段 4 軸段 4 與中間軸大齒輪的輪轂配合。直徑可取 40mm,長(zhǎng)度略小于高速級(jí)大齒輪齒寬。取軸段 4 的長(zhǎng)度為 78mm。3.2.5.軸上鍵校核中間軸軸段 2 與軸段 4 上有鍵，計(jì)算時(shí)計(jì)算軸上所需鍵最短長(zhǎng)度，其鍵長(zhǎng)大于所需最短工作長(zhǎng)度即可。連接為動(dòng)連接，載荷輕微振動(dòng)，且鍵材料均選用 45 號(hào)鋼，查表可得：，MPap120100取。需滿足：，其中由軸的直徑 40mm，可取鍵的尺寸MPap1102ppdklTbh=1

32、28mm。鍵可選長(zhǎng)度為 90mm。 軸的直徑 45mm，可取鍵的尺寸 bh=149mm。鍵可選長(zhǎng)度為 63mm。3.2.6軸的受力分析A 畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖中間軸受力：哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 17 -作用在齒輪上的力：圓周力 NdTF 2225222 NdTFt41501321074. 2225323徑向力 NFFtr68320tan1876tan22 NFFtr5 .151020tan4150tan33軸向力 0B 計(jì)算支承反力 L1=55mm,L2=100mm，L3=75mm。在水平面上NlllllFlFFttH27807510055)75100(1

33、876754150)(321232331NFFFFtHtH32461876278041502132在垂直平面上NlllllFlFFrrV3 .277510055)75100(683751510)(321232331NFFFFrVrv8556832715102132軸承 I 的總支承反力：NFFFVHR27802727802221211軸承 II 的總支承反力：NFFFVHR335785532462222222哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 18 -C 畫(huà)彎矩圖在水平面上，斷面 1 處mmNLFMHH152900552780111斷面 2 處mmNLFLLFMtHH8813010041

34、501553246)(232122在垂直平面上，彎矩為斷面 1 處mmNLFMVV1502553 .27111斷面 2 處mmNLFLLFMrVV411510068315527)(222112合成彎矩，斷面 1 處mmNMMMVHR15290715201529002221211斷面 2 處mmNMMMVHR1089844115881302222222哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 19 -ZyxRazRayRbyRbzFt2Fr2Ft3Fr3RayFt2Ft3RbyRazFr2Fr3RbzD 畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖T=2.73X105Nmm因?yàn)?，所?2 斷面為危險(xiǎn)截面。查課本 225 頁(yè)表 14

35、-1 得，查課本 231 頁(yè)表12RRMM650BMPa14-3 得許用彎曲應(yīng)力，則：，因?yàn)楦魈幹睆?60bMPammMdbR4 .29601 . 0152907 1 . 03312大于 d，故該軸是安全的。3.2.7.校核軸承壽命（油潤(rùn)滑） 由表 12.3（參考文獻(xiàn) 2）查得 6207 軸承的 Cr=25.5kN，Co=15.2kN。計(jì)算軸承的軸向力軸承 I、II 內(nèi)部軸向力分別為哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 20 -NFFFVHR27802727802221211NFFFVHR335785532462222222比較兩軸承的受力，因 Fr18 年hhhPCnLrh4366101

36、07 . 5)402825500(1756010)(60104108 . 3因此所該軸承符合要求。3.3 低速軸(即軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1. 軸的基本參數(shù)-軸： 轉(zhuǎn)速min/59.6375. 288.174223rinn功率kWPP765. 497. 098. 0016. 53223轉(zhuǎn)矩mNnPT61.71559.63765. 495509550333作用在齒輪上的力：圓周力 NdTFt36343941016. 722533徑向力 NFFtr132320tan3634tan軸向力 03.3.2. 選擇軸的材料考慮結(jié)構(gòu)尺寸可能出現(xiàn)的特殊要求，選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，以獲得良好的綜合機(jī)械性能。

37、3.3.3.初算軸徑mmnPCd7 .4659.63765. 41003333考慮到軸上鍵槽適當(dāng)增加軸直徑，增大 5%，圓整后取 d=50mm。式中， C由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻(xiàn)2P193 頁(yè)表 10.2，考慮扭矩大于彎矩，取哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 21 -小值，C=100。 P軸傳遞的功率（單位 kW） 。n軸的轉(zhuǎn)速（單位 r/min） 。3.3.4. 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) A 軸承部件的結(jié)構(gòu)形式為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體用剖分結(jié)構(gòu)形式。因傳遞功率小，齒輪減速器效率高，發(fā)熱小，估計(jì)軸不會(huì)很長(zhǎng)，故軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設(shè)計(jì)的軸承部件的結(jié)構(gòu)形

38、式如圖：輸出軸的草圖 1 所示，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端 7 開(kāi)始設(shè)計(jì)。B 軸段 7 及聯(lián)軸器軸段 7 的直徑，需要考慮到上述所求的 d=50mm 及軸段 1 上安裝聯(lián)軸器，因此與聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差，隔離振動(dòng)，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表 12.1(參考文獻(xiàn)1)可取：K=1.5，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩：。mmNTKTd6431007. 110156. 75 . 1其中型號(hào)為 LX3 的彈性柱銷聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩滿足，但直徑不滿足，則定制直徑為 50mm 的聯(lián)軸器， 型號(hào)記作 LX3 5080 GB/T 5014。軸段 1 的長(zhǎng)度應(yīng)略短于聯(lián)軸器的長(zhǎng)度?？扇￠L(zhǎng)

39、 l1=75mm。C 軸段 6考慮聯(lián)軸器的軸向固定，軸段 6 直徑 d=45mm，長(zhǎng)度 l=40mm。D 軸段 5 和軸段 1考慮使用直齒輪，齒輪有軸向力，軸承類型為深溝球軸承。軸段 5 需要考慮軸承直徑及安裝，查表 12.2（參考文獻(xiàn)2）深溝球軸承，暫取 6210,查得 d=50mm,D=90mm,B=20mm。一根軸上兩個(gè)軸承應(yīng)該為相同型號(hào)，故取軸段 5 和軸段 1 的直徑為：d=50mm，軸段 5 長(zhǎng)度為 19mm，軸段 1 長(zhǎng)度為 28mm。E 軸段 4軸段 4 的軸肩取 3mm,則直徑為 56mm，軸段 4 長(zhǎng)度由另外兩根軸決定。F 軸段 3由圖 9.8 中的公式計(jì)算得，軸段 6 的

40、軸肩應(yīng)為 4mm。初取軸肩 h=5.0mm,則初算可得直徑為 65mm，長(zhǎng)度為 12mm。G 軸段 2軸段 2 處用以安裝低速軸大齒輪-齒輪 4，軸段 3 處為方便定位，直徑為 55mm，長(zhǎng)度為 108mm。3.3.5. 軸上鍵校核軸段 7 與軸段 4 上有鍵，計(jì)算時(shí)計(jì)算軸上所需鍵最短長(zhǎng)度，其鍵長(zhǎng)大于所需最短工作長(zhǎng)度即可。哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 22 -連接為動(dòng)連接，載荷輕微振動(dòng)，且鍵材料均選用 45 號(hào)鋼，查表可得：，MPap120100取。需滿足：。MPap1102ppdklTA 軸段 4 與大齒輪連接處的鍵其中軸段 4 的直徑 55mm，可取鍵的尺寸 bh=1610mm

41、，則可解得: ，4 號(hào)齒輪，其齒寬為 100mm，鍵可選長(zhǎng)度為 90mm。mmdkTlp3 .475551101015. 72253B 軸段 7 與聯(lián)軸器連接處的鍵其中軸段 7 的直徑 40mm，可取鍵的尺寸 bh=128mm。則可解得: mmdkTlp3 .814401101015. 72253查表取鍵長(zhǎng)為 85mm。3.3.6. 軸的強(qiáng)度校核A 畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖作用在齒輪上的力：圓周力 NdTFt36343941016. 722533徑向力 NFFtr132320tan3634tan軸向力 0B 計(jì)算支承反力 L1=90mm,L2=150mm，L3=70mm在水平面上哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)

42、明書(shū)（論文） - 23 -NFlllFtH22713634150901502121NFFFHtH13632271363412在垂直平面上NFlllFrV8271323150901502121NFFFVrV496827132312軸承 I 的總支承反力：NFFFVHR241782722712221211軸承 II 的總支承反力：NFFFVHR145049613632222222C 畫(huà)彎矩圖在水平面上，a 剖面左側(cè)：mmNLFMHH204390902271111a 剖面右側(cè)：mmNLFMHH2044501501363222在垂直平面上，彎矩為a 剖面左側(cè)：mmNLFMVV7443090827111

43、a 剖面右側(cè)：mmNLFMVV74400150496222合成彎矩，a 剖面左側(cè)：mmNMMMVHR217520744302043902221211a 剖面右側(cè)：mmNMMMVHR217566744002044502222222哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 24 -D 畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖T=7.16X105Nmm因?yàn)?，所?2 斷面為危險(xiǎn)截面。查課本 225 頁(yè)表 14-1 得，查課本 231 頁(yè)表12RRMM650BMPa哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 25 -14-3 得許用彎曲應(yīng)力，則：，因?yàn)楦魈幹睆?60bMPammMdbR1 .33601 . 0217566 1 . 03

44、312大于 d，故該軸是安全的。3.3.7.校核軸承壽命（油潤(rùn)滑） 由表 12.3（參考文獻(xiàn) 2）查得 6210 軸承的 Cr=35.0kN，Co=23.2kN。計(jì)算軸承的軸向力軸承 I、II 內(nèi)部軸向力分別為NFFFVHR241782722712221211NFFFVHR145049613632222222比較兩軸承的受力，因 Fr1Fr2，故只需校核軸承 I。計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷，沖擊載荷系數(shù)，查表 18.8 得，取 X=1，Y=0。2 . 1fdNYFXFfPard290024172 . 1)(軸承在以下工作，由表 10.10 查得。微振，由表 10.11 查得。100 C1Tf 1.5pf

45、軸承 I 的壽命為8 年hhhPCnLrh536610106 . 4)290035000(6 .636010)(6010因此所該軸承符合要求。 四四聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇4.1 輸入軸聯(lián)軸器 因?yàn)闇p速器應(yīng)用場(chǎng)合高速，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，根據(jù)使用的電機(jī)型號(hào) Y132S2-4，由參考文獻(xiàn)表選取 LX1 型號(hào)，公稱轉(zhuǎn)矩 250 Nm 滿足使用要求。輸入端選取直徑為 20 mm 的聯(lián)軸器。 4.2 輸出軸聯(lián)軸器 輸出聯(lián)軸器根據(jù)輸出軸尺寸，選取彈性柱銷聯(lián)軸器。聯(lián)軸器選取 LX3 型號(hào)，內(nèi)徑選取 50mm，長(zhǎng)度L=80mm。5 5軸承的選擇軸承的選擇根據(jù)之前軸的結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)， 可知三個(gè)軸選擇的軸承分別為

46、：軸承型號(hào)d/mmD/mmB/mm輸入軸6205255215中間軸6207357217哈爾濱工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） - 26 -輸出軸6210509020六六潤(rùn)滑方式及密封方式潤(rùn)滑方式及密封方式 由上述齒輪設(shè)計(jì)的陳述，對(duì)于本展開(kāi)式二級(jí)圓柱直齒輪減速器，其高速級(jí)大齒輪的齒頂圓上的線速度略大于 5m/s，由經(jīng)驗(yàn)選取油潤(rùn)滑。在箱體上鑄出油溝。由課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)第 48 頁(yè)經(jīng)驗(yàn)公式選取油溝尺寸為距箱體內(nèi)壁 a=5mm,油溝寬 b=5mm,深 c=4mm。 由于是油潤(rùn)滑，密封采用唇形密封圈.潤(rùn)滑油采用 LAN-32，裝油量在油標(biāo)尺的最大和最小高度之間。對(duì)于軸承，綜合考慮采用脂潤(rùn)滑，需要擋油環(huán)。工作

47、環(huán)境清潔，密封方式暫采用毛氈圈。7減速器附件及其說(shuō)明減速器附件及其說(shuō)明附件設(shè)計(jì) A 窺視孔蓋和窺視孔 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，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開(kāi)窺視孔與鑄造的凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鋼板焊接制成，用 M6 螺栓緊固。由要求選取A=100,B=90，A1=140，B1=120，C=125，C1=80，C2=105，R=5,螺釘尺寸 M615 螺釘數(shù)目為 6.具體尺寸見(jiàn)參考文獻(xiàn)2P167 頁(yè)。 B 油螺塞： 放油孔位于油池最底處，并安排在減速器中部，以便放油，放油孔用螺塞堵住，并加封油圈加以密封。 C 油尺： 選取桿式油尺。選取 M12 的油尺。具體尺寸見(jiàn)參考文獻(xiàn)2P171 頁(yè)表 14.13 油標(biāo)位置箱體中部。油尺安置的