機械零件課程設(shè)計基本要求

1、機械零件課程設(shè)計的基本要求一、設(shè)計題目的選擇由指導(dǎo)教師按機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書中推薦的設(shè)計課題。二、設(shè)計課題基本要求設(shè)計對象：帶式運輸機的傳動裝置每組按設(shè)計參數(shù)不同，按要求進行設(shè)計。設(shè)計題目格式： 帶式運輸機的傳動裝置 一級減速器設(shè)計三、成果要求（一）設(shè)計計算說明書一份（約40006000字）設(shè)計計算說明書是圖紙設(shè)計的理論依據(jù)，是設(shè)計過程的整理與總結(jié)，同時也是審核設(shè)計合理與否的重要技術(shù)文件。內(nèi)容包括目錄、任務(wù)書、設(shè)計說明書、參考資料等。必須按機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書中要求的格式。 1設(shè)計計算說明書的內(nèi)容 設(shè)計計算說明書的內(nèi)容概括如下： (1)目錄。（注意最后編頁號，便于修改） (2)設(shè)計任務(wù)書。

2、（見后面樣本，只寫自己的參數(shù)。單獨一頁） (3)傳動方案的擬定。 (4)電動機的選擇。 (5)計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)。 (6)齒輪、帶輪等傳動件的設(shè)計計算。 (7)軸的設(shè)計計算。 (8)滾動軸承的選擇及計算。 (9)鍵聯(lián)接的選擇及校核計算。 (10)聯(lián)軸器的選擇。 (11)減速器附件的選擇。 (12)潤滑與密封(潤滑與密封方式的選擇、潤滑劑的選擇)。 (13)設(shè)計小結(jié)(本設(shè)計的優(yōu)缺點、改進意見及課程設(shè)計的體會)。 (14)參考資料目錄。還可以包含一些其它技術(shù)說明，例如裝拆、安裝的注意事項，維護保養(yǎng)的要求等。2課程設(shè)計總結(jié)（與說明書裝訂在一起） 1）課程設(shè)計總結(jié)的目的 課程設(shè)計總結(jié)主要是對

3、設(shè)計工作進行分析、自我檢查和評價，以幫助設(shè)計者進一步熟悉和掌握機械設(shè)計的一般方法，提高分析問題和解決實際問題的能力。 2）課程設(shè)計總結(jié)的內(nèi)容 設(shè)計總結(jié)應(yīng)以設(shè)計任務(wù)書為主要依據(jù)，評估自己所設(shè)計的結(jié)果是否滿足設(shè)計任務(wù)書中的要求，客觀地分析一下自己所設(shè)計內(nèi)容的優(yōu)缺點，具體內(nèi)容有： (1)分析總體設(shè)計方案的合理性。 (2)分析零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計以及設(shè)計計算的正確性。 (3)認(rèn)真檢查所設(shè)計的裝配圖、零件圖中是否存在問題。對裝配圖要著重檢查分析軸系部件結(jié)構(gòu)設(shè)計中是否存在錯誤或不合理之處。對零件圖應(yīng)著重分析尺寸及公差的標(biāo)注是否適當(dāng)。此外，還應(yīng)檢查箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計、附件的選擇和布置是否合理。 (4)對計算部分，著重

4、分析計算依據(jù)，所采用的公式及數(shù)據(jù)來源是否可靠，計算結(jié)果是否正確等。(5)認(rèn)真總結(jié)一下通過課程設(shè)計，自己在哪些方面獲得較為明顯的提高。還可對自己的設(shè)計所具有的特點和不足進行分析與評價。3編寫說明書的要求(1)設(shè)計計算說明書要求論述清楚，文字精煉，計算正確，書寫工整。(2)說明書采用黑色墨水筆按一定格式書寫（不能打印），采用統(tǒng)一格式的封面（見附頁），裝訂成冊。(3)說明書中應(yīng)附有必要的插圖（傳動方案簡圖、受力圖等）。(4)計算中所引用的公式和數(shù)據(jù)應(yīng)有根據(jù)，并注明其來源(如由資料×p×式(×)（二）圖紙要求（1）設(shè)計草圖（2號坐標(biāo)紙、手繪，要求有尺寸設(shè)計痕跡）（2）裝配

5、圖要求： A一般要求用A1號圖紙繪制；B結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容與計算內(nèi)容對應(yīng)；C尺寸標(biāo)注（外形、特性、安裝、配合）全面；D標(biāo)題欄內(nèi)容全面（零部件數(shù)及編號等）；E技術(shù)要求合理。（3）零件圖若干（23張）箱體或箱蓋為選畫（加分）A結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容與計算內(nèi)容及裝配圖對應(yīng)；B尺寸、公差、表面粗糙度等標(biāo)注全面；C齒輪零件圖應(yīng)有嚙合特性表E標(biāo)題欄內(nèi)容全面（材料、數(shù)量、重量等）；F技術(shù)要求合理四、成果檢查、答辯及成績評定設(shè)計完成后將成果裝入指定的袋中，在規(guī)定的時間交給指導(dǎo)老師。準(zhǔn)備答辯1課程設(shè)計答辯的目的 答辯是課程設(shè)計的重要組成部分。它不僅是為了考核和評估設(shè)計者的設(shè)計能力、設(shè)計質(zhì)量與設(shè)計水平，而且通過總結(jié)與答辯，使設(shè)計

6、者對自己設(shè)計工作和設(shè)計結(jié)果進行一次較全面系統(tǒng)回顧、分析與總結(jié)，從而達(dá)到“知其然”也“知其所以然”，是一次知識與能力進一步提高的過程。 2答辯的準(zhǔn)備工作 (1)答辯前必須完成全部設(shè)計工作量。 (2)必須整理好全部設(shè)計圖紙及設(shè)計說明書。圖紙必須折疊整齊，說明書必須裝訂成冊，然后與圖紙一起裝袋，呈交指導(dǎo)教師審閱。(3)答辯前參考教科書各章的思考題，結(jié)合設(shè)計工作，認(rèn)真地進行思考、回顧和總結(jié)答辯小組一般由同年級指導(dǎo)教師組成。依具體情況安排每個學(xué)生或隨機抽取一定數(shù)量的學(xué)生答辯。要求回答有關(guān)設(shè)計的基本問題等。成績評定：指導(dǎo)教師按學(xué)生獨立完成工作情況、計算書及圖紙質(zhì)量、答辯情況等綜合考慮后給出成績并提交答辯小

7、組通過。成績分五等：優(yōu)、良、中、及格、不及格。說明：此次設(shè)計，對設(shè)計能力和計算機應(yīng)用能力都是一次很好的綜合訓(xùn)練的機會，對同學(xué)們以后的專業(yè)課的學(xué)習(xí)以及將來的工作都會有十分重要的意義，希望認(rèn)真對待，獨立完成。發(fā)現(xiàn)設(shè)計內(nèi)容雷同，或被人檢舉抄襲、代作等情況，一經(jīng)證實涉及人員一律以不及格處理。情節(jié)嚴(yán)重者，依校規(guī)處理。參考資料：1、教材機械設(shè)計基礎(chǔ)2、吳宗澤機械設(shè)計課程設(shè)計，高等教育出版社附：說明書封面 設(shè)計任務(wù)書樣本 任務(wù)分配機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目： 姓 名： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 年 月 日至 年 月 日 任務(wù)書樣本：帶式運輸機傳動裝置的設(shè)計 -帶傳動與展開式二級圓柱齒

8、輪減速器傳動1.設(shè)計參數(shù)： 傳動裝置簡圖如右圖所示。（1）帶式運輸機數(shù)據(jù)運輸機工作軸轉(zhuǎn)矩T800 N·m運輸帶工作速度v1.2 m/s運輸帶滾筒直徑D360 mm（依分配每人從表格中取一組數(shù)據(jù)）。(2)工作條件單班制工作，空載啟動，單向、連續(xù)運轉(zhuǎn)，工作中有輕微振動。運輸帶速度允許速度誤差為±5%。(3)使用期限 工作期限為十年，檢修期間隔為三年。(4)生產(chǎn)批量及加工條件 小批量生產(chǎn)。2.設(shè)計任務(wù)1)選擇電動機型號；2)確定帶傳動的主要參數(shù)及尺寸；3)設(shè)計減速器；4)選擇聯(lián)軸器。3.成果要求1)減速器裝配圖一張；2)零件工作圖若干；3)設(shè)計說明書一份。關(guān)于機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計

9、的補充說明一、 任務(wù)書的內(nèi)容1 設(shè)計題目 例如：帶式運輸機傳動裝置設(shè)計一級展開式圓柱齒輪減速器2 設(shè)計參數(shù)運輸帶工作拉力F（kN）運輸帶工作速度（m/s）滾筒直徑（mm）例如： 3 工作量要求見“關(guān)于機械設(shè)計課程設(shè)計的基本要求”二、 具體任務(wù)的分配題目組、參數(shù)組見“關(guān)于機械設(shè)計課程設(shè)計的基本要求”和各組任務(wù)書。三、 說明書格式、內(nèi)容及要求見參考資料機械設(shè)計課程設(shè)計四、 圖紙要求見“關(guān)于機械設(shè)計課程設(shè)計的基本要求”。四、設(shè)計步驟（見課程設(shè)計指導(dǎo)書）：五、集中設(shè)計時間1周。具體時間安排（參考）： 第一節(jié) 傳動裝置的總體設(shè)計一、擬定傳動方案二、選擇原動機電動機電動機為標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，設(shè)計中應(yīng)根據(jù)

10、工作機的工作情況和運動、動力參數(shù)，根據(jù)選擇的傳動方案，合理選擇電動機的類型、結(jié)構(gòu)型式、容量和轉(zhuǎn)速，提出具體的電動機型號。1、選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)型式電動機有交、直流之分，一般工廠都采用三相交流電，因而選用交流電動機。交流電動機分異步、同步電動機，異步電動機又分為籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動機應(yīng)用最多，目前應(yīng)用較廣的Y系列自扇冷式籠型三相異步電動機，結(jié)構(gòu)簡單、起動性能好，工作可靠、價格低廉、維護方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體、無特殊要求的場合，如運輸機、機床、農(nóng)機、風(fēng)機、輕工機械等。2、確定電動機的功率電動機功率選擇直接影響到電動機工作性能和經(jīng)濟性能的好壞：若所選電動機的功

11、率小于工作要求，則不能保證工作機正常工作；若功率過大，則電動機不能滿載運行，功率因素和效率較低，從而增加電能消耗，造成浪費。若課程設(shè)計的題目為長期連續(xù)運轉(zhuǎn)、載荷平穩(wěn)的機械，確定電動機功率的原則是： Ped kPd Pd= Pw/Pw=FV/1000w=Tnw/9550w Ped電動機的額定功率 Pd電動機的輸出功率Pw工作機的輸入功率電動機至工作機間的總效率=123n123n分別為傳動裝置中各傳動副（齒輪、蝸桿、帶或鏈、軸承、聯(lián)軸器）的效率，設(shè)計時可參考表2-1選取。F工作機的工作阻力 V工作機卷筒的線速度T工作機的阻力矩 nw 工作機卷筒的轉(zhuǎn)速w工作機的效率表2-1 機械傳動和軸承效率的概略

12、值類型 效率開式閉式圓柱齒輪傳動0.940.960.960.99V帶傳動0.940.97滾動軸承（每對）0.980.995彈性聯(lián)軸器0.990.995計算傳動裝置的總效率時需注意以下幾點：（1）若表中所列為效率值的范圍時，一般可取中間值（2）同類型的幾對傳動副、軸承或聯(lián)軸器，均應(yīng)單獨計入總效率（3）軸承效率均指一對軸承的效率3、確定電動機的轉(zhuǎn)速同一類型、相同額定功率的電動機低速的級數(shù)多，外部尺寸及重量較大，價格較高，但可使傳動裝置的總傳動比及尺寸減少；高速電動機則與其相反，設(shè)計時應(yīng)綜合考慮各方面因素，選取適當(dāng)?shù)碾妱訖C轉(zhuǎn)速。三相異步電動機常用的同步轉(zhuǎn)速有3000r/min ,1500r/min,

13、 1000r/min, 750r/min,常選用1500r/min或1000r/min的電動機。常用傳動機構(gòu)的性能及適用范圍見表2-2。表2-2 常用機構(gòu)的性能及適用范圍 傳動機構(gòu)選用指標(biāo)平帶傳動V帶傳動鏈傳動圓柱齒輪傳動功率（常用值）/kw?。?0）中（100）中（100）大（最大達(dá)50000）單級傳動比常用值24242535最大值5768傳動效率查表2-1許用的線速度252530406級精度18外廓尺寸大大大小傳動精度低低中等高工作平穩(wěn)性好好較差一般自鎖性能無無無無過載保護作用有有無無使用壽命短短中等長緩沖吸振能力好好中等長要求制造及安裝精度低低中等高要求潤滑條件不需不需中等高環(huán)境適應(yīng)性不

14、能接觸酸、堿、油、爆炸性氣體好一般設(shè)計時可由工作機的轉(zhuǎn)速要求和傳動結(jié)構(gòu)的合理傳動比范圍，推算出電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍，即nd=(i1·i2·i3in) nWnd電動機可選轉(zhuǎn)速范圍i1,i2in各級傳動機構(gòu)的合理傳動比范圍由選定的電動機類型、結(jié)構(gòu)、容量和轉(zhuǎn)速查手冊，查出電動機型號，并記錄其型號、額定功率、滿載轉(zhuǎn)速、中心高、軸伸尺寸、鍵聯(lián)接尺寸等。設(shè)計傳動裝置時，一般按電動機的實際輸出功率Pd計算，轉(zhuǎn)速則取滿載轉(zhuǎn)速nW。例2.1 如前圖a所示帶式運輸機的傳動方案。已知卷筒直徑D=500mm，運輸帶的有效拉力F=1500N,運輸帶速度 v=2m/s,卷筒效率為0.96，長期連續(xù)工作

15、。試選擇合適的電動機解：（1）選擇電動機類型按已知的工作要求和條件，選用Y形全封閉籠型三相異步電動機。（2）選擇電動機的功率工作機時所需電動機輸出功率為：pd=p w/p w=Fv/（1000w ） 所以 pd= Fv/（1000w）電動機至工作機間的總效率（包括工作機效率）為w=122345w12345w分別為帶傳動、齒輪傳動的軸承，齒輪傳動、聯(lián)軸器、卷筒軸的軸承及卷筒的效率。取1=0.96 2=0.99 3=0.97 4=0.97 5=0.98 w=0.96所以w=122345w=0.96×0.992×0.97×0.99×0.98×0.96

16、=0.83所以pd= Fv/（1000w）=1500×2/（1000×0.83）KW=3.61KW（3）確定電動機轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：nw =60×1000V/（pD）=60×1000×2/（3.14×500）r/min=76.4r/min按推薦的合理傳動比范圍取V帶傳動的傳動比i1 =24,單級齒輪傳動比i2=35則合理總傳動比的范圍為：i=620，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd= i nw =(620)× 76.4r/min=4581528 r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min，1000 r/min，1

17、500 r/min。再根據(jù)計算出的容量查有關(guān)手冊選擇電動機型號，設(shè)計中可參考表*，然后將選擇結(jié)果列于下表。方案電動機型號額定功率電動機轉(zhuǎn)速（r/min）傳動裝置的的傳動比Ped/kw同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比帶齒輪1Y160M1847507209.4233.142Y132M164100096012.573.1443Y112M441500144018.853.55.385綜合考慮選Y132M16電動機，查手冊求出其它尺寸(中心高、外型尺寸、安裝尺寸、軸伸尺寸、鍵聯(lián)接尺寸等)。三、傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配由選定電動機的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機主動軸的轉(zhuǎn)速nw 可得傳動裝置的總傳動比i=n

18、m/nw 對于多級傳動i= i1· i2 in 計算出總傳動比后，應(yīng)合理地分配各級傳動比，限制傳動件的圓周速度以減少動載荷 ，分配各級傳動比時應(yīng)注意以下幾點：（1）各級傳動的傳動比應(yīng)在推薦的范圍之內(nèi)選取。（2）應(yīng)使傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，重量較輕。（3）應(yīng)使各傳動件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理，避免相互干涉碰撞。一般應(yīng)使帶的傳動比小于齒輪傳動的傳動比。四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)為進行傳動件的設(shè)計計算，應(yīng)首先推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩，一般按由電動機至工作機之間運動傳遞的路線推算各軸的運動和動力參數(shù)。（1）各軸的轉(zhuǎn)速（r/min）： n1 = nm/i0n2= n1/ i1= nm/

19、i0i1n3= n2/i2=nm/ i0i1i2 式中的nm為電動機的滿載速度 n1 、n2、 n3分別為1、2、3軸的轉(zhuǎn)速 i0電動機至1軸的傳動比 i11軸至2軸的傳動比i22軸至3軸的傳動比(2) 各軸的輸入功率：p1=pd01p2=p112=pd0112 p3=p2011223pd為電動機的輸出功率，p1 、p2 、p3分別為 1 、2、 3軸的輸入功率，01、12、23分別為電動機軸與1軸，1軸與2軸，2軸與3軸間的傳動效率。(3)各軸轉(zhuǎn)矩：T1=Td i001 T2=T1 i112 T3=T2 i223T1、T2、T3分別為1、 2、 3 軸的輸入轉(zhuǎn)矩Td為電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩 Td

20、=9550pd/nm例2.2 同例2.1的已知條件和計算結(jié)果，計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù)。解：（1）各軸的轉(zhuǎn)速： n1 = nm/i0=960/3.14r/min=305.73r/minn2= n1/ i1=305.73/4r/min=76.4 r/minnw=76.4 r/min（2）各軸的輸入功率：p1=pd01=3.6×0.96kw=3.456 kwp2=p112= p123=3.456×0.99×0.97 kw =3.32 kwp3=p224=3.32×0.99×0.97 kw=3.19 kw（3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：Td=9550p

21、d/nm =9550×3.61/960Nm=35.91 NmT1=Td i001 = Td i01 =35.91×3.14×0.96 Nm=108.25 Nm T2=T1 i112 = T1 i123= 108×4×0.99×0.97 Nm=415.82 Nm T3=T2 24=415.82×0.99×0.97 Nm=399.31 Nm將運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果列于下表。 軸 名參 數(shù)電動機軸1軸2軸卷筒軸轉(zhuǎn)速n(r/min)960305.7376.476.4輸入功率P(kw)3.63.4563.323.19輸入轉(zhuǎn)

22、矩T (Nm)35.91108.25415.82399.31傳動比i3.1441效率0.960.960.96第二節(jié) 傳動零件的設(shè)計計算一、減速箱外傳動零件帶傳動設(shè)計 （1）帶傳動設(shè)計的主要內(nèi)容 選擇合理的傳動參數(shù)；確定帶的型號、長度、根數(shù)、傳動中心距、安裝要求、對軸的作用力及帶的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸等。（2）設(shè)計依據(jù) 傳動的用途及工作情況；對外廓尺寸及傳動位置的要求；原動機種類和所需的傳動功率；主動輪和從動輪的轉(zhuǎn)速等。（3）注意問題 帶傳動中各有關(guān)尺寸的協(xié)調(diào)，如小帶輪直徑選定后要檢查它與電動機中心高是否協(xié)調(diào)；大帶輪直徑選定后，要檢查與箱體尺寸是否協(xié)調(diào)。小帶輪孔徑要與所選電動機軸徑一致；大帶輪的孔徑

23、應(yīng)注意與帶輪直徑尺寸相協(xié)調(diào)，以保證其裝配穩(wěn)定性；同時還應(yīng)注意此孔徑就是減速器小齒輪軸外伸段的最小軸徑。例3-1 設(shè)計帶式輸送機傳動系統(tǒng)中的普通V帶傳動。原動機為Y132M1-6型電動機，電動機額定功率Ped=4KW,滿載轉(zhuǎn)速nm=960r/min,小帶輪安裝在電機軸上，帶的傳動比i=3.14,一天工作時間t=24h,5年壽命。解：（1） 選擇V帶型號查表，得工作情況系數(shù)KA=1.4,求得所需傳遞功率Pc=KA×Pc=1.4×4=5.6KW由小帶輪轉(zhuǎn)速n1及功率功率Pc選擇小帶輪型號為A型。（2）確定帶輪直徑dd1=112mm,dd2=i×dd1=355mm（3）

24、核算帶輪速度v=dd1nm/6000=5。63m/s5m/s<v<25m/s，v符合要求。（4）初步確定中心距0.7(dd1+dd2)<a0<2(dd1+dd2),則326.9mm<a0<934mm,取a0=600mm.（5） 確定期帶的長度Ld0=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd1-dd2)2/(4a0)=1958.017,取a=a0+(Ld-L0)/2=620.（6） 校核V帶的包角1=180ºarcsin（dd1-dd2）/（2a）=157.4º>120º（7） 確定帶的確良根數(shù)Z查表單根V帶傳遞功率P0=1.

25、16KW,查表傳遞功率增量P0=kbn1(1-1/ki)=0.119,包角修正系數(shù)k=0.93,長度修正系數(shù)kl=1.03,ZPc/(P0+P0) kkl=4.57(根)Z=5根。（8）確定單根V帶的拉力F0F0=500Pc(2.5/k-1)/Zv+qv2=171.09N（9）對軸的壓力FQFQ=2ZF0Sin1/2=1677.7N（10）結(jié)果是5根AGB1154489V帶，中心距a=600mm,帶的基準(zhǔn)直徑dd1=112mm,dd2=355mm，對軸的壓力FQ=1677.7N，帶輪的寬度B=(Z1)e+2f=78(mm).二、減速器內(nèi)傳動零件一級圓柱齒輪傳動設(shè)計圓柱齒輪設(shè)計計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計的方

26、法、步驟均可依教材的有關(guān)內(nèi)容進行，其注意事項如下：（1）齒輪材料的選擇要注意毛坯制造方法：選擇材料前應(yīng)先估計大齒輪的直徑，如果大齒輪直徑較大，應(yīng)選用鑄造毛坯，材料一般可選鑄鋼或鑄鐵；如果小齒輪的齒根圓直徑與軸徑接近，可制成齒輪軸，選用的材料應(yīng)兼顧軸的要求，同一減速器的各小齒輪（或大齒輪）的材料應(yīng)盡可能一致，以減少材料的牌號，降低加工的工藝要求。（2）計算齒輪的嚙合幾何尺寸時應(yīng)精確到小數(shù)點后23位，角度應(yīng)精確到秒，而中心距、寬度和結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)盡量圓整為整數(shù)。（3）參數(shù)的合理選擇，通常取Z1=2040，在保證齒根彎曲強度的前提下，Z1可取大些；傳遞動力的齒輪，其模數(shù)應(yīng)大于1.52mm。例3.2 設(shè)計

27、一臺單級直齒圓柱齒輪減速器，已知傳遞的功率P=3.4656KW,電動機驅(qū)動，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=305.73r/min,傳動比 i=4，單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，使用壽命5年，三班制工作。解：（1）選擇齒輪材料及精度等級：小齒輪選用45號鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBS，大齒輪選用45號鋼正火，硬度為170210HBS，因為是普通減速器由教材表10.21選8級精度，要求齒面粗糙度Ra3.26.3um（2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可求出d1值，確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)。1）轉(zhuǎn)矩T1=9550×p/n1=9550×3.4656/305.73=108.25Nm2）載荷系數(shù)k

28、查表10.11取k=1.13）齒數(shù)Z1和齒寬系d 小齒輪的齒數(shù)Z1取為27，則大齒輪齒數(shù)Z=i.Z1=108，Z1、Z2互質(zhì)，取Z2=107。因單級齒輪傳動為對稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由表10.20選取d=14) 許用接觸應(yīng)力【H】由相關(guān)圖表查得Hlim1=560Mpa,Hlim2=530Mpa,SH=1N1=60njln=60×305.73×(5×52×120)=0.57×109N2=N1/i=0.57×109/4=0.14×109查相關(guān)圖表得ZN1=1.06,ZN2=1.10【H】1= Zn1·Hlim1

29、/SH=1.06×560/1 Mpa =593.6Mpa【H】2= Zn2·Hlim2/SH=1.1×530/1 Mpa =583Mpad176.43（KT（U+1）/(du【H】2)）1/3=76.43×(1.1×108.25×103×5/(1×4×(593.6)2)1/3) mm=57.35mmm= d1/z1=57.35/27 mm=2.12mm取m=2.5mm d1=mz1=2.5×27=67.5mm d2=mz2=2.5×107mm=267.5mmb=d×d1=1&

30、#215;67.5mm=67.5mm,經(jīng)圓整后取b2=70mm,b1=b2+5mm=75mm, a=m(z1+z2)/2=2.5(27+107)/2mm=167.5mm.三、軸徑初選（1）初選軸徑 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計要在初步估算出一段軸徑的基礎(chǔ)上進行。軸徑可按扭轉(zhuǎn)強度初算，計算式為：dc(P/n)1/3式中P軸所傳遞的功率(Kw)n-軸的轉(zhuǎn)速(r/min)c-由軸的許用切應(yīng)力所確定的系數(shù)（查表見教材）初估的軸徑為軸上受扭段的最小直徑，此處如有鍵槽，還要考慮鍵槽對軸強度削弱的影響。有一個鍵槽時，直徑增大3%5%并圓整，若外伸軸用聯(lián)軸器與電動機軸相聯(lián)，則應(yīng)綜合考慮電動機軸徑及聯(lián)軸器孔徑尺寸，對初算軸徑尺

31、寸適當(dāng)調(diào)整。（2）聯(lián)軸器選擇 一般傳動裝置中有兩個聯(lián)軸器，一個聯(lián)接電動機軸與減速器高速軸的聯(lián)軸器，另一個是聯(lián)接減速器低速軸與工作機的聯(lián)軸器。對中、小型減速器的輸入軸、輸出軸均可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，它加工制造容易，裝拆方便、成本低，能緩沖減震。若方案聯(lián)軸器聯(lián)接低速軸與工作機，選彈性柱銷聯(lián)軸器。第三節(jié) 部件的設(shè)計與裝配圖的繪制減速器的基本結(jié)構(gòu)是由軸系部件、箱體及附件三大部分組成。這里介紹一下軸系部件設(shè)計的方法與步驟：一、軸系部件的設(shè)計軸系部件包括傳動件、軸和軸承組合。1、軸承類型的選擇減速器中常用的軸承是滾動軸承，滾動軸承類型可參照如下原則進行選擇：（1）考慮軸承所承受載荷的方向和大小。原則上，當(dāng)

32、軸承僅承受純徑向載荷時，一般選用深溝球軸承；當(dāng)軸承既承受徑向載荷又承受軸向載荷時，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承：但如果軸向載荷不大時，應(yīng)選用深溝球軸承。（2）轉(zhuǎn)速較高，旋轉(zhuǎn)精度要求較高，而載荷較小時和般選用球軸承。（3）載荷較大且有沖擊振動時，宜選用滾子軸承（相同外形尺寸下，滾子軸承一般比球軸承承載能力大，但當(dāng)軸承內(nèi)徑d<20mm時，這種優(yōu)點不顯著，由于球軸承價格低廉，應(yīng)選球軸承）。（4）軸的剛度較差、支承間距較大，軸承孔同軸度較差或多點支承時，一般選用自動調(diào)心軸承；而不能自動調(diào)心的滾子軸承僅能用在軸的剛度較大、支承間距不大、軸承孔同軸度能嚴(yán)格保證的場合。（5）同一軸上各支承應(yīng)盡可

33、能選用同類型號的軸承。2、傳動件齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計若設(shè)計采用圓柱齒輪作為內(nèi)傳動件，齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計與齒輪的幾何尺寸、毛坯材料、加工方法、使用要求和經(jīng)濟性等因素有關(guān)，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須綜合考慮。對于鋼制齒輪，當(dāng)齒輪直徑很小，齒根圓到鍵槽底部的距離K2m時，常將齒輪和軸做成一體，若K2m時，無論從材料或工藝上考慮，都應(yīng)將齒輪和軸分開制造。圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸及結(jié)構(gòu)型式可參考表選取。進行齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還要進行齒輪和軸的聯(lián)接設(shè)計。通常采用單鍵聯(lián)接，但當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)速較高時，應(yīng)采用花鍵或雙鍵聯(lián)接。3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及軸、軸承、鍵的強度校核傳動件裝在軸上以實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動和傳遞功率，減速器普遍采用階梯軸，傳動件和軸以平鍵聯(lián)接

34、。（1）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計減速器中的軸是既受彎矩又受扭矩的轉(zhuǎn)軸，較精確的設(shè)計方法是按彎矩合成強度來計算各段軸徑，一般先初步估算定出軸徑，然后按軸上零件的位置，考慮裝配、加工等因素，設(shè)計出階梯軸各段直徑和長度，確定跨度后，進一步進行強度驗算。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)在初估軸徑和初選滾動軸承型號后進行。為使軸上零件定位可靠、裝拆方便并考慮工藝性因素，通常將軸設(shè)計成由兩端向中央逐漸增大的階梯形：其徑向尺寸，由軸上零件的受力、定位、固定等要求確定；其軸向尺寸則由軸上零件的位置、配合長度及支承結(jié)構(gòu)等因素決定。（2）軸的強度校核 通?？蛇x定12個危險截面，按彎扭合成的受力狀態(tài)對軸進行強度校核，如強度不夠可修改軸的尺寸。例

35、4.1 已知傳遞的功率P=3.32kw，從動輪的轉(zhuǎn)速n=76.4r/min,直齒圓柱齒輪分度圓直徑d2=250mm,傳遞的轉(zhuǎn)矩T=415.82Nm（1）選擇軸的材料確定許用應(yīng)力由已知條件知減速器傳遞的功率屬于中小功率，材料無特殊要求，故選用45#鋼調(diào)質(zhì)處理，由表13.4查得強度極限B=650Mpa，再由表13.2得許用彎曲應(yīng)力【-1b】=60Mpa（2）按扭矩強度估算直徑根據(jù)表13.1得C=118107，又由式（13.2）得dc(p/n)1/3=(107118)×(3.32/76.4)1/3=37.641.5mm考慮到軸的最小直徑處要求安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故將計算直徑加3%5%

36、取38.7341.5mm,由設(shè)計手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=42mm（3）設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制草圖由于設(shè)計的是單級減速器，可將齒輪布置在箱體內(nèi)部中央，將軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。1）、確定軸上零件的位置和固定方式，要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須確定軸上零件的裝拆順序和固定方式，確定齒輪從右端裝入，齒輪的左端用軸肩（或軸環(huán)）定位，右端用套筒固定，這樣齒輪在軸上的軸向位置完全被確定，齒輪的周向固定采用平鍵聯(lián)接，軸承對稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸向用軸肩固定，周向固定采用過盈配合。2）、確定各軸段的直徑，如圖所示，軸段a（外伸端）直徑最小，d1=42mm,考慮到要對安裝在軸段a上的聯(lián)軸器進行定位，軸

37、段b上應(yīng)有軸肩，同時為能很順利地在軸段c、f 上安裝軸承，軸段c、f必須滿足軸承的內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段c、f的直徑分別為d3=55mm d6=55mm,用相同的方法確定軸段b、d、e的直徑d2=50mm d4 =60mm d5=68mm,選用6211軸承。3）、確定各軸段的長度，齒輪的輪轂寬為72mm，為保證齒輪固定可靠，軸段d的長度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬，取L4=70mm。為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距取該間距為13mm。為保證軸承安裝在軸承座孔中（軸承寬度為21mm）并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm。所以軸段e的長度L5=18mm, 軸

38、段f的長度L6=20mm。軸段c由軸承安裝的對稱性知，L3=40mm,軸段b的長度L2=66mm,軸段 a的長度由聯(lián)軸器的長度確定得L1=83mm(由軸頸d1=42mm知聯(lián)軸器和軸配合部分的長度為84mm),在軸段a 、d 上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長度比相應(yīng)的輪轂寬度小約510mm,鍵槽的寬度按軸段直徑查手冊得到，a處選用平鍵12×8×70，d處選用平鍵18×11×60。4）、選定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，如圓角、倒角、退刀槽等的尺寸。（4）按彎扭合成強度校核軸徑：Ft2=2T2/d2=2×415.82/250N=3326.

39、56NFr2=Ft2 tg=3326.56×tg200N=1210.77N如圖在水平面內(nèi)：FHA=FHB= Ft2/2=3326.56/2N=1663.28NII截面處的彎矩為：MHI=MHC=1663.28×128/2 Nm=106.45NmIIII 截面處的彎矩為：MHII=1663.28×28 Nm=46.57Nm在垂直面內(nèi)：FVA=FVB=Fr2/2=1210.77/2N=605.39NII截面處的彎矩為MVI=MVC=605.39×128/2 Nm=38.74NmIIII截面處的彎矩為MVII=605.39×28 Nm=16

40、.95NmII截面：MI=(MVI2+MHI2)1/2=(106.452+38.742)1/2 Nm=113.28NmIIII截面：MII=(MHII2+MVII2)1/2=(16.572+16.952)1/2 Nm=49.56NmT=9550 p/n=9550×3.32/76.4 Nm=415NmII截面：M e I=(MI2+(t)2)1/2=(113.282+(0.6×415)2)1/2 Nm=273.56NmIIII截面： M e III=(MII2+(t)2)1/2=(49.562+(0.6×415)2)1/2 Nm=253.88NmI-I截面：e I=

41、Me I/w=273.56/(0.1×603) Mpa =12.66Mpa<-1bII-II截面:e II=Me II/w=253.88/(0.1×553) Mpa =15.26Mpa<-1b例2-4 高速軸設(shè)計 已知傳遞的功率P=3.456kw，主動輪的轉(zhuǎn)速n=305.73r/min,直齒圓柱齒輪分度圓直徑d1=67.5mm,傳遞的轉(zhuǎn)矩T=108.25Nm（1）選擇材料，確定許用力類似于低速軸;（2）按扭矩強度估算最小直徑C107118，dC(P/n)1/3=2426,安裝帶輪需鍵聯(lián)接直徑擴大5,取d1=30mm。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1）軸上的零件固定和固定方式

42、，齒輪布置在箱體內(nèi)部中央，將軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝帶輪。齒輪從左端裝入，右端軸肩定位，左端用套筒定位，周向用平鍵定位。2）確定各軸段直徑，如圖所示，軸段a（外伸端）直徑最小，要對帶輪定位，軸段上設(shè)計軸肩,若選用,則d1=30mm,d2=35mm,d3=40mm,d4=45mm,d5=35mm。3）確定各段長度，帶輪的輪轂寬為78mm，L1=76mm,L2>5+1+C1+C2+(510)+m+e,取L2=85mm,3=73mm.L4=17mm,L5=16mm。（4）軸的強度較核同于低速軸。（5）鍵的選取，帶輪處：b×h×l=8×7×7

43、0,齒輪處：b×h×l=12×8×70。由于齒輪直徑較小，齒根圓到鍵槽底部的距離7.325mm<2.5，采用齒輪軸。結(jié)構(gòu)如圖所示。（3）軸承、鍵的強度校核軸承壽命一般按減速器的使用年限選定。對初選的軸承型號，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況確定其壽命，如不合要求，一般可更換軸承系列或類型，但不輕易改變軸承內(nèi)孔尺寸。具體計算方法見教材。例4.3 本減速器中根據(jù)具體情況采用一對深球溝軸承且選擇軸承號為6211，校核所選軸承P=f p (XFr+YFa),X=1,Y=0,Fr1=(FHa2+FVA2)=(1663.282+605.392)1/2=1770.02N;Fr2=

44、(FHB2+FVB2)=(1663.282+605.392)1/2=1770.02N;P=1.2×1×(1663.282+605.392)1/2N=2124.03NL10h=106/(60n)(ftC/P)=106/(60×76.4)(1×43200/2124.03)3h=1835374.5hLh=5×52×24×5h=31200h所以本軸承完全能滿足要求。采用平鍵聯(lián)接，鍵槽的寬度和深度根據(jù)軸頸確定（見教材）,鍵長根據(jù)轂長確定。平鍵聯(lián)接主要校核擠壓與剪切強度。計算中許用擠壓應(yīng)力應(yīng)選取軸、鍵、輪轂三者中最弱的。例4.4 校核聯(lián)

45、軸器HL3查表得HL3聯(lián)軸器Tm=630Nm 【n】=5000r/min Tc=KT=1.5×415=622.5Nm<Tm n=74.6r/min<【n】HL3聯(lián)軸器能滿足要求。例4.5 校核平鍵12×8×7018×11×60jy=4T/dhl=4×415/(42×8×70) Mpa =70.6Mpa<【jy】jy=4T/dhl=4×415/(60×11×60) Mpa =41.9Mpa<【jy】4、滾動軸承的組合設(shè)計為保證軸承正常工作，除正確確定軸承型號外，還

46、要正確設(shè)計軸承組合結(jié)構(gòu)，包括軸系的固定、軸承的潤滑和密封等。（1）軸系部件的軸向固定圓柱齒輪減速器軸承支點跨距較小，齒輪傳動效率高、溫升小，因此軸熱膨脹伸長量很小，所以軸系常采用兩端固定方式：內(nèi)圈軸向固定采用軸肩或套筒，外圈在箱體軸承座孔中，常用軸承蓋作軸向固定。軸承蓋與軸承外端面間，裝有調(diào)整墊片，用以補償軸系零件的軸間制造誤差、調(diào)整軸承游隙和少量調(diào)整齒輪的軸間位置。（2）軸承的潤滑與密封1）潤滑 采用脂潤滑時，為防止箱內(nèi)潤滑油進入軸承，通常在箱體軸承座內(nèi)端面一側(cè)裝設(shè)封油盤，封油盤結(jié)構(gòu)見圖4-6。采用油潤滑時，要在上箱蓋分箱面處制出坡口，在箱座分箱面上制出油溝，在軸承蓋上制出缺口和環(huán)形通路。輸

47、出溝結(jié)構(gòu)見圖4-1。圖4-1 封油盤的結(jié)構(gòu)圖4-1 輸油溝結(jié)構(gòu)2）密封：內(nèi)密封采用封油盤和擋油盤；外密封如采用接觸式可用氈圈或橡膠圈密封，如采用非接觸式可用油溝密封或迷宮密封。結(jié)構(gòu)見圖4-1。（3）軸承蓋的結(jié)構(gòu)和尺寸軸承蓋結(jié)構(gòu)形式分凸緣式和嵌入式兩種，前者調(diào)整軸承間隙方便，密封性好；后者不用螺釘聯(lián)接，結(jié)構(gòu)簡單，但座孔加工麻煩。具體結(jié)構(gòu)尺寸見表4-2。二、繪制裝配圖 減速器裝配圖是用來表達(dá)減速器的工作原理及各零件間裝配關(guān)系的圖樣，也是制造、裝配減速器和拆繪減速器零件圖的依據(jù)。必須認(rèn)真繪制且用足夠的視圖和剖面將減速器結(jié)構(gòu)表達(dá)清楚。1、裝配圖設(shè)計前的準(zhǔn)備工作（1）繪制裝配圖之前，應(yīng)將傳動裝置的總體設(shè)

48、計、傳動件及軸的設(shè)計計算所得的尺寸、數(shù)據(jù)進行歸納、匯總并確定減速器箱體的結(jié)構(gòu)方案。（2）繪圖前，選好比例尺，布置好視圖位置，對于準(zhǔn)備工作中沒有計算的一些具體尺寸，可邊繪圖邊計算交叉進行。裝配圖視圖布置形式 技術(shù)特性 技術(shù)要求 明細(xì)表標(biāo)題欄圖4-2 視圖布置參考圖2、裝配圖設(shè)計的第一階段這一階段的主要內(nèi)容如下：（1）確定減速器箱體內(nèi)壁及箱體內(nèi)各主要零件之間的相關(guān)位置。1）內(nèi)壁位置的確定如圖4-2所示，在主視圖中根據(jù)前面計算內(nèi)容定出各齒輪中心線位置，畫分度圓，在俯視圖中定出各齒輪的對稱中心線，畫出齒輪的輪廓。注意高速級齒輪和低速級軸不能相碰，否則應(yīng)重新分配傳動比，小齒輪寬度應(yīng)略大于大齒輪寬度510

49、，以免因安裝誤差影響齒輪接觸寬度。1大齒輪齒頂圓和機體內(nèi)壁之間的距離。2小齒輪端面和機體內(nèi)壁之間的距離。d機體內(nèi)壁的寬度，應(yīng)圓整。d1機蓋壁厚。a機蓋頂面與水面的傾角。應(yīng)注意a不能太大，否則會與高速軸上的齒輪運動干涉并影響視孔蓋上通氣塞的安裝；a也不能太小，否則會使機體結(jié)構(gòu)增大。a大小應(yīng)根據(jù)具體結(jié)構(gòu)而定。2）軸承及軸承座位置的確定B內(nèi)壁與軸承座端面的距離，取決于壁厚d、軸承旁聯(lián)接螺栓d1及其所需的扳手空間C1、C2的尺寸。因此B=d+C1+C2+(58)mm，(58)mm為區(qū)分加工面與毛坯面所留出的尺寸即軸承座端面凸出箱體外表面的距離,其目的是為了便于進行軸承座端面的加工。兩軸承座端面間的距離

50、應(yīng)進行圓整。3軸承內(nèi)側(cè)與機體內(nèi)壁之間的距離。如果軸承用箱體內(nèi)潤滑油潤滑，3值見表，如軸承采用油脂潤滑,則需要裝擋油環(huán)，3值見表。 圖4-3 傳動件、軸承座端面及箱壁位置(2)初步計算軸徑按純扭轉(zhuǎn)受力狀態(tài)初步估算軸徑，計算時應(yīng)降低許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定軸端最小直徑dmin,具體計算方法參見教材。若軸上開有鍵槽，計算出的軸徑應(yīng)增大5%，并盡量圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。若軸與聯(lián)軸器聯(lián)接，則軸徑與聯(lián)軸器孔徑一致。繪制出減速器各零、部件的相互位置之后，尚須進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計；軸的支點距離和力的作用點的確定；軸、鍵、軸承的強度校核，如前所述。(3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容是確定軸的徑向尺寸、軸向尺寸以及鍵槽的尺寸、

51、位置等。1)確定軸的徑向尺寸確定軸的徑向尺寸時，應(yīng)考慮軸上零件的定位和固定、加工工藝和裝拆等的要求。一般常把軸設(shè)計成中部大兩端小的階梯狀結(jié)構(gòu)，其徑向尺寸的變化應(yīng)考慮以下因素，如圖4-4。定位軸肩的尺寸 直徑d3和d4、d6和d7的變化處，軸肩高度h應(yīng)比零件孔的倒角C或圓角半徑r大23mm,軸肩的圓角半徑r應(yīng)小于零件孔的倒角C或圓角半徑r。裝滾動軸承的定位軸肩尺寸應(yīng)查軸承標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)安裝尺寸。非定位軸肩的尺寸 圖中的d4和d5、d5和d6的直徑變化處，其直徑變化量較小，一般可取為0.53mm。有配合處的軸徑 為便于裝配及減小應(yīng)力集中，有配合的軸段直徑變化處常做成引導(dǎo)錐，如圖所示。軸徑尺寸 初選滾

52、動軸承的類型及尺寸,則與之相配合的軸頸尺寸即被確定下來,同一軸上要盡量選擇同一型號的軸承。加工工藝要求 當(dāng)軸段需要磨削時，應(yīng)在相應(yīng)軸段落上留出砂輪越程槽；當(dāng)軸段需切毛巾制螺紋時，應(yīng)留出螺紋退刀槽。與軸上零件相配合的軸段直徑應(yīng)盡量取標(biāo)準(zhǔn)直徑系列值。圖4-4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、處局部放大圖見圖4-5圖4-5 軸肩高度和圓角半徑2)確定軸的軸向尺寸階梯軸各段軸向尺寸，由軸上直接安裝的零件（如齒輪、軸承等）和相關(guān)零件（如箱體的軸承座孔、軸承蓋等）的軸向位置和尺寸確定。確定軸向尺寸時應(yīng)注意以下幾點：保證傳動件在軸上固定可靠 為使傳動件在軸上的固定可靠應(yīng)使輪轂的寬度大于與之配合軸段的長度，以使其他零件頂住輪轂

53、，而不是頂在軸肩上。一般取輪轂寬度與軸段長度之差=12mm。當(dāng)制造有誤差時，這種結(jié)構(gòu)不能保證零件的軸向固定及定位。 當(dāng)周向聯(lián)接用平鍵時，鍵應(yīng)較配合長度稍短，并應(yīng)布置在偏向傳動件裝入一側(cè)以便于裝配。軸承的位置應(yīng)適當(dāng) 軸承的內(nèi)側(cè)至箱體壁應(yīng)留有一定的間距，其大小取決于軸承的潤滑方式。采用脂潤滑時，所留間距較大，以便放擋油環(huán)，防止?jié)櫥蜑R入而帶走潤滑脂，如圖4-6a所示；若采用油潤滑 ，一般所留間距為03mm即可，如圖4-6b所示。擋油環(huán)結(jié)構(gòu)如圖4-7。a 脂潤滑軸承 b 油潤滑軸承圖4-6 軸承在箱體中的位置 圖4-7 擋油環(huán)3)校核軸、軸承和鍵軸上力的作用點及支點跨距可從裝配草圖上確定。傳動件力作用線的位置可取在輪緣寬度中部，滾動軸承支承反力作用點可近似認(rèn)為在軸承寬度的中部。力的作用點及支點跨距確定后