兩級(jí)展開式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)說明書

1、課程設(shè)計(jì)課程名稱： 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 年 級(jí)： 任課教師： 2014年 6月27日目錄第一章 總論11.1設(shè)計(jì)一個(gè)帶式輸送機(jī)的減速器11.2帶式運(yùn)輸機(jī)減速器特點(diǎn)及作用1第二章 機(jī)械傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)12.1 分析、擬定傳動(dòng)方案12.2電動(dòng)機(jī)的選擇22.3傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和傳動(dòng)比的分配42.4傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算5第三章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)（齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)）63.1 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)63.2 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)13第四章 軸的設(shè)計(jì)各軸軸徑計(jì)算204.1中間軸的設(shè)計(jì)214.2高速軸的設(shè)計(jì)254.3低速軸的設(shè)計(jì)30第五章 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)

2、345.1低速軸上的軸承計(jì)算345.2中間軸深溝球軸承校核計(jì)算35第六章 鍵連接的選擇和計(jì)算356.1低速軸上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算356.2中間軸上鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算366.3高速軸上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算37第七章 減速器的箱體、潤滑劑及附件377.1箱體設(shè)計(jì)：377.2潤滑方式及潤滑劑的選擇387.3密封方式的選擇397.4減速器附件設(shè)計(jì)：39總結(jié)42參考文獻(xiàn)43第一章、總論設(shè)計(jì)一個(gè)帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置，帶式運(yùn)輸機(jī)是通過皮帶傳遞力矩給卷筒，達(dá)到運(yùn)輸?shù)哪康?。傳?dòng)裝置是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。常用減速器 ：齒輪減速器，蝸輪蝸桿減速

3、器等。絕大多數(shù)的變速器（或稱變速箱）主要起降低原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的作用。1.1設(shè)計(jì)一個(gè)帶式輸送機(jī)的減速器給定條件：由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸送帶的牽引力F=3000N，運(yùn)輸帶速度v=0.95m/s，運(yùn)輸機(jī)滾筒直徑為D=400mm。運(yùn)輸機(jī)使用期5年、兩班制工作、單向運(yùn)轉(zhuǎn)、工作平穩(wěn)、運(yùn)輸帶速度允許誤差±5%、要求傳動(dòng)效率大于0.9、減速器由一般規(guī)模廠中小批量生產(chǎn)。1.2帶式運(yùn)輸機(jī)減速器特點(diǎn)及作用該減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、容易制造、使用壽命長(zhǎng)、維護(hù)方便。但齒輪相對(duì)軸承的位置不對(duì)稱，因此軸應(yīng)具有較大剛度。齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩的作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形將能減緩軸在彎矩作用下產(chǎn)生彎曲變形所引起的

4、載荷沿齒寬分布不均勻的現(xiàn)象。齒輪減速器介于機(jī)械中原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間，主要將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工作機(jī)，在此起減速作用，并降低轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的增大轉(zhuǎn)矩。 第二章 機(jī)械傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)2.1 分析、擬定傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)方案：方案一（皮帶一級(jí)單級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)） 方案二（皮帶一級(jí)單級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)） 方案三（兩級(jí)展開式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)） 方案四（兩級(jí)展開式斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)） 方案五（蝸輪蝸桿傳動(dòng)）比較各個(gè)方案，帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式來說較大；蝸輪蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，但效率與其他方案相比較低，齒輪傳動(dòng)較其他形式來說裝配較復(fù)雜，但傳遞效率高。兩級(jí)展開式直齒圓柱齒

5、輪傳動(dòng)較其他齒輪傳動(dòng)方案，采用兩級(jí)傳動(dòng)，具有體積小，傳動(dòng)扭矩大，使用壽命長(zhǎng)，工作平穩(wěn)等特點(diǎn)；具有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，能滿足不同的工況，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，傳動(dòng)效率高，耗能低，性能優(yōu)越等特點(diǎn)。故在課程設(shè)計(jì)方案的選取中，選取方案三（兩級(jí)展開式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)）作為本次課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案。該方案是鏈接電動(dòng)機(jī)和皮帶運(yùn)輸機(jī)的減速裝置。此方案工作可靠、傳遞效率高、使用維護(hù)方便、環(huán)境適用性好，但齒輪相對(duì)軸承的位置不對(duì)稱，因此軸應(yīng)具有較大剛度。此外，總體寬度較大。 本方案，其傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖如下： 傳動(dòng)裝置布置圖 2.2電動(dòng)機(jī)的選擇（1）選擇電動(dòng)機(jī)類型根據(jù)工作機(jī)的負(fù)荷、特性和工作環(huán)境，選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)形式和轉(zhuǎn)速，計(jì)算

6、電動(dòng)機(jī)功率，最后確定其型號(hào)。電動(dòng)機(jī)是系列化的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，其中以三相異步電機(jī)應(yīng)用為最廣。Y系列電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕和特殊要求的機(jī)械設(shè)備上。根據(jù)一般帶式輸送機(jī)選用的電動(dòng)機(jī)選擇選用Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)。（2） 確定電動(dòng)機(jī)功率 工作裝置所需功率按下式計(jì)算 式中，工作裝置的效率本例考慮膠帶卷筒及其軸承的效率。代入上式得： 電動(dòng)機(jī)的輸入功率按1式（2-1）計(jì)算 式中，為電動(dòng)機(jī)軸至卷筒軸的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置總效率。 由式，；彈性聯(lián)軸器效率，7級(jí)精度齒輪傳動(dòng)（脂潤滑）效率，滑塊聯(lián)軸器效率，取滾動(dòng)軸承效率，則 故（3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸作為工作軸，其轉(zhuǎn)速

7、為：按表（2-1）推薦的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比范圍：?jiǎn)螛O圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍，則總傳動(dòng)比范圍應(yīng)為，可見電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min，1000r/min和1500r/min三種，為減少電動(dòng)機(jī)的重量和價(jià)格，由表8-184選常用的同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的Y系列電動(dòng)機(jī)Y132M1-6，其滿載轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)型式以及其中心高、外形尺寸。 Y132M1-6電動(dòng)機(jī)，其主要參數(shù)如下:電動(dòng)機(jī)額定功率P4kw電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速960rmin電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑38mm電動(dòng)機(jī)伸出端安裝長(zhǎng)度80mm2.3傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和傳動(dòng)比的分配（1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 （2） 分配傳動(dòng)裝置各級(jí)

8、傳動(dòng)比 由式，則有， 因閉式傳動(dòng)取高速小齒輪齒數(shù)Z1=22， 大齒輪 齒數(shù)比 低俗小齒輪齒數(shù)Z3=28， 大齒輪 齒數(shù)比 實(shí)際總傳動(dòng)比3. 核驗(yàn)工作機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速誤差 卷筒的實(shí)際轉(zhuǎn)速=960/21.2=47.52 轉(zhuǎn)速誤差=0.0105<0.05 合乎要求2.4傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 （1）各軸的轉(zhuǎn)速由式 I軸 II軸 III軸 （2）各軸輸入功率由式： I軸× II軸××0 III軸 （3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩由式 I軸 II軸 III軸 將以上算的的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表如下： 軸名參數(shù) I軸 II軸 III軸轉(zhuǎn)速n(r/min)960181.1345.3功

9、率P(kW)3.963.84123.726轉(zhuǎn)矩T(Nm)39373.75202463.6785503 第三章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)（齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)） 傳動(dòng)裝置中傳動(dòng)零件的參數(shù)、尺寸和結(jié)構(gòu)，對(duì)其他零件、部件的設(shè)計(jì)起決定性作用，因此應(yīng)首先設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件。 二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器的主要傳動(dòng)零件是齒輪，齒輪安裝在軸上，或根據(jù)需要做成齒輪軸。齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)需要確定的內(nèi)容是：齒輪材料和熱處理方式、齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、中心距、變位系數(shù)、齒寬、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪材料及熱處理方式的選擇，應(yīng)考慮齒輪的工作條件、傳動(dòng)尺寸的要求、制造設(shè)備條件等。齒輪的作用：齒輪是機(jī)器中廣泛采用的傳動(dòng)零件之一。它

10、可以傳遞動(dòng)力，又可以改變轉(zhuǎn)速和回轉(zhuǎn)方向。 3.1 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2）選用8級(jí)精度 3）材料選擇，由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS 4）試選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)為。 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)計(jì)算公式（1011）進(jìn)行試算，即 （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)Kt1.3計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 由表107選取尺寬系數(shù)d1由圖1020查得區(qū)域系數(shù)由表105查得材料的接觸疲勞強(qiáng)度重合度系數(shù) 算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 由

11、圖1025d得大小齒輪的接觸疲勞極限分別為MPa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限MPa；由表105查得材料的彈性影響系數(shù) 由式1015計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)60n1jLh609601（283005）1.3824 由圖1023查得接觸疲勞壽命系數(shù):0.9；0.95 取失效概率為1，安全系數(shù)S1，由式（1014）得 （2）計(jì)算 試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入中較小的值。=40.8mm 計(jì)算圓周速度V V=2.05m/s 計(jì)算齒寬b b=d=1×40.8mm=40.8mm 計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù) =1.8218mm齒高 =2.25×1.8218mm=4.099mmb/h=40.8/4.09

12、9=9.78 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=2.05m/s,7級(jí)精度，由圖108查得動(dòng)載系數(shù)=1.038；直齒輪=1.2 由表10-2查得使用系數(shù) 由表104查得7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí), =1.418；故載荷系數(shù) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（1012）得 =mm=45.2mm 計(jì)算模數(shù)m m=mm 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式(107)得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 m （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值由圖10-24查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500Mpa；大齒輪的彎曲疲勞極限強(qiáng)度=380MPa由10-18取彎曲壽命系數(shù)=0.85 =0.88計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.

13、4 見表（10-12）得=（）=303Mpa= （=238Mpa計(jì)算載荷系數(shù)KK=KAKVKFKF=1×1.13×1×1.40=1.582查取應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得 =1.56；=1.815查取齒形系數(shù) 由表105查得 =2.16 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較=大齒輪的數(shù)值大。(2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 m=（3）調(diào)整此輪模數(shù) 圓周速度=1.53m/s 齒寬 b=d=1×30.46mm=30.46mm 計(jì)算齒寬與齒高之比 模數(shù) =1.8218mm 齒高 b/h=30.46/3.105=9.8計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)v=1.53m/s,7級(jí)精度，由圖108查得動(dòng)載系數(shù)=

14、1.027； 直齒輪=1.2 由表10-2查得使用系數(shù) 由 由表103齒間載荷分配系數(shù) 由表104查得7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí), =1.4145,結(jié)合b/h=9.8；故載荷系數(shù) 計(jì)算模數(shù)m m 對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理取m=2mm 小齒輪齒數(shù) =/m=45.2/2=22.623 大齒輪齒數(shù) =5.322.6=119.78120 4、幾何尺寸計(jì)算 (1)計(jì)算中心距 a=(+)/2=143mm， (2)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 =m=232=46mm =m=1202 =240mm (3)計(jì)算齒輪寬度 b=d=46mm=54mm，=46mm 備注齒寬一般是小齒輪得比大齒輪得多5-10mm （4）齒

15、頂圓直徑 （5）齒底圓直徑 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸歸于下表計(jì)算公式結(jié)果模數(shù)2.0名稱分度圓直徑46240齒頂圓直徑50.5244.5齒根圓直徑 40234中心距143齒寬46545、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪1由于直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)； 大齒輪2的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算如下表代號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算公式結(jié)果輪轂處直徑72輪轂軸向長(zhǎng)L63倒角尺寸n1齒根圓處厚度8腹板最大直徑244板孔分部圓直徑148板孔直徑38腹板厚 13結(jié)構(gòu)草圖如下：3.2 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2）選用8級(jí)精度 3）材料選擇，由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為2

16、80HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS 4）試選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)為，2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按設(shè)計(jì)計(jì)算公式（109a）進(jìn)行試算，即 （1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選載荷系數(shù)Kt1.3計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 由表107選取尺寬系數(shù)d1由表105查得材料的接觸疲勞強(qiáng)度重合度系數(shù) 算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 由圖1025d得大小齒輪的接觸疲勞極限分別為MPa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限MPa；由表105查得材料的彈性影響系數(shù) 由式1015計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)60n1jLh60181.131（283005）2.608272由圖1023查得接觸疲勞壽命系數(shù)

17、:1.145；0.98 取失效概率為1，安全系數(shù)S1，由式（1014）得 （2）計(jì)算 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。=67.69mm 計(jì)算圓周速度V V=0.642m/s 計(jì)算齒寬b b=d=1×67.69mm=67.69mm 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=0.642m/s,7級(jí)精度，由圖108查得動(dòng)載系數(shù)=1.01； 直齒輪=1.2 由表10-2查得使用系數(shù) 由表104查得7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí), =1.418； 齒圓周力 由表103查得齒間動(dòng)載荷系數(shù)故載荷系數(shù) 由式（1012）得實(shí)際載荷分度圓直徑 =mm=74.81mm 計(jì)算模數(shù)m m= 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式(1

18、07)得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 m（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 由圖10-24查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500Mpa；大齒輪的彎曲疲勞極限強(qiáng)度=380MPa 由10-22取彎曲壽命系數(shù)=0.92 =0.97 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 見表（10-12）得=（）=328.6Mpa= （=263.28Mpa 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表105查得 =1.62；=1.81 查取齒形系數(shù) 由表105查得 =2.17 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較=大齒輪的數(shù)值大 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 m = （3）調(diào)整此輪模數(shù) 圓周速度 =0.53m/s 齒寬 b=d=1×56.2mm=56.2m

19、m 計(jì)算齒寬與齒高之比 模數(shù) =2.0065mm齒高 b/h=56.2/4.51=12.6計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=1.0.53m/s,7級(jí)精度，由圖108查得動(dòng)載系數(shù)=1.01 由表10-2查得使用系數(shù) 由 由表103得齒間載荷系數(shù)=1.1 由表104查得7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí), =1.42,結(jié)合b/h=12.46 查圖10-13得；故載荷系數(shù)計(jì)算模數(shù)m m對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理取m=2.5mm小齒輪齒數(shù) =67.69/234大齒輪齒數(shù) =434=1364、幾何尺寸計(jì)算(1)計(jì)算中心距 a=()/2=(68+272)/2=170mm，(2)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 =342=68mm =27

20、2mm(3)計(jì)算齒輪寬度 b=d=68mm =76mm，=68mm 備注齒寬一般是小齒輪得比大齒輪得多5-10mm（4）齒頂圓直徑 （5）齒底圓直徑 3.低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸歸于下表名稱計(jì)算公式結(jié)果模數(shù)2壓力角分度圓直徑68272齒頂圓直徑 72276齒根圓直徑63267中心距170齒寬68764.齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪3由于直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)； 大齒輪4的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算如下表代號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算公式結(jié)果輪轂處直徑115輪轂軸向長(zhǎng)L86.4倒角尺寸n1齒根圓處厚度8腹板最大直徑251板孔分部圓直徑183板孔直徑34腹板厚20.4結(jié)構(gòu)草圖如下 第四章 軸的設(shè)計(jì)各軸軸

21、徑計(jì)算 軸的作用：用來支承旋轉(zhuǎn)并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩和彎矩的機(jī)械零件。轉(zhuǎn)軸既傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩又承受彎矩。傳動(dòng)軸只傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩或彎矩很小。心軸則只承受彎矩而部傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩。 二級(jí)直齒輪減速器中要用到三根軸分別為高速級(jí)軸、中間軸、低速級(jí)軸。該減速器中的軸上再進(jìn)行安裝齒輪，三根軸既承受扭矩又承受彎矩，都是轉(zhuǎn)軸。因考慮有利于提高軸的強(qiáng)度和便于軸上零件的固定、裝拆，多采用階梯狀4.1中間軸的設(shè)計(jì)1. 軸材料的選擇 取中間軸與齒輪3的材料一致 45號(hào)鋼調(diào)質(zhì) 由資料有 2. 初步確定軸的直徑根據(jù)表115-3選取A0=112。于是有: 考慮該處的軸頸應(yīng)大于高速軸處直徑，則=40mm 3. 選軸承初步選擇滾

22、動(dòng)軸承。選6308深溝球軸承；通過查手冊(cè)可知6007深溝球軸承d=40(mm) =（軸頸直徑），B=23（mm） ，所以齒輪2處軸頭直徑=45mm 。 4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） ：確定個(gè)軸段的長(zhǎng)度 齒輪2處軸肩高度 由齒輪3的各直徑的軸承安裝直徑=49mm 按軸上需件的軸向尺寸及需件相對(duì)位置確定軸上各段長(zhǎng)度，如上圖 5. 按許用彎曲應(yīng)力校核軸 （1）計(jì)算軸上作用力 齒輪2： 齒輪3：（2） 計(jì)算支反力 豎直面，繞B的力矩 校核： 計(jì)算無誤 水平面，繞B的力矩 校核： 計(jì)算無誤（3） 轉(zhuǎn)矩 垂直平面彎矩 C處彎矩：(左)= (右)= D處彎矩：(左)= (右)= 水平彎矩： C處： D處：（4

23、） 合成彎矩 C處：(左)= (右)= D處：(左)= (右)= （5）彎矩及轉(zhuǎn)矩圖 （6） 計(jì)算當(dāng)量彎矩 應(yīng)力系數(shù)校核：C處： D處： （7）校核軸頸C刨面： 強(qiáng)度足夠D刨面： 強(qiáng)度足夠 6 軸的局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由表6.1得鍵槽尺寸 由表6.2得鍵槽尺寸得鍵長(zhǎng)L=45 由表4.5得導(dǎo)向錐面尺寸a=3， 由表4.3得砂輪越程槽由表4.6的各過渡圓角尺寸R=1.2，C=0.64.2高速軸的設(shè)計(jì)1. 軸材料的選擇 由于該軸為齒輪軸，應(yīng)與齒輪的材料相同，為45調(diào)質(zhì)2. 初步確定軸的直徑 根據(jù)表115-3選取A0=112。于是有: 此軸的最小直徑分明是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑d為了使所選的軸的直徑d與聯(lián)

24、軸器的孔徑相適應(yīng)，固需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。3. 聯(lián)軸器的型號(hào)的選取查表114-1,取=1.3則；按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003，選用LX3 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩1250(N·m)。半聯(lián)軸器的孔徑d1=32(mm) ，故取d1=32(mm)。4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1): 劃分軸段 軸伸段，過密封圈處軸段，軸頸段，軸承安裝定位軸段，齒輪軸段 （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 軸伸直徑比強(qiáng)度計(jì)算的值要大許多。考慮軸的緊湊性，起階梯軸段直徑應(yīng)盡可能較小值增加，同時(shí)軸伸段，因此軸伸段取聯(lián)軸器用套筒定位，與套筒配合段直徑=

25、34mm 選擇深溝球軸承6307，軸頸=35mm（查表5-9），根據(jù)軸承的安裝尺寸（查表5-9） 齒輪段段前面尺寸的設(shè)計(jì) （3）定各段的軸向長(zhǎng)度 兩軸承間距 A為箱體內(nèi)壁距離，由中間軸設(shè)計(jì)知161mm，軸承內(nèi)端面與內(nèi)壁之間的距離取10mm，B為軸承寬，取21mm。則 軸伸段由聯(lián)軸器軸向長(zhǎng)度確定； 軸頸段長(zhǎng)度由軸承寬決定； 齒輪段軸向長(zhǎng)度取決于齒輪寬，軸向位置由中間軸2齒輪所需李娥河位置確定； 直徑軸段長(zhǎng)度在齒輪尺寸和位置確定后即可自然獲得。直徑為軸段長(zhǎng)由端蓋外和端蓋內(nèi)兩部分尺寸組成； 端蓋外尺寸為：k+（1020）mm h為端蓋螺釘（M8）六角厚度k=7mm； 端蓋內(nèi)尺寸，根據(jù)附圖III.7所

26、示為 其中為壁厚，為 軸承旁接螺栓扳手位置尺寸，見表7.1,7.2；e為端蓋凸緣厚度（表7.17）；軸承內(nèi)端面與內(nèi)壁距離；B為軸承寬，6307軸承為21mm；軸段長(zhǎng)度=k+（1020）+ =54mm高速軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸如下;4、按許用彎曲應(yīng)力校核 1）、繪軸的受力圖，如圖（a） 2）、計(jì)算軸上的作用力 齒輪1： 3）、計(jì)算支反力 垂直平面支反力（XZ平面），圖（b） 繞支點(diǎn)B的力矩和,得 同理，得 校核： 計(jì)算無誤 水平平面（XY平面），圖（c） 繞支點(diǎn)B的力矩和,得 校核： 計(jì)算無誤 4）、轉(zhuǎn)矩，繪彎矩圖， 垂直面內(nèi)彎矩圖，圖（d） C處彎矩： 水平面內(nèi)彎矩圖，圖（e） C處彎矩： 5）、合

27、成彎矩，圖（f） C處： 4）、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖，圖（g） 5）、計(jì)算當(dāng)量彎矩，繪彎矩圖，圖（h） 應(yīng)力校正系數(shù) C處： 高速軸受力及彎矩圖 7）、校核軸徑 C剖面：。4.3低速軸的設(shè)計(jì)1. 材料的選擇 選擇40 Cr調(diào)質(zhì)鋼2 初步確定軸的直徑 初步估算軸的最小直徑 根據(jù)表15-3選取A0=112。于是有: 此軸的最小直徑分明是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑，為了使所選的軸的直徑。 聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，固需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。3 . 聯(lián)軸器的型號(hào)的選取 查表114-1,取=1.3則；按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003（見表28-2），選用LX4 型彈性柱銷

28、聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250(N·m)。半聯(lián)軸器的孔徑(mm) ，固取d1 4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）：擬定軸上零件的裝配方案（2）：根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度選擇深溝球軸承6311軸頸半徑，由齒輪4知其齒寬b=68mm。軸承詞用軸肩定位，由表5-9知。兩軸頸間距離 ， 其中A為箱體內(nèi)壁距離，由中間軸設(shè)計(jì)知161mm，軸承內(nèi)端面與內(nèi)壁之間的距離取10mm，B為軸承寬，取。則 軸伸段由聯(lián)軸器軸向長(zhǎng)度確定； 軸頸段長(zhǎng)度由軸承寬決定； 齒輪段軸向長(zhǎng)度取決于齒輪寬，軸向位置由中間軸4齒輪所需李娥河位置確定； 直徑軸段長(zhǎng)度在齒輪尺寸和位置確定后即可自然獲得。直徑為軸段長(zhǎng)由端蓋外和端

29、蓋內(nèi)兩部分尺寸組成； 端蓋外尺寸為：k+（1020）mm h為端蓋螺釘（M8）六角厚度k=7mm； 端蓋內(nèi)尺寸，根據(jù)附圖III.7所示為 其中為壁厚，為 軸承旁接螺栓扳手位置尺寸，見表7.1,7.2；e為端蓋凸緣厚度（表7.17）；軸承內(nèi)端面與內(nèi)壁距離；B為軸承寬，6307軸承為31mm；軸段長(zhǎng)度=k+（1020）+ =45mm 高速軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸如下;5.按許用彎曲應(yīng)力校核 1）、軸上力的作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距的確定 齒輪對(duì)軸的力作用點(diǎn)按簡(jiǎn)化原則在齒輪寬的中點(diǎn)，因此可決定軸上齒輪力的作用點(diǎn)位置。 軸頸上安裝的6311C軸承從表5.09可知他的負(fù)荷作用中心距離軸承外端面尺寸 2）、繪軸的受力圖，如

30、圖（a） 3）、計(jì)算軸上的作用力 齒輪1： 4）、計(jì)算支反力 垂直平面支反力（XZ平面），圖（b） 繞支點(diǎn)B的力矩和,得 同理，得 校核： 計(jì)算無誤 水平平面（XY平面），圖（c） 繞支點(diǎn)B的力矩和,得 校核： 計(jì)算無誤 5）、轉(zhuǎn)矩，繪彎矩圖， 垂直面內(nèi)彎矩圖，圖（d） C處彎矩： 水平面內(nèi)彎矩圖，圖（e） C處彎矩： 6）、合成彎矩，圖（f） C處： 7）、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖，圖（g） 8）、計(jì)算當(dāng)量彎矩，繪彎矩圖，圖（h） 應(yīng)力校正系數(shù) C處： 9）、校核軸徑 C剖面：。 第五章 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)軸承的作用：支承軸。 考慮受軸向力較小，且主要是徑向力，故選用的是單列深溝球軸承中間軸6308兩個(gè)

31、，高速軸6307兩個(gè)，低速軸6311兩個(gè)（GB/T276-94） 5.1低速軸上的軸承計(jì)算 在前面計(jì)算軸時(shí)采用6311號(hào)深溝球軸承，其主要參數(shù)如下：基本額定靜載荷： 基本額定動(dòng)載荷： ) FNH2=2307.19(N) FNV2=839.74(N)由上可知右端軸承所受的載荷遠(yuǎn)大于左端軸承，所以只需對(duì)右端軸承進(jìn)行校核，如果左端軸承滿足要求，左端軸承必滿足要求。（1）：求比值軸承所受徑向力 (2)按照1表13-5，X=1，Y=0,按照1表13-6，取。則P=1.1（3）：驗(yàn)算軸承的壽命按要求軸承的最短壽命為L(zhǎng)h=2*8*300*10=48000（工作時(shí)間）根據(jù)1式（13-5） （對(duì)于球軸承?。?所

32、以所選的軸承滿足要求。5.2中間軸深溝球軸承校核計(jì)算 選用的軸承型號(hào)為6308，所以1. 查表5.9 ，1） 徑向負(fù)荷 2）已知預(yù)期壽命5年，2班制 軸承實(shí)際壽命 =16670/326.605* >24000h具有足夠使用壽命 第六章 鍵連接的選擇和計(jì)算 鍵的作用：把軸和套在軸上的零件固定在一起，以便傳遞扭矩。 6.1低速軸上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 對(duì)連接齒輪與軸的鍵的計(jì)算（1）：選擇鍵連接的類型和尺寸一般7級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A）型。根據(jù)d=72（mm）從表6-1中查的鍵的截面尺寸為：寬度b=16（mm），高度=10(

33、mm)，由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)L=59.5（mm）（比輪轂寬度小些）（2）：校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓用力=100 ，取中間值，=110MPa 。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=55.5-16=39.5（mm），鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5 。由式（6-1）可得： =110MPa所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。 2. 對(duì)聯(lián)軸器及其鍵的計(jì)算b*h=12*8 d1=42 L=72所以l=L-b=72-12=60 k=0.5h=481.23<110 MPa所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。6.2中間軸上鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 對(duì)連接大齒輪與軸的鍵的計(jì)算（1）：選

34、擇鍵連接的類型和尺寸一般7級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A）型。根據(jù)d=45（mm）從表6-1中查的鍵的截面尺寸為：寬度b=14（mm），高度=9(mm)，由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)L=33（mm）（比輪轂寬度小些）（2）：校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓用力=100 ，取其平均值，=110MPa 。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=33-14=19（mm），鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5 。由式（6-1）可得： =110MPa所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。 6.3高速軸上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.對(duì)聯(lián)

35、軸器及其鍵的計(jì)算d1=30 b=8 h=7 L=46所以l=L-b=46-8=38 k=0.5h=3.5 =110MPa所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。 第七章 減速器的箱體、潤滑劑及附件7.1箱體設(shè)計(jì)： 低速級(jí)中心距：a=170（mm） 箱座壁厚：=0.025a+2.5=6.18（mm） 取為8（mm） 箱蓋壁厚：=0.025a+2.5=6.18（mm） 取為8（mm） 箱座凸緣厚度：b=1.5=12（mm） 箱蓋凸緣厚度：=1.5=12（mm） 箱座底凸緣厚度：p=2.5=20（mm） 箱座上的肋厚: m0.85=6.8（mm），取m=7（mm） 箱蓋上的肋厚: 0.85=6.8(mm)，取=7(m

36、m) 地腳螺栓直徑: =0.04a+8=13.9,取M16 軸承旁連接螺栓直徑: =0.75=12，取M12 上下箱連接螺栓直徑: =（0.50.6）=(6.958.34)，取M8 定位銷孔直徑：=（0.70.8）=（5.66.4），取=6（mm）7.2潤滑方式及潤滑劑的選擇 1.齒輪（1）：齒輪潤滑方式的選擇高速軸齒輪圓周速度： 2.262m/s中間軸大齒輪圓周速度：2.26m/s中間軸小齒輪圓周速度：0.754m/s低速軸齒輪圓周速度：0.758m/s因?yàn)椋?2.262 >2 ,齒輪采用油潤滑。 <12，齒輪采用浸油潤滑。即將齒輪浸于減速器油池內(nèi)，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將潤滑油帶到嚙合

37、處，同時(shí)也將油甩直箱壁上用以散熱。（2）：齒輪潤滑劑的選擇查表表7-1，齒輪潤滑油選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB59031995），運(yùn)動(dòng)粘度為：90110（單位為：）。 2.滾動(dòng)軸承（1）：軸承潤滑方式的選擇高速軸深溝球軸承速度：中間軸深溝球軸承速度：低速軸深溝球軸承速度：因?yàn)槎嫉陀谥瑵櫥俣?，所以它們都選擇脂潤滑。（2）：滾動(dòng)軸承潤滑劑的選擇查表（13-10），選擇合適的潤滑脂。7.3密封方式的選擇 滾動(dòng)軸承密封選擇滾動(dòng)軸承采用氈圈密封。箱體密封選擇： 箱體剖分面上應(yīng)該用水玻璃密封或者密封膠密封。7.4減速器附件設(shè)計(jì)：名稱規(guī)格或參數(shù)作用窺視孔視孔蓋120×100為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，并向箱內(nèi)注入潤滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔。圖中檢查孔設(shè)在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時(shí)，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。材料為Q235通氣器通氣螺塞M12×1減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內(nèi)熱脹空氣能自由排出，以保持箱內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。材料為Q235軸承蓋凸緣式軸承蓋六角螺栓（M12）固定軸系部件的軸向位