機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書

1、鍵入文字 <<機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)>> 說 明 書機(jī) 械 制 造 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè)Jixie zhizao ji zidonghua zhuanye機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 基 礎(chǔ) 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 2Jixie sheji jichu kecheng sheji renwu shu 2姓 名: x x x 學(xué) 號(hào): 班 級(jí): 09級(jí)機(jī)電1班 指導(dǎo)教師: x x x 完成日期: 2010/12/12 機(jī)械制造及自動(dòng)化專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2學(xué)生姓名： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 一 、設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)圓錐齒輪減速器給定數(shù)據(jù)及要求已知條件：運(yùn)輸帶工

2、作拉力F=4kN；運(yùn)輸帶工作速度v=1.2m/s（允許運(yùn)輸帶速度誤差為±5%）；滾筒直徑D=400mm；兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。環(huán)境最高溫度350C；小批量生產(chǎn)。二 、 應(yīng)完成的工作1. 減速器裝配圖1張；2. 零件工作圖1張（從動(dòng)軸）；3. 設(shè)計(jì)說明書1份。系主任： 科室負(fù)責(zé)人： 指導(dǎo)教師：前 言 這次設(shè)計(jì)是由封閉在剛性殼內(nèi)所有內(nèi)容的齒輪傳動(dòng)是一獨(dú)立完整的機(jī)構(gòu)。通過這一次設(shè)計(jì)可以初步掌握一般簡(jiǎn)單機(jī)械的一套完整設(shè)計(jì)及方法，構(gòu)成減速器的通用零部件。這次設(shè)計(jì)主要介紹了減速器的類型作用及構(gòu)成等，全方位的運(yùn)用所學(xué)過的知識(shí)。如：機(jī)械制圖，金屬材料工藝學(xué)公差等已學(xué)過的理論知識(shí)。在實(shí)際生

3、產(chǎn)中得以分析和解決。減速器的一般類型有：圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、齒輪-蝸桿減速器，軸裝式減速器、組裝式減速器、聯(lián)體式減速器。在這次設(shè)計(jì)中進(jìn)一步培養(yǎng)了工程設(shè)計(jì)的獨(dú)立能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握常用的機(jī)械零件，機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和步驟，要求綜合的考慮使用經(jīng)濟(jì)工藝性等方面的要求。確定合理的設(shè)計(jì)方案。目 錄§ 一、電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì) 61. 選擇電動(dòng)機(jī) 62. 選擇電動(dòng)機(jī)容量 63計(jì)算總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比 74. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 75. 電動(dòng)機(jī)草圖 8§ 二、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 91. 確定計(jì)算功率 92確定V帶型號(hào) 93. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 104.

4、 驗(yàn)算帶速 105. 確定帶長(zhǎng)及中心距 106. 驗(yàn)算小帶輪包角 107. 確定帶的根數(shù) 118. 計(jì)算單根V帶的初拉力 129. 計(jì)算作用在軸上的力 1210輪的結(jié)構(gòu)尺寸及草圖12§ 三、減速器齒輪設(shè)計(jì) 121. 材料的選擇及熱處理 132參數(shù)的選擇和幾何尺寸計(jì)算 133確定許用應(yīng)力 134確定齒輪精度 135按齒輪強(qiáng)度條件設(shè)計(jì) 136計(jì)算齒輪幾何尺寸 147校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 158校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 16§ 四、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 161. 按扭矩估算軸最小直徑 172. 軸的復(fù)合強(qiáng)度校核 17§ 五、軸承的選擇及校核 211. 從動(dòng)軸軸承 222. 主動(dòng)軸軸

5、承 23§ 六、鍵的選擇及校核 231. 從動(dòng)軸鍵的選擇及校核 232. 主動(dòng)軸鍵的選擇及校核 24§ 七、聯(lián)軸器的選用 24§ 八、減速器附件的選擇 24§ 九、箱體的設(shè)計(jì) 25§ 十、潤(rùn)滑和密封的選擇 26§ 主要參考文獻(xiàn) 27Ø 另附:減速器裝配圖1張零件工作圖2張一 、電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)1電動(dòng)機(jī)類型選擇按工作要求和條件選取Y系列一般用途的全封閉（自扇）冷籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。2選擇電動(dòng)機(jī)容量(1)計(jì)算工作機(jī)所需功率PwPw = = 4000×1.2/1000×0.98 Kw 11Kw其中，帶式輸送機(jī)的效率

6、:w=0.98(查機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)P131附表10-1)。(2)計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出功率P0按機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)P131附表10-1查得V帶傳動(dòng)效率b = 0.96，一對(duì)滾動(dòng)球軸承效率r = 0.99，一對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)效率g = 0.97，聯(lián)軸器效率c = 0.98。 （其中，為電動(dòng)機(jī)至滾筒主動(dòng)軸傳動(dòng)裝置的總效率，包括V帶傳動(dòng)、一對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)、兩對(duì)滾動(dòng)球軸承及聯(lián)軸器等的效率）。傳動(dòng)裝置總效率為： =br2gc = 0.95×0.992×0.97×0.98 = 0.894，電動(dòng)機(jī)所需功率為：P0 = = 4.90/0.894 Kw 5.48 K

7、w。 根據(jù)P0 選取電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm，使Pm = (11.3) P0 = 5.48 7.124 Kw。為降低電動(dòng)機(jī)重量和成本，由機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)P212附表10-112查得電動(dòng)機(jī)的額定功率為Pm = 5.5 Kw。 (3)確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速工作機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速nw，即輸送機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速：nw = = 60×1.2×1000/3.14×400 r/min 57.30 r/min根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)P12表3-3確定傳動(dòng)比的范圍，取V帶傳動(dòng)比ib = 24, 單級(jí)圓錐齒輪的傳動(dòng)比ig = 23，則傳動(dòng)比范圍比 i = (2×2)（4&

8、#215;3) = 412。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為：n = inw = (412)×57.30 r/min = 230688 r/min ，符合這一同步轉(zhuǎn)速范圍的有750 r/min一種。根據(jù)同步轉(zhuǎn)速查機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) P212附表10-11確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y160M28，其滿載轉(zhuǎn)速n m = 970 r/min。此外，電動(dòng)機(jī)的中心高、外形尺寸、軸伸尺寸等均可查表得出。3計(jì)算總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比(1)總傳動(dòng)比i = 720/57.30 r/min = 12.57 r/min(2)分配各級(jí)傳動(dòng)比 為使帶傳動(dòng)的尺寸不至過大，滿足ib<ig ，可取 ib = 3,則齒

9、輪的傳動(dòng)比：ig = i/ib = 12.57/3 = 4.19 4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)(1)各軸的轉(zhuǎn)速n = nm / ib = 720/3 r/min = 240 r/minn = n/ig = 240/4.19 r/min = 57.30 r/minn w = n = 57.30 r/min(2)各軸的功率P = Pmb = 5.5×0.96 Kw = 5.28 Kw P= Prg = 5.28×0.99×0.97 Kw = 5.07 KwPW= Prc = 5.07×0.99×0.98 Kw = 13.28 Kw(3)各軸的轉(zhuǎn)矩

10、各軸的轉(zhuǎn)矩T0 = 9550 = 9550×5.5/720 N·m 73 N·mT1 = 9550 = 9550×5.28/240 N·m 210.1 N·mT2 = = 9550×5.07/57.3 N·m 845 N·mTw = 9550 Pw/ nw = 9550×4.92/57.3 N·m 820 N·m(4)將計(jì)算的結(jié)果填入下表參數(shù)軸名稱電動(dòng)機(jī)軸軸軸滾筒軸轉(zhuǎn)速n（r/min）72024057.357.3功率P（kw）5.55.285.074.92轉(zhuǎn)矩T（N·

11、;m）73210.1845820傳動(dòng)比 i34.191效率 0.960.960.975電動(dòng)機(jī)的草圖型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速Y160M2-85.5 KW720 r/min2.02.0二、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)任務(wù)書條件要求，此減速器工作場(chǎng)合對(duì)傳動(dòng)比要求不嚴(yán)格但又要求傳動(dòng)平穩(wěn)，因此適用具有彈性的饒性帶來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。V帶傳動(dòng)時(shí)當(dāng)量摩擦系數(shù)大，能傳遞較大的功率且結(jié)構(gòu)緊湊；故此處選擇V型槽帶輪。 帶輪材料常采用鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料等，當(dāng)帶的速度 v25 m/s時(shí)，可采用HT150；當(dāng)帶速 v=2530 m/s時(shí)，可采用HT200；當(dāng) v35 m/s時(shí)，則用鑄鋼或鍛鋼（或用鋼板沖壓后焊接而成），傳遞功率

12、較小時(shí)，可用鑄鋁或工程塑料等材料。 帶輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是，在保證代傳動(dòng)不產(chǎn)生打滑的前提下，具有足夠的疲勞強(qiáng)度，帶輪的質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)公益性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量分布要均勻等。1. 確定計(jì)算功率PC = KAP = 1.2×5.5 = 6.6 Kw查機(jī)械基礎(chǔ)P226頁 表9-7知：KA=1.22. 確定V帶型號(hào)按照任務(wù)書要求，選擇普通V帶。根據(jù)PC = 6.6 Kw及n1 = 720 r/min，查機(jī)械基礎(chǔ) P227頁 圖9-8確定選用B型普通V帶。3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑(1)確定帶輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)P228頁 表9-8取標(biāo)準(zhǔn)值確定：dd1 = 140mm。(2)計(jì)算大帶輪直徑dd2

13、 = i dd1（1-）=（720/240）×140×（1-0.02）mm = 411.6mm根據(jù)GB/T 13575.1-9規(guī)定，選取dd2 = 410mm。4. 驗(yàn)算帶速v= = 3.14×140×720/60×1000m/s = 5.28 m/s由于5m/sv25m/s,帶速合適。5. 確定帶長(zhǎng)及中心距(1)初取中心距a 0 = 500 mm根據(jù)知：385a 01100.(2)確定帶長(zhǎng)Ld：根據(jù)幾何關(guān)系計(jì)算帶長(zhǎng)得 = 1900.39 mm根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)P226表9-6取相近的標(biāo)準(zhǔn)值Ld，Ld = 2000 mm(3)確定中心距= 500+(

14、2000-1900.39)/2 mm = 549.81mm，取a= 550 mm；a min = a - 0.015Ld = 550 - 0.015×2000 mm = 520mm；a max = a + 0.03Ld = 550 + 0.03×2000 mm = 610mm.6. 驗(yàn)算小帶輪包角： = 151.9°120°，符合要求。7. 確定V帶根數(shù)Z根據(jù)dd1 = 140mm及n1 = 720r/min，查機(jī)械基礎(chǔ)P224表9-3得:P0 = 1.75Kw，根據(jù)帶型和i查機(jī)械基礎(chǔ)P224表9-4得：P0 = 0.23Kw，查機(jī)械基礎(chǔ)P225表9-5

15、得：K = 0.93，查機(jī)械基礎(chǔ)P226表9-6得：Kl = 0.98,Z = Pc /P0 = 3.66, 取Z=4.8. 確定V帶初拉力F0查機(jī)械基礎(chǔ)P219表9-1得:q = 0.17/m,則F0 = 500 N = 268.6 N9. 作用在軸上的力FQ FQ = 2ZF0sin= 2×4×268.6×sin151.9/2 N = 2084.5 N10.帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸及草圖B型V帶：節(jié)寬bp /mm:14.0 ； 頂寬b/mm:17.0；高度h/mm:11.0； 楔角:40°；截面面積A/ mm2 :138； 每米帶長(zhǎng)質(zhì)量q/（ kg·

16、m-1 ）:0.17。V帶輪：基準(zhǔn)寬度bp/mm:14.0； 基準(zhǔn)線至槽頂高度hamin:3.5；槽頂寬b/mm:17.2； 基準(zhǔn)線至槽底深度hfmin:10.8；槽間距e/mm:19±0.4； 第一槽對(duì)稱線至端面距離f/mm: 12.5；最小輪緣厚度/mm:7.5；輪緣寬度B/mm: B =(Z-1)e+2f(Z為齒模數(shù)) = 82mm。三減速器齒輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書齒輪傳動(dòng)由主動(dòng)輪、從動(dòng)輪（或齒條）和機(jī)架組成，通過齒輪的嚙合將主動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩傳遞給從動(dòng)軸，使其獲得預(yù)期的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。錐齒輪的傳動(dòng)比恒定，結(jié)構(gòu)緊湊且效率高，工作可靠且壽命長(zhǎng)。鑒于齒輪的以上優(yōu)點(diǎn)因此選用齒輪傳動(dòng)，即圓錐齒輪

17、是兩相交軸傳動(dòng)。所以齒輪傳動(dòng)在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用廣泛。齒輪材料要求齒面硬，齒芯也要有韌性，具有足夠的強(qiáng)度以及具有良好的加工工藝及熱處理性，當(dāng)齒輪的尺寸較大（da400 mm600 mm）或結(jié)構(gòu)復(fù)雜不容易鍛造以及一些低速運(yùn)載的開式齒輪傳動(dòng)時(shí)，才有鑄鋼；高速小功率、精度要求不高或需要低噪音的特殊齒輪傳動(dòng)中，也常采用非金屬材料。材料：小齒輪 40Cr調(diào)質(zhì)后表面淬火處理 齒面平均硬度HB1 =4855；大齒輪 45鋼 調(diào)質(zhì)處理 齒面平均硬度HB2 =217255。1. 材料選擇及熱處理由于結(jié)構(gòu)要求緊湊，故采用硬齒齒輪傳動(dòng)。查機(jī)械基礎(chǔ)P181表6-3，選擇小齒輪材料為40cr,調(diào)質(zhì)后淬火處理，齒面平均硬度H

18、B=53HRC；大齒輪選用45 鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面平均硬度HB=250HRC。2. 參數(shù)選擇和幾何尺寸計(jì)算(1)齒數(shù)比取小齒輪齒數(shù)Z1 = 20，則大齒輪齒數(shù)Z2 = 20×4.19 = 84，實(shí)際齒數(shù)比 = Z2/Z1 = 4.2，與要求相差不大，可用。(2)齒寬系數(shù)兩輪為硬齒面非對(duì)稱布置，R = b/R = 0.284。一般取: 取R = 0.250.30，齒寬b R/3（查機(jī)械基礎(chǔ)P195表7-2）。(3)載荷系數(shù)由于載荷較平穩(wěn)，且采用硬齒面齒輪，應(yīng)取最大值，故查機(jī)械基礎(chǔ)P183表6-5，取K=1.2。3確定許用應(yīng)力小齒輪查機(jī)械基礎(chǔ)P181表6-3，取H1=1080MPa, bb

19、1=510MPa, 由于承受單向載荷，故 bb1=510MPa不變；大齒輪查機(jī)械基礎(chǔ)P181表6-3，用插值法得H2=522MPa, bb2=304MPa,因受單向載荷，故bb2=304MPa不變。4選擇精度運(yùn)輸機(jī)為一般機(jī)械，速度不高，故選擇9級(jí)精度。5. 根據(jù)齒輪強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)(1)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度，按機(jī)械基礎(chǔ)P197公式（7-7）確定尺寸d：d ZHZE/H ·4KT1/0.85R(1-0.5R) 2= 104.05 mm式中R =0.28，按機(jī)械基礎(chǔ)P183表6-5選載荷系數(shù)K=1.2，轉(zhuǎn)矩T1=9.55×106 P1/N1 = 9.55

20、15;106 5.28/240 N·mm=2.1×105N·mm。查機(jī)械基礎(chǔ)P181表6-3H1=1080MPa ，H2=522MPa,鋼制齒輪配合：Z E = 189.8  N/ mm2。 計(jì)算圓周速度v：v = = 3.14×104.05×240/60×1000 = 1.31m/s(2)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，按機(jī)械基礎(chǔ)P197公式（7-9），確定模數(shù)m：m n = 3.54 式中R =0.28, =4.2, k=1.2，YFS為齒形系數(shù)，按當(dāng)量齒數(shù)Zv = Z/cos,查機(jī)械基礎(chǔ)P185

21、表6-7，得： YF1 = YFS1 = 4.344, YF2 = YFS2 = 4.06； f1=bb1=510MPa,f2=bb2=304MPa，因?yàn)?= 0.00852， = 0.01336,，故將代入計(jì)算。根據(jù)機(jī)械基礎(chǔ)P185表7-1，錐齒大端標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m = 3.75mm。6計(jì)算齒輪幾何尺寸(1)齒數(shù)比: = Z2/Z1 = 84/20 = 4.2(2)分度圓錐角： 1 = arctan Z1/Z2 = 20/84 =13。2332”2 = arctan Z2/Z1 = 84/20 =76。3627”(3)分度圓直徑：d1 = m Z1 = 3.75×20 = 75 mmd2

22、 = m Z2 = 3.75×84 = 315 mm(4)齒頂圓直徑：da1 = d1 + 2hacos1 = 82.30 mmda2 = d2 + 2hacos2 = 316.74 mm(齒頂高h(yuǎn)a* =1,頂隙系數(shù)c* =0.2, hf =(ha* + c*)m=1.2m=4.5mm,ha = ha* m =3.75mm) (5)齒頂圓直徑: df1 = d1 - 2hacos1 = 66.25 mmdf2 = d2 - 2hacos2 = 312.92 mm(6)錐頂距： R=m/2 (Z12+Z22) = 161.90 mm(7)齒寬系數(shù)： R = b/R = 0.28(8)

23、平均模數(shù)： m m = m(1-0.5R) = 3.22 mm(9)當(dāng)量齒數(shù)： Zv1= Z1 /cos1 = 20.56Zv2= Z2/cos2 = 362.66(10)小錐齒齒輪傳遞的扭矩：T1 = 9550P1/N1 = 210.1 N·m7. 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度按機(jī)械基礎(chǔ)P127公式（7-6）校核公式： H = ZHZE4KT1/0.85R(1-0.5R) 2 d13 = 853.03Mpa H 式中, Z H = 2.5,Z E = 189.8  N/ mm2, R =0.28, = 4.2, T1 = 2.10×105N·mm因電

24、動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，查機(jī)械基礎(chǔ)P183表6-5，取K=1.28. 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按機(jī)械基礎(chǔ)P197公式（7-8）校核公式：bb= 4KT1YFS/0.85R(1-0.5R) 2 m3z12(1+2) = 273.15bb式中，R = 0.28, k = 1.2, YFS = 4.344, m = 3.75,= 4.2,故符合要求。結(jié)論：經(jīng)校核可知，這對(duì)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面疲勞強(qiáng)度足夠。四、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： T= T/WT9550000(部分參數(shù)見下表)軸幾種常用材料的 T及 A0值:軸的材料Q235-A、20Q257、354540Cr、35SiMn3Cr

25、13T1525203525453555A014912613511212610311297應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)軸截面上開有鍵槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱。對(duì)于直徑d100的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大3%；有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大7%。對(duì)于直徑d100的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，槽時(shí)，軸徑增大5%7%；有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大10%15%。然后將軸徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑。應(yīng)當(dāng)注意，這樣求出的直徑只能作為 承受扭矩作用的軸段的最小直徑d min。綜上所述，此軸材料選45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理表面硬度要求217225HBS。1按扭矩估算最小直徑(1)選擇軸的材料及熱處理，確定許用應(yīng)力選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其b = 1080

26、MPa，HB=217 225。(2)按扭矩估算軸的最小直徑主動(dòng)軸：d1 C = 33.1mm式中C為考慮彎曲影響和材料確定的系數(shù)（查機(jī)械基礎(chǔ)P268表12-5，取C=118考慮軸上鍵槽的影響，軸徑加大5%，得d1= 33.1×1.05 =34.8mm。查機(jī)械基礎(chǔ)P267取標(biāo)準(zhǔn)值d1= 40mm從動(dòng)軸：d2 C = 52.1mm同理，考慮鍵槽的影響，并選取標(biāo)準(zhǔn)值d2= 55mm2. 軸的復(fù)合強(qiáng)度校核(1)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度軸的復(fù)合強(qiáng)度校核與軸的支承點(diǎn)間的跨距有關(guān),由下表所示：尺寸項(xiàng)目主動(dòng)軸從動(dòng)軸說明外伸端軸徑4055應(yīng)符合軸徑標(biāo)準(zhǔn)系列估取安裝軸徑4560應(yīng)符合滾動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)系列安裝齒輪

27、的軸頭直徑4666應(yīng)符合軸徑標(biāo)準(zhǔn)系列預(yù)選軸承及其寬度B3020930212按錐齒輪受力狀態(tài)選取類型2124左起第一段，由于安裝聯(lián)軸器，因開有鍵槽，軸徑擴(kuò)大7%并圓整，取軸徑55mm，長(zhǎng)度84mm，為了便于安裝，軸端進(jìn)行2×45°倒角。左起第二段直徑取58mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求和箱體的厚度，則取第二段的長(zhǎng)度42mm。左起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用圓錐滾子軸承， 取軸徑60mm，長(zhǎng)度為34mm。 左起第四段，對(duì)軸承起到軸肩定位作用,其直徑大于第三段軸，取74mm。根據(jù)整體布局，長(zhǎng)度取158mm。 左起第五段安裝大圓錐齒輪，根據(jù)齒輪的孔徑，此段的直

28、徑取66mm，長(zhǎng)度取45mm。 左起第六段，為軸承安裝段，根據(jù)軸承的尺寸，取軸徑60mm。長(zhǎng)度取36mm。(2)確定軸上零件的定位和固定方式(如圖)(3)從動(dòng)軸的強(qiáng)度校核首先計(jì)算齒輪列和節(jié)點(diǎn)的作用力圓周力：Ft = 2T1/dm1=2×210100/64.35N = 6529.9 N = Ft2軸向力：Fa = Ft tancossin1 = 517.3N = Fa2徑向力：Fr = Ft tan/ cos1 = 2312.1N = Fr2 式中，dm1為小齒輪的平均分度圓直徑, dm1=(1-0.5R)d1 = 64.35mm。危險(xiǎn)斷面的復(fù)合強(qiáng)度校核按下列步驟進(jìn)行：A. 作從動(dòng)軸的

29、受力簡(jiǎn)圖(圖a)B. 做軸垂直面(Z)的受力簡(jiǎn)圖，求支座反力，并作彎矩圖(圖b、c)垂直面的支反力:MB = 0 Fr L2 FAZ (L1 +L2)Fa(d2/2)= 0 FAZ = RV1 = 1718.5NMA = 0FBZ (L1 +L2)Fr L1Fa(d2/2)= 0 FBZ = RV2 = 593.7NC點(diǎn)稍偏左處的彎矩為:MC1 = MCZ1 = FAZ L1 = 80 N·mC點(diǎn)稍偏右處的彎矩為:MC2 = MCZ2 = FBZ L2 = 95 N·mC. 作軸水平面(Y)的受力簡(jiǎn)圖，求支座反力，并作彎矩圖(圖d)水平支座反力:MB = 0Ft L2 FA

30、y (L1 +L2) = 0 FAy = RH1 = 5052.3NMA = 0FBy(L1 +L2) Ft L1 = 0 FBy = RH2 = 1477.6NC點(diǎn)稍偏左處的彎矩為MCY1 = FAY L1 = 235 N·mC點(diǎn)稍偏右處的彎矩為MCY2 = FBY L1 = 235 N·mD. 作軸的合成彎矩(圖e)C點(diǎn)稍偏左處的合成彎矩為M1 =2cy1 = 248 N·mC點(diǎn)稍偏右處的合成彎矩為M2 =22cy2 = 153 N·mE. 作軸的扭矩圖(圖f)T1 = = 845 N·mF. 作出軸的當(dāng)量彎矩圖(圖g)該軸單向旋轉(zhuǎn)，扭矩按

31、脈沖循環(huán)考慮根據(jù)軸的材料，查機(jī)械基礎(chǔ)P199表12-3,查得其-1b = 60MPa, 0b = 103MPa,則 = -1b / 0b = 0.583最大當(dāng)量在C點(diǎn)處，當(dāng)量彎矩：Me =2+(T) 2,可求出：C截面左側(cè)：Mec1 = 12 + (T) 2 = 552 N·mC截面右側(cè)：Mec2 = 22 + (T) 2 = 554 N·mC截面,只有扭矩：Me =2+(T) 2 = T = 493 N·mG按當(dāng)量彎矩計(jì)算軸的直徑(圖h)由軸的結(jié)構(gòu)尺寸及Me圖看出，該軸的危險(xiǎn)截面C處（該截面Me最大）和D處（該截面Me最?。?，所以分別計(jì)算C、D處直徑。計(jì)算C處直

32、徑：dc 3MeC/0.1-1bb = 45.19mm考慮鍵槽的影響，軸徑加大5%: dC = 45.19×1.05 = 47.45mm結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，此處直徑為66mm,安全。計(jì)算D處直徑：dd 3MeD/0.1-1bb = 43.47mm考慮鍵槽的影響，軸徑加大5%: dD = 43.47×1.05 = 45.64mm結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，此處直徑為56mm,安全。五、軸承的選擇及校核主動(dòng)軸30209軸承兩對(duì)，從動(dòng)軸30212軸承兩對(duì)。根據(jù)要求對(duì)從動(dòng)軸上的軸承進(jìn)行強(qiáng)度校核。1. 從動(dòng)軸軸承查相關(guān)手冊(cè)，30212軸承的判斷系數(shù)e=0.4，當(dāng)e時(shí)，Pr=Fr；當(dāng)e時(shí)，Pr=0.4Fr+Y

33、Fa ,Y=1.7。軸承基本額定動(dòng)載荷Cr=102KN，由于減速器為兩班制工作，預(yù)期使用3年,其壽命:Lh = 8×3×300h=7200h(每年按300工作日計(jì)算)。(1)繪制軸承計(jì)算簡(jiǎn)圖(2)徑向力計(jì)算左軸承：FrA= Fr1 = 5337N右軸承：FrB= Fr2 = 1592N(3)軸向力計(jì)算預(yù)選軸承為30212。兩軸承在徑向載荷作用下，自身產(chǎn)生的附加軸向反力為：SA = eFr1= 0.7×5337N = 3735.9NSB = eFr2= 0.7×1592N = 1114.4N則軸向力分別為： FaA = SA = 3735.9N FaB =

34、 SA = 1114.4N(4)判斷放松、壓緊端FaA+Fa = 3735.9+517.3=4253.2NFaB故，軸承2壓緊，軸承1放松。則 Fa1 = FaA = 807.60N , Fa2 = FAB = 1114.4N(5)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷左軸承： = 3735.9/5337 = 0.7e,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)P164表10-38查得e=0.4,Y=1.5，則e，故當(dāng)量動(dòng)載荷為：PrA=0.4FrA+YFaA = 0.4×5337 + 1.5×3735.9 N = 7738.7N右軸承： = 1114.4/1592 = 0.7e, 故當(dāng)量動(dòng)載荷為：PrB

35、=0.4FrB + YFrB = 0.4×1592 + 1.5×1114.4 N = 2308.4N因PrAPrB，故按左軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算壽命，即取P=PrA=7738.7N,(6)軸承壽命校核計(jì)算Lh = = (106/60×57.3)(102000/7738.7) = 1573294h7200h故，所選軸承符合要求。2. 主動(dòng)軸軸承主動(dòng)軸軸承的選擇計(jì)算方法與從動(dòng)軸軸承的選擇計(jì)算方法相同，故省略。六、鍵的選擇及校核1. 從動(dòng)軸鍵的選擇及校核(1)外伸端根據(jù)軸徑d = 55mm ,考慮鍵在軸端安裝，故選鍵GBT 1096鍵16×10×78。

36、根據(jù)材料為鋼，載荷平穩(wěn)（輕微沖擊），查機(jī)械基礎(chǔ)P245表11-2, p= 110MPa, 查機(jī)械基礎(chǔ)P245公式（11-1），擠壓強(qiáng)度為：p =4×845×100055×10×（80-10）= 87.8MPa p = 110MPa式中A型鍵：l= L-b= 68mm,故該鍵滿足強(qiáng)度要求。(2)與齒輪聯(lián)接的鍵根據(jù)軸徑d= 66mm ,考慮鍵在軸端安裝，故選鍵GBTB 1096鍵20×12×42。擠壓強(qiáng)度為：p = = 4×820×100066×12×42= 98.6MPa p = 110MPa式中

37、A型鍵：l= L= 43mm，故該鍵滿足強(qiáng)度要求。2主動(dòng)軸鍵的選擇及校核主動(dòng)軸鍵的選擇及校核方法與從動(dòng)軸鍵的選擇及校核方法相同，故省略。七、聯(lián)軸器的選擇計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca = KA T根據(jù)工作情況，查表得KA = 1.5，則Tca = KA T= 1.5×820N·m= 1230N·m根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)P174表10-48考慮選用彈性柱銷聯(lián)軸器LX4聯(lián)軸器GB/T 5014-2003。其主要參數(shù)如下：公稱轉(zhuǎn)矩：2500 N·m 軸孔直徑：55mm質(zhì)量：22Kg 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：0.109Kg/m2八、減速器附件的選擇1. 視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(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