展開式二級減速器設(shè)計說明書機(jī)械課程設(shè)計報告書

1、課程名稱： 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 設(shè)計課題： 二級展開式圓柱齒輪減速器 專 業(yè)： 材料成型與控制工程 目錄目錄前前言言 3第一章設(shè)計任務(wù)書第一章設(shè)計任務(wù)書 41.1 設(shè)計題目 41.2 設(shè)計參數(shù) 41.3 傳動方案分析 4第二章第二章 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式選擇電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式選擇 52.1 類型選擇 52.2 功率選擇 52.3 轉(zhuǎn)速確定 5第三章計算傳動裝置的運動參數(shù)第三章計算傳動裝置的運動參數(shù) 63.1 傳動裝置的總傳動比與其分配 63.2 各軸轉(zhuǎn)速的確定 63.3 各軸功率的確定 63.4 各軸轉(zhuǎn)矩 7第四章第四章 V V 帶的設(shè)計帶的設(shè)計 74.1 選擇 V 帶型號 74.2 確定帶輪 7

2、4.3 確定帶長和中心距 84.4 驗算包角 84.5 確定 V 帶根數(shù) 84.6 確定拉力和壓力 94.7 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 9- 1 - / 32第五章第五章 傳動件設(shè)計（齒輪）傳動件設(shè)計（齒輪）95.1 高速級齒輪傳動設(shè)計（斜齒輪）95.1.1 齒輪精度與材料選擇 95.1.2 確定許用應(yīng)力 95.1.3 按齒輪強(qiáng)度計算 105.1.4 驗算齒面強(qiáng)度 115.2 低速級齒輪(直齒輪)115.2.1 齒輪精度材料選擇 115.2.2 確定許用應(yīng)力 125.2.3 按齒面強(qiáng)度計算 125.2.4 驗算齒面強(qiáng)度 13第六章第六章 軸的設(shè)計軸的設(shè)計 136.1 高速軸的設(shè)計 136.1.1 軸的材

3、料與結(jié)構(gòu)設(shè)計 136.1.2 軸的受力分析與校核 156.1.3 軸承壽命校核 186.2 中間軸的設(shè)計 186.2.1 軸的材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計 186.2.2 軸的受力分析與校核 196.2.3 軸承壽命校核 216.3 低速軸的設(shè)計 226.3.1 軸的材料的確定 226.3.2 初選聯(lián)軸器和軸承 226.3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 23第七章第七章 鍵連接設(shè)計與校核鍵連接設(shè)計與校核 247.1 高速軸連接設(shè)計與校核 247.2 中間軸連接設(shè)計與校核 247.3 低速軸連接與校核 25第八章第八章 箱體與其附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計箱體與其附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 258.1 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 258.2 附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

4、26設(shè)計總結(jié)設(shè)計總結(jié) 28參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 29- 2 - / 32前言前言機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)中一項重要的綜合性與實踐性過程，是培養(yǎng)學(xué)生動手 能力的重要方法，通過課程設(shè)計可以讓我們綜合運用機(jī)械設(shè)計課程和其他相關(guān)課程的知識，分析和解決機(jī)械設(shè)計問題，進(jìn)一步鞏固、加深和拓展所學(xué)的知識。通過設(shè)計計算、繪圖以與運用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)、設(shè)計手冊等有關(guān)資料，進(jìn)行全面的機(jī)械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練。 本次課程設(shè)計的題目選擇通用機(jī)械的傳動裝置減速器。設(shè)計容包括：傳動裝置的總體設(shè)計；傳動零件、軸、軸承、聯(lián)軸器等的設(shè)計計算和選擇；裝配圖零件圖的設(shè)計；編寫設(shè)計計算說明書等。 通過這些設(shè)計與計算讓我們將課堂中所學(xué)的知識

5、與實踐充分的結(jié)合起來，并學(xué)會查閱各種資料與相關(guān)的機(jī)械工具書。 在課程設(shè)計中應(yīng)熟悉和正確采用各種有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件。另外 在設(shè)計中應(yīng)吸收和應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計手段，運用計算機(jī)輔助設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計方案，提高設(shè)計質(zhì)量。然而由于涉與但本人的水平有限與各種因素，在設(shè)計過程定會存在某些不合理的設(shè)計規(guī)，出現(xiàn)一些錯誤。王老師能夠批評指正。- 3 - / 32設(shè)計容計算與說明結(jié) 果第一章、第一章、設(shè)計任設(shè)計任務(wù)書務(wù)書1.11.1、設(shè)計題目：帶式運輸機(jī)兩級斜齒圓柱齒輪減速器、設(shè)計題目：帶式運輸機(jī)兩級斜齒圓柱齒輪減速器1.21.2、設(shè)計參數(shù)與要求：、設(shè)計參數(shù)與要求： 1 1） 、設(shè)計參數(shù)：、設(shè)計參數(shù)：運輸帶工

6、作拉力:F = 1200 N 運輸帶工作速度:V = 1.2 m/s卷筒直徑 :D = 400 mm 2 2）、工工作作條條件件 ：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷有輕微振動，室外工作，有粉塵； 運輸帶速度允許誤差土5； 兩班制工作， 3 年大修，使用期 10 年。 (卷筒支承與卷筒與運輸帶間的摩擦影響在運輸帶工作拉力F 中已考慮 ) 。 3 3）、加加工工條條件件 : : 生產(chǎn) 20 臺，中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工 78 級。- 4 - / 321.31.3、傳動方案的分析、傳動方案的分析帶式輸送機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動。電動機(jī)通過連軸器將動力傳入減速器,再經(jīng)聯(lián)軸器將動力傳至輸送機(jī)滾筒,帶動輸送帶工作。傳動系統(tǒng)中采用兩

7、級展開式圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對軸承位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度，高速級和低速級都采用直齒圓柱齒輪傳動。將帶傳動布置于高速級將傳動能力較小的帶傳動布置在高速級，有利于整個傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，勻稱。同時，將帶傳動布置在高速級有利于發(fā)揮其傳動平穩(wěn)，緩沖吸振，減少噪聲的特點。設(shè)計容計算與說明結(jié) 果 第二第二章、電章、電動機(jī)類動機(jī)類型和結(jié)型和結(jié)構(gòu)形式構(gòu)形式2.12.1、類型選擇、類型選擇電動機(jī)的類型根據(jù)動力源、場所和工作條件、,選用具有防止灰塵、鐵屑或其他雜物入侵作用的全封閉自扇冷龍式三相異步電動機(jī) Y 系列。2.22.2、功率選擇、功率選擇(1)設(shè)電動機(jī)機(jī)工作功率P查2表得，=0.

8、96帶42=0.99=0.97=0.96=0.99= 軸承齒輪滾筒聯(lián)軸器總帶軸承齒輪聯(lián)軸器滾筒代入數(shù)據(jù)得：- 5 - / 32的選擇的選擇42=0.96 0.990.970.96 0.99=0.825總總電動機(jī)工作功率為：1200 1.2=10001000 0.825FVPkW總式中，代入上式得：1200FN400mmV 1.745PkW因為電動機(jī)的額定功率應(yīng)略大于或等于其工作功率，查表得 Y 系列電動機(jī)的技術(shù)參數(shù)知，確定電動機(jī)的功率為 2.2kW。2.32.3、轉(zhuǎn)速的確定、轉(zhuǎn)速的確定60 1000=min=57.32minVnrDnr筒筒查表得，皮帶的傳動比為；二級圓柱齒輪的傳動124i 比

9、圍為。則，2840i 12. .nn n n筒代入數(shù)據(jù)求得：917.129171.2minnr查閱設(shè)計手冊知，符合電動機(jī)轉(zhuǎn)速與確定的額定功率的電動機(jī)由三種，。考慮到電動機(jī)的價格與902, 100 1 4, 1126YLYLYM經(jīng)濟(jì)實用性，選用型號的電動機(jī)。其主要性能如下：1126YM 電動機(jī)型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速1126YM 2.2kW940r/min2.02.0=0.825總1.745PkW電動機(jī)的型號1126YM - 6 - / 32第三章、第三章、計算傳計算傳動裝置動裝置的運動的運動參數(shù)參數(shù)3.13.1、傳動裝置的總傳動比與其分配、傳動裝置的總傳動比與其分配根據(jù)電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和滾筒轉(zhuǎn)速，

10、可算出傳動裝置總傳動比為：,取，又因16.40niin筒，則12=3. .iii i i帶帶，且有為：121212(1.31.5) ,1.42.77,1.98iiiiii此處取, 解得：二級圓柱齒輪減速器分配到各級傳動比為：高速級的傳動比為：低速級的傳動比為12.77i 21.98i 3.23.2、各軸的轉(zhuǎn)速的確定、各軸的轉(zhuǎn)速的確定將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為 1 軸、2 軸、3 軸，則：1121123212960min320min3960min113.11min.3 2.77960min58.35min. .3 2.77 1.98nnrrinnnrrii innnrrii i i帶帶帶

11、3.33.3、各軸功率的確定、各軸功率的確定122222323234.=1.745 0.961.68.=1.745 0.96 0.99 0.971.59.=1.745 0.96 0.970.991.53.=1.745 0.96 0.970.991.50PPkWkWPPkWkWPPkWkWPPkWkW帶帶齒輪軸承帶齒輪軸承帶齒輪軸承聯(lián)軸器3.43.4、各軸的轉(zhuǎn)矩、各軸的轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩：2.29550955022.35940PTN mN mn16.4i 12.77i 21.98i 各軸轉(zhuǎn)速123320 / min113.11 / min58.35 / minnrnrnr各軸功率12341.681.5

12、91.531.50PkWPkWPkWPkW各軸的轉(zhuǎn)矩- 7 - / 32121132243=22.35 3 0.9664.37=64.37 2.77 0.99 0.97169.46=169.46 1.98 0.970.99322.20=322.20 0.990.99315.79TT iN mN mTT iN mN mTT iN mN mTTN mN m 帶帶軸承齒輪軸承齒輪軸承聯(lián)軸器機(jī)構(gòu)參數(shù)項 目電動機(jī)軸高速軸中間軸低速軸轉(zhuǎn)速(r/min)940320113.1158.35功率（kW）2.21.681.591.53轉(zhuǎn)矩（Nm）22.3564.37169.46322.20123422.3564.

13、37169.46322.20315.79TN mTN mTN mTN mTN m第四章、第四章、V V 帶的帶的設(shè)計設(shè)計4.14.1、選擇、選擇 V V 帶型號帶型號查表得,由式得:1.2AK cAPKP1.2 1.7452.09cPkWkW則由，查閱得：選用 A 型 V 帶，2.094,940mincPkW nr4.24.2、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗算帶速、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗算帶速查表得，小帶輪的直徑推薦圍：，則180100dmm取，且，則190dmm2111=nddd in帶（1- ）（1- )，查表取。290 3 (1 0.02)264dmmmm 2265dmm帶速13.14 90

14、 9404.4360 100060 1000dnVm sm s4.34.3、確定帶長和中心距、確定帶長和中心距查閱資料得：中心距，則此120120.7()2()ddadd處2.09cPkW選取 A 型 V 帶2265dmm4.43Vm s- 8 - / 32取值0121.5 ()1.5 (26590)532.50addmmmm且有下式22100120200()2)24(26590)2532.5090)24 532.501637.01ddLaddaLmmLmm（265查表得取帶長，實際中心距：1800dLmm002dLLaa所以，則取01800 1637532.502amm614amm4.44.

15、4、驗算小帶輪包角、驗算小帶輪包角1a21112659018057.318057.3614163.67120ddaaa有以上驗算可知，包角合適。4.54.5、求、求 V V 帶根數(shù)帶根數(shù) Z Z查表得，由 000(+)ccLPPZPPP K K。可知，且傳動比：1940min,90nrdmm00.77PkW00. 3)02. 01 (90265)1 (12ddi查表得，由查表知，kWP11. 0067.1631,1,95. 0LKK則,圓整后取504. 2195. 0)77. 011. 0(09. 2Z3Z4.64.6、確定初拉力、確定初拉力和帶對軸上的壓力和帶對軸上的壓力0FQF1800dL

16、mm614amm1163.67a 3.00i 3Z0180.47FN1071.84QFN- 9 - / 32查表取205 . 2500qVKKZVPFC0.1qkg m則NNF47.18043. 41 . 095. 095. 05 . 243. 43049. 250020且NSinaSinZFFQ84.1071267.16347.1803222104.74.7、帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計、帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計查表知，當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑（為軸的直徑）ddd)35 . 2(d時，可采用實心式結(jié)構(gòu)；當(dāng)時，采用腹板式結(jié)構(gòu)；mmdd300當(dāng)時，采用輪復(fù)式結(jié)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)，大小帶輪mmdd300均采用腹板式結(jié)構(gòu)。帶輪采用腹板

17、式結(jié)構(gòu)第五章、第五章、傳動件傳動件設(shè)計設(shè)計（齒輪）（齒輪）5.15.1、高速級齒輪傳動設(shè)計（斜齒輪）、高速級齒輪傳動設(shè)計（斜齒輪）5.1.15.1.1、齒輪的精度與材料選擇、齒輪的精度與材料選擇由于本設(shè)計為二級展開式圓柱齒輪傳動運輸機(jī)機(jī)構(gòu)，考慮到齒輪的傳動穩(wěn)定性，高速級齒輪的設(shè)計采用斜齒輪。該機(jī)構(gòu)為一般機(jī)器，運轉(zhuǎn)速度不高，查閱機(jī)械設(shè)計手冊，選用 8 級精度。 小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，取齒面硬度 280HBS，接觸疲勞極限，取,彎曲疲勞極lim1650750HMPalim1600HMPa限；11560620,500FEFEMPaMPa取 大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)處理） ，取齒面硬度

18、 240HBS，接觸疲勞極限，彎曲疲勞強(qiáng)度極限lim2550HMPa；二者材料硬度差為 40HBS；因為減速器要求MPaFE4502結(jié)構(gòu)緊湊，故采用硬齒面組合。5.1.25.1.2、確定許用應(yīng)力、確定許用應(yīng)力查表得，取1.25,1;2.5,189.8FHHESSZZ齒輪精度為 8 級小齒輪為40Cr（調(diào)質(zhì)處理）硬度 280HBSlim1600HMPa1500FEMPa大齒輪為 45 鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度 240HBSlim2550HMPaMPaFE4502- 10 - / 32110.70.7 5002801.25FEFFMPaMPaS220.70.7 4502521.25FEFFMPaMPaS

19、lim116006001HHHMPaMPaSlim116006001HHHMPaMPaS5.1.35.1.3、按齒輪彎曲強(qiáng)度計算、按齒輪彎曲強(qiáng)度計算因為齒輪精度等級為 8 級精度；取載荷系數(shù) K=1.3。齒寬系數(shù)：由于齒輪選取的為硬齒面，且為非對稱布置，又由于過大增大了齒寬和軸向尺寸，增加了0.61.2dd載荷的分布不均勻性，故取。0.6d初選螺旋角：一般制造精度的斜齒輪螺旋角常用值為，當(dāng)精度較高或?qū)φ駝印⒃肼曈刑厥庖蟮凝X輪，815取或更大值，故在本設(shè)計中取。102015齒數(shù)：在硬齒面的傳動中，由于齒根彎曲度較弱，需適當(dāng)減少齒數(shù)，以保證有較大的模數(shù) m，推薦,則取,17z 119z 所以21

20、12.77 1953zz i齒形系數(shù)：1222195321.08 ,58.811515VVZZcoscos查表得，12122.88,2.35;1.57,1.71FaFasasaYYYY則 1112211212.88 1.570.016148572802.35 1.710.015946252FaSaFFaSaFaSaFFYYYYYY所以應(yīng)對小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計算：12280252FFMPaMPa12600550HHMPaMPaK=1.30.6d15119z 253z 1221.0858.81VVZZ- 11 - / 32法向模數(shù) 代入數(shù)據(jù)求得：3212FSaFadYYzKTm代入數(shù)據(jù)得，3322

21、2 1.3 64.37 100.0161 cos 150.6 19m，查表圓整后取2.26m 3m 中心距：12()3 (1953)111.812cos2 cos15m zzammmm確定螺旋角：12()3 (1953)coscos15.3622 187m zzarara齒輪分度圓直徑：113 1959.11coscos15.36mzdmmmm齒寬： ，0.6 59.1135.47dbdmmmm取2140,45bmm bmm5.1.45.1.4、驗算齒面的接觸強(qiáng)度、驗算齒面的接觸強(qiáng)度1213221189.8 2.5cos15.361.3 2 64.37 103.7760 59.112.77HE

22、HKTuZ Z Zbdu 則,故安全。1465.95600HHMPaMPa齒輪的圓周速度：1 159.11 3200.9960 100060000d nVm sm s 對照表選 8 級制造精度合適。5.25.2、低速級齒輪（直齒輪）、低速級齒輪（直齒輪）5.2.15.2.1、齒輪的精度材料選擇、齒輪的精度材料選擇由于本設(shè)計為二級展開式圓柱齒輪傳動運輸機(jī)機(jī)構(gòu)，考慮到3m 111.81amm15.36159.11dmm2140,45bmmbmm465.95HMP0.99Vm s選用 8 級精度- 12 - / 32齒輪的傳動穩(wěn)定性，且低速級齒輪轉(zhuǎn)速較小，采用直齒輪。該機(jī)構(gòu)為一般機(jī)器，運轉(zhuǎn)速度不高，

23、查閱機(jī)械設(shè)計手冊，選用8 級精度。小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，取齒面硬度 280HBS，接觸疲勞極限，取,彎曲疲勞極lim1650750HMPalim1600HMPa限；11560620,500FEFEMPaMPa取 大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)處理） ，取齒面硬度 240HBS，接觸疲勞極限，彎曲疲勞強(qiáng)度極限lim2550HMPa；二者材料硬度差為 40HBS；因為減速器要求MPaFE4502結(jié)構(gòu)緊湊，故采用硬齒面組合。 初選小齒輪的齒數(shù)為，則大齒輪齒數(shù)125z ，查表得，22125 1.9849.5ziz250z 5.2.25.2.2、確定許用應(yīng)力、確定許用應(yīng)力查表得，取1.25,1

24、;2.5,189.8FHHESSZZ115004001.25FEFFMPaMPaS224503601.25FEFFMPaMPaSlim116006001HHHMPaMPaSlim225505501HHHMPaMPaS5.2.35.2.3、按齒面接觸強(qiáng)度計算、按齒面接觸強(qiáng)度計算取載荷系數(shù);齒寬系數(shù)1.3K 0.8d齒輪分度圓直徑為: 32112HHEdZZuuKTd小齒輪 40Cr齒面硬度 280HBSlim1600HMPa1500FEMPa大齒輪為 45 鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度 240HBSlim2550HMPaMPaFE4502125z 250z 1212400360600550FFHHMPaM

25、PaMPaMPa1.3K 0.8d5m - 13 - / 32代入數(shù)據(jù)得：32312 1.3 169.46 102.98189.8 2.5()118.450.60.98550dmmmm實際傳動比；模數(shù),圓整后50225i 1118.454.73825dmZ取。齒寬， 5m 10.6 118.4571.07dbdmmmm取 。則分度圓直徑1272,77bmm bmm中心11225 25125,5 50250dmzmmmm dmzmmmm 距12125250187.522ddammmm5.2.45.2.4、驗算齒輪彎曲強(qiáng)度、驗算齒輪彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)：12122.95,2.77;1.56,1.58F

26、aFasasaYYYY3111122122 1.3 169.46 102.95 1.5645.0672 525FaSaFKTYYMPabm z則11400FFMPa2221112.77 1.5845.0642.852.95 1.56FaSaFFFaSaYYMPaMPaYY則22360FFMPa齒輪的圓周速度：123.14 125 113.110.7360 100060000d nVm sm s1272,77bmmbmm12125250dmmdmm187.5amm12122.95,2.77;1.56,1.58FaFasasaYYYY139.11FMPa242.85FMPa0.73Vm s設(shè)計容計

27、算與說明結(jié) 果第六章第六章軸的設(shè)軸的設(shè)計計6.16.1、高速軸的設(shè)計、高速軸的設(shè)計6.1.16.1.1、軸的材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸的材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計選取軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。45 鋼調(diào)質(zhì)處理- 14 - / 32按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法估算高速軸的直徑，由1表 14-2，取常數(shù)，由公式(14-2)，軸的最小直徑滿足：116C；33min1.6811620.16320PdCmmmmn且根據(jù)經(jīng)驗公式，高速輸入軸的軸徑可按與其相連的電d動機(jī)的直徑 D 估算，,則查表得(0.81.2)dD，又因為此軸需要安裝帶輪，則需28,22.433.6Dmm dmm配合帶輪的孔徑。選取帶輪的材料為 HT150 或 HT

28、200，則輪轂寬,輪緣寬0(1.52)LD，并(1)2 ,(190.4,10,)Bzefemm fmm z為帶輪的寬度與小帶輪的數(shù)據(jù)一樣，所以。61Bmm段： 考慮到該段軸安裝帶輪需要開設(shè)鍵槽，則此段軸的軸徑需在增加 5%，所以，min(1 5%)20.16 (1 5%)21.168ddmmmm圓整后取整數(shù)為。長度。22dmm43Lmm段：-為滿足帶輪的的軸向定位要求，軸段右端要求制出一軸-肩，故取段的直徑；軸承端蓋的總寬度為-25dmm（由減速器和軸承端蓋的機(jī)構(gòu)設(shè)計而定） ，根據(jù)軸承的裝30mm拆與便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋外端面與帶輪的距離為 10mm。故取。34Lmm段V此段要安

29、裝軸承，因此首先選取軸承型號，考慮到軸主要承受徑向力，軸向也可承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最少。在高速轉(zhuǎn)時也可承受純的軸向力，工作中容許一定的外圈軸線偏斜量，大量生產(chǎn)價格最低等因素，根據(jù)1表 16-2 選用深溝球軸承。又根據(jù)設(shè)計尺寸，由2表 18-2 選用軸30IIIIVdmm承型號為 6306，其。并且為了防止箱體的30,19dmm Bmm稀油進(jìn)入軸承需在軸承與箱體間安裝密封圈，根據(jù)密封圈的尺寸要61Bmm22dmm43Lmm25dmm34Lmm選用 6306 深溝球軸承30IIIIVdmm33IIIIVLmm- 15 - / 32求，軸承的綜合考慮取。33IIIIVLmm段:為滿足軸承的

30、軸向定位要求，與其與軸的配合，取VV。35,87.5IV VIV Vdmm Lmm段：有前面計算的齒輪分度圓直徑知，齒輪的分度圓VVI直徑較小，故此段的齒輪采用齒輪軸，。45,45V VIV VIdmm Lmm段：由右端軸承軸向固定定位需求，取直徑VIVIIVIVII，長度；35VI VIIdmm7.5VI VIILmm段：此處安裝軸承VIIVIII。30,33VII VIIIIIIIVVII VIIIIIIVddmm LLmm軸的結(jié)構(gòu)與尺寸：6.1.26.1.2、軸的受力分析與校核、軸的受力分析與校核首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。確定軸的支點位置，對于軸承 6306，由于它的對中性好所

31、以它的支點在軸承的正中位置。因此作為簡支梁的軸的支撐跨距為 266.5mm。軸上齒輪的圓周力：，31122 64.37 102258.5657tTFNNd徑向力：tan2258.60 tan20822.06rtFFNN作用在軸 1 帶輪上的外力：1071.8QFFN求垂直面的支反力：2112146.5822.06637.21146.542.5rVl FFNNll21822.06637.21184.85VrVFFFN35,87.5IV VIV VdmmLmm45V VIdmm45V VILmm35VI VIIdmm7.5VI VIILmm30VII VIIIdmm33VII VIIILmm163

32、7.21VFN2184.85VFN- 16 - / 32求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖：322184.85 146.5 10.27.08avvMF lN mN m311637.21 42.5 10.27.08avvMF lN mN m求水平面的支承力：由得1122()HtFllFl2112146.52258.61750.7142.5 146.5HtlFFNNll212258.60 1750.71507.85HtHFFFN求并繪制水平面彎矩圖：3111750.71 42.5 10.74.41aHHMF lN mN m322507.85 146.5 10.74.40aHHMF lN mN m求 F

33、在支點產(chǎn)生的反力：311286.5 1071.84490.5542.5 146.5Fl FFNNll21490.55 1071.841562.39FFFFFN求并繪制 F 力產(chǎn)生的彎矩圖：3231071.84 86.5 1092.71FMFlN311490.55 42.5 1020.85aFFMF lNF 在 a 處產(chǎn)生的彎矩：311490.55 42.5 1020.85aFFMF lN求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把與直接相加。aFM22avaHMM222220.8527.0874.71100.32aaFaVaHMMMMN m222220.8527.0874.40100.03aaFaVaH

34、MMMMN m求危險截面當(dāng)量彎矩：從圖可見，m-m 處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)27.08avMN m27.08avMN m11750.71HFN2507.85HFN74.41aHMN74.40aHMN m1490.55FFN21562.39FFN292.71FMN20.85aFMN100.32aMN m100.03aMN m107.50eMN m- 17 - / 32）0.6 2222()100.32(0.6 64.37)107.50aeMMTN m 計算危險截面處軸的直徑：因為材料選擇調(diào)質(zhì)，查課本 225 頁表 14-1 得，#45650BMPa查課本 231 頁表 14-3

35、得許用彎曲應(yīng)力，則：160bMPa3331107.50 1026.170.10.1 60ebMdmm因為，所以該軸是安全的。4526.17V VIdmmdmm由以上計算所得的數(shù)據(jù)畫出各不同力的圖示分析軸的受力分析圖如下- 18 - / 326.1.36.1.3、軸承壽命校核、軸承壽命校核因為采用的是深溝球軸承 6306 型號，查表得基本額定動載荷，軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由27.0CkN610()60thPCfLhn Pf于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，查課本 259 頁1.2pf 表 16-9，10 取溫度系數(shù)載荷系數(shù)，取壽命指數(shù)1,tf 1.2pf 。按最不利考慮，則有： 322221

36、111637.211750.71490.552353.62rvHFFFFFN22222222184.85507.851562.392102.84rvHFFFFFN12353.62rFN22102.84rFN45 鋼調(diào)質(zhì)處理軸承型號 6206- 19 - / 32則 ，根據(jù)6633110101 27.0 10()()7.26060 3201.2 2102.84thPCfLhnf P年設(shè)計要求知，所選該軸承符合要求。6.26.2、中間軸的設(shè)計、中間軸的設(shè)計6.2.16.2.1、軸的材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸的材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計選取軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法估算高速軸的直徑，由1表 14-2

37、，取常數(shù)，由1公式(14-2)，軸的最小直徑滿足：116C；3332min21.5911628113.11PPdCCmmnn考慮到主要承受徑向力，軸向也可承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最少。在高速轉(zhuǎn)時也可承受純的軸向力，工作中容許一定的外圈軸線偏斜量，大量生產(chǎn)價格最低等因素，根據(jù)1表16-2 選用深溝球軸承。又根據(jù)設(shè)計尺寸取，min30dmmd由2表 18-2 選用軸承型號為 6206，其，mmd30。mmB161、擬定軸的結(jié)構(gòu)方案如圖：2、各軸段直徑與長度的確定1)、根據(jù)所選軸承的直徑，取中間軸最小直徑mmd30；綜合壁厚與箱體尺寸等因素，現(xiàn)取mmdd30-；58.5Lmm2)、為滿足齒輪的

38、軸向定位要求，軸段右端與軸-段左端要求制出一軸肩，并且這兩段軸要安裝齒輪，需要開鍵槽，因此軸徑應(yīng)在原有的設(shè)計基礎(chǔ)上，增加 5%，用來彌補(bǔ)開鍵槽帶來的應(yīng)力不足，故取，同時為了保證mmdd36-齒輪與軸配合得有良好得對中性，固選擇齒輪輪轂與軸得配合mmdd30-58.5Lmmmmdd36-52Lmm45Lmm10Lmm32711.36tFN22131.57tFN3986.65rFN2775.82rFN- 20 - / 32選 H7/n6。根據(jù)高速級大齒輪與低速級小齒輪的齒寬，分別取，；52Lmm45Lmm3)、為滿足齒輪的軸向定位要求，取。根據(jù)齒mmd43輪間間隙推薦值，??；10Lmm至此已初步確

39、定各軸段的直徑與長度。6.2.26.2.2、軸的受力分析與校核、軸的受力分析與校核作用在大（表示為 2）小齒輪（表示為 3）上的圓周力軸上齒輪的圓周力：，323222 169.46 102711.365 25tTFNNd322422 169.46 102131.573 53tTFNNd徑向力：33tan2711.36 tan20986.65rtFFNN22tan2131.57tan20775.82rtFFNN求垂直面的支反力2233 311231()775.82 (58.576.5)986.85 76.558.576.555156.50rrVVFllF lFlllFN2312986.85 15

40、6.5775.82367.53VrVrFFFFN計算垂直彎矩：311156.5 55 108.61aVmVMF lN m31122 2()156.5 (5558.5)775.82 58.51027.62aVnVraVnMFllF lMN m 求水平面的支承力：1156.50VFN2367.53VFN8.61aVmMN m27.62aVnMN m 12606.22HFN22236.71HFN143.34aHmMN m95.25aHnMN m 143.59amMN m99.17anMN m142.03enMN m143.95emMN m- 21 - / 323 322311231()2711.36

41、 76.52131.57 (76.558.5)5558.576.52606.22ttHHF lFllFlllFN22312131.572711.362606.222236.71HttHFFFFN計算、繪制水平面彎矩圖：3112606.22 55 10143.34aHmHMF lN m33 2212()2711.36 58.52236.71 (5558.5)1095.25aHntHMF lFllN m 求合成彎矩圖，按最不利情況考慮：22228.61143.34143.59amavmaHmMMM2222( 27.62)( 95.25)99.17anavnaHnMMMN m 求危險截面當(dāng)量彎矩：從

42、圖可見，m-m,n-n 處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）0.6 22222()99.17(0.6 169.46)142.03enanMMTN m emM22222()143.59(0.6 16.946)143.95 .amMTN m 計算危險截面處軸的直徑： n-n 截面:3331142.03 1028.710.10.1 60enbMdmmm-m 截面:3331143.95 1028.840.10.1 60embMdmm與前面所取得軸徑比較，所取得軸是安全的。軸的受力分析圖如下圖所示- 22 - / 326.2.36.2.3、軸承壽命校核：、軸承壽命校核：查表得，,軸承壽命可由式31

43、9.5 10CN進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，610()60thPCfLhn Pf所以，查課本 259 頁表 16-9，10 取溫度系數(shù)載荷rPF1,tf 系數(shù)取壽命1.1,pf 指數(shù)。32222111156.52606.222610.91rvHFFFN2222222367.532236.712266.70rvHFFFN12610.91rFN22266.70rFN45 號鋼調(diào)質(zhì)處理HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器軸承型號為 6209- 23 - / 32則，軸承使6633210101 19.5 10()()10.36060 681.2 2266.70thPCfLhnPf年用壽命在 3 年圍

44、，因此該軸承符合要求。6.36.3、低速軸的設(shè)計、低速軸的設(shè)計6.3.16.3.1、軸的材料、軸的材料選取軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法估算高速軸的直徑，由1表 14-2，取常數(shù)，由1式(14-2)，軸的最小直徑滿足：116C ；3333min31.5311634.4658.35PPdCCmmnn此軸的最小直徑即安裝在聯(lián)軸器處軸的最小直徑，mind d為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，所以需要 d同時選取聯(lián)軸器的型號。6.3.26.3.2、初選聯(lián)軸器與軸承、初選聯(lián)軸器與軸承查1表 17-1，取, ,則計算轉(zhuǎn)矩：5 . 1AK；31.5 315.79473.69CATK

45、TN m按照與電動機(jī)軸尺寸等限制條件，查3表 13-1，選nCTT 用 HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩，半聯(lián)軸mNTn 630器的孔徑，故取低速軸的最小直徑mmd4230。min-35dmmd考慮到主要承受徑向力，軸向也可承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最少。在高速轉(zhuǎn)時也可承受純的軸向力，工作中容許一定的外圈軸線偏斜量，大量生產(chǎn)價格最低等因素，根據(jù)1表16-2 選用深溝球軸承。又根據(jù)設(shè)計尺寸，由2mmd42表 18-2 選用軸承型號為 6209，其，。mmd45mmB196.3.36.3.3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)如下圖所示mmd35-mmL80mmd42mmL40-45dmm

46、45dmmmmL29-55Lmmmmd5055.5Lmmmmd60mmL1050dmm56.5Lmm- 24 - / 321、各軸段直徑與長度的確定1)、由所選半聯(lián)軸器的孔徑，取低速軸最小mmd4230直徑；半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為，mmd35-mmL82段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)?。?LmmL802)、為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸段右端要求制-出一軸肩，故取段的直徑；軸承端蓋的總寬-mmd42度為 30mm（由減速器和軸承端蓋的機(jī)構(gòu)設(shè)計而定） ，根據(jù)軸承的裝拆與便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋外端面與聯(lián)軸器的距離為 10mm。故取。mmL403)、根據(jù)所選軸承直徑尺寸確定，取mmdd

47、45-，；mmL29-55Lmm4)、為滿足軸承的軸向定位要求，取，綜合中mmd50間軸設(shè)計??；55.5Lmm5)、為滿足齒輪的軸向定位要求，取該段直徑，mmd60長度；mmL106)、根據(jù)齒輪幾何尺寸，段直徑，長度-50dmm取；至此已初步確定各軸段的直徑與長度。56.5Lmm- 25 - / 32第七章第七章鍵連接鍵連接設(shè)計校設(shè)計校核核7.17.1、高速軸連接設(shè)計與校核、高速軸連接設(shè)計與校核1、選擇鍵連接的類型和尺寸高速軸與帶輪的周向定位采用圓頭普通平鍵(A 型)聯(lián)接。按，查得平鍵的截面尺寸，由該-22dmm6bmm6hmm軸段長度取。36Lmm2、校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度由1式(10-26)有平

48、鍵連接的擠壓強(qiáng)度條件：； ppdhlT41)鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，承受輕微沖擊，查得許用擠壓應(yīng)力，??；MPap120100MPap1102)鍵的工作長度，則由上式得：36630lLbmm；3144 64.37 1065.0211022 6 30ppTMPaMPadhl 故所選的平鍵滿足強(qiáng)度要求。鍵的尺寸與型號為：鍵6636GB/T 1095-2003。b h l 7.27.2、中間軸連接設(shè)計與校核、中間軸連接設(shè)計與校核1、選擇鍵連接的類型和尺寸高速軸與齒輪的周向定位采用圓頭普通平鍵(A 型)聯(lián)接。按，查得平鍵的截面尺寸，mmdd36-10bmm，由各軸段長度??；8hmm1245,40Lm

49、m Lmm。45Lmm2、校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度由1式(10-26)有平鍵連接的擠壓強(qiáng)度條件：； ppdhlT41)鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，承受輕微沖擊，查得許用擠壓應(yīng)力，?。籑Pap120100MPap1102)鍵的工作長度11145 1035lLbmm， ，則由上式得：22240 1030lLbmm；321144 169.46 1067.2411036 8 35ppTMPaMPadhl MPap110pp鍵66b h l 36GB/T 1095-20031pp- 26 - / 32322244 169.46 1078.4511036 8 30ppTMPaMPadhl 故所選的平鍵滿足強(qiáng)度要求

50、。鍵的尺寸與型號分別為：鍵10845GB/T 1095-b h l 2003。鍵10840GB/T 1095-2003b h l 7.37.3、低速軸連接設(shè)計與校核、低速軸連接設(shè)計與校核1、選擇鍵連接的類型和尺寸高速軸與聯(lián)軸器的周向定位采用圓頭普通平鍵(A 型)聯(lián)接。按，查得平鍵的截面尺寸，由-35dmm10bmm8hmm該軸段長度取。70Lmm2、校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度由1式(10-26)有平鍵連接的擠壓強(qiáng)度條件：； ppdhlT41)鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，承受輕微沖擊，查得許用擠壓應(yīng)力，??；MPap120100MPap1102)鍵的工作長度，則由上式得：70 1060lLbmm；3144

51、322.20 1076.7111035 8 60ppTMPaMPadhl 故所選的平鍵滿足強(qiáng)度要求。鍵的尺寸與型號為：鍵10870GB/T 1095-2003。b h l 2pp鍵108b h l 45GB/T 1095-2003pp鍵108b h l 70GB/T 1095-2003設(shè)計容計算與說明結(jié) 果第八章、第八章、箱體與箱體與其附件其附件設(shè)計設(shè)計8.18.1 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、確定箱體的尺寸與形狀箱體的尺寸直接影響它的剛度，首先確定合理的箱體壁厚。為了保證結(jié)合面連接處的局部剛度與接觸剛度，箱蓋與箱座連接部分都有較厚的連接壁緣，箱座底面凸緣厚度設(shè)計得更厚些。2、合理設(shè)計肋板；在軸承座孔與箱底接合面處設(shè)置加強(qiáng)肋，減少了側(cè)壁的彎- 27 - / 32曲變形。3、合理