課程設(shè)計(jì)二級(jí)圓錐直齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)

PAGEPAGE38目錄目錄 1一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 3題目D：設(shè)計(jì)熱處理車間的鏈板式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 31.設(shè)計(jì)要求 32.設(shè)計(jì)內(nèi)容及完成的工作量 4二、傳動(dòng)方案的確定 5三、電機(jī)的選擇 61、選擇電機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 62、選擇電動(dòng)機(jī)的容量 63、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 6四、確定傳動(dòng)裝置的有關(guān)的參數(shù) 81、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 82、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 8五、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 11（一）高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 11（二）、低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 15六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 20（一）輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 20（二）中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 23（三）輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 26七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 291.滾動(dòng)軸承的類型 292.滾動(dòng)軸承的型號(hào) 293.對(duì)軸承進(jìn)行壽命校核 30八、鍵的校核計(jì)算 311．輸入軸與聯(lián)軸器連接鍵的校核計(jì)算 312．傳動(dòng)軸與聯(lián)軸器連接鍵的校核計(jì)算 323．輸出軸鍵的校核計(jì)算 32九、聯(lián)軸器的選擇及校核計(jì)算 331.輸入軸處聯(lián)軸器的選擇 332.輸出軸處聯(lián)軸器的選擇 33十、減速箱的附件選擇 341.檢查孔和視孔蓋 342．放油螺塞 343.油標(biāo) 344．通氣器 355．起吊裝置 356．定位銷 35十一、潤滑及密封 351、傳動(dòng)件的潤滑 352、滾動(dòng)軸承潤滑 363、密封 36十二、心得體會(huì) 37十三、參考資料目錄 38一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目D：設(shè)計(jì)熱處理車間的鏈板式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置1.設(shè)計(jì)要求鏈板式運(yùn)輸機(jī)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)鏈板式運(yùn)輸機(jī)的驅(qū)動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，拖動(dòng)輸送鏈移動(dòng)，運(yùn)送熱處理零件。該機(jī)也可用于加工線或裝配線上運(yùn)送零件。整機(jī)結(jié)構(gòu)要求，電機(jī)軸與運(yùn)輸機(jī)的驅(qū)動(dòng)鏈輪主軸垂直布置，使用壽命為10年，每日兩班制工作，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，單向轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷平穩(wěn)。允許輸送鏈速度偏差為5%。工作機(jī)效率為0.95，按小批生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)，要求結(jié)構(gòu)緊湊。1-電機(jī)2-傳動(dòng)裝置3-驅(qū)動(dòng)鏈輪4-輸送鏈鏈板式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)示意圖題號(hào)D-1D-2D-3D-4D-5D-6D-7D-8輸送鏈拉力F(N)25002400230022002100200019001800輸送鏈速度V(m/s)1.21.251.31.351.41.451.51.55驅(qū)動(dòng)鏈輪直徑D(mm)2002102202302402502602702.設(shè)計(jì)內(nèi)容及完成的工作量1）設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案；2）設(shè)計(jì)減速器部件裝配圖；3）繪制軸、齒輪和箱體零件圖各一張；4）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份（約7000字）。二、傳動(dòng)方案的確定為了滿足鏈板式運(yùn)輸機(jī)的工作要求，圖2-1提供了三種傳動(dòng)方案。其中：方案（a）采用二級(jí)圓錐—直齒圓柱齒輪減速器，能夠?qū)崿F(xiàn)較大傳動(dòng)比的傳動(dòng)，使用和維護(hù)方便，但結(jié)構(gòu)尺寸現(xiàn)對(duì)較大；方案(b)采用渦輪蝸桿減速器，結(jié)構(gòu)緊湊，但傳動(dòng)效率低；方案（c）采用一級(jí)圓錐齒輪減速器，但不能實(shí)現(xiàn)較大傳動(dòng)比的傳動(dòng)，否則錐齒輪的尺寸將會(huì)加大，成本增加。從上述分析可見，雖然這三種傳動(dòng)方案都能滿足鏈板式運(yùn)輸機(jī)的功能要求，但是結(jié)構(gòu)、性能和經(jīng)濟(jì)性都不同，根據(jù)工作要求選擇方案（a）較好。（a）（b）（c）三、電機(jī)的選擇1、選擇電機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式電動(dòng)機(jī)分交流和直流電機(jī)兩種。由于直流電機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高維護(hù)不方便，因此用交流電動(dòng)機(jī)，一般用三相交流電源。交流電機(jī)有異步和同步電機(jī)兩類。異步電機(jī)有籠型和繞線型，其中一普通籠型異步電機(jī)應(yīng)用最多。其機(jī)構(gòu)簡單、工作可靠、價(jià)格便宜、維護(hù)方便。根據(jù)工作要求和條件，選擇用三籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y型。2、選擇電動(dòng)機(jī)的容量電動(dòng)機(jī)所需工作功率：=KW 式中KW；、、、、分別為聯(lián)軸器、滾動(dòng)軸承效率（一對(duì)）、閉式齒輪傳動(dòng)效率和工作機(jī)的傳動(dòng)效率。取凸緣聯(lián)軸器效率，閉式齒輪傳動(dòng)效率，滾動(dòng)軸承效率（一對(duì)），工作機(jī)的傳動(dòng)效率。則：所以因?yàn)檩d荷平穩(wěn)，所以電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可，選電機(jī)額定功率為4KW。3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)鏈輪的工作轉(zhuǎn)速為二級(jí)圓錐—直齒圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比為8～15，故電機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：（8～15）（881.92～1653.6）符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000r/min和1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)及上網(wǎng)查出有兩種適用的電機(jī)型號(hào)，因此有兩種傳動(dòng)方案，如下表3-1：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率(kw)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速（r/min）電動(dòng)機(jī)總質(zhì)量(N)參考價(jià)格(元)傳動(dòng)比1Y112M—441440499181.52Y132M—64960751433（表3-1）綜合考慮電機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和減速器的傳動(dòng)比，結(jié)合題目要求結(jié)構(gòu)緊湊，可見第2方案比較合適。因此選定電機(jī)型號(hào)為Y132M-6。經(jīng)查有關(guān)資料電機(jī)主要外形和安裝尺寸列于下表3-2：（表3-2）KW四、確定傳動(dòng)裝置的有關(guān)的參數(shù)1、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比(1)總傳動(dòng)比的計(jì)算。由選定電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速,可得傳動(dòng)裝置總傳比式中：=960r/min，=110.24r/min。(2)分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比式中為減速器的傳動(dòng)比。為錐齒輪傳動(dòng)比，為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)比。由二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比分配，圖（b）=2.5，所以2、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（a）圖（b）(1)各軸的轉(zhuǎn)速Ⅰ軸r/minⅡ軸r/minⅢ軸r/min鏈輪軸r/min式中：——分別為Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速；———電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速。(2)各軸輸入功率Ⅰ軸KWⅡ軸KWⅢ軸KW鏈輪軸KW式中：Pd——電動(dòng)機(jī)的輸出功率，kw——Ⅰ，Ⅱ,Ⅲ軸的輸入功率，kw(3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩NmⅠ軸NmⅡ軸NmⅢ軸Nm鏈輪軸Nm將各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果匯總列出表格（表4-1），供以后設(shè)計(jì)計(jì)算使用。軸名功率P/Kw轉(zhuǎn)矩T/N.m轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸3．5335.11960Ⅰ軸3.533．42234.39134.0479601Ⅱ軸3.3203.25482.5780.9193842.5Ⅲ軸3.193.126277.7272.146109.73.5鏈輪軸3.093.028269263.62109.71表4-1各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)五、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（一）高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)1、選擇齒輪材料及精度等級(jí)考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS。大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度210HBS；根據(jù)教材P210表10-8選7級(jí)精度。齒面粗糙度Ra≤1.6~3.2μm2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪的設(shè)計(jì)公式：（教材P227式10-26）（1）確定公式內(nèi)的個(gè)計(jì)算數(shù)值1）試選2）由教材P201表10-6選取彈性影響系數(shù)3)傳動(dòng)比取小齒輪，大齒輪4)許用接觸應(yīng)力[σH]取失效概率為1%，通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)安全系數(shù)S=1.由教材205式10-12得[]由教材P209圖10-21（d）查得：σHlim1=580MpaσHlim2=540Mpa由教材P206式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N式中：n齒輪轉(zhuǎn)速；j每轉(zhuǎn)一圈同一齒面的系數(shù)?。积X輪的工作壽命。N2=N1/i=/2=1.382×109由教材P207圖10-19查得接觸疲勞的壽命系數(shù)：=0.91;=0.935）小齒輪的傳遞轉(zhuǎn)矩查表4-1得6）由教材P224取常用值φR=0.3（2）計(jì)算1)小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得：2)計(jì)算圓周速度3)計(jì)算模數(shù)4）計(jì)算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)，動(dòng)載系數(shù)可按教材P194圖10-8中低一級(jí)精度及查得；齒間載荷分配系數(shù)式中是軸承系數(shù)，可由P226表10-9中查得=1.25,即故載荷系數(shù)5）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由教材P式（10-10a）得：6）計(jì)算模數(shù)3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由教材P218式（10-17）即（1）確定計(jì)算參數(shù)1）計(jì)算載荷系數(shù)2）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)分度錐角3）查取齒形系數(shù)由教材P200表10-5計(jì)算如下：5）查取應(yīng)力校正系數(shù)由教材P200表10-5計(jì)算如下：6）由教材P208圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞極限。7)由教材P206圖10-18取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)。8)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)為，由教材P205式（10-12）得：9）計(jì)算大小齒輪的并加以比較小齒輪的數(shù)值大（2）設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取=3.5mm，可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿足疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是有：取=25，則=225=50實(shí)際傳動(dòng)比(3)幾何尺寸的計(jì)算1)計(jì)算中心距：取中心距2）算大小齒輪的分度圓直徑3）計(jì)算齒輪寬度圓整后取4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因大齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜；而小齒輪齒頂圓直徑小于160mm，故選用實(shí)心結(jié)構(gòu)為宜。（二）、低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)1、選擇齒輪材料及精度等級(jí)考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為260~280HBS。大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度230HBS；根據(jù)教材P210表10-8選7級(jí)精度。齒面粗糙度Ra≤1.6~3.2μm2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)公式：（教材P203式10-9）（1）確定公式內(nèi)的個(gè)計(jì)算數(shù)值1）試選2)傳動(dòng)比取小齒輪，大齒輪3)許用接觸應(yīng)力[σH]取失效概率為1%，通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)安全系數(shù)S=1.由教材P205式10-12得[]由教材P209圖10-21查得：σHlim1=580MpaσHlim2=540Mpa由教材P206式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N式中：n齒輪轉(zhuǎn)速；j每轉(zhuǎn)一圈同一齒面的系數(shù)取；Lh齒輪的工作壽命。由教材P207圖10-19查得接觸疲勞的壽命系數(shù)：=0.93；4）小齒輪的傳遞轉(zhuǎn)矩查表4-1得5）由教材P205表10-7取φd=16）由教材P201表10-6查得材料的彈性系數(shù)（2）計(jì)算1)小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得：2)計(jì)算圓周速度3)計(jì)算齒寬及模數(shù)4）計(jì)算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)，由教材P194圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)用差值法計(jì)算得：得出：由教材P198圖10-13查得由教材P195表10-3查得故載荷系數(shù)5）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由教材P204式（10-10a）得6）計(jì)算模數(shù)3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由教材P201式（10-5）即（1）確定計(jì)算參數(shù)1）計(jì)算載荷系數(shù)2）查取齒形系數(shù)由教材P200表10-5查取如下：3）查取應(yīng)力校正系數(shù)由教材P200表10-5計(jì)算如下：：4）由教材P208圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞極限。5)由教材P206圖10-18取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)。6)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)為，由教材P205式（10-12）得：7）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)算對(duì)比結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取=2mm，可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿足疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是有：取，則=取 實(shí)際傳動(dòng)比傳動(dòng)比誤差：(3)幾何尺寸的計(jì)算1)計(jì)算中心距：2）算大小齒輪的分度圓直徑3）計(jì)算齒輪寬度圓整后取4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑。選用45調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS根據(jù)教材P370（15-2）式，并查表15-3，取A0=115，P為傳遞功率為，為一級(jí)輸入軸轉(zhuǎn)速r。（實(shí)心軸）則：考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則。圓整后取。2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸上的零件定位，固定和裝配二級(jí)圓錐直齒圓柱齒輪減速器的輸入軸上的錐齒輪直徑小于160mm，則可將齒輪和軸做成一體且相對(duì)兩軸承做懸臂布置，兩軸承分別以軸肩和端蓋固定，聯(lián)軸器軸向用軸肩和軸端擋圈固定，周向采用鍵做周向定位，軸呈階梯狀，左軸承從左面裝入，右軸承從右面裝入。（2）確定軸的各段直徑和長度因?yàn)檩敵鲚S的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器出軸的直徑，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查教材P351表14-1，取則：查標(biāo)準(zhǔn)凸緣聯(lián)軸器型YL5，其公稱轉(zhuǎn)矩，半聯(lián)軸器孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔的長度。初選32006型圓錐滾子軸承，其尺寸為d×D×T=30mm×55mm×17mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離a=10mm，滾動(dòng)軸承距箱體內(nèi)壁的距離s=8mm，各段長度及直徑如下：（3）軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器的周向固定采用普通平鍵（A型）連接。按由P106表6-1查得平鍵截面，鍵采用鍵槽銑刀加工其長度,同時(shí)為了保證半聯(lián)軸器與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸軸端倒角為，圓角半徑（5）求軸上的載荷①求分度圓直徑：已知②求轉(zhuǎn)矩：已知③作用在齒輪上的力根據(jù)教材P225（10-22）式得④根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖、受力分析圖及彎矩扭矩圖如下,由于該軸懸臂布置，根據(jù)幾何尺寸算得：L1=75mmL2=49mm由上圖及力平衡和力矩平衡求得的力和力矩如下：（6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面，校核C截面。根據(jù)P343式（15-5）及上述(3)中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取α=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力：前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由P362表15-1查得。因此，故安全。（二）中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑。選用45調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS根據(jù)教材P370（15-2）式，并查表15-3，取A0=115，P為傳遞功率為，為一級(jí)輸入軸轉(zhuǎn)速。（實(shí)心軸）則：考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則圓整后取2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸上的零件定位，固定和裝配二級(jí)圓錐直齒圓柱齒輪減速器的中間軸可將齒輪和軸做成一體相對(duì)兩軸承做不對(duì)稱布置，因?yàn)辇X輪的直徑，所以與軸做成一體，齒輪用軸肩與套筒固定，兩個(gè)滾動(dòng)軸承兩端分別用端蓋和套筒固定。齒輪周向采用鍵做周向定位，軸呈階梯狀，左軸承從左面裝入，右軸承從右面裝入。（2）確定軸的各段直徑和長度初選32006型圓錐滾子軸承，其尺寸為d×D×T=30mm×55mm×17mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，滾動(dòng)軸承距箱體內(nèi)壁的距離，各段長度及直徑如下（3）軸上零件的周向定位齒輪的周向固定采用普通平鍵（A型）連接。按由P106表6-1查得平鍵截面，鍵采用鍵槽銑刀加工其長度,同時(shí)為了保證半聯(lián)軸器與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸軸端倒角為，圓角半徑（5）求軸上的載荷①求分度圓直徑：已知②求轉(zhuǎn)矩：已知③求作用在齒輪上的力根據(jù)教材P198（10-3）式得所受的力分別為根據(jù)教材P225（10-14）式得所受的力分別為④根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖、受力分析圖及彎矩扭矩圖如下由于該軸兩軸承非對(duì)稱，根據(jù)幾何尺寸算得由上圖及力平衡和力矩平衡求得的力和力矩如下：（6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面，校核C截面。根據(jù)P343式（15-5）及上述(3)中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取α=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力：前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由P362表15-1查得。因此，故安全。（三）輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、按扭矩初算軸徑。選用45調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS根據(jù)教材P370（15-2）式，并查表15-3，取A0=115，P為傳遞功率為，為一級(jí)輸入軸轉(zhuǎn)速。（實(shí)心軸）則：考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則，圓整后取2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸上零件的定位，固定和裝配二級(jí)圓錐直齒圓柱齒輪減速器的聯(lián)軸器一端用軸肩固定另一端用軸端擋圈固定，齒輪相對(duì)于軸承做不對(duì)稱轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪一端由軸肩定位，另一端用套筒軸向固定，周向用平鍵連接。兩軸承分別以軸肩、套筒和端蓋定位。（2）確定軸的各段直徑和長度①因?yàn)檩敵鲚S的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器出軸的直徑，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查教材P351表14-1，取則：查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-1995選HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，半聯(lián)軸器孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔的長度。②由于軸承只受徑向力的作用，故初選6008型深溝球軸承，其尺寸為d×D×B=40mm×68mm×15mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，取套筒長為24mm，取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離a=16mm，滾動(dòng)軸承距箱體內(nèi)壁的距離s=8mm，各段長度及直徑如下：（3）軸上零件通過鍵進(jìn)行周向定位齒輪、半聯(lián)軸器于軸的周向固定均采用普通平鍵（A型）連接。按由P106表6-1查得平鍵截面，鍵采用鍵槽銑刀加工其長度,同時(shí)為了保證齒輪輪轂與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣半聯(lián)軸器與軸的連接選用，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸軸端倒角為，圓角半徑（5）求軸上的載荷①求分度圓直徑：已知②求轉(zhuǎn)矩：已知③求作用在齒輪上的力根據(jù)教材P198（10-3）式得所受的力分別為④根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖、受力分析圖及彎矩扭矩圖如下由于該軸兩軸承非對(duì)稱，根據(jù)幾何尺寸算得由上圖及力平衡和力矩平衡求得的力和力矩如下：（6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面，校核C截面。根據(jù)P343式（15-5）及上述(3)中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取α=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力：前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由P362表15-1查得。因此，故安全。七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算1.滾動(dòng)軸承的類型應(yīng)根據(jù)所受載荷的大小，性質(zhì)，方向，轉(zhuǎn)速及工作要求進(jìn)行選擇。若只承受徑向載荷而軸向載荷較小，軸的轉(zhuǎn)速較高，則選用深溝球軸承；若軸承同時(shí)承受較大的徑向力和軸向力，或者需要調(diào)整傳動(dòng)件的軸向位置，則應(yīng)選擇角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。經(jīng)過分析比較后，選用圓錐滾子軸承和深溝球軸承。2.滾動(dòng)軸承的型號(hào)(從《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二卷第四冊(cè)查)根據(jù)各軸的安放軸承出的直徑大小，經(jīng)過分析和比較，軸承的選擇如下：（1）輸入軸選用的軸承標(biāo)記為：圓錐滾子軸承32006GB/T297-1994尺寸：它的基本額定載荷（2）中間軸選用的軸承標(biāo)記為：圓錐滾子軸承32006GB/T297-1994尺寸：它的基本額定載荷（3）輸出軸選用軸承的標(biāo)記為：深溝球軸承6008GB/T276-1994尺寸：d×D×B=40mm×68mm×15mm它的基本額定載荷3.對(duì)軸承進(jìn)行壽命校核根據(jù)已知條件，軸承預(yù)計(jì)壽命軸承的壽命可由教材P320式（13-5a）即進(jìn)行校核。根據(jù)P319頁（對(duì)于球軸承，；對(duì)于滾子軸承）取。由教材P320表13-4并結(jié)合該軸承的工作環(huán)境，取=1.0；由于軸承受徑向和軸向載荷作用，則(教材P321式13-9a)；由教材P321表13-6，取=1.0；(1)對(duì)輸入軸的軸承進(jìn)行壽命校核由查教材P321表13-5得查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版第四卷P39-81得則：==>故所選軸承可滿足壽命要求。(2)中間軸的軸承進(jìn)行壽命校核由查教材P321表13-5得,則：=故所選軸承可滿足壽命要求。(3)輸出軸的軸承進(jìn)行壽命校核由查教材P321表13-5得則：=故所選軸承可滿足壽命要求。八、鍵的校核計(jì)算1．輸入軸與聯(lián)軸器連接鍵的校核計(jì)算鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由教材P106表6-2查許用擠壓應(yīng)力[]=120～150，取[]=140。鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。=0.5×6mm=3mm(8.1)鍵的工作長度=40－6mm=34mm(8.2)則有：[]（合適）(8.3)2．傳動(dòng)軸與聯(lián)軸器連接鍵的校核計(jì)算安裝大錐齒輪段GB/T1096-1979鍵10×8×36鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由教材P106表6-2查許用擠壓應(yīng)力[]=120～150，取[]=140。鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。=0.5×8mm=4mm(8.4)鍵的工作長度=36－10mm=26mm(8.5)則有：==55[]（合適）(8.6)3．輸出軸鍵的校核計(jì)算安裝齒輪段段GB/T1096-1979鍵14×9×50安裝聯(lián)軸器段GB/T1096-1979鍵8×7×50鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由P106表6-2查許用擠壓應(yīng)力，取[]=140。鍵與輪轂鍵槽的接觸高度=0.5×9mm=4.5mm(8.7)=0.5×7=3.5mm鍵的工作長度=50－14mm=36mm=50－8mm=42mm(8.8)則有：=[]（合適）=[]（合適）(8.9)九、聯(lián)軸器的選擇及校核計(jì)算根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低，被連接件的安裝精度等，參考各類聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。1.輸入軸處聯(lián)軸器的選擇1）類型選擇由于裝置原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，聯(lián)軸器一端與電動(dòng)機(jī)相連，其孔徑受電動(dòng)機(jī)外伸軸徑限制，所以選擇凸緣聯(lián)軸器。2）載荷計(jì)算轉(zhuǎn)距：=9550=9550×3.492/960=34.738N·m由P351表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小校正系數(shù)后，取計(jì)算轉(zhuǎn)矩：3）型號(hào)的選擇選擇凸緣聯(lián)軸器的型號(hào)為：YL5凸緣聯(lián)軸器GB/T5014-1985許用轉(zhuǎn)矩為63N·m,許用轉(zhuǎn)速5700r/m軸徑為22—32mm之間,由前面計(jì)算可知此聯(lián)軸器適用。2.輸出軸處聯(lián)軸器的選擇1）類型選擇由于此處并無劇烈沖擊、功率小、傳動(dòng)平穩(wěn)。則在輸出軸處選擇彈性銷聯(lián)軸器。2）載荷計(jì)算名義轉(zhuǎn)矩：由P351表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小校正系數(shù)后，取計(jì)算轉(zhuǎn)矩：3）型號(hào)的選擇選擇彈性銷聯(lián)軸器的型號(hào)為：HL3彈性銷聯(lián)軸器GB/T5014—1995許用轉(zhuǎn)矩為650N·m,許用轉(zhuǎn)速5000r/m軸徑為30—48mm之間,由前面計(jì)算可知此聯(lián)軸器適用。十、減速箱的附件選擇1.檢查孔和視孔蓋檢查孔用于檢查傳動(dòng)件的嚙合情況，潤滑狀態(tài)、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙，還可用來注入潤滑油，故檢查孔應(yīng)開在便于觀察傳動(dòng)件嚙合區(qū)的位置，其尺寸大小應(yīng)便于檢查操作。視孔蓋可用鑄鐵、鋼板或有機(jī)玻璃制成，它和箱體之間應(yīng)加密封墊，還可在孔口處加過濾裝置，以過濾注入油中的雜質(zhì)，如減速器部件裝配圖。2．放油螺塞放油孔應(yīng)設(shè)在箱座底面的最低處，或設(shè)在箱底。在其附近應(yīng)有足夠的空間，以便于放容器，油孔下也可制出唇邊，以利于引油流到容器內(nèi)。箱體底面常向放油孔方向傾斜1°~1.5°，并在其附近形成凹坑，以便于污油的匯集和排放。放油螺塞常為六角頭細(xì)牙螺紋，在六角頭與放油孔的接觸面處，應(yīng)加封油圈密封。也可用錐型螺紋或油螺塞直接密封。選擇M16×1.5的外六角螺塞（[2]表7-11）。3.油標(biāo)油標(biāo)用來指示油面高度，應(yīng)設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。常用油標(biāo)有圓形油標(biāo)（[2]表7-7），長形油標(biāo)（[2]表7-8）和管狀油標(biāo)（[2]表7-9）、和桿式油標(biāo)（[2]表7-10）等。由[2]表7-10得M14的桿式油標(biāo)。4．通氣器通氣器用于通氣，使箱內(nèi)外氣壓一致，以免由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，箱內(nèi)油溫升高，內(nèi)壓增大，而引起減速器潤滑油的滲漏。簡易的通氣器鉆有丁字型孔，常設(shè)置在箱頂或檢查孔上，用于較清潔的環(huán)境。較完善的通氣器具有過濾網(wǎng)及通氣曲路，可減少灰塵進(jìn)入。5．起吊裝置起吊裝置用于拆卸及搬運(yùn)減速器。它常由箱蓋上的吊孔和箱座凸緣下面的吊耳構(gòu)成[2]表11-3。6．定位銷為保證箱體軸承孔的加工精度與裝配精度，應(yīng)在箱體聯(lián)接凸緣上相距較遠(yuǎn)處安置兩個(gè)圓柱銷，并