圓錐-圓柱齒輪減速器(含零件圖裝配圖)

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1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)2013-2014 第 2 學(xué)期姓 名：班 級(jí)：指導(dǎo)老師：成 績(jī)：日期：2014年5月6日前言1第一章、設(shè)計(jì)要求21.1、傳動(dòng)裝置21.2、帶式運(yùn)輸機(jī)原始數(shù)據(jù)21.3、工作條件21.4、應(yīng)完成的工作3第二章、設(shè)計(jì)方案32.1、電動(dòng)機(jī)的選擇32.2、傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算42.3、傳動(dòng)零件的計(jì)算52.4、軸的計(jì)算122.5、鍵連接272.6、箱體的尺寸設(shè)計(jì)282.7、減速器附件的選擇292.8、潤(rùn)滑與封閉30第三章、設(shè)計(jì)小結(jié)30第四章、參考資料目錄30前言1、設(shè)計(jì)目的機(jī)械設(shè)計(jì)課程是培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。課程設(shè)計(jì)則是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是高等工

2、科院校大多數(shù)專業(yè)學(xué) 生第一次全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，其目的是：（1）通過(guò)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械 設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的的理論與實(shí)際知識(shí)去分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題的 能力。（2）學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律。（3）通過(guò)制定設(shè)計(jì)方案，合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和零件類型，正確計(jì)算零件的工作能力, 確定尺寸及掌握機(jī)械零件，以較全面的考慮制造工藝，使用和維護(hù)要求，之后 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到了解和掌握機(jī)械零件，機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò) 程和方法。（4）學(xué)習(xí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練，例如：計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)、 運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。李偉杰：機(jī)械設(shè)

3、計(jì)課程設(shè)計(jì)#2011屆模具設(shè)計(jì)與制造機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)卷筒0.951圓錐直齒（8級(jí)，稀油潤(rùn)滑）0.971計(jì)算得傳動(dòng)的裝置的總效率=0.992 x 0.97 x 0.98 x 0.994 x 0.95 = 0.850工作機(jī)功率Pw = = 3.74hv所需電動(dòng)機(jī)輸出功率為1000幾 0.85査表，選擇電動(dòng)機(jī)額定功率為5.5kW最后確定電機(jī)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為Y132S-4,額定功率 5.5kW,滿載轉(zhuǎn)速nm = 1440r/miiio22、傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算221、分配各級(jí)傳動(dòng)比/1440總傳動(dòng)比j“-lirA-12.41n 116.0査表，推薦 7錐 Q 0.25：“ = 0.

4、25 X12.41 = 3.1025 ,且固取i錐2.95 ,廟4.211推上刃222、由傳動(dòng)比分配結(jié)果計(jì)算軸速q = nm = 1440r/nuii_ /?! _ 1440 _ 488.14r/nmiII k 2.95nn 488.14./?TTT = = 113.9）廠 / minIII /4.21；7U. = /?in=115.95r/nini2.2.3、各軸的輸入功率PT = 聯(lián)=4.4x0.99 = 4.356kwPn =片 77承 77 惟=4.356x0.99x0.96 = 4.14kwPin= Ai 承村：=4.14x0.99x0.97 = 3.98kwPg = Ph fl 胡

5、聯(lián)=3.98x0.99x0.99 = 3.90kwTfa = 0.850Ptv = 3.74kwPd = 4.4Rwnm = 1440i7nnii/； = 12.41& = 2.95心=4.212.2.4、各軸輸入轉(zhuǎn)矩Td 955Ox 29. 1 8AA - m57； = 955Ox 竺=28.89AA - m兀=95 5Ox= S1.O7V m 117； = 955Ox= 327.812V miiip丁巷一955Ox“ 321 22N m將計(jì)算結(jié)果列在下表45號(hào)鋼 小齒輪釆用調(diào) 質(zhì)處理 大齒輪釆用正 火處理軸號(hào)功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/（N 加）轉(zhuǎn)速 n/ (i/nuii)電機(jī)軸4.429.181

6、440I軸4.3562&891440II軸4.1481.0488.14III軸3.98327.81115.95卷筒軸3.90321.22115.952.3.傳動(dòng)零件的計(jì)算231、圓錐直齒齒輪傳動(dòng)的計(jì)算設(shè)計(jì)基本參數(shù)與條件：齒數(shù)比u=2.95,傳遞功率呂=4.356kW, 主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速/?! = 1440r/w/H ,采用一班制工作,壽命10年（一 年以250天計(jì)），小錐齒輪懸臂布置。（1）選擇齒輪材料和精度等級(jí) 材料均選取45號(hào)鋼，小齒輪采用調(diào)質(zhì)處理，其齒面硬度 為236HBS,大齒輪釆用正火處理，其齒面硬度為190HBSo 精度等級(jí)取8級(jí)。 試選小齒輪齒數(shù)3 = 23Z2 = % = 2.95

7、x23 = 67.85 ,取乞=68調(diào)整后穿2.96（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)查有關(guān)公式，有齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式 d.尸 4K7Y d 0.85加（1一0.5歿尸” 試選載荷系數(shù)：K比=1.3。 計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩：7； = 28890 N加 取齒寬系數(shù)：如= 0.30 確定彈性影響系數(shù)：由表得，Z.=189.8VMP 確定節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：查圖，標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)：Zr =2.5 根據(jù)循環(huán)次數(shù)公式，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N、= 60J厶厶= 60x1440 xlx 10 x 250 x 8 = 1.728 xlO9 M=M = 5858x10sll 查圖得接觸疲勞壽命系數(shù)：K“V=1.O,

8、 K“v2=1.05 査圖得疲勞極限應(yīng)力：枷=580MP, （yHl.nl = 390MPa由式計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為1%,安全系數(shù)SH = 1.0,(yH h= KhnS 叭=580 MPd ,= 4095MPa精度等級(jí)8級(jí) = 230 =68dl 171.863加由接觸強(qiáng)度計(jì)算出小齒輪分度圓直徑：71.863/77/77, 則齒寬中點(diǎn)分度圓直徑九=血（1-0.5如丿=61.084訕齒輪的圓周速度v=4.610m/560x1000計(jì)算載荷系數(shù)：a：齒輪使用系數(shù)，查表得K,=lb：動(dòng)載系數(shù)，查表得=1.26c：齒間載荷分配系數(shù)，查表得KHa = KFa=d：齒向載荷分布系數(shù),查表得

9、KHp = KFfi = 1.37e：接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)Kh = IKK/砒= 1x1.26x1x1.37 = 1.726按載荷系數(shù)校正分度圓直徑 二 du 馮心 / Kf 78.98/?/?大端模數(shù) ? = = 3.43/7?/?取標(biāo)準(zhǔn)值,模數(shù)圓整為m = 4mmO計(jì)算齒輪的相關(guān)參數(shù)大端分度圓直徑4 =叫=92mm , d2 = tnz2 = 212mmQ = arctan = 18.687, 5, = 90 = 71.313。Z2R = d.、“ +1 = 143.72加71 2確定齒寬：b =（j）RR = M.nrnm圓整取b = 45/wz?（3）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 載荷系數(shù)心=1.

10、726 當(dāng)量齒數(shù). = = 24.3, %= = 212.4COS cos o2 查表得緯“1 = 2.68,匕= 1.58,冬2 = 2.14, 2 = 1.88 取安全系數(shù)Sf=1.6由圖得彎曲疲勞壽命系數(shù)心皿=1.0, Kf“2=1.05查圖得彎曲疲勞極限為：bp圖=420MPa, ar,tft2 = 320MPa 許用應(yīng)力/刁人- nS圖262.5MPa人 -2曲-210MPa -Sf 校核強(qiáng)度，由式刁-KMX必“ v/b訂加滬（1 05如丿近J/ + 14 7S.9Sntmm = Atmnd、= 92 mmd2 = 212 mmR = 143.72m7b = 45切5 = 18.68

11、75, = 71.313滿足齒根彎曲強(qiáng)度ha = 4mmhf = 4.3mmc = 0. Smm$=18.6675 = 71.333 d(d = 99.6mm da2 = 274.6/W/772011屆模具設(shè)計(jì)與制造機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)d fl =82.9?？dt2 = 2&8.9”= 18.6671=circcosa+l45鋼小齒輪調(diào)質(zhì)處理大齒輪正火處理7級(jí)精度込3 = 24J = 102計(jì)算得 5 = 14735MPa / 巧 J ,= 140 MPa =4.14W, 主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速q=488.14加,采用一班制工作，壽命10年（一 年以250天計(jì)）。（1）選擇齒輪材料、精度等級(jí)和齒數(shù) 小齒輪材料

12、選取45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪也選取45鋼正火處 理，小齒輪齒面硬度為236HBS,大齒輪齒面硬度為190HBSo 精度等級(jí)取7級(jí)。 試選小齒輪齒數(shù)$ = 24Z4 =宓3 = 4.21 x24 = 101.04 ,取乙=102調(diào)整后/ = 4.25J 24 初選螺旋角0 = 12（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)查有關(guān)公式，有齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式d 二 J2Kh7； “ + 1 ZgZ“ZZ&92011屆模具設(shè)計(jì)與制造機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)#2011屆模具設(shè)計(jì)與制造機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 試選載荷系數(shù)：Km =1.3（2）計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩：7； =81000加 取齒寬系數(shù)：爲(wèi)=1.1 確定彈性影響系數(shù)：由表，

13、Z& =189.8jMPa 確定區(qū)域系數(shù)：查圖，標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)：ZH = 2.5根據(jù)循環(huán)次數(shù)公式，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N2 = 60nJLh = 60x488.14 x 1 x 10x250 x8 = 5.86x10s= - = 1.39x10s u查圖得接觸疲勞壽命系數(shù)：72=0.94,心心=0.98 查圖得疲勞極限應(yīng)力：6血嚴(yán)600MPd,巧貶= 550M由式計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為1%，安全系數(shù)SH = 1.0,/乙人= 564 MPa ,= 539 MPa取接觸疲勞許用應(yīng)力小的，即2/ =0“L=539MPa 計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)乙，和螺旋角系數(shù)Zqat = ar

14、ctan(tan an /cos 0)= 20.4 lc=circcos=circcosZ3 cosaj(zz + 2h： cos0)= 29.936:Z4 cos at/(z4 + 2h： cos0)= 22.7786 = zz 伽 a“3 -tan e) + 乙(fan aa4 -tan 4 )1/(2龍)=1 5 5 5升=S（0）/龍=1.786乙彳字(1_勺)+子=713Zg = Jcos 卩=0.985#李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 代入數(shù)值計(jì)算小齒輪直徑 44.9nun 圓周速度 V=1.148/77/560x1000 齒寬b,b =仏皿$= 1.1x44.9/77/7? = 493

15、9 mm計(jì)算縱向重合度8P = QdS伽0/龍=1.786計(jì)算載荷系數(shù)：a：齒輪使用系數(shù)，查表得Ka=1.0b：動(dòng)載系數(shù)，查圖得K嚴(yán)L05c：齒間分配系數(shù)，查表得K血=1.4d：查表得齒向載荷分布系數(shù)K砂= 1.421 査圖得K“ = 1.35e：接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)Kh = KAKvKHaKHfi = 1x1.05 x 1.4x1.421 = 2.089按載荷系數(shù)校正分度圓直徑d, = d,. 3 / - = 56.91 lmm(0計(jì)算模數(shù)叫=卩=2.32加731按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式傑尹 試選載荷系數(shù)KFi=1.3 由縱向重合度勺= 1.786,從圖得與=0.714 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)嚴(yán)仝一=24

16、.6clit 44.9mmKh = 2.089COS P2011屆模具設(shè)計(jì)與制造機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)= -4- = 99.4 cos3/? 由圖得彎曲疲勞強(qiáng)度極限巧伽3 =500MPg,屯枷4 =380MPg 由圖取彎曲疲勞壽命系數(shù)心必=0.95, /CFjV4=0.98 取彎曲疲勞安全系數(shù)S” =1.4由式得刁人一 5&曲 _ 339.29MPaSf1(rF 4 - 山曲-266 MRz Sf 由3表10-5得齒形系數(shù)片“3 = 2.65, % =2.19得應(yīng)力校正系數(shù)匕3=158, YSa4 = l.Sl 計(jì)算大、小齒輪的孕$并加以比較。刁丫沖心 _ 0.0123 ,一 0.01491刁人aF

17、 4大齒輪的數(shù)值大，所以取牛勺?知一 0.0149d (rF 4 計(jì)算得mt 131.9mm,取叫=2.0mm 校正齒數(shù)為-乩$0 - 27.8428 ,知一宓3-117.88為使兩齒輪齒數(shù)互 叫質(zhì)取乙=119圓整中心距a_(Zi + Z4)mn _150 284mm2cos 卩圓整中心距為a = 150m/z?(修正螺旋角叫=2.0mtnci = 150/wh11李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)0 = 11.478= 57.14/77/77d4 = 242 86/?b、= 68m/?b4 = 63 nunmt = 2Mnmiha = 2nmihf = 2.5 mmh = 45mmC = 0.5/77

18、/7?d“3 = 61.14/77/77da4 = 246.86/n/wd = 5214mmd/4 = 237.86/w/?巴= 7389NF=86.2N = 254.7545鋼，調(diào)質(zhì)處理d.4 = 16.2/77/7?circcos1 ：i + ：4 ），U = 11.4782a變化不大，不必修正前面計(jì)算數(shù)值。O計(jì)算幾何尺寸及齒輪傳動(dòng)尺寸=57.14/77/77 , cl4 = = 242.86/77/77COS pCOS Pb = 250N加，許用轉(zhuǎn)速n=S500r/min ,軸孔的直徑范圍為 1224niin, dt 16.686 17.01/?/。聯(lián)軸器的轂孔直徑為 20mm, Q =

19、 52fmn 軸段,由聯(lián)軸器型號(hào)直徑為/2= 132.5咖在其取值范圍內(nèi),為合格。52厶=厶 +厶一T + 3+1.75 = 36mm 零件的周向定位査1表14-24得左端半聯(lián)軸器定位用A型平鍵，寬度為6mm,長(zhǎng)度略小于軸段， 取 45mm,選取鍵 6x45GB/T 1096-1990,右端小齒輪定位用A型平鍵，寬度為8mm,長(zhǎng)度略小于軸段，取 63mm,選取鍵 8x63GB/T 1096-1990（5）求軸上的載荷厶=100 mm/3 = 63.4/77/77 l2 = 1325 厶=86”厶=125 nun載荷水平面H（軸承1）垂直面V（軸承2）支反力RR1W =96.52,R2H =35

20、1.25N=353.6N,/?2V= 109257V總支承反力R嚴(yán) 366.5N=1147.62a截面彎矩m“M 曲=-12786.25-11in MaV = 4685 2N mmb截面彎矩旳剛=3370.42 N mmMhv = 62434 .3N mm總彎矩= j49699.5+1061183 =47085.7/V w/hM/, =3370.42 N 加扭矩T1 = 28890 N mm李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖和受力情況得出軸所受彎矩扭矩如圖李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)6A髙述軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想圖圖 3李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)李偉杰：機(jī)械

21、設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)軸的強(qiáng)度滿足要求鍵連接強(qiáng)度足夠(6) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由上圖可知，a截面為應(yīng)力最大的位置，只需校核此處即可，根 據(jù)3式15-5及以上數(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a = 0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力JW+何丿育歸九查3表15-1得J1 = MPa ,因此 o-_J ,強(qiáng)度滿足要求。(7) 校核鍵連接的強(qiáng)度聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為o-pl = 24.7MPG ；djil齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力為込,產(chǎn) = 13. IMPgd5lil取鍵、軸及帶輪的材料都為鋼，由表得“,=125 150MPa,apl vb“ ,強(qiáng)度足夠。(8) 校核軸承壽命計(jì)算軸承的軸向力：

22、查表得30205軸承的= 32200 N, 5 = 37000 N, e = 0.37, Y = 1.6。則軸承 1、2 的 內(nèi)部軸向力分別為1乙1147.6s= 2 =一33&6N-2Y2x1.6外部軸向力4 = 86.2N,各軸向力方向如圖6所示，則S,+ 4 = 358.6 + 86.2 = 444.8/VS則兩軸承的軸向力分別為/ti=52 +4 = 444.8Fa2 = S2 =358.6N計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 因?yàn)樾? =444.8/366.5 = 1.2 e,軸承1 的當(dāng)量動(dòng)載荷為人=0.4& + 1.6& = 0.4x366.5 + 1.6x444.8 = 858.28N因?yàn)榍僧惙?

23、358.6/1147.6 = 0.31 ,軸承2的當(dāng)量動(dòng)載荷為P2 =R2= 1147.6N因?yàn)楣手恍栊：溯S承2, P = P2。軸承在100 C 下工軸承壽命滿足作，查表得 fT = 1,/F = 1.5 o校核軸承壽命軸承2的壽命為応弓一 10632000 肯h-19696L0h60心 fpP60x1440 1.5x1147.6減速器預(yù)期壽命為：Lh= 2x8x250x10/? = 40000/?Lh Lh ,故軸承壽命足夠。要求2.4.2,中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算(1)軸上的功率片 = 4.14RVy,轉(zhuǎn)速“I】 = 488.14加，錐齒輪大45鋼，調(diào)質(zhì)處理端分度圓直徑4 = 272肋，其齒寬

24、中點(diǎn)處分度圓直徑耳= 738.9N=(1 0.50尺汕=231.2山，心=57.腫，齒輪寬度F心=254.75 N = 68” o=862N(2)選用常用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。(3)求作用在齒輪上的力耳3 = 2835. IN大圓錐齒輪:圓周力巧2 = 738.9N,軸向力巧2 =254.75,徑向巧3 = 575.7N力F八= 862N圓柱齒輪：圓周力耳3 = 2835.1N,軸向力巧, = 575.7N，徑向力 Fri = 1053 N o(4)初估軸的最小直徑先按3式15-2初步估算軸的最小直徑。由于此軸為齒輪軸，選 取軸的材料應(yīng)同圓柱齒輪一樣，為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)3表 15-3,取

25、Ao =112 ,于是得尸,3 = 1053 N李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)=22.84d = 22.84切(5)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 4 中間軸的結(jié)軻構(gòu)想圖李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該軸不長(zhǎng)，固釆用兩端固定方式，按軸上零件的安裝順序，從顧處開(kāi)始設(shè)計(jì)。 軸段及軸段的設(shè)計(jì) 該軸承選用圓錐滾子軸承，根據(jù)= 22.84/?ww ,暫取軸承30205,軸承內(nèi)徑d = 25mm,外徑D = 52mm，總寬度卩= 16.25mm，內(nèi)圈寬度3 = 15皿，內(nèi)圈定 位直徑心=31mm ,外圈定位直徑Q = 44勸軸承對(duì)軸上力作用 點(diǎn)與外圈大端面的距離6

26、= 12.5”，固/ = 25加也，通常一根軸 上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，則d5 = 25”。d2 = d4 = 32 mm 齒輪軸段和軸段的設(shè)計(jì)軸段上安裝齒輪3,軸段 上安裝齒輪2。為了便于安裝，也和d4應(yīng)分別大于W5,所以可 以取d2 = 2Smm ,經(jīng)驗(yàn)算，其強(qiáng)度不滿足要求，可暫定 d2=d4 = 32/77/77 進(jìn)行計(jì)算。l4 = 38 mn?齒輪3的直徑較小，釆用實(shí)心式，其右端采用軸肩定位，左 端采用軸套定位，齒輪2的輪轂的寬度范圍約為(1.2 1.5乩=38.4 48曲，取其輪轂寬度/4= 38/?/?/ ,其左端釆L2 = 66 mmL4 = 36 mm= 38厶=12 mmB

27、x =134伽用軸肩定位，右端釆用軸套固定。為使套筒端面能夠頂?shù)酱溯喍?面，軸段和軸段的長(zhǎng)度應(yīng)比相應(yīng)的齒輪輪轂略短，仇=68/nwi ,故取 L2 = 66mm , L4 = 36mm。 軸段的設(shè)計(jì)該段為中間軸上的兩個(gè)齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為（0.07 0.1汕=2.24 3.2皿，取其高度h = 3mm , = 38/wh o齒輪3左端面與箱體內(nèi)壁距離和齒輪2的輪轂右端面與箱體 內(nèi)壁的距離均取為產(chǎn)8肋，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取厶=12加“，使箱體兩 內(nèi)側(cè)壁關(guān)于高速軸軸線對(duì)稱，其寬度Bx = 2A1 + /?3 +厶+厶=134曲。此時(shí)錐齒輪沒(méi)有處在正確的安裝 位置，在裝配時(shí)可以調(diào)整兩端蓋下的調(diào)整墊片

28、使其處在正確位 置。 軸段和軸段的長(zhǎng)度 由于采用油潤(rùn)滑，故軸承內(nèi)端面距厶=30mm L5 = 30mm箱體內(nèi)壁距離取為 = 5八 則軸段的長(zhǎng)度為 厶=B + + + （a 厶）=軸段的長(zhǎng)度為厶=B + + 1 + （厶一厶）=30 mm 軸上力的作用點(diǎn)的間距 軸承反力的作用點(diǎn)距軸承外圈大端A = 50.75mm l2 = 58.1mm /3 = 42. mm面的距離=125/腫，則由圖4可得軸的支點(diǎn)及受力點(diǎn)間距為 /1=T-fl3 + A + A1 + y = 50.75=5 & 1mm人=厶+ + +廠一=42.（6）鍵連接 齒輪和軸段間采用A型普通平鍵連接，查表得鍵的 尺寸、型號(hào)分別為3號(hào)

29、齒輪所用鍵寬度b = l0mmf厚度力, 長(zhǎng)度L = 62/7W/, 10x62 GB/T1096-1990, 2號(hào)齒輪所用鍵寬度 b = l0mm,厚度 h = Smm ,長(zhǎng)度乙=32mm, 10x32GB/T1096-1990（7）求軸上的載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖和受力情況得出軸所受力和彎矩扭矩如表所示李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)載荷水平面H（軸承1）垂直面V（軸承2）支反力RR1Z/ =979.3N,R1V=2O91,R2H =12.5NR2V = 1483AT總支承反力& = 2309 NR2 = 1483 .INa截面彎矩m“M“h =-49699.5Nmj=106118Mm = 33251.

30、7N “nb截面彎矩=-289229/VMhv = 62434 3N mm m處MhH = 526.3N nun總彎矩Ma = J49699.5, +10611 & 3, = 117179.9N nunMa = V33251.72 +1061183, = 111206/V mm嘰=68808 .3N nun Mb = 62436.5/V mm扭矩T7； =81000 N 曲彎矩和扭矩圖如下:（8）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)由上圖可知，a-a剖面左側(cè)彎矩大，但其右側(cè)除了有彎矩還作用 有扭矩，其軸頸較小，故其兩側(cè)都有可能是危險(xiǎn)面，故需要分別 計(jì)算。a-a剖面的抗彎截面系數(shù)

31、W =裡 _ = 26707F322d 2抗扭截面系數(shù)為函.-噸b/(d_5887/w/3162d)Az剖面左側(cè)彎曲應(yīng)力為巧-439MPaWfa-a剖面右側(cè)彎曲應(yīng)力為yb-Ma -41.7 MPaw剪切應(yīng)力為：-13.8MPGWT按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承，彎矩按脈 動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)a = 0.6,當(dāng)量應(yīng)力為Cfca = yj(rb2 + 4(ar)2 = 46.9MPa q,故 a-a 剖面右側(cè)為危險(xiǎn)面，而45鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強(qiáng)度極限=650MPa查表得其許用彎曲 應(yīng)力a_ih=6OMPa ,強(qiáng)度滿足要求。(9) 校核鍵連接的強(qiáng)度4T齒輪3處鍵連接的擠壓應(yīng)力為= 2

32、43MPa47錐齒輪2處鍵連接擠壓應(yīng)力為= vf7 = 57.5MPQd4hl取鍵、軸及帶輪的材料都為鋼，由表得刃,=125150以ap ,強(qiáng)度足夠。(10) 校核軸承的壽命s 圖 6 中間軸柚承的布置與受力軸的強(qiáng)度滿足 要求鍵連接強(qiáng)度足 夠2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算軸承的軸向力 查表得30205軸承得C, = 32200 N ,Cor = 37000 N , = 0.37, Y = 1.6。查表得 30205 軸承內(nèi)部軸向 力計(jì)算公式，則軸承1、2的內(nèi)部軸向力分別為RRS嚴(yán)一L = 721.6N,S, = 463.5N,由圖6得，外部軸向力2Y- 2YA = 329.95N,S? + 4

33、 = 463.5 + 329.95 = 793.45N S】，則兩軸的軸 向力分別為 Fal = S2 + A = 793.45 N,F心= S2 = 463.5 計(jì)算軸承1的當(dāng)量動(dòng)載荷 因故只需校核軸 承1的壽命。略/盡=0.34 = 0.37查表得當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算公式即P = XFr+ YF(li = lxFr = 2309 N軸承在1005C以下工作，查表得力=1.0,對(duì)于減速器查表的載荷 系數(shù) Lh 故軸承壽命足夠。2.4.3、低速級(jí)軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算45鋼，調(diào)質(zhì)處理(1) 己知條件 低速軸上的傳送功率；轉(zhuǎn)速“111=115.95min ,轉(zhuǎn) 矩7； = 32780 N - mm ,齒輪4的

34、分度圓直徑心=242.86mm ,齒輪 寬度乞=63 nun(2) 選擇軸的材料因傳遞的功率不大乂沒(méi)有對(duì)重量和尺寸有特 殊的要求，故查表選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。(3) 求作用在齒輪上的力圓周力件=2835. W ,軸向力巧3 = 575.7N ,徑向力厲=53 N。(4) 初估軸的最小直徑(5) 根據(jù)表，取112,于是得訕=彳鏟= 36.4加用,軸與聯(lián)軸 器連接，有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增大3%5%,軸端最細(xì)處直徑為 36.4 + 36.4x(0.03 0.05腫=37.5 38.2/?/?軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案，如下圖2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)

35、課程設(shè)計(jì)圖 7 低速軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想圖2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該減速器發(fā)熱小，軸不長(zhǎng)，故軸承采 用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序，從最細(xì)處開(kāi)始設(shè)計(jì)。 軸段5-6,此處與大齒輪配合，取直徑為齒輪孔徑45nun,長(zhǎng) 度略小于輪轂長(zhǎng)度取為58nmio 軸段及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤 差，隔離震動(dòng)，釆用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表，取載荷系數(shù)K” = 1.5, 則計(jì)算轉(zhuǎn)矩T = KaT. = 491715 N mm根據(jù) / 36.4 + 36.4x(0.03 0.05肋= 37.5 38.2勸查表得 GB/T 5014-2003中的LX3符合要求，公稱轉(zhuǎn)矩為1250Nm

36、m, 許用轉(zhuǎn)速4750 r/min ,由聯(lián)軸器型號(hào)及軸段的直徑范圍得聯(lián)軸 器內(nèi)徑為40mm,長(zhǎng)度84nmiJ型軸孔，A型鍵，聯(lián)軸器主動(dòng)端 代號(hào)：LX3,40x84 GB/T5014-2003心=40/whL1 = 82innd、= 47 mm相應(yīng)的軸段直徑d = 40/77/7?其軸向長(zhǎng)度應(yīng)該略小丁- 84111111,取 L = 8211111 o 軸段與密封圈的設(shè)計(jì) 在確定軸段的直徑時(shí)，應(yīng)同事考 慮聯(lián)軸器的軸向固定及密封圈的尺寸。聯(lián)軸器用軸肩定位，軸肩 高度h =(0.07 0.1妞=2.84肋?。軸段的軸徑d2 =d + 2 = 45.6 48最終由密封圈確定。該處軸段的圓周速度小于3m

37、/s ,可選用毛氈圈油封，查表選毛氈圈 65JB/ZQ4606-1997,則 d2 = XI mm 軸段和軸段及軸承的設(shè)計(jì)考慮到軸承有軸向力的存 在，但此處軸徑較大，選用角接觸球軸承。軸段上安裝軸承， 其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，乂符合軸承內(nèi)徑系列?，F(xiàn)暫取軸承 7210C,由表得軸承內(nèi)徑d = 50m,外徑D = 90訕,寬度B = 20/77/77，內(nèi)圈定位直徑da = 57mm，外圈定位直徑Da = 83”， 軸上定位端面圓角半徑最大rf = inmi ,軸承對(duì)軸的力作用點(diǎn)與外 圈大端面的距離= 19.4/ww ,故“3 = 50”。由于齒輪圓周速度 大于2m/s,軸承采用油潤(rùn)滑，無(wú)需放擋油環(huán)

38、，厶=3 = 20加。 為補(bǔ)償箱體的鑄造誤差，取軸承靠近箱體內(nèi)壁的端面與箱體內(nèi)壁 距離 =o通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，故= 50nun 軸段與齒輪d6d.可初定de = 52訕，齒輪4的寬度范 圍為（1.2 1.5汕=62.4 78/77/7?,取其輪轂寬度與齒輪寬度b4 = 63mm相等，其右端采用軸肩定位，左端采用軸套固定。為 使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面,軸段長(zhǎng)度應(yīng)比齒輪4的輪轂略 短，取 L6 = 60 mm o 軸段和軸段的設(shè)計(jì) 軸段為齒輪提供軸向定位作用， 定位軸肩的高度為力=（0.07 0.1汕=3.64 5.2mm取h = 4mm, 則 d5 = 60nun, L5 =

39、 1.4/? = 5.6/wn，取厶=3mm軸段的直徑可d4 = 80曲，齒輪左端面與箱體內(nèi)壁距離為 A4 = Aj + 03 - 乞）/ 2 = 12mm , L4 =+ A - A4 -Z?4 - L5 = 56mm。 軸段與軸段的長(zhǎng)度軸段的長(zhǎng)度除與軸上的零件有關(guān) 夕卜，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。軸承座的寬度為 L = 65和，軸承旁連接螺栓為M20,軸承端蓋連接螺釘選 GB/T5781 M10x25,其安裝圓周大于聯(lián)軸器輪轂外徑，輪轂外 徑不與端蓋螺釘?shù)牟鹧b空間干涉，故取聯(lián)軸器輪轂端面與軸承端 蓋外端面的距離為K = 10w 則有= L + Az + Bi+K-B- = 62

40、mmd, = 50 mm厶=20mmd7 = 50 mmd6 = 52 nun厶 6 = 60/77/7?d5 = 60mmL5 = Snun d4 =80” 厶4 = 56/77/7?L = 65/77/77L2 = 62/77/77軸段 L7 = + A + A4 + /?4-/?6= AQnun(7) 軸上力作用點(diǎn)的間距軸承反力的作用點(diǎn)距軸承外圈大端面 的距離= 19.4殆，則有圖7可得軸的支點(diǎn)及受力點(diǎn)間的距離/| =厶,+ 厶 扌偽=49.為h =厶 + 厶4 + 厶 + = 96.1772人=偽 + 厶 + 如=122.4/?/?2(8) 鍵連接聯(lián)軸器與軸段及齒輪與軸段鍵釆用A型普

41、通平鍵連接,由表選型號(hào)分別為鍵12x78 GB/T1096-1990和鍵 16x56GB/T 1096-1990(9) 軸的受力、彎矩及扭矩如下表彎矩、扭矩圖如下J =h = 49.1mml2 = 96. lnun/3 = 122.4/Z/W載荷水平面H(軸承1)垂直面V(軸承2)支反力RR1W =215.5?/, 凡“ =837.5NRw=1876.4N, 心=95 ESIN總支承反力覽= 1888.7R2 =1273 Na截面彎矩m“MaH =10581.1?/-111111,Mm = 80483.75N?MaV =92131.2N -mm總彎矩M“ = Jl 05 81. F + 921

42、31.22 = 92736 8N mm=80483.75+92131.2, =122334.8N加加扭矩T7； =327810 N - mm2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖 8低速軸的結(jié)構(gòu)與受力分析2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(10)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由上圖可知，a-a剖面右側(cè) 彎矩最大，且作用有扭矩，故a-a剖面右側(cè)是危險(xiǎn)面，其抗彎系 數(shù)為應(yīng)一翌y 2670腫322d &抗扭截面系數(shù)為Y-鐵嚴(yán)= 6895”彎曲應(yīng)力為5,=善=1 IMP a2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)剪切應(yīng)力為令小2咖軸的強(qiáng)度滿足要求彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算兀=7 + 4(ar)2

43、 = 19.3M巾(y_lh,強(qiáng)度滿足要求。(11)校核鍵連接的強(qiáng)度聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為 =將= 62.IMP。； 齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力為= 4t7 = 63MPdp d5hl鍵的連接強(qiáng)度取鍵、軸及帶輪的材料都為鋼，由表得足夠刃,=125150冊(cè)內(nèi),勺2 S?,則兩軸的軸向力分別為6 = $ = 755.5N, Fa2 = SL + A = 1331 2N 計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 由F“JC。= 0.024查表得e = 0.393因 巧&=0.4丫故X=0.44# = 1.425軸承1的當(dāng)量動(dòng)載荷Pl = XRi + YFal = l90y.6N由心/C。= 0.0416 ,查表得 =

44、0.413,因Fa2/R2=lMe故X= 0.44# = 1.357,則軸承2的當(dāng)量動(dòng)載荷為R = XE +疙，= 2366.56 校核軸承壽命 由于故只需校核軸承2, P = P.。軸承 在1005C以下工作，查表得/=1.0,對(duì)于減速器查表的載荷系數(shù)軸承2的壽命為10 fC YLh=251931.8/7,而減速器預(yù)計(jì)壽命為軸承的壽命足60iiHL/ = 1X 8 X 250X10 = 20000/7,乙 厶；故軸承壽命足 夠。25、鍵連接將各個(gè)連接的參數(shù)列于下表2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)鍵直徑工作長(zhǎng)度mm工作高度nun2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)nun6x45203

45、968x632355710x623252810x323222816x5652401012x78406682.6、箱體的尺寸設(shè)計(jì)名稱代號(hào)尺寸/mm錐齒輪錐距R143.72低速級(jí)中心距a150下箱座壁厚817上箱座壁厚=0.856下箱座剖分面處凸 緣厚度b = l.5S10.5 71上箱座剖分面處凸 緣厚度$ = 1.5 百9地腳螺栓底腳厚度p = 2.5517.5 “8地腳螺栓直徑M20地腳螺栓通孔座直 徑25地腳螺栓沉頭尺寸D。48箱座上肋厚加 0.8556箱底肋厚加 0.8556底腳凸緣尺寸厶32l230地腳螺栓數(shù)目n4軸承旁連接螺栓M16箱體凸緣連接螺栓d2M12上箱壁厚4 = 0.855

46、6軸承旁連接螺栓通 孔直徑17.52李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)部分面凸緣尺寸24c220軸承蓋螺釘直徑4 = （0.4 0.5）d8檢查孔蓋連接螺栓 直徑心=（0.30.4）巧6圓錐定位銷直徑d5 = 08d、10上下箱連接螺栓直 徑d2M12上下箱連接螺栓通 孔直徑d；13.5上下箱連接螺栓沉 頭直徑D。26減速器中心高H = （l 1.12）a1.65軸承凸臺(tái)高度h55軸承凸臺(tái)半徑20軸承端蓋外徑D）= D + （5 5.5）314軸承旁連接螺栓距 離SD214箱體外壁至軸承座 端面的距離K = C + C? + （5 8）50軸承座孔長(zhǎng)度K + 858大齒輪頂圈與箱體 內(nèi)壁間距1.258.

47、4齒輪斷面與箱體內(nèi) 壁間距2 5727、減速器附件的選擇271、通氣器由于在室內(nèi)使用，選簡(jiǎn)易式通氣器，采用M12X1.252.7.2、油面指示器油面變動(dòng)范圍大約為17mm,取A20型號(hào)的圓形游標(biāo)2.7.3. 起吊裝置釆用箱蓋吊換螺釘，按重量取M12,箱座釆用吊耳2.7.4, 放油螺塞2李偉杰：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)選用外六角油塞及墊片M16X1.528、潤(rùn)滑與密封2.8.1、齒輪的潤(rùn)滑采用浸油潤(rùn)滑，浸油高度為半個(gè)齒寬到一個(gè)齒寬，取為35nmio2.8.2、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑由于軸承周向速度為3.4ni/s,所以開(kāi)設(shè)油溝、飛濺潤(rùn)滑。2.8.3、潤(rùn)滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置用于閉

48、式齒輪 設(shè)備，選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油220。2.8.4、密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用氈圈密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。第二章.設(shè)計(jì)小結(jié)由于時(shí)間緊迫，所以這次的設(shè)計(jì)存在許多缺點(diǎn)，比如某些尺寸沒(méi) 有考慮圓整，齒輪的計(jì)算不夠精確等。通過(guò)這次的實(shí)踐，能使我 在以后的設(shè)計(jì)中避免很多不必要的工作，有能力設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更緊 湊，傳動(dòng)更穩(wěn)定精確的設(shè)備。另外認(rèn)識(shí)到機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)性 很強(qiáng)的工作，是需要明晰的條理與充分的耐心才可以圓滿完成 的。第四章.參考資料目錄2011屆模具設(shè)計(jì)與制造機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)1 減速器設(shè)計(jì)實(shí)例精析，機(jī)械工業(yè)出版社，張春怡，郝廣平， 劉敏編著，2010年1月第一版第一次印刷；2 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第3卷，化學(xué)工業(yè)出版社，成大先主編，1992 年第三版；3 機(jī)械設(shè)計(jì)，高等教育出版社，濮良貴，紀(jì)明剛主編，2012 年12月第九版；4 機(jī)械原理，高等教育出版社，孫桓主編，2005年12月第 七版；2