二級(jí)齒輪減速器設(shè)計(jì)

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1、課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：二級(jí)齒輪減速器的設(shè)計(jì)專業(yè)：工 業(yè)工程 班級(jí)： 2011-2 班設(shè)計(jì)人：豆春蕾指導(dǎo)老師：石永奎山東科技大學(xué)2015年 01月 10 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院：礦業(yè)與安全工程專業(yè)：工業(yè)工程班級(jí)： 2011-2 姓名：豆春蕾一、課程設(shè)計(jì)題目：二、課程設(shè)計(jì)主要參考資料：（1）、精密機(jī)械設(shè)計(jì)（2）、基礎(chǔ)工業(yè)工程三、課程設(shè)計(jì)主要要解決的問題：（1）、帶式運(yùn)輸機(jī)變速器經(jīng)常燒毀的問題（2）、帶式運(yùn)輸機(jī)經(jīng)常跑偏的問題四、課程設(shè)計(jì)相關(guān)附件：（1）、（2）、五、任務(wù)發(fā)出日期： 1 月 5 日完成日期： 1 月 23 日指導(dǎo)老師簽字：系主任簽字：指導(dǎo)教師對課程設(shè)計(jì)的評語指導(dǎo)教師簽字 ：年月日目錄1

2、.設(shè)計(jì)目的 .錯(cuò)誤！未定義書簽。2.傳動(dòng)方案分析 .錯(cuò)誤！未定義書簽。3.原動(dòng)件的選擇和傳動(dòng)比的分配 .錯(cuò)誤！未定義書簽。4.各軸動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 .錯(cuò)誤！未定義書簽。5.傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算（齒輪） .錯(cuò)誤！未定義書簽。6軸的設(shè)計(jì) .錯(cuò)誤！未定義書簽。7滾動(dòng)軸承的計(jì)算 .錯(cuò)誤！未定義書簽。8連接的選擇和計(jì)算 .錯(cuò)誤！未定義書簽。9潤滑方式、潤滑油牌及密封裝置的選擇 .錯(cuò)誤！未定義書簽。10.設(shè)計(jì)小結(jié) .錯(cuò)誤！未定義書簽。11.參考文獻(xiàn) .錯(cuò)誤！未定義書簽。1. 設(shè)計(jì)目的隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展， 運(yùn)輸機(jī)在經(jīng)營活動(dòng)中扮演著越來越重要的角色。 其中，帶式運(yùn)輸機(jī)在實(shí)際生活中是最常見的一種運(yùn)輸機(jī)，它主要是由

3、運(yùn)輸帶、電動(dòng)機(jī)、變速器和支架組成。但是，帶式運(yùn)輸機(jī)在使用過程中往往會(huì)出現(xiàn)很多問題，比如運(yùn)輸帶跑偏、電動(dòng)機(jī)燒毀等。其中，有很多問題是由變速箱引起的?；诖?，我設(shè)計(jì)了一個(gè)新型的減速箱，以改善帶式運(yùn)輸機(jī)的使用狀況。設(shè)計(jì)一個(gè)用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的動(dòng)力及傳動(dòng)裝置。運(yùn)輸機(jī)三班制連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)。工作時(shí)載荷平穩(wěn)，小批量生產(chǎn)。已知數(shù)據(jù)：傳輸帶的圓周力 F/N:900。二級(jí)齒輪減速器原理圖見圖 1.1。圖 1.12.傳動(dòng)方案分析傳送帶帶速 v/(m/s): 2.5滾筒直徑 D/mm: 300使用期限 / 年： 10帶速允許公差： 5%1.電機(jī)2.聯(lián)軸器3.齒輪減速器4.聯(lián)軸器5.運(yùn)輸帶合理的傳動(dòng)方案，首先應(yīng)滿足工作機(jī)的

4、性能要求，其次應(yīng)滿足工作可靠，轉(zhuǎn)動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)簡單， 結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉， 工藝性好，使用和維護(hù)方便等要求。任何一個(gè)方案，要滿足上述所有要求是十分困難的，要多方面來擬定和評比各種傳動(dòng)方案，統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要和最基本的要求，然后加以確認(rèn)。本傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比不大，采用二級(jí)傳動(dòng)。帶式運(yùn)輸機(jī)是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī) 1 通過聯(lián)軸器 2 將力傳入減速器 3，再經(jīng)聯(lián)軸器 4 將動(dòng)力傳輸至轉(zhuǎn)筒 5。軸端連接選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。見圖 1.2。圖 1.23.原動(dòng)件的選擇和傳動(dòng)比的分配1.原動(dòng)件的選擇根據(jù)帶式運(yùn)輸機(jī)工作機(jī)的類型，可取工作機(jī)效率 w=0.96。設(shè)計(jì)任務(wù)要求減速器的輸入功率為 : Pw=Fv/1000w

5、=(9002.5)/(10000.96)=2.34kw。而傳動(dòng)裝置的效率： =1223 32=0.9920.9930.972=0.895式中： 1-聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 2-滾動(dòng)軸承（一對）的效率3-閉合齒輪傳動(dòng)效率，常見機(jī)械效率參見表3.1表 3.1傳動(dòng)類型表機(jī)械傳動(dòng)類型傳動(dòng)效率圓柱齒輪傳動(dòng)閉式傳動(dòng) 0.96-0.98開式傳動(dòng) 0.94-0.96圓錐齒輪傳動(dòng)閉式傳動(dòng) 0.94-0.97開式傳動(dòng) 0.92-0.95平型帶傳動(dòng)0.95-0.98V 型帶傳動(dòng)0.94-0.97滾動(dòng)軸承（一對）0.98-0.995聯(lián)軸器0.99-0.995電動(dòng)機(jī)所需功率為Pd= Pw/n=2.34/0.893=2.62kw

6、卷筒工作轉(zhuǎn)速： n=601000v/ D=（ 6010002.5）/( 300)=159.2r/min 而兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比 ia 范圍為 840。所有電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍：nd=n ia=159.2（ 840） =1273.66368r/min。查精密機(jī)械設(shè)計(jì)書初步確定原動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y100L2-4，額定功率為 p=3kw，滿載轉(zhuǎn)速為 n0=1420r/min，額定轉(zhuǎn)矩為 2.2Nmm，最大轉(zhuǎn)矩為 2.3Nmm 。2.傳動(dòng)比的分配由原始數(shù)據(jù)以及初步確定的原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可確定總傳動(dòng)比：I=no/n3=1420/159.2=8.92。對于二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器，當(dāng)二級(jí)齒輪的材質(zhì)相同

7、， 齒寬系數(shù)相等時(shí)，衛(wèi)視齒輪浸油深度大致相近，且低速機(jī)大齒輪直徑略大，高速級(jí)傳動(dòng)比i1=3.53。低速級(jí)傳動(dòng)比 i2=i/ i1=8.92/3.53=2.524.各軸動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算1.各軸的轉(zhuǎn)速n=n0=1420r/minn=n/i1=1420/3.53=402.27r/minn=n/i2=402.27/2.52=159.63r/min2.各軸的的輸入功率P0=3kwp= P0( 12)=3 (0.99 0.99) kw =2.94 kw p= p (3 2)=2.94(0.970.99) kw =2.82 kwp= p (3 21 )=2.82 (0.97 0.990.99)=2.68

8、 kw3.各軸的轉(zhuǎn)矩T0=9.55610p0/n0=9.55 6103/1420=20.176 N mT=9.55 610p/n =9.55 6102.94/1420=19.72 N mT=9.55 610p/n =9.55 6102.82/402.27=66.947 Nm T=9.55 610p/n =9.55 6102.68/159.63=160.333 Nm計(jì)算結(jié)果如表4.1 所示。表 4.1軸的參數(shù)表項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速軸 1高速軸 2高速軸 3轉(zhuǎn)速（ r/min ）14201420402.27159.63功率（ kw ）32.942.822.68轉(zhuǎn)矩（ Nm）2.219.7266.947

9、163.33傳動(dòng)比113.532.525. 傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算（齒輪）1.高速齒輪的計(jì)算對于高速齒輪，初步設(shè)計(jì)輸入功率、齒數(shù)比等參數(shù)如表5.1 所示。表 5.1高速齒輪參數(shù)表輸入功率（ kw ）小齒輪轉(zhuǎn)速（ r/min ）齒數(shù)比小齒輪轉(zhuǎn)矩（ N m）載荷系數(shù)2.9414203.5319.721.32.選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1) 材料及熱處理；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。2) 精度等級(jí)選用 7 級(jí)精度；3) 試選小齒輪齒數(shù) z120，大齒輪齒數(shù) z2203.53=70.6

10、，取 z2=71 的；3.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。按式（ 5.1）試算，即（ 5.1）(1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值，1) 試選 Kt1.32) 選取尺寬系數(shù) d13) 查得材料的彈性影響系數(shù) ZE189.8Mpa4) 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極 Hlim1 600MPa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限 Hlim2550MPa；5) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1 60n1jLh 60 1420 1（ 3 8 365 10） 7500000000N2 N1/3.532100000000 此式中 j 為轉(zhuǎn)一圈同一齒面的嚙合次數(shù)。 Ln 為齒輪

11、的工作壽命，單位小時(shí)6) 查得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1 0.90；KHN20.957)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，安全系數(shù) S1，得 H10.90600MPa 540MPa H20.98550MPa 522.5Mpa試算小齒輪分度圓直徑d1t ，見式 5.2 與式 5.3（5.2 ）1） 計(jì)算圓周速度2） 計(jì)算齒寬 b、模數(shù) m、齒高 h 等參數(shù)4)計(jì)算載荷系數(shù) K已知載荷平穩(wěn)，所以取KA=1根據(jù) v=2.794m/s,7 級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.25；查得 7 級(jí)精度小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)KH =1.417由 b/h=8.89， KH=1.417查得 KF =1.33 直

12、齒輪 KH=KF=1。故載荷系數(shù) K=KAKVKH KH =1 1.2511.417=1.77695) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，得6）計(jì)算模數(shù) m4.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)（）(1) 確定計(jì)算參數(shù)（5.3）1) 由圖 10-20c 查得小齒輪得彎曲疲勞強(qiáng)度極限 F1=500Mpa；大齒輪得彎曲疲勞極限強(qiáng)度 F2=380MPa 由 10-18 查得彎曲壽命系數(shù)KFN1=0.85KFN2=0.88。計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1.4，可得2)計(jì)算載荷系數(shù)3） 查取應(yīng)力校正系數(shù)可得，Ysa1=1.55；Ysa2=1.77Yfa1=2.80； Yfa2=2.22。4） 計(jì)算大、小齒輪

13、的并加以比較（2）設(shè)計(jì)計(jì)算對結(jié)果進(jìn)行處理，取m=2，。大齒輪齒數(shù), 取 Z2=75 。5.幾何尺寸計(jì)算1） 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑2）計(jì)算中心距3）計(jì)算齒輪寬度b1=47mmb2=42mm備注齒寬一般是小齒輪的齒寬一般比大齒輪的齒寬多5-10mm，由此可得設(shè)計(jì)參數(shù)如表 5.2 所示。表 5.2齒輪參數(shù)表模數(shù)分度圓直徑（ mm ）齒寬（ mm）齒數(shù)大齒輪2424721小齒輪21504275二齒輪因齒輪齒頂圓直徑小于160mm，故以都選用實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。6. 低速齒輪的計(jì)算對于低速齒輪，初步設(shè)計(jì)輸入功率、齒數(shù)比等參數(shù)如表5.3 所示表 5.3低速齒輪參數(shù)表輸入功率（ kw ）小齒輪轉(zhuǎn)速（r/m

14、in ）齒數(shù)比小齒輪轉(zhuǎn)矩（N m）載荷系數(shù)2.82402.272.5266.9471.37.選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1）材料及熱處理；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。2）精度等級(jí)選用7 級(jí)精度；3）試選小齒輪齒數(shù)z120，大齒輪齒數(shù)z220 2.52=50.4，取 51；8. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算按式（ 1021）試算，即（5.4）(1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)試選 Kt 1.32)由表 107 選取尺寬系數(shù) d13)由表 10

15、6 查得材料的彈性影響系數(shù)ZE189.8Mpa4)由圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 Hlim1600MPa 大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限Hlim2550MPa；5)由式 1013 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1 60n1jLh60402.27 1（ 3836510） 2.114 109N2 N1/2.528.39108此式中 j 為每轉(zhuǎn)一圈同一齒面的嚙合次數(shù)。Ln 為齒輪的工作壽命，單位小時(shí)6) 由圖 10 19 查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN10.90； KHN20.957) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，安全系數(shù) S1，得 H10.90 600MPa540Mpa H20.95

16、550MPa522.5Mpa(2) 計(jì)算1)試算小齒輪分度圓直徑d1t2）計(jì)算圓周速度3）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) mb=158.5105mm=58.5105mmmt=2.9255h=2.25mt=2.252.9255mm=6.5824mmb/h=58.5105/6.5824 =8.88894)計(jì)算載荷系數(shù) K已知載荷平穩(wěn)，所以取KA=1 根據(jù) v=1.2324 m/s,7 級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù) KV=1.14；7 級(jí)精度小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí) KH=1.426 。由b/h=8.8889，KH=1.426，查得 KF =1.33 直齒輪 KH =KF=1。故載荷系數(shù) K=KAKVKHKH =1

17、1.1411.426=1.62564 。5) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，得計(jì)算模數(shù) m，可得9. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由精密機(jī)械設(shè)計(jì)參考書得：(1)確定計(jì)算參數(shù)查得小齒輪得彎曲疲勞強(qiáng)度極限F1=500Mpa；大齒輪得彎曲疲勞極限強(qiáng)度 F2=380MPa由 10-18 查得彎曲壽命系數(shù)力取安全系數(shù) S=1.4 見表KFN1=0.8510-12 得KFN2=0.88 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)1 ) 計(jì)算載荷系數(shù)K= 11.14 1 1.33=1.51622）查取應(yīng)力校正系數(shù)查得 YFa1=2.80; YFa2=2.28查得 Ysa1=1.55；Ysa2=1.733) 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較

18、所以，大齒輪的數(shù)值比較大。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算對結(jié)果進(jìn)行處理取m=2.5 ，（根據(jù)優(yōu)先使用第一序列， 此處選用第一序列）小齒輪齒數(shù)Z1=d1/m=63.0316/2.5 25.212626大齒輪齒數(shù)Z2=i Z1=2.5226=65.526610.幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算齒輪寬度d1=z1m=262.5=65mm，d2=z2m=662.5=165mm2)計(jì)算中心距a=(d1+d2)/2=(65+165)/2=1153)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑b=dd1b=65mmB1=70mm；B2=65mm備注齒寬一般是小齒輪得比大齒輪得多5-10mm由此設(shè)計(jì)有表 5.4 所示。表 5.4齒輪參數(shù)表模數(shù)分度圓直徑（

19、mm ） 齒寬（ mm）齒數(shù)大齒輪2.5657026小齒輪2.5165656611.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪因齒輪齒頂圓直徑又小于150m，故以選用實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。大齒輪齒頂圓直徑大于 150mm，所以選用式結(jié)構(gòu)的齒輪。所有齒輪設(shè)計(jì)如表5.5 所示表 5.5大、小齒輪基本參數(shù)表模數(shù)分度圓直徑（ mm） 齒寬（mm）齒數(shù)高速小齒輪2424721高速大齒輪21504275低速小齒輪2.5657026低速大齒輪2.516565666 軸的設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中由于要減輕設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)，在計(jì)算上只校核一根低速軸的強(qiáng)度1.低速軸 3 的設(shè)計(jì)根據(jù)精密機(jī)械設(shè)計(jì)參考書，對低速軸的參數(shù)初步設(shè)計(jì)如6.1 所示表 6.1低速軸的基本參數(shù)

20、表功率（ kw）轉(zhuǎn)矩（ Nm）轉(zhuǎn)速（ r/min ）分度圓直徑（ mm）壓力角2.38163.33159.63165202.求作用在齒輪上的力初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45 號(hào)鋼。選取 A0=112。于是有此軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑d1-2 為了使所選的軸的直徑d1-2 與聯(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)的選取取 Ka=1.5 則； Tca=Ka T3=1.5 163.33=244.995Nm 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/T5843-2003，選用 GY5 型凸緣式聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 400 Nm

21、。半聯(lián)軸器的孔徑 d1=30mm .固取 d1-2=30mm。半聯(lián)軸器長度 L=82mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=82mm。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)擬定軸上零件的裝配方案，如圖6.1 所示圖 6.1 零件的裝配圖(3) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求 1-2 軸段右端要求制出一軸肩； 固取 2-3段的直徑 d2-3=37mm;左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑 D=40。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 L1= 82mm ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，固取 1-2 斷的長度應(yīng)比 L1 略短一些，現(xiàn)取 L1-2=80mm

22、2) 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) d2-3=37mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0基本游細(xì)組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承 6008，其尺寸為 d D B=40mm 68mm 15mm,故 d3-4=d7-9=40mm， L7-9=15mm。 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。定位軸肩高度 h=4mm，因此取 d6-7=48mm。3) 取安裝齒輪處的軸段 4-5 的直徑 d4-5=45mm，齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位，已知齒輪的輪轂的寬度為 65，為了使套筒能可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度， 固取 L4-5=62m

23、m,齒輪的右端采用軸肩定位軸肩高度?。ㄝS直徑的 0.070.1 倍）這里取軸肩高度 h=4mm.所以 d5-6=53mm.軸的寬度取b 1.4h,取軸的寬度為 L5-6=6mm.4) 軸承端蓋的總寬度為 15mm（由減速器和軸承端蓋的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)而定） 。根據(jù)軸承的裝拆及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25mm。固取 L2-3=40mm。取齒輪與箱體的內(nèi)壁的距離為a=12mm，小齒輪與大齒輪的間距為c=15mm，考慮到箱體的制造誤差，在確定軸承的位置時(shí)，應(yīng)與箱體的內(nèi)壁 ,有一段距離 s,取 s=8mm,已知滾動(dòng)軸承的寬度T=15m 嗎，小齒輪的輪轂長L=47mm，則L

24、3-4=T+s+a+(65-62)=38mmL6-7=L+c+a+s-L5-6=47+15+12+8-6=76mm軸承采取脂潤滑，考慮封油盤的長度，L7-8=10mm，d7-8=43mm 至此已初步確定軸得長度。5）軸上零件得周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按d4-5=45mm ，由參考文獻(xiàn) 1 表 6-1 查得平鍵的截面 bh=149 (mm)， L=50mm 同理按 d1-2=30mm. bh=108 ,L=70。同時(shí)為了保證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選 H7/n6。半聯(lián)軸器與軸得配合選 H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸得周向定位，是借過渡配合來保證

25、的，此處選軸的尺寸公差為m6。6）確定軸的的倒角和圓角參考參考文獻(xiàn)2 表 15-2，取軸端倒角為1.245。見圖 6.2圖 6.2 二級(jí)直齒減速器示意5.求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊中查出 a 值參照參考文獻(xiàn) 1 圖 15-23。對于 6008，由于它的對中性好所以它的支點(diǎn)在軸承的正中位置。因此作為簡支梁的軸的支撐跨距為182mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖Ft=758.1979Fr =720.573NFnh1=1327.091NFnh2=652.667 Mh=652.667 12210-3=79.62337NmFnv1=483.0

26、23NFnv2=237.55NMv=483.023 6010-3=228.98138Nm總對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見表6.1表 6.1軸的參數(shù)表載荷水平面 H垂直面 V支反力 F（N）Fnh1=1327.091Fnv1=483.023Fnh2=652.667Fnv2=237.55彎矩（ N m）MH=79.62337MV=228.98138總彎矩（ Nm ）M 總=84.734扭矩（ N m）T3=163.3336.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)通常只校核承受最大彎矩核最大扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C 的強(qiáng)度）根據(jù)式 5.4 及表 6.1 中的取值，且 0.6（式中的彎曲應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。當(dāng)

27、扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)取0.3；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)取 0.6）7.初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。選擇深溝球軸承6005 號(hào)軸承8.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 擬定軸上零件的裝配方案，見圖6.3圖 6.3高速軸的裝配方案圖（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度由低速軸的設(shè)計(jì)知，軸的總長度為 L=15+76+6+62+38=197mm，由于軸承選定所以軸的最小直徑為25mm，直徑 d1-2= d5-6=25mm。軸承采用軸肩定位由參考文獻(xiàn)2 查得 6005號(hào)軸承的軸肩高度為2.5mm，所以 d2-3=d4-5=30mm 。兩齒輪的中間采用軸

28、肩定位軸肩高度?。ㄝS直徑的0.070.1 倍）這里取軸肩高度h=3mm.所以d3-4=36mm。根據(jù)低速軸齒輪位置和齒輪寬度，確定中間軸齒輪位置和軸長。L1-2=35.5mm； L2-3=67mm，L3-4=17.5mm，L4-5=39mm, L5-6=38mm（3）軸上零件的周向定位齒輪軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按d4-5=30mm 由參考文獻(xiàn) 1 表 4-1 查得平鍵的截面 bh=10 8(mm),l2-3=50mm，l4-5=32mm 同時(shí)為了保證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選 H7/n6。滾動(dòng)軸承與軸得周向定位，是借過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 m

29、6。（4）確定軸的的倒角和圓角參考參考文獻(xiàn)表15-2，取軸端倒角為145。9.高速軸1 的設(shè)計(jì)根據(jù)精密機(jī)械設(shè)計(jì)參考書，高速軸的參數(shù)初步設(shè)計(jì)如表6.2。表 6.2高速軸的參數(shù)表功率（kw ）轉(zhuǎn)矩（Nm）轉(zhuǎn)速（ r/min）分度圓直徑（mm ）壓力角2.9419.721420422010.求作用在齒輪上的力初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45 號(hào)鋼。根據(jù)參考文獻(xiàn)1 表 15-3 選取 A0=112。于是有, 取 Ka=1.5則；Tca=KaT3=1.5 19.72=29.58Nm 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) GB5843-2003，選用 GY2 型凸緣聯(lián)軸器，其公

30、稱轉(zhuǎn)矩為 63Nm。半聯(lián)軸器的孔徑 d1=16mm .固取 d7-8=16mm11.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案，如圖6.4 所示。圖 6.4 低速軸裝配方案圖（2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求 7-8 軸段右端要求制出一軸肩； 固取6-7 段的直徑 d6-7=22mm;左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=25。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長 L1= 42mm ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，固取 7-8 斷的長度應(yīng)比 L1 略短一些，現(xiàn)取L7-8=40mm1）初步選擇滾動(dòng)軸承。選用單列圓錐滾子軸承。參照工作

31、要求并根據(jù)d6-7=22mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0 基本游細(xì)組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承 6005，其尺寸為 dDB=25m 47mm12mm,故 d5-6=d1-2=25mm右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。定位軸肩高度h=2.5mm，因此取d2-3=30mm。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度取軸肩高度h=3mm.所以d3-4=36mm.軸的寬度取 b1.4h,取軸的寬度為 L3-4=5mm.3)齒輪分度圓過小，故做成齒輪軸。齒輪的輪轂的寬度為47，分度圓直徑為 42mm，所有 L4-5=47mm，d4-5=46mm。軸承端蓋的總寬度為15mm。根據(jù)軸承的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求

32、，取端蓋外端面與聯(lián)軸器的距離為 27mm。固取 L6-7=42mm 根據(jù)中間軸和箱壁位置可知 L1-6=197mm，L1-2=25mm，L2-3=87.5mm，L5-6=32.5mm 至此已初步確定軸得長度（3）軸上零件得周向定位半聯(lián)軸器與軸得配合選H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸得周向定位，是借過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。（4）確定軸的的倒角和圓角，取軸端倒角為1.0 45。7滾動(dòng)軸承的計(jì)算根據(jù)要求對所選的在低速軸 3 上的兩滾動(dòng)軸承進(jìn)行校核，在前面進(jìn)行軸的計(jì)算時(shí)所選軸 3 上的兩滾動(dòng)軸承型號(hào)均為 6008，其基本額定動(dòng)載荷 NCr17000，基本額定靜載荷 NCr118000?，F(xiàn)對

33、它們進(jìn)行校核。 由前面求得的兩個(gè)軸承所受的載荷分別為Fnh1=1327.091NFnv1=483.023NFnh2=652.667NFnv2=237.55N由上可知軸承 1 所受的載荷遠(yuǎn)大于軸承 2，所以只需對軸承 1 進(jìn)行校核，如果軸承 1 滿足要求，軸承 2 必滿足要求。1） 求比值軸承所受徑向力所受的軸向力 Nfa=0，它們的比值為0。根據(jù)參考文獻(xiàn) 2, 深溝球軸承的最小e 值為 0.22，故此時(shí)2）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P，根據(jù)參考文獻(xiàn) 1 式（ 13-8a），p=fp（Xfr+Yfa）。按照參考文獻(xiàn) 1 表 13-5，X=1，Y=0,按照參考文獻(xiàn) 2 表 13-6，2.10.1Pf，取 1

34、.1Pf。則 p=1553.4688連接的選擇和計(jì)算1.對連接齒輪 4 與軸 3 的鍵的計(jì)算（1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般 8 以上的齒輪有定心精度要求， 應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于齒輪不在軸端，故可選用圓頭普通平鍵（ A 型）。根據(jù) d=45mm 從參考文獻(xiàn) 1表 6-1 中查得鍵的截面尺寸為：寬度 b=14mm，高度 h=9mm。由輪轂寬度并參照鍵的長度系列，取鍵長L=50mm。（2）校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由文獻(xiàn)1 表 6-2 查許用擠壓應(yīng)力 =100120Mpa，取平均值，110Mpa。鍵的工作長度 l=L-b=50mm-14mm=36mm。，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=

35、0.5h=0.59=4.5mm。根據(jù)文獻(xiàn) 2 可得所以所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。鍵的標(biāo)記為：鍵14 9 50 GB/T 1095-2003。2.對連接聯(lián)軸器與軸3 的鍵的計(jì)算（1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸，類似以上鍵的選擇，也可用A 型普通平鍵連接。根據(jù) d=30mm 從文獻(xiàn) 2 表 6-1 中查得鍵的截面尺寸為：寬度b=10mm，高度 h=8mm。由半聯(lián)軸器的輪轂寬度并參照鍵的長度系列，取鍵長 L=70mm。（2）校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵、軸和聯(lián)軸器的材料也都是鋼，由壓 應(yīng) 力 =100-120Mpa ， 取 其 平 均 值110Mpal=L-b=70mm-10mm=60mm。，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度1

36、 表 6-2 查得許用擠。鍵的工作長度 k=0.5h=0.5 8=4mm。根據(jù)文獻(xiàn) 2 式（ 6-1）可得所以所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。鍵的標(biāo)記為：鍵10 8 70 GB/T 1095-2003。9潤滑方式、潤滑油牌及密封裝置的選擇由于兩對嚙合齒輪中的大齒輪直徑徑相差不大，且它們的速度都不大，所以齒輪傳動(dòng)可采用浸油潤滑，查文獻(xiàn)2 表 17-1，選用全損耗系統(tǒng)用油（GB/T433-1989），代號(hào)為 L-AN32。由于滾動(dòng)軸承的速度較低，所以可用脂潤滑。查文獻(xiàn)2 表 17-2，選用鈣基潤滑脂（ GB/T 491-1987），代號(hào)為 L-XAMHA1。為避免油池中稀油濺入軸承座，在齒輪與軸承之間放置擋

37、油環(huán)。輸入軸與輸出軸處用氈圈密封。10.設(shè)計(jì)小結(jié)這次關(guān)于兩級(jí)展開式減速器的課程設(shè)計(jì)可以說是我們步入大學(xué)以來真正意義上的一次關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)。由于我研究生考試是跨機(jī)械工程專業(yè)，所以我一直想把工業(yè)工程的思想應(yīng)用于機(jī)械工程。我設(shè)計(jì)的是兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器。這次的課程設(shè)計(jì)對于我來說有著深刻的意義。這種意義不光是自己能夠獨(dú)立完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，更重要的是在我把基礎(chǔ)工業(yè)工程課程所學(xué)的思想應(yīng)用于了機(jī)械設(shè)計(jì)。對于課程設(shè)計(jì)，過程我只能用不堪回首來形容，但是結(jié)果確實(shí)意義重大的。很多人以為課程設(shè)計(jì)按照步驟一定可以完成設(shè)計(jì)任務(wù)，其實(shí)不然。設(shè)計(jì)過程中有許多內(nèi)容必須靠我們自己去理解，去分析，去取舍。各種零件結(jié)構(gòu)、材料都是值得

38、我們好好深思的。雖然不算是一個(gè)很大的機(jī)器，要真正的設(shè)計(jì)好它，還得有一定相關(guān)方面的知識(shí)儲(chǔ)備，畢竟機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ)，是一門綜合性很強(qiáng)的課程，它涵蓋了我們說學(xué)過的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程制圖、精密機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與測量技術(shù)等一系列課程。由于學(xué)習(xí)的知識(shí)不全面，這次設(shè)計(jì)中還存在很多問題，如箱體內(nèi)壁與齒輪的距離等等缺陷。但我相信，通過這次的實(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。通過這次的設(shè)計(jì)，感慨頗多，收獲頗多。更多的是從中學(xué)到很多東西，包括書本知識(shí)以及個(gè)人素質(zhì)與品格方面。感謝老師的辛勤指導(dǎo)，同時(shí)希望老師對于我的設(shè)計(jì)提出意見 。11.參考文獻(xiàn)【 1】 易樹平， 郭伏 . 基礎(chǔ)工業(yè)工程第二版 . 機(jī)械工業(yè)出版社【 2】 龐振基，黃圣其 . 精密機(jī)械設(shè)計(jì) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2000.7【 3】 鄭文緯，吳克堅(jiān) . -7 版 . 北京：高等教育出版社，2012.12 （2014.1 重?。?4】