[優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)]機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)圓錐圓柱齒輪減速器

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1、 機(jī)械設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目 圓錐-圓柱齒輪減速器 機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院 機(jī)械電子專(zhuān)業(yè) 班級(jí) 07電子2班 學(xué)號(hào) 設(shè)計(jì)人 指導(dǎo)老師 完成日期 2009年1月10日 目錄 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)………………………………………………3 二、傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明…………………………………3 三、電動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………………3 四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)………………………5 五、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算……….………………………………7 六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………

2、…………………22 七、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算…………………………………43 八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算………………………………44 九、聯(lián)軸器的選擇……………………………………………45 十、減速器附件的選擇………………………………………45 十一、潤(rùn)滑與密封……………………………………………45 十二、設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………………………46 十三、參考資料目錄…………………………………………46  設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)一用于鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)上的傳動(dòng)裝置，已知鏈條總拉力F=2100N（牽引力），鏈條速度v=0.3m/s，兩條節(jié)距P=130m

3、m，鏈條齒數(shù)Z=7，開(kāi)式齒輪傳動(dòng)比。運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)動(dòng)，有輕微振動(dòng)，室內(nèi)工作，無(wú)灰塵；使用期限為二十年大修期一年。（設(shè)每年工作300天），兩班制。 圖一 二、傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明 計(jì)算驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速 選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，因此傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為70。根據(jù)總傳動(dòng)比數(shù)值，可擬定以下傳動(dòng)方案： 三、 選擇電動(dòng)機(jī) 1）電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式 按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y（IP44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)計(jì)算

4、及說(shuō)明 結(jié)果 2）電動(dòng)機(jī)容量 (1)工作機(jī)的輸出功率 (2)電動(dòng)機(jī)輸出功率 傳動(dòng)裝置的總效率 依次確定式中各效率：鏈傳動(dòng)=0.92、滾動(dòng)軸承 =0.99、一對(duì)開(kāi)式齒輪傳動(dòng) =0.95、連軸器=0.99、閉式圓柱齒輪傳動(dòng)=0.98、圓錐齒輪傳動(dòng)=0.96。 則 故 (3)電動(dòng)機(jī)額定功率 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中選取電動(dòng)機(jī)額定功率。 3）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》表 1 中查得圓錐-圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍，開(kāi)式圓柱齒輪圓柱傳動(dòng)比范圍，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：

5、 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，選定電機(jī)，額定功率，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速，同步轉(zhuǎn)速。 4）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得主要數(shù)據(jù)，并記錄備用。 四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 2） 分配各級(jí)傳動(dòng)比 因?yàn)殚_(kāi)式圓柱齒輪傳動(dòng)比 所以減速器傳動(dòng)比 圓錐齒輪傳動(dòng)比 圓柱齒輪傳動(dòng)比 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3） 各軸轉(zhuǎn)

6、速（軸號(hào)見(jiàn)圖一） 4）各軸輸入功率 按電動(dòng)機(jī)所需功率計(jì)算各軸輸入功率，即 式中： 5）各軸轉(zhuǎn)矩 項(xiàng)目 軸1 軸2 軸3 軸4 軸5 轉(zhuǎn)速(r/min) 1420 435.6 108.8 108.8 19.78 功率(kw) 2.40 2.31 2.24 2.19 2.10 轉(zhuǎn)矩(N*m) 16.15 50.03 194.15 190.29 984.30 傳動(dòng)比 3.26 4 1 5.5 1 效率 0.990 0.950 0.970 0.9801 0.874

7、 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 五、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 圓錐直齒輪設(shè)計(jì) 已知輸入功率2.40kw，小齒輪轉(zhuǎn)速1420r/min，齒數(shù)比u=3.26，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命20年（設(shè)每年工作300天），二班制，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。 1、 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB10095-88) 2） 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-1選擇小齒輪材料為(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。 3） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取整。則。 2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)

8、計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù) 2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩為輸出轉(zhuǎn)矩 3） 選齒寬系數(shù) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 4）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 5）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 6） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 7) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)。 8) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1

9、，得 （2） 計(jì)算 1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 2） 計(jì)算圓周速度v 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3） 計(jì)算齒寬 4） 模數(shù) 5） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) 直齒輪 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表得軸承系數(shù)，則 接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) 6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 7） 計(jì)算模數(shù) 8） 計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù)

10、 3. 按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖20-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 ，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 　 1） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)，得 2） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)　 9） 計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù) 3） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 4） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-5查得齒形系數(shù)

11、 應(yīng)力校正系數(shù) 　 5） 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 6） 設(shè)計(jì)計(jì)算 結(jié)合之前算得的m=2.358,取m=2.5。為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d=54.235mm,=54.2352.5=21.69，選齒數(shù)為22，則，取。 9）計(jì)算相關(guān)參數(shù) 圓整并確定齒寬

12、 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 圓柱斜齒輪設(shè)計(jì) 已知輸入功率2.31kw，小齒輪轉(zhuǎn)速435.6r/min，齒數(shù)比u=4，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命20年（設(shè)每年工作300天），二班制，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。 1、 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB10095-88) 2） 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-1選擇大小齒輪材料均為45鋼（調(diào)質(zhì)），小齒輪齒面硬度為250HBS，大齒輪齒面硬度為220HBS。 3） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù) 4） 選取螺旋角。初選螺旋角 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，

13、即 (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù) 2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩50.03 3） 選齒寬系數(shù) 4） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-30選取區(qū)域系數(shù) 5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-26查得，，則 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 7） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 9） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-19取接觸疲勞壽命

14、系數(shù) 10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得 （2）計(jì)算 1）試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得 2） 計(jì)算圓周速度v 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3）計(jì)算齒寬b及模數(shù) 4）計(jì)算縱向重合度 5） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-3查得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-2查得使用系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-13查得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-4查得

15、 接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 1） 計(jì)算模數(shù) 3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)　 2） 根據(jù)重合度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) 3） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 4）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-5查得齒形系數(shù) 　 應(yīng)力校正系數(shù) 　 3） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖20-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)

16、 7）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)，得 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 8） 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較，取較小值計(jì)算。 按照彎曲強(qiáng)度來(lái)計(jì)算 結(jié)合之前求得的，取，為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，所以重新修正下齒數(shù)： 4. 幾何尺寸的計(jì)算 （1）計(jì)算中心距 ，中心距圓整為128mm. （2）螺旋角 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果

17、（3）分度圓直徑 （4）寬度 齒寬 開(kāi)式齒輪傳動(dòng) 已知輸入功率2.19kw，小齒輪轉(zhuǎn)速108.8r/min，齒數(shù)比u=5.5，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命20年（設(shè)每年工作300天），二班制，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。 1、 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB10095-88) 2） 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-1選擇大小齒輪材料均為45鋼（調(diào)質(zhì)），小齒輪齒面硬度為250HBS，大齒輪齒面硬度為220HBS。 3） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù) 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由

18、設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 2） 試選載荷系數(shù) 3） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩190.29 4） 選齒寬系數(shù) 5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 7） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得 （2）計(jì)算 1） 試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得

19、 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 2） 計(jì)算圓周速度v 3） 計(jì)算齒寬b及模數(shù) 4） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-3查得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-2查得使用系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-13查得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-4查得 接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 6） 計(jì)算模數(shù) 2、

20、按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖20-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限， 2）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 4）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)，得 5） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù) 6）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表10-5查得齒形系數(shù) 應(yīng)力校正系數(shù) 　 7）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較，取較大值計(jì)算。

21、 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 8） 設(shè)計(jì)計(jì)算 圓整為mm,分度圓直徑 幾何尺寸的計(jì)算 （1）分度圓直徑 （2）計(jì)算中心距 （3）寬度 齒寬 　 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 輸入軸設(shè)計(jì) 1、 求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、 求作用在齒輪上的力 已知高速級(jí)小圓錐齒輪的分度圓半徑為 而 圓周力、徑向力及軸向力

22、的方向如圖二所示 3、 初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-3，取，得 取高速軸的輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 圖二 由于該軸與連軸器相連的一端直徑要與電機(jī)相同，所以查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選LX2型彈性

23、柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為35mm。 4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案（見(jiàn)圖三） （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 圖三 1） 為了滿(mǎn)足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑，為了滿(mǎn)端蓋密封，2-3軸段右端需制出一軸肩，故取3-4段的直徑， 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，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選

24、取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為，。由于6截面右側(cè)必須設(shè)防塵槽，取槽深3mm。 3） 根據(jù)結(jié)構(gòu)上的要求，將軸設(shè)計(jì)成齒輪軸（如圖）6-7段為齒輪 （1） 軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1 查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為45mm，同時(shí)為保 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 證齒輪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；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。 （2） 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 5、 求軸上的載荷，確定截面 載荷 水平面H 垂直

25、面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-1查得，故安全。 6、 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1） 判斷危險(xiǎn)截面 截面5右側(cè)受應(yīng)力最大 （2） 截面5左側(cè) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面5右側(cè)彎矩M為 截面5上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)

26、力 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得 。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表3-2查取。因，，經(jīng)插值后查得 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為 又取碳鋼的特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值 故可知安全

27、。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 中間軸設(shè)計(jì) 1、 求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、 求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪分度圓直徑 已知圓錐齒輪的分度圓半徑為 圓周力、，徑向力、及軸向力、的方向如圖四所示 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 圖四 3、初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-3，取，得，中

28、間軸最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑和 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案（見(jiàn)下圖圖五） 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 圖五 （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為，。 這對(duì)軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-

29、7查得30306型軸承的定位軸肩高度，因此取套筒直徑40mm。 2）取安裝齒輪的軸段，錐齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位，已知錐齒輪輪轂長(zhǎng)，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取，齒輪的右端采用軸肩定位 軸肩高度 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 ，故取，則軸環(huán)處的直徑為。取。 1） 已知圓柱斜輪齒寬，由于結(jié)構(gòu)上的需要，將其設(shè)計(jì)為齒輪軸， 段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取，在齒輪右端再設(shè)一軸肩，取， （3）軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為22mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇

30、齒輪輪轂與軸的配合為； （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 求軸上的載荷 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M Z 總彎矩 扭矩T 6、 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-1查得，故安全。 7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1）判斷危險(xiǎn)截面 截面5左右側(cè)受應(yīng)力最大 （2）截面5右側(cè) 抗彎

31、截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面5右側(cè)彎矩M為 截面5上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得 。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表3-2查取。因，，經(jīng)插值后查得 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖

32、3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為 又取合金鋼的特性系數(shù) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 計(jì)算安全系數(shù)值 （3） 截面5左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面5右側(cè)彎矩M為 截面5上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 過(guò)盈配合處的，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表3-8用插值法求出，并取 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 ，于是得 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)

33、計(jì)（第八版）》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 故得綜合系數(shù)為 計(jì)算安全系數(shù)值 故可知安全。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 輸出軸設(shè)計(jì) 1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、求作用在齒輪上的力 已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 而 圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖六所示 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 圖六 3、初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)

34、械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-3，取，得，輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 查《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表17-4，選LX3型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為1250000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為60mm。 1、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 擬定軸上零件的裝配方案（見(jiàn)圖六） 圖六

35、 （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）為了滿(mǎn)足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的 直徑,長(zhǎng)度50mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，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，故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短些，現(xiàn)取 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30310，其尺寸為，算上擋油環(huán)長(zhǎng)度，取。左端軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。齒輪左端以及

36、軸承的定位采用擋油環(huán)，已知齒輪輪轂的寬度為55mm，為了使擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為。軸環(huán)寬度，取。 （3）軸上的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為40mm，同時(shí)為保證齒輪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，選用平鍵，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 設(shè)

37、計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 5、 求軸上的載荷 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-1查得，故安全。 7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1）判斷危險(xiǎn)截面 截面4左側(cè)受應(yīng)力最大 （2）截面4左側(cè)抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 截面7右側(cè)彎矩M為 截面7上

38、的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得 。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附表3-2查取。因，，經(jīng)插值后查得 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為 又取碳

39、鋼的特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值 故可知安全。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 七、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算 初步選擇滾動(dòng)軸承，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為,，e=0.35,Y=1.7, 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 則 則 則 則 則 則 故合格。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果

40、 八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 輸入軸鍵計(jì)算 1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： 故單鍵即可。 中間軸鍵計(jì)算 1、 校核圓錐齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： 故單鍵即可。 輸出軸鍵計(jì)算 1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： 故單鍵即可。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 九、聯(lián)軸器的選擇 在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號(hào)。 輸入

41、軸選XL2型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為35mm。 輸出軸選選HL3型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為1250000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為60mm。 十、減速器附件的選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》選定通氣帽，A型壓配式圓形油標(biāo)A20（GB1160.1-89），外六角油塞及封油墊,啟蓋螺釘M6。 十一、潤(rùn)滑與密封 齒輪采用浸油潤(rùn)滑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表16-1查得選用N220中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB5903-86）。當(dāng)齒輪圓周速度時(shí)，圓錐齒輪浸入油的

42、深度約一個(gè)齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x≥30~60mm。由于大圓錐齒輪，可以利用齒輪飛濺的油潤(rùn)滑軸承，并通過(guò)油槽潤(rùn)滑其他軸上的軸承，且有散熱作用，效果較好。 密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦А? 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 十二、設(shè)計(jì)小結(jié) 這次關(guān)于鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)踐考驗(yàn)，對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過(guò)三個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ). 　　機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門(mén)綜合性相當(dāng)強(qiáng)

43、的技術(shù)課程，它融《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測(cè)量》、《工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》等于一體。 這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想、訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。 本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。 十三、參考文獻(xiàn) 1、《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》　高等教育出版社 2、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（第二版）》　高等教育出版社 48