帶式傳動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)【單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng)F=2500N V=1.5m-s D=400mm】【說明書+CAD】

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言當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。近十幾年來,由于近代計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使得機(jī)械加工精度，加工效率大大提高，從而推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品的多樣化，整機(jī)配套的模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化，以及造型設(shè)計(jì)藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致，美觀化。在21世紀(jì)成套機(jī)械裝備中,齒輪仍然是機(jī)械傳動(dòng)的基本部件。CNC機(jī)床和工藝技術(shù)的發(fā)展,推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展。在傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的電子控制、液壓傳動(dòng)、齒輪、帶鏈的混合傳動(dòng),將成為變速箱設(shè)計(jì)中優(yōu)化傳動(dòng)組合的方向。在傳動(dòng)設(shè)計(jì)中的學(xué)科交叉,將成為新型傳動(dòng)產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。關(guān)鍵字：減速器 軸承 齒輪 機(jī)械傳動(dòng) 二、計(jì)算說明2.1.1傳動(dòng)方案擬定設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng) 、工作條件：使用年限10年，工作為兩班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境為室內(nèi)清潔，最高溫度40度；一般機(jī)械廠制造，中批量生產(chǎn)。 、原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=2500N；帶速V=1.5m/s；滾筒直徑D=400mm； 方案擬定：采用帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)的組合，即可滿足傳動(dòng)比要求，同時(shí)由于帶傳動(dòng)具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用維護(hù)方便。 1.電動(dòng)機(jī) 2.V帶傳動(dòng) 3.圓柱齒輪減速器 4.連軸器 5.滾筒 6.運(yùn)輸帶2.1.2電動(dòng)機(jī)選擇 1、電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇：選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械。 2、電動(dòng)機(jī)容量選擇： 電動(dòng)機(jī)所需工作功率為： 式（1）：da (kw) 由式(2)：V/1000 (KW) 因此 Pd=FV/1000a (KW) 由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為： 總=5 式中：1、2、3、4、5分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和卷筒的傳動(dòng)效率。取=0.96，0.98，0.97，.則： 總=0.960.980.970.990.96 =0.83所以：電機(jī)所需的工作功率： Pd= FV/1000總 =(25001.5)/(10000.83) = 4.52(kw) 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒工作轉(zhuǎn)速為： n卷筒601000V/（D） =(6010001.5)/（400） =71.66 r/min 根據(jù)手冊(cè)表推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍=3。取帶傳動(dòng)比= 。則總傳動(dòng)比理論范圍為：a1。 故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范為 Nd=Ian卷筒 =(1624)71.66 =1146.51719.7 r/min則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：960r/min和1500r/min 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由相關(guān)手冊(cè)查出三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：（如下表）方案電 動(dòng)機(jī) 型號(hào) 額定功率 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min) 電動(dòng)機(jī)重量 N參考價(jià)格傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 總傳動(dòng)比 V帶傳動(dòng)減速器1Y132S-45.515001440650120018.63.55.322Y132M2-65.51000960800150012.422.84.443Y160M2-85.5750720124021009.312.53.72 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器傳動(dòng)比，可見第2方案比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6。2.1.3確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配級(jí)傳動(dòng)比： 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n 1、可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為： ia=nm/n=nm/n卷筒=960/71.66=13.40 總傳動(dòng)比等于各傳動(dòng)比的乘積 分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 ia=i0i （式中i0、i分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比） 2、分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比： 根據(jù)指導(dǎo)書P7表1，取i0=2.8（普通V帶 i=24）因?yàn)椋?iai0i所以： iiai0 13.40/2.8 4.782.1.4、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì)： 將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為軸，軸，.以及i0,i1，.為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比 01，12，.為相鄰兩軸的傳動(dòng)效率 P，P，.為各軸的輸入功率 （KW） T，T，.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （Nm） n,n,.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （r/min） 可按電動(dòng)機(jī)軸至工作運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算，得到各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 1）計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)數(shù)： 軸：n=nm/ i0 =960/2.8=342.86 （r/min） 軸：n= n/ i1 =324.86/4.78=67.96 r/min 卷筒軸：n= n 2）計(jì)算各軸的功率： 軸： P=Pd01 =Pd1 =4.520.96=4.34（KW） 軸： P= P12= P23 =4.340.980.97 =4.12KW） 卷筒軸： P= P23= P24 =4.120.980.99=4（KW） 計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩： 電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩為： Td=9550Pd/nm=95504.52/960 =44.96 Nm 軸： T= Tdi001= Tdi01 =44.962.80.96=120.86Nm 軸： T= Ti112= Ti124 =120.863.590.980.99=420.97 Nm 卷筒軸輸入軸轉(zhuǎn)矩：T = T24 =410.87 Nm 計(jì)算各軸的輸出功率： 由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率： 故： P=P軸承=4.340.98=4.25 KW P= P軸承=4.120.98=4.04 KW 計(jì)算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩： 由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：則： T= T軸承 =120.860.98=118.44 Nm T = T軸承=420.970.98=412.55 Nm 2.2、 V帶的設(shè)計(jì) 1）選擇普通V帶型號(hào) 由PC=KAP=1.15.5=6.05（ KW） 根據(jù)課本P134表9-7得知其交點(diǎn)在A、B型交界線處，故A、B型兩方案待定： 方案1：取A型V帶 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速： 則取小帶輪 d1=100mm d2=n1d1(1-)/n2=id1(1-) =2.8100(1-0.02)=274.4mm 由表9-2取d2=274mm (雖使n2略有減少，但其誤差小于5%，故允許) 帶速驗(yàn)算： V=n1d1/（100060） =960100/（100060） =5.024 m/s 介于525m/s范圍內(nèi)，故合適 確定帶長和中心距a： 0.7（d1+d2）a02（d1+d2） 0.7（100+274）a02（100+274） 262.08 a0748.8 初定中心距a0=500 ，則帶長為 L0=2a0+（d1+d2）+（d2-d1）2/(4a0) =2500+（100+274）/2+（274-100）2/(4500) =1602.32 mm 由表9-3選用Ld=1400 mm的實(shí)際中心距 a=a0+(Ld-L0)/2=500+(1400-1602.32)/2=398.84 mm 驗(yàn)算小帶輪上的包角1 1=180-(d2-d1)57.3/a =180-(274-100)57.3/398.84=155.01120 合適 確定帶的根數(shù) Z=PC/（(P0+P0)KLK） =6.05/（0.95+0.11）0.960.95） = 6.26 故要取7根A型V帶 計(jì)算軸上的壓力 由書9-18的初拉力公式有 F0=500PC（2.5/K-1）/z c+q v2 =5006.05（2.5/0.95-1）/（75.02）+0.175.022 =144.74 N 由課本9-19得作用在軸上的壓力 FQ=2zF0sin(/2) =27242.42sin(155.01/2)=1978.32 N方案二：取B型V帶 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速： 則取小帶輪 d1=140mmd2=n1d1(1-)/n2=id1(1-) =2.8140(1-0.02)=384.16mm 由表9-2取d2=384mm (雖使n2略有減少，但其誤差小于5%，故允許) 帶速驗(yàn)算： V=n1d1/（100060） =960140/（100060） =7.03 m/s 介于525m/s范圍內(nèi)，故合適 確定帶長和中心距a： 0.7（d1+d2）a02（d1+d2） 0.7（140+384）a02（140+384） 366.8a01048 初定中心距a0=700 ，則帶長為 L0=2a0+（d1+d2）+（d2-d1）2/(4a0) =2700+（140+384）/2+（384-140）2/(4700) =2244.2 mm 由表9-3選用Ld=2244 mm的實(shí)際中心距 a=a0+(Ld-L0)/2=700+(2244-2244.2)/2=697.9mm 驗(yàn)算小帶輪上的包角1 1=180-(d2-d1)57.3/a =180-(384-140)57.3/697.9=160.0120 合適 確定帶的根數(shù) Z=PC/（(P0+P0)KLK） =6.05/（2.08+0.30）1.000.95） = 2.68 故取3根B型V帶 計(jì)算軸上的壓力 由書9-18的初拉力公式有 F0=500PC（2.5/K-1）/z c+q v2 =5006.05（2.5/0.95-1）/（37.03）+0.177.032 =242.42 N 由課本9-19得作用在軸上的壓力 FQ=2zF0sin(/2) =23242.42sin(160.0/2) =1432.42 N綜合各項(xiàng)數(shù)據(jù)比較得出方案二更適合帶速驗(yàn)算： V=n1d1/（100060） =960140/（100060） =7.03 m/s 介于525m/s范圍內(nèi)，故合適 確定帶長和中心距a： 0.7（d1+d2）a02（d1+d2） 0.7（140+384）a02（140+384） 366.8a01048 初定中心距a0=700 ，則帶長為 L0=2a0+（d1+d2）+（d2-d1）2/(4a0) =2700+（140+384）/2+（384-140）2/(4700) =2244.2 mm 由表9-3選用Ld=2244 mm的實(shí)際中心距 a=a0+(Ld-L0)/2=700+(2244-2244.2)/2=697.9mm 驗(yàn)算小帶輪上的包角1 1=180-(d2-d1)57.3/a =180-(384-140)57.3/697.9=160.0120 合適 確定帶的根數(shù) Z=PC/（(P0+P0)KLK） =6.05/（2.08+0.30）1.000.95） = 2.68 故取3根B型V帶 計(jì)算軸上的壓力 由書9-18的初拉力公式有 F0=500PC（2.5/K-1）/z c+q v2 =5006.05（2.5/0.95-1）/（37.03）+0.177.032 =242.42 N 由課本9-19得作用在軸上的壓力 FQ=2zF0sin(/2) =23242.42sin(160.0/2) =1432.42 N綜合各項(xiàng)數(shù)據(jù)比較得出方案二更適合 d0dHL2.3、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：(1)、選定齒輪傳動(dòng)類型、材料、熱處理方式、精度等級(jí)。小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面，小齒輪的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS，大齒輪選用45號(hào)鋼正火，齒面硬度為200HBS。齒輪精度初選8級(jí)(2)、初選主要參數(shù) Z1=20 ，u=4.5 Z2=Z1u=204.5=90 取a=0.3，則d=0.5（i+1）=0.675（3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1 確定各參數(shù)值 載荷系數(shù) 查9.551064.23/342.86課本表6-6 取K=1.2 小齒輪名義轉(zhuǎn)矩T1=9.55106P/n1= =1.18105 Nmm 材料彈性影響系數(shù) 由課本表6-7 ZE=189.8 區(qū)域系數(shù) ZH=2.5 重合度系數(shù)t=1.88-3.2（1/Z1+1/Z2） =1.88-3.2（1/20+1/90）=1.69 Z= 許用應(yīng)力 查課本圖6-21（a） 查表6-8 按一般可靠要求取SH=1 則 取兩式計(jì)算中的較小值，即H=560Mpa于是 d1 = =52.82 mm (4)確定模數(shù) m=d1/Z152.82/20=2.641 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值 m=3(5) 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 校核式中 小輪分度圓直徑d1=mZ=320=60mm齒輪嚙合寬度b=dd1 =1.060=60mm復(fù)合齒輪系數(shù) YFS1=4.38 YFS2=3.95重合度系數(shù)Y=0.25+0.75/t =0.25+0.75/1.69=0.6938許用應(yīng)力 查圖6-22（a） Flim1=245MPa Flim2=220Mpa 查表6-8 ，取SF=1.25 則 計(jì)算大小齒輪的并進(jìn)行比較 取較大值代入公式進(jìn)行計(jì)算 則有=71.86F2故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求（6） 幾何尺寸計(jì)算d2=mZ1=390=270 mma=m （Z1+Z2）=3（20+90）/2=165 mmb=60 mm b2=60 取小齒輪寬度 b1=65 mm （7）驗(yàn)算初選精度等級(jí)是否合適齒輪圓周速度 v=d1n1/（601000） =3.1460342.86/（601000） =1.08 m/s對(duì)照表6-5可知選擇8級(jí)精度合適。2.4齒輪軸的設(shè)計(jì) (1) 確定軸上零件的定位和固定方式 （如圖） 1，5滾動(dòng)軸承 2軸 3齒輪軸的輪齒段 4套筒 6密封蓋 7軸端擋圈 8軸承端蓋 9帶輪 10鍵 d1=m(2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217255HBS軸的輸入功率為P=4.32 KW 轉(zhuǎn)速為n=342.86 r/min根據(jù)課本P205（13-2）式，并查表13-2，取c=115d(3)確定軸各段直徑和長度 從大帶輪開始右起第一段，由于帶輪與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取D1=30mm，又帶輪的寬度 B=（Z-1）e+2f =（3-1）18+28=52 mm 則第一段長度L1=60mm右起第二段直徑取D2=38mm根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加潤滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為30mm，則取第二段的長度L2=70mm 右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6208型軸承，其尺寸為dDB=408018，那么該段的直徑為D3=40mm，長度為L3=20mm右起第四段，為滾動(dòng)軸承的定位軸徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取D4=48mm，長度取L4= 10mm 右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為66mm，分度圓直徑為60mm，齒輪的寬度為65mm，則，此段的直徑為D5=66mm，長度為L5=65mm右起第六段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取D6=48mm 長度取L6= 10mm 右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為D7=40mm，長度L7=18mm (4)求齒輪上作用力的大小、方向 小齒輪分度圓直徑：d1=60mm作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1 =1.18105 Nmm 求圓周力：FtFt=2T2/d2=21.18105/60=1966.67N 求徑向力FrFr=Fttan=1966.67tan200=628.20NFt，F(xiàn)r的方向如下圖所示 （5）軸長支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。水平面的支反力：RA=RB=Ft/2 =983.33 N 垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0那么RA=RB =Fr62/124=314.1 N（6）畫彎矩圖 右起第四段剖面C處的彎矩： 水平面的彎矩：MC=PA62=60.97 Nm 垂直面的彎矩：MC1= MC2=RA62=19.47 Nm 合成彎矩： （7）畫轉(zhuǎn)矩圖： T= Ftd1/2=59.0 Nm （8）畫當(dāng)量彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6 可得右起第四段剖面C處的當(dāng)量彎矩： （9）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度右起第四段剖面C處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面C為危險(xiǎn)截面。已知MeC2=73.14Nm ,由課本表13-1有:-1=60Mpa 則：e= MeC2/W= MeC2/(0.1D43)=73.141000/(0.1443)=8.59 Nm-1右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面： e= MD/W= MD/(0.1D13)=35.41000/(0.1303)=13.11 Nm-1 所以確定的尺寸是安全的 。受力圖如下輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 確定軸上零件的定位和固定方式 （如圖） 1，5滾動(dòng)軸承 2軸 3齒輪 4套筒 6密封蓋 7鍵 8軸承端蓋 9軸端擋圈 10半聯(lián)軸器 (2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑 選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217255HBS軸的輸入功率為P=4.11 KW 轉(zhuǎn)速為n=77.22 r/min根據(jù)課本P205（13-2）式，并查表13-2，取c=115d(3)確定軸各段直徑和長度從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取45mm，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KAT=1.3518.34=673.84Nm，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50142003，選用LXZ2型彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長度為l1=84mm,軸段長L1=82mm右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取52mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面的距離為30mm，故取該段長為L2=74mm右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6211型軸承，其尺寸為dDB=5510021，那么該段的直徑為55mm，長度為L3=36右起第四段，該段裝有齒輪，并且齒輪與軸用鍵聯(lián)接，直徑要增加5%，大齒輪的分度圓直徑為270mm，則第四段的直徑取60mm,齒輪寬為b=60mm，為了保證定位的可靠性，取軸段長度為L4=58mm右起第五段，考慮齒輪的軸向定位,定位軸肩，取軸肩的直徑為D5=66mm ,長度取L5=10mm右起第六段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為D6=55mm，長度L6=21mm(4)求齒輪上作用力的大小、方向 大齒輪分度圓直徑：d1=270mm作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1 =5.08105Nmm 求圓周力：FtFt=2T2/d2=25.08105/270=3762.96N 求徑向力FrFr=Fttan=3762.96tan200=1369.61NFt，F(xiàn)r的方向如下圖所示 （5）軸長支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平面的支反力：RA=RB=Ft/2 = 1881.48 N 垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0那么RA=RB =Fr62/124= 684.81 N（6）畫彎矩圖 右起第四段剖面C處的彎矩： 水平面的彎矩：MC=RA62= 116.65 Nm 垂直面的彎矩：MC1= MC2=RA62=41.09 Nm 合成彎矩： （7）畫轉(zhuǎn)矩圖： T= Ftd2/2=508.0 Nm （8）畫當(dāng)量彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6 可得右起第四段剖面C處的當(dāng)量彎矩： （9）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度右起第四段剖面C處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面C為危險(xiǎn)截面。已知MeC2=307.56Nm ,由課本表13-1有:-1=60Mpa 則：e= MeC2/W= MeC2/(0.1D43)=307.561000/(0.1603)=14.24 Nm-1右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面： e= MD/W= MD/(0.1D13)=304.81000/(0.1453)=33.45 Nm-1 所以確定的尺寸是安全的 。 以上計(jì)算所需的圖如下：2.5箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 窺視孔和窺視孔蓋在減速器上部可以看到傳動(dòng)零件嚙合處要開窺視孔，以便檢查齒面接觸斑點(diǎn)和赤側(cè)間隙，了解嚙合情況。潤滑油也由此注入機(jī)體內(nèi)。窺視孔上有蓋板，以防止污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)和潤滑油飛濺出來。(2) 放油螺塞減速器底部設(shè)有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞賭注。(3)油標(biāo)油標(biāo)用來檢查油面高度，以保證有正常的油量。油標(biāo)有各種結(jié)構(gòu)類型，有的已定為國家標(biāo)準(zhǔn)件。(4)通氣器減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，使機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤滑油從縫隙向外滲漏。所以多在機(jī)蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器，使機(jī)體內(nèi)熱漲氣自由逸出，達(dá)到集體內(nèi)外氣壓相等，提高機(jī)體有縫隙處的密封性能。(5)啟蓋螺釘機(jī)蓋與機(jī)座結(jié)合面上常涂有水玻璃或密封膠，聯(lián)結(jié)后結(jié)合較緊，不易分開。為便于取蓋，在機(jī)蓋凸緣上常裝有一至二個(gè)啟蓋螺釘，在啟蓋時(shí)，可先擰動(dòng)此螺釘頂起機(jī)蓋。在軸承端蓋上也可以安裝啟蓋螺釘，便于拆卸端蓋。對(duì)于需作軸向調(diào)整的套環(huán)，如裝上二個(gè)啟蓋螺釘，將便于調(diào)整。(6)定位銷 為了保證軸承座孔的安裝精度，在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓聯(lián)結(jié)后，鏜孔之前裝上兩個(gè)定位銷，孔位置盡量遠(yuǎn)些。如機(jī)體結(jié)構(gòu)是對(duì)的，銷孔位置不應(yīng)該對(duì)稱布置。(7)調(diào)整墊片調(diào)整墊片由多片很薄的軟金屬制成，用一調(diào)整軸承間隙。有的墊片還要起調(diào)整傳動(dòng)零件軸向位置的作用。(8)環(huán)首螺釘、吊環(huán)和吊鉤在機(jī)蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊環(huán)或吊鉤，用以搬運(yùn)或拆卸機(jī)蓋。(9)密封裝置 在伸出軸與端蓋之間有間隙，必須安裝密封件，以防止漏油和污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。密封件多為標(biāo)準(zhǔn)件，其密封效果相差很大，應(yīng)根據(jù)具體情況選用。箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇如下表：名稱符號(hào)尺寸（mm）機(jī)座壁厚8機(jī)蓋壁厚18機(jī)座凸緣厚度b12機(jī)蓋凸緣厚度b 112機(jī)座底凸緣厚度b 220地腳螺釘直徑df20地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d116機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d212聯(lián)軸器螺栓d2的間距 l 160軸承端蓋螺釘直徑d310窺視孔蓋螺釘直徑d48定位銷直徑d8df，d1, d2至外機(jī)壁距離C126, 22, 18df， d2至凸緣邊緣距離C224, 16軸承旁凸臺(tái)半徑R124, 16凸臺(tái)高度h 根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)外機(jī)壁至軸承座端面距離l1 60，44大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離112齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離2 10機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1 ,m27， 7軸承端蓋外徑D290， 105軸承端蓋凸緣厚度t 10軸承旁聯(lián)接螺栓距離S盡量靠近，以Md1和Md2互不干涉為準(zhǔn)，一般s=D22.6鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)1輸入軸與大帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接此段軸徑d1=30mm,L1=50mm查手冊(cè)得，選用C型平鍵，得：A鍵 87 GB1096-79 L=L1-b=50-8=42mmT=44.77Nm h=7mm根據(jù)課本P243（10-5）式得p=4 T/(dhL)=444.771000/（30742）=20.30Mpa R (110Mpa)2、輸入軸與齒輪1聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d2=44mm L2=63mm T=120.33Nm查手冊(cè) 選A型平鍵 GB1096-79B鍵128 GB1096-79l=L2-b=62-12=50mm h=8mm p=4 T/（dhl）=4120.331000/（44850） = 27.34Mpa p (110Mpa)3、輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d3=60mm L3=58mm T=518.34Nm查手冊(cè)P51 選用A型平鍵鍵1811 GB1096-79l=L3-b=60-18=42mm h=11mmp=4T/（dhl）=4518.341000/（601142）=74.80Mpa p (110Mpa)十滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命Lh53658=14600小時(shí)1.輸入軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P 因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=628.20N2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值 （3）選擇軸承型號(hào)查課本表11-5，選擇6208軸承 Cr=29.5KN由課本式11-3有預(yù)期壽命足夠此軸承合格2.輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=1369.61N（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值 （3）選擇軸承型號(hào)查課本表11-5，選擇6211軸承 Cr=43.2KN由課本式11-3有預(yù)期壽命足夠此軸承合格2.8密封和潤滑的設(shè)計(jì)1.密封 由于選用的電動(dòng)機(jī)為低速，常溫，常壓的電動(dòng)機(jī)則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲(chǔ)存潤滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛氈又可以將潤滑油自行刮下反復(fù)自行潤滑。2潤滑(1) 對(duì)于齒輪來說，由于傳動(dòng)件的的圓周速度v 12m/s,采用浸油潤滑，因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠的潤滑油，用以潤滑和散熱。同時(shí)為了避免油攪動(dòng)時(shí)泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH不應(yīng)小于3050mm。對(duì)于單級(jí)減速器，浸油深度為一個(gè)齒全高，這樣就可以決定所需油量，單級(jí)傳動(dòng),每傳遞1KW需油量V0=0.350.7m3。(2) 對(duì)于滾動(dòng)軸承來說，由于傳動(dòng)件的速度不高，且難以經(jīng)常供油，所以選用潤滑脂潤滑。這樣不僅密封簡單，不宜流失，同時(shí)也能形成將滑動(dòng)表面完全分開的一層薄膜。2.9聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)（1）類型選擇 由于兩軸相對(duì)位移很小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)緩沖要求不高，故選用彈性柱銷聯(lián)。 （2）載荷計(jì)算計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KAT=1.31022.29=1158.98Nm，其中KA為工況系數(shù)，由課本表14-1得KA=1.3（3）型號(hào)選擇根據(jù)TC，軸徑d，軸的轉(zhuǎn)速n， 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50142003，選用LXZ2型彈性柱銷聯(lián)，其額定轉(zhuǎn)矩T=1250Nm, 許用轉(zhuǎn)速n=3750r/m ,故符合要求。第三章 軸的數(shù)控加工于編程3.1.1齒輪軸加工參數(shù)及工藝分析切削用量的選擇對(duì)于高效率的金屬切削機(jī)床加工來說，被加工材料、切削刀具、切削用量是三大要素。這些條件決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)的、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。 在確定每道工序的切削用量時(shí)，應(yīng)根據(jù)刀具的耐用度和機(jī)床說明書中的規(guī)定去選擇。也可以結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)用類比法確定切削用量。在選擇切削用量時(shí)要充分保證刀具能加工完一個(gè)零件，或保證刀具耐用度不低于一個(gè)工作班，最少不低于半個(gè)工作班的工作時(shí)間。 背吃刀量主要受機(jī)床剛度的限制，在機(jī)床剛度允許的情況下，盡可能使背吃刀量等于工序的加工余量，這樣可以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。對(duì)于表面粗糙度和精度要求較高的零件，要留有足夠的精加工余量，數(shù)控加工的精加工余量可比通用機(jī)床加工的余量小一些。在確定切削用量時(shí)，要根據(jù)被加工工件材料、硬度、切削狀態(tài)、背吃刀量、進(jìn)給量，刀具耐用度，最后選擇合適的切削速度。車削加工時(shí)的切削條件可參考表4-1表4-1車削加工時(shí)的選擇切削條件的參考數(shù)據(jù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇，一般粗車切削深度為23mm,半精車切削深度為0.52mm，精車切削深度為0.20.5mm。本課題所加工的為45鋼，由表可知：切削速度應(yīng)在70220mm/min。 用硬質(zhì)合金車刀精車時(shí)，一般多采用較高的切削速度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),我們選擇Vc=120mm/min.由公式n=1000v/dw (dw-未加工工件的直徑)可以計(jì)算出,粗車時(shí)n=500r/min;精車時(shí)n=1200r/min.車削時(shí)主軸轉(zhuǎn)速的確定主軸轉(zhuǎn)速的確定應(yīng)根據(jù)被加工部位的直徑，并按照零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度來確定。切削速度可通過計(jì)算、查表和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)獲取。表4-2為硬質(zhì)合金外圓車刀切削速度的參考值，可結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)參考選用。進(jìn)給速度的確定單一方向進(jìn)給速度包括縱向進(jìn)給速度和橫向進(jìn)給速度，其值可通過進(jìn)給量與主軸轉(zhuǎn)速得到，具體按F= fn計(jì)算（式中：f為進(jìn)給量，n為轉(zhuǎn)速）。粗車時(shí)進(jìn)給量一般取0.30.8mm/r，精車時(shí)常取0.10.3mm/r，切斷時(shí)常取0.050.2mm/r。表4-3為硬質(zhì)合金車刀粗車外圓、端面進(jìn)給量參考值。3.1.2加工程序編制1、(1)粗加工階段A.毛胚處理 毛胚備料鍛造和正火B(yǎng).粗加工 車端面打中心孔和車外圓這階段的主要目的是：用大量的切削用量切除大部分余量，把毛胚加工至接近工件的最終形狀和尺寸，只留下少量的加工余量。通過這階段還及時(shí)發(fā)現(xiàn)鍛件裂紋等缺陷，作出相應(yīng)措施(2).半精加工階段A.半精加工前熱處理 對(duì)于45鋼一般采用調(diào)質(zhì)處理以達(dá)到HBS235B.半精加工 半精車外圓這階段的主要目的是：為精加工作好準(zhǔn)備，尤其是為精加工作好基面準(zhǔn)備，對(duì)一些要求不高的表面，在這個(gè)階段達(dá)到圖紙規(guī)定的要求。(3).精加工階段A.精加工前熱處理 局部高頻淬火B(yǎng).精加工前各種加工 粗磨外圓 銑鍵槽C.精加工 精磨外圓保證齒輪軸表面的精度這階段的目的是：把各表面部加工到圖紙規(guī)定的要求2、在兩頂尖間車外圓工件一端外圓車好后，需將工件調(diào)頭裝夾，為不破壞已加工表面精度，傳動(dòng)裝置與加工表面要墊銅皮3、車槽的方法（1） 車軸肩溝槽 采用等于槽寬的車槽刀，沿著軸肩將槽車出，直到符合圖樣要求為止。（2） 車非軸肩溝槽 車非軸肩溝槽時(shí)，需確定溝槽的位置。確定方法有兩種：一種是用鋼直尺測量槽刀的工作位置，車刀縱向移動(dòng)，使左側(cè)的刀頭與鋼直尺上所需的長度對(duì)齊；另一種是利用床鞍或小滑板的刻度盤控制車槽的正確位置。車削方法與車軸肩溝槽基本相同。（3） 車寬矩形槽 首先確定溝槽的正確位置。常用的方法有刻線痕法和鋼直尺測量法。溝槽位置確定后，可分粗精車將溝槽車至尺寸。粗車一般要分幾刀將槽車出，槽的兩側(cè)和槽底要各留0.5mm的精車余量。車最后一刀的同時(shí)應(yīng)在槽底縱向進(jìn)給一次，將槽底車平整。精車時(shí)，應(yīng)先車溝槽的位置尺寸，然后再車槽寬尺寸，直至符合圖樣要求為止。加工路線的確定最短的切削進(jìn)給路線 切削進(jìn)給路線最短，可有效提高生產(chǎn)效率，降低刀具損耗。安排最短切削進(jìn)給路線時(shí)，同時(shí)還要保證工件的剛性和加工工藝性等要求。因本次加工的材料是圓棒料，所以經(jīng)綜合考慮選擇矩形進(jìn)給路線。程序編制方法的確定13程序編制分為：手工編程和自動(dòng)編程兩種。1.手動(dòng)編程：整個(gè)編程過程由人工完成。對(duì)編程人員的要求高（不僅要熟悉數(shù)控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機(jī)械加工工藝知識(shí)和數(shù)值計(jì)算能力）手工編程適用于：幾何形狀不太復(fù)雜的零件。2.自動(dòng)編程：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個(gè)自動(dòng)編程系統(tǒng)的規(guī)定， 將零件的加工信息用較簡便的方式送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動(dòng)打印出程序單和制備控制介質(zhì)。自動(dòng)編程適用于：形狀復(fù)雜的零件、雖不復(fù)雜但編程工作量很大的零件（如有數(shù)千個(gè)孔的零件）、雖不復(fù)雜但計(jì)算工作量大的零件（如輪廓加工時(shí)，非圓曲線的計(jì)算）。根據(jù)以上各種程序編制的特點(diǎn)，對(duì)軸的加工程序的編制進(jìn)行以下選擇：由于軸的幾何形狀不太復(fù)雜，因此對(duì)其外圓表面的加工，選擇手工編程；其軸上鍵槽的加工采用自動(dòng)編程。數(shù)控指令簡介及加工程序1、數(shù)控指令數(shù)控程序的指令由一系列的程序字組成，而程序字通常由地址（address）和數(shù)值（number）兩部分組成，地址通常是某個(gè)大寫字母。數(shù)控程序中的地址代碼意義如表5-1所示。功 能地 址意 義程序號(hào)：(ISO)，O (EIA)程序序號(hào)順序號(hào)N順序號(hào)準(zhǔn)備功能G動(dòng)作模式（直線、圓弧等）尺寸字X、Y、Z坐標(biāo)移動(dòng)指令A(yù)、B、C、U、V、W附加軸移動(dòng)指令R圓弧半徑I、J、K圓弧中心坐標(biāo)進(jìn)給功能F進(jìn)給速率主軸旋轉(zhuǎn)功能S主軸轉(zhuǎn)速刀具功能T刀具號(hào)、刀具補(bǔ)償號(hào)輔助功能M輔助裝置的接通和斷開補(bǔ)償號(hào)H、D補(bǔ)償序號(hào)暫停P、X暫停時(shí)間子程序號(hào)指定P子程序序號(hào)2、主要的加工程序見附錄設(shè)計(jì)小結(jié) 課程設(shè)計(jì)是我們機(jī)械類專業(yè)學(xué)生一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)，是機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實(shí)踐性環(huán)節(jié)。(1) 通過這次設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問題的能力，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。(2) 學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過程。(3) 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和數(shù)據(jù)處理等。 參考文獻(xiàn)1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，高等教育出版社，王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn)主編，1995年12月第一版；2機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版），高等教育出版社，濮良貴，紀(jì)名剛主編，2001年7月第七版；3簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，同濟(jì)大學(xué)出版社，洪鐘德主編，2002年5月第一版；4減速器選用手冊(cè)，化學(xué)工業(yè)出版社，周明衡主編，2002年6月第一版；5工程機(jī)械構(gòu)造圖冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，劉希平主編6機(jī)械制圖（第四版），高等教育出版社，劉朝儒，彭福蔭，高治一編，2001年8月第四版；7互換性與技術(shù)測量（第四版），中國計(jì)量出版社，廖念釗，古瑩庵，莫雨松，李碩根，楊興駿編，2001年1月第四版8機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（第二版），高等教育出版社，陳立德主編，牛玉麗副主編，2004年7月第二版。9裝卸機(jī)械技術(shù)性能手冊(cè).交通部海洋運(yùn)輸管理局主編.港口裝卸雜志.1987年11月.10機(jī)械零件.吳宗澤主編.中央廣播電視大學(xué)出版社.1996.11潤滑油應(yīng)用及設(shè)備潤滑.張晨輝.林亮智編.中國石化出版社 .附錄：以工件右端面作為粗基準(zhǔn)粗車左端33O0001N010 G50 X100 Z100；N020 M03 S500；N030 M08；N040 T0101；N050 G00 X50 Z2；N060 G01 Z-265；N070 G00 X55；N080 Z2；N090 X46；N100 G01 Z-215；N110 X50；N120 G00 Z2N130 X41；N140 G01 Z-215；N150 X45；N160 G00 Z2；N170 X36；N180 G01 Z-126；N190 X41；N200 G00 Z2N210 X33；N220 G01 Z-103.5；N230 G02 X36 Z-105 R1.5；N240 G00 Z2；N250 X29；N260 G01 Z-53.5；N270 G02 X33 Z-55 R1.5；N280 G00 X100 Z100 T0100；N290 M09；N300 M05；N310 M30；以左端面和41的外圓為定位基準(zhǔn)粗車右端O0002N010 G50 X100 Z100；N020 M03 S500；N030 M08；N040 T0101;N050 G00 X50 Z2；N060 G01 Z-38 F0.5;N070 X54;N080 G00 Z2;N090 X45;N100 G01 Z-33;N110 X50;N120 G00 Z2;N130 X41;N140 G01 Z-33;N150 X45;N160G00 Z2;N170 X36;N180 G01 Z-17;N190 X41;N200 G00 X100 Z100 T0100；N210 M09;N220 M05；N230 M30;以左端面和48.833的外圓作定位基準(zhǔn)精車左端0O0003N010 G50 X100 Z100；N020 M03 S1200；N030 M08；N040 T0101；N050 G00 X24 Z2；N060 G01 X27.7 Z-2 F0.2；N070 Z-53.5；N080 G02 X31.7 Z-55 R1.5；N090 G01 Z-103.5；N100 G02 X34.7 Z-105 R1.5；N110 G01 Z-126；N120 X40；N130 Z-215；N140 X46.833；N150 X48.833 Z-217；N160 G00 X100 Z100 T0100；N170 M09；N180 M05；N190 M30；精車右端O0004N010 G50 X100 Z100；N020 M03 S1200；N030 M08；N040 T0101；N050 G00 X31；N060 G01 X34.7 Z-2 F0.2；N070 Z-17；N080 X40；N090 Z-33；N100 G00 X100 Z100 T0100；N110 T0202；N120 G00