機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)--單級(jí)減速器

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　2012—2013學(xué)年第一學(xué)期</p><p>　　課程名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 帶式

2、運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　完成期限：自 2012 年 12 月 24 日至 2013 年 1 月 6 日共 2 周</p><p>　　指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日</p><p>　　

3、系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日 </p><p>　　機(jī) 械 設(shè) 計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　起止日期： 2012 年 12 月 24 日 至 2013 年 01 月 06 日</p><p>

4、<b>　　機(jī)械工程學(xué)院（部）</b></p><p>　　2012年12月24日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)書1</p><p>　　2 傳動(dòng)方案的擬定1</p><p>　　3 原動(dòng)機(jī)的選擇2</p&g

5、t;<p>　　4 確定總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比3</p><p>　　5 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算4</p><p>　　6 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)及計(jì)算5</p><p>　　7 軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算17</p><p>　　8 軸承的壽命計(jì)算及校核35</p><p>　　9 鍵聯(lián)接強(qiáng)度的

6、計(jì)算及校核36</p><p>　　10 潤滑方式、潤滑劑以及密封方式的選擇37</p><p>　　11 減速器箱體及附件的設(shè)計(jì)39</p><p>　　12 設(shè)計(jì)小結(jié)42</p><p>　　13 參考文獻(xiàn)42</p><p><b>　　14 附圖</b></p&g

7、t;<p><b>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　1.1 課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其傳動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置圖如下圖1.1所示。</p><p>　　1動(dòng)力與傳動(dòng)系統(tǒng)　　2.聯(lián)軸器　　3帶式輸送機(jī)</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)</p&g

8、t;<p>　　已知條件：①運(yùn)輸帶的工作拉力：F=2500N；</p><p>　?、谶\(yùn)輸帶的工作速度：v=1.5m/s；</p><p>　?、劬硗仓睆剑篋=400mm；</p><p>　?、苁褂脡勖?年，2班制，每班8小時(shí)，大修期2—3年。</p><p>　　1.3 課程設(shè)計(jì)的工作條件</p><p

9、>　　設(shè)計(jì)要求：①誤差要求：輸送帶速度允許誤差為帶速度的±5%；</p><p>　?、诠ぷ髑闆r：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),空載起動(dòng)，工作載荷有輕微沖擊；</p><p>　　③制造情況：中批量生產(chǎn)。</p><p><b>　　2 傳動(dòng)方案的擬定</b></p><p>　　帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)方案如下圖所示</

10、p><p>　　1-電動(dòng)機(jī) 2- V帶 3-單機(jī)圓柱齒輪減速器4-聯(lián)軸器 5-滾筒 6-輸送帶 </p><p>　　上圖為閉式的單級(jí)齒輪減速器傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)較平穩(wěn)。</p><p><b>　　3 原動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　3.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類型</p><

11、p>　　根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，并參照第12章選用一般用途的Y型三相交流異步電動(dòng)機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)；電源電壓為380V。</p><p>　　3.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量</p><p>　　3.2.1工作機(jī)所需的有效功率</p><p>　　式中：—工作機(jī)所需的有效功率（KW）</p><p><b>　　—帶的圓周力（N）</

12、b></p><p>　　3.2.2 電動(dòng)機(jī)的輸出功率</p><p><b>　　—傳動(dòng)裝置總效率</b></p><p>　　—聯(lián)軸器效率（齒式），=0.99</p><p>　　—一對(duì)滾動(dòng)軸承效率，=0.99</p><p>　　—V帶傳動(dòng)效率，=0.95</p><

13、;p>　　—輸送機(jī)滾筒效率，=0.96</p><p>　　—輸送機(jī)滾筒軸至輸送帶間的傳動(dòng)效率</p><p>　　—閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率（設(shè)齒輪精度為8級(jí)），=0.97</p><p>　　故： ==0.95</p><p><b>　　= =0.9603</b></p><p>&l

14、t;b>　　==0.9801</b></p><p><b>　　==0.96</b></p><p>　　=0.95*0.95*0.9603*0.9801*0.99=0.858</p><p>　　工作時(shí)電動(dòng)機(jī)所需要的功率為</p><p><b>　　=（kw）</b><

15、/p><p>　　因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)的功率稍大于即可，根據(jù)文獻(xiàn)【2】中表19-1所示Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)，可選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率。=5.5kw .</p><p>　　3.3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速</p><p>　　卷筒軸工作的轉(zhuǎn)速為：</p><p>　　由于單級(jí)減速器的總傳動(dòng)比i=6～20。</p><p&g

16、t;　　初選同步轉(zhuǎn)速為1000r/min和750r/min的電動(dòng)機(jī)，查表可知，對(duì)于額定功率為5.5kw的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6型和Y160M2-8型?，F(xiàn)將Y132M2-6型和Y160M2-8型電動(dòng)機(jī)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)及相應(yīng)的總傳動(dòng)比列于表3.1中。</p><p>　　通過對(duì)下述兩種方案比較可以看出：方案1選用的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量輕、價(jià)格低，故選方案1比較合理。</p><p>　　4 確

17、定總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比</p><p>　　4.1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比，</p><p><b>　　式中：i—總傳動(dòng)比</b></p><p>　　—電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p><b>　　4.2 分配傳動(dòng)比</b></p><p><b>

18、　　由傳動(dòng)方案可知</b></p><p><b>　　查表取V帶傳動(dòng)比為</b></p><p>　　由計(jì)算可得單級(jí)圓柱齒輪減速器的總傳動(dòng)比為 Z</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)的各傳動(dòng)比分別為：</p><p>　　5 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　減速器傳動(dòng)裝置

19、中各軸由高速軸到低速軸依次編號(hào)為電動(dòng)機(jī)1軸、2軸、3軸、4軸。</p><p><b>　　5.1 各軸的轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　5.2各軸輸入功率</b></p><p>　　5.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩</p><p>　　將5.1、5.2、5.3節(jié)中的結(jié)果列成表格。如下表5.1所示：

20、</p><p>　　表5.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　6 V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算及帶輪的技術(shù)要求</p><p>　　6. 1 確定計(jì)算功率</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)【1】中表5-7查得=1.1</p><p><b>　　=</b></p><p>　

21、　式中：——工作情況系數(shù)</p><p>　　P——所需傳遞的額定功率（入電動(dòng)機(jī)的額定功率或名義的負(fù)載功率）</p><p>　　6. 2 選擇V帶型號(hào)</p><p>　　根據(jù)=4.92，，由文獻(xiàn)【1】中圖5-11選取A型V帶。</p><p>　　6. 3確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速。</p><p><b&

22、gt;　?、俪踹x小帶輪直徑。</b></p><p>　　由文獻(xiàn)【1】中圖5-11可知，小帶輪基準(zhǔn)直徑的推薦值為80~100mm。由文獻(xiàn)《1》中表5-8和表5-9，則取。</p><p><b>　?、隍?yàn)算帶速</b></p><p>　　因?yàn)榈闹挡辉?~25m/s之內(nèi)，帶速過小，不合適。</p><p>&

23、lt;b>　　可調(diào)節(jié)100mm</b></p><p>　　得，v==5.02m/s</p><p><b>　?、塾?jì)算大帶輪直徑。</b></p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)【1】中表5-9，取</p><p>　　6. 4 確定帶長(zhǎng)和中心距a</p><p><b>　　

24、①初定中心距</b></p><p><b>　　初選中心距</b></p><p>　?、谟?jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度</p><p>　　由文獻(xiàn)【1】中表5-2，取=1600mm</p><p><b>　?、塾?jì)算實(shí)際中心距</b></p><p>　　6. 5 驗(yàn)算

25、小帶輪上的包角</p><p>　　6. 6 確定V帶根數(shù)Z</p><p>　?、儆?jì)算單根V帶的許用功率</p><p>　　查表5-4【1】，由線性插值法可得</p><p>　　查表5-5【1】，由線性插值法可得</p><p>　　查表5-6【1】，由線性插值法可得</p><p>　　

26、查表5-2【1】，可得</p><p><b>　?、谟?jì)算V帶根數(shù)Z</b></p><p><b>　　取整數(shù)，故Z=5根</b></p><p>　　6. 7 計(jì)算單根V帶的初拉力</p><p>　　查表5-1【1】得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1kg/m，</p><p&

27、gt;<b>　　單根V帶的初拉力</b></p><p>　　6. 8 計(jì)算V帶隊(duì)軸的壓力Q</p><p>　　V帶對(duì)軸的壓力Q為:</p><p><b>　　表6—1</b></p><p>　　7 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　7.1 選擇齒輪材料

28、、熱處理方法、精度等級(jí)及齒數(shù)</p><p>　?。?）選擇齒輪材料與熱處理。</p><p>　　根據(jù)工作條件和文獻(xiàn)【1】中表7-1查得，</p><p>　　小斜齒圓柱齒輪a選用45Cr鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)，<350；</p><p>　　大斜齒圓柱齒輪b選用45號(hào)鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)，=230<350。</p><

29、;p>　　二者材料硬度差為30HBS，符合軟齒面?zhèn)鲃?dòng)要求</p><p>　?。?）選擇齒輪的精度。</p><p>　　此減速機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，參閱表7-7【1】，初定為8級(jí)精度</p><p><b>　?。?）初選齒輪齒數(shù)</b></p><p>　　取小齒輪齒數(shù)：=24，大齒輪齒數(shù)：</p&g

30、t;<p>　　7.2 確定材料許用接觸應(yīng)力</p><p>　?。?）確定接觸疲勞極限，由圖-18（a）【1】查MQ線得</p><p><b>　?。?）確定壽命系數(shù)</b></p><p><b>　　小齒輪循環(huán)次數(shù)</b></p><p><b>　　大齒輪的循環(huán)次數(shù)

31、</b></p><p>　　由圖7-19【1】查的</p><p>　?。?）確定尺寸系數(shù)，由圖7-20取</p><p>　?。?）確定安全系數(shù)，由表7-8【1】取得=1.1</p><p>　?。?）計(jì)算許用接觸應(yīng)力，按公式（7-20）【1】計(jì)算，得</p><p>　　7.3 根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接

32、觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　齒面接觸強(qiáng)度按式（7-25）【1】計(jì)算，其公式為</p><p>　　確定上式中的個(gè)計(jì)算數(shù)值如下</p><p><b>　　軸面重合度</b></p><p>　　因?yàn)?，由式?—27）</p><p><b>　　得重合度系數(shù)</b>&

33、lt;/p><p><b>　　確定螺旋系數(shù)</b></p><p>　　計(jì)算所需最小齒輪直徑</p><p><b>　　由上式得</b></p><p>　　7.4確定實(shí)際載荷系數(shù)與修正計(jì)算分度圓直徑</p><p><b>　　確定使用系數(shù)</b>&l

34、t;/p><p><b>　　確定動(dòng)載系數(shù) </b></p><p><b>　　計(jì)算圓周速度</b></p><p>　　故前面取8級(jí)精度合理，由齒輪的速度和精度查圖7-8【1】</p><p>　　計(jì)算單位寬度載荷值：</p><p>　　7.5 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算<

35、/p><p>　　由式（7-28）【1】得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為</p><p>　　確定上式中的各計(jì)算數(shù)值如下</p><p>　　由圖7-21（a）【1】取</p><p>　　由圖7-22【1】差得彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p>　　由表7-8【1】查的彎曲疲勞安全系數(shù)</p><p>　　由

36、圖7-23【1】差得尺寸系數(shù)</p><p>　　由式（7-22）得許用彎曲應(yīng)力</p><p><b>　　確定計(jì)算載荷K</b></p><p>　　初步確定齒高h(yuǎn)=2.25m=7.49mm，b/h=6.4</p><p>　　查圖7-12【1】得</p><p><b>　　確定齒

37、形系數(shù)</b></p><p><b>　　當(dāng)量齒數(shù)為</b></p><p>　　由圖7-16【1】查的</p><p>　　由圖查得應(yīng)力校正系數(shù)</p><p><b>　　計(jì)算大小齒輪的值</b></p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。<

38、;/b></p><p><b>　　求重合度系數(shù)。</b></p><p><b>　　端面壓力角 </b></p><p>　　基圓螺旋角的余弦值為</p><p>　　當(dāng)量齒輪端面重合度，由式（7-30）</p><p><b>　　得</b

39、></p><p>　　按式（7-30）計(jì)算</p><p>　　由圖7-25得螺旋角影響系數(shù)</p><p>　　將上述各值代入公式計(jì)算，得</p><p>　　由于齒輪的模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度，所以將計(jì)算出來的1.78按國際圓整為</p><p>　　=3.并根據(jù)接觸強(qiáng)度計(jì)算出得分度院直徑80mm，協(xié)調(diào)

40、相關(guān)參數(shù)和尺寸為</p><p>　　這樣設(shè)計(jì)出來的齒輪能在保證滿足彎曲強(qiáng)度的前提下，取較多的齒數(shù)，做到結(jié)構(gòu)緊湊，減少浪費(fèi)，且重合度增加，傳動(dòng)平穩(wěn)。</p><p>　　7.6 齒輪幾何尺寸計(jì)算</p><p>　?。?）中心距 </p><p>　　把中心距圓整成223mm。</p><p>&l

41、t;b>　　修正螺旋角 </b></p><p>　　螺旋角變化不大，所以相關(guān)參數(shù)不必修正。</p><p>　?。?）分度圓直徑 </p><p><b>　?。?）確定齒寬</b></p><p>　　7.8斜齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　由低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

42、，根據(jù)文獻(xiàn)【3】表6.7可對(duì)直齒圓錐齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下表7.1所示</p><p><b>　　8 軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算</b></p><p>　　8.1高速齒輪軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　8.1.1 軸的受力分析</p><p>　　高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)可求得小斜齒輪的嚙合力：</p><p>　

43、　小斜齒輪的分度圓直徑：=82mm </p><p>　　小斜齒輪的圓周力： </p><p>　　小斜齒輪的徑向力： </p><p>　　小斜齒輪的軸向力： </p><p>　　8.1.2軸的材料的選擇</p><p>　　由于因?yàn)榻?jīng)過了帶的減速傳動(dòng)，則軸轉(zhuǎn)速不高，但受力較大，故初步選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理

44、。</p><p>　　硬度HBS217~255，強(qiáng)度極限，屈服極限，</p><p>　　8.1.3軸的最小直徑</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)中算式可初步估算軸的最小直徑，</p><p>　　式中：A—最小直徑系數(shù)，查得A=112</p><p>　　P—高速軸的功率（KW），由表可知：P=4.18KW </

45、p><p>　　n—高速軸的轉(zhuǎn)速（r/min），由表可知：n=320r/min </p><p>　　8.1.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　(1). 擬定軸上零件的裝配方案</p><p>　　高速軸的裝配方案如下圖所示，</p><p><b>　　圖1</b></p><

46、;p>　　1，5—滾動(dòng)軸承 2—軸 3—齒輪軸的齒輪段 </p><p><b>　　6—軸承蓋 </b></p><p>　　(2).根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　①軸段左端需要一個(gè)定位軸肩，取直徑；帶輪左端用軸端擋圈固定，因?yàn)檩S頭長(zhǎng)度是由所裝零件的輪轂長(zhǎng)度決定的，查參考資料[2]表21-2，根據(jù)帶

47、根數(shù)可知輪轂長(zhǎng)度為70，由軸長(zhǎng)要比輪轂寬度小2~3mm，所以則取第一段長(zhǎng)度</p><p>　?、诙危簩?duì)于階梯軸的臺(tái)階，當(dāng)相鄰軸段直徑變化起定位作用時(shí)，軸徑變化應(yīng)大些，取3~5，故取</p><p>　　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左右，則取該段的長(zhǎng)度。</p><p>　?、鄱危涸摱窝b有滾動(dòng)軸承，

48、選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6214型軸承，查參考資料[2]表15-4得其基本尺寸、、，則該段的直徑為，長(zhǎng)度取。</p><p>　?、芏危涸摱螢闈L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，長(zhǎng)度</p><p>　?、荻危涸摱螢辇X輪軸段，由于齒輪的寬度為50，則取此段長(zhǎng)度為。</p><p>　?、薅危涸摱螢闈L動(dòng)軸承的定位軸肩，其直

49、徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取，長(zhǎng)度。</p><p>　　⑦段：該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為，長(zhǎng)度</p><p>　　確定軸上圓角和倒角尺寸。參考表12-2，取軸端倒角為2×各軸肩處用倒角。</p><p><b>　　表8—1</b></p><p>　?。?）.軸上零件的周向定位。</p>

50、;<p>　　帶輪的周向定位采用平鍵聯(lián)接。按，由手冊(cè)查的平鍵截面 鍵長(zhǎng)度為56mm。為保證帶輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，選擇帶輪輪轂與軸的配合為H7/n6。深溝球軸承與軸的周向定位是借過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6.</p><p>　　8.1.5. 求軸上的載荷</p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從深溝球軸承值

51、入手。對(duì)于6214深溝球軸承，由上表中可知寬B=24mm。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距114 mm。</p><p>　　如圖：L=112mm，K=113mm，由V帶設(shè)計(jì)與計(jì)算知，V帶對(duì)軸的壓力Q=1555N</p><p>　　1）.求垂直面對(duì)支反力和軸向力</p><p>　　FV1=238.75N </p><p>　　FV2= F

52、V1=926.25N</p><p>　　2）、求水平面的支反力</p><p>　　3）、求力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力</p><p>　　4)、繪制垂直面內(nèi)的彎矩圖</p><p>　　5）、繪制水平面內(nèi)的彎矩圖</p><p><b>　　6)、總彎矩圖</b></p><p&g

53、t;　　7)、求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　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?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面值列于下表</p><p><b>　　表8—2</b></p><p>　　8.1.6.按彎扭校核軸的疲勞強(qiáng)度</p>

54、<p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受的最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度，由上面可知危險(xiǎn)截面在C處。因?yàn)閱蜗蛐D(zhuǎn)，扭矩切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取根據(jù)查的公式和表8—2</p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表12—1查得，因此，故安全。</p><p>　　8.1.7. 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　一、判斷

55、危險(xiǎn)截面</b></p><p>　　截面A，B，D只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過度配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面A，B，D均無需校核。</p><p>　　從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面A、D處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載荷的情況來看，截面D上的應(yīng)力最大。截面A的應(yīng)力集中的影響和截面D的相近

56、，但截面A不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面D上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大(過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端)，而且軸的直徑最大，故截面D也不必校核。截面A和D顯然更不必校核。根據(jù)文獻(xiàn)【1】中附表3-4和附表3-8可知鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面C左右兩側(cè)即可。</p><p><b>　　1.分析截面C左側(cè)</b></p>&

57、lt;p><b>　　抗彎截面系數(shù)</b></p><p><b>　　抗扭截面系數(shù)</b></p><p><b>　　截面左側(cè)的彎矩M為</b></p><p><b>　　截面上的扭矩為</b></p><p><b>　　截面上的彎

58、曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</b></p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。由表12-1【1】查得</p><p><b>　　，，</b></p><p>　　截面上由于軸肩而形成的有效應(yīng)力集中系數(shù)及，有機(jī)械手冊(cè)查取。因， ，查得，；<

59、/p><p>　　查得尺寸系數(shù)；扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。</p><p>　　軸按車削加工，查得表面質(zhì)量系數(shù)為，軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按式2-19【1】得綜合影響系數(shù)為</p><p>　　又由機(jī)械手冊(cè)查得應(yīng)力折算系數(shù)，</p><p>　　于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按式（12-6）~ 式（12-8）【1】則得</p><p>&l

60、t;b>　　故可知其安全。</b></p><p><b>　?。?）截面右側(cè)</b></p><p>　　抗彎截面系數(shù)W按表12-4【1】中的公式計(jì)算</p><p><b>　　抗扭截面系數(shù)為</b></p><p><b>　　彎矩M及彎曲應(yīng)力為</b>

61、</p><p><b>　　扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為</b></p><p>　　過盈配合處由手冊(cè)查得，；軸按車削加工，查得表面質(zhì)量系數(shù)為；尺寸系數(shù)；扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。</p><p><b>　　故得綜合系數(shù)</b></p><p><b>　　，</b></p>&l

62、t;p>　　所以軸在截面IV右側(cè)的安全系數(shù)為</p><p>　　故該軸在截面左側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。因所設(shè)計(jì)減速器不存在瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。</p><p><b>　　8.2低速軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　8.2.1 軸的受力分析</p><p>　　低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)可求

63、得大斜齒輪的嚙合力：</p><p>　　大斜齒輪的分度圓直徑：=231mm </p><p>　　大斜齒輪的圓周力： </p><p>　　大斜齒輪的徑向力： </p><p>　　大斜齒輪的軸向力： </p><p>　　8.2.2軸的材料的選擇</p><p>　　由于低速軸轉(zhuǎn)速不高，但受

64、力較大，故選取軸的材料為45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　8.2.3軸的最小直徑</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)中算式可初步估算軸的最小直徑，</p><p>　　式中：A—最小直徑系數(shù)，查得A=112</p><p>　　P—低速軸的功率（KW），由表可知：P=4.014KW </p><p>　　n

65、—低速軸的轉(zhuǎn)速（r/min），由表可知：n=71.59Vr/min </p><p>　　因此： dmin=26.5mm</p><p>　　輸出軸的最小直徑應(yīng)該安裝聯(lián)軸器處，為了使軸直徑dab與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。根據(jù)文獻(xiàn)查得，</p><p>　　式中：—聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（）</p>&l

66、t;p>　　—工作情況系數(shù)，根據(jù)文獻(xiàn)按轉(zhuǎn)矩變化小查得，</p><p>　　T3—低速軸的轉(zhuǎn)矩（），由表可知：T3=535.47N.m</p><p>　　因此： Tca=800.32N.mm</p><p>　　按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)查得，選用HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，</p><p>

67、;　　由選取的半聯(lián)軸器孔d=40mm，故取d1=4mm，半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=84mm，與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=80mm</p><p>　　8.2.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　1 擬定軸上零件的裝配方案</p><p>　　低速軸的裝配方案如下圖所示，</p><p>　　2 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p>

68、;<p>　　①滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求。1軸段右端需制出一軸肩，故取2段的直徑</p><p>　　D2=d1+2h=47mm</p><p>　　式中：h—軸處軸肩的高度（），根據(jù)查得定位軸肩的高度</p><p><b>　　故取h=3.5mm</b></p><p>　　②初步選擇滾動(dòng)軸承。因滾動(dòng)

69、軸承同時(shí)受徑向力和軸向力的作用，根據(jù)d1=50mm，由軸承產(chǎn)品目錄中可初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30310，其基本尺寸資料如下表所示</p><p>　　表 8-3 30310型圓錐滾子軸承</p><p>　　由上表8.3可知該軸承的尺寸為，故d3=d7=50mm；由于圓錐滾子軸承采用脂潤滑，得用封油環(huán)進(jìn)行軸向定位和擋油，L3=36mm 。</p>

70、<p>　?、墼诼?lián)軸器與軸承之間的一段軸的直徑d2=45mm，L2=46mm</p><p>　?、苋≥S段4、5為非定位軸肩，則取d4=55mm，d5=63mm，L4=L5=10mm</p><p>　　⑤齒輪采用軸肩進(jìn)行軸向定位，則齒輪的右端應(yīng)有一軸套</p><p><b>　　d6=53mm</b></p>&l

71、t;p><b>　　軸環(huán)的寬度應(yīng)滿足</b></p><p>　　取l=15mm。輪轂的寬度b=60mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取L6=58mm。</p><p>　　⑥取軸承端蓋的總寬度為b=20mm。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)軸器右端面間的距離l=30mm（參考圖），故取L7=55m

72、m,d7=50mm</p><p>　　至此，經(jīng)過步驟①②③④⑤⑥已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度，如上所示，并歸納為下表所示</p><p>　　3. 軸上零件的周向定位</p><p>　　齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用圓頭普通平鍵連接。根據(jù)相應(yīng)的直徑可查的軸與齒輪平鍵配合為H7/k6，同理聯(lián)軸器與軸配合平鍵為配合為H7/k6，滾動(dòng)軸承軸向定位是接過渡配合來實(shí)

73、現(xiàn)的。</p><p>　　4.確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見圖</p><p>　　8.2.5 求軸上的載荷</p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從圓錐滾子軸承</p><p>　　值入手。對(duì)于30310型圓錐滾子軸承，由上

74、表中可知a=23mm。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距L2+L3=69mm+135mm,根據(jù)軸的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖如下圖所示。</p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從圓錐滾子軸承值入手。對(duì)于30310圓錐滾子軸承，由上表中可知寬B=23mm。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距110mm。</p><p>　　如圖：L1=112mm L

75、2=61mm，L3=55mm由V帶設(shè)計(jì)與計(jì)算知，V帶對(duì)軸的壓力Q=1555N</p><p>　　從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面B是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面值列于下表</p><p><b>　　圖4</b></p><p><b>　　9 軸承的壽命校核</b></p><p>

76、　　因?yàn)檩S承的壽命與所受載荷的大小有關(guān)，工作載荷越大，引起的接觸應(yīng)力也就越大，因而在發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前經(jīng)受的應(yīng)力變化次數(shù)也就越少，，亦即軸承的壽命越短。而低速軸的軸承所承受的載荷最大，故只需校核該軸的軸承的壽命。</p><p>　　9.1軸承的徑向載荷計(jì)算</p><p>　　低速軸上的滾動(dòng)軸承采用正裝，兩個(gè)軸承型號(hào)均為30310型的圓錐滾子軸承，其基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷。由上表7.

77、4可得：</p><p>　　9.2軸承的軸向載荷計(jì)算</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)【1】中表13-1查得30310型圓錐滾子軸承的基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷，判斷系數(shù)和軸向動(dòng)載荷系數(shù)1.7。故兩軸承的派生軸向力為：</p><p>　　因?yàn)?</p><p>　　故軸右移，右端軸承壓緊，左端軸承放松。

78、</p><p>　　則 軸承的軸向派生力為 </p><p>　　9.3軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)【1】中表10-8按輕微沖擊查得載荷系數(shù)，又因?yàn)?lt;/p><p><b>　　， </b></p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)【1】中表13-5查得兩個(gè)軸承的徑向動(dòng)載荷系數(shù)，和軸

79、向動(dòng)載荷系數(shù)，。</p><p>　　所以根據(jù)文獻(xiàn)【1】中表13-8a查得兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為</p><p>　　9.4軸承壽命的計(jì)算及校核</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)【1】中表13-3按24小時(shí)連續(xù)工作的機(jī)械查得該滾動(dòng)軸承的預(yù)期壽命，取，齒輪轉(zhuǎn)速n=71.59r/min 。并取。故根據(jù)文獻(xiàn)【1】中13-5式可算出軸承基本額定壽命為</p><

80、;p><b>　　故軸承絕對(duì)安全。</b></p><p>　　10 鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核計(jì)算</p><p>　　10.1普通平鍵的強(qiáng)度條件</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)【1】表6-1中可知，</p><p>　　式中：—傳遞的轉(zhuǎn)矩() </p><p>　　—鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，此處為鍵

81、的高度（）</p><p>　　—鍵的工作長(zhǎng)度（），圓頭平鍵，為鍵的公稱長(zhǎng)度，為鍵的寬度（）</p><p><b>　　—軸的直徑（）</b></p><p>　　—鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力（），根據(jù)文獻(xiàn)【1】中表中按材料為鋼鐵，載荷性質(zhì)為輕微沖擊查得。</p><p>　　10.2高速軸上鍵的校核&l

82、t;/p><p>　　對(duì)于鍵，已知：T0=105.09N.m,k=5.5mm,l=48mm,d=60mm于是得，</p><p><b>　　故該鍵安全。</b></p><p>　　10.3低速軸上鍵的校核</p><p>　　對(duì)于鍵18mm×11mm×45mm已知：T0=483.2N.m ,k=5.

83、5mm,l=27mm,d=53mm于是得，</p><p><b>　　，故該鍵安全。</b></p><p>　　對(duì)于鍵12mm×8mm×70mm已知：T1=356.2N.m ,k=4mm,l=58mm,d=40mm于是得，</p><p><b>　　，故該鍵安全。</b></p>&

84、lt;p>　　11 潤滑方式，潤滑劑以及密封方式的選擇</p><p>　　11.1齒輪的滑方式及潤滑劑的選擇</p><p>　　11.1.1齒輪潤滑方式的選擇</p><p>　　高速軸小圓柱斜齒輪的圓周速度：</p><p>　　中間軸大圓柱斜齒輪和小圓柱斜齒輪的圓周速度：</p><p>　　低速軸大圓柱

85、斜齒輪的圓周速度：</p><p>　　取，一般來說當(dāng)齒輪的圓周速度時(shí)，宜采用油潤滑；當(dāng)時(shí)，應(yīng)采用浸油潤滑。故此減速器齒輪的潤滑應(yīng)將齒輪浸于油池中，當(dāng)齒輪傳動(dòng)時(shí)，既將潤滑油帶到潤滑處，同時(shí)也將油直接甩到箱體壁上利于散熱。</p><p>　　11.1.2齒輪潤滑劑的選擇</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)【2】中表20-3中查得，齒輪潤滑油可選用全損耗系統(tǒng)用油，代號(hào)是：A

86、N150，運(yùn)動(dòng)粘度為：61.274.8（單位為：）。</p><p>　　11.2滾動(dòng)軸承的潤滑方式及潤滑劑的選擇</p><p>　　11.2.1滾動(dòng)軸承潤滑方式的選擇</p><p><b>　　高速軸軸承: </b></p><p><b>　　低速軸軸承：</b></p>&l

87、t;p>　　故三對(duì)軸承均應(yīng)采用脂潤滑。</p><p>　　11.2.2滾動(dòng)軸承潤滑劑的選擇</p><p>　　根據(jù)文獻(xiàn)【2】表17-2中查得，滾動(dòng)軸承潤滑可選用滾珠軸承脂。</p><p>　　11.3密封方式的選擇</p><p>　　11.3.1滾動(dòng)軸承的密封選擇</p><p>　　滾動(dòng)軸承與箱體外界用

88、氈圈密封，與箱體內(nèi)用封油環(huán)防止減速器內(nèi)的油液飛濺到軸承內(nèi)。</p><p>　　11.3.2箱體的密封選擇</p><p>　　箱體部分面上應(yīng)用水玻璃或密封膠密封。</p><p>　　12 減速器箱體及附件的設(shè)計(jì)</p><p>　　12.1減速器箱體的設(shè)計(jì)</p><p>　　減速箱應(yīng)采用鑄鐵鑄造而成，其結(jié)構(gòu)尺寸如

89、下表所示。</p><p>　　12-1 鑄鐵減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　12.2減速器附件的設(shè)計(jì)</p><p>　　12.2.1窺視孔及視孔蓋</p><p>　　視孔用于檢查傳動(dòng)件工作情況，還可用來注入潤滑油。其尺寸如下圖12-2所示。</p><p><b>　　12.2.2通氣器<

90、/b></p><p>　　通氣器用于通氣，使箱內(nèi)外氣壓一致，以避免由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)箱內(nèi)油溫升高、內(nèi)壓增大，從而引起減速器潤滑油的滲漏。該減速器采用M16×1.5的通氣塞，綜上述及根據(jù)文獻(xiàn)【2】表4-3、表4-4中設(shè)計(jì)的視孔、視孔蓋及通氣器如下圖12-2所示。</p><p>　　12.2.3放油孔及螺塞</p><p>　　為了將污油排放干凈，應(yīng)在油池最

91、低位置處設(shè)置放油孔，放油孔應(yīng)避免與其它機(jī)件相靠近，以便于放油，根據(jù)文獻(xiàn)【2】表4-7中選取M18×1.5的外六角螺塞，其結(jié)構(gòu)如下圖12-3所示。</p><p><b>　　12.2.4油標(biāo)</b></p><p>　　油標(biāo)用來指示油面高度，應(yīng)設(shè)置在便于檢查和油面較穩(wěn)定之處。根據(jù)文獻(xiàn)【2】表4-12中，該減速箱上選用了M12的油標(biāo)尺，其結(jié)構(gòu)如上圖12-4所示

92、。</p><p>　　12.2.5起吊裝置</p><p>　　為便于拆缷和搬運(yùn)減速器，應(yīng)在箱體上設(shè)置起吊裝置。根據(jù)文獻(xiàn)【2】表4-13和表4-14，該減速器選用了M8的吊環(huán)螺釘起吊箱蓋，選用吊鉤起吊箱座，其結(jié)構(gòu)如下圖12-5和圖12-6所示。</p><p>　　12.2.6啟蓋螺釘</p><p>　　為防止?jié)櫥蛷南潴w剖分面處外漏，常

93、在箱蓋和箱座的剖分面上涂上水玻璃或密封膠，在拆缷時(shí)會(huì)因粘接較緊而不易分開，故該減速器采用了M8的啟蓋螺釘，其結(jié)構(gòu)如下圖12-7所示。</p><p><b>　　12.2.7定位銷</b></p><p>　　定位銷用于保證軸承座孔的鏜孔精度，并保證減速器每次裝拆后軸承座的上下兩半孔始終保持加工時(shí)的位置精度。根據(jù)文獻(xiàn)【2】表12-12選取圓錐銷,其型號(hào)為A10

94、5;60 GB127-2000，其結(jié)構(gòu)如上圖12-8所示。</p><p><b>　　12.2.8軸承蓋</b></p><p>　　軸承蓋用于對(duì)軸系零件進(jìn)行軸向固定和承受軸向載荷，同時(shí)起密封作用。該減速器采用凸緣式的軸承蓋。</p><p><b>　　13 設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　

95、　這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)的兩級(jí)圓錐圓柱減速器的課程設(shè)計(jì)可以說是我們步入大學(xué)以來真正意義上的一次機(jī)械設(shè)計(jì)。通過兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐，既讓我們加深了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)概念的理解，又讓我們把理論聯(lián)系了實(shí)際，不僅提高了我們機(jī)械設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)以及自身設(shè)計(jì)方面的綜合素質(zhì)，還為以后我們走向社會(huì)、走向工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)并不是一朝一夕就能完成好的，需要我們查閱大量的資料，比如機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書等等。在整

96、個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我們必須得從整體出發(fā)，考慮到各個(gè)零件之間的聯(lián)系才能使我們?cè)O(shè)計(jì)的減速器能正確的安裝與使用。我設(shè)計(jì)的是兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器，雖然不算是一個(gè)很大的機(jī)器，要真正的設(shè)計(jì)好它，還得有相關(guān)方面一定的知識(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，它涵蓋了我們所學(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》、《工程材料》、《互換性與測(cè)量技術(shù)》等一系列課程。</p&g

97、t;<p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)要求我們要有近萬字的說明書、裝配圖和零件圖，對(duì)于我們剛剛涉入設(shè)計(jì)實(shí)踐的同學(xué)來說無疑是一項(xiàng)浩大的工程，為了如質(zhì)如量的完成好這次設(shè)計(jì)，特別是在最后的幾天了，過的是真正的美國時(shí)間。幾乎每天晚上搞到了凌晨四點(diǎn)左右。在畫裝配圖的時(shí)候，剛開始不知道怎么動(dòng)手，經(jīng)過一段時(shí)間的統(tǒng)籌與規(guī)劃，終于有了點(diǎn)頭緒，便踏上了畫圖的旅程。畫圖用的是學(xué)機(jī)械必備的AutoCAD軟件，因此畫圖的能力也就不容忽視，但是盡管有畫圖能力是不行

98、的，還得有機(jī)械制圖的基礎(chǔ)知識(shí)。畫裝配圖時(shí)，我們不可能一蹴而就，必須得有耐心去查閱大量的機(jī)械設(shè)計(jì)方面的資料，要不厭其煩的反反復(fù)復(fù)修改。我在設(shè)計(jì)過程中，其實(shí)修改就占了整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的五分之三的時(shí)間，最終才得到了最后的成果。但有點(diǎn)遺憾的是我設(shè)計(jì)的圓柱齒輪的模數(shù)m=1.5，而一般來說模數(shù)m≧2，到了設(shè)計(jì)快結(jié)束的時(shí)候我才意識(shí)到這個(gè)問題，那時(shí)改可以說是不可能的事了，所以到最后還是采用了原來的值。</p><p>　　總之，經(jīng)

99、過本次設(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)先修課的理論、提高我們畫圖的能力、鞏固加深我們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)方面有著重要的作用。另一方面，設(shè)計(jì)中還存在不少的錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，需要我們繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，掌握更多有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中，得到了指導(dǎo)老師劉揚(yáng)老師的細(xì)心幫助和支持,使我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中少走了許多的彎路，為我們節(jié)省了大量的寶貴的時(shí)間，衷心的感謝劉揚(yáng)老師抽

100、出時(shí)間細(xì)心指導(dǎo)和不厭其煩的講解。</p><p><b>　　14 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】 《機(jī)械設(shè)計(jì)》，劉揚(yáng)、銀金光主編，清華大學(xué)，北京交通大學(xué)出版社，2001。</p><p>　　【2】 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，金清肅主編，華中科技大學(xué)出版社，2007。</p><p>　　【3】 《機(jī)械原理》

101、，朱理主編，高等教育出版社，2003。</p><p>　　【4】 《互換性與測(cè)量技術(shù)》，徐學(xué)林主編，湖南大學(xué)出版社，2005。</p><p>　　【5】 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，成大先主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2008。</p><p>　　【6】 《工程制圖》，趙大興主編，高等教育出版，2004。</p><p>　　【7】 《理論力學(xué)》第六版，