單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【F=3650,V=1.2,D=310】

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單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)裝配圖.dwg

單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書【F=3650,V=1.2,D=310】.doc

課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.doc

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單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

目      錄

第一章 前言 ……………………………………………………………….…1

第二章 計(jì)算說明…………………………………………… ………3         

2.1.1傳動(dòng)方案擬定…………….……………………………………3

2.1.2電動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………..…..……….4

2.1.3 確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比………….…..…….6

2.1.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì)……………………………………..7

2.2 普通V帶的設(shè)計(jì)………………………………………………….10

2.3 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)……………………………………..…………..15

2.4 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)………………………….………….……………..18

2.5 箱體的設(shè)計(jì)………..…………………….……………………….27

2.6 鍵連接的設(shè)計(jì)……………………………………………………29

2.7 滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)………………………………….………………31

2.8 潤(rùn)滑和密封的設(shè)計(jì)………………………………..………………32

2.9 聯(lián)軸器的選擇…………………………….………………………33            

設(shè)計(jì)小結(jié)….…………………………………………………....…….41

參考文獻(xiàn)…...……………………………………………………...…43.

 前言

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(zhǎng)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。

關(guān)鍵字：減速器  軸承  齒輪  機(jī)械傳動(dòng)

一、 計(jì)算說明

設(shè)計(jì):單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

序號(hào) 主軸帶輪拉力F(N) 帶速度V(m/s) 帶輪直徑(mm) 齒輪傳動(dòng)比i

19 3650 1.20 310 5.33

方案擬定：

　　　采用Ｖ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(jiǎn)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(jiǎn)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：

（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

十一、密封和潤(rùn)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(rùn)滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛氈又可以將潤(rùn)滑油自行刮下反復(fù)自行潤(rùn)滑。

2．潤(rùn)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(rùn)滑，因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠的潤(rùn)滑油，用以潤(rùn)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30~50mm。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=0.35~0.7m3。

(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(rùn)滑脂潤(rùn)滑。這樣不僅密封簡(jiǎn)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。

十二．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(jiǎn)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=KA×TⅡ=1.3×1022.29=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 5014—2003，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。

設(shè)計(jì)小結(jié)

  　　機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們機(jī)械類專業(yè)學(xué)生最后一次較全面的機(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) 通過這次機(jī)械畢業(yè)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(jiǎn)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(jiǎn)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(cè)量（第四版）》，中國(guó)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  港口裝卸雜志社 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(rùn)滑油應(yīng)用及設(shè)備潤(rùn)滑  張晨輝  林亮智編  中國(guó)石化出版社 2002年

單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 目 錄 第一章 前言 ……………………………………………………………… .… 1 第二章 計(jì)算 說明 …………………………………………… ……… 3 ………… .…………………………………… 3 ………………………………… ..… ..……… 確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 ………… .… ..…… 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì) …………………………………… .通 …………… ………………………………… 輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) …………………………………… ..………… .動(dòng)軸的設(shè)計(jì) ………………………… .………… .…………… .體的設(shè)計(jì) ……… ..…………………… .……………………… 連接的設(shè)計(jì) …………………………………………………… 29 動(dòng)軸承的設(shè)計(jì) ………………………………… .……………… 31 滑和密封的設(shè)計(jì) ……………………………… ..……………… 32 軸器的選擇 …………………………… .………………… …… 33 設(shè)計(jì)小結(jié) … .………………………………………………… ....…… 考文獻(xiàn) … ...…………………………………………………… ...… 43. 前言 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(zhǎng)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。 關(guān)鍵字： 減速器 軸承 齒輪 機(jī)械傳動(dòng) 一、 計(jì)算說明 設(shè)計(jì) :單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 序號(hào) 主軸帶輪拉力 F(N) 帶速度 V(m/s) 帶輪直徑 (齒輪傳動(dòng)比 i 19 3650 10 案擬定： 采用Ｖ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(jiǎn)單，成本低，使用維護(hù)方便 。 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(jiǎn)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）：Ｐ d＝ＰＷ／η a ( 由式 (2)：ＰＷ＝Ｆ V/1000 (因此 V/1000η a (由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為： η 總 =η １ ×η２ ３ ×η ３ ×η ４ ×η 5 式中：η 1、η 2、η 3、η 4、η 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η １ =η２＝ ３＝ η ４＝０ 則： η 總 = 以：電機(jī)所需的工作功率： 000η 總 =(3650× (1000× = 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒工作轉(zhuǎn)速為： n 卷筒＝ 60× 1000· V/（π· D） =(60× 1000× （ 310·π） =r/據(jù)手冊(cè)Ｐ ７ 表１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Ｉ’ =3～６。 ?。謳鲃?dòng)比Ｉ１’ =２～４ 。則總傳動(dòng)比理論范圍為：Ｉ a’＝ 6~24 故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范為 N’ d=I’a× n 卷筒 =(16～ 24)× 443～ r/符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有： 750、 1000 和 1500r/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/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 1 500 1440 650 1200 000 960 800 1500 50 720 1240 2100 合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格 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 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/帶傳動(dòng)、減速器傳動(dòng)比，可見第 2 方案比較適合。 此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 主要性能： 電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸 ： 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=i （ 式中 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 1， 取 普通 V 帶 i=2～ 4） 因?yàn)椋? i 所以： i＝ 、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Ⅰ軸 ，Ⅱ軸， .....i0,.....η 01， η 12， .....PⅠ， PⅡ， ..... （ TⅠ， TⅡ， ..... （ N· m） nⅠ ,nⅡ ,..... （ r/ 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) 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)： Ⅰ軸： nⅠ =960/ r/ Ⅱ軸： nⅡ = nⅠ / =r/筒軸： nⅢ = nⅡ （ 2）計(jì)算各軸的功率 ： Ⅰ軸： PⅠ = 01 = 1 = Ⅱ軸： PⅡ = PⅠ ×η 12= PⅠ ×η 2×η 3 =11（ 卷筒軸： PⅢ = PⅡ· η 23= PⅡ· η 2· η 4 =11× 計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 ： 電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩為： 550· Pd/550× 60 =· m Ⅰ軸： TⅠ = 01= 1 =· m Ⅱ 軸： TⅡ = TⅠ · 12= TⅠ · 2· η 4 =· m 卷筒軸輸入軸轉(zhuǎn)矩 ： T Ⅲ = TⅡ· η 2· η 4 =N· m 計(jì)算各軸的輸出功率： 由于Ⅰ～Ⅱ軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率： 故： P’Ⅰ =PⅠ ×η 軸承 =’Ⅱ = PⅡ ×η 軸承 =11× 算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩： 由于Ⅰ～Ⅱ軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：則： T’Ⅰ = TⅠ ×η 軸承 =N· m T’ Ⅱ = TⅡ ×η 軸承 =N· m 綜合以上數(shù)據(jù)，得表如下 = 軸名 效率 P （ 轉(zhuǎn)矩 T （ N· m） 轉(zhuǎn)速 n r/動(dòng)比 i 效率 η 輸入 輸出 輸入 輸出 電動(dòng)機(jī)軸 60 軸 軸 筒軸 速驗(yàn)算： V= /（ 1000× 60） =960× 100·π /（ 1000× 60） =m/s 介于 5~25m/s 范圍內(nèi)，故合適 確定帶長(zhǎng)和中心距 a： （ d1+ 2·（ d1+ V 帶的設(shè)計(jì) （ 1）選擇普通 V 帶型號(hào) 由 A· P= 根據(jù)課本 、 B 型交 界線處，故 A、 方案 1：取 帶 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速： 則取小帶輪 00mm d2=(1· (1 =100× (表 9 74 (雖使 但其誤差小于 5%，故允許 ) 100+274） ≤ 2×（ 100+274） 定中心距 00 ，則帶長(zhǎng)為 · ·（ d1++（ 2/(4· =2× 500+π·（ 100+274） /2+（ 2742/(4× 500) =表 9d=1400 實(shí)際中心距 a=2=500+(2=算小帶輪上的包角 α 1 α 1=180-( 57.3/a =180-(274 20 合適 確定帶的根數(shù) Z= ( =（ = 要取 7根 帶 計(jì)算軸上的壓力 由書 9 00· α · c+q· 500× （ 7× +N 由課本 9· z· /2) =2× 7× )=N 方案二：取 帶 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速： 則取小帶輪 40d2=(1· (1 =140× (表 984 (雖使 其誤差小于 5%，故允許 ) 帶速驗(yàn)算： V= /（ 1000× 60） =960× 140· π /（ 1000× 60） =m/s 介于 5~25m/s 范圍內(nèi)，故合適 確定帶長(zhǎng)和中心距 a： d1+ 2· （ d1+ 140+384）≤ 2×（ 140+384） 1048 初定中心距 00 ，則帶長(zhǎng)為 · ·（ d1++（ 2/(4· =2× 700+π·（ 140+384） /2+（ 3842/(4× 700) =2244.2 表 9d=2244 a=2=700+(2=算小帶輪上的包角 α 1 α 1=180-( 57.3/a =180-(384 20 合適 確定帶的根數(shù) Z= ( =（ = 取 3根 帶 計(jì)算軸上的壓力 由書 9 00· α · c+q· =500× （ 3× +N 由課本 9· z· /2) =2× 3× ) =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= /（ 1000× 60） =960× 140· π /（ 1000× 60） =m/s 介于 5~25m/s 范圍內(nèi)，故合適 確定帶長(zhǎng)和中心距 a： d1+ 2· （ d1+ 140+384）≤ 2×（ 140+384） 1048 初定中心距 00 ，則帶長(zhǎng)為 · ·（ d1++（ 2/(4· =2× 700+π·（ 140+384） /2+（ 3842/(4× 700) =2244.2 表 9d=2244 a=2=700+(2=算小帶輪上的包角 α 1 α 1=180-( 57.3/a =180-(384 20 合適 確定帶的根數(shù) Z= ( =（ = 取 3根 帶 計(jì)算軸上的壓力 由書 9 00· α · c+q· 500× （ 3× +N 由課本 9· z· /2) =2× 3× ) =N 綜合各項(xiàng)數(shù)據(jù)比較得出 方案二 更適合 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 250齒輪選用 45號(hào)鋼正火，齒面硬度為 200 齒輪精度初選 8級(jí) (2)、初選主要參數(shù) 0 ， i= 1· i=20× 07 取ψ a=ψ d= i+1）· = 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 21 123????????? ］［ σΨ ε○ 1 載荷系數(shù) 查課本表 6 K=○ 2 小齒輪名義轉(zhuǎn)矩 106× P/106× 105 N· 3 材料彈性影響系數(shù) 由課本表 6○ 4 區(qū)域系數(shù) 5 重合度系數(shù) ε t= 1/） =（ 1/20+1/107） =ε = ??? ○ 6 許用應(yīng) 力 查課本圖 6a） M P 1 01l i m ?］［ σ 602］［ σ 查表 6按一般可靠要求取 則 1 01?σ］［ σ 6 02?σ］［ σ 取兩式計(jì)算中的較小值 ，即［σ H］ =560是 21 123????????? ］［ σΨ ε????? ?????? =4)確定模數(shù) m=1≥ 0=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 ］［ σσε ?112校核 式中 ○ 1 小輪分度圓直徑 d1=m· Z=3× 20=602齒輪嚙合寬度 b=Ψ d· 60=603復(fù)合齒輪系數(shù) 4重合度系數(shù) t =5許用應(yīng)力 查圖 6a） σ 45 σ 20表 6取 9 51l i ??σ］［ σ 7 02l i ??σ］［ σ ○6計(jì)算大小齒輪的0 2 2 3 ?］［ ?］［ σ σ2］［ σ則有 2112 ???? ????? εσ T =σ F］ 2 故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求 （ 6） 幾何尺寸計(jì)算 d2=m· × 107=321a=m ·（ 2） =3×（ 20+107） /2=190.5 mm b=60 0 取小齒輪寬度 5 （ 7）驗(yàn)算初選精度等級(jí)是否合適 齒輪圓周速度 v=π· 60× 1000） =60× 60× 1000） =m/s 對(duì)照表 6知選擇 8級(jí)精度合適。 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 217~255的輸入功率為 PⅠ =W 轉(zhuǎn)速為 nⅠ =r/據(jù)課本 13式，并查表 13 c=115 d≥ 33 ???Ⅰ(3)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 ○ 1 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 30帶輪的寬度 B=（ e+2· f =（ 3 18+2× 8=52 則第一段長(zhǎng)度 02右起第二段直徑取 38據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加潤(rùn)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 30取第二段的長(zhǎng)度 03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 d× D× B=40× 80× 18，那么該段的直徑為 40度為 04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 48度取 105右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為Φ 66度圓直徑為Φ 60輪的寬度為 65，此段的直徑為 66度為56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 48度取 107右起第 七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為 40度84)求齒輪上作用力的大小、方向 ○1小齒輪分度圓直徑： 02作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為： 105 N· 3求圓周力： t=2T2/× 105/60=4求徑向力 r=t， （ 5）軸長(zhǎng)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： B= = 垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則 那么 = =62/124= （ 6）畫彎矩圖 右起第四段剖面 水平面的彎矩： A× 62=m 垂直面的彎矩 ： 62=m 合成彎矩： 221221 ??????（ 7）畫轉(zhuǎn)矩圖： T= =m （ 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)，α =得右起第四段剖面 2222 ??? α （ 9）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度 ○ 1 右起第四段剖面 其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面 已知 由課本表 13 ［σ =60 則： σ e= = =1000/(443)=m<［σ ○2右起第一段 該面也為危險(xiǎn)截面： ??? ）（ α σ e= = =1000/(303)=m<［σ 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 217~255的輸入功率為 PⅡ =W 轉(zhuǎn)速為 nⅡ =r/據(jù)課本 13，并查表 13 c=115 d≥ 33 ???Ⅰ(3)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 ○1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Φ 45據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩 A× TⅡ =標(biāo)準(zhǔn) 5014— 2003，選用 彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為 4段長(zhǎng) 22右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取Φ 52據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)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 30取該段長(zhǎng)為 43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 d× D× B=55× 100× 21，那么該段的直徑為Φ 55度為 6 ○4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 270第四段的直徑取Φ 60輪寬為 b=60了保證定位的可靠性，取軸段長(zhǎng)度為 85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 66長(zhǎng)度取 06右起第六段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為 55度 14)求齒輪上作用力的大小、方向 ○1大齒輪分度圓直徑： 70 2 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為： 105N· 3求圓周力： t=2T2/× 105/270=4求徑向 力 r=t， （ 5）軸長(zhǎng)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： B= = 垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則 那么 = =62/124= （ 6）畫彎矩圖 右起第四段剖面 水平面的彎矩： A× 62= m 垂直面的彎矩： = =× 62=m 合成彎矩： 221221 ??????（ 7）畫轉(zhuǎn)矩圖： T= =m （ 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)，α =得右起第四段剖面 2222 ??? α （ 9）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度 ○1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 已知 由課本表 13 ［σ =60 則： σ e= = =1000/(603)=m<［σ ○2右起第一段 該面也為危險(xiǎn)截面： ??? ）（ α σ e= = =1000/(453)=m<［σ 所以確定的尺寸是安全的 。 以上計(jì) 算所需的圖如下： 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(rùn)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(rùn)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(guó)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(rùn)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（ 機(jī)座壁厚 δ 8 機(jī)蓋壁厚 δ 1 8 機(jī)座凸緣厚度 b 12 機(jī)蓋凸緣厚度 b 1 12 機(jī)座底凸緣厚度 b 2 20 地腳螺釘直徑 0 地腳螺釘數(shù)目 n 4 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑 6 機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑 2 聯(lián)軸器螺栓 間距 l 160 軸承端蓋螺釘直徑 0 窺視孔蓋螺釘直徑 定位銷直徑 d 8 外機(jī)壁距離 6, 22, 18 凸緣邊緣距離 4, 16 軸承旁凸臺(tái)半徑 4, 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 60， 44 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 △ 1 12 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 △ 2 10 機(jī)蓋、機(jī)座肋厚 ， 7 軸承端蓋外徑 07， 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 不干涉為準(zhǔn)，一 般 s=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 01=50手冊(cè)得，選用 C 型平鍵，得： 8× 7 L=02=m h=7據(jù)課本 10得 σ p=4 · T/(d· h· L) =4× 1000/（ 30× 7× 42） = [σ R] (1102、 輸入軸與齒輪 1聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接 軸徑 43TⅠ =m 查手冊(cè) 選 鍵 12× 8 l=20 h=8σ p=4 · TⅠ /（ d· h· l） =4× 1000/（ 44× 8× 50） = [σ p] (1103、輸出軸與齒輪 2 聯(lián)接用平鍵聯(lián)接 軸徑 0 8 TⅡ =手冊(cè) 用 A 型平鍵 鍵 18× 11 l=02 h=11 p=4· TⅡ /（ d· h· l） =4× 1000/（ 60× 11× 42） = [σ p] (110 十．滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì) 根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命 365× 8=14600 小時(shí) 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 以 P=）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值 50 48 . 38 0 010 60··'1616??????? εε ）（）（ （ 3）選擇軸承型號(hào) 查課本表 11擇 6208軸承 課本式 110)(6010 366 ???????? ）（ε∴預(yù)期壽命足夠 ∴此軸承合格 （ 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 以 P= 2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值 6 6 9 6 . 6 3 60··'1616??????? εε ）（）（ （ 3）選擇軸承型號(hào) 查課本表 11擇 6211軸承 課本式 110)(6010 366 ???????? ）（ε ∴預(yù)期壽命足夠 ∴此軸承合格 十一、密封和潤(rùn)滑的設(shè)計(jì) 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(rùn)滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛氈又可以將潤(rùn)滑油自行刮下反復(fù)自行潤(rùn)滑 。 2．潤(rùn)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(rùn)滑，因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠的潤(rùn)滑油，用以潤(rùn)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x H 不應(yīng)小于 30~50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 1油量 (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(rùn)滑脂潤(rùn)滑。這 樣不僅密封簡(jiǎn)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。 十二．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(jiǎn)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 A× TⅡ = 其中 課本表 14A= 3）型號(hào)選擇 根據(jù) 徑 d，軸的轉(zhuǎn)速 n， 查標(biāo)準(zhǔn) 5014— 2003，選用 彈性柱銷聯(lián)，其額定轉(zhuǎn)矩 [T]=1250許用轉(zhuǎn)速 [n]=3750r/m ,故符合要求。 設(shè)計(jì)小結(jié) 機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們機(jī)械類專業(yè)學(xué)生最后一次較全面的機(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) 通過這次機(jī)械畢業(yè)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(jiǎn)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(jiǎn)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(cè)量（第四版）》，中國(guó)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 港口裝卸雜志社 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(rùn)滑油應(yīng)用及設(shè)備潤(rùn) 滑 張晨輝 林亮智編 中國(guó)石化出版社 2002年