榫槽成型半自動(dòng)切削機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書(1)

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1、 前 言 這次課程設(shè)計(jì)是機(jī)械制造與自動(dòng)化的一個(gè)十分重要的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，是對(duì)三年以來所學(xué)的機(jī)械方面的知識(shí)進(jìn)行了一次全面的檢查、鞏固和提高。這次課程設(shè)計(jì)是應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)與技能去分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的一次綜合訓(xùn)練。把所學(xué)的知識(shí)能夠綜合運(yùn)用到實(shí)際零件的加工當(dāng)中。通過這次設(shè)計(jì)使我們鞏固了所學(xué)的知識(shí)理論，加深了印象，使我們能夠運(yùn)用所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)解決一些具體的問題。 此次課程設(shè)計(jì)涉及的知識(shí)面有機(jī)械制圖、公差配合、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械工藝等專業(yè)知識(shí)、CAXA等基礎(chǔ)知識(shí)。 通過這次課程設(shè)計(jì)我們發(fā)現(xiàn)了自己還有許多知識(shí)沒有掌握牢固，還需要繼續(xù)堅(jiān)持不懈的努力與學(xué)習(xí)。但更多的感觸是通

2、過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我提高、鞏固、擴(kuò)大了自己所學(xué)到的理論知識(shí)與技能，提高自己設(shè)計(jì)計(jì)算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力，學(xué)會(huì)正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)手冊等工具書，并在這次設(shè)計(jì)中培養(yǎng)了我們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的獨(dú)立工作能力、初步樹立了正確的實(shí)際思想，掌握了一定的機(jī)械加工設(shè)計(jì)方法步驟和思路為以后的學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)工作打下了良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，也體會(huì)到了老師對(duì)我們的淳淳教導(dǎo)和用心良苦，再次特此感謝我們的指導(dǎo)老師李楷模老師，謝謝您！ 由于我們水平有限，設(shè)計(jì)有許多不足之處，望李老師給予批評(píng)和指正。 畢業(yè)設(shè)計(jì)第三小組

3、 內(nèi)容摘要 本設(shè)計(jì)先通過對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的分析，傳動(dòng)的過程分析。在逐一的設(shè)計(jì)。根據(jù)任務(wù)給定的數(shù)據(jù)確定出電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，在根據(jù)電動(dòng)機(jī)和系統(tǒng)所需的速度確定出減速器。本設(shè)計(jì)主要就是針對(duì)減速器的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的減速器分為四個(gè)部分，軸、齒輪、箱體和附件。根據(jù)減速器上分配的傳動(dòng)比先設(shè)計(jì)高速軸上的齒輪和中間軸上的齒輪，在設(shè)計(jì)低速軸上的齒輪，根據(jù)齒輪在設(shè)計(jì)三根軸，在就是箱體的設(shè)計(jì)，左后根據(jù)軸和箱體確定附件的尺寸。 在齒輪的設(shè)計(jì)中主要是傳動(dòng)比先計(jì)算小齒輪直徑，齒數(shù)，計(jì)算出模數(shù)，在計(jì)算大齒輪的直徑和齒數(shù)，最后計(jì)算齒寬和中心距；在軸的設(shè)計(jì)中主要就是根據(jù)輸入功率和輸入速

4、度和軸上齒輪來確定軸的各階梯的長度和直徑；箱體的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)軸的中心距來一步一步的確定各個(gè)位置的尺寸，在就就在箱體的基礎(chǔ)上把附件的尺寸給確定出來。 關(guān)鍵詞： 擺動(dòng)導(dǎo)桿—搖桿滑塊串聯(lián)機(jī)構(gòu)、‘展開式’二級(jí)圓柱齒輪減速器、傳遞效率、 傳動(dòng)比、軟齒面的鋼制齒輪、模數(shù)、齒數(shù)、彎矩、轉(zhuǎn)速、標(biāo)準(zhǔn)直徑。 目 錄 一、設(shè)計(jì)任務(wù)·······················································3

5、二、電動(dòng)機(jī)的選擇···················································6 三、減速器的選擇···················································6 四、傳動(dòng)裝置中各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算·····························7 五、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算·············································9 六、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算·············································11 七、帶輪設(shè)計(jì)

6、·······················································13 八、中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核計(jì)算·····································16 九、高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算·····································18 十、低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算·····································22 十一、箱體的設(shè)計(jì)···················································24 十二、附件的尺寸··

7、·················································26 十三、零件加工工藝過程卡···········································28 十四、參考文獻(xiàn)·····················································31 設(shè)計(jì) 內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié)果 一、設(shè)計(jì) 任務(wù) 榫槽成型半自動(dòng)切削機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)（主要是傳動(dòng)部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)）

8、 2、 總體方案設(shè)計(jì)、論證零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算 （1） 、電動(dòng)機(jī)的選擇 （2） 、減速器的選擇

9、 （3） 、傳動(dòng)裝置中各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 （四）、齒輪的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算 1、選擇材料及熱處理方法 2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）載荷系數(shù) （2）轉(zhuǎn)矩 （3） 許用接觸應(yīng)力 （4） 齒寬系數(shù) （5）求d1 3、 確定主要參數(shù)，計(jì)算主要幾何尺寸 （1） 齒數(shù) （2）模數(shù) （3

10、) 分度圓直徑 （4） 中心距 （5） 齒寬 4、 校核彎曲疲勞強(qiáng)度 （1） 齒形系數(shù) （2） 許用彎曲應(yīng)力 （3） 校核計(jì)算 5、 齒輪設(shè)計(jì) 1、選擇材料及熱處理方法 3、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）載荷系數(shù) （2）轉(zhuǎn)矩 （5） 許用接觸應(yīng)力 （6） 齒寬系數(shù) （8）求d1 4、 確定主要參數(shù)，計(jì)算主要幾何尺寸 （2） 齒數(shù) （3） 模數(shù) (4)分度圓直徑(5)中心距 （6） 齒寬 5、 校核彎曲疲勞強(qiáng)度 （4） 齒形系數(shù) （5） 許用彎曲應(yīng)力 （6） 校核計(jì)算 5、 齒輪設(shè)計(jì)圖

11、 （五）帶輪設(shè)計(jì) 1、選取V帶型號(hào) 2、確定帶輪基準(zhǔn) 3、驗(yàn)算帶速 4、確定中心距和帶的基準(zhǔn)長度 5、驗(yàn)算小帶輪包角 6、確定V帶根數(shù) 7、確定V帶的初拉力 8、計(jì)算軸上壓力 （六）中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 1、材料的選擇 2、最小直徑

12、3、軸上各階梯直徑 4、軸上各段長度 5、計(jì)算作用在軸上的力 6、校核軸的強(qiáng)度 （七）高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 1、 材料的選擇 2、最小直徑 3、軸上各階梯直徑 4、軸上各

13、段長度 5、計(jì)算作用在軸上的力 6 、校核軸的強(qiáng)度 （八）低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 1、材料的選擇 2、最小直徑 3、軸上各階梯直徑 4、軸上各段長度 5、計(jì)算作用在軸上的力

14、 6、校核軸的強(qiáng)度 （九）箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、 主要結(jié)構(gòu)尺寸 （十）附件的結(jié)構(gòu) 1、吊耳環(huán)吊鉤的的結(jié)構(gòu)尺寸 2、通氣罩 3、軸承端蓋 4、油標(biāo) 5、油塞 6、螺栓

15、 7、螺釘 工作原理及原始數(shù)據(jù)要求 1.工作原理：榫槽成型半自動(dòng)切削機(jī)的組成部分如下圖所示： 該機(jī)器為木工機(jī)械，其功能是將木質(zhì)長方形塊切削出榫槽，其執(zhí)行系統(tǒng)工作過程如下圖所示。先由構(gòu)件2壓緊工作臺(tái)上的工件，接著端面銑刀3將工件的右端面切平，然后構(gòu)件2松開工件，推桿4推動(dòng)工件向左直線移動(dòng)，通過固定的榫槽刀，在工件上的全長上開出榫槽。 2.設(shè)計(jì)要求及相關(guān)參數(shù) 原始數(shù)據(jù)見下表（單位：mm）： X Y H L L2 L3 L4 L5 L6 L7 50 220 10 70 30 70

16、 30 20 18 20 設(shè)計(jì)要求及任務(wù)：推桿在推動(dòng)工件切削榫槽過程中，要求工件作近似等速運(yùn)動(dòng)。共加工5臺(tái)，室內(nèi)工作，載荷有輕微沖擊，原動(dòng)機(jī)為三相交流電動(dòng)機(jī)，使用期限為10年，每年工作300天，每天工作16小時(shí)，每半年作一次保養(yǎng)，大修期為3年。其他設(shè)計(jì)參數(shù)如下表： 參數(shù)名稱 各方案參數(shù)值 推桿工作載荷/N 2000 2500 3000 3500 4000 端面切刀工作載荷/N 1500 1800 2000 2200 2500 生產(chǎn)率/（件/min） 80 70 60 50 40 1）計(jì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)總體運(yùn)動(dòng)方案，畫出系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡圖，完成系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)

17、方案論證報(bào)告。 2）完成傳動(dòng)系統(tǒng)或執(zhí)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，畫出傳動(dòng)系統(tǒng)或執(zhí)行系統(tǒng)的裝配圖。 3)設(shè)計(jì)主要零件，完成3張零件工作圖。 4）編寫設(shè)計(jì)說明書。 1、本方案選取的數(shù)據(jù)為推桿工作載荷/N:3000N，端面切刀工作載荷/N：2000N，生產(chǎn)率為60件/min。 本方案主要設(shè)計(jì)的是傳動(dòng)系統(tǒng)，所以只設(shè)計(jì)了連接傳動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行件的結(jié)構(gòu)，也就是連接推桿的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)需承受較大的載荷，而且要運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)近似勻速，所以對(duì)于該結(jié)構(gòu)我們用擺動(dòng)導(dǎo)桿—搖桿滑塊串聯(lián)機(jī)構(gòu)，利用Pro/E仿真得出各桿的數(shù)據(jù)分別為:270mm,68mm,143mm,40mm,157mm R20mm，如下圖所示：

18、 用傳動(dòng)比為1：1的V帶輪連接減速器。 因?yàn)?，切削與壓緊工序同時(shí)進(jìn)行，推槽工序單獨(dú)進(jìn)行。所以推槽工序應(yīng)在切削與壓縮后進(jìn)行，所以任務(wù)書的數(shù)據(jù)可得出推槽的1/2行程必須大于100mm，因此這里我們?nèi)⊥撇鄣男谐虨?20mm。因生產(chǎn)率為60件/min所以可以得出一個(gè)工件所需時(shí)間為1s，故推槽的速度為：v=s/t=0.44/1=0.44m/s，又因?yàn)橥茥U的工作載荷為：3000N，所以可得出電機(jī)做小功率：P=F·V=3000N×0.44m/s=1320w =1.32kw。查有關(guān)表，我們選用Y90L-4型號(hào)電動(dòng)機(jī)（查：北京科技大學(xué)

19、 羅圣國和清華大學(xué) 吳宗澤主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》高等教育出版社 表12—1）此型號(hào)電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 kw 滿載轉(zhuǎn)速 r/min 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 Y90L-4 1.5 1400 2.2 2.2 因?yàn)楸緳C(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)要求在室內(nèi)工作，且考慮到木質(zhì)材料切削時(shí)有木屑等雜塵的產(chǎn)生，為了防止雜塵對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的污染影響其工作性能和使用壽命，我們選擇“閉式機(jī)構(gòu)”作為傳動(dòng)裝置?？紤]到本傳動(dòng)裝置要求只能有輕微震動(dòng)，防止噪聲污染，我們選擇用能“平穩(wěn)傳動(dòng)”的結(jié)構(gòu)。。最后兼顧制造的“簡潔及經(jīng)濟(jì)性”

20、我們選用結(jié)構(gòu)較簡單制造容易且能平穩(wěn)傳遞載荷的“‘展開式’二級(jí)圓柱齒輪減速器”作為我們本機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)裝置。 綜合上述，總的傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)如下圖： 1、分配傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比i==1400/60= 因?yàn)闇p速器的傳動(dòng)比的范圍為：2.5~4.5.（查唐國民主編的《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)—齒輪·蝸桿減速器設(shè)計(jì)》表2-5 湖南省科學(xué)技術(shù)出版社） 所以在減速器與電動(dòng)機(jī)間我們用一個(gè)帶傳動(dòng)來連接。 分配如下： 帶傳動(dòng)傳動(dòng)比i輪= 分配到兩級(jí)圓柱齒輪的傳動(dòng)比 高速級(jí)的傳動(dòng)比i高=4 低速級(jí)的傳動(dòng)比i低=2.5 2、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 帶傳動(dòng)的傳遞效率：η帶=0

21、.98 閉式齒輪的傳遞效率：η齒=0.97滾動(dòng)軸承（一對(duì)）的傳遞效率：η軸承=0.99 （查：唐國民主編的《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)-齒輪·蝸桿減速器設(shè)計(jì)》 湖南省科學(xué)技術(shù)出版社 表2-7） 1、電動(dòng)機(jī)軸： P電=P額 =1.5kw n 電=n額=1400r/min T電=9550·=9550×=10.0275N·m 2、1軸（高速軸） P1=P電·η帶=1.5×0.98=1.47kw n1=n電/i輪==600r/min T1=9550·=9550×=23.3975N·m 3、2軸（中間軸） P2=P1· η齒·η軸承 =1.47kw×0.97×0.99=1.41kw

22、 n2=n1/i高==150r/min T2=9550·=9550×=89.77N·m 4、3軸（低速軸） P3=P2· η齒·η軸承 =1.41×0.99×0.97=1.35kw n3 ===60r/min T3=9550·=9550×=214.875N·m 電動(dòng)機(jī)軸~3軸的輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入功率或輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率0.99。 例如1： 軸的輸出功率： P1’=P1×0.99=1.47kw×0.99=1.46kw 輸出轉(zhuǎn)矩： T1′=T1×0.99=23.3975N·m×0.99=23.1635N·m 其余類推； 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)匯總?cè)缦聢D所示：

23、 軸名 功率P/kw 轉(zhuǎn)矩T/N·m 轉(zhuǎn)速 N/r/min 輸入 輸出 輸入 輸出 軸電 1.5 10.028 1400 1軸 1.47 1.46 23.164 22.932 600 2軸 1.41 1.40 89.77 88.87 150 3軸 1.35 1.34 214.88 212.73 60 1、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算 已知：傳動(dòng)比i3 = 2.5，小齒輪轉(zhuǎn)速n = 60r/min，轉(zhuǎn)矩T′3=212.73N·m 我們所設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)屬于閉

24、式傳動(dòng)，通常采用軟齒面的鋼制齒輪，查任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社 表5-5 選用價(jià)格便宜便于制造的材料： 小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為217～255HBS 大齒輪選用45鋼，正火處理，硬度為162～217HBS 本傳動(dòng)為軟場面的閉式齒輪傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) d1≥ 查查任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社 表5-7 得： K=1.1 T=T3′=212.73N·m 查任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社 表5-5。 取=530MPa， =

25、490MPa 查任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社 表5-8。 =1.1 d1≥==82.35mm 初取 z1=42 則z2=z1·i=42×2.5=105 傳動(dòng)比誤差：因?yàn)辇X數(shù)未做整圓處理，所以傳動(dòng)比不變。 m=d1/z1==1.96 查任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社 表5-1，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2 dc=m·z1=2×42=84mm d2=m·z2=2×105=210mm a===147mm b=·

26、d1=1.1×84=92.4mm 取圓整b2=95mm，b1=b2+（5~10）mm=100mm 查任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社 表5-9，表5-5， YES1=4.04MPa，YES2=3.96MPa 取=310MPa，=295MPa ==×4.04MPa=112.50MPa ==112.50×MPa=110.27MPa <， < 小齒輪的分度圓直徑比較小可以直接在軸上加工出來。大齒輪草圖如下： 2、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算 已知：傳動(dòng)比i3 = 4，小齒輪轉(zhuǎn)速n= 600r/min，轉(zhuǎn)矩T==22.932N·m 這個(gè)齒輪傳動(dòng)也屬于閉式傳動(dòng)

27、，所以也采用軟齒面的鋼制齒輪，查任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社 表5-5 選用價(jià)格便宜便于制造的材料： 小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為217～255HBS 大齒輪選用45鋼，正火處理，硬度為162～217HBS 本傳動(dòng)為軟場面的閉式齒輪傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì): d1≥ 查查任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社 表5-7 得： K=1.1 T=22.932N·m 查任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社 表5-5 取=530MPa， =490MPa 查任成高主編的《機(jī)械

28、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社 表5-8 =1.1 d1≥==37.74mm 初取 z1=20, 則z2=z1·i=20×4=80 傳動(dòng)比誤差：因?yàn)辇X數(shù)未做整圓處理，所以傳動(dòng)比不變 m=d1/z1==1.88，查任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社 表5-1，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=2 d1=m·z1=2×20=40mm d2=m·z2=2×80=160mm a===100mm b=·d1=1.1×40=44mm 取圓整b2=4

29、5mm，b1=b2+（5～10）mm=50mm 查任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社 表5-9 表5-5， YES1=4.36MPa，YES2=3.98MPa 取=310MPa，=295MPa ==×4.36MPa=62.49MPa ==62.49×MPa=57.04MPa <， < 根據(jù)以上確定的尺寸，大齒輪的草圖如下圖： 3、 電動(dòng)機(jī)與減速器間皮帶帶輪設(shè)計(jì) 已知電動(dòng)機(jī)功率P=1.5kw，轉(zhuǎn)速n=1400r/mm，傳動(dòng)比為，每天工作16小時(shí)。 1、 選取普通V帶型號(hào) 由任成高主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)

30、出版社中表4-5查得工況系數(shù)KA=1.1，由式（4-9）的計(jì)算功率： Pd=KA·P=1.1×1.5=1.65kw 根據(jù)Pd=1.65kw，n=1400r/mm查圖4-9選用A型V帶。 2、 確定帶輪基準(zhǔn)直徑。 根據(jù)表4-4和圖4-9選取小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=100mm>ddmin=75mm。 大帶輪基準(zhǔn)直徑為 dd2=i·dd1==233.3mm 按表4-4取標(biāo)準(zhǔn)值Dd2=236mm，則實(shí)際傳動(dòng)比i、從動(dòng)輪的實(shí)際準(zhǔn)數(shù)分別為： i===2.36 n2===593.2r/min 3、 驗(yàn)算帶速v。

31、v= 帶速在5～10m/s范圍內(nèi)。 4、確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度Ld 按式（4-13）初定中心距： 0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2） 初步確定a0=500mm Ld0=2a0+ =2×500+ =1536.8mm 由表4-2選取的基準(zhǔn)長度Ld=1600mm。 由式（4-15）實(shí)際中心距為 aa0+=500+mm 中心距的調(diào)節(jié)范圍為： amin=a-0.015Ld=532-0.015×1600=508mm amax=a-0.03Ld=532+0.03×1600=580mm 5、 驗(yàn)算小帶輪包角 由式（4-17）得 =180

32、0-×57.30=1800- =165.40>1200 6、確定V帶根數(shù)z 根據(jù)dd1=100mm、n=1400r/min，查表4-6得P0=1.32kw， ，由表4-2查得帶長修正系數(shù)KL=1.16， 由表4.7查得包角修正系數(shù)=0.97，由式（4-18）得V帶根數(shù) z≥0.98 圓整后取z=1根。 7、確定V帶的初拉力F0 由表4-1查得A型V帶的每米長度量q=0.10kg/m，由式（4-19），單根V帶的初拉力F0 F0= ==182.9N 8、 計(jì)算帶輪軸上的壓力Q由 式（4-20） Q==2×1×182.9sin

33、 =362.8N 9帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸： 因?yàn)閐d≤300mm，所以采用腹板式結(jié)構(gòu)， V帶輪輪緣截面尺寸如下表： V帶輪槽型 基準(zhǔn)寬度 頂寬b 基準(zhǔn)線上槽高 基準(zhǔn)線下槽高 A 11.0 13.2 2.75 8.7 槽間距e 第一槽對(duì)稱面至輪端面的距離f 輪緣厚度 輪槽角320 相應(yīng)基準(zhǔn)直徑dd 輪槽角320 相應(yīng)基準(zhǔn)直徑dd 150.3 6 ≤60 ≤118 輪槽角320 相應(yīng)基準(zhǔn)直徑dd 輪槽角320 相應(yīng)基準(zhǔn)直徑dd 輪槽角極限偏差 帶輪的外徑da >60 >118 da=dd+2ha

34、 4、中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核計(jì)算 因?yàn)檩S上有兩個(gè)齒輪而小齒輪的分度圓比較小，所以我們決定直接在軸上加工出小齒輪。 查涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工業(yè)出版社 表10-1 選用價(jià)格便宜便于制造的材料： 45鋼 調(diào)質(zhì)處理 硬度為217～255HBS 根據(jù)涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工業(yè)出版社 公式10-1 d≥A·mm 查涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工業(yè)出版社 表10-5 取A=112 d≥112×=23.64mm 考慮到軸上開有鍵槽.將軸徑增大5%，即 d=23.64

35、mm×105%=24.82mm 中間軸沒有外伸端，所以計(jì)算出的直徑d為通過軸承蓋處的軸徑，即軸的最小直徑，以d1表示，查涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工業(yè)出版社 表10-2 取標(biāo)準(zhǔn)尺寸d1=25mm. 根據(jù)軸的最小直徑 d1，考慮軸上零件的布置情況，確定階梯軸各段直徑 與滾動(dòng)軸承配合：d2=30mm 與齒輪配合的軸徑：d3=d2+2h=30+2×0.07d2=34.2mm 取標(biāo)準(zhǔn)直徑：d3=35.5mm 軸的各段長度決定于各零件的寬度，并考慮零件與零件，零件盒箱體間應(yīng)保證足夠的間隙. 選深溝球軸承306 ，寬度B=19mm （查清華大學(xué)吳宗澤和北京科技大學(xué)羅圣國主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)

36、課程設(shè)計(jì)手冊》高等教育出版社 續(xù)表6-1） 軸頭長度L2=l-2mm=43mm 因?yàn)橛袃蓚€(gè)齒輪所以還要加上聯(lián)軸齒輪的齒寬L3=100mm 齒輪兩側(cè)一箱體內(nèi)壁的距離為（一般=15～20mm） 軸承的內(nèi)端面不允許超出箱體內(nèi)壁，并留有一定的間隙(一般=5～10mm） 按以上確定的軸上各段直徑和長度畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖，如下圖 根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖計(jì)算 L=L+2+2+B=100+43+2×15+2×10+19=212mm T=9550××=9550××=89770N·mm Ft1===2137.4N Fr1=Ft1 ·=2137.4×0.364=778N RAz1=RBz1===1

37、068.7N RAy1=RBy1===389N MDz1=RAz1·=1068.7·=113282.2N·mm MDy1=RAy1·=389·=41234N·mm MD1===120553N·mm Ft2===1122.1N Fr2=Ft2 ·=1122.1×0.364=408.4N RAz2=RBz2===561.05N RAy2=RBy2===204.2N MDz2=RAz2·=561.05·=59471.3N·mm MDy2=RAy2·=204.2·=21645.2N·mm MD2===63287.8N·mm =191071.6373N·mm 軸的力矩圖如下：

38、 扭轉(zhuǎn)按脈動(dòng)循環(huán)考慮 由表10-1查得查表查得[]=59MPa，因?yàn)?[],故軸的強(qiáng)度足夠。 4、高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算 已知輸入功率P=1.47w，輸入轉(zhuǎn)速n=600r/min軸上安裝的齒輪分度圓直徑分別為d1=80mm，輪轂b=50mm，軸端裝有V帶輪. 查涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工業(yè)出版社 表10-1 選用價(jià)格便宜便于制造的材料： 45鋼 調(diào)質(zhì)處理 硬度為217～255HBS 根據(jù)涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工業(yè)出版社 公式10-1 d≥A·mm 查涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工業(yè)出版社 表10-5 取

39、A=112 d≥112×=15.1mm 考慮到軸上開有鍵槽.將軸徑增大5%，即 d=15.1mm×105%=15.9mm 計(jì)算出的直徑d為軸的外伸端直徑，即軸的最小直徑，以d1表示，查涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工業(yè)出版社 表10-2 標(biāo)準(zhǔn)尺寸取d1=20mm. 根據(jù)軸的最小直徑 d1，考慮軸上零件的布置情況，確定階梯軸各段直徑 通過軸承蓋處的直徑：d2=d1+2h=20+2×0.07d1=22.8mm 取標(biāo)準(zhǔn)尺寸23.6mm 與滾動(dòng)軸承配合處的直徑：因?yàn)檩S承的內(nèi)圓直徑都為5的倍數(shù)所以與滾動(dòng)軸承配合處的直徑取標(biāo)準(zhǔn)直徑：

40、d3=25mm 軸環(huán)的軸徑：d4=d3+2h=25+2×0.07d3=28.5mm 取標(biāo)準(zhǔn)直徑：d4=30mm 因?yàn)楦咚佥S上的齒輪的分度圓直徑只有80mm，所以直接在軸上加工出分度圓為80的小齒輪，故高速軸的最大軸徑為小齒輪的的齒頂圓直徑 軸的各段長度決定于各零件的寬度，并考慮零件與零件，零件盒箱體間應(yīng)保證足夠的間隙. 初選深溝球軸承305 ，寬度B=17mm （查清華大學(xué)吳宗澤和北京科技大學(xué)羅圣國主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》高等教育出版社 續(xù)表6-1） 軸頭長度L2=b=50mm 因?yàn)檫@是減速箱的高速軸，高速軸上的齒輪是與中間軸上的大齒輪嚙合，所以高速軸在減速箱內(nèi)的長度

41、必須和中間軸等長。 齒輪兩側(cè)一箱體內(nèi)壁的距離為（一般=15～20mm） 軸承的內(nèi)端面不允許超出箱體內(nèi)壁，并留有一定的間隙(一般=5～10mm） 按以上確定的軸上各段直徑和長度畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖，如下圖： 根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖計(jì)算 L=93+50+2×15+2×10+15=208mm Ft===579.1N Fr=Ft ·=579.1×0.364=210.8N RAz=RBz===289.55N RAy=RBy===105.4N MDz=RAz·=289.55·=30113.2N·mm MDy=RAy·=105.4·=10961.6N·mm MD===32046.2N·mm

42、軸的CD段受扭轉(zhuǎn)作用，扭矩為 T=23164N·mm MDd===34748.5N·mm 軸的受力圖和彎矩圖如下圖 扭矩按脈動(dòng)循環(huán)考慮，=0.58 ====12.87MPa 由表10-1查表查得[]=59MPa，因?yàn)?[],故軸的強(qiáng)度足夠。 5、低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算 已知輸入功率P=1.35w，輸入轉(zhuǎn)速n=60r/min軸上安裝的齒輪分度圓直徑分別為d1=210mm，輪轂b=95mm，軸端裝有V帶輪. 查涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工業(yè)出版社 表10-1 選用價(jià)格便宜便于制造的材料： 45鋼 調(diào)質(zhì)處理 硬度為217～255HBS 根據(jù)涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工

43、業(yè)出版社 公式10-1 d≥A·mm 查涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工業(yè)出版社 表10-5 取A=112 d≥112×=31.62mm 考慮到軸上開有鍵槽.將軸徑增大5%，即 d=15.1mm×105%=33.20mm 計(jì)算出的直徑d為軸的外伸端直徑，即軸的最小直徑，以d1表示，查涂嘉主編的《機(jī)械基礎(chǔ)》航空工業(yè)出版社 表10-2 標(biāo)準(zhǔn)尺寸取d1=33.5mm. 根據(jù)軸的最小直徑 d1，考慮軸上零件的布置情況，確定階梯軸各段直徑 通過軸承蓋處的直徑：d2=d1+2

44、h=33.5+2×0.07d1=38.19mm 取標(biāo)準(zhǔn)尺寸40mm 與滾動(dòng)軸承配合處的直徑：因?yàn)檩S承的內(nèi)圓直徑都為5的倍數(shù)所以與滾動(dòng)軸承配合處的直徑取標(biāo)準(zhǔn)直徑：d3=45mm 與齒輪配合的軸徑d4=d3+2h=45+2×0.07d3=51.3mm 取標(biāo)準(zhǔn)直徑：d4=53mm 軸環(huán)直徑d5=d4+2h=53×0.07d4=60.42mm 取標(biāo)準(zhǔn)值，考慮到齒輪定位可靠，可取稍大些. d5=67mm 軸的各段長度決定于各零件的寬度，并考慮零件與零件，零件盒箱體間應(yīng)保證足夠的間隙. 初選深溝球軸承309 ，寬度B=25mm （查清華大學(xué)吳宗澤和北京科技大學(xué)羅圣國主編

45、的《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》高等教育出版社 續(xù)表6-1） 軸頭長度L2=l-2mm=93mm 因?yàn)檫@是減速箱的低速軸，高速軸上的齒輪是與中間軸上的小齒輪嚙合，所以低速軸在減速箱內(nèi)的長度必須和中間軸等長。 齒輪兩側(cè)一箱體內(nèi)壁的距離為（一般=15～20mm） 軸承的內(nèi)端面不允許超出箱體內(nèi)壁，并留有一定的間隙(一般=5～10mm） 按以上確定的軸上各段直徑和長度畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖，如下圖： 根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖計(jì)算 L=93+50+2×10+2×15+25=218mm Ft===2046.5N Fr=Ft ·=2046.5×0.364=744.9N RAz=RBz===1073.3N

46、 RAy=RBy===372.5N MDz=RAz·=1073.3·=116989.7N·mm MDy=RAy·=372.5·=40602.5N·mm MD===123835.2N·mm 軸的CD段受扭轉(zhuǎn)作用，扭矩為： T=214880N·mm MDd===175692.6N·mm 軸的受力圖和彎矩圖如下圖： 扭矩按脈動(dòng)循環(huán)考慮，=0.58 ====11.8MPa 查表查得[]=59MPa，因?yàn)?[],故軸的強(qiáng)度足夠。 6、箱體的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 箱座壁厚：=0.025a+3≥8 0.025×147+3=6.675mm =8m

47、m ， (注：a為低速級(jí)中心距.) （查清華大學(xué)吳宗澤和北京科技大學(xué)羅圣國主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》 高等教育出版社 表11-1） 箱蓋壁厚：=0.025a+3≥8 =8mm （查表11-1） 箱蓋凸緣厚度：b1=1.5=1.5×8=12mm （查表11-1） 箱座凸緣厚度：b=1.5=1.5×8=12mm （查表11-1） 箱座底凸緣厚度：b2=2.5=2.5×8=20mm （查表11-1） 地腳螺釘直徑：df=0.036a+12=17.292mm （查表11-1） 選用六角頭M16的螺栓 （查楊曉紅和劉海漁主編的《機(jī)械制圖》

48、湖南大學(xué)出版社 附表2.1） 地腳螺釘數(shù)目：n， 當(dāng)a250mm時(shí)， n=4 當(dāng)a>250mm～500mm時(shí)， n=6 當(dāng)a>500mm時(shí)， n=8 本箱體設(shè)計(jì)中a=147mm<250mm，所以本設(shè)計(jì)的箱體地腳螺釘數(shù)目n=4. （查表11-1） 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑：d1=0.75df=0.75×17.292=12.969mm （查表11-1） 選用六角頭M12的螺栓 (

49、查楊曉紅和劉海漁主編的《機(jī)械制圖》 湖南大學(xué)出版社 附表2.1） 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑：d2=（0.5～0.6）df （查表11-1） d2=0.5×17.292=8.646mm 選用六角頭M8的螺栓 (查楊曉紅和劉海漁主編的《機(jī)械制圖》 湖南大學(xué)出版社 附表2.1） 聯(lián)接螺栓d2的間距：=150mm～200mm （查表11-1） 軸承端蓋螺釘直徑：d3=（0.4～0.5）df （查表11-1） d3=0.4×17.292=6.917mm 選用內(nèi)六角圓柱頭M6的螺釘 (查楊曉紅

50、和劉海漁主編的《機(jī)械制圖》 湖南大學(xué)出版社 附表2.7） 檢查孔蓋螺釘直徑：d4=(0.3～0.4) df （查表11-1） d4=0.3×17.292=5.188mm 選用內(nèi)六角圓柱頭螺釘M5 (查楊曉紅和劉海漁主編的《機(jī)械制圖》 湖南大學(xué)出版社 附表2.7） 定位銷直徑：d=（0.7～0.8）d2 （查表11-1） d= 0.7×8.646=6.052mm df 、d1、d2 至外箱壁距離C：≥22mm ≥18mm ≥14mm （查清華大學(xué)吳宗澤和北京科技大學(xué)羅圣國主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)

51、課程設(shè)計(jì)手冊》高等教育出版社 表11-2） df 、d2 機(jī)至凸緣邊緣距離:，≥20mm ，≥12mm （查表11-2） 軸承旁凸臺(tái)半徑：R1= （查表11-1） 凸臺(tái)高度：h根據(jù)低速軸軸承座外徑確定以便于扳手操作為準(zhǔn). 外箱壁至軸承座端面距離：=C++（5～10mm）（查表11-1） 鑄造過渡尺寸：K過渡=3mm,h過渡=15mm，R過渡=5mm（查表1-45） 齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離：>1.2 =9.6mm （查表11-1） 齒輪端面與內(nèi)箱壁距

52、離：>=8mm （查表11-1） 箱蓋、箱座肋厚：m10.85 =6.8mm 、m0.85 =6.8mm （查表11-1） 軸承端蓋外徑：D2 =D+(5～5.5）d3, D為軸承外徑（查表11-1） 軸承旁連接螺栓距離：S盡量靠近，以和互不干涉為準(zhǔn)，一般S=D2 吊耳環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸： d=16mm，bd=16mm，R=（1～1.2）d=16mm，e（0.8～1）d=12.8mm （查表11-3） 吊鉤的結(jié)構(gòu)尺寸： K==28mm， H=0.8K=22.4mm h0.5H=11.2mm，r0.25K=10

53、mm， b（1.8～2.5）=16mm （查表11-3） 通氣罩選用M27×1.5 ： D=38mm，D1=31.2mm，L=34mm，S=27mm，l=18mm， a=4mm，d1=8mm （查表11-4） 軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸： （查表11-5） D2=D+2.5d3 則高速軸的端蓋的D2 =94mm，中間軸的端蓋的D2 =104mm， 低速軸的端蓋的

54、D2 =134mm。 D4 =D-（10~15）mm

55、 則高速軸的端蓋的 D4 =52mm，中間軸的端蓋的D4 =62mm，低速軸的端蓋的D4 =90mm

56、。 D等于軸承的外徑。 油標(biāo)選用M12的桿式油標(biāo)數(shù)據(jù)如下圖： （查表7-12） d d1 d2 d3 h a b c D D1 M12 4 12 6 28 10 6 4 20 16 油塞選用M20×1.5的外六角螺塞和紙封皮圈數(shù)據(jù)如下圖： （查表7-13） d d D e S L h b b R C D0 H M20×1.5 17.8 30 27.7 21 30 15 4 3 1 1 30 2 螺栓的數(shù)據(jù)如下表： 螺紋規(guī)格

57、 d M8 M12 M16 b參考 l125 22 30 38 k 5.3 7.5 10 dsmax 8 12 16 smax 13 18 24 emin 廠品 A 等級(jí) B 14.38 20.03 26.75 14.2 19.85 26.17 l范圍 GB/T5782 40~80 50~120 65~160 GB/T5783 16~80

58、25~120 30~200 L系列 GB/T5782 20~65(5進(jìn)位）70~160（10進(jìn)位） 180~400（20進(jìn)位） GB/T5783 16、18、20~65（5進(jìn)位）70~160（10進(jìn)位）180~500（20進(jìn)位） 注：摘至楊曉紅劉海漁主編的《機(jī)械制圖》 湖南大學(xué)出版社 附表2.1 內(nèi)六角圓柱頭螺釘數(shù)據(jù)如下表： 規(guī)格d 螺距p b參考 dkmax dkmin damax M6 1 24 10 9.78 6.8 dsmax dsmin emin l1max kmax

59、 kmin 6 5.82 5.72 0.68 6 5.70 rmax 0.25 推槽：擺動(dòng)導(dǎo)桿—搖桿滑塊串聯(lián)機(jī)構(gòu) 電動(dòng)機(jī)：Y90L-4 減速器：展開式二級(jí)圓柱齒輪減速

60、器。 i總= i輪= i高=4 i低=2.5 P電=1.5kw n電=1400r/min T電=10.0275 N·m P1=1.47kw n1=600r/min T1=23.3975N·m P2=1.41kw n2=150r/min T2=89.77N·m P3=1.35kw n3=60r/min T3=214.875N·m

61、 小齒輪：45鋼 調(diào)質(zhì)、217～255HBS 大齒輪：45鋼 正火、162～217HBS K=1.1 T=212.73N·m = d1≥82.35mm z1=42 z2=105 m=2 d1=84mm d2=210mm a=147mm b1=100mm b2=95mm YES1=4.04MPa YES2=3.96MPa =112.50MPa =110.27MPa 彎曲疲勞強(qiáng)度足夠

62、 小齒輪：45鋼 調(diào)質(zhì)、217~255HBS 大齒輪：45鋼 正火、162~217HBS K=1.1 T=212.73N·m = d1≥37.74mm z1=42 z2=105 m=2 d1=84mm d2=210mm a=147mm b1=100mm b2=95mm YES1=4.36MPa YES2=3.98MPa =62.49MPa =57.04MPa 彎曲疲勞強(qiáng)度足夠

63、 Pd=1.65kw A型V帶 dd1=100mm Dd2=236mm i=2.36 n2=593.2r/min V=7.33m/s a0=500mm Ld0=1600mm a=532mm amin=508mm amax=580mm =165.40 包角足夠 Z=1根 F0=182.9N Q=362.8N 腹板式結(jié)構(gòu)

64、 45鋼 調(diào)質(zhì) 217~255HBS d1=25mm d2=30mm d3=35.5mm 深溝軸承306 L2=43mm L3=100mm =15mm =10mm L=212mm Ft1=2137.4N Fr1=778N RAz1=1068.7N RAy1=389N MDz1=113282.2N·mm MDy1=41234N·mm MD1=120553N·mm Ft

65、2=1122.1N Fr2=408.4N RAz2=561.05N RAy2=204.2N MDz2=59471.3N·mm MDy2=21645.2N·mm MD2=63287.8N·mm =191071.6373N·mm =12.83MPa 強(qiáng)度足夠 45鋼 調(diào)質(zhì) 217～255HBS d1=20mm d2=23.6mm d3=25mm

66、 深溝軸承305 L2=43mm =15mm =10mm L=208mm Ft=579.1N Fr=210.8N RAz=289.55N RAy=105.4N MDz=30113.2N·mm MDy=10961.6N·mm MD=32046.2N·mm =34748.5N·mm =12.83MPa 強(qiáng)度足夠 45鋼 調(diào)質(zhì) 217~255HBS d1=33.5mm d2=40mm d3=45mm d4=53mm d5=67mm 深溝軸承309 L2=93mm =15mm =10mm L=218mm Ft=2046.5N Fr=744.9N RAz=1073.3N RAy=37