一級齒輪減速器

機(jī)械設(shè)計(jì)根底課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：一級圓柱齒輪減速器院系:機(jī)械與材料工程學(xué)院專業(yè):汽車效勞工程班級:A1561 學(xué)號：15 設(shè)計(jì)者:盅指導(dǎo)教師：海洲成績:2017年12月目錄緒論6一、初步設(shè)計(jì)71.1設(shè)計(jì)任務(wù)書7.專業(yè)1.3 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定792.1 電動(dòng)機(jī)類型和構(gòu)造的選擇 92.2 電動(dòng)機(jī)功率的選擇 92.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速102.4 確定電動(dòng)機(jī)構(gòu)造尺寸11123.1 計(jì)算總傳動(dòng)比 123.2 合理分配各級傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 123.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置各級傳動(dòng)功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩123.3.1 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速133.3.2 計(jì)算各軸的輸入功率133.3.3 計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩133.3.4 計(jì)算各軸的輸出功率143.3.5 計(jì)算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩14164.1 V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)164.1.3 驗(yàn)算帶速164.1.4 確定中心距a和普通V帶基準(zhǔn)長度Ld174.1.5 包角及其驗(yàn)算174.1.6 帶根數(shù)174.1.7 預(yù)緊力計(jì)算184.1.8 壓軸力計(jì)算184.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)184.2.3 選擇齒輪類型、材料、精度及參數(shù)184.2.4 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)展設(shè)計(jì)194.2.5 確定幾何尺寸204.2.6 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度204.2.7 齒輪的圓周速度214.2.8 齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算21五、軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算235.1 高速軸I軸的設(shè)計(jì)235.1.1 選擇軸的材料235.1.3 軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)，初定軸徑及軸向尺寸235.2 低速軸設(shè)計(jì)245.2.1 選擇軸的材料245.2.2 初步估算軸的最小直徑245.2.3 軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)，初定軸徑及軸向尺寸245.3 校核軸的強(qiáng)度255.3.1 按彎扭合成校核高速軸的強(qiáng)度255.3.2 按彎扭合成校核低速軸的強(qiáng)度27六、滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算306.1 高速軸上的滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)306.2 低速軸上的滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)31七、鍵連接的選擇和計(jì)算337.1 高速軸 V 帶輪用鍵連接337.1.1 選用鍵類型337.1.2 鍵的強(qiáng)度校核337.2 低速軸齒輪用鍵連接337.2.1 選用鍵類型337.2.2 鍵的強(qiáng)度校核347.3 低速軸聯(lián)軸器用鍵連接347.3.1 選用鍵類型347.3.2 鍵的強(qiáng)度校核 34八、聯(lián)軸器的選擇358.1 聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩計(jì)算358.2 許用轉(zhuǎn)速358.3 配合軸徑358.4 配合長度35九、潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇369.1 潤滑方式369.2 潤滑油牌號及用量369.3 密封裝置 -37-十、鑄造減速器箱體的主要構(gòu)造尺寸 錯(cuò)誤!未定義書簽?？偨Y(jié) 錯(cuò)誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn)： - 40 -緒論本論文主要容是進(jìn)展一級圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)用到了 7a械設(shè)計(jì)根底?、淅械制圖? ?工程力學(xué)? ?公差與互換性建多門課程知識，并運(yùn)用 7AUTOCAD?軟件 進(jìn)展繪圖，因此是一個(gè)非常重要的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)，也是一次全面的、規(guī)的實(shí)踐訓(xùn)練。通過這次訓(xùn)練，使我們在眾多方面得到了鍛煉和培養(yǎng)。主要表達(dá)在如下幾個(gè)方面：1培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)的能力，通過傳動(dòng)方案的擬定，設(shè)計(jì)計(jì)算，構(gòu)造設(shè)計(jì)，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)及編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書等各個(gè)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生掌握一般機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)容、步驟和方法，并在設(shè)計(jì)構(gòu)思、設(shè)計(jì)技能等方面得到相應(yīng)的鍛煉。2通過對通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動(dòng)或簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)，使我們掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法， 樹立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。3另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的能力。4加強(qiáng)了我們Office軟件中Word功能的認(rèn)識和運(yùn)用。計(jì)算及說明結(jié)果一、初步設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)課題：帶式輸送機(jī)上的一級圓柱齒輪減速器。設(shè)計(jì)說明：1）運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)。2）起動(dòng)載荷為名義載荷的 1.25倍。3）傳開工彳年限5年，每日工作24小時(shí)。4）輸送帶速度允許誤差為土 5%。1.2原始數(shù)據(jù)1.3一一一參數(shù)編號1傳動(dòng)輸送帶工作拉力FN2300系統(tǒng)輸送帶工作速度V m/s1.5方案滾筒直徑D/mm400的每日工作時(shí)數(shù)T/h24擬傳開工作年限/a5士根據(jù)本課程設(shè)計(jì)要求，采用單級圓柱齒輪（斜齒）減速器傳動(dòng)方案，其傳動(dòng)簡圖如下：圖1 一級直齒圓柱齒輪減速器帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)示意圖1.V帶傳動(dòng)2.電動(dòng)機(jī)3.圓柱齒輪減速器4.聯(lián)軸器5.輸送帶6滾筒二、電動(dòng)機(jī)的選擇2.1電動(dòng)機(jī)類型和構(gòu)造的選擇選才i Y型全封閉籠型三相異步電機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自選擇Y型全 封閉籠型三扇冷電動(dòng)機(jī)，其構(gòu)造簡單，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。2.2電動(dòng)機(jī)功率的選擇電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為Pd -PwkW a工作機(jī)所需工作功率為Fv Pw kW1000因此Fv Pd kW1000 a由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為式中：1、2、3、 4、5分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和滾筒的傳動(dòng)效率。取中=0.96,乎=0.99藤子軸承），3 0.97（齒輪精度8級，不包括軸承效率），4 0.99（齒輪聯(lián)軸器），5 0.96,那么相異步電機(jī)計(jì)算及說明結(jié)果儂,=0.96X 0.992X 0.97X 0.99X 0.96=0.87所以電機(jī)所需的工作功率：R 二斤-3(100。.甲彳)二(2300 X 1.5)/(1000 X 0.87)=3.97(kw)2.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒軸工作轉(zhuǎn)速為口君崎=60x1000 v/(7T U)二(60X 1000X 1.5)/400 兀=71.62 r/min根據(jù)推薦的傳動(dòng)比合理圍：取圓柱齒輪一級減速器傳動(dòng)比為36。取V帶的傳動(dòng)比為24。那么總傳動(dòng)比理論圍為62 4。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選為：二(6 24)X 71.62r/min =429.72 1718.87 r/min那么符合這一圍的同步轉(zhuǎn)速有：75R 1000和1500r/min一 . .' _ _取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i1 2 4, 一級圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i2 3 6 ,那么總傳動(dòng)比合理圍為ia 624 ,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選圍為nd ia n (6 20) 111.41 668.46 2228.2r / minPd=3.97 kwn 卷筒=71.62 (r/min)計(jì)算及說明結(jié)果方案電機(jī)型號額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）XKg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-45.5150014406820.113.366.002Y132M2-65.510009608413.403.354.003Y160M2-85.575072011910.052.234.50表1.電動(dòng)機(jī)選擇方案及參數(shù)選用Y160M2-8 型號的電 機(jī)，額定功 率 5.5KW, 滿載轉(zhuǎn)速 720r/min表2.電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)型號額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩Y160M2-85.57507202.22.32.4確定電動(dòng)機(jī)構(gòu)造尺寸圖2電動(dòng)機(jī)形狀及尺寸寸一表3電動(dòng)機(jī)安裝及有關(guān)尺寸主要參數(shù)中心高外形尺寸L'AC/2+ADHD底腳安裝尺寸A'B地腳螺栓直徑K軸伸尺寸D E鍵公稱尺寸Fh132520 X 345X 315216X 1781228 X 8010X41三、傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算3.1 計(jì)算總傳動(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可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為：%二算，片二5靛=720/71.62=10.05總傳動(dòng)比等于各傳動(dòng)比的乘積01口 h式中小ii分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比3.2 合理分配各級傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比齒輪的傳動(dòng)比圍約為36,取ii=4.5114因?yàn)椋?1所以：L。= 1" 'ii=10.05/4.5=2.233.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置各級傳動(dòng)功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為I軸，n軸，以及i0 ,9.為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比701 , Y12,為相鄰兩軸的傳動(dòng)效率P, Pn,為各軸的輸入功率kwia=10.05i0=2.23計(jì)算及說明結(jié)果Ti , Tn,.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩N mn：, nn,.為各軸的輸入轉(zhuǎn)速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#數(shù)3.3.1 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速1 軸：n I =n m/ i 0=720/ 2.23=322.29r/minn軸：nn = n i/ i i=322.29/4.5=71.62 (r/min)卷筒軸：nm = n n3.3.2 計(jì)算各軸的輸入功率I 軸：Pi=PdX 中1=PdX 邛=3.97 X 0.96=3.81kwII 軸：P n = PiXyi2= P 1*42X坨=3.81 X 0.99X 0.97=3.66kw卷筒軸：Pm= Pn 咋3 = Pn 刀2 中=3.66 X0.99X 0.97=3.58kw3.3.3計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩n1=332.29r/minnn =71.62r/minPi =3.81(kw)Pn=3.66(kw)Prn =3.58(kw)計(jì)算及說明結(jié)果電動(dòng)機(jī)：Td=9550 - Pd/nm=9550 X 3.97/720=52.60N - mI 軸：Ti = Td - i0 - r01=T d , i0 , q=52.60X 2.23X 0.96=112.81N - mn 軸：Tn= T i - i1 中2=T I , i1 , 22 , Y4=112.81 X4.5X 0.99X 0.97=497.52N - m3.3.4 計(jì)算各軸的輸出功率由于in軸的輸出功率分別為輸入功舉乘以軸承效率，故：I軸：P'kPiXr1軸承=3.81 X 0.99=3.77kwII軸：P= Px邛由承=3.66X 0.99=3.62kw3.3.5 計(jì)算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩由于In軸的輸出轉(zhuǎn)矩分別為輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率，那么：I軸：丁產(chǎn)TiXy1軸承=112.81X0.99=111.68 N mTd=52.6 NmTi=112 .81NmTn=497 .52NmPi'= 3.77kwP' n = 3.62kw i = 111.68 N - m計(jì)算及說明結(jié)果n 軸：丁 n = TnXt軸承=497.52X0.99=492.55N - m表4各級傳動(dòng)功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩T n = 492.55N m參數(shù)輸入功率kW轉(zhuǎn)速 n r/min輸入轉(zhuǎn)矩T Nm傳動(dòng)比i效率電動(dòng)機(jī)軸3.9772052.602.230.96軸I3.81322.29112.814.500.96軸II3.6671.62497.52計(jì)算及說明結(jié)果四、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.1.1 計(jì)算功率平穩(wěn)載荷，查表8.4可得工況系數(shù)計(jì)算功率片=心產(chǎn)=L 1或5, 5 = 5, 0"病4.1.2 帶型選擇根據(jù)匚1，由圖8.6初選A型，由表8.1取小帶輪基準(zhǔn)直徑4-15而加修的 (1 £).d2 -三？4 0 一 婷那么大帶輪基準(zhǔn)直徑的=2.23乂 150x(1- 0 02) = 32840由表8.1取&=4。°附用(雖使n2略有減少，但其誤差小于5%,故允許)4.1.3 驗(yàn)算帶速y _ 并 d17r帶速：1000x60= 720xl50xjr/(1000x60)5.65/b介于525m/s圍，故適宜Ka=1.1Pc=6.05Kwd1=150 mmd2=400 mmV=5.65 m/s計(jì)算及說明結(jié)果4.1.4確定中心距a和普通V帶基準(zhǔn)長度Ld確定帶長和中心距 a0.7 di+d2& a)w 2 di+d20.7X 150+400< a0<2X 150+400385W1100初定中心距與二500的，那么帶長為& =況 +孤心+%)+如廠丫4劭=2x500-k7T(l 50+ 400)/2 + 400-150尸 7(4 乂 50 0)= 18S4,75wam由表8.5選取A型V帶的基準(zhǔn)長度 Ld=1900mm實(shí)際中心距上=500 + (1900-189475)/2 = 502 63根制4.1.5包角及其驗(yàn)算,二國_ 57加由)驗(yàn)算小帶輪上的包角a 1:a=180 - 57 3x(400 -150)/ 502 533 3適宜4.1.6帶根數(shù)由 n1=720r/min,d 1=150mm,麻 8.3得 P0=3.08Kw;小 8.5得 Kl=1.00, 麻8.3 得 AP°=0.5Kw;查表 8.7 得 K «=0.95Ld=1900 mma=502.6 3mma1 =159o計(jì)算及說明結(jié)果z =b確定帶的根數(shù)：飛4卜丹)工工=6.05/3.08+0.30X 1.00X 0.95=2.68故取3根A型V帶4.1.7預(yù)緊力計(jì)算A型V帶線密度q=0.11kg/m%=500.空,"'/-I + "口預(yù)緊力：WF=500 X6.05X2.5/0.95-1/ 3X 5.65+0.11X5.652=294.59 N4.1.8壓軸力計(jì)算%=2右.耳.而(，壓軸力：二=2 X 3X 294.59X sin(159/2)=1740.67NV帶輪米用HT200制造，允許最大圓周速度為25m/s。4.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.2.1 選擇齒輪類型、材料、精度及參數(shù)Z=3Fo=294.9NFq=1740 .67N由于傳遞功率較小，轉(zhuǎn)速較低，有輕微載荷，小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面，小齒輪的材料為45號鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS,大齒輪選用45號鋼正火，齒面硬度為 200HBS,齒輪精度初選 8級。4.2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)展設(shè)計(jì)1許用接觸應(yīng)力極限應(yīng)力 ,：“一一:一=1一4戈250+350 = 70口貸ajrjizni ji廣 572.7 3MPaTi=112.805Nm仃印訕?二 18x200+ 350= 6300口用 inns取平安系數(shù)口 - 許用接觸應(yīng)力L .一 11*=700/1 1 = 636.363=630/1.1 = 572 73A/Pa取兩者中的較小者作為【b1/帶入計(jì)算2計(jì)算小齒輪分度圓直徑止補(bǔ)向館方二9550工1000產(chǎn)51小齒輪轉(zhuǎn)矩1看二9550 艾 lOOOX c - ,CCC CCCCCUC'Z3.81/322.29=112805.24N.mm單級齒輪傳動(dòng)軸承相對齒輪對稱分布，取齒寬系數(shù)()d=1取微小沖擊取載荷系數(shù)K=1.1標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh=2.4由表9.5,取彈Tt系數(shù)Ze=189.8計(jì)算及說明結(jié)果小齒輪計(jì)算直徑1寸"孔J 183 S x2.a 2 2 xl 1 x 112S05 .244 +13 f1 yv n1v m .73 ) "1< 4.5 )=59.27mm4.2.3確定幾何尺寸取小齒輪齒數(shù) Zi=201大齒輪齒數(shù) 叼一 1 /一 4.5X 20=90模數(shù)網(wǎng)59.27/20=2.96查表9.1,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=3小齒輪分度圓直徑 由二小，司=3X 20=60mmm=3大齒輪分度圓直徑力 111 /3X 90=270mmdi=60中心距=(60+270)/2=165mmmm齒寬 靶 11 x 60=60mmd2=270 mm取大齒輪齒寬瓦 6 60mma=165那么小齒輪齒范121 6)60+5=65mmmmb=60mm4.2.4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度b2=bbi=65mm1許用齒根應(yīng)力極限應(yīng)力%皿=0.死+充0計(jì)算及說明結(jié)果crFlinl = 0,8x250+380 = 58023仃 二 0 3x200+380 = 540A/Pa c um3取平安系數(shù)474許用齒根應(yīng)力【口1萬一brii?f小二兄0/1.4 =41429Wacr =540/1,4 =3S5,71a(2啦算齒根應(yīng)力由表9.8,經(jīng)線性插值取復(fù)合齒形系數(shù) ?網(wǎng)- 4052 339齒根應(yīng)力,二家1/他4網(wǎng)5n = 2x1.2x112805.24x4,05/(5x60x3) = oc85885.91MPa%=2 江2 x 11280524 x 3,沏(6° 匯 270 * 3)= 20.37MPa結(jié)論：一口,一。由，滿足設(shè)計(jì)要求4.2.5齒輪的圓周速度_ /% _ 3_14乂60*322 2gV- 60x100060000=1.01m/s對照表11-2可知選用8級精度是合宜的4.2.6齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算qF1 = 414.29MPa 孫2 = 385.71MPa作產(chǎn) 85.91MPa 年2 =20.37MPaV=1.01 m/s計(jì)算及說明結(jié)果名稱代號計(jì)算公式與結(jié)果m=30=200 h=1 c=0.25 Z1二20Z2=90d1=60d2=270a=165 da1=66 da2=276df1=52.5 df2=262.5hf=3.75 h=6.75p=9.42 s=4.71e=4.71 Pd=8.85模數(shù)m3壓力角a20齒頂局系數(shù)h*1頂隙系數(shù)* c0.25小齒輪齒數(shù)Z120大齒輪齒數(shù)Z290小齒輪分度圓直徑did1=m.z1=60mm大齒輪分度圓直徑d2d2=m.z2=270mm中心距aa=(d1+d2)/2=165mm齒頂圓直徑d- d加da=m(z+2h a*);da1=66mm;da2=276mm齒根圓直徑dfi、 df2df=m(z-2ha*-2c*);df1=52.5mm;df2=262.5mm齒頂局haha=ha*m=3mm齒根高h(yuǎn)fhf=(h a*+c*)m=3.75mm齒高h(yuǎn)h=(2h a*+c*)m=6.75mm齒距Pp= jm=9.42mm齒厚ss= Tm/2=4.71mm齒槽寬ee= jm/2=4.71mm基圓齒距PdPb= Tmcos c=8.85mm螺旋方向右旋表6齒輪幾何尺寸五、軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1 高速軸I軸的設(shè)計(jì)5.1.1 選擇軸的材料選用45#調(diào)質(zhì)，硬度 217255HBs5.1.2 初步估算軸的最小直徑軸的輸入功率為 P i=3.81KW轉(zhuǎn)速為 ni =322.29r/min根據(jù)課本P20513-2式，并查表13-2,取c=115d=26.19 mmL1=60 mmL2=70Mm5.1.3軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)，初定軸徑及軸向尺寸從大帶輪開場右起第一段，由于帶輪與軸通過鍵聯(lián)接，那么軸應(yīng)該增加5%,取 D1=30mm,又帶輪的寬度B= m-1 e+2 f =3-1x 18+2x 8=52 mm那么第一段長度 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,那么取第二段的長度 L2=70mm。右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，那么軸承有徑向力,而軸向力為零，選用6208型軸承，其尺寸為dx DX B=40X 80X 18,那么該L3=20mm段的直徑為 D3=40mm,長度為 L3=20mm。計(jì)算及說明結(jié)果右起第四段，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,分度圓直彳至為60mm,齒輪的寬度為 65mm,那么，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。5.2低速軸設(shè)計(jì)5.2.1 選擇軸的材料選用45#調(diào)質(zhì)，硬度 217255HBs5.2.2 初步估算軸的最小直徑軸的輸入功率為 P n =3.66KW轉(zhuǎn)速為 n n =71.62 r/min5.2.3 軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)，初定軸徑及軸向尺寸從聯(lián)軸器開場右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵聯(lián)接，那么軸應(yīng)該增加5%, 取45mm,根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc=K aX Tn =1.1 X 497.52=547.27N.mm,查標(biāo)準(zhǔn) GB/T 501"2003,選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長度為l1=84mm,L4=10 mmL5=65 mmL6 = 10 mmL7=18 mmd=42.66 mm計(jì)算及說明結(jié)果軸段長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)L1=82mmL2=74mm軸承端蓋的裝拆及便于對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，那么軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6211型軸承，其尺寸為 dXDXB=55 X 100X 21,那么該段的直徑為55mm,長度為L3=36mm。L3=36mm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,那么第四段的直徑取60mm,齒輪范為L4=58mmb=60mm ,為了保證定位的可晶性，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D5二L5=10mm66mm，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=21mmL6=21mm。5.3校核軸的強(qiáng)度5.3.1按號扭tr成校核圖速軸的獨(dú)度（i）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 =112805.24N mm求圓周力：FtFt=3760.17NFt=2T 1/d1=2 X 112805.24/60=3760.17NFr=1368.7N求徑向力FrFr=Ft - tan(=3760.17 xtan200=1368.70N計(jì)算及說明結(jié)果2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=FV2 =1880.09N垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承那么Fa=0那么 Ra' =Rb' =Fr >62/124=684.35N3畫彎矩圖右起第四段剖面C處的彎矩：水平面的彎矩： Mc=RaX 62/1000=116.57N.m垂直面的彎矩： Mei' = Mc2' =Ra' X 62/1000=42.43N.m合成甯矩：心 二 Mg 二岐;十M口; = 7116.572+42.43s =4畫轉(zhuǎn)矩圖：T= FtXd1/2/1000=112.805Nm5回當(dāng)量彎矩圖因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，a =0.6可得右起第四段剖面 C處的當(dāng)量彎矩：減二十97y二1旬-3；1#,活6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。Me=141.31N.m ,儼1 =60Mpa 那么：oe= Me/W= Me/(0.1 - D43)=141.31 X 1000/(0.1 X 483)=12.78N.m< f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：M0二=忒 0.6x112.幻尸二 67型# 加Ra= Rb=684.35NM C1= Mc2= 124.05NmT=112.805NmMe=141 .31Nm色= 12.78 Nm計(jì)算及說明結(jié)果e= Md/W= M d/(0.1 - D13)=67.68 X 1000/(0.1 X 303)=25.07Nm< o-1,平安。色=25.07Nm(7)繪制彎矩、扭矩圖圖4高速軸的受力、彎矩、合成彎矩、轉(zhuǎn)矩、計(jì)算彎矩圖5.3,2按彎扭合成校核低速軸的強(qiáng)度(1)求齒輪上作用力的大小、方向大齒輪分度圓直徑：d1=270mmFt=3685.35N作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T2=497521.88N mm求圓周力：FtFt=2T2/d 2=2 X 497521.88/270=3685.35N求徑向力FrF尸F(xiàn)t tanc=3685.35Xtan200=1341.47N(2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：R=Rb=FJ2 = 1842.67N垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承那么Fa=0那么 Ra' =Rb' =Fr >62/124= 670.73N(3)畫學(xué)矩圖右起第四段剖面C處的彎矩：水平面的彎矩： Mc=RaX 62/1000= 114.25Nm垂直面的彎矩： Mci' = Mc2' =Ra' X 62/1000=41.59Nm合成甯矩：二 乂門二十此，=7114 S53-f41二121一5卬麗(4)畫轉(zhuǎn)矩圖：T= Ft X d2/2=497.522 Nm(5)回當(dāng)量彎矩圖因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，a =0.6可得右起第四段剖面 C處的當(dāng)量彎矩：旅二,叫二十尊療=322.32加(6)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。Me=322.32Nm ,=60Mpa 那么：6 Me/W= Me/(0.1 - D43)=322.32X 1000/(0.1 X6C3)=14.92Nm< v1Fr=1341 .47NRa=670 .3NMc1=121 .58NmT=497.522NmMe=322 .32Nm0e= 14.92Nm計(jì)算及說明結(jié)果右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩4M口二4ar)也 0.6X e= Md/W= MD/(0.1 - D13) =298.51X1000/(0 所以確定的尺寸是平安的。 (7膾制彎矩、扭矩圖且其J497.1X4事徑較小，故該面也為危險(xiǎn)葡522 二 29&5%53)=32.76Nm< (?1t面：0e=32.76Nm-*1 JLu-f(I -K i h I 長青«* 里如MBF黑 睪rsa 里野* 集餐*葡i ! V 1F,111lR* i114j1hx卜. I111卜415 vfdT19Nn麻Ij .'： Nn k11 丐/1kriT辨息麗iininnnii,圖5低速軸的受力、，彎矩、合成彎矩、轉(zhuǎn)矩、計(jì)算彎矩圖計(jì)一算及說明結(jié)果六、滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算6.1 高速軸上的滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)根據(jù)條件，24小時(shí)制，五年，軸承預(yù)計(jì)壽命5X 365X 24=43800小時(shí)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，必須求出當(dāng)量動(dòng)載荷P深溝球軸承查表16-13取靜載荷系數(shù) X0=0.6F 動(dòng)載荷 P-Xo.Fr-0.6X 1368.70-821.22N即軸承在Fr=1368.70N和Fa=0N作用下的使用壽命， 相當(dāng)于在純徑向載荷為821.22N作用卜的使用壽命。2求軸承所需的徑向根本額定載荷值輕微載荷查表16-9取載荷系數(shù)fp-1.2,因工作溫度/、圖查表 16-8取溫度系數(shù)ft-1-駕 J=12x32122"畢_M劃。3ft 10 A1106-9323.92KN3選擇軸承型號查設(shè)計(jì)手冊,選擇 6208軸承，其 Cr=29.5KN>9.32KN4軸承壽命校核6208軸承的壽命：2嗎=_匚> so *60國力尸60x322.291 2x821 22P-821 .22NC-9323 .92Kn選擇6208軸 承計(jì)算及說明結(jié)果=1387215>>43800預(yù)期壽命足夠，此軸承合格6.2低速軸上的滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)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，必須求出當(dāng)量動(dòng)載荷P深溝球軸承查表16-13取靜載荷系數(shù) X0=0.6F 動(dòng)載荷 P-Xo.Fr-0.6X 1341.47-804.88N2求軸承應(yīng)有的徑向根本額定載荷值輕微載荷查表16-9取載荷系數(shù)fp-1.2,因工作溫度/、圖查表 16-8取溫度系數(shù)ft-1*狂工106= 12x3ME3x(60x71/2x4jgQ0)i110手-5535.18KN3軸承選型查課程設(shè)計(jì)手冊，選擇6211軸承 Cr=43.2KN4軸承壽命校核6211軸承壽命:咫 - 6鮑 力尸 -60x71.62 1 2x804.3® ；=6630484>>46720P- 804.88NC-5535 .18kN選擇6211軸 承計(jì)算及說明結(jié)果，預(yù)期壽命足夠，此軸承合格表8滾動(dòng)軸承參數(shù)參數(shù)軸承型號根本額定動(dòng)載荷N高速軸軸承62089323.92低速軸軸承62115535.18七、鍵的選擇和計(jì)算7.1 高速軸V帶輪用鍵連接7.1.1 選用鍵類型此段軸徑 di=30mm,L i=60mm根據(jù)軸徑查7a械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊 ？或GB/T 1096-2003 ,選用A型平鍵，鍵規(guī)格為：GB/T 1096 鍵8X7X45 ,即鍵寬b=8mm;鍵深h=7mm;鍵長L=45mm,軸上轉(zhuǎn)矩 T=112.81N - m7.1.2 鍵的強(qiáng)度校核cp=(p=4 - T/(d h L)卬23.87MPa=4 X 112.81X 1000/30X7X45=23.87Mpa < 午(110Mpa)7.2 低速軸齒輪用鍵連接7.2.1 選用鍵類型輸出軸與齒輪連接用平鍵連接軸徑 d3=60mmL3=58mmTn =497.52Nm根據(jù)軸徑查？M械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊 ？或GB/T 1096-2003 ,選用A型平鍵，鍵規(guī)格為：GB/T 1096 鍵18X11X50 ,即鍵寬 b=18mm;鍵深 h=11mm;鍵長 L=50mm7.2 .凝的強(qiáng)度校核曠4 Tn/d h 1=4 X497.52X 1000/60X 11X 50=30.15Mpa < 卬(110Mpa)7.3 低速軸聯(lián)軸器用鍵連接7.3.1 選用鍵類型軸徑 d2=45mm L2=63mm T2=497.52N - m根據(jù)軸徑查7a械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊 ？或GB/T 1096-2003 ,選用A型平鍵,鍵規(guī)格為：GB/T 1096 鍵14X9X60 ,即鍵寬 b=14mm;鍵深 h=9mm;鍵長 L=60mm7.3.2 鍵的強(qiáng)度校核(p=4 - Ti / d - h l=4 X 497.52X 1000/45X 9X60<p=30.15MPa<p= 40.95MPa=40.95Mpa < <p (110Mpa)表10各鍵參數(shù)參數(shù)型號鍵高高速軸帶輪鍵A 鍵 8x7457低速軸齒輪鍵A 鍵 18x115011低速軸聯(lián)軸器鍵B 鍵 14x9609八、聯(lián)軸器的選擇8.1 聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩計(jì)算由于兩軸相對位移很小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且構(gòu)造簡單，對緩沖要求不高，應(yīng)選用彈性柱銷聯(lián)軸器。T c=計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc=K AXTn=1.1 X497.52=547.27N.m,547.27Nm其中Ka為工況系數(shù)，輕微載荷取Ka=1.18.2 許用轉(zhuǎn)速根據(jù)Tc,軸徑d,軸的轉(zhuǎn)速n,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014 2003選用LX3型彈性柱銷聯(lián)，其額定轉(zhuǎn)矩T=1250N.m,許用車t速n=4700r/min,故符合要求。8.3 配合軸徑根據(jù)四章軸的設(shè)計(jì)及淅械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊裱8-7彈性柱銷聯(lián)軸器GB/T5014-2003中LX3型聯(lián)軸器軸孔直徑，選定配合軸徑d=45mm。8.4 配合長度由選定聯(lián)軸器的類型及型號查淅械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊？表8-7軸孔長度，選擇Y型軸孔，那么軸孔長度L=82mm。聯(lián)軸器相關(guān)參數(shù)如表 8所示表8聯(lián)軸器參數(shù)聯(lián)軸器型號許用轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速配合軸徑配合長度LX3547.27Nm4700r/min45mm82mm九、潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇9.1 潤滑方式1 .齒輪V 12m/ s ,選用浸油潤滑，因此機(jī)體需要有足夠的潤滑油，用以潤滑和散熱。同時(shí)為了防止油攪動(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。對于單級減速器，浸油深度約為一個(gè)齒高， 這樣就可以決定所需油 量，單級傳動(dòng)，每傳遞1kW需油量V0 0.35 0.7m3。2對于滾動(dòng)軸承來說，由于齒輪圓周速度V 2m/s,傳動(dòng)件的速度不高，濺油效果不大，選用潤滑脂。這樣構(gòu)造簡單，易于密封，維護(hù)方便，使?jié)櫥煽?。為?止軸承室中的潤滑脂流入箱而造成油脂混合，在箱體軸承座箱一側(cè)裝設(shè)甩油盤。9.2 潤滑油牌號及用量齒輪潤滑選用150號機(jī)械油，最低最高油面距1020mm,需油量約為1.5L。軸承潤滑選用2L3型潤滑脂，用油量為軸承間隙的 1/31/2為宜。9.3 密封裝置1 .箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2 .觀察孔和油孔等處接合面的密封 在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)展密封3 .軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部軸的外伸端與透蓋的間隙，選用J型油封加以密封4 .軸承靠近機(jī)體壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承部十、鑄造減速箱體的主要構(gòu)造尺寸表7鑄造減速器箱體主要構(gòu)造尺寸計(jì)算結(jié)果d=8 d2=8ho=i2 hi=i2h2=8e=ii ei=ii d=2on=4d2=i6 d3=i2d4=io d5=8Di=io D2=32ci=ci =26C2=C2 =22Do=D o =i8D=i2Di=ioH=i7iHi=i9i H2=i54 li=44Li=59Ro=ri=2 =3名稱代號尺寸mm底座壁厚d8箱蓋壁厚di8座上部凸緣厚度hoi2底座下部凸緣厚度hii2軸承座連接螺栓凸緣厚度h28底座加強(qiáng)肋厚度eii箱底加強(qiáng)肋厚度eiii地腳螺栓直徑d20地腳螺栓數(shù)目n4軸承座連接螺栓直徑d2i6底座與箱蓋連接螺栓直徑d3i2軸承蓋固定螺釘直徑d4io視孔蓋固定螺釘直徑d58軸承蓋螺釘分布直徑Diio軸承座凸緣端囿直徑D232螺栓孔凸緣的配置尺寸Ci、C2、D 026, 22, i8地腳螺栓孔凸緣的配置尺寸Ci、C2、D 026,22,i8箱體壁與齒頂圓的距離Di2箱體壁與齒輪端面的距離Diio底座深度Hi7i底座局度Hii9i箱蓋高度H2i54外箱壁至軸承座端面距離li44箱底壁橫向?qū)挾萀i59其他圓角Ro、i、23- word.zl-參考文獻(xiàn)：1立德.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M.第四版.：高等教育，2013.7 2立德，羅衛(wèi)平機(jī)械設(shè)計(jì)根底M 第四版 . ：高等教育， 2013.73龔淮義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊第3版M.第一版.：高等教育，2004.14?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊?編委會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 .齒輪傳動(dòng) M 第 4 版. ： 機(jī)械工業(yè)， 2007.35 ?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊?編委會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)M 第 4 版. ：機(jī)械工業(yè)， 2007.26?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊?編委會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 .滾動(dòng)軸承 M 第 4 版 . ： 機(jī)械工業(yè)， 2007.37展.實(shí)用機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊M.第一版.：機(jī)械工業(yè)，2012.10