課程設(shè)計--圓錐-圓柱齒輪減速器

1、<p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　2012—2013學年第一學期</p><p>　　設(shè)計題目： 圓錐-圓柱齒輪減速器 </p><p>　　起止日期：自 2012 年 12 月 25 日至 2013 年 1 月 2 日共 1

2、 周</p><p>　　指導教師（簽字）： 年 月 日</p><p>　　系（教研室）主任（簽字）： 年 月 日</p><p><b>　　機械設(shè)計</b></p><p>&l

3、t;b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　二級圓錐-圓柱齒輪減速器設(shè)計</p><p>　　起止日期： 2012 年 12 月 25 日 至 2013 年 1 月 2 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、傳動方案擬定

4、 1</p><p>　　二、電動機的選擇 2</p><p>　　三、運動、動力學參數(shù)計算 4</p><p>　　四、傳動零件的設(shè)計計算

5、 5</p><p>　　五、軸的設(shè)計 12</p><p>　　六、軸的校核 22</p><p>　　七、軸承

6、的校核 24 </p><p>　　八、鍵聯(lián)接的選擇和校核計算 27</p><p>　　九、減速器附件的選擇 29 </p><

7、;p>　　十、齒輪的密封與潤滑 29 </p><p>　　十一、設(shè)計小結(jié) 30</p><p>　　十二、參考文獻 30</p><p><b>　　一

8、傳動方案擬定</b></p><p>　?。ㄒ唬┰O(shè)計二級圓錐-圓柱齒輪減速器</p><p><b>　　1 原始數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　2 傳動方案示意圖</b></p><p><b>　　圖1</b></p><p>

9、<b>　　3 工作條件</b></p><p>　　三班制，使用年限為10 年，連續(xù)單向于運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，小批量生產(chǎn)，運輸鏈速度允許誤差為鏈速度的±5%。</p><p><b>　　4 工作量</b></p><p>　　1、傳動系統(tǒng)方案的分析；</p><p>　　2、電動機的選擇與

10、傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算；</p><p>　　3、傳動零件的設(shè)計計算；</p><p><b>　　4、軸的設(shè)計計算；</b></p><p>　　5、軸承及其組合部件選擇和軸承壽命校核；</p><p>　　6、鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇及校核；</p><p>　　7、減速器箱體，潤滑及附件的

11、設(shè)計；</p><p>　　8、裝配圖和零件圖的設(shè)計；</p><p><b>　　9、設(shè)計小結(jié)；</b></p><p><b>　　10、參考文獻；</b></p><p>　?。ǘ﹤鲃酉到y(tǒng)方案的分析</p><p>　　傳動方案見圖1，其擬定的依據(jù)是結(jié)構(gòu)緊湊且寬度尺寸

12、較小，傳動效率高，適用在惡劣環(huán)境下長期工作，雖然所用的錐齒輪比較貴，但此方案是最合理的。其減速器的傳動比為8-15，用于輸入軸于輸出軸相交而傳動比較大的傳動。</p><p><b>　　二、電動機選擇</b></p><p>　　1、電動機類型的選擇： </p><p>　　Y系列三相異步電動機。其具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低、維護方便等優(yōu)點。<

13、;/p><p>　　2、電動機功率選擇：</p><p>　　（1）工作機所需功率：</p><p><b>　　P=</b></p><p>　?。?）傳動裝置的總效率：</p><p>　　η總=η滾筒×η4軸承×η圓柱齒輪×η聯(lián)軸器×η圓錐齒輪</p

14、><p>　　=0.96×0.99×0.98×0.99×0.97</p><p><b>　　=0.85</b></p><p>　　(2)電動機的輸出功率：</p><p><b>　　Pd= P/η總</b></p><p>　　3、確

15、定電動機轉(zhuǎn)速：</p><p>　　計算工作機軸工作轉(zhuǎn)速：</p><p>　　按表14-2推薦的傳動比范圍，取圓柱齒輪和圓錐齒輪傳動的一級減速器傳動比范圍分別為2~3和3~5，則總傳動比范圍為I’d=6~15。故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=I’d×nw=（6~15）×100.32=601.92-1504.8r/min</p><p>　　可見同

16、步轉(zhuǎn)速為1000r/min ，1500r/min 的電動機都符合，這里初選同步轉(zhuǎn)速為1000r/min ，1500r/min 的兩種電動機進行比較，而轉(zhuǎn)速越高總傳動比越大傳動裝置的結(jié)構(gòu)會越大，成本越高。所以應(yīng)綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格及總傳動比。</p><p>　　由表中數(shù)據(jù)可知，方案1 的總傳動比小，傳種裝置結(jié)構(gòu)尺寸小，因此可采用方案1，選定電動機型號為Y132M2-6</p>

17、<p>　　三、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算</p><p>　?。ㄒ唬┯嬎憧倐鲃颖燃胺峙涓骷壍膫鲃颖?lt;/p><p>　　1、總傳動比：i=nm/nw=960/100.32=9.56</p><p>　　2、分配各級傳動比:</p><p>　　取i直=1.5 i錐</p><p>　　錐齒輪嚙合的傳動比：i1=

18、0.25i=2.39</p><p>　　圓柱齒輪嚙合的傳動比：i2=i/ i1=9.56/2.39=4</p><p>　　1.計算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p><b>　　nI=n=960</b></p><p>　　nII=nI/i1=960/2.39=402</p><p>　　

19、nIII=nII/i2=402/4=100.5</p><p>　　nIV= nIII=100.5</p><p>　　2.計算各軸的功率（kW）</p><p>　　PI=Pd·η聯(lián)軸器=4.2×0.99=4.16</p><p>　　PII=PI·η軸承·η圓錐齒輪=4.16×0.99&#

20、215;0.97=4.00</p><p>　　PIII=PII·η軸承·η圓柱齒輪=4×0.99×0.97=3.84</p><p>　　PIV= PⅢ*η軸承*η聯(lián)軸器=3.84×0.99×0.99=3.76</p><p>　　3.計算各軸扭矩（N·m）</p><p&g

21、t;　　Td=9550* Pd/ nm =41.78</p><p>　　TI=9550*PI/nI=41.38</p><p>　　TII=9550*PII/nII=95.02</p><p>　　TIII=9550*PIII/nIII=364.90</p><p>　　TW=9550* PW/nW=357.29</p>&l

22、t;p>　　Td、TI、TII、TIII、TW=依次為電動機軸，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ和工作機軸的輸入轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　四、傳動零件的設(shè)計計算</p><p>　?。ㄒ唬﹫A錐齒輪的設(shè)計計算</p><p>　　已知輸入功率P1=PⅠ=4.16Kw,小齒輪的轉(zhuǎn)速為960r/min，齒數(shù)比為u=3，由電動機驅(qū)動，工作壽命為10年（每年工作300天），3班制，帶式輸送

23、，工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。</p><p>　　1．選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　?。?）運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用7 級精度。（GB10095-88）</p><p>　　（2）材料選擇由《機械設(shè)計（第八版）》表10-1 小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS，大齒輪材料為45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為230HBS，二者材料硬度

24、相差30HBS。</p><p>　?。?)選小齒輪齒數(shù),則大齒輪齒數(shù)。</p><p>　　2．確定材料需用接觸應(yīng)力</p><p>　　由圖7-18a查的MQ線得</p><p>　　σHlim1=720Mpa σHlim2 =580Mpa </p><p>　　552MP

25、a 686MPa </p><p>　　由表7-8取得S=1.05</p><p>　　3．接觸疲勞強度進行設(shè)計計算</p><p>　　(1) 小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 T1= TI=41.38N/m</p><p>　　(2）選取載荷系數(shù)K=1.3~1.6同小齒輪懸臂設(shè)置，取</p><p>　　(3)

26、 選取齒寬系數(shù)，取</p><p>　　(4) 選取重合度系數(shù)，取 </p><p>　　(5) 確定節(jié)點區(qū)域系數(shù)</p><p>　　(6）試算所需小齒輪直徑=93.88mm</p><p>　　4．確定實際載荷系數(shù)K與修正所計算的分度圓</p><p>　　(1)確定使用系數(shù)，按電動機驅(qū)動，載荷平穩(wěn)。查表7-2取=

27、1</p><p>　　(2)計算平均圓周速度</p><p>　　查表7-7題目給定的7級精度足夠，由齒輪精度查7-8確定Kv=1.18</p><p>　　(3)確定齒間在和分配系數(shù)</p><p><b>　　錐距</b></p><p><b>　　齒寬</b><

28、;/p><p>　　圓周力計算 </p><p><b>　　單位載荷計算</b></p><p>　　（4）查表7-12取 </p><p><b>　?。?）計算在和系數(shù)</b></p><p>　　（6）分度圓直徑矯正</p><p>

29、<b>　?。?）計算模數(shù)</b></p><p>　　5、齒根彎曲疲勞強度設(shè)計</p><p>　　（1）由圖7-21確定彎曲極限應(yīng)力值，取</p><p>　　（2）由已知條件取彎曲疲勞壽命系數(shù)</p><p>　?。?）由表7-8確定彎曲疲勞安全系數(shù)，查得Sf=1.25</p><p>　　

30、（4）由圖7-23確定尺寸系數(shù)</p><p>　　（5）計算彎曲強度許用應(yīng)力</p><p><b>　?。?）確定齒形系數(shù)</b></p><p>　　圓錐角=arctan u=71.57° =90°-71.57°=18.43°</p><p><b>　　當量齒數(shù)&

31、lt;/b></p><p><b>　　查圖7-16取</b></p><p>　　（7）確定應(yīng)力校正系數(shù)，根據(jù)Zv1和Zv2由圖7-17查得</p><p><b>　　（8）計算大小齒輪</b></p><p>　　大齒輪的數(shù)值大,選用大齒輪的尺寸設(shè)計計算.</p><

32、;p>　　(9)將個值代入公式 </p><p>　　對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強度所承載的能力。而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，取決于齒輪直徑。按GB/T1357-1987 圓整為標準模數(shù),取m=2.25mm 但為了同時滿足接觸疲勞強度，需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d 1 =108.88 mm 來計算應(yīng)有的齒數(shù)

33、.</p><p><b>　　錐齒輪分度圓直徑為</b></p><p><b>　　6. 機構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　小錐齒輪（齒輪1）大端齒頂圓直徑為110mm 采用實心結(jié)構(gòu)</p><p>　　大錐齒輪（齒輪2）大端齒頂圓直徑為331mm 采用腹板式結(jié)構(gòu)</p>&l

34、t;p>　?。ǘ┬饼X圓柱齒輪的設(shè)計計算</p><p>　　已知輸入功率為 =4.00kW、小齒輪轉(zhuǎn)速為 n =95.02r/min、齒數(shù)比為4。工作壽命10 年（設(shè)每年工作300 天），三班制，帶式輸送，工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。</p><p>　　1．選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　（1）運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度

35、。（GB10095-88）</p><p>　?。?）材料選擇由《機械設(shè)計（第八版）》表10-1 小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS，大齒輪材料為45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為230HBS，二者材料硬度相差30HBS。</p><p>　　（3)選小齒輪齒數(shù)=20 ,則大齒輪齒數(shù)。初選螺旋角β =14°</p><p>　　2.確定材料許用接觸應(yīng)力

36、</p><p>　?。?）確定接觸疲勞極限</p><p>　　由圖7-18a查的MQ線得</p><p>　　σHlim1=720Mpa σHlim2 =580Mpa </p><p><b>　　（2）確定壽命系數(shù)</b></p><p><b&g

37、t;　　小齒輪循環(huán)次數(shù)</b></p><p><b>　　大齒輪循環(huán)次數(shù)</b></p><p>　?。?）由圖7-20查 由表7-8取</p><p>　　（4）計算許用接觸應(yīng)力</p><p>　　3．接觸疲勞強度設(shè)計計算</p><p><b>　?。?）選定載荷系數(shù)

38、</b></p><p>　?。?）小齒輪轉(zhuǎn)矩T2=95.02</p><p>　?。?）確定齒寬系數(shù)=0.8</p><p>　　（4）確定材料貪心影響系數(shù)，查表7-5得材料影響系數(shù)</p><p>　　（5）由圖7-14得</p><p>　?。?）計算重合度 </p><p>

39、;　　（7）小齒輪直徑d1</p><p>　　4．確定實際載荷系數(shù)K與修正所計算的分度圓直徑</p><p><b>　?。?）確定使用系數(shù)</b></p><p><b>　?。?）計算圓周速度</b></p><p>　　故取8級精度合理，所以</p><p><

40、b>　?。?）齒寬初定</b></p><p>　　（4）單位載荷所以，</p><p><b>　　（5）由表7-4得</b></p><p><b>　?。?）載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　（7）分度圓直徑</b></p>&

41、lt;p><b>　　（8）計算模數(shù)</b></p><p>　　5．齒根彎曲疲勞強度設(shè)計</p><p>　　由彎曲強度的公式設(shè)計</p><p>　?。?）確定彎曲應(yīng)力極限值，由圖7-21取</p><p>　?。?）確定彎曲疲勞壽命系數(shù)，由圖7-22查得</p><p>　?。?）確定

42、彎曲疲勞安全系數(shù)，由表7-8查得</p><p>　?。?）確定尺寸系數(shù)，由圖7-23得</p><p>　　（5）計算需用彎曲應(yīng)力</p><p><b>　?。?）初步確定齒高</b></p><p><b>　　查得</b></p><p><b>　　計算載

43、荷</b></p><p>　　（7）由圖7-16和7-17查得</p><p><b>　?。?）計算大小齒輪</b></p><p>　　大齒輪數(shù)值大，所以選用大齒輪</p><p><b>　　（9）計算重合度</b></p><p>　　（10）代入以上數(shù)

44、據(jù)帶入公式計算</p><p>　　對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)m n 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強度所承載的能力。而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅取決于齒輪直徑。按GB/T1357-1987圓整為標準模數(shù),取但為了同時滿足接觸疲勞強度，需要按接觸疲勞強度，算得的分度圓直徑來計算應(yīng)有的齒數(shù).</p><p><b&g

45、t;　?。?1）尺寸設(shè)計</b></p><p>　　分度圓直徑 </p><p><b>　　齒頂圓直徑</b></p><p><b>　　齒根圓直徑</b></p><p><b>　　中心距</b><

46、;/p><p><b>　　齒寬</b></p><p><b>　　6．結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　小齒輪（齒輪1）齒頂圓直徑為66mm 采用實心結(jié)構(gòu)</p><p>　　大齒輪（齒輪2）齒頂圓直徑為252mm 采用腹板式結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　五

47、、軸的設(shè)計計算</b></p><p>　　1、輸入軸（I 軸)的設(shè)計</p><p>　　1．求輸入軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　?。?）已知</b></p><p>　　2．求作用在齒輪上的力</p><p><b>　　齒輪上的力</b>

48、</p><p><b>　　圓周力</b></p><p><b>　　徑向力</b></p><p><b>　　軸向力</b></p><p>　　3．選擇材料并按扭矩初算軸徑</p><p>　　先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45 鋼（調(diào)

49、質(zhì)）硬度217-255HBS，根據(jù)《機械設(shè)計（第八版）》表12-3，取A0 =115，得</p><p>　　輸入軸最小直徑處要連接聯(lián)軸器要有鍵槽，將直徑增大5%</p><p><b>　　4.初選聯(lián)軸器</b></p><p>　　最小直徑處要連接聯(lián)軸器要有鍵槽， 查表11-1，，查標準GB/T 5014-2003手冊，選YL5YL05 型

50、凸緣銷聯(lián)軸器其工稱轉(zhuǎn)矩為63N.m，而電動機軸的直徑為30mm 所以聯(lián)軸器的孔徑不能太小。取d 12 =30mm，半聯(lián)軸器長度L=82mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為60mm。</p><p><b>　　5.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b>　　擬定方案如下：</b></p><p>　?。?） 為了滿足半

51、聯(lián)軸器的軸向定位，12 段軸右端需制出一軸肩，故取23 段的直徑。左端用軸端擋圈定位，12 段長度應(yīng)適當小于L所以取mm</p><p>　　(2） 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由《機械設(shè)計課程設(shè)計》表13-1中初步選取0 基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為d × D× T =40mm×90mm

52、×25.25mm所以而這對軸承均采用軸肩進行軸向定位，由《機械設(shè)計課程設(shè)計》表13-1 查得30308型軸承的定位軸肩高度，因此取</p><p>　　(3）取安裝齒輪處的軸段67 的直徑；為使套筒可靠地壓緊軸承，56段應(yīng)略短于軸承寬度，故取</p><p>　　(4）軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距

53、離l = 30mm ，取L23 =50mm。</p><p>　　(5）錐齒輪輪轂寬度為50mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取由于Lb ≈ 2La ，故取mm</p><p>　?。?）軸上的周向定位</p><p>　　圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機械設(shè)計（第八版）》表6-1查得平鍵截面b ×h =10mm×8mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加

54、工，長為45mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為,同樣，半聯(lián)軸器處平鍵截面為b ×h ×l =10mm×8mm×50mm與軸的配合為,滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k5。</p><p>　?。?）確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　取軸端倒角為2×45°

55、，軸肩處的倒角可按R1.6-R2適當選取。</p><p><b>　　6.求軸上載荷</b></p><p>　　30308 型的a=19.5mm。所以倆軸承間支點距離為109.5mm 右軸承與齒輪間的距離為54.25mm。</p><p>　　7.按彎曲扭矩合成應(yīng)力校核軸強度</p><p>　　根據(jù)圖四可知右端軸承

56、支點截面為危險截面，由上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取α = 0.6，軸的計算應(yīng)力為</p><p>　　材料為45鋼查得 所以安全。</p><p>　　2．中間軸（II 軸）的設(shè)計</p><p>　　1．求輸入軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　已知：</b></p&

57、gt;<p>　　2．求作用在齒輪上的力</p><p>　　小斜齒輪分度圓直徑 </p><p><b>　　圓周力</b></p><p><b>　　徑向力</b></p><p><b>　　軸向力</b></p><p><

58、b>　　圓錐齒輪分度圓直徑</b></p><p>　　3．選擇材料并按扭矩初算軸徑</p><p>　　先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr （調(diào)質(zhì)）。根據(jù)《機械設(shè)計（第八版）》表12-3，取A0 =110，得</p><p>　　中間軸最小直徑顯然是安裝滾動軸承的直徑和</p><p>　　圓周力⻒

59、5;𝑡、徑向力𝐹𝑟及軸向力𝐹𝑎的方向如下圖所示</p><p><b>　　4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b>　　擬定方案如下：</b></p><p>　　（1）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾

60、子軸承，參照工作要求并根據(jù)> 24.21mm ，由《機械設(shè)計課程設(shè)計》表中初步選取0 基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為d ×D ×T = 30mm ×72mm ×20.75mm ，這對軸承均采用套筒進行軸向定位，由《機械設(shè)計課程設(shè)計》表查得30306型軸承的定位軸肩高度37mm，因此取套筒直徑37mm。</p><p>　?。?）取安裝齒輪

61、的軸段，錐齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位，已知錐齒輪輪轂長L = 42mm ，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h > 0.07d ，故取h = 4mm ，則軸環(huán)處的直徑為。</p><p>　　（3）已知圓柱直齒輪齒寬，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取</p><p>　　（4）齒輪距箱體內(nèi)比的距離為

62、a=16mm，大錐齒輪于大斜齒輪的距離為c=20mm，在確定滾動軸承的位置時應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s=8mm。則取</p><p>　?。?）軸上的周向定位</p><p>　　圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按d 2 ? 3由《機械設(shè)計（第八版）》表6-1查得平鍵截面b ×h =10mm×8mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為32mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，

63、故選擇齒輪輪轂與軸的配合為。圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機械設(shè)計（第八版）》表6-1查得平鍵截面b ×h =10mm×8mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。</p><p>　　（6）確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p&g

64、t;　　取軸端倒角為2×45°，軸肩處的倒角可按R1.6-R2適當選取</p><p><b>　　5.求軸上的載荷</b></p><p>　　根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖，在確定支點時查得30310 型的支點距離a=15.3mm。所以軸承跨距分別為L1=55.45mm，L2=74.5mm。L3=60.95mm 做出彎矩和扭矩圖。由圖可知斜齒輪

65、支點處的截面為危險截面，算出其彎矩和扭矩值如下：</p><p>　　7.按彎曲扭矩合成應(yīng)力校核軸強度</p><p>　　根據(jù)圖四可知右端軸承支點截面為危險截面，由上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取α = 0.6，軸的計算應(yīng)力為</p><p>　　材料為40Cr查得 所以安全。</p><p>　　3．輸出軸（II

66、I 軸）的設(shè)計</p><p>　　1．求輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　已知：</b></p><p>　　2．求作用在齒輪上的力</p><p>　　小斜齒輪分度圓直徑 </p><p><b>　　圓周力</b></p><p

67、><b>　　徑向力</b></p><p><b>　　軸向力</b></p><p>　　3．選擇材料并按扭矩初算軸徑</p><p>　　先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼 （調(diào)質(zhì)）。根據(jù)《機械設(shè)計（第八版）》表12-3，取A0 =112，得</p><p><b>

68、　　4.初選聯(lián)軸器</b></p><p>　　輸出軸最小直徑顯然是安裝滾動軸承的直徑，為了使所選的軸直徑d 12與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。最小直徑處要連接聯(lián)軸器要有鍵槽， 查表11-1，，查標準GB/T 5014-2003手冊，選HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器其工稱轉(zhuǎn)矩為1250N.m，半聯(lián)軸器孔徑。所以半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm。</p><

69、p><b>　　5.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b>　　擬定方案如下：</b></p><p>　?。?）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1 段軸左端需制出一軸肩，故取段的直徑，1 段右端用軸端擋圈定位，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應(yīng)比L1略短些，現(xiàn)取</p

70、><p>　　(2） 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由表13-1中初步選取0 基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承30310，其尺寸為d ×D ×T = 50mm ×110mm ×29.25mm，，因而可以取。右端軸承采用軸肩進行軸向定位，由《機械設(shè)計課程》表13-1查得30310 型軸承的定位軸肩高度，因此取.

71、</p><p>　?。?） 齒輪左端和左軸承之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為62mm，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,齒輪的輪轂直徑取為55mm 所以。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h > 0.07d ，故取h = 4mm ，則軸環(huán)處的直徑為。軸環(huán)寬度b ≥1.4h，取。</p><p>　　(4） 軸承端蓋的總寬度為20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆

72、及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離L = 30mm 故</p><p>　?。?） 齒輪距箱體內(nèi)比的距離為a=16mm，大錐齒輪于大斜齒輪的距離為c=20mm，在錐齒輪于大斜齒輪的距離為c=20mm，在確定滾動軸承的位置時應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s=8mm?？汕蟮?。</p><p>　　（6）齒輪距箱體內(nèi)比的距離為a=16mm，大錐齒輪于大斜齒輪的距離為c=

73、20mm，在確定滾動軸承的位置時應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s=8mm。則取</p><p>　　（7）軸上的周向定位</p><p>　　圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機械設(shè)計》表查得平鍵截面b ×h =16mm×10mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為。圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機械設(shè)

74、計（第八版）》表6-1查得平鍵截面70mm×12mm×8mm ，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為m5。</p><p>　?。?）確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　取軸端倒角為2×45°，軸肩處的倒角可按R1.6-R2適當選取</p><p><b>　

75、　6.求軸上的載荷</b></p><p>　　根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖，在確定支點時查得30310 型的支點距離a=23mm。所以軸承跨距分別為L1=61.25mm，L2=131.25mm.做出彎矩和扭矩圖。由圖可知斜齒輪支點處的截面為危險截面，算出其彎矩和扭矩值如下：</p><p>　　7.按彎曲扭矩合成應(yīng)力校核軸強度</p><p>　　根

76、據(jù)圖四可知右端軸承支點截面為危險截面，由上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取α = 0.6，軸的計算應(yīng)力為</p><p>　　材料為45鋼查得 所以安全。</p><p><b>　　六.軸的校核</b></p><p><b>　　校核軸III</b></p><p>&l

77、t;b>　　（1）判斷危險截面</b></p><p>　　由彎矩和扭矩圖可以看出齒輪中點處的應(yīng)力最大，從應(yīng)力集中對軸的影響來看，齒輪兩端處過盈配合引起的應(yīng)力集中最為嚴重，且影響程度相當。但是左截面不受扭矩作用故不用校核。中點處雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，而且這里軸的直徑比較大，故也不要校核。其他截面顯然不要校核，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核齒輪右端處的截面。</p

78、><p><b>　　（2）截面右側(cè)校核</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù) </b></p><p><b>　　抗扭截面系數(shù) </b></p><p><b>　　截面右側(cè)彎矩 </b></p><p><b

79、>　　截面上的扭矩 </b></p><p><b>　　截面上的彎曲應(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)質(zhì)處理。由表查得= 640MPa = 275MPa =155MPa</p><p>　　因r/d

80、=2.0/63=0.031,D/d=63/55=1.15插值查得</p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)為</p><p>　　由《機械設(shè)計》附圖尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。</p><p>　　軸按磨削加工， 由《機械設(shè)計（ 第八版）》附圖3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p><b>　　= 0.92</b></

81、p><p>　　軸未經(jīng)表面強化處理，即β q =1，則綜合系數(shù)為</p><p>　　又取碳鋼的特性系數(shù)為?σ = 0.1 ?τ = 0.05</p><p>　　計算安全系數(shù)Sca 值</p><p><b>　　故可知安全</b></p><p><b>　?。?）截面左側(cè)校核</

82、b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù) </b></p><p><b>　　抗扭截面系數(shù) </b></p><p><b>　　截面右側(cè)彎矩 </b></p><p><b>　　截面上的扭矩 </b></p><

83、p><b>　　截面上的彎曲應(yīng)力 </b></p><p><b>　　截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</b></p><p><b>　　過盈配合處</b></p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)為</p><p>　　計算安全系數(shù)Sca 值</p><p>

84、;<b>　　故可知安全</b></p><p><b>　　七、軸承的校核</b></p><p>　　1.輸入軸滾動軸承計算</p><p>　　初步選擇的滾動軸承為0基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為，軸向力 ， ，Y=1.7，X=0.4</p><p><b&

85、gt;　　則</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　

86、則 </b></p><p>　　2.中間軸滾動軸承計算</p><p>　　初步選擇的滾動軸承為0基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承30306。軸向力 ， ，Y=1.9，X=0.4</p><p>　　則 </p><p>　　則 </p>&l

87、t;p>　　則 </p><p>　　則 </p><p>　　則 </p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　故合格。</b></p><p>　　3.輸出軸軸滾動軸承計算&l

88、t;/p><p>　　初步選擇的滾動軸承為0基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承30310. 軸向力 ， ，Y=1.7，X=0.4</p><p>　　則 </p><p>　　則 </p><p>　　則 </p><p>　　則

89、 </p><p>　　則 </p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　故合格。</b></p><p>　　八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算</p><p><b>　　1.輸入軸鍵計算</b></p&g

90、t;<p>　　1、校核聯(lián)軸器處的鍵連接</p><p>　　該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。則鍵聯(lián)接的強度為：</p><p><b>　　故單鍵即可。</b></p><p>　　2、校核圓錐齒輪處的鍵連接</p><p>　　該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，鍵與輪轂鍵槽的接

91、觸高度。則鍵聯(lián)接的強度為：</p><p><b>　　故合格。</b></p><p><b>　　2.中間軸鍵計算</b></p><p>　　1、校核圓錐齒輪處的鍵連接</p><p>　　該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。則鍵聯(lián)接的強度為：</p>&l

92、t;p><b>　　故合格。</b></p><p>　　2、校核圓柱齒輪處的鍵連接</p><p>　　該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。則鍵聯(lián)接的強度為：</p><p><b>　　故合格。</b></p><p><b>　　3.輸出軸鍵計算</

93、b></p><p>　　1、校核聯(lián)軸器處的鍵連接</p><p>　　該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。則鍵聯(lián)接的強度為：</p><p><b>　　故合格。</b></p><p>　　2、校核圓柱齒輪處的鍵連接</p><p>　　該處選用普通平鍵尺寸為，接觸

94、長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。則鍵聯(lián)接的強度為：</p><p><b>　　故合格。</b></p><p>　　九、減速器附件的選擇</p><p>　　由《機械設(shè)計課程設(shè)計》選定通氣帽為；油標為壓配式圓形的油標A20JB/T 7491.1-1995；外六角油塞及封油墊；箱座吊耳，吊環(huán)螺釘為螺釘GB825-88）M16；啟蓋螺釘M8。<

95、;/p><p>　　十、齒輪的密封與潤滑</p><p>　　齒輪采用潤滑油潤滑，由《機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》選名稱為工業(yè)閉式齒輪油(GB-5903-1995)，代號為L-CKC220潤滑劑。因為齒輪的速度小于12m/s，所以圓錐齒輪浸入油的深度約一個齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x≥30~50mm。因為大圓錐齒輪的線速度為4.87m/s>2m/s,可以利用齒輪飛濺的油潤

96、滑軸承，并通過油槽潤滑其他軸上的軸承，且有散熱作用，效果較好。對箱體進行密封為了防止外界的灰塵，水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑牧魇А?lt;/p><p><b>　　十一、設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　通過這次對圓錐圓柱二級減速器的設(shè)計，使我們真正的了解了機械設(shè)計的概念，在這次設(shè)計過程中，反反復復的演算一方面不斷的讓我們接進正確，另一方面也在考驗我們我們的耐心，思

97、維的嚴密性和做研究的嚴謹性。我想這也是這次設(shè)計我們是喲應(yīng)該達到的。這些讓我感受頗深。通過三個星期的設(shè)計實踐，我們真正感受到了設(shè)計過程的謹密性，為我們以后的工作打下了一定的基礎(chǔ)。</p><p>　　機械設(shè)計是機械這門學科的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)，是一門綜合性較強的技術(shù)課程，他融匯了多門學科中的許多知識，例如，《機械設(shè)計》，《材料力學》，《工程力學》，《機械設(shè)計課程設(shè)計》等，我們對先前學的和一些未知的知識都有了新的認識。也讓我

98、們認識到，自己還有好多東西還不知道，以后更要加深自己的知識內(nèi)涵，同時，也非常感謝老師對我們悉心的指導，得已讓我們能更好的設(shè)計。</p><p><b>　　十二、參考文獻</b></p><p>　　黃華梁、彭文生編《機械設(shè)計》四版 高等教育出版社2007</p><p>　　王旭、王積森 《機械設(shè)計課程設(shè)計》 機械工業(yè)出版社 2003<