課程設(shè)計(jì)---二級齒輪減速器

1、<p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　題 目： 二級齒輪減速器 </p><p>　　院 系： 機(jī)械制造及其自動化 </p><p>　　班 級： xxxxxxx </p><p>　　姓 名： xxxxxx </p>

2、<p>　　學(xué) 號： 1xxxxxxxxxx </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　日 期： xxxxxxx </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　傳動裝置的總體設(shè)計(jì)-

3、-----------------------------------3</p><p>　　(一)設(shè)計(jì)題目-------------------------------------------3</p><p>　　(二)選擇電動機(jī)-----------------------------------------3</p><p>　　(三)計(jì)算傳動裝置的總傳動比

4、-----------------------------4</p><p>　　(四)計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)-----------------------5</p><p>　　傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算------------------------------------6</p><p>　　(一)高速級斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)------------------

5、-------6</p><p>　　(二)低速級斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)------------------------11</p><p>　　(三)驗(yàn)證兩個(gè)大齒輪潤滑的合理性------------------------17</p><p><b>　　軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(一)高速軸(即軸Ⅰ)的設(shè)

6、計(jì)計(jì)算--------------------------17</p><p>　　(二)中間軸(即軸Ⅱ)的設(shè)計(jì)計(jì)算--------------------------19</p><p>　　(三)輸出軸(即軸Ⅲ)的設(shè)計(jì)計(jì)算--------------------------21</p><p>　　(四)整體結(jié)構(gòu)的的最初設(shè)計(jì)-------------------

7、-----------25</p><p>　　參考文獻(xiàn)---------------------------------------------28</p><p>　　一、傳動裝置的總體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　(一)設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目為：帶式運(yùn)輸機(jī)傳送裝置</p>

8、;<p>　　1.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求：</p><p>　　設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)要求：</p><p>　　F=2100N；d=260mm；v=0.8m/s</p><p>　　機(jī)器年產(chǎn)量：大批；機(jī)器工作環(huán)境：有塵；</p><p>　　機(jī)器載荷特性：平穩(wěn)；機(jī)器最短工作年限：五年2班。</p><p><

9、;b>　　2.傳動裝置簡圖：</b></p><p><b>　　（二）選擇電動機(jī)</b></p><p>　　1.選擇電動機(jī)的類型</p><p>　　按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動機(jī)。全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。</p><p>　　2.選擇電動機(jī)的容量</p>

10、<p>　　工作機(jī)的有效功率為：</p><p>　　從電動機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為：</p><p>　　式中：分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動、卷筒的傳動效率。由表9.1取。則：</p><p>　　所以電動機(jī)所需要的工作功率為：</p><p><b>　　3.確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速</b></p>

11、<p>　　按表9.1推薦的傳動比合理范圍，二級圓柱齒輪減速器傳動比，而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為：</p><p>　　所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：</p><p>　　符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min三種。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機(jī)，另

12、需要其中電機(jī)工作所需工作功率：。</p><p>　　根據(jù)電動機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由本書的表14.1或有關(guān)手冊選定電動機(jī)型號為Y112M-6。其主要性能如下表：</p><p>　　電動機(jī)的主要安裝尺寸及外形尺寸如下：（mm）</p><p>　?。ㄈ?、計(jì)算傳動裝置的總傳動比</p><p><b>　　1.總傳動比為：</

13、b></p><p><b>　　2．分配傳動比：</b></p><p>　　考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相接近，取，故：</p><p>　?。ㄋ模┯?jì)算傳動裝置各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)</p><p><b>　　1.各軸的轉(zhuǎn)速</b></p><p><b&

14、gt;　?、褫S</b></p><p><b>　?、蜉S</b></p><p><b>　?、筝S</b></p><p><b>　　卷筒軸</b></p><p><b>　　2.各軸的輸入功率</b></p><

15、;p><b>　?、褫S</b></p><p><b>　?、蜉S</b></p><p><b>　　Ⅲ軸</b></p><p><b>　　卷筒軸</b></p><p><b>　　3.各軸的輸出轉(zhuǎn)矩</b><

16、;/p><p>　　電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為</p><p><b>　　所以： </b></p><p><b>　　Ⅰ軸</b></p><p><b>　?、蜉S</b></p><p><b>　　Ⅲ軸</b></p>

17、;<p><b>　　卷筒軸</b></p><p>　　將上述計(jì)算結(jié)果匯總于下表得:</p><p>　　二.傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　?。ㄒ唬⒏咚偌壭饼X圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)</p><p>　　1．選擇材料、熱處理方式及精度等級</p><p>　　考慮到此考慮到卷筒

18、機(jī)傳遞功率約3kW，且該齒輪傳動為閉式傳動。故大、小齒輪均選用40Cr，表面淬火，由表6.2（參考文獻(xiàn)【1】）得到齒面硬度為48~55HRC，選用7級精度。</p><p>　　2.初步計(jì)算傳動主要尺寸</p><p>　　因?yàn)榇蟆⑿↓X輪均選用硬齒面，齒面抗點(diǎn)蝕能力較強(qiáng)所以初步?jīng)Q定按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動的主要參數(shù)及尺寸。由式（6.25），即</p><p>

19、;<b>　　式中各參數(shù)為：</b></p><p>　　1)小齒輪傳遞的扭矩</p><p>　　2) 初選,（根據(jù)多次設(shè)計(jì)計(jì)算知道此值不會根切，后面予以說明計(jì)算校驗(yàn)，最小根切齒數(shù)）則，考慮中心距及減速器的結(jié)構(gòu)尺寸問題，選取，則,在范圍內(nèi)。</p><p><b>　　3)初選。</b></p><p

20、>　　4)初選螺旋角，由式(6.1)得端面重合度:</p><p>　　則查圖6.22查得重合度系數(shù)</p><p>　　5)硬齒面非對稱布置，按表6.6選取</p><p>　　6)由式(6.2)，軸面重合度：</p><p>　　由圖6.28查得：螺旋角系數(shù)：</p><p><b>　　7) &

21、lt;/b></p><p><b>　　當(dāng)量齒數(shù)：</b></p><p>　　由(參考文獻(xiàn)[1])圖6.20查得：</p><p>　　由(參考文獻(xiàn)[1])圖6.21查得：（均由插值得到）</p><p>　　8) 許用彎曲應(yīng)力可由(參考文獻(xiàn)[1])式6.29，即算得。</p><p>

22、　　由圖6.29h查得接觸疲勞極限應(yīng)力</p><p>　　由表6.7查得安全系數(shù)</p><p>　　小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)系數(shù)分別為：</p><p>　　由圖6.32查得壽命系數(shù)</p><p><b>　　故需用彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　所以</b&g

23、t;</p><p><b>　　則，初算模數(shù)：</b></p><p><b>　　3.計(jì)算傳動尺寸</b></p><p>　?。?)計(jì)算載荷系數(shù)K</p><p>　　由表6.3查得使用系數(shù)（平穩(wěn)）</p><p>　　由圖6.7查得動載系數(shù)</p>&l

24、t;p>　　由圖6.12查得齒向載荷分布系數(shù)</p><p>　　由圖6.7查得齒間載荷分布系數(shù)</p><p><b>　　則</b></p><p>　?。?)對進(jìn)行修正，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)</p><p><b>　　圓整后取</b></p><p><b&g

25、t;　?。?)計(jì)算傳動尺寸</b></p><p><b>　　中心距：</b></p><p><b>　　圓整為 </b></p><p><b>　　則修整螺旋角</b></p><p><b>　　所以</b></p>&

26、lt;p><b>　　取 </b></p><p>　　(3)校核最小不根切齒數(shù)：</p><p>　　則 ，則可知不會發(fā)生根切現(xiàn)象</p><p>　　(4)校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度</p><p>　　由式(6.20)，即</p><p><b>　　式中各參數(shù)：</b>

27、;</p><p>　　1）K、T1、b、值同前</p><p><b>　　2)齒數(shù)比</b></p><p>　　3)查表6.5得彈性系數(shù)</p><p>　　4) 查圖6.15得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)</p><p>　　5) 查圖6.16得重合度系數(shù)</p><p>　　6)

28、 查圖6.26得重合度系數(shù)</p><p>　　7) 查式6.26，許用接觸應(yīng)力由算得</p><p>　　由圖6.29g查得基礎(chǔ)疲勞接觸疲勞極限應(yīng)力</p><p>　　由圖6.30查得壽命系數(shù)（允許有局部點(diǎn)蝕），</p><p>　　由圖6.7查得安全系數(shù)，故</p><p><b>　　則</b&

29、gt;</p><p>　　即滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。</p><p>　　(6)計(jì)算齒輪傳動其他尺寸</p><p><b>　　高速級齒輪參數(shù)列表</b></p><p>　?。ǘ?、低速級斜齒圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)（二級傳動）</p><p>　　1．選擇齒輪材料、熱處理方式及精度等級</p&

30、gt;<p>　　考慮到此考慮到卷筒機(jī)傳遞功率約3kW，且該齒輪傳動為閉式傳動。故大、小齒輪均選用40Cr，表面淬火，由表6.2（參考文獻(xiàn)【1】）得到齒面硬度為48~55HRC，選用7級精度。</p><p>　　2.初步計(jì)算傳動主要尺寸</p><p>　　因?yàn)榇?、小齒輪均選用硬齒面，齒面抗點(diǎn)蝕能力較強(qiáng)所以初步?jīng)Q定按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動的主要參數(shù)及尺寸。由式（6.

31、25），即</p><p><b>　　式中各參數(shù)為：</b></p><p>　　1)小齒輪傳遞的扭矩</p><p>　　2) 初選,（根據(jù)多次設(shè)計(jì)計(jì)算知道此值不會根切，后面予以說明計(jì)算校驗(yàn)，最小根切齒數(shù)）則，考慮中心距及減速器的結(jié)構(gòu)尺寸問題，選取，則,在范圍內(nèi)。</p><p><b>　　3)初選。&l

32、t;/b></p><p>　　4)初選螺旋角，由式(6.1)得端面重合度:</p><p>　　則查圖6.22查得重合度系數(shù)</p><p>　　5)硬齒面非對稱布置，按表6.6選取</p><p>　　6)由式(6.2)，軸面重合度：</p><p>　　由圖6.28查得：螺旋角系數(shù)：</p>

33、<p><b>　　7) </b></p><p><b>　　當(dāng)量齒數(shù)：</b></p><p>　　由(參考文獻(xiàn)[1])圖6.20查得：</p><p>　　由(參考文獻(xiàn)[1])圖6.21查得：（均由插值得到）</p><p>　　8) 許用彎曲應(yīng)力可由(參考文獻(xiàn)[1])式6.29，

34、即算得。</p><p>　　由圖6.29h查得接觸疲勞極限應(yīng)力</p><p>　　由表6.7查得安全系數(shù)</p><p>　　小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)系數(shù)分別為：</p><p>　　由圖6.32查得壽命系數(shù)</p><p><b>　　故需用彎曲應(yīng)力</b></p><p

35、><b>　　所以</b></p><p><b>　　則，初算模數(shù)：</b></p><p><b>　　3.計(jì)算傳動尺寸</b></p><p>　　（1)計(jì)算載荷系數(shù)K</p><p>　　由表6.3查得使用系數(shù)（平穩(wěn)）</p><p>　　

36、由圖6.7查得動載系數(shù)</p><p>　　由圖6.12查得齒向載荷分布系數(shù)</p><p>　　由圖6.7查得齒間載荷分布系數(shù)</p><p><b>　　則</b></p><p>　?。?)對進(jìn)行修正，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)</p><p><b>　　圓整后取</b><

37、;/p><p><b>　?。?)計(jì)算傳動尺寸</b></p><p><b>　　中心距：</b></p><p><b>　　圓整為 </b></p><p><b>　　則修整螺旋角</b></p><p><b>　　

38、所以</b></p><p><b>　　取 </b></p><p>　　(3)校核最小不根切齒數(shù)：</p><p>　　則 ，則可知不會發(fā)生根切現(xiàn)象</p><p>　　(4)校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度</p><p>　　由式(6.20)，即</p><p>&

39、lt;b>　　式中各參數(shù)：</b></p><p>　　1）K、T3、b、值同前</p><p><b>　　2)齒數(shù)比</b></p><p>　　3)查表6.5得彈性系數(shù)</p><p>　　4) 查圖6.15得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)</p><p>　　5) 查圖6.16得重合度系數(shù)

40、</p><p>　　6) 查圖6.26得重合度系數(shù)</p><p>　　7) 查式6.26，許用接觸應(yīng)力由算得</p><p>　　由圖6.29g查得基礎(chǔ)疲勞接觸疲勞極限應(yīng)力</p><p>　　由圖6.30查得壽命系數(shù)（允許有局部點(diǎn)蝕），</p><p>　　由圖6.7查得安全系數(shù)，故</p><

41、;p><b>　　則</b></p><p>　　即滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。</p><p>　　(6)計(jì)算齒輪傳動其他尺寸</p><p>　　低速級齒輪參數(shù)列表 </p><p>　　低速級大齒輪尺寸規(guī)格：</p><p><b>　　圖中，；；</b></

42、p><p><b>　?。?；</b></p><p><b>　　,取=126mm;</b></p><p><b>　　，取=28mm；</b></p><p><b>　　，取=10mm；</b></p><p><b>

43、　　，取C=8mm;</b></p><p><b>　　,取=60mm;</b></p><p><b>　　；</b></p><p>　　（三）驗(yàn)證兩個(gè)大齒輪潤滑的合理性</p><p>　　兩個(gè)大齒輪直徑分別為：，。浸油深度不能過深也不能過淺，通常一般的推薦值為滿足浸油潤滑的條件

44、為油的深度大于10mm，小于三分之一的半徑大小。斜齒輪4半徑的三分之一是34.7mm。經(jīng)驗(yàn)證可以知道能夠滿足浸油要求，故不需要加帶油輪。</p><p><b>　　三.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　(一)高速軸(即軸Ⅰ)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1. 軸的基本參數(shù)--Ⅰ軸：</p><p><b

45、>　　作用在齒輪上的力：</b></p><p><b>　　2.選擇軸的材料</b></p><p>　　考慮結(jié)構(gòu)尺寸可能出現(xiàn)的特殊要求（一號小齒輪，其材料45鋼調(diào)質(zhì)處理則有可能需要使用齒輪軸）傳遞力矩及高轉(zhuǎn)速，選用40Cr材料</p><p>　　熱處理方式為調(diào)質(zhì)，能獲得良好的綜合機(jī)械性能。</p><

46、p><b>　　3.初算軸徑</b></p><p><b>　　按彎扭強(qiáng)度計(jì)算：</b></p><p>　　考慮到軸上鍵槽適當(dāng)增加軸直徑，。</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　C——由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻(xiàn)[1]表9.4中查

47、得C值，40Cr 為106~97考慮扭矩大于彎矩，取小值C=97。</p><p>　　P——軸傳遞的功率（單位kW）。 \* MERGEFORMAT </p><p>　　n——軸的轉(zhuǎn)速。 \* MERGEFORMAT </p><p>　　4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　(1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式</p>&l

48、t;p>　　為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體用剖分結(jié)構(gòu)形式。因傳遞功率小，齒輪減速器效率高，發(fā)熱小，估計(jì)軸不會很長，故軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設(shè)計(jì)的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖：輸出軸的草圖1 所示，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端1開始設(shè)計(jì)。</p><p>　　(2)聯(lián)軸器及軸端1</p><p>　　上述所求的的，就是軸段1的直徑，又考慮到軸段1上安裝聯(lián)

49、軸器，因此1的設(shè)計(jì)與聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。</p><p>　　為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差，隔離振動，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表12.1(參考文獻(xiàn)[1])可?。篕=1.5，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　其中型號為LT4的聯(lián)軸器系列公稱轉(zhuǎn)矩滿足，根據(jù)文獻(xiàn)2表14.2，電動機(jī)的軸頸，故可定制直徑為20

50、mm的LT4聯(lián)軸器，記作LT4 20×40 GB/T 4323-2002。,而其長度，取。</p><p><b>　　(3)軸段2</b></p><p>　　在確定軸段2的直徑時(shí)候，應(yīng)該考慮聯(lián)軸器的固定與密封兩個(gè)方面。</p><p>　　但考慮齒輪線速度，即軸承不能通過齒輪甩油進(jìn)行潤滑，由于工作環(huán)境有塵，選用唇形圈密封。<

51、/p><p>　　聯(lián)軸器的右端軸肩固定，由圖9.8中的公式計(jì)算得軸肩高度，可取h=1mm,則軸段2直徑。</p><p>　　(4)軸段3和軸段7</p><p>　　考慮使用斜齒輪。齒輪有軸向力，軸承類型為角接觸球軸承。考慮軸徑及安裝，暫取7205C,查得d=25mm,D=52mm,B=15mm。故取軸段3的直徑為。</p><p><b

52、>　　(5)軸段6</b></p><p>　　由圖9.8中的公式計(jì)算得，軸段6的軸肩應(yīng)為（0.07~0.1）20=1.4~2mm。初取軸肩2mm,則初算可取直徑為29mm.</p><p><b>　　(6)軸段4</b></p><p>　　軸段4的軸肩也為（0.07~0.1）20=1.4~2mm。軸肩取2mm,則直徑為2

53、4mm。</p><p>　　但考慮到可能使用齒輪軸，需進(jìn)行計(jì)算，知e<2.5 m=5mm,則齒輪結(jié)構(gòu)形式必須選取齒輪軸形式，則知不需要圖中的軸端5的軸肩定位。</p><p><b>　　(7)軸段長度</b></p><p>　　軸段具體長度要綜合考慮其他2根軸的尺寸和聯(lián)軸器端面到箱體軸承透蓋的距離確定。</p><

54、;p><b>　　5.軸上鍵校核設(shè)計(jì)</b></p><p>　　輸入軸只有軸段1上有鍵，計(jì)算時(shí)計(jì)算軸上所需鍵最短長度，軸段1上鍵長大于所需最短工作長度即可。</p><p>　　連接為動連接，載荷輕微振動，且鍵材料均選用45號鋼，查表可得：，取。需滿足：</p><p>　　其中由軸的直徑16mm，可取鍵的尺寸b×h=5

55、15;5mm。</p><p><b>　　則可解得: </b></p><p>　　其連接的聯(lián)軸器處長為42mm，則鍵可選長度為38mm。</p><p>　　(二)中間軸(即軸Ⅱ)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1. 軸的基本參數(shù)--Ⅱ軸：</p><p>　　計(jì)算得作用在齒輪上的力：<

56、/p><p><b>　　2.選擇軸的材料</b></p><p>　　選用40Cr，熱處理方式為調(diào)質(zhì)，能獲得良好的綜合機(jī)械性能。</p><p><b>　　3.初算軸徑</b></p><p><b>　　按彎扭強(qiáng)度計(jì)算：</b></p><p>　　考

57、慮到軸上鍵槽適當(dāng)增加軸直徑，。</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　C——由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻(xiàn)[1]表9.4中查得C值，40Cr 為106~97考慮扭矩大于彎矩，取小值C=97。</p><p>　　P2——軸Ⅱ傳遞的功率（單位kW）。 \* MERGEFORMAT </p><

58、;p>　　n——軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速。 \* MERGEFORMAT </p><p>　　4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　(1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設(shè)計(jì)的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖：中間軸的草圖1 所示，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端1開始設(shè)計(jì)。</p><p>

59、;<b>　　(2)軸段1</b></p><p>　　初選角接觸球軸承7206C,查得d=30mm,D=62mm,B=16mm。故取軸段1的直徑為。</p><p>　　(3)軸段2與軸段4</p><p>　　為了方便齒輪的拆裝,則初算可得直徑為。</p><p>　　考慮可能出現(xiàn)的齒輪軸問題，進(jìn)行校核計(jì)算，分度圓直

60、徑為61.72mm，其中鍵的尺寸為：b×h=8×7mm，則e=61.72/2-32/2--3.03-3.3=8.56mm>2.5×m=6.25mm，所以不需要做成齒輪軸，可方便拆卸齒輪與軸分開設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　(4)軸段3</b></p><p>　　軸段3的軸肩根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書要求，?。?～12）mm，軸肩取8

61、mm,則直徑為38mm。</p><p><b>　　(5)軸段長度</b></p><p>　　軸段具體長度要綜合考慮其他2根軸的尺寸和聯(lián)軸器端面到箱體軸承透蓋的距離綜合草圖進(jìn)行確定。</p><p><b>　　5.軸上鍵校核</b></p><p>　　中間軸軸段2與軸段4上有鍵，計(jì)算時(shí)計(jì)算軸

62、上所需鍵最短長度，其鍵長大于所需最短工作長度即可。</p><p>　　連接為動連接，載荷輕微振動，且鍵材料均選用45號鋼，查表可得：，取。需滿足：</p><p>　　其中由軸的直徑32mm，可取鍵的尺寸b×h=10×8mm。</p><p><b>　　則可解得: </b></p><p>　　查

63、表得安全工作的最小鍵長為14mm。</p><p>　　此軸上兩個(gè)鍵槽處為兩個(gè)齒輪：2、3號齒輪，其中2號（高速軸上的大齒輪）齒寬為21mm，3號齒輪（低速軸上的小齒輪）齒寬為40mm。則2、3齒輪的齒寬符合，取2號齒輪處鍵長15mm，取3號齒輪鍵長取35mm。</p><p>　　(三)輸出軸(即軸Ⅲ)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1. 軸的基本參數(shù)--Ⅲ軸：&

64、lt;/p><p>　　則經(jīng)過計(jì)算可得作用在齒輪上的力：</p><p><b>　　2.選擇軸的材料</b></p><p>　　考慮使用45號鋼的時(shí)候軸可能會比較粗，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且第三根軸傳遞力矩較大，故選用40Cr，熱處理方式為調(diào)質(zhì)，能獲得良好的綜合機(jī)械性能。</p><p><b>　　3.初算軸徑<

65、/b></p><p><b>　　按彎扭強(qiáng)度計(jì)算：</b></p><p>　　考慮到軸上鍵槽適當(dāng)增加軸直徑，。</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　C——由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻(xiàn)[1]表9.4中查得C值，40Cr 為106~97考慮扭矩大于彎矩，取

66、小值C=97。</p><p>　　P2——軸III傳遞的功率（單位kW）。 \* MERGEFORMAT </p><p>　　n——軸III的轉(zhuǎn)速。 \* MERGEFORMAT </p><p>　　4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　(1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　為方便軸承部件的裝拆

67、，減速器的機(jī)體用剖分結(jié)構(gòu)形式。因傳遞功率小，齒輪減速器效率高，發(fā)熱小，估計(jì)軸不會很長，故軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設(shè)計(jì)的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖：中間軸的草圖1 所示，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端7開始設(shè)計(jì)。</p><p>　　(2)軸段7及聯(lián)軸器</p><p>　　軸段7的直徑，需要考慮到上述所求的及軸段1上安裝聯(lián)軸器，因此與聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。<

68、/p><p>　　為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差，隔離振動，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表12.1(參考文獻(xiàn)[1])可?。篕=1.5，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　其中型號為LH3的彈性套柱銷聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩滿足，定制直徑為32mm的聯(lián)軸器， 型號記作LH3 32×82 GB/T 5014。，長度，取

69、。</p><p><b>　　(3)軸段6</b></p><p>　　考慮聯(lián)軸器的軸向固定，軸段6直徑。</p><p>　　(4)軸段5和軸段1</p><p>　　考慮使用斜齒輪，齒輪有軸向力，軸承類型為角接觸球軸承。軸段5需要考慮軸承直徑及安裝，查表12.2（參考文獻(xiàn)[2]）角接觸軸承，暫取7208C,查得d=

70、40mm,D=80mm,B=18mm。一根軸上兩個(gè)軸承應(yīng)該為相同型號，故取軸段5和軸段1的直徑為：。</p><p>　　(5)軸段2和軸段4</p><p>　　軸承2處用以安裝大齒輪-齒輪4，為了方便齒輪的安裝、拆卸，取，軸肩直徑滿足，長度。</p><p><b>　　(6)軸段5</b></p><p>　　軸段

71、5的軸肩為滿足軸承固定的要求，則直徑為47mm。</p><p><b>　　(7)軸段長度</b></p><p>　　軸段長度可綜合草圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　5.軸上鍵校核</b></p><p>　　中間軸軸段7與軸段4上有鍵，計(jì)算時(shí)計(jì)算軸上所需鍵最短長度，其鍵長大于所需最短

72、工作長度即可。</p><p>　　連接為動連接，載荷輕微振動，且鍵材料均選用45號鋼，查表可得：，取。需滿足：</p><p>　　(1) 軸段4與大齒輪連接處的鍵</p><p>　　其中軸段4的直徑42mm，可取鍵的尺寸b×h=12×8mm。</p><p><b>　　則可解得: </b>&l

73、t;/p><p>　　查表取鍵長為34mm。</p><p>　　此軸段鍵槽處為低速齒輪大齒輪：4號齒輪，其齒寬為37mm。齒輪的齒寬符合最小鍵長要求。</p><p>　　(2) 軸段7與聯(lián)軸器連接處的鍵</p><p>　　其中軸段7的直徑32mm，可取鍵的尺寸b×h=10×8mm。</p><p>

74、;<b>　　則可解得: </b></p><p>　　查表取鍵長為73mm。</p><p><b>　　6.軸的強(qiáng)度校核</b></p><p>　　(1)畫軸的受力簡圖</p><p><b>　　輸出軸的受力:</b></p><p><b

75、>　　畫出軸的受力簡圖</b></p><p>　　首先, 確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí),查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》20-149表20.6-7.對于7208C型的角接觸球軸承,再根據(jù)中間軸的長度取值，因此,做為簡支梁的軸的支承跨距.經(jīng)計(jì)算得L1=105mm，L2=68.5mm，L3=64.5mm。</p><p>　　(2)計(jì)算支反力（取向上為垂直正方向，向前為水平正方向）</p&

76、gt;<p><b>　　水平面上:</b></p><p><b>　　垂直平面上:</b></p><p><b>　　軸承1的總支承反力</b></p><p><b>　　軸承2的總支承反力</b></p><p><b>

77、　　(3)畫彎矩圖</b></p><p><b>　　在水平面上：</b></p><p><b>　　a-a剖面左側(cè)，</b></p><p><b>　　a-a剖面右側(cè)：</b></p><p><b>　　在垂直面上：</b></

78、p><p><b>　　合成彎矩：</b></p><p><b>　　a-a剖面左側(cè): </b></p><p><b>　　a-a剖面右側(cè)：</b></p><p>　　(4)畫轉(zhuǎn)矩圖、彎矩圖</p><p><b>　　(5)校核軸的強(qiáng)度&l

79、t;/b></p><p>　　由彎矩圖可知，a-a截面左側(cè)，軸的彎矩最大，有轉(zhuǎn)矩，還有鍵槽引起的應(yīng)力集中，為危險(xiǎn)截面。</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]P205頁附表10.1 ：</p><p><b>　　抗彎剖面模量：</b></p><p><b>　　抗扭剖面模量</b><

80、/p><p><b>　　彎曲應(yīng)力：</b></p><p><b>　　扭剪應(yīng)力</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]P192頁表10.1和P201頁表10.4得，45號鋼調(diào)質(zhì)處理， \* MERGEFORMAT </p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]表10.1查得材料的等效系數(shù)，</

81、p><p>　　鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)，由附表10.4查得</p><p>　　絕對尺寸系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1]附圖10.1查得</p><p>　　軸磨削加工時(shí)的表面質(zhì)量系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1]附圖10.2查得</p><p><b>　　安全系數(shù)</b></p><p>　　所以a-a剖面是安全的，強(qiáng)

82、度滿足要求。</p><p><b>　　7.校核軸承壽命</b></p><p>　　由表12.3（參考文獻(xiàn)2）查得7208C軸承的。</p><p>　　(1)計(jì)算軸承的軸向力</p><p>　　軸承I、II內(nèi)部軸向力分別為</p><p>　　比較兩軸承的受力，因>及>，故只需

83、校核軸承I。</p><p>　　(2)計(jì)算當(dāng)量動載荷</p><p>　　由，由表10.13查得。</p><p>　　因?yàn)?gt;，所以查表插值可得：X=0.44,Y=1.31。</p><p><b>　　當(dāng)量動載荷為</b></p><p><b>　　(3)校核軸承壽命<

84、/b></p><p>　　軸承在以下工作，由表10.10查得。平穩(wěn)，由表10.11查得。</p><p><b>　　軸承I的壽命為</b></p><p>　　已知減速器使用5年兩班，則預(yù)期壽命為</p><p>　　>，故軸承壽命充裕。</p><p>　　8.環(huán)境有塵，且線速度

85、小于7m/s，故選用唇形密封圈密封。</p><p>　　(四)整體結(jié)構(gòu)的的最初設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.軸承的選擇</b></p><p>　　根據(jù)之前軸的結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)， 可知三個(gè)軸選擇的軸承分別為：</p><p>　　2.軸承潤滑方式及密封方式</p><p>　　齒輪1線速度與

86、齒輪2的線速度相等，即：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　但是考慮此處線速度并不是很大，而且減速器的尺寸比較大，有六個(gè)軸承，綜合考慮采用脂潤滑，需要擋油環(huán)。 工作環(huán)境有塵，密封方式暫采用唇形密封圈。</p><p>　　3.確定軸承端蓋的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　為方便固定軸承、實(shí)現(xiàn)較好的

87、密封性能以及調(diào)整軸承間隙并承受軸向力的作用，初步選用凸緣式軸承端蓋。</p><p>　　4．確定減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)方案并確定有關(guān)尺寸</p><p>　　由于需要大批量生產(chǎn)，需要考慮工作性能以及成本問題，機(jī)體采用剖分式，制造工藝選擇為鑄造。其機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸初選如下表：</p><p><b>　　四.設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn):</b></p>