機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)--二級(jí)齒輪減速器

1、<p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p>　　題 目： 二級(jí)齒輪減速器 </p><p>　　院 系： 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　姓 名： </p>

2、<p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　日 期： 2014.1.7 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)4<

3、;/p><p><b>　　(一)設(shè)計(jì)題目4</b></p><p>　　1.設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求：4</p><p>　　2.傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖：4</p><p>　?。ǘ┻x擇電動(dòng)機(jī)4</p><p>　　1.選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型4</p><p>　　2.選擇電動(dòng)機(jī)的容量4

4、</p><p>　　3.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速5</p><p>　　（三）、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比5</p><p>　　1.總傳動(dòng)比為：5</p><p>　　2．分配傳動(dòng)比：5</p><p>　?。ㄋ模┯?jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5</p><p><b>　　1.各軸

5、的轉(zhuǎn)速5</b></p><p>　　2.各軸的輸入功率6</p><p>　　3.各軸的輸出轉(zhuǎn)矩6</p><p>　　二.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算7</p><p>　?。ㄒ唬?、高速齒輪傳動(dòng)7</p><p>　　1．選擇材料、熱處理方式及精度等級(jí)7</p><p>　　2

6、.初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸7</p><p>　　3.計(jì)算傳動(dòng)尺寸9</p><p>　?。ǘ?、低速速齒輪傳動(dòng)（二級(jí)傳動(dòng)）11</p><p>　　1．選擇材料、熱處理方式及精度等級(jí)11</p><p>　　2.初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸11</p><p>　　3.計(jì)算傳動(dòng)尺寸13</p><

7、p>　　（三）驗(yàn)證兩個(gè)大齒輪潤(rùn)滑的合理性15</p><p>　?。ㄋ模└鶕?jù)所選齒數(shù)修訂減速器運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。16</p><p>　　三.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算16</p><p>　　(一)高速軸(即軸Ⅰ)的設(shè)計(jì)計(jì)算16</p><p>　　1. 軸的基本參數(shù)--Ⅰ軸：16</p><p>　　2.選擇軸

8、的材料16</p><p><b>　　3.初算軸徑17</b></p><p>　　4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17</p><p>　　5.軸上鍵校核設(shè)計(jì)18</p><p>　　6．軸的強(qiáng)度校核18</p><p>　　7.校核軸承壽命20</p><p>　　

9、(二)中間軸(即軸Ⅱ)的設(shè)計(jì)計(jì)算21</p><p>　　1. 軸的基本參數(shù)--Ⅱ軸：21</p><p>　　2.選擇軸的材料21</p><p><b>　　3.初算軸徑21</b></p><p>　　4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22</p><p>　　5.軸上鍵校核22</p

10、><p>　　6．軸的受力分析23</p><p>　　7.校核軸承壽命25</p><p>　　(三)輸出軸(即軸Ⅲ)的設(shè)計(jì)計(jì)算26</p><p>　　1. 軸的基本參數(shù)--Ⅲ軸：26</p><p>　　2.選擇軸的材料26</p><p><b>　　3.初算軸徑26&

11、lt;/b></p><p>　　4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27</p><p>　　5.軸上鍵校核27</p><p>　　6.軸的強(qiáng)度校核28</p><p>　　7.校核軸承壽命31</p><p>　　(四)整體結(jié)構(gòu)的的最初設(shè)計(jì)31</p><p>　　1.軸承的選擇31&

12、lt;/p><p>　　2.軸承潤(rùn)滑方式及密封方式32</p><p>　　3.確定軸承端蓋的結(jié)構(gòu)形式32</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32</p><p>　　四.設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn):33</p><p>　　一、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)</p><p><b

13、>　　(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><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=1800N；d=300mm；v=1.2m/s</p><p>　　機(jī)器年產(chǎn)量：大批；機(jī)器工作環(huán)境：清潔

14、；</p><p>　　機(jī)器載荷特性：微振；機(jī)器最短工作年限：6年2班。</p><p><b>　　2.傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖：</b></p><p><b>　?。ǘ┻x擇電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　1.選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型</p><p>　　按工作要求和工作條件選用Y系列

15、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。</p><p>　　2.選擇電動(dòng)機(jī)的容量</p><p>　　工作機(jī)的有效功率為：</p><p>　　從原動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率：</p><p>　　＝×××0.96＝0.8504</p><p>　　式中， ——聯(lián)軸器傳動(dòng)效率，

16、由參考文獻(xiàn)1表9.1，；</p><p>　　——軸承傳動(dòng)效率， </p><p>　　——齒輪嚙合效率， ；</p><p>　　——卷筒傳動(dòng)效率， 。</p><p><b>　　則所需電動(dòng)機(jī)功率：</b></p><p><b>　　3.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速</b></

17、p><p>　　按表9.1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為：</p><p>　　所以電動(dòng)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(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的

18、電動(dòng)機(jī)，另需要其中電機(jī)工作所需工作功率：。</p><p>　　根據(jù)電動(dòng)機(jī)類(lèi)型、容量和轉(zhuǎn)速，由本書(shū)的表14.1或有關(guān)手冊(cè)選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-6。其主要性能如下表：</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸及外形尺寸如下：</p><p>　　（三）、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比</p><p><b>　　1.總傳動(dòng)比為：<

19、/b></p><p><b>　　2．分配傳動(dòng)比：</b></p><p>　　考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相接近，取，故：</p><p>　?。ㄋ模┯?jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p><b>　　1.各軸的轉(zhuǎn)速</b></p><p><b

20、>　　Ⅰ軸</b></p><p><b>　?、蜉S</b></p><p><b>　　Ⅲ軸</b></p><p><b>　　卷筒軸</b></p><p><b>　　2.各軸的輸入功率</b></p>&l

21、t;p><b>　?、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>　　3.各軸的輸出轉(zhuǎn)矩</b>&l

22、t;/p><p>　　電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為</p><p><b>　　所以： </b></p><p><b>　?、褫S</b></p><p><b>　　Ⅱ軸</b></p><p><b>　?、筝S</b></p&g

23、t;<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(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　2.1 選擇材料、熱處理方式及精度等級(jí)</p><p>　　考慮到卷筒機(jī)為一般機(jī)械，且該齒輪傳動(dòng)為閉式傳動(dòng)。</p><p>　

24、　2.1.1       齒輪材料及熱處理方式和精度等級(jí)</p><p>　?、?材料：大，小齒輪均采用45號(hào)鋼，軟齒面，由參考文獻(xiàn)1表8.2查得，小齒輪調(diào)制處理，齒面硬度為217-255HBW,平均硬度為236HBW；大齒輪正火處理，齒面硬度為162-217HBW，平均硬度為190HBW。大，小齒輪齒面平均硬度差為46HBW，在30-50HBW范圍內(nèi)。

25、按GB/T10095－1998，均選擇8級(jí)精度</p><p>　　2.1.2根據(jù)所選齒數(shù)重新修訂減速器運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。</p><p><b>　　選</b></p><p>　　2.2 高速級(jí)齒輪，初定齒輪傳動(dòng)及齒輪主要尺寸</p><p>　　因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)：</p

26、><p><b>　　式中各參數(shù)為：</b></p><p>　　小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩， </p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)，因v值未知，K不能確定，初取=1.4。</p><p>　　由參考文獻(xiàn)1表6.6取齒寬系數(shù)=1.1</p><p>　　初選螺旋角=12°。</p><p&

27、gt;　　由參考文獻(xiàn)1表6.5查得彈性系數(shù) 。</p><p>　　由圖6.14選取區(qū)域系數(shù) Z=2.46 </p><p><b>　　齒數(shù)</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)1式6.1，端面重合度：</p><p>　　由參考文獻(xiàn)1式6.2，軸面重合度：</p><p>　　由參考文獻(xiàn)1圖

28、6.15查得： =0.780。</p><p>　　由圖6.24查得螺旋角系數(shù)=0.99</p><p>　　許用接觸應(yīng)力 ,由參考文獻(xiàn)1圖6.28（e）得接觸疲勞極限應(yīng)力</p><p>　　=570MPa =390MPa </p><p>　　小齒輪1與大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為</p><p>　　N=60na

29、 =60×960×（2×8×250×6）=1.382×10h</p><p><b>　　N= h </b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)1圖6.30查得壽命系數(shù)：=1.0, =1.13。</p><p>　　由參考文獻(xiàn)6.7，取安全系數(shù) </p><p>

30、;<b>　　[]=</b></p><p><b>　　[]= </b></p><p>　　故取 </p><p>　　初算小齒輪1的分度圓直徑 ，得</p><p><b>　　=</b></p><p><b&

31、gt;　　確定傳動(dòng)尺寸：</b></p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)K</b></p><p>　　K＝=1.0×1.13×1.11×1.2=1.505。</p><p>　　式中， ——使用系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1表6.3，原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)工作特性均是均勻平穩(wěn)，故取 </p><p&

32、gt;　　——?jiǎng)虞d系數(shù)。分度圓上的速度為</p><p>　　故由參考文獻(xiàn)1圖6.7查得Kv=1.13。</p><p>　　——齒向載荷分布系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1圖6.11，因?yàn)樾↓X輪是非對(duì)稱(chēng)布置的，故查得齒向載荷分布系數(shù)K =1.11。</p><p>　　——齒間載荷分配系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1表6.4，未經(jīng)表面硬化的8級(jí)精度斜齒輪取 K =1.2。</p>

33、;<p><b>　　對(duì) 進(jìn)行修正。</b></p><p>　　d=d=37.50×=38.41</p><p><b>　　確定模數(shù) </b></p><p><b>　　= 取=2 mm</b></p><p><b>　　計(jì)算傳動(dòng)尺寸&

34、lt;/b></p><p>　　中心距： a===112.2 圓整為112mm。</p><p><b>　　螺旋角= </b></p><p><b>　　其它傳動(dòng)尺寸： </b></p><p><b>　　取47mm。</b></p><p&

35、gt;　　=+（5~10）mm， 取=54mm。</p><p>　　4. 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核</p><p>　　K、T、、同上 K=1.505、T=2.50Nmm、、</p><p><b>　　計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1],圖6.19查得=2.68，=2.21</p>

36、<p>　　由參考文獻(xiàn)[1]由圖6.20查得=1.56，=1.79</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1] 由圖6.21查得重合度系數(shù) =0.71</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1] 由圖6.26查得螺旋角系數(shù) =0.91 </p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]  由圖6.28  查得彎曲疲勞極

37、限應(yīng)力， 小齒輪 大齒輪</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]圖6.30查得得彎曲疲勞壽命系數(shù):.Y=1.0 Y=1.0</p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]表6.7 查得彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.25(1%失效概率)</p><p><b>　　[]=MPa</b></p><p><b>

38、;　　[]=</b></p><p>　　結(jié)論：滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。</p><p><b>　　高速級(jí)齒輪參數(shù)列表</b></p><p>　　2.3 低速級(jí)齒輪，初定齒輪傳動(dòng)及齒輪主要尺寸</p><p>　　因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)： </p><p&

39、gt;　　按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：</p><p><b>　　式中各參數(shù)為：</b></p><p>　　小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩， =</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)，因v值未知，K不能確定，初取=1.3。</p><p>　　由參考文獻(xiàn)1表6.6取齒寬系數(shù)=1</p><p>　　由參考文獻(xiàn)1表6.5查

40、得彈性系數(shù) 。</p><p>　　由參考文獻(xiàn)1圖6.14選取區(qū)域系數(shù) Z=2.5</p><p><b>　　齒數(shù)</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)1式8.1，端面重合度：</p><p>　　由參考文獻(xiàn)1圖6.15查得：</p><p>　　由參考文獻(xiàn)1式6.26，許用接觸應(yīng)力 ,<

41、;/p><p>　　由參考文獻(xiàn)1圖6.28得接觸疲勞極限應(yīng)力 =570MPa =390MPa </p><p>　　小齒輪1與大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為</p><p><b>　　h </b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)1圖6.29查得壽命系數(shù)：, （允許局部點(diǎn)蝕）。</p><p>　　

42、由參考文獻(xiàn)1表6.7，取安全系數(shù) </p><p>　　[]==1.13×570=644.1 </p><p>　　[]==1.20×390=468.0 </p><p>　　故取 </p><p>　　初算小齒輪3的分度圓直徑 ，得</p><p&

43、gt;<b>　　=</b></p><p><b>　　確定傳動(dòng)尺寸：</b></p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)K</b></p><p>　　K＝=1.0×1.05×1.08×1.1=1.25。</p><p>　　式中， ——使用系數(shù)

44、。由參考文獻(xiàn)1表6.3，原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)工作特性均是均勻平穩(wěn)，故取 </p><p>　　——?jiǎng)虞d系數(shù)。分度圓上的速度為</p><p>　　故由參考文獻(xiàn)1圖6.7查得 K=1.05。</p><p>　　——齒向載荷分布系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1圖6.12，查得齒向載荷分布系數(shù)K =1.08。</p><p>　　——齒間載荷分配系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1

45、表6.4，取 K =1.1。</p><p><b>　　對(duì) 進(jìn)行修正。</b></p><p><b>　　==65.07×=</b></p><p><b>　　確定模數(shù) </b></p><p><b>　　= 取=3mm</b><

46、/p><p><b>　　計(jì)算傳動(dòng)尺寸</b></p><p>　　中心距： a===138 </p><p><b>　　其它傳動(dòng)尺寸： </b></p><p>　　=+（5~10）mm， 取=75mm。</p><p><b>　　低速級(jí)齒輪參數(shù)列表</b

47、></p><p><b>　　三.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　3.1高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)：</p><p><b>　?。?.51kW</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　N=960r/min<

48、;/p><p><b>　　選擇軸的材料</b></p><p>　　選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，獲得良好的綜合機(jī)械性能。</p><p><b>　　初算軸上的最小直徑</b></p><p><b>　　按彎扭強(qiáng)度計(jì)算：</b></p><p>　　考慮到軸上

49、鍵槽適當(dāng)增加軸直徑，。</p><p>　　式中， C——由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻(xiàn)2表9.4，考慮扭矩大于彎矩，取小值，C=106。</p><p>　　P——軸傳遞的功率。 </p><p><b>　　n——軸的轉(zhuǎn)速。 </b></p><p><b>　　軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b

50、></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，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(huì)很長(zhǎng)，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(kāi)始設(shè)計(jì)。</p><p>　　(2)聯(lián)軸器及

51、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)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(dòng)，選用彈性柱銷(xiāo)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&

52、gt;　　其中型號(hào)為L(zhǎng)T6的聯(lián)軸器系列公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩滿足，但是直徑過(guò)大，故可定制直徑為16mm的LT6聯(lián)軸器，記作LT6 16×55 GB/T 5014。，</p><p><b>　　(3)軸段2</b></p><p>　　聯(lián)軸器的右端軸肩固定，由公式計(jì)算得軸肩高度，但考慮固定原因，則可取h=2mm,則軸段2直徑。</p><p>　　

53、(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(lèi)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>　　(5)軸段4和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~

54、2mm。初取軸肩2mm,則初算可取直徑為30mm.</p><p><b>　　(6)軸段5</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35mm。</p><p>　　知e<2.5 m=6.25mm,齒輪結(jié)構(gòu)選取齒輪軸形式.所以取</p><p>&

55、lt;b>　　(7)軸段長(zhǎng)度</b></p><p><b>　　軸段③⑦的長(zhǎng)度：</b></p><p><b>　　軸段②的長(zhǎng)度 ；</b></p><p><b>　　軸段⑥的長(zhǎng)度 ：</b></p><p><b>　　軸段④的長(zhǎng)度： <

56、;/b></p><p>　　軸的各部分尺寸均確定。取聯(lián)軸器輪轂中間位置為力的作用點(diǎn)，可得跨距，，</p><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(zhǎng)度，軸段1上鍵長(zhǎng)大于所需最短工作長(zhǎng)度即可。</p><p>　　連接為動(dòng)連接，載荷平穩(wěn)振動(dòng)

57、，且鍵材料均選用45號(hào)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=5×5mm。</p><p><b>　　則可解得: </b></p><p>　　其連接的聯(lián)軸器處長(zhǎng)為45mm，則鍵可選長(zhǎng)度為40mm。</p><p><b>　　6．軸的

58、強(qiáng)度校核</b></p><p>　?。?）畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　（2）計(jì)算支承反力</b></p><p><b>　　作用在齒輪上的力：</b></p><p><b>　　，向左</b></p><p><b

59、>　　那么，在水平面上</b></p><p><b>　　在垂直平面上</b></p><p><b>　　解得</b></p><p>　　軸承I的總支承反力 </p><p>　　軸承II的總支承反力</p><p>　?。?）畫(huà)彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖<

60、/p><p><b>　　在水平面上</b></p><p><b>　　在垂直面上</b></p><p><b>　　合成彎矩</b></p><p>　　轉(zhuǎn)矩T=25000N·mm</p><p>　　4.2軸I的強(qiáng)度校核</p>

61、<p>　　A-A左側(cè)剖面彎矩大，且有轉(zhuǎn)矩，定義為危險(xiǎn)截面。由參考文獻(xiàn)1附表10.1，抗彎剖面模量</p><p><b>　　抗扭剖面模量</b></p><p><b>　　彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　扭剪應(yīng)力</b></p><p>　　對(duì)

62、于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，通常轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)，則當(dāng)量應(yīng)力為：</p><p>　　已知軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查表得，。顯然，，故軸的a-a左側(cè)剖面強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　4.3軸I上鍵連接強(qiáng)度校核</p><p>　　聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力</p><p>　　取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為鋼，查參考文獻(xiàn)1表6.1得。

63、顯然，，故強(qiáng)度足夠。</p><p>　　4.4軸I上軸承壽命校核</p><p>　　由參考文獻(xiàn)2表12.1查7205C軸承得 。。</p><p><b>　　計(jì)算軸承的軸向力</b></p><p>　　軸承1.2內(nèi)部軸向力分別為：</p><p>　　與軸向力A的方向相同且</p&g

64、t;<p><b>　　故</b></p><p>　　故只需校核軸承1即可</p><p><b>　　計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p>　　，查表得e=0.42</p><p><b>　　得</b></p><p><b&

65、gt;　　當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p>　　校核軸承的壽命。軸承在 100°C以下工作，查參考文獻(xiàn)1表11.9得。載荷變動(dòng)小，為減速器用軸承，查參考文獻(xiàn)1表11.10，得。</p><p><b>　　故軸承的壽命</b></p><p>　　已知最短使用6年，為2班工作制，則預(yù)期壽命</p><

66、p>　　顯然> ，故軸承壽命很充裕。</p><p>　　5.1中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 </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><b>　　2.選擇軸的材料</b></p><p>　　選用45號(hào)鋼，熱處理方式

67、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>　　考慮到軸上鍵槽適當(dāng)增加軸直徑，。</p><p><b>　　式中：</b></p><p>

68、　　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，45號(hào)鋼的值為118~106考慮扭矩大于彎矩，取小值C=106。</p><p>　　P2——軸Ⅱ傳遞的功率（單位kW）。 \* MERGEFORMAT </p><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>

69、<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(kāi)始設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　(2)軸段1</b></p><p>　　初選角接觸球軸承7206C,查得d=30mm,D=62

70、mm,B=16mm。故取軸段1的直徑為。</p><p>　　(3)軸段2與軸段4</p><p>　　由圖9.8中的公式計(jì)算得，軸段2的軸肩應(yīng)為（0.07~0.1）25=1.75~2.5mm。初取軸肩2.5mm,則初算可得直徑為。</p><p><b>　　(4)軸段3</b></p><p>　　軸段3的軸肩也為（

71、0.07~0.1）25=1.75~2.5mm，軸肩取2.5mm,則直徑為40mm。</p><p><b>　　(5)軸段長(zhǎng)度</b></p><p>　　軸段具體長(zhǎng)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>&l

72、t;p>　　中間軸軸段2與軸段4上有鍵，計(jì)算時(shí)計(jì)算軸上所需鍵最短長(zhǎng)度，其鍵長(zhǎng)大于所需最短工作長(zhǎng)度即可。</p><p>　　連接為動(dòng)連接，載荷平穩(wěn)，且鍵材料均選用45號(hào)鋼，查表可得：，取。需滿足：</p><p>　　其中由軸的直徑35mm，可取鍵的尺寸b×h=10×8mm。</p><p><b>　　則可解得: </b&

73、gt;</p><p>　　查表得安全工作的最小鍵長(zhǎng)為12mm。</p><p>　　此軸上兩個(gè)鍵槽處為兩個(gè)齒輪：2、3號(hào)齒輪，其中2號(hào)為高速軸上的大齒輪，3號(hào)齒輪為低速軸上的小齒輪，取2號(hào)齒輪處鍵長(zhǎng)30mm，取3號(hào)齒輪鍵長(zhǎng)取35mm。</p><p>　　5.1軸II的受力分析</p><p><b>　　（1）計(jì)算支承反力<

74、;/b></p><p>　　按齒輪受力關(guān)系計(jì)算可得</p><p><b>　　圓周力 ，</b></p><p><b>　　徑向力， </b></p><p><b>　　軸向力 </b></p><p><b>　　那么，在水

75、平面上</b></p><p><b>　　解得</b></p><p><b>　　在垂直平面上</b></p><p><b>　　解得</b></p><p>　　軸承I的總支承反力 </p><p>　　軸承II的總支承反力</

76、p><p>　?。?）畫(huà)彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖</p><p><b>　　在水平面上</b></p><p><b>　　在垂直面上</b></p><p><b>　　合成彎矩</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩</b></p&

77、gt;<p>　　5.2軸II的強(qiáng)度校核</p><p>　　1-1右側(cè)剖面彎矩大，且有轉(zhuǎn)矩，又存在鍵槽的應(yīng)力集中，定義為危險(xiǎn)截面。由參考文獻(xiàn)1附表10.1，抗彎剖面模量</p><p><b>　　抗扭剖面模量</b></p><p><b>　　彎曲應(yīng)力</b></p><p>&

78、lt;b>　　扭剪應(yīng)力</b></p><p>　　對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，通常轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)，則當(dāng)量應(yīng)力為：</p><p>　　已知軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查表得，。顯然，，故軸的a-a左側(cè)剖面強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　5.3軸II上鍵連接強(qiáng)度校核</p><p>　　齒輪2處鍵連接的擠壓應(yīng)力&

79、lt;/p><p>　　取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為鋼，查參考文獻(xiàn)1表6.1得。顯然，，故強(qiáng)度足夠。</p><p>　　齒輪3處鍵連接的擠壓應(yīng)力</p><p>　　取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為鋼，查參考文獻(xiàn)3表6.1得 。顯然，，故強(qiáng)度足夠。</p><p>　　5.4軸II上軸承壽命校核</p><p>　　由參考文獻(xiàn)2

80、表12.1查7206C軸承得 。。</p><p><b>　　計(jì)算軸承的軸向力</b></p><p>　　軸承1.2內(nèi)部軸向力分別為：</p><p>　　與軸向力A的方向相同且</p><p><b>　　故</b></p><p>　　故只需校核軸承2即可</p

81、><p><b>　　計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p>　　，查表得e=0.45</p><p><b>　　得</b></p><p><b>　　當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p>　　校核軸承的壽命。軸承在 100°C以下工作，查參考文

82、獻(xiàn)1表11.9得。載荷變動(dòng)小，為減速器用軸承，查參考文獻(xiàn)1表11.10，得。</p><p><b>　　故軸承的壽命</b></p><p>　　已知最短使用6年，為2班工作制，則預(yù)期壽命</p><p>　　顯然》 ，故軸承壽命很充裕。</p><p>　　(三)輸出軸（軸Ⅲ）的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><

83、;p>　　1. 軸的基本參數(shù)--Ⅲ軸：</p><p><b>　　2.選擇軸的材料</b></p><p>　　考慮使用45號(hào)鋼，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

84、></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，45號(hào)鋼的值為118~106考慮扭矩大于彎矩，取小值C=106。</p><p>　　P3——軸Ⅱ傳遞的功率（單位kW）。

85、 \* MERGEFORMAT </p><p>　　N3——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>　　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(huì)很長(zhǎng)，故軸承部件的固定方

86、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(kāi)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。</p><p>　　為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差，隔離振動(dòng)，選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。查

87、表12.1(參考文獻(xiàn)[1])可取：K=1.5，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　其中型號(hào)為L(zhǎng)T7的彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩滿足，但直徑不滿足，則定制直徑為32mm的聯(lián)軸器， 型號(hào)記作LT7 32×60GB/T 5014。</p><p><b>　　取，</b></p

88、><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>　　考慮使用直齒圓柱齒輪，沒(méi)有軸向力，軸承類(lèi)型為深溝球軸承。軸段5需要考慮軸承直徑及安裝，查表12.2角接觸軸承，取6209,查得d=45mm,D=85mm,B=19m

89、m。一根軸上兩個(gè)軸承應(yīng)該為相同型號(hào)，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>　　由公式計(jì)算得，軸段6的軸肩應(yīng)為。取軸肩h=2.5mm,則初算可得直徑為50mm，軸段2處用以安裝低速軸大齒輪-齒輪4，軸段4處為方便定位。</p><p><b>　　(6)軸段4</b></p>&l

90、t;p>　　軸段4的軸肩也為。軸肩取2mm,則直徑為54mm。</p><p><b>　　(7)軸段長(zhǎng)度</b></p><p>　　采用凸緣式軸承蓋，其凸緣厚度e=8 mm。由于所選聯(lián)軸器不影響軸承端蓋螺栓的拆卸，軸肩與軸承端蓋之間的間隙取K=10 mm。</p><p>　　在確定齒輪、機(jī)體、軸承、軸承蓋的相互位置與尺寸之后，即可確

91、定各軸段的長(zhǎng)度。</p><p><b>　　取軸段⑤的長(zhǎng)度</b></p><p><b>　　軸段⑥的長(zhǎng)度</b></p><p><b>　　軸段①的長(zhǎng)度</b></p><p><b>　　取軸段③的長(zhǎng)度</b></p><p&

92、gt;<b>　　軸段④的長(zhǎng)度</b></p><p>　　軸的各部分尺寸均確定。取聯(lián)軸器輪轂中間位置為力的作用點(diǎn)，可得跨距；，。</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(zhǎng)度，其鍵長(zhǎng)大于所需最短工作長(zhǎng)度即可。</p><

93、;p>　　連接為動(dòng)連接，載荷輕微振動(dòng)，且鍵材料均選用45號(hào)鋼，查表可得：，取。需滿足：</p><p>　　(1) 軸段2與大齒輪連接處的鍵</p><p>　　其中軸段4的直徑50mm，可取鍵的尺寸b×h=14×9mm。</p><p><b>　　則可解得: </b></p><p>　　查

94、表取鍵長(zhǎng)為45mm。</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><b>　　則可解得: </b></p><p>　　查表取鍵長(zhǎng)為50mm。</p><p><b

95、>　　6.軸的強(qiáng)度校核</b></p><p><b>　?。?）計(jì)算支承反力</b></p><p>　　按齒輪受力關(guān)系計(jì)算可得</p><p><b>　　圓周力 </b></p><p><b>　　徑向力 </b></p><p&g

96、t;<b>　　那么，在水平面上</b></p><p><b>　　解得</b></p><p><b>　　在垂直平面上</b></p><p><b>　　解得</b></p><p>　　軸承I的總支承反力 </p><p>

97、;　　軸承II的總支承反力</p><p>　?。?）畫(huà)彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖</p><p><b>　　在水平面上</b></p><p><b>　　在垂直面上</b></p><p><b>　　合成彎矩</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)

98、矩</b></p><p>　　6.2軸III的強(qiáng)度校核</p><p>　　a-a右側(cè)剖面彎矩大，且有轉(zhuǎn)矩，又存在鍵槽的應(yīng)力集中，定義為危險(xiǎn)截面。由參考文獻(xiàn)1附表10.1，抗彎剖面模量</p><p><b>　　抗扭剖面模量</b></p><p><b>　　彎曲應(yīng)力</b><

99、;/p><p><b>　　扭剪應(yīng)力</b></p><p>　　對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，通常轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)，則當(dāng)量應(yīng)力為：</p><p>　　已知軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查表得，。顯然，，故軸的a-a左側(cè)剖面強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　6.3軸III上鍵連接強(qiáng)度校核</p><

100、p>　　齒輪4處鍵連接的擠壓應(yīng)力</p><p>　　取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為鋼，查參考文獻(xiàn)1表6.1得。顯然，，故強(qiáng)度足夠。</p><p>　　聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力</p><p>　　取鍵、軸及聯(lián)軸器的材料都為鋼，查參考文獻(xiàn)3表6.1得 。顯然，，故強(qiáng)度足夠。</p><p>　　6.4軸III上軸承壽命校核</p&g

101、t;<p>　　由參考文獻(xiàn)2表12.1查6209軸承得 。。</p><p><b>　　計(jì)算軸承的軸向力</b></p><p>　　軸承1.2內(nèi)部軸向力分別為：</p><p><b>　　故</b></p><p><b>　　故校核任意軸承即可</b>&l

102、t;/p><p><b>　　計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p>　　，查表得e=0.41</p><p><b>　　得</b></p><p><b>　　當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p>　　校核軸承的壽命。軸承在 100°C以下工作，

103、查參考文獻(xiàn)1表11.9得。載荷變動(dòng)小，為減速器用軸承，查參考文獻(xiàn)1表11.10，得。</p><p><b>　　故軸承的壽命</b></p><p>　　已知最短使用6年，為2班工作制，則預(yù)期壽命</p><p>　　顯然》 ，故軸承壽命很充裕。</p><p>　　七.減速器附件及其說(shuō)明</p><

104、;p>　　減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：</p><p><b>　　八.參考資料:</b></p><p>　　【1】.《機(jī)械設(shè)計(jì)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 宋寶玉 主編</p><p>　　【2】.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 宋寶玉 主編</p><p>　　【3】.《機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)指導(dǎo)書(shū)》 哈爾濱