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1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目:一級(jí)圓柱齒輪減速器院 系: 機(jī)械與材料工程學(xué)院專 業(yè): 汽車服務(wù)工程班 級(jí): A1561 學(xué) 號(hào): 15設(shè)計(jì)者:忠指導(dǎo)老師: 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71.2原始數(shù)據(jù)71.3傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定7二、電動(dòng)機(jī)的選擇92.1電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)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)結(jié)構(gòu)尺寸11三、傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)計(jì)算123.1計(jì)算總傳動(dòng)比123.2合理分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比123.3計(jì)算傳動(dòng)裝置各級(jí)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

2、.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14四、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算164.1 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)164.1.1 計(jì)算功率164.1.2 帶型選擇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包角與其驗(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)184.2.1選擇齒輪類型、材料、精度與參數(shù)184.2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)194.2.3確定幾何尺寸204.2.4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度204.2.5齒輪的圓周速度214.2.6齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算21五、軸的設(shè)計(jì)與計(jì)

3、算235.1高速軸（軸）的設(shè)計(jì)235.1.1選擇軸的材料235.1.2初步估算軸的最小直徑235.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初定軸徑與軸向尺寸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軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初定軸徑與軸向尺寸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.

4、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(hào)與密封裝置的選擇369.1潤滑方式369.2潤滑油牌號(hào)與用量369.3密封裝置36十、鑄造減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸37總結(jié)38參考文獻(xiàn)：39緒論本論文主要容是進(jìn)行一級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)用到了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 、 機(jī)械制圖 、 工程力學(xué) 、 公差與互換性 等多門課程知識(shí)，并運(yùn)用 AUTOCAD 軟件進(jìn)行繪圖，因此是一個(gè)非常重要的綜合實(shí)踐

5、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?cè)诒姸喾矫娴玫搅隋憻捄团囵B(yǎng)。主要體現(xiàn)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，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)與編寫設(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(duì)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(cè)、圖冊(cè)與相關(guān)技術(shù)資料的能力以與計(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

6、。（4）加強(qiáng)了我們Office軟件中Word功能的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用。計(jì)算與說明結(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(jí)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) 傳動(dòng)工作年限5年，每日工作24小時(shí)。 4) 輸送帶速度允許誤差為5%。1.2原始數(shù)據(jù)參數(shù)編號(hào)1輸送帶工作拉力F（N）2300輸送帶工作速度V（m/s）1.5滾筒直徑D/mm400每日工作時(shí)數(shù)T/h24傳動(dòng)工作年限/a51.3傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定根據(jù)本課程設(shè)計(jì)要求，采用單級(jí)圓柱齒輪(斜齒)減速器傳動(dòng)方案，其傳動(dòng)簡圖如下：計(jì)算與說明結(jié)果圖1 一級(jí)直齒圓柱

7、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.滾筒計(jì)算與說明結(jié)果二、電動(dòng)機(jī)的選擇2.1電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇選擇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扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)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)所需的工作功率為工作機(jī)所需工作功率為因此 由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為式中：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=0.96，0.99(滾子軸承)，(齒輪精度8級(jí)，不包括軸承效率)，(齒輪聯(lián)軸器)，則選擇Y型全

8、封閉籠型三相異步電機(jī)計(jì)算與說明結(jié)果總=0.960.9920.970.990.96=0.87所以 電機(jī)所需的工作功率：=(23001.5)/(10000.87)=3.97(kw)2.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒軸工作轉(zhuǎn)速為=(6010001.5)/（400） =71.62 r/min根據(jù)推薦的傳動(dòng)比合理圍：取圓柱齒輪一級(jí)減速器傳動(dòng)比為3。取帶的傳動(dòng)比為 。則總傳動(dòng)比理論圍為。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選為：=(624)71.62r/min =429.721718.87 r/min則符合這一圍的同步轉(zhuǎn)速有：750、1000和1500r/min取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比合理圍為，故電動(dòng)機(jī)

9、轉(zhuǎn)速的可選圍為Pd=3.97kwn卷筒=71.62(r/min)計(jì)算與說明結(jié)果表1.電動(dòng)機(jī)選擇方案與參數(shù)方案電機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)質(zhì)量Kg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2.電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)型號(hào)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)結(jié)構(gòu)尺寸圖2 電動(dòng)機(jī)形狀與尺寸表3 電動(dòng)機(jī)

10、安裝與有關(guān)尺寸主要參數(shù)中心高外形尺寸L（AC/2+AD）HD底腳安裝尺寸AB地腳螺栓直徑K軸伸尺寸DE鍵公稱尺寸Fh1325203453152161781228801041選用Y160M2-8型號(hào)的電機(jī)，額定功率5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速720r/min計(jì)算與說明結(jié)果三、傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)與動(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：=720/71.62=10.05總傳動(dòng)比等于各傳動(dòng)比的乘積（式中i0、i1分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比）3.2合理分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比齒輪的傳動(dòng)比圍約為36，取i1=4.5因?yàn)椋?所以： i1=10.05/4.5=2.

11、233.3計(jì)算傳動(dòng)裝置各級(jí)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軸，軸，.以與i0,i1， .為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比01，12， .為相鄰兩軸的傳動(dòng)效率P，P， .為各軸的輸入功率（kw）ia=10.05i0=2.23計(jì)算與說明結(jié)果T，T， .為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩（Nm）n ,n,.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)力參數(shù)3.3.1計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速軸：n=nm/ i0= 720/ 2.23= 322.29（r/min） 軸：n= n/ i1=322.29/4.5=71.62 (r/min)卷筒軸：n= n3.3.2計(jì)算各軸的輸入功率軸：

12、 P=Pd01 =Pd1=3.970.96=3.81（kw）軸： P= P12= P23 =3.810.990.97=3.66（kw）卷筒軸： P= P23 = P24 =3.660.990.97=3.58（kw）3.3.3計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩n1=332.29r/minn=71.62r/minP=3.81(kw)P=3.66(kw)P=3.58(kw)計(jì)算與說明結(jié)果電動(dòng)機(jī)：Td=9550Pd/nm=95503.97/720=52.60Nm軸：T= Tdi001= Tdi01=52.602.230.96=112.81Nm軸：T= Ti112= Ti124 =112.814.50.990.97=4

13、97.52Nm 3.3.4計(jì)算各軸的輸出功率由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率,故： 軸：P=P軸承=3.810.99 =3.77kw軸：P= P軸承=3.660.99=3.62kw3.3.5計(jì)算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩由于軸的輸出轉(zhuǎn)矩分別為輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率，則：軸：T= T軸承=112.810.99=111.68 NmTd=52.6 NmT=112.81NmT=497.52NmP1=3.77kwP=3.62kwT=111.68 Nm計(jì)算與說明結(jié)果軸：T= T軸承=497.520.99=492.55Nm表4各級(jí)傳動(dòng)功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩參數(shù)輸入功率（kW）轉(zhuǎn)速n（r/min）輸入轉(zhuǎn)矩T（Nm）傳動(dòng)

14、比i效率h電動(dòng)機(jī)軸3.9772052.602.230.96軸I3.81322.29112.814.500.96軸II3.6671.62497.52T=492.55Nm計(jì)算與說明結(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4.1.2 帶型選擇根據(jù),由圖8.6初選A型，由表8.1取小帶輪基準(zhǔn)直徑則大帶輪基準(zhǔn)直徑由表8.1取(雖使n2略有減少，但其誤差小于5%，故允許)4.1.3驗(yàn)算帶速帶速: 介于525m/s圍，故合適KA=1.1PC=6.05Kwd1=150mmd2=400mmV=5.65m/s計(jì)算與說明結(jié)果4.1.4確定中心距a和

15、普通V帶基準(zhǔn)長度Ld確定帶長和中心距a0.7（d1+d2） a02（d1+d2） 0.7（150+400）a02（150+400） 385a01100初定中心距，則帶長為由表8.5選取A型V帶的基準(zhǔn)長度Ld=1900mm實(shí)際中心距4.1.5 包角與其驗(yàn)算驗(yàn)算小帶輪上的包角1：,合適4.1.6帶根數(shù)由n1=720r/min,d1=150mm,查表8.3得P0=3.08Kw;查表8.5得KL=1.00，查 表8.3得P0=0.5Kw;查表8.7得K=0.95Ld=1900mma=502.63mm1=159o計(jì)算與說明結(jié)果確定帶的根數(shù)：=6.05/（3.08+0.30）1.000.95）= 2.68

16、 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預(yù)緊力： =5006.05（2.5/0.95-1）/（35.65）+0.115.652=294.59 N4.1.8壓軸力計(jì)算壓軸力： =23294.59sin(159/2) =1740.67NV帶輪采用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、精度與參數(shù)Z=3F0=294.9NFQ=1740.67N計(jì)算與說明結(jié)果由于傳遞功率較小，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(hào)鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS，大齒輪選用45號(hào)鋼正火，齒面硬度為20

17、0HBS，齒輪精度初選8級(jí)。4.2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)（1）許用接觸應(yīng)力極限應(yīng)力取安全系數(shù)許用接觸應(yīng)力取兩者中的較小者作為帶入計(jì)算（2）計(jì)算小齒輪分度圓直徑小齒輪轉(zhuǎn)矩3.81/322.29=112805.24N.mm單級(jí)齒輪傳動(dòng)軸承相對(duì)齒輪對(duì)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，取彈性系數(shù)ZE=189.8=572.73MPaT1=112.805Nm計(jì)算與說明結(jié)果小齒輪計(jì)算直徑59.27mm4.2.3確定幾何尺寸取小齒輪齒數(shù)z1=20大齒輪齒數(shù)4.520=90模數(shù)59.27/20=2.96查表9.1，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)

18、m=3小齒輪分度圓直徑320=60mm大齒輪分度圓直徑390=270mm中心距(60+270)/2=165mm齒寬160=60mm取大齒輪齒寬60mm則小齒輪齒寬60+5=65mm4.2.4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（1）許用齒根應(yīng)力極限應(yīng)力m=3d1=60mmd2=270mma=165mmb=60mmb2=bb1=65mm計(jì)算與說明結(jié)果取安全系數(shù)許用齒根應(yīng)力(2)驗(yàn)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)齒根應(yīng)力85.91MPa20.37MPa 結(jié)論：，滿足設(shè)計(jì)要求4.2.5齒輪的圓周速度=1.01m/s對(duì)照表11-2可知選用8級(jí)精度是合宜的4.2.6齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算F1=414.29

19、MPaF2=385.71MPaF1=85.91MPaF2=20.37MPaV=1.01m/s計(jì)算與說明結(jié)果名稱代號(hào)計(jì)算公式與結(jié)果模數(shù)m3壓力角20齒頂高系數(shù)h*1頂隙系數(shù)c*0.25小齒輪齒數(shù)z120大齒輪齒數(shù)z290小齒輪分度圓直徑d1d1=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da1、da2da=m(z+2ha*);da1=66mm;da2=276mm齒根圓直徑df1、df2df=m(z-2ha*-2c*);df1=52.5mm;df2=262.5mm齒頂高h(yuǎn)aha=ha*m=3mm齒根高h(yuǎn)fhf=(ha*+c*

20、)m=3.75mm齒高h(yuǎn)h=(2ha*+c*)m=6.75mm齒距pp=m=9.42mm齒厚ss=m/2=4.71mm齒槽寬ee=m/2=4.71mm基圓齒距pdpb=mcos=8.85mm螺旋方向右旋表6 齒輪幾何尺寸m=3=200h=1c=0.25Z1=20Z2=90d1=60d2=270a=165da1=66da2=276df1=52.5df2=262.5hf=3.75h=6.75p=9.42s=4.71e=4.71pd=8.85計(jì)算與說明結(jié)果五、軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1高速軸（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

21、P=3.81KW 轉(zhuǎn)速為n=322.29r/min根據(jù)課本P205（13-2）式，并查表13-2，取c=1155.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初定軸徑與軸向尺寸從大帶輪開始右起第一段，由于帶輪與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取D1=30mm，又帶輪的寬度 B=（m-1）e+2f =（3-1）18+28=52 mm 則第一段長度L1=60mm。右起第二段直徑取D2=38mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆以與對(duì)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，則取第二段的長度L2=70mm。右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6208型軸

22、承，其尺寸為dDB=408018，那么該段的直徑為D3=40mm，長度為L3=20mm。d=26.19mmL1=60mmL2=70MmL3=20mm計(jì)算與說明結(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，分度圓直徑為60mm，齒輪的寬度為65mm，則，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

23、=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=3.66KW 轉(zhuǎn)速為n=71.62 r/min5.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初定軸徑與軸向尺寸從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取45mm，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KAT=1.1497.52=547.27N.mm，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50142003，選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長度為l1=84mm,L4=10mmL5=65mmL6=10mmL7=18mmd=42.66mm計(jì)算與說明結(jié)果軸段長L1=82mm。右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸

24、向定位要求，該段的直徑取52mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆與便于對(duì)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，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6211型軸承，其尺寸為dDB=5510021，那么該段的直徑為55mm，長度為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，則第四段的直徑取60mm,齒輪寬為b=60mm，為了保證定位的可靠性，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=66mm

25、,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=21mm。5.3校核軸的強(qiáng)度5.3.1按彎扭合成校核高速軸的強(qiáng)度(1)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 =112805.24Nmm 求圓周力：FtFt=2T1/d1=2112805.24/60=3760.17N 求徑向力FrFr=Fttan=3760.17tan200=1368.70NL1=82mmL2=74mmL3=36mmL4=58mmL5=10mmL6=21mmFt=3760.17NFr=1368.7N計(jì)算與說明結(jié)果（2）軸長支反力根據(jù)軸承支反

26、力的作用點(diǎn)以與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=Ft/2 =1880.09N 垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0那么RA=RB =Fr62/124=684.35N（3）畫彎矩圖 右起第四段剖面C處的彎矩： 水平面的彎矩：MC=RA62/1000=116.57N.m 垂直面的彎矩：MC1= MC2=RA62/1000=42.43N.m 合成彎矩：（4）畫轉(zhuǎn)矩圖： T= Ftd1/2/1000=112.805Nm（5）畫當(dāng)量彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6 可得右起第四段剖面C處的當(dāng)量彎矩：（6）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度右起第四段剖面C

27、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。已知Me=141.31N.m ,-1=60Mpa 則：e= Me/W= Me/(0.1D43)=141.311000/(0.1483)=12.78N.m-1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：RA=RB=684.35NMC1=MC2=124.05NmT=112.805NmMe=141.31Nme=12.78Nm計(jì)算與說明結(jié)果 e= MD/W= MD/(0.1D13) =67.681000/(0.1303)=25.07Nm-1，安全。 (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.

28、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=270mm作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T2=497521.88Nmm 求圓周力：FtFt=2T2/d2=2497521.88/270=3685.35Ne=25.07NmFt=3685.35N計(jì)算與說明結(jié)果求徑向力FrFr=Fttan=3685.35tan200=1341.47N (2）軸長支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以與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=Ft/2 =1842.67N 垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0那么RA=RB =Fr62/124=670.

29、73N(3) 畫彎矩圖 右起第四段剖面C處的彎矩： 水平面的彎矩：MC=RA62/1000=114.25Nm 垂直面的彎矩：MC1= MC2=RA62/1000=41.59Nm 合成彎矩：(4) 畫轉(zhuǎn)矩圖： T= Ftd2/2=497.522 Nm(5) 畫當(dāng)量彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6 可得右起第四段剖面C處的當(dāng)量彎矩：(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。已知Me=322.32Nm ,-1=60Mpa 則：e= Me/W= Me/(0.1D43)=322.321000/(0.1603)=14.92

30、Nm-1Fr=1341.47NRA=670.3NMC1=121.58NmT=497.522NmMe=322.32Nme=14.92Nm計(jì)算與說明結(jié)果右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面： e= MD/W= MD/(0.1D13)=298.511000/(0.1453)=32.76Nm9.32KN（4）軸承壽命校核6208軸承的壽命：P=821.22NC=9323.92Kn選擇6208軸承計(jì)算與說明結(jié)果=138721543800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

31、查表16-13取靜載荷系數(shù)X0=0.6當(dāng)量動(dòng)載荷P=X0.Fr=0.61341.47=804.88N（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值 輕微載荷查表16-9取載荷系數(shù)fp=1.2, 因工作溫度不高查表16-8取溫度系數(shù)ft=1=5535.18KN（3）軸承選型查課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇6211軸承 Cr=43.2KN（4）軸承壽命校核6211軸承壽命:=663048446720P=804.88NC=5535.18kN選擇6211軸承計(jì)算與說明結(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(hào)基本額定動(dòng)載荷（N）高速軸軸承62089323.92低速軸軸承62115535.18計(jì)算與說明結(jié)果七、

32、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d1=30mm,L1=60mm根據(jù)軸徑查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)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=112.81Nm 7.1.2鍵的強(qiáng)度校核p=4 T/(dhL)=4112.811000/（30745） =23.87Mpa P (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=60mm L3=58mm T=497.52Nm根據(jù)軸徑查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)或GB/T

33、 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=50mmp=23.87MPa計(jì)算與說明結(jié)果7.2.2鍵的強(qiáng)度校核p=4T/（dhl）=4497.521000/（601150）=30.15Mpa p (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=497.52Nm根據(jù)軸徑查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)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

34、鍵的強(qiáng)度校核p=4 T/（dhl）=4497.521000/（45960） =40.95Mpa p (110Mpa)表10 各鍵參數(shù)參數(shù)型號(hào)鍵長鍵高高速軸帶輪鍵A鍵8x7457低速軸齒輪鍵A鍵18x115011低速軸聯(lián)軸器鍵B鍵14x9609p=30.15MPap=40.95MPa計(jì)算與說明結(jié)果八、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(duì)位移很小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)緩沖要求不高，故選用彈性柱銷聯(lián)軸器。計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KAT=1.1497.52=547.27N.m，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 50142003,

35、選用LX3型彈性柱銷聯(lián)，其額定轉(zhuǎn)矩T=1250N.m, 許用轉(zhuǎn)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)與機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-7彈性柱銷聯(lián)軸器（GB/T 5014-2003）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)軸器的類型與型號(hào)查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-7軸孔長度，選擇Y型軸孔，則軸孔長度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(hào)許用轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速配合軸徑配合長度LX3547.27Nm4700r/min45mm82mmTC=547.27Nm計(jì)算與說明結(jié)果九、潤滑方式、潤滑油牌號(hào)與密封裝置的選擇9.1潤滑方

36、式1.齒輪 ，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)為了避免油攪動(dòng)時(shí)泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x不應(yīng)小于。對(duì)于單級(jí)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(jí)傳動(dòng),每傳遞需油量。2.對(duì)于滾動(dòng)軸承來說，由于齒輪圓周速度,傳動(dòng)件的速度不高，濺油效果不大，選用潤滑脂。這樣結(jié)構(gòu)簡單，易于密封，維護(hù)方便，使?jié)櫥煽?。為防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(hào)與用量齒輪潤滑選用150號(hào)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

37、.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)行密封3.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對(duì)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)入軸承部計(jì)算與說明結(jié)果十、鑄造減速箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸表7鑄造減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算結(jié)果名稱代號(hào)尺寸（mm）底座壁厚d8箱蓋壁厚d18座上部凸緣厚度h012底座下部凸緣厚度h112軸承座連接螺栓凸緣厚度h28底座加強(qiáng)肋厚度e11箱底加強(qiáng)肋厚度e111地腳螺栓直徑d20地腳螺栓數(shù)目n4軸承座連接螺栓直徑d2

38、16底座與箱蓋連接螺栓直徑d312軸承蓋固定螺釘直徑d410視孔蓋固定螺釘直徑d58軸承蓋螺釘分布直徑D110軸承座凸緣端面直徑D232螺栓孔凸緣的配置尺寸c1、c2、D026，22，18地腳螺栓孔凸緣的配置尺寸c1、c2、D026,22,18箱體壁與齒頂圓的距離D12箱體壁與齒輪端面的距離D110底座深度H171底座高度H1191箱蓋高度H2154外箱壁至軸承座端面距離l144箱底壁橫向?qū)挾萀159其他圓角R0、r1、r23d=8d2=8h0=12h1=12h2=8e=11e1=11d=20n=4d2=16d3=12d4=10d5=8D1=10D2=32c1=c1=26c2=c2=22D0=

39、D0=18D=12D1=10H=171H1=191H2=154l1=44L1=59R0=r1=r2=3參考文獻(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)基礎(chǔ)M第四版. ：高等教育，2013.73 龔溎義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)（第3版）M第一版. ：高等教育，2004.14機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).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(cè) 編委會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).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(cè)編委會(huì)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).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(cè)M第一版. ：機(jī)械工業(yè)，2012.10- 38 - / 38