上海海事大學(xué) 機械設(shè)計課程設(shè)計 (二級圓柱齒輪減速器)計算說明書 姓 名：朱 震 學(xué) 院：物流工程學(xué)院 專 業(yè)：機械電子工程(港口機械)101 學(xué) 號：201110210034 組 別：第6組 指導(dǎo)老師：羅紅霞設(shè)計時間：2014.2.24-2014.3.14目 錄前言(任務(wù)書)3第一節(jié) 概述 5第二節(jié) 傳動裝置的總體設(shè)計 6第三節(jié) 傳動件設(shè)計計算10 第四節(jié) 軸系零部件設(shè)計計算26 第五節(jié) 箱體設(shè)計及潤滑劑、潤滑方式和密封裝置的設(shè)計45 第六節(jié) 圖紙設(shè)計51 第七節(jié) 設(shè)計小結(jié)53第八節(jié) 參考資料54機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書(兩級齒輪減速器)班級: 機械111 ，姓名: 朱 震 ，學(xué)號: 201110210034 ，指導(dǎo)教師: 羅紅霞 日期: 2014 年 2 月 24 日至 2014 年 3 月 14 日一、傳動系統(tǒng)參考方案(見圖) 帶式輸送機由電動機驅(qū)動。電動機1通過聯(lián)軸器2將動力傳入兩級圓柱齒輪減速器3，再通過聯(lián)軸器4將動力傳至輸送機卷筒5，帶動輸送帶6工作。二、原始數(shù)據(jù)(將與組號對應(yīng)的原始數(shù)據(jù)填入以下空格中)輸送帶有效拉力 F= 4500N；輸送帶工作速度v=0.8m/s (允許誤差±5%)；輸送機滾筒直徑d=350mm；減速器設(shè)計壽命為10年。三、工作條件 兩班制，常溫下連續(xù)工作；空載起動，工作載荷平穩(wěn)；三相交流電源，電壓為380/220伏。四、設(shè)計任務(wù)每位學(xué)生應(yīng)完成以下任務(wù)：1.設(shè)計計算說明書 包括封面、目錄、章節(jié)內(nèi)容(可參考講義)、小節(jié)、參考文獻等基本內(nèi)容，其中章節(jié)內(nèi)容必須寫出各計算項目、步驟、公式和計算數(shù)據(jù)，并將主要計算結(jié)果整理成表格。設(shè)計計算說明書的頁數(shù)一般不少于20頁。2.總裝配圖 畫出兩級齒輪減速器總裝配圖，必須含標(biāo)題欄、明細表、技術(shù)要求和主要配合尺寸及外形尺寸等。3.軸類零件 畫出輸入軸和中間軸的零件工作圖各一張，標(biāo)出詳細尺寸、公差、粗糙度，含標(biāo)題欄、技術(shù)要求等。4.齒輪 畫出低速軸齒輪的零件工作圖，要求同上。以上任務(wù)均要求在計算機上完成。設(shè)計計算說明書為Word文檔，圖紙設(shè)計采用AutoCAD。五、提交資料1.14項任務(wù)所完成的電子版資料；2.計算說明書打印稿(A4紙打印，將任務(wù)書放在目錄之后、正文之前)；3.總裝配圖和零件圖打印輸出(A4紙打印，附在計算說明書最后)。機械設(shè)計課程設(shè)計(二級圓柱齒輪減速器)計算說明書第一節(jié) 概述1、 設(shè)計題目與內(nèi)容1.設(shè)計題目 帶式運輸機的傳動裝置。2.設(shè)計內(nèi)容傳動裝置的總體設(shè)計擬定傳動方案；選擇電動機；確定總傳動比及分配各級傳動比；計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)。傳動件和軸系零部件的設(shè)計計算 包括：帶傳動、齒輪傳動以及軸的設(shè)計計算，鍵、軸承、聯(lián)軸器的選擇計算等。減速器裝配圖設(shè)計齒輪、軸的零件圖設(shè)計二、設(shè)計過程1.準(zhǔn)備工作 明確設(shè)計任務(wù)和要求；集中指導(dǎo)；減速器拆裝實驗。2.傳動裝置的總體設(shè)計 根據(jù)設(shè)計要求，擬定傳動總體布置方案；選擇電動機；計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)。3.傳動件設(shè)計計算 帶傳動、齒輪傳動設(shè)計。4.軸系零部件設(shè)計計算 軸設(shè)計計算(結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度驗算)、軸承、聯(lián)軸器的選擇計算及鍵聯(lián)接計算(注：該過程與草圖設(shè)計交叉進行)。5.裝配圖設(shè)計 完成正規(guī)圖設(shè)計；必要時對原計算或結(jié)構(gòu)作相應(yīng)修改。6.零件圖設(shè)計 完成規(guī)定的零件工作圖設(shè)計。7.整理和編寫計算說明書第二節(jié) 傳動裝置的總體設(shè)計總體設(shè)計一般按以下步驟進行：一、擬定傳動方案 綜合考慮工作要求、工作條件等因素，擬定合理的傳動方案。二、選擇電動機 確定電動機類型、結(jié)構(gòu)、容量(額定功率)和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄中查出其型號和尺寸。1.選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)型式 根據(jù)工作條件，本設(shè)計方案中選用Y系列三相籠型異步電動機。2.選擇電動機額定功率 對于不變載荷下長期連續(xù)運行的機械，要求 PedPd。Ped為所選電動機額定功率，Pd為根據(jù)工作要求所需的電動機功率。 Pw 運輸帶所需功率，KW a由電動機至運輸帶的總效率確定 Pw運輸帶所需功率： 確定a V帶傳動效率 ； 一對齒輪傳動效率 一對滾動軸承效率 ； 彈性聯(lián)軸器效率 卷筒效率 綜上：電動機所需的工作功率因，選取電動機的額定功率3.確定電動機轉(zhuǎn)速 式中，V帶傳動的傳動比，兩級齒輪減速比，則總的傳動比范圍為選擇電動機轉(zhuǎn)速為1500r/m4、選擇電動機型號 根據(jù)機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表12-1及上式計算結(jié)果，選取電動機型號為Y132M1-6。選得電動機機型參數(shù)如下表：型 號額定功率KW同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min中心高Hmm軸伸尺寸D×Emm裝鍵部位尺寸F×GDmmY132S45.51500144013238×8010×332、 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1、確定總傳動比 電動機滿載轉(zhuǎn)速，1440r/min2. 各級傳動比分配 (1)帶傳動比根據(jù)推薦值23，選取=2.5(2)各級齒輪傳動比、 兩級齒輪傳動比為使兩級齒輪傳動中的大齒輪直徑相近，浸油深度接近相等，推薦，選取，同時因故=4.16，二、計算各軸轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩(運動和動力參數(shù))按照轉(zhuǎn)速從高到低將減速器三根軸依次定為軸、軸和軸。1. 計算各軸轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速I軸轉(zhuǎn)速II軸轉(zhuǎn)速：III軸轉(zhuǎn)速：卷筒轉(zhuǎn)速：2.計算各軸輸入功率I軸功率：II軸功率： III軸功率：卷筒軸功率：3.計算各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動機軸輸出轉(zhuǎn)矩：4.整理動力參數(shù) (P=1/30000*T兀n)電動機軸軸軸卷筒轉(zhuǎn)速r/min960384101.0537.1537.15功率Kw43.843.723.613.54轉(zhuǎn)矩n*m39.7995.50352.01928.74810.17第三節(jié) 傳動件設(shè)計計算一、帶傳動設(shè)計計算 電動機與減速器之間采用普通V帶傳動，有關(guān)設(shè)計計算方法已在機械設(shè)計課程中介紹。注意事項： 根據(jù)帶輪直徑并考慮帶傳動的滑動率(=0.01)計算實際傳動比和從動輪轉(zhuǎn)速，并對減速器傳動比和輸入轉(zhuǎn)矩作修正。注意帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸的協(xié)調(diào)。一般應(yīng)使小帶輪半徑不超過電動機中心高，大帶輪半徑不超過減速器中心高，必要時進行修正。帶輪結(jié)構(gòu)尺寸參閱教材或設(shè)計手冊(減速器設(shè)計中主要用到大帶輪寬度)。1.確定設(shè)計功率工況：兩班制(每天工作16h)，常溫下連續(xù)工作；空載起動，工作載荷平穩(wěn)； 查156頁表8-7得工作情況系數(shù)2.選擇帶型，由157頁圖8-11選擇A型V帶，且小帶輪直徑范圍為1121403.確定帶輪基準(zhǔn)直徑、 查詢相關(guān)表格選擇小帶輪直徑為由P157表8-8得 取校核實際傳動比：誤差為0，故大帶輪直徑可用。4.驗算帶的速度，符合要求。5.確定中心距和V帶長度根據(jù) 可得 初步選擇V帶計算基準(zhǔn)長度為查詢相關(guān)表格選取實際帶長則實際中心距 ：計算中心距變動范圍： 6.計算小帶輪的包角 7.確定V帶根數(shù)V帶根數(shù)可以用下式計算: 根據(jù)152頁表8-4a，8-4b得；由表8-5,8-2分別查；，則： 故選取z=4。8.計算初拉力查詢相關(guān)表格得V帶質(zhì)量,則初拉力為： 9.計算作用在軸上的壓力10.帶傳動設(shè)計計算結(jié)果如下表所示：類型小帶輪直徑大帶輪直徑小帶輪帶速帶長A型帶3006.281600中心矩小帶輪包角 帶根數(shù)初拉力()min 壓軸力()min459158.154 151.79 1192.31二、齒輪傳動設(shè)計計算 工作條件：兩班制，常溫下連續(xù)工作；空載起動，工作載荷平穩(wěn)；三相交流電源，電壓為380/220伏。I 高速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計計算如下：1.選擇材料，熱處理方式和公差等級 考慮到帶式運輸機為一般機械，故大小齒輪均選用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理， 大齒輪正火處理，由P191表10-1得齒面硬度：小齒輪：大齒輪：平均硬度： ，在30-50HBW之間。選用8級精度(C8)。2.初步計算傳動的主要尺寸 因為是軟齒面閉式傳動，故按照齒面接觸疲勞強度進行計算。其設(shè)計公式為： (1) 確定小齒輪傳遞扭矩 (2)初步確定載荷系數(shù) 因v值未知，不能確定，故初選載荷系數(shù),暫定。(3)選定齒寬系數(shù) 由205頁表10-7，取齒寬系數(shù)(4)確定彈性系數(shù)和節(jié)點區(qū)域系數(shù) 由201頁表10-6 查得彈性系數(shù)初選螺旋角，由圖10-30查得節(jié)點區(qū)域系數(shù)(5)初步選定大小論齒數(shù) 齒數(shù)比 小齒輪齒數(shù)初選則大齒輪齒數(shù)，取(6)確定重合度 由215頁圖10-26查得端面重合度： ,，(7)確定許用接觸應(yīng)力 可用下式計算： 由210頁圖10-21,a查得接觸疲勞極限應(yīng)力為： 小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為： 由206頁圖10-18查得壽命系數(shù)取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1則小齒輪的許用接觸應(yīng)力為：大齒輪的許用接觸應(yīng)力為： ?。撼跛阈↓X輪的分度圓直徑，得： 3.確定傳動尺寸(1)計算載荷系數(shù) 使用系數(shù)因：查194頁圖10-8得動載系數(shù),查197頁表10-4得齒向載荷分布系數(shù)，查195頁表10-3得齒間載荷分布系數(shù) 則載荷系數(shù)(2)對進行修正因K與有較大的差異，故需對由計算出的進行修正,即按實際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑：(3)初次確定模數(shù) (可省略) (4)計算縱向重合度，并確定螺旋角影響角度系數(shù)查p217 10-28得=0.854.按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計(1)計算當(dāng)量齒數(shù)(2)查取齒形系數(shù)、應(yīng)力矯正系數(shù) 由P200表10-5查得 根據(jù)線性插入法得 (3)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力由P209圖10-21查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為由P206圖10-18查得：彎曲疲勞壽命系數(shù)安全系數(shù) 取 則：(4)計算大、小齒輪的并加以比較 取大，大齒輪的數(shù)值大。(5)計算最終模數(shù)選取為3。5.設(shè)計計算(1)齒數(shù)計算 ，選取=23 ， 選取=84(2)計算中心距中心距取整為166mm。(3)按圓整后的中心距修正螺旋角誤差較小，無需調(diào)整。(4)計算大小齒輪的分度圓直徑(5)計算齒輪寬度 圓整后取6.計算結(jié)果整理如下: 名稱公式小齒輪大齒輪模數(shù)33齒數(shù)Z壓力角齒頂高系數(shù)頂隙系數(shù)傳動比分度圓直徑齒頂高mmmm齒根高mmmm齒全高 mm mm齒頂圓直徑mmm齒根圓直徑mmmm齒距 mm mm齒厚、槽寬mmmm頂隙mmmm中心距mm螺旋角齒寬mmmm7.結(jié)構(gòu)設(shè)計 大齒輪 軸上大齒輪采用選用腹板式結(jié)構(gòu)，見附圖。II低速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計計算如下：1.選擇材料，熱處理方式和公差等級考慮到帶式運輸機為一般機械，故大小齒輪均選用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火處理，由表8-17得齒面硬度：小齒輪：大齒輪：平均硬度： ，在30-50HBW之間。選用8級精度（C8）。2.初步計算傳動的主要尺寸因為是軟齒面閉式傳動，故按照齒面接觸疲勞強度進行計算。其設(shè)計公式為： 小齒輪傳遞扭矩為：因v值未知，不能確定，故初選載荷系數(shù),暫定由205頁表10-7，取齒寬系數(shù)由201頁表10-6 查得彈性系數(shù)初選螺旋角，由圖10-30查得節(jié)點區(qū)域系數(shù)齒數(shù)比小齒輪齒數(shù)初選則大齒輪齒數(shù)，取由215頁圖10-26查得端面重合度：， 許用接觸應(yīng)力可用下式計算 由210頁圖10-21,a查得接觸疲勞極限應(yīng)力為：小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為： 由206頁圖10-18查得壽命系數(shù)取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1則小齒輪的許用接觸應(yīng)力為：大齒輪的許用接觸應(yīng)力為：取：初算小齒輪的分度 圓直徑，得： 3.確定傳動尺寸(1)計算載荷系數(shù) 使用系數(shù)因：查194頁圖10-8得動載系數(shù),查197頁表10-4得：齒向載荷分布系數(shù)，查195頁表10-3得： 齒間載荷分布系數(shù) 則載荷系數(shù)(2)對進行修正 因K與有較大的差異，故需對由計算出的進行修正，即按實際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑：(3)初次確定模數(shù) (可省略)取 (4)計算縱向重合度，并確定螺旋角影響角度系數(shù)查p217 10-28得=0.85。4.按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計(1)計算當(dāng)量齒數(shù) (2)查取齒形系數(shù)、應(yīng)力矯正系數(shù) 由P200表10-5查得 根據(jù)線性插入法得 (3)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 由P209圖10-21查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為， 由P206圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 則：(4)計算大、小齒輪的并加以比較取大，大齒輪的數(shù)值大。(5)計算最終模數(shù)選取為3。5.設(shè)計計算(1)齒數(shù)計算 ，選取=34 ， 選取=89(2)計算中心距 中心距取整為190mm。(3)按圓整后的中心距修正螺旋角誤差較小，無需調(diào)整。(4)計算大小齒輪的分度圓直徑(5)計算齒輪寬度 圓整后取6.計算結(jié)果整理如下 名稱公式小齒輪大齒輪模數(shù)33齒數(shù)Z壓力角齒頂高系數(shù)頂隙系數(shù)傳動比分度圓直徑 mmmm 齒頂高mmmm齒根高mmmm齒全高 mm mm齒頂圓直徑mmm齒根圓直徑mmmm齒距 mm mm齒厚、槽寬mmmm頂隙mmmm中心距mm螺旋角齒寬mmmm總傳動比校核： 誤差第四節(jié) 軸系零部件設(shè)計計算 齒輪上作用力的計算為后續(xù)軸的設(shè)計和校核，鍵的選擇和驗算及軸承的選擇和膠合提供數(shù)據(jù)，其計算如下：I.高速軸的設(shè)計與計算1.已知條件軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩若取每級齒輪傳動功率(包括軸承效率在內(nèi))，則：3.84kw ；384r/min ；。2.選擇軸的材料 因傳遞的功率不大，并且對重量以及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊的要求，故由表8-26選常用的45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3.求作用在軸上的力已知高速級的小齒輪 ，則：圓周力： 徑向力：軸向力： 壓軸力：4.初算最小軸頸查p370 15-3選取C=112，則：對于直徑的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大5%7%， ；(電動機部分合格)5.結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)確定軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想 (2)相關(guān)數(shù)據(jù)的確定a.機體內(nèi)壁間距離L： 式中：、分別為第一級齒輪傳動中小齒輪、大齒輪和第二級齒輪傳動中小齒輪的齒寬；，,。齒輪端面至機體內(nèi)壁距離，P158表11-1；取 齒輪間距，可取。取b.機體內(nèi)壁至軸承座端面距離式中：機座壁厚，P158表11-1；、扳手操作空間，P161表11-2。c.外伸軸總長(3)確定各軸段的直徑和長度.確定軸段的各段直徑和長度 因為軸I的最小直徑不小于電動機軸頸，經(jīng)查表得，電動機軸頸為38mm，故該軸段的最小直徑為。大帶輪與軸配合的轂孔長度，為了保證軸的擋圈只壓在大帶輪輪轂上而不壓在軸的端面上，故段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取,。.確定軸段的各段直徑和長度 為了滿足大帶輪的軸向定位要求，軸段左端需制出一軸肩，故取段的直徑48mm，右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=50mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與軸承右端面間的距離，為了使軸端蓋能夠完全固定軸承的位置，故取，48mm。.確定軸段的各段直徑和長度初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和較小的軸向力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)48mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取2基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的深溝球軸承6210。 取 ,。.確定軸段的各段直徑和長度 經(jīng)計算取 .確定軸段的各段直徑和長度 兩端軸承均采取擋油環(huán)和軸肩定位。若定位左側(cè)軸承，則V段軸 頸應(yīng)為57mm，及。由于該段齒輪的直徑很小，齒根圓 到鍵槽底部的距離e<2mt，故將齒輪和軸做成一體，即齒輪軸。此軸段的寬度等于齒輪的齒寬，直徑為小齒輪吃定遠直徑,。 為定位右側(cè)軸軸承端蓋的總寬度為9.6mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定)。.確定軸段的各段直徑和長度 已經(jīng)算得軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離，機體間內(nèi)壁距離 ，外伸軸總長，已知深溝球軸承寬度 ,取及壁厚，則，。 至此，已初步確定了軸I的各段直徑和長度。(4)軸I上零件的周向定位 大帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接。按，查表得截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為，選用平鍵為，大帶輪與軸的配合為為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為m7。(5)確定軸上圓角和倒角尺寸 各軸肩處的圓角半徑見圖。6.繪制軸的彎矩圖和扭矩圖：(1)求支座反力A:水平(面)方向反力 圓周力：徑向力： 軸向力： 壓軸力： B.豎直(面)反力 (2)繪制彎矩圖A. 水平方向彎矩 B.豎直方向彎矩 C.合成彎矩 (3)繪制扭矩圖 T=95500N·mm7.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險截面B)的強度根據(jù)公式及上表中的數(shù)據(jù),以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力，取 ，軸的計算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得。因此， ，故安全。II.中速軸的設(shè)計與計算1.已知條件 軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩若取每級齒輪傳動功率(包括軸承效率在內(nèi))則：3.72kw ；105.21r/min ；。2.選擇軸的材料 因傳遞的功率不大，并且對重量以及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊的要求，故由表8-26選常用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3.求作用在齒輪上的力 因已知軸的上大小齒輪的螺旋角及度圓直徑為，,， 則 齒輪二 圓周力：徑向力：軸向力： 齒輪三 圓周力：徑向力：軸向力：4.初算最小軸頸 查表考慮到軸端不承受轉(zhuǎn)矩，故取較小值C=112，則 對于直徑的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大5%7%，故5.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如圖所示 (2)相關(guān)數(shù)據(jù)L=225mm (3)確定各軸段的直徑和長度.確定軸段的各段直徑和長度 因為中間軸的最小直徑40mm，故軸段I的直徑為40mm。為了滿足軸承的軸向定位要求，軸段左端需制出一軸肩，故取段的直徑，右端用軸端擋圈定位。因軸承同時受有徑向力和較小的軸向力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取2基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的深溝球軸承6208。 軸承端蓋的總寬度為9.6mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定)，根據(jù)軸端的定位要求，經(jīng)計算取,。.確定軸段的各段直徑和長度 此軸段選取直徑為。此軸段的寬度等于齒輪的齒寬，。.確定軸段的各段直徑和長度 此處軸肩是為了固定左右大小齒輪故選取，。.確定軸段的各段直徑和長度 此處軸端為了與齒輪進行配合，選取，。(4)軸上零件的周向定位 大齒輪：與軸的周向定位采用平鍵連接。按，查表得截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為，選用平鍵為,齒輪與軸的配合為為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為m7。 小齒輪：與軸的周向定位采用平鍵連接。按，查表得截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為，選用平鍵為,齒輪與軸的配合為為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為m7。(5) 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見圖。6.繪制軸的彎矩圖和扭矩圖：(1)求支座反力A:水平(面)方向反力B.豎直(面)反力 (2)繪制彎矩圖A. 水平方向彎矩 B.豎直方向彎矩C.合成彎矩 (3)繪制扭矩圖7.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險截面B)的強度根據(jù)公式及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得。因此，故安全。III.低速軸的設(shè)計與計算1.已知條件 軸上的功率 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩若取每級齒輪傳動功率(包括軸承效率在內(nèi))則：3.61kw ；40.31r/min ；。2.選擇軸的材料 因傳遞的功率不大，并且對重量以及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊的要求，故由表8-26選常用的45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3.求作用在齒輪上的力 因已知軸的上大小齒輪的螺旋角及度圓直徑為，則：圓周力：徑向力：軸向力：4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如圖所示(2)相關(guān)數(shù)據(jù) (3)確定各軸段的直徑和長度.確定軸段的各段直徑和長度 因為低速軸的最小直徑應(yīng)不小于軸的最小直徑，且與聯(lián)軸器孔徑相符(已選定彈性套柱銷聯(lián)軸器)，故該軸段的最小直徑為聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。.確定軸段的直徑和長度 為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸段左端需制出一軸肩，故取段的直徑63mm，右端用軸端擋圈定位。后經(jīng)算得軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離。.確定軸段的直徑和長度 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和較小的軸向力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，取安裝軸承的軸段直徑為。 軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的深溝球軸承6211，取，。.確定軸段的直徑和長度 兩端軸承均采取擋油環(huán)和軸肩定位。若定位左側(cè)軸承，則VI段軸徑應(yīng)為，此軸段的寬度等于低速級大齒輪的齒寬，。.確定軸段的直徑和長度 為定位低速級大齒輪，作為軸肩的軸段V的直徑應(yīng)為。取為定位右側(cè)軸承，作為軸肩的V-VI段軸的直徑應(yīng)為。后經(jīng)計算的。.確定軸段的直徑和長度 軸承端蓋的總寬度為9.6mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，同時為了使軸端蓋能夠完全固定軸承的位置，故取，前面已確定。(4)軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器：與軸的周向定位采用平鍵連接。按，查表得截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為m7。 大齒輪：與軸的周向定位采用平鍵連接。按，查表得截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為m7。(5)確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為。6.繪制軸的彎矩圖和扭矩圖：(1)求支座反力A:水平(面)方向反力B.豎直(面)反力 (2)繪制彎矩圖A. 水平方向彎矩 B.豎直方向彎矩C.合成彎矩(3)繪制扭矩圖6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險截面C)的強度根據(jù)公式及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得。因此，故安全。改正：齒輪1的受力(4)聯(lián)軸器的選用 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，查P351表14-1得取則 按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003，選用HL4彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000。半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。(5)鍵連接計算及強度校核1.高速軸上鍵大帶輪選擇鍵連接的類型和尺寸 大帶輪與軸的周向定位采用平鍵連接。 根據(jù)查得鍵的截面尺寸為：寬度b=12mm，高度h=8mm.由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長L=45,比輪轂寬度(B=61mm)小些。校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查得許用擠壓應(yīng)力=100120MPa，取平均值， =110MPa。鍵的工作長度,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。 可得 ，可以。故取GB/T 1096。2.中速軸上鍵大齒輪選擇鍵連接的類型和尺寸 一般8級精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵(A型)。 根據(jù)查得鍵的截面尺寸為：寬度b=16mm，高度h=10mm.由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長L=50,比輪轂寬度(B=71mm)小些。校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查得許用擠壓應(yīng)力=100120MPa，取平均值， =110MPa。鍵的工作長度,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。可得 ，可以。故取GB/T 1096。小齒輪選擇鍵連接的類型和尺寸 一般8級精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵(A型)。 根據(jù)查得鍵的截面尺寸為：寬度b=14mm，高度h=9mm.由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長L=80,比輪轂寬度(B=110mm)小些。校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查得許用擠壓應(yīng)力=100120MPa，取平均值， =110MPa。鍵的工作長度,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。 可得 ，可以。故取GB/T 1096。3.低速軸上鍵大齒輪選擇鍵連接的類型和尺寸 一般8級精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵(A型)。 根據(jù)查得鍵的截面尺寸為：寬度b=20mm，高度h=12mm.由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長L=80,比輪轂寬度(B=105mm)小些。校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查得許用擠壓應(yīng)力=100120MPa，取平均值， =110MPa。鍵的工作長度,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。 可得，可以。故取GB/T 1096。半聯(lián)軸器 選擇鍵連接的類型和尺寸 半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接。 根據(jù)查得鍵的截面尺寸為：寬度b=16mm，高度h=10mm.由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長L=80,比輪轂寬度(B=84mm)小些。校核鍵連接的強度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查得許用擠壓應(yīng)力=100120MPa，取平均值， =110MPa。鍵的工作長度,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。 可得 ，可以。故取GB/T 1096。(5)軸承壽命的校核 初選軸承軸名軸承代號外形尺寸（mm）內(nèi)徑d寬度B軸62105020軸62084020軸621155301.軸軸承6210(只校核受力更大的軸承)a.求比值 b.初步計算當(dāng)量動載荷P根據(jù)式(13-8a)按照表13-6，取。按照表13-5，X=1，Y=0 按照6210軸承樣本或設(shè)計手冊選擇=23200N c.驗算6210軸承的壽命2.軸軸承6208（只校核受力更大的軸承）a.求比值b.初步計算當(dāng)量動載荷P根據(jù)式(13-8a)按照表13-6，取。按照表13-5，X=1，Y=0按照6208軸承樣本或設(shè)計手冊選擇=23200Nc.驗算6208軸承的壽命3.軸III軸承6211a.求比值 b.初步計算當(dāng)量動載荷P根據(jù)式(13-8a)按照表13-6，取。按照表13-5，X=1，Y=0c.驗算6211軸承的壽命第五節(jié) 箱體設(shè)計及潤滑劑、潤滑方式和密封裝置的設(shè)計一、確定箱體的基本參數(shù)：機座壁厚 機蓋壁厚 機座凸緣厚度 機蓋凸緣厚度 機座底凸緣厚度 地腳螺栓直徑 取用地腳螺栓數(shù)目 軸承旁螺栓直徑 取用機蓋與機座連接螺栓直徑 取用軸承蓋螺釘直徑 取用窺視孔螺釘直徑 取用定位銷直徑 取用軸承旁凸臺半徑 查表外機壁至軸承座端面距離 大齒輪頂圓與內(nèi)機壁距離齒輪端面與內(nèi)機壁距離 機蓋、機座肋板厚通氣器：簡易通氣器第6節(jié) 圖紙設(shè)計1.低速大齒輪2. 高速軸3.中速軸4.裝配圖第七節(jié) 設(shè)計小結(jié)在經(jīng)過上一個學(xué)期對機械設(shè)計的課程學(xué)習(xí)之后，本學(xué)期的前三周進行了三周的機械設(shè)計課程設(shè)計。上個學(xué)期初我們也進行了一周的機械原理課程設(shè)計。上次的機械原理課程設(shè)計是我們上大學(xué)以來的第一次課程設(shè)計，雖然不是很復(fù)雜，但也遇到了一些問題和困難。在老師同學(xué)的幫助下和自己的努力下順利完成了。這次的機械設(shè)計課程設(shè)計相比上學(xué)期的要復(fù)雜得多，無論是計算還是畫圖都更復(fù)雜也更花時間和精力。經(jīng)過三周的努力,在不斷的請教老師和同學(xué)的幫助下終于完成了機械設(shè)計課程設(shè)計。這次的課程設(shè)計也讓我感觸很深。剛看到這次課程設(shè)計的題目的時候覺得有些無從下手。在經(jīng)過老師在課上的講解之后，發(fā)現(xiàn)這次的課程設(shè)計實際上基本上大部分都是上學(xué)期機械設(shè)計學(xué)過的相關(guān)內(nèi)容。這次是要分小組來做，也就是有很多需要同學(xué)之間合作的內(nèi)容。在分好小組之后我們就開始了對數(shù)據(jù)的計算。計算比我們想象中的還要復(fù)雜。本以為只是把已有的數(shù)據(jù)代入公式里計算就行，但是因為減速器機構(gòu)及較復(fù)雜零件也很多，我們的計算花了很多時間。首先要從功能要求出發(fā)，制定設(shè)計方案，合理選擇傳動機構(gòu)和零件；然后按工作狀況分析和計算作用在零件上的載荷，合理選擇零件材料，正確計算零件的工作能力和確定零件尺寸；最后考慮制造工藝、使用維護、經(jīng)濟和安全等問題，對機器和零件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。先是列出計算公式然后代入數(shù)據(jù)去算，要算的數(shù)據(jù)很多、計算量很大。計算之后還需要繼續(xù)校驗驗證是否符合標(biāo)準(zhǔn)。這次在我們在小組中我主要是負責(zé)進行驗算數(shù)據(jù)和整理計算說明書。在拿到其他組員計算好的數(shù)據(jù)后我再次進行驗算，因為計算量大很多地方難免會出錯，所以為了確保正確就反復(fù)多次計算修改了幾遍。最后再回過頭來整理計算說明書，要對說明書的格式和說明書中的一些內(nèi)容做些補充。說明書的頁數(shù)也很多，一頁一頁看下來也比較花時間進度也很慢。最終在我們組員幾個人的合作下終于完成了這次的課程設(shè)計?？吹阶罱K的裝配圖和計算書時我們也覺得很有成就感。歷時三個星期的設(shè)計結(jié)束了，這一設(shè)計過程不僅是對我們知識應(yīng)用能力的考驗，更是對我們的細致，認(rèn)真，耐心和與人合作的團隊精神的考驗，而這些品質(zhì)，無疑是我們未來作為一個機械工程師必須和應(yīng)有的職業(yè)品質(zhì)，也為明年的畢業(yè)設(shè)計打下了一個很好的基礎(chǔ)。這次的課程設(shè)計磨練了我們的細心和耐心，同時團隊合作也培養(yǎng)了我們與人合作的能力，加深了我們同學(xué)之間的感情。但我們這次的設(shè)計也還是有很多不足之處，仍需要進一步改進。在以后的此類課程設(shè)計中我們應(yīng)吸取這次的經(jīng)驗教訓(xùn)，更加完善設(shè)計。第八節(jié) 參考資料1 Russell C.Hibbeler,Mechanics of Materials.重慶大學(xué)出版社(第六版)；2 孟瑤琴,王志偉.機械設(shè)計基礎(chǔ).北京理工大學(xué)出版社(第二版)；3畫法幾何和機械設(shè)計（第六版）.上?？茖W(xué)技術(shù)大學(xué)出版社；4 鄭江，許瑛.機械設(shè)計.北京大學(xué)出版社；5 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)研究室.理論力學(xué)().高等教育出版社；6 孔凌嘉，王曉力.機械設(shè)計.北京理工大學(xué)出版社；7 楊明忠.機械設(shè)計.武漢科技大學(xué)出版社；8 王為，汪建曉.機械設(shè)計.華中科技大學(xué)出版社；9 戴枝榮，張遠明.工程材料（第二版）.高等教育出版社；10 Ye Zhonghe, Lan Zhaohui,M.R.Smith.機械原理.高等教育出版社；- 54 -