鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（一）. 選擇題 （在每小題的四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確的答案，并將正確答案的號碼填在題干的括號內(nèi)，每小題1 分，共20 分）1在平面機(jī)構(gòu)中，每增加一個(gè)低副將引入（C）。A0 個(gè)約束B 1 個(gè)約束C 2 個(gè)約束D 3 個(gè)約束2.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD 中，AB 為曲柄，CD 為搖桿，BC 為連桿。若桿長 l AB =30mm, l BC=70mm ，l CD=80mm ，則機(jī)架最大桿長為（C）A.80mmB.100mmC.120mmD.150mm3在凸輪機(jī)構(gòu)中，當(dāng)從動件以運(yùn)動規(guī)律運(yùn)動時(shí)，存在剛性沖擊。（A）A等速B擺線C等加速等減速D簡諧4.棘輪機(jī)構(gòu)中采用了止回棘爪主要是為了(A)A.防止棘輪反轉(zhuǎn)B.對棘輪進(jìn)行雙向定位C.保證棘輪每次轉(zhuǎn)過相同的角度5在標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動中，硬齒面齒輪應(yīng)按A齒面接觸疲勞強(qiáng)度D.驅(qū)動棘輪轉(zhuǎn)動設(shè)計(jì)。B齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（B）C齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度D熱平衡6在一對標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動中，大、小齒輪的材料及熱處理方式相同時(shí)，小齒輪的齒面接觸應(yīng)力H 1 和大齒輪的齒面接觸應(yīng)力H 2 的關(guān)系為。（C）AH 1 >H 2BH 1 < H 2CH 1 =H 2D不確定7提高蝸桿傳動效率的措施是。（D）A增加蝸桿長度B增大模數(shù)C使用循環(huán)冷卻系統(tǒng)D增大蝸桿螺旋升角8.在傳動中，各齒輪軸線位置固定不動的輪系稱為( B)A.周轉(zhuǎn)輪系B.定軸輪系C.行星輪系D.混合輪系9、帶傳動采用張緊輪的目的是_ 。（D ）A.減輕帶的彈性滑動B.提高帶的壽命C.改變帶的運(yùn)動方向D.調(diào)節(jié)帶的拉力10、鏈傳動設(shè)計(jì)中，當(dāng)載荷大，中心距小，傳動比大時(shí)，宜選用_。（B）A 大節(jié)距單排鏈B 小節(jié)距多排鏈C 小節(jié)距單排鏈D 大節(jié)距多排鏈11、平鍵聯(lián)接選取鍵的公稱尺寸b 3h 的依據(jù)是_。（D）A.輪轂長B.鍵長C.傳遞的轉(zhuǎn)矩大小D.軸段的直徑12、齒輪減速器的箱體和箱蓋用螺紋聯(lián)接，箱體被聯(lián)接處的厚度不太大，且經(jīng)常拆裝，一般用什么聯(lián)接？（A）A.螺栓聯(lián)接B.螺釘聯(lián)接C. 雙頭螺柱聯(lián)接13、對軸進(jìn)行強(qiáng)度校核時(shí)，應(yīng)選定危險(xiǎn)截面，通常危險(xiǎn)界面為？A受集中載荷最大的截面B截面積最小的截面（CC受載大，截面小，）應(yīng)力集中的截面14、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算轉(zhuǎn)軸軸頸時(shí)，求出的直徑指哪段軸頸？A裝軸承處的軸頸B軸的最小直徑15、在正常條件下，滾動軸承的主要失效形式是_。（BC軸上危險(xiǎn)截面處的直徑（A）A.工作表面疲勞點(diǎn)蝕B.滾動體破裂C.滾道磨損16、不屬于非接觸式密封。（D）A .間隙密封B.曲路密封C.擋油環(huán)密封D.毛氈圈密封17、要求密封處的密封元件既適用于油潤滑，也可以用于脂潤滑，應(yīng)采用_密封方式。（B）A.氈圈密封B. 唇形密封圈密封C.擋油環(huán)密封18、對于徑向位移較大，轉(zhuǎn)速較低，無沖擊的兩軸間宜選用_聯(lián)軸器。（C）A.彈性套柱銷B.萬向C.滑塊D.徑向簧片19、聯(lián)軸器和離合器的主要作用是。（A）A.聯(lián)接兩軸，使其一同旋轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩B.補(bǔ)償兩軸的綜合位移C.防止機(jī)器發(fā)生過載D.緩和沖擊和振動20、設(shè)計(jì)時(shí)，圓柱螺旋壓縮彈簧的工作圈數(shù)（有效圈數(shù)）應(yīng)按照計(jì)算確定。（A）A.變形條件（剛度條件）B.強(qiáng)度條件C.應(yīng)力條件D.穩(wěn)定性條件（二）. 判斷題（在正確的試題后面打，錯(cuò)誤的試題后面打。每題1 分，共15分）1.轉(zhuǎn)動副限制了構(gòu)件的轉(zhuǎn)動自由度。（3）2.平面四桿機(jī)構(gòu)的傳動角等于90時(shí)，則機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置。（ ）3.凸輪機(jī)構(gòu)工作中，從動件的運(yùn)動規(guī)律和凸輪轉(zhuǎn)向無關(guān)。（ ）4一對漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是基圓齒距相等（ ）5漸開線上齒廓各點(diǎn)的壓力角均相等。（3 ）6.將行星輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系后，其各構(gòu)件間的相對運(yùn)動關(guān)系發(fā)生了變化。（3）7、為了保證 V 帶傳動具有一定的傳動能力，小帶輪的包角通常要求小于或等于120o （3）8、鏈傳動屬于嚙合傳動，所以它能用于要求瞬時(shí)傳動比恒定的場合。（3）9、由于花鍵聯(lián)接較平鍵聯(lián)接的承載能力高，因此花鍵聯(lián)接主要用于載荷較大的場合。（ ）10、對于受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，總工作載荷=預(yù)緊力 +工作載荷。（3）11、一般機(jī)械中的軸多采用階梯軸，以便于零件的裝拆、定位。（）12、一批在同樣載荷和同樣工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的同型號滾動軸承，其壽命相同。（ 3）13、邊界摩擦是指接觸表面吸附著一層很薄的邊界膜的摩擦現(xiàn)象，接觸情況介于干摩擦與流體摩擦兩種狀態(tài)之間。 （ ）14、對于多盤摩擦式離合器， 當(dāng)壓緊力和摩擦片直徑一定時(shí)，摩擦片越多，傳遞轉(zhuǎn)矩的能力越大。（ ）15、非周期性速度波動可用加飛輪的方法調(diào)節(jié)。（ 3）（三） . 計(jì)算分析題 （共 35 分）1（ 7 分）計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束必須指出。解：局部自由度D 處， E 與 F、G處有一個(gè)約束，F(xiàn)=3*3-3*2-2=12.（10 分）圖示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，要求：（ 1） 在圖中標(biāo)出壓力角 、傳動角 ；（ 2） 分析說明對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是否具有急回運(yùn)動；（ 3） 以哪個(gè)構(gòu)件為原動件會出現(xiàn)死點(diǎn)位置？繪圖說明死點(diǎn)位置。解：對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)無急回運(yùn)動，因?yàn)樵摍C(jī)構(gòu)極位夾角a=0根據(jù)公式 k=180+a/180-a 得行程速比系數(shù)為 1，則證明該機(jī)構(gòu)無急回特性，所以不會產(chǎn)生急回運(yùn)動。3（8 分）一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，正常齒制， 小齒輪da1104， z1 24 ；mm大齒輪 da 2232mm，試求：（ 1）齒輪模數(shù) m 和大齒輪齒數(shù)z2；（2 ）傳動比 i12；（ 3）標(biāo)準(zhǔn)中心距。解： (1) d a1 （ z1 2)m(24 2)104 ，m=104/26=4d a2( z22)m232z2 =232/4-2=56(2) i12 = z 2/ z1 =56/24=2.33(3) =104+232/2=168mm4（ 10 分）設(shè)兩級斜齒圓柱齒輪減速器的已知條件如圖，試問：(1)低速級斜齒輪的螺旋線方向應(yīng)如何選擇才能使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相同?(2)畫出中間軸上兩齒輪的圓周力 Ft2、Ft3 和軸向力 Fa2、Fa3 方向。解：1、由于中間軸兩齒輪分別為主動輪和從動輪，且旋轉(zhuǎn)方向相同，因此使軸向力方向相反，必須使齒輪3 的螺旋方向與齒輪2 的相同。齒輪 2 為左旋，故齒輪3 必須左旋，齒輪4 右旋。2、使中間軸上輪2 和輪 3 的軸向互相完全抵消，需要滿足Fa2=Fa3Ft2 =Ft3tan 2，F(xiàn)t3=Ft3tan 3因齒輪 2 和齒輪 3 傳遞的轉(zhuǎn)矩相同，T= Ft2d2/2= Ft3 d1/2 且（四）課程設(shè)計(jì)題（30 分）1、繪制一級直齒圓柱齒輪減速器裝配圖、齒輪軸零件圖；2、書寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。一級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書目錄一 、課程設(shè)計(jì)的目的222222222222222222222222222222222222222222 1二 、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù)2222222222222222222222222222222222 2三 、課程設(shè)計(jì)的步驟222222222222222222222222222222222222222222 2四 、電動機(jī)的選擇 2222222222222222222222222222222222222222222223五、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算2222222222222222222222222222222222225（ 1）帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 2222222222222222222222222222222222222 5（ 2）齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 22222222222222222222222222222222222 7六 、軸的計(jì)算 222222222222222222222222222222222222222222222222222 9七 、軸承的校核 22222222222222222222222222222222222222222222222213八 、聯(lián)軸器的校核 2222222222222222222222222222222222222222222213九 、鍵聯(lián)接的選擇與計(jì)算2222222222222222222222222222222222222 14十 、減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸22222222222222222222222222222 14十一 、潤滑方式的選擇2222222222222222222222222222222222222222 14十二 、技術(shù)要求 222222222222222222222222222222222222222222222222 15十三 、參考資料 22222222222222222222222222222222222222222222222 16十四 、致謝 2222222222222222222222222222222222222222222222222222 17一、課程設(shè)計(jì)的目的：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校期間第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，在實(shí)踐學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要地位。本課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的是：1、綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程及有關(guān)先修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，從而使這些知識得到進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)張。2、學(xué)習(xí)和掌握設(shè)計(jì)機(jī)械傳動和簡單機(jī)械的基本方法與步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程能力及分析問題、解決問題的能力。3、提高學(xué)生在計(jì)算、制圖、計(jì)算機(jī)繪圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能。二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù)：1、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容應(yīng)包括傳動裝置全部設(shè)計(jì)計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具體如下：1）閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析傳動裝置的設(shè)計(jì)方案。2）選擇電動機(jī)，計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動參數(shù)和運(yùn)動參數(shù)。3）進(jìn)行傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。4）減速器裝配草圖的設(shè)計(jì)。5）計(jì)算機(jī)繪制減速器裝配圖及零件圖。2、課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：1）設(shè)計(jì)減速器裝配草圖1 張。2）計(jì)算機(jī)繪制減速器裝配圖1 張、零件圖 2 張（齒輪、軸等）3）答辯。三、課程設(shè)計(jì)的步驟：1、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)資料、手冊、圖冊、繪圖用具、計(jì)算用具、坐標(biāo)紙等。閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)要求、工作條件、內(nèi)容和步驟；通過對減速器的裝拆了解設(shè)計(jì)對象；閱讀有關(guān)資料，明確課程設(shè)計(jì)的方法和步驟，初步擬訂計(jì)劃。2、傳動裝置的總體設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書中所給的參數(shù)和工作要求，分析和選定傳動裝置的總體方案；計(jì)算功率并選擇電動機(jī)；確定總傳動比和各級傳動比；計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率。3、傳動裝置的總體方案分析傳動裝置的設(shè)計(jì)方案直觀地反應(yīng)了工作機(jī)、傳動裝置和原動機(jī)三者間的動和力的傳遞關(guān)系。滿足工作機(jī)性能要求的傳動方案，可以由不同傳動機(jī) 構(gòu)類型以不同的組合形式和布置順序構(gòu)成。合理的方案首先應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護(hù)方便。四、電動機(jī)的選擇電動機(jī)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。應(yīng)按照工作機(jī)的要求，根據(jù)選擇的傳動方案選擇電動機(jī)的類型、容量和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄總共查出其型號和尺寸。選擇電動機(jī)類型、型號、結(jié)構(gòu)等，確定額定功率、滿載轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)尺寸等。1、選擇電動機(jī)類型電動機(jī)有交流和直流電動機(jī)之分，一般工廠都采用三相交流電，因而多采用交流電動機(jī)。交流電動機(jī)有異步電動機(jī)和同步電動機(jī)兩類，異步電動機(jī)又分為籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型電動機(jī)應(yīng)用最多 / 目前應(yīng)用最廣的是 Y 系列自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單、起動性能好、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、無特殊要求的場合，如運(yùn)輸機(jī)、機(jī)床、風(fēng)機(jī)、農(nóng)機(jī)、輕工機(jī)械等。在經(jīng)常需要起動、制動和正、反轉(zhuǎn)的場合（如起重機(jī)），則要求電動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量小、過載能力大，應(yīng)選用起重及冶金用三相異步電動機(jī) YZ型（籠型）或 YZR型（繞線型）。按已知的工作要求和條件，選用Y 型全封閉籠型三相異步電動機(jī)。2、電動機(jī)功率的選擇1）工作機(jī)所需的電動機(jī)輸出功率為Pd =Pw / =Fv/1000 w已知滾筒直徑 D=450mm，滾筒圓周力 F =2.2KN，輸送帶速度 V=1.6m/s，由表查聯(lián)軸器，圓柱齒輪傳動減速器：傳動帶傳動效率 0.96，圓柱齒輪傳動的軸承傳動效率 0.99，齒輪傳動傳動效率 0.97，彈性聯(lián)軸器傳動效率 0.99，卷筒軸的軸承傳動效率 0.98，卷筒傳動效率 0.96。 w2 =0.962（ 0.992 0.99）2 0.972 0.992 0.982 0.96=0.85Pd=2200 x 1.6/1000 x 0.85=4.14 kw2）確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為nw=60 x 1000v/ 3.14D=60 x 1000 x 1./36.14 x 450=67.94r/min取 V 帶傳動比 i1=24 , 單極齒輪傳動比i2=35 ，w 則總傳動比范圍 i=620故電動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為： nd= i2 nw =(6020) x 67.94=4081359r/min經(jīng)查表得有兩種適用的電動機(jī)型號額定功率 P （ kw）滿載轉(zhuǎn)速 (r/min)方案電動機(jī)型號ed1Y160M285.57202Y132M265.5960綜合考慮電動機(jī)和裝動裝置尺寸，重量以及減速器的傳動比，其中1 號電動機(jī)總傳動比比較適用， 傳動裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。 所選電動機(jī)額定功率Ped=5KW,滿載轉(zhuǎn)速 nm=720r/min3、計(jì)算總傳動比和分配傳動比由選定電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 nm 和工作機(jī)主動軸的轉(zhuǎn)速 nw，可得傳動裝置的總傳動比為i = nm / nw =720/67.94 =10.60傳動裝置的實(shí)際傳動比要由選定的齒輪齒數(shù)或帶輪基準(zhǔn)直徑準(zhǔn)確計(jì)算，因而很可能與設(shè)定的傳動比之間有誤差。一般允許工作機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速，與設(shè)定轉(zhuǎn)速之間的相對誤差為（ 35）%對于多級傳動 i 為i =i12 i22 i32 2 in計(jì)算出總傳動比后，應(yīng)合理地分配各級傳動比，限制傳動件的圓周速度以減小動載荷，降低精度 .分配各級傳動裝置傳動比：取帶傳動比齒輪傳動比 i2=3.5。i1=3。4、計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)為了進(jìn)行傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)首先推算各軸的轉(zhuǎn)速。功率和轉(zhuǎn)矩。則各軸的轉(zhuǎn)速為1)、各軸轉(zhuǎn)速n =nm / i1 =720/3=240r/minn = n / i 2=240/3.5=68.6/minn 卷= n =68.6r/min2)、各軸的輸入功率P =pd2 1 =4.14 x 0.96=3.971kwP = P 2 12= 3.97x0.99x0.97 =3.80 kwP 卷 = P 2 23 = 3.80x0.99x0.99=2.4 kw3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩Td =95502 4.14/720=54.9N2 mT= Td 2 i12 1=54.9x3x0.96 =158N2 mT = T 2 i22 23=158x 4x 0.99x 0.97 =531 N2 m T 卷 = T 2 i32422=531x1x0.99 x0.99 =520N2 m參數(shù)軸名電動機(jī)軸一軸二軸卷筒軸轉(zhuǎn)速 （r/min）72024068.668.6n輸入功率 P(kw)4.143.973.803.74輸入轉(zhuǎn)矩 T(N.m) 54.9158531520傳動比 i33.51效率 0.960.960.98五、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（ 1）帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算1、計(jì)算功率 PcPc=KAP=1.2 x 5.5=6.6kw2、選帶型據(jù) Pc=6.6 kw ，n=720r/min , 由表 10-12 選取 A 型帶3、帶輪基準(zhǔn)直徑 帶輪直徑較小時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊，彎矩應(yīng)力不大，且基準(zhǔn)直徑較小時(shí)，單根 V 帶所能傳遞的基本額定功率也較小，從而造成帶的根數(shù)增多，因此一般取dd1<dd2 并取標(biāo)準(zhǔn)值。查表得10-9 確定dd1， dd2。dmmdd2=425mmd1=1404、驗(yàn)算帶速當(dāng)傳遞功率一定時(shí)，帶速過低，則需要很大的圓周力，帶的數(shù)要增多，而帶速過高則使離心力增大，減小了帶與帶輪間的壓力，容易打滑。所以帶傳動需要驗(yàn)算帶速，將帶速控制在5m/s<V<25m/s,否則可調(diào)整小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1 ，為充分發(fā)揮 V帶的傳動能力，應(yīng)使帶速V=20m/s 為最佳，帶速 V=3.14n dd1/ 60x1000=5.3m/s5、驗(yàn)算帶長一般中心距 a0 取值范圍： 0.7（ dd1+ dd2) <= a0 <=2(dd1+ dd2)395.5<= a0 <=1130初定中心距 a0 =500mmLd0=2 a0+3.14(dd1+ dd2)/ 2+( dd2+ dd1)2/4 a0=2 x500+3.14x(140+425)/2+(425- 140) 2/ 4x500 =1927.66 mm由表 10-2選取相近的 Ld=2000mm6.確定中心距中心距取大些有利于增大包角，但中心距過大會造成結(jié)構(gòu)不緊湊，在載荷變化或高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將會引起帶的抖動，從而降低了帶傳動的工作能力，若中心距過小則帶短，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多，使帶易發(fā)生疲勞破壞，同時(shí)還使小帶輪包角減小，也降低了帶傳動的工作能力，確定中心距a=a0+（Ld1 Ld2）/2=536 mmamin=a- 0.015Ld=506mmamax=a+0.03Ld=596mm。若 a1 過小可以加大中心距，改變傳動7、驗(yàn)算小帶輪包角要求 a1>120比或增設(shè)張緊輪， a1 可由下式計(jì)算。57.3 x (dd2 -。a1=180 -dd1 )/ a =149。a1>120 故符合要求8、單根 V 帶傳動的額定功率根據(jù) dd1 和 n 查圖 10-11 得： P1=1.4 kw9、單根 V 帶額定功率增量根據(jù)帶型及 i 查表 10-5 得：P1=0.09kw10、確定帶的根數(shù) 為了保證帶傳動不打滑，并具有一定的疲勞強(qiáng)度，必須保證每根 V 帶所傳遞的功率不超過它所能傳遞的額定功率有查表得 10-6: Ka=0.917查表得 10-7: Kl=1.03c (P +P) K K=4.68Z=P /1a l所以取 Z =511、單根 V 帶初拉力查表 10-1 得 q =0 . 10kg/mF0 =500(2 .5/ Ka) -1( Pc /zv)+qv 2 =218N12、作用在軸上的力為了進(jìn)行軸和軸承的計(jì)算，必須求出V 帶對軸的壓力 FQFQ =2Z F0 SIN（ a1 /2） =2100.7N13 、注意事項(xiàng) 檢查帶輪尺寸與傳動裝置外廓尺寸的相互關(guān)系，帶輪直徑與電動機(jī)的中心高應(yīng)相稱，帶輪軸孔的直徑，長度應(yīng)與電動機(jī)的軸直徑長度對應(yīng)，大帶輪的外圓半徑不能過大，否則回與機(jī)器底座相互干涉等。帶輪的結(jié)構(gòu)形式主要取決于帶輪直徑的大小，帶輪直徑確定后應(yīng)驗(yàn)算實(shí)際傳動比和帶輪的轉(zhuǎn)速。（ 2）齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算已知 i=3.5 n1=240 r/min 傳動功率 p=3.97兩班制，工作期限10 年，單向傳動載荷平穩(wěn)1、選材料與熱處理。所設(shè)計(jì)的齒輪屬于閉式傳動,通常才用軟齒面的鋼制齒輪 ,小齒輪為 45 號鋼 ,調(diào)質(zhì)處理，硬度為 260HBW，大齒輪材料也為 45 鋼，正火處理，硬度為 215HBS，硬度差為 45HBS較合適。2、選擇精度等級 ，輸送機(jī)是一般機(jī)械，速度不高，故選擇8 級精度。3、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。本傳動為閉式傳動，軟齒面，因此主要失效形式為疲勞點(diǎn)蝕，應(yīng)根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，根據(jù)式 (6-41)d1> (671/ H)2kT1(i+1)/1)載荷因數(shù) K.圓周速度不大 ,精度不高 ,齒輪關(guān)于軸承對稱布置 ,按表 6-9 取 K =1.2.2)轉(zhuǎn)矩 TT=9.55X106XP/n1=9.55x106X 3.97/240=160000N2 mm3)彎曲后減切應(yīng)力 H據(jù)式(6-42)H =Hmin/ SHmin2zN由圖 6-36 查得 . Hlim1 =610Mpa, Hlim2 =500Mpa接觸疲勞壽命系數(shù)ZN 按一年 300 工作日，兩班制工作每天 16 小時(shí)，由公式N=60njth算得N1 =60 X 240 X 10X 300X16 =0.69X109N2 = N1/i =0.69X109/3.5=0.19 X109查圖 6-37 中曲線：ZN1 =1.02ZN2 =1.12按一般可靠性要求，取 SHmin =1H1=Hlim1x Zn1/ SHmin =610x 1.02/1 Mpa =622.2 MpaH2=Hlim2x Zn2/ SHmin =500 x 1.12/1 Mpa =560Mpa4）計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1查表取 6-11 齒寬系數(shù) 1.1d1> = (671/ H)2kT1(i+1)/i=68.6mm取 d1=70 mm5）計(jì)算圓周速度 VV=3.14n1d1/60x1000=3.14x240x70/60x1000=0.879m/s因 V<6 m/s，故去取 8 級精度合適。4、確定主要參數(shù)，計(jì)算主要幾何尺寸。取小齒輪 齒數(shù) 為Z1=20Z2=ixZ1=70m=d1/Z1=3.5mm取標(biāo)準(zhǔn) 模數(shù) m=3.5mm分度圓直徑d1=mz1=3.5x20=70mmd2=mz2=3.5x70=245mm1) 中心距 aa = (d1+d2)/ 2=157.5mm2) 齒寬 bb = 1.1 x 70 =77mm取 b2 = 77mm 則 b1 = 5 + b2 =77+5 =82mm3) 齒頂高 haha= ha* m=3.5mm齒根高 hfhf=（ha* +c* ） m=1.25x3.5=4.3755、校核彎曲疲勞強(qiáng)根據(jù)式 (6-44)bb=2kT1/bmd12 YFS1）復(fù)合齒形因數(shù)YFS如圖 6-39 得， YFS1=4.35 ，YFS2 =3.982 ) 彎曲疲勞許用應(yīng)力bb=bblim/ Sfmin xYN由圖 6-40 的彎曲疲勞極限應(yīng)力 bblim1 =bblim1=490Mpa bblim2 =410 Mpa由圖 6-41 得彎曲疲勞壽命系數(shù)YN ；YN1 =1（N1N0，N0 =3x106）YN2=1(N2N0, N0 =3x106）彎曲疲勞的最小安全 SFmin，按一般可靠性要求，取 SFmin =1，計(jì)算得彎曲疲勞許用應(yīng)力為：bb1=bblim1x YN 1/ SFmin =（490/1）X 1 =490 Mpabb2=bblim2 x YN 2/ SFmin =（410/1）X 1 =410Mpa3）校核計(jì)算： bb1=2kT1/bmd12 YFS1=2 X 1.2 X160000X 4.35/82X 3.5X 70 =83.15bb1 bb2=2kT1/bmd12 YFS2=2 X 1.2 X 160000X3.98/77 X 3 .5X 70=81bb2故彎曲疲勞強(qiáng)度足夠.六、軸的計(jì)算1、軸的設(shè)計(jì)（ 1）選擇軸的材料 ,確定許用應(yīng)力 .選用軸的材料為 45 號鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 ,查表 12-1 知 b1=b2 =650 Mpa, S1=S2=360 Mpa , 查表 12-6可知+1bb=215 Mpa0bb=102 Mpa, -1 bb=60 Mpa（ 2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑單級齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸 ,輸出端與聯(lián)軸器相連接 ,從結(jié)構(gòu)要求考慮輸入端軸徑應(yīng)最小 ,最小直徑為 :查表 12-5 可得 ,45 鋼取 C =118,則考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn),取 d =48mm（3）齒輪上作用力的計(jì)算齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為T=9.55X106X P2/ n2=9.55X106X 3.80/68.6=530000 N2 mm齒輪作用力：圓周力FT =2T/d2 =2 x 530000/245=4326.5N徑向力軸向力Fr =4326.5Xtan20=1574.7NFa=0（4）、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),需同時(shí)考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式,按比例繪制軸承結(jié)構(gòu)草圖.1、確定軸上零件的位置及固定方式單級齒輪減速器,將齒輪布置在箱體內(nèi)壁的中央,軸承對稱布置在齒輪兩邊,軸外伸端安裝聯(lián)軸器。齒輪靠軸環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位和固定，靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，兩段軸承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定；軸通過兩端軸承實(shí)現(xiàn)軸向定位；靠過盈配合分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向固定。2 .確定各段軸的直徑。將估算軸直徑 d =48 mm作為外伸直徑 d1，與聯(lián)軸器相配合，考慮聯(lián)軸器用軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位，取第二段直徑為d2 =51mm,齒輪和右端軸承從右端轉(zhuǎn)入，考慮裝拆方便及零件固定的要求，裝軸承處軸徑d3 應(yīng)大于 d2，考慮滾動軸承直徑系列，取 d3 =55 mm，為便于齒輪裝拆，與齒輪配合處軸徑d4 應(yīng)大于d3，取 d4 =57 mm，齒輪左端用軸環(huán)固定，右端用套桶定位，軸環(huán)直徑d5，滿足齒輪定位的同時(shí)，還應(yīng)滿足左側(cè)軸承的安裝要求，根據(jù)選定軸承型號，確定左端軸承型號與右端軸承型號相同，取 d6 =55mm。3 .選取軸承型號，初選軸承型號為深溝球軸承，代號為6011，查手冊可得軸承寬度 B =18 mm4 .確定各端軸的長度綜合考慮軸上零件的尺寸 B與減速器箱體尺寸的關(guān)系，確定各段軸的長度。5 軸的結(jié)構(gòu)簡圖（5）校核軸的強(qiáng)度1 、畫出計(jì)算簡圖 計(jì)算支反力和彎距，由軸的結(jié)構(gòu)簡圖可以確定軸承支點(diǎn)跨矩，唷撲此可畫出軸的受力簡圖。水平支反力FRBX= FRDX=Ft/2=4326.5/2=2163.3N水平面彎矩MCHRBX=FX70=151427.5 N2 mmRBZRDZR垂直面支反力 F=F=F /2=787.4N垂直面彎矩M = FX 70=55115 N2mmCVRBZ合成彎矩2、計(jì)算當(dāng)量彎矩 Me轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)考慮，應(yīng)力折合系數(shù)為a=-1bb/ 0bb=60/102=0.59最大當(dāng)量彎矩3、 校核軸徑由當(dāng)量彎矩圖可知C 剖面當(dāng)量彎矩最大為危險(xiǎn)面校核該截面的直徑考慮該截面上鍵槽的影響，直徑增加3%，則 d=1.03 x39 =40 mm結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定的直徑為 55mm，強(qiáng)度足夠。2、軸的設(shè)計(jì)1）選擇軸的材料 ,確定許用應(yīng)力 .選用軸的材料為45 號鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 ,查表 12-1 知b 1=b 2 =600 Mpa, S1=S2=300 Mpa, 查表 12-6可知+1bb=200 Mpa0bb=95Mpa, -1 bb=55 Mpa（ 2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑取 d=31mm（3）齒輪上作用力的計(jì)算齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為T=9.55X106X P/ n=160000N2 mm齒輪作用力：圓周力 FT =2T/d1 =2 x 160000/70=4571N徑向力 Fr =1664N軸向力 Fa=04）、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需同時(shí)考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式,按比例繪制軸承結(jié)構(gòu)草圖. 確定軸上零件的位置及固定方式,單級齒輪減速器,將齒輪布置在箱體內(nèi)壁的中央,。軸承對稱布置在齒輪兩邊,2 .確定各段軸的直徑。將估算軸直徑 d1=31，取第二段直徑為 d2 =35mm,，考慮裝拆方便及零件固定的要求，裝軸承處軸徑d3 應(yīng)大于 d2，考慮滾動軸承直徑系列，取d3 =40 mm，考慮軸承定位取 d4 =52上面有齒輪，一體式。根據(jù)選定軸承型號，確定左端軸承型號與右端軸承型號相同，取d5 =40 mm。3、選擇軸承型號初選型號為深溝求軸承 代號 60084、畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖5 校核軸的強(qiáng)度1 畫出計(jì)算簡圖 計(jì)算支反力和彎距，由軸的結(jié)構(gòu)簡圖可以確定軸承支點(diǎn)跨矩，唷撲此可畫出軸的受力簡圖。水平支反力FRBX= FRDX=Ft/2=4571/2=2286N水平面彎矩MCHRBX70=160020 2=FXN mmRBZRDZR垂直面支反力 F=F =F /2=1664/2=832N垂直面彎矩M =832X 70=58240N2 mmCV合成彎矩2、計(jì)算當(dāng)量彎矩 M e轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)考慮，應(yīng)力折合系數(shù)為a=-1bb/ 0bb=55/95=0.58最大當(dāng)量彎矩3、 校核軸徑由當(dāng)量彎矩圖可知C 剖面當(dāng)量彎矩最大為危險(xiǎn)面校核該截面的直徑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定的直徑為 50mm，強(qiáng)度足夠。七、軸承的校核1. 軸軸承的選擇由任務(wù)知減速器采用的是一級圓柱齒輪減速器，載荷的方向只有徑向力和圓周力，無軸向力，故可以選用比較廉價(jià)的深溝球軸承 60000 型。再由軸的結(jié)構(gòu)可知，軸承的內(nèi)徑為 40mm。即內(nèi)徑代號 08.故初選 6008，因?yàn)闊o軸向力，故載荷P 就等于軸承承受的Fr 由軸受力圖可得。1. 軸軸承的選擇由軸承一選擇的思路可初選軸承型號為 6011 因?yàn)闊o軸向力，故載荷 P 就等于軸承承受的 Fr 由軸受力圖可得。八、聯(lián)軸器的校核彈性柱銷聯(lián)軸器選擇聯(lián)軸器類型，為緩和振動和沖擊，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器選擇聯(lián)軸器型號，計(jì)算轉(zhuǎn)矩，由表 15-1 查取 K = 1.4 ，按式計(jì)算九、鍵聯(lián)接的選擇與計(jì)算1、大齒輪與軸的配合 d =57mm取普通平鍵聯(lián)接鍵3<P=4T/dhl =194.72 x 4 x 10P/52 x 10 x 56 =26.74P故可用鑄鐵 =70 802、聯(lián)軸器與軸的配合 d1=36 mm查得 鍵 10 x 8L = 63 mm則P =4T/dhl =4x 194.72x103 / 36 x 8 x 63 =42.9 P滿足要求。十、減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸箱體壁厚=0.1252 +1取 8 mm1 =8mm箱蓋壁厚=0.1252 +1取 8 mm 2 =8 mm箱蓋凸緣厚度b1 =1.5 2 =1.5X8 =12 mm箱座凸緣厚度b =1.51 =1.5 X8 =12 mm箱座底凸緣厚度b2 =2.51 =2.5 X8 =20 mm地腳螺釘直徑 df =0.036X +12 =0.036X157.5+12 =17.67 mm 取 M20地腳螺釘數(shù)目n =4軸承旁連接螺栓直徑d1 =0.75X20=15mm取 M16蓋與座連接螺栓直徑 d=0.4d =0. 4 X20 =8 mm取 M102f檢查孔蓋螺釘直徑 d4=0.3 df =0.3 X20 =6mm取 M 8定位銷直徑 d =0.8 d2 =0.8X8 =6.4mm取 8d d d 到外壁箱距離 C2623 16f1 21d d 到凸像距離C2414122軸承旁凸臺半徑12R =C =20凸臺高度外箱壁至軸承座端面的距離L1C1+C2（510）=23+21+7=51齒輪頂圓與內(nèi)箱壁見的距離 1 > 1.2X8 =9.6mm取 11mm齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離 2 >8mm取 9mm軸承端蓋外徑 D=90mm軸承旁連接螺栓距離 有結(jié)構(gòu)確定十一、潤滑方式的選擇潤滑油的選用方式飛濺潤滑 傳動見的傳動帶起潤滑油直接濺入軸承內(nèi)，或先濺到箱壁上，順著內(nèi)壁流入箱體的油溝中，再沿油溝流入軸承內(nèi)，此時(shí)端蓋部分必須開槽，并將端蓋端部的直徑取小些，以免油路堵塞十二、技術(shù)條件1、裝配前，全部零件用煤油清洗，箱體內(nèi)不許有雜物存在，在內(nèi)壁涂兩次不被機(jī)油侵蝕的涂料。2、用鉛絲檢驗(yàn)裝配間隙。其間隙不小于0.16 mm，鉛絲不得大于最小間隙的 4 倍；3、用涂色法檢驗(yàn)斑點(diǎn)。齒高接觸斑點(diǎn)不小于百分四十；齒長接觸斑點(diǎn)不小于百分五十。必要時(shí)可采用研磨或刮后研磨，以便改善接觸情況；4、調(diào)整軸承時(shí)所留軸向間隙如下：40 為 0.05 mm 0.1 mm；55 為 0.080.15 mm；5、裝配時(shí)，部分面不允許使用任何填料，可涂以密封油漆或水玻璃。試轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)檢查部分面、各接觸面及密封處，均不準(zhǔn)漏油；6、箱座內(nèi)裝 SH035792 中的 50 號工業(yè)齒輪油至規(guī)定高度；7、表面涂灰色油漆。十三、參考資料1、陳立德 2機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2第2 版 2北京：高度教育出版社， 20042、機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊編寫組2機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊2北京：機(jī)械工業(yè)出版社1998，3、吳宗澤 2羅圣國 2機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊2第2 版 2北京：高等教育出版社， 19994、龔義 2機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書2第2 版 2北京：高等教育出版社， 19905、盧頌峰 2機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)手冊2北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，19856、浙江大學(xué)機(jī)械零件教研室，機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)2杭州：浙江大學(xué)出版1983社，7、上海交通大學(xué)機(jī)械原理及設(shè)計(jì)零件教研室2機(jī)械零件課程設(shè)1980計(jì)28、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等2機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書2北京：高等教育出版社1982，9、陳于萍 2互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)2北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199810、王中發(fā) 2機(jī)械設(shè)計(jì) 2北京：北京理工大學(xué)出版社，1998