機械綜合設(shè)計XXXXX大學(xué)課程設(shè)計說明書 課程名稱： 機械綜合設(shè)計 題目名稱： 二級同軸減速器 學(xué) 院： 工程學(xué)院 姓 名： XXXXX 學(xué) 號 200XXXXXXXX 班 級： XX機制（X）班 指導(dǎo)老師： 目錄第一部分 機械綜合設(shè)計任務(wù)書1第二部分 傳動裝置總體設(shè)計 2.1 傳動方案的確定42,2 電動機的選擇42.3 傳動比的計算及分配42.4 傳動裝置運動、動力參數(shù)的計算6第三部分 傳動件設(shè)計計算 3.1 聯(lián)軸器的選擇73.2 高速級圓柱齒輪的設(shè)計計算93.3 低速級圓柱齒輪的設(shè)計計算133.4 高、低速級齒輪參數(shù)校核173.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計173.6 潤滑方式173.7 計算運輸帶帶速誤差18第四部分 直齒圓柱齒輪上的作用力計算19第五部分 軸的設(shè)計計算 5.1 高速軸的設(shè)計與計算205.2 低速軸的設(shè)計與計算275.3 中間軸的設(shè)計與計算34第六部分 減速器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸6.2 箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸406.1 附件的設(shè)計與選擇41第七部分 課程設(shè)計總結(jié)44第八部分 參考文獻(xiàn)45計算及說明結(jié)果第一部分機械綜合設(shè)計任務(wù)書1、原始數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)編號：A3 ； 傳動方案編號：參2、考傳動方案圖1.1數(shù)據(jù)編號運輸帶工作壓力F運輸帶工作速度V卷筒直徑DA32300N1.1m/s300mm3、3、用于帶式運輸機的傳動裝置4、工作條件：一班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)。載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵（運輸帶與卷筒及支撐間，包括卷筒軸承的摩擦阻力影響已在F中考慮）。 使用期限：十年，大修期三年。 生產(chǎn)批量：10臺。 生產(chǎn)條件：中等規(guī)模機械廠，可加工78級精度齒輪及渦輪。 動力來源：電力，三相交流（220/380V） 運輸帶速度允許誤差：。 設(shè)計工作量：1、減速器裝配圖（A0或A1）。 2、零件圖13張。 3、設(shè)計說明書一份。第二部分 傳動裝置總體設(shè)計2.1 傳動方案的確定 選用兩級同軸式圓柱齒輪減速器的傳動方案，示意圖見圖1.12,2 電動機的選擇一、選擇電動機電動機類型根據(jù)要求可選用Y系列封閉式三相異步電動機。（Y系列封閉式三相異步電動機特點可參考文獻(xiàn)：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第5卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.32-16頁）。二、電動機功率計算已知傳輸帶的工作拉力,工作速度，卷筒直徑。故，輸送帶所需功率為查機械原理表5-1，可知78級圓柱齒輪傳動效率，軸承的轉(zhuǎn)動效率，聯(lián)軸器的傳動效率故，從電動機到傳輸帶的總效率為 電動機的工作功率為 根據(jù)JB/T 96161999，選取電動機的額定功率三、確定電動機的轉(zhuǎn)速傳輸帶的的工作轉(zhuǎn)速根據(jù)機械設(shè)計表18-1，可得兩級同軸式圓柱齒輪減速器的傳動比故，總傳動比電動機的轉(zhuǎn)速范圍為根據(jù)JB/T 96161999，可選取型號為Y100L2-4的三相異步電動機，滿載時轉(zhuǎn)速。表2.2 Y100L2-4三相異步電動機技術(shù)數(shù)據(jù) (摘自JB/T 9616-1999)型號Y100L2-4額定功率/KW3.0滿載時轉(zhuǎn)速/1430電流/A6.82效率（%）82.5功率因素0.812.3飛輪力矩/0.067重量/kg352.3 傳動比的計算及分配 一、總傳動比計算 二、傳動比的分配 高速級與低速級傳動比 為高速級傳動比，低速級傳動比。4321圖2.12.4 傳動裝置運動、動力參數(shù)的計算 （參考圖2.1）一、各軸的轉(zhuǎn)速計算 電動機的轉(zhuǎn)速 傳輸帶的轉(zhuǎn)速 二、計算各軸的功率 電動機的額定功率各軸的功率分別為 傳輸帶的功率三、計算各軸的轉(zhuǎn)矩 電動機的額定轉(zhuǎn)矩 各軸的轉(zhuǎn)矩為 傳輸帶的轉(zhuǎn)矩為第三部分傳動件設(shè)計計算3.1聯(lián)軸器的選擇一、與電動機連接的聯(lián)軸器的選擇 Y100L2-4三相異步電動機軸伸的直徑（數(shù)據(jù)來源：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第5卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.32-18頁） 電動機連續(xù)單向轉(zhuǎn)動，載荷平穩(wěn)，可選用滑塊聯(lián)軸器。聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩 查機械設(shè)計表14-1可得工作情況系數(shù)聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 從GB4323-84中查得KL4型滑塊聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為160N.m，許用最大轉(zhuǎn)速5700r/min，孔徑為2028mm，故合用。二、與傳輸帶卷筒連接的聯(lián)軸器的選擇 初定低速軸軸伸直徑為聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，查機械設(shè)計表14-1可得工作情況系數(shù)聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 從GB4323-84中查得KL7型滑塊聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為900N.m，許用最大轉(zhuǎn)速為3200r/min，孔徑為4055mm，故合用。如表3-1.圖3.1表3.1 KL4和KL7型滑塊聯(lián)軸器技術(shù)數(shù)據(jù)型號許用轉(zhuǎn)矩T/N.m許用轉(zhuǎn)速n/r/min軸孔直徑/mm軸孔長度L/mmDKL4160570020，22，24，25，2852623844805064126,146KL7900320040,42,45，4850,5511284150100120266（數(shù)據(jù)來源2：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第3卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.15-19頁）3.2、高速級圓柱齒輪的設(shè)計計算一、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1、 減速器的工作轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，載荷不大，可選用直齒圓柱齒輪傳動。 2、運輸機為一般工作機器，速度不高，可選用7級精度。 3、材料選擇。根據(jù)機械設(shè)計表10-1，大、小齒輪均可采用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理， HBW值取250，大齒輪正火處理，HBW值取200，兩者相差50HBW。（齒輪工作齒面硬度及其組合數(shù)據(jù)來源：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第2卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.8-85頁）。4、初選小齒輪齒數(shù)，由傳動比，得齒數(shù)比，故大齒輪齒數(shù)，取整后，。二、按齒面接觸強度設(shè)計設(shè)計計算公式為 1、小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩2、因圓周速度未知，動載系數(shù)不能確定，可試選一載荷系數(shù)=1.21.4，初選=1.3.3、兩支承相對于小齒輪做對稱布置，由機械設(shè)計表10-7可得，齒寬系數(shù)為0.91.4，取4、由機械設(shè)計表10-6可得，齒輪材料的彈性影響系數(shù) 5、由機械設(shè)計圖10-21d按齒面接觸強度，取小齒輪的接觸疲勞極限由機械設(shè)計圖10-21c按齒面接觸強度，取大齒輪的接觸疲勞極限6、計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小齒輪：大齒輪：7、由機械設(shè)計圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 小齒輪： 大齒輪：8、取齒輪的失效概率為1%，而對接觸疲勞強度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故疲勞強度安全系數(shù)S可取為1.齒輪的許用應(yīng)力小齒輪：大齒輪：9、小齒輪分度圓直徑（中取小值代入計算） 10、圓周速度 11、齒寬 12、計算齒寬與齒高比13、計算載荷系數(shù)K根據(jù)，齒輪精度等級為7，由機械設(shè)計圖10-8，取動載系。齒尖載荷分配系數(shù)，對直齒輪，取。齒向載荷分布系數(shù)按齒面接觸強度計算時，由機械設(shè)計表10-4，可取。再由機械設(shè)計圖10-13，按彎曲疲勞強度計算時，取。由機械設(shè)計表10-2，取使用系數(shù)。14、載荷系數(shù)與初選=1.3相差較大，應(yīng)校正試算所得的分度圓直徑。 此時，模數(shù)三、按齒根彎曲強度設(shè)計1、設(shè)計計算公式為2、由機械設(shè)計圖10-20c，按齒根彎曲疲勞強度，取小齒輪的彎曲疲勞疲勞極限由機械設(shè)計圖10-20b，按齒根彎曲疲勞強度，取大齒輪的彎曲疲勞極限3、由機械設(shè)計圖10-18取齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù)小齒輪：大齒輪：4、計算齒輪的彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞強度安全系數(shù)S=1.3小齒輪：大齒輪：5、計算載荷系數(shù)K6、由機械設(shè)計表10-5，查得齒形系數(shù)小齒輪：大齒輪： 應(yīng)力校正系數(shù) 小齒輪： 大齒輪：7、計算大、小齒輪 小齒輪： 大齒輪：將兩者中的較大者代入設(shè)計公式進(jìn)行計算，保證滿足抗彎強度較弱的齒輪的要求。 8、由于齒輪模數(shù)m的大小主要決定于齒根彎曲強度所決定的承載能力，故取按齒根彎曲強度算得的模數(shù)1.439mm，圓整并取標(biāo)準(zhǔn)值=2mm。而齒輪分度圓直徑d的大小主要決定于齒面接觸強度所決定的承載能力，故取按齒面接觸強度算得的小齒輪分度圓直徑=55.346mm。小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)，故取此時的齒輪既滿足齒根彎曲強度要求，又滿足齒面接觸強度要求。9、分度圓直徑 小齒輪：大齒輪：中心距齒輪寬度為防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，常將小齒輪齒寬在圓整值的基礎(chǔ)上人為地加寬510mm。故取齒寬，小齒輪：，大齒輪：3.3、低速級圓柱齒輪的設(shè)計計算一、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1、跟高速級圓柱齒輪一樣，可選用直齒圓柱齒輪，選用7級精度。 2、材料選擇。低速級圓柱齒輪所承受的為低速重載，故齒面硬度較高速齒輪應(yīng)選大一些。根據(jù)機械設(shè)計表10-1，大齒輪可采用45鋼，小齒輪可采用40Cr，兩者均采用調(diào)質(zhì)處理，大齒輪為230HBS，小齒輪為270HBS，兩者相差40HBS. 3、初選小齒輪齒數(shù)，由傳動比，得齒數(shù)比，故大齒輪齒數(shù)，取整后，二、按齒面接觸強度設(shè)計設(shè)計計算公式為 1、小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩2、因圓周速度未知，動載系數(shù)不能確定，可試選一載荷系數(shù)=1.21.4，初選=1.3.3、兩支承相對于小齒輪做非對稱布置，由機械設(shè)計表10-7可得，齒寬系數(shù)為0.71.15，取 4、由機械設(shè)計表10-6可得，齒輪材料的彈性影響系數(shù) 5、由機械設(shè)計圖10-21d按齒面接觸強度，取小齒輪的接觸疲勞極限由機械設(shè)計圖10-21d按齒面接觸強度，取大齒輪的接觸疲勞極限6、計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小齒輪： 大齒輪：7、由機械設(shè)計圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 小齒輪： 大齒輪：8、取齒輪的失效概率為1%，而對接觸疲勞強度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導(dǎo)致不能繼續(xù)工作的后果，故疲勞強度安全系數(shù)S可取為1.齒輪的許用應(yīng)力小齒輪：大齒輪：9、小齒輪分度圓直徑（中取小值代入計算） 10、圓周速度 11、齒寬 12、計算齒寬與齒高比13、計算載荷系數(shù)K根據(jù)，齒輪精度等級為7，由機械設(shè)計圖10-8，取動載系。齒尖載荷分配系數(shù)，對直齒輪，取。齒向載荷分布系數(shù)按齒面接觸強度計算時，由機械設(shè)計表10-4，可取。再由機械設(shè)計圖10-13，按彎曲疲勞強度計算時，取。由機械設(shè)計表10-2，取使用系數(shù)。14、載荷系數(shù)與初選=1.3相差不大，故可取小齒輪 三、按齒根彎曲強度設(shè)計1、設(shè)計計算公式為2、由機械設(shè)計圖10-20c，按齒根彎曲疲勞強度，取小齒輪的彎曲疲勞疲勞極限由機械設(shè)計圖10-20c，按齒根彎曲疲勞強度，取大齒輪的彎曲疲勞極限3、由機械設(shè)計圖10-18取齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù)小齒輪：大齒輪：4、計算齒輪的彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞強度安全系數(shù)S=1.3小齒輪：大齒輪：5、計算載荷系數(shù)K6、由機械設(shè)計表10-5，查得齒形系數(shù)小齒輪：大齒輪： 應(yīng)力校正系數(shù) 小齒輪： 大齒輪：7、計算大、小齒輪 小齒輪： 大齒輪：將兩者中的較大者代入設(shè)計公式進(jìn)行計算，保證滿足抗彎強度較弱的齒輪的要求。 8、由于齒輪模數(shù)m的大小主要決定于齒根彎曲強度所決定的承載能力，故取按齒根彎曲強度算得的模數(shù)2.063mm，圓整并取標(biāo)準(zhǔn)值。而齒輪分度圓直徑d的大小主要決定于齒面接觸強度所決定的承載能力，故取按齒面接觸強度算得的小齒輪分度圓直徑=63.97mm。小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)，故取此時的齒輪既滿足齒根彎曲強度要求，又滿足齒面接觸強度要求。9、分度圓直徑 小齒輪：大齒輪：中心距齒輪寬度為防止大小齒輪因裝配誤差產(chǎn)生軸向錯位導(dǎo)致嚙合齒寬減小而增大輪齒單位齒寬的工作載荷，常將小齒輪齒寬在圓整值的基礎(chǔ)上人為地加寬510mm。故取齒寬，小齒輪，考慮加工的方便，可取大齒輪（與高速級大齒輪齒寬相同）。3.4、高、低速級齒輪參數(shù)校核 考慮到：齒輪模數(shù)越大，齒輪的彎曲疲勞強度越高；相嚙合的小齒輪直徑越大，齒輪的齒面接觸疲勞強度就越高。 低速級的一對相嚙合的齒輪參數(shù)應(yīng)用到高速級齒輪上，完全能夠滿足要求，故高速級齒輪可以采用低速級齒輪參數(shù)，即：齒輪模數(shù)，小齒輪齒數(shù)，齒寬齒數(shù).3.5、結(jié)構(gòu)設(shè)計 齒頂圓直徑，小齒輪： 大齒輪：根據(jù)機械設(shè)計說明，小齒輪,可采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。大齒輪，可采用腹板式結(jié)構(gòu)。3.6、潤滑方式根據(jù)機械設(shè)計說明，當(dāng)前設(shè)計的齒輪傳動圓周速度，均小于12m/s，故將大齒輪的輪齒浸入油池中進(jìn)行進(jìn)油潤滑，浸入的深度一般不小于10mm。而該減速器為兩級傳動，傳遞的功率約為3kw，故油池的需油量控制在.由機械設(shè)計表10-12，減速器齒輪傳動潤滑油運動粘度在（81.5118）cSt之間，由機械設(shè)計表10-11可知，牌號為100重負(fù)載工業(yè)齒輪油（GB5903-1995）運動粘度在（90110）cSt，滿足要求，可選用。3.7、計算運輸帶帶速誤差使用以上設(shè)計的齒輪傳動，運輸帶轉(zhuǎn)速為 誤差，在允許誤差之內(nèi)，符合要求。表3.3 減速器各個齒輪的設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)高速級齒輪低速級齒輪小齒輪1大齒輪2小齒輪3大齒輪2模數(shù)m/mm2.5齒數(shù)z2611726117壓力角分度圓直徑d/mm65292.565292.5齒頂高系數(shù)1頂隙系數(shù)0.25齒頂圓直徑/mm70297.570297.5齒根圓直徑/mm58.75286.2558.75286.25齒寬B/mm60546054標(biāo)準(zhǔn)中心距a/mm178.75傳動比i4.54.5結(jié)構(gòu)選用齒輪軸腹板式結(jié)構(gòu)齒輪軸腹板式結(jié)構(gòu)潤滑方式進(jìn)油潤滑潤滑劑選用牌號為100重負(fù)載工業(yè)齒輪油（GB5903-1995）KL4型KL7型7級精度45鋼小齒輪調(diào)質(zhì)處理大齒輪正火處理=2mm7級精度大齒輪45鋼小齒輪40Cr均采用調(diào)質(zhì)處理小齒輪齒輪軸大齒輪腹板式結(jié)構(gòu)需油量2.1L4.2l牌號100重負(fù)載工業(yè)齒輪油（GB5903-1995）第四部分 直齒圓柱齒輪上的作用力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，以及軸承的選用和校核提供數(shù)據(jù)。4.1、高速級齒輪傳動的作用力計算 已知條件：高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速為高速級相嚙合的齒輪為標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪，壓力角，小齒輪分度圓直徑。小齒輪1 1、圓周力 ，方向與該點的圓周速度方向一致。2、徑向力 ，方向與該點的圓周速度方向垂直，并指向分度圓中心。3、法向載荷 ，方向與該點的圓周力、徑向力的合力方向一致大齒輪2 其圓周力、徑向力、法向載荷與小齒輪1等大反向。4.2、低速級齒輪傳動的作用力計算已知條件：低速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速為低速級相嚙合的齒輪為標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪，壓力角，小齒輪分度圓直徑。小齒輪3 1、圓周力 ，方向與該點的圓周速度方向一致。2、徑向力 ，方向與該點的圓周速度方向垂直，并指向分度圓中心。3、法向載荷 ，方向與該點的圓周力、徑向力的合力方向一致大齒輪4其圓周力、徑向力、法向載荷與小齒輪3等大反向。表4.1 直齒圓柱齒輪上的作用力圓周力/N徑向力/N法向載荷/N高速級597.85217.60636.22低速級2567.08934.342731.83第五部分 軸的設(shè)計計算5.1 高速軸1的設(shè)計與計算 1、 已知高速軸1上轉(zhuǎn)速，功率，轉(zhuǎn)矩，小齒輪1分度圓直徑，齒寬。 由于齒輪分度圓直徑與配合軸段直徑相差很小，故應(yīng)采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。 2、選擇軸的材料 因軸傳遞的功率不高，且對重量和結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，參考機械設(shè)計表15-1，可選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 3、初步確定軸的最小直徑 由機械設(shè)計表15-3的，考慮該軸為高速軸，且承受彎矩和轉(zhuǎn)矩，取較大值，取。則軸的最小直徑 該軸段與聯(lián)軸器連接，軸端上開有鍵槽，考慮鍵槽對軸強度的削弱，軸徑增大5%7%，即。4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）、擬定高速軸1上零件的裝配方案，如圖5-1圖5-1（2）、軸段1-2的設(shè)計由3.1 聯(lián)軸器的選擇中已知，Y100L2-4三相異步電動機軸伸的直徑，選用KL4型滑塊聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑為28mm，故可選定。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應(yīng)比略短一些，可取。左端取倒角C1。軸左端用的軸端擋圈定位，直徑應(yīng)比半聯(lián)軸器的孔徑略大，可取。表5-1 零件倒角C和圓角半徑R的推薦值直徑>610>1018>1830>3050>5080>80120>120180C或R0.5, 0.60.81.01.2,1.62.02.53.0（數(shù)據(jù)來源：機械設(shè)計表15-2）（3）、密封圈與軸段2-3的設(shè)計為滿足半聯(lián)軸器軸向定位要求，1-2軸段右端一般加工有一定位軸肩，高度為，取，故。為滿足密封性，左端軸承端蓋應(yīng)使用氈圈油封?？蛇x用氈圈35JB/zq4606-1997，故2-3軸段直徑最終應(yīng)取。左端軸肩圓角半徑。表5-2 氈圈35JB/zq4606-1997技術(shù)參數(shù)（mm） 公稱直徑d氈圈溝槽DB重量/kgb35493470.002348366（數(shù)據(jù)來源：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第3卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.21-55頁）（4）、軸承與軸段3-4和軸段5-6的設(shè)計考慮到齒輪主要受徑向力和圓周力作用，載荷不大，轉(zhuǎn)速高，可選用角接觸球軸承，暫定型號為7208C，選用脂潤滑。故，。軸段3-4和軸段5-6左端軸肩圓角半徑。（7208C角接觸球軸承技術(shù)參數(shù)可參考：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第3卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.14-135頁）7208C內(nèi)圈的定位軸肩高度范圍，外圈的定位軸肩高度范圍（5）、軸段4-5的設(shè)計7208C內(nèi)圈的定位軸肩高度范圍，取，故。軸段4-5左端軸肩圓角半徑由于采用齒輪軸，為減小應(yīng)力集中，擬定齒輪兩端面距軸段3-4右軸肩，軸段5-6左端軸肩的距離均為，略增大齒輪軸段直徑，取。故。（6）、軸段2-3和軸段3-4長度設(shè)計擬定軸承端蓋總寬度為，半聯(lián)軸器右端面到軸承端蓋的距離，則 。（軸承端蓋總寬度技術(shù)參數(shù)可參考：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第2卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.10-24頁）擬定齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定軸承軸向位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁有一段距離，取為，故圖5-2 高速軸各軸段尺寸5、軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位可以采用平鍵連接。由GB/T10951096-2003，可選擇GB/T 1096 鍵 832，正常連接。軸上鍵槽深度，半聯(lián)軸器轂孔鍵槽深度。鍵與鍵槽配合選用，軸承內(nèi)圈與軸的配合選用，軸承外圈與軸承座配合選用。（鍵與鍵槽配合數(shù)據(jù)參考互換性與技術(shù)測量技術(shù)圖6.9，軸承內(nèi)圈、外圈的配合參考互換性與技術(shù)測量技術(shù)圖6.3和圖6.4）6、軸的受力分析(1)、計算軸上力的作用點的位置畫出軸的受力簡圖，如圖5-3，已知軸承反力的作用點，故軸的支點及受力點間的距離 （2）、計算支座反力 已知，齒輪上徑向力，圓周力在垂直平面上，由靜力平衡方程可得又,由機械設(shè)計表13-5，e取中間值，即。解得， 方向如圖5-3所示。（3）、計算扭矩和彎矩AB段BC段CD段計算扭矩表達(dá)式/N.m端點值/N.m垂直面xAz上彎矩計算表達(dá)式/N.m端點值/N.m水平面xAy上彎矩計算表達(dá)式/N.m端點值/N.m總彎矩計算表達(dá)式/N.m端點值/N.m 圖5-3高速軸受力簡圖圖5-4 高速軸扭矩圖圖5-5 高速軸彎矩圖（4）、校核軸的強度 判斷危險截面： 截面C同時受彎矩和扭矩作用，且扭矩最大，為危險截面 。截面D所受彎矩最大，同樣是危險截面。 截面C強度校核 抗彎截面系數(shù)彎扭合成強度 此處，折合系數(shù)取最大1，可由機械設(shè)計表15-1查取，故截面C滿足強度要求。 截面D強度校核 抗彎截面系數(shù)彎扭合成強度故截面C滿足強度要求。因此軸的強度滿足要求。 （5）、校核鍵連接的強度半聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為查機械設(shè)計表6-2，取連接工作方式為靜連接，鍵、轂和軸的材料均為鋼，載荷性質(zhì)為輕微沖擊，鍵的許用擠壓應(yīng)力，故鍵連接滿足強度要求。（6）、校核軸承的壽命由機械設(shè)計13-5，取，由表13-6，取故軸承1當(dāng)量動載荷軸承2當(dāng)量動載荷兩者取較大值，的軸承的基本額定壽命設(shè)計壽命為，故軸承壽命滿足要求。5.2 低速軸3的設(shè)計與計算1、 已知低速軸3上轉(zhuǎn)速，功率，轉(zhuǎn)矩，大齒輪4分度圓直徑，齒寬。2、選擇軸的材料 因軸傳遞的功率不高，且對重量和結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，參考機械設(shè)計表15-1，可選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3、初步確定軸的最小直徑 由機械設(shè)計表15-3的，考慮主要承受彎矩和轉(zhuǎn)矩，取中間值，取。則軸的最小直徑 該軸段直徑最小處與聯(lián)軸器連接，軸端上開有鍵槽，考慮鍵槽對軸強度的削弱，軸徑增大5%7%，即。4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）、擬定低速軸3上零件的裝配方案，如圖5-6圖5-6（2）、軸段1-2的設(shè)計由3.1 聯(lián)軸器的選擇中已知，選用KL7型滑塊聯(lián)軸器與低速軸連接，半聯(lián)軸器的孔徑為48mm，故可選定。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應(yīng)比略短一些，可取。 右端取倒角C1。軸段1-2左端軸肩圓角半徑軸左端用的軸端擋圈定位，直徑應(yīng)比半聯(lián)軸器的孔徑略大，可取。（3 ）、密封圈與軸段2-3的設(shè)計為滿足半聯(lián)軸器軸向定位要求，1-2軸段右端一般加工有一定位軸肩，高度為范圍為，取，故。為滿足密封性，左端軸承端蓋應(yīng)使用氈圈油封?？蛇x用氈圈55JB/zq4606-1997，故2-3軸段直徑取合適。軸段2-3左端軸肩圓角半徑（4）、軸段3-4和軸段6-7的設(shè)計該軸段安裝軸承?？紤]到該軸上齒輪主要受徑向力和圓周力作用，采用型號為7012C角接觸球軸承，選用脂潤滑。（7012C角接觸球軸承技術(shù)參數(shù)可參考文獻(xiàn)：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第3卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.14-135頁）軸承內(nèi)圈軸向定位軸肩高度范圍在，外圈軸向定位軸肩高度范圍。故。軸段3-4左端軸肩圓角半徑，軸段7-8右端倒角C1。（5）、軸段4-5的設(shè)計該軸段安裝大齒輪。為拆裝方便，該軸段直徑應(yīng)比略大，初定為。為可靠定位，大齒輪轂孔長度應(yīng)比軸段4-5長2-3mm，取為2mm。故。軸段4-5左端軸肩圓角半徑。（6）、軸環(huán)5-6的設(shè)計軸環(huán)右端為齒輪進(jìn)行軸向定位，軸肩高度范圍為，取，故。軸環(huán)寬度一般不小于，故取軸段5-6左端軸肩圓角半徑（7）、軸環(huán)6-7的設(shè)計軸環(huán)左端為左端軸承內(nèi)圈進(jìn)行軸向定位，軸承內(nèi)圈軸向定位軸肩高度范圍在。取軸肩高，故軸環(huán)寬度一般不小于，故取軸段6-7左端軸肩圓角半徑（8）、軸段2-3和軸段3-4長度設(shè)計擬定軸承端蓋總寬度為，半聯(lián)軸器左端面到軸承端蓋的距離，則。（軸承端蓋總寬度技術(shù)參數(shù)可參考：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第2卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.10-24頁）高速軸中擬定小齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，則低速軸中大齒輪距箱體內(nèi)壁的距離（大齒輪齒寬比小齒輪齒寬小6mm），考慮到箱體的鑄造誤差，在確定軸承軸向位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁有一段距離，取為，為定位可靠，大齒輪2轂孔長度應(yīng)比軸段2-3長2-3mm，取為2mm，故圖5-75、軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位可以采用平鍵連接。由GB/T10951096-2003，可選擇GB/T 1096 鍵 1470，正常連接。軸上鍵槽深度，半聯(lián)軸器轂孔鍵槽深度。齒輪與軸的周向定位也可以采用平鍵連接。由GB/T10951096-2003，可選擇GB/T 1096 鍵 2045，正常連接。軸上鍵槽深度，齒輪轂孔鍵槽深度。鍵與鍵槽配合選用，軸承內(nèi)圈與軸的配合選用，軸承外圈與軸承座配合選用。（鍵與鍵槽配合數(shù)據(jù)參考互換性與技術(shù)測量技術(shù)圖6.9，軸承內(nèi)圈、外圈的配合參考互換性與技術(shù)測量技術(shù)圖6.3和圖6.4）6、軸的受力分析(1)、計算軸上力的作用點的位置畫出軸的受力簡圖，如圖5-8，已知軸承反力的作用點，故軸的支點及受力點間的距離 （2）、計算支座反力 已知，齒輪上徑向力，圓周力在垂直平面上，由靜力平衡方程可得又,由機械設(shè)計表13-5，e取中間值，即。解得， 方向如圖5-8所示。（3）、計算扭矩和彎矩AB段BC段CD段計算扭矩表達(dá)式/N.m端點值/N.m垂直面xAz上彎矩計算表達(dá)式/N.m端點值/N.m水平面xAy上彎矩計算表達(dá)式/N.m端點值/N.m總彎矩計算表達(dá)式/N.m端點值/N.m 圖5-8 低速軸受力簡圖圖5-9 低速軸扭矩圖圖5-10 低速軸彎矩圖（4）、校核軸的強度判斷危險截面： 截面C同時受最大彎矩和最大扭矩作用，為危險截面 。截面C強度校核 抗彎截面系數(shù)彎扭合成強度此處，折合系數(shù)取最大1，可由機械設(shè)計表15-1查取。故截面C滿足強度要求。 因此軸的強度滿足要求。（5）、校核鍵連接的強度 半聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為查機械設(shè)計表6-2，取連接工作方式為靜連接，鍵、轂和軸的材料均為鋼，載荷性質(zhì)為輕微沖擊，鍵的許用擠壓應(yīng)，故鍵連接滿足強度要求。齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力為查機械設(shè)計表6-2，取連接工作方式為靜連接，鍵、轂和軸的材料均為鋼，載荷性質(zhì)為輕微沖擊，鍵的許用擠壓應(yīng)，故鍵連接滿足強度要求。（6）、校核軸承的壽命由機械設(shè)計13-5，取，由表13-6，取故軸承1當(dāng)量動載荷 軸承2當(dāng)量動載荷 兩者取較大值，軸的承的基本額定壽命設(shè)計壽命為，故軸承壽命滿足要求。6.3 中間軸2的設(shè)計與計算1、 已知中間軸2上轉(zhuǎn)速，功率，轉(zhuǎn)矩，大齒輪2分度圓直徑，齒寬，小齒輪3分度圓直徑，齒寬。由于小齒輪3分度圓直徑與配合軸段直徑相差很小，故應(yīng)采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。 2、選擇軸的材料 因軸傳遞的功率不高，且對重量和結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，參考機械設(shè)計表15-1，可選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 3、初步確定軸的最小直徑 由機械設(shè)計表15-3的，考慮該軸的轉(zhuǎn)矩和彎矩不大，取中間值，取。則軸的最小直徑 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）、擬定中間軸2上零件的裝配方案，如圖5-11圖5-11（2）、軸段1-2和軸段7-8的設(shè)計該軸段安裝軸承?？紤]到該軸上齒輪主要受徑向力和圓周力作用，可采用型號為7209C角接觸球軸承，選用脂潤滑。（7010C角接觸球軸承技術(shù)參數(shù)參考文獻(xiàn)：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第3卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.14-135頁）軸承內(nèi)圈軸向定位軸肩高度范圍在，外圈軸向定位軸肩高度范圍。故。軸段1-2左端取倒角C2， 右端軸肩圓角半徑，軸段7-8右端取倒角C2. 左端軸肩圓角半徑（3）、軸段2-3的設(shè)計軸段安裝大齒輪2。為拆裝方便，該軸段直徑應(yīng)比略大。同低速軸中一樣，初定為。為可靠定位，大齒輪2轂孔長度應(yīng)比軸段2-3長2-3mm，取為2mm。故軸段2-3右端軸肩圓角半徑（4）、軸環(huán)3-4的設(shè)計軸環(huán)3-4為大齒輪2提供右端軸向定位，軸肩高度范圍在，取，故可取。 軸環(huán)寬度一般不小于，故取。（5）、軸段5-6的設(shè)計 小齒輪3與高速軸的小齒輪1參數(shù)相同，故軸段4-5的設(shè)計可參照高速軸軸段4-5的設(shè)計，取。擬定小齒輪3兩端面距軸段4-5右軸肩，軸段6-7左端軸肩的距離均為，故。軸段5-6左、右端軸肩圓角半徑（6）、軸段6-7的設(shè)計軸段6-7為右端軸承提供右端軸向定位，軸肩高度范圍在，取，故可取。（7）、軸段4-5的設(shè)計 軸段4-5不起定位作用，主要是連接大小齒輪2、3進(jìn)行傳動，右端軸肩高度范圍，取，故 由于高速軸右端軸承和低速軸左端軸承共用一個軸承座，擬定兩相鄰端面間距為7mm，以滿足安放拆卸軸承工具的空間位置。則 軸段4-5左端軸肩圓角半徑。（8）、軸段1-2和軸段6-7長度的設(shè)計擬定小齒輪3距箱體內(nèi)壁的距離，大齒輪2距箱體內(nèi)壁的距離（大齒輪齒寬比小齒輪齒寬小6mm），考慮到箱體的鑄造誤差，在確定軸承軸向位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁有一段距離，取為，為定位可靠，大齒輪2轂孔長度應(yīng)比軸段2-3長2-3mm，取為2mm。故因小齒輪3齒輪右端面距軸段5-6右軸端面為，故5、軸上零件的周向定位大齒輪2與軸的周向定位也可以采用平鍵連接。由GB/T10951096-2003，可選擇GB/T 1096 鍵 2045，正常連接。軸上鍵槽深度，齒輪轂孔鍵槽深度。鍵與鍵槽配合選用，軸承內(nèi)圈與軸的配合選用，軸承外圈與軸承座配合選用。（鍵與鍵槽配合數(shù)據(jù)參考互換性與技術(shù)測量技術(shù)圖6.9，軸承內(nèi)圈、外圈的配合參考互換性與技術(shù)測量技術(shù)圖6.3和圖6.4）圖5-126、軸的受力分析(1)、計算軸上力的作用點的位置畫出軸的受力簡圖，如圖5-13，已知軸承反力的作用點，故軸的支點及受力點間的距離 （2）、計算支座反力已知大齒輪上徑向力，圓周力，分度圓直徑小齒輪上徑向力，圓周力，分度圓直徑在垂直平面上，由靜力平衡方程可得又,由機械設(shè)計表13-5，e取中間值，即。解得， 方向如圖5-13所示。（3）、計算扭矩和彎矩AB段BC段CD段計算扭矩表達(dá)式/N.m端點值/N.m垂直面xAz上彎矩計算表達(dá)式/N.m端點值/N.m水平面xAy上彎矩計算表達(dá)式/N.m端點值/N.m總彎矩計算表達(dá)式/N.m端點值/N.m 圖5-13 中間軸受力簡圖圖5-14 中間軸扭矩圖圖5-15 中間軸彎矩圖（4）、校核軸的強度 判斷危險截面： 截面C同時受最大彎矩和最大扭矩作用，為危險截面 。截面C強度校核 抗彎截面系數(shù)彎扭合成強度此處，折合系數(shù)取最大1，可由機械設(shè)計表15-1查取.故截面C滿足強度要求，軸的強度滿足要求。（5）、校核鍵連接的強度齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力為查機械設(shè)計表6-2，取連接工作方式為靜連接，鍵、轂和軸的材料均為鋼，載荷性質(zhì)為輕微沖擊，鍵的許用擠壓應(yīng)，故鍵連接滿足強度要求。（6）、校核軸承的壽命由機械設(shè)計13-5，取，由表13-6，取故軸承1當(dāng)量動載荷軸承2當(dāng)量動載荷 兩者取較大值，軸的承的基本額定壽命設(shè)計壽命為，故軸承壽命滿足要求。45鋼7208C鍵 832鍵與鍵槽軸承內(nèi)圈與軸軸承外圈與軸承座45鋼7012C鍵 1470鍵 2045鍵與鍵槽軸承內(nèi)圈與軸軸承外圈與軸承座45鋼7209C鍵 2045鍵與鍵槽軸承內(nèi)圈與軸軸承外圈與軸承座第六部分減速器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸6.1 箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸 1、材料選擇：機蓋、機座均采用HT200.（HT200技術(shù)參數(shù)可參考文獻(xiàn)：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第1卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.2-15頁）2、主要結(jié)構(gòu)尺寸名 稱取 值機座壁厚12mm機蓋壁厚12mm箱蓋凸緣厚度12mm箱座凸緣厚度12mm箱座底凸緣厚度20mm地腳螺釘直徑16mm地腳螺釘數(shù)目6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑10mm機蓋與機座聯(lián)接螺栓直徑10mm軸承端蓋螺釘直徑12mm視孔蓋螺釘直徑6mm定位銷直徑3mm6.2、附件的設(shè)計與選擇 （1）、地腳螺栓直徑d與數(shù)目 圖6.1（數(shù)據(jù)來源：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第2卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.10-42頁）（2）、螺栓連接式軸承蓋 圖6.2注：本表的單位是mm。 d0=d3+1mm，d3端蓋聯(lián)接螺栓直徑 D0=D+2.5d3，D2=D0+2.5d3 e=1.2d3，e1e m由結(jié)構(gòu)確定D4=D-(1015)mm b1、d1由密封尺寸確定b=510mm h=(0.81)b 材料:HT150（數(shù)據(jù)來源：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第2卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.10-42頁）（3）、嵌入式軸承蓋圖6.3（數(shù)據(jù)來源：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第2卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.10-42頁）（4）、外六角螺栓圖6.5材料選用35.（數(shù)據(jù)來源：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第2卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.10-43頁）（5）、簡單式通氣器圖6.6（數(shù)據(jù)來源：閻邦椿. 機械設(shè)計手冊. 第五版. 第2卷. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.10-43頁）（6）、油面指示裝置圖6.7（數(shù)據(jù)來源：張春宜. 減速器設(shè)計設(shè)計實例精解.北京：機械工業(yè)出版社，2009.7.102頁）第七部分 課程設(shè)計總結(jié) 機械綜合設(shè)計是一門綜合了機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)各項知識的課程，歷時短，工作量大，對學(xué)生的專業(yè)綜合知識把握要求非常高，實實在在是一次給我們運用專業(yè)技能解決實際生產(chǎn)問題的鍛煉機會，對專業(yè)素養(yǎng)的提高影響重大。 以下幾點為本人在此次的課程設(shè)計中的一些收獲。一、 科目的聯(lián)系與綜合能力明顯提高。 進(jìn)行課程設(shè)計之前，所學(xué)過的一些專業(yè)課程，如材料力學(xué)、工程材料、機械原理、機械制圖等，幾乎沒有機會綜合運用，搞不清楚這些科目之間的內(nèi)在聯(lián)系，自然難以實質(zhì)上的了解掌握。機械綜合設(shè)計結(jié)合了力學(xué)、材料、機構(gòu)、制圖等一系列的工程實際問題，一下子就把我們拉到了實際設(shè)計生產(chǎn)的邊緣。當(dāng)然，運用這些專業(yè)科目解決課程設(shè)計的問題也并不簡單，盡管平時但科目學(xué)得不錯，但真正結(jié)合運用時方有“書到用時方恨少”的感覺。因此，綜合運用專業(yè)知識其實才是目前我們最缺乏的一種能力，日后務(wù)必注意加強鍛煉。二、 制圖能力進(jìn)一步鞏固與提高。由于本人對制圖很感興趣，因此此次課程設(shè)計無疑是一次很好的鍛煉機會。課程設(shè)計的工作量中，制圖占了一半左右。完全沒有現(xiàn)成的數(shù)據(jù)，任何一個數(shù)據(jù)都需要自己查資料計算，這是和以往學(xué)制圖的一個很大區(qū)別，充滿了挑戰(zhàn)性，也為自己提供了一個完全不一樣的制圖體驗。三、 專注能力的提高?；蛟S有人會說，搞課程設(shè)計提高最多的就是對機械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的了解。但我覺得這不是最主要的，標(biāo)準(zhǔn)就是一本字典，沒什么提高不提高的。反而搞設(shè)計時的專注能力提高了才是我在本次課程設(shè)計中的組大收獲。也許我的課程設(shè)計并不是最優(yōu)秀的，但這三個星期自己能夠全身心的投入到一個設(shè)計中，踏踏實實，一步一個腳印，我覺得這是成為一名優(yōu)秀機械工程師必不可缺的素養(yǎng)，也是我們迫切需要的一種能力。 以上三點總結(jié)雖不是對如何搞好課程設(shè)計的反省或總結(jié)，但卻是自己在本次設(shè)計課程中的重大收獲，三個星期的努力是會有碩果的。第八部分 參考文獻(xiàn)【1】 紀(jì)名剛，濮良貴，機械設(shè)計，第八版，北京：高等教育出版社2006.5【2】 胡鳳蘭，互換性與技術(shù)測量技術(shù)，第二版，北京：高等教育出版社，2010.8【3】 陳作摸，葛文杰，機械原理，第七版，北京：高等教育出版社2006.5【4】 張淑娟，周靜卿，機械制圖與計算機繪圖，北京，中國農(nóng)業(yè)出版社，2007【5】 張春宜. 減速器設(shè)計設(shè)計實例