《設(shè)計用于帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速器設(shè)計機的圓柱齒輪減速器帶式運輸機圓柱齒輪70081》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《設(shè)計用于帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速器設(shè)計機的圓柱齒輪減速器帶式運輸機圓柱齒輪70081（29頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、、前言 、電動機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 ，,,,,,,,3 ..8 三?傳動零件的設(shè)計計算 四、箱體的設(shè)計及說明 14 五、 軸的設(shè)計計算及校核 16 六、 鍵連接的選擇和計算 28 七、 滾動軸承的選擇及計算 21 八、聯(lián)軸器的選擇 錯誤！未定義書簽 九、潤滑和密封的選擇 ? 23 十、減速器附件設(shè)計 35 37 1、設(shè)計小結(jié) 參考資料 25 一、前言 1.1 題目分析 題目： 設(shè)計用于帶式運輸機的展開式二級圓柱齒輪減速器 要求：擬定傳動關(guān)系：有電動機、 V 帶、減

2、速器、聯(lián)軸器、工作機構(gòu)成 工作條件： 連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時載荷平穩(wěn)，空載啟動，使用期限 10 年，小批 量生產(chǎn)，單班制工作，運輸帶速度允許誤差 5％。 已知條件： 運輸帶的拉力 F=2550N 運輸帶工作速度 V = 1.40m/ s 卷筒直徑 D = 300mm 1.1.1 本傳動機構(gòu)的特點 該減速器結(jié)構(gòu)簡單、效率高、容易制造、使用壽命長、維護方便。但齒輪相對軸 承的位置不對稱，因此軸應(yīng)具有較大剛度。高速級齒輪布置在遠離轉(zhuǎn)矩輸入端， 這樣，軸在轉(zhuǎn)矩的作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形將能減緩軸在彎矩作用下產(chǎn)生彎曲變形 所引起的載荷沿齒寬分布不均勻的現(xiàn)象。 斜齒輪的特點：是傳動的平穩(wěn)性較直齒

3、輪傳動好，且結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力高，常 用于速度高、載荷大或要求傳動緊湊的場合。 1.1.2 本傳動機構(gòu)的作用 齒輪減速器介于機械中原動機和工作機之間， 主要將原動機的運動和動力傳給工 作機，在此起減速作用，并降低轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的增大轉(zhuǎn)矩。 1.2 傳動方案擬定： 此方案選用了 V 帶傳動和閉式齒輪傳動 V帶傳動布置高于高速級，能發(fā)揮它的傳動平穩(wěn)、緩沖吸振和過載保護的優(yōu)點 帶傳動的特點： 是主、從動輪的軸間距范圍大。 工作平穩(wěn)，噪聲小。能緩和沖擊， 吸收報動。摩擦型帶傳動有過載保護作用。結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安裝方便．但外 形輪廓較大。摩擦型帶有滑動，不能用于分度系統(tǒng)。軸壓力大，帶的壽命較短。

4、 不同的帶型和材料適用的功率、帶速、傳動比及壽命范圍各不相同。 電動機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 di = 80 2.1選擇電動機的容量： 電動機的類型： d2 = 235.2 v 二 6.02m/s a0 = 530mm 按工作要求選用丫系列（IP44）三相異步電動機，電壓為380V。 選擇電動機容量： 選擇電動機所需功率 P w Pd 4.327 kW 選擇電動機時應(yīng)保證電動機的額定功率 Ped略大于工作機所需的電 動機的功率Pd即可，即Ped _Pd 工作機所需功率為 Fv 2550X1.40 FW kW= 3.57kW 1000 1

5、000 傳動裝置總效率： 二帶承齒聯(lián)卷 帶一V帶傳動效率：0.96 承一每對滾動軸承的傳動效率：0.99 Ld = 1600mm a =611.21mm :=165.38： Z = 5 Fq =128.8N i =3.368 m^ 2.5 d^i = 50mm d2 = 170mm d = 35mm b2 = 30mm a1 =110 ；「F1 =55.43MPa F2 二 48.29MPa 齒一閉式齒輪的傳動效率：0.97 v = 3.795m/s 聯(lián)一聯(lián)軸器的傳動效率：0.99 卷一傳動卷筒的傳動效率：089 帶入得 二帶 承 齒 聯(lián) 卷=0.

6、96 0.994 0.972 0.99 0.96 =0.825 Pw 3.57 Pd L=0^T4.327kW d1 = 88.97 mm 乙=32 Z2 =77 m2 = 3mm b2 = 75mm 電動機技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動機的額定功率 Ped為3kW b| = 80 確定電動機轉(zhuǎn)速： * 二 96mm 滾筒工作轉(zhuǎn)速: d2 =112mm

7、a 二 160mm =60x 1000v 二 D 60 1000 1.40 理泊300 =89.12 r/min 通常取V帶傳動比常用范圍h=：2~4，二級圓柱齒輪減速器i2=8? 二 F1 = 55.998MPa 匚 F2 = 53.91MPa 40,則總傳動比的范圍為i=16?160。所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍是: nd =i riw 二 16 ~160 89.12 =1426.02 ~ 14260.27 r/min 萬案 電動機型 號 額定功率 Ped/kW 電動機轉(zhuǎn)速（r/min ） 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y132S-4 5.5 1500 1

8、440 根據(jù)電動機所需功率和轉(zhuǎn)速手冊有一種適用的電動機型號，傳動比 方案如下： 2.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比: 總傳動比：i a 汁諜=16.156 分配傳動比：取i帶=2則減速器的傳動比i為: i減亡=呼=8.078 取二級圓柱斜齒輪減速器咼速級的傳動比 h = 1.4i減二 1.4 8.078 = 3.336 則低速極的傳動比i2二 i■減=8078 =2.402 i1 3.363 v = 2.34m/s [.]=38MPa dmin = 23.1mm Ft =3524N Fr =1356N F1v = 77.56N F2v =1278.

9、44 N 卩仆二 791.91N F2H =2718.89N F1F =112.59N F2F =241.39N M av = 38350 N mm M aH =81960 N mm 2.3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù): M aF 二 3377 N mm 將傳動裝置各軸由高速軸到低速軸依次編號，定為 0軸（電動機軸）、1 軸（高速軸）、2軸（中間軸）、3軸（低速軸）、4軸（滾筒軸）；相鄰兩軸 間的傳動比表示為i01、i12、i23、i34 ； 01、 12、 23、 34 -依次是電動機 M a = 48480 N mm 和1軸，軸1和軸2,軸2和軸3,軸3和軸

10、4之間的傳動效率；各軸的 — 88100 N mm 轉(zhuǎn)速為ni、n2、n3、陽；各軸輸入轉(zhuǎn)矩為「、T?、T3、T4 Me 二 50915.43 則各軸的運動和動力參數(shù)為: N mm 0 軸（電機軸）P。二 pd = 4.327 kW n0 = nm =1440r / min p 4 327 T0 =9550-° =9550 2

11、8.696 N m n0 1440 d _ 23.1mm d = 23.5mm d _ 33mm Ft 2 =3096.76 N Fr2 "17.3N 1 軸（咼速軸）p1 = p0 01 = Po 帶=4.327 0.96 =4.154kW n1 n。 i 01 = ^4^ =720r/min 2 p 4154 "9550訂9550貢占如m Ft3 二 8800N Fr3 =3202.9 N Fg = 109.32 N F2廠 2266.98N Mav =42

12、10 N mm N mm M a =196880 N mm M e = 214698 N mm 2 軸（中間軸）p2 二 5 12 =5 承齒二 4.154 0.99 0.97 = 3.989 kW = 3640.06N F2H =2701.7N 片 480 n2 1 142.73r/mi n i 12 3.363 T2 =9550空=9550 昱89 266.9N m n2 142.79 3 軸（低速軸）P3 二 P2 23 二 P2 承齒=3.989 0.99 0.97 =3.83kW M aH =140140 n? 142.73 n3 88.81r /

13、min i23 1.60 P3 3.831 T3 =9550」=9550 429.21N m n3 88.81 n4 n3 i34 88.81 1 = 88.81r /min d 丄 34.6mm d = 32.95 mm p4 3.753 T4 =9550丄=9550 403.78N m n4 88.81 軸名 功率P/kW 轉(zhuǎn)矩T/ （ N m） 轉(zhuǎn)速 n/（r/min ） 傳動 比 i 效率 n 輸入 輸出 輸入 輸出 電動機軸 / 4.32 / 28.67 1440 2.5 0.96 1軸 4.15

14、 7.11 82.6 81.82 480 運動和動力參數(shù)如下表： Fr =1987.37N dmin = 36.17mm d = 37mm Ft = 5460 N 2軸 3.99 3.95 266.4 264.9 142.73 3軸 3.83 3.79 320.03 429.2 88.81 4軸 3.75 3.72 403.1 438.9 88.81 3 0.96 F, 2.32 0.96 F1 1.00 0.98 —F = 830.38N

15、二 2281.33N v =1156.99N F1H =3178.67N 三?傳動零件的設(shè)計計算 3.1設(shè)計V帶和帶輪: M 取二 86770 N mm 設(shè)計計算普通V帶傳動 MaH =22236.56 N mm (1) 計算功率(P=4.11kW,n=1440r/min) Pc = Pd = 4.521kW。 (2) 選V帶型號選用普通V帶 Ma 二 41986.52 N mm (3) 允許) 根據(jù) Pc =Pd =4.521kW , nm=：1440r/min，由課本 219頁圖 13-15 , 選擇Z型普通V帶。 求大、小帶輪基準(zhǔn)直徑取d1

16、, d2 由課本219頁查表13-9得，應(yīng)不小于75mm現(xiàn)取dr = 80mm 由式13-9得d2 亠 d1(1—；)二空0 80 (1 - 0.02) = 235.2mm n2 480 由表13-9取dd2 =265mm(雖然使樂略有減小，但其誤差小于5% Me = 164.56N m d - 30.15mm d = 31.66mm T =425.88N L2 二 104.5mm 二 80 1440 (4)驗算帶速：v 如 60 "000 60 "000 h = 49mm 12 二 47mm = 6.02m/s 帶速在5?25m/s范圍內(nèi),合適 二 p1 =

17、 53.45MPa 二 p2 =39.60MPa (5)取V帶基準(zhǔn)長度Ld和中心距a： 由于 0.7 ( dd1 dd2)乞 a。乞2 ( dd1 dd2) 即 280mm 二 a0 二 800mm , h =60mm l2 =36mm 取 a0 二 480mm , -p1 = 24.48MPa -p2 二 56.50MPa 由式13-2得帶長 2 L0 =2a0 2(d1 d2) 矜 480+「80+235.2)+^6^響亦 L = 32mm

18、 I = 24mm >^.480 1600 -1468-7^ 611.21mm 2 (6)驗算小帶輪包角：?： d 2 - d 1 o ：r =180 - 1 57.3 =180o a 主動輪上的包角合適。 空 80 57.3~165.38 120° 611.21 ■■- ■' p = 30.29MPa Fn =908..28N Fr2 "520.13N Cr 二 20928 .4N =1468.79mm 查課本212頁表13-2

19、取Ld .1600mm，由式13-16計算實際中心距: 由式13-9得傳動比i二 d2 d1(1 - ；) 236 80 (1 -0.02) = 3.0 2 Fn =3641.7N Fr2 二 3526.8N Cr =19500N (7) 計算V帶根數(shù)乙由式13-15得Z= 匚 (P0+AP0)^Kl 由 n0 =1440/ min ， d1 =80mm Fn = 3382.68N Fr2 =2427.7N 查表 13-5 得.-：P0 =0.168kW 由 >1 =163 查表 13-7 得：k：. =0.95 查表 13-2 得 燈=0.

20、99 Cr = 25800N J 二 354 N m 則 Z 4.86 (0.81 +0.168)汽 0.95漢 0.99 取Z=5根。 (8) 求作用在帶輪上的壓力Fq 查表13-1，得q=0.1kg/m。得單根V帶的初拉力 F0=500Pc(^^5 -1) qv2=500 4.521 (jA _1) 0.1 X 1.402=648N Zv K：. 5 1.40 0.95 作用在軸上的壓力 a1 163 FQ=2ZFsin」=2X 5X 648X sin 16^=128.8N 2 2 3.2齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算: 高速級齒輪設(shè)計： 選定齒輪類型，精度等級，材料及齒

21、數(shù): 1） 按題目傳動方案選用斜齒圓柱齒輪傳動 2） 運輸機為一般工作機器，速度不變，所以選用 8級精度 3） 材料選擇由表10-1選擇 小齒輪用滲碳淬火，齒面硬度為 305HBS Gim1 = 1500MPa匸Fei =850MPa ; 大齒輪用球墨鑄鐵，齒面硬度為305HBS c lim2 =1550MPa ;二FE2二850MPa ; 由表 11-5 取 S=2.0 ； Sh=1.5; [二 F1] [F] SH _ Sf — IV 2 G FE2 850 B 「Sf — i 2 lim 1 1500 _ Sh -1.5 0 lim 2 15

22、0 [二 H1] MPa =1000MPa [ ；「F2 ] :-fe1 850 = 425MPa = 425MPa 1.50叩心000嚨 4）按齒面接觸強度設(shè)計計算按輪齒彎曲強度設(shè)計計算 由表11-3取載荷系數(shù)K =1由表11-6取齒寬系數(shù)'d =0-5 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 人=8.26 104 N mm 初選螺旋角B =15° 齒數(shù)取 z1 =19，則 z^ 2.363 19 = 63.89，取乙=64 實際傳動比為i二64 =3.368 19 齒形系數(shù) Z v1 二一19 21.08， Zv2 cos15 coSk^71.032 查圖 1

23、1-8 得YFa1 =2.89 ； YFa2 =2.26 ; 由圖 11-9 得 Ysai =1.57 ; Ysa2 =1.74 ; Y Fa1 Y Sa1 -F1 故應(yīng)對小齒輪進行彎曲強度計算 5）法向模數(shù) ^^0.0106> Y^ 425 t F2 J 0.004 1000 ：'dZ1 、F1 \ 2 2 1 8.26 1C4co

24、*rccosmn（Z1 Z2）= arccos 2a 2.5（19 64 二 19 4383（19.43） 2 110 mnZl 齒輪分度圓直徑 2.5 x 19 d^m0SZ 二 cos19 4383 =50.37mm d 2 =169.31mm 7） 齒寬 b2 二=0.5 50.37 =25.185mm ;故取 b2 =30mm ； bi =35mm 8） 驗算齒面接觸強度 9） 故安全 齒輪的圓周速度 2 u di 巧二ZeZh ZB '竺衛(wèi)四"73.2MP

25、0 5°.37 “795m/s ； 60 1000 60000 選8級制造精度是合宜的 低速級齒輪設(shè)計：選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)： 1） 按題目傳動方案選用斜齒圓柱齒輪傳動 2） 運輸機為一般工作機器，速度不變，所以選用 8級精度 3） 材料選擇由表11-1選擇 小齒輪用45號鋼調(diào)質(zhì)，齒面強度為268BS Jim1 =670MPa ；； FE廠240MPa 大齒輪用45號鋼調(diào)質(zhì)，齒面強度為200HBS - lim 2 =570MPa ； FE2 = 250MPa 由表 11-5 取 Sh=1； Sh =1.25 ［二 H1 "-Tim 1 670 =

26、 670MPa Sh ［二 F1 ；-FE1 240 1.25 =192MPa 570 ［；「H2］ 570 MPa 1 250 ［二 F2］ 200MPa 1.25 4) 按輪齒彎曲強度設(shè)計計算 由表11-6取齒寬系數(shù)0.8 由表11-3取載荷系數(shù)K =1.1 小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T, =266N m 根據(jù) 11-4，Ze 二1880，Zh =25 1 4 4 3.402 V V ■'1880x2.5（ ' 1 2.402 1 < 570 丿 3 二 88.97mm 2KT1 u+1 ZeZh 2 選小齒輪齒數(shù)為 乙=32

27、 ,則Z2二iz1 =32 2.402 =76.4 取z? = 77 ,則實際傳 動比 i 二77 =2.4 ; 32 5） 模數(shù) m2 _d1 _88.97 =2 78 ;故取 m2 =3mm 2乙 32 6） 齒寬齒寬 b2 二 dd1 =0.8 88.97 =71.176mm ；故取 b^75mm ； b1 =80mm 7）分度圓直徑，d^m2z^96mm d2 = m2z2 = 231mm 中心距 a2 =① 歸二 96 — = 163 .5mm ；取 a = 160mm ； 2 2 驗算齒面接觸強度 查圖 11-8 得 YFa1 =2.67 ； YFa2 =2.25

28、 ；由圖 11-9 得 Ysa1 =2.25 ； Ysa2 =1.72 -F1 2KT1 bz^n Ys" 2 1.1 12.66 105 75 9 232 2.67 1.64 = 118.63：： = 192MPa Y±cF1=tl7TS 118.63 =104L=200MPa 齒輪的圓周速度v 河n~i 60 1000 二 93.14 480 60000 二 2.34m/s ； 選8級制造精度是合宜的 四、箱體的設(shè)計及說明: 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸（mm） 名稱 符號 計算公式 結(jié)果 箱座厚度 5 6 = 0.025a 十

29、3 = 6.625 c8 8 箱蓋厚度 6 =0.02a+3 = 5.60<8 8 箱蓋凸緣厚度 bi bi =i5[ = i2 i2 箱座凸緣厚度 b b = i5=i2 i2 箱座底凸緣厚 度 b2 b2 = 2.56 = 20 20,0 度腳螺栓直徑 d f df = 0.036a+ i2=i6374 M i6 地腳螺釘數(shù)目 n a $250則取4 4 軸承旁聯(lián)接螺 栓直徑 di di =0.75df =i2.285 M i2 箱蓋和箱座聯(lián) 接螺栓直徑 d2 d2 =（0.5~0.6） df =8.i87~9.824

30、4 M i0 軸承端蓋螺釘 直徑 d3 d3 =（0.4 ?0.5）df =6.55 ~ 8.8i7 M 8 窺視孔蓋螺釘 直徑 d4 d4 =（0.3~ 0.4）df =4.9i ?6.55 M 5 定位銷直徑 d d =（0.7 ?0.8）d2 =85.73i ?7.86 M 6 連接螺栓的間 距 l 1 =i50 ?200 80 d f， di， d2至 Ci 查手冊表4-i 27 30 外箱壁的距離 20 d f，di，d2至 C2 查手冊表4-i 24 20 凸緣邊緣距離 i4 外箱壁至軸承 座端面距

31、離 li li =G +C2 +（5?i0） 50 大齒輪頂圓和 內(nèi)箱壁距離 d > 1.25 = 9.6 10 齒輪端面和內(nèi) 箱壁距離 心2 心2 > $ =8 10 箱蓋，箱座肋 厚 mi ,m g 趾 0.85?, m 0.855 6.8,6.8 厚承端蓋外徑 D2 D2 = D +（5 ~ 5.5）d3 85（1 軸） 85（2 軸） 115（3 軸） 軸承旁聯(lián)結(jié)螺 栓距離 S S r； D2 85（ 1 軸） 85（ 2 軸） 115（ 3 軸） 五、軸的設(shè)計計算及校核： 5.1高速軸: 初步確定軸的最小直徑 選

32、取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表14-2，取[t ]=38MPa,C =110， 于是 3 3 d 迫 J— =110 ，n 4 11 面^22亦考慮到軸上有鍵槽，所 d min =22 （1 5%） =23.1mm 求作用在齒輪上的受力 圓周力Ft 2 8.18 104 50 二 3524N 徑向力Fr 3524 tan 20 cos : = 1356N 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：擬定軸上零件的裝配方案 1 2 3 4 1?輸出軸的最小直徑顯然是安裝 V帶的直徑di （如上圖），根據(jù)軸最小直 徑的計算，和查閱書籍，故 6段bi為60mm,d為

33、20mm 2. 根據(jù)v帶的軸向定位要求d5取為28mm由箱體結(jié)構(gòu)和軸承段、端蓋裝配 關(guān)系等確定，b2為50mm. 3. 角觸軸承段，da取為30mm軸承型號為6006,裝配關(guān)系等確定，ba為24mm 4. 過渡軸段，考慮軸肩定位，故取 d4為35mm由裝配關(guān)系，確定該段的b4 為 79mm 5. 5為高速級齒輪軸段，b5為45mm 6. 角接觸軸承段和3相同，d7為35mm by為33mm 求軸上的載荷： 1.求垂直面的支承反力 1356 x 30 =77.56N l1 丨2 30 103.5 Fr l2 F2v = Fr - F1v =1356 -77.56 =1278

34、.44N 2 .求水平面的支承反力 F1H Ft 12 3524“30 =791.91N l1 l2 30 103.5 F1H F2H 二 Ft F2H =2718.89N 3.F力在支點產(chǎn)生的反力 F1F 二 F l3 116.7 F = 112.59N l1 l2 30 103.5 F2F =F1f F =112.59 128.8 =241.39N 4. 繪垂直面的彎矩圖 M av = F1v h =38350N mm M av = F1v l2 = 2326N mm 5. 繪水平面的彎矩圖 M aH =F1H h =23750 N mm M aH

35、 = F1H h =81960N mm 6. F力產(chǎn)生彎矩 a - a截面F力產(chǎn)生的彎矩為 MaF = F1f=128.8 116.7 “5030N mm 7. 合成彎矩圖 Ma = . M： m2h MaF =13835O2 237502 23770.13 = 48480N mm M a = M ； M ；H M aF = 93640 N mm = 8. 軸的轉(zhuǎn)矩 T -88100N mm 9. 求危險截面的當(dāng)量彎矩 從圖中可以看出，低速的齒輪中心線處最危險，其當(dāng)量彎矩為:=0.6 Me = ..m2 (: T)2「484802 (0.6 88100)2 =71720N.

36、mm 10. 計算危險截面處軸的直徑 軸的材料為45號鋼，調(diào)治質(zhì)處理。由表14-1查得二b =650MPa 由表14-3查得二Jb =60MPa貝U 3 3 . Me 71720 d 22.86mm \0.1[J] Y0.仆 60 考慮到鍵槽對軸的削弱，將d增加大5% 故 d =1.05 22.86 = 24mm ： 28mm 所以高速軸安全合理 載荷 水平面H 垂直面V 支承反力F 卩伯=791.91N Fw =77.56 N F2H =2718.89N F2v =1278.84N 彎矩M MaH =81960N mm M av =

37、38350 N mm 總彎矩 M a =15030 N mm 扭矩T T =88.1N m 彎矩圖如上圖所示 5.2中間軸： 521初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取C=110,于是得 3 — 3 d _C . P =110 . 3.949 33.304mm Vn \ 142.279 求作用在齒輪上的受力： 1. 作用在大齒輪: 圓周力 Ft2 二玉 =2 26.4 10 =3069.76N d2 172 徑向力 Fr2 二 Ft tan: =1117.3N 2. 作用在小齒輪: 圓周力Ft3 =

38、 玉二空H.8800N d3 60 徑向力 Fr3 =Ft3 tan > -3202.9N 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計: 擬定軸上零件的裝配方案 1. 角接觸軸承段處，di取為30mm軸承型號為6006, bi為33mm 2. 低速級小齒輪軸段，按和齒輪的裝配關(guān)系定 d2為35mm b2為65mm 3. 軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求取 d3為4mm b3按照要求取為7.5mm 4. 高速級大齒輪軸段，按和齒輪的裝配關(guān)系定 d4為35mm b4為40mm。 5. 角接觸軸承段同1相同，d5為30mm b5為35mm 求軸上的載荷： 1. 求垂直面的支承反力 F iv (Li ■

39、L 2 ' L3) F ri (L2 ' L3) = F r2 L3 F?5 67 61 一 Fa85 Fr 化誡珈 38.5 67 61 Fiv -109.32N F 1v ' F2v . Fri = Fr2 F2v =2266.98 2 .求水平面的支承反力 F1H Ft2 g-Fti (l2 S3640.06N li I2 I3 F2H = Ft2 - Fih -Fti =2701.7N 3. 繪垂直面的彎矩圖 M av = F1v l3 = 4210N mm M av = F2v l3 =13828.5N mm 4. 繪水平面的彎矩圖 M aH 二 Fih

40、 I3 =3640.06 38.5 =140.14N m M aH - F2H 61=164.8N m 5. 合成彎矩圖 Ma F M； M；H f ；13828.52 140142 -196880N mm 6. 軸的轉(zhuǎn)矩 T =142 .729 N m 9. 求危險截面的當(dāng)量彎矩 從圖中可以看出，低速的齒輪中心線處最危險，其當(dāng)量彎矩為:=0.6 Me = .M； (：T)2 [196.882 (0.6 142.729)2 = 10. 計算危險截面處軸的直徑 軸的材料為45號鋼，調(diào)治質(zhì)處理。由表14-1查得匚B=650MPa 由表14-3查得二3=60MPa則 Me

41、214.698 103 :，0.1[—b] 0.1 60 =32.95mm 考慮到鍵槽對軸的削弱，將d增加大5% 故 d =1.05 32.95 二 34.6mm ：： 35mm 所以中間軸安全合理 載荷 水平面H 垂直面V 支承反力F F1H =3640.06N Fg =109.32N F2H =2701.7N 彎矩M M aH =140.14N mm M av =164.8N mm 總彎矩 M a =196880 N mm 扭矩T T=142.729N m 彎矩圖如上圖所示 5.3低速軸： 初步確定軸的最小直徑： 選取軸

42、的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取C=11Q于是得 d匯」F =110 {3.793 =38.4mm考慮到軸上有鍵槽， Y n V 88.1 d min =38.4 (1 5%) = 40.32mm 所以，取最短直徑為40mm 求作用在齒輪上的受力 圓周力Ft 5 2T3 2 4.249 105 156 二 5460N 徑向力 Fr 二 Ft tan : =1987.37N 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 擬定軸上零件的裝配方案 1. 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 di （如上圖），為了 使所選的軸直徑di和聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器的 型

43、號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩Tea二KaT3，查表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很 小,故取 Ka=1.5，貝U 轉(zhuǎn)矩Tea =1.5 42490N ?m=63735N m。按 照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊 144頁，選用凸 緣聯(lián)軸器GY5其公稱轉(zhuǎn)矩為400N?m。半聯(lián)軸器和軸配合的轂孔長 度L1 =60mm軸孔直徑為38mryi故1段b為60mm,d為38mm 2. 密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（采 取氈圈油封）故d2取為43mm由箱體結(jié)構(gòu)和軸承段、端蓋裝配關(guān)系 等確定，b2為60mm. 3. 滾動軸承處段，da取為45mm軸承型號為6009， d D

44、 B =45mm 75mm 16mm由滾動軸承，檔油環(huán)及裝配關(guān)系等確 定，bs 為 27mm 4. 過渡軸段，考慮擋油環(huán)的軸向定位，故取 d4為50mm由裝配關(guān)系， 箱體結(jié)構(gòu)等確定該段的b4為49.5mm 5. 軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求取d5為58mmb5按照要求取為12mm 6. 低速級大齒輪軸段，按和齒輪的裝配關(guān)系定 de為48mm b6為62mm. 7. 滾動軸承段同3相同，d7為45mm by為37.5mm 求軸上的載荷： 1. 求垂直面的支承反力 F1v =^~上-1156.99N I 2 + I 3 F2v 二 Fr - F2V =1987.37 -1156

45、.99 = 830.38N 2 .求水平面的支承反力 Ft I2 M F2H - - -2281.33N J * l 3 F1H nF-4 - F2h =5460 -2281.33 =3178.67N 3. 繪垂直面的彎矩圖 Mav 二 F1v l2 =1156.99 75 =86770N mm 4. 繪水平面的彎矩圖 MaH =F2H l3 =3178.67 75 =238400N mm 5. 合成彎矩圖 Ma f 'M； M 2^ 867702 238400^ -253690N mm 6. 軸的轉(zhuǎn)矩 T =425880N m 9. 求危險截面的當(dāng)量彎矩 從圖中

46、可以看出，低速的齒輪中心線處最危險，其當(dāng)量彎矩為:=0.6 Me = . M： (： T)2 = 253.692 (0.6 425.88)2 10. 計算危險截面處軸的直徑 軸的材料為45號鋼，調(diào)治質(zhì)處理。由表14-1查得二b =650MPa 由表14-3查得二jb二60MPa則 3 d- 3 =39.15mm I M e _ '360.07 匯103 T04▽母］V 0.1 漢 60 考慮到鍵槽對軸的削弱，將d增加大5% 故 d =1.05 39.15 = 41.10mm ： 48mm 所以低速軸安全合理 載荷 水平面H 垂直面V 支承反力 F1

47、H =3178.67N Fg =1156.99N F F2H =2281.33N F2v =830.38N 彎矩M MaH =238400N mn 1 Mav =8677CN -mm 總彎矩 M a =253690N mm 扭矩T T =425880N m 彎矩圖如上圖所示 六、鍵的選擇 6.1低速軸鍵選擇： 低速軸轉(zhuǎn)矩T =424.9 N m 查表10-10查得許用應(yīng)力 —1=125?150Mpa，取J p =100Mpa li 4T dm[二 p] 4 265200 45 9 100 =26.19mm L1 _h d =26.19

48、14=40.19mm 取 L1 =70mm 4T d 2人2[二 p] 4 265200 57 10 100 =18.61mm L2 _l2 b2 =18.61 16 = 34.61mm取L2 =63mm 和聯(lián)軸器聯(lián)接處鍵為鍵 A12 70 b h L =12mm 8mm 70 mm 和齒輪接處鍵為鍵 A14 63 b h L = 14mm 9mm 63mm 6.2中間軸鍵選擇: 中間軸轉(zhuǎn)矩T =264.2N m 查表10-10查得許用應(yīng)力 tp 1=100?120MPa,取 打=100MPa, 4T 4 108700 l 14.69mm dh[匚 p]

49、37 8 100 L J b = 14.69 10 = 24.69mm 取L1 =70mm, L2 =36mm 和小齒輪聯(lián)接處鍵為鍵 A12 22 b h L =12mm 8mm 22 mm 和大齒輪聯(lián)接處鍵為鍵 A28 70 b h L = 28mm 16mm 70mm 6.3高速軸鍵選擇: 中間軸轉(zhuǎn)矩T =424.9 N m 4T > dh^p] 4 31800 25 7 100 =7.27 mm 查表10-10查得許用應(yīng)力 tp 1=100?120Mpa，取J p=100Mpa, L _丨 b =7.27 8 =15.27mm 取 L = 32mm 和帶輪

50、聯(lián)接處鍵為鍵 A 8 3 b h L = 8mm 6mm 70 mm 七、滾動軸承的選擇 7.1高速軸軸承: 取 6009 , d =30mm D = 55mm B = 13mm 。 1 ?先計算軸承載荷、內(nèi)部軸向力 Fr1 +F, +F1F = J77.562 +791.912 +112.59 = 908.28N F「2 = . F； - F22h F2F = 1278.442 2718.892 241.39 =1520.13N 2. 計算軸承壽命為Lh ；軸兩端所選為同尺寸軸承，今Fr2 FM故應(yīng)以軸承2的徑向當(dāng)量動載荷R 為計算依據(jù) 受中等沖擊載荷 查表16-9得fp

51、 =1 , : =3工作溫度正常 查表16-8得ft=1 Lh1 =3 300 8 = 7200 h 3. 查得：軸承徑向基本額定動載荷 1 1 fpP 60n - 1 工 2499.8 60 匯 480 . 106 Cr p ( 薩 Lh) ( 6 7200)3 =14796.08 N 乞 15200 N f t 10 1 故可用7006C /P5 故所選7006C/P5軸承適合 7.2中間軸軸承: 取 7007C/P5, d = 35mm D = 62mm B = 14mm 。 1 ?先計算軸承載荷、內(nèi)部軸向力 F"=絆：+F, = <109.32^3640.0

52、6^ 3641.7 N Fr2 = .. F； - F2V - ,?2266.982 2701.72 =3526.8N 2. 計算軸承壽命為Lh 軸兩端所選為同尺寸軸承，今 R>F2故應(yīng)以軸承1的徑向當(dāng)量動載荷P2為 計算依據(jù)。受中等沖擊載荷 查表16-9得fp =1， ； =3工作溫度正常 查表 16-8 得 ft -1 Lh1 =3 300 8 =7200 h 3. 查得：軸承徑向基本額定動載荷 Cr fpP 60n ft 10 Lh) 1 4559.49 60 142.729 10 7200) = 18012.8^119500 N 故可用7007C

53、 /P5 故所選7007C0/P5軸承適合 7.3低速軸軸承: 取 7009AC/P5 d = 45mm D = 75mm B = 29mm 。 1 ?先計算軸承載荷、內(nèi)部軸向力 Fr1 =寸匸』+F,=百'1156.992 +3178.672 = 3382.68N F「2「F； F2： h*830.382 2281.332 =2427.7N 2.計算軸承壽命為Lh 今P2 . P1故應(yīng)以軸承2的徑向當(dāng)量動載荷P2為計算依據(jù) 受中等沖擊載荷 查表16-9得fp =1 , ； =3工作溫度正常 查表16-8得ft =1 3.查得：軸承徑向基本額定動載荷 f pP/60n

54、 Cr (6" ft 106 1 3382.68 1 60 88.81 10 7200)3 = 1408 .87N E 25800 N 故可用7009AC /P5 故所選7009AC /P5軸承適合 八、連軸器的選擇 由于凸緣聯(lián)軸器德結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，等優(yōu)點，且常 用于載荷較平穩(wěn)的兩軸連接首先考慮此聯(lián)軸器 聯(lián)軸器的設(shè)計計算 由于裝置用于V帶傳動，原動機為電動機，所以工作情況系數(shù)為 Ka =1.5， 計算轉(zhuǎn)矩為 L =1.5 236.48N m =354.72N m 查手冊選用凸緣聯(lián)軸器GY-5 其主要參數(shù)如下： 公稱轉(zhuǎn)矩「=400

55、 N m 軸孔直徑d1 =38mm 半聯(lián)軸器和軸配合的轂孔長度 L=70mm. 九、潤滑和密封 9.1齒輪的潤滑 采用浸油潤滑，浸油高度約為低速級大齒輪的一個齒高，取為 10mm 9.2滾動軸承的潤滑 由于軸承周向速度為均大于2m/s,所以采用油潤滑。 9.3潤滑油的選擇 考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用全消耗系統(tǒng)用油 L-AN15潤滑油。 9.4密封方法的選取 在軸和軸承配合處內(nèi)端鑲?cè)霌跤铜h(huán)，軸承用脂潤滑確定擋油環(huán)的尺寸以 達到最好的密封效果，軸承端蓋內(nèi)加墊O型密封圈。 軸承端蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計： 材料HT150 高中軸承 7006 D=55,d3=6,n=4 d0 =d

56、3 1 二 7mm D0 = D 2.5d3 = 72.5mm D2 = D0 2.5d3 =90mm e =1.2d3 = 8.4mm ? _ e =12mm D4 = D - (10 ~ 15) = 45mm D5 =D0 -3d3 =51.5mm D6 二 D -(2 ~ 4) = 52mm 低軸承 7009 D=75, d3=8，n=4 d0 = d3 1 =9mm D0 二 D 2.5d3 =95mm D2 = D0 2.5d3 = 115mm e =1.2d3 =9.6mm D4 =D -（10~15） =67mm D5 二 D0 -3d3 = 71mm

57、 D6 = D -（2 ~ 4） = 75mm 十、減速器附件設(shè)計 （1） 窺視孔及其視孔蓋 為了檢查傳動零件的嚙合情況、接觸斑點、側(cè)隙，并向箱體內(nèi)注 入潤滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置窺視孔。窺視孔設(shè)在上箱頂蓋能夠直接 觀察到齒輪嚙合部位的地方。平時，窺視孔的視孔蓋用螺釘固定在箱座上。 窺視孔為長方形，其大小應(yīng)適當(dāng)（以手能伸入箱內(nèi)為宜），以便檢查齒輪嚙 合情況。 （2） 通氣器 減速器工作時，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱 內(nèi)受熱膨脹的空氣能自由排除，以保持箱體內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱?分箱面或軸伸密封件等縫隙滲漏，在箱體頂部裝設(shè)通氣器。 （3） 軸承蓋 為了固

58、定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷， 軸承座孔兩端用軸 承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種，圖中采用的是凸緣式軸承蓋，利 用六角螺栓固定在箱體上；在外伸軸處的軸承蓋是透蓋，透蓋中裝有密封裝 置。 （4） 定位銷 為了精確地加工軸承座孔，同時為了在每次拆裝箱蓋時仍保持軸承 座孔制造加工時的位置精度，應(yīng)在精加工軸承孔前，在箱蓋和箱座的連接凸 緣上配裝定位銷。圖中采用的是兩個定位圓錐銷，安置在箱體縱向兩側(cè)連接 凸緣上。對稱箱體應(yīng)呈非對稱布置，以免錯裝。 （5） 油面指示器 為了檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，以便經(jīng)常保持油池內(nèi)有適當(dāng)?shù)?油量，一般在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位，裝設(shè)油面指示器

59、，圖中的 指示器為油標(biāo)尺。 （6）放油螺塞 換油時，為了排放污油和清洗劑，應(yīng)在箱座底部、油池的最低位置 處開設(shè)放油孔， 平時用螺塞將放油孔堵住， 放油螺塞和箱體接合面應(yīng)加防漏 用的墊圈。 （7）啟蓋螺釘 為了加強密封效果，通常在裝配時于箱體剖分面上涂以水玻璃或密 封膠，因而在拆卸時往往因膠結(jié)緊難于開箱。 為此常在箱蓋連接凸緣的適當(dāng) 位置，加工出 1~2 個螺孔，旋入啟箱用的圓柱端或半圓端的啟箱螺釘。 旋動 啟箱螺釘可將箱蓋頂起。啟箱螺釘?shù)拇笮】赏谕咕夁B接螺栓。 （8）起吊裝置 圖中箱蓋裝有兩個吊環(huán)， 用于吊起箱蓋； 箱座兩端的凸緣下面鑄出 四個吊鉤，用于吊運整臺減速器。 十一、設(shè)計

60、小結(jié) 通過此次課程設(shè)計，使我更加扎實的掌握了減速器制造方面的理論知識 和實際實踐。 減速器的設(shè)計過程中， 從第一周我們不斷的設(shè)計更改數(shù)據(jù)中度 過，第二周開始便生活在不斷的畫圖和思考中度過， 而第三周則開始矛盾的 校核和檢查錯誤當(dāng)中度過。三周當(dāng)中，我們不斷的校核，不斷的更改，但是 在這之中，我們得到鍛煉，掌握其中的知識，更重要的是在團隊配合當(dāng)中， 我們懂得了同學(xué)之間的深厚友誼， 和團結(jié)協(xié)作能力。在此期間大家互相幫助， 共同探討問題， 上課的時候積極尋求老師的幫助， 發(fā)現(xiàn)自身不足， 并不斷完 善自己所學(xué)得知識。在此次設(shè)計中，我找到了自己所學(xué)知識的許多漏洞之處。 對一些前面學(xué)過的知識理解得不夠深刻，

61、 掌握得不夠牢固， 這次設(shè)計真真正 正達到了溫故知新的效果。 一周里，讓我感觸最多的還是團隊協(xié)作的力量， 5 個人都積極的加入到 程序設(shè)計中，有不懂的地方提出問題，大家共同商討。團隊，永遠是支撐我 走下來最大的勇氣，為了集體共同的設(shè)計， 我們每個人都盡自己最大的努力。 作為組員，我深深的被大家感動著。 今后的學(xué)習(xí)當(dāng)中也會注重將理論相實際轉(zhuǎn)化， 不能單純的局限于課本的 知識，將“走出去”和“走進來”相結(jié)合，另外自己對機械設(shè)計這門課程也 抱有濃厚的興趣， 興趣會驅(qū)使任何一個人進入一種領(lǐng)域， 使自己愛這樣的一 門學(xué)科，并不斷的去努力， 喜歡未來的自己能從事這樣的職業(yè)， 學(xué)習(xí)自己所 愛總是人生中很

62、幸福的事情，也喜歡去實踐，而不僅局限于理論。 學(xué)習(xí)知識的同時也豐富了自己的眼界， 更加了解自己所生活的世界。 相 信會對將來有一定的幫助。我會繼續(xù)在這門學(xué)科當(dāng)中努力的！ 最后，我要感謝實訓(xùn)老師對我的教誨和悉心的指導(dǎo)， 讓我能夠熟練地掌 握測試必需的內(nèi)容， 還有周圍的同學(xué)們， 在我有不懂的地方給和我一定的鼓 勵和幫助， 大家互相促進和努力， 取得共同的進步是智慧的雙贏， 對同學(xué)們 自后的交往也有一定的改善， 感謝實訓(xùn)為我?guī)淼倪@一切， 感謝老師！ 感謝 大家！ 參考資料目錄 [1] 《機械設(shè)計課程設(shè)計》 ，北京工業(yè)大學(xué)出版社， 王大康，盧頌峰主編，2010 年 3 月第二版； [2]

63、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》（第五版），高等教育出版社，楊可楨，程光蘊，李仲 生主編， 2006年 5 月第五版； [3] 《機械制圖》（第五版），高等教育出版社，何銘新，錢可強主編， 2004 年 1 月第五版； [4] 《互換性精度設(shè)計和檢測》 ，中國礦業(yè)大學(xué)出版社， 韓正銅 王天煜主編， 2002年 5 月第一版； [5] 《機械設(shè)計課程設(shè)計》 ，機械工業(yè)出版設(shè)，陸玉主編， 2007年 7月第四 版； [6] 《減速器選用手冊》，化學(xué)工業(yè)出版社，周明衡主編， 2002年 6 月第一 版； [7] 《工程機械構(gòu)造圖冊》 ，機械工業(yè)出版社，劉希平主編； [8] 《AutoCAD200（8 中文版）機械使用實例教程》 ，清華大學(xué)出版社，郭朝 勇主編， 2007年 10 月第一版； 2007年 [9] 《AutoCAD2008中文版實用教程》，科學(xué)出版社，邵振國主編, 12月第一版。 4 軸（滾筒軸）P4 二 p3 34 二 p3 承聯(lián)二 3.831 0.99 0.99 =3.755kW