螺旋輸送機(jī)的一級(jí)圓柱齒輪減速器

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目 螺旋輸送機(jī)的一級(jí)圓柱齒輪減速器 姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 指導(dǎo)老師： 時(shí)間： 1目 錄一、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 . 02二、傳動(dòng)方案擬定 . 02三、電動(dòng)機(jī)的選擇 . 03四、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 . 04五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù) . 04六、齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 06七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 14八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 . 21九、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算 . 22 十、聯(lián)軸器的選擇 . 23十一、箱體的設(shè)計(jì) . 24 十二、潤(rùn)滑方法和密封形式 . 25 十三、設(shè)計(jì)小結(jié) . 26十四、參考資料目錄 . 2736計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程

2、設(shè)計(jì)任務(wù)書1、題目：設(shè)計(jì)用于螺旋輸送機(jī)的一級(jí)圓柱齒輪減速器2、傳動(dòng)見圖 1電動(dòng)機(jī) 2聯(lián)軸器 3一級(jí)圓柱齒輪減速器 4開式圓錐齒輪傳動(dòng) 5輸送螺旋 已知：運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩T/(N.m)=780; 運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)軸n/(r/min)=140;3、 工作條件：連續(xù)單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用期限8年，生產(chǎn)10 臺(tái)，兩班制工作，運(yùn)輸機(jī)工作轉(zhuǎn)速允許誤差±5%.4、設(shè)計(jì)工作量如下。（1）減速器裝配圖一張（2）零件工作圖2張（3）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份2、 傳動(dòng)方案擬定設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的一級(jí)圓柱齒輪減速器（1） 連續(xù)單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用期限8年，生產(chǎn)10臺(tái)，兩 班制工作，連續(xù)單向傳動(dòng)

3、。（2）原始數(shù)據(jù) 運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩T/(N.m):780; 運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)軸n/(r/min)=140;T/(N.m)=780n/(r/min)=140計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果3、 電動(dòng)機(jī)的選擇1、 電動(dòng)機(jī)類型的選擇：選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)是一 般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，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、電機(jī)容量的選擇： 電動(dòng)機(jī)所需功率為： 由電動(dòng)機(jī)至輸送機(jī)的傳動(dòng)總效率為： 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表7表2-4式中： 分別為聯(lián)軸器1、滾動(dòng)軸承（四對(duì)）、圓柱齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器2和圓 錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率。 取 T=780N/m n=140r/

4、min =0.85 所以：電機(jī)所需的工作功率 電機(jī)額定功率=15 kw由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)得=15 kw3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 輸送轉(zhuǎn)速為 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)P5表2-2得推薦傳動(dòng)比的合適范圍取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍，取開式圓錐齒輪傳動(dòng)比為 則總傳動(dòng)比理論范圍故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為 符合這一范圍的的同步轉(zhuǎn)速有1000和 1500r/min根據(jù)容量和轉(zhuǎn)T=780N/m n=140r/min =0.85=15 kw計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果速，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2-4得到三種電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)質(zhì)量傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比總傳動(dòng)比圓錐齒輪傳動(dòng) 減速器同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y

5、160L-4151500146014211.6833.892Y180L-61510009701957.7673.88 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和圓錐齒輪傳動(dòng)、 減速器傳動(dòng)比，可見第一方案比較合適，因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160L-4,其主要性能：額定功率為15KW，滿載轉(zhuǎn)速為1460r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2，質(zhì)量142kg.4、 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比的分配 1.1、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為： = / = 1640/140=11.71總傳動(dòng)比等于各傳動(dòng)比的乘積： =i0

6、15;i 式中i0、i分別為開式圓錐齒輪傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比 1.2、分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比： 根據(jù)指導(dǎo)書，取i0=2（圓錐齒輪傳動(dòng) i=23） 因?yàn)椋篿0×i所以：ii0 11.71/25.8555、 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為電機(jī)軸、軸、軸、軸、軸i0,i1，.為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比i0=2=11.71i5.855計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果01，12，.為相鄰兩軸的傳動(dòng)效率P，P，.為各軸的輸入功率 （KW）T，T，.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （N·m）n,n,.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （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)

7、5.1、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 （1）計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速： 軸：n= =1460 r/min軸：n= n/ i=1460/5.855=249.4 r/min III軸：n= n 螺旋輸送機(jī)：nIV= n/i0=249.4/2=124.7 r/min （2）計(jì)算各軸的輸入功率： 軸： P=Pd×01 =Pd×1=13.5×0.99=13.365 KW 軸： P= P×12= P×2×3=13.365×0.99×0.97=12.83 KW 軸： P= P·23= P·2·4=12.83

8、15;0.99×0.99=12.57 KW 螺旋輸送機(jī)軸：PIV= P·2·5=12.39×0.93×0.99=11.57 KW （3）計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩： 電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩為：n= =1460 r/minn=n=249.4 r/minnIV=124.7 r/minP=13.36 KWP=12.83 KWP=12.57 KWPIV=11.57 KW計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果 Td=9550·Pd/=9550×13.5/1460=88.3 N·m 軸：T= Td·01= Td·1=88.3

9、5;0.99=87.4 N·m 軸：T= T·i·12= T·i·2·3 =87.4×5.855×0.99×0.97=491.4 N·m 軸：T= T·2·4=491.4×0.99×0.99=481.62 N·m螺旋輸送機(jī)軸：TIV = T ·i0·2·5=481.62×2×0.99×0.93=855.7N·m計(jì)算結(jié)果匯總表軸名功效率P （KW）轉(zhuǎn)矩T （N·m）轉(zhuǎn)速

10、nr/min傳動(dòng)比 i效率電動(dòng)機(jī)軸88.3146010.99軸13.3787.414600.995.855軸12.83491.1249.40.971軸12.57481.6249.40.982輸送機(jī)軸11.57855.7124.70.936、 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 齒輪參數(shù)計(jì)算 1、選精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095-88）。 通過查表選擇小圓柱齒輪40C r（調(diào)質(zhì)熱處理）硬度280HBS ，大齒 輪45鋼（調(diào)質(zhì)熱處理）硬度240HBS，二者硬度差值為40HBS； 選擇初選螺旋角=20°，取小齒輪齒數(shù)Z1=24，大齒輪齒數(shù) Z2=Z1

11、×i=24×5.855= 140.52 取Z2=141。 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按式（10-21）試算，即Td=88.3 N·mT=87.4 N·m T=491.4N·mT=481.62 N·mTIV =855.7 N·m=20°Z1=24Z2=141。計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果d2t（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1) 試選載荷系數(shù)kt=1.6。2) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=(95.5×105P1)/n1=Nmm3) 查閱減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)圖10-30查得，選取 區(qū)域系數(shù)ZH=2.435。4)

12、查閱減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)圖10-26查得， =0.705, =0.805,則：=+=1.515) 查閱減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)P201表10-6可得，材 料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8 齒輪材料為鍛鋼6) 查閱減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)表10-7可得，選取持 寬系數(shù)=17) 查閱減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)10-13可得，計(jì)算應(yīng)力 循環(huán)次數(shù)N=60njLh j 為齒輪每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，同一齒面嚙合的次數(shù)；n為齒輪轉(zhuǎn)速；Lh 為齒輪的工作壽命。 N2=3.36×109 / 5.855=5.73×1088) 查減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)可得，接觸疲勞壽命系 數(shù)kHN

13、1=0.9，kHN2=0.959) 查減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550Mpa10) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1，安全系數(shù)s=1機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)N1=3.36×109N2=5.73×108計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果 =0.9×600540 MPa =0.95×550522.5 MPa H=(540+522.5)/2=531.25Mpa（2）計(jì)算1) 試算小齒輪分度圓直徑d1t，由計(jì)算公式d1t 得 d1t2) 計(jì)算圓周速度3) v=4.4 m/s4) 計(jì)算齒

14、寬b及模數(shù)mnt.b=dd1t=1×62.49=62.49mm mnt=2.45mm h=2.25mnt=2.25×2.45=5.51mm=62.49/5.51=11.345) 計(jì)算縱向重合度 =0.318×1×24×=2.786) 計(jì)算載荷系數(shù)k 查閱資料可得使用系數(shù)kA=1，根據(jù)v=4.29m/s，7級(jí)精度， 查減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)可得動(dòng)載荷系數(shù)kv=1.11， 查減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)可得， =1.42， 查減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)可得，d1t62.49mmV=4.4 m/sb=62.49mmmnt=2.45mm=2.7

15、8計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果 查減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)可得，7) 計(jì)算動(dòng)載荷系數(shù) 8) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由試（10-10a） 得，d1=d1t=62.49= 69.59mm9) 計(jì)算模數(shù)mn mn= 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) mn 3、確定計(jì)算參數(shù)1) 由減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)查的小齒輪的彎曲疲勞 強(qiáng)度=500Mpa，大齒輪的彎曲疲勞極限=380Mpa2) 由減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)取彎曲疲勞壽命系數(shù)， KFN1=0.82，KFN2=0.863) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)s1.3， F1=315.38 MPaF2=251.38 MPa4) 計(jì)算

16、載荷系數(shù)k。5)根據(jù)縱向重合度1.704，減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手 冊(cè)得，螺旋角影響系數(shù)Y=0.875。6)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果 =25.54 =150.057)查取齒形系數(shù)。 由減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)得：YFa1=2.80，YFa2=2.2188)查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由減速器和變速器設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)得：Ysa2=1.55，Ysa2=1.7719)計(jì)算大、小齒輪的并加以比較Yfa1Ysa1/F1 Yfa2Ysa2/F2 比較后得大齒輪的數(shù)值大。 4、設(shè)計(jì)計(jì)算 mn=1.86mm 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，則取

17、mn2mm，已滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=56.19 mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由Z1=26.8mm 取z1=27，則z2=i·z1=5.855×27=158。 5、幾何尺寸計(jì)算 中心矩 a=196.87 mm 圓整中心矩 a=196mm計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果 按圓整中心矩修正螺旋角=arccos= arccos=19.18°因值改變不多，故參數(shù)、zH等不必修正。 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑d1=57mmd2=335mm 計(jì)算齒輪寬度b=1×57=57mm圓整后取 B1=56mm，B2=60mm

18、斜齒輪傳動(dòng)參數(shù)表名稱符號(hào)計(jì)算公式高速齒輪數(shù)值低速齒輪數(shù)值螺旋角19.18法面模數(shù)2端面模數(shù)2.08法面壓力角20端面壓力角20.73法面頂高系數(shù)1法面頂系數(shù)0.25分度圓直徑d57195基圓直徑53.56183齒頂高=22齒跟高=（+）2.52.5齒頂圓直徑61199齒根圓直徑52190標(biāo)準(zhǔn)中心距a=1966.2 錐齒輪設(shè)計(jì) 1、選擇材料及確定許用應(yīng)力小齒輪用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度為5662HRC,=1500Mpa, =850Mpa; 大齒輪用20Cr滲碳淬火，齒面硬度為5662HRC，=1500Mpa, =850Mpa機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表111。取=1.25， =1，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11

19、5；取=2.5，=189.8機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表114;=476Mpa=/=1500Mpa 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)d （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，表11-3，試選載荷系數(shù)kt=1.1 2）u=,對(duì)一級(jí)直齒錐齒輪傳動(dòng)，取u5，取u=2 計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果3）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=(9550P)/n=356Nm=3.45×10Nmm4）選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.55）一般取=0.250.3，選取=0.25 6）查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-4可得，材料的彈性影響系數(shù) ZE=188.9 齒輪材料為鍛鋼 所以d77mm由Tan=2,得=63.43度=44.44查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11

20、8，,119得代入公式查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表41，取m=4所以取=23，=46 強(qiáng)度的校核圓周力F=接觸強(qiáng)度校核公式如下將數(shù)據(jù)代入公式得彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式如下=51.11查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表118，,119得計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果 =192.552<=476Mpa直齒圓錐齒輪的基本參數(shù)傳動(dòng)比u=2分度圓錐角=63.43度，=26.57度分度圓直徑= 齒頂高齒根高全齒高h(yuǎn)=2.2m=8.8mm頂隙c=0.2m=0.8mm齒頂圓直徑齒寬b=10m=40mm7、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算7.1 減速器輸入軸（I軸） 7.1.1 初步確定軸的最小直徑 選用40C r調(diào)質(zhì)，硬度280HBS軸的輸入功率為PI=13

21、.3 KW 轉(zhuǎn)速為nI=970r/min （c取115）查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表15-9得 連接聯(lián)軸器，有一根鍵，則dm=de×1.05=27.4×1.05=28.8mm 初選彈性柱銷聯(lián)軸器 TL5(T=125N·m,L=62mm),則最小軸徑dm取30mm 7.1.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于齒根圓直徑df3dm所以高速軸采用齒輪軸設(shè)計(jì)。 1）零件裝備如下圖：計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 左起第一段與TL5(T=125N·m,L=82mm)彈性柱銷聯(lián)軸器連接， 軸徑d1=30mm軸長(zhǎng)L1=60mm; 左起第二段，軸向定位彈性柱銷聯(lián)軸器，d

22、2=d1+2×(2-3)=3436mm 因必須符合軸承密封元件的要求，經(jīng)查表，取=34mm。箱體結(jié) 構(gòu)未知，L2待定； 齒輪采用對(duì)稱安裝，則有L4=B1=57mm,d4=da=61mm,圓整，取值d4=61mm; 旋轉(zhuǎn)構(gòu)件應(yīng)距離箱體15mm，則齒輪距箱體15mm，距離軸承 20mm,L5=4mm。軸承初選7207AC（d×D×B=30×72×17 mm），則 L3=L6=32mm,d3=35mm,d5=40mm 效果如下圖所示：計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果 7.1.3 校核軸的強(qiáng)度 按彎矩、轉(zhuǎn)矩合成強(qiáng)度計(jì)算軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示圖中 b=c=43.

23、5mm a=196mm(初取L2) T=86.31 N·m(1)確定作用在軸上的載荷： 圓周力 Ft= 徑向力 Fr= 軸向力 Fa= Fttg=4133×tg15.88°=11757.7 N(2) 確定支點(diǎn)反作用力及彎曲力矩 水平面中的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6.1a所示。 支承反力 FRBH =FRCH =0.5Ft=0.5×4133=2067.5 N 截面-的彎曲力矩 MIH=FRBH b=2067.50×41=84767N·mm 垂直面中的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6.1b所示。 支承反力 計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果 截面-的彎曲力矩 M´I

24、H =FRBV·b=1161×43.5=50503N·mm M´´IH =FRCV·c=397×43.5=11273N·mm合成彎矩（圖1c） M´WI =N·mm M´´WI= N·mm軸上的扭矩 T=117800 N·mm 畫出軸的當(dāng)量彎矩圖，如圖6.1e所示。從圖中可以判斷截面-彎矩值最大，而截面-承受純扭，所以對(duì)這兩個(gè)危險(xiǎn)截面進(jìn)行計(jì)算。（3） 計(jì)算截面-、截面-的直徑已知軸的材料為40C r（調(diào)質(zhì)熱處理）,其B=750MPa；-1b=70MPa，0

25、b=120MPa。則 70/120=0.58截面-處的當(dāng)量彎矩 截面-處的當(dāng)量彎矩 N·mm故軸截面-處的直徑 mm 滿足設(shè)計(jì)要求； 軸截面-處的直徑計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果d=mm 有一個(gè)鍵槽，則增大5%得22.365mm，也滿足設(shè)計(jì)要求。圖6.1 7.2 減速器輸出軸（軸） 7.2.1 初步確定軸的最小直徑 選用45調(diào)質(zhì)鋼，硬度217-255HBS 軸的輸入功率為PI=12.77 KW 轉(zhuǎn)速為nI=284r/min （c取115） 擬定軸上零件的裝配方案如下圖所示：計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果 7.2.2確定軸各段直徑和長(zhǎng)度右起第一段，從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵

26、聯(lián) 接，則軸應(yīng)該增加5%，取42mm，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KA×T=1.3× 284=369.2N·m，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 43232002，選用TL7型彈性套柱銷 聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為l1=112mm,軸段長(zhǎng)L1=110mm；右起第二段，考慮密封要求，d2取45mm，L2待定；右起第三段，初選7210AC(d×D×B=50×90×20),d3=50mm,L3=43.5mm右起第四段，安裝齒輪，d4=55mm,L4=B2-2=50-2=48mm右起第五段，定位齒輪的軸肩，d5=60mm,L5=7.5mm右起第六段，d6=d3=5

27、0,L6=34 7.2.3 按彎矩、轉(zhuǎn)矩合成強(qiáng)度計(jì)算軸的計(jì)算 根據(jù)上例高速軸的分析，低速軸的受力情況跟高速軸的一樣，只是里的大小有所變化，所以還是用高速軸的模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。受力簡(jiǎn)圖還是一樣，如下圖所示：上圖中 b=c=41.2mm a=120mm(初取L2) T=425 N·m (1)確定作用在軸上的載荷： 大齒輪分度圓直徑d2=210mm 圓周力 Ft=計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果徑向力 Fr=軸向力 Fa= Fttg=3969×tg15.88°=1129N確定支點(diǎn)反作用力及彎曲力矩水平面中的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6.2a所示。支承反力 FRBH =FRCH =0.5Ft

28、=0.5×3969=1989.5N 截面-（安裝大齒輪）的彎曲力矩 MIH=FRBH b=1989.5×41=81569N·mm垂直面中的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6.2b所示。支承反力：FRBV= FRCV=截面-的彎曲力矩 M´IH =FRBV·b=2086×41.2=85943 N·mm M´´IH =FRCV·c=-584×41.2=-24060 N·mm合成彎矩（圖1c） M´WI =N·mm M´´WI= N·mm軸上的扭矩：T

29、=387000 N·mm畫出軸的當(dāng)量彎矩圖，如圖6.2e所示。從圖中可以判斷截面-彎矩值最大，而截面-(安裝聯(lián)軸器)承受純扭，所以對(duì)這兩個(gè)危險(xiǎn)截面進(jìn)行計(jì)算。（4） 計(jì)算截面-、截面-的直徑已知軸的材料為45（調(diào)質(zhì)熱處理）,其B=650MPa；-1b=60MPa，計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果0b=102.5MPa。則 60/102.5=0.6 截面-處的當(dāng)量彎矩 N·mm截面-處的當(dāng)量彎矩 N·mm故軸截面-處的直徑 d=mm 有一個(gè)鍵槽，則增大5%得35.51mm55mm 滿足設(shè)計(jì)要求；軸截面-處的直徑d=mm 有一個(gè)鍵槽，則增大5%得35.52mm，也滿足設(shè)計(jì)要求

30、。八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用單列向心球軸承，主動(dòng)軸承根據(jù)軸勁值查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)選擇6207 2個(gè)（GB/t2761994）從動(dòng)軸承6210 2個(gè)（GB/T276-1994）壽命計(jì)劃： 兩軸承承受純徑向載荷 P=F=1564N X=1，Y=0主動(dòng)軸軸承壽命：深溝球軸承6207，基本額定動(dòng)負(fù)荷 預(yù)期壽命為：10年，兩班制,軸承壽命合格L=10×300×16=48000h<計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果 從動(dòng)軸軸承壽命：深溝球軸承6210，基本額定動(dòng)負(fù)荷 L=10×300×16=48000h<預(yù)期壽命為：10年

31、，兩班制,軸承壽命合格 鍵的選擇及校核1、 主動(dòng)軸外申端d=30mm,考慮到鍵在軸中部安裝，故選擇鍵10×55GB/T 1096-2003，b=10mm,h=8mm。選擇45鋼，其許用擠壓應(yīng)力=100Mpa < 則強(qiáng)度足夠，合格2、 從動(dòng)軸外伸端d=42mm，考慮鍵在軸中部安裝，故選鍵12× 60GB109+-1990，b=12mm,L=80mm,h=8mm。選擇45鋼，其許用擠壓應(yīng)力 =100Mpa < 則強(qiáng)度足夠，合格 與齒輪連接處d=57mm,考慮鍵槽在軸中部安裝，故同一方位母線上， 選鍵16×55 GB2003-1996，b=16mm,L=55

32、mm,h=10mm。選擇45鋼，其 許用擠壓應(yīng)力=100Mpa < 則強(qiáng)度足夠，合格9、 鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算一、高速軸連接聯(lián)軸器處鍵 輸入軸外伸端直徑d=30mm，考慮到鍵在軸末端處安裝，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課設(shè)計(jì)表12-15中，選單圓頭普通C型平鍵bh=10mm8mm。計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果 鍵長(zhǎng)L=55mm。 選擇45鋼，則其擠壓強(qiáng)度公式為，并取，則其 工作表面的擠壓應(yīng)力為: 查表得可知，當(dāng)載荷平穩(wěn)時(shí)，許用擠壓應(yīng)力，故連接能滿足擠壓強(qiáng)度要求。二、安裝低速軸與大齒輪連接處的鍵 直徑d=57mm,考慮到鍵在軸中部安裝，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課設(shè)設(shè) 計(jì)表9-14中，選圓頭普通A型平鍵，鍵bhL=

33、16mm10mm55mm。 選擇45鋼， ，則其工作表面的擠壓應(yīng)力為 當(dāng)載荷平穩(wěn)時(shí)，許用擠壓應(yīng)力，故連 接能滿足擠壓強(qiáng)度要求。三、安裝低速軸與聯(lián)軸器連接處的鍵 選用單圓頭普通A型平鍵，根據(jù)齒處軸的直徑為d=42mm，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程課設(shè)設(shè)計(jì)表9-14中，查得鍵的截面尺寸為鍵，鍵長(zhǎng)取L=110mm。 鍵、軸和輪轂的材料都是剛，其許用應(yīng)力，鍵工作長(zhǎng)度l=L-b=108mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度: 由于鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微，所以連接能滿足擠壓強(qiáng)度要求。十、聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器是將兩軸軸向聯(lián)接起來并傳遞扭矩及運(yùn)動(dòng)的部件并具有一定的補(bǔ)償兩軸偏移的能力，為了減少機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)、降低沖擊尖峰載荷，聯(lián)軸

34、器還應(yīng)具有一定的緩沖減震性能。聯(lián)軸器有時(shí)也兼有過載安全保護(hù)作計(jì) 算 與 說 明主要結(jié)果用。聯(lián)軸器的選擇原則：、轉(zhuǎn)矩T： T，選剛性聯(lián)軸器、無彈性元件或有金屬?gòu)椥栽膿?性聯(lián)軸器； T有沖擊振動(dòng)，選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器；、轉(zhuǎn)速n：n，非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器；、對(duì)中性：對(duì)中性好選剛性聯(lián)軸器，需補(bǔ)償時(shí)選撓性聯(lián)軸器；、裝拆：考慮裝拆方便，選可直接徑向移動(dòng)的聯(lián)軸器；、環(huán)境：若在高溫下工作，不可選有非金屬元件的聯(lián)軸器；、成本：同等條件下，盡量選擇價(jià)格低，維護(hù)簡(jiǎn)單的聯(lián)軸器；半聯(lián)軸器的材料常用45、20Cr鋼，也可用ZG270500鑄鋼。鏈齒硬度最好為40HRC一45HRC。聯(lián)軸器應(yīng)有罩殼，用鋁合金鑄

35、成。十一、箱體設(shè)計(jì)減速器箱體的各部分尺寸表箱座厚度8箱蓋厚度18箱蓋凸緣厚度b112箱座凸緣厚度b12箱座底凸緣厚度b220地腳螺釘直徑dfM16地腳螺釘數(shù)目4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d1M12蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑d2M8螺栓的間距：150-200軸承端蓋螺釘直徑d3軸承外圈直徑72/90直徑M8螺釘數(shù)目6視孔蓋螺釘直徑單級(jí)減速器M5定位銷直徑dd=（0.7-0.8）d26df,d1,d2至外箱壁的距離181628df,d2至凸緣邊緣距離8 5軸承座外徑D2116 134軸承旁連接螺栓距離SS一般取S=D2116 134軸承旁凸臺(tái)半徑R116軸承旁凸臺(tái)高度hh待定箱蓋、箱座上肋板的厚度m=7mm,m=7mm大齒輪頂圓與箱內(nèi)壁間距離110齒輪端面與箱內(nèi)壁距離212十一、潤(rùn)滑方法和密封形式一.潤(rùn)滑方式（1）齒輪但考慮成本及需要，在這里選用浸油潤(rùn)滑。（2）軸承采用脂潤(rùn)滑二.潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量（1）齒輪潤(rùn)滑選用150號(hào)機(jī)械油（GB 443-1989）最低最高油面距（大齒輪）10-20mm，需要油量1.5L左右。（2）軸承潤(rùn)滑選用2L-3型潤(rùn)滑脂（GB 7324-198