卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：卷?yè)P(yáng)機(jī)減速器設(shè)計(jì)機(jī)械專(zhuān)業(yè)機(jī)制10-4班設(shè)計(jì)者：笑嘻嘻指導(dǎo)老師：笑嘻嘻2013年7月9日河南理工大學(xué)目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3二、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)（附總體方案見(jiàn)圖）4（一）傳動(dòng)方案擬定4（二）電動(dòng)機(jī)的選擇4（三）傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比的計(jì)算和分配6三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算8（一）聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算8（二）高速級(jí)斜齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算10（三）低速級(jí)直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算13四、軸系零件的設(shè)計(jì)計(jì)算17（一）、輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算17(二)、中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算22（三）、輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算25（四）滾動(dòng)軸承的校核291、高速軸上軸承的壽命計(jì)算292、中間軸上軸承的壽命計(jì)算313、低速軸上軸承

2、的壽命計(jì)算33（五）聯(lián)軸器和鍵聯(lián)接的選用說(shuō)明和計(jì)算34五、減速器的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)36六、箱體、機(jī)架及附件的設(shè)計(jì)37（一）、減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37（二）、減速器箱體的附件設(shè)計(jì)39七、設(shè)計(jì)小結(jié)42一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、原始數(shù)據(jù)鋼繩拉力F（kN）4.4鋼繩速度V（m/s）1.2滾筒直徑D（mm）490、已知條件1） 鋼繩拉力F；2）鋼繩速度V；3）滾筒直徑D；4）工作情況：兩班制工作，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微沖擊，工作效率0.96；使用年限10年，大修3年，每年工作250天。5）制造條件及生產(chǎn)批量：專(zhuān)門(mén)工廠(chǎng)小批量生產(chǎn)。要求功率富裕量10%。6）提升速度允許誤差±5% 。、參考傳動(dòng)方案二、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)

3、計(jì)（一）傳動(dòng)方案擬定1、由參考方案可知電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器將動(dòng)力直接傳到高速軸上，然后通過(guò)二級(jí)圓柱齒輪減速器減速。2、高速級(jí)齒輪選用斜齒圓柱齒輪斜齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性較直齒輪傳動(dòng)好，常用在高速軸和要求傳動(dòng)平穩(wěn)的場(chǎng)合。3、低速級(jí)選用直齒圓柱齒輪考慮到功率較大，低速級(jí)受到轉(zhuǎn)矩很大，所以采用直齒圓柱齒輪以減小軸向壓力。綜上所述，本方案具有一定的合理性及可行性（二）電動(dòng)機(jī)的選擇1、選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y型。2、選擇電動(dòng)機(jī)的容量電動(dòng)機(jī)工作功率為kW, kW因此 kW由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)效率為式中：、分別為滾動(dòng)軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器、工作機(jī)的傳動(dòng)效率。

4、取，。則 所以3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒工作轉(zhuǎn)速為按指導(dǎo)書(shū)上表1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比合理范圍為，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min 、1000 、1500 和3000r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有四種傳動(dòng)比方案如表：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率kW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同步轉(zhuǎn)速滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比減速器1Y132S2-27.53000290062.0117.762Y132S2-47.51500144030.798.803Y132S2-67.5100097020.745.93綜合考慮電動(dòng)機(jī)

5、和傳動(dòng)裝置的重量、噪聲和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)方案1比較適合，因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S2-2，其主要性能見(jiàn)下表：型號(hào)額定功率kW滿(mǎn)載時(shí)Y132S2-27.5轉(zhuǎn)速r/min電流(380V時(shí))A效率%功率因數(shù)299031.40.820.812.02.34、 電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸列于下表中心高H外形尺寸底腳安裝尺寸地腳螺栓孔直徑軸伸尺寸裝鍵部位尺寸13212（三）傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比的計(jì)算和分配1、總傳動(dòng)比2、分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比式中分別為外齒輪和減速器的傳動(dòng)比。為使外齒輪傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大，初步取，則減速器傳動(dòng)比為：3、分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比展開(kāi)式布置?？紤]潤(rùn)滑條件,為使兩級(jí)大齒輪直

6、徑相近,可由指導(dǎo)書(shū)圖21頁(yè)公式i1=1.3*i2，由i1*i2=i ,得i1=3.70，i2=4.80 （四）傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、各軸轉(zhuǎn)速1軸 2軸 3軸 4軸 2、各軸輸入功率1軸 2軸 3軸 4軸 2、各軸輸出功率電動(dòng)機(jī) 1軸 2軸 3軸 4軸 4、各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸輸入轉(zhuǎn)矩 1軸 2軸 3軸 4軸 5、各軸輸出轉(zhuǎn)矩1軸 2軸 3軸 4軸 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表：軸名效率PkW轉(zhuǎn)矩T轉(zhuǎn)速nr/min傳動(dòng)比i輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸6.4421.2129004.803.73.51軸6.386.3120.0120.80346.432軸6.136.061430.3796.

7、9095.933軸5.895.824623.01344.48341.044軸5.655.374485.251156.651099.28三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）高速級(jí)斜齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）材料及熱處理由課本表10-1選得小齒輪的材料均為并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為280HBS,而大齒輪的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），吃面硬度為240HBS，兩者相差為40HBS；（2）精度等級(jí)選用8級(jí),選取小齒輪比為，則大齒輪,取，螺旋角2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算，即（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)。2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由前面計(jì)算可知， 3）由課本表10-7

8、取。4）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。5）由圖10-21d按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限6）由式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7）由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)，。8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力(失效概率1%,安全系數(shù)S=1)9）許用接觸應(yīng)力。10）由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)。11）1由圖10-26查得，則。（2）計(jì)算1）試計(jì)算小齒輪的分度圓直徑，由計(jì)算公式得2）計(jì)算齒輪的圓周速度3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)得模數(shù)取24）計(jì)算縱向重合度5）計(jì)算載荷系數(shù)已知使用系數(shù)，根據(jù)，8級(jí)精度，由課本圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)由表10-3查得,從表10-4中的硬齒面欄查得小齒輪相對(duì)軸承非對(duì)稱(chēng)布置、8級(jí)精度、。另由圖10-

9、13查得=1.32,故載荷系數(shù)6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑7）計(jì)算模數(shù)取模數(shù)為23、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）計(jì)算載荷系數(shù)2）根據(jù)縱向重合度,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)。3）由圖10-20d查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限4）由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 5）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 6）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)7）查取齒形系數(shù)由表10-5查得 8）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得 9）計(jì)算大小齒輪的并加以比較經(jīng)比較得小齒輪的數(shù)值大。（2) 設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)相差不大，取

10、，已可滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿(mǎn)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來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 ，取，則，取。4、幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距將中心距圓整后取。（2）按圓整后的中心距修整螺旋角因值改變不大，所以參數(shù)、等不必修正。（3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑（4）計(jì)算齒輪寬度取齒寬 ：=40mm, =45mm（三）低速級(jí)直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）材料及熱處理由課本表10-1選得大、小齒輪的材料均為鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為280HBS（2）精度等級(jí)選用7級(jí),選取小齒輪比為，則大齒輪,取。2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算，即（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算 數(shù)

11、值1）試選載荷系數(shù)。2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩由前面計(jì)算可知，3）取。4）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。5）由圖由圖10-21d按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限6）由式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7）由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)，。8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力(失效概率1%,安全系數(shù)S=1)（2）計(jì)算1）試計(jì)算小齒輪的分度圓直徑，代入中較小的值。2）計(jì)算齒輪的圓周速度3）計(jì)算齒寬b4）計(jì)算齒寬與齒高之比5）計(jì)算載荷系數(shù)已知使用系數(shù)，根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)直齒輪從表10-4中的硬齒面欄查得小齒輪相對(duì)軸承非對(duì)稱(chēng)布置、6級(jí)精度、,考慮到齒輪為7級(jí)精度，取。另由圖10-13查得=1.

12、289,故載荷系數(shù)6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑7）計(jì)算模數(shù)3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）計(jì)算載荷系數(shù)2）由圖10-20d查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限3)由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 4)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 5)查取齒形系數(shù)由表10-5查得 6)查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得 7)計(jì)算大小齒輪的并加以比較經(jīng)比較得小齒輪的數(shù)值大。(2) 設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，取，已可滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿(mǎn)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來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。

13、于是由 ，取，則，取。4、幾何尺寸計(jì)算(1)計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑(2)計(jì)算中心距(3)計(jì)算齒輪寬度取齒寬 ：=50mm, =55mm高、低速級(jí)齒輪參數(shù)名稱(chēng)高速級(jí)低速級(jí)中心距a(mm)116127法面摸數(shù)(mm)1.52螺旋角（°）無(wú)齒頂高系數(shù)11頂隙系數(shù)0.250.25壓力角齒數(shù)2527125100分度圓直徑（mm）37.554(mm)187.5200齒寬（mm）4555（mm）4050齒輪等級(jí)精度  87材料及熱處理小齒輪的材料均為，大齒輪材料為并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，小齒面硬度為280，大齒面硬度240HBS大、小齒輪的材料均為并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為280HBS

14、四、軸系零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）、輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 2、求作用在齒輪1上的力因已知齒輪分度圓直徑3、初步確定軸的最小直徑先按式（152）初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表153，取，于是得：高速軸的最小直徑顯然是裝聯(lián)軸器處的直徑，即聯(lián)軸器的軸孔直徑，因?yàn)檠b聯(lián)軸器的軸上有鍵槽，故將最小直徑增加7%，為了使軸與聯(lián)軸器孔相適應(yīng)，故需選聯(lián)軸器的型號(hào) 。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表14-1，故選擇，按照轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩條件，查標(biāo)準(zhǔn)選用LT3型彈性套柱銷(xiāo)，公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩31.5，LT型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器的公稱(chēng)直徑d=18mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)=42mm，與軸配合的輪轂孔

15、長(zhǎng)度為38mm。4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案，如下所示，（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。1）根據(jù)計(jì)算的最小直徑取軸的直徑=18mm。為了滿(mǎn)足聯(lián)軸器軸向定位要求，1-2軸右端需制出一軸肩，故2-3段得直徑。由聯(lián)軸器的寬度而確定軸張。 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受到徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求，并根據(jù),由參考文獻(xiàn)表14-7中初步選取單列圓錐滾子軸承，其型號(hào)為32905，其尺寸為,查得a=8.7mm.故，而左邊軸承采用套筒定位，右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行定位。由手冊(cè)查得32905型軸承的定位高度h=2.5mm，因此取，。3）取齒輪與軸

16、承為一體，根據(jù)齒輪的輪轂寬度，取齒輪軸段5-6的長(zhǎng)度。4）軸承端蓋的總寬度為20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆，及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求。取端蓋的外端面與聯(lián)軸器右端面間的距離，L=10故取。5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之間的距離,考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取是。已知滾動(dòng)軸承寬度T=12mm，則為使1軸與2軸齒輪正確嚙合，兩軸承之間距離相等，。致此已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。（3）軸上零件的周向定位帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按，由參考資料表12-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為32mm ，聯(lián)軸器與軸的配合采用。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)度配合

17、來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（4）確定軸上的圓角和倒角尺寸參考表15-2，取左軸端與2處倒角為，2，3處圓角R=1mm,其余圓角R=2mm。（5）求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖,從上已經(jīng)知道,對(duì)于圓錐滾子軸承32905,由手冊(cè)中可查得a=23.0mm,作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距 。對(duì)軸進(jìn)行計(jì)算并做出彎矩圖和扭矩圖。如下：對(duì)水平面進(jìn)行計(jì)算：對(duì)垂直面進(jìn)行計(jì)算：求總的彎矩，即合成彎矩：將計(jì)算結(jié)果列于下表：載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩M扭矩T（6）按彎曲合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，由上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)

18、切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6則：前以選定軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表的70Mpa,因此均小于，故安全。(二)、中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、中間軸上的功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩2、求作用在齒輪上的力因已知齒輪分度圓直徑3、初步確定軸的最小直徑先按式（152）初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表153，取，于是得：中間軸的最小直徑顯然是軸承處直徑（圖4）。為了使所選的軸直徑與軸承的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取軸承型號(hào)。查標(biāo)準(zhǔn)選用LT3型彈性套柱銷(xiāo)，選取型號(hào)為32905單列圓錐滾子軸承，0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)，其尺寸為。查得a=8.7,所以。4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1)擬定軸上零件的裝

19、配方案如下圖（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段的直徑和長(zhǎng)度1） 取安裝齒輪處的軸段23的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的長(zhǎng)度為40mm，為了使套筒端面可靠地壓緊大齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)度，故取=38 mm。齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)34處的直徑。取。2） 5處為非定位軸肩，則取，由于小直齒輪的齒寬，所以除去軸向緊固空隙，。3）確定兩端軸承處的軸段長(zhǎng)度取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離?？紤]到箱體的制造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離S，取S值為8mm。已知軸承寬度T=12mm ，則（3） 軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按截面，

20、查表查得平鍵截面，鍵長(zhǎng)為32mm；按截面，查表查得平鍵截面，鍵長(zhǎng)為50mm。齒輪輪轂與軸的配合配合采用。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6.(4)確定軸上的圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角為，其余各處取圓角為R=2mm。(5)求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖,從上已經(jīng)知道,對(duì)于圓錐滾子軸承32905,由手冊(cè)中可查得a=8.7mm,作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距 。對(duì)軸進(jìn)行計(jì)算并做出彎矩圖和扭矩圖。如下圖：對(duì)水平面進(jìn)行計(jì)算：對(duì)垂直面進(jìn)行計(jì)算：求總的彎矩，即合成彎矩：將各計(jì)算結(jié)果列于下表：載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩M扭矩T6）按彎

21、曲合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，由上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6則：前以選定軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，查表的70Mpa,因此<，故安全。（三）、輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩2、作用在齒輪上的力因已知齒輪分度圓直徑3、初步確定軸的最小直徑先按式（152）初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表153，取，于是得：輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸得直徑和聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。查表16-4,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取,則聯(lián)

22、軸器的轉(zhuǎn)矩計(jì)算，按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩T應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩得條件，查手冊(cè)。選用LT7型彈性柱銷(xiāo)齒式聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為500000N·mm。聯(lián)軸器的孔徑，故取，聯(lián)軸器長(zhǎng)度L112mm，聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度65mm。4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案，如圖所示（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。1）為了滿(mǎn)足聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段右端需制出一軸肩，故2-3段的直徑。左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=48mm。聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)

23、受到徑向力的作用，故選用深溝球軸承，參照工作要求，并根據(jù),由參考資料表14-1中初步選取深溝球軸承，其型號(hào)為61911，其尺寸為,故取。3）取安裝齒輪處的軸段的直徑，齒輪的右端與右軸承之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為50mm，為了使套筒端面可靠地壓緊輪齒，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h>0.07d,故取h=5mm，則取直徑。左端軸承用套筒定位。4）軸承端蓋的總寬度為20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆，及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求。取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器的右端面間的距離，,故取，取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離?？紤]到箱體的制造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)應(yīng)距箱體內(nèi)

24、壁一段距離S，取S值為8mm。已知軸承寬度T=10mm ，則由于跟中間軸在同一水平面上右一對(duì)齒輪嚙合，故取，致此已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。(3) 軸上零件的周向定位聯(lián)軸器、齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按截面，查表查得平鍵截面，鍵長(zhǎng)為56mm；按截面，查表查得平鍵截面，鍵長(zhǎng)為45mm，齒輪輪轂與軸的配合配合采用。聯(lián)軸器與軸的配合采用。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6.(4) 確定軸上的圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角為，3處圓角半徑R=2mm，其余圓角半徑R=2.5mm。(5)求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖,作為簡(jiǎn)支梁的軸

25、的支承跨距 。對(duì)軸進(jìn)行計(jì)算并做出彎矩圖和扭矩圖。如下圖：對(duì)水平面進(jìn)行計(jì)算：對(duì)垂直面進(jìn)行計(jì)算：求總的彎矩，即合成彎矩：扭矩載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩M扭矩T(6）按彎曲合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，由上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6則：前以選定軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，查表的70Mpa,因此<，故安全。（四）滾動(dòng)軸承的校核1、高速軸上軸承的壽命計(jì)算軸承型號(hào)為32905，查表得基本額定動(dòng)載荷C=21000N,查得溫度系數(shù)。（1）求軸承所受的徑向載荷Fr故（2） 求軸承的計(jì)算軸向力對(duì)于32905

26、型圓錐滾子軸承，其派生軸向力由手冊(cè)查得32905型圓錐滾子軸承Y=1.9，e=0.32又故軸承1放松，軸承2被壓緊。（3）求比值（4）計(jì)算當(dāng)量載荷P查表得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為對(duì)軸承1 對(duì)軸承2 查表取=1.0-1.2，取=1.1，則（5）驗(yàn)算軸承的壽命計(jì)算得軸承預(yù)期壽命因?yàn)?，所以按軸承1的受力大小驗(yàn)算。所以軸承滿(mǎn)足壽命要求。2、中間軸上軸承的壽命計(jì)算軸承型號(hào)為32905，查表得基本額定動(dòng)載荷C=21000N,查得溫度系數(shù)。（1）求軸承所受的徑向載荷Fr故（2）求軸承的計(jì)算軸向力對(duì)于30000型圓錐滾子軸承，其派生軸向力由手冊(cè)查得30312型圓錐滾子軸承Y=1.9，e=0.32故軸承2放

27、松，軸承1被壓緊。因此(3) 求比值(4）計(jì)算當(dāng)量載荷P查表得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為對(duì)軸承1 對(duì)軸承2 查表取=1.0-1.2，取=1.1，則(5)驗(yàn)算軸承的壽命計(jì)算得軸承預(yù)期壽命因?yàn)?，所以按軸承1的受力大小驗(yàn)算。所以軸承滿(mǎn)足壽命要求。3、低速軸上軸承的壽命計(jì)算深溝球軸承軸承型號(hào)為61911，查表得基本額定動(dòng)載荷C=15900N,查得溫度系數(shù)。（1）求軸承所受的徑向載荷Fr故（2） 求軸承的計(jì)算軸向力由于低速軸上采用的是直齒輪，因此受純徑向力左右。軸向力為零。（3）計(jì)算當(dāng)量載荷P查表得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為對(duì)軸承1 對(duì)軸承2 查表取=1.0-1.2，取=1.1，則（4）驗(yàn)算軸承的壽

28、命計(jì)算得軸承預(yù)期壽命因?yàn)?，所以按軸承2的受力大小驗(yàn)算。所以軸承滿(mǎn)足壽命要求。（五）聯(lián)軸器和鍵聯(lián)接的選用說(shuō)明和計(jì)算1、低速軸上聯(lián)軸器的計(jì)算1） 類(lèi)型選擇 選用彈性柱銷(xiāo)齒式聯(lián)軸器2） 載荷計(jì)算公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩 查得查得HL7彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為，許用轉(zhuǎn)速為3600r/min，計(jì)算轉(zhuǎn)矩故聯(lián)軸器滿(mǎn)足使用要求。2、鍵聯(lián)接的計(jì)算 (1) 低速軸鍵的計(jì)算應(yīng)選用普通平頭平鍵連接。鍵、軸和輪轂的材料都是40Cr，由表查得許用擠壓應(yīng)力,鍵的工作長(zhǎng)度鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 (2)中間軸鍵的計(jì)算選用普通平頭平鍵連接。校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是40Cr，由表查得許用擠壓應(yīng)力,鍵的工作長(zhǎng)度鍵與輪轂鍵槽的接觸高

29、度合適 合適(3)高速軸鍵的計(jì)算選用普通平頭平鍵連接。校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是40Cr，由表查得許用擠壓應(yīng)力,鍵的工作長(zhǎng)度鍵與輪轂鍵槽的接觸高度合適五、減速器的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)潤(rùn)滑的目的是為了減少摩擦及摩損，延長(zhǎng)疲勞壽命，排出摩擦熱、冷卻，也有防止生銹、腐蝕的效果。齒輪的潤(rùn)滑：減速器內(nèi)的傳動(dòng)零件的潤(rùn)滑，通常有油池浸油潤(rùn)滑和噴油潤(rùn)滑。而浸入油中的圓周速度小于12m/s，才適合浸油潤(rùn)滑，此減速器的大齒輪的圓周速度小于12m/s，所以，選用浸油潤(rùn)滑是比較合理的。浸油高度取為35mm。根據(jù)齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)速度、載荷大小、工作環(huán)境和潤(rùn)滑裝置等各種主要要素，選用N150中負(fù)荷工業(yè)齒輪用油，它的運(yùn)動(dòng)黏度13

30、5165/s（40°），75.991.2/s（50°）；閃點(diǎn)170；凝點(diǎn)-8。滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑因?yàn)榻妄X輪的圓周速度在1.57m/s以上，靠近機(jī)體旁的4個(gè)軸承，可以采用飛濺潤(rùn)滑。靠近機(jī)體內(nèi)油的飛濺直接潤(rùn)滑軸承或經(jīng)機(jī)體剖分面上的油溝，然后流進(jìn)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。3） 減速器的密封密封的目的： 為了防止減速器內(nèi)的潤(rùn)滑劑泄出，防止灰塵、切削微粒及其他雜物和水分侵入，減速器中的軸承等其他傳動(dòng)部件、減速器箱體等都必須進(jìn)行必要的密封，以保持良好的潤(rùn)滑條件和工作環(huán)境，使減速器達(dá)到預(yù)期的工作壽命。而同軸式二級(jí)減速器的密封部位主要在軸伸端處和箱體接合面處。密封方法：軸伸端處的密封在輸入或輸出軸的外伸

31、處，為了防止灰塵、水汽及其他雜質(zhì)滲入，引起軸承急劇磨損和腐蝕，以及潤(rùn)滑油外漏，都要求在端蓋軸孔內(nèi)裝密封件。在輸入軸的外伸端處，采用毛氈密封；在輸出軸的外伸端出，軸徑比較大，故利用安裝溝槽使密封圈受到壓縮而密封，在介質(zhì)壓力的作用下產(chǎn)生自緊作用而增強(qiáng)密封效果。箱體接合面的密封箱座與箱蓋的密封常在箱蓋與箱座接合面上涂上密封膠或水玻璃的方法實(shí)現(xiàn)。為了提高接合面的密封性，可在箱座接合面上開(kāi)油槽使?jié)B入接合面之間的潤(rùn)滑油重新流回箱體內(nèi)部。六、箱體、機(jī)架及附件的設(shè)計(jì)（一）、減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸(由手冊(cè)上查得近似值)減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸，主要依據(jù)地腳螺栓的尺寸，再通過(guò)底版固定，

32、而地腳螺栓的尺寸又根據(jù)兩齒輪的中心矩a=269mm來(lái)確定的。名稱(chēng)代號(hào)減速器箱體薦用尺寸齒輪減速器具體數(shù)值（mm）機(jī)座壁厚二級(jí)0.025a+3810機(jī)蓋壁厚二級(jí)0.02a+389機(jī)座凸緣厚bb=1.515機(jī)蓋凸緣厚b1b1=1.5113.5機(jī)座凸緣厚b2b2=2.525地腳螺栓直徑 =0.036a+12M24地腳螺栓的數(shù)目n時(shí)，n=66軸承旁直徑d1d1=0.75dfM20機(jī)座與機(jī)蓋聯(lián)接螺栓直徑d2d2=（0.50.6）M12聯(lián)接螺栓d2的間距l(xiāng)l=150200180軸承蓋螺栓直徑d3d3=（0.40.5）M10窺視孔蓋螺栓直徑d4d4=（0.30.4）M10定位銷(xiāo)直徑dd=（0.70.8）d2

33、M8螺栓至機(jī)壁距離C1至外機(jī)壁距離查表40C1至外機(jī)壁距離查表26C1至外機(jī)壁距離查表26螺栓至凸緣距離C2至凸緣邊緣距離查表16C2至凸緣邊緣距離查表16軸承旁凸臺(tái)半徑R1R1=C216R1R1=C216凸臺(tái)高度h根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定50外壁至軸承座端面距離=C1+C2+（510）50大齒輪齒頂圓與箱體內(nèi)壁距離1>1.215齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離1>15機(jī)蓋筋厚m1m10.85 8機(jī)座筋厚mm0.858軸承端蓋外徑D2軸承孔直徑+（55.5）d3輸入160中間190輸出220軸承端蓋凸緣厚度tt=（11.2）d310軸承旁聯(lián)接螺栓距離SSD2輸入160中間220輸出240（二）、減速器箱體的附件設(shè)計(jì)1)通氣器通氣器用于通氣，能使熱膨脹氣體及時(shí)排出，保證箱體內(nèi)、外氣壓平衡一致，以避免由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)箱內(nèi)油溫升高，內(nèi)壓增大，而引起減速器潤(rùn)滑油沿箱體接合面、軸伸及其他縫隙滲漏出來(lái)。因?yàn)榇藴p速器工作環(huán)境灰塵較大，應(yīng)選用網(wǎng)式通氣器dd1d2d3d4Dhabch1RD1SkefM36M64×2208308070281328321205315010222)油塞為了排除油污，更換減速器箱體內(nèi)的油污，在箱體底部油池的最低處設(shè)置有排油孔。排油孔設(shè)置在箱體底部油池的最低處，箱體內(nèi)底面常做成1°1.5°外斜面，在排油孔附近做成凹