機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)(參考)

55/55機(jī)械設(shè)計(jì)CAD設(shè)計(jì)班級(jí)：2013級(jí)模具設(shè)計(jì)與制造1班學(xué)生：劉鷺學(xué)號(hào)：20130626指導(dǎo)教師：吳飛完成時(shí)間：2014年12月20日重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)》任務(wù)書(shū)課程代碼：01030039題號(hào)：A22發(fā)給學(xué)生：劉鷺題目：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—V帶傳動(dòng)2—運(yùn)輸帶3—一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器4—聯(lián)軸器5—電動(dòng)機(jī)6—卷筒題號(hào)A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10運(yùn)輸帶工作拉力F/N1100112511501175120012251250127513001325運(yùn)輸帶工作速度v/(m.s-1)1.501.551.601.651.701.501.501.551.551.60卷筒直徑D/mm250255260265270240245250255260題號(hào)A11A12A13A14A15A16A17A18A19A20運(yùn)輸帶工作拉力F/N1350137514001425145014751500152515501600運(yùn)輸帶工作速度v/(m.s-1)1.601.551.601.551.551.601.651.701.701.80卷筒直徑D/mm265260250255250240245270280300已知條件：1.卷筒效率0.96(包括卷筒與軸承的效率損失)；2.工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5％；3.使用折舊期10年；4.制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。設(shè)計(jì)工作量：1.減速器裝配圖1張(A0或A1)；2.低速軸和低速軸齒輪的零件圖各1張(比例1：1)；3.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份，約30頁(yè)，1萬(wàn)字左右。說(shuō)明書(shū)要求：1.說(shuō)明書(shū)既可手寫(xiě)也可打印，紙張為A4打印紙，頁(yè)邊距為左2.5cm、右2cm、上2cm2.說(shuō)明書(shū)包括封面、任務(wù)書(shū)、目錄、正文和總結(jié)，請(qǐng)按該順序裝訂目錄總論一．課程設(shè)計(jì)的目的二．課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù)三．課程設(shè)計(jì)的步驟四．課程設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程中注意事項(xiàng)第二章傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)一．分析和擬定傳動(dòng)方案二．選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)三．計(jì)算總傳動(dòng)比和合理分配傳動(dòng)比四．計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)第三章傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)一．選擇聯(lián)軸器的類型和型號(hào)二．設(shè)計(jì)減速器外傳動(dòng)零件三．設(shè)計(jì)減速器內(nèi)傳動(dòng)零件第四章減速器箱體的設(shè)計(jì)第五章潤(rùn)滑方式和密封類型的選擇個(gè)人總結(jié)6計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果第一章總論一、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是：進(jìn)一步加深學(xué)生的課本知識(shí)，并運(yùn)用所學(xué)理論和方法進(jìn)行一次綜合性設(shè)計(jì)訓(xùn)練。從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。使學(xué)生具有初步的設(shè)計(jì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案以及設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的能力，增強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中有關(guān)運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力學(xué)和主要零部件的工作能力分析與設(shè)計(jì)的完整概念；提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，增強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)工作的了解和認(rèn)識(shí)，使學(xué)生具備計(jì)算、制圖和使用技術(shù)資料的能力，并初步掌握計(jì)算機(jī)程序的編程，能利用計(jì)算機(jī)解決有關(guān)工程設(shè)計(jì)的問(wèn)題。二、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一般選擇由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程所學(xué)過(guò)的大部分零部件所組成的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的機(jī)械作為設(shè)計(jì)題目，較常采用的是以減速器為主體的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：

1.傳動(dòng)方案的分析和擬定;

2.電動(dòng)機(jī)的選擇與傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算;

3.傳動(dòng)件(如齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng))的設(shè)計(jì)計(jì)算；

4.軸的設(shè)計(jì);

5.軸承及其組合部件設(shè)計(jì)；

6.鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇與校核；

7.潤(rùn)滑設(shè)計(jì)；

8.箱體、機(jī)架及附件的設(shè)計(jì)；

9.裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì)與繪制；

10.設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。

1總圖和傳動(dòng)裝置部件裝配圖（A1號(hào)或A0號(hào)圖紙）1～2張；

2零件工作圖若干張（傳動(dòng)件、軸和箱體、機(jī)架等，具體由老師指定）；

3設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份約30頁(yè)，約1萬(wàn)字。

三、設(shè)計(jì)課程機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟以前述常規(guī)設(shè)計(jì)題目為例，課程設(shè)計(jì)大體可按以下幾個(gè)階段進(jìn)行。

1.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備：認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)要求、工作條件、設(shè)計(jì)內(nèi)容、通過(guò)閱讀有關(guān)資料、圖紙、參觀實(shí)物和模型，了解設(shè)計(jì)對(duì)象：準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)需要的圖書(shū)、資料和用具；擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃等；

2.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)；

確定傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方案；計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)；計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（確定總傳動(dòng)比，分配各級(jí)傳動(dòng)比，計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩等）計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算：減速器以外的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算（帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等）；減速器內(nèi)部的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算（齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等）；

4.減速器裝配工作草圖設(shè)計(jì)：繪制減速器裝配工作草圖，選擇聯(lián)軸器，初定軸徑；選擇軸承類型并設(shè)計(jì)軸承組合的結(jié)構(gòu)，定出軸上力作用點(diǎn)的位置和軸承支承跨距；校核軸及輪轂連接的強(qiáng)度；校核軸承壽命；箱體和附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；5.工作圖設(shè)計(jì)：裝配工作圖設(shè)計(jì)；零件工作圖設(shè)計(jì)；6.整理編寫(xiě)編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，總結(jié)設(shè)計(jì)的收獲和經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。四、課程設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程中注意事項(xiàng)（1）機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)循序漸進(jìn)、逐步完善和提高的過(guò)程。設(shè)計(jì)者應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)過(guò)程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要從機(jī)械系統(tǒng)整體需要考慮問(wèn)題。成功的設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)反復(fù)的推敲和認(rèn)真的思考才能獲得，設(shè)計(jì)過(guò)程不會(huì)是一帆風(fēng)順，要注意循序漸進(jìn)，逐步完善。通常設(shè)計(jì)和計(jì)算、繪圖和校核、方案設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要交叉結(jié)合進(jìn)行。

(2)鞏固機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能，注重設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容繁多，而所有的設(shè)計(jì)內(nèi)容都要設(shè)計(jì)者將其明確無(wú)誤的表達(dá)為圖樣或軟件形式，并經(jīng)過(guò)制造、裝配方能成為產(chǎn)品。機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作能力能力計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等是機(jī)械設(shè)計(jì)中必備的知識(shí)和基本技能。學(xué)生應(yīng)自覺(jué)加強(qiáng)理論與工程實(shí)踐的結(jié)合、掌握認(rèn)識(shí)、分析、解決問(wèn)題的基本方法，提高設(shè)計(jì)能力。（3）汲取傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，勇于創(chuàng)新。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題目多選自工程實(shí)際中的常見(jiàn)問(wèn)題，設(shè)計(jì)中有很多前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。學(xué)生應(yīng)注意了解、學(xué)習(xí)和繼承前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)又要發(fā)揮主觀能動(dòng)性，勇于創(chuàng)新，鍛煉發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。（4）從整體著眼，提高綜合設(shè)計(jì)素質(zhì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，注意先總體設(shè)計(jì)，后零部件設(shè)計(jì)；先概要設(shè)計(jì)，后詳細(xì)設(shè)計(jì)；先運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。遇到設(shè)計(jì)難點(diǎn)，要從設(shè)計(jì)目標(biāo)出發(fā)，在滿足工作能力和共走環(huán)境的前提下，首先解決主要矛盾，逐漸化解其他矛盾；鼓勵(lì)使用成熟軟件和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。（5）正確處理傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)的關(guān)系，優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，力求做到技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、使用維護(hù)方便。適當(dāng)采用新技術(shù)、新工藝和新方法，以提高產(chǎn)品的的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果第二章傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)一．分析和擬定傳：一般工作機(jī)器通常由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置三個(gè)基本職能部分組成。傳動(dòng)裝置傳送原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)工作裝置預(yù)定的工作要求，它是機(jī)器的主要組成部分．

傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案通常由運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示。它直觀的反映了工作機(jī)、傳動(dòng)裝置和原動(dòng)機(jī)三者間的運(yùn)動(dòng)和力的傳第關(guān)系。。如下圖即為帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；傳動(dòng)裝置首先應(yīng)滿足工作機(jī)可靠。此外，還應(yīng)該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊、成本低，效率高和易維護(hù)等。同時(shí)要滿足上述要求是困難的，因此，應(yīng)該根據(jù)具體要求，選用具體方案。分析和選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型及其組合是擬定傳動(dòng)方案的重要一環(huán)，這時(shí)應(yīng)綜合考慮工作裝置載荷、運(yùn)動(dòng)以及機(jī)器的其他要求，再結(jié)合各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)適用范圍，加以分析比較，合理選擇。為便于選型，將常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及其應(yīng)用列于表2-1和表2-2傳動(dòng)裝置中廣泛采用減速器。常用減速器型式、特點(diǎn)及其應(yīng)用列于表2-3傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)有合理順序和布局。除必須考慮各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所適應(yīng)的速度范圍外，下列幾點(diǎn)可供參考。

1．帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)結(jié)構(gòu)尺寸較嚙合傳動(dòng)大；但帶傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖吸震，應(yīng)盡量置于傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)．

2．錐齒輪(特別是大模數(shù)錐齒輪)的加工比較困難，一般宜置于高速級(jí)，以減小其直徑和模數(shù)。但需注意，當(dāng)錐齒輪的速度過(guò)高時(shí)，其精度也需相應(yīng)提高，此時(shí)還應(yīng)考慮能否達(dá)到所需制造精度以及成本問(wèn)題。3.斜齒輪傳動(dòng)較直齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，相對(duì)應(yīng)用于高速級(jí)

。

4．傳動(dòng)裝置的布局應(yīng)使結(jié)構(gòu)緊凄、勻稱，強(qiáng)度和剛度好．并適合車間布置情況和工人操作，便于裝拆和維修。5.在傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)中，必須注意防止因過(guò)載或操作疏忽而造成機(jī)器損壞和人員工傷，可視具體情況在傳動(dòng)系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)加設(shè)安全保險(xiǎn)裝置。二．選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)：1．選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)型式生產(chǎn)單位一般用三相交流電源，如無(wú)特殊要求(如在較大范圍內(nèi)平穩(wěn)地調(diào)速，經(jīng)常起動(dòng)和反轉(zhuǎn)等)，通常都采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。我國(guó)已制訂統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的Y系列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(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、風(fēng)機(jī)、輸送機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械和食品機(jī)械等。由于Y系列電動(dòng)機(jī)還具有較好的起動(dòng)性能，因此也適用于某些對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩有較高要求的機(jī)械(如壓縮機(jī)等)。在經(jīng)常起動(dòng)，制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小和過(guò)載能力大，此時(shí)宜選用起重及冶金用的YZ型或YZR型三相異步電動(dòng)機(jī)。計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2.選擇電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)的容量(功率)選得合適與否，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能保證工作裝置的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)期過(guò)載而過(guò)早損壞，容量過(guò)大則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能量不能充分利用，且因經(jīng)常不在滿載下運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費(fèi)。

電動(dòng)機(jī)容量主要由電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況有關(guān)．

用于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷不變或很少變化的、在常溫下工作的電動(dòng)機(jī)。選擇這類電動(dòng)機(jī)的容量，只需使電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過(guò)其額定值，電動(dòng)機(jī)便不會(huì)過(guò)熱。這樣可按電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm等于或略大于電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率Po，即Pm≥Po，從手冊(cè)中選擇相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，而不必再作發(fā)熱計(jì)算通常按Pm=(1～1.3)Po選擇，電動(dòng)機(jī)功率裕度的大小應(yīng)視工作裝置可能的過(guò)載情況而定。（1）確定工作機(jī)功率(2)確定電動(dòng)機(jī)功率η總—電機(jī)到工作機(jī)之間的總效率η總=η帶×η軸承×η軸承×η齒輪×η連軸器η帶=0.96～0.98（V帶取0.96）η軸承=0.98～0.99η齒輪=0.96～0.99齒輪聯(lián)軸器：η聯(lián)軸器=0.99（根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)p6表2.3選取，一般取中間值）。根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率 η總=0.96×0.98×0.98×0.98×0.99=0.89電動(dòng)機(jī)功率為：Pd=2.4552÷0.89=2.75kwPw=2.4552kw計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果(3)確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比:i總=n電動(dòng)機(jī)÷n滾筒i總=i帶·i齒輪普通V帶：i帶=2～4單級(jí)齒輪：i齒輪=3～5i總=（2～4）×（3～5）=6～20n滾筒=60×1000×1.55÷3.14×255=116.1r/minn電動(dòng)機(jī)=（6×116.1）～（20×116.1）=696.6～2322r/min電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：696.6～2322r/min電動(dòng)機(jī)功率：2.75kw（根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速范圍選擇合適的電動(dòng)機(jī)。Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)附表8-1p119）選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)有：Y112M-6Y100L-4Y132S-8滿載轉(zhuǎn)速1420r/min.所選電動(dòng)機(jī)的主要外型尺寸和安裝尺寸如下表所示。（《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》-P10）η總=0.89Pd=2.75kwn滾筒=116.1r/minn電動(dòng)機(jī)=696.6～2322r/minn=1420r/min計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果中心高H外型尺寸L×（AC/2+AD）×HD底腳安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸D×E裝鍵部位尺寸F×GD100380×282.5×245160×1401028×608×41三．計(jì)算總傳動(dòng)比及分配傳動(dòng)比：根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm及工作軸的轉(zhuǎn)速nw即可確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i＝nm/nw?？倐鲃?dòng)比數(shù)值不大的可用一級(jí)傳動(dòng)，數(shù)值大的通常采用多級(jí)傳動(dòng)而將總傳動(dòng)比分配到組成傳動(dòng)裝置的各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。若傳動(dòng)裝置由多級(jí)傳動(dòng)串聯(lián)而成，必須使各級(jí)分傳動(dòng)比i1、i2、i3…、ik乘積與總傳動(dòng)比相等，即i=i1·i2·i3·…·ik原則：各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在合理的范圍內(nèi):i帶=2～4i齒輪=3～5各級(jí)傳動(dòng)尺寸協(xié)調(diào)，傳動(dòng)比應(yīng)滿足:i帶<i齒輪i總=n電動(dòng)機(jī)÷n滾筒=1420÷116.1=12各級(jí)平均傳動(dòng)比：i平==3.5注：二級(jí)圓柱齒輪展開(kāi)式推薦：i1=(1.3～1.5)i2若取i帶=3則：根據(jù)上述原則分配傳動(dòng)比：i齒輪=i總÷i帶=12÷3=4四．計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)首先推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。一般按由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)。I軸nI=n電動(dòng)機(jī)÷i帶=1420÷3=473r/minII軸nII=n電動(dòng)機(jī)÷（i帶×i齒輪）=118r/minIII軸nIII=nII=118r/min(聯(lián)軸器連接）各軸功率：ＰI＝p電動(dòng)機(jī)×η帶=1.96kwＰII＝p電動(dòng)機(jī)×η帶×η軸承×η齒輪=1.88kwＰIII＝p電動(dòng)機(jī)×η帶×η軸承×η軸承×η齒輪×η聯(lián)軸器=1.83kwi總=12i齒輪=4nI=473r/minnII=118r/minnIII=118r/min各軸功率：ＰI＝1.96kwＰII＝1.88kwＰIII＝1.83kw計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果6.計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩：Td=9550Pd÷nm=13.72N·m各軸轉(zhuǎn)矩:T1=Td×i帶×η帶=39.51N·mT2=T1×i齒輪1×η齒輪×η軸承=151.79N·mT卷筒軸=T2×η聯(lián)軸器×η軸承=147.27N·m運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果列于下表：軸名參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸I軸II軸III軸轉(zhuǎn)速n(r/min)1420473118118輸入功率P(kw)2.041.961.881.83輸入轉(zhuǎn)矩T(N.m)13.7239.51151.79147.27傳動(dòng)比i1341效率η10.960.940.97第三章．傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)一．選擇聯(lián)軸器的類型和型號(hào)：一般在傳動(dòng)裝置中有兩個(gè)聯(lián)軸器：一個(gè)是連接電機(jī)軸與減速器高速軸的聯(lián)軸器選用彈性聯(lián)軸器如彈性柱銷聯(lián)軸器另一個(gè)是連接減速器低速軸與工作機(jī)的聯(lián)軸器選用撓性聯(lián)軸器如十字滑塊聯(lián)軸器。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器主要按傳遞轉(zhuǎn)矩的大小和轉(zhuǎn)速選擇型號(hào)，注意聯(lián)軸器孔尺寸必須與軸的直徑相適應(yīng)。最小孔徑應(yīng)滿足所連接兩軸的尺寸要求。二．設(shè)計(jì)減速器外傳動(dòng)零件：減速器外傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算方法按機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材所述，下面僅就注意問(wèn)題作簡(jiǎn)要說(shuō)明。帶傳動(dòng)要明確各傳動(dòng)件與其他機(jī)件的配裝或協(xié)調(diào)關(guān)系。

如各傳動(dòng)件需和軸、鍵配裝；裝在電動(dòng)機(jī)軸上的小帶輪直徑與電動(dòng)機(jī)中心高應(yīng)相稱；大帶輪不要過(guò)大。以免與機(jī)架相碰；展開(kāi)式兩級(jí)圓柱齒輪減速器中高速級(jí)大齒輪不能過(guò)大，以免與低速軸相碰等。（1）應(yīng)注意帶輪尺寸與傳動(dòng)裝置外廓尺寸及安裝尺寸的關(guān)系。例如，裝在電動(dòng)機(jī)軸上的小帶輪外圓半徑應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)的中心高，帶輪軸孔的直徑、長(zhǎng)度應(yīng)與電動(dòng)機(jī)軸的直徑、長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)，大帶輪的外圓半徑不能過(guò)大，否則會(huì)與機(jī)器底座相干涉等。各軸的轉(zhuǎn)矩：Td=13.72N·mT1=39.51N·mT2=151.79N·mT卷筒軸=147.27N·m計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果（2）帶輪的結(jié)構(gòu)型式主要取決于帶輪直徑的大小，其具體結(jié)構(gòu)及尺寸可查教材或設(shè)計(jì)手冊(cè)。應(yīng)注意的是，大帶輪軸孔的直徑和長(zhǎng)度應(yīng)與減速器輸入軸軸伸的尺寸相適應(yīng)。帶輪輪轂的長(zhǎng)度L與輪緣的寬度可以不相同，一般輪轂長(zhǎng)度L按軸孔的直徑d確定，取L二(1．5～2)d，而輪緣寬度則取決于傳動(dòng)帶的型號(hào)和根數(shù)。（3）帶輪的直徑確定后，應(yīng)驗(yàn)算實(shí)際傳動(dòng)比和大帶輪的轉(zhuǎn)速，并以此修正減速器的傳動(dòng)比和輸入轉(zhuǎn)矩。三．設(shè)計(jì)減速器內(nèi)傳動(dòng)零件：減速器內(nèi)傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法依據(jù)教材有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行，下面僅就注意問(wèn)題作簡(jiǎn)要說(shuō)明。齒輪傳動(dòng)：(1)在選用齒輪的材料前，應(yīng)先估計(jì)大齒輪的直徑。如果大齒輪直徑較大，則多采用鑄造毛坯，齒輪材料應(yīng)選用鑄鋼或鑄鐵材料。如果小齒輪的齒根圓直徑與軸頸接近，齒輪與軸可制成一體，選用的材料應(yīng)兼顧軸的要求。同一減速器的各級(jí)小齒輪(或大齒輪)的材料應(yīng)盡可能一致，以減少材料的牌號(hào)，降低加工的工藝要求。(2)計(jì)算齒輪的嚙合幾何尺寸時(shí)應(yīng)精確到小數(shù)點(diǎn)后2到3位，角度應(yīng)精確到“””’(秒)，而中心距、和結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)盡量圓整為整數(shù)。斜齒輪傳動(dòng)的中心距應(yīng)通過(guò)改變?chǔ)陆?螺旋角)的方法圓整為以0、5結(jié)尾的整數(shù)。(3)傳遞動(dòng)力的齒輪，其模數(shù)應(yīng)大于1.5—2mm。(4)各齒輪的參數(shù)和幾何尺寸的計(jì)算結(jié)果應(yīng)及時(shí)整理并列表備用。傳動(dòng)件設(shè)計(jì)齒輪：（1）齒輪材料及熱處理方法的選擇，要考慮到齒輪毛坯的制造方法。當(dāng)齒輪的頂圓直徑da小于等于400—500m時(shí)，一般采用鍛造毛坯；當(dāng)da大于400—500時(shí),因受鑄造設(shè)備能力限制,多采用鑄造毛坯。當(dāng)齒輪直徑與軸徑接近時(shí)，齒輪與軸作成一體。（2）由工作條件及材料表面硬度確定齒輪計(jì)算方法。設(shè)計(jì)閉式直齒輪傳動(dòng)需確定出模數(shù)、齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒寬和中心距等。設(shè)計(jì)時(shí)要注意不斷調(diào)整有關(guān)參數(shù)值。（3）由強(qiáng)度計(jì)算出的中心距a，為便于制造和測(cè)量，應(yīng)盡量圓整尾數(shù)為0或5.直齒圓柱齒輪傳動(dòng)可通過(guò)調(diào)整模數(shù)m和z來(lái)達(dá)到。（4）在數(shù)據(jù)處理上，一般結(jié)構(gòu)尺寸要圓整（如中心距、齒寬等）以便制造和測(cè)量。幾何關(guān)系尺寸要精確到小數(shù)點(diǎn)后2—3位，單位mm（如分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑等）。（5）各級(jí)齒輪幾何尺寸，參數(shù)計(jì)算結(jié)果，可整理列表備查。計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果（6）閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算方法可參考有關(guān)手冊(cè)。1.齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：設(shè)計(jì)一單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器中的齒輪傳動(dòng)。已知：傳遞功率P=kw，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，小齒輪轉(zhuǎn)速n1=473r/min,傳動(dòng)比i=4，單向運(yùn)動(dòng)，在和較平穩(wěn)，使用折舊期10年，兩班制工作。解：（1）選擇齒輪材料及精度等級(jí)：小齒輪選用40鋼調(diào)制，硬度為220～250HBS；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170～210HBS。因?yàn)槭瞧胀p速器，由表10.21選8級(jí)精度，要求齒面粗糙度Ra小于等于3.2～6.3um。2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：由d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3確定有關(guān)參數(shù)如下：

傳動(dòng)比i齒=4

取小齒輪齒數(shù)Z1=25。則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=4×25=100

實(shí)際傳動(dòng)比I0=100/25=4

傳動(dòng)比誤差：（i-i0）/I=（4-4）/4<2.5%可用

齒數(shù)比：u=i0=4

由課本取φd=1（3）轉(zhuǎn)矩T1T1=9.55×106P/n1=9.55×106×1.96/473=4×104N·m（4）載荷系數(shù)k

由課本p192表10.11取k=1（5）許用接觸應(yīng)力[σH]

[σH]=σHlimYNT/SH由課本P188查得：σHlim1=560Mpa

σHlim2=530Mpa由表10.10查得SH=1N1=60njLh=60×473×1×(10×52×48)=7.08×108N2=N1/i=7.08×108/4=1.74×108由課本圖10.27查得接觸疲勞的壽命系數(shù)：ZNT1=1.05

ZNT2=1.14

通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SH=1.0

[σH]1=σHlim1ZNT1/SH[σH]1=σHlim1ZNT1/SH=560×1.05/1.0Mpa=588Mpa[σH]2=σHlim2ZNT2/SH=530×1.14/1.0Mpa=604.2Mpa=46.86mmd1≥76.433(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3=46.86mm

模數(shù)：m=d1/Z1=46.86/25=1.87mm

小齒輪齒數(shù)：Z1=25大齒輪齒數(shù)：Z2=100轉(zhuǎn)矩T1T1=4×104N·mN1=7.08×108N2=1.74×108[σH]1=588Mpa[σH]2=46.86MPa計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果根據(jù)課本表10.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2mm（6）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度

根據(jù)課本式

σF=(2kT1/bm2Z1)YFYS≤[σH]確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)分度圓直徑：d1=mZ1=2×25mm=50mm

d2=mZ2=2×100mm=200mm

齒寬：b=φd×d1=1×50mm=50mm取b=50mm

中心距：a=1/2m(Z1+Z2)=125mm（7）齒形系數(shù)YF和應(yīng)力修正系數(shù)YS由式（10.24）得出σF，如σF≤[σF]則校核合格確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)，根據(jù)齒數(shù)Z1=25,Z2=100由表相得eq\o\ac(○,1)齒形系數(shù)YFP195查表10.13得

YF1=2.65

YF2=2.18eq\o\ac(○,2)應(yīng)力修正系數(shù)YS

查表10.14得YS1=1.59

YS2=1.80（8）許用彎曲應(yīng)力[σF]由課本圖10.25查得：σFlim1=210MpaσFlim2=190Mpa由圖10.26查得：YNT1=0.9

YNT2=0.98按表10.10一般可靠度選取安全系數(shù)SF=1.3

計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力

[σF]1=σFlim1YNT1/SF=210×0.9/1.3Mpa=145Mpa

[σF]2=σFlim2YNT2/SF=190×0.98/1.3Mpa=143Mpa

將求得的各參數(shù)代入式中：σF1=(2kT1/bm2Z1)YF1YS1=(2×1×4.12×104/50×22×25)×2.65×1.59Mpa=69.4Mpa<[σF]1=145MpaσF2=σF1（YF2YS2/YF1YS1）

=69.4×（2.18×1.8/2.65×1.59）=64.6Mpa<[σF]2=143Mpa

故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠模數(shù)：m=2mm分度圓直徑：d1=50mmd2=200mm

中心距：a=125mm齒形系數(shù)YF查表10.13得

YF1=2.65

YF2=2.18應(yīng)力修正系數(shù)YS查表10.14得YS1=1.59

YS2=1.80許用彎曲應(yīng)力[σF]1=145Mpa

[σF]2=143MpaσF1=69.4MpaσF2=64.6Mpa計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果（9）驗(yàn)算齒輪的圓周速度VV=πd1n1/60×1000=3.14×50×473/60×1000=1.24m/s由表10.22知，選8級(jí)精度是合適的。（10）幾何尺寸計(jì)算：小齒輪序號(hào)名稱符號(hào)計(jì)算公式及準(zhǔn)確值1齒頂高h(yuǎn)aha=m=22齒根高h(yuǎn)fhf=(ha*+c*)·m=2.53齒全高h(yuǎn)h=ha+hf=4.54頂隙cc=c*·m=0.55分度圓直徑d小d小=mz=506齒頂圓直徑dada=d小+2ha=547齒頂圓直徑dfdf=d小-2hf=458齒矩pp=nm=6.289齒厚ss=p/2=3.1410齒槽寬ee=p/2=3.1411標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=1/2(d小+d大)=12512基圓直徑dbdb=d小cos200=47齒輪的圓周速度VV=1.24m/s計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果大齒輪序號(hào)名稱符號(hào)計(jì)算公式及準(zhǔn)確值1齒頂高h(yuǎn)aha=m=22齒根高h(yuǎn)fhf=(ha*+c*)·m=2.53齒全高h(yuǎn)h=ha+hf=4.54頂隙cc=c*·m=0.55分度圓直徑d小d大=mz=2006齒頂圓直徑dada=d大+2ha=2047齒頂圓直徑dfdf=d大-2hf=1968齒矩pp=nm=6.289齒厚ss=p/2=3.1410齒槽寬ee=p/2=3.1411標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=1/2(d小+d大)=12512基圓直徑dbdb=d大cos200=932.皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課本的表8.21得：kA=1.2（1）選擇普通V帶截型：Pd=KAP=1.2×2.1=2.52KW（2）選取普通V帶型號(hào)：根據(jù)Pc=2.52kwn電動(dòng)機(jī)=1420r/min,由圖8.12選用A型普通V帶（3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2，并驗(yàn)算帶速v.

由課本得，推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為80～100mm.則取dd1=90mm>dmin=75mm

dd2=n電動(dòng)機(jī)/n1·dd1=（1420/473）×90=270mm

由課本P130表8.16，取dd2=280mm實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速：n2=n1dd1/dd2=1420×90/280=456r/min

轉(zhuǎn)速誤差為：(n2-n2)/n2=(456－473)/473=-4.8%在±5%以內(nèi)，為允許值。

Pd=2.52KWdd1=90mmdd2=280mm

實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速：n2=456r/min計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果驗(yàn)算帶速v帶速V：V=πdd1n1/60×1000=π×90×1420/60×1000=6.68m/s在5～25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。（4）確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和實(shí)際中心距a根據(jù)課本得P134知道傳動(dòng)中心距小則結(jié)構(gòu)緊湊，但傳動(dòng)帶較短，包角減小，且?guī)У睦@轉(zhuǎn)次數(shù)增多，降低了帶的壽命，致使傳動(dòng)能力降低。如果中心距過(guò)大則結(jié)構(gòu)尺寸增大，當(dāng)帶速較高時(shí)帶會(huì)產(chǎn)生顫動(dòng)。所以根據(jù)下列不等式就可以準(zhǔn)確的確定中心距：0.7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2)0.7×(90+280)≤a0≤2×(90+280)

所以有：259mm≤a0≤740mm故a0=600mm由課本P136式8.15得：

L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0

=2×600+1.57(90+280)+(280-90)2/4×600

=1200+580.9+15.0=1795mm

根據(jù)課本表8.4取Ld=1600mm

根據(jù)課本P135式（8.16）實(shí)際中心距得：

a≈a0+（Ld-L0）/2=600+（1600-1795）/2

=502.5mm中心距a的變動(dòng)范圍為：amin=a–0.015Ld=478.5mmamax=a+0.03Ld=550.5mm（5）驗(yàn)算小帶輪包角

α=1800-dd2-dd1/a×600

=1800-(280-90)/502.5×600

=157.30>1200（適用）（6）確定V帶的根數(shù)Z由式Z≧Pc/(po+△po)KaKl

根據(jù)dd1=90mm，n1=1420r/min

查p127表8.9用插入法得：

所以Po=0.93+（1.07-0.93）/（1460-600）×（1420-600）=0.93+0.12=1.05KW由p132表8.18查得kb=1.0275×10-3,8.19查得ki=1.1373,p118，8.4查得帶長(zhǎng)度修正系數(shù)kL=0.99,由圖8.11查得包角系數(shù)ka=0.97(P131)△Po=kbn1(1-1/ki)=1.0275×10-3×1420（1-1/1.1373）KW=0.176KW帶速V：V=6.68m/s確定中心距：a0=600mmL0=1795mm取Ld=1600mm實(shí)際中心距得：a=502.5mm小帶輪包角

α=157.30>1200（適用）Po=1.05KW△Po=0.176KW計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果Z=PC/(P0+△P0)KαKL

=2.52/(1.05+0.176)×0.97×0.99根=2.14根取整=3（根）（7）計(jì)算軸上壓力FQ及初拉力FO由課本8.6查得A型普通V帶的每米長(zhǎng)質(zhì)量q=0.1kg/m，由式8.19單根V帶F0=500PC/ZV（2.5/Kα-1）+qV2

=[500×2.52/3×6.68×(2.5/0.97-1)+0.1×6.682]N

=44.3N

則作用在軸承的壓力FQ：FQ=2·Z·F0·sinα1/2=2×44.3×3sin157.30/2=260.6N（8）設(shè)計(jì)結(jié)果：選用3根A-1800GB11544-89V帶，中心距a=502.5mm，帶輪直徑為90mm，280mm,軸上壓力FQ=260.6N3.輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算一、高速軸設(shè)計(jì)1、按扭矩初算軸徑由前面的設(shè)計(jì)有結(jié)果：Z小=25Z大=100m=2mmha*=1a=200P1=2.4552kwn1=473r/minT1=40000N.mmd1=50mm選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表14.4查得強(qiáng)度極限σB=650mPa，再由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表14.2取許用彎曲應(yīng)力【σ-b】=60mPa硬度217～255HBS根據(jù)課本并查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表14.1，取c=107～118d≥C·=(107～118)×=17.66～19.47mm考慮到軸的最小直徑處要安裝套筒，會(huì)有有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%～5%，則

d=（17.66～19.47）×mm=18.19～20.44所以選d=20mm

2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

Z=3根F0=44.3N作用在軸承的壓力FQ：FQ=260.6NZ小=25Z大=100m=2mmd=20mm

計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果（1）軸上零件的定位，固定和裝配單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過(guò)渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過(guò)渡配合固定（2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度

工段：d1=20mm

長(zhǎng)度取L1=50mm

因?yàn)閔=2c

c=1.5mm

II段:d2=d1+2h=20+2×2×1.5=26mm

所以d2=26mm

初選用7206c型角接觸球軸承，其內(nèi)徑為30mm,

寬度為16mm.

考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為20mm，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長(zhǎng)為55mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長(zhǎng)：L2=（2+20+16+55）=93mm

III段直徑d3=35mmL3=L1-L=50-2=48mm

Ⅳ段直徑d4=45mm由手冊(cè)得：c=1.5

h=2c=2×1.5=3mmd4=d3+2h=35+2×3=41mm

長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即L4=20mm

但此段左面的滾動(dòng)軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊(cè)得安裝尺寸h=3.該段直徑應(yīng)?。海?0+3×2）=36mm

因此將Ⅳ段設(shè)計(jì)成階梯形，左段直徑為36mm

Ⅴ段直徑d5=30mm.長(zhǎng)度L5=19mm由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L=100mm

(3)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算

①求分度圓直徑：已知d1=50mm

②求轉(zhuǎn)矩：已知T1=40000N·mm

③求圓周力：Ft1

根據(jù)課本式得：

Ft1=2T1/d1=2×40000/50=1600N

內(nèi)徑為30mm,寬度為16mm

圓周力：Ft1Ft1=1600N

計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

④求徑向力Fr1根據(jù)課本式得：Fr1=Ft1·tanα=1600×tan200=582.35Neq\o\ac(○,5)求法向力Fn1=Ft1/cos200=619.72Neq\o\ac(○,6)因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：LA=LB=59mm軸的載荷分析圖如下圖：徑向力Fr1Fr1=582.35N法向力Fn1=619.72NLA=LB=59mm計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果軸的受力、彎矩、轉(zhuǎn)矩及合成彎矩圖（4）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑①畫(huà)出軸的受力圖②作水平面內(nèi)的彎矩圖。支點(diǎn)反力為FHA1=FHB1=Ft1=1600/2=800NⅠ-Ⅰ截面處的彎矩為:MHⅠ=(800×118)/2MHⅠ=47200N.mmⅡ-Ⅱ截面處的彎矩為:MHⅡ=800×31=24800N.mm③作垂直面內(nèi)的彎矩圖,支點(diǎn)反力FVA1=FAV1=FR1=582.35/2=291.18NⅠ-Ⅰ截面左側(cè)彎矩為:MVⅠ左=FVA·L/2=291.18×118/2=17179.62N.mmⅠ-Ⅰ截面右側(cè)彎矩為:MVI右=FVB·L/2=291.18×118/2=17179.62N.mm支點(diǎn)反力為FHA1=FHB1=800NMH1=47200N.mmMHⅡ=24800N.mm支點(diǎn)反力FVA1=FAV1=FR1=291.18NMVⅠ左=17179.62N.mm計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果Ⅱ-Ⅱ截面處的彎矩為：MVⅡ=FVB·31=291.18×31=9029.58N.mm④作合成彎矩圖M=Ⅰ-Ⅰ截面MⅠ左==50229N.mmMⅠ右==50229N.mmⅡ-Ⅱ截面MⅡ==26393N.mm⑤作轉(zhuǎn)矩圖T=9.55×P/N=9.55××1.96/473=4×⑥求當(dāng)量彎矩因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn),故可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為動(dòng)循環(huán)變化,修正系數(shù)a為0.6Ⅰ-Ⅰ截面MeⅠ==60000N.mmⅡ-Ⅱ截面MeⅡ==40700N.mm由圖可以看出,截面Ⅰ-Ⅰ,Ⅱ-Ⅱ所受轉(zhuǎn)矩相同,但彎矩MeⅠ＞MeⅡ,且軸上還有鍵槽,故截面Ⅰ-Ⅰ可能為危險(xiǎn)截面,但由于軸徑d3>d2,故也應(yīng)對(duì)截面Ⅱ-Ⅱ進(jìn)行校核.Ⅰ-Ⅰ截面σeⅠ=MeⅠ/W=60000/0.1×=14MpaⅡ-Ⅱ截面σeⅡ=MeⅡ/W=40700/0.1×26X26X26=23.16Mpa查表14.2得「σ-1b」=60mPa,滿足σe≤「σ-1b」的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠強(qiáng)度并有一定裕量。二、低速軸的設(shè)計(jì)（1）選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件知減速器傳遞的功率屬于小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表14.4查得強(qiáng)度極限σB=650Mpa，再由表14.2得許用彎曲應(yīng)力【σ-b】=60mPa。（2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)表14.1得C=107～118。又由式d≥C·=(107～118)×=26.75～29.5mmMVⅡ=9029.58N.mmMⅠ左=50229N.mmMⅠ右=50229N.mmMⅡ=26393N.mm修正系數(shù)a為0.6MeⅠ=60000N.mmMeⅡ=40700N.mmσe=14MpaσeⅡ=23.16Mpa計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果考慮到軸的最小直徑處要安裝套筒，會(huì)有有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%～5%，則

d=（26.75～29.5）×mm=27.55～30.98

所以選d=30mm

2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）軸上零件的定位，固定和裝配單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過(guò)渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過(guò)渡配合固定（2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度

工段：d1=30mm

長(zhǎng)度取L1=60mm

II段:d2=35mm由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L=100mm

初選用7207c型角接觸球軸承，其內(nèi)徑為30mm,寬度為16mm.

考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為20mm，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長(zhǎng)為60mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長(zhǎng)：L2=65mm

III段直徑d3=40mm

L3=L1-L=50-2=48mm

Ⅳ段直徑d4=50mm

長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即L4=20mm但此段左面的滾動(dòng)軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊(cè)得安裝尺寸h=3.該段直徑應(yīng)?。海?0+3×2）=36mm

因此將Ⅳ段設(shè)計(jì)成階梯形，左段直徑為36mmⅤ段直徑d5=45mm.長(zhǎng)度L5=19mm由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L=100mm(3)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算

①求分度圓直徑：已知d1=200mm

②求轉(zhuǎn)矩：已知T1=1.5×N·mm

③求圓周力：Ft1工段：d1=30mm

長(zhǎng)度取L1=60mm

II段:d2=35mmL2=65mm

d3=40mmd4=50mmL3=48mmd4=50mmL4=20mm左段直徑為36mmⅤ段直徑d5=45mm.長(zhǎng)度L5=19mmT1=1.5×N·mm

計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果根據(jù)課本式得：Ft1=2T1/d1=2×150000/200=1500N④求徑向力Fr1根據(jù)課本式得Fr1=Ft1·tanα=1500×tan200=546Neq\o\ac(○,5)求法向力Fn1=Ft1/cos200=581Neq\o\ac(○,6)因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：LA=LB=42mm（4）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑①畫(huà)出軸的受力圖②作水平面內(nèi)的彎矩圖。支點(diǎn)反力為FHA1=FHB1=Ft1=1500/2=750NⅠ-Ⅰ截面處的彎矩為:MHⅠ=-(750×84)/2=-31500N.mmⅡ-Ⅱ截面處的彎矩為:MHⅡ=-750×20=-15000N.mm③作垂直面內(nèi)的彎矩圖,支點(diǎn)反力：FVA1=FAV1=FR1=546/2=273NⅠ-Ⅰ截面左側(cè)彎矩為:MVⅠ左=FVA·L/2=-273×84/2=-11466N.mmⅠ-Ⅰ截面右側(cè)彎矩為:MVI右=FVB·L/2=-273×84/2=-11466N.mmⅡ-Ⅱ截面處的彎矩為：MVⅡ=FVB·31=273×31=8463N.mm④作合成彎矩圖M=Ⅰ-Ⅰ截面MⅠ左==33522N.mmMⅠ右==33522N.mmFt1=1500NFr1=546NFn1=581NLA=LB=42mmFHA1=FHB1=750NMHⅠ=--31500N.mmMHⅡ=--15000N.mmFVA1=FAV1=FR1=273NMVⅠ左=-11466N.mmMVI右=-11466N.mmMVⅡ=8463N.mmMⅠ左=MⅠ右=33522N.mm計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果Ⅱ-Ⅱ截面MⅡ==17223N.mm⑤作轉(zhuǎn)矩圖：T=9.55×P/N=9.55××1.88/118=1.5×N.mm⑥求當(dāng)量彎矩因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn),故可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為動(dòng)循環(huán)變化,修正系數(shù)a為0.6Ⅰ-Ⅰ截面MeⅠ==121000N.mmⅡ-Ⅱ截面MeⅡ==117000N.mm⑦確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度由圖可以看出,截面Ⅰ-Ⅰ,Ⅱ-Ⅱ所受轉(zhuǎn)矩相同,但彎矩MeⅠ＞MeⅡ,且軸上還有鍵槽,故截面Ⅰ-Ⅰ可能為危險(xiǎn)截面,但由于軸徑d3>d2,故也應(yīng)對(duì)截面Ⅱ-Ⅱ進(jìn)行校核.Ⅰ-Ⅰ截面：σeⅠ=MeⅠ/W=121000/0.1×=18.91MpaⅡ-Ⅱ截面：σeⅡ=MeⅡ/W=117000/0.1×=18.28Mpa查表14.2得「σ-1b」=60mPa,滿足σe≤「σ-1b」的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠強(qiáng)度并有一定裕量。⑧修改軸的結(jié)構(gòu)因所設(shè)計(jì)軸的強(qiáng)度裕度不大，此軸不必再做修改。（5）聯(lián)軸器的設(shè)置聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc=KT2由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表16.1取K=1.5所以Tc=KT2=1.5×1.5×=2.25×根據(jù)的出的結(jié)論數(shù)據(jù)，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》HLL1聯(lián)軸器，GB5014-85帶制動(dòng)輪彈性柱銷聯(lián)軸器。下圖為HLL1型帶制動(dòng)輪彈性柱銷聯(lián)軸器基本參數(shù)和主要尺寸：MⅡ=17223N.mmT=1.5×N.mmMeⅠ=121000N.mmMeⅡ=117000N.mmσeⅠ=18.91MpaσeⅡ=18.28MpaK=1.5Tc=2.25×計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果型號(hào)公稱扭矩軸孔d1d2d3軸孔長(zhǎng)度L\L1\LD0h8DD1*D2*Bb*HLL1315560030.32.35200160125758528s*n*d3（H9）M轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg.質(zhì)量kg2.5820M62.18114.滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)通過(guò)前面計(jì)算，已知FHA=FHB=800NFVB=FVA=291.18Nn1=473r/min.由FA=FB=得出FA=FB=851N又因?yàn)镕A=Fa=1600NFr1=FA=FB=Fr2=851N（1）計(jì)算軸承的軸向力Fa1、Fa2由表15.16查得7207AC軸承內(nèi)部軸向力的計(jì)算公式為Fs=0.68Fr則Fs1=Fs2=0.68Fr1=0.68×851=578.68NFA+FS2=1600+578.68=2178.68＞Fs1所以軸承1為壓緊端故有：FS2=Fa2=578.68NFa1=FA-FS2=1600-578.68=1021.32N（2）計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P1、P2由表15.13查得7207AC軸承的e=0.68Fa1/Fr1=1021.32/851=1.2Fa2/Fr2=578.68/851=0.68FA=FB=851NFA=Fa=1600NFr1=FA=FB=Fr2=851NFs1=Fs2=578.68NFS2=Fa2=578.68NFa1=1021.32NFa1/Fr1=1.2Fa2/Fr2=0.68計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果查表15.13可得X1=0.41，Y1=0.87;X2=1,Y2=0。根據(jù)表15.12取fp=1.5，則軸承的當(dāng)量動(dòng)荷載為P1=fp（X1Fr1+Y1Fa1）=1.5×（0.41×851+0.87×1021.32）=1856NP2=fp（X2Fr2+Y2Fa2）=1.5×（1×851+0×578.68）=1277N（3）計(jì)算軸承壽命L10h因?yàn)閮蓚€(gè)軸承的型號(hào)相同，所以其中當(dāng)量動(dòng)荷載大的軸承壽命短。因P1>P2,所以只需計(jì)算軸承一的壽命就可以了查手冊(cè)得7207AC軸的Cr=29000N，取E=3,fT=1L10h==134415h軸承預(yù)期壽命36000h因此可見(jiàn)軸承的壽命大于軸承的預(yù)期壽命，所以所造軸承型符合要求。同理第二軸承第四章減速器箱體的設(shè)計(jì)

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用鑄造的方法制造?？紤]到安裝方便，采用剖分式結(jié)構(gòu)，使剖分面通過(guò)軸心線。箱體要有足夠的剛度。首先保證足夠的壁厚，取為保證箱體的支撐剛度，軸承座應(yīng)有足夠的厚度，并設(shè)置加強(qiáng)肋，選用外肋結(jié)構(gòu)。另外，箱座底凸緣寬度應(yīng)超過(guò)箱體的內(nèi)壁應(yīng)超過(guò)箱體內(nèi)壁為提高軸承座處的聯(lián)接剛度，座孔兩側(cè)的連接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承，為此軸承座附近做出凸臺(tái)，有一定高度以留出足夠的扳手空間，但不超過(guò)軸承座外圓。

2、箱體結(jié)構(gòu)要有良好的工藝性

采用鑄造箱體，所以注意鑄造的工藝要求，例如注意力求壁厚均勻、過(guò)渡平緩，外形簡(jiǎn)單，以便拔模方便等。設(shè)計(jì)箱體結(jié)構(gòu)形狀時(shí)，應(yīng)盡量減小機(jī)械加工面積，減少工件和刀鋸的的調(diào)整次數(shù)。例如同一軸心線上的兩軸承座孔的直徑應(yīng)盡量一致，以便鏜孔并保證鏜孔精度。箱體的加工面與非加工面必須嚴(yán)格分開(kāi)，加工處做出凸臺(tái)()。螺栓頭部或螺母接觸處做出沉頭座坑。箱體形狀力求均勻、美觀。3、附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)啟蓋螺釘，其上的螺紋長(zhǎng)度要大于箱蓋聯(lián)接凸緣的厚度，釘桿端部要做成圓柱形，加工成半圓形，以免頂壞螺紋。P1=1856NP2=1277NL10h=134415h軸承預(yù)期壽命36000h所以符合要求計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果為了保證剖分式箱體軸承座孔的加工與裝配精度，在箱體聯(lián)接凸緣的長(zhǎng)度方向兩端各設(shè)一圓錐定位銷。兩銷間的距離盡量遠(yuǎn)，以提高定位精度。定位銷直徑一般取，取，長(zhǎng)度應(yīng)大于箱蓋和箱座聯(lián)接凸緣的總厚度，以利于裝拆。

為了拆卸及搬運(yùn)減速器，在箱蓋上裝有吊環(huán)，直接在箱蓋上鑄出；在箱座兩端凸緣下面直接鑄出吊鉤，用于調(diào)運(yùn)整臺(tái)減速器。根