二級(jí)展開(kāi)式圓柱直齒輪減速器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

53-長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（2015-2016學(xué)年第一學(xué)期）學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)機(jī)械61301班目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)二、減速器結(jié)構(gòu)選擇及電動(dòng)機(jī)性能參數(shù)計(jì)算三、計(jì)算、分配傳動(dòng)比四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算五、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)六、各級(jí)傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算七、軸的設(shè)計(jì)和鍵的選擇八、軸承的選擇九、箱體及減速器附件說(shuō)明十、潤(rùn)滑油的選擇與計(jì)算十一、參考文獻(xiàn)

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、

設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)方案二、原始數(shù)據(jù)班級(jí)序號(hào)滾筒圓周力（N）運(yùn)輸帶速度V（m/s）滾筒直徑D（mm）三、

技術(shù)條件1、單向運(yùn)轉(zhuǎn)，輸送帶速度允許誤差5%。2、每日兩班，每班工作8小時(shí)，一年按300工作日計(jì)算。3、傳動(dòng)裝置使用年限10年。4、載荷平穩(wěn)，傳動(dòng)裝置無(wú)特殊要求。5、輸送機(jī)的滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)效率為0.96。四、設(shè)計(jì)工作任務(wù)1、減速器裝配圖1張，零件工作圖1張。2、三維裝配圖1套。3、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。原始數(shù)據(jù)班級(jí)序號(hào)12345678910滾筒圓周力（N）2000210022002300240025002600270028002900運(yùn)輸帶速度V（m/s）1.21.11滾筒直徑D（mm）500480460450420400410440490470班級(jí)序號(hào)11121314151617181920滾筒圓周力（N）3000310032003300340035003600370038003900運(yùn)輸帶速度V（m/s）1.21.11滾筒直徑D（mm）500480460450420400410440470490班級(jí)序號(hào)21222324252627282930滾筒圓周力（N）2000210022002300240025002600270028002900運(yùn)輸帶速度V（m/s）0.8滾筒直徑D（mm）450480500500450480480500450380班級(jí)序號(hào)31323334353637383940滾筒圓周力（N）3000310032003300340035003600370038003900運(yùn)輸帶速度V（m/s）0.8滾筒直徑D（mm）450480500500450480480500450380

第二章減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計(jì)算2.1減速器結(jié)構(gòu)二級(jí)展開(kāi)式圓柱直齒輪減速器的傳動(dòng)方案如圖2-1所示。圖2-1二級(jí)展開(kāi)式圓柱直齒輪減速器傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖1—輸送帶2—聯(lián)軸器3—減速器4—帶傳動(dòng)5—電動(dòng)機(jī)2.2電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇見(jiàn)表2-1表2-1電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明1.電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇根據(jù)減速裝置的工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作有輕微振動(dòng)，而選用效率高、性能好、噪音低的Y系列電動(dòng)機(jī)。三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，可直接接于三相交流電網(wǎng)中。因此選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。2.電動(dòng)機(jī)功率的選擇①工作機(jī)所需功率Pw：Pw===4.18Kw

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明2.電動(dòng)機(jī)功率的選擇Pw為輸送帶阻力，為輸送帶的速帶1.1。②電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率η：查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表3-1，取V帶傳送的效率=0.96；圓柱齒輪傳動(dòng)的效率=0.97；聯(lián)軸器傳動(dòng)的效率=0.99；滾子軸承傳動(dòng)效率=0.98。η==×0.96××0.99×=0.79③電動(dòng)機(jī)所需的功率：===5.29Kw④電動(dòng)機(jī)額定功率。電動(dòng)機(jī)容量主要由電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的發(fā)熱條件決定，而發(fā)熱又與其工作情況有關(guān)。對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷不變或變化很小，常溫工作的機(jī)械，選擇電機(jī)時(shí)只要使電動(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。也就是可按電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或略大于所需電動(dòng)機(jī)的功率，即≥。3.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定根據(jù)一般最常用的，市場(chǎng)上供應(yīng)最多的是同步轉(zhuǎn)速為1500和1000的電動(dòng)機(jī)，又≥。查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表17-7，選用磁極較少的Y132S-4并且采用B3的安裝型式。Y160M-4-B3技術(shù)數(shù)據(jù)和安裝及外形尺寸如表2-2，圖2-2,表2-3。表2-2Y132S-4-B3技術(shù)數(shù)據(jù)同步轉(zhuǎn)速1500，4極電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率Kw滿載轉(zhuǎn)速（）質(zhì)量/KgY132S-45.514402.22.381圖2-2Y132S-4-B3電動(dòng)機(jī)的安裝表2-3Y132S-4-V3電動(dòng)機(jī)的外形尺寸(mm)ABCDEFGHKABACADHDBBL2161788980103313212280270210315238515第三章計(jì)算、分配傳動(dòng)比3.1傳動(dòng)比分配傳動(dòng)比的分配及計(jì)算見(jiàn)表3-1表3-1傳動(dòng)比的計(jì)算及分配計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明1.總傳動(dòng)比由=，得輸送帶滾筒的轉(zhuǎn)速為===44.72電動(dòng)機(jī)的滿轉(zhuǎn)速和工作電機(jī)的轉(zhuǎn)速即可確定傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比i，即i===32.22.分配傳動(dòng)比取平帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=3。為了使減速器的兩個(gè)大齒輪具有相近的波油深度，應(yīng)使兩級(jí)的大齒輪具有相近的直徑（低速級(jí)大齒輪）計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明2.分配傳動(dòng)比的直徑應(yīng)略大一些，使得高速級(jí)大齒輪的齒頂圓與低速軸之間有適量的間隙）。設(shè)高速軸的傳動(dòng)比為，低速軸轉(zhuǎn)動(dòng)比為，減速器的傳動(dòng)比為。故===10.7又===2.8~3.806取=3.75，則=2.85四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算4.1動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算見(jiàn)表4-1表4-1傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明1.各軸轉(zhuǎn)速高速軸Ⅰ轉(zhuǎn)速：===480中間軸Ⅱ轉(zhuǎn)速：===128低速軸Ⅲ轉(zhuǎn)速：滾筒軸Ⅳ轉(zhuǎn)速：==452.各軸的輸入功率高速軸Ⅰ輸入功率：=5.29×0.96=5.08Kw計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明2.各軸的輸入功率中間軸Ⅱ輸入功率：=5.08×0.97×0.98=4.83Kw低速軸Ⅲ輸入功率：=4.83×0.97×0.98=4.59Kw滾筒軸Ⅳ輸入功率：=4.59×0.98×0.99=4.45Kw其中：為電動(dòng)機(jī)的額定功率，為傳送帶的效率，為高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率和低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率，為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率,為一對(duì)滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率。3.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩高速軸Ⅰ輸入轉(zhuǎn)矩：101.03N?m中間軸Ⅱ輸入轉(zhuǎn)矩：N?m低速軸Ⅲ輸入轉(zhuǎn)矩：975.72N?m滾筒軸Ⅳ輸入轉(zhuǎn)矩：N?m五、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)5.1V帶的參數(shù)計(jì)算對(duì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，已知電動(dòng)機(jī)的額定功率=5.5Kw，轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比3，每天工作16h（即兩班制）。帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算見(jiàn)表5-1。

表5-1帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明1.確定計(jì)算功率由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-8查得工作情況系數(shù)2.選擇V帶的帶型根據(jù)、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-11選用A型帶3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v①初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7和表8-9，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑=90mm。②驗(yàn)算帶速v。V=因?yàn)?，故帶速合適。③根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-9，取標(biāo)準(zhǔn)直徑為取=280mm4.確定v帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度①由式0.7（+）≤≤2（+）得259mm≤≤740mm，初定中心矩為=400mm。②計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：≈2+（+）+=[2×400+×（90+280）+]mm≈1403mm，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。③計(jì)算實(shí)際中心距

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明4.確定v帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度由和算出中心距的變化范圍為392mmmm5.驗(yàn)算小帶輪上的包角=6.確定V帶根數(shù)①計(jì)算單根V帶的額定功率。由=90mm和，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4得=1.064Kw。根據(jù)，i=2和A型帶，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-5得Δ，查表8-6得，表8-2的，于是=（）1.1Kw。②計(jì)算V帶根數(shù)ZZ=取6根7.計(jì)算單根V帶的初拉力由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-3得B型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.105，所以=[500]N=126N

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明8.計(jì)算壓軸力9.主要設(shè)計(jì)結(jié)論選用A型普通V帶6根，帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度為1430mm。帶輪基準(zhǔn)直徑中心距控制在之間。單根帶初拉力=126N5.2V帶輪的設(shè)計(jì)根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑和帶輪轉(zhuǎn)速等已知條件，確定帶輪的材料，結(jié)構(gòu)形式，輪槽、輪輻和輪轂的幾何尺寸，公差和表面粗糙度及相關(guān)的技術(shù)要求。見(jiàn)表5-2表5-2帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明1.帶輪材料的確定帶輪材料選用HT150，因?yàn)閹賤=6.78較高，故采用鑄鋼焊接而成2.小帶輪結(jié)構(gòu)形式的確定由電動(dòng)機(jī)Y-4-B3的轉(zhuǎn)動(dòng)軸D=mm，故選小帶輪的輪轂d=36mm?；鶞?zhǔn)直徑，因而帶輪的結(jié)構(gòu)形式可采用腹板式。帶輪槽的截面尺寸見(jiàn)表5-3。小帶輪的結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)表5-4表5-3A型帶輪的輪槽對(duì)應(yīng)的ψ11.02.758.7159

表5-4小帶輪的結(jié)構(gòu)形式，d為軸的直徑36mm?。籅=3e+2f=3×15+2×9=63mm；=,取=12mm；L=，取L=76mm。表5-5大帶輪的結(jié)構(gòu)形式計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明1.大帶輪結(jié)構(gòu)形式的確定①先按式初步估算軸的最小直徑，選取軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3，取，==20.9mm②取d=22mm，取長(zhǎng)，。③B=3e+2f=3×15+2×9=63mm④=，取=12mm；；L=，取L=80mm，取長(zhǎng)2.大帶輪的具體尺寸

六、各級(jí)傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1高速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算高速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。已知高速軸Ⅰ的輸入功率，轉(zhuǎn)速，齒數(shù)比，使用期為10年（每年300個(gè)工作日），兩班制。詳見(jiàn)表6-1。表6-1高速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明1.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)①按圖2-1所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力角??；②帶式輸送機(jī)為一般的工作機(jī)器，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6，選用7級(jí)精度。③材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1，選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度280HBS。大齒輪材料選45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度240HBS。④選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取2.初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸1.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)⑴計(jì)算小齒輪分度圓直徑，即1）確定公式中的個(gè)參數(shù)值①試選。②計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。9.908×10N·M③由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7選取齒寬系數(shù)。

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明2.初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸④由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20查得區(qū)域系數(shù)⑤由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)。⑥計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)。===[24×(tan29.841－tan20)+90×(tan25.237－tan20)]/2π=2.151⑦計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力[]由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-25d查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為，。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：=60×480×1×（2×8×300×10）=1.382×10由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)，。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明2.初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸[]=[]=取[]和[]中的較小者作為該齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力，即[]=[]=523MPa2）計(jì)算小齒輪分度圓直徑==54.901mm⑵調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①圓周速度②齒寬b3.確定傳動(dòng)尺寸⑴計(jì)算載荷系數(shù)①由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2得使用系數(shù)②根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)③齒輪的圓周力=

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明3.確定傳動(dòng)尺寸=1×3.609×10/54.901=65.7＜100查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3得齒間載荷分配系數(shù)④由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4用插值法查得7級(jí)精度，小齒輪的相對(duì)支撐為非對(duì)稱布置時(shí)，得齒向載荷分布系數(shù)，由此，得到實(shí)際載荷系數(shù)⑵按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑相應(yīng)的齒輪模數(shù)：4.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)⑴試算模數(shù)1）確定公式中的個(gè)參數(shù)數(shù)值①試選彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)③計(jì)算由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-17查得齒形系數(shù)，；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18查得應(yīng)力修正數(shù)，；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-24C查得小齒輪和大齒輪的齒跟彎曲疲勞極限分別為

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明4.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4[]=[]=因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪，所以取=2﹚試算模數(shù)=⑵調(diào)整齒輪模數(shù)1)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的準(zhǔn)備①圓周速度

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明4.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)②齒寬③寬高比=39.336/3.688=10.672﹚計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)①根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查圖10-8得動(dòng)載荷系數(shù)②由/39.336N=5.038×10=128＞100查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3得齒間載荷分配系數(shù)③由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4用插值法查得，結(jié)合=10.67查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13，得則載荷系數(shù)為3﹚按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)5.對(duì)比計(jì)算結(jié)果由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)1.708mm，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑：

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明5.對(duì)比計(jì)算結(jié)果，算出小齒輪齒數(shù)=60.94/2=30.42，取；則大齒輪齒數(shù)，取。互為質(zhì)數(shù)，這樣設(shè)計(jì)處的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。6.幾何尺寸計(jì)算⑴計(jì)算分度圓直徑⑵計(jì)算中心距⑶計(jì)算齒輪寬度考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬b和節(jié)省材料，一般將小齒輪略為加寬（）mm,即取而使大齒輪的齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬，即7調(diào)整中心距后的強(qiáng)度校核上述齒輪副的中心距不便于相關(guān)零件的設(shè)計(jì)和制造。為此，可以通過(guò)調(diào)整傳動(dòng)比改變齒數(shù)或者變位法進(jìn)行圓整。采用變位法將中心距就近圓整至=150mm。在圓整時(shí)，以變位系數(shù)和不超出《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21a中所推薦的合理工作范圍為宜。其他幾何參數(shù)，如，，m，，b保持不變。齒輪變位后，齒輪副幾何尺寸發(fā)生變化。應(yīng)重新校核齒輪強(qiáng)度，以明確齒輪的工作能力。（1）計(jì)算變位系數(shù)

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明7調(diào)整中心距后的強(qiáng)度校核①計(jì)算嚙合角、齒數(shù)和、變位系數(shù)和、中心距變動(dòng)系數(shù)和齒頂高系數(shù)。==22.215=（inv22.215-inv20）×133/（2tan20）=0.513從《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21b中可知，當(dāng)前的變位系數(shù)和提高了齒輪強(qiáng)度，但重合度有所下降②分配變位系數(shù)和由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21b可知，坐標(biāo)點(diǎn)（，）=（66.5,0.2435）位于L12線和L13線之間，按這兩條線作射線，再?gòu)臋M坐標(biāo)的處作垂直線，與射線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別是=0.356，=0.1579.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明9.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核=MPa=111.6MPa＜[]==112.2MPa齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，并且大齒輪抵抗彎曲疲勞破壞的能力大于大齒輪。10.結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)小齒輪和大齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖6-1和圖6-211.要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)，；模數(shù)m=2mm；壓力角；中心距a=148mm；齒寬，；小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪選用45鋼(調(diào)質(zhì))；齒輪按7級(jí)精度設(shè)計(jì)。6.2低速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算低速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。已知低速軸Ⅲ的輸入功率，轉(zhuǎn)速，齒數(shù)比，使用期為10年（每年300個(gè)工作日），兩班制。詳見(jiàn)表6-2表6-2速級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明1.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)①按圖2-1所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力角?。虎趲捷斔蜋C(jī)為一般的工作機(jī)器，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6，選用7級(jí)精度。③材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1，選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度280HBS。大齒輪材料選45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度240HBS。④選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取2.初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸1.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)⑴計(jì)算小齒輪分度圓直徑，即1）確定公式中的個(gè)參數(shù)值①試選。②計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。3.529×10N·mm③由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7選取齒寬系數(shù)。④由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20查得區(qū)域系數(shù)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明2.初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸⑤由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)。⑥計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)。===[24tan29.841－tan20)+69(tan24.035－tan20)]/2π=1.626⑦計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力[]由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-25d查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為，。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：=60×128×1×（2×8×300×10）=3.686×10由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)，。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得[]=計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明2.初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸[]=取[]和[]中的較小者作為該齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力，即[]=[]=539MPa2）計(jì)算小齒輪分度圓直徑==91.228mm⑵調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①圓周速度②齒寬b3.確定傳動(dòng)尺寸⑴計(jì)算載荷系數(shù)①由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2得使用系數(shù)②根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)③齒輪的圓周力==1×7.737×10/91.228=84.8<100查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3得齒間載荷分配系數(shù)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明3.確定傳動(dòng)尺寸④由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4用插值法查得7級(jí)精度，小齒輪的相對(duì)支撐為非對(duì)稱布置時(shí)，得齒向載荷分布系數(shù)，由此，得到實(shí)際載荷系數(shù)⑵按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑相應(yīng)的齒輪模數(shù)：4.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)⑴試算模數(shù)1）確定公式中的個(gè)參數(shù)數(shù)值①試選②計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)③計(jì)算由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-17查得齒形系數(shù)，；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18查得應(yīng)力修正數(shù)，；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-24C查得小齒輪和大齒輪的齒跟彎曲疲勞極限分別為，；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明4.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.2[]=[]=因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪，所以取=2﹚試算模數(shù)=⑵調(diào)整齒輪模數(shù)1)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的準(zhǔn)備①圓周速度②齒寬③寬高比計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明4.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)=2﹚計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)①根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查圖10-8得動(dòng)載荷系數(shù)②由/56.136N=1.257×10N=223＞100查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3得齒間載荷分配系數(shù)③由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4用插值法查得，結(jié)合=10.67《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13，得則載荷系數(shù)為3﹚按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)5.對(duì)比計(jì)算結(jié)果由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)2.408整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3mm，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑：，算出小齒輪齒數(shù)=101.681/3=33.89，?。粍t大齒輪齒數(shù)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明5.對(duì)比計(jì)算結(jié)果，取?；橘|(zhì)數(shù)，這樣設(shè)計(jì)處的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。6.幾何尺寸計(jì)算⑴計(jì)算分度圓直徑⑵計(jì)算中心距⑶計(jì)算齒輪寬度考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬b和節(jié)省材料，一般將小齒輪略為加寬（）mm,即取而使大齒輪的齒寬等于設(shè)計(jì)齒寬，即7調(diào)整中心距后的強(qiáng)度校核上述齒輪副的中心距不便于相關(guān)零件的設(shè)計(jì)和制造。為此，可以通過(guò)調(diào)整傳動(dòng)比改變齒數(shù)或者變位法進(jìn)行圓整。采用變位法將中心距就近圓整至=200mm。在圓整時(shí)，以變位系數(shù)和不超出《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21a中所推薦的合理工作范圍為宜。其他幾何參數(shù)，如，，m，，b保持不變。齒輪變位后，齒輪副幾何尺寸發(fā)生變化。應(yīng)重新校核齒輪強(qiáng)度，以明確齒輪的工作能力。⑴計(jì)算變位系數(shù)①計(jì)算嚙合角、齒數(shù)和、變位系數(shù)和、中心距變動(dòng)系數(shù)和齒頂高系數(shù)。計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明7調(diào)整中心距后的強(qiáng)度校核==22.69=（inv22.69-inv20）×131/（2tan20）=0.249從《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21b中可知，當(dāng)前的變位系數(shù)和提高了齒輪強(qiáng)度，但重合度有所下降②分配變位系數(shù)和由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21b可知，坐標(biāo)點(diǎn)（，）=（54,0.1245）位于L11線和L17線之間，按這兩條線作射線，再?gòu)臋M坐標(biāo)的處作垂直線，與射線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別是=0.27，=0.2519.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核=MPa計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明9.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核=109.58MPa＜[]==115.71MPa齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，并且大齒輪抵抗彎曲疲勞破壞的能力大于大齒輪。10.結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)小齒輪和大齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖6-3圖6-411.要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)，；模數(shù)m=3mm；壓力角；中心距a=196.5mm；齒寬，；小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪選用45鋼(調(diào)質(zhì))；齒輪按7級(jí)精度設(shè)計(jì)。表6-3齒輪傳動(dòng)參數(shù)表名稱符號(hào)單位高速級(jí)低速級(jí)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪中心距amm148196.5傳動(dòng)比i3.752.85模數(shù)mmm23壓力角2020齒數(shù)z311173497分度圓直徑dmm62234102291齒寬bmm6862110102材料40Cr45#40Cr45#熱處理調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)齒面硬度HRC第七章聯(lián)軸器的選擇7.1聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇見(jiàn)表7-1表7-1聯(lián)軸器的選擇計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明1.聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇由工作條件決定輸出軸與聯(lián)軸器相連，為了隔離輕微的振動(dòng)，應(yīng)采用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，制造容易，裝拆方便，成本交低。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表14-1.考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取=1.3956.21N·m=1243.073N·m按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于等于聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩[T]的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003，選用LX3型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其許用轉(zhuǎn)矩[T]=2500N·m。半聯(lián)軸器的孔徑d=40mm，長(zhǎng)度L=84mm，與軸的配合的轂孔長(zhǎng)度第八章軸的設(shè)計(jì)和鍵、軸承的選擇8.1軸的設(shè)計(jì)和鍵、軸承的選擇8.1.1高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見(jiàn)表8-1表8-1高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明1.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)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3，取，于是得，2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑴擬定軸上零件的裝配方案，見(jiàn)圖8-1。二級(jí)減速器中將高速軸的齒輪安排在箱體右側(cè)，相對(duì)與兩軸承做不對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，靠平鍵和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定。兩軸承分別以軸肩和套筒實(shí)現(xiàn)周向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，軸通過(guò)兩端軸承實(shí)現(xiàn)軸向定位。大帶輪輪轂靠軸肩、平鍵和螺栓分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向定位。⑵根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1）因?yàn)楦咚佥SⅠ-Ⅱ段軸徑裝配大帶輪，，取，大帶輪的輪轂孔長(zhǎng)度L=80mm，為了保證軸端擋圈只壓在大帶輪上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的長(zhǎng)度應(yīng)略短些，現(xiàn)取。2﹚初步選用軸承。因軸承需同時(shí)受到徑向力和軸向力的作用，故選用深溝球滾動(dòng)軸承。參照工作要求并根據(jù)，取。初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球滾動(dòng)軸承6007，其尺寸為d×D×B=35mm×62mm×9mm，計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)故；左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》的表15-2得6007定位軸肩高度h=3m，因此，取。3﹚取安裝齒輪處的軸段Ⅵ-Ⅶ的直徑；齒輪右側(cè)與右軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為68，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取，齒輪左端采用軸肩定位，軸肩高度，由軸徑d=38mm查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-2，得R=2mm，故取h=5mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。4﹚軸承端蓋的總寬度為12mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。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，取端蓋的外端面與大帶輪右端面見(jiàn)的距離l=30mm，故取。5﹚取齒輪距箱體內(nèi)壁之間的，中間軸的兩齒輪之間的距離C=18m，考慮箱體的鑄造誤差，在不確定滾動(dòng)軸承位置是，應(yīng)距離箱體內(nèi)壁一段距離S，取S=18m已知滾動(dòng)軸承寬度B=14mm，低速級(jí)齒輪的輪轂長(zhǎng)度為L(zhǎng)=68mm，則=14+18+16+3=51mm=68+18+16+18-12=108mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。⑶軸上零件的周向定位。齒輪、大帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1查得平鍵的截

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面b×h=10mm×8mm，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-2查得[]=100。因?yàn)?，初選鍵長(zhǎng)為63mm，校核＜[]，所選鍵為b×h×L=10mm×8mm×63mm。為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，大帶輪與軸的連接，選用平鍵b×h=8mm×7mm，初選長(zhǎng)度為70mm，校核：＜[]，所選鍵長(zhǎng)為b×h×L=8mm×7mm×70mm。大帶輪與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選擇軸的直徑工差是被基準(zhǔn)制為m6。⑶確定軸上圓角和倒角尺寸。參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-2，取軸端倒角為C2，Ⅱ處R=1.6mm，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ處R=2mm。3求軸上的載荷首先根據(jù)軸的機(jī)構(gòu)如做出軸的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取值，對(duì)于6007型深溝球滾動(dòng)軸承，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》查得=23mm。因此，作為外伸梁的軸距=112mm+249.25mm+89.5mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。見(jiàn)圖8-2。4校核軸和軸承⑴作用在齒輪上的：圓周力為=徑向力為=1186N作用在高速軸大帶輪上的壓軸力1﹚求垂直反力：

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明4校核軸和軸承①根據(jù)平面任意力系的平衡方程得：∑故②確定垂直彎矩，并繪制垂直面上的彎矩b。=78.168·m=78.079N·m2﹚求水平反力：①由∑得：②確定水平彎矩，并繪制水平面上的彎矩圖c。=214.616N·m=214.617N·m3﹚求力在支點(diǎn)上產(chǎn)生的反力。①由∑得，==1960.014-1473=487.014N②確定力產(chǎn)生的彎矩，并繪制彎矩圖d。=164.976N·mN·m

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及項(xiàng)目4校核軸和軸承4﹚求合成彎矩圖eB：=C：=43.588+=60.891+5﹚大帶輪和齒輪的外力偶矩：故扭矩T=138.133N·m，見(jiàn)圖f5按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度從圖中可以看出C-C處截面最危險(xiǎn)，d=53mm，進(jìn)行校核時(shí)通常指校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，根據(jù)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，軸的計(jì)算應(yīng)力：抗彎扭截面系數(shù)=計(jì)算應(yīng)力=19.880MPa因?yàn)橐堰x定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1查得[]=60MPa，故所選軸安全。6承壽命校核軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明6承壽命校核表13-4取溫度系數(shù)f=1，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6，取載荷系數(shù)。。按最不利的條件考慮，則有：==取則==2.3×10h。又=48000h，故合適圖8-1軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖8-2彎矩圖和扭矩圖8.1.2中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見(jiàn)表8-2表8-2中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明1.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)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3，取，于是得，2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑴擬定軸上零件的裝配方案，如圖8-3.二級(jí)減速器中間軸的齒輪分別安排在箱體左右兩側(cè)。低速級(jí)小齒輪的左側(cè)、高速級(jí)大齒輪右側(cè)都用套筒進(jìn)行軸向定位，低速級(jí)小齒輪的右側(cè)，高速級(jí)大齒輪的左側(cè)

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用軸肩定位?？科芥I和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定。軸兩端軸承實(shí)現(xiàn)周向定位。⑵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)標(biāo)準(zhǔn)尺寸查得取=3mm。段右端制出一個(gè)軸肩，軸肩高度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-2查得R=1.6mm,故取h=3.5mm，所以。則。因?yàn)槎窝b配的是高速級(jí)大齒輪，取=36。段裝配軸承，故取==30mm。2﹚初步選擇深溝球軸承，軸承主要受到徑向載荷的力，故選用圓錐滾子軸承。參照工作需要并根據(jù)==30mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球滾動(dòng)軸承6006，其尺寸為d×D×T=30mm×55mm×13mm。3﹚低速級(jí)小齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂寬度為110，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。同樣的高速級(jí)大齒輪輪轂長(zhǎng)度為62mm，取。又因?yàn)楣?因此4﹚軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接，按由械設(shè)計(jì)》表6-1查得平鍵截面b×h=10mm×8mm，由

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-2查得[]=100。因?yàn)?，初選鍵長(zhǎng)為80mm，校核＜[]，所選鍵長(zhǎng)為b×h×L=14mm×9mm×50mm的B型鍵。為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為；同樣的，高速級(jí)大齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。故所選的鍵位b×h×L=14mm×9mm×50mm。圓錐滾子軸承的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選擇軸的直徑公差是非基準(zhǔn)制的為m6。⑶確定軸上的圓角和倒角的尺寸參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-2，取軸端倒角為C2，Ⅱ、Ⅴ處R=1.6mm，Ⅲ、Ⅵ處R=2mm。3.求軸上的載荷先根據(jù)軸上的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距=99.25mm+150mm+89.25mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。⑴作用在齒輪上的：圓周力為==徑向力為=1120.375N=2570.272N1﹚求垂直反力①根據(jù)平面任意力系的平衡方程得：∑有

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明3.求軸上的載荷=882.087+1120.375-2570.272=-567.81N②確定垂直彎矩，并繪制垂直面上的彎矩b。=181.520N·m=50.677N·m2﹚求水平反力：①由∑得：=7061.764-（3078.205+2423.515）=734.925N②確定水平彎矩，并繪制水平面上的彎矩圖c。=371.883N·m=45.117N·m3﹚求合成彎矩圖e=·mN·m4﹚計(jì)算兩齒輪的外力偶矩故扭矩T=384.693N·m，見(jiàn)圖f

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明4.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度從圖中可以看出B-B截面最危險(xiǎn)，d=36mm，進(jìn)行校核時(shí)通常指校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，根據(jù)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，軸的計(jì)算應(yīng)力：抗彎扭截面系數(shù)=計(jì)算應(yīng)力=53.987MPa因?yàn)橐堰x定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1查得[]=60MPa，因此＜[]，故所選軸直徑安全。5.軸承壽命校核軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-4取溫度系數(shù)f=1，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6，取載荷系數(shù)。。按最不利的條件考慮，則有：==取則=

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明5.軸承壽命校核=2.2×10h。又=48000h，故合適圖8-3軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖8-4彎矩圖和扭矩圖

8.1.3低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見(jiàn)表8-3表8-3低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明1低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（）低速軸功率（Kw）轉(zhuǎn)矩T（N·m）44.724.59975.722.作用在軸上的力已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑，則=6705.97N=2440.773N3.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)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3，取，于是有4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑴擬定軸上零件的裝配方案。如圖8-5。⑵為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅶ-Ⅷ軸段左端需制出一軸肩，故Ⅵ-Ⅶ段的直徑；半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L=84mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不壓在軸的端面上，故的長(zhǎng)度應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取。⑶初步選取滾子軸承。因軸承只需要受到徑向力和少量的軸向力的作用，故選深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承6010，其尺寸為d×D×T=50mm×80mm×16mm，左端深溝球軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得30312型軸承最高定位軸肩高度為3mm，因此，取=56mm。因?yàn)棰?Ⅱ軸段和Ⅴ-Ⅵ軸段都裝軸承，所以，。

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑷取安裝齒輪處的軸段Ⅳ-Ⅴ的直徑；低速級(jí)大齒輪的輪轂寬度為105mm，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取=103mm。齒輪右端采用軸肩定位，軸肩的高度，由軸徑d=60mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-2的，R=2mm，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，?、散瘦S上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接，按=56mm由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-1查得平鍵截面b×h=16mm×10mm，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-2=100~120MPa因?yàn)?，初選鍵長(zhǎng)為80mm，校核：＜，所選鍵為b×h×L=16mm×10mm×80mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣的，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵b×h=16mm×10mm，初選鍵長(zhǎng)為70，校核：＜，所選鍵為b×h×L=16mm×10mm×70mm，圓錐滾子軸承的周向定為是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選擇的直徑公差是非基準(zhǔn)制為m6。⑺確定軸上圓角和倒角尺寸參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-2，取軸端倒角為C2，各軸肩處的圓角半徑R=2mm。⑻校核軸和軸承1﹚求垂直反力：

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)①根據(jù)平面任意力系的平衡方程得：∑故②確定垂直彎矩，并繪制垂直面上的彎矩b。=159.567N·m=159.567N·m2﹚求水平反力：①由∑得：②確定水平彎矩，并繪制水平面上的彎矩圖c。=438.407N·m=438.407N·m3﹚求合成彎矩圖=N·mN·m4﹚計(jì)算兩齒輪的外力偶矩故扭矩T=794.771N·m，見(jiàn)圖f4.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度從圖中可以看出B-B截面處最危險(xiǎn)d=70mm，進(jìn)行校核時(shí)，通常只是校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，根據(jù)單向旋轉(zhuǎn)，扭矩切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取

計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明5.軸承壽命校核軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-4取溫度系數(shù)f=1，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6，取載荷系數(shù)。。按最不利的條件考慮，則有：==取則==2.215×10h。又=48000h，故合適圖8-5軸的結(jié)構(gòu)和裝配圖8-6軸的彎矩圖和扭矩圖九、減速器附件的選擇和箱體的設(shè)計(jì)9.1附件的設(shè)計(jì)減速器附件的選擇見(jiàn)表9-1表9-1減速器附件的選擇計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明1.視孔和視孔蓋查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》圖7-10，選用板結(jié)構(gòu)視孔蓋A=100mm，。2.通氣器查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表7-2，選用有過(guò)濾網(wǎng)式通氣器M36×2。3.油面指示器查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表7-3，選用油尺M(jìn)164.放油孔和螺塞查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表7-4，選用螺塞和封油墊片M16×1.55.起吊裝置查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》圖7-21，選用箱蓋吊耳d=b=15mm，R=15mm，e=15mm；計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明5.起吊裝置選用箱座吊鉤K=42mm，H=33.6mm，r=7mm，h=16.8mm，6.定位銷(xiāo)查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表14-28，選用圓錐銷(xiāo)GB/T11710×407.起蓋螺釘查《機(jī)械制圖》附表6，選用螺栓GB/T5782M12×359.2箱體的設(shè)計(jì)箱體的設(shè)計(jì)見(jiàn)表9-2表9-2箱體的設(shè)計(jì)名稱符合尺寸關(guān)系結(jié)構(gòu)尺寸(mm)箱座壁厚0.025a+3≥88箱蓋壁厚(0.8)≥88地腳螺栓直徑0.036a+1220地腳螺栓數(shù)目na≤250mm,n=4箱座凸緣厚度b1.512箱蓋凸緣厚度1.512箱座底凸緣厚度2.520軸承旁連接螺栓直徑0.7516箱蓋與箱座連接螺栓直徑(0.5)12連接螺柱的間距l(xiāng)150170軸承蓋螺釘直徑(0.4)6視孔蓋螺釘直徑(0.3)8定位銷(xiāo)直徑d(0.7)10至外箱壁距離22至凸緣邊距離20

名稱符號(hào)尺寸關(guān)系結(jié)構(gòu)尺寸（mm）軸承旁凸臺(tái)半徑24凸臺(tái)高度h30外箱壁至軸承座端面距離h30大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離≥88齒輪端面與內(nèi)箱壁距離≥88箱蓋肋厚6.8箱座肋厚6.8十、潤(rùn)滑油的選擇與計(jì)算10.1潤(rùn)滑油的選擇與計(jì)算表10-1潤(rùn)滑油的選擇與計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明1.油的選擇與計(jì)算軸承選擇ZN-3鈉基潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。齒輪選擇全損耗系統(tǒng)用油L-AN68潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油深度，箱體底面尺寸為610mm×353mm則箱體內(nèi)多裝潤(rùn)滑油量為：V=75.25×650×305=14.918dm該減速器所傳遞的功率。對(duì)于二級(jí)減速器，每傳遞1Kw的功率，需油量為則該減速器所需油量為==，潤(rùn)滑油滿足要求。

參考文獻(xiàn)[1]謝忠東.機(jī)械原理[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2011.9.[2]周兆元，李翔英.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.3.[3]符春生，張克義.機(jī)械制圖[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2010.8.[4]李育錫.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2008.6.[5]濮良貴，陳國(guó)定等.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2013.5.[6]宜沈平.減速器課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)及圖冊(cè)[M].南京：東南大學(xué)出版社，2010.9.[7]張春宜，敖廣平等.減速器設(shè)計(jì)實(shí)例精解[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.7.基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開(kāi)發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開(kāi)發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門(mén)傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門(mén)機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于