0109-帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（一級(jí)圓柱齒輪減速機(jī)）設(shè)計(jì)【CAD圖+說(shuō)明書(shū)】

0109-帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（一級(jí)圓柱齒輪減速機(jī)）設(shè)計(jì)【CAD圖+說(shuō)明書(shū)】,CAD圖+說(shuō)明書(shū),運(yùn)輸機(jī),傳動(dòng),裝置,一級(jí),圓柱齒輪,減速,設(shè)計(jì),cad,說(shuō)明書(shū),仿單 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 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 　  目 錄 一 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2 二 設(shè)計(jì)要求 2 三 設(shè)計(jì)步驟 2 1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 3 2. 電動(dòng)機(jī)的選擇 4 3. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 5 4. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 6 5. 設(shè)計(jì)V帶和帶輪 7 6. 齒輪的設(shè)計(jì) 9 7. 滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 14 8. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 28 9. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 29 10.潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 31 11.聯(lián)軸器設(shè)計(jì) 32 四 設(shè)計(jì)小結(jié) 32 五 參考資料 32 111 1．傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 2、電動(dòng)機(jī)的選擇 1）選擇 電動(dòng)機(jī) 的類型 2）選擇 電動(dòng)機(jī) 的容量 3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 3、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比 (2)分配傳動(dòng)比 4.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1）各軸的轉(zhuǎn)速 2）各軸的輸入功率 3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 5.設(shè)計(jì)V帶和帶輪 1).確定計(jì)算功率 2).選擇V帶類型 3).確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 4).確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 5).驗(yàn)算小帶輪上的包角 6).計(jì)算帶的根數(shù) 7).計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值8).計(jì)算壓軸力 9).帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6. 齒輪的設(shè)計(jì) 1) 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料、齒數(shù)并初選螺旋角β 2) 初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 7. 滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) (一).軸的設(shè)計(jì) (二).齒輪軸的設(shè)計(jì) (三).滾動(dòng)軸承的校核 8. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 9.箱體 結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì) 10. 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 11.聯(lián)軸器設(shè)計(jì) 一 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 課程設(shè)計(jì)題目： 設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（簡(jiǎn)圖如下） 1——V帶傳動(dòng) 2——運(yùn)輸帶 3——單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器 4——聯(lián)軸器 5——電動(dòng)機(jī) 6——卷筒 原始數(shù)據(jù)： 數(shù)據(jù)編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 運(yùn)輸帶工作拉力F/N 1500 2200 2300 2500 2600 2800 3300 4000 運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s) 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.4 1.2 1.6 卷筒直徑D/mm 220 240 300 400 220 350 350 400 已知條件 1)工作條件：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度35攝氏度； 2）使用折舊期：8年； 3）檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修； 4）動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流，電壓380/220V； 5）運(yùn)輸帶速度允許誤差±5%； 6）制造條件及生產(chǎn)批量:一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。 二. 設(shè)計(jì)要求 1.減速器裝配圖一張。 2.繪制軸、齒輪零件圖各一張。 3.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。 三. 設(shè)計(jì)步驟 1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)： 第二組數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉力F/N 2200 。 運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s) 1.1 。 卷筒直徑D/mm 240 。 1）外傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為V帶傳動(dòng)。 2）減速器為單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。 3) 方案簡(jiǎn)圖如上圖 4）該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于V帶有緩沖吸振能力，采用V帶傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來(lái)的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采用V帶這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器部分為單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，這是單級(jí)圓柱齒輪中應(yīng)用較廣泛的一種。原動(dòng)機(jī)部分為Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)?？傮w來(lái)講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。 2、電動(dòng)機(jī)的選擇 1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，額定電壓380V。 2）選擇電動(dòng)機(jī)的容量 工作機(jī)的有效功率為 從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1—7可知： ： V帶傳動(dòng)效率 0.96 ：滾動(dòng)軸承效率 0.99（球軸承） ：齒輪傳動(dòng)效率 0.97 （8級(jí)精度一般齒輪傳動(dòng)） ：聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 0.99（彈性聯(lián)軸器） ：卷筒傳動(dòng)效率 0.96 所以電動(dòng)機(jī)所需工作功率為 3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 按表13—2推薦的傳動(dòng)比合理范圍，單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為 所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有、1000和1500兩種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1500的電動(dòng)機(jī)。 根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表12—1選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L2-4。其主要性能如下表： 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/kw 滿載轉(zhuǎn)速/(r/min) Y100L2-4 3 1430 2.2 2.3 電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸和外形如下表： 中心高 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×GD 100 380× 332.5× 245 160 ×140 12 28× 60 8 ×28.009 3.計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比 (1).總傳動(dòng)比為 (2).分配傳動(dòng)比 考慮潤(rùn)滑條件等因素，初定 4. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1).各軸的轉(zhuǎn)速 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 2).各軸的輸入功率 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 3）.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 將上述計(jì)算結(jié)果匯總與下表，以備查用。 軸名 功率P/kw 轉(zhuǎn)矩T/(N·mm) 轉(zhuǎn)速n/(r/min) 傳動(dòng)比 效率 I軸 2.81 1430 4 0.95 II軸 2.67 357.5 4.1 0.96 III軸 2.56 87.2 1 0.98 卷筒軸 2.51 87.2 5. 設(shè)計(jì)V帶和帶輪 電動(dòng)機(jī)輸出功率 ，轉(zhuǎn)速，帶傳動(dòng)傳動(dòng)比i=4，每天工作16小時(shí)。 1).確定計(jì)算功率 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表4.6查得工作情況系數(shù)，故 2).選擇V帶類型 根據(jù)，，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖4.11可知，選用A型帶 3).確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 (1).初選小帶輪基準(zhǔn)直徑 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表4.4，選取小帶輪基準(zhǔn)直徑，而，其中H為電動(dòng)機(jī)機(jī)軸高度，滿足安裝要求。 (2).驗(yàn)算帶速 因?yàn)椋蕩俸线m。 (3).計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表4.4，選取，則傳動(dòng)比， 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 4).確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 (1).由式 得 ，取 (2).計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表4.2選取V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 (3).計(jì)算實(shí)際中心距 5).驗(yàn)算小帶輪上的包角 6).計(jì)算帶的根數(shù) (1) 計(jì)算單根V帶的額定功率 由和，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表4.5得 根據(jù)，和A型帶，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表4.7得 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表4.8得，查表4.2得，于是 (2)計(jì)算V帶的根數(shù) 取3根。 7).計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表4.1得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，所以 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。 8).計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值為 9).帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小帶輪采用實(shí)心式，大帶輪為輻條式，取單根帶寬為13mm，取帶輪寬為35mm。 6. 齒輪的設(shè)計(jì) 1) 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料、齒數(shù)并初選螺旋角β (1)按簡(jiǎn)圖所示的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 (2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，載荷較平穩(wěn)，速度不高，故選用8級(jí)精度。 (3)材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.1大小齒輪都選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為220HBS,260HBS,二者材料硬度差為40HBS。 (4)選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù) (5)初選螺旋角β=13° 2) 初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 (1) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:先由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 (2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 確定式中各項(xiàng)數(shù)值： 因載荷較平穩(wěn)，初選=1.5 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.5，取 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.3查得材料的彈性影響系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6.19，查得 一般取Zε=0.75～0.88，因齒數(shù)較少，所以取 由式（6-12），N N 由圖6。6查得，, 按齒面硬度查圖6.8得，， 取； 取設(shè)計(jì)齒輪參數(shù) 修正： 由表6.2查得， 由圖6.10查得， 由圖6.13查得， 一般斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)取，，此處 則 選取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 3)齒輪主要幾何尺寸： 圓整中心距，取 則 計(jì)算分度圓直徑和齒寬 4) 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 (1).確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第127頁(yè)，取=0.7， 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6.9查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6.7取彎曲疲勞壽命系數(shù)，； 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，應(yīng)力修正系數(shù)Y=2,有 計(jì)算載荷系數(shù)； 查取齒形系數(shù)； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.4查得； 查取應(yīng)力校正系數(shù)； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6.4查得； (2).校核計(jì)算 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。 由于齒輪的模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(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（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.71并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)，取。這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(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，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 (5).結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 首先考慮大齒輪，因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。繪制大齒輪零件圖如下。 其次考慮小齒輪，由于小齒輪齒頂圓直徑較小，若采用齒輪結(jié)構(gòu)，不宜與軸進(jìn)行安裝，故采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，其零件圖見(jiàn)滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)部分。 7. 滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) (一).軸的設(shè)計(jì) Ⅰ.輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由上可知，， Ⅱ.求作用在齒輪上的力 因已知低速大齒輪的分度圓直徑 而 Ⅲ.初步確定軸的最小直徑 材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.3，取，于是 ，由于鍵槽的影響，故 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.1，取，則： 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊(cè)，選用LX3型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。半聯(lián)軸器的孔徑 ，故取半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 Ⅳ.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1).根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1).為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一軸肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直徑；左端用軸端擋圈定位。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的長(zhǎng)度應(yīng)比小，現(xiàn)取 2).初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用深溝球軸承。按照工作要求并根據(jù)，查手冊(cè)表6-1選取軸承代號(hào)為7009AC的角接觸球軸承，其尺寸為，故；而。 3). 取安裝齒輪處的軸端Ⅳ-Ⅴ的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的跨度為55mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。 4).軸承端蓋的總寬度為(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，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故。 5).取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，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，取，已知滾動(dòng)軸承寬度，大齒輪輪轂長(zhǎng)度，則 至此，已初步確定了軸的各段和長(zhǎng)度。 (2).軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為，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額為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 (3).確定軸上圓角和倒角尺寸 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.4，取軸端倒角為。 Ⅴ.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)支梁的軸的支撐跨距。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算處的截面C處的、及的值列于下表。 載荷 水平面H 垂直面V 支反力 彎矩 總彎矩 ， 扭矩 Ⅵ.按彎扭合成應(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（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)上表數(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，軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.2查得 因此，故安全。 Ⅶ.精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 (1).判斷危險(xiǎn)截面 截面A，Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面A,Ⅱ,Ⅲ,B均無(wú)需校核。 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面Ⅳ和Ⅴ處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，截面C上的應(yīng)力最大。截面Ⅴ的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅳ的相近，但截面Ⅴ不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面C上最然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截面C也不必校核。截面Ⅵ顯然更不必校核。截面Ⅳ為危險(xiǎn)截面，截面Ⅳ的左右兩側(cè)均需校核。 (2).截面Ⅳ左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面Ⅳ左側(cè)的彎矩為 截面Ⅳ 上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 彎曲正應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)彎應(yīng)力，，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)應(yīng)變力， , 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.2得，，。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按《機(jī)械設(shè)計(jì)》附表1.6查取。因，，可查得 ， 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖2.8并經(jīng)插值可得軸的材料的敏性系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查圖2.9 ，；由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 軸按磨削加工，由查圖2.12 ， 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為 已知碳鋼的特性系數(shù) ，取 ，取 于是，計(jì)算安全系數(shù)值，則 故可知其安全。 (3).截面Ⅳ右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面Ⅳ右側(cè)的彎矩為 截面Ⅳ 上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 彎曲正應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)彎應(yīng)力，，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)應(yīng)變力， , 過(guò)盈配合處的，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》附表1.4,取，用插值法得 ， ， 軸按磨削加工，由查圖2.12 ， 故得綜合系數(shù)為 所以軸在截面Ⅳ右側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面Ⅳ右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。 Ⅷ.繪制軸的工作圖，如下： (二).齒輪軸的設(shè)計(jì) Ⅰ.輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由上可知，， Ⅱ.求作用在齒輪上的力 因已知低速小齒輪的分度圓直徑 而 716.4N Ⅲ.初步確定軸的最小直徑 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C=120，于是 ，由于鍵槽的影響，故 輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑，取，根據(jù)帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸，取。 Ⅳ.齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1).根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1).為了滿足帶輪的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一軸肩，故?、?Ⅲ段的直徑； 2).初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用深溝球軸承。按照工作要求并根據(jù)，查手冊(cè)表6-1選取軸承代號(hào)為7007AC的角接觸球軸承，其尺寸為，故；而。 3).由小齒輪尺寸可知，齒輪處的軸端Ⅴ-Ⅵ的直徑，。軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。 4).軸承端蓋的總寬度為(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，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故。 5).取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，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，取，已知滾動(dòng)軸承寬度，，則 至此，已初步確定了軸的各段和長(zhǎng)度。 (2).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《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表4-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 (3).確定軸上圓角和倒角尺寸 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.4，取軸端圓角。 (三).滾動(dòng)軸承的校核 軸承的預(yù)計(jì)壽命 Ⅰ. 計(jì)算輸出軸承 (1).已知，兩軸承的徑向反力 由選定的角接觸球軸承7009AC，軸承內(nèi)部的軸向力 (2).由輸出軸的計(jì)算可知 因?yàn)椋瘦S承Ⅱ被“壓緊”，軸承Ⅰ被“放松”，得： (3). ，，查手冊(cè)可得 由于，故; ,故 (4).計(jì)算當(dāng)量載荷、 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8.7，取，則 (5).軸承壽命計(jì)算 由于，取，查表8.8取，角接觸球軸承，取， 查手冊(cè)得7009AC型角接觸球軸承的，則 故滿足預(yù)期壽命。 8. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) Ⅰ.帶輪與輸入軸間鍵的選擇 軸徑，輪轂長(zhǎng)度，查手冊(cè)，選A型平鍵，其尺寸為 ，，(GB/T 1095-2003) Ⅱ.輸出軸與齒輪間鍵的選擇 軸徑，輪轂長(zhǎng)度，查手冊(cè)，選A型平鍵，其尺寸為 ，，(GB/T 1095-2003) Ⅲ.輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇 軸徑，輪轂長(zhǎng)度，查手冊(cè)，選A型平鍵，其尺寸為 ，，(GB/T 1095-2003) 9.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量， 大端蓋分機(jī)體采用配合. 1. 機(jī)體有足夠的剛度 在機(jī)體為加肋，外輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)了軸承座剛度 2. 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱。 因其傳動(dòng)件速度小于12m/s，故采用浸油潤(rùn)油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于40mm 為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為 3. 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性. 鑄件壁厚為8mm，圓角半徑為R=5。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便. 4. 對(duì)附件設(shè)計(jì) A 視孔蓋和窺視孔 在機(jī)蓋頂部開(kāi)有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開(kāi)窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M8緊固 B 油螺塞： 放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。 C 油標(biāo)： 油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。 油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出. D 通氣孔： 由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡. E 位銷： 為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度. F 吊鉤： 在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體. 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下： 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 結(jié)果 箱座壁厚 10 箱蓋壁厚 8 箱蓋凸緣厚度 12 箱座凸緣厚度 15 箱座底凸緣厚度 25 地腳螺釘直徑 M16 地腳螺釘數(shù)目 查手冊(cè) 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 M12 機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑 =（0.5~0.6） M8 軸承端蓋螺釘直徑 =（0.4~0.5） M8 視孔蓋螺釘直徑 =（0.3~0.4） M5 定位銷直徑 =（0.7~0.8） 6 ，，至外機(jī)壁距離 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表11-2 16 18 14 ，至凸緣邊緣距離 查機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表11-2 22 16 外機(jī)壁至軸承座端面距離 =++（8~12） 48 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 >1.2 10 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 > 11 機(jī)座肋厚 軸承端蓋外徑 +（5~5.5） 115 10. 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 對(duì)于單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤(rùn)滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤(rùn)滑，裝至規(guī)定高度。油的深度為H+，H=30 =34。所以H+=30+34=64 其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤(rùn)滑效果好。 從密封性來(lái)講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，凸緣應(yīng)有足夠的寬度，連接表面應(yīng)精刨，密封的表面要經(jīng)過(guò)刮研。而且，凸緣連接螺柱之間的距離不宜太大，并均勻布置，保證部分面處的密封性。軸承端蓋采用嵌入式端蓋，易于加工和安裝。 11.聯(lián)軸器設(shè)計(jì) 1.類型選擇. 為了隔離振動(dòng)和沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器 2.載荷計(jì)算. 見(jiàn)軸的設(shè)計(jì)。 四 設(shè)計(jì)小結(jié) 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過(guò)程的實(shí)踐考驗(yàn)，對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過(guò)兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ). 1．機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門(mén)綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程，它融《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測(cè)量》、《CAD實(shí)用軟件》、《機(jī)械工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》等于一體，使我們能把所學(xué)的各科的知識(shí)融會(huì)貫通，更加熟悉機(jī)械類知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。 2．這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想;訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反系和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力;鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。 3．在這次的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識(shí)與技能,結(jié)合各個(gè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行機(jī)械課程的設(shè)計(jì),一方面,逐步提高了我們的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,為我們以后對(duì)專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計(jì)打下了寬廣而堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 4．本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助. 5．設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。 五． 參考資料 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 高等教育出版社 主編 徐錦康 《機(jī)械原理》 高等教育出版社 主編 朱理 《工程制圖》 中國(guó)林業(yè)出版社 主編 霍光青 劉潔 《材料力學(xué)》 高等教育出版社 主編 劉鴻文 《互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)》 高等教育出版社 主編 胡鳳蘭 《機(jī)械工程材料》 機(jī)械工業(yè)出版社 主編 王章忠 選定電動(dòng)機(jī)型 號(hào)Y100L2-4 選用A型帶 選取 8級(jí)精度 大小齒輪材料均為45鋼 （調(diào)質(zhì)） 選取軸承代號(hào)為7009AC的角接觸球軸承 - 29 -