單級圓柱齒輪減速器課程設(shè)計

單級圓柱齒輪減速器課程設(shè)計,圓柱齒輪,減速器,課程設(shè)計 重慶理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計前言減速器的結(jié)構(gòu)隨其類型和要求不同而異。單級圓柱齒輪減速器按其軸線在空間相對位置的不同分為：臥式減速器和立式減速器。前者兩軸線平面與水平面平行，如圖1-2-1a所示。后者兩軸線平面與水平面垂直，如圖1-2-1b所示。一般使用較多的是臥式減速器，故以臥式減速器作為主要介紹對象。單級圓柱齒輪減速器可以采用直齒、斜齒或人字齒圓柱齒輪。圖1-2-2和圖1-2-3所示分別為單級直齒圓柱齒輪減速器的軸測投影圖和結(jié)構(gòu)圖。減速器一般由箱體、齒輪、軸、軸承和附件組成。箱體由箱蓋與箱座組成。箱體是安置齒輪、軸及軸承等零件的機(jī)座，并存放潤滑油起到潤滑和密封箱體內(nèi)零件的作用。箱體常采用剖分式結(jié)構(gòu)（剖分面通過軸的中心線），這樣，軸及軸上的零件可預(yù)先在箱體外組裝好再裝入箱體，拆卸方便。箱蓋與箱座通過一組螺栓聯(lián)接，并通過兩個定位銷釘確定其相對位置。為保證座孔與軸承的配合要求，剖分面之間不允許放置墊片，但可以涂上一層密封膠或水玻璃，以防箱體內(nèi)的潤滑油滲出。為了拆卸時易于將箱蓋與箱座分開，可在箱蓋的凸緣的兩端各設(shè)置一個起蓋螺釘（參見圖1-2-3），擰入起蓋螺釘，可順利地頂開箱蓋。箱體內(nèi)可存放潤滑油，用來潤滑齒輪；如同時潤滑滾動軸承，在箱座的接合面上應(yīng)開出油溝，利用齒輪飛濺起來的油順著箱蓋的側(cè)壁流入油溝，再由油溝通過軸承蓋的缺口流入軸承（參圖1-2-3）。減速器箱體上的軸承座孔與軸承蓋用來支承和固定軸承，從而固定軸及軸上零件相對箱體的軸向位置。軸承蓋與箱體孔的端面間墊有調(diào)整墊片，以調(diào)整軸承的游動間隙，保證軸承正常工作。為防止?jié)櫥蜐B出，在軸的外伸端的軸承蓋的孔壁中裝有密封圈（參見圖1-2-3）。減速器箱體上根據(jù)不同的需要裝置各種不同用途的附件。為了觀察箱體內(nèi)的齒輪嚙合情況和注入潤滑油，在箱蓋頂部設(shè)有觀察孔，平時用蓋板封住。在觀察孔蓋板上常常安裝透氣塞（也可直接裝在箱蓋上），其作用是溝通減速器內(nèi)外的氣流，及時將箱體內(nèi)因溫度升高受熱膨脹的氣體排出，以防止高壓氣體破壞各接合面的密封，造成漏油。為了排除污油和清洗減速器的內(nèi)腔，在減速器箱座底部裝置放油螺塞。箱體內(nèi)部的潤滑油面的高度是通過安裝在箱座壁上的油標(biāo)尺來觀測的。為了吊起箱蓋，一般裝有一到兩個吊環(huán)螺釘。不應(yīng)用吊環(huán)螺釘?shù)踹\整臺減速器，以免損壞箱蓋與箱座之間的聯(lián)接精度。吊運整臺減速器可在箱座兩側(cè)設(shè)置吊鉤（參見圖1-2-3）。目 錄一、設(shè)計任務(wù)書4二、電動機(jī)的選擇6三、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)8四、傳動件的設(shè)計計算12五、軸的設(shè)計計算22六、箱體的設(shè)計30七、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算32八、滾動軸承的選擇及計算34九、聯(lián)連軸器的選擇35十、減速器附件的選擇36十一、潤滑與密封36十二、設(shè)計小結(jié)36十三、參考資料目錄38一、 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書題目：設(shè)計一用于螺旋輸送機(jī)上的單級圓柱齒輪減速器。工作有輕振，單向運轉(zhuǎn)，兩班制工作。減速器小批生產(chǎn)，使用期限5年。輸送機(jī)工作轉(zhuǎn)速的容許誤差為5%。 (一)、總體布置簡圖(二)、工作情況：工作有輕振，單向運轉(zhuǎn)(三)、原始數(shù)據(jù)輸送機(jī)工作軸上的功率P (kW) ：4.5輸送機(jī)工作軸上的轉(zhuǎn)速n (r/min)：90輸送機(jī)工作轉(zhuǎn)速的容許誤差（）：5使用年限（年）：5工作制度（班/日）：2(四)、設(shè)計內(nèi)容1. 電動機(jī)的選擇與運動參數(shù)計算；2. 斜齒輪傳動設(shè)計計算3. 軸的設(shè)計4. 滾動軸承的選擇5. 鍵和連軸器的選擇與校核；6. 裝配圖、零件圖的繪制7. 設(shè)計計算說明書的編寫(五)、設(shè)計任務(wù)1.減速器總裝配圖一張2.輸出軸及其輸出軸上齒輪零件圖各一張3.設(shè)計說明書一份(六)、設(shè)計進(jìn)度1、 第一階段：總體計算和傳動件參數(shù)計算2、 第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計3、 第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制4、 第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫計 算 及 說 明結(jié) 果二、 電動機(jī)的選擇1、電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇：選擇Y系列三相異步電動機(jī)，此系列電動機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低廉，維護(hù)方便，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、電動機(jī)容量選擇：電動機(jī)所需工作功率為：式（1）：da (kw) 由電動機(jī)至輸送機(jī)的傳動總效率為：總=45根據(jù)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計10表2-2式中：1、2、 3、4、5分別為聯(lián)軸器1、滾動軸承（一對）、圓柱直齒輪傳動、聯(lián)軸器2和圓錐齒輪傳動的傳動效率。取=0.99，0.99，0.97，.9、50.93則：總=0.990.9940.970.990.93 =0.85所以：電機(jī)所需的工作功率：Pd=/總 =4.5/ 0.85 =5.3 (kw)總=0.85Pd=5.3(kw)計 算 及 說 明結(jié) 果 3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速為： n【（1-5%）（1+5%）】90r/min 85.594.5 r/min根據(jù)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計10表2-3推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比范圍=3。取開式圓錐齒輪傳動的傳動比=3 。則總傳動比理論范圍為：a =18。故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范為 Nd=a n =(618)90 =5401620 r/min則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750、1000和1500r/min根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由相關(guān)手冊查出三種適用的電動機(jī)型號：（如下表）方案電動機(jī)型號額定功率電動機(jī)轉(zhuǎn)速 (r/min)電動機(jī)重量(N)參考價格傳動裝置傳動比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比V帶傳動減速器1Y132S-45.515001440650120018.63.55.322Y132M2-65.51000960800150012.422.84.443Y160M2-85.5750720124021009.312.53.72綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格nw85.594.5 r/min Nd=5301620 r/min計 算 及 說 明結(jié) 果 和圓錐齒輪帶傳動、減速器傳動比，可見第2方案比較適合。此選定電動機(jī)型號為Y132M2-6，其主要性能：中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD底角安裝尺寸 AB地腳螺栓孔直徑 K軸 伸 尺 寸DE裝鍵部位尺寸 FGD1325203453152161781228801041電動機(jī)主要外形和安裝尺寸三、 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)（一）確定傳動裝置的總傳動比和分配級傳動比由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速n1、可得傳動裝置總傳動比為： ia= nm/ n=960/90=10.67ia=10.67計 算 及 說 明結(jié) 果 總傳動比等于各傳動比的乘積分配傳動裝置傳動比ia=i0i （式中i0、i分別為開式圓錐齒輪傳動 和減速器的傳動比）2、分配各級傳動裝置傳動比： 根據(jù)指導(dǎo)書P10表2-3，取i0=3（圓錐齒輪傳動 i=23）因為：iai0i所以：iiai010.67/33.56四、傳動裝置的運動和動力設(shè)計：將傳動裝置各軸由高速至低速依次定為軸，軸，.以及i0,i1，.為相鄰兩軸間的傳動比01，12，.為相鄰兩軸的傳動效率P，P，.為各軸的輸入功率 （KW）T，T，.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （Nm）n,n,.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （r/min）可按電動機(jī)軸至工作運動傳遞路線推算，得到各軸的運動和動力參數(shù)i0=3i i3.56計 算 及 說 明結(jié) 果 1、運動參數(shù)及動力參數(shù)的計算（1）計算各軸的轉(zhuǎn)速： 軸：n= nm=960（r/min）軸：n= n/ i=960/3.56=269.66r/min III軸：n= n 螺旋輸送機(jī)：nIV= n/i 0=269.66/3=89.89 r/min（2）計算各軸的輸入功率：軸： P=Pd01 =Pd1=5.30.99=5.247（KW）軸： P= P12= P23 =5.2470.990.97=5.04（KW）III軸： P= P23= P24 =5.040.990.99=4.94（KW） 螺旋輸送機(jī)軸：PIV= P25=4.54（KW）n=960（r/min）n= n=269.66r/minnIV=89.89r/minP=5.247（KW）P=5.04（KW）P=4.94（KW）PIV=4.54（KW）計 算 及 說 明結(jié) 果 （3）計算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩為： Td=9550Pd/nm=95505.3/960=52.72 Nm軸： T= Td01= Td1=52.720.99=52.2 Nm 軸： T= Ti12= Ti23 =52.23.560.990.97=178.45NmIII軸：T = T24=174.9 Nm螺旋輸送機(jī)軸：TIV = T i025=483.1Nm（4）計算各軸的輸出功率：由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：故：P=P軸承=5.2470.99=5.2KWP= P軸承=5.040.99=5.0KWP = P軸承=4.940.99=4.9KW（5）計算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩：由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：則：T= T軸承=52.20.99=51.68 NmT = T軸承=178.450.99= 176.67NmT = T軸承=174.90.99= 173.15NmT Td =52.72 NmT=52.2 NmTII=178.45NmT=174.9 NmTIV=483.1NmPI= 5.2KWPII=5.0KWPIII=4.9KWTI=51.68NmTII=176.67NmTIII=173.15 Nm計 算 及 說 明結(jié) 果 綜合以上數(shù)據(jù)，得表如下：軸名功效率P （KW）轉(zhuǎn)矩T （Nm）轉(zhuǎn)速nr/min傳動比 i效率輸入輸出輸入輸出電動機(jī)軸5.352.7296010.99軸5.255.252.251.689600.963.56軸5.045.0178.45176.67269.660.98軸4.944.9174.9173.15269.6630.92輸送機(jī)軸4.544.50483.1478.2789.89四、 傳動件的設(shè)計計算(一)、減速器內(nèi)傳動零件設(shè)計(1)、選定齒輪傳動類型、材料、熱處理方式、精度等級。選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。齒輪精度初選8級(2)、初選主要參數(shù) Z1=21 ，u=3.6 Z2=Z1u=213.6=75.6 取Z2=76Z1=21Z2=76計 算 及 說 明結(jié) 果由表10-7選取齒寬系數(shù)d=0.5（u+1）a=1.15（3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算 計算小齒輪分度圓直徑 d1t 確定各參數(shù)值1) 試選載荷系數(shù)K=1.32) 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=9.55106P/n1=9.551065.2/960 =5.17104Nmm3) 材料彈性影響系數(shù)由機(jī)械設(shè)計表10-6取 ZE=189.84) 區(qū)域系數(shù) ZH=2.55) 由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。6) 由式1013計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160n1jLh609601（283005）1.382109 N2N1/3.63.841087) 由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN10.93；KHN20.97d1.15T1=5.17104NmmN11.382109 N23.84108計 算 及 說 明結(jié) 果 8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，安全系數(shù)S1，由式（1012）得H10.93600MPa558MPaH20.97550MPa533.5MPa（4）、計算1) 試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入H中較小值d1t=49.06mm2) 計算圓周速度v=2.5m/s3) 計算齒寬b及模數(shù)mtb=d*d1t=149.76mm=49.06mmmt=2.33 mmh=2.25mt=2.252.33mm=5.242mmb/h=49.06/5.242=9.3594) 計算載荷系數(shù)K 已知工作有輕振，所以取KA=1.25，根據(jù)v=2.5m/s,8級精度，由圖108查得動載系數(shù)KV=1.08；H1558MPaH2533.5MPad1t49.06 mmv=2.5m/sb=49.06mmmt=2.33mmh=5.242mmb/h=9.359計 算 及 說 明結(jié) 果由表104用插值法查得8級精度，小齒輪相對軸承對稱布置時， KH=1.013由圖1013查得KF=1.015直齒輪KH=KF=1。故載荷系數(shù) K=KA*KV*KH*KH=1.251.0811.013=1.3685) 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（1010a）得 d1=mm=49.90mm6) 計算模數(shù)m m =mm=2.37 mm（5）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計由式(105)得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為 m1） 確定計算參數(shù)A. 計算載荷系數(shù)K=KA*KV*KF*KF=1.251.0811.015=1.37B. 查取齒型系數(shù)由表105查得YFa1=2.76；YFa2=2.228K=1.819d1=49.90mmm=2.37 mmK=1.37計 算 及 說 明結(jié) 果C. 查取應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得Ysa1=1.56；Ysa2=1.762 D. 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限F1=500Mpa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限F2=380Mpa；由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.856，KFN2=0.892取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-12）F= F1=428Mpa F2=242.11MPaE. 計算大、小齒輪的并加以比較=0.01005=0.01621 大齒輪的數(shù)值大。（6）、設(shè)計計算m=1.65mm對比計算結(jié)果，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.65并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm 按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=49.90mm，算出小齒輪齒數(shù) Z1=d1/m=49.90/2=24.95取Z1=251=428Mpa2=242.11MPa=0.01005=0.01621m1.65mmm=2mmZ1=25計 算 及 說 明結(jié) 果 大齒輪齒數(shù) Z2=3.6x25=90（7）、幾何尺寸計算a) 計算分度圓直徑d1=mZ=225=50 mm d2=mZ1=290=180mmb) 計算中心距a=m （Z1+Z2）=2（25+90）/2=115 mmc) 計算齒輪寬度b= d1d=50 取B2=50mm B1=55mm （8）、結(jié)構(gòu)設(shè)計 大齒輪采用腹板式，如圖10-39（機(jī)械設(shè)計）（二）、減速器外傳動件設(shè)計 (1)、選定齒輪傳動類型、材料、熱處理方式、精度等級。 直齒圓錐齒輪，小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面，小齒輪：45鋼。調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為230HBS；大齒輪：45鋼。正火處理，齒面硬度為190HBS。齒輪精度初選8級(2)、初選主要參數(shù) Z1=26，u=3 Z2=Z1u=263=72 取Z2=90d1=50 mmd2=180mma=115 mmB2=50mm B1=55mmZ1=26u=3 Z2=72計 算 及 說 明結(jié) 果（3）確定許用應(yīng)力 A: 確定極限應(yīng)力和 齒面硬度：小齒輪按230HBS，大齒輪按190HBS 查圖10-21得=580Mpa, =550 Mpa 查圖10-20得=450Mpa, =380MpaB: 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)kHN,kFN N1=60n3jLh =60269.661（283005）=3.883108N2=N1/u=3.883108/3=1.294108查圖1019得kHN1=0.96,kHN2=0.98C：計算接觸許用應(yīng)力 取 由許用應(yīng)力接觸疲勞應(yīng)力公式查圖10-18得kFE1=0.89 kFE2=0.91（4）初步計算齒輪的主要尺寸N1=3.883108N2=1.294108計 算 及 說 明結(jié) 果因為低速級的載荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算按式（1026）試算，即 dt確定各參數(shù)值1) 試選載荷系數(shù)K=1.32) 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=9.55106P/n3=9.551064.9/269.66 =1.74104Nmm3) 材料彈性影響系數(shù)由機(jī)械設(shè)計表10-6取 ZE=189.84）試算小齒輪分度圓直徑d1tdt =47.53mm 5）計算圓周速度 v=0.671m/s因為有輕微震動，查表10-2得KA=1.25。根據(jù)v=0.67m/s,8級精度，由圖108查得動載系數(shù)KV=1.03；T1=1.74104Nmmdt47.53mmv=0.671m/s計 算 及 說 明結(jié) 果 取故載荷系數(shù) K=KA*KV*KH*KH=1.251.0311.2=1.545 6） 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（1010a）得 d1=mm=50.34mm 50.34=42.789mm7） 計算大端模數(shù)m m =mm=1.94 mm（5）、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計 由式(1023) mn確定計算參數(shù)1） 計算載荷系數(shù) 由表10-9查得KHbe=1.25 則KF=1.5 KHbe=1.875K=KAKVKFKF=1.251.0311.875=2.4142）齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)K=1.545d1=50.34mmdm1=42.789mmm=1.94K=2.414計 算 及 說 明結(jié) 果因為齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)按當(dāng)量齒數(shù)算。其中 查表10-5 齒形系數(shù) YFa1=2.57；YFa2=2.06應(yīng)力修正系數(shù) Ysa1=1.60；Ysa2=1.973）計算大、小齒輪的并加以比較=0.01437=0.01643 大齒輪的數(shù)值大。4）設(shè)計計算mn =1.812對比計算結(jié)果，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.812并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm 按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=50.34mm，算出小齒輪齒數(shù) Z1=d1/m=50.34/2=25.17取Z1=25=0.01437=0.01643mn1.812Z1=25計 算 及 說 明結(jié) 果 大齒輪齒數(shù) Z2=3x25=75（7）、幾何尺寸計算1）計算分度圓直徑d1=mZ=225=50 mm d2=mZ1=275=150mm2)計算錐距R=79.063)計算齒輪寬度b= RR=79.06x0.3=23.7 取B2=30mm B1=25mm五、 軸的設(shè)計計算（一）、減速器輸入軸（I軸）1、初步確定軸的最小直徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217-255HBS軸的輸入功率為PI=5.25 KW 轉(zhuǎn)速為nI=960r/min根據(jù)課本P370（15-2）式，并查表15-3，取A0=115d2、求作用在齒輪上的受力Z2=75d1=50 mmd2=150mmR=79.06b=23.7B2=30mm B1=25mmd計 算 及 說 明結(jié) 果 因已知道小齒輪的分度圓直徑為d1=50mm而 Ft1=2067.2NFr1=Ft=752.4N圓周力Ft1，徑向力Fr1的方向如下圖所示。3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1）擬定軸上零件的裝配方案1，5滾動軸承 2軸 3齒輪軸的輪齒段 6密封蓋7軸承端蓋 8軸端擋圈 9半聯(lián)軸器2）確定軸各段直徑和長度從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取=22mm，根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩TC=KATI=1.352.2=67.86Nm，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50141986，選用YL6型凸緣聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長度為l1=52mm,軸段長L1=50mm右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑Ft1=2067.2NFr1=752.4ND1=24mmL1=50mm計 算 及 說 明結(jié) 果 取30mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面的距離為30mm，故取該段長為L2=74mm右起第三段，該段裝有滾動軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6207型軸承，其尺寸為dDB=357217，那么該段的直徑為35mm，長度為L3=20mm右起第四段，為滾動軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取D4=45mm，長度取L4= 22.5mm右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為54mm，分度圓直徑為50mm，齒輪的寬度為55mm，則，此段的直徑為D5=54mm，長度為L5=55mm右起第六段，為滾動軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取D6=45mm 長度取L6= 22.5mm 右起第七段，該段為滾動軸承安裝出處，取軸徑為D7=35mm，長度L7=20mm4、求軸上的的載荷1）根據(jù)軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。水平面的支反力：RA=RB=Ft/2 =1033.6N垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0D2=30mmL2=74mmD3=35mmL3=20mmD4=45mmL4= 22.5mmD5=54mmL5=55mmD6=45mmL6= 22.5mmD7=35mm，L7=18mmRA=RB=1033.6N計 算 及 說 明結(jié) 果 那么RA=RB =Fr/2=376.2N2） 作出軸上各段受力情況及彎矩圖3） 判斷危險截面并驗算強(qiáng)度右起第四段剖面C處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面C為危險截面。已知MeC2=70.36Nm ,由課本表15-1有:-1=60Mpa 則：RA=RB 376.2 N計 算 及 說 明結(jié) 果 e= MeC2/W= MeC2/(0.1D43)=70.361000/(0.1453)=7.72-1右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險截面： e= MD/W= MD/(0.1D13)=35.41000/(0.1243)=25.61 Nm-1 所以確定的尺寸是安全的 。（二）、減速器輸出軸（II軸）1、初步確定軸的最小直徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217-255HBS軸的輸入功率為PI=5.04KW 轉(zhuǎn)速為nI=269.66r/min根據(jù)課本P370（15-2）式，并查表15-3，取A0=115d2、求作用在齒輪上的受力因已知道大齒輪的分度圓直徑為d2=180mm而 Ft1=1963NFr1=Ft=714.5N圓周力Ft1，徑向力Fr1的方向如下圖所示。dFt1=1963NFr1=714.5N計 算 及 說 明結(jié) 果 3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1）擬定軸上零件的裝配方案1，5滾動軸承 2軸 3齒輪 4套筒 6密封蓋7鍵 8軸承端蓋 9軸端擋圈 10半聯(lián)軸器2）確定軸各段直徑和長度從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取32mm，根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩TC=KAT=1.3178.45=231.99N.m，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50141985，選用HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長度為l1=82mm,軸段長L1=80mm右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取40mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面的距離為30mm，故取該段長為L2=74mm右起第三段，該段裝有滾動軸承，選用深溝球軸承，則D1=32mmL1=80D2=40mmL2=74mm計 算 及 說 明結(jié) 果 軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6209型軸承，其尺寸為dDB=458519，那么該段的直徑為45mm，長度為L3=41mm右起第四段，該段裝有齒輪，并且齒輪與軸用鍵聯(lián)接，直徑要增加5%，大齒輪的分度圓直徑為180mm，則第四段的直徑取50mm,齒輪寬為b=50mm，為了保證定位的可靠性，取軸段長度為L4=48mm右起第五段，考慮齒輪的軸向定位,定位軸肩，取軸肩的直徑為D5=56mm ,長度取L5=6mm右起第六段，為滾動軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取D6=60mm 長度取L6= 20mm 右起第七段，該段為滾動軸承安裝出處，取軸徑為D7=45mm，長度L7=19mm4、求軸上的的載荷1）根據(jù)軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。水平面的支反力：RA=RB=Ft/2 =981.5N垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0那么RA=RB =Fr/2=357.25N4） 作出軸上各段受力情況及彎矩圖D3=45mmL3=41mmD4=50mmL4=48mmD5=56mmL5=6mm D6=60mmL6= 20mmD7=45mm，L7=19mmRA=RB=Ft/2 =981.5NRA=RB =357.25N計 算 及 說 明結(jié) 果5） 判斷危險截面并驗算強(qiáng)度右起第四段剖面C處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面C為危險截面。已知MeC2=121.83Nm ,由課本表15-1有:-1=60Mpa 則：e= MeC2/W= MeC2/(0.1D43)計 算 及 說 明結(jié) 果 =124.831000/(0.1503)=9.75-1右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險截面： e= MD/W= MD/(0.1D13)=1061000/(0.1323)=32.35Nm-1 所以確定的尺寸是安全的 。六、 箱體的設(shè)計1. 窺視孔和窺視孔蓋在減速器上部可以看到傳動零件嚙合處要開窺視孔，以便檢查齒面接觸斑點和赤側(cè)間隙，了解嚙合情況。潤滑油也由此注入機(jī)體內(nèi)。窺視孔上有蓋板，以防止污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)和潤滑油飛濺出來。2. 放油螺塞減速器底部設(shè)有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞賭注。3. 油標(biāo)油標(biāo)用來檢查油面高度，以保證有正常的油量。油標(biāo)有各種結(jié)構(gòu)類型，有的已定為國家標(biāo)準(zhǔn)件。4. 通氣器減速器運轉(zhuǎn)時，由于摩擦發(fā)熱，使機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤滑油從縫隙向外滲漏。所以多在機(jī)蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器，使機(jī)體內(nèi)熱漲氣自由逸出，達(dá)到集體內(nèi)外氣壓相等，提高機(jī)體有縫隙處的密封性能。計 算 及 說 明結(jié) 果5. 啟蓋螺釘機(jī)蓋與機(jī)座結(jié)合面上常涂有水玻璃或密封膠，聯(lián)結(jié)后結(jié)合較緊，不易分開。為便于取蓋，在機(jī)蓋凸緣上常裝有一至二個啟蓋螺釘，在啟蓋時，可先擰動此螺釘頂起機(jī)蓋。在軸承端蓋上也可以安裝啟蓋螺釘，便于拆卸端蓋。對于需作軸向調(diào)整的套環(huán)，如裝上二個啟蓋螺釘，將便于調(diào)整。6. 定位銷為了保證軸承座孔的安裝精度，在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓聯(lián)結(jié)后，鏜孔之前裝上兩個定位銷，孔位置盡量遠(yuǎn)些。如機(jī)體結(jié)構(gòu)是對的，銷孔位置不應(yīng)該對稱布置。7. 調(diào)整墊片調(diào)整墊片由多片很薄的軟金屬制成，用一調(diào)整軸承間隙。有的墊片還要起調(diào)整傳動零件軸向位置的作用8. 環(huán)首螺釘、吊環(huán)和吊鉤在機(jī)蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊環(huán)或吊鉤，用以搬運或拆卸機(jī)蓋。9. 密封裝置 在伸出軸與端蓋之間有間隙，必須安裝密封件，以防止漏油和污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。密封件多為標(biāo)準(zhǔn)件，其密封效果相差很大，應(yīng)根據(jù)具體情況選用。箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇如下表：計 算 及 說 明結(jié) 果 名稱符號尺寸（mm）機(jī)座壁厚10機(jī)蓋壁厚110機(jī)座凸緣厚度b15機(jī)蓋凸緣厚度b 115機(jī)座底凸緣厚度b 225地腳螺釘直徑df20地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d116機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d212軸承端蓋螺釘直徑d310窺視孔蓋螺釘直徑d48定位銷直徑d8df，d1, d2至外機(jī)壁距離C128, 24, 20df，d1, d2至凸緣邊緣距離C224, 20，16軸承旁凸臺半徑R112, 8凸臺高度h 根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)外機(jī)壁至軸承座端面距離l1 35大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離112齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離2 20機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1 ,m28， 8軸承端蓋外徑D290， 105軸承端蓋凸緣厚度t 10軸承旁聯(lián)接螺栓距離S盡量靠近，以Md1和Md2互不干涉為準(zhǔn)，一般s=D2七、 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算1.輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d3=50mm L3=48mm T=178.45Nm查手冊 選用A型平鍵A鍵 1610 GB1096-2003 L=L1-b=48-16=32mm根據(jù)課本（6-1）式得計 算 及 說 明結(jié) 果p=4 T/(dhL)=4176.671000/（161032）=138.02Mpa R (150Mpa)2. 輸入軸與聯(lián)軸器1聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d2=24mm L2=50mm T=51.68Nm查手冊 選C型平鍵 GB1096-2003B鍵87 GB1096-79l=L2-b=50-8-2=40mm h=7mmp=4 T/（dhl）=451.681000/（8740）= 92.28Mpa p (150Mpa)3. 輸出軸與聯(lián)軸器2聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d2=32mm L2=80mm T=176.67Nm查手冊 選C型平鍵 GB1096-2003C鍵108 GB1096-79l=L2-b=80-10=70mm h=8mmp=4 T/（dhl）=4176.671000/（10870）= 126.2Mpa p (150Mpa)計 算 及 說 明結(jié) 果八、 滾動軸承的選擇及計算根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命Lh=283005=24000小時1.輸入軸的軸承設(shè)計計算（1）初步計算當(dāng)量動載荷P 因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=752.4N（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值 （3）選擇軸承型號選擇6207軸承 Cr=19.8KN預(yù)期壽命足夠此軸承合格2.輸入軸的軸承設(shè)計計算（1）初步計算當(dāng)量動載荷P 因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=714.5N計 算 及 說 明結(jié) 果 （2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值 （3）選擇軸承型號選擇6209軸承 Cr=24.5KN預(yù)期壽命足夠此軸承合格九、 聯(lián)連軸器的選擇（1）類型選擇 由于兩軸相對位移很小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡單，對緩沖要求不高，故選用彈性柱銷聯(lián)軸器或凸緣聯(lián)軸器。 （2）載荷計算計算轉(zhuǎn)矩TC2=KAT=1.3176.67=229.67Nm， TC1=KAT=1.351.68=67.19Nm，其中KA為工況系數(shù)，KA=1.3（3）型號選擇根據(jù)TC2，軸徑d2，軸的轉(zhuǎn)速n2， 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50141985，輸出軸選用HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其額定轉(zhuǎn)矩T=315Nm, 許用轉(zhuǎn)速n=5600r/m ,故符合要求。根據(jù)TC1，軸徑d1，軸的轉(zhuǎn)速n1， 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 58431985，輸入軸選用YL6型凸緣聯(lián)器，其額定轉(zhuǎn)矩T=100Nm, 許用轉(zhuǎn)速n=5200r/m ,故符合要求。十、減速器附件的選擇通氣器由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M181.5油面指示器選用游標(biāo)尺M(jìn)16起吊裝置采用箱蓋吊耳、箱座吊耳放油螺塞選用外六角油塞及墊片M161.5十一、潤滑與密封一、 齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為35mm。二、 滾動軸承的潤滑由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。三、 潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤滑油。四、 密封方法的選取選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實現(xiàn)密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。十二、設(shè)計小結(jié)機(jī)械課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)機(jī)械課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練,因此,它在我大學(xué)生活中占有重要的地位。 我的題目是螺旋輸送機(jī)上用的單級蝸桿減速器，對于我們這些新手來說，這是很大的考驗，我一千次一萬次的問自己，怎么才能找到課堂所學(xué)與實際應(yīng)用的最佳結(jié)合點？怎么才能讓自己的設(shè)計在篇幅上簡單，在使用價值上豐富？怎樣讓自己的業(yè)余更近專業(yè)？怎樣讓自己的計劃更具有序性，而不會忙無一用？機(jī)會是老師，學(xué)校，以及無數(shù)代教育工作者給的，而能力是自己的，耐性是需要的。經(jīng)過自己的琢磨，聽取了學(xué)姐，學(xué)長們的建議，還查閱了很多書籍，才做到了心中有數(shù)，才了解了機(jī)械課程設(shè)計的真正用意培養(yǎng)自學(xué)能力，養(yǎng)成程序編輯的好習(xí)慣。我從來不相信車到山前必有路的說法，認(rèn)為那只是懶惰者自尋懶惰的借口，我要積極，要把握，要努力。我們自己能做到的僅此而已，因為人力也有所不能及。就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己的大學(xué)學(xué)習(xí)情況做出總結(jié),同時為將來工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后自己的研究生生活打下一個良好的基礎(chǔ)。但是這次課程設(shè)計的確顯得有點心有余而力不足:首先是自己的心態(tài)問題,輕視這次課程設(shè)計,以為可以像以前一樣輕輕松松地通過,其次就是基本知識問題,由于以前上課不太認(rèn)真，結(jié)果就落下了很大一截,自己很想好好的把它補(bǔ)上來,但一直沒補(bǔ)上來,說起這事情自己心里不免有些慚愧!從而就這樣,自己面對課程設(shè)計困難重重,在一次又次的打擊與挫折下,自己心里不免有點不滿起來,然而現(xiàn)實就是現(xiàn)實,沒辦法,課程設(shè)計是必須完成的.雖然自己心里有這樣的失敗感,但在外人看來,我就是行,結(jié)果自己只能強(qiáng)迫自己去前進(jìn)!然而自己心里怎么也沒有高興感!結(jié)果拿去給老師檢查的時候,也許一兩次還可以接受,但是在需要面對改正錯誤四五次的時候自己的心里不免郁悶和煩躁,同時也存在一定的不滿,但是從這次設(shè)計也可以看出一些問題:1.心態(tài):應(yīng)該保持認(rèn)真的態(tài)度,堅持冷靜獨立的解決問題2.基本:認(rèn)真學(xué)好基本知識,扎實自己的基本知識,使面對問題時不會遇到很多挫折,從而打擊自己的信心,結(jié)果使自己很浮躁,越來越不想搞這設(shè)計,故應(yīng)該好好學(xué)習(xí)基本知識,一步一步的來,不要急功近利!3.樹立自己的良好形象,樂觀的面對生活,堅持自己的想法和意識,也許老師和他人對你的要求高一些就不要抱怨,因為那時是對你好,使你更好的發(fā)展,滿足老師及他們廣告的要求!在這次課程設(shè)計過程中，我學(xué)到了很多人生的哲理，懂得怎么樣去制定計劃，怎么樣去實現(xiàn)這個計劃，并掌握了在執(zhí)行過程中怎么樣去克服心理上的不良情緒，黑夜過去了，我們收獲的是黎明。在本次設(shè)計中，給我印象最為深刻的是軸的選用上和校核上的問題，它將是我成功的關(guān)鍵。老天不會讓我太過順利，他在這最后的時刻設(shè)置的障礙，是要考驗我的能力。在這個問題的解決上，我打了退堂鼓，我不能忍受長時間的無功而反，時間正在消磨我的意志。最后我還是鼓起勇氣，到處問，到處查資料，黃天不負(fù)有心人，在機(jī)械設(shè)計手冊上，我終于找到了該要的公式和知識點，然后對照書本，把整根軸的結(jié)構(gòu)全部設(shè)計出來了，心中無比的興奮?？偟恼f來,雖然在這次設(shè)計中自己學(xué)到了很多的