一級直齒減速器課程設(shè)計.doc

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機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書 單級圓柱直齒齒輪減速器 一、目的任務(wù) 1、通過機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計，綜合運用機(jī)械設(shè)計課程和其他有關(guān)先修課程的理論和實際知識，使所學(xué)知識進(jìn)一步鞏固、深化和發(fā)展。 2、讓學(xué)生了解機(jī)械設(shè)計的基本過程、一般方法和設(shè)計思路，能夠初步根據(jù)要求進(jìn)行傳動裝置的方案設(shè)計和主要傳動零件的設(shè)計，并繪制總裝配圖和主要零件工作圖。 3、培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想和分析問題、解決問題的能力。 4、培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計的基本技能，如：計算、繪圖、查閱設(shè)計資料與手冊，熟悉設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。 5、為今后的畢業(yè)設(shè)計和工作打下良好的基礎(chǔ)。 二、設(shè)計內(nèi)容 1．已知條件： 1）帶式運輸機(jī)傳動系統(tǒng)示意圖： 2）工作條件：單向運轉(zhuǎn)，輕微振動，空載啟動，兩班制（每班8小時），使用年限10年，每年250天，允許滾筒轉(zhuǎn)速誤差為5%。 3）原始數(shù)據(jù)： 組別 卷筒圓周拉力F(N) 卷筒轉(zhuǎn)速n(r/min) 卷筒直徑D(mm) 46 3600 260 280 2．設(shè)計內(nèi)容 完成傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制傳動系統(tǒng)的裝配圖和主要零件工作圖，編寫設(shè)計說明書。 三、時間安排 本次課程設(shè)計大體可按以下幾個步驟及進(jìn)度進(jìn)行： 1、設(shè)計準(zhǔn)備（約占總設(shè)計時間的5％） 閱讀設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計要求，工作條件，內(nèi)容和步驟；通過參觀或減速器拆裝實驗，了解設(shè)計對象；閱讀有關(guān)資料，明確進(jìn)行課程設(shè)計的方法，并初步擬定設(shè)計計劃。 2、傳動裝置的總體設(shè)計（約占總設(shè)計時間的10％） 分析和選定傳動裝置的方案（已給定）；選擇電動機(jī)；確定總傳動比分配和各級傳動比；計算各軸的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩和功率；畫傳動裝置方案簡圖。 3、傳動零件的設(shè)計計算（約占總設(shè)計時間的10％） 傳動零件的設(shè)計及幾何尺寸的計算（主要包括：帶傳動、齒輪傳動等）。 4、裝配工作草圖的繪制及軸、軸承、箱體等零部件的設(shè)計（約占總設(shè)計時間的35％） （1）軸的設(shè)計及強(qiáng)度計算（包括聯(lián)軸器的選擇和鍵的選擇）。 （2）滾動軸承的選擇、壽命校核及組合設(shè)計。 （3）減速器的潤滑和密封。 （4）箱體的設(shè)計及減速器附件設(shè)計（窺視孔蓋和窺視孔、放油螺塞、油標(biāo)、通氣器、啟蓋螺釘、定位銷、吊環(huán)或吊鉤等）。 5、裝配圖的繪制（約占總設(shè)計時間的15％） 6、零件工作圖的繪制（約占總設(shè)計時間的5％） 7、編寫設(shè)計說明書(約占總設(shè)計時間的15％ ) 8、整理、檢查、修改設(shè)計資料，答辯、上交設(shè)計資料（約占總設(shè)計時間的5％） 四、設(shè)計工作要求 每個學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)，完成整個設(shè)計，答辯并上交以下資料： 1、減速器裝配圖一張（A1圖紙，手繪）。 2、零件工作圖一張（齒輪或軸）（A3圖紙，機(jī)繪）。 3、設(shè)計計算說明書一份（封面及內(nèi)容書寫格式要規(guī)范）。 4、將圖紙裝訂在說明書后面，一起裝訂成冊。 五、成績評定 (1) 考核方式 根據(jù)學(xué)生課題設(shè)計平時的工作態(tài)度、設(shè)計方案、圖紙及設(shè)計說明書的質(zhì)量、獨立完成工作能力，設(shè)計完成后應(yīng)進(jìn)行答辯，對設(shè)計進(jìn)行總結(jié)。指導(dǎo)教師應(yīng)引導(dǎo)同學(xué)對設(shè)計中的問題進(jìn)行研討，直至得出正確答案。同時考察同學(xué)的理論設(shè)計能力。課程設(shè)計成績應(yīng)根據(jù)上交設(shè)計成果的質(zhì)量、平時成績和答辯成績綜合評定。 按照優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五級分制考核評定。 (2) 成績評定標(biāo)準(zhǔn) 序號 項目 項目內(nèi)容 評分標(biāo)準(zhǔn) 100～90（優(yōu)） 89～ 80（良） 79～70（中） 69～60 （及格） <60 （不及格） １ 出勤 出勤與遵守紀(jì)律的情況 全勤、無請假和遲到早退 無遲到早退，有病事假 教師點名一次不到 教師點名二次不到 教師點名三次不到 ２ 工作量 完成設(shè)計任務(wù)的比例 按設(shè)計任務(wù)書要求完成所有的工作量 基本按設(shè)計任務(wù)書要求完成工作量 能完成所有的工作量，部分不能滿足設(shè)計任務(wù)書要求 能完成所有的工作量，但不能滿足設(shè)計任務(wù)書要求 不能完成工作量或完全不滿足設(shè)計任務(wù)書要求 ３ 設(shè)計能力 綜合運用理論知識，計算機(jī)技能和外語的能力；獨立思考和處理工程實際問題的能力 在問題研究中有綜合運用專業(yè)知識以及計算機(jī)、英語等各方面的能力，有獨到的個人見解，學(xué)術(shù)性較強(qiáng) 有運用專業(yè)理論以及計算機(jī)、英語等各方面能力；有較好的理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識，有一定的個人見解和學(xué)術(shù)性 基礎(chǔ)知識和綜合能力一般，但能獨立完成設(shè)計、能從個人角度分析和解決問題 基礎(chǔ)知識和綜合能力較差，經(jīng)過努力可在教師指導(dǎo)下完成設(shè)計，無明顯的個人見解 缺乏應(yīng)有的專業(yè)基礎(chǔ)知識和綜合能力，不能獨立完成設(shè)計，結(jié)論觀點有錯誤，或有抄襲部分的行為 ４ 回答問題 設(shè)計中回答指導(dǎo)教師的提問的正確性和全面性 全面、正確回答出教師所提的問題 回答問題基本正確而且比較全面 能回答出教師所提的問題，大部分回答正確 所提的部分問題不能回答或回答錯誤 不能回答教師所提問題 ５ 設(shè)計說明書和圖紙的質(zhì)量 文字表達(dá)、圖、表和說明書質(zhì)量 理論分析準(zhǔn)確，邏輯嚴(yán)密，層次清楚，結(jié)構(gòu)合理，語言流暢，圖表清晰、正確；設(shè)計說明書格式符合要求，打印清晰漂亮，無錯別字，達(dá)到正式出版物水平 理論分析恰當(dāng)，條理清楚，層次比較清楚，語言通順。能用圖表反映問題。說明書格式基本符合要求，有個別錯誤，打印清楚，基本達(dá)到正式出版物水平 條理清楚，有一定的分析能力和說服力，有少許語病。說明書內(nèi)容提要和正文基本符合要求，但注釋和參考文獻(xiàn)格式不規(guī)范，打印基本清晰 內(nèi)容陳述較為清楚，但分析不夠，個別地方語言不通順。圖表有錯誤；正文基本規(guī)范，但不符合學(xué)校規(guī)定的要求 分析能力差，論證不準(zhǔn)確，材料簡單堆砌。缺少圖表，語言不準(zhǔn)確，格式不規(guī)范，打印不清晰 六、參考文獻(xiàn) 1、龍振宇主編. 機(jī)械設(shè)計. 機(jī)械工業(yè)出版社，2002年 2、汝元功，唐照民主編. 機(jī)械設(shè)計手冊. 高等教育出版社，1995年 3、周元康，林昌華等編著，機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指書. 重慶大學(xué)出版社，2001年 4、其它《機(jī)械設(shè)計》、《機(jī)械設(shè)計手冊》及《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》等書籍。 目 錄 第一章 設(shè)計要求 1 1.1 原始數(shù)據(jù) 1 1.2 工作條件 1 1.3 傳動系統(tǒng)示意圖 1 第二章 電動機(jī)選定及各傳動軸的計算 2 2.1 電動機(jī)的選擇 2 2.1.1選擇電動機(jī)類型 2 2.1.2 選擇電動機(jī)容量 2 2.1.3 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 2 2.1.4 選定電動機(jī) 3 2.2 傳動裝置的總傳動比及其分配 3 2.2.1 計算總傳動比 3 2.2.2 分配各級傳動比 3 2.3 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 3 2.3.1 各軸轉(zhuǎn)速n 3 2.3.2 各軸輸入功率P 4 2.3.3 各軸輸出轉(zhuǎn)矩 4 第三章 帶傳動設(shè)計計算 5 3.1 V帶傳動參數(shù)計算 5 3.1.1 V帶帶型選擇 5 3.1.2 大、小帶輪基準(zhǔn)直徑確定及帶速驗算 5 3.1.3 確定V帶基準(zhǔn)長度和中心距a 5 3.1.4 驗算小帶輪上包角 6 3.1.5 計算帶的根數(shù) 6 3.2 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 6 第四章 齒輪設(shè)計計算 7 4.1 選擇齒輪精度等級、材料及齒數(shù) 7 4.1.1 齒輪精度選擇 7 4.1.2 齒輪材料選擇 7 4.1.3 齒輪齒數(shù)確定 7 4.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 7 4.2.1 試算分度圓直徑 7 4.2.2 調(diào)整小齒輪分度圓直徑 8 4.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計 9 4.3.1 試算模數(shù) 9 4.3.2 調(diào)整齒輪模數(shù) 10 4.4 齒輪相關(guān)數(shù)據(jù)計算 11 4.4.1 齒輪的幾何尺寸計算 11 4.4.2 齒輪受力分析 12 第五章 傳動軸的設(shè)計計算 13 5.1 輸出軸設(shè)計計算 13 5.1.1 計算輸出軸最小直徑 13 5.1.2 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 13 5.2 輸入軸設(shè)計計算 14 5.2.1 計算輸入軸最小直徑 14 5.2.2 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 15 第六章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇及校驗計算 17 6.1 軸承的確定及校核 17 6.1.1 對輸出軸上滾動軸承進(jìn)行壽命校核 17 6.1.2 對輸入軸上滾動軸承進(jìn)行壽命校核 17 6.2 鍵的選用和校核 18 6.2.1 輸出軸上鍵的選用與校核 18 6.2.2 輸入軸上鍵的選用與校核 18 6.3 聯(lián)軸器的校核 18 第七章 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸確定 20 設(shè) 計 總 結(jié) 22 參 考 文 獻(xiàn) 23 第1章 設(shè)計要求 1.1 原始數(shù)據(jù) 根據(jù)設(shè)計要求，帶式運輸機(jī)原始設(shè)計參數(shù)如表1-1所示。 表1-1 設(shè)計參數(shù) 卷筒圓周拉力F(N) 卷筒轉(zhuǎn)速n(r/min) 卷筒直徑D(mm) 3600 260 280 1.2 工作條件 單向運轉(zhuǎn)，輕微振動，空載啟動，兩班制（每班8小時），使用年限10年，每年250天，允許滾筒轉(zhuǎn)速誤差為5%。 1.3 傳動系統(tǒng)示意圖 帶式運輸機(jī)的傳動系統(tǒng)示意如圖1-1所示 圖1-1 傳動系統(tǒng)示意圖  第2章 電動機(jī)選定及各傳動軸的計算 2.1 電動機(jī)的選擇 2.1.1選擇電動機(jī)類型 選用Y型全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)，其具有防止灰塵或其他雜物侵入的特點?？刹捎萌珘夯蚪祲簡?。 2.1.2 選擇電動機(jī)容量 工作機(jī)所需功率為 （2-1） 輸送帶速度 （2-2） 式中：——工作機(jī)阻力，N ——卷筒直徑，mm ——卷筒轉(zhuǎn)速，r/min 由式（2-1）（2-2）計算出工作機(jī)所需功率 電動機(jī)所需輸出功率為 （2-3） 式中： ——電動機(jī)到工作機(jī)總效率 參考“機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[1]”表2.4，確定各部分傳動效率為:V帶傳動效率，滾動軸承傳動效率（一對），齒輪轉(zhuǎn)動效率，聯(lián)軸器傳動效率，根據(jù)帶式運輸機(jī)工作機(jī)的類型，可取工作機(jī)效率；代入得 計算出電機(jī)所需功率為 由于電動機(jī)額定功率需大于電動機(jī)所需功率，參考“機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[1]”表20.1，選定電動機(jī)額定功率。 2.1.3 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 參考“機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[1]”表2.1，知V帶傳動的傳動比推薦范圍為2～4，單級圓柱齒輪傳動比范圍為3～6。 故總傳動比推薦范圍為。 已知卷筒工作轉(zhuǎn)速，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速的推薦范圍為。 2.1.4 選定電動機(jī) 參照推薦數(shù)值，根據(jù)電動機(jī)額定功率與電動機(jī)推薦轉(zhuǎn)速范圍，參考“機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[1]”表20.1，選擇電動機(jī)型號為Y160L—2。其相關(guān)參數(shù)如表2-1。 表2-1 電動機(jī)型號及相關(guān)參數(shù) 電動機(jī)型號 額定功率（kw） 電動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） 堵載轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 滿載轉(zhuǎn)速 同步轉(zhuǎn)速 Y160L—2 18.5 2930 3000 2.0 2.2 2.2 傳動裝置的總傳動比及其分配 2.2.1 計算總傳動比 由電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和卷筒軸轉(zhuǎn)速確定傳動裝置總傳動比為： 2.2.2 分配各級傳動比 對各級傳動比的取值應(yīng)在推薦值范圍內(nèi)，不應(yīng)超過最大值；且為了使各級傳動機(jī)構(gòu)外輪廓尺寸不過大，要保證各級傳動尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)均勻合理。 由于總傳動比等于V帶傳動比與減速器齒輪傳動比的乘積，分配傳動比時要考慮V帶滑動率及齒輪齒數(shù)的取值，綜合考慮于是對V帶傳動比取值，則減速器齒輪傳動比。 2.3 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 2.3.1 各軸轉(zhuǎn)速n 如圖1.1所示傳動裝置中各軸轉(zhuǎn)速為 由上可知滾筒實際轉(zhuǎn)速為，其轉(zhuǎn)速誤差在5%范圍內(nèi)，滿足設(shè)計中工作條件要求。 2.3.2 各軸輸入功率P 各軸輸入功率分別為 2.3.3 各軸輸出轉(zhuǎn)矩 傳動系統(tǒng)中各軸轉(zhuǎn)矩為 表2-2 傳動裝置運動動力參數(shù) 將以上計算結(jié)果列于表2-2中 功率P（kw） 轉(zhuǎn)速n（r/min） 轉(zhuǎn)矩T（Nm） 傳動比 電動機(jī) 18.5 2930 60.30 Ⅰ軸 17.76 1162.70 145.87 2.52 Ⅱ軸 16.88 260.11 619.75 4.47  第3章 帶傳動設(shè)計計算 3.1 V帶傳動參數(shù)計算 已知電動機(jī)功率，轉(zhuǎn)速。 3.1.1 V帶帶型選擇 根據(jù)設(shè)計要求，帶式運輸機(jī)工況為“兩班制（每班8小時）”投入生產(chǎn)，輕載啟動。由“機(jī)械設(shè)計[2]”表8-8，查得工作情況系數(shù)，故計算功率 根據(jù)、由圖8-11選用B型V帶。 3.1.2 大、小帶輪基準(zhǔn)直徑確定及帶速驗算 參考表8-9[2]，取小帶輪基準(zhǔn)直徑。由已知V帶傳動比，計算得大帶輪基準(zhǔn)直徑，查表取實際基準(zhǔn)直徑。 由式（8-14）[2]計算V帶傳動滑動率值接近于0，滿足帶傳動中對滑動率的要求，即滑動率，因此大小帶輪基準(zhǔn)直徑的取值符合要求。 計算帶速 因為，故帶速合適。 3.1.3 確定V帶基準(zhǔn)長度和中心距a 根據(jù)式（3-1）初選帶傳動中心距 （3-1） 式中：——初選的帶傳動中心距，mm 于是初定中心距。 計算帶所需基準(zhǔn)長度 由表8-2[2]，選帶標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)長度為。 計算實際中心距a 由式（3-2）計算帶傳動中心距變動范圍 （3-2） 計算出中心距變動范圍可在之間。 3.1.4 驗算小帶輪上包角 根據(jù)大小帶輪基準(zhǔn)直徑以及實際中心距確定小帶輪上包角，得 因為，因此帶輪參數(shù)選擇合理。 3.1.5 計算帶的根數(shù) 由和，查表8-4[2]，得。 根據(jù)，和帶型為B型帶，查表8-5得。查表8-6[2]，用插值法取，表8-2[2]，得，于是 最后計算V帶的根數(shù)z 取6根 3.2 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)。因為大帶輪基準(zhǔn)直徑，所以采用輪輻式，其結(jié)構(gòu)樣式可查“機(jī)械設(shè)計[2]”圖8-14。 V帶輪輪轂寬度與其輪槽有關(guān)，由V帶帶型為B型查表8-11[2]，可知輪轂寬度，其中，，于是求得。  第4章 齒輪設(shè)計計算 4.1 選擇齒輪精度等級、材料及齒數(shù) 4.1.1 齒輪精度選擇 對直齒圓柱齒輪的壓力角取20，齒輪精度為7級。 4.1.2 齒輪材料選擇 由表10-1[2]，選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），強(qiáng)度極限，屈服極限,齒面硬度280HBS；大齒輪材料45鋼（調(diào)質(zhì)），強(qiáng)度極限,屈服極限,齒面硬度240HBS。 4.1.3 齒輪齒數(shù)確定 為使結(jié)構(gòu)緊湊，齒數(shù)和盡可能選小，最小齒輪齒數(shù)要滿足：。 取小齒輪齒數(shù)，已知減速器齒輪傳動比，則大齒輪齒數(shù)，取。 4.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 4.2.1 試算分度圓直徑 由式（4-1）對小齒輪分度圓直徑進(jìn)行試算 （4-1） 1、確定公式中各參數(shù)值 ①試選接觸疲強(qiáng)度計算用載荷系數(shù)。 ②計算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 ③由表10-7[2]選取齒寬系數(shù) ④齒數(shù)比 ⑤由圖10-20[2]查得區(qū)域系數(shù) ⑥由表10-5[2]查得材料的彈性影響系數(shù) ⑦計算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù) ⑧計算接觸疲勞許用應(yīng)力 由圖10-25d[2]查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為、 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由圖10-23[2]查取接觸疲勞壽命系數(shù)、 取失效概率為1%、安全系數(shù),于是得 取較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力 2、 試算小齒輪分度圓直徑 4.2.2 調(diào)整小齒輪分度圓直徑 1、計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 ①圓周速度 ②齒寬 2、 計算實際載荷系數(shù) ①由工作條件查表10-2[2]得使用系數(shù) ②根據(jù)、7級精度，由圖10-8[2]查得動載系數(shù) ③計算齒輪圓周力 查表10-3[2]得齒間載荷分配系數(shù) ④由表10-4[2]用插值法查得,得到實際載荷系數(shù) 3、 按實際載荷系數(shù)算得分度圓直徑 4.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計 4.3.1 試算模數(shù) 由式（4-2）對齒輪模數(shù)進(jìn)行試算 （4-2） 1、確定公式中各參數(shù)值 ①試選勞彎曲疲勞強(qiáng)度計算用載荷系數(shù)。 ②計算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù) ③計算 由圖10-17[2]查得齒形系數(shù)， 由圖10-18[2]查得應(yīng)力修正系數(shù)， 由圖10-24c[2]查得小齒輪和大齒輪齒根彎曲疲勞極限分別為、。 由圖10-22[2]查得彎曲疲勞壽命系數(shù)、。 取彎曲疲勞安全系數(shù)，于是得 因為大齒輪的大于小齒輪，所以取 2、試算模數(shù) 4.3.2 調(diào)整齒輪模數(shù) 1、計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 ①圓周速度v ②齒寬b ③寬高比 2、計算實際載荷系數(shù) ①根據(jù)，7級精度，由圖10-8[2]查得動載系數(shù)。 ②由， ，查表10-3[2]得齒間載荷分配系數(shù)。 ③由表10-4[2]用插值法查得，結(jié)合查圖10-13[2]，得。 則載荷系數(shù)為 3、按實際載荷系數(shù)計算齒輪模數(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，因此齒輪模數(shù)的設(shè)計按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計算。按實際載荷系數(shù)計算出的齒輪模數(shù)，就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。 按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)。 取，則大齒輪齒數(shù)為 取，與互為質(zhì)數(shù)。 4.4 齒輪相關(guān)數(shù)據(jù)計算 4.4.1 齒輪的幾何尺寸計算 1、 計算分度圓直徑 2、計算中心距 3、 計算齒輪寬度 齒輪設(shè)計齒寬 考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計齒寬b和節(jié)省材料，一般將小齒輪加寬5～10mm，即 取，而使大齒輪齒寬等于設(shè)計齒寬，即。 對大、小齒輪各參數(shù)進(jìn)行匯總，如表4-1。 表4-1 齒輪參數(shù)匯總 齒數(shù)z 模數(shù)m 分度圓直徑d（mm） 齒寬b（mm） 中心距（mm） 小齒輪 27 3 81 88 222 大齒輪 121 363 81 4.4.2 齒輪受力分析 大小齒輪的受力分析如圖4-1所示 圖4-1直齒圓柱齒輪輪齒受力分析 對小齒輪的受力分析： 切向力： 徑向力： 對大齒輪的受力分析： 切向力： 徑向力：  第5章 傳動軸的設(shè)計計算 5.1 輸出軸設(shè)計計算 5.1.1 計算輸出軸最小直徑 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件對最小軸徑進(jìn)行設(shè)計。因為傳動軸可能還受有不大彎矩，在設(shè)計時可降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力予以考慮。 對傳動軸最小直徑的計算有 （5-1） 式中：——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa P——軸傳動的功率，kw N——軸的轉(zhuǎn)速，r/min 選取軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3[2]軸常用幾種材料的及值，取。于是得 由于該軸上有一個鍵槽，因此值應(yīng)增大5%～7%，故 5.1.2 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1、擬定軸上零件裝配簡圖如圖5-1。 圖5-1 輸出軸零件裝配簡圖 2、 根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段直徑和長度 （1） 對于輸出軸，右端軸直徑應(yīng)與半聯(lián)軸器相配合且不得小于。根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩，查“機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計[3]”表6-96及表6-97，選用J型聯(lián)軸器YL11，選用軸孔直徑為，于是取，因其軸孔長度為，因此。 （2）由于軸段右端制有軸肩且要安裝軸承端蓋，參考表6-85[3]，取；由于在軸段要安裝軸承端蓋，軸承端蓋總深度取為（由減速器及軸承端蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計而定），取端蓋外端面與半聯(lián)軸器左端面間距離，故取。 （3）對軸段裝配的滾動軸承，選用角接觸球軸承，參考表6-66[3]，其型號為7015C，尺寸為，于是軸段直徑，因為軸段采用相同滾動軸承，則；軸環(huán)的寬度要大于1.4倍軸肩高度，于是??；確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取；取箱體內(nèi)壁距軸環(huán)右端面，則。 （4）軸段上裝配有大齒輪，其齒寬，為了使套筒端面更可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故??；其直徑應(yīng)小于軸承安裝直徑，則取，對按軸肩設(shè)計可取。 （5）為使大齒輪盡量布置在兩軸承中心位置，得。 表5-1 輸出軸各段直徑及長度 至此，已初步確定軸的各段直徑和長度如表5-1。 - 3、確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表15-2[2] ，對軸徑在之間的，取或為1.2～1.6；對軸徑在之間的，取或為2.0。 5.2 輸入軸設(shè)計計算 5.2.1 計算輸入軸最小直徑 輸入軸選用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取，由式（5-1）對輸出軸最小直徑的計算有 由于該軸上有一個鍵槽，因此值應(yīng)增大5%～7%，故 5.2.2 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1、擬定軸上零件裝配簡圖如圖5-2。 圖5-2 輸入軸零件裝配簡圖 2、根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段直徑和長度 （1）對于輸入軸，按計算得到的最小軸徑取軸段直徑；由于軸段需要裝配軸承且軸段左端需制出一軸肩，按許用設(shè)計軸徑及軸承內(nèi)徑考慮，取軸段直徑，于是；由于軸段需裝配軸承端蓋，參考“機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計[3]”表6-85，取軸段直徑；對齒輪安裝的軸段，其直徑應(yīng)小于軸承安裝直徑，則取，對按軸肩設(shè)計可取。 （2）軸段上裝配有小齒輪，其齒寬，為了使套筒端面更可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故??；為使大小齒輪對中安置，則；軸環(huán)的寬度要大于1.4倍軸肩高度，于是?。挥奢敵鲚S尺寸得到 （3）由于軸段為裝配大帶輪，由本文3.2節(jié)內(nèi)容可知大帶輪輪轂寬度為，為便于帶輪的裝配，因此取。承端蓋的總寬度為，取端蓋外端面與帶輪間距離為，故?。? （4）初步選定滾動軸承。因軸承主要受徑向力和和少量軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。參考其基本額定動載荷及軸段直徑的選定，參考表6-66[3]，選取軸承型號7209C，其尺寸為。 至此，已初步確定軸的各段直徑和長度如表5-2。 表5-2 輸入軸各段直徑及長度 3、確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表15-2[2] ，對軸徑在之間的，取或為1.6；對軸徑在之間的，取或為2.0。 第6章 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇及校驗計算 6.1 軸承的確定及校核 對兩根傳動軸所裝配的滾動軸承，均選用角接觸球軸承，其主要承受徑向力及少量軸向力。根據(jù)安裝軸徑與基本額定動載荷選擇的輸出軸角接觸球軸承型號為7015C；輸入軸角接觸球軸承型號為7209C。 由于傳動齒輪為直齒圓柱齒輪，且齒輪采用對中布置，因此在計算過程中只校核一端軸承的壽命即可。設(shè)計對軸承的壽命要求為。 6.1.1 對輸出軸上滾動軸承進(jìn)行壽命校核 由式（6-1）計算軸承壽命 （6-1） 式中：n—軸承轉(zhuǎn)速， —基本額定動載荷， —當(dāng)量動載荷， —為指數(shù)，對于球軸承，；對于滾子軸承， 確定各值：由前文中表3.1可知輸出軸轉(zhuǎn)速，查表6-66[3]得到。對有，查表13-6[2]取，由前文得到，則。 于是有 因此輸出軸上所選角接觸球軸承壽命滿足工作要求。 6.1.2 對輸入軸上滾動軸承進(jìn)行壽命校核 計算式（6-1）中各值：由前文中表3.1可知輸入軸轉(zhuǎn)速，查表6-66[3]得到。由前文得到，于是。 于是有 因此輸入軸上所選角接觸球軸承壽命滿足工作要求。 6.2 鍵的選用和校核 6.2.1 輸出軸上鍵的選用與校核 1、選擇鍵連接類型和尺寸 由于齒輪不在軸段且對齒輪有定心精度要求，故選用圓頭普通平鍵（A型）。 對軸段：參考軸的直徑，從“機(jī)械設(shè)計[2]”表6-1，查取鍵的截面尺寸：寬度，高度，由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長。 對軸段：參考軸的直徑，從表6-1[2]查取鍵的截面尺寸：寬度，高度，由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長。 2、 校核鍵連接的強(qiáng)度 由表6-2[2]，得到許用擠壓應(yīng)力，取其平均值，。 對軸段：鍵的工作長度。則鍵的擠壓應(yīng)力為 對軸段：鍵的工作長度。則鍵的擠壓應(yīng)力為 因此，對軸上兩鍵的選用都合理。 6.2.2 輸入軸上鍵的選用與校核 1、選擇鍵連接類型和尺寸 對軸段：參考軸的直徑，從表6-1[2]查取鍵的截面尺寸：寬度，高度，由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長。 對軸段：參考軸的直徑，從表6-1[2]查取鍵的截面尺寸：寬度，高度，由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長。 2、校核鍵連接的強(qiáng)度 對軸段：鍵的工作長度。則鍵的擠壓應(yīng)力為 對軸段：鍵的工作長度。則鍵的擠壓應(yīng)力為 因此，對軸上兩鍵的選用都合理。 6.3 聯(lián)軸器的校核 1、類型選擇 由上內(nèi)容知選用聯(lián)軸器為型凸緣聯(lián)軸器，其型號為YL11，公稱轉(zhuǎn)矩為，許用轉(zhuǎn)速為。 2、載荷計算 由本文表3.1可知， 由“機(jī)械設(shè)計[2]”表14-1，查得工作系數(shù),計算轉(zhuǎn)矩得到 3、 型號確定 由于所選用聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩大于計算轉(zhuǎn)矩，且其許用轉(zhuǎn)速也大于軸Ⅱ轉(zhuǎn)速，因此聯(lián)軸器選用合理。  第7章 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸確定 參考“機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計[3]”圖3-1、圖3-2及表3-1完成對減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計。 名稱 符號 結(jié)構(gòu)尺寸/mm 尺寸關(guān)系 箱座壁厚 8 箱蓋壁厚 8 箱座凸緣厚度 12 箱蓋凸緣厚度 12 箱座底凸緣厚度 12 地腳螺栓直徑 20 地腳螺栓數(shù)目 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 16 箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑 10 聯(lián)接螺栓的間距 軸承端蓋螺釘直徑 8 窺視孔蓋螺釘直徑 6 定位銷直徑 7 螺栓扳手空間與凸緣寬度 安裝螺栓直徑 至外箱壁距離 13 16 22 26 至凸緣邊距離 11 14 20 24 沉頭座直徑 20 24 32 40 軸承旁凸臺半徑 凸臺高度 根據(jù)位置及軸承座外徑?jīng)Q定 外箱壁至軸承座端面距離 大齒輪頂圓與內(nèi)壁距離 10 齒輪端面與內(nèi)壁距離 10 箱蓋、箱座肋厚 名稱 符號 結(jié)構(gòu)尺寸/mm 尺寸關(guān)系 軸承端蓋外徑 ；軸承外徑 軸承端蓋凸緣厚度 10 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 一般取 注：為圓柱齒輪傳動的中心距  設(shè) 計 總 結(jié) 通過這兩周時間的課程設(shè)計，由最初的設(shè)計方案，到中間過程的內(nèi)容補(bǔ)充，再到最后的方案完成，過程雖然辛苦但很充實。在最后看到說明書的出爐很是欣慰，它證明著自己這段時間的努力沒有白費，代表著自己在這次課設(shè)中的收獲。雖然以前做過相關(guān)課程設(shè)計，有過經(jīng)驗，但這次的課程設(shè)計并不是很順利。課程設(shè)計里的很多內(nèi)容都需要查表完成，因此尺寸間存在著關(guān)聯(lián)的關(guān)系。整個課程設(shè)計都是邊設(shè)計、邊計算、邊修改，就需要在大堆的草稿里尋找以前的計算步驟，然后一邊回憶一邊修改，為此浪費很多時間，但也漸養(yǎng)成了對草稿歸序的習(xí)慣。 在設(shè)計過程中不斷翻閱的資料，在源源不斷的擴(kuò)充著自己的知識儲量的同時，也慢慢的加深了我對機(jī)械設(shè)計的了解和認(rèn)識。認(rèn)識最深的是發(fā)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)計中，每個零部件的設(shè)計使用都有著標(biāo)準(zhǔn)。通過這次課程設(shè)計，闊寬了自己的視野，為以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。 在這次得課程設(shè)計里，很感謝老師的幫助。設(shè)計中還存在不少錯誤和缺點，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計的知識，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計實踐操作能力。通過這次的課程設(shè)計，讓自己所學(xué)的專業(yè)知識進(jìn)行了一次熔合，讓自己的知識點更加扎實、知識面更加寬闊，能夠在以后的學(xué)習(xí)和工作中更加靈活的去應(yīng)用它們。 參 考 文 獻(xiàn) [1]蘆書榮，張翠華等. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計. 成都：西南交通大學(xué)出版社，2017 [2]濮良貴，陳國定等. 機(jī)械設(shè)計（第九版）. 北京：高等教育出版社，2013 [3]王之櫟，王大康. 機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [4]郇艷，劉秀杰等. 互換性與技術(shù)測量. 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2015 [5]吳志軍，翟彤. 機(jī)械制圖. 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2015