1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書-設(shè)計(jì)用于鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的圓錐圓柱齒輪減速器1.設(shè)計(jì)用于鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的圓錐圓柱齒輪減速器原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)編號(hào) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20運(yùn)輸鏈的工作拉力(N) 3000 3200 3400 3600 3800 4000 3500 4200 4400 4500運(yùn)輸鏈的工作速度(m/s) 1.00 0.8 0.9 0.95 0.84 0.78 0.9 0.8 0.95 0.85運(yùn)輸鏈鏈輪齒數(shù)Z 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10運(yùn)輸鏈節(jié)距(mm) 60 60 60 60 60 60 60 80 80 70工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕

2、微振動(dòng)，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)兩班制工作，運(yùn)輸鏈工作速度允許誤差為土5。2.設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器。原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)編號(hào) 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩(N.m) 1600 1700 1800 1900 1500 1700 1800 1600 1100 1200運(yùn)輸帶子的工作速度(m/s) 1.20 1.2 1.25 1.3 1.4 1.0 1.2 1.3 1.35 1.4卷筒直徑(mm) 360 360 360 370 380 380 360 380 380 370工作條件；連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用期限為10年，

3、小批量生產(chǎn)。單班制工作運(yùn)輸帶速度允許誤差為 5。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的圓錐-圓柱齒輪減速器目錄1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書.32. 系統(tǒng)傳動(dòng)方案分析與設(shè)計(jì).43. 電動(dòng)機(jī)的選擇.44. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì).65. 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.71） 圓錐齒輪的設(shè)計(jì).72） 圓柱齒輪的設(shè)計(jì).113） 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算. .156. 軸系零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.171） 軸一的設(shè)計(jì).172） 軸二的設(shè)計(jì).233） 軸三的設(shè)計(jì).257. 潤滑、潤滑劑的選擇及密封.268. 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度較核.279. 軸承的強(qiáng)度較核計(jì)算.2910. 參考文獻(xiàn).3511. 圓錐圓柱齒輪減速器外形（附圖）.35一、課程設(shè)計(jì)任

4、務(wù)書1.要求：設(shè)計(jì)用于鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的圓錐-圓柱齒輪減速器（圖一） 圖一2.工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)；使用期限為10年；小批量生產(chǎn)；兩班制工作；運(yùn)輸鏈工作速度允許誤差為 5。3.已知參數(shù)：運(yùn)輸鏈的工作拉力(N)：4200運(yùn)輸鏈的工作速度(m/s)：0.8運(yùn)輸鏈節(jié)距(mm)：60運(yùn)輸鏈鏈輪齒數(shù)Z：10二、系統(tǒng)傳動(dòng)方案分析與設(shè)計(jì)1.合理的傳動(dòng)方案，首先要滿足工作機(jī)的功能要求，例如傳遞功率的大小、轉(zhuǎn)速和運(yùn)動(dòng)形式。其次還要適應(yīng)工作條件（工作環(huán)境、場地、工作制度等），滿足工作可靠，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，工藝性和經(jīng)濟(jì)性合理，維護(hù)方便等要求。任何一個(gè)方案，要滿足上述所有要求是十分困難的

5、，要多方面來擬定和評(píng)比各種傳動(dòng)方案，統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要和最基本的要求，然后選擇較好的傳動(dòng)方案。2.本傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比不是很大，宜采用二級(jí)傳動(dòng)。第一級(jí)（高速級(jí)）采用圓錐-圓柱齒輪減器；第二級(jí)（低速級(jí)）采用鏈條鏈輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，即在圓錐-圓柱齒輪減速器與鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)之間采用鏈傳動(dòng)。軸端連接選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。3. 系統(tǒng)總體方案圖如圖二： 圖二設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 重要結(jié)果三、動(dòng)力機(jī)的選擇1.選擇電動(dòng)機(jī)的功率標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的容量由額定功率來表示。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)等于或稍大于工作要求的功率。電動(dòng)機(jī)的容量主要由運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件限定，在不變化或變化很小的載荷下長期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，只要其電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過額定值，電

6、動(dòng)機(jī)便不會(huì)過熱，通常不必效驗(yàn)發(fā)熱和啟動(dòng)力矩。所需電動(dòng)機(jī)的功率Pd為式中Pd工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率，kW；Pw工作機(jī)需要的輸入功率，kW；電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率，即查1表1-7得： 聯(lián)軸器效率0=0.99； 滾動(dòng)軸承效率2=0.98；鏈傳動(dòng)效率3=0.96；圓錐齒輪效率4=0.98；圓柱齒輪效率5=0.99；圓錐-圓柱齒輪減速器的效率因此總效率 0.9036Pw=4200*0.42/1000=3.36P0=3.36/ 0.9036=3.7185工作機(jī)所需功率Pw應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得，即式中F為工作阻力，N；V為工作機(jī)的線速度，m/s；w為工作機(jī)的效率。從而 故選

7、取功率為4 kW的電動(dòng)機(jī)最為合適。連輪機(jī)轉(zhuǎn)速 V=60*1000*0.8/10*60=802.選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，磁極數(shù)越少，尺寸重量越小，價(jià)格也越低；但是傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比要增大，傳動(dòng)級(jí)數(shù)增多，尺寸重量增大，從而使成本增加。因此，要全面分析比較來選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。按照工作機(jī)轉(zhuǎn)速要求和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理傳動(dòng)比范圍，可以推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍 ,其中 為工作機(jī)的轉(zhuǎn)速； 為各級(jí)傳動(dòng)的合理傳動(dòng)比范圍。查1表13-2得，選擇鏈傳動(dòng)的合理傳動(dòng)比i1=3；圓柱齒輪的合理傳動(dòng)比i2=2.5；圓錐齒輪的合理傳動(dòng)比,i3=2.4；工作機(jī)（運(yùn)輸鏈輪）的轉(zhuǎn)速 由運(yùn)輸鏈已知參數(shù)求得，即所以 因此 3.選擇

8、電動(dòng)機(jī)的類型選擇電動(dòng)機(jī)的類型主要根據(jù)工作機(jī)械的工作載荷特性，有無沖擊、過載情況，調(diào)速范圍，啟動(dòng)、制動(dòng)的頻繁程度以及電網(wǎng)供電狀況等。現(xiàn)場一般采用三相交流電源，如無特殊要求均應(yīng)采用三相交流電動(dòng)機(jī)。其中，以三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多。通過功率及轉(zhuǎn)速的估計(jì)計(jì)算，選擇型號(hào)為Y112M4系列三相異步電動(dòng)機(jī)。查1表12-1，其額定功率為4kW；滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min；額定轉(zhuǎn)矩T=2.2；最大轉(zhuǎn)矩為2.3；質(zhì)量M=43Kg；電動(dòng)機(jī)安裝代號(hào)是B6。I總=1440/80=18四、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)1.計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比要求應(yīng)為式中， 為電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速， ; 為執(zhí)行機(jī)構(gòu)（運(yùn)輸鏈輪）轉(zhuǎn)速，r

9、/min。各級(jí)傳動(dòng)比與總傳動(dòng)比的關(guān)系是總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比的乘積。綜合考慮各項(xiàng)因素，查1表13-2得，選擇鏈傳動(dòng)的合理傳動(dòng)比i1=3；圓柱齒輪的合理傳動(dòng)比i2=2.5；圓錐齒輪的合理傳動(dòng)比,i3=2.4。2.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)件時(shí)，需要知道各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩或功率，因此應(yīng)將工作機(jī)上的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩或功率推算到各軸上。該傳動(dòng)裝置從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)共有三根軸，分別記為、軸，則1） 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算如下式中 為電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，r/min; 分別為、軸的轉(zhuǎn)速； 依次為電動(dòng)機(jī)與軸，、軸，、軸間的傳動(dòng)比。 2)各軸功率式中， 電動(dòng)機(jī)軸的輸出功率； 分別為、軸所傳遞的功率； 依次是電動(dòng)機(jī)與軸，、軸

10、，、軸間的傳動(dòng)效率。3） 各軸轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、直齒錐齒輪的設(shè)計(jì)1）設(shè)計(jì)已知：齒數(shù)比（傳動(dòng)比）u=2.4；小齒輪轉(zhuǎn)速 輸入功率P=3.96k W；傳遞的轉(zhuǎn)矩T=26.26Nm。2）選擇精度等級(jí)，材料，壓力角及齒數(shù)：運(yùn)輸機(jī)是一般工作機(jī)械，速度不太高，故通過2表10-8選用7級(jí)精度（GB1009588）。對齒輪材料性能的基本要求是：齒面要硬，齒芯要韌。由2表10-1選擇小齒輪材料為40 （調(diào)質(zhì)處理），硬度為280HBS；大齒輪材料為45鋼（調(diào)制），硬度為240HBS。二者的硬度差是40HBS。 在GB13269-90中規(guī)定了大端的壓力角標(biāo)準(zhǔn)值為 ，齒頂高系數(shù) ，頂隙系

11、數(shù) ；初選小齒輪齒數(shù) ，大齒輪齒數(shù) ；3） 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由2設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-26，即a、 試選載荷系數(shù) ；并選齒寬系數(shù) ；b、 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ；c、 查2表10-16得材料的彈性影響系數(shù) ；d、 由2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 ；e、 根據(jù)2公式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由2圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)f、 取失效概率為1/100，安全系數(shù)S=1，根據(jù)2公式10-12得接觸疲勞許用應(yīng)力g、 代入H中較小的值計(jì)算小齒輪的分度圓直徑h、 小齒輪分度圓周速度vi、 查2表10-2得使用系數(shù) ； 根據(jù)v=4.511m/s及7級(jí)精度

12、，查2圖10-8得動(dòng)載系數(shù) ； 齒間載荷系數(shù)取 ； 由2表10-9查得軸承系數(shù) ，則齒向載荷系數(shù) 故載荷系數(shù) ；j、 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑。根據(jù)2公式10-10a模數(shù) 4） 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，根據(jù)2設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-24，即a) 由2圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；由2圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) b) 去彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4；根據(jù)2中公式10-12求得彎曲疲勞許用應(yīng)力載荷系數(shù)K=2.742;c) 分度圓錐角 ;易求得 因此,當(dāng)量齒數(shù) 根據(jù)2表10-5查得齒形系數(shù) 應(yīng)力校正系數(shù) d、計(jì)算大小齒輪的 值并比較大小: 結(jié)果顯示

13、大齒輪的數(shù)值要大些;、設(shè)計(jì)計(jì)算為了既滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度,又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度,并做到結(jié)構(gòu)緊湊,避免浪費(fèi),取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.62并查3表5-10選擇圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3mm;從而小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù) ;5) 其他幾何尺寸的計(jì)算分度圓直徑 錐距 分度圓錐角 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒頂角 齒根角 當(dāng)量齒數(shù) 分度圓齒厚 齒寬 6) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零件圖的繪制小齒輪的齒頂圓直徑 ,故做成實(shí)心結(jié)構(gòu);大齒輪的齒頂圓直徑 ,故做成腹板式結(jié)構(gòu).其他主要尺寸參見1表11-7.零件圖見附圖二.2、直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 1）設(shè)計(jì)已知：齒數(shù)比u=2.5；小齒輪轉(zhuǎn)速 ；輸入功率 ；傳遞的轉(zhuǎn)矩 ；2）齒輪傳動(dòng)的主要特

14、點(diǎn)是：效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長，傳動(dòng)比穩(wěn)定，但制造和安裝精度要求高。 3）失效分析：此處屬于閉式齒輪傳動(dòng)，由于鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)械，速度不是很高，中等載荷，硬度在350HBS以下，齒輪的失效形式主要是點(diǎn)蝕。因此，設(shè)計(jì)時(shí)主要以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主。 4）材料及精度等級(jí)的選擇運(yùn)輸機(jī)是一般工作機(jī)械，速度不太高，故通過2表10-8選用7級(jí)精度（GB1009588）。由2表10-1選擇小齒輪材料為40 （調(diào)質(zhì)處理），硬度為280HBS；大齒輪材料為45鋼（調(diào)制），硬度為240HBS。二者的硬度差是40HBS。5） 壓力角和齒數(shù)的選擇選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪的壓力角，即 。選小齒輪齒數(shù) ，則大齒輪齒

15、 u 取 。6） 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由2設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9a，即a. 試選載荷系數(shù) ；b. 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ： c. 由2表10-7選取齒寬系數(shù) ；d. 由2表10-6查得材料的彈性系數(shù) ；e. 由2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 。f. 根據(jù)2中公式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)g. 由2圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) ；h. 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力:取失效概率為 ;安全系數(shù) ;由2公式10-12得i. 試算小齒輪分度圓直徑 ,代入 中較小的值, j. 計(jì)算圓周速度k. 計(jì)算齒寬bl. 計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù) 齒高 所以 m. 計(jì)算載荷系數(shù)

16、根據(jù) ,7級(jí)精度,由2圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) ;直齒輪, ,由2表10-3查得齒間載荷分配系數(shù) ;由2表10-2查得使用系數(shù) ;又由2表10-4查得7級(jí)精度小齒輪相對支承非對稱布置時(shí),齒向載荷分配系數(shù) 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 又 , ,查2圖10-13得故載荷系數(shù)、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由2公式10-10a得、計(jì)算模數(shù)m7) 按齒面彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)2中式10-5彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算公式由2圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；b.由2圖10-18查得小齒輪，大齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù) c.取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4；根據(jù)2公式10-12計(jì)算彎曲疲勞許

17、用應(yīng)力d.又上面6）中查得的數(shù)據(jù)，計(jì)算載荷系數(shù)Ke.查2表10-5得齒形系數(shù)f.計(jì)算大小齒輪的 ，并加以比較小齒輪 大齒輪 結(jié)果是大齒輪的數(shù)值要大；g.設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果分析：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計(jì)算的模數(shù)。由于齒輪模數(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)。因此，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.802，并查3表5-4圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm。 按接觸強(qiáng)度計(jì)算的分度圓直徑 ，算出小齒輪齒 ，圓整得 ；大齒輪齒數(shù) ；8） 其他幾何尺寸的計(jì)算分度圓直徑 中心距 ；齒輪寬度 ；9）驗(yàn)算 圓周力 10）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及

18、零件圖的繪制 由于齒輪的齒頂圓直徑 故做成實(shí)心結(jié)構(gòu)；其他主要結(jié)構(gòu)尺寸參見1表11-6；零件圖見附圖一。3、鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.設(shè)計(jì)條件 減速器輸出端傳遞的功率 小鏈輪轉(zhuǎn)速 鏈傳動(dòng)比 ；載荷連續(xù)平穩(wěn)，采用滾子單排鏈傳動(dòng)。 2.選擇鏈輪齒數(shù) 假定鏈速V=0.6-3m/s，查2表9-8選取小鏈輪齒數(shù)Z1=17，則大鏈輪（從動(dòng)鏈輪）齒數(shù) 。 3.確定鏈條鏈節(jié)數(shù) 初定中心距 ，則由2公式9-19得鏈節(jié)數(shù) 取 （節(jié)） 4.確定鏈條的節(jié)距p 1）查2表9-9得工作情況系數(shù)KA=1，故計(jì)算功率 2）由2圖9-13按小鏈輪轉(zhuǎn)速估計(jì)，鏈工作在功率曲線頂點(diǎn)左側(cè)，可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞。由2表9-10查得小齒輪齒數(shù)系

19、數(shù)鏈長系數(shù) 由2表9-11查得多排鏈系數(shù) ；故所需傳遞的功率為根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速n及功率P，由2圖9-13選鏈號(hào)為A12單排鏈；又由2表9-1查得鏈條節(jié)距P=19.05。 5.確定鏈長L及中心距a 鏈長 由2公式9-20得理論中心距理論中心距 的減少量實(shí)際中心距可取 =772mm 6.驗(yàn)算鏈速V這與原假設(shè)相符。 7.作用在軸上的壓軸力有效圓周力按水平布置取壓軸力系數(shù) ，那么六、軸系零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、軸三（減速器輸出軸）的設(shè)計(jì) （1）軸的轉(zhuǎn)速及傳遞的功率和轉(zhuǎn)矩： （2）求作用在軸齒輪上的力：在齒輪的設(shè)計(jì)中已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑d=160mm；因此齒輪上的圓周力徑向力 其方向如圖五所示。 （3）

20、初步確定軸的最小直徑選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，以使軸有足夠的韌度和強(qiáng)度。根據(jù)2公式15-2估算軸的最小直徑，即查2表15-3取45鋼的 那么 該輸出軸的最小直徑段直接安裝鏈輪，將運(yùn)動(dòng)和力傳遞給鏈條。 （4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 、擬訂軸上零件的裝配方案，如圖三所示。 圖三 、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 a、考慮軸要與滾子鏈鏈輪配合使用，根據(jù)鏈條節(jié)距和鏈輪齒數(shù)，查2表9-4得鏈輪孔最大許用直徑 參照（3）中計(jì)算的軸的最小直徑，在中間取合適的直徑值 ；鏈輪的周向定位采用平鍵聯(lián)接，按d7-8查1表4-1得平鍵截面 ；鍵槽用鍵銑刀加工，長可查手冊在長度系列中選取L=28mm；由此，再考慮加工

21、與裝配，取 為了滿足鏈輪的軸向定位要求，6-7段需制 一個(gè)軸肩，因此可取 。 b、由于齒輪主要承受徑向力，故選用單列深溝球軸承。并根據(jù) 初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)。查1表6-1選取6309號(hào)軸承，其尺寸為 ，故 ；坐端滾動(dòng)軸承采用軸肩定位，6309型軸承的安裝尺寸 ，故取 ；c、取安裝齒輪處軸段的直徑 ；齒輪左端與軸承之間用套筒定位。在齒輪的設(shè)計(jì)中已知齒輪寬度為64mm，為使套筒端面可靠的壓緊齒輪，該軸段長度應(yīng)略短于齒輪寬度，故取 ；齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 ，取 ，則軸肩處的直徑 ；軸環(huán)寬度 ，故取 。d、軸承端蓋的總寬度為20mm。考慮軸承端蓋的拆裝及便于給軸承添加潤滑劑的要

22、求，取右邊端蓋右端面到該軸段末的距離為20mm，則 （參看圖四）。 圖四e、取直齒輪距箱體內(nèi)壁之間的距離a=14mm，錐齒輪與直齒圓柱齒輪間的距離c=20mm（參看圖一），考慮箱體的鑄造誤差在確定滾動(dòng)軸承的位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s=8mm；已知深溝球軸承的寬度B=25mm，大錐齒輪輪長 ，那么、直齒圓柱齒輪的周向定位采用平鍵聯(lián)接，根據(jù) 由1表4-1查得平鍵截面 ，鍵槽長度為50mm。、確定軸上圓角和倒角尺寸根據(jù)軸端直徑，參考2表15-2取軸端倒角為 ；各軸肩未注圓角半徑為R1.6，如軸結(jié)構(gòu)與裝配圖四。（5）求軸上的載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖如圖五所示。將軸簡化為簡支梁，軸的支承跨

23、度 ， ； ；圖五從軸的結(jié)構(gòu)圖及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是該軸的危險(xiǎn)截面。該截面上的載荷分布列于下表一中： 表一載荷 水平面H 垂直面V支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T T=146.8Nm（6）按彎扭組合校核軸的強(qiáng)度：根據(jù)2中公式15-5，即取 ，并計(jì)算抗彎截面系數(shù)因此軸的計(jì)算應(yīng)力由45鋼調(diào)質(zhì)處理查2表15-1得許用彎曲應(yīng)力 ，顯然，故安全。 （7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度、判斷危險(xiǎn)截面截面4，5，D，6，7，8只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩，及過度配合所引起的應(yīng)力集中會(huì)影響軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地確定的，故這些截面無需再做較核。截面C處雖然所受載荷最大，即應(yīng)力最大

24、，但應(yīng)力集中并不大，因?yàn)檫^盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力均在兩端；截面2和3處都有因過盈配合，鍵槽及軸肩引起的應(yīng)力集中，但截面2比截面3直徑要小，故該軸只需校核截面2左右兩側(cè)即可。、截面2左側(cè)：抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面2左側(cè)的彎矩為 扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 軸材料是45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由2表15-1查得 ；r/d=1.6/45=0.034;D/d=50/45=1.11;查2附表3-2得該截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) 又由2附圖3-1查得軸的材料敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)根據(jù)2中附3-4公式得由2附圖3-2得尺寸系數(shù) ；由2附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ；如按磨削加工由2

25、附圖3-4查得表面質(zhì)量系數(shù) ；軸未經(jīng)過表面強(qiáng)化處理，即 ；根據(jù)2公式3-12及3-12a得綜合影響系數(shù) 故該軸在截面2左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。、截面2右側(cè)：抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面2右側(cè)的彎矩為 扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 過盈配合處的 值可由2附表3-8用插入法求出，取 ；于是得 表面質(zhì)量系數(shù) ；故綜合影響系數(shù)為所以軸在截面2右側(cè)的安全系數(shù)為故該軸在截面2右側(cè)也是安全的。 2、軸二的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）軸的轉(zhuǎn)速及傳遞的功率和轉(zhuǎn)矩： （2）初步確定軸的最小直徑選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，以使軸有足夠的韌度和強(qiáng)度。根據(jù)2公式15-2估算軸的最小直徑，即查2表15-3取45鋼的 那么

26、 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、擬訂軸上零件的裝配方案，并根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。該軸的最小直徑段是安裝軸承的軸段；軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求及根據(jù)最小直徑21.1mm，查1表6-7選用0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的30206型圓錐滾子軸承。其尺寸為 ，故 ；取直齒輪距箱體內(nèi)壁之間的距離a=14mm，（參看圖一），考慮箱體的鑄造誤差在確定滾動(dòng)軸承的位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s=8mm；則兩軸承外端被端蓋壓緊；左軸承與直齒圓柱齒輪之間用軸套定位，軸套長度為22mm；取安裝齒輪處的軸段的直徑 ；直齒輪輪轂長度 ，為了使軸套端面可靠的壓緊齒輪，該軸段

27、長度應(yīng)略小于L，故取 ；齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度h0.07d,取h=4mm,則 ； ；錐齒輪輪轂寬度 ；錐齒輪左端采用軸肩定位，右端與軸承之間采用軸套定位。為了使軸套端面可靠的壓緊齒輪，該軸段長度應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 ；最后根據(jù)二，三兩跟軸在箱體內(nèi)的長度要相等的要求得出5-6軸段的長度。軸在箱體內(nèi)的長度即兩軸承之間的距離 ；因此。 至此，已經(jīng)初步確定了各軸段的長度和直徑（如圖六）。 圖六 、軸上零件的周向定位 兩齒輪的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。根據(jù) 查手冊得平鍵截面 ，鍵槽用鍵銑刀加工，其長度為45mm；根據(jù) ，查手冊得另一鍵的平鍵截面也是 ；其長度為28mm。 、確定軸上圓角和倒角尺寸

28、 根據(jù)各軸段直徑，參考表15-2，取軸端倒角為 ；各軸肩處的圓角半徑是R1.6。3、軸一的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）軸的轉(zhuǎn)速及傳遞的功率和轉(zhuǎn)矩： （2）初步確定軸的最小直徑選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，以使軸有足夠的韌度和強(qiáng)度。根據(jù)2公式15-2估算軸的最小直徑，即查2表15-3取45鋼那么 該軸作為輸入軸，其最小直徑是安裝聯(lián)軸器以聯(lián)接電動(dòng)機(jī)軸的軸直徑（如軸一的結(jié)構(gòu)與裝配圖七）；為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相匹配，需同時(shí)選擇聯(lián)軸器的類型及型號(hào)。 圖七選擇聯(lián)軸器類型及型號(hào)：聯(lián)軸器除連接兩軸并傳遞轉(zhuǎn)矩外，有些還具有補(bǔ)償兩軸因制造和安裝誤差而造成的軸線偏移的功能，以及緩沖、吸振、安全保護(hù)等功能，因此要根

29、據(jù)傳動(dòng)裝置工作要求來選定聯(lián)軸器類型。電動(dòng)機(jī)軸與減速器高速軸連接用的聯(lián)軸器，由于軸的轉(zhuǎn)速較高，為減小啟動(dòng)載荷，緩和沖擊，應(yīng)選用具有較小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和具有彈性的聯(lián)軸器，所以，這里選擇彈性柱銷聯(lián)軸器比較好。 標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器主要按傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和轉(zhuǎn)速來選擇型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ；查2表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩有變化，但不大，故取 ；則 ；按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查1表8-7選擇型號(hào)為LX2的彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為560Nm；半聯(lián)軸器的孔徑 ，故取軸的最小直徑 ；半聯(lián)軸器長度 ；半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段直徑和長度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向

30、定位要求，1-2段右端需制出一個(gè)軸肩，故取 ，該軸段的長度是 ；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑為 ；半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 。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，1-2軸段的長度應(yīng)短一點(diǎn)，故取 ；因?yàn)樵撦S軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求及根據(jù)最小直徑 ，查1表6-7選用0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的30307型圓錐滾子軸承。其尺寸為 ，故 ；左軸承左端用端蓋壓緊，為保證端蓋可靠的壓緊軸承，3-4軸段的長度應(yīng)短于軸承寬度，因此取 ；同樣，右端軸承與錐齒輪之間用軸套定位，為保證軸套可靠的壓緊軸承，5-6軸段的長度也應(yīng)短于軸承寬度，因

31、此取 ；左軸承右端和右軸承左端同時(shí)采用軸肩定位，因而可取 ，該軸段的長度可適度選取 ；選小錐齒輪孔徑為30mm，即 ，那么小錐齒輪輪轂寬度為 ；若右端軸承與錐齒輪之間的軸套寬度選擇為 ，則、軸上零件的周向定位聯(lián)軸器和小錐齒輪的周向定位均采用平鍵聯(lián)接，根據(jù) 查手冊得平鍵截面 ，鍵槽用鍵銑刀加工，其長度為26mm；根據(jù) ，查手冊得另一鍵的平鍵截面也是 ；其長度為36mm。 、確定軸上圓角和倒角尺寸 根據(jù)各軸段直徑，參考表15-2，取軸端倒角為 ；各軸肩處的圓角半徑是R1.6。七、潤滑、潤滑劑的選擇及密封1、潤滑是保證機(jī)械裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)、提高其工作能力的重要的技術(shù)手段。潤滑劑在機(jī)械設(shè)備工作中起如下的作

32、用： 1.減少摩擦與磨損 2.散熱 3.清洗工作表面 4.提高密封效果 機(jī)械結(jié)構(gòu)密封設(shè)計(jì)的任務(wù)是要根據(jù)機(jī)械裝置不同部位的工作要求，合理選擇潤滑方式、潤滑劑種類，使所有相對運(yùn)動(dòng)的工作部件都能得到適當(dāng)?shù)臐櫥?a) (b)圖八 浸油潤滑2、齒輪的潤滑對于閉式齒輪傳動(dòng)通常采用浸油潤滑方式，將大齒輪的輪齒浸入油中，依靠齒輪的旋轉(zhuǎn)將油帶入嚙合區(qū)，齒輪浸入油中的深度根據(jù)齒輪的圓周速度確定，通常浸油深度不超過一個(gè)齒高，一般不少于10 mm，齒輪的圓周速度較高時(shí)浸油深度應(yīng)較淺；圓錐齒輪傳動(dòng)的浸油深度應(yīng)為齒寬的一半到全齒寬之間。多級(jí)齒輪傳動(dòng)中直徑較小的齒輪可借助油輪將潤滑油傳遞給工作齒輪（參見上圖b）。 綜上所

33、述，該圓錐圓柱齒輪減速器應(yīng)采用浸油潤滑，齒輪浸油深度取10mm； 3、軸承的潤滑 潤滑劑不僅可以降低滾動(dòng)軸承的摩擦阻力，還可以起到散熱、降低接觸應(yīng)力、吸收振動(dòng)、防止銹蝕等作用。軸一、軸二、軸三的dn值分別計(jì)算如下： 根據(jù)2表13-10，考慮到減速器不便經(jīng)常添加潤滑劑以及清潔等因素，所有軸承都選擇脂潤滑。采用脂潤滑，潤滑膜強(qiáng)度高，能承受較大的載荷，不易流失，容易密封，一次添加潤滑劑可維持相當(dāng)長一段時(shí)間。 4、密封的選擇 這里所有的軸承均采用氈圈油封的接觸式密封。八、鍵聯(lián)接的強(qiáng)度較核失效分析：對于采用常見的材料組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的普通平鍵聯(lián)接，主要失效形式是工作面被壓潰。除非有嚴(yán)重過載，一般不會(huì)

34、出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。1、 軸一上安裝小錐齒輪的鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核計(jì)算該鍵選用圓頭普通平鍵（A型），其截面尺寸為 ；鍵長 ；傳遞的扭矩 ；軸段的直徑 ；鍵、軸、小錐齒輪輪轂的材料都是鋼，由2表6-2查得許用擠壓應(yīng)力 ，取其平均值 。鍵的工作長度 ；鍵與小錐齒輪輪轂鍵槽的接觸高度 。工具2中強(qiáng)度條件公式6-1得 故滿足強(qiáng)度要求。2、 軸一上安裝鏈輪的鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核計(jì)算該鍵也選用圓頭普通平鍵（A型），其截面尺寸為；鍵長 ；傳遞的扭矩 ；軸段的直徑 ；鍵、軸、鏈輪輪轂的材料都是鋼，由2表6-2查得許用擠壓應(yīng)力 ，取其平均值 。鍵的工作長度 ；鍵與鏈輪輪轂鍵槽的接

35、觸高度 。工具2中強(qiáng)度條件公式6-1得滿足強(qiáng)度要求。3、 軸二上安裝大錐齒輪的鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核計(jì)算該鍵同樣選用圓頭普通平鍵（A型），其截面尺寸為 ；鍵長 ；傳遞的扭矩 ；軸段的直徑 ；鍵、軸、大錐齒輪輪轂的材料都是鋼，由2表6-2查得許用擠壓應(yīng)力 ，取其平均值 。鍵的工作長度 ；鍵與大錐齒輪輪轂鍵槽的接觸高度 。工具2中強(qiáng)度條件公式6-1得 也滿足強(qiáng)度要求。 軸二上安裝小直齒圓柱齒輪的鍵聯(lián)接同樣選用圓頭普通平鍵（A型），其尺寸為 ；其他已知條件與上面安裝大錐齒輪的鍵一樣，故顯然滿足強(qiáng)度要求，不必再作校核。4、 軸三上安裝大直齒圓柱齒輪的鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核該鍵也是選用圓頭普通平鍵（A型），其截面尺寸為 ；鍵長 ；傳遞的扭矩 ；軸段的直徑 ；鍵、軸、大直齒圓柱齒輪輪轂的材料都是鋼，由2表6-2查得許用擠壓應(yīng)力 ，取其平均值 。鍵的工作長度 ；鍵與小錐齒輪輪轂鍵槽的接觸高度 。工具2中強(qiáng)度條件公式6-1得 故滿足強(qiáng)度要求