*本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 I * 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 數(shù)控機(jī)床自動(dòng)排屑裝置設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：20010601017 所在院(系)： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 0 機(jī)制一班 指 導(dǎo) 教 師： 職稱： 2011 年 月 *教務(wù)處制 *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘 要 II 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)排屑裝置設(shè)計(jì)。本人致力于整機(jī)機(jī)械系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)，即包括電動(dòng)機(jī)的選擇，帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)，減速器的設(shè)計(jì)，鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)， 排屑裝置外形的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)思路是從排屑機(jī)的性能和動(dòng)作要求入手，并以國(guó)內(nèi)的 質(zhì)量和技術(shù)性能接近設(shè)計(jì)要求的排屑機(jī)為基礎(chǔ)，研究國(guó)外的先進(jìn)機(jī)型，設(shè)計(jì)出市 場(chǎng)需求的以經(jīng)濟(jì)為第一設(shè)計(jì)原則的適用于數(shù)控機(jī)床的排屑裝置。圖紙采用 Auto CAD 繪制。經(jīng)過(guò)認(rèn)真地設(shè)計(jì)計(jì)算,查找資料撰寫(xiě)設(shè)計(jì)論文。 本文的排屑裝置,它是針對(duì)市場(chǎng)的需要而設(shè)計(jì)的， 從而能有效地滿足當(dāng)今市場(chǎng) 上對(duì)排屑裝置的需求,它具有如下的優(yōu)點(diǎn):傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)效率搞，生產(chǎn)效率高， 勞動(dòng)強(qiáng)度低，產(chǎn)品質(zhì)量好，經(jīng)濟(jì)性好，人性化等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞 數(shù)控機(jī)床，排屑裝置，機(jī)械系統(tǒng) 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ABSTRACT II ABSTRACT My graduation project is the subject of CNC machine tools automatically Paixie design. I am committed myself to mechanical systems design, including the choice of motor, belt drive design, reducer design, chain drive design. Paixie design ideas from the machines performance and movements start with requirements and to the quality of domestic and technical performance close to the design requirements of the Paixie based to the advanced foreign models, the development of market demand in the economy as the first design CNC machine tools in the application of the principle of the Paixie devices. Auto CAD drawings by drawing. Through careful design and calculate, designed to find information to write papers. This paper designed Paixie device, it is against the needs of the market designed so that they could effectively meet the market today Paixie on the demand, it has the following advantages: a smooth transmission, engage in transmission efficiency, productivity, Low labour intensity, product quality, economic, and human advantages Key words CNC machine tools, Paixie devices, mechanical systems *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 I 目目 錄錄 摘摘 要要 II ABSTRACT II 1 緒緒 論論 1 1.1 本課題研究目的與意義本課題研究目的與意義 1 1.2 本課題國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況本課題國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 1 1.3 自動(dòng)排屑裝置的發(fā)展趨勢(shì)自動(dòng)排屑裝置的發(fā)展趨勢(shì) 1 2 系統(tǒng)總體方案的確定系統(tǒng)總體方案的確定 3 2.1 設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)思想 3 2.2 初選電機(jī)減速器系統(tǒng)方案初選電機(jī)減速器系統(tǒng)方案 3 2.3 輸送處傳動(dòng)系統(tǒng)的確定輸送處傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 4 2.4 系統(tǒng)總體方案的確定系統(tǒng)總體方案的確定 4 3 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 6 3.1 電動(dòng)機(jī)類型選擇電動(dòng)機(jī)類型選擇 6 3.2 電動(dòng)機(jī)功率的選擇電動(dòng)機(jī)功率的選擇 6 3.4 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 6 4 V 帶的設(shè)計(jì)計(jì)算帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 7 4.1 傳動(dòng)比的分配傳動(dòng)比的分配 7 4.2 各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 7 4.3 帶傳動(dòng)方案的確定帶傳動(dòng)方案的確定 8 4.4 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 8 4.5 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 5 減速器的設(shè)計(jì)減速器的設(shè)計(jì) 12 5.1 齒輪的設(shè)計(jì)齒輪的設(shè)計(jì) 12 5.1.1 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算： 12 5.1.2 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 16 5.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 20 5.2.1 低速軸（軸 3）的設(shè)計(jì)計(jì)算 20 5.2.2 中間(軸 2)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 22 5.2.3 輸入軸（軸 1）的設(shè)計(jì)計(jì)算 23 5.3 軸的校核軸的校核 24 5.3.1 輸出軸（軸 3）的校核 24 5.3.2 中間軸（軸 2）的校核 26 5.3.3 輸入軸（軸 1）的校核 28 5.4 軸承的校核軸承的校核 30 5.4.1 輸入軸上軸承的校核 30 5.4.2 中間軸的校核 31 5.4.3 輸出軸上軸承的校核 33 *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 II 5.5 鍵的選擇和校核鍵的選擇和校核 34 5.5.1 輸入軸上聯(lián)軸器處的鍵 34 5.5.2 中間軸上的鍵 34 5.5.3 輸出軸上的鍵 35 5.6 減速器箱體的設(shè)計(jì)減速器箱體的設(shè)計(jì) 35 6 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)的計(jì)算鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)的計(jì)算 38 6.1 鏈傳動(dòng)方案的確定鏈傳動(dòng)方案的確定 38 6.2 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 38 6.3 鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 40 6.3.1 主、從動(dòng)輪設(shè)計(jì) 40 6.3.2 惰輪設(shè)計(jì) 43 6.4 鏈的校核鏈的校核 45 6.5 刮板鏈的設(shè)計(jì)刮板鏈的設(shè)計(jì) 46 6.6 鏈輪軸的設(shè)計(jì)鏈輪軸的設(shè)計(jì) 48 6.6.1 各軸的轉(zhuǎn)速,功率和轉(zhuǎn)矩 48 6.6.2 軸 4 的設(shè)計(jì)計(jì)算 48 6.6.3 軸 5 的設(shè)計(jì)計(jì)算 50 6.6.4 軸 6 的設(shè)計(jì)計(jì)算 51 6.7 軸的校核軸的校核 52 6.7.1 軸 4 的校核 52 6.7.2 軸 5 的校核 53 6.7.3 軸 6 的校核 55 6.8 軸承的校核軸承的校核 56 6.9 鍵的選擇和校核鍵的選擇和校核 57 6.9.1 軸 4 上聯(lián)軸器處的鍵 57 6.9.2 軸 4 上鏈輪處的鍵 57 6.9.3 軸 5 上鏈輪處的鍵 58 6.9.4 軸 6 上鏈輪處的鍵 58 7 排屑裝置箱體的設(shè)計(jì)排屑裝置箱體的設(shè)計(jì) 60 8 排屑裝置的保養(yǎng)與維護(hù)排屑裝置的保養(yǎng)與維護(hù) 61 8.1 排屑裝置的保養(yǎng)排屑裝置的保養(yǎng) 61 8.2 排屑裝置的維修排屑裝置的維修 61 結(jié)結(jié) 論論 62 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn) 63 致致 謝謝 64 *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 1 1 緒 論 1.1 本課題研究目的與意義 自動(dòng)排屑裝置的主要作用是將切屑從加工區(qū)域排出到數(shù)控機(jī)床之外。另外，切屑中往往 混合著切削液，排屑裝置必須將切屑從其中分離出來(lái)，送人切屑收集箱或小車?yán)?，而將切?液回收到冷卻液箱。所以，自動(dòng)排屑裝置組要應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、加工中心等要求高效率的機(jī) 械。 1.2 本課題國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 自動(dòng)排屑裝置，是隨著切削加工機(jī)床、加工中心的發(fā)展而發(fā)展的。但是長(zhǎng)期 以來(lái)，重主機(jī)、輕配套的狀況使得自動(dòng)排屑裝置處理技術(shù)及其設(shè)備發(fā)展遲緩。80 年代始，重主機(jī)輕配套的狀況引起了機(jī)床工具行業(yè)的注意，促使自動(dòng)排屑裝置處 理技術(shù)及其設(shè)備在此后的 20 多年里得到長(zhǎng)足的發(fā)展。 現(xiàn)在常見(jiàn)的排屑裝置有以下 幾種： 1、平板鏈?zhǔn)脚判佳b置 平板鏈?zhǔn)脚判佳b置以滾動(dòng)鏈輪牽引鋼質(zhì)平板鏈帶在封閉箱中運(yùn)轉(zhuǎn)，切屑用鏈 帶帶出機(jī)床。這種裝置在數(shù)控車床使用時(shí)要與機(jī)床冷卻箱合為一體，以簡(jiǎn)化機(jī)床 結(jié)構(gòu)。 2、刮板式排屑裝置 刮板式排屑裝置的傳動(dòng)原理與平板鏈?zhǔn)交鞠嗤?，只是鏈板不同，帶有刮?鏈板。這種裝置常用于輸送各種材料的短小切屑，排屑能力較強(qiáng)。 3、螺旋式排屑裝置 螺旋式排屑裝置是利用電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速裝置驅(qū)動(dòng)安裝在溝槽中的一根絞籠式螺 旋桿進(jìn)行工作的。螺旋桿工作時(shí)，溝槽中的切屑即由螺旋桿推動(dòng)連續(xù)向前運(yùn)動(dòng)， 最終排入切屑收集箱。這種裝置占據(jù)空間小，適于安裝在機(jī)床與立柱間間隙狹小 的位置上。螺旋槽排屑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能良好，但只適合沿水平或小角度傾斜的直 線運(yùn)動(dòng)排運(yùn)切屑，不能大角度傾斜、提升和轉(zhuǎn)向排屑。 1.3 自動(dòng)排屑裝置的發(fā)展趨勢(shì) 在總結(jié)目前國(guó)內(nèi)外排屑裝置的發(fā)展現(xiàn)狀的情況下，當(dāng)前排屑裝置還有著以下 的幾點(diǎn)趨勢(shì)： 1.復(fù)合型排屑機(jī)的需求將會(huì)大幅度增加。復(fù)合型排屑機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)：（1），能 處理復(fù)合式加工所產(chǎn)生的任何形態(tài)之鐵屑；二，不論是長(zhǎng)短屑還是金屬粉屑都能 *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 2 完全處理；三，具有大量處理切屑液之過(guò)濾系統(tǒng)，過(guò)濾精度50 m；四，可用于各 型機(jī)床，中心加工機(jī)，鉆孔機(jī)，龍門式加工機(jī)，特殊專用加工機(jī)等小屑量排屑。 未來(lái)幾年內(nèi)，復(fù)合型排屑機(jī)將具有廣泛的應(yīng)用。 2. 易維修排屑機(jī)將大量增加。由于一般排屑裝置屬于輔助性生產(chǎn)設(shè)備，不易維 修，保養(yǎng)維護(hù)機(jī)會(huì)較少，經(jīng)常是出現(xiàn)小毛病時(shí)無(wú)人注意，出大毛病無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)才 去修理，影響整條生產(chǎn)線的正常工作。 故易維修排屑機(jī)將是一種趨勢(shì)。 3.在環(huán)保、節(jié)能方面，今后在排屑機(jī)的設(shè)計(jì)及制造中應(yīng)引起各制造企業(yè)的足夠 重視。這方面要做好以下幾點(diǎn)：（1） 排屑機(jī)的裝機(jī)功率，減少工作中的能量損 失。（2） 提高密封質(zhì)量，減少油垢、切削夜等對(duì)環(huán)境的污染。（3） 減少噪聲， 對(duì)大的噪聲源進(jìn)行隔離和封閉。 *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 系統(tǒng)總體方案的確定 3 2 系統(tǒng)總體方案的確定 2.1 設(shè)計(jì)思想 本課題是以機(jī)器經(jīng)濟(jì)性好、人性化設(shè)計(jì)、環(huán)境友好性好、可靠性高、壽命長(zhǎng)、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維修等為設(shè)計(jì)思想。 2.2 初選電機(jī)減速器系統(tǒng)方案 系統(tǒng)方案圖如下： （a）為帶傳動(dòng)- - 渦輪渦桿減速器系統(tǒng) （b）為帶傳動(dòng)- - 二級(jí)圓柱圓錐減速器系統(tǒng) （c）為聯(lián)軸器- - 二級(jí)圓柱斜齒輪減速器系統(tǒng) （d）為帶傳動(dòng)- - 二級(jí)圓柱斜齒輪減速器系統(tǒng) 圖 2.1 電機(jī)減速器系統(tǒng)方案 方案評(píng)價(jià)： *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 系統(tǒng)總體方案的確定 4 （a）方案為整體布局最小，傳動(dòng)平穩(wěn)，而且可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，但是由 于渦桿傳動(dòng)效率低，功率損失大，很不經(jīng)濟(jì)。 （b）方案布局比較小，但是圓錐齒 輪加工較困難，特別的是大直徑，大模數(shù)的錐輪，所以一般不采用。(c) 方案中 減速器選擇合理，但本設(shè)計(jì)是用于數(shù)控機(jī)床的小型排屑裝置，工作速度很低，實(shí) 用聯(lián)軸器不利于減速，會(huì)增加減速器的成本，不夠經(jīng)濟(jì)。 最終確定方案為（d）方案。 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，而且利于減速，還能起過(guò)載保護(hù)的作用，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。減速器部分兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速，這是兩級(jí)減速器中應(yīng)用 最廣泛的一種。齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱，要求軸具有較大的剛度。高速級(jí)齒輪常 布置在遠(yuǎn)離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均 現(xiàn)象。電動(dòng)機(jī)部分為 Y 系列三相交流 異步電動(dòng)機(jī)。 總體來(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、成本低、傳動(dòng)效率高。 2.3 輸送處傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 （a）帶傳動(dòng) （b）履帶傳動(dòng) （c）鏈傳動(dòng) 方案評(píng)價(jià)： （a） 方案成本較低， 但是防腐蝕性不強(qiáng)。 （b） 履帶主要用在坦克等觸地設(shè)備， 在此處用履帶傳動(dòng)很不經(jīng)濟(jì)。(c) 方案中鏈傳動(dòng)選擇合理。 最終確定方案為（c）方案。 該方案的優(yōu)缺點(diǎn)： 鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)效率較高；鏈傳動(dòng)對(duì)軸的作用力較小；鏈傳動(dòng)的 尺寸較緊湊；鏈傳動(dòng)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)；鏈條的磨損伸長(zhǎng)比較緩慢，張緊調(diào) 節(jié)量較小。 2.4 系統(tǒng)總體方案的確定 方案為：電動(dòng)機(jī)帶傳動(dòng)減速器鏈傳動(dòng) 如下圖： *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 系統(tǒng)總體方案的確定 5 電動(dòng)機(jī) 鏈傳動(dòng) 減速器 帶傳動(dòng) 圖 2.2 系統(tǒng)總體方案 *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 6 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 3.1 電動(dòng)機(jī)類型選擇 根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用交流電機(jī)，Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 3.2 電動(dòng)機(jī)功率的選擇 根據(jù)鏈傳輸機(jī)構(gòu)的布置由已知條件鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)承受鐵屑 100 公斤力，即 1000N，鏈的運(yùn)動(dòng)速度為 3m/min，由于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還受鏈條受摩擦力 f 和刮板的重 力分量 F1。 由已知條件得出傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總的載荷為 F=f+F1+1000 設(shè)所選鏈型號(hào)為 08A ,p=12.7mm ,單排質(zhì)量 q=0.60 kg/m，總長(zhǎng)度為 8m。 刮板尺寸為：168mm20mm2mm ,選用普通碳素鋼密度為 7.85，相鄰刮板距離為 三個(gè)節(jié)距 12.74=50.8mm ，F(xiàn)1 約為 200N，f 約為 60N。 則工作機(jī)有效功率為：P=FV=0.063KW 由已知條件得電動(dòng)機(jī)有效功率/ d PP =，式中為系統(tǒng)總的傳動(dòng)效率。 電動(dòng)機(jī)到鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)效率 26 12345 = 式中： 1 為 V 帶的傳動(dòng)效率， 2 為閉式齒輪的傳動(dòng)效率， 3 為圓錐滾子軸承的傳 動(dòng)效率， 4 為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率， 5 為鏈傳動(dòng)效率。 查表： 1 = 0.95，97 . 0 2 =，98 . 0 3 =， 4 =0.99， 5 =0.96 代入上式：0.723 = 所以電動(dòng)機(jī)的有效功率/0.087 d PPKW= 所選電動(dòng)機(jī)的額定功率須滿足 ed PP。 3.4 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 根據(jù)已知條件本排屑裝置的輸送速度為： 1w nvzp= 601000/ 式中 p 為節(jié)距， 1 z 為小鏈輪齒數(shù)，取 1 z =17 / w nr mim=14 選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y2- 90S- 8， 同步轉(zhuǎn)速為 750 /r mim ,對(duì)應(yīng)額定功率為 0.37KW， 外伸軸直徑 24mm 方案 電動(dòng)機(jī)型 號(hào) 額定功率 （KW） 同步轉(zhuǎn)速 （r/min） 滿載轉(zhuǎn)速 （r/min） 總傳動(dòng)比 i 1 Y2- 90S- 8 0.37 750 700 50 *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 V 帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 7 4 V 帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 傳動(dòng)比的分配 1.計(jì)算總的傳動(dòng)比 i= w m n n =70014=50 2.傳動(dòng)比的分配取3 1 =i, 231 iii i= /=16.66 3.雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為 5 4.低速級(jí)傳動(dòng)比： 3 3.33i = 4.2 各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速： 1 700/3233.33 / minnr= 功率：= 41 d PP0.087 0.950.0826=KW 扭矩： 1 1 1 95509550 0.0826 3.8 . 233.33 P TN M n = 轉(zhuǎn)速： 2 233.33/546.66 / minnr= 功率： 2123 0.0826 0.97 0.980.078PPKW = 扭矩： 2 2 2 9550 n P T = 9550 0.078 15.96. 46.66 N M = 轉(zhuǎn)速： 3 46.66/3.3314 / minnr= 功率： 3223 0.078 0.97 0.980.074PPKW = 扭矩： 3 3 3 95509550 0.074 50.478 . 14 P TN M n = 轉(zhuǎn)速： 43 14 / minnnr= 功率： 4315 PP=0.074 0.99 0.960.07KW= 扭矩： 4 4 4 95509550 0.07 47.75 . 14 P TN M n = *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 V 帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 8 表 1.1 各軸的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù) 軸號(hào) 轉(zhuǎn)速（r/min） 功 率 (KW) 扭 矩 （Nm） 1 233.33 0.0826 3.8 2 46.66 0.078 15.96 3 14 0.074 50.478 4 14 0.07 47.75 4.3 帶傳動(dòng)方案的確定 外傳動(dòng)帶選為 普通 V 帶傳動(dòng) 1. 確定計(jì)算功率： caP （1） 、查文獻(xiàn)10表 9- 6 得工作情況系數(shù) 1.1 AK = （2） 、查得 1.1 0.0870.0957 caAw P kPK = 式（4.1） 2、選擇 V 帶型號(hào) 查文獻(xiàn)10圖 3- 12 得：選 A 型 V 帶。 4.4 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1、確定帶輪直徑 1dd 2dd （1） 、查文獻(xiàn)10表 3- 5 得選取小帶輪直徑 1 50 a mm d = 1 2 ad H，選擇軸承的型號(hào) 為 30204，其尺寸為204715.25dD Tmmmmmm= 所以， 1256 20ddmm= *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 減速器的設(shè)計(jì) 23 由上面軸的同樣的計(jì)算方法可得： 23 d=28mm, 45 d=26mm 34 d=32mm （2）確定各段的長(zhǎng)度 考慮到齒輪的安裝，配合段應(yīng)比齒輪的寬度略短， 23 L =24- 4=20mm, 45 L =47- 4=43mm 考慮到第 3 軸與第 2 軸在箱體內(nèi)的長(zhǎng)度相等，則取 12 44.25L= 56 44.25L= 所以：軸 3 的 45 59.25L= 34 L 就是齒輪的間距 C,所以 34 L =C=15mm 3)軸上零件的周向定位采用平鍵， 按 23 d=28mm， 考慮鍵槽的同時(shí)加工， 故取平鍵： 23 段：b h l=8mm 7mm 14mm 45 段：b h l=8mm 7mm 32mm. 5.2.3 輸入軸（軸 1）的設(shè)計(jì)計(jì)算 1 P =0.0826kw 1 n =233.33r/min 1 T =3.8N.mm 1.確定軸的最小直徑 按文獻(xiàn)12式 15- 2 初步估算啜的最小直徑，選擇軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理， 根據(jù)文獻(xiàn)12表 15- 3 取 0 A =98，則 3 3 min011 /980.0826/ 233.336.93dApnmm= 由于開(kāi)了鍵槽，所以 min 6.93 (1 0.07)7.42dmm+= 所以可取 min d=10mm. 2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 5.3 高速軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 減速器的設(shè)計(jì) 24 （1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸上各段直徑和長(zhǎng)度 1) 根據(jù)上面計(jì)算可得安裝帶輪的軸徑 12 d =10mm，軸肩的高度0.071.54hd= 2）初步選取軸承，因同時(shí)受到徑向力和軸向力，故選用圓錐滾子軸承，根據(jù)軸 的結(jié)構(gòu)和最小軸的直徑大小查文獻(xiàn)13表 2- 3- 18（GB297- 84）選用 7302E 型軸承 154214.25dD Tmmmmmm=所以， 3478 15ddmm=， 兩軸承采用軸肩定位， 軸肩的高度0.071.05hd= 考慮到是齒輪軸，取 1.5mm，所以 4567 18ddmm=，安裝端蓋的軸徑，考慮到軸承的安裝容易，取 23 12dmm=， 56 d 為小齒輪的分度圓直徑 23.34mm. 根據(jù)軸承的尺寸可得， 78 14.25Lmm=， 34 14.252843.25Lmm=+=考慮到大帶輪 的輪轂長(zhǎng)度，取1235Lmm=，軸承端蓋軸向的總寬度由查表計(jì)算為 27mm,根據(jù)軸 承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承的潤(rùn)滑取端蓋的外端面與大帶輪的距離,則 23 36Lmm=.箱體內(nèi)的軸段長(zhǎng)度由與前兩軸的配合安裝確定，根據(jù)前面尺寸可得， 45 56Lmm=， 67 23Lmm=， 56 L 為齒輪的寬度 30mm. 3)平鍵的尺寸選擇按 12 d =10mm，查文獻(xiàn)12得:B h l=4mm 4mm 20mm. 5.3 軸的校核 5.3.1 輸出軸（軸 3）的校核 求作用在齒輪上的力 3 138.14dmm= 3 333 3 33 2tan 974.1 ,365.6 cos tan244.7 n trt at T FN FFN d FFN = = 計(jì)算支反力 123NHNHt FFF+= 13 ( )0 NHt M FFF=145+58 = 12 584.46 NHNH FFN= 389.64 = 123NVNVr FFF+= 13 ( )0 NVr M FFF=145+58= 1 2 146.2 219.4 NV NV FN FN = = *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 減速器的設(shè)計(jì) 25 2HNH MFmm=58 = 33898.68 . 11 22 12719.4. 5812725.2 . VNV VNV MFN mm MFN mm =87 = = 22 11 22 22 36206.4. 36208.4 . HV HV MMMN mm MMMN mm =+= =+= 1畫(huà)軸的空間受力圖 將齒輪所受載荷簡(jiǎn)化為集中力， 并通過(guò)輪轂中截面作用于軸上。 軸的支點(diǎn)反力 也簡(jiǎn)化為集中力通過(guò)載荷中心作用于軸上； 2 作垂直平面受力圖和水平平面受力圖求出作用于軸上的載荷。 并確定可能的危 險(xiǎn)截面。 圖 5.4 輸出軸的受力圖 將計(jì)算出的危險(xiǎn)截面處的MMM VH ,的值列入下表： *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 減速器的設(shè)計(jì) 26 表 5.1 輸出軸各危險(xiǎn)面處的載荷值 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1 2 389.64 584.46 NH NH FN FN = = 1 2 146.2 219.4 NV NV FN FN = = 彎矩 M 33898.68 . H MN mm= 1 2 12719.4 . 12725.2. V V MN mm MN mm = = 總彎矩 1 2 36206.4 . 36208.4. MN mm MN mm = = 扭矩 50478 .TN mm= 3按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 已知材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)，由文獻(xiàn)12表 151 查得MPa60 1 = ，由已知條件，對(duì) 軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度進(jìn)行校核。 根據(jù)式 15- 5 以上表中的數(shù)據(jù)，并取6 . 0=，軸的計(jì)算應(yīng)力： 22 22 23 3 ()36208.4(0.6 50478) 0.1 34 12.0160 ca MT W MPaMPa + = = 結(jié)論：按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度，軸的強(qiáng)度足夠。 5.3.2 中間軸（軸 2）的校核 求作用在齒輪上的力 同軸 3 計(jì)算方法： 2323 23 947.1 ,365.56 244.7 ttrr aa FFN FFN FFN = = 1 111 11 tan2 273.5,103.1 cos tan73.3 n trt at T FN FFN d FFN = = 3223 332 145.875100.2559.250 NHNHtt NHtt FFFF FFF += += 32 196.7476.9 NHNH FN FN= = *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 減速器的設(shè)計(jì) 27 3223 332 145.875100.2559.250 NVNVrr Nvrr FFFF FFF += += 32 77.6184.86 NVNV FN FN= = 3 2 59.2528256.3 HBNH HCNH MFN mm MFN mm =45.625 =8974.4 . = . 3 2 59.2510952.955 VBNV VCNV MFN mm MFN mm =45.625= 3540.5 . = . 1畫(huà)軸的空間受力圖 將齒輪所受載荷簡(jiǎn)化為集中力， 并通過(guò)輪轂中截面作用于軸上。 軸的支點(diǎn)反力 也簡(jiǎn)化為集中力通過(guò)載荷中心作用于軸上； 2 作垂直平面受力圖和水平平面受力圖求出作用于軸上的載荷。 并確定可能的危 險(xiǎn)截面。 2 3 圖 5.4 中間軸的受力圖 將計(jì)算出的危險(xiǎn)截面處的MMM VH ,的值列入下表： *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 減速器的設(shè)計(jì) 28 表 5.2 中間軸各危險(xiǎn)面處的載荷值 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 3 2 196.7 476.9 NH NH FN FN = = 3 2 77.6 184.86 NV NV FN FN = = 彎矩 M 8974.4. 28256.3 . HB HC MN mm MN mm = = 3540.5 . 10952.955 . VB VC MN mm MN mm = = 總彎矩 9647.5 . 30304.9. B C MN mm MN mm = = 扭矩 15960.TN mm= 3按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 已知材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)，由文獻(xiàn)12表 151 查得MPa60 1 = ，由已知條件，對(duì) 軸上承受最大彎矩和扭矩的截面 C 的強(qiáng)度進(jìn)行校核。 根據(jù)式 15- 5 以上表中的數(shù)據(jù)，并取6 . 0= 2222 2 3 ()30304.9(0.6 15960) 0.1 26 1860 C ca MT W MPaMPa + = = 結(jié)論：按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度，軸的強(qiáng)度足夠 5.3.3 輸入軸（軸 1）的校核 1 111 11 tan2 325.6,122.7 cos tan87.24 n trt at T FN FFN d FFN = = 121 11 145.125470 NHNHt NHt FFF FF += += 1 2 105.45 220.15 NH NH FN FN = = 121 11 145.125470 NVNVr NVr FFF FF += += 1 2 39.74 82.96 NV NV FN FN = = *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 減速器的設(shè)計(jì) 29 1 11 22 98.12510347.28 . 98.1253899.49 . 473899.12. HNH VNV VNV MFN mm MFN mm MFN mm = = = 1畫(huà)軸的空間受力圖 將齒輪所受載荷簡(jiǎn)化為集中力， 并通過(guò)輪轂中截面作用于軸上。 軸的支點(diǎn)反力 也簡(jiǎn)化為集中力通過(guò)載荷中心作用于軸上； 2 作垂直平面受力圖和水平平面受力圖求出作用于軸上的載荷。 并確定可能的危 險(xiǎn)截面。 圖 5.5 輸入軸的受力圖 將計(jì)算出的危險(xiǎn)截面處的MMM VH ,的值列入下表： *本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 減速器的設(shè)計(jì) 30 表 5.3 輸入軸各危險(xiǎn)面處的載荷值 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1 2 105.45 220.15 NH NH FN FN = = 1 2 39.74 82.96 NV NV FN FN = = 彎矩 M 10347.28 . H MN mm= 1 2 3899.49 . 3899.12. V V MN mm MN mm = = 總彎矩 22 1 22 2 10347.283899.4911057.68 . 10347.283899.1211057.55 . MN mm MN mm =+= =+= 扭矩 3800.TN mm= 3按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 已知材料為 40Cr 調(diào)質(zhì)，由文獻(xiàn)12表 151 查得MPa70 1 = ，由已知條件，對(duì) 軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度進(jìn)行校核。 根據(jù)式 15- 5 以上表中的數(shù)據(jù)，并取6 . 0= 2222 11 3 ()11057.68(0.6 3800) 0.1 23.34 8.8870 ca MT W MPaMPa + = = = 查文獻(xiàn)12表 13- 5 得 對(duì)軸承 1 8 . 1, 4 . 0 11 =YX 對(duì)軸承 2 8 . 1, 4 . 0 11 =YX 查文獻(xiàn)12表 13- 6 取沖擊載荷因數(shù)2 . 1= p f （四）計(jì)算軸承的壽命 11111 ()1.2 (0.4 112.69 1.8 152.59)383.69 pra PfX FY FN=+=+= 式（5.22） 22222 ()1.2 (0.4 235.26 1.8 63.35)249.76 pra PfX FY FN=+=+= 所以 66 103 1 1 101018000 ()()26595808 6060 233.33 383.686 hh C LhL nP = 式（5.23） 66 103 2 2 101018000 ()()111269660 6060