畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書I畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書II第一章減速器概述111減速器的主要型式及其特性112減速器結(jié)構(gòu)213減速器潤滑3第二張減速箱原始數(shù)據(jù)及傳動(dòng)方案的選擇521原始數(shù)據(jù)522傳動(dòng)方案選擇5第三章電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算831電動(dòng)機(jī)選擇步驟8311型號(hào)的選擇8312功率的選擇8313轉(zhuǎn)速的選擇932電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定9第四章軸的設(shè)計(jì)1141軸的分類1142軸的材料1143軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1244軸的設(shè)計(jì)計(jì)算13441按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算13442按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算14443軸的剛度計(jì)算概念14444軸的設(shè)計(jì)步驟1545各軸的計(jì)算15451高速軸計(jì)算15452中間軸設(shè)計(jì)17453低速軸設(shè)計(jì)2146軸的設(shè)計(jì)與校核23461高速軸設(shè)計(jì)23462中間軸設(shè)計(jì)24463低速軸設(shè)計(jì)24畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書III464高速軸的校核24第五章聯(lián)軸器的選擇2651聯(lián)軸器的功用2652聯(lián)軸器的類型特點(diǎn)2653聯(lián)軸器的選用2654聯(lián)軸器材料27第六章圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)2961齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與分類2962齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)與基本要求29621主要參數(shù)29622精度等級(jí)的選擇30623齒輪傳動(dòng)的失效形式3063齒輪參數(shù)計(jì)算31第七章軸承的設(shè)計(jì)及校核4071軸承種類的選擇4072深溝球軸承結(jié)構(gòu)4073軸承計(jì)算41第八章箱體設(shè)計(jì)43第九章設(shè)計(jì)結(jié)論44第使章設(shè)計(jì)小結(jié)45第十一章參考文獻(xiàn)46致謝47畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1第一章減速器概述減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)或齒輪蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)場合下也用作增速的傳動(dòng)裝置，這時(shí)就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用很廣。減速器類型很多，按傳動(dòng)級(jí)數(shù)主要分為單級(jí)、二級(jí)、多級(jí)；按傳動(dòng)件類型又可分為齒輪、蝸桿、齒輪蝸桿、蝸桿齒輪等。減速器系統(tǒng)框圖以下對(duì)幾種減速器進(jìn)行對(duì)比1）圓柱齒輪減速器當(dāng)傳動(dòng)比在8以下時(shí)，可采用單級(jí)圓柱齒輪減速器。大于8時(shí)，最好選用二級(jí)I840和二級(jí)以上I40的減速器。單級(jí)減速器的傳動(dòng)比如果過大，則其外廓尺寸將很大。二級(jí)和二級(jí)以上圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)布置形式有展開式、分流式和同軸式等數(shù)種。展開式最簡單，但由于齒輪兩側(cè)的軸承不是對(duì)稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。為此，在設(shè)計(jì)這種減速器時(shí)應(yīng)注意1軸的剛度宜取大些；2轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠(yuǎn)的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；3采用斜齒輪布置，而且受載大的低速級(jí)又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比展開好。這種減速器的高速級(jí)齒輪常采用斜齒，一側(cè)為左旋，另一側(cè)為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對(duì)斜齒輪能自動(dòng)調(diào)整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的齠輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動(dòng)。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。圓柱齒輪減速器在所有減速器中應(yīng)用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至40000KW，圓周速度也可從很低至60M/S一70MS，甚至高達(dá)150MS。傳動(dòng)功率很大的減速器最好采用雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式。這兩種布置方式可由兩對(duì)齒輪副分擔(dān)載荷，有利于改善受力狀況和降低傳動(dòng)尺寸。設(shè)計(jì)雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)設(shè)法采取自動(dòng)平衡裝置使各對(duì)齒輪副的載荷能得到均勻分配，例如采用滑動(dòng)軸承和彈性支承。圓柱齒輪減速器有漸開線齒形和圓弧齒形兩大類。除齒形不同外，減速器結(jié)構(gòu)基本相同。傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比相同時(shí)，圓弧齒輪減速器在長度方向的尺寸要比漸開線齒輪減速器電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器高速軸中間軸低速軸畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2約30。2）圓錐齒輪減速器它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場合。二級(jí)和二級(jí)以上的圓錐齒輪減速器常由圓錐齒輪傳動(dòng)和圓柱齒輪傳動(dòng)組成，所以有時(shí)又稱圓錐圓柱齒輪減速器。因?yàn)閳A錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，為了使它受力小些，常將圓錐面崧，作為，高速極山手面錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應(yīng)用不如圓柱齒輪減速器廣。3）蝸桿減速器主要用于傳動(dòng)比較大J10的場合。通常說蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸小，這只是對(duì)傳減速器的傳動(dòng)比較大的蝸桿減速器才是正確的，當(dāng)傳動(dòng)比并不很大時(shí)，此優(yōu)點(diǎn)并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜用在大功率傳動(dòng)的場合。蝸桿減速器主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式。蝸桿圓周速度小于4M/S時(shí)最好采用蝸桿在下式，這時(shí)，在嚙合處能得到良好的潤滑和冷卻條件。但蝸桿圓周速度大于4M/S時(shí)，為避免攪油太甚、發(fā)熱過多，最好采用蝸桿在上式。4）齒輪蝸桿減速器它有齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)和蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí)兩種布置形式。前者結(jié)構(gòu)較緊湊，后者效率較高。通過比較，我們選定圓柱齒輪減速器。近年來，減速器的結(jié)構(gòu)有些新的變化。為了和沿用已久、國內(nèi)目前還在普遍使用的減速器有所區(qū)別，這里分列了兩節(jié)，并稱之為傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)和新型減速器結(jié)構(gòu)。1）傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)減速器的箱體是用中等強(qiáng)度的鑄鐵鑄成，重型減速器用高強(qiáng)度鑄鐵或鑄鋼。少量生產(chǎn)時(shí)也可以用焊接箱體。鑄造或焊接箱體都應(yīng)進(jìn)行時(shí)效或退火處理。大量生產(chǎn)小型減速器時(shí)有可能采用板材沖壓箱體。減速器箱體的外形目前比較傾向于形狀簡單和表面平整。箱體應(yīng)具有足夠的剛度，以免受載后變形過大而影響傳動(dòng)質(zhì)量。箱體通常由箱座和箱蓋兩部分所組成，其剖分面則通過傳動(dòng)的軸線。為了卸蓋容易，在剖分面處的一個(gè)凸緣上攻有螺紋孔，以便擰進(jìn)螺釘時(shí)能將蓋頂起來。聯(lián)接箱座和箱蓋的螺栓應(yīng)合理布置，并注意留出扳手空間。在軸承附近的螺栓宜稍大些并盡量靠近軸承。為保證箱座和箱蓋位置的準(zhǔn)確性，在剖分面的凸緣上應(yīng)設(shè)有23個(gè)圓錐定位銷。在箱蓋上備有為觀察傳動(dòng)嚙合情況用的視孔、為排出箱內(nèi)熱空氣用的通氣孔和為提取箱蓋用的起重吊鉤。在箱座上則常設(shè)有為畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書3提取整個(gè)減速器用的起重吊鉤和為觀察或測量油面高度用的油面指示器或測油孔。關(guān)于箱體的壁厚、肋厚、凸緣厚、螺栓尺寸等均可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，見有關(guān)圖冊。關(guān)于視孔、通氣孔和通氣器、起重吊鉤、油面指示OE等均可從有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊和圖冊中查出。在減速器中廣泛采用滾動(dòng)軸承。只有在載荷很大、工作條件繁重和轉(zhuǎn)速很高的減速器才采用滑動(dòng)軸承。2）新型減速器結(jié)構(gòu)下面列舉兩種聯(lián)體式減速器的新型結(jié)構(gòu)，圖中未將電動(dòng)機(jī)部分畫出。1）齒輪蝸桿二級(jí)減速器；2）圓柱齒輪圓錐齒輪圓柱齒輪三級(jí)減速器。這些減速器都具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在箱體上不沿齒輪或蝸輪軸線開設(shè)剖分面。為了便于傳動(dòng)零件的安裝，在適當(dāng)部位有較大的開孔。在輸入軸和輸出軸端不采用傳統(tǒng)的法蘭式端蓋，而改用機(jī)械密封圈；在盲孔端則裝有沖壓薄壁端蓋。輸出軸的尺寸加大了，鍵槽的開法和傳統(tǒng)的規(guī)定不同，甚至跨越了軸肩，有利于充分發(fā)揮輪轂的作用。和傳統(tǒng)的減速器相比，新型減速器結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，既可簡化結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)目，同時(shí)又改善了制造工藝性。但設(shè)計(jì)時(shí)要注意裝配的工藝性，要提高某些裝配零件的制造精度。圓周速度U12M/S一15MS的齒輪減速器廣泛采用油池潤滑，自然冷卻。為了減少齒輪運(yùn)動(dòng)的阻力和油的溫升，浸入油中的齒輪深度以12個(gè)齒高為宜。速度高的還應(yīng)該淺些，建議在07倍齒高左右，但至少為10MM。速度低的05MS一08MS也允許浸入深些，可達(dá)到16的齒輪半徑；更低速時(shí)，甚至可到13的齒輪半徑。潤滑圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，齒輪浸入油中的深度應(yīng)達(dá)到輪齒的整個(gè)寬度。對(duì)于油面有波動(dòng)的減速器如船用減速器，浸入宜深些。在多級(jí)減速器中應(yīng)盡量使各級(jí)傳動(dòng)浸入油中深度近予相等。如果發(fā)生低速級(jí)齒輪浸油太深的情況，則為了降低其探度可以采取下列措施將高速級(jí)齒輪采用惰輪蘸油潤滑；或?qū)p速器箱蓋和箱座的剖分面做成傾斜的，從而使高速級(jí)和低速級(jí)傳動(dòng)的浸油深度大致相等。減速器油池的容積平均可按1KW約需035L一07L潤滑油計(jì)算大值用于粘度較高的油，同時(shí)應(yīng)保持齒輪頂圓距離箱底不低于30MM一50MM左右，以免太淺時(shí)激起沉降在箱底的油泥。減速器的工作平衡溫度超過90時(shí)，需采用循環(huán)油潤滑，或其他冷卻措施，如油池潤滑加風(fēng)扇，油池內(nèi)裝冷卻盤管等。循環(huán)潤滑的油量一般不少于05L/KW。圓周速畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書4度U12M/S的齒輪減速器不宜采用油池潤滑，因?yàn)?由齒輪帶上的油會(huì)被離心力甩出去而送不到嚙合處；2由于攪油會(huì)使減速器的溫升增加；3會(huì)攪起箱底油泥，從而加速齒輪和軸承的磨損；4加速潤滑油的氧化和降低潤滑性能等等。這時(shí)，最好采用噴油潤滑。潤滑油從自備油泵或中心供油站送來，借助管子上的噴嘴將油噴人輪齒嚙合區(qū)。速度高時(shí)，對(duì)著嚙出區(qū)噴油有利于迅速帶出熱量，降低嚙合區(qū)溫度，提高抗點(diǎn)蝕能力。速度U20心S的齒輪傳動(dòng)常在油管上開一排直徑為4MM的噴油孔，速度更高時(shí)財(cái)應(yīng)開多排噴油孔。噴油孔的位置還應(yīng)注意沿齒輪寬度均勻分布。噴油潤滑也常用于速度并不很高而工作條件相當(dāng)繁重的重型減速器中和需要用大量潤滑油進(jìn)行冷卻的減速器中。噴油潤滑需要專門的管路裝置、油的過濾和冷卻裝置以及油量調(diào)節(jié)裝置等，所以費(fèi)用較貴。此外，還應(yīng)注意，箱座上的排油孔宜開大些，以便熱油迅速排出。蝸桿圓周速度在10M/S以下的蝸桿減速器可以采用油池潤滑。當(dāng)蝸桿在下時(shí)，油面高度應(yīng)低于蝸桿螺紋的根部，并且不應(yīng)超過蝸桿軸上滾動(dòng)軸承的最低滾珠柱的中心，以免增加功率損失。但如滿足了后一條件而蝸桿未能浸入油中時(shí)，則可在蝸桿軸上裝一甩油環(huán)，將油甩到蝸輪上以進(jìn)行潤滑。當(dāng)蝸桿在上時(shí)，則蝸輪浸入油中的深度也以超過齒高不多為限。蝸桿圓周速度在10MS以上的減速器應(yīng)采用噴油潤滑。噴油方向應(yīng)順著蝸桿轉(zhuǎn)入嚙合區(qū)的方向，但有時(shí)為了加速熱的散失，油也可從蝸桿兩側(cè)送人嚙合區(qū)。齒輪減速器和蝸輪減速器的潤滑油粘度可分別參考表選取。若工作溫度低于0，則使用時(shí)需先將油加熱到0以上。蝸桿上置的，粘度應(yīng)適當(dāng)增大。畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書5第二章減速箱原始數(shù)據(jù)及傳動(dòng)方案的選擇運(yùn)輸帶有效拉力F1500N，工作速度V12M/S，卷筒直徑D200MM間歇工作，載荷平穩(wěn)，傳動(dòng)可逆轉(zhuǎn)，傳動(dòng)比誤差為5，每隔2MIN工作一次，停機(jī)5MIN，工作年限為10年。傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)的目的是確定傳動(dòng)方案、選定電機(jī)型號(hào)、合理分配傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，為計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)件準(zhǔn)備條件。由于我們的實(shí)驗(yàn)的要求較高，電機(jī)輸入的最高轉(zhuǎn)速較大，為了減少成本，降低對(duì)電機(jī)的要求，同時(shí)能夠滿足減震器試驗(yàn)臺(tái)的正常工作，我們對(duì)減震器采用這樣的方案變頻電機(jī)通過帶輪的傳遞，到達(dá)第一對(duì)嚙合齒輪，為了讓減速器具有變速功能，我們使第二對(duì)嚙合齒輪為雙聯(lián)齒輪，最后由輸出軸傳遞給偏心輪機(jī)構(gòu)。因?yàn)楸驹囼?yàn)屬于多功能測試，包括了靜特性試驗(yàn)、疲勞試示功試驗(yàn)、耐久試驗(yàn)。所以對(duì)整個(gè)傳遞要求較高。所以第一、二根軸兩端采用角接觸球軸承，第三根軸采用一頭用角接觸球軸承另一頭采用普通調(diào)心球軸承。注意點(diǎn)是使用這個(gè)傳動(dòng)方案應(yīng)保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)便利。減速器設(shè)計(jì)二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比一般為840，用斜齒、直齒或人字齒，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。展開式由于齒輪相對(duì)于軸承為不對(duì)稱布置，因而沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大剛度；分流式則齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布置，常用于較大功率、變載荷場合。同軸式減速器，長度方向尺寸較小，但軸向尺寸較大，中間軸較長，剛度較差。兩級(jí)大齒輪直徑接欣于浸油潤滑，軸線可以水平、上下或鉛垂布置，如圖畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書6圖中展開式又可以有下面兩種，如下所示根據(jù)材料力學(xué)（工程力學(xué)）可以算出在相同載荷作用下，A方案優(yōu)先于B方案，最終選A由裝配圖查得，174,275,201XLL。1111166742012757427574627568542266BZZZZYLFXLXLLLEILXLLXLLFEILFEIFMMEI畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書7由裝配圖查得，2103,173,77XLL22222669418227594173182627590226876BZZZZYLFXLXLLLEILXLLXLLFEILFEIFMMEI綜上所述可得Y1Y2。選A方案。畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書8第三章電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算合理的選擇電動(dòng)機(jī)是正確使用的先決條件。選擇恰當(dāng)，電動(dòng)機(jī)就能安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行；選擇得不合適，輕者造成浪費(fèi)，重者燒毀電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī)的內(nèi)容包括很多，例如電壓、頻率、功率、轉(zhuǎn)佟舳亍闌問健峁剮問降齲墻岷嚇寰嚀邇況，需要選擇的通常只是功率、轉(zhuǎn)速、防護(hù)形式等幾項(xiàng)比較重要的內(nèi)容，因此在這里介紹一下電動(dòng)機(jī)的選擇方法及使用。電動(dòng)機(jī)的選擇一般遵循以下三個(gè)步驟311型號(hào)的選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)很多，通常選用異步電動(dòng)機(jī)。從類型上可分為鼠籠式與繞線式異步電動(dòng)機(jī)兩種。常用鼠籠式的有J、J2、JO、JO2、JO3系列的小型異步電動(dòng)機(jī)和JS、JSQ系列中型異步電動(dòng)機(jī)。繞線式的有JR、JRO2系列小型繞線式異步電動(dòng)機(jī)和JRQ系列中型繞線式異步電動(dòng)機(jī)。從電動(dòng)機(jī)的防護(hù)形式上又可分為以下幾種1防護(hù)式。這種電動(dòng)機(jī)的外殼有通風(fēng)孔，能防止水滴、鐵屑等物從上面或垂直方向成45以內(nèi)掉進(jìn)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，但是灰塵潮氣還是能侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，它的通風(fēng)性能比較好，價(jià)格也比較便宜，在干燥、灰塵不多的地方可以采用?！癑”系列電動(dòng)機(jī)就屬于這種防護(hù)形式。2封閉式。這種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，定子繞組等都裝在一個(gè)封閉的機(jī)殼內(nèi)，能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，但它的密封不很嚴(yán)密，所以還不能在水中工作，“JO”系列電動(dòng)機(jī)屬于這種防護(hù)形式。在農(nóng)村塵土飛揚(yáng)、水花四濺的地方（如農(nóng)副業(yè)加工機(jī)械和水泵）廣泛地使用這種電動(dòng)機(jī)。3密封式。這種電動(dòng)機(jī)的整個(gè)機(jī)體都嚴(yán)密的密封起來，可以浸沒在水里工作，農(nóng)村的電動(dòng)潛水泵就需要這種電動(dòng)機(jī)。實(shí)際上，農(nóng)村用來帶動(dòng)水泵、機(jī)磨、脫粒機(jī)、扎花機(jī)和粉碎機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械的小型電動(dòng)機(jī)大多選用JO、JO2系列電動(dòng)機(jī)。在特殊場合可選用一些特殊用途的電動(dòng)機(jī)。如JBS系列小型三相防爆異步電動(dòng)機(jī)，JQS系列井用潛水泵三相異步電動(dòng)機(jī)以及DM2系列深井泵用三相異步電動(dòng)機(jī)。312功率的選擇一般機(jī)械都注明應(yīng)配套使用的電動(dòng)機(jī)功率，更換或配套時(shí)十分方便，有的農(nóng)業(yè)機(jī)械注明本機(jī)的機(jī)械功率，可把電動(dòng)機(jī)功率選得比它大10即可（指直接傳動(dòng)）。一些自制簡易農(nóng)機(jī)具，我們可以憑經(jīng)驗(yàn)粗選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，用測得的電功率來選擇電動(dòng)機(jī)功率。畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書9電動(dòng)機(jī)的功率不能選擇過小，否則難于啟動(dòng)或者勉強(qiáng)啟動(dòng)，使運(yùn)轉(zhuǎn)電流超過電動(dòng)機(jī)的額定電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱以致燒損。電動(dòng)機(jī)的功率也不能選擇太大，否則不但浪費(fèi)投資，而且電動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行，其功率和功率因數(shù)都不高，造成功率浪費(fèi)。選擇電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，還要兼顧變壓器容量的大小，一般來說，直接啟動(dòng)的最大一臺(tái)鼠籠式電動(dòng)機(jī)，功率不宜超過變壓器容量的1/3。313轉(zhuǎn)速的選擇選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)盡量與工作機(jī)械需要的轉(zhuǎn)速相同，采用直接傳動(dòng)，這樣既可以避免傳動(dòng)損失，又可以節(jié)省占地面積。若一時(shí)難以買到合適轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，可用皮帶傳動(dòng)進(jìn)行變速，但其傳動(dòng)比不宜大于3。異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）有3000R/MIN、1500R/MIN、1000R/MIN、750R/MIN等。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般要低25，在功率相同的情況下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越低體積越大，價(jià)格也越高，而且功率因數(shù)與效率較低；高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)也有它的缺點(diǎn)，它的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小而啟動(dòng)電流大，拖動(dòng)低轉(zhuǎn)速的農(nóng)業(yè)機(jī)械時(shí)傳動(dòng)不方便，同時(shí)轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)軸承容易磨損。所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一般選用1500R/MIN的電動(dòng)機(jī)，它的轉(zhuǎn)速也比較高，但它的適應(yīng)性較強(qiáng)，功率因數(shù)也比較高。根據(jù)已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。由公式P1FV15001218KW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速N1DV1000100121001000314200114。65R/MIN求電機(jī)功率P5PP電AB齒2Z3PFV查閱資料可得選取1099彈性柱銷聯(lián)軸器20976級(jí)精度齒輪的效率30987級(jí)精度齒輪的效率40938滾動(dòng)滾子軸承的效率5096滾子鏈傳動(dòng)則總1234508503P51W查閱資料可得取I860則N5N1I1146584091724586R/MIN電動(dòng)機(jī)符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500、3000，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)比，顯然選擇1500R/MIN的同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)比較合適。畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書10電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速極數(shù)額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y112M422KW1440R/MIN422KW22KW畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書11第四章軸的設(shè)計(jì)機(jī)器上所安裝的旋轉(zhuǎn)零件，例如帶輪、齒輪、聯(lián)軸器和離合器等都必須用軸來支承，才能正常工作，因此軸是機(jī)械中不可缺少的重要零件。本章將討論軸的類型、軸的材料和輪轂聯(lián)接，重點(diǎn)是軸的設(shè)計(jì)問題，其包括軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理確定軸的形狀和尺寸，它除應(yīng)考慮軸的強(qiáng)度和剛度外，還要考慮使用、加工和裝配等方面的許多因素。按軸受的載荷和功用可分為1心軸只承受彎矩不承受扭矩的軸，主要用于支承回轉(zhuǎn)零件。如車輛軸和滑輪軸。2傳動(dòng)軸只承受扭矩不承受彎矩或承受很小的彎矩的軸,主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩。如汽車的傳動(dòng)軸。3轉(zhuǎn)軸同時(shí)承受彎矩和扭矩的軸，既支承零件又傳遞轉(zhuǎn)矩。如減速器軸。主要承受彎矩和扭矩。軸的失效形式是疲勞斷裂，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。軸的材料從以下中選取1碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼具有較好的機(jī)械性能，對(duì)應(yīng)力集中敏感性較低，價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛。例如35、45、50等優(yōu)質(zhì)碳素鋼。一般軸采用45鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)或正火處理；有耐磨性要求的軸段，應(yīng)進(jìn)行表面淬火及低溫回火處理。輕載或不重要的軸，使用普通碳素鋼Q235、Q275等。2合金鋼合金鋼具有較高的機(jī)械性能，對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，淬火性較好，熱處理變形小，價(jià)格較貴。多使用于要求重量輕和軸頸耐磨性的軸。例如汽輪發(fā)電機(jī)軸要求，在高速、高溫重載下工作，采用27CR2MO1V、38CRMOALA等。滑動(dòng)軸承的高速軸，采用20CR、20CRMNTI等。畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書123球墨鑄鐵球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好，對(duì)應(yīng)力集中敏感低，價(jià)格低廉，使用鑄造制成外形復(fù)雜的軸。例如內(nèi)燃機(jī)中的曲軸。如圖所示為一齒輪減速器中的的高速軸。軸上與軸承配合的部份稱為軸頸，與傳動(dòng)零件配合的部份稱為軸頭，連接軸頸與軸頭的非配合部份稱為軸身，起定位作用的階梯軸上截面變化的部分稱為軸肩。軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求有（1）、便于軸上零件的裝配軸的結(jié)構(gòu)外形主要取決于軸在箱體上的安裝位置及形式，軸上零件的布置和固定方式，受力情況和加工工藝等。為了便于軸上零件的裝拆，將軸制成階梯軸，中間直徑最大，向兩端逐漸直徑減小。近似為等強(qiáng)度軸。（2）、保證軸上零件的準(zhǔn)確定位和可靠固定軸上零件的軸向定位方法主要有軸肩定位、套筒定位、圓螺母定位、軸端擋圈定位和軸承端蓋定位。1）軸向定位的固定軸肩或軸環(huán)如教材圖107所示。軸肩定位是最方便可靠的定位方法，但采用軸肩定位會(huì)使軸的直徑加大，而且軸肩處由于軸徑的突變而產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此，多用于軸向力較大的場合。定位軸肩的高度H00701D，D為與零件相配處的軸徑尺寸。要求R軸R孔或R軸C孔套筒和圓螺母定位套筒用于軸上兩零件的距離較小，結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠。圓螺母用于軸上兩零件距離較大，需要在軸上切制螺紋，對(duì)軸的強(qiáng)度影響較大。性擋圈和緊定螺釘這兩種固定的方法，常用于軸向力較小的場合。軸端擋圈圓錐面軸端擋圈與軸肩、圓錐面與軸端擋圈聯(lián)合使用，常用于軸端起到雙向固定。裝拆方便，多用于承受劇烈振動(dòng)和沖擊的場合。2）周向定位和固定畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書13軸上零件的周向固定是為了防止零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。常用的固定方式有A鍵聯(lián)接B過盈配合聯(lián)接C圓錐銷聯(lián)接D成型聯(lián)接鍵聯(lián)接和圓錐銷聯(lián)接見教材104節(jié)。過盈配合是利用軸和零件輪轂孔之間的配合過盈量來聯(lián)接，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)周向和軸向固定，結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)中性好，對(duì)軸削弱小，裝拆不便。成型聯(lián)接是利用非圓柱面與相同的輪轂孔配合，對(duì)中性好，工作可靠，制造困難應(yīng)用少。（3）、具有良好的制造和裝配工藝性1）軸為階梯軸便于裝拆。軸上磨削和車螺紋的軸段應(yīng)分別設(shè)有砂輪越程槽和螺紋退刀槽。如教材圖1012所示。2）軸上沿長度方向開有幾個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)將鍵槽安排在軸的同一母線上。同一根軸上所有圓角半徑和倒角的大小應(yīng)盡可能一致，以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)。為使軸上零件容易裝拆，軸端和各軸段端部都應(yīng)有45的倒角。為便于加工定位，軸的兩端面上應(yīng)做出中心孔。（4）、減小應(yīng)力集中，改善軸的受力情況軸大多在變應(yīng)力下工作，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)減少應(yīng)力集中，以提高軸的疲勞強(qiáng)度，尤為重要。軸截面尺寸突變處會(huì)造成應(yīng)力集中，所以對(duì)階梯軸，相鄰兩段軸徑變化不宜過大，在軸徑變化處的過渡圓角半徑不宜過小。盡量不在軸面上切制螺紋和凹槽以免引起應(yīng)力集中。盡量使用圓盤銑刀。此外，提高軸的表面質(zhì)量，降低表面粗糙度，采用表面碾壓、噴丸和滲碳淬火等表面強(qiáng)化方法，均可提高軸的疲勞強(qiáng)度。當(dāng)傳矩由一個(gè)傳動(dòng)件輸入，而由幾個(gè)傳動(dòng)件輸出時(shí)，為了減小軸上的傳矩，應(yīng)將輸入件放在中間。如圖1014所示，輸入傳矩T1T2T3，軸上各輪按圖1415A的布置形式，軸所受的最大傳矩為T2T3，如改為圖1014B的布置形式，最大傳矩減小為T2或T3。441按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算這種方法是只按軸所受的扭矩來計(jì)算軸的強(qiáng)度。如果還受不大的彎矩時(shí)，則采用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。并且應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常用這種方法初步估算軸徑。對(duì)于不大重要的軸，也可作畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書14為最后計(jì)算結(jié)果。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為強(qiáng)度條件201055936DNPWTPMPA設(shè)計(jì)公式NPCNPD363105595（MM）軸上有鍵槽放大35一個(gè)鍵槽；710二個(gè)鍵槽。并且取標(biāo)準(zhǔn)植式中許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力（N/MM2），C為由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)。442按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可以求得，因而可按彎扭合成強(qiáng)度條件對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。對(duì)于鋼制的軸，按第三強(qiáng)度理論，強(qiáng)度條件為設(shè)計(jì)公式BEMD1013（MM）式中、E為當(dāng)量應(yīng)力，MPA。D為軸的直徑，MM22TMME為當(dāng)量彎矩；M為危險(xiǎn)截面的合成彎矩；22VHMMM；MH為水平面上的彎矩；MV為垂直面上的彎矩；W為軸危險(xiǎn)截面抗彎截面系數(shù)；為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)彎矩引起的彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)的變應(yīng)力，而扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力往往為非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力與扭矩變化情況有關(guān)111BB扭矩對(duì)稱循環(huán)變化6001BB扭矩脈動(dòng)循環(huán)變化3011BB不變的扭矩B1，B0，B1分別為對(duì)稱循環(huán)、脈動(dòng)循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力。對(duì)于重要的軸，還要考慮影響疲勞強(qiáng)度的一些因素而作精確驗(yàn)算。內(nèi)容參看有關(guān)書籍。443軸的剛度計(jì)算概念軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過允許的限度，就會(huì)影響軸上BEEDTMDTMWM103211322322畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書15零件的正常工作，甚至?xí)适C(jī)器應(yīng)有的工作性能。軸的彎曲剛度是以撓度Y或偏轉(zhuǎn)角以及扭轉(zhuǎn)角來度量，其校核公式為YY。式中Y、分別為軸的許用撓度、許用轉(zhuǎn)角和許用扭轉(zhuǎn)角。444軸的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)軸的一般步驟為（1）選擇軸的材料根據(jù)軸的工作要求，加工工藝性、經(jīng)濟(jì)性，選擇合適的材料和熱處理工藝。（2）初步確定軸的直徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算公式，計(jì)算出軸的最細(xì)部分的直徑。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固的工作位置；軸上零件裝拆、調(diào)整方便；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。盡量避免應(yīng)力集中；根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首先要預(yù)定出主要零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，它是軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，擬定裝配方案，應(yīng)先考慮幾個(gè)方案，進(jìn)行分析比較后再選優(yōu)。原則1）軸的結(jié)構(gòu)越簡單越合理；2）裝配越簡單越合理。451高速軸計(jì)算（1）查得C118（低速軸彎矩較大），由公式33111182471200PDMMN取高速軸的直徑D45MM。（2）求作用在齒輪上的力齒輪分度圓直徑為1120480DZMMM齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為113109550NPT311955010875421200NMM齒輪作用力圓周力12287542218880TTFND徑向力0/COS218820/COS1445821RTFFTGNTGN軸向力21881445564ATFFTGTGN（3）畫軸的計(jì)算簡圖并計(jì)算支反力圖A畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書16水平支反力1599BCAXTABLRFNL21881599589BXTBXRFRN垂直支反力1/282120156440682275RBCAAYABFLFDRNL821682139BYRAYRFRN（4）畫彎矩圖A水平面內(nèi)彎矩圖MB圖截面C159974118326CXAXACMRLNMMB垂直面內(nèi)彎矩圖MC（C圖）截面C6827450468CYAYACMRLNMMC合成彎矩22128639CCXCYMM