1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程及其解釋結(jié)果三、工作條件該裝置具有單向傳動(dòng)、負(fù)載平穩(wěn)、空載啟動(dòng)、兩班倒工作、10年使用壽命（按每年350天、每天16小時(shí)計(jì)算）、輸送機(jī)速度內(nèi)容誤差皮帶為 5%。四、原始數(shù)據(jù)主動(dòng)滾筒直徑D（mm）：320主動(dòng)滾筒速度 V (m/s)：0.7驅(qū)動(dòng)輥軸扭矩T（Nm）：9005. 設(shè)計(jì)工作量1 減速機(jī)總裝圖2個(gè)齒輪和軸零件圖各3 設(shè)計(jì)手冊(cè)六、設(shè)計(jì)手冊(cè)內(nèi)容1. 運(yùn)動(dòng)圖和原始數(shù)據(jù)2.電機(jī)選擇3、主要參數(shù)的計(jì)算4、三角帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算5、減速機(jī)斜圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6. 幀大小的計(jì)算7、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算8. 鍵、聯(lián)軸器等的選擇和檢查。9、滾動(dòng)軸承和密封件的選擇和驗(yàn)證10. 潤(rùn)滑齒輪和軸承

2、的材料和方法11、齒輪與軸承配合的選擇12. 參考文獻(xiàn)七、設(shè)計(jì)要求1、各設(shè)計(jì)階段完成后，經(jīng)指導(dǎo)老師審核同意后方可進(jìn)行下一階段的設(shè)計(jì)；2.在指定教室進(jìn)行設(shè)計(jì)。一、電機(jī)的選擇1.采用臥式減速機(jī)，圓柱齒輪傳動(dòng)卷筒直徑和繩速計(jì)算卷筒速度：選擇8級(jí)精度2、電機(jī)輸出功率其中總效率為查表可以發(fā)現(xiàn)Y132S-4符合要求，所以選擇了。Y132S-4（同步調(diào)速，4極）表格1額定功率滿載速度2、主要參數(shù)的計(jì)算1、確定總傳動(dòng)比，分配各級(jí)傳動(dòng)比變速器總傳動(dòng)比查表，V帶傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比的常用值為24，圓柱齒輪傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比的常用值為35，膨脹式兩級(jí)圓柱齒輪減速機(jī)。初始傳動(dòng)比為, , 。2.計(jì)算變速器的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)參數(shù)該裝置從

3、電機(jī)到工作機(jī)具有三個(gè)軸，依次為I、II、III軸。1.各軸速度2、各軸功率3.各軸扭矩表 2項(xiàng)目轉(zhuǎn)速力量扭矩傳動(dòng)比效率電機(jī)軸14405.536.4762.50.96高速軸5765.2386.7134.820.99中間軸136.0745.02356.6953.2560.97低速軸41.804.2331101.22三V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1.確定算力工況系數(shù)查表可得所以2.選擇三角帶的皮帶類(lèi)型根據(jù)，可以使用 A 型皮帶。3.確定皮帶輪的參考直徑，檢查皮帶速度1.選擇小皮帶輪的初級(jí)直徑。小滑輪的參考直徑可以查表得到2.檢查皮帶速度根據(jù)計(jì)算公式檢查皮帶速度因?yàn)椋云俣仁呛线m的。3、計(jì)算大皮帶輪的底徑計(jì)

4、算大滑輪的底徑并將其修圓。V帶的參考直徑和參考直徑(1)根據(jù)計(jì)算公式初步確定中心距(2)根據(jù)公式計(jì)算所需參考長(zhǎng)度=1364mm查找可選皮帶的參考長(zhǎng)度(3)根據(jù)公式計(jì)算實(shí)際中心距中心到中心的距離變化為。5.檢查小皮帶輪上的包角6.計(jì)算帶的根數(shù)(1)計(jì)算單條三角帶的額定功率通過(guò)查找表根據(jù)和 A 型帶，可以得到查找表, , 。所以(2)計(jì)算V波段的根數(shù)Z因此，V帶的數(shù)量為67、計(jì)算單條三角帶初張力的最小值A(chǔ)型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量可通過(guò)查表得到皮帶的實(shí)際初始張力應(yīng)作成。8.計(jì)算最終壓力壓力的最小值是四減速器斜圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.高速齒輪1.選擇齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料和齒數(shù)(1)按圖中所示傳動(dòng)方案，

5、采用斜圓柱齒輪傳動(dòng)。(2)輸送裝置為通用工作機(jī)械，速度不高，故選用8級(jí)精度。(3)材料選擇：查表選擇小齒輪材料為40 （調(diào)質(zhì)），硬度為HBS280；大齒輪材質(zhì)為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為HBS240，兩種材質(zhì)的硬度差為40HBS。(4)選擇小齒輪的齒數(shù)和大齒輪的齒數(shù)，取(5)選擇螺旋角，主螺旋角2、根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按計(jì)算公式計(jì)算。(1) 確定公式的每個(gè)計(jì)算值試選小齒輪傳遞扭矩 面積系數(shù)可查圖選擇，齒寬系數(shù)可查表選擇查表得到材料的彈性影響系數(shù)。,根據(jù)齒面硬度選擇小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限和大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 根據(jù)公式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 接觸疲勞壽命系數(shù), , 可從圖表中選擇。 計(jì)算接觸疲勞

6、的許用應(yīng)力以故障概率為 1%，安全系數(shù)為(2) 計(jì)算相關(guān)值試計(jì)算小齒輪分度圓的直徑，由計(jì)算公式得出。計(jì)算圓周速度計(jì)算模數(shù)，摘 要 計(jì)算中心距從圓圓中心到。 修圓后根據(jù)中心距修正螺旋角 計(jì)算大小齒輪分度圓的直徑 計(jì)算齒輪寬度四舍五入后取, 。檢查根部彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算3.根據(jù)齒根的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1) 確定公式的每個(gè)計(jì)算值、計(jì)算負(fù)載系數(shù)使用系數(shù)可通過(guò)查表得到。按8級(jí)精度，查表可得動(dòng)載荷系數(shù)。從表中得到的值與正齒輪的值相同，均為 1.419 。因此，負(fù)載系數(shù)根據(jù)縱向重合程度，查圖可得螺旋角的影響系數(shù)。 區(qū)域系數(shù)可以從圖中選擇, ,則有 查表得到應(yīng)力修正系數(shù)， 。 查表得到齒形系數(shù)， 。 （線性插值法）

7、 看圖，彎曲疲勞壽命系數(shù)， 。 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)，計(jì)算 計(jì)算大小齒根圓直徑和齒尖圓直徑2.低速檔1.選擇齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料和齒數(shù)(1)選擇斜圓柱齒輪傳動(dòng)。(2)輸送裝置為通用工作機(jī)械，速度不高，故選用8級(jí)精度。（3）材料選擇，在同一減速機(jī)各級(jí)小齒輪（或大齒輪）材料，無(wú)特殊情況，應(yīng)選用同一牌號(hào)，以減少材料的品種和工藝要求，所以查表選擇小齒輪材質(zhì)為40 （調(diào)質(zhì)），硬度為HBS260；大齒輪材質(zhì)為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為HBS210。(4)選擇小齒輪的齒數(shù)和大齒輪的齒數(shù)2、根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按計(jì)算公式計(jì)算。(1) 確定公式的每個(gè)計(jì)算值試選小齒輪傳遞扭矩齒寬系數(shù)可查表選

8、擇，面積系數(shù)可查圖選擇。查表得到材料的彈性影響系數(shù)。根據(jù)齒面硬度選擇小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限和大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 根據(jù)公式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 接觸疲勞壽命系數(shù), , 可從圖表中選擇。 計(jì)算接觸疲勞的許用應(yīng)力以故障概率為 1%，安全系數(shù)，我們得到(2) 計(jì)算相關(guān)值試計(jì)算小齒輪分度圓的直徑，由計(jì)算公式得出。計(jì)算圓周速度計(jì)算模數(shù)，摘 要（1）計(jì)算中心距從圓圓中心到。 計(jì)算大小齒輪分度圓的直徑 計(jì)算齒輪寬度四舍五入后取, 。檢查根部彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算3.根據(jù)齒根的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1) 確定公式的每個(gè)計(jì)算值計(jì)算負(fù)載率根據(jù)縱向重合程度，查圖可得螺旋角的影響系數(shù)。查表取齒形系數(shù)， 。 查表取應(yīng)力修正系數(shù)，

9、 。 （線性插值法）小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限和大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限可從圖中得到。 看圖，彎曲疲勞壽命系數(shù)， 。 計(jì)算彎曲疲勞的許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，按公式計(jì)算 計(jì)算大小齒根圓直徑和齒尖圓直徑五軸設(shè)計(jì)計(jì)算與校核1、高速軸設(shè)計(jì)1.找出作用在齒輪上的力高速齒輪分度圓直徑為d2.選擇材料選配軸材質(zhì)為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3.計(jì)算軸的最小直徑，最好查表應(yīng)設(shè)計(jì)為齒輪軸。軸的最小直徑顯然是安裝大皮帶輪的地方。為了配合皮帶輪和軸徑有鍵槽，應(yīng)增加5%-7%，然后軸徑增加5%-7%。圓形的。因此取。設(shè)計(jì)軸如下：4、根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段的直徑和長(zhǎng)度(1) 第一段的長(zhǎng)度，(2) 第二段的長(zhǎng)度，(3)第三

10、節(jié)長(zhǎng)度查表選擇圓錐滾子軸承型號(hào)為30370,(4) ,(5)(6) ,(7) ,兩個(gè)軸承上的徑向載荷之和皮帶傳動(dòng)有一個(gè)破碎力（在軸線上，水平方向） ，。將軸系構(gòu)件上的空間力系統(tǒng)分解為垂直面和水平面兩個(gè)平面力系統(tǒng)圖1圖二圖 3【注】圖2中通過(guò)添加彎矩平移到作用軸在圖 3 中，向指向軸的平移是通過(guò)施加額外的扭矩來(lái)實(shí)現(xiàn)的。相似地6.求兩個(gè)軸承的計(jì)算軸向力總和對(duì)于軸承，軸承的派生軸向力所以7.找到軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷和用于軸承 1用于軸承 2查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為：對(duì)于軸承 1 ，對(duì)于軸承 2 ，8、找出軸承應(yīng)有的額定載荷值因?yàn)橛兴苑弦蟆?、彎矩圖的計(jì)算水平面： ， N，則各段彎矩為：

11、BC段：由彎矩平衡 M-光盤(pán)： _由彎矩平衡垂直面：各段彎矩為：AB部分：但BC段：但CD段：但做軸的彎矩圖：從軸的結(jié)構(gòu)圖和彎矩扭矩圖可以看出，該斷面是軸的危險(xiǎn)斷面。現(xiàn)在,和的計(jì)算值列在下表中表3加載等級(jí)垂直平面支持彎矩總彎矩扭矩10、根據(jù)彎扭合應(yīng)力檢查軸的強(qiáng)度檢查時(shí)，通常只檢查軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)計(jì)算公式和上表中的數(shù)據(jù)，以軸的單向旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力之前選擇的軸的材質(zhì)是45鋼，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理，查表即可獲得。因此，它是安全的。11. 密鑰選擇與驗(yàn)證高速軸與大皮帶輪配套的軸上的選擇鍵連接。由于大皮帶輪在軸端，故選用單圓頭平鍵C830

12、GB/T1096-2003。根據(jù)，在表中找到的鍵的橫截面尺寸為：寬度：高度： ，從輪轂的寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)度為：鍵、軸承和輪轂材料都是鋼制查找表以它的平均種植為例，關(guān)鍵工作長(zhǎng)度鍵與輪轂鍵槽的接觸高度那么，就合適了。所以選擇：Key C GB/T 1096-200312. 確定軸上的圓角和倒角尺寸以軸端倒角為 ，每個(gè)肩部的圓角半徑為 2。二、中間軸的設(shè)計(jì)1.找出作用在齒輪上的力因?yàn)楦咚佥S的小齒輪與中速軸的大齒輪嚙合，所以這兩個(gè)齒輪都與作用力和反作用力有關(guān)，而大齒輪上的力是中速軸小齒輪上的兩個(gè)力是2.選擇材料選配軸材質(zhì)為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3.計(jì)算軸的最小直徑，最好查表軸的最小直徑顯然是

13、安裝軸承的位置。為使軸承易于安裝，若軸徑有鍵槽，應(yīng)增大5%-7%，然后將軸徑修圓。因此取。4、設(shè)計(jì)軸如下：5、根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段的直徑和長(zhǎng)度(1)選用圓錐滾子軸承32308，其尺寸為：因此，用擋圈定位軸承，擋圈長(zhǎng)度為23，所以左側(cè)(2) ,(3) ,(4) ,(5) ,6、零件在軸上的圓周定位低速大齒輪軸采用普通平鍵A型連接。其尺寸為齒輪與軸的配合，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位由過(guò)渡配合保證，所選軸的直徑尺寸公差為.兩個(gè)軸承上的徑向載荷之和將軸系構(gòu)件上的空間力系統(tǒng)分解為垂直面和水平面兩個(gè)平面力系統(tǒng)圖1圖二圖 37. 求兩個(gè)軸承的計(jì)算軸向力和從齒輪計(jì)算，對(duì)于類(lèi)型軸承，軸承的派生軸向力計(jì)算所以

14、8. 找到軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷和用于軸承 1用于軸承 2查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為：對(duì)于軸承 1 ，對(duì)于軸承 2 ，9、找出軸承應(yīng)有的額定載荷值因?yàn)橛兴苑弦蟆?0.彎矩圖的計(jì)算水平面： 。AB部分：然后_BC段：但CD段：但.鉛垂飛機(jī)：AB部分：BC段：CD段：彎矩圖如下從軸的結(jié)構(gòu)圖和彎矩扭矩圖可以看出，該斷面是軸的危險(xiǎn)斷面?，F(xiàn)在,和的計(jì)算值列在下表中表 4加載等級(jí)垂直平面支持彎矩總彎矩扭矩11、根據(jù)彎扭合應(yīng)力檢查軸的強(qiáng)度檢查時(shí)，通常只檢查軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)計(jì)算公式和上表中的數(shù)據(jù)，以軸的單向旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力之前選

15、擇的軸的材質(zhì)是45鋼，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理，查表即可，安全。12. 密鑰選擇與驗(yàn)證一般8級(jí)及以上精度的齒輪有空心精度要求，應(yīng)采用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，所以使用圓頭普通平鍵（A型）。取密鑰長(zhǎng)度，鍵、軸承和輪轂材料都是鋼制查找表以它的平均種植為例，關(guān)鍵工作長(zhǎng)度鍵與輪轂鍵槽的接觸高度那么，就合適了。所以選擇：關(guān)鍵GB/T 1096-2003及鍵GB/T 1096-200313.確定軸上的圓角和倒角尺寸以軸端倒角為，每個(gè)肩部圓角半徑為1.63、低速軸設(shè)計(jì)1.找出作用在齒輪上的力由于高速軸的小齒輪與中速軸的大齒輪嚙合，兩個(gè)齒輪受到作用力和反作用力的關(guān)系，則2.選擇材料選配軸材質(zhì)為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3.計(jì)算

16、軸的最小直徑，最好查表軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器的軸的直徑。為了使選定的軸徑與聯(lián)軸器的孔徑相匹配，對(duì)于有兩個(gè)鍵槽的軸徑，應(yīng)增加10%-15%，然后將軸徑修圓，所以取它。并選擇所需的耦合模型通過(guò)查表可以得到聯(lián)軸器的計(jì)算扭矩?？紤]到轉(zhuǎn)矩變化較小，取為查手冊(cè)，選擇彈性銷(xiāo)聯(lián)軸器L型其標(biāo)稱扭矩為。孔徑,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度4、設(shè)計(jì)軸如下：5、根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段的直徑和長(zhǎng)度 、 、 50選擇圓錐滾子軸承32215，其尺寸為, , 、 、 、 69 、6、零件在軸上的圓周定位齒輪與軸的圓周定位采用普通平鍵（C型連接。軸與齒輪用平鍵連接，L=120 ，齒輪輪轂與軸相互配合。同理, 半聯(lián)軸器與軸連接, 使用

17、鍵. 半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)軸器如下. 滾動(dòng)軸承與軸的圓周定位由過(guò)渡配合保證. 另外, 直徑尺寸所選軸的公差為.齒輪對(duì)軸的切向力、徑向力和軸向力, .兩個(gè)軸承上的徑向載荷之和將軸系構(gòu)件上的空間力系統(tǒng)分解為垂直面和水平面兩個(gè)平面力系統(tǒng)圖1圖二圖 39.求兩個(gè)軸承的計(jì)算軸向力總和對(duì)于類(lèi)型軸承，軸承的派生軸向力所以10.找到軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷和, .查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為：對(duì)于軸承 1 ，對(duì)于軸承 2 ，由于軸承載荷是穩(wěn)定的，根據(jù)表，取然后。.11.找出軸承應(yīng)有的額定載荷值因?yàn)橛蓄A(yù)期壽命如此合格12、彎矩圖的計(jì)算水平面： , .AB段：彎矩為0BC段：CD段：鉛垂平面： , .AB段彎矩為0B

18、C段：CD段：彎矩圖如下從軸的結(jié)構(gòu)圖和彎矩扭矩圖可以看出，該斷面是軸的危險(xiǎn)斷面?，F(xiàn)在,和的計(jì)算值列在下表中表 5加載等級(jí)垂直平面支持彎矩總彎矩扭矩13、根據(jù)彎扭合應(yīng)力檢查軸的強(qiáng)度檢查時(shí)，通常只檢查軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)計(jì)算公式和上表中的數(shù)據(jù)，以軸的單向旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力之前選擇的軸的材質(zhì)是45鋼，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理，查表即可獲得。因此，它是安全的。14. 密鑰選擇與驗(yàn)證鍵選擇類(lèi)型是普通平鍵（A ）。根據(jù)表中找到的鍵的橫截面尺寸：寬度=25 ，高度。取密鑰長(zhǎng)度。鍵軸和輪轂材料均為鋼，內(nèi)容擠壓應(yīng)力見(jiàn)表6-2，取平均值。鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂

19、鍵槽的接觸高度，所以選用鍵A： GB/T 1096-20037. 確定軸上的圓角和倒角尺寸以軸端倒角為 ，各臺(tái)肩處的圓角半徑為=56000hD=320mmV=0.7m/sT=900N電機(jī)選型 Y132S-4HBS280HBS240HBS260HBS210使用圓錐滾子型號(hào) 30370按鍵選擇 GB/T1096-2003選擇圓錐滾子軸承32308按鍵選擇：圓頭普通平鍵（A型） GB/T 1096-2003圓錐滾子軸承選型 32215總結(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)電專(zhuān)業(yè)的主要課程之一。它要求學(xué)生結(jié)合課本的學(xué)習(xí)，綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)技術(shù)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)和機(jī)器的具體工況，設(shè)計(jì)出合適的零件和簡(jiǎn)單的部件。機(jī)械作為從基礎(chǔ)課

20、到專(zhuān)業(yè)課的橋梁，對(duì)培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)工作者的基本素質(zhì)起到了啟蒙作用。機(jī)械設(shè)計(jì)課程的設(shè)計(jì)過(guò)程艱辛而充滿樂(lè)趣。在這短短的三周里，我們不僅對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本流程有了初步的了解和了解，也就是初步接觸了真機(jī)的計(jì)算。以及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并且通過(guò)查閱大量書(shū)籍，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)的各種標(biāo)準(zhǔn)有了一定的了解，也加強(qiáng)了對(duì)教材的學(xué)習(xí)和理解。通過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)，我意識(shí)到有一些問(wèn)題是我們以后必須要注意的。首先，設(shè)計(jì)過(guò)程絕不僅僅是一個(gè)計(jì)算過(guò)程。當(dāng)然，計(jì)算很重要，但它只是為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供依據(jù)，而零件、組件和機(jī)器的最終尺寸和形狀通常由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定。生成的圖形通常最終會(huì)通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般在設(shè)計(jì)工作中占有較大的比重。其次，我們無(wú)法修復(fù)教科書(shū)。教科書(shū)中給出的一些例子或設(shè)計(jì)結(jié)果通常只是舉例說(shuō)明如何使用基礎(chǔ)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，而不是唯一的正