機(jī)械設(shè)計(jì)減速器設(shè)計(jì)說明書全套圖紙加V信sheji1120或扣3346389411系別：專業(yè)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：職稱：目錄第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)書..............................................4第二部分傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案.....................................5第三部分電動(dòng)機(jī)的選擇............................................53.1電動(dòng)機(jī)的選擇............................................53.2確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比........................6第四部分計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù).............................7第五部分齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)..........................................85.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算.................................85.2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算................................15第六部分傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸承及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)..........................236.1輸入軸的設(shè)計(jì)...........................................236.2中間軸的設(shè)計(jì)...........................................276.3輸出軸的設(shè)計(jì)...........................................33第七部分鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算..................................407.1輸入軸鍵選擇與校核......................................407.2中間軸鍵選擇與校核......................................407.3輸出軸鍵選擇與校核......................................40第八部分軸承的選擇及校核計(jì)算....................................418.1輸入軸的軸承計(jì)算與校核...................................418.2中間軸的軸承計(jì)算與校核...................................428.3輸出軸的軸承計(jì)算與校核...................................42第九部分聯(lián)軸器的選擇............................................439.1輸入軸處聯(lián)軸器...........................................439.2輸出軸處聯(lián)軸器...........................................44第十部分減速器的潤(rùn)滑和密封.......................................4410.1減速器的潤(rùn)滑............................................4410.2減速器的密封............................................45第十一部分減速器附件及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸............................46設(shè)計(jì)小結(jié).........................................................48參考文獻(xiàn).........................................................49第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)書一、初始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)展開式二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，初始數(shù)據(jù)F=4800N，V=1.25m/s，D=500mm，設(shè)計(jì)年限（壽命）：10年，每天工作班制（8小時(shí)/班）：3班制，每年工作天數(shù)：300天，三相交流電源,電壓380/220V。二.設(shè)計(jì)步驟1.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案2.電動(dòng)機(jī)的選擇3.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比4.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5.齒輪的設(shè)計(jì)6.滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)7.鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)8.箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)10.聯(lián)軸器設(shè)計(jì)第二部分傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案一.傳動(dòng)方案特點(diǎn)1.組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。2.特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3.確定傳動(dòng)方案：選擇電動(dòng)機(jī)-展開式二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器-工作機(jī)。二.計(jì)算傳動(dòng)裝置總效率a=0.994×0.972×0.992×0.96=0.851為軸承的效率,2為齒輪嚙合傳動(dòng)的效率,3為聯(lián)軸器的效率,4為工作裝置的效率。第三部分電動(dòng)機(jī)的選擇3.1電動(dòng)機(jī)的選擇圓周速度v:v=1.25m/s工作機(jī)的功率Pw:P電動(dòng)機(jī)所需工作功率為:P工作機(jī)的轉(zhuǎn)速為:n=經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比i=8~40，則總傳動(dòng)比合理范圍為ia=8~40，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=ia×n=(8×40)×47.8=382.4~1912r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為Y160L-8的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為7.5KW,滿載轉(zhuǎn)速nm=720r/min，同步轉(zhuǎn)速750r/min。電動(dòng)機(jī)主要外形尺寸：中心高外形尺寸地腳螺栓安裝尺寸地腳螺栓孔直徑電動(dòng)機(jī)軸伸出段尺寸鍵尺寸HL×HDA×BKD×EF×G160mm645×385254×25415mm42×11012×373.2確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比：由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為:i（2）分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比:取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為:i則低速級(jí)的傳動(dòng)比為:i第四部分計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（1）各軸轉(zhuǎn)速:輸入軸：n中間軸：n輸出軸：n工作機(jī)軸：n（2)各軸輸入功率:輸入軸：P中間軸：P輸出軸：P工作機(jī)軸：P則各軸的輸出功率：輸入軸：P中間軸：P輸出軸：P工作機(jī)軸：P(3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩:電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩：T輸入軸：T中間軸：T輸出軸：T工作機(jī)軸：T各軸輸出轉(zhuǎn)矩為：輸入軸：T中間軸：T輸出軸：T工作機(jī)軸：T第五部分齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)5.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）材料選擇：由表選小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍取為280HBS，大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍取為240HBS。（2）一般工作機(jī)器，選用8級(jí)精度。（3）選小齒輪齒數(shù)Z1=27，大齒輪齒數(shù)Z2=27×4.42=119.34，取Z2=119。（4）初選螺旋角=14°。（5）壓力角=20°。2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）由式試算小齒輪分度圓直徑，即d1）確定公式中的各參數(shù)值。①試選載荷系數(shù)KHt=1.3。②計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T③選取齒寬系數(shù)φd=1。④由圖查取區(qū)域系數(shù)ZH=2.44。⑤查表得材料的彈性影響系數(shù)Z⑥計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Zε。端面壓力角：ααα端面重合度：ε軸向重合度：ε重合度系數(shù)：Z⑦由式可得螺旋角系數(shù)Z⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力[H]查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為Hlim1=600MPa、Hlim2=550MPa。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：NN查取接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1=0.86、KHN2=0.89。取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得:σσ取[H]1和[H]2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即σ2）試算小齒輪分度圓直徑d（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①圓周速度vv=②齒寬bb=2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KH①由表查得使用系數(shù)KA=1.5。②根據(jù)v=1.75m/s、8級(jí)精度，由圖查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.1。③齒輪的圓周力FK查表得齒間載荷分配系數(shù)KH=1.4。④由表用插值法查得8級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，KH=1.452。則載荷系數(shù)為：K=3）可得按實(shí)際載荷系數(shù)算的的分度圓直徑d及相應(yīng)的齒輪模數(shù)m模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)值mn=2mm。3.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距a=中心距圓整為a=150mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角β=arccos即：=13°16′5″（3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑dd（4）計(jì)算齒輪寬度b=取b2=56mm、b1=61mm。4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（1）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件σ1）確定公式中各參數(shù)值①計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZZ②計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù)Y基圓螺旋角：β當(dāng)量齒輪重合度：ε軸向重合度：ε重合度系數(shù)：Y③計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)YY④由當(dāng)量齒數(shù)，查圖得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)YFa1=2.54YFa2=2.17YSa1=1.63YSa2=1.83⑤計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KF由表查得齒間載荷分配系數(shù)KF=1.4根據(jù)KH=1.452，結(jié)合b/h=12.44查圖得KF則載荷系數(shù)為K⑥計(jì)算齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力[F]查得小齒輪和大齒輪的彎曲疲勞極限分別為Flim1=500MPa、Flim2=380MPa。由圖查取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.82、KFN2=0.85取安全系數(shù)S=1.4，得σσ2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核σσ齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)Z1=27、Z2=119，模數(shù)mn=2mm，壓力角=20°，螺旋角=13.268°=13°16′5″，中心距a=150mm，齒寬b1=61mm、b2=56mm。6.齒輪參數(shù)總結(jié)和計(jì)算代號(hào)名稱計(jì)算公式高速級(jí)小齒輪高速級(jí)大齒輪模數(shù)m2mm2mm齒數(shù)z27119螺旋角β左13°16′5″右13°16′5″齒寬b61mm56mm分度圓直徑d55.479mm244.52mm齒頂高系數(shù)ha1.01.0頂隙系數(shù)c0.250.25齒頂高h(yuǎn)am×ha2mm2mm齒根高h(yuǎn)fm×(ha+c)2.5mm2.5mm全齒高h(yuǎn)ha+hf4.5mm4.5mm齒頂圓直徑dad+2×ha59.479mm248.52mm齒根圓直徑dfd-2×hf50.479mm239.52mm5.2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）材料選擇：由表選小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍取為280HBS，大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍取為240HBS。（2）一般工作機(jī)器，選用8級(jí)精度。（3）選小齒輪齒數(shù)Z3=28，大齒輪齒數(shù)Z4=28×3.41=95.48，取Z4=95。（4）初選螺旋角=13°。（5）壓力角=20°。2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）由式試算小齒輪分度圓直徑，即d1）確定公式中的各參數(shù)值。①試選載荷系數(shù)KHt=1.3。②計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T③選取齒寬系數(shù)φd=1。④由圖查取區(qū)域系數(shù)ZH=2.45。⑤查表得材料的彈性影響系數(shù)Z⑥計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Zε。端面壓力角：ααα端面重合度：ε軸向重合度：ε重合度系數(shù)：Z⑦由式可得螺旋角系數(shù)Z⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力[H]查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為Hlim1=600MPa、Hlim2=550MPa。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：NN查取接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1=0.89、KHN2=0.91。取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得:σσ取[H]1和[H]2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即σ2）試算小齒輪分度圓直徑d（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①圓周速度vv=②齒寬bb=2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KH①由表查得使用系數(shù)KA=1.5。②根據(jù)v=0.65m/s、8級(jí)精度，由圖查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.05。③齒輪的圓周力FK查表得齒間載荷分配系數(shù)KH=1.4。④由表用插值法查得8級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，KH=1.462。則載荷系數(shù)為：K=3）可得按實(shí)際載荷系數(shù)算的的分度圓直徑d及相應(yīng)的齒輪模數(shù)m模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)值mn=3mm。3.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距a=中心距圓整為a=190mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角β=arccos即：=13°49′37″（3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑dd（4）計(jì)算齒輪寬度b=取b4=87mm、b3=92mm。4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（1）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件σ1）確定公式中各參數(shù)值①計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZZ②計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù)Y基圓螺旋角：β當(dāng)量齒輪重合度：ε軸向重合度：ε重合度系數(shù)：Y③計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)YY④由當(dāng)量齒數(shù)，查圖得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)YFa1=2.53YFa2=2.17YSa1=1.64YSa2=1.83⑤計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KF由表查得齒間載荷分配系數(shù)KF=1.4根據(jù)KH=1.462，結(jié)合b/h=12.89查圖得KF則載荷系數(shù)為K⑥計(jì)算齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力[F]查得小齒輪和大齒輪的彎曲疲勞極限分別為Flim1=500MPa、Flim2=380MPa。由圖查取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85、KFN2=0.87取安全系數(shù)S=1.4，得σσ2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核σσ齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。5.主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)Z3=28、Z4=95，模數(shù)mn=3mm，壓力角=20°，螺旋角=13.827°=13°49′37″，中心距a=190mm，齒寬b3=92mm、b4=87mm。6.齒輪參數(shù)總結(jié)和計(jì)算代號(hào)名稱計(jì)算公式低速級(jí)小齒輪低速級(jí)大齒輪模數(shù)m3mm3mm齒數(shù)z2895螺旋角β左13°49′37″右13°49′37″齒寬b92mm87mm分度圓直徑d86.504mm293.496mm齒頂高系數(shù)ha1.01.0頂隙系數(shù)c0.250.25齒頂高h(yuǎn)am×ha3mm3mm齒根高h(yuǎn)fm×(ha+c)3.75mm3.75mm全齒高h(yuǎn)ha+hf6.75mm6.75mm齒頂圓直徑dad+2×ha92.504mm299.496mm齒根圓直徑dfd-2×hf79.004mm285.996mm第六部分傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸承及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)6.1輸入軸的設(shè)計(jì)1.輸入軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1P1=6.99KWn1=720r/minT1=92.71Nm2.求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為:d1=55.479mm則:FFF3.初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表，取:A0=112，于是得d輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d12，為了使所選的軸直徑d12與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1，查表，考慮轉(zhuǎn)矩變化中等，故取KA=1.7，則:T按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，同時(shí)兼顧電機(jī)軸直徑42mm，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T4323-2002或手冊(cè)，選用LT6型聯(lián)軸器。半聯(lián)軸器的孔徑為32mm故取d12=32mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為60mm。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖5.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1）為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩，故取II=III段的直徑d23=37mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=42mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L=60mm，為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故I-II段的長(zhǎng)度應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取l12=58mm。2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)d23=37mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選擇角接觸球軸承7208C，其尺寸為d×D×T=40×80×18mm，故d34=d78=40mm，取擋油環(huán)的寬度為15，則l34=l78=18+15=33mm。軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得7208C型軸承的定位軸肩高度h=3.5mm，因此，取d45=d67=47mm。3）由于齒輪的直徑較小，為了保證齒輪輪體的強(qiáng)度，應(yīng)將齒輪和軸做成一體而成為齒輪軸。所以l56=B=61mm，d56=d1=55.479mm4）根據(jù)軸承端蓋便于裝拆，保證軸承端蓋的外端面與聯(lián)軸器右端面有一定距離，取l23=50mm。5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ=16mm，低速小齒輪和高速小齒輪之間的距離c=12mm?？紤]箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8mm，已知低速小齒輪的寬度b3=92mm，則l45=b3+c+Δ+s-15=92+12+16+8-15=113mml67=Δ+s-15=9mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。6.軸的受力分析和校核1）作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（見圖a）:根據(jù)7208C軸承查手冊(cè)得a=17mm第一段軸中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L1=58/2+50+17=96mm齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L2=61/2+33+113-17=159.5mm齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3=61/2+9+33-17=55.5mm2）計(jì)算軸的支反力：水平面支反力（見圖b）：FF垂直面支反力（見圖d）：FF3）計(jì)算軸的彎矩，并做彎矩圖：截面C處的水平彎矩：M截面C處的垂直彎矩：MM分別作水平面彎矩圖（圖c）和垂直面彎矩圖（圖e）。截面C處的合成彎矩：MM作合成彎矩圖（圖f）。4）作轉(zhuǎn)矩圖（圖g）。5）按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度：通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。必要時(shí)也對(duì)其他危險(xiǎn)截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)公式（14-4），取=0.6，則有：σ故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度（注：計(jì)算W時(shí)，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下：6.2中間軸的設(shè)計(jì)1.求中間軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2P2=6.71KWn2=162.9r/minT2=393.37Nm2.求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為：d2=244.52mm則:FFF已知低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為：d3=86.504mm則:FFF3.初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表，?。篈0=107，得:d4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖5.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1）初步選擇滾動(dòng)軸承。中間軸最小直徑是安裝滾動(dòng)軸承的直徑d12和d56,因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)dmin=37mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選取角接觸球軸承7209C，其尺寸為d×D×T=45×85×19mm，故d12=d56=45mm。2）取安裝大齒輪處的軸段V-VI的直徑d45=50mm；齒輪的右端與右軸承之間采用擋油環(huán)定位。已知高速大齒輪齒輪輪轂的寬度B=56mm，為了可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l45=54mm。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h=(2~3)R，由軸徑d45=50mm查表，得R=1.6mm，故取h=4mm，則軸環(huán)處的直徑d34=58mm。軸環(huán)寬度b≥1.4h，取l34=14.5mm。3）左端滾動(dòng)軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得7209C型軸承的定位軸肩高度h=3.5mm，因此，取d23=50mm。4）考慮材料和加工的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)將低速小齒輪和軸分開設(shè)計(jì)與制造。已知低速小齒輪的輪轂寬度為B=92mm，為了使擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l23=90mm。5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ=16mm，高速小齒輪和低速小齒輪之間的距離c=12mm。考慮箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8mm，已知滾動(dòng)軸承寬度T=19mm，則l12=T+Δ+s+2=19+16+8+2=45mml67=T2T+s+Δ+2.5+2=19+8+16+2.5+2=47.5mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。6.軸的受力分析和校核1）作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（見圖a）:根據(jù)7209C軸承查手冊(cè)得a=11.5mm高速大齒輪齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L1=(56/2-2+47.5-11.5)mm=62mm中間軸兩齒輪齒寬中點(diǎn)距離L2=(56/2+14.5+92/2)mm=88.5mm低速小齒輪齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3=(92/2-2+45-11.5)mm=77.5mm2）計(jì)算軸的支反力：水平面支反力（見圖b）：FF垂直面支反力（見圖d）：FF3）計(jì)算軸的彎矩，并做彎矩圖：截面B、C處的水平彎矩：MM截面B、C處的垂直彎矩：MM分別作水平面彎矩圖（圖c）和垂直面彎矩圖（圖e）。截面B、C處的合成彎矩：MM作合成彎矩圖（圖f）。4）作轉(zhuǎn)矩圖（圖g）。5）按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度：通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面B）的強(qiáng)度。必要時(shí)也對(duì)其他危險(xiǎn)截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)公式（14-4），取=0.6，則有：σ故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度（注：計(jì)算W時(shí)，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下：6.3輸出軸的設(shè)計(jì)1.求輸出軸上的功率P3、轉(zhuǎn)速n3和轉(zhuǎn)矩T3P3=6.44KWn3=47.77r/minT3=1287.46Nm2.求作用在齒輪上的力已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為:d4=293.496mm則:FFF3.初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表，取:A0=112，于是得d輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d12，為了使所選的軸直徑d12與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT3，查表，考慮轉(zhuǎn)矩變化中等，故取KA=1.7，則:T按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T4323-2002或手冊(cè)，選用LT11型聯(lián)軸器。半聯(lián)軸器的孔徑為80mm故取d12=80mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為132mm。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖5.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩，故取II-III段的直徑d23=85mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=90mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L=132mm，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，故I-II段的長(zhǎng)度應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取l12=130mm。2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)d23=85mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選取角接觸球軸承7218C，其尺寸為d×D×T=90mm×160mm×30mm，故d34=d78=90mm，取擋油環(huán)的寬度為15，則l34=30+15=45mm左端滾動(dòng)軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得7218C型軸承的定位軸肩高度h=5mm，因此，取d45=100mm。3）取安裝齒輪處的軸段VI-VII段的直徑d67=95mm；齒輪的右端與右軸承之間采用擋油環(huán)定位。已知低速大齒輪輪轂的寬度為B=87mm，為了使擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l67=85mm。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h=(2~3)R，由軸徑d67=95mm查表，得R=2.5mm，故取h=7mm，則軸環(huán)處的直徑d56=109mm。軸環(huán)寬度b≥1.4h，取l56=12mm。4）根據(jù)軸承端蓋便于裝拆，保證軸承端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面有一定距離，取l23=50mm。5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ=16mm，低速小齒輪和高速小齒輪之間的距離c=12mm?？紤]箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8mm，已知滾動(dòng)軸承的寬度T=30mm高速大齒輪輪轂寬度B2=56mm，則l45=B2+c+5+2.5+Δ+s-l56-15=56+12+5+2.5+16+8-12-15=72.5mml78=T+s+Δ+2.5+2=30+8+16+2.5+2=58.5mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。6.軸的受力分析和校核:1）作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（見圖a）:根據(jù)7218C軸承查手冊(cè)得a=31.7mm第一段軸中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L1=(130/2+50+31.7)mm=146.7mm齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L2=(87/2+12+72.5+45-31.7)mm=141.3mm齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3=(87/2-2+58.5-31.7)mm=68.3mm2）計(jì)算軸的支反力：水平面支反力（見圖b）：FF垂直面支反力（見圖d）：FF3）計(jì)算軸的彎矩，并做彎矩圖：截面C處的水平彎矩：M截面C處的垂直彎矩：MM分別作水平面彎矩圖（圖c）和垂直面彎矩圖（圖e）。截面C處的合成彎矩：MM作合成彎矩圖（圖f）。4）作轉(zhuǎn)矩圖（圖g）。5）按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度：通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。必要時(shí)也對(duì)其他危險(xiǎn)截面（轉(zhuǎn)矩較大且軸頸較小的截面）進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)公式（14-4），取=0.6，則有：σ故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度（注：計(jì)算W時(shí)，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下：第七部分鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算7.1輸入軸鍵選擇與校核校核聯(lián)軸器處的鍵連接：該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l=10mm×8mm×50mm，接觸長(zhǎng)度:l'=50-10=40mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25T≥T1，故鍵滿足強(qiáng)度要求。7.2中間軸鍵選擇與校核1）中間軸與高速大齒輪處鍵該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l=14mm×9mm×50mm，接觸長(zhǎng)度:l'=50-14=36mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25T≥T2，故鍵滿足強(qiáng)度要求。2）中間軸與低速小齒輪處鍵該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l=14mm×9mm×80mm，接觸長(zhǎng)度:l'=80-14=66mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25T≥T2，故鍵滿足強(qiáng)度要求。7.3輸出軸鍵選擇與校核1）輸出軸與低速大齒輪處的鍵該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l=25mm×14mm×80mm，接觸長(zhǎng)度:l'=80-25=55mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25T≥T3，故鍵滿足強(qiáng)度要求。2）輸出軸與聯(lián)軸器處鍵該處選用普通平鍵尺寸為：b×h×l=22mm×14mm×125mm，接觸長(zhǎng)度:l'=125-22=103mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25T≥T3，故鍵滿足強(qiáng)度要求。第八部分軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命：L8.1輸入軸的軸承計(jì)算與校核1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P:因該軸承只受徑向力，有課本表12-5查得徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y分別為：X=1，Y=0所以:P=2）求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C=P3）選擇軸承型號(hào):查課本表11-5，選擇:7208C軸承，Cr=36.8KN，由課本式11-3有：L所以軸承預(yù)期壽命足夠。8.2中間軸的軸承計(jì)算與校核1)初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P:因該軸承只受徑向力，有課本表12-5查得徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y分別為：X=1，Y=0所以:P=2）求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C=P3）選擇軸承型號(hào):查課本表11-5，選擇:7209C軸承，Cr=38.5KN，由課本式11-3有：L所以軸承預(yù)期壽命足夠。8.3輸出軸的軸承計(jì)算與校核1)初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P:因該軸承只受徑向力，有課本表12-5查得徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y分別為：X=1，Y=0所以:P=2）求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C=P3）選擇軸承型號(hào):查課本表11-5，選擇:7218C軸承，Cr=122KN，由課本式11-3有：L所以軸承預(yù)期壽命足夠。第九部分聯(lián)軸器的選擇9.1輸入軸處聯(lián)軸器1.載荷計(jì)算公稱轉(zhuǎn)矩：T=由表查得KA=1.7，故得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：T2.型號(hào)選擇選用LT6型聯(lián)軸器，聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩為T=250Nm，許用最大轉(zhuǎn)速為n=3800r/min，軸孔直徑為32mm，軸孔長(zhǎng)度為60mm。Tn聯(lián)軸器滿足要求，故合用。9.2輸出軸處聯(lián)軸器1.載荷計(jì)算公稱轉(zhuǎn)矩：T=由表查得KA=1.7，故得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：T2.型號(hào)選擇選用LT11型聯(lián)軸器，聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩為T=4000Nm，許用最大轉(zhuǎn)速為n=1800r/min，軸孔直徑為80mm，軸孔長(zhǎng)度為132mm。Tn聯(lián)軸器滿足要求，故合用。第十部分減速器的潤(rùn)滑和密封10.1減速器的潤(rùn)滑1）齒輪的潤(rùn)滑通用的閉式齒輪傳動(dòng)，其潤(rùn)滑方法根據(jù)齒輪的圓周速度大小而定。由于低速大齒輪的圓周速度v≤12m/s，將大齒輪的輪齒浸入油池中進(jìn)行浸油潤(rùn)滑。這樣，齒輪在傳動(dòng)時(shí)，就把潤(rùn)滑油帶到嚙合的齒面上，同時(shí)也將油甩到箱壁上，借以散熱。齒輪浸入油中的深度通常不宜超過一個(gè)齒高，但一般亦不應(yīng)小于10mm。為了避免齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將沉積在油池底部的污物攪起，造成齒面磨損，大齒輪齒頂距油池底面距離不小于30mm，取齒頂距箱體內(nèi)底面距離為30mm。由于低速大齒輪全齒高h(yuǎn)=6.75mm≤10mm，取浸油深度為10mm，則油的深度H為H=30+10=40mm根據(jù)齒輪圓周速度查表選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB5903-2011），牌號(hào)為220潤(rùn)滑油，粘度薦用值為177cSt。2）軸承的潤(rùn)滑軸承常用的潤(rùn)滑方式有油潤(rùn)滑及脂潤(rùn)滑兩類。此外，也有使用固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑的。選用哪一類潤(rùn)滑方式，可以根據(jù)低速大齒輪的圓周速度判斷。由于低速大齒輪圓周速度v=0.65m/s≤2m/s，所以采用脂潤(rùn)滑。潤(rùn)滑脂形成的潤(rùn)滑膜強(qiáng)度高，能承受較大的載荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。滾動(dòng)軸承的裝脂量一般以軸承內(nèi)部空間容積的1/3~2/3為宜。為避免稀油稀釋油脂，需用擋油環(huán)將軸承與箱體內(nèi)部隔開。在本設(shè)計(jì)中選用通用鋰基潤(rùn)滑脂，它適用于溫度寬溫度范圍內(nèi)各種機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑，選用牌號(hào)為ZL-1的潤(rùn)滑脂。10.2減速器的密封為防止箱體內(nèi)潤(rùn)滑劑外泄和外部雜質(zhì)進(jìn)入箱體內(nèi)部影響箱體工作，在構(gòu)成箱體的各零件間，如箱蓋與箱座間、外伸軸的輸出、輸入軸與軸承蓋間，需設(shè)置不同形式的密封裝置。對(duì)于無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合面，常用密封膠、耐油橡膠墊圈等；對(duì)于旋轉(zhuǎn)零件如外伸軸的密封，則需根據(jù)其不同的運(yùn)動(dòng)速度和密封要求考慮不同的密封件和結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)中由于密封界面的相對(duì)速度較小，故采用接觸式密封。輸入軸與軸承蓋間v＜3m/s，輸出軸與軸承蓋間v＜3m/s，故均采用半粗羊毛氈密封圈。第十一部分減速器附件及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸11.1減速器附件的設(shè)計(jì)與選取1.檢查孔和視孔蓋檢查孔用于檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、潤(rùn)滑狀態(tài)、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙，還可用來注入潤(rùn)滑油，故檢查孔應(yīng)開在便于觀察傳動(dòng)件嚙合區(qū)的位置，其尺寸大小應(yīng)便于檢查操作。視孔蓋可用鑄鐵、鋼板制成，它和箱體之間應(yīng)加密封墊，還可在孔口處加過濾裝置，以過濾注入油中的雜質(zhì)。視孔蓋示意圖及相關(guān)尺寸計(jì)算如下：查輔導(dǎo)書手冊(cè)得具體尺寸如下：L1=180；L2=165；b1=140；b2=125；d=7；R=5；h=42.放油螺塞放油孔應(yīng)設(shè)在箱座底面最低處或設(shè)在箱底。箱外應(yīng)有足夠的空間，以便于放容器，油孔下也可制出唇邊，以利于引油流到容器內(nèi)。放油螺塞常為六角頭細(xì)牙螺紋，在六角頭與放油孔的接觸面處，應(yīng)加封油圈密封。放油螺塞及對(duì)應(yīng)油封圈尺寸如下圖所示：3.油標(biāo)（油尺）油標(biāo)用來指示油面高度，應(yīng)設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。本設(shè)計(jì)采用桿式油標(biāo)，桿式油標(biāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其上有刻線表示最高及最低油面。油標(biāo)安置的位置不能太低，以防油溢出。其傾斜角度應(yīng)便于油標(biāo)座孔的加工及油標(biāo)的裝拆。查輔導(dǎo)書手冊(cè)，具體結(jié)構(gòu)和尺寸如下：4.通氣器通氣器用于通氣，使箱體內(nèi)外氣壓一致，以避免由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)箱體內(nèi)溫度升高，內(nèi)壓增大，而引起減速器潤(rùn)滑油的滲漏。簡(jiǎn)易的通氣器鉆有丁字形孔，常設(shè)置在箱頂或檢查孔蓋上，用于較清潔的環(huán)境。較完善的通氣器具有過濾網(wǎng)及通氣曲路，可減少灰塵進(jìn)入。查輔導(dǎo)書手冊(cè)，本設(shè)計(jì)采用通氣器型號(hào)及尺寸如下：5.起吊裝置起吊裝置用于拆卸及搬運(yùn)減速器。它常由箱蓋上的吊孔和箱座凸緣下面的吊耳構(gòu)成。也可采用吊環(huán)螺釘擰入箱蓋以吊小型減速器或吊起箱蓋。本設(shè)計(jì)中所采用吊孔（或吊環(huán)）和吊耳的示例和尺寸如下圖所示：吊孔尺寸計(jì)算：b≈(1.8-2.5)δ1=(1.8-2.5)×8=16mmd=b=16mmR≈(1-1.2)d=(1-1.2)×16=16mm吊耳尺寸計(jì)算：K=C1+C2=16+14=30mmH=0.8×K=0.8×30=24mmh=0.5×H=0.5×24=12mmr=0.25×K=0.25×30=8mmb=(1.8-2.5)δ=(1.8-2.5)×8=16mm6.起蓋螺釘為便于起箱蓋，可在箱蓋凸緣上裝設(shè)2個(gè)起蓋螺釘。拆卸箱蓋時(shí)，可先擰動(dòng)此螺釘頂起箱蓋。起蓋螺釘釘頭部位應(yīng)為圓柱形，以免損壞螺紋。本設(shè)計(jì)起蓋螺釘尺寸如下：7.定位銷為保證箱體軸承孔的加工精度與裝配精度，應(yīng)在箱體連接凸緣上相距較遠(yuǎn)處安置兩個(gè)圓錐銷，并盡量放在不對(duì)稱位置，以使箱座與箱蓋能正確定位。為便于裝拆，定位銷長(zhǎng)度應(yīng)大于連接凸緣總厚度。本設(shè)計(jì)定位銷尺寸如下：11.2減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號(hào)公式與計(jì)算結(jié)果取值箱座壁厚δ0.025a+3=0.025×190+3=7.8取8mm箱蓋壁厚δ10.02a+3=0.02×190+3=6.8取8mm箱蓋凸緣厚度b11.5δ1=1.5×8=12取12mm箱座凸緣厚度b1.5δ=1.5×8=12取12mm箱座底凸緣厚度b22.5δ=2.5×8=20取20mm地腳螺釘直徑df0.036a+12=0.036×190+12=18.8取M20地腳螺釘數(shù)目na≤250時(shí)，取n=4取4軸承旁連接螺栓直徑d10.75df=0.75×20=15取M16蓋與座連接螺栓直徑d2(0.5-0.6)df=(0.5-0.6)×20=10-12取M10連接螺栓d2的間距l(xiāng)150-200取150軸承端蓋螺釘直徑d3(0.4-0.5)df=(0.4-0.5)×20=8-10取M8視孔蓋螺釘直徑d4(0.3-0.4)df=(0.3-0.4)×20=6-8取M6定位銷直徑d(0.7-0.8)d2=(0.7-0.8)×10=7-8取8mmdf、d1、d2至外箱壁距離C1根據(jù)螺栓直徑查表取26、22、16df、d1、d2至凸緣邊緣距離C2根據(jù)螺栓直徑查表取24、20、14軸承旁凸臺(tái)半徑R1=20取20凸臺(tái)高度h根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)外箱壁至軸承座端面距離L1C1+C2+(5-10)=22+20+(5-10)取47大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離Δ1＞1.2δ=1.2×8=9.6取12齒輪端面與內(nèi)箱壁距離Δ＞δ=8取16箱蓋、箱座肋厚m1、m≈0.85δ=0.85×8=6.8取7設(shè)計(jì)小結(jié)這次關(guān)于減速器的課程設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的實(shí)踐考驗(yàn)，對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程，它融《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、《互換性與技術(shù)測(cè)量》、《工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》等于一體。這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想、訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。本次設(shè)計(jì)得到了指導(dǎo)老師的細(xì)心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導(dǎo)和幫助。設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn)，需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì)實(shí)踐操作能力。參考文獻(xiàn)[1]濮良貴、陳國(guó)定、吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì).9版.北京：高等教育出版社，2013.05[2]陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[3]龔桂義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)[4]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)委員會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(新版).北京機(jī)械工業(yè)出版社，2004外文文獻(xiàn)FrictionLubricationofBearingInmanyoftheproblemthusfar,thestudenthasbeenaskedtodisregardorneglectfriction.Actually,frictionispresenttosomedegreewhenevertwopartsareincontactandmoveoneachother.Thetermfrictionreferstotheresistanceoftwoormorepartstomovement.Frictionisharmfulorvaluabledependinguponwhereitoccurs.frictionisnecessaryforfasteningdevicessuchasscrewsandrivetswhichdependuponfrictiontoholdthefastenerandthepartstogether.Beltdrivers,brakes,andtiresareadditionalapplicationswherefrictionisnecessary.Thefrictionofmovingpartsinamachineisharmfulbecauseitreducesthemechanicaladvantageofthedevice.Theheatproducedbyfrictionislostenergybecausenoworktakesplace.Also,greaterpowerisrequiredtoovercometheincreasedfriction.Heatisdestructiveinthatitcausesexpansion.Expansionmaycauseabearingorslidingsurfacetofittighter.Ifagreatenoughpressurebuildsupbecausemadefromlowtemperaturematerialsmaymelt.Therearethreetypesoffrictionwhichmustbeovercomeinmovingparts:(1)starting,(2)sliding,and(3)rolling.Startingfrictionisthefrictionbetweentwosolidsthattendtoresistmovement.Whentwopartsareatastateofrest,thesurfaceirregularitiesofbothpartstendtointerlockandformawedgingaction.Toproducemotionintheseparts,thewedge-shapedpeaksandvalleysofthestationarysurfacesmustbemadetoslideoutandovereachother.Therougherthetwosurfaces,thegreaterisstartingfrictionresultingfromtheirmovement.Sincethereisusuallynofixedpatternbetweenthepeaksandvalleysoftwomatingparts,theirregularitiesdonotinterlockoncethepartsareinmotionbutslideovereachother.Thefrictionofthetwosurfacesisknownasslidingfriction.Asshowninfigure,startingfrictionisalwaysgreaterthanslidingfriction.Rollingfrictionoccurswhenrollerdevcesaresubjectedtotremendousstresswhichcausethepartstochangeshapeordeform.Undertheseconditions,thematerialinfrontofarollertendstopileupandforcestheobjecttorollslightlyuphill.Thischangingofshape,knownasdeformation,causesamovementofmolecules.Asaresult,heatisproducedfromtheaddedenergyrequiredtokeepthepartsturningandovercomefriction.Thefrictioncausedbythewedgingactionofsurfaceirregularitiescanbeovercomepartlybytheprecisionmachiningofthesurfaces.However,eventhesesmoothsurfacesmayrequiretheuseofasubstancebetweenthemtoreducethefrictionstillmore.Thissubstanceisusuallyalubricantwhichprovidesafine,thinoilfilm.Thefilmkeepsthesurfacesapartandpreventsthecohesiveforcesofthesurfacesfromcominginclosecontactandproducingheat.Anotherwaytoreducefrictionistousedifferentmaterialsforthebearingsurfacesandrotatingparts.Thisexplainswhybronzebearings,softalloys,andcopperandtiniolitebearingsareusedwithbothsoftandhardenedsteelshaft.Theiolitebearingisporous.Thus,whenthebearingisdippedinoil,capillaryactioncarriestheoilthroughthespacesofthebearing.Thistypeofbearingcarriesitsownlubricanttothepointswherethepressuresarethegreatest.Movingpartsarelubricatedtoreducefriction,wear,andheat.Themostcommonlyusedlubricantsareoils,greases,andgraphitecompounds.Eachlubricantservesadifferentpurpose.Theconditionsunderwhichtwomovingsurfacesaretoworkdeterminethetypeoflubricanttobeusedandthesystemselectedfordistributingthelubricant.Onslowmovingpartswithaminimumofpressure,anoilgrooveisusuallysufficienttodistributetherequiredquantityoflubricanttothesurfacesmovingoneachother.Asecondcommonmethodoflubricationisthesplashsysteminwhichpartsmovinginareservoiroflubricantpickupsufficientoilwhichisthendistributedtoallmovingpartsduringeachcycle.Thissystemisusedinthecrankcaseoflawn-mowerenginestolubricatethecrankshaft,connectingrod,andpartsofthepiston.Alubricationsystemcommonlyusedinindustrialplantsisthepressuresystem.Inthissystem,apumponamachinecarriesthelubricanttoallofthebearingsurfacesataconstantrateandquantity.Therearenumerousothersystemsoflubricationandaconsiderablenumberoflubricantsavailableforanygivensetofoperatingconditions.Modernindustrypaysgreaterattentiontotheuseoftheproperlubricantsthanatprevioustimebecauseoftheincreasedspeeds,pressures,andoperatingdemandsplacedonequipmentanddevices.Althoughoneofthemainpurposesoflubricationisreducefriction,anysubstance-liquid,solid,orgaseous-capableofcontrollingfrictionandwearbetweenslidingsurfacescanbeclassedasalubricant.VarietiesoflubricationUnlubricatedsliding.Metalsthathavebeencarefullytreatedtoremoveallforeignmaterialsseizeandweldtooneanotherwhenslidtogether.Intheabsenceofsuchahighdegreeofcleanliness,adsorbedgases,watervapor,oxides,andcontaminantsreducefrictio9nandthetendencytoseizebutusuallyresultinseverewear;thisiscalled“unlubricated”ordrysliding.Fluid-filmlubrication.Interposingafluidfilmthatcompletelyseparatestheslidingsurfacesresultsinfluid-filmlubrication.Thefluidmaybeintroducedintentionallyastheoilinthemainbearingofanautomobile,orunintentionally,asinthecaseofwaterbetweenasmoothtubertireandawetpavement.Althoughthefluidisusuallyaliquidsuchasoil,water,andawiderangeofothermaterials,itmayalsobeagas.Thegasmostcommonlyemployedisair.Boundarylubrication.Aconditionthatliesbetweenunlubricatedslidingandfluid-filmlubricationisreferredtoasboundarylubrication,alsodefinedasthatconditionoflubricationinwhichthefrictionbetweensurfacesisdeterminedbythepropertiesofthesurfacesandpropertiesofthelubricantotherthanviscosity.Boundarylubricationencompassesasignificantportionoflubricationphenomenaandcommonlyoccursduringthestartingandstoppingoffmachines.Solidlubrication.Solidsuchasgraphiteandmolybdenumdisulfidearewidelyusedwhennormallubricantsdonotpossesssufficientresistancetoloadortemperatureextremes.Butlubricantsneednottakeonlysuchfamiliarformsasfats,powders,andgases;evensomemetalscommonlyserveasslidingsurfacesinsomesophisticatedmachines.FunctionoflubricantsAlthoughalubricantprimarilycontrolsfrictionandordinarilydoesperformnumerousotherfunctions,whichvarywiththeapplicationandusuallyareinterrelated.Frictioncontrol.Theamountandcharacterofthelubricantmadeavailabletoslidingsurfaceshaveaprofoundeffectuponthefrictionthatisencountered.Forexample,disregardingsuchrelatedfactorsasheatandwearbutconsideringfrictionalonebetweenthesamesurfaceswithonlubricant.Underfluid-filmconditions,frictionisencountered.Inagreatrangeofviscositiesandthuscansatisfyabroadspectrumoffunctionalrequirements.Underboundarylubricationconditions,theeffectofviscosityonfrictionbecomeslesssignificantthanthechemicalnatureofthelubricant.Wearcontrol.wearoccursonlubricatedsurfacesbyabrasion,corrosion,andsolid-to-solidcontactwearbyprovidingafilmthatincreasesthedistancebetweentheslidingsurfaces,therebylesseningthedamagebyabrasivecontaminantsandsurfaceasperities.Temperaturecontrol.Lubricantsassistincontrollingcorrosionofthesurfacesthemselvesistwofold.Whenmachineryisidle,thelubricantactsasapreservative.Whenmachineryisinuse,thelubricantcontrolscorrosionbycoatinglubricatedpartswithaprotectivefilmthatmaycontainadditivestoneutralizecorrosivematerials.Theabilityofalubricanttocontrolcorrosionisdirectlyrelatlytothethicknessofthelubricantfilmremainingonthemetalsurfacesandthechermicalcompositionofthelubricant.OtherfunctionsLubricationarefrequentlyusedforpurposesotherthanthereductionoffriction.Someoftheseapplicationsaredescribedbelow.Powertransmission.Lubricantsarewidelyemployedashydraulicfluidsinfluidtransmissiondevices.Insulation.Inspecializedapplicationssuchastransformersandswitchgear,lubricantswithhighdielectricconstantsactsaselectricalinsulators.Formaximuminsulatingproperties,alubricantmustbekeptfreeofcontaminantsandwater.Shockdampening.Lubricantsactasshock-dampeningfluidsinenergytransferringdevicessuchasshockabsorbersandaroundmachinepartssuchasgearsthataresubjectedtohighintermittentloads.Sealing.Lubricatinggreasefrequentlyperformsthespecialfunctionofformingasealtoretainlubricantsortoexcludecontaminants.Theobjectoflubricationistoreducefriction,wear,andheatingofmachineparswhichmoverelativetoeachother.Alubricantisanysubstancewhich,wheninsertedbetweenthemovingsurfaces,accomplishesthesepurposes.Mostlubricantsareliquids(suchasmineraloil,siliconefluids,andwater),buttheymaybesolidforuseindrybearings,greasesforuseinrollingelementbearing,orgases(suchasair)foruseingasbearings.Thephysicalandchemicalinteractionbetweenthelubricantandlubricatingsurfacesmustbeunderstoodinordertoprovidethemachineelementswithsatisfactorylife.Theunderstandingofboundarylubricationisnormallyattributedtohardyanddoubleday,whofoundtheextrememlythinfilmsadheringtosurfaceswereoftensufficienttoassistrelativesliding.Theyconcludedthatundersuchcircumstancesthechemicalcompositionoffluidisimportant,andtheyintroducedtheterm“boundarylubrication”.Boundarylubricationisattheoppositeendofthespectrumfromhydrodynamiclubrication.Fivedistinctofformsoflubricationthatmaybedefined:(a)hydrodynamic;(b)hydrostatic;(c)elastohydrodynamic(d)boundary;(e)solidfilm.Hydrodynamiclubricationmeansthattheload-carryingsurfacesofthebearingareseparatedbyarelativelythickfilmoflubricant,soastopreventmetalcontact,andthatthestabilitythusobtainedcanbeexplainedbythelawsofthelubricantunderpressure,thoughitmaybe;butitdoesrequiretheexistenceofanadequatesupplyatalltimes.Thefilmpressureiscreatedbythemovingsurfacesitselfpullingthelubricantunderpressure,thoughitmaybe.Thefilmpressureiscreatedbythemovingsurfacetocreat