II軸3.26349.0289.24．1180.90卷筒軸3.07328.6889.2電動機3.7637.4960齒輪的設(shè)計4.1選擇齒輪材料及精度等級小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220-250HBS；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170-210HBS。因為是普通減速器，由《機械設(shè)計》提供表格選9級精度，要求齒面粗糙度R≤3.2～6.3μm.4.2按齒面接觸疲勞強度設(shè)計4.2.1因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用公式求出d1值。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)：(1)轉(zhuǎn)矩T1(2)載荷系數(shù)K查表《機械設(shè)計手冊》取K=1.1(3)齒數(shù)Z1齒寬系數(shù)小齒輪的齒數(shù)Z1取為25，則大齒輪齒數(shù)Z2=100。因單級齒輪傳動為對稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，由《機械設(shè)計手冊》提供表選取。(4)許用接觸應(yīng)力由《機械設(shè)計手冊》提供圖表，查得：由《機械設(shè)計手冊》查得SH=1。查《機械設(shè)計手冊》得由公式可得：故:由國家標(biāo)準(zhǔn)，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5㎜。4.3計算主要尺寸經(jīng)圓整后取b2=65㎜。4.4按齒根彎曲疲勞強度校核由公式可得出，如則校核合格。確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：(1)齒形系數(shù)YF查表10.13得YF1=2.65，YF2=2.18。(2)應(yīng)力修正系數(shù)YS查表10.14得YS1=1.59，YS2=1.80。（3）許用彎曲應(yīng)力由《機械手冊》查得。由《機械手冊》查得由《機械手冊》查得由公式可得故齒輪彎曲強度校核合格。4.5驗算齒輪的圓周速度v由《機械設(shè)計手冊》可知，選9級精度是合適的。4.6計算幾何尺寸及繪制齒輪零件工作圖。略。將上述計算結(jié)果整理如下表所示：名稱小齒輪(mm)大齒輪(mm)分度圓直徑d62.5250齒頂高h(yuǎn)a2.52.5齒根高df3.753.75齒全高h(yuǎn)6.256.25齒頂圓直徑da64.5252齒根圓直徑df55242.5基圓直徑db58.73234.92中心距a156.25傳動比i4V帶的設(shè)計5.1確定計算功率Pc由《機械設(shè)計手冊》查得KA=1.3，根據(jù)公式得5.2選取普通V帶型號根據(jù)Pc=7.15KW、n1=960r/min，故選用B型普通V帶5.3確定帶輪基準(zhǔn)直徑dd1、dd2根據(jù)《機械設(shè)計手冊》選取dd1=140mm，且dd2=140mm＞ddmin=125mm。大帶輪基準(zhǔn)直徑為故選取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=500mm，則實際傳動比i、從動輪的實際轉(zhuǎn)速分別為從動輪的轉(zhuǎn)速誤差率為在以內(nèi)為允許值。5.4驗算帶速v帶速在5～25m/s范圍內(nèi)。5.5確定帶的基準(zhǔn)長度Ld和實際中心距a按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求初定中心距a0=1500mm由《機械設(shè)計手冊》選取基準(zhǔn)長度Ld=4000mm實際中心距a為中心距a的變化范圍為5.6校驗小帶輪包角5.7確定V帶根數(shù)Z根據(jù)dd1=140mm，n1=960r/min，可得取P0=2.82kW根據(jù)傳動比i=3.35，得Ki=960r/min則帶長度修正系數(shù)Kl=1.13，包角系數(shù)Ka=0.95，得普通V帶根數(shù)Z=3.62圓整得z=45.8設(shè)計結(jié)果選用3根B-3150GB/T11544—1997的V帶，中心距a=968mm，帶輪直徑dd1=140mm，dd2=469.0mm，軸上壓力FQ=2067.4N。軸的設(shè)計與計算6.1齒輪軸的設(shè)計6.1.1確定輸入軸上各部位的尺寸（如圖）6.1.2按扭轉(zhuǎn)強度估算軸的直徑選用45并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度217~255HBS軸的輸入功率為PI=4.03KW轉(zhuǎn)速為nⅠ=286.57r/min根據(jù)《機械設(shè)計手冊》可得C=107～118，故：d≥6.1.3確定軸各段直徑和長度eq\o\ac(○,1)從大帶輪開始右起第一段，由于帶輪與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加3%～5%，取D1=Φ30mm，又帶輪的寬度B=（Z-1）·e+2·f=（3-1）×18+2×8=52mm則第一段長度L1=60mmeq\o\ac(○,2)右起第二段直徑取D2=Φ38mm根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對軸承添加潤滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為30mm，則取第二段的長度L2=70mmeq\o\ac(○,3)右起第三段，該段裝有滾動軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6208型軸承，其尺寸為d×D×B=40×80×18，那么該段的直徑為D3=Φ40mm，長度為L3=20mm（因為軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，所以采用基孔制，軸與軸承間為過盈配合P7/h6）eq\o\ac(○,4)右起第四段，為滾動軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取D4=Φ48mm，長度取L4=10mmeq\o\ac(○,5)右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為d5=67.5mm，分度圓直徑為Φ62.5mm，齒輪的寬度為70mm，則，此段的直徑為D5=Φ67.5mm，長度為L5=70mmeq\o\ac(○,6)右起第六段，為滾動軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取D6=Φ48mm長度取L6=10mm（因為軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，所以采用基孔制，軸與軸承間為過盈配合P7/h6）eq\o\ac(○,7)右起第七段，該段為滾動軸承安裝出處，取軸徑為D7=Φ40mm，長度L7=18mm6.1.4求齒輪上作用力的大小、方向：eq\o\ac(○,1)小齒輪分度圓直徑：d1=62.5mmeq\o\ac(○,2)作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T=9.55×106·P/n=134300N·mmeq\o\ac(○,3)求圓周力：FtFt=2T2/d2=2×134300/250=1074.40Neq\o\ac(○,4)求徑向力FrFr=Ft·tanα=1074.40×tan200=391.05NFt，F(xiàn)r的方向如下圖所示6.1.5軸上支反力根據(jù)軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。水平面的支反力：FA=FB=Ft/2=537.2N垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0那么FA’=FB’=Fr/2=195.525N6.1.6畫彎矩圖右起第四段剖面C處的彎矩：水平面的彎矩：MC=PA×24=53.352N·m垂直面的彎矩：MC1’=MC2’=RA’×24=19.2N·m合成彎矩：6.1.7畫轉(zhuǎn)矩圖：T1=138.952N·m6.1.8畫當(dāng)量彎矩圖因為是單向回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)，α=0.6可得右起第四段剖面C處的當(dāng)量彎矩：6.1.9判斷危險截面并驗算強度eq\o\ac(○,1)右起第四段剖面C處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面C為危險截面。已知MeC2=100.825N·m,由課本表13-1有:［σ-1］=60Mpa則：σe=MeC2/W=MeC2/(0.1·D43)=100825/(0.1×483)=9.11Mpa<［σ-1］eq\o\ac(○,2)右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險截面：σe=MD/W=MD/(0.1·D13)=83.371/(0.1×403)=13Nm<［σ-1］所以確定的尺寸是安全的。受力圖如下：6.2輸出軸的設(shè)計計算6.2.1確定軸上零件的定位和固定方式（如圖）6.2.2按扭轉(zhuǎn)強度估算軸的直徑(1)由前面計算得，傳動功率P2=4.207kw,n2=76.19r/min工作單向，采用深溝球軸承支撐。由已知條件知減速器傳遞的功率屬于中小功率故選用45剛并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度217~255HBS（2）根據(jù)公式，得d≥(3)確定軸各段直徑和長度eq\o\ac(○,1)從聯(lián)軸器開始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取Φ（41.97~47.18），根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩T=9.55×106·P/n=527.324N·mTc=RA×T=1.3×527324=685.49N·m查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014—2003，選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長度為l1=112mm,軸段長L1=84mmeq\o\ac(○,2)右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取Φ52mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面的距離為30mm，故取該段長為L2=74mmeq\o\ac(○,3)右起第三段，該段裝有滾動軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6011型軸承，其尺寸為d×D×B=55×90×18，那么該段的直徑為Φ55mm，長度為L3=32eq\o\ac(○,4)右起第四段，該段裝有齒輪，并且齒輪與軸用鍵聯(lián)接，直徑要增加5%，則第四段的直徑取Φ60mm,齒輪寬為b=65mm，為了保證定位的可靠性，取軸段長度為L4=62mmeq\o\ac(○,5)右起第五段，考慮齒輪的軸向定位,定位軸肩，取軸肩的直徑為D5=Φ66mm,長度取L5=11.5mmeq\o\ac(○,6)右起第六段，該段為滾動軸承安裝出處，取軸徑為D6=Φ55mm，長度L6=18mm(4)按彎扭合成強度校核軸徑按設(shè)計結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖（圖a）畫出軸的受力圖（圖b）作水平面內(nèi)的彎矩圖（圖c支點反力為）Ⅰ—Ⅰ截面處的彎矩為MHI=2003.3×97/2=97160N·mmⅡ—Ⅱ截面處的彎矩為MHII=2003.3×23=46076N·mm作垂直面內(nèi)的彎矩圖（圖d）支點反力為FVB=FVA=Fr2/2=1458.29/2=729.145Ⅰ—Ⅰ截面處的彎矩為MrI左=FVA·L/2=729.145×97/2=35363.5N·mmⅡ—Ⅱ截面處的彎矩為MrII=FVB·23=729.145×23=16770.3N·mm4)合成彎矩圖（圖e）MI=（35363.52+971602）1/2=103396N·mmMII=（16770.32+460762）1/2=49033N·mm求轉(zhuǎn)矩圖（圖f）T=9.55×106×P/n=9.55×106×4.207/76.19=527324N·mm因減速器單向運轉(zhuǎn)，故可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化，修正系數(shù)α為0.6Ⅰ—Ⅰ截面:MeI=(609252+(0.6×5273242）1/2=322200N·mmⅡ—Ⅱ截面：MeII=(490332+(0.6×5273242）1/2=320181N·mm7)確定危險截面及校核強度由圖可以看出，截面Ⅰ—Ⅰ可能是危險截面。但軸徑d3>d2，故也應(yīng)對截面Ⅱ—Ⅱ進(jìn)行校核。Ⅰ—Ⅰ截面：σeI=MeI/W=322200/(0.1×603)=14.9MpaⅡ—Ⅱ截面：σeII=MeII/W=320181/(0.1×553)=19.2Mpa查手冊得［σ-1b］=60Mpa,滿足σe≤［σ-1b］的條件，故設(shè)計的軸有足夠強度，并有一定余量。其受力圖如下鍵的設(shè)計7.1聯(lián)軸器的健a、選擇鍵的型號：C型鍵由軸徑d1=45mm，在表14.8查得鍵寬b=14mm，鍵高h(yuǎn)=9mm，L=36～160mm。L=54mm≤（1.6～1.8）d=72～81mml1=L-0.5b=54-7=47mm由公式得：σjy1=4T/(dhl1)=4×525.87×1000/（45×9×47）=110.47MPa＜【σjy】=120MPa(輕微沖擊)b、寫出鍵的型號：選鍵為C14×70GB/T1096-19797.2齒輪鍵的選擇a、選擇鍵的型號：A型鍵軸徑d4=60mm，為了使加工方便應(yīng)盡量選取相同的鍵高和鍵寬。但強度不夠。查得鍵寬b=18mm，h=11mm，L=50～200mm,取L=56mml2=L-18=56-18=38mmσjy2=4T/(dhl2)=4×525.87×1000/（45×11×38）=111.79MPa＜【σjy】=120MPa(輕微沖擊)b、寫出鍵的型號：取鍵A18×80GB/T1096-19797.3輸入端與帶輪鍵選軸徑d4=30mm，取鍵10×8。即b=10，h=8，L=50l2=L-10=60-10=50mmσjy2=4T/(dhl2)=4×138.95×1000/（30×8×50）=46.317＜【σjy】滾動軸承設(shè)計根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命Lh5×365×24=43800小時8.1輸入軸的軸承設(shè)計計算（1）初步計算當(dāng)量動載荷P因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=391.05NP=fpFr=1.1×391.05=430.155N（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值（3）選擇軸承型號查《機械設(shè)計手冊》，選擇6208軸承Cr=29.5KN根據(jù)公式有：算得Lh=187589.77＞43800∴預(yù)期壽命足夠∴此軸承合格其草圖如下：8.2輸出軸的軸承設(shè)計計算（1）初步計算當(dāng)量動載荷P因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=391.05N（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值（3）選擇軸承型號查《機械設(shè)計手冊》，選擇6011軸承Cr=30.2KN根據(jù)公式有∴預(yù)期壽命足夠∴此軸承合格聯(lián)軸器的選擇9.1、計算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩查得工作情況系數(shù)K=1.3主動端TC1=KT2=1.3×400=520N·m從動端：TC2=KTW=1.3×376Ｎ·ｍ=488.8N·m＜Tm=1250N·m由前面可知：d≥C=40.23～44.37mm又因為d=C（1+0.05）=（40.23～44.37）（1+0.05）=42.24～46.59mmn2=76.４r/min＜〔n〕=4000r/min可確定聯(lián)軸器的型號為彈性柱銷聯(lián)軸器9.2確定聯(lián)軸器的型號HL4GB5014-２００３。由其結(jié)構(gòu)取L=11.5d=55D=64潤滑密封設(shè)計對于單級圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度。油的深度為H+，H=30=34。所以H+=30+34=64。從密封性來講為了保證機蓋與機座連接處密封，凸緣應(yīng)有足夠的寬度，連接表面應(yīng)精刨，密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣連接螺柱之間的距離不宜太大，并均勻布置，保證部分面處的密封性。軸承端蓋采用嵌入式端蓋，易于加工和安裝。箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機體采用配合。11.1.機體有足夠的剛度在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度。11.2考慮到機體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱因其傳動件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于40mm。為保證機蓋與機座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為。11.3機體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性鑄件壁厚為8mm，圓角半徑為R=5。機體外型簡單，拔模方便。11.4對附件設(shè)計A視孔蓋和窺視孔：在機蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作