1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 設(shè)計(jì)題目_ _系_專業(yè) _ 班 設(shè) 計(jì) 者 _ 指導(dǎo)教師_ 2011 年 1 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書1傳動方案的擬定及說明2電動機(jī)的選擇3計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)4傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算10鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算20滾動軸承的選擇及計(jì)算21連軸器的選擇22減速器附件的選擇22潤滑與密封22參考資料目錄22設(shè)計(jì)小結(jié)22機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目：設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置中的展開式二級圓柱齒輪減速器 總體布置簡圖 1電動機(jī) 2聯(lián)軸器 3二級展開式圓柱齒輪減速器 4聯(lián)軸器 5傳送帶工作情況 一班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷平衡，室內(nèi)工作，有

2、灰塵（已考慮） 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸工作拉力F（N）3300運(yùn)輸帶工作速度V（m/s）1.2卷筒直徑D（mm）350工作條件一班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷平衡，室內(nèi)工作，有灰塵（已考慮）使用期限十年、大修期三年生產(chǎn)批量10臺生產(chǎn)條件中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工7-8級精度齒輪及蝸輪動力來源電力、三箱交流、電壓200/300伏運(yùn)輸帶速度允許誤差0.07d，故取h=6，則軸環(huán)處的直徑=82mm。軸 環(huán)寬度，取 4）軸承端蓋的總寬度為32mm。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)軸器右端面間的距離L=30mm，故 取 5）由低高速級齒輪與壁面的距離關(guān)系及齒輪間的距離關(guān)系，及軸承與

3、內(nèi) 壁面的距離關(guān)系，可確定=22+8+16+4=50mm；=79mm。 （3）軸上零件的周向定位： 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按=70mm由表6-1 查得平鍵界面，鍵槽長為70mm。選擇齒輪與軸的配 合為.同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接選用平鍵 （4）確定軸上的圓角和倒角尺寸： 參考表15-2，取軸端倒角為，2、4處圓角R1.5，其余各處R2.0.5. 求軸上的載荷：根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)簡圖做出軸的計(jì)算簡圖，根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和 扭矩圖，如下：從軸的結(jié)構(gòu)圖以及扭矩和扭矩圖中可以看出軸的危險(xiǎn)截面C。6. 按彎矩合成應(yīng)力攪合軸的強(qiáng)度：只對C截面進(jìn)行校核。取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力：

4、軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得=60MPa。因此,故安全7. 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度： （1）判斷危險(xiǎn)截面： 截面A，2,3，B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)遷都較為寬裕確定的，所以截面A，2,3，B均無需校核。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面6,7處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看，截面C上的應(yīng)力最大。截面6的應(yīng)力集中的影響和截面7的相近，但截面7不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面C上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最

5、大，故截面C也不必校核。截面4,5顯然更不必校核。由第三章附錄可知，鍵槽的而應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面6左右兩側(cè)即可。 （2）截面6左側(cè) 抗彎截面系數(shù)：W=0.1=0.1 抗扭截面系數(shù)：=0.2 截面6左側(cè)的彎矩M為：M=8Nm 截面6左側(cè)的扭矩為：=Nmm 截面上的彎曲應(yīng)力： 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得 ，。 過盈配合處的，由附表3-8用插值法求的，有 =2.72，2.18 軸采用磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)值為 碳鋼的特性系數(shù)：； 計(jì)算安全系數(shù)值： 故軸的選用安全。 （3）截面6右側(cè)

6、： 抗彎截面系數(shù)：W=0.1=0.1 抗扭截面系數(shù)：=0.2 截面6左側(cè)的彎矩M為：M=8Nm 截面6左側(cè)的扭矩為：=Nmm 截面上的彎曲應(yīng)力： 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得 ，。 截面上由于軸環(huán)而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按設(shè)計(jì)手冊查取。由 ， 經(jīng)插值后可查得 =2.43，=1.93 軸的材料敏感系數(shù)：， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 由附圖3-2的尺寸系數(shù)，由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 軸采用磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)值為 碳鋼的特性系數(shù)：； 計(jì)算安全系數(shù)值： 故該軸在截面6右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)

7、算 及 說 明結(jié) 果1，高速軸上的功率，轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速： =4.78kW；=47570Nmm；=960r/min。2作用在齒輪上的力： 已知高速級齒輪的分度圓直徑： 圓周力： 徑向力：3.初步確定軸的最小直徑： 按初步估算，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 有表15-3取， 于是得= 由軸直徑d100mm，且開有一個(gè)鍵槽，故使軸徑增大5%，即：mm 根據(jù) ，查表14-1，有。 所以 Nmm 采用凸緣聯(lián)軸器，型號GY7-J1型，公稱轉(zhuǎn)矩Tn=Nmm， 許用轉(zhuǎn)速9500r/min。軸孔直徑28mm，故取=28mm， 半聯(lián)軸器長度L=47mm，轂孔長度=44mm，聯(lián)軸器和軸配合采用4. 軸的設(shè)計(jì)方案。

8、（1）設(shè)計(jì)方案： （2）確定軸的各段直徑和長度： 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定為要求，1-2軸斷左端需制出一軸肩，故取 2-3斷的直徑=36mm，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在 軸端面上，故1-2斷的長度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取=42mm。 2）初步選擇滾動軸承。應(yīng)軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。參 照工作要求并根據(jù)=36mm，初步選取6208，其尺寸為 ，故=40mm； 右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行定位，由手冊上查得6208型軸承的定位軸 肩高度h不小于3.5mm，因此，取=47mm。 3）由于齒輪分度圓直徑太小，故將齒輪設(shè)置成為軸的一部分。 4）軸承端蓋的總寬度為36mm。根據(jù)軸

9、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)軸器右端面間的距離L=30mm，故 取66mm。 5）由齒輪與壁面的距離關(guān)系及軸承與內(nèi)壁面 的距離關(guān)系，可確定=20mm；=122mm。 （3）軸上零件的周向定位： 半聯(lián)軸器采用平鍵連接。按=28mm由表6-1查得平鍵界面 ，鍵槽長為36mm。 （4）確定軸上的圓角和倒角尺寸： 參考表15-2，取軸端倒角為，2、5、6處圓角R1，其余各處R1.6.5.求軸上的載荷：根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)簡圖做出軸的計(jì)算簡圖，根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖，如下：從軸的結(jié)構(gòu)圖以及扭矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。6.按彎矩合成應(yīng)力攪合軸的強(qiáng)

10、度：只對C截面進(jìn)行校核。取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力： 軸的材料45鋼，正火處理，由表15-1查得=55MPa。因此0.07d，取h=5，則軸環(huán)處的直徑48mm.軸承段取d=35的軸承，軸承代號為6207，尺寸，故=35mm,。由軸承和內(nèi)壁面之間的距離和齒輪與內(nèi)壁面之間的距離關(guān)系，可得出；。 （3）軸上零件的周向定位： 齒輪處采用平鍵連接。按=38mm，由表6-1查得2-3處平鍵尺寸 為，L=80mm。4-5處平鍵尺， L=40mm。 （4）確定軸上的圓角和倒角尺寸： 參考表15-2，取軸端倒角為，其余各處取R1.2. 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及扭矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。5.按彎矩合成應(yīng)力

11、攪合軸的強(qiáng)度：只對C截面進(jìn)行校核。取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力： 軸的材料40Cr，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得=70MPa。因此故安全 鍵 的 校 核低速軸鍵計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果平鍵校核公式：聯(lián)軸器處：尺寸：軸段直徑：d=48mm扭矩T=629.63Nm軸槽深t=5.5mm所以：l=L-b=70-14=56mm k=h-t=9-5.5=3.5mm 由表6-2查得鋼在靜載荷作用下的許用擠壓應(yīng)力，取145MPa所以，可以滿足使用要求齒輪處：尺寸：軸段直徑：d=70mm扭矩T=629.63Nm軸槽深t=7.5mm所以：l=L-b=70-20=50mm k=h-t=12-7.5=4.5mm 由表6-2

12、查得鋼在靜載荷作用下的許用擠壓應(yīng)力所以，可以滿足使用要求合格合格高速軸鍵計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果聯(lián)軸器處：尺寸：軸段直徑：d=28mm扭矩T=47.57Nm軸槽深t=4mm所以：l=L-b=36-8=24mm k=h-t=7-4=3mm 由表6-2查得鋼在靜載荷作用下的許用擠壓應(yīng)力所以，可以滿足使用要求合格中間軸鍵計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果高速級齒輪處：尺寸：軸段直徑：d=38mm扭矩T=201.27Nm軸槽深t=5mm所以：l=L-b=40-10=30mm k=h-t=8-5=3mm 由表6-2查得鋼在靜載荷作用下的許用擠壓應(yīng)力 所以，可以滿足使用要求低速級齒輪處：尺寸：軸段直徑：d=38mm

13、扭矩T=201.27Nm軸槽深t=5mm所以：l=L-b=80-10=70mm k=h-t=8-5=3mm 由表6-2查得鋼在靜載荷作用下的許用擠壓應(yīng)力 所以，可以滿足使用要求軸 承 的 校 核低速軸軸承計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果徑向力：軸承型號：6212軸承基本額定載荷：C=47.8kN基本額定壽命：，球軸承：3.所以 預(yù)期計(jì)算壽命：滿足要求高速軸軸承計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果徑向力：軸承型號：6207軸承基本額定載荷：C=25.5kN基本額定壽命：，球軸承：3.所以 預(yù)期計(jì)算壽命：滿足要求中間軸軸承計(jì) 算 及 說 明結(jié) 果徑向力： 軸承型號：6208軸承基本額定載荷：C=29500kN基本額定

14、壽命：，球軸承：3.所以 預(yù)期計(jì)算壽命：滿足要求減速器附件的選擇通氣器：由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M181.5油面指示器：選用游標(biāo)尺M(jìn)12起吊裝置：采用箱蓋吊耳、箱座吊耳放油螺塞：選用外六角油塞及墊片M201.5減速器的潤滑一、 潤滑方式及油量采用浸油潤滑，取油面浸沒高速級大齒輪為一個(gè)齒高，所以油面距內(nèi)箱底高約50.5mm。二、 潤滑油的選擇齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用70號機(jī)械潤滑油。參考資料目錄1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，高等教育出版社，龔溎義，羅圣國，李平林，張立乃，黃少顏 編，1990年4月 第2版；2機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版），高等教育出版社，濮良貴，紀(jì)名剛 主編，2006年5月第8版；3機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（新編軟件版