同軸式二級(jí)齒輪減速器 -螺旋輸送機(jī)- 哈爾濱工業(yè)大學(xué)-機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)大作業(yè)

1、目錄1. 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)11.1 選擇電動(dòng)機(jī)11.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型11.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量11.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速11.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比21.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)21.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速21.3.2 各軸的輸入功率31.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩32. 傳動(dòng)件設(shè)計(jì)42.1斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)42.1.1 選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級(jí)42.1.2 初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸42.1.3 確定傳動(dòng)尺寸62.1.4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度72.1.5 齒輪傳動(dòng)其他尺寸93. 裝配圖草圖設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備93.1 選擇聯(lián)軸器的類(lèi)型93.2 確定滾動(dòng)軸承的

2、類(lèi)型及其潤(rùn)滑與密封方式103.3 確定軸承端蓋的結(jié)構(gòu)型式10選擇凸緣式軸承端蓋，便于加工制造。103.4 確定減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)方案104. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算114.1 輸入軸軸I的設(shè)計(jì)計(jì)算114.1.1 選擇材料114.1.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑114.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)114.2 軸II的設(shè)計(jì)計(jì)算134.2.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)134.3 軸III的設(shè)計(jì)計(jì)算144.3.1 選擇材料144.3.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)144.4 軸系部件校核計(jì)算154.4.1 軸的受力分析154.4.2 求彎矩、轉(zhuǎn)矩174.4.3 校核軸的強(qiáng)度174.4.4 鍵連接強(qiáng)度的校核194.4.5 軸承壽命的校核195. 軸系部件

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)215.1 傳動(dòng)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)215.1.1 軸III上大齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)215.1.2小齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)225.1.3軸II上大齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)226. 箱體及其附件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)226.1 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)226.1.1 確定箱體的尺寸與形狀226.1.2合理設(shè)計(jì)肋板226.1.3合理選擇材料226.1.4由2表6-5設(shè)計(jì)減速器的具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)下頁(yè)表格236.2 附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)236.2.1 檢查孔和視孔蓋236.2.2 放油螺塞236.2.3 圓形油標(biāo)236.2.4 通氣器236.2.5 起吊裝置236.2.6 起蓋螺釘236.2.7 定位銷(xiāo)237. 參考文獻(xiàn)241. 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)1.1

4、 選擇電動(dòng)機(jī)1.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型按照工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V。1.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量工作機(jī)的有效功率為從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率為式中，、分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動(dòng)和螺旋輸送機(jī)的傳動(dòng)效率。由參考文獻(xiàn)1 表9.1 機(jī)械傳動(dòng)效率概略值查得，當(dāng)聯(lián)軸器選擇彈性聯(lián)軸器、軸承選擇滾動(dòng)軸承、齒輪選擇一般圓柱齒輪7級(jí)精度油潤(rùn)滑時(shí)，取 、所以電動(dòng)機(jī)所需工作效率為1.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速按參考文獻(xiàn)1表2.1 常用減速器的類(lèi)型和特點(diǎn) 推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有100

5、0 r/min、1500 r/min、3000 r/min 三種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的大小、經(jīng)濟(jì)性等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000 r/min 的電動(dòng)機(jī)Y132S-6。根據(jù)電動(dòng)機(jī)類(lèi)型、容量和轉(zhuǎn)速，由參考文獻(xiàn)1表14.1 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)及相關(guān)數(shù)據(jù)，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132S-6。其主要性能如下表：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kW滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速(r/min)起動(dòng)轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132S-639602.02.0電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸和外形尺寸如下表： mm型號(hào)HABCDEGKbb1b2hAABBHAL1Y112M-6132216140893880108331

6、228021013531560200184751.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比1. 總傳動(dòng)比為 2. 分配傳動(dòng)比由于是同軸式減速器，兩軸上的齒輪應(yīng)該對(duì)應(yīng)相同，故3.確定齒數(shù)并確定各級(jí)實(shí)際傳動(dòng)比高速級(jí)和低速級(jí)采用同樣的齒輪，所以所以實(shí)際總傳動(dòng)比為于是總傳動(dòng)比誤差為所以齒數(shù)的選擇是合理的。1.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速I(mǎi) 軸 II 軸 III軸 1.3.2 各軸的輸入功率I 軸 II 軸 III軸 螺旋軸 1.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為所以：I 軸 II軸 III軸 工作軸 計(jì)算結(jié)果匯總于下表：軸名功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/(N·mm)

7、轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動(dòng)比i效率電機(jī)軸2.3572345096010.99I 軸2.333232209603.1050.95II 軸2.21868540309.183.1050.95III軸2.10820230099.57510.97工作軸2.35919630099.5752. 傳動(dòng)件設(shè)計(jì)2.1斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)2.1.1 選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級(jí)由于斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性較直齒圓柱齒輪傳動(dòng)好，且沖擊和噪聲小，因此常用在高速級(jí)以使傳動(dòng)平穩(wěn)。本題中高速級(jí)低速級(jí)采用兩對(duì)參數(shù)一致的齒輪，故均采用斜齒輪。由于低速軸承受的轉(zhuǎn)矩較大，故先計(jì)算低速軸齒輪，令小齒輪為齒輪1，大齒輪為齒輪2。螺

8、旋輸送機(jī)為一般機(jī)械，且要求小批量生產(chǎn)，故毛坯需選用自由鍛工藝，大小齒輪均選用45號(hào)鋼，采用軟齒面。由參考文獻(xiàn)1表6.2查得：小齒輪調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為217255HBW，平均硬度236HBW；大齒輪正火處理，齒面硬度162217HBW，平均硬度190HBW。大、小齒輪齒面平均硬度差為46HBW，在3050HBS范圍內(nèi)，選用7級(jí)精度。2.1.2 初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸由于是軟齒面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。齒面疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公式為：式中： u 齒數(shù)比（或稱(chēng)傳動(dòng)比），為大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比； 材料彈性系數(shù)，根據(jù)配對(duì)的大、小齒輪的材料按參考資料2表6.5查取， 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，反映了節(jié)點(diǎn)

9、齒廓形狀對(duì)接觸應(yīng)力的影響，根據(jù)大、小齒輪變 位系數(shù)和與齒數(shù)和的比值、分度圓螺旋角按參考資料2圖6.15 查取。 重合度系數(shù)，是考慮重合度對(duì)齒面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。根據(jù)端面重合度 和軸面重合度按參考資料2圖6.16 查取。 螺旋角系數(shù)，是考慮斜齒輪()同其當(dāng)量齒輪()相比承載能力得到 提高對(duì)齒面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)。可根據(jù)分度圓螺旋角按參考資料2式 計(jì)算或按圖 6.26 查取。 齒寬系數(shù)，可根據(jù)齒輪相對(duì)于軸承的位置、齒面硬度按參考資料2表6.6 查取。 小齒輪分度圓直徑，mm。 齒寬，mm。 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·mm。許用接觸應(yīng)力，按參考資料2式（6.26）計(jì)算，MPa. 由于中間軸上

10、扭矩較大，故應(yīng)選中間軸進(jìn)行設(shè)計(jì)。式中各參數(shù)為：1） 小齒輪傳遞的扭矩，由前面的設(shè)計(jì)可知，2） 設(shè)計(jì)時(shí)，因v值未知，不能確定，故可初選載荷系數(shù)，初取3） 根據(jù)參考資料2表6.6 齒寬系數(shù)，由于齒輪相對(duì)于軸承的布置形式為非對(duì)稱(chēng)布置，因此取0.61.2，取。4） 根據(jù)參考資料2表6.5 材料彈性系數(shù)，大小齒輪材料均為鋼，。5） 初選螺旋角，根據(jù)參考資料2圖6.15 ，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)系數(shù)為。6） 齒數(shù)比。 7） 端面重合度為軸面重合度為由參考資料1圖6.16查得，重合度系數(shù)7） 根據(jù)參考資料1圖 6.26查得，螺旋角系數(shù)。8） 許用接觸應(yīng)力由式 算得。由參考資料2圖6.29e和圖6.29a得接觸疲勞極限

11、應(yīng)力：小齒輪1與大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為查參考資料1圖 6.30得壽命系數(shù)。由參考資料2表6.7 安全系數(shù)參考值，取安全系數(shù)，得故取初算小齒輪1的分度圓直徑，得2.1.3 確定傳動(dòng)尺寸1） 計(jì)算載荷系數(shù)。由參考資料1表6.3查得使用系數(shù)。因由參考資料1圖6.7查得 動(dòng)載系數(shù)。由參考資料1圖6.12查得齒向載荷分布系數(shù)。由參考資料2表6.4查得齒間載荷分配系數(shù)。故載荷系數(shù) 2） 對(duì)進(jìn)行修正。因K與有較大差異，故需對(duì)按值計(jì)算出的進(jìn)行修正，即3） 確定模數(shù)。按參考資料2表6.1，取。4） 計(jì)算傳動(dòng)尺寸。中心距 圓整為 = 110mm，則螺旋角值改變后，變化量很小，因此不再修正和a。故 。由，取。

12、又，取。2.1.4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度式中各參數(shù):1） K、值在前已經(jīng)查得。2） 齒寬。3） 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)。當(dāng)量齒數(shù)由參考資料1圖6.20 查得。 由參考資料1圖6.21查得。4） 由參考資料1圖6.22查得重合度系數(shù)。5） 由參考資料1圖6.28查得螺旋角系數(shù)。6） 許用彎曲應(yīng)力可用算得。由參考資料1圖6.29f、圖6.29b 查得彎曲疲勞極限應(yīng)力由參考資料1圖6.32查得壽命系數(shù)。由參考資料1表6.7查得安全系數(shù)，故滿(mǎn)足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。2.1.5 齒輪傳動(dòng)其他尺寸圓柱齒輪幾何尺寸表序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪1z1/19齒輪2z2/592法面模數(shù)(mm)mn /2.

13、753端面模數(shù)(mm)mt2.8214法面壓力角（度)/205端面壓力角（度)20.476齒頂高系數(shù)/17頂隙系數(shù)c* /0.258標(biāo)準(zhǔn)中心距(mm)a1109螺旋角/12.838610齒頂高(mm)齒輪1ha12.75齒輪2ha22.7511齒根高(mm)齒輪1hf13.44齒輪2hf23.4412分度圓直徑(mm)齒輪1d153.39齒輪2d2166.4113齒頂圓直徑(mm)齒輪1da159.09齒輪2da2171.9114齒根圓直徑(mm)齒輪1df146.71齒輪2df2159.5315重合度（mm）1.607由于采用二級(jí)同軸式設(shè)計(jì)，故兩對(duì)齒輪對(duì)應(yīng)相同，故另一對(duì)不需重復(fù)設(shè)計(jì)。3. 裝

14、配圖草圖設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備3.1 選擇聯(lián)軸器的類(lèi)型對(duì)于連接電動(dòng)機(jī)和減速器高速軸的聯(lián)軸器，為了適應(yīng)震動(dòng)和沖擊以及定心不完全準(zhǔn)確，選擇聯(lián)軸器類(lèi)型應(yīng)具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和較好的減震性能，所以采用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器LH型。 輸出軸為了獲得較大的轉(zhuǎn)矩，選用凸緣式聯(lián)軸器GY型。3.2 確定滾動(dòng)軸承的類(lèi)型及其潤(rùn)滑與密封方式（1） 由于減速器使用的齒輪是斜齒圓柱齒輪，因此有軸向力，所以選擇角接觸球軸承。（2） 高速級(jí)齒輪圓周速度為，因此采用油潤(rùn)滑。（3） 由于軸承為油滑，并且工作環(huán)境為清潔，故采用毛氈密封圈進(jìn)行密封。（4） 兩級(jí)齒輪在密封箱體中應(yīng)用浸油潤(rùn)滑，同時(shí)起到冷卻的作用。3.3 確定軸承端蓋的結(jié)構(gòu)型式 選擇凸緣式軸

15、承端蓋，便于加工制造。3.4 確定減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)方案考慮到拆裝方便，采用剖分式機(jī)體，取通過(guò)傳動(dòng)件軸線(xiàn)的平面為剖分面。鑄件減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸表如下：鑄鐵減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算表名稱(chēng)符號(hào)尺寸關(guān)系尺寸大小基座壁厚10 mm機(jī)蓋壁厚10mm機(jī)座凸緣厚度15 mm機(jī)蓋凸緣厚度15 mm機(jī)座底凸緣厚度p25 mm地腳螺釘直徑M16地腳螺釘數(shù)目n時(shí)，n=44軸承旁連接螺栓直徑0.75dfM12機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑(0.50.6)dfM10軸承端蓋螺釘M8連接螺栓的間距150200mm150窺視孔蓋螺栓直徑(0.30.4)dfM8定位銷(xiāo)直徑(0.70.8)df8mm、至外壁最小距離/22、18、16mm、

16、至凸緣最小距離/16、14mm內(nèi)機(jī)壁至軸承座端面距離55mm大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離>1.215mm齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離15mm機(jī)蓋、機(jī)座肋厚9mm/9mm軸承端蓋外徑125mm/92mm軸承端蓋凸緣厚度e10mm軸承旁連接螺栓距離s視結(jié)構(gòu)而定4. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 輸入軸軸I的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.1 選擇材料通過(guò)已知條件和查閱相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)得知，該傳動(dòng)機(jī)所傳遞的功率屬于中小型功率。因傳遞功率不大，且對(duì)質(zhì)量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，故選用常用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。4.1.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑對(duì)于轉(zhuǎn)軸，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算直徑：其中軸傳遞的功率，軸的轉(zhuǎn)速，r/minC由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。查參考

17、資料2表9.4得C=106118，取C=110。考慮鍵槽影響，取。4.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體用剖分結(jié)構(gòu)形式。因傳遞功率小，齒輪減速器效率高，發(fā)熱小，軸不會(huì)很長(zhǎng)，故軸承部件的固定方式采用兩端固定。由于本設(shè)計(jì)中的軸需要安裝聯(lián)軸器。因?yàn)楦魈幨芰Σ煌?，因此，設(shè)計(jì)成階梯軸形式，共分為七段。（1） 聯(lián)軸器及軸段1對(duì)于連接電動(dòng)機(jī)和減速器高速軸的聯(lián)軸器，為了減小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，其聯(lián)軸器類(lèi)型應(yīng)具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和較好的減震性能，故采用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。計(jì)算轉(zhuǎn)矩為式中，T聯(lián)軸器所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩。 K工作情況系數(shù)，查參考文獻(xiàn)2表12.1可?。篕=1.5。根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)軸徑D=38mm，

18、查參考文獻(xiàn)1表13.1 LH型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，確定選擇LH2型聯(lián)軸器。其參數(shù)為：公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩315N·m，許用轉(zhuǎn)速為5600r/min。取與軸相連端軸徑20mm，軸孔長(zhǎng)度38mm，A型鍵槽。最后可確定減速器高速軸軸伸處的直徑，軸段1的長(zhǎng)度應(yīng)該比聯(lián)軸器主動(dòng)端軸孔長(zhǎng)度略短，故取。（2） 軸段2軸段2 要對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行軸向固定，并且故。（3） 軸段3考慮到選擇適當(dāng)?shù)妮S承，初選軸承為7205c，所以該段直徑定為25mm。（4） 軸段4考慮到齒輪的設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)直徑為26mm。（5） 軸段5考慮到齒輪的軸向固定選擇該段直徑為28mm。（6） 軸段6該段軸直徑等于7205c軸承安裝直徑，（7） 軸段7同

19、軸段3。（8） 機(jī)體與各軸段的長(zhǎng)度軸段2、4的長(zhǎng)度除與軸上零件有關(guān)外，還與機(jī)體及軸承蓋等零件有關(guān)。軸段1為了適應(yīng)聯(lián)軸器選擇長(zhǎng)度略短與聯(lián)軸器的長(zhǎng)度為。軸段2的長(zhǎng)度：。軸段3安裝軸承同時(shí)具體長(zhǎng)度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)：軸段4的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度比齒輪輪轂長(zhǎng)度稍短，。軸段 5長(zhǎng)度為8mm。軸段6長(zhǎng)度：。軸段7的長(zhǎng)度與所選用的軸承相關(guān)，與軸承寬度一致，長(zhǎng)度為15mm。（9）鍵連接設(shè)計(jì)聯(lián)軸器與軸之間采用A型普通平鍵連接，根據(jù)參考文獻(xiàn)2 表11.27，軸段1選用A型普通平鍵，為鍵6×32GB/T1096-2003，h = 6 mm。4.2 軸II的設(shè)計(jì)計(jì)算中間軸所用軸承選用7205C。4.2.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為方

20、便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體用剖分結(jié)構(gòu)形式。因傳遞功率小，齒輪減速器效率高，發(fā)熱小，估計(jì)軸不會(huì)很長(zhǎng)，故軸承部件的固定方式采用兩端固定。由于本設(shè)計(jì)中的軸需要安裝聯(lián)軸器、齒輪、軸承等不同的零件，并且各處受力不同，因此，設(shè)計(jì)成階梯軸形式，共分為5段。軸段1和5安裝軸承，軸承選擇7205C，軸承寬度為15mm，由作圖得到長(zhǎng)度分別為38mm，33mm，d=25mm。 軸段2上安裝齒輪，長(zhǎng)度比齒輪略短一些，長(zhǎng)度為57mm，d=28mm。齒輪軸3為過(guò)渡軸段，且為大齒輪的定位軸段，故d=30，長(zhǎng)度由作圖確定為80mm。軸段4上安裝齒輪，長(zhǎng)度比齒輪輪轂略短一些，長(zhǎng)度取63mm，d=26mm。軸段5為齒輪的固定

21、軸肩，故d=25mm，長(zhǎng)度由作圖得32mm。鍵連接設(shè)計(jì)，大齒輪與軸之間采用A型普通平鍵連接，根據(jù)參考文獻(xiàn)2 表11.27，軸段2選用A型普通平鍵，8×45 GB/T1096-2003，h = 7 mm。4.3 軸III的設(shè)計(jì)計(jì)算4.3.1 選擇材料通過(guò)已知條件和查閱相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)得知，該傳動(dòng)機(jī)所傳遞的功率屬于中小型功率。為了使結(jié)構(gòu)緊湊對(duì)稱(chēng)選用材料45。4.3.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在該軸選用7209C軸承，故軸段3與軸段7直徑為45mm。為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體用剖分結(jié)構(gòu)形式。因傳遞功率小，齒輪減速器效率高，發(fā)熱小，估計(jì)軸不會(huì)很長(zhǎng)，故軸承部件的固定方式采用兩端固定。由于本設(shè)計(jì)中的

22、軸需要安裝聯(lián)軸器、齒輪、軸承等不同的零件，并且各處受力不同，因此，設(shè)計(jì)成階梯軸形式，共分為7段。（1） 聯(lián)軸器及軸段1對(duì)于連接電動(dòng)機(jī)和減速器低速軸的聯(lián)軸器，為了獲得較大轉(zhuǎn)矩，故選擇凸緣式聯(lián)軸器。計(jì)算轉(zhuǎn)矩為式中，T聯(lián)軸器所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩。 K工作情況系數(shù)，查參考文獻(xiàn)2表12.1可?。篕=1.9。由參考文獻(xiàn)1表13.2查詢(xún)可得選用GY5型聯(lián)軸器，取與軸相連端軸徑38mm，軸孔長(zhǎng)度為60，J型。相應(yīng)的，軸段1的直徑，取其長(zhǎng)度為略短于聯(lián)軸器軸孔長(zhǎng)度。（2） 軸段2軸段2要對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行軸向固定。（3） 軸承及軸段3、軸段7軸段3和軸段7安裝軸承，尺寸由軸承確定。故取。軸段7的長(zhǎng)度與軸承寬度相等，故取。（

23、4） 齒輪與軸段4軸段2選取d=48mm。長(zhǎng)度比齒輪輪轂稍短，。（5） 軸段5是齒輪的定位軸環(huán)，故d=55，b=1.4h=4.9，取。（6） 軸段6軸段6是軸承定位軸段，選取4.4 軸系部件校核計(jì)算本設(shè)計(jì)中已完成高、中、低速軸的軸系部件校核計(jì)算，均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，此處只給出低速軸校核計(jì)算過(guò)程。4.4.1 軸的受力分析彎矩圖如下：轉(zhuǎn)矩：周向力軸向力徑向力 軸承支反力： 軸承的內(nèi)部軸向力4.4.2 求彎矩、轉(zhuǎn)矩在水平面上a-a剖面左側(cè)；a-a剖面右側(cè)在垂直平面上合成轉(zhuǎn)矩a-a剖面左側(cè)a-a剖面右側(cè)4.4.3 校核軸的強(qiáng)度a-a剖面左側(cè)，既有彎矩又有轉(zhuǎn)矩，且彎矩最大，還有鍵槽引起的應(yīng)力集中，故a-a剖

24、面左側(cè)為危險(xiǎn)截面。 由參考文獻(xiàn)2附表10.4查得，抗彎剖面模量為 抗扭剖面模量 彎曲應(yīng)力 扭切應(yīng)力對(duì)于調(diào)質(zhì)處理的45鋼。由參考文獻(xiàn)2表 10.1查得， ，；由小注查得材料的等效系數(shù)。鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)，由參考文獻(xiàn)2附表10.4并利用插值法可得絕對(duì)尺寸系數(shù)，由參考文獻(xiàn)2附圖10.1查得。軸磨削加工時(shí)的表面質(zhì)量系數(shù)由參考文獻(xiàn)2附圖10.2查得。安全系數(shù)由參考文獻(xiàn)2 表10.5 查得許用安全系數(shù)S=1.31.5，顯然S>S，故aa剖面安全。4.4.4 鍵連接強(qiáng)度的校核由參考文獻(xiàn)2式6.1式中：工作面的擠壓應(yīng)力，；傳遞的轉(zhuǎn)矩，；軸的直徑，；鍵的工作長(zhǎng)度，A型，為鍵的公稱(chēng)長(zhǎng)度和鍵寬；鍵與轂槽的

25、接觸高度， ；許用擠壓應(yīng)力，由參考文獻(xiàn)2表4.1，靜連接，材料為鋼，有輕微沖擊，,取100Mpa。聯(lián)軸器處鍵連接處的擠壓應(yīng)力（l=L-b） ，校核通過(guò)。齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力（l=L-b） ，校核通過(guò)。 鍵連接強(qiáng)度校核通過(guò)。4.4.5 軸承壽命的校核 由參考文獻(xiàn)1續(xù)表12.2查得7209C軸承得。(1) 計(jì)算軸承軸向力內(nèi)部軸向力計(jì)算公式，則軸承、的內(nèi)部軸向力分別為與方向圖如下圖所示，與方向相同，則 因此軸有左移趨勢(shì)，但有軸承部件的結(jié)構(gòu)圖分析可知左軸承將使軸保持平衡，故兩軸承的軸向力分別為 比較兩軸承的受力，因 及 ，故只需校核軸承。(2) 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷,e=0.42所以取X=0.44，Y=1

26、.34當(dāng)量動(dòng)載荷(3) 校核軸承壽命軸承在100以下的室溫工作，查參考文獻(xiàn)2表11.9得 。載荷變動(dòng)小，查參考文獻(xiàn)2表11.10 得。軸承的壽命已知使用6年，采用兩班制，預(yù)期壽命顯然，故軸承壽命滿(mǎn)足要求。5. 軸系部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 傳動(dòng)零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1.1 軸III上大齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為了減少質(zhì)量和節(jié)約材料，采用鍛造腹板式齒輪結(jié)構(gòu)。考慮本設(shè)計(jì)生產(chǎn)批量較小，采用自由鍛毛坯結(jié)構(gòu)，如下圖所示。圖中， ； ；，取L=b=59mm；mm，取77mm；，取135mm；，取106mm;，取14mm； ，取11mm。 ，取15mm； r=0.5c=7.5mm。5.1.2 小齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪均設(shè)計(jì)成實(shí)心

27、式。5.1.3 軸II上大齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ； ；，取L=b=59mm；，取60mm；，取135mm；，取97.5mm;，取18mm； ，取11mm。 ，取15mm； r=0.5c=7.5mm。6. 箱體及其附件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)箱體采用剖分式焊接結(jié)構(gòu)，下面對(duì)箱體進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。6.1.1 確定箱體的尺寸與形狀箱體的尺寸直接影響它的剛度，首先確定合理的箱體壁厚。為了保證結(jié)合面連接處的局部剛度與接觸剛度，箱蓋與箱座連接部分都有較厚的連接壁緣，箱座底面凸緣厚度設(shè)計(jì)得更厚些。6.1.2 合理設(shè)計(jì)肋板在軸承座孔與箱底接合面處設(shè)置加強(qiáng)肋，減少了側(cè)壁的彎曲變形。6.1.3 合理選擇材料因?yàn)橐浊邢鳎箟盒阅芎?，并具有一定的吸振性，且減速器的受載不大，所以箱體可用灰鑄鐵制成。6.1.4 由2表6-5設(shè)計(jì)減速器的具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)下頁(yè)表格6.2 附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.2.1 檢查孔和視孔蓋檢查孔用于檢查傳動(dòng)件的