1、机械设计实训班 级： 08061041 学 生： 王武 学 号： 20080008 指导教师： 刘昭琴 完成时间： 2010 年 1 月 15 日 重庆航天职业技术学院机械设计 CAD 设计任务书课程代码：01030039 题号： A2 发给学生： 王武 题目：设计用于带式运输机的一级圆柱齿轮减速器1 V 带传动2 运输带3 一级直齿圆柱齿轮减速器4 联轴器5 电动机6 卷筒题号 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10运输带工作拉力 F/N 1100 1125 1150 1175 1200 1225 1250 1275 1300 1325运输带工作速度 v/(m.s-1)
2、 1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 1.50 1.50 1.55 1.55 1.60卷筒直径 D/mm 250 255 260 265 270 240 245 250 255 260题号 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A19 A20运输带工作拉力 F/N 1350 1375 1400 1425 1450 1475 1500 1525 1550 1600运输带工作速度 v/(m.s-1) 1.60 1.55 1.60 1.55 1.55 1.60 1.65 1.70 1.70 1.80卷筒直径 D/mm 265 260 250 255 250 2
3、40 245 270 280 300已知条件：1. 卷筒效率 0.96(包括卷筒与轴承的效率损失)；2. 工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，运输带速度允许误差为5；3. 使用折旧期 10 年；4. 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。设计工作量：1. 减速器装配图 1 张(A0 或 A1)；2. 低速轴和低速轴齿轮的零件图各 1 张(比例 1：1)；3. 设计说明书 1 份，约 30 页，1 万字左右。说明书要求：1. 说明书既可手写也可打印，纸张为 A4 打印纸，页边距为左 2.5cm、右 2cm、上2cm、下 2cm；说明书内大标题三号宋体，小标题小三号宋体，正文小四
4、号宋体且为单倍行距。2. 说明书包括封面、任务书、目录、正文和总结，请按该顺序装订。必须按给定题号的参数做设计，否则作不及格处理。交出设计所有资料的最后时间：2010.01.15目录第一章 总论1一课程设计的目的1二课程设计的内容和任务1三课程设计的步骤1四课程设计的有关注意事项2第二章 传动装置的总体设计3一分析和拟定传动方案3二选择电动机型号4三计算总传动比和合理分配传动比6四计算传动装置的运动和动力参数6第三章 传动零件的设计7一选择联轴器的类型和型号7二设计减速器外传动零件7三设计减速器内传动零件8第四章 减速器箱体的设计23第五章 润滑方式和密封类型的选择24个人总结26计算及说明结
5、果第一章 总论一、机械设计课程设计的目的 机械设计课程设计是机械设计课程培养学生设计能力的一个重要教学环节。其目的是：1.综合运用机械设计课程及其他有关已修课程的理论和生产实际知识进行机械设计训练，从而使这些知识得到进一步巩固，加深和扩展。2.学习和掌握通用机械零部件，机械传动及一般机械设计的基本方法和步骤，培养学生工程设计能力和分析问题，解决问题的能力。3.提高学生在计算，制图，运用设计资料，进行经验估算，考虑技术决策等机械设计方面的基本技能以及机械 CAD 技术。二、机械设计课程设计的内容机械设计课程设计是学生第一次进行较为全面的机械设计训练，其性质、内容以及培养学生设计能力的过程均不能与
6、专业课程设计或工厂的产品设计相等同。机械设计课程设计一般选择由机械设计课程所学过的大部分零部件所组成的机械传动装置或结构较简单的机械作为设计题目。现以目前采用较多的以减速器为主体的机械传动装置为例来说明设计的内容。如图 1-1 所示带式运输机的传动装置通常包括以下主要设计内容：主要设计内容：1.传动方案的分析和拟定;2.电动机的选择与传动装置运动和动力参数的计算;3.传动件(如齿轮传动、带传动)的设计计算；4.轴的设计;5.轴承及其组合部件设计；6.键联接和联轴器的选择与校核；7.润滑设计；8.箱体、机架及附件的设计；9.装配图和零件图的设计与绘制；10.设计计算说明书的编写。课程设计一般要求
7、每一个学生在 2 周时间内完成以下任务：（参照任务书）1 总图和传动装置部件装配图（A1 号或 A0 号图纸）12 张；2 零件工作图若干张（传动件、轴和箱体、机架等，具体由老师指定）；3 设计计算说明书一份约 30 页，约 1 万字。4 课程设计完成后应进行总结和答辩。三、设计课程机械设计的一般步骤以前述常规设计题目为例，课程设计大体可按以下几个阶段进行。1.设计准备（约占总学时的 5%）(1)阅读和研究设计任务书,明确设计内容和要求；分析设计题目,了解原始数据和工作条件；(2)通过参观（模型、实物、生产现场)、看电影录像、参阅设计资料以及必要的调研等途径了解设计对象；（3）阅读本书有关内容
8、，明确并拟定设计过程和进度计划。2.传动装置的总体设计（约占总学时的 5%）（1）分析和拟定传动装置的运动简图；计算及说明 结果（2）选择电动机；（3）计算传动装置的总传动比和分配各级传动比；(4）计算各轴的转速、功率和转矩。3.各级传动的主体设计计算（约占总学时的 5%）（1）设计计算齿轮传动、蜗杆传动、带传动和链传动等的主要参数和尺寸。（2）计算各传动件上的作用力4.装配草图的设计和绘制（约占总学时的 40%）（1）装配草图设计准备工作：主要分析和选择传动装置的结构方案；（2）初绘装配草图及轴和轴承的计算：作轴、轴上零件和轴承部件的结构设计；校核轴的强度、滚动轴承的寿命和键、联轴器的强度；
9、（3）完成装配草图，并进行检查和修正。5.装配工作图的绘制和总成（约占总学时的 25%）（1）绘制装配图；（2）标注尺寸、配合及零件序号；（3）编写零件明细栏、标题栏、技术特性及技术要求等。 6.零件工作图的设计和绘制（约占总学时的 8%）（1）齿轮类零件的各种图；（2）轴类零件的工作图；（3）箱体、机架类零件的工作图。具体内容由设计知道教师指定。7.设计计算说明书的编写（约占总学时的 10%） 。（1）内容包括所有的计算，并附有必要的简图；（2）设计总结。8.设计总结和答辩（约占总学时的 2%）（1）完成答辩前的准备工作；（2）参加答辩。必须指出，上述设计步骤并不是一成不变的。机械设计课程设
10、计与其机械设计一样，从分析总体方案开始到完成技术设计的整个过程中，由于在拟定传动方案时，甚至在完成各种计算设计时有一些矛盾尚未暴露，而待结构形状和具体尺寸表达在图纸上时，这些矛盾才会充分暴露出来，故设计时必须作必要修改，才能逐步完善，亦即需要“由主到次、由粗到细” ， “边计算、边绘图、边修改”及设计计算与结构设计绘图交替进行，这种反复修正的工作在设计中往往是经常发生的。 四、机械设计课程设计应注意的事项 1.学生在设计的过程中必须严肃认真，刻苦专研，一丝不苟，精益求精，才能在设计思想，方法和技能各方面获得较好的锻炼与提高。 2.机械设计课程设计是在老师的指导下由学生独立完成的。学生必须发挥设
11、计的主动性，主动思考问题分析问题和解决问题。3.设计中要正确处理参考已有资料和创新的关系。 熟悉和利用已有的资料，既可避免许多重复的工作，加快设计进程，同时也是提高设计质量计算及说明 结果的重要保证。善于掌握和使用各种资料，如参考和分析已有的结构方案，合理选用已有的经验设计数据，也是设计工作能力的重要方面。学生必须吸收新的技术成果，注意新的技术动向，创造性的进行设计，鼓励运用现在设计方法，使设计质量和设计能力都获得提高。4.学生应在教师的指导下订好设计进程计划，注意掌握进度，按预定计划保证质量完成设计任务。 机械设计应边计算，边绘图，边修改，设计计算与结构设计绘图交替进行，这与按计划完成设计任
12、务并不矛盾，学生应从第一次设 计开始就注意逐步掌握正确的设计方法。5.整个设计过程中要注意随时整理计算结果，并在设计草稿本上记下重要的论据，结果，参考资料的来源以及需要进一步探讨的问题，使设计的各方面都做到有理有据。这对设计正常进行，阶段自我检查和编写计算说明书都是必要的。 第二章 传动装置的总体设计一分析和拟定传：一般工作机器通常由原动机、传动装置和工作装置三个基本职能部分组成。传动装置传送原动机的动力、变换其运动，以实现工作装置预定的工作要求，它是机器的主要组成部分传动装置的设计方案通常由运动简图表示。它直观的反映了工作机、传动装置和原动机三者间的运动和力的传第关系。 。如下图即为带式运输
13、机运动简图；传动装置首先应满足工作机可靠。此外，还应该结构简单，尺寸紧凑、成本低，效率高和易维护等。同时要满足上述要求是困难的，因此，应该根据具体要求，选用具体方案。分析和选择传动机构的类型及其组合是拟定传动方案的重要一环，这时应综合考虑工作装置载荷、运动以及机器的其他要求，再结合各种传动机构的特点适用范围，加以分析比较，合理选择。为便于选型，将常用传动机构的特点及其应用列于 表 2-1 和 表 2-2传动装置中广泛采用减速器。常用减速器型式、特点及其应用列于表 2-3 传动系统应有合理顺序和布局。除必须考虑各级传动机构所适应的速度范围外，下列几点可供参考。1带传动承载能力较低，在传递相同转矩
14、时结构尺寸较啮合传动大；但带传动平稳，能缓冲吸震，应尽量置于传动系统的高速级2锥齿轮(特别是大模数锥齿轮)的加工比较困难，一般宜置于高速级，以减小其直径和模数。但需注意，当锥齿轮的速度过高时，其精度也需相应提高，此时还应考虑能否达到所需制造精度以及成本问题。3. 斜齿轮传动较直齿轮传动平稳，相对应用于高速级 。4传动装置的布局应使结构紧凄、匀称，强度和刚度好并适合车间布置情况和工人操作，便于装拆和维修。5. 在传动装置总体设计中，必须注意防止因过载或操作疏忽而造成计算及说明 结果机器损坏和人员工伤，可视具体情况在传动系统的某一环节加设安全保险装置。6. 在一台机器中可能有几个彼此之间必须严格协
15、调运动的工作构件，此外，尚需指出，在机械设计课程设计的任务书中，若已提供传动方案，则论述该方案的合理性，也可提出改进意见, 另行拟定更合理的方案。二选择电动机型号：1选择电动机的类型和结构型式生产单位一般用三相交流电源，如无特殊要求(如在较大范围内平稳地调速，经常起动和反转等)，通常都采用三相交流异步电动机。我国已制订统一标准的 Y 系列是一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械，如金属切削机床、风机、输送机、搅拌机、农业机械和食品机械等。由于 Y系列电动机还具有较好的起动性能，因此也适用于某些对起动转矩有较高要求的机械(如压缩机等)。在
16、经常起动，制动和反转的场合，要求电动机转动惯量小和过载能力大，此时宜选用起重及冶金用的 YZ 型或 YZR型三相异步电动机。 2. 选择电动机电动机的容量(功率)选得合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常工作，或使电动机因长期过载而过早损坏，容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且因经常不在满载下运行，其效率和功率因数都较低，造成浪费。电动机容量主要由电动机运行时的发热情况决定，而发热又与其工作情况有关用于长期连续运转、载荷不变或很少变化的、在常温下工作的电动机。选择这类电动机的容量，只需使电动机的负载不超过其额定值，电动机便不会过热
17、。这样可按电动机的额定功率 Pm 等于或略大于电动机所需的输出功率 Po，即 PmPo，从手册中选择相应的电动机型号，而不必再作发热计算通常按 Pm=(11.3)Po 选择，电动机功率裕度的大小应视工作装置可能的过载情况而定。 （1）确定工作机功率 WWFVP10kw82.196.5.2(2) 确定电动机功率总Wd 总电机到工作机之间的总效率 总= 带 轴承 轴承 齿轮 连轴器 带=0.960.98（V 带取 0.96）Pw=1.82kw计算及说明 结果 轴承=0.980.99 齿轮=0.960.99齿轮联轴器： 联轴器=0.99（根据课程设计指导书 p6 表 2.3 选取，一般取中间值） 。
18、根据电动机功率 总WdP 总=0.960.980.980.980.99=0.89 电动机功率为：Pd=1.820.89=2.04kw(3) 确定电动机转速总传动比: i 总 =n 电动机 n 滚筒 （下标）i 总 =i 带 i 齿轮 普通 V 带 ：i 带 =24单级齿轮：i 齿轮 =35i 总 =（24）（35）=620n 滚筒 =6010001.553.14255=116.1 r/min（最好用公式编辑器）（ ）min/1.62.106106rDv滚 筒n 电动机 =（6116.1）（20116.1）=696.62322r/min电动机转速： 696.62322r/min电动机功率：2.0
19、4kw（ 根据电动机的功率和转速范围选择合适的电动机。Y 系列电动机技术数据 附表 8-1 p119）选择电动机型号有：Y112M-6 Y100L-4 Y132S-8满载转速 1420r/min.所选电动机的主要外型尺寸和安装尺寸如下表所示。（机械设计课程设计指导书-P10） 总=0.89Pd=2.04kwn 滚筒=116.1 r/minn 电动机=696.62322r/minn=1420r/min计算及说明 结果中心高H外型尺寸L（AC/2+AD）HD底脚安装尺寸 AB地脚螺栓孔直径 K轴伸尺寸DE装键部位尺寸FGD100 380282.5245160140 10 2860 841三计算总传
20、动比及分配传动比： 根据电动机的满载转速 nm 及工作轴的转速 nw 即可确定传动装置的总传动比 i nm / nw 。总传动比数值不大的可用一级传动，数值大的通常采用多级传动而将总传动比分配到组成传动装置的各级传动机构。若传动装置由多级传动串联而成，必须使各级分传动比i1、 i2、 i3 、ik 乘积与总传动比相等，即 i=i1 i2 i3 ik 原则：各级传动比应在合理的范围内: i 带=24 i 齿轮=35各级传动尺寸协调，传动比应满足: i 带dmin=75mmdd2= n 电动机/n 1dd1=（1420/473）90=270mm由课本 P130 表 8.16，取 dd2=280mm
21、实际从动轮转速：n2=n1dd1/dd2=142090/280 =456r/min转速误差为：(n 2-n2)/n2=(456473)/473 =-4.8%在5%以内，为允许值。验算带速 v Pd=2.52KWdd1=90mmdd2=280mm实际从动轮转速：n2=456r/min计算及说明 结果带速 V：V=d d1n1/601000=901420/601000=6.68m/s在 525m/s 范围内，带速合适。（4）确定带的基准长度 Ld 和实际中心距 a根据课本得 P134 知道传动中心距小则结构紧凑，但传动带较短，包角减小，且带的绕转次数增多，降低了带的寿命，致使传动能力降低。如果中心
22、距过大则结构尺寸增大，当带速较高时带会产生颤动。所以根据下列不等式就可以准确的确定中心距：0.7(dd1+dd2)a 02(d d1+dd2)0.7(90+280)a 02(90+280)所以有：259mma 0740mm 故 a0 =600mm 由课本 P136 式 8.15 得：L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1) 2/4a0=2600+1.57(90+280)+(280-90)2/4600=1200+580.9+15.0=1795 mm根据课本表 8.4 取 Ld=1600 mm根据课本 P135 式（8.16）实际中心距得：aa 0+（L d-L0）/2=600
23、+（1600-1795）/2 =502.5 mm中心距 a 的变动范围为：amin = a 0.015Ld = 478.5 mmamax = a + 0.03Ld = 550.5 mm（5）验算小带轮包角=180 0-dd2-dd1/a600=1800-(280-90)/502.5600=157.301200（适用）（6）确定 V 带的根数 Z由式 Z Pc / (po+po)KaKl根据 dd1 = 90 mm，n 1 = 1420 r/min 查 p127 表 8.9 用插入法得：所以 Po=0.93+（1.07-0.93）/（1460-600）（1420-600）=0.93+0.12=1
24、.05KW由 p132 表 8.18 查得 kb=1.027510-3,8.19 查得 ki=1.1373,p118， 8.4 查得带长度修正系数 kL=0.99,由图 8.11 查得包角系数ka=0.97(P131)Po=k bn1(1-1/ki)=1.027510-31420（1-1/1.1373）KW=0.176KW带速 V：V=6.68m/s确定中心距：a0=600mmL0=1795 mm取 Ld=1600 mm实际中心距得：a=502.5 mm小带轮包角=157.3 01200（适用）Po=1.05KWPo=0.176KW计算及说明 结果Z= PC/(P0+P 0)K KL=2.52
25、/(1.05+0.176)0.970.99 根=2.14 根取整=3（根）（7）计算轴上压力 FQ 及初拉力 FO由课本 8.6 查得 A 型普通 V 带的每米长质量 q=0.1kg/m，由式 8.19单根 V 带F0=500PC/ZV（2.5/K-1）+qV 2=5002.52/36.68(2.5/0.97-1)+0.16.682 N=44.3N则作用在轴承的压力 FQ： FQ = 2Z F0 sin 1/2= 244.33 sin157.30/2= 260.6 N（8）设计结果：选用 3 根 A-1800GB11544-89V 带，中心距 a=502.5mm，带轮直径为 90mm，280m
26、m,轴上压力 FQ =260.6 N3.输入轴的设计计算一、高速轴承设计1、按扭矩初算轴径由前面的设计有结果：Z 小=25 Z 大=100 m=2mmha*=1 a=200 P1=1.96kw n1=473r/min T1=40000N.mm d1=50mm选用 45 钢调质处理，由机械设计基础表 14.4 查得强度极限B=650mPa，再由机械设计基础表 14.2 取许用弯曲应力【-b】=60mPa 硬度 217255HBS根据课本并查机械设计基础表 14.1，取 c=107118dC =(107118) =17.6619.47mm3/np3/np考虑到轴的最小直径处要安装套筒，会有有键槽存
27、在，故将估算直径加大 3%5%，则d=（17.6619.47） mm%531=18.1920.44所以选 d=20mm2、轴的结构设计Z=3 根F0=44.3N作用在轴承的压力 FQ：FQ=260.6 NZ 小=25Z 大=100m=2mmd=20mm计算及说明 结果（1）轴上零件的定位，固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定（2）确定轴各段直径和长度工段：d 1=20mm 长度取 L1=50mm因为 h=2c c=1.5mmII 段:d 2=d1+2h=
28、20+221.5=26mm所以 d2=26mm初选用 7206c 型角接触球轴承，其内径为 30mm,宽度为 16mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为 20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为 55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小 2mm,故 II 段长：L 2=（2+20+16+55）=93mmIII 段直径 d3=35mm L3=L1-L=50-2=48mm段直径 d4=45mm 由手册得：c=1.5 h=2c=21.5=3mmd4 = d3 + 2 h= 35 + 2 3= 41 mm长度
29、与右面的套筒相同，即 L4=20mm但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑，应便于轴承的拆卸，应按标准查取由手册得安装尺寸 h=3.该段直径应取：（30+32）=36mm因此将段设计成阶梯形，左段直径为 36mm段直径 d5=30mm. 长度 L5=19mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距 L = 100 mm(3)按弯矩复合强度计算 求分度圆直径：已知 d1 = 50 mm 求转矩：已知 T1 = 40000 Nmm 求圆周力：F t1根据课本式得： F t1 = 2 T1 / d1= 2 40000 / 50= 1600 N内径为 30mm,宽度为 16mm圆周力：F t1Ft1=1600 N
30、计算及说明 结果 求径向力 Fr1根据课本式得：F r1 = Ft1 tan= 1600 tan20 0=582.35N求法向力 Fn1=Ft1/cos200=619.72N 5因为该轴两轴承对称，所以：L A = LB = 59mm 6轴的载荷分析图如下图：径向力 Fr1Fr1=582.35N法向力 Fn1=619.72NLA = LB = 59mm计算及说明 结果轴的受力、弯矩、转矩及合成弯矩图（4）按弯扭合成强度校核轴径画出轴的受力图作水平面内的弯矩图。支点反力为FHA1=FHB1=Ft1=1600/2=800N-截面处的弯矩为: MH = (800 118)/ 2 MH= 47200N
31、.mm-截面处的弯矩为: MH = 800 31 = 24800 N.mm作垂直面内的弯矩图,支点反力 FVA1 = FAV1 = FR1 = 582.35/ 2 =291.18 N-截面左侧弯矩为:MV左 = FVAL / 2 =291.18 118/2 = 17179.62 N.mm-截面右侧弯矩为:MVI 右 = FVBL / 2 = 291.18 118/2 = 17179.62N.mm支点反力为FHA1=FHB1=800NMH1=47200N.mmMH=24800 N.mm支点反力FVA1 = FAV1 = FR1=291.18 NMV左=17179.62 N.mm计算及说明 结果-
32、截面处的弯矩为：MV = FVB31 = 291.1831 = 9029.58 N.mm作合成弯矩图 M= HIVIM22-截面M左 = = 50229 N.mm左左 22M右 = =50229 N.mm右右 II-截面M= =26393 N.mmHV22作转矩图T=9.55 P/N=9.55 1.96/473=41066104求当量弯矩因减速器单向运转,故可认为转矩为动循环变化,修正系数 a 为 0.6-截面 Me= = 60000 N.mmTMIa22右-截面 Me= = 40700 N.mm由图可以看出,截面-,-所受转矩相同,但弯矩 Me Me,且轴上还有键槽,故截面-可能为危险截面,
33、但由于轴径 d3d2,故也应对截面-进行校核.-截面 e =M e / W= 60000/0.1 =14 Mpa35-截面 e =M e / W=40700/0.126X26X26=23.16Mpa查表 14.2 得-1b=60mPa,满足 e-1b的条件，故设计的轴有足够强度并有一定裕量。二、低速轴承的设计（1）选择轴的材料，确定许用应力由已知条件知减速器传递的功率属于小功率，对材料无特殊要求，故选用 45 钢并经调质处理。由表 14.4 查得强度极限 B=650 Mpa，再由表 14.2 得许用弯曲应力【-b】=60mPa。（2）按扭转强度估算轴径根据表 14.1 得 C=107118。又
34、由式MV=9029.58 N.mmM左=50229N.mmM右=50229N.mmM=26393N.mm修正系数 a为 0.6Me=60000N.mmMe=40700N.mm e=14 Mpa e =23.16Mpa计算及说明结果dC =(107118) =26.7529.5mm3/np3/np考虑到轴的最小直径处要安装套筒，会有有键槽存在，故将估算直径加大 3%5%，则 d=（26.7529.5） mm=27.5530.98%531所以选 d=30mm2、轴的结构设计（1）轴上零件的定位，固定和装配单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定
35、，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定（2）确定轴各段直径和长度工段：d 1=30mm 长度取 L1=60mmII 段:d 2=35mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距 L = 100 mm初选用 7207c 型角接触球轴承，其内径为 30mm,宽度为 16mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为 20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为 60mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小 2mm,故 II 段长：L 2=65mmIII 段直径 d3=40mmL3=L1-L=5
36、0-2=48mm段直径 d4=50mm长度与右面的套筒相同，即 L4=20mm但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑，应便于轴承的拆卸，应按标准查取由手册得安装尺寸 h=3.该段直径应取：（30+32）=36mm因此将段设计成阶梯形，左段直径为 36mm段直径 d5=45mm. 长度 L5=19mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距 L = 100 mm(3)按弯矩复合强度计算 求分度圆直径：已知 d1 = 200 mm 求转矩：已知 T1 =1.5 Nmm05 求圆周力：F t1工段：d1=30mm 长度取 L1=60mmII 段:d2=35mmL2=65mmd3=40mmd4=50mmL3=48
37、mmd4=50mmL4=20mm左段直径为36mm段直径d5=45mm. 长度 L5=19mmT1 =1.5 05Nmm计算及说明 结果根据课本式得：F t1 = 2 T1 / d1= 2 150000/ 200= 1500 N 求径向力 Fr1根据课本式得 F r1 = Ft1 tan= 1500 tan20 0=546N求法向力 Fn1= Ft1/cos200 = 581 N 5因为该轴两轴承对称，所以：L A = LB = 42 mm 6（4）按弯扭合成强度校核轴径画出轴的受力图作水平面内的弯矩图。支点反力为FHA1=FHB1=Ft1=1500/2=750N-截面处的弯矩为: MH =
38、-(750 84)/ 2 = -31500 N.mm-截面处的弯矩为: MH = -750 20 = -15000 N.mm作垂直面内的弯矩图,支点反力： FVA1 = FAV1 = FR1 = 546 / 2 = 273N-截面左侧弯矩为:MV左 = FVAL / 2 = -273 84/2 = -11466 N.mm-截面右侧弯矩为:MVI 右 = FVBL / 2 = -273 84/2 = -11466 N.mm-截面处的弯矩为：MV = FVB31 = 27331 = 8463 N.mm作合成弯矩图 M= HIVIM22-截面M左 = = 33522 N.mm左左 II22M右 =
39、=33522N.mm右右 Ft1=1500 NFr1 =546NFn1=581 NLA = LB = 42 mmFHA1=FHB1=750NMH=-31500N.mmMH=-15000N.mmFVA1 = FAV1 = FR1=273NMV左= -11466 N.mm MVI 右= -11466 N.mmMV=8463N.mmM左= M右=33522N.mm计算及说明结果-截面M= =17223N.mmHVM22作转矩图：T=9.55 P/N=9.55 1.88/1181066=1.5 N.mm5求当量弯矩因减速器单向运转,故可认为转矩为动循环变化,修正系数 a 为 0.6-截面Me= = 1
40、21000 N.mmTIa22右-截面Me= = 117000 N.mmM22确定危险截面及校核强度由图可以看出,截面-,-所受转矩相同,但弯矩 Me Me,且轴上还有键槽,故截面-可能为危险截面,但由于轴径 d3d2,故也应对截面-进行校核.-截面： e =M e / W= 121000/0.1 =18.91Mpa403-截面： e =M e / W=117000/0.1 =18.28Mpa查表 14.2 得-1b=60mPa,满足 e-1b的条件，故设计的轴有足够强度并有一定裕量。修改轴的结构因所设计轴的强度裕度不大，此轴不必再做修改。（5）联轴器的设置联轴器的计算转矩 Tc=KT2由机械
41、设计基础表 16.1 取 K=1.5所以 Tc=KT2=1.51.5 =2.251055根据的出的结论数据，查机械零件设计手册HLL1 联轴器，GB5014-85 带制动轮弹性柱销联轴器。下图为 HLL1 型带制动轮弹性柱销联轴器基本参数和主要尺寸：M=17223N.mmT=1.5 N105.mmMe=121000 N.mmMe=117000 N.mm e =18.91Mpa e =18.28Mpa K=1.5Tc=2.25105计算及说明 结果型号 公称扭矩轴孔d1d2d3轴孔长度LL1LD0h8D D1* D2*B b*HLL1 315 5600 30.32.35 200 160 125
42、75 85 28s* n* d3（H9）M 转动惯量kg.m2质量kg2.5 8 20 M6 2.18 114.滚 动 轴 承 的 设 计通 过 前 面 计 算 ， 已 知 FHA=FHB=800N FVB=FVA=291.18N n1=473r/min .由 FA= FB=VH22得 出 FA= FB=851N又 因 为 FA=Fa=1600NFr1=FA=FB=Fr2=851N（ 1） 计 算 轴 承 的 轴 向 力 Fa1、 Fa2由 表 15.16 查 得 7207AC 轴 承 内 部 轴 向 力 的 计 算 公 式 为Fs=0.68Fr则 Fs1=Fs2=0.68Fr1=0.6885
43、1=578.68NFA+FS2=1600+578.68=2178.68 Fs1所 以 轴 承 1 为 压 紧 端 故 有 ：FS2= Fa2=578.68NFa1=FA- FS2=1600-578.68=1021.32N（ 2） 计 算 轴 承 的 当 量 动 载 荷 P1、 P2由 表 15.13 查 得 7207AC 轴 承 的 e=0.68Fa1/Fr1=1021.32/851=1.2Fa2/Fr2=578.68/851=0.68FA= FB=851NFA=Fa=1600NFr1=FA=FB=Fr2=851NFs1=Fs2=578.68NFS2=Fa2=578.68NFa1=1021.3
44、2N Fa1/Fr1=1.2Fa2/Fr2=0.68计算及说明 结果查 表 15.13 可 得 X1=0.41， Y1=0.87;X2=1,Y2=0 。 根 据 表15.12 取 fp=1.5， 则 轴 承 的 当 量 动 荷 载 为P1=fp（ X1Fr1+Y1Fa1）=1.5（ 0.41851+0.871021.32） =1856NP2=fp（ X2Fr2+Y2Fa2） =1.5（ 1851+0578.68） =1277N（ 3） 计 算 轴 承 寿 命 L10h因为两个轴承的型号相同，所以其中当量动荷载大的轴承寿命短。因 P1P2,所以只需计算轴承一的寿命就可以了查手册得 7207AC
45、轴的 Cr=29000N，取 E=3,fT =1L10h= =134415h)PCf(6nT轴 承 预 期 寿 命 36000h因 此 可 见 轴 承 的 寿 命 大 于 轴 承 的 预 期 寿 命 ， 所 以 所 造 轴 承 型 符合 要 求 。同 理 第 二 轴 承第四章 减速器箱体的设计1、结构设计采用铸造的方法制造。考虑到安装方便，采用剖分式结构，使剖分面通过轴心线。箱体要有足够的刚度。首先保证足够的壁厚，取为保证箱体的支撑刚度，轴承座应有足够的厚度，并设置加强肋，选用外肋结构。另外，箱座底凸缘宽度应超过箱体的内壁应超过箱体内壁为提高轴承座处的联接刚度，座孔两侧的连接螺栓应尽量靠近轴承
46、，为此轴承座附近做出凸台，有一定高度以留出足够的扳手空间，但不超过轴承座外圆。2、箱体结构要有良好的工艺性采用铸造箱体，所以注意铸造的工艺要求，例如注意力求壁厚均匀、过渡平缓，外形简单，以便拔模方便等。设计箱体结构形状时，应尽量减小机械加工面积，减少工件和刀锯的的调整次数。例如同一轴心线上的两轴承座孔的直径应尽量一致，以便镗孔并保证镗孔精度。箱体的加工面与非加工面必须严格分开，加工处做出凸台()。螺栓头部或螺母接触处做出沉头座坑。箱体形状力求均匀、美观。3、附件的结构设计要设计启盖螺钉，其上的螺纹长度要大于箱盖联接凸缘的厚度，钉杆端部要做成圆柱形，加工成半圆形，以免顶坏螺纹。P1=1856NP
47、2=1277NL10h=134415h轴 承 预 期 寿命 36000h所 以 符 合 要求计算及说明 结果为了保证剖分式箱体轴承座孔的加工与装配精度，在箱体联接凸缘的长度方向两端各设一圆锥定位销。两销间的距离尽量远，以提高定位精度。定位销直径一般取，取，长度应大于箱盖和箱座联接凸缘的总厚度，以利于装拆。为了拆卸及搬运减速器，在箱盖上装有吊环，直接在箱盖上铸出；在箱座两端凸缘下面直接铸出吊钩，用于调运整台减速器。根据机械设计课程设计知道书表 4-1 计算得铸铁减速器箱体的主要结构铸铁减速器箱体结构尺寸、名 称 符 号 减 速 器 型 式及 尺 寸 关 系：名称 符号 减速器型式、尺寸/mm箱座壁厚 4箱盖壁厚 1 3箱盖凸缘厚度 b1 5箱座凸缘厚度 b 6箱座底凸缘厚度 b2 10地脚螺钉直径 df 16地脚螺钉数量 n 4轴承旁连接螺栓直径 d1 12盖与座连接螺栓直径 d2 9连接螺栓
