PAGE45同軸式兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的同軸式兩級(jí)圓柱齒輪減速器（如圖），工作平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，兩班制工作。運(yùn)輸帶容許速度誤差為5%。減速器成批生產(chǎn)，使用期限10年。設(shè)計(jì)參數(shù)：運(yùn)輸機(jī)工作軸扭矩T=1500N·m，運(yùn)輸帶速度v=0.85m/s，卷筒直徑D=350㎜。 傳動(dòng)方案的分析與擬定如設(shè)計(jì)任務(wù)書上布置簡(jiǎn)圖所示，傳動(dòng)方案采用V帶加同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速箱。采用V帶可起到過載保護(hù)作用，同軸式可使減速器橫向尺寸較小。電動(dòng)機(jī)的選擇3.1電動(dòng)機(jī)類型的選擇按已知工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，工作電壓為380V。3.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量3.2.1確定電動(dòng)機(jī)所需功率工作機(jī)的有效功率===取V帶傳動(dòng)效率，滾動(dòng)軸承傳遞效率（三對(duì)），齒輪傳動(dòng)效率，卷筒傳動(dòng)效率，聯(lián)軸器傳動(dòng)效率。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率電動(dòng)機(jī)所需功率因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率，只需稍大于即可，查表確定電動(dòng)機(jī)功率。3.2.2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒軸工作轉(zhuǎn)速V帶傳動(dòng)范圍，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比,總傳動(dòng)比范圍,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍=（16~300）×46.40r／min=（742.4~13920）r／min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為750r／min、1000r／min、1500r／min和3000r／min四種。初選同步轉(zhuǎn)速為1000r／min和1500r／min的兩種電動(dòng)機(jī)比較。方案型號(hào)同步轉(zhuǎn)速r／min滿載轉(zhuǎn)速r／min效率%質(zhì)量㎏1Y160M-415001460881232Y160L-6100097087147由表中數(shù)據(jù)知，兩個(gè)方案均可行，但方案1電動(dòng)機(jī)質(zhì)量小，且比價(jià)低，故采用方案1，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-4。3.2.3確定電動(dòng)機(jī)參數(shù)型號(hào)功率kW同步轉(zhuǎn)速r／min滿載轉(zhuǎn)速r／min效率%質(zhì)量㎏Y160M-4111500146088123額定轉(zhuǎn)矩2.2最大轉(zhuǎn)矩2.3電機(jī)軸鍵槽寬F(mm)12鍵槽深GF(mm)5電機(jī)軸直徑D(mm)電機(jī)軸長(zhǎng)度E(mm)110H(mm)160G(mm)37電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-4設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算。4.1傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比4.1.1傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比==31.4664.1.2分配各級(jí)傳動(dòng)比其中，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，取，取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比==符合一般圓柱齒輪傳動(dòng)和兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比的常用范圍。4.2傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參考數(shù)的計(jì)算4.2.1各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸為0軸，減速器高速軸為Ⅰ軸，中速軸為Ⅱ軸，低速軸為Ⅲ軸。=設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果4.2.2各軸功率4.2.3各軸扭矩N·mN·mN·mN·mN·m運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如下表：軸名參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸高速軸Ⅰ中速軸Ⅱ低速軸Ⅲ卷筒軸轉(zhuǎn)速n(r／min)1460584164.6046.3946.39功率P（kW）8.938.578.237.907.29扭矩T（N·m）58.41140.14476.341628.381500.74傳動(dòng)比i2.53.5483.5481效率η0.950.960.960.93設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)5.1V帶輪的設(shè)計(jì)5.1.1V帶設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)功率，轉(zhuǎn)速r／min，傳動(dòng)比，每天工作16小時(shí)。確定計(jì)算功率由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》156頁表8-7查得工作情況系數(shù)，故

選擇V帶帶型根據(jù)、，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》157頁圖8-11選用B型。確定V帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》155頁表8-6和157頁表8-8，取小帶輪基準(zhǔn)直徑。2）驗(yàn)算帶速因?yàn)椋蕩俸线m。3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》157頁表8-8，大帶輪基準(zhǔn)直徑圓整為。B型設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度1）由式得，，初定中心距。2）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》146頁表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。3）計(jì)算實(shí)際中心距中心距的變化范圍是驗(yàn)算小帶輪上的包角計(jì)算帶的根數(shù)1）計(jì)算單根V帶的額定功率由和查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》152頁表8-4得，。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果根據(jù)，和B型帶，查表8-4得，，查表8-5得，查表8-2得，于是2）計(jì)算V帶的根數(shù)，故取5根帶。計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》149頁表8-3得，B型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，故應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為5根設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果5.1.2V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)主軸直徑，長(zhǎng)度，轉(zhuǎn)速，主軸上鍵槽深，鍵槽寬。選擇平鍵。1、小V帶輪的設(shè)計(jì)選材，由于（其中，），故采用腹板式帶輪。小V帶輪，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》161頁表8-10查得，，，，，。則，，取，，取。輪槽工作表面粗糙度取1.6或者3.2。2、大V帶輪的設(shè)計(jì)選材，由于，故采用輪輻式帶輪。查表10-8得。依小V帶輪取，取，則，，，，腹板式帶輪輪輻式帶輪設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果，，，，，輪槽工作表面粗糙度取1.6或者3.2。5.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)5.2.1低速級(jí)齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)輸入功率，扭矩N·m，轉(zhuǎn)速，齒數(shù)比，工作壽命10年兩班制（每天16h）。選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095-88）。材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr，調(diào)質(zhì)，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取。按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)直齒圓柱齒輪7級(jí)精度設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值。試選載荷系數(shù)，計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩，由表10-7選取齒輪寬系數(shù)，由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)，由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由圖10-19取接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，，計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值計(jì)算圓周速度計(jì)算齒寬計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù)齒高計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)，直齒輪，，由表10-2查得使用系數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果由表10-4用插值法查得7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)，，由，查圖10-13得，故載荷系數(shù)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑計(jì)算模數(shù)m按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值①由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限。②由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，，③計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果④計(jì)算載荷系數(shù)K⑤查取齒形系數(shù)由表10-5查得，，⑥查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得，，⑦計(jì)算大小齒輪的，并加以比較，，大齒輪的數(shù)值大。2）設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算的的模數(shù)3.42并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果，取，大齒輪齒數(shù)，取，這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。4、幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算分度圓直徑2）計(jì)算中心距3）計(jì)算齒輪寬度，取，5.2.2高速級(jí)齒輪強(qiáng)度計(jì)算輸入功率，扭矩N·m，轉(zhuǎn)速，齒數(shù)比，工作壽命10年兩班制（每天16h）。選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095-88）。直齒圓柱齒輪7級(jí)精度設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr，調(diào)質(zhì)，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。4）選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取。2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值。試選載荷系數(shù)，計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩，由表10-7選取齒輪寬系數(shù)，由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)，由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果由圖10-19取接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，，計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)，2）計(jì)算①試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值計(jì)算圓周速度計(jì)算齒寬計(jì)算齒寬與齒高之比設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果模數(shù)齒高計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)，直齒輪，，由表10-2查得使用系數(shù)由表10-4用插值法查得7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)，，由，查圖10-13得，故載荷系數(shù)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑計(jì)算模數(shù)m設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值①由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限。②由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，，③計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，④計(jì)算載荷系數(shù)K⑤查取齒形系數(shù)由表10-5查得，，⑥查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得，，⑦計(jì)算大小齒輪的，并加以比較設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果，，大齒輪的數(shù)值大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算的的模數(shù)2.25并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)，取，大齒輪齒數(shù)，取，這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。4、幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑（2）計(jì)算中心距設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果（3）計(jì)算齒輪寬度，取，。由于減速器為同軸式，要求高低速級(jí)齒輪中心距相等。且根據(jù)低速級(jí)傳動(dòng)計(jì)算得出的齒輪接觸疲勞強(qiáng)度以及彎曲疲勞強(qiáng)度一定能滿足高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的要求。故高速級(jí)齒輪傳動(dòng)選擇的齒輪與低速級(jí)相同。5.2.3齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。高速級(jí)低速級(jí)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪傳動(dòng)比3.548模數(shù)（mm）4中心距（mm）264嚙合角齒數(shù)2910329103齒寬（mm）125120125120直徑（mm）分度圓116421116412齒根圓106402106402齒頂圓124420124420設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果軸的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1高速軸Ⅰ的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1.1按轉(zhuǎn)矩確定Ⅰ軸的最小直徑1、高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩功率（）轉(zhuǎn)速（）轉(zhuǎn)矩（）8.57584140.142、作用在軸上的力高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑，3、初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-3，取，于是得6.1.2Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果2）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V帶輪軸向定位，1-2段軸右端需制出一軸肩，，故取2-3段的直徑是。V帶輪與軸的配合長(zhǎng)度，為了保證軸擋圈只壓在V帶輪上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比略段些，取。按徑取擋圈直徑。②初選滾動(dòng)軸承。因軸承只受有徑向力的作用，故選用圓柱滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組。標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的圓柱滾子軸承，其尺寸為，故取，而。右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐與創(chuàng)新》表14.5查得型軸承的定位軸肩高度，因此套筒左端高度為，且有。③取安裝齒輪的軸段4-5的直徑，已知齒輪輪轂的寬度為125mm，為使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂的寬度，取，齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位，右端用軸肩定位，，取，軸5-6段的直徑，軸環(huán)寬度，故取。④軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果的裝拆，取端蓋的左端與V帶輪右端面間的距離，故取。取齒輪距箱體避之間距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取，滾動(dòng)軸承寬度，則有

，考慮到軸承承受載荷的對(duì)稱性和高低兩級(jí)的齒輪距離，取。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3）軸上零件的周向定位。V帶輪與軸的周向定位選用平鍵，V帶輪與軸的配合為，齒輪與軸的周向定位選用平鍵，為了保證齒輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周定定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。4）確定軸上圓角和倒角尺寸。參考表15-2，取軸端倒角。軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說明1—27845與V帶輪鍵連接配合2—35052定位軸肩3—45255與滾動(dòng)軸承配合，套筒定位4—512160與小齒輪鍵連接配合5—61070定位軸環(huán)6—72964定位軸肩7—82155與滾動(dòng)軸承配合總長(zhǎng)度361mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果5）軸上載荷的計(jì)算根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，確定支撐位置并計(jì)算。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果載荷水平面H垂直面V支反力F

彎矩M

總彎矩，扭矩T6.1.3按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)表中數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力應(yīng)為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力，已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得，因此，故安全。6.2中速軸Ⅱ的設(shè)計(jì)計(jì)算6.2.1按轉(zhuǎn)矩確定Ⅱ軸的最小直徑1、中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩功率（）轉(zhuǎn)速（）轉(zhuǎn)矩（）8.23164.60476.342、作用在軸上的力高速級(jí)大齒輪分度圓直徑，，安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果，。高速級(jí)小齒輪分度圓直徑，，，。3、初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-3，取，于是得6.2.2Ⅱ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）擬定軸上零件的裝配方案設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果2）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。因軸承只受有徑向力作用，故選用圓柱滾子軸承，參照工作要求確定，據(jù)此由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的圓柱滾子軸承，其尺寸為。左右兩端滾動(dòng)軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位，由查得型軸承定位軸肩高度，因此左邊套筒左側(cè)和右邊套筒右側(cè)高度為。②取安裝齒輪的軸段2-3和4-5直徑。齒輪與軸承之間采用套筒定位，大齒輪輪轂長(zhǎng)，小齒輪輪轂長(zhǎng)，為了使套筒壓緊齒輪端面故取，。③大齒輪右端和小齒輪左端用軸肩定位，軸肩高度，取，則，考慮高低速軸的配合，取。④大齒輪左端面與箱體間距，小齒輪右端面與箱體間距，考慮箱體鑄造誤差，故。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3）軸上零件的周向定位大小齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。大齒輪周向定位按查選用平鍵，小齒輪周向定位按查選用平鍵。同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周定定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。4）確定軸上圓角和倒角尺寸。參考表15-2，取軸端倒角。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說明1—25450與滾動(dòng)軸承配合2—311655與大齒輪鍵連接配合3—422067定位軸肩，保證高低速齒輪配合4—512155與小齒輪鍵連接配合5—65450與滾動(dòng)軸承配合總長(zhǎng)度565mm5)軸上載荷的計(jì)算根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，確定支撐位置并計(jì)算。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果載荷水平面H垂直面V支反力F

彎矩M

總彎矩，扭矩T6.2.3按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)表中數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力應(yīng)為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力，已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得，因此，故安全。6.3低速軸Ⅲ的設(shè)計(jì)計(jì)算6.3.1按轉(zhuǎn)矩確定Ⅲ軸的最小直徑1、低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩功率（）轉(zhuǎn)速（）轉(zhuǎn)矩（）7.9046.391626.322、作用在軸上的力高速級(jí)大齒輪分度圓直徑，安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果3、初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-3，取，于是得6.3.21）擬定軸上零件的裝配方案設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則。按照，查標(biāo)準(zhǔn)，選用HL6型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器孔徑，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。①為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，7-8軸段左端需制出一軸肩，取該段直徑，則取6-7段直徑，右端用軸端擋圈定位。按軸段直徑取擋圈直徑。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，故取7=8段直徑比略短，取。②初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只受徑向力，故選用圓柱滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的圓柱滾子軸承，其尺寸為，故，而。左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，查得定位軸肩高度，因此取.③取安裝齒輪處的軸段4-5的直徑，齒輪的右端與軸承之間采用套筒定位。齒輪輪轂的寬度為，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度，故取。則軸環(huán)處的直徑，軸環(huán)寬度，取。④軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端的裝拆，取端蓋的左端與V帶輪右端面間的距離，故取。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果⑤取齒輪距箱體避之間距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取，故。考慮到軸載荷對(duì)稱分布以及裝配工藝性，取。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。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，按選用平鍵，同時(shí)為保證齒輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，選擇齒輪輪轂與軸的配合為。半聯(lián)軸器與軸連接按選用平鍵，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角為。軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說明1—22885與滾動(dòng)軸承配合2—32095定位軸肩3—412104定位軸環(huán)4—511690與大齒輪鍵連接配合5—65985與滾動(dòng)軸承配合，套筒定位6—75082定位軸肩7—813075與半聯(lián)軸器鍵連接配合總長(zhǎng)度415mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果5）求軸上載荷根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，確定支撐位置并計(jì)算。載荷水平面H垂直面V支反力F

彎矩M總彎矩扭矩T設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果6.3.3按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)表中數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力應(yīng)為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力，已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得，因此，故安全。7、滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算軸承預(yù)期壽命7.1高速軸Ⅰ上滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算7.1.1Ⅰ軸上軸承的選擇選用型圓柱滾子軸承，，。7.1.2Ⅰ軸上軸承壽命計(jì)算1、兩軸承所受到的徑向載荷和由高速軸的校核過程可知，，；，；，。2、軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表13-6，載荷系數(shù)，安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果3、驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)椋园凑蛰S承1的受力大小驗(yàn)算，故所選軸承滿足壽命要求。7.2中速軸Ⅱ上滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算7.2.1Ⅱ軸上軸承的選擇選用型圓柱滾子軸承，，。7.2.2Ⅱ軸上軸承壽命計(jì)算1、兩軸承所受到的徑向載荷和由中速軸的校核過程可知，，；，；，。2、軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表13-6，載荷系數(shù)，滿足壽命要求設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果3、驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)椋园凑蛰S承2的受力大小驗(yàn)算，故所選軸承滿足壽命要求。7.3低速軸Ⅲ上滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算7.1.1Ⅲ軸上軸承的選擇選用型圓柱滾子軸承，，。7.1.2Ⅰ軸上軸承壽命計(jì)算1、兩軸承所受到的徑向載荷和由高速軸的校核過程可知，，；，；，。2、軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表13-6，載荷系數(shù)，3、驗(yàn)算軸承壽命滿足壽命要求設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果因?yàn)椋园凑蛰S承2的受力大小驗(yàn)算，故所選軸承滿足壽命要求。8、鍵連接的選擇計(jì)算普通平鍵鏈接的強(qiáng)度條件為，鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-2取。8.1電機(jī)上鍵鍵連接的選擇計(jì)算取普通平鍵，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，故該鍵滿足強(qiáng)度要求。8.2Ⅰ軸上鍵連接的選擇計(jì)算8.2.1V帶輪處的鍵的選擇計(jì)算取普通平鍵，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，故該鍵滿足強(qiáng)度要求。滿足壽命要求該鍵滿足強(qiáng)度要求該鍵滿足強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果8.2.2小齒輪處鍵的選擇計(jì)算取普通平鍵，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，故該鍵滿足強(qiáng)度要求。8.3Ⅱ軸上鍵連接的選擇計(jì)算8.3.1大齒輪處鍵的選擇計(jì)算取普通平鍵，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，故該鍵滿足強(qiáng)度要求。8.3.2小齒輪處鍵的選擇計(jì)算取普通平鍵，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，故該鍵滿足強(qiáng)度要求。8.4Ⅲ軸上鍵連接的選擇計(jì)算8.4.1大齒輪處鍵的選擇計(jì)算該鍵滿足強(qiáng)度要求該鍵滿足強(qiáng)度要求該鍵滿足強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果取普通平鍵，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，故該鍵滿足強(qiáng)度要求。8.4.2聯(lián)軸器周向定位鍵取普通平鍵，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，故該鍵滿足強(qiáng)度要求。9、聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸輸出轉(zhuǎn)矩，聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查選用HL6型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，符合要求。10、潤(rùn)滑和密封類型的選擇10.1潤(rùn)滑方式根據(jù)前面計(jì)算，齒輪最大圓周速度，故采用浸油潤(rùn)滑。10.2潤(rùn)滑油根據(jù)工作環(huán)境，選擇潤(rùn)滑油為礦物油。10.3裝油量計(jì)算該鍵滿足強(qiáng)度要求該鍵滿足強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果10.4密封類型的選擇1、機(jī)體與機(jī)蓋之間的密封使連接處凸緣有足夠的寬度，連接表面應(yīng)精刨，保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處的可靠密封，表面粗糙度不大于。在機(jī)座凸緣上銑出回油溝，使?jié)B入連接面的油重新流回箱底。2、滾動(dòng)軸承與機(jī)座間的密封選擇接觸式墊圈密封。11、附件選擇設(shè)計(jì)11.1觀察孔及觀察孔蓋的選擇與設(shè)計(jì)查《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐與創(chuàng)新》表4.7，觀察孔，孔蓋，，孔徑，孔數(shù)。11.2油面指示裝置設(shè)計(jì)查表4.10選用油標(biāo)尺。11.3通氣器的選擇查表4.8選用一次過濾裝置的通氣帽。11.4放油孔及螺塞的設(shè)計(jì)查表4.9選用六角螺塞及封油墊，封油圈材料為耐油橡膠。油塞材料為。11.5起吊環(huán)、吊耳的設(shè)計(jì)箱蓋上吊耳環(huán)，，箱座上吊鉤，，，，11.6起蓋螺釘?shù)倪x擇選用螺釘設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果11.7定位銷選擇選用圓錐銷12、箱體設(shè)計(jì)箱體材料為，結(jié)構(gòu)尺寸如表：(單位：mm)代號(hào)名稱數(shù)據(jù)代號(hào)名稱數(shù)據(jù)箱座壁厚10地腳螺栓M22箱蓋壁厚9軸承螺栓M16箱座加強(qiáng)肋厚8.5連接分箱面的螺栓M14箱蓋加強(qiáng)肋厚7.6軸承蓋螺釘高速中速箱座分箱面凸緣厚15低速箱蓋分箱面凸緣厚14檢查孔蓋螺釘平凸緣底座厚23.5地腳螺栓數(shù)6軸承座孔邊緣至軸承螺栓軸線的距離30軸承螺栓的凸臺(tái)面65軸承座孔外端面至箱外壁的距離45箱座深度260箱體分箱面凸緣半徑35箱體內(nèi)壁圓角半徑10軸承座孔外徑高速，，中速，，低速，，中間支承，，設(shè)計(jì)計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果13、設(shè)計(jì)小結(jié)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)只有本著人真負(fù)責(zé)的態(tài)度才能做好。選定軸承后立即校核，若不適合及早更換，以免最后進(jìn)行大的修改。成熟的設(shè)計(jì)需要扎實(shí)的基本知識(shí)和日積月累的經(jīng)驗(yàn)。14、參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》濮良貴、紀(jì)名剛高等教育出版社《機(jī)械原理（第七版）》孫恒、陳作模、葛文杰高等教育出版社《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐與創(chuàng)新》王世剛、王樹才國(guó)防工業(yè)出版社《畫法幾何及機(jī)械制圖（第六版）》朱冬梅、胥北瀾、何建英華中科技大學(xué)出版社《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）》吳宗澤、羅圣國(guó)高等教育出版社基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)中TCP/I