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机械毕业设计全套
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JX04-241@轧钢机减速器的设计,机械毕业设计全套
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09 届 毕业设计 (论文 )任务书 系 （部）： 机械工程系 专业： 机械设计与制造 （数控方向） 班级： 0601 机械制造 学生姓名 指导教师 职称 助教 课题名称 轧钢机减速器的设计 课 题 工 作 内 容 1.课题介绍： 由于科技的进步和人们生活水平的提高，生产设备和产品的更新，钢材不断提高产品产量和质量，提高生产率，降低原材料和能源的消耗及产品的成本提出了更高的要求。这也是和轧钢设备制造水平有关的重型机械制造和自动控制等科学技术的发展有密切关系 ., 本文首先对设计方案进行了介绍 ；并介绍了电动机的选择方法、箱体的设计、轴的设计、齿轮的设计、键的选择等，然后简要介绍了减速器装配的一些相关知识及技术说明 ;最后列出了设计过程中翻阅及参考过的文献。 2.任务要求及方案确定 a.传动方案： 电动机 带传动机 齿轮传动 滚筒 传动简图如图所视： b.该传动方案分析如下： 1.由于带传动承载能力较低，结构尺寸较其他形式大，故应放在传动系统的高速级，此时转速较高，在传递相同功率时的转矩减小，从而使带传动获得较为紧凑的结构尺寸，除此之外，带传动工作平衡，能缓冲吸振，被广泛应用。 2.齿轮传 动承载能力较高，传递运动准确、平衡、传递功率和圆周速度范围很大，传动效率高，结构紧凑。 3.斜齿圆柱齿轮传动的平稳性，较直齿圆柱齿轮传动好，故有平稳性要求时，可采用斜齿圆柱齿轮传动。 根据以上分析可得：将带传动放在传动系统的高速级，齿轮传动放在传动系统的低速级，传动方案较为合理。 此外，根据本课题要求，该减速器采用展开式。 扬州工业职业技 术学院 nts指 标 要 求 一、 减速器装配图 、 零件 图 绘制 利用 AutoCAD2004 绘制装配图（ 1#， 打印稿和电子稿各一份）和零件图（ 3#，打印稿和电子稿）。 二 、设计说明书的 撰写 1、毕业设计说明书按学院规定的 撰写 格式、要求和 纸张格式装订成册，内容顺序为：封面、中英文摘要、目录、说明书正文、参考书目录、小结、封底。 2、设计说明书的论证要有科学根据，要有说服力；计算部分须指出公式来源并说明公式中的符号所代表的意义，公式中所有常数或系数必须正确，计算结果要足够准确，计算中采用的数据及计算结果可列表表示 3、说明书要求章节分明，层次清楚，文理通顺，图表、简图规范、清晰，不得用徒手画。 进 程 安 排 1、根据毕业设计任务，收集、阅读整理有关资料， 拟订并确定设计方案 ； 1 周 2、 设计 减速器 ， 绘制草图，利用软件绘制装配图 、 零件图 ； 5 周 3、 编写说明书， 整理并完成毕业设计论文 ； 2 周 4、 毕业设计成果审阅、评阅、答辩 。 主 要 参 考 文 献 1.机械工程手册第二版（传动设计卷） 2.实用机械设计手册 3.机械设计 4.机械制造工艺学 5.机械制造工艺及专用夹具设计指导 6.机械加工工艺手册 注：以实际采用的参考文献为准 起止 日期 2009 2009 系 (部 )盖章 ： 教研室主任 (签字 )： 年 月 日 年 月 日 说明：毕业设计任务书由指导教师根据课题的具体情况填写，经系部审核 盖章 后生效。此任务书 要求按固定格式双面打印 ,在毕业设计工作开始前一周内填写并发给学生。 nts毕业设计 资料目录 04 级 机械制造与自动化 专业 1 班 学生姓名 郑建 学号 20040203134 指导教师 吴松乾 评阅教师 陈 眙 毕业 设计 类型： 毕 业 设 计 设计（论文）题目 轧钢机减速器 的设计 设计（论文） 成绩 编号 名 称 件 数 1 装配图 (A0) 1 2 箱座 (A0) 1 3 箱盖 (A1) 1 4 零件图 7 5 说明书 1 6 7 8 9 10 指导教师签名 评阅教师 签名 2007 年 5 月 10 日 nts I 摘 要 由于科技的进步和人们生活水平的提高，生产设备和产品的更新，钢材不断提高产品产量和质量，提高生产率，降低原材料和能源的消耗及产品的成本提出了 更高的要求。这也是和轧钢设备制造水平有关的重型机械制造和自动控制 等科学技术的发展有密切关系 ., 本文首先对设计方案进行了介绍；并介绍了电动机的选择方法、箱体的设计、轴的设计、齿轮的设计、键的选择等，然后简要介绍了减速器装配的一些相关知识及技术说明 ;最后列出了设计过程中翻阅及参考过的文献。 关键词 ： 轧钢机 减速器 设计方案 参考文献 nts II Abstract As a result of the technical progress and the people living standard enhancement, the production equipment and the product renewal, the steel products enhance the volume of output and the quality unceasingly, enhances the productivity, reduced raw material and the energy consumption and the product cost set a higher request.This also is and the rolling mill equipment manufacture level related heavy duty machinery manufacture and the automatic control and so on the science and technology development has the close relation. This article first has carried on the introduction to the design proposal; And introduced the electric motor choice method, the box body design, the axis design, the gear design, the key choice and so on, then introduced briefly the reduction gear assembles some correlation knowledge and technical order; Finally has listed in the design process glances through and has referred the literature. Key word: Mill reduction gear design proposal reference nts III 目 录 摘要 ABSTRACT 第 一 章 、传动方案的拟定及说明 1.1传动方案 1 第 二 章 、电动机的选择 2.1电动机的选择 2 第 三 章 、 铸造减速器箱体 3.1 铸造减速器箱体主要结构尺寸 4 第 四 章 、轴的设计计算 4.1 高速轴的计算 5 4.2 低速轴 1的计算 7 4.3 中间轴 1的计算 9 4.4 低速轴 2的计算 11 4.5 中间轴 2的计算 13 第五章 、滚动轴承的选择及计算 5.1 滚动轴承的选择及计算 14 第六章 、传动件 的 设计计算 6.1 选精度等级、材料及齿数 15 第七章 连接件的选择 及润滑 7.1 键连接的选择及校核计算 19 7.2 连轴器的选择 19 7.3 减速器附件的选择 20 7.4 润滑与密封 20 nts IV 第 八 章 减速器装配图的绘制及技术说明 20 8.1 装备图的总体规划 21 8.2 绘制过程 21 8.3 完成装配图 23 8.4 相关 技术说明 23 结语 24 参考资料目录 25 致谢 26 nts江阴职业技术学院 毕业设计说明书 课 题： 轧钢机减速器的设计 子课题 : 同课题学生姓名 : 专 业 机械制造与自动化 学 生 姓 名 郑 建 班 级 04 机制 (1)班 学 号 20040203134 指 导 教 师 吴 松 乾 完 成 日 期 2007-05-10 nts - 1 - 第一章 传动方案的拟定及说明 1.1 传动方案 ： 传动简图如图所视： 其传动方案为： 电动机 带传动机 齿轮传动 滚筒 该传动方案分析如下： 1 由于带传动承载能力较低，结构尺寸较其他形式大，故应放在传动系统的高速级，此时转速较高，在传递相同功率时的转矩减小，从而使带传动获得较为紧凑的结构尺寸，除此之外，带传动工作平衡，能缓冲吸振，被广泛应用。 2 齿轮传动承载能力较高，传递运动准确、平衡、传递功率和圆周速度范围很大，传动效率高，结构紧凑。 3 斜齿圆柱齿轮传动的平稳性，较直齿圆柱齿轮传动好，故有平稳性要求时 ，可采用斜齿圆柱齿轮传动。 根据以上分析可得：将带传动放在传动系统的高速级，齿轮传动放在传动系统的低速级，传动方案较为合理。 此外，根据本课题要求，该减速器采用展开式。 nts - 2 - 第二章 电动机的选择 2.1 电动机的选择 ： 工业上一般使用三相交流电源，因此，当无特殊要求时均应选用交流电动机，其中以三相交流电动机使用最为广泛。我国新设计的 Y系列三相鼠笼式异步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，起结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体的场 合，以及要求具有较好起动性能的机械。 电动机的型号的确定主要依据电动机的额定功率和同步转速。 1 按照工作要求和条件选用 Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机 2 选择电动机容量 工作机所需容量为： Pw = FwVw/1000wKw 式中 Fw=34KN Vw=27.1m/s 带式输送机效率 w=0.94 Pw=3.4 103/1000 0.94=97.92Kw 电动机的输出功率为： P=Pw/ 式中：为电动机至滚筒主动轴之间的传动装置总效率 根据传动简图 可查得： V带传动效率 w=0.95 ， 三对齿轮副效率 w = 0.97；一对滚动轴承效率 w=0.99；联轴器 w=0.98；由此可得 =12234=0.95x0.973x0.994x0.98=0.816 P0=Pw/0.816=97.92/0.816=120kn 一般电动机的额定功率 PM=（ 11.3） P0=（ 11.3） X120=120156kw 经查可取电动机额定功率为 PM=150kw 3 确定电动机的转速 滚筒转速为： nw=60x1000Vw/D=260r/min V带传动比： i1=24 三级圆柱齿轮传动比 i2=35 则总传动比范围为 i= i1 i2=(2x3)(4x5)=620 电动机可选择的转速范围应为 n=i nw=(620)x260=15605200r/min nts - 3 - 电动机同步转速符合这一范围的型号为 Y315s-2，其满载转速为 nm=2970r/min 二、计算传动装置的总传动比并分配各级传动比 1 传动装置的总传动比 I=nm/ nw=2970/53=56 2 分配各级传动比 I= i1 i2 为使 V带的外轮廓尺寸不致过大 ，初选传动比 i2=2 则齿轮传动比为： i2=9 i3=6 3 计算传动装置的运动和动力参数 以下各轴符号代表： O轴 电动机输出轴； 轴 减速器中的高速轴； 轴 齿轮轴； 轴 中间轴； 轴 减速器中的低速轴； 轴 低速轴； n0=nn= 2970r/min; n = n0/ i1=1485r/min; n = n / i2=165r/min; n = n /i3=27.5r/min; nw = n =27.5r/min 各轴功率 ； P0=120kw; P = P01=120x0.95=114kw; P = P 23 =114x0.97x0.99=109.47kw ; P = P 23 =109.47x0.97x0.99=105.13kw; P = P 23 =105.13x0.97x0.99=100.95kw; P = P 34=100.95x0.99x0.98=97.95kw; 各轴转矩 ； T0=9.55x106 P0/ n0=9.55x106x120/2970=3.86x105 Nm T =9.55x106 P0/ n = 9.55x106 114/ 1485=7.33x105 Nm T =9.55x106 P / n =9.55x106 x109.47/ 1485=6.28x105 Nm T =9.55x106 P / n =9.55x106 x105.13/ 27.5=3.65x107 Nm T =9.55x106 P / n =9.55x106x x100.95/ 27.5=3.51x107 Nm T =9.55x106 P / n =9.55x106 x97.95/ 27.5=3.40x107 Nm nts 4 第三章 铸造减速器箱体主要结构尺寸 3.1 铸造减速器箱体主要结构尺寸 : 1、箱座壁厚 ： 0.025a+3 8 2 地脚螺栓直径 d1： d1 0.036a+12 16 3 地脚螺栓数目 n： n L+B/200300 4 n=10 4 轴承座尺寸 D1 、 D2 、 D3 、 D4、 D5： D1=34 D2= 45 D3= 49 D4= 60 D5=55 5、箱体结合面处联接间距 e： e 180cm 6 轴承座两旁的联结螺栓问题： S 10cm nts - 1 - 第一章 传动方案的拟定及说明 1.1 传动方案 ： 传动简图如图所视： 其传动方案为： 电动机 带传动机 齿轮传动 滚筒 该传动方案分析如下： 1 由于带传动承载能力较低，结构尺寸较其他形式大，故应放在传动系统的高速级，此时转速较高，在传递相同功率时的转矩减小，从而使带传动获得较为紧凑的结构尺寸，除此之外，带传动工作平衡，能缓冲吸振，被广泛应用。 2 齿轮传动承载能力较高，传递运动准确、平衡、传递功率和圆周速度范围很大，传动效率高，结构紧凑。 3 斜齿圆柱齿轮传动的平稳性，较直齿圆柱齿轮传动好，故有平稳性要求时 ，可采用斜齿圆柱齿轮传动。 根据以上分析可得：将带传动放在传动系统的高速级，齿轮传动放在传动系统的低速级，传动方案较为合理。 此外，根据本课题要求，该减速器采用展开式。 nts第二章 电动机的选择 - 2 - 第 二 章 电动机的选择 2.1 电动机的选择 ： 工业上一般使用三相交流电源，因此，当无特殊要求时均应选用交流电动机，其中以三相交流电动机使用最为广泛。我国新设计的 Y系列三相鼠笼式异步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，起结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体的场 合，以及要求具有较好起动性能的机械。 电动机的型号的确定主要依据电动机的额定功率和同步转速。 1 按照工作要求和条件选用 Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机 2 选择电动机容量 工作机所需容量为： Pw = FwVw/1000wKw 式中 Fw=34KN Vw=27.1m/s 带式输送机效率 w=0.94 Pw=3.4 103/1000 0.94=97.92Kw 电动机的输出功率为： P=Pw/ 式中：为电动机至滚筒主动轴之间的传动装置总效率 根据传动简图 可查得： V带传动效率 w=0.95 ， 三对齿轮副效率 w = 0.97；一对滚动轴承效率 w=0.99；联轴器 w=0.98；由此可得 =12234=0.95x0.973x0.994x0.98=0.816 P0=Pw/0.816=97.92/0.816=120kn 一般电动机的额定功率 PM=（ 11.3） P0=（ 11.3） X120=120156kw 经查可取电动机额定功率为 PM=150kw 3 确定电动机的转速 滚筒转速为： nw=60x1000Vw/D=260r/min V带传动比： i1=24 三级圆柱齿轮传动比 i2=35 则总传动比范围为 i= i1 i2=(2x3)(4x5)=620 电动机可选择的转速范围应为 n=i nw=(620)x260=15605200r/min nts - 3 - 电动机同步转速符合这一范围的型号为 Y315s-2，其满载转速为 nm=2970r/min 二、计算传动装置的总传动比并分配各级传动比 1 传动装置的总传动比 I=nm/ nw=2970/53=56 2 分配各级传动比 I= i1 i2 为使 V带的外轮廓尺寸不致过大 ，初选传动比 i2=2 则齿轮传动比为： i2=9 i3=6 3 计算传动装置的运动和动力参数 以下各轴符号代表： O轴 电动机输出轴； 轴 减速器中的高速轴； 轴 齿轮轴； 轴 中间轴； 轴 减速器中的低速轴； 轴 低速轴； n0=nn= 2970r/min; n = n0/ i1=1485r/min; n = n / i2=165r/min; n = n /i3=27.5r/min; nw = n =27.5r/min 各轴功率 ； P0=120kw; P = P01=120x0.95=114kw; P = P 23 =114x0.97x0.99=109.47kw ; P = P 23 =109.47x0.97x0.99=105.13kw; P = P 23 =105.13x0.97x0.99=100.95kw; P = P 34=100.95x0.99x0.98=97.95kw; 各轴转矩 ； T0=9.55x106 P0/ n0=9.55x106x120/2970=3.86x105 Nm T =9.55x106 P0/ n = 9.55x106 114/ 1485=7.33x105 Nm T =9.55x106 P / n =9.55x106 x109.47/ 1485=6.28x105 Nm T =9.55x106 P / n =9.55x106 x105.13/ 27.5=3.65x107 Nm T =9.55x106 P / n =9.55x106x x100.95/ 27.5=3.51x107 Nm T =9.55x106 P / n =9.55x106 x97.95/ 27.5=3.40x107 Nm nts - 4 - 第 三 章 铸造减速器箱体主要结构尺寸 3.1 铸造减速器箱体主要结构尺寸 : 1、 箱座壁厚 ： 0.025a+3 8 2 地脚螺栓直径 d1： d1 0.036a+12 16 3 地脚螺栓数目 n： n L+B/200300 4 n=10 4 轴承座尺寸 D1 、 D2 、 D3 、 D4、 D5： D1=34 D2= 45 D3= 49 D4= 60 D5=55 5、箱体结合面处联接间距 e： e 180cm 6 轴承座两旁的联结螺栓问题： S 10cm nts - 5 - 第 四 章 轴的计算 4.1 高速轴 的计算 ： 1 选择轴的材料并确定许用应力： 1 选用正火处理 2 经查得强度极限 b 600 Mpa； 3 查得许用应力 -1b=54 Mpa 2 确定轴输出端直径 dmin; 1 按扭转强度估算输出端直径 2 取 A=10，则 d=30cm 考虑有键槽，将直径增大 5%，则 d 35cm 此段轴的直径和长度应和联轴器相符，选取 TL5型弹性柱销联轴器，其轴孔直径为35cm， 和轴配合部分长度为 60cm，故轴输出端直径 dmin=35cm。 3 轴的结构设计 轴上 零件的定位、固定和装配在该减速器中， 16 可将齿轮充分分布在箱体内， 17由于该齿轮轴只需联轴器的地方 确定轴各段直径和长度 段即外伸端直径 d1=35cm,其长度应比联轴器轴孔的长度稍 20 短一些， 21 取 L1=58cm。 段直径 d2=45cm,亦符合毡圈密封标 23 准轴径， 24 初选 6409型深沟球轴承，其内径为 45cm，宽度为 29cm, L2=120cm. 段齿轮， 26 其相关数据为 m 4.5， 27 z 18， 28 d3 60cm， 29 L3 50cm 段直径 d4 45cm， 31 长度 L4 30cm 绘制轴的结构设计草图，如图示 由上述轴各段长度可算得轴支撑跨距 L=150cm nts第四章 轴的计算 - 6 - 4 按弯扭合成强度轴的强度 绘制轴受力简图（ a） 绘制垂直面弯矩图（ b） 轴承支反力 ： FRAV=(Fa dH-Fr L/2)/L=-400.5N FRBV=Fr+ FRAV=400.5N 计算弯矩 ： 截面 C右侧弯矩 MCN= FRBV L/2=23N m 截面 C左侧弯矩 MCN= FRAV L/2=23N m 绘制水平面弯矩图（ c） 轴承支反力： FRAH = FRBH = Ft/2=1100N 截面 C处的弯矩： MCH= FRAH L/2=62.7N m 绘制合成弯矩图（ d） MC= 67N m ; MC =67N m 绘制转矩图（ e） 转矩： T=9.55x103 P/n=217N m 绘制当量弯矩图（ f） 转矩产生的扭转剪应力，按脉动循环变化，取 =0.6 截面 C处的弯矩为 Mec 146N m 较核危 险截面 C的强度 e= Mec /0.1d33=146x103/0.1x403=11.6854Mpa 所以轴的强度足够 nts - 7 - 4.2 、低速轴 1的计算 : 5 选择轴的材料并确定许用应力 ： 选用正火处理 经查得强度极限 b 600 Mpa； 查得许用应力 -1b=54 Mpa nts第四章 轴的计算 - 8 - 6 确定轴输出端直径 dmin; 按扭转强度估算输出端直径 取 A=10，则 d=30cm 考虑有键槽，将直径增大 5%，则 d 35cm 此段轴的直径和长度应和联轴器相符， 选取 TL5型弹性柱销联轴器，其轴孔直径为35cm，和轴配合部分长度为 60cm，故轴输出端直径 dmin=35cm。 7 轴的结构设计 轴上零件的定位、固定和装配在该减速器中，可将齿轮充分分布在箱体内，由于该齿轮轴只需联轴器的地方 确定轴各段直径和长度 段即外伸端直径 d1=35cm,其长度应比联轴器轴孔的长度稍短一些，取 L1=58cm。 段直径 d2=45cm,亦符合毡圈密封标准轴径， 初选 6409型深沟球轴承，其内径为 45cm，宽度为 29cm, L2=120cm. 段齿轮， 其相关数据为 m 4.5， z 18， d3 60cm， L3 50cm 段直径 d4 45cm，长度 L4 30cm 绘制轴的结构设计草图，如图示 由上述轴各段长度可算得轴支撑跨距 L=150cm 8 按弯扭合成强度轴的强度 绘制轴受力简图（ a） 绘制垂直面弯矩图（ b） 轴承支反力 ： FRAV=(Fa dH-Fr L/2)/L=-400.5N FRBV=Fr+ FRAV=400.5N 计算弯矩 ： 截面 C右侧弯矩 MCN= FRBV L/2=23N m 截面 C左侧弯矩 MCN= FRAV L/2=23N m nts - 9 - 绘制水平面弯矩图（ c） 轴承支反力： FRAH = FRBH = Ft/2=1100N 截面 C处的弯矩： MCH= FRAH L/2=62.7N m 绘制合成弯矩图（ d） MC= 67N m ; MC =67N m 绘制转矩图（ e） 转矩： T=9.55x103 P/n=217N m 绘制当量弯矩图（ f） 转矩产生的扭转剪应力，按脉动循环变化，取 =0.6 截面 C处的弯矩为 Mec 146N m 较核 危险截面 C的强度 e= Mec /0.1d33=146x103/0.1x403=11.6854Mpa 所以轴的强度足够 4.3、 中间轴 1的计算 : 轴的设计计算 ： 拟定输入轴齿轮为右旋： 1初步确定轴的最小直径 d =34.2mm 2求作用在齿轮上的受力 Ft1= =899N Fr1=Ft =337N Fa1=Fttan=223N； Ft2=4494N Fr2=1685N nts第四章 轴的计算 - 10 - Fa2=1115N 3轴的结构设计 1） 拟定轴上零件的装配方案 I-II段轴用于安装轴承 30307，故取直径为 35mm。 II-III段轴肩用于固定轴承，查手册得到直径为 44mm。 III-IV段为小齿轮，外径 90mm。 IV-V段分隔两齿轮，直径为 55mm。 V-VI段安装大齿轮，直径为 40mm。 VI-VIII段安装套筒和轴承，直径为 35mm。 2） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 、 I-II段轴承宽度为 22.75mm，所以长度为 22.75mm。 、 II-III段轴肩考虑到齿轮和箱体的间隙 12mm，轴承和箱体的间隙 4mm，以 长度为16mm。 、 III-IV段为小齿轮，长度就等于小齿轮宽度 90mm。 、 IV-V段用于隔开两个齿轮，长度为 120mm。 、 V-VI段用于安装大齿轮，长度略小 于齿轮的宽度，为 83mm。 、 VI-VIII长度为 44mm。 4 求轴上的载荷 66 207.5 63.5 Fr1=1418.5N Fr2=603.5N 查得轴承 30307的 Y值为 1.6 Fd1=443N Fd2=189N 因为两个齿轮旋向都是左旋。 故： Fa1=638N Fa2=189N 5精确校核轴的疲劳强度 nts - 11 - 1） 判断危险截面 由于截面 IV处受的载荷较大，直径较小，所以判断为危险截面 2） 截面 IV右侧的应力 截面上的转切应力为 e= Mec /0.1d33=198x103/0.1x403=16.854Mpa 轴选用 45，调质处理 a) 综合系数的计算 由经直线插入，知道因轴肩而形成的理论应力集中 ， 轴的材料敏感系数为 56， ， 故有效应力集中系数为 16 查得尺寸系数为 ，扭转尺寸系数为 8， 轴采用磨削加工，表面质 量系数为 12， 轴表面未经强化处理，即 ，则综合系数值为 26 b) 碳钢系数的确定 碳钢的特性系数取为 0.7 ， c) 安全系数的计算 轴的疲劳安全系数为 5 故轴的选用安全。 e= Mec /0.1d33=146x103/0.1x403=11.6854Mpa 4.4 、低速轴 2的计算 : 1作用在齿轮上的力 FH1=FH2=337/2=168.5 Fv1=Fv2=889/2=444.5 2初步确定轴的最小直径 D=40cm 3轴的结构设计 1） 确定轴上零件的装配方案 a) 轴上零件的定位、固定和装配在该减速器中，可将齿轮充分分布在箱体内，由于该nts第四章 轴的计算 - 12 - 齿轮轴只需联轴器的地方 b) 确定轴各段直径和长度 c) 段即外伸端直径 d1=35cm,其长度应比联轴器轴孔的长度稍短一些，取 L1=58cm。 d) 段直径 d2=45cm,亦符合毡圈密封标准轴径， 初选 6409型深沟球轴承，其内径为 45cm，宽度为 29cm, L2=120cm. i) 段齿轮，其相关数据为 m 4.5， z 18， d3 60cm， L3 50cm j) 段直 径 d4 45cm，长度 L4 30cm 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 g) 由于联轴器一端连接电动机，另一端连接输入轴，所以该段直径尺寸受到电动机外伸轴直径尺寸的限制，选为 25mm。 h) 考虑到联轴器的轴向定位可靠，定位轴肩高度应达 2.5mm，所以该段直径选为 30。 i） 该段轴要安装轴承，考虑到轴肩要有 2mm的圆角，则轴承选用 30207型，即该段直径定为 35mm。 j) 该段轴要安装齿轮，考虑到轴肩要有 2mm的圆角，经标准化，定为 40mm。 k) 为了齿轮轴向 定位可靠，定位轴肩高度应达 5mm，所以该段直径选为 46mm。 l) 轴肩固定轴承，直径为 42mm。 m) 该段轴要安装轴承，直径定为 35mm。 2） 各段长度的确定 各段长度的确定从左到右分述如下： a) 该段轴安装轴承和挡油盘，轴承宽 18.25mm，该段长度定为 18.25mm。 b) 该段为轴环，宽度不小于 7mm，定为 11mm。 c) 该段安装齿轮，要求长度要比轮毂短 2mm，齿轮宽为 90mm，定为 88mm。 d) 该段综合考虑齿轮与箱体内壁的距离取 13.5mm、轴承与箱体内壁距 离取 4mm（采用油润滑），轴承宽 18.25mm，定为 41.25mm。 e) 该段综合考虑箱体突缘厚度、调整垫片厚度、端盖厚度及联轴器安装尺寸，定为57mm。 f) 该段由联轴器孔长决定为 42mm 4按弯扭合成应力校核轴的强度 nts - 13 - W=62748N.mm T=39400N.mm 45钢的强度极限为 54Mpa，又由于轴受的载荷为脉动的，所以 强度足够。 4.5、 中间轴 2的计算 : 1作用在齿 轮上的力 FH1=FH2=4494/2=2247N Fv1=Fv2=1685/2=842.5N 2初步确定轴的最小直径 D=45cm 3轴的结构设计 1） 轴上零件的装配方案 2） 据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 I-II II-IV IV-V V 直径 60 70 75 87 长度 105 113.75 83 9 5求轴上的载荷 Mm=316767N.mm T=925200N.mm nts第五章 滚动轴承的选择及计算 - 14 - 第五章 滚动轴承的选择及计算 5.1 高速 轴 的轴承 ： 1求两轴承受到的径向载荷 2、 轴承 30206的校核 1） 径向力 Fr1=Fr2=1000N 2） 派生力 F=0N 3） 轴向力 由于 ， Fa1/Fr1=0,故 x1=1,y1=0 所以轴向力为 Fa=5000N， 4） 当量载荷 由于为一般 载荷，所以载荷系数为 ，故当量载荷为 Fa1/Fr1=0 故 x1=1,y1=0 5） 轴承寿命的校核 Lh=16667/n(ftC/P2)=2.3x107(h) 5.2 中间 轴 1的轴承 ： 1、 轴承 32214的校核 1） 径向力 Fr1=Fr2=8000N 2） 派生力 F=0N 3） 轴向力 轴向力为 Fa=0N， 4） 当量载荷 由于 Fa1/Fr1=0 故 x1=1,y1=0 ,所以 ，取 fp=1.1 由于为一般载荷，所以载荷系数为 ，故当量载荷为 P1=fp(x1Fr1+y1FA1) =1.1x(1x8000+0)=8800N 5） 轴承寿命的校核 Lh=16667/n(ftC/P2)=3.4x107(h) nts - 15 - 第六章 传动件 的 设计计算 6.1 选精度等级、材料及齿数 : 1） 材料及热处理； 选择小齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45钢（调质），硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。 2） 精度等级选用 7级精度； 3） 试选小齿轮齿数 z1 20，大齿轮齿数 z2 100的； 4） 选取螺旋角。初选螺旋角 14 2按齿面接触强度设计 因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算 按式试算，即 dt 50 1） 确定公式内的各计算数值 （ 1） 试选 Kt 1.6 （ 2） 由图选取区域系数 ZH 2.433 （ 3） 由表选取尺宽系数 d 1 （ 4） 由图查得 1 0.75， 2 0.87，则 1 2 1.62 （ 5） 查得材料的弹性影响系数 ZE 189.8Mpa （ 6） 按齿面硬度查得小 齿轮的接触疲劳强度极限 Hlim1 600MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限 Hlim2 550MPa； （ 7） 由式计算应力循环次数 N1 60n1jLh 60 192 1（ 2 8 300 5） 3.32 10e8 N2 N1/5 6.64 107 （ 8） 查得接触疲劳寿命系数 KHN1 0.95； KHN2 0.98 （ 9） 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1，安全系数 S 1，由式得 H1 0.95 600MPa 570MPa H2 0.98 550MPa 539MPa nts第五章 滚动轴承的选择及计算 - 16 - nts第六章 传动件的设计计算 - 18 - H H1 H2/2 554.5Mpa 2） 计算 （ 1） 试算小齿轮分度圆直径 d1t d1t 67.85 （ 2） 计算圆周速度 v = 0.68m/s （ 3） 计算齿宽 b及模数 mnt b=d1t=167.85mm=67.85mm mnt= 3.39 h=2.25mnt=2.253.39mm=7.63mm b/h=67.85/7.63=8.89 （ 4） 计算纵向重合度 = =0.318 1 tan14 =1.59 （ 5） 计算载荷系数 K 已知载荷平稳，所以取 KA=1 根据 v=0.68m/s,7级精度，由图查得动载系数 KV=1.11； 由表查的 KH的计算公式和直齿轮的相同， 故 KH=1.12+0.18(1+0.61 )11 +0.2310 67.85=1.42 由表查得 KF=1.36 由表查得 KH=KH=1.4。故载荷系数 K=KAKVKHKH=11.031.41.42=2.05 （ 6） 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由式得 ; d1=73.6mm （ 7） 计算模数 mn mn = 3.74 3按齿根弯曲强度设计 由式 mn 100Mpa nts - 19 - 1） 确定计算参数 （ 1） 计算载荷系数 K=KAKVKFKF=11.031.41.36=1.96 （ 2） 根据纵向重合度 =0.318dz1tan=1.59， 查得螺旋角影响系数 Y 0。 88 （ 3） 计算当量齿数 z1=z1/cos =20/cos 14 =21.89 z2=z2/cos =100/cos 14 =109.47 （ 4） 查取齿型系数 由表查得 YFa1=2.724； Yfa2=2.172 （ 5） 查取应力校正系数 由表 查得 Ysa1=1.569； Ysa2=1.798 （ 6） 计算 F F1=500Mpa F2=380MPa KFN1=0.95 KFN2=0.98 F1=339.29Mpa F2=266MPa （ 7） 计算大、小齿轮的 并加以比较 m =0.0126 m =0.01468 大齿轮的数值大。 2） 设计 计算 mn =2.4 mn=2.5 4几何尺寸计算 1） 计算中心距 z1 =32.9，取 z1=33 z2=165 a =255.07mm nts第六章 传动件的设计计算 - 20 - a圆整后取 255mm 2） 按圆整后的中心距修正螺旋角 =arcos =13 5550” 3） 计算大、小齿轮的分度圆直径 d1 =85.00mm d2 =425mm 4） 计算齿轮宽度 b=dd1 b=85mm B1=90mm， B2=85mm 5） 结构设计 以大齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于 160mm，而又小于 500mm，故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。 nts - 21 - 第七章 连接 件 的选择 及润滑 7.1 键连接的选择及校核计算 代号 直径 32（ mm） 工作长度 150（ mm） 工作高度 7（ mm） 转矩 400.5（ Nm） 极限应力 56（ MPa） 高速轴 8 7 60（单头） 25 35 3.5 39.8 26.0 12 8 80（单头） 40 68 4 39.8 7.32 中间轴 12 8 70（单头） 40 58 4 191 41.2 低速轴 20 12 80（单头） 75 60 6 925.2 68.5 18 11 110（单头） 60 107 5.5 925.2 52.4 由于键采用静联接，冲击轻微，所以许用挤压应力为 ，所以上述键皆安全 7.2 连轴器的选择 由于弹性联轴器的诸多优点，所以考虑选用它。 二、高速轴用联轴器的设计计算 由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为 ， 计算转矩为 所以考虑选用弹性柱销联轴器 TL4（ GB4323-84），但由于联轴器一端与电动机 相连，其孔径受电动机外伸轴径限制，所以选用 TL5（ GB4323-84） 其主要参数如下： 材料 HT200 公称转矩 217Nm 轴孔直径 38cm， 轴孔长 10cm， 装配尺寸 857cm 半联轴器厚 7cm 三、第二个联轴器的设计计算 由于装置用于运输机，原动机为电动机，所以工作情况系数为 ， 计算转矩为 所以选用弹性柱销联轴器 TL10（ GB4323-84） nts第六章 传动件的设计计算 - 22 - nts第七章 连接件的选择及润滑 - 24 - 其主要参数如下： 材料 HT200 公称转矩 轴孔直径 7.3 减速器附件的选择 通气器 由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用 M18 1.5 油面指示器 选用游标尺 M16 起吊装置 采用箱盖吊耳、箱座吊耳 放油螺塞 选用外六角油塞及垫片 M16 1.5 7.4 润滑与密封 一、齿轮的润滑 采用浸油润滑，由于低速级周向速度为，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为 35mm。 二、滚动轴承的润滑 由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。 三、润滑油的选择 齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用 L-AN15润滑油。 四、密封方法的选取 选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。 密 封圈型号按所装配轴的直径确定为（ F） B25-42-7-ACM，（ F） B70-90-10-ACM。 轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。 nts - 25 - 第 八 章 减速器装配图的绘制 及技术说明 8.1 装备图的总体规划 （ 1）、视图布局： 、选择 3个基本视图，结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。 、选择俯视图作为基本视图，主视和左视图表达减速器外形，将减速器的工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上。 布置视图时应注意： a、整个图面应匀称美观，并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题栏和零 件明细表的位置。 b、各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。 （ 2）、尺寸的标注： 、特性尺寸：用于表明减速器的性能、规格和特征。如传动零件的中心距及其极限偏差等。 、配合尺寸：减速器中有配合要求的零件应标注配合尺寸。如：轴承与轴、轴承外圈与机座、轴与齿轮的配合、联轴器与轴等应标注公称尺寸、配合性质及精度等级。 、外形尺寸：减速器的最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所占空间。 、安装尺寸：减速器箱体底面的长与宽、地脚螺栓的位置、间距及其通孔直径、外伸轴端的直径、配合长度及中心高等。 （ 3）、标题栏、序号和明细表： 、说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容。查 GB10609.1-1989和 GB10609.2-1989标题栏和明细表的格式。 、装备图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明。 （ 4）、技术特性表和技术要求： 、技术特性表说明减速器的主要性能参数、精度等级、表的格式参考 3P108表 7-3，布置在装配图右下方空白处。 、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器 的润滑、试验、包装运输要求。 8.2 绘制过程 nts第八章 减速器装配图的绘制及技术说明 - 26 - （ 1）、画三视图： 、绘制装配图时注意问题： a先画中心线，然后由中心向外依次画出轴、传动零件、轴承、箱体及其附件。 b、先画轮廓，后画细节，先用淡线最后加深。 c、 3个视图中以俯视图作基本视图为主。 d、剖视图的剖面线间距应与零件的大小相协调，相邻零件剖面线尽可能取不同。 e、对零件剖面宽度 的剖视图，剖面允许涂黑表示。 f、同一零件在各视图上的剖面线方向和间距要一致。 、轴系的固定： a、轴向固定：滚动轴承采用轴肩和闷盖或透盖，轴套作轴向固定；齿 轮同样。 b、周向固定：滚动轴承采用内圈与轴的过渡配合，齿轮与轴除采用过盈配合还采用圆头普通平键。查 3P258259得中速轴齿轮键为 10x8x22GB1096-79(90)，低速轴齿轮键为GB1096-79（ 90）， 14x9x36。 （ 2）、润滑与密封 : 、润滑： 齿轮采用浸油润滑。参考 1P245。当齿轮圆周速度 时，圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离 3060mm。参考 1P310。轴承润滑采用润滑脂，润滑脂的加入量为轴承空隙体积的 ，采用稠度 较小润滑脂。 、密封：防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。查 4P383表 10-37，高低速轴密封圈为：唇形密封圈（ FB型） GB/T9877.1-1998。 （ 3）、减速器的箱体和附件： 、箱体：用来支持旋转轴和轴上零件，并为轴上传动零件提供封闭工作空间，防止外界灰砂侵入和润滑逸出，并起油箱作用，保证传动零件啮合过程良好的润滑。 材料为：HT200。加工方式如下： 加工工艺路线：铸造毛坯时效油漆划线粗精加工基准面粗、精加工各平面粗、半精加工各主要加工孔精加工主要孔 粗、精加工各次要孔加工各紧固孔、油孔等去毛刺清洗检验 、附件：包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。 nts - 27 - 8.3 完成装配图 （ 1）、标注尺寸：参考 3P105、 P106表 7-2，标注尺寸反映其的特性、配合、外形、安装尺寸。 （ 2）、零件编号（序号）：由重要零件，按顺时针方向依次编号，并对齐。 （ 3）、技术要求：参考 3P107110（ 4）、审图（ 5）、加深 8.4 相关 技术说明 1 轴承内圈必须紧贴轴肩或定距环，用 0.05塞尺检查，不得 通过；
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