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机械设计课程设计 目录 邮邮电电与与信信息息工工程程学学院院 课程设计说明书 课题名称 课题名称 带式运输机传动装置的设计带式运输机传动装置的设计 学生学号 学生学号 0941010315 专业班级 专业班级 09 过控过控 03 班班 学生姓名 学生姓名 彭红宇彭红宇 学生成绩 学生成绩 指导教师 指导教师 课题工作时间 课题工作时间 2011 11 20 至至 2011 12 9 机械设计课程设计 目录 I 目录目录 机械设计课程设计任务书 1 1 绪论 2 1 1 选题的目的和意义 2 2 确定传动方案 3 3 机械传动装置的总体设计 3 3 1 选择电动机 3 3 1 1 选择电动机类型 3 3 1 2 电动机容量的选择 3 3 1 3 电动机转速的选择 4 3 2 传动比的分配 5 3 3 计算传动装置的运动和动力参数 5 3 3 1 各轴的转速 5 3 3 2 各轴的输入功率 6 3 3 3 各轴的输入转矩 6 3 3 4 整理列表 6 4 V 带传动的设计 7 4 1 V 带的基本参数 7 4 2 带轮结构的设计 10 5 齿轮的设计 10 5 1 齿轮传动设计 1 2 轮的设计 10 5 1 1 齿轮的类型 10 5 1 2 尺面接触强度较合 11 5 1 3 按轮齿弯曲强度设计计算 12 5 1 4 验算齿面接触强度 14 机械设计课程设计 目录 II 5 1 5 验算齿面弯曲强度 15 5 2 齿轮传动设计 3 4 齿轮的设计 15 5 2 1 齿轮的类型 15 5 2 2 按尺面接触强度较合 16 5 2 3 按轮齿弯曲强度设计计算 17 5 2 4 验算齿面接触强度 19 5 2 5 验算齿面弯曲强度 20 6 轴的设计 中速轴 20 6 1 求作用在齿轮上的力 20 6 2 选取材料 21 6 2 1 轴最小直径的确定 21 6 2 2 根据轴向定位的要求 确定轴的各段直径和长度 21 6 3 键的选择 21 6 4 求两轴所受的垂直支反力和水平支反力 22 6 4 1 受力图分析 22 6 4 2 垂直支反力求解 23 6 4 3 水平支反力求解 23 6 5 剪力图和弯矩图 24 6 5 1 垂直方向剪力图 24 6 5 2 垂直方向弯矩图 24 6 5 3 水平方向剪力图 25 6 5 4 水平方向弯矩图 25 6 6 扭矩图 26 6 7 剪力 弯矩总表 27 6 8 按弯扭合成应力校核轴的强度 28 7 减速器附件的选择及简要说明 28 7 1 检查孔与检查孔盖 28 7 2 通气器 28 7 3 油塞 28 机械设计课程设计 目录 III 7 4 油标 29 7 5 吊环螺钉的选择 29 7 6 定位销 29 7 7 启盖螺钉 29 8 减速器润滑与密封 29 8 1 润滑方式 29 8 1 1 齿轮润滑方式 29 8 1 2 齿轮润滑方式 29 8 2 润滑方式 30 8 2 1 齿轮润滑油牌号及用量 30 8 2 2 轴承润滑油牌号及用量 30 8 3 密封方式 30 9 机座箱体结构尺寸 30 9 1 箱体的结构设计 30 10 设计总结 32 11 参考文献 33 机械设计课程设计 任务书 0 机械设计课程设计任务书机械设计课程设计任务书 一 设计题目 设计一用于带式输送机传动用的二级斜齿圆柱齿轮展开式减速器 给定数据及要求 设计一用于带式运输机上的展开式两级圆柱斜齿轮减速器 工作平稳 单 向运转 两班制工运输机容许速度误差为 5 减速器小批量生产 使用期限 10 年 机器每天工作 16 小时 两级圆柱齿轮减速器简图两级圆柱齿轮减速器简图 1 电动机轴 2 电动机 3 带传动中间轴 4 高速轴 5 高速齿轮传 动 6 中间轴 7 低速齿轮传动 8 低速轴 9 工作机 二 应完成的工作 1 减速器装配图 1 张 A1 图纸 2 零件工作图 1 2 张 从动轴 齿轮等 3 设计说明书 1 份 机械设计课程设计 0 1 绪论绪论 1 1 选题的目的和意义选题的目的和意义 减速器的类别 品种 型式很多 目前已制定为行 国 标的减速器有 40 余种 减速器的类别是根据所采用的齿轮齿形 齿廓曲线划分 减速器的品种 是根据使用的需要而设计的不同结构的减速器 减速器的型式是在基本结构的 基础上根据齿面硬度 传动级数 出轴型式 装配型式 安装型式 联接型式 等因素而设计的不同特性的减速器 与减速器联接的工作机载荷状态比较复杂 对减速器的影响很大 是减速 器选用及计算的重要因素 减速器的载荷状态即工作机 从动机 的载荷状态 通常分为三类 均匀载荷 中等冲击载荷 强冲击载荷 减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置 用来降低转速并相应地增大转矩 此外 在某些场合 也有用作增速的装置 并称为增速器 我们通过对减速器的研究与设计 我们能在另一个角度了解减速器的结构 功能 用途和使用原理等 同时 我们也能将我们所学的知识应用于实践中 在设计的过程中 我们能正确的理解所学的知识 而我们选择减速器 也 是因为对我们机械专业的学生来说 这是一个很典型的例子 能从中学到很多 知识 机械设计课程设计 1 2 确定传动方案确定传动方案 根据工作要求和工作环境 选择展开式二级圆柱斜齿轮减速器传动方案 此方案工作可靠 传递效率高 使用维护方便 环境适用性好 但齿轮相对轴 承的位置不对称 因此轴应具有较大刚度 此外 总体宽度较大 为了保护电动机 其输出端选用带式传动 这样一旦减速器出现故障停 机 皮带可以打滑 保证电动机的安全 3 机械传动装置的总体设计机械传动装置的总体设计 3 1 选择电动机选择电动机 3 1 1 选择电动机类型选择电动机类型 电动机是标准部件 因为工作环境清洁 运动载荷平稳 所以选择 Y 系列 一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机 3 1 2 电动电动机容量的选择机容量的选择 1 工作机所需要的功率为 P 1000 kW vF P 其中 mNT 380 smv 75 0 83 0 w 得 kWkW Tnw P7 1 9550 43380 9550 2 电动机的输出功率为 0 P 机械设计课程设计 2 0 kW p P 电动机至滚筒轴的传动装置总效率 取 V 带传动效率 齿轮传动效率 效率96 0 1 97 0 2 滚动轴承 从电动机到工作机输送带间的总效率为 98 0 3 3 3 2 21 83 0 96 099 0 97 0 99 0 96 0 232 4 2 3 3 21 3 电动机所需功率为 kW P P w 05 2 83 0 7 1 0 因载荷平稳 电动机额定功率只需略大于即可 查 机械设计实践 m P 0 P 与创新 表 19 1 选取电动机额定功率为 kw2 2 3 1 3 电动机转速的选择电动机转速的选择 滚筒轴工作转速 min 43min 33014 3 75 0 60000106 4 rr D v nw 展开式减速器的传动比为 40 8 减 i V 带的传动比为 4 2 带 i 得总推荐传动比为 160 16 带减i ii 所以电动机实际转速的推荐值为 min 6193 774rinn w 符合这一范围的同步转速为 1000r min 1500r min 3000r min 综合考虑为使传动装置机构紧凑 选用同步转速 1500r min 的电机 型号为 Y100L1 4 满载转速 功率 2 2 min 1420rnm kw 机械设计课程设计 3 3 2 传动比的分配传动比的分配 1 总传动比为02 33 43 1420 n n w m i 2 分配传动比 为使传动装置尺寸协调 结构匀称 不发生干涉现象 现选 V 带传动比 7 2 带 i 则减速器的传动比为 23 12 7 2 02 33 带 减 i i i 考虑两级齿轮润滑问题 两级大齿轮应该有相近的浸油深度 则两级齿轮 的高速级与低速级传动比的值取为 1 2 取 21 4 1 ii 则 83 3 23 122 12 1 1 减 ii 19 3 83 3 23 12 1 2 i i i 减 3 3 计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数 3 3 1 各轴的转速 各轴的转速 1 轴 min 526 7 2 140 1 r i n n m 带 2 轴 min 137 83 3 526 1 1 2 r i n n 3 轴 min 43 19 3 137 2 2 3 r i n n 滚筒轴 min 43 34 rnnn w 机械设计课程设计 4 3 3 2 各轴的输入功率 各轴的输入功率 1 轴 kwPP112 2 96 02 2 101 2 轴 kwPP03 299 097 0 112 2 3212 3 轴 kwPP95 199 0 97 029 4 3223 卷筒轴 kwPP95 1 34 3 3 3 各轴的输入转矩 各轴的输入转矩 电机轴 mN n P T m 80 14 1420 2 2 95509550 0 0 1 轴 mN n P T 35 38 526 112 2 95509550 1 1 1 2 轴 mN n P T 51 141 137 03 2 95509550 2 2 2 3 轴 mN n P T 08 433 43 95 1 95509550 3 3 3 滚筒轴 34 TT 3 3 4 整理列表整理列表 轴名功率kwP 转矩 mNT 转速min rn 电机轴5 531 171440 14 5189 73480 24 29277 4147 69 34 08612 0663 66 滚筒轴4 08612 0663 66 机械设计课程设计 5 4 V 带传动的设计带传动的设计 4 1 V 带的基本参数带的基本参数 1 确定计算功率 确定计算功率 c P 已知 kwP7 4 min 1440rnm 查 机械设计基础 表 13 8 得工况系数 2 1 A K 则 kwkwPKP Ac 64 5 7 42 1 2 选取 选取 V 带型号 带型号 根据 查 机械设计基础 图 13 15 选用 A 型 V 带 c P m n 3 确定大 小带轮的基准直径 确定大 小带轮的基准直径 d d 1 初选小带轮的基准直径 mmdd110 1 2 计算大带轮基准直径 mmdid dd 4 32302 0 1110302 0 1 12 带 圆整取 误差小于 5 是允许的 mmdd330 2 4 验算带速 验算带速 smsm nd v md 25 5 29 8 100060 144011014 3 100060 1 带的速度合适 5 确定 确定 V 带的基准长度和传动中心距 带的基准长度和传动中心距 中心距 2 7 0 21021dddd ddadd 机械设计课程设计 6 初选中心距mmdda dd 660 330110 5 1 5 1 210 取中心距 mma660 0 2 基准长度 mm a dd ddaL dd ddd 2029 6604 110330 330110 2 14 3 6602 4 2 2 2 0 2 12 2100 对于 A 型带选用 mmLd2300 3 实际中心距 mm LL aa dd 5 795 2 20292300 660 2 0 0 6 验算主动轮上的包角 验算主动轮上的包角 1 由 a dd dd 3 57 180 121 得 12015 164 5 795 3 57 110330 180 1 主动轮上的包角合适 7 计算 计算 V 带的根数带的根数 z L A r KKPP PK P P z c 00 查 机械设计基础 表 13 3 得 min 1440rnm mmdd110 1 kwP61 1 0 2 查表得 min 1440rnm 3 带 i kwP17 0 0 3 由查表得 包角修正系数 15 164 1 95 0 K 4 由 与 V 带型号 A 型查表得 mmLd2300 06 1 L K 机械设计课程设计 7 综上数据 得15 3 06 1 95 0 17 0 61 1 7 42 1 z 取合适 104 z 8 计算预紧力 计算预紧力 初拉力 初拉力 0 F 根据带型 A 型查 机械设计基础 表 13 1 得 mkgq 1 0 N qv kzv P F c 63 145 29 8 1 01 95 0 5 2 29 8 4 64 5 500 1 5 2 500 2 2 0 9 计算作用在轴上的压轴力 计算作用在轴上的压轴力 Q F N ZFFQ 91 1153 2 15 164 sin63 14542 2 sin2 1 0 其中为小带轮的包角 1 10 V 带传动的主要参数整理并列表 带传动的主要参数整理并列表 带型 带轮基准直径 mm 传动比基准长度 mm A 110 1 d d 330 2 d d 32300 中心距 mm 根数初拉力 N 压轴力 N 6604145 631153 91 机械设计课程设计 8 4 2 带轮结构的设计带轮结构的设计 1 带轮的材料 采用铸铁带轮 常用材料 HT200 2 带轮的结构形式 V 带轮的结构形式与 V 带的基准直径有关 小带轮接电动机 较小 所以采用实心式结构带轮 mmdd110 1 5 齿轮的设计齿轮的设计 5 1 齿轮传动设计 齿轮传动设计 1 2 轮的设计 轮的设计 5 1 1 齿轮的类型齿轮的类型 1 依照传动方案 本设计选用二级展开式斜齿圆柱齿轮传动 2 运输机为一般工作机器 运转速度不高 查 机械设计基础 表 11 2 选用 8 级精度 3 材料选择 小齿轮材料为 40Cr 渗碳淬火 齿面硬度为 55HRC 接触疲 劳强度极限 MPa H 1200 lim 弯曲疲劳强度极限 大齿轮材料为 45 钢MPa FE 720 表面淬火 齿面硬度为 55HRC 接触疲劳强度极限 MPa H 1140 lim 弯曲疲劳强度极限 MPa FE 700 查 机械设计基础 表 11 5 取 查表 11 4 取区域系 25 1 SF 0 1 SH 数 弹性系数 锻钢 锻钢 5 2 zH 8 189 zE 有 1200MPa 1H H H S 1lim 1200 1 机械设计课程设计 9 1140MPa 2H H H s 2lim 1 1140 576MPa 1F F FE S 1 25 1 720 560MPa 2F F FE S 2 25 1 700 4 螺旋角 8 20 初选 15 5 齿数 初选小齿轮齿数 19 1 z 大齿轮齿数 取 99 6021 3 19 2 z62 2 z 故实际传动比 则 26 3 19 62 1 2 z z i实 5 6 1 21 3 21 3 26 3 5 1 2 尺面接触强度较合尺面接触强度较合 1 3 2 H HE d 1 1 ZZZ u 1u 2KT d 1 取载荷3 1 K 2 6 0 d 3 8 189 E Z5 2 H Z 983 0 cos Z 032 44 1140 0 9832 5189 8 3 21 121 3 0 6 1089 731 32 d 3 2 3 1 2 计算模数 n m 查表取24 2 19 15cos032 44cos 1 1 z d mn 3 n m 3 取整 b 27mmmmdb d 42 26032 446 0 1 机械设计课程设计 10 4 计算齿轮圆周速度sm nd v 11 1 100060 480032 4414 3 100060 11 5 1 3 按轮齿弯曲强度设计计算按轮齿弯曲强度设计计算 因为所选材料硬大度于 350HBS 所以为硬齿面 1 法向模数 2 1 3 2 1 2cos FS n dF Y YKT m Z 2 查 机械设计基础 表 11 3 得载荷系数 k 1 3 3 查 机械设计基础 表 11 6 得齿宽系数6 0 d 4 小齿轮上的转矩mNT 73 89 1 5 齿形系数 08 21 15cos 19 cos 33 1 1 z zv 81 68 15cos 62 cos 33 2 2 z v z 查 机械设计基础 图 11 8 得 98 2 1 F Y32 2 2 F Y 查 机械设计基础 图 11 9 得 55 1 1 S Y73 1 2 S Y 因为和 008 0 576 55 1 98 2 1 11 F SF YY 比较 00697 0 576 73 1 32 2 2 22 F SF YY 所以对小齿轮进行弯曲强度计算 6 法向模数 3 2 1 2 1 cos2 F SF d n YY Z KT m 32 3 2 2 1 3 89 73 10cos 15 0 0082 01 1 19 n mmm 机械设计课程设计 11 取 mmmn3 7 中心距 mmmm mzz a n 79 125 15cos2 3 6219 cos2 21 圆整为 126mm 8 确定螺旋角 32 2115 1262 3 6219 arccos 2 arccos 21 a mzz n 9 确定齿轮的分度圆直径 mm mz d mm mz d n n 88 192 32 2115cos 362 cos 11 59 32 2115cos 319 cos 2 2 1 1 10 齿轮宽度 圆整为 36 mm mmdb d 42 26032 446 0 1 圆整后取 mmB36 2 mmB41 1 11 重合度确定 查表得 590 1848 0742 0 996 0 32 2115tan196 0318 0tan318 0 1 z d 所以586 2996 0 590 1 t m cos n m 12 齿轮尺寸表 机械设计课程设计 12 将几何尺寸汇于表 序号名称符号计算公式及参数选择 1端面模数 t mmm11 3 2螺旋角 32 2115 3分度圆直径 12 d dmmmm88 192 11 59 4齿顶高 a hmm3 5齿根高 f h mm75 3 6全齿高 hmm75 6 7顶隙cmm75 0 8齿顶圆直径 12 aa ddmmmm88 198 11 65 9齿根圆直径 12 ff ddmmmm38 185 61 51 10中心距a126 5 1 4 验算齿面接触强度验算齿面接触强度 MPaMPa u u bd kT H HEHzzz 1200 71 838 21 3 121 3 11 5927 1073 893 12 32 2115cos5 28 189 12 1 2 3 2 1 1 1 可知是安全的 MPaMPa u u bd kT H HEHzzz 1140 18 452 21 3 121 3 88 19227 104 2773 12 982 0 5 28 189 12 2 2 3 2 2 2 2 机械设计课程设计 13 较合安全 5 1 5 验算齿面弯曲强度验算齿面弯曲强度 Mpa YY mbd KT SaF nt t F 57607 225 55 198 2 311 5927 1073 893 122 3 11 1 1 1 Mpa YY YY SaFa SaFa FF 56057 195 55 1 98 2 32 2 73 1 07 225 11 22 12 较合安全 5 2 齿轮传动设计 齿轮传动设计 3 4 齿轮的设计 齿轮的设计 5 2 1 齿轮的类型齿轮的类型 1 材料选择 小齿轮材料为 40Cr 渗碳淬火 齿面硬度为 55HRC 接触 疲劳强度极限 MPa H 1200 lim 弯曲疲劳强度极限 大齿轮材料为 45 钢MPa FE 720 表面淬火 齿面硬度为 55HRC 接触疲劳强度极限 MPa H 1140 lim 弯曲疲劳强度极限 MPa FE 700 查 机械设计基础 表 11 5 取 查表 11 4 取区域系 25 1 SF 0 1 SH 数 弹性系数 锻钢 锻钢 5 2 zH 8 189 zE 有 1200MPa 1H H H S 1lim 1 1200 1140MPa 2H H H s 2lim 1 1140 机械设计课程设计 14 576MPa 1F F FE S 1 25 1 720 560MPa 2F F FE S 2 25 1 700 2 螺旋角 8 20 初选 15 3 齿数 初选小齿轮齿数 23 3 z 大齿轮齿数 取 98 5126 2 23 4 z52 4 z 故实际传动比 A 则 5 0 26 2 26 2 26 2 5 2 2 按尺面接触强度较合按尺面接触强度较合 1 3 2 H HE d 2 3 ZZZ u 1u 2KT d 1 取载荷3 1 K 2 6 0 d 3 8 189 E Z5 2 H Z 983 0 cos Z 21 66 1140 0 9832 5189 8 2 26 12 26 0 6 10 4 2771 32 d 3 2 3 3 2 计算模数 nt m mm z d mnt78 2 23 15cos21 66cos 3 3 mmdb d 73 3921 666 0 3 3 计算齿轮圆周速度sm nd v 66 1 100060 48021 6614 3 100060 3 机械设计课程设计 15 5 2 3 按轮齿弯曲强度设计计算按轮齿弯曲强度设计计算 因为所选材料硬大度于 350HBS 所以为硬齿面 1 法向模数 3 2 3 2 2 cos2 F SF d n YY Z KT m 2 查 机械设计基础 表 11 3 得载荷系数 k 1 3 3 查 机械设计基础 表 11 6 得齿宽系数6 0 d 4 小齿轮上的转矩mNT 4 277 2 5 齿形系数 52 25 15cos 23 cos 33 3 3 z zv 70 57 15cos 52 cos 33 4 4 z v z 查 机械设计基础 图 11 8 得 80 2 3 F Y34 2 4 F Y 查 机械设计基础 图 11 9 得 58 1 3 S Y71 1 4 S Y 因为和00768 0 576 58 180 2 1 33 F SF YY 比较00695 0 576 71 1 34 2 2 44 F SF YY 所以对小齿轮进行弯曲强度计算 6 法向模数 3 2 3 2 2 cos2 F SF d n YY Z KT m mmmn53 2 00768 0 236 0 15cos10 4 2773 12 3 2 23 取mmmn3 7 中心距 mmmm mzz a n 47 116 15cos2 3 5223 cos2 43 机械设计课程设计 16 圆整为 120mm 8 确定螺旋角 50 2120 1202 3 5223 arccos 2 arccos 43 a mzz n 9 确定齿轮的分度圆直径 mm mz d mm mz d n n 6 169 32 5615cos 352 cos 6 73 32 5615cos 323 cos 4 4 3 3 10 齿轮宽度 圆整为 45mmmmdb d 16 44 6 736 0 3 圆整后取 mmB45 3 mmB50 4 11 重合度确定 查表得 582 1 820 0762 0 629 1 50 2120tan236 0318 0 tan318 0 3 z d 所以211 3 629 1582 1 t m cos n m 12 齿轮尺寸表格 机械设计课程设计 17 将几何尺寸汇于表 序号名称符号计算公式及参数选择 1端面模数 t m mm12 3 2螺旋角 50 2120 3分度圆直径 43d d mmmm 6 169 6 73 4齿顶高 a h mm4 5齿根高 f h mm5 6全齿高 h mm9 7顶隙cmm1 8齿顶圆直径 43 dd mmmm 6 177 6 81 9齿根圆直径 43ff dd mmmm 6 159 6 63 10中心距amm120 11重合度 211 3 5 2 4 验算齿面接触强度验算齿面接触强度 MPaMPa u u bd kT H HEHzzz 1200 55 966 26 2 126 2 6 7345 10 4 2773 12 986 0 5 2 8 189 12 3 2 3 2 3 2 3 可知是安全的 MPaMPa u u bd kT tH HEHzzz 1140 67 611 26 2 126 2 6 16945 1006 6123 12 968 0 5 28 189 12 1 2 3 2 4 3 4 较合安全 机械设计课程设计 18 5 2 5 验算齿面弯曲强度验算齿面弯曲强度 查 机械设计基础 图 11 8 得 80 2 3 F Y34 2 4 F Y 查 机械设计基础 图 11 9 得 58 1 3 S Y71 1 4 S Y MpaYY mbd KT SaFa n F 57613 32158 1 80 2 3 6 7345 10 4 2773 122 3 33 3 2 3 Mpa YY YY SaFa SaFa FF 56045 290 58 1 80 2 34 2 71 1 13 321 33 44 34 6 轴的设计 中速轴 轴的设计 中速轴 6 1 求作用在齿轮上的力求作用在齿轮上的力 因为高速轴的小齿轮与中速轴的大齿轮相啮合 故两齿轮所受的 t F r F 都是作用力与反作用力的关系 则大齿轮上所受的力为 轮圆周力 N mz T d T F n t 98 3035 32 2115cos 319 100073 892 cos 22 1 1 1 1 齿轮劲向力 NFF n tr 93 1145 32 2115cos 20tan 98 3035 cos tan 齿轮轴向力 NFF ta 91 833 32 2115tan98 3035tan 同理中速轴小齿轮上的三个力分别为 NF NF NF a r t 58 2730 05 2856 50 7356 机械设计课程设计 19 6 2 选取材料选取材料 可选轴的材料为 45 钢 调质处理 查表 5 11 650 360 270 155 2 15 10 bs MPaMPaMPaMPa EMPa 6 2 1 轴最小直径的确定轴最小直径的确定 根据表 取得115 C mmmm n P Cd43 34 69 147 29 4 112 3 3 2 2 考虑到轴上有两个键所直径增加 4 5 故取最小直径 35mm 且出现在轴承处 6 2 2 根据轴向定位的要求 确定轴的各段直径和长度根据轴向定位的要求 确定轴的各段直径和长度 初选圆锥滚子轴承 30207 型号 GB T 297 1994 mmmmmmCTBDd1525 18177235 6 3 键的选择键的选择 1 采用圆头普通平键 A 型 GB T 1096 1979 连接 大齿轮处键的尺 寸 小齿轮处键的尺寸为 mmmmmmhbl81228 齿轮与轴的配合为 滚动mmmmmmhbd91436 Mpa p 110 7 6 H r 轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的 此外选轴的直径尺寸公差为 6m 2 键的较合 MpaMpa dhl T p pp 11032 94 281235 10 3 2774 4 3 机械设计课程设计 20 6 4 求两轴所受的垂直支反力和水平支反力求两轴所受的垂直支反力和水平支反力 6 4 1 受力图分析受力图分析 将轴系部件受到的空间力系分解到铅垂面和水平面上两个平面力系 总受力图 铅垂方向受力图 水平方向受力图 机械设计课程设计 21 6 4 2 垂直支反力求解垂直支反力求解 对左端点 O 点取矩 n i iO FM 1 0 0 2 2 3212211 xxxFdFdFxxFxF vaarr大大小小小大 0175 5 4691 833 5 3458 2730 5 12705 2856 5 6293 1145 2 v F 1766 73N 2v F 依铅垂方向受力图可知 0 21 小大rrvv FFFF 005 285693 114573 1766 1 v F 56 61N 1v F 6 4 3 水平支反力求解水平支反力求解 同理 6 4 2 解得 NFh06 45 1 NFh46 4275 2 机械设计课程设计 22 6 5 剪力图和弯矩图剪力图和弯矩图 6 5 1 垂直方向剪力图垂直方向剪力图 6 5 2 垂直方向弯矩图垂直方向弯矩图 段弯矩 1 x 5 62 0 61 56 xxxFM s 段弯矩 2 x 5 127 5 62 255 14917432 1089 02 1 xxM dFxFxFM ars大大大 段弯矩 3 x 175 5 127 75 30917773 1766 2 2 21a1 xxM dFxxFdFxFxFM arrs小小小大大大 可作弯矩图 机械设计课程设计 23 6 5 3 水平方向剪力图水平方向剪力图 6 5 4 水平方向弯矩图水平方向弯矩图 段弯矩 1 x 5 62 0 06 45 xxxFM s 段弯矩 2 x 机械设计课程设计 24 5 127 5 62 75 18974806 45 0 1 xxM xFxFM st大 段弯矩 3 x 175 5 127 74820546 4275 0 211 xxM xFxxFxFM stt 小大 6 6 扭矩图扭矩图 在段上 1 x mN 0 1 T 在段上 2 x mNdFT t 3 2829398 30352 2大大 在段上 3 x mNdFT t 5 28T2 TT 223小小 机械设计课程设计 25 6 7 剪力 弯矩总表剪力 弯矩总表 载荷水平面H垂直面V 支持力F NFh06 45 1 NFh46 4275 2 56 61N 1v F 1766 73N 2v F 弯矩M 5 62 0 06 45 xxxFM s 5 127 5 62 75 18974806 45 xxM 175 5 127 74820546 4275 xxM 5 62 0 61 56 xxM 5 127 5 62 255 14917432 1089 x xM 175 5 127 75 30917773 1766 x xM 总弯矩 mNM 5 425 2816125 3538 22 1 mmNM 8 21975 203129675 83919 22 2 扭矩T 在段上 1 x mN 0 1 T 在段上 2 x mNdFT t 3 2829398 30352 2大大 在段上 3 x mNdFT t 5 28T2 TT 223小小 机械设计课程设计 26 6 8 按弯扭合成应力校核轴的强度按弯扭合成应力校核轴的强度 由图分析可矢小轮面为危险面 对小轮面较合进行校核时 根据计算式及 上表的数据 以及轴单向旋转 扭转切应力为脉动循环变应力 取 轴0 6 的计算应力 MpaMpa W TM ca 270 72 64 351 0 2823006 0 219800 1 3 222 1 2 1 前已选定轴的材料为 45 钢 调质处理 查表可得 故安全 1ca 7 减速器附件的选择及简要说明减速器附件的选择及简要说明 7 1 检查孔与检查孔盖检查孔与检查孔盖 二级减速器总的中心距 则检查孔宽mmaaa334186148 3412 长 检查孔盖宽 长 螺栓孔定位mmb80 mmL140 mmb110 1 mmL170 1 尺寸 宽 圆角 mmb95 2 11080 2 mmL155 2 170140 2 mmR5 孔径 孔数 孔盖厚度为 材料为 Q235 mmd8 4 6 nmm6 7 2 通气器通气器 可选为 5 122 M 7 3 油塞油塞 为了换油及清洗箱体时排出油污 在箱体底部最低位置设置一个排油孔 排油孔用油塞及封油圈堵住 在本次设计中 可选为 封油圈材料为5 116 M 耐油橡胶 油塞材料为 Q235 机械设计课程设计 27 7 4 油标油标 选用带螺纹的游标尺 可选为 16M 7 5 吊环螺钉的选择吊环螺钉的选择 可选单螺钉起吊 其螺纹规格为 16M 7 6 定位销定位销 为保证箱体轴承座孔的镗制和装配精度 在箱体分箱面凸缘长度方向两侧 各安装一个圆锥定位销 其直径可取 长度应大于分箱面凸缘的总长mmd10 度 7 7 启盖螺钉启盖螺钉 启盖螺钉上的螺纹段要高出凸缘厚度 螺纹段端部做成圆柱形 8 减速器润滑与密封减速器润滑与密封 8 1 润滑方式润滑方式 8 1 1 齿轮润滑方式齿轮润滑方式 齿轮 应采用喷油润滑 但考虑成本及需要选用浸0 40 12 vm sm s 油润滑 8 1 2 齿轮润滑方式齿轮润滑方式 轴承采用润滑脂润滑 机械设计课程设计 28 8 2 润滑方式润滑方式 8 2 1 齿轮润滑油牌号及用量齿轮润滑油牌号及用量 齿轮润滑选用 150 号机械油 GB 443 1989 最低 最高油面距 大齿轮 10 20mm 需油量为 1 5L 左右 8 2 2 轴承润滑油牌号及用量轴承润滑油牌号及用量 轴承润滑选用 ZL 3 型润滑脂 GB 7324 1987 用油量为轴承间隙的 1 3 1 2 为宜 8 3 密封方式密封方式 1 箱座与箱盖凸缘接合面的密封箱座与箱盖凸缘接合面的密封 选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法 2 观察孔和油孔等出接合面的密封观察孔和油孔等出接合面的密封 在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸 垫片进行密封 3 轴承孔的密封轴承孔的密封 闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部 轴的外延端与透端盖的间隙 由于 故选用半粗羊毛毡加以密封 v 3 m s 4 轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封 防止润滑油进入轴承内部轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封 防止润滑油进入轴承内部 9 机座箱体结构尺寸机座箱体结构尺寸 9 1 箱体的结构设计箱体的结构设计 在本次设计中箱体材料选择铸铁 HT200 即可满足设计要求 机械设计课程设计 29 代号名称设计计算结果 箱座壁厚 3025 0 a 9 63156025 0 mm8 1 箱盖壁厚 302 0 1 a 12 6 315602 0 mm8 1