【文章內(nèi)容簡介】 截面左側(cè)彎矩為：M VⅠ左= =(1261)= 159 517NmmⅠⅠ截面右側(cè)彎矩為：M VⅠ右= 64FVB=642347= 150 208NmmⅡⅡ截面處的彎矩為：M VⅡ= =2347= 62 196Nmm4）作合成彎矩圖（圖1e）ⅠⅠ截面：ⅡⅡ截面：5）作轉(zhuǎn)矩圖（圖1f）T=106P/n= 105Nmm6）求當量彎矩因減速器單向運轉(zhuǎn)，故可認為轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)變化。ⅠⅠ截面：ⅡⅡ截面：圖17)確定危險截面及校核強度由圖1可以看出，截面ⅠⅠ、ⅡⅡ所受轉(zhuǎn)矩相同，但彎矩M eⅠ＞M eⅡ，且軸上還有鍵槽，故截面ⅠⅠ可能為危險截面。但由于軸徑d3＞d2，故也應(yīng)對截面ⅡⅡ進行校核。ⅠⅠ截面：ⅡⅡ截面：查表《軸的許用彎曲應(yīng)力》得[σ1b]=60MPa，滿足σe≤[σ1b]的條件，故設(shè)計的軸有足夠強度，并有一定裕量。（6）修改軸的結(jié)構(gòu)因所設(shè)計軸的強度裕度不大，此軸不必再作修改。中間軸的設(shè)計（1）選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 《軸的常用材料及部分機械性能》查得抗拉強度極限σB＝650MPa，屈服極限σS＝360MPa，σ1＝300MPa，彎曲疲勞極限再由表《軸的許用彎曲應(yīng)力》得許用彎曲應(yīng)力[σ1b] ＝60MPa。（2）按扭矩強度估算軸徑根據(jù)表《常用材料的[τ]值和C值》查得C=107～118。又由式得：由設(shè)計手冊取標準直徑d=25mm（3）設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)1）確定軸上零件的位置和固定方式要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。確定大齒輪從軸的左端裝入，小齒輪從軸的右端裝入，用軸肩（或軸環(huán)）定位。這樣齒輪在軸上的軸向位置完全確定。齒輪的周向固定采用平鍵連接。軸承安裝于減速器內(nèi)，其軸向用軸肩固定，軸向采用過盈配合固定。2)確定各軸段的直徑如下圖2，軸段①（外伸端）直徑最小，d1=25mm，則d5=d1=25mm；由于小齒輪軸段②和大齒輪軸段④的直徑為d2=d4=30mm；用相同的方法確定軸段③的直徑d3=35mm；為了便于拆卸左右軸承，可查出6205型滾動軸承的安裝高度為3mm。3)確定各軸段的長度由于小齒輪輪轂寬度為80mm，為保證齒輪固定可靠，軸段②的長度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度，取l2=78mm；由于大齒輪輪轂寬度為50mm，為保證齒輪固定可靠，軸段④的長度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度，取l4=48mm；為保證齒輪端面于箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面于箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距，取該間距，取該間距為10mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為15mm），并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm，所以軸段l1=32mm，用同樣的方法可以確定軸段③、⑤為l3=10mm，l5=35mm4)確定鍵槽的主要尺寸在軸段②、④上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長度比相應(yīng)的輪轂寬度小約5～10mm，鍵槽寬度按軸段直徑查手冊得到。經(jīng)查表《鍵的主要尺寸》得到：中間軸上②段鍵槽鍵寬b為8mm，鍵高h為7mm，鍵長L為70mm。中間軸上④段的鍵槽鍵寬b為8mm，鍵高h為7mm，鍵長L為40mm。5）選定軸的結(jié)構(gòu)細節(jié)，如倒角、圓角、退刀槽等的尺寸。按設(shè)計結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖（見圖2）圖2高速軸的設(shè)計（1）選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。由表 《軸的常用材料及部分機械性能》查得強度極限σB＝650Mpa，再由表《軸的許用彎曲應(yīng)力》得許用彎曲應(yīng)力[σ1b] ＝60MPa。（2）按扭矩強度估算軸徑根據(jù)表《常用材料的[τ]值和C值》查得C=107～118。又由式得：考慮到該軸段上裝聯(lián)軸器和有鍵槽，故將估算直徑加大3%～5%，～。由設(shè)計手冊取標準直徑d=18mm（3）設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)1）確定軸的固定方式要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。參考圖如下圖3。2)確定各軸段的直徑如下圖3，軸段①（外伸端）直徑最小，d1=18mm；考慮到要對安裝在軸段①上的聯(lián)軸器進行定位，軸段②上應(yīng)有軸肩，同時為順利地在軸段②上安裝軸承，軸段②必須滿足軸承內(nèi)徑的標準，故取軸段②的直徑為d2=25mm；由于小齒輪④的齒頂圓直徑為54mm，即d4=54mm；用相同的方法確定軸段⑥的直徑d6=25mm；為了便于拆卸左右軸承，可查出6205型滾動軸承的安裝高度為3mm，取d3=d5=30mm。3)確定各軸段的長度小齒輪輪轂寬度為55mm，則軸段④的長度取l4=55mm；為保證小齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面于箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的間距，根據(jù)高速軸的齒輪與箱體間的距離，取該間距為10mm；為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬度為15mm），并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm，所以軸段l5=15mm,l6=15mm,l3=，根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距軸承蓋要有一定距離的要求，取l2=70mm；查閱有關(guān)聯(lián)軸器手冊取l1=40mm。4)確定鍵槽的主要尺寸在軸段①上加工出鍵槽，鍵槽的長度比相應(yīng)的輪轂寬度小約5～10mm，鍵槽寬度按軸段直徑查手冊得到。經(jīng)查表《鍵的主要尺寸》得到：高速軸上①段的鍵槽鍵寬b為6mm，鍵高h為6mm，鍵長L為30mm。5）選定軸的結(jié)構(gòu)細節(jié)，如倒角、圓角、退刀槽等的尺寸。按設(shè)計結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖（見圖3）圖3（五）齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計直齒圓柱齒輪Ⅰ的設(shè)計由于直齒齒輪的齒頂圓直徑da≤200mm時，采用實體式結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)型式的齒輪常用鍛鋼制造。齒輪Ⅰ的小齒輪的各部分尺寸見下表（單位：mm）：分度圓直徑d齒頂高ha齒根高h f齒寬b150255齒頂圓直徑d a齒根圓直徑d f中心距a模數(shù)m54451132齒輪Ⅰ的大齒輪的各部分尺寸見下表（單位：mm）：分度圓直徑d齒頂高ha齒根高h f齒寬b2176250齒頂圓直徑d a齒根圓直徑d f中心距a模數(shù)m1801711132直齒圓柱齒輪Ⅰ的圖樣如下圖所示：圖4直齒圓柱齒輪Ⅱ的設(shè)計當直齒齒輪的齒頂圓直徑da≤200mm時，采用實體式結(jié)構(gòu)；當直齒齒輪的齒頂圓直徑da=200～500mm時，采用腹板式結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)型式的齒輪一般多用鍛鋼制造。齒輪Ⅱ的小齒輪的各部分尺寸見下表（單位：mm）：分度圓直徑d齒頂高ha齒根高h f齒寬b175380齒頂圓直徑d a齒根圓直徑d f中心距a模數(shù)m811353齒輪Ⅱ的大齒輪的各部分尺寸見下表（單位：mm）：分度圓直徑d齒頂高ha齒根高h f齒寬b2195375齒頂圓直徑d a齒根圓直徑d f中心距a模數(shù)m2011353對于大齒輪腹板結(jié)構(gòu)，計算如下：d1==45mm=72mmD1= da－(10～12)mn=201－(10～12)3=165～171mm，取D1=168mmD0=1/2（D1＋d1）=1/2（168＋72）mm=120mmd0=（D1－d1）=（168－72）mm=24mmc==75mm=直齒圓柱齒輪Ⅱ的小齒輪圖樣如下圖所示：圖5直齒圓柱齒輪Ⅱ的大齒輪圖樣如下圖所示：圖6（六）滾動軸承的選擇 根據(jù)安裝軸承的直徑和安裝尺寸B的大小來選擇軸承代號，而B的大小由軸承與減速器連接的結(jié)構(gòu)來確定。《深溝球軸承》得：高速軸兩端選擇新標準的代號為6205的軸承；中間軸兩端選擇新標準的代號為6205的軸承；低速軸兩端選擇新標準的代號為6208的軸承。軸承的示意圖（如圖7）：圖7軸承的基本尺寸如下表：軸承代號基本尺寸/mm安裝尺寸/mmdDBrs minda minDa maxras max6205255215131461620840801847731（七）聯(lián)軸器的選擇和強度校核 聯(lián)軸器的選擇在選擇聯(lián)軸器時，首先應(yīng)根據(jù)工作條件和使用要求確定聯(lián)軸器的類型，然后再根據(jù)聯(lián)軸器所傳遞的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和被連接軸的直徑確定其結(jié)構(gòu)尺寸。型號公稱扭矩/Nm許用轉(zhuǎn)速/（r/min）軸孔直徑（dd2）軸孔長度Y型J、JZ型鐵鋼mmLL1LHL11607100710016，18423042型號D質(zhì)量/kg轉(zhuǎn)動慣量/kgm2許用補償量徑向△Y軸向△XmmmmHL1902177。因為彈性柱銷聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力大、結(jié)構(gòu)更簡單、耐用性好，用于軸向竄動較大、正反轉(zhuǎn)或啟動頻繁的場合。而彈性套柱銷聯(lián)軸器易磨損、壽命較短，故選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表《彈性柱銷聯(lián)軸器》可知蝸桿軸聯(lián)接電動機選用HL1型號，聯(lián)軸器的基本數(shù)據(jù)如上表：聯(lián)軸器的校核聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩可按下式計算：Tc=KT式中T為名義轉(zhuǎn)矩，單位為Nm；Tc為計算轉(zhuǎn)矩，單位為Nm；K為工作情況系數(shù)，由表《聯(lián)軸器和離合器的工作情況系數(shù)K》得：K=蝸桿軸與電動機之間的聯(lián)軸器校核名義轉(zhuǎn)矩T=m，則Tc=m=m由上表知：額定轉(zhuǎn)矩Tm=160Nm；許用轉(zhuǎn)速[n]=7100 r/min。又Tc=m＜Tm=160Nm；n=1400 r/min＜[n]=7100 r/min，所以選擇該聯(lián)軸器合適。（八）鍵的選擇和強度校核鍵的選擇鍵應(yīng)該選擇平鍵A型，平鍵連接結(jié)構(gòu)簡單、裝卸方便，對中較好，故應(yīng)用很廣泛。根據(jù)軸徑及查表《鍵的主要尺寸》可得：低速軸⑥段鍵槽鍵寬b為10mm，鍵高h為8mm，鍵長L為70mm。低速軸②段鍵槽鍵寬b為14mm，鍵高h為9mm，鍵長L為60mm。中間軸②段鍵槽鍵寬b為8mm，鍵高h為7mm，鍵長L為70mm。中間軸④段鍵槽鍵寬b為8mm，鍵高h為7mm，鍵長L為40mm。高速軸①段鍵槽鍵寬b為6mm，鍵高h為6mm，鍵長L為30mm。鍵的校核對于鍵的校核，選擇低速軸上⑥段的鍵進行校核，其他鍵同樣的原理和步驟進行校核。低速軸上⑥段平鍵連接的受力情況（如圖8）：圖8鍵的工作長度l=Lb=7010=60mm。T為被固定零件傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為Nmm；T=105Nmm。由于鍵載荷性質(zhì)為輕微沖擊，經(jīng)查表《鍵連接的許用應(yīng)力》得：鍵連接中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力[σjy]=100～120MPa；又因此，選用該鍵是合適的。三、減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計（一）軸、滾動軸承的組合設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的強度與工作應(yīng)力的大小和性質(zhì)有關(guān)。因此在選擇軸的結(jié)構(gòu)形狀時應(yīng)注意以下幾個方面：（1）使軸的形狀接近于等強度條件，以充分利用材料承載能力；（2）盡量避免各軸段剖面突然改變以降低局部應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強度；（3）改變軸上零件的布置，有時可以減小軸上的載荷；（4）改進軸上零件的結(jié)構(gòu)也可以減小軸上的載荷。同時，零件在軸上的固定要根據(jù)零件的作用來確定。軸與其他零件相配合時，軸頭或軸頸、端面應(yīng)該縮過2～3mm，以保證軸上零件的壓緊，為了保證零件端面緊靠定位面，軸肩處的圓角半徑R不能太大，應(yīng)使R≤C或R＜R’，若同一軸的多個軸段上有鍵槽時，為了減少鍵槽加工時的裝夾次數(shù)，各鍵槽在軸同一側(cè)表面線上加工。滾動軸承的組合設(shè)計滾動軸承的標準部件，設(shè)計時只需要選擇軸承的類型和型號，并進行軸承的組合設(shè)計即可，軸承類型是根據(jù)載荷大小、方向和極限轉(zhuǎn)速高低、旋轉(zhuǎn)精度、工作條件及經(jīng)濟性等要求來選擇尺寸大小，由軸承的壽命計算來確定；為使軸正常工作通常采用如下調(diào)整措施：保證滾動軸承應(yīng)有的間隙，軸承底座及壁應(yīng)有足夠的厚度，并用加強肋加強其剛性。軸承的組合設(shè)計包括軸承套圈的軸向固定、軸組件的軸向固定、軸承的預緊、滾動軸承的配合與裝拆，軸承的潤滑與密封。（二）箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計箱體的結(jié)構(gòu)分析一般絕大多數(shù)中、小型減速器均采用滾動軸承，只有載荷很大，工作條件惡劣，在轉(zhuǎn)速很高的場合才采用滑動軸承。箱體時減速器中的一個重要零件，是被用來支承和固定軸系零件保證傳動零件的正確嚙合，使箱體內(nèi)零件具有良好的潤滑及密封，箱體的形狀較為復雜，其重量占整個減速器總重量的一半，因此箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計對減速器工作性能，制造工藝，材料消耗很重要及成本有很大影響，設(shè)計時必須全面考慮。減速器根據(jù)其毛坯制造方法和箱體部分等可分為：鑄造箱體和焊接箱體箱體大多數(shù)時鑄造而成，材料多采用灰鑄鐵HT200或HT250，對于重型箱體，為了提高承受振動和沖擊的能力，可采用球墨鑄造或鑄鋼。鑄造箱體剛性好，易切削并可得到合理的復雜外形，但重量大，適宜用于成批生產(chǎn)。在單件生產(chǎn)中，特別是大型減速器，為了減輕重量和縮短生產(chǎn)周期，箱體常采用Q215或Q235鋼板焊接而成。軸承底座部分用于鑄鋼制成，焊接箱體的壁厚可比鑄造箱體壁厚薄20%～30%。為使箱體零件裝卸方便，箱體常制成剖分式，其剖分面常與軸線平面重合，由水平和傾斜兩種，前者加工方便應(yīng)用較多，后者有利于各級齒輪傳動的潤滑，但部分處結(jié)合面加工困難，應(yīng)用較少。箱體的結(jié)構(gòu)尺寸名 稱符號計算公式結(jié)果箱座厚度δδ=+1≥88箱蓋厚度δ1δ1=+1≥88箱蓋凸緣厚度b1b=12箱座凸緣厚度bb=12箱座底凸緣厚度b2b=20地腳螺釘直徑dfdf=+12