【導讀】機械設計課程是培養(yǎng)學生具有機械設計能力的技術基礎課。和生產實踐知識來解決工程實際中的具體設計問題；正確設計思想和分析問題、解決問題的能力；學習進行機械設計基礎技能的訓練，例如：計算，繪圖，查閱設計資料和手冊，運用標準和規(guī)范等。1）機械系統(tǒng)總體方案圖1張；2）傳動裝置裝配圖1張；3）零件圖2張；按工作要求選用Y系列封閉式三相異步電動機。閉自扇冷式結構，額定電壓為380V，額定頻率為50Hz。工作機有效功率Pw=1000vF?,根據(jù)任務書所給數(shù)據(jù)F=6KN，分別為V帶傳動效率,滾動軸承效率，齒輪傳動效率，聯(lián)軸器效率，滾筒效率。據(jù)《機械設計手冊》知1?三種，準備選擇1500r/min。查詢機械設計手冊確定電機的型號。其滿載轉速為1460r/min,額定功率為11KW。速級大齒輪浸油深度大致相近，其傳動比i1=(~)i2。為高速級傳動比；i2為低速級傳動比。軸號功率轉矩（N?據(jù)Pc和n0值查圖4-6選用A帶。因為~25m/s之間，故帶速合適。

　　

【正文】 為保證與中間軸小齒輪準確嚙合，則 CD=,且軸應超出軸承23mm，故取 l7=48mm， d7=85mm。 ⑦ 為保證兩軸承準確裝入箱體軸承孔，取 IVV段長度為 l4=53mm， d4=95mm。 （ 4）確定軸承及齒輪作用力位置 先確定軸承支點位置，查 6217 軸承，其支點尺寸 a=14mm，軸承的支撐點到齒輪載荷作用點的距離，L1=BC=， L2=CD=。 4. 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖 （ 1）求軸承支反力 H 水平面 RH1=， RH2= V 垂直面 Rv1=， Rv2= （ 3） 求齒寬中點彎矩及右端軸承支 撐點彎矩 ① 齒寬中點彎矩 H 水平面 MH=429098 mmN? V 垂直面 MV=156180 ? ② 合成彎矩 l5=15mm d5=105mm l7=48mm D7=85mm l4=70mm D4=95mm RH1= RH2= Rv1= Rv2= mmNM H ?? 429098 mmNV ?? 156180 機械設計課程設計說明書 32 齒寬中點處 M=456637 mmN? ③ 扭矩 T=1567600 ? 彎矩圖、扭矩圖見圖 76 5. 按彎矩合成強度校核軸的強度 當量彎矩? ?22 TMM ca ???，折合系數(shù) ?? 則齒寬中點處當量彎矩 ? ?22 ???ca 當量彎矩圖見圖 72 軸的材料為 45 號鋼，調質處理。由表 82 查得2640 mmNb ??，由表 87 查得材料的許用彎曲應力? ?21 60 mmNb ??? 則軸的計算應力為 齒寬中點處 3361 ???? dMWM cacaca 6. 鍵的設計與校核 （ 1）鍵的設計 軸與齒輪、聯(lián)軸器均采用平鍵聯(lián)接，鍵的材料選用 45 號剛，調質處理。聯(lián)軸器處選用 C 型鍵，根據(jù)軸的直徑選擇鍵的截面尺寸 b1?h1=20? 12,鍵長L1=100mm，其工作長度為 l1=L1b1/2，鍵槽深 ，轂槽深 。齒輪處選用 A 型鍵，根據(jù)軸的直徑選擇鍵的截面尺寸 b2?h2=25?14,鍵長 L2=80mm，其工作mmNM ?? 456637 mmNM ca ?? 1045548 ? ?21 60 mmNb?? mmNca ??滿足強度條件 b1=20mm h1=12mm l1=90mm b2=25mm h2=14mm 機械設計課程設計說明書 33 長度為 l2=L2b2，鍵槽深 9mm，轂槽深 。 （ 2）鍵的強度校核 查表 32 得 許用擠壓應力 ? ? 2100 mmNP ?? 擠壓強度條件 901270 1567 60044 111 31 ????? lhd Tp? 551495 1567 60 044 222 31 ????lhTp 7. 軸承壽命校核 預期壽命：hL h 2400083001039。 ???? 軸承壽命可由公式???????? PCfnL th 60106進行校核，其中? ?yAxRfP p ??，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，故 x=1,y=0。查表 103 得1tf，查表 106得1?pf.1。查設計手冊，深溝球軸承 6217，得 NC 83200? 3?? 水平支反力 RH1=， RH2= 垂直支反力 Rv1=， Rv2= 合成支反力 222 12 11 ???? VH RR 222 22 22 ???? VH RR 當量動載荷 1 ???? RP 軸承壽命為 36 10 ?????? ???hL l2=55mm ? ?2100 mmNP ?? 21 ?? 22 mmNp滿足強度條件 hLh 2400039。 ? NR 64711 ? 23552 NP 7118 hLh 508912? 壽命滿足要求 機械設計課程設計說明書 34 圖 76 III軸的 受力分析 箱體的設計計算 機械設計課程設計說明書 35 減速器的箱體采用鑄造（ HT200）制成，采用剖分式結構為了保證齒輪佳合質量，大端蓋分機體采用 76Hi 配合。 1. 機體有足夠的剛度 在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度。 2. 考慮到機 體內零件的潤滑，密封散熱。 因其傳動件速度小于 12m/s，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x H 為 40mm。 為保證機蓋與機座連接處密封，聯(lián)接凸緣應有足夠的寬度，聯(lián)接表面應精創(chuàng)，其表面粗糙度為 。 3. 機體結構有良好的工藝性 . 鑄件壁厚為 10mm，圓角半徑為 R=3mm。機體外型簡單，拔模方便。 減速器箱體附件設計 1. 觀察孔及觀察孔蓋 觀察孔用來檢查傳動零件的嚙合，潤滑情況，并可由該孔向箱內注入潤滑油。平時觀察孔蓋用螺釘封住。為防止污物 進入箱內及潤滑油滲漏，在蓋板與箱蓋之間加有紙質封油墊片，油孔處還有慮油網。 查表 158 選觀察孔和觀察孔蓋的尺寸分別為 120200?和 160190?。 2. 油標 油標位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。 油尺安置的部位不能太低，以防油進入油尺座孔而溢出。 3. 通氣器 通氣器用來排出熱膨脹，持氣壓平衡。在機蓋頂部的窺視孔改上機械設計課程設計說明書 36 安裝通氣器。查表 156 選?M 型通氣螺塞。 4. 放油孔及 放油螺塞 放油孔設置在箱座底部油池的最低處，箱座內底面做成?外傾斜面，在排油孔附近做成凹坑，以便能將污油放盡，排油孔平時用螺塞堵住，并加油封墊片加以密封。查表 1512 選 ?M型外六角螺塞及皮封油圈厚度 H=2mm,外徑 D0=25mm。 5. 起吊裝置 為裝卸和搬運減速器，在箱蓋上鑄出吊環(huán)用于吊起箱蓋。 6. 起蓋螺釘?shù)倪x擇 為便于臺起上箱蓋，在上箱蓋外側凸緣上裝有 1 個啟蓋螺釘，直徑與箱體凸緣連接螺栓直 徑相同，螺紋長度要大于機蓋聯(lián)結凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋。 7. 定位銷選擇 為保證箱體軸承座孔的鏜孔精度和裝配精度，在精加工軸承座孔前，在箱體聯(lián)接凸緣長度方向的兩端，各裝配一個定位銷。采用圓錐銷，直徑是凸緣連接螺栓直徑的 倍。 8. 地腳螺栓 為了防止減速器傾倒和振動，減速器底座下部凸緣應設有地腳螺釘與地基聯(lián)接。螺釘數(shù)目為 6 個 224?M。 箱體的主要尺寸數(shù)據(jù) 機械設計課程設計說明書 37 名稱 符號 計算公式 結果 箱座壁厚 ? ??? a? 10 箱蓋壁厚 1? ??? a 8 箱蓋凸緣厚度 1b 11 ??b 12 箱座上部凸緣厚度 b ??b 15 箱座底凸緣厚度 2b ? ?b 25 地腳螺釘直徑 fd 表 1514 M24 地腳螺釘數(shù)目 n 表 1514 6 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1d fdd ? M18 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 2d 2d =（ ～ ） fd M14 軸承端蓋螺釘直徑 3d 3d =（ ～ ） fd M12 視孔蓋螺釘直徑 4d 4d =（ ～ ） fd M8 定位銷直徑 d d =（ ～ ） 2d M10 fd ， 1d ， 2d 至外機壁距離 1C 表 152 34， 24， 20 fd ， 2d 至凸緣邊緣距離 2 表 152 28， 18 軸承旁凸臺半徑 1R C 18 凸 臺高度 h 40 外箱壁至軸承座端面距離 1l 1l = 1C + 2C +（ 5～ 10） 48 大齒輪頂圓與內機壁距離 1? 1? ? 15 齒輪端面與內機壁距離 2? 2? ? 12 機蓋肋厚 1m 11 ??m 7 機座肋厚 ?? 9 機械設計課程設計說明書 38 軸承端蓋外徑 2D DD?2 +（ 5～ ） 3d 160（ I 軸）160（ II 軸）210（ III 軸） 軸承旁聯(lián)結螺栓距離 S 2DS? 160（ I 軸）160（ II 軸）210（ III 軸） 減速器的潤滑與密封 該 單級圓柱齒輪減速器， 因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠遠小于 5( ~ 2) 10 . / m inm m r? ，所以采用脂潤滑，箱體內選用 SH035792 中的 50 號潤滑，裝至規(guī)定高度 .其中油的粘度大，化學合成油，潤滑效果好。 密封性來講為了保證機蓋與機座聯(lián)接處密封， 聯(lián)凸緣應有足夠的寬度，聯(lián)接表面應精創(chuàng)，其表面粗度應為 ，密封的表面要經過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大，并勻均布置，保證部分面處的密封性。 9. 設計心得 機械設計 課程設計是機械課程中一個重要的環(huán)節(jié)，通過了幾周的課程設計使我從各個方面都受到了機械設計的訓練，對機械的有關各個零部件有機的結合在一起得到了深刻的認識。 由于在設計方面我們沒有經驗，理論知識學的不牢固，在設計中難免會出現(xiàn)問題，在查表和計算上精度不夠準確。 機械設計課程設計說明書 39 課程設計運用到了很多知識，例如將理論力學，材料力學，機械設計，機械原理，等，是我對以前學習的知識有了更深刻的體會。 通過可程設計，基本掌握了運用繪圖軟件制圖的方法與思路，對計算機繪圖方法有了進一步的加深，基本能繪制一些工程上的圖。 在設計的過程中，培養(yǎng)了我綜 合應用機械設計課程及其他課程的理論知識和應用生產實際知識解決工程實際問題的能力，在設計的過程中海培養(yǎng)出了我們的團隊精神，大家共同解決了許多個人無法解決的問題，在這些過程中我們深刻地認識到了自己在知識的理解和接受應用方面的不足，在今后的學習過程中我們會更加努力和團結。 10. 參考文獻 1. 程志紅主編《機械設計》 東南大學出版社 2. 程志紅 唐大放主編《機械設計課程上機與設計》東南大學出版社 3. 機械設計手冊軟件版 4. 張冠中主編《機械原理》 中國礦業(yè)大學出版社 5. 甘永立主編《幾何量公差與檢測》 上?？茖W技術出版社