【導讀】機械設計課程設計。北京航空航天大學。機械設計綜合課程設計是針對機械設計系列課程的要求，由原機械

　　

【正文】 ???? = ?????? = ?????? = ?????? = ?????? = ????A = √??????2 +??????2 = ????B = √??????2 + ??????2 = ?????? = ?????? = ?????? = ?????? = 30 當量動載荷： ()d r aP f XF YF?? 查表可得： ????A = ????A +???? = ????B = ????B +???? = 軸承壽命：深溝球軸承 ε = 3 按壽命短的軸承計算 ??10h = 10660??(????)3 = = 符合壽命要求 （ 2） 中速軸軸承 深溝球軸承 6308 一對 項目 設計計算依據和過程 計算結果 查相關機械手冊，該軸承基本額定動載荷 C=,額定靜載荷 ， ??0 = 脂潤滑的極限轉速 lim 12020 / minnr? 軸承的受力情況如下圖： ???? = ?????? = ?????? = ?????? = ?????? = ????A = √??????2 +??????2 = 1802N ????B = √??????2 + ??????2 = 當量動載荷： ()d r aP f XF YF?? 查表可得： ????A = ????A +???? = ????B = ????B +???? = 軸承壽命：深溝球軸承 ε = 3 按壽命短的軸承計算 ??10h = 10660??(????)3 = 49802h = 符合壽命要求 ?????? = ??????= ??????= ??????= 31 (3) 低速軸軸承 深溝球軸承 6311 一對 項目 設計計算依據和過程 計算結果 查相關機械手冊，該軸承基本額定動載荷 C=,額定靜載荷 ， ??0 = 脂潤滑的極限轉速 lim 12020 / minnr? 軸承的受力情況如下圖： ???? = ?????? = ?????? = ?????? = ?????? = ????A = √??????2 +??????2 = 2093N ????B = √??????2 + ??????2 = 3160N 當量動載荷： ()d r aP f XF YF?? 查表可得： ????A = ????A +???? = ????B = ????B +???? = 軸承壽命：深溝球軸承 ε = 3 按壽命短的軸承計算 ??10h = 10660??(????)3 = = 符合壽命要求 ?????? = ??????= ??????= ?????? = 鍵連接設計 項目 計算內容 計算結果 1. 高速軸與電機軸連接鍵的選擇和校核 靜聯接 ,選用普通平鍵，圓頭，故應選用鍵 108，鍵長 56，標準 GB/T10962020 接觸長度 ??′ = ?? ??? = 56? 10 = 46 軸徑 d = 30 ???? = 4?????′?? = [????] = 120～ 150MPa ???? [????] 故滿足要求 32 2. 中間軸與減速大齒輪連接鍵的選擇和校核 靜聯接 ,選用普通平鍵，圓頭，故應選用鍵 149，鍵長 40，標準 GB/T10962020 接觸長度 ??′ = ?? ??? = 40? 14 = 26 軸徑 d = 45 ???? = 4?????′?? = [????] = 120～ 150MPa ???? [????] 故滿足要求 3. 中間軸與減速小齒輪連接鍵的選擇和校核 靜聯接 ,選用普通平鍵，圓頭，故應選用鍵 149，鍵長 76，標準 GB/T10962020 接觸長度 ??′ = ?? ??? = 76? 14 = 62 軸徑 d = 42 ???? = 4?????′?? = [????] = 120～ 150MPa ???? [????] 故滿足要求 4. 低速軸與二級減速大齒輪連接鍵的選擇和校核 靜聯接 ,選用普通平鍵，圓頭，故應選用鍵 1811，鍵長 70，標準 GB/T10962020 接觸長度 ??′ = ?? ??? = 70? 18 = 52 軸徑 d = 63 ???? = 4?????′?? = [????] = 120～ 150MPa ???? [????] 故滿足要求 5. 低速軸與輸出聯軸器連接鍵的選擇和校核 靜聯接 ,選用普通平鍵，圓頭，故應選用鍵 149，鍵長 70，標準 GB/T10962020 接觸長度 ??′ = ?? ??? = 70? 14 = 56 軸徑 d = 45 ???? = 4?????′?? = [????] = 120～ 150MPa ???? [????] 故滿足要求 四、 減速器箱體及附件的設 計 1. 減速器尺寸 減速器箱體結構的尺寸 名稱 符號 尺寸 箱座壁厚 δ 二級： +3≥8， 8mm 箱蓋壁厚 1? 二級： +3≥8， 8mm 箱座凸緣厚度 b ,12mm 箱蓋凸緣厚度 1b ? ,12mm 33 箱座凸緣厚度 2b ,20mm 地腳螺栓直徑 fd +12,20mm 軸承旁聯接螺栓直徑 1d fd ,16mm 箱蓋與箱座聯接螺栓直徑 2d （ ~） fd ,10mm 聯接螺栓 2d 的間距 l 150～ 200mm 軸承端蓋螺釘直徑 3d （ ~） fd ,8mm 窺視孔蓋螺釘直徑 4d （ ） fd ,6mm 定位銷直徑 d () fd ,6mm 安裝螺栓直徑 xd 16mm 外箱壁至軸承座端面距離 1l 12(5 ~ 8)cc?? ,48mm 大齒輪頂圓與內壁距離 1? ,10mm 齒輪端面與內壁距離 2? δ ,10mm 2. 減速器的潤滑 ① 齒輪的潤滑 閉式齒輪傳動，根據齒輪的圓周速度大小選擇潤滑方式。圓周速度12 15 /v m s?? 時，常選擇將大齒輪浸入油池的浸油潤滑。本減速箱中圓周速度最快的輸入級小齒輪，其圓周速度為 ，故采用浸油潤滑。對于圓柱齒輪而言，齒輪浸入油池深度至少為 1~2 個齒高，但浸油深度不得大于分度圓半徑的1/3。為避免齒輪轉動時將沉積在油池底部的污物攪起，造成齒面磨損，大齒輪齒頂距油池底面距離不小于 30~50mm。根據以上要求，減速箱使用前須加注潤滑油，使油面高度達到 33~71mm。從而選擇全損耗系統用油 (GB 4431989)，牌號為 LAN10。 ② 滾動軸承的潤滑 滾動軸承的潤滑劑可以是脂潤滑、潤滑油或固體潤滑劑。選擇何種潤滑方式可以根據速度因數 dn 值來判斷。其中： d 為軸頸直徑 ()mm ， n 為工作轉速 ( /min)r 。 當 52 10dn mm rpm? ? ?時宜用脂潤滑；否則應使用其他方式的潤滑。 輸入級一對軸承 dn 值為： dn = 40 970 = 38800mm/rpm 中間級一對軸承 dn 值為： dn = 40 220 = 8800mm/rpm 輸出級一對軸承 dn 值為： dn = 55 70 = 3850mm/rpm 34 由于各軸承的 dn 值均小于 52 10 mm rpm??，所以均選擇脂潤滑。 采用脂潤滑軸承的時候，為避免稀油稀釋油脂，需用擋油環(huán)將軸承與箱體內部隔開，且軸承與箱體內壁需保持一定的距離。在本箱體設計中滾動軸承距箱體內壁距離 3 9mm?? 因為本設計的減速器為室內工作，環(huán)境較為穩(wěn)定，故選用通用鋰基潤滑脂（ GB 73241987），它適用于 20~120 C??寬溫度范圍內各種機械設備的潤滑，選用牌號為 ZL1 的潤滑脂。 3. 密封件的選擇 為防止箱體內潤滑劑外泄和外部雜質進入箱體內部影響箱體工作，在構成箱體的各零件間，如箱蓋與箱座間、及外伸軸的輸出、輸入軸與軸承蓋間，需設置不同形式的密封裝置。對于無相對運動的結合面，常用密封膠、耐油橡膠墊圈等；對于旋轉零件如外伸軸的密封，則需根據其不同的運動速度和密封要求考慮不同的密封件和結構。 本設計中由于密封界面的相對速度較小，故采用接觸式密封。輸入軸與軸承蓋間 V 3m/s，輸出軸與軸承蓋間也為 V 3m/s，故均采用半粗羊毛氈封油圈。 五、 其他 1. 減速器裝配前，必須按圖紙檢驗各個部分零件，然后需用煤油 清洗，滾動軸承用汽油清洗，內壁涂刷抗機油浸蝕的涂料兩次，箱體內不允許有任何雜物。 2. 在裝配過程中軸承裝配要保證裝配游隙。 軸向游隙的調整，可用增減調整墊片和使用調隙螺柱等方法實現。調整時可先壓緊軸承，使軸向游隙為零，然后調整軸承蓋的軸向位置（或調節(jié)螺柱），同時加墊合適的墊片（或擰緊調節(jié)螺栓上的螺母），使軸承處于設計游隙范圍。 3. 軸承部位油脂的填入量要小于其所在軸承腔空間的 2/3。 4. 減速器的潤滑劑在跑合后要立即更換，其次應該定期檢查，半年更換一次。潤滑軸承的潤滑脂應定期添加。由于輸出級軸承 B（箱體外側）壽命不到 10年，需要在 3年大修周期中更換。 ，裝配時涂密封膠或水玻璃，其他密封件應選用耐油材料。 對箱蓋與底座結合面禁用墊片，必要時可涂酒精漆片或水玻璃。箱蓋與底座裝配好后，在擰緊螺栓前應用 塞尺檢查其密封性。在運轉中不許結合面處有漏油滲油現象。 6. 傳動間隙和接觸狀況檢驗 為保證傳動精度，各級齒輪安裝后，傳動側隙和齒面接觸斑點要滿足相應的國家標準。傳動側隙可用塞尺或將鉛絲放入相互嚙合的兩齒面間，然后測量塞尺或鉛絲變形后厚度的方法檢查。接觸斑點是在輪齒工作表面著色 ，將其轉動若干周后，觀察分析著色接觸區(qū)的位置、接觸面大小來檢驗接觸狀況。 當傳動側隙或接觸斑點不符合要求時，應對齒面進行刮研，跑合或調整傳動件的35 嚙合位置。 7. 減速器裝配完畢后要進行空載試驗和整機性能試驗 空載實驗：在額定轉速下正反轉各 1～ 2 小時，要求運轉平穩(wěn)、聲響均勻、各聯接件密封處不得有漏油現象。 負載實驗：在額定轉速及額定載荷下，實驗至油溫不再升高為止常，油池溫升不得超過 35C ，軸溫升不得超過 40C 。 8. 搬動減速器須用底座上的吊鉤起吊。箱蓋上的吊環(huán)僅可用于起吊箱蓋。 9. 機器出廠前，箱體外表面要涂防護漆，外伸軸應涂脂后包裝。運輸外包裝后，要注明放置要求，如勿倒置、防水、防潮等。需做現場長期或短期貯藏時，應對放置環(huán)境提出要求。 六、 參考資料 參考資料 [1] 王之櫟等 .機械設計 . 北京 : 北京航空航天大學出版社 , [2] 王之櫟等 . 機械設計綜合課程設計 2 版 . 北京 : 北京航空航天大學出版社 ,