【導讀】機械設計課程設計。機械工程學院機械設計制造及其自動化專業(yè)班級

　　

【正文】 尺寸系數(shù) 由附錄表 6 查得 0 .8 8, 0 .8 1?????? 安全系數(shù) 彎曲安全系數(shù) 設為無限壽命， 1Nk ? ，由式 得 1 1 2 8 6 4 . 5 11 . 7 72 8 . 6 6 0 . 1 8 4 . 5 90 . 9 2 0 . 8 8? ? ????? ? ???? ?? ? ?? ? ?? ?NbmkS k 扭轉安全系數(shù) 1 1 1 9 5 2 1 . 1 61 . 3 1 4 . 5 9 0 . 2 5 4 . 5 90 . 9 2 0 . 8 1? ?????? ? ???? ?? ? ?? ? ?? ?NbmkS k 復合安全系數(shù) 2 2 2 24 . 5 1 2 1 . 1 6 1 . 24 . 5 1 2 1 . 1 6?????? ? ???SSS SS 20 六、中間軸的結構設計 中間軸的設計 中間軸的已知運動參數(shù) 由前面的計算可得功率 2P ，轉速 2n 和轉矩 2T 2 ?P KW 2 / m in?nr2 ?T N m 齒輪的受力分析 2 2 3 4 1 6 8 0 7 5 6 5 . 49 0 . 3 2 7?? ? ?t TFNd t a n 20 t a n os c os 15 36 39。 3 ? ??? ? ? ??rtF F N ta n 7 5 6 5 .4 ta n 1 5 3 6 39。 3 2 1 1 2 .4? ?? ? ? ? ? ?tF F N 確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45鋼，調質處理，由表 得 112C? ， 于是： 33m i n 4 . 5 91 1 2 3 6 . 91 2 8 . 2 9? ? ? ?Pd C m mn 考慮到平鍵連接對軸的消弱作用，則軸的最小尺寸為： m in 3 6 .9 1 .0 5 3 8 .7 4? ? ?d 中間軸的結構設計 ① 軸段 12 處，為了與軸承配合，選擇滾動軸承。因在該傳動系中軸承同時受軸向力和徑向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求，及 12=40mmd? ，查設計手冊選擇 0基本游隙標準精度級的單列圓錐滾子軸承 30308，其尺寸參數(shù)為： 4 0 9 0 2 3 (d D B m m m m m m? ? ? ? ? 正 裝 ） 考慮封油環(huán)和定位的問題，所以可取 12 42l mm? ? ② 由于是在 23 段安裝齒輪 ，并且為了防止過定位軸段長度略小于齒輪寬度，所以23 94l mm? ? ， 23 45d mm? ? ③ 在軸段 34，需要在齒輪右端設計一個軸肩方便齒輪定位，所以，可取34 48d mm? ? ，長度 34 14l mm? ? 。 ④ 由于是在 ,45段安裝齒輪，且為了防止過定位，軸段長度應略小于齒輪寬度，所以 45 54l mm? ? ， 45 45d mm? ? 21 ⑤ 在 56 段 ， 需 要 安 裝 套 筒 和 軸 承 ， 67 40d mm? ? ，67 2 3 4 2l B m m? ? ? ? ? ? ? ?齒 輪 寬 度 差 的 一 半。 鍵連接的選擇 由上面計算知該軸有兩處軸與齒輪的配合需要用平鍵連接 . a) 因為 23 45d mm? ? , 2 33 3. 87 5T N m??查課本 P217 表 861，其平鍵尺寸為14 9bh? ? ? 。 采用 A型普通鍵，綜合考慮取 85l mm? 所以，所選鍵為： 1 4 8 5 / 1 0 6 9 1 9 7 9G B T?? b) 因為 23 45d mm? ? , 2 33 3. 87 5T N m??查課本 P217 表 861，其平鍵尺寸為14 9bh? ? ? 。 采用 A型普通鍵，綜合考慮取 50l mm? 所以，所選鍵為： 1 4 5 0 / 1 0 6 9 1 9 7 9G B T?? 七、低速軸結構設計 低速軸的設計 低速軸的 已知運動參數(shù) 由前面算得低速軸上的功率 3P ，轉速 3n 和轉矩 3T 3 ?P KW 3 / min?nr3 ?T N m 齒輪的受力分析 2 2 3 4 1 6 8 0 7 5 6 5 . 49 0 . 3 2 7?? ? ?t TFNd t a n 20 t a n os c os 15 36 39。 3 ? ??? ? ? ??rtF F N ta n 7 5 6 5 .4 ta n 1 5 3 6 39。 3 2 1 1 2 .4? ?? ? ? ? ? ?tF F N 確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45鋼，調質處理，由表 得 112C? ， 于是： 33m i n 4 . 4 31 1 2 5 3 . 7 54 0 . 0 9? ? ? ?Pd C m mn 考慮到平鍵連接對軸的消弱作用，則軸的最小尺寸為： m in 5 3 .7 5 1 .0 5 5 6 .4 5? ? ?d m m 低速軸的結構設計 22 ① 為了與軸承配合，選擇滾動軸承。因在該傳動系中軸承同時受軸向力和徑向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求，及 12=65mmd? ，查設計手冊選擇 0 基本游隙標準精度級的單列圓錐滾子軸承 30313，其尺寸參數(shù)為： 6 5 1 4 0 3 3 (d D B m m m m m m? ? ? ? ? 正 裝 ）考慮過定位問題以及封油環(huán)的安裝，所以可取 12 2 3 = 52l B m m? ? ? ? ? ? ? 齒 輪 寬 度 的 一 半 ② 由于在 23處安裝齒輪，可取 23=70mmd ? ， 23 88l mm? ? ③ 為方便齒輪定位，需要在齒輪右端設計一個軸肩，所以，可取 34 75d mm? ? ，長度 34 10l mm? ? 。 ④ 由于是在 45 段無需安裝東西，所以可取 45 67l mm? ? ， 45 70d mm? ? ⑤ 在 56 段，需要安裝軸承以及封油環(huán)，并依靠上一個軸端的軸肩定位，則可取56 65d mm? ? 。 56 50l mm? ? ⑥ 在設計軸段 67 時，同時考慮氈圈，由表 83 可以取， 67 60d mm? ? ，67 3 5 0 2 4 6 1 5 1 2 2 3 6 1l L B e k l m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ⑦ 軸段 78 與聯(lián)軸器配合，選用彈性柱銷聯(lián)軸器 HL4，長度為 85mm，考慮定位后，可取 78 82l mm? ? ， 78 55d mm? ? 鍵連接的選擇 由上面計算知該軸有一處軸與齒輪的配合和一處聯(lián)軸器與軸的配合需要用平鍵連接 . a) 因為在軸段 23 處， 23 70d mm? ? , 2 33 3. 87 5T N m??查課本 P217 表 861，其平鍵尺寸為 20 12bh? ? ? 。 采用 A型普通鍵，綜合考慮取 80l mm? 所以，所選鍵為： 2 0 8 0 / 1 0 6 9 1 9 7 9G B T?? b) 在軸段 78 處，由于要和聯(lián)軸器配合，該處 78 55d mm? ? ， 78 82l mm? ? ，所以該處可考慮取平鍵尺寸為 16 10bh? ? ? 。 采用 A型普通鍵，綜合考慮取 60l mm? 所 以，所選鍵為： 1 6 6 0 / 1 0 6 9 1 9 7 9G B T?? 密封的選擇 在軸承處選用脂潤滑，密封時利用矩形截面的毛氈圈嵌入梯形槽中所產(chǎn)生的對軸的壓緊作用，獲得防止?jié)櫥吐┏龊屯饨珉s質、灰塵等侵入軸承室的密封效果。并在軸承另一端安裝封油環(huán)。由于該段軸的直徑為 60mm，選擇氈圈型號為： 氈圈 6 0 / 4 6 0 6 1 9 9 7JB G B ? 聯(lián)軸器的選擇 由前面算得低速軸上的功率 3P ，轉速 3n 和轉矩 3T 3 kw? 3 42 .81 / minnr? 3 N m?? 所以，由表 8179 可選，聯(lián)軸器的類型為彈性柱銷聯(lián)軸器，型號為 LX4。公稱轉矩2500nT N m??，許用轉速 3870 / minnr? ，軸孔直徑 55d mm? ，長度 84L mm? 聯(lián)軸器型號： 5 5 8 44 / 5 0 1 4 2 0 0 35 5 8 4ZAL X G B TJA ? ?? 八、齒輪結構設計 中間軸大齒輪的設計 23 因為 2 4 4 .1 3 8 5 0 0ad m m m m??采用腹板式結構。其結構尺寸如下： 代號 結構尺寸和計算公式 結果 輪轂處直徑 1d 1 45dd? ? ? 72 輪轂軸向長度 l ( )l d B?? 56 腹板最大直徑 1D 1 10anD d m?? 板孔直徑 0D 0 1 ( )D D d?? 148 齒端直徑 0d 0 1 10. 25 ( )d D d?? 38 孔徑厚度 C ? 17 輪軸厚度 1C 1 ( )C B? 18 倒角 r 5r mm? 5 低速軸大齒輪的設計 24 因 2 8 5 .8 3 2 5 0 0ad m m m m??采用腹板式結構，其結構尺寸如下： 代號 結構尺寸和計算公式 結果 輪轂處直徑 1d 1 70dd? ? ? 120 輪轂軸向長度 l ( )l d B?? 90 腹板最大直徑 1D 1 10anD d m?? 板孔直徑 0D 0 1 ( )D D d?? 188 齒端直徑 0d 0 1 10. 25 ( )d D d?? 34 孔徑厚度 C ? 27 輪軸厚度 1C 1 ( )C B? 25 倒角 r 5r mm? 5 九、箱體與附屬部分設計 箱體尺寸設計 根據(jù)表 46 得： 名稱 符號 計算公式 結果 機座壁厚 ? ? ? ? ?? 8 機蓋壁厚 1? 1? 1 ??? 8 機座凸緣厚度 b ?? 12 機蓋凸緣厚度 1b ?? 12 機座底凸緣厚度 2b 2 ?? 20 地腳螺釘直徑 fd 8fda?? M16 地腳螺釘數(shù)目 n a ≤ 250 時， n = 4 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1d 1 fdd? M12 25 機蓋與機座聯(lián)接螺栓直徑 2d 2 ( ~ ) fdd? M10 軸承端蓋螺釘直徑 3d 3 ( ~ ) fdd? 高速中間軸 M10 低速軸 M12 檢查孔蓋螺釘直徑 4d 4 8d mm?雙 級 減 速 器 M8 fd / 1d / 2d 至外機壁距離 1c 查指導書 P27 表 4 M16 時 1 22c? M12 時 1 18c? M10 時 1min 16c ? 1 22fdc?? ?1118dc?? ? 2116dc?? ? fd / 2d 到凸邊緣距離 2c 查指導書 P27 表 4 M16 時 2min 20c ? M10 時 2min 14c ? 2 20fdc?? ? 2214dc?? ? 軸承座外徑 2D 3(5 )Dd? 高速軸2 125D mm? 中間軸 2 150D mm? 低速軸 2 200D mm? 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 S 2SD? 同上 軸承旁 凸臺半徑 1R 2c 20 軸承旁凸臺高度 h 根據(jù)低速級軸承座外徑確 定 待定 機蓋 /機座肋厚 1mm、 1 1 。 ???? 7 外壁至軸承座端面距離 1L 1 1 2 (8 ~ 1 2 )L c c? ? ? 42 大齒輪頂圓與內機壁的距離 1? 1 ??? 10 齒輪端面與內壁距離 2? 2 ??? 10 減速器附件設計 軸承蓋 軸承蓋是用來封閉減速器箱體上的軸承座孔，以及固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷。本文軸承蓋選用螺釘連接式。材料為 HT150。 26 螺釘連接式軸承蓋的結構尺寸（高速軸） D??軸 承 外 徑 11,bd 由 密 封 尺 寸 決 定 031 13d d mm? ? ? 3 12d mm? 032 .5 8 0 3 0 1 1 0D D d m m? ? ? ? ? 2 0 32 . 5 1 1 0 3 0 1 4 0D D d m m? ? ? ? ? 4 (10 15 ) 80 10 70D D m m? ? ? ? ? 39。 ( 3 4 ) 8 0 4 7 6D D m m? ? ? ? ? 14e d mm?? 1 ( 0. 1 0. 15 ) 14e D m m?? m由 結 構 確 定 6 , 6b mm h mm?? 螺釘連接式軸承蓋的結構尺寸（中間軸） D??軸 承 外 徑 11,bd 由 密 封 尺 寸 決 定 031 13d d mm? ? ? 3 12d mm? 032 .5 9 0 3 0 1 2 0D D d m m? ? ? ? ? 2 0 32 . 5 1 2 0 3 0 1 5 0D D d m m? ? ? ? ? 4 (