【正文】 參考書目 《機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊》龔桂義 張劍誠 主編 高等教育出版社出版 《機械工程材料》儲凱 許斌 主編 重慶大學(xué)出版社出版 《機械原理》孫恒 陳作摸 主編 高等教育 出版社出版 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 49 | 《機械設(shè)計》 濮良貴 紀名剛 主編 高等教育出版社出版 《機械設(shè)計課程設(shè)計》周海 主編 西安電子科技大學(xué)出版社 裝配圖 .dwg 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 50 | 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 51 | 。果然是團結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結(jié)果。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 回顧起此課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。機械設(shè)計課程設(shè)計的整個過程都是一個學(xué)習(xí)與討論的再學(xué)習(xí)的范疇，決不是西南科技大學(xué)城市學(xué)院 48 | 一個人能夠獨立完成的。雖然實習(xí)特別的累，但我們覺得我們等到的很多平時無法得到的東西。平時一些同學(xué)對自己所學(xué)的專業(yè)知識持著一種沒有用的心態(tài)。這也是我明白，機械設(shè)計比不是一件簡單的工作，它需要我們充分發(fā)揮自己的主觀能動性，同時，更重要的是我們應(yīng)該學(xué)好我們的專業(yè)知識。他并不像我們最初想象的那么簡單，從一開始就讓 我們深深體會到計算的復(fù)雜性，各種零件的選擇和設(shè)計，個部件之間的配合，尺寸強度的校核，草圖的繪制等等，都讓我們大費周折。首先是多門科目的綜合運用的能力得到了訓(xùn)練。 我們設(shè)計的是齒輪減速器，完成了設(shè)計計算說明書的編寫和所設(shè)計的桿齒輪零件圖及減速器工作圖的繪制。喜和快樂遠大于苦澀的味道。 低速軸右側(cè)的擋油環(huán)，內(nèi)徑 31 65d mm?? ，外徑 32 100D mm?? ， 厚度 6e mm? 。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 46 | 對于軸徑 62d mm?? 的軸，氈圈的基本尺寸為： 1180 58 8D mm d mm B mm? ? ?， ， 。 3） 由于滾動軸承采用脂潤滑，故需在它與箱體間放擋油環(huán)。 7. 潤滑與密封 1） 由于滾動軸承的速度較低， 52 10 minn rd ??，故采用脂潤滑。取為 M12，而油塞則由孔確定。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 45 | 圖： 油標簡圖 5. 油塞孔及油塞 油塞孔的尺寸由箱體的大小決定。 2） 油標孔的尺寸根據(jù)油標的尺寸來初步確定，并且要保證從油標孔中取出和放入油標時，油標不能和箱座上的吊鉤相接觸。 由前面的計算知，軸承外徑 D=100mm。查手冊表 695，螺栓直徑d3=8，螺釘個數(shù) 4 032 .5 8 0 2 .5 8 1 0 0D D d m m? ? ? ? ? ?； 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 44 | 2 0 100 8 120D D d m m? ? ? ? ? ? 8 d m m? ? ? ?； 1 12e e mm?? 3） 低速軸上的軸承端蓋，選用凸緣式軸承蓋。且兩個均為悶蓋。 由前面的計算知，軸承外徑 D=62mm。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 43 | 圖： 通氣孔 3. 軸承端蓋 1） 高速軸上的軸承端蓋，選用凸緣式軸承蓋，材料 HT150。 圖： 窺視孔 2. 通氣器 查手冊表 115 選擇通氣帽。 d3=10mm 軸承旁連接螺栓距離 s S? D2=150mm 2 、 減速器附件及其結(jié)構(gòu)設(shè)計 1. 窺視孔及窺視孔蓋 取窺視孔蓋上的螺紋緊固件的直徑為 M8，即 4 8d mm? ，減速器為二級減速器，且減速器的中心距 a=222 mm，取窺視孔長 A1=99 mm，寬 B1=79 mm 。δ 1=7mm m2? df=8mm 定位銷直徑 d df=10mm 連接螺栓 d2 的間距 L 100mm 軸承端蓋螺釘直徑 d3 δ = 地腳螺栓直徑 df +12=20mm 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 41 | 地腳螺栓數(shù)目 n a? 250mm,n=4 軸承旁連接螺栓直徑 d1 δ = 箱蓋凸緣厚度 b1 m，許用轉(zhuǎn)速 2800 r/min。 3. 聯(lián)軸器的選擇 由于此軸傳遞的扭矩很大，且結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，為保證減速器正常工作，選用凸緣聯(lián)軸器。 由前計算，軸承承受徑向力 12564 .9 , 129 V N VF N F N??； ? 軸承的工作轉(zhuǎn)速 n3=67 r/min 軸承選擇方法同上，由已知條件查手冊，由表 61，初選軸承 6013。因支撐跨距不大故采用兩端固定式軸承組合方式。 相關(guān)尺寸： 16. 2 , 14 , 62 , 35rC KN B m m D m m d m m? ? ? ?； 因 0aF? ，所以 X=1 由式，其中 1, 3,trf P F??? 取 大 值；代入數(shù)據(jù)驗算得 3631 0 1 6 .2 1 0 932966 0 2 1 5 .7 1 5 2 1 .3 4hhL h l???? ? ???? ??； 所以，該軸承能滿足要求。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 39 | 軸承類型選為深溝球軸承軸承預(yù)期壽命 7200hlh? 。 2 、中速軸上滾動軸承的選擇 1. 滾動軸承的選擇 按承載較大的滾動軸承選擇型號。 由前計算，軸承承受徑向力 12162 , 149 .9N V N VF N F N??； ? 軸承的工作轉(zhuǎn)速 n1=973 r/min 查手冊，由表 61，根據(jù)電動機的輸出軸直徑以及高速軸直徑，初選軸承 6207。因支撐跨距不大故采用兩端固定式軸承組合方式。 l1 T h1= 12=6mm， d1=72mm，傳遞轉(zhuǎn)矩 T= 查表 6— 2（教材），鍵的材料為 45 鋼，許用擠壓應(yīng)力取為 [δp]=100120MPa，取 [δ p]=110MPa。故對鍵，其鍵長應(yīng)不大于（ ） mm。 查表 6— 1（教材）， 由 1 72d mm?? 初選鍵為鍵寬 1 20b mm? ，鍵高1 12h mm? 鍵長 1 90L mm? 。 d2 =2 1000／ 4 38 40= MPa [δ p] 則鍵的擠壓強度滿足要求，故鍵 2 合適，其型號為鍵 12 50 GB/T10962021 低速軸上鍵的選擇與校核 選擇普通 A 型平鍵。 1000/k2 m 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 37 | 得鍵 2 的擠壓強度 δ p2=2 d1 =2 1000／ 4 38 42= MPa[δ p] 則鍵的擠壓強度滿足要求，故鍵 1 合適，其型號為鍵 12 50 GB/T10962021 鍵 2 的工作長度為 l2=L2b2=5012=38，接觸高度 k2= 1000/k1 m 得鍵 1 的擠壓強度 δ p1=2 鍵 1的工作長度為 l1=L1b1=5012=38mm，接觸高度 k1=而這兩個鍵均能滿足要求。當鍵的長度大于 時，其多出的長度實際上可以認為并不承受載荷，故一般采用的鍵長不宜超過（ ） d。 由 1 169d mm?? ， 1 35L mm? ； 2 mm?? ， 2 70L mm? 。 l1 T h1= 7=， d1=26mm，傳遞轉(zhuǎn)矩 T= 查表 6— 2（教材），鍵的材料為 45 鋼，許用擠壓應(yīng)力取為 [δp]=100120MPa，取 [δ p]=110MPa。故對鍵 1，其鍵長應(yīng)不大于（ 4349） mm。 查表 5— 1（教材）， 由 1 35d mm?? 初選鍵 1 為鍵寬 18b mm?，鍵高 17h mm鍵長 1 40L mm? 。故選擇平鍵。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，故取α =，軸的計算應(yīng)力 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 35 | ? ? ? ?? ?22221133319 .6 842 .5 1 72 1032caMT M P aW??? ?? ? ?? ? ?? ? ? 軸的材料選取為 45 鋼，查的 ? ?1 60MPa?? ? ， ? ?1ca???? 所以低速軸安全。 2）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受彎矩與扭矩最大的截面的強度。 m 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 34 | 圖低速軸的受力圖 圖為軸上所受的彎矩與扭矩的分析圖。 m 總彎矩 M2= 22HVMM? = 表低速軸力與彎矩的大小 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F FNH1=1552N FNV1= FNV2= 彎矩 M MNH=求出 FNV1=， FNV2=， FNH1=1552N， FNH2=。 ? ?2211caMTW ?? ?? 1）求軸上的載荷 由齒輪的設(shè)計計算得知，齒輪上徑向力 Fr4=，圓周力西南科技大學(xué)城市學(xué)院 33 | Ft4=。 （ 3）軸上零件的 周向定位 齒輪，帶輪與軸的周向定位都采用平鍵連接，鍵的選擇在后的節(jié)設(shè)計 做介紹。 4）軸承端蓋的總寬度為 20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面之間的距離為 30mm，故軸左端第二段的長度為 L=50mm。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 32 | 3）取安裝齒輪處即軸第六段的直徑為 72mm，齒輪的左端用軸肩定位，軸肩高度 h，故取 h=6mm，則軸環(huán)處直徑為 d=84mm，軸環(huán)寬度 b，故取 L=15mm。 2）初步選擇滾動軸承 軸承只承受徑向力作用，故選用深溝球軸承，參 照工作要求并根據(jù)滾動軸承安裝處直徑為 65mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組，標準精度級的單列深溝球軸承 6013，其尺寸為 d D B=65 100 18,故軸承右端直徑為 65mm。此高速軸的裝配方案用圖表示 圖 低速軸示意圖 2）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度 1）為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸的第一段直徑為最小直徑為 55mm,第一段的右斷要有軸向定位，因此取第二段的軸徑為 62mm。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 31 | 3．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案。 m，半聯(lián)軸器的孔徑為 55mm，故取軸左端第一段的直徑為 55mm，半聯(lián)軸器長度為 112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長為 84mm。 聯(lián)軸器的計算扭矩 3ca AT K T?? 查教材表得知選 AK =，所以 3ca AT K T??= = 334 42 2 2 4 2 .7 1 0 2 7 7 3 .7175t TFNd? ??? ? ? 44 ta n 20 27 73 .7 ta n 20 10 09 .5 4rtF F N? ? ? ? ? 2．初步確定軸上的最小直徑 先按式初步估算軸的最小直徑。根據(jù)式及上表中數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)，取? =，軸的計算應(yīng)力 ? ? ? ?? ?222233369 .16 272 .6 1 42 1032caMT M P aW??? ?? ? ?? ? ??? 軸的材料選取為 45 鋼，查的 ? ?1 45MPa?? ? ， ? ?1ca???? 西南科技大學(xué)城市學(xué)院 30 | 所以中間軸安全。 m 根據(jù)軸上所受的各力的大小來校核軸的強度，如圖 44 中間軸的受力圖所示。 m M2= 2222 VH MM ? = m MNV2= m MNH2= 4．計算軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出簡圖并計算彎矩。由此各段長度直徑已確定。 3）兩齒輪之間采用軸肩定位寬度為 15 mm，對于高速級從動輪右端已定位，其輪轂寬度為 60 mm，軸直徑 40 mm，輪轂右端采用套筒西南科技大學(xué)城市學(xué)院 28 | 定位，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，取第五段距離 57mm。為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，