【正文】 齒輪接觸寬度。 裝配圖視圖布置形式 圖 42 視圖布置參考圖（圖中 A、 B、 C 見(jiàn)表） 裝配圖設(shè)計(jì)的第一階段 這一階段的主要內(nèi)容如下： （ 1）確定減速器箱體內(nèi)壁及箱體內(nèi)各主要零件之間的相關(guān)位置。 裝配圖設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 （ 1）繪制裝配圖之前，應(yīng)將傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)、傳動(dòng)件及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算所得的尺寸、數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納、匯總并確 定減速器箱體的結(jié)構(gòu)方案。 二、繪制裝配圖 減速器裝配圖是用來(lái)表達(dá)減速器的工作原理及各零件間裝配關(guān)系的圖樣，也是制造、裝配減速器和拆繪減速器零件圖的依據(jù)。 （ 3）軸承蓋的結(jié)構(gòu)和尺寸 軸承蓋結(jié)構(gòu)形式分凸緣式和嵌入式兩種，前者調(diào)整軸承間隙方便，密封性好；后者不用螺釘聯(lián)接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但座孔加工麻煩。 圖 41 封油盤(pán)的結(jié)構(gòu) 圖 41 輸油溝結(jié)構(gòu) 2）密封：內(nèi)密封采用封油盤(pán)和擋油盤(pán)；外密封如采用接觸式可用氈圈或橡膠圈密封，如采用非接觸式可用油溝密封 或迷宮密封。 28 采用油潤(rùn)滑時(shí)，要在上箱蓋分箱面處制出坡口，在箱座分箱面上制出油溝，在軸承蓋上制出缺口和環(huán)形通路。 軸承蓋與軸承外端面 間，裝有調(diào)整墊片，用以補(bǔ)償軸系零件的軸間制造誤差、調(diào)整軸承游隙和少量調(diào)整齒輪的軸間位置。 例 校核平鍵 12 8 70 18 11 60 σ jy=4T/dhl=4 415/(42 8 70) Mpa =【σ jy】 σ jy=4T/dhl=4 415/(60 11 60) Mpa =【σ jy】 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì) 為保證軸承正常工作，除正確確定軸承型號(hào)外，還要正確設(shè)計(jì)軸承組合結(jié)構(gòu)，包括軸系的固定、軸承的潤(rùn)滑和密封等。計(jì)算中許用擠壓應(yīng)力應(yīng)選取軸、鍵、輪轂三者中最弱的。 采用平鍵聯(lián)接，鍵槽的寬度和深度根據(jù)軸頸確定（見(jiàn)教材） ,鍵長(zhǎng)根據(jù)轂長(zhǎng)確定。 Fr2=(FHB2+FVB2)=(+)1/2=。具體計(jì)算方法見(jiàn)教材。 26 d1L 1 L 2 L 3 L 4 L 5d2 d3d4d5 （ 3）軸承、鍵的強(qiáng)度校核 軸承壽命一般按減速器的使用年限選定。 由于齒輪直徑較小，齒根圓到鍵槽底部的距離Ｋ＝ ，采用齒輪軸。 （ 4）軸的強(qiáng)度 校核同 低速軸。 2）確定各軸段直徑，如圖所示，軸段 a（外伸端）直徑最小，要對(duì)帶輪定位，軸段上設(shè)計(jì)軸肩 ,若選用６２０７ ,則d1=30mm,d2=35mm,d3=40mm,d4=45mm,d5=35mm。 （ 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）軸上的零件固定和固定方式，齒輪布置在箱體內(nèi)部中央 ，將軸承對(duì)稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝帶輪。 （ 4）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑： 23 Ft2=2T2/d2=2 Fr2=Ft2 tgα’ = tg200N= 如圖在水平面內(nèi)： FHA=FHB= Ft2/2=I— I 截面處的彎矩為： MHI=MHC= 128/2 Nm= 24 II— II 截面處的彎矩為： MHII= 28 Nm= 在垂直面內(nèi)： FVA=FVB=Fr2/2=I— I 截面處的彎矩為 MVI=MVC= 128/2 Nm= II— II截面處的彎矩為 MVII= 28 Nm= I— I 截面 ： MI=(MVI2+MHI2)1/2=(+)1/2 Nm= II— II截面 ： MII=(MHII2+MVII2)1/2=(+)1/2 Nm= T=9550 p/n=9550 I— I 截面 ： M e I=(MI2+(α t)2)1/2=(+( 415)2)1/2 Nm= II— II截面 ： M e III=(MII2+(α t)2)1/2=(+( 415)2)1/2 Nm= II 截面： σ e I=Me I/w=( 603) Mpa =[σ 1b] IIII 截面 : σ e II=Me II/w=( 553) Mpa =[σ 1b] 例 24 高速軸設(shè)計(jì) 已知傳遞的功率 P=，主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速n=, 直 齒 圓 柱 齒 輪 分 度 圓 直 徑 d1=, 傳 遞 的 轉(zhuǎn) 矩 25 T= （ 1）選擇材料，確定許用力類(lèi)似于低速軸 。軸段 c 由軸承安裝的對(duì)稱性知， L3=40mm,軸段 b 的長(zhǎng)度 L2=66mm, 22 軸段 a 的長(zhǎng)度由聯(lián)軸器的長(zhǎng)度確定得 L1=83mm(由軸頸 d1=42mm 知聯(lián)軸器和軸配合部分的長(zhǎng)度為 84mm),在軸段 a 、 d 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(zhǎng)度比相應(yīng)的輪轂寬度小約 5— 10mm,鍵槽的寬度按軸段直徑查手冊(cè)得到， a 處 選用平鍵 12 8 70， d 處選用平鍵 18 11 60。為保證軸承安裝在軸承座孔中（軸承寬度為 21mm）并考慮軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為 5mm。 3）、確定各軸段的長(zhǎng)度，齒輪的輪轂寬為 72mm，為保證齒輪固定可靠，軸段 d 的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬，取 L4=70mm。 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，必須確定軸上零件的裝拆順序和固定方式，確定齒輪從右端裝入，齒輪的左端用軸肩（或軸環(huán)）定位，右端用套筒固定，這樣齒輪在軸上的軸向位置完全被確定，齒輪的周向固定采用平鍵聯(lián)接，軸承對(duì)稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸向用軸肩固定，周向固定采用過(guò)盈配合。 （ 2）軸的強(qiáng)度校核 通?？蛇x定 1~2 個(gè)危險(xiǎn)截面，按彎扭合成的受力狀態(tài)對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核，如強(qiáng)度不夠可修改軸的尺寸。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng) 在初估軸徑和初選滾動(dòng)軸承型號(hào)后進(jìn)行。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及軸、軸承、鍵的強(qiáng)度校核 20 傳動(dòng)件裝在軸上以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和傳遞功率，減速器普遍采用階梯軸，傳動(dòng)件和軸以平鍵聯(lián)接。 進(jìn)行齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還要進(jìn)行齒輪和軸的聯(lián)接設(shè)計(jì)。 對(duì)于鋼制齒輪，當(dāng)齒輪直徑很小，齒根圓到鍵槽底部的距離 K≤ 2m 時(shí)，常將齒輪和軸做成一體，若 K＞ 2m 時(shí)，無(wú)論從材料或工藝上考慮，都應(yīng)將齒輪和軸分開(kāi)制造。 （ 5）同一軸上各支承應(yīng)盡可能選用同類(lèi)型號(hào)的軸承。 （ 3）載荷較大且有沖擊振動(dòng)時(shí)，宜選用滾子軸承（相同外形尺寸下，滾子軸承一般比球軸承承載能力大，但當(dāng)軸承內(nèi)徑 d20mm 時(shí)，這種優(yōu)點(diǎn)不顯著，由于球軸承價(jià)格低廉，應(yīng)選球軸承）。原則上，當(dāng)軸承僅承受純徑向載荷時(shí)，一般選用深溝球軸承；當(dāng)軸承既承受徑向載荷又承受軸向載荷時(shí)，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承：但如果軸向載荷不大時(shí)，應(yīng)選用深溝球軸承。這里介紹一下軸系部件設(shè)計(jì)的方法與步驟： 一、軸系部件的設(shè)計(jì) 軸系部件包括傳動(dòng)件、軸和軸承組合。本方案聯(lián)軸器聯(lián)接低速軸與工作機(jī)，選彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。 （ 2）聯(lián)軸器選擇 一般傳動(dòng)裝置中有兩個(gè)聯(lián)軸器，一個(gè)聯(lián)接電動(dòng)機(jī)軸與減速器高速軸 的聯(lián)軸器，另一個(gè)是聯(lián)接減速器低速軸與工作機(jī)的聯(lián)軸器。軸徑可按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算，計(jì)算式為： d≥ c(P/n)1/3 式中 P—— 軸所傳遞的功率 (Kw) n軸的轉(zhuǎn)速 (r/min) c由軸的許用切應(yīng)力所確定的系數(shù)（查表見(jiàn)教材） 初估的軸徑為軸上受扭段的最小直徑，此處如有鍵槽，還要考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度削弱的影響。 б Hlim1/SH= 560/1 Mpa = 【б H】 2= Zn2 1）轉(zhuǎn)矩 T1=9550 p/n1=9550 2）載荷系數(shù) k 查表 102 取 k= 3）齒數(shù) Z1和齒寬系ψ d 小齒輪的齒數(shù) Z1取為 27，則大齒輪齒數(shù) Z２ ==108， Z Z2互質(zhì)，取Z2=107。 例 設(shè)計(jì)一臺(tái)單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，已知傳遞的功率P=,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，小齒輪轉(zhuǎn)速 n1=,傳動(dòng)比 i=4，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，使用壽命 5 年，三班制工作。 （ 2）計(jì)算齒輪的嚙合幾何尺寸時(shí)應(yīng)精確到小數(shù)點(diǎn)后 2~3 位，角度應(yīng)精確到秒，而中心距、寬度和結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)盡量圓 整為整數(shù)。 （ 7） 確定帶的確良根數(shù) Z 查表單根 V 帶傳遞功率 P0=, 查表傳遞功率增量△ P0=kbn1(11/ki)=, 包角修 正系數(shù) kα =, 長(zhǎng)度修正系數(shù) kl=, Z≥ Pc/[(P0+△ P0) kα kl]=(根 ) Z=5 根。 （ 4）初步確定中心距 (dd1+dd2)a02(dd1+dd2),則 a0934mm,取 a0=600mm. （ 5） 確定期帶的長(zhǎng)度 Ld0=2a0+ π (dd1+dd2)/2+(dd1dd2)2/(4a0)=, 取a=a0+(LdL0)/2=620. （ 6） 校核 V 帶的包角 α 1=180186。 （ 2）確定帶輪直徑 dd1=112mm,dd2=i dd1=355mm （ 3） 核算帶輪速度 v=π dd1nm/6000=5。原動(dòng)機(jī)為 Y132M16型電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)額定功 率 Ped=4KW,滿載轉(zhuǎn)速 nm=960r/min,小帶輪安裝在電機(jī)軸上，帶的傳動(dòng)比 i=,一天工作時(shí)間 t=24h,5 年壽命。小帶輪孔徑要與所選電動(dòng)機(jī)軸徑一致；大帶輪的孔徑應(yīng)注意與帶輪直徑尺寸相協(xié)調(diào)，以保證其裝配穩(wěn)定性；同時(shí)還應(yīng)注意此孔徑就是減速器小齒輪軸外伸段的最小軸徑。 （ 2）設(shè)計(jì)依據(jù) 傳動(dòng)的用途及工作情況；對(duì)外廓尺寸及傳動(dòng)位置的要求；原動(dòng)機(jī)種類(lèi)和所需的傳動(dòng)功率；主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速等。 解：（ 1）各軸的轉(zhuǎn)速： n1 = nm/i0=960/n2= n1/ i1=nw= r/min （ 2） 各軸的輸入功率 ： p1=pdη 01 = = kw p2=p1η 12= p1η 2η 3= kw = kw p3=p2η 2η 4= kw= kw （ 3） 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 ： Td=9550pd/nm =9550 T1=Td i0η 01 = Td i0η 1 = Nm= Nm T2=T1 i1η 12 = T1 i1η 2η 3= 108 4 Nm= Nm T3=T2 η 2η 4= Nm= Nm 將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果列于下表。 （ 1）各軸的轉(zhuǎn)速（ r/min）： n1 = nm/i0 n2= n1/ i1= nm/i0i1 n3= n2/i2=nm/ i0i1i2 式中的 nm為電動(dòng)機(jī)的滿載速度 n1 、 n n3分別為 3 軸的轉(zhuǎn)速 i0—— 電動(dòng)機(jī)至 1 軸的傳動(dòng)比 i1—— 1 軸至 2 軸的傳動(dòng)比 i2—— 2 軸至 3 軸的傳動(dòng)比 (2) 各軸的輸 入功率： p1=pdη 01 p2=p1η 12=pdη 01η 12 p3=p2η 01η 12η 23 pd為電動(dòng)機(jī)的輸出功率， p1 、 p2 、 p3分別為 1 、 3 軸的輸入功率，η 0 η 1 η 23分別為電動(dòng)機(jī)軸與 1 軸， 1 軸與 2 軸， 2 軸與 3 軸間的傳動(dòng)效率。一般應(yīng)使帶的傳動(dòng)比小于齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比。 （ 2）應(yīng)使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，重量較輕。 三、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng) 比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配 由選定電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 nm和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 nw 可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 i=nm/nw 對(duì)于多級(jí)傳動(dòng) i= i1再根據(jù)計(jì)算出的容量查有關(guān)手冊(cè)選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)，本設(shè)計(jì)中可參考表 **，然后將選擇結(jié)果列于下表。 （ 2）選擇電動(dòng)機(jī)的功率 工作機(jī)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)輸出功率為： pd=p w/η p w=Fv/（ 1000η w ） 所以 pd= Fv/（ 1000η wη） 電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)間 的總效率（包括工作機(jī)效率）為 ηη w=η 1η 22η 3η 4η 5η w η 1η 2η 3η 4η 5η w分別為帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的軸承，齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器、卷筒軸的軸承及卷筒的效率。已知卷筒直徑 D=500mm，運(yùn)輸帶的有效拉力 F=1500N,運(yùn)輸帶速度 v=2m/s,卷筒效率為 ，長(zhǎng)期連續(xù)工作。 設(shè)計(jì) 傳動(dòng)裝置時(shí)，一般按電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率 Pd計(jì)算，轉(zhuǎn)速則取滿載轉(zhuǎn)速 nW。 i2 常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能及適用范圍見(jiàn)表 22。 F— 工 作機(jī)的工作阻力 V— 工作機(jī)卷筒的線速度 T— 工作機(jī)的阻力矩 nw— 工作機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速 8 η w— 工作機(jī)的效率 表 21 機(jī)械傳動(dòng)和軸承效率的概略值 類(lèi)型