【正文】 d2=mZ2=4 32mm=128mm 齒寬： b=34mm 取 b=34mm b2=30mm 齒形系數(shù) YFa 和應(yīng)力修正系數(shù) YSa 根據(jù)齒數(shù) Z1=16,Z2=32 由表得 YFa1= YSa1= YFa2= YSa2= 許用彎曲應(yīng)力 [σF] 根據(jù)公式式： [σ F]= σ Flim YSTYNT/SF 由查表得： σ Flim1=290Mpa σ Flim2 =210Mpa 由參考文獻(xiàn) [2]圖 636 查得： YNT1= YNT2= 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) YST=2 按一般可靠 度選取安全系數(shù) SF= 計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力 [σ F]1=σ Flim1 YSTYNT1/SF=290 2 [σ F]2=σ Flim2 YSTYNT2/SF =210 2 將求得的各參數(shù)代入式（ 649） 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 10 頁(yè) 共 30 頁(yè) σ F1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1 =(2 1 150000/45 20) = [σ F]1 σ F2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1 =(2 1 150000/45 120) = [σ F]2 故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩 a a=m/2(16+32)=4/2(16+32)=96mm 計(jì)算齒輪的圓周速度 V V=π d1n1/60 1000= 64 960/60 1000=中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 11 頁(yè) 共 30 頁(yè) 5 減速器的軸及軸上零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括確定鋼的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。 單級(jí)圓柱齒輪減速器的軸一般均為階梯軸，確定階梯軸各段的直徑和長(zhǎng)度是階梯軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。 階梯軸各段直徑的確定 圖 。盡可能圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，如果選用標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器， d1應(yīng)符合聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)的孔 徑。通常取 a=310mm d2 盡可能符合密封件標(biāo)準(zhǔn)孔徑的要求，以便采用標(biāo)準(zhǔn)密封圈。為便于軸承安裝，此段軸徑與 d2 段形成自由軸肩，因此， d3= d2+1~5mm，然后圓整到軸承的內(nèi)徑系列。 d5 d5= d4+2a， a 為定位軸環(huán)高度，通?？扇?a=3~10mm d6 d6= d3，因?yàn)橥惠S上的滾動(dòng)軸承最好選取同一型號(hào)。 表 軸各段長(zhǎng)度的確定 符號(hào) 確定方法及說(shuō)明 L1 按軸上零件的輪轂寬度決定，一般比轂寬短 2~3mm。 L2 L2=l3+l4(l3 為軸承端蓋及聯(lián)接螺栓頭的高度 ) L3 L3=B+l2+⊿ 2+(2~3) B 軸承寬度 L4 L4 按齒輪寬度 b 決定， L4=b(2~3)mm L5 無(wú)擋油環(huán)時(shí)， L5=B 有擋油環(huán)時(shí)， L5=B+擋油環(huán)的轂寬 注：表中 l l l⊿ 2參見(jiàn)表 。因此，階梯軸各段的長(zhǎng)度應(yīng)通過(guò)裝配草圖設(shè)計(jì)過(guò)程中邊繪制邊計(jì)算確定。當(dāng)然，軸的各階梯段直徑和長(zhǎng)度也相應(yīng)發(fā)生變化。 表 。當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑 da≤ 200mm時(shí)，可以做成圓盤(pán)式結(jié)構(gòu)。（ amp。 當(dāng) da=200~500時(shí)，可以做成腹板式結(jié)構(gòu)。 支承部件的結(jié)構(gòu) 單級(jí)圓柱齒輪減速器軸的支承一般采用滾動(dòng)軸承，如圖 。軸承組合中，除滾動(dòng)軸承外，還有軸承蓋、調(diào)整墊片、內(nèi)外密封裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 軸承蓋的材料一般為鑄鐵（ HT150）。每種結(jié)構(gòu)又可分為悶蓋（中間無(wú)孔）和透蓋（中間有孔，用于軸外伸端的軸承座上）兩種型式，如圖 。 B 軸承寬度 根據(jù)軸頸直徑可按中系列預(yù)選。 l 軸承支點(diǎn)的跨距 由草圖設(shè)計(jì)決定 L1 !箱外零件至軸承支點(diǎn)的計(jì)算距離 ! L1=B/2+l3+l4+l5/2 L2 軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離 軸承用油池內(nèi)油潤(rùn)滑時(shí) L2=510, 軸承用脂潤(rùn)滑且有擋油環(huán)時(shí) L2=1015。 （ 2）軸承采用飛濺潤(rùn)滑時(shí)，軸承蓋端部必須開(kāi)缺口并車(chē)出一段小直徑，以便潤(rùn)滑油流入軸承。 調(diào)整墊片組 調(diào)整墊片的作用是調(diào)整軸承的軸向游隙和軸承內(nèi)部間隙以及軸的軸向位置。調(diào)整時(shí)，根據(jù)需要組合成不同的厚度。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 17 頁(yè) 共 30 頁(yè) 表 墊片數(shù)及厚度 A 組 B 組 C 組 厚度δ 0． 5 0． 2 0． 1 0． 5 0． 15 0． 1 0． 5 0． 15 0． 125 片數(shù)Z 3 4 2 1 4 4 1 3 3 注： 08鋼拋光 2=D(2~4) 用于凸緣 D0,D2,n d 見(jiàn)表 (125) 式軸承蓋 D—軸承外徑 D2=D1 用于嵌 d2 按軸承外圓 入式 安裝尺寸確定 軸承蓋 的墊片若干片以備調(diào)整微小間隙用。 II 段 :d2=d1+2h=28+2 1=30mm ∴ d2=30mm 初選用深溝球軸承， 其內(nèi)徑為 30mm, 考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。 其中花鍵長(zhǎng)度為 35mm 此段左面的滾動(dòng)軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸 . 由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距 L=158mm 軸的校核 基本數(shù)據(jù)： 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 19 頁(yè) 共 30 頁(yè) 轉(zhuǎn)矩 T=150 Nm? ，轉(zhuǎn)速 n=960 /minr 求作用在齒輪上的力： 因已知齒輪分度圓直徑 d=156 2 2 1 5 0 0 0 0 1923156t TFNd ?? ? ? ta n ta n 2 01 9 2 3 7 0 7c o s c o s 8 0 6 39。39。 34 39。 274atF F N?? ? ? ? 力的方向如圖所示： 初步確定軸的最小直徑： 估算出軸的最小直徑。查表 0A =112，所以根據(jù)公式： 310 2 6 .5Pd A mmn??， 320 2 4 .1Pd A m mn?? 根據(jù)設(shè)計(jì)，我們來(lái)校核主動(dòng)軸的疲勞強(qiáng)度。因無(wú)大的瞬間過(guò)載及嚴(yán)重應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。不論工作壽命，靜負(fù)荷安全系數(shù)和經(jīng)濟(jì)性是否都達(dá)到要求，在最終選定軸承其余尺寸和結(jié)構(gòu)形式之前，都必須經(jīng)過(guò)尺寸演算。滾動(dòng)軸承的靜負(fù)荷是指軸承加載后是靜止的（內(nèi)外圈間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)）或旋轉(zhuǎn)速度非常低。大部分軸承受動(dòng)負(fù)荷，內(nèi)外圈做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，尺寸演算校核滾道和滾動(dòng)體早期疲勞損壞安全系數(shù)。對(duì)注重經(jīng)濟(jì)性能的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，要盡可能充分的利用軸承的承載能力。 靜負(fù)荷軸承 計(jì)算靜負(fù)荷安全系數(shù) Fs有助于確定所選軸承是否具有足夠的額定靜負(fù)荷。對(duì)于必須平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)、噪音特低的軸承，就要求 FS的數(shù)值高；只要求中等運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲的場(chǎng)合，可選用小一些的 FS；一般推薦采用下列數(shù)值： FS=~ FS=~級(jí) FS=~ CO[KN]已在表中為每一品種規(guī)格的軸承列出。當(dāng)量靜負(fù)荷PO[KN]是一個(gè)理論值，對(duì)向心軸承而言是徑向力，對(duì)推力軸承來(lái)講是軸向和向心力。 PO=XO*Fr+Ys*Fa[KN] 其中 ， PO當(dāng)量靜負(fù)荷， KN 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 22 頁(yè) 共 30 頁(yè) Fr徑向負(fù)荷， KN Fa軸向負(fù)荷， KN XO徑向系數(shù) ， YO軸向系數(shù)。對(duì)于一大組相同型號(hào)的軸承來(lái)說(shuō)，其中 90%應(yīng)該達(dá)到或者超過(guò)該值。當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 P [KN]是 一項(xiàng)理論值，對(duì)向心軸承而言是徑向力，對(duì)推力軸承來(lái)說(shuō)是軸向力。當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷作用下的軸承壽命與實(shí)際負(fù)荷組合作用時(shí)相同。不同類型軸承的 X,Y值及當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷計(jì)算依據(jù)，可在各類軸承的表格和前言中找到。對(duì)球軸承， P=3 對(duì)滾子軸承， P=10/3 變負(fù)荷及變速度 如果軸承動(dòng)負(fù)荷的值及速度隨時(shí)間而變化，那么在計(jì)算當(dāng)量負(fù)荷時(shí)就得有相應(yīng)的考慮。當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷的計(jì)算公式變?yōu)椋? 滾動(dòng)軸承的最小負(fù)荷 過(guò)小的負(fù)荷加上潤(rùn)滑不足，會(huì)造成滾動(dòng)體打滑，導(dǎo)致軸承損壞。 本設(shè)計(jì)中選用深溝軸承。 由上述計(jì)算，齒輪受力基本數(shù)據(jù)可以算出： 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 23 頁(yè) 共 30 頁(yè) 軸承受力 1 ? ? 1 ? 比值 112 0 2 .2 4 0 .3 95 2 1 .8 3arFF ?? 110 .3 9 2 0 3 .5drF F N?? 102 0 2 . 2 40 . 0 1 0 1 220210aFC ?? pf =~,取 pf =。110 ( ) 1 0 2 7 0 860hhCLLnP ?? ? ? 故選用軸承符合預(yù)期壽命。對(duì)于重型減速器也可以采用球墨鑄鐵或鑄鋼制造。 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 減速器的箱體是支持和固定軸及軸上零件并保證傳動(dòng)精度的重要零件，其重量一般約占減速器總重量的 40％ ~50％，因此，箱體結(jié)構(gòu)對(duì)減速器的性能、制造工藝、材料消耗、重量和成本等影響很大，設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必綜合考慮，認(rèn)真對(duì)待。 （ 2）軸承座房設(shè)計(jì)凸臺(tái)結(jié)構(gòu)。對(duì)無(wú)油構(gòu)箱體（軸承采用油脂潤(rùn)滑）取 S〈 D2，應(yīng)注意凸臺(tái)聯(lián)接螺栓（ d1）與軸承蓋聯(lián)接螺釘（ d3）不要互相干涉；對(duì)有油溝箱體（軸承采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑），取 S≈ D2〉，應(yīng)注意凸臺(tái)螺栓孔（ d1）不要與油溝相通，以免漏油。 ②凸臺(tái)高度 h的確定應(yīng)以保證足夠的螺母搬手空間為準(zhǔn)則。 ③凸臺(tái)沿軸向的寬度同樣取決于不同螺栓直徑所確定的 C1+ C2之值，以保證足夠的搬手空間。 （ 3）箱座的內(nèi)壁應(yīng)設(shè)計(jì)在底部凸緣之內(nèi)。 （ 5）箱座是受力的重要零件，應(yīng)保證足夠的箱座壁厚，且箱座凸緣厚度可稍大于箱蓋凸緣厚度。 為保證箱體軸承座孔的加工和裝配的準(zhǔn)確性，在接合面的凸緣上必須設(shè)置 兩個(gè)定位中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 25 頁(yè) 共 30 頁(yè) 用的。 如果滾動(dòng)軸承靠齒輪飛濺的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑時(shí)，則箱座凸緣上應(yīng)開(kāi)設(shè)集油溝，集油溝要保證潤(rùn)滑油流入軸承座孔內(nèi)，再經(jīng)過(guò)軸承內(nèi)外圈間的空隙流回箱座內(nèi)部，而不應(yīng)有漏油現(xiàn)象發(fā)生。壁厚應(yīng)均勻和防止金屬積聚、避免產(chǎn)生的縮孔、裂紋等缺陷。 避免出現(xiàn)狹縫結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的砂型易碎裂，正確的做法應(yīng)聯(lián)成整體箱壁沿?fù)苊较驊?yīng)有 1： 10~1： 20的撥模斜度。兩端軸承外徑不同時(shí)，可以在座孔中安裝襯套，使支座孔徑相同，利用襯套的厚度不等，形成不同的孔徑以滿足兩端軸承不同外徑的配合要求。加工表面與非加工表面必須嚴(yán)格區(qū)分，并盡量減少加工面積。 (所示為軸承座凸緣的外端面與凸臺(tái)之間的合理與不合理的結(jié)構(gòu)。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛氈又可以將潤(rùn)滑油自行刮下反復(fù)自行潤(rùn)滑。同時(shí)為了避免油攪動(dòng)時(shí)泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x H 不應(yīng)小于 30~50mm。 (2) 對(duì)于滾動(dòng)軸承來(lái)說(shuō)，由于傳動(dòng)件的速度不高，且難以經(jīng)常供油，所以選用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 27 頁(yè) 共 30 頁(yè) 10 裝配圖 圖 裝配圖 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 28 頁(yè) 共 30 頁(yè) 11 設(shè)計(jì)小結(jié) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，是機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實(shí)踐性環(huán)節(jié)。 ，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過(guò)程。 ，很多關(guān)于制造和工藝的知識(shí)有待我們提高，更多的是需要我們自己去觀察、實(shí)踐、學(xué)習(xí)。隨著科學(xué)的迅猛發(fā)展，新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，會(huì)有很多領(lǐng)域是我們未曾接觸過(guò)的，只有敢于去嘗試才能有所突破，有所創(chuàng)新。從一開(kāi)始有些茫然到現(xiàn)在初有成就的喜悅，相信未來(lái)的結(jié)果一定是令人滿意的。導(dǎo)師淵博的知識(shí) ， 豐富的科研工作經(jīng)驗(yàn) ， 做學(xué)問(wèn)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和開(kāi)闊的思路深深的感染了我 ， 使我受益匪淺。而各位老師還對(duì)我個(gè)人的鉆研態(tài)度、 價(jià)值取向及發(fā)展道路等各方面進(jìn)行了正確的引導(dǎo)。 大學(xué)本科生活即將結(jié)束 ,回首在校生活的每一天 ， 感慨頗多。