機械設計傳動裝置草圖

『壹』 設計一個機械傳動傳動裝置需要哪些軟體

二維的常用AutoCAD，如果搞機械的話推薦用CAXA（版本2007R3企業版）；建模用Pro/E或Solidworks，先畫出二維圖內再用三維軟容件把各個零部件畫出來，最後裝配，至於模擬以上兩個三維軟體可以模擬。

機械傳動在機械工程中應用非常廣泛，主要是指利用機械方式傳遞動力和運動的傳動。分為兩類：一是靠機件間的摩擦力傳遞動力與摩擦傳動，二是靠主動件與從動件嚙合或藉助中間件嚙合傳遞動力或運動的嚙合傳動。另有同名《機械傳動》雜志。

『貳』 機械設計課程設計關於設計帶式運輸機上的二級圓柱齒輪減速器要怎麼做

題目：設計一用於帶式運輸機傳動裝置中的同軸式二級圓柱齒輪減速器
一． 總體布置簡圖
1—電動機；2—聯軸器；3—齒輪減速器；4—帶式運輸機；5—鼓輪；6—聯軸器
二． 工作情況：
載
鼓輪的直徑D（mm）：350
運輸帶速度V（m/s）：0.7
帶速允許偏差（％）：5
使用年限（年）：5
工作制度（班/日）：2
四． 設計內容
1. 電動機的選擇與運動參數計算；
2. 斜齒輪傳動設計計算
3. 軸的設計
4. 滾動軸承的選擇
5. 鍵和連軸器的選擇與校核；
6. 裝配圖、零件圖的繪制
7. 設計計算說明書的編寫
五． 設計任務
1． 減速器總裝配圖一張
2． 齒輪、軸零件圖各一張
3． 設計說明書一份
六． 設計進度
1、 第一階段：總體計算和傳動件參數計算
2、 第二階段：軸與軸系零件的設計
3、 第三階段：軸、軸承、聯軸器、鍵的校核及草圖繪制
4、 第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫
傳動方案的擬定及說明
由題目所知傳動機構類型為：同軸式二級圓柱齒輪減速器。故只要對本傳動機構進行分析論證。
本傳動機構的特點是：減速器橫向尺寸較小，兩大吃論浸油深度可以大致相同。結構較復雜，軸向尺寸大，中間軸較長、剛度差，中間軸承潤滑較困難。
電動機的選擇
1．電動機類型和結構的選擇
因為本傳動的工作狀況是：載荷平穩、單向旋轉。所以選用常用的封閉式Y（IP44）系列的電動機。
2．電動機容量的選擇
1） 工作機所需功率Pw
Pw＝3.4kW
2） 電動機的輸出功率
Pd＝Pw/η
η＝ ＝0.904
Pd＝3.76kW
3．電動機轉速的選擇
nd＝（i1』?i2』…in』）nw
初選為同步轉速為1000r/min的電動機
4．電動機型號的確定
由表20－1查出電動機型號為Y132M1-6,其額定功率為4kW，滿載轉速960r/min。基本符合題目所需的要求
計算傳動裝置的運動和動力參數
傳動裝置的總傳動比及其分配
1．計算總傳動比
由電動機的滿載轉速nm和工作機主動軸轉速nw可確定傳動裝置應有的總傳動比為：
i＝nm/nw
nw＝38.4
i＝25.14
2．合理分配各級傳動比
由於減速箱是同軸式布置，所以i1＝i2。
因為i＝25.14，取i＝25，i1=i2=5
速度偏差為0.5%<5%，所以可行。
各軸轉速、輸入功率、輸入轉矩
項 目 電動機軸 高速軸I 中間軸II 低速軸III 鼓 輪
轉速（r/min） 960 960 192 38.4 38.4
功率（kW） 4 3.96 3.84 3.72 3.57
轉矩（N?m） 39.8 39.4 191 925.2 888.4
傳動比 1 1 5 5 1
效率 1 0.99 0.97 0.97 0.97

傳動件設計計算
1． 選精度等級、材料及齒數
1） 材料及熱處理；
選擇小齒輪材料為40Cr（調質），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調質），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。
2） 精度等級選用7級精度；
3） 試選小齒輪齒數z1＝20，大齒輪齒數z2＝100的；
4） 選取螺旋角。初選螺旋角β＝14°
2．按齒面接觸強度設計
因為低速級的載荷大於高速級的載荷，所以通過低速級的數據進行計算
按式（10—21）試算，即
dt≥
1） 確定公式內的各計算數值
（1） 試選Kt＝1.6
（2） 由圖10－30選取區域系數ZH＝2.433
（3） 由表10－7選取尺寬系數φd＝1
（4） 由圖10－26查得εα1＝0.75，εα2＝0.87，則εα＝εα1＋εα2＝1.62
（5） 由表10－6查得材料的彈性影響系數ZE＝189.8Mpa
（6） 由圖10－21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim1＝600MPa；大齒輪的解除疲勞強度極限σHlim2＝550MPa；
（7） 由式10－13計算應力循環次數
N1＝60n1jLh＝60×192×1×（2×8×300×5）＝3.32×10e8
N2＝N1/5＝6.64×107
（8） 由圖10－19查得接觸疲勞壽命系數KHN1＝0.95；KHN2＝0.98
（9） 計算接觸疲勞許用應力
取失效概率為1％，安全系數S＝1，由式（10－12）得
[σH]1＝＝0.95×600MPa＝570MPa
[σH]2＝＝0.98×550MPa＝539MPa
[

『叄』 求一級斜齒圓柱齒輪減速器設計說明書及CAD圖

所有圖（包括彎矩扭矩圖）在我郵箱，有需要再通知我[email protected]

目 錄

1. 任務書
2. 電動機的選擇
3. 傳動裝置總傳動比計算並分配傳動比
4. 傳動裝置的運動參數和動力參數計算
5. 齒輪傳動設計及計算
6. 輸入軸的設計結構計算
7. 輸出軸的設計結構計算
8. 滾動軸承的選擇計算
9. 鍵的選擇
10. 聯軸器的選擇
11. 箱體的結構設計計算
12. 潤滑方式的選擇
13. 潤滑油的選擇
14. 密封選擇
15. 參考資料
16. 學習小結
17. 零件圖

1. 任務書
一、 程設計的性質和目的
機械設計課程設計是把學過的各學科的理論較全面地綜合應用到實際工程中
去，力求從課程內容上、從分析問題和解決問題的方法上，從設計思想上培養工
程設計能力，課程設計有以下幾個方面的要求：
1． 培養綜合運動機械設計課程和其他先修課程的基礎理論和基礎知識，以及結
合生產實踐分析和解決工程實際問題的能力使所學的知識得以融會貫通，調
協應用。
2． 通過課程設計，學習和掌握一般機械設計的程序和方法，樹立正確的工程設
計的思想，培養獨立的、全面的、科學的工程設計能力。
3． 在課程設計的實踐中學會查找、翻閱、使用標准、規范，手冊，圖冊和相關
的技術資料等。熟悉個掌握機械設計的基本技能。

二、 課程設計的內容
1．設計題目：
帶式輸送機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器
2．運動簡圖

3．工作條件
傳動不逆轉，載荷平穩，起動載荷的名義載荷的1.25倍,使用期限10年,兩班制工作,輸送帶速度容許誤差為±5%，輸送帶效率一般為0.94～0.96。
4．原始數據
已知條件 題號 1
輸送帶拉力F(N) 3.2
滾筒直徑D(mm) 450
輸送帶速度v(m/s) 1.7

三、 完成工作量
（1） 設計說明書1份
（2） 減速器裝配圖1張
（3） 減速器零件圖3張

四、 機械設計的一般過程
設計過程:

設計任務——總體設計——結構設計——零件設計——加工生產——安裝調試

五、 課程設計的步驟
在課程設計時，不可能完全履行機械設計的全過程，只能進行其中一些的重要
設計環節，如下：
1． 設計准備
認真閱讀研究設計任務書，了解設計要求和工作條件。
2． 傳動裝置的總體設計
首先根據設計要求，同時參考比較其他設計方案，最終選擇確定傳動裝置的總
體布置。
3． 傳動零件的設計計算
設計計算各級傳動零件的參數和主要尺寸
4． 結構設計（裝配圖設計）
首先進行裝配草圖設計，設計軸，設計軸承，最後完成裝配圖的其他要求。在
完成裝配草圖的基礎上，最終完成的圖即正式的餓裝配結構設計。
5． 完成兩張典型零件工作圖設計
6． 編寫和整理設計說明書
7． 設計總結和答辯

六、 課程設計中應注意的問題
課程設計是較全面的設計活動，在設計時應注意以下的一些問題：
（一）全新設計與繼承的問題
在設計時，應從具體的設計任務出發，充分運用已有的知識和資料進行科學、
先進的設計。
（二）正確使用有關標准和規范
為提高所設計機械的質量和降低成本，在設計中應盡量採用標准件，外購件，
盡量減少的自製件。
（三）正確處理強度，剛度，結構和工藝間的關系
在設計中任何零件的尺寸都不可能全部由理論計算來確定，而每個零件的尺寸
都應該由強度，剛度，結構。加工工藝，裝配是否方便，成本高低等各方面的要
求來綜合確定的。
（四）計算與圖畫的要求
進行裝配圖設計時，並不僅僅是單純的圖畫，常常是圖畫與設計計算交叉進行
的。先由計算確定零件的基本尺寸，再草圖的設計，決定其具體結構尺寸，再進
行必要的計算。

2. 電動機的選擇
電動機已經系統化,系統化一般由專門工廠按標准系列成批大量生產,設計時只需根據工作載荷,工作機的特性和工作環境,選擇電動機的類型,結構形式和轉速,計算電動機功率,最後全頂電動機型號.
一 類型選擇
電動機類型選擇是根據電源種類(流或交流),工作條件(度,環境,空間,尺寸等)及載荷特點(性質,大小,起動性和過載現象)來選擇的.目前廣泛應用Y系列三相非同步電動機(JB3074-82)是全封閉自扇冷鼠型三相非同步電動機,適用於無特殊要求的各種機械設備.由於Y系列電動機具有交好的起動性能,因此,也適用於某些對起動轉矩有較高要求的機械,如壓縮機等.
二 電動機功率確定
電動機功率是根據工作機容量的需要來確定的.電動機的額定功率應等於或大於電動機所需功率Pw
1 工作機所需功率Pw
根據公式計算:已知工作機阻力Fw和速度Vw則工作機所需功率Pw為:

式中:Fw-工作機阻力,N
Vw-工作機線速度,m/s
將數據 Fw=3.2kN
帶入公式 =5.44kW
2輸出功率Pd
已知Pw=5.44kW
由任務要求知:
查表得:
代入得:
由公式
選擇額定功率7.5kW的電動機
在計算傳送裝置的總功率時,應注意以下幾點:
1)取傳動副效率是否以包括其軸效率,如包括則不應計算軸承效率
2)軸承的效率通常指-對軸承而言
3)同類性的幾對傳動副,軸承,或聯軸器,要分別考慮效率
4)當資料給出的效率為-范圍時,一般可以取中間值,如工作條件差,加工條件差,加工精度低或維護不良時應取低值,反之應取高值.
3確定工作機轉速
額定功率相同的類型電動機,可以有幾種轉速供選擇,如三相非同步電動機就有四種常見 同步轉速,即:3000r/min,1500r/min,1000r/min,750r/min電動機的轉速高,極對數少,尺寸和質量叫,價格便宜,但機械傳動裝置總轉動比加大,結構尺寸偏大,成本也變高,所以選擇電動機轉速時必須作全面分析比較,首先滿足主要要求,盡量兼顧其他要求.
公式:
代入數據:V=1.7m/s,d=450mm(注:式中為輸送帶速度為滾筒轉矩)

為了便於選擇電動機轉速，需要先考慮電動機轉速得可選范圍。由《機械設計課程設計》P6表2－1查得V帶傳動常用得傳動常用得傳動范圍i鏈＝2～5，i齒3～5，則電動機轉速可選范圍為：

nd＝i鏈*i齒*nw＝（2～5）*（3～5）*72.2＝（6～25）*72.2＝433.2～1805r/min

4型號選擇
綜合考慮電動機和轉動裝置的尺寸,結構和帶裝動，及減速器的轉動比,故查表知電動機型號可選擇:Y132M-4.
(注:表格在課程設計書264頁)
以下附電動機選擇計算表:
電動機類型 Y系列一般用三相非同步電動機
選擇電動機功率
Pw=5.44(kW)

輸出功率:

確定電動機轉速
nd=433.2-1805r/min
型號選擇 Y132M-4

（註：參考選擇表均在《課程設計》書中：P10，P264）

3. 傳動裝置總傳動比計算並分配傳動比
電動機選定後，按照電動機的滿載轉速n及電動機的傳速n，可確定傳動裝置的總傳動比
i＝nm／nw
當各級傳動機構串聯時，傳動裝置的總傳動比是各級傳動比的連乘積，即i＝i1*i2*i3……in

式中i1、i2、i3……in分別為各級的傳動比。

i總＝nm／nw＝滿載轉速／工作機轉速
由傳動方案可知，傳動裝置的總傳動比等於各級合理地分配各級傳動比，在傳動裝置總體設計中很重要地，它將直接影響到傳動裝置外廓尺寸.質量.潤滑條件.成本地高低.傳動零件地圓周速度大小及精度等級地高低。要同時滿足各方面地要求是不現實的，也是非常困難的，應根據具體設計要求，進行分析比較，首先滿足主要要求，盡量兼顧其他要求。在合理分配傳動比時應該注意以下幾點。
1 .各級傳動比都應在常用的合理范圍之內，以符合各種傳動形式的工作特點，能在最佳狀態下運轉，並使結構緊湊，工藝合理。
2 .應使傳動裝置結構尺寸較小，質量較輕。
3 .應使各傳動件尺寸協調，結構均勻稱合理，避免相互干擾碰撞。

傳動裝置中的總傳動比 i總＝nm／nw i總＝19.95
分配各級傳動比 i齒＝4 I鏈=19.95/4=4.99
（註：各級傳動比見《課程設計》P12表2—4）

4. 傳動裝置的運動參數和動力參數計算

機械傳動裝置的運動參數和動力參數，主要指的使各軸的功率.轉速和轉距，它為設計計算傳動比和軸提供極為需要的依據。
計算各軸運動和動力參數時，應將傳動裝置中各軸從高速軸到低速軸依此編號，定位0軸（電機軸）.1軸.2軸…，相鄰的輸入功率P1.P2.P3…,相鄰兩軸的傳動比效率為n01.n12.n23…，各軸的輸入功率為P1.P2.P3…,各軸的輸入轉距為T1.T2.T3…,各軸的輸入轉速為n1.n2.n3….
電動機軸的輸出功率、轉速、和轉距為
1.轉動比分配
工作機的轉速 n＝
i總＝ n／n＝1440／81.21＝17.73
i齒＝4，i鏈＝19.95／4＝4.99
將電動機至工作機的軸依次編號0，1，2……

（1） 轉速n
nm=n1=n0=1440r/min
n2=n1/i齒=1440/4=360r/min
n3=n2/i鏈=360/4.99=72.14r/min
（2） 功率P
P0=Pd=6.63kW
P1=P0×η聯×η軸承=6.63×0.99×0.99=6.50kW
P2=P1×η齒×η軸承=6.50×0.97×0.99=5.99kW
P3=P2×η鏈×η軸承=5.99×0.96×0.99=5.70kW
（3）轉距
T0=9550×P0/n0=9550×6.63/1440= 43.97N•m
T1=T0 ×η軸承×η聯= 43.97×0.99×0.99=43.09 N•m
T2=T1 ×η軸承×η齒×i齒=43.09×0.96×0.97×4=160.52 N•m
T3=T2×η鏈×i鏈=160.52×0.96×4.99=768.95 N•m
根據上述計算可得出各軸的功率、轉速和扭距。
0軸 P0=Pd=6.63kW
n滿=n1=n0=1440r/min
T0=9550×Pd/N滿=9550×6.63/1440= 43.97N•m P0=6.63kW
n0=1440r/min
T0=43.97N•m
1軸 P1=P0×η聯×η軸=6.63×0.99×0.99=6.50kW
n1=n0=1440r/min
T1=T0 ×η軸承×η聯軸器=43.97×0.99×0.99=43.09 N•m P1=6.50kW
n1=1440r/min
T1=43.09 N•m

2軸 P2=P1×η齒×η軸承=6.50×0.97×0.99=5.99kW
n2=n1/i齒=1440/4=360r/min
T2=T1 ×η軸承×η齒×i齒=43.09×0.96×0.97×4=160.52 N•m P2=5.99kW
n2=360r/min
T2=160.52 N•m

3軸 P3=P2×η鏈×η軸承=5.99×0.96×0.99=5.70kW
n3=n2/i鏈=360/4.99=72.14r/min
T3=T2×η軸承×η鏈×i鏈=160.52×0.96×4.99=768.95 N•m P3=5.70 kW
n3=72.14r/min
T3=768.95 N•m

具體計算數據如下：
軸名 功率P/kW 轉矩T/N•M 轉速N（r/min） 傳動比
i 效率
η
輸入 輸出 輸入 輸出
電機軸 6.63 43.97 1440 1 0.990
Ⅰ軸 6.05 43.09 1440 4 0.990
Ⅱ軸 5.99 160.52 360 4.99 0.970
Ⅲ軸 5.70 768.95 72.14 0.960
5.齒輪傳動設計計算
設計單級標準直齒圓柱齒輪減速的齒輪傳動。該減速器用電動機驅動，載荷平穩，單向運轉。
齒輪材料與熱處理的選擇是要根據具體的工作要求來決定的，此外還要考慮齒輪毛呸製造方法。當齒輪直徑d≤500mm時，根據製造條件，可採用鍛造毛呸。
當齒輪直徑d≥500mm時，多採用鑄造毛呸。小齒輪根圓直徑與軸徑接近時，齒輪要和軸要製成一體，這時選材要兼顧軸的要求。同一減速器的各級小齒輪（或大齒輪）的材料盡可能一致，以減少材料牌號和工藝要求。
齒輪強度計算中不論是針對大齒輪還是針對小齒輪的（許用應力和齒輪系數，不論用哪個齒輪的數值），其公式中的轉矩，齒輪的直徑或齒數都應是小齒輪的轉矩T1，小齒輪的分度圓d1和小齒輪的齒數z1
小齒輪的齒數選取首先要注意不能產生根切，另外齒數的選取還要考慮在滿足強度要求的情況下，盡能多一些，這樣可以加大重合度系數，提高轉動的平穩性，且能減少加工量。大齒輪和小齒輪的齒數最好互為質數，防止磨損或失效集中在某幾個齒上。
為了保證齒輪安裝以後仍能夠全齒嚙合，那麼小齒輪齒寬應比大齒輪齒寬要寬5~8mm。模數首先要標准化，是一個標准值，並且在工程上要求傳遞動力的齒輪的模數M≥1.5mm。
按下表步驟計算：
計算項目 計算內容 計算結果
1.選擇材料與熱處理方式 因該齒輪傳動比無特殊要求，故可選一般材料，而且為軟齒面。 小齒輪材料為45鋼，調質處理，硬度為(220-250)HBS.計算取平均數235HBS
大齒輪材料為45鋼，正火處理，硬度為(170-210)HBS. 計算取平均數
2.選擇齒輪精度 因為是一般減速器，故選擇8級精度，要求齒面粗糙度
Ka≤(3.2-6.3)μm 初選8級精度

計算齒輪比
小齒輪的轉矩 由原動機為電動機，工作機為帶式輸送機，載荷平穩，齒輪在兩軸之間對稱布置，查零件書P117章節內容（直齒 均勻、輕微沖擊）
μ=Z2/Z1=N1/N2=1440/360=4
T1=9.55× ×P1/N1=9.55× × N•mm
K=1.2
μ=4
T1=4.31×

確定齒數Z1 Z2 對於周期性變化的載荷，為避免最大載荷總是總用在某一對或幾對齒輪上而是磨損過於集中，Z1 Z2應互為質數。 Z1=27 Z2=103
應力循環次數 N1=60njLh=60×1440×1.05×(10×300×8×2）=4.35×109
N2=N1/i齒=1.09×109 N1=4.35×109
N2=1.09×109
許用接觸應力
選擇齒寬系數 由書P126圖7-18得ZNT1=0.9，ZNT2=0.95
由書P120表7-9得SH=1.05
由書P122圖7-16（a）得 =560 Mpa =530 Mpa
[σH]1=ZNT1×GHLIM1/SH=0.9×560/1.05=480MPa
[σH]2=ZNT2×GHLIM2/SH=0.95×530/1.05=479.52MPa [σH]1=480MPa
[σH]2=479.5MPa
齒輪分度圓直徑 由於口齒合求出應力是一樣的故用小齒輪應力計算(書P114 公式7-5)
d≥ = =50mm
d=50mm
確定齒輪模數 m=d/z1=50/27=1.85取標准模數m=2 取m=2
計算齒輪主要尺寸 d1=mz1=2×27=54mm
d2=mz2=2×103=206mm
中心距a=0.5（d1+d2）=0.5×（54+206）=130mm
齒輪寬b2=ψd×d1=59.4mm
經圓整後b2取60mm
為了保證齒輪安裝以後仍能夠全齒嚙合，那麼小齒輪齒寬應比大齒輪齒寬要寬5~8mm。
b1=b2+5mm=65mm d1=54mm
d2=206mm
a=130mm
b2=60mm
b1=65mm

校核齒輪強度 確定兩齒輪的彎曲應力由書P190圖10-25查得齒輪彎曲疲勞極限
σFlim1=210MPa
σFlim2=190MPa
由最小安全系數SF=1.35
由書P190圖10.26查得彎曲疲勞系數
YNT1=0.85
YNT2=0.9
[σF]1=(YNT1×σFlim1)/SF=(0.85×210)/1.35=132.22MPa
[σF]2=(YNT2×σFlim2)/SF=(0.9×190)/1.35=126.67MPa σFlim1=210MPa
σFlim2=190MPa

[σF]1=132.22MPa
[σF]2=126.67MPa
兩齒輪齒根的彎曲應力 計算兩齒輪齒根的彎曲應力由書P195表10.13 10.14
YF1=2.57
YS1=1.60
YF2=2.18
YS2=1.79
比較(YF1×YS1)/[ σF]1=2.57×1.60/132.22=0.032
(YF2×YS2)/[ σF]2=2.18×1.79/126.67=0.030
計算小齒輪齒根彎曲應力 σF1= =54.61 MPa ＜[σF]1=132.22MPa
彎曲強度足夠
驗算圓周速度V並選取齒輪精度 V=πd1n1/(60×1000)=π×55×1440/(60×1000)=4.52＜5m/s
8級精度合適
齒輪幾何尺寸計算 齒頂圓直徑da(ha*=1) da1=d1+2ha1=（Z1+2ha*）m=58mm
da2=d2+2ha1=（Z2+2ha*）m=210mm
齒全高h (C*=0.25)
h=（2ha*+C*）m=4.5mm
齒厚S=πm/2=3.14mm
齒根高hf=（ha*+C*）m=2.5mm
齒頂高ha=ha*m=2mm
齒根圓直徑df1=d1-2hf=49mm df2=d2-2hf=201mm da1=58mm
da2=210mm
h=4.5mm
ha=2mm
h)f=2,5mm
df1=49 mm
df2=201mm
s=3.14 mm
齒輪結構設計 小齒輪採用齒輪軸結構，大齒輪採用鍛造毛坯的腹板結構
大齒輪的相關尺寸計算如下：
軸孔直徑 ds=48 mm
軸轂直徑 D1=1.6ds=76.8 mm
軸轂長度 L=b2=60mm
軸緣厚度 δ0=(3-4)m=6-8mm 取7mm
輪緣內徑 D2=da-2h-2δ0=180mm
腹板厚度 C=0.3b2=0.3×58=18 mm
腹板中心孔直徑 D=0.5(D2+D1)=128.4mm
腹板的孔徑d0=0.25(D2-D1)=26 mm
齒輪倒角n=0.5m=1.25 mm =1mm ds=48 mm
D1=76.8 mm
L= 60mm
δ0=7mm
D2= 180 mm
C=18mm
D=128.4mm
d0=26mm
n=1 mm

6.輸入軸的設計結構計算
減速器傳遞功率屬於小功率，對於材料無特殊要求，選用45號鋼並經調質處理
根據表14.1得A=107-118
mm
若考慮到軸的最小直徑處要安裝聯軸器，會有鍵槽，故將估算直徑加大3%~5%
17.68×1.03=18.21
19.5×1.05=20.475

由設計手冊查取直徑 取d1=20mm
主動軸結構設計
根據設計一級減速器，可將齒輪布置在箱體中央，將軸承對稱安裝在齒輪兩側，軸的外伸端安裝聯軸器
根據軸上零件的定位，裝拆方便的需要，同時，考慮到強度原則，主動軸和從動軸均設計為階梯軸。
a)初步確定安裝聯軸器處直徑d1=20mm因半聯軸器軸孔長度Y型，軸孔長度L=52mm
b)為使軸段2與密封裝置相適合並與軸段1軸肩，故d2=22mm軸承蓋在端面與聯軸器距離L』=20軸承蓋厚=10mm 參考減速器箱體有關資料箱體內壁到軸段4距離為10故取軸段2的長度L2=30mm
c) 由軸段3與軸段2形成軸肩並與軸承相適應，故取d3=25mm L3=40mm
d)由軸承初選6305的安裝尺寸得知：
da=d4=30mm L4=b=1.4h=5.4mm取整得L4=6mm
e) d5 =35 軸段5為齒輪寬b1=60mm由齒輪端到箱體內壁 10mm，為保證齒輪固定可靠，軸段5的長度應短於齒輪輪轂寬度2mm，得L5
f)d6=30mm L6=7.5mm
g)d7=25mm L7=13mm
由此初步確定軸的各段長度和直徑

輸入軸的強度校核
(1)計算作用力
圓周力Ft=2000T1/d1=(2000×43.09)/54=1595，53N
徑向力Fr=Ft×tanα。=574.5N
由於直齒輪軸向力 Fa=0
(2)作主動軸受力簡圖
L=60+40=100
水平彎矩：FHA=FHB=Ft/2=797，97N
MHC=Ft(L/4)=39898.25 N•mm

鉛垂面彎矩：FVA=FVB=Fr/2=469.522/2=287.251N
MVC=Fr(L/4)=287.25×100/4=14362.5N•mm
合成彎距：
扭矩T=4.309× （N•mm）

α=0.6 脈動循環
校核危害截面的強度
由書P176表9-5 [σ-1b]=60MPa [σ0b]=102.5 MPa
σb=Mec/W=31.8MPa<[σ0b]=102.5 MPa

故軸的強度足夠

修改軸的結構
由於所設計軸的強度足夠，此軸不必再做修改

7.輸出軸的設計結構計算
(1)選擇軸的材料確定許用應力，由已知減速器傳遞功率居中小功率，對材料無特殊要求，選45鋼並經調質處理，由書查得強度極限σB=650MPa再由表得 許用彎曲應力[σ0b]=102.5MPa
(2)按扭轉強度估算直徑由書P173表9-3得
A=107-118
mm
由於軸的最小直徑處要安裝鏈輪，會有鍵槽，故將直徑加大3%~5%得27.32×1.03=28.14 mm 30.12×1.05=31，63mm由設計手冊取標準直徑d1=38mm
a)繪制軸系結構草圖
根據軸的軸向定位要求確定軸徑和軸長
b)初步確定軸徑d1=38mm軸段1的長度L1=82mm
c)軸段2要與軸段1形成軸肩並與密封裝置相適應，故取d2=40手冊P260表18-10由軸承蓋右端面與輪轂左端面距離為10 mm，軸承端蓋厚度為10 mm，參考減速箱體有關數據，箱體內壁至軸承端蓋左側距離為62 mm故L2=54.5mm
d)由軸段3與軸承相適合初選一對6009深溝球軸承,d×D×B=45×75×16
故d3=45mm 由(b2/2)+a1=(b2/2)+a2 得齒輪端面至箱體內壁的距離為12.5mm 故軸段3的長度L3=50mm
e)軸段4與齒輪輪轂相適合，使輪轂與套筒緊貼，要略短於輪轂長度L=52mm d4=48mm 所以 L4=52mm d4=48mm
f)軸環取 h=(0.07-0.1)h 取h=6mm d5=54mm L5=b=1.4h=8.4 mm取整10 mm
g)軸段6與軸承相適應 d6=45mm L6=18mm
所以 d6=45mm L6=18mm

由此初步確定軸的各段長度和直徑

從動軸強度校核
(1)計算作用力
圓周力Ft=2000T3/d2=(2000×768.95)/220=7689.5N
徑向力Fr=Ft×tanα=2833.2N
由於直齒輪軸向力 Fa=0
(2)輸出軸受力
支撐點間距離L=50+43=95mm
水平彎矩：FHA=FHB=Ft/2=3934.75N
MHC=Ft(L/4)=192802.75N•mm

鉛垂面彎矩：FVA=FVB=Fr/2=1416.51N
MVC=Fr(L/4)=69408.99 N•mm
合成彎距：

校核危害截面的強度
由書P176表9-5 [σ0b]=102,5MPa
σb=Mec/W =45.6MPa<[σ0b]=102.5MPa
故軸的強度足夠.

修改軸的結構
由於所設計軸的強度足夠，此軸不必再做修改

8.滾動軸承的選擇計算
滾動軸承的選擇：
1）主動軸的軸承
考慮軸受力小且主要是徑向力，故選用深溝球軸承
壽命計劃：壽命10年雙班制 Lh=10×300×8×2=48000h
兩軸承受純徑向載荷 由書P219表11-5 fp=1.5 X=1 Y=0 球軸承ε=3

基本容量定動載荷
由書P236表16-2選取6305深溝球軸承一對GB/T276-1994
L10h= =120113.96h由L10h> Lh 故軸承壽命合格
2）從動軸的軸承
X=1 Y=0 球軸承ε=3

基本額定動載荷
由書選擇6009深溝球軸承一對GB/T276-1993
L10h= =109204.3h
由L10h> Lh 故軸承壽命合格

9.鍵的選擇
（1）輸入軸外伸端D1=20mm,考慮鍵在軸中部安裝
a)選鍵的型號和確定尺寸
車轂長L=52mm故由(課程設計P183表14-21)選鍵的型號和確定尺寸
選A型普通鍵,材料45鋼
鍵寬b=8mm，鍵高h=7mm，鍵長由（設計基礎P279）長度採到取鍵長L=45mm
b)校核鍵聯接強度
由鍵、輪轂、軸、材料為45鋼,由表14.6得
[σJH]b3=100-120MPa（輕微沖擊）
A鍵工作長度L=L-B=45-8=37mm
σjy=4T/dhl=12.18MPa
由σjy小於[σb],則強度足夠鍵8×45 GB1096-79

(2)輸入軸中部D5=30mm考慮鍵在軸中部安裝軸段長L=48mm,故由手冊P183表14-21得
a)選鍵的型號和確定尺寸
選A型普通鍵,材料45鋼
L=36mm 鍵寬b=8mm 鍵高h=7mm
b)校核鍵聯接強度
由鍵車轂,軸材料為45鋼由表14.6
得[σJH]b3=100-120MPa
A鍵工作長度L=L-b=28mm
σjy=4T/dhl=14.4MPa
由σjy小於[σ] 則強度足夠鍵10×45 GB1096-79

(3)輸出軸外伸端D=38mm,考慮鍵在軸中部安裝段長L=62mm 查(課程設計P183表14-21)
a)選鍵的型號和確定尺寸
鍵寬b=8mm,鍵高h=7mm
鍵長由長度系列取鍵長L=45mm
b)校核鍵聯接強度
由鍵車轂,軸材料為45鋼
[σJH]b3=100-120MPa
A鍵工作長度L=L-b=45-8=37mm
σjb=4T/dhl=10.66MPa
由σjy小於[σ]則強度足夠鍵8×45 GB1096-79

(4)輸出軸中部D5=45mm考慮鍵在軸中部安裝軸段長L=48mm,故由手冊P183表14-21得
a)選鍵的型號和確定尺寸
選A型普通鍵,材料45鋼
L=36mm 鍵寬b=10mm 鍵高h=8mm
b)校核鍵聯接強度
由鍵車轂,軸材料為45鋼由表14.6
得[σJH]b3=100-120MPa
A鍵工作長度L=L-b=28mm
σjy=4T/dhl=6.73MPa
由σjy小於[σ] 則強度足夠鍵10×45 GB1096-79

10.聯軸器的選擇
（1）由於減速器載荷平穩,速度不高,無特殊要求,考慮裝拆方便及經濟問題選凸緣聯軸器
由書得K=1.35
TC=KT=1.35×43.09=52.8N•m
由手冊P645選GYH2聯軸器 GB5843-2003
凸緣聯軸器,公稱擔矩Tn=63N•m
TC大於Tn採用Y型軸孔 軸孔直徑D=20mm Y型
軸孔長度L=52mm
YL4型凸緣聯軸器有關參數
（2）輸出軸 轉矩為T=768.95
查手冊P645查手冊選GYH5聯軸器GB5843-2003
軸孔直徑d=35mm 軸孔長度L=82mm Y型

型號 公稱轉矩 許用轉速 軸孔直徑 外徑 鍵型
GYH2 63N.m 10000r/min 20mm 90mm A鍵
GYH6 900 N.m 6800 r/min 38mm 140mm A鍵

11. 箱體主要結構尺寸的計算
機座壁厚δ=0.025a+1≥8取11mm
機蓋壁厚δ1=0.02a+1≥8取10mm
機座凸緣厚度b=1.5δ=16.5取17mm
機蓋凸緣厚度b1=1.5δ1=15mm
機座底緣厚b2=25δ=27.5取28mm
地腳螺釘直徑df=0.036a+12=15.6取M16
地腳螺釘數a≤250 n=4
軸承彎聯接直徑d=0.75df=M12
機蓋與機座連接螺栓直徑d2=（0.5-0.6）df=M10
聯接螺栓D2間距L=(150~200)mm
軸承端蓋螺釘直徑d3=（0.4-0.5）df取M8
窺孔蓋螺釘直徑d4=（0.3-0.4）df取M4
螺釘扳手空間
至外機壁L1LIM=13mm
至凸緣邊距離C2MIN=11mm
外機壁旁凸台半徑R1×C1=11mm
大齒輪頂圓與機壁距離Δ大於1.2δ取13mm
齒輪端面與內壁距離Δ2=10mm
機蓋`機座助厚M1≈0.85S1取10 mm M2≈0.85S2取10mm
從動軸承端蓋外徑D2=D+（5-5.5）d3=95mm
主動軸承端蓋外徑D'2=D』+（5-5.5）d3=105mm
軸承端蓋厚t=（1-1.2）d3取10mm

12. 減速器潤滑方式潤滑油牌號及用量密封方式的選擇
1)計算線速度
V=3.14×d×n/60×1000m/min
V1=3.14×55×1440/60×1000=4.1448 m/min
由V小於12應用浸油潤滑

2)由書P209表10.18得運動粘度ν50℃=85mm2/S
再由書P13表2.1得齒輪潤滑選L-CKC680機械油GB5903-95
最低~最高油麵距(大齒輪)10mm,需用油量1.5L左右
書P15表2.2 軸承選用ZL-3型潤滑脂 GB7324-87
用油量為軸承1/3~1/2為宜

3）a)箱座與箱蓋凸緣合面的密封
選用在接合面塗密封漆或水玻璃的方法
b)觀察孔和油孔等處接合面的密封
在觀察孔或螺塞與機體之間加石棉橡膠低.墊片密封
c)軸承孔的密封
透蓋用作密封與之對應的軸承外部軸的中端與透蓋間隙
由手冊P260表18~10
主動軸氈圈22 FZ/T92010-91
從動軸氈圈22 FZ/T92010-91

13.參考資料
參考文獻:1：《機械設計基礎》，高等教育出版社，陳立德主編，2004年7月第二版；
2：《機械設計課程設計》，北京航空航天大學出版社，任家卉主編；
3：《機械零件》-北京：主編：鄭志祥，高等教育出版社，2000 （2010重印）；
4：《新編機械設計手冊》/張黎驊，鄭嚴編，-北京：人民郵電出版社，2008.5
5：《機械原理》，高等教育出版社，陳立德主編；

『肆』 機械設計：繪制機構運動簡圖

答案如圖所示：

（資料來源：網路：機構運動簡圖）

『伍』 機械設計課程設計的草圖咋畫啊一點頭緒也沒有

照著咱們那書33頁的畫那個箱體！其他待續…