武漢工程大學(xué)郵電與信息工程學(xué)院二級(jí)減速器課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1972琲旗Z理2尊郵電與信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課題名稱：基于pro/e的一級(jí)減速器三維實(shí)體建模課程設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)號(hào)：6302140418專業(yè)班級(jí)：13機(jī)制04班學(xué)生姓名：孫陽(yáng)學(xué)生成績(jī):指導(dǎo)教師：陳輝一、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)的基本要求：任務(wù)與要求1、以每位學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-減速器設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)參數(shù)為依據(jù)，利用目前的主流實(shí) 體設(shè)計(jì)軟件pro/e，獨(dú)立完成本課程設(shè)計(jì)。2、首先進(jìn)行減速器傳動(dòng)部分的所有零件體的三維實(shí)體模型設(shè)計(jì)。3、在三維零件實(shí)體的基礎(chǔ)上，完成傳動(dòng)部分裝配圖的設(shè)計(jì)，健全裝配關(guān)系。4、進(jìn)一步利用軟件的功能實(shí)現(xiàn)零件體和裝配體的工程圖設(shè)計(jì)。5、最后通過(guò)軟件完成該傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，

2、并進(jìn)行相應(yīng)的干涉檢查。6、上交設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和圖紙。指導(dǎo)教師簽字：2016_ 年_05_ 月 _3_ 日、進(jìn)度安排：第一周：查閱相關(guān)資料，由教師指定的數(shù)據(jù)計(jì)算減速器各零部件尺寸, 規(guī)劃三維制圖順序，學(xué)習(xí)并熟悉三維制圖軟件的各項(xiàng)基本操 作，準(zhǔn)備繪圖。第二周：正式開(kāi)始繪制三維模型圖，將各繪制好的零件圖進(jìn)行裝配運(yùn) 動(dòng)仿真，檢查仿真結(jié)果并對(duì)結(jié)果進(jìn)行修改直至正確。并撰寫 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，答辯。三、主要參考文獻(xiàn)：1 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械設(shè)計(jì)教研組編，濮良貴 ，紀(jì)明剛主編機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）M.北京：人民教育出版社，2001:11-210.2 吳宗澤，羅盛國(guó)主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第3版）M.北京高等教育出

3、版 社，2006:12-311.3 洪鐘德主編.簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)S.同濟(jì)大學(xué)出版社，2002年5月第一版:67-210.4 周明衡主編.減速器選用手冊(cè)S.化學(xué)工業(yè)出版社，2002年6月第一版:11-25.劉希平主編.工程機(jī)械構(gòu)造圖冊(cè)S.機(jī)械工業(yè)出版社，2004:1-200.四、課程設(shè)計(jì)摘要（中文）：Pro/Engineer 個(gè)參數(shù)化、基于特征的實(shí)體造型系統(tǒng)，具有單一數(shù)據(jù)庫(kù)功能。本文在 減速器零部件幾何尺寸數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上，利用Pro/ E軟件實(shí)現(xiàn)了齒輪系和軸系等零件特征的三維模型設(shè)計(jì)；利用 Pro/E軟件實(shí)現(xiàn)了齒輪系和軸系的虛擬裝配，具有較好 的通用性和靈活性。此系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可以使設(shè)計(jì)人員在人機(jī)

4、交互環(huán)境下編輯修改，快速高 效地設(shè)計(jì)出圓柱齒輪減速器產(chǎn)品，同時(shí)通過(guò)PRO/E對(duì)二級(jí)減速器進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，規(guī)劃零 件的裝配過(guò)程，對(duì)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)仿真，建立機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析，提高效率和精度奠定了基 礎(chǔ)。五、課程設(shè)計(jì)摘要（英文）：Pro/Engineer is a parametric solid modeling system based on body feature, which has a single database.The realization of this system can make designers devise the product of cylinder gear red

5、ucer fast and efficiently Under human-computer interaction en vir onmen t.Mea nwhile,the paper describes the parametric desig n of two stage reducer and the assembly processof parts based on Pro/E, an alyzes the mecha nism moveme nt and gets expecta nt moveme nt simulatio n In doing so, desig n effi

6、cie ncy and precisi on can be in crease greatly.六、成績(jī)?cè)u(píng)定:指導(dǎo)教師簽字:2016年 5月 日七、答辯紀(jì)錄:答辯意見(jiàn)及答辯成績(jī)答辯小組教師（簽字）：2016年5月日總評(píng)成績(jī):（教師評(píng)分X 75%+答辯成績(jī)X 25%）課程設(shè)計(jì)評(píng)審標(biāo)準(zhǔn)（指導(dǎo)教師用）評(píng)價(jià)內(nèi)容具體要求權(quán)重調(diào)查論證能獨(dú)立閱讀文獻(xiàn)和從事其他調(diào)研；能提出并較好地論述 課題實(shí)施方案；有收集、加工各種信息及獲得新知識(shí)的能力。0.1實(shí)踐能力能正確選擇研究（實(shí)驗(yàn)）方法，獨(dú)立進(jìn)行研究工作。如 裝置安裝、調(diào)試、操作。0.2分析解決 問(wèn)題能力能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能去發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問(wèn)題；能正確 處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

7、；能對(duì)課題進(jìn)行理論分析，得出有價(jià)值的結(jié)論。0.2工作量、 工作態(tài)度按期圓滿完成規(guī)定任務(wù)，工作量飽滿，難度較大，工作 努力，遵守紀(jì)律；工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)。0.2質(zhì)量綜述簡(jiǎn)練完整，有見(jiàn)解；立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán) 謹(jǐn)合理；實(shí)驗(yàn)正確，分析處理科學(xué)；文字通順，技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn) 確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，書(shū)寫工整規(guī)范，圖表完備、整潔、 正確；論文結(jié)果有應(yīng)用價(jià)值。0.2創(chuàng)新工作中有創(chuàng)新意識(shí)；對(duì)前人工作有改造或獨(dú)特見(jiàn)解。0.1課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)三維造型課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)任務(wù)與要求1、以每生機(jī)械專業(yè)的“課程設(shè)計(jì)一”：減速器設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)參數(shù)為依據(jù)，利用目前的主 流實(shí)體設(shè)計(jì)軟件，獨(dú)立完成本課程設(shè)計(jì)。2首先進(jìn)行減速器傳動(dòng)部分的所有零

8、件體的三維實(shí)體模型設(shè)計(jì)。3在三維零件實(shí)體的基礎(chǔ)上，完成傳動(dòng)部分裝配圖的設(shè)計(jì)，健全裝配關(guān)系。4、進(jìn)一步利用軟件的功能實(shí)現(xiàn)零件體和裝配體的工程圖設(shè)計(jì)。5、最后通過(guò)軟件完成該傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，并進(jìn)行相應(yīng)的干涉檢查。6設(shè)計(jì)參數(shù)：(也可以以機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)一一減速器設(shè)計(jì)參數(shù)為依據(jù))完成減速 器的設(shè)計(jì)，參數(shù)如下：注：圖中F為輸送帶拉力(或?yàn)檩敵鲛D(zhuǎn)矩 T)，V為輸送帶速度學(xué)號(hào)6302140418鼓輪直徑D(mm)330輸送帶速度v(m/s)0.75輸出轉(zhuǎn)矩T(N m)370已知條件：1. 工作環(huán)境：一般條件，通風(fēng)良好；2. 載荷特性：連續(xù)工作、近于平穩(wěn)、單向運(yùn)轉(zhuǎn)；3. 使用期限：8年，大修期3年，每日兩

9、班制工作；4. 卷筒效率：n =0.96 ；5. 運(yùn)輸帶允許速度誤差：土 5%6. 生產(chǎn)規(guī)模：成批生產(chǎn)。7. 設(shè)計(jì)完成后，提交紙質(zhì)設(shè)計(jì)報(bào)告，并提交電子文檔的全部設(shè)計(jì)資料(以班級(jí)、學(xué)號(hào)加 姓名的文件夾，其中文件夾中含各零件實(shí)體圖、裝配圖、工程圖、運(yùn)動(dòng)仿真動(dòng)畫)8. 積極與指導(dǎo)老師溝通，完成答辯。開(kāi)始日期2016-5-3 完成日期 2016-5-17課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄緒論第一章傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 11.1傳動(dòng)方案 11.2選擇電動(dòng)機(jī) 11.2.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類型 11.2.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量 11.2.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 21.3傳動(dòng)比的分配 21.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 21.4.1 各

10、軸轉(zhuǎn)速 21.4.2各軸輸入功率P 31.4.3各軸輸入轉(zhuǎn)矩 31.4.4 匯總列表 3第二章齒輪的設(shè)計(jì) 42.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 42.1.1選定齒輪材料、精度及參數(shù) 42.1.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 42.1.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 62.1.4幾何尺寸計(jì)算 82.1.5主要設(shè)計(jì)結(jié)論 92.1.6創(chuàng)建高速級(jí)齒輪特征 92.2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 132.2.1 選定齒輪材料、精度及參數(shù) 132.2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 132.2.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 152.2.4幾何尺寸計(jì)算 172.2.5 主要設(shè)計(jì)結(jié)論 182.2.6創(chuàng)建低速級(jí)齒輪特征 18第三章軸的設(shè)計(jì) 203.1

11、高速軸的設(shè)計(jì) 203.1.1 軸的材料及熱處理方式 203.1.2最小軸徑估算 203.1.3確定各軸段直徑與長(zhǎng)度 203.1.4 軸的強(qiáng)度校核 203.2中速軸的設(shè)計(jì) 223.2.1 軸的材料及熱處理方式 223.2.2最小軸徑估算 223.2.3 確定各軸段直徑與長(zhǎng)度 223.2.4軸的強(qiáng)度校核 233.3低速軸的設(shè)計(jì) 253.3.1 軸的材料及熱處理方式 253.3.2最小軸徑估算 25333確定各軸段直徑與長(zhǎng)度 26334軸的強(qiáng)度校核 26第四章創(chuàng)建軸特征 28第五章二級(jí)減速器傳動(dòng)件的初級(jí)裝配 30第六章滾動(dòng)軸承的選擇 326.1高速軸（1軸）上滾動(dòng)軸承的選擇 326.2中間軸（2軸）

12、上滾動(dòng)軸承的選擇 326.3低速軸（3軸）上滾動(dòng)軸承的選擇 33第七章機(jī)座箱體結(jié)構(gòu)尺寸 347.1箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 34第八章Pro/E總裝配圖及裝配爆炸圖 37第九章減速器潤(rùn)滑與密封 389.1潤(rùn)滑方式 389.1.1 齒輪潤(rùn)滑方式 389.1.2齒輪潤(rùn)滑方式 389.2潤(rùn)滑方式 389.2.1齒輪潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量 389.2.2軸承潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量 389.3密封方式 38總 結(jié) 39【參考文獻(xiàn)】 40緒論選題的目的和意義減速器的類別、品種、型式很多，目前已制定為行（國(guó)）標(biāo)的減速器有40余種。減速器的類別是根據(jù)所采用的齒輪齒形、齒廓曲線劃分；減速器的品種是根據(jù)使用的需要 而設(shè)計(jì)的不同結(jié)構(gòu)的減

13、速器；減速器的型式是在基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上根據(jù)齒面硬度、傳動(dòng) 級(jí)數(shù)、出軸型式、裝配型式、安裝型式、聯(lián)接型式等因素而設(shè)計(jì)的不同特性的減速器。與減速器聯(lián)接的工作機(jī)載荷狀態(tài)比較復(fù)雜，對(duì)減速器的影響很大，是減速器選用及 計(jì)算的重要因素，減速器的載荷狀態(tài)即工作機(jī)（從動(dòng)機(jī)）的載荷狀態(tài)，通常分為三類： 一均勻載荷；一中等沖擊載荷；一強(qiáng)沖擊載荷。減速器是指原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立封閉式傳動(dòng)裝置，用來(lái)降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大 轉(zhuǎn)矩。此外，在某些場(chǎng)合，也有用作增速的裝置，并稱為增速器。我們通過(guò)對(duì)減速器的研究與設(shè)計(jì)，我們能在另一個(gè)角度了解減速器的結(jié)構(gòu)、功能、 用途和使用原理等，同時(shí)，我們也能將我們所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中。在設(shè)

14、計(jì)的過(guò)程中，我們能正確的理解所學(xué)的知識(shí)，而我們選擇減速器，也是因?yàn)閷?duì) 我們機(jī)械專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)很典型的例子，能從中學(xué)到很多知識(shí)。課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第一章傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)1.1傳動(dòng)方案1設(shè)計(jì)要求：鼓輪直徑D=330mm,輸出轉(zhuǎn)矩T=370N m,輸送帶速度v=0.75m/s,連續(xù) 單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平衡，空載啟動(dòng)，使用年限 8年，大修期3年，每日兩班制工作，成批 生產(chǎn)，運(yùn)輸帶的速度誤差允許土 5%。2. 電動(dòng)機(jī)直接由聯(lián)軸器與減速器連接，減速器由聯(lián)軸器與卷筒連接。3. 減速器采用二級(jí)圓柱齒輪減速器。4. 方案簡(jiǎn)圖如下：1.2選擇電動(dòng)機(jī)1.2.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型按工作要求和條件，選用三相籠型異步電

15、動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V, 丫型1.2.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為：n二n ” n n n1、2、3、4分別是聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動(dòng)和卷筒的傳動(dòng)效率。分別取 1=0.99、2=0.98、3=0.97、4=0.96。故 n =彳 n n n 二 0.99? 0.983 0.97? 0.96 二 0.83又卷筒軸的轉(zhuǎn)速rw二60_二43.41 r / min兀D所以，卷筒軸的輸出功率FW匹kW二370 43.41 kw二1.68kW95509550所以，電動(dòng)機(jī)的輸出功率Fd二$=2.02kW0.83由此查表可知，電動(dòng)機(jī)額定功率 Fed = 2.2kW1.2.3確定電動(dòng)機(jī)

16、轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍 '= (iiW4n')nw其中，兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比范圍=860750r/min、所以，仏日1叫=(860嚴(yán)43.41= 347.282604.6可見(jiàn)，同步轉(zhuǎn)速為1000r/min和1500r/min的電動(dòng)機(jī)均符合。選擇 1000r/min根據(jù)電動(dòng)機(jī)容量和轉(zhuǎn)速，查表可得電動(dòng)機(jī)型號(hào)：丫112M-61.3傳動(dòng)比的分配由電動(dòng)機(jī)型號(hào)查表可得滿載轉(zhuǎn)速 nm二940r/min傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比i二匹 94021.65nw 43.41由 i i2 ， h = 1.11.5 i2 =1.2i2得 i5.51， i? =3.931.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1.4.

17、1各軸轉(zhuǎn)速軸 1 m = nm =940r / min54軸 2n2 =也二 940 r / min = 170.60r / mini15.51nan2i2170.603.93r / min = 43.41r / min1.4.2各軸輸入功率P軸 1 p =匕 *3 =2.2x0.99kW=2.18kW車由 2P2 =R *3 n2 =2.18x0.98x0.97kW = 2.07kW軸 32 3=2.07 0.98 0.97kW =1.97kW卷筒軸P4 2 1 =1.97 0.98 0.99kW = 1.91kW1.4.3各軸輸入轉(zhuǎn)矩p2 2電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 人=9549 =9549 kW

18、= 22.35Nmnm940軸 1T1 二Td 1 =22.35 0.99N m =22.13N *m軸 2T2 2 3 4 =22.13 0.98 0.97 5.51N m = 115.89N *m軸 3 T3 二T2 2 3 氓=115.89 0.98 0.97 3.93N m = 432.94N m卷筒軸T4 二T3 2 1 =432.94 0.98 0.99N m = 420.04N m1.4.4匯總列表項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸軸1軸2軸3卷筒軸轉(zhuǎn)速（r/min）940940170.6043.4143.41功率（kW）2.22.182.071.971.91轉(zhuǎn)矩（Nm ）22.3522.13115.

19、89432.94420.04傳動(dòng)比1.05.513.931.0效率0.990.990.990.99第二章齒輪的設(shè)計(jì)2.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)2.1.1選定齒輪材料、精度及參數(shù)1帶式輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，查表，選用7級(jí)精度。2. 材料選擇。查表，選擇小齒輪材料為 40Cr （調(diào)質(zhì)），齒面硬度280HBS, 為45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度240HBS。3. 選小齒輪齒數(shù)Z1二24，大齒輪齒數(shù)z2 " 乙=5.51 24二133。4初選螺旋角'=14。o5.壓力角=20。大齒輪材料2.1.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1試選載荷系數(shù)KHt =1.32.小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩6 P62 24T1 =9

20、.55 106=9.55 106Nmm = 2.235 104Nnm940 mm3.查表選取齒寬系數(shù)d4. 查圖得區(qū)域系數(shù)Zh " 2.4331 -5. 查表得材料的彈性影響系數(shù)ZE "89.8MPa 26. 計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Z ；ot二 arcta ntan -cos ：=arcta ntan20ocos14o= 20.5 69Z| cos： tarccos:at1 = arccos *-乙 2hacos：24 cos20.562°24 2 1 cos14°二 29.974°* -z2 2ha cos2 2. 657z, cost

21、:at2 =ar ccos -p1 33 cos 2 0. 562 arccos13 3匯 21Z(tanat1 tant)+z 2 血a 丘24 tan 2 9/ 974 t a n 2 0. 5 6 21 3 3 - ta n 222；657tan 2 0. 5 6=1. 66 6d Z1 tan ：1 24 tan 14°=1.9 0 54"6661 -1.905 J9。5 =0.663所以,3 1.6667.螺旋角系數(shù) Zc°i = ' c°s14° = 0.9858.查表得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為-Hiim600MP

22、a，二訕2 = 550MPa9計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù).N1 =60rmjLh =60 940 1 2 8 366 8 =2.64 10N1 Z£J04 77 10i15. 5 12 3 2. 235 11033/241133/241x2竺43®1阻8 qmm320.6mm5 4 4. 5查圖取接觸疲勞壽命系數(shù)khn1 =0.94 knh2二0.99取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1KhN1；H l i m 1 0.9 46 00MPa 二 564MPa S1I 2=仏山四.9 95M°Pa 召 44.5MPa2 S1和。H '中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)

23、力，即I；h 卜h 2 =544.5MPa9.計(jì)算小齒輪分度圓直徑2Kh" i1 1 ZhZeZ Z i1d *-*'110調(diào)整小齒輪分度圓直徑v圓周速度二 dm60 1000二 27.607 940 m/s=1.36m/s60000齒寬 b = ddn =1 27.607mm = 27.607mm查表得使用系數(shù)Ka»根據(jù)vJ.36m/s , 7級(jí)精度，查圖得動(dòng)載系數(shù)Kv二1.05Fti齒輪的圓周力2T2x2.235x104石 _27.607_N =1.619 103NKaF"11.6192 7. 60 71 0N /mm 二 5 8. NB 5mm/ni

24、 0mm /查表得齒間載荷分配系數(shù)Ki".4查表用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)非對(duì)稱布置時(shí)，K匸=1.414則載荷系數(shù)為 Kh 二 KaKvKh Kh，1 1.054 匸414-2*079=d1t 3 = 27.607 漢 2.079mm = 32.284mm按實(shí)際載荷算得分度圓直徑'KHt1.3及相應(yīng)的齒輪模數(shù) g Feos 1/z1 =32.284 cos14/2 1.305mm2.1.3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1. 試選載荷系數(shù)Kh =1.32. 計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù) Y ；b 二 arctantan ： cos： t 二 arctantan14° c

25、os20.562° =13.1 40備1.666v =22' 1.757cos -b cos 13.1400 750 75Y 0. 2 5°7 5 = 0. 2-5二 0. 67 7sJ1.7 57P14o3. 彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角八面十偵5而巾778YFaYSa當(dāng)量齒數(shù)Zv1ZiCOS3 :3 o 二 26.27 , Zv2 cos 14Z2COS3 :133cos314：= 145.59查圖得齒形系數(shù) YFa1=2.62 , YFa2=2.17 ； Ysa1=1.6 , Ysa2=1.82查圖得小齒輪齒根彎曲疲勞極限 匚Fiim1 =500MPa，大齒輪匚尸訕2

26、 = 380MPa查圖得彎曲疲勞壽命系數(shù) Kfn1 =0.85 , Kfn2=0.88取彎曲疲勞系數(shù)s =1.4,可得UK=303.57MPa B FKfn2 Flim2 = 238.86MPaYFa1YSa12=0.0138，丫Fazb303.574 = 0.0165238.86因?yàn)榇簖X輪的YFaY5a大于小齒輪，所以取XaYsa YFa2Ysa2 =0.0165-F5.試算齒輪模數(shù)nt _32KFtTY Y ： cOV：dZ12Y YFa sa =0. 9 3mm6.調(diào)整齒輪模數(shù)圓周載荷vd1mntZ10.938 24 mm= 23.201mmcos ： cos14齒寬b二討=1 23.2

27、01mm = 23.201mm齒咼h及寬咼比b/h h = 2 h C mt= 2 1 0.2 50 . 9r3l82 m1m 1 : 2 3.2 0 194 0,m / s = 1 . 1n4 s /60 1000I60000b/h = 23.20 1 / 2三 1 1 117.計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)Kf根據(jù)v =1.14m/s , 7級(jí)精度，查圖得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.02由F1于2蠶和“927 1°3N1 漢 1. 9 27 3 1 0K1 KFt /N m=m 8 3. 04N /mm 1 0 0N /m m2 3. 2 0 1查表得齒間載荷分配系數(shù)K =1.4查表用插值法查得K廠=1

28、.409，結(jié)合b/h -10.99查圖得 心，1.36所以，載荷系數(shù) Kf 二 KaKvKf 一 Kf，1 1.02 1.4 1.36 = 1.9428.按實(shí)際載荷系數(shù)算得齒輪模數(shù) mmnt3 Kf =0.938 3 1.942 =1.072V 1.3對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)。從滿足彎曲疲勞強(qiáng)度出發(fā)，從標(biāo)準(zhǔn)中就近取mn = 1.25mm ；為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1= 32.284mm來(lái)計(jì)算小齒輪的齒數(shù),即 zdosimn32.284cos141.25-25.06取 z<| =26，則 Z

29、2 =審=26 5.51 =1432.1.4幾何尺寸計(jì)算1.計(jì)算中心距2cos :a 二乙 z2 _叫 二 26 143 J.25mm 二 108.859mm2cos14考慮模數(shù)從1.076mm增大圓整至1.25mm，為此將中心距取整為109mm。2.按圓整后的中心距修正螺旋角1； =arccos =arccos=14.2952a2 1093.計(jì)算小、大齒輪的分度圓直徑dr迥=4mm=33.軸，d2 二迥=5mm = 184.46mmcos c o s 1 4. 29 5cosPcos14.2954. 計(jì)算齒輪寬度匕=%4勻漢33.5皿口= 33. mm又D =b 510 mm = 38.54

30、43.54mm，取 b=40mm，6= 34mm。2.1.5主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)Zi = 26、Z2 = 143中心距a = 109mm模數(shù)m =1.25mm齒寬b1=40mm、b? =34mm壓力角ot =20小齒輪材料40Cr （調(diào)質(zhì)）螺旋角P =14.295大齒輪材料45鋼（調(diào)質(zhì)）變位系數(shù)x<i = 0、x2 = 0精度等級(jí)7級(jí)精度d1 = 33.54mm、齒頂咼ha1 = ha2 = 1.25mm分度圓直徑d2 = 184.46mm齒根高h(yuǎn)f1 =hf 2 = 1.5625mm齒全高0 = h2 = 2.8125mmda1 =35mm、df1 = 29.375mm、齒頂圓直徑da2

31、=181.25mm齒根圓直徑df2 = 175.625mm頂隙c =0.31252.1.6創(chuàng)建高速級(jí)齒輪特征1. 新建零件文件A（i）分忻g 建息的應(yīng)民程序工貝件1忖匚這圖T.書(shū)王"冏記 草舌組制建梅也圉帝標(biāo) 2!進(jìn)口衛(wèi)嗎國(guó)3卡SS 一 o®®0 0【)00 0Zle匚h：LR糾1|色£>011產(chǎn)宣盪 J| Pro/ENGtNEER Wildfire 5.便用簾肯樟旅圖2-1新建在上工具欄中單擊“新建”按鈕 Z在系統(tǒng)彈出的【新建】對(duì)話框，選中其中的零件單選按鈕，在“名稱”欄中輸入“xiechilun ” ，不勾選“實(shí)用缺省模板”，單擊近逹，圖2-2

32、模板在彈出的“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框中選擇 mmns_part_solid，將英制單位改為公制單 位,單擊衛(wèi)三進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境如圖2-3 :嚴(yán):+L HstttCDffiBtvi baod 曲emuin humF3 P簪、離理底卞議焙Lis 9 a O «圖2-3繪圖頁(yè)面2. 創(chuàng)建基礎(chǔ)實(shí)體特征 設(shè)置參數(shù)在工貝參數(shù)對(duì)話框中選擇添加參數(shù),在新建的列表中選擇添加的參數(shù)輸入名稱M數(shù)值2.5，按此步驟輸入其余參數(shù)如圖2-4.-育醫(yī)范聞I”. *1HA買救2.S4JOOfld110i貞走jMF買蚊3.1250M恥定實(shí)敕J.SOCWOOp-Rj用戶走幽買尅SOT. KKKMJO用戶定浄乩 PK*2

33、41.000000用戶走跚2EJA買就12. CMKHMM用戶定対甌剛00歸全用戶走懣3.DM0M巒全用戶定劉實(shí)救用尸左懣ai 4 E=£幽.圖2-4參數(shù)對(duì)話框 創(chuàng)建基準(zhǔn)曲線此步驟為分別作齒輪的基園，齒頂圓，分度圓和齒根圓，然后通過(guò)參數(shù)定義其尺寸, 然后通過(guò)使用參數(shù)方程定義漸開(kāi)線創(chuàng)建出齒廓線。步驟：1).準(zhǔn)特征一一 草繪一一繪制四個(gè)圓一一完成2) .具關(guān)系對(duì)話框關(guān)系編輯區(qū)輸入關(guān)系式完成后再生模型得到如圖6曲線3) .S曲線選項(xiàng)從方程/完成曲線方程對(duì)話框得到坐標(biāo)系 /選取在出現(xiàn)的設(shè)置坐標(biāo)類型菜單中選擇坐標(biāo)軸選項(xiàng)在彈出對(duì)話框中輸入?yún)?shù)方程并保存，回到原對(duì)話框點(diǎn)確定即完成曲線創(chuàng)建。單擊選擇

34、曲線完成基準(zhǔn)點(diǎn)的創(chuàng)建。類似操作創(chuàng)建基準(zhǔn)軸和基準(zhǔn)面。在模型區(qū)選擇漸開(kāi)線創(chuàng)建齒輪漸開(kāi)線。圖2-5齒輪曲線及齒的創(chuàng)建4) . 此曲線創(chuàng)建完畢的基礎(chǔ)上創(chuàng)建齒特征，單擊“陣列工具”按鈕園，在操控板中的陣列方式框中選擇“軸”方式，系統(tǒng)提示“選取創(chuàng)建陣列的軸”，在主視區(qū)中選擇 旋轉(zhuǎn)軸線作為參照，在“輸入第一方向的陣列成員數(shù)”輸入框中輸入陣列數(shù)目，單擊右側(cè)的亡口，完成齒特征的陣列特征的創(chuàng)建完成齒創(chuàng)建后在右工具箱中單擊“拉伸工具”，單擊在彈出的草繪上滑面板中單擊“定義”按鈕，彈出“草繪”對(duì)話框，在主視區(qū)內(nèi)選擇FRON基準(zhǔn)平面作為草繪平面，單擊仝L按鈕。接受系統(tǒng)默認(rèn)的繪圖參照，單擊 亠曰心按鈕進(jìn)入草繪器，在主 視

35、區(qū)中繪制拉伸截面圖，同時(shí)可以在關(guān)系對(duì)話框中輸入方程式以便調(diào)用，單擊退出草繪完成鏤空特征及軸鍵特征。單擊“倒角工具”按鈕覺(jué)'，在主視區(qū)中選擇外側(cè)的兩條和內(nèi)側(cè)的一條曲線，單擊下工具箱左側(cè)下拉列表框右側(cè)的，將倒角方式改為“ 45X D'，在右側(cè)的下拉列表框中輸入D值，單擊下工具箱右側(cè)的，完成倒角特征的創(chuàng)建。圖2-6斜齒輪創(chuàng)建實(shí)體效果圖2.2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)2.2.1選定齒輪材料、精度及參數(shù)1帶式輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，查表，選用7級(jí)精度。2. 材料選擇。查表，選擇小齒輪材料為40Cr （調(diào)質(zhì)），齒面硬度280HBS,大齒輪材料 為45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度240HBS。3. 小齒輪齒數(shù)

36、z3 = 24，大齒輪齒數(shù)z4 “2讓3 =3.93 24 = 95。4. 初選螺旋角：=14°。o5. 壓力角=20。2.2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1. 試選載荷系數(shù)KHt =1.32. 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T2 =9.55 106 旦=9.55 1062.07 Nmm =1.136 105N *mmn2170.603. 查表選取齒寬系數(shù)d可4查圖得區(qū)域系數(shù)Zh = 2.4335.查表得材料的彈性影響系數(shù)Ze= 189.8MPa126. 計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù) arctan 匹 =arctantan20° (COS0 丿tan :cos14O= 20.5 6Z3CO

37、S： t、£at3 = arCCO*-z3 +2ha cosPo24x cos20.562cc ct,=arccoso = 29.97424 + 2x1xcos14z CO St:at 4 =arccos乙 2ha coSarC9c5BSCOS20562邁3. 43095 乂 2 1 Cos 1 4Z3 t a n at3- t a n竹亠 z 4tan#: t am24 tan 2 9/974 t a n 2 0. 5 6 295】-ta n 2 3. 4 3 0 tan 2 0. 56 21.65124 tan14、1.9 05所以，zjs：1：-；651 一偵5 .囂“6677

38、. 螺旋角系數(shù) Z' coscos140.9858. 查表得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為二円訕3 =600MPa，二ht =550MPa計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 弘二2=4.77 108N34. 7 7 1 0i29 5 / 2 4*21 1 0查圖取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn3 =0.99,Knh4 =1.04'>h 3二 KhnG" 0.996 MPa = 594MPa取失效概率為1%,安全系數(shù)S=11Khn 盧H lim( .0 4 5 MPa =572MPa S3和h 4中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即I；h，= - H 14 二572MPa9.

39、計(jì)算小齒輪分度圓直徑2 1. 3 1.136T10 (95/24)95/242. 43 3 1 8 9.57210調(diào)整小齒輪分度圓直徑圓周速度v心 d3t n260 1000二 47.039 170.6060000m/s 二 0.42m/s齒寬 b = dd2t =1 47.039mm = 47.039mm 查表得使用系數(shù)Ka" 根據(jù)v = 0.42m/s，7級(jí)精度，查圖得動(dòng)載系數(shù) K 0.985 齒輪的圓周力 Ft2 =2丁2 二2 1.136 10 N =2.415 103Nd2t47.039KAFt2/b12. 4 1 5 31 0N /mm =4 7. 0 395 1. 13

40、 4mm <ni cmm /查表得齒間載荷分配系數(shù)Kh：. =1.4 查表用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)非對(duì)稱布置時(shí)，Ky =1.418則載荷系數(shù)為 Kh 二 KaKvKh： Kh，1 0.98 1.4 1.418 = 1.945 按實(shí)際載荷算得分度圓直徑d2 =d2t半也=47.039p145mm = 53.800mm冷 K Ht11.3及相應(yīng)的齒輪模數(shù) mn 二 d2 cos ： / Z3 = 53.800 cos14； /24 = 2.175mm2.2.3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1. 試選載荷系數(shù) 心=1.32. 計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù) Y ；b 二 arctantan :

41、cos t 二 arctantan14° cos20.562° =13.1 40651=1.741Y. =0. 2 5口5二 0.21畔4°6813.彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角Y,1o =1 1.905 竺=0.778Pp120o120當(dāng)量齒數(shù)Zv3Z33 一- 孕 o =26.27 ,cos - cos 14Z v4cos' ：cos31495=103.99二 % _e cos2 Bbcos213.140YSa3=16 ,論a4=1.80查圖得齒形系數(shù)YFa3 =2.62，YFa4=2.19 ；查圖得小齒輪齒根彎曲疲勞極限 二ft =500MPa,大齒輪二ft

42、 =380MPa查圖得彎曲疲勞壽命系數(shù) Kfn3=0.85, Kfn4=0.88 取彎曲疲勞系數(shù)S=1.4,可得I；】二=Kfn3 f 1 ' V303.57MPa , 陣 14 二 KFNFlim4 = 238.86MPaYFa3YSa32038,背219 倔 70165238.86因?yàn)榇簖X輪的YFaYSa大于小齒輪，所以取XaYsa丫刊4丫沖=0.0165-F'<F 45.試算齒輪模數(shù)mnt - 3E莎叭忑=1.6伽'dzfCF6.調(diào)整齒輪模數(shù)圓周載荷VxmntZ3 1.616 24d2 -cos ： cos14mm 二 39.971mm二切2 J 39.97

43、1 170.60 m/s = 0.36m/sV =60 100060000齒寬bb 二 dd2 =1 39.971mm = 39.971mm齒高 h 及寬高比 b/h h =（2h；+J ）m“ =（2"+0.251.616mm = 3.623mmb/h = 3 8.9 32 / 354217. 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)Kf根據(jù)v=0.35m/s , 7級(jí)精度，查圖得動(dòng)載系數(shù) K 0.97由Ft22T2d22 1.136 10539.971N =5.693 103N1 5.693 10339.971數(shù),即Z3d2cos :mn53.800cos142= 26.101。N / m = 142.

44、21 N / mm 100 N / mm查表得齒間載荷分配系數(shù)Kf：. =1.1查表用插值法查得K< =1.415，結(jié)合b/h -10.99查圖得K =1.34所以，載荷系數(shù) Kf 二 KaKvKKf，1 0.98 1.1 1.34 =1.4308.按實(shí)際載荷系數(shù)算得齒輪模數(shù) m* =m“= 1.616漢31.430 = 1.668YGV 1.3對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)。從滿足彎曲疲勞強(qiáng)度出發(fā)，從標(biāo)準(zhǔn)中就近取mn =2mm ；為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d 53.800mm來(lái)計(jì)算小齒輪的齒取 z3

45、=27，則 z -z3i27 3.93=106.11，取 乙=1072.2.4幾何尺寸計(jì)算1.計(jì)算中心距（Z3 +Z4 ）mn2cos：27 10722cos14'mm 二 138.10mm考慮模數(shù)從1.687mm增大圓整至2mm，為此將中心距減小圓整為138mm2. 按圓整后的中心距修正螺旋角"rccosn rrccos =13加2a2 "383. 計(jì)算小、大齒輪的分度圓直徑d3Z3mncos2 72 皿 55.c o s 1 3. 8 2 96mm,d4 -107 2mm = 220.39mm cos13.829'4. 計(jì)算齒輪寬度b=®dcl

46、5 5. 6mm = 5 5.n6m又b3 二b 510 mm = 60.61 65.61mm，取 Q =56mm, b4=62mm。2.2.5主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)Z3 = 27、z4 = 107中心距a = 138mm模數(shù)m =2mm齒寬d = 62mm、b4 = 56mm壓力角a =20小齒輪材料40Cr （調(diào)質(zhì)）螺旋角P =13.829大齒輪材料45鋼（調(diào)質(zhì)）變位系數(shù)=0、x?=0精度等級(jí)7級(jí)精度d3 = 55.61mm、齒頂咼ha3 = ha4 = 2mm分度圓直徑d4 = 220.39mm齒根高h(yuǎn)f 3 = hf 4 =2.5mm齒全高h(yuǎn)3 = d = 4.5mmda3 =58mm、df

47、3 = 49mm、齒頂圓直徑da4 =218mm齒根圓直徑df4 = 209mm頂隙c = 0.52.2.6創(chuàng)建低速級(jí)齒輪特征在上面已有生成的參數(shù)齒輪創(chuàng)建的基礎(chǔ)上， 可以通過(guò)把已有參數(shù)齒輪作為模板進(jìn)行修改參數(shù)對(duì)話框，來(lái)改變齒輪各個(gè)參數(shù)已得到所需齒輪特征。步驟：1）.打開(kāi)已有參數(shù)齒輪，如上述打開(kāi)工具參數(shù)，彈出關(guān)系對(duì)話框，修改齒輪的齒數(shù)數(shù)值和模數(shù)數(shù)值，單擊 完成參數(shù)設(shè)置，選擇標(biāo)準(zhǔn)工具欄再生 工具固，再生模型2）.由此按以上所計(jì)算的數(shù)據(jù)，修改齒輪各個(gè)參數(shù)得到所要的齒輪參數(shù)特征。圖2-7直齒輪特征圖第三章軸的設(shè)計(jì)3.1高速軸的設(shè)計(jì)3.1.1軸的材料及熱處理方式由于減速器軸為一般用途軸，可選 40Cr,

48、調(diào)質(zhì)處理。查表得卜d I - 70MPa3.1.2最小軸徑估算利用扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法:dmin =C3何= 11°xn, 940min其中 C =112 97在第一部分中已經(jīng)選用的電機(jī) 丫112M-6,D=28mm且考慮到軸上有一個(gè)鍵所直徑增 加0.8%1.2% 經(jīng)圓整，取最小軸徑dmin =24mm3.1.3確定各軸段直徑與長(zhǎng)度1. 聯(lián)軸器軸段：取最小直徑 d01 =24mm, S =36mm。2. 密圭寸處軸段：根據(jù)聯(lián)軸器軸向定位要求以及密圭寸圈標(biāo)準(zhǔn)取d02 = 26mm丄02 = 45mm3. 滾動(dòng)軸承：選用型號(hào)為 7206AC的軸承，d03 = 30mm,L03二20mm。4. 齒輪

49、：d04 =32mm丄04 =40mm。5. 齒輪軸向定位軸高度為 5mm d05 = 38mm L05 = 10mm。6. 套筒：d06 = 34mm, L06 = 14mm。7. 滾動(dòng)軸承：d07 =30mm L07 =20mm。3.1.4軸的強(qiáng)度校核1. 作用在齒輪上的力Fti2000T1di2000 22.1333.54N =1319.62NFr1Ft1 tan:1379.83 tan20；cos14.295N =495.65NFa1 =Ft1tanl； =1319.62 tan 14.295；N =336.24N2. 受力分析L = 2L3-16i亠 L4L5L6 = 72mm ,L

50、|=L - L2= 24mm , L2 =L - 5-L316 = 48mm2RvbRva Ft1RvbFr1 - RHA ' KdB-JRhb L1 L2 十丄 Fa1【=02解得 Rh408.75N,Rhb =86.9NFt1 = Ra ' RvbRvb 72 二 Ft1 24解得 Rva 二 879.75N, Rvb 二 439.87N(a)21 14(b)(c)(a)水平面彎矩圖；(b)垂直面彎矩圖；(c)合成彎矩圖;合成彎矩M1 = mH M；二 '、98.102 21.11223.28NM . M H M； =、41.71221.112 =21.52NP轉(zhuǎn)矩

51、 T =9549=22.13N校核軸的強(qiáng)度5=100032 23.282 (0.6 22.13)23 : 30.42103MPa 二 9.72MPa ：匕 d I - 70MPa所以，軸安全3.2中速軸的設(shè)計(jì)3.2.1軸的材料及熱處理方式由于減速器軸為一般用途軸，可選 40Cr，調(diào)質(zhì)處理。查表得卜d I - 70MPa3.2.2最小軸徑估算利用扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法：PI 2 07汕 TP “1叫170.60叫25.2亦，其中 C"1297，考慮到軸上有兩個(gè)鍵所直徑增加 10%15%，經(jīng)圓整，取最小軸徑dmin =30mm3.2.3確定各軸段直徑與長(zhǎng)度1. 確定各軸段的直徑 由于斜齒輪會(huì)產(chǎn)生軸向力，因此支撐選用角接觸球軸承。7206AC此軸段直徑取為do1 =30mm ； 為了便于齒輪 2的拆裝，且不損傷左軸頸表面，與齒輪 2配合的軸段直徑取為 do2 =34mm。 齒輪2右端采用軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位，軸肩高度h= 0.070.1，因此軸肩處直徑取為d