畢業(yè)設(shè)計二級減速器

1、 浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 課題名稱： 二級圓柱齒輪減速器設(shè)計專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 1110201605指導(dǎo)教師： 教師職稱： 完成時間 2014年 05 月 20 日論文題目： 二級圓柱齒輪減速器 專 業(yè)： 學(xué) 生： （簽名） 指導(dǎo)教師： （簽名） 摘要：減速器是由封閉在剛性殼內(nèi)所有齒輪的傳動組成的一獨立完整的機(jī)構(gòu)。通過此次設(shè)計可以初步掌握一般簡單機(jī)械的完整設(shè)計及了解構(gòu)成減速器的通用零部件。齒輪傳動是應(yīng)用極為廣泛和特別重要的一種機(jī)械傳動形式，它可以用來在空間的任意軸之間傳遞運(yùn)動和動力，目前齒輪傳動裝置正逐步向小型化，高速化，低噪聲，高可靠性和硬齒面

2、技術(shù)方向發(fā)展，齒輪傳動具有傳動平穩(wěn)可靠，傳動效率高（一般可以達(dá)到94%以上，精度較高的圓柱齒輪副可以達(dá)到99%），傳遞功率范圍廣（可以從儀表中齒輪微小功率的傳動到大型動力機(jī)械幾萬千瓦功率的傳動）速度范圍廣（齒輪的圓周速度可以從0.1m/s到200m/s或更高，轉(zhuǎn)速可以從1r/min到20000r/min或更高），結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便等優(yōu)點。因此，它在各種機(jī)械設(shè)備和儀器儀表中被廣泛使用，本課題就是齒輪傳動的一個典型應(yīng)用。因為齒輪傳動能夠滿足減震器實驗臺對傳動的高度要求，因此，本設(shè)計采用齒輪傳動。關(guān)鍵詞：減速器 零部件 齒輪傳動 機(jī)械傳動目 錄第一章 減速器概述11.1 減速器的主要型式及其特性11

3、.2 減速器結(jié)構(gòu)2第二張 減速箱原始數(shù)據(jù)及傳動方案的選擇 32.1原始數(shù)據(jù) 32.2傳動方案選擇 32.3電動機(jī)的選擇計算 5第三章 軸的設(shè)計 63.1 軸的分類 63.2 軸的材料63.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計73.4 軸的設(shè)計計算73.4.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算73.4.2 按彎扭合成強(qiáng)度計算73.4.3 軸的剛度計算概念83.4.4 軸的設(shè)計步驟83.5 各軸的計算 93.5.1高速軸計算93.5.2中間軸設(shè)計113.5.3低速軸設(shè)計143.6 軸的設(shè)計與校核 163.6.1高速軸設(shè)計163.6.2中間軸設(shè)計173.6.3低速軸設(shè)計173.6.4高速軸的校核18第四章 圓柱齒輪傳動設(shè)計184.1 齒

4、輪傳動特點與分類184.2 齒輪傳動的主要參數(shù)與基本要求184.2.1 主要參數(shù)194.2.2 精度等級的選擇194.2.3 齒輪傳動的失效形式194.3 齒輪參數(shù)計算 20第五章 軸承的設(shè)計及校核295.1 軸承種類的選擇295.2 深溝球軸承結(jié)構(gòu)295.3箱體設(shè)計 31參考文獻(xiàn) 3231第一章 減速器概述1.1 減速器的主要型式及其特性減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動、蝸桿傳動或齒輪蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用在動力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動裝置；在少數(shù)場合下也用作增速的傳動裝置，這時就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡單，并可成批生產(chǎn)，故在

5、現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用很廣。減速器類型很多，按傳動級數(shù)主要分為：單級、二級、多級；按傳動件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪-蝸桿、蝸桿-齒輪等。電動機(jī)聯(lián)軸器高速軸中間軸低速軸減速器系統(tǒng)框圖以下對幾種減速器進(jìn)行對比：1）圓柱齒輪減速器當(dāng)傳動比在8以下時，可采用單級圓柱齒輪減速器。大于8時，最好選用二級(i=840)和二級以上(i>40)的減速器。單級減速器的傳動比如果過大，則其外廓尺寸將很大。二級和二級以上圓柱齒輪減速器的傳動布置形式有展開式、分流式和同軸式等數(shù)種。展開式最簡單，但由于齒輪兩側(cè)的軸承不是對稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。為此，在設(shè)計這種減速器時應(yīng)注意：1

6、)軸的剛度宜取大些；2)轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠(yuǎn)的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；3)采用斜齒輪布置，而且受載大的低速級又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比展開好。這種減速器的高速級齒輪常采用斜齒，一側(cè)為左旋，另一側(cè)為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對斜齒輪能自動調(diào)整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的齠輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。圓柱齒輪減速器在所有減速器中應(yīng)用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至40 000kW，圓周速度也可從很低至60m/s一70ms，甚至高達(dá)150ms。傳動功率很大的減速器最好

7、采用雙驅(qū)動式或中心驅(qū)動式。這兩種布置方式可由兩對齒輪副分擔(dān)載荷，有利于改善受力狀況和降低傳動尺寸。設(shè)計雙驅(qū)動式或中心驅(qū)動式齒輪傳動時，應(yīng)設(shè)法采取自動平衡裝置使各對齒輪副的載荷能得到均勻分配，例如采用滑動軸承和彈性支承。 圓柱齒輪減速器有漸開線齒形和圓弧齒形兩大類。除齒形不同外，減速器結(jié)構(gòu)基本相同。傳動功率和傳動比相同時，圓弧齒輪減速器在長度方向的尺寸要比漸開線齒輪減速器約30。2）圓錐齒輪減速器它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場合。二級和二級以上的圓錐齒輪減速器常由圓錐齒輪傳動和圓柱齒輪傳動組成，所以有時又稱圓錐圓柱齒輪減速器。因為圓錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，為了使它受力小些，常將圓錐面

8、崧，作為，高速極：山手面錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應(yīng)用不如圓柱齒輪減速器廣。3）蝸桿減速器主要用于傳動比較大(j>10)的場合。通常說蝸桿傳動結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸小，這只是對傳減速器的傳動比較大的蝸桿減速器才是正確的，當(dāng)傳動比并不很大時，此優(yōu)點并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜用在大功率傳動的場合。蝸桿減速器主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式。蝸桿圓周速度小于4m/s時最好采用蝸桿在下式，這時，在嚙合處能得到良好的潤滑和冷卻條件。但蝸桿圓周速度大于4m/s時，為避免攪油太甚、發(fā)熱過多，最好采用蝸桿在上式。 4）齒輪-蝸桿減速器它有齒輪傳動在高速級

9、和蝸桿傳動在高速級兩種布置形式。前者結(jié)構(gòu)較緊湊，后者效率較高。通過比較，我們選定圓柱齒輪減速器。1.2 減速器結(jié)構(gòu)近年來，減速器的結(jié)構(gòu)有些新的變化。為了和沿用已久、國內(nèi)目前還在普遍使用的減速器有所區(qū)別，這里分列了兩節(jié)，并稱之為傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)和新型減速器結(jié)構(gòu)。1）傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu) 絕大多數(shù)減速器的箱體是用中等強(qiáng)度的鑄鐵鑄成，重型減速器用高強(qiáng)度鑄鐵或鑄鋼。少量生產(chǎn)時也可以用焊接箱體。鑄造或焊接箱體都應(yīng)進(jìn)行時效或退火處理。大量生產(chǎn)小型減速器時有可能采用板材沖壓箱體。減速器箱體的外形目前比較傾向于形狀簡單和表面平整。箱體應(yīng)具有足夠的剛度，以免受載后變形過大而影響傳動質(zhì)量。箱體通常由箱座和箱蓋兩部分所

10、組成，其剖分面則通過傳動的軸線。為了卸蓋容易，在剖分面處的一個凸緣上攻有螺紋孔，以便擰進(jìn)螺釘時能將蓋頂起來。聯(lián)接箱座和箱蓋的螺栓應(yīng)合理布置，并注意留出扳手空間。在軸承附近的螺栓宜稍大些并盡量靠近軸承。為保證箱座和箱蓋位置的準(zhǔn)確性，在剖分面的凸緣上應(yīng)設(shè)有23個圓錐定位銷。在箱蓋上備有為觀察傳動嚙合情況用的視孔、為排出箱內(nèi)熱空氣用的通氣孔和為提取箱蓋用的起重吊鉤。在箱座上則常設(shè)有為提取整個減速器用的起重吊鉤和為觀察或測量油面高度用的油面指示器或測油孔。關(guān)于箱體的壁厚、肋厚、凸緣厚、螺栓尺寸等均可根據(jù)經(jīng)驗公式計算，見有關(guān)圖冊。關(guān)于視孔、通氣孔和通氣器、起重吊鉤、油面指示Oe等均可從有關(guān)的設(shè)計手冊和圖

11、冊中查出。在減速器中廣泛采用滾動軸承。只有在載荷很大、工作條件繁重和轉(zhuǎn)速很高的減速器才采用滑動軸承。第二章 減速箱原始數(shù)據(jù)及傳動方案的選擇2.1原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶有效拉力F=1500N，工作速度v =1.2m/s，卷筒直徑D=200mm 間歇工作，載荷平穩(wěn)，傳動可逆轉(zhuǎn)，傳動比誤差為±5%，每隔2min工作一次，停機(jī)5min，工作年限為10年。2.2傳動方案選擇二級圓柱齒輪減速器傳動比一般為840，用斜齒、直齒或人字齒，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。展開式由于齒輪相對于軸承為不對稱布置，因而沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大剛度；分流式則齒輪相對于軸承對稱布置，常用于較大功率、變載荷場合。同軸式減速器

12、，長度方向尺寸較小，但軸向尺寸較大，中間軸較長，剛度較差。兩級大齒輪直徑接近有利于浸油潤滑，軸線可以水平、上下或鉛垂布置，如圖：圖中展開式又可以有下面兩種，如下所示：根據(jù)材料力學(xué)（工程力學(xué)）可以算出在相同載荷作用下，a方案優(yōu)先于b方案， 最終選a由裝配圖查得，。由裝配圖查得，綜上所述：可得y1y2 。 選a方案。2.3電動機(jī)選擇根據(jù)已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動機(jī)。 由公式 P1=Fv=1500×1.2=1.8 kw 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 n1=114。65. r/min 求電機(jī)功率P5 P= P電 =a·b·齒2·z3 P= Fv 查閱資料

13、可得：選取1=0.99 彈性柱銷聯(lián)軸器 2=0.97 6級精度齒輪的效率3=0.98 7級精度齒輪的效率 4=0.938 滾動滾子軸承的效率5=0.96滾子鏈傳動則總=12345=0.8503 P5=2.127 kw查閱資料可得：取 i=860則 n5=n1i=114.65×(840)=917.24586 (r/min)電動機(jī)符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500、3000，綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動比，顯然選擇1500 r/min的同步轉(zhuǎn)速電動機(jī)比較合適。電動機(jī)型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速極數(shù)(額定轉(zhuǎn)矩)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩(額定轉(zhuǎn)矩)Y112M-42.2 kw1440 r/

14、min42.2 kw2.2 kw第三章 軸的設(shè)計3.1 軸的分類按軸受的載荷和功用可分為：1.心軸：只承受彎矩不承受扭矩的軸，主要用于支承回轉(zhuǎn)零件。如.車輛軸和滑輪軸。2.傳動軸：只承受扭矩不承受彎矩或承受很小的彎矩的軸,主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩。如汽車的傳動軸。3.轉(zhuǎn)軸：同時承受彎矩和扭矩的軸，既支承零件又傳遞轉(zhuǎn)矩。如減速器軸。3.2軸的材料主要承受彎矩和扭矩。軸的失效形式是疲勞斷裂，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。軸的材料從以下中選?。?. 碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼具有較好的機(jī)械性能，對應(yīng)力集中敏感性較低，價格便宜，應(yīng)用廣泛。例如：35、45、50等優(yōu)質(zhì)碳素鋼。一般軸采用45鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)或正火處理；有耐磨

15、性要求的軸段，應(yīng)進(jìn)行表面淬火及低溫回火處理 。輕載或不重要的軸，使用普通碳素鋼Q235、Q275等。2. 合金鋼合金鋼具有較高的機(jī)械性能，對應(yīng)力集中比較敏感，淬火性較好，熱處理變形小，價格較貴。多使用于要求重量輕和軸頸耐磨性的軸。例如：汽輪發(fā)電機(jī)軸要求，在高速、高溫重載下工作，采用27Cr2Mo1V、38CrMoAlA等?；瑒虞S承的高速軸，采用20Cr、20CrMnTi等。3. 球墨鑄鐵球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好，對應(yīng)力集中敏感低，價格低廉，使用鑄造制成外形復(fù)雜的軸。例如：內(nèi)燃機(jī)中的曲軸。3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求有：（1）、便于軸上零件的裝配軸的結(jié)構(gòu)外形主要取決于軸在箱體上的安裝

16、位置及形式，軸上零件的布置和固定方式，受力情況和加工工藝等。為了便于軸上零件的裝拆，將軸制成階梯軸，中間直徑最大，向兩端逐漸直徑減小。近似為等強(qiáng)度軸。（2）、保證軸上零件的準(zhǔn)確定位和可靠固定軸上零件的軸向定位方法主要有：軸肩定位、套筒定位、圓螺母定位、軸端擋圈定位和軸承端蓋定位。3.4 軸的設(shè)計計算3.4.1按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常用這種方法初步估算軸徑。對于不大重要的軸，也可作為最后計算結(jié)果。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：強(qiáng)度條件： Mpa 設(shè)計公式： （mm）軸上有鍵槽： 放大：35%一個鍵槽；710%二個鍵槽。并且取標(biāo)準(zhǔn)植式中：許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力（N/mm2），C為由軸的材料和承載情況

17、確定的常數(shù)。3.4.2 按彎扭合成強(qiáng)度計算通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可以求得，因而可按彎扭合成強(qiáng)度條件對軸進(jìn)行強(qiáng)度校核計算。對于鋼制的軸，按第三強(qiáng)度理論，強(qiáng)度條件為：設(shè)計公式：（mm）式中、：e為當(dāng)量應(yīng)力，Mpa。 d為軸的直徑，mm; 為當(dāng)量彎矩；M為危險截面的合成彎矩； MH為水平面上的彎矩；MV為垂直面上的彎矩；W為軸危險截面抗彎截面系數(shù)；為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)彎矩引起的彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)的變應(yīng)力，而扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力往往為非對稱循環(huán)變應(yīng)力與扭矩變化情況有關(guān) 扭矩對稱循環(huán)變化 = 扭矩脈

18、動循環(huán)變化 不變的扭矩，分別為對稱循環(huán)、脈動循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力。對于重要的軸，還要考慮影響疲勞強(qiáng)度的一些因素而作精確驗算。內(nèi)容參看有關(guān)書籍。3.4.3 軸的剛度計算概念軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過允許的限度，就會影響軸上零件的正常工作，甚至?xí)适C(jī)器應(yīng)有的工作性能。軸的彎曲剛度是以撓度y或偏轉(zhuǎn)角以及扭轉(zhuǎn)角來度量，其校核公式為：yy; ; 。式中：y、 、 分別為軸的許用撓度、許用轉(zhuǎn)角和許用扭轉(zhuǎn)角。3.4.4 軸的設(shè)計步驟設(shè)計軸的一般步驟為：（1）選擇軸的材料 根據(jù)軸的工作要求，加工工藝性、經(jīng)濟(jì)性，選擇合適的材料和熱處理工藝。（2）初步確定軸的直徑 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度

19、計算公式，計算出軸的最細(xì)部分的直徑。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 要求：軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固的工作位置；軸上零件裝拆、調(diào)整方便；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。盡量避免應(yīng)力集中；根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)特點，首先要預(yù)定出主要零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，它是軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，擬定裝配方案，應(yīng)先考慮幾個方案，進(jìn)行分析比較后再選優(yōu)。原則：1）軸的結(jié)構(gòu)越簡單越合理；2）裝配越簡單越合理。3.5各軸的計算3.5.1高速軸計算（1）查得C=118（低速軸彎矩較大），由公式 取高速軸的直徑d=45mm。（2）求作用在齒輪上的力齒輪分度圓直徑為 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為 齒輪作用力 圓周力 徑向力 軸向力 （3）畫軸的計算

20、簡圖并計算支反力(圖 a)水平支反力 垂直支反力 （4）畫彎矩圖a水平面內(nèi)彎矩圖M(b圖) 截面c b垂直面內(nèi)彎矩圖MC（c圖） 截面c C合成彎矩（d圖）d 畫扭矩圖（e圖） 又根據(jù) 查得 則 e 繪當(dāng)量彎矩圖（f圖）3.5.2中間軸設(shè)計（1）查得C=118（低速軸彎矩較大），由公式 取高速軸的直徑d=60mm。（2）求作用在齒輪上的力齒輪分度圓直徑為 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為 齒輪作用力 圓周力 徑向力 軸向力 （3）畫軸的計算簡圖并計算支反力(圖 a)水平支反力 垂直支反力 （4）畫彎矩圖a水平面內(nèi)彎矩圖M(b圖) 截面c 截面D b垂直面內(nèi)彎矩圖MC（c圖） 截面c 截面D C合成彎矩（d圖）

21、D合成彎矩d 畫扭矩圖（e圖） 又根據(jù) 查得 則 e 繪當(dāng)量彎矩圖（f圖）3.5.3 低速軸設(shè)計（1）查得C=118，由公式 取高速軸的直徑d=75mm。（2）求作用在齒輪上的力齒輪分度圓直徑為 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩為 齒輪作用力 圓周力 徑向力 軸向力 （3）畫軸的計算簡圖并計算支反力(圖 a)水平支反力 垂直支反力 （4）畫彎矩圖a水平面內(nèi)彎矩圖M(b圖) 截面c b垂直面內(nèi)彎矩圖MC（c圖） 截面c C合成彎矩（d圖）d 畫扭矩圖（e圖） 又根據(jù) 查得 則 e 繪當(dāng)量彎矩圖（f圖）3.6軸的設(shè)計與校核3.6.1高速軸設(shè)計初定最小直徑，選用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取A0=112（不同）則Rmin=

22、A0=16.56mm最小軸徑處有鍵槽Rmin = 1.07dmin = 17.72mm最小直徑為安裝聯(lián)軸器外半徑，取KA=1.7，同上所述已選用TL4彈性套柱聯(lián)軸器，軸孔半徑R=20mm。 取高速軸的最小軸徑為R=20mm。由于軸承同時受徑向和軸向載荷，故選用6300滾子軸承按國標(biāo)T297-94 D*d*T=17.25 軸承處軸徑d =36mm高速軸簡圖如下：取L1=38+46=84mm,取擋圈直徑D=43mm,取d2=d4=54mm,d3=67mm,d1=d5=67mm。聯(lián)軸器用鍵：圓頭普通平鍵。B*h=6*6,長L=91 mm齒輪用鍵：同上。B*h=6*6, 長L=10mm,倒角為2*45

23、度3.6.2中間軸設(shè)計中間軸簡圖如下：初定最小直徑dmin=20mm選用6303軸承，d*D*T=25*62*18.25d1=d6=25mm,取 L1=26mm,L2=19，L4=120mm,d2=d4=35mm,L3=12mmD3=50mm,d5=30mm,L5=1.2*d5=69mm，L6=55mm齒輪用鍵：圓頭普通鍵：b*h=12*8,長L=61mm3.6.3 低速軸設(shè)計初定最小直徑：dmin=25mm取小軸徑處有鍵槽dmin=1.07dmin=36.915mm取d1=75mm,d2=90mm,d3=97mm,d4 =75mmd5=65mm,d6=60mm,L1=35mm,L2=94mm

24、,L3=15mm,L4=28mm,L5=38mm,L6=40mm,L7=107mm齒輪用鍵：圓頭普通鍵：b*h=16*6,長L=85mm選用6300軸承：d*D*T=40*90*25.25mm,B=23mm,C=20mm3.6.4高速軸的校核 由于減速器中，最容易出現(xiàn)損壞的軸為高速軸，故在進(jìn)行軸的校驗的時候，只需對高速軸進(jìn)行校驗。高速軸的校驗計算如下所示：P=3.105Kw,n=960r/min,T=30.89N.M齒輪受力：Ft=1095N,Fr=370N,Fe=148N支持力：Fv1=365N,Fv2=1460N,FH1=-66N,FH2=431NMr=Fv1*90=-33N.mMH1=F

25、H1*90=-5.94N.mMH2=M=5.01N.mT=30.89N.m M=33.38N.mÓca=24.4MpaÓ-1=60MPa>Óca所以軸安全。第四章 圓柱齒輪傳動設(shè)計4.1 齒輪傳動特點與分類和其他機(jī)械傳動比較，齒輪傳動的主要優(yōu)點是：工作可靠，使用壽命長；瞬時傳動比為常數(shù)；傳動效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。缺點是：齒輪制造需專用機(jī)床和設(shè)備，成本較高；精度低時，振動和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動等。按齒線相對于齒輪母線方向分：直齒，斜齒，人宇齒，曲線齒按齒輪傳動工作條件分： 閉式傳動，形式傳動，半形式傳動按齒廓曲線分： 漸開線

26、齒，擺線齒，圓弧齒按齒面硬度分： 軟齒面(350佃)，硬齒面(>350佃)4.2 齒輪傳動的主要參數(shù)與基本要求 齒輪傳動應(yīng)滿足兩項基本要求:1)傳動平穩(wěn);2)承載能力高。 在齒輪設(shè)計、生產(chǎn)和科研中，有關(guān)齒廓曲線、齒輪強(qiáng)度、制造精度、加工方法以及熱理工藝等，基本上都是圍繞這兩個基本要求進(jìn)行的。4.21主要參數(shù)基本齒廓。漸開線齒輪輪齒的基本齒廓及其基本參數(shù)見表122或查閱機(jī)械設(shè)計手冊。模數(shù)。為了減少齒輪刀具種數(shù)，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)見表123或查閱機(jī)械設(shè)計手冊。中心距。薦用的中心距系列見表12，4或查閱機(jī)械設(shè)計手冊。傳動比i、齒數(shù)比u。主動輪轉(zhuǎn)速nl與從動輪轉(zhuǎn)速n2之比稱為傳動比i。大齒輪的齒數(shù)z

27、2與小齒輪齒數(shù)z1之比稱為齒數(shù)比u。減速傳動時，u=i；增速傳動u=1/i 。標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m： 斜齒輪及人宇齒輪取法向模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，錐齒輪取大端模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)先采用第一系列，括號內(nèi)的模數(shù)盡可能不用。變位系數(shù)。刀具從切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪的位置移動某一徑向距離(通稱變位量)后切制的齒輪，稱為徑向變位系數(shù)。刀具變位量用xm表示，x稱為變位系數(shù)。刀具向齒輪中心移動，x為負(fù)值，反之為正值。隨著x的改變，輪齒形狀也改變，因而可使?jié)u開線上的不同部分作為工作齒廓，以改善嚙合性質(zhì)。 ， 由變位齒輪所組成的齒輪傳動，若兩輪變位系數(shù)的絕對值相等，但一為正值，另一為負(fù)值，即x1=-x2稱為“高度變位”，此時，傳動的嚙

28、合角等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓重合，中心距等于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動中心距，只是齒頂高和齒根高有所變化。若x1=-x2；x1+x20，這種齒輪傳動稱為角度變位齒輪傳動。此時，嚙合角將不等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓不再重合。4.2.2 精度等級的選擇 在漸開線圓柱齒輪和錐齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)(GBl0095-88和GBll36589)中，規(guī)定了12個精度等級，按精度高低依次為112級，根據(jù)對運(yùn)動準(zhǔn)確性、傳動平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的要求不同，每個精度等級的各項公差相應(yīng)分成三個組：第公差組、第公差組和第公差組。4.2.3 齒輪傳動的失效形式 齒輪傳動的失效形式主要有輪齒折斷和齒面損傷兩類。齒面損傷又有齒面接觸疲

29、勞磨損(點蝕)、膠合、磨粒磨損和塑性流動等。減速器中齒輪分布如圖所示，齒輪的傳動形式一般有：1)齒輪傳動：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計公式作齒輪的設(shè)計計算，不按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計公式計算，也無需用齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。開式齒輪傳動，將計算所得模數(shù)加大10%-15%（考慮磨損影響。傳遞動力的齒輪模數(shù)一般不小于1.5-2mm（以防意外斷齒）。2)齒輪傳動：方法一 軟齒面閉式齒輪傳動傳動，接觸疲勞點蝕是主要失效形式，計算時先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計公式求出小齒輪直徑d1和接觸齒寬b，再用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。硬齒面閉式齒輪傳動計算時先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計公式求出模數(shù)m和接觸齒寬b

30、，再用齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。方法二 不論軟硬齒面都分別按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計公式求出模數(shù)m,按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計公式求出小齒輪分度圓直徑d1，再按d1=mZ1調(diào)整齒數(shù)Z1。與方法一相比，這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既剛好滿足接觸疲勞強(qiáng)度，又剛好滿足彎曲疲勞強(qiáng)度，所以結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。4.3齒輪參數(shù)計算材料選擇：小齒輪40C r（調(diào)質(zhì)）硬度280HBs 大齒輪45#鋼（調(diào)質(zhì)）硬度240HBs；（硬度差40HBs）材料選擇：運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器速度不高，故選用6級和7級精度（GB10095-88）選擇初選螺旋角=14度，取Z1=21，Z2=4*21=84高速級斜齒輪、圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算（1）

31、選擇精度等級、材料及齒數(shù)選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS；減速器一般選用7級精度（GB10095-88）選擇z1=20，由z2= i高z1=53.45，圓整z2=54則 i高= z2/z1=54/20=2.7 i=%=1%±2.5%，u=2.7 i高= i高=2.7選取螺旋角，初選螺旋角=14°（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計（以下公式、表、圖均出自機(jī)械設(shè)計）d1t 試選載荷系數(shù)kt=1.6 查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù)zH=2.433 查閱資料可得，=0.78, =0.87, 則：=+=0.78+0.87=1.65

32、 查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=560Mpa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=531Mpa 查閱資料可得，選取持寬系數(shù)=1 查閱資料可得，材料的彈性影響系數(shù)zE=200Mpa 查閱資料可得，計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60·nJLh=60×1420×1×(1×8×300×10)=2.045×1010N2=N1/=2.045×1010/2.7=7.574×109 查閱資料可得，接觸疲勞強(qiáng)度系數(shù)kHN1=1，kHN2=1.11 計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，安全系數(shù)s=1（簡明機(jī)械

33、零件設(shè)計手冊）=1×560560 Mpa=1.11×531589.4 Mpa（3）計算小齒輪分度圓直徑dt =(+)/2=(560+589.4)/2=574.7 Mpa d1t=29mm 計算圓周速度v=2.1 m/s 計算齒寬b及模數(shù)mntb=dd1t=1×29=29mm mnt= h=2.25mnt=2.25×1.34=3.28mm b/h=29/3.28=8.84 計算縱向重合度 =0.318×1×21×=1.665 計算載荷系數(shù)k 查閱資料可得，kA=1根據(jù)v=3 m/s，7級精度，查閱資料可得，kv=1.15查閱資

34、料可得，kH的計算公式kH=1.15+0.18(1+0.6d2)d2+0.31×103×b=1.15+0.18(1+0.6) +0.31×103×29=1.447查閱資料可得，kF=1.31查閱資料可得，kH= kF=1.4 載荷系數(shù)k=kAkv kHkH=1×1.4×1.447×1.4=2.31 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，d1=d1t=29=32.77mm 計算模數(shù)mnmn=（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 mn確定計算參數(shù) 計算載荷系數(shù) k=kAkv kFkF=1×1.14×1.4×1

35、.31=2.09 根據(jù)縱向重合度1.665，查閱資料可得，螺旋角影響系數(shù)Y=0.90 計算當(dāng)量齒數(shù) zr1=22.5 zr2=86.59 查取齒形系數(shù)，由資料可得，YFa1=2.724，YFa2=2.284 查取應(yīng)力校正系數(shù)，Ysa1=1.568，Ysa2=1.727 查閱資料可得，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度=560Mpa，大齒輪的彎曲疲勞極限=531Mpa 查閱資料可得，彎曲疲勞壽命系數(shù)，KFN1=0.83，KFN2=0.87 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)s1.4，=332 Mpa=330Mpa 計算大、小齒輪的并加以比較 =0.01286 =0.01195 大齒輪的數(shù)值大。 設(shè)計計算

36、mn=1.1mm對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)mn大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)，mn2，但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=29z1=20取z1=20，則z2=uz1=2.9×27=78.3，圓整取z2=79。（4）幾何尺寸計算 計算中心矩a=102.3mm圓整中心矩 a=120mm 按圓整中心矩修正螺旋角=arccos= arccos=14.36°因值改變不多，故參數(shù)、zH等不必修正。 計算大、小齒輪的分度圓直徑d1=45.42mmd2=162.89mm 計算齒輪寬度b=1×29=29mm圓整后取 B2=36m

37、m，B1=45mm低速級斜齒輪圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算（1）選精度等級、材料及齒數(shù) 材料及熱處理仍按高速級的選取 精度選7級精度 選小齒輪齒數(shù)z1=18，由i低=3.842，則z2= z1i低3.842×18=69.158，圓整為z2=70i低=70/18=3.89，i=×100%=±2.5%，=3.742i高=3.84 選取螺旋角，初選螺旋角14°（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計（a） d1t 試選載荷系數(shù)：kt=1.6 查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù)zH=2.433 查閱資料可得： 則 查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極

38、限：。 查閱資料可得選取齒輪系數(shù)： 查閱資料可得材料的彈性影響系數(shù)： 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 查閱資料可得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN10.93，KHN20.96 計算接觸疲勞許用應(yīng)力取決效概率為1，安全系數(shù)S=L（簡明機(jī)械零件設(shè)計手冊） 計算小齒輪分度圓直徑d1t 計算圓周速度 計算齒寬b及模數(shù)mnth2.25 mnt2.25×2.0484.608mm 計算縱向重合度 計算載荷系數(shù)k查閱資料可得KA1根據(jù)級精度，查閱資料可得動載系數(shù)Kv1.05，查閱資料可得的計算公式：1.15+0.18（1+0.6）+0.31×10-3×381.43查閱資料可得 =1.32查閱資料可得

39、載荷系數(shù)： 實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，查閱資料可得 計算模數(shù)mn（2）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計， 確定計算參數(shù) 計算載荷系數(shù) 根據(jù)縱向重合度1.506，查閱資料可得螺旋角影響系數(shù)0.88。 計算當(dāng)量齒數(shù) 直取齒形系數(shù)（插值法）查閱資料可得 2.768；2.225 查取校正系數(shù)查閱資料可得 1.558；1.765 查閱資料可得小齒輪的彎曲強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 查閱資料可得彎曲疲勞壽命系數(shù)：0.91；0.94 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)：S=1.4， 計算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大（3）設(shè)計計算對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計

40、算的法面模數(shù)，取mn2，但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度需要，接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d140mm，則由： 圓整Z323 圓整Z487（4）幾何尺寸計算 計算中心距圓整中心矩a122mm 按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。 計算大小齒輪的分度圓直徑 計算齒輪寬度圓整后取：B4=45mm；B350mm高速級齒輪傳動； ； ； Xn0； 低速轉(zhuǎn)齒輪傳動； ； ； ； 第五章 軸承的設(shè)計及校核5.1軸承種類的選擇查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊第二版 吳宗澤 羅圣國 主編 高等教育出版社出版P62 滾動軸承由于采用兩端固定，采用深溝球軸承。型號為6303和6300。5.2深溝球軸承結(jié)構(gòu)

41、深溝球軸承一般由一對套圈，一組保持架，一組鋼球組成。其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，是生產(chǎn)最普遍，應(yīng)用最廣泛的一類軸承。該類軸承主要用來承受徑向負(fù)荷，但也可承受一定量的任一方向的軸向負(fù)荷。當(dāng)在一定范圍內(nèi)，加大軸承的徑向游隙，此種軸承具有角接觸軸承的性質(zhì)，還可以承受較大的軸向負(fù)荷。深溝球軸承裝在軸上以后，可使軸或外殼的軸向位移限制在軸承的徑向游隙范圍內(nèi)。同時，當(dāng)外殼孔和軸（或外圈對內(nèi)圈）相對有傾斜時，（不超過816根據(jù)游隙確定）仍然可以正常地工作，然而，既有傾斜存在，就必然要降低軸承的使用壽命。深溝球軸承與其它類型相同尺寸的軸承相比，摩擦損失最小，極限轉(zhuǎn)速較高。在轉(zhuǎn)速較高不宜采用推力球軸承的情況下，可用此

42、類軸承承受純軸向負(fù)荷。如若提高其制造精度，并采用膠木、青銅、硬鋁等材質(zhì)的實體保持架，其轉(zhuǎn)速還可提高。型號內(nèi)徑d外徑D寬度B倒角r額定負(fù)荷kN鋼球極限轉(zhuǎn)速rpm重  量kgmminchmminchmminchmminch動態(tài)靜態(tài)數(shù)量大小油脂油6355.196919.78406.23620.3.0122.340.88592.38134000400000.008630010.3937351.378011.43310.6.0248.203.5076.35015000210000.053630112.4724371.456712.47241.0.0399.704.2067.9381400020

43、0000.060630215.5906421.653513.51181.0.03911.405.4577.93813000180000.082630317.6693471.850414.55121.0.03913.506.5578.73112000170000.115630420.7874522.047215.59061.1.04315.907.9079.52511000150000.144630525.9843622.440917.66931.1.04321.2010.90711.50010000130000.21936306301.1811722.834619.74801.10.4326.

44、7015.00812.0008000100000.34986307351.3780803.149621.82681.5.05933.5019.10813.494680080000.45426308401.5748903.543323.90551.5.05940.5024.00815.081580072000.63946309451.77171003.937025.98431.5.05953.0032.00817.462500062000.83636310501.96851104.3307271.06302.0.07962.0038.50819.050440055001.0822深溝球軸承結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，是生產(chǎn)批量最大、應(yīng)用范圍最廣的一類