變速箱設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、摘 要 變速箱的重要?jiǎng)幼骶褪歉鼡Q不同的齒輪組合，我們可以撥動(dòng)手排檔的檔位來(lái)改變齒輪的相對(duì)位子，借著不同齒輪間的咬合與連接，以達(dá)到變換“齒輪比”(簡(jiǎn)稱齒比)的目的，完成我們換檔的目的。有級(jí)式變速器是目前使用最廣的一種。它采用齒輪傳動(dòng)，具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比。本次設(shè)計(jì)從最大、最小轉(zhuǎn)速參數(shù)的設(shè)計(jì)到標(biāo)準(zhǔn)公比的選用到轉(zhuǎn)速的確定、齒數(shù)、齒輪的確定等都嚴(yán)格按照要求設(shè)計(jì)。查閱了多種設(shè)計(jì)資料確定了主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速圖，各軸直徑的計(jì)算和它們剛度強(qiáng)度的校核，齒輪的齒數(shù)、模數(shù)和主傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)，從而確定了主軸箱的大體結(jié)構(gòu)，從而繪制出裝配圖和各向視圖。關(guān)鍵詞： 主軸 齒輪 箱體 軸承AbstractGear box

2、9;s important movement is the replacement different gear combination, we may dial begin gear's files position to change gear's relative seat, is borrowing linking and the connection between the different gear's, achieves the transformation “the gear ratio” (i.e. tooth ratio) the goal, co

3、mpletes the goal which we shift gears. The having steps type transmission gearbox uses the broadest one kind at present. It uses the gear drive, has certain definite value velocity ratio. this design from biggest, and the least turns soon the parameter designs the standard compares of choose to use

4、to turn to really settle soon, wheel number, the wheel gear really settles etc. all strict design according to the request. Checking various designs data made sure the main drive to move the system construction and rotate speed diagram, diameter calculation in each axes with they just checkout the i

5、ntensity of them, the wheel of the wheel gear number, the modulus and the design of the main drive to move a chain, thereby make sure the big body structure of the principal axis box, thus draw an assemble diagram with each to see diagram.Keyword: principal axis gear box bearing緒 論設(shè)計(jì)的過(guò)程是通過(guò)分析、創(chuàng)造和綜合而達(dá)

6、到滿足特定功能目標(biāo)的一種活動(dòng)。在此過(guò)程中需不斷地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)的結(jié)果進(jìn)行修改，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。隨著社會(huì)不斷發(fā)展和科學(xué)不斷進(jìn)步對(duì)變速箱設(shè)計(jì)技術(shù)要求越來(lái)越高，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）應(yīng)用。使得變速箱的設(shè)計(jì)理論和方法由人工繪圖向計(jì)算機(jī)繪圖，由定性設(shè)計(jì)向定量設(shè)計(jì)、由表態(tài)和線性分析向動(dòng)態(tài)和非線性分析，由可行性設(shè)計(jì)向最佳設(shè)計(jì)過(guò)渡。變速箱的重要?jiǎng)幼骶褪歉鼡Q不同的齒輪組合，我們可以撥動(dòng)手排檔的檔位來(lái)改變齒輪的相對(duì)位子，借著不同齒輪間的咬合與連接，以達(dá)到變換“齒輪比”(簡(jiǎn)稱齒比)的目的，完成我們換檔的目的。有級(jí)式變速器是目前使用最廣的一種。它采用齒

7、輪傳動(dòng)，具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比。變速箱的設(shè)計(jì)不僅要滿足總體布局變速箱的形狀和尺寸的限制、達(dá)到十二級(jí)轉(zhuǎn)速還要便于裝配、調(diào)整、潤(rùn)滑和維修。根據(jù)指導(dǎo)老師的推薦，重點(diǎn)選用馮辛安主編的機(jī)械制造裝備技術(shù)以及輔助類書(shū)刊包括材料力學(xué)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)等圖書(shū)。其中，馮辛安的機(jī)械制造裝備技術(shù)無(wú)疑是系統(tǒng)化介紹和設(shè)計(jì)變速箱的資料。在主要的傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，參考齒輪齒數(shù)和帶輪直徑的確定，是主軸箱的尺寸，軸的直徑，以及傳動(dòng)精度等一系列布局。在結(jié)構(gòu)式，結(jié)構(gòu)網(wǎng)確定之后，要對(duì)傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)、材料、構(gòu)造等進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)。傳動(dòng)件包括齒輪、傳動(dòng)軸等。其中齒輪的構(gòu)造中選用雙聯(lián)齒輪，對(duì)齒輪的拼裝，齒輪太窄或太寬時(shí)的處理，齒輪在

8、軸上的定位問(wèn)題比較全面的論述,齒輪的模數(shù)確定等。傳動(dòng)軸在反復(fù)彎曲載荷和扭曲載荷下不發(fā)生疲勞破壞。剛度方面，軸在彎曲和扭曲載荷下不致產(chǎn)生過(guò)大的變形。高速旋轉(zhuǎn)的軸還應(yīng)計(jì)算其臨界轉(zhuǎn)速，以免發(fā)生共振，傳動(dòng)軸首先要估算直徑，然后再進(jìn)行剛度驗(yàn)算。提高剛度時(shí)可以采用加大軸的直徑縮短軸的長(zhǎng)度，使軸上的主動(dòng)和被動(dòng)傳動(dòng)件盡可能的靠近，使傳動(dòng)件靠近軸。傳動(dòng)件如齒輪和軸的校核都是參照材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)等內(nèi)容和公式來(lái)展開(kāi)的。在尺寸的標(biāo)注以及公差配合等內(nèi)容時(shí)，要查閱尺寸及公差配合和、機(jī)械制造基礎(chǔ)中的尺寸鏈計(jì)算。在制圖的過(guò)程中，標(biāo)題欄的尺寸、圖紙大小以及一些零件的畫(huà)法要參考機(jī)械制圖和簡(jiǎn)明手冊(cè)等工具書(shū)。文獻(xiàn)資料是一個(gè)設(shè)計(jì)者必

9、備的工具，選著全面的實(shí)用的工具是設(shè)計(jì)者必備的素質(zhì)。面對(duì)茫茫書(shū)海，我們要在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下挑選合適自己的設(shè)計(jì)題目的參考資料，并且要多方面收集現(xiàn)代設(shè)計(jì)中一些先進(jìn)信息加入到自己的題目中。其實(shí)，整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程就是將大學(xué)四年學(xué)習(xí)的知識(shí)融會(huì)貫通的過(guò)程，很多當(dāng)時(shí)感覺(jué)不怎么懂得東西通過(guò)設(shè)計(jì)將變得更具體、更實(shí)用可行，學(xué)會(huì)應(yīng)用理論資料，把所學(xué)知識(shí)為我所用。能將那些規(guī)格化的、單一的零件經(jīng)過(guò)計(jì)算，設(shè)計(jì)成一臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械，就是我們的根本意圖所在了。我們?cè)O(shè)計(jì)的還是比較初級(jí)的機(jī)械，在實(shí)踐中，只有經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)，才能達(dá)到高的生產(chǎn)效率，然而，基礎(chǔ)的知識(shí)和原理是設(shè)計(jì)的源頭，工具書(shū)的編者為我們提供了如此系統(tǒng)的、直觀的資料，是

10、難得的財(cái)富，要愛(ài)護(hù)藏書(shū)，讓知識(shí)美化世界，讓文明進(jìn)化人類。就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己將要從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后的工作、學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。在本次設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，得到了姚老師及其他老師的真誠(chéng)指導(dǎo)和幫助，在這里我對(duì)各位老師的辛勤付出和內(nèi)心輔導(dǎo)表示衷心的感謝。初次大規(guī)模的設(shè)計(jì)，在某些領(lǐng)域、某些細(xì)節(jié)上還存在著不足之處，懇請(qǐng)老師和同學(xué)們提出意見(jiàn)，繼續(xù)改善，完善此次設(shè)計(jì)。 謝謝！第一章 主參數(shù)的確定第一節(jié) 主傳動(dòng)系公比的確定任務(wù)書(shū)給出的主要參數(shù)：電動(dòng)機(jī)功率P=7.5kw，輸出軸轉(zhuǎn)速在301400r/min之間，變速級(jí)數(shù)為12級(jí)由于轉(zhuǎn)速

11、范圍 R= =因?yàn)榧?jí)數(shù)Z已知： Z=12級(jí) 則=1.41，因此取=1.41合適。一、各級(jí)轉(zhuǎn)速各級(jí)轉(zhuǎn)速數(shù)列可直接從標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表中查出。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表給出了以=1.06為公比的從115000的數(shù)列，因=1.41=1.06，從表中找到n=1400r/min，就可以每隔5個(gè)數(shù)值取1個(gè)數(shù)，得：=31.5r/min =250r/min =45r/min =355r/min=63r/min =500r/min=90r/min =710r/min=125r/min =1000r/min=180r/min =1400r/min 共12級(jí)轉(zhuǎn)速。 第二節(jié) 主傳動(dòng)系設(shè)計(jì)一、選擇傳動(dòng)方案根據(jù)使用要求和結(jié)構(gòu)性能綜合考慮，并參考

12、同類型設(shè)備，現(xiàn)選定：采用滑移齒輪變速。1.傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式的選擇結(jié)構(gòu)式對(duì)于分析和選擇簡(jiǎn)單的串聯(lián)式的傳動(dòng)不失為有用的方法，但對(duì)于分析復(fù)雜的傳動(dòng)并想由此導(dǎo)出實(shí)際的方案，就并非十分有效，可考慮到本次設(shè)計(jì)的需要可以參考一下這個(gè)方案。確定傳動(dòng)組及各傳動(dòng)組中傳動(dòng)副的數(shù)目,級(jí)數(shù)為Z的傳動(dòng)系統(tǒng)有若干個(gè)順序的傳動(dòng)組組成，各傳動(dòng)組分別有Z1、Z2、Z3個(gè)傳動(dòng)副。即 Z=Z1Z2Z3傳動(dòng)副數(shù)由于結(jié)構(gòu)的限制以2或3為合適，即變速級(jí)數(shù)Z應(yīng)為2和3的因子:可以有幾種方案，Z=322, Z=232, Z=2232.傳動(dòng)順序的安排12級(jí)轉(zhuǎn)速傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)組，可以安排成：Z=322, Z=232或Z=223選擇傳動(dòng)組安排方式時(shí)，根據(jù)

13、傳動(dòng)副前多后少原則, 因此第一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副選用3及主軸對(duì)加工精度、表面粗糙度的影響大，因此主軸上齒輪少些為好，最后一個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副選用2。因此選用Z=322。3.傳動(dòng)系統(tǒng)的擴(kuò)大順序的安排對(duì)于12級(jí)的傳動(dòng)可以有以下六種擴(kuò)大順序方案，Z=322，Z=322，Z=322Z=322，Z=322，Z=322 可為了使結(jié)構(gòu)和其他方面不復(fù)雜，同時(shí)為了滿足傳動(dòng)方案的擴(kuò)大順序與傳動(dòng)順序一致的順序擴(kuò)大傳動(dòng)，選擇的設(shè)計(jì)方案是：Z=322其中最后擴(kuò)大的變速范圍合格。4.轉(zhuǎn)速圖的擬定設(shè)計(jì)變速傳動(dòng)系時(shí)，為了避免從動(dòng)齒輪尺寸過(guò)大而增加箱體的徑向尺寸，一般限制降速最小傳動(dòng)比u ；為避免擴(kuò)大傳動(dòng)誤差，減少振動(dòng)噪音，一般限

14、制直齒圓柱齒輪的最大升速比u 2；因此，各變速組的變速范圍相應(yīng)受到限制：主傳動(dòng)各變速組的最大變速范圍為R= u/ u8采用從主軸開(kāi)始往前推，也就是先決定軸的轉(zhuǎn)速，依次確定各中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，這樣就擬定主運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速圖，使主運(yùn)動(dòng)逐步具體化。軸轉(zhuǎn)速的確定:齒輪傳動(dòng)比受到u2的限制,現(xiàn)在傳動(dòng)組C的變速范圍為=8,可知這個(gè)傳動(dòng)組中兩個(gè)傳動(dòng)副的傳動(dòng)比必然是前面提到的極限值,即u=,u=2，這個(gè)傳動(dòng)組的升速降速傳動(dòng)比都達(dá)到了極限值，這樣就確定了軸的六級(jí)轉(zhuǎn)速只有一種可能，即為125710r/min。軸轉(zhuǎn)速的確定:軸-間兩條傳動(dòng)比連續(xù)間應(yīng)當(dāng)相距3格。在傳動(dòng)比極限的范圍內(nèi)，軸轉(zhuǎn)速最高為5001000 r/min，

15、最低可為180355r/min可能性較多，為了軸的轉(zhuǎn)速高一些并避免升速，可取u=,u=1。因此，確定軸的轉(zhuǎn)速為355710 r/min。軸轉(zhuǎn)速的確定:根據(jù)盡可能提高轉(zhuǎn)速和降速的傳動(dòng)比又不要過(guò)小的要求，可取u=,u=，u=1。這樣就確定了軸的轉(zhuǎn)速為710 r/min。轉(zhuǎn)速圖如下： 傳動(dòng)系轉(zhuǎn)速圖第三節(jié) 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖一、齒輪齒數(shù)的確定1.軸間三對(duì)齒輪的傳動(dòng)比Ia1=1/2, Ia2=1/1.41, Ia3=1在轉(zhuǎn)速圖上軸I-II之間有三條傳動(dòng)線,分別為水平、向右下方降一格、向右方下降兩格。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3卷表18.2-6得出可用齒輪和s及各齒輪副中小齒輪齒數(shù)如下：SI 486072841.00243

16、036421.41202530352.0016202428根據(jù)齒數(shù)確定得原則及需求，按最小齒數(shù)限制可選定s=72,則Ia1=1/2 Za1=24 Za1=48Ia2=1/1.41 Za2=30 Za2=42Ia3=1 Za3=36 Za3=36-軸間三對(duì)齒輪的傳動(dòng)比Ib1=1/,Ib2=1在轉(zhuǎn)速圖上，II軸的每一轉(zhuǎn)速都有兩條線與III軸相連，分別為水平和向右下方降三格。由于II軸有三種轉(zhuǎn)速，每種轉(zhuǎn)速都通過(guò)兩條線與III軸相連，故III軸共有種轉(zhuǎn)速。連線中的平行線代表同一傳動(dòng)比。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3卷表18.2-6得出可用齒輪和s及各齒輪副中小齒輪齒數(shù)如下：SI768084881.003840424

17、42.8220212223根據(jù)齒數(shù)確定得原則及需求，按最小齒數(shù)限制可選定s=84,則Ib1=1/ Zb1=22 Zb1=62Ib2=1 Zb2=42 Zb2=42-軸間三對(duì)齒輪的傳動(dòng)比Ic1=1/3.98, Ic2=2在轉(zhuǎn)速圖上，III軸上的每一級(jí)轉(zhuǎn)速都有兩條傳動(dòng)線與IV軸相連，分別為向右上方升兩格和向右下方降四格。 故IV軸的轉(zhuǎn)速為級(jí)。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3卷表18.2-6得出可用齒輪和s及各齒輪副中小齒輪齒數(shù)如下：SI8490941003.9517181920230303550根據(jù)齒數(shù)確定得原則及需求，按最小齒數(shù)限制可選定s=90,則Ic1=1/3.95 Zc1=18 Zc1=72Ic2=2 Z

18、c2=60 Zc2=30二各軸的轉(zhuǎn)速及功率1.主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 由表3-10（機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)）知，主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速是低速第一個(gè)三分之一范圍的最高一級(jí)轉(zhuǎn)速，即n=90 r/min。2.各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速軸為125 r/min，軸為335 r/min，軸為710 r/min。3.各組齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速：只確定最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速- 335 r/min- 335 r/min- 710 r/min4.各軸功率傳遞效率： =0.96, =0.99,齒輪傳動(dòng)8級(jí)精度=0.97。P=P =7.50.96=7.2kwP= P=7.20.990.97=6.91kwP= P=6.910.990.97=6.63kwP= P

19、=6.630.990.97=6.37kw5.各軸的轉(zhuǎn)矩T=9550=9550NM=49.73NMT=9550=9550NM=96.84NMT=9550=9550NM=185.88NMT=9550=9550NM=506.53NMT=9550=9550NM=675.92NM 軸名參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸軸軸軸軸計(jì)算轉(zhuǎn)速n/(r/min)144071035512590功率P/KW7.57.26.916.636.37扭矩T/(N·m)49.7396.84185.88506.53675.92效率0.960.920.880.85三 計(jì)算及校核齒數(shù)和為72的齒輪齒數(shù): 傳動(dòng)比: 兩齒輪材料均為硬齒面齒輪，查機(jī)

20、械設(shè)計(jì)書(shū)表6-5，6-6得：小齒輪用40Cr,調(diào)質(zhì)表面淬火，硬度為48-55HRC，平均取為52 HRC；大齒輪用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)表面淬火，硬度為40-50HRC，平均取為45 HRC。1. 計(jì)算齒數(shù)和為72的齒輪計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)矩 齒寬系數(shù)選擇齒輪類型選擇齒輪精度使用系數(shù)動(dòng)載系數(shù)載荷分布系數(shù)載荷分配系數(shù)系數(shù)K節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 重合度系數(shù)彈性系數(shù)接觸疲勞極限初步計(jì)算許用接觸應(yīng)力 初步計(jì)算小齒輪直徑齒輪齒寬b模數(shù)m的計(jì)算分度圓直徑中心距a齒輪節(jié)圓速度VFZ系數(shù)KT=9550變速箱的齒輪傳動(dòng)齒寬系數(shù)（0.20.4）根據(jù)齒輪的工作條件，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)按估計(jì)的圓周速度,初步選擇8級(jí)精度由表6

21、-7查得使用系數(shù)由圖6-6a動(dòng)載系數(shù)由圖6-8：按齒輪在兩軸承中間非對(duì)稱布置由表6-8：按齒面硬化，直齒輪，8級(jí)精度100N/mm初步確定節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 重合度系數(shù)由表6-9確定彈性系數(shù)由圖6-22查取齒輪材料接觸疲勞極限應(yīng)力0.90.9 b=mm小齒輪齒寬，大齒輪齒寬，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)按計(jì)算結(jié)果校核前面的假設(shè)是否正確V=由圖66a查的F=168.05 Nmm 100Nmm由圖614查的節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z=268.4ZZZ=519.78 MPa齒輪接觸疲勞強(qiáng)度安全=0.35直齒圓柱齒輪傳動(dòng)8級(jí)精度=1.25=1.10=1.1=1.2K=1.81=1175Mpa=1125MPa=1057.5MPa=1012

22、.5MPa=64.38mmmmmmV=2.67m/s=0.64=1.10F=2688.88N=1.2合理Z=2.5K=1.982. 校核齒數(shù)和為72的齒輪計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果彎曲疲勞強(qiáng)度校核彎曲疲勞極限應(yīng)力小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 壽命系數(shù)尺寸系數(shù)實(shí)驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)計(jì)算許用應(yīng)力：小齒輪彎曲疲勞許用應(yīng)力大齒輪彎曲疲勞許用應(yīng)力大齒輪校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度查機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)圖6-18得：小齒輪齒形系數(shù)大齒輪齒形系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)圖6-19得：小齒輪應(yīng)力修正系數(shù)大齒輪應(yīng)力修正系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)圖6-20得：重合度系數(shù)=按6-24查材料彎曲疲勞極限應(yīng)力：小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：大齒

23、輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：由表6-13計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算壽命系數(shù)代入得查6-25表得尺寸系數(shù)由式（6-14）取由表6-12取安全系數(shù)小齒輪的彎曲疲勞許用應(yīng)力：大齒輪的彎曲疲勞許用應(yīng)力：比較,應(yīng)按大齒輪校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。=360HRC=220HRC=2=508 彎曲疲勞強(qiáng)度足夠四計(jì)算齒數(shù)和為84的齒輪齒數(shù): 傳動(dòng)比: 兩齒輪材料均為硬齒面齒輪，查機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表6-5，6-6得：小齒輪用40Cr,調(diào)質(zhì)表面淬火，硬度為48-55HRC，平均取為52 HRC；大齒輪用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)表面淬火，硬度為40-50HRC，平均取為45 HRC。計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)矩 齒寬系數(shù)選擇齒輪類型選擇

24、齒輪精度使用系數(shù)動(dòng)載系數(shù)載荷分布系數(shù)載荷分配系數(shù)系數(shù)K節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 重合度系數(shù)彈性系數(shù)接觸疲勞極限初步計(jì)算許用接觸應(yīng)力 初步計(jì)算小齒輪直徑齒輪齒寬b模數(shù)m的計(jì)算中心距a齒輪節(jié)圓速度VFZ系數(shù)KT=9550變速箱的齒輪傳動(dòng)齒寬系數(shù)（0.20.4）根據(jù)齒輪的工作條件，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)按估計(jì)的圓周速度,初步選擇8級(jí)精度由表6-7查得使用系數(shù)由圖6-6a動(dòng)載系數(shù)由圖6-8：按齒輪在兩軸承中間非對(duì)稱布置由表6-8：按齒面硬化，直齒輪，8級(jí)精度100N/mm初步確定節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 重合度系數(shù)由表6-9確定彈性系數(shù)由圖6-22查取齒輪材料接觸疲勞極限應(yīng)力0.90.9 b=mm小齒輪齒寬，大齒輪齒寬，取標(biāo)準(zhǔn)

25、模數(shù)按計(jì)算結(jié)果校核前面的假設(shè)是否正確V=由圖66a查的F=175.18Nmm 100Nmm由圖614查的節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z=268.4ZZZ=864.95 MPa齒輪接觸疲勞強(qiáng)度安全。由計(jì)算結(jié)果可知，工作應(yīng)力比許用應(yīng)力小（1012.5-864.95）MPa=147.55 MPa，為了充分利用材料，可以把齒寬適當(dāng)減小，=b（）=21.89=0.35直齒圓柱齒輪傳動(dòng)8級(jí)精度=1.25=1.05=1.1=1.2K=1.73=1175Mpa=1125MPa=1057.5MPa=1012.5MPa=85.23mmmmmmV=1.63m/s=0.35=1.06F=4204.54N=1.2合理Z=2.5K=1.

26、90mmmm五 計(jì)算及校核齒數(shù)和為90的齒輪齒數(shù): 傳動(dòng)比: 兩齒輪材料均為硬齒面齒輪，查機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表6-5，6-6得：小齒輪用40Cr,調(diào)質(zhì)表面淬火，硬度為48-55HRC，平均取為52 HRC；大齒輪用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)表面淬火，硬度為40-50HRC，平均取為45 HRC。1. 計(jì)算齒數(shù)和為90的齒輪計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)矩 齒寬系數(shù)選擇齒輪類型選擇齒輪精度使用系數(shù)動(dòng)載系數(shù)載荷分布系數(shù)載荷分配系數(shù)系數(shù)K節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 重合度系數(shù)彈性系數(shù)接觸疲勞極限初步計(jì)算許用接觸應(yīng)力 初步計(jì)算小齒輪直徑齒輪齒寬b模數(shù)m的計(jì)算分度圓直徑中心距a齒輪節(jié)圓速度VFZ系數(shù)KT=9550變速箱的齒輪傳動(dòng)齒寬系數(shù)（0

27、.20.4）根據(jù)齒輪的工作條件，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)按估計(jì)的圓周速度,初步選擇8級(jí)精度由表6-7查得使用系數(shù)由圖6-6a動(dòng)載系數(shù)由圖6-8：按齒輪在兩軸承中間非對(duì)稱布置由表6-8：按齒面硬化，直齒輪，8級(jí)精度100N/mm初步確定節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 重合度系數(shù)由表6-9確定彈性系數(shù)由圖6-22查取齒輪材料接觸疲勞極限應(yīng)力0.90.9 b=mm小齒輪齒寬，大齒輪齒寬，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)按計(jì)算結(jié)果校核前面的假設(shè)是否正確V=由圖66a查的F=334.65Nmm 100Nmm由圖614查的節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z=268.4ZZZ=997.22 MPa齒輪接觸疲勞強(qiáng)度安全。=0.35直齒圓柱齒輪傳動(dòng)8級(jí)精度=1.25=1.0

28、5=1.1=1.2K=1.73=1175Mpa=1125MPa=772.8MPa=578 MPa=98.58mmmmmmV=1.63m/s=0.36=1.07F=9370.37N=1.2合理Z=2.5K=1.732. 校核齒數(shù)和為90的齒輪計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果勞強(qiáng)度校核小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 壽命系數(shù)尺寸系數(shù)實(shí)驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)計(jì)算許用應(yīng)力：小齒輪彎曲疲勞許用應(yīng)力大齒輪彎曲疲勞許用應(yīng)力大齒輪校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度查機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)圖6-18得：小齒輪齒形系數(shù) 大齒輪齒形系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)圖6-19得：小齒輪應(yīng)力修正系數(shù)大齒輪應(yīng)力修正系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)圖6-20得：重

29、合度系數(shù)=按6-24查材料彎曲疲勞極限應(yīng)力：,小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：由6-13計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算壽命系數(shù)代入得查6-25表得尺寸系數(shù)由式（6-14）取：=2由6-14的 取安全系數(shù)：小齒輪的彎曲疲勞許用應(yīng)力：大齒輪的彎曲疲勞許用應(yīng)力：比較取,應(yīng)按大齒輪校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度：彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。=360MPa=220MPa=2=508彎曲疲勞強(qiáng)度足夠3.3各齒輪參數(shù)變速組名稱齒數(shù)比分度圓直徑基圓直徑齒寬齒頂高齒根高齒頂圓直徑齒根圓直徑分度圓齒距分度圓齒厚中心距軸到軸108101.52533.75114100.5108108101.52533.75114100.59084.625

30、33.759682.5108126118.42033.75132118.57267.72533.757864.5108144135.42033.75150136.5軸到軸168157.82545176158168168157.82545176 1588882.6304596781682482332545256238軸到軸9993355.56.8711082.25247.5396372.1305.56.87407382.2330310305.56.87341316.2247.5165155355.56.87176151.23.4主傳動(dòng)系統(tǒng)圖主變速傳動(dòng)系圖 四 帶輪的設(shè)計(jì)4.1帶輪參數(shù)的計(jì)算計(jì)算項(xiàng)

31、目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果計(jì)算功率選擇帶型小帶輪直徑演算帶速V大帶輪直徑確定中心距帶長(zhǎng)實(shí)際中心距a校核小帶輪包角帶根數(shù)Z張緊力軸上載荷V帶傳動(dòng)計(jì)算名義功率 P=7.5KW查機(jī)械設(shè)計(jì)表5-6得：=1.1=(機(jī)械設(shè)計(jì))由=8.25KW，n=1440r/min和機(jī)械設(shè)計(jì)圖5-10，確定選用A型號(hào)普通v帶按設(shè)計(jì)要求，由表52，A型號(hào)普通v帶最小直徑為75mm，再看圖510及表56，選擇小帶輪直徑V=m/s,在速度范圍225m/s內(nèi), 帶速合適.=2.02，取=0.02=247.45由機(jī)械設(shè)計(jì)表5-7取=250mm實(shí)際傳動(dòng)比=傳動(dòng)比誤差相對(duì)值=一般允許誤差5%，所選大齒輪直徑可用0.55（D+D）2（D+D）中

32、心距過(guò)小，將降低帶的壽命；中心距過(guò)大時(shí)，會(huì)引起帶振動(dòng)。取由機(jī)械設(shè)計(jì)公式(5-14)得帶長(zhǎng) 由機(jī)械設(shè)計(jì)表5-4，選用基準(zhǔn)長(zhǎng)度=2000mm=>在要求的范圍以上,包角合適.確定帶的根數(shù)Z因?yàn)椋?2.04V=9.42m/s查機(jī)械設(shè)計(jì)表5-6得 查機(jī)械設(shè)計(jì)表5-9得 7因,查機(jī)械設(shè)計(jì)表5-11得 因=1550mm,查機(jī)械設(shè)計(jì)表5-12得 故得Z=3.91 取Z=4 確定初拉力=500 由機(jī)械設(shè)計(jì)式(5-18)得壓力=2Zsin=8.25KW=125mm帶速合適=250mm=2.04=0.9%=1994mm=2000mma=703mm=Z=4=176N=1402N五 主軸部件5.1 主軸部件的基本

33、要求 主軸部件是機(jī)床的重要部件之一。它是機(jī)床的執(zhí) 行件.他的功用提支承并帶動(dòng)工件或刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削,承受切削力和驅(qū)動(dòng)力等載荷,完成表面成型運(yùn)動(dòng).主軸部件通常由主軸及其支承、傳動(dòng)件、密封件及定位元件組成。主軸部件的工作性能對(duì)整機(jī)性能和加工質(zhì)量以及機(jī)床生產(chǎn)率有著直接影響是決定機(jī)床性能和技術(shù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要因素.主軸在工作載荷下，應(yīng)能長(zhǎng)期保持需要的穩(wěn)定的工作精度。以保證工件的加工精度和表面光潔度。在各傳動(dòng)件、軸承是最重要的組件所以它的選用都有比較嚴(yán)格的限制。機(jī)床常用的軸承有,滾動(dòng)軸承、液體靜壓軸承空氣靜壓軸承等,對(duì)主軸軸承的要求是旋轉(zhuǎn)精度高,承載能力大,極限轉(zhuǎn)速高,適應(yīng)變速范圍大,等等。主軸端安裝工

34、件的徑向和軸向跳動(dòng)是主軸箱設(shè)計(jì)中要保證的部分。主軸前端采用圓柱滾子軸承和角接觸球軸承成對(duì)安裝，中、后端用深溝球軸承。在使用時(shí)，涉及到雙列向心短圓柱滾子軸承間隙的調(diào)整，由螺母經(jīng)套筒壓在內(nèi)環(huán)的端面上。主軸的材料也需要經(jīng)過(guò)計(jì)算，在該進(jìn)行熱處理的方位進(jìn)行處理。 主軸滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑可以用潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂來(lái)潤(rùn)滑。關(guān)于選用潤(rùn)滑油還是潤(rùn)滑脂要根據(jù)轉(zhuǎn)速的高低來(lái)判斷。在速度較低時(shí)，用潤(rùn)滑脂比用潤(rùn)滑油溫度低，在速度較高時(shí)，則用潤(rùn)滑油較好。主軸部件密封的作用，對(duì)于油潤(rùn)滑的主軸部件來(lái)說(shuō)，為的是防止油外泄和灰塵屑末進(jìn)入。對(duì)主軸的要求：1、旋轉(zhuǎn)精度：主軸的外圓面和端面用來(lái)安裝卡盤(pán)，因此應(yīng)該保證一定的旋轉(zhuǎn)精度2、剛度：指主軸的

35、抗變形能力；3、抗震性：提高主軸的靜剛度，采用較大阻尼比的軸承。4、耐磨性：在安裝軸承、夾具、刀具和主件部位應(yīng)淬火處理。5、主軸的材料和熱處理：采用45號(hào)鋼。一般機(jī)床的主軸軸承為滾動(dòng)軸承，可用45鋼調(diào)質(zhì)到（220250）HBS左右，主軸錐孔、卡盤(pán)定心軸徑。應(yīng)淬硬（4555）HRC6、主軸軸承的選擇：(1)旋轉(zhuǎn)精度高、剛度高、承載能力、大極限轉(zhuǎn)速高.(2)適應(yīng)變速范圍大,磨擦小噪聲小.(3)抗震性能好使用維護(hù)方便等等.5.2 軸的設(shè)計(jì)5.2.1主傳動(dòng)軸徑， 軸心矩計(jì)算a、選擇軸的材料主軸箱傳動(dòng)軸材料選取45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其機(jī)械性能由機(jī)械設(shè)計(jì)表2-5查得：，；查機(jī)械設(shè)計(jì)表2-7，得. 查表26得

36、，=35 b、初步計(jì)算軸徑由公式轉(zhuǎn)矩=得：d=C 軸名參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸軸軸軸軸計(jì)算轉(zhuǎn)速n/(r/min)144071035512590功率P/KW7.57.26.916.636.37扭矩T/(N·km)49.7396.84185.88506.53675.92效率0.960.920.880.85計(jì)算內(nèi)容計(jì)算過(guò)程計(jì)算結(jié)果各軸最小直徑 d各軸心距L確定：主軸前徑主軸后徑平均直徑主軸內(nèi)孔直徑選 C=110=C=110× =23.80mm=C=110×=29.58mm=C=110×=41.32mm=C=110×=45.50mm=表3-13（機(jī)械制造

37、裝備設(shè)計(jì)）取=120mm=0.75=(55%60%)取=38mm=36mm=45mm=6Omm=108mm=168mm=247.5mm=120mm=90mm=105mm取=60 mm5.3 軸的校核5.3.1 輸入軸的校核計(jì)算、受力圖和轉(zhuǎn)矩圖 5.3.1.1輸入軸的校核計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果計(jì)算齒輪受力齒輪的圓周力齒輪的徑向力作用于軸上的支反力水平面內(nèi)的支反力A點(diǎn)支反力 B點(diǎn)支反力C點(diǎn)彎矩垂直面內(nèi)的支反力A點(diǎn)支反力 B點(diǎn)支反力C點(diǎn)彎矩C點(diǎn)合成彎矩C截面處的當(dāng)量彎矩校核軸的強(qiáng)度截面當(dāng)量彎曲應(yīng)力輸入軸的轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩分別為：齒輪的圓周力 由公式 齒輪的徑向力作用于軸上的支反力水平面內(nèi)的支反力=

38、 =100 垂直面內(nèi)的支反力 = =100=畫(huà)合成彎矩圖（h）畫(huà)當(dāng)量彎矩圖轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算，取，則按計(jì)算，畫(huà)當(dāng)量彎矩圖（i）校驗(yàn)軸的強(qiáng)度一般而言，軸的強(qiáng)度是否滿足只需對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校驗(yàn)即可，即軸的當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑最小處。根據(jù)彎矩大小及軸的直徑選定C截面進(jìn)行強(qiáng)度校核，由機(jī)械設(shè)計(jì)表2-5，45鋼 ，按表2-7用插值法得 ，C截面當(dāng)量彎曲應(yīng)力 =40.85MPa < （因C截面有鍵槽,考慮對(duì)軸強(qiáng)度削弱影響,故乘以0.95）校驗(yàn)合格，故軸安全。=2306N=839N=1722N =583N=172200N=626N=212N=62600N=183225Nmm 5.3.1.2 軸上受力

39、分析及彎矩、轉(zhuǎn)矩、當(dāng)量彎矩 5.3.2 主軸的校核計(jì)算、受力圖和轉(zhuǎn)矩圖 5.3.2.1主軸的校核計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果計(jì)算齒輪受力齒輪的圓周力齒輪的徑向力作用于軸上的支反力水平面內(nèi)的支反力、D點(diǎn)彎矩垂直面內(nèi)的支反力、D點(diǎn)彎矩合成彎矩C截面處的當(dāng)量彎矩校核軸的強(qiáng)度D截面當(dāng)量彎曲應(yīng)力主軸的轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩分別為：齒輪的圓周力 由公式 齒輪的徑向力 作用于軸上的支反力水平面內(nèi)的支反力= N垂直面內(nèi)的支反力 = N軸的彎、轉(zhuǎn)矩,并畫(huà)彎、轉(zhuǎn)矩圖，分別作出水平面和垂直面上的彎矩圖（d）、（f）按進(jìn)行彎矩合成畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖（h）畫(huà)當(dāng)量彎矩圖轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算，取，則畫(huà)當(dāng)量彎矩圖（i）校驗(yàn)軸的強(qiáng)度一般而言，軸

40、的強(qiáng)度是否滿足只需對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校驗(yàn)即可，既軸的當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑最小處。根據(jù)彎矩大小及軸的直徑選定D截面進(jìn)行強(qiáng)度校核，由機(jī)械設(shè)計(jì)表2-5，45鋼 ，按表2-7用插值法得 ，D截面當(dāng)量彎曲應(yīng)力 =27.67MPa < （因C截面有鍵槽,考慮對(duì)軸強(qiáng)度削弱影響,故乘以0.95）校驗(yàn)合格，故軸安全。= 5.3.2.2 主軸的受力圖 tt軸簡(jiǎn)圖（a）軸受力簡(jiǎn)圖（b）水平面受力（c)水平面彎矩圖（d） 六 潤(rùn)滑和密封一、潤(rùn)滑的作用潤(rùn)滑是降低摩擦、降低溫升，并與密封裝置在一起，保護(hù)軸承不受外物的侵入和防止腐蝕。所選潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方式?jīng)Q定于軸承的類型、速度和工作載荷。如果選擇合適，可以降低軸承的工作

41、溫度和延長(zhǎng)使用期限。二、主軸滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 滾動(dòng)軸承可以用潤(rùn)滑脂或潤(rùn)滑油來(lái)潤(rùn)滑，在速度較低時(shí)，用潤(rùn)滑脂比用潤(rùn)滑油溫升低；速度較高時(shí)，用潤(rùn)滑油較好。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用了油潤(rùn)滑。三、主軸組件的密封主軸組件密封的作用，對(duì)于用油潤(rùn)滑的主軸組件來(lái)說(shuō)，為的是防止油外漏和灰塵屑末切削液進(jìn)入；對(duì)于用脂潤(rùn)滑的主軸組件來(lái)說(shuō)，由于脂不會(huì)外漏，主要是防止上述外物和齒箱中的潤(rùn)滑油進(jìn)入，以免把脂稀釋摔離軸承。脂潤(rùn)滑主軸對(duì)防止外物進(jìn)入的要求要高些，因?yàn)橛糜蜐?rùn)滑時(shí)，循環(huán)油可以起洗得作用，把外物帶走。對(duì)于潤(rùn)滑油的防漏，主要靠疏導(dǎo)。也就是本文設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑油經(jīng)前軸承后，向右經(jīng)螺母外流。螺母的外圈有鋸齒形環(huán)槽。主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)將率向壓蓋

42、內(nèi)的空腔，然后經(jīng)回油孔流回主軸箱。鋸齒的方向應(yīng)逆著油流的方向，環(huán)槽應(yīng)有3-4條，因油被甩到空腔后，可能有少量的被濺回，前面的環(huán)槽還可以再甩?；赜涂字睆奖M可能的大些，以保證回油暢通。 四軸承的選擇機(jī)床傳動(dòng)軸常用的軸承有球軸承和圓錐滾子軸承，在溫升空載功率和噪聲等方面，球軸承要優(yōu)越，而滾錐軸承對(duì)軸的剛度，支承孔的加工精度要求比較高，因此，球軸承用的更多。本次設(shè)計(jì)中，由于是支承跨距長(zhǎng)的箱體，要從兩邊同時(shí)進(jìn)行加工，既要滿足承載能力的要求，又要符合孔加工工藝，可以用輕，中或重系列的軸承來(lái)達(dá)到支承孔直徑的安排要求。兩孔間的最小間隙壁厚，不得小于510mm，以免加工時(shí)孔變形。滾動(dòng)軸承是外購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件，可以簡(jiǎn)化畫(huà)

43、法，但類型必須要表示清楚，與其它零件的相關(guān)尺寸如：外徑，內(nèi)徑和寬度必須按實(shí)際尺寸畫(huà)。結(jié) 論 變速箱的設(shè)計(jì)完成了。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我可以說(shuō)是對(duì)大學(xué)所學(xué)課程做了一次全方面的復(fù)習(xí)，雖然說(shuō)還達(dá)不到融會(huì)貫通的地步然而也基本上把那些所學(xué)的知識(shí)都聯(lián)系在了一起。 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)變速箱設(shè)計(jì)的步驟，內(nèi)容表達(dá)方式等有了比較系統(tǒng)的掌握，如變速箱的運(yùn)動(dòng)功能設(shè)計(jì)，總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，變速箱主要參數(shù)設(shè)計(jì)；主傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)，（傳動(dòng)系統(tǒng)圖和轉(zhuǎn)速圖），傳動(dòng)部件的選取，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；變速箱的外觀設(shè)計(jì)；計(jì)算說(shuō)明書(shū)的格式、寫(xiě)法等，都有了正確的認(rèn)識(shí)。 同時(shí)，在查閱文獻(xiàn)資料時(shí)，一些外文資料的閱讀得益于大學(xué)英語(yǔ)的學(xué)習(xí)；計(jì)算校核傳動(dòng)件時(shí)，要用到高等數(shù)學(xué)的內(nèi)容，在專業(yè)方面的知識(shí)如理論力學(xué)，材料力學(xué)中的知識(shí)更是不可缺少的。機(jī)械設(shè)計(jì)是一門(mén)需要耐心和細(xì)心的工作，要求設(shè)計(jì)人員平心靜氣，一絲不茍的工作，不能有煩躁的情緒，如果能夠融入到設(shè)計(jì)的氛圍中是有很多樂(lè)趣的。經(jīng)過(guò)一翻努力最終設(shè)計(jì)完成了，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)有一些不足或欠缺的地方，望老師能夠指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)1.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 馮辛安主編 機(jī)械工業(yè)出版社2.機(jī)械設(shè)計(jì) 鐘毅芳等 華中科技大學(xué)出版社3.機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 江耕華等 煤炭工業(yè)出版社4