單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、. . . . 專業(yè)限選課大作業(yè)課程名稱: 單級(jí)圓柱齒輪減速器優(yōu)化 姓名: 藝 班級(jí): 10機(jī)自本2 學(xué)號(hào): 1010111078 2013年11 月5 日學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院一、課程設(shè)計(jì)目的：1二、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)1三、課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排：1四、圓柱齒輪減速器與其優(yōu)化設(shè)計(jì)概述2五、建立數(shù)學(xué)模型5六、傳動(dòng)方案的擬定8七、電動(dòng)機(jī)的選擇10八、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算11九、軸承與鍵的選擇21十、減速器箱體的設(shè)計(jì)21十一、結(jié)束語(yǔ)23參考文獻(xiàn)2424 / 25一、課程設(shè)計(jì)目的：1、    通過(guò)本次設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與其它有關(guān)先修課程的理論和實(shí)際知識(shí)，使所學(xué)的知識(shí)進(jìn)一步鞏固

2、、深化、發(fā)展。2、    本次設(shè)計(jì)是高等工科學(xué)校學(xué)生第一次進(jìn)行比較完整的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計(jì)思想和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。3、    使學(xué)生能熟練的應(yīng)用有關(guān)參考資料、圖冊(cè)和手冊(cè)，并熟悉有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和其它標(biāo)準(zhǔn)，以完成一個(gè)工程技術(shù)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)方面所必須具備的基本訓(xùn)練。二、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)1、減速器裝配草圖1A0圖紙。2、零件工作圖2A2或A3圖紙。（傳動(dòng)零件齒輪、軸或箱體）    3、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份，容包括：擬定機(jī)械系統(tǒng)方案，進(jìn)行

3、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析，選擇電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算，傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)，軸承壽命計(jì)算、軸（按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算）、鍵的強(qiáng)度校核，選擇聯(lián)軸器等，約8000字。三、課程設(shè)計(jì)時(shí)間安排：1、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)、傳動(dòng)件計(jì)算：2天2、裝配草圖設(shè)計(jì)：2天3、正式裝配圖設(shè)計(jì)：3天4、繪制零件圖：1天5、完成說(shuō)明書(shū)：2天四 圓柱齒輪減速器與其優(yōu)化設(shè)計(jì)概述1.1圓柱齒輪減速器概述：圓柱齒輪減速機(jī)，是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，其利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的裝置。圓柱齒輪減速機(jī)是一種相對(duì)精密的機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。 圓柱齒輪減速機(jī)的齒輪采用滲碳、淬火、磨齒加工，

4、承載能力高、噪聲低；主要用于帶式輸送機(jī)與各種運(yùn)輸機(jī)械，也可用于其它通用機(jī)械的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中。它具有承載能力高、壽命長(zhǎng)、體積小、效率高、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，用于輸入軸與輸出軸呈垂直方向布置的傳動(dòng)裝置中。圓柱齒輪減速器廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重、運(yùn)輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等領(lǐng)域。1.2單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 圓柱齒輪減速器是各類機(jī)械設(shè)備中廣泛應(yīng)用的傳動(dòng)裝置，因此，如何設(shè)計(jì)出體積小、質(zhì)量輕、成本低但卻承載能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)的圓柱齒輪減速器，一直是設(shè)計(jì)人員關(guān)注的重要課題。實(shí)踐表明，傳統(tǒng)的減速器設(shè)計(jì)一般通過(guò)反復(fù)的試湊、校核確定設(shè)計(jì)方案，是一種以經(jīng)驗(yàn)類比為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，帶有極大的主觀隨

5、意性，雖然也能獲得滿足給定條件的可用的設(shè)計(jì)方案，但一般不是最佳的。只有采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，才是解決上述設(shè)計(jì)課題的有效途徑。 減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，一般是指在給定功率P、齒數(shù)比u、輸入轉(zhuǎn)速以與其他技術(shù)條件和要求下，找出一組使減速器的某項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)打到最優(yōu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。圓柱齒輪減速器的類型與結(jié)構(gòu)形式有很多種，工作條件和設(shè)計(jì)要求也各種各樣，難以用統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型描述不同類型、不同結(jié)構(gòu)與不同條件與設(shè)計(jì)要求的減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。通常，對(duì)不同類型的減速器，選取的設(shè)計(jì)變量是不同的。例如，對(duì)于展開(kāi)式圓柱齒輪減速器，可取齒輪齒數(shù)、模數(shù)、齒寬、螺旋角與變位系數(shù)等為設(shè)計(jì)變量；對(duì)于行星齒輪減速器，設(shè)計(jì)變量除上述參數(shù)外，還

6、可以加上行星輪個(gè)數(shù)。根據(jù)減速器工作條件和設(shè)計(jì)要求的不同， 目標(biāo)函數(shù)也不同。例如，對(duì)中心距沒(méi)有嚴(yán)格要求的減速器，可取減速器最大尺寸最小、體積最小或總質(zhì)量最小為設(shè)計(jì)目標(biāo)；對(duì)給定中心距的減速器，則可取承載能力最大為設(shè)計(jì)目標(biāo)，減速器的類型、結(jié)構(gòu)形式不同，約束函數(shù)也不完全一樣。設(shè)計(jì)約束一般包括邊界約束和性能約束兩類。邊界約束有最小模數(shù)、不根切 的最小齒數(shù)、螺旋角、變位系數(shù)、齒寬系數(shù)等的約束；性能約束則有接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、總速比誤差、過(guò)渡曲線不發(fā)生干涉、重合度、齒頂厚等的約束。而對(duì)于行星齒輪減速器來(lái)說(shuō)，還應(yīng)增加裝配條件、同心條件和鄰接條件等的限制。五.建立數(shù)模型2.1確定設(shè)計(jì)變量如圖（題目）所示，減速器

7、的體積主要決定于箱體齒輪和軸的尺寸，根據(jù)齒輪幾何尺寸與結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算公式，單極圓柱齒輪減速器箱體齒輪和軸的總體積可近似的表示為 （2-1）由上式克制，單極標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)變量可取為這里近似取2.2確定目標(biāo)函數(shù)參照?qǐng)D7-5與根據(jù)有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式將這些經(jīng)驗(yàn)公式有、，并取、將這些經(jīng)驗(yàn)公式與數(shù)據(jù)代入式（2-1）且用設(shè)計(jì)變量來(lái)表示，整理得目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式為 （2-2）3.3 確定約束函數(shù)1）為避免發(fā)生根切，應(yīng)有應(yīng)有于是得約束函數(shù) （2-3）2）根據(jù)工藝裝備條件，跟制大齒輪直徑不超過(guò)故小齒輪直徑不應(yīng)超過(guò)即于是有約束函數(shù) （2-4）3）為保證齒輪承載能力同時(shí)又避免載荷沿齒寬分布嚴(yán)重

8、不均，要求齒寬系數(shù)滿足，由此得 （2-5）與 （2-6）4）對(duì)傳遞動(dòng)力的齒輪，模數(shù)不能過(guò)小，一般mm,且取標(biāo)準(zhǔn)系列值，故有 （2-7）5）按經(jīng)驗(yàn)，主、從動(dòng)軸直徑的取值圍為，故有 （2-8） （2-9） （2-10） （2-11）6）按結(jié)構(gòu)關(guān)系，軸的支承跨距滿足：，其中為箱體壁到軸承中心線的距離，現(xiàn)取，則有約束函數(shù) （2-12）7）按齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度條件，應(yīng)有： （2-13） （2-14） （2-15）式中，為齒輪傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)中心距，單位為cm，；為載荷系數(shù)，這里??；為小齒輪傳遞扭矩，單位為，；為齒輪的許用接觸應(yīng)力，單位為，這里??；、分別為小齒輪與大齒輪的許用彎曲應(yīng)力，單位為，這里

9、取、；、分別為小齒輪、大齒輪的齒形系數(shù)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪： （2-16） （2-17）對(duì)以上公式進(jìn)行代入、運(yùn)算與整理，得到滿足齒輪接觸強(qiáng)度與彎曲強(qiáng)度條件的約束函數(shù)： （2-18） （2-19） （2-20）根據(jù)主動(dòng)軸（本例即小齒輪軸）剛度條件，軸的最大彎曲撓度應(yīng)小于許用值，即 （2-21）其中??；則由下式計(jì)算： （2-22）式中，為作用在小齒輪齒面上的法相載荷，單位為，為齒輪壓力角，；E為軸的材料的彈性模數(shù)，；為軸的慣性矩，單位為，對(duì)圓形截面，。同理，對(duì)以上公式進(jìn)行代入、運(yùn)算與整理，可得到滿足軸的彎曲剛度條件的約束函數(shù) （2-23）8）按軸的彎曲強(qiáng)度條件，有 （2-24）式中，為軸受的扭矩，；為軸所

10、受的彎矩，單位為，；為考慮扭矩和彎矩作用性質(zhì)詫異的系數(shù)，這里?。粸檩S的許用彎曲應(yīng)力，；為軸的抗彎剖面模數(shù)，對(duì)實(shí)心軸，。由此，對(duì)小齒輪和大齒輪軸，可分別寫出滿足彎曲強(qiáng)度條件的約束函數(shù) （2-25）與 （2-26）綜上所述，單級(jí)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪減速器以體積最小為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，是個(gè)具有十六個(gè)不等式約束的六維優(yōu)化問(wèn)題，其數(shù)學(xué)模型可簡(jiǎn)記為六傳動(dòng)方案的擬定1傳動(dòng)方案的分析機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來(lái)傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能

11、外，還要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。 帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞一樣轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過(guò)載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度圍廣，使用壽命較長(zhǎng)，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪傳動(dòng)。 減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。二丶傳動(dòng)方案的擬定（1） 工作條件：使用年限10年，每年按3

12、00天計(jì)算，單班制工作，載荷平穩(wěn)。（2） 原始數(shù)據(jù)：輸送帶拉力F=3kN滾筒帶速V=1.6m/s 滾筒直徑D=280mm運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下1：電動(dòng)機(jī)2：帶傳動(dòng)3：?jiǎn)渭?jí)圓柱齒輪減速器4：齒輪5：聯(lián)軸器6：滾筒7：帶式輸送機(jī)七. 電動(dòng)機(jī)的選擇:（1）、動(dòng)機(jī)的型選擇電號(hào) 本減速器在常溫下工作，載荷輕微沖擊，對(duì)起動(dòng)機(jī)無(wú)特殊要求，故選用Y系列籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。（2）、確定電動(dòng)機(jī)的功率： 工作機(jī)所需功率：故電動(dòng)機(jī)至工作間的總效率（包括工作機(jī)效率）為：由設(shè)計(jì)手冊(cè)得 (帶傳動(dòng))，（軸承），（齒輪精度為8級(jí)） （軸承），（聯(lián)軸器），=0.96（卷筒）代入，得電動(dòng)機(jī)的工作功率：故選取電動(dòng)機(jī)

13、的額定功率（3）、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：卷筒軸工作轉(zhuǎn)速：取V帶傳動(dòng)比，一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比合理圍為，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)可選圍為：符合這一圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000兩種，可查兩種方案，見(jiàn)下表：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（KW）同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比帶傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)比1Y132M2-65.5100096010.733.572Y160M2-85.57507209.512.43.96綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以與帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比選用方案一中機(jī)型。主要外形和安裝尺寸見(jiàn)下表：中心高（mm）H外形尺寸(mm)L安裝尺寸（mm）A×B軸伸尺寸(mm)D×E13251

14、5×345×315216×17838×80八 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)1選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力 2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑3軸承的確定4聯(lián)軸器的選擇5設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制軸的結(jié)構(gòu)藍(lán)圖確定軸上零件的位置和固定方式選軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。查參考資料2P200表11-3可知： b=650Mpa查參考資料2P200表11-4可知：b-1b=60Mpa單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接， 從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為： dC 查參考資料2P208表11-8可得，45鋼取C=118107 則d（118107）×=

15、（118107）×=47.243mm考慮鍵槽的影響以與聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取標(biāo)準(zhǔn)值d=50mm為簡(jiǎn)化安裝，選擇兩軸承一致。據(jù)參考資料1P211附表4-1選擇角接觸球軸承46211型其徑d=55mm可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，查參考資料1P231附表6-3可取聯(lián)軸器的型號(hào)為HL5聯(lián)軸器由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器，可將齒輪布置在齒輪箱體的中，將軸承對(duì)稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝聯(lián)軸器。如下圖所示要確定軸的結(jié)構(gòu)，先確定軸上零件的裝配順序和固定方式b=650Mpab-1b=60Mpad=50mm角接觸球軸承46211型HL5聯(lián)軸器確定各段軸的直徑確定各軸段的長(zhǎng)度6軸上作用力的計(jì)算確定齒輪從軸的右端

16、裝入，齒輪的左端用軸肩定位，右端用套筒固定，這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定，齒輪的周向固定采用平鍵連接，軸承對(duì)稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸上采用軸肩固定，周向采用過(guò)盈配合固定。將估算軸d=50mm作為外伸端直徑d1與聯(lián)軸器相配（如上圖），考慮聯(lián)軸器用套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，取第二段直徑為d2=53mm，齒輪和左端軸承從左側(cè)裝入，考慮裝拆方便以與零件固定的要求，裝軸處d3應(yīng)大于d2，取d3=55mm，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應(yīng)大于d3，取d4=60mm。齒輪左端用用套筒固定,右端用套筒定位,軸肩直徑d5=60+2×0.1×60=72mm 滿足齒輪定位的同時(shí),還應(yīng)滿足右側(cè)軸

17、承的安裝要求,根據(jù)選定軸承型號(hào)確定.右端軸承型號(hào)與左端軸承一樣,取d6=55mm.由于齒輪輪轂寬度為106mm，為保證齒輪固定可靠，軸段的長(zhǎng)度略短于齒輪輪轂寬度，取軸段長(zhǎng)度為100mm;為保證齒輪端面與箱體壁不相碰，齒輪端面與箱體壁間就留有一定的間距，取該間距為25mm,為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬21mm），并考慮軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面距箱體壁的距離為5mm,故取軸段長(zhǎng)度為30mm(軸承支點(diǎn)距離C=185mm);由齒輪寬度與套筒寬度和軸承寬度得，取軸段長(zhǎng)度為56mm;由軸承蓋寬度與裝配要求選擇軸段長(zhǎng)度為57mm；考慮聯(lián)軸器裝配要求取軸段為90mm。在軸段上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處

18、于軸的同一圓柱母線上，鍵槽長(zhǎng)度比相應(yīng)的輪轂寬度小約510mm,鍵槽寬度按軸段直徑查手冊(cè)得得。選定軸的結(jié)構(gòu)結(jié)節(jié)軸兩端的倒角均為2×45°軸段上的倒角為2×5×2.5軸段上的圓角均為2×R2軸段上的圓角均為2×R1軸所受力如下圖所示d1=50mmd2=53mmd3=55mmd4=60mmd5=72mmd6=55mm.L4=100mmL3=56L2=57L5=30L6=40L1=907 按彎矩合成強(qiáng)度校核軸徑是否合格做出水平面彎矩圖支點(diǎn)反力截面處彎矩為截面處彎矩為做出垂直面彎矩圖截面軸上所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55× ×10

19、00=9.55××1000=617.43Nm軸上作用力： 圓周力：Ft=2T/d2=2×617.43/0.424=2912.41N 徑向力：Fr=Fttan20°=2912.41×tan20°=1060.03N FHA=FHB=1456.2N支點(diǎn)反力F=530.02NMHI=FHAC/2=1456.2×185/2=134698.5NmmMH=1456.2×35.5=51712.85NmmMVI=FC/2=530.02×185/2=49026.85NmmT=617.43NmFt=1060.03NFr=291

20、2.41N FHA=FHB=1456.2NF=530.02NMHI=134698.5NmmMH=51712.85NmmMVI=49026.85Nmm截面做出合成彎矩圖截面合成彎矩截面合成彎矩做出轉(zhuǎn)矩圖截面截面 MV=F×35.5=530.02×35.5=18815.71NmmM=MI=143343.36NmmM= =55029.54NmmT=9.55×106P/n=617430Nmma=0.6d3=55mmMe= =397223.42 NmmMe= =374522.87 NmmMV=8815.71NmmMI=143343.36NmmM=55029.54NmmMe=

21、397223.42 NmmMe=374522.87 Nmm截面截面e= =13.49Mpae=12.38 Mpa查參考資料2P200表11-4可知：-1b=60Mpa滿足e-1b的條件，故設(shè)計(jì)的從動(dòng)軸有足夠的強(qiáng)e=13.49Mpae=12.38 Mpae-1b的條件，故設(shè)計(jì)的從動(dòng)軸有足夠的強(qiáng)度，設(shè)計(jì)合理。2主動(dòng)軸設(shè)計(jì)1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力 。2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑3、軸承的確定選軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理查參考資料2P200表11-3可知： b=650Mpa參考資料2P200表11-4可知：b-1b=60Mpa 單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接， 從結(jié)構(gòu)要求考

22、慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為： dC 查參考資料2P208表11-8可得，45鋼取C=118107 則d（118107）×=（118107）×=29.3026.57mm考慮鍵槽的影響以與聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取標(biāo)準(zhǔn)值d=35mm為簡(jiǎn)化安裝，選擇兩軸承一致。據(jù)參考資料1P211附表4-1選擇深溝球軸承46208型軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理b=650Mpab-1b=60Mpa d=35mm深溝球軸承46208型4、設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制軸的結(jié)構(gòu)藍(lán)圖定軸上零件的位置和固定方式各段軸的直徑定各軸段的長(zhǎng)度其徑d=40mm由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器，可將齒輪布置在齒輪箱體的中，將軸承對(duì)稱安

23、裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝聯(lián)軸器。要確定軸的結(jié)構(gòu)，須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式確定齒輪從軸的右端裝入，齒輪的右端用軸肩定位，左端套筒固定，這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定，齒輪的周向固定采用平鍵連接，軸承對(duì)稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸上采用軸肩固定，周向采用過(guò)盈配合固定。軸的結(jié)構(gòu)如下圖所示將估算軸d=35mm作為外伸端直徑d1與帶輪相配（如上圖），考慮軸承蓋的裝配，取第二段直徑為d2=38mm，齒輪和左端軸承從左側(cè)裝入，考慮裝拆方便以與零件固定的要求，裝軸處d3應(yīng)大于d2，取d3=40mm，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應(yīng)大于d3，取d4=45mm。齒輪左端用用套筒固定,右端用軸肩

24、定位,軸肩直徑d5=45+2×0.1×45=54mm滿足齒輪定位的同時(shí),還應(yīng)滿足右側(cè)軸承的安裝要求,根據(jù)選定軸承型號(hào)確定.右端軸承型號(hào)與左端軸承一樣, 取d6=40mm. 軸段為裝配軸承，取其長(zhǎng)25mm;由于齒輪輪轂寬度為114mm，為保證齒輪固定可靠，軸段的長(zhǎng)度略短于齒輪輪轂寬度，取軸段長(zhǎng)度為100mm;為保證齒輪端面與箱體壁不相碰，齒輪端面與箱體壁間就留有一定的間距，取該間距為2mm,為保證軸承安裝在箱體軸承座孔中（軸承寬18mm），并考慮軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面距箱體壁的距離為5mm,故取軸段長(zhǎng)度為25mm(軸承支點(diǎn)距離C=185mm); 由齒輪寬度與套筒寬度和軸承寬度

25、得，取軸段長(zhǎng)度為57mm;由軸承蓋寬度與裝配要求選擇軸段長(zhǎng)度為47mm；考慮帶輪裝配要求取軸段為90mm。在軸段上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽長(zhǎng)度比相應(yīng)的輪轂寬度小約510mm,鍵d1=35mmd2=38mmd3=40mmd4=45mmd5=54mmd6=40mmL1=25mmL2=25mmL3=100mmL4=57mmL5=47mmL6=90mm5、軸上作用力的計(jì)算 軸所受力如圖軸上所受的轉(zhuǎn)矩軸上作用力6、按彎矩合成強(qiáng)度校核軸徑是否合格作出水平面彎矩圖截面處彎矩為截面處彎矩為槽寬度按軸段直徑查手冊(cè)得得。選定軸的結(jié)構(gòu)結(jié)節(jié)軸兩端的倒角均為2×45°軸段

26、上的倒角為5×45°軸段上的圓角均為2×R2軸段上的圓角均為2×R1T=9.55× ×1000=9.55××1000=146.23Nm 圓周力：Ft=2T/d2=2×146.23/0.096=3046.55N 徑向力：Fr=Fttan20°=3046.55×tan20°=1108.85N FHA=FHB=1523.28N支點(diǎn)反力F=554.43NMHI=FHAC/2=140903.4NmmMH=FHA×35.5=54076.44NmmT=146.23NmFt=304

27、6.55N Fr=1108.85N FHA=FHB=1523.28NF=554.43NMI=149946.31NmmM=57546.96Nmm作出垂直面彎矩圖截面截面作出合成彎矩圖截面合成彎矩截面合成彎矩作出轉(zhuǎn)矩圖如下MVI=FC/2=51284.78NmmMV=F×35.5=19682.27NmmM=MI=149946.31NmmM=57546.96NmmT=9.55×106P/n=146230Nmma=0.6d3=40mmMVI=51284.78NmmMV=19682.27Nmm截面截面截面截面Me=173729.25NmmMe= 104926.69Nmme= =10.

28、86Mpae=6.56Mpa查參考資料2P200表11-4可知：-1b=60Mpa滿足e-1b的條件，故設(shè)計(jì)的主動(dòng)軸有足夠的強(qiáng)度，設(shè)計(jì)合理。Me=173729.25NmmMe= 104926.69Nmme=10.86Mpae=6.56Mpae-1b故設(shè)計(jì)的主動(dòng)軸有足夠的強(qiáng)度，設(shè)計(jì)合理。九丶軸承與鍵的選擇從動(dòng)軸的軸承選用滾動(dòng)軸承，型號(hào)為6212，各部分尺寸為：主動(dòng)軸（齒輪軸）的軸承選用滾動(dòng)軸承，型號(hào)為6210，各部分尺寸為：軸徑鍵寬2014鍵高129鍵長(zhǎng)5070鍵代號(hào)為 十、減速器箱體的設(shè)計(jì)1. 箱體材料選用HT200鑄造而成，結(jié)構(gòu)采用剖分式。2. 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為使箱體有足夠的強(qiáng)度，應(yīng)對(duì)箱體的外

29、壁加上肋板，為了提高軸承座處的聯(lián)接剛度，孔兩側(cè)的聯(lián)接螺栓的距離應(yīng)盡量縮短，但不能與端蓋螺釘孔干涉，同時(shí)軸承座孔附近還應(yīng)做出凸臺(tái)，但其高度要保證安裝時(shí)有足夠的板手空間。為了提高箱體鋼性，箱蓋和箱座的聯(lián)接凸緣應(yīng)取厚些，箱座底凸緣的寬度B應(yīng)超過(guò)箱體壁。減速器的潤(rùn)滑采用浸油潤(rùn)滑，減速器中滾動(dòng)軸承采用飛濺潤(rùn)滑，因此，應(yīng)在箱座接合面上制出輸油溝。為了保證良好的密封性，箱蓋與箱座的接合面應(yīng)精加工，表面粗糙度不大于，為了進(jìn)一步提高密封性，在箱座凸緣上面還應(yīng)加工出回油溝。3. 減速器附件為了檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、注油、排油、指示、油面與裝拆吊運(yùn)等，減速器還應(yīng)安裝以下幾種附件 觀察孔和觀察孔蓋，通氣器，吊環(huán)螺釘、吊耳和吊鉤，圓錐定位銷，啟蓋螺釘，油標(biāo)，放油螺塞和排油孔，調(diào)整墊片