二級(jí)圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題目：二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)人：學(xué)號(hào)：系部：機(jī)電系專業(yè)：機(jī)械電子工程指導(dǎo)老師：完成日期2012年12月4日教師評(píng)語(yǔ):I目錄第1章機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)要求及總論1.1 機(jī)械設(shè)計(jì)CAD設(shè)計(jì)任務(wù)書1.2 了解和學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1.3 總論第2章傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)2.1 傳動(dòng)方案的擬定及說明2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇第3章參考資料目錄2.3 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算2.4 齒輪減速器的箱體結(jié)構(gòu)尺寸2.5 軸承的選擇及計(jì)算2.6 聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算2.7 潤(rùn)滑與密封第4章設(shè)計(jì)總結(jié)1.1總結(jié)-、課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的重要的的教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)的重要目的是

2、：(1)通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程及有關(guān)先修課程的知識(shí)，起到頑固、深化、融會(huì)貫通及擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面知識(shí)的作用,樹立正確的設(shè)計(jì)思想。(2)通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題的能力，使學(xué)生掌握機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法和步驟。(3)提高學(xué)生的有關(guān)設(shè)計(jì)的能力，如計(jì)算能力、繪圖能力以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)能力等，使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)資料(手冊(cè)、圖冊(cè)等)的使用,掌握經(jīng)驗(yàn)估算等機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù)課程設(shè)計(jì)一般選擇機(jī)械傳動(dòng)裝置或一些簡(jiǎn)單機(jī)械作為設(shè)計(jì)課題(比較成熟的題目使以齒輪減速器為主的機(jī)械傳動(dòng)裝置)，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容一般包括以下幾

3、方面：(1)初步確定分析傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案；(2)選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；(3)教學(xué)傳動(dòng)件的的設(shè)計(jì)計(jì)算，校核軸軸承聯(lián)軸器鍵等；(4)繪制減速器裝配圖；(5)繪制零件裝配圖；(6)編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。三、課程設(shè)計(jì)主要步驟：步驟主要內(nèi)容1.設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作(1)熟悉任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求；熟悉設(shè)計(jì)指導(dǎo)書肩關(guān)資料圖紙等；觀看錄像、實(shí)物、模型，或進(jìn)行減速器的裝拆實(shí)驗(yàn)等，了解減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與制作過程2.總體設(shè)計(jì)(1)確定傳動(dòng)方案；選擇電動(dòng)機(jī)；計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比，分配各級(jí)傳動(dòng)比；(4)計(jì)算各級(jí)的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩3.傳動(dòng)鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸；(2)計(jì)算

4、各傳動(dòng)鍵上的作用力4.裝配草圖的繪制(1)確定減速器的結(jié)構(gòu)方案；(2)繪制裝配圖草圖(草圖紙)，進(jìn)行軸，軸上零件和軸承組合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；(3)校核軸的強(qiáng)度，校核滾動(dòng)軸承的壽命；繪制減速器箱體結(jié)構(gòu)；(5)繪制減速器附件5.裝配圖的繪制(1)畫底線圖，畫剖面線；選擇配合，標(biāo)準(zhǔn)尺寸；(3)編寫零件序號(hào)，列出明細(xì)欄；(4)加深線條，整理向圖；(5)書寫技術(shù)條件，減速器特性等6.零件圖的繪制(1)繪制齒輪類零件工作圖；(2)繪制軸類零件工作圖；(3)繪制其他零件工作圖7.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，內(nèi)容所有計(jì)算，并附有必要簡(jiǎn)圖；四、課程設(shè)計(jì)的有關(guān)事項(xiàng)本課程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下事項(xiàng):1. 認(rèn)真設(shè)計(jì)好草

5、圖是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵草圖也應(yīng)該按正式的比例尺畫，而且作圖的順序要得當(dāng)。畫草圖是應(yīng)著重注意各零件之間的相對(duì)位置，有些細(xì)部結(jié)構(gòu)可先以簡(jiǎn)化畫法畫出。2. 設(shè)計(jì)過程中應(yīng)及時(shí)檢查、及時(shí)修正設(shè)計(jì)過程是一個(gè)邊計(jì)算、邊繪圖、邊修改的過程，應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行自查或互查，有錯(cuò)誤時(shí)應(yīng)及時(shí)修改，避免造成大量的修改。3. 注意計(jì)算數(shù)據(jù)的記錄和整理數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)的依據(jù)，應(yīng)及時(shí)記錄與整理計(jì)算數(shù)據(jù)，如有變動(dòng)應(yīng)及時(shí)修正，供下一步設(shè)計(jì)及編寫設(shè)計(jì)說明書是使用。4. 要有整體觀念設(shè)計(jì)時(shí)考慮問題周全整體觀念強(qiáng)，就會(huì)少出差錯(cuò)，從而提高設(shè)計(jì)效率1.2了解和學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1.2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求機(jī)械設(shè)計(jì)零件的基本要求是零件工作可靠且成本低廉,

6、所以必須注意:1 、要求合理選擇材料，降低材料費(fèi)用；2 、保證良好的工藝性，減少制造費(fèi)用；3 、盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化通用化的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過程從而降低成本。機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求：1 、實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能；2 、滿足可靠性要求；3 、滿足經(jīng)濟(jì)性要；4、操作方便，工作安全；5、造型美觀，減少污染。123機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟1 、產(chǎn)品規(guī)劃2 、方案設(shè)計(jì)3 、技術(shù)設(shè)計(jì)4 、制造及實(shí)驗(yàn)。123機(jī)械零件的失效形式和設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則失效形式：1 、斷裂，2 、過量變形，3 、表面失效，4 、破壞正常工作條件引起的失效。設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則：1 、強(qiáng)度準(zhǔn)則，2 、剛度準(zhǔn)則3 磨性準(zhǔn)則，4、散熱性準(zhǔn)則，5 、可靠性準(zhǔn)則。124機(jī)械零件設(shè)

7、計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及通用化。標(biāo)準(zhǔn)化給機(jī)械帶來(lái)的好處：1 、保證質(zhì)量、節(jié)約材料、降低成本2 、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作、縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期3 、減少刀具和量具的規(guī)格4、簡(jiǎn)化機(jī)械的安裝和維修1.3總論1.3.1 課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的重要的的教學(xué)環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)能力的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。1.3.2 課程設(shè)計(jì)的重要目的1 .通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程及有關(guān)先修課程的知識(shí)，起到頑固、深化、融會(huì)貫通及擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面知識(shí)的作用，樹立正確的設(shè)計(jì)思想。2 、通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題的能力，使學(xué)生掌握機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法和步驟。3 、

8、提高學(xué)生的有關(guān)設(shè)計(jì)的能力，如計(jì)算能力、繪圖能力以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）能力等，使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)等）的使用，掌握經(jīng)驗(yàn)估算等機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。（ .3.3課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù)課程設(shè)計(jì)一般選擇機(jī)械傳動(dòng)裝置或一些簡(jiǎn)單機(jī)械作為設(shè)計(jì)課題（比較成熟的題目使以齒輪減速器為主的機(jī)械傳動(dòng)裝置），設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容一般包括以下幾方面：（ 7）初步確定分析傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案；（ 8）選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；（ 9）教學(xué)傳動(dòng)件的的設(shè)計(jì)計(jì)算，校核軸軸承聯(lián)軸器鍵等;（ 10）繪制減速器裝配圖；（ 11）繪制零件裝配圖；（ 12）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。1.3.4課程設(shè)計(jì)的有關(guān)事項(xiàng)本課程設(shè)計(jì)中應(yīng)

9、注意以下事項(xiàng):1 .認(rèn)真設(shè)計(jì)好草圖是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵草圖也應(yīng)該按正式的比例尺畫，而且作圖的順序要得當(dāng)。畫草圖是應(yīng)著重注意各零件之間的相對(duì)位置，有些細(xì)部結(jié)構(gòu)可先以簡(jiǎn)化畫法畫出。2 .設(shè)計(jì)過程中應(yīng)及時(shí)檢查、及時(shí)修正設(shè)計(jì)過程是一個(gè)邊計(jì)算、邊繪圖、邊修改的過程，應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行自查或互查，有錯(cuò)誤時(shí)應(yīng)及時(shí)修改，避免造成大量的修改。3 .注意計(jì)算數(shù)據(jù)的記錄和整理數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)的依據(jù)，應(yīng)及時(shí)記錄與整理計(jì)算數(shù)據(jù)，如有變動(dòng)應(yīng)及時(shí)修正，供下一步設(shè)計(jì)及編寫設(shè)計(jì)說明書是使用。4 .要有整體觀念設(shè)計(jì)時(shí)考慮問題周全整體觀念強(qiáng)，就會(huì)少出差錯(cuò)，從而提高設(shè)計(jì)效率。計(jì)算及說明結(jié)果傳動(dòng)裝置的整體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器已知條件

10、：1 .卷筒效率0.96（包括卷筒與軸承的效率損失）；2 .工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)載荷平穩(wěn)，運(yùn)輸帶允許誤差5%;3 .使用折舊期10年；4 .制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)設(shè)計(jì)工作量傳動(dòng)方案為:二級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)1 .減速器裝配圖1張（A0或A1）2 .低速軸和低速軸齒輪的零件圖各1張（比例1:1）3 .設(shè)計(jì)說明書一份，約30頁(yè)，1萬(wàn)字左右分析和擬定1 .傳動(dòng)方案分析1） 一般工作機(jī)器通常由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置三個(gè)基本職能部分組成。傳動(dòng)裝置傳送原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)工作裝置預(yù)定的工作要求，它是機(jī)器的主要組成部分.2）分析和選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型及其組

11、合是擬定傳動(dòng)方案的重要一環(huán)，這時(shí)應(yīng)綜合考慮工作裝置載荷、運(yùn)動(dòng)以及機(jī)器的其他要求，再結(jié)合各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)適用范圍，加以分析比較，合理選擇。3）在分析傳動(dòng)方案時(shí)注意用機(jī)械傳動(dòng)方式的特點(diǎn)及在布局上的要求帶傳動(dòng)平穩(wěn)性好，能緩沖吸震，但承載能力較低，宜布置在高速級(jí).錐齒輪、斜齒輪直放在高速級(jí)鏈傳動(dòng)平穩(wěn)性差，且有沖擊，震動(dòng)，宜放在低速級(jí)開式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)發(fā)條件差，磨損嚴(yán)重，宜放在低速級(jí)4)傳動(dòng)裝置的布局應(yīng)使結(jié)構(gòu)緊凄、勻稱，強(qiáng)度和剛度好.并適合車間布置情況和工人操作，便于裝拆和維修5)在傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)中，必須注意防止因過載或操作疏忽而造成機(jī)器損壞和人員工傷，可視具體情況在傳動(dòng)系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)加設(shè)安全保險(xiǎn)裝置

12、。2.傳動(dòng)方案擬7E傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案通常由運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示。它直觀的反映了工作機(jī)、傳動(dòng)裝置和原動(dòng)機(jī)三者間的運(yùn)動(dòng)和力的傳第關(guān)系。如下圖即為運(yùn)輸機(jī)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；傳動(dòng)方案的分析：1、在分析傳動(dòng)方案時(shí)應(yīng)注意常用機(jī)械傳動(dòng)的特點(diǎn)及在布局上的要求：(1)帶傳動(dòng)平穩(wěn)性好，能緩沖吸振，但承載能力小，直布置在高速級(jí)；(2)鏈傳動(dòng)平穩(wěn)性差，且有沖擊、振動(dòng)，宜布置在低速級(jí)；(3)蝸桿傳動(dòng)放在高速級(jí)時(shí)蝸輪材料應(yīng)選用錫青銅，否則可選用鋁鐵青銅；(4)開式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑條件差，磨損嚴(yán)重，宜布置在低速級(jí)；(5)錐齒輪、斜ir輪宜放在高速級(jí)。2、常用減速器的類型及特點(diǎn)：(1)二級(jí)圓柱齒輪減速器：傳動(dòng)比一般小于5,使用直齒、斜齒或人字

13、齒，傳遞功率可達(dá)數(shù)萬(wàn)千瓦，效率較高。工藝簡(jiǎn)單，精度易于保證，一般工廠均能制造，應(yīng)用廣泛。岫線可作水平布置、上卜.布置或鉛垂布置。(2)二級(jí)錐齒輪減速器：傳動(dòng)比一般小于3。(3)二級(jí)蝸桿減速器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率較低，適用于載荷較小、間歇工作的場(chǎng)合；蝸桿圓周速度V&45m/s時(shí)用蝸桿卜置式,V45m/s時(shí)用蝸桿上置式。(4)二級(jí)圓柱齒輪減速器：傳動(dòng)比，使用斜齒、直齒或人字齒齒輪。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。展開式由于齒輪相對(duì)于軸承為不對(duì)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ir輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布置，常用于較大功率、變載何場(chǎng)合。同軸式減速器長(zhǎng)度力向尺寸較大，中間軸較長(zhǎng)，剛度較差，兩級(jí)大齒輪

14、直徑接近，有利于浸油潤(rùn)滑。軸線可以水平、上下或鉛垂布置。3、傳動(dòng)方案的擬定及傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中的設(shè)計(jì)任務(wù)及常用傳動(dòng)減速器的特點(diǎn)，我們可以選用二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器來(lái)設(shè)計(jì)為運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下：此圖為二級(jí)斜齒輪減速器，應(yīng)注意齒輪的潤(rùn)滑，以及齒輪的分布情況，以便進(jìn)行合理的布置。工作條件：使用年限8年，工作為兩班工作制，載荷較平穩(wěn)，一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)；(2)原始數(shù)據(jù)：滾筒直徑260mm;運(yùn)輸帶工作速度V=1.45m/s;運(yùn)輸帶工作拉力1800N,卷筒效率0.81，運(yùn)輸帶速度允許誤差為土5%。電動(dòng)機(jī)的選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇按已知的工作條件和要求知：用于運(yùn)輸機(jī)

15、的電動(dòng)機(jī)，一般選用Y系列自散冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：(1)傳動(dòng)裝置的總功率：“總二4x93、，2-2-_二”軸承X”齒輪X“聯(lián)軸器XwX”=0.993X0.972X0.992X0.98乂0.96=0.81(2)電機(jī)所需的工作功率：Pd=Pw/4=FV/1000tW=FV/1000tWt=2350X1.45/(1000X0.81)=4o20kw3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：nw=(60X1000v)/Q=(60X1000X1.35)/300幾=92。30r/min2,按推薦的合理傳動(dòng)比范圍，取齒輪傳動(dòng)比i1=35,又i1=(1.31.5)i故合理總傳動(dòng)比的范圍為i總

16、=i2=620,則：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：n電動(dòng)機(jī)=i總xnw=(620)X92。30r/min=5531846r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500r/min、3000r/min,再根據(jù)計(jì)算出的容量力殺電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比Ped/kw同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比帶齒輪1Y132MZ-65. 5100096010 . 43. 202. 822Y160M2-85 . 57507207.82. 762. 11由附表8.1查出有兩種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，其技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比比較情況見下表:綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量以及減速器的傳動(dòng)比，比較兩個(gè)方選擇電動(dòng)機(jī)為

17、：Y系列自散冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)案知：方案1電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高，但總傳動(dòng)比大，傳動(dòng)裝置尺寸大；故方案2較好因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M-4,所選電動(dòng)機(jī)額定功率為Ped=4kw,滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min,總傳動(dòng)比適中，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。所選電動(dòng)機(jī)的主要外形尺和安裝尺寸如下圖和表格所示：中心高外形尺寸LX(AC/2+AD)XH底腳安裝尺寸AXBD地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸DXE裝鍵部位尺寸FXGD112400X305X265190X1401228X608X31n電動(dòng)機(jī)=5531846計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速由公式得：I軸：n1=nm=720r/minII軸：nn=ni/i1=7

18、20/7.8=92.3r/min田軸：nm=nn/i2=92.30/2.26=42.67r/min卷筒軸：nw=nm=43r/min各軸輸入功率由公式，得：I軸：Pi=Pdx401=Pdx4聯(lián)軸器=4.2x0.99=4.032kwR軸：Pn=Pix“12=P1x”軸承2x”齒輪=4.032X0.99X0.97=3.87kwin軸：P田二Pnx423=2.66x“軸承x齒輪=3.87X0.99X0.97=3.67kw卷筒軸：Piv=PniX34=PmX軸承X”聯(lián)軸器=3.67義0.99義0.99=3.54kw各軸輸入轉(zhuǎn)矩由公式計(jì)算電動(dòng)機(jī)軸的輸入轉(zhuǎn)矩TdTd=9550XPd/nm=5.57X104

19、N.mm故I軸：T尸TdX4聯(lián)軸器=5.57X104X0.99=4.17X104N.mmII軸：Tn=x刀軸承2X”齒輪=4.17X104X0.992X0.97=3.20X104N.mm田軸：Tm=Tnx”軸承x”齒輪=3.20x104X0.99x0.97=2.70x104N.mm電動(dòng)機(jī)型號(hào):Y160M2-8.m卷筒軸：TIV=TmX”軸承X4聯(lián)軸器=2.30X104X0.99X0.99=2.26X104N運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果列于下表:軸名參電動(dòng)機(jī)軸I軸n軸In軸卷筒軸轉(zhuǎn)速n/(r/min72092.387.986.687.9輸入功率P/kM.24.023.873.673.54輸入轉(zhuǎn)矩T(

20、N.mm)5.57X1044.17X1043.20X1042.7OX1042.26X104傳動(dòng)比i7.82.762.532.11效率40.960.950.960.98斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)高速級(jí)斜齒輪的設(shè)計(jì)選擇齒輪材料及精度等級(jí)n=720r/min,因傳遞功率小，選用軟齒面齒輪組合。小齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBS;大齒=92.30r/min輪選用45鋼正火，硬度為170210HBs。因?yàn)槭瞧胀p速器，由常見機(jī)器中齒輪精度等級(jí)表選用8級(jí)精度，要求齒面粗糙度為Raw3.26.3um。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)公式可得:KT1 u 123.17ZeHdU確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)

21、：主動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩：T1=TI=5.57X104N.mm載荷系數(shù)查載荷系數(shù)表，知：取K=1.4齒數(shù)Z1、螺旋角B和齒寬系數(shù)巾d因?yàn)槭擒淉X面?zhèn)鲃?dòng)，小齒輪齒數(shù)Zi=20,則：Z2=iiXZ2=7.8X20=156由齒寬系數(shù)表，知：d=1初選螺旋角B=130o許用接觸應(yīng)力H由齒輪接觸疲勞極限圖知：Himi=560MPa,Hiim2=530MPa.由安全系數(shù)表，查得：SH=1Ni=60njLh=60X1440X1X(8X52X80)=2.87X109N2=N/i=2.87X109/4.42=6.50X108由接觸疲勞壽命系數(shù)坐標(biāo)圖，得：ZNT11,ZNT21.由齒面接觸疲勞許用應(yīng)力公式，得:H1=Znt1H

22、lim1=560MPa,ShH2=ZNT2Hlim2=530MPa.Sh由斜齒輪設(shè)計(jì)公式，得:d1KT1u23.17ZeHdU二小.3.17189.81.12.52104.421=3530一114.42=35.151mmmnd1cos=35.251cos12乙一261.326mm由漸開線齒輪模數(shù)表，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=1.75mm.齒寬系數(shù)(3)主要尺寸計(jì)算mnZiZ21.7526115小a=109.02mm2cos2cos12將中心距圓整成110mm,則：mnZ1Z21.7526115a=110mm2cos2cos12cos0.97512.839125020“mnZ11.526Cd140mmco

23、s0.975,mnZ21.5115d2178mmcos0.975b=d?d114040mmMb240mm,則b1b2545mm,b40mm.(4)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由公式得出f,如果fF,則校核合格。確定啟美參數(shù)和系數(shù)：當(dāng)量齒數(shù)Zvi為：Zvi一二21cosZv23=69cos齒形系數(shù)Yf由標(biāo)準(zhǔn)外齒輪齒形系數(shù)表，知：Y1=2.961Y2=2.275應(yīng)力修正系數(shù)Ys由標(biāo)準(zhǔn)外齒輪應(yīng)力修正系數(shù)表，知：Y1=1.58Y2=1.753許用彎曲應(yīng)力F由試驗(yàn)齒輪彎曲疲勞極限坐標(biāo)圖，查得：Flim1210MPa,Flim2190MPad=1初選螺旋角3=120Y=0.9由安全系數(shù)表，查得：由彎曲疲勞壽命系

24、數(shù)，查得：YntiYnt21由齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力公式，得：YntiFlimi210F1MPa162MPa1 SF1.3F2迎F2m190MPa146MPa2 SF1.3由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度公式，得：1.6KT1F1bmnd1YF1YS11.61.12.52104401.5402.581.61=76.76MPaF1162MPaF21.6KT1YF2YS21.61.12.521042.171.821bmnd1401.540=73.02MPaF2146MPa由以上計(jì)算結(jié)果，知：齒根彎曲強(qiáng)度校核合格。(5)驗(yàn)算齒輪圓周速度Vd1n16010003.144014406010003.01m/s由常用精度等

25、級(jí)齒輪的加工方法，可知：選用8級(jí)精度是合適的(6)幾何尺寸計(jì)算及繪制齒輪工作圖：高速級(jí)齒輪傳動(dòng)幾何尺寸如下名稱計(jì)算公式結(jié)果/mm法面模數(shù)Mn1.85法面壓力角n20螺旋角12.839分度圓直徑：d140mmd2178mm齒寬：b240mm匕45mm當(dāng)量齒數(shù):Z1=21Z2=69分度圓直徑di40許用彎曲疲勞強(qiáng)度：F1162MPaF2146MPa齒根彎曲疲勞強(qiáng)JO：F152.27MPaF254.48MPad2178齒頂圓直徑daidi2hamn43da2d22ham181齒根圓直徑dfidi2hfmn36df2d22hfmn174中心距mnZiZ2a2cos110b2b40b1b2(5i0)mm

26、45齒輪圓周速度為：V 3.01m/s齒輪精度為8級(jí)3d1個(gè)低速級(jí)斜齒輪的設(shè)計(jì)由前面的表格，知：低速級(jí)斜齒小齒輪轉(zhuǎn)速為n3325r/min低速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)比為：i23.16傳遞功率Pn=3.61kw選擇齒輪材料及精度等級(jí)因傳遞功率小，選用軟齒面齒輪組合。小齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBS;大齒輪選用45鋼正火，硬度為170210HBs。因?yàn)槭瞧胀p速器，常見機(jī)器中齒輪精度等級(jí)表選用8級(jí)精度，要求齒面粗糙度為Raw3.26.3um按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)公式可得:2KT1u13.17ZEHdU確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)：小齒輪轉(zhuǎn)矩：T3=2.40x104N.mm載荷系數(shù)查載荷系

27、數(shù)表，知：取K=1.1齒數(shù)Z、螺旋角B和齒寬系數(shù)巾d因?yàn)槭擒淉X面?zhèn)鲃?dòng)，小齒輪齒數(shù)Z3=26,則：Z4n2XZ3=26X3.16=83由齒寬系數(shù)表,1.1初選螺旋角二9許用接觸應(yīng)力由齒輪接觸疲勞極限圖知:Him1=560MPa,Hm2=530MPa.由安全系數(shù)表，查得：Sh=1N1=60njLh=60X325X1X(8X52X80)=6.49X108N2=N1/i2=6.39X108/3.16=2.054乂108由接觸疲勞壽命系數(shù)坐標(biāo)圖，得:ZnT11,ZNT21.1由齒面接觸疲勞許用應(yīng)力公式，得:ZNT1Hlim1二560MPaShZHlim2H2=NT2=583MPa.Sh由斜齒輪設(shè)計(jì)公式，

28、得:3KT3(U1)d3n123.17ZedU21.12.401043.1613.17189.8560低速級(jí)小齒輪轉(zhuǎn)速為：n3325r/min1.13.16=34.40mmd3cos34.40cos91.306mmZ326由漸開線齒輪模數(shù)表，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=1.75mm.(3)主要尺寸計(jì)算mnZ3Z41.752683onnca=90.05mm2cos2cos9將中心距圓整成100mm,則：mnZ3Z41.752683nna=90.mm2cos2cos9cos0.9898.6028367“mnZ31.30526”d334mmcos0.989,mnZ41.30583d4110mmcos0.989b

29、=d?d31.13437mmMb437mm,則b3b4542mm,b42mm.(4)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由公式得出f,如果fF,則校核合格。確定啟美參數(shù)和系數(shù)：當(dāng)量齒數(shù)Zv為：ZviZ3326-3-26-35cos30.98930.724ZZ4=83_83-115ZV23=3115cos0.9890.724齒形系數(shù)Yf由標(biāo)準(zhǔn)外齒輪齒形系數(shù)表，知：Yf12.58,YF22.219應(yīng)力修正系數(shù)Ys由標(biāo)準(zhǔn)外齒輪應(yīng)力修正系數(shù)表，知：Ys11.61,Ys21.784小齒輪轉(zhuǎn)矩為：Tn=2.40X104N.mm載荷系數(shù)：K=1.4齒數(shù)：Z3=21Z4=63初選螺旋角=9許用彎曲應(yīng)力f由試驗(yàn)齒輪彎曲疲勞極

30、限坐標(biāo)圖,查得Flim1 210MPa,Flim2 190MPa由安全系數(shù)表，查得:SF1.3由彎曲疲勞壽命系數(shù)，查得:YNT1YNT21由齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力公式,仔：YNT1 Flim1F 1Sf210 ngMPa1.3162MPaYnT2 F lim 2F 2Sf190MPa1.3146MPa由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度公式，得:任小YF1 tF1tS11.6 1.12.40 104 2.58 1.61b mnd334 1.306 37=106.79MPa F 1 162MPa1.6KT3Y YF 2 TF 2Ts2b mnd3-41 6 1 1 2 40 102.40 102.219 1.784

31、34 1.306 37=101.78MPa 8,6取8箱蓋壁厚Ai0.02a+38,6取8箱蓋凸緣厚度Bi1.5&二12當(dāng)量齒數(shù)：箱座凸緣厚度B1.53=12Zv135Zv2115箱座底凸緣厚度B22.53=20地腳螺釘直徑df15.852(16)地腳螺釘數(shù)目Nn取4軸承旁連接螺栓直徑Di0.75df=12(11.9)蓋與座連接螺栓直徑D28連接螺栓d2的間距L161軸承端蓋螺釘直徑D32.4檢查孔蓋螺釘直徑D41.0定位銷直徑d4.8df、di、d2至外箱壁距Ci12離df、d2至凸緣邊緣距離C220軸承旁凸臺(tái)半徑Ri20凸臺(tái)高度h根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)外箱壁至軸承座端

32、面的liC1+C2+(510),取11=50距離齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的A1.2S,取4=10距離齒輪端面與內(nèi)箱壁間的4S,取&=9距離齒根許用彎曲疲箱蓋、箱座肋厚m1、mm產(chǎn)0.85m=0.856勞強(qiáng)度：軸承端蓋外徑D2D+(55.5)d3,D一軸承外徑(嵌入式軸承蓋尺寸見表4.5)F1162MPaF2146MPa軸承旁連接螺栓距離S盡量靠近，以Md1和Md3互不干涉為準(zhǔn)，一M取S=D2齒根彎曲疲勞強(qiáng)軸的設(shè)計(jì)1、高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算由前面的已知條件，知：I軸傳遞功率Pi=3.84kw,高速軸主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,分度圓直徑d1=40mm.由斜齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算公式，得：Fti答d1

33、FFtan_FriFt1cosFa1Ft1tan其中T12.52104N?mm,d140mm,n20,12,l22.52104Ft11260N40ttan20則：Fr11260468.8Ncos12Fa11260tan12267.8N即高速軸主動(dòng)齒輪圓周力為1260N,徑向力為468.8N,軸向力為267.8N.(1)選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件，知：減速器高速軸傳遞的功率屬于小功率，對(duì)材料無(wú)特殊度：F1106.79MPaF2101,78MPa低速級(jí)齒輪圓周速度：V0.578m/s低速級(jí)齒輪精度為：8級(jí)要求，故選用45鋼并經(jīng)正火處理。由“軸的常用材料及其部分機(jī)械性能”表，查得強(qiáng)度極限b

34、600MPa,再由“軸的許用彎曲應(yīng)力”查得許用彎曲應(yīng)力1b55MPa。(2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)“常用材料的值和C值”表，查得：C=107118.由軸的設(shè)計(jì)計(jì)算公式，得：p3.80dC3i-(107118)3=18.920.9,n,1440考慮到軸的最小直徑處呀安裝聯(lián)軸器，會(huì)有鍵梢，故將估算直徑增大3%5%,取為19.3621.95mm,由設(shè)計(jì)手則取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=35mm(3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制結(jié)構(gòu)草圖由于減速器為二級(jí)減速器，將齒輪布置在箱體1/3處，將軸承對(duì)稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。1)軸上零件的定位，固定方式和裝配要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式

35、。參考圖14.8,確定齒輪從軸的右端裝入，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)稱安裝與齒輪的兩則，其軸向用軸肩固定，周向采用過盈配合固定。2 .確定軸各段直徑和長(zhǎng)度軸段1外伸端直徑最小，d1=35mm;考慮到要對(duì)安裝在軸段1上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位，軸段2上應(yīng)有軸肩，同時(shí)為能很順利地在軸段2)上安裝軸承，軸段2必須滿足軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)，故取軸段2的直徑d2為28,同理可確定軸段3和4的直徑d3=45mmd4=50mm,為了便于拆卸左軸承，可查出6207型圓錐滾子軸承的安裝高度為3.5mm,取d5=35mm。3 .確定各軸段的長(zhǎng)度齒

36、輪輪轂寬度為45mm,為保證齒輪固定可靠，軸段3的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂取為58mm,齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，齒輪端面與箱體內(nèi)壁間應(yīng)留有一定的距離，取該間距為17mm,為保證軸承安裝在箱體軸承的孔中（軸承寬度為20.75mm）并考慮軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為5mm,所以軸段4的長(zhǎng)度取22mm,軸承支點(diǎn)距離L=175mm,根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器距離軸承蓋要有一定的距離的要求，取L1=55mm,查閱聯(lián)軸器相關(guān)手冊(cè)取L2=62mm,在軸段1、3上分別加工鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長(zhǎng)度比相應(yīng)的輪轂度應(yīng)小于570mm,鍵槽的寬度按軸段直徑查手冊(cè)得到2、中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算n2=

37、317r/min,由前面的已知條件，知:II軸傳遞功率P=2.66kw,中間軸上高速級(jí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速分度圓直徑d2=180mm;第二級(jí)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n3=317r/min,分度圓直徑d3=48mm。由斜齒圓柱齒輪強(qiáng)度計(jì)算公式，得:2T2Ft32r3Fr2Ft2tan n2cosFr3Ft3tan n3cosFa2Ft2 tanFa3Ft3 tan其中T2 T312 ,2.52 104 N ?mm,d29 ；178mm,d3 34mm,n 20 ,則：F.2Fa22.52 104178tan20283.1cos12283.1 tan12283.1N105.3N60.2N即中間軸高速級(jí)從動(dòng)輪圓周力為Ft3

38、Fr3Fa3 a3198.9N,2 2.52 101482.3N34tan20 1482.3cos91482.3 tan9徑向力為 74N,546.1N243.8N軸向力為42.3N;低速級(jí)主動(dòng)輪圓周力為745.8N,徑向力為274.8N,軸向力為118.1N。(1)選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件，知：減速器低速軸傳遞的功率屬于小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)正火處理。由“軸的常用材料及其部分機(jī)械性能”表，查得強(qiáng)度極限b600MPa,再由“軸的許用彎曲應(yīng)力”查得許用彎曲應(yīng)力ib55MPa。(2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)“常用材料的值和C值”表，查得：C=107118.由軸的設(shè)計(jì)計(jì)

39、算公式，得：dC3p(107118)33.61=23.826.3mm；n325考慮該處軸徑尺寸應(yīng)大于高速軸軸徑，即取軸承內(nèi)徑為：d=dmin=30mm(3)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖將中間軸布置在箱體內(nèi)部中央，將軸承對(duì)稱安裝在一對(duì)齒輪兩側(cè)，即軸的最小直徑處。確定軸上零件的位置和固定方式要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。首先，軸的兩端均安裝軸承，均為最小直徑。齒輪2從左端裝入，左端用套筒固定，右端用軸肩定位，齒輪3則與軸制成一體。齒輪2的周向固定采用平鍵連接，軸承對(duì)稱安裝于軸的兩端，其軸向用軸肩固定，周向采用過盈配合固定。確定各軸段直徑由于軸的兩端需安裝軸承，直徑最小，

40、則軸段、取d1二d5=30mm。為高速軸主動(dòng)輪圓周力為 1260N,徑向力為468.8N,軸向力了便于拆裝軸承，初選圓錐滾子軸承型號(hào)為30306,其安裝高度為3.5mm,則軸段直徑d2=35mm,軸段直徑da=40mm,軸段直徑為d4=28mm。確定各軸段長(zhǎng)度為 267.8N齒輪2輪轂寬度為43mm,齒輪3輪轂寬度為60mm。為保證齒輪固定可靠，軸段的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪的輪轂寬度，取為1142mm。軸段的長(zhǎng)度應(yīng)大于齒輪3輪轂寬度，而同時(shí)又必須滿足軸承內(nèi)端面到箱體內(nèi)壁的間距，則取為l296mm;軸段的長(zhǎng)度為l33mm;軸段的長(zhǎng)度為1420.75mm;故軸段的長(zhǎng)度可確定為50mm?？紤]到要在軸段上加

41、工出鍵槽，則鍵槽的長(zhǎng)度應(yīng)比齒輪2的輪轂寬度小約510mm,鍵槽寬按軸段直徑查手冊(cè)得到：鍵槽長(zhǎng)L=36mm,鍵寬b=8mm,鍵高h(yuǎn)=7mm。選定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，如圓角、倒角、退刀槽等的尺寸。按設(shè)計(jì)結(jié)果畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖如下圖a所示。（4）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸徑。畫出軸的受力圖（圖b）作出水平面內(nèi)的彎矩圖。水平支反力（XY平面）（XY平面）（圖c）由繞B點(diǎn)力矩和Mby0,得：FHA5760Ft260Ft3/47.255760=640.8N由繞A點(diǎn)力矩和May0,得：283.11482.3FHB47.25Ft247.2557Ft3/47.255760=1022.26NC截面處的彎矩為：MCHFha47.

42、25640.847.252.86104N?mmD截面處的彎矩為：MDHFhb601022.26606.13104N?mm作垂直面的彎矩圖（圖d）,求垂直面（XZ面）支點(diǎn)反力。軸的材料為45鋼并經(jīng)正火處理。其強(qiáng)度極限為：b 600MPa軸的許用彎曲應(yīng)力為：1b 55MPa由平面平行力系，得:FAZMAZ034.2N o轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖（附圖e）T2T32.52104N?mm3、低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算由前面的已知條件，知：田軸傳遞功率Pw3.47kw,低速軸上低速軸從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n4103r/min,分度圓直徑d4110mm。由斜齒圓柱齒輪的強(qiáng)度公式，得:Ft42T4d4Fr4Fa4則:2 2.30 104Ft

43、415；2226.3NFr4226.3tan2083.3Ncos8.602Fa4226.3tan8.60234.2N即低速軸上從動(dòng)齒輪圓周力為226.3N,徑向力為 83.3N,軸向力為tannFt4cosFt4tan其中T42.30104N?mm,n20,8.602,選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由已知條件，知：減速器低速軸傳遞的功率屬于小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)正火處理。由“軸的常用材料及其部分機(jī)械性能”表，查得強(qiáng)度極限b600MPa,再由“軸的許用彎曲應(yīng)力”查得許用彎曲應(yīng)力1b55MPa。(2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)“常用材料的值和C值”表，查得：C=107118.由軸的設(shè)計(jì)

44、計(jì)算公式，得：dC3p(107118)33.47=34.5538.11mm；n103考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會(huì)有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%5%,取為35.5840.01mm。同時(shí)考慮到該處軸徑尺寸應(yīng)大于中間軸軸徑，取低速軸最小直徑為d136mm。設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖將低速軸布置在箱體內(nèi)部頂部，將軸承分別安裝在齒輪的兩側(cè)，軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。確定軸上零件的位置和固定方式要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸向零件的裝配順序和固定方式。軸上零件為齒輪4,而齒輪4的齒頂圓直徑da4156mm46720h具有足夠使用壽命。3、低速軸的軸承壽命校核計(jì)算，驗(yàn)算軸承壽命因R46720h具有足夠使用壽命。十一、減速器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑及密封1、減速器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)窺視孔和窺視孔蓋：窺視孔開在便于觀察傳動(dòng)件嚙合區(qū)的位置，尺寸大小適宜，便于觀察，窺視孔蓋用鋼板制成和箱體之間加密封墊片密封，孔蓋用M8螺釘緊固。(2)放油螺塞：放油孔設(shè)在箱體的最低處將箱體的內(nèi)底面設(shè)計(jì)成向放油孔方向傾斜水平支反力