二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器-畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

PAGE40西安工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)論文論文題目：二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器學(xué)生姓名：辛鎖亮學(xué)號(hào)：學(xué)院（系）：西安工業(yè)大學(xué)（機(jī)電工程系）專業(yè)：機(jī)電一體化指導(dǎo)教師：羅亞妮2010年4月25日

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書院（系）系機(jī)電工程系專業(yè)機(jī)電一體化班級(jí)成教班姓名學(xué)號(hào)1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：二級(jí)齒輪減速器2.題目背景和意義：本次論文設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并完成帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置中減速器裝配圖、零件圖設(shè)計(jì)及主要零件的工藝、工裝設(shè)計(jì)。綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、機(jī)械制造基礎(chǔ)、金屬材料與熱處理、公差與技術(shù)測(cè)量、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理。掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序、方法、設(shè)計(jì)規(guī)律、技術(shù)措施，并與生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問(wèn)題的能力，具備了機(jī)械傳動(dòng)裝置、簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造的能力。3.設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)總體設(shè)計(jì)；帶式輸送機(jī)傳動(dòng)總體設(shè)計(jì)；主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；主要零、部件設(shè)計(jì)；完成主要零件的工藝設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)一套主要件的工藝裝備；撰寫設(shè)計(jì)論文；翻譯外文資料等4.設(shè)計(jì)的基本要求及進(jìn)度安排（含起始時(shí)間、設(shè)計(jì)地點(diǎn)）：，地點(diǎn)：主要參：轉(zhuǎn)距T=850Nm，滾筒直徑D=380mm，運(yùn)輸帶工作轉(zhuǎn)速V=1.35m/s工作條件：送機(jī)連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載起動(dòng)，每天兩班制工作，每年按300個(gè)工作日計(jì)算，使用期限10年。具體要求：主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；主要零、部件設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)一套主要件的工藝裝備；撰寫設(shè)計(jì)論文；選一典型零件，設(shè)計(jì)其工藝流程；電動(dòng)機(jī)電路電氣控制；翻譯外文資料等5.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作量要求：設(shè)計(jì)論文一份1.0萬(wàn)1.2萬(wàn)字裝配圖1張A0，除標(biāo)準(zhǔn)件外的零件圖9張A3設(shè)計(jì)天數(shù)：四周指導(dǎo)教師簽名：年月日學(xué)生簽名：年月日系（教研室）主任審批：年月日帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)系統(tǒng)摘要 本次論文設(shè)計(jì)的題目是“帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)及制造”。進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并完成帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置中減速器裝配圖、零件圖設(shè)計(jì)及主要零件的工藝、工裝設(shè)計(jì)。 本次的設(shè)計(jì)具體內(nèi)容主要包括：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)總體設(shè)計(jì)；主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；主要零、部件設(shè)計(jì)；完成主要零件的工藝設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)一套主要件的工藝裝備；撰寫開題報(bào)告；撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書；翻譯外文資料等。 對(duì)于即將畢業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，本次設(shè)計(jì)的最大成果就是：綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、機(jī)械制造基礎(chǔ)、金屬材料與熱處理、公差與技術(shù)測(cè)量、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)以及工藝、夾具等基礎(chǔ)理論、工程技術(shù)和生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)。掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序、方法、設(shè)計(jì)規(guī)律、技術(shù)措施，并與生產(chǎn)實(shí)習(xí)相結(jié)合，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問(wèn)題的能力，具備了機(jī)械傳動(dòng)裝置、簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造的能力.ABSTRACT Thistopicdesigntopicis“thebelttypetransportstheenginedriveinstrumentthedesignandthemanufacture”.Structuraldesign,andcompletesthebelttypetotransportintheenginedriveinstrumentthereductiongearassemblydrawing,thedetaildrawingdesignandthemajorpartscraft,theworkclothesdesign. Thistimedesignconcretecontentmainlyincludes:Thebelttypetransportstheenginedrivesystemdesign；Maintransmissionsystemdesign；Mainzero,partdesign；Completesthemajorpartsthetechnologicaldesign；Designssetofmainimportantdocumentsthecraftequipment；Composesthetopicreport；Compositiongraduationprojectinstructionbooklet；Translationforeignlanguagematerialandsoon. Regardingthestudentwhosoongraduates,thisdesignbiggestachievementis:Synthesisbasictheories,projecttechnologyandproductionpracticeknowledgeandsoonutilizationmachinedesign,mechanicaldrawing,machinemanufacturefoundation,metalmaterialandheattreatment,commondifferenceandtechnicalsurvey,theoreticalmechanics,materialsmechanics,mechanism,computerapplicationfoundationaswellascraft,jig.Graspsthemachinedesignthegeneralprocedure,themethod,thedesignrule,thetechnicalmeasure,andunifieswiththeproductionpractice,raisesanalyzerandsolvesthegeneralengineeringactualproblemability,hashadthemechanicaldrive,thesimplemachinerydesignandmanufactureability. Keywords(關(guān)鍵詞):Beltconveyor(帶式輸送機(jī))Transmissiondevice(傳動(dòng)裝置)Design(設(shè)計(jì))Manufacture(制造)目錄一、引言………………1二、傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明………22.1、組成……………22.2、特點(diǎn)……………22.3、確定傳動(dòng)方案…………………2三、電動(dòng)機(jī)的選擇……………………53.1、電動(dòng)機(jī)類型選擇………………53.2、電動(dòng)機(jī)功率選擇………………53.2.1、傳動(dòng)裝置的總功率…………53.2.2、電動(dòng)機(jī)所需的工作功率……53.3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速………………53.4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)………………6四、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比………74.1、總傳動(dòng)比………74.2、分配各級(jí)傳動(dòng)比………………7五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)及傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………75.1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速…………………75.2、計(jì)算各軸的功率………………75.3、計(jì)算各軸的扭矩………………8六、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算…………126.1、選擇齒輪材料及精度等級(jí)和齒數(shù)……………126.2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)……126.3、確定齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)及幾何尺寸…………136.4、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度………146.5、標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的尺寸計(jì)算公式表格……15七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………167.1、輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………167.1.1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力……………167.1.2、估算軸的基本直徑…………167.1.3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………177.2、輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………217.2.1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力……………227.2.2、估算軸的基本直徑…………227.2.3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………23八。減速器箱體結(jié)構(gòu)九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算……319.1、輸入軸與大帶輪輪轂聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接……319.2、輸入軸與齒輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接……………319.3、輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接………………329.4、輸出軸與聯(lián)軸器聯(lián)接用平鍵聯(lián)接………………33十、聯(lián)軸器的選擇……………………33十一、減速器箱體附件的選擇說(shuō)明…………………3411.1.1、檢查孔和視孔蓋……………3411.1.2、通氣器………3411.1.3、軸承蓋………3411.1.4、定位銷………3411.2、啟蓋螺釘………3511.3、油標(biāo)……………3511.4、放油孔及放油螺塞……………3511.5、起吊裝置………35十二、潤(rùn)滑與密封………36十三、電器電路圖………38十四、外文翻譯……………39設(shè)計(jì)總結(jié)………46致謝………………47參考資料目錄…………………48

計(jì)算過(guò)程及計(jì)算說(shuō)明引言計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明國(guó)外減速器現(xiàn)狀?齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)題，也未解決好。最近報(bào)導(dǎo)，日本住友重工研制的FA型高精度減速器，美國(guó)Jan-Newton公司研制的X-Y式減速器，在傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)上與本項(xiàng)目類似或相近，都為目前先進(jìn)的齒輪減速器。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，平動(dòng)齒輪傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。目前，超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機(jī)器人等領(lǐng)域中，微型發(fā)動(dòng)機(jī)已基本研制成功，美國(guó)和荷蘭近期研制分子發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸在納米級(jí)范圍如能輔以納米級(jí)的減速器，則應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。二、傳動(dòng)方案擬定及說(shuō)明要求：輸送機(jī)連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載起動(dòng)，輸送帶速度允許誤差±5%，滾筒效率0．96，每天兩班制工作，載荷平穩(wěn)，環(huán)境要求清潔,每年按300個(gè)工作日計(jì)算，使用期限10年。2.1組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。2.2特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。2.3確定傳動(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將V帶設(shè)置在高速級(jí)。其傳動(dòng)方案如下：方案一1）外傳動(dòng)為V帶傳動(dòng)。2）減速器為蝸桿蝸輪減速器3）方案簡(jiǎn)圖如下： 圖2-1該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，但蝸桿傳動(dòng)效率底，功率損失大長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)很不經(jīng)濟(jì)。方案二1）外傳動(dòng)為V帶傳動(dòng)。2）減速器為同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器方案簡(jiǎn)圖如下：該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：減速器橫向尺寸較小，兩大吃論浸油深度可以大致相同。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸較長(zhǎng)、剛度差，中間軸承潤(rùn)滑較困難。方案三1）外傳動(dòng)為V帶傳動(dòng)。2）減速器為一級(jí)圓柱齒輪減速器3）方案簡(jiǎn)圖如下：圖2-1該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：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，傳動(dòng)平穩(wěn)，有緩沖、吸震和過(guò)載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。但小齒輪和大齒輪尺寸差距大，易損壞。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外，還要求結(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)采用的是方案三：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．在傳遞相同轉(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，適用的功率和速度范圍廣，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—。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪傳動(dòng)。原始數(shù)據(jù)：輸送帶拉力F=2000N；帶速V=1.3m/s；滾筒直徑D=180mm。三、電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)類型的選擇：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)（工作要求：連續(xù)工作機(jī)器）電動(dòng)機(jī)功率選擇：（1）傳動(dòng)裝置的總功率：（查指導(dǎo)書附表2.2）

==0.90(2)電機(jī)所需的工作功率：Pd=FV/1000η=3.53、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n筒=60×1000V/πD=60×1000×1.35/π×380=67.89r/min

按指導(dǎo)書P7表2.1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍i齒輪=3～4。。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=i總×n筒=（9～16）×67.89=(610.96～1086.24)r/min，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、和1000r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由指導(dǎo)書附表10查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，其技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比的比較情況見下表：

表2.1傳動(dòng)比方案動(dòng)比方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（KW）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比1Y160M1-8475072010.612Y132M1-44100096014.144、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比，可知方案1比較合適（在滿足傳動(dòng)比范圍的條件下，有利于提高齒輪轉(zhuǎn)速，便于箱體潤(rùn)滑設(shè)計(jì)）。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-6，額定功率為Pd=4KW，滿載轉(zhuǎn)速n電動(dòng)=960r/min。電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132M-64KW1000r/min2.22.2計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比：i總=n電動(dòng)/n筒=960/67.89=14.142、分配各級(jí)傳動(dòng)比（1）

據(jù)指導(dǎo)書P7表2.1，取齒輪i齒輪=3（單級(jí)減速器i=3~5之間取4.22、合理，為減少系統(tǒng)誤差，）（2）

∵i總=i齒輪×i帶∴i帶=i總/i齒輪=14.14/4.22=3.35運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）n電動(dòng)=960r/minIII/i齒輪=960/4.22=227.49r/min2、計(jì)算各軸的功率（KW）PI=Pd×η帶=4×0.99=3.96KWPII=PI×η齒輪軸承×η齒輪=3.96×0.99×0.97=3.8KWPIII=PII×η齒輪軸承×η聯(lián)軸器=3.8×0.99×0.97=3.65KW3計(jì)算各軸扭矩（N·mm）=9550×Pd/n電動(dòng)=9550×4/960=39.79N·mmTI=9550×PI/=9550×3.96/960=39.39N·mmTII=9550×PII/=9550×3.8/227.49=159.54N·mmTIII=9550×PIII/=9550×3.65/67.91=513.29N·mm

六、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1）選擇齒輪材料及精度等級(jí)和齒數(shù)

考慮減速器傳遞功率不大，按課本P142表10-8及10-9選，以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用45#鋼，齒面硬度為230HBS。大齒輪選用45#鋼，正火，齒面硬度190HBS；根據(jù)表選7級(jí)精度。齒面精糙度Ra≤1.6～3.2μm。取小齒輪齒數(shù)Z1=25。則大齒輪齒數(shù)：Z2=i齒Z1=4.2×25=105.52）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)

由課本P147式（10-24）d1≥【kT1(u+1)/φdu[σHP]2】1/3確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動(dòng)比i齒=u=4.2由表10-12

取φd=1轉(zhuǎn)矩

TI=9550×P1/n1=9550×3.96/960=39393.75N·m載荷系數(shù)k由課本P144

取k=1.2許用接觸應(yīng)力σHP，由課本P150圖10-33查得：σHlim1=650Mpa

σHlim2=570Mpa[σHP1]=0.9σHlim1=0.9×650Mpa=585Mpa

[σHP2]=0.9σHlim2=0.9×570Mpa=513Mpa取[σHP]=513Mpa故得：d1≥【kT1(u+1)/φdu[σHP]2】1/3=[×1.2×39393.75×(4.2+1)/0.9×4.2×5132]1/3mm=50.5mm3）確定齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)及幾何尺寸模數(shù)：m=d1/Z1=50.5/25=2.02mm根據(jù)課本P130表10-2取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2.5mm分度圓直徑d1=mZ1=2.5×25=62.5mm

d2=mZ2=2.5×106=265mm傳動(dòng)中心距

a=m(Z1+Z2)/2=2.5(25+106)/2=163.75mm齒寬

b2=b=φd×d1=1×62.5=62.5mm

b1=b2+4mm=66.5mm驗(yàn)算齒輪圓周速度

V齒=πd1n1/60×1000=3.14×62.5×960/60×1000=3.14m/s由表10-7選齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)8級(jí)合宜4)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度

由課本P148式（10-26）得

σF=(2kT1/d1mb)YFS1≤[σF1]確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)許用彎曲應(yīng)力[σFP]由課本P150圖10-34查得：σFlim1=357Mpa

σFlim2=220Mpa[σF1]=0.7σFlim1=0.7×357Mpa=245Mpa

[σF2]=0.7σFlim2=0.7×220Mpa=154Mpa復(fù)合齒形系數(shù)YFS

由P149圖10-32查得

YFS1=4.4

YFS2=3.8計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力σF1=(2kT1/d1mb)YFS1=（2×1.2×39393.75)/(62.5×60.5×2.5）×4.4Mpa=42.60Mpa＜[σF1]σF2=(2kT1/d1mb)YFS2=（2×1.2×39393.75)/(265×62.5×2.5）×3.8Mpa=8.68Mpa＜[σF2]標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的尺寸計(jì)算公式如下表：一選齒輪類、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1為提高傳動(dòng)平穩(wěn)性及強(qiáng)度，選用直圓柱齒輪；2因?yàn)檫\(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度；3小齒輪材料：40Cr調(diào)質(zhì)HBS=280接觸疲勞強(qiáng)度極限（由圖10-21d）彎曲疲勞強(qiáng)度極限Mpa（由圖10-20c）大齒輪材料：45號(hào)鋼正火HBS=240接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa（由圖10-21c）彎曲疲勞強(qiáng)度極限（由圖10-20b）4初選小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)Z4=3.4×30=102二按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公式：mm（由式10-21）1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)數(shù)值初選載荷系數(shù)齒寬系數(shù)（由表10-7）材料的彈性影響系數(shù)Mpa1/2（由表10-6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)計(jì)算接觸疲勞壽命系數(shù)（由圖10-19）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為1%，取安全系數(shù)2 計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑=81.53mm計(jì)算圓周速度（3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntb/h=13.33（4）計(jì)算載荷系數(shù)①使用系數(shù)<由表10-2>根據(jù)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)得②動(dòng)載系數(shù)<由表10-8>根據(jù)v=0.807m/s7級(jí)精度③直齒輪，④由表10-4用插值法查得7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，根據(jù)b/h=13.33，，查圖10-13得，故載荷系數(shù)=（5）按實(shí)際的載荷系數(shù)修正所算得的分度圓直徑（6）計(jì)算模數(shù)m三按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)<由式(10-5)>1確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)（2）彎曲疲勞系數(shù)KFN<由圖10-18>得（3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.3<由式(10-12)>得（4）查取齒型系數(shù)YFα應(yīng)力校正系數(shù)YSα<由表10-5>得（5）計(jì)算大小齒輪的并加以比較比較所以大齒輪的數(shù)值大，故取0.016052計(jì)算四分析對(duì)比計(jì)算結(jié)果對(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)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取=3.已可滿足齒根彎曲強(qiáng)度。但為了同時(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d1t=90.07mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由五幾何尺寸計(jì)算1計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑d1、d2mmmm2計(jì)算中心距3計(jì)算齒輪寬度b=取高速級(jí)低速級(jí)齒數(shù)模數(shù)壓力角齒頂高系數(shù)頂隙系數(shù) 齒距齒厚齒槽寬齒根高齒頂高分度圓直徑齒高基圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑中心距軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器的輸入軸，屬于一般軸的設(shè)計(jì)問(wèn)題，選用45#正火鋼，硬度170～217HBS，抗拉強(qiáng)度σb=600Mpa，彎曲疲勞強(qiáng)度σ-1=255Mpa。[σ-1]b=55Mpa2、估算軸的基本直徑根據(jù)課本P225式13-1，并查表13-3，取A=118d≥A(PI/n1)1/3=118[(4/960)mm1/3]=19.12考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d1=19.12×(1+5%)mm=23.4mm∴由課本P214表13-4選d1=25mm3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)

1）軸上零件的定位，固定和裝配

單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，靠平鍵和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定。兩軸承分別以軸肩和大筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，軸通過(guò)兩端軸承實(shí)現(xiàn)軸向定位。大帶輪輪轂靠軸肩、平鍵和螺栓分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向固定。2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度I段：d1=25mm

長(zhǎng)度取決于安裝位置，暫定L1=40mmII段d2=d1+2h=25+2×0.07d1=25+2×0.07×25=28.5mm取標(biāo)準(zhǔn)值d2=30mm初選用6206型深溝球軸承，其內(nèi)徑為30mm,寬度為16mm。（轉(zhuǎn)入輸入軸軸承選擇計(jì)算）

考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為10mm.III段直徑d3=d2+2h=30mm+2×0.07d2=30mm+2×0.07×30mm=34.2mm取d3=35mm

L3=b1-2=（35-2）mm=33mmⅣ段軸環(huán)直徑d4=d3+2h=35+2×0.07d3=35+2×0.07×35mm=41.01mm取標(biāo)準(zhǔn)值d4=42mm長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即L4=10mm考慮此段滾動(dòng)軸承左面的定位軸肩，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由附表6.2得安裝尺寸d2=30mm，該段直徑應(yīng)取：d5=30mm。因此將Ⅳ段設(shè)計(jì)成階梯形，右段直徑為30mm。由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L=72＋32＋20＋16=140mm3)按彎矩復(fù)合進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算①求分度圓直徑：已知d1=62.5mm②求轉(zhuǎn)矩：已知T1=39393.75N·mm③求圓周力：FtFt=2T1/d1=2×39393.75/62.5=1260.48N④求徑向力FrFr=Ft·tanα=1260.48×tan200=353.7N⑤因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：LA=LB=70mm繪制軸受力簡(jiǎn)圖（如圖a）繪制水平面彎矩圖

軸承支反力：==Ft/2=1661N/2=830.5N由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在水平面彎矩為MCH=L/2=830.5N×0.07m=58.14N.m3)繪制垂直面彎矩圖（如圖c）==Fr/2=604.6N/2=302.3N由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在水平面彎矩為MCV=L/2=302.3N×0.07m=21.21N.m4)繪制合成彎矩圖（如圖d）MC=(MCH2+MCV2)1/2=(57.32+21.22)1/2=61N.m5)繪制扭矩圖（如圖e）轉(zhuǎn)矩：T=9.55×（P1/n1）×106=66.435N.m6)按彎扭合成進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算由課本P219式13-3按脈動(dòng)循環(huán)：α=0.6=[Mc2＋(αT)2]1/2=[612＋(0.6×66.435)2]1/2=72.9N.m?？任ｋU(xiǎn)截面的強(qiáng)度=/(0.1×)=72900N.mm/(0.1×)=15.6Mpa＜[σ-1]b該軸的強(qiáng)度滿足。2）輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力由于設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器的輸入軸，屬于一般軸的設(shè)計(jì)問(wèn)題，選用45#正火鋼，硬度170～217HBS，抗拉強(qiáng)度σb=600Mpa，彎曲疲勞強(qiáng)度σ-1=255Mpa。[σ-1]=55Mpa2、估算軸的基本直徑根據(jù)課本P225式13-1，并查表13-3，取A=110d≥A(PⅡ/nⅡ)1/3=110×[(2.77/138)1/3]=110×0.27=31.1mm考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則:d1=31.1mm×(1+5%)mm=32.6mm∴由課本P214表13-4選d1=34mm3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1）軸上零件的定位，固定和裝配

單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，靠平鍵和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定。兩軸承分別以軸肩和大筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，軸通過(guò)兩端軸承實(shí)現(xiàn)軸向定位。大帶輪輪轂靠軸肩、平鍵和螺栓分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向固定。2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度I段：d1=34mm

長(zhǎng)度取決于聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)和安裝位置，根據(jù)聯(lián)軸器計(jì)算選擇，選取YL6型Y型凸緣聯(lián)軸器L1=60mm。II段:d2=d1+2h=34mm＋2×0.07d1=34mm＋2×0.07×34mm=38.76mm∴d2=40mm初選用6208型深溝球軸承，其內(nèi)徑為40mm,寬度為18mm。（轉(zhuǎn)入輸出軸軸承選擇計(jì)算）

考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。而且兩對(duì)軸承箱體內(nèi)壁距離一致，（L軸1=L軸2）取套筒長(zhǎng)為10mm.III段直徑d3=d2+2h=40mm＋2×0.07d2=40mm+2×0.07×40mm=45.6mm取d3=48mm

L3=b2-2=(70-2)mm=68mmⅣ段直徑d4=d3＋2h=48mm＋2×0.07d2=48mm＋2×0.07×48mm=54.72mm

取d4=60mm長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即L4=10mm考慮此段滾動(dòng)軸承右面的定位軸肩，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由附表6.2得安裝尺寸d2=40mm，該段直徑應(yīng)取：d5=40mm。因此將Ⅳ段設(shè)計(jì)成階梯形，左段直徑為40mm。由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨度L=68＋32＋20＋18=140mm3)按彎矩復(fù)合進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算①求分度圓直徑：已知d2=240mm②求轉(zhuǎn)矩：已知T2=9550×PⅡ/nⅡ=191.692N.m③求圓周力：FtFt=2T2/d2=2×191692N.mm/240mm=1597.4N④求徑向力FrFr=Ft·tanα=1597.4N×tan200=581.5N⑤因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：LA=LB=70mm繪制軸受力簡(jiǎn)圖

十四、外文翻譯Gear：Istheuseofgearteethoftwogearsmeshingeachothertransmissionofmechanicalpowertransmissionandsport.Accordingtotherelativepositionofthegearaxisparalleltoaxisofcylindricalsub-geardrive,bevelgearaxisintersectandcross-axishelicaldrivegear.Compactstructure,highefficiency,longlifeandsoon.Gearreferstothemain,drivenwheelgeardirect,transferandexerciseofthepowerdevices.Ofallthemechanicaltransmission,themostwidelyusedgearcanbeusedtotransferbetweenanytwo-axleandexercisepower.Thecharacteristicsofgearis:asmoothgeartransmission,thetransmissionratioaccurate,reliable,highefficiency,longlife,theuseofpower,speedandsizerange.Suchastransmissionofpowerfromsmalltoalmost100,000kilowatts;speedsofupto300m/s;geardiameterfromafewmillimeterstomorethan20meters.However,theneedforspecializedgearmanufacturingequipment,themeshingnoisetransmission.Manytypesofgear.Accordingtotherelativepositionsofthetwo-axisandthedirectionofthetoothcanbedividedintothefollowingtypes:<1>column<3>;<2>bevelgeardrive;<3>cross-axishelicalgeardrive.Accordingtotheworkingconditionsofgearscanbedividedinto:<1>-typeopengeardrivegeardrive,gearexposed,doesnotguaranteegoodlubrication.<2>semi-opengeardrives,gearoilimmersionpool,hasshields,butnotclosed.<3>closedgeartransmission,gear,shaftandbearingsareinstalledintheclosed,goodlubricatingconditions,Shaeasyaccess,installationofprecision。Gearhasagoodworkingconditions,isthemostwidelyusedgear.==================================================================CriteriaforthedesignofgearGearfailureforthefiveforms,shouldbetheappropriatedesigncriteriaestablished.However,toothwear,plasticdeformationandsoon,hasnotyetbeenestablishedbecauseofthewideandeffectiveuseofengineeringcalculationmethodsanddesigndata,sothecurrentdesignofgear,itisusuallyonlyontheguaranteethatthetoothrootbendingfatiguestrengthandtoothsurfacetoensurecontactfatiguestrengthcalculationofthetwocriteria.Forhigh-powerhigh-speedgeartransmission(suchasaero-enginemaindrive,driveturbine-generatorunit,etc.),butalsobythetoothsurfacetoensurethatthecriteriaforanti-bondingcapacityiscalculated(refertoGB6413-1986).Asfortheabilitytoresistotherfailure,althoughgenerallynotatpresentbecalculated,butthemeasurestobetakentostrengthenthetooth'sabilitytoresistthesefailures.1,closedgeartransmission.Fromthepracticeofthatgearintheclosed,usuallytoensurethatthemaintoothcontactfatiguestrength.Toothsurfacehardnessforhighstrengthandlowcore-toothgear(20,20Crsteelsuchasusedbythequenchingofcarburizedgears)oramorebrittlematerialofthegear,usuallyatthetoothrootbendingfatiguestrengthtoensurethatthemain.Ifthetwogearsarehardenedandthetoothsurfacehardnessashighas,thenasthecasemaybe.closedformorethangear,heat,easytobadlubricationandcauseinjury,suchastoothbonding,inordertocontrolthetemperaturerise,butalsoforcalculationofcoolingcapacity.2,open(semi-open)GearAccordingtotoothsurfaceissupposedtobebasedtoensurethatanti-wearandanti-fractureabilityDedendumtwocriteriaarecalculated,butasmentionedearlier,onthetoothsurfaceabrasionresistanceofthemethodofcalculatingcapacityisnotperfectyet,sooff-type(semi-open)GearAtpresent,onlythetoothrootbendingfatiguestrengthtoensurethatthedesigncriteria.Inordertoextendtheopen(semi-open)thelifeofgear,andwillbevisiblebythespecificneedsofthemoduletoachieveanappropriateincrease.Beforethereferenceofthegearwheels,spokes,wheelsandotherpartsofthesize,usuallyonlyforthestructuraldesign,strengthcalculationisnotcarriedout.擇文：齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。按齒輪軸線的相對(duì)位置分平行軸圓柱齒輪傳動(dòng)、相交軸圓錐齒輪傳動(dòng)和交錯(cuò)軸螺旋齒輪傳動(dòng)。具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。齒輪傳動(dòng)是指用主、從動(dòng)輪輪齒直接、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。在所有的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)應(yīng)用最廣，可用來(lái)傳遞任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是：齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)比精確，工作可靠、效率高、壽命長(zhǎng)，使用的功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可以從很小至幾十萬(wàn)千瓦；速度最高可達(dá)300m/s；齒輪直徑可以從幾毫米至二十多米。但是制造齒輪需要有專門的設(shè)備，嚙合傳動(dòng)會(huì)產(chǎn)生噪聲。齒輪傳動(dòng)的類型很多。（1）根據(jù)兩軸的相對(duì)位置和輪齒的方向，可分為以下類型：<1>圓柱<3>；<2>錐齒輪傳動(dòng)；<3>交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)。（2）根據(jù)齒輪的工作條件，可分為：<1>開式齒輪傳動(dòng)式齒輪傳動(dòng)，齒輪暴露在外，不能保證良好的潤(rùn)滑。<2>半開式齒輪傳動(dòng)，齒輪浸入油池，有護(hù)罩，但不封閉。<3>閉式齒輪傳動(dòng)，齒輪、軸和軸承等都裝在封閉箱體內(nèi)，潤(rùn)滑條件良好，灰沙不易進(jìn)入，安裝精確，齒輪傳動(dòng)有良好的工作條件，是應(yīng)用最廣泛的齒輪傳動(dòng)。==================================================================齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則針對(duì)齒輪五種失效形式，應(yīng)分別確立相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。但是對(duì)于齒面磨損、塑性變形等，由于尚未建立起廣為工程實(shí)際使用而且行之有效的計(jì)算方法及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，所以目前設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，通常只按保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度及保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度兩準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于高速大功率的齒輪傳動(dòng)（如航空發(fā)動(dòng)機(jī)主傳動(dòng)、汽輪發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)等），還要按保證齒面抗膠合能力的準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算（參閱GB6413－1986）。至于抵抗其它失效能力，目前雖然一般不進(jìn)行計(jì)算，但應(yīng)采取的措施，以增強(qiáng)輪齒抵抗這些失效的能力。1、閉式齒輪傳動(dòng)由實(shí)踐得知，在閉式齒輪傳動(dòng)中，通常以保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度為主。但對(duì)于齒面硬度很高、齒芯強(qiáng)度又低的齒輪（如用20、20Cr鋼經(jīng)滲碳后淬火的齒輪）或材質(zhì)較脆的齒輪，通常則以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度為主。如果兩齒輪均為硬齒面且齒面硬度一樣高時(shí)，則視具體情況而定。功率較大的傳動(dòng)，例如輸入功率超過(guò)75kW的閉式齒輪傳動(dòng)，發(fā)熱量大，易于導(dǎo)致潤(rùn)滑不良及輪齒膠合損傷等，為了控制溫升，還應(yīng)作散熱能力計(jì)算。2、開式（半開式）齒輪傳動(dòng)按理應(yīng)根據(jù)保證齒面抗磨損及齒根抗折斷能力兩準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算，但如前所述，對(duì)齒面抗磨損能力的計(jì)算方法迄今尚不夠完善，故對(duì)開式（半開式）齒輪傳動(dòng)，目前僅以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。為了延長(zhǎng)開式（半開式）齒輪傳動(dòng)的壽命，可視具體需要而將所求得的模數(shù)適當(dāng)增大。前已述之，對(duì)于齒輪的輪圈、輪輻、輪轂等部位的尺寸，通常僅作結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。設(shè)計(jì)總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是我畢業(yè)之前要經(jīng)歷的一個(gè)重要環(huán)節(jié)通過(guò)了4周的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我從各個(gè)方面都受到了機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，對(duì)機(jī)械的有關(guān)各個(gè)零部件有機(jī)的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識(shí)。由于在設(shè)計(jì)方面我們沒有經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)學(xué)的不牢固，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，如：在選擇計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)件是可能會(huì)出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的計(jì)算誤差會(huì)更大，在查表和計(jì)算上精度不夠準(zhǔn)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他課程的理論知識(shí)和應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊(duì)精神，大家共同解決了許多個(gè)人無(wú)法解決的問(wèn)題，在這些過(guò)程中我們深刻地認(rèn)識(shí)到了自己在知識(shí)的理解和接受應(yīng)用方面的不足，在今后的學(xué)習(xí)過(guò)程中我們會(huì)更加努力和團(tuán)結(jié)。由于本次設(shè)計(jì)是分組的，自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的東西不多，但在通過(guò)這次設(shè)計(jì)之后，我想會(huì)對(duì)以后自己獨(dú)立設(shè)計(jì)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。致謝在論文完成之際，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師：的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在我撰寫論文的過(guò)程中，傾注了大量的心血和汗水，無(wú)論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了老師們悉心細(xì)致的教誨和無(wú)私的幫助，特別是他們廣博的學(xué)識(shí)、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益，在此表示真誠(chéng)地感謝和深深的謝意。

在論文的寫作過(guò)程中，也得到了許多同學(xué)的寶貴建議、支持和幫助，在此一并致以誠(chéng)摯的謝意。

感謝所有關(guān)心、支持、幫助過(guò)我的良師益友。

最后，向在百忙中抽出時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行評(píng)審并提出寶貴意見的各位專家表示衷心地感謝！

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