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課程設(shè)計(jì)說明書
第一章 緒論
1.1減速器發(fā)展的狀況
減速器在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，兩者的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)各不相同。20世紀(jì)70－80年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。
改革開放以來,我國引進(jìn)了一批先進(jìn)的加工裝備。通過不斷引進(jìn)、消化和吸收國外先進(jìn)技術(shù)以及科研攻關(guān),開始掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度都有較大的提高,通用圓柱齒輪的制造精度可從JB 179 —60 的8～9 級提高到GB 10095 —88 的6 級,高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在4～5 級。部分減速器采用硬齒面后,體積和重量明顯減小,承載能力、使用壽命、傳動(dòng)效率有了大幅度的提高,對節(jié)能和提高主機(jī)的總體水平起到明顯的作用。
從1988 年以來,我國相繼制定了50～60 種齒輪和蝸桿減速器的標(biāo)準(zhǔn),研制了許多新型減速器,這些產(chǎn)品大多數(shù)達(dá)到了20 世紀(jì)80 年代的國際水平。目前,我國可設(shè)計(jì)制造2 800kW的水泥磨減速器、1 700mm軋鋼機(jī)的各種齒輪減速器。各種棒材、線材軋機(jī)用減速器可全部采用硬齒面。但是,我國大多數(shù)減速器的水平還不高,老產(chǎn)品不可能立即被替代,新老產(chǎn)品并存過渡會經(jīng)歷一段較長的時(shí)間。
1.2減速器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在某些場合也用來增速，稱為增速器。
選用減速器時(shí)應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的選用條件，技術(shù)參數(shù)，動(dòng)力機(jī)的性能，經(jīng)濟(jì)性等因素，比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸，傳動(dòng)效率，承載能力，質(zhì)量，價(jià)格等，選擇最適合的減速器。
減速器是一種相對精密的機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。 編輯本段基本構(gòu)造
減速器主要由傳動(dòng)零件(齒輪或蝸桿)、軸、軸承、箱體及其附件所組成。其基本結(jié)構(gòu)有三大部分：
1、齒輪、軸及軸承組合
小齒輪與軸制成一體，稱齒輪軸，這種結(jié)構(gòu)用于齒輪直徑與軸的直徑相關(guān)不大的情況下，如果軸的直徑為d，齒輪齒根圓的直徑為df，則當(dāng)df-d≤6～7mn時(shí)，應(yīng)采用這種結(jié)構(gòu)。而當(dāng)df-d＞6～7mn時(shí)，采用齒輪與軸分開為兩個(gè)零件的結(jié)構(gòu)，如低速軸與大齒輪。此時(shí)齒輪與軸的周向固定平鍵聯(lián)接，軸上零件利用軸肩、軸套和軸承蓋作軸向固定。兩軸均采用了深溝球軸承。這種組合，用于承受徑向載荷和不大的軸向載荷的情況。當(dāng)軸向載荷較大時(shí)，應(yīng)采用角接觸球軸承、圓錐滾子軸承或深溝球軸承與推力軸承的組合結(jié)構(gòu)。軸承是利用齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)濺起的稀油，進(jìn)行潤滑。箱座中油池的潤滑油，被旋轉(zhuǎn)的齒輪濺起飛濺到箱蓋的內(nèi)壁上，沿內(nèi)壁流到分箱面坡口后，通過導(dǎo)油槽流入軸承。當(dāng)浸油齒輪圓周速度υ≤2m/s時(shí)，應(yīng)采用潤滑脂潤滑軸承，為避免可能濺起的稀油沖掉潤滑脂，可采用擋油環(huán)將其分開。為防止?jié)櫥土魇Ш屯饨缁覊m進(jìn)入箱內(nèi)，在軸承端蓋和外伸軸之間裝有密封元件。
2、箱體
箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。
箱體通常用灰鑄鐵制造，對于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。單體生產(chǎn)的減速器，為了簡化工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體。
灰鑄鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔，而軸承座旁的凸臺，應(yīng)具有足夠的承托面，以便放置聯(lián)接螺栓，并保證旋緊螺栓時(shí)需要的扳手空間。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐肋。為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加工面積，箱體底座一般不采用完整的平面。
3、減速器附件
為了保證減速器的正常工作，除了對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時(shí)箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。
減速器
1）檢查孔為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，并向箱內(nèi)注入潤滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔。檢查孔設(shè)在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時(shí)，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。
2)通氣器減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內(nèi)熱脹空氣能自由排出，以保持箱內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。
3)軸承蓋為固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中裝有密封裝置。凸緣式軸承蓋的優(yōu)點(diǎn)是拆裝、調(diào)整軸承方便，但和嵌入式軸承蓋相比，零件數(shù)目較多，尺寸較大，外觀不平整。
4)定位銷為保證每次拆裝箱蓋時(shí)，仍保持軸承座孔制造加工時(shí)的精度，應(yīng)在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷。安置在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接凸緣上，對稱箱體應(yīng)呈對稱布置，以免錯(cuò)裝。
5)油面指示器檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的油，一般在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位，裝設(shè)油面指示器。
6)放油螺塞換油時(shí)，排放污油和清洗劑，應(yīng)在箱座底部，油池的最低位置處開設(shè)放油孔，平時(shí)用螺塞將放油孔堵住，放油螺塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈。
7)啟箱螺釘為加強(qiáng)密封效果，通常在裝配時(shí)于箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠，因而在拆卸時(shí)往往因膠結(jié)緊密難于開蓋。為此常在箱蓋聯(lián)接凸緣的適當(dāng)位置，加工出～2個(gè)螺孔，旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘。旋動(dòng)啟箱螺釘便可將上箱蓋頂起。小型減速器也可不設(shè)啟箱螺釘，啟蓋時(shí)用起子撬開箱蓋，啟箱螺釘?shù)拇笮】赏谕咕壜?lián)接螺栓
1.3減速器的分類
1、減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，兩者的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)各不相同。20世紀(jì)70－80年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。 其主要類型：齒輪減速器；蝸桿減速器；齒輪—蝸桿減速器；行星齒輪減速器。
2、一般的減速器有斜齒輪減速器(包括平行軸斜齒輪減速器、蝸輪減速器、錐齒輪減速器等等)、行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、行星摩擦式機(jī)械無級變速機(jī)等等。
1）圓柱齒輪減速器
單級、二級、二級以上二級。布置形式：展開式、分流式、同軸式。
2）圓錐齒輪減速器
用于輸入軸和輸出軸位置成相交的場合。
3）蝸桿減速器
主要用于傳動(dòng)比i>10的場合，傳動(dòng)比較大時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點(diǎn)是效率低。目前廣泛應(yīng)用阿基米德蝸桿減速器。
4）齒輪—蝸桿減速器
若齒輪傳動(dòng)在高速級，則結(jié)構(gòu)緊湊； 若蝸桿傳動(dòng)在高速級，則效率較高。
5）行星齒輪減速器
傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比范圍廣，傳動(dòng)功率12W~50000KW，體積和重量小。
3、 常見減速器的種類
1） 減速器 的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。
2） 諧波減速器的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。
3） 行星減速器其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長，額定輸出扭矩可以做的很大。但價(jià)格略貴。 減速器: 簡言之，一般機(jī)器的功率在設(shè)計(jì)并制造出來后，其額定功率就不在改變，這時(shí)，速度越大，則扭矩（或扭力）越?。凰俣仍叫?，則扭力越大。
編輯本段載荷分類
與減速器聯(lián)接的工作機(jī)載荷狀態(tài)比較復(fù)雜，對減速器的影響很大，是減速器選用及計(jì)算的重要因素，減速器的載荷狀態(tài)即工作機(jī)（從動(dòng)機(jī)）的載荷狀態(tài)，通常分為三類：
?、佟鶆蜉d荷;
②—中等沖擊載荷;
?、邸獜?qiáng)沖擊載荷。
1.4本文研究內(nèi)容
依據(jù)減速器發(fā)展現(xiàn)狀以及當(dāng)今減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)要求本文的主要內(nèi)容擬定如下：
1. 減速器研究現(xiàn)狀；
2. 減速器的總體設(shè)計(jì)；
3. 減速器的部件設(shè)計(jì)；
4. 總結(jié)。
第二章 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)
2.1分析和確定傳動(dòng)方案
機(jī)器一般由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、工作機(jī)和控制系統(tǒng)四部分。如圖２－１所示的帶式運(yùn)輸機(jī)，其原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置為二級展開式圓柱齒輪減速器，工作機(jī)為卷筒與輸送帶，各部件用聯(lián)軸器連接并安裝在機(jī)架上。傳動(dòng)裝置在原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并改變運(yùn)動(dòng)的形式、速度大小和轉(zhuǎn)矩大小。傳動(dòng)裝置一般包括傳動(dòng)件和支撐件兩部分。合理的傳動(dòng)方案，要滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件。工作可靠。此外傳動(dòng)裝置還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。
如圖2-1 所示帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)方案，已知輸送帶的有效拉力F=2400N，輸送帶線速度v=1.2m/s,卷筒直徑d=300mm,載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境有灰塵，電源為三相交流電，電壓380V。①選擇合適的電動(dòng)機(jī)；②計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比，并分配各級傳動(dòng)比；③計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。
圖2-1 傳動(dòng)裝置簡圖
2.2電動(dòng)機(jī)
1. 選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式
按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V
2. 選擇電動(dòng)機(jī)的容量（功率）
對于載荷比較穩(wěn)定、長期連續(xù)運(yùn)行運(yùn)輸機(jī)，只要所選電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped等于或大于所需的電動(dòng)機(jī)工作功率Pd,即Ped≥Pd, 電動(dòng)機(jī)就能完全工作。
工作機(jī)的有效功率為
Pw = Fv/1000 =(2400N×1.2m/s)/1000 =2.88KW
設(shè)η1、η2、η3、η4分別為聯(lián)軸器、滾動(dòng)軸承、齒輪傳動(dòng)及卷筒傳動(dòng)的效率，則總效率為
NΣ=η12η24η33η4=0.992×0.984×0.973×0.96 =0.81
電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為
Pd=Pw/ηΣ = 2.88KW/0.81 = 3.56KW
確定電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped應(yīng)大于3.56kw
3.確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
按表推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i′Σ= 8～40，工作機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速為
nw=60×1000v/πd = 60×1000×1.2/(3.14×300)=76.4r/min
所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為
nd= i′Σnw=(8～40)×76 r/min = (608～3040) r/min
根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、容量、轉(zhuǎn)速，由《機(jī)械設(shè)計(jì)——課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表10.2.1或有關(guān)于手冊，選定電動(dòng)機(jī)型號為Y132M1-6，選用同步轉(zhuǎn)速1000 r/min，額定功率4KW，轉(zhuǎn)速960 r/min
將計(jì)算結(jié)果匯總表：
表2-1 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
電動(dòng)機(jī)型號
額定功率/kw
滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)
Y100L-6
4
960
2.0
2.0
2.3 確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比
傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比iΣ由電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速nw確定，即
ｉΣ＝nm/ｎw = 960/76=12.63
由于減速箱是同軸式布置，所以i1＝i2。且還有一級開式齒輪傳動(dòng)
因?yàn)閕＝12.63，取i1=i2=3 i3=1.4
速度偏差為0.5%<5%，所以可行。
2.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
1. 各軸的轉(zhuǎn)速
Ⅰ軸 nⅠ= nm = 960r /min
Ⅱ軸 nⅡ= nⅠ/iⅠ=960 r/min/3= 320 r/min
Ⅲ軸 nⅢ= nⅡ/iⅡ=320r/min/3 =106.7 r/min
IV軸 nIV= nIII/iIII=106.7r/min/1.4 =76.2 r/min
卷筒軸 nw= nIV=76.2 r/min
2.各軸的輸入功率
Ⅰ軸 PⅠ= Pdη1=3.56KW×0.99=3.52KW
Ⅱ軸 PⅡ= pⅠη2η3=3.52KW×0.98×0.97=3.35KW
Ⅲ軸 PⅢ= pⅡη2η3=3.35KW×0.98×0.97=3.18KW
IV軸 PIV= pⅡIη2η2=3.18KW×0.98×0.99=3.09KW
卷筒軸 P卷= pIVη2η1=3.09KW×0.98×0.97=2.94KW
3.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩Td為
Td=9.55×106Pd/nm=9.55×106×(3.56KW/960r/min)=3.54×104 N·mm
所以：Ⅰ軸 TⅠ= Tdη1=35400N·mm×0.99=3.50×104 N·mm
Ⅱ軸 TⅡ= TⅠη2η3 iⅠ=35000 N·mm×0.98×0.97×3=9.98×104 N·mm
Ⅲ軸 TⅢ= TⅡη2η3 iⅡ=9.98×104 N·mm×0.98×0.97×3=2.85×105 N·mm
IV軸 TIV= TIIIη2η1iⅡ=2.85×105 N·mm×0.98×0.99×1.4=3.87×105 N·mm
卷筒軸 T卷= TIVη3η2=3.87×105 N·mm×0.98×0.97=3.68×105 N·mm
將計(jì)算結(jié)果匯總表：
表2-2 傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
軸名
功率P/kw
轉(zhuǎn)矩T/(N·mm)
轉(zhuǎn)速n/(r/min)
傳動(dòng)比
效率
電機(jī)軸
3.56
3.54×104
960
1
0.99
I軸
3.52
3.50×104
960
3
0.98
II軸
3.35
9.98×104
320
3
0.97
III軸
3.18
2.85×105
106.7
1.4
0.96
IV軸
3.09
3.87×105
76.2
1
0.97
卷筒軸
2.94
3.68×105
76.2
2.5 本章小結(jié)
傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)的目的是分析和確定傳動(dòng)方案、選定電動(dòng)機(jī)型號、計(jì)算總傳動(dòng)比并合理分配傳動(dòng)比、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，為設(shè)計(jì)計(jì)算各級傳動(dòng)零件和裝配圖設(shè)計(jì)準(zhǔn)備條件。
第三章 齒輪設(shè)計(jì)
減速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
因?yàn)榈退偌壍妮d荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算
，，，
材料：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，二者材料硬度差為40HBS。精度7級，初選材料螺旋角使用期10年，每年工作300天，每天8小時(shí)。
選用小齒輪齒數(shù)
，得，取
公式計(jì)算
參數(shù)查詢
①試選載荷系數(shù)。
②小齒輪傳遞扭矩。
③查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.7 取齒寬系數(shù)。
④查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.6 得材料的彈性影響系數(shù)。
⑤查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.30 選取區(qū)域系數(shù)。
⑥查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.26 得
⑦查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.21e 得大小齒輪
⑧應(yīng)用循環(huán)系數(shù)
⑨查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.19 得接觸疲勞壽命系數(shù)
⑩計(jì)算疲勞許用應(yīng)力
取失效率為1%，安全系數(shù)S=1
許用接觸應(yīng)力
，取
計(jì)算
①
②計(jì)算圓周速度
③計(jì)算齒寬及模數(shù)
④計(jì)算載荷系數(shù)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.2 得
根據(jù)V=1.2m/s，7級精度，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.8 得動(dòng)載系數(shù)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.4得，7級精度
考慮齒輪為7級精度，取
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.13 得
由于 ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.3 得
⑤計(jì)算縱向重合度
⑥
⑦計(jì)算模數(shù)
按齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算
①計(jì)算載荷系數(shù)
②根據(jù)縱向重合度，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.28 得螺旋角影響系數(shù)
③計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)
④查取齒形系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.5查得
查取應(yīng)力校正系數(shù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.5查得
⑤計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.20 得
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.18 得彎曲疲勞壽命系數(shù)
⑥取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
⑦計(jì)算大小齒輪的 ，并加以比較。
大齒輪的數(shù)值大
對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差不大，取標(biāo)準(zhǔn)值，取分度圓直徑 。
取
取
幾何尺寸計(jì)算
①計(jì)算中心距
取
②按圓整后中心距修正螺旋角
角改變不多，故參數(shù)不必修正。
③計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑
④計(jì)算齒寬
圓整后
開式齒輪設(shè)計(jì)
，，，
材料：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，二者材料硬度差為40HBS。精度7級，初選材料螺旋角使用期10年，每年工作300天，每天8小時(shí)。
選用小齒輪齒數(shù)
，得，取
公式計(jì)算
參數(shù)查詢
①試選載荷系數(shù)。
②小齒輪傳遞扭矩。
③查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.7 取齒寬系數(shù)。
④查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.6 得材料的彈性影響系數(shù)。
⑤查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.30 選取區(qū)域系數(shù)。
⑥查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.26 得
⑦查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.21e 得大小齒輪
⑧應(yīng)用循環(huán)系數(shù)
⑨查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.19 得接觸疲勞壽命系數(shù)
⑩計(jì)算疲勞許用應(yīng)力
取失效率為1%，安全系數(shù)S=1
許用接觸應(yīng)力
，取
計(jì)算
①
②計(jì)算圓周速度
③計(jì)算齒寬及模數(shù)
④計(jì)算載荷系數(shù)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.2 得
根據(jù)V=1.2m/s，7級精度，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.8 得動(dòng)載系數(shù)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.4得，7級精度
考慮齒輪為7級精度，取
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.13 得
由于 ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.3 得
⑤計(jì)算縱向重合度
⑥
⑦計(jì)算模數(shù)
按齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算
①計(jì)算載荷系數(shù)
②根據(jù)縱向重合度，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.28 得螺旋角影響系數(shù)
③計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)
④查取齒形系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.5查得
查取應(yīng)力校正系數(shù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.5查得
⑤計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.20 得
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10.18 得彎曲疲勞壽命系數(shù)
⑥取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
⑦計(jì)算大小齒輪的 ，并加以比較。
大齒輪的數(shù)值大
對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差不大，取標(biāo)準(zhǔn)值，取分度圓直徑 。
取
取
幾何尺寸計(jì)算
①計(jì)算中心距
取
②按圓整后中心距修正螺旋角
角改變不多，故參數(shù)不必修正。
③計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑
④計(jì)算齒寬
圓整后
減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：
名稱
符號
計(jì)算公式
結(jié)果
機(jī)座厚度
δ
8
機(jī)蓋厚度
8
機(jī)蓋凸緣厚度
12
機(jī)座凸緣厚度
12
機(jī)座底凸緣厚度
20
地腳螺釘直徑
M16
地腳螺釘數(shù)目
查手冊
6
軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑
M14
蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑
=（0.5- 0.6）
M10
軸承端蓋螺釘直徑
=（0.4-0.5）
10
視孔蓋螺釘直徑
=（0.3-0.4）
8
定位銷直徑
=（0.7-0.8）
8
，，至外箱壁的距離
查手冊表11—2
34
22
18
，至凸緣邊緣距離
查手冊表11—2
28
16
外箱壁至軸承端面距離
=++（510）
50
大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離
>1.2
15
齒輪端面與內(nèi)箱壁距離
>
10
箱蓋，箱座肋厚
8
9
軸承端蓋外徑
軸承孔直徑+（5—5.5）
120（I 軸）
112（II 軸）
175（III軸）
軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離
120（I 軸）
112（II 軸）
175（III軸）
軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
擬定輸入軸齒輪為右旋
II軸：
1． 初步確定軸的最小直徑
d≥＝=21.5mm
2． 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1） 擬定軸的結(jié)構(gòu)如下
各軸段的直徑和長度
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
直徑
25
28
32
28
25
長度
29
59
56
62
26
3． 軸的危險(xiǎn)性分析
軸的受力分析圖
4． 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度
1） 判斷危險(xiǎn)截面
由于截面IV處受的載荷較大，直徑較小，所以判斷為危險(xiǎn)截面
2） 截面IV右側(cè)的
截面上的轉(zhuǎn)切應(yīng)力為
由于軸選用40cr，調(diào)質(zhì)處理，所以
，，。
綜合系數(shù)的計(jì)算
由
經(jīng)直線插入，知道因軸肩而形成的理論應(yīng)力集中為，，
軸的材料敏感系數(shù)為，，
故有效應(yīng)力集中系數(shù)為
查得尺寸系數(shù)為，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為，
軸采用磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為，
軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)值為
a) 碳鋼系數(shù)的確定
碳鋼的特性系數(shù)取為，
b) 安全系數(shù)的計(jì)算
軸的疲勞安全系數(shù)為
故軸的選用安全。
I軸：
1． 初步確定軸的最小直徑
2． 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1） 確定軸結(jié)構(gòu)如下
2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
直徑
20
23
25
29
34
30
25
長度
34
31
28
61
4
5
14
3． 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
W=54748N.mm
T=35000N.mm
45鋼的強(qiáng)度極限為，又由于軸受的載荷為脈動(dòng)的，所以。
III軸
1． 初步確定軸的最小直徑
2． 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1） 軸上結(jié)構(gòu)圖如下
4．
1） 據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
直徑
30
35
38
41
47
44
35
長度
52
32
32
59
5
5
19
3 彎扭校合
則為安全的
連軸器的選擇
由于彈性聯(lián)軸器優(yōu)點(diǎn)：·高剛性。
·良好的柔性。
·同步運(yùn)轉(zhuǎn)，無齒隙。
·高強(qiáng)度鋁合金，低慣量。
·保養(yǎng)容易，無需潤滑油及其它維修服務(wù)。
·兩種緊固方法：夾緊和螺釘緊固
所以考慮選用它。
二、 高速軸用聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算
由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為，
計(jì)算轉(zhuǎn)矩為
所以考慮選用彈性柱銷聯(lián)軸器LT4（GB4323-84），但由于聯(lián)軸器一端與電動(dòng)機(jī)相連，其孔徑受電動(dòng)機(jī)外伸軸徑限制，所以選用TL4（GB4323-84）
其主要參數(shù)如下：
材料HT200
公稱轉(zhuǎn)矩
軸孔直徑，
軸孔長，
裝配尺寸
三、 第二個(gè)聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算
由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為，
計(jì)算轉(zhuǎn)矩為
所以選用彈性柱銷聯(lián)軸器LT7（GB4323-84）
其主要參數(shù)如下：
材料HT200
公稱轉(zhuǎn)矩
軸孔直徑
軸孔長，
裝配尺寸
減速器附件的設(shè)計(jì)
十一. 減速器的各部位附屬零件的設(shè)計(jì).
⑴窺視孔蓋與窺視孔：
在減速器上部可以看到傳動(dòng)零件嚙合處要開窺視孔, 大小只要夠手伸進(jìn)操作可以便檢查齒面接觸斑點(diǎn)和齒側(cè)間隙,了解嚙合情況.潤滑油也由此注入機(jī)體內(nèi).
⑵放油螺塞
放油孔的位置設(shè)在油池最低處，并安排在不與其它部件靠近的一側(cè)，以便于放油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加強(qiáng)密封，選用外六角油塞及墊片M10×1.5。
⑶油標(biāo)
油標(biāo)用來檢查油面高度，以保證有正常的油量.因此要安裝于便于觀察油面及油面穩(wěn)定之處即低速級傳動(dòng)件附近；用帶有螺紋部分的油尺，油尺上的油面刻度線應(yīng)按傳動(dòng)件浸入深度確定?？蛇x用游標(biāo)尺M(jìn)10。
⑷通氣器
減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦發(fā)熱,機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤滑油從縫隙向外滲漏,所以在機(jī)蓋頂部或窺視孔上裝通氣器，使機(jī)體內(nèi)熱空氣自由逸處，保證機(jī)體內(nèi)外壓力均衡，提高機(jī)體有縫隙處的密封性，通氣器用帶空螺釘制成. 由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M12×1.5
⑸啟蓋螺釘
為了便于啟蓋，在機(jī)蓋側(cè)邊的邊緣上裝一至二個(gè)啟蓋螺釘。在啟蓋時(shí)，可先擰動(dòng)此螺釘頂起機(jī)蓋；螺釘上的長度要大于凸緣厚度，釘桿端部要做成圓柱形伙半圓形，以免頂壞螺紋；螺釘直徑與凸緣連接螺栓相同。
在軸承端蓋上也可以安裝取蓋螺釘,便于拆卸端蓋.對于需作軸向調(diào)整的套環(huán),裝上二個(gè)螺釘,便于調(diào)整.
⑹定位銷
為了保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)接凸緣的長度方向兩端各安置一個(gè)圓錐定位銷。兩銷相距盡量遠(yuǎn)些，以提高定位精度。如機(jī)體是對稱的,銷孔位置不應(yīng)對稱布置.
⑺環(huán)首螺釘、吊環(huán)和吊鉤
為了拆卸及搬運(yùn)，應(yīng)在機(jī)蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊鉤、吊環(huán)，并在機(jī)座上鑄出吊鉤。
⑻調(diào)整墊片
用于調(diào)整軸承間隙,有的起到調(diào)整傳動(dòng)零件軸向位置的作用.
⑼密封裝置
在伸出軸與端蓋之間有間隙,必須安裝密封件,以防止漏油和污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi).
潤滑與密封
一、 齒輪的潤滑
采用浸油潤滑，由于低速級周向速度為，所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為35mm。
齒輪油的選擇
????? ?齒輪油用于潤滑齒輪傳動(dòng)裝置，由于齒輪傳動(dòng)裝置的類型，工作條件不同，對齒輪油有不同的要求。齒輪油通?？煞譃檐囕v齒輪油和工業(yè)齒輪油兩大類，車輛齒輪油主要用于各種車輛的變速箱、驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)齒輪的潤滑；工業(yè)齒輪油主要用于冶金、礦山、水泥和化肥等廠礦機(jī)械中具有一般沖擊、中等負(fù)荷以上的 正、斜齒輪的潤滑。因減速器是閉式斜齒輪傳動(dòng)，所以減速器潤滑劑類型應(yīng)為工業(yè)齒輪油。
1． 工業(yè)齒輪油的選擇原則
2． 工業(yè)齒輪油一般分為普通工業(yè)齒輪油、中負(fù)荷工業(yè)齒輪油和重負(fù)荷工業(yè)齒輪油三類。工業(yè)齒輪油的選擇原則一是根據(jù)齒面接觸應(yīng)力、齒輪狀況和使用工況選擇工業(yè)齒輪油類型。（見表1；二是根據(jù)齒輪分度圓圓周速度選擇齒輪油黏度，見表2，根據(jù)查得黏度再去確定齒輪油的牌號。）
?????????????????表1?? 低速重載齒輪選油表（閉式齒輪）
齒輪種類
潤滑方法
齒面應(yīng)力MPa
推薦用油類型
使用工況
圓柱齒輪與圓錐齒輪
油浴潤滑與循環(huán)潤滑
傳動(dòng)齒輪，低于350
機(jī)械油
普通工業(yè)齒輪油
中負(fù)荷工業(yè)齒輪油
中負(fù)荷工業(yè)齒輪油
重負(fù)荷工業(yè)齒輪油
一般傳動(dòng)齒輪
一般齒輪
有沖擊高溫的齒輪
礦井提升，露天采掘高溫有沖擊的齒輪，船舶海港機(jī)械等。
冶金、軋鋼、井下采煤、高溫有沖擊、有水部位的齒輪
動(dòng)力齒輪
低負(fù)荷350～500
?中負(fù)荷500～1100
重負(fù)荷高于1100
????????????????????????????????????????????????????? 表2? 齒輪油黏度薦用值
齒輪材料
?強(qiáng)度極限MPa
圓周速度(m/s)
0.5以下
0.5～1
1～2.5
2.5～5
5～12.5
12.5～25
大于25
50℃運(yùn)動(dòng)黏度(cst)
塑料、鑄鐵、青銅
——
176
117
80
58
43
32
——
鋼
470～1000
266
177
118
82
59
44
32
1000～1250
266
266
177
118
82
59
44
滲碳或表面淬火鋼
1250～1580
444
266
266
177
118
82
59
二、 滾動(dòng)軸承的潤滑
由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。
三、 潤滑油的選擇
齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度。
密封方法的選取
選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。
密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為（F）B25-42-7-ACM，（F）B70-90-10-ACM。
軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。
結(jié)果與討論
分析減速器的結(jié)構(gòu)
1、? 拆卸減速器
按拆卸的順序給所有零、部件編號，并登記名稱和數(shù)量，然后分類、分組保管，避免產(chǎn)生混亂和丟失；拆卸時(shí)避免隨意敲打造成破壞，并防止碰傷、變形等，以使再裝配時(shí)仍能保證減速器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
拆卸順序：①、拆卸觀察孔蓋。
②、拆卸箱體與箱蓋聯(lián)連螺栓，起出定位銷釘，然后擰動(dòng)起蓋螺釘，卸下箱蓋。
③、拆卸各軸兩邊的軸承蓋、端蓋。
④、一邊轉(zhuǎn)動(dòng)軸順著軸旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒏咚佥S軸系拆下，再用橡膠榔頭輕敲軸將低、中速軸系拆卸下來。
⑤、最后拆卸其它附件如油標(biāo)、放油螺塞等。
2、分析裝配方案
按照先拆后裝的原則將原來拆卸下來的零件按編好的順序返裝回去。
①、檢查箱體內(nèi)有無零件及其他雜物留在箱體內(nèi)后，擦凈箱體內(nèi)部。將各傳動(dòng)軸部件裝入箱體內(nèi)；
②、將嵌入式端蓋裝入軸承壓槽內(nèi)，并用調(diào)整墊圈調(diào)整好軸承的工作間隙。
③、將箱內(nèi)各零件，用棉紗擦凈，并塗上機(jī)油防銹。再用手轉(zhuǎn)動(dòng)高速軸，觀察有無零件干涉。經(jīng)檢查無誤后，合上箱蓋。
④、松開起蓋螺釘，裝上定位銷，并打緊。裝上螺栓、螺母用手逐一擰緊后，再用扳手分多次均勻擰緊。
⑤、裝好軸承小蓋，觀察所有附件是否都裝好。用棉紗擦凈減速器外部，放回原處，擺放整齊。
分析各零件作用、結(jié)構(gòu)及類型：
（1）、主要零部件：①、軸：主要功用是直接支承回轉(zhuǎn)零件，以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并傳遞動(dòng)力。高速軸和中速軸都屬于齒輪軸；低速軸為轉(zhuǎn)軸、屬階梯軸。
②、齒輪：
裝配圖設(shè)計(jì)
（一）、裝配圖的作用
作用：裝配圖表明減速器各零件的結(jié)構(gòu)及其裝配關(guān)系，表明減速器整體結(jié)構(gòu)，所有零件的形狀和尺寸，相關(guān)零件間的聯(lián)接性質(zhì)及減速器的工作原理，是減速器裝配、調(diào)試、維護(hù)等的技術(shù)依據(jù)，表明減速器各零件的裝配和拆卸的可能性、次
序及減速器的調(diào)整和使用方法。
裝備圖的總體規(guī)劃：
（1）、視圖布局：①、選擇3個(gè)基本視圖，結(jié)合必要的剖視、剖面和局部視圖加以補(bǔ)充。
②、選擇俯視圖作為基本視圖，主視和左視圖表達(dá)減速器外形，將減速器的工作原理和主要裝配關(guān)系集中反映在一個(gè)基本視圖上。
布置視圖時(shí)應(yīng)注意：a、整個(gè)圖面應(yīng)勻稱美觀，并在右下方預(yù)留減速器技術(shù)特性表、技術(shù)要求、標(biāo)題欄和零件明細(xì)表的位置。
b、各視圖之間應(yīng)留適當(dāng)?shù)某叽鐦?biāo)注和零件序號標(biāo)注的位置。
（2）、尺寸的標(biāo)注：①、特性尺寸：用于表明減速器的性能、規(guī)格和特征。如傳動(dòng)零中心距及其極限偏差等。
②、配合尺寸：減速器中有配合要求的零件應(yīng)標(biāo)注配合尺寸。如：軸承與軸、軸承外圈與機(jī)座、軸與齒輪的配合、聯(lián)軸器與軸等應(yīng)標(biāo)注公稱尺寸、配合性質(zhì)及精度等級。
③、外形尺寸：減速器的最大長、寬、高外形尺寸表明裝配圖中整體所占空間。
④、安裝尺寸：減速器箱體底面的長與寬、地腳螺栓的位置、間距
及其通孔直徑、外伸軸端的直徑、配合長度及中心高等。
（3）完成裝配圖：①、標(biāo)注尺寸：標(biāo)注尺寸反映其的特性、配合、外形、安裝尺寸。
②、零件編號（序號）：由重要零件，按順時(shí)針方向依次編號，并對齊。
零件圖設(shè)計(jì)
（一）、零件圖的作用?
作用：1、反映設(shè)計(jì)者的意圖，是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)部門組織設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的重要技術(shù)文件。?
?? 2、表達(dá)機(jī)器或部件運(yùn)載零件的要求，是制造和檢驗(yàn)零件的依據(jù)。
（二）、零件圖的內(nèi)容及繪制
1、選擇和布置視圖
（1）、軸：采用主視圖和剖視圖。主視圖按軸線水平布置，再在鍵槽處的剖面視圖。
（2）、齒輪：采用主視圖和側(cè)視圖。主視圖按軸線水平布置（全剖），反映基本形狀；側(cè)視圖反映輪廓、輻板、鍵槽等。
2、合理標(biāo)注尺寸及偏差
（1）、軸：徑向尺寸以軸線為基準(zhǔn)標(biāo)注，有配合處徑向尺寸應(yīng)標(biāo)尺寸偏差；軸向尺寸以軸孔配合端面及軸端面為基準(zhǔn)，反映加工要求，不允許出現(xiàn)封閉尺寸鏈。
（2）、齒輪：徑向尺寸以軸線為基準(zhǔn)，軸孔、齒頂圓應(yīng)標(biāo)相應(yīng)的尺寸偏差 ；軸向尺寸以端面為基準(zhǔn)，鍵槽尺寸應(yīng)相應(yīng)標(biāo)出尺寸偏差。
設(shè)計(jì)小結(jié)
課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識 ,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對我們的實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新月異。讓我們從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。在這個(gè)過程中我去查了很多圖書資料，自然在無奈的情況下走了很多彎路，還通過網(wǎng)絡(luò)資源找了很多東西，特別是查詢材料方面得到了鍛煉，同時(shí)word和cad也得到了一定提高。通過這次設(shè)計(jì)使我們懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對一些前面學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說齒輪的設(shè)計(jì)，電機(jī)的選用……通過這次課程設(shè)計(jì)之后，我們把前面所學(xué)過的知識又重新溫故了一遍，但是由于時(shí)間緊迫，所以這次的設(shè)計(jì)存在許多缺點(diǎn)，比如說箱體結(jié)構(gòu)龐大，重量也很大。齒輪的計(jì)算不夠精確等等缺陷，我相信，通過這次的實(shí)踐，能使我在以后的設(shè)計(jì)中避免很多不必要的工作，有能力設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更緊湊，傳動(dòng)更穩(wěn)定精確的設(shè)備。收獲知識，提高能力的同時(shí)，我也學(xué)到了很多人生的哲理，懂得怎么樣去制定計(jì)劃，怎么樣去實(shí)現(xiàn)這個(gè)計(jì)劃，并掌握了在執(zhí)行過程中怎么樣去克服心理上的不良情緒。原來生活也和畢業(yè)設(shè)計(jì)一樣，要好好的去計(jì)劃，去探索，這樣才會有真正的東西，那樣才體會到樂趣。因此在以后的生活和學(xué)習(xí)的過程中，我一定會把設(shè)計(jì)的精神帶到生活中，不畏艱難，勇往直前！
參考資料目錄
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