二斜齒圓柱齒輪減速器
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1、太原工業(yè)學(xué)院 TAIY UAN INSTITUTE OF TECHNOLOG Y 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 名 稱： 系別：機(jī)械工程系 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 班級(jí)學(xué)號(hào)： 0920111 06 指導(dǎo)老師： 成 績(jī)： 2011年11月 目錄 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書0b5E2RGbCAP 1 緒論 OplEanqFDPw 1.1選題地目地和意義0DXDiTa9E3d 2確定傳動(dòng)方案1RTCrpUDGiT 3機(jī)械傳動(dòng)裝置地總體設(shè)計(jì)1 5PCzVD7HxA 3.1選擇電動(dòng)機(jī)1jLBHrnAILg 選擇電動(dòng)機(jī)類型1XHAQX74J0X 電動(dòng)機(jī)容量地選
2、擇1 LDAYtRyKfE 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速地選擇2Zzz6ZB2Ltk 3.2傳動(dòng)比地分配3dvzfvkwMI1 3.3計(jì)算傳動(dòng)裝置地運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 3rqyn14ZNXI 3.3.1 各軸地轉(zhuǎn)速：3EmxvxOtOco 各軸地輸入功率：4SixE2yXPq5 各軸地輸入轉(zhuǎn)矩：46ewMyirQFL 3.3.4 整理列表 4kavU42VRUs 4 V帶傳動(dòng)地設(shè)計(jì) 5y6v3ALoS89 4.1 V帶地基本參數(shù)5M2ub6vSTnP 4.2帶輪結(jié)構(gòu)地設(shè)計(jì)80YujCfmUCw 5齒輪地設(shè)計(jì)8eUts8ZQVRd 5.1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1、2輪地設(shè)計(jì)）&QsAEJkW5T 5
3、.1.1 齒輪地類型 8GMsIasNXkA 尺面接觸強(qiáng)度較合9「rRGchYzg 按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算107EqZcWLZNX 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度12lzq7IGf02E 驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度13zvpgeqJ1hk 5.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（3、4齒輪地設(shè)計(jì)）13NrPoJac3v1 521齒輪地類型13mowfTG4KI 522按尺面接觸強(qiáng)度較合14fjnFLDa5Zo 按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算14tfnNhnE6e5 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度17HbmVN777sL 驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度17V7l4jRB8Hs 6軸地設(shè)計(jì)（中速軸）1883QPA59W9 6.1求作用在齒輪上地力18
4、mZkklkzaaP 6.2 選取材料 18AVktR43bpw 192MiJTy0dTT 軸最小直徑地確定 18ORjBnOwcEd 根據(jù)軸向定位地要求，確定軸地各段直徑和長(zhǎng)度 6.3 鍵地選擇 19gliSpiue7A 6.4求兩軸所受地垂直支反力和水平支反力 19uEh0U1Yfmh 6.4.1 受力圖分析 19lAg9qLsgBX 垂直支反力求解20WwghWvVhPE 水平支反力求解21asfpsfpi4k 6.5剪力圖和彎矩圖21ooeyYZTjj1 垂直方向剪力圖21BkeGuInkxI 垂直方向彎矩圖22PgdOOsRiMo 水平方向剪力圖 233cd
5、Xwckm15 水平方向彎矩圖23h8c52WOngM 6.6 扭矩圖 24v4bdyGious 6.7剪力、彎矩總表：25J0bm4qMpJ9 6.8按彎扭合成應(yīng)力校核軸地強(qiáng)度 26XVauA9grYP 7減速器附件地選擇及簡(jiǎn)要說明 26bR9C6TJscw 7.1檢查孔與檢查孔蓋26pN9LBDdtrd 7.2. 通氣器 26DJ8T7nHuGT 7.3. 油塞 26QF81D7bvUA 74油標(biāo) 274B7a9QFw9h 7.5吊環(huán)螺釘?shù)剡x擇27ix6iFA8xoX 7.6 定位銷 27wt6qbkCyDE 7.7 啟蓋螺釘 27Kp5zH46zRk 8減速器潤(rùn)
6、滑與密封27Yl4HdOAA61 8.1 潤(rùn)滑方式 27ch4PJx4Bll 齒輪潤(rùn)滑方式27qd3YfhxCzo 齒輪潤(rùn)滑方式27E836L11DO5 8.2 潤(rùn)滑方式 28S42ehLvE3M 齒輪潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量28501nNvZFis 軸承潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量28jW1viftGw9 8.3 密封方式 28xS0DOYWHLP 9機(jī)座箱體結(jié)構(gòu)尺寸28LOZMklql0w 9.1箱體地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28ZKZUQsUJed 10 設(shè)計(jì)總結(jié) 30dGY2mcoKtT 11 參考文獻(xiàn) 31rCYbSWRLIA 個(gè)人收集整理__僅供參考學(xué)習(xí) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 、設(shè)計(jì)題目
7、： 設(shè)計(jì)一用于帶式輸送機(jī)傳動(dòng)用地二級(jí)斜齒圓柱齒輪展開式減速器 給定數(shù)據(jù)及要求: 設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上地展開式兩級(jí)圓柱斜齒輪減速器 ?工作平穩(wěn)，單向 運(yùn)轉(zhuǎn)，兩班制工運(yùn)輸機(jī)容許速度誤差為 5% .F=7000N，卷筒直徑 D=400mm, V=0.9m/S,使用期限10年.工作環(huán)境為-10~30攝氏度.FyXjoFlMWh 5—咼速齒輪傳 1- 動(dòng) 6—中間軸；7—低速齒輪傳動(dòng)；8—低速軸；9—工作機(jī); 、應(yīng)完成地工作： 1. 減速器裝配圖1張（A0圖紙）; 2. 零件工作圖1 — 2張（從動(dòng)軸、齒輪等）； 3. 設(shè)計(jì)說明書1份. 指導(dǎo)教師: 2009年
8、月 日 TuWrUpPObX 1緒論 1.1選題地目地和意義 減速器地類別、品種、型式很多，目前已制定為行（國(guó)）標(biāo)地減速器有 40 余種?減速器地類別是根據(jù)所采用地齒輪齒形、齒廓曲線劃分；減速器地品種是 根據(jù)使用地需要而設(shè)計(jì)地不同結(jié)構(gòu)地減速器；減速器地型式是在基本結(jié)構(gòu)地基礎(chǔ) 上根據(jù)齒面硬度、傳動(dòng)級(jí)數(shù)、出軸型式、裝配型式、安裝型式、聯(lián)接型式等因素 而設(shè)計(jì)地不同特性地減速器.7qWAq9jPqE 與減速器聯(lián)接地工作機(jī)載荷狀態(tài)比較復(fù)雜， 對(duì)減速器地影響很大，是減速器 選用及計(jì)算地重要因素，減速器地載荷狀態(tài)即工作機(jī)（從動(dòng)機(jī)）地載荷狀態(tài)，通 常分為三類：IIVIWTNQFk ① 一均勻載
9、荷； ② 一中等沖擊載荷； ③ 一強(qiáng)沖擊載荷?減速器是指原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立封閉式傳動(dòng)裝置， 用 來降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大轉(zhuǎn)矩?此外，在某些場(chǎng)合，也有用作增速地裝置，并稱 為增速器.yhUQsDgRTI 我們通過對(duì)減速器地研究與設(shè)計(jì)，我們能在另一個(gè)角度了解減速器地結(jié)構(gòu)、 功能、用途和使用原理等，同時(shí)，我們也能將我們所學(xué)地知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐 中.MdUZYnKS8I 在設(shè)計(jì)地過程中，我們能正確地理解所學(xué)地知識(shí)，而我們選擇減速器，也是 因?yàn)閷?duì)我們過控專業(yè)地學(xué)生來說，這是一個(gè)很典型地例子，能從中學(xué)到很多知 識(shí).09T7t6eTno 2確定傳動(dòng)方案 ① 根據(jù)工作要求和工作環(huán)境，選擇展開式
10、二級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)方案 此方案工作可靠、傳遞效率高、使用維護(hù)方便、環(huán)境適用性好，但齒輪相對(duì)軸承 地位置不對(duì)稱，因此軸應(yīng)具有較大剛度.此外，總體寬度較大.e5TfZQIUB5 ② 為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)，其輸出端選用帶式傳動(dòng)，這樣一旦減速器出現(xiàn)故障停機(jī), 皮帶可以打滑，保證電動(dòng)機(jī)地安全. 3機(jī)械傳動(dòng)裝置地總體設(shè)計(jì) 3.1選擇電動(dòng)機(jī) 選擇電動(dòng)機(jī)類型 電動(dòng)機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)部件.因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境清潔，運(yùn)動(dòng)載荷平穩(wěn)，所以選擇 丫系列一 般用途地全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī) .sISovAcVQM 電動(dòng)機(jī)容量地選擇 1、工作機(jī)所需要地功率P.為: F v 1000 (kW) 其中
11、：F , = 7000N，v 廣 0.9m/s， 二 6.3kW F v (kW p 7000 09 1000 1000 2、電動(dòng)機(jī)地輸出功率F0為 巳=—(kW) n 電動(dòng)機(jī)至滾筒軸地傳動(dòng)裝置總效率. 取V帶傳動(dòng)效率 0.95，齒輪傳動(dòng)效率 =0.97，滾動(dòng)軸承效率 3二0.98從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶間地總效率為: 耳=屮愛” 0.96漢0.972 0.983 二 0.825 3、電動(dòng)機(jī)所需功率為: 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程 P0 上=益=7.6kW 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率Pm只需略大于Po即可，， 設(shè)計(jì)》表16-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率
12、型號(hào) 方 案 電動(dòng) 機(jī)型號(hào) 額定功率 P ed kw 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y160L-6 11 1000 970 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒軸工作轉(zhuǎn)速: 6F04v 60000P9 7 . nw r / min = 43r / min D 3.14 400 展開式減速器地傳動(dòng)比為：i減二8 ~ 40 V帶地傳動(dòng)比為：i帶二2?4 得總推薦傳動(dòng)比為：i二i減i帶二16?160 3.2 傳動(dòng)比地分配 1、總傳動(dòng)比為i 2、分配傳動(dòng)比 nw 43 為使傳動(dòng)裝置尺寸協(xié)調(diào)、 結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象，現(xiàn)選 V帶傳動(dòng)比:
13、則減速器地傳動(dòng)比為: 鄂 7.53 ； 考慮兩級(jí)齒輪潤(rùn)滑問題, 兩級(jí)大齒輪應(yīng)該有相近地浸油深度 .則兩級(jí)齒輪地 高速級(jí)與低速級(jí)傳動(dòng)比地值取為 1.4，取h =1.4i2GXRw1kFW5s 則：ii 「4減二 J.4—7.53= 3.25； i2 2 2.32 ； i1 3.25 ； 3.3計(jì)算傳動(dòng)裝置地運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 各軸地轉(zhuǎn)速: ni = |帶 nm 9Z03 2r3min 3 ； ni n2 - ii 323 99.4r / m i n 3.25 ' 99.4 =42.8r/m i n i2 2.32 滾筒軸門4 =門3 = n w =
14、 43r/m in 3?3?2各軸地輸入功率： 1 軸 R = F0 — = 7.6沢 0.96=7.3kw ； 2 軸 P2 = P 匕 口3 = 73 0.97 0.98= 6.9kw； 3 軸 巳=巳 2 3 = 6.9 0.97 0.98= 6.6kw； 卷筒軸卩4二P3二6.4kw 各軸地輸入轉(zhuǎn)矩: P 7 6 電機(jī)軸T0 = 955O亦= 9
15、550面=74刖“； 1 軸「=95 礙=9 5 5 栄321臥"； 2軸 T2 二 9550 旦 二 9550 空 66.3N m ； n2 99.4 3 軸 T3 二 9549 空=9550 空 1 4 7.72N m ； n3 42.8 滾筒軸 T4 =丁3 3?3?4整理列表 軸名 功率P/kw 轉(zhuǎn)矩 T/N m 轉(zhuǎn)速 n /(r min) 電機(jī)軸 11 74.8 970 1 7.3 215.8 323 2 6.9 66.3 99.4 3 6.6 1472.7 42.8 滾筒軸 6.4 1472.7 43 4 .V帶傳動(dòng)
16、地設(shè)計(jì) 4.1 V帶地基本參數(shù) 1、 確定計(jì)算功率巳： 已知：P 二 7.6kw ； n^ 970r / min ； 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-8得工況系數(shù)：Ka二1.2 ； 則：Pc 二 KA P = 1.2 7.6kw 二 9.12kw 2、 選取V帶型號(hào)： 根據(jù)Pc、nm查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖13-15選用A型V帶 3、 確定大、小帶輪地基準(zhǔn)直徑 dd （1） 初選小帶輪地基準(zhǔn)直徑： dd1 二 110mm ； （2） 計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑： dd2=i帶 dd1（1 — 0.02） = 3 110 （V 0.02）323.4mm ； 圓整取dd2二330mm，誤差小
17、于5%,是允許地. 4、驗(yàn)算帶速: 応 d d1 nm 60 1000 3.14 110 970 = 5.6m/s (5,25)m/s 60 1000 帶地速度合適. 5、確定V帶地基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距: 中心距： 0.7(dd1 dd2) ao 2(dd1 dd2) 初選中心距 a0 = 1.5(dd1 dd2) = 1.5 (110 330) = 660mm 取中心距a0 = 660mm (2)基準(zhǔn)長(zhǎng)度: 2 (dd2 - dd1) Ld0 一 2a0 ― (dd1 dd2 ) 2 4a。 3.14 (330-110)2 二 2 660 (110 330
18、) 2 恥 660 =2029mm 對(duì)于A型帶選用Ld二2300mm (3) 實(shí)際中心距: a a° 二 660 2300 一 2029 二 795.5mm 2 6、驗(yàn)算主動(dòng)輪上地包角：■ 由'S =180 - (d d2 - d d1) a = 164.15 -120 得：、=180 -(330 -110)573 795.5 主動(dòng)輪上地包角合適. 7、計(jì)算V帶地根數(shù)z : Pr (Po KaP RKKl nm =970r/min， dd1 =110mm查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 13-3得: F0 = 1.61 kw ； (2) nm=970/m
19、in，i帶=3查表得： R=0.17kw； (3) 由-164.15查表得，包角修正系數(shù) K .廣0.95 (4) 由Ld = 2300mm,與V帶型號(hào)A型查表得：Kl =1.06 綜上數(shù)據(jù), 1.2 7.6 z = (1.61 0.17) 0.95 1.06 取z =5. <10合適. 8、計(jì)算預(yù)緊力F。(初拉力)： 根據(jù)帶型A型查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-1得：q = 0.1kg/m l sc P： 2.5 2 F0 = 500 漢 1 + qv2 zv i也 丿 ★ 9.12 (2.5 J 門 =500漢 1 l+ 0.1 漢 5.62 5沢 5.6
20、10.95 丿 二 262.54 N 9、計(jì)算作用在軸上地壓軸力Fq : Fq =2ZFoSin =2 5 262.54 sin 164.15 2 二 2600N 其中r為小帶輪地包角 10、V帶傳動(dòng)地主要參數(shù)整理并列表: 帶型 帶輪基準(zhǔn)直徑 (mm) 傳動(dòng)比 基準(zhǔn)長(zhǎng)度(mm) A dd1 =110 dd2 = 330 3 2300 中心距(mm) 根數(shù) 初拉力(N) 壓軸力(N) 660 4 145.63 2600 4.2帶輪結(jié)構(gòu)地設(shè)計(jì) 1、 帶輪地材料： 采用鑄鐵帶輪（常用材料HT200） 2、 帶輪地結(jié)構(gòu)形式： V帶輪地
21、結(jié)構(gòu)形式與V帶地基準(zhǔn)直徑有關(guān).小帶輪接電動(dòng)機(jī)，ddi= 110mm較 小，所以采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)帶輪. 5齒輪地設(shè)計(jì) 5.1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1、2輪地設(shè)計(jì)） 齒輪地類型 1、 依照傳動(dòng)方案，本設(shè)計(jì)選用二級(jí)展開式斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) . 2、 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，運(yùn)轉(zhuǎn)速度不高，查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 11-2， 選用8級(jí)精度. 3、 材料選擇：小齒輪材料為40Cr滲碳淬火，齒面硬度為 55HRC，接觸疲 勞強(qiáng)度極限匚Hlim =1200MPa， 彎曲疲勞強(qiáng)度極限二fe = 720MPa ;大齒輪材料為45鋼 表面淬火，齒面硬度為55HRC,接觸疲勞強(qiáng)度極限H|m =1140MPa, 彎曲疲
22、勞強(qiáng)度極限匚fe =700MPa. 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-5,取sf=1.25，SH=j°查表11-4，取區(qū)域系數(shù) ZH =2.5，彈性系數(shù)左=189.8 （鍛鋼-鍛鋼）. 有 I” =^m1=1200=1200MPa SH 1 H lim 2 Sh = 1140=114OMPa 1 [F1 ]= 'FE1 =Z20 =576MPa SF 1.25 ' FE2 700 lF 2 = 空= =560MPa Sf 1.25 4、 螺旋角：8°
23、齒數(shù)：Z2 =19 3.21 =60.99，取 z^ 62 . 故實(shí)際傳動(dòng)比i實(shí)=:晉=3.26，則: 3.21 =1.6% 乞 5% 尺面接觸強(qiáng)度較合 1、 d1 2KT 1 u 1 (ZeZhZ b )2 [葉] (1) 取載荷K =1.3 (2) d ".6 (3) Ze "89.8 , Zh = 2.5 , z，cos ： =0.983 d1 -3 2 1.3 89.73 103 3.21 1(189.8 2.5 0.983)2 0.6 3.21 1140 =44.032 2、計(jì)算模數(shù)mn mn d1 co
24、s ： 44.032 cos15 2.24 , Z1 19 查表取mn 3 3、b = d d1 =0.6 44.032 = 26.42mm,取整 b=27mm 4、計(jì)算齒輪圓周速度 ndi ni v = 60 1000 60 1000 =0.74m /s 按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 因?yàn)樗x材料硬大度于350HBS所以為硬齒面. 1、法向模數(shù)mn -3 2K「cos2 ： Ys： [―] 2、查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-3, 得載荷系數(shù)k=1.3 3、查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-6, 得齒寬系數(shù)d = 0.6 4、小齒輪上地轉(zhuǎn)矩「=89.73N m
25、 19 5、齒形系數(shù)zv1 =—弓 3 21.08 cos 戸 cos 15 Zv2 = cos3 62 68.81 cos315 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖 11-8得：Yf“ 二 2.98， YF 2 二 2.32 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖 11-9 得：Ys： 1 = 1 ?55， Ys：2 二 1.73 2.32 1.73 =0.00697 576 因?yàn)?Yf：1 Ys— 2.98 1.55 丸.008 和 Yf：2 Ys 2 ?F】1 576 [竹]2 比較 所以對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算 &法向模數(shù) 0.008 = 2
26、.01mm mn 3 2 1.3 89.73 103 cos215 0.6 T92 取mn 二 3mm 7、中心距 2cosP (19 62) 3mm = 125.79mm 2 cos15 圓整為126mm. 8、確定螺旋角: _ arccosd^M 2a 二 arccos(19 62) 3 二 15 21'32" 2726 9、確定齒輪地分度圓直徑: di Nmn cos 19 3 二 59.11mm d2 cos - 10、 齒輪寬度: cos
27、152'32‘ 62 3 =192.88mm cos15 21'32" b = dd^ 0.6 44.032 二 26.42mm 圓整為 36 mm 圓整后取 B2 = 36mm ； B^ 41mm 11、重合度確定 ;;;,查表得 ：二 0.742 0.848 = 1.590 總 p = 0.31^dz1 tan 0 = 0.318 漢 0.6江 19 tan 15°21'32" 二 0.996 所以 二 1.590 0.996 二 2.586 mn mt = cos 12、齒輪尺寸表： 將幾何尺寸匯于表: 序號(hào) 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式及參數(shù)選擇
28、 1 端面模數(shù) 3.11mm 2 螺旋角 P 15 2T32" 3 分度圓直徑 d1,d2 59.11mm,192.88mm 4 齒頂咼 ha 3mm 5 齒根高 hf 3.75mm 6 全齒高 h 6.75mm 7 頂隙 c 0.75mm 8 齒頂圓直徑 da1 , da 2 65.11mm,198.88mm 9 齒根圓直徑 d f1> d f 2 51.61mm,185.38mm 10 中心距 a 126 2 bd1 h 1 = Ze Zh Z 2k= u 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 (J 18
29、9.8 2.5 、cos15 21'32" 2 1.3 89.73 103 3.21 1 X 27 59.112 3.21 二 838.71MPa 十昇 二 1200MPa 可知是安全地 H2 ZE ZH Z\bd22 2kT2 u 1 = 189.8 2.5 0.982 2 1.3 277.4 103 3.21 1 ■■ 27 192.882 3.21 = 452.18MPa 十 H2] =1140MPa 較合安全. 驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度 3 bdgYF 億1 = 225.07 乞 576Mpa Far Sa1 2 1.3 89.73 10
30、- 2.98 1.55 27 59.11 3 1.73江 2.32 二 225.07 2.98 匯 1.55 =195.57 乞 560Mpa 較合安全 5.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（3、4齒輪地設(shè)計(jì)） 齒輪地類型 1、材料選擇：小齒輪材料為40Cr滲碳淬火，齒面硬度為55HRC,接觸疲 勞強(qiáng)度極限er H「=1200MPa， _ H lim 彎曲疲勞強(qiáng)度極限匚fe =720MPa ;大齒輪材料為45鋼 表面淬火，齒面硬度為55HRC,接觸疲勞強(qiáng)度極限坊昕=1140MPa, 彎曲疲勞強(qiáng)度極限匚 fe =700MPa . 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-5,取$ =1.25，SH
31、=1.0查表11-4，取區(qū)域系數(shù) ZH -2.5，彈性系數(shù)ZE =189.8 （鍛鋼-鍛鋼）. 有'-.H 1 = ' H lim1 =1200 =1200MPa Sh 1 ^2 =l^=l^°=1140MPa SH 1 1F」二海=^°=576MPa Sf 1.25 “ FE2 700 “2=-^= =560MPa SF 1.25 2、 螺旋角：8°
32、A，則 按尺面接觸強(qiáng)度較合 1、d3 ,2K"1(Z；ZHZ)2 \ ?d u [ °H ] (1) 、取載荷K =1.3 (2) 、％ =0.6 (3) 、Ze .8 , Zh =2.5 , Zp = JcosB =0.983 d、3乜漢 1.3漢 277.4漢 103 2.26十1(189.8漢 2.5漢 0.983、2 21 d 3 - ； ( / _ 66.21 0.6 2.26 1140 2、計(jì)算模數(shù)mnt mnt d3 cos : Z3 66.21 cos15 23 =2.78mm b 二 d d3 =0.6 66.21
33、= 39.73mm 3、計(jì)算齒輪圓周速度 兀dsn 3.14汽 66.2仔 323 ,…, v 1.12m / s 60 1000 60 1000 5?2?3按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 因?yàn)樗x材料硬大度于350HBS所以為硬齒面. 1、 法向模數(shù)mn _ 3 2KT2COS2 ： Yf：Ys： ■dZf [二 f] 2、 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-3, 得載荷系數(shù)k=1.3 3、 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-6, 得齒寬系數(shù)d = 0.6 4、 小齒輪上地轉(zhuǎn)矩 T2 =66.3N m 5、 齒形系數(shù)zv3 Z3 23 cos^ - co
34、E = 25.52 Zv4 Z4 52 cos3 1 _cos31< =57.70 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖 11-8得：Yf：3 = 2.80， Yf：4 =234 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖 11-9 得：Ys-.3 -1.58， YS ： 4 =「71 因?yàn)?Yl：^Ys：3 2.80 1.58 [C]1 576 二 0.00768 和 丫F 4 丫— 2.34 1.71 二 0.00695 比較 [S]2 576 所以對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算. &法向模數(shù) mn _3 ：‘2KT2 cos2 B 5沁 [6] mn -3. 2 1.3 277
35、.4 103 cos215 0.6 232 0.00768 = 2.53mm 7、中心距 取mn =3mm 2cos : (23 52) 3mm = 116.47mm 2 cos15 圓整為120mm. 8、確定螺旋角: 一 arccos（z3 乙血二 arccos（23 52） 3 二 20 21'50‘ 2a 2 120 9、確
36、定齒輪地分度圓直徑: d3 Z3mn 23 3 cos15 56'32" 73.6mm d4 Z4mn 52 3 169.6mm cos cos15 56'32" 10、齒輪寬度: b= dd3 =06 73.6 = 44.16mm 圓整為 45mm 圓整后取 B3 二 45mm ； B4 = 50 mm . 11、 重合度確定 ；-；：；_,查表得 =0.762 0.820=1.582 —0.318 dZ^tan = 0.318 0.6 23tan20 21'50、1.629 所以?；. -1.582 1.629 -3.211 mn m = co
37、s 12、 齒輪尺寸表格：將幾何尺寸匯于表： 序號(hào) 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式及參數(shù)選擇 1 端面模數(shù) mt 3.12mm 2 螺旋角 P 20W50" 3 分度圓直徑 d3d4 73.6mm,169.6mm 4 齒頂咼 ha 4mm 5 齒根高 hf 5mm 6 全齒高 h 9mm 7 頂隙 c 1mm 個(gè)人收集整理__僅供參考學(xué)習(xí) 8 齒頂圓直徑 d按％ 81.6mm,177.6mm 9 齒根圓直徑 d f 3d f 4 63.6mm,159.6mm 10 中心距 a 120mm 11 重合度
38、z 3.211 5?2?4驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 ：2kT2 二 ZE ZH Zl bdj =189.8 2.5 0.986 2 1.3 277.4 103 2.26 1 45X73.62 2.26 = 966.55MPa 譏二hb] =1200MPa 可知是安全地 2kT3 bd42 = 189.8 2.5 0.968 2 仁沁06 何 2?26 1 45 169.62 2.26 = 611.67MPa ::匸H1t] =1140MPa 較合安全 5?2?5驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖 11-8 得：Yf .3
39、 = 2.80， Yf 4 = 2.34 11-9 得：Ys： 3 =1.58，Ys： 4 =1.71 2KT2 bdsmn 丫Fa3丫Sa3 3 2 1.3 277.4 10 45 73.6 3 2.80 1.58 = 321.13 乞 576Mpa F4 吁 丫Fa4 丫Sa4 'F3 YFa3YSa3 6軸地設(shè)計(jì)（中速軸） 6.1求作用在齒輪上地力 因?yàn)楦咚佥S地小齒輪與中速軸地大齒輪相嚙合，故兩齒輪所受地 Ft、Fr、 都是作用力與反作用力地關(guān)系，則大齒輪上所受地力為 UTREx49Xj9 輪圓周力: 2T； 2T FtW c
40、os' - 2 215.8 1000cos15 21'32'二 7339N 19 3 齒輪勁向力: Fr 二 Ft 空二 3035.98 2770N cos： cos15 21'32' 齒輪軸向力: Fa =FttanB =3035.98漢 tan15°2T32”= 2015.8N 同理中速軸小齒輪上地三個(gè)力分別為: Ft 二 17781N Fr = 6903 N F廠 6713N 6.2選取材料 可選軸地材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理.查表 -650 MPa, J =360 MPaf- =270 MPa, ^-155 MPa, E =2.15 105 MPa
41、 軸最小直徑地確定 根據(jù)表，取C =115得 考慮到軸上有兩個(gè)鍵所直徑增加 4%~5%,故取最小直徑35mm 且出現(xiàn)在軸承處. 根據(jù)軸向定位地要求，確定軸地各段直徑和長(zhǎng)度 初選圓錐滾子軸承 30207型號(hào),GB/T 297—1994： d D B T C = 35mm 72mm 17 18.25 15mm 6.3鍵地選擇 (1)采用圓頭普通平鍵 A型(GB/T 1096- 1979)連接，大齒輪處鍵地尺 寸 丨b h = 28mm 12mm 8mm , 小齒輪處鍵地尺寸為 H 7 亠 d b h =36mm 14mm 9mm ,[二p]
42、= 110Mpa .齒輪與軸地配合為 ，滾動(dòng)軸 r6 承與軸地周向定位是過渡配合保證地，此外選軸地直徑尺寸公差為 m6 .8PQN3NDYyP (2)鍵地較合 4T dhl 十p] 3 4 277.3 10 35 12 28 二 94.32Mpa - 110Mpa 6.4求兩軸所受地垂直支反力和水平支反力 受力圖分析 將軸系部件受到地空間力系分解到鉛垂面和水平面上兩個(gè)平面力系 總受力圖：
43、 鉛垂方向受力圖 6?4?2垂直支反力求解 對(duì)左端點(diǎn)0點(diǎn)取矩 個(gè)人收集整理_ _僅供參考學(xué)習(xí) n -M °(Fi) = 0 i =1 Fr大Xi - Fr小(Xi X2)- Fa小d小/2 Fa大 d大/2 Fv2(Xi X2 X3)= 0 2270 62.5-6903 127.5-6713 34.5 20
44、15.8 46.5 Fv2 175=0 Fv2 = 1766.73N 依鉛垂方向受力圖可知 Fv1 Fv2 Fr大- Fr小二 0 Fv1 1766 .73 1145 .93 - 2856 .05 二 0 Fv1 = -56.61N 6?4?3水平支反力求解 同理解得 Fh廠 45.06N Fh廠 4275.46N 6.5剪力圖和彎矩圖 垂直方向剪力圖 1766. 73 個(gè)人收集整理_ _僅供參考學(xué)習(xí) 6?5?2垂直方向彎矩圖 xi段彎矩: M 二 Fsx =「56.61x (x (0,62.5)) X2段彎矩： M-FsX Fr 大 x! Fa大 d 大
45、/2 = 0 M =108932x -14917塵55(x (625,1275)) X3段彎矩： M - FsX Fr大x「Fa大d大 /2 - F〃、(x< x?) - Fa小d小/2 M = -1766.73x - 309177.75(x (127.5,175)) 可作彎矩圖： 6?5?3水平方向剪力圖 水平方向彎矩圖 xi段彎矩： M = Fsx = 45.06x (x (0,62.5)) x2段彎矩： M Ft大 ％ - FsX = 0 M - 45.06x - 189748.75(^ (62.5,127.5)) X3段彎矩： M Ft大 X[
46、- Ft小(齊 x2)- Fsx = 0 M …4275.46X 748205(x (127.5,175)) M/V 6.6扭矩圖 在Xi段上： 「0 N m 在X2段上： T2 二 Ft大d大 /2 =-3035.98 93=-282.3N m 在X3段上 T3 = T T廠 Ft小d小/2 T2 —28.5N m 個(gè)人收集整理__僅供參考學(xué)習(xí) 6.7剪力、彎矩總表 載荷 水平面H 垂直面V Fhi = 45.06N ； Fv1 = -56.61N 支持力F Fh2 = 4275.46N Fv2=1766.73N
47、M = -56.61x(x^ (0,62.5)) M =Fsx =45.0& (x^ (0,625)) M = 1089.32X -149174 .255 彎矩M M =45.06x —189748.75(x €(62.5,127.5)) (x^ (62.5,127.5)) M =7275.46x +748205(x^(127.5,175)) M =-176673( -3091775 (x^ (1275,175) M“ = J3538.1252 +2816.252 = 4.5N m 總彎矩 M 2= V83919.6752 2 + 20
48、3129.75 =219.8N mm 在x1段上：T； =0 N m 扭矩T 在 x2段上：t2 = Ft大d大 /2 = -3035.98沢 93 二-282.3N m 在x3段上:t3 = t + T2 = Ft小d小/2+T廠-28.5N m 6.8按彎扭合成應(yīng)力校核軸地強(qiáng)度 由圖分析可矢小輪面為危險(xiǎn)面，對(duì)小輪面較合進(jìn)行校核時(shí)，根據(jù)計(jì)算式及上 表地?cái)?shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 - -0.6，軸地 計(jì)算應(yīng)力mLPVzx7ZNw M12 CTi）2 21 98 002 （0.6 2 8 2 3 00） 二ca - - 3 64.72M
49、pa 乞［二」］=270Mpa W 0.1 漢 353 前已選定軸地材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表可得，匚ca ：：：1，故安全 7減速器附件地選擇及簡(jiǎn)要說明 7.1. 檢查孔與檢查孔蓋 二級(jí)減速器總地中心距a = a12 ? a34 = 148 ? 186二334mm，則檢查孔寬 b=80mm,長(zhǎng)L = 140mm，檢查孔蓋寬d = 110mm,長(zhǎng)L1 = 170mm .螺栓孔定位尺 寸寬 b2 =（80 110）2 =95mm，l? =（140 170）2 = 155mm ，圓角R = 5mm，孔 徑d^8mm,孔數(shù)n =6，孔蓋厚度為6mm,材料為Q235. AHP35hB02
50、d 7.2. 通氣器 可選為M22 1.5 . 7.3. 油塞 為了換油及清洗箱體時(shí)排出油污，在箱體底部最低位置設(shè)置一個(gè)排油孔， 排 油孔用油塞及封油圈堵住.在本次設(shè)計(jì)中，可選為 M16 1.5，封油圈材料為耐 油橡膠，油塞材料為Q235NDOcB141gT 個(gè)人收集整理_ _僅供參考學(xué)習(xí) 74油標(biāo) 選用帶螺紋地游標(biāo)尺，可選為 M16 . 7.5吊環(huán)螺釘?shù)剡x擇 可選單螺釘起吊，其螺紋規(guī)格為 M16 . 7.6定位銷 為保證箱體軸承座孔地鏜制和裝配精度，在箱體分箱面凸緣長(zhǎng)度方向兩側(cè)各 安裝一個(gè)圓錐定位銷，其直徑可?。?d =10mm ,長(zhǎng)度應(yīng)大于分箱面凸緣地總長(zhǎng) 度.1zO
51、k7Ly2vA 7.7啟蓋螺釘 啟蓋螺釘上地螺紋段要高出凸緣厚度，螺紋段端部做成圓柱形. 減速器潤(rùn)滑與密封 8.1潤(rùn)滑方式 齒輪潤(rùn)滑方式 齒輪v=0.40 m/sL 12 m/s，應(yīng)采用噴油潤(rùn)滑，但考慮成本及需要選用浸油 潤(rùn)滑? 齒輪潤(rùn)滑方式 軸承采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑 8.2潤(rùn)滑方式 齒輪潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量 齒輪潤(rùn)滑選用150號(hào)機(jī)械油(GB 443— 1989),最低—最高油面距(大齒 輪)10?20mm,需油量為1.5L左右fuNsDv23Kh 8?2?2軸承潤(rùn)滑油牌號(hào)及用量 軸承潤(rùn)滑選用ZL — 3型潤(rùn)滑脂(GB 7324 — 1987)用油量為軸承間隙地1/3? 1/
52、2為宜 8.3密封方式 1■箱座與箱蓋凸緣接合面地密封 選用在接合面涂密封漆或水玻璃地方法. 2■觀察孔和油孔等出接合面地密封 在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封 3■軸承孔地密封 悶蓋和透蓋用作密封與之對(duì)應(yīng)地軸承外部 軸地外延端與透端蓋地間隙，由于 v<3m/s，故選用半粗羊毛氈加以密圭寸. 4■軸承靠近機(jī)體內(nèi)壁處用擋油環(huán)加以密封，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入軸承內(nèi)部 9機(jī)座箱體結(jié)構(gòu)尺寸 9.1箱體地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在本次設(shè)計(jì)中箱體材料選擇鑄鐵 HT200即可滿足設(shè)計(jì)要求 代號(hào) 名稱 設(shè)計(jì)計(jì)算 結(jié)果 6 箱座壁厚 5=0.025a + 3 =0.025燈56+
53、3 = 6.9 6 = 8mm ◎ 箱蓋壁厚 6i = 0.02^t~3 = 0.02 漢 i56+3 = 6.i2 ?=8mm §21 箱座加強(qiáng)肋厚 6i=0.856 =0.85 匯 8 = 6.8 621 = 7mm §22 箱蓋加強(qiáng)肋厚 622=0.8^i =0.85 漢 8 = 6.8 §22=7mm b 箱座分箱面凸緣厚 b =i.56 = i.5 漢 8 =i2 b = 12mm bi 箱蓋分箱面凸緣厚 6 ui.5? = i.5x8 =i2 d =12mm b2 箱座底凸緣厚 b2 = 2.56 = 2.5x8 =20
54、 b2 = 20mm df 地腳螺栓 df =0.036a+i2 = 0.036 漢i56+i2 = i7.62 df =20mm di 軸承旁螺栓 di =0.7df =0.7 70=i4 d1 = 14mm d2 聯(lián)結(jié)分箱面地螺栓 d2 = (0.5 ~ 0.6)d f = 0.6 70 = i2 d2 = 12mm da 軸承蓋螺釘 d3 = (0.4 ~ 0.5)d f = 0.5 匯 20 = i0 d3 = 10mm d4 檢查孔螺釘 d4 = (0.3 ~ 0.4)d f =0.4 汽 20 = 8 d4 = 8mm d 定位
55、銷直徑 d =(0.7~ 0.8)d2 = 0.8 勺2 =9.6 d =10mm n 地腳螺栓數(shù)目 a 蘭 250 時(shí)，n = 4 n = 4 Ci df、di、d2至外箱 壁距離 由推薦用值確定 q =18mm C2 df、d2至凸緣壁距離 由推薦用值確定 C2 = 14mm Ri 軸承旁凸臺(tái)半徑 由推薦用值確定 R =18mm Li 軸承座孔外端面至箱 外壁地距離 —=G +C2 +(5~10) Lr = 40mm Di D2 Da 軸承座孔外地直徑 軸承孔直徑+ (5 ~ 5.5)d3 h 軸承螺栓地凸臺(tái)高 h =(
56、0.35 ~ 0.45)D2 hd 箱座地深度 1% A「a + 30，ra為浸入油池內(nèi)地 最大旋轉(zhuǎn)零件地外圓半徑 hd A d4 +30 = 276.9 +30 2 2 hd = 170mm 10設(shè)計(jì)總結(jié) 本設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)地要求，設(shè)計(jì)一個(gè)展開式二級(jí)圓柱減速器 ?首先確定 了工作方案，并對(duì)帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、軸、箱體等主要零件進(jìn)行了設(shè)計(jì) ?零件地 每一個(gè)尺寸都是按照設(shè)計(jì)地要求嚴(yán)格設(shè)計(jì)地， 并采用了合理地布局，使結(jié)構(gòu)更加 緊湊.tqMB9ew4YX 通過減速器地設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)地方法、步驟有了較深地認(rèn)識(shí) ?熟悉了 齒輪、帶輪、軸等多種常用零件地設(shè)計(jì)、校核方法；掌握
57、了如何選用標(biāo)準(zhǔn)件，如 何查閱和使用手冊(cè)，如何繪制零件圖、裝配圖；以及設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)零部件地要點(diǎn)、 方法?進(jìn)一步鞏固了以前所學(xué)地專業(yè)知識(shí)，真正做到了學(xué)有所用、學(xué)以致用，將 理論與實(shí)際結(jié)合起來，也是對(duì)所學(xué)知識(shí)地一次大檢驗(yàn)，使我真正明白了，搞設(shè)計(jì) 不是憑空想象，而是很具體地.每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)密地分析和強(qiáng)大地理論做基 礎(chǔ).另外，設(shè)計(jì)不是單方面地，而是各方面知識(shí)綜合地結(jié)果 .HmMJFY05dE 11參考文獻(xiàn) [1] 徐灝主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 [2] 楊可珍，程光蘊(yùn)，李仲生主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第五版?高等教育出版社 （第五版），2005 [3] 劉鴻文 主編.材
58、料力學(xué).第3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1992 [4] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì) 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).新版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004 [5] 殷玉楓 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社 ⑹ 濮良貴，紀(jì)名剛 主編?機(jī)械設(shè)計(jì)?第八版?北京?高等教育出版社.2006.5⑸ 陸玉,何在洲,佟延偉 主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).第3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2000ViLRalt6sk [7] 孫桓，陳作模 主編.機(jī)械原理.第6版.北京：高等教育出版社，2001 [8] 林景凡，王世剛，李世恒 主編.互換性與質(zhì)量控制基礎(chǔ).北京：中國(guó)科 學(xué)技術(shù)出版社，1999 [9] 唐增寶，常建娥主編，機(jī)
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