二級圓柱齒輪減速器 機械制造與自動化專業(yè)畢業(yè)設計 畢業(yè)論文

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1、 畢 業(yè) 設 計 題目 二級圓柱齒輪減速器 系 機電工程 專業(yè)班級 機械制造與自動化 2班 姓 名 學 號 13 指導教師 2021年 10 月 28 日 目錄 第1章 機械設計根底要求及總論……

2、…………………………………… 1.1 ?機械設計CAD設計?任務書……………………………………… 1.2 了解和學習機械設計根底……………………………………… 1.3 總論……………………………………………………………… 第2章 傳動裝置總體設計………………………………………………… 2.1 傳動方案的擬定及說明………………………………………… 2.2 電動機的選擇…………………………………………………… 第3章 參考資料目錄…………………………………………………… 3.3 傳動件的設計計算……………………………………………… 3.4 齒輪減速器的箱體結構尺

3、寸…………………………………… 3.5 軸承的選擇及計算……………………………………………… 3.6 聯(lián)接的選擇及校核計算………………………………………… 3.7 潤滑與密封…………………………………………………… 第4章 設計總結………………………………………………………… 1.1 總結 一、課程設計的目的 課程設計是機械設計課程的重要的的教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生機械設計能力的重要實踐環(huán)節(jié)。 課程設計的重要目的是： (1) 通過課程設計使學生綜合運用機械設計根底課程及有關先修課程的知識，起到頑固、深化、融會貫穿及擴展有關機械設計方面知識的作用，樹立正確的設計思想。

4、 (2) 通過課程設計的實踐，培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，使學生掌握機械零件、機械傳動裝置或簡單機械設計的一般方法和步驟。 (3) 提高學生的有關設計的能力，如計算能力、繪圖能力以及計算機輔助設計〔CAD〕能力等，使學生熟悉設計資料(手冊、圖冊等)的使用，掌握經驗估算等機械設計的根本技能。 二、課程設計的內容和任務 課程設計一般選擇機械傳動裝置或一些簡單機械作為設計課題〔比擬成熟的題目使以齒輪減速器為主的機械傳動裝置〕，設計的主要內容一般包括以下幾方面： （1） 初步確定分析傳動裝置的設計方案； （2） 選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數； （3） 教學傳動件

5、的的設計計算，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） 編寫設計計算說明書。 三、課程設計主要步驟： 步驟 主要內容 1.設計準備工作 (1)熟悉任務書，明確設計的內容和要求; (2)熟悉設計指導書有關資料圖紙等; (3)觀看錄像、實物、模型，或進行減速器的裝拆實驗等，了解減速器的結構特點與制作過程 2.總體設計 (1)確定傳動方案； (2)選擇電動機； (3)計算傳動裝置的總傳動比，分配各級傳動比； (4)計算各級的轉速、功率和轉矩 3.傳動鍵的設計計算 (1)計算齒輪傳動的主要參數和幾何尺寸； (2)計

6、算各傳動鍵上的作用力 4.裝配草圖的繪制 (1)確定減速器的結構方案; (2)繪制裝配圖草圖〔草圖紙〕，進行軸，軸上零件和軸承組合的結構設計; (3)校核軸的強度，校核滾動軸承的壽命; (4)繪制減速器箱體結構; (5)繪制減速器附件 5.裝配圖的繪制 (1)畫底線圖，畫剖面線; (2)選擇配合，標準尺寸; (3)編寫零件序號，列出明細欄; (4)加深線條，整理面圖; (5)書寫技術條件，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.編寫設計計算說明書 編寫設計計算說明書，

7、內容所有計算，并附有必要簡圖； 四、課程設計的有關事項 本課程設計中應注意以下事項： 1.認真設計好草圖是提高設計質量的關鍵 草圖也應該按正式的比例尺畫，而且作圖的順序要得當。畫草圖是應著重注意各零件之間的相對位置，有些細部結構可先以簡化畫法畫出。 2.設計過程中應及時檢查、及時修正 設計過程是一個邊計算、邊繪圖、邊修改的過程，應經常進行自查或互查，有錯誤時應及時修改，防止造成大量的修改。 3.注意計算數據的記錄和整理 數據是設計的依據，應及時記錄與整理計算數據，如有變動應及時修正，供下一步設計及編寫設計說明書是使用。 4.要有整體觀念 設計時考慮問題周全整體觀念強，

8、就會少出過失，從而提高設計效率 1.2了解和學習機械設計根底 1.2.1 機械設計的根本要求 機械設計零件的根本要求是零件工作可靠且本錢低廉,所以必須注意: 1、要求合理選擇材料，降低材料費用； 2、保證良好的工藝性，減少制造費用； 3、盡量選用標準化通用化的設計，簡化設計過程從而降低本錢。 機械設計的根本要求： 1、實現(xiàn)預定功能； 2、滿足可靠性要求； 3、滿足經濟性要； 4、操作方便，工作平安； 5、造型美觀，減少污染。 1．2．3 機械設計的內容和步驟 1、產品規(guī)劃

9、 2、方案設計 3、技術設計 4、制造及實驗。 1．2．3 機械零件的失效形式和設計計算準那么 失效形式： 1、斷裂， 2、過量變形， 3、外表失效， 4、破壞正常工作條件引起的失效。 設計計算準那么： 1、強度準那么， 2、剛度準那么 3．磨性準那么， 4、散熱性準那么， 5、可靠性準那么。 1．2．4 機械零件設計的標準化、系列化及通用化。 標準化給機械帶來的好處： 1、保證質量、節(jié)約材料、降低本錢 2、簡化設計工作、縮短產品生產周期 3、減少刀具和量具的規(guī)格 4、簡化機械的安裝和維修 1.3總論

10、 1.3.1課程設計的目的 課程設計是機械設計課程的重要的的教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生機械設計能力的重要實踐環(huán)節(jié)。 1.3.2 課程設計的重要目的 1.通過課程設計使學生綜合運用機械設計根底課程及有關先修課程的知識，起到頑固、深化、融會貫穿及擴展有關機械設計方面知識的作用，樹立正確的設計思想。 2、通過課程設計的實踐，培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，使學生掌 握機械零件、機械傳動裝置或簡單機械設計的一般方法和步驟。 3、提高學生的有關設計的能力，如計算能力、繪圖能力以及計算機輔助設計〔CAD〕能力等，使學生熟悉設計資料(手冊、圖冊等)的使用，掌握經驗估算等機械設計的根本技能。

11、1.3.3課程設計的內容和任務 課程設計一般選擇機械傳動裝置或一些簡單機械作為設計課題〔比擬成熟的題目使以齒輪減速器為主的機械傳動裝置〕，設計的主要內容一般包括以下幾方面： （7） 初步確定分析傳動裝置的設計方案； （8） 選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數； （9） 教學傳動件的的設計計算，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） 編寫設計計算說明書。 1.3.4課程設計的有關事項 本課程設計中應注意以下事項： 1.認真設計好草圖是提高設計質量的關鍵 草圖也應該按正式的比例尺畫，而且作圖的順序要得當。畫草

12、圖是應著重注意各零件之間的相對位置，有些細部結構可先以簡化畫法畫出。 2.設計過程中應及時檢查、及時修正 設計過程是一個邊計算、邊繪圖、邊修改的過程，應經常進行自查或互查，有錯誤時應及時修改，防止造成大量的修改。 3.注意計算數據的記錄和整理 數據是設計的依據，應及時記錄與整理計算數據，如有變動應及時修正，供下一步設計及編寫設計說明書是使用。 4.要有整體觀念 設計時考慮問題周全整體觀念強，就會少出過失，從而提高設計效率。 計算及說明 結果 傳動裝置的整體設計 設計題目：二級斜齒圓柱齒輪減速器 條件： 1.卷筒效率0.96〔包括卷筒與軸承的效率損失〕; 2.

13、工作情況: 兩班制，連續(xù)單向運轉，運動載荷平穩(wěn)，運輸帶允許誤差5%; 3.使用折舊期10年； 4.制造條件及生產批量：一般機械廠制造，小批量生產 設計工作量 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.設計說明書一份，約30頁，1萬字左右 分析和擬定 1. 傳動方案分析 1〕一般工作機器通常由原動機、傳動裝置和工作裝置三個根本職能局部組成。傳動裝置傳送原動機的動力、變換其運動，以實現(xiàn)工作裝置預定的工作要求，它是機器的主要組成局部． 2)分析和選擇傳動機構的類型及其組合是擬定傳動方案的重要一環(huán)，這時應綜合考慮工作裝置載荷、運動

14、以及機器的其他要求，再結合各種傳動機構的特點適用范圍，加以分析比擬，合理選擇。 3)在分析傳動方案時注意用機械傳動方式的特點及在布局上的要求 ① 帶傳動平穩(wěn)性好，能緩沖吸震，但承載能力較低，宜布置在高速級．　 ? ②錐齒輪、斜齒輪宜放在高速級? ③鏈傳動平穩(wěn)性差，且有沖擊，震動，宜放在低速級? ④開式齒輪傳動的潤發(fā)條件差，磨損嚴重，宜放在低速級 4)傳動裝置的布局應使結構緊凄、勻稱，強度和剛度好．并適合車間布置情況和工人操作，便于裝拆和維修 5)在傳動裝置總體設計中，必須注意防止因過載或操作疏忽而造成機器損壞和人員工傷，可視具體情況在傳動系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)加設平安保險裝置。 2.傳

15、動方案擬定 ??? 傳動裝置的設計方案通常由運動簡圖表示。它直觀的反映了工作機、傳動裝置和原動機三者間的運動和力的傳第關系。如下列圖即為運輸機運動簡圖； 傳動方案的分析： 1、在分析傳動方案時應注意常用機械傳動的特點及在布局上的要求： (1)帶傳動平穩(wěn)性好，能緩沖吸振，但承載能力小，宜布置在高速級； (2)鏈傳動平穩(wěn)性差，且有沖擊、振動，宜布置在低速級； (3)蝸桿傳動放在高速級時蝸輪材料應選用錫青銅，否那么可選用鋁鐵青銅； (4)開式齒輪傳動的潤滑條件差，磨損嚴重，宜布置在低速級； (5)錐齒輪、斜齒輪宜放在高速級。 2、常用減速器的類型及特點： (1)二級圓

16、柱齒輪減速器: 傳動比一般小于5，使用直齒、斜齒或人字齒，傳遞功率可達數萬千瓦，效率較高。工藝簡單，精度易于保證，一般工廠均能制造，應用廣泛。軸線可作水平布置、上下布置或鉛垂布置。 (2) 二級錐齒輪減速器： 傳動比一般小于3。 〔3〕二級蝸桿減速器： 結構簡單，效率較低，適用于載荷較小、間歇工作的場合；蝸桿圓周速度V≤4～5 m/s時用蝸桿下置式，V>4～5 m/s時用蝸桿上置式。 (4)二級圓柱齒輪減速器： 傳動比，使用斜齒、直齒或人字齒齒輪。結構簡單，應用廣泛。展開式由于齒輪相對于軸承為不對稱布置，因而沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大剛度。分流式那么齒輪相對于軸承對稱布

17、置，常用于較大功率、変載荷場合。同軸式減速器長度方向尺寸較大，中間軸較長，剛度較差，兩級大齒輪直徑接近，有利于浸油潤滑。軸線可以水平、上下或鉛垂布置。 3、傳動方案的擬定及傳動簡圖的繪制： 根據設計任務書中的設計任務及常用傳動減速器的特點，我們可以選用二級斜齒圓柱齒輪減速器來設計為運輸機的傳動機構。 其運輸機的傳動簡圖如下： 此圖為二級斜齒輪減速器，應注意齒輪的潤滑，以及齒輪的分布情況，以便進行 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)，一般機械廠制造，小批量生產； (2) 原始數據

18、: 滾筒直徑260mm；運輸帶工作速度V=1.45m/s；運輸帶工作拉力1800N,卷 筒效率0.81,運輸帶速度允許誤差為±5﹪。 電動機的選擇 1、電動機類型的選擇 按的工作條件和要求知:用于運輸機的電動機，一般選用Y系列自散冷 式籠型三相異步電動機。 2、電動機功率選擇： (1)傳動裝置的總功率： η總=η×ηW =η軸承3×η齒輪2×η聯(lián)軸器2×ηw×η =0.993×0.972×0.992×0.98×0.96 =0.81 (2)電機所需的工作功率： Pd =Pw/η =FV/1000ηw =FV/1000ηwη =23

19、50×1.45/(1000×0.81) =4。20kw 3、確定電動機轉速： 滾筒軸的工作轉速為: nw =(60×1000v)/πD =(60×1000×1.35)/300π =92。30 r/min 按推薦的合理傳動比范圍，取齒輪傳動比i1=3～5，又i1=(1.3～1.5)i2, 故合理總傳動比的范圍為i總=i1·i2=6～20,那么： 電動機轉速的可選范圍為: n電動機=i總×nw=(6～20)×92。30 r/min =553～1846 r/min 符合這一范圍的同步轉速有1500r/min、3000r/m

20、in,再根據計算出的容量， 由附表8.1查出有兩種適用的電動機型號，其技術參數及傳動比比擬情況見下表： 方案 電動機型號 額定功率 電動機轉速(r/min) 傳動裝置的總傳動比 Ped/kw 同步轉速 滿載轉速 總傳動比 帶 齒輪 1 Y132MZ-6 5．5 1000 960 10．4 3．20 2．82 2 Y160M2-8 5．5 750 720 7.8 2．76 2．11 綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量以及減速器的傳動比，比擬兩個方 案知：方案1電動機轉速較高，但總傳動比大，傳動裝置尺寸大;故方案2較好。 因

21、此選定電動機型號為Y112M-4,所選電動機額定功率為Ped=4kw, 滿載轉速 nm=1440r/min,總傳動比適中，傳動裝置結構較緊湊。所選電動機的主要外形尺寸 和安裝尺寸如下列圖和表格所示： 中心高 外形尺寸 L×(AC/2+AD)×HD 底腳安裝尺寸 A×B 地腳螺栓 孔直徑K 軸伸尺寸 D×E 裝鍵部位尺寸 F×GD 112 400×305×265 190×140 12 28×60 8×31 計算傳動裝置的運動和動力參數 各軸轉速 由公式得: Ⅰ軸：nⅠ=nm=720 r/min Ⅱ軸：nⅡ= nⅠ/i1

22、=720/7.8=92.3 r/min Ⅲ軸: nⅢ=nⅡ/i2=92.30/2.26=42.67r/min 卷筒軸：nw=nⅢ=43r/min 各軸輸入功率 由公式，得： Ⅰ軸：PI=Pd×η01= Pd×η聯(lián)軸器=4.2×0.99=4.032 kw Ⅱ軸: PⅡ=PI×η12=P1×η軸承2×η齒輪 =4.032×0.99×0.97=3.87kw Ⅲ軸: PⅢ=PⅡ×η23=2.66×η軸承×η齒輪 =3.87×0.99×0.97=3.67 kw 卷筒軸: PⅣ= PⅢ×η34= PⅢ×η軸承×η聯(lián)軸器

23、 =3.67×0.99×0.99=3.54 kw 各軸輸入轉矩由公式計算電動機軸的輸入轉矩Td Td=9550×Pd/nm=5.57×104N.mm 故Ⅰ軸：TI= Td×η聯(lián)軸器=5.57×104×0.99=4.17×104N.mm Ⅱ軸: TⅡ=TI×η軸承2×η齒輪=4.17×104×0.992×0.97=3.20×104N.mm Ⅲ軸: TⅢ= TⅡ×η軸承×η齒輪=3.20×104×0.99×0.97=2.70×104N.mm 卷筒軸: TⅣ= TⅢ×η軸承×η聯(lián)軸器=2.30×104×0.99×0.99=2.26×1

24、04N.mm 運動和動力參數的計算結果列于下表： 軸名 參數 電動機軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 ⅠⅡ軸 卷筒軸 轉速n/(r/min) 720 92.3 87.9 86.6 87.9 輸入功率P/kw 4.2 4.02 3.87 3.67 3.54 輸入轉矩 T(N.mm) 5.57×104 4.17×104 3.20×104 2.7O×104 2.26×104 傳動比i 7.8 2.76 2.53 2.11 效率η 0.96 0.95 0.96 0.98 斜齒圓柱齒輪傳動的設計 高速級斜齒輪

25、的設計 選擇齒輪材料及精度等級 因傳遞功率小，選用軟齒面齒輪組合。小齒輪用45鋼調質，硬度為 220～250HBS;大齒 輪選用45鋼正火，硬度為170～210HBS。因為是普通減速器，由常見機器 中齒輪精度等級表選用8級精度，要求齒面粗糙度為Ra≤3.2～6.3um。 按齒面接觸疲勞強度設計 按斜齒輪傳動的設計公式可得： d1≥ 確定有關參數與系數: 主動輪轉矩：T1=TⅠ=5.57×104N.mm 載荷系數 查載荷系數表,知：取K=1.4 齒數Z1、螺旋角β和齒寬系數ψd 因為是軟齒面?zhèn)鲃?，小齒輪齒數Z1=20, 那么： Z2=i1×

26、Z2=7.8×20=156 由齒寬系數表，知：ψd= 1 初選螺旋角β=13°。 ?、茉S用接觸應力 由齒輪接觸疲勞極限圖知： =560MPa,=530MPa. 由平安系數表，查得： =1 =60nj=60×1440×1×(8×52×80)=2.87×109 =/=2.87×109/4.42=6.50× 由接觸疲勞壽命系數坐標圖，得： ,. 由齒面接觸疲勞許用應力公式，得： ==560MPa , ==530MPa. 由斜齒輪設計公式，得： d1≥ = =

27、35.151 mm = 由漸開線齒輪模數表，取標準模數=1.75mm. (3)主要尺寸計算 = 將中心距圓整成110mm,那么： = b= 取那么 (4)按齒根彎曲疲勞強度校核 由公式得出,如果,那么校核合格。 確定有關參數和系數： ①當量齒數為：=21 =69 ②齒形系數由標準外齒輪齒形系數表，知： Y1=2.961 Y2=2.275 ③應力修正系數由標準外齒輪應力修正系數表，知：

28、 Y1=1.58 Y2=1.753 ④許用彎曲應力由試驗齒輪彎曲疲勞極限坐標圖，查得: 由平安系數表，查得： Y=0.9 由彎曲疲勞壽命系數，查得： 由齒根彎曲疲勞許用應力公式，得： 由齒根彎曲疲勞強度公式，得： =76.76MPa＜

29、 =73.02MPa＜ 由以上計算結果，知： 齒根彎曲強度校核合格。 (5)驗算齒輪圓周速度V 由常用精度等級齒輪的加工方法，可知：選用8級精度是適宜的 (6)幾何尺寸計算及繪制齒輪工作圖：高速級齒輪傳動幾何尺寸如下 名稱 計算公式 結果/mm 法面模數 Mn 1．85 法面壓力角 螺旋角 β 12.839 分度圓直徑 40

30、 178 齒頂圓直徑 43 181 齒根圓直徑 36 174 中心距 齒寬 110 40 (5～10)mm 45 低速級斜齒輪的設計由前面的表格，知： 低速級斜齒小齒輪轉速為 低速級斜齒輪傳動比為： 傳遞功率PⅡ=3.61kw 選擇齒輪材料及精度等級 因傳遞功率小，選用軟齒面齒輪組合。小齒輪用45鋼調質，硬度為220～ 250HBS;大齒輪選用45鋼正火，硬度為170～210HBS。因為是普通減

31、速器，由 常見機器中齒輪精度等級表選用8級精度，要求齒面粗糙度為Ra≤3.2～6.3um。 按齒面接觸疲勞強度設計 按斜齒輪傳動的設計公式可得： d1≥ 確定有關參數與系數: 小齒輪轉矩：T3=2.40×104N.mm 載荷系數 查載荷系數表,知：取=1.1 齒數Z、螺旋角β和齒寬系數ψd 因為是軟齒面?zhèn)鲃樱↓X輪齒數Z3=26, 那么： Z4=i2×Z3=26×3.16=83 由齒寬系數表，知： 初選螺旋角= ④許用接觸應力 由齒輪接觸疲勞極限圖知：=560MPa,=530MPa. 由平安系數表，查得

32、： =1 =60nj=60×325×1×(8×52×80)=6.49×108 =/=6.39×108/3.16=2.054× 由接觸疲勞壽命系數坐標圖，得： ,.1 由齒面接觸疲勞許用應力公式，得： ==560MPa , ==583MPa. 由斜齒輪設計公式，得： d3≥ = =34.40mm = 由漸開線齒輪模數表，取標準模數=1.75mm. (3)主要尺寸計算 =

33、將中心距圓整成100mm,那么： = = 取那么 (4)按齒根彎曲疲勞強度校核 由公式得出,如果,那么校核合格。 確定有關參數和系數： ①當量齒數為：= = ②齒形系數 由標準外齒輪齒形系數表，知： ③應力修正系數 由標準外齒輪應力修正系數表，知： ④許用彎曲應力 由試驗齒輪彎曲疲勞極限坐標圖，查得:

34、 由平安系數表，查得： 由彎曲疲勞壽命系數，查得： 由齒根彎曲疲勞許用應力公式，得： 由齒根彎曲疲勞強度公式，得： =106.79MPa＜ =101.78MPa＜ 由以上計算結果，知：

35、齒根彎曲強度校核合格。 (5)驗算齒輪圓周速度V 由常用精度等級齒輪的加工方法，可知： 選用8級精度是適宜的。 (6)幾何尺寸計算及繪制齒輪工作圖 低速級齒輪傳動幾何尺寸如下： 名稱 計算公式 結果/mm 法面模數 1.306 法面壓力角 螺旋角 8.602 分度圓直徑 34 110 齒頂圓直徑 38 114 齒根圓直徑 30 106 名稱 計算公式 結果/mm 中心距

36、90 齒寬 37 (5～10) 42 減速器結構尺寸 名稱 符號 二級斜齒輪減速器尺寸關系(mm) 箱座壁厚 Δ 0.025a+3≥8，δ取8 箱蓋壁厚 Δ1 0.02a+3≥8，δ取8 箱蓋凸緣厚度 B1 1.5δ1=12 箱座凸緣厚度 B 1.5δ=12 箱座底凸緣厚度 B2 2.5δ=20 地腳螺釘直徑 df 15.852(16) 地腳螺釘數目 N n取4 軸承旁連接螺栓直徑 D1 0.75 df=12(11.9) 蓋與座連接螺栓直徑 D2 8 連接螺栓d2的間距 L

37、 161 軸承端蓋螺釘直徑 D3 2.4 檢查孔蓋螺釘直徑 D4 1.0 定位銷直徑 d 4.8 df、d1、d2至外箱壁距離 C1 12 df、d2至凸緣邊緣距離 C2 20 軸承旁凸臺半徑 R1 20 凸臺高度 h 根據低速級軸承座外徑確定，以便于扳手 操作為準 外箱壁至軸承座端面的距離 l1 C1+ C2+(5～10) , 取 l1=50 齒輪頂圓與內箱壁間的距離 Δ1 ＞1.2δ,取Δ1=10 齒輪端面與內箱壁間的距離 Δ2 ＞δ,取Δ2=9 箱蓋、箱座肋厚 m1、m m1≈0.85δ1； m≈0.85δ 軸承

38、端蓋外徑 D2 D+(5~5.5)d3,D—軸承外徑 (嵌入式軸承蓋尺寸見表4.5) 軸承旁連接螺栓距離 S 盡量靠近，以Md1和Md3互不干預為準， 一般取S=D2 軸的設計 1、高速軸的設計計算 由前面的條件，知： Ⅰ軸傳遞功率PⅠ=3.84 kw,高速軸主動齒輪轉速n1=1440r/min,分度圓直徑d1=40mm. 由斜齒圓柱齒輪的強度計算公式，得： 其中 那么： 即高速軸主動齒輪圓周力為1260N,徑向力為468.8N,軸向力為267.8N.

39、 (1)選擇軸的材料，確定許用應力 由條件，知：減速器高速軸傳遞的功率屬于小功率，對材料無特殊要求，應選用45鋼并經正火處理。由“軸的常用材料及其局部機械性能〞表，查得強度極限，再由“軸的許用彎曲應力〞查得許用彎曲應力。 (2)按扭轉強度估算軸徑 根據“常用材料的值和C值〞表，查得：C=107～118. 由軸的設計計算公式，得： (107～118)=18.9～20.9 考慮到軸的最小直徑處呀安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽，故將估算直徑增大3%~5%，取為19.36~21.95 mm，由設計手那么取標準直徑d1=35mm

40、 〔3〕軸的結構設計及繪制結構草圖 由于減速器為二級減速器，將齒輪布置在箱體1/3處，將軸承對稱安裝在齒輪兩側，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 ?? 要確定軸的結構形狀，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。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。軸承對稱安裝與齒輪的兩那么，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度 軸段1外伸端直徑最小，d1=35mm；考慮到要對安裝在軸段1上的聯(lián)軸器進行定位，軸段2上應有軸肩，同時為能

41、很順利地在軸段2)上安裝軸承，軸段2必須滿足軸承內徑的標準，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 =45mm d4=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.確定各軸段的長度 齒輪輪轂寬度為45mm，為保證齒輪固定可靠，軸段3的長度應略短于齒輪輪轂取為58 mm，齒輪端面與箱體內壁不相碰，齒輪端面與箱體內壁間應留有一定的距離，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〕并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內壁的距離為5mm，所以軸段4的長度取22mm，軸承支點距離L

42、=175mm，根據箱體結構及聯(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)軸器相關手冊取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，鍵槽的長度比相應的輪轂度應小于5~10mm，鍵槽的寬度按軸段直徑查手冊得到 2、中間軸的設計計算 由前面的條件，知： Ⅱ軸傳遞功率P =2.66kw,中間軸上高速級從動輪轉速n2=317r/min,分度 圓直徑d2=180mm;第二級主動輪轉速n3=317r/min,分度圓直徑d3=48mm。 由斜齒圓柱齒輪強度計算公式，得：

43、 其中 那么： 即中間軸高速級從動輪圓周力為198.9N,徑向力為74N,軸向力為42.3N； 低速級主動輪圓周力為745.8N,徑向力為274.8N,軸向力為118.1N。 (1)選擇軸的材料，確定許用應力 由條件，知：減速器低速軸傳遞的功率屬于小功率，對材料無特殊要求，應選用45鋼并經正火處理。由“軸的常用材料及其局部機械性能〞表，查得強度極限，再由“軸的許用彎曲應力〞查得許用彎曲應力。 (2)按扭轉強度估算軸徑 根據“常用材料的值和C值〞表，查得：C=107～118. 由軸的設計計算公式，得：

44、 (107~118)=23.8~26.3mm 考慮該處軸徑尺寸應大于高速軸軸徑，即取軸承內徑為： d1=dmin=30mm (3)設計軸的結構并繪制結構草圖 將中間軸布置在箱體內部中央，將軸承對稱安裝在一對齒輪兩側，即軸的 最小直徑處。 ①確定軸上零件的位置和固定方式 要確定軸的結構形狀，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那么與 軸制成一體。齒輪2的周向固定采用平鍵連接，軸承對稱安裝于軸的兩端，其 軸向用軸肩固定，周向采用過盈配合固定。

45、 ②確定各軸段直徑 由于軸的兩端需安裝軸承，直徑最小，那么軸段①、⑤取d1=d5=30mm。為 了便于拆裝軸承，初選圓錐滾子軸承型號為30306，其安裝高度為3.5mm,那么軸段②直徑d2=35mm,軸段③直徑d3=40mm,軸段④直徑為d4=28mm。 ③確定各軸段長度 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②的長度應略短于齒輪的輪轂寬度，取為。軸段③的長度應大于齒輪3輪轂寬度，而同時又必須滿足軸承內端面到箱體內壁的間距，那么取為；軸段④的長度為；軸段⑤的長度為； 故軸段①的長度可確定為50mm?？?/p>

46、慮到要在軸段②上加工出鍵槽，那么鍵槽 的長度應比齒輪2的輪轂寬度小約5～10mm,鍵槽寬按軸段直徑查手冊得到： 鍵槽長L=36mm,鍵寬b=8mm,鍵高h=7mm。 ④選定軸的結構細節(jié)，如圓角、倒角、退刀槽等的尺寸。 按設計結果畫出軸的結構草圖如下列圖a所示。 (4)按彎扭合成強度校核軸徑。 ①畫出軸的受力圖(圖b) ②作出水平面內的彎矩圖。水平支反力(XY平面)(XY平面)(圖c) 由繞B點力矩和,得： =640.8N 由繞A點力矩和,得: 283.1 1482.3 =1022.26N C截面處的彎矩為： D截面處的

47、彎矩為： ③作垂直面的彎矩圖(圖d)，求垂直面(XZ面)支點反力。 由平面平行力系，得： \ 、 轉矩及轉矩圖(附圖e) 3、低速軸的設計計算 由前面的條件，知: Ⅲ軸傳遞功率,低速軸上低速軸從動輪轉速，分度圓直徑。 由斜齒圓柱齒輪的強度公式，得： 其中 那么： 即低速軸上從動齒輪圓周力為226.3N,徑向力為83.3N,軸向力為34.2N。 ⑴選擇軸的材料，確定許用應力

48、 由條件，知：減速器低速軸傳遞的功率屬于小功率，對材料無特殊要求，應選用45鋼并經正火處理。由“軸的常用材料及其局部機械性能〞表，查得強度極限，再由“軸的許用彎曲應力〞查得許用彎曲應力。 (2)按扭轉強度估算軸徑 根據“常用材料的值和C值〞表，查得：C=107～118. 由軸的設計計算公式，得： (107~118)=34.55~38.11mm 考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%~5%，取為35.58~40.01mm。同時考慮到該處軸徑尺寸應大于中間軸軸徑，取低速軸最小直徑為。 ⑶設計軸

49、的結構并繪制結構草圖 將低速軸布置在箱體內部頂部，將軸承分別安裝在齒輪的兩側，軸的外伸端安裝半聯(lián)軸器。 ①確定軸上零件的位置和固定方式 要確定軸的結構形狀，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＜200mm,故齒輪4應采用實體式結構。首先，將齒輪4從軸的右端裝入，齒輪左端用軸環(huán)定位，右端用套筒固定，這樣齒輪4在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪4的周向固定采用平鍵連接。軸承安裝于齒輪的兩側，其軸向用軸肩固定，周向采用過盈配合。 ②確定各軸段的直徑 如下圖，軸段①(外伸端)直徑最小，；考慮到要對安裝在軸段①上的聯(lián)軸器進行定位，軸段②上應有軸肩，取。同

50、時軸段③和軸段⑧上要安裝軸承，其軸徑必須滿足軸承內徑標準，故軸段③和軸段⑧的直徑；為了便于拆裝左軸承，可查出30309型圓錐滾子軸承 的安裝高度為4.5mm，取；軸段⑤直徑??；軸段 ⑦取。③確定各軸段長度齒輪輪轂寬度為55mm,為保證齒輪固定可靠，軸段⑥的長度應略短于齒輪輪轂寬度，取為64.8mm；為保證齒輪端面與箱體內壁不相碰，齒輪端面與箱體內壁應留有一定的間距，取該間距為13.5mm；為保證軸承安裝在箱體座孔中〔軸承寬度為27.25mm〕，并考慮軸承潤滑，取軸承端面距箱體內壁的距離為10mm.,所以軸段⑦的長度為23.5mm，取軸承支點距離;根據箱體結構及聯(lián)軸器距軸承端蓋要有一定的距離

51、要求，取；查閱有關聯(lián)軸器手冊?。辉谳S段①、⑥上分別加工出鍵槽，使兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線上，鍵槽的長度比相應的輪轂寬度小約5~10mm,鍵槽的尺寸按軸段直徑查手冊得到：軸段①上的鍵槽長L=63mm，鍵寬b=8mm,鍵高h= 7mm;軸段⑥上的鍵長，鍵寬，鍵高。 ④選定軸的結構細節(jié)，如圓角、倒角、退刀槽等的尺寸。 按設計結構畫出軸的結構草圖〔圖a〕 ⑤按彎矩合成強度校核軸徑。 a、畫出軸的受力圖(圖b)。 b、作水平面內的彎矩圖〔圖c〕〔XY面〕求支點反力。 由繞B點力矩,得： 由繞A點力矩,得： D處彎矩：驗

52、算軸承壽命 因，故只需驗算Ⅱ軸承。 軸承預期壽命與整機壽命相同，為： 8〔年〕×365〔天〕×16〔小時〕=46720 h 軸承實際壽命： = = 具有足夠使用壽命。 3、低速軸的軸承壽命校核計算，驗算軸承壽命 因，故只需驗算Ⅱ軸承。 軸承預期壽命與整機壽命相同，為： 8〔年〕×365〔天〕×16〔小時〕=46720 h 軸承實際壽命： = = 具有足夠使用壽命

53、。 十一、減速器附件的結構設計、潤滑及密封 1、減速器附件的結構設計 〔1〕窺視孔和窺視孔蓋： 窺視孔開在便于觀察傳動件嚙合區(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： 放油孔設在箱體的最低處將箱體的內底面設計成向放油孔方向傾斜1.5o ，在其附近開出一個小凹坑，選用M18×1.5JB/ZQ4450-86六角螺塞，并選用橡膠將其密封。 〔3〕油標： 設置在低速級傳動件附近(便于檢查池量油面較穩(wěn)定處)選用帶有螺紋的桿式游標，并且在標尺外裝上隔套，選用M12的桿式游標。 〔

54、4〕通氣器： 在窺視孔蓋上安裝通氣器，選用M16×1.5的有過濾網式通氣器。 (5)起蓋螺釘： 起蓋螺釘的螺紋長度大于箱蓋連接凸緣的厚度，釘桿端做成圓柱形，加工成大倒角，選用M6的起蓋螺釘。 〔6〕定位銷： 保證剖分式箱體軸座孔的加工與裝配精度，提高定位精度銷間的距離適當遠些，選用M6的圓錐定位銷。 〔7〕吊環(huán)螺釘、吊耳和吊鉤： 由表14.3起重吊耳和吊鉤選取適宜的量。 2、潤滑劑及潤滑方法的選擇 (1)齒輪的潤滑: 因為傳動件的圓錐速度小于12m/s，應選擇浸油潤滑，傳動件的浸油深度不超過其分度圓半徑的1/3，取浸油深度20mm，大齒輪頂到池底面的距離大于40m

55、m。 (2)軸承的潤滑： 采用飛濺潤滑，利用轉動的齒輪把潤滑油甩到箱體的四面內壁上，在箱體開設油溝，并且在端蓋端部開槽，防止油路堵塞，在軸承裝裝置擋油板。 3、密封 軸承的密封采用J型橡膠密封，可用于脂潤滑和油潤滑的軸承中，安裝時 應注意油封的安裝方向，當以防漏油為主時，油封的唇邊對著箱內；當以防 外界灰塵、雜質為主時，唇邊對著箱外；當兩油封相背放置時，防漏防塵效果都好。為使油封安裝方便，軸上可做出斜角 第三章 其他有關數據見裝配圖的明細表和手冊中的有關數據 第四章 參考資料 1.陳立德. 機械設計根底.第2版。北京：高等教育出版社， 2. ?機械設計

56、師手冊?編寫組. 機械設計師手冊.北京：機械工業(yè)出版社。 3.吳宗澤，羅圣國。機械設計課程設計手冊.第2版. 北京：高等教育出版社。 4. 周元康。機械課程設計。重慶大學出版社 5. 楊可楨 程光蘊。機械設計根底.第4版 總結 這次課程設計是我第一次獨立的進行比擬完整的設計。通過課程設計，把原先獲得的一些理論知識很好的結合起來，諸如：機械制圖、工程力學、金屬工藝學、公差與配合等，在設計過程中綜合并加以應用，使它們得到了重溫。盡管其中可能含有諸多缺乏之處機械設計課程設計大作業(yè)，使我理解了許多在學習過程中自己沒方法理解的調侃，懂機械 裝備及其中的零件搭配要領，認識到參考資料

57、的重要作用。 通過課程設計使我們綜合運用機械設計根底課程及有關先修課程的知識，起到頑固、深化、融會貫穿及擴展有關機械設計方面知識的作用，樹立正確的設計思想。 注意創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)的根底性，使培養(yǎng)創(chuàng)新實踐活動的設計和要求符合學生的生理和心理特點，以開掘的創(chuàng)新潛能、弘揚的主體精神、促進個性和諧開展為宗旨，對培養(yǎng)目標、培養(yǎng)模式進行整體優(yōu)化。 通過課程設計的實踐，培養(yǎng)我們分析和解決工程實際問題的能力，使學生掌握機械零件、機械傳動裝置或簡單機械設計的一般方法和步驟。 提高我們的有關設計的能力，如計算能力、繪圖能力以及計算機輔助設計〔CAD〕能力等，使學生熟悉設計資料(手冊、圖冊等)的使用，

58、掌握經驗估算等機械設計的根本技能。 由于時間緊迫，所以這次的設計存在許多缺點，齒輪的計算不夠精確等等缺陷，我相信，通過這次的實踐，能使我在以后的設計中防止很多不必要的工作，有能力設計出結構更緊湊，傳動更穩(wěn)定精確的設備。 傳動方案為： 二級斜齒圓 柱齒輪傳動

59、 選擇電動機為：Y系列自散冷式籠型三相異步電動機 Pd=3。84kw n電動機 =553～1846 電動機型號: Y160M2-8 n=720r/min, nⅢ=92.30r/min

60、 齒寬系數 ψd= 1 初選螺旋角 β=12° 分度圓直徑： 齒寬： 當量齒數: Z1=21 Z2=69 許用彎曲疲勞強度： 齒根彎曲疲勞強度為： 齒輪圓周速度為： 齒輪精度為8級

61、 低速級小齒輪轉速為： 小齒輪轉矩為： TⅡ=2.40×104 N.mm 載荷系數： =1.4 齒數：Z3=21 Z4=63 初選螺旋角 = 低速級齒輪模數： 低速級中心距： 螺旋角： 低速級齒輪分度圓直徑： 齒寬： 當量齒數：

62、 齒根許用彎曲疲勞強度： 齒根彎曲疲勞強度： 低速級齒輪圓周速度： 低速級齒輪精度為：8級 高速軸主動輪圓周力為1260N,徑向力為4

63、68.8N,軸向力為267.8N 軸的材料為45鋼并經正火處理。其強度極限為： 軸的許用彎曲應力為： 中間軸齒輪強度參數： 軸的材料為45鋼，并經正火處理，其強度極限為：許用彎曲應力為：

64、 軸承內徑為 軸的結構為一段為齒輪軸，另一段為實體式齒輪與軸用鍵連接。 各軸段直徑為： 各軸段長度為： 水平支反力： c截面彎矩為 D截面彎矩為： 低速軸齒輪強

65、度參數： 軸的材料為45鋼，并經正火處理，其強度極限為： 許用彎曲應力為： 低速軸最小直徑為：36mm 軸上零件齒輪4采用實體式結構。 各軸段直徑： 軸承支點距離為： 其他參數如下： 水平支反力： 軸承預期壽命： 46720h 軸承實際壽命： 窺視孔蓋用M8螺釘緊固。 小凹坑，選用M18×1.5JB/ZQ4450-86六角螺塞，并選用橡膠將其密封。 油標選用M12的桿式游標 通氣器選用M16×1.5的有過濾網式通氣器 起蓋螺釘選用M6的起蓋螺釘 定位銷選用M6的圓錐定位銷 齒輪用浸油潤滑，浸油深度20mm，大齒輪頂到池底面的距離大于40mm。 軸承的潤滑采用飛濺潤滑 軸承的密封采用J型橡膠密封