減速器設(shè)計(jì)

減速器設(shè)計(jì),減速器,設(shè)計(jì) 實(shí)訓(xùn)類別： 機(jī)械設(shè)計(jì) 院 別： 機(jī)電學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 （汽車工程） 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 張平 教務(wù)處制 二00八年 12月15日 實(shí)訓(xùn) 報(bào)告 本欄目應(yīng)包含以下內(nèi)容： 1、設(shè)計(jì)目的與任務(wù) 實(shí)訓(xùn)目的是設(shè)計(jì)一個(gè)二級展開式減速器，并在實(shí)訓(xùn)中對本學(xué)期及之前所學(xué)知識進(jìn)行復(fù)習(xí)和應(yīng)用。 （一）：題目：設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動裝置。要求：輸送機(jī)由電機(jī)驅(qū)動，經(jīng)傳動裝置驅(qū)動輸送帶移動。要求電機(jī)軸與工作機(jī)鼓輪軸平行，整機(jī)使用壽命為6年，每天兩班制工作，每年工作300天，工作時(shí)不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，允許輸送帶速度偏差為 ±5%。工作機(jī)效率為0.96，要求有過載保護(hù)，按單件生產(chǎn)設(shè)計(jì)。 （二）：原始數(shù)據(jù)： ? 學(xué)號 1-11-51 2-22-52 3-13-53 4-14-54 5-15--55 6-16-56 7-17-57 8-18-58 9-19-59 10-20-60 輸送帶拉力F（N） ? 1800 ? 2500 ? 3000 ? 3200 ? 3800 ? 4000 ? 4200 4500 4600 4800 輸送帶速度v（m/s） ? 1.2 ? 1.1 ? 1.2 ? 1.3 ? 1.1 ? 1.3 ? 1.2 1.1 1.2 1.3 鼓輪直徑D（mm） ? 420 ? 440 ? 480 ? 500 ? 460 ? 400 ? 410 480 460 480 （三）：設(shè)計(jì)內(nèi)容： a) 設(shè)計(jì)傳動方案； b) 減速器部件裝配圖一張(0號圖幅)； c) 繪制軸和齒輪零件圖各一張； d) 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。 2、設(shè)計(jì)步驟與內(nèi)容 見“減速器設(shè)計(jì)說明書”。 3、設(shè)計(jì)心得與體會 此次設(shè)計(jì)緊密聯(lián)系本學(xué)期知識，可以說是我初嘗機(jī)械類的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，我體會頗多，特別是剛開始的初步設(shè)計(jì)，如果設(shè)計(jì)不合理的話，會給后面帶來很大的麻煩，看似一個(gè)簡單的二級展開式減速器，在剛開始的設(shè)計(jì)中就使我焦頭爛額，畫圖也是一個(gè)難點(diǎn)，雖然剛大一的時(shí)候?qū)W過CAD制圖這方面的知識，但是離現(xiàn)在已經(jīng)有一段時(shí)間了，所以畫圖時(shí)有很多細(xì)節(jié)的東西沒注意到，盡管如此，但是經(jīng)過這兩周的努力與負(fù)出，對二級展開式減速器的設(shè)計(jì)還是有了一個(gè)深刻的了解，當(dāng)然在完成這一次的設(shè)計(jì)當(dāng)中還是有一些錯(cuò)誤與迷惑的東西，但是我會繼續(xù)認(rèn)真地去學(xué)習(xí)與研究它的。 我相信在往后的日子，只要我們懷著一顆赤熱求學(xué)的心，加上正確的學(xué)習(xí)方法，設(shè)計(jì)上一定可以有所突破。 簽字：范楚億 2008年 12 月 20 日 注：1、文中單位名稱可采用國際通用符號或中文名稱，但全文應(yīng)統(tǒng)一，不可混用。 2、字?jǐn)?shù)一般不少于2000字，可另加同規(guī)格紙張。 實(shí)訓(xùn) 指導(dǎo) 教師 評語 成績評定： 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日 目　錄 §一　減速器設(shè)計(jì)說明書 5 §二　傳動方案的分析 5 §三　電動機(jī)選擇，傳動系統(tǒng)運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算 6 一、電動機(jī)的選擇 6 二、傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配 7 三、運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)計(jì)算 7 §四　傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 8 一、V帶傳動設(shè)計(jì) 8 二、漸開線斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì) 12 （一）高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表 12 （二）低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表 17 （三）斜齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)表 21 §五　軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 22 一、Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 二、Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 三、Ⅲ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 四、校核Ⅱ軸的強(qiáng)度 29 §六　軸承的選擇和校核 33 §七　鍵聯(lián)接的選擇和校核 35 一、Ⅱ軸大齒輪鍵的選擇 35 二．Ⅱ軸大齒輪鍵的校核 35 §八　聯(lián)軸器的選擇 36 §九　減速器的潤滑、密封和潤滑牌號的選擇 36 一、傳動零件的潤滑 36 二、減速器密封 37 §十　減速器箱體設(shè)計(jì)及附件的選擇和說明 37 一、箱體主要設(shè)計(jì)尺寸 37 二、附屬零件設(shè)計(jì) 40 §十一　設(shè)計(jì)小結(jié) 44 §十二　參考資料 44  §一 減速器設(shè)計(jì)說明書 v F 一、題目：設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級圓柱齒輪減速器。 二、已知條件：輸送機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動，經(jīng)傳動裝置驅(qū)動輸送帶移動，整機(jī)使用壽命為6年，每天兩班制工作，每年工作300天，工作時(shí)不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，允許輸送帶速度偏差為5%。工作機(jī)效率為0.96，要求有過載保護(hù)，按單位生產(chǎn)設(shè)計(jì)。 原始數(shù)據(jù)： 學(xué)號 1-11-51 2-22-52 3-13-53 4-14-54 5-15--55 6-16-56 7-17-57 8-18-58 9-19-59 10-20-60 輸送帶拉力F（N） ? 1800 ? 2500 ? 3000 ? 3200 ? 3800 ? 4000 ? 4200 4500 4600 4800 輸送帶速度v（m/s） ? 1.2 ? 1.1 ? 1.2 ? 1.3 ? 1.1 ? 1.3 ? 1.2 1.1 1.2 1.3 鼓輪直徑D（mm） ? 420 ? 440 ? 480 ? 400 ? 460 ? 400 ? 410 480 460 480 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 設(shè)計(jì)傳動方案； e) 減速器部件裝配圖一張(0號圖幅)； f) 繪制軸和齒輪零件圖各一張； g) 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。 §二 傳動方案的分析 §三　電動機(jī)選擇，傳動系統(tǒng)運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算 一、電動機(jī)的選擇 1.確定電動機(jī)類型 按工作要求和條件,選用y系列三相交流異步電動機(jī)。 2.確定電動機(jī)的容量 （1）工作機(jī)卷筒上所需功率Pw Pw = Fv/1000 =4200*1.2/1000=5.04kw (2)電動機(jī)所需的輸出功率 為了計(jì)算電動機(jī)的所需的輸出功率Pd，先要確定從電動機(jī)到工作機(jī)之間的總功率η總。設(shè)η1、η2、η3、η4、η5分別為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪傳動（設(shè)齒輪精度為7級）、滾動軸承、V形帶傳動、工作機(jī)的效率，由[2]表1-7查得η1 = 0.99，η2 = 0.98，η3 = 0.99，η4 = 0.95，η5 = 0.96，則傳動裝置的總效率為 = = 0.99 x 0.982 x 0.993 x 0.95 x 0.96=0.8414 3.選擇電動機(jī)轉(zhuǎn)速 由[2]表13-2推薦的傳動副傳動比合理范圍 普通V帶傳動 i帶=2～4 圓柱齒輪傳動 i齒=3～5 則傳動裝置總傳動比的合理范圍為 i總=i帶×i齒1×i齒2 i‘總=（2～4）×（3～5）×（3～5）=（18～100） 電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 nd=i‘總×=（18～100）=（18～100）r/min =1006.68~5592.67r/min 根據(jù)電動機(jī)所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查[2]表12-1，符合這一范圍的常用同步加速有1500、1000。 選用同步轉(zhuǎn)速為:1500 r/min 選定電動機(jī)型號為:Y112M-4 二、傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配 1.傳動裝置總傳動比 == 式中nm----電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速: 1440 r/min; nw----工作機(jī)的轉(zhuǎn)速:55.93 r/min。 2.分配傳動裝置各級傳動比 i總=i帶×i齒1×i齒2 分配原則： （1）i帶＜i齒 （2）i帶=2～4 i齒=3～5 i齒1=（1.3～1.5）i齒2 根據(jù)[2]表2-3，V形帶的傳動比取i帶 =2.6 ，則減速器的總傳動比為 i =9.90 雙級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比為 i齒1 = 3.59 低速級的傳動比 i齒2 = i/i齒1 =2.76 三、運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)計(jì)算 1.各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 1440 r/min nⅠ= nm / i帶 = 1440/2.6 r/min =553.85 r/min nⅡ= nⅠ / i齒1 = 553.85/3.59 r/min =154.28 r/min nⅢ= nⅡ / i齒2 = 154.28/2.76r/min=55.90 r/min 2.各軸輸入功率 P0= Pd=5.99 KW PⅠ= Pdη4 = 5.99 0.95 KW=5.69KW PⅡ= PⅠη2η3 =5.69 0.98 0.99 KW=5.52 KW PⅢ= PⅡη2η3 =5.520.98 0.99 KW=5.36 KW 3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T0 = 9550Pd/n0 =39.73 TⅠ = 9550PⅠ/nⅠ =98.11 TⅡ = 9550PⅡ/nⅡ =341.69 TⅢ = 9550PⅢ/nⅢ = 915.71 表1 傳動裝置各軸運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)表 　　項(xiàng)目 軸號 功率 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 傳動比 0軸 5.99 1440 39.73 2.6 Ⅰ軸 5.69 553.85 98.11 3.59 Ⅱ軸 5.52 154.28 341.69 2.76 Ⅲ軸 5.36 55.90 915.71 §四　傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、V帶傳動設(shè)計(jì) 1.設(shè)計(jì)計(jì)算表 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過程 單位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 (1)確定計(jì)算功率Pca Pca=d 查[1]表8-7 取 (2)選擇帶的型號 查[1]圖8-11 選用A型帶 (3)選擇小帶輪直徑 查[1] 表8-6及8-8 90 (4)確定大帶輪直徑 = 查[1] 表8-8 =236 =236 (5)驗(yàn)算傳動比誤差 ＝0.85% (6)驗(yàn)算帶速 =6.78 (7)初定中心距 =(0.7~2)(90+236)=228.2~652 =360 (8)初算帶長 =2360+3.14/2(90+236)+(236-90)/(4360)=1246.3 =1246 (9)確定帶的基準(zhǔn)長度 查[1]表8-2 因?yàn)?1246，選用A型帶 取=1250 =1250 (10)計(jì)算實(shí)際中心距離（取整） =362mm (11)安裝時(shí)所需最小中心距（取整） =362+0.015 =343 (12)張緊或補(bǔ)償伸長量所需最大中心距 =400mm (13)驗(yàn)算小帶輪包角 = (14) 單根V帶的基本額定功率 查[1]表8-4a插值法 =1.06 kw =1.06 (15) 單根V帶額定功率的增量 查[1]表8-5b插值法 =0.17 kw =0.17 (16) 長度系數(shù) 查[1]表8-2 由 得 (17)包角系數(shù) 查[1]表8-5插值法 ＝0.94 (18)單位帶長質(zhì)量 查[1]表8-3 =0.10 =0.10 (19)確定V帶根數(shù) 根 7 (20)計(jì)算初拉力 =130.31 (21)計(jì)算帶對軸的壓力 1787.37 2.帶型選用參數(shù)表 帶型 A 90 236 6.78 362 159.89 7 1787.37 B=(7-1)15+210=110 3．帶輪結(jié)構(gòu)相關(guān)尺寸 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過程 單位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 (1)帶輪基準(zhǔn)寬bd 查[1]表8-10 因選用A型，故取 (2)帶輪槽寬b =12.93 (3)基準(zhǔn)寬處至齒頂距離ha 查[1]表8-10 (4)基準(zhǔn)寬處至槽底距離hf 查[1]表8-10 (5)兩V槽間距e 查[1]表8-10 .0 (6)槽中至輪端距離 查[1]表8-10 =10 (7)輪槽楔角 查[1]表8-10 因?yàn)?118， 所以＝38 度 38 (8)輪緣頂徑 241.6 (9)槽底直徑 =236-29.0=218 218 (10)輪緣底徑D1 查[1]表8-10，得 200 (11)板孔中心直徑D0 =0.5(200+60)=130 130 (12)板孔直徑d0 40 (13)大帶輪孔徑d 查[3]表12-1-12 根據(jù)=236，Z＝7, 所以取d=30 d=30 (14)輪轂外徑d1 60 (15)輪轂長L L=60 (16)輻板厚S 查[3]表12-1-12 S＝(0.5~0.25)B= 15.71~27.5 S＝25 (17)孔板孔數(shù) 查[3]表12-1-12 個(gè) 二、漸開線斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì) （一）高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過程 單位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 1．選齒輪精度等級 查[1]表10-8 選用7級精度 級 7 2．材料選擇 查[1]表10-1 小齒輪選用45號鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為250HBS 大齒輪選用45號鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為220HBS 小齒輪250HBS 大齒輪220HBS 3．選擇齒數(shù)Z 個(gè) 91 3.458 4．選取螺旋角β 取14 度 14 5．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）試選Kt 取1.6 1.6 (2)區(qū)域系數(shù)ZH 由[1]圖10-30 （3）εa 由[1]圖10-26查得εa1=0.77 εa2=0.87 1.64 1.64 (4)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1 查表1 Nmm (5)齒寬系數(shù)Фd 由[1]表10-7 1.0 (6)材料的彈性影響系數(shù)ZE 由[1]表10-6 (7) 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 由[1]圖10-21c 由[1]圖10-21ｄ 550 540 550 540 （8）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由[1]式10-13 （9）接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHN 由[1]圖10-19 KHN1 =1.05 KHN2 =1.12 KHN1 =1.05 KHN2 =1.12 （10）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH] 取失效概率為１％，安全系數(shù)為S=1，由[1]式10-12得 =(577.5+604.8)=591.15 （11）試算小齒輪分度圓直徑 按[1]式（10－21）試算 mm =53.03 （12）計(jì)算圓周速度v m/s 1.54 （13）計(jì)算齒寬B B1=60 B2=55 mm B1=60 B2=55 （14）模數(shù) h = 2.25mnt =2.25×2.14=4.815 b/h =53.03/4.815=11.01 度 mnt =2.14 h = 4.815 b/h =11.01 （15）計(jì)算縱向重合度 εβ= 0.318φdz1tanβ 1.903 （16）計(jì)算載荷系數(shù)K 由[1]表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)v=1.54 m/s，７級精度，由[1]圖１０－８查得動載荷系數(shù)1.08 由[1]表１０－４查得 KHβ=1.12+0.18(1+0.6φd2) φd2+0.23×10-3b =1.420 由[1]圖１０－１３查得KFβ=1.33 假定，由[1]表１０－３查得1.4 故載荷系數(shù)K=KAKVKHαKHβ=1×1.08×1.4×1.42=2.15 K=2.15 （17）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑 由[1]式10-10ａ 58.52 （18）計(jì)算模數(shù) mm 2.37 6．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）計(jì)算載荷系數(shù)K K=KAKVKFαKFβ K=1×1.08×1.4 ×1.33=2.01 K=2.01 （2）螺旋角影響系數(shù) 根據(jù)縱向重合度εβ= 1.903 ，從[1]圖10-28 0.88 0.88 （3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZV =26.30 =90.94 （4）齒形系數(shù)YFa 由[1]表１０－５ YFa1=2.591 YFa2=2.198 YFa1=2.591 YFa2=2.198 （5）應(yīng)力校正系數(shù)YSa 由[1]表１０－５ YSa1=1.597 YSa2=1.781 YSa1=1.597 YSa2=1.781 （6）齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由[1]圖10-20b 由[1]圖10-20c 400 350 400 350 （7）彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 由[1]圖10-18 利用插值法可得 0.90 0.95 0.90 0.95 （8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力[σF] 取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.3，由式10-12得 （9）計(jì)算大小齒輪的并加以比較 結(jié)論：大齒輪的系數(shù)較大，以大齒輪的計(jì)算 ＝0.0153 （10）齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 由[1]式10-17 　=1.743 mm 1.743 結(jié)論：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)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，?。? mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=58.52 mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 取29，則Z2 = Z1×i齒1 =29×3.59=104.11取Z2 =104 3．幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算中心距a =137.1 將中心距圓整為137 mm a=137 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角β 因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。 度 13.88 （3）計(jì)算齒輪的分度圓直徑d mm 59.74 214.26 （4）計(jì)算齒輪的齒根圓直徑df mm 54.74 209.26 （5）計(jì)算齒輪寬度B b = φdd1 b=1.0×59.74 =59.74 圓整后?。? B1 =65 B2 =60 mm B1 =65 B2 =60 （6）驗(yàn)算 所以合適 （二）低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過程 單位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 1．選齒輪精度等級 查[1]表10-8 選用7級精度 級 7 2．材料選擇 查[1]表10-1 小齒輪選用45號鋼（調(diào)質(zhì)處理），硬度為250HBS 大齒輪選用45號鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為220HBS 小齒輪 250HBS 大齒輪 220HBS 3．選擇齒數(shù)Z 個(gè) U=2.8 4．選取螺旋角β 取14 度 14 5．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）試選Kt 取1.6 1.6 （2）區(qū)域系數(shù)ZH 由[1]圖10-30 （3） 由[1]圖10-26查得 εa4=0.88 =0.78+0.88=1.66 1.66 (4)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩TⅡ 查表1 Nmm (5)齒寬系數(shù)Фd 由[1]表10-7 1.0 (6)材料的彈性影響系數(shù)ZE 由[1]表10-6 MPa1/2 (7) 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 由[1]圖10-21c 由[1]圖10-21ｄ 550 540 550 540 （8）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由[1]式10-13 （9）接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHN 由[1]圖10-19 KHN1 =1.08 KHN2 =1.14 KHN1 =1.08 KHN2 =1.14 （10）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH] 取失效概率為１％，安全系數(shù)為S=1，由[1]式１０－１２得 [σH]3= 594 =604.8 （11）試算小齒輪分度圓直徑 按[1]式（10－21）試算 mm ＝80.53 （12）計(jì)算圓周速度v m/s =0.65 （13）計(jì)算齒寬B B3=85 B4=80 mm B3=85 B4=80 （14）模數(shù) h = 2.25mnt =2.253.13 ＝7.04 b/h =80.53/7.04=11.44 度 ＝3.13 h ＝7.04 b/h =11.44 （15）計(jì)算縱向重合度 εβ= 0.318φdz3tanβ ＝0.3181.025an14 =1.98 =1.98 （16）計(jì)算載荷系數(shù)K 由[1]表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)v=0.65s，７級精度，由[1]圖１０－８查得動載荷系數(shù)1.1 由[1]表１０－４查得 KHβ=1.12+0.18(1+0.6φd2) φd2+0.23×10-3b =1.43 由[1]圖１０－１３查得KFβ=1.35 假定，由[1]表１０－３查得1.4 故載荷系數(shù) K=KAKVKHαKHβ=11.11.41.43=2.20 K=2.20 （17）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑d3 由[1]式10-10ａ 89.55 （18）計(jì)算模數(shù) =3.48 mm =3.48 6．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）計(jì)算載荷系數(shù)K K=KAKVKFαKFβ K=1.01.11.41.35 =2.079 K=2.079 （2）螺旋角影響系數(shù) 根據(jù)縱向重合度εβ=1.981]圖10-28 0.88 0.88 （3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZV =27.37 76.63 （4）齒形系數(shù)YFa 由[1]表１０－５ YFa3=2.563 YFa4=2.227 YFa3=2.563 YFa4=2.227 （5）應(yīng)力校正系數(shù)YSa 由[1]表１０－５ YSa3=1.604 YSa4=1.763 YSa3=1.604 YSa4=1.763 （6）齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由[1]圖１０－２０b 由[1]圖１０－２０ｃ 400 350 400 350 （7）彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 由[1]圖１０－１８ 0.92 0.96 0.92 0.96 （8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力[σF] 取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.3，由式１０－１２得 368 336 （9）計(jì)算大小齒輪的并加以比較 結(jié)論：大齒輪的系數(shù)較大，以大齒輪的計(jì)算 = 0.0117 （10）齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 由[1]式１０－１７ =2.37 結(jié)論：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)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，?。?.5已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d3=89.55應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 取35 ，則Z4 = Z3×i齒2 =35*2。8=98 取Z4 =98 3．幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算中心距a 將中心距圓整為171 mm =171 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角β 因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。 度 （3）計(jì)算齒輪的分度圓直徑d mm 90.00 252.00 （4）計(jì)算齒輪的齒根圓直徑df mm 83.75 =245.75 （5）計(jì)算齒輪寬度B b = φdd3= 1.0*90.00=90.00 圓整后取： B3 =95 B4 =90 mm B3 =95 B4 =90 （6）驗(yàn)算 故合適 （三）斜齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)表 傳動類型 模數(shù) 齒數(shù) 中心距 齒寬 螺旋角 高速級 斜齒圓柱齒輪 mm mm 低速級 斜齒圓柱齒輪 §五　軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1．選擇軸的材料及熱處理方法 查[1]表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45；根據(jù)齒輪直徑，熱處理方法為正火。 2．確定軸的最小直徑 查[1]的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式： mm 再查 [1]表15-3， 考慮鍵：因?yàn)殒I槽對軸的強(qiáng)度有削弱作用，開有一個(gè)鍵槽，所以軸的軸徑要相應(yīng)增大 mm 3．確定各軸段直徑并填于下表內(nèi) 名稱 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 mm 且由前面的帶輪的設(shè) 計(jì)可得，帶輪的孔徑為30，mm ＝30 ＝30 查 [2]表7-12　35 35 因?yàn)樘幯b軸承，所以只要＞即可，選取7類軸承，查 [2]表6-6，選取7208AC，故 ＝40 ＝40 46 由于是齒輪軸所以等于高速級小齒輪的分度圓直徑： 40 40 4．選擇軸承潤滑方式，確定與軸長有關(guān)的參數(shù)。 查 [2]（2）“潤滑方式”，及說明書“（12）計(jì)算齒輪圓周速度” = 1.54，故選用脂潤滑。 將與軸長度有關(guān)的各參數(shù)填入下表 名稱 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 箱體壁厚 查 [2]表11-1 8 地腳螺栓直徑及數(shù)目n 查 [2]表11-1 查 [2]表3-13， 取＝20， ＝16 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 查 [2]表11-1 查 [2]表3-9，取＝16 ＝12 軸承旁聯(lián)接螺栓扳手空間、 查 [2] 表11-1 軸承蓋聯(lián)接螺釘直徑 查 [2]表11-2 查 [2]表11-10，得當(dāng)取 軸承蓋厚度 查 [2]表11-10 ， 小齒輪端面距箱體內(nèi)壁距離 查 [2] =10 軸承內(nèi)端面至箱體內(nèi)壁距離 查 [2] 因?yàn)檫x用脂潤滑，所以 ＝10 軸承支點(diǎn)距軸承寬邊端面距離a 查 [2]表6-6，選取7208AC軸承， 故 5.計(jì)算各軸段長度。 名稱 計(jì)算公式 單位 計(jì)算結(jié)果 由于與大帶輪配合，則： 63 由公式 ＝56 由公式 32 由公式 ＝110.5 齒輪1輪轂寬度： ＝65 由公式 ＝40 L（總長） ＝365.5 （支點(diǎn)距離） ＝197.5 二、Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1．選擇軸的材料及熱處理方法 查[1]表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45；根據(jù)齒輪直徑，熱處理方法為正火回火。 2．確定軸的最小直徑 查[1]的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式： =(126~103) 再查 [1]表15-3， 3．確定各軸段直徑并填于下表內(nèi) 名稱 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 由于和軸承配合，取標(biāo)準(zhǔn)軸徑為： =45 由于和齒輪配合，取 查 [2]表1-6，取＝50 =50 查 [2]表1-6，取=60 =60 與高速級大齒輪配合，?。? ＝=45 ＝45 4．選擇軸承潤滑方式，確定與軸長有關(guān)的參數(shù)。 查 [2]（二）“滾動軸承的潤滑”，及說明書“六、計(jì)算齒輪速度” ，故選用脂潤滑。 將與軸長度有關(guān)的各參數(shù)填入下表 名稱 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 軸承支點(diǎn)距軸承寬邊端面距離a 選用7209AC軸承，查 [2]表6-6 得 5.計(jì)算各軸段長度 名稱 計(jì)算公式 單位 計(jì)算結(jié)果 ＝43 ＝93 ＝10 齒輪配合長度： ＝58 ＝45.5 L（總長） L＝249.5 （支點(diǎn)距離） 196.1 三、Ⅲ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1．選擇軸的材料及熱處理方法 查[1]表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45；根據(jù)齒輪直徑，熱處理方法為正火回火。 2．確定軸的最小直徑 查[1]的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式： = 再查 [1]表15-3， 考慮鍵：因?yàn)殒I槽對軸的強(qiáng)度有削弱作用，開有一個(gè)鍵槽，所以軸的軸徑要相應(yīng)增大 3．確定各軸段直徑并填于下表內(nèi) 名稱 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 由于與聯(lián)軸器配合，配合軸徑為d1=60mm ＝60 考慮聯(lián)軸器定位： 查 [2]表7-12，?。?0 ＝70 為了軸承裝配的方便： ，取符合軸承標(biāo)準(zhǔn)孔徑大小為 ＝75 考慮軸肩定位，查（1）表1-16，取標(biāo)準(zhǔn)值=86 ＝86 考慮齒輪的定位： 92 由于與齒輪配合=80mm =80 由于軸承配合：＝＝75 ＝75 4．選擇軸承潤滑方式，確定與軸長有關(guān)的參數(shù)。 查 [2]（二）“滾動軸承的潤滑”，及說明書“六、計(jì)算齒輪速度”， ，故選用脂潤滑。將與軸長度有關(guān)的各參數(shù)填入下表 名稱 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 軸承支點(diǎn)距軸承寬邊端面距離a 選用7015AC軸承，查 [2]表6-6 得 5.計(jì)算各軸段長度 名稱 計(jì)算公式 單位 計(jì)算結(jié)果 選聯(lián)軸器軸孔長度為107mm，則： 105 由公式 ＝47 由公式 ＝39 由公式 ＝73 由公式 ＝10 配合齒輪4： 88 ＝51.5 L（總長） 413.5 （支點(diǎn)距離） ＝184.3 四、校核Ⅱ軸的強(qiáng)度 齒輪的受力分析： 斜齒輪上的圓周力：；徑向力：；軸向力： 分別將: 代入以上3式，得： 表4.4 和軸長度有關(guān)的參數(shù) 齒輪2上的圓周力 齒輪上的徑向力 齒輪上的軸向力 3189.49 1195.80 788.14 齒輪3上的圓周力 齒輪上的徑向力 齒輪上的軸向力 4958.7 2720.77 1750.14 求支反力、繪彎矩、扭矩圖 軸Ⅱ受力簡圖 圖4.6 Ⅱ軸的受力圖 其中， 方向均向外；方向都指向軸心；向左，向右。 1.垂直平面支反力，如圖a) 軸向力平移至軸心線形成的彎矩分別為： 2.垂直平面彎矩圖，如圖b) 計(jì)算特殊截面的彎矩： 3.水平平面支反力，如圖c) 4.水平平面彎矩圖,如圖d) 計(jì)算特殊截面的彎矩： 5.合成彎矩圖, 如圖e) 6.扭矩圖,如圖f) 2．按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度 （1）確定軸的危險(xiǎn)截面 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和彎矩圖可知：截面3受到的合力矩最大，且大小為： ,再考慮到兩個(gè)裝齒輪的軸段,因此截面3為危險(xiǎn)截面。 （2）按彎矩組合強(qiáng)度校核軸危險(xiǎn)截面強(qiáng)度 （軸的抗彎截面系數(shù)，初選鍵：b=12,t=5,d=50;解得W=11050.63 mm3） 取，則： 查表15-1得[]=60mpa,因此,故安全。 §六　軸承的選擇和校核 1．Ⅱ軸軸承的選擇 選擇Ⅱ軸軸承的一對7309AC軸承，校核軸承，軸承使用壽命為6年，每年按300天計(jì)算。 6.1.2 根據(jù)滾動軸承型號，查出和。 6.1.3 校核Ⅱ軸軸承是否滿足工作要求 1.畫軸承的受力簡圖 圖5.1 軸承的受力圖 2.求軸承徑向支反力、 （1）垂直平面支反力、 （2）水平面支反力、 （3）合成支反力、 3.求兩端面軸承的派生軸向力、 4.確定軸承的軸向載荷、 由于 因此軸承1被放松： 軸承2被放松： 5.計(jì)算軸承的當(dāng)量載荷、 查[1] 表13-5 ：可得：e=0.68 ① 查[1]表有： 取 得： ② 查[1]表有：，取，得： 因此軸承1危險(xiǎn)。 6.校核所選軸承 由于兩支承用相同的軸承，故按當(dāng)量動載荷較大的軸承1計(jì)算，滾子軸承的0.68，查[1]表13-6取沖擊載荷系數(shù) 1.2，查[1]表13-7取溫度系數(shù)1.0，計(jì)算軸承工作壽命： 結(jié)論：選定的軸承合格，軸承型號最終確定為：7209AC §七　鍵聯(lián)接的選擇和校核 一、 Ⅱ軸大齒輪鍵的選擇 一般8級精度以上尺寸的齒輪有定心精度要求，因此均選用普通圓頭平鍵 A型,根據(jù)鍵槽所在段軸徑為分別為： 查[2]，選用，（大齒輪）鍵1： （小齒輪）鍵2： 二．Ⅱ軸大齒輪鍵的校核 鍵長度小于輪轂長度且鍵長不宜超過，前面算得大齒輪寬度60, 小齒輪寬度90，根據(jù)鍵的長度系列選鍵長: 鍵1：；鍵2： 查[1]表16-2得 鍵與鋼制軸在輕微沖擊載荷下的許用擠壓應(yīng)力為： ，則： 鍵1： 鍵2： 所以所選用的平鍵強(qiáng)度均足夠。 取鍵標(biāo)記為： 鍵1：16×50 GB/TB1096-79 鍵2：16×80 GB/TB1096-79 §八　鍵聯(lián)接的選擇和校核 查[1]表14-1得 為了隔離振動和沖擊，查[2]表8-7，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器； 載荷計(jì)算： 公稱轉(zhuǎn)矩：T=915。71N*m 選取工作情況系數(shù)為： 所以轉(zhuǎn)矩 因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以選取LT10型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為2000Nm，孔徑長度為J型。 選用普通 圓頭平鍵A型,軸徑d=52mm,查[1]表6-1得 選取GB/T 1096 鍵。 §九 減速器的潤滑、密封和潤滑牌號的選擇 一、傳動零件的潤滑 9.1.1 齒輪傳動潤滑 因?yàn)辇X輪圓周速度，故選擇浸油潤滑。 9.1.2滾動軸承的潤滑 因?yàn)辇X輪速度，故滾動軸承選用脂潤滑。 二、減速器密封 9.2.1 軸外伸端密封 毛氈圈油封。 9.2.2 軸承靠箱體內(nèi)側(cè)的密封 擋油板：防止?jié)q油漲到軸承。 9.2.3 箱體結(jié)合面的密封 箱體結(jié)合面的密封性要求是指在箱體剖分面、各接觸面及密封處均不允許出現(xiàn)漏油和滲油現(xiàn)象，剖分面上不允許加入任何墊片或填料。為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度應(yīng)為6.3,密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大，不大于mm。 §十 減速器箱體設(shè)計(jì)及附件的選擇和說明 一、 箱體主要設(shè)計(jì)尺寸 表9.1箱體主要尺寸 名稱 計(jì)算依據(jù) 計(jì)算過程 計(jì)算結(jié)果 箱座壁厚 8 箱蓋壁厚 8 箱座凸緣厚度 12 箱蓋凸緣厚度 12 箱座底凸緣厚度 20 地腳螺栓直徑 0．036+12 —— 16 地腳螺釘數(shù)目 =171<250 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 12 箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑 8 聯(lián)接螺栓的間距 —— —— 100 軸承端蓋螺釘直徑 8 定位銷直徑 8 、、至外箱壁距離 查[2]表5-1 25 20 16 、至凸緣邊緣距離 查[2]表5-1 23 14 軸承旁凸臺半徑 = —— 16 凸臺高度 —— —— 60 軸承座寬度 50 鑄造過渡尺寸 —— 11.82 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 ≥ —— 10 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 ≥10～15 —— 10 箱蓋、箱昨筋厚、 8 10 軸承端蓋外徑 120 114 160 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 —— 120 133.5 173.5 二、附屬零件設(shè)計(jì) 1窺視孔和窺視孔蓋 查[2] 表11-4得，因?yàn)?，所以選取蓋厚為mm，長為l=180mm，寬為b=140mm的窺視孔蓋，如下圖所示。 2.通氣塞和通氣器 3.油標(biāo)、油尺 查[2] 表7-10得，選取桿式油標(biāo)， 4.油塞、封油墊 查[2] 表7-11得 5.起吊裝置 6.軸承端蓋、調(diào)整墊片 Ⅰ軸和Ⅱ軸的端蓋的設(shè)計(jì)，表11-10得 Ⅲ軸的端蓋的設(shè)計(jì)，表11-10得 §十一 設(shè)計(jì)小結(jié) 此次設(shè)計(jì)緊密聯(lián)系本學(xué)期知識，可以說是我初嘗機(jī)械類的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，我體會頗多，最為深刻的就是設(shè)計(jì)要有扎實(shí)的理論功底。在這次設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用極大的減輕了我設(shè)計(jì)的勞力。與同學(xué)進(jìn)行交流是解決問題最有效的方式。 設(shè)計(jì)并不像我想像中的簡單，其中我遇到不少問題，也從問題中學(xué)到了很多東西。不過我認(rèn)為得像減速器這類傳統(tǒng)的器械，其設(shè)計(jì)過程邏輯極強(qiáng)，應(yīng)該可以通過設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，從而提高生產(chǎn)制造的效率。 §十二 參考資料 [1] 濮良貴主編. 2006.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）.高等教育出版社 [2] 吳宗澤；羅圣國主編.2006.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊（第3版）.高等教育出版社 45