3021 課程設(shè)計-二級展開式減速器設(shè)計

3021 課程設(shè)計-二級展開式減速器設(shè)計,課程設(shè)計,二級,展開式,減速器,設(shè)計 1實訓(xùn)報告本欄目應(yīng)包含以下內(nèi)容： 1、設(shè)計目的與任務(wù)實訓(xùn)目的是設(shè)計一個二級展開式減速器，并在實訓(xùn)中對本學(xué)期及之前所學(xué)知識進行復(fù)習(xí)和應(yīng)用。（一）：題目：設(shè)計帶式輸送機傳動裝置。要求：輸送機由電機驅(qū)動，經(jīng)傳動裝置驅(qū)動輸送帶移動。要求電機軸與工作機鼓輪軸平行，整機使用壽命為 6 年，每天兩班制工作，每年工作 300 天，工作時不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，允許輸送帶速度偏差為 ±5%。工作機效率為 0.96，要求有過載保護，按單件生產(chǎn)設(shè)計。（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）1800250030003200380040004200 4500 4600 4800輸送帶速度 v（m/s ）1.21.11.21.31.11.31.2 1.1 1.2 1.3鼓輪直徑 D（mm）420440480500460400410 480 460 480（三）：設(shè)計內(nèi)容： a) 設(shè)計傳動方案；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)計計算說明書一份。2、設(shè)計步驟與內(nèi)容見“減速器設(shè)計說明書” 。3、設(shè)計心得與體會此次設(shè)計緊密聯(lián)系本學(xué)期知識，可以說是我初嘗機械類的設(shè)計，在設(shè)計過程中，我體會頗多，特別是剛開始的初步設(shè)計，如果設(shè)計不合理的話，會給后面帶來很大的麻煩，看似一個簡單的二級展開式減速器，在剛開始的設(shè)計中就使我焦頭爛額，畫圖也是一個難點，雖然剛大一的時候?qū)W過 CAD 制圖這方面的知識，但是離現(xiàn)在已經(jīng)有一段時間了，所以畫圖時有很多細節(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出，對二級展開式減速器的設(shè)計還是有了一個深刻的了解，當(dāng)然在完成這一次的設(shè)計當(dāng)中還是有一些錯誤與迷惑的東西，但是我會繼續(xù)認真地去學(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)計上一定可以有所突破。2簽字：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、字數(shù)一般不少于 2000 字，可另加同規(guī)格紙張。實訓(xùn)指導(dǎo)教師評語成績評定： 指導(dǎo)教師（簽名）：年 月 日3目　錄§一　 減速器設(shè)計說明書 ..................................................5§二　 傳動方案的分析 ....................................................5§三　 電動機選擇，傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)計算 ............................6一、電動機的選擇 ..................................................6二、傳動裝置總傳動比的確定及各級傳動比的分配 ......................7三、運動參數(shù)和動力參數(shù)計算 ........................................7§四　 傳動零件的設(shè)計計算 ................................................8一、V 帶傳動設(shè)計 ...................................................8二、漸開線斜齒圓柱齒輪設(shè)計 .......................................12（一）高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算表 .................................12（二）低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算表 .................................17（三）斜齒輪設(shè)計參數(shù)表 .............................................21§五　 軸的設(shè)計計算 .....................................................22一、Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...............................................22二、Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...............................................25三、Ⅲ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...............................................27四、校核Ⅱ軸的強度 ...............................................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)計及 附件的選擇和說明 .................................37一、箱體主要設(shè)計尺寸 .............................................37二、附屬零件設(shè)計 .................................................40 §十一　設(shè)計小 結(jié) .......................................................44§十二　參考 資料 .......................................................444§一 減速器設(shè)計說明書一、題目：設(shè)計一用于帶式運輸機上的兩級圓柱齒輪減速器。二、已知條件：輸送機由電動機驅(qū)動，經(jīng)傳動裝置驅(qū)動輸送帶移動，整機使用壽命為 6 年，每天兩班制工作，每年工作 300 天，工作時不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，允許輸送帶速度偏差為 5%。工作機效率為 0.96，要求有過載保護，按單位生?產(chǎn)設(shè)計。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）1800250030003200380040004200 4500 4600 4800輸送帶速度 v（m/s）1.21.11.21.31.11.31.2 1.1 1.2 1.3鼓輪直徑 D（mm）420440480400460400410 480 460 480三、設(shè)計內(nèi)容：設(shè)計傳動方案；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)計計算說明書一份?！於? 傳動方案的分析1-電 動 機 2帶 傳 動 3-減 速 器 4聯(lián) 軸 器 5-滾 筒 6傳 送 帶214563Fv5§三　電動機選擇，傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)計算一、電動機的選擇1.確定電動機類型按工作要求和條件,選用 y 系列三相交流異步電動機。2.確定電動機的容量（1）工作機卷筒上所需功率 PwPw = Fv/1000 =4200*1.2/1000=5.04kw(2)電動機所需的輸出功率為了計算電動機的所需的輸出功率P d，先要確定從電動機到工作機之間的總功率η 總 。設(shè)η 1、η 2、η 3、η 4、η 5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、工作機的效率，由[2]表1-7查得η 1 = 0.99，η 2 = 0.98，η 3 = 0.99，η 4 = 0.95，η 5 = 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?總 12345?總wdPkw9.8.03.選擇電動機轉(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 2i‘總 =（2～4）×（3～5）×（3～5）=（18～100）電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=i‘總 × =（18～100） =（18～100） r/minwD???.06410.32.6?=1006.68~5592.67r/min6011.2/min54.6/in4wvrrD??????根據(jù)電動機所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查[2]表 12-1，符合這一范圍的常用同步加速有 1500 、1000 。minrir選用同步轉(zhuǎn)速為:1500 r/min選定電動機型號為:Y112M-46二、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= =總iwmn75.293.140?式中 nm----電動機滿載轉(zhuǎn)速: 1440 r/min;nw----工作機的轉(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、運動參數(shù)和動力參數(shù)計算 1.各軸轉(zhuǎn)速計算1440 r/min?mn0nⅠ = nm / i帶 = 1440/2.6 r/min =553.85 r/minnⅡ = nⅠ / i齒1 = 553.85/3.59 r/min =154.28 r/minnⅢ = nⅡ / i 齒 2 = 154.28/2.76r/min=55.90 r/min2.各軸輸入功率P0= Pd=5.99 KWPⅠ = Pdη 4 = 5.99 0.95 KW=5.69KW?PⅡ = PⅠη 2η 3 =5.69 0.98 0.99 KW=5.52 KWPⅢ = PⅡη 2η 3 =5.52 0.98 0.99 KW=5.36 KW3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩T0 = 9550Pd/n0 =39.73 mN?TⅠ = 9550PⅠ /nⅠ =98.11 TⅡ = 9550PⅡ /nⅡ =341.69 ?7TⅢ = 9550PⅢ /nⅢ = 915.71 mN?表 1 傳動裝置各軸運動參數(shù)和動力參數(shù)表項目軸號 功率 ??kw轉(zhuǎn)速 ??inr轉(zhuǎn)矩 ??mNT?傳動比0 軸 5.99 1440 39.73 2.6Ⅰ軸 5.69 553.85 98.113.59Ⅱ軸 5.52 154.28 341.69Ⅲ軸 5.36 55.90 915.71 2.76§四　傳動零件的設(shè)計計算一、V 帶傳動設(shè)計1.設(shè)計計算表項目 計算（或選擇）依據(jù) 計算過程 單位 計算（或確定）結(jié)果(1)確定計算功率 PcaPca= dAK查 [1]表 8-7取 2.1?AK91.75?capkw91.7?cap(2)選擇帶的型號 查[1]圖 8-11.min/140rn?選用 A 型帶(3)選擇小帶輪直徑 1dmin1d?查 [1] 表 8-6 及 8-8 m90?1d(4)確定大帶輪直徑 2d=2d帶i1d 234906.2??d查 [1] 表 8-8 =236d=2362d(5)驗算傳動比誤差 i?id12?? %85.016.29?????i＝0.85%i?8(6)驗算帶速 v106??nd?90146.78v????sm=6.78?(7)初定中心距 0a)(2~7.10d?=(0.7~2)(90+236)=228.2~6520a =3600a(8)初算帶長 0L)(2210da??04ad??=2 360+3.14/2 (90+236)+(230L?6-90) /(4 360)=1246.32m=12460L(9)確定帶的基準長度 dL查 [1]表 8-2 因為 =1246，選用 A 型帶0L取 =1250d =1250dL(10)計算實際中心距離 （取整）a200Lad???m3614536?=362mma(11)安裝時所需最小中心距 （取整）minadL015.min??=362+0.015ia3425.???=343min(12)張緊或補償伸長量所需最大中心距 maxmax0.3dL??405.39126???=400mmmax(13)驗算小帶輪包角 1?9??5.718012???ad????89.1563.690=1.(14) 單根 V 帶的基本額定功率 0P查 [1]表 8-4a 插值法01.7451932P??=1.060kw=1.060P(15) 單根 V 帶額定功率的增量 0P?查 [1]表 8-5b 插值法0.154132P???=0.170kw=0.170P?(16) 長度系數(shù) LK查 [1]表 8-2由 得1250?dL93.?L93.(17)包角系數(shù) ?K查 [1]表 8-5 插值法 94.0)3.950(168.593.0?????k＝0.94(18)單位帶長質(zhì)量 q查 [1]表 8-310=0.10qmkg=0.10(19)確定V 帶根數(shù)Z????LocacKP?0?????3.51.064980.629Z???765. 3.).(??根 7?Z(20)計算初拉力 0F2)15.(qvZca??? 31.08.109. 764)9.2(?????FN=130.310F(21)計算帶對軸的壓力 p2sin10p?37. 25sin.??1787.37?p2.帶型選用參數(shù)表帶型 )(1md)(2dsmv)(a(1??)根 數(shù)Z(NFpfeZBm2)1(???帶 輪 寬A 90 236 6.78 362 159.89 7 1787.37B=(7-1) 15+2 10=?1103．帶輪結(jié)構(gòu)相關(guān)尺寸項目 計算（或選擇）依據(jù) 計算過程 單位計算（或確定）結(jié)果(1)帶輪基準寬 bd 查 [1]表 8-10 因選用 A 型，故取 1?dbm1?db(2)帶輪槽寬 b 2tan????dh2/38tan.21????b=12.93(3)基準寬處至齒頂距離 ha 查[1]表 8-10 75minah 80.2ah(4)基準寬處至槽底距離 hf 查[1]表 8-10 .if m9f?11(5)兩 V 槽間距 e 查 [1]表 8-10 3.015??em.015?e(6)槽中至輪端距離 f查 [1]表 8-10 minf =10f(7)輪槽楔角 ?查 [1]表 8-10 因為 >118，ad所以 ＝38?度 38(8)輪緣頂徑 adadh2??a6.2418.236????m241.6?ad(9)槽底直徑 f fdf2?=236-2 9.0=218fd 218f(10)輪緣底徑 D1 ??f查 [1]表 8-10，得 20618,min???D?取200?1D(11)板孔中心直徑 D0 )(5.01d?=0.5(200+60)=1300 m1300(12)板孔直徑 d0 3.~21???42~8)()3.(??40?0d(13)大帶輪孔徑 d 查 [3]表 12-1-12 根據(jù) =236，Z＝7, 2d所以取 d=30md=30(14)輪轂外徑 d1 d)2~8.(?60~543)8.1(?60?1d(15)輪轂長 L )5.(?)2.(??LmL=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 12-1-12 628.40513.0????dDn?個 6n?12二、漸開線斜齒圓柱齒輪設(shè)計（一）高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算表項目 計算（或選擇）依據(jù) 計算過程 單位 計算（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 72．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220HBS3．選擇齒數(shù)Z)40~2(1?Zi12ZU241?Z取 8357.9.2?取 4.?U個12Z＝91?3.458U4．選取螺旋角 β 0~8＝?取 14＝?度 14＝?5．按齒面接觸強度設(shè)計（1）試選 Kt 7.13＝t 取 1.6＝tK1.6＝tK(2)區(qū)域系數(shù) ZH由[1]圖 10-30 43.2＝HZ 43.2＝HZ（3）ε a由[1]圖 10-26 查得 εa1=0.77 εa2=0.871.64??21?? 1.64???(4)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1查表 1 4108.9?TNmm4108.9?T(5)齒寬系數(shù)Ф d 由[1]表 10-75.~7?d? 1.0?d?(6)材料的彈性影響系數(shù)ZE由[1]表 10-6 8.19EZ21MPa8.9EZ(7) 齒輪接觸疲勞強度由[1]圖 10-21c由[1]圖 10-21ｄ 550?1limH?55?1limH?013極限 limH?540?2limH? 54?2limH?0（8）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由[1]式 10-1381057.9)63(36????hLjnN812./U8157.9?N2?（9）接觸疲勞強度壽命系數(shù) KHN由[1]圖 10-19 KHN1 =1.05KHN2 =1.12KHN1 =1.05KHN2 =1.12（10）計算接觸疲勞強度許用應(yīng)力[σ H]取失效概率為１％，安全系數(shù)為S=1，由[1]式 10-12 得??5.7105.1lim1???SHNH???8.604152.2lim2???SKHNH?MPa=(577.??H?5+604.8)=591.15（11）試算小齒輪分度圓直徑 td1按[1]式（10－21）試算 3211)][(HEdtt ZuTk???????03.5)198.4.2(59.3160.324??? ??mm =53.03td1（12）計算圓周速度 v 106??ndt?54.1068.14.1??ndvt?m/s 1.54?v（13）計算齒寬 B 3.5.1??tdbB1=60B2=55 mmB1=60B2=5514（14）模數(shù)ntm14.2cos03.51???Zdtnt?h = 2.25mnt =2.25×2.14=4.815b/h =53.03/4.815=11.01 度mnt =2.14h = 4.815b/h =11.01（15）計算縱向重合度 ??ε β = 0.318φ dz1tanβ 903.14tan218????? 1.903???（16）計算載荷系數(shù) K由[1]表 10-2 查得使用系數(shù) ?AK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?V由[1]表１０－４查得KHβ =1.12+0.18(1+0.6φ d2) φ d2+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mNdFtA/10?1.4??FH故載荷系數(shù)K=KAKVKHα KHβ =1×1.08×1.4×1.42=2.15K=2.15（17）按實際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑由[1]式 10-10ａ 52.86.1/203.33???ttKdm58.52?1d（18）計算模數(shù) nm1coszdn?? 37.4cos.?nmmm 2.37n6．按齒根彎曲強度設(shè)計（1）計算載荷系數(shù) K K=KAKVKFα KFβK=1×1.08×1.4×1.33=2.01 K=2.01（2）螺旋角影響系數(shù) ?Y根據(jù)縱向重合度ε β = 1.903 ，從[1]圖 10-280.88??Y 0.88??Y15（3）計算當(dāng)量齒數(shù) ZV ?3coszv? 30.2614cos331????zv 9.cs8332?zv =26.301vz=90.942（4）齒形系數(shù) YFa 由[1]表１０－５YFa1=2.591YFa2=2.198YFa1=2.591YFa2=2.198（5）應(yīng)力校正系數(shù) YSa 由[1]表１０－５ YSa1=1.597YSa2=1.781YSa1=1.597YSa2=1.781（6）齒輪的彎曲疲勞強度極限 FE?由[1]圖 10-20b由[1]圖 10-20c 400?1FE?3502 MPa400?1FE?3502（7）彎曲疲勞強度壽命系數(shù) 1FNK由[1]圖 10-18利用插值法可得 0.901FNK0.95?2 0.901FNK0.95?2（8）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力[σ F]取彎曲疲勞安全系數(shù) S＝1.3，由式10-12 得9.763.1409][11?SFENF?.25.5][2?KFENF MPa9.76][1F?25?（9）計算大小齒輪的并加][FSaY?以比較??015.92.761??FSaY?3..82FSa結(jié)論：大齒輪的 系數(shù)][FSaY?較大，以大齒輪的計算＝0.0][FSaY?153（10）齒根彎曲強度設(shè)計計算由[1]式 10-17=1.743213cos[]FSndKTYmZ???????mm 1.743?nm16結(jié)論：對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) 大于由齒根彎曲疲勞強度計算nm的法面模數(shù)，取 ＝2 mm，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，須按接觸nm疲勞強度算得的分度圓直徑 d1=58.52 mm 來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取 29，則 Z2 = Z1×i 齒 1 =29×3.59=104.11 取 Z2 ,39.84cos5.8cos1???ndz??1z=1043．幾何尺寸計算（1）計算中心距 a ?cos2)(1nmz??=137.1???14cos2)09(a將中心距圓整為 137mm a=137（2）按圓整后的中心距修正螺旋角βazn)(rs21 因 值8.37)(r???改變不多，故參數(shù) 、 、??K等不必修正。HZ度 13.88?（3）計算齒輪的分度圓直徑 d ?cosnzm?74.598.13cos2???d602 mm 59.741d214.26?2（4）計算齒輪的齒根圓直徑 df .5fnd??由74.5. .1????nfm26.09.2.1nfdmm54.741fd209.26?f（5）計算齒輪寬度 Bb = φ dd1b=1.0×59.74=59.74圓整后?。築1 =65B2 =60mm B1 =65B2 =60（6）驗算NdTFt 6.38474.590821???mmNbKtA /10/9./.63?所以合適（二）低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算表項目 計算（或選擇）依據(jù) 計算過程 單位 計算（或確17定）結(jié)果1．選齒輪精度等級 查[1]表 10-8 選用 7 級精度 級 72．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220HBS3．選擇齒數(shù) Z)40~2(3?4i3U253?Z70,697.4取?8250U個253?Z704U=2.84．選取螺旋角β20~8＝?取 14＝?度 14＝?5．按齒面接觸強度設(shè)計（1）試選 Kt .1＝t 取 1.6＝tK1.6＝tK（2）區(qū)域系數(shù) ZH由[1]圖 10-30 43.2＝HZ43.2＝HZ（3） ??由[1]圖 10-26 查得30.78a??εa4=0.88=0.78+0.88=1.66?? 1.66???(4)計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 TⅡ 查表 151042.3???TNmm 51042.3??T(5)齒寬系數(shù) Ф d 由[1]表 10-7 ~7d?1.0?d?(6)材料的彈性影響系數(shù) ZE 由[1]表 10-6 8.9EZMPa1/2 8.9EZ(7) 齒輪接觸疲勞強度極限 limH?由[1]圖 10-21c由[1]圖 10-21ｄ550?1limH?5402liMPa5501limH?540?2li（8）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由[1]式 10-13831067.??hLjnN72345.9?齒i 831067.?N745.9?（9）接觸疲勞強度壽命系數(shù) 由[1]圖 10-19KHN1 =1.08KHN2 =1.14KHN1 =1.08KHN2 =1.1418KHN（10）計算接觸疲勞強度許用應(yīng)力[σ H]取失效概率為１％，安全系數(shù)為 S=1，由[1]式１０－１２得[σH]3= 3limHNKS??594??6.154li4?HNH?8.6042.94][][43??HH?MPa=604.8][H?（11）試算小齒輪分度圓直徑 td3按[1]式（10－21）試算 53.80)][(1232????HEdtt ZuTk???mm ＝80.53td3（12）計算圓周速度 v 10623??nvt?65.1028.54..??vm/s =0.65v（13）計算齒寬B .83?db?B3=85B4=80 mmB3=85B4=80（14）模數(shù) ntm1.cos3?Ztt?h = 2.25mnt =2.25 3.13?＝7.04b/h =80.53/7.04=11.44度＝3.13ntmh ＝7.04b/h =11.44（15）計算縱向重合度 ??ε β = 0.318φ dz3tanβ ＝0.318 1.0 25an14??=1.98=1.98??（16）計算載荷系數(shù) K由[1]表 10-2 查得使用系數(shù) 1?AK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?VK由[1]表１０－４查得KHβ =1.12+0.18(1+0.6φ d2) φ d2+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mNdtA/10?1.4??FHK K=2.2019故載荷系數(shù)K=KAKVKHα KHβ =1 1.1 1.4 1.43=2.20?（17）按實際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑 d3由[1]式 10-10ａ 5.896.1203.33??ttKdm89.55?3d（18）計算模數(shù)nm3coszdn??=3.483coszdmn?mm =3.48n6．按齒根彎曲強度設(shè)計（1）計算載荷系數(shù) K K=KAKVKFα KFβ K=1.0 1.1 1.4 1.35?=2.079 K=2.079（2）螺旋角影響系數(shù) ?Y根據(jù)縱向重合度ε β =1.981]圖 10-28 0.88??Y0.88??Y（3）計算當(dāng)量齒數(shù) ZV ?3coszv?37.2cos3zv6.34??zv =27.373vz76.63?4（4）齒形系數(shù)YFa 由[1]表１０－５YFa3=2.563YFa4=2.227YFa3=2.563YFa4=2.227（5）應(yīng)力校正系數(shù) YSa 由[1]表１０－５YSa3=1.604YSa4=1.763YSa3=1.604YSa4=1.763（6）齒輪的彎曲疲勞強度極限 FE?由[1]圖１０－２０b由[1]圖１０－２０ｃ400?3FE?3504MPa400?3FE?3504（7）彎曲疲勞強度壽命系數(shù) FNK由[1]圖１０－１８ 0.923FNK0.96?4 0.923FNK0.96?4（8）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力[ σ F]取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.3，由式１０－１２得??36814092.3??SFENF?MPa3][F?368 ?4][F33620??361509.44??SKFENF?（9）計算大小齒輪的并加以][FSaY?比較012.84.2][3FSaY?結(jié)7.6.][4??Sa論：大齒輪的 系數(shù)較][FSaY?大，以大齒輪的計算=][FSaY?0.0117（10）齒根彎曲強度設(shè)計計算由[1]式１０－１７ 37.2][cos232????FSdnYZKTm????=2.37nm結(jié)論：對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) 大于由齒根彎曲疲勞強度計算nm的法面模數(shù)，取 ＝2.5 已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，須按接觸疲勞強n度算得的分度圓直徑 d3=89.55 應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 76.45.21cos89cos3 ????nmdZ?取 35 ，則 Z4 = Z3×i 齒 2 =35*2。8=98 取 Z4 =983z3．幾何尺寸計算（1）計算中心距 a ?cos2)(43nmza??34.17cos25.)983(????a將中心距圓整為 171mm =171a（2）按圓整后的中心距修正螺旋角 βazn2)(rcs43??因???5.13.2)(r值改變不多，故參數(shù) 、???、 等不必修正。KHZ度 54.13??（3）計算齒輪的分度圓直徑 d ?cosnzm?0.914cos52*3??d84mm90.00?3d252.00421（4）計算齒輪的齒根圓直徑 df 2fnm??75.83.2*0.93???nfmd.4..24nfmm83.75?3fd=245.754f（5）計算齒輪寬度 B b = φ dd3=1.0*90.00=90.00圓整后?。築3 =95B4 =90mm B3 =95B4 =90（6）驗算NTFt 760.91*2532??mmbKtA /10/4.8/0.76?故合適（三）斜齒輪設(shè)計參數(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 2nm?91Z042mm137?amm651?Bm02 ??8.13?低速級斜齒圓柱齒輪 5.?n3984Za17?953?04B??54.13?§五　軸的設(shè)計計算一、Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計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m10?處理方法為正火。2．確定軸的最小直徑22查 [1] 的扭轉(zhuǎn)強度估算軸的最小直徑的公式：370Pmm?? 39.2~.785.369)10~2(2.15931036 ????nPAd?再查 [1]表 15-3， 0考慮鍵：因為鍵槽對軸的強度有削弱作用，開有一個鍵槽，所以軸的軸徑要相應(yīng)增大 %7~5mm)3.2.9(?d3．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1dmm)73.2~0.9(?d且由前面的帶輪的設(shè)計可得，帶輪的孔徑為 30，mm)..(＝301dm＝301d2d34~.230*)1.7.0(*??d查 [2]表 7-12　 35?2dm35?2d3d因為 處裝軸承，所以只要 ＞33d即可，選取 7 類軸承，查 [2]表 6-2d6，選取 7208AC，故 ＝403m＝403d4ddd48~6.5)1.07(234???46?4d5由于是齒輪軸所以等于高速級小齒輪的分度圓直徑： md74.59?mm7.596d4036 40?6d234．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）計算齒輪圓周速度 ” = 1.540P v，故選用脂潤滑。smⅡ?qū)⑴c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 11-1158P302.???a m8??地腳螺栓直徑及數(shù)目 nfd查 [2] 表 11-1158.6.0126.43fd???查 [2]表 3-13， 取 ＝20，fd,50?na故＝16fd4?n軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1d查 [2] 表 11-1158P1267.0.???f查 [2]表 3-9，取 ＝161dm＝121d軸承旁聯(lián)接螺栓扳手空間、1C2 查 [2] 表 11-158P6;20minin1?C 1620?C軸承蓋聯(lián)接螺釘直徑 3d查 [2] 表 11-258Pdf5.8~).~4(查 [2]表 11-10，得當(dāng)取 3701,D??當(dāng) 時 　 　 m38d?　軸承蓋厚度 e查 [2]表 11-1096.98*2.1.~3??dⅡe時當(dāng) m時當(dāng) 10~7D?， 9e小齒輪端面距箱體內(nèi)壁距離 2?查 [2] 204P???? =102?24軸承內(nèi)端面至箱體內(nèi)壁距離 3?查 [2] 因為選用脂潤滑，所以208P12~83??m＝103?軸承支點距軸承寬邊端面距離 a查 [2]表 6-6，選取 7208AC 軸承，故 3?a 2?a5.計算各軸段長度。名稱 計算公式 單位 計算結(jié)果1l由于與大帶輪配合，則： ml 63~2)(651?? m63?1l2l由公式 52816208)~5(21?????取CL?98057042??eBlA m＝562l3l由公式 mBlAC 321082472083 ??????32?3l4l由公式 5102/60510234 ⅡⅡl ?????輪 轂＝110.54l5l齒輪 1 輪轂寬度： mBl15輪 轂 ＝655l6l由公式672084218024AClB??????＝406lL（總長） mlllL5.3654321???? ＝365.5L25（支點距離）l malll 5.19723*4605.1032)(4 ?????? ＝197.5l二、Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計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m10?處理方法為正火回火。2．確定軸的最小直徑查 [1] 的扭轉(zhuǎn)強度估算軸的最小直徑的公式：370P=(126~103) ??30362.159ⅡnPAd???? m)94.3~52.1(8.43再查 [1]表 15-3， 02~13．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1d由于和軸承配合，取標準軸徑為： md451?m=451d2d由于和齒輪配合，取 d502?查 [2]表 1-6，取 ＝502=502d3d 60)1.~7.0(43 ???d查 [2]表 1-6，取 =603m=603d4與高速級大齒輪配合，?。?d524 m524?5d＝ =455d1 m＝455d4．選擇軸承潤滑方式，確定與軸長有關(guān)的參數(shù)。26查 [2]（二） “滾動軸承的潤滑” ，及說明書“六、計算齒輪速度 ” v，故選用脂潤滑。 smvⅡ2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)果軸承支點距軸承寬邊端面距離 a選用 7209AC 軸承，查 [2]表 6-6得 m7.24?m ma7.24?5.計算各軸段長度名稱 計算公式 單位 計算結(jié)果1l 432472091 ???ACBl由＝431l2 9532??輪 轂 m＝9323l 10~83lⅡl?。?03l4齒輪配合長度： B58262??輪 轂 ＝5845l mBlAC .45472095 ????＝45.55lL（總長） lll .2954321?L＝249.5（支點距l(xiāng)離） aLl 1.6)7.(.)(?????? 196.1?l三、Ⅲ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計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m10?處理方法為正火回火。2．確定軸的最小直徑查 [1] 的扭轉(zhuǎn)強度估算軸的最小直徑的公式：370P=??30362.159ⅡnPAd???? m14.7~6.590.3)1~26(?再查 [1]表 15-3， 0考慮鍵：因為鍵槽對軸的強度有削弱作用，開有一個鍵槽，所以軸的軸徑要相應(yīng)增大 %7~527md 97.4~13.6%)7~51()4.7~6.5( ????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1d由于與聯(lián)軸器配合，配合軸徑為138.24,d?d1=60mm ＝601d2d考慮聯(lián)軸器定位： mdd72~4.68)1.07.(*1260???查 [2]表 7-12，取 ＝702m＝702d3d為了軸承裝配的方便： ，取符合軸承標23d?準孔徑大小為 d753? ＝753d4考慮軸肩定位，查（1）表 1-16，取標準值 =864dm＝8645d考慮齒輪的定位： dd6.93~2.8)1.0~7.(2566???92?5d6由于與齒輪配合 =80mm6 m=8067d由于軸承配合： ＝ ＝757d3 ＝757d4．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、計算齒輪速度 ”， v，故選用脂潤滑。將與軸長度有關(guān)的各參數(shù)填入下表smvⅡ2名稱 依據(jù) 單位 確定結(jié)果軸承支點距軸承寬邊端面距離 a選用 7015AC 軸承，查 [2]表 6-6得 6.3?m6.3?a5.計算各軸段長度名稱 計算公式 單位 計算結(jié)果281l選聯(lián)軸器軸孔長度為 107mm，則：ml)3~2(107?? m105?1l2l由公式 47255721542 ???eBlAC＝472l3l由公式 mlAC 39103472153??＝393l4l由公式 l7206?? ＝734l5l由公式 m)15~8(5 ＝105l6l配合齒輪 4： mBl )290(46??輪 轂 88?6l7l5.1/)5(2427157 ??????ACl＝51.57lL（總長） mllllL.13765432 413.5?L（支點距離）l alll .84)2(76543 ????? ＝184.3l四、校核Ⅱ軸的強度齒輪的受力分析：斜齒輪上的圓周力： ；徑向力： ；軸向力：dTFt2???costanrF??tanF?分別將: ??54.13;20;5.763 8.13;20;9814.23????????Ft代入以上 3 式，得：表 4.4 和軸長度有關(guān)的參數(shù)29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30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。23ttF、 23rF、 3aF2a1.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：23,a31)(76.8210.94.1502333順 時 針mNdFMa????? )(43.82106.41.78232順 時 針mNdFMa?????NllarrAV5.745.487.6010).76()(2.019 331232??????FFAVrBV2.9).(.8013?2.垂直平面彎矩圖，如圖 b)計算特殊截面的彎矩： mNlFMAV???????1.45105.6.74333 mNMaV??????87.276.81.4531lBv????6.30*.2793mNMaVv????89.145223.水平平面支反力，如圖 c)NllFFttAH59.63085.4.87.931).(.72213????FFAHttBH4.19.630.722??4.水平平面彎矩圖,如圖 d)計算特殊截面的彎矩：32mNlFMAH????67.38110*5.903lBH??5..43125.合成彎矩圖, 如圖 e) mNMHV?????? 3.8423233? 701HV??? 6.222 mN???? 5926.扭矩圖,如圖 f)mNT?69.3412．按彎扭合成校核軸的強度（1）確定軸的危險截面根據(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： ,再考慮到兩個裝齒輪的軸段 ,因此截面 3 為危險mNM???27.4013 42d?截面。（2）按彎矩組合強度校核軸危險截面強度（軸的抗彎截面系數(shù) ，初選鍵：b=12,t=5,d=50;解得dtbW2)(3???W=11050.63 mm3）取 ，則：6.0??22()caMT??? MPa78.4063.105)19.4()7.40( 2323 ????查表 15-1 得[ ]=60mpa,因此 ,故安全。1? ][???ca33§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 天計算。6.1.2 根據(jù)滾動軸承型號，查出 和 。rCorkNCkorr 5.38;5.0?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 、1rF2（1）垂直平面支反力 、 vNFAV5.74?B292（2）水平面支反力 、h1F2NFAHh5.63081?B42（3）合成支反力 、1r2FNFhvr 49.6352.085.721 ????r 492222343.求兩端面軸承的派生軸向力 、1dF2NFerd 69.43.6528.011 ????r 7809224.確定軸承的軸向載荷 、1aF2NFaae 64..175023 ????由于 17.389.8ded F???因此軸承 1 被放松： Fda91軸承 2 被放松： Ne 69.5286.42???5.計算軸承的當(dāng)量載荷 、1rP2查[1] 表 13-5 ：可得：e=0.68① eFra ???68.049.35/6.41/1查[1]表有： 7,01YX取 2.Pf得： NFYXfarPr 18.7635)9.4187.09.635241.0(2)(111 ?????????② eFra ?.9.4/6.528/2查[1]表有： ，取 ，得：87.0,.2.?Pf 81.7590)6.281*7.09.42*1.()(1212 ??????arPr FYXf1r??因此軸承 1 危險。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)?e ?Pf351.0，計算軸承工作壽命：?tf6310()rhCLnP2409.35)18.7650(.1406 ????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 ：md50;21?查 [2] ，選用， （大齒輪）鍵 1：107P161?hb（小齒輪）鍵 2： 062??hb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m1~5d8.1~6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：L0?L80?查 [1] 表 16-2 得3P鍵與鋼制軸在輕微沖擊載荷下的許用擠壓應(yīng)力為：，則：MaP120~][??鍵 1： ][31.752)10(2869.34313 PMadlKT???????鍵 2： ][.4)68(.0323 PPl?所以所選用的平鍵強度均足夠。36取鍵標記為： 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351P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；9P載荷計算：公稱轉(zhuǎn)矩：T=915。71N*m選取工作情況系數(shù)為： 5.1?aK所以轉(zhuǎn)矩 mNTca ??7.393因為計算轉(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 。L10?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 。10*6?hb§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 齒輪傳動潤滑因為齒輪圓周速度 ，故選擇浸油潤滑。12vms?9.1.2 滾動軸承的潤滑因為齒輪速度 ，故滾動軸承選用脂潤滑。sⅡv2均二、減速器密封9.2.1 軸外伸端密封37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。為了保證機蓋與機座聯(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。20~15§十 減速器箱體設(shè)計及附件的選擇和說明一、 箱體主要設(shè)計尺寸表 9.1 箱體主要尺寸名稱 計算依據(jù) 計算過程計算結(jié)果 )(m箱座壁厚 ?83025.???a? 92.7~10.31)35(????8箱蓋壁厚 1 ).~8( .648).(8箱座凸緣厚度 b?5.1125.??12箱蓋凸緣厚度 11. 8. 12箱座底凸緣厚度 2b?5.2205.??20地腳螺栓直徑 fd0．036 +12a—— 1638地腳螺釘數(shù)目 n4,250??na時 =171<250a4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1dfd7. 1275.06??12箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑 2d??fd6.0~56.9~88聯(lián)接螺栓的間2距 l—— —— 100軸承端蓋螺釘直徑 3d??fd5.0~4 0.8~468定位銷直徑 28.7. .78、fd1、 至2外箱壁距離 1C查 [2] 表 5-1158PmCf14822inin?252016、fd至凸2緣邊緣距離 2C查 [2] 表 5-1158PmCf120in2?2314軸承旁凸臺半徑 1R=1RC—— 16凸臺高度 h—— —— 60軸承座寬度 1B)10~5(21?C? 61208?50鑄造過渡 —— .9?11.8239尺寸 yx,大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 1?≥ ?2.1—— 10齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 2≥10～15 —— 10箱蓋、箱昨筋厚、1m1185.0??m8.621?m810軸承端蓋外徑 2D軸 承 外 徑??Dd;)5.~(3 164~08)5.(120~72.8???120114160軸承旁聯(lián)接螺栓距離 S2S?—— 120133.5173.540二、附屬零件設(shè)計1 窺視孔和窺視孔蓋查 [2] 表 11-4 得，因為 ，所以選取蓋厚為 mm，長為16Pma4253??? 4??l=180mm，寬為 b=140mm 的窺視孔蓋，如下圖所示。2.通氣塞和通氣器413.油標、油尺查 [2] 表 7-10 得，選取桿式油標，89P4.油塞、封油墊查 [2] 表 7-11 得89P425.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， 表 11-10 得］［查 243Ⅲ軸的端蓋的設(shè)計， 表 11-10 得］［查 244§十一 設(shè)計小結(jié)此次設(shè)計緊密聯(lián)系本學(xué)期知識，可以說是我初嘗機械類的設(shè)計，在設(shè)計過程中，我體會頗多，最為深刻的就是設(shè)