機械設計與制造技術畢業(yè)論文--一級圓柱齒輪減速機

1、<p><b>　　畢業(yè)綜合實踐論文</b></p><p>　　題目：設計螺旋傳輸機傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器 </p><p>　　班級： </p><p>　　學號： </p><p>　　姓名：

2、 </p><p>　　指導老師： </p><p>　　成績： </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章、總述4</b>

3、;</p><p>　　一、機械設計基礎畢業(yè)設計的目的4</p><p>　　二、機械設計基礎畢業(yè)設計的內(nèi)容4</p><p>　　三、機械設計基礎畢業(yè)設計的要求4</p><p>　　第2章、傳動裝置的總體設計5</p><p>　　一、減速箱的工作原理5</p><p>　　二、電

4、動機的選擇6</p><p>　　三、計算總傳動比及分配各級的傳動比7</p><p>　　四、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算7</p><p>　　第3章、傳動零件的設計計算9</p><p>　　一、帶輪傳動的設計計算9</p><p>　　二、帶輪的安裝與維護11</p><p>　　

5、第4章、軸的設計計算12</p><p>　　一、從動軸的設計計算12</p><p>　　二、從動軸校核軸受力圖13</p><p>　　第5章、滾動軸承的選擇及校核計算16</p><p>　　一、從動軸滾動軸承的設計16</p><p>　　二、主動軸滾動軸承的設計17</p><

6、p>　　第6章、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算18</p><p>　　一、從動軸與齒輪配合處的鍵18</p><p>　　二、主動軸與齒輪配合處的鍵19</p><p>　　第7章、潤滑的選擇20</p><p>　　第8章、聯(lián)軸器及軸承蓋的選擇21</p><p>　　一、聯(lián)軸器的選擇21</p&g

7、t;<p>　　二、軸承蓋的選擇21</p><p>　　第9章、減速器箱體和附件設計22</p><p>　　一、減速器箱體：22</p><p>　　二、附件設計：23</p><p><b>　　小結26</b></p><p><b>　　參考文獻27&

8、lt;/b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次畢業(yè)課題設計中的減速機選擇的是非標準減速器。一級圓柱齒輪減速機是位于原動機和工作機之間的機械傳動裝置。機器常由原動機、傳動裝置和工作機三部分組成。合理的傳動方案不僅應滿足工作機的性能要求，而且還要工作可靠、結構簡單緊湊加工方便、成本低、傳動效率高以及使用和維護方便。</p>

9、;<p>　　關鍵詞 ： 傳動裝置 箱體 齒輪 低速軸</p><p>　　Abstract The subject of design graduates choose non-standard gear reducer. A cylindrical gear reducer is located between the prime mover and working machin

10、e mechanical transmission device. Machines often the original motivation, transmission and work machine of three parts. Sound transmission programs should not only meet the performance requirements of the work machine, b

11、ut also reliable operation, simple structure, compact and easy processing, low cost, high transmission efficiency, as well as</p><p>　　Key words: low-speed gear box gear shaft</p><p><b>　　

12、第1章、總述</b></p><p>　　一、機械設計基礎畢業(yè)設計的目的</p><p>　?。?）培養(yǎng)我們綜合運用所學的機械設計課程的知識去解決機械工程問題的能力，并使所學知識得到鞏固和發(fā)展。</p><p>　?。?）學習機械設計的一般方法和簡單機械傳動裝置的設計步驟。</p><p>　　（3）進行機械設計基本技能的訓練，如

13、計算、繪圖和學習使用設計資料、手冊、標準和規(guī)范。</p><p>　　二、機械設計基礎畢業(yè)設計的內(nèi)容</p><p>　　（1）擬定和分析傳動裝置的設計方案。</p><p>　?。?）選擇電動機，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)。</p><p>　?。?）進行傳動件的設計計算，結構設計，校核軸、軸承、連軸器、鍵等零部件的強度，選擇潤滑和密封方

14、式。</p><p>　　（4）繪制減速器裝配圖。</p><p>　?。?）繪制零件工作圖。</p><p>　?。?）編寫設計計算說明書，準備答辯。</p><p>　　三、機械設計基礎畢業(yè)設計的要求</p><p>　?。?） 理論聯(lián)系實際，力求設計合理，同時鼓勵創(chuàng)新。</p><p>

15、　?。?） 認真閱讀教材中與課程有關的內(nèi)容，認真查閱有關資料。 </p><p>　　（3） 正確運用課程設計指導書，按步驟進行設計和計算，不要急于求成；按時完成全部設計任務。</p><p>　　第2章、傳動裝置的總體設計</p><p>　　一、減速箱的工作原理</p><p>　　一級圓柱齒輪減速器是通過裝在箱體內(nèi)的一對嚙合齒輪的轉(zhuǎn)動，

16、動力從一軸傳至另一軸，實現(xiàn)減速的，如圖2-1齒輪減速器結構圖所示。動力由電動機通過皮帶輪（圖中未畫出）傳送到齒輪軸，然后通過兩嚙合齒輪（小齒輪帶動大齒輪）傳送到軸，從而實現(xiàn)減速之目的。由于傳動比i = n 1 / n 2 ，則從動軸的轉(zhuǎn)速n 2 = z 1 / z 2×n 1。 </p><p>　　減速器有兩條軸系——兩條裝配線，兩軸分別由滾動軸承支承在箱體上，采用過渡配合，有較好的同軸度，從而保證齒

17、輪嚙合的穩(wěn)定性。端蓋嵌入箱體內(nèi)，從而確定了軸和軸上零件的軸向位置。裝配時只要修磨調(diào)整環(huán)的厚度，就可使軸向間隙達到設計要求。</p><p><b>　　運動簡圖：</b></p><p>　　1——電動機 2——帶傳動 3——聯(lián)軸器 4—— 皮帶式輸送機</p><p>　　5—— 一級圓柱齒輪減速器</p><

18、p>　　工作條件：皮帶式輸送機單向運轉(zhuǎn)，有輕微的震動，兩班制工作，使用年限5年，輸送機帶輪軸轉(zhuǎn)速的允許誤差為±5%。小批量生產(chǎn)，每年工作300天。</p><p>　　要求：每人交上說明書一份，裝配圖一張，零件圖二張</p><p>　　輸送帶（牽引力）F=5KN 滾筒直徑D=300mm 輸送帶帶速v=1.1m/s</p><p><b&

19、gt;　　二、電動機的選擇</b></p><p><b>　　選擇電動機的類型：</b></p><p>　　按電動機的特性及工作條件選擇。若無特殊要求一般選擇Y系三相異步電動機，其優(yōu)點是可直接接在三相交流電路中，結構簡單，價格便宜，維護方便。</p><p><b>　　選擇電動機的容量：</b></

20、p><p>　　電動機的容量選擇是否合適，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。容量選擇過大，則電動機的價格高，傳動能力又不能充分利用，而且由于電動機經(jīng)常在輕載下運轉(zhuǎn)，基效率和功率數(shù)都較低從而造成能源的浪費。</p><p>　　對于長期運行、載荷比較穩(wěn)定的機械，通常按照電動機的額定功率選擇，而不校核電動機的發(fā)熱和起動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機容量時應保證電動機的額定功率Ped應略大于工作機所需的電動機功率P

21、d即 Ped≥Pd</p><p><b>　　電動機輸出功率：</b></p><p>　　Pw=Fv/1000=5kn×1.1m/s/1000=5.5kw</p><p>　　電動機至輸送帶的總功率：</p><p>　　η總=η14×η2×η3×η4</p>

22、<p><b>　　根據(jù)表2—1查得</b></p><p>　　η1=0.99（球軸承） η2=0.99（彈性聯(lián)軸器）</p><p>　　η3=0.97（8級精度的一般齒輪傳動）</p><p>　　η4=0.96(帶傳動)</p><p>　　η總=η14×η2×η3×η4

23、</p><p>　　=0.994×0.99×0.97×0.96</p><p><b>　　=0.88</b></p><p>　　電動機所需的工作功率：</p><p>　　Pd=Pw/η總=5.5/0.88=6.25kw</p><p><b>　　電

24、動機額定功率：</b></p><p>　　Ped為7.5kw </p><p><b>　　確定電動機轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　電動機輸出軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　nw=60×1000V/πD</p><p>　　=60&

25、#215;1000×1.1/3.14×300</p><p><b>　　=70r/min</b></p><p>　　表2—2查得 帶傳動的傳動范圍i`1=2～4閉式直齒圓柱齒輪傳動的傳動范圍i`2=3～4</p><p>　　總傳動比范圍為i` =（2～4）（3～4）</p><p><b

26、>　　=6～16</b></p><p>　　故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd =i`?nw</p><p>　　=（6～16）×70 r/min</p><p>　　=(420～1120) r/min</p><p>　　所以nd=970 r/min（滿載時轉(zhuǎn)數(shù)）</p><p><b&

27、gt;　　確定電動機型號：</b></p><p>　　查附表3，選定電動機型號為Y160M—6</p><p>　　三、計算總傳動比及分配各級的傳動比</p><p><b>　　1、總傳動比：</b></p><p>　　i總=nd/nw=970/70=13.85</p><p>

28、　　2、分配各級傳動比：</p><p>　　（1） 據(jù)指導書，取齒輪i齒輪=5（單級減速器i=3~6之間取3.15、3.55、4、4.5、5、5.6合理，為減少系統(tǒng)誤差，取整數(shù)為宜）</p><p>　　（2）∵i總=i齒輪×i帶</p><p>　　∴i帶=i總/i齒輪=13.85/5=2.77</p><p>　　四、運動參數(shù)

29、及動力參數(shù)計算</p><p>　　計算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　nI=n電動/ i帶=970/2.77=350r/min</p><p>　　nII=nI/ i齒輪=350/5=70r/min</p><p>　　nIII=nII =70r/min</p><p>　　計算各軸的功率（KW）<

30、/p><p>　　PI=Pd×η帶=6.25×0.96=6KW</p><p>　　PII=PI×η齒輪軸承×η齒輪=6×0.99×0.97=5.76KW</p><p>　　PIII=PII×η齒輪軸承×η聯(lián)軸器=5.76×0.99×0.99 =5.64KW</p

31、><p>　　3、計算各軸扭矩（N?mm）</p><p>　　Td = 9550×Pd / n電動= 9550×6.25/970 =61 N?mm </p><p>　　TI=9550×PI/nI=9550×6/350=163.71N?mm</p><p>　　TII=9550×PII/nII=

32、9550×5.76/70=785.82?mm</p><p>　　TIII=9550×PIII/nIII=9550×5.64/70=769.45N?mm</p><p>　　第3章、傳動零件的設計計算</p><p>　　一、帶輪傳動的設計計算</p><p>　　解：確定計算功率PC，選擇V型帶。由于載荷平穩(wěn)，

33、工作時間兩班制。</p><p>　　所以由書表11—7查得k=1.3，故計算功率為 PC=kP=1.3×3=3.9kw</p><p>　　由于PC=3.9kw，n1=970 r/min。由書表11—8得，確定帶的型號為A型號。</p><p>　　確定帶輪的基準直徑d1和d2</p><p>　　由書表11—8，根據(jù)d1〉d

34、min的要求，取d1=100mm。</p><p>　　∵d2= d1 n1/ n2=100×970/369.23=262mm</p><p><b>　　驗算帶速</b></p><p>　　V=πd1n1/60×1000=3.14 ×100×970/60×1000=5.076 m/s<

35、/p><p>　　∴帶速V在5～25 m/s范圍內(nèi)，故合適。</p><p>　　計算中心距a，帶長Ld</p><p>　　初定中心距為 0.7(d1+d2)≤a0≤2(d1+d2)得</p><p>　　0.7(100+262)≤a0≤2(100+262)</p><p>　　254mm≤a0≤722mm</p

36、><p><b>　　取a0=500mm</b></p><p>　　初定帶長為L0=2a0+π(d1+d2)/2+(d2-d1) 2/4a0</p><p>　　=2×500+3.14（100+262）/2（262-100）2/4×500</p><p><b>　　=1569mm</b

37、></p><p>　　由書表11—1取Ld=1600mm</p><p>　　中心距a≈a0+（Ld-L）/2 =500+（1600-1569）/2</p><p><b>　　=515mm</b></p><p>　　中心距變化范圍為amin=a-0.015Ld=515-0.015×1600<

38、/p><p><b>　　=491mm</b></p><p>　　amax=a+0.03Ld=515+0.03×1600</p><p><b>　　=563mm</b></p><p><b>　　驗算小帶輪包角</b></p><p>　　小

39、帶輪包角可按下列公式得 </p><p>　　α1=1800-（d2-d1）/a×57.30</p><p>　　=1800-（260-100）/515×57.30</p><p><b>　　=162.10</b></p><p>　　∵α1=162.10〉1200</p><p

40、>　　∴小帶輪包角α1合適。</p><p><b>　　確定V帶的根數(shù)Z</b></p><p>　　根據(jù)書表11—4查得，單根普通V帶所能傳遞的功率P0=0.96kw</p><p>　　根據(jù)書表11—5查得，單根普通V帶功率增量為△P0=0.11kw</p><p>　　根據(jù)書表11—6查得，包角修正系數(shù)為K

41、a=0.95</p><p>　　根據(jù)書表11—1查得，帶長修正系數(shù)為KL=0.99</p><p>　　Z=PC/(P0+△P0)KαKL</p><p>　　=3.9/(0.96+0.11) ×0.95×0.99</p><p><b>　　=3.88</b></p><p&g

42、t;<b>　　取Z=4</b></p><p><b>　　計算初壓力F0</b></p><p>　　由書表11—2查得q=0.1kg/m，單根V帶的初拉力：</p><p>　　F0=500PC/ZV（2.5/Kα-1）+qV2</p><p>　　=500×3.9/4×5

43、.024×(2.5/0.96-1)+0.1×5.0242</p><p><b>　　=160.65N</b></p><p><b>　　計算軸上的力Fy</b></p><p>　　Fy=2ZF0sinα1/2=2×4×160.65sin167.6/2</p>&l

44、t;p>　　=1233.792N</p><p><b>　　帶輪的材料選用</b></p><p>　　小帶輪的材料為鑄鐵（AT150）因為直徑采用實心式帶輪。大帶輪的材料為HT150，因為直徑d2=262mm。采用腹板式帶輪。普通V帶輪的輪槽尺寸</p><p>　　∵V帶為A型號，查書表11—3查得</p><p

45、>　　∴bd=11mm hamin=2.75mm e=15±0.3mm fmin=9mm hfmin=8.7mm δmin=6mm φ=34°</p><p>　　根據(jù)《機械設計手冊》 235頁 查得輪寬 B=（Z-1）e+2f=（4-1）×15+2×9</p><p><b>　　=63mm</b

46、></p><p>　　二、帶輪的安裝與維護</p><p>　　安裝時，兩輪的軸線應平行，否則帶間磨損嚴重，一般應使小輪包角α1≥120°。要先將中心距縮小，帶套在帶輪上再慢慢拉緊，不要硬撬，帶裝好后，帶的張緊程度是大拇指能按下12mm為宜，在使用過程中對帶傳遞應進行定期檢查，發(fā)現(xiàn)有疲勞破壞現(xiàn)象時，應及時將V帶更換，用安全防護罩將帶傳動罩起來，即保證人身安全，又防止酸堿等

47、腐蝕腰帶，而發(fā)生意外。</p><p>　　第4章、軸的設計計算</p><p>　　一、從動軸的設計計算</p><p>　　已知：P4=2.6kw，從動齒輪轉(zhuǎn)速70 r/min。分度圓直徑d2=222.5mm，單向傳動，載荷平穩(wěn)，工作時間兩班制。</p><p>　　選擇軸的材料，確定許用應力</p><p>　

48、　查書表16—2得選用45鋼，正火處理，硬度在170～217HBW，抗拉強度σb=600Mpa</p><p>　　查書表16—4得許用彎曲應力[σ-1bb]=55Mpa</p><p>　　按扭轉(zhuǎn)強度計算最小直徑</p><p>　　d≥C(P/n)1/3</p><p>　　由書表16—3，C=118～107取C=115</p>

49、;<p>　　d2≥34.49mm</p><p>　　考慮到軸頸上有一鍵槽，應將軸徑增大3%，但因為從動軸傳遞的功率較小，故不用將軸徑增大。根據(jù)彈性套柱銷連軸器TL6內(nèi)孔直徑取d2=35mm，查附表2—10。選彈性套柱銷聯(lián)軸器（GB4324—1984）</p><p><b>　　軸的結構設計</b></p><p>　　確定軸

50、上零件布置在箱中央，軸承對稱地布置在兩側，軸在外軸端安裝聯(lián)軸器，齒輪以軸環(huán)和套筒實現(xiàn)軸向定位和固定，以平鍵聯(lián)接和過盈配合H7/r6實現(xiàn)周向固定。查5—3表，為便于裝拆和調(diào)整等要求，通常將軸設計成階梯軸。</p><p>　　確定軸各段直徑和長度</p><p>　　根據(jù)軸各段直徑確定的原則，采用階梯軸尺寸按由小至大，由兩端到中央的順序確定。而裝有密封件和滾動軸承處的直徑，則應與密封件和軸承

51、的內(nèi)徑一致。軸上兩個支點的軸承，應盡量采用相同的型號，便于軸承座孔的加工。</p><p>　　查表5—1 ①外伸軸直徑d1=35mm</p><p>　?、诼?lián)軸器定位肩高度a=3mm，圓角半徑R=2，直徑d2=41mm</p><p>　?、蹫榘惭b軸承便于安裝，兩滾動軸承處的軸徑直徑d3〉d2。且查表5—1查得，軸頸的直徑d3=47mm。因為兩相鄰軸段直徑的變

52、化僅是軸上的拆裝方便或區(qū)分表面，所以兩直徑略有差值。即軸頸直徑d3=45mm。因直齒圓柱齒輪減速器的軸有存在徑向載荷，所以選深溝球軸承來承受徑向載荷。選擇軸承型號60209寬度系列代號為窄，直徑系列代號為輕，內(nèi)徑代號09。</p><p>　?、馨惭b齒輪，采用標準系列值，取d4=55mm。</p><p>　?、葺S環(huán)處考慮齒輪定位和固定直徑。查《機械設計手冊》 771頁8—355 查

53、 得，a=（0.07～0.1）d4，a=5.5 d5= d4+2a=66mm</p><p>　　⑥軸上兩軸承的軸徑的直徑應一致d6=45mm。</p><p><b>　　確定各段軸的長度</b></p><p>　　因為選用彈性套柱銷聯(lián)軸器（GB4323—1984）。主動端 Z型軸孔，C型鍵槽dz=35mm，L=6

54、0mm，A=45mm。TL6型號。對于安裝聯(lián)軸器的軸段，應使軸段的長度略短于相配輪轂的寬度。 </p><p><b>　　∴l(xiāng)1=58mm</b></p><p>　　為保證齒輪固定可靠，而且齒輪端面與箱體之間不相碰及軸承拆卸方便，齒輪端面與箱體壁間應留有一定間隙，為使軸承含在箱體內(nèi)取兩者之間間距為15.79mm。選擇凸緣式軸承蓋，密封圈B=（6～14）mm，取B=

55、6mm。根據(jù)《機械設計手冊》表6—92 1493頁。軸承蓋b1=12mm，L`=16mm。</p><p>　　∴l(xiāng)2=43.79mm</p><p>　　查《機械設計手冊》 986頁 軸承寬度b=19mm，r=2，套筒設定為8mm。</p><p><b>　　∴l(xiāng)3=41mm</b></p><p>　　安裝齒輪的

56、軸段，應使軸段的長度略短于相配輪轂的寬度，因為輪轂寬度L=66mm，所以跟齒輪聯(lián)接的軸段l4=64mm。</p><p>　　軸環(huán)寬度l5=b=1.4a=7.7mm</p><p>　　根據(jù)《機械設計手冊》 表8—355查得 軸徑l6=21mm</p><p>　　為防止傳動件潤滑油飛濺到軸承內(nèi)，軸承面向箱體內(nèi)壁側應加擋油環(huán)l=（10～15）mm， 設定擋油環(huán)長度為

57、12mm。</p><p>　　二、從動軸校核軸受力圖</p><p>　　圓周力：Ft=2T/ d2=339.33N</p><p>　　徑向力：Fr= Ft?tanα=760.1N</p><p>　　作用在右端帶輪上的力F=2500N，方向向下。</p><p>　　K=136mm L=56.2mm&

58、lt;/p><p><b>　　畫出軸的空間受力圖</b></p><p>　　根據(jù)水平受力圖求水平面支反力，并畫出水平彎矩圖。</p><p>　　F1H=F2H=Ft/2=1169.67N</p><p><b>　　截面a處彎距為</b></p><p>　　MaH=F1H

59、L/2=32.87N?m</p><p>　　根據(jù)垂直面受力圖求垂直面支反力，并畫出垂直</p><p><b>　　面彎距圖。</b></p><p>　　F1V=Fr L/2L=380.05 N?m</p><p>　　F2V= Fr- F1V=380.05 N?m</p><p><

60、b>　　∴F1V= F2V</b></p><p><b>　　垂直面彎距</b></p><p>　　Mav=F2VL/2=10.68N?m</p><p>　　求F力在支點所產(chǎn)生的反力，并畫出其彎距圖</p><p>　　F1F=Fr K/L=6049.82N?m</p><p&

61、gt;　　F2F= F- F1F=8549.82N?m</p><p>　　F力產(chǎn)生的彎距 MaF=FK=340N?m </p><p>　　在軸的a—a截面，F(xiàn)力產(chǎn)生的彎距為MaF=F 1FL/2=170N?m</p><p>　　求合成彎距，并畫出合成彎距圖</p><p>　　按F力作用的最不利的情況考慮，把MaF與（Mav2+

62、MaH2）1/2直接相加，得</p><p>　　Ma=（Mav2+ MaH2）1/2+MaF=204.56 N?m</p><p>　　畫出轉(zhuǎn)距圖 T=260.25 N?m</p><p>　　由圖可見，a—a截面最危險，求當量彎距。</p><p>　　Me=[Ma2+ （2T）]21/2</p><p>

63、　　由于軸的轉(zhuǎn)距變化規(guī)律不清楚，所以按脈動變化轉(zhuǎn)距計算。</p><p>　　α=[σ-1bb] / [σ0bb]</p><p>　　根據(jù)《機械設計手冊》表8—346 762頁</p><p>　　[σ-1bb]=60Mpa [σ0bb]=100Mpa</p><p>　　∴α=[σ-1bb] / [σ0bb]=0.6</p&

64、gt;<p>　　Me=[Ma2+(αT)2]1/2=257.35 N?m</p><p><b>　　計算危險截面的直徑</b></p><p>　　軸的材料選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，已查得[σ-1bb]=60Mpa</p><p>　　d≥(Me/0.1[σ-1bb])1/3=35mm</p><p>　　說

65、明：因截面a處有一鍵槽，應將直徑增大3%，但因為軸傳遞的功率小。所以不增加。</p><p>　　結構設計圖中此處直徑為55mm，故強度足夠。圖如下:</p><p>　　第5章、滾動軸承的選擇及校核計算</p><p>　　一、從動軸滾動軸承的設計</p><p>　　選擇軸承類型：由于單向傳動主要受徑向載荷，同時也承受軸向載荷，選擇深溝球

66、軸承。</p><p><b>　　D=85mm</b></p><p>　　選擇軸承型號，根據(jù)軸徑d=45mm，選擇軸承型號60209型滾動軸承。</p><p>　　驗算 T=9550p/n=260.25 N?m</p><p>　　Ft=2T/d2=2339.33 N?m</p><p>

67、　　Fr=Ft?tanα=760.1N</p><p>　　已知：軸承的使用期限（5年），每年工作300天（兩班制）。</p><p>　　∴Lh=19440h</p><p>　　∵直齒圓柱齒輪不承受軸向力</p><p>　　∴當量動載荷P=x Fr</p><p>　　根據(jù)書表 18—8查得 x=1<

68、/p><p><b>　　∴P=760.1N</b></p><p>　　根據(jù)《機械設計手冊》 986頁</p><p>　　Cr=2560KN C0=1810KN</p><p>　　根據(jù)書表18—5查得 當軸承的工作溫度100°C ft=1</p><p>　　根據(jù)書表18—

69、6查得 載荷性質(zhì)：為沖擊，平穩(wěn) fp=1.2</p><p><b>　　∵軸承為深溝球軸承</b></p><p>　　∴軸承的壽命指數(shù)ε=3</p><p>　　∴Cr′= fp?p/ ft（60n/106?Lh′）1/ε</p><p><b>　　=4387.3N</b></

70、p><p>　　∵4.3873KN〈Cr</p><p>　　∴軸承型號60209型滾動軸承滿足要求。</p><p>　　二、主動軸滾動軸承的設計</p><p>　　選擇軸承類型：由于單向傳動主要受徑向載荷，同時也承受軸向載荷，選擇深溝球軸承。 D=72mm</p><p>　　選擇軸承型號，根據(jù)軸徑d=35mm，選擇

71、軸承型號60207型滾動軸承。</p><p>　　驗算 T=9550p/n=70.09 N?m</p><p>　　Ft=2T/d2=2437.91 N?m</p><p>　　Fr=Ft?tanα=792.12N</p><p>　　已知：軸承的使用期限（5年），每年工作300天（兩班制）。</p>&

72、lt;p>　　∴Lh=19440h</p><p>　　∵直齒圓柱齒輪不承受軸向力</p><p>　　∴當量動載荷P=x Fr</p><p>　　根據(jù)書表 18—8查得x=1</p><p>　　∴P=792.12N</p><p>　　根據(jù)《機械設計手冊》 986頁</p><p&g

73、t;　　Cr=2010KN C0=1390KN</p><p>　　根據(jù)書表18—5查得</p><p>　　當軸承的工作溫度100°C ft=1</p><p>　　根據(jù)書表18—6查得</p><p>　　載荷性質(zhì)：為沖擊，平穩(wěn)。fp=1.2</p><p><b>　　∵軸承為深溝球軸

74、承</b></p><p>　　∴軸承的壽命指數(shù)ε=3</p><p>　　∴Cr′= fp?p/ ft（60n/106?Lh′）1/ε</p><p><b>　　=7176.6N</b></p><p>　　∵7.1766KN〈Cr</p><p>　　∴軸承型號60207型滾動軸

75、承滿足要求。</p><p>　　第6章、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 </p><p>　　一、從動軸與齒輪配合處的鍵</p><p>　　分已知：d=55mm n=70r/min 載荷平穩(wěn)，單向傳動。 </p><p>　　a.齒輪傳動要求軸與齒輪對中要好，以防止嚙合不良。故聯(lián)接選用平鍵

76、。根據(jù)軸徑d=55mm由《機械設計手冊》表4—99 4—100849頁查得 </p><p>　　b.選用A型平鍵，尺寸為b=16mm</p><p>　　說明：查《機械設計手冊》可得鍵的長度應比軸段短5～10mm 故取L=56mm h=10mm</p><p>　　驗算鍵聯(lián)接擠壓強度A型鍵 工作長度l=L-b=40m</p><p&

77、gt;　　查書表15—3查得許用應力擠壓應力</p><p>　　[σF]=125～150Mpa</p><p>　　σP=4000T/hld=47.32Mpa〈[σF]</p><p><b>　　∴合格</b></p><p><b>　　相配鍵槽設計</b></p><p&

78、gt;　　由《機械設計手冊》表4—99查得槽深t=6 轂槽深t1=4.4 尺寸偏差寬度 軸 N9 -0.04 轂 JS±0.02 深度 軸t0 0 轂 t1 0</p><p>　　∵鍵槽應靠近輪轂裝入側的軸段端短5～10</p><p>　　∴取輪轂裝入側的軸段端5mm</p><p>　　從動軸聯(lián)軸器相配鍵槽的設計已知：d2=35mm

79、 n=70 r/min 載荷平穩(wěn)，單向傳動。 </p><p>　　a 齒輪傳動要求軸與齒輪對中要好，以防止嚙合不良。故聯(lián)接選用平鍵。根據(jù)軸徑d=35mm由《機械設計手冊》表4—99 849頁查得 選用A型平鍵，尺寸為b=10mm h=8mm 說明：查《機械設計手冊》可得鍵的長度應比軸段短5～10mm</p><p>　　故取L=50m

80、m 槽深t=5 偏差 寬度 N9 -0.04 深度 t0 0</p><p>　　∵鍵槽應靠近輪轂裝入側的軸段端短5～10mm</p><p>　　∴取輪轂裝入側的軸段端3mm。</p><p>　　二、主動軸與齒輪配合處的鍵</p><p>　　已知：d=40mm n=350r/min 載荷平穩(wěn)，單向傳動。 <

81、;/p><p>　　齒輪傳動要求軸與齒輪對中要好，以防止嚙合不良。故聯(lián)接選用平鍵。根據(jù)軸徑d=40mm由《機械設計手冊》表4—99 4—100 849頁查得 選用A型平鍵，尺寸為b=12mm 說明：查《機械設計手冊》可得鍵的長度應比軸段短5～10mm 故取L=56mm h=8mm</p><p>　　驗算鍵聯(lián)接擠壓強度A型鍵 工作長度l=L-b=44mm</p>&

82、lt;p>　　查書表15—3查得許用應力擠壓應力[σF]=125～150Mpa</p><p>　　σP=4000T/hld=19.91Mpa〈[σF]</p><p><b>　　∴合格</b></p><p>　　相配鍵槽設計由《機械設計手冊》表4—99查得槽深t=5 轂槽深t1=3.3 尺寸偏差 寬度 軸 N9 -0.04

83、轂 JS±0.02 深度 軸 t0 0 轂 t1 0</p><p>　　∵鍵槽應靠近輪轂裝入側的軸段端短5～10</p><p>　　∴取輪轂裝入側的軸段端5mm</p><p>　　主動軸聯(lián)軸器相配鍵槽的設計</p><p>　　已知：d1=24mm n=369.23r/min 載荷平穩(wěn)，單向傳動。

84、 </p><p>　　a 齒輪傳動要求軸與齒輪對中要好，以防止嚙合不良。故聯(lián)接選用平鍵。根據(jù)軸徑d=24mm由《機械設計手冊》表4—99 849頁查得 選用A型平鍵，尺寸為</p><p>　　b=8mm h=7mm 說明：查《機械設計手冊》可得鍵的長度應比軸段短5～10mm </p><p>　　取L=40mm 槽深t=

85、4mm 偏差 寬度 N9 -0.04 深度 t0 0</p><p>　　∵鍵槽應靠近輪轂裝入側的軸段端短5～10mm</p><p>　　∴取輪轂裝入側的軸段端3mm。 </p><p><b>　　第7章、潤滑的選擇</b></p><p>　　1.齒輪的圓周速度v=1.1m/s〈12m/s 采用池浴潤

86、滑，為了減少攪拌損失和避免潤池溫度過高，大齒輪侵入油池中的深度為1個全齒高，但不小于10mm。但為避免傳動零件轉(zhuǎn)動時將沉積在油底的污物攪起，造成齒面磨損，應使大齒輪齒頂距油池底面的距離不小于30～50mm。根據(jù)書表4—14查得，齒輪傳動潤滑油粘度為220cSt。</p><p><b>　　2.軸承的潤滑</b></p><p>　　∵ d1n1=0.13×

87、105 mm?r/min〈（1.5～2）×105 mm?r/min</p><p>　　d2n2=0.043×105 mm?r/min〈（1.5～2）×105 mm?r/min</p><p>　　∴ 采用脂潤滑，潤滑脂填充量不得超過軸承空隙的1/3～1/2，過多會引起軸承發(fā)熱。</p><p>　　3.軸承密封的選擇：密封是為了防止

88、灰塵，水份等侵入軸承，并且防止?jié)櫥瑒┝魅搿?lt;/p><p>　　根據(jù)密封類型的特點：選用氈圈密封，軸頸圓周速度v〈5m/s合適。氈圈材料為毛氈，安裝前用熱礦物油浸漬。</p><p>　　主動軸軸承毛氈密封的尺寸設計。d0=29mm，</p><p>　　毛氈尺寸 d=d0-1=28mm</p><p>　　D=d0+（14～20

89、）=45mm</p><p><b>　　B=6mm</b></p><p>　　槽的尺寸 d1=d0+（1～2）=30mm</p><p>　　D1=D+（1～2）=46mm</p><p>　　B1=B+（0.5～1.5）=5mm</p><p>　　從動軸軸承毛氈密封的尺寸設計。d

90、0=41mm，</p><p>　　毛氈尺寸 d= d0-1=40mm</p><p>　　D= d0+（14～20）=55mm</p><p><b>　　B=6mm</b></p><p>　　槽的尺寸 d1=d0+（1～2）=42mm</p><p>　　D1=D+（

91、1～2）=56mm</p><p>　　B1=B+（0.5～1.5）=5mm</p><p>　　第8章、聯(lián)軸器及軸承蓋的選擇</p><p><b>　　一、聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　根據(jù)其特點，補償兩軸相對偏移、減振、緩沖、絕緣性能，重量較輕，承載能力大，工作溫度〈100°C。由附表2—10

92、選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器。</p><p>　　主動軸聯(lián)軸器型號為TL4型。</p><p>　　從動軸聯(lián)軸器型號為TL6型。</p><p><b>　　二、軸承蓋的選擇</b></p><p>　　選用可穿透端蓋結構，故選用凸緣式軸承蓋，主動軸 D=72mm，根據(jù)《機械設計手冊》表4—230 986頁 軸承外徑，根據(jù)表

93、4—2查得，d3=9mm端蓋上螺釘數(shù)目為4。</p><p>　　d0= d3+1=10mm</p><p>　　D0= D+2.5 d3=94.5mm</p><p>　　D2= D0+2.5 d3=117mm</p><p>　　e=1.2 d3=10.8mm</p><p><b>　　≥e=10.8

94、</b></p><p>　　D4= D-（10～15）=60mm</p><p>　　L=0.15D=10.8mm</p><p>　　選用可穿透端蓋結構，故選用凸緣式軸承蓋。</p><p>　　從動軸 D=85mm，根據(jù)《機械設計手冊》表4—230 986頁 軸承外徑，根據(jù)表4—2查得，d3=10mm端蓋上螺釘數(shù)目為4。&

95、lt;/p><p>　　d0=d3+1=11mm</p><p>　　D0= D+2.5 d3=110mm D2= D0+2.5 d3=135mm</p><p>　　e=1.2 d3=12mm e1≥e=12</p><p>　　D4= D-（10～15）=70mm</p><p>　　L=0.15D=

96、10.8mm</p><p>　　第9章、減速器箱體和附件設計</p><p><b>　　一、減速器箱體：</b></p><p>　　箱座壁厚δ=0.025a+1=3.6mm</p><p>　　∵一級齒輪減速器δ≥8mm</p><p>　　∴箱體壁厚取δ1=8mm</p>&

97、lt;p>　　箱蓋壁厚δ1=0.2a+1=2.175mm</p><p>　　∵一級齒輪減速器δ1≥8mm</p><p>　　∴箱體壁厚取δ1=8mm</p><p>　　箱蓋凸緣厚度b1=1.5δ1=12mm</p><p>　　箱座凸緣厚度b=1.5δ=12mm</p><p>　　地腳螺釘直徑 df=0.

98、036a+12=18</p><p>　　地腳螺釘數(shù)目 ∵a=150mm〈250mm</p><p><b>　　∴ n=4</b></p><p>　　軸承旁連接螺栓直徑d1=0.75 df=M14</p><p>　　蓋與座連接螺栓直徑d2=（0.5～0.6）df=M9</p><p>　　

99、連接螺栓d2的距離 l=125～200</p><p>　　軸承端蓋螺釘直徑d3=M10</p><p>　　檢查孔蓋螺釘直徑d4=（0.3～0.4）df=7.2</p><p>　　根據(jù)表4—4 取d4=M8</p><p>　　定位銷直徑 d=（0.7～0.8）d2=7.2mm</p><p>　　箱座加強肋厚度

100、m=0.85δ=6.8mm</p><p>　　箱蓋加強肋厚度 m1=0.85δ1=6.8mm</p><p>　　軸承蓋螺釘分布圓直徑 </p><p><b>　　主動軸D=72mm</b></p><p>　　根據(jù)《機械設計手冊》表8—401查得 軸承蓋螺釘分布圓直徑D1=95mm</p>&

101、lt;p>　　軸承座凸緣端面直徑D2=115mm 從動軸D=85mm</p><p>　　根據(jù)《機械設計手冊》表8—401查得 軸承蓋螺釘分布圓直徑D1=110mm</p><p>　　軸承座凸緣端面直徑D2=130mm</p><p>　　地腳螺栓孔凸緣的配置尺寸 df=18mm</p><p>　　根據(jù)《機

102、械設計手冊》表8—398查得 到外箱壁距離C1′=25</p><p>　　到凸緣邊距離C2′=22 D0′=45</p><p>　　軸承座旁連接螺栓孔凸緣的配置尺寸 d1=14mm</p><p>　　根據(jù)《機械設計手冊》表8—397查得 到外箱壁距離C1=22</p><p>　　到

103、凸緣邊距離C2=18 D0=30 r=4</p><p>　　蓋與座連接螺栓孔凸緣的配置尺寸 d2=9mm根據(jù)《機械設計手冊》表8—397查得</p><p>　　到外箱壁距離C1=15 到凸緣邊距離C2=13 D0=20 r=3</p><p>　　箱蓋鑄造壁相交部分的尺寸δ1=8mm</p><p>　　根據(jù)《

104、機械設計手冊》表8—399查得</p><p>　　X=3 Y=15 R=5</p><p>　　箱體內(nèi)壁和齒頂?shù)拈g隙 △〉1.2δ=9.6mm 故取△=10mm</p><p>　　箱體內(nèi)壁與齒輪端面的間隙△1≈10～15 取△1=12mm</p><p>　　底座深度Hd=0.5d+（30～50）=156mm

105、</p><p>　　底座高度H=Hd+δ+（5～10）=171mm</p><p>　　外箱蓋至軸承座端面距離 l1= C1 +C2+（5～10）=46mm</p><p>　　軸承座連接螺栓間的距離 </p><p>　　說明：因盡量靠近，以與端蓋螺栓互不干涉為準。</p><p>　　主動軸 S= D1+（2～

106、2.5）d1=70</p><p>　　從動軸 S2= D2+（2～2.5）d1=80</p><p>　　但因為距離太近 取S=124</p><p><b>　　二、附件設計：</b></p><p>　　擋油環(huán)設計：采用脂潤滑時，為防止箱體內(nèi)潤滑油飛濺到軸承內(nèi)，稀釋潤滑脂而變質(zhì)，同時防止油脂泄入箱內(nèi)軸承面向箱體內(nèi)壁

107、一側應加擋油環(huán)。擋油板做成齒狀，主動軸，擋油環(huán)厚度為6.9mm，擋油環(huán)與軸承間隔為3.9mm，置于軸承內(nèi)側。</p><p>　　從動軸，擋油環(huán)厚度為7.2mm，擋油環(huán)與軸承間隔為5mm，置于軸承內(nèi)側。</p><p>　　視孔蓋：為檢查傳動零件的嚙合情況，并向箱體內(nèi)注入潤滑油。在箱體的適當位置設置觀察孔，視孔蓋用螺釘固定在箱蓋上。根據(jù)表4—4查得</p><p>

108、　　取A=115mm B=90mm A1=75 B1=50mm</p><p>　　A2=95mm B2=70mm h=3mm R=10mm</p><p>　　螺釘d=M8 L=15 4個</p><p>　　通氣器：減速器工作時，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱體內(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脱胤趾厦妗⑤S伸密封處或其他縫隙滲

109、漏，在箱體頂部裝通電器。選擇通氣器類型為簡單式通氣器。根據(jù)表4—5查得</p><p>　　取d=M10×D1=13mm D1=11.5mm</p><p>　　S=10mm L=16mm l=8mm a=2mm</p><p><b>　　d1=3mm</b></p><p>　　油標：為檢查減速器內(nèi)油池面的

110、高度及油的顏色是否正常，經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的能使用的油，一般在箱體便于、油面較穩(wěn)定的部分，安裝油標。選擇油標類型為油標尺。根據(jù)表4—7查得，d=M12 d1=4mm d2=12mm d3=6mm h=28mm a=10mm b=6mm C=4mm D=20mm D1=16mm</p><p>　　油塞：為在換油時便于排污油和清洗劑，應在箱底部、油池的最低位置處開設放油孔，平時用油塞將放油孔堵住。根據(jù)表4—10查

111、得，外六角螺塞的尺寸為 </p><p>　　d=M12×1.25 d1=10.2 D=22 </p><p>　　e=15 S=13 L=24 h=12 b=3 b1=2</p><p><b>　　c=1.0</b></p><p>　　定位銷：為保證每次拆裝箱蓋時，仍保持軸承座孔制造加工時的精度

112、，應在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的連接凸緣上配裝圓錐定位銷。因為采用多銷定位，相對于箱體應為非對稱布置，以免配錯位。 圓錐銷的結構尺寸 </p><p>　　dmin=9.94mm l=60mm dmax=10mm</p><p>　　a≈1.2mm r1≈d1=9.94mm</p><p>　　r2≈a/2+d+（0.021）2/8a=10.54mm</p

113、><p>　　公稱直徑d=10mm，長度l=60mm，</p><p>　　材料35鋼，熱處理硬度28～38HRC，表面氧化處理A型圓錐銷。</p><p>　　啟蓋螺釘：為加強密封效果，通常裝配時在箱體剖分面以上有水玻璃或密封膠，然而在拆卸時往往因膠結緊密難于開蓋。為此常在箱蓋連接凸緣的適當位置，加工出1～2個螺孔，旋入啟蓋螺釘，將上箱蓋頂起。</p>

114、<p>　　起吊裝置：當減速器重量超過25kg時，為了便于拆卸和搬運，在箱體上應設置起吊裝置。它常由箱蓋上的吊孔和箱座上的吊鉤構成。吊鉤在箱座上鑄出。根據(jù)表4—12查得。 K=C1+ C2=40mm H≈32mm</p><p>　　h≈0.5H=16mm r≈0.25K=10mm</p><p>　　b≈（1.8～2.5）δ=20mm<

115、/p><p>　　套筒：防止軸上零件的軸向定位移動，使零件準確而可靠地處在規(guī)定的位置，以保證機器的正常工作。</p><p>　　主動軸的套筒直徑為47mm，寬為8mm</p><p>　　從動軸的套筒直徑為59mm，寬為4.9</p><p>　　回油溝的形狀及尺寸： a=5 b=8 c=5</p><p><

116、b>　　小結</b></p><p>　　經(jīng)過這次的機械畢業(yè)設計，使我學習并掌握了更多的機械設計中的知識，通過這次實習我也能把上課所學到的理論知識聯(lián)系到實際的機械設計中去，從而更加鞏固了上課時學習的內(nèi)容和提高了機械設計的水平，了解了設計時需要的內(nèi)容和設計步驟，及其設計出的零件組成。</p><p>　　這次設計是進行一級圓柱齒輪減速器設計，首先是對電動機的選擇，再計算出各

117、帶的傳遞功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)距。然后進行傳動零件的設計計算，從而對V帶輪和V帶各部分進行正確的選擇，再對圓柱齒輪進行設計，計算出圓柱齒輪各個尺寸，從而設計出合理的圓柱齒輪。再進行齒輪軸的設計，計算出齒輪軸上的各徑向和軸向尺寸。再對滾動軸承進行選擇，選擇出只受徑向力的深溝球軸承和對軸承進行校核。再進行對鍵的聯(lián)接的設計和校核計算，選擇保證正常工作的鍵。最后進行潤滑的選擇、聯(lián)軸器的選擇和軸承蓋的選擇。然后再對減速器箱體和附件進行設計尺寸。</

118、p><p>　　最后對設計完的一級圓柱齒輪減速器的各零件部分用CAD繪畫出裝配圖和零件圖，用此來檢查自己設計出的各零件尺寸是否正確、組裝是否合理、是否滿足設計要求。</p><p>　　經(jīng)過這次設計使我能更加了解了機械設計的知識，使我鞏固理論知識，提高實際問題的思考分析能力，進一步提高了我獨立解決問題的能力。也使我進一步認識一級圓柱齒輪減速器的內(nèi)部結構，掌握各部分的計算和進行正確的選擇；進一步

119、加強了我獨立工作能力的培養(yǎng)、鞏固專業(yè)知識、鍛煉了專業(yè)技能。</p><p>　　在此要謝謝指導老師老師的悉心教導，提高了自我的知識面和發(fā)現(xiàn)自身的不足，來使我們的知識能更豐富，能為國家做更大貢獻。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 陳立德.機械設計基礎. 3版. 北京:高等教育出版社,2007.</

120、p><p>　　[2] <<機械設計師手冊>>編寫組,機械設計師手冊. 北京:機械工業(yè)出版社,1998.</p><p>　　[3] 吳宗澤,羅圣國.機械設計課程設計手冊.2版. 北京:高等教育出版社,1999.</p><p>　　[4] 龔桂義,機械課程設計指導書.2版. 北京:高等教育出版社,1990.</p><p&g

121、t;　　[5] 盧頌峰.機械零件課程設計手冊. 北京:中央廣播電視大學出版社,1985.</p><p>　　[6] 浙江大學機械零件教研室.機械零件課程設計. 杭州:浙江大學出版社,1983.</p><p>　　[7] 上海交通大學機械原理及機械零件教研室.機械零件課程設計. 上海:上海交通大學出版社,1980.</p><p>　　[8] 哈爾濱工業(yè)大學,等.