展開式二級圓柱減速器機械設(shè)計課程設(shè)計

1、<p>　　本 科 課 程 設(shè) 計</p><p>　　題 目： 展開式二級圓柱齒輪減速器 </p><p>　　學(xué) 院： 機械工程學(xué)院 　</p><p>　　專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 　</p><p>　　年　　級： 12級

2、　　　　　　　　　　　　　</p><p><b>　　1 設(shè)計任務(wù)書2</b></p><p>　　1.1 設(shè)計任務(wù)2</p><p>　　1.2 原始數(shù)據(jù)2</p><p>　　1.3 工作條件2</p><p>　　1.4 設(shè)計任務(wù)量2</p><p>　　

3、2 傳動系統(tǒng)方案的擬定2</p><p>　　3 電動機的選擇3</p><p>　　3.1 電動機的功率3</p><p>　　3.2 電動機轉(zhuǎn)速的選擇4</p><p>　　3.3 電動機型號的選擇4</p><p>　　3.4 傳動比的分配4</p><p>　　3.5 傳動系

4、統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算5</p><p>　　4 減速器傳動零件設(shè)計計算6</p><p>　　4.1 低速級直齒圓柱齒輪設(shè)計計算6</p><p>　　4.2 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算14</p><p>　　5 軸的設(shè)計計算21</p><p>　　5.1 輸入軸的設(shè)計計算21</p>

5、<p>　　5.2 中間軸的設(shè)計計算24</p><p>　　5.3 輸出軸設(shè)計計算27</p><p>　　6 軸承的選擇與計算31</p><p>　　6.1 輸入軸的軸承：7206C角接觸球軸承31</p><p>　　6.2 中間軸軸承30206圓錐滾子軸承33</p><p>　　6.3

6、輸出軸軸承: NU213E圓柱滾子軸承34</p><p>　　7 鍵的計算校核34</p><p>　　7.1 輸入軸上的鍵34</p><p>　　7.2 中間軸上的鍵35</p><p>　　7.3輸出軸上的鍵35</p><p>　　8 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸36</p><p>

7、;　　9 減速器附件的選擇37</p><p>　　10 齒輪的密封與潤滑37</p><p>　　機械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書</p><p><b>　　1 設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計帶式輸送機傳動

8、系統(tǒng)，采用展開式二級圓柱齒輪傳動。</p><p><b>　　1.2 原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　輸送帶有效拉力 </p><p>　　輸送帶工作速度 </p><p>　　輸送帶滾筒直徑 </p><p>　　減速器設(shè)計壽命為10年</p><p

9、><b>　　1.3 工作條件</b></p><p>　　兩班制工作，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；使用期限為10年(一年工作300天），小批量生產(chǎn)；允許輸送帶速度誤差為±5%；生產(chǎn)條件是中等規(guī)模的機械廠，可加工7~8級精度的齒輪；動力來源是三項交流電（220V／380V）。</p><p><b>　　1.4 設(shè)計任務(wù)量</b>&

10、lt;/p><p>　　⑴編寫設(shè)計說明書一份，內(nèi)容包括：</p><p><b>　?、僭O(shè)計任務(wù)。</b></p><p>　　②電動機的選擇，減速器主要零件設(shè)計計算，并附計算的必要簡圖。</p><p>　?、蹨p速器的箱體結(jié)構(gòu)尺寸及潤滑。</p><p><b>　?、圃O(shè)計圖：</b

11、></p><p>　?、倮L制減速器裝配圖1張（A0）。</p><p>　　②繪制減速器零件圖2張（A3）。</p><p>　　2 傳動系統(tǒng)方案的擬定</p><p>　　帶式輸送機傳動系統(tǒng)方案如圖：</p><p>　　帶式輸送機由電動機驅(qū)動。電動機通過聯(lián)軸器將動力傳入減速器，輸出軸將動力傳至輸送機滾筒，帶

12、動輸送帶工作。傳動系統(tǒng)中采用展開式二級圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對于軸承位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度，高速級為斜齒圓柱齒輪傳動，低速級為直齒圓柱齒輪傳動。</p><p><b>　　3 電動機的選擇</b></p><p>　　3.1 電動機的功率</p><p>　　工作所需要的有效功率為</p><p&

13、gt;　　查閱相關(guān)參考文獻確定</p><p><b>　　聯(lián)軸器效率</b></p><p><b>　　一對滾動軸承效率</b></p><p>　　閉式圓柱齒輪傳動（7級精度）</p><p><b>　　輸送機滾筒效率</b></p><p>&

14、lt;b>　　傳動系統(tǒng)總效率</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　所需電動機功率為：</b></p><p>　　3.2 電動機轉(zhuǎn)速的選擇</p><p>　　輸送機滾筒的工作轉(zhuǎn)速為：</p><p>　　按[3]

15、表2-3推薦的傳動比范圍，取圓柱齒輪傳動的傳動比范圍為3~5，則總傳動比范圍為Id=9~25。故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=Id×nw=（9~25）×53.826484~1346r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速可選750和1000r/min可得到多種不同的傳動比方案，由于轉(zhuǎn)速越高價格越便宜，故選1000r/min的電動機。</p><p>　　3.3 電動機型號的選擇</p>&

16、lt;p>　　根據(jù)動力源及工作條件：兩班制工作，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，所需電動機功率為 3.46kw及電動機同步轉(zhuǎn)速等。選用Y系列三項異步電動機，臥式封閉結(jié)構(gòu)，型號為Y112M1-6，按[3]表2-4</p><p>　　電動機的主要參數(shù)見下表</p><p>　　3.4 傳動比的分配</p><p>　　帶式輸送機總傳動機比為：</p><p&g

17、t;<b>　　由傳動系統(tǒng)方案知</b></p><p>　　有計算可得兩級圓柱齒輪減速器的總傳動比為：</p><p>　　為便于將兩級圓柱齒輪減速器采用浸油潤滑，當兩對齒輪的配對材料不同齒面硬度不大于350HBS，齒寬系數(shù)相同時，考慮齒面接觸疲勞強度接近相等的條件下，取高速級傳動比為</p><p><b>　　低速級傳動比為&l

18、t;/b></p><p>　　3.5 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算</p><p>　　傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩計算如下：</p><p>　　對于0軸（電動機軸）有</p><p>　　對于1軸（減速器軸）有</p><p>　　對于2軸（減速器中間軸）有</p><p>　　對于

19、3軸（減速器低速軸）有</p><p>　　上述計算結(jié)果和傳動比及傳動規(guī)律匯總，列于下表以便查用</p><p>　　4 減速器傳動零件設(shè)計計算</p><p>　　4.1 低速級直齒圓柱齒輪設(shè)計計算</p><p>　　4.1.1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　?、鸥鶕?jù)傳動方案，低速級選用直齒

20、圓柱齒輪傳動，壓力角</p><p>　?、茙捷斔蜋C為一般工作機器，速度不高，參考[1]表10-6選用7精度。</p><p>　　⑶材料選擇，由[1]表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為280H，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為240HBS。</p><p>　　⑷選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)取。</p><p>　　

21、4.1.2 齒面接觸疲勞強度設(shè)計</p><p>　?。?）由[1]式10-11試算小齒輪分度圓直徑，即</p><p><b>　　確定式中個參數(shù)值</b></p><p><b>　?、僭囘x。</b></p><p>　?、谛↓X輪傳動的轉(zhuǎn)矩，即2軸所傳遞的扭矩。</p><p

22、>　　③由[1]表10-7選取齒寬系數(shù)。</p><p>　?、苡蒣1]圖10-20查得區(qū)域系數(shù)。</p><p>　?、萦蒣1]表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)。</p><p>　?、抻蒣1]式10-9計算接觸疲勞強度用重合度系數(shù)。</p><p>　?、哂嬎憬佑|疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　由課本圖10

23、-25d查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為 </p><p><b>　　，</b></p><p>　　由[1]式10-15計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：</p><p>　　由課本圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù) </p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式10-14得</p>&l

24、t;p>　　取 和 中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，</p><p><b>　　即</b></p><p>　　試算小齒輪分度圓直徑</p><p>　?。?）調(diào)整小齒輪分度圓直徑</p><p>　　1）計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備。</p><p><b>　?、?/p>

25、圓周速度v。</b></p><p><b>　　②齒寬b。</b></p><p><b>　　計算實際載荷系數(shù)。</b></p><p>　　由課本表10-2查得使用系數(shù)。</p><p>　　根據(jù)7級精度，由課本圖10-8查得動載系數(shù)。</p><p>&l

26、t;b>　　齒輪的圓周力。</b></p><p>　　查[1]表10-3的齒間載荷分配系數(shù)。</p><p>　　由[1]表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對支撐軸非對稱布置時，得齒向載荷分布系數(shù)。由此，得到實際載荷系數(shù)</p><p>　　由[1]式10-12，可得有實際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑</p><p>&

27、lt;b>　　及相應(yīng)的齒輪模數(shù)</b></p><p>　　4.1.3 按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計</p><p>　　（1）由[1]式10-7試算模數(shù)，即</p><p>　　1）確定公式中的各參數(shù)值</p><p><b>　?、僭囘x。</b></p><p>　　②由[1]式計

28、算彎曲疲勞強度用重合度系數(shù)。</p><p><b>　?、塾嬎恪?lt;/b></p><p>　　由[]圖10-17查得齒形系數(shù)。</p><p>　　由[1]圖查得應(yīng)力修正系數(shù)。</p><p>　　由[1]圖10-24c查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為</p><p>　　由[1]圖1

29、0-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)。</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)，由[1]式10-14得</p><p>　　因為大齒輪的大于小齒輪，所以取</p><p><b>　　2）試算模數(shù)</b></p><p><b>　?。?）調(diào)整齒輪模數(shù)</b></p><p>　　1

30、）計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備。</p><p><b>　?、賵A周速度v。</b></p><p><b>　?、邶X寬b。</b></p><p><b>　?、蹖捀弑?。</b></p><p><b>　　計算實際載荷系數(shù)。</b></p>

31、<p>　　根據(jù) ，7級精度，由[1]圖10-8查得動載系數(shù)。</p><p>　　由，查[1]表10-3得齒間載荷分配系數(shù)。</p><p>　　由[1]表10-4用插值法得 ，結(jié)合 查[1] 圖10-13，得。</p><p><b>　　則載荷系數(shù)為</b></p><p>　　由[1]式10-13

32、，可得按實際載荷所得的齒輪模數(shù)</p><p>　　對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取有彎曲疲勞強度算的模數(shù)2.005mm并就近圓整為，按接觸疲勞強度算的的分度圓直徑</p><p><b>　　，算出小齒輪齒數(shù)。<

33、;/b></p><p>　　取，則大齒輪齒數(shù)，取與互為質(zhì)數(shù)。</p><p>　　這樣計算出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。</p><p>　　4.1.4 幾何尺寸計算</p><p><b>　?、庞嬎惴侄葓A直徑</b></p><

34、p><b>　　⑵計算中心距</b></p><p><b>　?、怯嬎泯X輪寬度</b></p><p>　　考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計齒寬b和節(jié)省材料，一般將小齒輪略微加寬（5~10）mm即</p><p>　　取，而大齒輪齒寬等于設(shè)計齒寬，即。</p><p>　　4.1.5 圓

35、整中心距后的強度校核</p><p>　　上述齒輪副的中心距不便于相關(guān)零件的設(shè)計制造。為此，可以通過調(diào)整傳動比、改變齒數(shù)或變位法進行圓整。此次采用變位法將中心距就近圓整至。在圓整時，以變?yōu)橄禂?shù)和不超出[1]圖10-21a中推薦的合理工作范圍為宜。其它幾何參數(shù)，如等保持不變。</p><p>　　齒輪變位后，齒輪副幾何尺寸發(fā)生變化。應(yīng)重新校核齒輪強度，以明確齒輪的工作能力。</p>

36、;<p><b>　?、庞嬎阕兿禂?shù)和</b></p><p>　?、儆嬎銍Ш辖恰X數(shù)和、變位系數(shù)和、中心距變動系數(shù)和齒頂高降低系數(shù)。</p><p>　　從[1]圖10-21b可知，當前變位系數(shù)和提高了齒輪強度，但重合度有所降低。 </p><p>　?、诜峙渥兾幌禂?shù)x1、x2。</p><p>　　由[

37、1]圖10-21b可知，坐標點位于L12和L13之間。按這兩條線做射線，再從橫坐標的z1、z2處做垂直線，與射線交點的縱坐標分別是x1=0.346、x2=0.166。</p><p>　　⑵齒面接觸疲勞強度校核</p><p>　　按前述類似做法，先計算[1]式10-10中的各參數(shù)。計算結(jié)果為</p><p>　　將他們帶入[1]式10-10，得到</p>

38、;<p>　　齒面接觸疲勞強度滿足要求，并且齒面接觸應(yīng)力比標準齒輪有所下降。</p><p>　?、驱X根彎曲疲勞強度校核</p><p>　　按前述類似做法，先計算[1]10-6中的各參數(shù)。計算結(jié)果為,,,,,,,,將他們帶入[1]式</p><p><b>　　10-6得到</b></p><p>　　齒

39、根彎曲疲勞強度滿足要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞強度破壞能力大于大齒輪。</p><p>　　4.1.6 主要設(shè)計結(jié)論</p><p>　　齒數(shù)，模數(shù)，壓力角，變位系數(shù)，中心距，齒寬，小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)）。齒輪按7級精度設(shè)計。</p><p>　　4.2 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算</p><p>　　4.2.1

40、 選精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　⑴由[1]表10-1，選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)制），齒面硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)制），齒面硬度240HBS。</p><p>　?、茙捷斔蜋C為一般工作機器，參考[1]表10-6，選7級精度。</p><p>　?、沁x小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取。</p><p><b&

41、gt;　　⑷初選螺旋角。</b></p><p><b>　?、蓧毫?。</b></p><p>　　4.2.2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計</p><p>　?、庞蒣1]式10-24試算小齒輪分度圓直徑，即</p><p>　　1）確定公式中的各參數(shù)值。</p><p><b>

42、;　?、僭囘x載荷系數(shù)。</b></p><p>　　②由[1]圖10-20查取區(qū)域系數(shù)。</p><p>　?、塾蒣1]式20-21計算接觸疲勞強度用重合度系數(shù)。</p><p>　?、苡稍?0-23可得螺旋角系數(shù)。</p><p>　　2）計算小齒輪分度圓直徑</p><p>　　⑵調(diào)整小齒輪分度圓直徑

43、 </p><p>　　3)計算實際載荷系數(shù)錢的數(shù)據(jù)準備。</p><p><b>　?、賵A周速度。</b></p><p><b>　　②齒寬。</b></p><p>　　4）計算實際載荷系數(shù) 。 </p><p>　?、儆蒣1]表10-20查得使用系數(shù)。

44、 </p><p>　?、诟鶕?jù)、7級精度，由[1]圖10-8查得動載系數(shù)。 </p><p><b>　?、埤X輪的圓周力 ，</b></p><p>　　，查[1]表10-3得齒間載荷系數(shù)。</p><p>　?、苡蒣1]表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對軸承非對稱布置時，。</p><p&

45、gt;<b>　　則載荷系數(shù)為</b></p><p>　　5）由[1]式10-12可得按實際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑</p><p><b>　　及相應(yīng)齒輪模數(shù)</b></p><p>　　4.2.3 按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計</p><p>　　⑴由[1]式10-20試算齒輪模數(shù)，即</p&

46、gt;<p>　　1）確定參數(shù)中得各參數(shù)值。</p><p><b>　　①試選載荷系數(shù)。</b></p><p>　?、谟蒣1]式10-18，可得計算彎曲疲勞強度重合度系數(shù)。</p><p>　　③由[1]式10-19，可得計算彎曲疲勞強度的螺旋角系數(shù)。</p><p><b>　　④計算。&l

47、t;/b></p><p>　　當量齒數(shù)查[1]圖10-17，得齒形系數(shù)</p><p><b>　　。</b></p><p>　　由[1]圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)。</p><p>　　由[1]查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為500MPa,380/MPa 。</p><p>

48、;　　由[1]10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)。</p><p>　　去彎曲疲勞壽命系數(shù)S=1.4，由[1]式10-14得</p><p>　　因為大齒輪的大于小齒輪，所以取</p><p><b>　　2）試算齒輪模數(shù)</b></p><p><b>　?、普{(diào)整齒輪模數(shù)</b></p>

49、<p>　　1）計算實際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準備。</p><p><b>　?、賵A周速度v</b></p><p><b>　?、邶X寬b。</b></p><p><b>　?、埤X高h及寬高比。</b></p><p>　　2）計算實際載荷系數(shù)。</p>

50、<p>　?、俑鶕?jù)，7級精度，由[1]10-8查得動載系數(shù) 。</p><p>　?、谟刹閇1]表10-3得齒間載荷分布系數(shù)為。</p><p>　?、塾蒣1]表10-4用插值法查得，結(jié)合查[1]圖10-13，得。</p><p><b>　　則載荷系數(shù)為</b></p><p>　　3）由[1]式10-13

51、，可得按實際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)</p><p>　　對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)。從滿足彎曲疲勞強度出發(fā)，從標準中就近取;為了同時滿足接觸疲勞強度，選接觸疲勞強度算得的分度圓直徑來計算小齒輪的齒數(shù)，即</p><p><b>　　。</b></p><p>　　取,則，取，Z1,Z2

52、互質(zhì)。由于此時所求分度圓直徑小于模數(shù)，所以將模數(shù)增加為m=2mm。</p><p>　　4.2.4幾何尺寸計算</p><p><b>　?、庞嬎阒行木?lt;/b></p><p>　　⑵按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p>　?、怯嬎阈　⒋簖X輪分度圓直徑</p><p><b>　　

53、⑷計算齒輪寬度</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　4.2.5 圓整中心距后的強度校核</p><p>　　齒輪副的中心距在圓整之后，、和、、等均發(fā)生變化，應(yīng)重新校核齒輪強度，以明確齒輪的工作能力。</p><p>　　⑴齒面接觸疲勞強度校核</p><p&

54、gt;　　按前述類似做法，計算[1]式10-22中的各參數(shù)，計算結(jié)果：</p><p><b>　　,,,,,</b></p><p>　　,,。將它們代入[1]式10-22，得到</p><p>　　滿足齒面接觸疲勞強度條件。</p><p>　?、讫X根彎曲疲勞強度校核</p><p>　　按前

55、述類似做法，計算[1]式10-22中的各參數(shù)，計算結(jié)果：</p><p>　　,,,,,,,,,,。</p><p>　　將它們代入[1]式10-22，得到</p><p>　　齒根彎曲疲勞強度滿足要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞破壞的能力大于大齒輪。</p><p>　　4.2.6 主要設(shè)計結(jié)論</p><p>　　齒數(shù)

56、,模數(shù),壓力角,螺旋角,變位系數(shù),中心距,齒寬。小齒輪選用40Cr（調(diào)制），大齒輪選用45鋼（調(diào)制）。齒輪按7級精度設(shè)計。</p><p><b>　　4.2.7結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜</p><p><b>　　5 軸的設(shè)計計算&l

57、t;/b></p><p>　　5.1 輸入軸的設(shè)計計算</p><p>　　已知：PⅠ=3.425kw, nⅠ=960r/min,TⅠ=34.072N·m</p><p>　　5.1.1 選擇材料并按扭矩初算軸徑</p><p>　　選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度217～255HBS， =650Mpa，在多級齒輪減速器中高速軸轉(zhuǎn)矩較小

58、A0取大值，根據(jù)[1]表15-3取A0=116，由[1]式15-2得：</p><p>　　考慮到最小直徑處要連接聯(lián)軸器要有一個鍵槽，且d≤100mm故將直徑增大5%，則d=17.7×(1+6%)mm=18.76mm,圓整后最小直徑為19mm。</p><p>　　5.1.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　?。?）擬定軸的裝配方案如下圖：</p&g

59、t;<p>　?。?）軸上零件的定位的各段長度，直徑，及定位</p><p>　　1）選聯(lián)軸器，計算轉(zhuǎn)矩，取，由 = 。</p><p>　　由[3]表13-7選用LT4彈性套柱銷聯(lián)軸器，孔徑=20mm,20mm,為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，所以取24mm,由半聯(lián)軸器軸孔=40mm,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，又應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取=38mm，聯(lián)軸

60、器的軸間定位，軸間高度</p><p><b>　　，取。</b></p><p>　　2）由于是在高速級軸且同時有軸向力和徑向力故由表[3]12-6選單列角接觸球軸承，參照工作要求并根據(jù)=24mm，選0游縫隙組7206C,=，所以得取=30mm，=16mm，右端角接觸球軸承采用軸肩進行定位，7206AC型軸承定位軸肩高度h=3mm，所以取=36mm。</p&g

61、t;<p>　　3）由于軸的直徑大于齒輪的分度圓直徑，所以將高速輸入軸Ⅰ的配合齒輪設(shè)計成齒輪軸，所以為齒輪軸，=45mm</p><p>　　4）軸承端蓋總寬度為20mm（由減速器軸承端蓋設(shè)計而定），為了便于軸承端蓋的拆裝以及對軸承添加潤滑脂，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離為l=30mm，所以取=50mm。</p><p>　　5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之間的距離為=16mm

62、，圓柱齒輪之間的距離c=20mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定軸承位置時應(yīng)距箱體距內(nèi)壁之間的距離為s=8mm。所以=119mm。</p><p>　　6）軸向零件的周向定位，聯(lián)軸器定位用平鍵查[1]表6-1選擇鍵（半圓頭普通平鍵C型）。</p><p>　　5.1.3 軸強度的計算及校核</p><p>　　已知: ,因已知高速級圓柱小斜齒輪的分度圓直徑為：=。

63、 </p><p>　　斜齒輪受力分析：查[1]公式10-22得 </p><p><b>　　圓周力：</b></p><p><b>　　徑向力：</b></p><p><b>　　軸向力：</b></p><p>　　（將軸上分布的載荷化為集

64、中力，其作用點取為載荷分布段的中點）</p><p>　　繪制軸受力簡圖（如下圖）</p><p><b>　　軸承支反力</b></p><p>　　查[1]表12-3 得軸承的支撐作用點a=14.2mm</p><p>　　由受力圖可求得=-590N =-1751.6N</p><p><

65、;b>　　得=-84547N</b></p><p>　　=-220N =-650N</p><p>　　得 =-31526N =-31395N</p><p>　　做、平面的彎矩，軸的扭矩圖如上圖。</p><p>　　內(nèi)力分析：由內(nèi)力圖看見，軸的危險截面可能發(fā)生在截面C處。由于通 過圓軸軸線的任一平面

66、都是縱向?qū)ΨQ平面，所以可將同一橫截面上兩相互垂直的彎矩按矢量和求其合成彎矩，即：</p><p>　　=90233N =90188N</p><p>　　所以取，扭矩：=34072N，查[1]公式（15-5）則軸的彎扭合成強度條件為：</p><p>　　查[1]表15-1得45#鋼的,因為單向回轉(zhuǎn)，視扭矩為脈動循環(huán)，取，所以</p><p&

67、gt;<b>　　故安全。</b></p><p>　　5.2 中間軸的設(shè)計計算</p><p><b>　　已知： </b></p><p>　　5.2.1 選擇材料并按扭矩初算軸徑</p><p>　　選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度217～255HBS， =650Mpa，在多級齒輪減速器中，中間軸取中間值

68、，根據(jù)[1]表15-3取A0=114，由[1]公式（15-2）得：</p><p>　　5.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　（1) 擬定軸的裝配方案如下圖 </p><p>　?。?）軸上零件的定位的各段長度，直徑，及定位</p><p>　　該軸不長，故采用兩端固定方式，按軸上零件的安裝順序，從處開

69、 始設(shè)計。</p><p>　　1）軸段1-2及軸段5-6上安裝軸承，其設(shè)計應(yīng)與軸承的選擇同步進行?？紤]齒輪上承受較大的軸向力和圓周力，選用圓錐滾子軸承。根據(jù)，暫取軸承30206，查[3]表12-3得軸承尺寸：=，,內(nèi)圈寬度，內(nèi)圈定位直徑，外圈定位直徑，軸承對軸上力作用點與外圈大端的距離，故取。</p><p>　　2）取安裝小圓柱直齒輪和大圓柱斜齒輪軸的直徑，則小圓柱直齒輪寬度為80mm

70、，為了使套筒可靠在小圓柱直齒輪的左端面取大圓柱斜齒輪寬度為40mm，取。 因為齒輪靠軸肩軸向定位軸30206型軸肩定位高度h=3mm所以取。</p><p>　　3）小圓柱直齒輪的右端面和大圓柱斜齒輪的左端面與箱體內(nèi)壁的距離均取，由于軸承采用脂潤滑需加擋油盤，所以。</p><p>　　4）查[1]表15-2 ，取軸端倒角為1-1.2mm，圓角為1-1.2mm。</p>&l

71、t;p>　　5.2.3 軸強度的計算及校核</p><p>　　已知因已知高速級大齒輪的分度圓直徑為：</p><p>　　斜齒輪受力分析：查[1]公式10-22得</p><p><b>　　圓周力： </b></p><p><b>　　徑向力：</b></p><p&

72、gt;<b>　　軸向力：</b></p><p><b>　　軸承的支反力</b></p><p>　　繪制軸受力簡圖（如下圖）</p><p>　　查[3]表12-3 得軸承的支撐作用點a=13.8mm</p><p>　　=47.7mm =77mm =67.7mm</p>

73、<p>　　由受力圖可求得=3211N =3347N</p><p><b>　　得</b></p><p>　　=1182N =1222N</p><p><b>　　得</b></p><p>　　做、平面的彎矩，軸的扭矩圖如上圖。</p><p>　　

74、內(nèi)力分析：由內(nèi)力圖看見，軸的危險截面可能發(fā)生在截面C處。由于通過圓軸軸線的任一平面都是縱向?qū)ΨQ平面，所以可將同一橫截面上兩相互垂直的彎矩按矢量和求其合成彎矩，即：</p><p>　　=163212N =241243.7N</p><p>　　所以取，扭矩：=159150N，查[1]式（15-5）則軸的彎扭合成強度條件為：</p><p>　　查[1]表15-1

75、得45鋼的,因為單向回轉(zhuǎn)，視扭矩為脈動循環(huán)，取，所以</p><p><b>　　故安全。</b></p><p>　　5.3 輸出軸設(shè)計計算</p><p><b>　　已知： </b></p><p>　　5.3.1 選擇材料并按扭矩初算軸徑</p><p>　　選用45

76、鋼調(diào)質(zhì)，硬度217～255HBS， =650Mpa，，在多級齒輪減速器中，低速軸轉(zhuǎn)矩較大取小值，根據(jù)[1]表15-3取A0=110，由[1]公式（15-2）得：，考慮到最小直徑處要連接聯(lián)軸器要有鍵槽，將直徑增大5%，則。 由于輸入軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸徑,為了使所選軸徑與聯(lián)軸器孔徑相適應(yīng)，故需同時選擇聯(lián)軸器型號。</p><p>　　聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查[1]表14-1得,所以：</p>&

77、lt;p>　　為了補償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差、隔離震動，考慮用彈性柱銷聯(lián)軸器，查[3]表13-7，選擇型號： LT8聯(lián)軸器,公稱轉(zhuǎn)矩，即J型軸孔、A型鍵槽、相應(yīng)的軸段，長度略小于聯(lián)軸器軸孔長度，取 </p><p>　　5.3.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　擬定軸的裝配方案如下圖：</p><p>　　軸上零件的定位的各段長度，直徑，及定位<

78、;/p><p>　　1) 軸段2-3與密封圈的設(shè)計。在確定軸段2-3的軸徑時， 應(yīng)同時考慮聯(lián)軸器的軸向固定及密封圈的尺寸。聯(lián)軸器用軸肩定位，軸肩高度：</p><p>　　2) 軸段2-3的軸徑，最終由密封圈確定。該處軸的圓周速度小于，選用氈圈油封，查[3]表15-8 ，選內(nèi)徑為60的氈圈。則。取。</p><p>　　3) 選取軸承型號，根據(jù)d2=60mm，則軸承的內(nèi)

79、徑>45mm,選取軸承型號為NU213E，,內(nèi)圈寬度，內(nèi)圈定為高度，外圈定位高度，。所以，與檔油盤轂長之和略小于軸承內(nèi)圈寬度，取。</p><p>　　4) 因為軸承的內(nèi)圈定為高度，所以取。</p><p>　　5) 取安裝齒輪的軸徑為，齒輪右端與右軸承之間采用套筒定位，一直齒輪輪轂的寬度為74mm，取齒輪左端采用軸肩定位，軸肩高度h=(2~3)R，由[1]表5-6得軸徑d=70mm

80、，得R=2mm,取h=6則軸環(huán)處直徑，軸環(huán)寬度,取l56=10mm。</p><p>　　取齒輪與箱體內(nèi)壁的距離S=16mm，兩齒輪之間的距離為20mm，參照輸入軸的取值方式則。</p><p>　　6）軸上零件的周向定位</p><p>　　齒輪定位用平鍵，查[1]表6-1，圓柱直齒輪選擇鍵[圓頭普通平鍵A型]b=20,h=12,L=63。</p>

81、<p>　　7） 查[1]表15-2 ，取軸端倒角為1.6-2.0mm，圓角為1.6-2.0mm。</p><p>　　5.3.3 軸的強度校核</p><p>　　1）求平均節(jié)圓直徑：圓柱直齒輪的節(jié)圓直徑。</p><p>　　2)圓柱斜齒輪受力分析：</p><p><b>　　圓周力：</b></p

82、><p><b>　　徑向力：</b></p><p><b>　　3）軸承的支反力</b></p><p>　　繪制軸受力簡圖，如下圖所示；</p><p>　　查[3]表12-3得</p><p><b>　　由受力圖可求得 </b></p>

83、<p>　　做、平面的彎矩，軸的扭矩圖如下圖。</p><p>　　內(nèi)力分析：由內(nèi)力圖看見，軸的危險截面可能發(fā)生在截面C處。由于通過圓軸軸線的任一平面都是縱向?qū)ΨQ平面，所以可將同一橫截面上兩相互垂直的彎矩按矢量和求其合成彎矩，即：</p><p>　　扭矩：，查[1]公式（15-5）則軸的彎扭合成強度條件為：</p><p>　　查[1]表15-1得4

84、5鋼的,因為單向回轉(zhuǎn)，視扭矩為脈動循環(huán)，取，所以</p><p>　　所以滿足彎扭強度要求。</p><p>　　6 軸承的選擇與計算</p><p>　　6.1 輸入軸的軸承：7206C角接觸球軸承</p><p>　　1）求兩軸承受到的徑向載荷，由受力圖可求得：</p><p><b>　　所以</

85、b></p><p>　　2）求兩軸承的軸向力</p><p>　　對于70000C型的軸承，按[1]表13-7，軸承派生軸向力Fd=eFr，其中e 為表13-5中的判斷系數(shù)，其值由的大小來決定，但現(xiàn)在軸承軸向力Fa</p><p>　　未知，先取e=0.4,因此可估算：</p><p><b>　　，</b>

86、</p><p>　　因為，A處軸承被壓緊，所以</p><p><b>　　因此</b></p><p>　　由[1]表13-5用插值法得</p><p>　　0.0115介于0.015~0.029之間，對應(yīng)e值在0.038~0.040之間，取，0.0325介于0.029~0.058之間，對應(yīng)e值在0.040~0.04

87、3之間，取。</p><p><b>　　再計算：</b></p><p>　　再次計算的值相差不大，因此確定</p><p><b>　　3）求當量動載荷</b></p><p><b>　　因為 </b></p><p>　　由[1]表13-5查得徑

88、向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為：</p><p>　　對軸承1 X1=0.44， Y1=1.47</p><p>　　對軸承2 X2=1， Y2=0</p><p>　　因為軸承運轉(zhuǎn)中有輕微沖擊，查[1]表13-6取，則</p><p><b>　　4）驗算軸承壽命</b></p><p>

89、;　　因為P2＞P1，所以按軸承2的受力大小驗算</p><p>　　6.2 中間軸軸承30206圓錐滾子軸承</p><p>　　1)求兩軸承受到的徑向載荷，由受力圖可求得：</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　2) 求兩軸承的軸向力</p><p>　　由輸入軸軸承計

90、算方法得出，則兩軸承的派生軸向力，則</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　3) 求當量動載荷</b></p><p><b>　　因為 </b></p><p>　　由[1]表13-5查得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為：</p>&

91、lt;p>　　對軸承1 X1=1， Y1=0</p><p>　　對軸承2 X2=0.44， Y2=1</p><p>　　因為軸承運轉(zhuǎn)中有輕微沖擊，查[1]表13-6取，則</p><p><b>　　4) 驗算軸承壽命</b></p><p>　　因為P1P2，所以按軸承2的受力大小驗算<

92、/p><p>　　6.3 輸出軸軸承: NU213E圓柱滾子軸承</p><p>　　1)求兩軸承受到的徑向載荷，由受力圖可求得：</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　2)由于輸出軸沒有軸向力，所以對于圓柱滾子軸承的校核要采用徑向力。</p><p><b>　　驗

93、算軸承壽命</b></p><p>　　因為，所以按軸承2的受力大小驗算</p><p><b>　　7 鍵的計算校核</b></p><p>　　7.1 輸入軸上的鍵</p><p>　　查[1]表6-2 ，取</p><p>　　1）聯(lián)軸器處：（參考[1]式6-1）</p&g

94、t;<p>　　滿足強度要求，單個C型鍵即可。</p><p>　　2）小斜齒輪是齒輪軸沒有鍵，所以不用校核。</p><p>　　7.2 中間軸上的鍵</p><p>　　查[1]表6-2 ，取 </p><p><b>　　1）大斜齒輪處：</b></p><p>　　滿足強度要

95、求，單個A型鍵即可。</p><p><b>　　2）小直齒輪處：</b></p><p>　　滿足強度要求，單個A型鍵即可。</p><p><b>　　7.3輸出軸上的鍵</b></p><p><b>　　1）大直齒輪處：</b></p><p>

96、　　滿足強度要求，單個A型鍵即可。</p><p><b>　　2) 聯(lián)軸器處：</b></p><p>　　滿足強度要求，單個C型鍵即可。</p><p>　　8 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　9 減速器附件的選擇</p><p>　　由[3]14章選擇通氣器M18×1.5,

97、長型油標（JB/T7941.3-1995）,外六角螺塞及封油墊M12×1.5（JB/ZQ4450-2006）,箱座吊耳，窺視孔選兩級的，游標尺選M12（12）。</p><p>　　10 齒輪的密封與潤滑</p><p>　　齒輪采用潤滑油潤滑，由[3]選名稱為工業(yè)閉式齒輪油(GB-5903-1995)，代號為L-CKC220潤滑劑。因為齒輪的速度小于12m/s，所以圓錐齒輪浸入

98、油的深度約一個齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x≥30~60mm。因滾動軸承的dn值小于10×104故脂潤滑潤滑軸承，并通過擋油盤防止齒輪潤滑油與軸承潤滑脂混合（降低潤滑脂的質(zhì)量）。對箱體進行密封為了防止外界的灰塵，水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑牧魇А?lt;/p><p><b>　　設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　通過這次對展開式二級圓柱

99、齒輪減速器的設(shè)計，使我們真正的了解了機械設(shè)計的概念，在這次設(shè)計過程中，反反復(fù)復(fù)的演算一方面不斷的讓我們接進正確，另一方面也在考驗我們的耐心，思維的嚴密性和做研究的嚴謹性。我想這也是這次設(shè)計我們應(yīng)該達到的。這些讓我感受頗深。通過三個星期的設(shè)計實踐，我們真正感受到了設(shè)計過程的謹密性，為我們以后的工作打下了一定的基礎(chǔ)，同時也增強了我們的團隊協(xié)作意識。</p><p>　　機械設(shè)計是機械這門學(xué)科的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)，是一門綜合性

100、較強的技術(shù)課程，他融匯了多門學(xué)科中的許多知識，例如，《材料力學(xué)》 、 《理論力學(xué)》 、 《機械原理》 、 《機械設(shè)計》等，我們對先前學(xué)的和一些未知的知識都有了新的認識。也讓我們認識到，自己還有好多東西還不知道，以后更要加深自己的知識內(nèi)涵。 </p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　濮良貴，陳國定，吳立言．機械設(shè)計[M] ．9版.北京：高