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畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）
說 明 書
專業(yè)班次： 03機制一班
姓 名： 王立威
太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院
太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目
機電 系（部） 年級專業(yè) 03機制一班 姓名 王立威
設(shè)計（論文）題目：
設(shè)計開始時間：2007年3月15日
設(shè)計結(jié)束時間：2007年6月15日
設(shè)計指導(dǎo)人：
教研室主任：
系 主 任：
太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱書
題目：
630刮板輸送機減速器的設(shè)計及下箱體的加工工藝
機電 系（部） 年級專業(yè) 03機制一班 姓名 王立威
評閱意見：
成績：
指導(dǎo)教師：
職 務(wù)：
年 月 日
太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯評定書
年級專業(yè)班級： 03機制一班 姓 名： 王立威
答辯過程
問題提問
回答情況
記錄員：
成績評定
指導(dǎo)教師
答辯小組
綜合成績
專業(yè)答辯組組長：
年 月 日
太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：
630刮板輸送機減速器的設(shè)計及下箱體加工工藝
畢業(yè)設(shè)計（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）：
一、 要求
1、 制定減速器箱體零件的加工工藝過程及加工方法。
2、 編制工藝卡。
3、 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)。
4、 畫圖5張（裝配圖A0，下箱體零件圖A0，加工工序圖A1，部件圖A2，零件圖A3）。
5、 編寫設(shè)計說明書。
6、 機械加工工序卡。
二、 原始資料
1、 該減速器用于井下生產(chǎn)工作面，使用電動機型號為：DSB—90，電壓：660/1140，轉(zhuǎn)速1480r/min ；刮板鏈速：0.86m/s；鏈輪牽引力3400N,功率290KW，傳動比1：29.36。
2、 箱體零件圖。
第1頁
第2頁
三、 進度安排
1、 總體設(shè)計：確定傳動方案，進行傳遞比分配，計算傳動裝置的運動參數(shù)。
2、 零部件的機構(gòu)設(shè)計及繪制部件圖和零件圖。
3、 繪制裝配圖。
4、 箱體零件的加工工藝設(shè)計：確定箱體零件的機械加工工藝過程，擬訂工藝路線，選擇定位基準(zhǔn)。
5、 繪制箱體零件圖個加工工序圖。
6、 整理說明書。
說明：學(xué)生可以根據(jù)自己的實際情況調(diào)整進度的先后順序，但必須保證按時完成設(shè)計任務(wù)。
第3頁
畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容：
1、 機械加工工藝規(guī)程制定。
2、 機械加工工藝過程設(shè)計。
3、 機械傳動整體設(shè)計。
4、 運動零件結(jié)構(gòu)設(shè)計。
5、 設(shè)計說明書。
學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計文件（論文）：
1、 設(shè)計說明書。
2、 減速器裝配圖。
3、 下箱體零件圖。
4、 加工工序圖。
5、 部件圖及零件圖。
6、 加工工藝卡
第4頁
主要參考文獻（資料）：
1、 機械設(shè)計手冊（第三版），成大先，北京：化工工業(yè)出版社，2001
2、 機械傳動設(shè)計手冊（修訂本），江耕華，煤炭工業(yè)出版社，1990
3、 礦山運輸機械，于學(xué)謙，徐州中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2003
4、 機械傳動裝置設(shè)計手冊，卜炎，北京：機械工業(yè)出版社，1998
專業(yè)班級 2003級機械設(shè)計制造及自動化一班 學(xué)生 王立威
要求設(shè)計（論文）工作起止日期 07年3月~~07年6月
指導(dǎo)教師簽字 日期
教研室主任審查簽字 日期
系主任批準(zhǔn)簽字 日期
畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書
目錄
摘要 ……………………………………………………………………………1
Abstract …………………………………………………………………………1
前言………………………………………………………………………………1
第一章 傳動裝置設(shè)計…………………………………………………………2
一、確定傳動方案……………………………………………………2
二、電動機的選擇……………………………………………………2
三、所設(shè)計刮板輸送機參數(shù)…………………………………………3
四、傳動比的計算和分配，確定傳動裝置的
方向和動力參數(shù)…………………………………………………3
第二章 齒輪傳動設(shè)計計算……………………………………………………6
一、高速級錐齒傳動計算……………………………………………6
二、圓柱齒輪的設(shè)計和計算…………………………………………9
第三章 軸的設(shè)計………………………………………………………………14
一、Ⅰ軸的設(shè)計和計算………………………………………………14
二、Ⅱ軸的設(shè)計和計算………………………………………………22
第四章 減速器的潤滑和密封…………………………………………………27
一、潤滑………………………………………………………………27
二、密封………………………………………………………………27
第五章 減速器的箱體和附件…………………………………………………28
一、箱體………………………………………………………………28
二、附件………………………………………………………………29
第六章箱體加工工藝規(guī)程制定…………………………………………………30
一、零件介紹…………………………………………………………30
二、零件的材料………………………………………………………32
三、零件技術(shù)要求分析………………………………………………32
四、加工余量的確定…………………………………………………39
五、重點工序分析……………………………………………………41
六、把加工余量作為封閉環(huán)的尺寸鏈的計算………………………47
總結(jié)………………………………………………………………………………49
參考文獻…………………………………………………………………………50
外文部分…………………………………………………………………………51
翻譯部分…………………………………………………………………………57
致謝………………………………………………………………………………60
46
摘要
630可彎曲刮板輸送機，它是采煤工作面重要的運煤設(shè)備，與雙滾筒聯(lián)合采煤機、液壓支架等配合組成綜采工作面。其工作尺寸空間小，可在煤層以下的工作面完成運煤工作。
本次設(shè)計主體是刮板輸送機減速器，主要針對刮板輸送機減速器的輸入軸及軸上軸承、鍵等的設(shè)計計算及校核，并對箱體的加工工藝進行分析，制定箱體的加工工藝規(guī)程。
關(guān)鍵詞：減速器；齒輪軸；箱體；設(shè)計
Abstract
630 curved drawing strickles transport machine , it is important coal mining face luck coal equipment , the face coordinating with pair of cylinder combine , hydraulic support etc. to be composed of the heddle spirit. Whose job dimension space is small , may be completed in following coal seam dip angle face transporting the coal job.
And reduction gear designing that the main body is that the drawing strickle transports machine originally time, calculate and proofread the design that axle bearing , the key wait for mainly specifically for the drawing strickle transports machine on reduction gear entering axis and axis, the handicraft carries out the treating technological procedure analysing , working out the box body on treating of the box body.
Key words: Decelerate the machine;Gear shaft;Case body;Design
前 言
畢業(yè)設(shè)計是在高校教學(xué)環(huán)節(jié)中最后一個環(huán)節(jié)，它是學(xué)生學(xué)習(xí)了一系列專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程，并在實習(xí)、觀察基礎(chǔ)上，利用自己所學(xué)知識，結(jié)合生產(chǎn)實踐，在老師的知道幫助下，自行設(shè)計與解決實際問題的過程。它是學(xué)生四年大學(xué)課程的一次全面總結(jié)和綜合利用。通過畢業(yè)設(shè)計不僅可以鞏固所學(xué)，而且可以接觸實際發(fā)現(xiàn)不足，開拓視野，在實踐中檢驗和豐富所學(xué)知識，增強分析和解決問題能力。
制造技術(shù)是使原材料變成成品的技術(shù)，使國民經(jīng)濟與社會得以發(fā)展，也是制造業(yè)本身賴以生存的關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)。沒有制造技術(shù)的進步，就沒有生產(chǎn)資料、生活資料、科技手段、軍事裝備等一切，也就沒有它們的進步。統(tǒng)計資料表明，在美國68%的財富來源于制造業(yè)。日本國民總值的49%是有制造業(yè)提供的，中國制造業(yè)在工業(yè)總產(chǎn)值中也占40%比例?？梢哉f，沒有發(fā)達的制造業(yè)就不可能有國家的真正繁榮和富強，而沒有機械制造業(yè)也就沒有制造業(yè)。經(jīng)濟的競爭歸根到底是制造技術(shù)與制造能力的競爭。
由于設(shè)計者水平、時間、資料有限，設(shè)計中錯誤在所難免，懇請各位老師指正。
07年6月10日
第一章 傳動裝置設(shè)計
一、刮板輸送機參數(shù)：
(1)型號： SGW—630型可彎曲刮板輸送機
(2)運動能力t/h：150
(3)出廠長度m：100
(4)刮板鏈速m/s：0.86
(5)中部槽尺寸(長×寬×高) mm：1500×620×180
(6) 緊鏈方式：摩擦輪
(7)機器總體質(zhì)量t：17.6
(8)刮板鏈參數(shù)： a.型式：圓環(huán)鏈
b.規(guī)格mm：φ18×46(B級)
c.破斷拉力KN：320
d.單位長質(zhì)量Kg：18.8
(9)液力偶合器參數(shù)： a.型號：YL—400A4
b.額定功率Kw：40
c.工作液體：22號汽輪機油
d.充液量L：9
二、確定傳動方案
由任務(wù)書所給資料可知，此減速器為圓錐—圓柱三級齒輪減速器。
第一級：直齒圓錐齒輪傳動(高速級)
第二級：斜齒圓柱齒輪傳動
第三級：直齒圓柱齒輪傳動(低速級)
三、電動機的選擇
按已知工作要求和條件選DBY系列減速器，主要用于輸入軸與輸出軸呈垂直布置的傳動裝置。根據(jù)以上條件選DSB—630型。
(1)電動機的容量：P0=90 KW
(2)電動機額定電壓：U=660/1140 V
(3)電動機轉(zhuǎn)速：n=1480 r/min
(4)鏈輪牽引力：F=3400 N
(5)鏈輪直徑：D=300 mm
四、傳動比的計算和分配傳動比，計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)
(一) 、傳動比的分配
按“前大后小”的原則進行，相鄰兩級傳動比相差不易過大，且高速傳動比略低于低速級的傳動比，這樣逐級減速，可使機構(gòu)較為緊湊。
滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：
nω===50.4 r/min
式中，電動機轉(zhuǎn)速，m/s
1、傳動裝置總傳動比
u=29.36
2、分配各級傳動比
對圓錐—圓柱齒輪減速器，可取圓錐齒輪傳動的傳動比u1≈0.25u，并盡量使u1≤3，以保證大錐齒輪尺寸不致過大。查《機械設(shè)計實踐》表10.6，取u1=3，圓弧齒輪傳動一般安排在高速級，考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相近，取u2=1.4u3。
故：u1=3，u2=3.70，u3=2.64
(二) 、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)
1、各軸的轉(zhuǎn)速
Ⅰ軸 nⅠ=nm=1480 r/min
Ⅱ軸 nⅡ= ==493.3 r/min
Ⅲ軸 nⅢ===133.3 r/min
Ⅳ軸 nⅣ===50.4 r/min
滾筒軸 n滾 = 50.4 r/min
2、各軸的輸入功率
連軸器的效率η1 =0.99,一對滾動軸承的效率η2 =0.99，各級齒輪傳動的
率η3 =0.97，鏈傳動的效率η4=0.96。
電動機到各級齒輪軸的功率為：
Ⅰ軸 PⅠ= P0η1=90×0.99=89.1 KW
Ⅱ軸 PⅡ= PⅠη2η3=89.1×0.99×0.97=84.7 KW
Ⅲ軸 PⅢ= PⅡη2η3=384.7×0.99×0.97=80.51 KW
Ⅳ軸 PⅣ= PⅢη2η3=80.51×0.99×0.97=76.54 KW
滾筒軸 P滾= PⅣη2η4=76.54×0.99×0.96=74.26 KW
3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩
電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩T0為：
T0=9.55×106×=9.55×106×=580.7
Ⅰ軸 TⅠ=9.55×106×=9.55×106×=574.9
Ⅱ軸 TⅡ=9.55×106×=9.55×106×=1639.7
Ⅲ軸 TⅢ=9.55×106×=9.55×106×=5768.0
Ⅳ軸 TⅣ=9.55×106×=9.55×106×=14124.1
滾筒軸 T滾=9.55×106×=9.55×106×=14071.1
表1 傳動裝置的動力和運動參數(shù)
參
數(shù) 軸
名
功率P
Kw
轉(zhuǎn)矩T
轉(zhuǎn)速n
r/min
傳動比u
效率η
電動軸
90
580.7
1480
1
0.99
Ⅰ軸
89.1
574.9
1480
3
0.97
Ⅱ軸
84.70
1639.7
493.3
3.70
0.97
Ⅲ軸
80.51
5768.0
133.3
2.64
0.97
Ⅳ軸
76.54
14124.1
50.4
1
0.96
滾筒軸
74.26
14071.1
50.4
第二章 齒輪的設(shè)計
第一節(jié) 圓錐齒輪的設(shè)計與計算
使用條件分析：
輸入功率： P1=89.1 Kw
主動輪轉(zhuǎn)速：n1=1480 r/min
轉(zhuǎn)矩： TⅠ=574935.8
圓周速度： 估計v1≤7 m/s
齒數(shù)比： uⅠ=3
屬工作載荷穩(wěn)定，高速，重要性、可靠性一般的齒輪傳動。
1、 選擇齒輪材料熱處理方式及計算許用應(yīng)力
(1)、按使用條件屬高速、重要性和可靠性一般的齒輪傳動?？蛇x用軟齒齒輪，也可選用硬齒齒輪，此處選用硬面齒輪。
小齒輪：40Gr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241~286 HBS。
大齒輪：40Gr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為241~286 HBS。
(2)、確定許用應(yīng)力
a、確定極限應(yīng)力和。
齒面硬度：小齒輪按270 HBS，大齒輪按250 HBS。查《機械設(shè)計》(第二版)圖3-16，得：
σHlim1=720 MPa σHlim2=700 MPa
σ
查《機械設(shè)計》(第二版)圖3-17，得：
σFlin1=300 MPa σFlin2=280 MPa
b.計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)。
查《機械設(shè)計》(第二版)圖3-18，得：。
查《機械設(shè)計》(第二版)圖3-19，得：。
c、計算許用應(yīng)力：
由《機械設(shè)計》(第二版)表3-4，取=1.1, =1.5
由《機械設(shè)計》(第二版)式(3-11)，得：
σHp1== =655 MPa
σHp2== =636 MPa
由《機械設(shè)計》(第二版)式(3-12)，得:
σFp1= ==400 MPa
σFp2= ==373 MPa
式中，為試驗齒輪的修正系數(shù)，按國家標(biāo)準(zhǔn)取=2
2、初步確定出輪的基本參數(shù)和主要尺寸
(1)、選擇齒輪類型
根據(jù)齒輪傳動的工作條件，選用直齒圓錐齒輪傳動。
(2)、選擇齒輪精度等級
按估計的圓周速度，由《機械設(shè)計》(第二版)表3-5，初步選用7級精度。
(3)、初選參數(shù)
x1=x2=0, z1=21, z2=z1u=63, φr=0.255，δ1+δ2=90°
(4)、初步計算齒輪的主要尺寸
由公式 cosδ1=，得：
б1=18.4° б2=71.5°
當(dāng)量齒數(shù) zv1==22 zv2==199
因電機驅(qū)動，工作機載荷平穩(wěn)，查《機械設(shè)計》(第二版)表
(3-1)，得KA=1，因齒輪轉(zhuǎn)速不高，取Kv=1.1,因不對稱布置，軸的剛性不大，取Kβ=1.13，Kα=1.2，則：
K=KAKvKβKα=1×1.1×1.13×1.2=1.49
由《機械設(shè)計》(第二版)圖(3-11)，查得：ZH=2.5
由《機械設(shè)計》(第二版)表(3-2)，查得：ZE=188
由《機械設(shè)計》(第二版)式(3-22)，可初步計算出齒輪的分度圓直徑d1(齒寬中點處)：
d1≥
＝
＝138.088 mm
齒寬中點模數(shù)：mm===6.6 mm＞2 mm
大端模數(shù)：m===7.54 mm,
取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)為：m=8
則大、小齒輪的大端分度圓直徑分別為：
d1=168mm, d2=504 mm
則大、小齒輪的齒寬中點分度圓直徑分別為：
d=140 mm, d′=420 mm
則圓周速度：
齒寬：b=φr·R1=0.255×0.5×221.564×=66.456 mm
圓整后取, b2=70 mm, b1= b2+(5~10)=75 mm
3、驗算輪齒彎曲強度條件
查《機械設(shè)計》(第二版)圖3-14，得：YFa1=2.83 YFa2=2.35
查《機械設(shè)計》(第二版)圖3-15，得：YSa1=1.56 YSa2=1.74
由《機械設(shè)計》(第二版)式(3-23)，得：
σF1＝
＝
＝381 MPa＜σFp1
σF2＝＝＝352 MPa＜σFp2
第二節(jié) 斜齒圓柱齒輪的設(shè)計與計算
由使用條件分析：
輸入功率： PⅡ=84.70 Kw
主動輪轉(zhuǎn)速：nⅡ=493.3 r/min
轉(zhuǎn)矩： TⅡ=741=1639742.5
圓周速度： 估計v2≤4 m/s
齒數(shù)比： uⅡ=3.70
屬工作載荷穩(wěn)定，高速，重要性、可靠性一般的齒輪傳動。
1、選擇齒輪材料熱處理方式及計算許用應(yīng)力
(1)、按使用條件屬高速、重要性和可靠性一般的齒輪傳動?？蛇x用軟齒齒輪，也可選用硬齒齒輪，此處選用硬齒輪。
小齒輪：20Gr，淬火滲碳，硬度為56~62 HRC。
大齒輪：40Gr，表面淬火，硬度為48~55 HRC
(2)、確定許用應(yīng)力
a、確定極限應(yīng)力和。
齒面硬度：小齒輪按58 HRC，大齒輪按54 HRC。查《機械設(shè)計》(第二版)圖3-16，得：
σHlim1=1500 MPa σHlim2=1210 MPa
查《機械設(shè)計》(第二版)圖3-17，得：
σFlin1=430 MPa σFlin2=370 MPa
b.計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)。
查《機械設(shè)計》(第二版)圖3-18，得：。
查《機械設(shè)計》(第二版)圖3-19，得：。
c、計算許用應(yīng)力：
由《機械設(shè)計》(第二版)表3-4，取=1.1, =1.5。
由《機械設(shè)計》(第二版)式(3-11)，得：
σHp1== =1364 MPa
σHp2== =1100 MPa
由《機械設(shè)計》(第二版)式(3-12)，得:
σFp1= ==610 MPa
σFp2= ==525 MPa
式中，為試驗齒輪的修正系數(shù)，按國家標(biāo)準(zhǔn)取=2
2、初步確定出輪的基本參數(shù)和主要尺寸
(1)、選擇齒輪類型
根據(jù)齒輪傳動的工作條件，選用斜齒圓柱齒輪傳動。
(2)、選擇齒輪精度等級
按估計的圓周速度，由《機械設(shè)計》(第二版)表3-5，初步選用8級精度。
(3)、初選參數(shù)
β=12°, z1=26, z2=z1u2=26×3.70=96.2,取z2=98， φd=0.9(由《機械設(shè)計》(第二版)表3-6查得)，x1=x2=0,
(4)、初步計算齒輪的主要尺寸
因電機驅(qū)動，工作機載荷平穩(wěn)，查《機械設(shè)計》(第二版)表(3-1)，得KA=1，因齒輪轉(zhuǎn)速不高，取Kv=1.1,因不對稱布置，軸的剛性不大，取Kβ=1.13，Kα=1.2，則：
K=KAKvKβKα=1×1.1×1.13×1.2=1.49
由《機械設(shè)計》(第二版)圖(3-11)，查得：ZH=2.5
由《機械設(shè)計》(第二版)表(3-2)，查得：ZE=188
取Zε=0.8, Zβ=0.8
根據(jù)《機械設(shè)計》(第二版)式(3-16)和式(3-18)，可初步計算出分度圓直徑和模數(shù)沒mn：
d1≥
＝
＝136.15mm
mn＝＝＝5.15 mm
按《機械設(shè)計》(第二版)表表(3-7)，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn＝6，
a＝mm
圓整后?。篴=348 mm。
修改螺旋角：β＝
d1=mm
d2=mm
v=m/s
與估計值相近。
齒寬： b=φdd1=0.9×147.8=133.02 mm，取b2=132 mm
b1= b2+(5~10)=132+8=140 mm
3、驗算輪齒彎曲強度條件
按《機械設(shè)計》(第二版)式(3-17)驗算輪齒彎曲強度條件。
計算當(dāng)量齒數(shù)：
zv1＝ mm
zv2＝ mm
查《機械設(shè)計》(第二版)圖3-14，得：YFa1=2.68 YFa2=2.2
查《機械設(shè)計》(第二版)圖3-15，得：YSa1=1.6 YSa2=1.78
取Yε=0.7，Yβ=0.9
由《機械設(shè)計》(第二版)式(3-17)，計算彎曲應(yīng)力得：
σF1＝
＝
＝320 MPa＜σFp1
σF2＝＝＝216 MPa＜σFp2
4、驗算輪齒接觸疲勞強度條件
按《機械設(shè)計》(第二版)式(3-15)驗算。
查《機械設(shè)計》(第二版)圖3-11，得：ZH=2.46
取Zε=0.8, Zβ=0.8, ZE=188
σH1＝
＝2.46×188×0.8×0.989×
＝862 MPa≤σHp1
σH2＝
＝2.46×188×0.8×0.989×
＝101.5 MPa≤σHp2
故滿足。
第三章 軸的設(shè)計
第一節(jié) Ⅰ軸的設(shè)計與計算
一、Ⅰ軸的使用條件：
傳遞功率： PⅠ=89.1 Kw
轉(zhuǎn) 速： nⅠ=1480 r/min
齒 寬： B=70 mm
模 數(shù)： m=8 mm
1、選擇軸的材料
選擇軸的材料20CrMnTi，經(jīng)滲碳淬火+低溫回火，其機械性能由《機械設(shè)計》(第二版)表(6-1)查得：
查《機械設(shè)計》(第二版)表(6-4)得：。
2、初步計算軸徑
選c=110,
考慮到軸端需開鍵槽，故取軸的直徑為80 mm。
3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
按工作要求，軸上所支承的零件主要有齒輪、以及滾動軸承。根據(jù)軸的受力，選取32220滾動軸承，其尺寸為。根據(jù)軸上零件的定位，加工要求以及不同的零件裝配方案，參考軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求，可確定軸的各段尺寸，得出軸的結(jié)構(gòu)如圖2—1所示。
a)軸的結(jié)構(gòu)
b)軸受力圖
c) 水平面受力圖（xy 平面）
d)水平面彎矩圖
e)垂直面受力圖(xz平面)
f）垂直面彎矩圖
g)合成彎矩圖
h)轉(zhuǎn)矩圖
i)當(dāng)量彎矩圖
4．軸的受力分析計算
小齒輪受力和轉(zhuǎn)矩：
切向力：
徑向力：
軸向力：
計算作用軸上的支反力
水平面內(nèi)支反力：
N
垂直面內(nèi)支反力：
N N
水平面（xy）受力圖 見圖（c）
垂直面 (xz) 受力圖 見圖（e）
水平面彎矩：
垂直面彎矩：
合成彎矩：
水平彎矩圖 見圖(d)
垂直彎矩圖 見圖(f)
合成彎矩圖 見圖(g)
許用應(yīng)力
應(yīng)力校正系數(shù)
當(dāng)量彎矩
當(dāng)量彎矩
轉(zhuǎn)矩圖 見圖(h)
見圖(i)
校核軸徑
齒根圓直徑
軸徑
=32.25mm〈73.52mm
=37.11mm<73.52mm
符合要求
第二節(jié) Ⅱ軸的設(shè)計與計算
Ⅱ軸的使用條件：
傳遞功率： PⅢ=84.70 Kw
轉(zhuǎn) 矩： TⅢ=1639742.55 N·mm
轉(zhuǎn) 速： nⅢ=493.3 r/min
齒 寬： B1=132mm，B2=140mm 模 數(shù)： m1=4mm，m2=6 mm
螺旋角： β=
1、選擇軸的材料
選擇軸的材料40Gr，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其機械性能由《機械設(shè)計》(第二版)表(6-1)查得：
查《機械設(shè)計》(第二版)表(6-4)得：。
2、初步計算軸徑
選c=110,
考慮到軸端需開鍵槽，故取軸的直徑為80mm。
3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
按工作要求，軸上所支承的零件主要有齒輪、以及滾動軸承。根據(jù)軸的受力，選取32217滾動軸承，其尺寸為85×150×36。根據(jù)軸上零件的定位，加工要求以及不同的零件裝配方案，參考軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求，可確定軸的各段尺寸，得出軸的結(jié)構(gòu)如圖2-3(a)所示。軸環(huán)寬度為30 mm，齒輪用平鍵周向固定，軸向通過軸環(huán)和套筒定位
4、按彎扭合成校核
(1)、畫受力簡圖
畫軸空間受力簡圖2-3(b)將軸上作用力分解為垂直面受力圖2-3(c)和水平面受力圖2-3(d)分別求出各面間的支反力。對于零件上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩當(dāng)作集中力作用于軸上零件的寬度中點。
(2)、軸上受力分析
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：
由《機械設(shè)計》(第二版)式(3-1)與(3-14)，得：
齒輪的圓周力：
N
齒輪的徑向力： N
齒輪的軸向力：
(3)、計算作用軸上的支反力
水平面內(nèi)支反力：
N
N
垂直面內(nèi)支反力：
N N
(4)、計算軸的彎矩并畫彎、轉(zhuǎn)矩圖
分別作出垂直面和水平面上的彎矩圖(e) 、(f)，并進行彎矩合成并畫轉(zhuǎn)矩圖。畫轉(zhuǎn)矩圖(g)。
圖2—3 Ⅱ的結(jié)構(gòu)及受力分析
(5)、計算并畫當(dāng)量彎矩圖。
轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)變化計算，取a=0.6則
N·mm
按計算并畫當(dāng)量彎矩圖(h)。
(6)、校核軸的強度
一般而言，軸的強度是否滿足只需對危險截面而進行校核即可，而軸的危險截面多發(fā)生在當(dāng)量彎矩最大或當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑較小處，
a-a截面處當(dāng)量彎矩最大為：
b-b截面處當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑較小為：
強度校核：考慮鍵槽的影響，查《機械設(shè)計》(第二版)表6-8計算，
。
顯然， 故安全。
第四章 減速器的潤滑和密封
一、潤滑
(一) 齒輪傳動的潤滑
齒輪傳動的潤滑方式主要取決于齒輪的圓周速度，除少數(shù)低速(u<0.5m/s)小型減速器采用脂潤滑外，絕大多數(shù)都采用油潤滑，其主要潤滑方式的油浸潤滑。
浸油潤滑是將齒輪浸入油中，當(dāng)傳動件回轉(zhuǎn)時，粘在齒輪上面的油液被帶至嚙合面進行潤滑，同時油池中的油液被甩上箱壁，借以散熱。這種潤滑方式適用于齒輪圓周速度u≤12m/s的場合。因所設(shè)計減速器各齒輪的圓周速度u≤1.5m/s~6m/s，所以減速器的潤滑選用浸油潤滑。
(二) 軸承的潤滑
因所選軸承為滾動軸承，則軸承的潤滑方式可以根據(jù)齒輪的圓周速度來選擇。減速器只要有一個浸入油池的齒輪的圓周速度u≥1.5m/s~2m/s，即可采用飛濺潤滑來潤滑軸承。因所設(shè)計減速器各齒輪的圓周速度u≤1.5m/s~6m/s，所以減速器軸承的潤滑選用飛濺潤滑。
二、密封
潤滑的主要作用是減少摩擦與磨損，而密封的目的是防止外部灰塵、水分等進入軸承，也阻止?jié)櫥瑒┑牧魇А?
(一) 機體與機蓋的密封
為了保證機蓋與機座連接處的密封可靠，應(yīng)試連接處凸緣有足夠的寬度，連接表面應(yīng)精刨，其表面粗糙度不大于Ra為6.3。凸緣連接螺栓之間的間距一般為150~200mm，以保證剖分面的密封性。機蓋與機體間選用紙墊圈。
(二) 機體與套筒間的密封
機蓋與套筒間的密封方法的選擇與潤滑的種類、工作環(huán)境、溫度、密封表面的圓周速度等有關(guān)。綜合各種因素，選氈圈油封(FZ/T92010-1991)，套筒直徑為70mm，油封氈圈d=69mm，D=88mm，b=7mm，溝槽b1=6mm，b2=8.3mm，d1=71mm。
(三) 滾動軸承和機座間的密封
滾動軸承密封方法的選擇與潤滑的種類、工作環(huán)境、溫度、密封表面的圓周速度等有關(guān)。綜合各種因素，選擇密封方法為接觸式密封中的氈觸式密封。
第五章 減速器的箱體和附件
一、箱體：
用來支持旋轉(zhuǎn)軸和軸上零件，并為軸上傳動零件提供封閉工作空間，防止外界灰砂侵入和潤滑逸出，并起油箱作用，保證傳動零件嚙合過程良好的潤滑。
材料為：HT250。
鑄鐵減速箱體的結(jié)構(gòu)尺寸
名稱
三級齒輪
箱座壁厚
δ=18mm
箱蓋壁厚
δ1=(0.85-1)δ=16mm
箱座加強肋厚
箱蓋加強肋厚
箱座分箱面凸緣厚
箱蓋分箱面凸緣厚
平凸緣底厚
地腳螺栓
軸承螺栓
聯(lián)接分箱面的螺栓
地腳螺栓數(shù)
軸承座孔邊緣至
軸承螺栓軸線的距離
軸承座孔外端面
至箱外壁的距離
軸承螺栓的凸臺高
二、附件
包括窺視孔及窺視孔蓋、通氣器、軸承蓋、油標(biāo)、放油孔及放油螺塞、起吊裝置。
窺視孔及窺視孔蓋：為了檢查傳動件的嚙合情況，接觸斑點，側(cè)隙和向箱內(nèi)傾注潤滑油，在傳動件上開設(shè)檢查孔。查《機械設(shè)計實踐》表4.7查得。
通氣器：箱體溫度升高，氣體膨脹壓力升高對密封不利，因此在箱蓋頂部開有通氣器根據(jù)要求查《機械設(shè)計實踐》表4.8選用通氣器3。
軸承蓋：根據(jù)結(jié)構(gòu)要求采用凸緣式軸承蓋，各尺寸由《機械設(shè)計實踐》查表4.13查得。
定位銷：對由箱蓋和箱座通過聯(lián)接而組成的剖分式箱體，為保證其各部分在加工及裝配時能夠保持精確位置，特別是為保證箱體軸承座孔的加工精度及安裝精度選用圓錐定位銷：d=20mm。
啟箱螺釘：由于裝配減速器時在箱體剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因膠結(jié)緊密難于開蓋，旋動啟箱螺釘可將箱蓋頂起。取M=18mm。
放油孔及放油螺塞：為排放減速器箱體內(nèi)污油和便于清洗箱體內(nèi)部，在箱座油池的最低處設(shè)置放油孔，箱體內(nèi)底面做成斜面，向放油孔方向傾斜1～2使油易于流出。由《機械設(shè)計實踐》表15.7和15.8查得。
起吊裝置：箱蓋上采用吊耳環(huán)（鑄在箱蓋上）；箱座上采用吊鉤（鑄在箱座上），由《機械設(shè)計實踐》表4.10查得
第六章 箱體加工工藝規(guī)程制定
一、零件的介紹
(一) 零件的功用
我們所加工的零件是減速器箱體零件，箱體零件是機器中的基礎(chǔ)零件，由它來將一些軸承、軸、齒輪、等零件組裝在一起，并保證這些零件間的相互位置關(guān)系，箱體零件的加工質(zhì)量，直接影響機器的精度，工作性能和使用壽命。
箱體零件的形狀、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，箱壁較薄且不均勻，內(nèi)部呈腔形，箱壁上有軸承支撐孔，而支撐孔的加工精度于表面粗糙度要求較高，箱體上有各種形狀的平面，作為安裝基面的平面，其加工精度和表面粗糙度要求質(zhì)量比較高。、
(二) 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1、零件的工藝分析
本減速器是三級減速，所以箱體上端面φ150孔(輸入軸)和側(cè)面φ130、φ150、φ200三孔的垂直度要求較高，而且φ130、φ150、φ200三孔的平行度要求也較高，因其公差帶窄，所以如何保證他們的技術(shù)要求，是解決此零件質(zhì)量問題的關(guān)鍵，而且零件四孔的相交性要求也較高，所以需要特別注意。首先考慮在一般加工中，大多靠夾具旋轉(zhuǎn)90度來保證斷面孔與側(cè)面三孔的垂直度要求，但這樣一來加工效率低，二則精度低，加工中過于依賴工人的技術(shù)水平，經(jīng)常出現(xiàn)超差現(xiàn)象，為了解決這個問題，采用了專用機床同時加工四個孔，靠機床來保證加工精度，很好地解決了這一工藝問題，提高了零件的加工工藝性。
因此箱體零件的結(jié)合面出的凸緣部分是薄壁的，所以加工中應(yīng)保證它有較好的均勻性，以免影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
此箱體零件加工時面、孔較多，每道工序中加工都要注意其位置精度及垂直度要求，這在零件圖中也提出了具體要求，同時配合面加工時，要注意其形位公差的精度要求。
結(jié)合面的加工影響合箱后的情況和使用性能，所以結(jié)合面的加工要注意其平面度要求，但具體精度要求不高，較易滿足。為了提高工藝性，箱體孔是合箱后加工的，這樣有利于保證φ130、2-φ150、φ200四孔的端面與軸的垂直度和本身精度，也提高了裝配精度。
2、零件生產(chǎn)類型確定
產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的產(chǎn)品的年產(chǎn)量。生產(chǎn)綱領(lǐng)與工藝規(guī)程有很關(guān)，所制定的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定著工藝規(guī)程的制定，工藝規(guī)程與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)時，才能取得最好的經(jīng)濟效益。
根據(jù)任務(wù)書提供的資料可知，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。
二、零件的材料
零件圖中已經(jīng)給出零件的材料是HT-250，根據(jù)灰口鑄鐵易于鑄造的特點，我們選擇鑄造毛胚。由于是中批量生產(chǎn)，所以多采用金屬模鑄造，這樣不僅提高了精度而且也提高了生產(chǎn)率，有很好的經(jīng)濟性。同時采用金屬模鑄造可以提高鑄造零件的尺寸精度，可以減少加工余量。由于成批生產(chǎn)主要采用專用機床和專用夾具，則鑄件公差小，易于保證加工后零件的精度，壁厚和部分薄壁不見的均勻性。
零件鑄造成形后應(yīng)進行人工時效處理，消除殘余應(yīng)力，以免影響加工精度，防止在加工過程中發(fā)生開裂或變形。另外為了提高工作效率，可以用共振法消除鑄件的殘余內(nèi)應(yīng)力。在鑄件鑄造過程中，小孔不鑄出來，而是鑄成實體，在機加工車間加工出來。本箱體零件在鑄造過程中要重點保證直徑為φ130、2-φ150、 φ200孔的鑄造精度和箱體合箱面的鑄造質(zhì)量，鑄件不能有氣孔、砂眼等缺陷。
三、零件技術(shù)要求分析
1、除了上下箱體結(jié)合面，底面及組裝用孔14-φ18之外，其余加工表面應(yīng)與上箱體組裝后同時加工；箱體結(jié)合面不允許有錯位現(xiàn)象，機體分合面和端蓋分合面用密封膠密封，上下箱體結(jié)合面不得墊紙。
2、孔φ150H8與φ130H7軸心線不性公差δAi=0.06；軸心線夾角的極限偏差=±0.08；鍵槽合箱后加工。
3、M12-6H與M16-6H各螺栓孔處倒角為1×45°。 四、工藝路線的擬定和定位基面的選擇
這一步是工藝制定過程中的關(guān)鍵步驟。
具體方法是先根據(jù)經(jīng)驗，用類比法提出幾套工藝路線，然后進行分析對比，尋求最經(jīng)濟合理的法案。這其中包括：確定加工方法、安排加工順序、確定夾緊裝置、熱處理、檢驗及其他輔助工序。
(一) 基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)的選擇與工藝過程的制定是密切相關(guān)的，合理選擇定位基準(zhǔn)對保證加工精度和確定加工順序都有決定性的影響，它三工藝過程制定中要解決的問題之一。
1、基準(zhǔn)的選擇就是基面的選擇問題，在選擇基面時需要同時考慮三個問題：
(1)、用哪一個表面作為加工時的精基準(zhǔn)面，才有能經(jīng)濟合理地達到零件的加工精度要求;
(2)、位加工出精基準(zhǔn)面，應(yīng)采用哪一表面作為粗基準(zhǔn)面；
(3)、是否有個別工序為了特殊加工要求，需要采用第二精基準(zhǔn)面。
2、粗基準(zhǔn)的選擇：在下箱體的加工中，選合口面作粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)“底面”。
3、精基準(zhǔn)的選擇：在精基準(zhǔn)的選擇中，主要有兩個原則：
(1)、應(yīng)盡可能選用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，這稱為“基準(zhǔn)重合原則”，特別是在最后精加工時，為了保證精度，更應(yīng)注意這個原則，這樣可以避免因基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差。
(2)、應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)加工各表面，以保證各表面的位置精度，這稱為“統(tǒng)一基準(zhǔn)原則”。這樣不僅保證了個加工表面的位置精度，而且大大簡化了夾具的設(shè)計和制造工作，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。
按以上原則可以確定底面作精基準(zhǔn)，每道工序都用這一基準(zhǔn)面定位，符合“統(tǒng)一基準(zhǔn)原則”我們選擇的這一平面是一個大平面，具有定位精度高的優(yōu)點，工作的裝夾也可靠方便。由于采用了“統(tǒng)一基準(zhǔn)原則”，所以簡化了工藝過程，使各工序的夾具基本相似，從而減少了夾具的設(shè)計、制造時間和費用，有可能在一次裝夾下加工更多的表面，同時選擇面作第一基準(zhǔn)面，有利于工件的裝夾。
(二) 加工方法的確定
加工方法的確定要根據(jù)每個加工表面的技術(shù)要求來定，選擇零件的加工方法，方法的選擇必須在保證零件達到圖紙要求方面三穩(wěn)定可靠的，并在生產(chǎn)率和加工成本方面是最經(jīng)濟合理的。
一般平面的加工，精度要求不高，如頂、底面和兩側(cè)面，用銑的方法完全可以達到技術(shù)要求，而一般不重要的孔如連接孔等，只需鉆完后進行精絞。剛性精絞經(jīng)常造成超差，經(jīng)分析采用浮動接桿精絞可以解決這一問題。而本箱體零件加工的關(guān)鍵是φ130、2-φ150、φ200四個孔的加工。為了滿足四個孔形位公差要求，主要是φ130、φ150、φ200三孔中心線與φ150孔中心線的垂直度、相交性。采用丁字組合鏜床精鏜的方法，一次完成四個孔的加工，為使丁字鏜的精加工的精度和表面粗糙度一次達到圖紙要求，要先對四個孔進行粗鏜，先鏜孔φ150并車外圓，而后用三軸臥式鏜床鏜側(cè)面三孔。
(三) 加工方法的確定
由于箱體零件大，加工余量較多，而且許多表面精度要求較高，所以加工階段要進行劃分。
1、粗加工階段：在這一階段中要除去較大量的余量，因而產(chǎn)生的切削力和切削熱都很大，所需的夾緊力也大，所以加工精度較低，再經(jīng)半精加工，精加工達到圖紙要求。所以粗加工階段的主要問題是如何獲得高的生產(chǎn)率。
2、半精加工階段：在這一階段中應(yīng)為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備