《一級(jí)圓柱齒輪減速器 畢業(yè)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《一級(jí)圓柱齒輪減速器 畢業(yè)設(shè)計(jì)（35頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 一級(jí)圓柱齒輪減速器 班 級(jí)： 學(xué)號(hào)： 軟件學(xué)院 姓 名： 軟件工程 學(xué) 院： 鄭軍 郭平英 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2014年6月 一級(jí)圓柱齒輪減速器 摘

2、 要 通過(guò)對(duì)減速器的了解，開(kāi)始學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)齒輪減速器，嘗試設(shè)計(jì)增強(qiáng)感性認(rèn)知和對(duì)社會(huì)的適應(yīng)能力，以及進(jìn)一步鞏固已學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，提高綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。以求把理論與實(shí)踐相結(jié)合。 學(xué)習(xí)如何進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，了解機(jī)械傳動(dòng)裝置的原理及參數(shù)搭配。學(xué)習(xí)運(yùn)用多種工具，比如AutoCAD等，直觀地將機(jī)械結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)在平面圖上。通過(guò)對(duì)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)，對(duì)單級(jí)圓柱齒輪減速器有了一個(gè)簡(jiǎn)單的了解與認(rèn)識(shí)。齒輪減速器是機(jī)械傳動(dòng)裝置中不可或缺的一部分。機(jī)械傳動(dòng)裝置在不斷的使用中，會(huì)不同程度的磨損，因此要經(jīng)常對(duì)機(jī)械予以維護(hù)和保養(yǎng)，延長(zhǎng)其使用壽命，高效化的運(yùn)行，提高生產(chǎn)的效率。 關(guān)鍵詞：機(jī)械傳動(dòng)裝置，

3、圓柱齒輪減速器，設(shè)計(jì)原理與參數(shù)配置 One-stage cylindrical gear reducer Abstract Through the understanding of the reducer, began learning to design gear reducer, trying to design enhanced perceptual awareness and ability to adapt to the society, and to further consolidate the theoretical knowledge youve learned, a

4、nd learned to improve your applications ability to discover and solve problems. In order to combine theory with practice. Learn how to make mechanical design, understand the principles and parameters of mechanical transmission devices. Learn how to use a variety of tools, such as AutoCAD

5、, visually renders mechanical structure on the floor plan. Through the design of cylindrical gear reducers for single-stage cylindrical gear reducers have a simple understanding and awareness. Gear reducers are an integral part of the mechanical transmission devices. Mechanical transmission device

6、s in constant use, with varying degrees of wear and tear, so regular maintenance for machinery, to extend its service life, efficient running, improving the efficiency of production. Keywords: Mechanical gearing,Gear reducers,Design principles and parameters are configured 中北大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)

7、說(shuō)明書 目 錄 1 緒論 1 2 減速器概述 4 2.1 減速器的主要型式及其特性 4 2.2 減速器結(jié)構(gòu) 4 2.3 減速器潤(rùn)滑 5 3 減速機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 7 3.1 選擇電動(dòng)機(jī)： 7 3.1.1 選電動(dòng)機(jī)類型 7 3.1.2 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 7 3.1.3 確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 7 3.2 傳動(dòng)比： 7 4 齒輪的選擇 8 4.1 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 8 4.1.1 選擇齒輪材料及精度等級(jí) 8 4.1.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 8 4.1.3 轉(zhuǎn)矩T1 8 4.1.4 載荷系數(shù)k 8 4.1.5 許用接觸應(yīng)力[σH]

8、8 4.1.6 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 9 4.1.7 齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa 9 4.1.8 許用彎曲應(yīng)力[σF] 9 4.1.9 計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩a 10 4.1.10 計(jì)算齒輪的圓周速度V 10 5 減速器的軸及軸上零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 5.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 5.1.1 階梯軸各段直徑的確定 11 5.1.2 階梯軸各段長(zhǎng)度的確定 12 5.2 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 第 Ⅰ 頁(yè) 共 Ⅱ 頁(yè) 5.3 支承部件的結(jié)構(gòu) 12 5.3.1 軸承蓋 13 5.3.2 調(diào)整墊片組 16 6 軸的計(jì)算 18 6,

9、1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 6.1.1 軸上零件的定位，固定和裝配 18 6.2 軸的校核 18 7 軸承的選用與校核 21 7.1 軸承的選用 21 7.2 軸承的校核： 22 8 減速器的箱體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) 24 8.1 概述 24 8.2 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 24 8.2.1 箱體應(yīng)具有足夠的剛度 24 8.2.2 確保箱體接合面的密封、定位和內(nèi)部傳動(dòng)零件的潤(rùn)滑。 24 8.2.3 箱體結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的工藝性 25 9 密封和潤(rùn)滑的設(shè)計(jì) 26 9.1 密封 26 9.2 潤(rùn)滑 26 10 裝配圖 27 11 設(shè)計(jì)小結(jié) 28 參考

10、文獻(xiàn): 29 致謝 30 第 Ⅱ頁(yè) 共 Ⅱ 頁(yè) 1 緒論 減速器的結(jié)構(gòu)隨其類型和要求不同而異。單級(jí)圓柱齒輪減速器按其軸線在空間相對(duì)位置的不同分為：臥式減速器和立式減速器。前者兩軸線平面與水平面平行。后者兩軸線平面與水平面垂直。一般使用較多的是臥式減速器，故以臥式減速器作為主要介紹對(duì)象[1]。 圖1.1 臥式減速器 單級(jí)圓柱齒輪減速器可以采用直齒、斜齒或人字齒圓柱齒輪。 由于減速器已成為一種通用的傳動(dòng)部件，因此，圓柱齒輪減速器多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，ZD（JB1130-70）為單級(jí)圓柱齒輪減速器的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。其主要參數(shù)均已標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化。 單級(jí)圓柱齒輪減速器的主要性能參數(shù)

11、為： 傳遞功率P（標(biāo)準(zhǔn)ZD型減速器P=1~2000KW） 傳動(dòng)比i為避免減速器的外廓尺寸過(guò)大，一般i〈6，其最大傳動(dòng)比imax=8~10，高速軸轉(zhuǎn)速n1，中心距a（標(biāo)準(zhǔn)ZD型減速器a=100~700mm ） 工作類型及裝配型式 機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)，可以根據(jù)任務(wù)書的要求參考標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，也可自行設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)的減速器。 圖1.2和圖1.3所示分別為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器的軸測(cè)投影圖和結(jié)構(gòu)圖。 減速器一般由箱體、齒輪、軸、軸承和附件組成。 圖1.2 單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器的軸測(cè)投影圖 箱體由箱蓋與箱座組成。箱體是安置齒輪、軸及軸承等零件的機(jī)座，并存放潤(rùn)滑油起到潤(rùn)滑和密封箱體內(nèi)

12、零件的作用。箱體常采用剖分式結(jié)構(gòu)（剖分面通過(guò)軸的中心線），這樣，軸及軸上的零件可預(yù)先在箱體外組裝好再裝入箱體，拆卸方便。箱蓋與箱座通過(guò)一組螺栓聯(lián)接，并通過(guò)兩個(gè)定位銷釘確定其相對(duì)位置。為保證座孔與軸承的配合要求，剖分面之間不允許放置墊片，但可以涂上一層密封膠或水玻璃，以防箱體內(nèi)的潤(rùn)滑油滲出。為了拆卸時(shí)易于將箱蓋與箱座分開(kāi)，可在箱蓋的凸緣的兩端各設(shè)置一個(gè)起蓋螺釘（參見(jiàn)圖1.3），擰入起蓋螺釘，可順利地頂開(kāi)箱蓋。箱體內(nèi)可存放潤(rùn)滑油，用來(lái)潤(rùn)滑齒輪；如同時(shí)潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承，在箱座的接合面上應(yīng)開(kāi)出油溝，利用齒輪飛濺起來(lái)的油順著箱蓋的側(cè)壁流入油溝，再由油溝通過(guò)軸承蓋的缺口流入軸承（參圖1.3）[2]。 圖

13、1.3 單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器的軸測(cè)結(jié)構(gòu)圖 減速器箱體上的軸承座孔與軸承蓋用來(lái)支承和固定軸承，從而固定軸及軸上零件相對(duì)箱體的軸向位置。軸承蓋與箱體孔的端面間墊有調(diào)整墊片，以調(diào)整軸承的游動(dòng)間隙，保證軸承正常工作。為防止?jié)櫥蜐B出，在軸的外伸端的軸承蓋的孔壁中裝有密封圈（參見(jiàn)圖1.3）。 減速器箱體上根據(jù)不同的需要裝置各種不同用途的附件。為了觀察箱體內(nèi)的齒輪嚙合情況和注入潤(rùn)滑油，在箱蓋頂部設(shè)有觀察孔，平時(shí)用蓋板封住。在觀察孔蓋板上常常安裝透氣塞（也可直接裝在箱蓋上），其作用是溝通減速器內(nèi)外的氣流，及時(shí)將箱體內(nèi)因溫度升高受熱膨脹的氣體排出，以防止高壓氣體破壞各接合面的密封，造成漏油。為了排除污油

14、和清洗減速器的內(nèi)腔，在減速器箱座底部裝置放油螺塞。箱體內(nèi)部的潤(rùn)滑油面的高度是通過(guò)安裝在箱座壁上的油標(biāo)尺來(lái)觀測(cè)的。為了吊起箱蓋，一般裝有一到兩個(gè)吊環(huán)螺釘。不應(yīng)用吊環(huán)螺釘?shù)踹\(yùn)整臺(tái)減速器，以免損壞箱蓋與箱座之間的聯(lián)接精度。吊運(yùn)整臺(tái)減速器可在箱座兩側(cè)設(shè)置吊鉤（參見(jiàn)圖1.3）[3]。 減速器的箱體是采用地腳螺栓固定在機(jī)架或地基上的。 2 減速器概述 2.1 減速器的主要型式及其特性 減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)或齒輪—蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)場(chǎng)合下也用作增速的傳動(dòng)裝置，這時(shí)就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳

15、遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用很廣。 減速器類型很多，按傳動(dòng)級(jí)數(shù)主要分為：?jiǎn)渭?jí)、二級(jí)、多級(jí)；按傳動(dòng)件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪-蝸桿、蝸桿-齒輪等[4]。 以下主要介紹圓柱齒輪減速器： 當(dāng)傳動(dòng)比在8以下時(shí)，可采用單級(jí)圓柱齒輪減速器。大于8時(shí)，最好選用二級(jí)(i=8—40)和二級(jí)以上(i>40)的減速器。單級(jí)減速器的傳動(dòng)比如果過(guò)大，則其外廓尺寸將很大。二級(jí)和二級(jí)以上圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)布置形式有展開(kāi)式、分流式和同軸式等數(shù)種。展開(kāi)式最簡(jiǎn)單，但由于齒輪兩側(cè)的軸承不是對(duì)稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。為此，在設(shè)計(jì)這種減速器時(shí)應(yīng)注意：

16、1)軸的剛度宜取大些；2)轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠(yuǎn)的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；3)采用斜齒輪布置，而且受載大的低速級(jí)又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比展開(kāi)好。這種減速器的高速級(jí)齒輪常采用斜齒，一側(cè)為左旋，另一側(cè)為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對(duì)斜齒輪能自動(dòng)調(diào)整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的齠輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動(dòng)。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長(zhǎng)度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。 圓柱齒輪減速器在所有減速器中應(yīng)用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至40 000kW，圓周速度也可從很低至60m/s一70m／s，甚至高達(dá)150m／s。傳動(dòng)功率很大的

17、減速器最好采用雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式。這兩種布置方式可由兩對(duì)齒輪副分擔(dān)載荷，有利于改善受力狀況和降低傳動(dòng)尺寸。設(shè)計(jì)雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)設(shè)法采取自動(dòng)平衡裝置使各對(duì)齒輪副的載荷能得到均勻分配，例如采用滑動(dòng)軸承和彈性支承。 圓柱齒輪減速器有漸開(kāi)線齒形和圓弧齒形兩大類。除齒形不同外，減速器結(jié)構(gòu)基本相同。傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比相同時(shí)，圓弧齒輪減速器在長(zhǎng)度方向的尺寸要比漸開(kāi)線齒輪減速器約30％[5]。 2.2 減速器結(jié)構(gòu) 近年來(lái)，減速器的結(jié)構(gòu)有些新的變化。為了和沿用已久、國(guó)內(nèi)目前還在普遍使用的減速器有所區(qū)別，這里分列了兩節(jié)，并稱之為傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)和新型減速器結(jié)構(gòu)。 （1）傳統(tǒng)型減速器結(jié)

18、構(gòu) 絕大多數(shù)減速器的箱體是用中等強(qiáng)度的鑄鐵鑄成，重型減速器用高強(qiáng)度鑄鐵或鑄鋼。少量生產(chǎn)時(shí)也可以用焊接箱體。鑄造或焊接箱體都應(yīng)進(jìn)行時(shí)效或退火處理。大量生產(chǎn)小型減速器時(shí)有可能采用板材沖壓箱體。減速器箱體的外形目前比較傾向于形狀簡(jiǎn)單和表面平整。箱體應(yīng)具有足夠的剛度，以免受載后變形過(guò)大而影響傳動(dòng)質(zhì)量。箱體通常由箱座和箱蓋兩部分所組成，其剖分面則通過(guò)傳動(dòng)的軸線。為了卸蓋容易，在剖分面處的一個(gè)凸緣上攻有螺紋孔，以便擰進(jìn)螺釘時(shí)能將蓋頂起來(lái)。聯(lián)接箱座和箱蓋的螺栓應(yīng)合理布置，并注意留出扳手空間。在軸承附近的螺栓宜稍大些并盡量靠近軸承。為保證箱座和箱蓋位置的準(zhǔn)確性，在剖分面的凸緣上應(yīng)設(shè)有2—3個(gè)圓錐定位銷

19、。在箱蓋上備有為觀察傳動(dòng)嚙合情況用的視孔、為排出箱內(nèi)熱空氣用的通氣孔和為提取箱蓋用的起重吊鉤。在箱座上則常設(shè)有為提取整個(gè)減速器用的起重吊鉤和為觀察或測(cè)量油面高度用的油面指示器或測(cè)油孔。關(guān)于箱體的壁厚、肋厚、凸緣厚、螺栓尺寸等均可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，見(jiàn)有關(guān)圖冊(cè)。關(guān)于視孔、通氣孔和通氣器、起重吊鉤、油面指示等均可從有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)和圖冊(cè)中查出。在減速器中廣泛采用滾動(dòng)軸承。只有在載荷很大、工作條件繁重和轉(zhuǎn)速很高的減速器才采用滑動(dòng)軸承。 （2）新型減速器結(jié)構(gòu) 1）齒輪—蝸桿二級(jí)減速器；2）圓柱齒輪—圓錐齒輪—圓柱齒輪三級(jí)減速器。 這些減速器都具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： ——在箱體上不沿齒輪或蝸輪軸線

20、開(kāi)設(shè)剖分面。為了便于傳動(dòng)零件的安裝，在適當(dāng)部位有較大的開(kāi)孔。 ——在輸入軸和輸出軸端不采用傳統(tǒng)的法蘭式端蓋，而改用機(jī)械密封圈；在盲孔端則裝有沖壓薄壁端蓋。 ——輸出軸的尺寸加大了，鍵槽的開(kāi)法和傳統(tǒng)的規(guī)定不同，甚至跨越了軸肩，有利于充分發(fā)揮輪轂的作用。 和傳統(tǒng)的減速器相比，新型減速器結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，既可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)目，同時(shí)又改善了制造工藝性。但設(shè)計(jì)時(shí)要注意裝配的工藝性，要提高某些裝配零件的制造精度[6]。 2.3 減速器潤(rùn)滑 圓周速度u≤12m/s一15m／s的齒輪減速器廣泛采用油池潤(rùn)滑，自然冷卻。為了減少齒輪運(yùn)動(dòng)的阻力和油的溫升，浸入油中的齒輪深度以1—2個(gè)齒高為宜。速度高

21、的還應(yīng)該淺些，建議在0．7倍齒高左右，但至少為10mm。速度低的(0．5m／s一0．8m／s)也允許浸入深些，可達(dá)到1／6的齒輪半徑；更低速時(shí)，甚至可到1／3的齒輪半徑。潤(rùn)滑圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，齒輪浸入油中的深度應(yīng)達(dá)到輪齒的整個(gè)寬度。對(duì)于油面有波動(dòng)的減速器(如船用減速器)，浸入宜深些。在多級(jí)減速器中應(yīng)盡量使各級(jí)傳動(dòng)浸入油中深度近予相等。如果發(fā)生低速級(jí)齒輪浸油太深的情況，則為了降低其探度可以采取下列措施：將高速級(jí)齒輪采用惰輪蘸油潤(rùn)滑；或?qū)p速器箱蓋和箱座的剖分面做成傾斜的，從而使高速級(jí)和低速級(jí)傳動(dòng)的浸油深度大致相等。 減速器油池的容積平均可按1kW約需0．35L一0．7L潤(rùn)滑油計(jì)算(大值用

22、于粘度較高的油)，同時(shí)應(yīng)保持齒輪頂圓距離箱底不低于30mm一50mm左右，以免太淺時(shí)激起沉降在箱底的油泥。減速器的工作平衡溫度超過(guò)90℃時(shí)，需采用循環(huán)油潤(rùn)滑，或其他冷卻措施，如油池潤(rùn)滑加風(fēng)扇，油池內(nèi)裝冷卻盤管等。循環(huán)潤(rùn)滑的油量一般不少于0．5L/kW。圓周速度u>12m/s的齒輪減速器不宜采用油池潤(rùn)滑，因?yàn)椋?)由齒輪帶上的油會(huì)被離心力甩出去而送不到嚙合處；2)由于攪油會(huì)使減速器的溫升增加；3)會(huì)攪起箱底油泥，從而加速齒輪和軸承的磨損；4)加速潤(rùn)滑油的氧化和降低潤(rùn)滑性能等等。這時(shí)，最好采用噴油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油從自備油泵或中心供油站送來(lái)，借助管子上的噴嘴將油噴人輪齒嚙合區(qū)。速度高時(shí)，對(duì)著嚙出區(qū)噴油有

23、利于迅速帶出熱量，降低嚙合區(qū)溫度，提高抗點(diǎn)蝕能力。速度u≤20m/s的齒輪傳動(dòng)常在油管上開(kāi)一排直徑為4mm的噴油孔，速度更高時(shí)財(cái)應(yīng)開(kāi)多排噴油孔。噴油孔的位置還應(yīng)注意沿齒輪寬度均勻分布。噴油潤(rùn)滑也常用于速度并不很高而工作條件相當(dāng)繁重的重型減速器中和需要用大量潤(rùn)滑油進(jìn)行冷卻的減速器中。噴油潤(rùn)滑需要專門的管路裝置、油的過(guò)濾和冷卻裝置以及油量調(diào)節(jié)裝置等，所以費(fèi)用較貴。此外，還應(yīng)注意，箱座上的排油孔宜開(kāi)大些，以便熱油迅速排出。 蝸桿圓周速度在10m/s以下的蝸桿減速器可以采用油池潤(rùn)滑。當(dāng)蝸桿在下時(shí)，油面高度應(yīng)低于蝸桿螺紋的根部，并且不應(yīng)超過(guò)蝸桿軸上滾動(dòng)軸承的最低滾珠(柱)的中心，以免增加功率損失。

24、但如滿足了后一條件而蝸桿未能浸入油中時(shí)，則可在蝸桿軸上裝一甩油環(huán)，將油甩到蝸輪上以進(jìn)行潤(rùn)滑。當(dāng)蝸桿在上時(shí)，則蝸輪浸入油中的深度也以超過(guò)齒高不多為限。蝸桿圓周速度在10m／s以上的減速器應(yīng)采用噴油潤(rùn)滑。噴油方向應(yīng)順著蝸桿轉(zhuǎn)入嚙合區(qū)的方向，但有時(shí)為了加速熱的散失，油也可從蝸桿兩側(cè)送人嚙合區(qū)。齒輪減速器和蝸輪減速器的潤(rùn)滑油粘度可分別參考表選取。若工作溫度低于0℃，則使用時(shí)需先將油加熱到0℃以上。蝸桿上置的，粘度應(yīng)適當(dāng)增大[7]。 3 減速機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 選擇電動(dòng)機(jī)： 3.1.1 選電動(dòng)機(jī)類型 滾動(dòng)軸承效率=0.995；聯(lián)軸器效率=0.98。 =0.

25、96x0.97x0.995x0.995=0.9 由上述計(jì)算，T=137 我們?nèi)p速機(jī)軸最大扭矩=150 需要略大于，按已知工作要求和條件，選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 3.1.2 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 按參考文獻(xiàn)[2]P7表1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍I’a=3~6。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n’d=I’a3=459~1834r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳支比方案。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、

26、減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第2方案比較適合，則選n=1000r/min。 3.1.3 確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-6。 其主要性能：額定功率：3KW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.0。質(zhì)量63kg。 3.2 傳動(dòng)比： 傳動(dòng)比：取i=2 計(jì)算各傳動(dòng)參數(shù)： 1.計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min） nI=n電機(jī)=960r/min nII=nI/i =960/2=480 (r/min) 2.計(jì)算各軸的功率（KW） PI=P工作=15.08KW PII=PIη總=15.080.9=

27、13.572KW 3.計(jì)算各軸扭矩（Nmm） TI=9.55106PI/nI=150Nmm TII=9.55106PII/nII=9.5510613.572/480 =270026.25Nmm 4 齒輪的選擇 4.1 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1.1 選擇齒輪材料及精度等級(jí) 考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為240~260HBS。大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度220HBS；根據(jù)表選7級(jí)精度。齒面精糙度Ra≤1.6~3.2μm 4.1.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)

28、1/3 確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動(dòng)比i齒=2 取小齒輪齒數(shù)Z1=16。則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1=216=32 實(shí)際傳動(dòng)比I0 傳動(dòng)比誤差：i-i0/I=0%<2% 可用 齒數(shù)比：u=i0=2 由參考文獻(xiàn)[2]表取φd=0.9 4.1.3 轉(zhuǎn)矩T1 T1=9.55106P/n1=9.5510615.08/960=150Nm 4.1.4 載荷系數(shù)k 由參考文獻(xiàn)[1]P128表6-7取k=1 4.1.5 許用接觸應(yīng)力[σH] [σH]= σHlimZNT/SH由圖查得[2]： σHlimZ1=570Mpa σHlimZ2=350Mpa 由查表得

29、計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL NL1=60n1rth=603841(163658)=1.28109 NL2=NL1/i=1.28109/6=2.14108 由查圖表得接觸疲勞的壽命系數(shù)： ZNT1=0.92 ZNT2=0.98 通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SH=1.0 [σH]1=σHlim1ZNT1/SH=5700.92/1.0Mpa=524.4Mpa [σH]2=σHlim2ZNT2/SH=3500.98/1.0Mpa=343Mpa 故得： d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3=76.43[1150000(6+1)/0.9634

30、32]1/3mm =68.4mm 模數(shù)：m=d1/Z1=68.4/16=3.8mm 根據(jù)表取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=4mm 4.1.6 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 根據(jù)由公式 σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH] 確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù) 分度圓直徑：d1=mZ1=416mm=64mm d2=mZ2=432mm=128mm 齒寬：b=34mm 取b=34mm b2=30mm 4.1.7 齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa 根據(jù)齒數(shù)Z1=16,Z2=32由表得 YFa1=2.80 YSa1=1.55 YFa2=2.14 YSa2=1.83 4

31、.1.8 許用彎曲應(yīng)力[σF] 根據(jù)公式式： [σF]= σFlim YSTYNT/SF 由查表得： σFlim1=290Mpa σFlim2 =210Mpa 由參考文獻(xiàn)[2]圖6-36查得：YNT1=0.88 YNT2=0.9 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)YST=2 按一般可靠度選取安全系數(shù)SF=1.25 計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力 [σF]1=σFlim1 YSTYNT1/SF=29020.88/1.25Mpa=408.32Mpa [σF]2=σFlim2 YSTYNT2/SF =21020.9/1.25Mpa=302.4Mpa 將求得的各參數(shù)代入式（6-49）

32、σF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1 =(21150000/452.5220) 2.801.55Mpa=77.2Mpa< [σF]1 σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1 =(21150000/452.52120) 2.141.83Mpa=11.6Mpa< [σF]2 故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 4.1.9 計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩a a=m/2(16+32)=4/2(16+32)=96mm 4.1.10 計(jì)算齒輪的圓周速度V V=πd1n1/601000=3.1464960/601000=3.22m/s 第 30 頁(yè) 共 30 頁(yè) 5

33、 減速器的軸及軸上零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括確定鋼的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)是由多方面的因素決定的，其中主要考慮軸的強(qiáng)度、剛度、軸上零件的安裝、定位、軸的支承結(jié)構(gòu)以及軸的工藝性等，其設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)要素的確定，可參照教科書有關(guān)章節(jié)進(jìn)行[1]。 單級(jí)圓柱齒輪減速器的軸一般均為階梯軸，確定階梯軸各段的直徑和長(zhǎng)度是階梯軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。下面通過(guò)圖5.1和表5.1、表5.2來(lái)說(shuō)明。 5.1.1 階梯軸各段直徑的確定 圖5.1中階梯軸各段的直徑可由表5.1確定。 圖5.1 階梯軸各段的直徑 表5.1 階梯軸直徑 符號(hào) 確定方法及說(shuō)明 d1 按許用扭

34、轉(zhuǎn)應(yīng)力進(jìn)行估算。盡可能圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，如果選用標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器，d1應(yīng)符合聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)的孔徑。 d2 d2= d1+2a，a為定位軸肩高度。通常取a=3-10mm d2盡可能符合密封件標(biāo)準(zhǔn)孔徑的要求，以便采用標(biāo)準(zhǔn)密封圈。 d3 此段安裝軸承，故d3必須符合滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑系列。為便于軸承安裝，此段軸徑與d2段形成自由軸肩，因此，d3= d2+1~5mm，然后圓整到軸承的內(nèi)徑系列。當(dāng)此軸段較長(zhǎng)時(shí)，可改設(shè)計(jì)為兩個(gè)階梯段，一段與軸承配合，精度較高，一段與套筒配 d4 d4= d3+1~5mm（自由軸肩），d4與齒輪孔相配，應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑。 d5 d5= d4+2a，a為定位軸環(huán)高度，通?？?/p>

35、取a=3~10mm d6 d6= d3，因?yàn)橥惠S上的滾動(dòng)軸承最好選取同一型號(hào)。 5.1.2 階梯軸各段長(zhǎng)度的確定 圖5.1中各階梯長(zhǎng)度可由表5.2確定。 表5.2 軸各段長(zhǎng)度的確定 符號(hào) 確定方法及說(shuō)明 L1 按軸上零件的輪轂寬度決定，一般比轂寬短2~3mm。也可按（1.2~1.5）d1取定。 L2 L2=l3+l4(l3為軸承端蓋及聯(lián)接螺栓頭的高度) L3 L3=B+l2+⊿2+(2~3) B軸承寬度 L4 L4按齒輪寬度b決定，L4=b-(2~3)mm L5 無(wú)擋油環(huán)時(shí)，L5=B 有擋油環(huán)時(shí)，L5=B+擋油環(huán)的轂寬 注：表中l(wèi)2、l

36、3、l4、⊿2參見(jiàn)表5.3。 由表中計(jì)算式可知，各段長(zhǎng)度的確定與箱外的旋轉(zhuǎn)零件至固定零件的距離l4；軸承端蓋及聯(lián)接螺栓頭高度的總尺寸l3；軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離l2；轉(zhuǎn)動(dòng)零件端面至箱體內(nèi)壁的距離⊿2以及檔油環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，這些尺寸又取決于軸承蓋的類型、密封型式以及各零件在裝配圖中的相關(guān)位置。因此，階梯軸各段的長(zhǎng)度應(yīng)通過(guò)裝配草圖設(shè)計(jì)過(guò)程中邊繪制邊計(jì)算確定。尤其值得注意的是：當(dāng)各零件相對(duì)位置確定以后，支承點(diǎn)的跨距即可確定，這時(shí)就可以計(jì)算支承反力，對(duì)軸的危險(xiǎn)截面進(jìn)行復(fù)合強(qiáng)度核核以及軸承壽命計(jì)算等，如果軸的強(qiáng)度不合格或者軸承壽命不符合要求，這時(shí)就要重新選擇軸承和調(diào)整結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，軸的各階梯段直徑和

37、長(zhǎng)度也相應(yīng)發(fā)生變化。由上述可知，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該在裝配草圖設(shè)計(jì)過(guò)程中，以邊繪圖、邊計(jì)算、邊修改的方式逐步完成。 表5.2為單級(jí)圓柱齒輪減速器的位置尺寸關(guān)系。 5.2 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 中小型減速器的齒輪一般用鍛鋼制造。當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da≤200mm時(shí)，可以做成圓盤式結(jié)構(gòu)。當(dāng)齒輪的齒根圓與鍵槽底部的距離小于!&（ &為模數(shù)）時(shí)，則齒輪與軸應(yīng)做成一體的齒輪軸。當(dāng)da=200~500時(shí)，可以做成腹板式結(jié)構(gòu)。 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可參照教科書有關(guān)章節(jié)進(jìn)行[1]。 5.3 支承部件的結(jié)構(gòu) 單級(jí)圓柱齒輪減速器軸的支承一般采用滾動(dòng)軸承，如圖5.2所示。 圖5.2 軸承圖 滾動(dòng)軸承類型與尺寸

38、選擇以及軸承組合設(shè)計(jì)可參照教材有關(guān)章節(jié)進(jìn)行。軸承組合中，除滾動(dòng)軸承外，還有軸承蓋、調(diào)整墊片、內(nèi)外密封裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 5.3.1 軸承蓋 軸承蓋的作用是固定軸承的位置并承受軸向力和密封軸承座孔。 軸承蓋的材料一般為鑄鐵（HT150）。 軸承蓋結(jié)構(gòu)型式分為凸緣式（用螺釘將蓋固定在箱體上）和嵌入式（用蓋的圓周凸緣嵌入軸承座孔的槽內(nèi)固定）。每種結(jié)構(gòu)又可分為悶蓋（中間無(wú)孔）和透蓋（中間有孔，用于軸外伸端的軸承座上）兩種型式，如圖5.4所示。 圖5.3 減速器剖面圖 表5.3 單級(jí)圓柱齒輪減速器的位置尺寸 符號(hào) 名稱 尺寸（mm） ⊿2 轉(zhuǎn)動(dòng)零件端面至箱體內(nèi)壁的距離

39、 ⊿2=10~15，對(duì)于重型減速器應(yīng)取大些 b 小齒輪的寬度 由齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定。 B 軸承寬度 根據(jù)軸頸直徑可按中系列預(yù)選。 ⊿1 齒頂圓與減速器內(nèi)壁之間的最小間隙 ⊿1≥1.2δ, δ—箱座壁厚。 l 軸承支點(diǎn)的跨距 由草圖設(shè)計(jì)決定 L1 #!箱外零件至軸承支點(diǎn)的計(jì)算距離#! L1=B/2+l3+l4+l5/2 L2 軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離 軸承用油池內(nèi)油潤(rùn)滑時(shí)# L2=5-10, 軸承用脂潤(rùn)滑且有擋油環(huán)時(shí)L2=10-15。 L3 -軸承端蓋及聯(lián)接螺栓頭高度 根據(jù)軸承端蓋結(jié)構(gòu)型式?jīng)Q定 L4 箱外轉(zhuǎn)動(dòng)零件至固定零件的距離# L4=15~20

40、 L5 *箱外零件與軸的配合長(zhǎng)度 L5=（1.2~1.5）d,d-配合軸徑 圖5.4 凸緣式和嵌入式軸承蓋 圖5.5 凸緣式軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸 表5.4 凸緣式軸承蓋尺寸 符號(hào) 尺寸關(guān)系 符號(hào) 尺寸關(guān)系 （D軸承外徑） 30~60 62~100 110~130 140~230 D5 D0-(2.5~3) d3 d3（螺釘直徑） 6~8 8~10 10~12 12~16 e 1.2 d3 n（螺釘數(shù)） 4 4 6 6 e1 (0.10~0.15)D (e1≥e) d0 d3+(1~2) m 由結(jié)構(gòu)確定 D0 D+2.5

41、d3 Δ2 8~10 D2 D0+(2.5~3) d3 b 8~10 D4 (0.85~0.9)D h (0.8~1)b 圖5.6 嵌入式軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸 表5.5 嵌入式軸承蓋尺寸 不帶O型密封圈 帶O型密封圈 D(f9) 40~80 35~110 115~170 D封 40 45 50 55 60 63 65 68 70 75 80 85 E2(h11) 5 6 8 d封 35 40 45 50 55 58 60 63 65 70 75 80 S

42、 10 12 15 D封 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 8~10 d封 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 D3 D+e2 當(dāng)D封=30~50，W實(shí)際3.1 D4 D—20 D(f9) 40~80 85~110 115~170 m 由軸承部件結(jié)構(gòu)確定 e2(h11) 8 10 12 注：透蓋氈圈密封槽的尺寸參見(jiàn)表1-2-13 S 15 18 20 D3 D3=D+(10~

43、15) d4(h9) d4=d封(與D封相應(yīng)) b0 4(與W實(shí)際3.1相應(yīng)) 軸承蓋設(shè)計(jì)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)： （1）當(dāng)軸承蓋的寬度較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在端部車出一段較小直徑（比孔徑小2~4mm ），但必須保留夠的配合長(zhǎng)度e1。 （2）軸承采用飛濺潤(rùn)滑時(shí)，軸承蓋端部必須開(kāi)缺口并車出一段小直徑，以便潤(rùn)滑油流入軸承。 （3）嵌入式軸承蓋結(jié)我緊湊，重量輕，但承載能力較差，且不便于調(diào)整軸承間隙，不宜用于要求準(zhǔn)確調(diào)整間隙的場(chǎng)合。 5.3.2 調(diào)整墊片組 調(diào)整墊片的作用是調(diào)整軸承的軸向游隙和軸承內(nèi)部間隙以及軸的軸向位置。 調(diào)整墊片組由多片厚度不同的墊片組成。調(diào)整時(shí)，根據(jù)需要組合成不同的厚度。調(diào)整

44、墊片組的組別，片數(shù)及厚度可由表5.6查得。 表5.6 墊片數(shù)及厚度 A組 B組 C組 厚度δ 0．5 0．2 0．1 0．5 0．15 0．1 0．5 0．15 0．125 片數(shù)Z 3 4 2 1 4 4 1 3 3 注：1.材料沖壓銅片或08鋼拋光 2.d 2=D(2~4) 用于凸緣 D0,D2,nd見(jiàn)表(1-2-5) 式軸承蓋 D—軸承外徑 D2=D-1 用于嵌 d2按軸承外圓 入式 安裝尺寸確定 軸承蓋 3.建議準(zhǔn)備0.55mm的

45、墊片若干片以備調(diào)整微小間隙用。 6 軸的計(jì)算 6,1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1.1 軸上零件的定位，固定和裝配 單級(jí)齒輪傳動(dòng)中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過(guò)渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過(guò)渡配合固定 確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 工段：d1=28mm 長(zhǎng)度取L1=60mm ∵h(yuǎn)=2c c=2.5mm 其中花鍵長(zhǎng)度為35mm。 II段:d2=d1+2h=28+21=30mm ∴d2=30mm 初選用深溝球軸承，其內(nèi)徑為30mm, 考慮齒輪

46、端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為16mm，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小2~3mm,故II段長(zhǎng)： L2==33mm III段直徑d3=38mm L3 =125mm Ⅳ段直徑d4=30mm 由手冊(cè)得：c=4 h=2c=24=8mm d4=d3+2C=48-21.5=30mm L4=15mm Ⅴ段直徑d5=28mm L5=60mm。 其中花鍵長(zhǎng)度為35mm 此段左面的滾動(dòng)軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸. 由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L=158mm 6.2 軸的校核 1、基本數(shù)據(jù)： 轉(zhuǎn)矩T=150

47、 ，轉(zhuǎn)速n=960 2、求作用在齒輪上的力： 因已知齒輪分度圓直徑d=156 力的方向如圖所示： 3、初步確定軸的最小直徑： 估算出軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表=112，所以根據(jù)公式：， 4、根據(jù)設(shè)計(jì)，我們來(lái)校核主動(dòng)軸的疲勞強(qiáng)度。 圖 6.1 主軸圖 其彎扭特性大致如下示意圖： ，對(duì)截面Ⅱ右側(cè)分析，由公式：所以軸的強(qiáng)度是足夠的。因無(wú)大的瞬間過(guò)載及嚴(yán)重應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。 7 軸承的選用與校核 7.1 軸承的選用 確定軸承尺寸參數(shù) 在許多場(chǎng)合，軸承的內(nèi)孔尺寸已經(jīng)由機(jī)器或裝置的結(jié)構(gòu)具體所限定。不論工作壽命，靜

48、負(fù)荷安全系數(shù)和經(jīng)濟(jì)性是否都達(dá)到要求，在最終選定軸承其余尺寸和結(jié)構(gòu)形式之前，都必須經(jīng)過(guò)尺寸演算。該演算包括將軸承實(shí)際載荷跟其載荷能力進(jìn)行比較。滾動(dòng)軸承的靜負(fù)荷是指軸承加載后是靜止的（內(nèi)外圈間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)）或旋轉(zhuǎn)速度非常低。在這種情況下，演算滾道和滾動(dòng)體過(guò)量塑性變形的安全系數(shù)。大部分軸承受動(dòng)負(fù)荷，內(nèi)外圈做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，尺寸演算校核滾道和滾動(dòng)體早期疲勞損壞安全系數(shù)。只有在特殊情況時(shí)，才根據(jù)DIN ISO 281對(duì)實(shí)際可達(dá)到的工作壽命做名義壽命演算。對(duì)注重經(jīng)濟(jì)性能的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，要盡可能充分的利用軸承的承載能力。要想越充分的利用軸承，那么對(duì)軸承尺寸選用的演算精確性就越重要。 靜負(fù)荷軸承 計(jì)算靜負(fù)荷安全系數(shù)F

49、s有助于確定所選軸承是否具有足夠的額定靜負(fù)荷。FS=CO/PO 其中FS靜負(fù)荷安全系數(shù)，CO額定靜負(fù)荷[KN]，PO當(dāng)量靜負(fù)荷[KN] 靜負(fù)荷安全系數(shù)FS是防止?jié)L動(dòng)零件接觸區(qū)出現(xiàn)永久性變形的安全系數(shù)。對(duì)于必須平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)、噪音特低的軸承，就要求FS的數(shù)值高；只要求中等運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲的場(chǎng)合，可選用小一些的FS；一般推薦采用下列數(shù)值： FS=1.5~2.5適用于低噪音等級(jí) FS=1.0~1.5適用于常規(guī)噪音等級(jí) FS=0.7~1.0適用于中等噪音等級(jí)額定靜負(fù)荷CO[KN]已在表中為每一品種規(guī)格的軸承列出。該負(fù)荷（對(duì)向心軸承來(lái)說(shuō)是徑向力，對(duì)推力軸承而言則是軸向力），在滾動(dòng)體和滾道接觸區(qū)域的中心產(chǎn)生的理論壓強(qiáng)為

50、：-4600 N/MM2 自調(diào)心球軸承-4200 N/MM2其它類型球軸承-4000 N/MM2所有滾子軸承在額定靜負(fù)荷CO的作用下，在滾動(dòng)體和滾道接觸區(qū)的最大承載部位，所產(chǎn)生的總塑性變形量約為滾動(dòng)體直徑的萬(wàn)分之一。當(dāng)量靜負(fù)荷PO[KN]是一個(gè)理論值，對(duì)向心軸承而言是徑向力，對(duì)推力軸承來(lái)講是軸向和向心力。PO在滾動(dòng)體和滾道的最大承載接觸區(qū)域中心所產(chǎn)生的應(yīng)力，與實(shí)際負(fù)荷組合所產(chǎn)生得應(yīng)力相同。 PO=XO*Fr+Ys*Fa[KN] 其中，PO當(dāng)量靜負(fù)荷，KN Fr徑向負(fù)荷，KN Fa軸向負(fù)荷，KN XO徑向系數(shù)， YO軸向系數(shù)。 動(dòng)負(fù)荷軸承 DIN ISO281所規(guī)定的動(dòng)負(fù)荷軸

51、承計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)是材料疲勞失效（出現(xiàn)凹坑），壽命計(jì)算公式為： L10=L=(C/P)P [106轉(zhuǎn)]其中L10=L名義額定壽命 [106轉(zhuǎn)]C額定動(dòng)負(fù)荷 [KN] P 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 [KN] P 壽命指數(shù) L10是以100萬(wàn)轉(zhuǎn)為單位的名義額定壽命 [106轉(zhuǎn)] C 額定動(dòng)負(fù)荷 [KN] P 壽命指數(shù)L10是以100萬(wàn)轉(zhuǎn)為單位的名義額定壽命。對(duì)于一大組相同型號(hào)的軸承來(lái)說(shuō)，其中90%應(yīng)該達(dá)到或者超過(guò)該值。額定動(dòng)負(fù)荷C [KN]在每一類軸承的參數(shù)表中都可以找到，在該負(fù)荷作用下，軸承可以達(dá)到100萬(wàn)轉(zhuǎn)的額定壽命。當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P [KN]是一項(xiàng)理論值，對(duì)向心軸承而言是徑向力，對(duì)推力軸承來(lái)說(shuō)是軸向力。其方

52、向、大小恒定不變。當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷作用下的軸承壽命與實(shí)際負(fù)荷組合作用時(shí)相同。 P=X*Fr+Y*Fa 其中：P當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，F(xiàn)r徑向負(fù)荷，F(xiàn)a軸向負(fù)荷，單位都是千牛頓，X徑向系數(shù)，Y軸向系數(shù)。不同類型軸承的X,Y值及當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷計(jì)算依據(jù)，可在各類軸承的表格和前言中找到。球軸承和滾子軸承的壽命指數(shù)P有所不同。對(duì)球軸承，P=3 對(duì)滾子軸承，P=10/3 變負(fù)荷及變速度 如果軸承動(dòng)負(fù)荷的值及速度隨時(shí)間而變化，那么在計(jì)算當(dāng)量負(fù)荷時(shí)就得有相應(yīng)的考慮。連續(xù)的負(fù)荷及速度曲線就要用分段近似值來(lái)替代。當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷的計(jì)算公式變?yōu)椋? 滾動(dòng)軸承的最小負(fù)荷 過(guò)小的負(fù)荷加上潤(rùn)滑不足，會(huì)造成滾動(dòng)體打滑，導(dǎo)致軸承損壞。保持架軸承

53、的最小負(fù)荷系數(shù)P/C=0.02,而滿裝軸承的最小負(fù)荷系數(shù)P/C=0.04(P為當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，C為額定動(dòng)負(fù)荷)。 本設(shè)計(jì)中選用深溝軸承。參見(jiàn)GB/T276-94 7.2 軸承的校核： 根據(jù)設(shè)計(jì)，取主動(dòng)軸左側(cè)軸承校核。 由上述計(jì)算，齒輪受力基本數(shù)據(jù)可以算出： 軸承受力 比值 =1.2~1.8,取=1.5。則： 782.75N 故選用軸承符合預(yù)期壽命。 8 減速器的箱體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) 8.1 概述 箱體一般用灰鑄鐵HT150或HT200制造。對(duì)于重型減速器也

54、可以采用球墨鑄鐵或鑄鋼制造。在單件生產(chǎn)中，特別是大型減速器，可采用焊接結(jié)構(gòu)，以減輕重量，縮短生產(chǎn)周期。 8.2 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 減速器的箱體是支持和固定軸及軸上零件并保證傳動(dòng)精度的重要零件，其重量一般約占減速器總重量的40％~50％，因此，箱體結(jié)構(gòu)對(duì)減速器的性能、制造工藝、材料消耗、重量和成本等影響很大，設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必綜合考慮，認(rèn)真對(duì)待。 減速器箱體的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 8.2.1 箱體應(yīng)具有足夠的剛度 （1）軸承座上下設(shè)置加強(qiáng)筋。 （2）軸承座房設(shè)計(jì)凸臺(tái)結(jié)構(gòu)。凸臺(tái)的設(shè)置可使軸承座旁的聯(lián)接 設(shè)計(jì)凸臺(tái)結(jié)構(gòu)要注意下列幾個(gè)問(wèn)題： ①軸承座旁兩凸臺(tái)螺栓距離S應(yīng)盡可能靠近。對(duì)無(wú)油構(gòu)箱體（

55、軸承采用油脂潤(rùn)滑）取S〈D2，應(yīng)注意凸臺(tái)聯(lián)接螺栓（d1）與軸承蓋聯(lián)接螺釘（d3）不要互相干涉；對(duì)有油溝箱體（軸承采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑），取S≈D2〉，應(yīng)注意凸臺(tái)螺栓孔（d1）不要與油溝相通，以免漏油。D2則為軸承座凸緣的外徑。 ②凸臺(tái)高度h的確定應(yīng)以保證足夠的螺母搬手空間為準(zhǔn)則。搬手空間根據(jù)螺栓直徑的大小由尺寸C1和C2確定。 ③凸臺(tái)沿軸向的寬度同樣取決于不同螺栓直徑所確定的C1+ C2之值，以保證足夠的搬手空間。但還應(yīng)小于軸承座凸緣寬度3~5mm..，以便于凸緣端面的加工。 （3）箱座的內(nèi)壁應(yīng)設(shè)計(jì)在底部凸緣之內(nèi)。 （4）地腳螺栓孔應(yīng)開(kāi)在箱座底部凸緣與地基接觸的部位；不能懸空。 （5）箱座

56、是受力的重要零件，應(yīng)保證足夠的箱座壁厚，且箱座凸緣厚度可稍大于箱蓋凸緣厚度。 8.2.2 確保箱體接合面的密封、定位和內(nèi)部傳動(dòng)零件的潤(rùn)滑。 為保證箱體軸承座孔的加工和裝配的準(zhǔn)確性，在接合面的凸緣上必須設(shè)置兩個(gè)定位用的。 為保證箱蓋、箱座的接合面之間的密封性，接合面凸緣聯(lián)接螺栓的間距不宜過(guò)大，一般不大于150~180mm，并盡量對(duì)稱布置。 如果滾動(dòng)軸承靠齒輪飛濺的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑時(shí)，則箱座凸緣上應(yīng)開(kāi)設(shè)集油溝，集油溝要保證潤(rùn)滑油流入軸承座孔內(nèi)，再經(jīng)過(guò)軸承內(nèi)外圈間的空隙流回箱座內(nèi)部，而不應(yīng)有漏油現(xiàn)象發(fā)生。 8.2.3 箱體結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的工藝性 (1)鑄造工藝性的要求，箱壁不宜太薄，δmi

57、n≧8mm，以免澆鑄時(shí)鐵水流動(dòng)困難，出現(xiàn)充不滿型腔的現(xiàn)象。壁厚應(yīng)均勻和防止金屬積聚、避免產(chǎn)生的縮孔、裂紋等缺陷。當(dāng)箱壁的厚度變化較大時(shí)，應(yīng)采用平緩過(guò)渡的結(jié)構(gòu)。 避免出現(xiàn)狹縫結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的砂型易碎裂，正確的做法應(yīng)聯(lián)成整體箱壁沿?fù)苊较驊?yīng)有1：10~1：20的撥模斜度。 (2)機(jī)械加工工藝性的要求軸承座孔應(yīng)為通孔，最好兩端孔徑一樣以利于加工。兩端軸承外徑不同時(shí)，可以在座孔中安裝襯套，使支座孔徑相同，利用襯套的厚度不等，形成不同的孔徑以滿足兩端軸承不同外徑的配合要求。 同一側(cè)的各種加工端面盡可能一樣平齊，以便于一次調(diào)整刀具進(jìn)行加工。加工表面與非加工表面必須嚴(yán)格區(qū)分，并盡量減少加工面積。因此

58、，軸承座的外端面、觀察孔、透氣塞、吊環(huán)螺釘、油標(biāo)尺和油塞以及凸緣連接螺栓孔等處均應(yīng)制出凸臺(tái)（凸出非加工面3~5mm）以便加工。(所示為軸承座凸緣的外端面與凸臺(tái)之間的合理與不合理的結(jié)構(gòu)。本減速箱箱體，壁厚采用8mm~10mm，符合標(biāo)準(zhǔn) 9 密封和潤(rùn)滑的設(shè)計(jì) 9.1 密封 由于選用的電動(dòng)機(jī)為低速，常溫，常壓的電動(dòng)機(jī)則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲(chǔ)存潤(rùn)滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛氈又可以將潤(rùn)滑油自行刮下反復(fù)自行潤(rùn)滑。 9.2 潤(rùn)滑 (1) 對(duì)于齒輪來(lái)說(shuō)，由于傳動(dòng)件的的圓周速度v< 12m/

59、s,采用浸油潤(rùn)滑，因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠的潤(rùn)滑油，用以潤(rùn)滑和散熱。同時(shí)為了避免油攪動(dòng)時(shí)泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH不應(yīng)小于30~50mm。對(duì)于單級(jí)減速器，浸油深度為一個(gè)齒全高，這樣就可以決定所需油量，單級(jí)傳動(dòng),每傳遞1KW需油量V0=0.35~0.7m3。 (2) 對(duì)于滾動(dòng)軸承來(lái)說(shuō)，由于傳動(dòng)件的速度不高，且難以經(jīng)常供油，所以選用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。這樣不僅密封簡(jiǎn)單，不宜流失，同時(shí)也能形成將滑動(dòng)表面完全分開(kāi)的一層薄膜。 10 裝配圖 圖10.1 裝配圖 11 設(shè)計(jì)小結(jié) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是我

60、們專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，是機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實(shí)踐性環(huán)節(jié)。 1.通過(guò)這次機(jī)械設(shè)計(jì)課程的設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問(wèn)題的能力，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。 2.學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過(guò)程。 3.進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和數(shù)據(jù)處理等。 4.這段時(shí)間當(dāng)中我發(fā)現(xiàn)我對(duì)專業(yè)認(rèn)識(shí)的還不夠，很多關(guān)于制造和工藝的知識(shí)有待我們提高，更多的是需要

61、我們自己去觀察、實(shí)踐、學(xué)習(xí)。不具備這項(xiàng)能力就難以勝任未來(lái)的挑戰(zhàn)。隨著科學(xué)的迅猛發(fā)展，新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，會(huì)有很多領(lǐng)域是我們未曾接觸過(guò)的，只有敢于去嘗試才能有所突破，有所創(chuàng)新。 5.人就是在困難中慢慢的成長(zhǎng)的。從一開(kāi)始有些茫然到現(xiàn)在初有成就的喜悅，相信未來(lái)的結(jié)果一定是令人滿意的。這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)充實(shí)了我的知識(shí)，也為我以后走上工作崗位奠定了基礎(chǔ)，期盼獲得收獲的那一天！ 參 考 文 獻(xiàn) [1] 楊明忠,朱家誠(chéng)主編.機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 武漢:武漢理工大學(xué)出版社,2004.25-30 [2] 吳宗澤，羅圣國(guó)主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:高等教育出版社,2006.4.17-22 [3] 璞良

62、貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第八版.北京：高等教育出版社，2007.36-44 [4] 孫靖民主編.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].第三版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.72-75 [5] 方世杰，綦耀光主編.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.2.56-66 [6] 王昆等主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.39-43 [7] 劉瑞新，洪遠(yuǎn)征等編著.Visual Basic 程序設(shè)計(jì)教程[M].第二版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.156-161 [8] 楊黎明主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1996.106-111

63、 [9] 張紹匍，徐錦康，魏傳儒主編.機(jī)械零件學(xué)習(xí)指南與課程設(shè)計(jì)[M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1996.87-92 [10] 鄭貞平，喻德主編.UG NX5中文版三維設(shè)計(jì)與NC加工實(shí)例精解[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.45-50 [11] 《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組.實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社1994.40-47 [12] 季杏法主編.小型三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)手冊(cè)[M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1987.14-22 [13] 龐起淮主編.小功率電動(dòng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)[M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1990.56-62 [14] （美）E.希格利.CR. 機(jī)械設(shè)計(jì)

64、通用手冊(cè)[M] 河海大學(xué)機(jī)械學(xué)院譯 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1993.24-50 [15］ 王明亮.關(guān)于中國(guó)學(xué)術(shù)期刊標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)工程的進(jìn)展[EB/OL]. [16］ 萬(wàn)錦坤.中國(guó)大學(xué)學(xué)報(bào)論文文載(1983-1993).英文版［DB/CD］.北京:中國(guó)大百科全書出版社,1996. 3-6 [17] Carrol, R., and Johnson, G.,“Optimal design of compact spur gear sets”, ASME Journal of mechanisms, transmissions and automation in design. [J] Vol

65、.106, No.1, March 1984, pp.95-101.10-20 致 謝 本文的研究工作是在導(dǎo)師鄭軍和郭平英教授的精心指導(dǎo)下順利完成的。導(dǎo)師淵博的知識(shí)，豐富的科研工作經(jīng)驗(yàn)，做學(xué)問(wèn)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和開(kāi)闊的思路深深的感染了我，使我受益匪淺。在課題的研究過(guò)程中，導(dǎo)師在理論分析、難點(diǎn)解疑等各個(gè)方面對(duì)我進(jìn)行了悉心的指導(dǎo)，對(duì)論文結(jié)構(gòu)的組織及全文的總成進(jìn)行了多次細(xì)致認(rèn)真的審改，并提出了寶貴的意見(jiàn)。而各位老師還對(duì)我個(gè)人的鉆研態(tài)度、價(jià)值取向及發(fā)展道路等各方面進(jìn)行了正確的引導(dǎo)。在此即將畢業(yè)之際，我對(duì)導(dǎo)師對(duì)我的精心培養(yǎng)和無(wú)微不至的關(guān)懷表示由衷的感謝和敬意。 大學(xué)本科生活即將結(jié)束,回首在校生活的每一天，感慨頗多。愿所有的老師工作順順利，萬(wàn)事如意；愿所有的同學(xué)在以后的工作及學(xué)習(xí)中都努力奮斗，充分發(fā)揮各自的潛質(zhì)，發(fā)揚(yáng)理工人的學(xué)風(fēng)與奮斗精神,為祖國(guó)的建設(shè)貢獻(xiàn)自己的力量。