《三級(jí)齒輪減速器》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《三級(jí)齒輪減速器（39頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目 膠帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝臵 設(shè)計(jì)者 張宇 班級(jí) 09數(shù)控（ 1）班 學(xué)號(hào) 095305140 指導(dǎo)老師 孫麗婭 時(shí)間 2010.12  目錄 一、 二、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 3 傳動(dòng)方案擬定〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 4 三、 電動(dòng)機(jī)的選擇〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 4 四、 傳動(dòng)裝臵的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 6 五、 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 7 六、

2、 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃12 七、 齒輪傳動(dòng)參數(shù)表〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃18 八、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃18 九、 軸的校核計(jì)算〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃19 十、 十一、 滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃23 鍵聯(lián)接選擇及校核〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃24 十二、 聯(lián)軸器的選擇與校核〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃25 十三、 減速器附件的選擇〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃

3、〃〃〃〃〃26 十四、 潤(rùn)滑與密封〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃28 十五、 設(shè)計(jì)小結(jié)〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃29 十六、 參考資料〃 〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃29 一 ?設(shè)計(jì)題目： 設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝臵(簡(jiǎn)圖如下) 1——電動(dòng)機(jī) 2――聯(lián)軸器 3 二級(jí)圓柱齒輪減速器 4――聯(lián)軸器 5——卷筒 6 運(yùn)輸帶 原始數(shù)據(jù): 數(shù)據(jù)編號(hào) 104 運(yùn)送帶工作拉力F/N 2200 運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s) 0.9 卷筒直徑D/mm 300 1. 工作

4、條件：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載啟動(dòng)，室內(nèi)工作，有粉 塵； 2. 使用期：使用期10年； 3. 檢修期：3年大修； 4. 動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流電，電壓 380/220V; 5. 運(yùn)輸帶速度允許誤差：土 5% 6. 制造條件及生產(chǎn)批量：中等規(guī)模機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)要求 1. 完成減速器裝配圖一張(A0或A1)。 2. 繪制軸、齒輪零件圖各一張。 3. 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份。 二.電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)步驟 1. 傳動(dòng)裝臵總體設(shè)計(jì)方案 本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)： 第四組數(shù)據(jù)：運(yùn)送帶工作拉力 F/N 2200 。 運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s) 0.— 卷筒直徑D/m

5、m 300 。 1. 外傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為聯(lián)軸器傳動(dòng)。 2. 減速器為二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器。 3. 該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、工作平穩(wěn)、傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，徑向尺寸小， 結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，節(jié)約材料。軸向尺寸大，要求兩級(jí)傳動(dòng)中心距相同。減速器 橫向尺寸較小，兩大吃論浸油深度可以大致相同。但減速器軸向尺寸及重量較大； 高級(jí)齒輪的承載能力不能充分利用；中間軸承潤(rùn)滑困難；中間軸較長(zhǎng)，剛度差； 僅能有一個(gè)輸入和輸出端，限制了傳動(dòng)布臵的靈活性。原動(dòng)機(jī)部分為丫系列三相 交流異步電動(dòng)機(jī)?？傮w來(lái)講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、 工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。 三?電

6、動(dòng)機(jī)的選擇 1. 選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按工作要求和工作條件選用 丫系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié) 構(gòu)，電壓380V。 2. 確定電動(dòng)機(jī)效率Pw按下試計(jì)算 kw 1000 w 試中Fw=2200N V=0.9m/s工作裝臵的效率考慮膠帶卷筒器及其軸承的效率 r =0.94 w 代入上試得 w kw =2.11 kw 5 1000 電動(dòng)機(jī)的輸出功率功率 Po按下式 kw 式中 為電動(dòng)機(jī)軸至卷筒軸的傳動(dòng)裝臵總效率 7- 7- 2 , 7- 2 , f - 3 ' I ' I 由試 ■ g c r由表2-4滾動(dòng)軸承效率 r =0.99 :聯(lián)軸器傳動(dòng)

7、效率 c = 0.99 :齒輪傳動(dòng)效率 g =0.98（ 7級(jí)精度一般齒輪傳動(dòng)） 則=0.91 所以電動(dòng)機(jī)所需工作功率為 2.11 =2.32 kw 0.91 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)核定功率Pw只需要稍大于Po即可。按表8-169中丫系列 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)的核定功率 Pw為3.0kw。 3. 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 按表2-1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，兩級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 Z 二 9 ~ 25 而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為 6 104V w 6 10 4 0.9 nw r / m in = 57.32 r / m in 二 D 二 300 所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為

8、nd = i、nw = (9 ~ 25) 57 .32 r. min (515 .92 ~ 1433 .12) r. min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r min和10001"min兩種。綜合考慮電動(dòng)機(jī) 和傳動(dòng)裝臵的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝臵結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步 轉(zhuǎn)速為1000r min的丫系列電動(dòng)機(jī)丫132S,其滿載轉(zhuǎn)速為nw = 960r/min,電動(dòng)機(jī) 的安裝結(jié)構(gòu)形式以及其中心高,外形尺寸,軸的尺寸等都在8-186,表8-187中查 的。 四.計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i并分配傳動(dòng)比 1. 總傳動(dòng)比「為 nm 960 i m 16.75 nw 57.32 2.

9、 分配傳動(dòng)比 考慮潤(rùn)滑條件等因素，初定 i 1= 4.67 5 = 3.59 3. 計(jì)算傳動(dòng)裝臵的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1. 各軸的轉(zhuǎn)速 I軸 n = nm 二 960 r- min n - n 205 .57 r min II軸 i n - — 57.26 n min III軸 卷筒軸 nw = n = 5 .26 r min 4.各軸的輸入功率 p j=p° 切 =2.32 x 0.99=2.30kw II軸 =2.30 0.99 0.98=2.23kw g  III軸 p ... = p. .=2.23 0.99 0.98=2.

10、16kw 卷筒軸 pw =p ?? ■： =2.16 0.99 0.99=2.12kw 5.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 T - 9550 P — X _丄= 2.23 -9550 = 103.60 N m II軸 1 li n 二 205.57 P Wf 2.16 III軸 T …=9550 X： J—-BI n 57.26 -9550 = 360.25 N m T 9550 w P w - 2.12 9550 = 353.58 N m 工作軸 n w 57.26 I軸 T

11、. =9550 1 "960 9550 = 23.94 N m =9550 P^ nm 2.32 960 9550 =22.98 N m 將上述計(jì)算結(jié)果匯總與下表，以備查用 項(xiàng)目 電動(dòng)機(jī) I軸 n軸 in軸 工作軸 轉(zhuǎn)速（r/mi n） 960 960 205.57 57.26 57.26 功率P（ kw） 2.32 2.30 2.23 2.16 2.12 轉(zhuǎn)矩T（ Nm 22.98 23.94 103.60 360.25 353.58 傳動(dòng)比i 1 4.67 3.57 1 效率 0.99 0.97 0.

12、97 0.93 P 丫 2.30 電動(dòng)機(jī)軸 五.高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1. 按簡(jiǎn)圖所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，軟齒輪面閉式傳動(dòng)。 2. 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級(jí)精度（GB10095-88）。 3. 材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》，選擇小齒輪材料為40Gr （調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS 大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS二者材料硬度差為40HBS 4. 選小齒輪齒數(shù)召=21，則大齒輪齒數(shù)z2二i ［乙=21 4.67二98 .07 取 z2 =99 1).按齒輪面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1. 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：先由齒面

13、接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 2. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，即 dit _ 2.32 3 KT1 1>.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1. 試選載荷系數(shù)Kt ".3 2. 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 9.55。0,丫 4 T1 2.381 10 N mm nI 3. 按軟齒面齒輪非對(duì)稱安裝，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》選取齒寬系數(shù) 'd - 1 o 4. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Ze "89 .^-MPa 5. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 J H lim 1 二 600 MPa 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限

14、J H lim 2 工 550 MPa 6. 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1 =60 n jL h -60 960 1 365 2 8 10 = 3.364 10 = 7.203 10 i 一 7.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6.6取接觸疲勞壽命系數(shù) J’ =0.90 Khn2 =0.95 o 8.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取安全系數(shù)S=1 K HN H lim 1 [匚h h 二 0.90 600 MPa =540 MPa S K HN 2口 H lim 2 [二H ]2 — = 0.95 550 MPa = 522.5MPa S 2>.設(shè)計(jì)計(jì)算 1

15、. 試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入【J ］中較小的值。 d1t - 2.32 3 2 ) 39.563 mm ] 2. 計(jì)算圓周速度v 二 d1t n〔 二 39.563 960 1.988 m：s 60 1000 60 1000 10 # 計(jì)算齒寬b d 1t =1 39.563 mm = 39.563 mm 計(jì)算齒寬與齒高之比b/h d 1t 39.563 一 = m m =1.884 m m mt z 21 模數(shù) 齒高 Z1 h =2.25 m t =2.25 =<1.884 mm =4.24 mm 39.563

16、9.331 4.24 3. 計(jì)算載荷系數(shù)K 查表10-2得使用系數(shù)ka=1.0；根據(jù)1.988 m s、由圖10-8 得動(dòng)載系數(shù)Kv "10直齒輪Kj/Kf，1 ；由表10-2查的使用系數(shù)Ka" 查表10-4用插值法得7級(jí)精度查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布臵 由b/h=9.331 Kt"417由圖10-13得Kf，1.34故載荷系數(shù) K =KAKV k ； -K ； 1 =1 1.10 1 1.417 h.559 4. 校正分度圓直徑di 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》d^d1tVk^^-39 .53 火559 /1.3mm = 43 .325 mm 5.計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 1

17、. 計(jì)算模數(shù)m m^ d1 / z^ 43 .325 / 21 = 2.063 mm 11 2. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，公式為 叫_3 2KTi W 1 , 2 | r_~7 *dz；（ ［& ］丿 12 # 1>.確定公式內(nèi)的各參數(shù)值 1. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限-F lim 1二580 MPa ； 大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限Glim 2 = 380 MPa ； 2.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn1 =0.88 K FN 2 = 0 .92 # # 3. 計(jì)算彎曲疲

18、勞許用應(yīng)力; 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，應(yīng)力修正系數(shù)丫ST =2.0,得 K fN 1 YST FE 1 ［廠f］1 = 500 0.88/1.4 = 314 .29MPa S K fN 2 Y ST FE 2 ［廠 f］2 = 380 0.92 /1.4 = 247 .71 MPa S 4. 計(jì)算載荷系數(shù)K K 二匚心 K f：K「"1 1.10 1 1.34 ".474 5.查取齒形系數(shù)YFa1、丫Fa2和應(yīng)力修正系數(shù)YSa1、YSa2 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表查得乙1 =2.76 ； YFa2二2.18 ； J = 1.56 ； YSa2 =1.79 Fa S

19、a # # 6.計(jì)算大、小齒輪的［二f］并加以比較; Fa 1YSa 1 = 0.013699 YFa2Y$a2 ［二 F】2 = 0.015753 # # 大齒輪大 7. 設(shè)計(jì)計(jì)算 m! -3 4 2 1747 2^81 10 0.016337 “ 2 1 21 mm =1.358 mm  對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒輪面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m1大于由齒根彎曲疲勞 強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能 力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力， 僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘 積)有

20、關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 1.358并就進(jìn)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值mi =2mm接觸 強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1 =43.668mm算出小齒輪齒數(shù) Z1 d i m1 43.325 2 :22 13 輪轂長(zhǎng)度I與齒寬相等 輪轂直徑D1 =178(mm) 大齒輪 Z2 - i Zi = 22 4.67 = 102 .74 取Z2 =103 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲 疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 2>.集合尺寸設(shè)計(jì) 1.計(jì)算分圓周直徑di、d2 = zg = 22 2 = 44 mm d2 二 z2m〔 = 103 2

21、 = 206 mm 2. 計(jì)算中心距 d1 d2 a 1 2 = (44 206 ) / 2 二 125 mm 2 3. 計(jì)算齒輪寬度 b 二:：J d d1 = 1 44 = 44 mm 取 B2 = 45mm = 50 mm 3>.輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用實(shí)心打孔式結(jié)構(gòu) 大齒輪的有關(guān)尺寸計(jì)算如下： 軸孔直徑d =43mm 輪緣厚度 -'■0 二 10 (mm ) 板厚度c=14(mm) l = 45 (mm ) 腹板中心孔直徑 D0 =130 (mm ) 腹板孔直徑 d 0 = 20 (mm ) 齒輪倒角取n =2（mm）

22、 齒輪工作圖如下圖所示 六.低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1. 按簡(jiǎn)圖所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，軟齒輪面閉式傳動(dòng)。 2. 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級(jí)精度（GB10095-88）。 3. 材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》，選擇小齒輪材料為40Gr （調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS大齒輪為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS二者材料硬度差為40HBS 4.選小齒輪齒數(shù)z^ 21，則大齒輪齒數(shù)z4 = i子二21 3.59二75.39 取 z4 =75 2).按齒輪面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1. 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：先由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲

23、勞強(qiáng)度校核< 2. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，即 I KT 3 u ± 1 Z E 2 da^ 2.32 3 ( ) u [J] 1>.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1. 試選載荷系數(shù)Kt = 1.3 2. 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3.按軟齒面齒輪非對(duì)稱安裝，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》選取齒寬系數(shù) 仁=1 0 T3 6 9.55 10 P 用 nW 4 = 10.36 10 N mm 4.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Ze二189 ." MPa 5. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 匚 h lm1 =600 MPa 6.

24、計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) W =6 0n -jLh 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限二H lim 2二550 MPa 60 205 .57 1 365 2 8 10 = 0.720 10 N4 =山=0.2001 108 'n 7.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6.6取接觸疲勞壽命系數(shù) K hn 3 = 0.96 K HN 4 = 0.98 。 16 # 8. 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取安全系數(shù)S=1 # # Fh ]3 K HN 3'- H lim 3 S = 0.96 600 MPa 二 576 MPa # K HN 4'.

25、H lim 4 = 0.98 550 MPa = 539 MPa 2>.設(shè)計(jì)計(jì)算 1.試算小齒輪分度圓直徑 蟲(chóng)七，代入［匚h］中較小的值 J KT 3 u +1 Z E 2 d3t_ 2.323 - (——E ) = 64.363 mm ① d u [▽ h ] 2.計(jì)算圓周速度v 。 / 二 d3t n= 叮沁 64 .363 205 .57 v — 0.692 m s 60 1000 60 1000 計(jì)算齒寬b d 3t =1 x 64.363 mm =64.363 mm 計(jì)算齒寬與齒高之比b/h d 1t mt 乙 64.363 21 mm = 3.

26、065 mm h = 2.25 m t = 2.25 3.065 mm = 6.896 mm b 64.363 9.33 h 6.896 3.計(jì)算載荷系數(shù)K 查表10-2得使用系數(shù)ka=1.o；根據(jù)v = 0.692 m s、由圖10-8 得動(dòng)載系數(shù)Kv "10直齒輪心廠心。；由表10-2查的使用系數(shù)Ka" 查表10-4用插值法得7級(jí)精度查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布臵 K Hi-" 1.423 由b/h=9.33 K；".423由圖10-13得K「“35故載荷系數(shù) K 二KAKV K ； K ；［ =1 1.10 1 1.423 =1.565 4.校正分度圓直

27、徑d1 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》， d3 =d3t3, k/Kt =64.363 ； 1.565 / 1.3mm = 70 .626 mm 18 5.計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 1. 計(jì)算模數(shù)m m2 = d3 / z3 = 70 .626 / 21 =3.36 mm 2. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，公式為 25 I'YFaYsa ' ?dz： ［

28、Pf ］』 1>.確定公式內(nèi)的各參數(shù)值 1. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 二Fiim3二580 MPa 大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限Glim 4 = 380 MPa ； 2. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn3 =0.92， Kfn4 =0.94 3. 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力； 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，應(yīng)力修正系數(shù)丫ST =2.0,得 K fN 3Y st FE 3 [；「f]3 =500 0.92 /1.4 =328 .57 MPa S K fN 4YST FE 4 [二f]4 = 380 0.94 /1.4 =255

29、 .14MPa S 4.計(jì)算載荷系數(shù) k k 二KaKv K f：K「" 1.10 1 1.35 =1.485 5.查取齒形系數(shù)YFa3、YFa4和應(yīng)力修正系數(shù)Ysa3、Ysa4 ；Ysa4 = 1.764 7 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表查得YFa3 =2.76 ； Vi =2.26 ； Ysa3 =1.56 YFa YSa 6. 計(jì)算大、小齒輪的 ［二f］并加以比較; YFaaYsaa 二 0.013104 19 ［二 F】3 YFa4Ysa4 = 0.015625 # # 大齒輪大 # 7. 設(shè)計(jì)計(jì)算 2X1

30、.485 X10.36 X10 m? _3： 2 0.015625 mm =2.22 mm V 1 X21 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒輪面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的魔術(shù) 叫大于由齒根彎曲疲 勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能 力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力， 僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘 積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 2.22并就進(jìn)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m2=2.5mm接 觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d3=70.626mm算出小齒輪齒數(shù) 70.623 Z3 m2 28 2.5 大齒輪 Z 八二Z3 = 28 3.59 = 100.52 取 z2 =1

31、°0 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲 勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 2>.集合尺寸設(shè)計(jì) 1.計(jì)算分圓周直徑d1、d2 d3 二 z3m2 = 28 2.5 二 70 mm d4 =z4m2 =100 2.5 = 250 mm 2. 計(jì)算中心距 =d3 dq 2 =(70 250)/ 2 二 160mm 3. 計(jì)算齒輪寬度 b = :-：J dd3 = 1 70 = 70 mm 取 B2 = 70 mm = 75 mm 3>.輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 大齒輪采用實(shí)心打孔式結(jié)構(gòu) 大齒輪的有關(guān)尺寸計(jì)算如下： 21 軸孔直徑d -

32、48mm 輪轂長(zhǎng)度I與齒寬相等 22 # 輪轂長(zhǎng)度1與齒寬相等 —7°(rnrn) 輪轂直徑 D1 =1.6d =1.6 48 =76.8(mm) 取 D^ 76(mm) 22 (mm ) =24 (mm ) 輪緣厚度；0 =10(mm) 腹板厚度c = 腹板中心孔直徑Do =154(mm) 腹板孔直徑d0 齒輪倒角取n = 2(mm) 齒輪工作圖如下圖所示 # # # 七.齒輪傳動(dòng)

33、參數(shù)表 名稱 符 號(hào) 單位 咼速級(jí) 低速級(jí) 小齒輪 大齒輪 小齒輪 大齒輪1 中心距 a mm 125 160 傳動(dòng)比 i 4.67 3.59 模數(shù) m mm 2 2.5 壓力角 a o 20 20 齒數(shù) Z 222 103 28 100 分度圓直徑 d mm 44 206 670 250 齒頂圓直徑 da mm 48 210 75 255 齒根圓直徑 df mm 39 201 63.75 243.75 齒寬 b mm 50 45 75 70 旋向 左

34、旋 右旋 右旋 左旋 材料 40Cr 45 40Cr 45 熱處理狀態(tài) 調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì)「 齒面硬度 HBS 280 240 280 240 八■軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.初選軸的最小直徑 選取軸的材料為45號(hào)鋼，熱處理為正火回火。 < 取C=110 [ r ]=30~40> di = 14.72 mm ，考慮到聯(lián)軸器、鍵槽的影響，取 d1=30 d2 ，取 d2=35 = 24.31 mm ,取 d3=38 2.初選軸承 1軸選軸承為30207 2軸選軸承為30207 3軸選軸承為30208 各軸

35、承參數(shù)見(jiàn)下表: 軸承代號(hào) 基本尺寸/mm 安裝尺寸/mm 基本額定/kN d D B da Da 動(dòng)載荷Cr 靜載荷 Cor 30207 35 72 17 I"? 62 54.2 63.5 30208 40 80 18 47 69 63.0 74.0  3. 確定軸上零件的位臵和固定方式 1軸：由于高速軸齒根圓直徑與軸徑接近，將高速軸取為齒輪軸，使用圓錐滾子 軸承承載，一軸端連接電動(dòng)機(jī)，采用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。 2軸：?jiǎn)J速級(jí)米用實(shí)心齒輪，米用上端用套筒固定，下端用軸肩固定，低速級(jí)用 自由鍛造齒輪，自由鍛造齒輪上端用軸肩固定，下端用

36、套筒固定，使用圓錐滾子 軸承承載。 3軸：采用自由鍛造齒輪，齒輪上端用套筒固定，下端用軸肩固定，使用圓錐滾 子軸承承載，下端連接運(yùn)輸帶，采用凸緣聯(lián)軸器連接。 4. 各軸段長(zhǎng)度和直徑數(shù)據(jù)見(jiàn)下圖 九?軸的校核計(jì)算 1. 1軸強(qiáng)度校核 1 1).高速軸的強(qiáng)度校核 由前面選定軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由工程材料及其成形基礎(chǔ)表查得 抗拉強(qiáng)度匚b =735Mpa 2) . 5.計(jì)算齒輪上受力(受力如圖所示) 25 3 Fte 2 23 .94 10 = 1088 N 切向力 44 徑向力F re F te tan 20 =1088 0.364 = 396

37、 N 3).計(jì)算彎矩 水平面內(nèi)的彎矩: M y m ax Fre ab 396 134 47 =13779.05 N .mm 181 垂直面內(nèi)的彎矩: Fteab zm ax 1088 134 47 = 37857.59 N .mm 181 M 2 2 y ' M z =■ 13779.05 2 - 37857.59 2 = 40287.21 N .mm 取〉=0.6， 計(jì)算軸上最大應(yīng)力值: -max 2 2 :T1 = 77.93 M Pa ：： ；「b 彎矩圖如下: 40278.21 2 0.6 23.94 103 ' 3 0.1 38

38、 =735 M Pa 故高速軸安全，合格。 27 2 1). 低速軸的強(qiáng)度校核 由前面選定軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由工程材料及其成形基礎(chǔ)表查得 抗拉強(qiáng)度匚b =735Mpa 2). 6.計(jì)算齒輪上受力(受力如圖所示) F te 2882 N 切向力 d 4 250 徑向力 F 're = F 'te tan 20 = 2882 0.364 =1

39、049 N 29 3).計(jì)算彎矩 水平面內(nèi)的彎矩: M y max — ' l 186.5 -=45033.88 N .mm 垂直面內(nèi)的彎矩： F tea b 2882 67 119.5 M z max — = 123725.11 N .mm l 186.5 F’rea'b 1049 67 119.5 2 2 M =45033.88 123725.11 131666.07 N .mm 取〉=0.6 ,計(jì)算軸上最大應(yīng)力值: m ax 131666.07 3 -0.6 360.25 10 = 22

40、.89 MPa = 735 M Pa 彎矩圖如下: 3 0.1 48 故低速軸安全，合格 中間軸的校核，具體方法同上，步驟略，校核結(jié)果合格 30 十.滾動(dòng)軸承的選擇及壽命校核 考慮軸受力較小且主要是徑向力，故選用的是單列深溝球軸承 軸I 30207兩個(gè)，軸U 30207兩個(gè)，軸川選用30208兩個(gè)(GB/T297-1994) 壽命計(jì)算： 軸I 1. 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表8-159，得深溝球軸承30207 6 = 54.2 kN C°r = 63.5 kN 2. 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得 X=1, Y=0 3. 計(jì)算軸承反力及當(dāng)量動(dòng)載荷： Fte 一 F+ =

41、544 N 在水平面內(nèi)軸承所受得載荷 2 Fre Fr1V =Fr2V = =198 N 在水平面內(nèi)軸承所受得載荷 2 所以軸承所受得總載荷 I1 2 2 廠 2 2 Fr 二 Fr1 = Fr2 二，F(xiàn)r1H 付=、544 198 578.91 N 由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動(dòng)載荷： P 二 fp XFr YFa =1.2 1 578.91 0 = 694.76 N 4. 已知預(yù)期得壽命10年，兩班制 L10h =2 8 10 365 =58400 h 基本額定動(dòng)載荷 |60 nL h 【60 X 960 汽 58400 Cr =P 3：'——6h =694.

42、76 3 6 =10.41 kN ：：:Cr=54.2kN ■- 10 10 所以軸承30207安全，合格 軸川 1. 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表8-159，得深溝球軸承30208 Cr =63.0 kN C0r =74.0 kN 2. 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得 X=1, Y=0 3. 計(jì)算軸承反力及當(dāng)量動(dòng)載荷: 在水平面內(nèi)軸承所受得載荷 F r1H 二 F r2H 邑=1441 N 2 在水平面內(nèi)軸承所受得載荷 F r1V = F r2V L. =524.5 N 2 33 # 所以軸承所受得總載荷 '2 '2 F r = F「= F 遼=：

43、F “h ' F r 1V =\ 1441 2 524.5 2 1533.49 N # # 由于基本只受軸向載荷，所以當(dāng)量動(dòng)載荷: P = fp (XF r +YF 玄) = 1.2 X(1 沃 1533.49 +0 ) = 1840.19 N 4. 已知預(yù)期得壽命10年，兩班制 L10h =2 8 10 365 =58400 h 基本額定動(dòng)載荷 Cr =P 3 60 nLh 6 =1840.19 3 10 60 57.26 58400 = 26.07 kN ::: Cr = 63.0 kN 6 10 所以軸承30208安全，合格。

44、 中間軸上軸承得校核，具體方法同上，步驟略，校核結(jié)果軸承30207安全，合格。 十一.鍵聯(lián)接選擇及校核 1.鍵類型的選擇 選擇45號(hào)鋼，其許用擠壓應(yīng)力 廣p]=150Mpa 1軸 左端連接彈性聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為 32mm軸段長(zhǎng)56mm 所以選擇單圓頭普通平鍵（A型）鍵b=8mm,h=7mm,L=45mm 2軸 軸段長(zhǎng)為73mm軸徑為43mm所以選擇平頭普通平鍵（A型） 鍵 b=12mm,h=8mm,L=63mm 軸段長(zhǎng)為43mm軸徑為43mm所以選擇平頭普通平鍵（A型） 鍵 b=12mm,h=8mm,L=35mm 3軸 軸段長(zhǎng)為68mm軸徑為48mm所以選擇圓頭

45、普通平鍵(A型) 鍵 b=14mm,h=9mm,L=58mm 右端連接凸緣聯(lián)軸器，鍵槽部分的軸徑為 38mm軸段長(zhǎng)78mm 所以選擇單圓頭普通平鍵(A型)鍵b=10mm,h=8mm,L=69mm 2. 鍵類型的校核 1軸 T=23.94N.m ， 2T 2 23.94 1Q3 d l k 32 37 3.5 = 11.6 M pa ::: 則強(qiáng)度足夠，合格 2軸 T=103.60N.m， 2T :-p d l k 3 2 103.60 10 43匯33漢4 二 36.5 M pa ：：: ；「p 則強(qiáng)度足夠， 合格 3軸 2

46、T 3 2 360.25 10 L "1 ■■- p =80.3 M pa ：：: ；「p T=360.25N.m， d l k 38 漢59 X4 1— H」 則強(qiáng)度足夠， 合格,均在許用范圍內(nèi) 十二.聯(lián)軸器的選擇 由于減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無(wú)特殊要求，考慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，選用 彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 1. 減速器進(jìn)口端 T1 =1250 (N *m) 選用TX3型(GB/T 5014-2003)彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，采用 Z型軸孔，A型鍵，軸 孔直徑d=22~30mm選d=30mm■軸孔長(zhǎng)度 為 L=45mm 2.減速器的出口端 T4 =4

47、00(N ?m) 選用GY5S( GB/T 5843-2003)彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，采用 Y型軸孔，C型鍵，軸 孔直徑d=50~71mm選d=50mm軸孔長(zhǎng)度 為 L=60mm 十三.減速器附件的選擇 1.箱體設(shè)計(jì) 名稱 符號(hào) 參數(shù) 設(shè)計(jì)原則 箱體壁厚 10 0.025a+3 >=8 箱蓋壁厚 S 1 8 0.02a+3 >=8 凸緣厚度 箱座 b 15 1.5 S 箱蓋 b1 12 1.5 S 1 底座 b2 25 2.5 S 箱座肋厚 m 8 0.85 S 地腳螺釘 型號(hào) df M16 0.036a+12 數(shù)目

48、 n 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1 M12 0.75 df 箱座、箱蓋聯(lián)接螺栓直徑尺寸 d2 M12 (0.5-0.6 ) df 連接螺栓的間距 l 160 150~200 軸承蓋螺釘直徑 d3 8 (0.4-0.5 ) df 觀察孔蓋螺釘 d4 6 (0.3-0.4 ) df 定位銷(xiāo)直徑 d 9.6 (0.7-0.8 ) d2 d1,d2至外箱壁距離 C1 22 C1>=C1mi n d2至凸緣邊緣距離 C2 16 C2>=C2mi n df至外箱壁距離 C3 26 df至凸緣邊緣距離 C4 24 箱體

49、外壁至軸承蓋座端面的距 離 11 53 C1+ C2+(5~10)  軸承端蓋外徑 D2 101 101 106 軸承旁連接螺栓距離 S 115 1 40 139 注釋：a取低速級(jí)中心距，a= 160mm 2?附件 為了保證減速器的正常工作，除了對(duì)齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予 足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤(rùn)滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工 及拆裝檢修時(shí)箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè) 計(jì)。 名稱 規(guī)格或 參數(shù) 作用 窺視孔 視孔蓋 130 X 100 為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，并向箱內(nèi)注入潤(rùn)滑油，

50、應(yīng)在 箱體的適當(dāng)位臵設(shè)臵檢查孔。圖中檢查孔設(shè)在上箱蓋頂部 能直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時(shí)，檢查孔的蓋板用螺 釘固定在箱蓋上。材料為 Q235 通氣器 通氣螺 塞 M10X 1 減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大， 為使箱內(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脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏，通 常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。材料為 Q235 軸承蓋 凸緣式 軸承蓋 六角螺 栓（M8 固定軸系部件的軸向位臵并承受軸向載荷，軸承座孔兩端 用軸承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。圖中采用 的是凸緣式軸承蓋，禾U用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸 處的軸

51、承蓋是通孔，其中裝有密封裝臵。材料為 HT200 定位銷(xiāo) M9X 38 為保證每次拆裝箱蓋時(shí)，仍保持軸承座孔制造加工時(shí)的精 度，應(yīng)在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配 裝定位銷(xiāo)。中采用的兩個(gè)定位圓錐銷(xiāo)，安臵在箱體縱向兩 側(cè)聯(lián)接凸緣上，對(duì)稱箱體應(yīng)呈對(duì)稱布臵，以免錯(cuò)裝。材料 為45號(hào)鋼 油面指 油標(biāo)尺 檢查減速器內(nèi)油池油面的咼度，經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的 —\吐 示器 M16 油，一般在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位，裝設(shè)油面 指示器，采用2型 油塞 M20 X 1.5 換油時(shí)，排放污油和清洗劑，應(yīng)在箱座底部，油池的最低 位臵處開(kāi)設(shè)放油孔，平時(shí)用螺塞將放油孔堵住

52、，油塞和箱 體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈(耐油橡膠)。材料為Q235 起蓋螺 釘 M12X 42 為加強(qiáng)密封效果，通常在裝配時(shí)于箱體剖分面上涂以水玻 璃或密封膠，因而在拆卸時(shí)往往因膠結(jié)緊密難于開(kāi)蓋。為 此常在箱蓋聯(lián)接凸緣的適當(dāng)位臵，加工出 1個(gè)螺孔，旋入 啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘。旋動(dòng)啟箱螺釘便可將 上箱蓋頂起。 起吊裝 臵 吊耳 為了便于搬運(yùn)，在箱體設(shè)臵起吊裝臵，采用箱座吊耳，孔 徑1& 十四.減速器潤(rùn)滑方式、密封形式 1. 潤(rùn)滑 本設(shè)計(jì)采用油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑方式為飛濺潤(rùn)滑，并通過(guò)適當(dāng)?shù)挠蜏蟻?lái)把油引入各個(gè)軸 承中。 1) .齒輪的潤(rùn)滑 采用浸油潤(rùn)滑，由于低速

53、級(jí)周向速度為，所以浸油高度約為 30?50伽。 取為60 mm。 2) .滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 由于軸承周向速度為，所以宜開(kāi)設(shè)油溝、飛濺潤(rùn)滑。 3) .潤(rùn)滑油的選擇 齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝臵用于小型設(shè)備，選用 L-AN15 潤(rùn)滑油。 2. 密封形式 用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。 軸與軸承蓋之間用接觸式氈圈密封，型號(hào)根據(jù)軸段選取。 十五 . 設(shè)計(jì)小結(jié) 此次減速器，經(jīng)過(guò)大半學(xué)期的努力 , 我終于將機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)做完了 . 這次作業(yè)過(guò)程中 , 我遇到了許多困難 ,一次又一次的修改設(shè)計(jì)方案修改，這都 暴露出了前期我在這方面的知識(shí)

54、欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足， 令我非常苦惱 . 后來(lái)在老師 的指導(dǎo)下,我找到了問(wèn)題所在之處 ,并將之解決 .同時(shí)我還對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的 知識(shí)有了更進(jìn)一步的了解 . 盡管這次作業(yè)的時(shí)間是漫長(zhǎng)的 ,過(guò)程是曲折的 , 但我的收獲還是很大的 . 不僅僅掌握了設(shè)計(jì)一個(gè)完整機(jī)械的步驟與方法 ; 也對(duì)機(jī)械制圖、 autocad 軟件 有了更進(jìn)一步的掌握。對(duì)我來(lái)說(shuō) , 收獲最大的是方法和能力 . 那些分析和解決 問(wèn)題的方法與能力 .在整個(gè)過(guò)程中 , 我發(fā)現(xiàn)像我們這些學(xué)生最最缺少的是經(jīng)驗(yàn) 沒(méi)有感性的認(rèn)識(shí) ,空有理論知識(shí) ,有些東西很可能與實(shí)際脫節(jié) .總體來(lái)說(shuō),我覺(jué) 得做這種類型的作業(yè)對(duì)我們的幫助還是很大的 , 它需要我們將學(xué)過(guò)的相關(guān)知 識(shí)都系統(tǒng)地聯(lián)系起來(lái)，綜合應(yīng)用才能很好的完成包括機(jī)械設(shè)計(jì)在內(nèi)的所有工 作，也希望學(xué)院能多一些這種課程。 十六 . 參考文獻(xiàn) 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》《、機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》、《工程材料及其成形基礎(chǔ)》、 《理論力學(xué)》。 39