展開式二級斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計【帶式輸送機(jī)傳動裝置】【F=2.8kN V=0.8ms D=300mm】

展開式二級斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計【帶式輸送機(jī)傳動裝置】【F=2.8kN V=0.8ms D=300mm】,帶式輸送機(jī)傳動裝置,F=2.8kN V=0.8ms D=300mm,展開式二級斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計【帶式輸送機(jī)傳動裝置】【F=2.8kN,V=0.8ms,D=300mm】,展開式,二級,圓柱齒輪,減速器 基于 U G 的減速器三維實(shí)體模型和運(yùn)動仿真 張燁 （內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)機(jī)械學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010062） 摘要：本文介紹了用UG軟件的最終版UG NX的MOSLING模塊對減速器進(jìn)行了三維實(shí)體造型，主要零件包括軸、齒輪、齒、輪軸、下箱體、上箱體及相應(yīng)的裝配。最后在UG的MOTION模塊中對裝配模型進(jìn)行了運(yùn)動仿真。 關(guān)鍵詞：UG；三維實(shí)體造型；減速器；仿真 中文分類號：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A UG是三維實(shí)體模型于一體的CAD / CAM/ CAE技術(shù)及廣泛應(yīng)用于全球的計算機(jī)輔助設(shè)計、分析、制造軟件。在這篇文章中有幾個問題應(yīng)注意的是：漸開線齒齒輪輪廓模型、當(dāng)操作時鏤空造型的封面、齒輪軸和齒輪之間的裝配時的位置。 1 繪制漸開線齒廓齒輪齒 另一方面齒輪漸開線齒廓齒可在UG〔3〕里的“表達(dá)”繪制，這個漸開線齒輪齒牙用VC++ 6.0配置文件的文章保存協(xié)調(diào)方案和相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件中齒廓面價值，并用定義樣條繪制漸開線齒廓齒輪使用“從文件中讀點(diǎn)”。 漸開線極坐標(biāo)參數(shù)方程是 將和代入和三角函數(shù)表達(dá)式的擴(kuò)展，可得到： 這里的是在K點(diǎn)處的漸開線齒形半徑，是漸開線在AK段得角度，是基圓半徑，是在K點(diǎn)處的壓力角。 圖1 圖2 用VC++ 6.0程序來改變從0到180改變（K+K），可以得到相應(yīng)的Xk和Yk，并保存相應(yīng)的數(shù)據(jù)文件jkx . dat，如圖1所示。 在UG的主菜單中有插入→曲線→仿真，單擊“通過點(diǎn)”按鈕會彈出對話框，然后系統(tǒng)顯示如圖2通過點(diǎn)樣條。單擊“從文件中取點(diǎn)”按鈕并且選擇前面提到的數(shù)據(jù)文件jkx . dat，可以得到如圖3中相應(yīng)的漸開線。 圖3 由于齒厚和參考圓齒空間寬度是相等的，齒輪的齒與齒的空間相對圓心角是相當(dāng)?shù)?，那么相反的半齒厚中心角是，即，z代表齒數(shù)，XC軸應(yīng)旋轉(zhuǎn)并且通過的表達(dá)式算出，角是由于參考標(biāo)準(zhǔn)齒輪壓力角為，XC軸應(yīng)該旋轉(zhuǎn)。在XC軸上繪制一條直線，然后選擇這條線作為鏡像的中線，用“已有線”在“鏡像線”來鏡像漸開線，在齒廓面和齒頂?shù)陌霃浇鞘?，m為模數(shù)，是公稱壓力角，是齒底系數(shù)。最后，可以的得到如圖4齒輪的三維實(shí)體模型。. 同理，可以得到齒輪漸開線齒輪軸輪廓。 2 當(dāng)覆蓋建模是有些問題應(yīng)該得到重視 空心蓋在完成了覆蓋整個模型，可以得到部分實(shí)體，不能得到充分完美的實(shí)體。此文中，我們利用“空心化”里的“區(qū)域”和將覆蓋分為兩部分：軸承座，突起的水平和寄宿而且可以聯(lián)接在一起的是其中的一部份；其余的是另外一部分，和空心分離的。這關(guān)鍵點(diǎn)就是在空洞化之前聯(lián)接，并且必須在空洞化之后。我們認(rèn)為，復(fù)雜的機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)分解為簡單的機(jī)構(gòu)，并分別挖空，然后再聯(lián)接。 3 齒輪軸和齒輪裝配時的位置 齒輪和齒輪軸之間的軸向位置當(dāng)在組裝是去確定的，所以干擾可能發(fā)生在齒間。在UG中，有八種類型的限制，例如：嚙合、對齊、角度、平行、垂直、中心、距離和正切，但他們都不確定兩個齒輪的嚙合關(guān)系。因此，有必要在齒輪軸和齒輪的實(shí)體模型設(shè)計時繪制相對位置。在裝配過程中我們繪制齒輪齒軸中心線與中心線空間齒輪齒和兩行應(yīng)保持相互平行，所以干擾可避免與齒間。我們一直與邊緣線以上兩行分別平行安裝，帶平行制約的關(guān)系，所以，兩直線可能更平行。因此，輪齒在吃過程中不會發(fā)生干擾。 我們完成了減速器三維實(shí)體模型的主要組成部分。然后，我們來做它的運(yùn)動仿真。首先，在建立運(yùn)動分析的情況下，齒輪軸和軸承內(nèi)圈的作為第一個聯(lián)接；軸、齒輪、已固定距離的環(huán)和相應(yīng)的內(nèi)圈軸承作為第二聯(lián)接。接著，成立了聯(lián)合運(yùn)動的單位。即成立了齒輪軸和齒輪之間的分開回轉(zhuǎn)。最后，設(shè)置復(fù)合齒輪的回轉(zhuǎn)一和二運(yùn)動。選擇運(yùn)動學(xué)/動力學(xué)分析圖畫，并且插入時間和步驟，我們可以得到減速器的運(yùn)動仿真。 參考文獻(xiàn)： [ 1] 　Guangl i Zh ang , Peng Zhang , Xue Hong , U G 18 B AS I C T U T O RIA L Beijing: publishing com pan y of Qinghua Uni vers i t y, 20 02 . [ 2] 　Rongtan Feng , Zhuyou Ti an . H OW T O CO M E T RU E G E AR P A IR T H RE E -DIM E NSION AL M O DE L [ M ] . Jo u rn al of B eiji ng m ech ani cal t ech n ical co l leg e, 1 5 b oo k nu m b er 4( 20 00 ) [ 3] 　C h u n xi ang Dai . E M U LA T ION F OR E NG A GE M E N T OF IN V OL U T E S GE A R W IT H U G S O FT WA R [ J ] . E in - co rp or at i on of m ach in e an d elect r icit y 20 01 . 0 2 [ 4] 　X ik ai H u an g, Wen w ei Zh en g. M A C HI NE P RIN C IP LE ( N o. 6) p u b li sh in g com p an y o f hi gh er edu cat io n , 1 98 9 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 說明書 設(shè)計課題： 二級斜齒圓柱減速器設(shè)計 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計時間： 工程技術(shù)學(xué)院 學(xué)院 二級斜齒圓柱減速器設(shè)計 課程設(shè)計任務(wù)書 姓 名： 專 業(yè)： 班 級： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 課程設(shè)計題目：帶式輸送機(jī)傳動裝置（展開式二級斜齒輪減速器） 已知技術(shù)參數(shù)和設(shè)計要求： 輸送帶的拉力F(KN)：2.8KN；滾筒直徑D（mm）：300mm；帶速V（m/s）：0.8m/s； 該裝置連續(xù)單向傳送，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度35度，輸送帶速度允許誤差±5%。兩班制，工作壽命8年（設(shè)每年工作300天），四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修。 所需儀器設(shè)備：支持AutoCAD2007的計算機(jī) 成果驗(yàn)收形式：課程設(shè)計答辯 參考文獻(xiàn):濮良貴, 紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計. 第八版. 高等教育出版社. 2006. 吳宗澤， 羅圣國. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊. 第三版. 高等教育出版社. 2006. 時間 安排 第一階段，總體計算和傳動件的參數(shù)計算； 第二階段，軸與軸系零件的設(shè)計； 第三階段，軸、軸系、聯(lián)軸器、鍵的校核； 第四階段，零件圖、裝配圖的繪制。 指導(dǎo)教師： 教研室主任： 年 月 日 工程技術(shù)學(xué)院 二級斜齒減速器 課程設(shè)計成績評定表 專業(yè)： 班級： 學(xué)號： 姓名： 課題名稱 二級展開式圓柱斜齒輪減速器 設(shè)計任務(wù)與要求 設(shè)計任務(wù)：1.減速器裝配圖一張； 2.零件工作圖2張( 齒輪和軸,同組的同學(xué)不能畫相同的零件)； 3.設(shè)計計算說明書一份 4. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計結(jié)束時進(jìn)行課程設(shè)計總結(jié)和答辯。 設(shè)計要求：1、綜合運(yùn)用先修課理論，培養(yǎng)分析和解決工程實(shí)際問題的能力。 2、學(xué)習(xí)簡單機(jī)械傳動裝置的設(shè)計原理和過程。 3、進(jìn)行機(jī)械設(shè)計基本技能訓(xùn)練。（計算、繪圖、使用技術(shù)資料）。 指導(dǎo)教師評語 建議成績： 指導(dǎo)教師： 課程小組評定 評定成績： 課程負(fù)責(zé)人： 年 月 日 目 錄 一、設(shè)計任務(wù)書…………………………..…………………………..…2 二、電動機(jī)的選擇…………………….……..…………….….……..…5 三、計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)……………………………....…7 四、帶的設(shè)計計算.….…….….….….…….…….…….…….…….……9 五、傳動件設(shè)計計算（齒輪）…………………………………………11 六、軸的設(shè)計…….…………………..…….….…….….…….….….…25 七、軸承的校核計算…………………………………………..…..…..34 八、鍵的選擇校核…………………………………….……….………36 九、箱體及其附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………….……..…..38 十、潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇……………………..41 十一、設(shè)計總結(jié)…..……………………………………………..…….42 十二、參考資料.…………………….……………………….….….…44 （ 注：內(nèi)容用四號宋體） 計算機(jī)說明 結(jié)果 第一部分 設(shè)計任務(wù)書 一、 設(shè)計任務(wù)書 1，技術(shù)參數(shù)： 運(yùn)輸帶拉力F： 1.8kN 卷筒轉(zhuǎn)速n：0.8r/s 卷筒直徑D：300 mm 2，工作條件： 間歇工作，載荷平穩(wěn)，傳動可逆轉(zhuǎn)，啟動載荷為名義載荷的1.25倍。傳動比誤差為±5%，兩班制，工作年限8年（每年300個工作日）。 二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計 根據(jù)要求及已知條件對于傳動方案的設(shè)計可選擇二級展開式圓柱齒輪減速器。它能承受較大的載荷且傳動平穩(wěn)，能實(shí)現(xiàn)一定的傳動比。 設(shè)計方案： 第二部分 電動機(jī)的選擇 電動機(jī)的選擇: 選擇依據(jù)：功率P、轉(zhuǎn)速n 1、確定運(yùn)輸機(jī)功率 （1）傳送帶處的功率 KW 已知：輸送帶工作拉力：F=2.8KN 工作速度：V=0.8m/s （2） 確定電動機(jī)額定功率 電動機(jī)所需功率： 總效率： 由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》1—7查得： 8級精度齒輪傳動效率η1=0.97 V帶傳動效率η2=0.96 低速機(jī)聯(lián)軸器效率 η3=0.98 一軸、二軸、三軸軸承（滾動軸承）效率η4=0.99 卷筒傳遞效率η5=0.96 由13—4得： 由13—1得：w 2確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 由 已知：V——輸送帶帶速（V=0.8m/s） D——卷筒直徑（D=300mm） 計算得： =50.96r/min 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速： 其中：二級減速器（8~40） 皮帶（2~4） 則：（16~160） （815.36~8153.6）r/min 根據(jù)電動機(jī)所需功率： kw、 （815.36~8153.6）r/min 由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表12-1Y系列（IP44）電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)， 選定電動機(jī)型號為Y100L2S-4，技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 額定功率： 滿載轉(zhuǎn)速：nm=1430 r/min 同步轉(zhuǎn)速：n=1500 r/min 第二部分 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 一、 傳動比的分配 分配原則：各級傳動尺寸協(xié)調(diào)，承載能力接近，兩個大齒輪直徑接近以便潤滑。 == 其中： ~皮帶傳動比 已知：nm=1430 r/min nω=50.96 r/min 則： 由設(shè)計手冊推薦：展開式二級圓柱齒輪減速器 ， ?。?1.4，=3 則：=3.618，=2.584 二、 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 即計算各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率 （1） 各軸轉(zhuǎn)速： 一軸：r/min 二軸：r/min 三軸：r/min （2） 各軸輸入功率： 一軸：kw 二軸：kw 三軸：kw （3） 各軸扭矩： =18.7 一軸： 二軸： 三軸： 運(yùn)動和動力參數(shù)的計算數(shù)值列表如下： 軸號 功率P 扭矩T 轉(zhuǎn)速n 電動機(jī)軸 3 18.7 1430 I軸 2.688 53850 476.67 II住 2.58 187000 131.75 III軸 2.48 464480 50.99 第四部分 帶的設(shè)計計算 一、已知電動機(jī)的功率P=3kw，轉(zhuǎn)速n=1430r/min，帶傳動比=3,每天工作16h。 1、 確定計算功率 由《機(jī)械設(shè)計》表8-7查得，故 kw 2、 選擇V帶類型 根據(jù)和n，由圖8-11選用A型帶。 3、 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速v 由《機(jī)械設(shè)計》表8-6和表8-8取小帶輪的基準(zhǔn)直徑=90mm， 驗(yàn)算帶速 v==6.74m/s 因?yàn)?m/s< V <30m/s，故帶速合適 計算大帶輪直徑 ==270mm 根據(jù)表8-8，取=280mm 4、 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長度 因?yàn)? 0.7（+）< <2(+) 故取初定中心距=500mm 計算所需基準(zhǔn)長度 =2+(+)+ 1599mm 由表8-2選帶的基準(zhǔn)長度=1600mm 計算實(shí)際中心距 =+500mm 中心距的變化范圍為 得到變化范圍是476---548mm 5、 驗(yàn)算帶輪包角 =180-(-) 6、 計算帶的根數(shù)z 計算單根V帶的額定功率 由=90mm和n=1430 r/min查表8-4a得 =1.058kw 根據(jù)n=1430 r/min，=3和A型帶查表8-4b得 =0.17kw 查表8-5得=0.942，查表8-2得=0.99 于是有 =（ +）··=1.15kw 根數(shù) z==2.87 故取3根 7、 計算單根V帶的初拉力的最小值 由表8-3得，A型帶的單位長度質(zhì)量q=0.1kg/m， 所以 =500=139.5N 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力> 8、 計算壓軸力 壓軸力的最小值 = 第五部分 傳動件齒輪的設(shè)計計算 一、 高速級減速齒輪設(shè)計 1、齒輪的材料、精度和齒數(shù)的選擇 因傳動功率不大，轉(zhuǎn)速不高，均用軟齒面，齒輪精度用8級，軟齒面閉式傳動，失效形式為點(diǎn)蝕。兩班制，使用年限為8年（每年按300天算）。 小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 2、設(shè)計計算 （1）設(shè)計準(zhǔn)則：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 （2）按齒面疲勞強(qiáng)度計算： 由《機(jī)械設(shè)計》中 式10-21： （3） 初定齒數(shù)比u和大小齒數(shù)以及螺旋角 初定齒數(shù)比 根據(jù)已知：， 選小齒輪的齒數(shù)為 24，則大齒輪齒數(shù)為 =422=76，初選螺旋角。 （4） 確定公式中的各計算數(shù)值 (a)初選載荷系數(shù); (b)計算小齒輪傳遞的扭矩： =54000N·mm (c)已知 ，，=76 由機(jī)械設(shè)計P215圖10-26查得：=0.78， =0.87 得：=+=1.65 (d)由機(jī)械設(shè)計P217圖10-30查得：區(qū)域系數(shù) (e)由《機(jī)械設(shè)計》P205表10-7查得：齒寬系數(shù) (f)由《機(jī)械設(shè)計》P201表10-6查得：材料彈性影響系數(shù) (g)由機(jī)械設(shè)計P209圖10-21d查得：按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)的極限 ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 (h)由機(jī)械設(shè)計P206式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N： (i)由機(jī)械設(shè)計P207圖10-19取解除疲勞系數(shù)： ， (j)計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1 由《機(jī)械設(shè)計》P205式10-12得： 則許用應(yīng)力 （5） 計算 (a)試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 =44.4mm (b)計算圓周速度 (c)計算齒寬 =44.4mm (d)計算齒寬與齒高之比 模數(shù) 1.8mm 齒高 =4.04mm 10.99 (e)計算縱向重合度 =1.903 (f)計算載荷系數(shù)K 根據(jù)v=1.11m/s,8級精度，由圖10-8查得動載系數(shù) 1.08 = v K 小齒輪相對于支撐非對稱布置時，齒向載荷分布系數(shù) ，由表10-2查得：使用系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計P198圖10-13查得：6 . 1 = b F K 由機(jī)械設(shè)計P195表10-3查得： 故載荷系數(shù) 2.41 = = b a F F V A K K K K K (g)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式10-10a (h)計算模數(shù) （3） 按齒根彎曲強(qiáng)度計算 由式10-17： 1)確定計算參數(shù) (a計算載荷系數(shù) 2.66 (b)根據(jù)縱向重合度 由圖10-28查得； 螺旋角影響系數(shù) (c)計算當(dāng)量齒數(shù) 26.27 95.24 (d)查取齒形系數(shù) 由表10-5查得：2.65，2.206 (e)查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5查得;1.58 , 1.777 (f)由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 (g)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 0.85， (h)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由《機(jī)械設(shè)計》P205式10-13得： 364.29MPa 282.86MPa (i)計算大小齒輪的，并加以比較，取其較大值計算模數(shù) 0.01149359， 0.01385867 比較之后取 （2） 設(shè)計計算 法向模數(shù) 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)，即，已可以滿足彎曲強(qiáng)度，但是為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑mm。來計算應(yīng)有模數(shù)，于是有：24.7。 取，則。 4）幾何尺寸計算 (a)計算中心距 , 將中心圓整為119mm. (b)按圓整后的中心距修正螺旋角 因角變化不大，故參數(shù)、、等不必修正。 (c)計算大、小齒輪的分度圓直徑 51.7mm 186.2mm (d)計算齒輪寬度 51.7mm 根據(jù)機(jī)械設(shè)計p205，將小齒輪寬度在圓整后加寬5~10mm。 則：mm， mm。 二、 低速級減速齒輪設(shè)計 1、齒輪的材料、精度和齒數(shù)的選擇 因傳動功率不大，轉(zhuǎn)速不高，均用軟齒面，齒輪精度用8級，軟齒面閉式傳動，失效形式為點(diǎn)蝕。兩班制，使用年限為8年（每年按300天算）。 小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 2、設(shè)計計算 （1）設(shè)計準(zhǔn)則：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 （2）按齒面疲勞強(qiáng)度計算： 由《機(jī)械設(shè)計》中P218式10-21： （3）初定齒數(shù)比u和大小齒數(shù)以及螺旋角 初定齒數(shù)比 根據(jù)已知：， 選小齒輪的齒數(shù)為 ，則大齒輪齒數(shù)為 =2.58424=62，初選螺旋角。 （4）確定公式中的各計算數(shù)值 (a)初選載荷系數(shù); (b)計算小齒輪傳遞的扭矩：=187000N·mm (c)已知 ，，=62 由《機(jī)械設(shè)計》P215圖10-26查得：=0.78， =0.85 得：=+=1.63 (d)由《機(jī)械設(shè)計》P217圖10-30查得：區(qū)域系數(shù) (e)由機(jī)械設(shè)計P205表10-7查得：齒寬系數(shù) (f)由《機(jī)械設(shè)計》P201表10-6查得：材料彈性影響系數(shù) (g)由《機(jī)械設(shè)計》P209圖10-21d查得：按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)的極限 ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 (h)由《機(jī)械設(shè)計》P206式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N： (i)由《機(jī)械設(shè)計》P207圖10-19取解除疲勞系數(shù)： ， (j)計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1 由機(jī)械設(shè)計P205式10-12得： 則許用應(yīng)力 （6） 計算 (a)試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 =68.75mm (b)計算圓周速度 (c)計算齒寬 =68.75mm (d)計算齒寬與齒高之比 模數(shù) =2.78 齒高 =6.25mm 11 (e)計算縱向重合度 =1.903 (f)計算載荷系數(shù)K 根據(jù)v=0.47m/s,8級精度，由圖10-8查得動載系數(shù) 1.03 = v K 小齒輪相對于支撐非對稱布置時，齒向載荷分布系數(shù) ，由表10-2查得：使用系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計P198圖10-13查得：6 . 1 = b F K 由機(jī)械設(shè)計P195表10-3查得： 故載荷系數(shù) 2.31 = = b a F F V A K K K K K (g)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式10-10a (h)計算模數(shù) （4） 按齒根彎曲強(qiáng)度計算 由式10-17： 1)確定計算參數(shù) (a計算載荷系數(shù) 2.54 (b)根據(jù)縱向重合度 由圖10-28查得； 螺旋角影響系數(shù) (c)計算當(dāng)量齒數(shù) 26.27 67.87 (d)查取齒形系數(shù) 由表10-5查得：2.65，2.272 (e)查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5查得;1.58 , 1.734 (f)由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 (g)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 0.88， (h)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由機(jī)械設(shè)計P205式10-13得： 377.14MPa 289.29MPa (i)計算大小齒輪的，并加以比較，取其較大值計算模數(shù) 0.011102， 0.013618 比較之后取 （3） 設(shè)計計算 法向模數(shù) 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)，即，已可以滿足彎曲強(qiáng)度，但是為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑mm。來計算應(yīng)有模數(shù)，于是有：30.16。 取，則。 4）幾何尺寸計算 (a)計算中心距 , 將中心圓整為139mm. (b)按圓整后的中心距修正螺旋角 因角變化不大，故參數(shù)、、等不必修正。 (c)計算大、小齒輪的分度圓直徑 77.2mm 226.68mm (d)計算齒輪寬度 77.2mm 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》p205，將小齒輪寬度在圓整后加寬5~10mm。 則：mm， mm。 第六部分 軸的設(shè)計 一、 高速級軸的設(shè)計與校核 1、已知軸I傳遞效率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩 =2.688kw， =476.67r/min =53854N·mm 2、求作用在齒輪I上的力： 齒輪I的分度圓直徑=51.7mm 2083N 784.3N 550.44N 3、初步確定軸的最小直徑 按機(jī)械設(shè)計P370式15-2初步估計軸的最小直徑 選取材料為45鋼，調(diào)制處理，根據(jù)表15-3（P370），取 20.83mm 軸上開一個鍵槽，軸徑增大6%。 19.94mm 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計： (1)擬定軸上零件的裝配方案。 (2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 (3)初選深溝球軸承，其型號為6206，內(nèi)徑為30mm，基本尺寸為。 (4)軸上零件的周向固定 帶輪采用平鍵連接。由機(jī)械設(shè)計表6-1 查得平鍵截面，鍵長。 (5) 確定軸上圓角和倒角尺寸 由機(jī)械設(shè)計表1-27，取軸端倒角為。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)畫出軸的結(jié)構(gòu)簡圖，如下: 5、 求軸上載荷 已知： 083N， 784.3N， 550.44N。 設(shè)該軸齒輪軸的旋向式左旋。 ，， 由《材料力學(xué)》知識得： 水平支反力：，。 垂直支反力 ， 合成彎矩： 6、按彎扭合成應(yīng)力 ，由于扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力（P373）。取，計算軸的應(yīng)力: 8.02MPa 前方已選定材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得，由于，故安全。 二、中間軸的設(shè)計與校核 1、已知軸I傳遞效率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩 =2.58kw， =131.75 r/min =187000 N·m 2、求作用在齒輪上的力： 高速大齒輪的分度圓直徑=186.2mm，低速小齒輪分度圓直徑=77.2mm 2008.593N 756.15N 530.693N 4844.56N 1815.68N 1189.85N 3、初步確定軸的最小直徑 按《機(jī)械設(shè)計》P370式15-2初步估計軸的最小直徑 選取材料為45鋼，調(diào)制處理，根據(jù)表15-3（P370），取 30.19mm 軸上開兩個鍵槽，軸徑增大10%。 35.235mm 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計： (1)擬定軸上零件的裝配方案。 (2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 (3)初選深溝球軸承，其型號為6207，內(nèi)徑為35mm，基本尺寸為。 (4)軸上零件的周向固定 齒輪1采用平鍵連接。由機(jī)械設(shè)計表6-1 查得平鍵截面，鍵長。 齒輪2采用平鍵連接。由機(jī)械設(shè)計表6-1 查得平鍵截面，鍵長 (6) 確定軸上圓角和倒角尺寸 由機(jī)械設(shè)計表1-27，取軸端倒角為。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)畫出軸的結(jié)構(gòu)簡圖，如下: 6、 求軸上載荷 已知： 2008.593N, 756.15N,530.693N 4844.56N, 1815.68N,1189.85N ，， 由材料力學(xué)知識得： 水平支反力：，。 垂直支反力：， , 合成彎矩： 處理，由表15-1查得，由于，故安全。 三、低速級軸的設(shè)計與校核 1、已知軸I傳遞效率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩 =2.48kw， =50.99r/min =464480N·mm 2、求作用在齒輪上的力： 齒輪的分度圓直徑=200.8mm 4626.295N 1733.88N 1136.24N 3、初步確定軸的最小直徑 按機(jī)械設(shè)計P370式15-2初步估計軸的最小直徑 選取材料為45鋼，調(diào)制處理，根據(jù)表15-3（P370），取 40.88mm 因?yàn)檩敵鲚S最小直徑安裝在聯(lián)軸器處，應(yīng)選與聯(lián)軸器孔相適應(yīng)，故需選出聯(lián)軸器的型號： 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩,查表14-1，取 故 =629.65N·m 按計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊，選用LT8型彈性套柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器孔徑d=40mm，軸管長=84mm 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計： (1)擬定軸上零件的裝配方案。 (2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 (3)初選深溝球軸承，其型號為6209，內(nèi)徑為45mm，基本尺寸為。 (4)軸上零件的周向固定 齒輪采用平鍵連接。由機(jī)械設(shè)計表6-1 查得平鍵截面，鍵長。 (7) 確定軸上圓角和倒角尺寸 由機(jī)械設(shè)計表1-27，取軸端倒角為。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)畫出軸的結(jié)構(gòu)簡圖，如下: 7、 求軸上載荷 已知： 4626.295N， 1733.88N， 1136.24N。 ，， 由材料力學(xué)知識得： 水平支反力：，。 垂直支反力：， 合成彎矩： 6、按彎扭合成應(yīng)力 ，由于扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力（P373）。取，計算軸的應(yīng)力: 17.6MPa 前方已選定材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得，由于，故安全。 第七部分 軸承的選擇及校核 一、 高速軸軸承的選擇及校核 1、選用深溝球軸承6206，查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊，P64得基本額定動載荷 2、軸承的徑向力計算： 軸承1 ＝＝1217.97N 軸承2 ＝＝1792.391N 因?yàn)? <，以軸承2為校核對象 Pr==1972.391N 由于課程要求四年一次大修，故壽命要求符合條件，所選軸承合適。 二、 中間軸軸承的選擇及校核 1、選用深溝球軸承6207，查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊，P64得基本額定動載荷 2、軸承的徑向力計算： 軸承1 ＝＝3268.182N 軸承2 ＝＝3758.825N 因?yàn)? <，以軸承2為校核對象 Pr==3758.825N 由于課程要求四年一次大修，故壽命要求符合條件，所選軸承合適。 三、 低速軸軸承的選擇及校核 1、選用深溝球軸承6209，查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊，P64得基本額定動載荷 2、軸承的徑向力計算： 軸承1 ＝＝3171.84N 軸承2 ＝＝1905.15N 因?yàn)? >，以軸承1為校核對象 Pr==3171.84N 由于課程要求四年一次大修，故壽命要求符合條件，所選軸承合適。 第八部分 鍵的選擇與校核 一、 高速軸上鍵的選擇與校核 選用普通圓頭平鍵，根據(jù)，由表6-1得，鍵的尺寸：，鍵長。 鍵的強(qiáng)度校核： 其中：，d——軸的直徑， L——鍵的工作長度 則：。 鍵的材料為鋼，查表6-2（P106），。 由于<，則鍵的強(qiáng)度足夠。 二、 中間軸上鍵的選擇與校核 1、鍵1的選擇與校核 選用普通圓頭平鍵，根據(jù)，由表6-1得，鍵的尺寸：，鍵長。 鍵的強(qiáng)度校核： 其中：，d——軸的直徑， L——鍵的工作長度 則：。 鍵的材料為鋼，查表6-2（P106），。 由于<，則鍵的強(qiáng)度足夠。 2、鍵2的選擇與校核 選用普通圓頭平鍵，根據(jù)，由表6-1得，鍵的尺寸：，鍵長。 鍵的強(qiáng)度校核： 其中：，d——軸的直徑， L——鍵的工作長度 則：。 鍵的材料為鋼，查表6-2（P106），。 由于<，則鍵的強(qiáng)度足夠。 三、 低速軸上鍵的選擇與校核 1、鍵1的選擇與校核 選用普通圓頭平鍵，根據(jù)，由表6-1得，鍵的尺寸：，鍵長。 鍵的強(qiáng)度校核： 其中：，d——軸的直徑， L——鍵的工作長度 則：。 鍵的材料為鋼，查表6-2（P106），。 由于<，則鍵的強(qiáng)度足夠。 2、鍵2的選擇與校核 選用普通圓頭平鍵，根據(jù)，由表6-1得，鍵的尺寸：，鍵長。 鍵的強(qiáng)度校核： 其中：，d——軸的直徑， L——鍵的工作長度 則：。 鍵的材料為鋼，查表6-2（P106），。 由于<，則鍵的強(qiáng)度足夠。 第九部分 箱體及附件設(shè)計的設(shè)計 一、箱體設(shè)計 減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 符號 計算公式 數(shù)據(jù) 箱座壁厚 8 箱蓋壁厚 8 箱蓋凸緣厚度 12 箱座凸緣厚度 12 箱座底凸緣厚度 20 地腳螺釘直徑 M20 地腳螺釘數(shù)目 4 軸承旁連接螺栓直徑 M15 蓋與座連接螺栓直徑 M12 連接螺栓的間距 175 軸承端蓋螺釘直徑 M10 視孔蓋螺釘直徑 M8 定位銷直徑 10 至外箱壁距離 見表11-2 16 至凸緣邊緣距離 見表11-2 14 軸承旁凸臺半徑 凸臺高度 根據(jù)低速級軸承座外徑確定 外箱壁至軸承座端面距離 12 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 12 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 22 箱蓋、箱座肋厚 13 9 軸承端蓋外徑 108 軸承旁連接螺栓距離 盡量靠近，一般取 108 鑄造過渡尺寸 見表1-38 2 注：1、多級傳動時，a取低速級中心距； 2、焊接箱體的箱壁厚度約為鑄造箱體壁厚的0.7~0.8倍。 二、視孔和視孔蓋 視孔用于檢查傳動件的齒和情況，潤滑狀態(tài)，接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙，還用于注入潤滑油。視孔蓋可用于軋制鋼板或鑄鐵制成，它和箱體之間應(yīng)加低質(zhì)密封墊圈，以防止漏油。由設(shè)計手冊查得：（P161），，，，。蓋厚，8孔，。 三、通氣孔 通氣孔用于通氣，使箱內(nèi)外氣壓一致，已避免由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時箱體內(nèi)氣壓升高，內(nèi)壓增大，從而引起箱內(nèi)潤滑油的滲漏。通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。由機(jī)械設(shè)計手冊表11-5查得：取 ，，，，，，， 四、放油螺塞 為了排出污油和清潔劑，應(yīng)在箱體底部，油池的最低位置處于侵放油孔。放油螺塞和箱體接合間應(yīng)加防漏油的墊圈。由設(shè)計手冊查得：d 五、油面指示器（油標(biāo)） 油面指示器用來檢查減速器內(nèi)油池油面的高低，以保證油池內(nèi)有適當(dāng)?shù)挠土浚话阍谙潴w便于觀察，油面較穩(wěn)定的部位。裝設(shè)油面指示器。根據(jù)設(shè)計手冊表7-10查得，選取桿式油標(biāo)。 參數(shù)如下：，，，， ，，，，。 第十部分 潤滑方式、潤滑油牌號及密封裝置的選擇 采用脂潤滑，由設(shè)計手冊表7-1選?。? L—CKC100工業(yè)閉式齒輪油（GB5903--1995），閃點(diǎn)不低于 ，氈圈密封。 七、其它 第十一部分 設(shè)計小結(jié) 本次課程設(shè)計是第一次大的比較系統(tǒng)的設(shè)計，通過半個多月的設(shè)計實(shí)踐，鞏固了所學(xué)的專業(yè)知識，在設(shè)計的過程中，首先確定了工作方案，并對帶傳動、齒輪傳動﹑軸﹑箱體等主要零件進(jìn)行了設(shè)計。零件的每一個尺寸都是按照設(shè)計的要求嚴(yán)格設(shè)計的，并采用了合理的布局，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。 通過減速器的設(shè)計，使我對機(jī)械設(shè)計的方法、步驟有了較深的認(rèn)識。熟悉了齒輪、帶輪、軸等多種常用零件的設(shè)計、校核方法；掌握了如何選用標(biāo)準(zhǔn)件，如何查閱和使用手冊，如何繪制零件圖、裝配圖；以及設(shè)計非標(biāo)準(zhǔn)零部件的要點(diǎn)、方法。進(jìn)一步鞏固了以前所學(xué)的專業(yè)知識，真正做到了學(xué)有所用﹑學(xué)以致用，將理論與實(shí)際結(jié)合起來，也是對所學(xué)知識的一次大檢驗(yàn)，使我真正明白了，搞設(shè)計不是憑空想象，而是很具體的。每一個環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)密的分析和強(qiáng)大的理論做基礎(chǔ)。另外，設(shè)計不是單方面的，而是各方面知識綜合的結(jié)果。 從整個設(shè)計的過程來看，存在著一定的不足。像軸的強(qiáng)度校核應(yīng)更具體全面些，盡管如此收獲還是很大。相信這次設(shè)計對我以后從事類似的工作有很大的幫助，同時也為畢業(yè)設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。諸多不足之處，懇請老師批評指正。 第十二部分 參考資料 濮良貴, 紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計. 第八版. 高等教育出版社. 2006. 吳宗澤， 羅圣國. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊. 第三版. 高等教育出版社. 2006. 孫恒，陳作模，葛文杰主編，機(jī)械原理.第七版.高等教育儲備內(nèi)設(shè).2006 王伯平主編，互換性測量技術(shù)基礎(chǔ)，第二版.機(jī)械工業(yè)出版社.2009 kw kw =50.96 r/min （16~160） （815.36~8153.6）r/min nm=1430 r/min n=1500 r/min kw =28 mm =1600mm =500 mm Z=3 =76 =44.4mm =1.8 =4.04 10.99 2.66 26.27 95.24 364.29 M Pa =282.86 M Pa mm mm 51.7 mmmm mm =62 =187000 N·mm =1.63 = 598MPa 558MPa = 578MPa 68.75mm =2.78 6.25mm 11 K=2.31 2.54 26.27 67.87 377.14MPa 289.29MPa mm mm mm 附件圖紙 總裝圖 低速軸 中間軸 高速軸 齒輪 端蓋 低速級齒輪 高速級齒輪