用于帶式運輸機傳動裝置中的二級展呢開式圓柱斜齒輪減速器課程設(shè)計

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1、 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 題目：用于帶式運輸機傳動裝置中的二級展開式圓柱斜齒輪減速器 系 部： 專 業(yè)： 班 級： 學生姓名： 學 號： 指導教師： 年 月 日 緒 論 在目前用于傳遞動力與運動的機構(gòu)中，減速器的應用范圍相當廣泛，幾乎在各式機械的傳

2、動系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機車、 建筑用的重型機具，機械工業(yè)所用的加工機具及自動化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等。其應用從大動力的傳輸工作，到小負荷，精確的角度傳輸都可以見到減速器的應用，且在工業(yè)應用上，減速器具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能，因此廣泛應用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。 減速器的種類繁多，按照傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器；按照傳動級數(shù)不同可分為單級和多級減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐－圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。減速器的作用主要有：①降速同時提高輸出扭矩，

3、扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速機額定扭矩。②減速同時降低了負載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。一般電機都有一個慣量數(shù)值。減速器的工作原理：減速器一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設(shè)備，把電動機.內(nèi)燃機或其它高速運轉(zhuǎn)的動力通過減速器的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的，普通的減速器也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果，大小齒輪的齒數(shù)之比，也就是傳動比。 20世紀70－80年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。通用減速器的發(fā)展趨勢如下： ①高水平、高性能。圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒，承載能力提高4倍以上，體積小、重

4、量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。 ②積木式組合設(shè)計?；緟?shù)采用優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊，零件通用性和互換性強，系列容易擴充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。 ③型式多樣化，變型設(shè)計多。擺脫了傳統(tǒng)的單一的底座安裝方式，增添了空心軸懸掛式、浮動支承底座、電動機與減速器一體式聯(lián)接，多方位安裝面等不同型式，擴大使用范圍。 減速器在我國的發(fā)展已有近40年的歷史，廣泛應用于國民經(jīng)濟及國防工業(yè)的各個領(lǐng)域。主要行業(yè)有：電力機械、冶金機械、環(huán)保機械、電子電器、筑路機械、化工機械、食品機械、輕工機械、礦山機械、輸送機械、建筑機械、建材機械、水泥機械、橡膠機械、水利機械、石油機械等，這些行業(yè)使用減速

5、器產(chǎn)品的數(shù)量已占全國各行業(yè)使用減速器總數(shù)的60%～70%。改革開放以來，我國引進一批先進加工裝備，通過引進、消化、吸收國外先進技術(shù)和科研攻關(guān)，逐步掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設(shè)計制造技術(shù)。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度均有較大提高，通用圓柱齒輪的制造精度可從JB179－60的8－9級提高到GB10095－88的6級，高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在4－5級。部分減速器采用硬齒面后，體積和質(zhì)量明顯減小，承載能力、使用壽命、傳動效率有了較大的提高，對節(jié)能和提高主機的總體水平起到很大的作用。我國自行設(shè)計制造的高速齒輪減（增）速器的功率已達42000kW ，齒輪圓周速度達150m/s以上。但是，我國大

6、多數(shù)減速器的技術(shù)水平還不高，老產(chǎn)品不可能立即被取代，新老產(chǎn)品并存過渡會經(jīng)歷一段較長的時間。 國內(nèi)減速器與國外相比，多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型減速器問題更突出，使用壽命不長。國內(nèi)使用的大型減速器（500kw以上），多是從國外進口，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，花去不少的外匯。由于在傳動的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動比大、體積小、重量輕、機械效率高等這些基本要求。國內(nèi)減速器的國產(chǎn)化程度較高，但在專用減速器方面明顯生產(chǎn)能力不足。國內(nèi)企

7、業(yè)大多只具有零件的生產(chǎn)能力，如齒輪、軸、軸承等設(shè)備，既難以適應市場需要，又無法獲得更高額的利潤。整體產(chǎn)業(yè)鏈條的差距傳動設(shè)備的質(zhì)量好壞，壽命是否長久，能否滿足特定的精度要求，設(shè)計和工藝水平固然重要，但材料的性能也不可忽視，無論是軸、軸承、還是齒輪，其所用鋼材的質(zhì)量對設(shè)備的整體性能有著非常大的影響。所以，高檔鋼材的生產(chǎn)能力也制約著我國減速設(shè)備的生產(chǎn)水平。 中國已經(jīng)成為一個機械產(chǎn)品大國，大型減速器是大型的機械制造工廠的必需產(chǎn)品，這就意味著，大型減速器在我國會需求有所上升。但在大型減速器方面，國內(nèi)企業(yè)不論技術(shù)還是工藝現(xiàn)階段已經(jīng)處于下風，我國需要的減速器基本依靠進口。傳動設(shè)備是機械制造領(lǐng)域的重要組成部

8、分，是整個國家制造業(yè)的基礎(chǔ)，一旦這個領(lǐng)域失去了競爭優(yōu)勢，那么我國機械制造業(yè)將全面受制于外資。國內(nèi)企業(yè)應該警惕起來，積極向國外引進先進的技術(shù)或加快自主研發(fā)的步伐才是上乘之選。如果在技術(shù)上還停滯不前的話，根據(jù)國家鼓勵機電產(chǎn)品進口的政策，當進口產(chǎn)品能夠很好的滿足業(yè)主在各方面的要求的話，減速器國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)國家將會面臨一個更為嚴峻的局面。 本畢業(yè)設(shè)計中，對帶式運輸機中的二級展開式斜齒圓柱齒輪減速器進行了設(shè)計計算，并利用結(jié)果，進行齒輪結(jié)構(gòu)和軸的計算機輔助繪圖。本論文介紹了帶式輸送機裝置中的傳動系統(tǒng)，并進行詳細的分析，闡述了齒輪、減速器等的相關(guān)內(nèi)容；在技術(shù)路線中，論述各零部件的選擇、其基本參數(shù)的選擇、幾何

9、尺寸的計算及主要強度的校核等在這次設(shè)計中所需要考慮的一些技術(shù)問題做了介紹。減速器的設(shè)計程序如下： 一、設(shè)計的原始資料和數(shù)據(jù) 1、原動機的類型、規(guī)格、轉(zhuǎn)速、功率（或轉(zhuǎn)矩）、啟動特性、短時過載能力、轉(zhuǎn)動慣量等。 2、工作機械的類型、規(guī)格、用途、轉(zhuǎn)速、功率（或轉(zhuǎn)矩）。工作制度：恒定載荷或變載荷，變載荷的載荷圖；啟、制動與短時過載轉(zhuǎn)矩，啟動頻率；沖擊和振動程度；旋轉(zhuǎn)方向等。 3、原動機作機與減速器的聯(lián)接方式，軸伸是否有徑向力及軸向力。 4、安裝型式（減速器與原動機、工作機的相對位置、立式、臥式）。 5、傳動比及其允許誤差。 6、對尺寸及重量的要求。 7、對使用壽命、安全程度和可靠性的要

10、求。 8、環(huán)境溫度、灰塵濃度、氣流速度和酸堿度等環(huán)境條件；潤滑與冷卻條件（是否有循環(huán)水、潤滑站）以及對振動、噪聲的限制。 9、對操作、控制的要求。 10、材料、毛坯、標準件來源和庫存情況。 11、制造廠的制造能力。 12、對批量、成本和價格的要求。 上述前四條是必備條件，其他方面可按常規(guī)設(shè)計，例如設(shè)計壽命一般為年。用于重要場合時，可靠性應較高等。 二、選定減速器的類型和安裝型式 三、初定各項工藝方法及參數(shù) 選定性能水平，初定齒輪及主要機件的材料、熱處理工藝、精加工方法、潤滑方式及潤滑油品。 四、確定傳動級數(shù) 按總傳動比，確定傳動的級數(shù)和各級的傳動比。 五、初定幾何參數(shù)

11、 初算齒輪傳動中心距（或節(jié)圓直徑）、模數(shù)及其他幾何參數(shù)。 六、整體方案設(shè)計 確定減速器的結(jié)構(gòu)、軸的尺寸、跨距及軸承型號等。 七、校校 校核齒輪、軸、鍵等負載件的強度，計算軸承壽命。 八、潤滑冷卻計算 九、確定減速器的附件 十、繪制零件圖 在設(shè)計中應貫徹國家和行業(yè)的有關(guān)標準。 第1章 機械傳動系統(tǒng) 機械傳動系統(tǒng)是將原動機的運動和動力傳遞到執(zhí)行構(gòu)件的中間環(huán)節(jié)，它是機械的重要組成部分。其作用不僅是轉(zhuǎn)換運動形式，改變運動大小和保證各執(zhí)行構(gòu)件的協(xié)調(diào)配合工作等，而且還要將原動機的功率和轉(zhuǎn)矩傳遞給執(zhí)行構(gòu)件，以克服成產(chǎn)阻力。除此

12、之外，現(xiàn)代完善的機械傳動系統(tǒng)，還具有運動操控和控制功能，將光、機、電、液有機地組合，借助微機控制，自動實現(xiàn)機械所需要的完整工作過程。在本畢業(yè)設(shè)計中，機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容包括傳動方案的選擇、電動機的選擇、計算傳動系統(tǒng)的總傳動比和分配各級傳動比、機械傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)的計算。 1.1傳動方案的選擇依據(jù) 本設(shè)計中的傳動系統(tǒng)方案中齒輪為展開式，如圖1-1所示。其主要優(yōu)點如下： ⑴帶傳動承載能力較低，但傳動平穩(wěn)，緩沖吸震能力強，宜布置在高速級。 ⑵此減速器采用二級圓柱齒輪，類型為展開式，它具有總傳動比較大，結(jié)構(gòu)簡單，應用最廣，但由于齒輪相對于軸承為不對稱布置，因而沿齒寬載荷分布不均勻，要求

13、軸有較大剛度。 ⑶此運輸機橫向尺寸比較大，縱向尺寸比較小，結(jié)構(gòu)比較緊湊，占用空間，位置尺寸較小，傳動效率高。 圖1-1 帶式運輸機減速傳動系統(tǒng) 1.2選擇電動機 ⑴選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)形式 減速器在溫度不超過35℃的環(huán)境中連續(xù)工作，載荷較穩(wěn)定，小批量生產(chǎn)，故選用Y系列籠型三相異步電動機，電源電壓為380V，結(jié)構(gòu)形式為臥式電動機。 ⑵確定電動機的功率 鼓輪軸轉(zhuǎn)速 有得 工作機所需功率 電動機到輸送帶的總效率為 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)計》12-7查得：V帶傳動效率=0.96；（三對齒輪軸軸承和一對鼓輪軸軸承）=0.99；齒輪

14、副效率=0.97（選8級精度的一般齒輪）；齒輪聯(lián)軸器效率=0.99；卷筒效率=0.96，代入得 電動機的工作效率 查表13-1，選電動機額定功率為4KW. ⑶確定電動機的轉(zhuǎn)速 按表12-6推薦的傳動比合理范圍， V帶傳動的傳動比=2～4；由表2-1知，二級圓柱齒輪減速器傳動比=8～40；則傳動比合理范圍為=16～160，電 動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為 （16～160）43.406=（694.496～6944.96）r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min、1500r/min和3000r/min四種，可查得四種方案見表1-1

15、 表1-1 電動機參數(shù) 方案 電動機型號 額定功率/KW 電動機轉(zhuǎn)速/r/min 同步轉(zhuǎn)速/r/min 滿載轉(zhuǎn)速/r/min 1 Y112M-2 4 3000 2890 2 Y112M-4 4 1500 1440 3 Y132M-6 4 1000 960 4 Y160M1-8 4 750 720 綜合考慮，減輕電動機及傳動系統(tǒng)的質(zhì)量和節(jié)約資金，選用第二方案。因此選定電動機型號為Y112M-4，其主要性能如表1-2所示。 表1-2 Y112M-4電動機主要性能 電動機型號 額定功率 同步轉(zhuǎn)速/r/min 滿載轉(zhuǎn)速/r/min

16、堵住轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩/額定功率 Y112M-4 4KW 1500 1440 2.2 2.2 Y112M-4電動機主要外形和安裝尺寸見表1-3。 表1-3 Y112M-4電動機主要外形和安裝尺寸 中心高H 外形尺寸 L(AC/2+AD) HD 安裝尺寸 AB 軸伸尺寸 DE 平鍵尺寸 FG 112 400305190 190140 2860 824 1.3 計算傳動系統(tǒng)的總傳動比和分配各級傳動比 ⑴傳動系統(tǒng)的總傳動比 ⑵分配傳動系統(tǒng)的傳動比 式中、—帶傳動和減速器的傳動比。 為使V帶傳動尺寸不致過大，初步取=2，則

17、減速器傳動比 ⑶分配減速器的各級傳動比 按浸油潤滑條件考慮，取高速級傳動比，而，所以有 1.4 機械傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)的計算 ⑴各軸的輸出功率 電動機軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 鼓輪軸 ⑵各軸的轉(zhuǎn)速 電動機軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 鼓輪軸 ⑶各軸的轉(zhuǎn)矩 電動機軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 鼓輪軸 將機械傳動系統(tǒng)運動和動力參

18、數(shù)的計算數(shù)值列入表1-4。 表1-4 機械傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)的計算數(shù)值 計算項目 電動機軸 高速軸Ⅰ 中間軸Ⅱ 低速軸Ⅲ 鼓輪軸 功率/KW 4 3.84 3.668 3.542 3.472 轉(zhuǎn)速/(r/min) 1440 720 161.381 43.41 43.41 轉(zhuǎn)矩/(Nm) 26.53 50.93 217.06 779.22 763.82 傳動比 2 4.4615 3.718 1 效率 0.96 0.96 0.96 0.97

19、 第2章 V帶傳動設(shè)計 帶傳動是一種廣泛應用的機械傳動，它通常是由主動輪、從動輪和張緊在兩輪上的撓性所組成。摩擦型帶傳動按截面形狀可分為平帶、V帶、多楔帶、圓帶等。本畢業(yè)設(shè)計中采用的是V帶，在同樣的初拉力作用下，它比平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力，傳遞效率較高。應用較廣泛。它還具有以下優(yōu)點：適用于兩軸中心距較大的場合，改變帶的長度可適用不同的中心距；具有良好的彈性，有緩沖和吸振的作用，因而傳動平穩(wěn)、噪聲?。贿^載時帶與帶輪之間會出現(xiàn)打滑，可防止損壞其他零件，起過載保護；結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護方便，成本低廉。 ⒈計算設(shè)計功率 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-10查得

20、工作情況系數(shù)=1.1，則 ⒉選擇V帶型號 根據(jù)由圖11-12取用A型V帶。 ⒊選擇帶輪 直徑、 由表11-11，查取A型帶輪， 查表11-11，仍取=224mm ⒋驗算帶速v 帶速在5~25m/s之間，帶速合適。 ⒌驗算傳動誤差 傳動比，原傳動比，則傳動誤差。在允許誤差5%范圍內(nèi)。 ⒍確定中心距a和帶的基準長度 ⑴初選中心距 由經(jīng)驗公式可選 初選 。 ⑵初算帶長 由式11-25得 帶長 ⑶確定帶的基準長度 查表11-2取 ⑷確定實際中心距a 由式11-26 中心距 安裝時所需最小中心距 張緊或補償伸長所需最大中心距 ⒎驗算小帶輪

21、包角 由式11-11 ﹥120 ⒏確定V帶根數(shù) 按式（5-21） ⑴單根V帶功率 由表11-6,插值求得 ⑵考慮傳動比的影響，額定功率的增量由表11-7查得 ⑶包角系數(shù) 由表11-8線性插入法得 ⑷長度系數(shù) 由表11-9查得 ⑸V帶根數(shù)z 由式11-28得 取z=3 ⒐確定帶的初拉力 查表11-1得 按式（11-29） ⒑ 計算作用在軸上的壓力F ⒒帶輪的結(jié)構(gòu) 根據(jù)時，大小帶輪采用腹板式結(jié)構(gòu)。

22、 第3章 齒輪傳動設(shè)計 通常減速的方法有很多，但最常用的方法是以齒輪來減速，可以縮小占用空間及降低成本，所以也有人稱減速器為齒輪箱(Gear Box)。通常齒輪箱是一些齒輪的組合，因齒輪箱本身并無動力，所以需要驅(qū)動組件來傳動它，其中驅(qū)動組件可以是馬達，引擎或蒸汽機等。而使用減速器最大的目的有下列幾種：1.動力傳遞2.獲得某一速度3.獲得較大扭矩。但除了齒輪減速機外，由加茂精工所開發(fā)的球體減速機，提供了另一項價值，就是高精度的傳動，且傳動效率高，為劃時代的新傳動構(gòu)造。在本畢業(yè)設(shè)計中，齒輪傳動既要傳動平穩(wěn)，又要具有足夠的承載能力和一定的壽命，同時也應具有合理的結(jié)構(gòu)工藝性和經(jīng)濟性。齒輪傳動

23、設(shè)計的步驟為：根據(jù)工作要求選擇齒輪材料，熱處理方式、毛坯種類和齒面硬度；選擇齒輪傳動的精度等級；根據(jù)主要失效形式和相應的設(shè)計準則，進行主要參數(shù)選擇和強度設(shè)計，確定齒輪的主要幾何尺寸；進行齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計和繪制零件工作圖。 3.1高速級齒輪傳動設(shè)計 ⒈選擇齒輪材料、熱處理、齒面硬度、精度等級及齒數(shù) ⑴選擇精度等級 運輸機為一般工作機器，速度不高，故齒輪選用8級精度。 ⑵選擇齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度 因傳動功率較小，選用軟齒面齒輪傳動。參考《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-1，小齒輪：40（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS；大齒輪：45鋼（正火），硬度為200HBS。 ⑶選齒數(shù)、 為增加傳動的

24、平穩(wěn)性，選=25，，取=112，在誤差范圍內(nèi)。 因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，故按斜齒輪齒面接觸疲勞強度設(shè)計，然后校核其齒根彎曲疲勞強度。 ⒉按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 ⑴初選螺旋角β=12 ⑵初選載荷系數(shù)=1.3 ⑶小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 ⑷選取齒寬系數(shù) 由表13-8，取 ⑸齒數(shù)比 ⑹選取彈性系數(shù) 由表13-6選 ⑺節(jié)點區(qū)域系數(shù) 由表13-7選 ⑻端面重合度 ⑼縱向重合度 ⑽重合度系數(shù) ⑾螺旋角系數(shù) ⑿齒輪的接觸疲勞強度、 ， ⒀接觸應力循環(huán)次數(shù)、 由式（13-2）， ⒁接觸疲勞強度壽命系數(shù)、 由圖13-8查得，, ⒂接觸疲勞安全系數(shù) 其

25、失效概率為1%，接觸疲勞安全系數(shù) ⒃計算許用接觸應力 ⒄計算小齒輪分度圓直徑 ⒅計算圓周速度 ⒆確定載荷系數(shù) 由表13-5查得，使用系數(shù) 由圖13-13查得，動載荷系數(shù) 由由表13-14查得，齒間載荷分配系數(shù)。由圖13-15，齒向載荷分配系數(shù) 故 ⒇修正小齒輪分度圓直徑 ⒊確定齒輪傳動主要參數(shù)和計算 ⑴確定模數(shù) 圓整為標準值 ⑵中心距a 圓整中心距，取 ⑶確定螺旋角β ⑷ 分度圓直徑、 ⑸齒寬、 取， ⒋校核齒根彎曲疲勞強度 按式13-17，校核公式為 ⑴當量齒數(shù)、 ⑵齒形系數(shù)、 由表13-7

26、， ⑶應力修正系數(shù)、 由表13-7 ， ⑷端面重合度 ⑸縱向重合度 ⑹重合度系數(shù) ⑺軸向重合度 由圖13-22， ⑻彎曲疲勞強度極限、 由圖13-7查得，, ⑼彎曲疲勞強度壽命系數(shù)、 由圖13-9查得，, ⑽彎曲疲勞強度安全系數(shù) ⑾計算許用彎曲應力、 ⑿校核齒根彎曲疲勞強度 齒根彎曲疲勞強度足夠。 ⒌結(jié)構(gòu)設(shè)計 以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式為宜。如圖3-1所示。其他有關(guān)尺寸見大齒輪零件圖。 圖3-1 高速級大齒輪 3.2低速級齒輪傳動設(shè)計 ⒈選擇齒輪材料、熱處理、齒

27、面硬度、精度等級及齒數(shù) ⑴選擇精度等級 運輸機為一般工作機器，速度不高，故齒輪選用8級精度。 ⑵選擇齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度 因傳動功率較小，選用軟齒面齒輪傳動。參考表13-1，小齒輪：40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS；大齒輪：45鋼（正火），硬度為200HBS。 ⑶選齒數(shù)、 為增加傳動的平穩(wěn)性，選=35，，取=131，在誤差范圍內(nèi)。 因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，故按斜齒輪齒面接觸疲勞強度設(shè)計，然后校核其齒根彎曲疲勞強度。 ⒉按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 ⑴初選螺旋角β=12 ⑵初選載荷系數(shù)=1.3 ⑶小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 ⑷選取齒寬系數(shù) 由表13-8，取 ⑸齒數(shù)比 ⑹

28、選取彈性系數(shù) 由表13-6選 ⑺節(jié)點區(qū)域系數(shù) 由表13-7選 ⑻端面重合度 ⑼縱向重合度 ⑽重合度系數(shù) ⑾螺旋角系數(shù) ⑿齒輪的接觸疲勞強度、 ， ⒀接觸應力循環(huán)次數(shù)、 由式（13-2）， ⒁接觸疲勞強度壽命系數(shù)、 由圖13-8查得，, ⒂接觸疲勞安全系數(shù) 其失效概率為1%，接觸疲勞安全系數(shù) ⒃計算許用接觸應力 ⒄計算小齒輪分度圓直徑 ⒅計算圓周速度 ⒆確實載荷系數(shù) 由表13-5查得，使用系數(shù) 由圖13-13查得，動載荷系數(shù) 由由表13-14查得，齒間載荷分配系數(shù)。由圖13-15，齒向載荷分配系數(shù) 故 ⒇修正

29、小齒輪分度圓直徑 ⒊確定齒輪傳動主要參數(shù)和計算 ⑴確定模數(shù) 圓整為標準值 ⑵中心距a 圓整中心距，取 ⑶確定螺旋角β ⑷分度圓直徑、 ⑸齒寬、 取， ⒋校核齒根彎曲疲勞強度 按式13-17，校核公式為 ⑴當量齒數(shù)、 ⑵齒形系數(shù)、 由表13-7 ， ⑶應力修正系數(shù)、 由表13-7 ， ⑷端面重合度 ⑸縱向重合度 ⑹重合度系數(shù) ⑺軸向重合度 由圖13-22， ⑻彎曲疲勞強度極限、 由圖13-7查得，, ⑼彎曲疲勞強度壽命系數(shù)、 由圖13-9查得，, ⑽彎曲疲勞強度安全系數(shù) ⑾計算許用彎曲應

30、力、 ⑿校核齒根彎曲疲勞強度 齒根彎曲疲勞強度足夠。 ⒌結(jié)構(gòu)設(shè)計 （略） 第4章 軸的設(shè)計 軸是組成機器的重要零件之一。它的主要功能是安裝、固定和支撐機器中的回轉(zhuǎn)零件（如齒輪、帶輪等），使其具有確定的工作位置，并傳遞運動和動力。為了保證軸的正常工作，軸應具備足夠的強度和剛度，同時應具備合理的結(jié)構(gòu)，即用保證軸上零件能正常定位和固定，且便于加工和裝配。通常，對于一般用途的軸，設(shè)計時只考慮強度和結(jié)構(gòu)方面的要求；對要求較高回轉(zhuǎn)精度的軸（如機床主軸等），還應滿足剛度要求；而高速轉(zhuǎn)動的軸，除上述要求外，還需進行震動穩(wěn)定性的計算。在本畢業(yè)設(shè)計中，減速器中

31、的軸只需滿足強度和結(jié)構(gòu)方面的要求即可。軸的設(shè)計步驟為：合理選擇軸的材料及處理方法；按軸的扭轉(zhuǎn)強度估算軸的最小直徑；確定軸上零件的相對位置及裝配方案；進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。校核軸的強度及其他必要的校核計算；繪制軸的工作圖。 4.1中間軸的設(shè)計 ⒈選擇軸的材料，確定許用應力 選用軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表17-1查得 、、、、 、、。 ⒉計算軸的載荷 ⑴軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩 ⑵作用在大齒輪上的力 圓周力 徑向力 軸向力 各個力的方向如圖4-1所示 ⑶作用在小齒輪上的力 圓周力 徑向力 軸向力 各個力的方向如圖5-1所

32、示 ⒊初步估算軸的最小直徑 根據(jù)表17-2，A值取107～118，按公式17-2得 考慮到軸上鍵槽削弱，軸徑需增大3%～5%，故取 ⒋軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖4-1 中間軸的結(jié)構(gòu) ⑴擬定軸上零件的裝配方案 軸上大部分零件包括齒輪、套筒、滾動軸承。 ⑵根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度（圖4-1） ①裝軸承段：這兩段軸徑由滾動軸承的內(nèi)圈孔來決定，根據(jù)斜齒輪由軸向力及，選角接觸球軸承7207C，其尺寸為dDB=357217,故取，軸段Ⅰ的長度由滾動軸承寬度B、軸承與箱體內(nèi)壁間的距離a=10～20mm及大齒輪輪轂與其裝配軸段的長度等尺寸決定 兩對齒輪相對于軸承為對稱配置

33、, 則，。 ②裝小齒輪段：考慮齒輪裝拆方便，取軸肩，故，?。粸楸ＷC套筒緊靠齒輪左端使齒輪軸向固定，略小于齒輪寬度，取。 ③軸環(huán)段：齒輪右段用軸環(huán)定位，按設(shè)計手冊推薦軸環(huán)高度，取h=4mm， 則 軸環(huán)寬度一般為高度的1.4倍，取。 ④裝大齒輪段：考慮裝拆方便，?。粸楸ＷC套筒緊靠齒輪右端使齒輪軸向固定，略小于齒輪寬度，取。 圖4-2 彎矩圖 ⒌計算軸的支反力、畫出受力簡圖 由軸的結(jié)構(gòu)簡圖可知，可確定出軸承支點跨距，兩齒輪之間 的距離，由此可畫出軸的受力簡圖，如圖4-2a所示。 水平支反力(圖4-2a) 解得 、 垂直支反力(圖4-2a) 解得 、

34、 此方向與假設(shè)方向相反 ⒍畫彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖 ⑴水平彎矩圖(圖4-2b) 截面B處 ⑵垂直彎矩圖(圖4-2c) 截面B處（左端） 截面B處（右端） ⑶合成彎矩圖 (圖4-2d) 截面B處（左端） 截面B處（右端） ⑷轉(zhuǎn)矩圖（圖4-2e） 轉(zhuǎn)矩 ⒎按彎扭合成強度條件校核軸的強度 截面B處的當量彎矩 其中 由式17-5得 校核結(jié)果：﹤ 故截面C處的強度足夠 ⒏繪制軸的工作圖（略）。 4.2高速軸的設(shè)計 ⒈選擇軸的材料，確定許用應力 選用軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表17-1查得 、、、、 、、

35、。 ⒉計算軸的載荷 ⑴軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩 ⑵作用在齒輪上的力 圓周力 徑向力 軸向力 ⒊初步估算軸的最小直徑 根據(jù)表17-2，A值取107～118，按公式17-2得 考慮到軸上鍵槽削弱，軸徑需增大3%～5%，故取 圖4-4 高速軸的結(jié)構(gòu) ⒋軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ⑴擬定軸上零件的裝配方案 軸上大部分零件包括齒輪、套筒、滾動軸承和軸承端蓋、V帶、軸承擋圈。由左端裝配，僅右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。 ⑵根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度（圖4-4） ①安裝帶輪段：由第3步以確定，帶輪段與軸配合部分的長度，為確保軸端擋圈壓緊聯(lián)軸器，應減小1～2mm，故取

36、 ②裝左軸承端蓋段：裝帶輪右端用軸肩定位，故取 ， 故?。惠S段Ⅱ的長度由軸承端蓋長度及固定螺釘?shù)难b拆空間要求決定，取。 ③裝軸承段：這兩段軸徑由滾動軸承的內(nèi)圈孔來決定，根據(jù)斜齒輪有軸向力及，選用角接觸球軸承7205C，其尺寸為dDB=255215,故取， .軸段Ⅲ的長度由滾動軸承寬度B、軸承與箱體內(nèi)壁距離a=10～20mm，則 ， 兩對齒輪相對于軸承為不對稱配置。 ④裝齒輪段：考慮裝拆方便，取；為保證套筒緊靠齒輪右端使齒輪軸向固定，略小于齒輪寬度，取。 ⑤軸環(huán)段：齒輪左端靠軸環(huán)定位，按設(shè)計手冊推薦軸環(huán)高度，取h=2.5mm，則；軸環(huán)寬度一般為高度的1.4倍，取。 ⑥第Ⅳ段：為

37、了使左軸承右端進行定位，按設(shè)計手冊推薦軸環(huán)高度，取h=2.5mm。則。由于中間軸的總長度為190mm，則高速軸中此段長度。 4.3低速軸的設(shè)計 ⒈選擇軸的材料，確定許用應力 選用軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表17-1查得 、、、、 、、。 ⒉計算軸的載荷 ⑴軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩 ⑵作用在齒輪上的力 圓周力 徑向力 軸向力 ⒊初步估算軸的最小直徑 根據(jù)表17-2，A值取107～118，按公式17-2得 考慮到軸上鍵槽削弱，軸徑需增大3%～5%，故取。 選擇聯(lián)軸器：按扭矩，查手冊選用型彈性柱銷聯(lián)軸器，其半聯(lián)軸器的孔徑，半聯(lián)軸器長 ⒋軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計

38、 ⑴擬定軸上零件的裝配方案 軸上大部分零件包括齒輪、套筒、左端軸承和軸承端蓋，由左端裝配，僅右端軸承、軸承端蓋和聯(lián)軸器由右端裝配。 圖4-5 低速軸的結(jié)構(gòu) ⑵根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度（圖4-5） ①安裝聯(lián)軸器段：由第3步以確定，半聯(lián)軸器與軸配合部分的長度，為確保軸端擋圈壓緊聯(lián)軸器，應減小1～2mm，故取。 ②裝軸承段：這兩段軸徑由滾動軸承的內(nèi)圈孔來決定，根據(jù)斜齒輪有軸向力及，選用角接觸球軸承7213C，其尺寸為dDB=6512023,故取，.軸段Ⅰ的長度由滾動軸承寬度B、軸承與箱體內(nèi)壁距離s=5～10mm，齒輪端面與箱體內(nèi)壁之間的距離a=10～20mm，及大

39、齒輪輪轂與其裝配軸段的長度差等尺寸決定， 。 ③裝齒輪段：考慮裝拆方便，?。粸楸ＷC套筒緊靠齒輪右端使齒輪軸向固定，略小于齒輪寬度，取。 ④軸環(huán)段：齒輪右端靠軸環(huán)定位，按設(shè)計手冊推薦軸環(huán)高度，取h=6.5mm， 故軸環(huán)直徑 軸環(huán)寬度一般為高度的1.4倍，取。 ⑤第Ⅳ段：為了使右軸承左端進行定位，按設(shè)計手冊推薦軸環(huán)高度，取h=5mm。 則。 由于低速軸軸的總長度為282mm，則低速軸中此段長度 。 5．繪制軸的工作圖 見圖4-3所示。詳細尺寸見低速軸的零件圖（A3）. 圖4-6 低速軸的零件圖 4.4中間軸軸承的校核 ⒈初選軸承 軸承為7207C，外加軸向

40、力,轉(zhuǎn)速n=161.381r/min ⒉計算兩軸所承受的徑向載荷、 ⒊計算派生軸向力、 ⒋計算軸承的軸向載荷、 受力如圖4-6所示 圖4-7 軸承安裝方式及受力分析 由﹥,故軸承1被壓緊，軸承2被放松。 ⒌計算當量載荷 查表15-8可得，7207C型號軸承（）的判別系數(shù)e=0.419 由﹥0.419 取、 ﹥0.419 取、 由﹤，故軸承2危險，取 ⒍計算軸承壽命并校核壽命 查表15-6??；查表15-7取，取中間軸 查設(shè)計手冊，7207C型軸承,,代入壽命計算公式 根據(jù)滾動軸承的預期壽命范圍為10000~

41、125000，為15442在此范圍內(nèi)，故此7207C角接觸球軸承符合壽命要求。 第5章 平鍵的選擇與校核 軸于傳動零件（如齒輪、帶輪等）的輪轂之間的聯(lián)接為軸轂聯(lián)接，其功能是實現(xiàn)軸上零件的周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩，有些還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或移動。軸轂的聯(lián)接形式有很多，有鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接、過盈聯(lián)接、成型聯(lián)接及彈性環(huán)聯(lián)接。本畢業(yè)設(shè)計中，采用的是鍵聯(lián)接。鍵是標準件，因其結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，工作可靠，故鍵連接是應用最廣泛的一種軸轂聯(lián)接。在設(shè)計中，根據(jù)使用要求及軸于輪轂的尺寸，選擇鍵的類型和尺寸，然后校核聯(lián)接的強度。鍵

42、聯(lián)接按鍵的形狀可分為平鍵聯(lián)接、半圓鍵聯(lián)接、楔鍵聯(lián)接和切向聯(lián)接等幾種類型。本畢業(yè)設(shè)計中采用的是A型平鍵聯(lián)接，它在軸上的軸向固定好。 ⒈高速軸上齒輪和軸連接平鍵的選擇與校核 ⑴平鍵類型和尺寸選擇 選擇A型平鍵，根據(jù)軸直徑d=30mm和轂輪寬度為48mm，由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表17-6查得鍵的截面尺寸為b=14mm，h=9mm，L=38mm，，t=5.5mm ⑵校核其強度 已知軸的轉(zhuǎn)矩T=50933Nmm，查表17-7，取許用應力 K=h/2=9/2=4.5mm,L=38-14=24mm. 由式17-13可得 ﹤ 故擠壓強度足夠。 ⒉中間軸上齒輪和軸之間連接平鍵的選擇與校核 ⑴平

43、鍵類型和尺寸選擇 選擇A型平鍵，根據(jù)軸直徑d=40mm和轂輪寬度為64mm，由表17-6查得鍵的截面尺寸為b=18mm，h=11mm，L=52mm，，t=7mm ⑵校核其強度 已知軸的轉(zhuǎn)矩T=217060Nmm，查表17-7，取許用應力 K=h/2=11/2=5.5mm,L=52-18=34mm. 由式17-13可得 ﹤ 故擠壓強度足夠。 ⒊低速軸上裝聯(lián)軸器段和軸之間平鍵的選擇與校核 ⑴平鍵類型和尺寸選擇 ①選擇A型平鍵，根據(jù)軸直徑d=50mm和此段長度為82mm，由表17-6查得鍵的截面尺寸為b=14mm，h=9mm，L=72mm，，t=3.8mm。根據(jù)軸直徑d=75mm

44、和此段長度為56mm，由表17-6查得鍵的截面尺寸為b=20mm，h=9mm，L=46mm，，t=7.5mm。 ⑵校核其強度 已知軸的轉(zhuǎn)矩T=779220Nmm，查表17-7，取許用應力 K=h/2=9/2=4.5mm,L=72-14=58mm. 由式17-13可得 ﹤ 故擠壓強度足夠。 第6章 軸承的組合設(shè)計 軸承是用來支撐軸或軸上回轉(zhuǎn)零件的部件，根據(jù)工作的性質(zhì)的不同，可分為滾動軸承和滑動軸承兩大類。滾動軸承是現(xiàn)代機器中廣泛應用的部件，它依靠主要元件間的滾動接觸來支撐轉(zhuǎn)動零件。于滑動軸承相比，滾動軸承

45、具有摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便、易于互換等優(yōu)點。在本畢業(yè)設(shè)計中，采用的是滾動軸承中的角接觸球軸承。要保證軸承順利工作，除了正確選擇軸承的類型和尺寸外，還必須合理地進行軸承部件的組合設(shè)計，即要正確解決軸承的布置、固定、調(diào)整、配合、預緊、潤滑及拆裝等問題。 ⒈軸承的支承結(jié)構(gòu)形式和軸系的軸向固定 該軸的支承跨距較小，常采用兩端固定支承，軸承內(nèi)圈在軸上可采用軸肩或套筒左軸向定位，軸承外圈用軸承蓋作軸向固定。由于軸的熱伸長量在軸承蓋與外圈端面之間留有熱補償間隙，C=0.2～0.4mm，用調(diào)整墊片調(diào)節(jié)補償。 ⒉軸承蓋的設(shè)計 軸承蓋的作用是固定軸承，承受軸向載荷，密封軸承座孔，調(diào)整軸系位

46、置和軸承間隙。類型有凸緣式和嵌入式兩種，本設(shè)計采用凸緣式。凸緣式軸承蓋用螺釘固定在箱體上，調(diào)整軸系位置或軸向間隙時不需要箱蓋，密封性也好。 ⒊滾動軸承的潤滑 本設(shè)計中軸承采用油潤滑。小齒輪布置在軸承旁邊，直徑小于軸承座孔直徑，為防止嚙合式所擠出的熱油大量沖向軸承內(nèi)部，增加軸承的阻力，應在小齒輪與軸承之間裝設(shè)擋油盤。 ⒋軸承外伸端的密封 在減速器輸入軸和輸出軸的外伸端，應在軸承蓋的軸孔內(nèi)設(shè)置密封元件，密封裝置分為接觸式密封和非接觸式密封。本設(shè)計采用接觸式唇形密封圈密封，它利用密封圈唇形結(jié)構(gòu)部分的彈性和彈簧圈的箍緊作用實現(xiàn)密封。 第7章 減速器附件的選擇

47、 為了使減速器具備較完善的性能，需在減速器箱體上設(shè)置某些裝置或零件，它們包括：視孔和視孔蓋、通氣器、油標、放油孔和放油螺塞、定位銷、啟蓋螺釘、吊邊裝置。 ⒈視孔和視孔蓋 為了便于檢查箱體內(nèi)的箱蓋，頂部設(shè)有視孔，為了防止?jié)櫥惋w濺出來和污油物進入箱體內(nèi)，在視孔上應加設(shè)視孔蓋。 ⒉通氣器 減速器工作時箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，箱體氣壓增大，應在視孔蓋上設(shè)置通氣器，使箱體內(nèi)的熱膨脹氣體自由逸出，保持箱體內(nèi)壓力正常，從而保證箱體的密封性。 ⒊油標 為了檢查箱體內(nèi)油面高度，保證零件的潤滑，在零件上便于觀察，油面穩(wěn)定的部位設(shè)置油標。 ⒋放油孔和放油螺塞 為了便于排出油污，在減速器箱體底部設(shè)

48、有放油孔，并因放油螺塞和密封墊圈將其堵住。 ⒌定位銷 為了保證每次拆裝箱蓋式仍保持軸承座孔的安裝精度，在箱蓋與箱座的連接凸緣上配裝兩個定位銷。 ⒍啟蓋螺釘 為了便于拆卸箱蓋，在箱蓋凸緣上設(shè)置1～2個啟蓋螺釘。 ⒎吊運裝置 為了方便搬運和拆卸箱蓋，在箱蓋上裝有吊環(huán)螺釘，為了便于搬運箱座或整個減速器，在箱座兩端連接凸緣出鑄出吊鉤。 致 謝 首先感謝本人的導師，他對我的仔細審閱了本文的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。老師淵博的知識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我鼓勵和幫助，在這里我向他表示真誠的

49、感謝！ 感謝母?！幽蠙C電高等專科學校的辛勤培育之恩！感謝機械工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。 感謝和我在一起進行課題研究的同窗李瑞連同學，和她在一起討論、研究使我受益非淺。 最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可敬的老師和可親的同學，并感激師友的教誨和幫助！ 參考文獻 [1] 徐起賀，王偉平，鄧子林. 機械設(shè)計基礎(chǔ).科學出版社. 2001. [2] 王志偉，孟玲琴. 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計.北京工業(yè)大學出版社. 2007. [3] 洪鐘德. 機械設(shè)計手冊. 同濟大學出版社. 2002. [4] 寇世瑤. 機械制圖. 高等教育出版社. 2004. [5] 趙建斌. 機械原理. 高等教育出版社. 2004 [6] 劉希平. 工程機械構(gòu)造圖冊. 機械工業(yè)出版社. 2004. [7] 廖念釗, 古瑩庵. 互換性與技術(shù)測量. 中國計量出版社. 2001. [8] 周明衡. 減速器使用手冊. 化學工業(yè)出版社. 2002. [9] 張有力. 實用軸承手冊. 遼寧科學技術(shù)出版社. 2001. [10] 周世國. 現(xiàn)代工程圖學. 教程湖北科學技術(shù)出版社. 2002. 38