aaaaa【一級直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書】附帶設(shè)計(jì)圖

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1、 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 說 明 書 設(shè)計(jì)題目： 一級直齒圓柱齒輪減速器 班級學(xué)號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 所在單位： 設(shè)計(jì)任務(wù)書 1、題目 設(shè)計(jì)用于帶式輸

2、送機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置——一級直齒圓柱齒輪減速器。 2、參考方案 （1）V帶傳動(dòng)和一級閉式齒輪傳動(dòng) （2）一級閉式齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng) （3）兩級齒輪傳動(dòng) 3、原始數(shù)據(jù) 4、其他原始條件 輸送帶工作拉力F/N 輸送帶工作速度v/m·s-1 卷筒直徑D/mm 1600 1.1 180 （1）工作情況：一班制，輸送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷有輕微震動(dòng)，室內(nèi)工作，少粉塵。 （2）使用期限：10年，大修期三年，每年工作300天。 （3）生產(chǎn)批量：100臺（屬小批生產(chǎn)）。 （4）工廠能力：中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工7～8級精度齒輪。 （5）動(dòng)力來源：三相交流（220V/380V）電源

3、。 （6）允許誤差：允許輸送帶速度誤差。 5、設(shè)計(jì)任務(wù) （1）設(shè)計(jì)圖。一級直齒（或斜齒）圓柱齒輪減速器裝配圖一張，要求有主、俯、側(cè)三個(gè)視圖，圖幅A1，比例1：1（當(dāng)齒輪副的嚙合中心距時(shí)）或1：1.5（當(dāng)齒輪副的嚙合中心距時(shí)）。 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份（16開論文紙，約20頁，8000字）。 目錄 一 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 1、傳動(dòng)方案的確定……………………………………………………1 2、電動(dòng)機(jī)的選擇………………………………………………………1 3、傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比的計(jì)算和分配………………………………3 4、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的確定……………………………

4、…3 二 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 1、V帶設(shè)計(jì)……………………………………………………………5 2、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)………………………………………………………7 3、軸的設(shè)計(jì)……………………………………………………………11 4、滾動(dòng)軸承的選擇與校核計(jì)算………………………………………18 5、鍵聯(lián)接的選擇及其校核計(jì)算………………………………………19 6、聯(lián)軸器的扭矩校核…………………………………………………20 7、減速器基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選擇……………………………………21 三 箱體尺寸及附件的設(shè)計(jì) 1、箱體的尺寸設(shè)計(jì)……………………………………………………23 2、附件的設(shè)計(jì)

5、…………………………………………………………25 四 設(shè)計(jì)心得 …………………………………………………………27 五 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………29 六 主要設(shè)計(jì)一覽表 …………………………………………………30 七 附圖 ………………………………………………………………31 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 一、 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 1、 確定傳動(dòng)方案 本次設(shè)計(jì)選用的帶式輸送機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置方案為V帶傳動(dòng)和一級閉式齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)裝置見下圖。 2、 選擇電動(dòng)機(jī) （1） 選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓38

6、0V，Y系列。 （2） 選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率 ① 帶式輸送機(jī)的性能參數(shù)選用表1的第 6組數(shù)據(jù)，即： 輸送帶工作拉力F/N 輸送帶工作速度v/m·s-1 卷筒直徑D/mm 1600 1.1 180 表一 工作機(jī)所需功率為： ②從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的傳動(dòng)總效率為： 其中、、、、分別為V帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、滾動(dòng)軸承、彈性套柱銷聯(lián)軸器和滾筒的效率，查取《機(jī)械基礎(chǔ)》P459的附錄3 選取=0.95 、=0.97（8級精度）、=0.99（球軸承）、=0.995、=0.96 故 ③ 電動(dòng)機(jī)所需功率為 又因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的額定功率 查《機(jī)械基礎(chǔ)》P499的附錄50，選取電動(dòng)機(jī)的額定功

7、率為2.2kW，滿足電動(dòng)機(jī)的額定功率 。 （3） 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)滾筒軸工作轉(zhuǎn)速： 查《機(jī)械基礎(chǔ)》P459附錄3， V帶常用傳動(dòng)比為i1=2~4，圓柱齒輪傳動(dòng)一級減速器常用傳動(dòng)比范圍為i2=3~5（8級精度）。根據(jù)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i與各級傳動(dòng)比i1、i2、…in之間的關(guān)系是i=i1i2…in，可知總傳動(dòng)比合理范圍為i=6~20。 又 因?yàn)? ， 故 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選擇范圍相應(yīng)為 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min和1500r/min三種。 （4） 確定電動(dòng)機(jī)的型號 選上述不同轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，查《機(jī)械基礎(chǔ)》

8、P499附錄50及相關(guān)資料得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)和計(jì)算出總的傳動(dòng)比，列于下表： 方案 電機(jī)型號 額定功率kW 電機(jī)轉(zhuǎn)速r/min 電機(jī)質(zhì)量kg 參考 價(jià)格（元） 總傳動(dòng)比 同步 轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y100L1-4 2.2 1500 1420 38 760 12.166 2 Y90S -6 2.2 1000 910 63 1022 7.797 3 Y132S-8 2.2 750 710 79 800 6.083 表二 為降低電動(dòng)機(jī)重量和價(jià)格，由表二選取同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的Y系列電動(dòng)機(jī)，型號為Y100L1-4。 查《機(jī)械

9、基礎(chǔ)》P500附錄51，得到電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)以及安裝的有關(guān)尺寸(mm)，見以下兩表： 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù) 電動(dòng)機(jī)型號 額定功率 （kw） 同步轉(zhuǎn)速 （r/min） 滿載轉(zhuǎn)速 （r/min） Y100L1-4 2.2 1500 1420 2.2 2.2 表三 電動(dòng)機(jī)的安裝及有關(guān)尺寸(mm) 中心高 H(mm) 外形尺寸 底腳安裝尺寸 A×B 地腳螺栓孔直徑K 軸伸尺寸 D×E 鍵公稱尺寸 F×H 100 160×140 12 8×100 表四 3、 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比的計(jì)算和分配 （1） 總傳動(dòng)比 12

10、.166 （2） 分配各級傳動(dòng)比 各級傳動(dòng)比與總傳動(dòng)比的關(guān)系為i=i1i2。根據(jù)V帶的傳動(dòng)比范圍i1=2 ~ 4 ，初選i1＝3.042，則單級圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為4，符合圓柱齒輪傳動(dòng)一級減速器傳動(dòng)比范圍i2=3~5（8級精度），且符合了在設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)和一級圓柱齒輪減速器組成的傳動(dòng)裝置中，應(yīng)使帶傳動(dòng)比小于齒輪傳動(dòng)比，即i帶

11、 ②1軸（減速器高速軸）的輸入功率：從0軸到1軸，經(jīng)過V帶傳動(dòng)和一個(gè)聯(lián)軸器，所以： ③ 2軸（減速器低速軸）的輸入功率：從1軸到2軸，經(jīng)過一對軸承，一對齒輪傳動(dòng)，一對齒輪嚙合傳動(dòng)，所以： ④ 3軸（滾筒軸）的輸入功率：從2軸到3軸，經(jīng)過一對軸承，一個(gè)聯(lián)軸器，所以： （2） 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速 ① 0軸（電動(dòng)機(jī)軸）的轉(zhuǎn)速： ② 1軸（減速器高速軸）的轉(zhuǎn)速：

12、 ③ 2軸（減速器低速軸）的轉(zhuǎn)速： ④ 3軸（滾筒軸）的轉(zhuǎn)速： （3） 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩 ① 0軸（電動(dòng)機(jī)軸）的轉(zhuǎn)矩： ② 1軸（減速器高速軸）的轉(zhuǎn)矩： ③ 2軸（減速器低速軸）的轉(zhuǎn)矩： ④ 3軸（滾筒軸）的轉(zhuǎn)矩： 把上述計(jì)算結(jié)果列于下表： 參數(shù) 軸名 輸入功率 （kW） 轉(zhuǎn)速(r/min) 輸入轉(zhuǎn)矩 （N.m） 傳動(dòng)比 傳動(dòng)效率 軸0（電動(dòng)機(jī)軸） 2.2 1420 14.796 3.042 0.95 軸1（高速軸） 2.09 466.798 42.758

13、4 0.9603 軸2（低速軸） 2.007 116.700 164.240 1 0.98505 軸3（滾筒軸） 1.977 161.785 表五 二、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 1、 箱外傳動(dòng)件設(shè)計(jì)（V帶設(shè)計(jì)） （1）計(jì)算設(shè)計(jì)功率Pd 根據(jù)V帶的載荷有輕微振動(dòng)，一班工作制（8小時(shí)），查《機(jī)械基礎(chǔ)》P296表13－6，取KA＝1.1。 即 （2）選擇帶型 普通V帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1按《機(jī)械基礎(chǔ)》P297圖13－11選取。根據(jù)算出的Pd＝2.42kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n1＝1420r/min ，查圖得：d d=80～1

14、00可知應(yīng)選取Z型V帶。 （3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 由《機(jī)械基礎(chǔ)》P298表13－7查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為50～90mm（ddmin=50mm），則取dd1= 80mm> ddmin.（dd1根據(jù)P295表13-4查得） 由《機(jī)械基礎(chǔ)》P295表13-4查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得=250mm ① 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比： （為彈性滑動(dòng)率） 誤差 符合要求 ② 帶速 滿足5m/s

15、500mm 所以有： 由《機(jī)械基礎(chǔ)》P293表13－2查得Ld＝1600mm 實(shí)際中心距 符合要求。3.042 1420 80 （5）確定帶的根數(shù)z 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取P1=0.35KW，△P1=0.03KW 由《機(jī)械基礎(chǔ)》P299表13－8查得，取Ka=0.95 由《機(jī)械基礎(chǔ)》P293表13－2查得，KL＝1.16 則帶的根數(shù) 所以z取整數(shù)為6根 （6）確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 根據(jù)V帶輪結(jié)構(gòu)的選擇條件，Y100L1-4型電機(jī)的主軸直徑為d=28mm； 由《機(jī)械基礎(chǔ)》P293 ，“V帶輪的結(jié)構(gòu)”判斷：當(dāng)3d＜dd1(90mm)＜30

16、0mm，可采用H型孔板式或者P型輻板式帶輪，這次選擇H型孔板式作為小帶輪。 由于dd2>300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪。 總之，小帶輪選H型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。 （7）確定帶的張緊裝置 選用結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。 （8）計(jì)算壓軸力 由《機(jī)械基礎(chǔ)》P303表13－12查得，Z型帶的初拉力F0＝55N，上面已得到=161.74o，z=6，則 （9）帶輪的材料 選用灰鑄鐵，HT200。 2、 減速器內(nèi)傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)（齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)） （1）選擇齒輪材料、熱處理方法及精度等級 ① 齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度

17、 因?yàn)檩d荷中有輕微振動(dòng)，傳動(dòng)速度不高，傳動(dòng)尺寸無特殊要求，屬于一般的齒輪傳動(dòng)，故兩齒輪均可用軟齒面齒輪。查《機(jī)械基礎(chǔ)》P322表14－10，小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度260HBS；大齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為220HBS。 ② 精度等級初選 減速器為一般齒輪傳動(dòng)，圓周速度不會(huì)太大，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P145表5－7，初選8級精度。 （2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪 由于本設(shè)計(jì)中的減速器是軟齒面的閉式齒輪傳動(dòng)，齒輪承載能力主要由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度決定，其設(shè)計(jì)公式為： ② 確定載荷系數(shù)K 因?yàn)樵擙X輪傳動(dòng)是軟齒面的齒輪，圓周速度也不大，精度也不高，而且齒輪相對軸承是對稱

18、布置，根據(jù)電動(dòng)機(jī)和載荷的性質(zhì)查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P147表5－8，得K的范圍為1.4~1.6， 取K＝1.5。 ③ 小齒輪的轉(zhuǎn)矩 ④ 接觸疲勞許用應(yīng)力 ?。┙佑|疲勞極限應(yīng)力 由《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P150圖5－30中的MQ取值線，根據(jù)兩齒輪的齒面硬度，查得45鋼的調(diào)質(zhì)處理后的極限應(yīng)力為 =600MPa ， =560MPa ⅱ）接觸疲勞壽命系數(shù)ZN 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)公式為 N=60 n jth 工作壽命每年按300天，每天工作8小時(shí)，故 th=(300×10×8)=24000h N1=60×466.798×1×24000=6.

19、722×108 查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P151圖5－31，且允許齒輪表面有一定的點(diǎn)蝕 ZN1=1.02 ZN2=1.15 ⅲ) 接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)SHmin 查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P151表5－10，得SHmin＝1 ⅳ）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 將以上各數(shù)值代入許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式得 ⅴ）齒數(shù)比 因?yàn)?Z2=i Z1，所以 ⅶ）齒寬系數(shù) 由于本設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)中的齒輪為對稱布置，且為軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，查《機(jī)械基礎(chǔ)》P326表14－12，得到齒寬系數(shù)的范圍為0.8～1.1。取。 ⅵ）計(jì)算小齒輪直徑d1

20、 由于，故應(yīng)將代入齒面接觸疲勞設(shè)計(jì)公式，得 ④ 圓周速度v 查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P145表5－7，v1<2m/s，該齒輪傳動(dòng)選用9級精度。 （3） 主要參數(shù)選擇和幾何尺寸計(jì)算 ① 齒數(shù) 對于閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，通常z1在20～40之間選取。為了使重合度較大，取z1＝20，則z2＝iz1＝80。使兩齒輪的齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)，最后確定z2=81。 ② 模數(shù)m 標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)應(yīng)大于或等于上式計(jì)算出的模數(shù)，查《機(jī)械基礎(chǔ)》P311表14－1，選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3mm。 ③ 分度圓直徑d ④ 中心距a ⑤ 齒輪寬度b 大齒輪寬度 小齒輪寬

21、度 ⑥ 其他幾何尺寸的計(jì)算（，） 齒頂高 由于正常齒輪， 所以 齒根高 由于正常齒 所以 全齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 （4） 齒根校核 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核公式為 ① 齒形系數(shù)YF 根據(jù)Z1、Z2,查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P153表5－11，得YF1＝2.81，YF2＝2.24 ② 彎曲疲勞許用應(yīng)力計(jì)算公式 ⅰ)彎曲疲勞極限應(yīng)力 根據(jù)大小齒輪的材料、熱處理方式和硬度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P154圖5－33的MQ取值線查得

22、 ， ⅱ）彎曲疲勞壽命系數(shù)YN 根據(jù)N1=6.722>和N2=>，查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P156圖5－34得， YN1=1 , YN2=1 ⅲ)彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)SFmin 本傳動(dòng)要求一般的可靠性，查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P151表5－10，取SFmin＝1.2。 ⅳ）彎曲疲勞許用應(yīng)力 將以上各參數(shù)代入彎曲疲勞許用應(yīng)力公式得 ⅴ）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 因此，齒輪齒根的抗彎強(qiáng)度是安全的。 3、 軸的設(shè)計(jì) （1） 高速軸的設(shè)計(jì) ① 選擇軸的材料和熱處理 采用45鋼，并經(jīng)

23、調(diào)質(zhì)處理，查《機(jī)械基礎(chǔ)》P369表16－1，得其許用彎曲應(yīng)力，。 ② 初步計(jì)算軸的直徑 由前計(jì)算可知：P1=2.09KW,n1=466.798r/min 其中，A取112。 考慮到有一個(gè)鍵槽，將該軸徑加大5%，則 查《機(jī)械基礎(chǔ)》P458附錄1，取d=25mm ③ 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高速軸初步確定采用齒輪軸，即將齒輪與軸制為一體。根據(jù)軸上零件的安裝和固定要求，初步確定軸的結(jié)構(gòu)。設(shè)有7個(gè)軸段。 1段：該段是小齒輪的左軸端與帶輪連接，該軸段直徑為25mm，查《機(jī)械基礎(chǔ)》P475附錄23，取該軸伸L1＝60mm。 2段： 參考《機(jī)械基礎(chǔ)》P373，

24、取軸肩高度h為1.5mm，則d2=d1+2h=28mm。 此軸段一部分用于裝軸承蓋，一部分伸出箱體外。 3段：此段裝軸承，取軸肩高度h為1mm，則d3=d2+2h=30mm。 選用深溝球軸承。查《機(jī)械基礎(chǔ)》P476附錄24，此處選用的軸承代號為6306，其內(nèi)徑為30mm，寬度為19 mm。為了起固定作用，此段的寬度比軸承寬度小1~2mm。取此段長L3=17mm。 4段與6段：為了使齒輪與軸承不發(fā)生相互沖撞以及加工方便，齒輪與軸承之間要有一定距離，取軸肩高度為2mm，則d4=d6=d3+2h=33mm，長度取5mm，則L4= L6＝5mm。 5段：：此段為齒輪軸段。由小齒輪

25、分度圓直徑d=60mm可知，d6=60mm。因?yàn)樾↓X輪的寬度為70mm，則L5=70mm。 7段：此段裝軸承，選用的軸承與右邊的軸承一致，即d7=30mm，L7＝17mm。 由上可算出，兩軸承的跨度L＝mm ④ 高速軸的軸段示意圖如下： ⑤ 按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 A、圓周力： B、徑向力： ?。├L制軸受力簡圖 ⅱ）繪制垂直面彎矩圖 軸承支反力： 由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為 如圖 ⅲ）繪制水平面彎矩圖 ⅳ）繪制合彎矩圖 ⅴ）繪制扭轉(zhuǎn)圖 轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取α=0.6， ⅵ）繪

26、制當(dāng)量彎矩圖 截面C處的當(dāng)量彎矩： ⅶ)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度 軸上合成彎矩最大的截面在位于齒輪輪緣的C處，W＝0.1d43 所以 軸強(qiáng)度足夠。 （2）低速軸的設(shè)計(jì) ① 選擇軸的材料和熱處理 采用45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查《機(jī)械基礎(chǔ)》P369表16－1，得其許用彎曲應(yīng)力，。 ② 初步計(jì)算軸的直徑 由前計(jì)算可知：P2=2.007KW,n2=116.700r/min 計(jì)算軸徑公式： 即： 其中，A取106。 考慮到有一個(gè)鍵槽，將該軸徑加大5%，則 查《機(jī)械基礎(chǔ)》P458附錄1，取d=30mm ③ 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸上零件得安

27、裝和固定要求，并考慮配合高速軸的結(jié)構(gòu)，初步確定低速軸的結(jié)構(gòu)。設(shè)有6個(gè)軸段。 1段： 此段裝聯(lián)軸器。裝聯(lián)軸器處選用最小直徑d1=32mm，根據(jù)《機(jī)械基礎(chǔ)》P482附錄32，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，其軸孔直徑為32mm，軸孔長度為60mm。根據(jù)聯(lián)軸器的軸孔長度，又由《機(jī)械基礎(chǔ)》P475附錄23，取軸伸段（即Ⅰ段）長度L1＝58mm。 2段：查《機(jī)械基礎(chǔ)》P373，取軸肩高度h為1.5mm，則d2=d1+2h=mm 此軸段一部分長度用于裝軸承蓋，一部分伸出箱體外。 3段：取軸肩高度h為2.5mm，則d3=d2+2h=35+2mm。此段裝軸承與套筒。選用深溝球軸承。查機(jī)械基礎(chǔ)P476附錄24，此

28、處選用的軸承代號為6208，其內(nèi)徑為40mm，寬度為18mm。為了起固定作用，此段的寬度比軸承寬度小1~2mm。取套筒長度為10mm，則此段長L3=（18-2）+10+2=28mm。 4段：此段裝齒輪，取軸肩高度h為2.5mm，則d4=d3+2h=mm。因?yàn)榇簖X輪的寬度為60mm，則L4=60-2=58mm 5段：取軸肩高度h為2.5mm，則d5=d4+2h=50mm，長度與右面的套筒相同，即L5=10mm。 6段：此段裝軸承，選用的軸承與右邊的軸承一致，即d6=40mm，L6＝17mm。 由上可算出，兩軸承的跨度L＝。 ④ 低速軸的軸段示意圖如下： ⑤ 按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算

29、A、圓周力： B、徑向力： ⅰ）求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ ⅱ)由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為 受力圖： ⅲ）截面C在水平面上彎矩為： ⅳ）合成彎矩為： ⅴ）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取α=0.6，截面C處的當(dāng)量彎矩： ⅵ)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度 軸上合成彎矩最大的截面在位于齒輪輪緣的C處，W＝0.1d43 所以軸強(qiáng)度足夠。 （3）確定滾動(dòng)軸承的潤滑和密封 由于軸承周向速度為1m/s <2m/s，宜用軸承內(nèi)充填油脂來潤滑。滾動(dòng)軸承外側(cè)的密封采用凸緣式軸承蓋和氈圈來密封。 （4）回油溝

30、 由于軸承采用脂潤滑，因此在箱座凸緣的上表面開設(shè)回油溝，以提高箱體剖分面處的密封性能。 （5）確定滾動(dòng)軸承在箱體座孔中的安裝位置 因?yàn)檩S承采用脂潤滑，那么可取軸承內(nèi)側(cè)端面到箱體的距離為10mm，并設(shè)置封油盤，以免潤滑脂被齒輪嚙合時(shí)擠出的或飛濺出來的熱油沖刷而流失。 ( 6 ) 確定軸承座孔的寬度L ，為箱座壁厚，，為箱座、箱蓋連接螺栓所需的扳手空間，查機(jī)械基礎(chǔ)表19-1得，?。?mm，C1＝18mm，C2＝16mm，L＝8+18+16+8＝50mm。 （7）確定軸伸出箱體外的位置 采用凸緣式軸承蓋，LH3型彈性柱銷聯(lián)軸器，高速軸軸承蓋所用螺栓采用規(guī)格為GB/T5782

31、 M630，低速軸采用螺栓采用規(guī)格為GB/T5782 GB/T5782M835為了方便在不拆卸外接零件的情況下，能方便拆下軸承蓋， 查《機(jī)械基礎(chǔ)》附錄33，得出A、B的長度，則： 高速軸：L1>(A-B)=35-23=12mm；低速軸：L2>(A-B)=45-38=7mm 由前設(shè)定高速軸的L=60mm，低速軸的可知，滿足要求。 ( 8 ) 確定軸的軸向尺寸 高速軸（單位：mm）： 各軸段直徑 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 25 28 30 33 60 33 25 各軸段長度 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 6

32、0 60 17 5 70 5 17 低速軸（單位：mm）： 各軸段直徑 D1 D2 D3 D4 D5 D6 32 35 40 45 50 40 各軸段長度 L1 L2 L3 L4 L5 L6 58 60 28 58 10 17 4、滾動(dòng)軸承的選擇與校核計(jì)算 根據(jù)《機(jī)械基礎(chǔ)》P437推薦的軸承壽命最好與減速器壽命相同，取10年，一年按300天計(jì)算， T h=(300×10×8)=24000h （1）高速軸承的校核 選用的軸承是6306深溝型球軸承。 軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為 由《機(jī)械基礎(chǔ)》P407表18－6查得，f

33、d＝1.2～1.8，取fd=1.2。 因?yàn)镕a1=0N，F(xiàn)r1= 518.8N，則 查《機(jī)械基礎(chǔ)》P407表18－5得，X= 1，Y= 0 。 查《機(jī)械基礎(chǔ)》p406表18-3得：ft=1 ， 查《機(jī)械基礎(chǔ)》p405得：深溝球軸承的壽命指數(shù)為＝3 ， Cr= 20.8KN； 則 所以預(yù)期壽命足夠，軸承符合要求。 （2）低速軸承的校核 選用6208型深溝型球軸承。 軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為 由《機(jī)械基礎(chǔ)》P407表18－6查得，fd＝1.2～1.8，取fd=1.2。 因?yàn)镕a2=0N，F(xiàn)r2=492N，則 查《機(jī)械基礎(chǔ)》P407表18－5得，X=1 ，

34、Y=0 。 查《機(jī)械基礎(chǔ)》p406表18-3得：ft=1 ， 查《機(jī)械基礎(chǔ)》p405得：深溝球軸承的壽命指數(shù)為＝3 ，Cr=22.8KN； 則 所以預(yù)期壽命足夠,軸承符合要求。 5、鍵聯(lián)接的選擇及其校核計(jì)算 （1）選擇鍵的類型和規(guī)格 軸上零件的周向固定選用A形普通平鍵，聯(lián)軸器選用B形普通平鍵。 ① 高速軸（參考《機(jī)械基礎(chǔ)》p471、附錄17，《袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊》p835、表15-12a）：根據(jù)帶輪與軸連接處的軸徑25mm，軸長為60mm，查得鍵的截面尺寸b＝8mm ，h＝7mm 根據(jù)輪轂寬取鍵長L＝40mm 高速齒輪是與軸共同制造，屬于齒輪軸。

35、 ② 低速軸： 根據(jù)安裝齒輪處軸徑，查得鍵的截面尺寸，根據(jù)輪轂寬取鍵長。 根據(jù)安裝聯(lián)軸器處軸徑，查得鍵的截面尺寸，取鍵長L=50mm。 根據(jù)輪轂寬取鍵長L＝72mm（長度比輪轂的長度小10mm） （2）校核鍵的強(qiáng)度 ① 高速軸軸端處的鍵的校核： 鍵上所受作用力： ?。╂I的剪切強(qiáng)度 鍵的剪切強(qiáng)度足夠。 ⅱ）鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度 < 鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度足夠。 ② 低速軸兩鍵的校核 A、 低速軸裝齒輪軸段的鍵的校核： 鍵上所受作用力： ?。╂I的剪切強(qiáng)度 鍵的剪切強(qiáng)度足夠。 ⅱ）鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度 鍵聯(lián)

36、接的擠壓強(qiáng)度足夠。 B、低速軸軸端處的鍵的校核： 鍵上所受作用力 ： ?。╂I的剪切強(qiáng)度 鍵的剪切強(qiáng)度足夠。 ⅱ）鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度 鍵聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度足夠。 6、聯(lián)軸器的扭矩校核 低速軸： 選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，查《機(jī)械基礎(chǔ)》P484附錄33，得許用轉(zhuǎn)速[n]＝3800r/min 則 n2＝116.7r/min<[n] 所以符合要求。 7、減速器基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選擇 （1）齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ① 小齒輪：根據(jù)《機(jī)械基礎(chǔ)》P335及前面設(shè)計(jì)的齒輪尺寸，可知小齒輪齒根圓直徑為52.5mm，根據(jù)軸選擇鍵的尺寸h為7 ，則可以算出齒根圓與軸孔鍵槽底部的距離x=mm，而2

37、.5，則有x<2.5，因此應(yīng)采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。 （2）滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì) ① 高速軸的跨距L＝L1+L2+L3+L4+L5=60+60+17+5+70+5+17=234mm，采用分固式結(jié)構(gòu)進(jìn)行軸系的軸向固定。 ② 低速軸的跨距L＝L1+L2+L3+L4+L5=58+60+28+58+10+17=231mm，采用分固式結(jié)構(gòu)進(jìn)行軸系的軸向固定。 （3）滾動(dòng)軸承的配合 高速軸的軸公差帶選用j 6 ，孔公差帶選用H 7 ； 低速軸的軸公差帶選用k 6 ，孔公差帶選用H 7 。 高速軸：軸頸圓柱度公差/ P 6 = 2.5，外殼孔/ P 6 = 4.0； 端面圓跳動(dòng)軸肩/ P 6

38、 = 6，外殼孔/ P 6 = 10。 低速軸：軸頸圓柱度公差/ P 6 = 4.0，外殼孔/ P 6 = 6； 端面圓跳動(dòng)軸肩/ P 6 = 10，外殼孔/ P 6 = 15。 軸配合面Ra選用IT6磨0.8，端面選用IT6磨3.2； 外殼配合面Ra選用IT7車3.2，端面選用IT7車6.3。 （4）滾動(dòng)軸承的拆卸 安裝時(shí)，用手錘敲擊裝配套筒安裝；為了方便拆卸，軸肩處露出足夠的高度h，還要留有足夠的軸向空間L，以便放置拆卸器的鉤頭。 （5）軸承蓋的選擇與尺寸計(jì)算 ①軸承蓋的選擇： 選用凸緣式軸承蓋，用灰鑄鐵HT150制造，用螺釘固定在箱體上。其中，軸

39、伸端使用透蓋，非軸伸端使用悶蓋。 ②尺寸計(jì)算 Ⅰ）軸伸端處的軸承蓋（透蓋）尺寸計(jì)算 A、高速軸： 選用的軸承是6306深溝型球軸承，其外徑D＝72mm，采用的軸承蓋結(jié)構(gòu)為凸緣式軸承蓋中a圖結(jié)構(gòu)。查《機(jī)械基礎(chǔ)》P423計(jì)算公式可得： 螺釘直徑d3＝8，螺釘數(shù) n＝4 B、低速軸： 選用的軸承是6208型深溝型球軸承，其外徑D＝80mm。尺寸為： 螺釘直徑8，螺釘數(shù)4 圖示如下： Ⅱ）非軸段處的軸承蓋（悶蓋）尺寸計(jì)算：高速軸與低速軸的悶蓋尺寸分別與它們的透蓋尺寸相同。

40、（6）潤滑與密封 ① 齒輪的潤滑 采用浸油潤滑，浸油深度為一個(gè)齒高，但不小于10mm。 ② 滾動(dòng)軸承的潤滑 由于軸承周向速度為1m/s <2m/s，所以選用軸承內(nèi)充填油脂來潤滑。 ③ 潤滑油的選擇 齒輪選用普通工業(yè)齒輪潤滑油，軸承選用鈣基潤滑脂。 ④ 密封方法的選取 箱內(nèi)密封采用擋油盤。箱外密封選用凸緣式軸承蓋，在非軸伸端采用悶蓋，在軸伸端采用透蓋，兩者均采用墊片加以密封；此外，對于透蓋還需要在軸伸處設(shè)置氈圈加以密封。 三、箱體尺寸及附件的設(shè)計(jì) 1、箱體尺寸 采用HT250鑄造而成，其主要結(jié)構(gòu)和尺寸如下： 中心距a=151.5mm，取整160mm 總長度L：

41、 總寬度B： 總高度H： 箱座壁厚：，未滿足要求，直接取8 mm 箱蓋壁厚：，未滿足要求，直接取8mm 箱座凸緣厚度b： =1.5*8=12 mm 箱蓋凸緣厚度b1： =1.5*8=12mm 箱座底凸緣厚度b2：=2.5*8=20 mm 箱座肋厚m：=0.85*8=6.8 mm 箱蓋肋厚m1：=0.85*8=6.8mm 扳手空間： C1＝18mm，C2＝16mm 軸承座端面外徑D2：高速軸上的軸承： 低速軸上的軸承： 軸承旁螺栓間距s：高速軸上的軸承： 低速軸上的軸承： 軸承旁凸臺半徑R1：

42、箱體外壁至軸承座端面距離： 地腳螺釘直徑： 地腳螺釘數(shù)量n：因?yàn)閍=160mm<250mm，所以n=4 軸承旁螺栓直徑： 凸緣聯(lián)接螺栓直徑： ,?。?0mm 凸緣聯(lián)接螺栓間距L：， 取L＝100mm 軸承蓋螺釘直徑與數(shù)量n：高速軸上的軸承：d3=6, n＝4 低速軸上的軸承： d3=8，n＝4 檢查孔蓋螺釘直徑：,取d4＝6mm 檢查孔蓋螺釘數(shù)量n：因?yàn)閍=160mm<250mm,所以n=4 啟蓋螺釘直徑d5（數(shù)量）：（2個(gè)） 定位銷直徑d6（數(shù)量）： （2個(gè)） 齒輪圓至箱體內(nèi)壁距離： ，取 ＝10mm 小齒

43、輪端面至箱體內(nèi)壁距離： ，取 ＝10mm 軸承端面至箱體內(nèi)壁距離：當(dāng)軸承脂潤滑時(shí)，＝10～15 ，取 ＝10 大齒輪齒頂圓至箱底內(nèi)壁距離：>30～50 ，取 ＝40mm 箱體內(nèi)壁至箱底距離： ＝20mm 減速器中心高H： ，取H＝185mm。 箱蓋外壁圓弧直徑R： 箱體內(nèi)壁至軸承座孔外端面距離L1： 箱體內(nèi)壁軸向距離L2： 兩側(cè)軸承座孔外端面間距離L3： 2、附件的設(shè)計(jì) （1）檢查孔和蓋板 查《機(jī)械基礎(chǔ)》P440表20－4，取檢查孔及其蓋板的尺寸為： A＝115，160，210，260，360,460，取A＝115mm A1＝95mm，A2＝75

44、mm，B1＝70mm，B＝90mm d4為M6，數(shù)目n＝4 R＝10 h＝3 A B A1 B1 A2 B2 h R n d L 115 90 95 70 75 50 3 10 4 M6 15 （2）通氣器 選用結(jié)構(gòu)簡單的通氣螺塞，由《機(jī)械基礎(chǔ)》P441表20－5，取檢查孔及其蓋板的尺寸為（單位：mm）： d D D1 S L l a D1 M22 1.5 32 25.4 22 29 15 4 7 （3）油面指示器 由《機(jī)械基礎(chǔ)》P482附錄31，取油標(biāo)的尺寸為： 視孔

45、 A形密封圈規(guī)格 （4）放油螺塞 螺塞的材料使用Q235，用帶有細(xì)牙螺紋的螺塞擰緊，并在端面接觸處增設(shè)用耐油橡膠制成的油封圈來保持密封。由《機(jī)械基礎(chǔ)》P442表20－6，取放油螺塞的尺寸如下（單位：mm）： d D0 L l a D S d1 M24 2 34 31 16 4 25.4 22 26 （5）定位銷 定位銷直徑 ，兩個(gè)，分別裝在箱體的長對角線上。 ＝12+12＝24，取L＝25mm。 （6）起蓋螺釘 起蓋螺釘10mm，兩個(gè)，長度L>箱蓋凸緣厚度b1=12mm，取L＝15mm ，端部制成小圓柱端，不帶螺紋，用35鋼制造

46、，熱處理。 （7）起吊裝置 箱蓋上方安裝兩個(gè)吊環(huán)螺釘，查《機(jī)械基礎(chǔ)》P468附錄13， 取吊環(huán)螺釘尺寸如下（單位：mm）： d（D） d1(max) D1（公稱） d2(max) h1(max) h d4 M8 9.1 20 21.1 7 18 36 r1 r(min) l(公稱) a(max) b（max） D2（公稱min） h2(公稱min) 4 1 16 2.5 10 13 2.5 箱座凸緣的下方鑄出吊鉤，查《機(jī)械基礎(chǔ)》P444表20－7得， B=C1+C2=18+16=34mm H=0.8B=34*0.8=27.2m

47、m h=0.5H=13.6mm r2 =0.25B=6.8mm b=2 =2*8=16mm 四、設(shè)計(jì)心得 終于，做到了這里，作圖部分也已經(jīng)用AutoCAD磕磕碰碰地做完了，我們本專業(yè)的第二個(gè)設(shè)計(jì)——一級直齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)終于告一段落。 回顧整個(gè)設(shè)計(jì)過程，除了難還有的是感慨。簡簡單單的一個(gè)減速器，只是簡單的齒輪減速，一級的，還只是直齒而已，就已經(jīng)繁復(fù)到這個(gè)地步。由外到內(nèi)，由大到小，減速器的幾乎每個(gè)原子都需要精心計(jì)算設(shè)計(jì)。而且整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我們學(xué)過的知識只占很小很小的一部分，在設(shè)計(jì)的時(shí)候時(shí)常會(huì)感到茫然無措。在用AutoCAD作圖時(shí)，更是發(fā)現(xiàn)無處下手，重新

48、學(xué)習(xí)一個(gè)以前完全沒有接觸過的軟件，然后用自己十分膚淺的技術(shù)去努力拼湊出一個(gè)心中設(shè)想好的藍(lán)圖 五、參考文獻(xiàn) [1]范思沖主編.機(jī)械基礎(chǔ)（非機(jī)類專業(yè)適用）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [2]孫建東主編.機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [3]王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn)主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，1996 [4]沈樂年，劉向鋒主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社，1996 [5]吳宗澤，肖麗英主編.機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)指南.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [6] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（軟件版）V3.0（網(wǎng)上下載） 六、主要設(shè)計(jì)一

49、覽表 名稱 尺寸（mm） 零件名稱 材料 規(guī)格及型號 小齒輪分度圓直徑 60 箱座 HT200 —— 大齒輪分度圓直徑 243 調(diào)整墊片 08F —— 小齒輪寬度 70 軸承蓋 HT200 —— 大齒輪寬度 60 氈圈 半粗羊毛氈 35 FJ/Z 92010 兩齒輪中心距 151.5 軸 45鋼 —— 小齒輪齒頂圓直徑 66 套筒 HT200 —— 大齒輪齒頂圓直徑 249 深溝球軸承 6205GB/T276-94 小齒輪齒根圓直徑 52.5 齒輪軸 45鋼 m=2.5,z=20 大齒輪齒根圓直徑

50、 235.5 大齒輪 45鋼 m=2.5,z=67 高速軸總長度 234 封油圈 石棉橡膠紙 —— 低速軸總長度 231 油塞 Q235 —— 高速軸軸承跨度 97 油標(biāo)尺 組合件 低速軸軸承跨度 98 起吊勾 HT200 —— 箱體總長度 530 彈簧墊圈 65Mn 10 GB/T 93 箱體總寬度 432 圓錐銷 35鋼 B8×35 GB/T 117 箱體總高度 357 墊片 軟鋼紙板 —— 減速器中心高 200 視孔蓋 Q235 —— 凸緣聯(lián)接螺栓間距 100 通氣器 Q235 —— 箱蓋外壁圓弧直徑 142.5 箱蓋 HT200 —— 箱體內(nèi)壁軸向距離 32 啟蓋螺釘 Q235 M10×20 兩側(cè)軸承座孔 外端面間距離 132 鍵 45鋼 —— 箱體內(nèi)壁至軸承座孔外端面距離 50 螺栓 Q235 M6×20GB/T 5783