二級(jí)圓柱圓錐齒輪減速器的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 姓 名： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 成 績(jī)： 日期：目 錄引 言 1 設(shè)計(jì)題目 12 總體傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與分析 13 電動(dòng)機(jī)的選擇 24 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 45 減速器齒輪的參數(shù)計(jì)算及校核 65.1高速級(jí)減速齒輪的設(shè)計(jì) 65.2低速級(jí)減速齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 96 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 146.1軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 146.2軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 166.3軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 187 軸及各軸上軸承的強(qiáng)度校核 207.1軸及與之配合的軸承的強(qiáng)度校核 207.2軸及與之配合的軸承的強(qiáng)度校核 247.3軸及與之配合的軸承的強(qiáng)度校核 288 鍵的選擇及強(qiáng)度校核 329 箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算 3410 小型標(biāo)準(zhǔn)件的選

2、擇 3611 減速器的結(jié)構(gòu)，密封與潤(rùn)滑 3712 設(shè)計(jì)小結(jié) 38 13 附件 38參考文獻(xiàn) 39引 言課程設(shè)計(jì)是全面考察學(xué)生掌握基本理論知識(shí)的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的應(yīng)用能力，反映學(xué)生的實(shí)踐能力等的重要依據(jù)。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)涉及多門(mén)學(xué)科的知識(shí)，其中機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、材料力學(xué)、機(jī)電傳動(dòng)技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)、機(jī)械制造裝備技術(shù)等相關(guān)知識(shí)是課程設(shè)計(jì)的理論指導(dǎo)。本次課程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的圓柱圓錐齒輪減速器。減速器是用于電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置。本減速器屬兩級(jí)傳動(dòng)減速器（電機(jī)聯(lián)軸器減速器聯(lián)軸器滾筒）。該課程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：任務(wù)設(shè)計(jì)書(shū)，參數(shù)選擇，傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)的

3、選擇，運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算，圓柱圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)，圓柱圓錐齒輪的基本尺寸設(shè)計(jì)，齒輪軸的尺寸設(shè)計(jì)與校核，減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減速器其他零件的選擇，減速器的潤(rùn)滑等和A0圖紙裝配圖1張、A3圖紙零件圖2張。設(shè)計(jì)參數(shù)的確定和方案的選擇通過(guò)查詢有關(guān)資料所得。圓柱圓錐齒輪減速器的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是當(dāng)今設(shè)計(jì)以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)本課題的研究，將進(jìn)一步深入地對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行深入地了解和學(xué)習(xí)。本文主要介紹二級(jí)圓柱圓錐齒輪減速器的設(shè)計(jì)過(guò)程及其相關(guān)零、部件的CAD圖形。利用其他的一些輔助軟件可以幫助計(jì)算立體幾何實(shí)物的強(qiáng)度硬度，材料的選擇等，利用有限元分析軟件能對(duì)軸

4、等零件進(jìn)行有限元分析，利用三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），能清楚、形象的表達(dá)減速器的外形特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是當(dāng)今設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進(jìn)技術(shù)。1. 設(shè)計(jì)題目1.1工作條件1.1.1 兩班制，每班8小時(shí)，連續(xù)單向轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷變化不大，空載啟動(dòng)，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度35°C；1.1.2 使用期限：10年；1.1.3 檢修間隔期為：大修周期為3年；1.1.4 運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5%；1.1.5 設(shè)計(jì)工作機(jī)效率=0.95；1.1.6 小批量生產(chǎn)。1.2設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)編號(hào)輸送帶工作拉力F/KN輸送帶轉(zhuǎn)速V/m/s運(yùn)輸帶卷筒直徑D/mm

5、2-41.251.62901.3 設(shè)計(jì)任務(wù)1.3.1 設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器裝配圖1張。1.3.2 繪制輸出軸、大齒輪的零件圖1張。1.3.3 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。2. 總體傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與分析2.1 選擇方案兩級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示。圖2.12.2方案特點(diǎn)分析該工作機(jī)采用的是原動(dòng)機(jī)為Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，三相籠型異步電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式電動(dòng)機(jī)，電壓380 V，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便；另外其傳動(dòng)功率大，傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩也比較大，噪聲小，在室內(nèi)使用比較環(huán)保。傳動(dòng)裝置采用圓柱圓錐齒輪減速器組成的封閉式減速器，采用齒輪傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)結(jié)

6、構(gòu)緊湊,比較平穩(wěn)的傳動(dòng)，但效率低，多用于中、小功率間歇運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。工作時(shí)有一定的軸向力，但采用圓錐滾子軸承可以減小這缺點(diǎn)帶來(lái)的影響。并且在電動(dòng)機(jī)心軸與減速器輸入軸及減速器輸出軸與卷筒軸之間采用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接，因?yàn)槿嚯妱?dòng)機(jī)及輸送帶工作時(shí)都有輕微振動(dòng)，所以采用彈性聯(lián)軸器能緩沖各吸振作用，以減少振動(dòng)帶來(lái)的不必要的機(jī)械損耗?？偠灾斯ぷ鳈C(jī)屬于中等功率、載荷變化不大的工作機(jī)，其各部分零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，設(shè)計(jì)與維護(hù)及維修成本比較低；結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，傳動(dòng)的效率比較高，適應(yīng)工作條件能力強(qiáng)，可靠性高，能滿足設(shè)計(jì)任務(wù)中要求的設(shè)計(jì)條件及環(huán)境。3. 電動(dòng)機(jī)的選擇3.1 選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型按照工作要求和工作條件，則選用

7、Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)為全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。3.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量3.2.1 工作機(jī)的有效功率由運(yùn)輸帶的工作拉力F=1250N,輸送帶工作速度V=1.6m/s，工作機(jī)效率=0.95，則有：=Error! Reference source not found.3.2.2 從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率為：式中，、分別為彈性聯(lián)軸器、圓錐齒輪、圓柱齒輪、剛性聯(lián)軸器、角接觸球軸承的傳動(dòng)效率。由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表9.1可知，=0.995，=0.97，=0.97，=0.99，=0.99，則所以，電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：3.3 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)推薦傳動(dòng)比合理范圍，二

8、級(jí)圓柱圓錐齒輪減速器，而工作機(jī)卷筒中轉(zhuǎn)速為：所以，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：3.4 選擇電動(dòng)機(jī)符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為1000r/min和1500r/min兩種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、容量和轉(zhuǎn)速，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表15.1，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y132M1-6，其中主要性能參數(shù)如（表3.4.1），電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸如（表3.4.2）所示：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率P/KW滿載轉(zhuǎn)速/r/minY132M1-649602.02.0表3.4.1型號(hào)HABCDEGKbb1b2hAABBHAL1Y

9、13213221617889388033122802101353156023818515表3.4.24. 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4.1計(jì)算裝置的總傳動(dòng)比4.2 分配傳動(dòng)比， 為使錐齒輪的尺寸不致過(guò)大，則取，。4.3 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速第軸 第軸 第軸 卷筒軸 4.4 計(jì)算各軸的輸入功率第軸 第軸 第軸 卷筒軸 4.5 計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：，則第軸 第軸 第軸 卷筒軸 4.6 將以上計(jì)算數(shù)據(jù)匯集于下表軸名功率P/KW轉(zhuǎn)矩T/N·mm轉(zhuǎn)速n/r/min傳動(dòng)比效率電機(jī)軸2.30596010.995第軸2.2939602.2770.95第軸2.18421.60740.95

10、第軸2.07105.410.97卷筒軸2.01105.45. 減速器齒輪的參數(shù)計(jì)算及校核5.1 高速級(jí)減速齒輪的設(shè)計(jì)由高速級(jí)傳動(dòng)比，輸入轉(zhuǎn)速,軸的輸入功率P=2.293KW,，則齒數(shù)比。5.1.1 選擇齒輪的精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，故選用8級(jí)精度齒輪傳動(dòng)；2 選材料：小錐齒輪：45Cr（調(diào)質(zhì)），硬度280HBS； 大錐齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度240HBS； 二者硬度差為40HBS。3 初選小錐齒輪齒數(shù)，則大錐齒輪的齒數(shù)為：，取。5.1.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由 （式5.1）（1） 確定公式中各量的數(shù)值并計(jì)算1 試選載荷系數(shù)；2 小錐齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩；3 因?yàn)?，?。?/p>

11、4 查機(jī)械設(shè)計(jì)中表10-6得，材料的彈性影響系數(shù)；5 查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-30得，區(qū)域系數(shù)；6 查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-21d，按齒面硬度查得小錐齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為：，大錐齒輪的為：；7 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，由公式得 8 查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-19得，接觸疲勞壽命系數(shù),；9 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式得10 綜上有11 計(jì)算圓周速度v12 計(jì)算載荷系數(shù)K根據(jù)，8級(jí)精度，查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-8得，動(dòng)載荷系數(shù)；查機(jī)械設(shè)計(jì)中表10-2得，使用系數(shù)；查機(jī)械設(shè)計(jì)中表10-3得，齒間載荷分配系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)中表10-9得，軸承系數(shù)，所以齒向載荷分配系數(shù)；則因?yàn)榕c相差較大，所

12、以需要校正。（2）按實(shí)際載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑（3） 計(jì)算模數(shù)m取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值，則把模數(shù)圓整為。（4） 校核齒輪強(qiáng)度 由以上知；1 當(dāng)量齒數(shù)為 ，；則查機(jī)械設(shè)計(jì)中表10-5得，齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)，其中， ； ，；2 取安全系數(shù)；3 查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-18得，齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù)，；4 查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-20c得，齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限，；5 則相應(yīng)的許用應(yīng)力為：，；6 校核齒輪強(qiáng)度由式進(jìn)行校核，則則可得齒輪的彎曲強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求，所以齒輪使用。（5） 計(jì)算齒輪的相關(guān)參數(shù)名稱(chēng)代號(hào)計(jì)算公式小錐齒輪結(jié)果大錐齒輪結(jié)果分錐角分度圓直徑84248.5齒頂圓直徑90.631251.302齒根圓直徑7

13、5.711245.302齒頂高3.53.5齒根高4.3754.375錐距130.825130.825齒根角頂錐角根錐角頂隙0.8750.875分度圓齒厚5.4985.498當(dāng)量齒數(shù)25.334221.714齒寬(取整)39(取整)39，5.2 低速級(jí)減速齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算由低速級(jí)傳動(dòng)比，輸入轉(zhuǎn)速,軸的輸入功率和傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩為,，則齒數(shù)比。5.2.1 選擇齒輪的精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，故選用8級(jí)精度齒輪傳動(dòng)；2 選材料：小斜齒輪：45Cr（調(diào)質(zhì)），硬度280HBS； 大斜齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度240HBS； 二者硬度差為40HBS。3 初選小斜齒輪齒數(shù)，則大斜齒輪的齒數(shù)

14、為：，??；4 試選螺旋角；5.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由 （式5.2）（1）確定公式中各量的數(shù)值并計(jì)算1 試選載荷系數(shù)；2 小錐齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩；3 查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-26得，齒輪的斷面重合度，則；4 查機(jī)械設(shè)計(jì)中表10-6得，材料的彈性影響系數(shù)；5 查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-30得，區(qū)域系數(shù)；6 查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-21d，按齒面硬度查得小斜齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為：，大斜齒輪的為：；7 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，由公式得 8 查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-19得，接觸疲勞壽命系數(shù),；9 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式得，則10 查機(jī)械設(shè)計(jì)中表10-17得，齒寬系數(shù)；11 綜上可計(jì)算

15、12 計(jì)算圓周速度v13 計(jì)算齒寬b及模數(shù)14 計(jì)算縱向重合度15 計(jì)算載荷系數(shù)K根據(jù)，8級(jí)精度，查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-8得，動(dòng)載荷系數(shù)；查機(jī)械設(shè)計(jì)中表10-2得，使用系數(shù)；查機(jī)械設(shè)計(jì)中表10-3得，齒間載荷分配系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)中表10-4得，接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算用的齒向載荷分布系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-13得，彎曲強(qiáng)度計(jì)算用的齒向分布系數(shù)；因?yàn)榕c相差較大，所以需要校正。（2）按實(shí)際載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑（3）計(jì)算模數(shù)5.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)公式計(jì)算（1） 確定式中各參數(shù)值1 計(jì)算載荷系數(shù)K2 由縱向重合度，查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-28得，螺旋角影響系數(shù)；3 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)，；4 查機(jī)械設(shè)計(jì)

16、中表10-5得，齒形系數(shù)，；5 查機(jī)械設(shè)計(jì)中表10-5得，應(yīng)力校正系數(shù)，；6 查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-18得，齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù)，；7 查機(jī)械設(shè)計(jì)中圖10-20c得，齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度極限，；8 取S=1.4，則計(jì)算相應(yīng)的許用應(yīng)力9 計(jì)算（2） 計(jì)算對(duì)比兩次計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，故取，已可以滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)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來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取，則，取。5.2.4 幾何尺寸計(jì)算（1） 計(jì)算中心距將中心距圓整為168mm。（2） 按圓整后的中心距修正螺旋角因?yàn)榈闹蹈淖儾淮?，故參?shù)、等不用修正

17、。（3） 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑（4） 計(jì)算齒輪寬度圓整后取，。6. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算由軸的功率,轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩；6.1.1 求作用在小錐齒輪上的力圓周力：軸向力：徑向力：6.1.2 初步確定軸的最小直徑先按式初估軸的最小直徑。選軸的材料為45（調(diào)質(zhì)），查機(jī)械設(shè)計(jì)中表15-3，取，則由軸的結(jié)構(gòu)可知，軸的最小直徑處是安裝聯(lián)軸器的直徑，為使所選軸的直徑與聯(lián)軸器孔相適應(yīng)，故需同時(shí)選擇聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計(jì)中表14-1，取,則按計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，同時(shí)考慮到電機(jī)軸的直徑為38mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中表13.1，選用LX3型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，Y型孔，其

18、公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩，半聯(lián)軸器孔徑，故取軸徑，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度。6.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 擬定軸的結(jié)構(gòu)。（2） 根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1 為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段右端需要制一軸肩，定位軸肩的高度一般取，故取2-3段直徑；1-2左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D1=38mm，半聯(lián)軸器與軸配合的輪轂孔長(zhǎng)，為保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比L略短，則取。2 初選軸承。因?yàn)檩S同時(shí)受到徑向力和軸向力，故選用角接觸球軸承，參照工作要求，并根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中表12.2，取7208C型角接觸球軸承，其尺寸為,安裝尺寸，故安裝軸承的3-4和

19、5-6兩個(gè)軸端的直徑為，長(zhǎng)度為。3 為使兩軸承軸向定位，所以應(yīng)在兩軸承間加一軸段4-5，其直徑。為便于右端軸承的拆裝，6-7段的直徑略小與5-6段，則取，6-7段用于安裝錐齒輪，錐齒輪的輪轂長(zhǎng)度L=48mm，錐齒輪的左端用擋油環(huán)固定，擋油環(huán)寬度為10mm，錐齒輪右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D2=45mm，錐齒輪輪轂長(zhǎng)度與擋油環(huán)寬度總長(zhǎng)為58mm，為保證軸端擋圈只壓在錐齒輪上而不壓在軸的端面上，故6-7段的長(zhǎng)度應(yīng)略小于58mm，則取。4 軸承端蓋的寬度為18mm，為滿足軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋外斷面與半聯(lián)軸器右端面間的距離為，則2-3軸段長(zhǎng)度為。為使軸的結(jié)構(gòu)

20、緊湊，同時(shí)滿足支承剛度要求，則取4-5段長(zhǎng)度為。（3）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸與軸的周向定位采用平鍵連接。根據(jù)1-2段的直徑和長(zhǎng)度，查機(jī)械設(shè)計(jì)中表6-1，得半聯(lián)軸器周向定位的平鍵尺寸為：，同理可查得齒輪周向定位的平鍵的尺寸為：。6.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算由軸的功率,轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩；6.2.1 求作用在齒輪上的力1 大圓錐齒輪圓周力：軸向力：徑向力：2 小圓柱斜齒輪為使圓柱斜齒輪所受的軸向力與圓錐齒輪的軸向力抵消一部分，則取小斜齒輪的輪齒為右旋，所受到的力有：圓周力：軸向力：徑向力：6.2.2 初步確定軸的最小直徑先按式初估軸的最小直徑。選軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），查機(jī)械設(shè)計(jì)中表15-3，取，則由軸

21、的結(jié)構(gòu)可知，軸的最小直徑處是安裝軸承的直徑和，考慮到該軸所受徑向力較大，故該軸的最小直徑應(yīng)稍微取大一些，于是取。3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 擬定軸的結(jié)構(gòu)。（2） 根據(jù)軸向定位要求確定軸各段直徑和長(zhǎng)度1 初選軸承因?yàn)檩S同時(shí)受到徑向力和軸向力，故選用能承受一定軸向了的角接觸球軸承，參照工作要求，并根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中表12.2，取7307AC型角接觸球軸承，其尺寸為,安裝尺寸。左端軸承的左端面用軸承端蓋定位，右端面用擋油環(huán)定位，擋油環(huán)左端凸臺(tái)大徑，；右端凸臺(tái)大徑為；右端軸承右端面用軸承端蓋定位，左端面用擋油環(huán)定位，擋油環(huán)左端凸臺(tái)大徑為,右端凸臺(tái)大徑為。兩個(gè)擋油環(huán)的寬度。2 2-3和4-5兩軸段

22、用于安裝齒輪，2-3安裝圓錐齒輪，圓錐齒輪的輪轂寬度為L(zhǎng)=40mm,圓錐齒輪左端面用擋油環(huán)定位，右端用軸肩定位，為使擋油環(huán)只壓在齒輪上，而不壓在軸肩上,則2-3軸段的直徑應(yīng)較擋油環(huán)凸臺(tái)大徑小，則??；且2-3軸段長(zhǎng)度應(yīng)略小于圓錐齒輪輪轂寬度，則取長(zhǎng)度為；同理，4-5軸段安裝圓柱斜齒輪，圓柱斜齒輪輪轂長(zhǎng)度為，左端用軸肩定位，右端用擋油環(huán)定位，為使擋油環(huán)只壓在齒輪上，而不壓在軸肩上,則4-5軸段的直徑應(yīng)較擋油環(huán)凸臺(tái)大徑小，則取，且4-5軸段長(zhǎng)度應(yīng)略小于圓柱斜齒輪輪轂寬度，則取長(zhǎng)度為。3 兩齒輪間軸肩為定位軸肩，軸肩高為，取，則，兩齒輪間的距離，取，則有。4 由以上尺寸可知。5 箱體兩內(nèi)壁間的距離。（

23、3）軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。根據(jù)2-3段的直徑和長(zhǎng)度，查機(jī)械設(shè)計(jì)中表6-1，得大圓錐齒輪周向定位的平鍵尺寸為：，同理可查得4-5軸段圓柱斜齒輪周向定位的平鍵的尺寸為：。6.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算由軸的功率,轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩；6.3.1 求作用在大圓柱斜齒輪上的力（大圓柱斜齒輪輪齒旋向?yàn)樽笮﹫A周力：軸向力：徑向力：6.3.2 初步確定軸的最小直徑先按式初估軸的最小直徑。選軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），查機(jī)械設(shè)計(jì)中表15-3，取，則由軸的結(jié)構(gòu)可知，軸的最小直徑處是安裝聯(lián)軸器的直徑，為使所選軸的直徑與聯(lián)軸器孔相適應(yīng)，故需同時(shí)選擇聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計(jì)中表14-1，取,則

24、按計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中表13.2，選用GY6型凸緣聯(lián)軸器，Y型孔，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩，半聯(lián)軸器孔徑，故取軸徑，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度。6.3.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸的結(jié)構(gòu)。（2）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1 為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，7-8軸段左端需要制一軸肩，定位軸肩的高度取，故取6-7段直徑可??；7-8段右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D1=50mm，半聯(lián)軸器與軸配合的輪轂孔長(zhǎng)，為保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故7-8段的長(zhǎng)度應(yīng)比L略短，則取。2 因?yàn)?-2和5-6軸段安裝軸承，為便于軸承的拆裝，提高軸的工藝性，則在5-6軸

25、段的右端應(yīng)制作一軸肩，軸肩高度取，則有，且。3 初選軸承。因?yàn)檩S同時(shí)受到徑向力和軸向力，故選用角接觸球軸承，參照工作要求，并根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中表12.2，取7209AC型角接觸球軸承，其尺寸為,安裝尺寸。4 兩軸承軸向定位，左邊軸承左端用軸承端蓋定位，右端用擋油環(huán)定位，擋油環(huán)的寬度，左端面凸臺(tái)大徑為，且；右端面凸臺(tái)大徑為58mm；右邊軸承右端用軸承端蓋定位，左端用擋油環(huán)定位，擋油環(huán)寬度，且擋油環(huán)右端凸臺(tái)大徑均為52mm，綜合以上結(jié)果可得，。2-3軸段用于安裝大圓柱斜齒輪，圓柱斜齒輪的輪轂長(zhǎng)度L=64mm，圓柱斜齒輪的左端用擋油環(huán)固定，擋油環(huán)寬度為21mm，圓柱斜齒輪右端用軸肩定位，為使

26、擋油環(huán)只壓在齒輪上，而不壓在軸肩上,則2-3軸段的直徑應(yīng)較擋油環(huán)凸臺(tái)大徑小，則取，且2-3軸段長(zhǎng)度應(yīng)略小于圓柱斜齒輪輪轂寬度，則取長(zhǎng)度為。5 3-4軸段為定位軸肩，所以軸肩高，取，則3-4軸段直徑，長(zhǎng)度一般為，取。6 軸承端蓋的寬度為26mm，為滿足軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋外斷面與半聯(lián)軸器右端面間的距離為，則6-7軸段長(zhǎng)度為。7 為使軸上零件能夠得到正確的安裝位置，及同軸的相互協(xié)調(diào)，需要用4-5軸段來(lái)保證，其直徑取為，根據(jù)軸所確定箱體內(nèi)壁間距離為得，軸在箱體內(nèi)的部分軸總長(zhǎng)度也應(yīng)該為140mm，根據(jù)其他軸段的尺寸可以計(jì)算出4-5軸段的長(zhǎng)度為：。（3）軸上零件的周向定位齒

27、輪、半聯(lián)軸與軸的周向定位采用平鍵連接。根據(jù)2-3段的直徑和長(zhǎng)度，查機(jī)械設(shè)計(jì)中表6-1，齒輪周向定位的平鍵尺寸為：，同理可查得半聯(lián)軸器周向定位的平鍵的尺寸為：。7. 軸及各軸上軸承的強(qiáng)度校核7.1 軸及與之配合的軸承的強(qiáng)度校核7.1.1 軸的強(qiáng)度校核1 軸的力學(xué)模型圖已知：，小錐齒輪分度圓直徑。2 做出彎矩圖和扭矩圖（如上圖）AFNH1FNH2Ft1BCT1Tc3 求作用在軸上支反力和彎矩 水平面支反力：水平面彎矩：FNV2ABCFNV1FNa1FNa2Fr1Fa1Ma1垂直面支反力：垂直面彎矩：總彎矩：4 求作用在軸上的扭矩5 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由彎扭圖知，取受彎扭最大的截面進(jìn)行校核，

28、并用進(jìn)行校核。式中取，軸的計(jì)算應(yīng)力查機(jī)械設(shè)計(jì)中表15-1得，45調(diào)質(zhì)鋼的許用應(yīng)力。因此，故安全。7.1.2 軸承的強(qiáng)度校核1 求兩軸承受到的徑向載荷和由軸的計(jì)算可知，軸承水平面上及垂直面上所受到的力分別為：,2 求兩軸承的計(jì)算軸向力和對(duì)7208C型軸承，軸承派生軸向力，e值由的大小來(lái)確定，但因?yàn)槲粗?，則初選，因此可估算所以有則左邊軸承被“壓緊”，右邊軸承被“放松”則對(duì)7208C型軸承有,則用插值法計(jì)算、 兩次計(jì)算值相差不大，則確定，。3 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷，則查機(jī)械設(shè)計(jì)中表13-6得，徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y為對(duì)左邊軸承 ，對(duì)右邊軸承 , 因軸承轉(zhuǎn)動(dòng)中有中等沖擊載荷，查機(jī)械設(shè)計(jì)中表13-6

29、，取。則4 驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?，所以按右邊軸承的受力大小驗(yàn)算所以，所選軸承滿足壽命要求。7.2 軸及與之配合的軸承的強(qiáng)度校核7.2.1 軸的強(qiáng)度校核1 軸的力學(xué)模型圖已知：，；，；大錐齒輪分度圓直徑，小圓柱斜齒輪分度圓直徑。2 做出彎矩圖和扭矩圖（如上圖）3 求作用在軸上支反力和彎矩FNH1FNH2Ft3Ft2 水平面支反力：水平面彎矩：Fr3FNa1FNa2FNV2CDFa3Fr2Fa2FNV1BA垂直面支反力：垂直面彎矩：總彎矩：4 求作用在軸上的扭矩T2T3BCDA5 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由彎扭圖知，取受彎扭最大的截面進(jìn)行校核，并用進(jìn)行校核。式中取，軸的計(jì)算應(yīng)力查機(jī)械設(shè)計(jì)中表15-1

30、得，45調(diào)質(zhì)鋼的許用應(yīng)力。因此，故安全。7.2.2 軸承的強(qiáng)度校核1 求兩軸承受到的徑向載荷和由軸的計(jì)算可知，軸承水平面上及垂直面上所受到的力分別為：,2 求兩軸承的計(jì)算軸向力和對(duì)7307AC型軸承，軸承派生軸向力，因此可估算因?yàn)樗杂袆t左邊軸承被“壓緊”，右邊軸承被“放松”則3 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷，則查機(jī)械設(shè)計(jì)中表13-6得，徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y為對(duì)左邊軸承 ，對(duì)右邊軸承 , 因軸承轉(zhuǎn)動(dòng)中有中等沖擊載荷，查機(jī)械設(shè)計(jì)中表13-6，取。則4 驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?，所以按右邊軸承的受力大小驗(yàn)算所以，所選軸承滿足壽命要求。7.3 軸及與之配合的軸承的強(qiáng)度校核7.3.1 軸的強(qiáng)度校核1 軸的力學(xué)模

31、型圖已知：，；圓柱斜齒輪分度圓直徑。2 做出彎矩圖和扭矩圖（如上圖）3 求作用在軸上支反力和彎矩FNH1FNH2Ft4水平面支反力：水平面彎矩：FNV1FNV2Fr4ABCDFa4垂直面支反力：垂直面彎矩：總彎矩：6 求作用在軸上的扭矩T2T3BCDA7 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由彎扭圖知，取受彎扭最大的截面進(jìn)行校核，并用進(jìn)行校核。式中取，軸的計(jì)算應(yīng)力查機(jī)械設(shè)計(jì)中表15-1得，45調(diào)質(zhì)鋼的許用應(yīng)力。因此，故安全。2. 軸承的強(qiáng)度校核1 求兩軸承受到的徑向載荷和由軸的計(jì)算可知，軸承水平面上及垂直面上所受到的力分別為：,2 求兩軸承的計(jì)算軸向力和對(duì)7209AC型軸承，軸承派生軸向力，因此可估算所

32、以有則左邊軸承被“放松”，右邊軸承被“壓緊”則3 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷，則查機(jī)械設(shè)計(jì)中表13-6得，徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y為對(duì)左邊軸承 ， 對(duì)右邊軸承 , 因軸承轉(zhuǎn)動(dòng)中有中等沖擊載荷，查機(jī)械設(shè)計(jì)中表13-6，取。則4 驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)椋园从疫呡S承的受力大小驗(yàn)算所以，所選軸承滿足壽命要求。8.鍵的選擇及強(qiáng)度校核8.1 軸上聯(lián)軸器連接鍵的選擇及校核8.1.1 鍵的選擇及參數(shù)選擇普通平鍵，圓頭。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中表11.28得當(dāng)時(shí)，應(yīng)選用鍵，（GB/T 1096-2003），鍵長(zhǎng)。轉(zhuǎn)矩，接觸長(zhǎng)度為。8.1.2許用擠壓應(yīng)力校核故滿足條件。8.2 軸上小錐齒輪連接鍵的選擇及校核8.2.1 鍵的

33、選擇及參數(shù)選擇普通平鍵，圓頭。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中表11.28得當(dāng)時(shí)，應(yīng)選用鍵，（GB/T 1096-2003），鍵長(zhǎng)。轉(zhuǎn)矩，接觸長(zhǎng)度為。8.2.2 許用擠壓應(yīng)力校核故滿足條件。8.3 軸上大錐齒輪連接鍵的選擇及校核8.3.1 鍵的選擇及參數(shù)選擇普通平鍵，圓頭。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中表11.28得當(dāng)時(shí)，應(yīng)選用鍵，（GB/T 1096-2003），鍵長(zhǎng)。轉(zhuǎn)矩，接觸長(zhǎng)度為。8.3.2 許用擠壓應(yīng)力校核故滿足條件。8.4 軸上小斜齒輪連接鍵的選擇及校核8.4.1 鍵的選擇及參數(shù)選擇普通平鍵，圓頭。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中表11.28得當(dāng)時(shí)，應(yīng)選用鍵，（GB/T 1096-2003），鍵長(zhǎng)。轉(zhuǎn)矩，接觸長(zhǎng)度為

34、。8.4.2 許用擠壓應(yīng)力校核故滿足條件。8.5 軸上大斜齒輪連接鍵的選擇及校核8.5.1鍵的選擇及參數(shù)選擇普通平鍵，圓頭。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中表11.28得當(dāng)時(shí)，應(yīng)選用鍵，（GB/T 1096-2003），鍵長(zhǎng)。轉(zhuǎn)矩，接觸長(zhǎng)度為。8.5.2 許用擠壓應(yīng)力校核故滿足條件。8.6 軸上聯(lián)軸器連接鍵的選擇及校核8.6.1 鍵的選擇及參數(shù)選擇普通平鍵，圓頭。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中表11.28得當(dāng)時(shí)，應(yīng)選用鍵，（GB/T 1096-2003），鍵長(zhǎng)。轉(zhuǎn)矩，接觸長(zhǎng)度為。8.6.2 許用擠壓應(yīng)力校核故滿足條件。9.箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算9.1 箱體的結(jié)構(gòu)和形式和材料采用下置剖分式圓柱圓錐減速器鑄造箱體，材料為HT2

35、00。9.2 箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系名稱(chēng)符號(hào)二級(jí)錐齒輪減速器尺寸關(guān)系機(jī)座壁厚機(jī)蓋壁厚機(jī)座凸緣厚度機(jī)蓋凸緣厚度機(jī)座底凸緣厚度地腳螺釘直徑地腳螺釘數(shù)目軸承旁連接螺栓直徑，取機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑取連接螺栓的間距軸承端蓋螺釘直徑取窺視孔蓋螺釘直徑取定位銷(xiāo)直徑取、至外機(jī)壁距離、至凸緣距離、軸承旁凸臺(tái)半徑凸臺(tái)高度外機(jī)壁至軸承座端面距離取內(nèi)機(jī)壁至軸承座端面距離取齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離取機(jī)蓋、機(jī)座肋厚軸承端蓋凸緣厚度取軸承旁連接螺栓距離10.小型標(biāo)準(zhǔn)件的選擇10.1 螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇 考慮到減速器的工作條件，后續(xù)箱體附件的結(jié)構(gòu)，以及其他因素的影響選用選擇標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)數(shù)量（個(gè)）螺栓GB/T 5872-2000

36、 螺栓GB/T 5873-2000A螺釘GB/T 5783-2000A螺母GB/T 6170-2000螺母GB/T 6170-2000AM12x40 M10x110 M8x35M6x35M6x25M6x20M4x15 M10M8410362416102*其他參見(jiàn)裝配圖10.2 其他附件的選擇選擇標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)數(shù)量（個(gè)）墊圈GB/T 93-1987墊片 調(diào)整墊片銷(xiāo)GB/T 5873-2000油標(biāo)尺螺塞ZB 71-1962毛氈圈FZ/T 92010-1991擋圈GB/T 892-1986窺視孔蓋及通氣器1210864石棉橡膠紙08F 5x40M12M20x1.53542B45410231426組2111111*其他詳見(jiàn)裝配圖11.減速器的結(jié)構(gòu)、密封和潤(rùn)滑11.1 減速器的結(jié)構(gòu)本課題所設(shè)計(jì)的是二級(jí)圓柱圓錐齒輪減速器，其基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在參照裝配圖的基礎(chǔ)上完成的，該減速器主要