畢業(yè)設(shè)計(jì)齒輪減速器設(shè)計(jì)與三維建模

1、齒輪減速器設(shè)計(jì)與三維建模摘 要本文在對(duì)二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，利用Pro/E軟件建立了減速器的三維實(shí)體模型并進(jìn)行虛擬裝配，其重點(diǎn)是關(guān)鍵部件斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化建模過(guò)程。最后對(duì)該模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，給輸入軸一定轉(zhuǎn)速，由仿真分析得出中間軸和輸出軸轉(zhuǎn)速，并將仿真結(jié)果與理論計(jì)算進(jìn)行對(duì)比，從而驗(yàn)證該結(jié)構(gòu)的有效性和可行性。本文主要從以下幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行齒輪減速器的設(shè)計(jì)：第一，合理的傳動(dòng)裝置總體的設(shè)計(jì)，了解機(jī)械傳動(dòng)裝置的原理及參數(shù)搭配，為設(shè)計(jì)各級(jí)傳動(dòng)件和裝配草圖提供依據(jù)。第二，傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算及齒輪、軸、滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)選擇與校正，為進(jìn)行裝配草圖的設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。第三，減速器結(jié)構(gòu)及其

2、附件的設(shè)計(jì)以便提高效率、降低成本，使維修簡(jiǎn)單。第四，減速器裝配圖和零件工作圖的設(shè)計(jì)以便進(jìn)行機(jī)器裝配、調(diào)試及維護(hù)。關(guān)鍵詞： 齒輪減速器； 箱體； 機(jī)械傳動(dòng)裝置； 原理及參數(shù)； 設(shè)計(jì)； 運(yùn)動(dòng)分析； Pro/E Gear reducer design with three dimensional modeling Abstract  This paper is based on the design of mechanical design course teaching 

3、;practice in two-stage helical gear reducer on the basis of further optimization, using Pro/E software to establish a three-dimensional model reducer and the virtual assembly, 

4、;focusing on key components of the process of parametric modeling gear. Finally, kinematic simulation of the model, some given input shaft speed, obtained by the simulation

5、60;speed intermediate shaft and output shaft, the simulation results will be compared with the theoretical calculation, to verify the effectiveness and feasibility of the structure

6、.   This article is mainly from the following aspects to a cylindrical gear reducer design:First,reasonable gear design,understanding the mechanical transmission principle and parameter matching design levels,transmission parts and Assembly Sketches provide a basis.In Second, design and ca

7、lculation of transmission parts, gear, shaft, bearing, coupling design choices and correction, to prepare for the design of the assembly drawing.Third, the design of gear reducer structure and its accessories in order to improve efficiency, reduce cost, make the maintenance easy.Fourth, the design o

8、f the reducer assembly drawing and parts working drawing for machine assembly, commissioning and maintenance.Keywords:  Gear reducer； Casing； A mechanical transmission device； Principle and Parameter； Design；   Kinematics Analysis； Pro/E目 錄1 緒 論.11.1 選題背景.11.2 選題意義.11.3 減速器的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

9、及發(fā)展趨勢(shì).21.4 減速器的分類及載荷分類.31.5 設(shè)計(jì)的主要工作.41.6 設(shè)計(jì)的總結(jié)及展望未來(lái).42 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì).62.1 傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖.62.2 設(shè)計(jì)任務(wù).62.3 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案.62.4 電機(jī)的選擇.62.4.1 選擇電機(jī)的類型.72.4.2 確定電動(dòng)機(jī)功率.72.4.3 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速.72.5 傳動(dòng)比的分配及轉(zhuǎn)動(dòng)校核.82.6 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算.82.7 V帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì).92.8 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì).112.8.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì).112.8.2 低速齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).162.9 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì).202.9.1 高速軸的設(shè)計(jì).202.9.2 中間軸的設(shè)計(jì)

10、.232.9.3 低速軸的設(shè)計(jì).302.10 滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算.332.11 平鍵聯(lián)接的選用和計(jì)算.342.12 聯(lián)軸器的選擇計(jì)算.352.13 箱體及其附件的設(shè)計(jì)選擇.352.14 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì).363 三維建模.373.1 軸的設(shè)計(jì).373.2 鍵的設(shè)計(jì).383.3 齒輪的設(shè)計(jì).383.4 裝配圖的設(shè)計(jì).39總 結(jié).40參 考 文 獻(xiàn).41致 謝.42附錄1 外文參考文獻(xiàn)(譯文).43附錄2 外文參考文獻(xiàn)(原文).481 緒 論1.1 選題背景減速器其實(shí)已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常的廣泛。其一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動(dòng)設(shè)備，把電動(dòng)機(jī)，內(nèi)燃機(jī)或其它高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過(guò)減速器的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪

11、嚙合輸出軸上的大齒輪來(lái)達(dá)到減速的目的。隨著現(xiàn)代工業(yè)突飛猛進(jìn)地發(fā)展，一般的速度已經(jīng)無(wú)法滿足快速工業(yè)生產(chǎn)的要求，于是就開(kāi)發(fā)了利用減速器的傳輸機(jī)生產(chǎn)線，它能夠很好的提高作業(yè)人員和設(shè)備工裝的效率，有效的降低成本，提高生產(chǎn)能力。然而，傳輸機(jī)生產(chǎn)線的傳送速度就是依靠減速器來(lái)實(shí)現(xiàn)快慢控制的。傳輸機(jī)生產(chǎn)線的裝置最常用的就是螺旋傳輸機(jī)傳動(dòng)裝置中的以及圓柱齒輪減速器。減速器是一種由封閉在箱內(nèi)的齒輪、渦輪、蝸桿等組成的傳動(dòng)裝置，是將電動(dòng)機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到我們所需要的回轉(zhuǎn)數(shù)。其可以很好的實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞，獲得某一速度和獲得較大的扭矩，效率十分之高，非常之準(zhǔn)確可靠。目前在大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛，幾乎在各式機(jī)械的傳動(dòng)系

12、統(tǒng)中都可以見(jiàn)到它的蹤跡。隨著工業(yè)快速的發(fā)展和工廠自動(dòng)化程度的日益加劇，減速器的需求量也會(huì)大大增長(zhǎng)。然而，二級(jí)齒輪減速器又是各式各樣減速器中的典型代表，在這種背景下我們選擇了二級(jí)齒輪減速器的設(shè)計(jì)具有重要性。1.2 選題的意義本論文主要內(nèi)容是對(duì)二級(jí)齒輪減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，是對(duì)我們即將畢業(yè)走向工作崗位的有一次全面的、規(guī)范的機(jī)械設(shè)計(jì)能力的綜合訓(xùn)練。畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的主要意義(1)通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們運(yùn)用機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械CAD等有關(guān)課程知識(shí)，起到鞏固、深化、融會(huì)貫通及擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面知識(shí)的作用。(2)通過(guò)對(duì)二級(jí)齒輪減速器的設(shè)計(jì)，使我們掌握了機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的一般設(shè)計(jì)步驟和方

13、法，培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想及獨(dú)立、全面科學(xué)的工程分析與設(shè)計(jì)能力。(3)夠提高我們查找和翻閱設(shè)計(jì)資料的能力以及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的能力。1.3 減速器的過(guò)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)20世紀(jì)70年代末以來(lái)，世界減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展。產(chǎn)品發(fā)展的總趨勢(shì)是小型化、高速化、低噪音和高可靠性；技術(shù)發(fā)展中最引人注目的就是硬齒面技術(shù)、功率分支技術(shù)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)。對(duì)于通用減速器而言，除了普遍采用硬齒面技術(shù)外，模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)成為其發(fā)展的一個(gè)主要方向。它旨在追求高性能的同時(shí)，盡可能減少零件及毛坯的品種規(guī)格和數(shù)量，以便于組織生產(chǎn)、形成批量、降低成本、獲得規(guī)模效益。同時(shí)，利用基本零件，增加

14、產(chǎn)品的形式和花樣，盡可能多地開(kāi)發(fā)實(shí)用的變型設(shè)計(jì)或派生系列產(chǎn)品，如由一個(gè)通用系列派生出多個(gè)專用系列；擺脫了傳統(tǒng)的單一有底座實(shí)心軸輸出的安裝方式，增添了空心軸輸出的無(wú)底座懸掛式、浮動(dòng)支撐底座、電動(dòng)機(jī)與減速器一體式連接、多方位安裝面等不同形式，擴(kuò)大了使用范圍。促使減速器水平提高的主要因素還有：(1)理論知識(shí)更完善、更接近實(shí)際（如齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法、變形計(jì)算、修形技術(shù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、齒根圓滑過(guò)渡、新齒型、新結(jié)構(gòu)等）。(2)齒輪和軸材料普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，材料和熱處理質(zhì)量控制水平提高。(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理。(4)齒輪加工精度提高到GB/T 10095.1-2008的4到6級(jí)。(5)箱體的剛度和加工

15、精度提高。(6)軸承質(zhì)量和壽命提高。(7)采用含添加劑的工業(yè)齒輪油，潤(rùn)滑油質(zhì)量提高。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)陸續(xù)引進(jìn)先進(jìn)加工裝備，通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和科研攻關(guān)，開(kāi)始掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度都有較大的提高，通用圓柱齒輪的制造精度可以從JB179-1960的8-9級(jí)提高到GB/T 10095.1-2001的6級(jí)。目前我國(guó)已經(jīng)可設(shè)計(jì)制造2800KW的水泥磨減速器、1700mm軋鋼機(jī)各種減速器。20世紀(jì)80年代末到90年代初，我國(guó)相繼制定了近100個(gè)齒輪和蝸桿減速器的標(biāo)準(zhǔn)，研制了許多新型減速器，大體上實(shí)現(xiàn)了通用減速器的更新?lián)Q代。許多產(chǎn)品達(dá)到

16、了20世紀(jì)80年代的國(guó)際水平。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(dòng)效率和可靠性有了大幅度的提高，對(duì)節(jié)能和提高主機(jī)的總體水平起到了明顯的作用，為發(fā)展我國(guó)的機(jī)械產(chǎn)品做出了貢獻(xiàn)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代中后期，國(guó)外又陸續(xù)推出了更新?lián)Q代的減速器，不但更突出了模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，而且在承載能力、總體水平、外觀質(zhì)量方面又有明顯提高。而這方面差距，我們的對(duì)策應(yīng)該是：(1)有條件的企業(yè)應(yīng)該瞄準(zhǔn)國(guó)際最先進(jìn)的水平，盡快研究開(kāi)發(fā)面向21世紀(jì)的新產(chǎn)品。要研究出更好的模塊化設(shè)計(jì)方法，以形成較大的批量，求得規(guī)模效益?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)有的企業(yè)已經(jīng)發(fā)開(kāi)了這類產(chǎn)品。(2)研究、開(kāi)發(fā)、推廣成本較低而承載能力又能

17、接近硬齒面的中齒面滾齒的新齒形和新結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)多年來(lái)使用行之有效的雙圓弧齒輪、三環(huán)減速器和已成功應(yīng)用的點(diǎn)線嚙合齒輪等技術(shù)，應(yīng)不斷完善，大力推廣。(3)加快漸開(kāi)線行星齒輪減速器的更新?lián)Q代，擴(kuò)大其市場(chǎng)占有率。(4)產(chǎn)品的發(fā)展應(yīng)著重提高內(nèi)在質(zhì)量，嚴(yán)格控制材料熱處理、幾何加工精度和裝配試驗(yàn)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，以提高產(chǎn)品的可靠性和無(wú)重大故障的工作壽命。企業(yè)應(yīng)制定高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。(5)改進(jìn)外觀設(shè)計(jì)和涂漆質(zhì)量，杜絕滲油漏油現(xiàn)象。(6)提高配套件（如潤(rùn)滑冷卻裝置、風(fēng)扇、逆止器、液壓泵、制動(dòng)器等）的質(zhì)量。隨著社會(huì)的發(fā)展，應(yīng)不斷開(kāi)發(fā)出新結(jié)構(gòu)、新類型的產(chǎn)品，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求。1.4 減速器的分類及載荷分

18、類我們工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中其類型眾多，一般按傳動(dòng)裝置的類型可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、圓柱-圓錐齒輪減速器、蝸桿減速器、齒輪-蝸桿減速器、行星齒輪減速器等，按照傳動(dòng)級(jí)數(shù)又可以將其分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)減速器等。圓柱齒輪減速器：?jiǎn)渭?jí)、二級(jí)、二級(jí)及以上二級(jí)。布置形式：展開(kāi)式、分流式、同軸式。圓錐齒輪減速器：用于輸入軸和輸出軸位置成相交的場(chǎng)合。蝸桿減速器：主要用于傳動(dòng)比i10的場(chǎng)合，傳動(dòng)比較大時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點(diǎn)是效率低。齒輪-蝸桿減速器：若齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)，則結(jié)構(gòu)緊湊；若蝸桿在高速級(jí)，則效率較高。行星齒輪減速器：傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比廣泛，傳動(dòng)效率12W50000KW，體積小和重量小。聯(lián)接的工作機(jī)載荷

19、狀態(tài)比較復(fù)雜，對(duì)減速器的影響很大，是減速器選用及計(jì)算的重要因素，減速器的載荷狀態(tài)即工作機(jī)的載荷狀態(tài)，通常分為三類：均勻載荷、等沖擊載荷、沖擊載荷。1.5 設(shè)計(jì)的主要工作我們?cè)诘弥厴I(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)，我們通過(guò)查閱資料才明白本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是圓柱齒輪減速器，它是一個(gè)機(jī)械傳動(dòng)裝置，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容一般包括五個(gè)方面。第一部分：傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)，其主要包括傳動(dòng)方案的分析與擬定、選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)、計(jì)算分析傳動(dòng)比、合理分配各級(jí)傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)等，為計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)件做準(zhǔn)備條件。第二部分：傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算及齒輪、軸、滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)選擇與校正，這些工作是為進(jìn)行裝配草圖的設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。第三部分：減速

20、器結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì)及選擇潤(rùn)滑和密封方式。第四部分：繪制減速器裝配圖及繪制零件工作圖。第五部分：編寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯。1.6 設(shè)計(jì)的總結(jié)及展望未來(lái)在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣是巨大的，可謂受益匪淺。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我們掌握了機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械裝置的一般設(shè)計(jì)方法和步驟，也提高了我們機(jī)械設(shè)計(jì)的基本能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心。而且大大提高了動(dòng)手能力，使我們充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。本次設(shè)計(jì)不僅是對(duì)我們大二所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己機(jī)械

21、設(shè)計(jì)能力的一種綜合訓(xùn)練，是培養(yǎng)我們分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們對(duì)之前所學(xué)知識(shí)起到了鞏固、深化、融匯貫通的作用，使我們樹(shù)立了正確的設(shè)計(jì)思想。 2 傳送裝置的總體設(shè)計(jì)2.1 傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖圖2-1傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖2.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 已知玉樹(shù)帶有效拉力F=7500N，帶速v=0.5m/s，滾筒直徑370mm，載荷平穩(wěn)，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，電源為三項(xiàng)交流電（220V/380V）。傳動(dòng)方案按上圖設(shè)計(jì)，請(qǐng)完成各部分選型與設(shè)計(jì)計(jì)算。2.3 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案(1)組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。(2)特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。

22、(3)確定傳動(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)效率大，將V帶設(shè)置在高速級(jí)。(4)選擇V帶傳動(dòng)和二級(jí)圓柱斜齒輪減速器（展開(kāi)式）。2.4 電機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)兩種，在工廠里面一般采用三相交流電。交流電動(dòng)機(jī)又分為同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)兩類。2.4.1 選擇電機(jī)的類型按工作要求及條件選用三項(xiàng)籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V。2.4.2 確定電動(dòng)機(jī)功率電動(dòng)機(jī)功率的選擇合不合理，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能都有一定的影響。假如所選擇的電動(dòng)機(jī)功率比工作時(shí)電動(dòng)機(jī)功率要小，就不能保證工作機(jī)正常工作，如果選擇功率過(guò)大，這就導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的制造復(fù)雜，價(jià)格不再低廉，傳動(dòng)能力又不能得到很充分的利用

23、。因此在此設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要選擇合適且合理的電動(dòng)機(jī)功率。電機(jī)所需要工作功率為：Pw=Fv1000=3.75 KW (2-1)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率=1234 (2-2)機(jī)構(gòu)V帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)滾動(dòng)軸承(一對(duì))聯(lián)軸器卷筒傳動(dòng)效率0.920.980.980.990.96符號(hào)12345所以=13232245 =0.92×0.98×0.98×0.98×0.98×0.98×0.96×0.99 =0.82其中齒輪為8級(jí)精度等級(jí)油潤(rùn)滑 所以Pd=Pw=4.57KW2.4.3 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒工作轉(zhuǎn)速nw=60×1000VD=60×1

24、000×0.53.14×370=25.8 rmin (2-3)二級(jí)減速器的傳動(dòng)比為7.150所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍339.42390通過(guò)比較，選擇型號(hào)為Y132S-4 其主要參數(shù)如下：電動(dòng)機(jī)額定功率P電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm電動(dòng)機(jī)伸出端直徑電動(dòng)機(jī)伸出端安裝長(zhǎng)度5.5KW1440（rmin）38mm80mm2.5 傳動(dòng)比的分配及轉(zhuǎn)動(dòng)校核由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速nw，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為 i=nmnw=144025.8=55.8 (2-4)選擇帶輪傳動(dòng)比i1=3,一級(jí)齒輪傳動(dòng)比i2=3.7,二級(jí)齒輪傳動(dòng)比i3=2.92.6 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算(1)各軸

25、輸入功率0軸（電動(dòng)機(jī)）輸入功率：p0=p額=5.5KW1軸（高速軸）輸入功率：p1=p01=5.5×0.92=5.06KW2軸（中間軸）的輸入功率：p2=p0123=5.5×0.92×0.98×0.98=4.86KW3軸（低速軸）的輸入功率：p3=p012233=5.5×0.92×0.98×0.98×0.98×0.98=4.67KW4軸（卷筒軸）的輸入功率：p4=p012223345=5.5×0.92×0.98×0.98×0.98×0.98×0.

26、98×0.96×0.99=4.48KW(2)各軸輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算:0軸（電動(dòng)機(jī)）的輸入轉(zhuǎn)矩：T0=95.5×105×p0n0=95.5×105×5.5/1440=36.47×1031軸（高速軸）的輸入轉(zhuǎn)距：T1=95.5×105×P1n1=95.5×105×5.06/480=100.67×1032軸（中間軸）的輸入轉(zhuǎn)矩：T2=95.5×105×P2n2=95.5×105×4.86/129.73=357.66×1033軸（低速軸）

27、的輸入轉(zhuǎn)距：T3=95.5×105×P3n3=95.5×105×4.67/44.73=986.38×1034軸（卷筒軸）的輸入轉(zhuǎn)矩：T4=95.5×105×P4n4=95.5×105×4.4844.73=957.35×103軸編號(hào)名稱轉(zhuǎn)速（rmin）轉(zhuǎn)矩/(N·MM)功率/KW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸14403.647×1045.5高速軸4801.0067×1055.06中間軸129.43.5766×1054.86低速軸44.739.8638×1054.67卷

28、筒軸44.739.5735×1054.482.7 V帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì)確定計(jì)算功率PC(1)由課表8-6 查得工作情況系數(shù)KA=1.2，故    Pca=KAPE=1.2×5.5=6.6 kw  (2-5)(2)選取窄V帶類型   根據(jù)Pca  n0   由課圖8-9 確定選用SPZ型。 (3)確定帶輪基準(zhǔn)直徑  由2表8-3和表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 dd1=80 mm 根據(jù)2式（8-15），

29、0;從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 dd2。  dd2=i×dd1=3×80=240 mm  (2-6)根據(jù)2表8-7  取dd2=250 mm 按2式（8-13）驗(yàn)算帶的速度  V=dd1n0/60×100=×80×1440/(60×100)=6.29 m/s<25m/s 帶的速度合適  (4)確定窄V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距     根據(jù)  0.7（dd1+dd2）<

30、a0<2（dd1+dd2） ，初步確定中心距 a0=500 mm     (2-7)根據(jù)2 式（8-20）計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度  Ld=2a0+/2（dd1+dd2）+(dd2-dd1)2/4a0=2×500+/2×（250+80）+(250-80)2/(4×500)=1532.55mm  由2表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1600 mm  按2式（8-12）計(jì)算實(shí)際中心距a  a=a0+ (Ld-Ld)/2=400+(1600-153

31、2.55)/2 =533.73  ( 2-8)(5)驗(yàn)算小帶輪包角1由2式（8-6）得 1=180°+（dd2-dd1）/a×57.5° =180°+（250-80）/533.73×57.5° =161.7°>120° 合適(6)求V帶根數(shù)ZZ=Pca/（p0+p）KaK1 (2-9)由n0=1440 r/min dd1=80mm i=3 查課表 8-5c和課表 8-5d得 P0=1.60kw p0=0.22kw查課表8-8 得 Ka=0.95 Kl=0.99 ,所以， Z=6.6/（1.6+0.2

32、2）×0.95×0.99=3.856 取Z=4 根(7)計(jì)算預(yù)緊力F0 F0=500Ra/VE(2.5/Ka-1)+qv2 (2-10)查課表 8-4 得 q=0.065 Kg/m，所以F0=500×6.6/(6.29×4)×（2.5/0.95-1）+0.065×6.292 = 550.3N(8)求作用在帶輪軸上的壓軸力Fp Fp=2ZF0sin（1/2) (2-11) =2×4×550.3×sin（161.7°/2) =4346.38N(9)帶的張緊、安裝與維護(hù)V帶工作一段時(shí)間后，會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)生變

33、形而松弛，使張緊力減小，傳動(dòng)能力下降。所以必須定期檢查，如發(fā)現(xiàn)張緊力不足則需要重新安裝。重新安裝的方法通常有調(diào)節(jié)中心距和采用張緊力。正確安裝、合理使用和妥善維修，是保證V帶傳動(dòng)正常工作及延長(zhǎng)V帶壽命的有效措施。一般需要注意一下幾點(diǎn)：V帶安裝時(shí)首先要縮小中心距，將V帶套入輪槽中，之后按初拉力進(jìn)行張緊。V帶類型，新舊不要混用。安裝時(shí)兩輪軸線必須要是平行的，并且兩帶輪相應(yīng)的V型槽的對(duì)稱平面應(yīng)該要重合的。帶傳動(dòng)不需要加潤(rùn)滑劑之類的東西且清理帶上的油污，帶不能在外暴曬。帶傳動(dòng)裝置長(zhǎng)時(shí)間不用的話，我們要將傳送帶放松，維護(hù)其壽命。2.8 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的類型很多，在本次設(shè)計(jì)中我們是按兩輪軸線的相對(duì)位

34、置和齒像可分為平面齒輪傳動(dòng)和空間齒輪傳動(dòng)。平面齒輪傳動(dòng)又分為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)、人字齒輪傳動(dòng)、內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)、曲線齒錐齒傳動(dòng)、準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)。2.8.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)選擇齒輪精度為7級(jí)，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,兩者材料硬度差為40HBS. 減速器采用圓柱斜齒輪傳動(dòng)，螺旋角初選為=14°，初選小齒輪齒數(shù)為22。那么大齒輪齒數(shù)為81。(1)由于減速器采用閉式傳動(dòng)，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)公式：d1t³2KT（da）×(U+1/U)(ZHZE/

35、H)2 (2-12) 確定公式中各參數(shù)，選Kt=1.6，ZH=2.433，1=0.765，2=0.945. =1+2 = 0.765+0.945 =1.710由表查的齒寬系數(shù)d=1.0查表的：材料彈性影響系數(shù) ZE=189.8 MPa1/2再按齒面硬度查得：小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1=590 MPA，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限:Hlim2=560 MPA由計(jì)算公式：N=60NijLn算出循環(huán)次數(shù)： N1=60×480×1×（2×8×8×300） =2.76×109 N2=N1/i=4.38×108由N1，N2

36、查得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1=0.94,KHN2=1.05計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1，失效概率1% H1=KHN1HLim1/S=0.94×590=554.6 MPA H2=KHN2HLim2/S=1.05×560=588MPA H=H1+H2/2=（554.6+588）/2=571.3 MPA(2)計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t，由計(jì)算公式得： d1t³2KT（da）×(U+1/U)(ZHZE/H)2 d1t³2×1.6×1.0067×105/1×1.71×（4.7/3.7）

37、5;(2.433×1.898/571.3)2 d1t53.87 mm d2=d1×i=199.32 mm計(jì)算小齒輪圓周速度：v=dn/（60×1000）=3.14×53.87×480/（60×1000） =1.35 m/s計(jì)算齒寬b及模數(shù)m b=d1td=1×53.87=53.87 mm (2-13) Mnt=d1tcos/Z1=53.87×cos14°/22=2.376 (2-14) 齒高：h=2.25mnt=2.25×2.376=5.346 mm B/h=53.87/5.346=10.08計(jì)

38、算縱向重合度：=0.318dZ1tan =0.318×1×22×tan14° =1.744計(jì)算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)KA=1又因?yàn)閂=1.35m/s 七級(jí)齒輪精度，查表得動(dòng)載荷系數(shù)KV=1.05查表得：KH的計(jì)算公式： KH=1.12+0.18（1+0.6d2)d2+0.23×10-3b (2-15) =1.12+0.18（1+0.6）+0.23×10-3×53.87 =1.42查表得: KF=1.33, KH=KF=1.2 公式: K=KAKVKHKH (2-16) =1×1.2×1.05×1

39、.42 =1.789再按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑： d1=d1t³k/KT=53.87³1.789/1.6=55.91mm計(jì)算模數(shù)：mn=d1cos/Z1=55.91×cos14°/22=2.466mm(3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)公式：mn ³2KTYcos2/dZ12×(YFYS/F) (2-17)確定計(jì)算參數(shù)： 計(jì)算載荷系數(shù)： K=KAKVKFKF =1×1.05×1.2×1.33 =1.676根據(jù)縱向重合度： =1.744，查表得螺旋角影響系數(shù)Y=0.88計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：ZV1=Z1/cos

40、3=22/cos314°=24.82 ZV2=Z2/cos3=81/cos314°=86.87查表10-5取齒形系數(shù)YF1=2.63,YF2=2.206查取應(yīng)力校正系數(shù) YS1=1.588 , YS2=1.777再由表查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限：FE1=500MPA,大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE2=380 MPA又查表的彎曲疲勞系數(shù)：KFN1=0.85 ,KFN2=0.9 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)： S=1.35 F1 =KFN1FE1/S=0.85×500/1.35=314.8 MPA F2 =KFN2FE2/S=0.9×380/1.35

41、=253.3 MPA 計(jì)算大、小齒輪的 YFYS/F， 并加以比較 YF1YS1/F1=1.588×2.63/314.8=0.01327 YF2YS2/F2=1.777×2.206/253.3=0.0155大齒輪的數(shù)值大，選用大齒輪YFYS/F=0.0155設(shè)計(jì)計(jì)算: mn ³2KTYcos2/dZ12×(YFYS/F) mn³2×1.676×1.0067×105×0.88×cos214°×0.0155/（1×222×1.744） mn1.725對(duì)比計(jì)算結(jié)

42、果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2mm，既滿足彎曲強(qiáng)度，但為了滿足接觸疲勞強(qiáng)度需要按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得分度圓直徑d1=53.87mm來(lái)計(jì)算齒數(shù)： Z1=d1cos/m=53.87×cos14°/2=26.1 (2-18) 取Z1=26 則Z2=iZ1=97(4)幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距： a=(Z1+Z2)m/（2cos）=（26+97）×2/（2×cos14°）=126.76mm 將中心距圓整為：127mm按圓整后中心距修正螺旋角： =arccos（Z1+Z2）m/2a=arccos(26

43、+97)×2/（2×127）=14.4°因 的值改變不大，所以參數(shù)，ZH等不必修正。計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑： d1=Z1M/cos=26×2/cos14.4°=53.69mm d2=Z2M/cos=97×2/cos14.4°=200.3mm計(jì)算齒輪寬度： b=dd1=1×53.69=53.69mm 取B2=54mm ，B1=60mm(5)高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 名稱計(jì)算公式結(jié)果/mm法面模數(shù)mn2面壓力角 n20°螺旋角14.4°分度圓直徑d153.69d2200.3齒頂圓直徑da1=d1+

44、2ha·mn=53.69+2×1×257.69da2=d2+2ha·mn=200.3+2×2204.3齒根圓直徑df1=d1-2hf·mn=53.69-2×1.25×248.69df2=d2-2hf·mn=53.69-2×2×1.25195.3中心距a=mn(Z1+Z2)/(2cos)=2×（22+81）/(2cos14.4°)127齒寬b2=b54b1=b2+(510)mm60(6)齒輪的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪由于直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)。代號(hào)結(jié)構(gòu)尺

45、寸計(jì)算公式結(jié)果/mm輪轂處直徑D1D1=1.6d=1.6×4572輪轂軸向長(zhǎng)LL=(1.21.5)dB54倒角尺寸nn=0.5mn1齒根圓處厚00=（2.54）mn8腹板最大直徑D0D0=df2-20216板孔分布圓直徑D2D2=0.5(D0+D1)144板孔直徑d1d1=0.25(D0-D1)35腹板厚CC=0.3b218 圖2-2齒輪剖面圖2.8.2 低速齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)已知n3129.73r/min   (2)選擇齒輪精度為7級(jí)，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,兩者材料硬度差為40HBS。減

46、速器采用圓柱斜齒輪傳動(dòng)，螺旋角初選為=14°  初選小齒輪齒數(shù)為28。那么大齒輪齒數(shù)為81。  (3)由于減速器采用閉式傳動(dòng)，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)公式：d3t³2KT（da）×(U+1/U)(ZHZE/H)2確定公式中各參數(shù)，選Kt=1.6，ZH=2.433，1=0.768，2=0.945. =1+2 = 0.768+0.945 =1.713由表查的齒寬系數(shù)d=1.0查表得：材料彈性影響系數(shù) ZE=189.8 MPa1/2再按齒面硬度查得：小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1=590 MPA，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限:Hlim2

47、=560 MPA由計(jì)算公式：N=60nijLn算出循環(huán)次數(shù)： N3=60×129.73×1×（2×8×8×300） =2.99×109 N4=N3/i=1×109再由N1，N2查得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1=0.90,KHN2=0.95計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1，失效概率1% H1=KHN1Hlim1/S=0.90×590=531MPA H2=KHN2Hlim2/S=0.95×560=532MPA H=H1+H2/2=（531+532）/2=531.5 MPA(4)計(jì)算小齒輪分度圓直

48、徑d3t，由計(jì)算公式得： d3t³2KT（da）×(U+1/U)(ZHZE/H)2 d3t³2×1.6×3.5766×105/1×1.713×（3.9/2.9）×(2.433×1.898/531.5)2 d3t87.86mm計(jì)算小齒輪圓周速度：v=dn/（60×1000）=3.14×87.86×129.73/(60×1000)=0.596 m/s計(jì)算齒寬b及模數(shù)m b=d3td=1×87.86=87.86 mm Mnt=d3tcos/Z=87.86×cos14°/28=3.04齒高：h=2.25Mnt