畢業(yè)設(shè)計(jì)盤磨機(jī)齒輪減速器的設(shè)計(jì)

1、常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告系別：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造班號(hào)：機(jī)制101班學(xué)生姓名：張鵬學(xué)生學(xué)號(hào)：11111111W題目：盤磨機(jī)齒輪減速器的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：王軍（大）設(shè)計(jì)地點(diǎn)：常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院起迄日期：2012.12-2013.5畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造班級(jí)機(jī)制101班姓名張鵬實(shí)踐單位名稱：實(shí)踐崗位名稱：崗位職責(zé)：崗位能力要求：一、課題名稱：盤磨機(jī)齒輪減速器的設(shè)計(jì)二、主要技術(shù)指標(biāo)（或基本要求）：該盤磨機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速n=50r/min,圓錐齒輪傳動(dòng)比i=4,電動(dòng)機(jī)功率P=7.5kw,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n1=1500r/min,每日工作八小時(shí)，傳動(dòng)工作年限為八年，

2、盤磨機(jī)傳動(dòng)不逆轉(zhuǎn)，工作時(shí)有車S微的振動(dòng)，起動(dòng)載荷為名義載荷的1.5倍，主軸轉(zhuǎn)速允許誤差為±5%。三、主要工作內(nèi)容：這是一個(gè)展開(kāi)式二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。要求根據(jù)上面的給定條件，通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成該減速器的總體和傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)，并繪制該減速器的總裝圖和零件工作圖。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要求通過(guò)對(duì)兩對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)比的適當(dāng)分配，使該減速器的外形尺寸盡量減小，并通過(guò)對(duì)圓柱齒輪的位置設(shè)計(jì)，使各軸的受力情況達(dá)到最合理的狀態(tài)。四、主要參考文獻(xiàn)：1.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)2.齒輪設(shè)計(jì)手冊(cè)年月日年月日年月日年月日學(xué)生（簽名）張鵬指導(dǎo)教師（簽名）教研室主任（簽名）系主任（簽名）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告設(shè)計(jì)（論文）

3、題目盤磨機(jī)齒輪減速器的設(shè)計(jì)一、選題的背景和意義：減速器中齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確，可用的傳動(dòng)比、圓周速度和傳遞功率的范圍都很大，以及傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，齒輪及其傳動(dòng)裝置是機(jī)械工業(yè)中一大類重要的基礎(chǔ)件。齒輪的設(shè)計(jì)是組織該類機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的依據(jù)和頭道工序，因而是決定該產(chǎn)品技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié)。然而齒輪傳動(dòng)在使用上也受某些條件的限制：如成本較高（特別是高精度齒輪），使用和維護(hù)的要求高等。雖然存在這些局限性，但只要選用適當(dāng)，考慮周到，齒輪傳動(dòng)總不失為一種最可靠、最經(jīng)濟(jì)、用得最多的傳動(dòng)形式。一、課題研究的主要內(nèi)容：通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成該減速器的總體和

4、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)，并繪制該減速器的總裝圖和零件工作圖。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)兩對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)比的適當(dāng)分配，使該減速器的外形尺寸盡量減小，并通過(guò)對(duì)圓柱齒輪的位置設(shè)計(jì)，使各軸的受力情況達(dá)到最合理的狀態(tài)。二、主要研究（設(shè)計(jì)）方法論述：在該圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)中，主要運(yùn)用了類比法、數(shù)據(jù)分析法、設(shè)計(jì)計(jì)算法與圖形相結(jié)合的方法，分析了各齒輪的強(qiáng)度，與總傳動(dòng)比四、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：時(shí)間（迄止日期）工作內(nèi)容2012.11.20選題11.20-12.10完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告12.11-12.30收集資料13.1.01-1.29寫稿：主要設(shè)計(jì)計(jì)算、畫各部件圖及裝配圖1.30-3.31完成初稿4.01-

5、4.15檢查設(shè)計(jì)并請(qǐng)教老師，修改不合理處4.16-4.20定稿、打印5.08-5.30畢業(yè)答辯五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)：指導(dǎo)教師簽名：年月日六、系部意見(jiàn)：系主任簽名：年月日目錄緒論6一、設(shè)計(jì)方案錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。二、電動(dòng)機(jī)的選擇8三、傳動(dòng)比的分配錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。五、齒輪的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。六、軸的設(shè)計(jì)14七、減速器的潤(rùn)滑與密封21八.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)21九、結(jié)論23十、謝辭24參考文獻(xiàn)25作者：常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系機(jī)制101班張鵬日期：2013年4月盤磨機(jī)二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)摘要：本報(bào)告主要研究了盤磨機(jī)二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)

6、方法和具體步驟。斜齒輪主要是能夠提高齒輪嚙合的重合度，使齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，降低噪音。提高齒根的彎曲強(qiáng)度、齒面的接觸強(qiáng)度，可以選擇合適的變位系數(shù)來(lái)解決?；蛘呒哟簖X輪的模數(shù)。電動(dòng)機(jī)型號(hào)選定后，進(jìn)行了傳動(dòng)比的計(jì)算并進(jìn)行分配，是否合理的分配傳動(dòng)比將直接影響到傳動(dòng)裝置的外廓尺寸、重量、成本以及減速器的中心距等。其后的傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算在計(jì)算部分占有一定的比重，各項(xiàng)參數(shù)的準(zhǔn)確性對(duì)整個(gè)機(jī)器的運(yùn)行有著很大的影響。在齒輪設(shè)計(jì)中詳細(xì)介紹了齒輪材料的選擇及許用應(yīng)力的確定、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪參數(shù)及主要尺寸、確定齒輪傳動(dòng)精度以及齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)齒輪的具體結(jié)構(gòu)時(shí)，要綜合考慮多種因素，如齒輪的

7、尺寸、材料、加工方法、熱處理等。關(guān)鍵字：減速器、齒輪Abstract:Thisreportmainlystudiesplatemilllevel2helicalgearreducerdesignmethodsandsteps.Thehelicalgearismainlycanimprovethegearmeshingcoincidencedegree,makesmoothtransmissiongears,reducenoise.Improvethetoothrootbendingstrength,thetoothcontactstrength,canchoosetherightshiftco

8、efficienttosolve.Orincreasethegearmodule.Motormodelselected,thecalculationofthetransmissionanddistribution,whetherreasonabledistributionoftransmissionratiowilldirectlyaffectthetransmissiondevicethesize,weight,costprofileandthecenterdistanceofgearreducer,etc.Subsequenttransmissiondeviceofsportandthec

9、omputationofdynamicparametersinthecalculationoftheproportionoftakingapart,theaccuracyoftheparametersofthewholemachineoperationhasverybigeffect.Inthedesignofgearintroducedtheselectionofmaterialsandgearallowablestress,accordingtothedeterminationoftoothrootbendingfatiguestrengthdesignparametersandthema

10、ingearcalculateanddeterminethesize,suregeartransmissionprecisionandgearstructuredesign,thedesignofconcretestructureingear,consideringmanyfactors,suchasthesizeofthegear,materials,processingmethods,heattreatment,etc.Keywords：reducer、gear緒論：減速器的類別、品種、型式很多，目前已制定為行（國(guó)）標(biāo)的減速器有40余種。減速器的類別是根據(jù)所采用的齒輪齒形、齒廓曲線劃分；減

11、速器的品種是根據(jù)使用的需要而設(shè)計(jì)的不同結(jié)構(gòu)的減速器；減速器的型式是在基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上根據(jù)齒面硬度、傳動(dòng)級(jí)數(shù)、出軸型式、裝配型式、安裝型式、聯(lián)接型式等因素而設(shè)計(jì)的不同特性的減速器。與減速器聯(lián)接的工作機(jī)載荷狀態(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)（從動(dòng)機(jī)）的載荷狀態(tài)，通常分為三類：均勻載荷;中等沖擊載荷強(qiáng)沖擊載荷。減速器是指原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立封閉式傳動(dòng)裝置，用來(lái)降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大轉(zhuǎn)矩。此外，在某些場(chǎng)合，也有用作增速的裝置，并稱為增速器。我們通過(guò)對(duì)減速器的研究與設(shè)計(jì)，我們能在另一個(gè)角度了解減速器的結(jié)構(gòu)、功能、用途和使用原理等，同時(shí)，我們也能將我們

12、所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們能正確的理解所學(xué)的知識(shí)，而我們選擇減速器，也是因?yàn)閷?duì)我們過(guò)控專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)很典型的例子，能從中學(xué)到很多知識(shí)。1、設(shè)計(jì)方案1.1 、根據(jù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目要求，考慮到電動(dòng)機(jī)購(gòu)買方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、使用和維護(hù)方便，且運(yùn)行可靠，所以原動(dòng)機(jī)選用電動(dòng)機(jī)，并且盤磨機(jī)的工作沒(méi)有太大的沖擊，所以電動(dòng)機(jī)與減速器用聯(lián)軸器直接相連，為了消除電動(dòng)機(jī)軸與減速器軸的同軸度誤差，我們選彈性套柱銷聯(lián)軸器。1.2 、此裝置每日工作8小時(shí)，傳動(dòng)工作年限為八年，盤磨機(jī)傳動(dòng)不逆轉(zhuǎn)，而且工作時(shí)可以有輕微的振動(dòng)，主軸轉(zhuǎn)速允許有±5%的誤差，因此選擇二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。斜齒輪主要

13、是能夠提高齒輪嚙合的重合度，使齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，降低噪音。提高齒根的彎曲強(qiáng)度、齒面的接觸強(qiáng)度，可以選擇合適的變位系數(shù)來(lái)解決。或者加大齒輪的模數(shù)。采用斜齒輪時(shí)傳動(dòng)時(shí)，齒輪會(huì)產(chǎn)生軸向推力，要采用推力軸承消除。1.3 、由于展開(kāi)式齒輪相對(duì)于軸承為不對(duì)稱布置，因而載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。為了減小高速級(jí)齒輪對(duì)軸的彎矩，高速級(jí)齒輪要遠(yuǎn)離電動(dòng)機(jī)，以增大扭矩。低速級(jí)齒輪靠近電動(dòng)機(jī)。注意事項(xiàng)：采用斜齒輪時(shí)傳動(dòng)時(shí)，齒輪會(huì)產(chǎn)生軸向推力。要采用角接觸球軸承消除。2、電動(dòng)機(jī)的選擇已知電動(dòng)機(jī)功率P=9KWM動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1500r/min,查表可得電動(dòng)機(jī)為Y系列三相異步電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M-4（Y表示系列

14、代號(hào),132表示機(jī)座中心高,M表示中機(jī)座，4為電動(dòng)機(jī)的級(jí)數(shù)），滿載轉(zhuǎn)速1440r/min，額定功率p額=7.5KW,額定轉(zhuǎn)矩為2.2N-nrJ-電動(dòng)機(jī)1邕5聯(lián)輸器13一測(cè)柱火輪謔速輔；#一模輪;國(guó)轅齒輪傳動(dòng)主岫3、傳動(dòng)機(jī)的分配根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速n電及工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速n主，可求得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i:i=n電/n主=1440/50=28.8分配傳動(dòng)比由i減i錐=i4日；;/ : 、個(gè)于i減=i / i錐=28.8/4=7.2按展開(kāi)式布置，考慮潤(rùn)滑條件，減速器的外型尺寸盡量減小，參考相關(guān)資料可取：高速級(jí)：i高=3則低速級(jí)：i低=i減/i高=7.2/3=2.44、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)4.1、

15、 各軸的轉(zhuǎn)速：1軸：n尸n電/i高=1440/3=480r/min2軸：n2=ni/i低=480/2.4=200r/min主軸：n主=止力錐=200/4=50r/min4.2、 各軸的輸入功率：取齒輪傳動(dòng)效率41=0.95,滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率42=0.981 軸：pi=p額4i42=7.5*0.95*0.98=6.983kw2 軸：p2=pi4i42=6.983*0.95*0.98=6.501kw4.3、 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸：T0=9550(p額/n電)=9550(7.5/1440)=49.74N.m1 軸：T1=9550(pi/ni)=9550(6.983/480)=138.93N.m

16、2 軸：T2=9550(網(wǎng)門2)=9550(6.501/200)=310.42N.m4.4、整理列表軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩T/N.m轉(zhuǎn)速n/(r.min)電動(dòng)機(jī)軸17.549.7414402軸6.983138.934803軸6.501310.422005、齒輪的設(shè)計(jì)5.1、 1、2齒輪的設(shè)計(jì)5.1.1、 依照傳動(dòng)方案，本設(shè)計(jì)選用二級(jí)展開(kāi)式斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。5.1.2、 盤磨機(jī)為一般工作機(jī)器，運(yùn)轉(zhuǎn)速度不高，查常用機(jī)構(gòu)與零件設(shè)計(jì)，選用8級(jí)精度。5.1.3、 材料選擇：小齒輪材料為40Gr,調(diào)質(zhì)，齒面硬度為55HRC由圖10-15、圖10-16查的：接觸疲勞強(qiáng)度極限(7H,lim1=620MPa彎曲疲

17、勞強(qiáng)度極限(7F,lim1=500MPa大齒輪材料為45鋼，表面淬火，齒面硬度為50HRC由圖10-15、圖10-16查的：接觸疲勞強(qiáng)度極限(TH,lim2=590MPa彎曲疲勞強(qiáng)度極限(7F,lim2=460MPa取SH,lim=19,lim=1則(thi=(TH,lim1/S,lim=620/1=620MPa(TH2=(TH,lim2/S,lim=590/1=590MPa(TFi=(TF,lim1/Sim=500/1=500MPa(TF2=(TF,lim2/9,lim=460/1=460MPa5.1.4、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：27(590)2KT0(i1)(h，di載荷系數(shù)K:因載荷有

18、輕微沖擊，齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱布置，由表10-7取K=1.4,齒寬系數(shù)d由表10-8取得d=1.0。許用接觸應(yīng)力(th|"="2=590MPa傳動(dòng)比ii=i高=3將以上參數(shù)代入式dij(朝)2爐0。1)得hdid1>3(590)21.449.74103(31)59013d1>、確定齒輪參數(shù)及主要尺寸：齒數(shù)模數(shù)m中心距取z1=23,貝Uz2nz1=3*23=69初選螺旋角B=15o則法面模數(shù)d1cos,45.3cos15、n=-()mm1.899mmz123取標(biāo)準(zhǔn)值mn=2mm標(biāo)準(zhǔn)中心距a1=mdz12*(2369)mm=95.4mm2cos2c

19、os15為了便于箱體的加工和測(cè)量，取a1=96mm則實(shí)際螺旋角arccos-Harccos”鳥(niǎo)16.62a1296在8o25°的范圍內(nèi)，故合適。其他主要尺寸：分度圓直徑：d1mnz1二一mmmm48mmcoscos16.6,mnz2269d21mm144mmcoscos16.6齒頂圓直徑：da1d12mn482252mmda2d22mn14422148mm齒寬：b2dd148mmb1b2(510)5358mm。取bi=55mm5.1.6、齒輪尺寸表:將幾何尺寸匯于表：在舁廳P名稱符號(hào)參數(shù)選擇1法面模數(shù)22螺旋角16.6o3分度圓直徑d1,d248mm,144mm4齒頂圓直徑da1,d

20、a252mm,148mm5b1，b255mm,48mm6中心距a196mm7齒數(shù)Zi,Z223,698螺旋方向右、左9徑向變位系數(shù)x010精度等級(jí)8HKGB/T10095-19885.1.7、驗(yàn)算齒面彎曲疲勞強(qiáng)度：當(dāng)量齒數(shù)Zv產(chǎn)Z1/C0S=23/COS16.6=24Zv2=Z2/cos=69/cos16.6=72復(fù)合齒數(shù)系數(shù)Yfs：由x=0（標(biāo)準(zhǔn)齒輪）及、Zv2查圖10-42得Yfsi=4.3,Yfs2=4.0則F11.6KT0cosabmn31.6 1.4 49.74 1 03cos16.648 55 220.22MPa< fi1.6KTiC0Sd2b2mn21.57MPa<(

21、TF21.61.4138.93103cos16.6144482所以彎曲強(qiáng)度足夠5.1.8、 確定齒輪傳動(dòng)精度:齒輪圓周速度diniv 60 10003.14 48 4801.2m/s60 1000由圖10-22確定為8級(jí)精度，齒厚偏差選HK5.2、3、4齒輪的設(shè)計(jì)5.2.1、 材料選擇：小齒輪材料為40Gr,調(diào)質(zhì)，齒面硬度為55HRC由圖10-15、圖10-16查的：接觸疲勞強(qiáng)度極限”,lim3=620MPa彎曲疲勞強(qiáng)度極限(TF,lim3=500MPa大齒輪材料為45鋼，表面淬火，齒面硬度為50HRC由圖10-15、圖10-16查的：接觸疲勞強(qiáng)度極限(TH,lim4=590MPa彎曲疲勞強(qiáng)度

22、極限(TF,lim4=460MPa取SH,lim=19,lim=1則(TH3=(TH,lim3/S,lim=620/1=620MPa(TH4=(TH,lim4/S,lim=590/1=590MPa(TF3=(TF,lim3/Sim=500/1=500MPa(TF4=(TF,lim4/9im=460/1=460MPa5.2.2、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：x、I,590、2KT1(i低1)d1>3()VHdi低載荷系數(shù)K:因載荷有輕微沖擊，齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱布置，由表10-7取K=1.4,齒寬系數(shù)d由表10-8取得d=1.0。許用接觸應(yīng)力目(th=(TH2=590MPa傳動(dòng)比ii=i低=2

23、.4將以上參數(shù)代入式d3>3(590)2KT1(i1)hdi得d-J*)?1.4138.93103(2.41)59012.43>、 確定齒輪參數(shù)及主要尺寸：齒數(shù)取Z3=31,則z4nz1=2.4*31=74.4取整數(shù)74模數(shù)初選螺旋角B=15o則法面模數(shù)d3cos/65.1cos15、mn=-()mm2.02mmZ3317取標(biāo)準(zhǔn)值mn=2mm中心距標(biāo)準(zhǔn)中心距a2=mn(Z3Z4)2*(3174)mm=108.91mm2cos2cos15為了便于箱體的加工和測(cè)量，取a2=109mm則實(shí)際螺旋角mn(Z3Z4)2*(3174)“小arccosarccos15.62a2

24、2109在8o25°的范圍內(nèi)，故合適。其他主要尺寸：分度圓直徑：d3mnZ33mm64.4mmcoscos15.6,mnZ4274d4mm153.5mm齒頂圓直徑:coscos15.6da3d32mn64.42268.4mm齒寬:da4d4 2mn 153.5 2 2 157.5mmb4dd3 64.4mm 取 b4=65mmb3b4(510)7074.4mm0取ba=70mm5.2.4、 齒輪尺寸表:將幾何尺寸匯于表：在舁廳P名稱符號(hào)參數(shù)選擇1法面模數(shù)mn22螺旋角15.6o3分度圓直徑d3,d464.4mm,153.5mm4齒頂圓直徑da3,da468.4mm,157.5mm5b

25、4,b470mm,65mm6中心距a2109mm7齒數(shù)Z3,Z431,748螺旋方向右、左9徑向變位系數(shù)x010精度等級(jí)8HKGB/T10095-19885.2.5、 驗(yàn)算齒面彎曲疲勞強(qiáng)度：當(dāng)量齒數(shù)Zv3=Z3/COS=31/cos15.6=32Zv4=Z4cos=74/cosl5.6=80復(fù)合齒數(shù)系數(shù)Yfs：由x=0（標(biāo)準(zhǔn)齒輪）及乙3、乙4查圖10-42得Yfs3=4.06,Yfs4=4.0則F1I.6KT1 cosd30mn1.6 1.4 138.93 103 cos15.664.4 65 235.8MPa<(tf31.6KT2 cosF2d4 b4mn1.6 1.4 310.42

26、103 cos156153.5 70 231.3MPa<(TF4所以彎曲強(qiáng)度足夠5.2.6、確定齒輪傳動(dòng)精度:齒輪圓周速度d3n2v 60 10003.14 64.4 20060 10000.67 m/s由圖10-22確定為8級(jí)精度，齒厚偏差選HK。6、軸的設(shè)計(jì)按軸承載情況不同，可將其分為心軸、傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)軸，其中轉(zhuǎn)軸既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩，因此該減速器選用轉(zhuǎn)軸。6.1、 軸材料及熱處理方法的選擇因?yàn)樘妓劁搩r(jià)格較便宜，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小，中碳優(yōu)質(zhì)鋼經(jīng)過(guò)熱處理后，能獲得良好的綜合力學(xué)性能，所以本設(shè)計(jì)中選用45鋼正火。查表得到許用彎曲應(yīng)力（r-1b=55MPa6.2、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

27、的基本要軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是確定軸的外形和結(jié)構(gòu)尺寸求是：a.軸和軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；b.各零件要可靠地相互聯(lián)接；c.軸應(yīng)便于加工，軸上零件要易于裝拆;d.盡量減小應(yīng)力集中；e.軸各部分的直徑和長(zhǎng)度尺寸要合理。軸上零件的軸向定位用套筒，周向定位用鍵。軸的結(jié)構(gòu)工藝性：軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，應(yīng)盡量滿足加工、裝配和維修的要求。因此軸在形狀上應(yīng)力求簡(jiǎn)單，階梯級(jí)數(shù)盡可能少，鍵槽、圓角半徑、倒角、中心孔等尺寸盡可能統(tǒng)一，以便于加工；當(dāng)某一軸段需車制螺紋或磨削加工時(shí)，應(yīng)留有退刀槽或砂輪越程槽；當(dāng)軸上有多處鍵槽時(shí)，應(yīng)使其位于同一母線上；為便于零件裝拆，軸端應(yīng)有倒角。減小應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強(qiáng)度：軸一般在

28、變硬的狀態(tài)下工作，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減小應(yīng)力集中。對(duì)階梯軸相離軸段直徑不宜相差太大，在軸徑變化處的過(guò)渡圓角半徑不宜過(guò)小。盡量避免在軸上開(kāi)橫孔、凹槽和加工螺紋。在重要結(jié)構(gòu)中可采用凹切圓角、過(guò)渡肩環(huán)等措施，減小應(yīng)力集中。提高軸的表面質(zhì)量，降低表面粗糙度，采用碾壓、噴丸合表面熱處理方法，也可顯著提高軸的疲勞強(qiáng)度。其次，在軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理布置軸上零件，減輕軸所受載荷，減小軸向尺寸，以提高強(qiáng)度。軸的直徑尺寸的確定：凡用作固定和定位的軸肩和軸環(huán)，應(yīng)保證一定的高度a,a-(0.070.1)d(d為配合處的軸徑)，安裝滾動(dòng)軸承處，按安裝尺寸查軸承標(biāo)準(zhǔn)。非定位軸肩高度一般取a=12mm軸環(huán)寬度b=1.4

29、a,與標(biāo)準(zhǔn)零件配合處的直徑，必須符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。軸的長(zhǎng)度尺寸的確定：軸的各段長(zhǎng)度與零件的尺寸及相關(guān)零件間的相互位置有關(guān)；為使軸上零件可靠地固定，應(yīng)使配合段軸的長(zhǎng)度稍小于輪轂寬度23mm6.3、 的強(qiáng)度計(jì)算軸的設(shè)計(jì)過(guò)程包括軸的強(qiáng)度計(jì)算和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，兩者一般結(jié)合在一起進(jìn)行。最初，只能根據(jù)軸系簡(jiǎn)圖和一些基本數(shù)據(jù)，按軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩，初估軸的直徑。然后以初估直徑為基礎(chǔ)，進(jìn)行軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，得出結(jié)構(gòu)草圖，從而得知各軸段的直徑和長(zhǎng)度，載荷作用點(diǎn)和支點(diǎn)位置，然后再進(jìn)行強(qiáng)度校核。齒輪相關(guān)參數(shù):級(jí)別Z1Z2齒頂圓高速級(jí)2369bi=48b2=55dai=52d32=148低速級(jí)3174b3=65b4=70d

30、a3=68.4da4=157.5各軸的相關(guān)參數(shù):軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩T/N.m轉(zhuǎn)速n/(r.min)電動(dòng)機(jī)軸17.549.7414402軸6.983138.934803軸6.501310.42200I軸（電動(dòng)機(jī)軸）:6.4、 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算最小直徑齒輪選用45鋼，并經(jīng)正火處理，由相關(guān)資料查得：抗拉強(qiáng)度b=590MPa許用彎曲應(yīng)力（r-ib=55MPa;C=107118,取C=11Q可得d1Cx3P=110x375-mm=19.07mmm1440考慮兩軸頭上都有鍵槽，將軸徑增大5%即d1=19.07X1.05=20mm;因兩軸頭安裝聯(lián)軸器和滾動(dòng)軸承，按轉(zhuǎn)矩T0=49.74N-m,查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)

31、，選用TL4型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其孔徑d1=20mm故取軸端直徑d=20mm半聯(lián)軸器長(zhǎng)L052mm因同時(shí)承受軸向力和徑向力，所以軸承選用角接觸球軸承7205c（內(nèi)徑d=25mm外徑D=52mm寬B=15mmi6.4.1 、確定I軸的各段直徑。根據(jù)軸各段直徑的確定原則，由右端至左端，I軸軸段1為軸的最小直徑，已取定dl1=20mm軸段2軸與軸承的配合，d12=25mm軸段3考慮軸承的定位，增加軸肩，按標(biāo)準(zhǔn)尺寸取，d13=28mm由于I軸齒輪為齒輪軸，齒頂圓為da1=52mm增加軸肩定位軸承，所以軸段4直徑dI4=52mm軸段5增加軸肩定位軸承，d15=28mm軸段6配合另一軸端軸承，選用同樣尺寸

32、dI6=25mm6.4.2 、確定I軸的各段長(zhǎng)度。為保證齒輪固定可靠，且遠(yuǎn)離電動(dòng)機(jī)，初選I軸軸段1（與聯(lián)軸器接觸段）長(zhǎng)度為l1=50mm軸段2與軸承配合，取l2=15mml3=82mml4=55mm為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，即軸承拆卸方便，齒輪端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)留有一定間隙，取兩者間距為14mm即軸段5長(zhǎng)為l5=14mm根據(jù)軸承寬度15mm取軸段6取l6=15mm軸1總尺寸LI1=l1+l2+l3+l4+l5+l6=231mmII軸:6.5、 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算最小直徑齒輪選用45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由相關(guān)資料查得：抗拉強(qiáng)度6b=640MPa許用彎曲應(yīng)力（r-ib=60MPa;C=107118,

33、取C=11Q可得d2CX3|P2=110X3-6.983mm=26.85mmn2:480因兩軸頭安裝滾動(dòng)軸承，按轉(zhuǎn)矩T2=138.93NI-m,轉(zhuǎn)速為480r/min查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用軸承為7206c內(nèi)徑d=30mm#徑D=62mm&寬B=16mmi6.5.1 、確定II軸的各段直徑。根據(jù)軸各段直徑的確定原則，由右端至左端，II軸軸段1配合軸承，為軸的最小直徑，取dII1=30mm軸段2考慮齒輪和軸承的定位，增加軸肩，按標(biāo)準(zhǔn)尺寸取，dII2=35mm由于II軸齒輪為齒輪軸，齒頂圓為da3=68.4mm,dII3=68.4mmdII4=45mmidII5=40mm軸段5與軸段2尺寸一

34、致，取直徑dII6=35mm軸段6與軸承配合，同軸段1取dII7=30mm6.5.2 、確定II軸的各段長(zhǎng)度。為保證齒輪嚙合可靠，且盡量減小減速器尺寸，根據(jù)軸承寬度16mm初選II軸軸段1（與軸承接觸段）長(zhǎng)度為lII1=16mm為保證齒輪軸端面與箱體內(nèi)壁不相碰，即軸承拆卸方便，齒輪端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)留有一定間隙，取兩者間距為lII2=14mrm軸段3長(zhǎng)為lII3=70mimlII4=14mrmlII5=53mrmlII6=14mrmlII7=16mrm軸II總尺寸LII1=lI11+lII2+lII3+lII4+lII5+lII6=197mmIII軸：6.6、 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算最小直徑齒輪選用45

35、鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由相關(guān)資料查得：抗拉強(qiáng)度6b=640MPa許用彎曲應(yīng)力（r-1b=60MPa;C=107118,取C=11Q可得d3>CX3=110X3mm=35.11mmn3.200考慮兩軸頭上都有鍵槽，將軸徑增大5%即d1=35.11X1.05=36.86mm;因兩軸頭安裝聯(lián)軸器和滾動(dòng)軸承，按轉(zhuǎn)矩T3=310.42N-m,轉(zhuǎn)速200r/min;查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用TL7型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其孔徑d1=40mm故取軸端直徑d=40mm半聯(lián)軸器長(zhǎng)L0112mm同時(shí)考慮軸向力和徑向力，所以軸承選用角接觸球軸承7209c（內(nèi)徑d=45mm外徑D=85mm齒寬B=19mjm6.6.1 、確

36、定III軸的各段直徑根據(jù)軸各段直徑的確定原則，由右端至左端，III軸軸段1為軸的最小直徑，已取定dIIIi=40mm軸段2,dIII2=45mm考慮軸承的定位,增加軸肩，按標(biāo)準(zhǔn)尺寸取軸段3直徑dIII3=50mmdIII4=60mmdIII5=55mmdIII6=50mm軸段7與軸承配合，同軸段2取dIII7=45mm6.6.2 、確定III軸的各段長(zhǎng)度。為保證齒輪固定可靠，初選III軸軸段1（與聯(lián)軸器接觸段）長(zhǎng)度為lIII1=90mm軸段2的長(zhǎng)度配合軸承寬度，取lIII2=19mmlIII3=76mmlIII4=10mm,lIII5=65mm為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，即軸承拆卸方便，齒

37、輪端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)留有一定間隙，并配合齒輪嚙合，取兩者間距為14mm即軸段6長(zhǎng)為lIII6=14mm根據(jù)軸承寬度19mm取軸段7等于lIII7=19mm軸III的總尺寸LIII3=lIII1+lIII2+lIII3+lIII4+lIII5+lIII6+lIII7=293mm6.7、 軸上零件的周向定位齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接；查閱相關(guān)資料選取：軸I平鍵為bxh=6x6,L1=40;軸II齒輪與軸配合，選bXh=12X8,L2=35,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，選擇齒輪輪轂與軸的配合為Js9/N9;軸III聯(lián)軸器與軸配合，選bXh=12X8,L3=45,配合為Js9/

38、N9;齒輪與配合，選bXh=16X10,L4=45,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，選擇齒輪輪轂與軸的配合Js9/N9;6.8、 、按扭轉(zhuǎn)和彎曲組合進(jìn)行強(qiáng)度校核6.8.1 、繪制軸的受力圖。r Fi.小口 FwO6.8.2 、求水平平面內(nèi)的支反力及彎矩。求支反力：齒輪對(duì)稱布置，軸只受一個(gè)外力；切向力：Ft2=2T2/d2=2*138.93*1000/36=7718NFHA2=FHB2=7718/2=3859NFt3=2T3/d3=2*310.42*1000/108=5748NFha3=Fhb3=5748/2=2874N徑向力：Fr2=Ft2tan16.6=3328NFr3=Ft3tan

39、16.6=2512N軸向力：Fa2=Ft2/cos16.6=11653NFa3=Ft3/cos16.6=8769.4N根據(jù)作用力及反作用力關(guān)系：a.從動(dòng)輪所受圓周力為11164N,徑向力為3328Nb.從動(dòng)輪所受圓周力為8427N,徑向力2512N求截面C處的彎矩：MHC2=FHA2cL/2=390.74N-mMhc3=Fha31/2=294.945N-m6.8.3 、求垂直平面內(nèi)的支反力及彎矩。求支反力：由：EMA=0得FVB2L-Fr2L/2=0得FVB2=1664NFVA2=Fr2-FVB2=1664NFVB3L-Fr3L/2=0得FVB3=1256NFVA3=Fr3-FVB=1256N

40、求截面C左側(cè)的彎矩：M/C2uFva2_/2=832NmWC3UR/AL/2=628Nm求截面C右側(cè)的彎矩：MVC22=MVC21=832NmMVC32=MVC31=628Nm6.8.4 、求合成彎矩。求截面C左側(cè)的合成彎矩:M：2i=VMHc*MHc+MVC2i*Mvc2i=756irN-mMC3i=VMHC*MHC+MVC3i*MVC3i=743Nm求截面C右側(cè)的合成彎矩：MC22=MCi=7561N-mMC32=MCi=743Nm6.8.5 、求當(dāng)量彎矩。因單向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，故折算系數(shù)a=0.6(危險(xiǎn)截面C處的當(dāng)量彎矩為Mec2=，MC22*MC22+a92*a叮2=150.

41、15N-mMec3=，MP32*MC32+a93*a叮3=175.19N-m6.8.6 危險(xiǎn)截面處的軸徑計(jì)算得d2:30.11mm,d3:31.7mm因截面C處有一鍵槽，故將直徑增加5%即d2=30.11*1.05=31.62mm,d3=31.7*1.05=33.29mm結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖中,二軸此處直徑為32mm三軸此處直徑為45mm故強(qiáng)度足夠。因此，以原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的直徑為準(zhǔn)。減速器裝配圖：7、減速器的潤(rùn)滑與密封7.1、 傳動(dòng)件的潤(rùn)滑：浸油潤(rùn)滑：浸油潤(rùn)滑適用于齒輪圓周速度V&12m/的減速器。為了減小齒輪的阻力和油的升溫，齒輪浸入油中的深度以12個(gè)齒高為宜，速度高時(shí)還應(yīng)淺些，在0.7個(gè)齒高上

42、下，但至少要有10mm,速度低時(shí)，允許浸入深度達(dá)1/61/3的大齒輪頂圓半徑。油池保持一定深度，一般大齒輪齒頂圓到油池底面的距離不應(yīng)小于3050mm。以免太淺會(huì)激起沉積在箱底的油泥，油池中應(yīng)保持一定的油量，油量可按每千瓦約350700cm3來(lái)確定，在大功率時(shí)用較小值。7.2、 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑：減速器中滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑應(yīng)盡可能利用傳動(dòng)件的潤(rùn)滑油來(lái)實(shí)現(xiàn)，通常根據(jù)齒輪的圓周速度來(lái)選擇潤(rùn)滑方式，本設(shè)計(jì)采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，并在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置擋油環(huán)，以免油池中的稀油進(jìn)入舟車功能而使?jié)櫥♂尅?.3、 潤(rùn)滑劑的選擇：潤(rùn)滑劑的選擇與傳動(dòng)類型、載荷性質(zhì)、工作條件、轉(zhuǎn)動(dòng)速度等多種因素有關(guān)。軸承負(fù)荷大、溫度高、應(yīng)選用粘度

43、較大的潤(rùn)滑油。而軸承負(fù)荷較小、溫度低、轉(zhuǎn)速高時(shí)，應(yīng)選用粘度較小的潤(rùn)滑油，一般減速器常采用HT-40,HT-50號(hào)機(jī)械油，也可采用HL-20,HL-30齒輪油。當(dāng)采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑時(shí)，軸承中潤(rùn)滑脂裝入量可占軸承室空間的1/31/2。7.4、 減速器的密封：減速器的密封是為了防止漏油和外界灰塵和水等進(jìn)入常見(jiàn)的漏油部位有分箱面、軸頭、蓋端及視孔蓋等。分箱面的密封，可在箱體剖分面上開(kāi)回油槽，軸伸出處密封的裝置有墊圈，。型橡膠圈和唇形密封圈。8、箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量,大端蓋分機(jī)體采用旦工配合.is68.1、 機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體為加肋，外

44、輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)了軸承座剛度8.2、 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱。因其傳動(dòng)件速度小于12m/s,故采用侵油潤(rùn)油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為6.38.3、 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性鑄件壁厚為10,圓角半徑為R=3o機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便8.4、 對(duì)附件設(shè)計(jì)A視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開(kāi)有窺視孔，能看到傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開(kāi)窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6緊固B油螺

45、塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。C油標(biāo)：油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出.D通氣孔：由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡.E蓋螺釘：?jiǎn)⑸w螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋.F位銷：為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.G吊鉤：在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體.減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果箱座壁厚0.025a3810箱蓋壁厚1i0.02a389箱蓋凸緣厚度bibi1.5i12箱座凸緣厚度bb1.515箱座底凸緣厚度b2b22.