2019年二級直齒圓柱齒輪減速器本科畢業(yè)設(shè)計

機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院多數(shù)專業(yè)第一次全面的機(jī)械設(shè)計訓(xùn)練，是機(jī)械設(shè)計課的最后一個重要教育環(huán)節(jié)，其目的是：（1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運用機(jī)械設(shè)計及相關(guān)課程知識解決機(jī)械設(shè)計課程問題的能力， 并使所學(xué)知識得到鞏固和發(fā)展；（2）學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計的一般方法和步驟；（3）進(jìn)行機(jī)械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練畢業(yè)論文是我們組在完成此次課程設(shè)計之后對整個設(shè)計計算過程的整理總結(jié)，主要包括整個設(shè)計的主要計算及簡要說明，對于必要的地方，還有相關(guān)簡圖說明。對于一些需要的地方，還包括一些手繪圖紙補(bǔ)充說明，電動機(jī)和V帶的選擇齒輪的潤滑方式及潤滑劑的選擇，使我們圖紙設(shè)計的理論依據(jù)。通過這次設(shè)計，我學(xué)到了很多知識，鞏固了一些原來遺忘、疏忽的知識點；原來不

理解、沒掌握好的問題，也通過翻閱資料、請教老師，把它們都解決了。由于 CAD制圖是我的一個薄弱環(huán)節(jié)，因此在造型中遇到了許多難題。通過查閱資料，請教老師、同學(xué)，我都一一解決了。通過本次畢業(yè)設(shè)計，我體會到了團(tuán)隊的精神的重要性。同時，我也發(fā)現(xiàn)自己在大學(xué)幾年的學(xué)習(xí)過程中存在著很多不足，尤其是專業(yè)知識的應(yīng)用方面，不能在實踐中很好的運用。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使自己有了一種新的感受和認(rèn)識，相信自己在今后的工作和學(xué)習(xí)中將發(fā)揮的更好。由于本人未在生產(chǎn)實際中真正切切的接觸過減速器及其零部件的設(shè)計生產(chǎn)，因此有些數(shù)據(jù)只是根據(jù)查閱資料獲得，離實際應(yīng)用可能有些出入，有很多零件尺寸材料選擇的時候考慮不周全，希望老師在審閱時予以指正。畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日期：

學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期：年月日導(dǎo)師簽名:日期：年月導(dǎo)師簽名:日期：年月摘要減速器（又稱減速機(jī)、減速箱）是一臺獨立的傳動裝置，它由密閉的箱體、互相嚙合的一對或幾對齒輪、傳動軸及軸承等組成。常安裝在電動機(jī)（或其他原動機(jī)）與工作機(jī)之間。作為一種重要的動力傳遞裝置，在機(jī)械化生產(chǎn)中起著不可替代的作用。減速器主要運用齒輪傳動裝置而實現(xiàn)運作。本設(shè)計簡述了帶式輸送機(jī)的動力傳遞裝置—二級直齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計過程。主要包括傳動方案設(shè)計、電動機(jī)的選擇、V帶設(shè)計選擇、，齒輪傳動設(shè)計及軸的設(shè)計選擇和校核等。其間設(shè)計過程多次運用CAXACA軟件設(shè)計繪制減速器裝配圖零件圖來優(yōu)化完整本設(shè)計，最終實現(xiàn)減速器的運動仿真并完成減速器的模擬設(shè)計。關(guān)鍵詞：減速器、傳動裝置、齒輪傳動AbstractReducer(alsoknownasreducer,reducer)isanindependenttransmissiondevice,whichiscomposedofasealedbox,meshingpairorseveralpairsofgear,shaftandbearing.Oftenmountedonthemotor(orotherprimemover)andworkingmachine.Asakindofimportantpowertransmissiondevice,themechanizedproductionplaysanirreplaceablerole.Reducermainlyusedgeartransmissiondeviceandoperation.Thedesignofthebeltconveyorpowertransferdevice-twostraighttoothcylindricalgearreducerdesignprocess.Mainlyincludesthetransmissionschemedesign,thechoiceofmotor,Vbeltdesign,selection,designofgearandshaftdesignandchecking.DuringthedesignprocesstousemanyCAXA,CADsoftwaredesigndrawingspeedreducerassemblydrawingpartsdrawingtooptimizetheentiredesign,finalimplementationreducerreducermotionsimulationandsimulationdesign.Keywords:reducer,gear,geartransmission目錄、/.—前言摘要TOC\o"1-5"\h\zAbstract V第1章緒論 1設(shè)計任務(wù)書 1工作條件 1原始數(shù)據(jù) 1設(shè)計內(nèi)容 2設(shè)計任務(wù) 2設(shè)計進(jìn)度 2傳動方案的擬定 2\o"CurrentDocument"第2章電動機(jī)的選擇及計算 3電動機(jī)類型的選擇 3選擇電動機(jī)容量： 3選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 3計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比 4計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 4各軸轉(zhuǎn)矩 5\o"CurrentDocument"第3章傳動零件V帶的設(shè)計計算 6確定計算功率 6選擇V帶的型號 6確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 6驗算V帶的速度 6確定V帶的基準(zhǔn)長度和實際中心距 6校驗小帶輪包角 7確定V帶根數(shù)Z 7求初拉力及帶輪軸的壓力 7設(shè)計結(jié)果 7\o"CurrentDocument"第4章齒輪傳動的設(shè)計計算 8高速級齒輪傳動設(shè)計 8低速級齒輪的設(shè)計 10\o"CurrentDocument"第5章軸的設(shè)計 13I軸（輸入軸）的設(shè)計 13U軸的設(shè)計 185.3川軸（輸出軸）的設(shè)計 23第6章 鍵的選擇 28\o"CurrentDocument"第7章 聯(lián)軸器的選擇 29\o"CurrentDocument"第8章 減速器箱體設(shè)計 30\o"CurrentDocument"第9章 潤滑油及密封 31傳動件的潤滑 31軸承的潤滑 31總結(jié) 32\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 33致謝 34第1章緒論由于減速器是當(dāng)今世界上最常用的傳動裝置，所以世界各國都不斷的在改進(jìn)它，尋求新的突破，降低其成本，提高其效率，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。為了更好的適應(yīng)現(xiàn)代市場的需求，就必須運用計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)解決過去計算繁瑣，繪圖工作量大及工作效率低，速度慢的問題。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。運用PROECAXAAUTOCA等軟件實現(xiàn)了二維、三維繪圖，通過這些軟件的三維設(shè)計功能優(yōu)化設(shè)計方案，實現(xiàn)減速器的運動仿真并完成減速器的模擬設(shè)計， 使其布局更合理，便于對生產(chǎn)進(jìn)行嚴(yán)格的分工與科學(xué)管理，實現(xiàn)機(jī)械化和自動化生產(chǎn)。1.1設(shè)計任務(wù)書(1)總體布置簡圖5圖5圖1-1總體布置簡圖1.2工作條件：(每年工作300天)，兩班制，連續(xù)單向運動，帶式運輸機(jī)工作平穩(wěn)，空載啟動，使用期五年，小批量生產(chǎn)，運輸帶允許誤差+-5%1.3原始數(shù)據(jù)運輸帶工作轉(zhuǎn)矩為：500Nm貝運輸帶曳引力F(N)=2T二250010^2222Nd450運輸帶速度V(m/s):2滾筒直徑D(mm):4501.4設(shè)計內(nèi)容（1）電動機(jī)的選擇與運動參數(shù)計算（2）傳動裝置的設(shè)計計算（3）軸的設(shè)計（4）滾動軸承的選擇與校核（5）鍵的選擇和校核（6）聯(lián)軸器的選擇（7）裝配圖、零件圖的繪制（8）編寫設(shè)計計算說明書設(shè)計任務(wù)（1）減速器總裝配圖一張（2）低速軸、悶蓋零件圖各一張（3）設(shè)計說明書一份設(shè)計進(jìn)度（1）第一階段：總體計算和傳動件參數(shù)計算（2）第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計（3）第三階段：軸、軸承、鍵及聯(lián)軸器的校核及草圖繪制（4）第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計算說明書的編寫傳動方案的擬定由設(shè)計任務(wù)書知傳動類型為：二級直齒輪圓柱減速器。本傳動機(jī)構(gòu)的特點是：（1）齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度（2）考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將V帶設(shè)置在高速級。第2章電動機(jī)的選擇及計算2.1電動機(jī)類型的選擇:Y2.1電動機(jī)類型的選擇:Y系列三相異步電動機(jī)2.2選擇電動機(jī)容量:(1)工作機(jī)所需功率(1)工作機(jī)所需功率Pv巳二FV/1000=2222X巳二FV/1000=2222X2/1000=4.4kw(2.1)nw=60X1000V/nD=84.9r/min(2)電動機(jī)輸出功率P(2)電動機(jī)輸出功率P考慮傳動裝置的功率損耗,電動機(jī)的輸出功率為(2.2)R=R/n(2.2)R=R/n試中n為從電動機(jī)到工作機(jī)主動軸之間的總效率，即3 2n_nntina一1 2 3 4 5(2.4)(2.3)=0.95X0.983X0.962X0.97X0.98=0.783;1為V帶的效率，2為第一對軸承的效率，3為第二對軸承的效率，4為第三對軸承的效率，5為每對齒輪嚙合傳動的效率(齒輪為7級精度，閉式傳動，圓柱齒輪)。電動機(jī)的輸出功率為Pd=pv/n=4.4/0.775=5.68kw(3)確定電動機(jī)的額定功率P^選定電動機(jī)的額定功率Rd=7.5kw2.3選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速nw=84.9r/minI經(jīng)查表按推薦的傳動比合理范圍，V帶傳動的傳動比i.=2?4,二級圓柱直齒輪減速I i>器傳動比i」=8?40,則總傳動比合理范圍為i一=16?160，電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為|| In一=i丄Xn=(16?160)X84.9=1358.4?13584r/min。由于V帶的傳動比i1=2?4級，二級圓柱輪減速器傳動比i2=16?160則總傳動比

合理范圍為ia=16?160,電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 nd=iaxn=(16?160)x84.9=1358.4?13584r/min由以上數(shù)據(jù)查機(jī)械電子手冊所選定電動機(jī)型號為：Y2-132M-4Pw=7.5KWn滿=1440 r/min2.4計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比(1)傳動裝置總傳動比i=nm/rw=1440/84.9 (2.5)=16.96(2)分配各級傳動比i=i0xi1(2.6)式中i%分別為帶傳動和減速器的傳動比。為使V帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取i。=2.1,則減速器傳動比為i1=i/i°=16.96/2.3=7.37根據(jù)各原則，查圖得高速級傳動比為h=3.24,則i2=i/h=2.25,由機(jī)械手冊查得傳動比合理.02.5計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速減速器高速級軸為I,中速軸U,低速級軸為川，滾筒軸為軸W,貝n=nm/i0=1440/2.1=685.7r/minnn=山和尸685.7/3.24=211.6r/minn皿= nn/i2=211.6/2.25=90.0r/minn^=n^=90.0r/min按電動機(jī)額定功率Ped計算各軸輸入功率P=Pedxn1=7.5x0.95=7.125kWPn=Pixn2x3=7.125x0.98x0.96=6.7kWPm=Pnxn2x3=6.7x0.98x0.96=6.3kWPiv=Pmxn2xn4=6.3x0.98x0.97=5.99kW則各軸的輸出功率：R=Rx0.95=6.77kWPn=Pnx0.98=6.57kWPm=Pmx0.96=6.04kWPw=PwX0.97=5.81kW2.6各軸轉(zhuǎn)矩 RT,=9550%」=9550漢6.77/658.7NmniPTii=9550丄=9550X6.57/211.6Nm=296.52NmpTIII=9550旦=9550X6.3/90.0Nm=668.5Nmn川pTIV=9550—=9550X5.99/90.0Nm=635.6Nmniv運動和動力參數(shù)結(jié)果如下表2-1表2-1運動和動力參數(shù)結(jié)果軸名功率PKW轉(zhuǎn)矩TNm轉(zhuǎn)速r/min輸入輸出輸出電動機(jī)軸7.549.7414401軸7.1256.7798.15685.72軸6.76.57296.52211.63軸6.36.04668.590.04軸5.995.81635.690.03.1)3.1)3.2)第3章傳動零件V帶的設(shè)計計算確定計算功率P c=KaP額=1.275=9kw選擇V帶的型號由Pc的值和主動輪轉(zhuǎn)速，由此選取A型普通V帶確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1dd2由表選取ddi=120mm,且d“=120mr>dmin=112mm大帶輪基準(zhǔn)直徑為。dd2=dd1xnm/n1=120x1440/685.7=196.75mm參考機(jī)械設(shè)計手冊選取標(biāo)準(zhǔn)值dd2=200mm則實際傳動比i,i=dd2/dd—200/120=1.67主動輪的轉(zhuǎn)速誤差率在±5％內(nèi)為允許值3.4驗算V帶的速度V=nxdd1Xnm/60x1000

=3.14x120x1440/60000

=9.04m/s在5?25m/s范圍內(nèi)3.5確定V帶的基準(zhǔn)長度Ld和實際中心距a按結(jié)構(gòu)設(shè)計要求初定中心距0.7 (dd1+dd2)waw2(dd1+dd2)0.7x320<a<2X320224waw640一般取a0=(1?1.2)d2=200?240所以初定中心距a0=220mm2

Lo=2ao+n(dd1+dd2)/2+(dd2—dd1)/4ao=2x220+nx(120+200)/2+(200-120)2/4x220=949.67mm由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課本表7-11選取基準(zhǔn)長度Ld=900mm

實際中心距a為a —a°+(Ld—Lo)/2=276+(900—949.67)/2—251.165mm3.6校驗小帶輪包角a1a—180°—(dd2—ddi)/ax57.3°—180°—[(230—100)/233.3]x57.3—161.75°>120°所以符合要求確定V帶根數(shù)Z由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課本表7-4表選取單根V帶功率P°—2.1kw由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課本表7-12表選取修正系數(shù)Ka—0.95由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課本表7-11選取長度因數(shù)KL—0.87由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課本表7-12表選取修正系數(shù)Ka—0.95由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課本表7-11選取長度因數(shù)KL—0.873.3)3.4)3.5)3.63.5)3.6)1677.76NZ 》Pc/[P0]—R/(P0+AP0)KaxKl—4.79圓整得Z=5求初拉力F0及帶輪軸的壓力FQ查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》表7-1表取得q—0.10kg/mF0—500xPd(2.5/Ka—1)/zxV+qV2—171.2N軸上壓力FQ為FQ—2xF0xzxsin(161.75°/2)—2x171.2x5xsin(161.75°/2)—1677.76N設(shè)計結(jié)果選用5根A—1120G/T11544-1997的V帶中心距251.165mm軸上壓力帶輪直徑200mn和120mm第4章齒輪傳動的設(shè)計計算4.1高速級齒輪傳動設(shè)計(1)選擇齒輪材料、確定許用應(yīng)力查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》67頁表5-4，可知：高速級小齒輪選用45#鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為220HBS大齒輪選用45#鋼，軟齒面，正火熱處理，齒面硬度為200HBS查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》72頁圖5-20、73頁圖5-21，分別可知：表4-1高速齒輪彎曲接觸疲勞極限高速_ 7?—類別—?接觸疲勞極限彎曲疲勞極限1小齒輪□Hlim1=550MPa<jFlim1=200MPa2大齒輪ctHlim2=540MPa▽Flim2=190MPa由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》71頁表5-6查得:故許用接觸應(yīng)力為SH=1.1,SF-1.4,,Hlim1 550*H1 500MPaSh 1.1Hlim2 540「H2 490.9MPaSh 1.1許用彎曲應(yīng)力Flim1 200匕F1 142.8MPaSf 1.4r]<^Flim2190'-F2 135.7MPaSf 1.4(2)按接觸強(qiáng)度設(shè)計計算中心距a_u1(4.1)?。〕鲐?L-H2=490.9MPa；高速級小輪轉(zhuǎn)矩壬；6 71￡=9.55106 98.9Nm(4.2)685.7(4.2)取齒寬系數(shù)\=0.4,ig二u二3.24由于原動機(jī)為電動機(jī)，平穩(wěn)輕微沖擊，支撐不對稱布置，故選 8級精度,《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》69頁表5-5查得：選K=1.1a_(3.241)a_(3.241)1.19890000.43.24=143.16(4.3)初算中心距ac=143.16mm（3）確定基本參數(shù)，計算主要尺寸98注：實際傳選擇齒數(shù)：取乙=30，則Z2二uZ1二3.2430二97.2,取Z298注：實際傳動比i實2-3.27，傳動比誤差：訕 1OO00=9700Z1 3.24確定模數(shù)：乙+z2由公式a二m—^可得m=2.25,查表取0=2.5乙+z2 30+98確定中心距：a二m 二2.5 160mm61mm2261mm計算齒寬：b二aa=0.4160二64mm，取匕二67mm,b?二d〔=z,m=75mm⑤兩輪的分度圓直徑：d2pm=245mm校核彎曲強(qiáng)度:廠一2K「Yfs11 bm2z1F22EYfs2bm2z2由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》71頁圖5-19查得：Yfsi=4.1,YFs2二3.8代入上式得:5=135.6MPatF1=142.08MPa=122.7MPatF2=142.8MPaTOC\o"1-5"\h\z21.12.7=135.6MPatF1=142.08MPa=122.7MPatF2=142.8MPa2733 28521.12.710 3.82733228彎曲強(qiáng)度滿足。4.2低速級齒輪的設(shè)計（1）選擇齒輪材料、確定許用應(yīng)力查吉林大學(xué)出版社出版的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》 67頁表5-4，可知：低速級小齒輪選用45#鋼，軟齒面漸開線直齒輪，調(diào)質(zhì)熱處理，齒面硬度為230HBS大齒輪選用45#鋼，軟齒面，正火熱處理，齒面硬度為200HBS查吉林大學(xué)出版社出版的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》 72頁圖5-20、73頁圖5-21，分別可知：表4-2低速齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限低速類別接觸疲勞極限彎曲疲勞極限3小齒輪bHlim3=550MPaoFlim3=190MPa4大齒輪▽Hlim4=530MPaoFlim4=180MPa由吉林大學(xué)出版社出版的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》 71頁表5-6查得:Sh=1.0,Sf=1.3故許用接觸應(yīng)力~Hlim3550SH1.0二550MPal-H4-Hlim4 540~Hlim3550SH1.0二550MPal-H4-Hlim4 540SH1.0二540MPa許用彎曲應(yīng)力-Flim3190Sf1.3-146.15MPa-Flim4 180SF138.46MPa1.3按接觸強(qiáng)度設(shè)計計算中心距335(4.4)?。缲?L-H4=540MPa；低速級小輪轉(zhuǎn)矩t2T廠9.55106 ——3.03105mm211.6取齒寬系數(shù)\=0.4，id=2.25由于原動機(jī)為電動機(jī)，平穩(wěn)微沖擊支持不對稱布置，故選級 7精度由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》69頁表5-5選K=1.1。將以上數(shù)據(jù)代入得a一2.2512 51.13.03105: 170mm0.4漢2。25初算中心距ac=170mm（2）確定基本參數(shù)，計算主要尺寸①選擇齒數(shù)：取Z^27，則Z4二UZ3=2.25沃27=60.75,取Z由吉林大由吉林大z3+乙②確定模數(shù)：由公式“m-2—可得m=3.86,(在此取a=ac=170)。學(xué)出版社出版的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》57頁表5-1查得標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取叫=4③確定中心距：am歲=4…二176mm2④計算齒寬：b=aa^0.4176=71mm，取Q二67mm,b4二75mm⑤兩輪的分度圓直徑:d3=z3m=274108mmd4=z4m=6142KT2YFS3”⑥校核彎曲強(qiáng)度： F3 2 F4b^nZ3224mm2KT2YFS4bm2z3由吉林大學(xué)出版社出版的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》 71頁圖5-19查得：Yfs3二4.2YFS4二4.0代入上式5=91.27MPa汁〕3TOC\o"1-5"\h\z2漢1.1沢3.03><10 =<4.2=91.27MPa汁〕3-F3 271工4工275汗「2口3.°310 4.°=86.9MPa沖7142 27彎曲強(qiáng)度滿足。表4-3齒輪的參數(shù)表咼速級低速級齒數(shù)乙=30 z2=98z3=27 z4=61模數(shù)m^=3m2=4壓力角Ct=20齒頂咼系數(shù)*ha=1頂隙系數(shù)*c=0.25齒距^=n\^=3漢3.14=9.42P2=m2兀=12.56分度圓直徑dj=75mmmmd2=245mmd3=108mmd4=224mm齒寬d=67mm,b2=61mmb3=67mmb4=75mm中心距aj=160mma2=176mm第5章軸的設(shè)計5.1I軸（輸入軸）的設(shè)計（1） 初定I軸的最小直徑選定I軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計手冊》查得：A=120（以下軸均取此值）初步確定軸的最小端直徑fp7 J7.125dmin= —=120沢；| =25.8〔ni ,685.7考慮到軸端有鍵槽，軸徑應(yīng)增大40。-50。，取d,=26（2） 軸上零件的定位、固定和裝配二級減速器中可將高速齒輪安排在箱體右側(cè)， 相對于軸承不對稱分布，齒輪左側(cè)由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，靠平鍵和過盈配合實現(xiàn)周向固定。軸承分別以軸肩和套筒實現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實現(xiàn)周向固定，軸通過兩端軸承實現(xiàn)軸向定位。大帶輪、平鍵和螺栓分別實現(xiàn)軸向定位和周向固定。（3） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度軸段1：已知軸的最小端直徑d,=26,查《機(jī)械設(shè)計手冊》可知：15N/15J型輪槽的帶輪總寬度寬度Imin二fmin8初定軸段1長度I,=130因為h=（0.07~0.1）d，所以無特殊說明以下各軸段軸肩均按5mn擴(kuò)大。注：軸的直徑應(yīng)按2h擴(kuò)大。軸段2：軸段2處為安裝軸承端蓋的位置，為滿足帶輪軸向定位要求，1軸段右端需為軸肩，故取軸段2的直徑d2=31取沁」用莎麗軸段3：軸段3處安裝軸承，因為軸承內(nèi)徑要與軸段3直徑保持一致且軸段2右端有一軸肩，查《機(jī)械設(shè)計手冊》選型號為6009的滾動軸承，基本幾何尺寸為dDB=457516，基本額定動載荷Cr=21，基本額定靜載荷Cor=14.8,I=51mm,Da=69,故，取d3=41,l3二B=16軸段4：因為6009型軸承d3=41，取】：=51mm考慮到低速級小齒輪3的齒寬b3=67高速軸大齒輪與低速軸小齒輪間應(yīng)留有一定空間，齒輪左端面應(yīng)與箱體留有一定的空間，則取14=80。軸段5:齒輪左端用軸肩固定，貝取d5=61,l5=1.4h,取l5=10mm軸段6:軸段6上安裝齒輪，初定d6=d4=51，齒輪右端采用套筒固定，為使套筒端面頂在齒輪左端面上，即靠緊,軸段6的長度應(yīng)比齒輪轂長略短，若轂長與齒寬相同,已知齒寬3=67,故取16=65。軸段7：軸段7與軸段3為安裝軸承位置，故d3=d7=4113“7=165-1I軸各軸段長度直徑數(shù)據(jù)1234567直徑d/mm26314151615141長度l/mm130301680106516］軸的簡易結(jié)構(gòu)布置圖如下：軸段1軸段2軸段3軸段4軸段5軸段6軸段7圖5-1I軸（5） I軸的受力分析及彎矩、扭矩計算—F亠 ,\和n一L圖5-2I軸的受力分析取齒輪齒寬的中間、軸承寬中點為受力點，則:①求作用在齒輪上的力2T20.981052T20.9810575-2613N(5.1)l3Ll3L1=hl2—二168mm,2l3 l6L2 -l4l5—=130.5mm2 2l6l7L3 40.5mm2式中Ti—高速軸輸入轉(zhuǎn)矩；di—高速軸上小齒輪1的分度圓直徑=2631tan2身=947.16N

cos00式中，直齒輪壓力角〉=20°，直齒輪的螺旋角］=0°FaFa二Fttan：=31610=0(5.2)②計算支承反力②計算支承反力根據(jù)平面平行方程式可求:在水平面（H面）上:FAHFL在水平面（H面）上:FAHFLL2 L3263140.5130.540.5-623N(5.3)Fbh二Ft-Fah二2631-623二2008N在垂直面（V面）上:

FrL3 947.1^40.5xMb=0,Fav r3 224NL2+L3 130.5+40.5Fbv二Fr-FAV二947.16-224二723N總支承力：Fa=Fah2Fav2二388129 50176=662NFbFbh2Fbv2二.4032064522729=2134N③計算彎矩水平面（H面）彎矩：MAH=FahL2=723130.5=94351N.mm=94N.mMBH=FBHL3=200840.5=81324N.mm=81N.m垂直面（V面）彎矩：MAV=FAVL2=224130.5=29232N.mm=29N.mMBV=FBVL3=72340.5=29281N.mm=29N.m合成彎矩：Ma=Mah2Mav2=943512 292322=9756621N.mm=97N.mMb=JMbh2Mbv2=M8132422928*=96434.7N.mm=96N.m④計算扭矩:—98.9N.m(6)作受力、彎矩、扭矩圖圖5-3 I軸受力、彎矩、扭矩圖(7)按彎、扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，C處承受最大彎矩和扭矩，并且有應(yīng)力集中，故 c截面為危險截面，因為Ma=Mb;校核哪一側(cè)結(jié)果相同，在此以MB為主。當(dāng)量轉(zhuǎn)矩：Me’Mb2 ：%2若認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈沖循環(huán)變應(yīng)力，取校正系數(shù) :=0.6，帶入上式可得Me=MB2 ：X2二962 0.698.92=113N.m軸的強(qiáng)度條件：=Me=Me<[y]-e ibW 0.1d3 (5.4)式中，W—軸的抗彎截面系數(shù)，口血d—該軸段的直徑；L_1b—軸的需用彎曲應(yīng)力；因為軸的材料為45#優(yōu)質(zhì)碳素鋼，調(diào)質(zhì)處理。由吉林大學(xué)出版社出版的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》164頁表9-1、171頁表9-3查得：匚b=650N/mm2，t/J=65mpa，貝UMe0.1d31.131033Me0.1d31.1310330.165-52滿足！1)計算危險截面處軸的直徑d-3滿足！1)計算危險截面處軸的直徑d-30.1：」'I 31131025.9mm0.165(5.5)由d6=51mm>25.9mm可知：I軸設(shè)計合格。U軸的設(shè)計選擇軸的材料選定II軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由《機(jī)械設(shè)計手冊》第四版第二卷表6-1-19查得:A=115(以下軸均取此值)初步確定軸的最小端直徑%“A§pi15%“A§pi15T2?r36mm(5.6)考慮到軸端有鍵槽，軸徑應(yīng)增大4%~5%,取d^47mm；軸上零件的定位、固定和裝配二級減速器中可將高速齒輪安排在箱體右側(cè)， 相對于軸承不對稱分布，齒輪左側(cè)由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，靠平鍵和過盈配合實現(xiàn)周向固定。軸承分別以軸肩和套筒實現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實現(xiàn)周向固定， 軸通過兩端軸承實現(xiàn)軸向定位。大帶輪、平鍵和螺栓分別實現(xiàn)軸向定位和周向固定。①根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。軸段1:軸段1為安裝軸承位置，因為d^37mm,查《機(jī)械工程師電子手冊》初選型號為6008的滾動軸承，基本幾何尺寸為dDB=406815，基本額定動載荷C「=17KN，基本額定靜載荷Cor-11.8KN,,da=46mmDa=62mm,所以，取h=15mm;軸段2:因為軸肩h=(0.07~0.1)d，所以無特殊說明以下各軸段直徑均按5mnT大，直徑擴(kuò)大2h。故，取d2=42mm，齒輪左端用套筒固定，為使套筒端面頂在齒輪左端面上，軸段2的長度12應(yīng)比齒輪轂長略短，若轂長與齒寬相同，已知齒寬b2=61mm，故，取l^60mm。軸段3:d3=42mm,,取13=10mm;軸段4:軸段4為安裝低速級小齒輪3的位置，齒輪3右端用軸肩固定，左端用套筒固定。取d4二d2=42,為使套筒端面在齒輪3的右端面上，即靠緊,軸段4的長度14應(yīng)比齒輪轂長

略短,若轂長與齒寬相同,已知齒寬b^67mm,故，取J=70mm軸段5:軸段5為安裝另一軸承的位置，故d5=4=37mm,l5=15mm表5-2II軸各軸段長度直徑數(shù)據(jù)12345直徑d/mm3742524237長度l/mm1560107015II軸的簡易結(jié)構(gòu)布置圖如下：軸段5 軸段4 軸段3 軸段2 軸段1圖5-4II軸的簡易結(jié)構(gòu)布置②II軸的受力分析及彎矩、扭矩計算II軸的受力分析圖如下:22③求作用在齒輪上的力

高速大齒輪2：F22③求作用在齒輪上的力

高速大齒輪2：Ft22Tnd223.031052473N245(5.7)式中Ti是II軸輸入轉(zhuǎn)矩;dH是II軸上大齒輪2的分度圓直徑。圖5-5II軸的受力分析L"i=1_2=37.5mm,L2=2l3' -75mm,L3一22(5.8)直齒輪壓力角:(5.8)直齒輪壓力角:=20°，直齒輪的螺旋角［二0°Fr2二巳回2473喻2°=900N

cosP cos°(5.9)Ft3 (5.9)Ft3 d3523.°3*?11N108=斤21an=°低速級小齒輪3：Fr3二Ft3：ta^二5611tan2°二2042N

cosP cosOFaFa3Ft3tan計算支承反力根據(jù)平面平行力系平衡方程可求:在水平面（H面）上：FAHF2FAHF2L3 'F3（L2 ■L3）Li L2 L3247340 561111537.575 40=4879NFbh二F2F3-Fah=24735611-4879二3205在垂直面（V面）上：F2L3F3（L2L3）'Mb=0,Fav— -- -1776N（5.10）L1 +L2 +L（5.10）Fbv-F2■F-Fav=1116N總支承反力：:2-Fa=.Fah Fav5019Fb=,Fb/Fb,=3394計算彎矩：在水平面（H面）上:齒輪3處： M3H =FahL1 =4879 37.5=183Nm齒輪2處： M2H =FbhL3 =3205 40=128Nm在垂直面（V面）上：齒輪2處： M2V 二FBVL3 =1116 40=45Nm齒輪3處： M^ 二Fav^ =1776 37.5=67Nm合成彎矩：M2=TM2H2M2V2=136NmM=■.M3HM3v=195N■m計算轉(zhuǎn)矩：T=T=3.03105Nmm⑦作受力、彎矩、扭矩圖(4)按彎、扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度Me :Tii2若軸的扭切應(yīng)力是脈沖循環(huán)變應(yīng)力，取校正系數(shù) :=0.6，帶入上式可得Me=佃32+(52=匕952+(0.6漢303丫=267N.m因為軸的材料為45#優(yōu)質(zhì)碳素鋼，調(diào)質(zhì)處理。由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》 164頁表9-1、171頁表9-3查得：二b=650N/mm2,-4J=60mpa,1)計算危險截面處軸的直徑d一d一3令―35.4mm\0.化J(5.11)由d4=42mm35.4mm可知：II軸設(shè)計合格。5.3川軸（輸出軸）的設(shè)計（1） 選擇軸的材料選定III軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理（2） 初步確定III軸的最小端直徑由《機(jī)械設(shè)計手冊》第四版第二卷表6-1-19查得A=115（以下軸均取此值）(5.12)(5.12)初定，dj=47mm；（3） 軸上零件的定位、固定和裝配雙級減速器中可將高速齒輪安排在箱體右側(cè)， 相對于軸承不對稱分布，齒輪左側(cè)由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，靠平鍵和過盈配合實現(xiàn)周向固定。軸承分別以軸肩和套筒實現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實現(xiàn)周向固定， 軸通過兩端軸承實現(xiàn)軸向定位。大帶輪、平鍵和螺栓分別實現(xiàn)軸向定位和周向固定。（4） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度軸段1：因為軸段1處為安裝軸承位置，軸段1的直徑應(yīng)與軸承內(nèi)徑保持一致且實現(xiàn)過盈配；查《機(jī)械工程師電子手冊》初選型號為6010的滾動軸承，基本幾何尺寸為dDB=508016，基本額定動載荷C=22，基本額定靜Co=16.2,Da=74??；d1=d=50,l1=B=16軸段2：軸段2為安裝低速級大齒輪4的位置，因為軸肩h=（0.07~0.1）d，所以無特殊說明以下各軸段直徑均按5mmT大，直徑擴(kuò)大2h,故d^57，取齒輪左端用套筒固定,為使套筒端面頂在齒輪左端面上，即靠緊,軸段2的長度J應(yīng)比齒輪轂長略短，若轂長與齒寬相同，已知低速級大齒輪4的齒寬b4=75mm，故取I?=70；軸段3：因為軸段2右端應(yīng)設(shè)一軸肩用來固定齒輪4的軸向運動，故取軸段3處直徑d3-671^1.4^9.38,取1^10軸段4：取d4=d2=57;因為高速級大齒輪2的齒寬b^-61;安裝軸承時為了避免軸承與齒輪2碰撞且該軸承與箱體應(yīng)留有一定空間，故，取J=65;軸段5:軸段5為安裝另一軸承的位置，故取d5=4=47,|5=1,=16軸段6：軸段6處為安裝軸承端蓋位置，軸段6左端應(yīng)為軸肩，故，d6=37,16二30在此16與I軸的軸段2的長度保持一致。軸段7：軸段7為安裝聯(lián)軸器的位置，為滿足聯(lián)軸器的軸向固定，軸承 7左端應(yīng)設(shè)一軸肩，故取d7=27初定l7=110。表5-3III軸各軸段長度直徑數(shù)據(jù)1234567直徑d/mm47576757473727長度l/mm167010651630110III軸的簡易結(jié)構(gòu)布置圖如下:圖5-7III軸的簡易結(jié)構(gòu)布置圖III軸的受力分析及彎矩、扭矩計算III軸的受力分析圖如下:圖圖5-8III軸的受力分析取齒輪齒寬的中間、軸承寬中點為受力點，貝L2L3lL2L3l1l2--二43mm,2今l3l4電l6l72上=118mm2=148mm求作用在齒輪上的力求作用在齒輪上的力div526div526?68510=5954"224FrFt回2cos-=5954tan20)=2167N

cosOFaFa二Fttan：=31610=0計算支承反力在水平面(H面)上:FAHFtFAHFtl_2L1 L2595411843118二4364N在垂直面(V在垂直面(V面)上:Fbh二Ft-Fah二5954-4364=1590N=0,Fav=0,FavL1L2216711843118=1588N(5.13)總支承力:F總支承力:Fbv二Fr-Fav=2167-1558=609NFa=；Fah2Fav2=;：'43642 15882〉4644NFb=$Fbh2Fbv2=.15902 6092=1703N計算彎矩水平面(H面)彎矩：Mah=FahLi=436443=187652N.mm=188N.mMBH=FbhL2=1590118=187620N.mm=188N.m垂直面(V面)彎矩：Mav=FavL1=158843=68284N.mm=68N.mMbv=FbvL2=609118=71862N.mm=72N.m合成彎矩：MAa]‘MAH2MAV2=日876522 682842=199689N.mm=200N.mMb=』Mbh2Mbv2="876202 718622=200911N.mm=200N.m計算扭矩：T=T|||=668.5N.m作受力、彎矩、扭矩圖III軸受力、彎矩、扭矩

按彎、扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，C處承受最大彎矩和扭矩，并且有應(yīng)力集中，故c截面為危險截面，因為Ma=Mb；校核哪一側(cè)結(jié)果相同，在此以Mb為主。當(dāng)量轉(zhuǎn)矩：Me=JMb?十（aT川丫 （5.14）若認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈沖循環(huán)變應(yīng)力，取校正系數(shù) :-=0.6，帶入上式可得■ 2 2 l 2 2Me=v'Mb+（wTiii2=\：200+（0.6X668.5）=448N.m （515Me因為軸的材料為45#優(yōu)質(zhì)碳素鋼，調(diào)質(zhì)處理。由吉林大學(xué)出版社出版的《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》164頁表9-1、171頁表9-3查得：廣b=650N/mm2，!「」J=60mpa計算危險截面處軸的直徑3448100.160二3448100.160二42mm(5.16)由d2=57mm>42mr可知：山軸設(shè)計合格。第6章鍵的選擇由機(jī)械手冊查得，選用A型普通平鍵表6-1鍵的選擇軸軸徑（mm鍵寬（mr）鍵高（mr）鍵長（mr）高速小齒輪518740中大齒輪4212850間小齒輪4212840低聯(lián)軸器278780速大齒輪57161040第7章聯(lián)軸器的選擇低速軸和滾筒軸用聯(lián)軸器連接，由題意選LT型彈性柱銷聯(lián)軸器，由機(jī)械手冊查得HL3聯(lián)軸器表7-1聯(lián)軸器的選擇型號公稱扭矩(n-m許用轉(zhuǎn)速(r/min)軸徑(mm軸孔長度(mr)D(mr)HL231556002762120第8章減速器箱體設(shè)計箱體尺寸：機(jī)座壁厚=10mm機(jī)蓋壁厚r=10mm機(jī)座凸緣厚度b=15mm機(jī)蓋凸緣厚度b1=15mm機(jī)座底凸緣厚度b2二25mm地腳螺釘直徑df=18mm地腳螺釘數(shù)目n=6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=16mm機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑d2=12mm軸承端蓋螺釘直徑d3=8mm窺視孔蓋螺釘直徑d4=6mm定位銷直徑d=10mm大齒輪頂園與內(nèi)機(jī)壁距離 冷=12mm齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離厶2=10mm齒輪2端面和齒輪3端面的距離：：4T1mm所有軸承都用油脂潤滑軸承端蓋和齒輪3端面的距離乙=14mm軸承端蓋凸緣厚度t=9.6mm第9章潤滑油及密封9.1傳動件的潤滑：對于此二級斜齒圓柱齒輪減速器，由傳動零件設(shè)計部分可知傳動件的圓周速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于12m/s，所以采用浸油潤滑，為此箱體內(nèi)需有足夠的潤滑油，用以潤滑和散熱。同時為了避免油攪動時沉渣泛起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x不小于 30?50mm此減速器為40mm選用標(biāo)準(zhǔn)號為SH0357-92的普通工業(yè)齒輪油潤滑，裝至高速級大齒輪齒根圓以上、低速級大齒輪三分之一半徑R以下。軸承的潤滑由前面?zhèn)鲃蛹O(shè)計部分知道齒輪圓周速度小于2m/s,故對軸承采用潤滑脂潤滑，為此在軸承旁裝有擋油環(huán)以防止?jié)櫥魇?。采用牌號?的鈣基潤滑脂（GB491-87）密封及密封的選擇（1）軸承端蓋于軸間的密封由于傳動件的圓周速度小于3m/s,故可由指導(dǎo)書P58選擇密圭寸形式為粗羊毛氈圭寸油圈密封。（2）機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處的密圭為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密圭的可靠性，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精刨，其表面粗糙度應(yīng)不大于6.3總結(jié)通過這次畢業(yè)課題的設(shè)計（二級直齒圓柱齒輪減速器）的設(shè)計，使我對機(jī)械設(shè)計的方法、步驟、機(jī)械方面有關(guān)各個零部件的有機(jī)結(jié)合有了深刻的認(rèn)識，更深刻體會到了機(jī)械設(shè)計的嚴(yán)謹(jǐn)，獲益匪淺。由于在設(shè)計方面我們沒有經(jīng)驗，理論知識學(xué)的不牢固，在設(shè)計中難免會出現(xiàn)這樣那樣的問題，如：在選擇計算時可能會出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密的計算誤差可能會更大，在查表和計算上精度不夠準(zhǔn)確，懇請老師批評并指正。在設(shè)計的過程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計課程及其他課程的理論知識和應(yīng)用生產(chǎn)實際知識解決實際問題的能力，通過這次設(shè)計再次熟悉了AUTOCAD圖軟件，在設(shè)計的過程中還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊精神，我們大家共同解決了好些問題，在這些過程中我們深刻地認(rèn)識到了自己在知識的理解和接受應(yīng)用方面的不足，在今后的學(xué)習(xí)過程中我們會更加努力和團(tuán)結(jié)，明天會更好。參考文獻(xiàn)1）朱艷芳，《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》，吉林大學(xué)出版社，20102）王曉江，《機(jī)械制造專業(yè)英語》，機(jī)械工業(yè)出版社，20093）徐灝，《機(jī)械設(shè)計手冊》，機(jī)械工業(yè)出版社，19914）徐紹軍，《工程制圖》，中南大學(xué)出版社，20035）王伯平，《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》，機(jī)械工業(yè)出版社，20026）劉力，《機(jī)械制圖》，高等教育出版社，20047）韓洪濤，《機(jī)械加工設(shè)備與工裝》，高等教育出版社，20098）呂燁，《機(jī)械工程材料》，高等教育出版社，20089）司乃鈞，《機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)》，司乃鈞，高等教育出版社，200810）陳丹，《工程力學(xué)》，中國勞動社會保障出版社，2006致謝在這半學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計過程中，我遇到了很多困難。在此，我首先要感謝張淑坤老師，她治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的工作作風(fēng)一直是我學(xué)習(xí)和工作的榜樣,正是由于她的指導(dǎo)和幫助我才能順利完成本次畢業(yè)設(shè)計。在設(shè)計的過程中，張淑坤老師經(jīng)常抽出時間和我們一起討論設(shè)計時需要注意的一些問題和要求。我們遇到解決不了的問題，她也會盡快的幫我們解決。其次要感謝系領(lǐng)導(dǎo)給我們畢業(yè)設(shè)計提供一個良好的設(shè)計環(huán)境，便于我們順利的完成畢業(yè)設(shè)計.最后要感謝所有關(guān)心