二級同軸式圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書-機械設(shè)計課程設(shè)計報告

d.螺旋角系數(shù)=許用接觸疲勞強度由《機械設(shè)計》圖6-25查接觸疲勞壽命系數(shù)取失效概率為1%，安全系數(shù)，則得，各項參數(shù)已求得，初算小齒輪直徑計算圓周速度：修正載荷系數(shù)查得動載系數(shù)(4)校正計算的分度圓直徑至此可得，速度系數(shù)Kv修正后，小齒輪直徑最小值是36.06mm=2\*GB3②確定各尺寸參數(shù)ⅰ.選定法面模數(shù)通過查閱《機械設(shè)計》表6-1，取標準值ⅱ.確定中心距a=169由于中心距都是0,5結(jié)尾，初定ⅲ.按圓整后的中心距修整螺旋角ⅳ.計算分度圓直徑ⅴ.計算齒輪寬度取，為了保證完全嚙合，取4.3.2.第一、二級齒輪傳動強度校核（1）各項參數(shù)計算=1\*GB3①重合度系數(shù)=2\*GB3②螺旋角系數(shù)(由于εβ=1.71>1，按=1計算)=3\*GB3③計算當量齒數(shù)，查取齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)由《機械設(shè)計》圖6-21查得齒形系數(shù)由《機械設(shè)計》圖6-22查得應(yīng)力修正系數(shù)（2）許用齒根彎曲疲勞強度=1\*GB3①彎曲疲勞強度極限齒輪的彎曲疲勞強度極限：由《機械設(shè)計》圖6-28查得小齒輪，=240（調(diào)質(zhì)），；大齒輪，=190（正火），。=2\*GB3②疲勞壽命系數(shù)由《機械設(shè)計》圖6-26按，分別查得彎曲疲勞壽命系數(shù)：=3\*GB3③計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)，得故,校核彎曲強度滿足彎曲強度，故所選參數(shù)合適,第一級齒輪設(shè)計完畢。4.4軸的計算軸徑初估的原則可以按照許用切應(yīng)力計算，因為按照許用切應(yīng)力算只需要知道轉(zhuǎn)矩的大小，方法簡單，但計算精度比較低。在設(shè)計軸時，應(yīng)保證尺寸的合理性，從材料的選擇到軸徑的初估，都要有一定的裕度，保證其安全可靠性。在保證可靠性的同時，又要考慮經(jīng)濟性，雖然增大軸徑是增強軸剛度非常有效的辦法，但軸徑太大會增加減速器整體的重量，消耗的功率會增加，成本也會大大增加，因此設(shè)計時應(yīng)該在保證安全性的基礎(chǔ)上，盡量使軸徑最小，以節(jié)省成本，保證經(jīng)濟性。高速軸軸徑初估=1\*GB3①高速軸上的轉(zhuǎn)速、功率、和轉(zhuǎn)矩：第一級小齒輪=2\*GB3②切應(yīng)力法初定最小軸徑選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機械設(shè)計》公式初步計算軸徑。C的值可由《機械設(shè)計》表10-2確定，軸受彎矩時取C=118，且因軸上有單鍵槽，增大軸徑的3%，故得：。一般保證傳遞的功能性以及安全性和可靠性，應(yīng)保證輸入軸最小軸徑大于20mm。高速軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號（具體的聯(lián)軸器選擇在第六節(jié)，此處只陳述軸徑的確定）。經(jīng)選擇查《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》表15-4，選LT3型彈性套柱銷聯(lián)軸器=20mm。其他軸徑的確定聯(lián)軸器軸向定位：,定位軸肩太小起不到定位的作用，太大會增加軸的重量，進而增加成本，還有可能與其他部件發(fā)生干涉，取=22mm。與軸承相配合，為了使軸承裝入方便，一般使，此處為非定位軸肩，軸承內(nèi)徑以0，5結(jié)尾，初取=25mm。與齒輪相配合，為了使其裝入方便，一般使，此處也為非定位軸肩，直徑差，初取=28mm。此為齒輪和軸承的軸向定位，，之間為定位軸肩，初取=32mm與軸承相配合，==25mm（2）中間軸軸徑初估=1\*GB3①中間軸上的轉(zhuǎn)速、功率、和轉(zhuǎn)矩：第一級大齒輪第二級小齒輪=2\*GB3②切應(yīng)力法初定最小軸徑選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機械設(shè)計》公式初步計算軸徑。C的值可由《機械設(shè)計》表10-2確定，軸受彎矩時取C=118，故得：。中間軸的最小直徑與軸承相配合，軸承內(nèi)徑以0,5結(jié)尾，且中間軸的軸承內(nèi)徑應(yīng)大于等于輸入軸的軸承內(nèi)徑，所以初取=30mm。=3\*GB3③其他軸徑的確定與第一級大齒輪相配合，為便于裝配，，它們之間為非定位軸肩，初取=32mm。此段軸給第一級大齒輪和第二級小齒輪軸向定位，為定位軸肩，，初取=38mm。與第二級小齒輪相配合，為了便于裝配，其直徑應(yīng)該大于軸承內(nèi)徑，初取=32mm。與軸承相配合，==30mm（3）低速軸軸徑初估=1\*GB3①低速軸上的轉(zhuǎn)速、功率、和轉(zhuǎn)矩：第二級大齒輪=2\*GB3②切應(yīng)力法初定最小軸徑選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機械設(shè)計》公式初步計算軸徑。C的值可由《機械設(shè)計》表10-2確定，軸受彎矩時取C=118，且因軸上有單鍵槽，增大軸徑的3%，故得：。低速軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號（具體的選擇在第六節(jié)，此處只陳述軸徑的確定）。經(jīng)選擇查《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》表15-4，選LT6型彈性套柱銷聯(lián)軸器=40mm。=3\*GB3③其他軸徑的確定聯(lián)軸器軸向定位：,定位軸肩一般a取34mm,直徑差68mm,又因為密封環(huán)內(nèi)徑以0,2,5,8結(jié)尾,取=42mm。與軸承相配合，為了使軸承裝入方便，一般使，此處為非定位軸肩，軸承內(nèi)徑以0，5結(jié)尾，初取=45mm。與齒輪相配合，為了使其裝入方便，一般使，此處也為非定位軸肩，直徑差，初取=48mm。此為齒輪和軸承的軸向定位，，之間為定位軸肩，初取=54mm與軸承相配合，==45mm。4.5鍵的選擇及鍵聯(lián)接的強度計算4.5.1鍵聯(lián)接方案選擇鍵聯(lián)接常用于軸與軸上零件之間的可拆聯(lián)結(jié)。根據(jù)需要，采用不同鍵，不同的配合方式。鍵為標準零件，一般分為兩大類：一類是平鍵和半圓鍵，另一類是斜鍵。選擇的方案如下：方案1：平鍵平鍵連接中鍵的側(cè)面是工作面，靠鍵與鍵槽的互相擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩，普通平鍵中，圓頭鍵牢固地臥于指狀銑刀銑出的鍵槽中；方頭鍵常用螺釘緊固；一端圓頭一端方頭鍵用于軸伸處。平鍵中還有導(dǎo)鍵和滑鍵，他們都用于動聯(lián)接。平鍵制造容易，對中性好，拆裝方便，在一般情況下不影響被聯(lián)接件的定心，可用于承受高速、承受沖擊和變載荷的軸，應(yīng)用廣泛。對于普通平鍵：A型普通平鍵（圓頭）的軸上鍵槽用指狀銑刀在立式銑床上銑出，槽的形狀與鍵相同，鍵在槽中固定良好，工作時不松動，但軸上鍵槽端部應(yīng)力集中較大。B型普通平鍵（方頭）軸槽是用盤狀銑刀在臥式銑床上加工，軸的應(yīng)力集中較小，但鍵在軸槽中易松動，故對尺寸較大的鍵，宜用緊定螺釘將鍵壓在軸槽底部。方案2：半圓鍵半圓鍵用于靜聯(lián)接，鍵的側(cè)面為工作面。它的優(yōu)點是工藝性好，同平鍵一樣具有制造容易，裝卸方便，不影響定心等。它的缺點是軸上的鍵槽較深，對軸的削弱較大，所以主要用于載荷較小的聯(lián)接，也常用作錐形軸聯(lián)接的輔助裝置。半圓鍵連接的工作原理與平鍵連接相同。軸上鍵槽用與半圓鍵半徑相同的盤狀銑刀銑出，因此半圓鍵在槽中可繞其幾何中心擺動以適應(yīng)輪轂槽底面的斜度。半圓鍵連接的結(jié)構(gòu)簡單，制造和裝拆方便，但由于軸上鍵槽較深，對軸的強度削弱較大，故一般多用于輕載連接，尤其是錐形軸端與輪轂的連接中。方案3：斜鍵楔鍵和切向鍵等都屬于斜鍵，它靠鍵、軸、轂之間的摩擦力或工作面之間的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩，還可以傳遞單向的軸向力。楔鍵相對于平鍵的優(yōu)點是可以傳遞單向的軸向力。斜鍵的主要缺點引起軸上零件與軸的配合偏心，在沖擊、振動或變載下容易松動，因此不宜用于要求準確定心、高速和沖擊、振動或變載的聯(lián)接。它的應(yīng)用范圍在逐漸縮小。楔鍵的上下表面是工作面，鍵的上表面和輪轂鍵槽底面均具有1:100的斜度。裝配后，鍵楔緊于軸槽和轂槽之間。工作時，靠鍵、軸、轂之間的摩擦力及鍵受到的偏壓來傳遞轉(zhuǎn)矩，同時能承受單方向的軸向載荷。切向鍵由兩個斜度為1:100的普通楔鍵組成。裝配時兩個楔鍵分別從輪轂一端打入，使其兩個斜面相對，共同楔緊在軸與輪轂的鍵槽內(nèi)。其上、下兩面（窄面）為工作面，其中一個工作面在通過軸心線的平面內(nèi)，工作時工作面上的擠壓力沿軸的切線作用。因此，切向鍵連接的工作原理是靠工作面的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。一個切向鍵只能傳遞單向轉(zhuǎn)矩，若要傳遞雙向轉(zhuǎn)矩，必須用兩個切向鍵，并錯開120度-135度反向安裝。切向鍵連接主要用于軸徑大于100mm、對中性要求不高且載荷較大的重型機械中。綜上，由于使用的要求要能承受微震、在輸入軸端速度較高，應(yīng)選平鍵或半圓鍵，半圓鍵對軸的削弱大，要想保證剛度，就要使軸徑變大，最后會影響整體重量和成本，所以，選擇普通平鍵。普通平鍵的配合分為松聯(lián)接、正常聯(lián)接和緊密聯(lián)接三種形式。松聯(lián)接時，鍵在軸上及輪轂中均能滑動；正常聯(lián)接時，鍵在軸上及輪轂上均固定，用于載荷不大的場合；緊密聯(lián)接比上一種配合更緊，主要用于載荷較大，載荷具有沖擊性，以及雙向傳遞轉(zhuǎn)矩的場合。鍵的主要尺寸是鍵寬b和鍵高h，其中鍵寬b為基本尺寸，b的大小根據(jù)軸徑而定，h的大小隨即確定，鍵長根據(jù)軸和轂的長度定。4.5.2鍵聯(lián)接的強度計算本次設(shè)計共有五個鍵聯(lián)接，鍵的選取及其強度計算如下：Ⅰ軸鍵槽部分的軸徑為20mm，所以選擇普通圓頭平鍵。鍵A8×34GB/T1096-79Ⅱ軸左右兩端鍵槽部分的軸徑為32mm，所以選擇普通圓頭平鍵。左端鍵A10×44GB/T1096-79右端鍵A10×50GB/T1096-79Ⅲ軸安裝聯(lián)軸器處的軸徑為40mm，所以選擇普通圓頭平鍵。鍵A12×60GB/T1096-79安裝齒輪部分的軸徑為48mm，所以選擇普通圓頭平鍵。鍵A16×60GB/T1096-79假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵聯(lián)接的強度條件為查表得，鋼材料在靜載荷下的許用擠壓應(yīng)力為125~150MPa，所以取輸入軸、=1\*ROMANI、=2\*ROMANII、=3\*ROMANIII、輸出軸的轉(zhuǎn)矩分別為：(1)、輸入軸上鍵的強度計算鍵所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：(2)=2\*ROMANII軸上鍵的強度計算鍵所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：(3)=2\*ROMANII軸上齒輪端鍵的強度計算鍵所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：(4)I=2\*ROMANII軸上低速級齒輪端鍵的強度計算鍵所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：(5)輸出軸上鍵的強度計算鍵所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：故鍵符合要求。4.6滾動軸承選擇方案典型的滾動軸承由內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架組成，保持架多用低碳鋼沖壓制成，其余采用強度高、耐磨性好的軸承合金鋼制造。軸承的選用，包括類型、尺寸、精度、游隙、配合以及支撐型式的選擇與壽命計算（此處只進行軸承的選擇與對比，壽命計算將在5.3.2進行），本次設(shè)計的是二級同軸式圓柱齒輪減速器，其中軸承轉(zhuǎn)速相對較高，載荷不大，旋轉(zhuǎn)精度相對較高，選擇圓錐滾子軸承。方案1：深溝球軸承它主要承受徑向載荷和一定的雙向軸向載荷，極限轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，性價比高。方案2：調(diào)心球軸承主要承受徑向載荷和軸向力不大的雙向軸向載荷。另外，相比與深溝球軸承，它可以自動調(diào)心，內(nèi)外圈軸線允許有小于3度的相對偏轉(zhuǎn)角，以適應(yīng)軸的變形和安裝誤差。主要適用于彎曲剛度小的軸、兩軸承孔同心度較低及多支點的支承中。方案3：角接觸球軸承能同時承受較大的徑向載荷和單向軸向載荷，接觸角越大承受軸向載荷的能力越大。這類軸承宜成對使用，適用于旋轉(zhuǎn)精度高的支承。方案4：推力球軸承兩套圈的內(nèi)孔徑不同，孔徑小的與軸配合稱為緊圈，孔徑大的與軸有間隙稱為松圈。它只能承受單向軸向載荷，應(yīng)用于軸向載荷大，轉(zhuǎn)速不很高的支承中。方案5：圓錐滾子軸承與角接觸軸承類似，因滾動體與套圈之間為線接觸，故能同時承受的徑向載荷和單向軸向載荷的能力比角接觸軸承要大，但其極限轉(zhuǎn)速低，宜成對使用。綜上由于同軸式減速器軸承中主要承受徑向載荷，所以，不應(yīng)選擇推力球軸承；又由于其軸的長度不是很長，撓度變化不大，軸的剛度較大，故不宜選擇調(diào)心球軸承。故選擇圓錐滾子軸承。支撐方式：主要有以下三種支承結(jié)構(gòu)的基本型式：方案Ⅰ兩端固定支承(兩支承端各限制一個方向的軸向位移）此種支承形式可以在安裝或檢修時，通過調(diào)整某個軸承套圈的的軸向位置，使軸承達到所要求的游隙或預(yù)緊量。軸承能夠限定軸的位置，多采用角接觸軸承組成固定支承，適用于對旋轉(zhuǎn)精度要求高的機械。方案Ⅱ固定-游動支承（一端固定一端允許游動）此種支承方式中軸的軸向定位精度取決于固定端軸向游隙的大小，游動端能夠?qū)崿F(xiàn)對軸的長度變化的補償。其運轉(zhuǎn)精度高，對各種工作條件的適應(yīng)性強。方案Ⅲ兩端游動支承（兩端都不對軸作精確定位）此種支承方式常用于軸的軸向位置已經(jīng)由其他零件所限定的場合（例如雙斜齒輪傳動）。幾乎所有不需要調(diào)整的軸承，均可作游動支承。其不需要精確的限定軸向位置，因此安裝時不必調(diào)整軸承的軸向游隙，即使處于不利的發(fā)熱狀態(tài)，軸承也不會卡死。同軸式中間支撐結(jié)構(gòu)選擇為兩端固定；蝸桿傳動輸入軸支撐結(jié)構(gòu)選擇一端固定一端游動；展開式中間支撐結(jié)構(gòu)選擇為兩端固定。5.傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與總成5.1裝配圖設(shè)計及部件結(jié)構(gòu)選擇、執(zhí)行機械設(shè)計標準與規(guī)范裝配圖在A0大圖的布局如圖所示：5.1.2軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案分析高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案分析結(jié)構(gòu)圖如下：（1）齒輪結(jié)構(gòu)形式及固定齒輪的結(jié)構(gòu)形式一般分為兩種，齒輪軸式和裝配式結(jié)構(gòu)，其各有優(yōu)點和局限性，下面對兩種方案進行對比分析：方案1：齒輪軸式當齒輪的結(jié)構(gòu)較小時，做成齒輪軸。當齒根圓直徑大于軸徑d，并且（x為齒輪的齒根到輪轂鍵槽上頂面的距離，即齒輪的最小厚度，為模數(shù)）時，并且當（d為軸徑）時，輪齒必須用滾齒法或銑齒法加工。優(yōu)點：=1\*ROMANI軸與齒輪做成整體件，制造成本相對降低，組織生產(chǎn)較容易=2\*ROMANII無需軸向固定和周向固定，結(jié)構(gòu)相對簡單承載力增大，轉(zhuǎn)動比范圍大；載荷分布相對均勻，無其他固定裝置，運行效率高。其缺點是，只有直徑較小的齒輪才采用齒輪軸式，并且一旦齒輪部分或軸部分一處有損壞，則需換掉整根軸，經(jīng)濟成本會增加。方案2：裝配式齒輪與軸分開制造，當處于臨界時，一般也選擇分開制造，適用于直徑較大的齒輪。大齒輪一般采用腹板結(jié)構(gòu)，并在腹板上加工孔。優(yōu)點是可以分開加工，加工工藝更細化，成品率高，并且當齒輪或軸損壞時，可不必全部更換，降低成本。缺點是其需要軸向固定和周向固定，傳動效率會相對降低，傳動的載荷相對降低。綜上，并經(jīng)計算，所以齒輪結(jié)構(gòu)應(yīng)做成裝配式。（2）軸承支承及固定：軸承的固定支承方式有三種，兩端固定支承、固定-游離支承和兩端游離支承。下面將三種方案進行對比：方案1：兩端固定支承兩個軸承各限制一個方向的軸向位移。在純徑向載荷或軸向力較小的聯(lián)合載荷作用下的軸，一般采用向心型軸承組成兩端固定支承，并在其中一個支承端留有適當空隙。受徑向載荷和軸向載荷聯(lián)合作用的軸，多采用圓錐滾子軸承組成兩端固定支承。其游隙可調(diào)，適用于旋轉(zhuǎn)精度高的機械。方案2：固定-游離支承指在軸的一個支承端使軸承與軸及外殼孔的位置相對固定，以實現(xiàn)軸的軸向固定。另一端使軸承與軸或外殼孔間可以相對移動，以補償因熱變形及制造安裝誤差引起的長度變化。這種支承中軸的軸向定位精度取決于固定端軸承軸向游隙的大小。游動端對軸的長度變化的補償，最簡單有效的方法是采用內(nèi)圈無擋邊或外圈無擋邊的圓柱滾子軸承。固定-游動軸承的運轉(zhuǎn)精度高，對各種工作條件的適應(yīng)性強。因此，在各種機床主軸、工作較高的蝸桿軸以及跨距較大的長軸支承中得到了廣泛的應(yīng)用。方案3：兩端游動支承兩個支承端的軸承，都不對軸作精確的定位。次類支承常用于軸的軸向位置已有其他零件限定的場合，如在人字齒傳動的支承中，一根軸進行了雙向固定，另一根軸必須為雙支點游動。否則，由于人字齒兩側(cè)齒輪不完全對稱，會使輪齒受力不均勻，影響齒輪傳動正常工作。幾乎所有不需要調(diào)整的軸承，均可作游動支承。兩端游動支承不需精確限定軸的軸向位置，安裝時不必調(diào)整游隙。工作即使處于不利的狀態(tài)，軸承也不會被卡死。綜上，二級同軸式減速器主要以承受徑向力為主，軸的跨距不大，運轉(zhuǎn)精度不是很高，所以選軸承的固定方式選擇兩端固定支承。根據(jù)以上分析，可采用向心型軸承進行固定支承。端蓋與箱體之間有調(diào)整墊片，可以調(diào)整游隙，周向固定采用過盈配合實現(xiàn)。（3）軸上其他零件的固定由于是稀油潤滑，其一端通過定位軸肩，另一端通過軸承實現(xiàn)軸向固定，端蓋則是通過螺栓與箱體聯(lián)接實現(xiàn)固定。中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案分析結(jié)構(gòu)圖如下：（1）齒輪的結(jié)構(gòu)形式與固定中間軸共有兩個齒輪，第一級大齒輪和第二級小齒輪，經(jīng)計算，應(yīng)采用裝配式結(jié)構(gòu)。其固定方式相同，一端通過定位軸肩，另一端通過套筒實現(xiàn)軸向固定。周向固定通過平鍵聯(lián)接實現(xiàn)。（2）軸承的支承及固定中間軸也是主要承受徑向力和很小的軸向力，且軸的跨距不是很大，故選擇兩端固定支承。兩軸承的軸向固定同過擋油板和端蓋來實現(xiàn)，周向固定通過過盈配合實現(xiàn)。（3）軸上其他零件的固定由于是油潤滑其一端通過套筒，另一端通過軸承實現(xiàn)軸向固定，端蓋則是通過螺栓與箱體聯(lián)接實現(xiàn)固定。低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案分析結(jié)構(gòu)圖如下：（1）齒輪的結(jié)構(gòu)形式與固定低速軸有一個齒輪，第二級大齒輪，經(jīng)計算應(yīng)采用裝配式結(jié)構(gòu)。其固定方式一端通過定位軸肩，另一端通過套筒實現(xiàn)軸向固定。周向固定通過平鍵聯(lián)接實現(xiàn)。（2）軸承的支承及固定低速軸也是主要承受徑向力和很小的軸向力，且軸的跨距不是很大，故選擇兩端固定支承。兩軸承的軸向固定同過擋油板和端蓋來實現(xiàn)，周向固定通過過盈配合實現(xiàn)。（3）軸上其他零件的固定由于是油潤滑，一個一端通過套筒，另一端通過軸承實現(xiàn)軸向固定，另一個一端通過軸肩，另一端通過軸承實現(xiàn)軸向固定。端蓋則是通過螺栓與箱體聯(lián)接實現(xiàn)固定。5.2主要零部件的校核與驗算5.2.1軸系結(jié)構(gòu)強度校核(選擇低速軸進行校核)低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（）功率（）轉(zhuǎn)矩T（）48.801.54301.14作用在軸上的力已知低速級齒輪的分度圓直徑為，則（3）整體受力圖119698.12N.mm119698.12N.mm91561.64N.mm（4）彎矩圖91561.64N.mm224151.98N.mm（5）轉(zhuǎn)矩圖224151.98N.mm（5）安全系數(shù)法校核軸的強度=1\*GB3①各項參數(shù)選擇材料對循環(huán)載荷的敏感性系數(shù)軸材料選用45鋼調(diào)質(zhì)，由《機械設(shè)計》查得由機械設(shè)計P147表10-5所列公式可求得疲勞極限的選取，應(yīng)力集中主要有過盈配合、過渡圓角、鍵槽等引起，下面按過盈配合和過渡圓角選取按過盈配合選，查《機械設(shè)計》表10-11，由查得按過渡圓角選，查《機械設(shè)計》表10-9，可查得可查《機械設(shè)計》表10-13得，、可查《機械設(shè)計》表10-14得綜上，，所以按過盈配合計算。校核通過。5.2.2滾動軸承的壽命計算軸承型號d=40mm，由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》表16-3應(yīng)選30208E，動基本額定負荷59.8，靜基本額定負荷42.8根據(jù)機械設(shè)計取=1.5.由機械設(shè)計表11-6得X=0.56，Y=1.99軸承壽命計算完成，符合要求，且有很大裕度。軸承的裕度大時，無需更換軸承，因為這只是一個概率值，只有的可靠性，所以有可能在未達到理論值就會壞掉，破壞因素不止與壽命有關(guān)。6.主要附件與配件的選擇6.1聯(lián)軸器選擇聯(lián)軸器主要用作聯(lián)接兩軸使之一同回轉(zhuǎn)，以傳遞運動和扭矩。根據(jù)《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》有以下幾種方案可選，下面對這幾種聯(lián)軸器方案進行對比分析：方案1：剛性固定式聯(lián)軸器這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，易制造、成本低、不需維護。但其不具有補償性，對兩軸的對中性要求高，沒有緩沖和減震作用，只能用于平穩(wěn)載荷或輕微沖擊的場合。由于其結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，仍有其應(yīng)用范圍。方案2：剛性可移式聯(lián)軸器這類聯(lián)軸器靠元件間的相對可移性來補償軸線的相對位移。選擇這類聯(lián)軸器應(yīng)考慮補償能力，并注意保持良好的潤滑。滑塊采用非金屬材料，質(zhì)量輕、慣性小，適用高速輕載、無劇烈沖擊的兩軸聯(lián)接。方案3：彈性聯(lián)軸器用作彈性元件的非金屬材料主要是橡膠和塑料，其特點是彈性模量較小，容易得到變剛度特性；質(zhì)量較輕，單位體積儲存的變形能大，阻尼性能好；無機械摩擦，不需潤滑。彈性聯(lián)軸器包括彈性套柱銷聯(lián)軸器和彈性柱銷聯(lián)軸器等。前者柱銷上有橡膠套，由此獲得補償兩軸相對位移的能力。主要用于中小功率傳動中；后者尼龍柱銷為彈性元件。適用于軸向竄動大，起動頻繁轉(zhuǎn)向經(jīng)常改變，負載起動的高、低速傳動中。由于其受微震，聯(lián)軸器應(yīng)該有減震和緩沖的作用，所以不宜選擇剛性聯(lián)軸器，選擇彈性聯(lián)軸器。其中此減速器為小功率傳動，軸向竄動不大，起動不頻繁，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。所以輸入軸選擇彈性聯(lián)軸器，輸出軸選擇剛性聯(lián)軸器，6.2潤滑與密封的選擇6.2.1潤滑方案對比及確定（1）潤滑方案的對比潤滑常用的形式有三種，即油潤滑、脂潤滑、固體潤滑，其中油潤滑和脂潤滑主要是在軸承潤滑的選擇時加以區(qū)分。下面對這幾種潤滑方案進行對比分析：方案1：油潤滑在高速或高溫條件下工作的軸承，一般采用油潤滑。優(yōu)點：是潤滑可靠、摩擦系數(shù)小、具有良好的冷卻和清潔作用、可用多種潤滑方式以適應(yīng)不同的工作條件。缺點：是需要復(fù)雜的密封裝置和供油設(shè)備。方案2：脂潤滑優(yōu)點：油膜強度高；油脂粘性好，不易流失，使用時間長；能防止灰塵、水分和其他雜物進入軸承，密封裝置的結(jié)構(gòu)簡單。簡單說有潤滑減摩、防護、密封等方面的作用。缺點：轉(zhuǎn)速較高時摩擦損失較大。潤滑脂的不足或過多，都會導(dǎo)致軸承工作中溫升增大，故潤滑脂的填充要適度，一般不超過軸承空間的三分之一到二分之一為宜。方案3：固體潤滑在一些特殊使用條件下，將少量固體潤滑劑加入到潤滑脂中，如加入的一號二硫化鉬可減少磨損，提高抗壓耐熱能力，對于高溫、高壓、高真空、耐腐蝕、抗輻射以及極低溫等特殊條件，把固體潤滑劑加入工程塑料或粉末冶金材料中，可制成具有自潤滑性能的軸承零件，如用粘性劑將固體潤滑劑粘結(jié)在滾道、保持架和滾動體上，形成潤滑油膜，對減少摩擦和磨損有一定效果。（2）潤滑方案的確定傳動件的潤滑：減速器為一般傳動裝置，當從動件圓周速度時，，齒輪采用浸油潤滑（當時應(yīng)采用噴油潤滑）。本次設(shè)計的的齒輪圓周速度較大，故用浸油潤滑。因此應(yīng)該保證箱體內(nèi)有足夠的潤滑油，用以潤滑和散熱。第一級大齒輪浸油深度h為一個全齒高，不小于10mm。支承件（軸承）的潤滑：油潤滑和脂潤滑的速度界限一般定為2m/s。經(jīng)計算，高速級齒輪圓周速度小于2m/s，所以低速級速度一定也小于2m/s，故軸承潤滑采用油潤滑。它可以減少摩擦損失，防銹和密封的作用比較明顯。（3）環(huán)境的保護油潤滑有良好的清潔作用，不會對環(huán)境造成污染。6.2.2密封方案對比及確定（1）密封方案的對比為了阻止?jié)櫥瑒┬钩?，防止灰塵、水分及其他雜物侵入，軸承要進行密封來保持良好的潤滑條件和工作環(huán)境。軸承的密封裝置一般分為非接觸式和接觸式兩大類。方案1：非接觸式密封此類密封裝置工作時密封件不與軸或配合件直接接觸，因此可用于高速運轉(zhuǎn)軸承的密封。常見的幾種類型：縫隙式密封：適用于環(huán)境比較干凈的脂潤滑；溝槽式（間隙）密封：溝槽內(nèi)填脂提高密封效果，結(jié)構(gòu)簡單擋圈式密封：利用離心力甩去油和雜物，轉(zhuǎn)速愈高密封效果愈好。其可裝在軸承內(nèi)側(cè)作擋油裝置，也可裝在軸承外側(cè)與溝槽式密封聯(lián)合使用甩油環(huán)式密封：靠離心力甩油迷宮式密封：徑向尺寸緊湊，裝拆方便，對油潤滑、脂潤滑都有效方案2：接觸式密封裝置中的密封件與軸或其他配合件直接接觸，故工作中產(chǎn)生摩擦、磨損并使溫度升高。一般適用于中、低速運轉(zhuǎn)條件下軸承的密封。為了保證密封的壽命及減少軸的磨損，軸接觸部分的硬度應(yīng)在40HRC以上，表面粗糙度應(yīng)小于Ra1.60.8。常見類型：氈圈式密封：主要用于脂潤滑，對干凈環(huán)境下的軸承進行密封。一般接觸的圓周速度不超過45m/s,允許工作溫度可達90C，用優(yōu)質(zhì)細羊毛氈，軸的接觸面經(jīng)過剖光，圓周速度可達78m/s。密封圈式密封：密封圈用耐油橡膠制成，分有骨架和無骨架兩種型式。這種密封結(jié)構(gòu)簡單、便于安裝、密封可靠。接觸處的圓周速度不超過7m/s,溫度不高于100C。一般用于油潤滑。密封方案的確定此減速器為油潤滑，選擇密封圈式密封。（3）環(huán)境要求軸承為油潤滑，密封圈式密封可以保證其不外泄，并且防止灰塵、水分及雜物進入，并且其對環(huán)境無污染。6.3通氣器減速器工作時由于箱內(nèi)溫度升高，空氣膨脹壓力增大，為使箱內(nèi)受熱膨脹的空氣能自動排出以保持箱內(nèi)壓力平衡，不致使?jié)櫥脱仄史置娴忍帩B漏和便于檢查從動件是否有損壞等，在箱蓋上的觀察孔蓋板上裝有通氣器，通氣器根據(jù)使用場合的不同進行選擇：方案1:一般式通氣器此類通氣器結(jié)構(gòu)較簡單，有的喝窺視孔蓋鑄在一起，有的用螺紋聯(lián)接在鋼制或鑄成的窺視孔蓋上。一般用于小尺寸及發(fā)熱較小的減速器上，并且環(huán)境要求比較干凈，以免灰塵將通氣器的孔堵塞或臟東西進入機體內(nèi)。方案2：帶有紗網(wǎng)的通氣器此類通氣器多用于較大的減速器，通氣器內(nèi)夾有紗網(wǎng)，可以防止灰塵進入機體內(nèi)，適用于環(huán)境較惡劣的場合。綜上，由于使用地點為室外，空氣里有雜質(zhì)，所以應(yīng)選擇帶紗網(wǎng)的通氣器，結(jié)構(gòu)圖如下：6.4油標油標尺常放置在便于觀測減速器油面及油面穩(wěn)定之處。在確定油標尺位置前應(yīng)先確定出箱體內(nèi)最高油面的位置，一般油面可到低速級大齒輪半徑的三分之一。然后確定油標尺的高度和角度，應(yīng)使油孔位置在油面以上，以免油溢出。油標尺應(yīng)該足夠長，保證在油液中。常用的油標尺有桿式油標尺、圓形油標尺、長形油標尺、油面指示螺釘?shù)取Ｏ旅鎸追N選擇方案進行分析：方案1：圓形油標尺一般置于箱體壁上，可以通過觀察液面淹沒的刻度知道油量，直觀清楚。但對箱體側(cè)面開孔，對箱體強度和剛度有影響。方案2：管狀油標尺管狀油標需要在箱體后鑄造出箱座油標尺座孔，檢測油量時將其取出觀察，較為麻煩，且塑料件易老化。方案3：桿式油標尺：檢測油量較為麻煩，可在特殊場合用，如在冶金設(shè)備用的減速機，此處不能用塑料的油窗。在油標尺的選用中，一般多用帶螺紋部分的桿式油標尺，用焊接結(jié)構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)圖如下。具體加工時，箱座游標尺座孔的傾斜位置要便于加工和使用，一般與底面傾斜角度大于等于45度。還應(yīng)保證不碰到箱體與箱座的配合處。6.5螺栓及螺釘螺栓的選用由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊》表4-2公式計算得到各種螺栓的尺寸，具體型號如下：地腳螺栓M16軸承座螺釘M3箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓M10窺視孔蓋螺栓M6起蓋螺栓M10端蓋螺栓M8定位銷M12放油螺塞M206.6油塞放油孔的位置應(yīng)在油池的最低處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便于放油。放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的箱體外壁要有凸臺，經(jīng)機械加工成為螺塞頭部的支承面，并加封油圈以加強密封，封油圈用石棉橡膠紙即可。加工時，應(yīng)保證螺紋的內(nèi)徑略低于箱座內(nèi)壁底面，以保證油全部被放出，且不留有鐵屑及其他雜物。油塞為標準件，由《機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊》選取螺塞型號M16.具體結(jié)構(gòu)圖如下： 7.零部件精度與公差的制定7.1精度制定原則（1）尺寸精度設(shè)計原則（選擇公差等級原則）a.在滿足使用要求的前提下盡量選用較低的公差等級。（主要原因是在公稱尺寸相同的條件下，公差值越小生產(chǎn)成本越高。因此，在選擇公差等級時，必須具有全面觀點，要防止“精度越高越好”。所以在保證使用性能的前提下，盡量選用較低的公差等級，以降低生產(chǎn)成本）b.在尺寸至500mm的常用尺寸段中，當孔的精度等級高于IT8時（即IT7、IT6、IT5），采用孔比軸低一級，即孔7/軸6、孔6/軸5、等等。當孔的精度等級低于IT8時，孔與軸同級。公稱尺寸大于500mm時，推薦孔與軸均采用同級配合。（2）形位公差的設(shè)計原則a.在選擇形位公差值時，總的原則仍然是在滿足使用要求的前提下，盡量選擇低的形位公差等級，以降低生產(chǎn)成本。同時應(yīng)兼顧：1）尺寸公差、形位公差、表面粗糙度之間雖然沒有一個確定的比例關(guān)系，但一般情況下應(yīng)注意它們之間的協(xié)調(diào)，即尺寸公差值>位置公差值>形狀公差值>粗糙度數(shù)值。2）對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剛性較差或不易加工與測量的零件（如細長軸和孔，距離較大的孔等），可降低等級1-2級。7.2精度設(shè)計的具體實施（1）在減速器中，齒輪與軸的配合選用基孔制過盈或基孔制過渡配合：如H7/r6、H7/p6、H7/n6均可。（2）滾動軸承內(nèi)圈與軸頸采用基孔制，但內(nèi)圈公差帶是上偏差為0，下偏差為負，所以，軸頸的公差帶要比通常的緊，選擇k6，實際上是過盈配合。外圈與機座孔的配合采用基軸制，機座孔用H7。（3）端蓋與機座孔之間用f9。（4）聯(lián)軸器的配合與齒輪相同。（5）滾動軸承的形位公差-圓柱度，一定要查《互換性》書88頁表4-18軸頸和外殼孔的形位公差。（6）其它的形位公差值均可按7級查表。7.3減速器主要參數(shù)減速器中心距為170mm，減速器總長555mm，總寬295mm，總高410mm其中，下箱體高205mm。7.4減速器主要技術(shù)要求8項目經(jīng)濟性分析與安全性分析8.1零部件材料、工藝、精度等選擇經(jīng)濟性減速器在我國已經(jīng)形成標準化生產(chǎn)，這意味著減速器零部件的加工在我國已達到了成熟。材料在滿足設(shè)計要求的前提下，盡量選用常用，便宜的，易于加工和生產(chǎn)的材料。工藝和精度同材料選擇相同，選在達到設(shè)計要求前提下，選用廣泛使用的工藝，較低的加工精度。8.2減速器總重量估算及加工成本初算大件成本按照重量進行估算，一般為一噸三萬。如果小零件比較多，一般為一噸四萬。成本還和加工的精度有關(guān)，初加工，半加工，精加工，超精加工，加工的精度越高，成本成指數(shù)上升。成本還和加工的數(shù)量有關(guān)，大批的生產(chǎn)自然便宜，小批和單件就貴。8.3安全性分析1）驅(qū)動力裕度：安全裕度可以提供的最大值減去所需值后占所需值的百分比，驅(qū)動力裕度要從電機選取值進行分析。所選電機額定功率1.5kW，而減速器所需功率僅為1.17kW，安全裕度28.6，裕度足夠。2）安全系數(shù)在進行傳動件設(shè)計時，齒輪按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，其疲勞強度安全系數(shù)=1，按齒根彎曲疲勞強度校核，其安全系數(shù)。其安全系數(shù)是按齒輪材料疲勞極限實驗所取定的實效概率計算的，所以取1安全性可以保證。軸按最小切應(yīng)力法進行設(shè)計，按安全系數(shù)法進行校核，經(jīng)計算安全系數(shù)，且許用安全系數(shù)=1.31.5，所以，重要的軸留有很大的裕度，安全性完全可以保證。9.設(shè)計小結(jié)

短短四周的機械設(shè)計課程設(shè)計，不僅知道設(shè)計一個減速箱的步驟、過程，清楚減速器有哪些組成部分，而且看到了自己的許多不足，有時考慮的不周到，導(dǎo)致裝配出現(xiàn)問題，必須重新設(shè)計計算；

又因為缺乏實際操作，對一些經(jīng)驗設(shè)計很陌生，不知道如何下手。在設(shè)計過程中，還會遇到很多問題，如對設(shè)計計算公式陌生，不知道用哪個計算公式計算；不清楚哪些尺寸需要標注公差、粗糙度的選擇、配合公差的選擇等；材料的選擇，零件的工藝等。

因為缺乏實踐的緣故，在此次設(shè)計過程中，對老師的依賴還是比較大的。

但是在整個過程中，我們加強了自學(xué)、自主能力。并且很好的將以前學(xué)的知識串聯(lián)起來了，將課堂上學(xué)的抽象的理論用在實踐當中，認識到即使一個看起來簡單的小小的減速器設(shè)計起來并不容易，特別是在要求設(shè)計精準，工作性能好的前提下。在這次設(shè)計過程中，我還看到，要成為一名優(yōu)秀的設(shè)計工程師，不僅要有強硬的理論知識，豐富的實際操作經(jīng)驗，而且還必須有嚴謹?shù)乃季S。本次機械設(shè)計的課程設(shè)計歷時一個月，通過這一個月以來的設(shè)計，我們主要經(jīng)歷了畫A0大圖，畫電子二維圖抄正，畫重要的零件圖，設(shè)計課程設(shè)計說明書等幾個重要過程。期間有老師的查圖，糾正以及不斷的指導(dǎo)，這是我們大學(xué)以來第一次做二級項目，收獲頗多。這次課程設(shè)計暴露了自己的很多缺點，比如粗心大意，綜合運用知識的能力比較差等，在我的設(shè)計中，也存在鍵槽位置選取不是十分合理等問題，這都應(yīng)該引起我的注意，在今后的設(shè)計中一定要以更加嚴謹?shù)膽B(tài)度去面對設(shè)計，做到真正意義上的一絲不茍。10.參考文獻[1]許立中，周玉林主編.機械設(shè)計.北京：中國標準出版社，2009.[2] 韓曉娟主編.機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)手冊.北京：中國標準出版社，2008.[3]龔溎義主編.機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊.第三版.北京：高等教育出版社，1989.[4]趙炳利，鄭長民主編.工程制圖（非機械類專用.第四版.北京：中國標準出版社，2011.[5]邵曉榮，張艷主編.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).第二版.北京：中國標準出版社，2011.基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機應(yīng)用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設(shè)計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設(shè)計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機的疊圖機研究與教學(xué)方法實踐基于單片機嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ