二級減速齒輪設計

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1、 遼寧石油化工大學職業(yè)技術學院 摘要 齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應用最廣的一種傳動形式。它的主要優(yōu)點是： ① 瞬時傳動比恒定、工作平穩(wěn)、傳動準確可靠； ② 適用的功率和速度范圍廣； ③ 傳動效率高，η=0.92-0.98； ④ 工作可靠、使用壽命長； ⑤ 外輪廓尺寸小、結構緊湊。由齒輪、軸、軸承及箱體組成的減速器,用于原動機和工作機或執(zhí)行機構之間,起匹配轉速和傳遞轉矩的作用,在現(xiàn)代機械中應用極為廣泛。 國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主

2、，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。 當今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。減速器與電動機的連體結構，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結構形式和多種功率型號的產(chǎn)品。近十幾年來,由于近代計算機技術與數(shù)控技術的發(fā)展，使得機械加工精度，加工效率大大提高，從而推動了機械傳動產(chǎn)品

3、的多樣化，整機配套的模塊化，標準化，以及造型設計藝術化，使產(chǎn)品更加精致，美觀化。 在21世紀成套機械裝備中,齒輪仍然是機械傳動的基本部件。CNC機床和工藝技術的發(fā)展,推動了機械傳動結構的飛速發(fā)展。在傳動系統(tǒng)設計中的電子控制、液壓傳動、齒輪、帶鏈的混合傳動,將成為變速箱設計中優(yōu)化傳動組合的方向。在傳動設計中的學科交叉,將成為新型傳動產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。 關鍵字：減速器 軸承 齒輪 機械傳動 目錄 畢業(yè)設計任務書……………………………………………2 摘要…………………………………………………………7 前言…………………………………………………………8 1機械傳動裝置的

4、總體設計 1.1分析和擬定傳動裝置的運動簡圖 1.2電動機的選擇………………………………………… 1.2.1 已知條件及其它數(shù)據(jù)………………………… 1.2.2 選擇電動機……………………………………… 2計算總的傳送比及分配各級的傳動比……………… 3計算各軸的功率，轉數(shù)及轉矩……………………… 3.1 電動機軸的功率，轉速及轉矩…………… 3.2 Ⅰ軸的功率，轉速及轉矩………………… 3.3 Ⅱ軸的功率，轉速及轉矩……………………. 3.4 Ⅲ軸的功率，轉速及轉矩…………………. 4齒輪的設計計算…………………………………………. 4.1齒輪傳動設計準則………………

5、…………………… 4.2 直齒1、2齒輪的設計……………………………… 4.3 直齒3、4齒輪的設計……………………………… 5軸的設計及低速軸的強度校核…………………………… 5.1 概述…………………………………………………… 5.1.1軸的作用 5.1.2 軸的類型 5.1.3軸的形狀和名稱 5.1.4影響軸技術參數(shù)和形狀的因素 5.1.5軸的設計應掌握的條件 5.1.6軸的強度、剛度 5.1.7軸的設計原則 5.1.8零件在軸上的固定 5.2 Ⅰ軸的設計……………………………………………… 5.3 Ⅱ軸的設計…………………………………………………. 5.4

6、 Ⅲ軸的設計………………………………………………… 6鍵聯(lián)接的選擇及其校核計算……………………………………… 6.1 鍵的選擇…………………………………………………… 6.2 鍵的設計…………………………………………………… 7滾動軸承的選擇及其校核計算………………………………… 7.1概述………………………………………………………… 7.2 滾動軸承的選擇及有關計算……………………………… 8設計減速器箱體，箱殼及其附件……………………………… 9潤滑方式的確定………………………………………………… 總結………………………………………………………………………… 致謝………

7、………………………………………………………………… 參考文獻…………………………………………………………………… 前言 機械（machine），源自于希臘語之mechine及拉丁文mecina，原指“巧妙的設計”，作為一般性的機械概念，可以追溯到古羅馬時期，主要是為了區(qū)別與手工工具?，F(xiàn)代中文之“機械”一詞為機構為英語之（mechanism）和機器（machine）的總稱。 機構的特征有： 機械是一種人為的實物構件的組合。 機械各部分之間具有確定的相對運動。 機器具備機構的特征外，還必須具備第三個特征即能代替人類的勞動以完成有

8、用的機械功或轉換機械能，故機器能轉換機械能或完成有用的機械功的機構。從結構和運動的觀點來看，機構和機器并無區(qū)別泛稱為機械。 機構和機器的定義來源于機械工程學，屬于現(xiàn)代機械原理中的最基本的概念，中文機械的現(xiàn)代概念多源自日語之“機械”一詞，日本的機械工程學對機械概念做如下定義（即符合下面 三個特征稱為機械machine）： 機械是物體的組合，假定力加到其各個部分也難以變形。 這些物體必須實現(xiàn)相互的、單一的、規(guī)定的運動。 把施加的能量轉變?yōu)樽钣杏玫男问?，或轉變?yōu)橛行У臋C械功。 本書是挖掘機行走部分減速器的設計說明書，具體內(nèi)容有： 挖掘機的大體情況介紹

9、 各個傳動件的設計計算 軸的設計與計算 閱讀本說明書后能對挖掘機行走部分減速器的認識和了解有一定的幫助，通過本次設計，加深了對機械設計各種方法的了解，同時也積累了很多機械設計方面的經(jīng)驗 螺旋傳送機主傳動系統(tǒng)的設計維護及改造 1機械傳動裝置的總體設計 1.1分析和擬定傳動裝置的運動簡圖 一般工作機器通常由原動機、傳動裝置和工作裝置三個基本職能部分組成。傳動裝置傳送原動機的動力、變換其運動，以實現(xiàn)工作裝置預定的工作要求，它是機器的主要組成部分．實踐證明，傳動裝置的重量和成本通常在整臺機器中占有很大的比重；機器的工作性能和運轉費用在很大程度上也取決于傳動裝置的性能、質(zhì)量及

10、設計布局的合理性。由此可見，在機械設計中合理擬定傳動方案具有重要意義。 分析和選擇傳動機構的類型及其組合是擬定傳動方案的重要一環(huán)，這時應綜合考慮工作裝置載荷、運動以及機器的其他要求，再結合各種傳動機構的特點適用范圍，加以分析比較，合理選擇。傳動系統(tǒng)應有合理順序和布局。除必須考慮各級傳動機構所適應的速度范圍外，還得注意一下幾點: 1．帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉矩時結構尺寸較嚙合傳動大；但帶傳動平穩(wěn)，能緩沖吸震，應盡量置于傳動系統(tǒng)的高速級． 　 2. 一般滾子鏈傳動運轉不均勻，有沖擊，宜布置在低速級。 3．蝸桿傳動的傳動比大，承載能力較齒輪低，常布置在傳動系統(tǒng)的高速級，以獲

11、得較小的結構尺寸；同時，由于有較高的齒面相對滑動速度，易于形成液體動壓潤滑油膜，也有利于提高承載能力及效率。 4. 輪(特別是大模數(shù)錐齒輪)的加工比較困難，一般宜置于高速級，以減小其直徑和模數(shù)。但需注意，當錐齒輪的速度過高時，其精度也需相應提高，此時還應考慮能否達到所需制造精度以及成本問題。 5. 斜齒輪傳動較直齒輪傳動平穩(wěn)，相對應用于高速級。 6．開式齒輪傳動一般工作環(huán)境較差，潤滑條件不良，外廓緊湊性可低于閉式傳動，應布置在低速級。 7．制動器通常設在高速軸。傳動系統(tǒng)中位于制動裝置后面不應出現(xiàn)帶傳動，摩擦傳動和摩擦離合器等重載時可能出現(xiàn)摩擦打滑的裝置

12、。 8. 為簡化傳動裝置，一般總是將改變運動形式的機構(如連桿機構、凸輪機構)布置在傳動系統(tǒng)的末端或低速處；對于許多控制機構一般也盡量放在傳動系統(tǒng)的末端或低速處，以免造成大的累積誤差，降低傳動精度。 9．傳動裝置的布局應使結構緊凄、勻稱，強度和剛度好．并適合車間布置情況和工人操作，便于裝拆和維修。圖2—2所示的兩種型式混砂機都是用兩對圓柱齒輪和一對錐齒輪減速傳動，但布局不一樣，效果就不相同。圖(d)所示混砂機的總體布局中，電動機和減速器在機器外面，結構不緊湊；傳動裝置中一對錐齒輪是開式的，潤滑條件差，砂塵易落入，加速齒輪磨損，工作壽命較短；從動錐齒輪較大，制造較難；主動錐

13、齒輪的支承跨距大，對該軸的強度和剛度均不利，且機架、電動機和減速器分別與地基聯(lián)接，使用單位安裝費事，在這幾方面不及圖(b)所示改進后的混砂機． 10. 在傳動裝置總體設計中，必須注意防止因過載或操作疏忽而造成機器損壞和人員工傷，可視具體情況在傳動系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)加設安全保險裝置。 1.2電動機的選擇 1.2.1螺旋輸送機傳動裝置簡圖 圖1.1螺旋輸送機傳動裝置簡圖 1.2.2，原始數(shù)據(jù) 螺旋軸上的功率 P = 1.70kW 螺旋筒軸上的轉速 n=28.0 r/min 1.2.3，已知條件 工作情況:三班制,連續(xù)單向運轉,載荷較平穩(wěn),允許輸送帶

14、速度誤差為0.5%.單件生產(chǎn); 使用折舊期:10年 動力來源:電力,三相交流.電壓380/220V; 滾筒效率:0.96(包括滾筒與軸承的效率損失)。 1.2.3選擇電動機 (1) 選擇電動機的類型和結構形式 生產(chǎn)單位一般用三相交流電源，如無特殊要求(如在較大范圍內(nèi)平穩(wěn)地調(diào)速，經(jīng)常起動和反轉等)，通常都采用三相交流異步電動機。我國已制訂統(tǒng)一標準的Y系列是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械，如金屬切削機床、風機、輸送機、攪拌機、農(nóng)業(yè)機械和食品機械等。由于Y系列電動機還具有較好的起動性能，因此也適用于某些對起動轉矩有

15、較高要求的機械(如壓縮機等)。在經(jīng)常起動，制動和反轉的場合，要求電動機轉動慣量小和過載能力大，此時宜選用起重及冶金用的YZ型或YZR型三相異步電動機。 三相交流異步電動機根據(jù)其額定功率(指連續(xù)運轉下電機發(fā)熱不超過許可溫升的最大功率，其數(shù)值標在電動機銘牌上)和滿載轉速(指負荷相當于額定功率時的電動機轉速，當負荷減小時，電機實際轉速略有升高，但不會超過同步轉速——磁場轉速)的不同，具有系列型號。為適應不同的安裝需要，同一類型的電動機結構又制成若干種安裝形式。各型號電動機的技術數(shù)據(jù)(如額定功率、滿載轉速、堵轉轉矩與額定轉矩之比、最大轉矩與額定轉矩之比等)、外形及安裝尺寸可查閱產(chǎn)品目錄或有

16、關機械設計手冊。 按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動機。 (2) 選擇電動機的功率 工作機所需的電動機輸出功率為 電動機至運輸帶之間總效率 = =0.816 (3) 初選為同步轉速為1000r/min的電動機 根據(jù)《機械設計基礎實訓指導》附表4-10，選擇電動機型號為Y112M-6,其額定功率為2.2kw，滿載轉數(shù)為940r/min 即 2 計算總的傳送比及分配各級的

17、傳動比 2.1 計算總傳動比 總傳動比 2.2 分配傳動裝置各級傳動比 查表2-1 取， ； 則 查表2-1 齒輪傳動 單級 傳動比 常用值 圓柱 3～5 圓錐 2～3 最大值 8 5 3計算各軸的功率，轉數(shù)及轉矩 3.1 已知條件 3.2 電動機軸的功率，轉速及轉矩 kw r/min Nmm 3.3 Ⅰ軸的功率，轉速及轉矩 kw r/min Nmm 3.4 Ⅱ軸的功率，轉速及轉矩 kw r/min Nmm 3

18、.5 Ⅲ軸的功率，轉速及轉矩 kw r/min Nmm 4齒輪的設計計算 4.1齒輪傳動設計準則 齒輪傳動是靠輪齒的嚙合來傳遞運動和動力的，齒輪失效是齒輪常見的失效形式。由于傳動裝置有開式、閉式，齒面硬度有軟齒面（硬度≤350HBS）、硬齒面（硬度＞350HBS），齒輪轉速有高與低，載荷有輕與重之分，所以實際應用中常會出現(xiàn)各種不同的失效形式。分析研究試銷形式有助于建立齒輪設計的準則，提出防止和減輕失效的措施。 設計齒輪傳動時應根據(jù)齒輪傳動的工作條件、失效情況等，合理地確定設計準則，以保證齒輪傳動有足夠的承載能力。工作條件、齒輪的材料不同，輪齒

19、的失效形式就不同，設計準則、設計方法也不同。 對于閉式軟齒面齒輪傳動，齒面點蝕是主要的失效形式，應先按齒面接觸疲勞強度進行設計計算，確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸，然后再按彎曲疲勞強度校核齒根的彎曲強度。 閉式硬齒面齒輪傳動常因齒根折斷而失效，故通常先按齒根彎曲疲勞強度進行設計計算，確定齒輪的模數(shù)和其他尺寸，然后再按接觸疲勞強度校核齒面的接觸強度。 對于開式齒輪傳動中的齒輪，齒面磨損為其主要失效形式，故通常按照齒根彎曲疲勞強度進行設計計算，確定齒輪的模數(shù)，考慮齒輪的模數(shù)，考慮磨損因素，再將模數(shù)增大10%～20%，而無需校核接觸強度。 4.2 直齒1、2齒輪的設計 (1)已知條件

20、 1， kw 2， r/min r/min 3，工作條件：使用壽命10年，三班制，連續(xù)單向，中等沖擊。 (2)選擇齒輪材料及精度等級。 小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì) 硬度HB1=250HBS 大齒輪選用45鋼正火 硬度HB1=210HBS 精度等級：8級 齒面粗超度 Ra≤3.2~6.3μm (3)按齒輪接觸疲勞強度設計 轉矩 Nmm ； Nmm (4)載荷系數(shù)K及材料的彈性系數(shù)ZE 查表4-1 K=1.5 表4-1 載荷系數(shù)K 工作機械 載荷特性 原動機 電動機 多缸內(nèi)燃機

21、單缸內(nèi)燃機 均勻加料的運輸機和加料機、輕型卷揚機、發(fā)電機、機床輔助傳動 均勻、輕微沖擊 1~1.2 1.2~1.6 1.6~1.8 不均勻加料的運輸機和加料機、重型卷揚機、球磨機、機床主傳動 中等沖擊 1.2~1.6 1.6~1.8 1.8~2.0 沖床、鉆床、破碎機、挖掘機 大的沖擊 1.6~1.8 1.9~2.1 2.2~2.4 (5)齒數(shù)Z1和齒寬系數(shù) 取小齒輪齒數(shù)Z1=25則大齒輪齒數(shù)Z2=85。 因單級齒輪傳動為對稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面，查表4-2得， 表4-2 齒寬系數(shù) 齒輪相對于軸承的位置 齒 面 硬 度 軟齒面（≤

22、350HBS） 硬齒面（＞350HBS） 對稱布置 0.8~1.4 0.4~0.9 不對稱布置 0.6~1.2 0.3~0.6 懸臂布置 0.3~0.4 0.2~0.25 (6)許用接觸應力 由《機械設計基礎》圖7-25查得， 查《機械設計基礎》圖7-24得， ， 由《機械設計基礎》表7-9查得 MPa MPa mm mm 查表4-3，取標準模數(shù)m=2 表4-3 標準模數(shù)表 第一系列 0.1，0.12，0.15，0.2，0.25，0.3，0.4，0.5，0.6，0.8，1.1，1.25，1.5，2，2.5，3，

23、4，5，6，8，10，12，16，20，25，32，40，50 第二系列 0.35，0.7，0.9，1.75，2.25，2.75，（3.25），3.5，（3.75），4.5，5.5，（6.5），7，9，（11），14，18，22，28，（30），36，45 (7)主要尺寸計算 mm mm mm 經(jīng)圓整后取, mm ； mm mm (8)按齒根彎曲疲勞強度校核 由式： 求出，如 ,則校核合格 (9)確定有關系數(shù)與參數(shù) ①齒形系數(shù)YF 查表4-4得，; 表4-4 標準外齒輪的齒形系數(shù)YF Z 12 14 16 17

24、 18 19 20 22 25 28 30 35 40 45 50 60 80 100 ≥200 YF 3.47 3.22 3.03 2.97 2.91 2.85 2.81 2.75 2.65 2.58 2.54 2.47 2.41 2.37 2.35 2.30 2.25 2.18 2.14 ②應力修正系數(shù) 查表4-5得，; 表4-5 標準外齒輪的應力修正系數(shù)YS Z 12 14 16 17 18 19 20 22 25 28 30 35 40 45 50 60 80 100

25、 ≥200 YS 1.44 1.47 1.51 1.53 1.54 1.55 1.56 1.58 1.59 1.61 1.63 1.65 1.67 1.69 1.71 1.73 1.77 1.80 1.88 ③許用彎曲應力 查《機械設計基礎》圖7-26得，； 查《機械設計基礎》表4-6得， 表4-6 安全系數(shù) 安全系數(shù) 軟齒面 （≤350HBS） 硬齒面 （＞350HBS） 重要的傳動、滲碳淬火齒輪或鑄造齒輪 SH 1.0~1.1 1.1~1.2 1.3~1.6 SF 1.3~1.4 1.4~1.6 1.6

26、~2.2 查《機械設計基礎》圖7-23得，； MPa MPa Mpa＜ Mpa＜ (10)齒跟彎曲強度合格 驗算齒輪的圓周速度v 。 查《機械設計基礎》表7-7可知, 選8級精度是合適的。 (11)幾何尺寸計算 齒頂高： 齒根高： 全齒高： 頂隙： 分度圓直徑： 基圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 齒距： 齒厚： 齒槽寬： 標準中心距：標準中心距：

27、 4.3 直齒3、4齒輪的設計 (1)已知條件 1， kw 2， r/min r/min 3，工作條件：使用壽命10年，三班制，連續(xù)單向，中等沖擊。 (2)選擇齒輪材料及精度等級。 小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì) 硬度HB1=250HBS 大齒輪選用45鋼正火 硬度HB1=210HBS 精度等級：8級 齒面粗超度 Ra≤3.2~6.3μm (3)按齒輪接觸疲勞強度設計 轉矩 Nmm ； Nmm (4)載荷系數(shù)K及材料的彈性系數(shù)ZE 查《機械設計基礎》表K=1.5 (5)齒數(shù)Z1和齒寬系

28、數(shù) 取小齒輪齒數(shù)Z1=28則大齒輪齒數(shù)Z2=126因二級齒輪傳動為非對稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面， (6)許用接觸應力 由《機械設計基礎》圖7-25查得， 查《機械設計基礎》圖7-24得， ， 由《機械設計基礎》表7-9查得 MPa MPa mm mm 取標準模數(shù)m=2.5 (7)主要尺寸計算 mm mm mm 經(jīng)圓整后取, mm ； mm mm (8)按齒根彎曲疲勞強度校核 由式： 求出，如 ,則校核合格 (9)確定有關系數(shù)與參數(shù) ①齒形系數(shù)YF 查表4-4得，; ②應

29、力修正系數(shù) 查表4-5得，; ③許用彎曲應力 查《機械設計基礎》圖7-26得，； 查《機械設計基礎》表7-9得， 查《機械設計基礎》圖7-23得，； MPa MPa Mpa＜ Mpa＜ (10)齒跟彎曲強度合格 驗算齒輪的圓周速度v 故選8級精度是合適的。 (11)幾何尺寸計算 齒頂高： 齒根高： 全齒高： 頂隙： 分度圓直徑： 基圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑：

30、 齒距： 齒厚： 齒槽寬： 標準中心距： 5 軸的設計及低速軸的強度校核 5.1 概述 5.1.1軸的作用 做回轉運動的傳動件，如齒輪、聯(lián)軸器等都是安裝在軸上的，病通過軸實現(xiàn)傳動的。因此，軸的主要功用就是支撐零件并傳遞運動和動力。 5.1.2軸上零件的固定 零件在軸上的固定方式隨零件的作用而異。一般情況下，為了保證零件在軸上的工作位置的固定，應在周向和軸向上對零件加以固定。 1周向固定 為了傳遞運動和轉矩，防止軸上零件與軸作相對轉動，軸上零件的周向零件必須可靠。常用的

31、周向固定方法有鍵、花鍵、銷和過盈配合等聯(lián)接。 2軸向固定 零件在軸上的軸向定位要準確可靠，以使其安裝位置確定，能承受軸向力而不產(chǎn)生軸向位移。常見的軸向固定方法有軸肩、軸環(huán)定位，螺母定位，套筒定位及軸端擋圈定位等。 5.1.3軸的支承 減速器中軸的支承大多采用滾動軸承。 （1）軸系的軸向固定 為使軸和軸上的零件在機器中有正確的位置，防止軸系軸向竄動和正常傳遞軸向力，軸系應予軸向固定。常見的軸系固定方式有三種： a、兩端單向固定的支承結構 　　齒輪軸籍軸肩通過封油環(huán)頂住兩側軸承內(nèi)圈，兩側的軸承蓋則分別頂住輔承外圈，每個支承各限制軸系單方向軸向移動，兩個支承組

32、合便使該軸系位置固定。為補償軸的受熱伸長，軸承安裝應留有約0.25～0.4mm的熱補償間隙(間隙很小，圖中一般不畫出)．間隙量在裝配時通過增減軸承蓋與箱體間調(diào)整墊片組1的厚度來獲得。這種型式結構簡單、安裝方便，但僅適用于溫度變化不大的短軸(軸承跨距l(xiāng) 400mm)。 　　b、一端雙向固定、一端游動的支承結構 　　蝸桿軸右端為由兩個成對的圓錐滾子軸承組成的一個雙向固定支承，其兩個內(nèi)圈由軸肩和圓螺母固定，兩個外圍由軸承套杯的凸肩和軸承蓋固定，可承受和傳遞雙向軸向載荷；左端軸承為深溝球軸承構成的游動支，其內(nèi)圈與軸作雙向固定，外圍兩側均未固定，外圈與套杯座孔為間隙配合．軸承可在軸承蓋套杯座孔中軸

33、向移動。當溫度變化時，軸可以自由伸縮，顯然，游動支承不能承受并傳遞軸向載荷。這種結構型式適用于溫度變化較大的長軸。 　　由上述可見，軸系不論采用哪種固定方式，都是根據(jù)具體情況通過選擇軸承的內(nèi)圈與軸、外圈與軸承座孔的固定方式來實現(xiàn)的．軸承內(nèi)外圈的周向固定主要由配合來保證，軸承內(nèi)圈和軸的軸向固定，其原則及方法與一般軸系零件的軸向固定基本相同，外圍與軸承座孔的軸向固定形式主要是利用軸承蓋、孔用彈性擋圈、套杯的凸肩以及軸承座孔的凸肩。具體選擇時要考慮軸向載荷的大小、方向(單向和雙向)、轉速高低、軸承的類型、支承的固定型式(游動或固定)等情況． 5.1.4 軸的類型 軸可根據(jù)不同的條件加以分類。

34、常用的分類方法有： 1.按受載情況分 同時承受彎矩和轉矩作用的軸稱為轉軸；只承受轉矩作用的稱為傳動軸；只承受彎矩作用的軸稱為心軸。 2.按結構形狀分 軸有實心軸、空心軸、曲軸、撓性鋼絲軸和直軸。而直軸又可分為截面相等的光軸和截面分段變化的階梯軸。 工程中最常見的是同時承受彎矩和轉矩作用的階梯軸。 5.1.5軸的形狀和名稱 圖4.1 軸的形狀和名稱圖 5.1.6影響軸技術參數(shù)和形狀的因素 軸的結構和形狀取決于下面幾個因素：（1）軸的毛坯種類：（2）軸上作用力的大小及其分布情況；（3）軸上零件的位置、配合性質(zhì)及其聯(lián)接固定的方法；（4）軸承的類型、尺寸和位置；（5）軸

35、的加工方法、裝配方法以及其他特殊要求?？梢娪绊戄S的結構與尺寸的因素很多，設計軸時要全面綜合的考慮各種因素。 5.1.7軸的設計應掌握的條件 對軸的結構進行設計主要是確定軸的結構形狀和尺寸。一般在進行結構設計時的已知條件有：機器的裝配簡圖，軸的轉速，傳遞的功率，軸上零件的主要參數(shù)和尺寸等。 5.1.8軸的強度、剛度 軸的強度與工作應力的大小和性質(zhì)有關。在選擇軸的結構和形狀時應注意以下幾個方面。 （1）使軸的形狀接近于等強度條件。 （2）盡量避免各軸段剖面突然改變以降低局部應力集中。 （3）改變軸上零件的布置，有時可以減小軸上的載荷。 （4）改進軸上零件的結構也可以減小軸上的載荷

36、。 5.1.9軸的設計原則 1各段直徑： (1)與滾動軸承配合的軸頸直徑必須符合滾動軸承內(nèi)徑標準系列 (2)軸上車制螺紋部分的直徑必須符合外螺紋大徑的標準系列 (3)安裝聯(lián)軸器的軸頭直徑必須與聯(lián)軸器的內(nèi)孔直徑范圍相適應 (4)與非標準件（如齒輪、帶輪等）相配合的軸頭直徑應采用標準系列 2軸的各段長度 軸的各段長度主要取決于軸上零件或軸承的寬度和它們之間的相互配合。此外，還要根據(jù)下面的具體情況來確定軸的各段長度。 (1)裝有緊固件（如螺母等）的軸段，長度應保證緊固件有一定的軸向調(diào)整余地。 (2)軸上的旋轉零件與旋轉零件之間、與緊固件（如箱體、支架等）之間應留有適當?shù)木嚯x，以免

37、旋轉時相碰撞。 5.2 Ⅱ軸的設計 (1)選擇材料 因無特殊要求，選45鋼，正火，查《機械設計基礎》表11-1得，，取A=115 (2)估算軸的最小直徑 因最小直徑與軸承配合，故其直徑應與軸承的內(nèi)徑孔一致， 查《機械設計基礎實訓指導》附表6-1，取 ， 因該處與齒輪配合，故其直徑應與齒輪的內(nèi)徑孔一致， 查《機械設計基礎實訓指導》附表2-2，得 處為軸肩，其直徑， 處與軸承配合，故其直徑應與軸承內(nèi)徑一致，因此 d4處為一與齒輪連體，其尺寸與齒輪相同 得 (3)確定各段的長度 軸承的寬度,箱體內(nèi)側與軸承端面間隙，箱體內(nèi)側與齒輪端面

38、的距離。 所以， 其中 所以， 所以， 圓整，得 處與一實體齒輪配合，因此 5.3 Ⅰ軸的設計 (1)軸的材料的選擇 因無特殊要求，選45鋼、正火，查《機械設計基礎》表11-1得， (2)估算軸的最小直徑 因最小直徑與聯(lián)軸器配合，故有一鍵槽，可將周徑加大， 即，， 查《機械設計基礎實訓指導》附表4-10，選彈性套柱聯(lián)軸器，取其標準內(nèi)孔直徑 則 因該處與軸承透蓋配合，故其直徑應與密封件的直徑一致， 查《機械設計基礎實訓指導》附表7-1，選其直徑 因該處與軸承配合，故其直徑應與軸承內(nèi)徑一致， 查《機械設計基礎實訓指

39、導》附表6-1取 處與軸承配合，故其直徑應與軸承內(nèi)徑一致，因此 (3)確定軸的各段長度 其中 所以， 其中軸承的寬度 ,箱體內(nèi)側與軸承端面間隙，箱體內(nèi)側與齒輪端面的距離。 5.4 Ⅲ軸的設計 (1)軸材料的選擇 因無特殊要求，選45鋼、正火，查《機械設計基礎》表11-1，得 (2)估算軸的最小直徑 因最小直徑與聯(lián)軸器配合，故有一鍵槽，可將周徑加大， ， 查《機械設計基礎實訓指導》附表4-10，選彈性套柱聯(lián)軸器，取其標準內(nèi)孔直徑 則 因該處與軸承透蓋配合，故其直徑應與密封件的直徑一致， 查《機械設計基礎實訓

40、指導》附表7-1，選其直徑 處與軸承配合，故 (3)確定軸的各段長度 其中 所以， 其中軸承的寬度 ,箱體內(nèi)側與軸承端面間隙，箱體內(nèi)側與齒輪端面的距離。 其中 所以， 校核低速軸的疲勞強度 已知輸出軸功率，轉速，從動齒輪4的分度圓的直徑。 計算齒輪所受的力： 轉矩 分度圓的圓周力 （1）畫輸出軸的受力簡圖，如圖所示 （2）畫水平平面的彎矩圖，如圖所示。通過列水平平面的受力平衡方程,可求得 則 (3)畫豎直平面的彎矩圖，如圖所示。通

41、過列豎直平面的受力平衡方程,可求得 則 (4)畫合成彎矩圖，如圖所示。 (5)畫轉矩圖，如圖所示。 (6)畫當量彎矩圖，如圖所示，轉矩按脈動循環(huán)，取，則 由當量彎矩圖可知C為危險截面，當量彎矩最大值為 （7）驗算軸直徑 由第三強度理論校核 因為C截面有一鍵槽，所以需將直徑增大5%，則，而C截面的設計直徑為，所以強度足夠。 圖 軸的強度校核 6鍵聯(lián)接的選擇及其校核計算 6.1鍵的設計和計算

42、 (1)選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 一般8級以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應用平鍵. 對于低速軸（Ⅲ軸） 聯(lián)軸器處 ，與齒輪配合處軸徑 查表?。烘I寬 (2)校核鍵聯(lián)接的強度 查表6-2得 []=110MPa 工作長度 (3)鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 由式（6-1）得： ＜[] ＜[] 兩者都合適 取鍵標記為： 鍵1：1890 A GB/T1096-1979 鍵2：22100 A GB/T1096-1979 表6-1 平鍵聯(lián)接尺寸（摘自GB1096-197

43、9） 軸 鍵 鍵槽 公稱尺寸 公稱尺寸 寬度 深度 公稱尺寸 極限偏差 軸t 轂t1 較松聯(lián)接 一般聯(lián)接 較緊聯(lián)接 軸 轂 軸 轂 軸轂 公稱尺寸 極限偏差 公稱尺寸 極限偏差 6 +0.030 0 +0.078 +0.030 0 -0.030 0.015 -0.012 -0.042 3.5 +0.1 0 2.8 +0.1 0 8 +0.036 0 +0.098 +0.040 0 -0.036 0.018 -0.015 -0.051 4.0 +0.2 0 3.3 +0.2

44、 0 10 5.0 3.3 12 +0.043 0 +0.120 +0.060 0 -0.043 0.0215 -0.018 -0.061 5.0 3.3 14 5.5 3.8 16 6.0 4.3 18 7.0 4.4 20 +0.062 0 +0.149 +0.065 0 -0.062 0.026 -0.022 -0.074 7.5 4.9 22 9.0 5.4 25 9.0 5.4 28 10 6.4 鍵的長度系列 6，8

45、，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，160，180，200，220，250，280，300，360 表6-2 鍵聯(lián)接材料的許用擠壓應力（壓強） 項目 聯(lián)接性質(zhì) 鍵或軸轂材料 載荷性質(zhì) 靜載荷 輕微沖擊 沖擊 靜聯(lián)接 鋼 鑄鐵 動聯(lián)接 鋼 7 減速器箱體的設計 減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結構,為了保證齒輪配合質(zhì)量， 大端蓋分機體采用配合. 1. 機體有足夠的剛度 在機

46、體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度 2. 考慮到機體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。 因其傳動件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm 為保證機蓋與機座連接處密封，聯(lián)接凸緣應有足夠的寬度，聯(lián)接表面應精創(chuàng)，其表面粗糙度為 3. 機體結構有良好的工藝性. 鑄件壁厚為10，圓角半徑為R=3。機體外型簡單，拔模方便. 4. 對附件設計 A 視孔蓋和窺視孔 在機蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進行操作，窺視孔有蓋板，機體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機械加工出支承蓋板的表面

47、并用墊片加強密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6緊固 B 油螺塞： 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，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機體外壁應凸起一塊，由機械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。 C 油標： 油標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，以防油進入油尺座孔而溢出. D 通氣孔： 由于減速器運轉時，機體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達到體內(nèi)為壓力平衡. E 蓋螺釘： 啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機蓋聯(lián)結凸緣的厚度。 釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋.

48、F 位銷： 為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯(lián)結凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度. G 吊鉤： 在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運較重的物體. 減速器機體結構尺寸如下： 6-3 鑄鐵主要結構尺寸 名稱 符號 減速器形式及尺寸關系/mm 齒輪減速器 箱座壁厚 8 箱蓋壁厚 8 箱蓋凸緣厚度 12 箱座凸緣厚度 12 箱座底凸緣厚度 20 地腳螺釘直徑 M16 地腳螺釘數(shù)目 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 M12 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 M8 聯(lián)接螺栓的

49、D2距離 126 軸承端蓋螺釘直徑 M8、M12 檢查孔蓋螺釘直徑 M8 定位銷直徑 M10 至外箱壁距離 至凸緣邊距離 軸承旁凸臺半徑 凸臺高度 外箱壁至軸承座端面距離 齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 10 齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離 10 箱蓋、箱座肋厚 8、10 軸承端蓋外徑 102、170 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 110、196 箱座深度 200 箱座高度 215 箱座寬度 246 10. 潤滑密封設計 對于二級圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且

50、傳速較低，所以其速度遠遠小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度. 油的深度為H+ H=30 =34 所以H+=30+34=64 其中油的粘度大，化學合成油，潤滑效果好。 密封性來講為了保證機蓋與機座聯(lián)接處密封，聯(lián)接 凸緣應有足夠的寬度，聯(lián)接表面應精創(chuàng)，其表面粗度應為 密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太 大，國150mm。并勻均布置，保證部分面處的密封性 8 減速器附件的設計 8.1軸承的設計和計算 如圖所示,減速器中

51、的軸由一對深溝球軸承支承.已知:軸的兩端軸頸直徑均為,軸受徑向力,工作中不受軸向力,工作轉速,常溫下工作,軸承預期壽命. (1)求軸承所受的載荷 軸承1: 徑向載荷 由靜力學平衡方程式的 軸承2: 徑向載荷 由靜力學平衡方程式的 軸承1、2: 軸向載荷 由于兩軸承不受軸向力,故 軸承2承受的載荷大與軸承1所承受的載荷,故應按軸承2計算。 (2)所選軸承為6316軸承 根據(jù)已知條件,查《機械設計基礎實訓指導》附表6-1得 徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y 軸承類型 相對軸向載荷 判斷系數(shù) X Y

52、X Y 深溝球軸承 0.014 0.028 0.056 0.084 0.11 0.17 0.28 0.42 0.56 0.19 0.22 0.26 0.28 0.30 0.34 0.38 0.42 0.44 0.56 2．30 1．99 1．71 1．51 1．45 1．31 1．15 1．04 1．00 1 0 9 減速器的維護與保養(yǎng) 對皮帶運輸機實行定期維護保養(yǎng)的目的是。減少機器的故障，延長機器使用壽命；縮短機器的停機時間；提高工作效率，降低作業(yè)成本。 齒輪的維護 （1）使用

53、齒輪傳動時，在啟動、加載、卸載及換檔的過程中應力求平穩(wěn)，避免產(chǎn)生沖擊載荷，以防引起斷齒等故障。 （2）經(jīng)常檢查潤滑系統(tǒng)的狀況（如潤滑油的油面高度等）。油面過底則潤滑不良，油面過高會增加攪油功率的損失。對于壓力噴油潤滑系統(tǒng)還需檢查油壓狀況，油壓過底會造成供油不足，油壓過高則可能是因為油路不暢通所致，需及時調(diào)整油壓，還應按照使用規(guī)則定期更換或補充規(guī)定牌號的潤滑油。 （3）注意檢查齒輪傳動的工作狀況，如有無不正常的聲音或箱體過熱現(xiàn)象。潤滑不良和裝配不符合要求是齒輪失效的重要原因。聲響監(jiān)測和定期檢查是發(fā)現(xiàn)齒輪損傷的主要方法。 軸的維護 在工作過程中，對機械要定期檢查和維修，對于軸的維護重點注意

54、三個方面。 （1）認真檢查軸和軸上零件的完好程度，若發(fā)現(xiàn)問題應及時維修或更換。軸的維修部位主要是軸頸及軸端。對精度要求較高的軸，在磨損量較小時，可采用電鍍法或熱噴涂（或噴焊）法進行修復。軸上花鍵、鍵槽損傷，可以用氣焊或堆焊修復，然后再銑出花鍵或鍵槽。也可以將原鍵槽焊補后再銑制新鍵槽。 （2）認真檢查軸以及軸上主要傳動零件工作位置的準確性、軸承的游隙變化并及時調(diào)整。 （3）軸上的傳動零件（如齒輪、鏈輪等）和軸承必須保證良好的潤滑，應當根據(jù)季節(jié)和工作地點，按規(guī)定選用潤滑劑并定期加注。要對潤滑油及時檢查和補充，必須及時更換。 09/20 11:46

55、 102機體齒飛面孔雙臥多軸組合機床及CAD設計 09/08 20:02 3kN微型裝載機設計 09/20 15:09 45T旋挖鉆機變幅機構液壓缸設計 08/30 15:32 5噸卷揚機設計 10/30 17:12 C620軸撥桿的工藝規(guī)程及鉆2-Φ16孔的鉆床夾具設計 09/21 13:39 CA6140車床撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計831003 08/30 15:37 CPU風扇后蓋的注塑模具設計 09/20 16:19 GDC956160工業(yè)對輥成型機設計 08/30 15:

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