機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-展開(kāi)式雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目: 展開(kāi)式雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器專業(yè)：機(jī)械 143班設(shè)計(jì)者：指導(dǎo)教師：全套圖紙加扣 3012250582 2016 年 10 月 26 日（ 大連民族大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院）目錄一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書及其傳動(dòng)方案的擬定 3二、傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明5三.傳送帶、齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 7四.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 15五.高速軸及其軸承、鍵的校核 19六.聯(lián)軸器的選擇 21七. 鍵連接的選擇和計(jì)算 22八減速器附件選擇及箱體的設(shè)計(jì) 22九.潤(rùn)滑與密封 24十.設(shè)計(jì)心得與體會(huì) 24十一.參考資料 25二、 設(shè)計(jì)任務(wù)書及其傳動(dòng)方案的擬定（一）課程目的：1、通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其它有關(guān)選修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)去分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步地鞏固、深化和發(fā)展。2、學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法。通過(guò)設(shè)計(jì)培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。（二）題目：題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的二級(jí)展開(kāi)式斜齒圓柱齒輪減速器，如圖所示：1電動(dòng)機(jī) 2V型皮帶 3減速器4聯(lián)軸器 5輸送帶設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：1、已知數(shù)據(jù)工作情況載荷平穩(wěn)輸送帶牽引力F/N4500運(yùn)輸帶速度V（m/s）0.54滾筒直徑D/(mm)400滾筒長(zhǎng)度L/（mm）8002、工作條件兩班制工作，工作10年，灰塵較多，稍微波動(dòng)，批量生產(chǎn)。3、要求完成工作量1.減速器裝配圖一張(A0)。2.設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。3.零件圖一張。（三）設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算；2.斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算；3.軸的設(shè)計(jì)；4. 裝配草圖的繪制6.滾動(dòng)軸承的選擇；7.裝配圖、零件圖的繪制；8.設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書的編寫。（四）設(shè)計(jì)進(jìn)度：1、 第一階段： 總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算。 2、 第二階段： 軸與軸系零件的設(shè)計(jì)。3、 第三階段： 草圖繪制。4、 第四階段： 裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說(shuō)明書的編寫。二、傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明一：傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)（一）對(duì)給定傳動(dòng)方案分析論證總體布置見(jiàn)任務(wù)書工作情況：工作有輕震，空載啟動(dòng)，單向運(yùn)動(dòng)。（二）選擇電動(dòng)機(jī) 選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按工作條件和要求選用 Y系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)，電壓為380V。 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)1）工作機(jī)有效功率為：Pw=FV1000=4500×0.541000=2.43 KW 2）傳動(dòng)裝置總效率電動(dòng)機(jī)到工作傳輸帶間的總效率為：=12432421、2、3、4分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動(dòng)和卷筒傳動(dòng)的效率。取1=0.99，2=0.98，3=0.97，4=0.96則： =0.79183） 所需電動(dòng)機(jī)功率電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為：Pd=Pw = 2.430.7918KW=3.0689KW4）確定電動(dòng)機(jī)額定功率所以應(yīng)選額定功率大于3.0689kW的電機(jī)。計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍并選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i=840。工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為： nw=60×1000vD=60×1000×0.543.14×400=25.78r/min電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd=inw=(840)×25.78*（2-4）=(412.484124.8)r/min選用同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min的電動(dòng)機(jī)。由電機(jī)產(chǎn)品目錄或有關(guān)手冊(cè)選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為： Y132M1-6電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定功率轉(zhuǎn)速r/min額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/kgY132M1-649602.073（三）計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i=ndnw = 96025.78 = 37.2381分配各級(jí)傳動(dòng)比因?yàn)镮a=i帶*i齒 根據(jù)表3-2 取v帶傳動(dòng)比i01=3I齒=ia/i01=12.4127I1=1.4ie=4.16I2=ie/i1=2.9838傳動(dòng)裝置中個(gè)軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速n（r/min）：減速器高速軸為I軸，中速軸為II軸，低速軸為III 軸，N0=960r/minN1=N0/i帶=320r/minNII=NI/i12=320/4.16=76.92r/minNIII=NII/i2=76.92/2.9838=25.779r/min各軸的輸入功率按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率，即P0=Pd=3.0689kwPI=Pd*N1=3.0689*0.99=3.038kwPII=P1*N12=3.038*0.97*0.98=2.888kwPIII=PII*N23=2.888*0.98*0.97=2.745kwP卷筒機(jī)=PIII*N12=2.745*0.99*0.98=2.663kw各軸的輸入轉(zhuǎn)矩T（N）和輸出轉(zhuǎn)矩T(kW)T0=Td=9550Pd/Nm=9550*3.0689/960=30.530TI=9550PI/NI=9550*3.038/320=90.665TII=9550PII/NII =9550*2.888/76.92=358.559TIII=9550PIII/NIII =9550*2.745/25.779=1016.9卷筒機(jī)T卷=9550PIv/NIv =9550*2.663/25.779=986.5傳動(dòng)參數(shù)的數(shù)據(jù)表 電機(jī)軸軸1軸2 軸3滾筒軸功率p/kw43.0692.8882.7542.663轉(zhuǎn)矩T/N*M30.53090.665358.5521016.9986.5轉(zhuǎn)速n/r/min96032076.79425.78725.787三.傳送帶、齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算(一)帶傳動(dòng)計(jì)算1. 確定計(jì)算功率查表8-8得Ka=1.3Pca=Kap*p=1.3*4=5.2kw2. 選擇v帶類型根據(jù)計(jì)算功率Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速N1從圖8-11選取v帶的帶型;選用A帶3. 初選小帶輪得基準(zhǔn)直徑參考表8-7 8-9確定小帶輪得基準(zhǔn)直徑d的應(yīng)使dd1（dd）min選dd1=100mm驗(yàn)算帶速v，有v=*dd1*n060*1000=*100*96060*1000=5.026m/s 合理4. 計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑Dd2=i帶*dd1=3*100=300mm取dd2=315mm新的傳動(dòng)比i帶=3.155. 確定v帶得中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld1. 根據(jù)8-20初定中心距400mm2. 計(jì)算帶所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度L2a0+/2（dd1+dd2）+（dd2-dd1）2/4a0=1480.22mm由表8-2選取L=1430mm3. 計(jì)算實(shí)際中心距aa0+Ld-Ld02=400+34.15=375375amin=a-0.015d=375-0.015*1430=353.55mmamax=a+0.03d=417.9mm4. 驗(yàn)算小帶輪上的包角=180-（dd2-dd1）*57.3/a=141大于120°5. 計(jì)算帶的根數(shù)z計(jì)算單根V帶的額定功率由dd1=100mm和n0=960r/min查表8-4 P0=0.95kw據(jù)n0=960r/min i=3和a型帶查8-5的P0=0.11kw查表8-6得K=0.89 由8-2得 Kl=0.96Pr=（P0+P0）*K*Kl=（0.95+0.11）*0.89*0.96=0.905kw Z=Pca/Pr=5.2/0.905=5.75；取 6根6. 計(jì)算單根V帶的初拉力F0由表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.105kg/m 所以：F0=500（2.5-k）pcakzv+qv2=5002.5-0.89*5.20.89*6*5.02+0.105*5.022=157N7.計(jì)算壓軸力FpFp=2zf0sin1/2=2*6*157*sin141/2=1781.357N結(jié)論：選用A型普通v帶6根 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 1430mm 帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=100mm；dd2=315mm ；中心距控制在a=353-417mm之間；單根帶初拉力F0=157N（二）高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)選定齒輪類型、精度、材料及齒數(shù)1.選用圓柱斜齒輪2.選擇8級(jí)精度3.選擇小齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為280 HBS大齒輪選擇45鋼（調(diào)質(zhì)）240HBS4.初選小齒輪齒數(shù)z1=17大齒輪齒數(shù)在Z1=Z2*iII=17*4.169=70.873 選Z2=715.初選螺旋角=14°按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算d1t32KhtT1u+1duzhzezzh2 確定公式中的各參數(shù)值試選載荷系數(shù)Kht=1.3由圖10-20查取區(qū)域系數(shù)Zh=2.43齒寬系數(shù)：1 彈性影響系數(shù)Ze=189.8mpa1/2由式10-21計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)z=arctan（tan/tan）=arctan（tan20°/cos14°）=20.562°at1=arcos【Z1cost/（Z1+2hancos）】=arcos【17*cos20.562°/（17+2*1*cos14°）】=32.82at2=arcos【Z2cosat/（Z2+2hancos）】=arcos【71cos20.562/（71+2*1*cos14°）】=24.3=【Z1（tanat1-tan1）+Z2（tana2-tant）】/2=【17*（tan32.82-tan20.562）+71*（tan24.3-tan20.562）】/2=1.722=dz1tan/=1*24*tan14°/=1.905 Z=4-31-+=4-1.72231-1.905+1.9051.722=0.647z=cos=0.985計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力h由圖10-25d查的小齒輪和大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限分別為Flim1=600mpa Flim2=550mpa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60N1jLh=60*320*1*（2*8*300*10）=9.216*108N2=N1/u=9.216*108/（71/17）=2.206*108由圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn1=1.1 Khn2=1.15取失效概率為1% 安全系數(shù)s=1 由式10-14得【h】1=Khn1hlim1/s=1.1*600/1=660mpa【h】2=Khn2hlim2/s=1.15*550/1=632.5mpa取倆者中較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力即 【h】1=【h】2=632.5mpa計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t32KhtT1u+1duzhzezzh2=32*1.3*90665 (71/17)+11 (71/17)2.43*189.8*0.647*0.985632.52=39.81mm調(diào)整小齒輪分度圓直徑 1、計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（1）圓周速度V=d1t*n1/60*1000=*39.81*320 /60*1000=0.667m/s（2）齒寬B=d1t=39.81mm2、計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)kh（1）由表10-2查的使用系數(shù)Ka=1.25（2）根據(jù)v=0.667m/s、7級(jí)精度、由圖10-8查的動(dòng)載系數(shù)Kv=1.05（3）齒輪的圓周力Ft1=2T1/d1t=2*90665/39.81=4.554*103n,KaFt1/b=1.25*4.554*103/39.81=143n/mm大于100n/mm查表10-3的齒間載荷分配系數(shù)Kh=1.4（4）由表10-4用插值法查的7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐Kh=1.426KH=KaKvKhKh=1.25*1.05*1.4*1.426=2.6202753、由式10-12可得實(shí)際載荷系數(shù)算的分度圓直徑d1=d1t3Khkht=39.8132.621.3=50.28mm及相應(yīng)的齒輪模數(shù)Mn=d1cos/Z1=50.28*cos14/17=2.8697mm按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1. 由式10-20試算齒輪模數(shù)2. Mnt32KftT1YYcos2dz12*（YfaYsa【F】）確定公式中的各參數(shù)值試選載荷系數(shù)kft=1.3由式10-19，可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù)Yb=arctan（tancost）=arctan（tan14cos20.562）=13.140°v=/cos2b=1.891/cos21.905=1.893Y=0.25+0.75/av=0.25+0.75/1.893=0.646193.由式10-19，可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)YY=1-*/120=1-1.905*14/120=0.77754、計(jì)算YFaYsa/【f】由當(dāng)量齒數(shù)Zv1=Z1/cos3=17/cos314=18.609Zv2=Z2/ cos3=71/ cos314=77.723查圖10-17得齒形系數(shù)YFa1=2.5 YFa2=2.22由圖10-18查的應(yīng)力修復(fù)系數(shù)YSa1=1.6 YSa2=1.78由10-24c 查得小、大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為hlim1=500mpa hlim2=380mpaYFa1 Ysa1/【f1】=2.5*1.6/303.57=0.01318YFa2 Ysa2/【f2】=2.22*1.28/238.86=0.01654因?yàn)榇簖X輪大于小齒輪取YFa2 Ysa2/【f2】=0.01654試計(jì)算齒輪模數(shù)：Mnt32KftT1YYcos2dz12*（YfaYsa【F】）=1.833mm調(diào)整齒輪模數(shù)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備1） 圓周速度vd1=Mnt*Z1/cos=1.833*17/COS14 º=32.118V=d1*N1/60*1000=0.53788m/s2） 齒寬bb=d*d1=1*32.118=32.118mm3） 齒高h(yuǎn)及寬高比B/hh=（2han*+cn*）*mnt=（2*1+0.25）*1.833=4.12425B/h=32.118/4.12425=7.7876計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)Kf1）根據(jù)v=0.537m/s 8級(jí)精度 由圖10-8查得Kv=1.052）有Ft1=2T1/d1=5645.7KaFt1/b=1*5645.7/32.118=175.78大于100N/mm查表10-3的齒間載荷分配系數(shù)Kf=1.23）由表10-4用插值法查得Kh=1.450結(jié)合b/h=7.7876，查圖10-13得Kf=1.31則載荷系數(shù) KF=KAKVKFKF=1*1.05*1.2*1.31=1.6506(4)由式10-13 可得按實(shí)際載荷系數(shù)算的齒輪模數(shù)Mn=1.985對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 m =3mm，已可滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。于是有：為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按照接觸疲勞強(qiáng)度算的分度圓直徑d1=50.568mm 來(lái)計(jì)算小齒輪齒數(shù)，即Z1=d1cos/mn=50.568*cos14/3=16.355所以Z1=17;Z2=69;中心距a=（Z1+Z2）mn/2*cos=136.012所以中心距取137mm修正螺旋角：=arcos（Z1+Z2）mn/2a=13.928° 計(jì)算分度圓直徑; d1=z1mn/cos13.928°=52.545mm d1=z2mn/cos13.928°=213.337mm 計(jì)算齒寬b=52.5613 取53 同理 b2=58圓整中心距后的強(qiáng)度校核H=(2KH*T1)/(d*d13 )(u+1)/u)ZH*ZE*Z*ZH（三）低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)選定齒輪類型、精度、材料及齒數(shù)1.選用圓柱斜齒輪2.選擇8級(jí)精度3.選擇小齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為280 HBS大齒輪選擇45鋼（調(diào)質(zhì)）240HBS4.初選小齒輪齒數(shù)z1=20大齒輪齒數(shù)在Z1=Z2*i3=59.54 選Z2=605.初選螺旋角=14°按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算d1t32KhtT1u+1duzhzezzh2 確定公式中的各參數(shù)值試選載荷系數(shù)Kht=1.3由圖10-20查取區(qū)域系數(shù)Zh=2.43齒寬系數(shù)：1 彈性影響系數(shù)Ze=189.8mpa1/2由式10-21計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)z=arctan（tan/tan）=arctan（tan20°/cos14°）=20.562°at1=arcos【Z1cost/（Z1+2hancos）】=arcos【17*cos20.562°/（17+2*1*cos14°）】=31.407at2=arcos【Z2cosat/（Z2+2hancos）】=arcos【60cos20.562/（60+2*1*cos14°）】=24.911=【Z1（tanat1-tan1）+Z2（tana2-tant）】/2=【20*（tan32.82-tan20.562）+71*（tan24.3-tan20.562）】/2=1.602395=dz1tan/=1*24*tan14°/=1.905 Z=4-31-+=4-1.72231-1.905+1.9051.722=1.587z=cos=0.985計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力h由圖10-25d查的小齒輪和大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限分別為Flim1=600mpa Flim2=550mpa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60N1jLh=60*320*1*（2*8*300*10）=7.369*108N2=N1/u=9.216*108/（71/17）=2.211*108由圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn1=1.1 Khn2=1.15取失效概率為1% 安全系數(shù)s=1 由式10-14得【h】1=Khn1hlim1/s=1.1*600/1=660mpa【h】2=Khn2hlim2/s=1.15*550/1=550mpa取倆者中較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力即 【h】1=【h】2=632.5mpa計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t32KhtT1u+1duzhzezzh2=32*1.3*90665 (71/17)+11 (71/17)2.43*189.8*0.647*0.985632.52=70.2644mm調(diào)整小齒輪分度圓直徑 1、計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（1）圓周速度V=d1t*n1/60*1000=0.28239m/s（2）齒寬B=d1t=70.264mm2、計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)kh（1）由表10-2查的使用系數(shù)Ka=1.25（2）由圖10-8查的動(dòng)載系數(shù)Kv=1.05（3）齒輪的圓周力Ft1=2T1/d1t=2*90665/39.81=4.554*103n,KaFt1/b=132.56n/mm大于100n/mm查表10-3的齒間載荷分配系數(shù)Kh=1.4（4）由表10-4用插值法查的7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐Kh=1.45KH=KaKvKhKh=1.25*1.05*1.4*1.45=2.6643753、由式10-12可得實(shí)際載荷系數(shù)算的分度圓直徑d1=d1t3Khkht=92.57mm及相應(yīng)的齒輪模數(shù)Mn=d1cos/Z1=2.630mm按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)3. 由式10-20試算齒輪模數(shù)4. Mnt32KftT1YYcos2dz12*（YfaYsa【F】）1） 確定公式中的各參數(shù)值1、試選載荷系數(shù)kft=1.32、由式10-19，可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù)Yb=arctan（tancost）=arctan（tan14cos20.562）=13.140°v=/cos2b=1.6897Y=0.25+0.75/av=0.693863、由式10-19，可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)YY=1-*/120=0.81484、計(jì)算YFaYsa/【f】由當(dāng)量齒數(shù)Zv1=Z1/cos3=21.8936Zv2=Z2/ cos3=65.681查圖10-17得齒形系數(shù)YFa1=2.75 YFa2=2.27由圖10-18查的應(yīng)力修復(fù)系數(shù)YSa1=1.58 YSa2=1.75由10-24c 查得小、大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為hlim1=500mpa hlim2=380mpaYFa1 Ysa1/【f1】=2.75*1.58/600=0.0128829YFa2 Ysa2/【f2】=2.27*1.75/550=0.014385因?yàn)榇簖X輪大于小齒輪取YFa2 Ysa2/【f2】=0.014385試計(jì)算齒輪模數(shù)：Mnt32KftT1YYcos2dz12*（YfaYsa【F】）=3.31957mm調(diào)整齒輪模數(shù)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度vd1=mnt*Z1/cos=88.104V=d1*n1/60*1000=0.21788m/s齒寬bb=d*d1=1*54.2136=54.2136mm齒高h(yuǎn)及寬高比B/hh=（2han*+cn*）*mnt=5.918B/h=9.161計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)Kf根據(jù)v=0.21788m/s 8級(jí)精度 由圖10-8查得Kv=1.03有Ft1=2T1/d1=5645.7KaFt1/b=305.6373大于100N/mm查表10-3的齒間載荷分配系數(shù)Kf=1.4由表10-4用插值法查得Kh=1.450結(jié)合b/h=9.161，查圖10-13得Kf=1.450則載荷系數(shù) KF=KAKVKFKF=1*1.05*1.2*1.31=2.6136由式10-13 可得按實(shí)際載荷系數(shù)算的齒輪模數(shù)Mn=3.3196對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 m =5mm，已可滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。于是有：為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按照接觸疲勞強(qiáng)度算的分度圓直徑d1=92.57mm 來(lái)計(jì)算小齒輪齒數(shù)，即Z1=d1cos/mn=17.097所以Z1=18;Z2=52;中心距a=（Z1+Z2）mn/2*cos=180.357所以中心距取180mm修正螺旋角：=arcos（Z1+Z2）mn/2a=16.5978 計(jì)算分度圓直徑; d1=z1mn/cos13.928°=92.5714mm d2=z2mn/cos13.928°=267.428mm 計(jì)算齒寬b1=100 同理 b2=95圓整中心距后的強(qiáng)度校核H=(2KH*T1)/(d*d13 )(u+1)/u)ZH*ZE*Z*ZH四.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（一） 高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（r/min）高速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T（）9603.03890.6652）初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表15-3，取A0=106，則于是得： 軸上有兩個(gè)鍵槽，則dmin=1.1dmint=26.88mm a 擬訂軸上零件的裝配方案，如圖 VII高速軸零件裝配方案圖根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度各段直徑的確定： -：該段和皮帶輪連接 選擇皮帶輪內(nèi)徑D=28mm；所以d1=28mm-：該段和軸承配合，軸承選用GB/T297圓錐滾子軸承30206，所以，該段直徑選用30mm-:定位甩油環(huán)-：該段為齒輪軸 -：軸肩，定位甩油環(huán)-VII：選用軸承相同各段長(zhǎng)度的確定： -：L1=120，因?yàn)槠л唽扡=（1.5-2）d=42-56 加上軸肩到減速器外壁距離-：配合軸承 長(zhǎng)度32mm-：這段為122mm-：齒輪軸，齒輪寬58mm-: 軸肩 長(zhǎng)4mm-VII：此段安裝軸承、甩油環(huán)長(zhǎng)度取42mm 高速軸各段參數(shù)匯總表軸段-VII直徑283040/4030長(zhǎng)度1203212258430配合大皮帶輪軸承/齒輪軸軸肩軸承（二） 中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（r/min）高速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T（）76.7942.888358.5522）初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表15-3，取C=106，于是得： 由于軸上有兩個(gè)鍵槽，因此修正后的最小直徑為： a 擬訂軸上零件的裝配方案，如圖 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度-：裝配端蓋、軸承、擋油塞和套筒 軸承選用GB/T297圓錐滾子軸承30209軸承，所以選用直徑45mm，長(zhǎng)度47mm-：安裝齒輪直徑52mm，長(zhǎng)度98mm-：定位軸肩直徑61mm 長(zhǎng)度12mm-：安裝齒輪直徑52mm，長(zhǎng)度50mm-：安裝套筒、擋油塞、軸承和端蓋，軸承選用GB/T297圓錐滾子軸承30209軸承，直徑45mm，長(zhǎng)度42mm 中速軸各段參數(shù)匯總表 軸段-直徑4552615245長(zhǎng)度4798125042配合軸承齒輪軸肩齒輪軸承（三） 低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（r/min）高速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T（）25.7872.7451016.92） 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表15-3，取C=106，于是得： 由于軸上有兩個(gè)鍵槽，因此修正后的最小直徑為： a 擬訂軸上零件的裝配方案，如圖 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度-:與軸承配合，軸承選用GB/T297圓錐滾子軸承30212軸承，直徑60mm，長(zhǎng)度58mm-：和齒輪裝配，直徑69mm，長(zhǎng)度97mm -：定位軸肩，直徑81mm，長(zhǎng)度27mm-：直徑69mm，長(zhǎng)度定位43mm -：與軸承、聯(lián)軸器配合，軸承選GB/T297圓錐滾子軸承30212，聯(lián)軸器選用GYS8，直徑60mm，長(zhǎng)度160mm.低速軸各段參數(shù)匯總表軸段-直徑6069816960長(zhǎng)度58972743160配合軸承齒輪軸肩/軸承、聯(lián)軸器五.高速軸及其軸承、鍵的校核1）齒輪受力分析2）受力分析及其彎矩圖 A C B根據(jù)彎矩圖和扭矩圖，可判斷危險(xiǎn)截面為齒輪中心面。3）按彎扭合成強(qiáng)度校核M表示軸所受的彎矩，在這里M=Mmax=94545.779N.mm（1)T表示軸的所受的扭矩T=90665 N.mm（2) 表示折合系數(shù)，由于扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力為靜應(yīng)力，所以取=0.3（3)W軸的抗彎截面系數(shù)，在彎矩最大的處的對(duì)應(yīng)的軸的直徑的為d=46mm，所以W為：W=d332=×46332=9551.095mm3將各值帶入得=31.7278已知輸入軸的許用彎曲應(yīng)力-1=70MPa。故輸入軸滿足彎扭合成應(yīng)力的強(qiáng)度要求，故輸入軸安全。4）軸承壽命的校核對(duì)高速軸軸承校核軸承型號(hào)30206根據(jù)軸承型號(hào)取軸承基本額定動(dòng)載荷為： ；靜載荷為：求比值/ =0.66 e=0.203.取X=0.4 Y=2.2 C=P360Ln106a1=37.38KN<Cr故軸承壽命符合要求。5)鍵校核同聯(lián)軸器相連的鍵校核：(1)鍵及鍵槽參數(shù)的確定 采用圓頭普通平鍵，其優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)中性好。 則根據(jù)軸的直徑d=28mm和軸段長(zhǎng)為120mm鍵的公稱尺寸鍵寬b/mm鍵高h(yuǎn)/mm鍵長(zhǎng)L/mm8778 (2)鍵的強(qiáng)度校核 鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩T=90665Nmm，軸的直徑d=28mm 鍵的工作長(zhǎng)度L-b=70mm 鍵與皮帶輪槽的接觸高度k=3.3mm 則該鍵的強(qiáng)度符合要求。六.聯(lián)軸器的選擇輸出軸聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸的直徑，選取GYS8型聯(lián)軸器，其主要參數(shù)如下表：型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速軸孔直徑軸孔長(zhǎng)度GYS8 3150480060142200七. 鍵連接的選擇和計(jì)算1. 低速軸與聯(lián)軸器（低速大齒輪）的鏈接軸徑 60mm；由指導(dǎo)書表14-26得，普通平鍵尺寸18*11；鍵在軸的深度t=7.0mm，輪轂深度4.4mm，圓角半徑r=0.25mm。查課本表6-2得，鍵的許用應(yīng)力，滿足強(qiáng)度要求。2. 中間軸與低速?。ǜ咚俅螅X輪的鏈接軸徑 45mm；由指導(dǎo)書表14-26得，普通平鍵尺寸14*9；鍵在軸的深度t=5.5mm，輪轂深度3.8mm. 圓角半徑r=0.25mm。查課本表6-2得，鍵的許用應(yīng)力，滿足強(qiáng)度要求。3. 高速軸與高速小齒輪的鏈接中間軸與低速?。ǜ咚俅螅X輪的鏈接軸徑 30mm；由指導(dǎo)書表14-26得，普通平鍵尺寸10*8；鍵在軸的深度t=5.0mm，輪轂深度3.3mm. 圓角半徑r=0.16mm。查課本表6-2得，鍵的許用應(yīng)力，滿足強(qiáng)度要求。八減速器附件選擇及箱體的設(shè)計(jì)1. 減速器附件的選擇（1） 視孔蓋根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，四個(gè)螺紋M8*8（2）通氣器 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表7-1，選取帶簡(jiǎn)易通氣器M12×1.25； （3）油尺 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表7-3，選用桿式油標(biāo)M20 （4）放油孔和螺塞 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表7-4，選用M14*1.5的外六角螺塞。 （5）定位銷 為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在箱蓋和箱座的連接凸緣上不對(duì)稱配裝兩個(gè)定位圓錐銷，以提高定位精度。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)選擇銷 GB/T 119-2000 A12×30 （6）啟蓋螺釘 啟蓋螺釘?shù)闹睆脚c箱蓋凸緣連接螺栓直徑相同，螺紋長(zhǎng)度要大于箱蓋凸緣的厚度。 釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋。2.減速器箱體的設(shè)計(jì) 減速器的箱體采用鑄造制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪嚙合質(zhì)量。 （1）設(shè)計(jì)要求 a 機(jī)體有足夠的剛度。 b 在機(jī)體外加肋板，外輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)軸承座剛度。 c 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱。d 因其傳動(dòng)件速度小于12m/s，故采用浸油潤(rùn)滑，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，取浸油高度不超過(guò)一個(gè)齒高，約為六分之一的大齒輪半徑，油高H=68mm，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。 e 箱體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性。 f 鑄件壁厚為8mm，圓角半徑為R=5mm。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模斜度為1:10。 （2）箱體結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)名稱符號(hào)尺寸關(guān)系民稱符號(hào)尺寸關(guān)系箱座突緣厚度B12軸承旁凸臺(tái)半徑R124箱蓋突緣厚度B112凸臺(tái)高度H55箱座底突緣厚度B220外箱壁至軸承座端面距離L155軸承旁鏈接螺栓直徑D115 m16大齒輪頂圓內(nèi)箱壁距離19箱蓋與箱座鏈接螺栓直徑D2M12鏈接螺栓d2的間距L150-200mm齒輪端面內(nèi)箱壁距離210.5軸承蓋螺釘直徑D3M8箱蓋肋厚M17視孔蓋螺釘直徑D4M8箱座肋厚M7定位銷直徑D16Df、d2至突緣邊緣距離C25-3Df、d1、d2至外箱壁距離C1表5-3九.潤(rùn)滑與密封1齒輪的潤(rùn)滑 齒輪潤(rùn)滑采用浸油潤(rùn)滑，由于浸油深度不小于10mm，取油H=60mm，選用全損耗用油ckc220.滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑選用脂潤(rùn)滑，軸承內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)由擋油環(huán)。 2密封方法的選取 由于此處滾動(dòng)軸承采用脂潤(rùn)滑，此處采用毛氈圈密封。選用毛氈圈FZ/T 92010-1991。十.設(shè)計(jì)心得與體會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)月的努力,我們不管結(jié)果是好是壞，都完成了機(jī)械課程設(shè)計(jì)的任務(wù)。在這次作業(yè)過(guò)程中,我遇到了許多困難,一遍又一遍的計(jì)算,一次又一次的設(shè)計(jì)修改，這都暴露出了我們前期在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。剛開(kāi)始在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),由于對(duì)UG軟件的基本操作和編程掌握得還可以，可是實(shí)際我們?cè)诓僮鬟^(guò)程中也遇到了很多問(wèn)題，先不說(shuō)中間遇到的小的修改，就單單三維到二維出圖就不準(zhǔn)確 ,后來(lái)在羅老師的指導(dǎo)下,我找到了問(wèn)題所在之處,將之解決了.至于畫裝配圖和零件圖,由于前期計(jì)算比較不是很充分,整個(gè)過(guò)程用了兩周,在此期間,我還得到了許多同學(xué)和老師的幫助.在此我要向他們表示最誠(chéng)摯的謝意.整個(gè)作業(yè)過(guò)程中,我遇到的最大,最痛苦的事是最后的文檔. 盡管這次作業(yè)的時(shí)間是漫長(zhǎng)的,過(guò)程是曲折的,但我的收獲還是很大的.不僅僅對(duì)減速器的計(jì)算、設(shè)計(jì)、出圖有了進(jìn)一步的掌握，還對(duì)UG工具軟件熟練掌握，對(duì)我們來(lái)說(shuō),收獲最大的是分析和解決問(wèn)題的方法與能力。在整個(gè)過(guò)程中,我發(fā)現(xiàn)像我們這些學(xué)生最缺少的是經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),沒(méi)有感性的認(rèn)識(shí),理論知識(shí)掌握也不好,有些東西很可能與實(shí)際脫節(jié).總體來(lái)說(shuō),我覺(jué)得做這種類型的作業(yè)對(duì)我們的幫助還是很大的,它需要我們將學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)都系統(tǒng)地聯(lián)系起來(lái),從中暴露出自身的不足,以待改進(jìn).有時(shí)候,一個(gè)人的力量是有限的,合眾人智慧,才會(huì)更完美! 過(guò)程中培養(yǎng)了我的綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他課程理論知識(shí)和利用生產(chǎn)時(shí)間知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，真正做到了學(xué)以致用。在此期間我我們同學(xué)之間互相幫助，共同面對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)當(dāng)中遇到的困難，培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)精神。在這些過(guò)程當(dāng)中我充分的認(rèn)識(shí)到自己在知識(shí)理解和接受應(yīng)用方面的不足，特別是自己的系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)能力的欠缺，將來(lái)要進(jìn)一步加強(qiáng)，今后的學(xué)習(xí)還要更加的努力。十一.參考資料1機(jī)械設(shè)計(jì)高等教育出版社，濮良貴主編，第九版；2機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，高等教育出版社，西北工業(yè)大學(xué)李育錫主編，第二版；3機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)，中國(guó)質(zhì)檢出版社；中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，陳曉華主編，第三版；4材料力學(xué)，高等教育出版社，劉鴻文主編，第五版。重要數(shù)據(jù)F=4500NV=0.54m/sPw=2.43 KW 總效率：0.7918Pd=3.0689KWNw=25.78r/min電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6i=37.2381PI=3.038kwPII=2.888kwPIII=2.745kwP卷筒機(jī)=2.663kwPca=5.2KWV=5.026m/sDd2=315mmL=1430mma=375mm=141°Z=6F0=157NFp=1781.357N初選z1=17Z2=71=14°Kht=1.3Zh=2.43=20.562°Flim1=600mpa Flim2=550mpa【h】=632.5mpad1t=39.81mmKh=1.4KH=2.620275d1=50.28mmkft=1.3YSa1=1.6 YSa2=1.78YFa2 Ysa2/【f2】=0.01654Kv=1.05Kf=1.2Kh=1.450KF=1.6506m =3mmZ1=17;Z2=69=13.928°d1=53mmd2=213mmb1=53b2=58初定：z1=20Z2=60=14°Kht=1.3Flim1=600mpa Flim2=550mpad1t=70.2644mmB=70.264mmKa=1.25Kv=1.05KH=2.664375m =5mmZ1=18;Z2=52=16.5978d1=92.5714mmd2=267.428mmb1=100b2=95=26.88mm=46.904mm=55.26mm選取GYS8型聯(lián)軸器銷 GB/T 119-2000 A12×30毛氈圈FZ/T 92010-199140