(論文)展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書1(2013年優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)論文)

理工大學(xué) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 課題名稱：展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器 學(xué) 院： 專業(yè)班級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 生: 指導(dǎo)教師： 教務(wù)處 年 月 日 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)評(píng)閱書 題目展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器 學(xué)生姓名學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 答辯評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 答辯教師簽名： 年 月 日 教研室意見 總成績(jī) ： 室主任簽名： 年 月 日 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 目錄目錄 前前 言言4 第一章第一章 設(shè)計(jì)說(shuō)設(shè)計(jì)說(shuō)明明書書5 1.11.1 設(shè)計(jì)題目.5 1.21.2 工作條件.5 1.31.3 原始技術(shù)數(shù)據(jù)（表 1） 5 1.41.4 設(shè)計(jì)工作量.5 第二章 機(jī)械裝置的總體設(shè)計(jì)方案6 2.1 電動(dòng)機(jī)選擇6 2.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型6 6 2.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量6 6 2.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速6 6 2.2 傳動(dòng)比分配.7 2.2.1 總傳動(dòng)比7 7 2.2.2 分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比考慮到傳動(dòng)裝置的外部空間尺寸取 V 7 7 2.32.3 運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)和和動(dòng)動(dòng)力參數(shù)力參數(shù)計(jì)計(jì)算算7 7 2.3.1 0 軸（電動(dòng)機(jī)軸）： 7 7 2.3.2 1 軸（高速軸）： 7 7 2.3.3 2 軸（中間軸）： 8 8 2.3.4 3 軸（低速軸）： 8 8 2.3.5 4 軸（卷筒軸）： 8 8 第三章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算9 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 4 3.1 展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)9 3.1.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)9 9 3.1.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1212 3.3 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).16 3.3.1 高速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1616 3.3.2 中間軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1818 3.3.3 低速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2121 第四章第四章 減速器箱體及其附件的減速器箱體及其附件的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)25 4.1 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .25 4.2 減速器附件的設(shè)計(jì) .27 第五章第五章 運(yùn)運(yùn)輸輸、安裝和使用、安裝和使用維護(hù)維護(hù)要求要求.28 1、減速器的安裝、減速器的安裝28 2、使用、使用維護(hù)維護(hù)28 3、 、減減速速器器潤(rùn)潤(rùn)滑滑油油的的更更換換： ： .28 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn)28 小小 結(jié)結(jié)30 前前 言言 機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)在機(jī)械工程學(xué)科中占有重要地位，它是理論應(yīng)用于 實(shí)際的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。本課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我們機(jī)械設(shè)計(jì)中的總體設(shè)計(jì)能力，將機(jī) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 械設(shè)計(jì)系列課程設(shè)計(jì)中所學(xué)的有關(guān)機(jī)構(gòu)原理方案設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)分析、機(jī)械 零部件設(shè)計(jì)理論、方法、結(jié)構(gòu)及工藝設(shè)計(jì)等內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐訓(xùn) 練，使課程設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)際的聯(lián)系更為緊密。此外，它還培養(yǎng)了我們機(jī)械系 統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，增強(qiáng)了機(jī)械構(gòu)思設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)。 本課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)是展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)。減速器是一 種將由電動(dòng)機(jī)輸出的高轉(zhuǎn)速降至要求的轉(zhuǎn)速比較典型的機(jī)械裝置，可以廣泛地 應(yīng)用于礦山、冶金、石油、化工、起重運(yùn)輸、紡織印染、制藥、造船、機(jī)械、環(huán)保及 食品輕工等領(lǐng)域。 本次設(shè)計(jì)綜綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)及其他先修課的知識(shí)，進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使 已學(xué)知識(shí)得以鞏固、加深和擴(kuò)展；學(xué)習(xí)和掌握通用機(jī)械零件、部件、機(jī)械傳動(dòng)及一 般機(jī)械的基本設(shè)計(jì)方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力和分析問題，解決問題的 能力；提高我們?cè)谟?jì)算、制圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、 圖冊(cè)）進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算及考慮 技術(shù)決策等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能，同時(shí)給了我們練習(xí)電腦繪圖的機(jī)會(huì)。 最后借此機(jī)會(huì)，對(duì)本次課程設(shè)計(jì)的各位指導(dǎo)老師以及參與校對(duì)、幫助的同學(xué) 表示衷心的感謝。 由于缺乏經(jīng)驗(yàn)、水平有限，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，懇請(qǐng)各位老師及同學(xué)提 出寶貴意見。 第一章第一章 設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1.11.1 設(shè)計(jì)題目 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6 用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器。傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖如下圖 1 所示。 圖 1 1.21.2 工作條件 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動(dòng)，空載啟動(dòng)，運(yùn)輸帶速度允許速度誤差為。使用%5 期限為 10 年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作。 1.31.3 原始技術(shù)數(shù)據(jù)（表 1） 表表 1 展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)原始技術(shù)數(shù)據(jù)展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)原始技術(shù)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)組編號(hào) 12345678910 運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩 T/(Nm) 800850900950800850900800850900 運(yùn)輸帶工作速度 v/(m/s) 1.21.251.31.351.41.451.21.31.351.4 運(yùn)輸帶滾筒直徑 D/mm 360370380390400410360370380390 本本設(shè)計(jì)說(shuō)設(shè)計(jì)說(shuō)明明書書以第以第 1 組組數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)依據(jù)依據(jù) 1.41.4 設(shè)計(jì)工作量設(shè)計(jì)工作量 （1）減速器裝配圖一張；（0 號(hào)圖紙） （2）零件工作圖二張（大齒輪，輸出軸，3 號(hào)圖紙）； （3）設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 第二章第二章機(jī)械裝置的總體設(shè)計(jì)方案機(jī)械裝置的總體設(shè)計(jì)方案 2.12.1 電動(dòng)機(jī)選擇 2.1.12.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型選擇電動(dòng)機(jī)類型 按工作要求選用 Y 系列（IP44）全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。該電 動(dòng)機(jī)的工作條件為：環(huán)境溫度-15- +40，相對(duì)濕度不超過(guò) 90%，電壓 380V，頻 率 50HZ。 2.1.22.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量選擇電動(dòng)機(jī)容量 電動(dòng)機(jī)所需工作功率（kW）為 d P w d P P 工作機(jī)所需功率（kW）為 w PkW Tn P w w 4 . 5 9550 傳動(dòng)裝置的總效率為 4 4 3 2 2 2 1 按機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 2-4 確定各部分效率為:聯(lián)軸器效率為，閉99.0 1 式齒輪傳動(dòng)效率，滾動(dòng)軸承，卷筒效率，代入得96 . 0 2 98 . 0 3 96 . 0 4 8 . 096 . 0 98 . 0 96 . 0 99 . 0 422 所需電動(dòng)機(jī)功率為 kW kWP P w d 5 . 7 8 . 0 4 . 5 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可。由機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 20- ed P d P 1，Y 系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)的額定功率為 7.5kW。 ed P 2.1.32.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 min)/(69.63 36014 . 3 2 . 1100060100060 r D v nw 通常，二級(jí)圓柱齒輪減速器為，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為608 2 i min/3840512min/69.63)608(rrnin wd 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750 r/min,1500r/min 和 3000r/min,其中減速器以 1500 和 1000r/min 的優(yōu)先，所以現(xiàn)以這兩種方案進(jìn)行比較。由機(jī)械課程設(shè)計(jì)手 冊(cè)第二十章相關(guān)資料查得的電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及計(jì)算出的總傳動(dòng)比列于表 2： 表表 2 2 額定功率為時(shí)電動(dòng)機(jī)選擇對(duì)總體方案的影響額定功率為時(shí)電動(dòng)機(jī)選擇對(duì)總體方案的影響 方案電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 /kW 同步轉(zhuǎn)速/滿載轉(zhuǎn)速 /(r/min) m n 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量 /kg 總傳動(dòng)比 1Y132M-47.51500/14408122.5 2Y160M-67.51000/97011915.2 表 2 中，方案 1 與方案 2 相比較，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量 及總傳動(dòng)比，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，兼顧考慮電動(dòng)機(jī)的重量和價(jià)格，選擇方案 2，即所選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y160M-6。 2.22.2 傳動(dòng)比分配 2.2.12.2.1 總傳動(dòng)比總傳動(dòng)比 2 . 15 69.63 971 w m a n n i 2.2.22.2.2 分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 減速器的傳動(dòng)比 為 15.2,對(duì)于兩級(jí)臥式展開式圓柱齒輪減速器的i ，為了分配均勻取，計(jì)算得兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的 21 )5 . 11 . 1 (ii 21 2 . 1 ii 傳動(dòng)比，低速級(jí)的傳動(dòng)比。27 . 4 1 i56 . 3 2 i 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 9 2.32.3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 2.3.12.3.1 0 0 軸（電動(dòng)機(jī)軸）：軸（電動(dòng)機(jī)軸）： mN n P T rnn kWPP m d 739550 min/970 5 . 7 0 0 0 0 0 2.3.22.3.2 1 1 軸（高速軸）：軸（高速軸）： mN n P T rnn kWkWPP 739550 min/970 425 . 7 99 . 0 5 . 7 1 1 1 01 101 2.3.32.3.3 2 2 軸（中間軸）：軸（中間軸）： mN n P T r i n n kWkWPP 2949550 min/ 2 . 227 27 . 4 970 99 . 6 98 . 0 96 . 0 425 . 7 2 2 2 1 1 2 3212 2.3.42.3.4 3 3 軸（低速軸）：軸（低速軸）： mN n P T r i n n kWkWPP 9839550 min/ 8 . 63 57 . 6 98 . 0 96 . 0 99 . 6 3 3 3 2 2 3 3223 2.3.52.3.5 4 4 軸（卷筒軸）軸（卷筒軸）： mN n P T rnn kWkWPP 5 . 9539550 min/ 8 . 63 37 . 6 98 . 0 99 . 0 57 . 6 4 4 4 34 4234 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果加以匯總，列出表 3 如下： 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 項(xiàng)目電動(dòng)機(jī) 軸 高速軸中間軸低速軸卷筒軸 轉(zhuǎn)速（r/min） 970970227.263.863.8 功率(kW)7.57.4256.996.576.5 轉(zhuǎn)矩(N*m) 7373294983953.5 傳動(dòng)比 14.273.561 效率0.990.940.940.98 第三章第三章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.13.1 展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3.1.13.1.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）按以上的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作，速度不高，故選用 7 級(jí)精度（GB 10095-88）。 3) 材料選擇?？紤]到制造的方便及小齒輪容易磨損并兼顧到經(jīng)濟(jì)性，兩級(jí) 圓柱齒輪的大、小齒輪材料均用合金鋼，熱處理均為調(diào)質(zhì)處理且大、小齒輪的齒 面硬度分別為 240HBS,280HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 4）選小齒輪的齒數(shù)，大齒輪的齒數(shù)為，取。20z 4 . 852027 . 4 2 z86 2 z 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算，即 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 .) ( 1 .32 . 2 3 21 1 H E d t z u uKT d (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1) 試選載荷系數(shù)3 . 1 t K 2) 由以上計(jì)算得小齒輪的轉(zhuǎn)矩mNT 73 1 3) 查表及其圖選取齒寬系數(shù)，材料的彈性影響系數(shù)，按1d 2 1 8 .189 MPaZE 齒面硬度的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)MPa H 600 1lim 度極限。.550 2lim MPa H 4)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 9 11 107936 . 2 )1030082(19706060 h jLnN 91 2 1065 . 0 27 . 4 7963 . 2 N N 5) 按接觸疲勞壽命系數(shù) 92 . 0 1 HN96 . 0 2 HN 6)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為 1，安全系數(shù) S=1 由 得 S Nlim MPa S MPa S HN H HN H 52855096 . 0 5526002 . 0 lim2 2 1lim1 1 （2） 計(jì)算： 1) 帶入中較小的值，求得小齒輪分度圓直徑的最小值為 H 1t d 19.60) 528 8 . 189 ( 27 . 4 27 . 5 1 103 . 75 . 1 32. 2.) ( 1 .32. 2 3 2 4 3 21 1 H E d t z u uKT d 2) 圓周速度： sm nd t /055 . 3 100060 97019.6014. 3 100060 1 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 3) 計(jì)算齒寬： mmdb td 19.6019.601 1 4) 計(jì)算齒寬與齒高比： 模數(shù): mm d m t t 0095 . 3 20 19.60 1 1 齒高: mmmh t 77 . 6 0095 . 3 25 . 2 25 . 2 89 . 8 77 . 6 19.60 h b 5) 計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù) ,7 級(jí)精度，查得 動(dòng)載系數(shù) sm/055 . 3 1 . 1V 對(duì)于直齒輪 1 FH 查得使用系數(shù) 用插值法查得 7 級(jí)精度小齒輪25 . 1 A 非對(duì)稱布置時(shí)， 由， 可401 . 1 H 89 . 8 h b 48 . 1 H 查得 3 . 1 F 故載荷系數(shù) 955 . 1 422 . 1 11 . 125 . 1 HHVA 6) 按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑： mmdd t t 75.65 5 . 1 955 . 1 19.60 3 3 11 7） 計(jì)算模數(shù)： mm d m29 . 3 20 75.65 1 1 3按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算： 彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為 3 2 1 1 2 F SaFa d YY z KT m (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1) 查圖得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極;500 1 MPa FE 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 限;MPa FE 380 2 2) 查圖取彎曲疲勞壽命系數(shù);88 . 0 ,85 . 0 21 FNFN KK 3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力. 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4,得 MPa S K MPa S K FNFN F FEFN F 286.244 4 . 1 3809 . 0 143.307 4 . 1 50086 . 0 22 2 11 1 4) 計(jì)算載荷系數(shù) K. 7875 . 1 3 . 111 . 125 . 1 FFVA KKKKK 5) 查取齒形系數(shù). 查表得 .21 . 2 ;80 . 2 21 FaFa YY 6) 查取應(yīng)力校正系數(shù). 查表得 776 . 1 ;55 . 1 21 SaSa YY 7) 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較. F SaFaY Y 016067 . 0 286.244 776 . 1 21 . 2 014383 . 0 143.307 55 . 1 8 . 2 2 22 1 11 F SaFa F SaFa YY YY 大齒輪的數(shù)值大. (2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 mmmmm2 . 2 201 103 . 77875 . 1 2 3 2 4 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)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)m 度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,而齒面 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的成積)有關(guān),可取 彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 2.2，并接近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值,按接觸強(qiáng)度算得的分度5 . 2m 圓直徑,算出小齒輪齒數(shù)mmd75.65 1 ，26 5 . 2 75.65 1 1 m d z 大齒輪齒數(shù) ，取.1122627 . 4 2 z112 2 z 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng),即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度,又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng) 度,并做到結(jié)構(gòu)緊湊,避免浪費(fèi). 4. 幾何尺寸計(jì)算 （1） 分度圓直徑： mmmd mmmd 2801125 . 2 65265 . 2 22 11 （2）中心距： mm dd a 5 . 172 2 28065 2 21 （3）齒輪寬度： mmdb d 65 1 取 mmB65 2 mmB70 1 3.1.23.1.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）按以上的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作，速度不高，故選用 7 級(jí)精度（GB 10095-88）。 3) 材料選擇?？紤]到制造的方便及小齒輪容易磨損并兼顧到經(jīng)濟(jì)性，兩級(jí) 圓柱齒輪的大、小齒輪材料均用合金鋼，熱處理均為調(diào)質(zhì)處理且大、小齒輪的齒 面硬度分別為 240HBS,280HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 4）選小齒輪的齒數(shù)，大齒輪的齒數(shù)為，取。24z44.8556 . 3 24 2 z86 2 z 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算，即 .) ( 1 .32 . 2 3 21 1 H E d t z u uKT d 2) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1 試選載荷系數(shù)5 . 1 t K 2 由以上計(jì)算得小齒輪的轉(zhuǎn)矩mNT 294 1 3 查表及其圖選取齒寬系數(shù)，材料的彈性影響系數(shù)，按1d 2 1 8 .189 MPaZE 齒面硬度的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲MPa H 600 1lim 勞強(qiáng)度極限。.550 2lim MPa H 4 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 9 11 10654336 . 0 )1030082(12276060 h jLnN 91 2 10184 . 0 56 . 3 654336 . 0 N N 5) 按接觸疲勞壽命系數(shù) 96 . 0 1 HN99 . 0 2 HN 6)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為 1，安全系數(shù) S=1 由 得 S Nlim MPa S MPa S HN H HN H 5 . 54455099 . 0 57660096 . 0 lim2 2 1lim1 1 （2） 計(jì)算： 1) 帶入中較小的值，求得小齒輪分度圓直徑的最小值為 H 1t d 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 16 56.96) 528 8 . 189 ( 56 . 3 156 . 3 1 1094 . 2 5 . 1 32 . 2 .) ( 1 .32 . 2 3 2 4 3 21 1 H E d t z u uKT d 2) 圓周速度： sm nd t /1527 . 1 100060 2 . 22756.9514 . 3 100060 1 3) 計(jì)算齒寬： mmdb td 56.9656.961 1 4) 計(jì)算齒寬與齒高比： 模數(shù): mm d m t t 04 . 4 24 56.96 1 1 齒高: mmmh t 904 . 4 25 . 2 25 . 2 77.10 h b 5) 計(jì)算載荷系數(shù)： 查得 動(dòng)載系數(shù) 1 . 1V 對(duì)于直齒輪 1 FH 查得使用系數(shù) 用插值法查得 7 級(jí)精度小齒輪25 . 1 A 非對(duì)稱布置時(shí)， 由， 可查43 . 1 H 89 . 8 h b 43 . 1 H 得 43 . 1 F 故載荷系數(shù) 986 . 1 HHVA 6) 按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑： mmdd t t 106 5 . 1 986 . 1 95.96 3 3 11 7） 計(jì)算模數(shù)： mm d m43 . 4 24 106 1 1 3按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算： 彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 17 3 2 1 1 2 F SaFa d YY z KT m (3) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 查圖得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度;500 1 MPa FE 極限;查圖取彎曲疲勞壽命系數(shù)計(jì)算彎曲MPa FE 380 2 ;88 . 0 ,85 . 0 21 FNFN KK 疲勞許用應(yīng)力. 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4,得 MPa S K MPa S K FNFN F FEFN F 14.255 4 . 1 38094 . 0 43.321 4 . 1 5009 . 0 22 2 11 1 計(jì)算載荷系數(shù) K. 7875 . 1 3 . 111 . 125 . 1 FFVA KKKKK 8) 查取齒形系數(shù). 查表得 .21 . 2 ;65 . 2 21 FaFa YY 9) 查取應(yīng)力校正系數(shù). 查表得 775 . 1 ;58 . 1 21 SaSa YY 10)計(jì)算大、小齒輪的并加以比較. F SaFaY Y 0154 . 0 286.244 776 . 1 21 . 2 013 . 0 143.307 55 . 1 8 . 2 2 22 1 11 F SaFa F SaFa YY YY 大齒輪的數(shù)值大. (4) 設(shè)計(jì)計(jì)算 mmmmm3 241 1094. 27875 . 1 2 3 2 5 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 18 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)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)m 度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,而齒面 接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的成積)有關(guān),可取 彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 3，并接近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓5 . 2m 直徑 105,算出小齒輪齒 ，33 3 105 1 1 m d z 大齒輪齒數(shù) ，取.1173356 . 3 2 z117 2 z 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng),即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度,又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng) 度,并做到結(jié)構(gòu)緊湊,避免浪費(fèi). 4. 幾何尺寸計(jì)算 （1） 分度圓直徑： mmmd mmmd 3513117 99333 22 11 （2）中心距： mm dd a225 2 35199 2 21 （3）齒輪寬度： mmdb d 99 1 取 , 99 2 BmmB104 1 3.3 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.3.13.3.1 高速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 19 根據(jù)結(jié)構(gòu)及使用要求,把該軸設(shè)計(jì)成階梯軸且為齒輪軸,共分七段,其中第 5 段為齒輪,如圖 2 所示: 圖圖 2 由于結(jié)構(gòu)及工作需要將該軸定為齒輪軸,因此其材料須與齒輪材料相同,均為 合金鋼,熱處理為調(diào)制處理, 材料系數(shù)為 110。 0 A 所以,有該軸的最小軸徑為: 76.21 970 425 . 7 110 3 3 1 1 011 n P Ad 考慮到該段開鍵槽的影響,軸徑增大 6%,于是有: 標(biāo)準(zhǔn)化取06.2376.2106 . 1 %)61 ( 1111 dd25 11 d 其他各段軸徑、長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過(guò)程見下表: 表表 6 高速高速軸結(jié)軸結(jié)構(gòu)尺寸構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 階梯軸段設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過(guò)程計(jì)算結(jié)果 第 1 段 3 1 1 111 n P Cd (考慮鍵槽影響) 1111 %)61 (dd 60 11 L 21.76 25 60 第 2 段 111112 09 . 0 2ddd (由唇形密封圈尺寸確定) llBlBlL 0013212 30(27.848) 50 第 3 段 由軸承尺寸確定 13 d 35 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20 (軸承預(yù)選 6007 )14 1 B lBBL h 113 25 第 4 段 131314 09 . 0 2ddd 12014Z BLL 42.5(41.3) 145 第 5 段 齒頂圓直徑 15 d 齒寬 15 L 65 70 第 6 段 1416 dd 416 L 41 10 第 7 段 1317 dd h BBL 117 35 25 二、軸的受力分析及計(jì)算 軸的受力模型簡(jiǎn)化(見圖 3)及受力計(jì)算 圖圖 3 L1=92.5 L2=192.5 L3=40 533.81720tan15.2245tan 15.2246 65 7300022 11 1 1 1 ntr t FF d T F 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 21 10.2661 40 5 . 192 40 5 . 817)40 5 . 192 5 . 92( )( 43.386 40 5 . 192 4015.2246 22 32 31321 32 31 AVAHrA ry AV t AH FFF LL LFLLLF F LL LF F 38.2330 75.2161 )( 7 . 1859 40 5 . 192 5 . 19215.2246 22 32 21321 32 21 BVBHrB ry BV t BH FFF LL LFLLLF F LL LF F 三、軸承的壽命校核 鑒于調(diào)整間隙的方便,軸承均采用正裝.預(yù)設(shè)軸承壽命為 3 年即 12480h. 校核步驟及計(jì)算結(jié)果見下表: 表表 7 軸軸承壽命校核步承壽命校核步驟驟及及計(jì)計(jì)算算結(jié)結(jié)果果 計(jì)算結(jié)果 6007 軸承計(jì)算步驟及內(nèi)容 A 端B 端 由手冊(cè)查出 Cr、C0r 及 e、Y 值 Cr=12.5kN C0r=8.60kN e=0.68 計(jì)算 Fs=eFr(7 類)、Fr/2Y(3 類) FsA=1809.55 FsB=1584.66 計(jì)算比值 Fa/FrFaA /FrAe FaB /FrB e 確定 X、Y 值XA=1 YA =0 查載荷系數(shù) fP1.2 計(jì)算當(dāng)量載荷 P=Fp(XFr+YFa) PA=5796.24 PB=6759.14 計(jì)算軸承壽命 )max( 16670 1 10 BA r h PP C n L 763399h 大于 12480h 由計(jì)算結(jié)果可見軸承 6014AC、6007 均合格，最終選用軸承 6014。 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 29 四、軸的強(qiáng)度校核 經(jīng)分析知 C、D 兩處為可能的危險(xiǎn)截面， 現(xiàn)來(lái)校核這兩處的強(qiáng)度： （ （1）、合成彎矩）、合成彎矩 60.3099 31.5269 22 22 BVBHrB AVAHrA FFF FFF 78.276638 rAC FM （ （2）、扭矩）、扭矩 T 圖圖 910060 3 T （ （3）、當(dāng)量彎矩）、當(dāng)量彎矩 612046)( 2 3 2 TMM CC （ （4）、校核）、校核 由手冊(cè)查材料 45 的強(qiáng)度參數(shù) MPa b 59 1 C 截面當(dāng)量彎曲應(yīng)力： 95.11 )80(1 . 0 612046 1 . 0 1 33 b C C C d M 由計(jì)算結(jié)果可見 C 截面安全。 3.3.43.3.4 各軸鍵、鍵槽的選擇及其校核各軸鍵、鍵槽的選擇及其校核 因減速器中的鍵聯(lián)結(jié)均為靜聯(lián)結(jié),因此只需進(jìn)行擠壓應(yīng)力的校核. 高速級(jí)鍵的選擇及校核: 帶輪處鍵:按照帶輪處的軸徑及軸長(zhǎng)選 鍵 B8X7,鍵長(zhǎng) 50,GB/T1096 聯(lián)結(jié)處的材料分別為: 45 鋼(鍵) 、40Cr(軸) 二、中間級(jí)鍵的選擇及校核: 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 30 (1) 高速高速級(jí)級(jí)大大齒輪處鍵齒輪處鍵: 按照輪轂處的軸徑及軸長(zhǎng)選 鍵 B14X9GB/T1096 聯(lián)結(jié)處的材料分別為: 20Cr (輪轂) 、45 鋼(鍵) 、20Cr(軸) 此時(shí), 鍵聯(lián)結(jié)合格. 三、低速級(jí)級(jí)鍵的選擇及校核 (1)低速低速級(jí)級(jí)大大齒輪處鍵齒輪處鍵: 按照輪轂處的軸徑及軸長(zhǎng)選 鍵 B22X14,鍵長(zhǎng) GB/T1096 聯(lián)結(jié)處的材料分別為: 20Cr (輪轂) 、45 鋼(鍵) 、45(軸) 其中鍵的強(qiáng)度最低,因此按其許用應(yīng)力進(jìn)行校核,查手冊(cè)其MPa p 110 3 85.104 73280 91006022 3 36 3 3pp MPa lkd T 該鍵聯(lián)結(jié)合格 (2)聯(lián)軸聯(lián)軸器器處鍵處鍵: 按照聯(lián)軸器處的軸徑及軸長(zhǎng)選 鍵 16X10,鍵長(zhǎng) 100,GB/T1096 聯(lián)結(jié)處的材料分別為: 45 鋼 (聯(lián)軸器) 、45 鋼(鍵) 、45(軸) 其中鍵的強(qiáng)度最低,因此按其許用應(yīng)力進(jìn)行校核,查手冊(cè)其MPa p 110 4 25.80 58056 91006022 4 31 3 4pp lkd T 該鍵聯(lián)結(jié)合格. 第四章第四章減速器箱體及其附件的設(shè)計(jì)減速器箱體及其附件的設(shè)計(jì) 4.1 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)箱體的支撐強(qiáng)度和鑄造、加工工藝要求及其內(nèi)部傳動(dòng)零件、外部附件的 空間位置確定二級(jí)齒輪減速器箱體的相關(guān)尺寸如下：（表中 a=225） 表表 12 箱體箱體結(jié)結(jié)構(gòu)尺寸構(gòu)尺寸 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 31 名稱符號(hào)設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)結(jié) 果 0.025a+3=8.9 箱座壁厚 考慮鑄造工藝，所有壁厚都不應(yīng)小于 8 9 箱蓋壁厚10.02a+388 箱座凸緣厚度b1.513.35 箱蓋凸緣厚度b11.5112 箱座底凸緣厚度b22.522.25 地腳螺栓直徑df0.036a+1220.1 地腳螺栓數(shù)目na250 時(shí)，n=44 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直 徑 d10.75df16 箱蓋與箱座聯(lián)接螺 栓直徑 d 2(0.50.6)df12 軸承端蓋螺釘直徑 和數(shù)目 d3，n(0.40.5)df,n6,4 窺視孔蓋螺釘直徑d4(0.30.4)df8 定位銷直徑d(0.70.8) d 28 軸承旁凸臺(tái)半徑R1c216 凸臺(tái)高度h 根據(jù)位置及軸承座外徑確定，以便于扳手 操作為準(zhǔn) 34 外箱壁至軸承座端 面距離 l1c1+c2+ (510)42 大齒輪頂圓距內(nèi)壁 距離 11.210 齒輪端面與內(nèi)壁距 離 210 箱蓋、箱座肋厚m1 、 m10.851 =7.565 m0.85=6.87 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 32 m 軸承端蓋凸緣厚度t(11.2) d310 軸承端蓋外徑D2D+(55.5) d3120 安裝螺栓 直徑 dxM8M10M12M16 至外箱壁 距離 c1min13161822 至凸緣邊 距離 c2min11141620 螺栓扳 手空間 與凸緣 厚度 沉頭座直 徑 Dmin20242632 表 13 減速器零件的位置尺寸 代號(hào)名稱 薦用值 代號(hào)名稱 薦用值 1 大齒輪頂圓 距內(nèi)壁距離10 7 箱底至箱底 內(nèi)壁得距離20 2 齒輪端面與 內(nèi)壁距離 10H 減速器得中 心高225 3 軸承端面與 內(nèi)壁距離 5L1 箱體內(nèi)壁至 軸承座孔端 面得距離 59 4 旋轉(zhuǎn)零件間 軸向距離 15e 軸承端蓋凸 緣的厚度 7 5 齒輪頂圓至 箱體內(nèi)壁得 距離 10 6 大齒輪齒頂 圓至箱底內(nèi) 壁的距離 50 4.2 減速器附件的設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 33 油塞 1 第五章第五章運(yùn)輸、安裝和使用維護(hù)要求運(yùn)輸、安裝和使用維護(hù)要求 1、減速器的安裝、減速器的安裝 （1）減速器輸入軸直接與原動(dòng)機(jī)連接時(shí)，推薦采用彈性聯(lián)軸器；減速器 輸出軸與工作機(jī)聯(lián)接時(shí)，推薦采用齒式聯(lián)軸器或其他非剛性聯(lián)軸器。聯(lián) 軸器不得用錘擊裝到軸上。 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 34 （2）減速器應(yīng)牢固地安裝在穩(wěn)定的水平基礎(chǔ)上，排油槽的油應(yīng)能排除， 且冷卻空氣循環(huán)流暢。 （3）減速器、原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間必須仔細(xì)對(duì)中，其誤差不得大于所用 聯(lián)軸器的許用補(bǔ)償量。 （4）減速器安裝好后用手轉(zhuǎn)動(dòng)必須靈活，無(wú)卡死現(xiàn)象。 （5）安裝好的減速器在正式使用前，應(yīng)進(jìn)行空載，部分額定載荷間歇 運(yùn)轉(zhuǎn) 13h 后方可正式運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)、無(wú)沖擊、無(wú)異常振 動(dòng)和噪聲及滲漏油等現(xiàn)象，最高油溫不得超過(guò)100；并按 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢查輪齒面接觸區(qū)位置、面積，如發(fā)現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí) 排除 。 2、使用維護(hù)、使用維護(hù) 本類型系列減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固，使用維護(hù)方便，承載能力范圍大，公稱輸 入功率 0.856660kw，公稱輸出轉(zhuǎn)矩 100410000N.m，不怕工況條件惡劣， 是適用性很好，應(yīng)用量大面廣的產(chǎn)品?？赏ㄓ糜诘V山、冶金、運(yùn)輸、建材、化 工、紡織、輕工、能源等行業(yè)的機(jī)械傳動(dòng)。但有以下限制條件： 1.減速器高速軸轉(zhuǎn)速不高于 1000r/min