二級直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)

1、 SHANGHAI UNIVERSITY課程設(shè)計(jì)說明書 題目: 二級圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院: 上海大學(xué)高等技術(shù)學(xué)院 專 業(yè): 機(jī)電一體化 學(xué) 號: 學(xué)生姓名: 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：二級直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)目 錄一 任務(wù)設(shè)計(jì)書1二 前言3三 減速箱原始數(shù)據(jù)及傳動(dòng)方案的選擇 5四 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 8五 軸的設(shè)計(jì)與校核 11六 聯(lián)軸器的選擇26七 圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)29八 軸承的設(shè)計(jì)及校核40九 減速器的潤滑26十 箱體設(shè)計(jì) 43十一設(shè)計(jì)結(jié)論 44十二設(shè)計(jì)小結(jié) 45十三. 參考文獻(xiàn) 46 致謝 47一 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：2級直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)： F=1500NF

2、：輸送帶拉力； V=1.2m/sV：輸送帶速度； D=200mm D：滾筒直徑。設(shè)計(jì)工作量： 設(shè)計(jì)說明書一份 電子裝配圖一份工作要求：間歇工作，載荷平穩(wěn)，傳動(dòng)可逆轉(zhuǎn)，傳動(dòng)比誤差為5%，每隔2min工作一次，停機(jī)5min，工作年限為10年。運(yùn)動(dòng)簡圖：（見附圖）電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器高速軸中間軸低速軸 減速器系統(tǒng)框圖二 前言 機(jī)器通常由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置三部分組成。傳動(dòng)裝置用來傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)方案是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。 滿足工作裝置的需要是擬定傳動(dòng)方案的基本要求，同一種運(yùn)動(dòng)可以有幾種不同的傳動(dòng)方案來

3、實(shí)現(xiàn)，這就是需要把幾種傳動(dòng)方案的優(yōu)缺點(diǎn)加以分析比較，從而選擇出最符合實(shí)際情況的 一種方案。合理的傳動(dòng)方案除了滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。 所以擬定一個(gè)合理的傳動(dòng)方案，除了應(yīng)綜合考慮工作裝置的載荷、運(yùn)動(dòng)及機(jī)器的其他要求外，還應(yīng)熟悉各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，以便選擇一個(gè)合適的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。因鏈傳動(dòng)承載能力低，在傳遞相同扭矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖吸振，宜布置在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。故本文在選取傳動(dòng)方案時(shí)，采用鏈傳動(dòng)。 眾所周知，鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、鏈、減速器、聯(lián)軸器、滾筒五部分組成，而減

4、速器又由軸、軸承、齒輪、箱體四部分組成。所以，如果要設(shè)計(jì)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的傳動(dòng)裝置，必須先合理選擇它各組成部分，下面我們將一一進(jìn)行選擇。三 減速箱原始數(shù)據(jù)及傳動(dòng)方案的選擇1.傳動(dòng)方案選擇傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)的目的是確定傳動(dòng)方案、選定電機(jī)型號、合理分配傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，為計(jì)算各級傳動(dòng)件準(zhǔn)備條件。由于我們的實(shí)驗(yàn)的要求較高，電機(jī)輸入的最高轉(zhuǎn)速較大，為了減少成本，降低對電機(jī)的要求，同時(shí)能夠滿足減震器試驗(yàn)臺(tái)的正常工作，我們對減震器采用這樣的方案:變頻電機(jī)通過帶輪的傳遞，到達(dá)第一對嚙合齒輪，為了讓減速器具有變速功能，我們使第二對嚙合齒輪為雙聯(lián)齒輪，最后由輸出軸傳遞給偏心輪機(jī)構(gòu)。因?yàn)楸驹囼?yàn)屬于多

5、功能測試，包括了靜特性試驗(yàn)、疲勞試示功試驗(yàn)、耐久試驗(yàn)。所以對整個(gè)傳遞要求較高。所以第一、二根軸;兩端采用角接觸球軸承，第三根軸采用一頭用角接觸球軸承另一頭采用普通調(diào)心球軸承。注意點(diǎn)是使用這個(gè)傳動(dòng)方案應(yīng)保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、 傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)便利。減速器設(shè)計(jì)二級圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比一般為840，用斜齒、直齒或人字齒，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。展開式由于齒輪相對于軸承為不對稱布置，因而沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大剛度；分流式則齒輪相對于軸承對稱布置，常用于較大功率、變載荷場合。同軸式減速器，長度方向尺寸較小，但軸向尺寸較大，中間軸較長，剛度較差。兩級大齒輪直徑

6、接近有利于浸油潤滑，軸線可以水平、上下或鉛垂布置，如圖：圖中展開式又可以有下面兩種，如下所示：根據(jù)材料力學(xué)（工程力學(xué)）可以算出在相同載荷作用下，a方案優(yōu)先于b方案， 最終選a由裝配圖查得，。由裝配圖查得，綜上所述：可得y1y2 。 選a方案。四 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算合理的選擇電動(dòng)機(jī)是正確使用的先決條件。選擇恰當(dāng)，電動(dòng)機(jī)就能安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行；選擇得不合適，輕者造成浪費(fèi)，重者燒毀電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī)的內(nèi)容包括很多，例如電壓、頻率、功率、轉(zhuǎn)速、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、防護(hù)形式、結(jié)構(gòu)形式等，但是結(jié)合農(nóng)村具體情況，需要選擇的通常只是功率、轉(zhuǎn)速、防護(hù)形式等幾項(xiàng)比較重要的內(nèi)容，因此在這里介紹一下電動(dòng)機(jī)的選擇方法及使用。1

7、.電動(dòng)機(jī)選擇步驟電動(dòng)機(jī)的選擇一般遵循以下三個(gè)步驟：型號的選擇電動(dòng)機(jī)的型號很多，通常選用異步電動(dòng)機(jī)。從類型上可分為鼠籠式與繞線式異步電動(dòng)機(jī)兩種。常用鼠籠式的有J、J2、JO、JO2、JO3系列的小型異步電動(dòng)機(jī)和JS、JSQ系列中型異步電動(dòng)機(jī)。繞線式的有JR、JR O2系列小型繞線式異步電動(dòng)機(jī)和JRQ系列中型繞線式異步電動(dòng)機(jī)。 功率的選擇一般機(jī)械都注明應(yīng)配套使用的電動(dòng)機(jī)功率，更換或配套時(shí)十分方便，有的農(nóng)業(yè)機(jī)械注明本機(jī)的機(jī)械功率，可把電動(dòng)機(jī)功率選得比它大10%即可（指直接傳動(dòng)）。一些自制簡易農(nóng)機(jī)具，我們可以憑經(jīng)驗(yàn)粗選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，用測得的電功率來選擇電動(dòng)機(jī)功率。 電動(dòng)機(jī)的功率不能選擇過小，否則

8、難于啟動(dòng)或者勉強(qiáng)啟動(dòng)，使運(yùn)轉(zhuǎn)電流超過電動(dòng)機(jī)的額定電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱以致燒損。電動(dòng)機(jī)的功率也不能選擇太大，否則不但浪費(fèi)投資，而且電動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行，其功率和功率因數(shù)都不高，造成功率浪費(fèi)。 選擇電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，還要兼顧變壓器容量的大小，一般來說，直接啟動(dòng)的最大一臺(tái)鼠籠式電動(dòng)機(jī)，功率不宜超過變壓器容量的1/3。 轉(zhuǎn)速的選擇選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)盡量與工作機(jī)械需要的轉(zhuǎn)速相同，采用直接傳動(dòng)，這樣既可以避免傳動(dòng)損失，又可以節(jié)省占地面積。若一時(shí)難以買到合適轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，可用皮帶傳動(dòng)進(jìn)行變速，但其傳動(dòng)比不宜大于3。 異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）有3000r/min、1500r/min、1000r/mi

9、n、750r/min等。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般要低2%5%，在功率相同的情況下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越低體積越大，價(jià)格也越高，而且功率因數(shù)與效率較低；高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)也有它的缺點(diǎn)，它的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小而啟動(dòng)電流大，拖動(dòng)低轉(zhuǎn)速的農(nóng)業(yè)機(jī)械時(shí)傳動(dòng)不方便，同時(shí)轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)軸承容易磨損。所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一般選用1500r/min的電動(dòng)機(jī)，它的轉(zhuǎn)速也比較高，但它的適應(yīng)性較強(qiáng)，功率因數(shù)也比較高。2.電動(dòng)機(jī)型號的確定根據(jù)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(dòng)機(jī)。 由公式 P1=Fv=15001.2=1.8 kw 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n1=114。65. r/min 求電機(jī)功率P5 P= P電 =ab齒2z3 P= Fv

10、查閱資料可得：選取1=0.99 彈性柱銷聯(lián)軸器 2=0.97 6級精度齒輪的效率3=0.98 7級精度齒輪的效率 4=0.938 滾動(dòng)滾子軸承的效率5=0.96滾子鏈傳動(dòng)則總=12345=0.8503 P5=2.127 kw查閱資料可得：取 i=860則 n5=n1i=114.65(840)=917.24586 (r/min)電動(dòng)機(jī)符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500、3000，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)比，顯然選擇1500 r/min的同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)比較合適。電動(dòng)機(jī)型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速極數(shù)(額定轉(zhuǎn)矩)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩(額定轉(zhuǎn)矩)Y112M-42.2 kw1440 r/mi

11、n42.2 kw2.2 kw五 軸的設(shè)計(jì)與校核1. 軸的設(shè)計(jì)(1)高速軸設(shè)計(jì)初定最小直徑，選用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取A0=112（不同）則Rmin=A0=16.56mm最小軸徑處有鍵槽Rmin = 1.07dmin = 17.72mm最小直徑為安裝聯(lián)軸器外半徑，取KA=1.7，同上所述已選用TL4彈性套柱聯(lián)軸器，軸孔半徑R=20mm。 取高速軸的最小軸徑為R=20mm。由于軸承同時(shí)受徑向和軸向載荷，故選用6300滾子軸承按國標(biāo)T297-94 D*d*T=17.25 軸承處軸徑d =36mm高速軸簡圖如下：取L1=38+46=84mm,取擋圈直徑D=43mm,取d2=d4=54mm,d3=67

12、mm,d1=d5=67mm。聯(lián)軸器用鍵：圓頭普通平鍵。B*h=6*6,長L=91 mm齒輪用鍵：同上。B*h=6*6, 長L=10mm,倒角為2*45度(2)中間軸設(shè)計(jì)中間軸簡圖如下：初定最小直徑dmin=20mm選用6303軸承，d*D*T=25*62*18.25d1=d6=25mm,取 L1=26mm,L2=19，L4=120mm,d2=d4=35mm,L3=12mmD3=50mm,d5=30mm,L5=1.2*d5=69mm，L6=55mm齒輪用鍵：圓頭普通鍵：b*h=12*8,長L=61mm(3)低速軸設(shè)計(jì)初定最小直徑：dmin=25mm取小軸徑處有鍵槽dmin=1.07dmin=36

13、.915mm取d1=75mm,d2=90mm,d3=97mm,d4 =75mmd5=65mm,d6=60mm,L1=35mm,L2=94mm,L3=15mm,L4=28mm,L5=38mm,L6=40mm,L7=107mm齒輪用鍵：圓頭普通鍵：b*h=16*6,長L=85mm選用6300軸承：d*D*T=40*90*25.25mm,B=23mm,C=20mm第二軸的設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 與 說 明 結(jié) 果1.擇軸的材料確定許用應(yīng)力普通用途、中小功率減速器，選用45鋼，正火處理。查表2-7取=600 MPa, =95 MPa。2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初估軸的最小直徑由表2-6查得C=110，=40 Mp

14、a按式（2-44）得 dC=35.7mm 由于鍵槽的存在,應(yīng)增大軸頸以考慮其對軸強(qiáng)度的影響 到d=d(1+3%)=37.51.確定齒輪和軸承的潤滑計(jì)算齒輪圓周速度=小齒輪的速度=1.2m/s齒輪采用浸油潤滑，軸承采用飛濺潤滑。2.軸得初步設(shè)計(jì)根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)分析要點(diǎn)，結(jié)合后述尺寸確定，按比例繪制軸的草圖，如圖2-4?？紤]到斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，選用角接觸球軸承，采用螺栓聯(lián)接式軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸兩端單向固定，依靠普通平鍵聯(lián)接實(shí)現(xiàn)周向固定，大齒輪的軸向固定采用軸肩與套筒相配合實(shí)現(xiàn)，軸采用階梯軸的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)零件的軸向固定，如圖2-4示。軸與其它零部件相配合的具體情況見后裝配。圖 2-43.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

15、主要有三項(xiàng)內(nèi)容：（1）各軸段徑向尺寸的確定；（2）各軸段軸向長度的確定；（3）其它尺寸（如鍵槽、圓角、到角，退刀槽等）的確定。a) 徑向尺寸的確定如上草圖所示，從軸段=37.5開始，逐段選取相鄰軸段的直徑。起定位固定作用，定位軸肩高度h可在（23）C（C為聯(lián)軸器內(nèi)孔倒角尺寸，取C=2）范圍內(nèi)經(jīng)驗(yàn)選取，故= +2C37.5+(21）=39.5 mm,按軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列取=40 mm 。d與齒輪內(nèi)徑相配合，取=44 mm，為軸肩直徑，起定位作用，同理，按軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列，取=48mm，=44 mmb) 軸向尺寸的確定軸段長=55 mm。與軸承相配合，查軸承寬度B=20 mm，,密封圈長10 mm,

16、于是取=30mm。與齒輪配合，取=55。4.軸的強(qiáng)度校核1)計(jì)算齒輪受力前面計(jì)算出:轉(zhuǎn)矩 T=0.92193 Nmm齒輪切向力:F=7.32KN 徑向力:F= Ftan=7.32tan20=2.664KN軸向力: =tan=1.96KN2)計(jì)算支承反力及彎矩（a）水平面上=3.66kNC點(diǎn)彎矩 =3.661402=256.2KN.（b）垂直面上=3.096KN =0.432KNC點(diǎn)彎矩：216.72kN. （c）求合成彎矩 =335.57kN. C點(diǎn)當(dāng)量彎矩：=609.61KN.所以,=40.03考慮到鍵,所以 =42.06105%=42.03實(shí)際直徑為60,強(qiáng)度足夠.如所選超凡直徑和鍵連接等

17、計(jì)算后壽命和強(qiáng)度均能滿足,則該軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無須修改。P=6.914KNN=71.62r/min =37.5=1.2 m/s=37.5=40 mm=44 mm=48mm=44 mm=55mm=30 mm=55mm=10 mm=30 mm=95MPa=252 mmL=140F=2.664KN=1.96KN=0.6T=0.92193Nmm(1)高速軸的校核 由于減速器中，最容易出現(xiàn)損壞的軸為高速軸，故在進(jìn)行軸的校驗(yàn)的時(shí)候，只需對高速軸進(jìn)行校驗(yàn)。高速軸的校驗(yàn)計(jì)算如下所示：P=3.105Kw,n=960r/min,T=30.89N.M齒輪受力：Ft=1095N,Fr=370N,Fe=148N支持力：Fv

18、1=365N,Fv2=1460N,FH1=-66N,FH2=431NMr=Fv1*90=-33N.mMH1=FH1*90=-5.94N.mMH2=M=5.01N.mT=30.89N.m M=33.38N.mca=24.4Mpa-1=60MPaca所以軸安全。六 聯(lián)軸器的選擇1聯(lián)軸器的功用聯(lián)軸器是將兩軸軸向聯(lián)接起來并傳遞扭矩及運(yùn)動(dòng)的部件并具有一定的補(bǔ)償兩軸偏移的能力，為了減少機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)、降低沖擊尖峰載荷，聯(lián)軸器還應(yīng)具有一定的緩沖減震性能。聯(lián)軸器有時(shí)也兼有過載安全保護(hù)作用。2 聯(lián)軸器的類型特點(diǎn)剛性聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對偏移的能力，也不具有緩沖減震性能；但結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格

19、便宜。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。撓性聯(lián)軸器：具有一定的補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對偏移的能力，最大量隨型號不同而異。無彈性元件的撓性聯(lián)軸器：承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在高速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時(shí)，有沖擊噪聲。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場合。非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器：在轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)時(shí)有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強(qiáng)度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故適用于高速、輕載和常溫的場合金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器： 除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場合。安

20、全聯(lián)軸器：在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是，存在一個(gè)保險(xiǎn)環(huán)節(jié)（如銷釘可動(dòng)聯(lián)接等），其只能承受限定載荷。當(dāng)實(shí)際載荷超過事前限定的載荷時(shí)，保險(xiǎn)環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截?cái)噙\(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，從而保護(hù)機(jī)器的其余部分不致?lián)p壞，即起安全保護(hù)作用。 起動(dòng)安全聯(lián)軸器：除了具有過載保護(hù)作用外，還有將機(jī)器電動(dòng)機(jī)的帶載起動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d起動(dòng)的作用。3 聯(lián)軸器的選用聯(lián)軸器選擇原則：轉(zhuǎn)矩T： T，選剛性聯(lián)軸器、無彈性元件或有金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器； T有沖擊振動(dòng)，選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器；轉(zhuǎn)速n：n，非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器；對中性：對中性好選剛性聯(lián)軸器，需補(bǔ)償時(shí)選撓性聯(lián)軸器；裝拆：考慮裝拆方便，選可直接徑向移動(dòng)的聯(lián)軸器；環(huán)境：若在高溫下

21、工作，不可選有非金屬元件的聯(lián)軸器；成本：同等條件下，盡量選擇價(jià)格低，維護(hù)簡單的聯(lián)軸器；4 聯(lián)軸器材料半聯(lián)軸器的材料常用45、20Cr鋼，也可用ZG270500鑄鋼。鏈齒硬度最好為40HRC一45HRC。聯(lián)軸器應(yīng)有罩殼，用鋁合金鑄成。用單排鏈時(shí)，滾子和套筒受力，銷軸只起聯(lián)接作用，結(jié)構(gòu)可靠性好；用雙排鏈時(shí)，銷軸受剪力，承受沖擊能力較差，銷軸與外鏈板之間的過盈配合容易松動(dòng)。在高速輕載場合，宜選用較小鏈節(jié)距的鏈條，重量輕，離心力??；在低速重載場合，宜選用較大鏈節(jié)距的鏈條，以便加大承載面積。鏈輪齒數(shù)一般為1222。為避免過渡鏈節(jié)，宜取偶數(shù)。本機(jī)構(gòu)查GB4323-84，選用TL4型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其尺寸

22、參數(shù)如表所示，型號公稱轉(zhuǎn)矩N.m軸孔直徑軸孔長度L、L1DSAD0B質(zhì)量Y,J,J1,ZKgd1，d2，dzL、L1TlTLLTL1-6.39-1414-3271318-1.16-TL2-1612-1920-4280318-1.64-TL3-31.516-2230-5295435-2.2-TL4-6320-2838-62106435-3.2-TL5TLL112525-3544-82130545200858.368.3TL6TLL225032-4260-11216054525010510.3615.3TL7TLL350040-4884-11219054531513215.730.0TL8TLL4

23、71045-6384-14222466531513225.439.6TL9TLL5100050-7184-1422506653151683147.0TL10TLL6200060-95107-17231588040016865.992.6TL11TLL7400080-110132-21240010100500210122.6172.3TL12TLL88000100-130167-25247512130500/630210/265218.4304.3TL13TLL916000120-170167-30260014180710298425.8576.8T=T0=31.236N.M取KA=1.7則TC

24、A=KA*T=1.7*31.236N*M=53.1N*M許用轉(zhuǎn)距：63N*M許用最大轉(zhuǎn)速：5700r/min軸徑：20-80mm七 圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與分類和其他機(jī)械傳動(dòng)比較，齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：工作可靠，使用壽命長；瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)；傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。缺點(diǎn)是：齒輪制造需專用機(jī)床和設(shè)備，成本較高；精度低時(shí)，振動(dòng)和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動(dòng)等。按齒線相對于齒輪母線方向分：直齒，斜齒，人宇齒，曲線齒按齒輪傳動(dòng)工作條件分： 閉式傳動(dòng)，形式傳動(dòng)，半形式傳動(dòng)按齒廓曲線分： 漸開線齒，擺線齒，圓弧齒按齒面硬度分： 軟齒面(350佃)，硬齒面(350佃)

25、2.齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)與基本要求 齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足兩項(xiàng)基本要求:1)傳動(dòng)平穩(wěn);2)承載能力高。主要參數(shù)基本齒廓。漸開線齒輪輪齒的基本齒廓及其基本參數(shù)見表122或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊。模數(shù)。為了減少齒輪刀具種數(shù)，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)見表123或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊。中心距。薦用的中心距系列見表12，4或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊。傳動(dòng)比i、齒數(shù)比u。主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速nl與從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2之比稱為傳動(dòng)比i。大齒輪的齒數(shù)z2與小齒輪齒數(shù)z1之比稱為齒數(shù)比u。減速傳動(dòng)時(shí)，u=i；增速傳動(dòng)u=1/i 。標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m： 斜齒輪及人宇齒輪取法向模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，錐齒輪取大端模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)先采用第一系列，括號內(nèi)的模數(shù)盡可能不用。變位系數(shù)

26、。刀具從切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪的位置移動(dòng)某一徑向距離(通稱變位量)后切制的齒輪，稱為徑向變位系數(shù)。刀具變位量用xm表示，x稱為變位系數(shù)。刀具向齒輪中心移動(dòng)，x為負(fù)值，反之為正值。隨著x的改變，輪齒形狀也改變，因而可使?jié)u開線上的不同部分作為工作齒廓，以改善嚙合性質(zhì)。 ， 由變位齒輪所組成的齒輪傳動(dòng)，若兩輪變位系數(shù)的絕對值相等，但一為正值，另一為負(fù)值，即x1=-x2稱為“高度變位”，此時(shí)，傳動(dòng)的嚙合角等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓重合，中心距等于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)中心距，只是齒頂高和齒根高有所變化。若x1=-x2；x1+x20，這種齒輪傳動(dòng)稱為角度變位齒輪傳動(dòng)。此時(shí)，嚙合角將不等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓不再重

27、合。精度等級的選擇 在漸開線圓柱齒輪和錐齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)(GBl0095-88和GBll36589)中，規(guī)定了12個(gè)精度等級，按精度高低依次為112級，根據(jù)對運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性、傳動(dòng)平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的要求不同，每個(gè)精度等級的各項(xiàng)公差相應(yīng)分成三個(gè)組：第公差組、第公差組和第公差組。齒輪傳動(dòng)的失效形式 齒輪傳動(dòng)的失效形式主要有輪齒折斷和齒面損傷兩類。齒面損傷又有齒面接觸疲勞磨損(點(diǎn)蝕)、膠合、磨粒磨損和塑性流動(dòng)等。減速器中齒輪分布如圖所示，齒輪的傳動(dòng)形式一般有：1)齒輪傳動(dòng)：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式作齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，不按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式計(jì)算，也無需用齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。開式齒輪傳動(dòng)

28、，將計(jì)算所得模數(shù)加大10%-15%（考慮磨損影響。傳遞動(dòng)力的齒輪模數(shù)一般不小于1.5-2mm（以防意外斷齒）。2)齒輪傳動(dòng)：方法一 軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)，接觸疲勞點(diǎn)蝕是主要失效形式，計(jì)算時(shí)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出小齒輪直徑d1和接觸齒寬b，再用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)計(jì)算時(shí)先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出模數(shù)m和接觸齒寬b，再用齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。方法二 不論軟硬齒面都分別按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出模數(shù)m,按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出小齒輪分度圓直徑d1，再按d1=mZ1調(diào)整齒數(shù)Z1。與方法一相比，這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既剛好滿足接觸疲勞強(qiáng)度，

29、又剛好滿足彎曲疲勞強(qiáng)度，所以結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。3.齒輪參數(shù)計(jì)算材料選擇：小齒輪40C r（調(diào)質(zhì)）硬度280HBs 大齒輪45#鋼（調(diào)質(zhì)）硬度240HBs；（硬度差40HBs）材料選擇：運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器速度不高，故選用6級和7級精度（GB10095-88）選擇初選螺旋角=14度，取Z1=21，Z2=4*21=84高速級斜齒輪、圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇精度等級、材料及齒數(shù)選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS；減速器一般選用7級精度（GB10095-88）選擇z1=20，由z2= i高z1=53.45，圓整z2=54則 i

30、高= z2/z1=54/20=2.7 i=%=1%2.5%，u=2.7 i高= i高=2.7選取螺旋角，初選螺旋角=14（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（以下公式、表、圖均出自機(jī)械設(shè)計(jì)）d1t 試選載荷系數(shù)kt=1.6 查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù)zH=2.433 查閱資料可得，=0.78, =0.87, 則：=+=0.78+0.87=1.65 查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=560Mpa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=531Mpa 查閱資料可得，選取持寬系數(shù)=1 查閱資料可得，材料的彈性影響系數(shù)zE=200Mpa 查閱資料可得，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60nJLh=6014201(18

31、30010)=2.0451010N2=N1/=2.0451010/2.7=7.574109 查閱資料可得，接觸疲勞強(qiáng)度系數(shù)kHN1=1，kHN2=1.11 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（簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊）=1560560 Mpa=1.11531589.4 Mpa（3）計(jì)算小齒輪分度圓直徑dt =(+)/2=(560+589.4)/2=574.7 Mpa d1t=29mm 計(jì)算圓周速度v=2.1 m/s 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntb=dd1t=129=29mm mnt= h=2.25mnt=2.251.34=3.28mm b/h=29/3.28=8.84 計(jì)算縱向重合度 =

32、0.318121=1.665 計(jì)算載荷系數(shù)k 查閱資料可得，kA=1根據(jù)v=3 m/s，7級精度，查閱資料可得，kv=1.15查閱資料可得，kH的計(jì)算公式kH=1.15+0.18(1+0.6d2)d2+0.31103b=1.15+0.18(1+0.6) +0.3110329=1.447查閱資料可得，kF=1.31查閱資料可得，kH= kF=1.4 載荷系數(shù)k=kAkv kHkH=11.41.4471.4=2.31 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，d1=d1t=29=32.77mm 計(jì)算模數(shù)mnmn=（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) mn確定計(jì)算參數(shù) 計(jì)算載荷系數(shù) k=kAkv kFkF=11.

33、141.41.31=2.09 根據(jù)縱向重合度1.665，查閱資料可得，螺旋角影響系數(shù)Y=0.90 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) zr1=22.5 zr2=86.59 查取齒形系數(shù)，由資料可得，YFa1=2.724，YFa2=2.284 查取應(yīng)力校正系數(shù)，Ysa1=1.568，Ysa2=1.727 查閱資料可得，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度=560Mpa，大齒輪的彎曲疲勞極限=531Mpa 查閱資料可得，彎曲疲勞壽命系數(shù)，KFN1=0.83，KFN2=0.87 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)s1.4，=332 Mpa=330Mpa 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 =0.01286 =0.01195 大齒輪的數(shù)值大。

34、 設(shè)計(jì)計(jì)算 mn=1.1mm對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，mn2，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=29z1=20取z1=20，則z2=uz1=2.927=78.3，圓整取z2=79。（4）幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算中心矩a=102.3mm圓整中心矩 a=120mm 按圓整中心矩修正螺旋角=arccos= arccos=14.36因值改變不多，故參數(shù)、zH等不必修正。 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑d1=45.42mmd2=162.89mm 計(jì)算齒輪寬度b=129=29mm圓整后取 B2=36mm，B1=45mm低速級

35、斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選精度等級、材料及齒數(shù) 材料及熱處理仍按高速級的選取 精度選7級精度 選小齒輪齒數(shù)z1=18，由i低=3.842，則z2= z1i低3.84218=69.158，圓整為z2=70i低=70/18=3.89，i=100%=2.5%，=3.742i高=3.84 選取螺旋角，初選螺旋角14（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（a） d1t 試選載荷系數(shù)：kt=1.6 查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù)zH=2.433 查閱資料可得： 則 查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：。 查閱資料可得選取齒輪系數(shù)： 查閱資料可得材料的彈性影響系數(shù)： 計(jì)

36、算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 查閱資料可得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN10.93，KHN20.96 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取決效概率為1，安全系數(shù)S=L（簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊） 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t 計(jì)算圓周速度 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnth2.25 mnt2.252.0484.608mm 計(jì)算縱向重合度 計(jì)算載荷系數(shù)k查閱資料可得KA1根據(jù)級精度，查閱資料可得動(dòng)載系數(shù)Kv1.05，查閱資料可得的計(jì)算公式：1.15+0.18（1+0.6）+0.3110-3381.43查閱資料可得 =1.32查閱資料可得 載荷系數(shù)： 實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，查閱資料可得 計(jì)算模數(shù)mn（2）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)， 確定計(jì)

37、算參數(shù) 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)縱向重合度1.506，查閱資料可得螺旋角影響系數(shù)0.88。 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 直取齒形系數(shù)（插值法）查閱資料可得 2.768；2.225 查取校正系數(shù)查閱資料可得 1.558；1.765 查閱資料可得小齒輪的彎曲強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 查閱資料可得彎曲疲勞壽命系數(shù)：0.91；0.94 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， 計(jì)算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大（3）設(shè)計(jì)計(jì)算對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取mn2，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度需要，接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d140mm，則由： 圓

38、整Z323 圓整Z487（4）幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算中心距圓整中心矩a122mm 按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 計(jì)算齒輪寬度圓整后?。築4=45mm；B350mm高速級齒輪傳動(dòng)； ； ； Xn0； 低速轉(zhuǎn)齒輪傳動(dòng)； ； ； ； 八 軸承的設(shè)計(jì)及校核1軸承種類的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊第二版 吳宗澤 羅圣國 主編 高等教育出版社出版P62 滾動(dòng)軸承由于采用兩端固定，采用深溝球軸承。型號為6303和6300。2深溝球軸承結(jié)構(gòu)深溝球軸承一般由一對套圈，一組保持架，一組鋼球組成。其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，是生產(chǎn)最普遍，應(yīng)用最廣泛的一類軸承。該類軸承主

39、要用來承受徑向負(fù)荷，但也可承受一定量的任一方向的軸向負(fù)荷。當(dāng)在一定范圍內(nèi)，加大軸承的徑向游隙，此種軸承具有角接觸軸承的性質(zhì)，還可以承受較大的軸向負(fù)荷。深溝球軸承裝在軸上以后，可使軸或外殼的軸向位移限制在軸承的徑向游隙范圍內(nèi)。同時(shí)，當(dāng)外殼孔和軸（或外圈對內(nèi)圈）相對有傾斜時(shí)，（不超過816根據(jù)游隙確定）仍然可以正常地工作，然而，既有傾斜存在，就必然要降低軸承的使用壽命。深溝球軸承與其它類型相同尺寸的軸承相比，摩擦損失最小，極限轉(zhuǎn)速較高。在轉(zhuǎn)速較高不宜采用推力球軸承的情況下，可用此類軸承承受純軸向負(fù)荷。如若提高其制造精度，并采用膠木、青銅、硬鋁等材質(zhì)的實(shí)體保持架，其轉(zhuǎn)速還可提高。型號內(nèi)徑d外徑D寬度

40、B倒角r額定負(fù)荷kN鋼球極限轉(zhuǎn)速rpm重 量kgmminchmminchmminchmminch動(dòng)態(tài)靜態(tài)數(shù)量大小油脂油6355.196919.78406.23620.3.0122.340.88592.38134000400000.008630010.3937351.378011.43310.6.0248.203.5076.35015000210000.053630112.4724371.456712.47241.0.0399.704.2067.93814000200000.060630215.5906421.653513.51181.0.03911.405.4577.9381300018000

41、0.082630317.6693471.850414.55121.0.03913.506.5578.73112000170000.115630420.7874522.047215.59061.1.04315.907.9079.52511000150000.144630525.9843622.440917.66931.1.04321.2010.90711.50010000130000.21936306301.1811722.834619.74801.10.4326.7015.00812.0008000100000.34986307351.3780803.149621.82681.5.05933.

42、5019.10813.494680080000.45426308401.5748903.543323.90551.5.05940.5024.00815.081580072000.63946309451.77171003.937025.98431.5.05953.0032.00817.462500062000.83636310501.96851104.3307271.06302.0.07962.0038.50819.050440055001.0822深溝球軸承結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，是生產(chǎn)批量最大、應(yīng)用范圍最廣的一類軸承，主要用以承受徑向負(fù)荷。當(dāng)軸承的徑向游隙加大時(shí)，具有角接觸球軸承的性能，不承受加

43、大的軸向負(fù)荷。此類軸承摩擦系數(shù)小，震動(dòng)、噪聲低,極限轉(zhuǎn)速高。不耐沖擊，不適宜承受較重負(fù)荷。深溝球軸承一般采用鋼板沖壓浪形保持架，也可采用工程塑料、銅制實(shí)體保持架。密封軸承內(nèi)部根據(jù)不同的使用環(huán)境可添加相應(yīng)的軸承專用潤滑脂?？纱笈康纳a(chǎn)外徑小于260mm的普通級深溝球軸承。應(yīng)用于各類汽車的變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、水泵等部位，并適合其它各種機(jī)械上采用。根據(jù)用戶的要求，可制造高級精度（P6、P5、P4級），各種游隙組別，特殊振動(dòng)，噪聲要求（Z1、Z2或V1、V2）的深溝球軸承。 A.深溝球軸承60000型； B.外圍有止動(dòng)槽的深溝球軸承60000-N型； C.一面帶防塵蓋的深溝球軸承60000-Z型， 兩面

44、帶防塵蓋的60000-2Z型； D.一面帶防塵圈（接觸式）的深溝球軸承60000-RS型，兩面接觸密封60000-2RS型； E.一面帶密封圈（非接觸式）的深溝球軸承60000-RZ型，兩面非接觸式的深溝球軸承60000-2RS型； F.雙列深溝球軸承40000型； G.有裝球缺口的深溝球軸承200、300型或200V、300V型。3軸承計(jì)算高速軸軸承Ft1=1095NFa2=Fr1tansin1=370NFr2=Fa1=Ftansin1=148N FV1=Ft1=365N FV2=Ft1=1460NM=5010N.M FH2*90=Fv2*120-M FH1*90=Fv1*30+M FH1=

45、-66N;FH2=431N Fr1=317NFr2=1522N Fd1=92.7N Fd2=380.54N 軸承壓緊，放松。 Fa1=Fae+Fd2=148N+380N=528N Fa2=Fd2=380N1.430.3;x1=0.4y1=20. 2512m/s的齒輪減速器不宜采用油池潤滑，因?yàn)椋?)由齒輪帶上的油會(huì)被離心力甩出去而送不到嚙合處；2)由于攪油會(huì)使減速器的溫升增加；3)會(huì)攪起箱底油泥，從而加速齒輪和軸承的磨損；4)加速潤滑油的氧化和降低潤滑性能等等。這時(shí)，最好采用噴油潤滑。潤滑油從自備油泵或中心供油站送來，借助管子上的噴嘴將油噴人輪齒嚙合區(qū)。速度高時(shí)，對著嚙出區(qū)噴油有利于迅速帶出熱

46、量，降低嚙合區(qū)溫度，提高抗點(diǎn)蝕能力。速度u20心s的齒輪傳動(dòng)常在油管上開一排直徑為4mm的噴油孔，速度更高時(shí)財(cái)應(yīng)開多排噴油孔。噴油孔的位置還應(yīng)注意沿齒輪寬度均勻分布。噴油潤滑也常用于速度并不很高而工作條件相當(dāng)繁重的重型減速器中和需要用大量潤滑油進(jìn)行冷卻的減速器中。噴油潤滑需要專門的管路裝置、油的過濾和冷卻裝置以及油量調(diào)節(jié)裝置等，所以費(fèi)用較貴。此外，還應(yīng)注意，箱座上的排油孔宜開大些，以便熱油迅速排出。 蝸桿圓周速度在10m/s以下的蝸桿減速器可以采用油池潤滑。當(dāng)蝸桿在下時(shí)，油面高度應(yīng)低于蝸桿螺紋的根部，并且不應(yīng)超過蝸桿軸上滾動(dòng)軸承的最低滾珠(柱)的中心，以免增加功率損失。但如滿足了后一條件而蝸桿未能浸入油中時(shí)，則可在蝸桿軸上裝一甩油環(huán)，將油甩到蝸輪上以進(jìn)行潤滑。當(dāng)蝸桿在上時(shí)，則蝸輪浸入油中的深度也以超過齒高不多為限。蝸桿圓周速度在10ms以上的減速器應(yīng)采用噴油潤滑。噴油方向應(yīng)順著蝸桿轉(zhuǎn)入嚙合區(qū)的方向，但有時(shí)為了加速熱的散失，油也可從蝸桿兩側(cè)送人嚙合區(qū)。齒輪減速器和蝸輪減速器的潤滑油粘度可分別參考表選取。若工作溫度低于0，則使用時(shí)需先將油加