二級(jí)圓柱齒輪減速器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目二級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)系別機(jī)電系專業(yè)機(jī)電一體化技術(shù)班級(jí)機(jī)電0711班姓名學(xué)號(hào)07011121指導(dǎo)教師日期2009年12月設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目:二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)要求:運(yùn)輸帶拉力F=2400N運(yùn)輸帶速度V=1.8m/s卷筒直徑D=260mm滾筒及運(yùn)輸帶效率4=0.96。要求電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷不變或很少變化。電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped稍大于電動(dòng)機(jī)工作功率Pd。工作時(shí)，載荷有輕微沖擊。室內(nèi)工作，水份和灰份為正常狀態(tài)，產(chǎn)品生產(chǎn)批量為成批生產(chǎn)，允許總速比誤差為±4%要求齒輪使用壽命為8年，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，有足夠大的強(qiáng)度，兩班工作制,軸承使用壽命不小于25000小時(shí)

2、，要求軸有較大剛度，試設(shè)計(jì)二級(jí)圓柱齒輪減速器。設(shè)計(jì)進(jìn)度要求：第一周：熟悉題目，收集資料，理解題目，借取一些工具書(shū)。第二周：完成減速器的設(shè)計(jì)及整理計(jì)算的數(shù)據(jù)，為下步圖形的繪制做準(zhǔn)備。第三周：完成了減速器的設(shè)計(jì)及整理計(jì)算的數(shù)據(jù)。第四周：按照上一階段所計(jì)算的數(shù)據(jù)，完成Solidworks裝配體和CADt部件的的繪制。第五周：根據(jù)設(shè)計(jì)和圖形繪制過(guò)程中的心得體會(huì)撰寫(xiě)論文，完成了論文的撰寫(xiě)。第六周：修改、打印論文，完成。指導(dǎo)教師（簽名）摘要齒輪傳動(dòng)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種傳動(dòng)形式。它的主要優(yōu)點(diǎn)是： 瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、工作平穩(wěn)、傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力； 適用的功率和速度范圍廣；傳動(dòng)

3、效率高，4=0.92-0.98; 工作可靠、使用壽命長(zhǎng)； 外輪廓尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊。由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器,用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間,起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。齒輪減速器的特點(diǎn)是效率高、壽命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便，因而應(yīng)用極為廣泛。齒輪減速器按減速齒輪的級(jí)數(shù)可分為單級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和多級(jí)減速器幾種；按軸在空間的相互配置方式可分為立式和臥式減速器兩種；按運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的特點(diǎn)可分為展開(kāi)式、同軸式和分流式減速器等。單級(jí)圓柱齒輪減速器的最大傳動(dòng)比一般為810,作此限制主要為避免外廓尺寸過(guò)大。若要求i>10時(shí)，就應(yīng)采用二級(jí)圓柱齒輪減速器。二級(jí)圓柱齒輪減速器應(yīng)用于i:850及高、低速級(jí)的中心距

4、總和為250400mmmp情況下。本設(shè)計(jì)講述了帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置二級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)過(guò)程。首先進(jìn)行了傳動(dòng)方案的評(píng)述，選擇齒輪減速器作為傳動(dòng)裝置，然后進(jìn)行減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算（包括選擇電動(dòng)機(jī)、設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選擇并驗(yàn)算滾動(dòng)軸承、選擇并驗(yàn)算聯(lián)軸器、校核平鍵聯(lián)接、選擇齒輪傳動(dòng)和軸承的潤(rùn)滑方式九部分內(nèi)容）。運(yùn)用AutoCAD軟件進(jìn)行齒輪減速器的二維平面設(shè)計(jì)，完成齒輪減速器的二維平面零件圖和裝配圖的繪制。運(yùn)用Solidworks軟件進(jìn)行齒輪減速器的三維立體圖形的設(shè)計(jì)，完成齒輪減速器的三維立體零件圖和裝配體的繪制。關(guān)鍵詞：齒輪嚙合軸傳動(dòng)傳動(dòng)比傳動(dòng)效率摘要II1 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)11.1 傳動(dòng)

5、簡(jiǎn)圖11.2 擬定傳動(dòng)方案11.3 電動(dòng)機(jī)的選擇21.4 傳動(dòng)比的分配31.5 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)42 齒輪的設(shè)計(jì)62.1 高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算62.2 低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算93 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算123.1 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)123.2 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)163.3 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)203.4 鍵的選擇243.5 滾動(dòng)軸承的選擇264 潤(rùn)滑方式，潤(rùn)滑劑牌號(hào)及密封件的選擇294.1 齒輪的潤(rùn)滑294.2 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑294.3 潤(rùn)滑油的選擇294.4 密封方法的選取29結(jié)論31致謝32參考文獻(xiàn)33附錄:設(shè)計(jì)效果圖341傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)1.1 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制傳動(dòng)簡(jiǎn)圖

6、如下:從帶的拉力、帶的速度、卷筒直徑、齒輪的工作壽命等多方面因素考慮，選擇并確定傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。IIIxrx1-1帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖1電動(dòng)機(jī)；2聯(lián)軸器：3兩級(jí)圓柱齒輪減速器;4聯(lián)軸器；5一滾筒；6輸送帶1.2 擬定傳動(dòng)方案采用二級(jí)圓柱齒輪減速器，適合于繁重及惡劣條件下長(zhǎng)期工作，使用與維護(hù)方便。（缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)尺寸稍大）。高速級(jí)常用斜齒，低速級(jí)可用直齒或斜齒。由于相對(duì)于軸承不對(duì)稱，要求軸具有較大的剛度。高速級(jí)齒輪在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，以減少因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均的現(xiàn)象。常用于載荷較平穩(wěn)的場(chǎng)合，應(yīng)用廣泛。傳動(dòng)比范圍：=840HI1-1帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖1電動(dòng)機(jī)；2聯(lián)軸器：3兩級(jí)圓柱齒輪減速

7、器；4聯(lián)軸器；5一滾筒；6輸送帶1.3 電動(dòng)機(jī)的選擇(1)選擇電動(dòng)機(jī)類型按已知工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)(2)選擇電動(dòng)機(jī)功率工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)輸出功率為nfv1000FV1000 w由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總功率（包括工作機(jī)效率）為：w 12345其中:1 聯(lián)軸器的效率2齒輪傳動(dòng)的軸承的效率3齒輪傳動(dòng)的效率4卷筒軸承的效率5卷筒的效率則:23w 120.992 =0.84 工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率：23450.993 0.972 0.98 0.96PdPw2400 1.81000 w1000 0.845.14KW卷筒的工作轉(zhuǎn)速為:60 1000 1.8r/min2601323r/

8、min初選同步轉(zhuǎn)速為1000和1500的電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)以額定功率Pm為5.5KW的電動(dòng)機(jī)型號(hào)應(yīng)分別取為Y132S-4型和Y132M2-6型。方案號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比IY132M2-615.510009607.26RY132S-45.51500144010.88綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，重量以及減速器的傳動(dòng)比，選定方R中電動(dòng)機(jī)型號(hào)問(wèn)為Y132S-4,所選電動(dòng)機(jī)的額定功率為Ped=5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min,總傳動(dòng)比適中，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)較緊湊。所選電動(dòng)機(jī)的主要外形尺寸為：中心高H=132mntt伸出部分用于安裝聯(lián)軸器軸段的直徑和長(zhǎng)度分別為D=38mm,E=

9、80mrnt1.4 傳動(dòng)比的分配帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比nm i 一 nw1440132.310.88有傳動(dòng)系統(tǒng)方案知i 011 i 341有參考文獻(xiàn)2表2.2查取圓柱齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為i12i2310.88i01i 34根據(jù)浸油原則取高速級(jí)傳送比為:i12 J3i '1.3 10.883.76低速級(jí)傳動(dòng)比為:ii 23；一i 1210.883.762.89i 341傳動(dòng)系統(tǒng)個(gè)傳動(dòng)比分別為:i011i123.76i232.89121.5 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)0軸n0nm1440r/minP0pr5.14kwPc5.14T095509550Nmm34.1Nmmn014401軸

10、（減速器高速軸）n01440n1一r/min1440r/mini011P1P0n05.140.99kw5.1kwT1T0i01noi3.1410.99Nmm33.76Nmmn11440n2r/min382.98r/mini123.7622P2Pn12P1n2n35.140.990.97kw4.85kwT2工i12nl233.763.760.95Nmm120.68Nmm3軸n2392.98n3r/min132.52r/mini232.89P3P2n2n3n44.850.990.970.99kw4.61kwT3T2123n23120682.890.990.970.99Nmm331.57Nmm滾筒軸

11、nwn3132.51r/minvvPwE%4Rn4n54.610.980.96kw4.34kwTwT3134n34331.5710.980.96Nmm311.94Nmm2齒輪的設(shè)計(jì)2.1 高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算由于傳遞的功率不大，選用軟面齒輪組合。小齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBs大齒輪選用45鋼正火，硬度為170210HBs因?yàn)槭瞧胀p速器，有參考文獻(xiàn)1表10.21選8級(jí)精度，要求吃面粗糙度R03.26.3um。(1)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)(2)按選擇材料及精度等級(jí)斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)公式可得mn1.173KT1 cos22 dZ1YfYsF轉(zhuǎn)矩Ti6P65.1T19.551

12、09.55106Nmmn114403.38104Nmm1)載荷系數(shù)K查參考文獻(xiàn)1表10.11取K=12)齒數(shù)z、螺旋角和齒寬系數(shù)因?yàn)槭擒淉X面?zhèn)鲃?dòng)，取Zi=24，則z2i12z1243.7690.24圓整后Z2取91初選螺旋角13。,一Zi24CL”當(dāng)事齒數(shù)ZV為；ZV13325.9626coscos13zV2Z23cos913T7cos 1398.38 98有參考文獻(xiàn)1表1013查的齒形系數(shù)YF1=2.64,Yf2=2.19。有參考文獻(xiàn)1表10.14查的應(yīng)力修正系數(shù)1=1.60,YS2=1.79b有參考文獻(xiàn)1表10.20選取d丁0.6di3）許用彎曲應(yīng)力f按參考文獻(xiàn)1圖10.25查Fiimi=

13、210MpaFiim2=190Mpa。有參考文獻(xiàn)1表10.10查得S=1.49N1=60X1440X1X(8X52X401)=1.44X109_9_8N2N1/i1.44109/3.763.82108查參考文獻(xiàn)1圖10.26得Ynt11,Ynt21有參考文獻(xiàn)1式（10.14）得Flin1SF21014150MPaYnT2Flin2SF1901.4135.7MPaYfYs1mn 1.173KT1 cos2 YfYs2dZ1F1.1731.4 3.38 104 0.95 0.02889 2mm0.6 241.82mm2.641.601MPa0.02816MPa150MPa10.02889MPa,有

14、參考文獻(xiàn)1式（10.38）得有參考文獻(xiàn)1表10.3取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值mn24)確定中心距a為mn(Z1Z2)2(2491)amm118mm2cos2cos13取a=118mm確定螺旋角為srccos122(2491)125649"2118此值與初選值相差不大，故不必重新計(jì)算(3)交合齒面接觸疲勞強(qiáng)度3.17ZeKTi(u1)bd2u確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù):1)分度圓直徑dd1mnZicos224mmcos1256'49"49.25mmd2mnZ21cos291mmcos1256'49"186.75mm2)齒寬b取表b2=30,dd10.649.25mm29.

15、55mmbi=353)齒數(shù)比uU=i=3.764)許用接觸應(yīng)力有參考文獻(xiàn)1圖10.24查得Hlim1560MPaHlim2530MPa有參考文獻(xiàn)1表10.10查得有參考文獻(xiàn)1圖10.27得Znti1,ZnT21.06ZNT1Hlim1H1ShiZnT2Hlim2H2SH21.06530MPa5618MPa1有參考文獻(xiàn)1表10.12查得彈性系數(shù)Ze189.8jMPa505.41MPa3.17189.8J 560 MPa 560MPa1.43.38102(3MPa3549.253.76HH1齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核合格(4)驗(yàn)算齒輪圓周速度vdm6010003.1449.2514406010003.7

16、1m/s有參考文獻(xiàn)1表10.22知道8級(jí)精度是合適的2.2 低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)選擇材料及精度等級(jí)小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBs大齒輪選用45鋼正火，硬度為170210HBs精度等級(jí)選8級(jí)。(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1)轉(zhuǎn)矩T26P264.85T29.551029.5510-Nmm120939.74Nmmn2382.982)載荷系數(shù)K查參考文獻(xiàn)1表10.11取K=1.13)齒數(shù)Z3和齒寬系數(shù)d小齒輪的齒數(shù)Z3取為35,則大齒輪的齒數(shù)Z4Z3i23352.89101.15,圓整后Z4取101,由參考文獻(xiàn)1表10.20選取d0.64)許用接觸應(yīng)力由參考文獻(xiàn)1圖1

17、0.24查得Fim3 560MPaFlim4 530MPa由參考文獻(xiàn)1表10.10 查得 SHN360 n2jLn 60382.98 1 (8 5240) 3.82 108N4 N3ii233.821082891.321082.89查參考文獻(xiàn)1圖10.27得Znt31.05,Znt41.15由參考文獻(xiàn)1式(10.13)可得ZnT3Hlim31.055601MP588MPZNT4Hlim44Sh1.15530MP530MPd376.433KT2(u1)76.4331.1120939.74(2.8920.62.8958821)mm72.77mmm5也mm2.07mmZ335由參考文獻(xiàn)1表10.3取

18、標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5mm（3）計(jì)算主要尺寸d3d4b取 b3=55mmmz32.5 35mm 87.5mmmz4 2.5 101mm 252.5mmd d3 0.6 75mm 52.5mmb4b35mm60mm1 ,2 mq3Z4)1- 2.5 (35 101)mm 170mm（4）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核由參考文獻(xiàn)1式（10.24）得出F ,如FF則校核合格確定有關(guān)系數(shù)和參數(shù)：1）齒形系數(shù)YF查參考文獻(xiàn)1表10.13得YF3=2.47,YF4=2.182）應(yīng)力修正系數(shù)Ys查參考文獻(xiàn)1表10.14得Ys3=1.65,Ys4=1.803)許用應(yīng)力F由參考文獻(xiàn)1圖10.25查的F lim 3210 M

19、Pa , f lim 4190MPa由參考文獻(xiàn)1表10.10查的Sf=1.3由參考文獻(xiàn)1表10.26查的Ynt3Ynt41由參考文獻(xiàn)1式（10.14）可得3Flin3210SF1.3162MPa4Flin4SF190146MPa1.32KT2#YfYsbm2z321120939.74552.52252.471.65MPa81.93MPa162MPa(5)F4f3YfjYs±81.93F4F3、YF3YS3驗(yàn)算圓周速度vd3n3v6010002.182.471.6510MPa78.89MPa146MPa87.5382.986010001.75ms由參考文獻(xiàn)1表10.22可知，選8級(jí)精度

20、是合適的3傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力。有已知條件知減速器的功率屬中小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由參考文獻(xiàn)1表14.7查得強(qiáng)度極限b650MPa，由參考文獻(xiàn)1表14.2得許彎曲用應(yīng)力1b60MPa。(2)按彎曲強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)參考文獻(xiàn)1表14.1得C=107118.又由參考文獻(xiàn)1式(14.2)得P51dc3(107118)35mm16.3117.99mm,n1440考慮到軸的最小直徑處要按聯(lián)軸器，會(huì)有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%-5%取為16.818.89mm為了使所選軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。又因

21、為所選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-4,其軸徑D=380.002mm所以必須選取軸孔直徑系列包括D=38mmJ聯(lián)軸器。查表得，考慮到轉(zhuǎn)矩變化較小，所以取Ka=1.75,則：聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為T(mén)caKAT11.533.7659.08Nm所以，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003,選用HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為630000Nmm半聯(lián)軸器長(zhǎng)L=82mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L二60mm故d1取30mm(3)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖1)確定各軸段的直徑軸段為最小直徑處，d1=30mm考慮到要對(duì)安裝在軸段上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位，軸段上應(yīng)有軸，d2取35mm軸段和軸段要安裝軸承，d3=d7=40mm軸

22、段和軸段要對(duì)軸承進(jìn)行軸向定位，d4=de=43mm2)確定各軸段的長(zhǎng)度齒輪輪轂寬度為35mm為保證齒輪端面與箱體不相碰，齒輪端面與箱體間距取為15mm為保證安裝在箱體軸承孔內(nèi)并考慮軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面與箱體的距離為5mm所以軸段長(zhǎng)度取17mm為防止斜齒在嚙合時(shí)向兩邊擠出大量潤(rùn)滑油，增加軸承的阻力，應(yīng)在小齒輪與軸承之間裝設(shè)擋油盤(pán)。所以安裝軸承和擋油盤(pán)軸段和軸段的長(zhǎng)度取20mm考慮到中間軸的軸承支點(diǎn)距離軸段長(zhǎng)度取84.5mm所以高速軸的軸承支點(diǎn)距離l=160.5mm4）軸的結(jié)構(gòu)草圖圖1-1（4）按彎曲合成強(qiáng)度校核軸徑1）畫(huà)出軸的受力圖（見(jiàn)圖1-2）2）做水平面內(nèi)的彎矩圖（見(jiàn)圖1-2）。支點(diǎn)反力為

23、F HAF HB2T 2 33.76 N 1370.96Nd149.251370.96 114160.51370.96 46.5160.5973.77N397.19NII截面處的彎矩MHFha11973.7746.545280.31NmmHII截面處的彎矩MHFhb96.5397.1996.538328.84Nmm3）做垂直面內(nèi)的彎矩圖（見(jiàn)圖1-2）,支點(diǎn)反力為tan nFr1Ft1 1370.96costan 20512Ncos12 56'49"Ft1tan1370.96 tan12 56'49" N 315.18NFVAFr1 I2 Fa1 d24925

24、512 114 315.18 一 2 N 412.02N160.5Fri li FaidiFVB4925512 46.5 315.18 2 N 99.98N160.5I-I截面左側(cè)的彎矩為MV左FVAl1412.0246.25Nmm19158.93NmmI-I截面右側(cè)的彎矩為MV右FVAl299.98114Nmm11397.65NmmHII截面處的彎矩為MVFVA96.599.9896.5Nmm9648.07Nmm4)合成彎矩圖(圖1-2)m,m；mJi-i截面M左JmV左一MT個(gè)(19158.93)2(45280.31)2Nmm49166.77NmmM右、：MV右MHV(11397.65)2

25、(45280.31)2Nmm46692.75NmmH-II截面MyMMT7'(9648.07)2(38328.84)2Nmm39524.49Nmm5)求轉(zhuǎn)矩圖(圖1-2)P5.1T9.551069.55106一Nmm33822.92Nmmn114406)求當(dāng)量彎矩因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，修正系數(shù)為0.6。I-I截面MeM*(T)2Y'(49166.77)2(0.633822.92)2Nmm53190.3NmmH-II截面MeM(T)2)(39524.49)2(0.633822.92)2Nmm44429.96Nmm7)確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度I-I截面6.1M

26、PaMe53190.3.3MPaW0.144.253MeH-II截面44429.963-MPa5.6MPa0.143查參考文獻(xiàn)1表14.2得1b60MPa,滿足e1b的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度和裕量Fa1Ft1FhbFhaFa1v -Fr11VFvbFvaMbl 心w -33822.92圖1-23.2中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力。有已知條件知減速器的功率屬中小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由參考文獻(xiàn)1表14.7查得強(qiáng)度極限b650MPa，由參考文獻(xiàn)1表14.2得許彎曲用應(yīng)力1b60MPa。(2)按彎曲強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)參考文獻(xiàn)1表14.1得C=1071

27、18.又由參考文獻(xiàn)1式(14.2)得°P,4.85dc3(107118)3mm24.9427.5mm,n'382.98中間軸最小直徑取dmin30mm(3)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖1)確定各軸段的直徑軸段和軸段為最小直徑處且要安裝軸承，d1=d5=30mm軸段和軸段上要安裝齒輪，d2=d4=35mm軸段要對(duì)兩齒輪進(jìn)行軸向定位，d3=40mm。2)確定各軸段的長(zhǎng)度兩齒輪輪轂寬度分別為為30mnffi60mm為保證兩齒輪固定可靠，軸段和軸段的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂的寬度，所以軸段和軸的長(zhǎng)度分別為28mm和58mm為保證齒輪端面與箱體不相碰，齒輪端面與箱體間距取為15mm為保證安裝

28、在箱體軸承孔內(nèi)并考慮軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面與箱體的距離為5mm所以軸段長(zhǎng)度取39.5mm軸段長(zhǎng)度取37mm軸段要對(duì)兩齒輪進(jìn)行軸向定位，為防止兩齒輪干涉，軸段長(zhǎng)度取10mm所以中間軸的軸承支點(diǎn)距離l=158.5mm4)軸的結(jié)構(gòu)草圖圖2-1按彎曲合成強(qiáng)度校核軸徑1)畫(huà)出軸的受力圖（見(jiàn)圖2-2）2)做水平面內(nèi)的彎矩圖（見(jiàn)圖2-2）。支點(diǎn)反力為Ft22T2d22120.68186.751292.42NFt32T22120.68IMhd387.52758.4N(l2l3)Ft3l1292.41132758.458N1930.79N158.5Ft3(l2l3)Ft2l3I截面處的彎矩1930.7945.5

29、HII截面處的彎矩Mh2120.0358出一in截面處的彎矩Mh2120.03282758.4100.51292.445.5N2120.03N87850.95Nmm122961.74Nmm59360.84Nmm158.53）做垂直面內(nèi)的彎矩圖（見(jiàn)圖2-2）,支點(diǎn)反力為Fr2Ft2tann1292.4tan20cos482.67Ncos1256'49"Fa2Ft2tan1292.4tan1256'49"N297.12NFr3Ft3tan2758.4tan20N1003.98NFVAFr3l3Fr2(l2l3)Fa29I33I223a2186.751003.98

30、58482.67113297.12N158.5198.31NdiFr3 (l1 l 2) Fr2 l1 Fa2 ?186.751003.98100.5482.6745.5297.12一FVBN158.5322.98NI-I截面左側(cè)的彎矩為9023.11N mmMV左FVA11198.3145.5NmmHII截面右側(cè)的彎矩為MV右FVBI3322.9858Nmm18733.05Nmm出一in截面處的彎矩為MVFVB 28 322.98 28N mm9043.44 N mm4)合成彎矩圖(見(jiàn)圖2-2)m,M；mJ1i截面M左MV左MTJ(9023.11)2(87850.95)2Nmm88313.1

31、1NmmH-II截面M右/MV右MHv'(18733.05)2(122961.74)2Nmm12438Q53Nmm出一in截面MVMVMHV(9043.44)2(59360.84)2Nmm60045.76Nmm5)求轉(zhuǎn)矩圖(圖2-2)6P64.85T29.551069.55106Nmm120939.74Nmmn2382.986)求當(dāng)量彎矩因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，修正系數(shù)為0.6。I-I截面Me?M：(T)2V(88313.11)2(0.6120939.74)2Nmm114300.99NmmH-II截面2：922MeVM右(T)%(12438。53)(0.61209

32、39.74)Nmm出一in截面MeMP(T)2J(60045.76)2(0.6120939.74)2Nmm144000.1N mm94186.01N mm7）確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度Me114300.9930.1 35MPa26.66MPaI-I截面H-II截面Me144000.130.1 35MPa33.59MPa出一in截面Me94186.0130.1303MPa34.88MPa查參考文獻(xiàn)1表14.2得足夠的強(qiáng)度和裕量。1b60MPa,滿足1b的條件，故設(shè)計(jì)的軸有120939.74圖2-23.3輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力有已知條件知減速器的功率屬中小功率，對(duì)材料無(wú)特殊要

33、求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由參考文獻(xiàn)1表14.7查得強(qiáng)度極限b650MPa，由參考文獻(xiàn)1表14.2得許彎曲用應(yīng)力1b60MPao(2)按彎曲強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)表14.1得C=10入118.又由式(14.2)得P4.61dc3(107118)3mm34.9338.52mm,n.132.52考慮到軸的最小直徑處要按聯(lián)軸器，會(huì)有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%-5%取為35.9840.45mmdm.40mm。需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)，選取軸孔直徑系列包括D=40mmfi聯(lián)軸器。查表得，考慮到轉(zhuǎn)矩變化較小，所以取KA=1.75,則:聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為T(mén)ca4丁31.5331.57580.25Nm所以，查標(biāo)

34、準(zhǔn)GB/T5014-2003,選用HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為630000Nmm半聯(lián)軸器長(zhǎng)L=82mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L二60mm故d1取40mm(3)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖1)確定各軸段的直徑軸段處為最小直徑處，d1=40mm考慮到要對(duì)安裝在軸段上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位，軸段上應(yīng)有軸肩，d2=45mm軸段和軸段為要安裝軸承，d3=d7=50mm軸段要對(duì)軸承進(jìn)行軸向定位，d4=58mm軸段要對(duì)齒輪進(jìn)行軸向定位，d5=62mm。軸段上要安裝齒輪，d6=55mm2)確定各軸段的長(zhǎng)度齒輪輪轂寬度為55mm為保證兩齒輪固定可靠，軸段的長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂的寬度，所以軸段的長(zhǎng)度分別為53

35、mm為保證齒輪端面與箱體不相碰，齒輪端面與箱體間距取為15mm為保證安裝在箱體軸承孔內(nèi)并考慮軸承的潤(rùn)滑，取軸承端面與箱體的距離為5mm所以軸段和軸段長(zhǎng)度分別取19mn#口43.5mm軸段要對(duì)齒輪進(jìn)行軸向定位，軸段長(zhǎng)度取10mm考慮到中間軸的支點(diǎn)長(zhǎng)度，軸段長(zhǎng)度應(yīng)取所以中間軸的軸承支點(diǎn)距離l=158.5mm4)軸的結(jié)構(gòu)草圖圖3-1（4）按彎曲合成強(qiáng)度校核軸徑1）畫(huà)出軸的受力圖（見(jiàn)圖3-2）2）做水平面內(nèi)的彎矩圖（見(jiàn)圖3-2）。支點(diǎn)反力為Ft42T3d437 N 2626.3N252.5F HAFt4 l22626.3 60 N 969.7 N162.5F HBFt4l12626.3 102.5 N

36、 1656.59N162.5II截面處的彎矩MhFha l1969.7 102.5 99394.25N mmH II截面處的彎矩MhFhb l2 1656.59 32.5 53839.18N mm3）做垂直面內(nèi)的彎矩圖（見(jiàn)圖3-2）,支點(diǎn)反力為Fr4Ft4 tan2626.3 tan 20955.9NFr4 l2Fr4l1955.960N352.95N162.5955.9102.5一N602.95N162.5I-I截面左側(cè)的彎矩為MV左FVAl1352.95102.5Nmm36177.38NmmI-I截面右側(cè)的彎矩為Mv右Fva12602.9560Nmm36177NmmnII截面處的彎矩為MV

37、FVA32.5602.9532.5Nmm19595.88Nmm4）合成彎矩圖（見(jiàn)圖3-2）m.MhmJi-i截面M左，MV左MTJ(36177.38)2(99394.25)2Nmm105773.44NmmM右，MV右MT個(gè)(36177)2(99394.25)2Nmm105773.31NmmH-II截面MX;MVMT(19595.88)2(53839.18)2Nmm57294.47Nmm5）求轉(zhuǎn)矩圖（圖3-2）6P64.61T9.55109.5510一Nmm332217.78Nmmn1132.526)求當(dāng)量彎矩因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，修正系數(shù)為0.6。I-I截面mmmmMe

38、JM(T)2,(105773.44)2(0.6332217.78)2Nmm225656.23NH-II截面Mev；M2(T)2J(57294.47)2(0.6332217.78)2Nmm207401.47N7)確定危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度I-I截面13.56MPa225656.23.3-MPa0.155H-II截面Me207401.470.1 503MPa16.59MPa查參考文獻(xiàn)1表14.2得足夠的強(qiáng)度和裕量。1b60MPa ,滿足1b的條件，故設(shè)計(jì)的軸有99394.25105773.43332217.78圖3-23.4鍵的選擇(1)高速軸(1軸)鍵的選擇選A型平鍵dii=30mmL11'

39、=82mmLii=82-(510)=7277mm110MPa ,按參考文獻(xiàn)2表，初選鍵870GB1096-79:b=8mmh=7mmL=70mml=62mm按參考文獻(xiàn)4表，鍵的許用擠壓應(yīng)力和許用剪應(yīng)力分別取為90MPa。按參考文獻(xiàn)5中式7-1和式7-3,分別驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度4000T400033.76p10.37pdhl30762MPa2000T200033.764.54dbl30862MPA鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。(2)中間軸(2軸)鍵的選擇選A型平鍵d21=35mm必'=28mmL21=28-(510)=1823mm按參考文獻(xiàn)2表，初選鍵1020GB1096-79

40、:b=10mmh=8mmL=20mml=10mm按參考文獻(xiàn)4表，鍵的許用擠壓應(yīng)力和許用剪應(yīng)力分別取為110MPa,90MPa。按參考文獻(xiàn)5中式7-1和式7-3,分別驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度4000T4000120.6886.2pdhl35810MPa2000T2000120.68c68.9dbl351010MPA鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。d22=35mmL22'=58mmL22=58-(510)=4853mm按參考文獻(xiàn)2表，初選鍵1050GB1096-79:b=10mmh=8mmL=50mml=40mm按參考文獻(xiàn)4表，鍵的許用擠壓應(yīng)力和許用剪應(yīng)力分別取為110Mpa,90MPa

41、。按參考文獻(xiàn)5中式7-1和式7-3,分別驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度4000T4000120.6843.1MPadhl358402000T2000120.6817.24MPAdbl351040鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。(3)低速軸(3軸)鍵的選擇選A型平鍵d31=40mmL31'=112mmL31=112-(510)=102107mm按參考文獻(xiàn)2表，初選鍵12100GB1096-79:b=12mmh=8mmL=100mml=88mm按參考文獻(xiàn)4表，鍵的許用擠壓應(yīng)力和許用剪應(yīng)力分別取為110MPa,90MPa。按參考文獻(xiàn)5中式7-1和式7-3,分別驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度4000T

42、4000331.57p50.54MPapdhl408822000T2000331.5716.85MPAdbl401282鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。d32=40mmL3231'=112mmL32=112-(510)=102107mm按參考文獻(xiàn)2表，初選鍵1645GB1096-79:b=16mmh=10mmL=45mml=29mm按參考文獻(xiàn)4表，鍵的許用擠壓應(yīng)力和許用剪應(yīng)力分別取為110MPa,90MPa。按參考文獻(xiàn)5中式7-1和式7-3,分別驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度4000T4000331.57p83.15MPapdhl5510292000T2000331.5725.99MPAd

43、bl551629鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。3.5滾動(dòng)軸承的選擇(1)高速軸(1軸)上滾動(dòng)軸承的選擇由于減速器為中小功率且支撐跨度不大，故采用兩端固定軸承組合方式。考慮到軸向力較徑向力比較小故選用深溝球軸承，軸承預(yù)期壽命取為L(zhǎng)h=25000h0有前計(jì)算得：軸承所受徑向力Fr1057.35N,軸向力Fa315.18N,軸承工作轉(zhuǎn)速n=1440r/min。求當(dāng)量動(dòng)載荷P根據(jù)參考文獻(xiàn)1中式15.1得Pfp(XFrYFa)查參考文獻(xiàn)1表12.12的fp1.5,根據(jù)參考文獻(xiàn)1表15.13暫取區(qū)0.014,貝Ue0.19。由口315.180.298e,查參考文獻(xiàn)1表15.13C0rFr1057.35得

44、X=1,Y=0,則P1.5(11057.350315.18)N1586.025N計(jì)算所需的徑向額定動(dòng)載荷值有參考文獻(xiàn)1式(15.6)可得1P 60n Lh .1440f7106"V60 1586.025106132500019223.37選擇軸承型號(hào)查有關(guān)軸承的手冊(cè)，更具d=40mm選得6208GB/T276-1994軸承，其中Fa315.18Cr29500N19223.37N,C0r18000N。6208軸承的0.0175與C0r18000初定值相近，所以選用深溝球軸承6208GB/T276-1994合適。(2)中間軸(2軸)上滾動(dòng)軸承的選擇由于減速器為中小功率且支撐跨度不大，故采

45、用兩端固定軸承組合方式?？紤]到軸向力較徑向力比較小故選用深溝球軸承，軸承預(yù)期壽命取為L(zhǎng)h=25000h0有前計(jì)算得：軸承所受徑向力Fr2144.5N,軸向力Fa297.12N,軸承工作轉(zhuǎn)速n=382.98r/min。求當(dāng)量動(dòng)載荷P根據(jù)參考文獻(xiàn)1中式15.1得PfP(XFrYFa)查參考文獻(xiàn)1表12.12的fP1.5,根據(jù)參考文獻(xiàn)1表15.13暫取1 0.028,則 e 0.22。由 1C0rFr297.122144.50.19 e ,查參考文獻(xiàn)1表15.13得X=0.56,Y=1.99,WJ1325000P1.5（0.561057.351.99315.18）N2688.28N計(jì)算所需的徑向額定

46、動(dòng)載荷值有參考文獻(xiàn)1式（15.6）可得160 2688.28P60nLh382.98106C6fT10616095.81選擇軸承型號(hào)查有關(guān)軸承的手冊(cè)，更具d=30mm選得6206GB/T276-1994軸承，其中F297.12Cr19500N6095.81N,C0r13000N。6206軸承的-0.0229與初C°r13000定值相近，所以選用深溝球軸承6206GB/T276-1994合適。（3）低速軸（3軸）上滾動(dòng)軸承的選擇由于減速器為中小功率且支撐跨度不大，故采用兩端固定軸承組合方式。選用深溝球軸承，軸承預(yù)期壽命取為L(zhǎng)h=25000h。有前計(jì)算得：軸承所受徑向力Fr2144.5N

47、,軸承工作轉(zhuǎn)速n=132.52r/min。求當(dāng)量動(dòng)載荷P根據(jù)參考文獻(xiàn)1式15.1得PfPFr查參考文獻(xiàn)1表12.12得fP1.5,1325000P1.51762.9N2644.35N計(jì)算所需的徑向額定動(dòng)載荷值有參考文獻(xiàn)1式（15.6）可得1cP60nLh-132.52602644.35C6-6一fT10611062097.74選擇軸承型號(hào)查有關(guān)軸承的手冊(cè)，更具d=50mm選得6210GB/T276-1994GB/T276-1994軸承，其中Cr23200N2097.74N,所以選用深溝球軸承6208合適。4潤(rùn)滑方式，潤(rùn)滑劑牌號(hào)及密封件的選擇4.1 齒輪的潤(rùn)滑采用浸油潤(rùn)滑，由于低速級(jí)周向速度低，

48、所以浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，取為35mm4.2 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑如果減速器用的是滾動(dòng)軸承，則軸承的潤(rùn)滑方法可以根據(jù)齒輪或蝸桿的圓周速度來(lái)選擇：圓周速度在2m/s3m/s以上時(shí)，可以采用飛濺潤(rùn)滑。把飛濺到箱蓋上的油,匯集到箱體剖分面上的油溝中，然后流進(jìn)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。飛濺潤(rùn)滑最簡(jiǎn)單，在減速器中應(yīng)用最廣。這時(shí)，箱內(nèi)的潤(rùn)滑油粘度完全由齒輪傳動(dòng)決定。圓周速度在2m/s3m/s以下時(shí)，由于飛濺的油量不能滿足軸承的需要，所以最好采用刮油潤(rùn)滑，或根據(jù)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)座圈速度的大小選用脂潤(rùn)滑或滴油潤(rùn)滑。利用刮板刮下齒輪或蝸輪端面的油，并導(dǎo)入油溝和流入軸承進(jìn)行潤(rùn)滑的方法稱為刮油潤(rùn)滑。4.3 潤(rùn)滑油的選擇采用脂潤(rùn)滑時(shí)

49、，應(yīng)在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置擋油環(huán)或其他內(nèi)部密封裝置，以免油池中的油進(jìn)入軸承稀釋潤(rùn)滑脂。滴油潤(rùn)滑有間歇滴油潤(rùn)滑和連續(xù)滴油潤(rùn)滑兩種方式。為保證機(jī)器起動(dòng)時(shí)軸承能得到一定量的潤(rùn)滑油，最好在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置一圓缺形擋板，以便軸承能積存少量的油。擋板高度不超過(guò)最低滾珠（柱）的中心。經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)的減速器可以不設(shè)這種擋板。轉(zhuǎn)速很高的軸承需要采用壓力噴油潤(rùn)滑。如果減速器用的是滑動(dòng)軸承，由于傳動(dòng)用油的粘度太高不能在軸承中使用，所以軸承潤(rùn)滑就需要采用獨(dú)自的潤(rùn)滑系統(tǒng)。這時(shí)應(yīng)根據(jù)軸承的受載情況和滑動(dòng)速度等工作條件選擇合適的潤(rùn)滑方法和油的粘度。齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-CKB46潤(rùn)滑油。4.4 密

50、封方法的選取選用凸緣式端蓋調(diào)整軸承間隙方便，密封性好，采用氈圈油封實(shí)現(xiàn)軸的密封。密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為(F)B25-42-7-ACM,(F)B70-90-10-ACML軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。結(jié)論我們的設(shè)計(jì)是自己獨(dú)立完成的一項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)，我們工科生作為祖國(guó)的應(yīng)用型人才，將來(lái)所從事的工作都是實(shí)際的操作及高新技術(shù)的應(yīng)用。所以我們應(yīng)該培養(yǎng)自己市場(chǎng)調(diào)查、收集資料、綜合應(yīng)用能力，提高計(jì)算、繪圖、實(shí)驗(yàn)這些環(huán)節(jié)來(lái)鍛煉自己的技術(shù)應(yīng)用能力。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)針對(duì)“二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)”的要求，在滿足各種參數(shù)要求的前提下，拿出一個(gè)具體實(shí)際可行的方案，因此我們從實(shí)際出發(fā)，認(rèn)真的思考與篩選，經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的努力終于有了現(xiàn)在的收獲。回想起來(lái)，在創(chuàng)作過(guò)程中真的是酸甜苦辣咸味味俱全。有時(shí)為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)參數(shù)翻上好幾本資料，然而也不見(jiàn)