機(jī)械設(shè)計(jì)課設(shè)說明書同軸式

1、 燕山大學(xué)機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告題目題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置學(xué)學(xué) 院：院： 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 年級專業(yè)：年級專業(yè)： 級機(jī)制班級機(jī)制班 學(xué)學(xué) 號：號： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告2目 錄第一部分第一部分 1、摘要、摘要.6第二部分第二部分1、項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)與技術(shù)要求、項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)與技術(shù)要求.12 傳動(dòng)系統(tǒng)方案制定與分析傳動(dòng)系統(tǒng)方案制定與分析.13 傳動(dòng)方案的技術(shù)設(shè)計(jì)與分析傳動(dòng)方案的技術(shù)設(shè)計(jì)與分析3.1 電動(dòng)機(jī)選擇與確定.23.1.1 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式選擇.23.1.2 電動(dòng)機(jī)容量確定.33.1.3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選擇.

2、43.2 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比確定及分配3.2.1 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比分配原則.43.2.2 各級傳動(dòng)比分配.4 3.2.2.1 分配方案.4 3.2.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù).44 關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1 設(shè)計(jì)原則制定.5 4.1.1 不同類件的安全系數(shù)確定.5 4.1.2 關(guān)鍵件或主要件加工工藝制定.6 4.1.3 材料選擇與工藝選擇.94.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案.10 4.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算及校核.114.4 軸的計(jì)算4.4.1 軸徑初估.144.5 鍵的選擇及鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算4.5.1 鍵聯(lián)接方案選擇.16 4.5.2 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算.174.6 滾動(dòng)軸承選擇

3、方案及固定方案.18 4.6.1 滾動(dòng)軸承的選擇.18 4.6.2 軸承固定方案比較.185 傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與總成傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與總成5.1 裝配圖設(shè)計(jì)及部件結(jié)構(gòu)選擇、執(zhí)行機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范5.1.1 裝配圖整體布局.195.1.2 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與方案分析5.1.2.1 高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與方案分析.205.1.2.2 中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與方案分析.215.1.2.3 低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與方案分析.235.2 零件圖設(shè)計(jì).34燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告35.3 主要零部件的校核與驗(yàn)算5.3.1 軸系結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核(選擇低速軸進(jìn)行校核).255.3.2 角接觸球軸承軸承的壽命計(jì)算.276 主要附件與配件的選擇主

4、要附件與配件的選擇6.1 聯(lián)軸器選擇.296.2 潤滑與密封的選擇6.2.1 潤滑方案對比及確定.296.2.2 密封方案對比及確定.306.3 通氣器.316.4 油標(biāo).326.5 螺栓及吊環(huán)螺釘.326.6 油塞.326.7 窺視孔蓋.326.8 定位銷.326.9 軸承蓋.326.10 軸承套杯.326.11 調(diào)整墊片組.326.12 擋油板.327 零部件精度與公差的制定零部件精度與公差的制定7.1 精度制定原則.337.2 減速器主要結(jié)構(gòu)、配合要求.337.3 減速器主要技術(shù)要求.347.4 拆裝和調(diào)整的說明.347.5 減速器箱體的附件說明.348 項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性與安全性分析項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性

5、與安全性分析 8.1 零部件材料、工藝、精度等選擇經(jīng)濟(jì)性.358.2 減速器總重量估算及加工成本初算.358.3 安全性分析.35 9 設(shè)計(jì)小結(jié)設(shè)計(jì)小結(jié).3610 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).37燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告4摘 要 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為傳動(dòng)方案的分析和擬定，選擇電機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)，傳動(dòng)零件和軸的設(shè)計(jì)，軸承、連接件、潤滑密封和聯(lián)軸器的選擇，減速器箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其附件的設(shè)計(jì)、繪制裝配圖和零件工作圖、編寫設(shè)計(jì)說明書等，在這一過程中需要用到課上機(jī)械設(shè)計(jì)所學(xué)的理論知識，齒輪的設(shè)計(jì)原則，校核原則，軸的設(shè)計(jì)過程和校核，軸承的壽命計(jì)算等，再設(shè)計(jì)過程中要考慮公差等級與經(jīng)濟(jì)性的矛

6、盾，考慮到配合的選擇，在這一過程中涉及到的知識有機(jī)械設(shè)計(jì)，材料力學(xué)，機(jī)械原理，互換性等，再設(shè)計(jì)方案的選擇，零件材料的選擇，安全系數(shù)方面，經(jīng)濟(jì)性的方面都要綜合考慮。關(guān)鍵詞： 帶式運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)裝置 設(shè)計(jì)與校核 經(jīng)濟(jì)性 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告01 項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)與技術(shù)要求項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)與技術(shù)要求 任務(wù)描述：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為： （1）傳動(dòng)系統(tǒng)方案的分析和擬定以及減速器類型的選擇；（2）電動(dòng)機(jī)的選擇與傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算；（3）傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（如除了傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)，帶傳動(dòng)等）；（4）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；（5）軸承及其組合部件選擇；（6）鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇及校核；（7）減速器箱體，潤滑及

7、附件的設(shè)計(jì)；（8）裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì)；（9）校核；（10）軸承壽命校核；技術(shù)要求：減速器的應(yīng)用場合：室外 載荷情況：微振 批量：小批 F= 1794N D=0.31m V=0.67m/s2 傳動(dòng)系統(tǒng)方案制定與分析傳動(dòng)系統(tǒng)方案制定與分析各個(gè)傳動(dòng)方案的比較及優(yōu)缺點(diǎn)同軸式圓柱齒輪傳動(dòng)： 優(yōu)點(diǎn)： 減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可以大致相同。 缺點(diǎn)：減速器軸向尺寸及重量較大；高級齒輪的承載能力不能充分利用；中間軸承潤滑困難；中間軸較長，剛度差；僅能有一個(gè)輸入和輸出端，限制了傳動(dòng)布置的靈活性。展開式圓柱齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)： 優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，橫

8、向尺寸較小，軸向尺寸較大，中間軸軸較長，剛度差，中間軸軸承潤滑較困難。 圓錐圓柱式齒輪傳動(dòng) 優(yōu)點(diǎn)： 可以改變力矩的方向 即可以把橫向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為豎直運(yùn)動(dòng) ，用于輸入軸與輸出軸呈現(xiàn)垂直方向布置的傳動(dòng)裝置。具有承載能力高，噪音低，體積小，重量輕，效率高，使用壽命長的特性。 缺點(diǎn)： 與二級圓柱齒輪減速器相比，加工稍微復(fù)雜一些，傳動(dòng)效率低。 蝸輪蝸桿圓柱齒輪傳動(dòng) 優(yōu)點(diǎn)：燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告1 有比較大的傳動(dòng)比，非常緊湊的結(jié)構(gòu)；傳動(dòng)比較平穩(wěn)，噪聲也比較低；具有自鎖功能。 缺點(diǎn)： 傳動(dòng)摩擦損失比較大，效率也很低；加工成本較高。 各種齒輪的優(yōu)缺點(diǎn)對比： 直齒齒輪：當(dāng)兩個(gè)直齒齒輪嚙合時(shí)，其齒面接觸線是與齒輪軸線平

9、行的直線，因此，當(dāng)直齒輪嚙合時(shí)，整個(gè)尺寬同時(shí)進(jìn)入嚙合并同時(shí)退出嚙合，從而導(dǎo)致沖擊、振動(dòng)和噪聲較大，影響了傳動(dòng)平穩(wěn)性。 斜齒齒輪：當(dāng)兩個(gè)斜齒齒輪嚙合時(shí)，由于輪齒傾斜，一端先進(jìn)入嚙合，另一端后進(jìn)入嚙合，其接觸線由短變長，再由長變短。則沖擊、振動(dòng)和噪聲較小，傳動(dòng)較平穩(wěn)。與直齒輪相比，斜齒輪更適合于高速傳動(dòng)。與直齒 傳動(dòng)相比，斜齒輪傳動(dòng)有以下優(yōu)點(diǎn)：嚙合性好。齒輪開始嚙合和脫離嚙合都是逐漸的，故傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小。對齒廓制造誤差反應(yīng)小。重合度大。相對提高了斜齒輪的承載能力，延長了使用壽命。結(jié)構(gòu)緊湊。斜齒標(biāo)準(zhǔn)齒輪的最小齒數(shù)較直齒輪的少，同樣的情況下，斜齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)更緊湊。 斜齒輪的主要缺點(diǎn)：產(chǎn)生軸向推力。錐

10、齒輪傳動(dòng)：可以用來傳遞兩個(gè)相交軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。和圓柱齒輪相比，直齒圓錐齒輪的制造精度低，工作時(shí)振動(dòng)和噪聲較大，故圓周速度不宜過高。綜上所述，由于輸送端對傳動(dòng)比要求不是很嚴(yán)格準(zhǔn)確，而且?guī)鲃?dòng)可以傳遞較遠(yuǎn)軸之間的運(yùn)動(dòng)，所以將帶傳動(dòng)放在卷筒軸上用來輸送煤塊，由于齒輪傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)相的傳動(dòng)比準(zhǔn)確，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，與蝸輪蝸桿傳動(dòng)相比效率較高，發(fā)熱量少，故減速器內(nèi)部采用齒輪傳動(dòng)。而展開式齒輪傳動(dòng)減速器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，橫向尺寸較小，軸向尺寸較大，間軸較長，剛度差，中間軸軸潤滑較因難?？紤]到工作場合為室外，載荷為微振，所以采用同軸式齒輪傳動(dòng)。 3 傳動(dòng)方案的技術(shù)設(shè)計(jì)與分析傳動(dòng)方案的技術(shù)設(shè)計(jì)與分析 3.1 電動(dòng)

11、機(jī)選擇與確定3.1.1 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式選擇 Y 系列（IP23)三相異步電動(dòng)機(jī)： 該系列為一般用途防護(hù)式籠型電動(dòng)機(jī)。能符合防止手指觸及機(jī)殼內(nèi)帶電體或轉(zhuǎn)動(dòng)部分；防止直徑大于 12mm的小固體異物進(jìn)入，并防止垂直線成 60 度角的淋水對電機(jī)的影響該系列電動(dòng)機(jī)具有很高的效率、啟動(dòng)性能好、噪聲低、體積小重量輕等優(yōu)點(diǎn)。適于驅(qū)動(dòng)無特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備。 Y 系列（IP44)三相異步電動(dòng)機(jī)：該系列電動(dòng)機(jī)效率高、節(jié)能、轉(zhuǎn)矩高、噪聲低、振動(dòng)小，運(yùn)動(dòng)安全可靠。能防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電機(jī)內(nèi)部;具有與 Y 系列（IP23)相同的用途外，還能適用于灰塵多、水土飛濺的場合。燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告2 YEJ

12、系列電磁制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī):適合于要求快速停止準(zhǔn)確定位的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或裝置上，具有制動(dòng)快，定位準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。綜合以上三種電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合所設(shè)計(jì)的減速器用于室外工作，灰塵較多，使用條件較為惡劣，應(yīng)該考慮灰塵等其他雜物侵入到電機(jī)內(nèi)部，所以選擇 Y 系列（IP44)三相異步電動(dòng)機(jī)。3.1.2 電動(dòng)機(jī)容量確定電動(dòng)機(jī)的容量選得是否得當(dāng)，對其工作和經(jīng)濟(jì)性影響很大。容量小于工作要求，就不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長期過載而過早損壞，容量大過大則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能力又不能充分利用，由于經(jīng)常不滿載工作，效率和功率因數(shù)都較低，增加電能消耗，造成很大的浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)容量主要根據(jù)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件來決定。課程設(shè)

13、計(jì)所給的題目工作機(jī)一般為穩(wěn)定（或變化很?。┹d荷下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械，而且傳遞功率較小，故只需使電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或稍大于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率,一般不需要校驗(yàn)發(fā)熱和啟動(dòng)力矩。（1）工作所需要的功率為：wPwwFVP1000其中：，96.0,/67.0,1794wsmVNF所以： kwPw252.196.0100067.01794（2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率為:0Pw0PP 為電動(dòng)機(jī)至滾筒軸的傳動(dòng)總效率，查指導(dǎo)手冊 88 頁表 12-10，其中，聯(lián)軸的傳動(dòng)效率，齒輪的傳動(dòng)效率為 ，滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效99. 0197.02率，則：98.03 85.098.097.099.0422432122（3）電動(dòng)機(jī)所需要

14、的功率為：kW47.185.0252.10wPP 因載荷性質(zhì)為微震，電動(dòng)機(jī)額定功率需大于，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)mP0P計(jì)指導(dǎo)手冊119 頁表 14-4 和 120 頁續(xù)表 14-4，選取電動(dòng)機(jī)額定功率為。Wk2.23.1.3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告3 min/3.4131.014.367.06060nrDvw二級圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比范圍：408i1所以電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的推薦值為：min/1651330n1rniwd符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有和綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)min/750rmin/1000r裝置的尺寸、重量和價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)緊湊，選用同步轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)。mi

15、n/1000r綜上，所選電動(dòng)機(jī)為：型號 Y112M-6，滿載轉(zhuǎn)速 ,額定功min940rn。kW2.2 3.2 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比確定及分配3.2.1 合理的分配總傳動(dòng)比即各級傳動(dòng)比如何取值，是設(shè)計(jì)中的重要問題，它直接影響到傳動(dòng)裝置的外廓尺寸、重量及潤滑條件等?？倐鲃?dòng)比分配的一些原則：（1）各級傳動(dòng)比都應(yīng)在常用合理的范圍內(nèi)，以符合各種傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)，并使結(jié)構(gòu)比較緊湊。（2）盡量使傳動(dòng)裝置外廓尺寸或重量較小。（3）在兩級或多級的齒輪減速器中盡量使各級大齒輪浸油深度合理（低速級大齒輪浸油稍深，高速級大齒輪能浸到油)。（4）使各級傳動(dòng)尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理，便于安裝。3.2.2 傳動(dòng)比分配（1）總

16、傳動(dòng)比為6 .471 .19910iwmnn（2）分配傳動(dòng)比同軸式二級齒輪減速器齒輪傳動(dòng)比的常用值為： 。這種傳動(dòng)比分配方式潤滑條件比較好。 77.421iii各個(gè)部分的功率計(jì)算：3.2.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（1）各軸的轉(zhuǎn)速：電動(dòng)機(jī) ;min/940n0r軸 1 ;min/940nn01r軸 2 ; min/06.19777.4940n112rin軸 3 ;min/31.4177.406.197n223rin卷筒軸 min/31.41nn34r（2）各軸的輸入功率：燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告4電動(dòng)機(jī) ;wPk47.10軸 1 ;kwPP46.199.001.1101軸 2 ;kw39.1

17、98.097.046.13212PP軸 3 ;kw32.198.097.039.12323PP卷筒軸 ;kw28.198.099.032.11341PP(3)各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：mNrkWnpTmdd93.14min94047.195509550軸 mNmNdTT78.1499.093.1411軸mNiTT02.6777.497.098.078.1413212軸 mNiTT89.30377.497.098.002.6723223卷筒軸 mNTT83.2949.908.90303.89123卷 (4)整理列表：運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表：運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表軸功率 P/kW轉(zhuǎn)矩 T/Nm轉(zhuǎn)速 n/

18、rpm電機(jī)軸1.4714.9394011.4614.7894021.3967.02197.0631.32303.8941.31卷筒軸1.28294.8341.31 4 關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.1 設(shè)計(jì)原則制定 4.1.1 不同類件的安全系數(shù)確定：齒輪類零件的安全系數(shù)：在計(jì)算齒輪的許用應(yīng)力時(shí)時(shí)，按下式計(jì)算： SlimKN其中 S 為疲勞強(qiáng)度系數(shù)，若按作齒輪材料疲勞極限實(shí)驗(yàn)所取得失效概率計(jì)算齒輪的疲勞強(qiáng)度時(shí)，通常取 S=1。軸類零件的安全系數(shù):當(dāng)采用安全系數(shù)校核軸的強(qiáng)度時(shí)： （1）疲勞強(qiáng)度校核：綜合安全系數(shù)應(yīng)滿足：燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告5 SSSSSS22 其中 =為彎矩作

19、用下的安全系數(shù)， = 為轉(zhuǎn)矩SmaxsSmaxs作用下的安全系數(shù)，當(dāng)材料質(zhì)地均勻、載荷與應(yīng)力計(jì)算較精確時(shí)，可取 1.3-1.5；材料不夠均勻、計(jì)算不夠精確時(shí)，取 1.5-1.8；材料均勻性和計(jì)算精確度都很低，或尺寸很大的轉(zhuǎn)軸，則取 1.8-2.5.重要的軸，破環(huán)后會引起重大事故時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大 值。 （2）靜強(qiáng)度校核：靜強(qiáng)度校核的目的在于校核軸對塑形變形的抵抗能力。 在校核時(shí)； = =SmaxsSmaxs 對于塑形材料，靜強(qiáng)度的許用安全系數(shù)見機(jī)械設(shè)計(jì) P145 表 10-4因?yàn)闇p速器中的軸為一般軸，計(jì)算精度較低故取疲勞校核中的安全系數(shù)為 2，對于靜強(qiáng)度校核可根據(jù)材料的拉壓和剪切屈服點(diǎn)的比值來選取

20、。4.1.2 關(guān)鍵件或主要件加工工藝制定：軸類零件：要求不高的外圓在半精車時(shí)既可以加工到規(guī)定的尺寸，退刀槽、躍程槽、倒角和螺紋應(yīng)在半精車時(shí)加工，鍵槽在半精車后進(jìn)行劃線和銑削，調(diào)制處理安排在粗車之后。調(diào)制后一定要修研中心孔，以消除熱處理變形和氧化皮。磨削之前，一般還應(yīng)修研一次中心孔，以提高定位精度。故主要的加工工藝如下：下料 粗車臺階 熱處理 修研中心孔 半精車臺階 車退刀槽、躍程槽、倒角和螺紋 鍵槽劃線 銑鍵槽 修研中心孔 磨外圓。齒輪類零件： 齒輪毛坯為自由鍛，齒形加工的方案比較： 齒形切削加工方法按其原理可分為：成形法和展成法。 成形法是用與被切齒輪的齒槽法向截面形狀相符的成行刀具切出齒形

21、的方法，常見的有銑齒、拉齒等。 銑齒：（1）生產(chǎn)成本低， 齒輪銑刀的結(jié)構(gòu)簡單，在普通銑床上就可以完成。 （2）加工精度低 齒形的準(zhǔn)確性完全取決于齒輪銑刀，而一個(gè)刀號的銑刀要加工一定齒數(shù)范圍的齒輪，致使齒形誤差大，此外，在銑床上采用分度頭，分齒誤差也較大。燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告6 （3）生產(chǎn)效率低 每銑一齒都要重復(fù)耗費(fèi)切入、切出、退刀、和分度的時(shí)間。 鑒于以上特點(diǎn)：成形法銑齒一般用于單件小批量生產(chǎn)和機(jī)修工作中加工精度 9 級以下，齒面粗糙度為 Ra6.3-3.2 的齒輪。展成法：利用齒輪刀具與被切齒論的嚙合運(yùn)動(dòng)，在專用齒輪加工機(jī)床上切出齒形的一種方法，它比成形法銑齒應(yīng)用廣泛。插齒和滾齒是展成法中常

22、見的兩種方法。 插齒和滾齒的比較： （1）加工原理相同，均屬于展成法。 （2）加工精度和齒面粗糙度基本相同 精度 8-7 級，Ra 值為 1.6左右。 （3）插齒的分度精度略低于滾齒，而滾齒的齒形精度略低于插齒。 （4）插齒后的齒面粗糙度略優(yōu)于滾齒。 （5）滾齒的生產(chǎn)效率略高于插齒。 （6）生產(chǎn)類型相同 滾齒和插齒在單件小批量及大批量中均被廣泛采用。齒形精工精度：滾齒和插齒一般加工中等精度的齒輪 7-8 級，對于7 級精度以上的齒輪或經(jīng)淬火的齒輪，在滾齒和插齒之后需要進(jìn)一步提高齒形精度，常用的齒形精加工方法有：剃齒、珩齒、磨齒和研齒。 由于減速器齒輪的加工精度為中等加工精度，熱處理為調(diào)制或正火

23、，故不需要進(jìn)行齒形的精加工，為了提高齒形的精工精度，提高生產(chǎn)效率不選用銑齒和插齒，而采用滾齒加工。 箱體類零件的加工方案：箱體類零件采用鑄造的方式。鑄造分為砂型鑄造，特種鑄造。 砂型鑄造的特點(diǎn)：操作靈活，但勞動(dòng)強(qiáng)度大，強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，常用于單件和小批量生產(chǎn)。 特種鑄造：分為熔模鑄造，金屬型鑄造，壓力鑄造，低壓鑄造，離心鑄造。 熔模鑄造：（1）鑄型精密無分型面，鑄件的精度高表面質(zhì)量好，尺寸公差 CT7-CT4，表面粗糙度 Ra 值可達(dá) 12.5-1.6. （2）可制造形狀復(fù)雜的鑄件，最小壁厚可達(dá) 0.7mm，最小孔徑可 達(dá) 1.5mm。 （3）能適用各種鑄造合金，尤其適用于高熔點(diǎn)和難加工合金

24、的生產(chǎn)。 （4）工序復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，鑄件成本高，鑄件尺寸和質(zhì)量受限制，一般不超過 25kg。 熔模鑄造適用于制造形狀復(fù)雜，難以加工的高熔點(diǎn)合金等有特殊要求的精密鑄件。金屬型鑄造：燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告7（1）鑄件冷卻速度快，組織致密，力學(xué)性能好。 （2）鑄件精度和表面質(zhì)量較高，鑄件尺寸公差等級為 CT9-CT6，表面 粗糙度 Ra 可達(dá) 12.5-6.3。 （3）實(shí)現(xiàn)了一型多鑄，提高了生產(chǎn)效率，改善了勞動(dòng)條件。 （4）金屬型無透氣且無退讓性，鑄件易產(chǎn)生澆不到、裂紋或白口等缺陷。金屬型鑄造適用于批量生產(chǎn)非鐵合金鑄件，對鑄鐵件只限于形狀簡單的中小批量。壓力鑄造：（1）鑄件尺寸精度很高 CT8-CT

25、4，表面粗糙度可達(dá) 3.2-0.8，壓鑄件可以不需要機(jī)加即可以直接使用。（2）可以壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁零件。（3）鑄件組織致密，力學(xué)性能好。（4）生產(chǎn)率高易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。（4）鑄件凝固快，補(bǔ)縮困難，易產(chǎn)生縮松。（6）設(shè)備投資大，鑄型制造費(fèi)用高，周期長，故只適用于大批量生產(chǎn)。低壓鑄造：（1） 充型平穩(wěn)，無沖擊，飛濺現(xiàn)象，不易產(chǎn)生夾砂、砂眼、氣孔等缺陷。（2）澆注系統(tǒng)簡單。 低壓鑄造主要適用于生產(chǎn)質(zhì)量要求較高的鎂鋁合金鑄件。離心鑄造：（1） 組織細(xì)密，力學(xué)性能好。（2） 可以鑄造圓形中空的鑄件，簡化工藝，節(jié)約金屬。（3） 便于鑄造雙金屬鑄件。（4）離心鑄件表面粗糙，尺寸不易控制，需要增大加工余量來保

26、證鑄件質(zhì)量，且不適宜生產(chǎn)偏析的合金。離心鑄造主要用于生產(chǎn)管套類鑄件。 由于減速器的批量為中批，所以不宜采用砂型鑄造，而采用特種鑄造，因?yàn)橄潴w零件的結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，沒有必要采用熔模鑄造，為了節(jié)約成本，不適合采用壓力鑄造，離心鑄造主要用于套管類零件，故不采用，由于箱體類零件采用鑄鐵材料，且批量為小批，所以選擇金屬型鑄造。 4.1.3 材料選擇與工藝選擇 齒輪類零件：設(shè)計(jì)原則制定：閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)（失效以點(diǎn)蝕失效為主）：按齒面接觸疲勞設(shè)計(jì)，按齒根彎曲疲勞進(jìn)行校核。閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)（失效以輪齒折斷為主）：按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告8行設(shè)計(jì)，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。開式齒輪傳動(dòng)（失效以

27、磨損和輪齒折斷）:因?yàn)槟p沒有可靠的計(jì)算方法，所以按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)然后考慮磨損因素，將模數(shù) m增大 10%15%。 材料的選擇：對于齒輪材料的基本要求是：齒面要硬，齒心要韌， 以抵抗齒面失效和輪齒折斷。 制造齒輪的材料有： 1）鋼 分為鑄鋼和鍛鋼兩類。除尺寸較大、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜宜選用鑄鋼外，一般均選用鍛鋼制造齒輪。 （1）軟齒面齒輪：這類齒輪多經(jīng)調(diào)制或正火處理后切齒，切齒精度一般為 8 級，精切可達(dá)到 7 級。常用的鋼號為45、40Cr、38SiMnMo 等。因齒面硬度不高，故限制了承載能力，但易制造、成本低。故常用于對尺寸和重量無特殊要求的場合。 （2）硬齒面齒輪 一般為切齒后經(jīng)過熱處理

28、（整體淬火、表面淬火滲碳淬火、滲氮、液體碳氮共滲等）在磨齒。常用的材料有：20CrMnTi、20CrMnMo 等。2）鑄鐵：由于抗彎和耐沖擊性能均較差，故鑄鐵主要是應(yīng)用在低速不重要的開式傳動(dòng)和功率不大的場合中。3）非金屬材料：在高速、小功率、精度不高的齒輪傳動(dòng)中，也有用非金屬材料制造齒輪的，如夾布膠木、尼龍。 因?yàn)樵O(shè)計(jì)的齒輪為軟齒面，考慮到經(jīng)濟(jì)性選擇 45 號鋼。 軸類零件：設(shè)計(jì)原則制定：軸的工作能力決定于它的強(qiáng)度和剛度，對于高速軸，有時(shí)還決定于它的振動(dòng)的穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)軸時(shí)，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力驗(yàn)算兩個(gè)方面的內(nèi)容：1）根據(jù)軸上零件的安裝和定位及軸的制造工藝等方面的要求，合理的確定軸的結(jié)構(gòu)形式

29、和尺寸。2）軸的承載能力驗(yàn)算是指軸的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的驗(yàn)算。材料選擇：（1）軸的主要材料主要采用碳素鋼和合金鋼。碳素鋼比合金鋼價(jià)廉，對應(yīng)力集中的敏感性較小，所以應(yīng)用廣泛。常用的碳素鋼有：30、40、45 和 50 剛，其中最常用的是 45 鋼。為保證其力學(xué)性能，應(yīng)進(jìn)行調(diào)制或正火處理。不重要的或受力較小的軸以及一般傳動(dòng)的軸可使用 Q235A、Q255、Q235-AF。（2）合金鋼具有角鋼的強(qiáng)度和硬度，可淬性較好，可用在大功并要求減輕重量和提高軸的耐磨性時(shí)采用。常用的合金鋼有12CrNi2、12CrNi3 等。（3）軸也可以采用合金鑄鐵和球墨鑄鐵來做。它們的毛坯是鑄造成形的，所以以得到合理的形狀

30、。這些材料的吸振性好，可以用熱處理的方法獲得所需的耐磨性，對于應(yīng)力集中的敏感性也較低。但是鑄燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告9造軸的品質(zhì)不易控制，可靠性差?？紤]到軸的強(qiáng)度，選用鋼，不選用鑄鐵，考慮到經(jīng)濟(jì)性原則選擇碳素鋼 45 。箱體類零件：材料的選擇：箱體零件材料通常用灰鑄鐵（HT150、HT200 等），對于重型或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。鑄造箱體交易獲得合理和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀，剛度好，易進(jìn)行切削加工；但制造周期長，重量較大，因而多用于成批生產(chǎn)。單件生產(chǎn)的減速器，為了簡化工藝、降低成本、縮短生產(chǎn)周期，也采用鋼板焊接的箱體。為了節(jié)約成本，減少減速器的振動(dòng)，考慮加工工藝，選擇灰鑄鐵。 4.2 齒輪

31、傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案4.2.1 軟齒面/硬齒面方案選擇：獲得軟齒面（硬度350HBS）的熱處理方法有整體淬火、表面淬火、滲碳淬火和氮化等。一般是在切齒后作表面硬化處理，再進(jìn)行磨齒等精加工，精度可達(dá) 5 級或 4 級。但是隨著硬齒面加工技術(shù)的發(fā)展，使用硬質(zhì)合金滾刀或鈷高速鋼滾刀，也可精滾輪齒，而不需要再進(jìn)行磨齒。硬化齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度及齒面抗膠合能力都得到提高，因此采用硬齒面或中硬齒面是當(dāng)前發(fā)展的趨勢。 因?yàn)橛昌X面的成本高，故雖然它的強(qiáng)度高，但是考慮到經(jīng)濟(jì)性的原因和課上所學(xué)知識，選擇軟齒面齒輪。4.2.2 設(shè)計(jì)及校核原則：以齒面接觸疲勞進(jìn)行設(shè)計(jì)，以齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行校核 為了使傳動(dòng)更

32、加平穩(wěn)，選擇斜齒圓柱齒輪。4.2.3 直齒輪/斜齒輪選擇方案： 圓柱直齒輪用于平行軸傳動(dòng)，齒輪嚙合與退出時(shí)沿著齒寬同時(shí)進(jìn)行，容易產(chǎn)生沖擊，振動(dòng)和噪音。 圓柱斜齒輪除可用于平行中傳動(dòng)，還可用于交叉軸傳動(dòng)（螺旋齒輪機(jī)構(gòu)）其特點(diǎn)：重合系數(shù)大，傳動(dòng)平穩(wěn)，齒輪強(qiáng)度高，適于重負(fù)載，相比直齒而言：斜齒有軸向力。 4.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 選精度等級、材料及齒數(shù)（1）選精度等級 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，故選擇 8 級精度。（2）材料選擇燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告10 由機(jī)械設(shè)計(jì)77 頁表 6-3，選擇小齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度240HBS，大齒輪材料為 45 鋼（正火），硬度為 200HBS，

33、二者材料硬度差為 40HBS。（3）選取齒輪齒數(shù) 選小齒輪齒數(shù) ；大齒輪齒數(shù)，20z14.952077.4zz12u圓整取 96； 實(shí)際齒數(shù)比：8.4209612zzu 傳動(dòng)比誤差為：在允許范圍內(nèi)。,63.077.4)8.477.4()(00iii（4）選取螺旋角 初選螺旋角，齒寬系數(shù)（查機(jī)械設(shè)計(jì)94 頁表 6-141.1d7，軸承相對齒輪不對稱布置。）2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 初定小齒輪分度圓直徑1d3221)(u12HEHdZZZZuKTd(1)確定載荷系數(shù)K KKKKKVA: 查機(jī)械設(shè)計(jì)82 頁表 6-4，由于載荷均勻平穩(wěn)，所以選取使用AK ；25.1AK：估計(jì)圓周速度，由機(jī)械設(shè)計(jì)82 頁

34、圖 6-VKsmv/1smz/2.0100v111b）得： ；02.1vK：端面重合度：Kcos)11(2 . 388. 1 21zz 64.114cos)961201( 2.388.1 縱向重合度：74.114tan201.1tansin1zmbdn 總重合度：38.3 由機(jī)械設(shè)計(jì)84 頁圖 6-13，查得齒間載荷分配系數(shù)；：由42. 1KK機(jī)械設(shè)計(jì)85 頁圖 6-17 且,得；所以： 1.1d18.1K2.101.181.421.021.25KKKKKVA(2)ZZZZEH ：由機(jī)械設(shè)計(jì)87 頁圖 6-19 查得，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)；HZ43. 2HZ ： 由機(jī)械設(shè)計(jì)87 頁表 6-5 查得，彈

35、性系數(shù);EZa8 .189MPZE燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告11 ：因?yàn)?，取，重合度系?shù);Z1 178. 064. 111Z :螺旋角系數(shù)；Z985. 0cosZ(3)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 SKHHNHlim應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：82211042n60N 1097.2i7212NN由機(jī)械設(shè)計(jì)95 頁圖 6-25 查得壽命系數(shù)：,07.1，02.121HNHNKK由機(jī)械設(shè)計(jì)95 頁圖 6-27c）查得接觸疲勞極限應(yīng)力：，MPaMPaHH4705902lim1lim，取安全系數(shù)：1S所以：,MPaKHHNH8.60159002.11lim11 ,MPaKHHNH9.50247007.1

36、2lim22 取MPaH602綜上：將以上相關(guān)數(shù)據(jù)帶入設(shè)計(jì)公式得：3221)(u12HEHdZZZZuKTd mm5.539.502985.078.08.18943.24.818.41.11002.6710.22323)(4)校核并計(jì)算圓周速度 smnd/55.01000602.575.53100060v21(5)修正載荷系數(shù) ，查機(jī)械設(shè)計(jì)82 頁表 6-11b）得動(dòng)載荷系數(shù)：11.01002055.01001vz；01.1vK（6）校正試算的分度圓直徑1d mmKKVV68.5112.101.15.53dd33113）確定參數(shù)尺寸（1）計(jì)算法向模數(shù) mmzdmn50.22014cos68.5

37、1cos11圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，取mm5.2mn（2）計(jì)算中心距燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告12 ,圓整取mmmzz4.14914cos25.2)9620(cos2)(an21mm150a （3）按圓整后中心距修正螺旋角 6005142)(arccosn21 amzz修正后， 值改變不多，參數(shù)不必修正。、HZ計(jì)算分度圓直徑：mmmzdmmmzd28.248cos,72.51cosn22n11(2)齒厚：，取 為保證小齒輪比mmdbd89.5672.511.11mmb572大齒輪寬,所以 mm105mmbb625214）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 ,22112212111n111FSaFaSaFaFFFSaFaFY

38、YYYYYYYmbdKT（1）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)14.22600514cos20cos3311 zzv 3.106600514cos96cos3322 zzv查機(jī)械設(shè)計(jì)89 頁圖 6-21 得：齒形系數(shù)17.2,65.22a1FaFYY查機(jī)械設(shè)計(jì)89 頁圖 6-22 得：應(yīng)力修正系數(shù)80.1,58.121aSaSYY（2）重合度系數(shù)：70.066.175.025.075.025.0Y（3）螺旋角系數(shù)： 77.012060051489.111201 Y（4）查取彎曲疲勞極限應(yīng)力及壽命系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)96 頁圖 6-28c）查得：,由圖 6-28b）查MPaF4501lim得：；MPaF3902lim

39、由機(jī)械設(shè)計(jì)95 頁圖 6-26 按 72711097.2，1042.1NN 分別查得：，取失效概率為，安全系數(shù)，121FNFNKK0011S 則彎曲疲勞許用應(yīng)力為：,MPaKFFNF4501lim11 MPaKFFNF3902lim22(5)計(jì)算彎曲應(yīng)力：燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告13 111111Ymbd2YYYKTSaFaF83.070.058.165.277.0238.47471002.6740.223 3.1351FMPa a12658.165.28.117.23.13522FFMP 所以彎曲疲勞強(qiáng)度符合要求。由于是同軸式二級齒輪減速器，因此兩對齒輪取成完全一樣，這樣保證了中心距完全相等的要

40、求，且根據(jù)低速級傳動(dòng)計(jì)算得出的齒輪接觸疲勞強(qiáng)度以及彎曲疲勞強(qiáng)度一定能滿足高速級齒輪傳動(dòng)的要求。為了使中間軸上大小齒輪的軸向力能夠相互抵消一部分，故高速級小齒輪采用左旋，大齒輪采用右旋，低速級小齒輪右旋大齒輪左旋。高速級低速級小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪傳動(dòng)比4.77模數(shù)(mm)2.5螺旋角600514 中心距(mm)150齒數(shù)20962096齒寬(mm)35 306257分度圓51.72248.2851.7228.28齒根圓45.47242.0245.47242.02直徑(mm)齒頂圓56.72253.2856.72253.28旋向左旋右旋右旋左旋4.4 軸的計(jì)算 軸徑初估估計(jì)原則，參數(shù)選擇及計(jì)算

41、，軸徑最小值與安全性、經(jīng)濟(jì)性的矛盾4.4.1 高速軸軸的計(jì)算（1） 高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（）min/r高速軸功率（）kw轉(zhuǎn)矩T（）mN 9401.46 14.78燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告14（2） 作用在軸上的力已知高速級齒輪的分度圓直徑為=51.72 ，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（軸的dmm設(shè)計(jì)計(jì)算部分未作說明皆查此書）式(10-14)，則NtgFFNtgFFNdTFtantrt33.1512074.571tan20.215600514cos2054.571costan54.5711072.5178.14223 （3）初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45

42、鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 15-3，取,于是得1120AmmnPAd97.1294046.1112330min 4.4.2 中速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（）min/r中速軸功率（）kw轉(zhuǎn)矩 T（）mN 197.061.3967.02（2）作用在軸上的力已知高速級齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則mmd28.2481NtgFFNtgFFNdTFtantrt94539tan27.203600514cos2087.539costan87.5391028.24802.67221131 已知低速級齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則mmd7

43、5.982NtgFFNtgFFNFtantrt68.68660051465.2591tan85.975600514cos2065.2591costan65.25911072.5102.6722232 （3）初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 15-3，取,于是得1120AmmnPAd48.2106.19739.1112330min燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告154.4.3 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（）min/r中速軸功率（）kw轉(zhuǎn)矩 T（）mN 41.311.32303.89（2）作用在軸上的力已知低速級齒

44、輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則mmd28.248NtgFFNtgFFNdTFtantrt61.64860051496.2447tan73.921600514cos2096.2447costan96.24471028.24889.303223 （3）初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 15-3，取，于是得 1120AmmnPAd54.3531.4132.1112330min4.5 鍵的選擇及鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算4.5.1 鍵聯(lián)接方案選擇對比分析常用鍵聯(lián)接，確定鍵聯(lián)接形式及尺寸選擇依據(jù) 常用的鍵聯(lián)接：鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，一般分為兩

45、大類:平鍵和半圓鍵，構(gòu) 成松聯(lián)接；斜鍵構(gòu)成緊聯(lián)結(jié)。 平鍵的工作表面為側(cè)面，工作時(shí)，靠鍵與鍵槽的擠壓傳遞扭矩。按用途分為普通平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵三種。普通平鍵用于靜聯(lián)結(jié)，按結(jié)構(gòu)分為圓頭、方頭和一端圓頭一端方頭鍵。圓頭鍵牢固地臥于指狀銑刀銑出的鍵槽中，方頭鍵臥于盤狀銑刀銑出的鍵槽中，常用緊固釘緊固。一端圓頭一端方頭的用于軸伸處。導(dǎo)鍵和滑鍵都用于動(dòng)聯(lián)結(jié)。 半圓鍵用于靜聯(lián)結(jié)，鍵的側(cè)面是工作表面。半圓鍵的優(yōu)點(diǎn)是：工藝性好缺點(diǎn)是：軸上的鍵槽較深，對軸的削弱較大。它主要是用于載荷較小的聯(lián)結(jié)，也常用于錐形軸聯(lián)結(jié)的輔助裝置。平鍵和半圓鍵聯(lián)結(jié)制造容易，拆裝方便，在一般情況下不影響被聯(lián)結(jié)件的定心，因而應(yīng)用相當(dāng)廣泛。

46、 斜鍵聯(lián)結(jié)的主要缺點(diǎn)：引起軸上零件與軸的配合偏心，在沖擊、振動(dòng)或交變載荷下也容易松動(dòng)，因此，不宜用于要求定心準(zhǔn)確、高速和沖擊振動(dòng)或變載的聯(lián)結(jié)。 由于減速器存在沖擊載荷，而且對被聯(lián)結(jié)件定心的要求較高故不宜使用斜鍵，又因?yàn)榘雸A鍵對軸的強(qiáng)度削弱比較大，不宜采用，所以均采用A 型普通平鍵。鍵的材料為精拔鋼，查機(jī)械設(shè)計(jì)P39表 3-1 得鍵的燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告16許用擠壓應(yīng)力=110MPa。 p尺寸選擇依據(jù)：由機(jī)械設(shè)計(jì)課程指導(dǎo)書P190 表 17-30 知鍵的尺寸由鍵所在軸頸確定，鍵槽寬和鍵寬 b 的尺寸為配合尺寸，是決定配合性質(zhì)的主要參數(shù)。 4.5.2 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算（1）高速軸與聯(lián)軸器聯(lián)接采用平

47、鍵聯(lián)接 選擇 A 型平鍵連接。根據(jù)軸徑，查手冊得，選用mmLmmd42,25GB1096-2003 系列的鍵，鍵高。368 7h鍵的接觸長度,由機(jī)械設(shè)計(jì)表 3-1 取聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力=110，由式（3-1）得聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為MPa所以該鍵符合強(qiáng)度要求。（2）中速軸與大齒輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接選擇 A 型平鍵連接。根據(jù)軸徑，與渦輪配合的軸長度mmd37，查手冊得，選用 GB1096-2003 系列的鍵，鍵高。mmL443510 8h鍵的接觸長度,由機(jī)械設(shè)計(jì)表 3-1 取聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力=110，由式（3-1）得聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為MPa所以該鍵符合強(qiáng)度要求。（3）低速軸與大齒輪、聯(lián)軸器聯(lián)接采

48、用平鍵聯(lián)接與大齒輪聯(lián)接：選擇 A 型平鍵連接。根據(jù)軸徑，mmd52，查手冊得，選用 GB1095-2003 系列的鍵，鍵高mmL554516 。10h鍵的接觸長度,由機(jī)械設(shè)計(jì)表 3-1 取聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力=110，由式（3-1）得聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為MPa所以該鍵符合強(qiáng)度要求。與聯(lián)軸器聯(lián)接：選擇 A 型平鍵連接。根據(jù)軸徑，mmLmmd82,40查手冊得，選用 GB1095-2003 系列的鍵，鍵高。7012 8h鍵的接觸長度,由機(jī)械設(shè)計(jì)表 3-1 取聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力=110，由式（3-1）得聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為MPa所以該鍵符合強(qiáng)度要求。4.6 滾動(dòng)軸承選擇方案及固定方案燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)

49、告174.6.1 滾動(dòng)軸承的選擇 常用滾動(dòng)軸承的類型（1） 深溝球軸承：主要承受徑向載荷和一定的雙軸向載荷，極限轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉。（2） 調(diào)心球軸承：主要承受徑向載荷和不大的雙軸向載荷。這類軸承適合于彎曲剛度較小的軸、二軸承孔同心度較低及多支點(diǎn)的支撐中。（3） 圓柱滾子軸承：能承受大的徑向載荷，不能承受軸向載荷，適用于剛性大、對中性好的支撐中。（4）滾針軸承：徑向結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，只能受徑向載荷。對軸的變形或安裝誤差很敏感，適用于轉(zhuǎn)速較低、徑向尺寸受限制的場合。（5）角接觸軸承：能同時(shí)承受較大的徑向載荷和軸向載荷，適用于旋轉(zhuǎn)精度較高的支撐。（6）圓錐滾子軸承：能同時(shí)承受徑向載荷和單向軸向

50、載荷的能力比角接觸軸承大，但極限轉(zhuǎn)速低，軸承外圈可以分離，安裝、調(diào)試方便，宜成對使用。 此次減速器設(shè)計(jì)中因?yàn)榇嬖谳^大的徑向載荷和單向軸向力，而且轉(zhuǎn)速較低，所以選用了圓錐滾子軸承，安裝調(diào)試比較方便。4.6.2 軸承固定的方案比較 4.6.2.1 軸承配置的方式： （1）背對背排列：載荷中心作用于軸承的中心線之外，即外圈寬端面相對， 又稱反安裝。 當(dāng)工作零件位于懸臂端時(shí)，反安裝的軸承跨距較大，懸臂長度較小，故懸臂端剛性較大。當(dāng)軸受熱伸長時(shí)軸承游隙增大，因此不會發(fā)生軸承卡死的現(xiàn)象。 （2）面對面排列：載荷中心處于軸承中心線之內(nèi)，即外圈窄端面相對，又 稱正安裝。 當(dāng)工作零件位于兩軸承之間時(shí)，正安裝的剛

51、性好。正安裝的結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便，但當(dāng)軸受熱伸長時(shí)軸承游隙減小，容易卡死，因此特別注意軸承游隙的調(diào)整。 （3）串聯(lián)排列：載荷中心處于軸承中心線同一側(cè)，即外圈寬、窄端面相對。 這種排列適合于軸向載荷大，需要多個(gè)軸承承擔(dān)的情況。 因?yàn)闇p速器中的高速軸中的齒輪在懸臂端，故高速軸的軸承采用反安裝以減小懸臂端的長度。因?yàn)闇p速器為油潤滑，在潤滑零部件的過程中又降溫冷卻的作用，故減速器的發(fā)熱量較少，而且齒輪布置在兩個(gè)軸承之間，正安裝時(shí)軸的剛性好，所以中間軸和輸出軸軸承采用正安裝。 4.6.2.2 軸承的固定方案。 （1） 兩端固定支撐 指兩個(gè)軸承各限制一個(gè)方向的軸向位移燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告18的支承方式。在

52、純徑向載荷或軸向載荷較小的聯(lián)合作用下的軸，一般采用向心型軸承組成兩端固定支撐，并在其中的一個(gè)支撐端，是軸承外圈與外殼孔間采用較松的配合，同時(shí)在外圈與端蓋間留出適當(dāng)?shù)目障?，以適應(yīng)軸的受熱伸長。 （2）固定-游動(dòng)支撐 指在軸的一個(gè)支撐端使軸承與軸及外殼孔的位置相對固定，以實(shí)現(xiàn)軸的軸向定位。而在軸的另一支撐端，使軸承與軸或外殼孔間可以相對移動(dòng)，以補(bǔ)償因熱變形及制造安裝誤差引起的長度變化。固定-游動(dòng)支撐的運(yùn)轉(zhuǎn)精度高，對各種工作條件的適應(yīng)性強(qiáng)。因此，在各種機(jī)床主軸、工作溫度較高的蝸桿軸以及跨度較大的長軸支撐中得到了廣泛的應(yīng)用。 （3）兩端游動(dòng)支撐 兩段游動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)中兩個(gè)支撐端面的軸承，都對軸不作精確地軸

53、向定位，因此都屬于游動(dòng)支撐。此類支撐常用于軸的軸向位置已由其他零件限定的場合，如在人字齒輪的傳動(dòng)支撐中。此時(shí)，若其中一根軸的軸向位置已進(jìn)行了雙向固定，則另一軸必須為雙點(diǎn)游動(dòng)支撐。否則，由于人字齒輪兩側(cè)齒輪不完全對稱，會使輪齒受力不均勻，影響齒輪傳動(dòng)正常工作。 由于減速器中軸的軸向力不大，而且減速器的運(yùn)轉(zhuǎn)精度不是很高，所以選擇兩端固定支撐。高速軸與低速軸之間軸承采用軸承座固定。 5 傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與總成傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與總成5.1 裝配圖設(shè)計(jì)及部件結(jié)構(gòu)選擇、執(zhí)行機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范5.1.1 裝配圖整體布局裝配圖是機(jī)器組裝、調(diào)試、維護(hù)等的技術(shù)依據(jù)，所以繪制裝配圖是設(shè)計(jì)過程的重要環(huán)節(jié)。必須考慮對零

54、件的材料、強(qiáng)度、剛度、加工、拆裝、調(diào)整和潤滑等的要求，用足夠的視圖和剖面表達(dá)清楚。采用主視圖、左視圖、俯視圖三個(gè)視圖的方式表達(dá)裝配體的整體布局。在俯視圖中高速軸與低速軸相對于軸承座對稱分布，相對的軸承采用軸承座固定。高速軸與低速軸分別與輸入端和輸出端相連，中速軸上安裝大小兩個(gè)齒輪分別與高速軸與低速軸上的齒輪相嚙合，從而達(dá)到減速的目的。高速級與中速級采用深溝球軸承，低速級齒輪采用角接觸球軸承。俯視圖采用從上下箱體分型面處全剖局部不剖的方式。表達(dá)出軸、齒輪、端蓋、軸承座、下箱體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及定位銷、啟蓋螺栓的安放位置。并結(jié)合其他兩個(gè)視圖表達(dá)出油塞、油標(biāo)、軸承座、齒輪、軸、地腳螺栓、軸承旁螺栓、上下箱

55、體螺栓、吊鉤、肋板的安裝位置 在主視圖中油標(biāo)、油塞、通氣器、窺視孔蓋采用全剖的方式表達(dá)出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。選剖左半部分以表達(dá)出軸承座螺栓、軸承旁螺栓、上下箱體聯(lián)接螺栓內(nèi)部結(jié)構(gòu)。右半部分選擇不剖以表達(dá)出肋板、軸承蓋、軸承蓋螺栓、吊耳的位置與結(jié)構(gòu)。選剖啟蓋螺栓表達(dá)出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告19 左視圖選剖軸承座并結(jié)合其他兩個(gè)視圖更加完整的表達(dá)出軸承座與擋油板的結(jié)構(gòu)。同軸式圓柱齒輪減速器初繪圖 5.1.2 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與方案分析 零件在軸上的固定: 軸上零件通常是以轂和軸連在一起的，轂的固定有周向固定和軸向固定兩種。 零件的周向固定的方法：鍵、花鍵、成形、銷、彈性環(huán)、過盈等聯(lián)接。 軸上零件軸向固定

56、的方法：軸肩、擋圈、圓螺母、套筒、圓錐形軸頭等。軸肩：結(jié)構(gòu)簡單，可以承受較大的軸向力； 螺釘鎖緊擋圈：用緊定螺釘固定在軸上，在軸上零件兩側(cè)各用一個(gè)擋圈 時(shí)，可以任意調(diào)整軸上零件的位置，拆裝方便，但不能承受較大的軸向力，且釘端會引起應(yīng)力集中；當(dāng)軸上零件一邊采用軸肩定位時(shí)，另一邊可以采用套筒定位，以便于拆裝； 圓螺母：如果套筒很長時(shí)，可以不采用套筒而采用螺母定位軸上零件， 螺母也可以用在軸端； 軸段擋圈：常用于軸端零件的固定； 圓錐形軸頭：對中好，常用于轉(zhuǎn)速較高時(shí)，也常用于軸端零件的固定。 由于軸要傳遞轉(zhuǎn)矩，所以齒輪周向固定的方式選擇鍵連接，又因?yàn)閭鬟f的扭矩載荷不大，所以選擇普通平鍵，不選擇花鍵聯(lián)

57、結(jié)。因?yàn)檩S肩可以承受較大的軸向力所以齒輪在軸向方向的固定采用軸肩定位。軸承燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告20內(nèi)外圈的厚度較薄，不能選擇其他周向固定的方式只能選擇過盈聯(lián)結(jié)，軸承在軸向的固定方式采用套筒或圓螺母與軸肩的固定方式。 5.1.2.1 高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與方案分析1） 擬訂軸的設(shè)計(jì)方案（如圖）2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度（1）高速軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的軸徑 d-，為了使所選軸與聯(lián)軸器吻合，故須同時(shí)選擇聯(lián)軸器型號，由公稱轉(zhuǎn)矩綜合電動(dòng)機(jī)軸徑初步選取LT5 型彈性套注銷聯(lián)軸器，所以確定 d-=25mm。半聯(lián)軸器與軸配合的輪轂長度為 44mm。（2）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，-軸段右端

58、需制出一軸肩，故取-段的直徑 d-=32mm。半聯(lián)軸器與軸配合的長度 L1=44mm，為了保證軸端檔圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故-段的長度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取 L-=42mm。（3）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和少量軸向力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù) d-=32mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的深溝球軸承 6027，其尺寸為dDB=35mm72mm17mm，故 d-=d-=35mm；而 L-=17mm，L VII- VIII=17mm。（4）滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得軸承的定位軸肩高度h=3.5mm，因此， d-

59、= d-=42mm。（5）安裝齒輪的軸段的直徑與小齒輪的分度圓直徑相差不大所以采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，故 L-=62mm。（6）軸承端蓋的總寬度為 40mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與 V 帶輪右端面間的距離L=30mm，故取 L-=70mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。3）軸上零件的軸向定位 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告21半聯(lián)軸器與軸的周向定位選用平鍵 8mm7mm35mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7/r6；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 j6。4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表 15-2，取軸端倒角，各圓角半徑見

60、圖。 450.2軸段編號長度（mm）直徑（mm）配合說明-4225與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接配合-7032定位軸肩-1735與滾動(dòng)軸承 62077 配合-1742定位軸肩-6251.72齒輪軸-1042定位軸肩-1735與滾動(dòng)軸承 62077 配合總長度208mm5.1.2.2 中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與方案分析 滾動(dòng)軸承軸系固定方法 軸承在軸向的固定方式：因?yàn)閾跞饝?yīng)力集中所以不宜采用，套筒或圓螺母與軸肩的固定方式,結(jié)構(gòu)簡單，可以承受較大的軸向力,所以采用。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1） 擬訂軸的設(shè)計(jì)方案（如圖） 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告22（1）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受