單直齒圓柱齒輪減速器方案

22設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4焦作大學(xué)機(jī)電項(xiàng)目學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目:單級(jí)直齒柱齒輪減速器設(shè)計(jì)題目:單級(jí)直齒柱齒輪減速器專(zhuān)業(yè)：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造班級(jí)：1001087設(shè)計(jì)者：第4組指導(dǎo)教師：劉敬平cad教研室2018年12月

本組簡(jiǎn)介本組：1001087班第4組組長(zhǎng):朱俊峰副組長(zhǎng):彭會(huì)光成員：朱俊峰趙偉強(qiáng)彭會(huì)光朱允是帥帥閆北京 設(shè)計(jì)任務(wù)分配：設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)者頁(yè)碼齒輪的設(shè)計(jì)與校核<含零件圖）朱俊峰趙偉強(qiáng)彭會(huì)光5軸的設(shè)計(jì)與校核〈含零件圖）朱允是帥帥閆北京6鍵的選擇與校核趙偉強(qiáng)彭會(huì)光朱允2軸承的選擇彭會(huì)光朱允是帥帥2箱體的設(shè)計(jì)趙偉強(qiáng)彭會(huì)光閆北京2箱體零件圖的繪制彭會(huì)光朱允朱俊峰趙偉強(qiáng)3排版朱俊峰彭會(huì)光3錄1設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 3TOC\o"1-5"\h\z齒輪的設(shè)計(jì)與校核 4軸的設(shè)計(jì)與校核 8鍵的選擇與校核 13軸承的選擇 14減速器箱體的設(shè)計(jì) 15\o"CurrentDocument"3設(shè)計(jì)小結(jié) 17\o"CurrentDocument"參考書(shū)目 19、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、工作簡(jiǎn)圖圖1單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)二、原始數(shù)據(jù)減速器傳遞功率＜P/kW)：5主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n1(r/min＞：600減速器傳動(dòng)比i：3.5箱體材料：鑄鐵三、工作條件：每日工作時(shí)速24h,連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作；工作年限5年；最高工作溫度6℃。四、設(shè)計(jì)工作量：⑴減速器總裝圖張A；⑵從動(dòng)軸、從動(dòng)齒輪、主動(dòng)齒輪含軸）零件圖張A；⑶設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)份。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果ww1=20.5mm一.設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及有關(guān)數(shù)據(jù)二.齒輪的選擇⑴選擇齒輪材料及確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則⑵按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)①確定齒輪轉(zhuǎn)矩T1②選載荷系數(shù)K③選擇齒寬系數(shù)0d和齒數(shù)Zi④材料彈性系數(shù)ZpE⑤齒數(shù)比u⑥許用接觸應(yīng)力［」］(3＞校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度三.確定齒輪參數(shù)及主要尺寸(5＞確定齒輪的傳動(dòng)精度以及齒輪的圓周速度(6＞齒輪的①減速器傳遞功率②主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速已知數(shù)據(jù)③減速器傳動(dòng)比因?yàn)槭菦](méi)有特殊要求的傳動(dòng)，制造方便，選用價(jià)格便宜，貨源充足的碳素結(jié)構(gòu)鋼，采用軟齒面，選擇一般材料。齒輪使用級(jí)精度 -查課本頁(yè)，表2選?。盒↓X輪號(hào)鋼調(diào)質(zhì)， ;大齒輪號(hào)鋼正火 ;因?yàn)辇X面硬度 又是閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按齒根彎曲強(qiáng)度校核。XX因?yàn)檩d荷平穩(wěn)，齒輪相對(duì)軸承對(duì)稱(chēng)布置，查課件表得，查課件表-得#假設(shè)小齒輪齒數(shù) ，則大齒輪齒數(shù) X因?yàn)樗O(shè)齒數(shù)是按照已知的傳動(dòng)比設(shè)計(jì)的，所以不用圓整齒數(shù)。如果需要圓整，則齒數(shù)比誤差應(yīng)在允許范圍內(nèi)項(xiàng)目上允許土％的變化范圍)查課件表8-7得，Z=189.8MpaEU=i=3.5由課件圖8-29得，由所借書(shū)本表—得 則」二M|』=岡因?yàn)椋哿Α梗荩瑧?yīng)把小值［」］代入三=58.78mm許用彎曲應(yīng)力［回。Flim1=205M由果件8-30得Fm2=190MPa查閱所借書(shū)本997頁(yè)14-49得，SF=1.6［。］F1=。Fliml/SF=205/l.6=128.13Mpa［0】F2=。Fl1m2/SF=190/1-6=118-75MPa由課件8-7得，YF1=2.81YS1=1.56P=5KWZ=189.8MpaEU=3.5ISH［j］=448Mpa［」］=424Mpa［。］F2=118.75MpaYF1=2.81YS1=1.56YF2=2.29YS2=1.74m=3mmd=60mmd2=192mb2k1=2.72k；=7.604da1=66mmda=198mm2ha=3mmhf=3.75mmh=6.75mmdf=52.5mmdf=184.5mm2干干13.68MPaw,=65.6mmVw,=65.6mmV2=1.89m/snn結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四.軸的設(shè)計(jì)（1＞首先確定設(shè)計(jì)軸前所需的基本參結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四.軸的設(shè)計(jì)（1＞首先確定設(shè)計(jì)軸前所需的基本參數(shù)。（2＞選擇軸的材料（3＞初估軸外伸段直徑d（4＞軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并繪制草圖。（5＞確定軸各段的直徑。（6＞確定軸各段長(zhǎng)度＜7）軸的受力分析＜8）計(jì)算支反力及彎矩＜9）鍵的選擇與校核＜10）軸承的選擇與校核＜11）箱體附件的設(shè)計(jì)由課件8-22公式校核得」=(2KT1/bm2Z1>YF1YF2=21.171625/6032202.811.56=63.96Mpa<[。]F1」=(2KT2/bm2Z2>YF1YF2=21.171625/6032642.291.74=18.17<[。]F2以上彎曲強(qiáng)度校核滿足要求，設(shè)計(jì)合理。①模數(shù)m=d1/Z1=58.78/20=2.94經(jīng)查閱所借資料表14-2得m=3mm②分度圓直徑dd1=mZ1=320=60mmdi=mZ；=364=192mm③中心距aa=m(Z1+Z2>/2=X(20+64>/2=126mm④齒寬b2b20XX? ?.?、菘鐐?cè)系數(shù)k1=0.111Z1+0.5=2.72k1=0.111Z2+0.5=7.604⑥齒頂圓直徑dada1=d1+2ha=6+X3=66mmda2=d2+2ha=192+X3=198mm⑦2全齒高h(yuǎn)ha=ha*m=X3=3mmhf=(ha*+c*>m=(1+0.25X3=3.75mmh=ha+hf=3+3.75=6.75mm⑧齒根圓直徑dfdf1=d1-2hf=60-X3.75=52.5mmdf=d-2hf=192-X3.75=184.5mm⑧1公法線系數(shù)wW]=m[2.952X(k「0.5>+0.01XZJ=X[2.952X(2.72-0.5>+0.01X20]=20.5mmw2=m[2.952X(k2-0.5>+0.01XZ2]=X[2.952X(7.604-0.5>+0.01X64]=65.6mm

QIId=60mmn=600r/minQIIV=nd1n1/6〃1000=nX6X600/6X1000=L89m/s選擇八級(jí)精度比較合適。在設(shè)計(jì)減速器的裝配圖的俯視圖時(shí)將用到齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還涉及很多尺寸。所以在這里就不在多提，在設(shè)計(jì)時(shí)需要時(shí)，可以根據(jù)情況自己設(shè)定。一般先設(shè)計(jì)低速軸，把低速軸的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)尺寸確定后就可以確定箱體的寬度等尺寸，所以應(yīng)該先設(shè)計(jì)低速軸。n八級(jí)齒輪 n滾動(dòng)軸承貝1J nnx9①因軸對(duì)材料無(wú)特殊要求，故選用鋼，正火處理。根據(jù)公式三 查所借書(shū)本表-,鋼的一于是得三? ?考慮該軸段上有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將直徑增大％，即?X ? 5因?yàn)檩S頭要安裝聯(lián)軸器，應(yīng)取對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列值，取。①軸的結(jié)構(gòu)分析軸上零件的布置對(duì)于單級(jí)的減速器而言，低速軸上安裝一個(gè)齒輪、一個(gè)聯(lián)軸器，齒輪在箱體中間位置；兩個(gè)軸承安裝在箱體的軸承空座內(nèi)，相對(duì)于齒輪對(duì)稱(chēng)布置；聯(lián)軸器安裝在箱體的外面一側(cè)。為保證齒輪的軸向位置，還應(yīng)在齒輪和軸承之間加一個(gè)套筒。因單機(jī)齒輪傳動(dòng)，一般將齒輪安裝在箱體中間，軸承安裝在箱體的軸承孔內(nèi)，相對(duì)于齒輪左右對(duì)稱(chēng)為好，并取相同的內(nèi)徑，最后確定的軸的形狀如圖所示：②各軸段的確定零件的拆裝順序，軸上的主要零件是齒輪，為Y方便從軸的右端裝拆，齒輪、套筒、軸承、軸端蓋、聯(lián)軸器依次從軸的右端裝入，左端的軸承從左端裝入。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為方便軸上零件安裝，把軸設(shè)計(jì)成階梯軸，后段軸的直徑大于前端軸的直徑，低速軸設(shè)計(jì)如下：軸段安裝聯(lián)軸器，用鍵周向固定。軸段高于軸形成軸肩，用來(lái)定位聯(lián)軸器。軸段高于軸段，方便來(lái)安裝軸承。軸段高于軸段，方便安裝齒輪，齒輪在軸段上用鍵周向固定。軸段高于軸段形成軸環(huán)，用來(lái)定位齒輪。軸段直徑應(yīng)和軸段直徑相同，用來(lái)使左右兩端軸承型號(hào)一致。軸段高于軸段形成軸肩，用來(lái)定位軸承；軸段高于軸段的部分取決于軸承標(biāo)準(zhǔn)。軸的直徑軸的直徑應(yīng)在軸的基礎(chǔ)上加上兩倍的定位軸肩的高度，取定位軸肩高度 ~0.1)H軸，這里取H同一根軸上的兩軸承一般選同一型號(hào)的，所以軸上安裝齒輪，為方便安裝取軸的直徑兇軸的直徑應(yīng)根據(jù)所用的軸承類(lèi)型選擇尺寸，預(yù)選用深溝球軸承囚 o 1查附錄五選聯(lián)軸器的型號(hào)為，根據(jù)轉(zhuǎn)速選擇潤(rùn)滑方式為脂油潤(rùn)滑。段安裝聯(lián)軸器，取為軸承端蓋厚度為螺釘直徑_1H—)H一)軸的長(zhǎng)度應(yīng)略小于齒寬取 ，總按扭轉(zhuǎn)和彎曲組合進(jìn)行強(qiáng)度校核

齒輪的圓周力TOC\o"1-5"\h\z齒輪的徑向力a °①、段支座反力，因?yàn)槎魏投螌?duì)稱(chēng)只受一個(gè)力，故、求垂直平面彎矩I1截面 XII11截面 X②計(jì)算水平面的支座反力和彎矩、b求水平平面彎矩

II截面 XIIII截面 x③求各截面合成彎矩II截面III截面④確定危險(xiǎn)截面，箕合十算時(shí)取a=0.6II截面應(yīng)x|III截面K回=<126?103)XW=<35.80?28.84)mm、 、 、 、 、①選擇鍵的尺寸低速軸的軸段和段兩處各安裝一個(gè)鍵，查所借閱書(shū)目本x1選取普通平鍵聯(lián)接。選取鍵的參數(shù)如下：得出鍵X X 軸深 轂深?得出鍵X X 軸深 轂深②確定工作長(zhǎng)度大齒輪寬度由輪厚寬度并參考鍵長(zhǎng)度系列得，工作長(zhǎng)度②校核鍵的強(qiáng)度查教材表 鍵的強(qiáng)度取值范圍區(qū)一靜聯(lián)接校核擠壓強(qiáng)度軸段*1XXXX XX軸段oXXXX XXo軸段的強(qiáng)度和范圍值相差不大，可以用已確定的尺寸，不必修改。所以，所選鍵聯(lián)接強(qiáng)度滿足要求。)軸承型號(hào)選擇高速軸選擇軸承類(lèi)型為深溝球軸承，型號(hào)為低速軸選擇軸承類(lèi)型為深溝球軸承，型號(hào)為)軸承壽命計(jì)算高速軸：高速軸的外端安裝有帶輪，中間安裝有齒輪，要計(jì)算壽命，就要先求出軸承支座反力，進(jìn)一步求出軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P然后計(jì)算軸承壽命高速軸上的齒輪受力和低速軸的力大小相等，方向相反，即： 、 ，帶對(duì)軸的壓力求軸承處的支座反力水平平面：垂直平面：查借閱書(shū)本表和得，、 、.、查附錄一 軸承的基本額定載荷其中國(guó)代入公式得：」_|」低速軸；查借閱書(shū)本表，溫度修正系數(shù) 表,載荷修正系數(shù)表,基本額定負(fù)荷 壽命指數(shù)處即可，齒輪相對(duì)于軸對(duì)稱(chēng)布置軸承受力一樣，計(jì)算當(dāng)量載荷處即可，代入公式」_|查借閱書(shū)表 看，高速軸使用時(shí)間較短，每年按天算約工作五年。軸承的潤(rùn)滑方式選擇脂潤(rùn)滑高速軸處選用接觸式氈圈密封低速齒輪也選用接觸式氈圈密封)箱體選擇一般情況下，為制造和加工方便，采用鑄造箱體，材料為鑄

鐵。箱體結(jié)構(gòu)采用剖分式剖面選擇在軸線所在的水平面上。箱體中心高度= <0一01 )取中心高度取箱體厚度回齒頂圓到內(nèi)壁高度為)選擇軸承端蓋選用凸緣式軸承蓋，根據(jù)軸承型號(hào)設(shè)計(jì)軸承蓋的尺寸：TOC\o"1-5"\h\z高速軸： 0 、 0低速軸： ， 、)確定檢查孔和孔蓋的尺寸：、 0材料選擇 ，厚度取 。)通氣器選用表 通氣，選 X)油標(biāo)裝置選用中。)螺塞選用表中X)定位銷(xiāo)定位銷(xiāo)選用圓錐銷(xiāo)。銷(xiāo)釘公稱(chēng)直徑8設(shè)計(jì)小結(jié)本次課程設(shè)計(jì)單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)包括：齒輪的設(shè)計(jì)與校核，軸的設(shè)計(jì)與校核，聯(lián)軸器的選擇與設(shè)計(jì)，鍵的選擇與設(shè)計(jì)，滾動(dòng)軸承的選擇與設(shè)計(jì)以及箱體的設(shè)計(jì)。傳動(dòng)裝置由齒輪傳動(dòng)組成。本次課程設(shè)計(jì)的步驟由給出的原始尺寸開(kāi)始逐步向齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)，直至設(shè)計(jì)完成為止。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中翻閱了學(xué)過(guò)的各種關(guān)于力學(xué)，制圖，公差方面的書(shū)籍，綜合運(yùn)用了這些知識(shí)，感覺(jué)提高了許多，當(dāng)然尤其是在計(jì)算機(jī)軟件CAD方面的運(yùn)用，深切感到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)的方便，各種設(shè)計(jì)，計(jì)算，制圖全套完成。因?yàn)闆](méi)有經(jīng)驗(yàn)，第一次和本組同學(xué)做整個(gè)設(shè)計(jì)工作，在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤比如線形，制圖規(guī)格，零件設(shè)計(jì)中的微小計(jì)算錯(cuò)誤等都沒(méi)有更正，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的排版也比較混亂等等。因?yàn)閷?duì)WORd的不了解，特別是公式編輯器的運(yùn)用，更是不知道從何寫(xiě)起。另外，因?yàn)檫@是第一次進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，所以還有很多地方?jīng)]有考慮到，以使設(shè)計(jì)結(jié)束了才發(fā)現(xiàn)尺寸不正確。反復(fù)的計(jì)算，也使本組在設(shè)計(jì)過(guò)程的一大缺點(diǎn)。也許是因?yàn)槲覀兲^(guò)于相信自己，才在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。這次設(shè)計(jì)的目的是掌握機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)律，綜合運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，繪圖以及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行全面的機(jī)械設(shè)計(jì)技能訓(xùn)練。目的已經(jīng)達(dá)到，有許多要求、標(biāo)準(zhǔn)心中雖然明確理解掌握但是要全力，全面的應(yīng)用在實(shí)際中，還有待于提高水平。雖然它可能不是良好、優(yōu)秀，但是既然教案環(huán)節(jié)、課程設(shè)計(jì)目的已經(jīng)達(dá)到，那么這次設(shè)計(jì)做的就是完全合格的。當(dāng)然還受軟件的熟悉，運(yùn)用程度的影響，所有這些必須得參加實(shí)踐，接觸實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)中才能提高。齒輪，軸，軸承這些關(guān)鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算都達(dá)到合格。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，感到機(jī)械設(shè)計(jì)綜合了力學(xué)，公差，材料，制