基于ProE的一級(jí)級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)與裝配要點(diǎn)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)課題： 基于Pro/E的一級(jí)減速器 設(shè)計(jì)與裝配 院 (系)： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 姓 名： 唐波 學(xué) 號(hào)： 16 指導(dǎo)教師： 魏良慶 二一四年十二月五日課題任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名唐波學(xué)號(hào)16 專 業(yè)機(jī)械制造與自動(dòng)化院（系）機(jī)電工程系課題題目基于Pro/E的一級(jí)減速器設(shè)計(jì)與裝配指導(dǎo)教師魏良慶職稱講師任務(wù)與要求任務(wù)：1. 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份；2. 利用PRO/E給減速器三維建模；3. 導(dǎo)出減速器的各零件的二維圖及二維裝配圖。要求：1. 字?jǐn)?shù)足夠，邏輯層次清晰，格式排版正確。2. 分析合理，設(shè)計(jì)符合要求。3. 圖形清晰，全部自己繪制完成，不能復(fù)制或粘貼。4. 認(rèn)真

2、查閱資料和結(jié)合自己專業(yè)所學(xué)知識(shí)去做論文，論文是在自己參考其他文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上自主完成。5. 參考文獻(xiàn)不少于10篇（盡量有一篇外文參考文獻(xiàn)）。6通過(guò)畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)編寫，自己能得到一定的知識(shí)的總結(jié)和學(xué)習(xí)到更多的新知識(shí)。完成時(shí)間段2014年10月21日 至2015 年3月 28日 共 21周院（系）審核意見(jiàn)年 月 日聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行獨(dú)立工作取得的成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本說(shuō)明書(shū)中不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。本人完全明確本聲明的法律責(zé)任，對(duì)本說(shuō)明書(shū)導(dǎo)致的所有問(wèn)題承擔(dān)全部責(zé)任。 學(xué)生簽名： 日 期： 年 月 日畢業(yè)

3、設(shè)計(jì)說(shuō)明注意事項(xiàng)1.畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明主要是針對(duì)學(xué)生們所設(shè)計(jì)的作品進(jìn)行詳細(xì)的闡述，包括五大部分：課題分析、調(diào)研分析、方案繪制與設(shè)計(jì)題案、課題總結(jié)、提交資料。2.課題分析。是學(xué)生對(duì)自己的作品前期的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀、設(shè)計(jì)背景及設(shè)計(jì)方向、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)意圖和當(dāng)前社會(huì)的現(xiàn)狀作出參照分析的一種闡述。3.調(diào)研分析。是學(xué)生對(duì)自己的作品在社會(huì)的趨勢(shì)調(diào)查、處境調(diào)查、市場(chǎng)調(diào)查分析等做出詳細(xì)的闡述。4.方案繪制與設(shè)計(jì)題案。是學(xué)生將設(shè)計(jì)定位、設(shè)計(jì)系列草圖、展板圖等做出說(shuō)明及展示。5.課題總結(jié)。是學(xué)生通過(guò)本次設(shè)計(jì)獲得結(jié)論，得到的啟發(fā)，課題設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)與不足作出的闡述。6.提交資料。是學(xué)生完成課題設(shè)計(jì)后，需要提交的資料名稱與資料內(nèi)容，用

4、于成績(jī)?cè)u(píng)定與存檔?；赑ro/E的一級(jí)減速器設(shè)計(jì)與裝配【摘要】：減速器是一種用途十分廣泛且比較典型的機(jī)械傳動(dòng)裝置，在原動(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。本設(shè)計(jì)是一臺(tái)一級(jí)圓柱齒輪減速器，完成了齒輪設(shè)計(jì)、軸設(shè)計(jì)、齒輪及軸強(qiáng)度校核等計(jì)算工作，并且采用Pro/E三維造型和裝配，使設(shè)計(jì)結(jié)果得到最直接的體現(xiàn)。初步建立了一臺(tái)減速器的參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，采用此方法實(shí)現(xiàn)一臺(tái)減速器，可縮短設(shè)計(jì)周期，節(jié)約設(shè)計(jì)成本，提高設(shè)計(jì)正確性，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量具有一定意義。【關(guān)鍵詞】：減速器；Pro/E；三維造型；模型裝配Modeling of one Cylindrical Gear Reducer Based

5、on Pro/E【Abstract】：The reducer, widely and typically used, is one of mechanical transmission devices. It plays a role in matching speed and transmitting torque between the prime mover and working machine or the implementing agency.This paper is about the design of a one-cylinder gear reducer, includ

6、ing the design of gear, the design of shaft and the strength check of them. With three-dimensional modeling and assembly by Pro/E, the results have the most direct manifestation. By the initial establishment of this parametric design system, the program can devise a reducer, shorting the design cycl

7、e, saving design costs, and subjoining the accuracy of it. It is the great significance to improve product quality.【KEY WORD】: Reducer; Pro/E; Three-dimensional Modeling; Assembly Modeling目 錄前 言1第一部分 一級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)計(jì)算21.1 傳動(dòng)方案的分析21.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)21.3 電動(dòng)機(jī)的選擇31.4 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算51.5 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算61.6 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算111.7 鍵

8、聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算171.8 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)181.9 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)20第二部分 一級(jí)圓柱齒輪減速器的造型及裝配212.1 軸承的主要造型過(guò)程212.2 軸承端蓋的主要造型過(guò)程212.3 上箱體的主要造型過(guò)程222.4 下箱體的主要造型過(guò)程222.5 箱體的裝配過(guò)程23第三部分 設(shè)計(jì)總結(jié)24參考文獻(xiàn)25前 言減速器是一種介于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，主要作用是用來(lái)傳遞動(dòng)力和增大轉(zhuǎn)矩，廣泛應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)行業(yè)，如礦業(yè)生產(chǎn)、化工設(shè)備、汽車制造、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。而在種類繁多的減速器中，圓柱齒輪減速器是較為普遍使用的傳動(dòng)裝置，其設(shè)計(jì)過(guò)程幾乎涉及機(jī)械設(shè)計(jì)各個(gè)方面，如幾何參數(shù)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、

9、標(biāo)準(zhǔn)件選型、強(qiáng)度設(shè)計(jì)、動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑與密封設(shè)計(jì)等。其設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展在一定程度上標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)技術(shù)水平，不單單是我國(guó)，當(dāng)今國(guó)際上各國(guó)減速器及齒輪技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)都在向著六高、二低、二化等方面發(fā)展：六高即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高傳動(dòng)效率；二低即低噪聲、低成本；二化即標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化。本設(shè)計(jì)是以一級(jí)圓柱齒輪減速器為例，主要對(duì)各級(jí)傳動(dòng)齒輪、軸、軸承、鍵、箱體等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，然后又對(duì)齒輪，軸，鍵等一些重要零件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性進(jìn)行了校核。隨后根據(jù)自己算出來(lái)的尺寸開(kāi)始手工畫草圖，草圖繪制完成后，再利用Pro/E軟件進(jìn)行齒輪、軸、軸承、軸承端蓋、箱體等零部件的三維造

10、型，最終裝配成一臺(tái)二級(jí)圓柱直齒輪減速器，使設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性最終得到最直接的體現(xiàn)。采用此方法實(shí)現(xiàn)一臺(tái)減速器，可縮短設(shè)計(jì)周期，節(jié)約設(shè)計(jì)成本，提高設(shè)計(jì)正確性。通過(guò)完成本設(shè)計(jì)，可掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序、方法、設(shè)計(jì)規(guī)律、技術(shù)措施，了解現(xiàn)代CAD設(shè)計(jì)方法，為以后的學(xué)習(xí)和工作積累經(jīng)驗(yàn)，鍛煉解決問(wèn)題的能力，所以本課題的研究具有重要意義。第一部分 一級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)計(jì)算1.1 傳動(dòng)方案的分析機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來(lái)傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)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)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝

11、置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過(guò)載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長(zhǎng)，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪傳動(dòng)。減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。傳動(dòng)方案如下：圖1-1 設(shè)計(jì)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的

12、參數(shù)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：輸送帶拉力F=2000N輸送帶工作速度v 1.8 m/s滾筒直徑D= 400 mm滾筒長(zhǎng)度L=500mm每日工作小時(shí)數(shù) 16h使用年限：8年動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流380/220伏工作環(huán)境：室內(nèi)灰塵較大，環(huán)境最高溫度35攝氏度。1.3 電動(dòng)機(jī)的選擇該減速器為一般用途機(jī)械，根據(jù)工作和電源條件，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，方法如下：1.3.1 電動(dòng)機(jī)功率選擇使用功率Pw由參考文獻(xiàn)5表2-5選?。簬?0.96（V帶效率）；齒輪=0.98（齒輪傳動(dòng)效率按7級(jí)精度）：軸承=0.97（滾動(dòng)軸承效率）；聯(lián)軸器=0.99（彈性聯(lián)軸器效率）；傳動(dòng)滾筒效率滾筒=0.96。（1）傳動(dòng)裝置的總功率：總

13、=帶2軸承齒輪聯(lián)軸器滾筒=0.960.9820.970.990.96=0.85(2)電機(jī)所需的工作功率：Pw=FV/1000總=4.24KW1.3.2 選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率Pd因減速器連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷有輕微沖擊，經(jīng)常滿載，每天兩班制工作16h，查Y型電動(dòng)機(jī)型號(hào)表，額定功率: = 5.5KW，滿載轉(zhuǎn)速=440r/min, 額定轉(zhuǎn)矩2.2，質(zhì)量68kg。1.3.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n筒=601000V/D=60=107.43r/min按手冊(cè)P7表1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍Ia=36。取V帶傳動(dòng)比I1=24，則電機(jī)傳動(dòng)比范圍為Ia=620。故電

14、動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=Ian筒=（620）107.43=644.582148.6r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳支比方案：如指導(dǎo)書(shū)P15頁(yè)第一表。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第2方案比較適合，則選n=1000r/min。1.3.4確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-4。1.3.5 總傳動(dòng)比計(jì)算和分配各級(jí)傳動(dòng)比（1）傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比i總=將電動(dòng)機(jī)的滿載速=1440r/min，圓筒軸轉(zhuǎn)

15、速n筒=107.43r/min帶代入式（1-2）有：i=13.4（2）分配傳動(dòng)系統(tǒng)各級(jí)傳動(dòng)比據(jù)指導(dǎo)書(shū)P7表1，取齒輪i齒輪=4（單級(jí)減速器i=36合理）i總= i齒輪I帶i帶=i總/ i齒輪=3.351.4 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1.4.1 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算電動(dòng)機(jī)軸 n= =1440r/min齒輪軸 n= nI/i帶=429.85 r/min軸 n= nII/i齒輪=107.46r/min工作機(jī)軸 =n筒=107.43r/min1.4.2 各軸功率的計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出功率 =5.5 KW齒輪軸 P=帶=5.50.96=5.28 KW軸 P= 軸承齒輪=5.280.980.97=5.02 KW工作

16、機(jī)軸 P= P聯(lián)軸器滾筒=5.020.990.96=4.77 KW1.4.3 各軸扭矩的計(jì)算電動(dòng)機(jī)軸 =9550=9550=36.48 Nm齒輪軸 =9550=9550=117.31 Nm軸 =9550=9550=446.13 Nm工作機(jī)軸 =9550=9550=424.03 Nm圖1-2齒輪軸圖1-3 軸1.5 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.5.1材料、調(diào)質(zhì)處理、精度材料：因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按參考文獻(xiàn)5表7-1選取，都采用40號(hào)鋼。調(diào)質(zhì)處理：大齒輪與齒輪軸調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)處理后齒輪軸齒面硬度取190-230HBS，大齒輪齒面硬度取170-210HBS，兩者相差20-60HBS。精度：齒面閉式傳

17、動(dòng)，齒輪精度用7級(jí)。1.5.2設(shè)計(jì)過(guò)程1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。初選小齒輪齒數(shù)20。大齒輪齒數(shù)204=80 取802）由齒面接觸疲勞強(qiáng)度公式有： （1-3） 確定各參數(shù)的值：a.初選動(dòng)載系數(shù)：試選=1.6b.傳遞轉(zhuǎn)矩即軸轉(zhuǎn)矩：=74.73 Nm=74730 Nmmc.查參考文獻(xiàn)6表2-8-6：=1.0d.齒數(shù)比u：u=i=6e.彈性系數(shù)：查參考文獻(xiàn)6表2-8-4得=189.8 f.區(qū)域系數(shù)：查參考文獻(xiàn)6圖2-8-13得=2.45g.重合度系數(shù)：查參考文獻(xiàn)6(式2-8-17）：其中端面重合度：查參考文獻(xiàn)6圖2-8-12有=+=0.75+0.86=1.61 則

18、：=0.89h.許用接觸應(yīng)力：查參考文獻(xiàn)6（式2-8-13）：取接觸疲勞最小安全系數(shù)=1.0由參考文獻(xiàn)6圖2-8-17按齒面硬度查得：小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限：Hlim1420 MPa(取MQ值)大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限：Hlim2550 MPa(取ML值)應(yīng)力值環(huán)數(shù)N：參考文獻(xiàn)6（式2-8-14）：有=60nj=609701（283008）=2.2310=/=2.2310/4=5.1710接觸疲勞壽命系數(shù)：查參考文獻(xiàn)6圖2-8-15得：K=0.91 K=0.94齒輪的疲勞強(qiáng)度極限=0.91420 MPa =382.2 MPa =0.94550 MPa =517 MPa 則許用接觸應(yīng)力：=(+)/

19、2=(382.2+517)/2=499.6 MPai.代入數(shù)據(jù)求出小齒輪的分度圓直徑：59.05 mm從而得：計(jì)算圓周速度3 m/s計(jì)算齒寬b和模數(shù)計(jì)算齒寬b：b=59.05mm計(jì)算模數(shù)：=2.95 mm計(jì)算齒寬與高之比齒高h(yuǎn)=2.25=2.252.95=6.64mm=8.89計(jì)算載荷系數(shù)K：由參考文獻(xiàn)6式（2-8-2）：KK查表2-8-1使用系數(shù)=1.10根據(jù)=3m/s，7級(jí)精度，查參考文獻(xiàn)6圖2-8-7得動(dòng)載系數(shù)=1.11查參考文獻(xiàn)6表2-8-2，7級(jí)，未硬化，得：=1.0查表2-8-3，7級(jí)，非對(duì)稱，得：K=1.32故載荷系數(shù)：KK=1.61按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑=59.1

20、 mm計(jì)算模數(shù)=2.95mm查參考文獻(xiàn)6表1-5-3?。簃m1.5.3由齒根彎曲強(qiáng)度的校核公式： （1-4） 確定各參數(shù)的值： a.動(dòng)載系數(shù)K：K=1.61b.傳遞轉(zhuǎn)矩即軸轉(zhuǎn)矩：=74.73 Nm =74730 Nmmc.查參考文獻(xiàn)6表2-8-6：=1.0d.模數(shù)：mm e.齒數(shù)：20 Z2120f.齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)： 由參考文獻(xiàn)6表2-8-5用插值法得：2.73 2.191.57 1.79g.重合度系數(shù)，由參考文獻(xiàn)6（式2-8-21）：=0.25+0.75/得=1.25 =1.12h.計(jì)算得：=119.37 MPa =4.83 MPa取兩者之間較大的，即=119.37 MPai.許用接

21、觸應(yīng)力：參考文獻(xiàn)6（式2-8-13）：取彎曲疲勞最小安全系數(shù)=1.4由參考文獻(xiàn)6圖2-8-18按齒面硬度查得：齒輪軸齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限：397 MPa(取MQ值)大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限：512 MPa(取ML值)應(yīng)力值環(huán)數(shù)N：參考文獻(xiàn)6（式2-8-14）：有=60nj=609701（283008）=2.2310= N/=2.2310/4=5.1710 彎曲疲勞壽命系數(shù)：查參考文獻(xiàn)6圖2-8-16得：=1.37 =1.20齒輪的疲勞強(qiáng)度極限=388.49 MPa =512 MPa 取其中較小值=388.49 MPa=119.37 MPa即滿足強(qiáng)度要求。1.5.4幾何尺寸計(jì)算a.計(jì)算中心距a=1

22、50 mmb.計(jì)算齒輪軸齒輪的分度圓直徑d=60 mmd=240mmc.計(jì)算齒輪寬度B=圓整得： 綜上整理計(jì)算結(jié)果有：表1-1 齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)和實(shí)物圖級(jí)別高速級(jí)低速級(jí)m齒寬齒數(shù)20803150=60 mm,=65 mm齒輪圖1-4 齒輪軸1.6 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.6.1 高速級(jí)軸的設(shè)計(jì)（1）由前計(jì)算列出齒輪軸上各數(shù)據(jù)表1-2齒輪軸設(shè)計(jì)參數(shù)功率/ KW轉(zhuǎn)矩/ Nmm轉(zhuǎn)速（r/min）直徑/ mm壓力角5.28117.31429.856020（2）初步確定軸的直徑先由參考文獻(xiàn)6表2-10-1選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)參考文獻(xiàn)6表2-10-3初步估算軸的最小直徑，取。由 有：d min=26.

23、53考慮有鍵槽，將直徑增大10%， 最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，取=29.8mm（3）軸結(jié)果的設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的傳動(dòng)方案。圖1-5 軸設(shè)計(jì)方案和實(shí)物圖2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度a.軸承端蓋的總寬度為37 mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取。為了滿足半聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求，左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑。為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上，故-的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。b.初步選擇滾動(dòng)軸承：因軸承受有徑向力的作用，故選用單列角接觸球軸承。參照

24、工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取GB/T292-2007的單列角接觸球軸承7206AC型，尺寸為dDB=30 mm62 mm16 mm，故取=30 mm。右端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由課程設(shè)計(jì)手冊(cè)查軸承軸肩的高度h=2.5 mm，取=35 mm。c.取安裝齒輪處的軸段，因小齒輪直徑較小，故直接把齒輪和軸做成一起，即。d.段的右端與左軸承之間采用擋油環(huán)定位，防止小齒輪的油甩出。取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離a=16 mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8，已知滾動(dòng)軸承寬度B=16 mm。第根軸上有兩個(gè)齒輪，其中大齒輪齒寬為60 mm，小齒輪齒寬115

25、 mm，取=6 mm，則可計(jì)算：=（16+8+16-6）mm=34 mm，。至此，已初步確定了軸的各端直徑和長(zhǎng)度。3）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，其他各處的倒圓角為R=3。（4）求軸上的載荷1）求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為=60 mm切向力 徑向力 軸向力 2）根據(jù)結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖： 圖1-6 軸的強(qiáng)度分析水平支反力 垂直支反力 水平彎矩 垂直彎矩 總彎矩 表1-3軸的校核計(jì)算載荷水平面H垂直面V支反力彎矩 總彎矩 扭矩（5）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)通常只校核承受最大彎矩和最大扭矩的截面。根據(jù)表中的取值，且0.6（式中的彎曲應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。當(dāng)

26、扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)取0.3；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)取0.6）。由 （1-8）計(jì)算軸的應(yīng)力前已選定軸的材料為45號(hào)鋼，由軸常用材料性能表查得-1=60 MPa，因此ca0.07d，則h=5,。軸肩寬度b1.4h，取。e.軸承端蓋的總寬度為37 mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取。f.段的右端與左軸承之間采用擋油環(huán)定位，防止小齒輪的油甩出。取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離a=16 ，考慮到箱體的鑄造誤差,在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8，已知滾動(dòng)軸承寬度b=23。第根軸上有兩個(gè)

27、齒輪，其中大齒輪齒寬為115mm，小齒輪齒寬為60mm，則可計(jì)算：，。至此，已初步確定了軸的各端直徑和長(zhǎng)度。3）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，其他各處的倒圓角為R=3。1.7 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算1.7.1 輸入軸上鍵的選擇及校核（1）半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接，按其直徑為23 mm，查GB1096-1979得平鍵截面bh=8 mm7 mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為40 mm。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。（2）鍵的工作長(zhǎng)度=L-b=40-8=32 mm，由參考文獻(xiàn)6表2-5-2根據(jù)靜聯(lián)接及鍵的材料為碳素鋼，故其許用擠壓應(yīng)力為=100 MP

28、a。由于齒輪的材料為調(diào)質(zhì)鋼，其許用擠壓應(yīng)力=100 MPa，故聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力=100 MPa。由 （2-9）得聯(lián)軸器上故鍵聯(lián)接的強(qiáng)度足夠。1.7.2 輸出軸上鍵的選擇及校核（1）半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接，查GB1096-1979查得平鍵截面bh=16 mm10 mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為63 mm；齒輪與軸的定位用平鍵截面bh=20 mm12 mm，長(zhǎng)為90 mm。同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。（2）鍵的長(zhǎng)度為輪轂上=L-b=90-20=70mm，聯(lián)軸器上=L-b=80-

29、16=64mm，由參考文獻(xiàn)6表2-5-2，根據(jù)靜聯(lián)接及軸和鍵的材料均為碳素鋼，故兩者的許用擠壓應(yīng)力都為=100 MPa。由于齒輪的材料為調(diào)質(zhì)鋼，故其許用擠壓應(yīng)力=100 MPa，因而聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力取為=100 MPa。由式（29）得：輪轂上聯(lián)軸器上故鍵聯(lián)接的強(qiáng)度足夠。1.8 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1.8.1 箱體初步設(shè)計(jì)減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，為保證齒輪嚙合質(zhì)量采用剖分式結(jié)構(gòu)，上箱體與下箱體采用配合。（1）在機(jī)體外增加加強(qiáng)筋，外輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)軸承座的剛度。（2）考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑、密封以及散熱，故采用浸油潤(rùn)滑，同時(shí)為避免運(yùn)行期間沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40 mm。

30、（3）為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為。（4）保證機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性，鑄件壁厚為10，圓角半徑為R=3。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便。1.8.2 箱體附件設(shè)計(jì)（1）視孔蓋和視孔在機(jī)蓋頂部開(kāi)視孔，即可以看到傳動(dòng)零件嚙合區(qū)，并保證足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作。視孔有蓋板，并用墊片加強(qiáng)密封，緊固螺栓選用M6。（2）油螺塞放油孔位于箱體內(nèi)腔最底處，以便放油。放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。（3）油標(biāo)油標(biāo)設(shè)在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處，安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出

31、。（4）通氣孔由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)期間，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的視孔蓋上安裝通氣器，以保證箱體內(nèi)壓力平衡。（5）蓋螺釘啟蓋螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度，保證連接緊密。（6）定位銷為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度。（7）吊鉤在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體。1.8.3 箱體尺寸表減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸參照參考文獻(xiàn)5表2-4如下：表1-4箱體結(jié)構(gòu)尺寸參照表名稱符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果箱座壁厚8.8箱蓋壁厚8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度13.2箱座底凸緣厚度22地腳螺釘直徑M20地腳螺釘數(shù)目

32、250時(shí)，n=44軸承旁聯(lián)接螺栓直徑M20機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑=（0.50.6）M12軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）M12視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）M10，至外機(jī)壁距離根據(jù)位置及軸承座外徑確定342218定位銷直徑=（0.70.8）10外機(jī)壁至軸承座端面距離=+（812）50大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離1.28齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離8機(jī)蓋，機(jī)座肋厚7 8軸承端蓋外徑+（55.5）115（1軸）128（2軸）軸承端蓋凸緣厚度t（11.2）12軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離115（1軸）128（2軸）1.9 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)對(duì)于一級(jí)圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且轉(zhuǎn)速較低，其圓周速度小于4.5 m/

33、s，所以采用浸油潤(rùn)滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤(rùn)滑，裝至規(guī)定高度。（1）為避免傳動(dòng)個(gè)回轉(zhuǎn)時(shí)將油池底部沉積的污物攪起，大齒輪的齒頂圓到油池底面的距離應(yīng)大于30 mm，一般定為3050 mm，取H=40 mm。（2）大齒輪在油池中的浸油深度為一個(gè)齒高，但不應(yīng)小于10 mm。這樣確定出的油面可作為最低油面?？紤]到使用中的油不斷蒸發(fā)、損耗以及攪油損失等因素，還應(yīng)確定最高油面，一般不大于傳動(dòng)件半徑的1/3，即h=0.3Rmax=54 mm。故潤(rùn)滑油的深度為H+=40+54=94 mm。密封性是為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處的充足密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，而且凸緣聯(lián)接螺柱之間的

34、距離不宜太大，并均勻布置，保證接觸面處的密封性。第二部分 一級(jí)圓柱齒輪減速器的造型及裝配根據(jù)以上設(shè)計(jì)參數(shù)及計(jì)算結(jié)果，在Pro/E中主要對(duì)軸承、軸承端蓋、下箱體進(jìn)行了造型及箱體的裝配。2.1 軸承的主要造型過(guò)程通過(guò)旋轉(zhuǎn)特征、草繪出旋轉(zhuǎn)截面完成對(duì)外圈的創(chuàng)建的造型。內(nèi)圈、滾動(dòng)體的構(gòu)建和外圈的一樣，不作詳細(xì)說(shuō)明。然后進(jìn)行軸承的組裝：通過(guò)新建組件、插入零件等命令完成對(duì)各個(gè)軸承的的造型。表2-1 軸承的三維造型齒輪軸上軸上型號(hào)7206AC7213AC三維圖在該減速器中一共用到四個(gè)軸承，其畫法一樣，只是尺寸不同，為了整體裝配的方便，直接把軸承裝配成一個(gè)部件，以便后續(xù)總裝配。2.2 軸承端蓋的主要造型過(guò)程軸承端蓋選用凸緣式，通過(guò)旋轉(zhuǎn)特征、拉伸切剪材料特征、倒圓角特征等工具完成對(duì)四個(gè)軸承端蓋的造型。表2-2 軸承端蓋的三維造型齒輪軸上軸上三維圖透蓋悶蓋透蓋悶蓋2.3 上箱體的主要造型過(guò)程通過(guò)使用拉伸特征、切割特征、抽殼特征、孔特征、倒角特征、圓角特征、筋特征等工具完成上箱體的造型。其三維造型如下：圖2-1 上箱體的三維造型2.4 下箱體的主要造型過(guò)程通過(guò)使用拉伸特征、切割特征、孔特征、倒角特征、圓角特征、筋特征等工具完成下箱體的造型。其三維造型如下：圖2-2 下箱體的三維造型2.5 箱體的裝配過(guò)程通過(guò)對(duì)齊、匹配等