減速箱設計與運動仿真(二級圓柱圓錐)畢業(yè)設計

1、摘 要齒輪減速器是一種廣泛應用在各行各業(yè)，是一種非常普遍的機械裝置?，F(xiàn)在的減速機械裝置通常體積很龐大，或者還有的機械傳動效率低下的問題。本設計講述了帶式運輸機的傳動裝置二級圓錐圓柱齒輪減速器的設計過程。首先進行了傳動方案的評述，選擇齒輪減速器作為傳動裝置，然后進行減速器的設計計算（包括選擇電動機、設計齒輪傳動、軸的結(jié)構(gòu)設計、選擇并驗算滾動軸承、選擇并驗算聯(lián)軸器、校核平鍵聯(lián)接、選擇齒輪傳動和軸承的潤滑方式九部分內(nèi)容）。運用autocad軟件進行齒輪減速器的二維平面設計，完成齒輪減速器的二維平面零件圖和裝配圖的繪制。并且運用solidworks三維軟件對各零件進行建模并裝配，最后進行了運動仿真模擬

2、減速機工作過程 本次設計綜合運用機械設計、機械制圖、機械制造基礎、幾何精度、理論力學、材料力學、機械原理等知識，進行結(jié)構(gòu)設計，并完成帶式輸送機傳動裝置中減速器裝配圖、零件圖設計。本論文電動機通過減速器輸出功率的計算選擇。通過齒面接觸疲勞強度計算齒輪，齒根彎曲疲勞強度計算的許用彎曲應力；計算方法檢查軸直徑。關(guān)鍵詞：電動機；減速器；齒輪abstractthe gear reducer is a kind of widely used in all walks of life, is a very common mechanical device. deceleration mechanical d

3、evice now usually volume is very large, or mechanical transmission efficiency is low and the problems.the design process of the design on the transmission of two conical cylindrical gear reducer of conveyor belt. first review of the transmission scheme, selection of gear reducer as the driving devic

4、e, and then calculate the design of speed reducer (including the selection of electric motor, gear shaft design structure design, selection and calculation of rolling bearing selection and checking, checking, coupling flat key connection, selection of gear and bearing lubrication of nine parts). pla

5、nar design using autocad software for gear reducer gear reducer, completed the 2d part drawings and assembly drawings. and the use of 3d solidworks software modeling and assembly of parts, the motion simulation of the reducer work process.the design of the integrated use of mechanical design, mechan

6、ical drawing, mechanical manufacturing base, geometric accuracy, theoretical mechanics, material mechanics, mechanical principles, structural design, and completes the design of the reducer assembly drawing and part drawing belt conveyor device.in this paper, through the selection and calculation of

7、 the motor reducer output power. through the calculation of gear tooth surface contact fatigue strength of the tooth root bending fatigue strength, the calculation of the allowable bending stress calculation method to check the shaft diameter.keywords motor reducer gear目 錄摘 要1abstract2目 錄3緒論4第1章 設計任

8、務91.1設計要求91.2電動機的選擇91.3各部分傳動比的選擇10第2章 齒輪傳動的設計計算122.1高速級圓錐齒輪傳動設計122.2斜圓柱齒輪的設計與計算152.3 齒輪上作用力的計算19第3章 減速器軸的設計計算213.1 減速器高速軸設計計算213.2 減速器中間軸設計計算263.3 減速器低速軸設計計算31第4章 減速器附件37第5章 減速器主要部件的建模385.1 斜齒輪建模385.2 圓錐齒輪建模385.3 低速軸建模385.4 端蓋建模395.5 箱體建模405.6 滾動軸承的繪制40第6章 減速器的裝配仿真416.1 基于solidworks的減速器裝配仿真416.2 減速器

9、的二維裝配圖43總結(jié)45參考文獻46致謝47緒論齒輪減速器是一種廣泛應用在各行各業(yè)，是一種非常普遍的機械裝置?，F(xiàn)在的減速機械裝置通常體積很龐大，或者還有的機械傳動效率低下的問題。國外的減速器，目前仍屬于三德國國家，丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別是在材料和制造工藝的優(yōu)勢，減速器可靠性好，使用壽命很長。但其傳遞運動的方式依然以不動軸齒輪之間的轉(zhuǎn)動，體積龐大，還有重量等的這些問題，也未解決好。最近報道，fa高精度重工業(yè)株式會社住友減速機，x-y型發(fā)展美國揚牛頓公司減速機，相似或類似項目的傳動原理和結(jié)構(gòu)，無論是目前先進的齒輪減速器。大功率的減速器，傳動比大，體積小，機械效率高，壽命長的方向發(fā)展。因此，除

10、了材料質(zhì)量的持續(xù)改進，提高技術(shù)水平，或傳輸原理和傳輸和創(chuàng)新的深入研究結(jié)構(gòu)，是為了突出平動齒輪傳動結(jié)構(gòu)的一個很好的例子。該減速機與電機的連接結(jié)構(gòu)，而且還大力發(fā)展形式，并產(chǎn)生了多種結(jié)構(gòu)形式和不同功率，不同類型的產(chǎn)品。目前，超緩凝劑不顯眼的小研究成果。在醫(yī)藥，生物工程，機器人等領(lǐng)域，微型發(fā)動機已基本形成，美國和荷蘭最近開發(fā)的納米分子如減速電機尺寸的納米尺度，應用前景。20世紀70-80年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。通用減速器的發(fā)展趨勢如下：高水平、高性能。圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒，承載能力提高4倍以上，體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。積木式組合設

11、計?；緟?shù)采用優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊，零件通用性和互換性強，系列容易擴充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。型式多樣化，變型設計多。擺脫了傳統(tǒng)的單一的底座安裝方式，增添了空心軸懸掛式、浮動支承底座、電動機與減速器一體式聯(lián)接，多方位安裝面等不同型式，擴大使用范圍。促使減速器水平提高的主要因素有：理論知識的日趨完善，更接近實際（如齒輪強度計算方法、修形技術(shù)、變形計算、優(yōu)化設計方法、齒根圓滑過渡、新結(jié)構(gòu)等）。采用好的材料，普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，材料和熱處理質(zhì)量控制水平提高。結(jié)構(gòu)設計更合理。加工精度提高到iso56級。 軸承質(zhì)量和壽命提高。1.1 國內(nèi)齒輪減速機發(fā)展現(xiàn)狀自20世紀60年代以來

12、，我國先后制訂了jb1130-70圓柱齒輪減速器等一批通用減速器標準，除主機廠自制配套使用外，還形成了一批減速器生產(chǎn)廠。我國現(xiàn)有齒輪生產(chǎn)企業(yè)613家(其中國有與集體所有的大中型企業(yè)110家，國有、集體所有的小企業(yè)435家，私有企業(yè)48家，三資企業(yè)25家) 。生產(chǎn)減速器的廠家有數(shù)百家，年產(chǎn)通用減速器75萬臺左右，年生產(chǎn)總值約250億元。這些企業(yè)和廠家對發(fā)展我國的機械產(chǎn)品作出了貢獻。20世紀60年代的減速器大多數(shù)是參照前蘇聯(lián)20世紀4050年代的技術(shù)制造的，后來雖有所發(fā)展，但限于當時的設計、工藝及裝備條件，其總體水平與國際水平有較大差距。改革開放以來，我國引進了一批先進的加工裝備。通過不斷引進、消

13、化和吸收國外先進技術(shù)以及科研攻關(guān)，開始掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設計制造技術(shù)。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度都有較大的提高，通用圓柱齒輪的制造精度可從jb179-60的89級提高到gb10095-88的6級，高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在45級。部分減速器采用硬齒面后，體積和重量明顯減小，承載能力、使用壽命、傳動效率有了大幅度的提高，對節(jié)能和提高主機的總體水平起到明顯的作用。從1988年以來，我國相繼制定了5060種齒輪和蝸桿減速器的標準，研制了許多新型減速器，這些產(chǎn)品大多數(shù)達到了20世紀80年代的國際水平。目前，我國可設計制造2800kw的水泥磨減速器、1700mm軋鋼機的各種齒輪減速器

14、。各種棒材、線材軋機用減速器可全部采用硬齒面。但是，我國大多數(shù)減速器的水平還不高，老產(chǎn)品不可能立即被替代，新老產(chǎn)品并存過渡會經(jīng)歷一段較長的時間。1.2齒輪減速機發(fā)展趨勢隨著我國市場經(jīng)濟的推進“，九五”期間，齒輪行業(yè)的專業(yè)化生產(chǎn)水平有了明顯提高，如一汽、二汽等大型企業(yè)集團的齒輪變速箱廠、車轎廠，通過企業(yè)改組、改制，改為相對獨立的專業(yè)廠，參與市場競爭；隨著軍工轉(zhuǎn)民用，農(nóng)機齒輪企業(yè)轉(zhuǎn)加工非農(nóng)用齒輪產(chǎn)品，調(diào)整了企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)；私有企業(yè)的崛起，中外合資企業(yè)的涌現(xiàn)，齒輪行業(yè)的整體結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，行業(yè)實力增強，技術(shù)進步加快。近十幾年來，計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)在機械制造中的廣泛應用，改變了制造業(yè)的傳統(tǒng)觀

15、念和生產(chǎn)組織方式。一些先進的齒輪生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)采用精益生產(chǎn)、敏捷制造、智能制造等先進技術(shù)，形成了高精度、高效率的智能化齒輪生產(chǎn)線和計算機網(wǎng)絡化管理。在產(chǎn)品設計階段，就同時進行工藝過程設計及安排產(chǎn)品整個生產(chǎn)周期的各配套環(huán)節(jié)。市場的快速反應大大縮短了產(chǎn)品投放市場的時間。零部件企業(yè)正向大型化、專業(yè)化、國際化方向發(fā)展。齒輪產(chǎn)品將成為國際采購、國際配套的產(chǎn)品。適應市場要求的新產(chǎn)品開發(fā)，關(guān)鍵工藝技術(shù)的創(chuàng)新競爭，產(chǎn)品質(zhì)量競爭以及員工技術(shù)素質(zhì)與創(chuàng)新精神，是21世紀企業(yè)競爭的焦點。在21世紀成套機械裝備中，齒輪仍然是機械傳動的基本部件。由于計算機技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使得機械加工精度、加工效率大為提高，從而推動了

16、機械傳動產(chǎn)品多樣化，整機配套的模塊化、標準化，以及造型設計藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致、美觀。cnc機床和工藝技術(shù)的發(fā)展，推動了機械傳動結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展。在傳動系統(tǒng)設計中的電子控制、液壓傳動，齒輪、帶鏈的混合傳動，將成為變速箱設計中優(yōu)化傳動組合的方向。在傳動設計中的學科交叉，將成為新型傳動產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。汽車的自動變速器已成為高檔轎車不可缺少的裝備。眾多廠家都在尋找適合中國國情，具有中國特色的效率高，成本低，結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，能適應中低擋轎車及城市客車需要的自動變速器。自動變速器(automatic transmission)簡稱at，目前在轎車上普遍采用的是液力機械式at2hmt(hydrod

17、ynamic mechanical transmission ) 。at的發(fā)展主要有以下動向:1) 變矩器的高效率化；2) 多檔位化；3)變矩器閉鎖離合器的打滑控制；4)換檔點控制的智能化；5) 換擋過渡過程的高品質(zhì)化；6) 保留手動模式。摩托車齒輪生產(chǎn)的專業(yè)化、規(guī)?；?、標準化已基本形成。今后市場競爭的焦點是質(zhì)量、品牌與新產(chǎn)品的開發(fā)。臨近中國加入世貿(mào)組織(wto) ，工程機械齒輪必須跟上整機產(chǎn)品升級換代的要求。隨著我國大功率工程機械的研制開發(fā)，中國工程機械齒輪傳動產(chǎn)品液力傳動裝置和動力換擋變速箱以及靜壓傳動裝置，將有較大的發(fā)展。我國農(nóng)用運輸車經(jīng)過20 年的成長與高速發(fā)展，現(xiàn)已進入穩(wěn)定發(fā)展期，各

18、型輪式拖拉機有向大功率發(fā)展的趨勢。因此與之配套的拖拉機齒輪企業(yè)的新產(chǎn)品開發(fā)，將會緊緊跟上發(fā)展的步伐。工業(yè)通用變速箱是指為各行業(yè)成套裝備及生產(chǎn)線配套的大功率和中小功率變速箱。國內(nèi)的變速箱將繼續(xù)淘汰軟齒面，向硬齒面(5060hrc) 、高精度(45級) 、高可靠度軟啟動、運行監(jiān)控、運行狀態(tài)記錄、低噪聲、高的功率與體積比和高的功率與重量比的方向發(fā)展。中小功率變速箱為適應機電一體化成套裝備自動控制、自動調(diào)速、多種控制與通訊功能的接口需要，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與外型在相應改變。矢量變頻代替直流伺服驅(qū)動，已成為近年中小功率變速箱產(chǎn)品(如擺輪針輪傳動、諧波齒輪傳動等)追求的目標。隨著我國航天、航空、機械、電子、能源及

19、核工業(yè)等方面的快速發(fā)展和工業(yè)機器人等在各工業(yè)部門的應用，我國在諧波傳動技術(shù)應用方面已取得顯著成績。同時，隨著國家高新技術(shù)及信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對諧波傳動技術(shù)產(chǎn)品的需求將會更加突出。船用齒輪箱在某些指標方面與國際先進水平尚有一定差距，但在制造精度方面及某些產(chǎn)品性能方面已接近國際水平。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，游艇、高速艇齒輪箱將會有較大的發(fā)展。面臨21世紀，齒輪先進制造技術(shù)的全過程實現(xiàn)計算機信息技術(shù)與現(xiàn)代管理技術(shù)的結(jié)合，將會飛速發(fā)展。隨著我國改革開放，世界級的跨國大公司已開始大舉進軍中國市場，并以獨資、合資、合作制造等形式在我國生產(chǎn)汽車、工程機械、大型成套設備的齒輪及齒輪裝置，齒輪產(chǎn)品

20、在我國將會有大量國際品牌加入，這必將促使我國零部件結(jié)構(gòu)的大調(diào)整，車輛齒輪生產(chǎn)的專業(yè)化集中度將繼續(xù)提高。目前齒輪行業(yè)存在的低水平制造能力過剩，高水平制造能力不足的局面必須改變。中國齒輪行業(yè)在20世紀90年代的快速發(fā)展，已基本完成了由賣方市場到買方市場的轉(zhuǎn)變。隨著我國體制改革的深入，充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會作用，加強行業(yè)自律性市場約束，形成有序競爭的市場機制，是當前市場發(fā)展的迫切任務?？傊斀袷澜绺鲊鴾p速器及齒輪技術(shù)發(fā)展總趨勢是向六高、二低、二化方面發(fā)展。六高即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高傳動效率；二低即低噪聲、低成本；二化即標準化、多樣化。減速器和齒輪的設計與制造技術(shù)的發(fā)展，在

21、一定程度上標志著一個國家的工業(yè)水平，因此，開拓和發(fā)展減速器和齒輪技術(shù)在我國有廣闊的前景。第1章 設計任務1.1設計要求1.傳動系統(tǒng)示意圖雙級展開式圓錐-圓柱齒輪減速機傳動簡圖如圖所示：2.原始的設計數(shù)據(jù)傳送帶拉力f(n)傳送帶速度v(m/s)鏈輪直徑d（mm）60000.93003.設計條件 1. 工作條件：機械零件安裝車間；雙班倒；空載啟動、連續(xù)、單方向運行，載荷無明顯波動； 2. 使用設備的年限：使用設備的年限為10年；3. 生產(chǎn)車間：減速機廠。1.2電動機的選擇1、電動機類型的選擇：對于三相的異步電機，選擇電機的類型，額定電壓為380v交流電，考慮到傳動裝置的功率損耗，根據(jù)公式計算電動機

22、的輸出功率，f為滾筒牽引力，v為滾筒運轉(zhuǎn)線速度。由此得出：由于電源通過一個傳動副或運動副經(jīng)歷過虧損，所以多級串聯(lián)的總效率 本題中：取一對軸承運轉(zhuǎn)時的效率，錐齒輪嚙合運轉(zhuǎn)時的效率，圓柱齒輪運轉(zhuǎn)時的效率，聯(lián)軸器效率，得到電動機到工作機間的效率：所以電動機效率根據(jù)表8-2選取電動機的額定功率 2、確定電動機轉(zhuǎn)速 由表2-2可知錐齒輪傳動傳動比為，圓柱齒輪傳動傳動比，則總傳動比范圍為。電機的額定轉(zhuǎn)速范圍為：由表8-2可知，符合這一范圍的電機轉(zhuǎn)速為750r/min，1000r/min 1000r/min，考慮到接近其上限，所以本文選擇為750r/min電機轉(zhuǎn)速，負荷為720rmin，電機模型y160l-

23、8。1.3各部分傳動比的選擇1、減速器總傳動比為 2、選擇各級分傳動比對錐齒輪傳動比的高水平的傳動比應小一點，約，低速部分為圓柱齒輪傳動，它的傳動比可以選擇大一點的。所以可以選擇 3、動力裝置運動參數(shù)的計算 1、各傳動軸的運轉(zhuǎn)參數(shù) 2、各傳動軸的輸入功率 3、各傳動軸的扭矩 將以上的計算結(jié)果整理并且匯總在以下列表中表3 傳動軸的各項參數(shù)項目電動機軸高速級軸i中間軸ii低速級軸iii工作機軸iv轉(zhuǎn)速（r/min）720720244.0757.2957.29功率（kw）7.56.045.745.515.4轉(zhuǎn)矩()80.9180.11244.6918.41900.16第2章 齒輪傳動的設計計算2.1

24、高速級圓錐齒輪傳動設計 1，選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)（1）通用減速器錐齒輪減速器，它的速度不高，8級精度的選擇。（2）從“機械設計材料的選擇（第八版）表10-1 選擇小齒輪用45鋼進行淬火和回火熱處理材料，調(diào)制后硬度250hbs，大齒輪材料選擇45鋼調(diào)質(zhì)的，加工后硬度220hbs。2，根據(jù)齒面間的接觸疲勞強度設計1因為它是軟齒面封閉傳動，根據(jù)齒面間的接觸的疲勞的強度來進行計算，其計算的公式如下： 2. 小齒輪傳遞的扭矩為3. 因v的數(shù)值不知道，k的數(shù)值也不能確定，所以可先選擇載荷系數(shù)4. 由表8-19，查得彈性系數(shù)5. 從圖9-3查表得到的節(jié)點區(qū)域系數(shù)6. 齒輪比值為7. 以齒輪為寬

25、度系數(shù)8. 最大的接觸疲勞度可用下式計算對圖10-21390mpa齒面硬度大，接觸疲勞強度極限580mpa齒輪接觸疲勞極限。周期數(shù)應與小齒輪和大齒輪分別由圖8-5查得壽命系數(shù)，；由表8-20取安全系數(shù)，則有取初算小齒輪的分度圓直徑，有 （1） 設計計算（1） 計算載荷系數(shù)：由表8-21查得使用系數(shù) 齒寬中點分度圓直徑為 故 由圖8-6降低1級精度，按9級精度查得動載荷系數(shù)，由圖8-7查得齒向載荷分配系數(shù)，則載荷系數(shù)。（2） 對進行修正：因與有較大的差異，故需對計算出的進行修正，即： （3） 確定齒數(shù)：選齒數(shù)，取，則 ，在允許范圍內(nèi)。（4） 大端模數(shù)：，查表，取標準模數(shù)。（5） 大端分度圓直徑為

26、： 103.486（6） 錐頂距為：（7） 齒寬為：。 ?。?） 對進行修正：因與有較大的差異，故需對計算出的進行修正，即： （9） 確定齒數(shù)：選齒數(shù)，取，則 ，在允許范圍內(nèi)。（10） 大端模數(shù)：，查表，取標準模數(shù)。（11） 大端分度圓直徑為： 103.486（12） 錐頂距為：（13） 齒寬為：。 取 3、按齒根彎曲疲勞強度設計 齒根彎曲疲勞強度條件為： （3） 同前（4） 圓周力為（5） 齒形系數(shù)和應力修正系數(shù) 則當量齒數(shù)為由圖8-8查得，；由圖8-9查得，。（6） 許用彎曲應力： 由圖8-4查得彎曲疲勞極限應力，。由圖8-11查得壽命系數(shù)，由表8-20查得安全系數(shù)，故： 4、計算錐齒輪傳

27、動其他幾何尺寸 2.2斜圓柱齒輪的設計與計算 1、選定圓柱齒的類型、尺寸加工等級、選擇材料及指標 大、小齒輪均采用45鋼，對小齒輪進行調(diào)質(zhì)熱處理，對于大齒輪則采用正火熱處理，由表8-17得齒面的硬度，。平均硬度，。在之間。選擇八級加工精度。2、初步計算齒輪傳動的主要尺寸因為軟齒的面封閉的傳遞，根據(jù)的齒面的接觸的疲勞強度進行計算，該計算公式： 1） 小號的齒輪它傳遞的扭矩2） 因v的數(shù)值還不能確定，k的數(shù)值也不能確定，所以可以初步選擇載荷系數(shù)3） 由表8-19，查得彈性系數(shù) 4） 初選螺旋角，查得節(jié)點區(qū)域系數(shù)5） 齒數(shù)比6） 取齒寬系數(shù)7） 初選，則，取，則端面重合度為軸向重合度為由圖8-3查得

28、其重合度的系數(shù)為8） 查得其螺旋角的系數(shù)為9） 許用接觸應力可以用下式進行計算 查圖10-21小齒輪的齒面硬度得到接觸疲勞強度，大齒輪的接觸疲勞強度 小齒輪與大齒輪之間的應力循環(huán)次數(shù)分別為由圖8-5查得壽命系數(shù)，；由表8-20取安全系數(shù)，則有 取小齒輪節(jié)圓直徑的初步計算，得3、確定傳動尺寸1） 計算載荷系數(shù)：由表8-21查得使用系數(shù) 因，由圖8-6查得動載荷系數(shù)，由圖8-7查得齒向載荷分配系數(shù)，由表8-22查得齒間載荷分配系數(shù)，則載荷系數(shù)為2） 對進行修正：因與有較大的差異，故需對計算出的進行修正，即： 3） 確定模數(shù)： ，取。4） 計算傳動尺寸：中心距為 圓整， 螺旋角為 因值與初選值相差較

29、大，故對與有關(guān)的參數(shù)進行修正，由圖9-2查得節(jié)點區(qū)域系數(shù)，端面重合度為：軸向重合度為。由圖8-3查得重合度系數(shù)，由圖11-2查得螺旋角系數(shù)因，由圖8-6查得動載荷系數(shù)，載荷系數(shù)k值不變。，取，則中心距為螺旋角為修正完畢，故 ，取，4、校核齒根彎曲疲勞強度 齒根彎曲疲勞強度為（1） 同前（2） 齒寬（3） 齒形系數(shù)和應力修正系數(shù)，當量齒數(shù)為：由圖8-8查得，；由圖8-9查得，。（4） 由圖8-10查得重合度系數(shù)（5） 由圖11-3查得螺旋角數(shù)（6） 許用彎曲應力 由圖8-4查得彎曲疲勞極限應力， 由圖8-11查得壽命系數(shù)，由表8-20查得安全系數(shù)，故 5、計算齒輪傳動其他幾何尺寸 端面模數(shù) 齒頂

30、高 齒根高 全齒高 頂隙 齒頂圓直徑為 齒根圓直徑為 2.3 齒輪上作用力的計算1、高速級齒輪傳動的作用力（1） 已知條件：一級軸傳動的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速，小齒輪端面分度圓直徑，。（2） 錐齒輪1的作用力，圓周力為的方向和相反方向的力作用點的圓周速度。徑向力為：作用點的方向是指向的1輪受力旋轉(zhuǎn)中心。軸向力為：沿軸線方向的小端的小傘齒輪大端。法向力為：（3） 2周力錐齒輪，錐齒輪的徑向力和軸向力和2錐齒輪的軸向力的方向1大小相等、方向相反的徑向力。2、低速級齒輪傳動的作用力（1） 已知條件：中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速，低速級斜齒圓柱齒輪的螺旋角，對螺旋齒輪和錐3的2部分相互抵消軸向力齒輪的軸向力，低速齒輪右

31、旋左旋，大齒輪，小齒輪節(jié)圓直徑。（2） 齒輪3的作用力圓周力為的方向和相反方向的力作用點的圓周速度。徑向力為：由點到3輪的力作用點的方向旋轉(zhuǎn)中心。軸向力為：確定可用右手法則，即方向，用右手軸舉行3輪，并使四指沿輪的旋轉(zhuǎn)方向時，力的方向是拇指點。法向力為：（3） 齒輪4的作用力從動齒輪4的動力和驅(qū)動齒輪3上的相應的力大小相等，方向相反。第3章 減速器軸的設計計算3.1 減速器高速軸設計計算（1） 已知條件：一級軸傳動的功率，轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速，小齒輪大端分度圓直徑，齒寬中點處分度圓直徑，齒輪寬度。（2） 選擇軸的材料由于功率是不傳動的，與結(jié)構(gòu)尺寸和重量無特殊要求。因此，對常用材料的45鋼進行調(diào)制處理。（

32、3） 初算軸徑 查表9-8得，取中間值，則軸連接皮帶輪，鍵槽，軸徑應增加至3% 5%，在軸端的細直徑 （4） 結(jié)構(gòu)設計a. 軸承零件的結(jié)構(gòu)設計：在軸承零件的裝配和拆卸方便，減速器采用分體式置本體結(jié)構(gòu)型減速器，低發(fā)熱，軸不長，所以兩者的軸承兩端固定模式。軸類零件的安裝順序，從小型設計b.與軸端耦合：聯(lián)軸器在軸上安裝，和設計的選擇應同時耦合設計。連接耦合補償安裝誤差，雙軸振動隔離，彈性柱銷聯(lián)軸器的選擇。查表8-37，取載荷系數(shù)，計算轉(zhuǎn)矩為 由表8-38檢查lx2型聯(lián)軸器符合要求：額定轉(zhuǎn)矩為560nm，允許速度6300rmin，軸孔在20 35mm范圍。考慮，取聯(lián)軸器轂輪直徑為28mm，軸孔長度，y

33、型軸孔，一個鍵，耦合驅(qū)動端代號lx2 2862 gbt 5014-2003，相應的軸段i的直徑。其長度略小于轂孔寬度，取。c.軸承與軸段ii和iv的設計：在確定兩軸徑軸向截面，應考慮密封圈固定大小的耦合的軸。如果再加上軸肩定位，軸肩高度。軸段ii的軸徑，最后的值是由密封環(huán)的確定。軸的圓周速度小于3m/s，可以選擇毛氈密封件，毛氈圈/ zq4606-1997 35jb，則，軸承內(nèi)徑為40mm，經(jīng)過計算，這樣的軸徑選擇過大，及軸承使用壽命太長，所以28mm內(nèi)徑和外徑的套筒定位套筒不僅應滿足密封要求，又滿足定位標準軸承，視為一個懸臂梁的軸線，軸向力和作用，圓錐滾子軸承的選擇30207，主軸承，由表9

34、-9得軸承內(nèi)徑，外徑，寬度，內(nèi)圈定位直徑，外徑定位直徑，軸上力作用點與外圈大端面的距離，故，定位套連接到頂部的軸承內(nèi)圈端面。然后軸長度應小于軸承內(nèi)圈的寬度，取。錐齒輪減速器的圓周速度大于2ms，所以軸承潤滑油，齒輪油是導油槽進入軸承座。通常一根軸上的兩個軸承取相同的型號，則，右邊是1套定位裝置，以確保套筒的右端面可以在軸承的內(nèi)圈上，軸的長度應比軸承內(nèi)圈略小，故取。a. 軸段iii的設計：該軸段的軸承定位，軸承定位軸肩直徑段的直徑，即，軸的懸臂長度，從而確保第一懸臂長度。b. 齒輪與軸段v的設計：齒輪安裝軸上的v，小傘齒輪軸處采用懸臂結(jié)構(gòu)， 應小于，可初定。錐齒輪齒寬齒輪結(jié)構(gòu)，節(jié)圓總部和大端徑向

35、端確定米的距離，由于齒輪的直徑比較小，固體式的使用，通過測量距離地圖，杯的側(cè)錐齒輪徑向軸承端面軸承的內(nèi)壁底部，舷側(cè)的距離即，外環(huán)，軸承套杯肩厚度，徑向齒輪側(cè)端面大、右端面齒輪中心距結(jié)構(gòu)，根據(jù)需要為56mm左袖，檔位，端頭擋板固定在軸上，以便根據(jù)齒輪端面進行環(huán)，軸和齒輪輪轂孔略小于齒輪，所不同的是0.75mm，則c. 軸端軸端軸向長度我和iii的長度與我相關(guān)的軸上零件的例外與軸承端蓋，還包括其他相關(guān)。由表4-1可知，下箱座壁厚，取壁厚，以m20側(cè)連接螺栓軸承，法蘭的連接螺栓體是m16，地腳螺栓，軸承端蓋連接螺釘，m10的值，從表8-30可取軸承端蓋法蘭厚度；端蓋和調(diào)整墊片厚度的軸承座連接的高速軸

36、端蓋螺釘，檢查；拆卸空間表8-29用m1035螺栓安裝基準的直徑比外面直徑螺紋連接集線器就足夠?qū)⒙?lián)軸器轂孔端面距軸承端蓋表面的距離，更方便，結(jié)構(gòu)尺寸；為圓形，軸承端蓋凸緣安裝面與軸承的距離左端面，軸段我端左端面耦合距離1.75mm，有。軸段iii的長度與該軸的懸臂長度有關(guān)。小齒輪的力的作用點和右端點之間的距離的軸力軸承則兩軸承對軸的力作用點間的距離為 取，則有 在其取值范圍內(nèi)，合格。d. 軸段i力作用點與左軸承對軸力作用點的間距 由圖12-4可得（5） 鍵連接皮帶輪與軸段我使用類型普通平鍵連接，查表8-31取其模型的關(guān)鍵856，iv齒輪與軸段采用普通平鍵連接的類型，型號為鍵1063。（6） 軸

37、的受力分析a. 畫軸的受力簡圖軸的受力簡圖如圖所示b. 計算支撐反力，在水平面上為在垂直平面上為軸承1的總支撐反力為軸承2的總支撐反力為c. 畫彎矩圖 彎矩圖如圖所示在水平面上，a-a剖面為 b-b剖面左側(cè)為在垂直平面上為合成彎矩a-a剖面為 b-b剖面左側(cè)為d. 畫轉(zhuǎn)矩圖 轉(zhuǎn)矩圖如圖所示，（7） 校核軸的強度 因a-a剖面彎矩大，同時作用有轉(zhuǎn)矩，a-a剖面為危險面，其抗彎截面系數(shù)為抗扭截面系數(shù)為彎曲應力為扭剪應力為按彎扭合成強度進行校核計算，對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)，則當量應力為由表8-26查得45鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強度極限，則由表8-32查得軸的許用彎曲應力，強度滿

38、足要求。（8） 校核鍵連接的強度聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應力為 齒輪處鍵連接的擠壓應力為取鍵、軸及帶輪的材料都為鋼，由表8-33查得，強度足夠。（9） 校核軸承壽命a. 計算軸承的軸向力， 由表9-9查30207軸承得，。由表9-10查得30207軸承內(nèi)部軸向力計算公式，則軸承1、2的內(nèi)部軸向力分別為 外部軸向力，各軸向力方向如圖所示，則 則兩軸承的軸向力分別為 b. 計算當量動載荷，因為，軸承1的當量動載荷因為，軸承2的當量動載荷為因，故只需校核軸承2，。軸承在100以下工作，查表8-34得。對于減速器，查得載荷系數(shù)c. 校核軸承壽命 軸承2的壽命為減速器預期壽命為，故軸承壽命足夠。3.2 減速

39、器中間軸設計計算（1） 已知條件：二級軸傳動的功率，轉(zhuǎn)速，大傘齒輪端分度圓直徑，齒寬中點處分度圓直徑，齒輪寬度。（2） 選擇軸的材料因傳動的功率很小，并對和重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求。故選用常用的材料45鋼，調(diào)制處理。（3） 初算最細處軸徑 查表9-8得，考慮軸端不承受轉(zhuǎn)矩，只承受少量的彎矩，故取較小值，則（4） 結(jié)構(gòu)設計a. 軸承部件的結(jié)構(gòu)設計：該軸不長，故軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序。從處開始計算。i和v軸端的軸向截面的設計：軸承安裝部分，同步它的設計應與軸承的選擇?？紤]到齒輪的軸向力較大的切向和軸向力，圓錐滾子軸承的選擇。安裝軸段i和v的軸承，其直徑應既便于軸承的安裝，并根據(jù)

40、軸承內(nèi)徑系列。根據(jù)，取軸承30207，由表9-9得軸承內(nèi)徑，外徑，寬度，內(nèi)圈寬度，定位直徑，外徑定位直徑，軸承對軸上力作用點與外圈大端面的距離，故，通常一根軸上的兩個軸承取相同的型號，則。軸段ii和iv部分的設計：軸的軸段設置ii軸上的齒輪3，第四部分設有齒輪2，便于安裝齒輪， 和應分別略大于和，此時安裝齒輪3處的軸徑可選38mm，經(jīng)過驗算，其強度不滿足要求，可暫定進行計算。由于小直徑齒輪3，固體式的使用，和左肩的右端軸向定位，用套筒固定，齒輪寬度范圍2中心是，取其輪轂寬度，通過定位軸肩左，右端蓋固定，為了使齒輪軸端軸套端面，軸段ii和長第四部分應稍短于相應的齒輪輪轂，故取，。b. 軸段iii

41、的設計：該段為中間軸上的兩個齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為，取其高度為，故。3左端面齒輪、2齒輪箱和距離的輪轂端與箱體內(nèi)壁內(nèi)壁之間為軸對稱，并在箱高速軸的兩內(nèi)側(cè)壁，測量寬度，取，則軸段iii的長度為 在這一點上的錐齒輪是不正確的安裝位置，在裝配時可調(diào)整墊片端蓋下使其處于正確的安裝位置。c. 軸端i與軸端v的長度：由于軸承采用油潤滑，故軸承內(nèi)端面距箱體內(nèi)壁的距離取為，則軸段i的長度為 軸段v的長度為 d. 軸上作用點的間距：軸承反力的作用點距軸承外圈大端面的距離，則有圖12-7可得軸的支點及受力點間的距離為 （5） 鍵連接齒輪與軸段間采用a型普通平鍵連接，查表8-31取其型號分別為鍵12100，

42、和鍵1245。（6） 軸的受力分析a. 畫軸的受力簡圖，軸的受力簡圖如圖所示b. 計算支撐反力，在水平面上為式中負號表示與圖中所畫方向相反在垂直平面上為軸承1的總支撐反力為軸承2的總支撐反力為c. 畫彎矩圖 彎矩圖如圖所示在水平面上，a-a剖面左側(cè)為 a-a剖面右側(cè)為在垂直平面上為合成彎矩a-a剖面左側(cè)為 a-a剖面右側(cè)為b-b剖面左側(cè)為 b-b剖面右側(cè)為d. 畫轉(zhuǎn)矩圖 轉(zhuǎn)矩圖如圖所示，（7） 校核軸的強度雖然a-a剖面左彎，但在正確的時刻，角色的a-a剖面也有扭矩的作用，軸徑較小，所以兩邊a-a剖面可能是危險的表面，抗彎截面模量分別計算a-a剖面抗扭截面系數(shù)為a-a剖面左側(cè)彎曲應力為a-a剖

43、面右側(cè)彎曲應力為扭剪應力為根據(jù)彎曲和扭轉(zhuǎn)強度校核計算合成，旋轉(zhuǎn)的單向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩脈動循環(huán)處理根據(jù)，故取折合系數(shù)，則當量應力為，故a-a剖面右側(cè)為危險截面由表8-26查得45鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強度極限，則由表8-32查得軸的許用彎曲應力，強度滿足要求。（8） 校核鍵連接的強度齒輪2處鍵連接的擠壓應力為 取鍵、軸及齒輪的材料都為鋼，由表8-33查得，強度足夠。齒輪3處的鍵長與齒輪2處的鍵，故其強度也足夠。（9） 校核軸承壽命a. 計算軸承的軸向力， 由表9-9查30207軸承得，。由表9-10查得30207軸承內(nèi)部軸向力計算公式，則軸承1、2的內(nèi)部軸向力分別為 外部軸向力，各軸向力方向如圖所示，則 則兩

44、軸承的軸向力分別為 b. 計算軸承1當量動載荷，因，故只需校核軸承1的壽命。因為，軸承1的當量動載荷軸承在100以下工作，查表8-34得。對于減速器，查得載荷系數(shù)c. 校核軸承壽命 軸承1的壽命為減速器預期壽命為，故軸承壽命足夠。3.3 減速器低速軸設計計算（1） 已知條件：三級軸傳動的功率，轉(zhuǎn)速，齒輪4分度圓直徑，齒輪寬度。（2） 選擇軸的材料因傳動的功率較小，并對和重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求。故選用常用的材料45鋼，調(diào)制處理。（3） 初算最細處軸徑 查表9-8得，考慮軸端只承受轉(zhuǎn)矩，故取小值，則軸與聯(lián)軸器連接，有一個鍵槽，軸徑應增大3%5%，軸段最細處直徑為（4） 結(jié)構(gòu)設計a. 軸承部件的結(jié)

45、構(gòu)設計：該軸不長，故軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序。從處開始計算。聯(lián)軸器及軸段i的設計：1部分是安裝在軸耦合，這部分的設計應選擇同步和耦合。安裝誤差，兩軸振動隔離補償聯(lián)軸器，彈性柱銷聯(lián)軸器的選擇。查表8-37，取載荷系數(shù)，則計算轉(zhuǎn)矩表8-38檢查lx4型耦合器滿足要求：公稱扭矩2500nmm，允許速度3870rmin，軸孔在40 63mm范圍?？紤]，取聯(lián)軸器轂孔直徑為55mm，孔84mm長度，j型軸孔，一個鍵，耦合驅(qū)動端代號lx4 5584，軸段1對應于直徑為55mm，長度略小于輪轂孔寬度，取。密封圈與軸段ii的設計：在確定2軸的直徑，還應考慮密封圈固定大小的耦合的軸。肩定位耦合，

46、軸肩高度軸段ii的軸徑，最終確定的密封圈。軸的圓周速度小于3m/s，可以選擇毛氈油封，查表選用氈圈65jb / zq4606-1997，然后。軸承和軸的第iii和第七軸齒輪設計：考慮軸向力效應，但這里的軸直徑較大，選用角接觸球軸承。軸承的軸段iii的安裝，其直徑不應僅以便于軸承的安裝，并根據(jù)軸承內(nèi)徑系列。以軸承為7214c，從表11-9軸承直徑，外徑，寬度，內(nèi)圈定位直徑，外徑定位直徑，從軸力的點的距離和軸承外圈的大端面，故，由于齒輪的圓周速度大于2ms，采用油潤滑軸承，無需把擋油環(huán)，。為補償箱體的鑄造誤差在箱體內(nèi)壁和軸承端面內(nèi)壁的距離，。通常一根軸上的兩個軸承取相同的型號，則。b. 齒輪與軸段

47、vi的設計：軸段vi上安裝齒輪4，為便于齒輪的安裝，應略大于，可初定，齒輪4輪轂的寬度范圍為，取其輪轂寬度與齒輪寬度相等，左肩的右端采用套筒定位，固定。為了使套筒端上的齒輪端面，vi的長度軸段應略短于4齒輪輪轂，取。c. 軸段v和軸段 iv的設計：軸段v為齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為，取其高度為，故取，。軸段iv的直徑可取軸承內(nèi)圈定位直徑，即，齒輪左端面與箱體內(nèi)壁距離為，則軸段iv的長度為軸端ii與軸端vii的長度：該軸部分2拆卸和相關(guān)零件在軸上和軸承座的長度，寬度也與軸承端蓋和相關(guān)的其他部分。軸承座的寬度為，軸承旁連接螺栓為m20，則，箱體軸承座寬度，??；軸承蓋螺栓連接的查表選擇m1025

48、，這是大于聯(lián)軸器輪轂直徑圓的安裝，拆卸和裝配空間輪轂直徑和端蓋螺釘?shù)母蓴_，所以采取端面聯(lián)軸器輪轂和軸承端蓋面，則有 軸段vii的長度為 d. 軸上作用點的間距：軸承反力的作用點距軸承外圈大端面的距離，則有圖12-10可得軸的支點及受力點間的距離為（5） 鍵連接與軸部1和齒輪4聯(lián)軸器和軸段6使用型普通平鍵連接，查表8-31帶模型進行了關(guān)鍵的1680和20100的關(guān)鍵。（6） 軸的受力分析a. 畫軸的受力簡圖，軸的受力簡圖如圖所示b. 計算支撐反力，在水平面上為式中負號表示與圖中所畫方向相反在垂直平面上為軸承1的總支撐反力為軸承2的總支撐反力為c. 畫彎矩圖 彎矩圖如圖所示在水平面上，a-a剖面左

49、側(cè)為 a-a剖面右側(cè)為在垂直平面上為合成彎矩a-a剖面左側(cè)為 a-a剖面右側(cè)為d. 畫轉(zhuǎn)矩圖 轉(zhuǎn)矩圖如圖所示，（7） 校核軸的強度由于對彎矩右側(cè)a-a剖面，和扭矩的作用，a-a剖面是在危險面右側(cè)，彎曲截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)為彎曲應力為扭剪應力為根據(jù)彎曲和扭轉(zhuǎn)強度校核計算合成，旋轉(zhuǎn)的單向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩脈動循環(huán)處理根據(jù)，故取折合系數(shù)，則當量應力為由表8-26查得45鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強度極限，則由表8-32查得軸的許用彎曲應力，強度滿足要求。（8） 校核鍵連接的強度聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應力為 齒輪4處鍵連接的擠壓應力為 取鍵、軸及齒輪的材料都為鋼，由表8-33查得，強度足夠。（9） 校核軸承壽命a. 計算軸

50、承的軸向力， 由表11-9查37214c軸承得，。由表9-10查得7214c軸承內(nèi)部軸向力計算公式，則軸承1、2的內(nèi)部軸向力分別為 外部軸向力，各軸向力方向如圖所示，則 則兩軸承的軸向力分別為 b. 計算當量動載荷，由，查表11-9得，因，故，軸承1的當量動載荷由，查表11-9得，因，故，軸承2的當量動載荷c. 校核軸承壽命：因，故只需校核軸承2，。軸承在100以下工作，查表8-34得。對于減速器，查得載荷系數(shù)。軸承1的壽命為減速器預期壽命為，故軸承壽命足夠。第4章 減速器附件1. 檢查孔及檢查孔蓋檢查孔尺寸為，位置在中間軸的上方；檢查孔蓋尺寸為。2. 油面指示裝置選用油標尺m16，由表8-4

51、0可查相關(guān)尺寸。3. 通氣孔選用提手式通氣器，又圖8-21可查相關(guān)尺寸。4. 放油孔及螺塞設置一個放油孔，螺塞選用六角螺塞，螺塞墊。5. 起吊裝置上箱蓋采用吊環(huán)，箱座上采用吊鉤，由表8-43可查相關(guān)尺寸。6. 起箱螺釘 起箱螺釘查表8-29，選用螺釘，。7. 定位銷定位銷查表8-44，取銷，兩個。第5章 減速器主要部件的建模solidworks是參數(shù)化技術(shù)的先驅(qū)，參數(shù)化是其最突出特點。是cadcamcae軟件的主流，特別是在國內(nèi)汽車行業(yè)，工程機械行業(yè)和產(chǎn)品設計領(lǐng)域占據(jù)著不可替代的地位。在本文中，利用solidworks軟件對減速建模部分，然后裝配與運動仿真。其中在對齒輪及其它標準件的建模時通過

52、solidworks軟件的數(shù)化設計來輸入各零件的參數(shù)完成對零件的建模。通過solidworks的建模清楚、形象、直觀地表達減速器各部分的特點15。5.1 斜齒輪建模漸開線圓柱齒輪螺旋齒輪，參數(shù)化設計應用到輸入?yún)?shù)，斜齒輪的計算具有良好的（法向模數(shù)，齒數(shù)，壓力角，螺旋角，齒寬，齒頂高系數(shù)，最高系數(shù)和位移系數(shù)）由螺旋齒輪產(chǎn)生的，“拉伸”命令生成齒輪輪轂和鍵槽。斜齒輪的三維模型如圖5.1所示。5.2 圓錐齒輪建模圓錐齒輪建模方式與斜齒輪相似。錐齒輪的三維模型如圖5.2所示。5.3 低速軸建模通過“旋轉(zhuǎn)”生成部分的軸，然后運用“拉伸”命令生成鍵槽等。低速齒輪軸的三維視圖如圖5.3所示。圖5.1 斜圓柱

53、齒輪的三維圖圖5.2 錐齒輪的三維模型圖5.3 低速軸的三維模型5.4 端蓋建模端蓋分為悶蓋和透蓋，悶蓋用于軸不伸出端面，透蓋用于軸伸出端面。二者的建?；鞠嗤?，通過“旋轉(zhuǎn)”和孔特征命令即可生成。悶蓋的三維建模如圖5.4所示，透蓋的三維建模如圖5.5所示。圖5.4 悶蓋的三維模型圖5.5 透蓋的三維模型5.5 箱體建模箱體為減速器的支撐部分，起保護和承載作用，在本設計中箱體采用的是上下分體式。對箱體的建模相對復雜，需通過“拉伸”、“旋轉(zhuǎn)”命令，再孔特征、筋特征和陣列特征等一系列步驟可生成箱體。減速器下箱的三維視圖如圖5.6所示。圖5.6 減速器下箱的三維視圖5.6 滾動軸承的繪制該滾動軸承采用分別繪制零件圖然后再進行裝配，并且使用“旋轉(zhuǎn)”等命令完成軸承的內(nèi)圈、外圈和滾子，然后裝配完成軸承的