機械原理課程設(shè)計說明書二級斜齒輪減速器傳動部件的設(shè)計

1、洛陽理工學(xué)院 機械原理課程設(shè)計機械原理課程設(shè)計說明書-二級斜齒輪減速器傳動部件的設(shè)計 學(xué) 校：洛陽理工學(xué)院 系 別：機電工程系 專 業(yè)：模具設(shè)計與制造 學(xué) 號： 姓 名： 完成日期：2011年6月8日圖1 二級斜齒輪減速器運動簡圖第三章 傳動零件的設(shè)計計算1. v帶的設(shè)計(1) 確定設(shè)計功率，選取v帶類型查1表7-7得工作情況系數(shù)，根據(jù)1式（7-17）有：依據(jù)，從1圖7-9中選用z型普通v帶。(2) 確定帶輪基準直徑由1表7-8查得主動輪的最小直徑，根據(jù)帶輪的基準直徑系列，取。根據(jù)1式（7-13），計算從動輪基準直徑：根據(jù)基準直徑系列，取。(3) 驗算帶的速度根據(jù)1式（7-12）有：速度在內(nèi)，

2、合適。(4) 確定普通v帶的基準長度和傳動中心距根據(jù)1式（7-19），有：初步確定中心距。 根據(jù)1式（7-20）計算帶的初選長度：根據(jù)1表7-3選取帶的基準長度。根據(jù)1式（7-21），計算帶的實際中心距a為：根據(jù)1式（7-22）可知，中心距可調(diào)整范圍為：即：。(5) 驗算主動輪上的包角主動輪上的包角合適。(6) 計算v帶的根數(shù)z根據(jù)1式（7-24），有：由z型普通v帶，查1表7-4得；由，查1表7-6得；由，查1表7-5得；由，查1表7-3得。則：取根。(7) 計算初拉力根據(jù)1式（7-25），有：查1表(7-2)得，故：(8) 計算作用在軸上的壓力根據(jù)1式（7-26），有：2. 齒輪的設(shè)計設(shè)計

3、項目及依據(jù)設(shè)計結(jié)果(1) 選定齒輪類型、公差等級、材料、齒數(shù)及螺旋角1) 類型選擇 根據(jù)題目要求，選用斜齒圓柱齒輪傳動。2) 精度選擇 傳動機為一般工作機，速度不高，故選用8級精度。3) 材料選擇 小齒輪 （45鋼）調(diào)質(zhì)處理 硬度為240hbs。大齒輪 （45鋼）正火處理 硬度為195hbs。4) 初選齒數(shù) 小齒輪齒數(shù)；大齒輪齒數(shù) ，取。則實際傳動比。5) 初選螺旋角。(2) 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 1) 確定設(shè)計公式中各參數(shù) 初選載荷系數(shù) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 選取齒寬系數(shù)，查1表8-14得 選取彈性系數(shù)，查1表8-13得 計算大小齒輪的接觸疲勞極限，由1表8-9查得： 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：由2公

4、式10-31得， 查取壽命系數(shù)：查2圖2-11得：， 計算許用接觸應(yīng)力，取失效率為1%，查取2表2-3得最小安全系數(shù)。 所以， 計算節(jié)點區(qū)域系數(shù)，由3p-278得： 2) 設(shè)計計算 計算小齒輪分度圓直徑 計算圓周速度 計算載荷系數(shù)。查2表2-1得使用系數(shù)；根據(jù)，8級精度；計算動載系數(shù)查3表12-13得：；查取齒間載荷分配系數(shù)；查2圖2-5曲線2得齒向載荷分配系數(shù)。則 校正分度圓直徑 (3) 主要幾何尺寸計算1) 計算模數(shù) ，按標(biāo)準取。2) 計算中心距 3) 重新計算螺旋角 4) 計算分度圓直徑、 5) 計算齒寬 6) 計算齒高 (4) 校核齒根彎曲疲勞強度 1) 確定驗算公式中各參數(shù) 大、小齒

5、輪的許用彎曲應(yīng)力為、計算大小齒輪的彎曲疲勞極限： 查取彎曲壽命系數(shù)，查2圖2-8得： 計算彎曲許用應(yīng)力，取失效率為1%，查2表2-3最小安全系數(shù)：所以， 計算當(dāng)量齒數(shù)、 計算當(dāng)量齒輪的端面重合度 計算重合度系數(shù) 計算螺旋角系數(shù) （當(dāng)時，按計算） 查取齒型系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)：由2圖2-6和2-7得： 校核強度計算 (5) 結(jié)構(gòu)設(shè)計及繪制齒輪零件工作圖詳見附圖?，F(xiàn)將高速級和低速級的大小齒輪歸納入下表：表3 各齒輪的相關(guān)參數(shù)匯總高速級大齒輪低速級小齒輪低速級大齒輪法面模數(shù)法面壓力角螺旋角齒數(shù)傳動比分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑中心距齒寬轂孔直徑輪轂直徑輪轂寬度腹板最大直徑板孔分布圓直徑板孔直徑腹板厚

6、度第四章 軸的設(shè)計計算與校核計算說明計算結(jié)果1. 選定軸的材料和估算軸的直徑，確定軸的許用應(yīng)力。(1) 根據(jù)工作條件，初選軸的材料為45鋼，均為調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強度法進行最小直徑估算，即：。初算軸徑時，若最小軸段處開有鍵槽，還要考慮鍵槽對軸強度的影響。當(dāng)該軸段截面上有一個鍵槽時，增大；當(dāng)有兩個鍵槽時，增大。值由1表10-3確定：。(2) 由1表10-1查得其強度值：，許用應(yīng)力由1表10-4查得：，2. 按扭矩估算軸的最小直徑并確定軸的最小直徑(1) 高速軸：因高速軸最小直徑處要安裝大帶輪，設(shè)有一個鍵槽，則：最后取整為：(2) 中間軸：因軸有兩個鍵槽，則：因最小軸徑處要安裝軸承，故取為標(biāo)準值，即

7、：(3) 低速軸：因低速軸最小軸徑處要安裝聯(lián)軸器，設(shè)有一個鍵槽，則：因聯(lián)軸器為標(biāo)準值，故取為：3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1) 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2所示。圖2 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1) 各軸段直徑的確定：最小直徑,安裝大帶輪的外伸軸段，故：密封處軸段，根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，定位高度，以及密封圈的標(biāo)準（擬采用氈圈密封），故：滾動軸承處軸段，選取的軸承型號為6606，其尺寸為：過渡軸段，由于各級齒輪的線速度均小于，滾動軸承擬采用脂潤滑，考慮擋油盤的軸向定位：軸環(huán)直徑。：齒輪處軸段，考慮齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸，采用齒輪和軸的連體設(shè)計。即：同，即：軸承處軸段，同，即2) 各軸段長度的確定：由大帶輪

8、的轂孔確定，故?。河上潴w結(jié)構(gòu)，軸承端蓋，裝配關(guān)系確定，：由滾動軸承及裝配關(guān)系確定：過渡軸段由箱體的裝配關(guān)系確定。：軸環(huán)長度。：齒輪處長度（由齒輪輪轂寬度決定）。：同，即：軸承處段，同，即：（） (2) 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖3所示。圖3 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1) 各軸段直徑的確定。：最小直徑處，取圓錐滾子軸承為：齒輪處軸段直徑，考慮到齒輪的安裝和拆卸方便，齒輪的孔徑應(yīng)略大于通過的軸徑，故： ：軸環(huán)直徑（齒輪用軸肩定位，根據(jù)軸頸，軸環(huán)高度： ），取，故軸環(huán)直徑為：齒輪處軸段直徑，考慮到齒輪的安裝和拆卸方便以及從整體考慮：結(jié)構(gòu)設(shè)計同，即：(2) 各軸段長度的確定：，由所選軸承、滾筒等確

9、定，即：，由低速級小齒輪輪轂寬度決定，即：軸環(huán)長度：，由高速級大齒輪輪轂寬度決定，即： ：結(jié)構(gòu)設(shè)計同，即。(3) 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖4所示：圖4 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1) 各軸段直徑的確定：，滾動軸承處軸段，擬選定軸承型號為6309，其尺寸為：齒輪處軸段，考慮齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸和裝拆方便，齒輪的孔徑大于所通過的軸徑，?。狠S環(huán)直徑（齒輪用軸肩定位，根據(jù)軸頸，軸環(huán)高度： ），取，故軸環(huán)直徑為：。：過渡軸段，由于各級齒輪的線速度均小于，滾動軸承擬采用脂潤滑，考慮擋油盤的軸向定位，以及保持整體協(xié)調(diào)，?。航Y(jié)構(gòu)設(shè)計同，即：根據(jù)箱體的整體結(jié)構(gòu)，?。鹤钚≥S徑處安裝聯(lián)軸器，根據(jù)所選聯(lián)軸器的標(biāo)準，取。2

10、) 各軸段長度的確定：，由所選軸承、滾筒等確定，即：，由低速級大齒輪輪轂寬度決定，即：軸環(huán)長度，：過渡軸段由箱體的裝配關(guān)系確定，即：，即：，由箱體整體決定。：由聯(lián)軸器的標(biāo)準值確定：擬選用hl4尼龍柱銷聯(lián)軸器，孔徑，孔長。?。?. 按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強度對軸進行強度設(shè)計計算(1) 軸的力學(xué)模型的建立軸上力的作用點位置和支點跨距的確定支點跨距：低速級齒輪的作用點c到左支點a的距離為：(實際為76.625mm)兩齒輪的力作用點即從c到d之間的距離為：（實際為92.5mm）高速級齒輪的作用點d到右支點b的距離為：(實際為59.125mm)(2) 繪制軸的力學(xué)模型圖，如圖ah圖5 軸的力學(xué)模型及轉(zhuǎn)矩、彎矩

11、圖（a）力學(xué)模型圖（b）v面力學(xué)模型圖（c）v面彎矩圖（d）h面力學(xué)模型圖（e）h面彎矩圖（f）合成彎矩圖（g）轉(zhuǎn)矩圖（h）當(dāng)量彎矩圖初步選定高速級小齒輪為右旋，大齒輪為左旋；根據(jù)中間軸所受軸向力最小的要求：選定低速級小齒輪為左旋，大齒輪為右旋。(3) 計算軸上的作用力，如圖a齒輪2： 齒輪3：(4) 計算支反力1) 垂直面支反力（xz平面），如圖b由繞支點b的力矩和，得：所以：，方向向下。同理： ,方向向上。由軸上的合力距，校核：計算無誤。2) 水平面支反力（xy平面）見圖c由繞支點b的力矩和,得：所以：，方向向下。同理：,方向向上。由軸上的合力距，校核：計算無誤。3) a點的總支反力：b點

12、的總支反力：(5) 繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖1) 垂直面內(nèi)的彎矩圖，見圖dc處彎矩：，d處彎矩：2) 水平面內(nèi)的彎矩圖，見圖ec處彎矩：d處彎矩：3) 合成彎矩圖，見圖fc處：d處：4) 繪制彎矩圖，見圖g5) 當(dāng)量彎矩圖，見圖h因為是單向回轉(zhuǎn)軸，所以扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力視為脈動循環(huán)變應(yīng)力，折算系數(shù)。c處：d處：5. 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面的強度。因為：所以：校核結(jié)果：故強度足夠。故強度足夠。第五章 設(shè)計心得機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計是機械課程當(dāng)中一個重要環(huán)節(jié)，通過這幾周的課程設(shè)計使我從各個方面都受到了機械設(shè)計的訓(xùn)練，對機械設(shè)計有了更深刻的認識。由于這次課程設(shè)計的任務(wù)量比較大，再加上所涉及

13、的很多知識又是我們沒有學(xué)習(xí)過的，但是通過幾個人的共同努力，我們一起克服了在設(shè)計過程中所遇到的種種困難，雖然這次的課程設(shè)計不盡完美，但是是我們幾個人共同努力的成果，通過這次的課程設(shè)計，又使我們學(xué)到了很多東西，比如在設(shè)計過程中的團隊精神，在設(shè)計過程中要有恒心，要有耐心，還有就是在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)教材中的很多錯誤。在設(shè)計的過程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機械設(shè)計及其他課程的理論知識和應(yīng)用生產(chǎn)實際知識解決工程實際問題的能力。通過這次設(shè)計，我想會為我以后的獨立的進行畢業(yè)設(shè)計或者說獨立的干一些別的事情都有很大的幫助的。在者，通過這次課程設(shè)計讓我明白了不論做什么事情都不能操之過急，不然只得在走回頭路，要腳踏實地的一步一個腳印，做什么事情都沒有不勞而獲的，也沒有任何所謂的捷徑。只有通過自己的努力而獲得的東西那才是自己的東西，否則別人的東西再好那終究是別人的，只有把真本領(lǐng)學(xué)到手了那才是成功，同時也讓我明白了作為一個設(shè)計工作者的艱辛。再此，真誠的感謝那些在課程設(shè)計過程中給予我技術(shù)指導(dǎo)以及幫助過我的那些人！謝謝！劉 勇2011年06月13號第六章 參考資料1 機械設(shè)計基礎(chǔ)/趙冬梅主編.2版.西安：西安電子科技大學(xué)出版,2010.12 傳動零部件設(shè)計實例精解/于慧力等編著.北京：機械工業(yè)出版