中北大學(xué)-二級減速器的設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書二級減速器的設(shè)計(jì)班 級： 學(xué)號： 軟件學(xué)院姓 名： 軟件工程學(xué) 院： 袁文武 李秀玲專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2014年 6 月二級減速器的設(shè)計(jì)摘 要減速器是一種利用封閉在剛性殼內(nèi)的齒輪的速度轉(zhuǎn)換裝置。它已經(jīng)有很長的應(yīng)用歷史了，作為傳動機(jī)械行業(yè)中的一個(gè)重要的分支，減速器在很多行業(yè)中扮演了越來越重要的角色。隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，人們對減速器提出了很多更高的要求，其主要是針對更高的功率容量、更短的研發(fā)周期、轉(zhuǎn)矩范圍大、設(shè)計(jì)形式多樣、高壽命高可靠性等。但是當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動比大而機(jī)械效率過低的問題。國外的減速器，以丹麥、日本和德國等國家處于領(lǐng)先地位，尤其是在材料

2、和制造工藝等方面占有很大的優(yōu)勢，是器減速器的可靠性和使用壽命的性能受廣泛好評。國內(nèi)減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機(jī)械效率過低的問題。同時(shí)，由于材料品質(zhì)和工藝水平相對較弱，使減速器（尤其是大型減速器）存在較多問題，使用壽命較短。所以，發(fā)展減速器技術(shù)對于發(fā)展我國機(jī)械工業(yè)有著至關(guān)重要的意義。隨著中國從“制造大國”向“制造強(qiáng)國”的轉(zhuǎn)變，國民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)行業(yè)核心制造領(lǐng)域?qū)ρb備制造設(shè)備的要求更高，則對機(jī)械制造設(shè)備中的減速器的要求也就更高。本文介紹了減速器的概念及意義和參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念及意義，完成了對二級減速器的設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：首先，從二級減速器傳動方案整體

3、設(shè)計(jì)出發(fā)對電動機(jī)進(jìn)行選擇、并計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)；其次，分別對二級減速器的相關(guān)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算，軸的設(shè)計(jì)計(jì)算、滾動軸承的選擇及計(jì)算、 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算、聯(lián)軸器的選擇、減速器附件的選擇和潤滑與密封等。根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果和設(shè)計(jì)期間所得的資料進(jìn)行歸納、分析，得出了自己的結(jié)論和見解。關(guān)鍵詞：減速器，傳動比，電動機(jī)，齒輪，中速軸 The secondary gear reducer designAbstractReducer is a kind of using closed in rigid shell gear speed conversion device

4、. It already has a long history of the application, as an important branch of transmission in the machinery industry, reducer played a more and more important role in many industries. With the rapid development of modern industry, people puts forward much higher requirements on speed reducer, it is

5、mainly aimed at higher power capacity, shorter development cycle, large torque range, design a variety of forms, long service life of the high reliability, etc. But there is a widespread volume, weight, big current reducer, or big transmission ratio and the problem that the low mechanical efficiency

6、. Foreign reducer to Denmark, Japan and Germany and other countries in a leading position, especially in such aspects as material and manufacturing process has great superiority, is the reliability of the gear reducer and the service life of the performance by the wide acclaim. And more domestic gea

7、r to gear transmission, worm drive is given priority to, but the common power and weight ratio is small, or large, the problem of low efficiency of mechanical transmission ratio. At the same time, due to relatively weak level of material quality and technology, make the problems more reducer (especi

8、ally large-scale reducer), short service life. Therefore, development of reducer technology for the development of our country mechanical industry has crucial significance. As China from the "manufacturing power" to "manufacturing power", the core manufacturing key industries of

9、the national economy to greater demands of the equipment manufacturing equipment, the speed reducer of mechanical manufacturing equipment requirements are higher.This paper introduces the concept of speed reducer and the meaning and the concept and significance of parametric design, completed the de

10、sign of secondary reducer, the main design content is as follows: first, starting from the secondary reducer drive plan overall design was carried out on the motor selection, and calculate the transmission of movement and dynamic parameters; Second, the relevant parts of the secondary reducer design

11、 respectively, including the design and calculation of transmission devices, the design of the shaft calculation, selection of rolling bearing and calculation, the selection and checking calculation of linkage, coupling, reducer fittings and lubrication and sealing, etc. According to the design and

12、calculation of results and data obtained during the design of induction, analysis, draw conclusions and my own ideas.Keywords：Reducer，Transmission ratio，Electromotor，Gear，Intermediate shaft中北大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書目 錄1 引言12 確定傳動方案及技術(shù)任務(wù)書設(shè)計(jì)42.1 確定傳動方案42.2 技術(shù)任務(wù)書設(shè)計(jì)42.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書42.2.2 主要技術(shù)指標(biāo)和重要技術(shù)參數(shù)43 確定設(shè)計(jì)方案54 選擇電動

13、機(jī)，傳動系統(tǒng)運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算64.1 選擇電動機(jī)64.1.1 確定電動機(jī)的容量64.1.2 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速64.2 確定傳動裝置總傳動比以及各級傳動比的分配74.3 運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)計(jì)算75 V帶傳動的設(shè)計(jì)95.1 V帶的基本參數(shù)105.2 帶輪的材料136 漸開線斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)146.1 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表146.2 低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表206.3 斜齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)表267 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算277.1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)277.2 中速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)307.3 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)327.4 校核中速軸的強(qiáng)度358 軸承的選擇和校核408.1 中速軸軸承的選擇408.2 校核中速軸

14、軸承是否滿足工作要求40第 I 頁 共 II 頁9 鍵聯(lián)接的選擇和校核439.1 中速軸大齒輪鍵的選擇439.2 中速軸大齒輪鍵的校核4310 減速器的潤滑、密封和潤滑牌號的選擇4410.1 傳動零件的潤滑4410.2 減速器密封4411 箱體主要設(shè)計(jì)尺寸4512 減速器附件的選擇及簡要說明4813 使用說明書（SM）4913.1 主要參數(shù)4913.2 二級斜齒輪減速器的結(jié)構(gòu)4913.3 驅(qū)動機(jī)構(gòu)4914 標(biāo)準(zhǔn)化審核報(bào)告（BS）5014.1 產(chǎn)品圖樣的審查5014.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查5014.3 標(biāo)注件的使用情況5014.4 審查結(jié)果5015 結(jié)論51參考文獻(xiàn)52致謝53第 II 頁 共

15、II 頁1 引言減速器是一種動力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，它是利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，可以將電機(jī)（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到用戶所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并且得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)械機(jī)構(gòu)1。在現(xiàn)如今使用的傳遞運(yùn)動與動力的機(jī)械機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)?shù)膹V泛。減速器一般用在低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動裝置中，把例如電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或其它等動力設(shè)備所產(chǎn)生的高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動力通過減速器輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達(dá)到減速的目的，傳動比就是普通減速器會有幾對相同原理的齒輪為了達(dá)到理想的減速效果而所具有的大小齒輪的齒數(shù)之比2。減速器這種相對精密的機(jī)械裝置，以其降低轉(zhuǎn)速、增加轉(zhuǎn)矩的功能被廣泛應(yīng)用著。因此，對不同的用途、不同的場合都有各種類別的減

16、速器以滿足生產(chǎn)及生活的需要。按照傳統(tǒng)分類，減速器可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器；按照傳動級數(shù)不同可分為單級和多級減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。這些分類的減速器的服務(wù)領(lǐng)域涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、電力、工程機(jī)械及石化等行業(yè)。尤其在我國，減速器行業(yè)已有40多年的發(fā)展歷程，其產(chǎn)品在國防工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用3。由此巨大的市場潛力催生了激烈的行業(yè)競爭，所以在這個(gè)競爭殘酷的市場環(huán)境中減速器企業(yè)應(yīng)加大創(chuàng)新力度，加快淘汰落后產(chǎn)能的速度，加大對節(jié)能高效產(chǎn)品的投入，

17、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以應(yīng)對這個(gè)競爭激烈并且復(fù)雜多變的市場環(huán)境，保持良好的發(fā)展勢頭。由于減速器是一種由封閉在剛性內(nèi)的齒輪轉(zhuǎn)動、蝸桿傳動或齒輪一蝸桿傳動所組成的獨(dú)立部件，所謂的增速器就是在通常情況下在動力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動裝置；在少數(shù)情況中也用來做增速的裝置4。由于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的減速器效率低并且所出現(xiàn)的錯(cuò)誤率較高，所以減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)是有效提高減速器精度和效率的有效途徑。而減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)以及仿真的總體方案和技術(shù)路線也是在研究減速器的發(fā)展現(xiàn)狀和參數(shù)化設(shè)計(jì)的研究基礎(chǔ)上制定并應(yīng)用在實(shí)際的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的5。減速器之所以在現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用廣泛是由于其結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡單，同時(shí)

18、可成批生產(chǎn)等諸多特點(diǎn)。較為突出的二級減速器是機(jī)械裝置在傳動中應(yīng)用非常廣泛的一種傳動機(jī)構(gòu)，它可用作傳遞任意兩個(gè)軸之間的運(yùn)動和動力，所以是一個(gè)非常重要的機(jī)械傳動零件。傳統(tǒng)的減速器設(shè)計(jì)過程中，最初所給的幾何模型是設(shè)計(jì)者使用原有的尺寸值所得到的，同時(shí)由于減速器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所包含的零部件較多，并且減速器零件的結(jié)構(gòu)以及形狀是固定的不能改變的不變的，因此一旦零件尺寸發(fā)生變化，必須重新繪制與其相對應(yīng)的幾何模型，導(dǎo)致工程師們必須花費(fèi)大量的時(shí)間和精力進(jìn)行幾乎一模一樣的公式計(jì)算，由于這種情況導(dǎo)致設(shè)計(jì)及制造過程中在減速器的相似性設(shè)計(jì)上消耗了相當(dāng)大的人力物力及財(cái)力。參數(shù)化設(shè)計(jì)的思想可以相當(dāng)便捷地解決這一問題。使用參數(shù)

19、化設(shè)計(jì)的思想及其技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以達(dá)到非常容易地修改減速器圖形和尺寸的效果，與此同時(shí)可以將以往某些產(chǎn)品設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和知識繼承下來。這樣設(shè)計(jì)者就可以把時(shí)間、經(jīng)驗(yàn)和精力集中于更具有創(chuàng)造性的概念和整體設(shè)計(jì)中去，這樣就可以避免手工制造重復(fù)計(jì)算的繁瑣，并且提高了模型設(shè)計(jì)的精度和減速器設(shè)計(jì)的效率6。參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)快速產(chǎn)品設(shè)計(jì)的常用有效手段，主要用于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化程度比較高的定型產(chǎn)品。雖然重復(fù)性勞動多是減速器設(shè)計(jì)的一大特點(diǎn)，但其外形尺寸和結(jié)構(gòu)形式則基本一致，不會有太大的變化，便于進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。在傳動方面，選取帶式傳動。帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶的運(yùn)動進(jìn)行運(yùn)動或動力傳遞的一種機(jī)械傳動方式

20、。根據(jù)傳動原理的不同，靠帶與帶輪間的摩擦力傳動的摩擦型帶傳動和靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動的同步帶傳動是帶傳動的主要傳動方式。帶傳動之所以在近現(xiàn)代機(jī)械傳動中運(yùn)用如此廣泛，歸功于帶傳動有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動力，同時(shí)其造價(jià)低廉、不需要潤滑、維護(hù)容易等特點(diǎn)。兩種形式的帶傳動也有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，摩擦性帶傳動能過載打滑和產(chǎn)生噪聲遞，但其傳動比不準(zhǔn)確有一定的滑動率（通常在2%以下），同步帶傳動雖然可保證傳動同步，但對載荷變動的吸收能力稍差，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有噪聲7。傳動時(shí)間隨帶式輸送機(jī)主參數(shù)可以在一定范圍調(diào)節(jié),使輸送帶按照預(yù)先設(shè)定的傳動速度圖平穩(wěn)運(yùn)行,并能實(shí)現(xiàn)滿載傳動;

21、在多機(jī)驅(qū)動時(shí)具有功率平衡的功能;電動機(jī)能空載傳動,降低對電網(wǎng)的沖擊;具有過載保護(hù)功能。中國自行設(shè)計(jì)制造的高速齒輪減（增）速器的功率已達(dá)42000kW，齒輪圓周速度達(dá)150m/s以上。但是，中國大多數(shù)減速器的技術(shù)水平還不高，老產(chǎn)品不可能立即被取代，新老產(chǎn)品并存過渡會經(jīng)歷一段較長的時(shí)間。而當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長、高水平、高性能、積木式組合設(shè)計(jì)、型式多樣化，變型設(shè)計(jì)多等方向發(fā)展。第 54 頁 共 53 頁2 確定傳動方案及技術(shù)任務(wù)書設(shè)計(jì)2.1 確定傳動方案（1）根據(jù)工作要求和工作環(huán)境，確定展開式二級圓柱斜齒輪減速器傳動方案為此設(shè)計(jì)的方案。由于此方案具有工

22、作可靠、傳遞效率高、使用維護(hù)方便并且環(huán)境適用性好等特點(diǎn)，并且由于齒輪相對軸承的位置不對稱，故軸應(yīng)具有較大剛度，之外，總體寬度較大。（2）為了保護(hù)電動機(jī)，其輸出端選用帶式傳動，因?yàn)檫@一旦減速器出現(xiàn)故障停機(jī)，皮帶可以打滑，故可以保證電動機(jī)的安全。2.2 技術(shù)任務(wù)書設(shè)計(jì)2.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書輸送機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動，經(jīng)傳動裝置驅(qū)動輸送帶移動，整機(jī)使用壽命為6年，每天兩班制工作，每年工作120天，工作時(shí)不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，允許輸送帶速度偏差為 5%。工作機(jī)效率為0.96，要求有過載保護(hù)，按單位生產(chǎn)設(shè)計(jì)。2.2.2 主要技術(shù)指標(biāo)和重要技術(shù)參數(shù)表2.1 主要技術(shù)指標(biāo)和重要參數(shù)表輸送帶拉力F（N） 輸送帶速度v(m

23、/s) 鼓輪直徑D（mm） 3000 0.8 4103 確定設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)二級圓柱齒輪減速器。如圖3.1所示。圖3.1 二級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)圖4 選擇電動機(jī)，傳動系統(tǒng)運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算41 選擇電動機(jī)電動機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)部件。由于工作環(huán)境清潔，運(yùn)動載荷平穩(wěn)，所以選擇Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機(jī)。4.1.1 確定電動機(jī)的容量（1）工作機(jī)卷筒上所需功率PwPw = Fv/1000 =3000*0.8/1000=2.4kw （2）電動機(jī)所需的輸出功率為了計(jì)算電動機(jī)的所需的輸出功率Pd，先要確定從電動機(jī)到工作機(jī)之間的總功率總。設(shè)1、2、3、4、5為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪傳動（設(shè)齒輪精度為7級

24、）、滾動軸承、V形帶傳動、工作機(jī)的效率，由表1-78查得1 = 0.99，2 = 0.98，3 = 0.99，4 = 0.95，5 = 0.96，則傳動裝置的總效率為 = = 0.99 x 0.982 x 0.993 x 0.95 x 0.96=0.8414 （4-1）4.1.2 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速由表13-28推薦的傳動副傳動比合理范圍 普通V帶傳動 i帶=24 圓柱齒輪傳動 i齒=35則傳動裝置總傳動比的合理范圍為 i總=i帶×i齒1×i齒2 i總=（24）×（35）×（35）=（18100）電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=i總×=（18100）=

25、（18100）r/min=671.123730.15r/min根據(jù)電動機(jī)所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查表12-18，符合這一范圍的常用同步加速有1500、1000。選用同步轉(zhuǎn)速為:1500 r/min選定電動機(jī)型號為:Y112M-442 確定傳動裝置總傳動比以及各級傳動比的分配（1）傳動裝置總傳動比= （4-2）式中nm-電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速: 1440 r/min; nw-工作機(jī)的轉(zhuǎn)速:37.3r/min。（2）分配傳動裝置各級傳動比 i總=i帶×i齒1×i齒2 分配原則： （1）i帶i齒 （2）i帶=24 i齒=35 i齒1=（1.31.5）i齒2 根據(jù)表2-38，V形帶的傳動比取i

26、帶 =2.6 ，則減速器的總傳動比為 i =9.90雙級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比為 i齒1 = 3.59低速級的傳動比 i齒2 = i/i齒1 =2.76。43 運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)計(jì)算（1）各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算1440 r/minnI= nm / i帶 = 1440/2.6 r/min =553.85 r/minnII= n / i齒1 = 553.85/3.59 r/min =154.28 r/minnIII= n / i齒2 = 154.28/2.76r/min=55.90 r/min（2）各軸輸入功率P0= Pd=2.85 KWPI= Pd4 = 2.85 0.95 KW=2.70kwPII

27、= PI23 =2.70 0.98 0.99 KW=2.63 kwPIII= PII23 =2.630.98 0.99 KW=2.55 kw可得傳動裝置各軸運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)表表4.1 傳動裝置各軸運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)表項(xiàng)目軸號功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳動比0軸2.85144018.902.6軸2.70553.8546.563.59軸2.63154.28162.802.76軸2.5555.90435.64（3）.各軸輸入轉(zhuǎn)矩T0 = 9550Pd/n0 =18.90TI = 9550PI/nI =46.56 TII = 9550PII/nII =162.80 TIII = 9550PIII/nIII = 4

28、35.645 V帶傳動的設(shè)計(jì)帶傳動有多種分類，根據(jù)用途的不同，一般情況下有工業(yè)用傳動帶、汽車用傳動帶、農(nóng)業(yè)機(jī)械用傳動帶和家用電器用傳動帶等等多種傳送帶。而摩擦型傳送帶又可以根據(jù)其截面形狀的不同而分為平帶、V帶和特殊帶等等。而在這里選用的V帶傳動的傳動原理是靠V帶的兩側(cè)面與輪槽側(cè)面壓緊產(chǎn)生摩擦力從而傳遞動力的。因?yàn)橄啾容^平帶傳動而言，V帶是無接頭的傳動帶，同時(shí)V帶要比平帶結(jié)構(gòu)緊湊，所以傳動較平穩(wěn)。由于傳動帶的結(jié)構(gòu)原因，V帶與帶輪的接觸面要比平帶大，相比較平帶而言，V帶傳動的摩擦力更大，因此可以傳遞較大功率。則可得V帶傳動是帶傳動中應(yīng)用最廣的一種傳動9。同時(shí)帶傳動也有功率損失，主要有以下幾方面：（

29、1）滑動損失。在摩擦型帶傳動工作時(shí)，因?yàn)閭鲃訋г诠ぷ髦挟a(chǎn)生的性變差以及在帶輪兩端產(chǎn)生的拉力差而產(chǎn)生的彈性滑動，會導(dǎo)致帶與從動輪之間的速度損失。此產(chǎn)生的彈性滑動率一般在1%2%之間。并且工作中產(chǎn)生滑動損失隨緊、松邊拉力差和帶體彈性模量的變化而變換，一般是隨帶體彈性模量的增大而減小，隨緊、松邊拉力差的增大而增大。在某些情況下，會造成傳動帶的運(yùn)動處于非常不穩(wěn)定的狀態(tài)，傳動效率急劇下降，帶的磨損加劇，嚴(yán)重影響傳動帶的使用壽命，既嚴(yán)重打滑的情況，特別是過載打滑。（2）內(nèi)摩擦損失。內(nèi)摩擦損失是由于帶在運(yùn)行中的反復(fù)伸縮，在帶輪上的撓曲會使帶體內(nèi)部產(chǎn)生摩擦引起的功率損失。內(nèi)摩擦損失隨預(yù)緊力、帶厚與帶輪直徑比的

30、增加而增大。減小帶的拉力變化，可減小其內(nèi)摩擦損失。（3）帶與帶輪工作面的粘附性以及V帶楔入、退出輪槽的側(cè)面摩擦損失。（4）空氣阻力損失。在傳動帶高速運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行風(fēng)阻引起的功率損失，其損失與速度的平方成正比。（5）軸承摩擦損失。即軸承受帶拉力的作用，是引起功率損失的重要因素之一。V帶和帶輪有基準(zhǔn)寬度制和有效寬度制這兩種寬度制?；鶞?zhǔn)寬度制是以基準(zhǔn)線位置和基準(zhǔn)寬度來定義帶輪的槽型和尺寸，當(dāng)V帶的截面與帶輪的基準(zhǔn)直徑重合時(shí)帶輪的基準(zhǔn)寬度即為V帶節(jié)面輪槽內(nèi)相應(yīng)位置的寬度，用以表示輪槽輪截面特征值它不受公差影響，是帶輪與帶標(biāo)準(zhǔn)化的基本尺寸。有效寬度制規(guī)定輪槽兩側(cè)的邊的外端寬度為有效寬度。該尺寸不受公差影響

31、，在輪槽有效寬度處的直徑是有效直徑。由于尺寸制的不同，帶的長度分別以基準(zhǔn)長度和有效長度來表示?；鶞?zhǔn)長度是在規(guī)定的張緊力下，V帶位于測量帶輪基準(zhǔn)直徑處的周長；有效長度則是在規(guī)定張緊力下，位于測量帶輪有效直徑處的周長。普通V帶是用基準(zhǔn)寬度制，窄V帶則由于尺寸制的不同，有兩種尺寸系列。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，基本原理和計(jì)算公式是相同的。尺寸則有差別10。傳動的優(yōu)點(diǎn)是：（1）帶是彈性體，能夠緩和載荷沖擊，運(yùn)行平穩(wěn)且無噪聲。（2）由于過載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑，所以可起到保護(hù)整機(jī)的作用。（3）制造和安裝精度不像嚙合傳動那樣嚴(yán)格，維護(hù)方便，無需潤滑。（4）通過增加帶的長度以適應(yīng)中心距較大的工作條件。傳動的缺點(diǎn)是：（

32、1）帶與帶輪的彈性滑動使傳動比不準(zhǔn)確，效率較低，壽命較短。（2）傳遞同樣大的圓周力時(shí)，外廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動大。（3）不宜用于高溫和易燃等場合5.1 V帶的基本參數(shù)1、確定計(jì)算功率：已知：；由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-811得工況系數(shù)：；得：2、確定V帶型號：根據(jù)、查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖13-1511選用A型V帶3、確定大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑（1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑：；（2）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑：；圓整取，誤差小于5%，是可以的。4、驗(yàn)算帶速：帶的速度合適。5、確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距：（1）中心距：初選中心距取中心距 。 （2）基準(zhǔn)長度：對于A型帶選用（3）實(shí)際中心距：6、主動輪上的包角：

33、由得主動輪上的包角合適。7、計(jì)算V帶的根數(shù)：（1）由，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-311 得：；（2）由，查表得：；（3）由查表得，包角修正系數(shù)（4）由，與V帶型號A型查表得：綜上數(shù)據(jù)，得取合適。8、計(jì)算預(yù)緊力（初拉力）：根據(jù)帶型A型查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13-111得：9、計(jì)算作用在軸上的壓軸力：其中為小帶輪的包角。10、V帶傳動的主要參數(shù)表：表5.1 V帶傳動的主要參數(shù)表帶型帶輪基準(zhǔn)直徑(mm)傳動比基準(zhǔn)長度(mm)A32300中心距（mm）根數(shù)初拉力(N)壓軸力(N)6604145.631153.915.2 帶輪的材料采用鑄鐵帶輪（常用材料HT200）帶輪的結(jié)構(gòu)形式：V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與V帶的基準(zhǔn)直徑

34、有關(guān)。小帶輪接電動機(jī)，較小，所以采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)帶輪。6 漸開線斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)齒輪傳動是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運(yùn)動的機(jī)械傳動。也就是利用主、從兩齒輪的輪齒直接傳遞運(yùn)動和動力的傳動機(jī)構(gòu)，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。齒輪傳動可以用來傳遞相對位置不遠(yuǎn)的兩個(gè)軸之間的運(yùn)動和動力，所以在機(jī)械傳動中，齒輪傳動的應(yīng)用最為廣泛。齒輪傳動主要有傳動平穩(wěn)，傳動比精確，工作可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大等特點(diǎn)。但是以其在設(shè)計(jì)制造和安裝中對精度的要求較高，因此不適宜在傳動距離過大的場合使用12。6.1 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表表6.1 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)

35、算表項(xiàng)目計(jì)算（或選擇）依據(jù)計(jì)算過程單位計(jì)算（或確定）結(jié)果1選齒輪精度等級查表10-813選用7級精度級72材料查表10-113小齒輪選用45號鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為250HBS大齒輪選用45號鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為220HBS小齒輪250HBS大齒輪220HBS3齒數(shù)Z個(gè)913.4584螺旋角取14度145按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）Kt取1.61.6續(xù)表6.1 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表(2)區(qū)域系數(shù)ZH根據(jù)圖10-3013（3）a根據(jù)圖10-2613查得a1=0.77a2=0.871.641.64(4)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1根據(jù)表1Nmm(5)齒寬系數(shù)d根據(jù)表10-7131.0(6)材料的彈性影響

36、系數(shù)ZE根據(jù)表10-613(7) 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限根據(jù)圖10-21c13根據(jù)圖10-2113550540MPa550540（8）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N根據(jù)式10-1313（9）接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHN根據(jù)圖10-1913KHN1 =1.05KHN2 =1.12KHN1 =1.05KHN2 =1.12續(xù)表6.1 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表（10）接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力H取失效概率為，安全系數(shù)為S=1，根據(jù)式10-1213得MPa=(577.5+604.8)=591.15（11）小齒輪分度圓直徑按式102113計(jì)算mm=53.03（12）圓周速度vm/s1.54（13）齒寬BB1=60B2=55mm

37、B1=60B2=55（14）模數(shù)h = 2.25mnt =2.25×2.14=4.815b/h =53.03/4.815=11.01度mnt =2.14h = 4.815b/h =11.01（15）縱向重合度= 0.318dz1tan1.903續(xù)表6.1 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表（16）載荷系數(shù)K由表10-213查得使用系數(shù)根據(jù)v=1.54 m/s，級精度，由圖10-813查得動載荷系數(shù)1.08由表10-413查得KH=1.12+0.18(1+0.6d2) d2+0.23×10-3b=1.420由圖10-1313查得KF=1.33假定，由表10-313查得1.4故載荷系

38、數(shù)K=KAKVKHKH=1×1.08×1.4×1.42=2.15K=2.15（17）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑根據(jù)式10-1013mm58.52（18）計(jì)算模數(shù)mm2.376按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）計(jì)算載荷系數(shù)KK=KAKVKFKFK=1×1.08×1.4×1.33=2.01K=2.01（2）螺旋角影響系數(shù)根據(jù)縱向重合度= 1.903 ，根據(jù)圖10-28130.880.88續(xù)表6.1 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表（3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZV =26.30=90.94（4）齒形系數(shù)YFa根據(jù)表10-513YFa1=2.591YFa2=2.

39、198YFa1=2.591YFa2=2.198（5）應(yīng)力校正系數(shù)YSa根據(jù)表10-513YSa1=1.597YSa2=1.781YSa1=1.597YSa2=1.781（6）齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限根據(jù)圖10-20b13根據(jù)圖10-20c13400350MPa400350（7）彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)根據(jù)圖10-1813利用插值法可得0.900.950.900.95（8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力F取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.3，由式10-12得MPa續(xù)表6.1 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表（9）計(jì)算大小齒輪的并加以比較結(jié)論：大齒輪的系數(shù)較大，以大齒輪的計(jì)算0.0153（10）齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算由式10-1

40、713=1.743mm1.743結(jié)論：對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取2 mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=58.52 mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取29，則Z2 = Z1×i齒1 =29×3.59=104.11取Z2 =1043幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距a=137.1將中心距圓整為137mma=137（2）按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。度13.88續(xù)表6.1 高速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表（3）齒輪的分度圓直徑dmm59.74214.

41、26（4）齒輪的齒根圓直徑dfmm54.74209.26（5）齒輪寬度Bb = dd1b=1.0×59.74=59.74圓整后?。築1 =65B2 =60mmB1 =65B2 =60（6）驗(yàn)算結(jié)果所以合適6.2 低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表表6.2 低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算（或選擇）依據(jù)計(jì)算過程單位計(jì)算（或確定）結(jié)果1齒輪精度等級查表10-813知選用7級精度級72材料查表10-113知小齒輪選用45號鋼（調(diào)質(zhì)處理），硬度為250HBS大齒輪選用45號鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為220HBS小齒輪250HBS大齒輪220HBS續(xù)表6.2 低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表3齒數(shù)Z個(gè)U=

42、2.84螺旋角取14度145按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）Kt取1.61.6（2）區(qū)域系數(shù)ZH根據(jù)圖10-3013得（3）根據(jù)圖10-2613查得a4=0.88=0.78+0.88=1.661.66(4)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T查表1Nmm(5)齒寬系數(shù)d根據(jù)表10-713得1.0(6)材料的彈性影響系數(shù)ZE根據(jù)表10-613得MPa1/2(7) 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限根據(jù)圖10-21c13得根據(jù)圖10-2113得550540MPa550540（8）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N根據(jù)式10-1313得續(xù)表6.2 低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表（9）接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHN根據(jù)圖10-1913得KHN1 =1.08KHN2

43、=1.14KHN1 =1.08KHN2 =1.14（10）接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力H取失效概率為，安全系數(shù)為S=1，根據(jù)式10-1213得H3= 594MPa=604.8（11）小齒輪分度圓直徑按照式102113試算mm80.53（12）圓周速度vm/s=0.65（13）齒寬BB3=85B4=80mmB3=85B4=80（14）模數(shù)h = 2.25mnt =2.253.137.04b/h =80.53/7.04=11.44度3.13h 7.04b/h =11.44（15）縱向重合度= 0.318dz3tan0.3181.025an14=1.98=1.98續(xù)表6.2 低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表（1

44、6）載荷系數(shù)K根據(jù)表10-213得使用系數(shù)根據(jù)v=0.65s，級精度，根據(jù)圖10-313得動載荷系數(shù)1.1根據(jù)表10-413得KH=1.12+0.18(1+0.6d2) d2+0.23×10-3b=1.43根據(jù)圖10-1313查得KF=1.35假設(shè)，根據(jù)表10-313查得1.4故載荷系數(shù)K=KAKVKHKH=11.11.41.43=2.20K=2.20（17）實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑d3根據(jù)式10-1013mm89.55（18）模數(shù)=3.48mm=3.486齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）載荷系數(shù)KK=KAKVKFKFK=1.01.11.41.35=2.079K=2.079（2）螺旋角影響

45、系數(shù)根據(jù)縱向重合度=1.981圖10-28130.880.88續(xù)表6.2 低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表（3）當(dāng)量齒數(shù)ZV=27.3776.63（4）齒形系數(shù)YFa根據(jù)表10-513YFa3=2.563YFa4=2.227YFa3=2.563YFa4=2.227（5）應(yīng)力校正系數(shù)YSa根據(jù)表10-513YSa3=1.604YSa4=1.763YSa3=1.604YSa4=1.763（6）齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限根據(jù)圖10-20b13根據(jù)圖10-2013400350MPa400350（7）彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)根據(jù)圖10-18130.920.960.920.96（8）彎曲疲勞許用應(yīng)力F取彎曲疲勞安全系

46、數(shù)S1.3，由式10-1213得MPa368336（9）大小齒輪的加以比較結(jié)論：大齒輪的系數(shù)較大，以大齒輪的計(jì)算=0.0117續(xù)表6.2 低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表（10）齒根彎曲強(qiáng)度根據(jù)式10-1713=2.37結(jié)論：對比計(jì)算所得結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得到的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的法面模數(shù)，因此取2.5即可滿足彎曲強(qiáng)度。不過為了可以同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，必須按照接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的分度圓直徑d3=89.55應(yīng)有的齒數(shù)。則有取35 ，則Z4 = Z3×i齒2 =35*2。8=98 取Z4 =983幾何尺寸計(jì)算（1）中心距a將中心距圓整為171mm=171（2

47、）按照中心距圓整后的中心距修正螺旋角由于值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。度（3）齒輪分度圓直徑dmm90.00252.00續(xù)表6.2 低速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表（4）齒輪齒根圓直徑dfmm83.75=245.75（5）齒輪的寬度Bb = dd3=1.0*90.00=90.00圓整后?。築3 =95B4 =90mmB3 =95B4 =90（6）驗(yàn)算結(jié)果故合適6.3 斜齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)表表6.3 斜齒輪參數(shù)表傳動類型模數(shù)齒數(shù)中心距齒寬螺旋角高速級斜齒圓柱齒輪 mmmm低速級斜齒圓柱齒輪 7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算7.1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）選取軸的材料與熱處理方法查表15-113選擇軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

48、45；由于齒輪直徑，熱處理方法用正火的方法。（2）確定軸的最小直徑查13的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式： （7-1）再查表15-313， 鍵的因素：因?yàn)殒I槽對軸的強(qiáng)度有一定的削弱作用，要開一個(gè)鍵槽，所以軸的軸徑要相應(yīng)增大mm（3）確定各軸段直徑并填于下表內(nèi)表7.1 各軸段直徑表名稱依據(jù)單位確定結(jié)果mm且由前面的帶輪的設(shè)計(jì)可得，帶輪孔徑為30，mm30mm30續(xù)表7.1 各軸段直徑表查 2表7-12得35mm35因?yàn)樘幰b軸承，故只需便可以，選取7類軸承，查 2表6-6，選取7208AC，故 40mm40mm46因?yàn)樵O(shè)計(jì)成為齒輪軸故等于高速級小齒輪分度圓直徑：mm40mm40（4）選取軸承潤滑

49、方式，并確定與軸長有關(guān)的參數(shù)。查 “潤滑方式” 8，及說明書“計(jì)算齒輪圓周速度” = 1.54，所以選用脂潤滑。得軸長度有關(guān)數(shù)據(jù)表表7.2 軸長度有關(guān)數(shù)據(jù)表名稱依據(jù)單位確定結(jié)果箱體壁厚根據(jù)表11-18 得mm8地腳螺栓直徑以及數(shù)目n根據(jù)表11-18 得根據(jù)表3-138， 取20，16續(xù)表7.2 軸長度有關(guān)數(shù)據(jù)表軸承旁聯(lián)接螺栓直徑根據(jù)表11-1 8得根據(jù)表3-9 8，取16mm12軸承旁聯(lián)接螺栓扳手空間、根據(jù)表11-18得mm軸承蓋聯(lián)接螺釘直徑根據(jù)表11-28得根據(jù)表11-108 ，得當(dāng)取mm軸承蓋厚度根據(jù)表11-108得mm，小齒輪端面與箱體內(nèi)壁間的距離根據(jù)8 mm=10軸承內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁間的距離根據(jù) 8由于選用脂潤滑，故mm10距軸承支點(diǎn)與軸承寬邊端面間的離a根據(jù)表6-68，選取7208AC軸承，故mm（5）計(jì)算各軸段的長度