機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文(一級(jí)圓柱齒輪減速器說明書)

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）課題名稱: 一級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì) 系 別: 機(jī)械工程系 專 業(yè): 機(jī)械制造與自動(dòng)化 班 級(jí): 09機(jī)械制造與自動(dòng)化大專<1> 姓 名: 劉開琪 黃志峰 唐能 陳云雁 指導(dǎo)老師: 杜富力 目 錄第一章 減速器的慨述.3 第二章 傳動(dòng)方案擬定.7第三章 電動(dòng)機(jī)的選擇.8第四章 確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比.10第五章 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì).11第六章 普通V帶的設(shè)計(jì).13第七章 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì).16第八章 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì).19第九章 箱體的設(shè)計(jì).24第十章 鍵連接的設(shè)計(jì).26第十一章 滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì).27第十二章 潤(rùn)滑和密封的設(shè)計(jì).28第十三章 聯(lián)軸

2、器的設(shè)計(jì).29第十四章 設(shè)計(jì)小結(jié).30第十五章 減速器裝配圖.31第十六章 參考文獻(xiàn).32一、減速器概述 1、減速器的主要型式及其特性減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)或齒輪蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)場(chǎng)合下也用作增速的傳動(dòng)裝置，這時(shí)就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用很廣。減速器類型很多，按傳動(dòng)級(jí)數(shù)主要分為：?jiǎn)渭?jí)、二級(jí)、多級(jí)；按傳動(dòng)件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪-蝸桿、蝸桿-齒輪等。以下對(duì)幾種減速器進(jìn)行對(duì)比：（1）圓柱齒輪減速器當(dāng)傳動(dòng)比在8以下時(shí)，可采用單

3、級(jí)圓柱齒輪減速器。大于8時(shí)，最好選用二級(jí)(i=840)和二級(jí)以上(i>40)的減速器。單級(jí)減速器的傳動(dòng)比如果過大，則其外廓尺寸將很大。二級(jí)和二級(jí)以上圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)布置形式有展開式、分流式和同軸式等數(shù)種。展開式最簡(jiǎn)單，但由于齒輪兩側(cè)的軸承不是對(duì)稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。為此，在設(shè)計(jì)這種減速器時(shí)應(yīng)注意：1)軸的剛度宜取大些；2)轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠(yuǎn)的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；3)采用斜齒輪布置，而且受載大的低速級(jí)又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比展開好。這種減速器的高速級(jí)齒輪常采用斜齒，一側(cè)為左旋，另一側(cè)為右旋，軸向力能互

4、相抵消。為了使左右兩對(duì)斜齒輪能自動(dòng)調(diào)整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的齠輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動(dòng)。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長(zhǎng)度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。圓柱齒輪減速器在所有減速器中應(yīng)用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至40 000kW，圓周速度也可從很低至60m/s一70ms，甚至高達(dá)150ms。傳動(dòng)功率很大的減速器最好采用雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式。這兩種布置方式可由兩對(duì)齒輪副分擔(dān)載荷，有利于改善受力狀況和降低傳動(dòng)尺寸。設(shè)計(jì)雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)設(shè)法采取自動(dòng)平衡裝置使各對(duì)齒輪副的載荷能得到均勻分配，例如采用滑動(dòng)軸承和彈性支承。 圓柱齒輪減速器有漸開線齒形和圓

5、弧齒形兩大類。除齒形不同外，減速器結(jié)構(gòu)基本相同。傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比相同時(shí)，圓弧齒輪減速器在長(zhǎng)度方向的尺寸要比漸開線齒輪減速器約30。（2）圓錐齒輪減速器它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場(chǎng)合。二級(jí)和二級(jí)以上的圓錐齒輪減速器常由圓錐齒輪傳動(dòng)和圓柱齒輪傳動(dòng)組成，所以有時(shí)又稱圓錐圓柱齒輪減速器。因?yàn)閳A錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，為了使它受力小些，常將圓錐面崧，作為，高速極：山手面錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應(yīng)用不如圓柱齒輪減速器廣。3）蝸桿減速器主要用于傳動(dòng)比較大(j>10)的場(chǎng)合。通常說蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸小，這只是對(duì)傳減速器的傳動(dòng)比較大的蝸桿減速器

6、才是正確的，當(dāng)傳動(dòng)比并不很大時(shí)，此優(yōu)點(diǎn)并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜用在大功率傳動(dòng)的場(chǎng)合。蝸桿減速器主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式。蝸桿圓周速度小于4m/s時(shí)最好采用蝸桿在下式，這時(shí)，在嚙合處能得到良好的潤(rùn)滑和冷卻條件。但蝸桿圓周速度大于4m/s時(shí)，為避免攪油太甚、發(fā)熱過多，最好采用蝸桿在上式。 4）齒輪-蝸桿減速器它有齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)和蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí)兩種布置形式。前者結(jié)構(gòu)較緊湊，后者效率較高。通過比較，我們選定圓柱齒輪減速器。1.2 減速器結(jié)構(gòu)近年來，減速器的結(jié)構(gòu)有些新的變化。為了和沿用已久、國內(nèi)目前還在普遍使用的減速器有所區(qū)別，這里分列了兩節(jié)，并稱之為傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)和新型

7、減速器結(jié)構(gòu)。1）傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu) 絕大多數(shù)減速器的箱體是用中等強(qiáng)度的鑄鐵鑄成，重型減速器用高強(qiáng)度鑄鐵或鑄鋼。少量生產(chǎn)時(shí)也可以用焊接箱體。鑄造或焊接箱體都應(yīng)進(jìn)行時(shí)效或退火處理。大量生產(chǎn)小型減速器時(shí)有可能采用板材沖壓箱體。減速器箱體的外形目前比較傾向于形狀簡(jiǎn)單和表面平整。箱體應(yīng)具有足夠的剛度，以免受載后變形過大而影響傳動(dòng)質(zhì)量。箱體通常由箱座和箱蓋兩部分所組成，其剖分面則通過傳動(dòng)的軸線。為了卸蓋容易，在剖分面處的一個(gè)凸緣上攻有螺紋孔，以便擰進(jìn)螺釘時(shí)能將蓋頂起來。聯(lián)接箱座和箱蓋的螺栓應(yīng)合理布置，并注意留出扳手空間。在軸承附近的螺栓宜稍大些并盡量靠近軸承。為保證箱座和箱蓋位置的準(zhǔn)確性，在剖分面的凸緣上應(yīng)

8、設(shè)有23個(gè)圓錐定位銷。在箱蓋上備有為觀察傳動(dòng)嚙合情況用的視孔、為排出箱內(nèi)熱空氣用的通氣孔和為提取箱蓋用的起重吊鉤。在箱座上則常設(shè)有為提取整個(gè)減速器用的起重吊鉤和為觀察或測(cè)量油面高度用的油面指示器或測(cè)油孔。關(guān)于箱體的壁厚、肋厚、凸緣厚、螺栓尺寸等均可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，見有關(guān)圖冊(cè)。關(guān)于視孔、通氣孔和通氣器、起重吊鉤、油面指示Oe等均可從有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)和圖冊(cè)中查出。在減速器中廣泛采用滾動(dòng)軸承。只有在載荷很大、工作條件繁重和轉(zhuǎn)速很高的減速器才采用滑動(dòng)軸承。2）新型減速器結(jié)構(gòu) 下面列舉兩種聯(lián)體式減速器的新型結(jié)構(gòu)，圖中未將電動(dòng)機(jī)部分畫出。1）齒輪蝸桿二級(jí)減速器；2）圓柱齒輪圓錐齒輪圓柱齒輪三級(jí)減速器。這些

9、減速器都具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 在箱體上不沿齒輪或蝸輪軸線開設(shè)剖分面。為了便于傳動(dòng)零件的安裝，在適當(dāng)部位有較大的開孔。 在輸入軸和輸出軸端不采用傳統(tǒng)的法蘭式端蓋，而改用機(jī)械密封圈；在盲孔端則裝有沖壓薄壁端蓋。 輸出軸的尺寸加大了，鍵槽的開法和傳統(tǒng)的規(guī)定不同，甚至跨越了軸肩，有利于充分發(fā)揮輪轂的作用。 和傳統(tǒng)的減速器相比，新型減速器結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，既可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)目，同時(shí)又改善了制造工藝性。但設(shè)計(jì)時(shí)要注意裝配的工藝性，要提高某些裝配零件的制造精度。1.3減速器潤(rùn)滑 圓周速度u12m/s一15ms的齒輪減速器廣泛采用油池潤(rùn)滑，自然冷卻。為了減少齒輪運(yùn)動(dòng)的阻力和油的溫升，浸入油中的齒輪深度以12個(gè)

10、齒高為宜。速度高的還應(yīng)該淺些，建議在07倍齒高左右，但至少為10mm。速度低的(05ms一08ms)也允許浸入深些，可達(dá)到16的齒輪半徑；更低速時(shí)，甚至可到13的齒輪半徑。潤(rùn)滑圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，齒輪浸入油中的深度應(yīng)達(dá)到輪齒的整個(gè)寬度。對(duì)于油面有波動(dòng)的減速器(如船用減速器)，浸入宜深些。在多級(jí)減速器中應(yīng)盡量使各級(jí)傳動(dòng)浸入油中深度近予相等。如果發(fā)生低速級(jí)齒輪浸油太深的情況，則為了降低其探度可以采取下列措施：將高速級(jí)齒輪采用惰輪蘸油潤(rùn)滑；或?qū)p速器箱蓋和箱座的剖分面做成傾斜的，從而使高速級(jí)和低速級(jí)傳動(dòng)的浸油深度大致相等。 減速器油池的容積平均可按1kW約需035L一07L潤(rùn)滑油計(jì)算(大值用于粘度較高的

11、油)，同時(shí)應(yīng)保持齒輪頂圓距離箱底不低于30mm一50mm左右，以免太淺時(shí)激起沉降在箱底的油泥。減速器的工作平衡溫度超過90時(shí)，需采用循環(huán)油潤(rùn)滑，或其他冷卻措施，如油池潤(rùn)滑加風(fēng)扇，油池內(nèi)裝冷卻盤管等。循環(huán)潤(rùn)滑的油量一般不少于05L/kW。圓周速度u>12m/s的齒輪減速器不宜采用油池潤(rùn)滑，因?yàn)椋?)由齒輪帶上的油會(huì)被離心力甩出去而送不到嚙合處；2)由于攪油會(huì)使減速器的溫升增加；3)會(huì)攪起箱底油泥，從而加速齒輪和軸承的磨損；4)加速潤(rùn)滑油的氧化和降低潤(rùn)滑性能等等。這時(shí)，最好采用噴油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油從自備油泵或中心供油站送來，借助管子上的噴嘴將油噴人輪齒嚙合區(qū)。速度高時(shí)，對(duì)著嚙出區(qū)噴油有利于迅速帶

12、出熱量，降低嚙合區(qū)溫度，提高抗點(diǎn)蝕能力。速度u20心s的齒輪傳動(dòng)常在油管上開一排直徑為4mm的噴油孔，速度更高時(shí)財(cái)應(yīng)開多排噴油孔。噴油孔的位置還應(yīng)注意沿齒輪寬度均勻分布。噴油潤(rùn)滑也常用于速度并不很高而工作條件相當(dāng)繁重的重型減速器中和需要用大量潤(rùn)滑油進(jìn)行冷卻的減速器中。噴油潤(rùn)滑需要專門的管路裝置、油的過濾和冷卻裝置以及油量調(diào)節(jié)裝置等，所以費(fèi)用較貴。此外，還應(yīng)注意，箱座上的排油孔宜開大些，以便熱油迅速排出。 蝸桿圓周速度在10m/s以下的蝸桿減速器可以采用油池潤(rùn)滑。當(dāng)蝸桿在下時(shí)，油面高度應(yīng)低于蝸桿螺紋的根部，并且不應(yīng)超過蝸桿軸上滾動(dòng)軸承的最低滾珠(柱)的中心，以免增加功率損失。但如滿足了后一條件而

13、蝸桿未能浸入油中時(shí)，則可在蝸桿軸上裝一甩油環(huán)，將油甩到蝸輪上以進(jìn)行潤(rùn)滑。當(dāng)蝸桿在上時(shí)，則蝸輪浸入油中的深度也以超過齒高不多為限。蝸桿圓周速度在10ms以上的減速器應(yīng)采用噴油潤(rùn)滑。噴油方向應(yīng)順著蝸桿轉(zhuǎn)入嚙合區(qū)的方向，但有時(shí)為了加速熱的散失，油也可從蝸桿兩側(cè)送人嚙合區(qū)。齒輪減速器和蝸輪減速器的潤(rùn)滑油粘度可分別參考表選取。若工作溫度低于0，則使用時(shí)需先將油加熱到0以上。蝸桿上置的，粘度應(yīng)適當(dāng)增大。第二章 傳動(dòng)方案擬定設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng)、工作條件：使用年限年，工作為一班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。、原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=2200N；帶速V=1.7m/s；滾筒直徑D=420mm；方案擬

14、定：采用帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)的組合，即可滿足傳動(dòng)比要求，同時(shí)由于帶傳動(dòng)具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，使用維護(hù)方便。圖2-11.電動(dòng)機(jī) 2.V帶傳動(dòng) 3.圓柱齒輪減速器4.連軸器 5.滾筒 6.運(yùn)輸帶第三章 電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇：選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械。 2、電動(dòng)機(jī)容量選擇：電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：式（1）：da (kw) 由式(2)：V/1000 (KW)因此 Pd=FV/1000a (KW)由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)

15、輸帶的傳動(dòng)總效率為：總=××××5式中：1、2、3、4、5分別為帶傳動(dòng)、軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和卷筒的傳動(dòng)效率。取=0.96，0.98，0.97，.則：總=0.96×0.98×0.97×0.99×0.96 =0.83所以：電機(jī)所需的工作功率：Pd= FV/1000總=(2200×1.7)/(1000×0.83)=4.5 (kw)3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒工作轉(zhuǎn)速為： n卷筒60×1000·V/（·D） =(60×1000×1.7)/（2·

16、） =77.3 r/min根據(jù)手冊(cè)表推薦的傳動(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=3。取帶傳動(dòng)比= 。則總傳動(dòng)比理論范圍為：a。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范為 Nd=Ia×n卷筒 =(1624)×77.3 =463.81855.2 r/min則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，由相關(guān)手冊(cè)查出三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：（如下表3-1）方案電 動(dòng)機(jī) 型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)電動(dòng)機(jī)重量N參考價(jià)格傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)減速器1Y132S-45.515001440650120018.63.55.322Y1

17、32M2-65.51000960800150012.422.84.443Y160M2-85.5750720124021009.312.53.72表3-1綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器傳動(dòng)比，可見第2方案比較適合。此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6，其主要性能：電動(dòng)機(jī)主要外形（圖3-1）和安裝尺寸（表3-1）：圖3-1中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD)×HD底角安裝尺寸 A×B地腳螺栓孔直徑 K軸 伸 尺 寸D×E裝鍵部位尺寸 F×GD132520×345×315216×1781228

18、×8010×41第四章 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配級(jí)傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n1、可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為： ia=nm/n=nm/n卷筒=960/77.3=12.42總傳動(dòng)比等于各傳動(dòng)比的乘積分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比ia=i0×i （式中i0、i分別為帶傳動(dòng) 和減速器的傳動(dòng)比） 2、分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比： 根據(jù)指導(dǎo)書P7表1，取i0=2.8（普通V帶 i=24）因?yàn)椋篿ai0×i所以：iiai012.42/2.84.44第五章 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力設(shè)計(jì)將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為軸，軸，.以及i0,i1，.為相鄰兩軸間的傳動(dòng)

19、比01，12，.為相鄰兩軸的傳動(dòng)效率P，P，.為各軸的輸入功率 （KW）T，T，.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （N·m）n,n,.為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （r/min）可按電動(dòng)機(jī)軸至工作運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算，得到各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算圖5-1電動(dòng)機(jī)軸至工作運(yùn)動(dòng)傳遞路線（1）計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)數(shù)： 軸：n=nm/ i0=960/2.8=342.86 （r/min）軸：n= n/ i1 =324.86/4.44=77.22 r/min 卷筒軸：n= n（2）計(jì)算各軸的功率：軸： P=Pd×01 =Pd×1=4.5×0.96=4.32（KW）軸： P= P&

20、#215;12= P×2×3=4.32×0.98×0.97 =4.11（KW）卷筒軸： P= P·23= P·2·=4.11×0.98×0.99=4.07（KW）計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩為： Td=9550·Pd/nm=9550×4.5/960=44.77 N·m軸： T= Td·i0·01= Td·i0·1=44.77×2.8×0.96=120.33 N·m 軸： T= T·i1&#

21、183;12= T·i1·2·4 =120.33×4.44×0.98×0.99=518.34 N·m卷筒軸輸入軸轉(zhuǎn)矩：T = T·2·4 =502.90 N·m計(jì)算各軸的輸出功率：由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：故：P=P×軸承=4.32×0.98=4.23 KWP= P×軸承=4.23×0.98=4.02 KW計(jì)算各軸的輸出轉(zhuǎn)矩：由于軸的輸出功率分別為輸入功率乘以軸承效率：則：T= T×軸承=120.33×0.98=117

22、.92 N·mT = T×軸承=518.34×0.98=507.97 N·m由指導(dǎo)書的表1得到：1=0.96，2=0.98，3=0.97，4=0.99i0為帶傳動(dòng)傳動(dòng)比，i1為減速器傳動(dòng)比滾動(dòng)軸承的效率為0.980.995在本設(shè)計(jì)中取0.98綜合以上數(shù)據(jù)，得表（表5-1）如下：軸名效率P （KW）轉(zhuǎn)矩T （N·m）轉(zhuǎn)速nr/min傳動(dòng)比 i效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸4.544.779602.80.96軸4.324.23120.33117.92342.864.440.95軸4.114.02518.34507.9777.221.000.97卷筒軸

23、4.073.99502.90492.8477.22表5-1第六章 V帶的設(shè)計(jì) （1）選擇普通V帶型號(hào) 由PC=KA·P=1.1×5.5=6.05（ KW） 根據(jù)課本P134表9-7得知其交點(diǎn)在A、B型交界線處，故A、B型兩方案待定： 方案1：取A型V帶 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速： 則取小帶輪 d1=100mmd2=n1·d1·(1-)/n2=i·d1·(1-) =2.8×100×(1-0.02)=274.4mm 由表9-2取d2=274mm (雖使n2略有減少，但其誤差小于5%，故允許)帶速驗(yàn)算： V=n1&

24、#183;d1·/（1000×60） =960×100·/（1000×60） =5.024 m/s 介于525m/s范圍內(nèi)，故合適 確定帶長(zhǎng)和中心距a： 0.7·（d1+d2）a02·（d1+d2） 0.7×（100+274）a02×（100+274） 262.08 a0748.8 初定中心距a0=500 ，則帶長(zhǎng)為 L0=2·a0+·（d1+d2）+（d2-d1）2/(4·a0) =2×500+·（100+274）/2+（274-100）2/(4

25、5;500) =1602.32 mm 由表9-3選用Ld=1400 mm的實(shí)際中心距 a=a0+(Ld-L0)/2=500+(1400-1602.32)/2=398.84 mm 驗(yàn)算小帶輪上的包角1 1=180-(d2-d1)×57.3/a =180-(274-100)×57.3/398.84=155.01>120 合適 確定帶的根數(shù) Z=PC/（(P0+P0)·KL·K） =6.05/（0.95+0.11）×0.96×0.95） = 6.26 故要取7根A型V帶 計(jì)算軸上的壓力 由書9-18的初拉力公式有 F0=500

26、3;PC·（2.5/K-1）/z· c+q· v2 =500×6.05×（2.5/0.95-1）/（7×5.02）+0.17×5.022 =144.74 N 由課本9-19得作用在軸上的壓力 FQ=2·z·F0·sin(/2) =2×7×242.42×sin(155.01/2)=1978.32 N方案二：取B型V帶 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速： 則取小帶輪 d1=140mmd2=n1·d1·(1-)/n2=i·d1·(1-

27、) =2.8×140×(1-0.02)=384.16mm 由表9-2取d2=384mm (雖使n2略有減少，但其誤差小于5%，故允許) 帶速驗(yàn)算： V=n1·d1·/（1000×60） =960×140·/（1000×60） =7.03 m/s 介于525m/s范圍內(nèi)，故合適 確定帶長(zhǎng)和中心距a： 0.7·（d1+d2）a02·（d1+d2） 0.7×（140+384）a02×（140+384） 366.8a01048 初定中心距a0=700 ，則帶長(zhǎng)為 L0=2·

28、a0+·（d1+d2）+（d2-d1）2/(4·a0) =2×700+·（140+384）/2+（384-140）2/(4×700)=2244.2 mm 由表9-3選用Ld=2244 mm的實(shí)際中心距 a=a0+(Ld-L0)/2=700+(2244-2244.2)/2=697.9mm 驗(yàn)算小帶輪上的包角1 1=180-(d2-d1)×57.3/a =180-(384-140)×57.3/697.9=160.0>120 合適 確定帶的根數(shù) Z=PC/（(P0+P0)·KL·K） =6.05/（2.0

29、8+0.30）×1.00×0.95） = 2.68 故取3根B型V帶 計(jì)算軸上的壓力 由書9-18的初拉力公式有 F0=500·PC·（2.5/K-1）/z· c+q· v2 =500×6.05×（2.5/0.95-1）/（3×7.03）+0.17×7.032=242.42 N 由課本9-19得作用在軸上的壓力 FQ=2·z·F0·sin(/2) =2×3×242.42×sin(160.0/2) =1432.42 N綜合各項(xiàng)數(shù)據(jù)比較得出

30、方案二更適合由課本P134表9-5查得KA=1.1 由課本P132表9-2得，推薦的A型小帶輪基準(zhǔn)直徑為75mm125mm由機(jī)械設(shè)計(jì)書表9-4查得P0=0.95由表9-6查得P0=0.11 由表9-7查得K=0.95由表9-3查得KL=0.96由課本表9-2得，推薦的B型小帶輪基準(zhǔn)直徑125mm280mm由機(jī)械設(shè)計(jì)書表9-4查得P0=2.08由表9-6查得P0=0.30 由表9-7查得K=0.95由表9-3查得KL=1.0帶輪示意圖（圖6-1)(圖6-2)如下：d0dHL圖6-1S1斜度1:25SS2drdkdhddaLBS2圖6-2第七章 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)(1)、選定齒輪傳動(dòng)類型、材料、熱處理

31、方式、精度等級(jí)。小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面，小齒輪的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS，大齒輪選用45號(hào)鋼正火，齒面硬度為200HBS。齒輪精度初選8級(jí)(2)、初選主要參數(shù) Z1=20 ，u=4.5 Z2=Z1·u=20×4.5=90 取a=0.3，則d=0.5·（i+1）·=0.675（3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1 確定各參數(shù)值 載荷系數(shù) 查課本表6-6 取K=1.2 小齒輪名義轉(zhuǎn)矩T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×4.23/342.86 =1.18

32、5;105 N·mm 材料彈性影響系數(shù) 由課本表6-7 ZE=189.8 區(qū)域系數(shù) ZH=2.5 重合度系數(shù)t=1.88-3.2·（1/Z1+1/Z2） =1.88-3.2×（1/20+1/90）=1.69 Z= 許用應(yīng)力 查課本圖6-21（a） 查表6-8 按一般可靠要求取SH=1 則 取兩式計(jì)算中的較小值，即H=560Mpa于是 d1 = =52.82 mm (4)確定模數(shù) m=d1/Z152.82/20=2.641 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值 m=3(5) 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 校核式中 小輪分度圓直徑d1=m·Z=3×20=60mm齒輪嚙合寬度

33、b=d·d1 =1.0×60=60mm復(fù)合齒輪系數(shù) YFS1=4.38 YFS2=3.95重合度系數(shù)Y=0.25+0.75/t =0.25+0.75/1.69=0.6938許用應(yīng)力 查圖6-22（a） Flim1=245MPa Flim2=220Mpa 查表6-8 ，取SF=1.25 則 計(jì)算大小齒輪的并進(jìn)行比較 <取較大值代入公式進(jìn)行計(jì)算 則有=71.86<F2故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求（6） 幾何尺寸計(jì)算 d1=m·Z=3×20=60 mm d2=m·Z1=3×90=270 mma=m ·（Z1+Z2）=3&

34、#215;（20+90）/2=165 mmb=60 mm b2=60 取小齒輪寬度 b1=65 mm （7）驗(yàn)算初選精度等級(jí)是否合適齒輪圓周速度 v=·d1·n1/（60×1000） =3.14×60×342.86/（60×1000） =1.08 m/s對(duì)照表6-5可知選擇8級(jí)精度合適。d2=m·Z1=3×90=270 mma=m ·（Z1+Z2）=3×（20+90）/2=165 mmb=60 mm b2=60 取小齒輪寬度 b1=65 mm （7）驗(yàn)算初選精度等級(jí)是否合適齒輪圓周速度 v=&#

35、183;d1·n1/（60×1000） =3.14×60×342.86/（60×1000） =1.08 m/s對(duì)照表6-5可知選擇8級(jí)精度合適。第八章 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 1， 齒輪軸的設(shè)計(jì) (1) 確定軸上零件的定位和固定方式 如圖(圖8-1）: 圖8-11，5滾動(dòng)軸承 2軸 3齒輪軸的輪齒段 4套筒 6密封蓋 7軸端擋圈 8軸承端蓋 9帶輪 10鍵(2)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217255HBS軸的輸入功率為P=4.32 KW 轉(zhuǎn)速為n=342.86 r/min根據(jù)課本P205（13-2）式，并查表13-2，取c=115d(3)

36、確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 從大帶輪開始右起第一段，由于帶輪與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取D1=30mm，又帶輪的寬度 B=（Z-1）·e+2·f =（3-1）×18+2×8=52 mm 則第一段長(zhǎng)度L1=60mm右起第二段直徑取D2=38mm根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為30mm，則取第二段的長(zhǎng)度L2=70mm 右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6208型軸承，其尺寸為d×D×B=40×80×18，那么

37、該段的直徑為D3=40mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)3=20mm右起第四段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取D4=48mm，長(zhǎng)度取L4= 10mm 右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為66mm，分度圓直徑為60mm，齒輪的寬度為65mm，則，此段的直徑為D5=66mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)5=65mm右起第六段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取D6=48mm 長(zhǎng)度取L6= 10mm 右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為D7=40mm，長(zhǎng)度L7=18mm (4)求齒輪上作用力的大小、方向 小齒輪分度圓直徑：d1=60mm作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1 =1.

38、18×105 N·mm 求圓周力：FtFt=2T2/d2=2×1.18×105/60=1966.67N 求徑向力FrFr=Ft·tan=1966.67×tan200=628.20NFt，F(xiàn)r的方向如下圖所示 （5）軸長(zhǎng)支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。 水平面的支反力：RA=RB=Ft/2 =983.33 N 垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0那么RA=RB =Fr×62/124=314.1 N（6）畫彎矩圖 右起第四段剖面C處的彎矩： 水平面的彎矩：MC=PA×6

39、2=60.97 Nm 垂直面的彎矩：MC1= MC2=RA×62=19.47 Nm 合成彎矩： （7）畫轉(zhuǎn)矩圖： T= Ft×d1/2=59.0 Nm （8）畫當(dāng)量彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6 可得右起第四段剖面C處的當(dāng)量彎矩： （9）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度右起第四段剖面C處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面C為危險(xiǎn)截面。已知MeC2=73.14Nm ,由課本表13-1有:-1=60Mpa 則：e= MeC2/W= MeC2/(0.1·D43)=73.14×1000/(0.1×443)=8.59 Nm<-

40、1右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面： e= MD/W= MD/(0.1·D13)=35.4×1000/(0.1×303)=13.11 Nm<-1 所以確定的尺寸是安全的 。 受力圖如下：圖8-2P的值為前面第10頁中給出在前面帶輪的計(jì)算中已經(jīng)得到Z=3其余的數(shù)據(jù)手冊(cè)得到D1=30mmL1=60mmD2=38mmL2=70mmD3=40mmL3=20mmD4=48mmL4=10mmD5=66mmL5=65mmD6=48mmL6= 10mmD7=40mmL7=18mmFt=1966.66NmFr=628.20NmRA=RB=983.33N

41、mRA=RB=314.1 NMC=60.97NmMC1= MC2=19.47 NmMC1=MC2=64.0NmT=59.0 Nm=0.6MeC2=73.14Nm-1=60MpaMD=35.4Nm第九章 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 窺視孔和窺視孔蓋在減速器上部可以看到傳動(dòng)零件嚙合處要開窺視孔，以便檢查齒面接觸斑點(diǎn)和赤側(cè)間隙，了解嚙合情況。潤(rùn)滑油也由此注入機(jī)體內(nèi)。窺視孔上有蓋板，以防止污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)和潤(rùn)滑油飛濺出來。(2) 放油螺塞減速器底部設(shè)有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞賭注。(3)油標(biāo)油標(biāo)用來檢查油面高度，以保證有正常的油量。油標(biāo)有各種結(jié)構(gòu)類型，有的已定為國家標(biāo)準(zhǔn)件。(4)通氣器減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由

42、于摩擦發(fā)熱，使機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤(rùn)滑油從縫隙向外滲漏。所以多在機(jī)蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器，使機(jī)體內(nèi)熱漲氣自由逸出，達(dá)到集體內(nèi)外氣壓相等，提高機(jī)體有縫隙處的密封性能。(5)啟蓋螺釘機(jī)蓋與機(jī)座結(jié)合面上常涂有水玻璃或密封膠，聯(lián)結(jié)后結(jié)合較緊，不易分開。為便于取蓋，在機(jī)蓋凸緣上常裝有一至二個(gè)啟蓋螺釘，在啟蓋時(shí)，可先擰動(dòng)此螺釘頂起機(jī)蓋。在軸承端蓋上也可以安裝啟蓋螺釘，便于拆卸端蓋。對(duì)于需作軸向調(diào)整的套環(huán)，如裝上二個(gè)啟蓋螺釘，將便于調(diào)整。(6)定位銷 為了保證軸承座孔的安裝精度，在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓聯(lián)結(jié)后，鏜孔之前裝上兩個(gè)定位銷，孔位置盡量遠(yuǎn)些。如機(jī)體結(jié)構(gòu)是對(duì)的，銷孔位置不應(yīng)該對(duì)稱布置。(7)

43、調(diào)整墊片調(diào)整墊片由多片很薄的軟金屬制成，用一調(diào)整軸承間隙。有的墊片還要起調(diào)整傳動(dòng)零件軸向位置的作用。(8)環(huán)首螺釘、吊環(huán)和吊鉤在機(jī)蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊環(huán)或吊鉤，用以搬運(yùn)或拆卸機(jī)蓋。(9)密封裝置 在伸出軸與端蓋之間有間隙，必須安裝密封件，以防止漏油和污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。密封件多為標(biāo)準(zhǔn)件，其密封效果相差很大，應(yīng)根據(jù)具體情況選用。箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇如下表（表9-1）：名稱符號(hào)尺寸（mm）機(jī)座壁厚8機(jī)蓋壁厚18機(jī)座凸緣厚度b12機(jī)蓋凸緣厚度b 112機(jī)座底凸緣厚度b 220地腳螺釘直徑df20地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d116機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d212聯(lián)軸器螺栓d2的間距 l 160軸承端

44、蓋螺釘直徑d310窺視孔蓋螺釘直徑d48定位銷直徑d8df，d1, d2至外機(jī)壁距離C126, 22, 18df， d2至凸緣邊緣距離C224, 16軸承旁凸臺(tái)半徑R124, 16凸臺(tái)高度h 根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)外機(jī)壁至軸承座端面距離l1 60，44大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離112齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離2 10機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1 ,m27， 7軸承端蓋外徑D290， 105軸承端蓋凸緣厚度t 10軸承旁聯(lián)接螺栓距離S盡量靠近，以Md1和Md2互不干涉為準(zhǔn)，一般s=D2表9-1第十章 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)1輸入軸與大帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接此段軸徑d1=30mm,L1=50mm查手冊(cè)得，選用

45、C型平鍵，得：A鍵 8×7 GB1096-79 L=L1-b=50-8=42mmT=44.77N·m h=7mm根據(jù)課本P243（10-5）式得p=4 ·T/(d·h·L)=4×44.77×1000/（30×7×42） =20.30Mpa < R (110Mpa)2、輸入軸與齒輪1聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d2=44mm L2=63mm T=120.33N·m查手冊(cè) 選A型平鍵 GB1096-79B鍵12×8 GB1096-79l=L2-b=62-12=50mm h=8mm p=4 &

46、#183;T/（d·h·l）=4×120.33×1000/（44×8×50） = 27.34Mpa < p (110Mpa)3、輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d3=60mm L3=58mm T=518.34Nm查手冊(cè)P51 選用A型平鍵鍵18×11 GB1096-79l=L3-b=60-18=42mm h=11mmp=4·T/（d·h·l）=4×518.34×1000/（60×11×42）=74.80Mpa < p (110Mpa)第十一章

47、滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命Lh5×365×8=14600小時(shí)1.輸入軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P 因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=628.20N（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值 （3）選擇軸承型號(hào)查課本表11-5，選擇6208軸承 Cr=29.5KN由課本式11-3有預(yù)期壽命足夠此軸承合格2.輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=1369.61N（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值 （3）選擇軸承型號(hào)查課本表11-5，選擇6211軸承 Cr=43.2KN由課

48、本式11-3有預(yù)期壽命足夠此軸承合格第十二章 密封和潤(rùn)滑的設(shè)計(jì)1.密封 由于選用的電動(dòng)機(jī)為低速，常溫，常壓的電動(dòng)機(jī)則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲(chǔ)存潤(rùn)滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛氈又可以將潤(rùn)滑油自行刮下反復(fù)自行潤(rùn)滑。2潤(rùn)滑(1) 對(duì)于齒輪來說，由于傳動(dòng)件的的圓周速度v< 12m/s,采用浸油潤(rùn)滑，因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠的潤(rùn)滑油，用以潤(rùn)滑和散熱。同時(shí)為了避免油攪動(dòng)時(shí)泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH不應(yīng)小于3050mm。對(duì)于單級(jí)減速器，浸油深度為一個(gè)齒全高，這樣就可以決定所需油量，單級(jí)傳動(dòng),每傳遞1KW需油量

49、V0=0.350.7m3。(2) 對(duì)于滾動(dòng)軸承來說，由于傳動(dòng)件的速度不高，且難以經(jīng)常供油，所以選用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。這樣不僅密封簡(jiǎn)單，不宜流失，同時(shí)也能形成將滑動(dòng)表面完全分開的一層薄膜。第十三章 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)1.選擇 由于兩軸相對(duì)位移很小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)緩沖要求不高，故選用彈性柱銷聯(lián)。 2.載荷計(jì)算計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KA×T=1.3×518.34=673.84Nm，其中KA為工況系數(shù)，由課本表14-1得KA=1.33.型號(hào)選擇根據(jù)TC，軸徑d，軸的轉(zhuǎn)速n， 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50142003，選用LXZ2型彈性柱銷聯(lián)，其額定轉(zhuǎn)矩T=1250Nm, 許用轉(zhuǎn)速n=3750r/m ,故符合要求。第十四章 設(shè)計(jì)小結(jié) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是我們機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，是機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程重要的綜合性與實(shí)踐性環(huán)節(jié)。1. 通過這次機(jī)械設(shè)計(jì)課程的設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問題的能力，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。2.學(xué)習(xí)