第一篇：基于UG NX的單級(jí)圓柱齒輪減速器建模

華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

畢業(yè)設(shè)計(jì)[論文]

題

基于Unigraphics NX的單級(jí)圓

柱齒輪減速器建模

2010年 5月 26日

I

目：

華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

目 錄

摘要???????????????????????????2 Abstract?????????????????????????3 前言???????????????????????????4 1.UG簡(jiǎn)介???????????????????????6 1.1 UG發(fā)展歷程及影響????????????????6 1.2 UG的功能與特點(diǎn)??????????????????8 1.3 UG的用戶界面???????????????????11 1.4 UG的系統(tǒng)組成及硬件要求??????????????12 2.繪制草圖????????????????????????13 2.1 草圖的概述與通用操作???????????????13 2.2 草圖曲線繪制與編輯????????????????14 2.3 草圖形狀約束???????????????????18 3.特征建模與操作?????????????????????21 3.1 UG造型概述???????????????????21 3.2 特征建模?????????????????????21 3.3 特征操作?????????????????????24 4.減速器實(shí)例建模與裝配??????????????????26 4.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及模型分析????????????????26 4.2 減速器零件的造型設(shè)計(jì)???????????????28 4.3 減速器零件裝配?????????????????36 5.結(jié)束語(yǔ)?????????????????????????38 6.參考文獻(xiàn)????????????????????????39 7.致謝??????????????????????????40

第二篇：機(jī)械大3上學(xué)期--單級(jí)圓柱齒輪減速器

單級(jí)圓柱齒輪減速器

圖8－1為單級(jí)圓柱齒輪減速器的立體圖；圖8－2為單級(jí)圓柱齒輪減速器的裝配圖（之一：凸緣式端蓋）；圖8－3 高速齒輪軸工作圖；圖8－4 圓柱齒輪工作圖；圖8－5 低速軸工作圖；圖8－6 減速器箱蓋工作圖；圖8－7 減速器箱座工作圖；圖8－8為單級(jí)圓柱齒輪減速器的裝配圖（之二：嵌入式端蓋）。

8－1

單級(jí)圓柱齒輪減速器立體圖

圖

圖8－2 單級(jí)圓柱齒輪

減速器裝配圖（之一）

圖8－4 圓柱齒輪工作圖

－5

低速軸工作圖

圖

圖8－8為單級(jí)圓柱齒輪減速器的裝配圖

第三篇：帶式運(yùn)輸機(jī)的單級(jí)圓柱齒輪減速器例題

帶式運(yùn)輸機(jī)的單級(jí)圓柱齒輪減速器(計(jì)算過(guò)程及計(jì)算說(shuō)明)

一、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)（圖）

（1）工作條件：使用年限10年，工作為兩班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。（2）原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F = 1300N；帶速v = 1.4m/s； 滾筒直徑D = 250mm。

二、電動(dòng)機(jī)選擇

1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)

2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：(1)傳動(dòng)裝置的總效率： η = η帶×η聯(lián)軸器×η齒輪×η3軸承

由手冊(cè)表1-7查得η帶=0.96、η聯(lián)軸器=、η齒=、η軸承=。故 η = 0.96×0.99×0.97×0.993 = 0.895(2)工作機(jī)所需的功率Pw： Pw = Fv/1000ηw

由手冊(cè)表1-7查得ηw=0.96，故

Pw = 1300×1.4/(1000×0.96)= 1.896kw(3)所需電動(dòng)機(jī)的功率Pd：

Pd = Pw/η = 1.896/0.895= 2.12kw

3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：

滾筒工作轉(zhuǎn)速：nw = 60×1000v/πD = 60×1000×1.4/(π×250)= 107.00r/min 按手冊(cè)表13-2推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比范圍i齒 = 3~5。取V帶傳動(dòng)比i帶 = 2~4，則總傳動(dòng)比的合理范圍為i = 6~20。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為

nd' = i × nw =（6~20）× 107.00 = 642~2140r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。

方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/kw 電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)矩

軸伸直徑

Y132S-8

2.2

750

710

2.0

2

Y112M-6

2.2

1000

940

2.0

3

Y100L1-4

2.2

1500

1420

2.2

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)：因此有三種傳動(dòng)方案。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。

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Y112M-6。其主要性能：額定功率：2.2KW，滿載轉(zhuǎn)速940r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.0。

三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比

1、總傳動(dòng)比：i = nm/nw = 940/107 = 8.78

2、分配各級(jí)傳動(dòng)比

（1）據(jù)手冊(cè)表1-7，取齒輪i齒 = 4（單級(jí)減速器i = 3~5合理）（2）∵i = i齒 × i帶

∴i帶 = i /i齒 = 8.78/4 =2.2

四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算

1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）nI = nm = 940r/min nII = nI/i帶 = 940/2.2 = 427.27r/min nIII = nII/i齒 = 427.27/4 = 106.82r/min

2、計(jì)算各軸的功率（kW）PI = Pd = 2.12 KW PII = PI × η帶 = 2.12 × 0.96 = 2.035kw PIII = PII × η軸承 × η齒 = 2.035 × 0.99 × 0.97 = 1.954kw

3、計(jì)算各軸扭矩（N·m）TI = 9.55 × 106 × PI/nI = 9.55 × 106 × 2.12/940 = 2.154 × 104 N·mm TII = 9.55 × 106 × PII/nII = 9.55 × 106 × 2.035/427.27 = 4.548 × 104 N·mm TIII = 9.55 × 106 × PIII/nIII = 9.55 × 106× 1.95/106.82 = 1.753 × 105 N·m

五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算

1、V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)選擇普通V帶

由課本表13-查得：KA = 1.3，PC = KAP = 1.2 × 2.12 = 2.544kw 又nI = nm = 940r/min，由課本圖13-

得：選用A型V帶。(2)確定帶輪基準(zhǔn)直徑d1、d2

由課本表13-和圖13-中推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為80~100mm，故

取d1 = 100mm > dmin = 80

d2 = id1 = 2.2 × 100 = 220mm 選取標(biāo)準(zhǔn)值d2 = 224mm 實(shí)際傳動(dòng)比 i = d2/d1 = 224/100 = 2.24(3)驗(yàn)算帶速v v = πd1n1/(60×1000)= π×100×940/(60×1000)= 4.92 < 5 m/s，帶速不合適。重新設(shè)計(jì)。取d1 = 140mm

d2 = id1 = 2.2 × 140 = 308mm 選取標(biāo)準(zhǔn)值d2 = 315mm 實(shí)際傳動(dòng)比 i = d2/d1 = 315/140 = 2.25 v = πd1n1/(60×1000)= π×140×940/(60×1000)= 6.89 > 5 m/s，帶速合適。(4)確定V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld和中心矩a

初步選擇中心距

a0 =(0.7~2)(d1+d2)=(0.7~2)(140+315)= 318.5~910 取a0 = 600 mm(d2?d1)2?(315?140)2 L0?2a0?(d1?d2)??2?600??(140?315)?24a024?600?(315?140)2?2?600??(140?315)??1927mm 24?600?根據(jù)課本表13-取Ld = 2000mm 實(shí)際中心距：a?a0?(5)驗(yàn)算小帶輪包角α1 由課本式(13-)得 Ld?L02000?1927?600??636 mm 22?1?180??d2?d1315?140?57.3??180???57.3??164.2??120?，合適。a636(6)確定V帶的根數(shù)z

由課本式(13-)得

z?Pc

(P0??P0)K?KL2 根據(jù)d1 = 140mm，n1 = 940r/min，查表13-

用線性插入法得：P0 = 1.62kW 又i = 2.25，查表13-用線性插入法得：△P0 = 0.108kW

由表13-得KL = 1.03，由表13-，用線性插入法得Kα = 0.962，由此可得：

z?2.544(1.62?0.108)?0.962?1.03?1.49

取z = 2根

(6)計(jì)算作用在帶輪軸上的壓力FQ

由課本表13-查得q = 0.10kg/m，由式13-得V帶的初拉力：

F500Pc0?zv(2.5K?1)?qv2?500?2.5442?6.89???2.5?0.962?1????0.10?6.892?152.3N ?作用在軸上的壓力FQ，zsin?12?2?2?152.3?sin164.2?FQ?22?585.3 N(7)設(shè)計(jì)結(jié)果：選用2根A-2000，GB11544-89V帶，中心距a = 600mm，帶輪直徑d1=140mm，力FQ = 585.3N。

2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

(1)選擇齒輪材料及確定許用應(yīng)力

考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪采用軟齒面。

小齒輪選用40MnB調(diào)質(zhì)，齒面硬度為260HBS(表11-)； 大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬220HBS(表11-)。

由圖11-

，查得：σHlim1 = 700MPa，σHlim2 = 560MPa。由表11-，SH=1.1，故

[??Hlim1H1]?S?7001.1?636MPa，[??2560H2]?HlimS??509MPa HH1.1由圖11-

，查得：σFlim1 = 240MPa，σFlim2 = 190MPa。由表11-，SF=1.3，故

[?lim1240F1]??FS??185MPa，[??lim21901.3F2]?FS??146MPa FF1.3(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)

由課本表11-，取K = 1.1，齒寬系數(shù)ψa = 0.4。

nIII?ni?9402.25?417.8r/min 帶TPIIII?9.55?106?n?9.55?106?2.035?4.652?104kW II417.8u?i8.78齒?ii?帶2.25?3.902 按式11-，計(jì)算中心距

2a?(u?1)3???335?KTII3?24?[?]???u?(3.902?1)?335?1.1?4.652H?a?509????100.4?3.902?118.8mm 初取a = 125mm m?(0.01~0.02)a?(0.01~0.02)?125?1.25~2.5mmm。

d2 = 250mm，軸上壓

由課本表4-，取m = 2mm。

則小齒輪齒數(shù)：z1?2a2?125??25.5

m(1?i)2?(1?3.902)取z1 = 25，則z2 = iz1 = 3.902 × 25 ≈ 98，取z2 = 98。實(shí)際傳動(dòng)比 i齒?i?i齒3.92?3.902z298??3.92，??0.46％?5%，合適。z125i齒3.90211m(z1?z2)??2?(25?98)?123 22確定中心距

a?齒寬

b??aa?0.4?123?49.2mm 取b2 = 50mm，b1 = 55mm。

(3)驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度

由課本圖11-查得YF1 = 2.73，YF2 = 2.22。按課本式11-計(jì)算彎曲應(yīng)力

2KTIIYF12?1.1?4.652?104?2.73?F1???55.9?[?F1]

bm2z150?22?25?F2?YF22.22?F1??55.9?45.4?[?F2]，安全。YF12.73(4)確定齒輪的精度

v??d1nII60?1000???2?25?417.860000?1.094m/s 由課本表11-

選8級(jí)精度。

(5)主要幾何尺寸

分度圓直徑：d1 = mz1 = 2 × 25 = 50mm，d2 = mz2 = 2×98 = 196mm ?齒頂圓直徑：da1?d1?2ham?50?2?1?2?54mm，?da2?d2?2ham?196?2?1?2?200mm，齒根圓直徑：df1?d1?2(ha?c)m?50?2?(1?0.25)?2?45mm，?df2?d2?2(ha?c?)m?196?2?(1?0.25)?2?191mm。??(6)計(jì)算齒輪上的作用力

2TII2?4.652?104Ft1???1860.8N d150Fr1?Ft1tg??1860.8?tg20??604.6N Ft2??Ft1，F(xiàn)r2??Fr1

六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

(一)輸入軸(I軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算

1、按扭矩初估軸徑

選用40MnB調(diào)質(zhì)，硬度241~286HBS 根據(jù)課本式14-

計(jì)算最小軸徑d?C3PII nII由課本表14-

查得C = 107~98，取C = 102，則

d?102?

32、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

俯視圖草圖 2.035?17.3mm 417.85

3、確定軸各段直徑和長(zhǎng)度

①段裝小帶輪：d1=28mm 長(zhǎng)度取L1=50mm ∵h(yuǎn)=2a a=手冊(cè)

mm ②段:d2 = d1+2h =28+

=35mm 初選用6208型深溝球軸承，其內(nèi)徑為d=40mm,寬度為B=18mm，外徑D=80mm。

考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為Δ3+(2~3)=13mm，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮帶輪和箱體外壁應(yīng)有一定距離L'而定，為此，取該段長(zhǎng)為l2=c1+c2+δ+(5~10)-B-13=70 mm，③段裝軸承:d3 = d =40mm，L3=B+Δ3+(2~3)=31mm ④段:直徑d4=d3+2a=40+

=47mm，L4=Δ2-(2~3)=13mm ⑤段:直徑d5=d=40mm，L5=B+Δ3+(2~3)=31mm

（二）輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

1、按扭矩初估軸徑

選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度241~286HBS 根據(jù)課本式14-

計(jì)算最小軸徑d?C3由課本表14-

查得C = 118~107，則

PIII nIIId?(118~107)?

32、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.035?28.17~29mm 417.8

3、確定軸各段直徑和長(zhǎng)度

①段裝聯(lián)軸器GYH4：d1=32mm 長(zhǎng)度取l1=60-2=58mm ∵h(yuǎn)=2a a=手冊(cè)

mm ②段:d2 = d1+2h =32+

=40mm 初選用6209型深溝球軸承，其內(nèi)徑為d=45mm,寬度為B=19mm，外徑D=85mm。

③段裝軸承:d3 = d =45mm，l3=B+Δ3+(2~3)+Δ2+(b1-b2)/2+(2~3)=19+10+2+13+2.5+2＝48.5mm ④段裝齒輪:直徑d4=d3+2a=40+

=47.5mm，l4=b2-(2~3)=50-2=48mm ⑤段為軸環(huán):直徑d5= d4+2a =48+

=60mm。⑥段裝軸承:d6 = d =45mm

4、軸的強(qiáng)度校核

(1)求水平面的支承反力

FAH=FBH=Ft2/2=1860.8/2=930.4N(2)畫水平面的彎矩圖

C點(diǎn)的彎矩

MCH?FAH?63?930mm.4?63?58615.2N·(3)求垂直面的支承反力

FAV=FBV=Fr2/2=604.6/2=302.3N(4)畫垂直面的彎矩圖

C點(diǎn)的彎矩

MCV?FAV?63?302.3?63?19044mm.9N·(5)畫合成彎矩圖

22MC?MCH?MCV?58615.22?19044.92?61631.5 N·mm(6)畫轉(zhuǎn)矩圖： TIII?i齒TII?3.902?4.652?10?181521 N·mm

4(7)求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩

①最大彎矩處 MeC?②最細(xì)處 Me?2MC?(?T)2?61631.52?(0.6?181521)2?125141.5N·mm M2?(?T)2?02?(0.6?181521)2?108912.6 N·mm(8)計(jì)算危險(xiǎn)截面處的直徑

①裝齒輪處

由表14-查得σB=650MPa，由表14-

查得[σ-1b]=60MPa，則

d?3Me125141.5?3?27.53mm 0.1[??1b]0.1?60考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值加大4％，故d?1.04?27.53?28.62

d?3Me108912.6?3?26.28

0.1[??1b]0.1?60考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值加大4％，故d?1.04?26.28?27.33

七、校核滾動(dòng)軸承的壽命

由課本附錄1查得軸承6209的Cr=31.5kN，C0r=20.5kN。

又根據(jù)已知條件，軸承預(yù)計(jì)壽命Lh?8?2?8?250?32000小時(shí) 軸承受力 Fa=0 Fr?1?22FAV?FAH?302.32?930.42?978.3N·mm故P=Fr=978.3N

310C??fPP?60n??1?978.3?60?106.82??32000?6Lh?????4831.2N

八、鍵連接的選擇和計(jì)算

裝聯(lián)軸器軸段，鍵選45鋼，由表10-10，[σp]=110MPa。由d1=32mm，由課本表10-9b?h?10?8，鍵長(zhǎng)L=60-(5~10)=50mm。

?p?4T4?181521??70.9<[σp] dhl32?8?(50?10)鍵的強(qiáng)度足夠。檢查：

（1）電動(dòng)機(jī)型號(hào)、電動(dòng)機(jī)輸出軸的軸徑、軸伸出長(zhǎng)度、電動(dòng)機(jī)的中心高；

（2）聯(lián)軸器的型號(hào)、孔徑范圍、孔寬和拆裝尺寸要求；

（3）各傳動(dòng)件的主要尺寸和參數(shù)，如齒輪傳動(dòng)中心距、分度圓直徑、齒頂圓直徑以及齒輪的寬度；

（4）軸承的類型；

（5）箱體的結(jié)構(gòu)方案（剖分式或整體式）；

（6）所推薦箱體結(jié)構(gòu)的有關(guān)尺寸。

畫裝配圖時(shí)，應(yīng)選好比例尺，布置好圖面。草圖的比例尺應(yīng)與正式圖比例尺同，并優(yōu)先用1：1比例尺，以便于繪圖并有真實(shí)感。

減速器裝配圖一般需三個(gè)視圖才能完全表達(dá)各主要零部件的相對(duì)位置、尺寸和結(jié)構(gòu)，必要時(shí)附加些局部試圖和剖視圖，并應(yīng)盡量將減速器的工作原理和主要裝配關(guān)系表達(dá)在一個(gè)視圖上。根據(jù)傳動(dòng)件尺寸的大小，參考類似結(jié)構(gòu)估計(jì)出減速器的結(jié)構(gòu)大小，并考慮標(biāo)題欄、明細(xì)表、零件號(hào)、技術(shù)要求等的位置，作好圖面的合理布置。

如下圖所示：

裝配圖的布置

編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書

1、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書的內(nèi)容概括如下：（1）目錄。

（2）設(shè)計(jì)任務(wù)書。

（3）傳動(dòng)方案的擬定和說(shuō)明（4）電動(dòng)機(jī)的選擇。

（5）計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。（6）三角帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)。（7）齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。（8）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算。

（9）滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算。（10）鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算。

(11)聯(lián)軸器的選擇。

(12)潤(rùn)滑與密封（潤(rùn)滑與密封方式的選擇、潤(rùn)滑劑的選擇）（13）設(shè)計(jì)小結(jié)（本設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)、及課程設(shè)計(jì)的體會(huì)）。（14）參考資料目錄。

還可以包括一些其它技術(shù)說(shuō)明，例如裝拆、安裝的注意事項(xiàng)，維護(hù)保養(yǎng)的 要求等。

2、編寫說(shuō)明書的要求（一律用word編制打?。?/p>

（1）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書要求論述清楚，文字精煉，計(jì)算正確。

（2）說(shuō)明書一律采用A4紙按一定格式打印，裝訂成冊(cè)，封面格式可參照 圖1，說(shuō)明書格式可參照?qǐng)D2。（3）說(shuō)明書中應(yīng)附有必要的插圖。

（4）計(jì)算中所引用的公式和數(shù)據(jù)應(yīng)有根據(jù)，并注明其來(lái)源（如由資料[ ] p．×式(×-×)等）。

（5）說(shuō)明書中每一自成單元的內(nèi)容，應(yīng)有大小標(biāo)題，使其醒目便于查閱。（6）計(jì)算過(guò)程應(yīng)層次分明。一般可列出計(jì)算內(nèi)容，寫出計(jì)算公式，然后 代入數(shù)據(jù)，略去具體驗(yàn)算過(guò)程，直接得出計(jì)算結(jié)果，并寫上結(jié)論性用語(yǔ)，如“合格”、“安全”、“強(qiáng)度足夠”等。對(duì)技術(shù)計(jì)算出的數(shù)據(jù)，需圓整的應(yīng) 予圓整，屬于精確計(jì)算的不得隨意圓整。

第四篇：雙級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.設(shè)計(jì)任務(wù)

設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳送機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)。要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有兩級(jí)圓柱齒輪減速器。具體工作任務(wù)：

（1）繪制減速器裝配圖一張；（2）繪制零件工作圖2張；

（3）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書1份。2.傳動(dòng)系統(tǒng)方案

圖中各部件為：

1.電動(dòng)機(jī)；2.連軸器；3.減速器； 4.連軸器；5.滾筒； 6.輸送帶

3.原始數(shù)據(jù)

輸送帶有效拉力F=3000N；

輸送帶工作速度v=1.3m/s（允許誤差±5%）； 輸送機(jī)滾筒直徑d=355mm； 減速器設(shè)計(jì)壽命5年。4.工作條件

兩班制，常溫下連續(xù)工作；空載啟動(dòng)，工作載荷有輕微振動(dòng)；電壓為380/220V三相交流電。

二、傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 1.電機(jī)的選擇

按設(shè)計(jì)要求及工作條件選用Y系列三相異步電機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)，電壓330V。1)電動(dòng)機(jī)容量的選擇

根據(jù)已知條件計(jì)算工作機(jī)所需有效功率

Pw?F?v?3000?1.31000?3.9kW

設(shè)：?4w——輸送機(jī)滾筒軸（4軸）至輸送帶之間的傳送效率；

?c——聯(lián)軸器效率，?c?0.99(參考文獻(xiàn)1附表B-10)；

?g——閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率，?g?0.97(參考文獻(xiàn)1附表B-10)；

兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

由傳動(dòng)系統(tǒng)方案知：

i01?i34?1

則兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比

i??i12?i34?13.73

為便于兩級(jí)圓柱齒輪減速器采用浸油潤(rùn)滑，當(dāng)兩對(duì)齒輪的配對(duì)材料相同、齒面硬度HBS?350、齒寬系數(shù)相等時(shí)，考慮齒面接觸強(qiáng)度接近相等的條件，取高速級(jí)傳動(dòng)比

i12?(1.3~1.5)i?4.38

那么

i?23?ii?3.13

12那么各傳動(dòng)比分配結(jié)果如下：

i01?1,i12?4.38,i23?3.13,i34?1

3.傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算

傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下： 0軸（電機(jī)軸）

n0?nm?960r/min

P0?Pr?4.59kW

T04.590?9550Pn?9550?960?45.66N?m

01軸（高速軸）

n1?n0i?960r/min 01P1?Pr??01?4.54kW

T4.541?9550P1n?9550?1960?45.16N?m

2軸（中間軸）

n2?n1i?219.18r/min

12P2?P1??12?4.36kW

兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-35查得壽命系數(shù)ZN1?0.92，ZN2?0.96 因?yàn)橐粚?duì)齒輪均為軟齒面，故工作硬化系數(shù)ZW?1 一般設(shè)計(jì)中取潤(rùn)滑系數(shù)ZL?1

根據(jù)參考文獻(xiàn)2表8-8，當(dāng)失效概率小于1/100時(shí)，取接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)SH'min?1

將以上數(shù)值帶入許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式

[?H1]?ZN1??H',lim1S?0.92?560?515MPa

H'min1[??ZN2??H',lim2?0.96?500H2]SH'min1?480MPa

（3）按齒面接觸強(qiáng)度條件計(jì)算中心距a 由參考文獻(xiàn)2中式8-45

'a?(u?1)500KTZ'''?231???ZEHZ?Z???mm au??[?H]?初設(shè)螺旋角?'?10?（由最后幾何條件確定）理論傳動(dòng)比i12'?u'?4.38 高速軸轉(zhuǎn)矩T1?45.16N?m

齒寬系數(shù)?a?0.35（見(jiàn)參考文獻(xiàn)1表4-3）初取載荷系數(shù)K'?1.85

彈性系數(shù)Z??189.8MPa（據(jù)參考書目2表8-7）初取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z'H?2.475 初取重合度系數(shù)Z'E?0.80 初取螺旋角系數(shù)Z'??0.992 將以上數(shù)據(jù)帶入中心距計(jì)算公式

兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

齒輪精度取8級(jí)

按參考文獻(xiàn)2圖8-21，KV?1.13

○3齒向載荷分布系數(shù)K? 按參考文獻(xiàn)2圖8-24，軟齒面，不對(duì)稱布置，?(u?1)?ad?2?0.96，K??1.14

○4齒間載荷分配系數(shù)K? 端面重合度???[1.88?3.2(1z?1?1.68

1z)]cos?2縱向重合度?bsin????m?1.60

n由參考文獻(xiàn)2式（8-38），重合度????????1.68?1.60?3.28K??1.43

K?KAKVK?K??1?1.13?1.14?1.43?1.84?K'

原設(shè)計(jì)偏于安全，不再重新進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。（5）驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度

1）根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-32（c）查得

?F',lim1?240MPa

?F',lim2?200MPa

2）接觸應(yīng)力變化總次數(shù)

N1?60n1?Lh?60?960?1?24000?1.382?109

N82?60n2?Lh?60?219.18?1?24000?3.16?10

根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-45查得壽命系數(shù)YN1?0.88，YN2?0.93（2）根據(jù)參考文獻(xiàn)2表8-8得SF'min?1.25（3）齒形系數(shù)，根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-28 YFa1?2.6，YFa2?2.2

（4）應(yīng)力修正系數(shù)，根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-29 YSa1?1.62，YSa2?1.83

兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

大齒輪材料為45鋼（正火），硬度HBS2=170~217（2）確定許用接觸應(yīng)力[?HP3]和[?HP4] 由文獻(xiàn)2知接觸應(yīng)力計(jì)算公式為：

[?H]??H',limSH'minZNZWZLMPa

根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-33（c）查得

?H',lim3?560MPa ?500MPa ?H',lim4根據(jù)接觸應(yīng)力變化總次數(shù)

N3?60n2?Lh?60?219.18?1?24000?3.16?10N4?60n3?Lh?60?70.02?1?24000?1.01?1088

根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-35查得壽命系數(shù)ZN3?0.96，ZN4?1 因?yàn)橐粚?duì)齒輪均為軟齒面，故工作硬化系數(shù)ZW?1 一般設(shè)計(jì)中取潤(rùn)滑系數(shù)ZL?1

根據(jù)參考文獻(xiàn)2表8-8，當(dāng)失效概率小于1/100時(shí)，取接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)SH'min?1

將以上數(shù)值帶入許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式

[?H3]?ZN3??H',lim3SH'minZN4??H',lim4SH'min?0.96?56011?5001?537.6MPa

[?H4]???500MPa

（3）按齒面接觸強(qiáng)度條件計(jì)算中心距a 由參考文獻(xiàn)2中式8-45

'''500KT1?ZEZHZ?Z?a?(u?1)3??au?[?H]?'?mm ???2理論傳動(dòng)比i23'?u'?3.13 轉(zhuǎn)矩T2?189.97N?m

齒寬系數(shù)?a?0.35（見(jiàn)參考文獻(xiàn)1表4-3）

兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

○1使用系數(shù)KA，按參考文獻(xiàn)2表8-5，KA?1 ○2動(dòng)載系數(shù)KV 齒輪圓周速度v??d3n23.14?98?219.1860000?60000?1.12ms

齒輪精度取8級(jí)

按參考文獻(xiàn)2圖8-21，KV?1.13

○3齒向載荷分布系數(shù)K? 按參考文獻(xiàn)2圖8-24，軟齒面，不對(duì)稱布置

?d?bd?0.71，K??1.11

3○4齒間載荷分配系數(shù)K? 端面重合度?1??[1.88?3.2(z?11.79

1z)]?2縱向重合度?r????1.79

由參考文獻(xiàn)2式（8-38），重合度??????r?1.79?1.79?3.58K??1.44

K?KAKVK?K??1?1.13?1.11?1.44?1.80?K'

原設(shè)計(jì)偏于安全，不再重新進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。（5）驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度

1）根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-32（c）查得

?F',lim3?240MPa

?F',lim4?200MPa

2）接觸應(yīng)力變化總次數(shù)

N3?60n2?Lh?60?219.18?1?24000?3.16?108

N4?60n3?Lh?60?70.02?1?24000?1.01?108

根據(jù)參考文獻(xiàn)2圖8-45查得壽命系數(shù)YN3?0.92，YN4?0.96（6）根據(jù)參考文獻(xiàn)2表8-8得SF'min?1.25

兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

四、減速器軸的設(shè)計(jì) 1.軸的布置

a1?140mm，a2?200mm

bh1?54mm，bh2?49mm，bl1?75mm，bl2?70mm

考慮相鄰齒輪沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸s?11mm

考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸k?10mm 為保證滾動(dòng)軸承放入箱體軸承座孔內(nèi)，計(jì)入尺寸c?4mm 初取軸承寬度為n1?20mm，n2?22mm，n3?22mm 3根軸的支撐跨距分別為

l1?2?(c?k)?bh1?s?bl1?n1?2?(4?10)?54?11?75?20?188mm l2?2?(c?k)?bh1?s?bl1?n2?2?(4?10)?54?11?75?22?190mm l3?2?(c?k)?bh1?s?bl1?n3?2?(4?10)?54?11?75?22?190mm

2.高速軸的設(shè)計(jì)

A.選擇軸的材料及熱處理

小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)。

B.軸的受力分析 軸的受力簡(jiǎn)圖如圖：

兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

?Md1A?0.RBy?lAB?Fa1?2?Fr1?lAC?0.得到

RBy=120.23N ?MB?0.Fr1?lBC?Fd1a1?2?RAy?lAB?0.得到

RAy=509.30N 合成支撐反力為：RA?1334.48N,RB?474.66N（3）計(jì)算彎矩 水平面內(nèi)：

MAX?MBX?0.MCx?RBxlBC?62908N?mm

豎直面內(nèi)：

MAy?MBy?0.MCy??RAylAC?25974N?mm MCy??RBylBC?16472N?mm

兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

減速器高速軸的結(jié)構(gòu)如下圖：

3.中間軸的設(shè)計(jì)

A.選擇軸的材料及熱處理 選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)。

B.軸的受力分析 軸的受力簡(jiǎn)圖如圖：

lAB?l3?190mm

lbl1BC?c?k?2?n32?52mm

lAC?lAB?lBC?138mm

（1）計(jì)算齒輪的嚙合力

FT2189.87t2?2000d?2000?2239.06N?1589.31NFr2?Ftan?nt2cos??1589.31?tan20?cos11?52'59''N?591.13NFa2?Ft2tan??1589.31?tan11?52'59''?334.44N

F2000T22000?189.97t3?d?398?3876.94NFr3?Ft3tan?n?3876.94?tan20??1411.10N（2）求支撐反力 在水平面內(nèi)，有

兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

M??RAylAC?12752N?mm M??Fr3lBD?(RBy?Fr3)lBC?40460N?mm

CyCyMDy?RBylBD?109813N?m

合成彎矩：

MA?MB?0

M?M22C?Cx?MCy??17951N?mmM22C??MCx?MCy??42386.6N?mm MD?M2DX?M2DY?219268N?mm

（4）合成扭矩T=Ft2·d2/2=189970N·mm

（5）軸的初步計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn)2式16-6，d?310M2?(?T)2[?]mm

根據(jù)參考文獻(xiàn)2表16-7，軸的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，?b?637MPa

兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

lAB?l3?190mm

ll1BC?c?k?b2?n32?62.5mm

lAC?lAB?lBC?127.5mm

（1）計(jì)算齒輪的嚙合力

F32000?571.47t4?2000Td?4302N?3784.57N

Fr1?Ft1tan?n?3784.57?tan20?N?1377.47N（2）求支撐反力 在水平面內(nèi)，有

?MB?0.Ft4lBC?RAxlAB?0得到RAx=3784.57N ?MA?0.RBxlAB?Ft4lAC?0得到RBy=2539.65N 在豎直面內(nèi)，有

兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

（4）合成扭矩T?Ft4?d4/2?571470N?mm

（5）軸的初步計(jì)算 根據(jù)參考文獻(xiàn)2式16-6，d?310M2?(?T)2[?]mm

根據(jù)參考文獻(xiàn)2表16-7，軸的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，?b?637MPa 根據(jù)參考文獻(xiàn)2表16-3，插值得[??1]?58.7MPa 取折算系數(shù)??0.6 代入得，d?310M2?(?T)2[?]?38.87mm

（6）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器輸入端的軸端直徑

dd?(0.3~0.35)dm?(0.3~0.35)?200?60~70mm

參考聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑，取dd?72mm

安裝齒輪、聯(lián)軸器處軸肩結(jié)構(gòu)尺寸按參考文獻(xiàn)1表5-1確定。減速器低速軸的結(jié)構(gòu)如下圖：

兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

根據(jù)參考文獻(xiàn)2表17-8，沖擊載荷系數(shù)fp?1.5。當(dāng)量動(dòng)載荷

Pr?fp(XFr?YFa)?1.5?(0.56?3507.75?2.30?334.44)N?4100.33N

11C?hn?js?PrL?P60Lr(106)?22157.96?Cr故所選軸承滿足壽命要求。

6209軸承：D?85mm,damin?52mm,B?19mm 3.低速軸滾動(dòng)軸承的選擇

Fr?2702.64N,n?70.02rmin，Lh?2.5?16?300?12000h。

初選滾動(dòng)軸承6013GB/T276，基本額定動(dòng)載荷Cr?32000N，基本額定靜載荷C0r?24800N。

根據(jù)參考文獻(xiàn)2表17-8，沖擊載荷系數(shù)fp?1.5。當(dāng)量動(dòng)載荷

Pr?fpFr?1.5?2702.64?4053.96N11

C?js?PrL?Pr(60Lhn106)??14976?Cr故所選軸承滿足壽命要求。

6013軸承：D?100mm,damin?72mm,B?18mm

六、鍵和聯(lián)軸器的選擇 1.高速軸鍵和聯(lián)軸器的選擇

（1）高速軸的工作轉(zhuǎn)矩T1?45.16N?m，工作轉(zhuǎn)速為n1?960r/min。

根據(jù)參考文獻(xiàn)2表18-1，取工作情況系數(shù)K?1.75。計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc?KT?79.03N?m

根據(jù)參考文獻(xiàn)2附錄c-16,選聯(lián)軸器為 LX3聯(lián)軸器YA38?82YA32?82GB/T5014?2003。

許用轉(zhuǎn)矩[T]?1250N?m，許用轉(zhuǎn)速[T]?4750r/min

兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

選A型普通平鍵。

d31?71mm,L31?70mm,L31?70?5~10mm?60~65mm '根據(jù)參考文獻(xiàn)2表16-8選取20?12?63GB1096：

b?20mm,h?12mm,L?63mm

根據(jù)參考文獻(xiàn)2表16-9查得許用擠壓應(yīng)力[?p]?110MPa

?p?FA?4000Tdhl?62.39MPa?[?p]

滿足要求。

（2）根據(jù)參考文獻(xiàn)2表18-1，取工作情況系數(shù)K?1.75。計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc?KT?1069.28N?m

根據(jù)參考文獻(xiàn)2附錄c-16,選聯(lián)軸器為 LX4聯(lián)軸器YA55?112YA48?112GB/T4323。

許用轉(zhuǎn)矩[T]?2500N?m，許用轉(zhuǎn)速[n]?3870r/min 均符合要求。

（10）選A型普通平鍵。

d32?55mm,L11?112mm,L11?112?5~10mm?102~107mm '根據(jù)參考文獻(xiàn)2表16-8選取16?10?100GB1096：

b?16mm,h?10mm,L?100mm,l?84mm

根據(jù)參考文獻(xiàn)2表16-9查得許用擠壓應(yīng)力[?p]?110MPa

?p?FA?4000Tdbl?4000?571.4755?10?84?49.48MPa?[?p]

滿足要求。

七、減速器潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑劑及密封裝置的選擇

（一）潤(rùn)滑：

由參考文獻(xiàn)1建議，齒輪采用浸油潤(rùn)滑；當(dāng)齒輪圓周速度v?12m/s時(shí)，圓柱齒輪浸油深度以一個(gè)齒高、但不小于10mm為宜，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x≥30~50mm。軸承潤(rùn)滑采用脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑脂的加入量為軸承空隙體積的13~12，采

（二）密封：

防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦?。參閱參考文獻(xiàn)1，高低速軸密封圈為氈圈密封。箱體與箱座接合面的密封采用密封膠進(jìn)行密封。

第五篇：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)--單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)題目 單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

學(xué) 院

___________________________ 專業(yè)班級(jí) ___________________________ 設(shè) 計(jì) 人 ___________________________ 學(xué) 號(hào)

___________________________ 指導(dǎo)教師

_________________________ 完成日期

_________________________

目 錄

一、前言…………….…………………………………………2

二、設(shè)計(jì)任務(wù)…………….……………………………………2

三、計(jì)算過(guò)程及計(jì)算說(shuō)明…………………………………….3

（一）電動(dòng)機(jī)選擇…………………………………………….3

（二）計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比………………….4(三)運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算…………………………….4(四）傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………...5

（五）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及軸承的選擇計(jì)算……………………...9(六)鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算…………………………………….13

四、減速器的潤(rùn)滑與密封……………………………………………..14 五 減速器箱體及其附件………………………………………………..15

六、設(shè)計(jì)小結(jié)……………………………………………………17

七、參考資料……………………………………………………19

一、前言（一)設(shè)計(jì)目的：

通過(guò)本課程設(shè)計(jì)將學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算能力，熟悉一般的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)過(guò)程。(二)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)方案采用了一級(jí)傳動(dòng)，傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。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)。

二、設(shè)計(jì)任務(wù)

設(shè)計(jì)一臺(tái)用帶式運(yùn)輸?shù)闹饼X圓柱齒輪減速器運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送沙子單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)載荷，有輕微沖擊，環(huán)境有輕度粉塵，使用期限八年，兩班制工作（每班8小時(shí)，每年按300天計(jì)算）。

原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉力F=1800N；帶速V=1m/s；滾筒直徑D=200mm，帶速允許誤差＜5%。具體要求：

1、電動(dòng)機(jī)類型確定

2、單機(jī)減速器的齒輪、軸、軸承、箱體等的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算

3、A1裝配圖一張

4、編寫一份設(shè)計(jì)說(shuō)明書

三、計(jì)算過(guò)程及計(jì)算說(shuō)明

（一）電動(dòng)機(jī)選擇

1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)

2、電動(dòng)機(jī)功率選擇（1）傳動(dòng)裝置的總功率：

η總=0.96×0.99×0.99×0.97×0.99×0.96=0.86(2)電機(jī)所需的工作功率： P工作=FV/1000η總 =1800×1/1000×0.86 =2.09KW

3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速： n筒=60×1000V/πD =60×1000×1/π×200 =95.49r/min 按手冊(cè)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I‘1=3～6。取V帶傳動(dòng)比I’2=2～4，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為I‘a(chǎn)=6～24。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n’d=I‘a(chǎn)×n筒=573～2291r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min等。

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)，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。

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Y112M-6。其主要性能：額定功率：2.2KW，滿載轉(zhuǎn)速940r/min，質(zhì)量45kg

（二）計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比：i總=n電動(dòng)/n筒=940/95.49=10 i2=i/2.5=4(三)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算

1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）V帶高速軸 nI=n電機(jī)=940r/min 減速器高速軸nII=nI/iV帶=940/2.5=376(r/min)減速器低速軸nIII=nII/ i減速器=376/4=94(r/min)

2、計(jì)算各軸的輸入功率（KW）V帶低速軸 PI=P工作=2.2KW 減速器高速軸 PII=PI×η帶=2.2×0.96=2.11KW 減速器低速軸 PIII=PII×η軸承×η齒輪= 2.03KW

3、計(jì)算各軸扭矩（N?m）電動(dòng)機(jī)輸出軸 TI=9550×PI/nI =9550×202/940=22.35N?m 減速器高速軸 TII=9550×PII/nII =9550×2.11/376=53.59N?m 減速器低速軸 TIII=9550×PIII/nIII =9550×2.03/94=206.23N?m(四）傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算

1、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

（1）選擇齒輪材料及精度等級(jí)

考慮減速器傳遞功率不大，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為240~260HBS，取260HBS。大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度220HBS；根據(jù)課本P74表6-5選8級(jí)精度。齒面精糙度Ra≤1.6~3.2μm(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)

由d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動(dòng)比i齒=4 取小齒輪齒數(shù)Z1=24。則大齒輪齒數(shù)： Z2=iZ1=4×24=96 齒數(shù)比：u=i0=4 由課本取φd=0.75(3)轉(zhuǎn)矩T1 T1=22350N?mm(4)載荷系數(shù)k 由課本取k=1.2(5)許用接觸應(yīng)力[σH] [σH]= σHlimZNT/SH由課本查得： σHlimZ1=710Mpa σHlimZ2=620Mpa 由課本P133式6-52計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL NL1=60n1rth=60×458.2×1×(16×365×8)=1.28×109 NL2=NL1/i=1.28×109/6=2.14×108 由課本P135圖6-34查得接觸疲勞的壽命系數(shù)： ZNT1=0.92 ZNT2=0.98 通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SH=1.0 [σH]1=σHlim1ZNT1/SH=710×0.92/1.0Mpa =653.2Mpa [σH]2=σHlim2ZNT2/SH=620×0.98/1.0Mpa =607.6Mpa 故得：

d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 =76.43[1.2×22350×(6+1)/0.75×4×607]1/3mm =46.21mm 模數(shù)：m=d1/Z1=46.21/24=1.93mm 根據(jù)課本取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2mm(6)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 根據(jù)課本 式

σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH] 確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)

分度圓直徑：d1=mZ1=2×24mm=48mm d2=mZ2=2×96mm=192mm 齒寬：b=φdd1=0.75×48mm=36mm 取b=40mm b1=45mm(7)齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa 根據(jù)齒數(shù)Z1=20,Z2=120由表6-9相得 YFa1=2.80 YSa1=1.55 YFa2=2.14 YSa2=1.83(8)許用彎曲應(yīng)力[σF] 根據(jù)課本 式：

[σF]= σFlim YSTYNT/SF 由課本圖 查得：

σFlim1=290Mpa σFlim2 =210Mpa 由圖6-36查得：YNT1=0.88 YNT2=0.9 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)YST=2 按一般可靠度選取安全系數(shù)SF=1.25 計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力

[σF]1=σFlim1 YSTYNT1/SF=290×2×0.88/1.25Mpa =408.32Mpa [σF]2=σFlim2 YSTYNT2/SF =210×2×0.9/1.25Mpa =302.4Mpa 將求得的各參數(shù)代入式（6-49）σF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1 =(2×1×50021.8/45×2.52×20)×2.80×1.55Mpa =77.2Mpa< [σF]1 σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1 =(2×1×50021.8/45×2.52×120)×2.14×1.83Mpa =11.6Mpa< [σF]2 故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠(9)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩a a=m/2(Z1+Z2)=2/2(24+96)=100mm(10)計(jì)算齒輪的圓周速度V V=πd1n1/60×1000=3.14×48×940/60×1000 =2.36 m/s

（五）軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及軸承的選擇計(jì)算 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

1、按扭矩初算軸徑

選用40Cr調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS 根據(jù)課本，取c=110 d≥110(2.11/382.1)1/3mm=19.44mm 考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則 d=19.7×(1+5%)mm=20.69 ∴選d=25mm

2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）軸上零件的定位，固定和裝配

單級(jí)減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過(guò)渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過(guò)渡配合固定（2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度

工段：d1=25mm 長(zhǎng)度取L1=50mm ∵h(yuǎn)=2c c=1.5mm II段:d2=d1+2h=25+2×2×1.5=31mm ∴d2=31mm 初選用6207型深溝球軸承，其內(nèi)徑為35mm, 寬度為16mm.考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為20mm，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮聯(lián)軸器和箱體外壁應(yīng)有一定矩離而定，為此，取該段長(zhǎng)為55mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小2mm,故II段長(zhǎng)： L2=（2+20+16+55）=93mm III段直徑d3=35mm L3=L1-L=50-2=48mm Ⅳ段直徑d4=45mm 由手冊(cè)得：c=1.5 h=2c=2×1.5=3mm d4=d3+2h=35+2×3=41mm 長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即L4=20mm 但此段左面的滾動(dòng)軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)查取由手冊(cè)得安裝尺寸h=3.該段直徑應(yīng)?。海?0+3×2）=36mm 因此將Ⅳ段設(shè)計(jì)成階梯形，左段直徑為36mm Ⅴ段直徑d5=30mm.長(zhǎng)度L5=19mm 由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L=100mm(3)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算

①求分度圓直徑：已知d1=48mm ②求轉(zhuǎn)矩：已知T2=52780N?mm ③求圓周力：Ft 根據(jù)課本 式得

Ft=2T2/d2=52780/48=1099.583N ④求徑向力Fr 根據(jù)課本P127（6-35）式得

Fr=Ft?tanα=1099.58×tan200=400.21N ⑤因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：LA=LB=50mm(7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度 由式（6-3）

σe=Mec/0.1d33=99.6/0.1×353 =14.5MPa< [σ-1]b=60MPa ∴該軸強(qiáng)度足夠。輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

1、按扭矩初算軸徑

選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度（217~255HBS）根據(jù)課本 取c=115 d≥c(P3/n3)1/3=33.41mm 取d=35mm

2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）軸的零件定位，固定和裝配

單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過(guò)渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過(guò)渡配合或過(guò)盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。（2）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度

初選6209型深溝球軸承，其內(nèi)徑為45mm，寬度為19mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離，則取套筒長(zhǎng)為20mm，則該段長(zhǎng)41mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度為輪轂寬度為2mm。(3)按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算

①求分度圓直徑：已知d2=192mm ②求轉(zhuǎn)矩：已知T3=20300N?mm ③求圓周力Ft：根據(jù)課本P127（6-34）式得 Ft=2T3/d2=2×271×103/300=1806.7N ④求徑向力Fr根據(jù)課本P127（6-35）式得 Fr=Ft?tanα=1806.7×0.36379=657.2N ⑤∵兩軸承對(duì)稱 ∴LA=LB=49mm(六)鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 軸徑d1=25mm,L1=50mm 查手冊(cè)得，選用C型平鍵，得：

鍵A 8×7 GB1096-79 l=L1-b=50-8=42mm h=7mm 根據(jù)課本得

σp=4T2/dhl=4×48000/22×7×42 =29.68Mpa<[σR]（2、輸入軸與齒輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接

軸徑d3=35mm L3=48mm T=271N?m 查手冊(cè)P51 選A型平鍵 鍵10×8 GB1096-79 l=L3-b=48-10=38mm h=8mm σp=4T/dhl=4×271000/35×8×38 =101.87Mpa<[σp](110Mpa)

3、輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接 軸徑d2=50mm L2=50mm T=61.5Nm 查手冊(cè)P51 選用A型平鍵 鍵16×10 GB1096-79 l=L2-b=50-16=34mm h=10mm 據(jù)課本P243式（10-5）得

σp=4T/dhl=4×6100/51×10×34=60.3Mpa<[σp]

四、減速器的潤(rùn)滑與密封 齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑

高速級(jí)齒輪圓周轉(zhuǎn)速為2.0m/s 低速級(jí)齒輪圓周轉(zhuǎn)速為0.69m/s 所以選擇脂潤(rùn)滑的潤(rùn)滑方式，可用旋蓋式、壓注式油杯向軸承室加注潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑油牌號(hào)的確定及油量計(jì)算

減速器中傳動(dòng)件通常用浸油（油浴）潤(rùn)滑

選用牌號(hào)為L(zhǎng)-AN32的全損耗系統(tǒng)用油，其主要用于一般機(jī)床齒輪減速箱、中小型機(jī)床導(dǎo)軌。油面高度為浸過(guò)高速級(jí)大齒輪一個(gè)全齒，油量計(jì)算： V=a×b×h=543×146×57=4.52×106mm3 軸承的潤(rùn)滑

選用牌號(hào)為ZGN69-2的滾動(dòng)軸承脂，該潤(rùn)滑脂適用于各種機(jī)械設(shè)備的滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑，適用工作溫度≤90°C 脂潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于密封，但潤(rùn)滑效果不如油潤(rùn)滑，故常用于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)、開(kāi)式蝸桿傳動(dòng)和低速滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑。

滾動(dòng)軸承采用脂潤(rùn)滑時(shí)，潤(rùn)滑脂的填充量不應(yīng)超過(guò)軸承空間的1/3~1/2。減速器的密封 選用氈圈密封方式。

其密封效果是靠矩形氈圈安裝于梯形槽中所產(chǎn)生的徑向壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉，但磨損較快、壽命短。它主要用于軸承采用脂潤(rùn)滑，且密封處軸的表面圓周速度較小的場(chǎng)合，對(duì)粗、半粗及航空用氈圈其最大圓周速度分別為3m/s、5m/s、7m/s，工作溫度t≤90°C

五、減速器箱體及其附件（1）窺視孔和視孔蓋

窺視孔應(yīng)設(shè)在箱蓋頂部能看見(jiàn)齒輪嚙合區(qū)的位置，大小以手能伸入箱體內(nèi)檢查操作為宜。

窺視孔處應(yīng)設(shè)計(jì)凸臺(tái)以便于加工。視孔蓋可用螺釘緊固在凸臺(tái)上，并考慮密封。（2）通氣器

通氣器設(shè)置在箱蓋頂部或視孔蓋上。較完善的通氣器內(nèi)部制成一定曲路，并設(shè)置金屬網(wǎng)。

選擇通氣器類型的時(shí)候應(yīng)考慮其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，其規(guī)格尺寸應(yīng)與減速器大小相適應(yīng)。（3）油面指示器

油面指示器應(yīng)設(shè)置在便于觀察且油面較穩(wěn)定的部位，如低速軸附近。

常用的油面指示器有圓形油標(biāo)、長(zhǎng)形油標(biāo)、管狀油標(biāo)，油標(biāo)尺等形式。

油標(biāo)尺的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在減速器中較常采用。油標(biāo)尺上有表示最高及最低油面的刻線。裝有隔離套的油尺可以減輕油攪動(dòng)的影響。

油標(biāo)尺安裝位置不能太低，以避免油溢出油標(biāo)尺座孔。（4）放油孔和螺塞

放油孔應(yīng)設(shè)置在油池的最低處，平時(shí)用螺塞堵住。采用圓柱螺塞時(shí)，座箱上裝螺塞處應(yīng)設(shè)置凸臺(tái)，并加封油墊片。放油孔不能高于油池底面，以避免排油不凈。（5）起吊裝置

吊環(huán)螺釘可按照起重量選擇。為保證起吊安全，吊環(huán)螺釘應(yīng)完全擰入螺孔。箱蓋安裝吊環(huán)螺釘處應(yīng)設(shè)置凸臺(tái)，以使吊環(huán)螺釘孔有足夠深度。

箱蓋吊耳、吊鉤和箱座吊鉤的結(jié)構(gòu)尺寸在設(shè)計(jì)時(shí)可以進(jìn)行適當(dāng)修改。（6）定位銷

常采用圓錐銷作定位銷。兩定位銷之間的距離越遠(yuǎn)越可靠，因此，通常將其設(shè)置在箱體聯(lián)接凸緣的對(duì)角處，并應(yīng)作非對(duì)稱布置。定位銷的長(zhǎng)度應(yīng)大于箱蓋、箱座凸緣厚度之和。（7）起蓋螺釘

起蓋螺釘設(shè)置在箱蓋聯(lián)接凸緣上，其螺紋有效長(zhǎng)度應(yīng)大于箱蓋凸緣厚度。起蓋螺釘直徑可與箱蓋凸緣螺釘直徑相同，螺釘端部制成圓柱形并光滑導(dǎo)角或制成半球形。

六、設(shè)計(jì)小結(jié)

一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了。這一個(gè)星期以來(lái)，我是感慨良多，有痛苦也有快樂(lè)，發(fā)過(guò)火，流過(guò)汗，學(xué)到的東西也很多。大家常掛在嘴邊的一句話：哥畫的不是圖，畫的是寂寞。但經(jīng)過(guò)了那么多天的奮戰(zhàn)，當(dāng)我們平生最大的一幅圖在我們自己的設(shè)計(jì)中成型時(shí)，我們才發(fā)現(xiàn)：我們畫的不是寂寞，而是成功的歷程。成就感在我們的心中蕩漾……

首先,我要感謝頂著炎熱的天氣在教室里指導(dǎo)我們的陳老師,是他在我們幾乎絕望的時(shí)候給了我們鼓勵(lì),給了我們信心,也是他在我們遇到困難的時(shí)候出現(xiàn)在我們的身邊。

通過(guò)一個(gè)星期的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，我知道了在設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須嚴(yán)肅認(rèn)真，刻苦專研，一絲不茍，精益求精，才能在設(shè)計(jì)思想，方法和技能各方面獲得較好的鍛煉與提高。必須發(fā)揮設(shè)計(jì)的主動(dòng)性，主動(dòng)思考問(wèn)題分析問(wèn)題和解決問(wèn)題設(shè)計(jì)中要正確處理參考已有資料和創(chuàng)新的關(guān)系。熟悉和利用已有的資料，既可避免許多重復(fù)的工作，加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，同時(shí)也是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要保證。善于掌握和使用各種資料，如參考和分析已有的結(jié)構(gòu)方案，合理選用已有的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，也是設(shè)計(jì)工作能力的重要方面。機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)邊計(jì)算，邊繪圖，邊修改，設(shè)計(jì)計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)繪圖交替進(jìn)行，這與按計(jì)劃完成設(shè)計(jì)任務(wù)并不矛盾，應(yīng)從第一次設(shè)計(jì)開(kāi)始就注意逐步掌握正確的設(shè)計(jì)方法。

安排課程設(shè)計(jì)的基本目的，在于通過(guò)理論與實(shí)際的結(jié)合、人與人的溝通，進(jìn)一步提高思想覺(jué)悟。尤其是觀察、分析和解決問(wèn)題的實(shí)際工作能力，以便培養(yǎng)成為能夠主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高素質(zhì)的復(fù)合型人才。-

作為整個(gè)學(xué)習(xí)體系的有機(jī)組成部分，課程設(shè)計(jì)雖然安排在一周進(jìn)行，但并不具有絕對(duì)獨(dú)立的意義。它的一個(gè)重要功能，在于運(yùn)用學(xué)習(xí)成果，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果。運(yùn)用學(xué)習(xí)成果，把課堂上學(xué)到的系統(tǒng)化的理論知識(shí)，嘗試性地應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)工作，并從理論的高度對(duì)設(shè)計(jì)工作的現(xiàn)代化提出一些有針對(duì)性的建議和設(shè)想。檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果，看一看課堂學(xué)習(xí)與實(shí)際工作到底有多大距離，并通過(guò)綜合分析，找出學(xué)習(xí)中存在的不足，以便為完善學(xué)習(xí)計(jì)劃，改變學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法提供實(shí)踐依據(jù)。

對(duì)我們非機(jī)械專業(yè)的本科生來(lái)說(shuō)，實(shí)際能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，而這種實(shí)際能力的培養(yǎng)單靠課堂教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須從課堂走向?qū)嵺`。這也是一次設(shè)計(jì)工作的預(yù)演和準(zhǔn)備。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，讓我們找出自身狀況與實(shí)際需要的差距，并在以后的學(xué)習(xí)期間及時(shí)補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)，為求職與正式工作做好充分的知識(shí)、能力準(zhǔn)備，從而縮短從校園走向社會(huì)的心理轉(zhuǎn)型期。課程設(shè)計(jì)促進(jìn)了我系人才培養(yǎng)計(jì)劃的完善和課程設(shè)置的調(diào)整。課程設(shè)計(jì)達(dá)到了專業(yè)學(xué)習(xí)的預(yù)期目的。在一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)之后，我們普遍感到不僅實(shí)際動(dòng)手能力有所提高，更重要的是通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)流程的了解，進(jìn)一步激發(fā)了我們對(duì)專業(yè)知識(shí)的興趣，并能夠結(jié)合實(shí)際存在的問(wèn)題在專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)。

課程設(shè)計(jì)需要刻苦耐勞，努力鉆研的精神,有時(shí)可能需要連續(xù)幾個(gè)小時(shí)、十幾個(gè)小時(shí)不停的工作進(jìn)行攻關(guān), 雖然過(guò)程很辛苦，有時(shí)還會(huì)有放棄的念頭，但始終堅(jiān)持下來(lái)，完成了設(shè)計(jì)，而且學(xué)到了，應(yīng)該是補(bǔ)回了許多以前沒(méi)學(xué)好的知識(shí)，同時(shí)鞏固了這些知識(shí)，提高了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。最后出成果的瞬間是喜悅、是輕松、是舒了口氣！-

至于此次課程設(shè)計(jì)中的不足，我將在今后的學(xué)習(xí)的加以改進(jìn)，不斷的完善自己，認(rèn)真學(xué)習(xí)自己的專業(yè)知識(shí)，希望在畢業(yè)的時(shí)候能成為一個(gè)合格的工科人才。

七、參考資料目錄

機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì) 高等教育出版社 1995年12月版 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 湖南大學(xué)出版社 2005年8月版