武漢生物工程學(xué)院 畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 題 目 名 稱 二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì) 題 目 類 別 畢業(yè)設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電工程系 專 業(yè) 班 級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 08 級(jí) 05 班 學(xué) 生 姓 名 張 瓏 指 導(dǎo) 教 師 阮中尉 輔 導(dǎo) 教 師 阮中尉 1 緒論 .設(shè)計(jì)的目的及意義 . 2 減速器的發(fā)展?fàn)顩r . 3 減速器的發(fā)展趨勢(shì) . 傳動(dòng)方案的擬定 .動(dòng)機(jī)的選擇。 .動(dòng)比的分配。 .動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算： . 齒輪的設(shè)計(jì) .速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 . 10 4 低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng) . 11 5 軸的設(shè)計(jì)算 .速軸（ 1 軸）的設(shè)計(jì) . 間軸（ 2 軸）的設(shè)計(jì) .速軸（ 3 軸）的設(shè)計(jì) . 20 6 滾動(dòng)軸承的選擇 . 22 7 鍵聯(lián)結(jié)和聯(lián)軸器的選擇 . 24 8 箱體上個(gè)部分尺寸計(jì)算 . 26 9 參考文獻(xiàn) . 28 10 設(shè)計(jì)小結(jié) . 28 1 緒論 隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)產(chǎn)品的需求是多樣化的，這就決定了未來(lái)的生產(chǎn)方式趨向多品種、小批量。在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著齒輪減速器，它是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置 . 它是機(jī)械設(shè)備的重要組成部分和核心部件。目前，國(guó)內(nèi)各類通用減速器的標(biāo)準(zhǔn)系列已達(dá)數(shù)百個(gè)，基本可滿足各行業(yè)對(duì)通用減速器的需求。國(guó)內(nèi)減速器行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及參數(shù)覆蓋范圍近幾年都在不斷擴(kuò)展，產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家同類產(chǎn)品水平，承擔(dān)起為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供傳動(dòng)裝置配套的重任，部分產(chǎn)品還出口至歐美及東南亞地區(qū)，推動(dòng)了中國(guó)裝配制造業(yè)發(fā)展 設(shè)計(jì)的目的及意義 齒輪傳動(dòng)在機(jī)器中是用以協(xié)調(diào)原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間的矛盾，是改變機(jī)器的轉(zhuǎn)速，扭矩的重要環(huán)節(jié)，具有實(shí)用可靠，傳動(dòng)效率很高等優(yōu)點(diǎn)，是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的，也是應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)形式。齒輪技術(shù)在一定程度上標(biāo)志著機(jī)械工程技術(shù)的水平 ， 具有體積小、質(zhì)量輕、傳動(dòng)效率高、加工成本相對(duì)較低、性價(jià)比較高等優(yōu)點(diǎn)，對(duì) 圓柱齒輪 減速 機(jī) 進(jìn)行性能分析，有利于提高減速 機(jī) 的工作性能和設(shè)計(jì)水平，充分發(fā)揮 這 種應(yīng)用前景十分廣闊和很有研究?jī)r(jià)值的減速器。而目前對(duì)該減速 機(jī) 的分析研究工 作較的優(yōu)越性，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化和推廣使用具有重要的理論和實(shí)際意義。 1 2 減速器的發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量 比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上 還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問(wèn)題更突出，使用壽命不長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)使用 的大型減速器（ 500上），多從國(guó)外進(jìn)口，花去不少的外匯。 60 年代開(kāi) 始生產(chǎn)的少齒差傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)等減速器具有傳動(dòng)比大，體 積小、機(jī)械 效率高等優(yōu)點(diǎn)。但受其傳動(dòng)的理論的限制，不能傳遞過(guò)大的功率， 功率一般都要小于 40于在傳動(dòng)的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面 沒(méi)有突破，因此，沒(méi)能從根本上解決傳遞功率大、傳動(dòng)比大、體積小、重量 輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。 90 年代初期，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)（齒輪） 減 速器，是一種外平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的減速器，它可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，傳遞載荷 的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率亦高 。 國(guó)內(nèi)有少數(shù)高等學(xué)校和廠礦企業(yè)對(duì)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)中的某些原理做些研究工 作，一些研究論文，在利用 擺線齒輪作平動(dòng)減速器開(kāi)展了一些工 作 。 1 3 減速器的發(fā)展趨勢(shì) 當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低 的問(wèn)題。國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材 料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其 傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)題，也未解決好。最近 報(bào)導(dǎo)，日本住友重工研制的 高精度減速器，美國(guó) 司研制的 傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)上與本項(xiàng)目類似或相近，都 為目前先進(jìn)的齒輪減速器。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小 體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進(jìn)材 料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新， 平動(dòng)齒輪傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是 大力開(kāi)拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。目前， 超小型的減速器的研究成 果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機(jī)器人等領(lǐng) 域中，微型發(fā)動(dòng)機(jī)已基本研制成功，美國(guó)和荷蘭近期研制的分子發(fā)動(dòng)機(jī) 的尺寸在納米級(jí)范圍，如能輔以納米級(jí)的減速器，則應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。 究?jī)?nèi)容 （ 1） 查閱相關(guān)資料，明確設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，了解減速器的設(shè)計(jì)要求，在此 基礎(chǔ)上進(jìn)行總體方案的論證與設(shè)計(jì)。撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。 （ 2）制定減速器的工作要求，并按照工作環(huán)境進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。 （ 3）根據(jù)其中一個(gè)齒輪，進(jìn)行齒輪和軸承的配合設(shè)計(jì)。 （ 4）對(duì)齒輪和的選擇進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì) 算，對(duì)軸承的強(qiáng)度校核進(jìn)行計(jì)算。 （ 5）進(jìn)行該減速器的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)主要零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （ 6）繪制該減速器的裝配圖和主要零件圖。 （ 7）翻譯指定外文文獻(xiàn)資料。 （ 8）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 2 傳動(dòng)方案的擬定 1 原始數(shù)據(jù) （ 1）運(yùn)輸帶工作拉力 F=4 2）運(yùn)輸帶工作速度 V=s (3)輸送帶滾筒直徑 D=450 4）傳動(dòng)效率 工作條件 兩班制工作，空載起動(dòng)，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向） 運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境 多塵，中小批量 生 產(chǎn)，使用期限 10 年，年工作 300 天。 設(shè)計(jì)要求： 1、完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，約 8000 字。 2、完成帶式傳輸裝置總體設(shè)計(jì)及減速器部裝圖、零件圖。 3、完成減速器所有零件圖及裝配。 帶式輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī) 1 通過(guò)聯(lián)軸器 2 將動(dòng)力傳入減速器 3， 在經(jīng)聯(lián)軸器 4 傳至輸送機(jī)滾筒 5，帶動(dòng)輸送帶 6 工作。傳動(dòng)系統(tǒng)中采用兩 級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪 相對(duì)于軸承位置不對(duì)稱， 因 此要求軸有較大的剛度，高速級(jí)和低速級(jí)分別為斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱 齒輪傳動(dòng)。 動(dòng)機(jī)的選擇。 按設(shè)計(jì)要求及工作條件選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)臥式封閉結(jié)構(gòu) 380V。 （ 1）電動(dòng)機(jī)容量的選擇。 根據(jù)已知條件由計(jì)算得知工作所需有效功率。 工作機(jī)所需功率 ; 傳動(dòng)裝置總體效率 彈性聯(lián)軸器效率 滾動(dòng)軸承效率 閉式齒輪傳動(dòng) 效率 卷筒效率 算得傳動(dòng)系 統(tǒng)總效率 工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率 =4000× 000× 文獻(xiàn) 1表 20列 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)可以確定，滿足 0常二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比取 =8 40 應(yīng)取 10 （ 2）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速選擇 根據(jù)已知條件由計(jì)算得知輸 送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速 0× 1000v/450=60000× 450=常二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比取 i=8 40 N=8 文獻(xiàn) 1表 20步選同步轉(zhuǎn)速為 1500 和 3000 的電機(jī)，對(duì)應(yīng)于額 定功率為 電動(dòng)機(jī)號(hào)分別取 、 和 三種。將三種電動(dòng)機(jī)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)及相應(yīng)算得的總傳動(dòng)比 列于下表： 方案號(hào) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率（ 同步轉(zhuǎn)速（ r/ 滿載轉(zhuǎn)速（ r/ 總傳動(dòng)比 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量/ 0 3000 2900 4 二 0 1500 1440 8 三 0 1000 960 i 85 通過(guò)對(duì)這三種方案比較：一 電機(jī)重量輕，但傳動(dòng)比大，傳動(dòng)裝置外輪 廓尺寸 大，結(jié)構(gòu)不緊湊；二與三比較，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸， 質(zhì)量，價(jià)格及傳動(dòng)比，可以看出，如果傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，選用三方案 最好即： 列 動(dòng)比的分配。 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比 I=nm/60/以兩級(jí)圓柱齒輪減速器的總傳動(dòng)比 =了便于兩級(jí)圓柱齒輪減速器采用侵油潤(rùn)滑，當(dāng)兩級(jí)齒輪的配對(duì)材料相 同 ，齒面硬度 50,齒寬系數(shù)相等時(shí)?？紤]面接觸強(qiáng)度接近相等的條 件，取兩級(jí)圓柱齒輪減速器的高速級(jí)傳動(dòng)比 :=速級(jí)傳動(dòng)比為 動(dòng)系統(tǒng)各傳動(dòng)比分別為： 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。 1 軸（減速器高速軸）： =1=9550× 60=n· m 2 軸（減速器中間軸） n2=n1/60/2=9550× M 3 軸（減速器低速軸） n3=n2/3=9550× M 4 軸（輸送機(jī)滾筒軸） n4=n3/=4=9550× 31N· M (1軸輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩 2=3=2=3=上述計(jì)算結(jié)果和傳動(dòng)比及傳動(dòng)效率匯總?cè)缦卤?1 軸名 輸入 （ 輸出 （ 輸入 （ 輸出 （ 轉(zhuǎn)速 r/動(dòng)比 i 效率 1 60 1 31 于所設(shè)計(jì)的減速器中兩級(jí)齒輪傳動(dòng) 3 齒輪的設(shè)計(jì) 按軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算路線，分別進(jìn)行高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 的設(shè)計(jì)計(jì)算和低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。 速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)選擇材料及熱處理，精度等級(jí)，齒數(shù) 2齒寬系數(shù) d，并初選螺旋 角 考慮減速器要求結(jié)果緊湊故大小齒輪均用 40質(zhì) 處理后表面淬火， 因載荷較平穩(wěn)，齒輪速度不是很高，故初選 7 級(jí)精度，齒數(shù)面宜多取，選 小齒輪齒數(shù) 4, 大齒輪齒數(shù) 24=96, 按軟齒面齒輪非對(duì) 稱安裝查文獻(xiàn) 2表 取齒寬系數(shù) d=實(shí)際傳動(dòng)比 6/24=4,誤差（ （ ± 5%， 在設(shè)計(jì)給定的± 5%范圍內(nèi)可用。 (1)確定 公式中各式參數(shù)； 1）載荷系數(shù) 試選 2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 1000000× 60=M 3）材料系數(shù) 查文獻(xiàn) 2表 4）大，小齒輪的接觸疲勞極限 按齒面硬度查文獻(xiàn) 2圖 5）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 1/U=69120000 6)接觸疲勞壽命系數(shù) 查文獻(xiàn) 2圖 7）確定許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù) (2)設(shè)計(jì)計(jì)算 1）試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ）計(jì)算圓周速度 v 3）計(jì)算載荷系數(shù) k 文獻(xiàn) 2表 使用系數(shù) 根據(jù) v=m/s 按 7 級(jí)精度查 文獻(xiàn) 2圖 動(dòng)載系數(shù) 圖 (3)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸； 1）計(jì)算模數(shù) m m=d1/4標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù) m=2）兩輪分度圓直徑 d1=24=60d2=90=225）中心距 a a=m(z1+2=(24+90)/2=）齒寬 b b=60=60 b1=55mm 0）齒全高 h h= 核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由文獻(xiàn) 2式（ (1)確定公式中各參數(shù)值 ; 1)大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 查文獻(xiàn) 2圖 40 60 2)彎曲疲勞壽命系數(shù) 查文獻(xiàn) 2圖 3)許用彎曲應(yīng)力 取定彎曲疲勞安全系數(shù) ,應(yīng)力修正系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù) 齒輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 (2)校核計(jì)算 所以 彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 . 4 低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 擇齒輪材料及熱處理方法 選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為 220280軟 齒閉 式傳動(dòng)，載荷平穩(wěn)齒輪速度不高，初選 7 級(jí)精度，小齒輪齒數(shù) 30，大 齒輪齒數(shù) 30=87，按軟齒面齒輪非對(duì)稱安裝查文獻(xiàn) 2 表 齒寬系 d=實(shí) 際傳動(dòng)比 87/30=誤差 ( ± 5%，在設(shè)計(jì)給定的± 5% 范圍內(nèi)可用 齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) (4)確定公式中各式參數(shù)； 7）載 荷系數(shù) 選 ）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 1000000× ）材料系數(shù) 文獻(xiàn) 2表 10）大，小齒輪的接觸疲勞極限 按齒面硬度查文獻(xiàn) 2圖 11）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 12）接觸疲勞壽命系數(shù) 查文獻(xiàn) 2圖 13）確定許用接觸應(yīng)力 (5)設(shè)計(jì)計(jì)算 5）試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 6）計(jì)算圓周速度 v V=0× 1000=s 7）計(jì)算載荷系數(shù) k 查文獻(xiàn) 2表 使用系數(shù) 1 根據(jù) v=s 7 級(jí)精度查文 獻(xiàn) 2圖 動(dòng)載系數(shù) 圖 K = k= KA k v k × 1=）校正分 度圓直徑 6)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸； 6）計(jì)算模數(shù) m m=d1/0=標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù) m=）兩輪分度圓直徑 d1=30=75mm d2=80=200）中心距 a a=m(z1+2=(30+80)/2=）齒寬 b b= 75=75mm b1=5mm 0mm 50）齒全高 h h 核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由文獻(xiàn) 2式（ (4)確定公式中各參數(shù)值 ; 6)大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 查文獻(xiàn) 2圖 并加以比較取其中最大值代入公式計(jì)算 小齒輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 (5)校核計(jì)算 所以 彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。 5 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 在完成了帶式傳輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算和減速器兩級(jí) 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算之后，接下來(lái)可進(jìn)行減速器軸的設(shè)計(jì)，滾動(dòng)軸承的 選擇，鍵的選擇和聯(lián)軸器的選擇。 速軸（ 1 軸）的設(shè)計(jì) （ 1）繪制軸的布置簡(jiǎn)圖和初定跨距 軸的布置入圖 4 17mm 0mm 5mm 0mm 5 考慮相鄰齒輪設(shè)軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸 s=10 齒輪與箱體內(nèi)壁設(shè)軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸 k=10為保證滾動(dòng)軸承放入箱體軸承座孔內(nèi)，計(jì)入尺寸 c=6m 初取軸承寬度分別為 mm n mm n mm n 2222203 2 1 3 根軸的支架跨度分別為 (c+k)+s+92(c+k)+s+89(c+k)+s+94（ 2）高速軸（ 1 軸）的設(shè)計(jì) 擇軸的材料及熱處理； 軸上齒輪的直徑較小，（ 用齒輪軸結(jié)構(gòu)，軸的材 料及熱處理和齒輪的材料及熱處理一致，選用 40 軸的受力分析 軸的受 力簡(jiǎn)圖如圖示； 圖中 921 +c+k+=5141（ a）計(jì)算齒輪的嚙合力， T1/*40299=t1*t1*（ b）求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖； 軸在水平面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖，如圖示： 軸在水平面內(nèi)的彎矩圖如上圖示 （ c）求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖 軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖，如圖示 （ d）求截面 C 處彎矩 強(qiáng)度校核 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn) 2表 得 1 60 故，彎扭合成強(qiáng)度滿足要求 軸的初步計(jì)算； 由文獻(xiàn) 2中式（ 式（ 按文獻(xiàn) 2中表 材料為 40質(zhì) b735 文獻(xiàn) 2中表 用彎曲應(yīng)力值 1 =60取折算系數(shù) 以上數(shù)值代入軸計(jì)算截面（ c 截面）直徑計(jì)算公式 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器輸入軸的軸端直徑， 1.2)( 27 （ 參考聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑， 取減速器高速軸的軸端直徑 25據(jù)軸上零件的布置，安裝和定位的需要，初定各軸段的直徑及長(zhǎng)度其 中軸頸，軸頭結(jié)構(gòu)尺寸與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)籌考慮。 軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑： 35 30 35 40 47 安裝半聯(lián)軸器處軸段直徑：第一組 : 25 28 30 30 35 第二組： 30 32 35 38 40 第三組： 32 35 38 40 42 （注：因此軸段安裝的半聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸安裝的半聯(lián)軸器為同一型號(hào) 聯(lián)軸器，故此軸段直徑應(yīng)在電動(dòng)機(jī)軸直徑所在同一組數(shù)據(jù)中選定。） 安裝齒輪，聯(lián)軸器處軸肩結(jié)構(gòu)尺寸可參考文獻(xiàn) 1表 5定。 （注：在安裝聯(lián)軸器處，當(dāng)直徑受到軸頸直徑和聯(lián)軸器軸徑限制時(shí)，允 許按 d1=d+(2 取值；或此處不計(jì)算軸肩，可借助于套筒實(shí)現(xiàn)聯(lián)軸器 的軸向定 位。） 間軸（ 2 軸）的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料及熱處理， 選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)， 軸的受力分析 軸的受力簡(jiǎn)圖（略）圖中 891 +c+k+=+c+k+=67（ a）計(jì)算齒輪的嚙合力； T1/512N t1*t1*T2/（ b）求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖 軸在水平面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖 (c）求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖，軸在垂直面內(nèi)的受 力簡(jiǎn)圖（略）； （ d）求支承反力，作軸的合成彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖； (軸向力 于支承軸的滾動(dòng)軸承擬選用深溝球軸承，并采 用兩端固定式組合方式，故軸向力作用在軸承 B 上） 按文獻(xiàn) 1表 5減速器中間軸的危險(xiǎn)截面直徑 0據(jù)軸上零 件的布置，安裝和定位的需要，初定各軸的直徑及長(zhǎng)度其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu) 尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)果尺寸。聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)籌考慮。 軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑： 35 40 45 40 35 安裝齒輪處軸段長(zhǎng)度：軸段長(zhǎng)度 =輪轂長(zhǎng)度 2（注：減速器中間軸的結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖 速軸（ 3 軸）的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料及熱處理， 選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì) 軸的受力分析 軸的受力簡(jiǎn)圖所示 圖中 943 +c+k+=（ a）計(jì)算齒輪的嚙合力； T3/*13900/200=1399N t4/（ b）求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖， 軸在水平面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖所示 （ c）求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖； 軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖所示 （ d）求支承反力，作軸的合成彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖； b=76000 T=1399*200/2=139900 (軸的合力彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖略 ) 軸的初步計(jì)算； 由文獻(xiàn) 2式（ 式（ 按文獻(xiàn) 2中表 的材料為 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì) b=640 按文獻(xiàn) 2表 用彎曲應(yīng)力值得 60 取折算系數(shù) = 6 將以上數(shù)值代入軸計(jì)算截面（ c 截面）直徑計(jì)算公式 ： 在此軸段開(kāi)有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大 4%，計(jì)算截面直徑 d c 的最小直徑 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器低速級(jí)從動(dòng)軸的危險(xiǎn)截面直徑， 按文獻(xiàn) 1表 5減速器低速軸的危險(xiǎn)截面直徑 0根據(jù)軸上零件的位置、安裝和定位的需要，初定各軸段的直徑及長(zhǎng)度， 其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)籌 考慮。 軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑： 40 45 50 55 50 45 :此軸段直徑可根據(jù)結(jié)構(gòu)需要按所列聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑選定。 安裝 齒輪處軸段長(zhǎng)度：軸段長(zhǎng)度 =輪轂長(zhǎng)度 2 滾動(dòng)軸承的選擇 （ 1）高速軸（ 1 軸）上滾動(dòng)軸承的選擇； 按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)，因支承跨距不大，故采用兩端固定 式軸承組合方式。軸承類型選為深溝球軸承，軸承預(yù)期壽命取為。 3800h 由前計(jì)算結(jié)果知：軸承所受徑向力 向力 承 工作轉(zhuǎn) 速 n=960 r/選滾動(dòng)軸承 6207 276文獻(xiàn) 3中表 18本額定負(fù)荷基 本額定靜負(fù)荷 C r =25500N C 15200 N 因， 003 軸承滿足要求 6207 軸承 d=35=17=72 Z=9 （ 2）中間軸（ 2 軸）上滾動(dòng)軸承的選擇； 按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)。因支承跨距不大，故采用兩 端固定式軸 承組合式，軸承類型選為深溝球軸 承，軸承預(yù)期壽命 取為 L h 43800h 。 由前計(jì)算結(jié)果知：軸承所受徑向力 向力 軸承工作轉(zhuǎn)速 n=選滾動(dòng)軸承 6207 276文獻(xiàn) 3表 18本額定動(dòng) 負(fù)荷 C r 25500N ，基本額定靜負(fù)荷 C 15200N 。 6207 軸承 d=35=17=72 Z=9 （ 3）低速軸（ 3 軸）上滾動(dòng)軸承的選擇； 按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)，因支承跨距不大，故采用兩端固 定式軸承組合方式。軸承類型選為深溝球軸承，軸承預(yù)期壽命取為 3800h。 由前計(jì)算結(jié)果知，軸承所受徑向力 承工作轉(zhuǎn)速 n=r/ 初選滾動(dòng)軸承 6209 276文獻(xiàn) 3表 18本額定動(dòng)負(fù) 荷 2050N 按文獻(xiàn) 2中表 擊負(fù)荷系數(shù) r*009 軸承 D=85=19mm d=45mm z=10 滾動(dòng)軸承的選擇應(yīng)注意：高速軸（ 1 軸）上滾動(dòng)軸承的 D 值中 間軸（ 2 軸） 上滾動(dòng)軸承的 D 值，中間軸（ 2 軸）上滾動(dòng)軸承的 D 值低速軸（ 3 軸）上滾動(dòng)軸承的 D 值。 7 鍵聯(lián)結(jié)和聯(lián)軸器的選擇 （ 1）高速軸（ 1 軸）上鍵和聯(lián)軸器的選擇； 由前計(jì)算結(jié)果知：高速軸 (1 軸）的工作轉(zhuǎn)矩 T=作轉(zhuǎn)速 n=960r/ 按文獻(xiàn) 2中表 作情況系數(shù)取 取 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 m =m 選 彈性套柱銷聯(lián)軸 b=8mm h=7=52按文獻(xiàn) 3中表 15選鍵 : 8× 7 b=8mm h=7 =52按文獻(xiàn) 2表 的許用擠壓應(yīng)力和許用剪應(yīng)力分別取為 鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。 （ 2）中間軸（ 2 軸）上鍵的選擇； 由前計(jì)算結(jié)果知：中間軸（ 2 軸） 由 n=r/通 右邊一個(gè)） 由 d=40, l=68 選 b× h=12× 8,b=12, l=8 35(5 10) =25 30l 按文獻(xiàn) 3中表 15選鍵 b=12mm h=8003 1095/812 L=70mm l=16文獻(xiàn) 2中表 的許用擠壓應(yīng)力和許用剪切應(yīng)力分別取為 p 110 90 文獻(xiàn) 4中式 7式 7別驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度 p=4000T/000× 0× 8× 70= =2000T/000× 0× 12× 70= 故鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。 選 A 型普通平鍵（軸左邊一個(gè)） 40 L2268 L 2270(5 10) 60 65文獻(xiàn) 3中表 15選鍵 12810952003： b=12mm h=8=36且鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求（略）。 （ 3）低速軸（ 3 軸）上鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇； 由前計(jì)算結(jié)果知：低 速軸（ 3 軸）的工作轉(zhuǎn)矩 m，工作轉(zhuǎn) n=r/ A 型普通平鍵 d 3138 80 80(5 10) 65 70文獻(xiàn) 3中表 15選鍵 12810952003： b=12mm h=8=68按文獻(xiàn) 2中表 的許用擠壓應(yīng)力和剪切應(yīng)力分別取為 110 90 按文獻(xiàn) 4中式 7 7別驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度， p=4000T/000× 0× 8× 68= =2000T/000× 0× 12× 68= 故鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。 按文獻(xiàn) 2表 作情況系數(shù) A K 取 K 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 m= m 選 彈性套柱銷聯(lián)軸器， 按文獻(xiàn) 3中表 17 軸器 43232002。許用轉(zhuǎn)矩 T 710N m 許用轉(zhuǎn)速 n 3000 r 因 T T,n n，故該聯(lián)軸器滿足要求。 選 A 型普通平鍵； 5L,32=112 4文獻(xiàn) 3中表 15選鍵 : b=12mm h=8=80按文獻(xiàn) 2表 的許用擠壓應(yīng)力和許用剪切應(yīng)力分別取為。 按文獻(xiàn) 4中式 7式 7別驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度 p=4000T/000× 0× 8× 80= =2000T/000× 0× 12× 80= 故鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。 8 箱體上個(gè)部分尺寸計(jì)算 按文獻(xiàn) 3表 算箱體的各部分尺寸， 通氣器選用（ 2 型） 取 B/D=22=23mm,l=12a=2mm,mm,d=式油標(biāo) 取 d=mm,6mm,mm,h=35mm,a=12mm,b=8mm,c=5=261=22視孔蓋 取 M8,5782R=(5 10) A=100+5 A+2= B= 體寬 00 B+× D=28mm,e=s=21=27mm,h=15mm,b=3mm,=1mm,c=1=25=2油孔上的墊圈 取 1.5 d=20B/座吊鉤 K=2=24H=h=2r=6b=20箱蓋吊耳環(huán) d =b=16R=d=16e=16 參考文獻(xiàn) 1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2006. 2機(jī)械設(shè)計(jì) 高等教育出版社 2006 3機(jī)械原理 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 4工程力學(xué) 高等教育出版社 2004. 5機(jī)械工程材料 機(jī)械工業(yè)出版社 2007. 6互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社 2009. 7工 程制圖 機(jī)械工業(yè)出版社 2007. 8機(jī)械制造技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 2008. 9計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)組合機(jī)床主軸箱 2002. 10非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì) 上海交通大學(xué)出版社 1999 10 設(shè)計(jì)小結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要環(huán)節(jié)，它可以讓我們進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)把機(jī)械設(shè)計(jì)及其他有關(guān)先修課程（如機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料等）中所獲得的理論知識(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中加以綜合 運(yùn)用，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切的結(jié)合起來(lái)，使自己受益匪淺。而且，本次設(shè)計(jì)是我們學(xué)生首次進(jìn)行完整綜合的機(jī)械設(shè)計(jì)，它讓自己樹(shù)立了正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)了自己對(duì)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的獨(dú)立工作能力；讓自己具有了初步的機(jī)構(gòu)選型與組合和確定傳動(dòng)方案的能力；為自己今后的設(shè)計(jì)工作打了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)，也鍛煉了自己整體思考問(wèn)題的思維能力。作出了很好的鋪墊作用。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，還提高了自己的計(jì)算和制圖能力；能夠比較熟悉地運(yùn)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊(cè)、圖集、規(guī)范；熟悉有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，獲得了一個(gè)工程技術(shù)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)方面所 必須具備的基本技能訓(xùn)練。