卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維設(shè)計(jì)與分析【展開式二級(jí)圓柱直齒輪減速器設(shè)計(jì)】【說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真】

卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維設(shè)計(jì)與分析【展開式二級(jí)圓柱直齒輪減速器設(shè)計(jì)】【說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真】,展開式二級(jí)圓柱直齒輪減速器設(shè)計(jì),說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真,卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維設(shè)計(jì)與分析【展開式二級(jí)圓柱直齒輪減速器設(shè)計(jì)】【說(shuō)明書+CAD+PROE+仿真】,卷?yè)P(yáng)機(jī),傳動(dòng),裝置,三維設(shè)計(jì),分析,展開式 第 53 頁(yè) 共 53 頁(yè) 1 引言 卷?yè)P(yáng)機(jī)是一種常見(jiàn)的提升設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可靠性高，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。通常情況下卷?yè)P(yáng)機(jī)都是采用電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，由于電動(dòng)機(jī)輸出地轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于卷?yè)P(yáng)機(jī)中滾筒的轉(zhuǎn)速，所以必須設(shè)計(jì)減速的傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置的種類多種多樣，如皮帶減速器、鏈條減速器、齒輪減速器、渦輪蝸桿減速器、二級(jí)齒輪減速器等等[1]。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置，使得卷?yè)P(yáng)機(jī)能夠在特定的工作環(huán)境下滿足正常的工作要求。同時(shí)通過(guò)本設(shè)計(jì)將所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用，做到理論聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)一步掌握傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程。 2 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 2.1 擬定傳動(dòng)方案 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案一般用運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示。它直觀的反映了工作機(jī)、傳動(dòng)裝置和原動(dòng)機(jī)三者之間的運(yùn)動(dòng)和力的傳遞關(guān)系。 傳動(dòng)方案首先應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠。此外，還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸簡(jiǎn)湊、成本低，效率高和便于使用和維護(hù)等。要同時(shí)滿足上述要求，常常是困難的，因此，應(yīng)根據(jù)具體的設(shè)計(jì)任務(wù)側(cè)重地保證主要設(shè)計(jì)要求，選用比較合理的方案[2]。 本次設(shè)計(jì)任務(wù)對(duì)傳動(dòng)裝置沒(méi)有太多要求，只要其在一般工作條件和環(huán)境下能夠正常工作即可，因此本設(shè)計(jì)才用展開式二級(jí)圓柱直齒輪減速器，減速器與電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間有聯(lián)軸器聯(lián)接，傳動(dòng)方案運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖2.1所示； 圖2.1 卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命長(zhǎng)，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。二級(jí)齒輪減速器的傳動(dòng)比一般為8-40，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用也最為廣泛，而展開式的主要特點(diǎn)是齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱布置，因而沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大的剛度[3-5]。 2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 原動(dòng)機(jī)的種類，無(wú)特殊要求，均選用交流電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)為系列化產(chǎn)品。機(jī)械設(shè)計(jì)中僅需根據(jù)工作機(jī)的工作情況，合理選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)形式、容量和轉(zhuǎn)速，提出具體的電動(dòng)機(jī)型號(hào)[6]。 2.2.1 選擇電動(dòng)的功率 所需電動(dòng)機(jī)工作功率為： 式（2-1） 式中： —工作機(jī)所需功率，指輸入工作機(jī)軸的功率，kW。 —由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率。 工作機(jī)所需功率由工作的工作助力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得 式（2-2） 或 式（2-3） 式中：F—工作機(jī)的助力，N V—工作機(jī)的線速度，m/s T—工作機(jī)的助力矩， —工作機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min 總效率按下式計(jì)算： 式（2-4） 其中分別為傳動(dòng)裝置中每一傳動(dòng)副（齒輪、蝸桿、帶或鏈）、每對(duì)軸承或每個(gè)聯(lián)軸器的效率。 通過(guò)查設(shè)計(jì)手冊(cè)得個(gè)部分效率為：聯(lián)軸器效率；滾動(dòng)軸承的效率（一對(duì)）；閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率；滾筒效率；代入公式（2-4）得： 計(jì)算輸入功率: 使電動(dòng)機(jī)的額定功率，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得電動(dòng)機(jī)的額定功率。 2.2.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 為使傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)合理，可以根據(jù)工作機(jī)轉(zhuǎn)速要求和各傳動(dòng)副的合理傳動(dòng)比范圍推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍，即 式（2-5） 式中 —電動(dòng)機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍，r/min; —傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的合理范圍； —各級(jí)傳動(dòng)副傳動(dòng)比的合理范圍； —工作機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min。 計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速： 查設(shè)計(jì)手冊(cè)得二級(jí)齒輪傳動(dòng)比的范圍為8-40 則電動(dòng)機(jī)的可選轉(zhuǎn)速為： 2.2.3 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 根據(jù)以上計(jì)算，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的情況，最終可確定轉(zhuǎn)速為723r/min，根據(jù)所需的額定功率及轉(zhuǎn)速查設(shè)計(jì)手冊(cè)最終確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y160L-8，額定功率為7.5kw，轉(zhuǎn)速為723r/min，額定轉(zhuǎn)矩為2.0 。 2.3 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 2.3.1 總傳動(dòng)比 根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 和工作機(jī)轉(zhuǎn)速 ，可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 2.3.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比 合理分配總傳動(dòng)比，可以使傳動(dòng)裝置得到較小的外輪廓尺寸或較輕的重量，以實(shí)現(xiàn)降低成本和結(jié)構(gòu)緊湊的目的；也可以使傳動(dòng)零件獲得較低的圓周速度以減小齒輪動(dòng)載和降低傳動(dòng)精度等級(jí)的要求；還可以使齒輪有較好的潤(rùn)滑條件。 展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器，考慮潤(rùn)滑條件，應(yīng)使兩個(gè)大齒輪直徑相近，低速級(jí)大齒輪略大些，按 ，這里取 則 式中： 為高速級(jí)傳動(dòng)比； 為低速級(jí)傳動(dòng)比。 2.4 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)技術(shù)，應(yīng)將工作要求的功率或轉(zhuǎn)矩推算到各軸上，分別求出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。 設(shè) —為相連兩軸間的傳動(dòng)比； —為相連兩軸間的傳動(dòng)效率； —為各軸的輸入功率kw； —為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩； —為各軸的轉(zhuǎn)速r/min; 則可由電動(dòng)機(jī)軸至工作機(jī)軸反向依次推算，得各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。 2.4.1 各軸轉(zhuǎn)速 式（2-6） 式中 —電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速r/min；—電動(dòng)機(jī)軸至1軸的傳動(dòng)比。 電動(dòng)機(jī)軸： r/min 1軸（高速軸）： r/min 2軸（中間軸）： r/min 3軸（低速軸）： r/min 4軸（滾筒軸）： r/min 2.4.2 各軸功率 式（2-7） 式中 —電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率kw； —電動(dòng)機(jī)軸與1軸間的傳動(dòng)效率。 電動(dòng)機(jī)軸： 1軸（高速軸）： 2軸（中間軸）： 3軸（低速軸）： 4軸（滾筒軸）： 2.4.3 各軸轉(zhuǎn)矩 式（2-8） 其中電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為 式（2-9） 電動(dòng)機(jī)軸： 1軸（高速軸）： 2軸（中間軸）： 3軸（低速軸）： 4軸（滾筒軸）： 2.4.4 制作參數(shù)表 將上述計(jì)算結(jié)果列入表中，供以后設(shè)計(jì)計(jì)算使用 表2.1 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表 軸 功率P（kw） 轉(zhuǎn)矩T() 轉(zhuǎn)速n(r/min) 電動(dòng)機(jī)軸 6.12 80.84 723 1軸（高速軸） 6.06 80.03 723 2軸（中間軸） 5.76 525.38 104.69 3軸（低速軸） 5.48 2463.67 21.22 4軸（滾筒軸） 5.32 2390.25 21.22 3 直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1.1 選擇齒輪的類型、材料、精度和齒數(shù) （1）按已知條件，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 （2）大小齒輪材料采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度差為40HBS可以提高大齒輪齒面的疲勞。 （3）精度選擇7級(jí)精度。 （4）選擇小齒輪齒數(shù)，則 取 3.1.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 根據(jù)以下設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算： 式（3-1） （1）確定上式中的各參數(shù) ① 試選載荷系數(shù)； ② 小齒輪傳遞的扭矩為： ③ 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，選齒寬系數(shù)； ④ 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得彈性影響系數(shù) ； ⑤ 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，查得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 ⑥ 重合度系數(shù)，端面重合度 ⑦ 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 次 次 ⑧ 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得接觸疲勞壽命系數(shù)； ⑨ 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取安全系數(shù)，則 （2）計(jì)算 ① 將中的較小的值代入公式（3-1）得 ② 計(jì)算小齒輪分度圓圓周速度v ③ 計(jì)算齒寬b ④ 計(jì)算齒寬和齒高之比b/h 模數(shù) 齒高 ⑤ 計(jì)算載荷系數(shù) 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，由，7級(jí)精度得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 ⑥ 按實(shí)際載荷系數(shù)修正， ⑦ 計(jì)算模數(shù) m 3.1.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)公式為 式（3-2） （1）確定設(shè)計(jì)公式中的參數(shù) ① 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限； ② 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得彎曲疲勞壽命系數(shù)； ③ 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取安全系數(shù)S=1.4則 ④ 計(jì)算載荷系數(shù)K ⑤ 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得齒形系數(shù)； ⑥ 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得應(yīng)力校正系數(shù)； ⑦ 計(jì)算重合度系數(shù)； ⑧ 計(jì)算大、小齒輪的值 （2）計(jì)算齒輪模數(shù) 設(shè)計(jì)公式（3-2）中代人 中的較大值，得 由計(jì)算結(jié)果可看出，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m略大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，但由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，所以，可取由彎曲強(qiáng)度計(jì)算得的模數(shù)1.7，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2 mm。因按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，這時(shí)需要修正齒數(shù) 則 3.1.4 幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算分度圓直徑 （2）計(jì)算中心距 （3）計(jì)算齒輪寬度 取 3.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 選擇齒輪的類型、材料、精度和齒數(shù) （1）按已知條件，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 （2）大小齒輪材料采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度差為40HBS可以提高大齒輪齒面的疲勞。 （3）精度選擇7級(jí)精度。 （4）選擇小齒輪齒數(shù)，則 取 3.2.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 根據(jù)以下設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算： 式（3-3） （1）確定上式中的各參數(shù) ① 試選載荷系數(shù)； ② 小齒輪傳遞的扭矩為： ③ 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，選齒寬系數(shù)； ④ 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得彈性影響系數(shù) ； ⑤ 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，查得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 ⑥ 重合度系數(shù)，端面重合度 ⑦ 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 次 次 ⑧ 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得接觸疲勞壽命系數(shù)； ⑨ 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取安全系數(shù)，則 （2）計(jì)算 ① 將中的較小的值代入公式（3-1）得 ② 計(jì)算小齒輪分度圓圓周速度v ③ 計(jì)算齒寬b ④ 計(jì)算齒寬和齒高之比b/h 模數(shù) 齒高 ⑤ 計(jì)算載荷系數(shù) 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，由，7級(jí)精度得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得 ⑥ 按實(shí)際載荷系數(shù)修正， ⑦ 計(jì)算模數(shù) m 3.2.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)公式為 式（3-4） （1）確定設(shè)計(jì)公式中的參數(shù) ① 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極 ； ② 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得彎曲疲勞壽命系數(shù)； ③ 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取安全系數(shù)S=1.4則 ④ 計(jì)算載荷系數(shù)K ⑤ 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得齒形系數(shù)； ⑥ 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，得應(yīng)力校正系數(shù)； ⑦ 計(jì)算重合度系數(shù)； ⑧ 計(jì)算大、小齒輪的值 （2）計(jì)算齒輪模數(shù) 設(shè)計(jì)公式（3-2）中代人 中的較大值，得 由計(jì)算結(jié)果可看出，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m略大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，但由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，所以，可取由彎曲強(qiáng)度計(jì)算得的模數(shù)2.19，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5 mm。因按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，這時(shí)需要修正齒數(shù) 則 3.2.4 幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算分度圓直徑 （2）計(jì)算中心距 （3）計(jì)算齒輪寬度 取 建立齒輪幾何尺寸表 用上述計(jì)算所得的結(jié)果分別計(jì)算出各齒輪的其他幾何尺寸，并填入表格中。 表3.1 齒輪幾何尺寸表 名稱 代號(hào) 高速級(jí)小齒輪 高速級(jí)大齒輪 低速級(jí)小齒輪 低速級(jí)大齒輪 齒數(shù) Z 26 180 34 168 模數(shù) M 2 2.5 壓力角 200 分度圓直徑 D 52 360 85 420 齒頂高 2 2.5 齒根高 2.5 3.125 齒全高 H 4.5 5.625 齒頂圓直徑 56 364 90 425 齒根圓直徑 47 355 78.75 413.75 中心距 A 206 252.5 齒厚 B 52 47 81 76 4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是確定軸的結(jié)構(gòu)形狀、各部分的直徑長(zhǎng)度等全部尺寸。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下列基本要求：保證軸及軸上零件有準(zhǔn)確的工作位置，固定可靠；軸上零件的拆裝和調(diào)整方便，軸具有良好的制造工藝性；軸的結(jié)構(gòu)有利于提高軸的強(qiáng)度、減輕應(yīng)力集中等。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般步驟如下： 1、初估軸的直徑 各軸可按承受純扭矩并降低許用應(yīng)力（考慮彎矩的影響）的辦法來(lái)初估各軸的直徑d，其分式寫為： 式（3-5） 式中：P—軸所傳遞的功率，kw；n—軸的轉(zhuǎn)速，r/min；A為軸的材料及承載情況確定的系數(shù)，可查有關(guān)教材。對(duì)于非外伸軸，初估直徑常作為與傳動(dòng)零件相配合的直徑（A取大值），并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值；對(duì)于外伸軸，初估直徑作為外伸軸端直徑（A取小值），并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，若外伸軸有外接零件（聯(lián)軸器等），d應(yīng)與外接零件孔徑一致（必要時(shí)作適當(dāng)調(diào)整），并滿足鍵的強(qiáng)度要求。 2、擬定軸上零件的轉(zhuǎn)配方案并選擇支承的結(jié)構(gòu)型式 軸上零件的裝配方案及軸支承結(jié)構(gòu)型式的不同，軸的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸也將不同，可通過(guò)分析比較選擇一個(gè)好的方案。 3、在上述1、2步驟的基礎(chǔ)上，考慮對(duì)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，確定軸各段直徑及長(zhǎng)度。 4.1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1.1 初步確定軸的最小直徑 根據(jù)公式（3-5）初步確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取A=110 則 輸入軸的最小直徑是用于安裝聯(lián)軸器。為使所選直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，考慮扭矩變化很小，取，則 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用LXZ1型彈性柱銷聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩為560 。從動(dòng)端半聯(lián)軸器的孔徑，所以選取軸徑；與軸配合的得孔長(zhǎng)度為，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，軸長(zhǎng)應(yīng)略短于L，取。 4.1.2 擬定軸上零件的裝配方案 圖4.1 高速軸擬定裝配方案 左側(cè)軸承與擋油環(huán)從左側(cè)裝入，右側(cè)軸承、擋油環(huán)及聯(lián)軸器從右側(cè)裝入，齒輪采用齒軸一體設(shè)計(jì)。 4.1.3 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 表4.1 確定高速軸各軸段的直徑和長(zhǎng)度 位置 直徑和長(zhǎng)度 (mm) 原因 1 段 與半聯(lián)軸器的孔徑相配合 為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上 2 段 滿足半聯(lián)軸器軸向定位要求，制造出一個(gè)軸肩 考慮軸承端蓋寬度和半聯(lián)軸器的安裝要求 3 段 與滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑配合 考慮滾動(dòng)軸承寬度、擋油環(huán)的寬度及壁厚等因素 4 段 過(guò)度段 考慮整體長(zhǎng)度 5 段 齒軸一體設(shè)計(jì)以齒輪尺寸為準(zhǔn) 同上 6 段 過(guò)度段 考慮整體長(zhǎng)度 7 段 同第3段 同第3段 4.1.4 軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取，鍵槽長(zhǎng)36mm，之間的配合為；滾動(dòng)軸承選用深溝球軸承6207，，與軸采用過(guò)渡配合實(shí)現(xiàn)周向定位，軸徑公差為m6。 4.1.5 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角；各軸肩的圓角見(jiàn)零件圖。 4.2 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.2.1 初步確定軸的最小直徑 根據(jù)公式（3-5）初步確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取A=110 則 輸入軸的最小直徑是用于安裝滾動(dòng)軸承。為使所選直徑與滾動(dòng)軸承的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取滾動(dòng)軸承的型號(hào)。根據(jù)計(jì)算的最小直徑，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，選取深溝球軸承6309，，故取最小軸徑。 4.2.2 擬定軸上零件的裝配方案 圖4.2 中間軸擬定裝配方案 圓柱齒輪、套筒、擋油環(huán)和滾動(dòng)軸承從軸的左端裝入，右端滾動(dòng)軸承和擋油環(huán)從右端裝入。 4.2.3 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 表4.2 確定中間軸各軸段的直徑和長(zhǎng)度 位置 直徑和長(zhǎng)度 (mm) 原因 1 段 與滾動(dòng)軸承的孔徑相配合 考慮滾動(dòng)軸承寬度、擋油環(huán)的寬度及壁厚等因素 2 段 過(guò)度段 考慮整體長(zhǎng)度及齒輪到內(nèi)壁的距離 3 段 齒軸一體設(shè)計(jì)以齒輪尺寸為準(zhǔn) 齒軸一體設(shè)計(jì)以齒輪尺寸為準(zhǔn) 4 段 齒輪右端采用軸肩定位，應(yīng)制作軸肩 考慮整體長(zhǎng)度及軸肩高 5 段 安裝齒輪，有鍵槽，取標(biāo)準(zhǔn)直徑 保證齒輪安裝的軸向定位，應(yīng)略短于齒寬 6 段 與滾動(dòng)軸承的孔徑相配合 考慮滾動(dòng)軸承、擋油環(huán)及壁厚等因素 4.2.4 軸上零件的周向定位 齒輪與軸的定位才有平鍵聯(lián)接，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取，鍵槽長(zhǎng)28mm，之間的配合為，滾動(dòng)軸承與軸采用過(guò)渡配合實(shí)現(xiàn)周向定位，軸徑公差為m6。 4.2.5 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角；各軸肩的圓角見(jiàn)零件圖。、 4.3 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.3.1 初步確定軸的最小直徑 根據(jù)公式（3-5）初步確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取A=110 則 輸入軸的最小直徑是用于安裝聯(lián)軸器。為使所選直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，考慮扭矩變化很小，取，則 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用LXZ9型彈性柱銷聯(lián)軸器，許用轉(zhuǎn)矩為6300 。主動(dòng)端半聯(lián)軸器的孔徑，所以選取軸徑；與軸配合的得孔長(zhǎng)度為，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，軸長(zhǎng)應(yīng)略短于L，取。 4.3.2 擬定軸上零件的裝配方案 圖4.3低速軸擬定裝配方案 左側(cè)軸承和擋油環(huán)從左側(cè)裝入，圓柱齒輪、套筒、擋油環(huán)、軸承和聯(lián)軸器從右側(cè)裝入 4.3.3 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 表4.3 確定低速軸各軸段的直徑和長(zhǎng)度 位置 直徑和長(zhǎng)度 (mm) 原因 1 段 與半聯(lián)軸器的孔徑相配合 為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上 2 段 滿足半聯(lián)軸器軸向定位要求，制造出一個(gè)軸肩 考慮軸承端蓋寬度和半聯(lián)軸器的安裝要求 3 段 與滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑配合 考慮滾動(dòng)軸承寬度、擋油環(huán)的寬度及壁厚等因素 4 段 安裝齒輪，有鍵槽，取標(biāo)準(zhǔn)直徑 保證齒輪安裝的軸向定位，應(yīng)略短于齒寬 5 段 齒輪左端采用軸肩定位，應(yīng)制作軸肩 考慮整體長(zhǎng)度及軸肩高 6 段 過(guò)度段 考慮整體長(zhǎng)度 7 段 同第3段 軸承加擋油環(huán)的長(zhǎng)度 4.3.4 軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取，鍵槽長(zhǎng)100mm；齒輪與軸采用平鍵聯(lián)接，查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取，鍵槽長(zhǎng)50mm之間的配合為；滾動(dòng)軸承選用深溝球軸承61817，，與軸采用過(guò)渡配合實(shí)現(xiàn)周向定位，軸徑公差為m6。 4.3.5 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角；各軸肩的圓角見(jiàn)零件圖。 5 強(qiáng)度校核計(jì)算 5.1 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)選取許用應(yīng)力。對(duì)于僅僅（或主要）用于傳遞扭矩的軸（傳動(dòng)軸），應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算；對(duì)于只承受彎矩的軸（心軸），應(yīng)按彎曲強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于既傳遞扭矩又承受彎矩的軸（轉(zhuǎn)軸），應(yīng)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。上述方法沒(méi)有考慮影響軸疲勞強(qiáng)度的各因素，所以只是粗略的校核計(jì)算，只用于一般的軸。對(duì)于重要的軸應(yīng)按軸的疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核（即安全系數(shù)校核）。另外對(duì)于瞬時(shí)過(guò)載很大或應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性較為嚴(yán)重的軸，還應(yīng)按尖峰載荷校核軸的靜強(qiáng)度。 若驗(yàn)算結(jié)果軸的強(qiáng)度 不夠時(shí)，必須修改軸的尺寸或結(jié)構(gòu)，直到強(qiáng)度足夠?yàn)橹梗蝗暨^(guò)高，一般不急于修改軸的尺寸或結(jié)構(gòu)，待軸承壽命及鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核后，再考慮軸結(jié)構(gòu)或尺寸修改的問(wèn)題[7-12]。 5.1.1 高速軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 1. 求軸上的受力 分度圓直徑 2. 在水平面上 左側(cè) 右側(cè) 彎矩 3. 在垂直面上 左側(cè) 右側(cè) 彎矩 4. 總彎矩 5. 扭矩 6. 校核 軸的材料為45鋼，查表得 。因此， ，故安全。 5.1.2 中間軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 1. 求軸上的受力 分度圓直徑 2. 在水平面上 左側(cè) 右側(cè) 彎矩 3. 在垂直面上 左側(cè) 右側(cè) 彎矩 4. 總彎矩 5. 扭矩 6. 校核 軸的材料為45鋼，查表得 。因此， ，故安全。 5.1.3 低速軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 1. 求軸上的受力 分度圓直徑 2. 在水平面上 左側(cè) 右側(cè) 彎矩 3. 在垂直面上 左側(cè) 右側(cè) 彎矩 4. 總彎矩 5. 扭矩 6. 校核 軸的材料為45鋼，查表得 。因此， ，故安全。 5.2 鍵的強(qiáng)度及軸承壽命校核 5.2.1 鍵的強(qiáng)度校核 鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算 查設(shè)計(jì)手冊(cè)得 ，因?yàn)?，故鍵的強(qiáng)度足夠。其他鍵的驗(yàn)算方法同上，經(jīng)計(jì)算均滿足強(qiáng)度要求。 5.2.2 軸承壽命校核 校核時(shí)，對(duì)軸承要求的壽命可按使用年限計(jì)算，也可參考有關(guān)各種設(shè)備的軸承使用壽命的推薦值。 軸承6207的校核： 1. 當(dāng)量動(dòng)載荷 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，取載荷系數(shù) ，則基本動(dòng)載荷為： 2. 軸承的額定壽命 顯然軸承的額定壽命遠(yuǎn)大于減速器的工作時(shí)間。其他的軸承驗(yàn)算同上。 6 繪制裝配圖前的準(zhǔn)備 裝配圖是表達(dá)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)機(jī)器總體結(jié)構(gòu)意圖的圖樣，是繪制零件工作圖，進(jìn)行機(jī)器組裝、調(diào)試、維護(hù)等環(huán)節(jié)的技術(shù)依據(jù)。要求它能正確表達(dá)機(jī)器的工作原理和裝配關(guān)系，反映出各個(gè)零件的相互位置、結(jié)構(gòu)形狀及尺寸。因此機(jī)器的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)工作一般總是從裝配圖開始進(jìn)行。而裝配圖的設(shè)計(jì)，人們通常先設(shè)計(jì)裝配草圖，然后再逐步完成整個(gè)裝配工作圖的繪制。這樣，裝配草圖的設(shè)計(jì)就是首當(dāng)其沖的重要環(huán)節(jié)，絕大部分零件的結(jié)構(gòu)和尺寸均在此階段中確定，這就需要綜合考慮零件的強(qiáng)度、剛度、工藝、裝配、調(diào)整、潤(rùn)滑以及經(jīng)濟(jì)性等各方面的要求，并需要足夠的視圖和剖視來(lái)表達(dá)清楚。設(shè)計(jì)時(shí)，既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又有強(qiáng)度等的校核計(jì)算，因此設(shè)計(jì)過(guò)程較為復(fù)雜，常常需采用邊計(jì)算、邊畫圖、邊修改的“三邊”設(shè)計(jì)方法逐步完善之。 6.1 減速器的結(jié)構(gòu)介紹 圖6.1 為齒輪減速器的立體示意圖。減速器的機(jī)體由機(jī)座和機(jī)蓋組成（但輕型齒輪減速器、蝸桿減速器也采用整體式減速器）。它安裝方便，機(jī)座和機(jī)蓋的分界面通常與各軸中心線所在平面重合，這樣可將齒輪、軸承等軸上零件在機(jī)體外安裝在軸上，再放在機(jī)座的軸承孔內(nèi)，然后合上機(jī)蓋。機(jī)座與機(jī)蓋的相對(duì)位置由定位銷確定、并用螺栓聯(lián)接緊固。為了在拆卸時(shí)易于將機(jī)蓋與機(jī)座分開，在機(jī)蓋凸緣上兩端各制出一個(gè)螺紋孔，以便擰入啟蓋用的啟蓋螺釘。機(jī)體內(nèi)的齒輪常用機(jī)油潤(rùn)滑。為了加注潤(rùn)滑油和檢查齒輪嚙合情況，在機(jī)蓋上開有檢察孔，并用蓋板封上以防止不潔之物進(jìn)入機(jī)體。還在蓋板上或機(jī)蓋上裝有通氣器，使機(jī)體內(nèi)熱脹氣體自由逸出，以免氣壓升高而引起機(jī)體內(nèi)在縫隙外的漏油現(xiàn)象。為了檢查機(jī)體內(nèi)油面的高度，在機(jī)座制出一凸臺(tái)以安裝油面指示器（游標(biāo)或油尺）。為放出機(jī)體內(nèi)的污油，在機(jī)座底部裝有放油螺塞（油塞）。在機(jī)座的下部作出支承凸緣，以便用于地腳螺塞將機(jī)體固定在其安放的位置。為了拆卸和搬運(yùn)，在機(jī)體上還裝有環(huán)首螺釘、吊鉤。機(jī)械上的軸承蓋用于固定軸承、調(diào)整軸承游隙并承受軸向力。在輸入、輸出端的軸承蓋孔內(nèi)放有密封裝置，以防止雜物的滲入及潤(rùn)滑油的外漏。若軸承利用稀油飛濺潤(rùn)滑時(shí)，還常在機(jī)座的部分面上做出輸油溝，使由齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)飛濺到機(jī)蓋內(nèi)表面上的油沿機(jī)蓋內(nèi)壁流入此油溝導(dǎo)入軸承。 圖6.1 二級(jí)圓柱齒輪減速器 6.2 箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸 表6.1 箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 符號(hào) 尺寸 mm 機(jī)座壁厚 12 機(jī)蓋壁厚 11 機(jī)座凸緣厚度 B 18 機(jī)蓋凸緣厚度 16 機(jī)座底凸緣厚度 30 地腳螺釘直徑 20 地腳螺釘數(shù)目 N 6 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 12 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 10 聯(lián)接螺栓的間距 L 80 軸承端蓋螺釘直徑 10 窺視孔蓋螺釘直徑 定位銷直徑 D 7 至外機(jī)壁距離 22 至凸緣邊緣距離 20 軸承旁凸臺(tái)半徑 20 凸臺(tái)高度 H 44 外機(jī)壁至軸承座端面距離 50 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 14 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 17 機(jī)座筋厚 14 軸承端蓋外徑 130、170、210 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 S 160、210、265 6.3 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑、密封及相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)介紹及選用 6.3.1 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 滾動(dòng)軸承可以用潤(rùn)滑脂或潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，其潤(rùn)滑方式取決于浸浴于油池中的齒輪的圓周速度。由于本設(shè)計(jì)的浸油齒輪的圓周速度不大，所以選用脂潤(rùn)滑。 1、稀油飛濺潤(rùn)滑 圖6.3 稀油飛濺潤(rùn)滑 當(dāng)浸油齒輪的圓周速度大于2m/s時(shí)就可采用稀油飛濺潤(rùn)滑，這是靠齒輪傳動(dòng)時(shí)將油池中的油飛濺到內(nèi)箱壁上，再順著箱壁流下沿上箱蓋分箱面處的坡口流進(jìn)下箱面上的油溝，經(jīng)軸承蓋上的導(dǎo)油槽流入軸承。飛濺潤(rùn)滑的油路，輸油溝的形式與尺寸如圖6.4所示。 圖6.4 飛濺潤(rùn)滑的油路及油溝的形式 采用飛濺潤(rùn)滑時(shí)，如果傳動(dòng)件為斜齒圓柱齒輪而小齒輪直徑又小于軸承座孔，則應(yīng)在軸承面向箱內(nèi)的一側(cè)裝上擋油板，以防止斜齒輪嚙合時(shí)從油池中帶上的不清潔熱油擠入軸承，如圖6.5所示。 圖6.5 擋油板結(jié)構(gòu) 2、脂潤(rùn)滑 當(dāng)浸油齒輪的圓周速度小于2m/s時(shí)應(yīng)該采用脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑的充填量為軸承空間的1/2~1/3，六個(gè)月左右補(bǔ)充或跟換一次。 圖6.6 擋油環(huán) 為防止箱體內(nèi)潤(rùn)滑油與軸承潤(rùn)滑脂兩種不同油性的油混雜，應(yīng)在軸承靠近箱體內(nèi)壁一側(cè)加密封裝置或擋油環(huán)。如圖6.6。 3、刮油潤(rùn)滑 當(dāng)傳動(dòng)件圓周速度很低，不采用飛濺潤(rùn)滑而又想用稀油潤(rùn)滑軸承時(shí)，可在箱體內(nèi)適當(dāng)位置加設(shè)刮油板，利用刮油板將傳動(dòng)件端面上的潤(rùn)滑油刮下，再通過(guò)油溝導(dǎo)入軸承。 6.3.2 滾動(dòng)軸承的密封 對(duì)于有軸穿出的軸承蓋，在軸承蓋孔與軸之間應(yīng)設(shè)置密封件，以防止?jié)櫥瑒┩饴┘巴饨绲幕覊m、水汽及其它雜質(zhì)滲入，保證軸承正常工作。本設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的毛氈式密封。常見(jiàn)的密封結(jié)構(gòu)形式有以下幾種： （1）毛氈式密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單價(jià)格低廉，但與軸表面摩擦較大。容易磨損而降低密封效果，主要用于密封處速度的脂潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)，也用于速度不大的油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)形式如圖6.7 。 圖6.7 毛氈式密封 （2）橡膠式密封適用于較高的工作速度，設(shè)計(jì)時(shí)密封唇方向應(yīng)朝向密封方向，為了分油時(shí)，密封唇朝向軸承一側(cè)，見(jiàn)圖6.8（a）；為防止外界灰塵、雜質(zhì)浸入時(shí)，應(yīng)使密封唇背向軸承，見(jiàn)圖6.8（b）；雙向密封時(shí)，可使用兩個(gè)橡膠油封方向安裝，見(jiàn)圖6.8（c）。橡膠油封分無(wú)內(nèi)包骨架和有內(nèi)包骨架兩種。 圖6.8 橡膠式密封 （3）間隙密封和曲路密封。間隙密封適用于脂潤(rùn)滑及工作環(huán)境清潔的軸承或高速密封，見(jiàn)圖6.9。應(yīng)用潤(rùn)滑脂填滿油溝間隙，以加強(qiáng)密封效果，圖6.9（b）是開有回油槽的結(jié)構(gòu)，有利于提高密封能力。這種密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦小，但密封不夠可靠。 曲路密封效果好，密封可靠，對(duì)油潤(rùn)滑及脂潤(rùn)滑都適用，若與接觸式密封件配合使用，效果更佳，見(jiàn)圖6.10 圖6.9 間隙密封 圖6.10 曲路密封 6.3.3 軸承蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸承蓋用來(lái)密封、軸向固定軸承、承受軸向載荷和調(diào)整軸承間隙，軸承蓋有嵌入式和凸緣式兩種。嵌入式軸承蓋軸向結(jié)構(gòu)緊湊，與箱體間無(wú)需用螺絲聯(lián)接，與O型密封圈配合使用可提高其密封效果見(jiàn)圖6.11，但調(diào)整軸承間隙時(shí)，需要打開箱蓋增減調(diào)整墊片，比較麻煩；也可采用圖6.11（c） 所示的結(jié)構(gòu)，用調(diào)整螺釘調(diào)整軸承間隙。 圖6-11 嵌入式軸承蓋 凸緣式軸承蓋調(diào)整軸承間隙比較方便，密封性能好，應(yīng)用較多，但調(diào)整軸承間隙 和拆裝箱體時(shí)，需先將其與箱體間的聯(lián)接螺栓拆除，見(jiàn)圖6.12、圖6.13 圖6.12 調(diào)整墊片 圖6.13 凸緣式軸承蓋 軸承蓋多用鑄鐵制造，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使其厚度均勻，見(jiàn)圖6.13。軸承蓋長(zhǎng)度L較大時(shí)，在保留足夠的配合長(zhǎng)度的條件下，可采用圖6.13（b）的結(jié)構(gòu)，以減少加工面。 6.3.4 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 減速器箱體是支承軸系部件、保證傳動(dòng)零件正常嚙合、良好潤(rùn)滑和密封的基礎(chǔ)零件，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多用灰鑄鐵鑄造；重型傳動(dòng)箱體，為提高強(qiáng)度，可用鑄鋼；單件生產(chǎn)也可采用鋼板焊接。 為便于軸系部件安裝，箱體多由箱座和箱蓋組成。剖分面多取軸的中心線所在的平面，箱座和箱蓋采用普通螺栓聯(lián)接，圓錐銷定位。剖分式鑄造箱體的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： （1）為保證減速器支承剛度，箱體軸承座處應(yīng)有足夠的厚度，并設(shè)置加強(qiáng)筋。箱體加強(qiáng)筋有有外筋和內(nèi)筋兩種結(jié)構(gòu)型式，內(nèi)筋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，箱體外表平整，但會(huì)增加攪油損耗，制造工藝也比較復(fù)雜，外筋或凸壁式箱體結(jié)構(gòu)可增加散熱面積，采用較多，見(jiàn)圖6.14 圖6.14 加強(qiáng)筋 （2）軸承旁聯(lián)接螺栓凸臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要有利于提高軸承座孔的聯(lián)接剛度，軸承座孔兩側(cè)聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承，以不與箱體上固定軸承蓋的螺紋及箱體剖分面上油溝發(fā)生干涉為準(zhǔn)。通常取兩聯(lián)接螺栓中心距與軸承蓋外徑相近，凸臺(tái)的高度由聯(lián)接螺栓的扳手空間確定，見(jiàn)圖6.15 圖6.15 軸承座凸臺(tái)與聯(lián)接螺栓安裝凸臺(tái)的相互結(jié)構(gòu)關(guān)系應(yīng)根據(jù)作圖確定，當(dāng)凸臺(tái)位于箱壁內(nèi)側(cè)時(shí)，見(jiàn)圖6.15（a）；當(dāng)凸臺(tái)位置突出箱壁外側(cè)時(shí)，見(jiàn)圖6.15（b），軸承座凸臺(tái)高度應(yīng)設(shè)計(jì)一致，以便于加工，見(jiàn)圖6.16 圖6.16 （3）箱蓋與箱座聯(lián)接凸緣應(yīng)有一定的厚度，以保證箱蓋與箱座的聯(lián)接剛度；箱體剖方面應(yīng)加工平整。 （4）箱座底面凸緣的寬度應(yīng)超過(guò)箱座內(nèi)壁，以利于支撐，使壁厚盡量均勻，并盡量減少加工面，見(jiàn)圖6.17、圖6.18 圖6.17 箱體底座凸緣 圖6.18 箱體底面結(jié)構(gòu)形狀 （5）設(shè)計(jì)鑄造箱體時(shí)應(yīng)考慮鑄造工藝性特點(diǎn)，力求形狀簡(jiǎn)單、便于拔模、避免出現(xiàn)狹縫，保證最小壁厚、壁厚均勻、過(guò)度平緩，如圖6.19、圖6.20所示。 圖6.19 圖6.20 （6）考慮機(jī)加工要求，應(yīng)盡可能減少機(jī)械加工面積，盡量減少加工時(shí)工件和刀具的調(diào)整次數(shù)，嚴(yán)格區(qū)分加工面與非加工面。 6.3.5 減速器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、注油、排油、指示油面、通氣、拆裝、吊運(yùn)等，減速器需配備各種附件。 1、窺視孔和窺視孔蓋 減速器機(jī)蓋頂部要開窺視孔，以便檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、潤(rùn)滑情況、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙等。窺視孔應(yīng)設(shè)在能看到傳動(dòng)零件嚙合區(qū)的位置，并足夠的大小，以便手能伸入進(jìn)行操作，見(jiàn)圖6.21減速器內(nèi)的潤(rùn)滑油也由窺視孔注入，為了減少油的雜質(zhì)，可在窺視孔口裝一過(guò)濾網(wǎng)。在窺視孔上安裝附有密封墊片的觀察孔蓋，并用螺釘緊固于箱體上，以防潤(rùn)滑油滲漏。觀察孔蓋可用鋼板、鑄鐵等材料制造，其結(jié)構(gòu)形式可參考有關(guān)手冊(cè)或自行設(shè)計(jì)。 圖6.21 窺視孔 2、通氣孔 減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，箱內(nèi)會(huì)因摩擦發(fā)熱而升溫，造成氣體膨脹，箱體內(nèi)部壓力增大。停機(jī)時(shí)，箱體內(nèi)部溫度下降，壓力降低。設(shè)置通氣器，可使箱體內(nèi)外氣體自由交換，以保持箱體內(nèi)外氣壓相等，使?jié)櫥筒恢卵叵潴w接合面、軸伸出處及其他縫隙向外滲漏。 通氣器的結(jié)構(gòu)形式很多，圖6.22（a）所示為簡(jiǎn)單的通氣器，用于比較清潔的場(chǎng)合。圖6.22（b）所示為比較完善的通氣器，其內(nèi)部做成曲路，并設(shè)有濾網(wǎng)。通氣器通常安裝在箱蓋頂部或觀察孔蓋上。 圖6.22 3、放油螺塞 為調(diào)整箱體內(nèi)油面高度，檢修時(shí)將污油排凈，需在油池的最低位置放油孔并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便于放油。放油孔用帶密封墊圈的螺塞堵住，見(jiàn)圖6.23。此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，經(jīng)機(jī)械加工成為螺塞頭部的支承面。放油孔等結(jié)構(gòu)尺寸可參看有關(guān)的手冊(cè)。密封墊圈材料為耐油橡膠、塑料或皮革等。螺塞直徑約為箱體壁厚的2-3倍。 圖6.23 放油螺塞 4、油面指示器 油面指示器常放置在便于觀測(cè)減速器油面及油面穩(wěn)定之處（如低速級(jí)傳動(dòng)件附近）。常用的油面指示器有油尺、圓形油標(biāo)、長(zhǎng)形油標(biāo)、油面指示螺釘?shù)龋话愣嘤脦в新菁y部分的油尺，見(jiàn)圖6.24、圖6.25。油面指示器上應(yīng)分別標(biāo)出暈眩最高油面和最低油面的位置。最低油面為傳動(dòng)零件正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需的油面，其位置根據(jù)傳動(dòng)零件的浸油潤(rùn)滑要求確定，對(duì)于中小型減速器，最高油面與最低油面間的差值取5~10mm。 圖6.24 圖6.25 5、起吊裝置 為方便搬運(yùn)減速器或箱蓋，應(yīng)在箱座及箱蓋上分別設(shè)置起吊裝置。起吊裝置通常直接鑄造在箱體表面或采用標(biāo)準(zhǔn)件。 （1）吊環(huán)或吊鉤可直接鑄造在箱體或箱蓋上，結(jié)構(gòu)形式和尺寸見(jiàn)圖6.26，設(shè)計(jì)時(shí)需注意其布置應(yīng)與機(jī)器重心位置相協(xié)調(diào)，并避免與其他結(jié)構(gòu)相干涉，如桿形油標(biāo)座、箱座與箱蓋聯(lián)接螺栓等。 圖6.26 吊環(huán)及吊鉤的結(jié)構(gòu)和尺寸 （2）吊環(huán)螺釘是標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)時(shí)按起吊重量選取。吊環(huán)螺釘通常用于吊運(yùn)箱蓋，也可用于吊運(yùn)小型減速器，吊環(huán)螺釘安裝在箱蓋凸臺(tái)經(jīng)加工的螺孔中，螺孔結(jié)構(gòu)應(yīng)按吊環(huán)螺釘標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)，見(jiàn)圖6.27。 圖6.27 吊環(huán)螺釘 6、定位銷 對(duì)于對(duì)開或同軸不同體加工的軸承座，為保證軸承座孔加工與裝配的準(zhǔn)確性和一致性，使軸承座上下半孔或同軸的兩個(gè)軸承座孔在加工和裝配時(shí)都能保持其位置精度，應(yīng)在相關(guān)的兩零件間，如箱蓋和箱座間設(shè)計(jì)定位銷，在鏜孔和裝配擰緊螺栓前，安裝圓錐定位銷。兩定位銷應(yīng)相距較遠(yuǎn)，且不宜對(duì)稱布置，定位銷的位置應(yīng)便于鉆、鉸加工，且不妨礙聯(lián)接螺栓及其它附件的加工和裝拆。定位銷直徑應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值，長(zhǎng)度稍大于該處零件的總厚度，見(jiàn)圖6.28。 圖6.28 定位銷 7、啟蓋螺釘 為保證箱體密封，防止?jié)櫥蛷南潴w剖分面處滲漏，在裝配箱蓋和箱座時(shí)，通常需在剖分面上涂水玻璃或密封膠，因而在拆卸時(shí)往往因粘接較緊，不易分開。為此，需在箱蓋凸緣的適當(dāng)位置設(shè)置1~2個(gè)啟蓋螺釘。啟蓋螺釘?shù)闹睆娇扇∨c箱蓋凸緣聯(lián)接螺栓直徑相同，其螺紋長(zhǎng)度應(yīng)大于箱蓋凸緣厚度，端部應(yīng)加工為圓柱形或半圓形，以免其端部螺紋被損壞。 圖6.29 啟蓋螺釘 7 完成減速器裝配圖 本階段完成裝配圖的各個(gè)視圖（包括局部視圖）、加深、標(biāo)注尺寸、編寫技術(shù)要求、對(duì)零件編號(hào)、列明顯表及標(biāo)題欄。同時(shí)完成主要零件的工作圖。 詳細(xì)圖紙見(jiàn)附件。 圖7.1 減速器裝配圖 8 建立卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的三維模型 本階段通過(guò)運(yùn)用Pro/E軟件，以之前計(jì)算得到的結(jié)果并參照二維裝配圖建立組成卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置所需的各個(gè)零件的三維模型。以下為一些主要零件的三維模型截圖： 圖8.1 機(jī)座三維模型 圖8.2 機(jī)蓋三維模型 圖8.3 高速齒輪軸三維模型 圖8.4 高速級(jí)大齒輪三維模型 圖8.5 中間齒輪軸三維模型 圖8.8 卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置三維模型 圖8.9 卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置爆炸圖 9 卷?yè)P(yáng)機(jī)三維模型的連接和運(yùn)動(dòng)仿真 9.1 機(jī)構(gòu)的連接方式 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的前提條件是機(jī)構(gòu)必須是可運(yùn)動(dòng)的裝配。在裝配的過(guò)程中，各運(yùn)動(dòng)的零部件是通過(guò)連接關(guān)系裝配在一起，而不是靠約束關(guān)系裝配在一起。在連接窗口，類型欄中可以指定機(jī)構(gòu)中各機(jī)構(gòu)件之間合適的連接類型[13-15]，如圖9.1所示。 圖9.1 連接窗口 【剛性】：自由度為零，使構(gòu)件完全固定不動(dòng)。 【銷釘】：只有1個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，可繞指定軸旋轉(zhuǎn)。 【滑動(dòng)桿】：只有1個(gè)平移自由度，可沿指定的邊或軸移動(dòng)。 【圓柱】：有1個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和1個(gè)平移自由度，可沿指定的軸平移并繞軸旋轉(zhuǎn)。 【平面】：有1個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和2個(gè)平移自由度，可在平面內(nèi)平移和繞該平面的法向旋轉(zhuǎn)。 【球】：有3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，如球鉸鏈，允許兩構(gòu)件在連接點(diǎn)任意旋轉(zhuǎn)。 【焊接】：自由度為零，使兩個(gè)機(jī)構(gòu)固定在一起。 【軸承】：有3個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和1個(gè)平移自由度，允許兩個(gè)構(gòu)件沿指定軸平移并在連接點(diǎn)任意旋轉(zhuǎn)。 此外，還有【凸輪連接】、【滑槽連接】、【齒輪連接】3種高級(jí)連接。 以【銷釘】類型連接三根軸，完成機(jī)構(gòu)的連接，如圖9.2。 圖9.2 軸的連接方式 以【齒輪副連接】類型完成齒輪的傳動(dòng)連接，如同9.3。 圖9.4 齒輪副連接定義 通過(guò)以上步驟完成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接，如圖9.5。 圖9.5 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接定義 9.2 定義驅(qū)動(dòng) 在高速軸上定義運(yùn)動(dòng)仿真的驅(qū)動(dòng)，【名稱】欄輸入名稱Servomotorl,單擊【從動(dòng)元件】欄中的按鈕，選擇高速軸上的銷釘連接。單擊【輪廓】選項(xiàng)卡，定義驅(qū)動(dòng)的大小，在【規(guī)范】欄中選擇【速度】，在【?！繖谥羞x擇【常數(shù)】，輸入A=723,如圖9.6所示： 圖9.6 定義驅(qū)動(dòng) 9.3 定義運(yùn)動(dòng)的分析 單擊【機(jī)構(gòu)分析】按鈕，打開【分析定義】窗口如圖9.7。 圖9.7 分析定義窗口 選擇運(yùn)動(dòng)仿真分析的類型是【長(zhǎng)度和幀頻】，起始時(shí)間為0，結(jié)束時(shí)間為10秒，其他為默認(rèn)設(shè)置。單擊【運(yùn)行】按鈕，完成運(yùn)動(dòng)仿真分析。 9.4 輸出運(yùn)動(dòng)仿真分析 單擊【回放】按鈕，打開如圖9.8所示對(duì)話框。 圖9.8 回放對(duì)話框 選擇之前分析的結(jié)果集，點(diǎn)擊播放按鈕，打開如圖9.9對(duì)話框 圖9.9 動(dòng)畫對(duì)話框 單擊【捕獲】按鈕，打開如圖9.10所示對(duì)話框，可以把運(yùn)動(dòng)仿真分析動(dòng)畫輸出為MPEG格式的動(dòng)畫文件。 圖9.10 捕獲對(duì)話框  結(jié) 論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次比較完整的卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)方面有了更為深刻的了解。 雖然本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題比較簡(jiǎn)單，但設(shè)計(jì)的內(nèi)容及其過(guò)程比較繁瑣，需要邊畫圖邊計(jì)算，遇到不合適的地方就需要馬上修改，最后得到一個(gè)比較合理的結(jié)果。因此，整個(gè)設(shè)計(jì)存在很多不足，由于能力有限，在加上沒(méi)有合適的參考文獻(xiàn)，本次的卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)僅采用了最簡(jiǎn)單的展開式二級(jí)齒輪傳動(dòng)，雖然它能適應(yīng)于一般的工作要求，但也僅限于此，在很多方面它都存在缺陷。此外，在一些計(jì)算和校核的地方作的不夠嚴(yán)謹(jǐn)，一些結(jié)果都是在沒(méi)有真正理解的情況下參照文獻(xiàn)得出的。這也說(shuō)明了我的理論知識(shí)學(xué)的不牢固，許多專業(yè)知識(shí)自己沒(méi)能有系統(tǒng)的整理和消化，因此拖慢了自己的設(shè)計(jì)進(jìn)度，同時(shí)也影響了整個(gè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。 當(dāng)然，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我也得到了很多。通過(guò)本次設(shè)計(jì)使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了一定的了解，并且借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)，為自己以后獨(dú)立設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)，在以后的設(shè)計(jì)中避免很多不必要的工作。 同時(shí)，再此真誠(chéng)地感謝老師和同學(xué)在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給我全力的幫助。謝謝！  致 謝 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，本次論文的設(shè)計(jì)終于畫上了句號(hào)。在此，我要向我的導(dǎo)師王力老師致以誠(chéng)摯的感謝。在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，導(dǎo)師對(duì)該論文從選題，構(gòu)思，設(shè)計(jì)到最后的定稿總結(jié)等各環(huán)節(jié)都給予了細(xì)心地指引和教導(dǎo)，使我最終得以完成畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)。同時(shí)，老師嚴(yán)肅的教學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)深深地感染和激勵(lì)著我。 此外,也要感謝在論文寫作過(guò)程中，幫助過(guò)我、并且共同奮斗四年的大學(xué)同學(xué)們，能夠順利完成論文，是因?yàn)橐宦飞嫌心?、有你們? 最后，我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱，評(píng)議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。  參 考 文 獻(xiàn) [1] 蔣麗敏，黨祖祺等. 機(jī)械傳動(dòng)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1983. [2] 徐起賀.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]. 北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2009. [3] 薩本佶. 高速齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986. [4] [美]P.林旺德. 齒輪傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1989. [5] 齊治國(guó)，張義舉，趙燦等. 建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996. [6] 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京；高等教育出版社，2006. [7] 王華坤，范元?jiǎng)? 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(上)[M]. 北京：兵器工業(yè)出版社，2001. [8] 王華坤，范元?jiǎng)? 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(下)[M]. 北京：兵器工業(yè)出版社，2001. [9] 毛友新. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2004. [10] 盧子馨，傅則紹. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 山東：石油大學(xué)出版社，1994. [11] 施成超，李潤(rùn)方，林超. 雙驅(qū)動(dòng)行星傳動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)多級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 建筑機(jī)械，2005（8）. [12] 孫霞. 100kn液壓卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 探礦工程，2000（3）. [13] 田緒東. Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 三維機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2009. [14] 史翠蘭. CAD/CAM技術(shù)與應(yīng)用[M]. 北京；電子工業(yè)出版社，2009. [15] 張尚先. Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 講與練[M]. 北京；中國(guó)人民大學(xué)出版社，2009. [16] 宋寶玉. 簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 哈爾濱；哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008. [17] 洪鐘德. 簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 上海；同濟(jì)大學(xué)出版社，2002.