兩級同軸式圓柱齒輪減速器的設(shè)計

《兩級同軸式圓柱齒輪減速器的設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《兩級同軸式圓柱齒輪減速器的設(shè)計（21頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 級 兩級同軸式圓柱齒輪減速器的設(shè)計 摘要：本篇論文主要以“兩級同軸式圓柱齒輪減速器的設(shè)計”為論題，研究減速器設(shè)計及過程中需要注意的問題。由于減速器應(yīng)用廣泛，與生活息息相關(guān)，因此研究減速器的設(shè)計具有重要意義，為此寫下了這篇論文。 兩級同軸式圓柱齒輪減速器的設(shè)計通常包括以下內(nèi)容：決定傳動裝置的總體設(shè)計方案；選擇電動機(jī)；計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)；傳動零件、軸的設(shè)計計算；軸承、連接鍵、潤滑密封和聯(lián)軸器的選擇及計算等。順澤公司 . 關(guān)鍵詞：減速器；設(shè)計方法 一、減速器設(shè)計的一般資料 減速器的種類很多，設(shè)計減速器前必須要先對減速器有一些基本的了解，了解減速器的一般資料有

2、助于我們更好的發(fā)現(xiàn)其優(yōu)點和缺點，只有這樣我們才能設(shè)計出實用的減速器，下面的一些設(shè)計減速器須知的必要依據(jù)。 (一)常用減速器的分類、型式及其應(yīng)用范圍 減速器的類型很多，不同類型的減速器有不同的特點，設(shè)計減速器時，首先應(yīng)該根據(jù)各類減速器的特點選擇一種進(jìn)行設(shè)計。各類減速器的形式、特點及應(yīng)用見表 名稱 推薦傳動比范圍 特點及應(yīng)用 單級圓柱齒輪減速機(jī) i<8 齒輪可做成直齒、斜齒或人字齒。直齒用于速度較低或負(fù)荷較輕的傳動；斜齒或人字齒用于速度較高或負(fù)荷較重的傳動。箱體通常用鑄鐵做成，有時也采用焊接結(jié)構(gòu)或鑄鋼件 兩級圓柱齒輪減速器 展開式 i=8~60 兩

3、級展開式圓柱齒輪減速機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對軸承的位置不對稱，因此軸應(yīng)設(shè)計得有較大的剛度。建議用于載荷比較平穩(wěn)的場合。高速級可做成斜齒，低速級可做成直齒或斜齒 同軸式 i=8~60 減速器長度較短，兩對齒輪浸入油中深度大致相等，但減速器的軸向尺寸及重量較大；高速級齒輪的承載能力難以充分利用；中間軸較長，剛性差，載荷沿齒輪分布不均勻；僅有一個輸入輸出軸端，限制了傳動布置的靈活性 單級錐齒輪減速器 i<6 用于輸入軸和輸出軸兩軸線垂直相交的傳動，可做成臥式或立式。由于錐齒輪制造較復(fù)雜，僅在傳動布置需要時才采用 圓錐—圓柱齒輪減速器 i=8~40 特點通單級錐齒輪減

4、速器。錐齒輪應(yīng)布置在高速級，以使錐齒輪的尺寸大致過大，否則加工困難 蝸桿減速機(jī) 蝸桿下置式 i=10~80 蝸桿減速機(jī)蝸桿布置在蝸輪的下邊，結(jié)合處的冷卻和潤滑都較好，同時蝸桿軸承的潤滑液較方便。但當(dāng)蝸桿圓周速度太大時，油的攪動損失較大，一般用于蝸桿圓周速度v<10m/s的情況 蝸桿上置式 i=10~80 蝸桿布置在蝸輪的上邊，裝拆方便，蝸桿的圓周速度允許高一些，但蝸桿軸承的潤滑不太方便，需采取特殊的結(jié)構(gòu)措施 本次論文設(shè)計我選擇設(shè)計其中的兩級同軸式圓柱齒輪減速器進(jìn)行設(shè)計，兩級同軸式圓柱齒輪減速器，兩級同軸式圓柱齒輪減速器應(yīng)用廣泛，優(yōu)點和缺點明顯，具有代表性。 （二）關(guān)于

5、減速機(jī)的構(gòu)造 （1）傳動零件及其支撐 減速機(jī)傳動零件包括軸、齒輪、帶輪、蝸桿等，其中，齒輪、帶輪、蝸桿、蝸輪安裝在軸上，而軸則通過滾動軸承由箱體上的軸承孔、軸承蓋加以固定和調(diào)整。軸承蓋是固定和調(diào)整軸承的零件，其具體尺寸依軸承和軸承孔的結(jié)構(gòu)尺寸而定，設(shè)計時可以可以參考相關(guān)的推薦尺寸確定。 （2）箱體結(jié)構(gòu) 減速機(jī)的箱體一般由鑄鐵材料鑄造而成，分為上箱體和下箱體。箱體上設(shè)有定位銷孔以安裝定位；設(shè)有螺栓孔以安裝連接上下箱體的螺栓；設(shè)有地腳螺釘孔以將箱體安裝在地基上。 為了提高軸承座的支撐剛度，通常在上下箱體的軸承座孔上下與箱體的連接處設(shè)有加強(qiáng)肋。 （三）減速機(jī)主要零件的配合

6、減速器主要零件的配合見表3-1 橋星減速機(jī)公司 。 表3-1減速器主要零件配合 配合代號 應(yīng)用舉例 裝配和拆卸條件 H7/s6 重載荷并有沖擊載荷時的齒輪與軸的配合，軸向力較大并且無輔助固定 壓力機(jī)裝配和拆卸 H7/r6 蝸輪輪緣與輪體的配合，齒輪和齒式聯(lián)軸器與軸的配合，中等的軸向力但無輔助固定裝置 壓力機(jī) H7/n6 電機(jī)軸上的小齒輪，摩擦離合器和抓式離合器，渦輪輪緣。承受軸向力時必須有輔助固定 壓力機(jī)、拆卸器、木錘 H7/m6 經(jīng)常拆卸的圓錐齒輪（為了減少配合處的磨損） 壓力機(jī)、拆卸器、木錘 H7/h7 滾動軸承外圈與減速器箱體的配

7、合 徒手 H8/h9 滾動軸承組合中的端蓋 止退環(huán)、填料壓蓋、帶錐形緊固套的軸承與軸 H8/f9 滑動軸承與軸、填料壓蓋 （四）減速器附件 減速機(jī)附件及其功用如下： ①窺視孔和視孔蓋：為了便于檢查向內(nèi)傳動零件的齒合情況以及將潤滑油注入箱體內(nèi)，在減速機(jī)機(jī)體的箱蓋頂部設(shè)有窺視孔。為防止?jié)櫥惋w濺出來和污物進(jìn)入箱體內(nèi)，在窺視孔上應(yīng)設(shè)窺視蓋。 ②通氣孔：減速機(jī)工作時箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，箱內(nèi)氣壓增大。為了避免由此引起密封部位的密封性下降，造成潤滑油向外滲透，大多在窺視蓋上設(shè)通氣器，使箱內(nèi)的熱膨脹氣體能自由逸出，保持箱內(nèi)壓力正常，從而保證箱體的密封性。 油面指示

8、器：用于檢查箱內(nèi)油面高度，以保證傳動件的潤滑。一般設(shè)置在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位。 ③定位銷：為了保證每次拆裝箱蓋時，仍保持軸承座孔的安裝精度，需要在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝兩個定位銷，定位銷的相對位置越遠(yuǎn)越好 ④起蓋螺釘：為了保證減速器的密封性，常在箱體剖分接合處面上涂有水玻璃活密封膠。為便于拆卸箱蓋，在箱蓋凸緣上設(shè)置1~2個起蓋螺釘。拆卸箱蓋時，擰動起蓋螺釘，便可頂起箱蓋。 ⑤起吊裝置：為了搬運和裝卸箱蓋，在箱蓋上裝有吊環(huán)螺釘，或鑄出吊耳或吊鉤。為了搬運箱座或整個減速器，在箱座兩端連接凸緣處鑄出吊鉤。 ⑥放油孔及螺塞：為了排出油污，在減速器箱座最低部設(shè)有放油孔，并用放油螺塞

9、和密封墊圈將其堵住。 （五）減速機(jī)技術(shù)要求 (1)減速機(jī)箱體技術(shù)要求： ①鑄造箱體必須經(jīng)過時效處理。 ②底座與箱蓋合蓋后，邊緣應(yīng)平齊?？傞L<1200mm,相互錯位每邊不大于2mm；總長≥1200mm時，相互錯位每邊不大于3mm。 ③減速機(jī)底座與箱蓋合蓋后，未緊固螺栓時，用0.05mm塞尺檢查剖分面接觸的密合性，塞尺塞入深度不得大于剖分面深度的1/3。 ④軸承孔的軸線與剖分面的不重合度不大于0.2~0.3mm。 ⑤軸承孔的圓度與圓柱度按7級公差GB/T 1184—1996。 ⑥軸承孔端面與其軸線的垂直度按7級公差GB/T 1184—1996。 ⑦軸承孔中心線平行度公差、軸承孔中

10、心距的極限偏差、軸承孔中心線不相交性公差應(yīng)符合設(shè)計要求。 (2)減速機(jī)裝配技術(shù)要求： ①齒輪側(cè)隙、接觸斑點應(yīng)符合設(shè)計要求。 ②軸承內(nèi)圈必須緊貼軸肩或定距環(huán)；用0.05mm塞尺檢查不得通過。 ③圓錐滾子軸承允許的軸向游隙應(yīng)符合規(guī)定。 ④減速機(jī)底座、箱蓋及其他零件未加工的內(nèi)表面和齒輪未加工表面應(yīng)涂底漆并涂以紅色耐油漆、底座、箱蓋及其他零件未加工的外表面涂底漆并涂以淺灰色油漆。 (3)減速機(jī)的潤滑要求： ①注明潤滑油黏度或牌號。 ②潤滑油應(yīng)定期更換、一般新減速器第一次使用時，運轉(zhuǎn)7~14天后需換新油，以后可根據(jù)情況3~6個月?lián)Q一次。 (4)試運轉(zhuǎn)要求 ①空載試運轉(zhuǎn)：在額定轉(zhuǎn)速下正

11、、反向運轉(zhuǎn)時間不得少于1h。 ②承載試運轉(zhuǎn)：在額定轉(zhuǎn)速、額定載荷下進(jìn)行，根據(jù)要求可單向活雙向運轉(zhuǎn)。 ③全部運轉(zhuǎn)過程中，運轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)、無沖擊、無異常振動和噪聲，各密封處、接合處不得滲油、漏油。 ④承載運轉(zhuǎn)時，對于齒輪減速器油池升溫不得超過35 o C，軸承升溫不得超過45 o C。 ⑤超載實驗：在額定轉(zhuǎn)速下，以120%、150%、180%額定載荷運轉(zhuǎn)，其相應(yīng)運轉(zhuǎn)時間分別為1min、1min、0.5min。 以上是設(shè)計減速器通用的知識，下面將重點介紹本次論文的設(shè)計過程。 下面是設(shè)計的先知要求與條件。 要求：設(shè)計汽車發(fā)動機(jī)裝配車間的帶式運輸機(jī)。該運輸機(jī)由電動機(jī)經(jīng)傳動裝置驅(qū)動，要求減速器在

12、輸送帶方向具有最小的尺寸，且電動機(jī)必須與輸送帶帶輪平行安置。每日兩班制工作，工作期限10年。 已知條件：輸送帶帶輪直徑d=300mm，輸送帶運行速度v=0.68m/s，輸送帶軸所需轉(zhuǎn)矩T=1300N.m 二、關(guān)于減速機(jī)傳動裝置的總體設(shè)計 傳動裝置（減速機(jī)）在原動機(jī)與工作機(jī)之間傳遞運動和動力，并籍以改變遠(yuǎn)的的形式、速度大小和轉(zhuǎn)矩大小。傳動裝置一般包括傳動件（齒輪減速機(jī)傳動、蝸桿減速機(jī)傳動、帶傳動、鏈傳動等）和支承件（軸、軸承、機(jī)體等）兩部分。它的重量的成本在機(jī)器中占很大比重，其性能和質(zhì)量對機(jī)器的工作影響很大，因此合理設(shè)計傳動方案具有重要意義。 （一）傳動方案的確定 滿足工作機(jī)性能要求

13、的傳動方案，可以由不同的傳動機(jī)構(gòu)類型以及不同的組合形式和布置順序構(gòu)成。合理的方案應(yīng)保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護(hù)便利。一種方案要同時滿足這些要求往往是困難的，因此要保證重點要求。 傳動方案用機(jī)構(gòu)運動簡圖表達(dá)，它能簡單明了地表達(dá)運動和動力的傳遞方式和路線以及各部件的組成和聯(lián)接關(guān)系。 兩級同軸式圓柱齒輪減速機(jī)的傳動裝置方案如圖1-1所示； 1 2 3 4 5 6 × × × × Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 Ⅳ 圖1-1 兩級同軸式圓柱齒輪減速機(jī)傳動裝置簡圖

14、 1─電動機(jī) 2─帶傳動 3─減速器 4─聯(lián)軸器 5─輸送帶帶輪 6─輸送帶 （二）減速機(jī)配套電動機(jī)的選擇 （1）選擇減速機(jī)所配電動機(jī)的類型 一般是根據(jù)用途選用Y系列三相異步電動機(jī) （2）選擇減速機(jī)配用電動機(jī)的功率 輸送帶所需拉力為 F =8667N 輸送帶所需功率為 PW===5.89kW 查表得，取V帶傳動效率η帶=0.96，一對軸承效率η軸承=0.99，齒輪效率η齒輪=0.97，聯(lián)軸器效率η聯(lián)=0.99，則電動機(jī)到工作時間的總效率為： η總=η帶η4軸承η2齒輪η聯(lián)=0.859 （3）減速機(jī)配用電動機(jī)所需工作功率為 P0==kW=6.86kW 根據(jù)表選取電動機(jī)

15、額定功率Ped=7.5kW （4）確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 輸送帶帶輪的工作轉(zhuǎn)速為： nw==43.31r／min 按推薦的兩級同軸式圓柱斜齒輪減速機(jī)傳動比i =8~40和帶的傳動比i =2~4。則系統(tǒng)的傳動比范圍應(yīng)為：i總=i齒i帶=（8~40）×（2~4）=16~160 所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：n0 =i總nw=（16~200）×43.31 =（693~6930）r／min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000r／min，1500r／min和3000r／min三種，但是綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸，質(zhì)量和價格因素，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1500 r／min的電動機(jī)。其滿載轉(zhuǎn)速為1440r

16、／min可選擇Y132M—4型號的電動機(jī)，橋星減速機(jī)公司 （三）齒輪減速機(jī)傳動比的計算及分配 （1）齒輪減速機(jī)總傳動比的計算 i總= （2）給減速機(jī)分配傳動比 根據(jù)減速機(jī)傳動比范圍，取消傳動的傳動比i帶=2.5 減速器傳動比為 i= 高速級傳動比為 i==i2 （四）減速機(jī)傳動裝置運動、動力參數(shù)的計算 （1）各軸轉(zhuǎn)速 n0=nm=1440r/min n1===576r/min n2==r/min=157.81r/min n3==r/min=43.24r/min nw=n3=43.24r/min （2）各軸功率 p1=p0η0-1=p0η帶=6.8

17、6×0.96kW=6.59kW p2=p1η1-2=p1η軸承η齒=6.59×0.99×0.97kW=6.33kW p3=p2η2-3=p2η軸承η齒=6.33×0.99×0.97kW=6.6.08kW pw=p3η3-w=p3η軸承η聯(lián)=6.08×0.99×0.99kW=5.96kW （3）各軸轉(zhuǎn)矩 T0=9550=9550×N·mm=45.5N·mm T1=9550=9550× N·mm =109.26 N ·mm T2=9550=9550× N·mm =383.07 N · mm T3=9550=9550× N·mm =1342.83 N· mm Tw=9550=955

18、0× N·mm =1316.33 N · mm 以上是傳動裝置的總體設(shè)計，確定了傳動方案、電動機(jī)及傳動比與動力參數(shù)的計算。橋星減速機(jī)公司。 三、傳動件與齒輪上作用力的計算 （一）傳動件的設(shè)計計算 （1）確定設(shè)計功率 Pd=KAP0 查表選擇工作情況系數(shù)KA=1.2 ，則Pd=1.26.86kW （2）V帶型號 n0=1440，Pd=8.23kW，選A型V帶 （3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑 查表得小帶輪直徑為dd1=140mm，則大帶輪直徑為 dd2=i帶dd1=2.5×140mm=350mm 根據(jù)表選dd2=355mm （4）確定V帶根數(shù) V帶的根數(shù)用公式 z= 計算，則

19、 p0=2.27kW,△P=0.137,Ka=0.935,KL=1.01 算的z=4 （5）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 小帶輪結(jié)構(gòu) 采用實心試，查的電動機(jī)軸徑D0=38mm 輪轂寬：L帶輪=（1.5~2）D0=57~76 輪緣寬：B帶輪=（z-1）e+2f=65mm （6）大帶輪結(jié)構(gòu) 采用輪輻式結(jié)構(gòu)，輪緣寬可與小帶輪相同，輪轂寬可與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計同步進(jìn)行 （二） 斜齒圓柱齒輪上作用力的計算 齒輪上作用力的計算為后續(xù)軸的設(shè)計和校核、鍵的選擇和驗算及軸承的選擇和校核提供數(shù)據(jù)，作用力的計算如下 （1）高速級齒輪傳動作用力的計算： 已知條件 高速軸傳遞T1=109360 N ·mm，轉(zhuǎn)速為n1=

20、576r/min，高速級齒輪的螺旋角β=13.412°，小齒輪分度圓直徑為d1=70.935mm 齒輪1的作用力 圓周力為： F==N=3080.6N 其方向與力作用點圓周速度方向相反，徑向力為： F1=1152.7N 其方向為由力的作用點指向輪1的轉(zhuǎn)動中心，軸向力為： F2=734.6N 其方向可用左手法則確定，用左手握住輪1的軸線，并使四指的方向順著輪的轉(zhuǎn)動方向，此時拇指的指向即為該力的方向。 法向力為： Fn1==N=3370.2N (2)齒輪2的作用力 從動齒輪2各個力與主動齒輪1上相應(yīng)的各個力大小相等，方向相反 (3)低速級齒輪傳動的

21、作用力 已知條件 中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為T2=383070 N . mm，轉(zhuǎn)速為n2=157.81r/min，低速級齒輪的螺旋角β=13.412°為使齒輪3的軸向力與齒輪2的軸向力互相抵消一部分，低速級的小齒輪右旋，大齒輪左旋，小齒輪分度圓直徑為d3=70.935mm (4)齒輪3的作用力 圓周力為： Ft3==N=10800.6N 其方向與力作用點圓周速度方向相反 徑向力為：Fr3=Ft3=10800.6×N=4041.3N 其方向為由力的作用點指向輪3的轉(zhuǎn)動中心 軸向力為：Fa3=Ft3tanβ=10800.6×tan13.412°N=2575.5N 其方

22、向可用右手法則確定，即用右手握住輪1的軸線，并使四指的法相順著輪的轉(zhuǎn)動方向，此時拇指的指向即為該力的方向。 法向力為 Fn3==N=11816.0N (5)齒輪4的作用力 從動齒輪4各個力與主動齒輪3上相應(yīng)的力大小相等，作用方向相反 傳動件及斜齒齒輪上作用力設(shè)計計算完成。 減速器的裝配圖可以繪在一張A0或A1圖紙上，文本選擇A0圖紙繪制裝配圖。根據(jù)圖紙幅度大小與減速器兩級齒輪傳動的中心距，繪圖比例定為1?:1，采用三視圖表達(dá)裝配的結(jié)構(gòu)。 在俯視圖上繪出兩級齒輪傳動的輪廓尺寸，如圖3-1所示 圖3-1 齒輪的輪廓 四、減速機(jī)

23、軸的設(shè)計計算 減速機(jī)軸的設(shè)計計算與軸上齒輪輪轂孔內(nèi)徑及寬度、滾動軸承的選擇和校核、鍵的選擇和驗算、與軸聯(lián)接器的選擇同步進(jìn)行。 （一）減速機(jī)高速軸的設(shè)計與計算 已知條件 減速器高速軸傳遞的功率P1=6.59kW，轉(zhuǎn)速n1=576r/min，小齒輪分度圓直徑d1=70.935mm，齒輪寬度b1=85mm。 （1）選擇軸的材料 因傳遞的功率不大，對重量及結(jié)構(gòu)尺寸沒有要求，故由表選用常用的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理 （2）初算軸徑 查表得C=106~135，考慮軸端即承受轉(zhuǎn)矩，也承受彎矩，故取中間值C=120，則 dmin=C=120×mm=27.0mm 軸與帶輪連接，有一個

24、鍵槽，軸徑應(yīng)增大3%~5%，軸端最細(xì)處直徑 d1>27.0mm+27.0×（0.03~0.05）mm=27.8~28.4mm （3） 減速機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 為方便使軸承零件的裝拆，減速機(jī)的機(jī)體采用剖分式結(jié)構(gòu)。該減速器發(fā)熱小，軸不長，故軸承采用兩端固定方式。然后，可按軸上零件的安裝順序，從最細(xì)處開始設(shè)計。 軸段①的設(shè)計 軸段①上安裝帶輪，此段設(shè)計應(yīng)與帶輪輪轂孔的設(shè)計同步進(jìn)行。初定軸段①的軸徑為d1=30mm，帶輪輪轂的寬度為（1.5~2.0）d1=（1.5~2.0）×30mm=45~60mm，結(jié)合帶輪結(jié)構(gòu)L帶輪=57~76mm，取帶輪輪轂的寬度為L帶輪=60mm，

25、則軸段①的長度略小于轂孔寬度，取L1=58mm。 密封圈與軸段②的設(shè)計 在確定軸段②的軸徑時，應(yīng)同時考慮帶輪的軸向固定及密封圈的尺寸。帶輪用肩定位，軸肩高度h=（0.07~0.1）×30mm=2.1~3mm。軸段②的軸徑d2=d1+2×（2.1~3）mm=34.1~36mm，其最終由密封圈確定。該處軸的圓周速度均小于3m/s，可選用氈圈油封，查表得氈圈35JB/ZQ4606—1997,則d2=35mm。 軸承與軸段③和軸段⑥的設(shè)計 考慮齒輪有軸向力的存在，并且有較大的圓周力和徑向力作用，選用圓錐滾子軸承。軸段③上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又符合軸承內(nèi)徑系列?，F(xiàn)暫取軸承為30

26、208，由表得軸承內(nèi)徑的d=40mm，外徑D=80mm，寬度B=18mm，T=19.75mm，內(nèi)圈定位直徑Da=69mm，對軸的力作用點與外圈大端面的距離a3=16.9mm，故d3=40mm。該減速器齒輪的圓周速度小于2m/s，故軸承采用脂潤滑，需要擋油環(huán)。為補(bǔ)償箱體鑄造誤差和安裝擋油環(huán)，靠近箱體內(nèi)壁的軸承端面距箱體內(nèi)壁距離取△=12mm，通常一根軸上的兩個軸承取相同的型號，則d6=40mm，同軸式減速器該處軸承座完全處于箱體內(nèi)部，該處軸承采用油潤滑，潤滑油由低速級大齒輪輪緣上刮取，可使軸承內(nèi)圈端面與軸承座端面共面，故可取L6=B=18mm。 齒輪與軸段④的設(shè)計 該軸段上安裝齒輪，為便于

27、齒輪的安裝，d4應(yīng)略大于d3，可初定d4=42mm。齒輪分度圓直徑比較小，采用實心式，齒輪寬度b1==85mm，為保證套筒能夠頂?shù)烬X輪左端面，該處軸徑長度應(yīng)比齒輪寬度略短，取L4=83mm。 軸段⑤的設(shè)計 齒輪右側(cè)采用軸肩定位。定位軸肩的高度h=（0.07~0.1）d4=（0.07~0.1）42mm=2.94~4.2mm，取h=3mm，則軸肩直徑d5=48mm，取L5=△1=10mm。該軸段也可提供右側(cè)軸承的軸向定位。齒輪左端面與箱體內(nèi)壁距離，以及齒輪右端面與右軸承左端面的距離均取△1，則箱體內(nèi)壁與高速軸右側(cè)軸承座端面的距離Bx1=2△1+b1=(2×10+85)mm=105mm。 軸段

28、②和軸段③的長度 軸段②的長度除與軸上零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。軸承座的厚度L=δ+c1+c2+（5~8）mm，由表知下箱座壁厚δ=0.025a+3mm=0.025×165mm+3mm=7.125mm<8mm，取δ=8mm，a=165mm<300mm，取軸承旁連接螺栓為M12，則c1=20mm，c2=16mm，箱體軸承座寬度L=[8+20+16+（5~8）]mm=49~52mm?;取L=50mm?？扇∠潴w凸緣連接螺栓為M10，地腳螺栓為d=M16，則有軸承端蓋連接螺釘為0.4d=0.4×16mm=6.4mm，取為M8，軸承端蓋凸緣厚度取為Bd=10mm；端蓋與軸承座間的

29、調(diào)整墊片厚度取△t=2mm，取螺栓GB/T 5781M8×25；為在不拆卸帶輪的條件下，可以裝拆軸承端蓋連接螺釘，取帶輪凸緣端面距軸承端蓋表面距離K=30mm，帶輪采用輪輻式，螺釘?shù)牟鹧b有足夠的空間。則有 ： L2=L+Bd+K+△t+-△-B =（50+10+30+2+-12-18）mm=64.5mm 軸段③的長度為L3=△+B+△1+2mm=（12+18+10+2）mm=42mm （4）鍵連接 帶輪與軸段①間采用A型普通平鍵連接，查表選其型號為鍵8×45GB/T

30、 1096—1990，齒輪與軸段④間采用A型普通平鍵連接，查表選其型號為鍵12×80GB/T 1096—1990 （5）校核軸的強(qiáng)度 軸的抗彎截面系數(shù)為 ： W=37227.0mm3 抗扭截面系數(shù)為 Wt=80301.5mm3 彎曲應(yīng)力為 σb==MPa=12.1MPa 扭剪應(yīng)力為 τ== Mpa=16.7 MPa 按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計算，對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)a=0.6，則其當(dāng)量應(yīng)力為 σe=23.4 Mpa 由表查得45鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強(qiáng)度極限σb=650 Mpa，由表查得軸的許用應(yīng)力為60 Mpa

31、，23.4 MPa<60 MPa,所以強(qiáng)度滿足要求。 （二）低速軸的設(shè)計與計算 同軸式減速器箱體內(nèi)壁寬度與高速軸和低速軸的長度有關(guān)；而中間軸的長度由箱體內(nèi)壁寬度、高速軸和低速軸共同決定，故先設(shè)計低速軸，然后設(shè)計中間軸 已知條件 低速軸傳遞的功率P3=6.08kW，轉(zhuǎn)速n3=43.24r/min，齒輪4分度圓直徑d4=259.065mm，齒輪寬度b4=88mm （1）選擇軸的材料 因傳遞的功率不大，對重量及結(jié)構(gòu)尺寸沒有要求，故由表選用常用的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 (2)初算軸徑 查表得C=106~135，考慮軸端只承受轉(zhuǎn)矩，故取小值C=106，則 dmin=C=10

32、6×mm=55.12mm 軸與聯(lián)軸器連接，有一個鍵槽，軸徑應(yīng)增大3%~5%，軸端最細(xì)處直徑為： d1>55.12mm+55.12×（0.03~0.05）mm=56.77~57.88mm （3）關(guān)于減速機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 該減速機(jī)發(fā)熱小，軸不長，故軸承采用兩端固定方式。然后，可按軸上零件的安裝順序，從最細(xì)處開始設(shè)計。 聯(lián)軸器及軸段①的設(shè)計 軸段①上安裝聯(lián)軸器，此段設(shè)計應(yīng)與聯(lián)軸器的選擇同步進(jìn)行。為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接減速機(jī)兩軸的安裝誤差、隔離振動，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表得取KA=1.5,則計算轉(zhuǎn)矩為：Tc=KAT3=1.5×1342830 N· mm =2014

33、245 N · mm 由表得GB/T5014—2003 中的LX4型聯(lián)軸器符合要求；公稱轉(zhuǎn)矩為2500 N· mm，許用轉(zhuǎn)速為3870r/min，軸孔范圍為40~75mm?？紤]d>57.88mm,聯(lián)軸器轂孔直徑為60mm，軸孔長度107mm，J型軸孔，A型鍵，聯(lián)軸器主動端代號為LX4 60×107GB/T5014—2003，相應(yīng)軸段①的直徑d1=60mm，其長度略小于轂孔寬度，取L1=105mm。 密封圈與軸段②的設(shè)計 在確定軸段②的軸徑時，應(yīng)同時考慮聯(lián)軸器的軸向固定及密封圈的尺寸。聯(lián)軸器用肩定位，軸肩高度h=（0.07~0.1）×60mm=4.2~6mm。軸段②的軸徑d2=d1+2×

34、（4.2~6）mm=68.4~72mm，最終由密封圈確定。該處軸的圓周速度均小于3m/s，可選用氈圈油封，查表得氈圈70JB/ZQ4606—1997,則d2=70mm。 軸承與軸段③和軸段⑥的設(shè)計 考慮齒輪軸向力較大，并且有較大的圓周力和徑向力作用，選用圓錐滾子軸承。軸段③上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又符合軸承內(nèi)徑系列?，F(xiàn)暫取軸承為30215，由表得軸承內(nèi)徑的d=75mm，外徑D=130mm，圈內(nèi)寬度B=25mm，T=27.25mm，內(nèi)圈定位直徑Da=115mm，對軸的力作用點與外圈大端面的距離a3=27.4mm，故d3=75mm。該減速器齒輪的圓周速度小于2m/s，故軸承采用脂

35、潤滑，需要擋油環(huán)。為補(bǔ)償箱體鑄造誤差和安裝擋油環(huán)，靠近箱體內(nèi)壁的軸承端面距箱體內(nèi)壁距離取△=12mm，通常一根軸上的兩個軸承取相同的型號，則d6=75mm，同軸式減速器該處軸承座完全處于箱體內(nèi)部，該處軸承采用油潤滑，潤滑油由低速級大齒輪輪緣上刮取，可使軸承內(nèi)圈端面與軸承座端面共面，故可取L6=B=25mm，該處高速軸右端軸承公用一個軸承座，兩軸承相臨端面間距離取為6.5mm，滿足安放拆卸軸承工具的空間要求。 齒輪與軸段④的設(shè)計 該軸段上安裝齒輪，為便于齒輪的安裝，d4應(yīng)略大于d3，可初定d4=76mm。為保證套筒能夠頂?shù)烬X輪左端面，該處軸徑長度應(yīng)比齒輪寬度略短，取L4=88mm， 軸段

36、⑤的設(shè)計 齒輪左側(cè)采用軸肩定位，定位軸肩的高度h=（0.07~0.1）d4=（0.07~0.1）76mm=5.32~7.6mm，取h=5.5mm，則軸肩直徑d5=87mm，齒輪左端面與輪轂右端面距箱體內(nèi)壁距離均取△1=10mm。則箱體內(nèi)壁與低速軸左側(cè)軸承座端面的距離Bx2=2△1+L4=(2×10+91.5)mm=111.5mm，取L5=10mm。 軸段②和軸段③的長度 軸段②的長度除與軸上零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。為在不拆卸帶輪的條件下，可以裝拆軸承端蓋連接螺釘，取帶輪凸緣端面距軸承端蓋表面距離K=35mm，帶輪采用輪輻式，螺釘?shù)牟鹧b有足夠的空間。則有 L2

37、=L+Bd+K+△t+-△-B =（50+10+35+2-12-25）mm=60mm 軸段③的長度為L3=△+B+△1+l4-L4=（12+25+10+91.5-88）mm=50.5mm （4）鍵連接 聯(lián)軸器與軸段①間采用A型普通平鍵連接，查表選其型號為鍵18×100GB/T 1096—1990，齒輪與軸段④間采用A型普通平鍵連接，查表選其型號為鍵20×80GB/T 1096—1990 （5）校核軸的強(qiáng)度 軸的抗彎截面系數(shù)為 W=37227.0mm3 抗扭截面系數(shù)為 Wt=80301.5mm3 彎曲應(yīng)力為 σb==MPa=12.

38、1Mpa 扭剪應(yīng)力為 τ== Mpa=16.7 MPa 按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計算，對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)a=0.6，則其當(dāng)量應(yīng)力為： σe=23.4 Mpa 由表查得45鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強(qiáng)度極限σb=650 Mpa，由表查得軸的許用應(yīng)力為60 Mpa，23.4 MPa<60 MPa,所以強(qiáng)度滿足要求。 （三）中間軸的設(shè)計計算 已知條件 低速軸傳遞的功率P3=6.33kW，轉(zhuǎn)速n2=157.81r/min，齒輪分度圓直徑d2=259.605mm，d3=70.935mm，齒輪寬度b2=80mm，b3=95mm （1）選擇軸的材料 因傳

39、遞的功率不大，對重量及結(jié)構(gòu)尺寸沒有要求，故由表選用常用的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 （2）初算軸徑 查表得C=106~135，考慮軸端不承受轉(zhuǎn)矩，只承受少量的彎距，故取較小值C=110，則 dmin=C=110×mm=37.65mm （3）結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸不長，故軸承采用兩端固定方式。然后，可按軸上零件的安裝順序，從最細(xì)處開始設(shè)計。 軸承與軸段①和軸段⑤的設(shè)計 該軸段上安裝軸承，，其設(shè)計應(yīng)與軸承的設(shè)計同步進(jìn)行。考慮齒輪有軸向力存在，并且圓周力與徑向力均較大，選用選用圓錐滾子軸承。軸段①和⑤上安裝軸承，其直徑應(yīng)即便于軸承安裝，又應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列，現(xiàn)暫取軸承為

40、30208，經(jīng)過驗算，軸承30208的壽命不滿足減速器的預(yù)期壽命要求，改變直徑系列，選30210進(jìn)行設(shè)計計算，由表得軸承內(nèi)徑d=50mm，外徑D=90mm，內(nèi)圈寬度B=20mm，軸承總寬度T=21.75mm，內(nèi)圈定位軸徑da=57mm，外圈定位直徑Da=80mm，軸承內(nèi)圈對軸的力作用點與外圈大端面的距離a3=20mm，故d1=50mm，通常一根軸上的兩根軸承取相同的型號，故d5=50mm。 齒輪軸段②和軸段④的設(shè)計 軸段②上安裝齒輪2，軸段④上安裝齒輪3。為便于齒輪的安裝，d2和d4應(yīng)分別大于d1和d5，可初定d2=d4=55mm。查表知該鍵處截面尺寸為16mm×10mm，輪轂鍵槽深度t

41、1=4.3mm，齒輪3上齒根與鍵槽頂面的距離e=0.42mm<2.5mmn，，齒輪3設(shè)計成齒輪軸，d4=df3，L4=95mm，材料為40Cr調(diào)質(zhì)處理。 齒輪2右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定，齒輪2輪轂的寬度范圍為（1.2~1.5）d2=66~82.5mm，取其輪轂寬度與齒輪寬度相等。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段②的長度應(yīng)比相應(yīng)齒輪的輪轂略短，因b2=80mm，故取L2=78mm。 軸段③設(shè)計 該齒輪為齒輪2提供定位，其軸肩高度范圍為（0.07~0.1）d2=3.85~5.5mm，取其高度為h=4mm，故d3=63mm。 齒輪3右端面距離箱體內(nèi)壁距離取為△1，齒

42、輪2的左端面距離箱體內(nèi)壁的距離為 △2=△1+（b1-b2）/2=10mm+（85-80）/2mm=12.5mm 高速軸右側(cè)的軸承與低速軸左側(cè)的軸承共用一個軸承座，其寬度為l5=53.5mm，則箱體內(nèi)壁寬度為 Bx=Bx1+Bx2+ l5=270mm 則軸段③的長度為 L3=Bx-b2-b3-△1-△2=72.5mm （4）鍵連接 齒輪2與軸段間采用A型普通平鍵連接，查表知該鍵的型號為鍵16×17GB/T 1096—1990 （5）校核軸的強(qiáng)度 其抗彎截面系數(shù)為 W=35023.6mm3 抗扭截面系數(shù)為 Wt=70047.3mm3 彎曲應(yīng)力為

43、 σb==MPa=18.0MPa 扭剪應(yīng)力為 τ== Mpa=5.5 MPa 按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計算，對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)a=0.6，則其當(dāng)量應(yīng)力為 σe=19.2Mpa 由表查得40Cr調(diào)質(zhì)處理抗拉強(qiáng)度極限σB=750 Mpa，由表查得軸的許用彎曲應(yīng)力為72.5 Mpa，19.2 MPa<72.5 MPa,所以強(qiáng)度滿足要求。 五、減速器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸與潤滑油的選擇計算 （一）兩級同軸式圓柱齒輪減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸見列表 名稱 代號 尺寸 高速級中心距 a1 165mm 低速級中心距 a2 165mm

44、 下箱座壁厚 δ 8mm 上箱座壁厚 δ2 8mm 下箱座剖分面處凸緣厚度 b 12mm 上箱座剖分面處凸緣厚度 b 12mm 地腳螺栓底腳厚度 p 20mm 箱座上的肋厚 M 8mm 地腳螺栓直徑 d M16 地腳螺栓通孔直徑 d＇ 20mm 地腳螺栓沉頭座直徑 D0 45mm 底腳凸緣尺寸（扳手空間） 底腳凸緣尺寸（扳手空間） L1 27mm L2 25mm 底角螺栓數(shù)目 n 4 軸承旁連接螺栓（螺釘）直徑 d1 M12 軸承旁連接螺栓通孔直徑 d1?‘ 13.5mm 軸承旁連接螺栓沉頭座直徑 D0

45、 26mm 剖分面凸緣尺寸（扳手空間） 剖分面凸緣尺寸（扳手空間） c1 20mm c2 16mm 上下箱連接螺栓（螺釘）直徑 d2 M10 上下箱連接螺栓通孔直徑 d2?‘ 11mm 上下箱連接螺栓沉頭座直徑 D0 24mm 箱緣尺寸（扳手空間） c1 18mm c2 14mm 軸承蓋螺釘直徑 d3 M8 檢查孔蓋連接螺栓直徑 d4 M6 圓錐定位銷直徑 d5 8mm 減速器中心高 H 195mm 軸承旁凸臺高度 h 55mm 軸承旁凸臺半徑 Rδ 16mm 軸承端蓋（軸承座）外徑 D2 120mm,130m

46、m,170mm 軸承旁連接螺栓距離 S 142.5mm,147.5mm,137.5mm,177.5mm 箱體外壁至軸承座端面的距離 K 42mm 軸承孔長度 50mm 大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁間距離 △1 11.95mm 齒輪端面與箱體內(nèi)壁間的距離 △2 10mm （二）潤滑油的選擇與計算 軸承選擇ZN—3鈉基潤滑脂潤滑。齒輪選擇全耗系統(tǒng)用油L—AN68潤滑油潤滑，潤滑油深度為0.65dm，箱體底面尺寸為4.54dm×2.70dm，箱體內(nèi)所裝潤滑油量為： V=4.45×2.7×0.65dm3=7.96dm3 該減速器所傳遞的功率p0=6.86kW。對于二級減

47、速器，每傳遞1kW的功率，需油量為V0=0.7~1.4dm3，則該減速器所需油量為 V1=P0V0=6.86×（0.7~1.4）dm3=4.8~9.6dm3 箱體內(nèi)所裝油量在所需油量的范圍中間偏大值，潤滑油量基本滿足要求；如不滿足潤滑和降溫要求，可增大減速器中心高，即增加油池深度的方法使?jié)櫥土繚M足要求。 六、小結(jié) 首先對杜微娜老師在畢業(yè)設(shè)計過程中給予我的指導(dǎo)和幫助表示真誠的謝意，正是因為您的指導(dǎo)和幫助我才能如此順利的完成論文設(shè)計，在大學(xué)的最后時刻能夠聆聽您的教誨是我邁入社會最好的鼓勵，謝謝您，杜微娜老師！ 論文設(shè)計運用到了很多知識，例如將理論力學(xué)，材料力學(xué)，機(jī)械設(shè)計，機(jī)械原

48、理，互換性與測量技術(shù)等，是我對以前學(xué)習(xí)的知識有了更深刻的體會。 通過論文設(shè)計，基本掌握了運用AUTO CAD繪圖軟件制圖的方法與思路，對計算機(jī)繪圖方法有了進(jìn)一步的加深，基本能繪制一些工程上的圖。 這次論文設(shè)計使我的理論水平，構(gòu)思能力和判斷力逐步有所提高，同時提高了分析問題與解決問題的能力，為以后的專業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)。通過此次畢業(yè)設(shè)計，我對機(jī)械設(shè)計有了更加深入的了解，也是第一次將理論知識運用到實際當(dāng)中，為以后的學(xué)習(xí)和工作起到了良好的作用。但是我深知，設(shè)計中還有很多不足與錯誤的地方，還需要繼續(xù)加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)和思維能力。 這篇論文是對三年所學(xué)的一次總結(jié)，也是對三年大學(xué)生活的告別，心中雖然戀戀不舍，但是這是成長的必經(jīng)之路，謝謝三年中老師對我教導(dǎo)，謝謝！向在百忙之中評閱本方案并提出寶貴意見的各位評委老師表示最誠摯的謝意，同時向所有關(guān)心、幫助和支持我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝，祝你們工作順利，萬事如意！ 參考文獻(xiàn) [1].龔溎義 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書[M]高等教育出版社，2010. [2].謝江 機(jī)械設(shè)計（第一版）[M] 國防工業(yè)出版社,2009. [3].補(bǔ)紅志 機(jī)械制圖[M] 化學(xué)工業(yè)出版社，2007. 20