機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計--單級圓柱齒輪減速器(中南大學(xué))

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機 械 設(shè) 計 基 礎(chǔ)課 程 設(shè) 計學(xué)生姓名： 中南大學(xué) 學(xué) 號： 年 級： 2012級 專 業(yè)：材料科學(xué)與工程專業(yè)院 （系）：材料科學(xué)與工程學(xué)院指導(dǎo)教師： 時 間：2015.1.15-2015.1.23目錄設(shè)計任務(wù)書1一前言1.1設(shè)計目的21.2傳動方案的分析與擬定2二 減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算2.1 電動機類型及結(jié)構(gòu)的選擇32.2 電動機選擇32.3 確定電動機轉(zhuǎn)速32.4確定傳動裝置的總傳動比和分配級傳動比42.5動力運動參數(shù)計算4三傳動零件的設(shè)計計算3.1減速器外部零件的設(shè)計計算-普通V形帶傳動6四 齒輪的設(shè)計計算4.1直齒圓柱齒輪84.2齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算 4.2.1 按照接觸疲勞強度計算8 4.2.2 按齒根彎曲接觸強度校核計算9 4.2.3 齒輪幾何尺寸的確定104.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計10五 軸的設(shè)計計算5.1輸入軸的設(shè)計115.2輸出軸的設(shè)計16六減速器箱體基本尺寸設(shè)計6.1箱體壁厚、凸緣、螺釘及螺栓196.2螺釘螺栓到箱體外避距離、箱體內(nèi)部尺寸196.3視孔蓋、其中吊耳和吊鉤206.4細(xì)節(jié)事項20七 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇7.1 軸承的選擇227.2 鍵的選擇計算及校核 227.3 聯(lián)軸器的選擇23八 減速器潤滑、密封8.1潤滑的選擇確定248.2 密封的選擇確定24 九 減速器繪制與結(jié)構(gòu)分析 9.1拆卸減速器259.2 分析裝配方案259.3 分析各零件作用、結(jié)構(gòu)及類型259.4 減速器裝配草圖設(shè)計259.5 完成減速器裝配草圖269.6 減速器裝配圖繪制過程269.7 完成裝配圖279.8 零件圖設(shè)計27十一.設(shè)計總結(jié)28參考文獻(xiàn)29設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計一用于帶式運輸上的單級直齒圓柱齒輪減速器。運輸機連續(xù)單向工作，一班工作制，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵（運輸帶與滾筒摩擦阻力影響已經(jīng)在F中考慮）。生產(chǎn)條件：中等規(guī)模機械廠，可加工78級齒輪與蝸輪。動力來源：電力，三相交流380/220V題目數(shù)據(jù)：組號5運輸帶工作拉力F/（KN）4.0運輸帶速度V/（m/s）1.5卷筒直徑D/(mm）350運輸帶允許速度誤差為5%設(shè)計任務(wù)要求：1. 減速器裝配圖紙一張（號圖紙） 一張2. 軸、齒輪零件圖紙各一張（號圖紙） 兩張3. 設(shè)計說明書一分 一份一 、 前言1.1 設(shè)計目的（1）培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓(xùn)練綜合運用機械設(shè)計課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實際進(jìn)行分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、深化和擴(kuò)展了相關(guān)機械設(shè)計方面的知識。（2）通過對通用機械零件、常用機械傳動或簡單機械的設(shè)計，使我們掌握了一般機械設(shè)計的程序和方法，樹立正確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。（3）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計算、繪圖數(shù)據(jù)處理等設(shè)計方面的能力。1.2傳動方案擬定1、傳動系統(tǒng)的作用及傳動方案的特點：機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護(hù)方便。本設(shè)計中原動機為電動機，工作機為皮帶輸送機。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機器中應(yīng)用最為廣泛的機構(gòu)之一。本設(shè)計采用的是單級直齒輪傳動。減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。2、傳動方案的分析與擬定1、工作條件：使用年限10年，工作為一班工作制，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作。2、原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=4000N；帶速V=1.5m/s；滾筒直徑D=350mm；3、方案擬定：采用帶傳動與齒輪傳動的組合，即可滿足傳動比要求，同時由于帶傳動具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用維護(hù)方便。圖1 帶式輸送機傳動系統(tǒng)簡圖計 算 及 說 明結(jié)果二 、減速器結(jié)構(gòu)選擇及相關(guān)性能參數(shù)計算2.1 電動機類型及結(jié)構(gòu)的選擇根據(jù)任務(wù)書要求可知：本次設(shè)計的機械屬于恒功率負(fù)載特性機械，且其負(fù)載較小，故采用Y型三相異步電動機（全封閉結(jié)構(gòu)）即可達(dá)到所需要求。另外，根據(jù)此處工況，采用臥式安裝。2.2 電動機選擇（一）工作機的功率Pw =FV/1000=40001.5/1000=6kw（二）總效率 由任務(wù)書中的運動簡圖分析可知：V帶傳動效率；齒輪傳動的軸承效率；齒輪傳動的效率；聯(lián)軸器的效率；滾筒軸承的效率；滾筒效率。查【2】表1-7得：（初選齒輪為八級精度）則有：（減速器內(nèi)部有2對軸承，其機械效率相同，均為）（三）所需電動機功率由PedPd= 查機械零件設(shè)計手冊得 Ped = 7.5 kw2.3 確定電動機轉(zhuǎn)速 卷筒工作轉(zhuǎn)速為： nw=601000V/（D）=81.85 r/min根據(jù)機械設(shè)計課程設(shè)計表2-3推薦的傳動比合理范圍，取圓柱齒輪傳動一級減速器傳動比=36范圍。取帶傳動比c。則總傳動比理論范圍為： =624。故電動機轉(zhuǎn)速的可選范為 =491.111964.4 r/min則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750、1000和1500r/min，由標(biāo)準(zhǔn)查出三種適用的電動機型號：方案電 動 機型 號額 定 功 率電動機轉(zhuǎn)速(r/min)同 步滿 載1Y160L-87.5kw7507202Y160M-67.5kw10009703Y132M-47.5kw15001440綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動、減速器傳動比,可見第2方案比較適合。因此選定電動機型號為Y160M-6，=970 r/min。2.4確定傳動裝置的總傳動比和分配級傳動比1、確定傳動裝置的總傳動比由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速和工作機主動軸轉(zhuǎn)速可得傳動裝置總傳動比為： =/=970/81.85=11.852、分配各級傳動裝置傳動比： 總傳動比等于各傳動比的乘積 = 由工程經(jīng)驗知頂分配傳動比除了、=36滿足外，還應(yīng)滿足取=2.5（普通V帶 i=24）因為：=所以：11.85/2.54.742.5 動力運動參數(shù)計算（一）轉(zhuǎn)速n=970 （r/min）=/=/=970/2.5=388（r/min） =/=388/4.74=81.85（r/min） （二）各軸功率P 軸： 軸：（三）各軸轉(zhuǎn)矩T (Nm) 軸 軸 (Nm) 將上述數(shù)據(jù)列表如下：軸號功率P/kW N /(r.min-1) /(Nm) i 07.597073.84 2.5 17.2388177.22 26.9181.85806.244.74電動機額定功率Ped = 7.5 kw選定電動機型號為Y160M-6=4.74=388（r/min）=81.85（r/min）T0=73.84(Nm)T1=177.22(Nm)T2=806.24(Nm)計 算 及 說 明結(jié)果三、 傳動零件的設(shè)計計算3.1減速器外部零件的設(shè)計計算-普通V形帶傳動設(shè)計普通V形帶傳動須確定的內(nèi)容是：帶的型號、長度、根數(shù)，帶輪的直徑、寬度和軸孔直徑中心距、初拉力及作用在軸上之力的大小和方向1、選擇帶的型號：取, 則計算功率為PC=KAP=17.5= 7.5KW,n0=970r/min由圖【1】13-15，選取B型帶。2、確定帶輪基準(zhǔn)直徑、驗算帶速由圖【1】13-15，B型帶d1=125140mm,選取d1=125mm帶速帶速驗算： V=n0d1/（100060）=3.14125970/100060=6.35m/s 介于525m/s范圍內(nèi)，故合適大帶輪基準(zhǔn)直徑d2=n0/n1d1=2.5125=312.5mm 3、確定帶長和中心距a： 0.7（d1+d2）a02（d1+d2） 0.7（125+312.5）a02（125+312.5）306.2mma0875mm 初定中心距a0=500 ，則帶長為 L0=2a0+（d1+d2）+（d2-d1）2/(4a0) =2500+（112+280）/2+（280-112）2/(4500) =1629.55 mm按標(biāo)準(zhǔn)選帶的基準(zhǔn)長度Ld=1600mm的實際中心距a=a0+(Ld-L0)/2=500+(1600-1629.55)/2=485.23 mm 4、驗算小帶輪上的包角1 1=180-(d2-d1)57.3/a=160.1601200 小輪包角合適5、確定帶的根數(shù)由式確定V帶根數(shù)，查【1】133表得1.72kW，查135表得0.46kW由1=160.160查【1】132和137表得1，0.95則 Z=PC/（(P0+P0)=7.5/（1.72+0.46）10.95= 3.62 故要取4根B型V帶6、確定從動輪上壓力FQExp(f2)=2.32F=1134.7NF1=1991.2NF2=859.6NF0=1425.4N故FQ=2808.2N選B型帶d1=125mmd2=312.5mm帶中心距a =485.23mm小輪包角合適選4根V帶FQ=2808.2N計 算 及 說 明結(jié)果計 算 及 說 明結(jié)果四、 齒輪的設(shè)計計算4.1直齒圓柱齒輪 按輸入的轉(zhuǎn)速388 r/min，傳動比4.74計算，傳動功率7.2kw,連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)來計算。（1） 選定齒輪材料、熱處理方式和精度等級因載荷平穩(wěn)，小齒輪和大齒輪都選軟齒面，小齒輪的材料為40Gr鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS，大齒輪選用45號鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為210HBS。齒輪精度初選8級（2） 初選齒數(shù)和齒寬系數(shù)。 Z1=25 Z2=Z1i1=254.74=118.5 取d=1，Z2=120 滑動率及修正：=1- （d2）/d2=0% 帶實際傳動比：i=d2/d1（1-）=2.5 從動輪轉(zhuǎn)速：=/ i=388 修正后齒輪傳動比：i2=120/25=4.8 i1=i/i2=11.85/4.8=2.47 傳動比誤差：=（4.8-4.74）/4.74=1.3% 5% 符合誤差要求4.2 齒輪幾何尺寸的設(shè)計計算4.2.1 按齒面接觸疲勞強度計算確定各參數(shù)值：1.載荷系數(shù) 因K取值在1.2-2.4之間，由于載荷平穩(wěn)，取K=1.52.許用應(yīng)力：Hlim1=700MPa Hlim2=560MpaFlim1=570MPa Flim2=440Mpa按一般可靠要求取安全系數(shù)為SF=1.25 SH=1， 則許用接觸應(yīng)力:H1 =Hlim1/SH=700/1=700 MPa H2 =Hlim2/SH=560/1=560 MPa 許用齒根彎曲應(yīng)力:F1=Flim1/SF=456MPa F2=Flim2/SF=352MPa取兩式計算中的較小值，即H=560Mpa F=352MPa3.計算小齒輪分度圓直徑 齒數(shù)比=120/25=4.8設(shè)齒輪按8級精度制造，查【1】表11-3得(電動機，中等沖擊)，此取1.3計算。查【1】表11-6得齒寬系數(shù)為（軟齒面，對稱分布），此取1計算。小齒輪的轉(zhuǎn)矩為: T1=9.55x106xP1/n1而n1實際是等于970/2.47=392.71(r/min)所以，T1=1.75x105 Nmm查【1】表11-4取（鍛鋼），令取，故有： d12KT1/d(u+1)/u(ZEZH/H)21/3 將數(shù)值帶入上述公式可知： d173.36mm 4.確定模數(shù)和齒寬 m=d1/Z1=73.36/25=2.93 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值 m=34.2.2按齒根彎曲接觸強度校核計算 校核式中： a) 小輪分度圓直徑d1=mZ=325=75mmb) 齒輪嚙合寬度b=dd1 =1.075=75mm（保證嚙合，故取小齒輪比大齒輪寬5到10毫米） b1=80mm，b2=75mmc) 查手冊得兩齒輪的齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) YFa1=2.74 Ysa1=1.59YFa2=2.19 Ysa2=1.84將數(shù)據(jù)帶入公式得：F1=117.47MPa F2=108.65MPa由于F1F1 F2 F2故滿足齒根彎曲疲勞強度要求4.2.3齒輪幾何尺寸的確定分度圓直徑：d1=75mm d2=mZ2=3120=360mm由標(biāo)準(zhǔn)正常齒制：ha*=1.0 c*=0.25齒頂圓直徑:da1= d1+2ha*m=75+2x1x3=81mm da2=d2+2ha*m=366mm齒根圓直徑: df1= d1-2（ha*+c）m=67.5mmdf2= d1-2（ha*+c）m=352.5mm中心距：a=m （Z1+Z2）/2=217.5mm4.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)大齒輪的關(guān)尺寸計算如下：軸孔直徑 ds=65由【1】圖11-16知：輪轂長度 ，Lb2=75mm故L=（7897.5）mm，取L=80mm輪緣厚度 0 = (2.54)m = 7.512(mm) ， 取 =10mm dh=1.6ds=1.6x65=104mmda2=366mm,df2=352.5,h=13.5mm,b2=75mm腹板厚度 c=0.3b=0.375=22.5mm 取c=25(mm)腹板中心孔直徑d0=(df2-dh)/4= (352.5-104)/4=62(mm)取d0=60mm齒輪倒角n=0.5m=0.53=1.5小齒輪為40Gr鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS大齒輪為45號鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為210HBSZ1=25Z2=120=2.5=4.8H=560Mpa F=352MPa=4.8m=3b1=80mmb2=75mm強度滿足d1=75mmd2=360mmda1=81mmda2=366mmdf1=67.5mmdf2=352.5mma=217.5mm小齒輪采用齒輪軸結(jié)構(gòu)大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)輪轂長度: =10mmdh=104mmda2=366mm,df2=352.5,h=13.5mm,b2=75mmc=25(mm)d0=60mmn=1.5五、 軸的設(shè)計計算5.1輸入軸的設(shè)計（1）選擇軸的材料、熱處理方式：由于無特殊要求，選擇最常用材料45鋼，調(diào)制處理。查【1】表14-1得知：硬度：217255HBS；強度極限：；屈服極限：；彎曲疲勞極限：。查【1】表14-3得：彎曲需用應(yīng)力（靜）。（2）按扭轉(zhuǎn)強度估算軸的直徑選用45號鋼調(diào)質(zhì)，硬度217255HBSb=650MPa s=360MPa -1=300MPa軸的輸入功率為 轉(zhuǎn)速為n1=388 r/min查表【1】14-2計算取 45號鋼C=118107 此處取110d考慮有一個鍵槽，將直徑增大5%，則d=31.24(1+5%)mm=32.8mm 圓整為35mm以上計算的軸徑作為輸入軸外伸端最小直徑。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，軸上零件的定位、固定和裝配 單級減速器中可將齒輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面、右面均由軸肩軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別和軸承端蓋定位，采用過渡配合固定。根據(jù)高速軸上所需安裝的零件，可將其分為7段，以表示各段的直徑，以表示各段的長度。（處安裝大帶輪，處安裝軸承端蓋，處安裝一號軸承與套筒，處安裝小齒輪，處安裝二號軸承）1) 徑向尺寸：根據(jù)常用結(jié)構(gòu)，由d132.8mm，取d1=35mm；查【2】1-27知倒角倒圓推薦值為：，故35（大帶輪）倒角推薦值為1.6mm，故取d2=d1+(1.6+0.5)x2=39.2mm圓整為40mm由于軸承的內(nèi)徑20mm時為5的倍數(shù)，所以選取d3=45mm由于齒根圓的直徑與軸的直徑相差不大，所以此處應(yīng)該用齒輪軸，d4=df1=67.5mm而假設(shè)軸為7段，此已不需要軸環(huán)，所以舍棄第5段。 由對稱分布知：d6=da=55mm（da為套筒高） d7=d3=45mm2) 軸向尺寸：由【1】圖13-17得：根據(jù)大帶輪的內(nèi)孔寬L=(1.52)d1=56mm（取1.6計算），為防止由于加工誤差造成的帶輪晃動以及安裝要求，取x1=53mm確定軸承潤滑方式：v軸承=d3xn1=45x388=17460mmr/min(1.52)x105 mmr/min，故選取脂潤滑方式；為防止箱體內(nèi)部潤滑油漸到軸承上沖走潤滑脂，將軸承與箱體內(nèi)壁距離取大于8mm（由于所選套筒長度25mm，故軸承斷面到箱體內(nèi)壁的距離取15mm），為適宜齒輪傳動時散熱，取齒輪距箱體內(nèi)壁為810mm（此取10mm）,故有；為了跟x4=b1=80mm；由于安裝時齒輪箱體軸承均對稱分布，取x6=25mm，（包括越程槽尺寸）；軸承到端蓋內(nèi)壁的距離，選軸承端蓋螺釘知：軸承端蓋厚度，可取A級M8非全螺線的螺栓（即）此時取端蓋到大帶輪的扳手空間為 x”=l+K+(35)=48mm 此時取:。(4)求齒輪上作用力的大小、方向 小齒輪分度圓直徑：d1=75mm作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1 =1.75105 Nmm 求圓周力：FtFt=2T1/d1=21.75105/75=4666.7N 求徑向力FrFr=Fttan=4666.7tan200=1698.54N（5）軸長支反力根據(jù)軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。根據(jù)前軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計可得：帶輪中心到一號軸承中的距離K=x2+B/2+L/2=83+9+28=120mm一號軸承到齒輪中心的距離L1=B/2+25+b/2=9+25+37.5=71.5mm齒輪中心到二號軸承中心的距離L2=L1=71.5mm故有兩軸承中心距為L=L1+L2=143mm根據(jù)受力分析，可列方程：（齒輪在兩軸承中心）。故可求得：F1v=F2v=Fr/2=1698.54/2=849.27N水平面的支反力：F1H=F2H=Ft/2=4666.7/2=2333.35N垂直面的支反力：根據(jù)受力分析，可列方程：（齒輪在兩軸承中心）。故可求得：F1v=F2v=Fr/2=1698.54/2=849.27N由于選用深溝球軸承則Fa=0帶輪對軸的作用力在指點產(chǎn)生的反力：F1,F=K/L=1425.4x120/143=1196.1NF2,F= F1,F+=1425.4+1196.1=2621.5N（） 畫彎矩圖A繪制垂直面的彎矩圖（如圖b）：Mav=F2vL1/2=60.72 NmB繪制水平面的彎矩圖（如圖c）：MaH= F1HL1/2=166.83 NmC.力產(chǎn)生的彎矩圖（如圖d）：M2F=K=1425.4x120/1000=171.04 NmD.求合成彎矩圖（如圖e）：考慮最不利情況，直接由公式得 :( MaFQ= M2F/2=85.52 Nm)Ma=MaFQ+(Mav2+MaH2)1/2=263.06 NmF.折合當(dāng)量彎矩（如圖f）：由前算出T=175 Nm“由轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)”知,Me=Ma2+(T)21/2=283.24 Nm圖2. 輸入軸彎扭強度校核圖(7) 計算危險截面處軸的許用直徑：由【1】式14-6可得：d=36.14mm67.5mm,由此可知，此軸安全。齒輪軸選用45號鋼調(diào)質(zhì)，硬度217255HBSd=35mmd1=35mmd2=40mmd3=45mmd4=50mmd6=55mmd7=45mmx1=53mmx2=83mmx3=43mmx4=80mmx5=0mmx6=25mmx7=18mm圓周力：Ft=4666.7N徑向力：Fr=1698.54NL2=L1=71.5mmL=143mmF1H=F2H=2333.35NF1v=F2v=849.27NFa=0F1,F=1196.1NF2,F=2621.5NMav=60.72 NmMaH=166.83 NmM2F=171.04 NmMa=263.06 NmT=175 NmMe=283.24 Nmd危險36.4mm 算 及 說 明結(jié)果5.2 輸出軸的的設(shè)計1. 選擇軸的材料、熱處理方式：由于無特殊要求，選擇最常用材料45鋼，調(diào)制處理。查【1】表14-1得知：硬度：217255HBS；強度極限：；屈服極限：；彎曲疲勞極限：。查【1】表14-3得：彎曲需用應(yīng)力（靜）。2. 初步估算軸最小直徑：由【1】式14-2得：，查【1】表14-2得C=107118（由于作用在軸上的彎矩與轉(zhuǎn)矩相比很小所以取107計算）。由前計算可知：，故d107=51.765mm，故dmin=46.939由于開了一個鍵槽，故dmin=(1+5%)dmin=49.286mm。3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)低速軸上所需安裝的零件，可將其分為7段，以表示各段的直徑，以表示各段的長度。（處安裝聯(lián)軸器，處安裝軸承端蓋，處安裝三號軸承與套筒，處安裝大齒輪，處安裝四號軸承）1) 徑向尺寸：聯(lián)軸器的初步選擇：根據(jù)低速軸的計算轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速可選用凸緣聯(lián)軸器，型號為“”，可得其軸孔直徑為，深孔長度為。根據(jù)上所選聯(lián)軸器，取；根據(jù)密封氈圈的標(biāo)準(zhǔn)，取；根據(jù)此處尺寸選擇6212型號軸承（查【1】表16-5知所選軸承內(nèi)徑為60mm；外徑為110mm，且軸承寬度），故??；為方便測量??；得安裝直徑，選取“”，；倒角倒圓推薦值為：，故孔（大齒輪）倒角推薦值為2mm，故??；為對稱分布，故?。╠a為套筒外徑），。2) 軸向尺寸：軸承潤滑方式：脂潤滑方式。故定箱體兩內(nèi)壁間的寬度可算得大齒輪到箱體內(nèi)壁的距離為12.5mm, 為防止箱體內(nèi)部潤滑油漸到軸承上沖走潤滑脂，將軸承與箱體內(nèi)壁距離取大于8mm（為套筒尺寸此取27.5mm），故有x3=B+27.5=22+27.5=49.5mm；套筒檔齒輪時，為保證精度取x4=b2-(23)=75-2=73mm，故同時將修正為x3=51.5mm；軸環(huán)取58mm，故?。挥捎诎惭b時齒輪箱體軸承均對稱分布，取x6=22.5mm，（包括越程槽尺寸）；軸承到端蓋內(nèi)壁的距離，由于軸承外徑為110mm故，選端蓋螺釘為，則軸承端蓋厚度，可取A級M8非全螺線的螺栓（即）此時取端蓋到大帶輪的扳手空間為,材料45鋼，調(diào)制處理硬度：217255HBSdmin=49.286mmd1=50mmd2=55mmd3=60mmd4=65mmd5=72mmd6=70mmd7=60mmX1=112mmX2=70mmX3=51.5mmX4=73mmX5=5mmX6=22.5mmX7=22mm計 算 及 說 明結(jié)果故此取，由上選聯(lián)軸器可知。4.對輸出軸進(jìn)行彎扭強度校核按扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸強度，由軸結(jié)構(gòu)簡圖及彎矩圖知處當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險截面，故只需校核此處即可。強度校核公式：e=/W-1輸出軸：(1) 軸是直徑為50的是實心圓軸，W=0.1d3=12500Nmm(2) 軸材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)，許用彎曲應(yīng)力為-1=60MPa則e=/W=31.28-1= 60MPa故軸的強度滿足要求圖3. 輸出軸彎扭強度校核圖六減速器箱體基本尺寸設(shè)計根據(jù)【2】表中11-1中的箱體基本尺寸經(jīng)驗公式可算出如下數(shù)據(jù)：6.1箱體壁厚：箱座：（取8mm）；箱蓋：（取8mm）。凸緣：箱蓋凸緣厚度，箱座凸緣厚度，箱座底凸緣厚度。螺釘及螺栓：地腳螺釘直徑；地腳螺釘數(shù)目：；軸承旁連接螺栓直徑；蓋與座連接螺栓直徑；連接螺栓的間距；軸承端蓋螺釘直徑；視孔蓋螺釘直徑；定位銷直徑（取整得）。6.2螺釘螺栓到箱體外避距離：至箱體外壁距離為：；到凸緣邊緣距離：；軸承旁凸臺半徑：；箱體外壁至軸承端面距離：。箱體內(nèi)部尺寸：大齒輪齒頂圓與箱體內(nèi)壁距離；齒輪端面到箱體內(nèi)壁的距離：（增加散熱）；箱蓋、箱座肋厚：。6.3視孔蓋由于單級減速器中心距為231mm，故查【2】表11-2得：視孔蓋長，橫向螺栓分布距離，視孔蓋寬，縱向螺栓分布距離，螺栓孔直徑，孔數(shù)4個。其中吊耳和吊鉤吊耳環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)【2】表11-3中的推薦設(shè)計公式知：吊耳肋厚度為，吊耳環(huán)孔徑為，倒角為，吊耳環(huán)空心到箱體外壁距離為。吊鉤的結(jié)構(gòu)設(shè)計：吊鉤長，吊鉤高，吊鉤內(nèi)深，吊鉤內(nèi)圓半徑，吊鉤厚度。 6.4細(xì)節(jié)事項A 油面指示器：用來指示箱內(nèi)油面的高度B放油孔及放油螺塞：為排放減速器箱體內(nèi)污油和便于清洗箱體內(nèi)部，在箱座油池的最低處設(shè)置放油孔，箱體內(nèi)底面做成斜面，向放油孔方向傾斜12，使油易于流出。C窺視孔和視孔蓋：窺視孔用于檢查傳動零件的嚙合、潤滑及輪齒損壞情況，并兼作注油孔，可向減速器箱體內(nèi)注入潤滑油。D定位銷：對由箱蓋和箱座通過聯(lián)接而組成的剖分式箱體，為保證其各部分在加工及裝配時能夠保持精確位置，特別是為保證箱體軸承座孔的加工精度及安裝精度。E啟蓋螺釘：由于裝配減速器時在箱體剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因膠結(jié)緊密難于開蓋，旋動啟箱螺釘可將箱蓋頂起。F軸承蓋螺釘，軸承蓋旁連接螺栓，箱體與箱蓋連接螺栓：用作安裝連接用。箱座=8mm箱蓋1=8mm凸緣分別為：12mm、12mm、20mm螺釘M20、M16、M10、M8、M6定位銷d=8mmL1=50mm2=10mmM1=6.8mm吊耳肋厚度為b=20mm吊耳環(huán)孔徑為d=20mm吊耳環(huán)空心到箱體外壁距離為e=20mm吊鉤長K=30mm吊鉤高H=24mm吊鉤內(nèi)深h=12mm吊鉤厚度b=20mm七 軸承、鍵和聯(lián)軸器的選擇7.1 軸承的選擇根據(jù)兩根軸上軸承安裝處的軸徑大小可知：小軸軸承型號為6209大軸軸承型號為62127.2 鍵的選擇計算及校核 根據(jù)工程經(jīng)驗，此處無特殊要求，故均選用A型平鍵連接。1. 帶輪處鍵連接：由于此處軸徑為35mm，查【1】表10-9得：選用b=10mm,h=8mm，L=22110mm，由于此處轉(zhuǎn)矩不大，選取鑄鐵為材料，故由表下的L系列選取L=40mm，即鍵8x36GB/T1096-2003。對平鍵進(jìn)行強度校核：查【1】表10-10得其許用擠壓應(yīng)力為p=5060MPa（輕微沖擊），根據(jù)【1】式10-26得：p=4T/dhl=4T/dh(L-2b)=4x177.2/35x8(40-20)=0.127MPap，故符合要求。2. 大齒輪處鍵連接：由于此處軸徑為65mm，查【1】表10-9得：選用，L=50200mm，由于此處轉(zhuǎn)矩不大，選取鑄鐵為材料，故由表下的L系列選取，即。對平鍵進(jìn)行強度校核：查【1】表10-10得其許用擠壓應(yīng)力為p=5060MPa（輕微沖擊），根據(jù)【1】式10-26得:p=4T/dhl=4T/dh(L-2b)=4x806.24/65x11x44=0.103MPap, 故符合要求。3. 聯(lián)軸器處鍵連接：由于此處軸徑為50mm，查【1】表10-9得：選用，L=36160mm，由于此處轉(zhuǎn)矩不大，選取鑄鐵為材料，故由表下的L系列選取，即。對平鍵進(jìn)行強度校核：查【1】表10-10得其許用擠壓應(yīng)力為p=5060MPa（輕微沖擊），根據(jù)【1】式10-26得：p=4T/dhl=4T/dh(L-2b)=4x806.24/50x9x72=0.0995MPap，故符合要求。7.3 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇根據(jù)前選出的聯(lián)軸器設(shè)計的低速軸校核得知，軸滿足要求，故聯(lián)軸器定為：。小軸軸承型號為6209大軸軸承型號為6212帶輪處鍵連接鍵強度滿足大齒輪處鍵連接鍵強度滿足聯(lián)軸器處鍵連接鍵強度滿足選用GYS6型凸緣聯(lián)軸器型號公稱轉(zhuǎn)矩T/(Nm)許用轉(zhuǎn)速n/（r）軸孔直徑d/mm軸孔長度L/mm外徑D/mm轉(zhuǎn)動慣量 kg.m2最大重量 kg鍵槽類型GYS6900680030-5060-1121400.0157.59A型計 算 及 說 明結(jié)果八 減速器潤滑、密封8.1 潤滑的選擇確定 1.由v= dn/60x1000 可得： 軸1：v1=0.914m/s 軸ll：v2=0.278m/s 由【2】表3-4知：v1.5-2m/s時，應(yīng)選用脂潤滑 故軸用脂肪潤滑 而齒輪：小齒輪v=1.16m/s 大齒輪v=1.54m/s 故齒輪也都可用脂潤滑8.2密封的選擇與確定1.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2.觀察孔和油孔等處接合面的密封在觀察孔或螺塞與機體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封3.軸承孔的密封悶蓋和透蓋用作密封與之對應(yīng)的軸承外部軸的外伸端與透蓋的間隙，由于選用的電動機為低速、常溫、常壓的電動機，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，可遮擋灰塵。軸脂肪潤滑齒輪脂潤滑計 算 及 說 明結(jié)果九 減速器繪制與結(jié)構(gòu)分析9.1 拆卸減速器按拆卸的順序給所有零、部件編號，并登記名稱和數(shù)量，然后分類、分組保管，避免產(chǎn)生混亂和丟失；拆卸時避免隨意敲打造成破壞，并防止碰傷、變形等，以使再裝配時仍能保證減速器正常運轉(zhuǎn)。拆卸順序：、拆卸觀察孔蓋。、拆卸箱體與箱蓋聯(lián)連螺栓，起出定位銷釘，然后擰動起蓋螺釘，卸下箱蓋。、拆卸各軸兩邊的軸承蓋、端蓋。、一邊轉(zhuǎn)動軸順著軸旋轉(zhuǎn)方向?qū)⒏咚佥S軸系拆下，再用橡膠榔頭輕敲軸將低、中速軸系拆卸下來。、最后拆卸其它附件如油標(biāo)尺、放油螺塞等。9.2 分析裝配方案按照先拆后裝的原則將原來拆卸下來的零件按編好的順序返裝回去。、檢查箱體內(nèi)有無零件及其他雜物留在箱體內(nèi)后，擦凈箱體內(nèi)部。將各傳動軸部件裝入箱體內(nèi)；、將嵌入式端蓋裝入軸承壓槽內(nèi)，并用調(diào)整墊圈調(diào)整好軸承的工作間隙。、將箱內(nèi)各零件，用棉紗擦凈，并塗上機油防銹。再用手轉(zhuǎn)動高速軸，觀察有無零件干涉。經(jīng)檢查無誤后，合上箱蓋。、松開起蓋螺釘，裝上定位銷，并打緊。裝上螺栓、螺母用手逐一擰緊后，再用扳手分多次均勻擰緊。、裝好軸承小蓋，觀察所有附件是否都裝好。用棉紗擦凈減速器外部，放回原處，擺放整齊。9.3 分析各零件作用、結(jié)構(gòu)及類型：主要零部件：、軸：主要功用是直接支承回轉(zhuǎn)零件，以實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動并傳遞動力。高速軸屬于齒輪軸；低速軸為轉(zhuǎn)軸，屬階梯軸。、軸承：用來支承軸或軸上回轉(zhuǎn)零件、保持軸的旋轉(zhuǎn)精度、減小磨擦和磨損。、齒輪：用來傳遞任意軸間的運動和動力，在此起傳動及減速作用，都為斜齒圓柱齒輪。9.4 減速器裝配草圖設(shè)計（1）裝配圖的作用：裝配圖表明減速器各零件的結(jié)構(gòu)及其裝配關(guān)系，表明減速器整體結(jié)構(gòu)，所有零件的形狀和尺寸，相關(guān)零件間的聯(lián)接性質(zhì)及減速器的工作原理，是減速器裝配、調(diào)試、維護(hù)等的技術(shù)依據(jù)，表明減速器各零件的裝配和拆卸的可能性、次序及減速器的調(diào)整和使用方法。（2）設(shè)計內(nèi)容：進(jìn)行軸的設(shè)計，確定軸承的型號、軸的支點距離和作用在軸上零件的力的作用點，進(jìn)行軸的強度和軸承壽命計算，完成軸系零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。（3）初繪減速器裝配草圖：主要繪制減速器的俯視圖和部分主視圖：1、畫出傳動零件的中心線；2、畫出齒輪的輪廓；3、畫出箱體的內(nèi)壁線；4、確定軸承座孔寬度，畫出軸承座的外端線； 5、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（徑向尺寸、軸向尺寸）；6、畫出軸、滾動軸承和軸承蓋的外廓。9.5 完成減速器裝配草圖（1）、視圖布局：、選擇3個基本視圖，結(jié)合必要的剖視、剖面和局部視圖加以補充。、選擇俯視圖作為基本視圖，主視和左視圖表達(dá)減速器外形，將減速器的工作原理和主要裝配關(guān)系集中反映在一個基本視圖上。布置視圖時應(yīng)注意：a、整個圖面應(yīng)勻稱美觀，并在右下方預(yù)留減速器技術(shù)特性表、技術(shù)要求、標(biāo)題欄和零件明細(xì)表的位置。b、各視圖之間應(yīng)留適當(dāng)?shù)某叽鐦?biāo)注和零件序號標(biāo)注的位置。（2）、尺寸的標(biāo)注：a) 特性尺寸：用于表明減速器的性能、規(guī)格和特征。如傳動零件的中心距及其極限偏差等。b) 外形尺寸：減速器的最大長、寬、高外形尺寸表明裝配圖中整體所占空間。c) 安裝尺寸：減速器箱體底面的長與寬、地腳螺栓的位置、間距及其通孔直徑、外伸軸端的直徑、配合長度及中心高等。（3）、標(biāo)題欄、序號和明細(xì)表：、說明機器或部件的名稱、數(shù)量、比例、材料、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)代號、圖號以及設(shè)計者姓名等內(nèi)容。、裝備圖中每個零件都應(yīng)編寫序號，并在標(biāo)題欄的上方用明細(xì)表來說明。（4）、技術(shù)特性表和技術(shù)要求：、技術(shù)特性表說明減速器的主要性能參數(shù)、精度等級，布置在裝配圖右下方空白處。、技術(shù)要求包括減速器裝配前、滾動軸承游隙、傳動接觸斑點、嚙合側(cè)隙、箱體與箱蓋接合、減速器的潤滑、試驗、包裝運輸要求。、技術(shù)要求包括減速器裝配前、滾動軸承游隙、傳動接觸斑點、嚙合側(cè)隙、箱體與箱蓋接合、減速器的潤滑、試驗、包裝運輸要求。9.6 減速器裝配圖繪制過程：（1）、畫三視圖：、繪制裝配圖時注意問題： a、先畫中心線，然后由中心向外依次畫出軸、傳動零件、軸承、箱體及其附件。b、先畫輪廓，后畫細(xì)節(jié)，先用淡線最后加深。c、3個視圖中以俯視圖作基本視圖為主。d、剖視圖的剖面線間距應(yīng)與零件的大小相協(xié)調(diào)，相鄰零件剖面線盡可能取不同。e、對零件剖面寬度的剖視圖，剖面允許涂黑表示。f、同一零件在各視圖上的剖面線方向和間距要一致。（2）、軸系的固定：軸向固定：滾動軸承采用軸肩和悶蓋或透蓋，軸套作軸向固定；齒輪同樣。（3）、減速器的箱體和附件：、箱體：用來支持旋轉(zhuǎn)軸和軸上零件，并為軸上傳動零件提供封閉工作空間，防止外界灰砂侵入和潤滑逸出，并起油箱作用，保證傳動零件嚙合過程良好的潤滑。材料為：HT200。加工方式如下： 加工工藝路線：鑄造毛坯時效油漆劃線粗精加工基準(zhǔn)面粗、精加工各平面粗、半精加工各主要加工孔精加工主要孔粗、精加工各次要孔加工各緊固孔、油孔等去毛刺清洗檢驗、附件：包括窺視孔及窺視孔蓋、通氣器、軸承蓋、定位銷、啟箱螺釘、油標(biāo)、放油孔及放油螺塞、起吊裝置。9.7 完成裝配圖（1）、標(biāo)注尺寸：標(biāo)注尺寸反映其的特性、配合、外形、安裝尺寸；（2）、零件編號（序號）：由重要零件，按順時針方向依次編號，并對齊；（3）、技術(shù)要求；（4）、審圖；（5）、加深。9.8 零件圖設(shè)計（一）、零件圖的作用：1、反映設(shè)計者的意圖，是設(shè)計、生產(chǎn)部門組織設(shè)計、生產(chǎn)的重要技術(shù)文件。 2、表達(dá)機器或部件運載零件的要求，是制造和檢驗零件的依據(jù)。（二）、零件圖的內(nèi)容及繪制：1、選擇和布置視圖：（1）、軸：采用主視圖和剖視圖。主視圖按軸線水平布置，再在鍵槽處的剖面視圖。（2）、齒輪：采用主視圖和側(cè)視圖。主視圖按軸線水平布置（全剖），反映基本形狀；側(cè)視圖只畫出局部視圖。2、合理標(biāo)注尺寸及偏差：（1）、軸：，徑向尺寸以軸線為基準(zhǔn)標(biāo)注，有配合處徑向尺寸應(yīng)標(biāo)尺寸偏差；軸向尺寸以軸孔配合端面及軸端面為基準(zhǔn)，反映加工要求，不允許出現(xiàn)封閉尺寸鏈。（2）、齒輪：徑向尺寸以軸線為基準(zhǔn)，軸孔、齒頂圓應(yīng)標(biāo)相應(yīng)的尺寸偏差；軸向尺寸以端面為基準(zhǔn)，鍵槽尺寸應(yīng)相應(yīng)標(biāo)出尺寸偏差。3、表面粗糙度標(biāo)注（1）、軸：查表軸加工表面粗糙度Ra薦用值。、與傳動件及聯(lián)軸器等輪轂相配合的表面取1.6。、與滾動軸承相配合的表面，軸承內(nèi)徑d80mm取1.0。、與傳動件及聯(lián)軸器相配合的軸肩端面取3.2。、平鍵鍵槽工作面取3.2，非工作面取6.3。、與滾動軸承相配合的軸肩端面，d80mm的取2.0。（2）、齒輪：查齒輪表面粗糙度Ra薦用值。、齒輪工作面、齒頂圓、與軸肩配合的端面取3.2。、軸孔取1.6。、平鍵鍵槽取3.2（工作面）；12.5（非工作面）。4、合理標(biāo)注形狀和位置公差（1）、軸：取公差等級為8級，推薦標(biāo)注項目有圓柱度、圓跳動度、對稱度。（2）、齒輪：取公差等級為8級，推薦標(biāo)注項目有圓柱度、圓跳動度、對稱度。5、技術(shù)要求軸：1、調(diào)質(zhì)處理，硬度為217255HBS。 2、圓角半徑為R1。齒輪：調(diào)質(zhì)處理，硬度為217255HBS。 十 設(shè)計總結(jié)為期一周多的課程設(shè)計已接近尾聲了，這是令人難忘的一個星期。這一周的經(jīng)歷讓我成長了很多，對于未知的事物人類總是會感到恐懼，在實踐過程中，我發(fā)現(xiàn)自己有很多知識都不懂，而又總自以為是的去做，后來卻發(fā)現(xiàn)錯了，多時的努力化為泡沫。我曾一度的想要放棄，我的耐心已經(jīng)被一次次的錯誤，又一次次地修改，令人崩潰的是在我算到軸的時候，發(fā)現(xiàn)齒輪的設(shè)計是錯誤的，我改正；在我算完軸后，在和同學(xué)交流時，卻發(fā)現(xiàn)自己忘了考慮鍵槽，也就是說我前面算的齒輪和軸幾乎全錯，得全部從頭來過。當(dāng)時我真的不想再繼續(xù)了，后來在同學(xué)地鼓勵和幫助下，堅持下來了。這件事讓我學(xué)到了很多，也明白了很多。做一件事之前，我們必須要有所準(zhǔn)備，切莫自以為是。就那這件事來說，如果我開始之前就將這些知識點弄懂，先觀看別人的設(shè)計報告，相信也不會發(fā)生這么多錯誤了。做事不能閉門造車，應(yīng)該多和他人交流，學(xué)習(xí)他們好的方法，如此定能事半功倍。我明白了現(xiàn)在講究的是團(tuán)隊合作，這是時代的潮流，在和他人共同努力合作的情況下，我們才能更快更好的完成任務(wù)。還有，做事不能一遇到困難就想要放棄，不然很難會有所成就。在這件事后，我開始和同學(xué)們一起交流，一起畫圖。同樣的很難，經(jīng)常發(fā)生錯誤，我們一起解決，當(dāng)遇到疑惑時我們一起討論，不知不覺間，我們之間的關(guān)系越來越近了。由于大學(xué)同學(xué)們都有很多自己的事要做，平時也沒有多少時間在一起交流，慢慢地都變得有點陌生了，而通過這次實踐，我們又找到了初到大學(xué)時的那種感覺，為我們的大學(xué)生活添上了豐富多彩的一筆。以上都是我在為人處事方面的收獲，除了這些，我在對這門課程的理論知識和實踐環(huán)節(jié)也學(xué)到了很多知識。通過本次實踐，我們將理論與實踐聯(lián)系起來，對這門課程有了更好的認(rèn)識。理論聯(lián)系實際的設(shè)計，鍛煉了我綜合運用機械設(shè)計課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實際進(jìn)行分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、深化和擴(kuò)展了我相關(guān)機械設(shè)計方面的知識。通過對通用機械零件、常用