畢業(yè)論文設(shè)計(jì)---單級(jí)圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　減速器是各類機(jī)械設(shè)備中廣泛應(yīng)用的傳動(dòng)裝置。傳統(tǒng)的減速器設(shè)計(jì)一般通過(guò)反復(fù)的試湊、校核確定設(shè)計(jì)方案,雖然也能獲得滿足給定條件的設(shè)計(jì)方案,但一般不是最佳的。論文通過(guò)設(shè)計(jì)變量的選取、目標(biāo)函數(shù)和約束條件的確定,建立了單級(jí)圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型,最后借助MATLAB的優(yōu)化工具箱進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算,給出了優(yōu)化設(shè)計(jì)程序,得到了優(yōu)化參數(shù)。

2、一級(jí)圓柱齒輪減速機(jī)是位于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的機(jī)械傳動(dòng)裝置。常用的減速器已標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化，用戶可根據(jù)各自的工作條件進(jìn)行選擇。合理的傳動(dòng)方案不僅應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，而且還要工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊加工方便、成本低、傳動(dòng)效率高以及使用和維護(hù)方便。</p><p>　　關(guān)鍵詞：減速器  軸承  齒輪  機(jī)械傳動(dòng)  圓柱齒輪減速裝置</p><p>　　Ab

3、stract: The reduction gear is in each kind of mechanical device the widespread application transmission device.The traditional reduction gear design through repeatedly tries to collect, the examination determination desi

4、gn proposal generally, although also can obtain assigns the condition satisfiedly the design proposal, but is not generally best.The paper through the design variable selection, the objective function and the constraint

5、condition determination, has established the single stage </p><p>　　Key word: Reduction gear Bearing Gear Mechanical drive Cylindrical gears decelerating device</p><p>　　一．傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)</p>

6、;<p>　?。ㄒ唬C(jī)器常由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成。合理的傳動(dòng)方案不僅應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，而且還要工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊加工方便、成本低、傳動(dòng)效率高以及使用和維護(hù)方便。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意優(yōu)先保證重點(diǎn)，并統(tǒng)籌兼顧其它條件。</p><p>　　傳動(dòng)方案常用運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示。運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖明確地表示了組成機(jī)器的原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三者之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞關(guān)系，而且為傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)

7、。</p><p>　　分析和選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型及組合，合理布置傳動(dòng)順序，是擬定傳動(dòng)方案的重要環(huán)節(jié)，通常應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　?。?） 帶傳動(dòng) 由于其承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其它傳動(dòng)形式大，但運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，能吸振緩沖，因此被廣泛應(yīng)用于傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)。</p><p>　　（2） 鏈傳動(dòng) 運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，有沖擊，宜布置在傳動(dòng)系統(tǒng)的低速級(jí)。

8、</p><p>　?。?） 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 平穩(wěn)性較直齒圓柱齒輪傳動(dòng)好，相對(duì)可用于高速級(jí)。</p><p>　　（4） 錐齒輪傳動(dòng) 因錐齒輪加工較困難，故一般放在高速級(jí)，并限制其傳動(dòng)比。</p><p>　　（5） 蝸桿傳動(dòng) 傳動(dòng)比大承載能力較齒輪傳動(dòng)低，故常布置在傳動(dòng)裝置的高速級(jí)，獲得較小的結(jié)構(gòu)尺寸和叫高的齒面相對(duì)滑動(dòng)速度，以便于形成液體動(dòng)壓潤(rùn)滑油膜，提

9、高承載能力和傳動(dòng)效率。</p><p>　?。?） 開式齒輪傳動(dòng) 其工作環(huán)境一般較差，潤(rùn)滑條件不好，故壽命較短，宜布置在傳動(dòng)裝置的低速級(jí)。</p><p>　?。?） 改變運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)構(gòu)</p><p>　　（8） 傳一、傳動(dòng)方案擬定</p><p><b>　?。ǘ﹤鲃?dòng)方案擬定</b></p><

10、;p>　　第二組第三個(gè)數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置中的一級(jí)圓柱齒輪減速器</p><p>　?。?） 工作條件：使用年限10年，每年按300天計(jì)算，兩班制工作，載荷平穩(wěn)。</p><p>　?。?） 原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=1.7KN；帶速V=1.4m/s；</p><p>　　滾筒直徑D=220mm。</p><p><b>

11、;　　運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖</b></p><p><b>　?。ㄈ╇妱?dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　1、電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：按已知的工作要求和 條件，選用 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　2、確定電動(dòng)機(jī)的功率：</p><p>　　（1）傳動(dòng)裝置的總效率：</p><p

12、>　　η總=η帶×η2軸承×η齒輪×η聯(lián)軸器×η滾筒</p><p>　　=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95</p><p><b>　　=0.86</b></p><p>　　(2)電機(jī)所需的工作功率：</p><p&g

13、t;　　Pd=FV/1000η總</p><p>　　=1700×1.4/1000×0.86 </p><p><b>　　=2.76KW</b></p><p>　　3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：</p><p><b>　　滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速：</b></p><p&

14、gt;　　Nw=60×1000V/πD</p><p>　　=60×1000×1.4/π×220</p><p>　　=121.5r/min</p><p>　　根據(jù)【2】表2.2中推薦的合理傳動(dòng)比范圍，取V帶傳動(dòng)比Iv=2~4，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍Ic=3~5，則合理總傳動(dòng)比i的范圍為i=6~20，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為

15、nd=i×nw=（6~20）×121.5=729~2430r/min</p><p>　　符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)、如下表</p><p>　　方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min） 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比</p><p>　　KW 同轉(zhuǎn) 滿轉(zhuǎn) 總傳動(dòng)比 帶

16、 齒輪</p><p>　　1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.63</p><p>　　2 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89</p><p>　　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，比較兩種方案可知：方案1因電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，傳動(dòng)裝置尺寸較大，價(jià)格較高。方案2適中。故選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y

17、100l2-4。</p><p><b>　　4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)</b></p><p>　　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</p><p><b>　　Y100l2-4。</b></p><p>　　其主要性能：額定功率：3KW，滿載轉(zhuǎn)速1420r/min，額

18、定轉(zhuǎn)矩2.2。</p><p>　　二．運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算</p><p>　　1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　nI=nm/i帶=1420/3=473.33(r/min)</p><p>　　nII=nI/i齒=473.33/3.89=121.67(r/min)</p><p>　　滾筒nw=n

19、II=473.33/3.89=121.67(r/min)</p><p>　　2、 計(jì)算各軸的功率（KW）</p><p>　　PI=Pd×η帶=2.76×0.96=2.64KW</p><p>　　PII=PI×η軸承×η齒輪=2.64×0.99×0.97=2.53KW</p><p&

20、gt;<b>　　3、 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N?m</p><p>　　TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N?m</p><p>　　TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.

21、58N?m</p><p>　　三．傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1、 皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　（1） 選擇普通V帶截型</p><p>　　由課本[1]P189表10-8得：kA=1.2 P=2.76KW</p><p>　　PC=KAP=1.2×2.76=3.3KW<

22、/p><p>　　據(jù)PC=3.3KW和n1=473.33r/min</p><p>　　由課本[1]P189圖10-12得：選用A型V帶</p><p>　?。?） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速</p><p>　　由[1]課本P190表10-9，取dd1=95mm>dmin=75</p><p>　　dd2=i帶d

23、d1(1-ε)=3×95×(1-0.02)=279.30 mm</p><p>　　由課本[1]P190表10-9，取dd2=280</p><p>　　帶速V：V=πdd1n1/60×1000</p><p>　　=π×95×1420/60×1000</p><p><b&g

24、t;　　=7.06m/s</b></p><p>　　在5~25m/s范圍內(nèi)，帶速合適。</p><p>　?。?） 確定帶長(zhǎng)和中心距</p><p>　　初定中心距a0=500mm</p><p>　　Ld=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0</p><p>　　=2×

25、;500+3.14(95+280)+(280-95)2/4×450</p><p><b>　　=1605.8mm</b></p><p>　　根據(jù)課本[1]表（10-6）選取相近的Ld=1600mm</p><p>　　確定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2</p><p

26、><b>　　=497mm</b></p><p>　　(4) 驗(yàn)算小帶輪包角</p><p>　　α1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a</p><p>　　=1800-57.30×(280-95)/497</p><p>　　=158.670>1200（

27、適用）</p><p>　　（5） 確定帶的根數(shù)</p><p>　　單根V帶傳遞的額定功率.據(jù)dd1和n1，查課本圖10-9得 P1=1.4KW</p><p>　　i≠1時(shí)單根V帶的額定功率增量.據(jù)帶型及i查[1]表10-2得 △P1=0.17KW</p><p>　　查[1]表10-3，得Kα=0.94；查[1]表10-

28、4得 KL=0.99</p><p>　　Z= PC/[(P1+△P1)KαKL]</p><p>　　=3.3/[(1.4+0.17) ×0.94×0.99]</p><p>　　=2.26 (取3根)</p><p>　　(6) 計(jì)算軸上壓力</p><p>　　由課本[1]表1

29、0-5查得q=0.1kg/m，由課本式（10-20）單根V帶的初拉力：</p><p>　　F0=500PC/ZV[（2.5/Kα）-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06(2.5/0.94-1)]+0.10x7.062 =134.3kN</p><p>　　則作用在軸承的壓力FQ</p><p>　　FQ=2ZF0sin(α1/2)=2×3

30、5;134.3sin(158.67o/2)</p><p><b>　　=791.9N</b></p><p>　　2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　?。?）選擇齒輪材料與熱處理：所設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)屬于閉式傳動(dòng)，通常</p><p>　　齒輪采用軟齒面。查閱表[1] 表6-8，選用價(jià)格便宜便于制造的材料，小齒輪材料為

31、45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度260HBS；大齒輪材料也為45鋼，正火處理，硬度為215HBS；</p><p>　　精度等級(jí)：運(yùn)輸機(jī)是一般機(jī)器，速度不高，故選8級(jí)精度。</p><p>　　(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3</p><p>　　確定有關(guān)參數(shù)如

32、下：傳動(dòng)比i齒=3.89</p><p>　　取小齒輪齒數(shù)Z1=20。則大齒輪齒數(shù)：Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78 </p><p>　　由課本表6-12取φd=1.1</p><p><b>　　(3)轉(zhuǎn)矩T1</b></p><p>　　T1

33、=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N?mm</p><p>　　(4)載荷系數(shù)k : 取k=1.2</p><p>　　(5)許用接觸應(yīng)力[σH]</p><p>　　[σH]= σHlim ZN/SHmin 由課本[1]圖6-37查得：</p><p

34、>　　σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa</p><p>　　接觸疲勞壽命系數(shù)Zn：按一年300個(gè)工作日，每天16h計(jì)算，由公式N=60njtn 計(jì)算</p><p>　　N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109</p><p>　　N2=N/i=1.36x109 /3.89

35、=3.4×108</p><p>　　查[1]課本圖6-38中曲線1，得 ZN1=1 ZN2=1.05</p><p>　　按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SHmin=1.0</p><p>　　[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa</p><p>　　[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=

36、500x1.05/1=525Mpa</p><p><b>　　故得：</b></p><p>　　d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3</p><p><b>　　=49.04mm </b></p><p>　　模數(shù)：m=d1/Z1=49.04/20=2.45m

37、m</p><p>　　取課本[1]P79標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)第一數(shù)列上的值，m=2.5</p><p>　　(6)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　σ bb=2KT1YFS/bmd1</p><p><b>　　確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)</b></p><p>　　分度圓直徑：d1=mZ1=2.5

38、5;20mm=50mm</p><p>　　d2=mZ2=2.5×78mm=195mm</p><p>　　齒寬：b=φdd1=1.1×50mm=55mm</p><p>　　取b2=55mm b1=60mm</p><p>　　(7)復(fù)合齒形因數(shù)YFs 由課本[1]圖6-40得：YFS1=4.35,YFS2=3.

39、95</p><p>　　(8)許用彎曲應(yīng)力[σbb]</p><p>　　根據(jù)課本[1]P116：</p><p>　　[σbb]= σbblim YN/SFmin</p><p>　　由課本[1]圖6-41得彎曲疲勞極限σbblim應(yīng)為： σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa</p><p&g

40、t;　　由課本[1]圖6-42得彎曲疲勞壽命系數(shù)YN：YN1=1 YN2=1</p><p>　　彎曲疲勞的最小安全系數(shù)SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1</p><p><b>　　四．軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　從動(dòng)軸設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1

41、、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力</p><p>　　選軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。查[2]表13-1可知：</p><p>　　σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知：[σb+1]bb=215Mpa</p><p>　　[σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa</p><p>　　2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸

42、的最小直徑</p><p>　　單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，</p><p>　　從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為：</p><p><b>　　d≥C </b></p><p>　　查[2]表13-5可得，45鋼取C=118</p><p>　　則d≥118&#

43、215;(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm </p><p>　　考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取d=35mm</p><p>　　3、齒輪上作用力的計(jì)算</p><p>　　齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N</p><

44、p><b>　　齒輪作用力：</b></p><p>　　圓周力：Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N</p><p>　　徑向力：Fr=Fttan200=2036×tan200=741N</p><p><b>　　4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p&g

45、t;　　軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮軸系中相配零件的尺寸以及軸上零件的固定方式，按比例繪制軸系結(jié)構(gòu)草圖。</p><p>　?。?）、聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，查[2]表9.4可得聯(lián)軸器的型號(hào)為HL3聯(lián)軸器：35×82 GB5014-85</p><p>　?。?）、確定軸上零件的位置與固定方式</p><p&

46、gt;　　單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對(duì)稱布置</p><p>　　在齒輪兩邊。軸外伸端安裝聯(lián)軸器，齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)</p><p>　　軸向定位和固定，靠平鍵和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，兩端軸</p><p>　　承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通</p><p>　　過(guò)兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位，聯(lián)軸器靠軸肩

47、平鍵和過(guò)盈配合</p><p>　　分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向定位</p><p>　?。?）、確定各段軸的直徑</p><p>　　將估算軸d=35mm作為外伸端直徑d1與聯(lián)軸器相配（如圖），</p><p>　　考慮聯(lián)軸器用軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位，取第二段直徑為d2=40mm</p><p>　　齒輪和左端軸承從左側(cè)裝入，考

48、慮裝拆方便以及零件固定的要求，裝軸處d3應(yīng)大于d2，取d3=4 5mm，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑d4應(yīng)大于d3，取d4=50mm。齒輪左端用用套筒固定,右端用軸環(huán)定位,軸環(huán)直徑d5</p><p>　　滿足齒輪定位的同時(shí),還應(yīng)滿足右側(cè)軸承的安裝要求,根據(jù)選定軸承型號(hào)確定.右端軸承型號(hào)與左端軸承相同,取d6=45mm.</p><p>　　(4)選擇軸承型號(hào).由[1]P270初選深溝球

49、軸承,代號(hào)為6209,查手冊(cè)可得:軸承寬度B=19,安裝尺寸D=52,故軸環(huán)直徑d5=52mm.</p><p>　　(5）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　?、穸危篸1=35mm 長(zhǎng)度取L1=50mm</p><p>　　II段:d2=40mm </p><p>　　初選用6209深溝球軸承，其內(nèi)徑為45mm,</p>

50、<p>　　寬度為19mm.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)：</p><p>　　L2=（2+20+19+55）=96mm</p><p>　　III段直徑d3=45mm</p&

51、gt;<p>　　L3=L1-L=50-2=48mm</p><p>　?、舳沃睆絛4=50mm</p><p>　　長(zhǎng)度與右面的套筒相同，即L4=20mm</p><p>　?、醵沃睆絛5=52mm. 長(zhǎng)度L5=19mm</p><p>　　由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L=96mm</p><p>

52、;　　(6)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　①求分度圓直徑：已知d1=195mm</p><p>　?、谇筠D(zhuǎn)矩：已知T2=198.58N?m</p><p><b>　?、矍髨A周力：Ft</b></p><p>　　根據(jù)課本P127（6-34）式得</p><p>　　Ft=2T2/d2=

53、2×198.58/195=2.03N</p><p><b>　?、芮髲较蛄r</b></p><p>　　根據(jù)課本P127（6-35）式得</p><p>　　Fr=Ft?tanα=2.03×tan200=0.741N</p><p>　?、菀?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：LA=LB=48mm</

54、p><p>　　(1)繪制軸受力簡(jiǎn)圖（如圖a）</p><p>　?。?）繪制垂直面彎矩圖（如圖b）</p><p><b>　　軸承支反力：</b></p><p>　　FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37N</p><p>　　FAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N<

55、/p><p>　　由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為</p><p>　　MC1=FAyL/2=0.37×96÷2=17.76N?m</p><p>　　截面C在水平面上彎矩為：</p><p>　　MC2=FAZL/2=1.01×96÷2=48.48N?m</p><

56、;p>　　(4)繪制合彎矩圖（如圖d）</p><p>　　MC=(MC12+MC22)1/2=（17.762+48.482)1/2=51.63N?m</p><p>　　(5)繪制扭矩圖（如圖e）</p><p>　　轉(zhuǎn)矩：T=9.55×（P2/n2）×106=198.58N?m</p><p>　　(6)繪制當(dāng)量

57、彎矩圖（如圖f）</p><p>　　轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪文治武功力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取α=0.2，截面C處的當(dāng)量彎矩：</p><p>　　Mec=[MC2+(αT)2]1/2</p><p>　　=[51.632+(0.2×198.58)2]1/2=65.13N?m</p><p>　　(7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度</p>

58、<p><b>　　由式（6-3）</b></p><p>　　σe=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1×453</p><p>　　=7.14MPa< [σ-1]b=60MPa</p><p><b>　　∴該軸強(qiáng)度足夠。</b></p><p>&l

59、t;b>　　主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力</p><p>　　選軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。查[2]表13-1可知：</p><p>　　σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知：[σb+1]bb=215Mpa</p><p>　　[σ0]bb=102M

60、pa,[σ-1]bb=60Mpa</p><p>　　2、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑</p><p>　　單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接，</p><p>　　從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為：</p><p><b>　　d≥C </b></p><p>　　查[2

61、]表13-5可得，45鋼取C=118</p><p>　　則d≥118×(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm </p><p>　　考慮鍵槽的影響以系列標(biāo)準(zhǔn)，取d=22mm</p><p>　　3、齒輪上作用力的計(jì)算</p><p>　　齒輪所受的轉(zhuǎn)矩：T=9.55×106P/n=9.55×10

62、6×2.64/473.33=53265 N</p><p><b>　　齒輪作用力：</b></p><p>　　圓周力：Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N</p><p>　　徑向力：Fr=Fttan200=2130×tan200=775N</p><p>　　確定軸上零件

63、的位置與固定方式</p><p>　　單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對(duì)稱布置</p><p>　　在齒輪兩邊。齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn) 軸向定位和固定 </p><p>　　，靠平鍵和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，兩端軸</p><p>　　承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通</p><p>

64、　　過(guò)兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位，</p><p>　　4 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　初選用6206深溝球軸承，其內(nèi)徑為30mm,</p><p>　　寬度為16mm.?？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)36mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度為輪轂寬度為2mm。</p><p>　　(2)按

65、彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　?、偾蠓侄葓A直徑：已知d2=50mm</p><p>　　②求轉(zhuǎn)矩：已知T=53.26N?m</p><p>　?、矍髨A周力Ft：根據(jù)課本P127（6-34）式得</p><p>　　Ft=2T3/d2=2×53.26/50=2.13N</p><p>　?、芮髲较蛄r根

66、據(jù)課本P127（6-35）式得</p><p>　　Fr=Ft?tanα=2.13×0.36379=0.76N</p><p><b>　?、荨邇奢S承對(duì)稱</b></p><p>　　∴LA=LB=50mm</p><p>　　(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ</p><p>

67、;　　FAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38N</p><p>　　FAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N</p><p>　　(2) 截面C在垂直面彎矩為</p><p>　　MC1=FAxL/2=0.38×100/2=19N?m</p><p>　　(3)截面C在水平面彎矩為</p><

68、;p>　　MC2=FAZL/2=1.065×100/2=52.5N?m</p><p><b>　　(4)計(jì)算合成彎矩</b></p><p>　　MC=（MC12+MC22）1/2</p><p>　　=（192+52.52）1/2</p><p><b>　　=55.83N?m</b&

69、gt;</p><p>　　(5)計(jì)算當(dāng)量彎矩：根據(jù)課本P235得α=0.4</p><p>　　Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[55.832+(0.4×53.26)2]1/2</p><p><b>　　=59.74N?m</b></p><p>　　(6)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度</p>

70、<p><b>　　由式（10-3）</b></p><p>　　σe=Mec/（0.1d3）=59.74x1000/(0.1×303)</p><p>　　=22.12Mpa<[σ-1]b=60Mpa</p><p><b>　　∴此軸強(qiáng)度足夠</b></p><p>　

71、?。?） 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算</p><p><b>　　一從動(dòng)軸上的軸承</b></p><p>　　根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命</p><p>　　L'h=10×300×16=48000h </p><p>　　(1)由初選的軸承的型號(hào)為: 6209,</p&g

72、t;<p>　　查[1]表14-19可知:d=55mm,外徑D=85mm,寬度B=19mm,基本額定動(dòng)載荷C=31.5KN, 基本靜載荷CO=20.5KN, </p><p>　　查[2]表10.1可知極限轉(zhuǎn)速9000r/min </p><p>　?。?）已知nII=121.67(r/min)</p><p>　　兩軸承徑向反力：FR1=FR

73、2=1083N</p><p>　　根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力</p><p>　　FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N</p><p>　　(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0</p><p>　　故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端</p><

74、p>　　FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N</p><p><b>　　(3)求系數(shù)x、y</b></p><p>　　FA1/FR1=682N/1038N =0.63</p><p>　　FA2/FR2=682N/1038N =0.63</p><p>　　根據(jù)課本P265表（14-14）得e

75、=0.68</p><p>　　FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1</p><p>　　y1=0 y2=0</p><p>　　(4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2</p><p>　　根據(jù)課本P264表（14-12）取f P=1.5</p><p

76、>　　根據(jù)課本P264（14-7）式得</p><p>　　P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1083+0)=1624N</p><p>　　P2=fp(x2FR1+y2FA2)= 1.5×(1×1083+0)=1624N</p><p><b>　　(5)軸承壽命計(jì)算</b>&l

77、t;/p><p>　　∵P1=P2 故取P=1624N</p><p><b>　　∵深溝球軸承ε=3</b></p><p>　　根據(jù)手冊(cè)得6209型的Cr=31500N</p><p>　　由課本P264（14-5）式得</p><p>　　LH=106(ftCr/P)ε/60n</p&g

78、t;<p>　　=106(1×31500/1624)3/60X121.67=998953h>48000h </p><p><b>　　∴預(yù)期壽命足夠</b></p><p>　　二.主動(dòng)軸上的軸承:</p><p>　　(1)由初選的軸承的型號(hào)為:6206</p><p>　　查[1]表1

79、4-19可知:d=30mm,外徑D=62mm,寬度B=16mm,</p><p>　　基本額定動(dòng)載荷C=19.5KN,基本靜載荷CO=111.5KN,</p><p>　　查[2]表10.1可知極限轉(zhuǎn)速13000r/min</p><p>　　根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命</p><p>　　L'h=10×300×1

80、6=48000h </p><p>　?。?）已知nI=473.33(r/min)</p><p>　　兩軸承徑向反力：FR1=FR2=1129N</p><p>　　根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力</p><p>　　FS=0.63FR 則FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N<

81、;/p><p>　　(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0</p><p>　　故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端</p><p>　　FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N</p><p><b>　　(3)求系數(shù)x、y</b></p><p>　　FA1/FR1=

82、711.8N/711.8N =0.63</p><p>　　FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63</p><p>　　根據(jù)課本P265表（14-14）得e=0.68</p><p>　　FA1/FR1<e x1=1 FA2/FR2<e x2=1</p><p>　　y1=0

83、 y2=0</p><p>　　(4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2</p><p>　　根據(jù)課本P264表（14-12）取f P=1.5</p><p>　　根據(jù)課本P264（14-7）式得</p><p>　　P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1129+0)=1693.5N</p>&l

84、t;p>　　P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×1129+0)= 1693.5N</p><p><b>　　(5)軸承壽命計(jì)算</b></p><p>　　∵P1=P2 故取P=1693.5N</p><p><b>　　∵深溝球軸承ε=3</b></p><

85、;p>　　根據(jù)手冊(cè)得6206型的Cr=19500N</p><p>　　由課本P264（14-5）式得</p><p>　　LH=106(ftCr/P)ε/60n</p><p>　　=106(1×19500/1693.5)3/60X473.33=53713h>48000h </p><p><b>　　∴預(yù)期

86、壽命足夠</b></p><p><b>　　軸力圖：</b></p><p>　　五．鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算</p><p>　　軸徑d1=22mm,L1=50mm</p><p>　　查手冊(cè)得，選用C型平鍵，得：</p><p>　　鍵A 8×7 GB1096-79

87、 l=L1-b=50-8=42mm</p><p>　　T2=48N?m h=7mm</p><p>　　根據(jù)課本P243（10-5）式得</p><p>　　σp=4T2/dhl=4×48000/22×7×42</p><p>　　=29.68Mpa<[σR](110Mpa)</p>&

88、lt;p>　　2、輸入軸與齒輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接</p><p>　　軸徑d3=35mm L3=48mm T=271N?m</p><p>　　查手冊(cè)P51 選A型平鍵</p><p>　　鍵10×8 GB1096-79</p><p>　　l=L3-b=48-10=38mm h=8mm</p>

89、<p>　　σp=4T/dhl=4×271000/35×8×38</p><p>　　=101.87Mpa<[σp](110Mpa)</p><p>　　3、輸出軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接</p><p>　　軸徑d2=51mm L2=50mm T=61.5Nm</p><p>　　查手冊(cè)P

90、51 選用A型平鍵</p><p>　　鍵16×10 GB1096-79</p><p>　　l=L2-b=50-16=34mm h=10mm</p><p>　　據(jù)課本P243式（10-5）得</p><p><b>　　σp=4T/dh</b></p><p>　　六．減速

91、器箱體、箱蓋及附件的設(shè)計(jì)計(jì)算~</p><p>　　1、減速器附件的選擇</p><p><b>　　通氣器</b></p><p>　　由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過(guò)濾），采用M18×1.5</p><p><b>　　油面指示器</b></p><p><

92、;b>　　選用游標(biāo)尺M(jìn)12</b></p><p><b>　　起吊裝置</b></p><p>　　采用箱蓋吊耳、箱座吊耳.</p><p><b>　　放油螺塞</b></p><p>　　選用外六角油塞及墊片M18×1.5</p><p>　

93、　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5.3選擇適當(dāng)型號(hào)：</p><p>　　起蓋螺釘型號(hào)：GB/T5780 M18×30,材料Q235</p><p>　　高速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783～86 M8X12,材料Q235</p><p>　　低速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783～86 M8×20,材料Q235</p><p&

94、gt;　　螺栓：GB5782～86 M14×100，材料Q235</p><p><b>　　箱體的主要尺寸：</b></p><p><b>　　：</b></p><p>　　(1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025×122.5+1= 4.0625

95、 取z=8</p><p>　　(2)箱蓋壁厚z1=0.02a+1=0.02×122.5+1= 3.45</p><p><b>　　取z1=8</b></p><p>　　(3)箱蓋凸緣厚度b1=1.5z1=1.5×8=12</p>

96、<p>　　(4)箱座凸緣厚度b=1.5z=1.5×8=12</p><p>　　(5)箱座底凸緣厚度b2=2.5z=2.5×8=20</p><p>　　(6)地腳螺釘直徑df =0.036a+12=</p><p>　　0.036×122.5+12=16.41(取18) </p><p>　　(

97、7)地腳螺釘數(shù)目n=4 (因?yàn)閍<250) </p><p>　　(8)軸承旁連接螺栓直徑d1= 0.75df =0.75×18= 13.5 (取14) </p><p>　　(9)蓋與座連接螺栓直徑 d2=(0.5-0.6)df =0.55×

98、 18=9.9 (取10) </p><p>　　(10)連接螺栓d2的間距L=150-200設(shè)計(jì)小結(jié)</p><p>　　通過(guò)這次畢

99、業(yè)論文設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)了自己專業(yè)知識(shí)的很多不足，從中也體會(huì)到了艱辛，磨煉了我的耐心和意志。畢業(yè)論文設(shè)計(jì)需要不斷的翻資料、看書，和同學(xué)們相互探討。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。</p><p>　　(11)軸承端蓋螺釘直d3=(0.4-0.5)df=0.4×18=7.2(取8) &l

100、t;/p><p>　　(12)檢查孔蓋螺釘d4=(0.3-0.4)df=0.3×18=5.4 (取6)</p><p>　　(13)定位銷直徑d=(0.7-0.8)d2=0.8×10=8</p><p>　　(14)df.d1.d2至外箱壁距離C1</p><p>　　(15) Df.d2</p><

101、p>　　(16)凸臺(tái)高度：根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)。</p><p>　　(17)外箱壁至軸承座端面的距離C1＋C2＋（5～10）</p><p>　　(18)齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離：＞9.6 mm </p><p>　　(19)齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離：=12 mm </p><p>　　(20)箱蓋

102、，箱座肋厚：m1=8 mm,m2=8 mm </p><p>　　(21)軸承端蓋外徑∶D＋（5～5．5）d3</p><p><b>　　D～軸承外徑</b></p><p>　　(22)軸承旁連接螺栓距離：盡可能靠近，以Md1和Md3 互不干涉為準(zhǔn)，一般取S＝D2.</p><p><b>　　七．潤(rùn)滑

103、與密封</b></p><p><b>　　1.齒輪的潤(rùn)滑</b></p><p>　　采用浸油潤(rùn)滑，由于為單級(jí)圓柱齒輪減速器，速度ν<12m/s，當(dāng)m<20 時(shí)，浸油深度h約為1個(gè)齒高，但不小于10mm，所以浸油高度約為36mm。</p><p><b>　　2.滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑</b></p

104、><p>　　由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤(rùn)滑。</p><p><b>　　3.潤(rùn)滑油的選擇</b></p><p>　　齒輪與軸承用同種潤(rùn)滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用GB443-89全損耗系統(tǒng)用油L-AN15潤(rùn)滑油。</p><p><b>　　4.密封方法的選取</b>

105、</p><p>　　選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為GB894.1-86-25軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　衷心感謝xx老師對(duì)本人的精心指導(dǎo)。她的言傳身教將使我終生受益。孫導(dǎo)師廣博的學(xué)識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹?/p>

106、學(xué)態(tài)度將使我受益終生。</p><p>　　感謝全體老師和同學(xué)多年來(lái)的關(guān)心和支持！感謝所有關(guān)心和幫助過(guò)我的人們！ </p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)了自己專業(yè)知識(shí)的很多不足，從中也體會(huì)到了艱辛，磨煉了我的耐心和意志。畢業(yè)論文設(shè)計(jì)需要不斷的翻資料、看書，和同學(xué)們相互探討。雖然過(guò)程很辛苦

107、，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。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 胡新華. 單級(jí)圓柱齒輪減速器[J]. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù), 2006, (07) . [2] 王煦偉. 圓柱齒輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 天津職業(yè)院

108、校聯(lián)合學(xué)報(bào), 2008, (02) .</p><p>　　[3] 東北大學(xué)編寫組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京：冶金工業(yè)出版社 1994</p><p>　　[4] 胡笳修主編.簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社1997</p><p>　　[5] 王昆.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).高等教育，2001，6（7）：14-17</p><p>　　[