機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)二級(jí)斜齒輪減速器傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)

1、洛陽(yáng)理工學(xué)院 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-二級(jí)斜齒輪減速器傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì) 學(xué) 校：洛陽(yáng)理工學(xué)院 系 別：機(jī)電工程系 專(zhuān) 業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 完成日期：2011年6月8日?qǐng)D1 二級(jí)斜齒輪減速器運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖第三章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1. v帶的設(shè)計(jì)(1) 確定設(shè)計(jì)功率，選取v帶類(lèi)型查1表7-7得工作情況系數(shù)，根據(jù)1式（7-17）有：依據(jù)，從1圖7-9中選用z型普通v帶。(2) 確定帶輪基準(zhǔn)直徑由1表7-8查得主動(dòng)輪的最小直徑，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑系列，取。根據(jù)1式（7-13），計(jì)算從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑：根據(jù)基準(zhǔn)直徑系列，取。(3) 驗(yàn)算帶的速度根據(jù)1式（7-12）有：速度在內(nèi)，

2、合適。(4) 確定普通v帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù)1式（7-19），有：初步確定中心距。 根據(jù)1式（7-20）計(jì)算帶的初選長(zhǎng)度：根據(jù)1表7-3選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。根據(jù)1式（7-21），計(jì)算帶的實(shí)際中心距a為：根據(jù)1式（7-22）可知，中心距可調(diào)整范圍為：即：。(5) 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角主動(dòng)輪上的包角合適。(6) 計(jì)算v帶的根數(shù)z根據(jù)1式（7-24），有：由z型普通v帶，查1表7-4得；由，查1表7-6得；由，查1表7-5得；由，查1表7-3得。則：取根。(7) 計(jì)算初拉力根據(jù)1式（7-25），有：查1表(7-2)得，故：(8) 計(jì)算作用在軸上的壓力根據(jù)1式（7-26），有：2. 齒輪的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

3、項(xiàng)目及依據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果(1) 選定齒輪類(lèi)型、公差等級(jí)、材料、齒數(shù)及螺旋角1) 類(lèi)型選擇 根據(jù)題目要求，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2) 精度選擇 傳動(dòng)機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，故選用8級(jí)精度。3) 材料選擇 小齒輪 （45鋼）調(diào)質(zhì)處理 硬度為240hbs。大齒輪 （45鋼）正火處理 硬度為195hbs。4) 初選齒數(shù) 小齒輪齒數(shù)；大齒輪齒數(shù) ，取。則實(shí)際傳動(dòng)比。5) 初選螺旋角。(2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1) 確定設(shè)計(jì)公式中各參數(shù) 初選載荷系數(shù) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 選取齒寬系數(shù)，查1表8-14得 選取彈性系數(shù)，查1表8-13得 計(jì)算大小齒輪的接觸疲勞極限，由1表8-9查得： 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：由2公

4、式10-31得， 查取壽命系數(shù)：查2圖2-11得：， 計(jì)算許用接觸應(yīng)力，取失效率為1%，查取2表2-3得最小安全系數(shù)。 所以， 計(jì)算節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，由3p-278得： 2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 計(jì)算圓周速度 計(jì)算載荷系數(shù)。查2表2-1得使用系數(shù)；根據(jù)，8級(jí)精度；計(jì)算動(dòng)載系數(shù)查3表12-13得：；查取齒間載荷分配系數(shù)；查2圖2-5曲線(xiàn)2得齒向載荷分配系數(shù)。則 校正分度圓直徑 (3) 主要幾何尺寸計(jì)算1) 計(jì)算模數(shù) ，按標(biāo)準(zhǔn)取。2) 計(jì)算中心距 3) 重新計(jì)算螺旋角 4) 計(jì)算分度圓直徑、 5) 計(jì)算齒寬 6) 計(jì)算齒高 (4) 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 1) 確定驗(yàn)算公式中各參數(shù) 大、小齒

5、輪的許用彎曲應(yīng)力為、計(jì)算大小齒輪的彎曲疲勞極限： 查取彎曲壽命系數(shù)，查2圖2-8得： 計(jì)算彎曲許用應(yīng)力，取失效率為1%，查2表2-3最小安全系數(shù)：所以， 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)、 計(jì)算當(dāng)量齒輪的端面重合度 計(jì)算重合度系數(shù) 計(jì)算螺旋角系數(shù) （當(dāng)時(shí)，按計(jì)算） 查取齒型系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)：由2圖2-6和2-7得： 校核強(qiáng)度計(jì)算 (5) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件工作圖詳見(jiàn)附圖?，F(xiàn)將高速級(jí)和低速級(jí)的大小齒輪歸納入下表：表3 各齒輪的相關(guān)參數(shù)匯總高速級(jí)大齒輪低速級(jí)小齒輪低速級(jí)大齒輪法面模數(shù)法面壓力角螺旋角齒數(shù)傳動(dòng)比分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑中心距齒寬轂孔直徑輪轂直徑輪轂寬度腹板最大直徑板孔分布圓直徑板孔直徑腹板厚

6、度第四章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核計(jì)算說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1. 選定軸的材料和估算軸的直徑，確定軸的許用應(yīng)力。(1) 根據(jù)工作條件，初選軸的材料為45鋼，均為調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即：。初算軸徑時(shí)，若最小軸段處開(kāi)有鍵槽，還要考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的影響。當(dāng)該軸段截面上有一個(gè)鍵槽時(shí)，增大；當(dāng)有兩個(gè)鍵槽時(shí)，增大。值由1表10-3確定：。(2) 由1表10-1查得其強(qiáng)度值：，許用應(yīng)力由1表10-4查得：，2. 按扭矩估算軸的最小直徑并確定軸的最小直徑(1) 高速軸：因高速軸最小直徑處要安裝大帶輪，設(shè)有一個(gè)鍵槽，則：最后取整為：(2) 中間軸：因軸有兩個(gè)鍵槽，則：因最小軸徑處要安裝軸承，故取為標(biāo)準(zhǔn)值，即

7、：(3) 低速軸：因低速軸最小軸徑處要安裝聯(lián)軸器，設(shè)有一個(gè)鍵槽，則：因聯(lián)軸器為標(biāo)準(zhǔn)值，故取為：3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。圖2 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1) 各軸段直徑的確定：最小直徑,安裝大帶輪的外伸軸段，故：密封處軸段，根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，定位高度，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（擬采用氈圈密封），故：滾動(dòng)軸承處軸段，選取的軸承型號(hào)為6606，其尺寸為：過(guò)渡軸段，由于各級(jí)齒輪的線(xiàn)速度均小于，滾動(dòng)軸承擬采用脂潤(rùn)滑，考慮擋油盤(pán)的軸向定位：軸環(huán)直徑。：齒輪處軸段，考慮齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸，采用齒輪和軸的連體設(shè)計(jì)。即：同，即：軸承處軸段，同，即2) 各軸段長(zhǎng)度的確定：由大帶輪

8、的轂孔確定，故?。河上潴w結(jié)構(gòu)，軸承端蓋，裝配關(guān)系確定，：由滾動(dòng)軸承及裝配關(guān)系確定：過(guò)渡軸段由箱體的裝配關(guān)系確定。：軸環(huán)長(zhǎng)度。：齒輪處長(zhǎng)度（由齒輪輪轂寬度決定）。：同，即：軸承處段，同，即：（） (2) 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示。圖3 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 各軸段直徑的確定。：最小直徑處，取圓錐滾子軸承為：齒輪處軸段直徑，考慮到齒輪的安裝和拆卸方便，齒輪的孔徑應(yīng)略大于通過(guò)的軸徑，故： ：軸環(huán)直徑（齒輪用軸肩定位，根據(jù)軸頸，軸環(huán)高度： ），取，故軸環(huán)直徑為：齒輪處軸段直徑，考慮到齒輪的安裝和拆卸方便以及從整體考慮：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同，即：(2) 各軸段長(zhǎng)度的確定：，由所選軸承、滾筒等確

9、定，即：，由低速級(jí)小齒輪輪轂寬度決定，即：軸環(huán)長(zhǎng)度：，由高速級(jí)大齒輪輪轂寬度決定，即： ：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同，即。(3) 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4所示：圖4 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1) 各軸段直徑的確定：，滾動(dòng)軸承處軸段，擬選定軸承型號(hào)為6309，其尺寸為：齒輪處軸段，考慮齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸和裝拆方便，齒輪的孔徑大于所通過(guò)的軸徑，取：軸環(huán)直徑（齒輪用軸肩定位，根據(jù)軸頸，軸環(huán)高度： ），取，故軸環(huán)直徑為：。：過(guò)渡軸段，由于各級(jí)齒輪的線(xiàn)速度均小于，滾動(dòng)軸承擬采用脂潤(rùn)滑，考慮擋油盤(pán)的軸向定位，以及保持整體協(xié)調(diào)，?。航Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同，即：根據(jù)箱體的整體結(jié)構(gòu)，?。鹤钚≥S徑處安裝聯(lián)軸器，根據(jù)所選聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)，取。2

10、) 各軸段長(zhǎng)度的確定：，由所選軸承、滾筒等確定，即：，由低速級(jí)大齒輪輪轂寬度決定，即：軸環(huán)長(zhǎng)度，：過(guò)渡軸段由箱體的裝配關(guān)系確定，即：，即：，由箱體整體決定。：由聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)值確定：擬選用hl4尼龍柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，孔徑，孔長(zhǎng)。?。?. 按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強(qiáng)度對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 軸的力學(xué)模型的建立軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定支點(diǎn)跨距：低速級(jí)齒輪的作用點(diǎn)c到左支點(diǎn)a的距離為：(實(shí)際為76.625mm)兩齒輪的力作用點(diǎn)即從c到d之間的距離為：（實(shí)際為92.5mm）高速級(jí)齒輪的作用點(diǎn)d到右支點(diǎn)b的距離為：(實(shí)際為59.125mm)(2) 繪制軸的力學(xué)模型圖，如圖ah圖5 軸的力學(xué)模型及轉(zhuǎn)矩、彎矩

11、圖（a）力學(xué)模型圖（b）v面力學(xué)模型圖（c）v面彎矩圖（d）h面力學(xué)模型圖（e）h面彎矩圖（f）合成彎矩圖（g）轉(zhuǎn)矩圖（h）當(dāng)量彎矩圖初步選定高速級(jí)小齒輪為右旋，大齒輪為左旋；根據(jù)中間軸所受軸向力最小的要求：選定低速級(jí)小齒輪為左旋，大齒輪為右旋。(3) 計(jì)算軸上的作用力，如圖a齒輪2： 齒輪3：(4) 計(jì)算支反力1) 垂直面支反力（xz平面），如圖b由繞支點(diǎn)b的力矩和，得：所以：，方向向下。同理： ,方向向上。由軸上的合力距，校核：計(jì)算無(wú)誤。2) 水平面支反力（xy平面）見(jiàn)圖c由繞支點(diǎn)b的力矩和,得：所以：，方向向下。同理：,方向向上。由軸上的合力距，校核：計(jì)算無(wú)誤。3) a點(diǎn)的總支反力：b點(diǎn)

12、的總支反力：(5) 繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖1) 垂直面內(nèi)的彎矩圖，見(jiàn)圖dc處彎矩：，d處彎矩：2) 水平面內(nèi)的彎矩圖，見(jiàn)圖ec處彎矩：d處彎矩：3) 合成彎矩圖，見(jiàn)圖fc處：d處：4) 繪制彎矩圖，見(jiàn)圖g5) 當(dāng)量彎矩圖，見(jiàn)圖h因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)軸，所以扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，折算系數(shù)。c處：d處：5. 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面的強(qiáng)度。因?yàn)椋核裕盒：私Y(jié)果：故強(qiáng)度足夠。故強(qiáng)度足夠。第五章 設(shè)計(jì)心得機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械課程當(dāng)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)這幾周的課程設(shè)計(jì)使我從各個(gè)方面都受到了機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。由于這次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)量比較大，再加上所涉及

13、的很多知識(shí)又是我們沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)的，但是通過(guò)幾個(gè)人的共同努力，我們一起克服了在設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的種種困難，雖然這次的課程設(shè)計(jì)不盡完美，但是是我們幾個(gè)人共同努力的成果，通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，又使我們學(xué)到了很多東西，比如在設(shè)計(jì)過(guò)程中的團(tuán)隊(duì)精神，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要有恒心，要有耐心，還有就是在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)教材中的很多錯(cuò)誤。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)及其他課程的理論知識(shí)和應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我想會(huì)為我以后的獨(dú)立的進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)或者說(shuō)獨(dú)立的干一些別的事情都有很大的幫助的。在者，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)讓我明白了不論做什么事情都不能操之過(guò)急，不然只得在走回頭路，要腳踏實(shí)地的一步一個(gè)腳印，做什么事情都沒(méi)有不勞而獲的，也沒(méi)有任何所謂的捷徑。只有通過(guò)自己的努力而獲得的東西那才是自己的東西，否則別人的東西再好那終究是別人的，只有把真本領(lǐng)學(xué)到手了那才是成功，同時(shí)也讓我明白了作為一個(gè)設(shè)計(jì)工作者的艱辛。再此，真誠(chéng)的感謝那些在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我技術(shù)指導(dǎo)以及幫助過(guò)我的那些人！謝謝！劉 勇2011年06月13號(hào)第六章 參考資料1 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)/趙冬梅主編.2版.西安：西安電子科技大學(xué)出版,2010.12 傳動(dòng)零部件設(shè)計(jì)實(shí)例精解/于慧力等編著.北京：機(jī)械工業(yè)出版