1、設計題目：單級直齒圓柱齒輪減速器專業：計算機輔助設計與制造班 級：1001087設計者：第4組指導教師：劉敬平cad教研室2011年12月本組簡介本組：1001087班第4組組長朱俊峰副組長：彭會光成員：朱俊峰趙偉強彭會光朱允是帥帥閆北京設計任務分配:設計內容設計者頁碼齒輪的設計與校核（含零件圖）朱俊峰趙偉強彭會光5V軸的設計與校核（含零件圖）朱允是帥帥閆北京6鍵的選擇與校核趙偉強 彭會光 朱允2軸承的選擇彭會光朱允是帥帥2箱體的設計趙偉強彭會光閆北京2箱體零件圖的繪制彭會光朱允朱俊峰趙偉強3排版朱俊峰彭會光31設計任務書32設計說明書42.1齒輪的設計與校核 42.2軸的設計與校核 82.3

2、鍵的選擇與校核 132.4軸承的選擇 142.5減速器箱體的設計 153設計小結 17參考書目 19設計任務書、工作簡圖圖1、原始數據減速器傳遞功率（P/kW）： 5主動軸轉速n1（r/min） ： 600減速器傳動比i：3.5箱體材料：鑄鐵三、工作條件：5年；最高工作溫度 60 C。每日工作時速24h，連續單向運轉，載荷平穩，室內工作；工作年限四、設計工作量：減速器總裝圖1張（A1）； 從動軸、從動齒輪、主動齒輪（含軸）零件圖 3張（A2）； 設計說明書1份。設計說明書 設計項目計算及說明一.設計任務書及 有關數據 二齒輪的選擇 選擇齒輪材料 及確定設計準則 按齒面接觸疲 勞強度設計 確定齒

3、輪轉矩T1選載荷系數K選擇齒寬系數/ d和齒數Zi1已知數據減速器傳遞功率 P=5 KW主動軸轉速n仁600r/min減速器傳動比i=3.5 由于是沒有特殊要求的傳動，制造方便，選用價格便宜，貨源充足的碳素結 構鋼，采用軟齒面，選擇一般材料。齒輪使用8級精度(GB10095 -88)查課本159頁，表12-6選取：小齒輪 45號鋼調質，HBS1=220 ;大齒輪45號鋼正 火HBS2=190 ;由于齒面硬度 HBS<350,又是閉式傳動，故按齒面接觸強度設 計，按齒根彎曲強度校核。P=5KW n1=600r/min i=3.5HBS1=220HBS2=190材料彈性系數ZE齒數比u許用接

4、觸應力兇(3)校核齒根彎曲疲勞強度T1=9.55 M06 >5/600=-N.mm由于載荷平穩，齒輪相對軸承對稱布置，查課件表12-4得，K=1.1查課件表8-8得4 d=1假設小齒輪齒數 Z1=20 ,則大齒輪齒數 Z2=iZ1=3.5 >20=70由于所設齒數是按照已知的傳動比設計的，所以不用圓整齒數。如果需要圓 整，則齒數比誤差應在允許范圍內(工程上允許七5的變化范圍)查課件表 8-7得，ZE=189.8 MpaU=i=3.5由課件圖？£?得，回 ?Mpa，J ?Mpa由所借書本表？?？?得SH?則.丨? .2- SH?Mpa?Mpa? 一一 /SH=530/1.2

5、5Mpa=424Mpa由于<二,應把小值代入d>|1 = 1|T1=79584N.mmZ1=20Z2=70ZE=189.8 MpaU=3.5=560Mpa二=530MpaSH=1.252 =448Mpa=424Mpa=58.78mm許用彎曲應力,由課件8-30得d Flim仁205Mpa, (T Flim2 =190 Mpa 查閱所借書本997頁14 T9得，SF=1.6 d F1= d Flim1/SF=205/1.6=128.13Mpa d F2= d Flim2/SF=190/1.6=118.75Mpa 由課件8 7得，YF1=2.81YS1=1.56YF2=2.29YS2=

6、1.74由課件8t22公式校核得=(2KT1/bm2Z1)YF1YF2=21.171625/6032202.811. 56=63.96Mpa< d F1三.確定齒輪參數 及主要尺寸=(2KT2/bm2Z2)YF1YF2=21.171625/6032642.291.74=18.17<d F2以上彎曲強度校核滿足要求，設計合理。模數m=d1/Z仁58.78/20=2.94 經查閱所借資料表 14 -得m=3mm分度圓直徑dd1=mZ1=320=60mmd2=mZ2=364=192mm中心距aa=m(Z1+Z2)/2=3 (20+64)/2=126mm齒寬bb2=/ d ><

7、d仁1 >60=60mmb1=b2+(5 10)=65 75mm取b仁70mm跨側系數kk1=0.111Z1+0.5=2.72k2=0.111Z2+0.5=7.604齒頂圓直徑dada仁d1+2ha=6+2 3=66mmda2=d2+2ha=192+2 3=198mm全齒高hha=ha*m=1 >3=3mmhf=(ha*+c*)m=(1+0.25)3=3.75mmh=ha+hf=3+3.75=6.75mm齒根圓直徑dfdf1=d1-2hf=60-23.75=52.5mmdf2=d2-2hf=192-2 3.75=184.5mm上J =205MPa=190MPad F仁128.13M

8、pa d F2=118.75Mpa YF1=2.81YS1=1.56YF2=2.29YS2=1.74m=3mmd1=60mm d2=192ma=126mmw仁 m2.9521&1-0.5)+0.014 Z1Y=3 X2.9521 (2.72-0.5)+0.014 20X=20.5mmw2=m2.9521 $2-0.5)+0.014 Z22=3 22.9521 (2.604-0.5)+0.014 64 2=65.6mmd1=60mmn1=600r/minV=n d1n 1/60 2 1000= n 2 60 2 600/60 2 1000=1.89m/s選擇八級精度比較合適。公法線系數w

9、b2=60mmb1=70mmk1=2.72 k2=7.604(5) 確定齒輪的傳 動精度以及齒輪的圓周速度(6) 齒輪的結構設計四軸的設計(1)首先確定設計 軸前所需的基本 參數。選擇軸的材 料 初估軸外伸段 直徑d在設計減速器的裝配圖的俯視圖時將用到齒輪的結構設計，還涉及很多尺寸。所以在這里就不在多提，在設計時需要時，可以根據情況自己設定。一般先設計低速軸，把低速軸的長度設計尺寸確定后就可以確定箱體的寬度 等尺寸，所以應該先設計低速軸。n 1八級齒輪)=0.97 n 2滾動軸承)=0.98貝y P2=P1r 1 n 2=4.5 2 0.97 2 0.98=4.3KWn2=n1/l=60/3.

10、2=187.5r/mi n 因軸對材料無特殊要求，故選用45鋼，正火處理。da仁 66mm da2=198mmha=3mmhf=3.75mmh=6.75mmdf1=52.5mmdf2=184.5mmw1=20.5mm根據公式d>A，查所借書本表12£, 45鋼的A=126103,于是得d>A=(126 103)mm=35.80 25.292mm,考慮該軸段上有一個鍵槽，故應將直徑增大5%,即d=(35.8025.292) 205mm=37.5930.71mm;因為軸頭要安裝聯軸器，應取對應的標準 直徑系列值，取d仁35mm。 軸的結構分析軸上零件的布置對于單級的減速器而言

11、，低速軸上安裝一個齒輪、一個聯軸 器，齒輪在箱體中間位置；兩個軸承安裝在箱體的軸承空座內，相對于齒輪 對稱布置；聯軸器安裝在箱體的外面一側。為保證齒輪的軸向位置，還應在 齒輪和軸承之間加一個套筒。因單機齒輪傳動，一般將齒輪安裝在箱體中間， 軸承安裝在箱體的軸承孔內，相對于齒輪左右對稱為好，并取相同的內徑， 最后確定的軸的形狀如圖所示： 各軸段的確定零件的拆裝順序，軸上的主要零件是齒輪，為了方便從軸的右端裝拆，齒輪、 套筒、軸承、軸端蓋、聯軸器依次從軸的右端裝入，左端的軸承從左端裝入。軸的結構設計為方便軸上零件安裝，把軸設計成階梯軸，后段軸的直徑大于 前端軸的直徑，低速軸設計如下：軸1段安裝聯軸

12、器，用鍵周向固定。軸2段高于軸1形成軸肩，用來定位聯軸器。軸3段高于軸2段，方便來安裝軸承。w2=65.6mmV =1.89m/s2019-1-11軸4段高于軸3段，方便安裝齒輪，齒輪在軸段4上用鍵周向固定。軸段5高于軸段4形成軸環，用來定位齒輪。n 1=0.97n 21=0.98P2=4.3KW n2=187.5r/min軸7段直徑應和軸段 3直徑相同，用來使左右兩端軸承型號一致。軸段6高于軸段7形成軸肩，用來定位軸承；軸6段高于軸段7的部分取決于軸承標(4)軸的結構設計準。并繪制草圖。軸1的直徑d仁35mm.軸2的直徑應在軸1的基礎上加上兩倍的定位軸肩的高度，取定位軸肩高度h12= ( 0

13、.070.1)_| =4mm=+2 h12=35+8=43mm軸3，這里取=50mm同一根軸上的兩軸承一般選同一型號的，所以上!=上=50mm軸4上安裝齒輪，為方便安裝取軸5的直徑上=57mm軸6的直徑應根據所用的軸承類型選擇尺寸，預選用6210深溝球軸承_l =60mm、D=110mm。查附錄五選聯軸器的型號為TL6，根據轉速選擇潤滑方式為脂油潤滑。L1段安裝聯軸器，取L2=L1+e+m=50mme為軸承端蓋厚度e=1.2d3 d3為螺釘直徑L3=B+ _1 + 1+2=40mm=(10 15) mmI- = (3 5) mm軸4的長度應略小于齒寬取 L4=58mm， L5=8mm,L6=1

14、0mm,L7=24mmL 總=82+50+40+58+8+10+24=272mm按扭轉和彎曲組合進行強度校核(7)軸的受力分析(5)確定軸各段的直徑。(6)確定軸各段長度？mm齒輪的圓周力齒輪的徑向力 a、A段支座反力，由于 B段和A段對稱只受一個力，故?mm?mm?mmFAV=FBV= Fr/2=868.92/2=434.46N,=57mm b、求垂直平面彎矩I -I 截面 MIV=434.46 >60=26067.6Nxi “=60mmII-n截面 MIIV=434.46>0=13033.8N計算水平面的支座反力和彎矩I=50mma、FAH=FBH= I /2=2281.35/

15、2=1140.68Nb、求水平平面彎矩I - I 截面 MIH=1140.68 >60=68440.8 N.mmn - n 截面 MIIH=1140.68>0=34220.4 N.mm求各截面合成彎矩I -1 截面|n - n截面.11確定危險截面，組合計算時取a =0.6I - I截面應=47634685.99/25004.7=13.68MPan -n截面K=322599.2/216001L1=82mmL2=50mmL3=40mmL4=58mmL5=8mmL6=10mmL7=24mm L 總=272mm=14.94MPaP2=4.3KW=187.5r/min=(126103) X

16、 a =(35.8028.84) mmd仁30mm、d2=35mm、d3=40mm、d4=50mm、d5=100mm、d6=42mm d7=40mm 選擇鍵的尺寸低速軸的軸段1和段4兩處各安裝一個鍵，查所借閱書目=本10-,選取普通平鍵聯接。選取鍵的參數如下：d仁35 得出鍵 b Xi=10 X t 軸深=5 t1 轂深=3.3 r=0.25 0.40 d4=52 得出鍵 bXi=16 X0 t 軸深=6.0 t1 轂深=4.3r=0.25 0.4t=6 t1=4.3 r=0.25 0.4 確定工作長度L仁82mm L4=58mmb2=60(大齒輪寬度)由輪厚寬度并參考鍵長度系列得，L=50m

17、m工作長度 l=L-b=50-10=40mml=L-b=50-16=34mm(8)計算支反力及彎矩校核鍵的強度查教材表11-7鍵的強度取值范圍匚=50MP 60MP靜聯接校核擠壓強度軸段 1 巨=2TX103/K X >=2X219010/4 >40X35=78.22MPa<巨軸段 2 d p2=2TX 103/KX l X d=2X 219010/5 X 34X 52=49.55MPa<c p22019-1-11軸段1的強度和范圍值相差不大，可以用已確定的尺寸，不必修改。 所以，所選鍵聯接強度滿足要求。1)軸承型號選擇高速軸選擇軸承類型為深溝球軸承，型號為6208.低

18、速軸選擇軸承類型為深溝球軸承，型號為6210.2)軸承壽命計算高速軸：高速軸的外端安裝有帶輪，中間安裝有齒輪，要計算壽命，就要先求出軸承支座 反力，進一步求出軸承的當量動載荷P,然后計算軸承壽命高速軸上的齒輪受力和低速軸的力大小相等，方向相反，即：Fr1=1038.9mm、Ft仁2885.9mm，帶對軸的壓力 FR=1222.7mm。求軸承A處的支座反力水平平面：FAH=FBH=Ft1=2885.9/2=1442.95N垂直平面：FAV=FBV=Fr1=1038.9/2=519.45N 查借閱書本表 13-9 和 13-10 得，ft=1、fp=1.2、* =3、查附錄一 6208軸承的基本額

19、定載荷 C=29.5KN兇其中=305.7r/mi n代入公式得：d2=272mmFAV=434.46NF+=434.46NMIV=26067.6NMIIV=13033.8NFAH=1140.68NLh= J=24779.95NJ低速軸；查借閱書本表13-9，溫度修正系數ft=1,表13-10，載荷修正系數fp=1.2,表12-1, 基本額定負荷 Cr=35KN,壽命指數E=3齒輪相對于軸對稱布置軸承受力一樣，計算A處即可，當量載荷P=|=1.53KN代入公式MIH=68440.8N.mmMIIH=34220.4N.mmLh= J=3839301.44h查借閱書表13-11看，高速軸使用時間較

20、短，每年按250天算約工作五年。軸承的潤滑方式選擇脂潤滑高速軸處選用接觸式氈圈密圭寸 低速齒輪也選用接觸式氈圈密封(9)鍵的選擇與1)箱體選擇校核一般情況下，為制造和加工方便，采用鑄造箱體，材料為鑄鐵。箱體結構采用剖 分式剖面選擇在軸線所在的水平面上。箱體中心高度d I=13.68MPa o-n =14.9MPa P2=4.3KW兇=187.5r/minH=/2+ (50 70) mm=99+ (50 70) mm=(149169) mm取中心高度H=160mm取箱體厚度 =8mm齒頂圓到內壁高度為 14mm2) 選擇軸承端蓋選用凸緣式軸承蓋，根據軸承型號設計軸承蓋的尺寸：高速軸：D=80mm

21、、d3=8mm、D0=100mm、D2=120mm低速軸：D=90mm,d3=8mm、D0=110mm、D2=160mm3) 確定檢查孔和孔蓋的尺寸：L1=110mm、b仁70mm ； b2=60mmL2=100mm材料選擇Q235，厚度取6mm。4) 通氣器選用表14-7通氣1,選 M12X 1.25.5) 油標裝置選用14-5中M12。6) 螺塞選用表14-10中M10X17) 定位銷 定位銷選用圓錐銷。銷釘公稱直徑d=8mm。(10)軸承的選擇與校核(11 )箱體附件的設計設計小結本次課程設計單級直齒圓柱齒輪減速器齒輪傳動設計，主要設計包括：齒輪的設計與校核，軸的設計與校核，聯軸器的選擇與設計，鍵的選擇與設計，滾動軸承的選擇與設計以及箱體的設計。傳動裝置由齒輪傳動組成。本次課程設計的步驟由給出的原始尺寸開始逐步向齒輪進行設計，直至設計完成為止。在設計的過程中翻閱了學過的各種關于力學，制圖，公差方面的書籍，綜合運用了這些知識，感覺提高了許多，當然尤其是在計算機軟件 CAD方面的運用，深切感到計算機輔助設計給設計人員帶來的方便，各種設計，計算，制圖全套完成。由于沒有經驗，第一次和本組同學做整個設計工作，在設計過程