螺旋输送机传动装置的设计及三维建模 毕业设计

XXXX本科毕业设计题目螺旋输送机传动装置的设计及三维建模院系机械学院专业XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX姓名XXXXXX学号XXXXXX学习年限201X年9月至201X年6月指导教师XXXXX职称副教授申请学位工学学士学位2015年X月XX日螺旋输送机传动装置的设计学生姓名XXX指导教师XXX摘要在本次设计中，我设计了螺旋输送机机的传动装置，先进行了传动方案的选取，通过选定的传动方案进行了一系列计算和设计。电动机、联轴器、键和轴承的选择主要通过查表并结合与其他零件的配合要求选择，然后进行校核计算。在齿轮的设计中详细介绍了齿轮材料的选择及许用应力的确定，按齿根弯曲疲劳强度和齿面弯曲疲劳强度设计计算确定齿轮参数及主要尺寸,并且对齿轮进行了校核。其后对轴进行了轴的设计，确定了各阶梯轴的尺寸，对轴、轴承、键、联轴器等进行校核,并画出受力图、弯矩图、转矩图。最后对减速器的外形进行了设计。应用SOLIDWORKS软件对传动装置进行3D建模，为传动系统的结构设计提供了有价值的参数依据。关键词螺旋输送机传动装置斜齿轮SOLIDWORKSABSTRACTINTHISDESIGN,IDESIGNEDTHEPLATEMILLOFTRANSMISSIONDEVICE,FIRSTITHASCARRIEDONTHETRANSMISSIONSCHEMESELECTION,THROUGHTHESELECTEDTRANSMISSIONSCHEMEANDDESIGNOFASERIESOFTRANSMISSIONPARTSTHECHOICEOFMOTOR,COUPLING,KEYSANDBEARINGMAINLYTHROUGHTHELOOKUPTABLEANDCOMBINEWITHOTHERPARTSOFCOORDINATIONANDASKEDSUBJECTSTOCHOOSE,ANDTHENTHEMOTIONPARAMETERSANDDYNAMICPARAMETERSISCALCULATEDINGEARWASINTRODUCEDINDETAILINTHEDESIGNOFTHEGEARMATERIALSELECTIONANDDETERMINATIONOFALLOWABLESTRESS,CALCULATEANDDETERMINETHEGEARPARAMETERSISDESIGNEDACCORDINGTOTHETOOTHROOTBENDINGFATIGUESTRENGTHANDMAINDIMENSIONSFOLLOWEDBYDESIGNINGOFSHAFT,ANDDETERMINETHESIZEOFTHELADDERSHAFT,THESHAFT,BEARING,KEYANDCOUPLINGFORCHECKINGFINALLYITHASCARRIEDONTHEDESIGNTOTHESHAPEOFTHEREDUCERAPPLICATIONOFSOLIDWORKSSOFTWAREMODELINGTECHNOLOGY,REALIZINGTHETHREEDIMENSIONALMODELLINGANDMAINREDUCERPARTSMODELING,TOCOMPLETETHE3DMODELINGOFTHEMACHINE,FORTHESTRUCTUREOFTRANSMISSIONSYSTEMDESIGNPROVIDESVALUABLEPARAMETERBASISKEYWORDSPLATEMILLTRANSMISSIONDEVICEBEVELGEARSOLIDWORKS目录1引言111螺旋输送机的课题研究背景412螺旋输送机的课题研究意义42设计任务书221设计任务222系统的传动原理图53电动机的选择，传动系统的运动和动力参数计算331电动机类型的选择332电动机功率选择333确定电动机转速334确定电动机型号435计算总传动比及分配各级的传动比436传动参数的计算44传动零件的设计计算541锥齿轮的设计和计算542高速级斜齿轮的设计和计算843低速级斜齿轮的设计和计算5轴的设计计算51高速轴的设计计算52中间轴的设计计算2453低速轴的设计计算296键连接的选择和计算61高速轴上的键的设计与校核62中间轴上的键的设计与校核63低速轴上的键的设计与校核7滚动轴承的选择和计算71计算高速轴的轴承72计算中间轴的轴承73计算低速轴的轴承8联轴器的选择9箱体设计91箱体尺寸3792减速器附件设3810润滑和密封设计3911基于SOLIDWORKS的三维建模40111SOLIDWORKS软件介绍40112对齿轮、轴及小齿轮轴的三维建模40113滚动轴承和螺栓垫片各种标准件三维建模42114对箱座、箱盖的三维建模42115利用SOLIDWORKS对减速器进行装配仿真44总结与致谢48参考文献49附录5011引言11螺旋输送机传送装置的课题研究背景最早的应该是古代的高转筒车和提水的翻车，这也是斗式提升机和刮板输送机的雏形，随着技术的逐渐发展，到17世纪，人们开始架高空索道输送散状物料，后来，现代结构的输送机慢慢出现。阿基米德在1887年发明了螺旋输送机，后来逐渐改进，在工业上，工程上使用开来，设计出了一系列的螺旋输送机。螺旋输送机的发展分为无轴螺旋输送机和有轴螺旋输送机两种型式的发展过程。无轴螺旋输送机在U型槽内装有可换衬体，结构简单，物料有进料口经螺旋推动后由出料口输出。整个传输过程可在一个密封的槽中进行；而有轴螺旋输送机主要由螺杆、U型料槽、进出料口、盖板和驱动装置组成，另外，一般还有倾斜式、垂直式和水平式三种。我们平常所说的螺旋输送机一般为有轴型式的螺旋输送机。而对于许多输送比较困难的物料，我们还一直在寻求一种可靠的输送方法，而无轴螺旋输送机则是一种较好的解决方法。12螺旋输送机传送动装置的课题研究意义螺旋输送机特点是密封传动，结构简单。螺旋输送机是冶金、建材、化工、粮食及机械加工等部门广泛应用的一种连续输送设备。螺旋输送机一般由输送机本体、进出料口及驱动装置三大部分组成；螺旋输送机的螺旋叶片有实体螺旋面、带式螺旋面和叶片螺旋面三种形式，其中，叶片式螺旋面应用相对较少，主要用于输送粘度较大和可压缩性物料，这种螺悬面型，在完成输送作业过程中，同时具有并完成对物料的搅拌、混合等功能。从输送物料位移方向的角度划分，螺旋输送机分为水平式螺旋输送机和垂直式螺旋输送机两大类型，主要用于对各种粉状、颗粒状和小块状等松散物料的水平输送和垂直提升，该螺旋输送机不适宜输送易变质、粘性大、易结块或高温、怕压、有较大腐蚀性的特殊物料。螺旋输送机与其它输送设备相比，具有整机截面尺寸小、密封性能好、运行平稳可靠、可中间多点装料和卸料及操作安全、维修简便等优点。减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电动机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机等高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。作为一个相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。而对于螺旋输送机而2言设计一个合适的传动装置是尤为必要的。为了使传动装置更加直观、形象、生动，因此需要进行三维建模，动画仿真。2设计任务书21设计任务1设计螺旋输送机传动装置；2传动装置三维建模技术参数如下表21所示表21螺旋输送机的技术参数工作机轴的转速36R/MIN工作机轴的功率32KW工作机效率094每日工作时数8H传动工作年限1022系统的传动原理图方案图如下图21传动原理图3电动机的选择，传动系统的运动和动力参数计算331电动机类型的选择工作机为单向连续运转，载荷较平稳。工作环境为室外，灰尘较大，环境温度35。故动力来源选Y系列三相异步电动机。32选择电动机容量电动机所需的功率为（31）DPAW式中为电动机所需效率，为工作机所需功率，为总工作效率DPA传动装置的总效率（32）AJ43218160式中联轴器效率，齿轮效率（8级），滚动轴承效率1902973，工作机效率90J故，DPAW1603KW32确定电动机转速工作机转速MIN/36R查机械设计表151得二级圆柱减速器传动比为，齿轮传4081I动比为，故总传动比为，所以电机的选择范围512I208AI。IN/708RNX34确定电动机型号考虑到电动机和传动装置的传动比、尺寸、重量，因此选电动机型号为Y132M6，960R/MIN。KWPE4N35计算总传动比及分配各级的传动比高速级齿轮传动比为，低速级齿轮传动比为，外齿轮传动比，因为12I34I56I，所以。3412IJ3412I传动链总传动比（33）672390NIEA4式中为传动链总传动比，为总转速，为工作机转速。取AI563412IIANN356I故，8972J8912I6234I36传动动力参数的计算电动机轴转矩KWPE40MIN/96RN7311500NT高速轴转矩KWP96401R/MINNNT81359161中间轴转矩KWP09706321R/MININ3528412NT5962低速轴转矩KWP6139078323R/MININ34165NT80934传动零件的设计计算41齿轮的材料选择初选齿轮材料为45钢,大齿经过正火处理,齿面硬度取240HBS齿轮通过调制处理,齿面硬度取280HBS,因工作机为单向连续运转，载荷较平稳。所以选用5圆柱斜齿轮。15842传动齿轮的计算421齿面接触疲劳强度计算1初步计算转矩M983175NT转速R/IN60N齿宽系数由表1213，取01D接触疲劳极限由图1217C，取，1AMPLIM5H6APLIM6H580值由表1216，取90DADA初步计算需用接触应力LIM5H8905PALI626初步计算小齿轮直径（34）MI1TAD56HD530432式中为传动齿轮小齿轮直径，为输出轴的转矩，接触疲劳极限，5D36H为传动齿轮的传动比，为齿宽系数。56II56D取M104D5初步齿宽104DB52校核计算圆周速度S/M9106N353精度等级由表126，取8级精度齿数和模数初取齿数；，34Z5102ZI56083ZDM5T螺旋角，由表123，取71ARCOSTNN6使用系数由表129，取1251AK由图129，取0V齿间载荷分配系数由表129、式126、表128，先求N1560DT2F53T/M/97BT3KA721COSZ12865式中为端面重合度，分别为小齿轮和大齿轮的齿数，为齿轮螺旋5Z6角。152TANZMBSI5DN873120COSTANRT98/COSTNB由此可得791/B2FHK齿向载荷分布系数由表1211，391B0DB25CBAKH载荷系数由式125，173VA弹性系数由表1212，A819MPZE节点区域系数由图1216，1462H7重合度系数由式1231,因,取,故1161034Z螺旋角系数90COS接触寿命系数由图1218,1135NZ186NZ接触最小安全系数由表1214,05MINHS许用接触应力A269IN5LM5MPZHN81MIN6L6SHN3验算（35253846AMPI1BDKTZ6HE5）式中为弹性系数，为间点区域系数，为重合度系数，为螺旋EZHZZZ角系数，为载荷系数，各系数结果均由上边计算得出。K齿根弯曲疲劳强度足够。4确定传动主要尺寸中心距取M2081IDA563208A3分度圆直径取41IA563D5M312DI568齿宽取M80DB514B5M104B6422齿根弯曲疲劳强度计算1校核计算齿型系数0436COSZ5V1208COSZ36V由图1221，取12A5FY9A6F应力修正系数由图1222，取131A5SY81A6S重合度系数7COSZ238V65AV由式1218,18070AVY螺旋角系数由式1236,1（）7502MINY1，故MIN81Y齿间载荷分配系数由表1210，前面已经求得313179AFK故A齿向载荷分配系数由图1214，1415B/H35FK载荷系数73FVAK9应力循环次数由表1215，估计，指数11063914M991411860TTTNNHIIMAXIVL8105UNLT2弯曲寿命系数由图1224,取，05NY06N尺寸系数由图1225，取11X弯曲最小安全系数由表1214,25MINFS许用弯曲应力A478MIN5L5MPSYFXNF231IN6L6FXNF2验算（36）5552132FA5SFNFAMPYMDBKT式中为小齿轮5的齿形系数，为小齿轮5的应力修正系数，为重合5AFY5ASY度系数，为螺旋角系数2A566A8134FSFFMPY齿根弯曲疲劳强度足够。43高速齿轮的计算431齿面接触疲劳强度计算1初步计算10转矩M81391NT转速R/IN60传动比4I12齿宽系数由表1213，取01D接触疲劳极限由图1217C，取，A65LIMMPHA580LIM2PH值由表1216，取90DA1DA初步计算需用接触应力A890LIM11HP52LI2初步计算小齿轮直径M475135217390ID312D1HTA取M521初步齿宽DB12校核计算圆周速度S/M6210695106N精度等级由表126，取8级精度齿数和模数初取齿数；34Z1IZ125DMT由表123，取N61ARCOST使用系数由表129，取125AK由图129，取V齿间载荷分配系数由表129、式126、表128，先求11N145DT2F1T0/M/36BTKA721COSZ12829TANMBSI1DN361720COSTANRT985/COSTNB由此可得71/B2FHK齿向载荷分布系数由表1211，361B0DB21CBAKH载荷系数由式125，1463VA弹性系数由表1212，A819MPZE节点区域系数由图1216，1452H重合度系数由式1231,因,取,故158034Z螺旋角系数90COS12接触寿命系数由图1218,19301NZ0512NZ接触最小安全系数由表1214,MINHS许用接触应力A715IN1LM1MPZHN80MIN2L2SHN3验算A427I1BD221MPKTZHE面弯曲疲劳强度足够。4确定传动主要尺寸中心距取M412IDA115A分度圆直径5I1278UD12齿宽取MDB16B1M5B2432齿根弯曲疲劳强度计算1校核计算齿型系数36COSZ1V123COSZV2由图1221，取14A1FY8A2F13应力修正系数由图1222，取1671ASY821AS重合度系数3COSZ238V21AV由式1218,1680750AVY螺旋角系数由式1236,1其中7502MINY1，故MIN910Y齿间载荷分配系数由表1210，前面已经求得134Y3471AFK故A齿向载荷分配系数由图1214，18064325/B/H41FK载荷系数63FVAK弯曲疲劳极限由图1223C，取1A0LIM1MPFA4502LIMPF应力循环次数由表1215，估计，指数163919HI914N1IMAXI108TTT60VLN81T2054ULN弯曲寿命系数由图1224,取，51NY32N尺寸系数由图1225，取10X14弯曲最小安全系数由表1214,1251MINFS许用弯曲应力A42MIN1L1MPSYFXNFA52431MIN2LI2MPSYFXNF2验算1A1N1A540BD2FSFFMPYKT2A121297FSFF齿根弯曲疲劳强度足够。44低速齿轮的计算441齿面接触疲劳强度计算1初步计算转矩M421852NT转速R/IN3N传动比6I4齿宽系数由表1213，取101D接触疲劳极限由图1217C，取，A65LIM3MPHA580LIM3PH值由表1216，取90DADA初步计算需用接触应力A890LIM33HP52LI44初步计算小齿轮直径15M09786215142890ID33342DHTA取M803初步齿宽DB32校核计算圆周速度S/M2106358106N232精度等级由表126，取8级精度齿数和模数初取齿数；39ZIZ34052DM3T由表123，取1N91ARCOST使用系数由表129，取25AK由图129，取1V齿间载荷分配系数由表129、式126、表128，先求N603295DTFT21/M/8BTKA72COSZ231490TANMBSI3DN624180COSTANRT169780COS/CSOTNB由此可得1/B2FHK齿向载荷分布系数由表1211，381B0DB23CBAKH载荷系数由式125，14VA弹性系数由表1212，A819MPZE节点区域系数由图1216，1452H重合度系数由式1231,因,取,故1490134Z螺旋角系数COS接触寿命系数由图1218,10513NZ0514NZ接触最小安全系数由表1214,MINHS许用接触应力A650IN3LM3MPZHNSMINHNL471843验算323964AMPI1BDKTZ4HE齿根弯曲疲劳强度足够。174确定传动主要尺寸中心距取M1IDA3420A2140分度圆直径取I34278D3MDI34208齿宽取MDB803B903MB04442齿根接触疲劳强度计算齿型系数0842COSZ3V4019COSZ34V由图1221，取1A3FYA4F应力修正系数由图1222，取161A3SY81A4S重合度系数73COSZ28V43AV由式1218,1680750AVY螺旋角系数由式1236,175021MINY（，故MIN89Y齿间载荷分配系数由表1210，1，前面已经求得953Y3480AFK故801AFK齿向载荷分配系数由图1214，3162580/BH51FK18载荷系数34FVAK弯曲疲劳极限由图1223C，取1A60LIM1MPFA4502LIMPF应力循环次数由表1215，估计，指数139199141106860TTTNNHIIMAXIVL81054UNLT2弯曲寿命系数由图1224,取，3NY34N尺寸系数由图1225，取101X弯曲最小安全系数由表1214,25MINFS许用弯曲应力A2473MIN3L3MPSYFXNFA52431MINL44MPSYFXNF2验算1A3N3A1974DB2FSFFPYKT2A3434FSFFM齿根弯曲疲劳强度足够45齿轮的基本参数表41齿轮的基本参数名称符号公式齿1齿2齿3齿419齿数ZZ3411639101螺旋角61591052分度圆直径D1IA25217880208中心距A2D115144模数NMN152法相齿距NPN471628齿顶高AHNAMH152齿根高FNF251187525齿高HNM3755齿顶圆直径ADNAD25518184212齿根圆直径FNFM4917579207齿宽BDB62529080轮毂处直径1D轴61无72无896轮毂轴向长L轴D52无54无6720倒角尺寸NNM50无075无1齿根圆处厚度N2无375无5腹板最大直径0DNAMD100无166无192孔板分布直径21025D无119无141腹板厚CBC3无16无24孔板直径1D10125D无21无335轴的设计计算51高速轴的设计计算511轴的结构设计1最小直径（51）M017ND31PC式中C为与轴材料有关的系数，可由1表162查得，P为高速轴的传递功率，N为高速轴的转速。考虑到符合强度,联轴器的内径,故取24为最小直径选材选用调制处理的45钢2高速轴示意图21图51高速轴的设计示意图2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（1）高速轴最小直径的选择与联轴器的内径息息相关，考虑到强度的符合，,故选用GY3Y型联轴器，其尺寸为，MNT8139连轴器MD24联轴器轴孔长度为52MM，考虑到轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故与联轴器链接的轴段要小于52MM，所以。MLVI50（2）（2）初步选择滚动轴承。参照工作要求并根据，选轴承型号6007，D24其尺寸DDB35MM62MM14MM,故，。I9LVI7（3）因为高速轴上的小齿轮的尺寸较小，故通常设计成齿轮轴。（4）轴承端盖的总宽度取为47MM。取联轴器端面与端盖的外端面间的距离为40MM，则，。ML87VI（5）取齿轮距箱体内壁的距离A10MM，已知滚动轴承的宽度B14MM，低速级小齿轮轮毂长L62MM，由二级减速器的图纸可得。MLI103轴上零件的周向定位半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按由2表1426VI5查得平键截面BH8MM7MM40MM，滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为M6。4确定轴上的圆角和倒角尺寸根据设计要求，取轴端倒角为145512校核计算1计算齿轮受力转矩M81391NT圆周力F50D2T径向力7COSANTR22轴向力NF29TAN画小齿轮轴受力图见图52A2计算支撑反力水平反力NLFACBR482DAR1ACBR109AR12垂直反力NLFACBR4T21ACBR10T2画水平面（XY）受力图见图52B画垂直面（XZ）受力图见图52C3画轴弯矩图水平面弯矩图见图52B垂直面弯矩图见图52C合成弯矩图，合成弯矩见图52D2XZYM4画轴转矩图轴受转矩M81391NT转矩图见图52E许用应力由表163查得1A10BMP许用应力值651应力校正系数9B0235画当量弯矩图当量转矩M23018950NT当量弯矩在小齿轮中间截面处7422MB当量弯矩图见图52F6校核轴径齿根圆直径M2548DF103BBBM强度符合标准24图52高速轴的校核示意图2552中间轴的设计计算521轴的结构设计1最小直径（52）MNPCD2152式中C为与轴材料有关的系数，可由1表162查得，为中间轴的传2P递功率，为中间轴的转速。2N考虑到符合强度,故取40为最小直径选材选用调制处理的45钢。2中间轴示意图图53中间轴的设计示意图3根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）由于，轴上开有两键槽，增加后轴径取安装MDIN215MD40轴承处（该轴直径最小处）轴径，则。D40DVII2）初步选择滚动轴承。根据要求选深沟球轴承。参照工作要求并根据，选轴承型号为6208，其尺寸为DDB40MM8030DMM18MM。考虑到箱体铸造误差，使轴承距箱体内壁10MM。3）取轴上安装大齿轮和小齿轮处的轴段IIIII和IVV的直径，两端齿轮与轴承之间采用挡油板定位。为了使套筒可靠MDVII4526地压紧齿轮，故，。齿轮一端采用轴肩定位，轴肩高MLI8LVI50度，故取,考虑到轴的总长，DH075IVMLIV84）由二级减速器的内部轴上的装配可得LLII472，4轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位均采用平键连接。按和分别由2表1127D查得平键截面BH14MM9MM，长度分别为70MM，40MM，滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为M6。5确定轴上的圆角和倒角尺寸根据设计要求，取轴端倒角为245。512校核计算1计算齿轮受力转矩MNT320971圆周力DFT863径向力COSANTR52轴向力NTA70画小齿轮轴受力图见图54A2计算支撑反力水平反力T32T1FFR0T32T1CDBADRLLN841R172垂直反力R32R21FF270A3R3A22R21MLFLFCDBDARM980D2A2NM5433A3FNR9021F3452画水平面（XY）受力图见图54B画垂直面（XZ）受力图见图55C3画轴弯矩图水平面弯矩图见图54B垂直面弯矩图见图55C合成弯矩图，合成弯矩见图55C2XZYM4画轴转矩图轴受转矩M1285NT转矩图见图55D许用应力由表163查得1A10BMP许用应力值65应力校正系数90B15画当量弯矩图当量转矩M7594812590NT28当量弯矩在小齿轮中间截面处M185722BNTMB430CC当量弯矩图见图55E6校核轴径齿根圆直径M2548DFM453013BBBM28D3B1CC强度符合标准29图54中间轴的校核示意图30图55中间轴的校核示意图3153低速轴的设计计算531轴的结构设计1最小直径（51）M34ND3PC式中C为与轴材料有关的系数，可由1表162查得，P为高速轴的传递功率，N为高速轴的转速。考虑到符合强度,故取40为最小直径选材选用调制处理的45钢2高速轴示意图图51高速轴的设计示意图3根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（1低速轴的最小直径要与传动齿轮通过平键链接，传动齿轮轮毂宽为114MM，故最小轴径为。MLDVIVI1440，2初步选择滚动轴承。根据设计要求选则深沟球轴承。参照工作要求并根据，选轴承型号6010，其尺寸为DDB50MM80MDVII50MM16MM。（3）取安装齿轮处的轴段IIIII的直径。齿轮的的左端与左DI56端轴承之间采用挡油板和套筒定位。已知齿轮毂的宽度为80MM，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。齿轮的MLI78右端采用轴肩定位，轴肩高度H007D，则IIIIV处的直径，轴DIV6环宽度，所以宽度为。取。14BHMLIV10VI5（4取轴承端盖外端面与联轴器端面的距离为80MM，端盖厚47MM，则。MLVI87324轴上零件的周向定位齿轮轴的周向定位采平键连接。由2表1426查得平键，键槽用键槽铣刀加工，BHL16MM10MM70MM，传动齿轮与轴的连接，选用平键为12MM8MM100MM，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为。7N6H4确定轴上的圆角和倒角尺寸根据设计要求，取轴端倒角为245。532低速轴的校核1计算齿轮受力转矩M3209711NT圆周力F86DT径向力52COSANTR轴向力N703TA画小齿轮轴受力图2计算支撑反力水平反力2D4AR1FLFABACRNR184RA12BCACRR7012垂直反力NLFACR785T21ACBR36T2画水平面（XY）受力图画垂直面（XZ）受力图333画轴弯矩图水平面弯矩图垂直面弯矩图合成弯矩图，合成弯矩2XZYM齿轮轴向力引起的弯矩M731D4ANF4画轴转矩图轴受转矩1893T转矩图许用应力由表163查得1A10BMP许用应力值651应力校正系数9B05画当量弯矩图当量转矩M230185NT当量弯矩在小齿轮中间截面处97422MB当量弯矩图6校核轴径齿轮轴直径M56D轴23103BBBM强度符合标准34356键连接的选择和计算61高速轴上的键的设计与校核轴径为，查表得，安放键的M24DMNT81391120轴段长为50MM。由表1426查得键尺寸为BHL8740MM，联轴器采取过渡配合，故选择H7/K6。式中A27KLDPMPBL05KP所以所选键符合强度要求。62中间轴上的键的设计与校核已知轴径为,查表得。安M45DCBM1285NT120放键的轴段长分别为88MM、50MM，由表1426查得键尺寸轴，尺寸BDBHL14980MM。轴，尺寸BHL14940MM。A673KLDBPMP8512CTP所以所选键全部符合强度条件。63低速轴上的键的设计与校核已知轴径为，,查表得M56DB40DDM453209711NT。安放键的轴段长分别为88MM、50MM，由表1426查得键120尺寸轴，尺寸BHL16970MM。轴，尺寸BHL128100BDDMM。A7532KLDBPMPT140DP所选键全部符合强度要求。7滚动轴承的选择和计算3671计算高速轴的轴承初选轴承为6008高速轴转数MIN/R960N1两轴承径向反力NFFR1056221R21R轴向力N9A初步计算当量动载荷P，根据ARDYXF根据机械设计表136，取。210DF21DF根据机械设计表187，31,560,270159,650,892YXEFECFRARORA1221PNYFFARD计算轴承6008的寿命EHHLCNL43661069207901许用轴承寿命HEH2故可以选用。72计算中间轴的轴承初选轴承为6208高速轴转数MIN/R3528N两轴承径向反力NFFR2194021R21R37轴向力N732AF初步计算当量动载荷P，根据ARDYFXF根据机械设计表136，取。210DF21DF根据机械设计表187，10,56,3402197,704,83YXEFECFRARORA122189PNYFFARD计算轴承6208的寿命EHHLCNL43661069450901许用轴承寿命HEH2故可以选用。73计算低速轴的轴承初选轴承为6010高速轴转数MIN/R6108N两轴承径向反力NFFR1258321R21R轴向力N703A初步计算当量动载荷P，根据ARDYXF根据机械设计表136，取。210DF21DF38根据机械设计表187，1,560,5012873,9420,162703YXEFECFRARORA1221702PNYFFARD计算轴承6010的寿命EHHLCNL43661079250901许用轴承寿命HEH2故可以选用。8联轴器的选择在轴的校核计算中已经选用联轴器的大小，型号为GY3，其基本数据轴孔直径为24MM，Y型轴孔长度为52MM，许用转速为9500R/MIN。9箱体设计91箱体尺寸减速器的箱体结构尺寸如表91所示表91减速器的箱体结构尺寸名称符号计算公式结果/MM箱座壁厚MA830258箱盖壁厚18箱盖凸缘厚度B1B15箱座凸缘厚度B15箱座底凸缘厚度2225地脚螺钉直径DF036AFM16地脚螺钉数目N5M6轴承旁联结螺栓直径1DF71M12盖与座联结螺栓直径2F062M1039轴承端盖螺钉直径D3DF0543M10视孔盖螺钉直径4FM6定位销直径DD287M6至外箱21,DF壁的距离1C见表42262218至凸缘F21,边缘距离2见表42242016外箱壁至轴承端面距离L11258C40大齿轮顶圆与内箱壁距离10齿轮端面与内箱壁距离210箱盖，箱座肋厚1,M1122085,M1285M轴承端盖外径D2轴承座孔直（）3D94（轴1）112（轴2）130（轴3）箱座深度DH）50/S164箱座高度）1D192箱座底部凸缘宽度2L0521C3592减速器附件设计921窥视孔盖与窥视孔为了检查传动件的啮合情况，并向机体内注入润滑油，应该在机体上设置窥视孔。窥视孔应该设置在减速器机体的上部，可以看到所有传动件啮合的位置，以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙，检查齿轮的失效情况和润滑状况。窥视孔的大小至少应能伸进手去，以便操作。922放油孔放油螺塞更换油时，应把污油全部排出，并进行机体内清洗。因此，应在机体底部油池最低位置开设放油孔，放油孔的螺纹小径应与集体内底面取平。平时，放40油孔用放油螺塞和防漏垫圈堵严。923油面指示器油标用来检查油面高度，以保证油池内有正常的油量。一般它设置在机体上便于观察且油面较稳定的部位。油面指示器有各种结构类型，有的类型已制定有国家标准，常见的油面指示器形式有油标尺、圆形油标、长形油标和管状油标。924通气器减速器运转时，由于摩擦发热,机体内温度升高，若机体密闭，则机体内气压增大，导致润滑油从缝隙及密封处向外渗漏,使密封失灵。所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨空气自由逸处，达到机体内外气压平衡，提高机体有缝隙处的密封性，常用通气器有简易通气器和网式通气器两种结构形式。925启盖螺钉为了提高密封性能，机盖和机座连接凸缘的结合面上常常涂有水玻璃或密封胶，因此，连接结合较紧，不易分开。为了便于拆下机盖，在机盖侧边的边缘上装12个启盖螺钉。在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖；螺钉上的长度要大于凸缘厚度，钉杆端部要做成圆柱形伙半圆形，以免顶坏螺纹；螺钉直径与凸缘连接螺栓相同。在轴承端盖上也可以安装取盖螺钉,便于拆卸端盖。对于需作轴向调整的套环,装上2个螺钉,便于调整。926定位销在剖分式机体中，为了保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机盖和机座用螺栓连接后，在镗孔之前，在连接凸缘上应该装配两个定位销。定位销可保证机盖在多次装配后轴承座孔始终保持制造加工时的位置精度。通常采用圆锥销做定位销，两个定位销相距应尽量远些，常安置在机体纵向两侧连接凸缘上，并呈非对称布置，以保证定位效果。927吊环螺钉、吊耳和吊钩为了装拆及搬运，应在机盖上装有吊环螺钉或吊耳，在机座上设置吊钩。当减速器的质量较大时，搬运整台减速器，只能用机座上的吊钩，而不允许用41机盖上的吊环螺钉或吊耳，以免损坏机盖和机座连接凸缘结合面的密封性。928调整垫片用于调整轴承间隙,有的起到调整传动零件轴向位置的作用。929密封装置在伸出轴与端盖之间有间隙，必须安装密封件，以防止漏油和污物进入机体内。10润滑和密封设计传动零件的润滑采用浸油润滑，滚动轴承的润滑采用脂润滑。因为传动装置属于轻型的，且传速较低，其速度远远小于，所以采用脂512MIN0R润滑，箱体内选用LAN46中的50号润滑，装至规定高度。11基于SOLIDWORKS的三维建模111SOLIDWORKS软件介绍SOLIDWORKS软件集三维建模、装配、工程图于一身，功能强大、易学易用。这个软件具有零件建模、曲面建模、模具设计、焊件设计、出工程图和零件装配等功能。该软件具备全面的实体建模功能，可快速生成完整的工程图纸，还可以进行虚拟装配、动态仿真等一些其他软件无法完成的工作。该软件本身集成了较多的插件，方便使用，降低了设计劳动，本次毕业设计用到插件TOOLBOX主要用于斜齿轮的自动设计和螺栓、滚动轴承及其他标准件设计，通过指定齿轮类型、齿轮的模数和齿数、压力角以及标准轴径和其它相关参数，自动生成具有精确齿形的齿轮。TOOLBOX提供了如ISO、GB等多标准的标准件库。利用标准件库，不需要对标准件进行建模，在装配中直接采用生成零件就可以在模型的相应位置装配指定类型、指定规格的标准件。112对齿轮、轴及小齿轮轴的三维建模1121齿轮三维模型的形成SOLIDWORKS的插件TOOLBOX用以生成各种标准件。进入编辑界面后，首先要对工具栏中的“TOOLBOX”插件进行安装。在任务栏中单击TOOLBOX，选用国42标的“动力传动”，单击齿轮，将鼠标移动到“螺旋齿轮”选项上右击后选择“生成零件”的选项。根据机械设计数据，输入齿轮的模数M2，齿轮齿数Z91，单击齿面厚，输入齿轮的宽度B45，毂样式选择类型A，输入标准轴直径。单击完成，插件自动生成所需齿轮，并将成型的齿轮导入SOLIDWORKS中，从而完成齿轮建模。其他两个齿轮制作过程相似。之后修改成所需的齿轮1修改大齿轮，将齿轮用零件图打开，先画减重槽草图，利用“拉伸切除”命令，切除深度为所设计尺寸，利用基准面通过“镜像”命令，生成另一侧。2再在草图中画一个减重孔，孔径为所设计尺寸，通过“插入”“参考几何体”“基准轴”命令，选择圆心为基准轴，通过“圆周阵列”命令，选择基准轴和阵列的数目，通过“拉伸切除”命令完成多个减重孔。3通过“倒角”命令倒所需大小的角，最后成型。图111齿轮三维模型1122齿轮轴的三维建模用TOOLBOX插件导入小齿轮的基础上进行修改。1依次用“拉伸”命令构造小齿轮各个轴段，完成小齿轮轴的大体建模。2然后利用“插入”“参考几何体”“基准面”命令，在联轴器轴并与轴相切处建立基准平面，按照键槽尺寸绘制键槽草图，再在该基准平面上利用“拉伸切除”命令，选择切除厚度，完成键槽的成型。3利用“倒角”和“倒圆角”命令修改小齿轮轴的端面，完成建模。43图112齿轮轴三维模型1123中间轴和低速轴的三维建模1在草图中的前视基准面画轴段直径，用“拉伸”命令，拉伸到设计长度，其他轴段按照设计尺寸依次拉伸成型。2通过“插入”“参考几何体”“基准面”命令，在齿轮安装段和外伸端的切面上建立两个基础平面，基准面上画出键槽形状，依次用“拉伸切除”命令切出齿轮与轴的键槽和轴与联轴器的联接键槽。3用“倒角”和“倒圆角”命令修改轴端面，完成建模。图113中间轴三维建模113滚动轴承和螺栓垫片各种标准件三维建模用TOOLBOX插件选择国标的滚动轴承，分别选择深沟球轴承，右击选择生成零件。在左端工具栏中输入设计的各轴承的型号，点击确定。生成零件后保存即可。114对箱座、箱盖的三维建模1141箱座三维建模1根据箱体的设计尺寸和CAD图，在草图中画出箱座的形状，箱座总宽236MM，长536MM，用“拉伸”命令，拉伸到设计尺寸176MM，构造出箱座44立方体模型。2利用“抽壳”命令，选择壁厚度10MM，选择挖出材料面，完成抽壳。3在抽壳选择面画草图，使用“拉伸”命令，拉伸出顶面凸缘，厚度为15MM，选择底面画草图拉伸出箱体底板厚度为15MM，并“拉伸切除”底面通槽。以箱座前面建立基准面绘制轴承座凸缘草图，用“拉伸”命令拉伸轴承座凸台并勾选拔模斜度选择合适角度。4用“插入”“参考几何体”“基准面”命令分别在两个轴承座建立基准平面1和基准平面2，再单击“筋”命令，绘制轴承座凸台的加强筋。5用“镜像”命令选择镜像对称平面，镜像凸台、轴承座凸台、加强筋、轴承座。6新建距离中间基准面88MM的基准面，绘出吊钩的二维图，用“拉伸”进行两侧对称拉伸命令构造吊耳，再镜像。7在轴承座凸缘上绘制轴承外端面大小圆的二维轮廓草图，拉伸2MM。再以该面为基准面画与轴承外端面相同直径的圆并将其进行“拉伸切除”处理，切除到下一成型面距离，可得到轴承座。8用“异型孔向导”在轴承座上打M10的螺纹孔，“插入”“参考几何体”“基准轴”命令，分别建立基准轴，圆周阵列螺纹孔，等间距，孔数为3。9用“异型孔向导”命令在顶面凸台上打八个M12螺栓孔，两个连接螺栓孔，。销孔用拉伸切除并选拔模斜度。在底板上打D16MM地脚螺栓孔。10对放油孔和油标孔进行创建。在左端面草图中画直径24MM圆的进行拉伸处理，拉伸到2MM距离。然后再草图中将该圆转换为实体，退出草图，先单击“拉伸切除”按钮，拉伸切除直径为24MM的孔，到下一成型面。在箱座中间建立基准面在其上画三角形，三角形一边在箱体端面上，单击“拉伸”进行对称拉伸形成油标凸台，对凸台进行倒圆角，之后在凸台面上进行“异型孔向导”的得到直径为20MM的螺纹孔。45图114箱座三维建模1142箱盖的三维建模1根据减速器箱盖设计尺寸和CAD图在前视面绘制草图，形状如下图。“拉伸”出箱盖的轮廓，用“抽壳”命令，选壁厚为10MM,选择底面为去除材料面，形成箱盖的三维模型。在去除材料面画出凸缘形状并“拉伸”凸缘，厚度为15MM。在箱盖面上绘制凸台，单击“拉伸”命令，拉伸50MM，形成轴承座凸台，并勾选向外拔模。再以拉伸的面为草图面绘制与轴承外圆大小相同的圆，再“拉伸”2MM，再以生成的面为草图面，把圆进行实体转换，单击“拉伸切除”命令，到下一成型面，形成轴承座。2用“镜像”命令选择凸台、轴承座，选择箱体对称面为基准面，镜像到另一面。3用“插入”“参考几何体”“基准轴”命令，选择凸台圆柱面，建立基准轴1，用“异型孔向导”选择在轴承座凸缘打M10的螺纹孔，“圆周阵列”选择基准轴1为旋转轴，螺纹孔为阵列对象，数目选择为3。4以箱体中间面为基准面绘制草图，分别绘制出两端吊耳的形状，对称拉伸，形成吊耳外形，再在吊耳上绘制圆并“拉伸切除”，形成吊耳。5在箱盖凸缘上一端打一个8MM的起盖螺钉孔，对称点绘制12MM销孔，用“拉伸切除”并选拔模斜度。凸缘另一端用“异型孔向导”打两个对称的连接螺栓孔。在凸台上打八个M12螺栓通孔。6选择箱盖上表面为基准面，在基准面上建立草图，在草图中绘制窥视孔46LB140212的二维图，首先单击“拉伸”命令，拉伸4MM得到实体图形。由于窥视孔的中间是通孔，要将其中间的实体部分进行拉伸切除。所以再在拉伸的面绘制通孔草图。然后单击“拉伸切除”命令进行拉伸切除，直接进行完全贯穿拉伸切除。再在窥视孔凸台上“异型孔向导”打四个M8螺纹孔。7单击“倒圆角”命令，对箱盖凸缘进行半径R20MM的倒圆角，完成建模。图115箱盖三维模型115利用SOLIDWORKS对减速器进行装配仿真对减速器装配过程可以分为五个装配步骤第一步上箱体进行装配；第二步下箱体进行装配；第三步对高速轴进行装配；第四步对中间轴进行装配；第五步对低速轴进行装配；第六步将各装配体进行最后整体装配。1151上箱体装配1启动SOLIDWORKS软件，单击新建按钮，在弹出的对话框中选择装配体，47然后单击确定按钮。在单击图形区域左边的浏览按钮，打开上箱体，放置在工作区域并单击。2单击“插入”命令，插入需要装配的窥视孔盖、通气塞、螺钉、垫片。3单击“配合”命令，垫片与窥视孔凸台的配合关系是垫片的下底面与窥视孔凸台的上表面是重合关系，垫片的任意两侧相对于窥视孔凸台的两个侧面的配合也是重合关系。窥视孔与盖的配合关系和垫片的配合