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镇镇 江江 高高 专专 ZHENJIANG COLLEGE毕毕 业业 设设 计计 任任 务务 书书 题 目 电动移舱传动装置设计 系 名： 装备制造学院 专业班级： 机制 131 学生姓名： 耿星宇 学 号： 130103128 指导教师姓名： 宗存凤 指导教师职称： 高级工程师 二一五 年 六 月 二十六 日1课题名称电动移舱传动装置设计课题代号zbzzxy028同组学生姓名无设计（研究）内容：设计（研究）内容： 在发射车上安装有一种发射装置，发射装置工作时要求其上方及左、右、后方的厢体前移（厢体后部开有可让发射装置通过的后门） ，为方便操作，需设计一套电动移舱。电动移舱传动装置是本次设计的重点，移舱总重为720kg，移动的速度为要求为 0.4m/min，所设计的电动移舱传动装置应可将移舱按要求进行前后移动，同时传动装置上应留有手动接口。要求输出：1、电动移舱传动装置总体方案设计 1 张（A1）2、电动移舱传动装置装配图 1 张（A1） 3、电动移舱传动装置典型零件工作图 2 张（2A3）4、电动移舱传动装置设计说明书 1 份说明说明： 1、按时完成规定任务； 2、图纸总量达 A1 幅面 3 张以上； 3、总装图编号采用课题代号课题代号、标题栏一律采用 GBGB 标准格式标准格式（见系模版，图纸必须采用 AutoCAD2004 及以上版本画图） ； 4、设计说明书的字数不少于 5000 字，且打印输出并装订，格式一律参照“镇江高专毕业设计（论文）写作规范”及“毕业设计图纸及技术说明书补充规定”要求（如封面、中英文摘要、结论、致谢、参考资料等均不能缺少） ，用 Word2003 版存盘； 5、提交电子版（图纸用 AutoCAD2004 版本存盘、说明书及任务书用Word2003 存盘）给指导老师； 6、具体典型零件由指导老师根据情况指定。参考文献：1 机械设计基础 ，吕慧瑛主编，上海交通大学出版社。2 新编机械设计手册 ，徐灏主编，机械工业出版社。3 机械设计课程设计手册 ，吴宗泽 罗圣国主编，高等教育出版社。5 机械零件设计手册 ，冶金工业出版社。2进进 度度 计计 划划 表表序号起止日期计划完成内容实际完成情况检 查 日 期检查人签名12015.6.272015.7.2 了解设计内容,确定总体方案，了解必要的设计步骤和方法，了解计算方法1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）22015.7.32015.7.14完成的毕业设计总体方案设计1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）32015.7.142015.7.15完成毕业设计装配图内容1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）42015.7.162015.7.31对毕业设计装配图内容进行修改1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）52015.8.12015.8.15细化毕业设计装配图内部零件并转化为零件图1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）62015.8.162015.8.31完成毕业设计说明书，将毕业设计说明书上“中国知网” （网址）查重软件检查重复率，且要求重复率30%，并提交全文（标明引文）1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ 3报告单电子版，如不符合需进行如不符合需进行修改修改。）72015.9.12015.9.15向指导老师提交毕业设计图纸和说明书(电子版)1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）82015.9.162015.9.30完成修改并提交全部资料(含纸质版和电子版)1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）92015.10.12015.10.15作好答辩前的准备工作。1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）4毕业设计（论文）评语及评分（指导教师专用）毕业设计（论文）评语及评分（指导教师专用）学生姓名耿星宇专业班级机制 131总 分评评 分分 等等 级级评评 分分 内内 容容好较好一般差应用文献资料和调研能力分析与解决问题的能力（包括计算方法、数据处理等）计算机能力（包括编程、数据、图形及文字处理）论文质量（论点、论据、实验分析、推理、深度等）设计质量（方案、技术路线、设计水平、图面质量等）工作量、工作态度技术经济分析能力（包括技术可靠性、经济合理性的分析评价）创新 （包括创新意识、独特见解）写作的规范性指导教师评语：指导教师评语：该同学在毕业设计期间，设计态度（端正、较好、尚可、较差）（端正、较好、尚可、较差） ， （能、基本能、不能）（能、基本能、不能）遵守毕业设计纪律和相关规定， （设计工作量（多、饱满、较轻、不足多、饱满、较轻、不足） ， （完成、基本完成、完成、基本完成、没用完成没用完成）相关的毕业实习和调研任务， （能较好地、尚能、不能能较好地、尚能、不能）处理好毕业设计与工作实习的关系。该同学（独立、基本独立、根据参考、不能独立独立、基本独立、根据参考、不能独立）完成毕业设计规定的任务。设计方案（正确、基本正确、尚正确、不够正确正确、基本正确、尚正确、不够正确） ，结构（合理、较合理、尚合理、不够合理合理、较合理、尚合理、不够合理） ；图面质量（好、较好、一般、较差好、较好、一般、较差） ；说明书的写作（规范、较规范、尚规范、不够规范规范、较规范、尚规范、不够规范） ，计算能力（好、较好、一般、尚可、较差好、较好、一般、尚可、较差） 。 本设计已达到的标准为（优秀、良好、中等、及格、不及格优秀、良好、中等、及格、不及格） 。指导教师签字： 年 月 日注：各评语在相应的档次上画上“” 。5毕业设计（论文）评语及评分（主审教师专用）毕业设计（论文）评语及评分（主审教师专用）学生姓名耿星宇专业班级机制 131总 分评评 分分 等等 级级评评 分分 内内 容容好好 较好较好一般一般差差总体设计方案零部件设计方案视 图图纸幅面标注技术条件标题栏明细栏图纸质量和有关技术标准图号格式的规范性内容的完整性分析的正确性深 度说明书质量创 新其它（资料袋、装订要求等）备注：主审教师签字： 年 月 日注：各评语在相应的档次上画上“” 。6毕业设计（论文）评语及评分（答辩小组专用）毕业设计（论文）评语及评分（答辩小组专用）学生姓名耿星宇专业班级机制 131总 分评评 分分 等等 级级评评 分分 内内 容容好较好一般差学生陈述清楚、精练、正确、逻辑性强论文质量（论点、论据、实验分析、推理、深度、创新等）设计质量（方案、技术路线、设计水平、图面质量、创新等）问题：1、 2、 3、 答辩小组意见：该同学设计方案（正确、基本正确、尚正确、不够正确正确、基本正确、尚正确、不够正确） ，结构（合理、较合理、尚合理、合理、较合理、尚合理、不够合理不够合理） ；图面质量（好、较好、一般、较差好、较好、一般、较差） ；说明书写作（规范、较规范、尚规范、不够规范、较规范、尚规范、不够规范规范） 。在答辩中的陈述( (清楚、较清楚、尚清楚、不够清楚清楚、较清楚、尚清楚、不够清楚) ) ，对所提问题的回答（正确、基（正确、基本正确、尚正确、不够正确）本正确、尚正确、不够正确） ， 对基础知识和专业知识的基本掌握（好、较好、一般、尚好、（好、较好、一般、尚好、较差）较差） ， （已达到、未达到）（已达到、未达到）毕业设计的要求。答辩小组成员： 答辩小组组长 年 月 日最 终 评 定 成 绩 注：各评语在相应的档次上画上“” 。PAGE PAGE 6镇 江 高 专 ZHENJIANG COLLEGE毕 业 设 计 任 务 书 题 目 电动移舱传动装置设计 系 名： 装备制造学院 专业班级： 机制131 学生姓名： 耿星宇 学 号： 130103128 指导教师姓名： 宗存凤 指导教师职称： 高级工程师 二一五 年 六 月 二十六 日课题名称电动移舱传动装置设计课题代号zbzzxy028同组学生姓名无设计（研究）内容： 在发射车上安装有一种发射装置，发射装置工作时要求其上方及左、右、后方的厢体前移（厢体后部开有可让发射装置通过的后门），为方便操作，需设计一套电动移舱。电动移舱传动装置是本次设计的重点，移舱总重为720kg，移动的速度为要求为0.4m/min，所设计的电动移舱传动装置应可将移舱按要求进行前后移动，同时传动装置上应留有手动接口。要求输出：电动移舱传动装置总体方案设计 1张（A1）电动移舱传动装置装配图 1张（A1） 电动移舱传动装置典型零件工作图 2张（2A3）4、电动移舱传动装置设计说明书 1份说明： 1、按时完成规定任务； 2、图纸总量达A1幅面3张以上； 3、总装图编号采用课题代号、标题栏一律采用GB标准格式（见系模版，图纸必须采用AutoCAD2004及以上版本画图）； 4、设计说明书的字数不少于5000字，且打印输出并装订，格式一律参照“镇江高专毕业设计（论文）写作规范”及“毕业设计图纸及技术说明书补充规定”要求（如封面、中英文摘要、结论、致谢、参考资料等均不能缺少），用Word2003版存盘； 5、提交电子版（图纸用AutoCAD2004版本存盘、说明书及任务书用Word2003存盘）给指导老师； 6、具体典型零件由指导老师根据情况指定。参考文献：机械设计基础，吕慧瑛主编，上海交通大学出版社。新编机械设计手册，徐灏主编，机械工业出版社。机械设计课程设计手册，吴宗泽 罗圣国主编，高等教育出版社。5 机械零件设计手册，冶金工业出版社。进 度 计 划 表序号起止日期计划完成内容实际完成情况检 查 日 期检查人签名12015.6.272015.7.2 了解设计内容,确定总体方案，了解必要的设计步骤和方法，了解计算方法1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）22015.7.32015.7.14完成的毕业设计总体方案设计1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）32015.7.142015.7.15完成毕业设计装配图内容1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）42015.7.162015.7.31对毕业设计装配图内容进行修改1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）52015.8.12015.8.15细化毕业设计装配图内部零件并转化为零件图1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）62015.8.162015.8.31完成毕业设计说明书，将毕业设计说明书上“中国知网”（网址HYPERLINK ）查重软件检查重复率，且要求重复率30%，并提交全文（标明引文）报告单电子版，如不符合需进行修改。1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）72015.9.12015.9.15向指导老师提交毕业设计图纸和说明书(电子版)1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）82015.9.162015.9.30完成修改并提交全部资料(含纸质版和电子版)1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）92015.10.12015.10.15作好答辩前的准备工作。1、提前完成 （ ）2、按时完成 （ ）3、基本完成 （ ）4、未完成 （ ）毕业设计（论文）评语及评分（指导教师专用）学生姓名耿星宇专业班级机制131总 分评 分 内 容评 分 等 级好较好一般差应用文献资料和调研能力分析与解决问题的能力（包括计算方法、数据处理等）计算机能力（包括编程、数据、图形及文字处理）论文质量（论点、论据、实验分析、推理、深度等）设计质量（方案、技术路线、设计水平、图面质量等）工作量、工作态度技术经济分析能力（包括技术可靠性、经济合理性的分析评价）创新 （包括创新意识、独特见解）写作的规范性指导教师评语：该同学在毕业设计期间，设计态度（端正、较好、尚可、较差），（能、基本能、不能）遵守毕业设计纪律和相关规定，（设计工作量（多、饱满、较轻、不足），（完成、基本完成、没用完成）相关的毕业实习和调研任务，（能较好地、尚能、不能）处理好毕业设计与工作实习的关系。该同学（独立、基本独立、根据参考、不能独立）完成毕业设计规定的任务。设计方案（正确、基本正确、尚正确、不够正确），结构（合理、较合理、尚合理、不够合理）；图面质量（好、较好、一般、较差）；说明书的写作（规范、较规范、尚规范、不够规范），计算能力（好、较好、一般、尚可、较差）。 本设计已达到的标准为（优秀、良好、中等、及格、不及格）。指导教师签字： 年 月 日注：各评语在相应的档次上画上“”。毕业设计（论文）评语及评分（主审教师专用）学生姓名耿星宇专业班级机制131总 分评 分 内 容评 分 等 级好 较好一般差总体设计方案零部件设计方案图纸质量和有关技术标准视 图图纸幅面标注技术条件标题栏明细栏图号说明书质量格式的规范性内容的完整性分析的正确性深 度创 新其它（资料袋、装订要求等）备注：主审教师签字： 注：各评语在相应的档次上画上“”。年 月 日毕业设计（论文）评语及评分（答辩小组专用）学生姓名耿星宇专业班级机制131总 分评 分 内 容评 分 等 级好较好一般差学生陈述清楚、精练、正确、逻辑性强论文质量（论点、论据、实验分析、推理、深度、创新等）设计质量（方案、技术路线、设计水平、图面质量、创新等）问题：1、 2、 3、 答辩小组意见：该同学设计方案（正确、基本正确、尚正确、不够正确），结构（合理、较合理、尚合理、不够合理）；图面质量（好、较好、一般、较差）；说明书写作（规范、较规范、尚规范、不够规范）。在答辩中的陈述(清楚、较清楚、尚清楚、不够清楚) ，对所提问题的回答（正确、基本正确、尚正确、不够正确）， 对基础知识和专业知识的基本掌握（好、较好、一般、尚好、较差），（已达到、未达到）毕业设计的要求。答辩小组成员： 答辩小组组长 年 月 日最 终 评 定 成 绩 注：各评语在相应的档次上画上“”。镇镇 江江 高高 专专ZHENJIANG COLLEGE毕毕 业业 设设 计计 (论论 文文) 电动移舱传动装置设计Electric cabin shifting transmission device design系 名： （四号宋体） 专业班级： （四号宋体） 学生姓名： （四号宋体） 学 号： （四号宋体） 指导教师姓名： （四号宋体） 指导教师职称： （四号宋体） 年 月摘 要I摘 要本次毕业设计是关于在发射车上安装的电动移舱传动装置，它可将移舱按要求进行前后移动。本文首先对本次电动移舱传动装置的设计要求进行了分析；接着，提出了设计方案；然后，对方案中个只要零部件进行了详细的设计与校核；最后，采用 AutoCAD软件绘制了本装置的装配图及典型零件的零件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD 软件，本次电动移舱传动装置设计代表了设计的一般过程，对今后的设计工作有一定的参考价值。关键词：电动移舱；传动装置；设计 镇江市高等专科学校毕业设计（论文）IIAbstractThis graduation design is about the electric cabin shifting actuating device is installed in the car emission, it can according to the requirements of the move will move the cabin.Firstly, on the electric cabin shifting transmission device design requirements are analyzed. And then, it put forward the design scheme, then the scheme as long as spare parts to carry on the detailed design and verification. Finally, the software AutoCAD drawing a map of this device assembly drawings and parts of typical parts.Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing, and master the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD software. The electric cabin shifting transmission device design represents the general process of design, to the future design work has a certain reference value.Key words: Electric shift module; Transmission device; Design目 录III目 录摘 要 .IAbstract.II第 1 章 绪论.1第 2 章 方案设计及总体参数计算.32.1 设计要求.32.2 方案设计.32.2.1 设计方案.32.2.2 原理分析.3第 3 章 总体计算与选择.43.1 电动机的选择.43.1.1 选择电动机类型.43.1.2 电动机容量的选择.43.1.3 电动机转速的选择.43.2 分配传动比.53.2.1 总传动比.53.2.2 分配传动比.53.3 传动装置的运动和动力参数计算.53.3.1 各轴的转速.53.3.2 各轴的输入功率.63.3.3 各轴的输入转矩.63.3.4 整理列表.6第 4 章 减速装置设计.74.1 低速级齿轮的设计.74.1.1 选精度等级、材料和齿数.74.1.2 按齿面接触疲劳强度设计.74.1.3 按齿根弯曲强度设计.94.1.4 几何尺寸计算.104.2 高速级齿轮的设计.104.3 减速器轴及轴承装置、键的设计.114.3.1 轴 1.11镇江市高等专科学校毕业设计（论文）IV4.3.2 轴 2.144.3.3 轴 3.144.4 滚动轴承及键的校核.144.4.1 轴 1.144.4.2 轴 2、轴 3.15第 5 章 移动及支承装置设计.165.1 丝杆螺母副的选择.165.1.1 选择计算.165.1.2 校核计算.175.2 导轨副的选择.185.2.1 静安全系数计算.185.2.2 根据额定静载荷初选导轨.195.2.3 导轨校核计算.20总 结.21参考文献.22致 谢.23第 1 章 绪论1第 1 章 绪论发射车在机动过程中可随时停车发射。这需要解决系统的定位、定向和方位瞄准以及发射场坪承载问题。这里的所谓瞄准是在发射前通过专门设备的 操作，使导弹的制导系统惯性坐标系、弹体坐标系相对于发射坐标系各轴进行精 确定向，保证导弹具有正确的初始射向 和初始姿态。 在发射车上安装有一种发射装置，发射装置工作时要求其上方及左、右、后方的厢体前移（厢体后部开有可让发射装置通过的后门） ，电动移舱传动装置应可将移舱按要求进行前后移动，同时传动装置上应留有手动接口。传动装置分类：（1）齿轮传动1）分类：平面齿轮传动、空间齿轮传动。2）特点：优点 适用的圆周速度和功率范围广；传动比准确、稳定、效率高。 ；工作可靠性高、寿命长。 ；可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动缺点 要求较高的制造和安装精度、成本较高。 ；不适宜远距离两轴之间的传动。3）渐开线标准齿轮基本尺寸的名称有 齿顶圆；齿根圆；分度圆；摸数；压力角等。（2）涡轮涡杆传动适用于空间垂直而不相交的两轴间的运动和动力。1）特点：优点传动比大。 ；结构尺寸紧凑。缺点轴向力大、易发热、效率低。 ；只能单向传动。涡轮涡杆传动的主要参数有：模数；压力角；蜗轮分度圆；蜗杆分度圆；导程；蜗轮齿数；蜗杆头数；传动比等。（3）带传动：包括 主动轮、从动轮 、环形带1）用于两轴平行回转方向相同的场合，称为开口运动，中心距和包角的概念。2）带的型式按横截面形状可分为平带、V 带和特殊带三大类。3）应用时重点是：传动比的计算；带的应力分析计算；单根 V 带的许用功率。4）带传动的特点：优点： 适用于两轴中心距较大的传动；、带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动；过载时打滑防止损坏其他零部件；结构简单、成本低廉。缺点： 传动的外廓尺寸较大；、需张紧装置； 由于打滑，不能保证固定不变的传动比 ；带的寿命较短；传动效率较低。镇江市高等专科学校毕业设计（论文）2（4）链传动包括 主动链、从动链、环形链条链传动与齿轮传动相比，其主要特点：制造和安装精度要求较低；中心距较大时，其传动结构简单；瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差。（5）轮系1）轮系分为定轴轮系和周转轮系两种类型。2）轮系中的输入轴与输出轴的角速度(或转速)之比称为轮系的传动比。等于各对啮合齿轮中所有从动齿轮齿数的乘积与所有主动齿轮齿数乘积之比。3）在周转轮系中，轴线位置变动的齿轮，即既作自转，又作公转的齿轮，称为行星轮,轴线位置固定的齿轮则称为中心轮或太阳轮。4）周转轮系的传动比不能直接用求解定轴轮系传动比的方法来计算，必须利用相对 运动的原理，用相对速度法(或称为反转法)将周转轮系转化成假想的定轴轮系进行计算。5）轮系的主要特点：适用于相距较远的两轴之间的传动；可作为变速器实现变速传动；可获得较大的传动比；实现运动的合成与分解。第 2 章 方案设计及总体参数计算3第 2 章 方案设计及总体参数计算2.1 设计要求在发射车上安装有一种发射装置，发射装置工作时要求其上方及左、右、后方的厢体前移（厢体后部开有可让发射装置通过的后门） ，为方便操作，需设计一套电动移舱。电动移舱传动装置是本次设计的重点，移舱总重为 720kg，移动的速度为要求为 0.4m/min，所设计的电动移舱传动装置应可将移舱按要求进行前后移动，同时传动装置上应留有手动接口。2.2 方案设计2.2.1 设计方案根据设计要求：电动移舱传动装置应可将移舱按要求进行前后移动，同时传动装置上应留有手动接口，因此本次设计采用如下图 2-1 所示方案。1-底座 2-电机 3、5-联轴器 4-减速器 6、11-轴承座7-丝杠螺母副 8-直线导轨副 9-移动平台图 2-1 电动移舱传动装置方案简图2.2.2 原理分析本次设计的电动移舱传动装置由电机驱动，经减速器减速后带动丝杠螺母副旋转，丝杠螺母副把转动转化成移动，移舱固定在移动平台上随着移动平台前后移动，底座固定在发射车体上。镇江市高等专科学校毕业设计（论文）4第 3 章 总体计算与选择3.1 电动机的选择3.1.1 选择电动机类型电动机是标准部件。因为室内工作，运动载荷平稳，所以选择 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。3.1.2 电动机容量的选择（1）导轨摩擦阻力负载 Ff摩擦系数：静摩擦系数 fs=0.2，动摩擦系数 fa=0.1；启动时为静摩擦力，启动后为动摩擦力，对于平行导轨 Ff 可以由下式求的：Ff = f ( G + FRn ) G 运动部件重力 720Kg； FRn 垂直于导轨的工作负载，此设计中为零； f导轨摩擦系数，取静摩擦系数为 0.2，动摩擦系数为 0.1。求得Ffs = 0.27209.8 =1411.2NFfs = 0.17209.8= 705.6NFf= Ffs+ Ffs=2116.8N上式中 Ffs 为静摩擦力，Ffa 为动摩擦力。（1）运输机所需要的功率为：P)(kWFvP 其中：F=2116.8N，V=0.4m/min 得)(14.01000604.08.2116kWP2）电动机的输出功率为：0P)(0kWpP电动机至鼓轮轴的传动装置总效率。取联轴器的传动效率，圆柱齿轮传动效率，轴承效率96. 0198. 02，丝杠的传动效率，电动机至鼓轮轴的传动装置总效率为：98. 0375. 04664. 057 . 098. 098. 09.903224332213）电动机所需功率为：第 3 章 总体计算与选择5kWPPw211. 0664. 014. 00因有轻微震动 ，电动机额定功率只需略大于即可，查机械设计手册mP0P表 19-1 选取电动机额定功率为 0.75kw。3.1.3 电动机转速的选择由于移舱总重为 720kg，移动的速度为 0.4m/min，取丝杠导程为 S=4mm则：丝杠转速为min/100/4min/4 . 0rrmmmnw展开式二级减速器推荐的传动比为：206i所以电动机实际转速的推荐值为：min/2000600rinnw符合这一范围的同步转速为 750、1000、1500r/min。综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性，选用同步转速 1000r/min 的电机。型号为 Y90S-6，满载转速，功率 0.75。min/910rnmkw3.2 分配传动比3.2.1 总传动比满载转速。故总传动比为：min/910rnm1 . 9100910nnwmi3.2.2 分配传动比考虑两级齿轮润滑问题，两级大齿轮应该有相近的浸油深度。则两级齿轮的高速级与低速级传动比的值取为 1.3，取213 . 1 ii 则：；5 . 31 . 93 . 13 . 11ii；6 . 25 . 31 . 912iii 3.3 传动装置的运动和动力参数计算3.3.1 各轴的转速镇江市高等专科学校毕业设计（论文）61 轴 ；min/9101rnnm2 轴 ；min/2605 . 3910112rinn3 轴 min/1006 . 2260223rinn丝杠 min/1003rnnw3.3.2 各轴的输入功率1 轴 ；kwPP743. 099. 075. 01012 轴 ；kwPP713. 098. 098. 0743. 032123 轴 ；kwPP685. 098. 098. 0713. 032233.3.3 各轴的输入转矩电机轴 ；mNnPT87.791075.0955095500001 轴 ；mNnPT8.7910743.0955095501112 轴 ；mNnPT19.26260713. 0955095502223 轴 ；mNnPT42.65100685.0955095503333.3.4 整理列表轴名功率kwP/转矩mNT/转速min)/( rn传动比电机轴0.757.87 9101 轴0.7437.80 9102 轴0.71326.19 2603.53 轴0.68565.42 1002.6第 4 章 减速装置设计7第 4 章 减速装置设计4.1 低速级齿轮的设计4.1.1 选精度等级、材料和齿数采用 7 级精度由表 6.1 选择小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质） ，硬度为 240HBS。选小齿轮齿数201Z大齿轮齿数取70205 . 3122ZiZ702Z4.1.2 按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即3211)(132. 2HEdttZuuTkd1） 确定公式各计算数值（1）试选载荷系数6 . 1tK（2）计算小齿轮传递的转矩mNT35.4782（3）小齿轮相对两支承非对称分布，选取齿宽系数8 . 0d（4）由表 6.3 查得材料的弹性影响系数2/18 .189 MPaZE（5）由图 6.14 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPaH6001lim大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH5502lim（6）由式 6.11 计算应力循环次数8111096. 2)283008(19106060hjLnN7821043. 914. 31096. 2N（7）由图 6.16 查得接触疲劳强度寿命系数 95. 01NZ98. 02NZ（8）计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为 1，安全系数为 S=1，由式 10-12 得镇江市高等专科学校毕业设计（论文）8MPaMPaSZHNH57060095. 01lim11MPaMPaSZHNH53955098. 02lim22（9）计算试算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值td1Hmmdt6 .27)5398 .189(5 . 35 . 48 . 0108 . 73 . 132. 23231计算圆周速度 vsmndvt/84. 06000009106 .2714. 310006011计算齿宽 bmmdbtd1 .226 .278 . 01计算齿宽与齿高之比 b/h模数mmZdmtnt38. 1206 .2711齿高11. 711. 3/1 .22/11. 338. 125. 225. 2hbmmmhnt计算载荷系数 K根据，7 级精度，查得动载荷系数smv/84. 005. 1VK假设，由表查得mmNbFKtA/100/0 . 1FHKK由于载荷中等振动，由表 5.2 查得使用系数2 . 1AK由表查得3 . 1HK查得28. 1FK故载荷系数638. 13 . 10 . 105. 12 . 1HHVAKKKKK（10）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式可得mmKKddtt81.293 . 1/638. 16 .27/3311（11）计算模数mmZdm49. 120/81.29/114.1.3 按齿根弯曲强度设计第 4 章 减速装置设计9弯曲强度的设计公式为32112FSFdnYYZKTm（1）确定公式内的计算数值由图 6.15 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE5001大齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE3802由图 6.16 查得弯曲疲劳寿命系数 9 . 01NZ92. 02NZ计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为 1，安全系数为 S=1.3，由式得MPaSZFENF2 .3463 . 15009 . 0111MPaSZFENF9 .2683 . 138092. 0222计算载荷系数613. 128. 10 . 105. 12 . 1FFVAKKKKK（2）查取齿形系数由表 6.4 查得8 . 21FaY27. 22FaY（3）查取应力校正系数 由表 6.4 查得55. 11SaY74. 12SaY（4）计算大小齿轮的，并比较FSaFaYY014689. 09 .26874. 127. 2012536. 02 .34655. 18 . 2222111FSaFaFSaFaYYYY 大齿轮的数据大（5）设计计算mmm28. 1014689. 0208 . 0108 . 7613. 12323对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，可取有弯曲强度算得的模数 1.28mm，圆整取标准值 m1.5mm镇江市高等专科学校毕业设计（论文）10并按接触强度算得的分度圆直径mmd81.291算出小齿轮齿数取205 . 1/81.29/11mdZ201Z大齿轮齿数取70205 . 3122ZiZ702Z4.1.4 几何尺寸计算（1）计算分度圆直径mmmZdmmmZd1055 . 170305 . 1202211（2）计算中心距 mmdda5 .672/ )10530(2/ )(21（3）计算齿宽宽度取mmdbd24308 . 01mmBmmB28;2412序号名称符号计算公式及参数选择1齿数Z20，702模数m1.5mm3分度圆直径21ddmmmm105,304齿顶高ahmm5 . 15齿根高fhmm875. 16全齿高hmm375. 37顶隙cmm375. 08齿顶圆直径21ddmmmm108,339齿根圆直径43ffddmmmm25.101,25.2610中心距amm5 .674.2 高速级齿轮的设计设计过程同 4.1，此处不再复述，经过计算得到结果如下表：（1）计算分度圆直径mmmZdmmmZd104252402202211（2）计算中心距 mmdda722/ )10440(2/ )(21第 4 章 减速装置设计11（3）计算齿宽宽度取 32mmmmdbd32408 . 01序号名称符号计算公式及参数选择1齿数Z20，522模数m2mm3分度圆直径21ddmmmm104,404齿顶高ahmm25齿根高fhmm5 . 26全齿高hmm5 . 47顶隙cmm5 . 08齿顶圆直径21ddmmmm108,449齿根圆直径43ffddmmmm 99,3510中心距amm724.3 减速器轴及轴承装置、键的设计4.3.1 轴 11）尺寸与结构设计计算（1）高速轴上的功率 P1,转速 n1 和转矩 T1，kwP743. 01min/9101rn mmNT8 . 71（2）初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料 45 钢，调质处理。根3PdCn据机械设计表 11.3，取，于是得：112C mmPC5 .10910743. 0112nd3322（3）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度该处开有键槽故轴径加大 510，且这是安装联轴器的直径，取 12mm。轴的结构设计：为了满足带轮的轴向定位，-轴段右端要有一轴肩，故取-段直径为 d-镇江市高等专科学校毕业设计（论文）12=14mm。初步选定滚动轴承，因轴承受径向力和轴向力，根据 d-=14mm，取用 6203型深沟球轴承，其尺寸为 dDT=15mm35mm12mm，则有 d-=d-=15mm，L=12mm，轴承中间处用轴肩定位，这段取直径 d-=18mm。右端轴承与齿轮之间应有一套同固定，-长应为：取套同长 12mm，则 L-=32mm。齿轮为齿轮轴此轴段长 L-=40mm。取轴承端盖总宽为 22mm，外端面与大带轮右端面间距离为 10mm，故取 L-=42mm。结合箱体结构，取 L-=76mm。（4）轴上零件的周向定位轴上零件的周向定位：联轴器与轴的周向定位均用平键联接。按 d-=12mm查得平键截面 bh=5mm5mm，键槽用铣刀加工，长 28mm，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配合为 H6/n5。2）强度校核计算（1）求作用在轴上的力已知高速级齿轮的分度圆直径为= ，根据机械设计 （轴的设计计算dmm30部分未作说明皆查此书）式(10-14)，则NFNtgFFNdTFantrt06 .613202 .1621costan2 .1621103091.86223NFp.61615（2）求轴上的载荷（详细过程以轴 2 为例，其他轴类似不一一复述）首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取a 值。对于 6203 型深沟球轴承，由手册中查得 a=12mm。因此，轴的支撑跨距为L1=72mm。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面 C 是轴的危险截面。先计算出截面 C 处的 MH、MV 及 M 的值列于下表。载荷水平面 H垂直面 V第 4 章 减速装置设计13支反力F，NFNH11431NFNH12622，NFNV22371NFNV15162C 截面弯矩 MmmNLFMNHH518532mmNMLFMaNVV780032总弯矩mmNMMMVH6646780051852222max扭矩mmNT 7800（3）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，轴的6 . 0计算应力MpaMpaWTMca61.28121 . 078006 . 0168646)(32222 镇江市高等专科学校毕业设计（论文）14已选定轴的材料为 45Cr，调质处理。由表 15-1 查得。因此70MPa1 -，故安全。1 -ca4.3.2 轴 2轴 2 的转速和功率转矩P2=0.713Kw，n2=260n/min，T2=26.19N.m设计过程同 6.1 轴 1，此处不再复述，经过设计计算得到轴 2 的结构尺寸如下图示：4.3.3 轴 3轴 3 上的功率 P3,转速 n3 和转矩 T3，kwP685. 03min/1003rn mmNT42.653设计过程同 6.1 轴 1，此处不再复述，经过设计计算得到轴 3 的结构尺寸如下图示：4.4 滚动轴承及键的校核4.4.1 轴 1（1）输入轴的轴承1）.按承载较大的滚动轴承选择其型号，因支承跨距不大，故采用两端固定式轴第 4 章 减速装置设计15承组合方式。轴承类型选为深沟球轴承，轴承的预期寿命取为：Lh29200h由上面的计算结果有轴承受的径向力为 Fr1=340.43N，轴向力为 Fa1=159.90N，2） 初步选择滚动轴承型号为 6203，其基本额定动载荷为 Cr=51.8KN，基本额定静载荷为 C0r=63.8KN。3） 径向当量动载荷NFFFNVNHr43.3406 .1871 .5432221211 NFFFNVNHr8 .20552 .6711 .19432222222动载荷为，查得，则有arrYFFP4 . 06 . 1YNPr012.39290.1596 . 143.3404 . 0 由 式 13-5 得 ahrrhLPCnL104 .53012.3925180096060106010631066 满足要求。（2）输入轴的键1）选择键联接的类型和尺寸联轴器处选用单圆头平键，尺寸为mmmmmmlhb28552)校核键联接的强度键、轴材料都是钢，由机械设计查得键联接的许用挤压力为 MPaP120键的工作长度 mmbll5 .25252821，合适 PPMPadlkT1 .63125 .2555 . 07800210213114.4.2 轴 2、轴 3轴 2、轴 3 校核过程同 4.4.1 轴 1，此处不再复述，经过强度及寿命满足要求。镇江市高等专科学校毕业设计（论文）16第 5 章 移动及支承装置设计17第 5 章 移动及支承装置设计5.1 丝杆螺母副的选择5.1.1 选择计算丝杠螺母副就是由丝杆、螺母和滚珠组成的一个机构。他的作用就是把旋转运动转和直线运动进行相互转换。设最大行程为 800mm，移动部件大概质量为 720Kg。表 5-1 丝杠螺母副支承支承方式简图特点一端固定一端自由结构简单，丝杆的压杆的稳定性和临界转速都较低设计时尽量使丝杆受拉伸。这种安装方式的承载能力小，轴向刚度底，仅仅适用于短丝杆。一端固定一端游动需保证螺母与两端支承同轴，故结构较复杂，工艺较困难，丝杆的轴向刚度与两端相同，压杆稳定性和临界转速比同长度的较高，丝杆有膨胀余地，这种安装方式一般用在丝杆较长，转速较高的场合，在受力较大时还得增加角接触球轴承的数量，转速不高时多用更经济的推力球轴承代替角接触球轴承。两端固定只有轴承无间隙，丝杆的轴向刚度为一端固定的四倍。一般情况下，丝杆不会受压，不存在压杆稳定问题，固有频率比一端固定要高。可以预拉伸，预拉伸后可减少丝杆自重的下垂和热膨胀的问题，结构和工艺都比较困难，这种装置适用于对刚度和位移精度要求较高的场合。（1）导程确定电机与丝杆通过联轴器连接，故其传动比 i=1, 选择电机 Y 系列异步电动机的最高转速cmkgfMrn.2 . 2min,/1500maxmax最大转矩，则丝杠的导程为取 Ph=4mmmmnVPH77. 5/maxmax（2）确定丝杆的等效转速基本公式 min)/(/rPVnh=镇江市高等专科学校毕业设计（论文）18最大进给速度是丝杆的转速 maxmax/30000/ 201500( / min)hnVPr最小进给速度是丝杆的转速minmin/1/ 200.05( / min)hnVPr丝杆的等效转速 min)/)(/()(212min1maxrtttntnnm+=式中取212tt =故min)/(03.1000)/()(212min1maxrtttntnnm=+=（3）确定丝杆的等效负载工作负载是指机床工作时，实际作用在滚珠丝杆上的轴向压力，他的数值用进给牵引力的实验公式计算。选定导轨为滑动导轨，取摩擦系数为 0.03，K 为颠覆力矩影响系数，一般取 1.11.5，本课题中取 1.3，则丝杆所受的力为NGFGGGGGFFGfKFFZx215522-)22(03. 03 . 122-)22(3y13323ymax=+=+=）（）（）（0min=F其等效载荷按下式计算（式中取21tt =，122nn=）NtntntnFtnFFm1494)(312211223min113max=+=（4）选择滚珠丝杆型号计算得出 Ca=Car=17.3KN,则 Coa=(23)Fm=（34.651.9）KN公称直径 Ph=6mm则选择 GD 型丝杠螺母副，丝杆的型号为 GD2004-3公称直径 d0=20mm 丝杆外径 d1=19.3mm 钢球直径 dw=2.381mm 丝杆底径d2=17.1mm 圈数=3 圈 Ca=11560N Coa=5243N 刚度 kc=347N/m5.1.2 校核计算（1）临界压缩负荷验证丝杆的支撑方式对丝杆的刚度影响很大，采用一端固定一端支撑的方式。临界压缩负荷按下列计算：NFKLEIfFcrmax20211e=式中 E-材料的弹性模量 E 钢=2.1X1011（N/m2）LO-最大受压长度（m）K1-安全系数，取 K1=1.3Fmax-最大轴向工作负荷（N）第 5 章 移动及支承装置设计19f1-丝杆支撑方式系数：f1=15.1I=丝杆最小截面惯性距（m4）442)2 . 1_(6464wodddI=式中 do-是丝杆公称直径（mm）dw-滚珠直径（mm） ，丝杆螺纹不封闭长度 Lu=工作台最大行程+螺母长度+两端余量Lu=300+148+20X2=488mm支撑距离 LO 应该大于丝杆螺纹部分长度 Lu，选取 LO=620mm代入上式计算得出 Fca=5.8X108N可见 FcaFmax，临界压缩负荷满足要求。（2）临界转速验证滚珠丝杠副高速运转时，需验算其是否会发生共振的最高转速crn，要求丝杠的最高转速： 22230KPAEILfnCZcr=式中：A-丝杆最小截面：A=24-6-222m10*9.210*3 .34414. 34=d2d-丝杠内径，单位mm；P-材料密度 p=7.85*103(Kg/m)cL-临界转速计算长度，单位为mm，本设计中该值为cL=148/2+300+(620-488)/2=440mm2K-安全系数，可取2K=0.8fZ-丝杠支承系数，双推-简支方式时取 18.9经过计算，得出crn= 6.3*104min/r，该值大于丝杠临界转速，所以满足要求。5.2 导轨副的选择5.2.1 静安全系数计算根据给定的工作载荷 Fz 和估算的 Wx 和 Wy 计算导轨的静安全系数 fSL=C0/P，式中：C0 为导轨的基本静额定载荷，kN；工作载荷 P=0.5(Fz+W)； fSL=1.03.0(一般运行状况)，3.05.0（运动时受冲击、振动） 。根据计算结果查有关资料初选