毕业设计基于Solidworks的减速器的虚拟设计

1、江西理工大学南昌校区毕业设计题 目：基于Solidworks的减速器的虚拟设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教 师的指导下进行的研究工作及取得的成果。 尽我所知，除文中特别加 以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研 究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体， 均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名： 日 期：指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交

2、毕业设计（论文）的印刷本和电 子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供 目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制 手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分 或全部内容。学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外， 本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有

3、关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。导师签名:日期： 年 月作者签名：日期：年月日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度优良中及格不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力优良中及格不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的

4、合理性优良中及格不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况优良中及格不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？优良中及格不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？优良中及格不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？优良中及格不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平优良中及格不及格建议成绩：优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“ V"）评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

5、优良中及格不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？优良中及格不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？优良中及格不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平优良中及格不及格建议成绩：优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“ V”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年 月 日江西理工大学2011届专科生毕业设计教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、

6、理解、表达情况优良中及格不及格3、学生答辩过程中的精神状态优良中及格不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？优良中及格不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？优良中及格不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？优良中及格不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平优良中及格不及格评定成绩：优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“ V"）教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年 月 日教学系意见：摘要在现代制造业中，研究开发以产

7、品设计为目标，全过程综合应用CAD及相关一体化集成技术已成为必然趋势，这种趋势有利于提高产品的设计水平， 并且缩 短科研和新产品开发周期，大幅度提高劳动生产率。而减速器作为一种重要的动 力传递装置，CAD技术被更广泛的应用到减速器设计中去。本文完成了减速器的机械设计后，利用 Solidworks软件的有关命令完成一 个一级圆柱齿轮减速器的三维模型及齿轮、轴、箱体等各个零件的三维建模，通 过各个零件之间的配合关系加以约束，将各个零件模型装配起来，标准零件由 Toolbox导入，装配到减速器实体中去，完成装配体，并利用该软件生成二维工 程图，用干涉对零件各个部分进行检查，通过修改配合约束或者尺寸大

8、小，消除零件之间的干涉情况，通过 Solidworks 软件插件Cosmosmotion的仿真运动功 能，检查、优化设计方案，观察齿轮的啮合情况，并在最后输出齿轮啮合的动画。 实现了减速器的运动仿真，完成了减速器在计算机上的虚拟设计。关键词：SolidWorks ;减速器；三维建模；仿真ABSTRACTIn moder n manu facturi ng in dustry, product desig n is the objective of research and developme nt,the comprehe nsive applicati on of the whole pro

9、cess of in tegrati on of CAD and related in tegrated tech no logy have become an in evitable trend, which is con ducive to rais ing the level of product desig n, and to reduce con sumpti on, and new products developme nt cycle, substa ntial in crease in labor productivity. The reducer is an importa

10、nt driv ing force tran smissi on device, therefore, CAD tech no logy has bee n applied to a wider range of gearbox desig n.The paper completed the mecha ni cal desig n of the gearbox, used SolidWorks software to complete the three-dime nsio nal model of gearbox and gear, shaft, tank and other parts

11、of the threed imensional modeling, related the various parts and comp onents to the assembly model byc on stra in t, imported the sta ndard comp onents from the Toolbox, assembled the reducer en tities to complete the assembly and used the software to gen erate two-dime nsional engin eeri ng draw in

12、 gs, parts used to in terfere in various parts of the in specti on, by modify ing the size con stra ints or elim in at ing in terfere nee betwee n the parts through SolidWorks Simulatio n software plug-i n motor function Cosmosmotio n to check and optimize the desig n, observed the mating gear and t

13、he meshing gears in the final output of the animation. The realizati on of the motio n simulati on of the gearbox was completed based on the computer virtual desig n.Keywords: SolidWorks ； gearbox； three-dimensional modeling； Simulation第一章引言11.1减速器的概述11.2计算机辅助设计（CAD）技术发展及应用 21. 3课题的内容及解决方案 31.4各个章节的

14、安排4第二章 减速器设计52.1传动方案的选定52.2电动机的选择52.3计算总传动比及分配各级的传动比62.4运动参数及动力参数的计算 72.5传动零件的设计计算 82.6轴的设计计算及轴承的选择与校核 132.7键联接的选择及计算 212.8减速器箱体、箱盖及附件的设计计算 222.9润滑及其密封242.10设计小结24第三章 基于SolidWorks 的三维建模 253.1 SolidWorks 软件介绍253. 1.1对齿轮、轴及小齿轮轴的三维建模 253. 1.2对箱体、箱盖的三维建模 303. 1.3 对轴承的三维建模 373.1.4对端盖、油标尺、观察盖及通气器的三维建模 39第

15、四章减速器的装配和仿真424.1减速器的装配424.1.1轴承的装配424.1.2小齿轮轴的装配 424.1.3齿轴轴的装配 434.1.4齿轮轴和箱体的装配444.1.5箱盖、端盖、观察盖等的装配,444.1.6M6、M8螺钉的装配454.1.7销、螺栓、起盖螺钉的装配 464.2减速器干涉检查 474.3Cosmosmotion 插件介绍484.3.1Cosmosmotion 运动仿真49参考文献51附录52江西理工大学2011届专科生毕业设计第一章引言1.1减速器的概述减速器原理减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置。此外，减 速器也是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马

16、达的问转数减速到所 要的回转数，并得到较大转矩的机构。降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按 电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。减速器的作用减速器的作用就是减速增矩，这个功能完全靠齿轮与齿轮之间 的啮合完成，比较容易理解。减速器的种类很多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减 速器以及它们互相组合起来的减速器；按照传动的级数可分为单级和多级减速器 按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥一圆柱齿轮减速器 按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。(1) 蜗轮蜗杆减速器的土要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比， 输人轴和输出轴不在同一

17、轴线上， 也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动 效率不咼，精度不咼。(2) 谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动 力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件 相比较差。输入转速不能太高。(3) 行星齿轮减速器行星减速器一般用于在有限的空间里需要较高的转矩时， 即小体积大转矩，而且它的可靠性和寿命都比正齿轮减速器要好。(4) 展开式两级圆柱齿轮减速器展开式两级圆柱齿轮减速器是两级减速器中 最简单、应用最广泛的一种。(5) 两级圆锥-圆柱齿轮减速器单级圆锥齿轮减速器及两级圆锥 -圆柱齿轮减 速器用于需要输人轴与输出轴成 90D配置的传动中。

18、(6) 同轴式两级圆柱减速器同轴式两级圆柱减速器的径向尺寸紧凑，但径向尺寸较大。减速器的种类繁多，如今应用于各个领域，总体的发展趋势如下： 高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。 积木式组合设计。基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互 换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。 型式多样化，变型设计多。摆脱了传统的单一的底座安装方式， 增添了空 心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同 型式，扩大使用范围。齿轮减速器应用范围广泛，例如，内平动齿轮传动与定轴齿轮传动

19、和行星齿 轮传动相比具有许多优点，能够适用于机械、冶金、矿山、建筑、轻工、国防等 众多领域的大功率、大传动比场合，能够完全取代这些领域中的圆柱齿轮传动和 蜗轮蜗杆传动，因此，内平动齿轮减速器有广泛的应用前景。1.2计算机辅助设计（CAD）技术发展及应用计算机辅助设计（CAD short for Computer Assisted Design）始于五十年代末期，至今已经有四十年的历史。从七十年代以来，CAE产品逐渐成熟，纷纷作为商品进入市场。由于 CAD在产品设计以及工业与产品的竞争中起越来越重 要的作为，因而是目前计算机应用中最活跃的领域。CAD技术的发展与应用已经使设计过程发生了革命性的变

20、化，它为设计者提供了更有效的分析、优化、仿真以及绘图手段，成倍地提高了设计效率和设计质 量。目前，CAD技术已广泛应用于机械、电子、航空航天、建筑、造船、轻工、 纺织等部门的工业设计与产品设计中，从中机械、造船、轻工、纺织等部门的工 业设计与产品设计中，其中机械、造船、汽车等行业CAD普及率为20%，电子行业CAD普及率为80%，并取得了显著的技术经济效率。CAD技术作为产品发展和设计的重要手段已在机械工业中得到越来越广泛 的应用。在美国、日本及欧洲等发达国家中、机械CAD技术主要是把人们从丁字尺中解放出来，同时也可利用 CAD技术解决众多繁琐的设计和分析计算。因 而机械CAD系统已逐渐成为图

21、形系统为基础，以数据库为核心，以工具系统为支 撑和以计算机为应用的集成化系统。同发达国家相比我国的CAD技术起步较晚，70年代末期和80年代初期，在CAD/CAM方面才有了较大的发展。但作为一个 发展中国家，我国的机械设计水平和质量远远赶不上西方发达国家，大多数工厂还停留在手工计算和手工绘图工作，使设计人员不能投入到创造性工作的集成化 的机械CADS统。因此,通过引进小花国外先进的 CAD/CAM技术，并且立足于国 内研究开发集成化的CAD/CAM系统，将成为国内机械行业推广应用 CAD/CAM技 术的发展放向。计算机辅助设计（CAD,利用计算机强大的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助设计人

22、员进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果的技术。计算机辅助设计技术的发展与计算机软硬件技术的发展与工程设计 方法的革新密切相关。计算机辅助设计是利用计算机的快速、准确、灵活的运算能力，以及它的逻 辑判断功能，帮助人们：在设计中少出错误；形成概念设计，进行分析和证明；进 行思考，选择最佳方案：进行创造性的活动。计算机图形的输入、生成、显示、 修改和输出是计算机辅助设计中最突出的特点和最重要的功能。它极大地改变了设计工作的环境和方式，设计者不仅可以用他们最熟悉的图形方式表达设计思 想，而且可以通过交互式图形使用软件和各种图形输入输出设备，随意地插入、 删除、移动、拼装图形，进行

23、旋转、裁剪、缩放、消除隐线等图形处理。CAD技术被越来越多的应用到各类机械设计，见到成效。齿轮减速器也是CAD 注重的对象之一，如此提高了设计的质量和速度，降低了减速器的制造成本，降 低设计劳动，适合减速器的研究和更新设计。1.3课题的内容及解决方案毕业设计主要完成以虚拟设计中的特征建模技术为核心，以SolidWorks为三维设计平台，实现一级圆柱齿轮减速器的虚拟设计，并通过基于特征建模的虚 拟设计和高效虚拟装配实现减速器的虚拟仿真。解决方案：（1）设计一级减速器，完成电动机的选择，传动装置运动学动力学计算， 传动零件计算、轴、轴承、键的校核计算，联轴器选择。（2）SolidWorks软件设计

24、部分I .零件三维建模 轴的设计：利用插入中旋转命令设计轴，建立基准面。用切除拉伸铣出键 槽，然后对轴倒圆角和倒角。 箱体设计：通过利用拉伸、抽壳、拉伸切除和镜像的方法构造箱体以及窥 视窗，之后进行钻孔。 齿轮设计：利用geartrax自动生成齿轮对。 标准件设计：从SolidWorks中的toolbox中导入标准件。 非标准件设计：利用拉伸和拉伸切除命令构造端盖等。U、将各个模块装配，并检查干涉情况。利用配合关系约束装配零件，之 后进行干涉检查，修改尺寸或配合以消除干涉。川、利用Cosmosmotion实现齿轮的仿真，插入模拟马达，选择旋转方向 和速度，观察齿轮的啮合情况，最后导出齿轮运动的

25、动画。1.4各个章节的安排为了符合设计流程，章节主要分为四部分：前言、机械设计、Solidworks建模、装配和仿真、总结和展望。前言主要介绍计算机辅助设计，减速器的介绍, 以及课题要求内容。机械设计主要围绕机械说明书，从设计要求到尺寸的计算， 零件的选定校核都包含在内。SolidWorks建模：利用该软件及插件对各个零件的建模 方法步骤上介绍，详述建模过程，并且插入各个零件三维图。装配和仿真：主要 介绍装配的过程，以及消除干涉，cosmosmotion软件介绍，和运用插件运动仿 真，直至最后出数据图和仿真动画的过程。61第二章减速器设计2.1传动方案的拟定设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿

26、轮减速器，如图2.11. 工作条件：使用年限10年，工作为1班制，载荷平稳，单向传动，室内工作。D=220mm2.2电动机的选择1. 电动机类型选择：丫系列三相异步电动机。(1)传动装置总效率n总，(20=0.96 x 0.982 x 0.97 x 0.99 x 0.96 = 0.S5式中，n轴承 V带轮效率，n联轴器 齿轮效率，n滚筒 滚筒效 率。2. 电动机功率选择：1500x11000 0&=L94KW式中，Pd电动机所需工作效率60x1000x r3. 确定电动机转速：60x1000x1.1= 955 7： nun x220式中，n滚筒一滚筒转速。根据【1】P69表2-5中提供

27、的合理的传动比范围，取 V带传动比1=24, 一级圆柱齿轮传动比lc=36,则合理传动比i=624,故电动机转速的可选范 围为 nd=i*n 滚筒=5732292 r/min。4. 确定电动机型号符合这一范围的同步转速有 750r/min , 1000r/min , 1500r/min。则由【1】P171表2.11查出三种适合的电动机型号。表1.1电动机选择万案电动机型号额定功率电动机转速1Y100L2-42.214302Y112M-62.29403Y132S-82.2710综合考虑电动机的转速、价格等，2、3方案的转速低，价格较高，故选取Z方1。2.3计算总传动比及分配各级的传动比1. 总传

28、动比计算=143%5.5= 14.97(2-4)式中，i总总传动比， n电动机 电动机转速。2. 分配各级传动比齿轮传动比i齿轮，V带轮传动比i带，取i齿轮=4,（2-5）2.4运动参数及动力参数计算1. 计算各轴转速旳动机=1430 7； min幷口 =竹 1 =143°】=382.4 厂 min/ * *f 3. /马Jn 如/ = 95.5 r min* 42. 计算各轴功率R = P、= 1.94KW=2?=L94x 0.96 = 1.86KWjP =轮=186 < 0.98 x0.96 = 1.75KW3. 计算各轴扭矩9550x7?9550x10001.941430

29、=129563* ?rrm(2-6)9550 xl 000 x 1.86382,4= 46451Ar*w9550x1000 L?595.5=175000AF* mm2.5传动零件的设计计算2.5.1皮带轮传动的设计计算1.确定计算功率由【2】P137表7-4查得K= 1.2= A：/x7?i=1.2xL86 = 2+323 ATT(2-7)式中，Pca计算功率。2. 确定V带截型根据Pca及"查【2】P137图7-11确定用Z型带。3. 确定带轮基准直径（1）查【2】P138表7-5取小带轮直径dd1=75mm 1（2）验算带速v茨 x 岛 x 炕 x75x 1430, ” =5 6

30、 "丿$60x100060 x 1000（2-8）（3）计算大带轮直径dd2心x(1-e)=3.73x 75x0.9S = 274.2/7/7/(2-9)查【2】表 7-5 dd2=280mm实际传动比/ =|么=匚$°= 3.81心 x（1y）75x0.98传动比误差(2-10)3.81-37373(2-11)3.确定带长及中心距(1)初取中心距a67仏+心)W勺W 2仏+血)248. 5W 砌 W710取 z7o=5OOnmi(2)确定带长Ld式中，Ldo初选带长。查【2】P127 表7-2 取Ld= 1600mm(3)计算实际中心距5.验算包角a11=180°

31、;6.确定V带的根数查【3】表14.1-13&=0.91，查【3】表 14.1-15 K 1=1.16，查R=0.35 R=0.03。0.38x0.94 1.167.确定初拉力F0(2-12>(213)(2-14)(2-15>(2-16)表 14.1-17b取z二6根(2-17)8.计算带轮轴所受压力Q= 2x6 59.3 x sin156,9°(2-18)2.5.2齿轮传动的设计计算1 选择齿轮的材料及精度等级设计的齿轮传动是闭式传动，通常采用软齿面。(1) 小齿轮45钢调质，齿面平均硬度260HBS。(2) 大齿轮45钢正火，齿面平均硬度200HBS。精度等级

32、：运输机是一般机器，速度不高，故选 8级精度，初选v =2m/ s2. 参数选择(1) 小齿轮齿数Z1=22，大齿轮齿数乙=i*Z 1=88，齿轮传动比u=4。(2) 计算传动误差 i = 0%o(3) 查【2】P75表5-13取?d=1 (对称布置)。3. 计算小齿轮转矩心畑呱0竹器*讣如(2-19中，PI轴功率4.确定载荷系数K(1)使用系数Ka查【2】P66 表 5-11。Ka =1 A(2)动载系数K100 100(2<0>查【2】P66 图 5-10(a) Ka=1.05(3)齿向载荷分布系数k B查【2】P68 图5-13 取。KB =1.29(4)齿间载荷分配系数Ka

33、= 1.88-3.2)12= 1.70查【2】P69 图 5-15 取 Ka=1.22。(5)载荷系数K=1x1.05 1.29x122 = 1655. 按齿面接触疲劳强度设计(1)求许用接触应力c H查【2】P76图5-23取接触疲劳极限c H im1 =700MPa,c Hm2 = 560MPa,查【2】P77表5-15取安全系S H im仁S H im2=1。空冬竺2斗眼仍7% 1(2-23)% S= 683,2.11(2)弹性系数查【2】P71表5-12取Z E =189.8、2?为(3)(4)节点区域系数查【2】P71图5-18取。Z H = 2.5重合度系数Z&4-1.70

34、= 0.S83(2-24)(5)所需小齿轮直径di(2-25)= 41.51ww(6)验算圆周速度(2-26)n x41.51x382.4 n_.60 1000=0.S3 < 2w/ j601000修正小齿轮直径旦严22 5100 100查【2】P66 图 5-10( a) 取K v ' =1.021 卄.1.05=41.1 If/ft! 2<7)(2-28)查【2】P56表5-3取m = 2 mm(2) 分度圆直径dx = /hx -11- 44/m(3)中心距a(2-29)(4)确定齿宽(4)确定齿宽bi b2(2-30)b-仞/ |= 1x44 = 44zw/乌=50

35、抑抑，、= Wmm8. 齿根弯曲疲劳强度校核(1)求许用弯曲应力c F查【2】P79图5-26取寿命系数Yni=YN2=1,查【2】P78图5-25取弯曲疲劳极 限 c Flim仁290 MPa c Flim2 =220MPq 查【2】P79 图5-27 取尺寸系数 Y xi =Y<2 =1 , 查【2】P77 表5-15 取安全系数 S F limi =SF limi =1.5。(2-31)Fvrv = 293.3JJT>7(2) 齿型系数 丫 Fa1 Y Fa2 查【2】P73 图5-21 取丫 Fa1=2.75 , 丫 Fa2 =2.75。(3) 应力修正系数丫 Sa1, 丫

36、 Sa2 ,查【2】P74图5-22取，丫 Sa1 =1.57 , 丫 Sa2 =1.78.(4) 重合度系数丫£J；-0J25+ -O.25+-0 69f£_L70(5)校核齿根弯曲疲劳强度c F(233)ix1=117.9x=107.4J/P2.75x1.57故弯曲强度足够2.6轴的设计计算2.6.1从动轴设计1. 选择轴的材料确定许用应力轴的材料为45钢，调制处理，查【2】P165表9-1 o抗拉强度极限(T b =MPa抗拉屈服极限(T s = 650 MPa,弯曲疲劳极限b c-1 b =60 MPa2. 按扭转强度估算轴的最小直径一级齿轮减速器的低速轴为转轴，从

37、结构上考虑，输出端轴径应最小，最小轴径为查【2】P170表9-2取C=11arf>118x 和.75/95(2-34)考虑键槽影响以及联轴器孔径系列标准，取 d=32mm3. 齿轮上作用力计算p 7电7=9.55xl0fl-=9.55x|10s= 175*wn 195.5巧=2% = 2 x 1 了 刃°%76 = 19盘6站(2-35)/； = /；taii20° = 723.8Ar(2-36)式中，T 齿轮作用力，Ft圆周力，Fr径向力4. 轴的结构设计(1) 联轴器的选择可采用弹性圆柱销联轴器，查【1】P130表2-83，取型号为HL2联轴器：32X82GB50

38、14-85(2) 确定轴上零件的位置与固定方式在一级减速器中，将齿轮置于箱体中央，轴承对称分布，轴外伸端安装联轴 器，齿轮靠轴肩和套筒实现轴向定位，靠平键以及过盈配合实现周向固定， 轴靠 轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合实现轴向和周向定位。(3) 确定各段轴的直径估算轴d = 30m作为外伸端直径与联轴器相配。联轴器靠轴肩实现轴向1 d定位，第二段直径取d 2=35mm d 3应大于d 2，取d 3=40mnp为了便于齿轮装 卸和齿轮配合处轴径d 4应大于d 3,取d 4 = 50mm齿轮用套筒和轴肩定位， 轴肩直径d 5 =60mm。满足另一侧轴承的安装要求，根据选定轴承的型号

39、，设置 阶梯轴d6= 45mm，两侧轴承相同。(4) 选择轴承型号查【1】P111表2-58初选深沟球轴承，代号为6208,查得轴承宽度为B=18mm 安装尺寸为D=40mr则d 7 =40mm。(5) 确定轴各段直径和长度I 段：d 1 = 32 mm 长度为。L1 = 50mm。U段：d 2 =35mm考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm取L2 = 60mm。川段：d 3 =40mm L3 = 40mm。W段：考虑齿轮段长度应比轮毂宽度小，L4 = 42mmV段：d5 = 60mm 取L 5 = 10mmW段：阶梯轴段，考虑到箱体的距离，取 L6 =

40、10mm。%段：安装轴承，初选6208, B=18mm则L 7 =18mm。算得轴承支撑跨距L=120mm(6) 按弯矩复合强度计算1) .求分度圆直径：d2= 176mm2) .求转矩：Tw=175N ?M3) .求圆周力：2x175 1 了6 = L99 AT4).求径向力:F严 片 tana = 1.99x tan 20° = 0. TLKN5) .绘制轴受力简图如图2.2 a6) .轴承支反力：巴f = Fg$ =匚人= O.36A：V<=5： =1,9/2=045A：v 两边对称，截面C的弯矩对称。截面C在垂直面弯矩为Afc 幺= 0.36x12X2 = 21Z MV

41、截面C在水平面的弯矩弧 二&乡上 0.995x120-2 = 59.7川 ni7) .绘垂直面弯矩图如图2.2 b,水平面弯矩图如图2.2 c。8) .绘制合弯矩图如图2.2 d 。丁 9550x1000x1.7595.510) .绘制当量弯矩图如图2.2 f 。取a = 0.2，截面C处的当量弯矩：Mec=+)= J(6左49工 +(62x175)') = 725V* 初11) .校核危险截面C的强度(2-37)(2-38)(2-40)(2-4Dq = 72.5/0.1 = 72.5x100/ 1乂40严 113J丹 <6丄=60個 该轴强度足够(e>2.6.2主

42、动轴的设计1. 选择轴的材料确定许用应力轴的材料为45钢，调制处理，查【2】P165表9-1a b = 650 MPa , a s = 360 MPa, a -1 b = 60MPa。2. 按扭转强度估算轴的最小直径一级齿轮减速器的高速轴，输入轴与皮带轮相连，从结构上考虑，最小轴径为查【2】P170表9-2取C=11&>118x.156/3824 = 19.9ww 蛙 20加加考虑键槽影响以及联轴器孔径系列标准，取 d = 20mm。3. 齿轮作用力计算齿轮所受的转矩：Z=9.55xl06= 9.55 >106- = 4645h382.4“沁4%652.8-V2： = A

43、tan 20°= 192.LV式中，T 齿轮作用力，Ft 圆周力，Fr径向力4. 轴的结构设计（1）确定轴上零件的位置与固定方式齿轮安置在箱体中央，轴承对称布置 在齿轮两边，两端轴承靠套筒和轴肩实现轴向定位， 轴通过两端端盖实现轴向定 位。（2）确定各段轴直径将d = 20 mm作为外伸端直径d主i=20mm第二段取d主2=23mm, d主3>d主2 ,该 段为轴承内径，小齿轮右侧设置阶梯轴， d主4=36mm， d主5=30mn$，第六段安装 轴承，则与第三段直径相同。（3）选择轴承型号查【1】P111表2-58初选深沟球轴承，代号为6205,查 得轴承宽度为B=15mm安装

44、尺寸为D=52mnnWd主3=d±6=25mm。（4）确定轴各段直径和长度。I段：d主1 = 20mm长度为L主仁50mm。U段：d主2= 23mm,考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一 定距离。取套筒长为20mm取L主2=60mm。川段：d 主2=25mm L主3 34mmW段：小齿轮宽L主4= 50mm。V段：d主5=36mm 取。L主5 = 10mm段：阶梯轴段，考虑到箱体的距离，取 L主6= 10mm。%段：安装轴承，初选6205, B=15mm则L主7=15mm算得轴承支撑跨距L=120mm（5 ）按弯矩复合强度计算1）.求分度圆直径：d 1 = 44mm2）.

45、求圆周力：Tn =46.5 N ?m3）.求径向力：Ft = = 2 < 46.5 44 = 2.11XVF严 片tana =211x tan20° = 0.76QF赵=尸證=耳人=二二=1.O55£V/f .Arii两边对称，截面C的弯矩对称。4) .截面C在垂直面弯矩为% 二兀038x120-2 = 22.8715) .截面C在水平面的弯矩：%4 = 1.055x120 + 2 = 633Ar* mf6).合弯矩：Afc = Af+Jfc；V =(22,8:+6332),/: =612NmT -9550x1000x1.86* 尸= 46.53 w 382.47).

46、截面C处的当量弯矩：取 a = 0.2Mee =) = V(67-22+(0,2x46.5)2) = 673.V* 防<7, = 67.8 0.1 =67.8 1009n 1= 43.4JJ7 < cr. = 601/?该轴强度足够2.6.3滚动轴承的校核计算一、从动轴轴承1. 轴承预计寿命Z； = 10x300x8 = 24000A<-12；2. 初选轴承的型号6208查【1】P111表2-58初选深沟球轴承，查得轴承宽度为 B=18mm安 装尺寸为D=40mm基本额定动载荷C = 22.8 KN，基本静载荷，C0 r= 15.8 KN 极限转速10000r/min。F R

47、 1 =F R 2= 1058 N已知：n w = 95.5r min，两轴承径向反力:轴承内部轴向：T 厶=063石.(2-43): F亍 F= 0百3 仏=666.54. V,丁斥+巧二：巧"任取一端为压紧端。片二心=666.543r F鸟=F、= 666.,4/V3. 求系数x,yF% =666.54/1058 = 0,63(2-44)'/匸=666.54/1058 = 0.63查【2】P194 表 10-4 取e = 0.68。心h =1 . n = oF.lF<e X2 =1 ?2=04. 计算当量载荷P 1、P2查【2】P195表10-5传动装置取fp=1.

48、5。A = 心 +Ji )=L5x<lxl058 + 0)=1587.V(2-45)今厶山行 4- l=L5x(|xl058 + 0)=1587.V5. 轴承寿命计算、：此二巴 te=1587.V 深沟球轴承£ =3./. Lh = 106l/C / 尸f / 60/(2-46)=106 (1 22SOO 1587)5 60 955 = 517510 > 24000A预期寿命足够。二、主动轴轴承1. 轴承预计寿命L h ' =10X 300X 8 = 24000 h2. 初选轴承的型号6205查【1】P111表2-58初选深沟球轴承，查得轴承宽度为 B=15mm安

49、 装尺寸为D=52mm基本额定动载荷C r =14.2KN，基本静载荷，Co r =10.2 KN 极限转速14000r/min。已知：n = 382.4 r min ,两轴承径向反力：。n F R1 = F R 2=1121 N轴承内部轴向力：'/ 7 = 0-637；花=063/ = 7062: F屮J = F氐巧"任取一端为压紧端。匚=F十 706.2¥F人=706.2X3.求系数x,y尸 =706,2/1121=0,63= 706.2/1121 = 0.63查【2】P194 表 10-4 取e = 0.68。FJF耳"n = l . h = 0巧7

50、抵“巧"丁2 =°4. 计算当量载荷P 1、P2查【2】P195表10-5传动装置取fp=1.5。竝=乙生 +?)=1.5x(lxll21+0)=168L5u¥% 二£(马心 + .J)= 1.5x(lx 1121 + 0)= 1681.5AF5. 轴承寿命计T百=尺 故卢=】6815-帖 深沟球轴承占=3仁叭/©/可"= 106x(lx 14200 1681.5)3 ' 60 '3824 = 26248方 > 24000预期寿命足够2.7键联接的选择和校核计算2.7.1 选定键查【1】P105表2-54取：1.

51、高速轴和V带轮联接键为：键8X28 GB1096-79,2. 大齿轮与轴联接的键为：键10X32 GB1096-79,3.轴与联轴器的键为：键 8X36GB1096-792.7.2键的强度校核I .大齿轮与轴上的键：10X32 GB1096-79b x h =10X 8, L =32 mm,贝此 s =L-b = 32 -10 = 22 mm1).圆周力：2).挤压强度:=79.54 < 125-1503=応(2-47)挤压强度足够。3).剪切强度：r =込=63.63 < 20AfPa = rl bLsL J挤压强度足够,键10X32 GB1096-79符合要求。II .高速轴和

52、V带轮联接键为：键8X28 GB1096-79。b x h = 8 x 7, L =28 mm,则 L s =L - b=2& 10 =18 mm。1).圆周力：2).挤压强度:a =- = 73.73 < 125 -1 SOA/Pa = la挤压强度足够。3).剪切强度：r = 64.52 < 12037? = rbLs挤压强度足够,键8X28 GB1096-79符合要求。IH .轴与联轴器的键为：键8X36 GB1096-79。bx h = 8 x 7, L = 36 mm,贝 U L s = L- b = 36 -10= 26mm1).圆周力：2).挤压强度:2其15

53、00= 10937-5JV= 120<125-150J=挤压强度足够3).剪切强度：r = = 105.2<1 lOA/Pa = r 如1挤压强度足够,键8X36 GB1096-79符合要求。2.8减速器箱体、箱盖及附件的设计计算本文的一级圆柱齿轮减速器附件的使用如下：通孔器：在室内使用，选用通气器，采用 M2 x 1.25油面指示器 油标尺：M12。起吊装置：采用箱盖吊耳、箱座吊耳。放油螺塞：M 20X 1.5。查【1】P89表2-37选择适当型号：起盖螺钉型号：GB/T5780 M16X1.5X100材料Q235高速轴轴承盖螺钉：GB5783-86 M8X25材料Q235低速轴轴承盖螺钉：GB5783-86 M8X25材料Q235螺栓：GB5783- 86 M12X25 材料 Q235观察盖螺钉