毕业设计行李包裹检验传输带减速器的实体设计与零件数控编程

1、 题 目：行李包裹检验传输带减速器的实体设计与零件数控编程 湖南人文科技学院本科毕业设计诚信声明行李包裹检验传输带减速器的实体设计与零件数控编程摘要：行李包裹检验传输带减速器主要是设计减速器的组成与各零件的计算。减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以

2、见到减速机的应用，且在工业应用上，减速器具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途。减速器的种类繁多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器；按照传动级数不同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。关键词：减速器 齿轮 传动力Luggage and parcel inspection transmission with a solid desig

3、n and NC programming of reducer摘要：减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速器具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降

4、低转速，增加转矩。它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途。减速器的种类繁多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器；按照传动级数不同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。Abstract:Baggage package inspection conveyor belt reducer reducer was the composition and calculation of various parts. reducer is a dynamic commun

5、ication mechanism, the gear speed converter, the number of rotations of the motor speed to rotation number, and have greater torque mechanism. In the currently used to transfer power and movement mechanism, reducer a wide range of applications. Traces of it can be seen in almost all kinds of mechani

6、cal transmission system, from the ship, transport vehicles, locomotives, heavy machine building, processing equipment and automated production equipment used in industrial machinery, household appliances, daily life and so on. The clock application of power transmission from the work, to small load,

7、 the precise angle transmission can meet the application of speed reducer, and in industrial applications, reducer has to slow down and increase torque function. So it is widely used in the speed and torque conversion equipment. The reducer is a kind of relatively sophisticated machinery, use it for

8、 the purpose of reducing speed, increase the torque. Its variety, different models, different types have different uses. There are many types of reducer, according to transmission type can be divided into gear reducer, worm reducer and planetary gear reducer; according to transmission series can be

9、divided into single level and multi-level reducer; according to the gear shape can be divided into cylindrical gear reducer, bevel gear reducer and cone - cylindrical gear reducer; according to the arrangement the form of transmission can be divided into expansion, split and coaxial reducer.关键词：减速器

10、齿轮 传动力Keywords: Retarder Gear The driving force目 录第1章 绪论31.1本选题的理论、实际意义31.1.1目的41.1.2意义41.2变速器的发展趋势41.3 减速器的现状41.3.1国外减速器现状41.3.2 国内减速器现状51.4减速器的生活生产应用和需求61.5研究内容6第2章 减速器的结构介绍72.1概念82.2分类82.2.1 减速器的分类82.2.2齿轮减速器的分类及特点82.2.3一级减速器的结构和组成9第3章 方案分析123.1 传动方案的分析和拟定123.2电动机的选择123.2.1电动机转速选择133.3.2 确定电动机型号1

11、33.3.3 计算总传动比及分配各级的传动比13第4章 传动零件的设计计算144.1皮带轮传动的设计计算144.2齿轮传动的设计计算15第5章 轴的设计计算195.1 输入轴的设计计算195.1.1按扭矩初算轴径195.1.2轴的结构设计195.2 输出轴的设计计算225.2.1 按扭矩初算轴径225.2.2轴的结构设计22第6章 滚动轴承的选择及校核计算246.1 计算输入轴承246.2 计算输出轴承25致谢27参考文献281.1本选题的理论、实际意义减速器是一种独立传动部件，在原动机和工作机构或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，具有效率高、寿命长、维护简便等特点，因此在现代机械中应用

12、极为广泛。但传统的开发设计方法只能在试制产品出来后才能进行实体试装配，发现设计缺陷再进行修改，这就造成设计成本增加，开发周期延长，不能很好适应市场需求。软件是世界上一流的集成化软件，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。针对用户的虚拟产品设计和工艺设计需求，提供经过实践验证的解决方案。软件被当今许多世界领先的制造商用来从事概念设计、工业设计、详细的机械设计以及工程仿真和数控加工等。运用软件，能够数字化地创建和获得减速箱的三维产品定义（数模），进而进行虚拟装配和生产，并可模拟真实齿轮传动装置运动过程，进行运动干涉检验和结构分析，及早发现设计中的不足和缺陷，这样可极大地提高设计效

13、率，也可为进一步优化设计减速箱提供依据。本课题来源于工业实际生产，通过对本课题的研究，可以培养学生的思维能力、实际动手操作能力，从而提高本专业学生应该具备的设计能力，让学生提前接触到今后工作中要面临的问题，为学生以后走向社会从事设计工作能奠定一定的基础。1.3.1国外减速器现状 减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处 于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。日本住友

14、重工研制的FA型高精度减速器，美国Alan-Newton公司研制的X-Y式减速器，在传动原理和结构上与此类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例，减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。 1.3.2 国内减速器现状 国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，

15、但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用 寿命不长。国内使用的大型减速器（500kw以上），多从国外（如丹麦、德国等）进口，花去不少的外汇。60年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大，体积小、机械效率高等优点。但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体 积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。90年代初期，国内出现的三环（齿轮）减速器，是一种外平

16、动齿轮传动的减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大。它的体积和重量都比定轴齿 轮减速器轻，结构简单，效率亦高。由于该减速器的三轴平行结构，故使功率/体积（或重量）比值仍小。且其输入轴与输出轴不在同一轴线上，这在使用上有许多不便。北京理工大学研制成功的“内平动 齿轮减速器”不仅具有三环减速器的优点外，还有着大的功率/重量（或体积）比值，以及输入轴和输出轴在同一轴线上的优点，处于国内领先地位。国内有少数高等学校和厂矿企业对平动齿轮传动中的某 些原理做些研究工作，发表过一些研究论文，在利用摆线齿轮作平动减速器开展了一些工作。 当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿

17、命长、高水平、高性能、积木式组合设计、型式多样化，变型设计多等方向发展。 我觉得传输带减速器在将来有着更高更好的发展趋势因为它有一下几个特点：（1）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。（2）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。 （3）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。1.5研究内容 本选题主要研究行礼包裹检验传输带

18、减速器的实体设计与零件数控编程，并在此基础上了解数控机床对减速器编程的运用。本文以对减速器的研究为出发点，着力分析减速器的工作原理，以了解数控机床对减速器的编程为目标，控制数控编程当中出现的误差。其主要研究内容如下： 1、设计一带式二级齿轮减速器（行李包裹检验传输带减速器） 2、进行受力分析与强度校核 3、进行三维实体设计与装配 4、完成齿轴的数控加工工艺及编程 本次研究的技术路线：国内外有关传输带减速器的设计研究动态减速器的实体设计和数控编程结束语选定减速器类型画出设计图数学处理编写加工程序单程序输入程序校核第3章 电动机的选择3.1电动机的类型和结构形式按工作要求和工作条件及其发热、启动力

19、矩、最大力矩等的分析，由机械设计课程设计（Y系列电动机P177页）查得：可选用一般用途的Y系列（IP44）系列封闭式三相异步电动机，而由传动方案拟定图可知电机应为卧式封闭结构。由于为带式传动机，故可取为0.96所以传动装置的总效率式中、为从电动机至运输链轮的各传动机构和轴承的效率。由 机械设计课程设计表3-1 机械传动效率概略值(P13页)查得：带轮两端的球轴承的效率为；弹性柱销联轴器的效率为；大齿轮两端的球轴承的效率为；8级精度油润滑的一般圆柱齿轮传动；大圆锥齿轮两端的一对圆锥滚子轴承的效率为；8级精度油润滑的一般锥齿轮传动的效率为；小圆锥齿轮两端的一对圆锥滚子轴承的效率为；弹性柱销联轴器的

20、效率为；则故所需电动机的功率为3.1.3 电动机额定功率根据机械设计课程设计P12页功率的选择，按来选取电动机型号的规定，查询机械设计课程设计P178页 表17-7可知所选电动机的额定功率为查的可选取电动机额定功率。3.2 电动机转速和型号的选择通过表17-7 Y系列（IP44）三相异步电动机的技术数据可选定的电动机型号主要有以下三种（如表3-1）：型号同步转速极数Y90S-23000r/min2Y90L2-41500r/min4Y100L-61000r/min6 表3-1 电动机型号根据原始数据的给出其中运输带的的工作速度为0.22m/s根据 ： 可得： 根据 可得： 推算电动机转速可选范围

21、，由机械设计课程设计P14页单级圆锥齿轮传动比推荐值的范围为，其单级传动比的最大值，单级圆柱齿轮传动比推荐值的范围，其单级传动比的最大值根据 （其中 表示为电动机的满载转速，表示为工作机的转速） 可得 其整个的取值范围在之间。3.2 电动机转速和型号的选择通过表17-7 Y系列（IP44）三相异步电动机的技术数据可选定的电动机型号主要有以下三种（如表3-1）：型号同步转速极数Y90S-23000r/min2Y90L2-41500r/min4Y100L-61000r/min6表3-1 电动机型号但以上三种电动机并不符合本设计要求，通过表17-7 Y系列（IP44）三相异步电动机的技术数据考虑运行

22、中出现的损耗等问题，选择Y132S-8电动机电动机型号Y132S-8额定功率 （ kw ）2.2同步转速 （r/min）750满载转速 （r/min）710极数8质量 （ kg ）634、 传动比的分配设计与计算根据 （其中 表示为电动机的满载转速，表示工作机的转速）可得 4.1 锥齿轮传动比、齿数的确定 4.1.1 锥齿轮传动比的确定a 因为是圆锥圆柱齿轮减速器，为使大圆锥齿轮尺寸不致过大，应使高速级圆锥齿轮传动比。b 因为采取油润滑，为了保证两级传动的大齿轮浸油深度相近时 。 所以此处传动比的选取为 。4.1.2 锥齿轮齿数的确定 根据规定小锥齿轮的齿数一般取，于是在此辞设计中选小圆锥齿轮

23、齿数。设计与计算根据 可得 4.2 圆柱齿轮传动比、齿数的确定 4.2.1 圆柱齿轮传动比的确定设计与计算根据 可得 4.2.2 圆柱齿轮齿数的确定 首先确定小齿轮的齿数为30设计与计算根据 可得 4.2.3 圆柱齿轮传动比、齿数的最终确定 经圆整可取大齿轮齿数 那么在圆柱齿轮啮合是其实际的传动比为 根据要求所以所选的传动比合理。五、 传动参数的计算及其确定 5.1 各轴转速的确定 根据机械设计课程设计P15页，第四节中给出的计算公式设计与计算高速轴的转速 中间轴的转速 低速轴的转速 滚筒轴的转速 其中：为电动机的满载转速；为高速级传动比；为低速级传动比。可得 5.2 各轴的输入功率的确定设计

24、与计算高速轴的输入功率 中间轴的输入功率 低速轴的输入功率 滚筒轴的输入功率 可得 其中： 为电动机的额定功率（KW）； 为联轴器的效率；为一对轴承的效率； 为高速级齿轮传动的效率； 为低速级齿轮传动的效率5.3 各轴的输入转矩的确定设计与计算高速轴的输入转矩 中间轴的输入转矩 低速轴的输入转矩 滚筒轴的输入转矩 可得 5.4 各轴的传动参数 如下表5-1：电机轴轴轴轴滚筒轴功率2.22.182132.072.01转矩T()29.5929.32128.91706.02685.55转速710710157.836.036.0传动比14.55.641效率0.990.980.990.99 表5-1 各

25、轴的参数表六、 传动件的设计计算 6.1 高速级齿轮传动的设计计算6.1.1 选定齿轮类型、精度等级和材料6.1.2 按齿面接触疲劳强度设计由机械设计（第九版）式10-11（P203页）设计计算公式进行试算设计与计算 由机械设计第九版式10-29 试算小齿轮分度圆直径，即 确定公式内的各计算数值 试选 计算小齿轮传递的扭矩。 选取齿宽系数。 由机械设计第九版图10-20查得节点区域系数。 由机械设计第九版表10-5查得材料的弹性影响系数。 计算接触疲劳许用应力。 由机械设计第九版图10-25 d 查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为，。 由式10-15 计算应力循环次数：机械设计第九版,。

26、取失效概率为1%，安全系数，由机械设计第九版 式10-14 和中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即 。 试算小齿轮分度圆直径根据 即 调整小齿轮分度圆直径 计算实际载荷系数前的数据准备。 圆周速度。 当量齿轮的齿宽系数。 计算实际载荷系数。 由机械设计第九版 表10-2查得使用系数为1.00 。 根据，7级精度，查询机械设计第九版图10-8 查得动载系数。 直齿锥齿轮精度较低，取齿间载荷分配系数。 由机械设计第九版表10-4 用插值法查得7级精度、小齿轮悬臂时，得齿向载荷分布系数。由此，可得实际载荷系数为： 由机械设计第九版式10-12，可得按实际载荷系数算得的分度圆直径为：其相应的模

27、数为：6.1.3 按齿根弯曲疲劳强度设计设计与计算 由机械设计第九版式10-27 试算模数，即 确定公式中的各参数值。 试选 。 计算。由分锥角由此，可得当量齿数：由机械设计第九版图10-17 查得齿形系数： 由机械设计第九版图10-18 查得应力修正系数： 由机械设计第九版图10-24c 查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为：；。由机械设计第九版图10-22 取弯曲疲劳寿命系数 取弯曲疲劳安全系数S=1.7 ，由机械设计第九版式10-14 可得 因为大齿轮的 大于小齿轮，所以取： 试算模数。 调整齿轮模数 计算实际载荷系数前的数据准备。 圆周速度 。 齿宽 。 计算实际载荷系数。 根据

28、 ，7级精度，由机械设计第九版图10-8查得动载系数为 。 由于直齿锥齿轮精度较低，取齿间载荷分配系数。 由机械设计第九版表10-4 用插值法查得， 于是可得： 则载荷系数为 由机械设计第九版式10-13 ，可得按实际载荷系数算得的齿轮模数为按照齿根弯曲疲劳强度计算的模数，就近选择标准模数,按照接触疲劳强度算得的分度圆直径为，算出小齿轮的齿数为。取小齿轮的齿数为，那么大齿轮的齿数为 为了使两齿轮的齿数互为质数，取 6.1.4 几何尺寸计算 计算分度圆直径 计算分锥角 计算齿轮宽度 取6.1.5 结构设计及绘制齿轮零件图（见附图） I 根据机械设计第九版第十章（P230页），齿轮的结构设计中齿轮

29、的结构设计原则: 对于圆柱齿轮,对于锥齿轮时，应将齿轮和轴做成齿轮轴。 若值大于上述尺寸，则可以将齿轮和轴分开设计与制造。 当齿顶圆直径时，可以做成实心式齿轮。 当齿顶圆直径时，可以做成腹板式齿轮。 当铸造锥齿轮的齿顶圆时，可做成当加强肋的腹板式齿轮。 当齿顶圆直径时，可做成轮辐截面为十字形的轮辐式齿轮。故在此处圆锥齿轮的设计中将圆锥齿轮和轴进行分开设计，小圆锥齿轮做成实心式，大圆锥齿轮做成实心式。小圆锥齿轮的分度圆直径为，大圆锥齿轮的分度圆直径为，齿宽设计为。II 齿轮零件总体设计图见附图6.1.6 主要设计结论齿数、, 模数， 压力角， 变位系数、，分锥角、，齿宽，小齿轮选用为6.2 低速

30、级齿轮传动的设计计算 6.2.1 选定齿轮类型、精度等级和材料设计与计算IV6.2.2 按齿面接触疲劳强度设计由机械设计（第九版）式10-11（P203页）设计计算公式进行试算设计与计算由机械设计（第九版）式10-11（P203页）设计计算公式进行试算： 由机械设计第九版式10-29 试算小齿轮分度圆直径，即 确定公式内的各计算数值 试选 计算小齿轮传递的扭矩。 根据机械设计第九版表10-7选取齿宽系数。 由机械设计第九版图10-20查得当螺旋角为零度时，节点区域系数。 由机械设计第九版表10-5查得材料的弹性影响系数。 由机械设计第九版式10-9 计算接触疲劳强度用重合度系数。 计算接触疲劳

31、许用应力。 由机械设计第九版图10-25d 查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为,。 由机械设计第九版式10-15 计算应力循环次数： 由机械设计第九版图10-23 查询接触疲劳寿命系数 取失效概率为1%，安全系数，由机械设计第九版式10-14 。 试算小齿轮分度圆直径根据 即 调整小齿轮分度圆直径 计算实际载荷系数前的数据准备。 圆周速度 。 齿宽 。 计算实际载荷系数。 由机械设计第九版 表10-2查得使用系数为1.00 。 根据，7级精度，查询机械设计第九版图10-8 查得动载系数。 齿轮的圆周力。 查机械设计第九版表10-3得齿间载荷分配系数为。 由机械设计第九版表10-4用插值法查

32、得7级精度、小齿；轮相对支承非对称布置时，得齿向载荷分布系数。由此，可得实际载荷系数为： 由机械设计第九版式10-12，可得按实际载荷系数算得的分度圆直径为：其相应的齿轮模数为： 6.2.3 按齿根弯曲疲劳强度设计设计与计算 由机械设计第九版式10-27 试算模数，即 确定公式中的各参数值。 试选 。 由机械设计第九版图10-5 计算弯曲疲劳强度用重合度系数。 计算。由机械设计第九版图10-17 查得齿形系数： 由机械设计第九版图10-18 查得应力修正系数： 由机械设计第九版图10-24c 查得小齿轮和大齿轮的齿根弯曲疲劳极限分别为：；。由机械设计第九版图10-22 取弯曲疲劳寿命系数 取弯

33、曲疲劳安全系数S=1.4，由机械设计第九版式10-14 可得 因为大齿轮的 大于小齿轮，所以取： 试算模数。 调整齿轮模数 计算实际载荷系数前的数据准备。 圆周速度 。 齿宽 。 宽高比 。 计算实际载荷系数。 根据 ，7级精度，由机械设计第九版图10-8查得动载系数为 。 由,，查机械设计表10-3 得齿间载荷分配系数 由机械设计第九版表10-4 用插值法查得，结合，查图10-13于是可得：则载荷系数为 由机械设计第九版式10-13 ，可得按实际载荷系数算得的齿轮模数为对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮的模数的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定

34、的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅仅与齿轮直径有关，可取由弯曲疲劳强度算得的模数并就近原则圆整标准值，按照接触疲劳强度算得的分度圆直径为，算出小齿轮的齿数为。取小齿轮的齿数为，那么大齿轮的齿数为 6.2.4 几何尺寸计算 计算分度圆直径 计算中心距 计算齿轮宽度 考虑不可避免的安装误差，为了保证设计齿宽和节省材料，一般将小齿轮略为加宽，即取 ，而使大齿轮的齿宽等于设计齿宽，即6.2.5 圆整中心距后的校核上述齿轮副的中心距不便于相关零件的设计和制造，为此，可以通过调整传动比、改变齿数或者通过变位法进行圆整。在此，采用变位法将中心距就近圆整至。在圆整时，以变位系数和不超出图10-

35、21a 中推荐的合理工作范围为宜。其他几何参数，如、等保持不变。齿轮变位后，齿轮副几何尺寸发生变化。应重新校核齿轮强度，以明确齿轮的工作能力。设计与计算 计算变位系数和 计算啮合角、齿数和、变位系数和、中心距变动系数和齿顶高降低系数。 从机械设计第九版图10-21a 可知，当前的变位系数提高了齿轮强度，但重合度有所下降。 分配变位系数、。由机械设计第九版图10-21a 可知，坐标点位于L14线和L15线之间。按这两条线作射线，再从横坐标的，处作垂直线，与射线交点的纵坐标分别为， 齿面接触疲劳强度校核 按上述类似做法，先计算机械设计第九版式10-10中的各参数。 计算小齿轮传递的扭矩。 计算实际

36、载荷系数。a 由机械设计第九版 表10-2查得使用系数为1.00 。b 根据，7级精度，查询机械设计第九版图10-8 查得动载系数。c 齿轮的圆周力。 查机械设计第九版表10-3得齿间载荷分配系数为。d 由机械设计第九版表10-4用插值法查得7级精度、小齿；轮相对支承非对称布置时，得齿向载荷分布系数。由此，可得实际载荷系数为： 根据机械设计第九版表10-7选取齿宽系数。 由机械设计第九版图10-20查得当螺旋角为零度时，节点区域系数。 由机械设计第九版表10-5查得材料的弹性影响系数。 由机械设计第九版式10-9 计算接触疲劳强度用重合度系数。 齿面强度满足要求，并且齿面接触应力比标准齿轮有所

37、下降。 齿根弯曲疲劳强度校核 按上述类似做法，先计算机械设计第九版式10-6中的各参数。 计算小齿轮传递的扭矩。 计算实际载荷系数。a 根据 ，7级精度，由机械设计第九版图10-8查得动载系数为 。b 由,，查机械设计表10-3 得齿间载荷分配系数c 由机械设计第九版表10-4 用插值法查得，结合，查图10-13于是可得：则载荷系数为 由机械设计第九版图10-5 计算弯曲疲劳强度用重合度系数。 计算。由机械设计第九版图10-17 查得齿形系数： 由机械设计第九版图10-18 查得应力修正系数： 所以 齿根弯曲疲劳强度满足要求，并且小齿轮抵抗弯曲疲劳破坏的能力大于大齿轮。6.2.6 主要设计结论

38、 齿数、, 模数， 压力角， 变位系数、，齿宽、，小齿轮选用为七、 轴的设计计算由已知条件电机轴轴轴轴滚筒轴功率2.22.182132.072.01转矩T()29.5929.32128.91706.02685.55转速710710157.828.028.0传动比14.55.64 1效率0.990.980.990.99 图7.17.1 输入轴的设计 齿数、模数，压力角，变位系数、 。中心距齿宽、。小齿轮选用40Cr（调质），大齿轮选用45刚（调质）。齿轮按7级精度设计。 7.1.1 轴上的功率， 7.1.2 求作用在齿轮上的力设计与计算已知高速级小圆锥齿轮的分度圆半径为而圆周力、径向力及轴向力的

39、方向如图7-1所示 图7-1 轴的载荷分析 7.1.3 初步确定轴的最小直径设计与计算选取轴的材料为40Cr （调质）根据机械设计第九版 表15-3，取，得取高速轴的输入轴的最小直径为安装联轴器的直径，为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩，查机械设计第九版 表14-1，由于转矩变化很小，故取，则 由于该轴与连轴器相连的一端直径要与电机相同，应小于联轴器的公称转矩，所以查标准GB/T5014-2003或机械设计手册，选HL3弹性套柱销联轴器，其公称转矩为，半联轴器的孔径，故取，半联轴器长度，半联轴器与轴配合的毂孔长度为7.1.4 轴的结构设计 拟定轴上

40、零件的装配方案（见图7-2）图7-2 轴上零件的装配方案 设计与计算 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了满足半联轴器的轴向定位，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段的直径，为了满端盖密封，2-3轴段右端需制出一轴肩，故取3-4段的直径， 初步选择滚动轴承。 因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据，由机械设计第九版 表15-7中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30308，其尺寸为 轴上的周向定位 圆锥齿轮的周向定位采用平键连接，按 由机械设计第九版 表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为36mm，同时为保证齿轮与轴配合有

41、良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为。 确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为7.1.5求轴上的载荷，确定截面载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M 总弯矩扭矩T7.1.6 按弯扭合成应力校核轴的强度设计与计算根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环应力，取，轴的计算应力 前已选定轴的材料为（调质），由机械设计第九版表15-1查得，故安全。7.1.7 精确校核轴的疲劳强度 判断危险截面截面 截面5右受应力最大 截面5左侧 抗弯截面系数 抗扭截面系数截面5左侧弯矩为 截面5上的扭矩为截面上的弯曲应力截面上的扭转切应力 轴的

42、材料为，调质处理。由机械设计第九版表15-1查得。 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按机械设计第九版 附表3-2查取。因，经插值后查得 又由机械设计第九版附图3-1可得轴的材料敏感系数为 故有效应力集中系数为 由机械设计第九版 附图3-2的尺寸系数，扭转尺寸系数。 轴按磨削加工，由机械设计第九版 附图3-4得表面质量系数为 轴未经表面强化处理，即，则综合系数为又取碳钢的特性系数计算安全系数值故可知安全。 截面5右侧 抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面5右侧弯矩M为 截面5上的扭矩为 截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力 过盈配合处的，由机械设计第九版 附表3-8用插值法求出，并取 ，于是

43、得 轴按磨削加工，由机械设计第九版 图3-4得表面质量系数为 故得综合系数为计算安全系数值故可知安全。7.2 中间轴的设计 7.2.1 求输入轴上的功率、转速 和转矩 如图7.17.2.2 作用在齿轮上的力 图7-3 轴的载荷分析图7.2.4 轴的结构设计 拟定轴上零件的装配方案（见下图7-4）图7-4 轴上的零件装配图II 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚子轴承，由机械设计课程设计中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30206，其尺寸为，。 这对轴承均采用套筒进行轴向定位。 取安装齿轮的轴段，锥齿轮左端

44、与左轴承之间采用套筒定位，已知锥齿轮轮毂长，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取，齿轮的右端采用轴肩定位 轴肩高度，故取，则轴环处的直径为。取。 已知圆柱直齿轮齿宽，由于结构上的需要，将其设计为齿轮轴，轴段应略短于轮毂长，故取，在齿轮右端再设一轴肩，取，。 III 轴上的周向定位 圆锥齿轮的周向定位采用平键连接，按由机械设计第九版表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为32mm，同时为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； IV 确定轴上圆角和倒角尺寸 ，取轴端倒角7.3 输出轴的设计7.3.1 求输出轴上的功率、转速和转矩 7.3.2 求作用在

45、齿轮上的力已知圆柱直齿轮的分度圆直径 而 圆周力、径向力及轴向力 如下图（7-5）所示图7-5 轴上的载荷 7.3.4 轴的结构设计 拟定轴上的装配方案（如下图7-6）I 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了满足半联轴器的轴向定位，1-2轴段右端需制出一轴肩，故取2-3段的直径,长度42mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度，为了保证轴端挡圈只压在半联 轴器上而不压在轴的端面上，故1-2段的长度应比略短些，现取 初步选择滚动轴承。 图7-6 轴上的装配方案 因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据，由机械设计课程设计表15-1中初步选取0基本游隙组，标准精度

46、级的单列圆锥滚子轴承30310，其尺寸为，算上挡油环长度，取。左端轴承采用挡油环进行轴向定位。齿轮左端以及轴承的定位采用挡油环，已知齿轮轮毂的宽度为75mm，为了使挡油环端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取，。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度，故取，则轴环处的直径为。轴环宽度，取。 II 轴上的周向定位齿轮、半联轴器的周向定位均采用平键连接，按由机械设计第九版表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为,56mm，同时为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；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键，半联轴器与轴的配合为，滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，

47、此处选轴的尺寸公差为r6。7.3.5 确定轴上圆角和倒角尺寸 取轴端倒角为7.3.6 求轴上的载荷（如下表）载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T7.3.7 按弯扭合成应力校核轴的强度设计与计算根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力 前已选定轴的材料为45钢（调质），由机械设计第九版表15-1查得，故安全。7.3.8 精确校核轴的疲劳强度设计与计算I 判断危险截面 截面7左右侧受应力最大II 截面7右侧抗弯截面系数 抗扭截面系数 截面7右侧弯矩M为 截面7上的扭矩为 截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力 轴的材料为45钢，调质处理。由表15-1查得 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按机械设计第九版附表3-2查取。因，用插值法后查得 又由机械设计第九版附图3-1可得轴的材料敏感系数为故有效应力集中系数为 由机械设计第九版附图3-2的尺寸系数，扭转尺寸系数。轴按磨削加工，由机械设计第九版附图3-4得表面质量系数为轴未经表面强化处理，即，则综合系