机械设计课程设计-设计一级斜齿圆柱齿轮减速器F=2600 V=1.1 D=220

机械设计减速器设计说明书全套图纸加V信153893706或扣3346389411系别：专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：目录第一部分设计任务书..............................................4第二部分传动装置总体设计方案.....................................5第三部分电动机的选择............................................53.1电动机的选择............................................53.2确定传动装置的总传动比和分配传动比........................6第四部分计算传动装置的运动和动力参数............................7第五部分V带的设计..............................................85.1V带的设计与计算.........................................85.2带轮的结构设计..........................................11第六部分齿轮传动的设计.........................................12第七部分传动轴和传动轴承及联轴器的设计..........................207.1输入轴的设计...........................................207.2输出轴的设计...........................................24第八部分键联接的选择及校核计算..................................298.1输入轴键选择与校核......................................298.2输出轴键选择与校核......................................30第九部分轴承的选择及校核计算....................................309.1输入轴的轴承计算与校核..................................309.2输出轴的轴承计算与校核...................................31第十部分联轴器的选择...........................................32第十一部分减速器的润滑和密封....................................3311.1减速器的润滑...........................................3311.2减速器的密封...........................................34第十二部分减速器附件及箱体主要结构尺寸...........................34设计小结.......................................................36参考文献.......................................................37第一部分设计任务书一、初始数据设计一级斜齿圆柱齿轮减速器，初始数据F=2600N，V=1.1m/s，D=220mm，设计年限（寿命）：8年，每天工作班制（8小时/班）：2班制，每年工作天数：300天，三相交流电源,电压380/220V。二.设计步骤1.传动装置总体设计方案2.电动机的选择3.确定传动装置的总传动比和分配传动比4.计算传动装置的运动和动力参数5.设计V带和带轮6.齿轮的设计7.滚动轴承和传动轴的设计8.键联接设计9.箱体结构设计10.润滑密封设计11.联轴器设计第二部分传动装置总体设计方案一.传动方案特点1.组成：传动装置由电机、V带、减速器、工作机组成。2.特点：齿轮相对于轴承对称分布。3.确定传动方案：考虑到电机转速高，V带具有缓冲吸振能力，将V带设置在高速级。选择V带传动和一级斜齿圆柱齿轮减速器。二.计算传动装置总效率a=0.96×0.982×0.97×0.99×0.96=0.851为V带的效率,2为轴承的效率,3为齿轮啮合传动的效率,4为联轴器的效率,5为工作装置的效率。第三部分电动机的选择3.1电动机的选择圆周速度v:v=1.1m/s工作机的功率Pw:P电动机所需工作功率为:P工作机的转速为:n=经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i1=2~4，一级圆柱斜齿轮减速器传动比i2=3~6，则总传动比合理范围为ia=6~24，电动机转速的可选范围为nd=ia×n=(6×24)×95.5=573~2292r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y112M-4的三相异步电动机，额定功率为4KW,满载转速nm=1440r/min，同步转速1500r/min。电动机主要外形尺寸：中心高外形尺寸地脚螺栓安装尺寸地脚螺栓孔直径电动机轴伸出段尺寸键尺寸HL×HDA×BKD×EF×G112mm400×265190×14012mm28×608×243.2确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比：由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为:i（2）分配传动装置传动比:i式中i0、i分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i0=3，则减速器传动比为:i=第四部分计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速:输入轴：n输出轴：n工作机轴：n（2)各轴输入功率:输入轴：P输出轴：P工作机轴：P则各轴的输出功率：输入轴：P输出轴：P工作机轴：P(3)各轴输入转矩:电动机轴输出转矩：T输入轴：T输出轴：T工作机轴：T各轴输出转矩为：输入轴：T输出轴：T工作机轴：T第五部分V带的设计5.1V带的设计与计算1.确定计算功率Pca由表查得工作情况系数KA=1.1，故P2.选择V带的带型根据Pca、nm由图选用A型。3.确定带轮的基准直径dd并验算带速v1）初选小带轮的基准直径dd1。由表，取小带轮的基准直径dd1=75mm。2）验算带速v。按课本公式验算带的速度v=因为5m/s<v<30m/s，故带速合适。3）计算大带轮的基准直径。根据课本公式，计算大带轮的基准直径d根据课本查表，取标准值为dd2=224mm。4.确定V带的中心距a和基准长度Ld1）根据课本公式，初定中心距a0=500mm。2）由课本公式计算带所需的基准长度L由表选带的基准长度Ld=1430mm。3）按课本公式计算实际中心距a0。a按课本公式，中心距变化范围为453~517mm。5.验算小带轮上的包角α6.计算带的根数z1）计算单根V带的额定功率Pr。由dd1=75mm和nm=1440r/min，查表得P0=0.68kW。根据nm=1440r/min，i0=3和A型带，查表得P0=0.17kW。查表得K=0.96，查表得KL=0.96，于是P2）计算V带的根数zz=取5根。7.计算单根V带的初拉力F0由表查得A型带的单位长度质量q=0.105kg/m，所以F8.计算压轴力FPF9.主要设计结论带型A型根数5根小带轮基准直径dd175mm大带轮基准直径dd2224mmV带中心距a474mm带基准长度Ld1430mm小带轮包角α1162°带速5.65m/s单根V带初拉力F0108.4N压轴力Fp1070.53N5.2带轮结构设计1.小带轮的结构设计1）小带轮的结构图2）小带轮主要尺寸计算代号名称计算公式代入数据尺寸取值内孔直径d电动机轴直径DD=28mm28mm分度圆直径dd175mmdadd1+2ha75+2×2.7580.5mmd1(1.8~2)d(1.8~2)×2856mmB(z-1)×e+2×f(5-1)×15+2×978mmL(1.5~2)B(1.5~2)×78117mm2.大带轮的结构设计1）大带轮的结构图2）大带轮主要尺寸计算代号名称计算公式代入数据尺寸取值内孔直径d输入轴最小直径D=22mm22mm分度圆直径dd2224mmdadd1+2ha224+2×2.75229.5mmd1(1.8~2)d(1.8~2)×2244mmB(z-1)×e+2×f(5-1)×15+2×978mmL(1.5~2)d(1.5~2)×2244mm第六部分齿轮传动的设计1.选精度等级、材料及齿数（1）材料选择：由表选小齿轮材料为40Cr调质处理，硬度范围取为280HBS，大齿轮材料为45钢调质处理，硬度范围取为240HBS。（2）一般工作机器，选用8级精度。（3）选小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数Z2=24×5.03=120.72，取Z2=121。（4）初选螺旋角=14°。（5）压力角=20°。2.按齿面接触疲劳强度设计（1）由式试算小齿轮分度圆直径，即d1）确定公式中的各参数值。①试选载荷系数KHt=1.3。②计算小齿轮传递的转矩T③选取齿宽系数φd=1。④由图查取区域系数ZH=2.44。⑤查表得材料的弹性影响系数Z⑥计算接触疲劳强度用重合度系数Zε。端面压力角：ααα端面重合度：ε轴向重合度：ε重合度系数：Z⑦由式可得螺旋角系数Z⑧计算接触疲劳许用应力[H]查得小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为Hlim1=600MPa、Hlim2=550MPa。计算应力循环次数：NN查取接触疲劳寿命系数:KHN1=0.88、KHN2=0.91。取失效概率为1%,安全系数S=1,得:σσ取[H]1和[H]2中的较小者作为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即σ2）试算小齿轮分度圆直径d（2）调整小齿轮分度圆直径1）计算实际载荷系数前的数据准备①圆周速度vv=②齿宽bb=2）计算实际载荷系数KH①由表查得使用系数KA=1。②根据v=1.05m/s、8级精度，由图查得动载系数KV=1.08。③齿轮的圆周力FK查表得齿间载荷分配系数KH=1.4。④由表用插值法查得8级精度、小齿轮相对支承对称布置时，KH=1.343。则载荷系数为：K=3）可得按实际载荷系数算的的分度圆直径d及相应的齿轮模数m模数取为标准值mn=2mm。3.几何尺寸计算（1）计算中心距a=中心距圆整为a=150mm。（2）按圆整后的中心距修正螺旋角β=arccos即：=14°50′35″（3）计算大、小齿轮的分度圆直径dd（4）计算齿轮宽度b=取b2=50mm、b1=55mm。4.校核齿根弯曲疲劳强度（1）齿根弯曲疲劳强度条件σ1）确定公式中各参数值①计算当量齿数ZZ②计算弯曲疲劳强度的重合度系数Y基圆螺旋角：β当量齿轮重合度：ε轴向重合度：ε重合度系数：Y③计算弯曲疲劳强度的螺旋角系数YY④由当量齿数，查图得齿形系数和应力修正系数YFa1=2.58YFa2=2.16YSa1=1.62YSa2=1.83⑤计算实际载荷系数KF由表查得齿间载荷分配系数KF=1.4根据KH=1.343，结合b/h=11.11查图得KF则载荷系数为K⑥计算齿根弯曲疲劳许用应力[F]查得小齿轮和大齿轮的弯曲疲劳极限分别为Flim1=500MPa、Flim2=380MPa。由图查取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85、KFN2=0.87取安全系数S=1.4，得σσ2）齿根弯曲疲劳强度校核σσ齿根弯曲疲劳强度满足要求。主要设计结论齿数Z1=24、Z2=121，模数mn=2mm，压力角=20°，螺旋角=14.843°=14°50′35″，中心距a=150mm，齿宽b1=55mm、b2=50mm。齿轮参数总结和计算代号名称计算公式高速级小齿轮高速级大齿轮模数m2mm2mm齿数z24121螺旋角β左14°50′35″右14°50′35″齿宽b55mm50mm分度圆直径d49.655mm250.345mm齿顶高系数ha1.01.0顶隙系数c0.250.25齿顶高ham×ha2mm2mm齿根高hfm×(ha+c)2.5mm2.5mm全齿高hha+hf4.5mm4.5mm齿顶圆直径dad+2×ha53.655mm254.345mm齿根圆直径dfd-2×hf44.655mm245.345mm第七部分传动轴和传动轴承及联轴器的设计7.1输入轴的设计1.输入轴上的功率P1、转速n1和转矩T1P1=3.23KWn1=480r/minT1=64.26Nm2.求作用在齿轮上的力已知小齿轮的分度圆直径为:d1=49.655mm则:FFF3.初步确定轴的最小直径:先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表，取A0=112，得：d输入轴的最小直径是安装大带轮处的轴径，由于安装键将轴径增大5%，故选取:d12=22mm4.轴的结构设计图5.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）为了满足大带轮的轴向定位要求，I-II轴段右端需制出一轴肩，故取II=III段的直径d23=27mm；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=32mm。大带轮宽度B=78mm，为了保证轴端挡圈只压在大带轮上而不压在轴的端面上，故I-II段的长度应比大带轮宽度B略短一些，现取l12=76mm。2）初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据d23=27mm，由轴承产品目录中选择单列圆锥滚子轴承30206，其尺寸为d×D×T=30×62×17.25mm，故d34=d78=30mm，取挡油环的宽度为15，则l34=l78=17.25+15=32.25mm。轴承采用挡油环进行轴向定位。由手册上查得30206型轴承的定位轴肩高度h=3mm，因此，取d45=d67=36mm。3）由于齿轮的直径较小，为了保证齿轮轮体的强度，应将齿轮和轴做成一体而成为齿轮轴。所以l56=B=55mm，d56=d1=49.655mm4）根据轴承端盖便于装拆，保证轴承端盖的外端面与大带轮右端面有一定距离，取l23=50mm。5）取齿轮距箱体内壁之距离Δ=16mm，考虑箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s，取s=8mm，则l45=Δ+s-15=16+8-15=9mml67=Δ+s-15=16+8-15=9mm至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。6.轴的受力分析和校核1）作轴的计算简图（见图a）:根据30206轴承查手册得a=13.8mm带轮中点距左支点距离L1=(78/2+50+13.8)mm=102.8mm齿宽中点距左支点距离L2=(55/2+32.25+9-13.8)mm=55mm齿宽中点距右支点距离L3=(55/2+9+32.25-13.8)mm=55mmV带压轴力Fp=1070.53N2）计算轴的支反力：水平面支反力（见图b）：FF垂直面支反力（见图d）：FF3）计算轴的弯矩，并做弯矩图：截面C处的水平弯矩：M截面A处的垂直弯矩：M截面C处的垂直弯矩：MM分别作水平面弯矩图（图c）和垂直面弯矩图（图e）。截面C处的合成弯矩：MM作合成弯矩图（图f）。4）作转矩图（图g）。5）按弯扭组合强度条件校核轴的强度：通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面（即危险截面C）的强度。必要时也对其他危险截面（转矩较大且轴颈较小的截面）进行强度校核。根据公式（14-4），取=0.6，则有：σ故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度（注：计算W时，忽略单键槽的影响）。轴的弯扭受力图如下：7.2输出轴的设计1.求输出轴上的功率P2、转速n2和转矩T2P2=3.07KWn2=95.43r/minT2=307.23Nm2.求作用在齿轮上的力已知大齿轮的分度圆直径为:d2=250.345mm则:FFF3.初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表，取:A0=112，于是得d输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d12，为了使所选的轴直径d12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Tca=KAT2，查表，考虑转矩变化很小，故取KA=1.3，则:T按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T4323-2002或手册，选用LT7型联轴器。半联轴器的孔径为40mm故取d12=40mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度为84mm。4.轴的结构设计图5.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，I-II轴段右端需制出一轴肩，故取II-III段的直径d23=45mm；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=50mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度L=84mm，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I-II段的长度应比L略短一些，现取l12=82mm。2）初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据d23=45mm，由轴承产品目录中选取单列圆锥滚子轴承30210，其尺寸为d×D×T=50mm×90mm×21.75mm，故d34=d67=50mm，取挡油环的宽度为15，则l67=21.75+15=36.75mm右端滚动轴承采用挡油环进行轴向定位。由手册上查得30210型轴承的定位轴肩高度h=3.5mm，因此，取d56=57mm。3）取安装齿轮处的轴段IV-V段的直径d45=55mm；齿轮的左端与左轴承之间采用挡油环定位。已知大齿轮轮毂的宽度为B=50mm，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l45=48mm。4）根据轴承端盖便于装拆，保证轴承端盖的外端面与半联轴器右端面有一定距离，取l23=50mm。5）取小齿轮端面距箱体内壁之距离Δ=16mm，考虑箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离s，取s=8mm，已知滚动轴承的宽度T=21.75mm，则l34=T+s+Δ+2.5+2=21.75+8+16+2.5+2=50.25mml56=s+Δ+2.5-15=8+16+2.5-15=11.5mm至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。6.轴的受力分析和校核1）作轴的计算简图（见图a）:根据30210轴承查手册得a=20mm齿宽中点距左支点距离L2=(50/2-2+50.25-20)mm=53.2mm齿宽中点距右支点距离L3=(50/2+11.5+36.75-20)mm=53.2mm2）计算轴的支反力：水平面支反力（见图b）：FF垂直面支反力（见图d）：FF3）计算轴的弯矩，并做弯矩图：截面C处的水平弯矩：M截面C处的垂直弯矩：MM分别作水平面弯矩图（图c）和垂直面弯矩图（图e）。截面C处的合成弯矩：MM作合成弯矩图（图f）。4）作转矩图（图g）。5）按弯扭组合强度条件校核轴的强度：通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面（即危险截面C）的强度。必要时也对其他危险截面（转矩较大且轴颈较小的截面）进行强度校核。根据公式（14-4），取=0.6，则有：σ故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度（注：计算W时，忽略单键槽的影响）。轴的弯扭受力图如下：第八部分键联接的选择及校核计算8.1输入轴键选择与校核校核大带轮处的键连接：该处选用普通平键尺寸为：b×h×l=6mm×6mm×70mm，接触长度:l'=70-6=64mm，则键联接所能传递的转矩为:T=0.25T≥T1，故键满足强度要求。8.2输出轴键选择与校核1）输出轴与大齿轮处键该处选用普通平键尺寸为：b×h×l=16mm×10mm×45mm，接触长度:l'=45-16=29mm，则键联接所能传递的转矩为:T=0.25T≥T2，故键满足强度要求。2）输出轴与联轴器处键该处选用普通平键尺寸为：b×h×l=12mm×8mm×70mm，接触长度:l'=70-12=58mm，则键联接所能传递的转矩为:T=0.25T≥T2，故键满足强度要求。第九部分轴承的选择及校核计算根据条件，轴承预计寿命：LhL9.1输入轴的轴承计算与校核1）初步计算当量动载荷P:因该轴承即受轴向力也受径向力，有课本表12-5查得径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y分别为：X=1，Y=0所以:P=2）求轴承应有的基本额定载荷值C为:C=P3）选择轴承型号:查课本表11-5，选择:30206轴承，Cr=43.2KN，由课本式11-3有：L所以轴承预期寿命足够。9.2输出轴的轴承计算与校核1)初步计算当量动载荷P:因该轴承即受轴向力也受径向力，有课本表12-5查得径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y分别为：X=1，Y=0所以:P=2）求轴承应有的基本额定载荷值C为:C=P3）选择轴承型号:查课本表11-5，选择:30210轴承，Cr=73.2KN，由课本式11-3有：L所以轴承预期寿命足够。第十部分联轴器的选择1.载荷计算公称转矩：T=由表查得KA=1.3，故得计算转矩为：T2.型号选择选用LT7型联轴器，联轴器许用转矩为T=500Nm，许用最大转速为n=3600r/min，轴孔直径为40mm，轴孔长度为84mm。Tn联轴器满足要求，故合用。第十一部分减速器的润滑和密封11.1减速器的润滑1）齿轮的润滑通用的闭式齿轮传动，其润滑方法根据齿轮的圆周速度大小而定。由于大齿轮的圆周速度v≤12m/s，将大齿轮的轮齿浸入油池中进行浸油润滑。这样，齿轮在传动时，就把润滑油带到啮合的齿面上，同时也将油甩到箱壁上，借以散热。齿轮浸入油中的深度通常不宜超过一个齿高，但一般亦不应小于10mm。为了避免齿轮转动时将沉积在油池底部的污物搅起，造成齿面磨损，大齿轮齿顶距油池底面距离不小于30mm，取齿顶距箱体内底面距离为30mm。由于大齿轮全齿高h=4.5mm≤10mm，取浸油深度为10mm，则油的深度H为H=30+10=40mm根据齿轮圆周速度查表选用中负荷工业齿轮油（GB5903-2011），牌号为150润滑油，粘度荐用值为118cSt。2）轴承的润滑轴承常用的润滑方式有油润滑及脂润滑两类。此外，也有使用固体润滑剂润滑的。选用哪一类润滑方式，可以根据低速大齿轮的圆周速度判断。由于大齿轮圆周速度v=1.05m/s≤2m/s，所以采用脂润滑。润滑脂形成的润滑膜强度高，能承受较大的载荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以维持相当长的一段时间。滚动轴承的装脂量一般以轴承内部空间容积的1/3~2/3为宜。为避免稀油稀释油脂，需用挡油环将轴承与箱体内部隔开。在本设计中选用通用锂基润滑脂，它适用于温度宽温度范围内各种机械设备的润滑，选用牌号为ZL-1的润滑脂。11.2减速器的密封为防止箱体内润滑剂外泄和外部杂质进入箱体内部影响箱体工作，在构成箱体的各零件间，如箱盖与箱座间、外伸轴的输出、输入轴与轴承盖间，需设置不同形式的密封装置。对于无相对运动的结合面，常用密封胶、耐油橡胶垫圈等；对于旋转零件如外伸轴的密封，则需根据其不同的运动速度和密封要求考虑不同的密封件和结构。本设计中由于密封界面的相对速度较小，故采用接触式密封。输入轴与轴承盖间v＜3m/s，输出轴与轴承盖间v＜3m/s，故均采用半粗羊毛毡密封圈。第十二部分减速器附件及箱体主要结构尺寸12.1减速器附件的设计与选取1.检查孔和视孔盖检查孔用于检查传动件的啮合情况、润滑状态、接触斑点及齿侧间隙，还可用来注入润滑油，故检查孔应开在便于观察传动件啮合区的位置，其尺寸大小应便于检查操作。视孔盖可用铸铁、钢板制成，它和箱体之间应加密封垫，还可在孔口处加过滤装置，以过滤注入油中的杂质。视孔盖示意图及相关尺寸计算如下：查辅导书手册得具体尺寸如下：L1=120；L2=105；b1=90；b2=75；d=7；R=5；h=42.放油螺塞放油孔应设在箱座底面最低处或设在箱底。箱外应有足够的空间，以便于放容器，油孔下也可制出唇边，以利于引油流到容器内。放油螺塞常为六角头细牙螺纹，在六角头与放油孔的接触面处，应加封油圈密封。放油螺塞及对应油封圈尺寸如下图所示：3.油标（油尺）油标用来指示油面高度，应设置在便于检查及油面较稳定之处。本设计采用杆式油标，杆式油标结构简单，其上有刻线表示最高及最低油面。油标安置的位置不能太低，以防油溢出。其倾斜角度应便于油标座孔的加工及油标的装拆。查辅导书手册，具体结构和尺寸如下：4.通气器通气器用于通气，使箱体内外气压一致，以避免由于运转时箱体内温度升高，内压增大，而引起减速器润滑油的渗漏。简易的通气器钻有丁字形孔，常设置在箱顶或检查孔盖上，用于较清洁的环境。较完善的通气器具有过滤网及通气曲路，可减少灰尘进入。查辅导书手册，本设计采用通气器型号及尺寸如下：5.起吊装置起吊装置用于拆卸及搬运减速器。它常由箱盖上的吊孔和箱座凸缘下面的吊耳构成。也可采用吊环螺钉拧入箱盖以吊小型减速器或吊起箱盖。本设计中所采用吊孔（或吊环）和吊耳的示例和尺寸如下图所示：吊孔尺寸计算：b≈(1.8-2.5)δ1=(1.8-2.5)×8=16mmd=b=16mmR≈(1-1.2)d=(1-1.2)×16=16mm吊耳尺寸计算：K=C1+C2=16+14=30mmH=0.8×K=0.8×30=24mmh=0.5×H=0.5×24=12mmr=0.25×K=0.25×30=8mmb=(1.8-2.5)δ=(1.8-2.5)×8=16mm6.起盖螺钉为便于起箱盖，可在箱盖凸缘上装设2个起盖螺钉。拆卸箱盖时，可先拧动此螺钉顶起箱盖。起盖螺钉钉头部位应为圆柱形，以免损坏螺纹。本设计起盖螺钉尺寸如下：7.定位销为保证箱体轴承孔的加工精度与装配精度，应在箱体连接凸缘上相距较远处安置两个圆锥销，并尽量放在不对称位置，以使箱座与箱盖能正确定位。为便于装拆，定位销长度应大于连接凸缘总厚度。本设计定位销尺寸如下：12.2减速器箱体主要结构尺寸名称符号公式与计算结果取值箱座壁厚δ0.025a+3=0.025×150+3=4.8取8mm箱盖壁厚δ10.02a+3=0.02×150+3=4取8mm箱盖凸缘厚度b11.5δ1=1.5×8=12取12mm箱座凸缘厚度b1.5δ=1.5×8=12取12mm箱座底凸缘厚度b22.5δ=2.5×8=20取20mm地脚螺钉直径df0.036a+12=0.036×150+12=17.4取M18地脚螺钉数目na≤250时，取n=4取4轴承旁连接螺栓直径d10.75df=0.75×18=13.5取M14盖与座连接螺栓直径d2(0.5-0.6)df=(0.5-0.6)×18=9-10.8取M10连接螺栓d2的间距l150-200取150轴承端盖螺钉直径d3(0.4-0.5)df=(0.4-0.5)×18=7.2-9取M8视孔盖螺钉直径d4(0.3-0.4)df=(0.3-0.4)×18=5.4-7.2取M6定位销直径d(0.7-0.8)d2=(0.7-0.8)×10=7-8取8mmdf、d1、d2至外箱壁距离C1根据螺栓直径查表取24、20、16df、d1、d2至凸缘边缘距离C2根据螺栓直径查表取22、18、14轴承旁凸台半径R1=18取18凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准外箱壁至轴承座端面距离L1C1+C2+(5-10)=20+18+(5-10)取43大齿轮顶圆与内箱壁距离Δ1＞1.2δ=1.2×8=9.6取12齿轮端面与内箱壁距离Δ＞δ=8取16箱盖、箱座肋厚m1、m≈0.85δ=0.85×8=6.8取7设计小结这次关于减速器的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过两个星期的设计实践，使我对机械设计有了更多的了解和认识.为我们以后的工作打下了坚实的基础。机械设计是机械工业的基础,是一门综合性相当强的技术课程，它融《机械原理》、《机械设计》、《理论力学》、《材料力学》、《互换性与技术测量》、《工程材料》、《机械设计（机械设计基础）课程设计》等于一体。这次的课程设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想、训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论,结合生产实际反应和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。本次设计得到了指导老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师的指导和帮助。设计中还存在不少错误和缺点，需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。参考文献[1]濮良贵、陈国定、吴立言.机械设计.9版.北京：高等教育出版社，2013.05[2]陈立德.机械设计课程设计指导书[3]龚桂义.机械设计课程设计图册[4]机械设计手册委员会.机械设计手册(新版).北京机械工业出版社，2004钻削与镗削Addison-Wesleypub.Co.闻志祥译摘要：通过驱动刀具能在工件上钻出通孔或盲孔，钻刀是正对着工件绕着自己的轴线旋转。当然，刀具从其轴线向外的切削距离应和需加工的孔的半径相等。在实际生产中，是采用关于同一轴线对称的两切削刀刃的刀具。钻削既可被应用于手工也可用于钻床中。钻床在尺寸和结构上有所不同。然而，当工件被牢固地安装好后，钻刀总是绕着自己的轴线旋转。这是和在车床上钻孔是相反的。镗孔是扩大以前钻削或镗削好了的孔。镗孔能够消除钻空加工时孔所产生的偏心，使孔扩大到需铰削的尺寸。下面是对钻削、钻床分类和镗孔的简要介绍。关键词：钻削、镗削、钻床、钻削刀具、镗刀、钻床的分类钻削刀具 在钻削操作中，采用的是一种柱形的螺旋式刀具，被称之为钻刀。钻刀有一条或两条切削刃和相应的出屑槽，出屑槽呈直线或螺旋线形。出屑槽的作用是为在钻削过程中产生的切屑提供一个通道，同时也是便于润滑剂和冷却剂到达钻刀的切削刃和工件的被加工表面。以下是普通刀具的概括论述：钻体钻体柄舌刃带刀刃出屑槽后刃面刃带刀刃出屑槽柄部颈部螺旋角出屑槽顶角死顶尖楔边柄舌刃带刀刃出屑槽后刃面刃带刀刃出屑槽柄部颈部螺旋角出屑槽顶角死顶尖楔边图4.1麻花钻。麻花钻是最普通的一类钻刀。麻花钻有两条切削刃和两条螺旋线形的出屑槽，出屑槽连续地围绕分布在整个钻体上（如图4.1）。钻刀除了钻体部分，还有钻颈和钻柄，钻柄可以是圆柱形，也可以是锥行。在后者的情况下，钻柄是通过柄舌的楔形作用安装在主轴的锥形钻套中，柄舌是安装在主轴钻套的狭槽中，这样钻刀和主轴形成一个整体来传递旋转运动。在另一方面，圆柱形钻柄是被安装在钻夹头里，然后，以安装锥形钻柄的方法将其安装进主轴的钻套中。从图4.1可以看出，两条切削边被称为刀刃，两条切削刃是通过楔子连接在一起。麻花钻还有两条刃带，其能在钻削操作中对刀具起正确的导向和定位的作用。两条刀刃形成钻刀的顶角，顶角大小的选择是依据被加工材料的特性。工业生产中经常使用的钻刀的顶角是118°，其适合钻削低碳钢和铸铁。对于硬度和刚度较高的金属，譬如，硬刚，黄铜和青铜，宜选用稍大顶角（130°或140°）的钻刀。常用麻花钻的出屑槽的螺旋角是范围是在24°-30°之间。当在钻削铜或软塑材料时，推荐使用螺旋角较大的刀具（35°-45°之间）。钻柄钻颈钻体倒棱顶角钻柄钻颈钻体倒棱顶角图4.2空心钻。空心钻是由倒棱，钻体，钻颈和钻柄组成，如图4.2所示。此类的空心钻有三条或四条出屑槽和相应数量的刃带保证良好的导向来获得高的加工精度。从图4.2还可以看出空心钻有一平断，倒棱可能有三条或四条切削边，或称为刀刃，顶角可在90-120范围内变化。空心钻是用来扩大先前已有的孔，它不是用来钻削新的孔的。空心钻有高的生产率，高的加工精度和能钻削出高质量的表面的特性。枪孔钻。枪孔钻是用来加工深孔的。所有的枪孔钻的出屑槽都是直的，只有一单条切削刃。在枪钻的钻体上有一个孔，其起着导管的作用，冷却剂在较的压力下通过该孔流到枪钻的顶尖部位。现有两种枪钻，即，用来加工盲孔的中心钻和套筒钻。套筒钻的中心有一个圆柱形孔，钻孔时可在工件上形成一个芯子，当钻头连续进给进行钻孔时，芯子对钻起导向作用。平钻。平钻是用于钻削大于7/2英寸的孔（90mm）乃至更大的孔。该类的钻易于磨削。镗刀镗孔是扩大以前钻削或镗削好了的孔。镗孔能够消除钻空加工时孔所产生的偏心，使孔扩大到需铰削的尺寸。平底扩孔是指扩大一个钻孔的末端。这个扩大的孔的底部是平的，它与原来的孔是同轴的。刀具与导向销一起使用，导向销装进已钻好的孔中，用于切削刃对中。平底扩孔主要用于在上面安装螺栓下面安装螺钉的孔的加工。在一个已加工好的孔上加工一个小的平面，该面称之为刮孔平面。在粗糙的表面上为螺栓提供平滑的沉头座的操作是很普遍的。如果把一个已加工控切成斜边以便适合一个平底螺栓的圆锥座，该操作称为锪锥面。刀具用于卧式镗床或是被安装在一个大型杆上或是作一个镗前头，它们依次排布在机床的主轴上。绝大多数镗孔操作是使用具有一个单齿的镗刀，如图4.3所示，因为他们易于安装和维修。镗杆的作用是将来机床自轴的动力传递到刀具上和保持在切削过程中的刚性，在加工过程中，工件通常不动，刀具在孔中作旋转进给运动。如图所示，通常需给镗杆提供附加支撑。镗杆必须足够的长以达到末端支撑和为机床操作提供一定的纵向空间。工作台镗刀镗刀镗杆床头箱主轴工件镗杆端部支承工作台镗刀镗刀镗杆床头箱主轴工件镗杆端部支承图4.3在铣床、坐标镗床、或钻床上进行精密镗削时，有必要使用一种带有千分尺调整的工具。这种工具安装在刀具头上并作旋转运动。因此任何孔径的增加必须通过调整工具半径来获得。图4.3b所示的是最常见的组合式双镗刀布置形式,他包括两个相对的刀具夹在沟槽中。螺柱是用来在指定位置锁紧刀具和调整他们的位置。整体装进一个矩形狭槽中,且锁在固定位置。刀具固定在滑行刀架里,且与顶尖成一条直线。刀具的精度取决与刀具车间的全体人员而不是操作者.图4.4图4.4通常用于小型机床譬如车床的镗刀是单齿镗刀，他是被以其能进入孔内的方式支承着。图4.4a所示刀具的末端事实锻造的，然后通过磨削成型。它是安装在一个单独的支承杆上，该支承杆是安装在车床的刀架上。对于转塔车床所用的是类似于图4.4b所示的刀具，只是刀杆稍有不同。刀具的修改是镗杆部分，如图4.4c所示，它被设计成在镗杆的末端拥有一个小型高速钢刀具。镗杆的刚度强，其长度可根据孔的长度作相应的调整。尽管这些刀具的间隙、斜度和切削角应该接近那些在车床操作中推荐使用的相近，但如果孔较小的话，这些角度是不能使用的。在加工工件中，普遍使用多切削刃的镗刀。如图4.4f，这些表面类似筒形绞刀的刀具，但具有镶齿铣刀，它们被调整成补偿磨损和直径变化。这种类型的镗刀比单刃刀具有较长的寿命，因此在加工中更经济。如图4.4e所示的带有导向销的以保证同轴度的平底扩孔刀具是用来扩大孔的末端。钻床的分类便携式的小机床上可实现钻削操作，一般的机床上也可以实现钻削操作。一般的机床在形状和尺寸上不同于便携式小机床，但它们也有共同的特征。例如，它们都拥有一根或更多根的麻花钻，当在加工以被固定装好了的工件时，每根麻花钻绕着自己的轴作旋转运动。这和在车床上工件被夹紧并随着卡盘作旋转运动而进行的钻削是相反的。下面是对一些普通式钻床的概述。台式钻床。台式钻床通常是被放在工作台上的普通加工用途的小型机床。这种钻床包括一个动力来源的电动机，动力是通过滑轮和皮带传递到装有刀具的主轴上。进给运动是通过降低操纵杆，由操纵杆带动主轴的下降（或上升）来实现的。台钻的主轴在套筒内自由旋转（套筒由操纵杆通过齿轮齿条系统驱动，但不随主轴一起旋转）。加工工件时，工件是被放在机床的工作台上，有时需要一个特殊的花钳来固定。被加工工件的最大厚度是受机床主轴与工作台之间的间隙限制。立式钻床。立式钻床可被用于轻度、中等、甚至相对重负荷强度的工作，这主要取决于立式钻床的尺寸。立式钻床与台式钻床基本相似，主要的不同点是里是立式钻床的底座上装有一较长的圆柱形支柱。在支柱上附加安装了一个可以锁定在任一想要高度的滑动工作台。当立式钻床用于中等强度的工作时，其所需的动力要比台式钻床的多。在立式钻床里有比较的的钻床。因此，这大的钻床有一个箱柱和较高的动力，以此满足重负荷。此外，它是采用齿轮箱为主轴提供不同的旋转速度和轴向进给量，通过齿轮箱可以预先设置任何想要的主轴转速和进给速率。多轴钻床。多轴钻床的结构坚固，其工作时需要很强的动力，每台多轴钻床能同时钻削很多孔。为满足加工要求，不同的刀具是可以调整的，同时根据需要，整个床头箱部分（带有主轴和刀具）是可以倾斜的。这类的钻床主要用于批量生产且拥有很多孔的零件的加工。例如汽缸体。排式钻床。当几个独立的钻头（每个都有一个单独主轴）排列在一个单独的普通的工作台上，此时，该机床被称之为排式钻床。这种机床特别地适用于几种需连续进行的操作。图4.5丝杆钻床的床头箱摇臂主轴底座立柱电动机图4.5丝杆钻床的床头箱摇臂主轴底座立柱电动机摇臂钻床。摇臂钻床，特别地适合那些不便于安装在立式钻床上的大型和重型工件进行钻孔。在图4.5可以看出，摇臂钻床有一安装在底座上的立柱。摇臂钻床的摇臂带着钻床的床头箱主轴和刀具移动，该摇臂能够沿立柱上升或下降，并可以锁紧在任一所需的位置上。床头箱沿着摇臂滑动并使主轴作旋转运动和轴向进给运动。此外，摇臂能够摆动，因此刀具可移动到圆柱坐标系统的任一位置。转塔钻床。归属于转塔钻床类的机床，或是半自动或是全自动控制的。转塔机床的一个普遍的设计特征是用转塔代替原来机床的主轴，转塔上装有几把钻削、镗削和螺纹切削刀具。因此，几种连续的操作只需要在一次初安装下就可以完成，在两种操作之间不需要再次装夹工件。如今，由数字或计算机控制系统控制的自动转塔钻床是相当的普遍了。在这种情况下，人的工作只是对工件进行初安装和对其进行监控。这类机床就空间要求（机床的物理尺寸）和工件装夹次数而言比排式钻床有优越性。长孔钻床。长孔钻床是一类特殊的被用作钻削长孔的机床，譬如，枪管的长孔就是用此类机床加工。通常长孔钻在使用时对工件的进给速度是较慢的。这类机床在工作时，工件作旋转运动，而刀具不作旋转运动。长孔钻床有立式结构也有卧式结构。然而，这两种结构的共同特征是在钻削过程中工件的精确导向和刚性支承。坐标镗床。这类机床是为获得高的精确性和精密性而特别设计的。这类机床不但钻孔而且能够给孔定位，因为工作台的运动由电子测量装置监控着。DRILLINGANDBORINGAddison-Wesleypub.Co.Abstract:Drillinginvolvesproducingthroughorblindholesinaworkpiecebyforcingatool,whichrotatesarounditsaxis,againsttheworkpiece.Consequently,therangeofcuttingfromthataxisofrotationisequaltotheradiusoftherequiredhole.Inpractice,twosymmetricalcuttingedgesthatrotateaboutthesameaxisareemploy.Drillingoperationscanbecarriedoutbyusingeitherhanddrillsordrillingmachine.Thelatterdifferinsizeandconstruction.Nevertheless,thetoolalwaysrotatesarounditsaxiswhiletheworkpieceiskeptfirmlyfixed.Thisiscontrarytodrillingonalathe.Boringisenlargingholespreviouslydrilledorbored.Drilledholesarefrequentlyboredtoeliminateanypossibleeccentricityandtoenlargetheholetoareamingsize.Followingisasurveyofdrilling,drillingmachinetoolandboring.Keyword:drillingboringdrillingmachinetoolclassificationofdrillingmachinecuttingtoolfordrillingoperationscuttingtoolforboringoperationsCUTTINGTOOLFORDRILLINGOPERATIONSIndrillingoperations,acylindricalrotary-endcuttingtool,calledadrill,isemployed.Thedrillcanhaveeitheroneormorecuttingedgesandcorrespondingflutes,whichcanbestraightorhelical.Thefunctionoftheflutesistoprovideoutletpassagesforthechipsgeneratedduringthedrillingoperationandalsotoallowlubricantsandcoolantstoreachthecuttingedgesandthesurfacebeingmachined.Followingisasurveyofthecommonlyuseddrills.Twistdrill.Thetwistdrillisthemostcommontypeofdrill.Ithastwocuttingedgesandtwohelicalflutesthatcontinueoverthelengthofthedrillbody,asshowninFig.4.1.Thedrillalsoconsistsofaneckandashankthatcanbeeitherstraightortapered.Inthelattercase,theshankisfittedbythewedgeactionintothetaperedsocketofthespindleandhasatang,whichgoesintoaslotinthespindlesocket,thusactingasasolidmeansfortransmittingrotation.Ontheotherhand,straight-shankdrillsareheldinadrillchuckthatis,inturn,fittedintothespindlesocketinthesamewayastaperedshankdrills.Fig.4.1ThetwistdrillAscanbeseeninFig.4.1,thetwocuttingedgesarereferredtoasthelips,andareconnectedtogetherbyawedge,whichisachisel-likeedge.Thetwistdrillalsohastwomargins,whichenableproperguidanceandlocatingofthedrillwhileitisinoperation.Thetoolpointangle(TPA)isformedbythetwolipsandischosenbasedonthepropertiesofthematerialtobecut.TheusualTAPforcommercialdrillsis118,whichisappropriatefordrillinglow-carbonsteelsandcastirons.Forharderandtoughermetals,suchashardenedsteel,brassandbronze,largerTAPs(130or140)givebetterperformance.Thehelixangleoftheflutesofthecommonlyusedtwistdrillsrangesbetween24and30.Whendrillingcopperorsoftplastics,highervaluesforthehelixanglearerecommended(between35and45).Fig.4.2ThecoredrillCoredrills.Acoredrillconsistsofthechamfer,body,neck,andshank,asshowninFig.4.2.Thistypeofdrillmayhaveeitherthreeorfourflutesandanequalnumberofmargins,whichensuresuperiorguidance,thusresultinginhighmachiningaccuracy.ItcanalsobeseeninFig.4.2thatacoredrillhasflatend.Thechamfercanhavethreeorfourcuttingedges,orlips,andthelipanglemayvarybetween90°and120°.Coredrillsareemployedforenlargingpreviouslymadeholesandnotfororiginatingholes.Thistypesofdrillischaracterizedbygreaterproductivity,highmachiningaccuracy,andsuperiorqualityofthedrilledsurfaces.Gundrills.Gundrillsareusedfordrillingdeepholes.Allgundrillsarestraight-fluted,andeachhadasinglecuttingedge.Aholeinthebodyactsasaconduittotransmitcoolantunderconsiderablepressuretothetipofthedrill.Therearetwokindsofgundrills,namely,thecenter-cutdillusedfordrillingblindholesandthetrepanningdrill.Thelatterhasacylindricalgrooveatitscenter,thusgeneratingasolidcore,whichguidesthetoolasitproceedsduringthedrillingoperation.Spadedrill.Spadedrillsareusedfordrillinglargeholesof7/2in.(90mm)ormore.Theirwhichresultsinamarkedsavingincostofthetoolaswellasatangiblereductioninitsweight,whichfacilitatesitshandling.Moreover,thistypeofdrilliseasytogrind.BORINGTOOLSBoringisenlargingholespreviouslydrilledorbored.Drilledholesarefrequentlyboredtoeliminateanypossibleeccentricityandtoenlargetheholetoareamingsize.Counterboringisenlargingoneendofadilledhole.Theenlargedhole,whichisconcentricwiththeoriginalone,isflatonthebottom.Thetoolisprovidedwithapilotpinthatfitsintothedrilledholetocenterthecuttingedges.Counterboringisusedprincipallytosetboltheadsandnutsbelowthesurface.Tofinishoffasmallsurfacearoundadrilledholeisknownasspotfacing.Thisisacustomarypracticeontoughsurfacetoprovidesmoothseatsforboltheads.Ifthetopofadrilledholeisbeveledtoaccommodatetheconicalseatpfaflat-headscrew,theoperationiscalledcountersinking.Fig.4.3Toolsusedinhorizontalboringmachinesaremountedineitheraheavybaroraboringhead,whichinturnisconnectedtothemainspindleofthemachine.Mostboringoperationsuseasingle-pointcutterasshowninFig.4.3,becausetheyaresimpletosetupandmaintain.Thebarservestotransmitpowerfromthemachinespindletothecutteraswellastoholditrigidlyduringthecuttingoperation.Theworkpieceisnormallystationaryandtherotatingcutterisfedthroughthehole.Itisoftennecessarytoprovideadditionalsupportforthebarasshowninthefigure.Thebarmustbelongenoughtoreachtheendsupportandalsomustprovidethenecessarylongitudinaltraverseforthemachiningoperation.Forprecisionboringworkonmillingmachines,jigbore,ordrillpresses,itisnecessarytouseatoolhavingmicrometeradjustment.Suchtoolsareheldinacutterheadandrotate.Hence,anyincreaseinholesizemustbeobtainedbyadjustingthetoolradiallyfromitscenter.Themostpopulardouble-cutterarrangementistheblocktypeshowninFig.4.3b,whichconsistsoftwoopposingcuttersrestingingroovesontheblock.Screwsareprovidedtolockthecuttersinpositionaswellastoadjustthem.Theentireassemblyfitsintoarectangularslotinthecuttersinpositionaswellastoadjustthem.Theentireassemblyfitsintoarectangularslotinthebarandiskeyedinplace.Cuttersaregroundwhileassembledintheblockandareheldinalignmentbythecenterholesprovided.Theresponsibilityfortoolaccuracyandsetupbelongstothetoolroompersonnelratherthantheoperator.Fig.4.4TypesofboringtoolsTheboringtoolcommonlyuseinsmallmachinessuchaslathesisasingle-pointedtool,supportedinamannerthatpermitsitsentryintoahole.Thistool,showninFig.4.4aisforgedattheendandthengroundtoshape.Itissupportedinaseparateholderthatfitsintoalathetoolpost.Forturretlathes,slightlydifferentholdersandforgedtoolssimilartotheoneshowninFig.4.4bareused.AmodificationofthistoolistheboringbarshowninFig.4.4c,whichisdesignedtoholdasmallhigh-speedsteeltoolbitattheend.Thebarsupportingthetoolisrigidandmaybeadjustedaccordingtotheholelength.Althoughtheclearance,rake,andcuttinganglescannotbeusedifthetoolsshouldbesimilartothoserecommendedforlathework,theseanglescannotbeusediftheholesaresmall.Inproductionwork,boringcutterswithmultiplecuttingedgesarewidelyused.Thesecutters,showninFig.4.4fresembleshellreamersinappearancebutareusuallyprovidedwithinserted-toothcuttersthatmaybeadjustedradiallytocompensateforwearandvariationsofdiameter.Boringtoolsofthistypehavelongerlifethansingle-pointedtoolsandhencearemoreeconomicalforproductionjobs.ThecounterboringtoolshowninFig.4.4eprovidedwithpilotstoensureconcentricdiameters.Isdesignedtorecessorenlargeoneendofahole.CLASSIFICATIONOFDRILLINGMACHINESDrillingoperationscanbecarriedoutbyemployingeitherportablesmallmachinesorappropriatemachinetools.Thelatterdifferinshapeandsize,althoughtheyhavecommonfeatures.Forinstance,theyallinvolveoneormoretwistdrills,eachrotatingarounditsownaxiswhiletheworkpieceiskeptfirmlyfixed.Thisiscontrarytothedrillingoperationonalathe,wheretheworkpieceisheldinandrotateswiththechuck,.Followingisasurveyofthecommonlyusedtypesofdrillingmachines.Beach-typedrillingmachines.Beach-typedrillingmachinesaregeneral-purpose,smallmachinetoolsthatareusuallyplacedonbenches.Thistypeofdrillingmachineincludesanelectricmotorasthesourceofmotion,whichistransmittedviapulleysandbeltstothespindle,wherethetoolismounted.Thefeedismanuallygeneratedbyloweringaleverhandle,whichisdesignedtolower(orraise)thespindle.Thelatterrotatesfreelyinsideasleeve(whichisactuatedbytheleverthrougharackpinionsystembutdoesmotrotatewiththespindle).Theworkpieceismountedonthemachinetable,althoughaspecialviseissometimesusedtohold,theworkpiece.Themaximumheightofaworkpiecetobemachinedislimitedbythemaximumgapbetweenthespindleandthemachinetable.Uprightdrillingmachines.Dependinguponthesize,uprightdrillingmachinetoolscanbeusedforlight,medium,andevenrelativelyheavyjobs.Itisbasicallysimilartobench-typemachines,themaindifferencebeingalongercylindricalcolumnfixedtothebasic.Alongthatcolumnisanadditional,slidingtableforfi