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1、机械原理课程设计说明书-二级斜齿轮减速器传动部件的设计 学 校：洛阳理工学院 系 别：机电工程系 专 业：模具设计与制造 学 号： 姓 名： 完成日期：2011年6月8日图1 二级斜齿轮减速器运动简图第三章 传动零件的设计计算1. V带的设计(1) 确定设计功率，选取V带类型查1表7-7得工作情况系数，根据1式（7-17）有：依据，从1图7-9中选用Z型普通V带。(2) 确定带轮基准直径由1表7-8查得主动轮的最小直径，根据带轮的基准直径系列，取。根据1式（7-13），计算从动轮基准直径：根据基准直径系列，取。(3) 验算带的速度根据1式（7-12）有：速度在内，合适。(4) 确定普通V带的基
2、准长度和传动中心距根据1式（7-19），有：初步确定中心距。 根据1式（7-20）计算带的初选长度：根据1表7-3选取带的基准长度。根据1式（7-21），计算带的实际中心距a为：根据1式（7-22）可知，中心距可调整范围为：即：。(5) 验算主动轮上的包角主动轮上的包角合适。(6) 计算V带的根数Z根据1式（7-24），有：由Z型普通V带，查1表7-4得；由，查1表7-6得；由，查1表7-5得；由，查1表7-3得。则：取根。(7) 计算初拉力根据1式（7-25），有：查1表(7-2)得，故：(8) 计算作用在轴上的压力根据1式（7-26），有：2. 齿轮的设计设计项目及依据设计结果(1) 选定
3、齿轮类型、公差等级、材料、齿数及螺旋角1) 类型选择 根据题目要求，选用斜齿圆柱齿轮传动。2) 精度选择 传动机为一般工作机，速度不高，故选用8级精度。3) 材料选择 小齿轮 （45钢）调质处理 硬度为240HBS。大齿轮 （45钢）正火处理 硬度为195HBS。4) 初选齿数 小齿轮齿数；大齿轮齿数 ，取。则实际传动比。5) 初选螺旋角。(2) 按齿面接触疲劳强度设计 1) 确定设计公式中各参数 初选载荷系数 小齿轮传递的转矩 选取齿宽系数，查1表8-14得 选取弹性系数，查1表8-13得 计算大小齿轮的接触疲劳极限，由1表8-9查得： 计算应力循环次数：由2公式10-31得， 查取寿命系数
4、：查2图2-11得：， 计算许用接触应力，取失效率为1%，查取2表2-3得最小安全系数。 所以， 计算节点区域系数，由3P-278得： 2) 设计计算 计算小齿轮分度圆直径 计算圆周速度 计算载荷系数。查2表2-1得使用系数；根据，8级精度；计算动载系数查3表12-13得：；查取齿间载荷分配系数；查2图2-5曲线2得齿向载荷分配系数。则 校正分度圆直径 (3) 主要几何尺寸计算1) 计算模数 ，按标准取。2) 计算中心距 3) 重新计算螺旋角 4) 计算分度圆直径、 5) 计算齿宽 6) 计算齿高 (4) 校核齿根弯曲疲劳强度 1) 确定验算公式中各参数 大、小齿轮的许用弯曲应力为、计算大小齿
5、轮的弯曲疲劳极限： 查取弯曲寿命系数，查2图2-8得： 计算弯曲许用应力，取失效率为1%，查2表2-3最小安全系数：所以， 计算当量齿数、 计算当量齿轮的端面重合度 计算重合度系数 计算螺旋角系数 （当时，按计算） 查取齿型系数和应力修正系数：由2图2-6和2-7得： 校核强度计算 (5) 结构设计及绘制齿轮零件工作图详见附图。现将高速级和低速级的大小齿轮归纳入下表：表3 各齿轮的相关参数汇总高速级大齿轮低速级小齿轮低速级大齿轮法面模数法面压力角螺旋角齿数传动比分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径中心距齿宽毂孔直径轮毂直径轮毂宽度腹板最大直径板孔分布圆直径板孔直径腹板厚度第四章 轴的设计计算与校核计
6、算说明计算结果1. 选定轴的材料和估算轴的直径，确定轴的许用应力。(1) 根据工作条件，初选轴的材料为45钢，均为调质处理。按扭转强度法进行最小直径估算，即：。初算轴径时，若最小轴段处开有键槽，还要考虑键槽对轴强度的影响。当该轴段截面上有一个键槽时，增大；当有两个键槽时，增大。值由1表10-3确定：。(2) 由1表10-1查得其强度值：，许用应力由1表10-4查得：，2. 按扭矩估算轴的最小直径并确定轴的最小直径(1) 高速轴：因高速轴最小直径处要安装大带轮，设有一个键槽，则：最后取整为：(2) 中间轴：因轴有两个键槽，则：因最小轴径处要安装轴承，故取为标准值，即：(3) 低速轴：因低速轴最小
7、轴径处要安装联轴器，设有一个键槽，则：因联轴器为标准值，故取为：3. 轴的结构设计(1) 高速轴的结构设计：高速轴的结构设计如图2所示。图2 高速轴的结构设计1) 各轴段直径的确定：最小直径,安装大带轮的外伸轴段，故：密封处轴段，根据大带轮的轴向定位要求，定位高度，以及密封圈的标准（拟采用毡圈密封），故：滚动轴承处轴段，选取的轴承型号为6606，其尺寸为：过渡轴段，由于各级齿轮的线速度均小于，滚动轴承拟采用脂润滑，考虑挡油盘的轴向定位：轴环直径。：齿轮处轴段，考虑齿轮的结构尺寸，采用齿轮和轴的连体设计。即：同，即：轴承处轴段，同，即2) 各轴段长度的确定：由大带轮的毂孔确定，故取：由箱体结构，
8、轴承端盖，装配关系确定，：由滚动轴承及装配关系确定：过渡轴段由箱体的装配关系确定。：轴环长度。：齿轮处长度（由齿轮轮毂宽度决定）。：同，即：轴承处段，同，即：（） (2) 中间轴的结构设计中间轴的结构设计如图3所示。图3 中间轴的结构设计(1) 各轴段直径的确定。：最小直径处，取圆锥滚子轴承为：齿轮处轴段直径，考虑到齿轮的安装和拆卸方便，齿轮的孔径应略大于通过的轴径，故： ：轴环直径（齿轮用轴肩定位，根据轴颈，轴环高度： ），取，故轴环直径为：齿轮处轴段直径，考虑到齿轮的安装和拆卸方便以及从整体考虑：结构设计同，即：(2) 各轴段长度的确定：，由所选轴承、滚筒等确定，即：，由低速级小齿轮轮毂宽
9、度决定，即：轴环长度：，由高速级大齿轮轮毂宽度决定，即： ：结构设计同，即。(3) 低速轴的结构设计低速轴的结构设计如图4所示：图4 低速轴的结构设计1) 各轴段直径的确定：，滚动轴承处轴段，拟选定轴承型号为6309，其尺寸为：齿轮处轴段，考虑齿轮的结构尺寸和装拆方便，齿轮的孔径大于所通过的轴径，取：轴环直径（齿轮用轴肩定位，根据轴颈，轴环高度： ），取，故轴环直径为：。：过渡轴段，由于各级齿轮的线速度均小于，滚动轴承拟采用脂润滑，考虑挡油盘的轴向定位，以及保持整体协调，取：结构设计同，即：根据箱体的整体结构，取：最小轴径处安装联轴器，根据所选联轴器的标准，取。2) 各轴段长度的确定：，由所选
10、轴承、滚筒等确定，即：，由低速级大齿轮轮毂宽度决定，即：轴环长度，：过渡轴段由箱体的装配关系确定，即：，即：，由箱体整体决定。：由联轴器的标准值确定：拟选用HL4尼龙柱销联轴器，孔径，孔长。取：4. 按弯曲和扭转复合强度对轴进行强度设计计算(1) 轴的力学模型的建立轴上力的作用点位置和支点跨距的确定支点跨距：低速级齿轮的作用点C到左支点A的距离为：(实际为76.625mm)两齿轮的力作用点即从C到D之间的距离为：（实际为92.5mm）高速级齿轮的作用点D到右支点B的距离为：(实际为59.125mm)(2) 绘制轴的力学模型图，如图ah图5 轴的力学模型及转矩、弯矩图（a）力学模型图（b）V面力
11、学模型图（c）V面弯矩图（d）H面力学模型图（e）H面弯矩图（f）合成弯矩图（g）转矩图（h）当量弯矩图初步选定高速级小齿轮为右旋，大齿轮为左旋；根据中间轴所受轴向力最小的要求：选定低速级小齿轮为左旋，大齿轮为右旋。(3) 计算轴上的作用力，如图a齿轮2： 齿轮3：(4) 计算支反力1) 垂直面支反力（XZ平面），如图b由绕支点B的力矩和，得：所以：，方向向下。同理： ,方向向上。由轴上的合力距，校核：计算无误。2) 水平面支反力（XY平面）见图c由绕支点B的力矩和,得：所以：，方向向下。同理：,方向向上。由轴上的合力距，校核：计算无误。3) A点的总支反力：B点的总支反力：(5) 绘制转矩、
12、弯矩图1) 垂直面内的弯矩图，见图dC处弯矩：，D处弯矩：2) 水平面内的弯矩图，见图eC处弯矩：D处弯矩：3) 合成弯矩图，见图fC处：D处：4) 绘制弯矩图，见图g5) 当量弯矩图，见图h因为是单向回转轴，所以扭转切应力视为脉动循环变应力，折算系数。C处：D处：5. 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面的强度。因为：所以：校核结果：故强度足够。故强度足够。第五章 设计心得机械设计基础课程设计是机械课程当中一个重要环节，通过这几周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械设计有了更深刻的认识。由于这次课程设计的任务量比较大，再加上所涉及的很多知识又是我们没有学习过的
13、，但是通过几个人的共同努力，我们一起克服了在设计过程中所遇到的种种困难，虽然这次的课程设计不尽完美，但是是我们几个人共同努力的成果，通过这次的课程设计，又使我们学到了很多东西，比如在设计过程中的团队精神，在设计过程中要有恒心，要有耐心，还有就是在设计过程中发现教材中的很多错误。在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力。通过这次设计，我想会为我以后的独立的进行毕业设计或者说独立的干一些别的事情都有很大的帮助的。在者，通过这次课程设计让我明白了不论做什么事情都不能操之过急，不然只得在走回头路，要脚踏实地的一步一个脚印，做什么事情都没有不劳
14、而获的，也没有任何所谓的捷径。只有通过自己的努力而获得的东西那才是自己的东西，否则别人的东西再好那终究是别人的，只有把真本领学到手了那才是成功，同时也让我明白了作为一个设计工作者的艰辛。再此，真诚的感谢那些在课程设计过程中给予我技术指导以及帮助过我的那些人！谢谢！刘 勇2011年06月13号第六章 参考资料1 机械设计基础/赵冬梅主编.2版.西安：西安电子科技大学出版,2010.12 传动零部件设计实例精解/于慧力等编著.北京：机械工业出版社，2009.33 机械设计基础下册/张莹主编.北京：机械工业出版社，1997.7，高等工科院校适用。4 机械设计基础课程设计/张建中，何晓玲主编.北京：高等教育出版社，2009.3（2010重印）5 减速器设计实例精解/张春宜等主编.北京：机械工业出版社，2009.76 机械设计简明手册/杨黎明，杨志勤主编.北京：国防工业出版社，2009.8重印7 机械制图及AutoCAD绘图/王定保主编.北京：人民邮电出版社，2009.9
