1、帶式運輸機減速器設計(論文).txt都是一個山的狐貍，你跟我講什么聊齋，站在離你最近的地方，眺望你對別人的微笑，即使心是百般的疼痛只為把你的一舉一動盡收眼底刺眼的白色，讓我明白什么是純粹的傷害。 本文由飲萬艷同悲貢獻 doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。 河南質量工程職業學院 河南質量工程職業學院 畢 業 設 計（論 文） 題 系 專 班 目 別 業 級 帶式運輸機減速器設計 機電工程系 機電一體化 學生姓名 學生姓名 學 號 XX 指導教師 定稿日期 201 2011 年 3 月 10 日 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 河南質量工程職

2、業學院 畢業設計任務書 專業 班級 08 機電 班 姓名 XX 學號 帶式運輸機減速器設計 指導教師 設計（論文）題目 主要 研究 內容 1. 2. 3. 4. 分析齒輪機構的運動形式、特點和尺寸 對齒輪機構的設計計算、校核、安裝及維護 運用機械零部件的公差、配合，以及機械加工、制造的基本知識合理設計減速器 運用機械制圖的知識來繪制裝配圖 主要 技術 指標 或研 究目 標 1. 2. 主 要 數 據 ： 工 作 轉 矩 T=130N.m ， 運 輸 機 速 度 v=1.6m/s, 卷 筒 直 徑 D=320mm 連續單向運轉，工作時有輕微振動，使用期限為 10 年，小批量生產，單班制工作 （8

3、 小時/天） 1、按照所給的基本數據計算并選擇出電動機以及傳動方式，并分配傳動比 2、設計及計算出齒輪的基本參數并校核計算 3、設計及計算軸的基本參數并校核計算 基本 要求 4、設計出減速機鍵連接，軸承，聯軸器等聯接標準件的選擇并完成其校核計算 5、設計減速器的潤滑以及密封 6、運用機械制圖的知識繪制出 7、利用機械制造的知識寫出加工工藝以及方案 8、畫出減速器的裝配圖和零件圖 1王昆何小柏.汪信遠. 機械設計基礎課程設計M. 高等教育出版社. 1995 年 12 主要 參考 資料 及文 獻 月第一版 2龐振基.黃其圣.精密機械設計M.機械工業出版社.2005 年 1 月第一版 3成大先.機械

4、設計手冊M.化學工業出版社.1994 年 4 月第三版 4盧玉明.機械零件的可靠性設計M.高等教育出版社.1989 年 5龔桂義.漸開線齒輪強度計算與結構設計M.機械工業出版社.1986 年 2 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 摘 要 機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運 動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置 是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的 功能外，還要求結構簡單、制造方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。 本設計中原動機為電動機，工作機為皮帶輸送機。傳動方案采

5、用了兩級傳動，第一 級傳動為帶傳動，第二級傳動為單級直齒圓柱齒輪減速器。 帶傳動承載能力較低在傳遞相同轉矩時，結構尺寸較其他形式大，但有過載保護 的優點，還可緩和沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉矩，減小帶傳 動的結構尺寸。 齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現代機 器中應用最為廣泛的機構之。 這種減速器主要適用于運輸機械， 也可用于冶金、 礦山、 石油、化工等通用機械。從以上資料我們可以看出齒輪減速器結構緊湊、傳動效率高、 運行平穩、傳動比大、體積小、加工方便、壽命長等等。本設計采用的是單級直齒輪傳 動(說明直齒輪傳動的優缺點)。 關鍵詞：兩級傳動、

6、帶傳動、單級直齒圓柱齒輪減速器、傳動效率高 3 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） Abstract Machines are generally motivated by the original, gear and equipment components. Gear is used to transfer the prime mover and power movement, movement in the form of its transformation to meet the needs of the work of the device is an important pa

7、rt of the machine. The reasonableness of transmission will have a direct impact on the work of the machine performance, weight and cost. In addition to drive a reasonable program to meet the work function of the device, also called for a simple structure, convenience, low cost, high transmission eff

8、iciency and facilitate the use of maintenance. Design of the Central Plains motive for the electric motors, machine work for the conveyor belt. Transmission program uses two-stage drive, the first-class drive for the belt drive, the second-class drive for the single-stage spur gear reducer. With a l

9、ower transmission capacity. In the same torque transmission, the size of the structure than the other forms, but there is the advantage of overload protection, but also ease the shock and vibration, the layout of the high-speed transmission level in order to reduce the transmission of torque, Reduce

10、 the size of the structure of the transmission belt. Gear transmission efficiency, and suitable for a wide range of power and speed, longer life, is the most widely used in modern machines of bodies -. This reducer mainly applied to transport machinery, but also can be used for metallurgy, mining, p

11、etroleum, chemical and other general machinery. From the above data we can see a compact gear reducer, transmission, high efficiency, smooth operation, transmission ratio, small size, convenient processing, long life and so on. This design uses a single-stage spur gear transmission (note the advanta

12、ges and disadvantages of spur gear transmission). Key words: two-stage drive beltdrive single-stage spur geared ducker transmission fight-efficiency 4 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 目 錄 1、簡介 7 1.1 帶式運輸機減速器的發展前景 7 1.2 工作環境 7 1.3 工作原理 7 2、傳動方案的擬定和選擇電動機 8 2.1 2.2 2.3 2.4 定傳動方案 選擇電動機 計算傳動裝置傳動比和分配各級傳動比 計算傳動裝置的運動和動力

13、參數 8 8 9 9 3、V 帶選擇 9 4、高速級齒輪傳動設計 10 4.1 選擇材料、精度及參數 11 4.2 計算齒輪上的作用力 12 5、軸的設計計算 13 5.1 軸的分類 5.2 軸設計的主要問題 5.3 軸類零件的重要性 5.3.1 機床主軸 5.3.2 汽車半軸 5.3.3 內燃機曲軸 5.3.4 疲勞強度校核 5.3.5 軸的剛度計算 5.3.6 扭角的計算 5.3.7 彎曲變形的計算 5.3.8 軸的臨界轉速 5.3.9 提高軸的強度、剛度和減輕重量的措施 6.1 滾動軸承的選擇及校核計算 6.2 鍵聯接的選擇及校核計算 6.3 聯軸器的選擇 6.4 減速器附件的選擇說明

14、6.4.1 窺視孔蓋和窺視孔的設計 6.4.2 排油孔與油塞 6.4.3 通氣器 6.4.5 起吊裝置 6.5 潤滑與密封 6.5.1 齒輪的潤滑 13 13 13 13 15 16 19 19 19 19 19 20 20 20 21 21 21 21 22 22 23 24 5 6、傳動相關部件的設計 20 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 6.5.2 滾動軸承的潤滑 24 6.5.3 潤滑油的選擇 24 6.5.4 密封方法的選取 24 總結 26 致 謝 27 參考文獻 28 6 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 1、簡介 帶式運輸機傳動裝置減速器功能原理圖如圖 1.1 所

15、示: 圖 1.1 功能原理圖 1.1 帶式運輸機減速器的發展前景 帶式輸送機技術的發展很快， 其主要表現在 2 個方面： 一方面是帶式輸送機的功能 多元化、應用范圍擴大化，如高傾角帶輸送機、管狀帶式輸送機、空間轉彎帶式輸送 機等各種機型；另一方面是帶式輸送機本身的技術與裝備有了巨大的發展，尤其是長 距離、大運量、高帶速等大型帶式輸送機已成為發展的主要方向，其核心技術是開發 應用于了帶式輸送機動態分析與監控技術，提高了帶式輸送機的運行性能和可靠性。 1.2 工作環境 帶式輸送機減速器的工作環境主要在一些工礦，例如：大型的煤礦企業、鐵礦、以 及有色金屬等作運輸裝置。本設計的帶式運輸機減速器主要運用

16、于鋼鐵工業，運送鐵 礦石和一些其他原料。 1.3 工作原理 利用各級齒輪傳動來達到降速的目的，減速器就是由各級齒輪副組成的，比如用小 齒輪帶動大齒輪就能達到一定的減速的目的,再采用多級這樣的結構,就可以大大降低轉 速了。 設工作條件： 連續單向運轉，工作時有輕微振動，使用期限為 10 年，小批量生產，單班制工作（8 小時/天） 7 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 2、傳動方案的擬定和選擇電動機 2.1 定傳動方案 由已知條件計算驅動滾筒的轉速 n, 一般選用同步轉速為 1000r/min 或 1500r/min 的電動機作為原動機， 因此傳動裝置 傳動比約為 10 或 15。 根據總傳

17、動比數值， 初步擬定出以二級傳動為主的多種傳動方案。 2.2 選擇電動機 1）電動機類型和結構型式 按工作要求和工作條件，選用一般用途的 Y（IP44）系列三相異步電動機。它為臥 式封閉結構。 2）電動機容量 （1）滾筒輸出功率 Pw （2）電動機輸出功率 P 工作=FV/1000 總 總= 帶×2 軸承× 齒輪× 聯軸器× 滾筒 根據傳動裝置總效率及查表 2-4 得：V 帶傳動 ?1=0.945；滾動軸承 ?2 =0.98；圓柱 齒輪傳動 ?3 =0.97；彈性聯軸器 ?4 =0.99；滾筒軸滑動軸承 ?5 =0.94 （3）電動機額定功率 P 由表

18、2-1 選取電動機額定功率 P=2.2kw 3）電動機的轉速 為了便于選擇電動機轉速，先推算電動機轉速的可選范圍。由表 2-1 查得 V 帶傳動 常用傳動比范圍 i1 =2-4,單級圓柱齒輪傳動比范圍 i2 =3-6，則電動機轉速可選范圍為 573-2292r/min 表 2-1 電動機型 方 案 號 額定功 率 （kw） 電動機轉速 （r/min） 同步 滿載 電動機 質量 （kg） 總傳動比 V 帶傳動 單級減速 器 1 2 Y100L1-4 Y112M-6 2.2 2.2 1500 1000 1420 940 34 45 14.87 9.84 3 2.5 4.96 3.94 傳動裝置的傳

19、動比 8 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 由表中數據可知兩個方案均可行，方案 1 相對價格便宜，但方案 2 的傳動比較 小，傳動裝置結構尺寸較小，整體結構更緊湊，價格也可下調，因此采用方案 2，選定 電動機的型號為 Y112M-6。 4）電動機的技術數據和外形、安裝尺寸 由表 2-1 查出 Y112M-6 型電動機的主要技術數據和外形、 安裝尺寸， 并列表記錄備 用（略）。 2.3 計算傳動裝置傳動比和分配各級傳動比 1）傳動裝置傳動比 2）分配各級傳動比 取 V 帶傳動的傳動比 i1 =2.5。 i 總=i 齒輪×I 帶 I 帶=i 總/i 齒輪 總傳動比：i 總=n 電動

20、/n 筒 所得 i2 值符合一般圓柱齒輪傳動和單級圓柱齒輪減速器傳動比的常用范圍。 2.4 計算傳動裝置的運動和動力參數 1）各軸轉速 電動機軸為 0 軸，減速器高速軸為 I 軸，低速軸為軸，各軸轉速為 n0=nm=940r/min nI=n0/i1=940/2.5376 r/min nII=nI/i2=376/3.9495.5r/min 2）各軸輸入功率 按電動機額定功率 Ped 計算各軸輸入功率，即 P0=Ped=2.2kw PI=P0?1=2.2x0.9452.079kw PII=PI?2?3 =2.079x0.98x0.971.976kw 3）各軸轉矩 To=9550x P0/n0=9

21、550x2.2/940=22.35N·m TI=9550x PI/nI=9550x2.079/376=52.80N·m TII=9550x PII/nII=9550x1.976/95.5=197.6N·m 3、V 帶選擇 1）選擇 V 帶的型號 9 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 根據任務書說明，每天工作 8 小時，載荷平穩，由精密機械設計的表 7-5 查得 KA =1.0。則 Pd=PI·KA =1.0×2.2=2.2kW 根據 Pd=2.2 和 n1=940r/min,由 機械設計基礎課程設計 7-17 確定選取 A 型普 圖 通

22、V 帶。 2）確定帶輪直徑 D1，D2。 由圖 7-17 可知，A 型 V 帶推薦小帶輪直徑 D1=125140mm。考慮到帶速不宜過低， 否則帶的根數將要增多，對傳動不利。因此確定小帶輪直徑 D1=125mm。大帶輪直徑，由 公式 D2=iD1（1-） (其中 取 0.02) 由查機械設計基礎課程設計表 9-1，取 D2=315mm。 3）檢驗帶速 v v=1.6m/s<25m/s 4）確定帶的基準長度 根據公式 729：0.7（D1+D2）<a<2（D1+D2） 初定中心距 500mm 依據公式 712 計算帶的近似長度 L=1708.9mm 由表 7-3 選取 Ld=1

23、800mm，KL=1.01 5）確定實際中心距 a=545.6mm 6）驗算小帶包角1=160 7）計算 V 帶的根數 Z。 由表 7-8 查得 P01.40，由表 7-9 查得 Ka=0.95，由表 7-10 查得P0=0.11，則 V 帶的根數=1.52 根 Z=PC/P=PC/(P1+P1)KLKa 8）計算帶寬 B B=（z-1）e+2f B=35mm 取 Z=2 0 4、高速級齒輪傳動設計 高速級齒輪圖如圖 4.1 所示： 10 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 圖 4.1 高速級齒輪圖 4.1 選擇材料、精度及參數 選擇材料、 小齒輪：45 鋼，調質，HB1 =240 大齒輪

24、：45 鋼，正火，HB2 =190 模數：m=2 齒數：z1=24 z2=96 齒數比：u=z2/z1=96/24=4 精度等級：選 8 級（GB10095-88） 齒寬系數d: d =0.83 （推薦取值：0.8-1.4） 齒輪直徑：d1=mz1=48mm d2=mz2=192mm 壓力角：a=200 齒頂高：ha=m=2mm 齒根高：hf=1.25m2.5mm 全齒高：h=(ha+hf)=4.5mm 中心距：a=m(z1+z2)/2=4.7244in 小齒輪寬：b1=d·d1=0.83×48=39.84mm 大齒輪寬：根據機械設計基礎課程設計P24,為保證全齒寬接觸，通

25、常使小齒輪 較大齒輪寬，因此得：b2=40mm 11 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 4.2 計算齒輪上的作用力 1） 設高速軸為 1，低速軸為 2 圓周力：Ft1=2T1/d=2200N Ft2=2T/d=2058.3N 徑向力：Fr1=F1t·tana=800.7N Fr2=F2t·tana=749.2N 軸向力為幾乎為零 2 齒輪許用應力H F 及校驗 ZH節點齒合系數，對于標準直齒輪，an=20o,=0,ZH=1.76 ZE 彈性系數， 當兩輪皆為鋼制齒輪 （=0.3， E1=E2=2.10x10N/mm2） 時， E=271 Z Z重合系數，對于直齒輪，Z

26、=1 K載荷集中系數， 由精密機械設計圖 8-38 選取，k =1.08 Kv動載荷系數，精密機械設計圖 8-39，kv=1.02 計算得 H=465.00 N·mm-2 對應于 NHO 的齒面接觸極限應力其值決定于齒輪齒輪材料及熱處理條件，精密機 械設計表 8-10；NHO=2HBS+69=240x2+69=549N·mm-2。 SH安全系數，于正火、調質、整體淬火的齒輪，去 SH=1.1； KHL壽命系數 式中 NHO：循環基數，查精密機械設計圖 8-41，NHO=1.5x10 ；NH：齒輪的應力循 環次數，NH=60nt=60x376x60x8=1.08288x107

27、； 取 KHL =1.06 F =529.04 N·mm-2 H=465.00 N·mm-2F =529.04 N·mm-2 因此接觸強度足夠 允許用彎曲應力： 查表 8-11（齒輪雙面受載時的影響系數，單面取 1，雙面區 0.7-0.8），（壽命系 數）循環基數 取 4x106 ,循環次數 =60nt=60x376x60x8=1.08288x107 KFL =0.8471 計算得 F=113.45 N·mm-2 7 12 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） F240 N·mm-2 5、軸的設計計算 5.1 軸的分類 根據軸的承載情況可分為

28、轉軸、心軸和傳動軸三類。只承受彎矩，不承受轉矩的軸 稱為“心軸”；只承受轉矩，不承受彎矩的軸稱為“傳動軸”；同時承受彎矩和轉矩的 軸稱為“轉軸”。 5.2 軸設計的主要問題 在一般情況下，軸的工作能力決定于它的強度和剛度，對于機床主軸，后者尤為重 要。高速轉軸則還決定于它的振動穩定性；在設計軸時，除應按工作能力準則進行設計 計算或校核計算外，在結構設計上還須滿足其他一系列的要求，例如： 1)多數軸上零件不允許在軸上作軸向移動，需要用軸向固定的方法使它們在軸上有確定 的位置； 2)為傳遞轉矩，軸上零件還應作周向固定； 3)對軸與其他零件(如滑動軸承、移動齒輪)間有相對滑動的表面應有耐磨性的要求；

29、 4)軸的加工、熱處理、裝配、檢驗、維修等都應有良好的工藝性； 5)對重型軸還須考慮毛壞制造、探傷 5.3 軸類零件的重要性 軸類零件的重要性 軸類零件的主要作用是支承傳動零件并傳遞動和動力，它們在工作時受多種應力的 作用，因此從選材角度看，材料應有較高的綜合機械性能.局部承受摩擦的部位如車床 主軸的花鍵、曲軸軸頸等處，要求有一定的硬度，以提高其抗磨損能力。 要求以綜合機械性能為主的一類結構零件的選材，還需根據其應力狀態和負荷種類 考慮材料的淬透性和抗疲勞性能。實踐證明，受交變應力的軸類零件、連桿螺栓等結構 件，其損環形式不少是由于疲勞裂紋引起的。 下面以車床主軸、汽車半軸、內燃機曲軸、鏜桿、

30、大型人字齒輪軸等典型零件為例 進行分析。 5.3.1 機床主軸 1)在選選用機床主軸的材料和熱處理工藝時，必須考慮以下幾點： 13 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 受力的大小。不同類型的機床，工作條件有很大差別，如高速機床和精密機床主 軸的工作條件與重型機床主軸的工作條件相比，無論在彎曲或扭轉疲勞特性方面差別都 很大。 軸承類型。如在滑動軸承上工作時，軸頸需要有高的耐磨性。 主軸的形狀及其可能引起的熱處理缺陷。結構形狀復雜的主軸在熱處理時易變形 甚至于開裂，因此在選材上應給予重視。 主軸是機床中主要進零件之一，其質量好壞直接影響機床的精度和壽命。因此必須 根據主軸的工作條件和性能要求，

31、選擇用鋼和制定合理的冷熱加工工藝。 2)機床主軸的工作條件如下： 承受交變的彎曲應力與扭轉應力，有時受到沖擊載荷的作用； 主軸大端內錐孔和錐度外圓，經常與卡盤、頂針有相對摩擦； 花健部分經常有磕或相對滑動。 總之，該主軸是在滾動軸承中動轉，承受中等負荷，轉速中等，有裝配精度要求， 且受到一定的沖擊力作用。 由此確定熱處理技術條件如下： 整體調質后硬度應為 HB200-230，金相組織為回火索氏體； 內錐孔和外圓錐面處硬度為 HRC45-50， 表面 3-5 內金相組織為回火屈氏體和 少量回火馬氏體； 花鍵部分的硬度為 HRC48-53，金相組同上。 3)選擇用鋼 C616 車床屬于中速、中負荷

32、、在滾動軸承中工作的機床，因此選用 45 鋼 是可以的。過去此主軸曾采用 45 鋼經正火處理后使用；后來為了提高其強度和韌性， 在粗車后又增加了調質工序。而且調質狀態的疲勞強度比正火為高，這對提高主軸抗疲 勞性能也是很重要的。表 5-1 為 45 鋼正火和調質后的機械性能比較。 表 5-1 熱 調 正 處 理 質 火 b(MN/) 682 600 s(MN/) 490 340 -1(MN/) 338 260 4)主軸的工藝路線 14 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 下料鍛造正火粗加工 （外圓留余 4-5 ） 調質半精車外圓 （留余 2.5-3.5 ），鉆中心孔，精車外圓(留余 0.6-

33、0.7 ，錐孔留余 0.6-0.7 )，銑鍵槽局部淬 火（錐孔及外錐體）車定刀槽，粗磨外圓(留余 0.4-0.5 )，銑花鍵花鍵淬火精 磨。 5）熱處理工序的作用正火處理是為了得到合適和硬度（HB170-230），以便于機械 加工，同時改善鍛造組織，為調質處理作準備。 調質處理是為了使主軸得到高的綜合機械性能和疲勞強度。調質后硬度后硬度為 HB200-230，組織為回火索氏體。為了更好的發揮調質效果，將調質安排在粗加工后進 行。 內錐孔和外圓錐面部分經鹽浴局部淬火和回火后得到所要求的硬度，以保證裝配精 度和不易磨損。 6）熱處理工藝 調質淬火時由于主軸各部分的直徑不同，應注意談天問題。調質后的

34、 變形雖然可以通過校直來修正，但校直時的附加應力對主軸精加工后的尺寸穩定性是不 利的。為減小變形，應注意淬火操作方法。可采取預冷淬火和控制水中冷水機卻時間來 減小變形。 花鍵部分可用高頻淬火以減小變形和達到硬度要求。 經淬火后的內錐孔和外圓錐面部分需經 260-300回火，花鍵部分需經 240-260 回火，以消除淬火應力并達到規定的硬度值。 也有用球墨鑄鐵制造機床主軸的， 如某廠用球墨鑄鐵的主軸淬火后硬度為 HRC52-58, 且變形量比 45 鋼為小。 5.3.2 汽車半軸 汽車半軸是驅動車輪轉動的直接驅動件。半軸材料與其工作條件有關，中型載重汽 車目前選用 40Cr 鋼，而重型載汽車則選

35、用性能更高的 40CrMnMo 鋼。 1）汽車半軸的工作條件和性能要求以躍進型載重汽車（載重量為 2500kg）的半軸為例。 汽車半軸是傳遞扭矩的一個重要部件。汽車運行時，發動機輸出的扭矩，經過多級 變速和主動器傳遞給半軸，再由半軸傳動車輪。在上坡或啟動時，扭矩很大，特別在緊 急制動或行駛在不平坦的道路上，工作條件更為繁重。 因此半軸在工作時承受沖擊、反復彎曲疲勞和扭轉應力的作用，要求材料有足夠的 抗彎強度和較好的韌性。 15 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 硬 度：桿部 HRC37-44； 盤部外圓：HRC24-34。 金相組織：回火索氏體或回火屈氏體。 彎曲度：桿中部1.8 ，盤都

36、跳動2.00 。 2） 選擇用鋼 根據 JB529-64 汽車半軸技術條件規定， 半軸材料可選用 40Cr、 40CrMo、 40CrMnMo 鋼。同時規定調質后的半軸其金相組織淬透層應呈回火索氏體或回火屈氏體， 心部（從中心到花鍵底半徑四分之三范圍內）允許有鐵素體存在。 根據上述技術條件，選用 40Cr 鋼能滿足要求。同時應指出，從汽車的整體性能來 看， 設計半軸時所采取的安全系數是比較小的。 這是考慮到汽車超載運行而發生事故時， 半軸首先破壞對保護后橋內的主動齒輪不受損壞是有利的。從這一點出發，半軸又是一 個易損件。 3）半軸的工藝路線 下料鍛造正火機械加工調質盤部鉆孔磨花鍵 4）熱處理工

37、藝分析 鍛造后正火，硬度為 HB187-241。調質處理是使半軸具有高的綜合 機械性能。 淬火后的回火溫度，根據桿部要求硬度 HRC37-44，選用 420±10回火。回火后在 水中冷卻，以防止產生回火脆性。同時水冷有利于增加半軸表面的壓應力，提高其疲勞 強度。 5.3.3 內燃機曲軸 曲軸是內燃機中形狀復雜而又重要的零件之一。它在工作時受到內燃機周期性變化 著的氣體壓力、曲柄連桿機構的慣性力、扭轉和彎曲應力以及沖擊力等的作用。在高速 內燃機中曲軸還受到扭轉振動的影響，會造成很大的應力。 因此，對曲軸的性能要求是保證有高的強度，一定的沖擊韌性和彎曲、扭轉疲勞強 度，在軸頸處要求有高的

38、硬度和耐度磨性。 選擇用鋼 一般以靜力強度和沖擊韌性作為曲軸的設計指標，并考疲勞強度。 內燃機曲軸材料的選擇主要決定于內燃機的使用情況、功率大小、轉速高低以及軸 瓦材料等。一般按下列情況進行選擇： 低速內燃機曲軸采用正火狀態的碳素鋼或球墨鐵； 1）本設計軸的材料 16 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 選用 45 號鋼 2) 估算軸的直徑 根據精密機械設計P257 式(10-2)，查表 10-2 軸的最小直徑 取 C=110 或 =30 計算得 d1min20mm d2min30mm 取 d1=20mm，d2=30mm 3)軸的各段軸徑 根據機械設計基礎課程設計P26，當軸肩用于軸上零件

39、定位和承受內力時，應 具有一定高度，軸肩差一般可取 610mm。用作滾動軸承內圈定位時，軸肩的直徑應按 軸承的安裝尺寸取。如果兩相鄰軸段直徑的變化僅是為了軸上零件裝拆方便或區分加工 表面時兩直徑略有差值即可，例如取 15mm 也可以采用相同公稱直徑而不同的公差數 值。 按照這些原則高速軸的軸徑由小到大分別為：20mm,22mm,25mm,48mm,25mm；低速軸 的軸徑由小到大分別為 30mm,32mm,35mm,40mm,48mm,35mm 4）軸的各段長度設計其功能原理圖如圖 5.2 所示： 圖 5.2 軸的各段長度設計其功能原理圖 根據機械設計基礎課程設計表 3-1，表 4-1 以及圖

40、 4-1，得 取 8mm 齒輪頂圓至箱體內壁的距離：1=10mm 齒輪端面至箱體內壁的距離：2=10mm 軸承端面至箱體內壁的距離（軸承用油潤滑時）：3=5mm 17 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 箱體外壁至軸承座孔端面的距離：L1=45mm 帶輪寬：35mm 聯軸器端：60mm 軸承的厚度 B01=15mm,B02=17mm 根據上面數據，可以確定各段軸長，由小端到大端依次為： 高速軸：35mm,42mm，16mm,12mm,40mm,12mm,16mm 低速軸：60mm,40mm,30mm，40mm，10mm,17mm 5）軸的校核計算（精密機械設計P257P262，機械設計手冊

41、）如圖 5-3 垂直面內支點反力：La:28.5 帶輪中徑到軸承距離，Lb：67.5mm 兩軸承間距離。 校核 FrA= Fr+ FrB 1065.5N=（749.2+316.3）N 類似方法求水平面內支點反力： F0單根 V 帶的張緊力（N）Fr Pd計算功率 Pd=2.079Kw ZV 帶的根數；=6.2 m·s-1（為帶速） Ka包角修正系數 Ka=0.95 qV 帶單位長度質量 q=0.10（kg·m-1）精密機械設計表 7-11 計算得 F0=144.7N Fz=570N （la =Lc =67 中軸到軸承距離） MA=Fr·La=21352.2N

42、83;mm MB=0 同理求得： M=A=Ft·La=58662.4 N·mm M=B=Fz·Lc=38190 N·mm 已知 T=52800N·mm，選用軸的材料為 45 號鋼，并經正火處理。查精密機械 設計表 10-1，其強度極限 600N·mm-2 同理得 MvB=31098.7 N·mm 計算草圖 5-3 Lc La 18 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 在結構設計中定出的該處直徑 dA=25mm,故強度足夠。 同理對高速軸的校核中： d=33.2mm, 在結構設計中定出的該處直徑 d=35mm,故強度足夠。

43、 5.3.4 疲勞強度校核 疲勞強度的校核即計入應力集中，表面狀態和尺寸影響斟后的精確校核。同上節 所述方法，繪出軸的彎矩 M 圖和轉矩 T 以后，選擇軸上的危險截面進行校校。根據截面 上受到的彎矩和轉矩可求出彎曲應力和切應力，這兩項循環應力可分解平均應力和應力 幅；然后就可以分別求出彎矩作用下的安全系數和轉矩作用下的安全系數。 5.3.5 軸的剛度計算 軸受載荷以后要發生彎曲和扭轉變形， 如果變形過大， 會影響軸上零件正常工作。 例如， 在電動機中如果由于彎矩使軸所產生的撓度)J 過大， 就會改變電機轉子和定于間 的間隙而影響電機的性能。又如，內燃機凸輪軸受轉矩所產生的扭角聲如果過大就會影

44、響氣門啟閉時間。 軸的變形有三種：撓度、轉角和扭角。在各種機器中對軸的剛度要求并不一致，所 以沒有統一的規定。 5.3.6 扭角的計算 式中 模量。 5.3.7 彎曲變形的計算 計算軸在彎矩作用下所產生的撓度夕和轉角有幾種方法，這里主要介紹兩種： 1）當量軸徑法 對于階梯軸， 可以簡化為一當量等徑光軸， 然后利用材料力學中的公式計算 y 和 。 式中 2）能量法 用能量法計算階梯軸的彎曲變形，運算較方便。此處略。 5.3.8 軸的臨界轉速 軸的轉速達到一定值時，運轉便不穩定而發生顯著的反復變形，這現象稱為軸 的振動。如果繼續提高轉速，振動就會衰減，運轉又趨于平穩，但是當轉速達到另 一較高的定值

45、時，振動又復出現。發生顯著變形的轉速，稱為軸的臨界轉速。同型 19 l軸受轉矩作用的長度；Ip軸截面的極慣性矩；G軸材料的切變 l支點間距離； li、di軸上第 i 段的長度和直徑。 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 振動的臨界轉速可以有好多個，最低的一個叫做第一階臨界轉速。軸的工作轉速不 能和其臨界轉速重合或接近，否則將發生共振現象而使軸遭到破壞。計算臨界轉速 的目的就在于使工作轉速 n 避開軸的臨界轉速。軸的振動可分為橫向振動、扭轉振 動和縱向振動三類。縱向振動的自振頻率很高，在軸的工作轉速范圍內一般不會發 生縱向振動。工作轉速低于第一階臨界轉速的軸，稱為剛性軸；超過第一階臨界轉 速

46、的軸，稱為撓性軸。 提高軸的強度、 5.3.9 提高軸的強度、剛度和減輕重量的措施 可以從結構和工藝兩方面采取措施來提高軸的承載能力。軸的尺寸如能減小， 整個機器的尺寸也常會隨之減小。 6、傳動相關部件的設計 6.1 滾動軸承的選擇及校核計算 根據任務書上表明的條件：載荷平穩，以及軸承主要受到軸向力，所以選擇圓錐滾 子軸承。由軸徑的相應段根據機械設計基礎課程設計表 15-7 選擇輕窄（2）系列， 其尺寸分別為： 內徑：d1=25mm,d2=35mm 外徑：D1=52mm. D2=72mm 寬度：B1=15mm，B2=17mm 滾動軸承的當量載荷為： X=1；Y=0； 則 C額定動載荷，機械設計

47、基礎課程設計表 15-7 而題目要求的軸承壽命為 10 年 ，故軸承的壽命完全符合要求 6.2 鍵聯接的選擇及校核計算 1根據軸徑的尺寸，由機械設計基礎課程設計表 14-1 高速軸與 V 帶輪聯接的鍵為：鍵 C8X30 GB1096-79 大齒輪與軸連接的鍵為：鍵 12X32 GB1096-79 軸與聯軸器的鍵為：鍵 C8X50 GB1096-79 2鍵的強度校核 齒輪與軸上的鍵 ：鍵 C12×32 GB1096-79 20 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） b×h=12×8,L=32,則 Ls=L-b=20mm 圓周力：Fr=2TII/d=2×1

48、97600/40=9880N 擠壓強度：p = 123.5<125-150MPa 因此擠壓強度足夠 剪切強度為 82.3<120MPa 因此剪切強度足夠 鍵 C8×30 GB1096-79 和鍵 C8×56 GB1096-79 根據上面的步驟校核，并且符合要求。 6.3 聯軸器的選擇 根據軸徑的和機械設計基礎課程設計表 17-1 選擇聯軸器的型號： GB3852-83 J1 一對組合 軸孔直徑：d=30mm, 長度：L=60mm 6.4 減速器附件的選擇說明 減速器附件的選擇說明 按課 程設計 4753 頁進 行設計，對每 一種附 件，說明其作 用，并 畫出結構

49、 示意 圖。 6.4.1 窺視孔蓋和窺視孔的設計 作用 ：檢查傳動件 的嚙合 、潤滑、接觸 斑點、 齒側間隙及向 箱內注 入潤滑油 結構示意圖 6-1： 結構示意圖 6-1 窺視孔開在機蓋的頂部，應能看到傳動零件嚙合，并有足夠的大小，以便于檢修。 6.4.2 排油孔與油塞 作用：排放污油，設在箱座底部 放油螺塞選用外六角油塞及墊片 M14×1.5 放油孔的位置應在油池最低處， 并安排在減速器不與其他部件靠近的一側， 以便于放油， 放油孔用螺塞堵住，其結構如圖 6-2 21 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 結構示意圖 6-2 6.4.3 通氣器 作用：由于在室內使用，選通氣器（

50、一次過濾），采用 M16×1.5 油面指示器選用游標 尺 M16 結構示意圖 6-3： 結構示意圖 6-3 6.4.5 起吊裝置 采用箱蓋吊耳、箱座吊耳，雙螺釘起吊螺釘 根據機械設計基礎課程設計表 13-7 選擇適當型號： 起蓋螺釘型號：GB578386 M6×20,材料 Q235 高速軸軸承蓋上的螺釘：GB578386 M6×20,材料 Q235 低速軸軸承蓋上的螺釘：GB578386 M6×20,材料 Q235 22 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 螺栓：GB578286 M10×80，材料 Q235 6.5 潤滑與密封 傳動的潤滑

51、圓周速度 u12m/s-15ms 的齒輪減速器廣泛采用油池潤滑， 自然冷卻。 為了減少齒輪運動的阻力和油的溫升，浸入油中的齒輪深度以 12 個齒高為宜。速度 高的還應該淺些，建議在 07 倍齒高左右，但至少為 10mm。速度低的(05ms-08m s)也允許浸入深些， 可達到 16 的齒輪半徑； 更低速時， 甚至可到 13 的齒輪半徑。 潤滑圓錐齒輪傳動時，齒輪浸入油中的深度應達到輪齒的整個寬度。對于油面有波動的 減速器(如船用減速器)，浸入宜深些。在多級減速器中應盡量使各級傳動浸入油中深度 近予相等。 如果發生低速級齒輪浸油太深的情況， 則為了降低其探度可以采取下列措施： 將高速級齒輪采用惰

52、輪蘸油潤滑；或將減速器箱蓋和箱座的剖分面做成傾斜的，從而使 高速級和低速級傳動的浸油深度大致相等。 減速器油池的容積平均可按 1kW 約需 035L-07L 潤滑油計算(大值用于粘度較高 的油)，同時應保持齒輪頂圓距離箱底不低于 30mm-50mm 左右，以免太淺時激起沉降在 箱底的油泥。 減速器的工作平衡溫度超過 90時， 需采用循環油潤滑， 或其他冷卻措施， 如油池潤滑加風扇，油池內裝冷卻盤管等。循環潤滑的油量一般不少于 05L/kW。圓周 速度 u>12m/s 的齒輪減速器不宜采用油池潤滑，因為：1)由齒輪帶上的油會被離心力甩 出去而送不到嚙合處；2)由于攪油會使減速器的溫升增加；

53、3)會攪起箱底油泥，從而加 速齒輪和軸承的磨損；4)加速潤滑油的氧化和降低潤滑性能等等。這時，最好采用噴油 潤滑。潤滑油從自備油泵或中心供油站送來，借助管子上的噴嘴將油噴人輪齒嚙合區。 速度高時，對著嚙出區噴油有利于迅速帶出熱量，降低嚙合區溫度，提高抗點蝕能力。 速度 u20m/s 的齒輪傳動常在油管上開一排直徑為 4mm 的噴油孔，速度更高時財應開 多排噴油孔。噴油孔的位置還應注意沿齒輪寬度均勻分布。噴油潤滑也常用于速度并不 很高而工作條件相當繁重的重型減速器中和需要用大量潤滑油進行冷卻的減速器中。噴 油潤滑需要專門的管路裝置、 油的過濾和冷卻裝置以及油量調節裝置等， 所以費用較貴。 此外，

54、還應注意，箱座上的排油孔宜開大些，以便熱油迅速排出。 蝸桿圓周速度在 10m/s 以下的蝸桿減速器可以采用油池潤滑。當蝸桿在下時，油面 高度應低于蝸桿螺紋的根部，并且不應超過蝸桿軸上滾動軸承的最低滾珠(柱)的中心， 以免增加功率損失。但如滿足了后一條件而蝸桿未能浸入油中時，則可在蝸桿軸上裝一 甩油環，將油甩到蝸輪上以進行潤滑。當蝸桿在上時，則蝸輪浸入油中的深度也以超過 23 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 齒高不多為限。蝸桿圓周速度在 10ms 以上的減速器應采用噴油潤滑。噴油方向應順 著蝸桿轉入嚙合區的方向，但有時為了加速熱的散失，油也可從蝸桿兩側送人嚙合區。 齒輪減速器和蝸輪減速器

55、的潤滑油粘度可分別參考表選取。若工作溫度低于 0，則使 用時需先將油加熱到 0以上。蝸桿上置的，粘度應適當增大。 6.5.1 齒輪的潤滑 采用浸油潤滑，由于為單級圓柱齒輪減速器，速度<12m/s，當 m<20 時，浸油 深度 h 約為 1 個齒高，但不小于 10mm，所以浸油高度約為 36mm。 6.5.2 滾動軸承的潤滑 由于軸承周向速度為，所以宜開設油溝、飛濺潤滑。 6.5.3 潤滑油的選擇 齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設備，選用 GB443-89 全損耗系統用油 L-AN15 潤滑油。 6.5.4 密封方法的選取 選用凸緣式端蓋易于調整，采用悶蓋安裝骨

56、架式旋轉軸唇型密封圈實現密封。密封 圈型號按所裝配軸的直徑確定為 GB894.1-86-25 軸承蓋結構尺寸按用其定位的軸承的外 徑決定。 24 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 裝配圖如下： 25 河南質量工程職業學院 畢業設計（論文） 總結 這次畢業設計對我來說比較重要。讓我把所學知識得到綜合運用與鞏固.它培養了 我刻苦耐勞，努力鉆研的精神。對于每一個事物都會有第一次的吧，而每一個第一次似 乎都必須經歷由感覺困難重重，挫折不斷到一步一步克服，可能需要連續幾個小時、十 幾個小時不停的工作進行攻關；最后出成果的瞬間是喜悅、是輕松、是舒了口氣！ 課程設計過程中出現的問題幾乎都是過去所學的知識不牢固，許多計算方法、公式 都忘光了，要不斷的翻資料、看書，和同學們相互探討。雖然過程很辛苦，有時還會有 放棄的念頭，但始終堅持下來，完成了設計，而且學到了書本沒有的知識，應也補回了 許多以前沒學好的知識，同時鞏固了這些知識，提高了運用所學知識的能力。 由于時間緊迫， 這次設計難免會存在許多缺點， 比如說箱體結構龐大， 重量也很大。 齒輪的計算不夠精確等等，我相信，通過這次的實踐，能使我在以后的設計中避免很多 不必要的步驟，有能力設計出結構更緊湊，傳動更