1、第一章減速器概述11.1 減速器的主要型式及其特性11.2 減速器結構21.3 減速器潤滑3第二章減速箱原始數據及傳動方案的選擇42.1 原始數據42.2 傳動方案選擇5第三章電動機的選擇計算73.1 電動機選擇步驟73.2 電動機型號的確定9第四章軸的設計94.1 軸的分類104.2 軸的材料104.3 軸的結構設計114.4 軸的設計計算124.5 各軸的計算144.6 軸的設計與校核22第五章聯軸器的選擇245.1 聯軸器的功用245.2 聯軸器的類型特點245.3 聯軸器的選用255.4 聯軸器材料25第六章圓柱齒輪傳動設計276.1 齒輪傳動特點與分類276.2 齒輪傳動的主要參數與

2、基本要求276.3 齒輪參數計算28第七章軸承的設計及校核387.1 軸承種類的選擇387.2 深溝球軸承結構387.3 軸承計算39第八章箱體設計40第九章結論41第十章設計小結42參考文獻43第一章減速器概述1.1 減速器的主要型式及其特性減速器是一種由封閉在剛性殼體內的齒輪傳動、蝸桿傳動或齒輪一蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用在動力機與工作機之間作為減速的傳動裝置；在少數場合下也用作增速的傳動裝置，這時就稱為增速器。減速器由于結構緊湊、效率較高、傳遞運動準確可靠、使用維護簡單，并可成批生產，故在現代機械中應用很廣。減速器類型很多，按傳動級數主要分為：單級、二級、多級；按傳動件類型又可分為:

3、齒輪、蝸桿、齒輪-蝸桿、蝸桿-齒輪等。減速器系統框圖以下對幾種減速器進行對比：1）圓柱齒輪減速器當傳動比在8以下時，可采用單級圓柱齒輪減速器。大于8時，最好選用二級（i=840）和二級以上（i>40）的減速器。單級減速器的傳動比如果過大，則其外廓尺寸將很大。二級和二級以上圓柱齒輪減速器的傳動布置形式有展開式、分流式和同軸式等數種。展開式最簡單，但由于齒輪兩側的軸承不是對稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。為此，在設計這種減速器時應注意：1）軸的剛度宜取大些；2）轉矩應從離齒輪遠的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；3）采用斜齒輪布置，而且受載大的低速級又正好

4、位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比展開好。這種減速器的高速級齒輪常采用斜齒，一側為左旋，另一側為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對斜齒輪能自動調整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的晶輪軸在軸向應能作小量游動。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。圓柱齒輪減速器在所有減速器中應用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至40000k皿圓周速度也可從很低至60m/s70n）/s,甚至高達150叱s。傳動功率很大的減速器最好采用雙驅動式或中心驅動式。這兩種布置方式可由兩對齒輪副分擔載荷，有利于改善受力狀況和降低傳動尺寸。設計雙驅動式或中心驅動式齒輪傳

5、動時，應設法采取自動平衡裝置1使各對齒輪副的載荷能得到均勻分配，例如采用滑動軸承和彈性支承。圓柱齒輪減速器有漸開線齒形和圓弧齒形兩大類。除齒形不同外，減速器結構基本相同。傳動功率和傳動比相同時，圓弧齒輪減速器在長度方向的尺寸要比漸開線齒輪減速器約30%。2）圓錐齒輪減速器它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場合。二級和二級以上的圓錐齒輪減速器常由圓錐齒輪傳動和圓柱齒輪傳動組成，所以有時又稱圓錐一圓柱齒輪減速器。因為圓錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，為了使它受力小些，常將圓錐面檜，作為，高速極：山手面錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應用不如圓柱齒輪減速器廣。3）蝸桿減

6、速器主要用于傳動比較大（j>10）的場合。通常說蝸桿傳動結構緊湊、輪廓尺寸小，這只是對傳減速器的傳動比較大的蝸桿減速器才是正確的，當傳動比并不很大時，此優點并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜用在大功率傳動的場合。蝸桿減速器主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式。蝸桿圓周速度小于4m/s時最好采用蝸桿在下式，這時，在嚙合處能得到良好的潤滑和冷卻條件。但蝸桿圓周速度大于4m/s時，為避免攪油太甚、發熱過多，最好采用蝸桿在上式。4）齒輪-蝸桿減速器它有齒輪傳動在高速級和蝸桿傳動在高速級兩種布置形式。前者結構較緊湊，后者效率較高。通過比較，我們選定圓柱齒輪減速器。1.2減速器結構近年來，減速器

7、的結構有些新的變化。為了和沿用已久、國內目前還在普遍使用的減速器有所區別，這里分列了兩節，并稱之為傳統型減速器結構和新型減速器結構。1）傳統型減速器結構絕大多數減速器的箱體是用中等強度的鑄鐵鑄成，重型減速器用高強度鑄鐵或鑄鋼。少量生產時也可以用焊接箱體。鑄造或焊接箱體都應進行時效或退火處理。大量生產小型減速器時有可能采用板材沖壓箱體。減速器箱體的外形目前比較傾向于形狀簡單和表面平整。箱體應具有足夠的剛度，以免受載后變形過大而影響傳動質量。箱體通常由箱座和箱蓋兩部分所組成，其剖分面則通過傳動的軸線。為了卸蓋容易，在剖分面處的一個凸緣上攻有螺紋孔，以便擰進螺釘時能將蓋頂起來。聯接箱座和箱蓋的螺栓應

8、合理布置，并注意留出扳手空間。在軸承附近的螺栓宜稍大些并盡量靠近軸承。為保證箱座和箱蓋位置的準確性，在剖分面的凸緣上應設有23個圓錐定位銷。在箱蓋上備有為觀察傳動嚙合情況用的視孔、為排出箱內熱空氣用的通氣孔和為提取箱蓋用的起重吊鉤。在箱座上則常設有為提取整個減速器用的起重吊鉤和為觀察或測量油面高度用的油面指示器或測油孔。關于箱體的壁厚、肋厚、凸緣厚、螺栓尺寸等均可根據經驗公式計算，見有關圖冊。關于視孔、通氣孔和通氣器、起重吊鉤、油面指示Oe等均可從有關的設計手冊和圖冊中查出。在減速器中廣泛采用滾動軸承。只有在載荷很大、工作條件繁重和轉速很高的減速器才采用滑動軸承。2）新型減速器結構下面列舉兩種

9、聯體式減速器的新型結構，圖中未將電動機部分畫出。1）齒輪一蝸桿二級減速器；2）圓柱齒輪一圓錐齒輪一圓柱齒輪三級減速器。這些減速器都具有以下結構特點： 在箱體上不沿齒輪或蝸輪軸線開設剖分面。為了便于傳動零件的安裝，在適當部位有較大的開孔。 在輸入軸和輸出軸端不采用傳統的法蘭式端蓋，而改用機械密封圈；在盲孔端則裝有沖壓薄壁端蓋。 輸出軸的尺寸加大了，鍵槽的開法和傳統的規定不同，甚至跨越了軸肩，有利于充分發揮輪轂的作用。和傳統的減速器相比，新型減速器結構上的改進，既可簡化結構，減少零件數目，同時又改善了制造工藝性。但設計時要注意裝配的工藝性，要提高某些裝配零件的制造精度。1.3減速器潤滑圓周速度u&

10、amp;12m/s15mzs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0.7倍齒高左右，但至少為10mm速度低的（0.5n）7s0.8n）7s）也允許浸入深些，可達到1/6的齒輪半徑；更低速時，甚至可到1/3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3輪蘸油潤滑；或將減速器箱蓋和箱座的

11、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0.35L0.7L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-50mmfc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90c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0.5L/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；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

12、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u&20心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。止匕外，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

13、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齒高不多為限。蝸桿圓周速度在10m/s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的潤滑油粘度可分別參考表選取。若工作溫度低于0C,則使用時需先將油加熱到0c以上。蝸桿上置的，粘度應適當增大。第二章減速箱原始數據及傳動方案的選擇2.

14、1 原始數據運輸帶有效拉力F=1500N工作速度v=1.2m/s,卷筒直徑D=200mm間歇工作，載荷平穩，傳動可逆轉，傳動比誤差為土5%每隔2min工作一次，停機5min,4工作年限為10年2.2 傳動方案選擇傳動裝置總體設計的目的是確定傳動方案、選定電機型號、合理分配傳動比以及計算傳動裝置的運動和動力參數，為計算各級傳動件準備條件。由于我們的實驗的要求較高，電機輸入的最高轉速較大，為了減少成本，降低對電機的要求，同時能夠滿足減震器試驗臺的正常工作，我們對減震器采用這樣的方案：變頻電機通過帶輪的傳遞，到達第一對嚙合齒輪，為了讓減速器具有變速功能，我們使第二對嚙合齒輪為雙聯齒輪，最后由輸出軸傳

15、遞給偏心輪機構。因為本試驗屬于多功能測試，包括了靜特性試驗、疲勞試示功試驗、耐久試驗。所以對整個傳遞要求較高。所以第一、二根軸；兩端采用角接觸球軸承，第三根軸采用一頭用角接觸球軸承另一頭采用普通調心球軸承。注意點是使用這個傳動方案應保證工作可靠，并且結構簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護便利。減速器設計二級圓柱齒輪減速器傳動比一般為840,用斜齒、直齒或人字齒，結構簡單，應用廣泛。展開式由于齒輪相對于軸承為不對稱布置，因而沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大剛度；分流式則齒輪相對于軸承對稱布置，常用于較大功率、變載荷場合。同軸式減速器，長度方向尺寸較小，但軸向尺寸較大，中間軸

16、較長，剛度較差。兩級大齒輪直徑接近有利于浸油潤滑，軸線可以水平、上下或鉛垂布置，如圖：展開式分流式同軸式圖中展開式又可以有下面兩種，如下所示:根據材料力學（工程力學）可以算出在相同載荷作用下，a方案優先于b方案，最終選ayi1BFX1LX1L11116EIZLFX11LX1L16EIZLF7420127574275746EIz275685422.6mm6EIZ由裝配圖查得，X2103,L173,l77y21BFX2LX2L11226EIZLFX21LX2L16EIZLF94182275941731826EIZ275902268.7-mm6EIz綜上所述：可得y1<y2。選a方案。第三章電

17、動機的選擇計算合理的選擇電動機是正確使用的先決條件。選擇恰當，電動機就能安全、經濟、可靠地運行；選擇得不合適，輕者造成浪費，重者燒毀電動機。選擇電動機的內容包括很多，例如電壓、頻率、功率、轉速、啟動轉矩、防護形式、結構形式等，但是結合農村具體情況，需要選擇的通常只是功率、轉速、防護形式等幾項比較重要的內容，因此在這里介紹一下電動機的選擇方法及使用。3.1 電動機選擇步驟電動機的選擇一般遵循以下三個步驟：3.1.1 型號的選擇電動機的型號很多，通常選用異步電動機。從類型上可分為鼠籠式與繞線式異步電動機兩種。常用鼠籠式的有J、J2、JOJO2JO3系列的小型異步電動機和JS、JSQ系列中型異步電動

18、機。繞線式的有JRJRO2系列小型繞線式異步電動機和JRQ系列中型繞線式異步電動機。從電動機的防護形式上又可分為以下幾種：1 .防護式。這種電動機的外殼有通風孔，能防止水滴、鐵屑等物從上面或垂直方向成45o以內掉進電動機內部，但是灰塵潮氣還是能侵入電動機內部，它的通風性能比較好，價格也比較便宜，在干燥、灰塵不多的地方可以采用。“J”系列電動機就屬于這種防護形式。2 .封閉式。這種電動機的轉子，定子繞組等都裝在一個封閉的機殼內，能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動機內部，但它的密封不很嚴密，所以還不能在水中工作，“JO'系列電動機屬于這種防護形式。在農村塵土飛揚、水花四濺的地方（如農副業加

19、工機械和水泵）廣泛地使用這種電動機。3 .密封式。這種電動機的整個機體都嚴密的密封起來，可以浸沒在水里工作，農村的電動潛水泵就需要這種電動機。實際上，農村用來帶動水泵、機磨、脫粒機、扎花機和粉碎機等農業機械的小型電動機大多選用JOJO2系列電動機。在特殊場合可選用一些特殊用途的電動機。如JBS系列小型三相防爆異步電動機，JQS系列井用潛水泵三相異步電動機以及DM源列深井泵用三相異步電動機。3.1.2 功率的選擇一般機械都注明應配套使用的電動機功率，更換或配套時十分方便，有的農業機械注明本機的機械功率，可把電動機功率選得比它大10呢可（指直接傳動）。一些自制簡易農機具，我們可以憑經驗粗選一臺電動

20、機進行試驗，用測得的電功率來選擇電動機功率。電動機的功率不能選擇過小，否則難于啟動或者勉強啟動，使運轉電流超過電動機的額定電流，導致電動機過熱以致燒損。電動機的功率也不能選擇太大，否則不但浪費投資，而且電動機在低負荷下運行，其功率和功率因數都不高，造成功率浪費。選擇電動機功率時，還要兼顧變壓器容量的大小，一般來說，直接啟動的最大一臺鼠籠式電動機，功率不宜超過變壓器容量的1/3。3.1.3 轉速的選擇選擇電動機的轉速，應盡量與工作機械需要的轉速相同，采用直接傳動，這樣既可以避免傳動損失，又可以節省占地面積。若一時難以買到合適轉速的電動機，可用皮帶傳動進行變速，但其傳動比不宜大于3。異步電動機旋轉

21、磁場的轉速（同步轉速）有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min等。異步電動機的轉速一般要低2%-5%在功率相同的情況下，電動機轉速越低體積越大,價格也越高，而且功率因數與效率較低；高轉速電動機也有它的缺點，它的啟動轉矩較小而啟動電流大，拖動低轉速的農業機械時傳動不方便，同時轉速高的電動機軸承容易磨損。所以在農業生產上一般選用1500r/min的電動機，它的轉速也比較高，但它的適應性較強,功率因數也比較高。3.2電動機型號的確定根據已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動機。由公式P1=Fv=1500X1.2=1.8kwv10010001.210

22、01000電動機轉速n1=D=34200=114。65.r/min求電機功率P5P=P電”刀二"a,tb,r齒2，rz3P=Fv查閱資料可得：選取？1=0.99彈性柱銷聯軸器?2=0.976級精度齒輪的效率?3=0.987級精度齒輪的效率?4=0.938滾動滾子軸承的效率?5=0.96一滾子鏈傳動則？總.=T142713Tl445=0.8503P11.8P5=0.8503=2.127kw查閱資料可得：取i=860WJn5=n1i=114.65x(840)=917.24586(r/min)電動機符合這一范圍的同步轉速有1500、3000,綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳

23、動比，顯然選擇1500r/min的同步轉速電動機比較合適。電動機型號額定功率滿載轉速極數(額定轉矩)堵轉轉矩最大轉矩(額定轉矩)Y112M-42.2kw1440r/min42.2kw2.2kw第四章軸的設計機器上所安裝的旋轉零件，例如帶輪、齒輪、聯軸器和離合器等都必須用軸來支承，才能正常工作，因此軸是機械中不可缺少的重要零件。本章將討論軸的類型、軸的材料和輪轂聯接，重點是軸的設計問題，其包括軸的結構設計和強度計算。結構設計是合理確定軸的形狀和尺寸，它除應考慮軸的強度和剛度外，還要考慮使用、加工和裝配等方面的許多因素。4.1 軸的分類按軸受的載荷和功用可分為:1 .心軸：只承受彎矩不承受扭矩的軸

24、，主要用于支承回轉零件。如.車輛軸和滑輪軸2 .傳動軸：只承受扭矩不承受彎矩或承受很小的彎矩的軸，主要用于傳遞轉矩。如汽車的傳動軸。1.碳素鋼3.轉軸：同時承受彎矩和扭矩的軸，既支承零件又傳遞轉矩。如減韌性和耐磨性。軸的材料從以下中選取:優質碳素鋼具有較好的機械性能，對應力集中敏感性較低，價格便宜，應用廣泛。例如：35、45、50等優質碳素鋼。一般軸采用45鋼，經過調質或正火處理；有耐磨性要求的軸段，應進行表面淬火及低溫回火處理。輕載或不重要的軸，使用普通碳素鋼Q235Q2752.合金鋼合金鋼具有較高的機械性能，對應力集中比較敏感，淬火性較好，熱處理變形小，價格較貴。多使用于要求重量輕和軸頸耐

25、磨性的軸。例如：汽輪發電機軸要求，在高速、高溫重載下工作，采用27Cr2Mo1V38CrMoAlA等。滑動軸承的高速軸，采用20Cr、20CrMnTi等。3 .球墨鑄鐵10球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好，對應力集中敏感低，價格低廉，使用鑄造制成外形復雜的軸。例如：內燃機中的曲軸C4.3軸的結構設計如圖所示為一齒輪減速器中的的高速軸。軸上與軸承配合的部份稱為軸頸，與傳動零件配合的部份稱為軸頭，連接軸頸與軸頭的非配合部份稱為軸身，起定位作用的階梯軸上截面變化的部分稱為軸肩。軸結構設計的基本要求有：(1)、便于軸上零件的裝配軸的結構外形主要取決于軸在箱體上的安裝位置及形式，軸上零件的布置和固定方式,受力情

26、況和加工工藝等。為了便于軸上零件的裝拆，將軸制成階梯軸，中間直徑最大，向兩端逐漸直徑減小。近似為等強度軸(2)、保證軸上零件的準確定位和可靠固定軸上零件的軸向定位方法主要有：軸肩定位、套筒定位、圓螺母定位、軸端擋圈定位和軸承端蓋定位。1)軸向定位的固定軸肩或軸環：如教材圖10-7所位是最方便可靠的定位方法，但采用軸軸的直徑加大，而且軸肩處由于軸徑的示。軸肩定肩定位會使突變而產生應力集中。因此，多用于軸向力較大的場合。定位軸h=(0.07-0.1)d,d為與零件相配處的軸徑尺寸。要r軸C孔套筒和圓螺母定位套筒用于軸上兩零件小，結構簡單，定位可靠。圓螺母用于軸上兩零件距肩的高度求r軸R孔或的距離較

27、離較大，需要在軸上切制螺紋，對軸的強度影響較大。性擋圈和緊定螺釘這兩種固定的方法，常用于軸向力較小的場合軸端擋圈圓錐面：軸端擋圈與軸肩、圓錐面與軸端擋圈聯合使用，常用于11接b.過盈配合聯接c.圓錐銷聯接d.成型聯接§104節。過盈配合是利用軸和零件輪轂孔之間的配合過00少。如教材圖1012所示;於期皿”二不便軸端起到雙向固定。裝拆方便，多用于承受劇烈振動和沖擊的場合2)周向定位和固定軸上零件的周向固定是為了防止零件與軸發生相對轉動。常用的固定方式有：a.鍵聯，難應，7777777/jfy2).軸上沿長度方向開有幾個鍵槽時，應將鍵槽安排在軸的同一母線上。同一根軸上所有圓角半徑和倒角的

28、大小應盡可能一致，以減少刀具規格和換刀次數。為使軸上零件容易裝拆，軸端和各軸段端部都應有45°的倒角。為便于加工定位，軸的兩端面上應做出中心孔。(4)、減小應力集中，改善軸的受力情況軸大多在變應力下工作，結構設計時應減少應力集中，以提高軸的疲勞強度，尤為重要。軸截面尺寸突變處會造成應力集中，所以對階梯軸，相鄰兩段軸徑變化不宜過大，在軸徑變化處的過渡圓角半徑不宜過小。盡量不在軸面上切制螺紋和凹槽以免引起應力集中。盡量使用圓盤銃刀。此外，提高軸的表面質量，降低表面粗糙度，采用表面碾壓、噴丸和滲碳淬火等表面強化方法，均可提高軸的疲勞強度。當傳矩由一個傳動件輸入，而由幾個傳動件輸出時，為了減

29、小軸上的傳矩，應將輸入件放在中間。如圖10-14所示，輸入傳矩Ti=T2+T3,軸上各輪按圖14-15a的布置形式，軸所受的最大傳矩為T2+T3,如改為圖10-14b的布置形式，最大傳矩減小為T2或丁3。4.4軸的設計計算4.4.1 按扭轉強度計算這種方法是只按軸所受的扭矩來計算軸的強度。如果還受不大的彎矩時，則采用降低許用扭轉切應力的辦法予以考慮。并且應根據軸的具體受載及應力情況，采取相應的計算方法，并恰當地選取其許用應力。12在進行軸的結構設計時，通常用這種方法初步估算軸徑。對于不大重要的軸，也可作為最后計算結果。軸的扭轉強度條件為：6P9.5510強度條件：-1MpaWp0.2d3p36

30、3、八斗八t59.5510P八P/、設計公式：dIC，一（mrjnnn軸上有鍵槽：放大：353個鍵槽；710%!個鍵槽。并且取標準植式中：T許用扭轉剪應力（N/mm）,C為由軸的材料和承載情況確定的常數。4.4.2 按彎扭合成強度計算通過軸的結構設計，軸的主要結構尺寸、軸上零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可以求得，因而可按彎扭合成強度條件對軸進行強度校核計算對于鋼制的軸，按第三強度理論，強度條件為:MeM2(T)2-d332M2(T)20.1d31b設計公式:d(mm1b1b1b小1b1b式中、：6e為當量應力，Mpad為軸的直徑，mm;MeJm2（T

31、）2為當量彎矩;M為危險截面的合成彎矩；m7M1五；MH為水平面上的彎矩；MV為垂直面上的彎矩;W為軸危險截面抗彎截面系數；一一為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數;彎矩引起的彎曲應力為對稱循環的變應力，而扭矩所產生的扭轉剪應力往往為非對稱循環變應力與扭矩變化情況有關1扭矩對稱循環變化0.6扭矩脈動循環變化0.3不變的扭矩131b,°b,小分別為對稱循環、脈動循環及靜應力狀態下的許用彎曲應力對于重要的軸，還要考慮影響疲勞強度的一些因素而作精確驗算。內容參看有關書籍4.4.3 軸的剛度計算概念軸在載荷作用下，將產生彎曲或扭轉變形。若變形量超過允許的限度，就會影響軸上零件的正常工作，甚至會喪

32、失機器應有的工作性能。軸的彎曲剛度是以撓度y或偏轉角8以及扭轉角力來度量，其校核公式為：yy;00;力0力。式中：y、8、力分別為軸的許用撓度、許用轉角和許用扭轉角。4.4.4 軸的設計步驟設計軸的一般步驟為：(1)選擇軸的材料根據軸的工作要求，加工工藝性、經濟性，選擇合適的材料和熱處理工藝。(2)初步確定軸的直徑按扭轉強度計算公式，計算出軸的最細部分的直徑。(3)軸的結構設計要求：軸和軸上零件要有準確、牢固的工作位置；軸上零件裝拆、調整方便；軸應具有良好的制造工藝性等。盡量避免應力集中；根據軸上零件的結構特點，首先要預定出主要零件的裝配方向、順序和相互關系，它是軸進行結構設計的基礎，擬定裝配

33、方案，應先考慮幾個方案，進行分析比較后再選優。原則：1)軸的結構越簡單越合理；2)裝配越簡單越合理。4.5各軸的計算4.5.1 高速軸計算(1)查得C=118(低速軸彎矩較大)，由公式118324.7mm1200取高速軸的直徑d=45mm(2)求作用在齒輪上的力齒輪分度圓直徑為d1z1m20480mm齒輪所受的轉矩為95503P3111095501087542N.mmn11200齒輪作用力圓周力Ft2Td12875422188N80徑向力FrFttgn/cos2188tg200/cos14.45.821N14軸向力FaFtg2188tg14.45564n(3)畫軸的計算簡圖并計算支反力(圖a)

34、水平支反力RAXFt星lAB1599NRbxFtRbx21881599589N垂直支反力FrlBCRAYlABFad1/282120156440人”-682N275RbyFrRay821682139N(4)畫彎矩圖a水平面內彎矩圖M(b圖)MCxRAXlAC159974118326N.mmCXAXAC截面c15截面cMcyRayIAC6827450468N.mmC合成彎矩McJm2cx_M2Y128639N.mm（d圖）圖dd畫扭矩圖（e圖）T87542Nmm又根據-2查得1b55N/mm2B600N/mm2b95N/mm55590.58BT0.588754250774N.mme繪當量彎矩圖（

35、f圖）16McaM2(T)2138296Nmm4.5.2中間軸設計(1)查得C=118(低速軸彎矩較大)，由公式P一2.955dC：/118：23.2mm.n:384d1z1m23492mm取高速軸的直徑d=60mm(2)求作用在齒輪上的力齒輪分度圓直徑為Po2955齒輪所受的轉矩為T955010955010-73490N.mmn1384齒輪作用力圓周力Ft紅2734901598Nd192徑向力FrFttgn/cos1598tg200/cos14.45.600N軸向力FaFtg1598tg14.45412N(3)畫軸的計算簡圖并計算支反力(圖a)"273N327M54啊,fIE明AC

36、£BE圖0水平支反力RaxFtlBD1598546NIab278RBXFtRBlCD108RCXFt-CD1598621NIab278占Jfv-HoFrlBCFad1/26009541246O-7QKIJeeLJJI"ay273N1AB278Rbv127N17RcYFrRayRbY600273127200N（4）畫彎矩圖a水平面內彎矩圖M（b圖）截面cMcxiRaxIac5467540950N.mmMDx2RCXlAC54610859184N.mmb垂直面內彎矩圖MC（c圖）18截面D截面CMcyiRaYIac2737520475N.mm10821

37、600N.mmMDY2RCYlCD200C合成彎矩Mci,MCX12MCY145783N.mm（d圖）D合成彎矩MD2.MDX22MDY262783N.mm62733圖Hd畫扭矩圖（e圖）無，4列T73490Nmm又根據-2B600N/mm查得1b55N/2mm4一一，22b95N/mm550.5859BT0.587349042624N.mme繪當量彎矩圖（f圖）圖FMca、M2(T)262553Nmm194.5.3低速軸設計(1)查得C=118由公式一P'2.643dC3118350.7mm,n,33.33取高速軸的直徑d=75mm(2)求作用在齒輪上的力齒輪分度圓直徑為d1z1m8

38、74348mm-"3P32.643齒輪所受的轉矩為T955010955010757295N.mmn133.33齒輪作用力圓周力Ft2T27572954352Nd1348徑向力FrFtgn/cos4352tg20°/cos14.451633N軸向力FaFtg4352tg14.451121N(3)畫軸的計算簡圖并計算支反力(圖a)Jl133N2370Ni14S3NA?EDSQ水平支反力Ibc182RAXFt匹43522870NRBXFtRBX435228701482NIab276垂直支反力Ray*印216338211211741500nIab276RbvFrRay1633150

39、0133N(4)畫彎矩圖a水平面內彎矩圖M(b圖)20Eb截面cMcxRaxIac287094269780Nmmb垂直面內彎矩圖MC（c圖）圖C截面cMcyRayIAC150094141000N.mmC合成彎矩MC"M2cx_my282658N.mm（d圖）d畫扭矩圖（e圖）21MJJUJIT757295Nmm又根據b600N/mm2查得ib55N/mm222b95N/mm55590.58則bT0.5875729543923lN.mme繪當量彎矩圖（f圖）22McaM2(T)2625503Nmm4.6軸的設計與校核4.6.1 高速軸設計初定最小直徑，選用材料456鋼，調質處理。取A0

40、=112（不同）則Rmin=A0=16.56mm最小軸徑處有鍵槽Rmin'=1.07dmin=17.72mm最小直徑為安裝聯軸器外半徑，取KA=1.7,同上所述已選用TL4彈性套柱聯軸器，軸孔半徑R=20mm取高速軸的最小軸徑為R=20mm由于軸承同時受徑向和軸向載荷，故選用6300滾子軸承按國標T297-94D*d*T=17.25軸承處軸徑d=36mm高速軸簡圖如下：取L1=38+46=84mn®(擋圈直徑D=43mmd2=d4=54mm,d3=67mm,d1=d5=67mm聯軸器用鍵：圓頭普通平鍵。B*h=6*6,長L=91mm齒輪用鍵：同上。B*h=6*6,長L=10m

41、m侄J角為2*45度4.6.2 中間軸設計中間軸簡圖如下：初定最小直徑dmin=20mm選用6303軸承，d*D*T=25*62*18.25d1=d6=25mm,(L1=26mm,L2=19,L4=120mm,d2=d4=35mm,L3=12mmD3=50mm,d5=30mm,L5=1.2*d5=69mnL6=55mm齒輪用鍵：圓頭普通鍵：b*h=12*8，長L=61mm4.6.3 低速軸設計初定最小直徑：dmin=25mm取小軸徑處有鍵槽dmin'=1.07dmin=36.915mm取d1=75mm,d2=90mm,d3=97mm,d4=75mmd5=65mm,d6=60mm,L1=

42、35mm,L2=94mm,L3=15mm,L4=28mm,L5=38mm,L6=40mm,L7=107mm齒輪用鍵：圓頭普通鍵：b*h=16*6,長L=85mm選用6300軸承：d*D*T=40*90*25.25mm,B=23mm,C=20mm4.6.4 高速軸的校核由于減速器中，最容易出現損壞的軸為高速軸，故在進行軸的校驗的時候，只需對高速軸進行校驗。高速軸的校驗計算如下所示：P=3.105Kw,n=960r/min,T=30.89N.M齒輪受力：Ft=1095N,Fr=370N,Fe=148N23支持力：Fv1=365N,Fv2=1460N,FH1=-66N,FH2=431NMr=Fv1*

43、90=-33N.mMH1=FH1*90=-5.94N.mMH2=M=5.01N.mT=30.89N.mM=33.38N.moca=24.4MpaM=60MPa>oca所以軸安全。第五章聯軸器的選擇5.1 聯軸器的功用聯軸器是將兩軸軸向聯接起來并傳遞扭矩及運動的部件并具有一定的補償兩軸偏移的能力，為了減少機械傳動系統的振動、降低沖擊尖峰載荷，聯軸器還應具有一定的緩沖減震性能。聯軸器有時也兼有過載安全保護作用。5.2 聯軸器的類型特點震性能；但結構簡單/監便工只有在載荷平碎L能保證被聯兩軸軸線相對偏移極小的情況下詵用剛忙聯軸器撓性聯軸器:力的補卷被聯兩軸軸線植弗:曲能,最大量隨型號不同而異剛

44、性聯軸器：剛性這軸居不具有補償被聯兩軸軸纜相對偏移的能力、也不具有緩沖減24無彈性元件的撓，/評器:承載能力大，但把南收押減震性能，在高速或轉速不rLI-1穩定或經常正、反轉由Fr標擊噪聲。適用于低速、描，最速平穩的場合非金屬彈性元件的撓性聯軸器：在轉速不平穩時有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故適用于高速、輕載和常溫的場合金屬彈性元件的撓性聯軸器：除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場合安全聯軸器：在結構上的特點是，存在一個保險環節（如銷釘可動聯接等），其只能承受限定載荷。當實際載

45、荷超過事前限定的載荷時，保險環節就發生變化，截斷運動和動力的傳遞，從而保護機器的其余部分不致損壞，即起安全保護作用。起動安全聯軸器：除了具有過載保護作用外，還有將機器電動機的帶載起動轉變為近似空載起動的作用。5.3 聯軸器的選用聯軸器選擇原則：轉矩T:TT,選剛性聯軸器、無彈性元件或有金屬彈性元件的撓性聯軸器；T有沖擊振動，選有彈性元件的撓性聯軸器；轉速n：nT,非金屬彈性元件的撓性聯軸器；對中性：對中性好選剛性聯軸器，需補償時選撓性聯軸器；裝拆：考慮裝拆方便，選可直接徑向移動的聯軸器；環境：若在高溫下工作，不可選有非金屬元件的聯軸器；成本：同等條件下，盡量選擇價格低，維護簡單的聯軸器；5.4

46、 聯軸器材料半聯軸器的材料常用45、20Cr鋼，也可用ZG270-500鑄鋼。鏈齒硬度最好為40HRC一45HRC聯軸器應有罩殼，用鋁合金鑄成。用單排鏈時，滾子和套筒受力，銷軸只起聯接作用，結構可靠性好；用雙排鏈時，銷軸受剪力，承受沖擊能力較差，銷軸與外鏈板之間的過盈配合容易松動。在高速輕載場合，宜選用較小鏈節距的鏈條，重量輕，離心力小；在低速重載場合，宜選用較大鏈節距的鏈條，以便加大承載面積。鏈輪齒數一般為1222。為避免過渡鏈節，宜取偶數。本機構查GB4323-84,選用TL4型彈性套柱銷聯軸器，其尺寸參數如表所示，25型號公稱轉矩N.m軸孔直徑軸孔長度L、L1DSAD0B質量Y,J,J1

47、,ZKgd1,d2,dzL、L1TlTLLTL1-6.39-1414-3271318-1.16-TL2-1612-1920-4280318-1.64-TL3-31.516-2230-5295435-2.2-TL4-6320-2838-62106435-3.2-TL5TLL112525-3544-82130545200858.368.3TL6TLL225032-4260-11216054525010510.3615.3TL7TLL350040-4884-11219054531513215.730.0TL8TLL471045-6384-14222466531513225.439.6TL9TLL51

48、00050-7184-1422506653151683147.0TL10TLL6200060-95107-17231588040016865.992.6TL11TLL7400080-110132-21240010100500210122.6172.3TL12TLL88000100-130167-25247512130500/630210/265218.4304.3TL13TLL916000120-170167-30260014180710298425.8576.8T=T0=31.236N.M取KA=1.7WJTCA=KA*T=1.7*31.236N*M=53.1N*M許用轉距：63N*M許用最

49、大轉速：5700r/min軸徑：20-80mm26第六章圓柱齒輪傳動設計齒輪傳動特點與分類和其他機械傳動比較，齒輪傳動的主要優點是：工作可靠，使用壽命長；瞬時傳動比為常數；傳動效率高；結構緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。缺點是：齒輪制造需專用機床和設備，成本較高；精度低時，振動和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動等。按齒線相對于齒輪母線方向分：直齒，斜齒，人宇齒，曲線齒按齒輪傳動工作條件分：閉式傳動，形式傳動，半形式傳動按齒廓曲線分：漸開線齒，擺線齒，圓弧齒按齒面硬度分：軟齒面（0350佃），硬齒面（350佃）6.2齒輪傳動的主要參數與基本要求齒輪傳動應滿足兩項基本要求：1）傳動平穩；2）承載

50、能力高。在齒輪設計、生產和科研中，有關齒廓曲線、齒輪強度、制造精度、加工方法以及熱理工藝等，基本上都是圍繞這兩個基本要求進行的。6.2 .1主要參數 基本齒廓。漸開線齒輪輪齒的基本齒廓及其基本參數見表12.2或查閱機械設計手冊。 模數。為了減少齒輪刀具種數，規定的標準模數見表12.3或查閱機械設計手冊。 中心距。薦用的中心距系列見表12,4或查閱機械設計手冊。 傳動比i、齒數比uo主動輪轉速nl與從動輪轉速n2之比稱為傳動比i。大齒輪的齒數z2與小齒輪齒數z1之比稱為齒數比Uo減速傳動時，u=i;增速傳動u=1/i。標準模數m斜齒輪及人宇齒輪取法向模數為標準模數，錐齒輪取大端模數為標準模數。標

51、準中優先采用第一系列，括號內的模數盡可能不用。 變位系數。刀具從切制標準齒輪的位置移動某一徑向距離（通稱變位量）后切制的齒輪，稱為徑向變位系數。刀具變位量用xm表示，x稱為變位系數。刀具向齒輪中心移動,27為負值，反之為正值。隨著x的改變，輪齒形狀也改變，因而可使漸開線上的不同部分作為工作齒廓，以改善嚙合性質。由變位齒輪所組成的齒輪傳動，若兩輪變位系數的絕對值相等，但一為正值，另一為負值，即x1=-x2稱為“高度變位”，此時，傳動的嚙合角等于分度圓壓力角，分度圓和節圓重合，中心距等于標準齒輪傳動中心距，只是齒頂高和齒根高有所變化。若x1=-x2;x1+x2w0,這種齒輪傳動稱為角度變位齒輪傳動

52、。此時，嚙合角將不等于分度圓壓力角，分度圓和節圓不再重合。 .2.2精度等級的選擇在漸開線圓柱齒輪和錐齒輪精度標準（GB1009588和GB1136589）中，規定了12個精度等級，按精度高低依次為112級，根據對運動準確性、傳動平穩性和載荷分布均勻性的要求不同，每個精度等級的各項公差相應分成三個組：第I公差組、第R公差組和第田公差組。 .2.3齒輪傳動的失效形式齒輪傳動的失效形式主要有輪齒折斷和齒面損傷兩類。齒面損傷又有齒面接觸疲勞磨損（點蝕）、膠合、磨粒磨損和塑性流動等。減速器中齒輪分布如圖所示，齒輪的傳動形式一般有：1）齒輪傳動：按齒根彎曲疲勞強度設計公式作齒輪的設計計算，不按齒面接觸疲勞強度設計公式計算，也無需用齒面接觸疲勞強度校核公式進行校核。開式齒輪傳動，將計算所得模數加大10%-15%（考慮磨損影響。傳遞動力的齒輪模數一般不小于1.5-2mm（以防意外斷齒）。2）齒輪傳動：方法一軟齒面閉式齒輪傳動傳動，接觸疲勞點蝕是主要失效形式，計算時先按齒面接觸疲勞強度設計公式求出小齒輪直徑d1和接觸齒寬b,再用齒根彎曲疲