三级圆柱齿轮减速器-机械毕业设计现成课题

三级圆柱齿轮减速器-机械毕业设计现成课题内容摘要：

2. 齿轮的材料，精度和齿数选择 : 大小齿轮采用 40Cr 号钢，锻选项毛 坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质。 齿轮精度用7级，轮齿表面精糙度为 ，小齿轮硬度 280HBC，大齿轮硬度 240HBC。 初取 Z1=24 i1= 则 Z2=Z1 =24 = 取 z2=81。 首先按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度设计。 按齿面接触疲劳强度设计计算，由式（ 79）［机设］  311 12 uudKH tZZZd aEZHt   由图（ 76）选取材料的接触疲劳，极限应力为 б HILim=600 б HILin=580 由［ 2］图 77 选取材料弯曲疲劳极限应力 б HILim=500 б HILin=380 应力循环次数 N由式（ 73）计算 N1=60n at=60 720 (8 360 8)= 910 N2= N1/u= 910 /2= 910 由［ 2］图 78 查得接触疲劳寿命系数； ZN1= ZN2= 由［ 2］图 79 查得弯曲 疲劳寿命系数 ； YN1=1 YN2=1 由［ 2］图 72 查得接触疲劳安全系数： SFmin= 又 YST= 试选 Kt= 由［ 2］式 (71)(72)求许用接触应力和许用弯曲应力 li m1m i n 546H Nam H MZPS  l im22 m in 5 2 2 . 5H NaH H MZPS  将有关值代入式 (79)得 2 13122 1( ) 55 .36U E tt Hdu mmuZ Z Z K Td    则 V1=(π d1tn1/60 1000)=广东工业大学毕业设计 12 查［ 2］图 710 得 Kv= 由表 73 查和得 K A= 74查得 Kβ = Kα =.则 KH=KAKVKβ Kα = ,修正 311 6 3 .7 1ttK mmKdd 取   则 B=   mm M=d1/24= 由表 76取标准模数： mn= 3. 按齿根弯曲疲劳强度设计 计算公式： 13 212 ()[]Fa sadFYYkTm z 由［ 2］图 718查得， YFS1=， YFS2= 取 Yε = 计算弯曲疲劳许用应力 1 11m i n303STF lin NaFFMY YPS  222 m i n 238STF lin NaF F MY YPS  查取齿形系数 , 6FaY Y sa 计算载 荷 系数 bA F F a FK K K K K 计算大小齿轮的[]Fa saFYY并加以比较 111[]Fa saFYY  []Fa saFYY  显然大齿轮的值大些 计算得 13212 ( ) 1 . 8 4[]F a sadFYYkTm z 对比计算结果：齿面接触疲劳强度的模数大于齿根弯曲疲劳强度的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算得的模数 并圆整为 2，并接触强度算得的分度圆直径决定小齿轮齿数 Z1=d1/m=, 取 Z1＝ 32 则 Z2= 1Zi ＝ 取 Z2＝ 108 3．几何尺寸计算 广东工业大学毕业设计 13 分度圆直径 11 64d z m mm 22 216d z m mm 两齿轮中心距 12( ) / 2 140a d d   mm 1.  mm 取 B1=42mm B2=40mm 低速级齿轮传动 4. 齿轮的材料，精度和齿数选择 : 大小齿轮采用 40Cr 号钢，锻选项毛坯， 大齿轮、正火处理，小齿轮调质。 齿轮精度用7级，轮齿表面精糙度为 ，小齿轮硬度 280HBC，大齿轮硬度 240HBC。 初取 Z1=24 i1= 则 Z2=Z1 i=24 = 取 z2=58。 首先按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度设计。 按齿面接触疲劳强度设计计算，由式（ 79）［机设］  3 1112 uudKH tZZZd aEZHt   由图（ 76）选取材料的接触疲劳，极限应力为 б HILim=600 б HILin=580 由［ 2］图 77 选取材料弯曲疲劳极限应力 б HILim=500 б HILin=380 应力循环次数 N由式（ 73）计算 N1=60n at=60 (8 360 8)= 810 N2= N1/u= 810 /= 810 由［ 2］图 78 查得接触疲劳寿命系数； ZN1= ZN2= 由［ 2］图 79 查得弯曲 疲劳寿命系数 ； YN1=1 YN2=1 由［ 2］图 72 查得接触疲劳安全系数： SFmin= 又 YST= 试选 Kt= 由［ 2］式 (71)(72)求许用接触应力和许用弯曲应力 li m 1m i n552H NamHMZPS  l im22 m in 5 2 2 . 5H NaH H MZPS  将有关值代入式 (79)得 广东工业大学毕业设计 14 2 13122 1( ) 83 .79U E tt Hdu mmuZ Z Z K Td    则 V1=(π d1tn1/60 1000)=查［ 2］图 710 得 Kv= 由表 73 查和得 K A= 74 查得 Kβ = Kα =.则 KH=KAKVKβ Kα = ,修正 311 9 8 .4 5ttK mmKdd 取   M=d1/24= 由表 76取标准模数： mn= 5. 按齿根弯曲疲劳强度设计 计算公式： 13 212 ()[]Fa sadFYYkTm z 由［ 2］图 718查得， YFS1=， YFS2= 取 Yε = 计算弯曲疲劳许用应力 1 11m i n3 9 0 . 9STF lin NaFFMY YPS  222 m i n 3 0 7 . 4 5STF lin NaF F MY YPS  查取齿形系数 , Y sa 计算载 荷 系数 bA F F a FK K K K K 计算大小齿轮的[]Fa saFYY并加以比较 111[]Fa saFYY  []Fa saFYY  显然大齿轮的值大些 计算得 13212 ( ) 2 . 4 9[]F a sadFYYkTmz 对比计算结果：齿面接触疲劳强度的模数大于齿根弯曲疲劳强度的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算得的模数 并圆整为 ，并接触强度算得的分度圆直径决定小齿轮齿数 Z1=d1/m=, 取 Z1＝ 40 广东工业大学毕业设计 15 则 Z2= 1Zi ＝ 96 取 Z2＝ 96 3．几何尺寸计算 分度圆直径 11 100d z m mm 22 240d z m mm 两齿轮中心距 12( ) / 2 170a d d   mm 1. 50dbd mm 取 B1=52mm B2=50mm 五 轴的设计 机器上所安装的旋转零件，例如带轮、齿轮、联轴器和离合器等都必须用轴来支承，才能正常工作，因此轴是机械中不可缺少的重要零件。 本章将 讨论轴的类型、轴的材料和轮毂联接，重点是轴的设计问题，其包括轴的结构设计和强度计算。 结构设计是合理确定轴的形状和尺寸，它除应考虑轴的强度和刚度外，还要考虑使用、加工和装配等方面的许多因素。 轴的分类 按轴受的载荷和功用可分为： ：只承受弯矩不承受扭矩的轴，主要用于支承回转零件。 如 .车辆轴和滑轮轴。 ：只承受扭矩不承受弯矩或承受很小的弯矩的轴 ,主要用于传递转矩。 如汽车的传动轴。 ：同时承受弯矩和扭矩的轴，既支承零件又传递转矩。 如减速器轴。 主要承受弯矩和扭矩。 轴的失效形式是疲劳断裂，应具有足够的强度、韧性和耐磨性。 轴的材料从以下中选取： 广东工业大学毕业设计 16 1. 碳素钢 优质碳素钢具有较好的机械性能，对应力集中敏感性较低，价格便宜，应用广泛。 例如：3 4 50 等优质碳素钢。 一般轴采用 45钢，经过调质或正火处理；有耐磨性要求的轴段，应进行表面淬火及低温回火处理。 轻载或不重要的轴，使用普通碳素钢 Q23 Q275 等。 2. 合金钢 合金钢具有较高的机械性能，对应力集中比较敏感，淬火性较好，热处理变形小，价格较贵。 多使用于要求重量轻和轴颈耐磨性的轴。 例如：汽 轮发电机轴要求，在高速、高温重载下工作，采用 27Cr2Mo1V、 38CrMoAlA 等。 滑动轴承的高速轴，采用 20Cr、 20CrMnTi 等。 3. 球墨铸铁 球墨铸铁吸振性和耐磨性好，对应力集中敏感低，价格低廉，使用铸造制成外形复杂的轴。 例如：内燃机中的曲轴。 轴的结构设计 如图所示为一齿轮减速器 中的的高速轴。 轴上与轴承配合的部份称 为轴颈，与传动零件配合的部份称为轴 头，连接轴颈与轴头的非配合部份称为轴 身，起定位作用的阶梯轴上截面变化的部 分称为轴肩。 轴结构设计的基本要求 有： （ 1）、便于轴上零件的装 配 轴的结构外形主要取决于 轴在箱体上的安装位置及形式，轴上零件的布置和固定方式，受力情况和加工工艺等。 为了便于轴上零件的装拆，将轴制成阶梯轴， 中间直径最大，向两端逐渐直径减小。 近似为等强度轴。 （ 2）、保证轴上零件的准确定位和可靠固定 轴上零件的轴向定位方法主要有：轴肩定位、套筒定位、圆螺母定位、轴端挡圈定位和轴承端盖定位。 1）轴向定位的固定 ① 轴肩 或轴环 ：如 教材 图 107 所 示。 轴肩定位是最方便可靠的定位方法，但采用轴肩 定位会使轴的直径加大，而且轴肩处由于轴径的突变 而产生应力集中。 因此，多用于轴向力 较大的场合。 定位轴肩的高度h=(—)d， d 为与零件相配处的轴径尺寸。 要求 r 轴 R 孔 或 r 轴 C 孔 广东工业大学毕业设计 17 ② 套筒和圆螺母 定位套筒用于轴上两零件 的距离较小，结构简单，定位可靠。 圆螺母用于轴上两零件距离较 大，需要在轴上切制螺纹，对轴的强度影响较大。 ③ 性挡圈和紧定螺钉 这两种固定的方法，常用于轴向力较小的场合。 ④ 轴端挡圈圆锥面： 轴端挡圈与轴肩、圆锥面与轴端挡圈联合使用，常用于轴端起到双向固定。 装拆方便，多用于承受剧烈振动和冲击的场合。 2）周向定位和固定 轴上零件的周向固定是为了防止零件与轴 发生相对转动。 常用的固定方式有： b.过盈配合联接 键联接和圆锥销联接见 教材 167。 10— 4节。 过盈配合是利用轴和零件轮毂孔之间的配合过盈量来联接，能同时实现周向和轴向固定，结构简单，对中性好，对轴削弱小，装拆不便。 成型联接是利用非圆柱面与相同的轮毂孔配合，对中性好，工作可靠，制造困难应用少。 （ 3）、具有良好的制造和装配工艺性 1） . 轴为阶梯轴便于装拆。 轴上磨削和车螺纹的轴段应分别设有砂轮越程槽和螺纹退刀槽。 如教材图 10— 12 所示。 2） . 轴上沿 长度方向开有几个键槽时，应将键槽安排在轴的同一母线上。 同一根轴上所有圆角半径和倒角的大小应尽可能一致，以减少刀具规格和换刀次数。 为使轴上零件容易装拆，轴端和各轴段端部都应有 45176。 的倒角。 为便于加工定位，轴的两端面上应做出中心孔。 （ 4）、减小应力集中，改善轴的受力情况 轴大多在变应力下工作，结构设计时应减少应力集中，以提高轴的疲劳强度，尤为重要。 轴截面尺寸突变处会造成应力集中，所以对阶梯轴，相邻两段轴径变化不宜过大，在轴径变化处的过渡圆角半径不宜过小。 尽量不在轴面上切制螺纹和凹槽以免引起应力集中。 尽量使用圆 盘铣刀。 此外，提高轴的表面质量，降低表面粗糙度，采用表面碾 压、喷丸和渗碳淬火等表面强化方法，均可提高轴的疲劳强度。 当传矩由一个传动件输入，而由几个传动件输出时，为了。