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一级直齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设计(上海大学机械设计2大作业)学院机电工程及自动化专业机械工程及自动化学号 11121112 设计者华爆会指导教师傅燕鸣完成日期 2014年2月9日mN 25.1871530.39550T 2n P 95502⋅=⨯==1.3计算作用在齿轮上的圆周力、径向力N72.1104)113003.0/(25.1872)z m /(T 2d /T 2F 2222t =⨯⨯=⨯==N09.40220tan 72.1104tan F F 2t 2r =⨯=α⨯=二、选择轴的材料因传递的功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，所以初选轴的材料为45钢，并经过调质处理。
查《机械设计课程设计手册》表16-1，得：轴材料的硬度为217~225HBW ，mN 25.187T 2⋅=N 72.1104F 2t =N 09.402F 2r =计 算 及 说 明主 要 结 果三、初步估算轴的最小直径mm77.27~98.33153.3)103~126(n P A d 33202=⨯=≥考虑键槽对轴强度的影响， 取mm 71.29d 07.1d 2min 2==参考联轴器孔径系列标准，取mm 35d min 2=的装配距离mm45K 2=。
4.2轴上零件的位置与固定方式的确定 大齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两侧。
轴外伸端安装联轴器，联轴器靠轴肩轴向固定。
齿轮靠轴环和套筒实现轴向固定。
轴承采用两端固定，脂润滑，通过封油环和轴承盖固定。
输出轴轴系结构如图所示mN 43.243T ca ⋅=m N 250T n ⋅=mm 35d = m m 82L =mm 45K 2=计 算 及 说 明主 要 结 果mm 40d 22=。
该处轴的圆周速度s/m 4s /m 32.010*******40100060n d v 222<=⨯⨯⨯=⨯=ππ 故选用毡圈油封合格，由表9-9，选取毡圈45JB/ZQ4606-1997。
8-1 轴的功用是什么？转轴、传动轴、心轴有何区别？轴由哪些部分组成？答：轴用于支承旋转零件、传递转矩和运动。
工作时既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴。
用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴。
主要用于传递转矩而不承受弯矩，或所承受弯矩很小的轴称为传动轴。
轴通常由轴头、轴颈、轴肩、轴环、轴端及不装任何零件的轴段等部分组成。
8-2 轴的常用材料有哪些？什么时候选用合金钢？答：轴的常用材料为碳素钢和合金钢。
合金钢具有较高的机械性能和更好的淬透性，但价格较贵，可以在传递大功率、要求减轻轴的重量和提高轴颈耐磨性时采用，在一般工作温度下，合金钢和碳素钢具有相近的弹性模量，采用合金钢不能提高轴的刚度。
8-3 为什么一般转轴都做成阶梯形？阶梯轴的各段直径和长度应根据什么原则确定？答：阶梯轴各轴段截面的直径不同，各轴段的强度相近，且有利于轴上零件的装拆和固定。
因此阶梯轴在机器中的应用最为广泛。
阶梯轴的各段直径是在初估最小直径的基础上，根据轴上零件的固定方式及其受力情况等，逐段增大估算确定；轴的各段长度主要由轴上零件及相互间的距离所决定。
8-4 进行轴的结构设计时，应考虑哪些问题？答：1.便于轴上零件的装配；2.保证轴上零件的准确定位和可靠固定；3.轴的加工和装配工艺性好；4.减少应力集中，改善轴的受力情况8-5 试从减小轴上载荷、提高轴的强度出发，分别指出图（a）（b）中哪一种布置形式结构更合理？为什么？（a）（b）习题8-5图答：（a）图第一种布置形式的弯矩图第二种布置形式的弯矩图根据弯矩图，第二种布置形式更合理。
（b）图第一种布置形式的弯矩图第二种布置形式的弯矩图根据弯矩图，第一种布置形式更合理。
8-6 轴上零件常用的轴向固定和周向固定方法有哪些？答：常用的轴向固定方式有；轴肩和轴环套筒和圆螺母；弹性挡圈和紧定螺钉；轴端挡圈和圆锥面；常用的周向固定方式有键联接、花键联接、销联接，成形联接及过盈配合联接8-7 判断图中的1、2、3、4处轴的结构是否合理？为什么？习题8-7图答：1处：轴肩高度超过了轴承的安装尺寸，不合理；2处：轴头长度过长，不能实现齿轮的轴向固定；3、4处：结构合理，能保证轴承的轴向定位。
第1章初始参数及其设计要求保证机构件强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。
初始参数：功率P=2.8kW，总传动比i=5第2章电动机2.1 电动机的选择根据粉碎机的工作条件及生产要求，在电动机能够满足使用要求的前提下，尽可能选用价格较低的电动机，以降低制造成本。
由于额定功率相同的电动机，如果转速越低，则尺寸越大，价格越贵。
粉碎机所需要的功率为kw=，故P8.2选用Y系列（Y100L2-4）型三相笼型异步电动机。
Y系列三相笼型异步电动机是按照国际电工委员会（IEO）标准设计的，具有国际互换性的特点。
其中Y系列（Y100L2-4）电动机为全封闭的自扇冷式笼型三相异步电动机，具有防灰尘、铁屑或其它杂务物侵入电动机内部之特点,B 级绝缘,工作环境不超过＋40℃,相对温度不超过95%,海拔高度不超过1000m,额定电压为380V,频率50HZ,适用于无特殊要求的机械上，如农业机械。
Y系列三相笼型异步电动具有效率高、启动转矩大、且提高了防护等级为IP54、提高了绝缘等级、噪音低、结构合理产品先进、应用很广泛。
其主要技术参数如下：型号：4YL2100-同步转速：min1500r/额定功率：kw=P3满载转速：min1420r/堵转转矩/额定转矩：)⋅TN/(2.2mn最大转矩/额定转矩：)/(T⋅N2.2mn质量：kg3.4极数：4极机座中心高：mm100该电动机采用立式安装，机座不带底脚，端盖与凸缘，轴伸向下。
2.2电机机座的选择第3章 传动比及其相关参数计算3.1 传动比及其相关参数的分配根据设计要求，电动机型号为Y100L2-4，功率P=3kw ，转速n=1420r/min 。
输出端转速为n=300r/min 。
总传动比： 73.430014401===n n i ； （3-1）分配传动比：取3=D i ； 齿轮减速器：58.1373.4===D L i i i ； （3-2） 高速传动比：5.158.14.14.112=⨯==L i i ； （3-3）低速传动比：05.15.158.11223===i i i L 。
机械精度设计课程大作业题目：圆柱齿轮减速器输出轴的精度设计
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圆柱齿轮减速器输出轴的精度设计
如图所示为一圆柱齿轮减速器输出轴，该轴材料为45钢，生产批量为大批量，该轴上的φ55mm轴颈分别与两个规格相同的0级滚动轴承的内圈配合，轴承工作时外圈固定，内圈与轴颈一起旋转，负荷状态为轻负荷，φ60mm的轴径和φ45mm轴头分别与齿轮基准孔配合，φ62mm轴段的两端面分别为齿轮和滚动轴承内圈的轴向定位基准面，试设计该轴的尺寸精度、几何精度、表面精度，并将设计结果以零件图的形式表达。
1、轴类零件的结构简图(电子版)
说明：表达出零件的结构和基本尺寸即可，各项公差要求是要设计的部分，无需标注。
2、评分标准（该表可单独作为1页）
3、轴类零件的精度设计图（A3手绘）TG801 65 P224。
机械设计基础课程设计一级圆柱齿轮减速器设计说明书、零件图和装配图机械设计基础课程设计一级圆柱齿轮减速器设计说明书一、设计要求1：减速比：根据实际需求确定减速比。
2：安装空间：根据实际使用场景，为齿轮减速器设计合适的安装空间。
3：轴向和径向载荷：根据实际工作负载，计算并确定减速器所能承受的轴向和径向载荷。
4：传动效率：设计具有高传动效率的减速器。
5：噪音和振动：减速器在运转时应尽量减少噪音和振动的产生。
二、设计步骤及详细说明1：确定减速比：根据实际需求确定减速比，考虑到工作负载和转速要求。
2：确定齿轮数目和模数：根据减速比和齿轮模数的关系，计算所需齿轮数目和模数。
3：计算齿轮参数：根据设计公式，计算齿轮齿数、齿宽、齿向系数等参数。
4：绘制齿轮零件图：根据计算结果，绘制齿轮零件的图纸，包括齿轮齿数、齿宽、法向压力角等。
5：绘制齿轮装配图：根据齿轮零件图，绘制齿轮减速器的装配图，标注零件之间的配合关系和装配顺序。
6：分析齿轮传动系统：利用仿真软件对齿轮传动系统进行分析，验证齿轮的传动效率和载荷承受能力。
7：选取材料并计算强度：根据齿轮传动系统的设计参数，选取合适的材料，并进行强度计算，保证齿轮的可靠性和使用寿命。
8：考虑润滑和冷却：根据实际工况和齿轮传动系统的特点，设计合适的润滑和冷却装置。
9：进行产品优化：对设计的减速器进行优化，考虑减少重量、减小尺寸和提高传动效率等方面。
10：绘制装配顺序图：绘制减速器的装配顺序图，指导实际生产过程。
11：进行减速器的试制和测试：根据设计图纸，进行减速器的试制和测试，验证设计的减速器性能。
附：齿轮减速器设计相关附件本文所涉及的法律名词及注释：1：减速比：指减速器输出轴的转速与输入轴的转速之比。
2：轴向载荷：作用在减速器轴承上的力，与轴线平行。
3：径向载荷：作用在减速器轴承上的力，与轴线垂直。
湖南工学院说明书机械设计制造专业二零零五级机制0506 班题目带式运输上的单级直齿圆柱齿轮减速器姓名陈亚夫指导教师任芝兰职称讲师2007年01月6日课程设计评语：课程设计答辩负责人签字年月日目录一、设计任务书二、传动方案的拟订三、电动机的选择四、传动装置传动比的分配五、计算传动装置的运动和运动参数六、普通V带的设计计算七、齿轮的设计计算八、传动轴的设计计算九、箱体结构的设计计算十、键连接的选择十一、滚动轴承的设计计算十二、润滑与密封十三、联轴器的选择十四、设计小结附录：参考资料目录一、设计任务书题目：设计一台带式运输机中使用的单级直齿圆柱齿轮减速器1、原始数据：2、工作条件：运输机连续工作,单向运转载荷变化不大，空载启动。
减速器小批量生产，使用期限5年，一班制工作，卷筒不包括其轴承效率为97%，运输带允许速度误差为5%。
一班制。
3、设计任务：1）、装配图一张（一号图纸），轴零件图一张和齿轮零件图一张（2-3号图纸）2）、设计说明书一份（8000字以上）4、设计内容：1）、机械系统总体传动方案的分析和拟订：2）、电动机的选择与传动装置运动参数的计算；3）、传动件（齿轮、带轮）等的计算；4）、轴的设计；5）、轴承及其组合部件设计；6）、键连接和联轴器的选择；7）、润滑设计；8）、箱体、机架等零件设计；9）、有关附件的设计（油标、透视窗口）等；10）、装配图与零件图设计及绘图5、设计进度：1）、设计准备，拟定传动方案，传动比分配等（1天）2）、强度校核；（轴、齿轮）（1天）3）、其它结构设计（0.5天）4）、编写使用说明书（1天）5）、绘制装配图（3天）6）、绘制零件图（1天）二、传动方案的拟定根据设计要求拟定下图所示为本次设计的传动方案：三、电动机的选择设计说明及数据计算备注1．选择电动机的类型按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型2．选择电动机的容量根据原始数据，运输带拉力F 和运输带速度V ，可得运输带所需功率 P 卷筒 = FV=2.5×1.6=4.0KW 。
大作业参考答案二：输出轴大齿轮例题：某减速器中有一对渐开线直齿圆柱齿轮，采用油池润滑。
已知模数m =3mm ，主动轮齿数1z =32，被动轮齿数2z =96，中心距a =192mm ，从动轮中心孔直径60mm ，齿形角α=20°，齿宽B =60mm ，传递最大功率N=5kW ，主动轮转速1n =1280r/min ，齿轮材料为45号钢，线膨胀系数1α=11.5×10-6/℃，其工作温度1t =60℃ ，箱体材料为铸铁，线膨胀系数1α=10.5×10-6/℃ ，其工作温度2t =40℃ ，小批量生产。
试确定主动轮的精度等级，检验组项目，齿坯技术要求，并完成齿轮工作图。
1、确定大齿轮的精度等级圆周速度3329612===z z ism n n 7.4263128012===s m n d v 43.6600007.42628814.3601000222=⨯⨯=⨯=π28896322=⨯==mz d mm参照表9-5和表9-9，第II 公差组（传动平稳性）的精度等级可取7级。
一般减速器齿轮，对传递运动的准确性要求不同，故第I 公差组（传递运动准确性）选8级；动力齿轮对齿面接触精度有一定要求，所以第III 公差组（载荷分布的均匀性）也选用7级。
2、确定大齿轮的各组检验公差该齿轮为中等精度，尺寸不大，为小批量生产， 首先确定大小齿轮 参照表9-11，确定大齿轮检验指标如下：第I 公差组（传动准确性）：2p F ，2r F ，精度为8级 第II 公差组（传动平稳性）：2αF ，2pt f 精度为7级 第III 公差组（载荷分布的均匀性）：2βF ，精度为7级由表9-6得，2p F =0.092，2αF =0.021，2r F =0.074, 2pt f =0.014 由表9-7得，=2βF 0.0213、确定齿厚上、下偏差代号由表9-2得，大齿轮最小侧隙m in bn j =0.168（()()()1676.010020014.017.010019214.0=--⨯-+） 由公式（9-6）得齿厚上偏差089.020cos 2168.0cos 20min -=-=-=n bn sns j E α由表9-3，切齿的径向进刀公差r b =1.26IT9 由表2-2得，=Φ9288IT 0.130，故r b =1.26⨯0.130=0.164 由公式（9-7）得齿厚公差o n r r sn b F T 20tan 164.0074.02tan 22222+=+=α=0.131由公式（9-8）得齿厚下偏差sn sns sni T E E -==-0.089-0.131=-0.220357.6014.0089.0-=-=pt sns f E 714.15014.0220.0-=-=pt sni f E 查表9-10，齿厚上偏差代号取G ，pt f G 6-= 查表9-10，齿厚下偏差代号取L ，pt f L 16-=4、精度的标注8-7-7 GL GB10095.1-20085、公法线平均长度及其上、下偏差该齿轮为中等模数齿轮，控制侧隙的指标宜采用公法线平均长度上、下偏差。
