汽车发动机装配车间带式运输机传动装置的虚拟设计及运

1、KC021-1CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY毕业设计说明书题目 ： 汽车发动机装配车间带式运输机传动装置的虚拟设计及运动学分析二级学院（直属学部） ： 机电工程学院 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 08 机三 化学生姓名：陈瑜学号：08010302指导教师姓名：刘羽职称：副教授评阅教师姓名：苏纯职称：副教授2012 年 6 月常州工学院机电工程学院毕业论文摘要本文首先介绍了带式输送机传动装置的研究背景，阐述了齿轮、减速器等的相关内 容；根据带式输送机传动装置的结构设计， 论述电动机， 传动装置的总传动比及其分配， 传动装置的运动和动力装置参数，带传动

2、设计，密封与润滑轴承的选择，轴的设计，键 的选择，减速机箱体的设计，减速器附件设计，齿轮传动设计，齿轮和轴的选择及其基 本参数的选择和几何尺寸的计算，两个主要强度的验算。本文完成了减速器的机械设计后，利用 Solidworks 软件的有关命令完成一个一级圆 柱齿轮减速器的三维模型及齿轮、轴、箱体等各个零件的三维建模，通过各个零件之间 的配合关系加以约束，将各个零件模型装配起来，标准零件由Toolbox 导入，装配到减速器实体中去，完成装配体，并利用该软件生成二维工程图，用干涉对零件各个部分进 行检查，通过修改配合约束或者尺寸大小，消除零件之间的干涉情况，通过 Solidworks 软件插件 C

3、osmosmotion 的仿真运动功能，检查、优化设计方案，观察齿轮的啮合情况， 并在最后输出齿轮啮合的动画。实现了减速器的运动仿真，完成了减速器在计算机上的 虚拟设计。关键词 ：带式输送机 传动装置 SolidWorks 减速器 三维建模 仿真常州工学院机电工程学院毕业论文ABSTRACTThis text introduced a take type to transport the research background that the machine spreads device first, passed to carry on detailed analysis to the r

4、eference and elaborated wheel gear and decelerate the related contents of machine etc.;In the technique route, discuss wheel gear and stalk of choice and it the choice of basic parameter and several the calculation of the size, checking of two main strength calculated etc. some technique problems fo

5、r considering needed to do introduction in this design;Designed writing to build up schedule for the graduation, provided instruction for later design work.End, give some references, can use to check related data, bring convenience for own design.The paper completed the mechanical design of the gear

6、box, used Solidworks software to complete the three-dimensional model of gearbox and gear, shaft, tank and other parts of the threed imensional modeling, related the various parts and components to the assembly model byconstraint, imported the standard components from the Toolbox, assembled the redu

7、cer entities to complete the assembly and used the software to generate two-dimensional engineering drawings, parts used to interfere in various parts of the inspection, by modifying the size constraints or eliminating interference between the parts through Solidworks Simulation software plug-in mot

8、or function Cosmosmotion to check and optimize the design, observed the mating gear and the meshing gears in the final output of the animation. The realization of the motion simulation of the gearbox was completed based on the computer virtual design.Keywords: Belt conveyor Transmission SolidWorks g

9、earbox Three dimensional modeling SimulationII常州工学院机电工程学院毕业论文目录.第一章 绪论 11.1 研究课题的背景 1.2 带式输送机传动装置研究现状 1.2.1 带式输送机传动装置应用发展现状 1.2.2 存在的主要问题 1.3 课题的研究内容及研究意义 1.3.1 论文的主要研究内容 1.3.2 论文的研究目标 1.3.3 本课题研究得意义 第二章 传动装置的设计 2.1 传动装置的总体设计 2.1.1 传动方案的确定 2.1.2 电动机的选择 2.1.3 传动比的计算及分配 2.1.4 传动装置运动、动力参数的计算 2.2 传动件的设计

10、计算 2.2.1 带传动的设计 2.2.2 高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算 III常州工学院机电工程学院毕业论文2.2.3 低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算 2.3 斜齿轮圆柱齿轮上作用力的计算 2.4. 轴的设计计算 2.41 高速轴的设计与计算 2.4.2 低速轴的设计与计算 2.4.3 中间轴的设计与计算 2.5 减速器箱体的结构尺寸 2.6 润滑油的选择与计算 2.7 附件的设计与选择 第三章 传动装置零件的三维建模与虚拟装配 3.1 SolidWorks 软件介绍 3.2 齿轮的三维建模 3.3 轴的三维建模 3.4 箱体、箱盖的三维建模 3.5 轴承的三维建模 3.6 端盖、 油标尺、

11、观察盖、 放油螺塞及通气器的三维建模 第四章 传动装置的装配和仿真 4.1 减速器的虚拟装配 4.1.1 高速轴组件的装配 IV常州工学院机电工程学院毕业论文4.1.2 低速轴组件的装配 4.1.3 中间轴组件的装配 4.1.4 轴和箱体的装配 4.1.5 箱盖、端盖、观察盖等的装配 4.1.6 螺钉、销、螺栓、起盖螺钉的装配 4.2 减速器干涉检查 4.3 Cosmosmotion 插件介绍 4.3.1 Cosmosmotion 运动仿真 4.3.2 Cosmosmotion 运动分析 设计总结 致谢 参考文献 常州工学院机电工程学院毕业论文第一章 绪论1.1 研究课题的背景随着现代化生产的

12、不断发展，机械设计中标准件的数量日益增多，这主要是因为采 用标准件给产品的设计、制造、装配带来了很大的方便。设计人员如果能从 CAD 系统 的标准件库中获得满足设计要求的标准件，则可大大减少重复劳动，提高设计效率，从 而缩短新产品的研制周期， 所以，提供标准件库或者提供开发标准件库的工具是 CAD 系 统的一个重要组成部分，也是评价 CAD 系统的一个重要指标。SolidWorks 是 1995 年 11 月问世的一个大型三维 CAD 软件，它一经问世，即 代表了三维 CAD 软件的主流。它所具有的各种优良性能吸引了越来越多的用户，尤其 是它对大型装配的处理能力更是无与伦比的。 但是，在装配过

13、程中， 由于缺少标准件库， 在调用每一个标准件时， 就需要像别的非标零件一样， 重新建模。而标准件的频繁调用， 大大降低了装配效率，造成了时间和精力上的浪费，这不能不说是它的一个缺憾之处。根据以上所述发现，在 SolidWorks 中有必要添加这样一个三维标准件库 : 它具 有常用的标准件、通用件; 具有建库、扩展标准件的能力 ; 标准件库的代码少而精干， 采用的技术应便于实现与其他系统的集成。 专门应用领域的用户可用它扩充自己所需的 标准件和通用件， 既可减少开发费用， 又可提高开发效率和质量。 而且，SolidWorks 的 开放的体系，功能齐全的 API 函数库为标准件库提供了强大的开发

14、工具。带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。 主要由机架、输送皮带、 皮带辊筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供 料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可 以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的 工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。带式输送机可以用于水平运输或倾斜运输，使用非常方便，广泛应用于现代化的各VI常州工学院机电工程学院毕业论文种工业企业中，如：矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中。减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置， 减速

15、器产品是在原动机和工 作机之间用于降低速度，增大扭矩的传动装置。减速机的种类很多，以满足于不同的机 械传动要求。由于广泛应用于国防、宇航、交通、建筑、冶金、建材、矿山等领域，所 以减速机是国家建设必不可少的配套件设备。 近代计算机技术与数控技术的发展使得机 械加工精度、 加工效率大大提高， 从而推动了传动机械产品的多样化、 模块化、 标准化， 以及造型艺术化，使产品更加精致、美观。但是，就目前来讲，我国企业很少具有真正意义上的减速机综合性能物理仿真试 验环境。大多数企业仍然停留在传统观念和生产组织方式上，通过经验和反复试验来确 定设计方案的可行性。在计算机技术迅猛发展的今天，如何把企业的产品设

16、计与三维仿 真系统有效的结合起来，以达到制造业高效、低成本、自动化的市场要求具有重要的现 实意义。1.2 带式输送机传动装置研究现状1.2.1 带式输送机传动装置应用发展现状 随着国家基础建设力度的进一步加大，近年来我国的减速机行业得到快速发展。根 据减变速机分会的统计数据显示，去年，全行业共生产减速机 45 万台，实现销售收入 20 亿元，出口约 1 亿美元。 “十二五”期间，由于国家整体经济的发展，减速机行业 经济总量的增长速度仍将达到两位数。减速机在我国的发展已有近 40 年的历史，广泛应用于国民经济及国防工业的各个 领域。产品已从最初单一的摆线减速机，发展到现在五大类产品，即摆线减速机

17、、无级 变速器、齿轮减速机、蜗轮蜗杆减速机、电动滚筒。据初步统计，减速机用量比较大的 行业主要有：电力机械、冶金机械、环保机械、电子电器、筑路机械、化工机械、食品 机械、轻工机械、矿山机械、输送机械、建筑机械、建材机械、水泥机械、橡胶机械、 水利机械、石油机械等，这些行业使用减速机产品的数量已占全国各行业使用减速机总 数的 60%70%。“十五、十一五”期间， 由于国家采取了积极的财政政策， 固定资产投资力度加大， 特别是基础建设的投资，使冶金、电力、建筑机械、建筑材料、能源等加快了发展，因 此，对减速机的需求也逐步扩大。随着国家对机械制造业的重视，重大装备国产化进程 的加快以及城市改造、场馆

18、建设等工程项目的开工，减速机市场前景看好，整个行业仍 将保持快速发展态势，尤其是齿轮减速机的增长将会大幅度提高，这与进口设备大多配 套采用齿轮减速机有关。因此，业内专家希望企业抓紧开发制造齿轮减速机，尤其是大 型硬齿面减速机及中、小功率减速机，以满足市场的需求。从行业内企业发展情况来看，近年来，江苏省、浙江省的民营企业发展速度很快， 已经成为行业中的一支生力军。此外，山东省淄博地区的减速机厂家也很多。一些发展常州工学院机电工程学院毕业论文速度较快的民营企业，在完成了原始积累后，不断发展壮大。他们紧跟市场变化，及时 调整产品结构，对产品质量的要求也在不断提高。为了增强竞争力，他们加大购置检测 设

19、备、实验设备以及扩大厂房的资金投入，加工能力及技术水平提高很快，同时还重视 人才的培养与引进，企业已开始向规范化、标准化方向发展。1.2.2 存在的主要问题国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者 传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在 传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率 大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占 据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体 积和重

20、量问题，也未解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械 效率以及使用寿减速器广泛应用于国防、宇航、交通、建筑、冶金、建材、矿山等领域，它是进行 机械传动的重要装备，规格品种数以百万计。我国传统的减速机生产方式是按照单台套 设备要求进行设计与制造， 由于零部件差异大， 互换性能差， 生产周期长， 制造成本高， 跟不上国际同类产品发展步伐。在设计技术方面，我国减速机的设计、生产早已指定标 准、形成系列，但总体上与国际相比 （ 主要是欧洲国家和日本 ）仍有较大差距。有关资料 显示，国际上先进的减速机不仅性能突出，而且在减速机关键部件的设计及计算方法、 外形尺寸设计、安装方式等方面很有

21、借鉴价值。在机构性能方面，目前我国存在的主要 问题是精度低、生产效率低、使用寿命短，其中寿命短的问题尤为突出。随着微机技术 的飞速发展，在微机上进行仿真分析将是必然趋势，在竞争日渐激烈的市场上，能够快 速的满足市场需求成为企业生存的必要条件，虚拟样机成为企业在商海中制胜的法宝。1.3 课题的研究内容及研究意义1.3.1 论文的主要研究内容（1）第一章 :介绍减速器产品在国内外的发展现状，分析实现产品创新设计的关键 所在，介绍 solidworks 软件的主要价值，以及选择该课题的实际意义，提出对减速器 参数化模型进行性能分析研究的背景、意义和研究的主要内容。（2）第二章 : 传动装置的设计计算

22、（3）第三章 : 传动装置的三维建模（4）第四章 : 传动装置的装配和仿真（5）第五章 : 全文总结与展望1.3.2 论文的研究目标（1）参阅文献，对带式运输机传动装置进行了解（2）带式运输机传动装置的设计计算常州工学院机电工程学院毕业论文（3）带式运输机传动装置的零件实体建模（4）带式运输机传动装置的三维造型和虚拟装配（5）带式运输机传动装置中二级圆柱齿轮的运动学的分析（6）带式运输机传动装置中齿轮动力学仿真分析1.3.3 本课题研究得意义为 SolidWorks 建立一个基于事物特性表的标准件库， 不仅能够弥补此软件的缺陷， 使使用者更能够充分体验到它的强大的功能，而且基于事物特性表的标准

23、件的表达，符 合向标准化靠拢的趋势及制订我国 CAD 标准的方针， 具有一定的现实意义。设计基础的二维平面设计，通过经验和反复试验来确定设计方案的可行性，其设计 流程是在原有减速器基础上进行的，设计中存在以下问题 :（1）在设计过程中无法对所设计的产品进行装配干涉检验、静力学分析、动力学 分析、运动模拟等工作 ;（2）零件图的绘制采用二维 CAD 软件，没有三维立体模型直观，零部件的设计、 生产装配、试验等一系列产品开发工作非常繁琐 ;（3）设计工作结束后要生产出样机，通过试验来验证设计方案的可行性，造成不 必要的财力浪费，同时也延长了产品的开发周期，使得开发一种新产品的周期达到半年 以上;综

24、上所述，开发一套既可以进行减速器的参数化设计，实现整机装配干涉检验，又 能实时验证设计的可行性，对生成的减速器三维实体模型进行静、动力学有限元分析的 集成系统势在必行。本课题在减速器的参数化建模、静动力学性能分析，在缩短减速器 的开发周期，减少不必要的人力、物力、财力资源浪费，提高设计人员的工作效率等方 面，具有重要的现实意义。常州工学院机电工程学院毕业论文第二章 传动装置的设计2.1 传动装置的总体设计2.1.1 传动方案的确定（ 1）工作条件 要求减速器在输送带方向具有最小的尺寸，且电动机必须与输送带带轮轴平行安装。每日两班 制工作，工作年限为 10 年。（ 2）原始数据1. 输送带轴所需

25、转矩 T=1300 N.m2. 运输带运行速度工作速度 V= 0.68 m/s3. 输送带带轮直径 d=300 mm 查阅相关文献资料知“汽车发动机装配车间带式运输机传动装置”为减速器装置。减速器常见 有单级圆柱齿轮减速器、两级展开式圆柱齿轮减速器、两级同轴式圆柱齿轮减速器、圆锥-圆柱齿轮减速器、单级锥齿轮减速器、蜗杆减速器。工作条件要求减速器在输送带方向具有最小的尺寸，且 电动机必须与输送带带轮轴平行安装，查阅相关减速器特点，知传动机构类型为：同轴式二级圆柱 齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。本传动机构的特点是：同轴式减速器长度方向尺寸较小，但轴向尺寸较大，轴较长，刚度较差。 两对

26、齿轮浸油深度可以大致相同，有利于浸油润滑。轴线可以水平，上下或铅垂布置。常州工学院机电工程学院毕业论文滚筒输送带电动机带传动两级同轴式圆柱齿轮减速器传动装置简图2.12 电动机的选择设计内容计算及说明结果1、选择电动 机的类 型根据用途选用选用 Y 系列三相异步电动机常州工学院机电工程学院毕业论文2、选择电动 机的功 率输送带所需拉力为2T 2 1300F= = N 8667Nd 0.3工作机的有效功率为：PW FV 8667 0.68 5.89KWW 1000 1000取 V 带传动效率 带=0.96，一对轴承效率 轴承 =0.99 ， 斜 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 效 率 齿轮 =0.9

27、7联轴器效率 联 =0.99 ，则电机到工作机间的 总效率为：4 2 4 2总= 带 轴承 齿轮 联 =0.96 0.99 0.97 0.99=0.859 所以电动机所需的工作功率为：P0= Pw = 5.89 KW=6.86KW总 0.859根据表选取电动机的额定功率 Ped=7.5KWF=8667NPW 5.89KW总 =0.859P0=6.86KWPed=7.5KW3、确定电动机的转速常州工学院机电工程学院毕业论文输送带带轮的工作转速为1000 60v 1000 60 0.68n w = r/min 43.31r/ mind 300nw 43.31r/ min由表知 V带传动传动比 i带

28、=24 ，两级圆柱齿 轮减速传动比 i齿=840 ，则传动比范围为 i总=i带i齿= （24）（840）=16160 电动机的转速范围为n0 =nwi总=43.31 (16160)r/min=6936930r/min由表可知，符合这一要求的电动机同步转速 1000r/min 、1500 r/min 和 3000 r/min ，考 虑 3000r/min 的 电 动 机 转 速 太 高 ， 而 1000r/min 得电动机体积大且贵，故选用转 速 1500 r/min 的电动机进行试算， 其满载转 速为 1440r/min ，型号为 Y132M-4nm 1440r/ min2.13 传动比的计算

29、及分配设计内容计算及说明结果1、总传动比nm 1440i 总 =33.25nw 43.31i 总 33.252、分配传动根据传动比范围，取带传动的传动比 i带 2.5比减速器传动比为i带 2.5i总 33.25i = 13.3 i带 2.5高速机传动比为i1 i 13.3 3.65 i 2i1 i2 3.652.14 传动装置运动、动力参数的计算设计内容计算及说明结果常州工学院机电工程学院毕业论文1、各轴的转 数n0 nm 1440r /minn1 n0 =1440r/ min =576r/ min1 i 带 2.5n2 n1 = 576 r/min =157.81r/ min2 i1 3.6

30、5n3 n2 = 157.81 r/ min =43.24r/ min3 i2 3.65nw n3 =43.24r/ minn0 1440r / minn1 =576r/ minn2 =157.81r/ minn3 43.24r/ minnw =43.24r/ min2、各轴的输 出功率P1 P0 带 =6.86 0.96KW=6.59KWP2 =P1 轴承 齿=6.59 0.99 0.97KW=6.33KWP3 P2 轴承 齿=6.33 0.99 0.97 KW=6.08 KWPw P3 轴承 齿 =6.08 0.99 0.97KW=5.96 KWP1 =6.59 KWP2 =6.33 KW

31、P3=6.08 KWPw =5.96 KW3、各轴的输 出转矩T0 9550 p0 9550 6.86N mm 45.5N m 0n01440T1 9550 p1 9550 6.59N mm 109.26N m n1576P26.33T2 9550 2 9550 N mm 383.07N m2n2157.81T3 9550 P3 9550 6.08 N mm 1342.83N m3n343.24Tw 9550 Pw 9550 5.96 N mm 1316.33N m nw43.24T 0 45.5N mT1 109.26N mT 2 383.07N mT3 1342.83N mTw 1316.

32、33N m2.2 传动件的设计计算2.21 带传动的设计设计内容计算及说明结果9常州工学院机电工程学院毕业论文1、确定 设计功 率Pd KAP0 由表选择工作情况系数 KA =1.2 ，则Pd 1.2 6.86kW 8.23kWPd 8.23kW2、V带型 号n0 1440r / min ，Pd 8.23kW ，由图，选择 A型 V带选择 A型 V带3、确定 带轮基 准直径根据表，可选小带轮直径为 dd1 140mm，则大带轮直 径为dd2 i带dd1 2.5 140mm 350 mm根据表，取 dd2 355mm ，其传动比误差 i 5%故可用dd1 140mmdd2 355mm4、验算 带

33、的速 度dd1no140 1440v带m/s 10.55m/s vmax 25m/s带 60 1000 60 1000带速符合要求5、确定 V 带长度 和中心 距根据 0.7 dd1 dd2 2a0 2 dd1 dd2 ，初步确定中心距 为0.7 140 355 mm 346.5mm a0 2 140 355 mm 990mm 为 使 结构紧凑，取偏低值， a0 500mmV带计算基准长度为2dd2 dd1Ld 2a0dd1 dd224a02355 140 22 500mm 140 355 mm mm 1800.26mm2 4 500由表 8-8，选 V带基准长度 Ld 1800mm，则实际中

34、心 距为a 499.87mmLd 1800mm a 499.87mm10常州工学院机电工程学院毕业论文6、计算 小带轮 包角1 =180 -dd2 dd1 57.3 180 355 140 57.3 155.34 1201 a 499.871 155.34 120合格7、确定 V带根数V带的根数可用以下式计算Pdz= P0+ P0 K K L又表 8-9 查取单根 V 带所能传递的功率1P0=2.27kW ，功率增量为 P0 Kbn1(1)Ki由表 8-10 查得 K b =0.7725 10-3，由表 8-11 查得K i =1.137 ，则P0 =0.7725 10-3 1440 1- 1

35、 kW=0.134kW 由 表 0 1.1378-12 查得 K =0.935 ，由表 8-8 查得 K L =1.01，则带的根数Pd8.23z= 3.63 P0 + P0 K KL 2.27 0.134 0.935 1.01取 z 4z48、计算 初拉力由表 8-13 查得 V 带质量 m 0.1kg / m ，得初拉力Pd 2.5 K 2 F0 500 mv带 zv带K8.23 2.5 0.935 2500 N 0.1 10.552 N=174.36N 4 10.55 0.935F0 =174.36N9、计算 作用在 轴上的 压力155.34Q 2zF0 sin2 4 174.35 si

36、n N 1362.63N0 2 2Q 1362.63 N11常州工学院机电工程学院毕业论文10、带轮 结构设 计（1）小带轮结构 采用实心式，由表 8-14 查得电动机 周径 D0=38mm ，由表 8-15 查得2e 15 0.3mm ， f 10 1mm轮毂宽：L带轮 1.5 2 D0 1.5 2 38mm 57 76mm 其 最 终 宽度结合安装带轮的轴段确定轮缘宽：B带轮 z 1 e 2f 4 1 15mm 2 10mm 65mmHBW1=236HBW （2）大带轮结构 采用轮辐式结构，轮 缘宽可与小带轮相同， 轮毂宽可与轴的结构设计同步进 行2.22 高速级斜齿圆柱齿轮的设计计算设计

37、内 容计算及说明结果1、选择 材料、热 处理方 式和公 差等级考虑到带式运输机为一般机械，故大、小齿轮均选用45 钢，小齿轮调质处理，大齿轮正火处理，由表 8-17 得齿面硬度HBW 1 =217 255， HBW 2=167 217 。平均硬度HBW1=236HBW ， HBW2 =190。 HBW1 HBW2 46，在 3050HBW之间。选用 8 级精度45钢 小齿轮调质处 理大齿轮正火处 理8 级精度2、初步 计算传 动的主 要尺寸因为是软齿面闭式传动， 故按齿面接触疲劳强度进行设 计。其设计公式为d1 32KT1 u 1 ZEZHZZ1 d u H1） 小齿轮传递转矩为T1=1092

38、60Nmm2）因 v 值未知， Kv 值不能确定，可初步选载荷系数Kt=1.11.8 ，初选 Kt =1.412常州工学院机电工程学院毕业论文3）由表 8-18 ，取齿宽系数 d 1.14）由表 8-19 查得弹性系数 ZE 189.8 MPa5）初选螺旋角12 ，由图 9-2 查得节点区域系数ZH 2.466）齿数比 u i1 3.657）初选 z1=23，则 z2=uz1=3.65 23=83.95，取 z2=84，则端面重合度为1.88 3.2 1 1 cosz1 z2111.88 3.2 cos12 1.6723 84轴向重合度为0.318 dz1 tan =0.318 1.1 23

39、tan12 =1.71由图 8-3 查得重合度系数 Z =0.7758）由图 11-2 查得螺旋角系数 Z =0.999）许用接触应力可用下式计算= ZN HlimH = SH由 图 8-4e 、 a 查 得 接 触 疲 劳 极 限 应 力 为 Hlim1 =580MPa ， Hlim2 =390MPa 小齿轮与大齿轮的应力循环次数分别为N1=60n1aLh =60 576 1.0 2 8 250 10=1.383 109N1 1.383 1098N2= 1 3.788 1082 i13.65由图 8-5 查得寿命系数 ZN1=1.0 ，ZN2=1.07 ，由表8-20 取安全系数 SH=1.

40、0 ，则有H1= ZN1 Hlim1 1.0 580 MPa 580MPaH1SH1z1=23z2=84H 417MPaH13常州工学院机电工程学院毕业论文H2 = ZN2 Hlim2 1.07 390 MPa 417MPa 取 H2SH1H 417MPa 初算小齿轮的分度圆直径 d1t，得 d1t 3 2KtT1 uu1 ZEZHZ Z1t d u Hd1t 63.937mm=3 2 1.4 109260 3.65 1 189.8 2.46 0.775 0.99 2mm= 1.1 3.65 417 mm63.937mm（1） 计算载荷系数 由表 8-21 查得使用系数 KA=1.0 。 因为

41、d1tn163.947 576v 1t 1 m/ s 1.93m / s 由 图 60 100060 10008-6 查得动载荷系数 KV=1.14 ，由图 8-7 查得齿向在和 分配系数 K 1.11 ，由表 8-22 查得齿间载荷分配系数K 1.2 ，则载荷系数为K K AKVK K 1.0 1.14 1.11 1.2 1.52（2）对d1t进行修正 因 K与Kt有较大的差异，故需对Kt 计算出的 d1t 进行修正，即d1 d1t 3 K 63.947 3 1.52mm 65.72mm（3）确定模数 mnd1 cos65.72 cos12mn2.79mmz123按表 8-23 ，取 mn

42、3mm（ 4）计算传动尺寸 中心距为mn z1 z2 3 （23 84）a1mm 164.09 mm1 2cos 2 cos12 圆整为 a1=165mm，则螺旋角为K 1.5214常州工学院机电工程学院毕业论文mn z1 z2 3 23 84arccos n 1 2 13.4122a 2 165 因值与初选值相差较大， 故对与 有关的参数进行修 正，由图 9-2 查得节点区域系数 ZH=2.44 端面重合度为1.88 3.2 1 1 cosz1 z21.88 3.2 1 1 cos13.412 1.6623 84轴向重合度为0.318 dz1 tan 0.318 1.1 23 tan13.4

43、12 1.92由图 8-3 查得重合度系数 Z 0.775 ，由图 11-2 查得 螺旋角系数 Z 0.98632 1.52 109260 3.65 1 189.8 2.44 0.775 0.986 2mm =65.19mm3.65 417 mm1.1d1t 65.19mmd1t n165.19 576v m/s 1.97m / s 由 图 8-6 60 1000 60 1000查得动载荷系数 KV=1.14 ，在和系数 K值不变d1t cos mn1tz165.19 cos13.41223mm 2.75mm 按表 8-23mn=3mm取 mn=3mm 中心距为a1mn z1 z22cos3

44、23 842 cos13.412mm 165mm 螺旋角为a1 165mmarccosmn z1 z22a3 22316584 13.412 修 正完13.412毕，故d1mnz1cos3 23mm 70.935mmcos13.412d1 70.935mmd2mnz2cos3 84 mm cos13.412259.065mmd2 259.065mm15常州工学院机电工程学院毕业论文b dd1 1.1 70.935 mm 78.03mm取 b2=80mm b 1=b2+（ 510）mm 取 b 1=85mm 齿根弯曲疲劳强度条件为F 2KT1 YFYSY YFF bmnd1 F S F 1）K、

45、T1、mn和 d1 同前 2）齿宽 b=b2=80mm 3）齿形系数 YF和盈利修正系数 YS 。当量齿数为zv1= z31 =3 23=24.99v1 cos3cos313.412zv2 = z32 = 3 84=91.27v2 cos3cos313.412由图 8-8 查得 YF1=2.62，YF2=2.25 ；由图 8-9 查得 YS1=1.58，YS2=1.784）由图 8-10 查得重合度系数 Y =0.715）由图 11-3 查得螺旋角系数 Y =0.886）许用弯曲应力为= YN Flim SF由图 8-4f 、b 查得弯曲疲劳极限应力Flim1 =215MPa ， Flim2

46、=170MPa由图 8-11 查得寿命系数 YN1=YN2=1，由表 8-20 查得安 全系数 SF=1.25 ，故F1= YN1 Hlim1 =1 215 MPa=172MPa F1SF1.25F2=YN2 Hlim2 =1 170 MPa=136MPaF2SF1.252KT1F11 YF 1YS1Y Ybmnd12 1.52 1092602.62 1.58 0.71 0.88MPa80 3 70.935b2=80mmb1=85mm16常州工学院机电工程学院毕业论文50.46Mpa F1YF 2YS2 F2 F1 Y Y YF1YS12.25 1.78=50.46 MPa=48.82MPa

47、F22.62 1.58 F2满足齿根弯曲疲劳强度5、计算 齿轮传 动其他 集合尺 寸端面模数mt = mn = 3 mm=3.08411mmt cos cos13.412齿顶高 ha ha* mn 1 3mm 3mm齿根高hf hf * c* mn 1 0.25 3mm 3.75mm 全齿高 h ha hf 3mm 3.75mm 6.75mm*顶隙 c c*mn 0.25 3mm 0.75mm 齿顶圆直径为da1d12ha70.935mm 2 3mm76.935mmda2d22ha259.065mm 2 3mm265.065mm齿根圆直径为d f 1d12hf70.935mm 2 3.75mm

48、63.435 mmdf 2d22hf259.065mm 2 3.75mm251.565mmmt =3.08411mmha 3mmhf 3.75mmh 6.75mmc 0.75mmda1 76.935mmda2 265.065mmd f1 63.435mmd f 2 251.565mm2.2.3 低速级斜齿圆柱齿轮的设计计算设计内容计算及说明结果17常州工学院机电工程学院毕业论文1、选择材 料、热处 理方式和 公差等级由于低速级传递的转矩大，故齿轮副相应的材料硬度 要大于高速级的材料。故大、小齿轮分别选用 45 钢和 40Cr，均调质处理，由表 8-17 得齿面硬度HBW 1=241 286，

49、HBW 2=217 255 。平均硬度HBW1=263HBW ， HBW2 =236 。 HBW1 HBW2 27， 基本符合配对要求。选用 8 级精度大齿轮 45 钢小齿轮 40Cr 小齿轮调质处 理大齿轮正火处 理8 级精度2、初步计 算传动的 主要尺寸因为是软齿面闭式传动，故按齿面接触疲劳强度进行设计。其设计公式为d32)小齿轮传递转矩为T3=383070Nmm2）因 v 值未知， Kv值不能确定，可初步选载荷系数 Kt =1.11.8 ，初选 Kt=1.43）由表 8-18 ，取齿宽系数 d 1.24）由表 8-19 查得弹性系数 ZE 189.8 MPa5）初选螺旋角12 ，由图 9

50、-2 查得节点区域系数ZH 2.466)齿数比 u i1 3.657）初选 z3=23，则 z4=uz3=3.65 23=83.95，取 z4=84，则端面重合度为1.88 3.2 1 1z3 z41.88 3.2 1 1 cos12 1.6723 84轴向重合度为0.318 dz3 tan =0.318 1.1 23 tan12 =1.71由图 8-3 查得重合度系数 Z =0.775z3=23z4=8418常州工学院机电工程学院毕业论文8）由图 11-2 查得螺旋角系数 Z =0.999）许用接触应力可用下式计算ZN H limSH由 图 8-4e 、 a 查 得 接 触 疲 劳 极 限

51、应 力 为Hlim3 =680MPa ， Hlim4 =580MPa 小齿轮与大齿轮的应力循环次数分别为8N 3=60n2aLh =60 157.81 1.0 2 8 250 10=3.789 108N4=N3i23.789 1083.651.038 108由图 8-5 查得寿命系数 ZN3=1.07 ，ZN4=1.145 ，由表8-20 取安全系数 SH=1.0 ，则有H3H4ZN3 Hlim3SHZN4 Hlim4SH1.07 680 MPa 728MPa11.145 5801MPa 664MPaH 664MPaH初算小齿轮的分度圆直径 d3t ，得 d3t 3 2KtT3 uu1 ZEZ

52、HZ Z3t d u H=3 2 1.4 383070 3.65 1 189.8 2.46 0.775 0.99 2mm = 3.65 664 mm1.269.206mmH 664MPaHd3t 69.206mm19常州工学院机电工程学院毕业论文3、确定传 动尺寸(1) 计算载荷系数 由表 8-21查得使用系数 KA=1.0 。 因为d3t n269.206 157.81v 3t 2m/ s 0.56m / s 由60 1000 60 1000图 8-6 查得动载荷系数 KV=1.07 ，由图 8-7 查得齿向在 和分配系数 K 1.12 ，由表 8-22 查得齿间载荷分配系数 K 1.2 ，

53、则载荷系数为K KAKV K K 1.0 1.07 1.12 1.2 1.44因 K 与 Kt 差异不大，无需对由 Kt 计算出的 d3t 进行修正( 2)确定模数 mnd3 cos69.206 cos12mn2.94mmnz323按表 8-23 ，取 mn 3mm(3)计算传动尺寸 中心距为mn z3 z4 3 (23 84)a2mm 164.09mm2 2cos 2 cos12圆整为 a2=165mm，则螺旋角为arccos mn z3 z4 3 23 84 13.4122a 2 165因 值与初选值相差较大，故对与 有关的参数进行 修正，由图 9-2 查得节点区域系数 ZH=2.44 端面重合度为1.88 3.2 1 1 cosz3 z4111.88 3.2 cos13.412 1.6623 84轴向重合度为0.318 d