-1-機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器一、項(xiàng)目背景與任務(wù)概述(1)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，通過實(shí)際設(shè)計(jì)項(xiàng)目，使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際工程問題中。本課程設(shè)計(jì)選取二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器作為研究對(duì)象，旨在培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、計(jì)算能力和創(chuàng)新意識(shí)。同軸式圓柱齒輪減速器在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，如機(jī)床、起重機(jī)械、汽車等，其性能直接影響設(shè)備的工作效率和可靠性。(2)本項(xiàng)目任務(wù)是對(duì)二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，包括齒輪的設(shè)計(jì)、減速器箱體的設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及傳動(dòng)系統(tǒng)的整體優(yōu)化。設(shè)計(jì)過程中需考慮齒輪的強(qiáng)度、精度、耐磨性等性能指標(biāo)，同時(shí)要兼顧減速器的結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、成本低等要求。通過本次設(shè)計(jì)，學(xué)生將深入學(xué)習(xí)齒輪設(shè)計(jì)原理、減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法以及相關(guān)計(jì)算公式，為今后從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。(3)在設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生需要掌握以下關(guān)鍵步驟：首先，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，確定減速器的輸入轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)速、輸入扭矩和輸出扭矩等參數(shù)；其次，選擇合適的齒輪材料和熱處理工藝，確保齒輪的強(qiáng)度和耐磨性；然后，進(jìn)行齒輪幾何尺寸的計(jì)算和校核，確保齒輪副的嚙合精度；接著，設(shè)計(jì)減速器箱體結(jié)構(gòu)，包括軸承座、齒輪軸、箱體壁等部件，并進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核；最后，設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)，確保齒輪箱內(nèi)具有良好的潤(rùn)滑條件，延長(zhǎng)齒輪使用壽命。二、設(shè)計(jì)計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)在設(shè)計(jì)計(jì)算階段，首先對(duì)齒輪進(jìn)行參數(shù)選擇和幾何設(shè)計(jì)。根據(jù)輸入扭矩、輸出扭矩、輸入轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)速等參數(shù)，計(jì)算出齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、壓力角等基本參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行齒輪強(qiáng)度校核，包括齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算。為確保齒輪的可靠性和使用壽命，需選取合適的材料并進(jìn)行熱處理工藝設(shè)計(jì)。齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算過程中，還需考慮齒輪的精度等級(jí)、齒形、齒向誤差等因素，以滿足減速器的性能要求。(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分主要包括減速器箱體設(shè)計(jì)、軸承座設(shè)計(jì)、齒輪軸設(shè)計(jì)等。箱體設(shè)計(jì)需保證足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受齒輪傳遞的扭矩和振動(dòng)。箱體材料通常選用灰鑄鐵或球墨鑄鐵，具有較好的耐磨性和減震性。在設(shè)計(jì)箱體時(shí)，需合理布置軸承座、齒輪軸、油標(biāo)、放油孔等部件，確保減速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊、便于維護(hù)。軸承座設(shè)計(jì)要保證軸承安裝牢固，避免因軸承座強(qiáng)度不足導(dǎo)致軸承損壞。齒輪軸設(shè)計(jì)需考慮齒輪與軸的連接方式，確保齒輪與軸的同心度，減少嚙合誤差。(3)在減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)同樣重要。潤(rùn)滑系統(tǒng)的主要功能是為齒輪提供足夠的潤(rùn)滑，降低齒輪磨損，延長(zhǎng)使用壽命。潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括油泵、油道、油標(biāo)、油過濾器等部件。油泵選擇需滿足減速器所需的工作壓力和流量，油道設(shè)計(jì)要保證潤(rùn)滑油能夠均勻地分布到齒輪表面。油標(biāo)用于監(jiān)測(cè)油位，確保潤(rùn)滑油充足。油過濾器用于過濾潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)，防止雜質(zhì)進(jìn)入齒輪嚙合區(qū)。此外，還需考慮潤(rùn)滑系統(tǒng)的密封性能，防止?jié)櫥托孤_保減速器正常工作。在整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要注重各部件的配合關(guān)系，確保減速器整體性能滿足設(shè)計(jì)要求。三、實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析(1)實(shí)驗(yàn)部分首先對(duì)設(shè)計(jì)的二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器進(jìn)行組裝，確保各部件之間的正確安裝和連接。隨后，進(jìn)行負(fù)載實(shí)驗(yàn)，通過逐步增加負(fù)載，觀察齒輪的嚙合狀態(tài)、振動(dòng)情況以及溫升等指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)過程中，記錄下不同負(fù)載下的轉(zhuǎn)速、扭矩、振動(dòng)幅度和溫度變化等數(shù)據(jù)，為后續(xù)結(jié)果分析提供依據(jù)。(2)結(jié)果分析首先針對(duì)齒輪的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)估。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出齒輪的實(shí)際接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，與設(shè)計(jì)計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比。分析齒輪的實(shí)際強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求，是否存在過載風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，對(duì)齒輪的嚙合誤差和齒向誤差進(jìn)行測(cè)量，評(píng)估其精度是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。(3)對(duì)減速器箱體的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過測(cè)量箱體在不同載荷下的變形情況，評(píng)估其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求