基于VB的展開式二級圓柱齒輪減速器設(shè)計

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I畢業(yè)設(shè)計（論文）基于 VB 的展開式二級圓柱齒輪減速器設(shè)計II摘要 .III1 緒 論 11.1 課題來源及意義 11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.3 本論文的主要內(nèi)容 22 減 速 器 結(jié) 構(gòu) 及 原 理 32.1 齒輪減速器的構(gòu)造 32.2 電機確定 52.3 減速器參數(shù)計算步驟 72.3.1傳動比及扭矩計算 .72.3.2一級齒輪傳動的設(shè)計 .82.3.3 二級齒輪傳動的計算 112.3.4 軸的設(shè)計與計算 132.3.5 箱體尺寸的計算 173 基于 VB軟件開發(fā) .203.1 軟件 VB 簡介 203.2 減速器設(shè)計軟件開發(fā)過程 .20致 謝 29參考文獻 30III摘要 隨著科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟的發(fā)展，漸開線圓柱齒輪傳動減速器的需求量越來越大，質(zhì)量要求也越來越高，傳統(tǒng)的減速器設(shè)計方法己不能快速設(shè)計的需求，利用 VB對減速器設(shè)計進行設(shè)計，降低設(shè)計人員的重復(fù)無意義的初步設(shè)計的強度，節(jié)約設(shè)計的時間，有利于縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低成本和增強市場競爭力起了巨大的作用。參數(shù)化設(shè)計模型是以約束來表達產(chǎn)品模型的形狀特征，確定主參數(shù)以及各尺寸間的數(shù)學(xué)關(guān)系，將這種關(guān)系輸入程序中，進而在零件設(shè)計時只要輸入幾個參始值就得出需要的參數(shù)。本文主要對減速器的構(gòu)成、工作優(yōu)點進行了簡要介紹，查閱機械設(shè)計手冊，工具手冊，掌握減速器的設(shè)計過程以及要求，計算出符合工作要求的齒輪的參數(shù)，解決相對應(yīng)的機械工程有關(guān)的輸送裝置的問題，設(shè)計相對應(yīng)的齒輪及軸，計算出符合工作要求參數(shù)。關(guān)鍵詞： 齒輪減速器，VB編程，齒輪全套設(shè)計程序，加153893706IVABSTRACTWith the development of science and national economy, the demand of involute gear transmission reducer is more and more high, the quality requirements are higher and higher, the traditional reducer design method can not meet the requirements of rapid design, using VB for reducer design, reduce the design personnel repeated meaningless design strength, save design time, to shorten product development cycle, reduce cost and enhance market competitiveness played a great role. Parametric design model is to express the shape characteristics of the product model by constraints, determine the main parameters and the mathematical relationship between the various dimensions, and then enter the relationship into a program, and then input a few parameters to get the required parameters in the part design. This paper briefly introduces the composition and working advantages of the reducer, consults the mechanical design manual, the tool manual, grasps the design process and the requirements of the reducer, calculates the parameters of the gear according to the work requirements, solves the relative conveying device of mechanical engineering, and designs the corresponding gear and shaft, and calculates the parameters according to the work requirements.Keywords: Gear reducer, VB programming, gear第 1 頁 共 35 頁1 緒 論1.1 課題來源及意義機械制造工業(yè)是國民經(jīng)濟中一個十分重要的產(chǎn)業(yè)，它為國民經(jīng)濟各部門科學(xué)研究、國防建設(shè)和人民生活提供各種技術(shù)裝備，在社會主義建設(shè)事業(yè)中起著中流砥柱的作用。從農(nóng)業(yè)機械到工業(yè)機械，從輕工業(yè)機械到重工業(yè)機械，從航空航天設(shè)備到機車車輛、汽車、船舶等設(shè)備，從機械產(chǎn)品到電子電器、儀表產(chǎn)品等，都必須有機械及其制造。減速器也是有些設(shè)備中所不可缺少的機械傳動裝置，其廣泛運用于機械行業(yè)中，用于調(diào)整傳輸速率、輸出力矩，為各種終端設(shè)備提供動力。減速器由傳動零件（齒輪或蝸桿） 、軸、軸承箱體及其附件所組成。在當(dāng)今制造業(yè)中，傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計、類比設(shè)計和靜態(tài)設(shè)計因為開發(fā)周期長、質(zhì)量差、產(chǎn)品成本高等缺點越來越不適應(yīng)日益加劇的市場競爭，企業(yè)能否對市場做出迅速的響應(yīng)，生產(chǎn)出最大程度滿足顧客要求的高質(zhì)量低成本產(chǎn)品已成為競爭的焦點，因此社會生產(chǎn)的激烈競爭迫切需要一種能大力提高制造效率和要求的工具。早在 1965年計算機輔助設(shè)計技術(shù)在美國麻省理工學(xué)院誕生了并得到了快速的發(fā)展，而且在社會生活中得到了廣泛的應(yīng)用，已成為推動企業(yè)生產(chǎn)快速前進的技術(shù)力量，從 20世紀(jì) 80年代早期到現(xiàn)在，工程設(shè)計制圖經(jīng)歷重大的轉(zhuǎn)變，這些變化的出現(xiàn)在很大程度上是由于計算機輔助設(shè)計的進步。當(dāng)前，可用于編寫動態(tài)連接庫的工具很多，如Turbo PASCAL for Windows、Delphi、Borland C++、Visual C++等等。1991 年，美國微軟公司推出了 Visual Basic (VB)，目前的最新版本是 VB的 2005中文版，Visual意即可視的、可見的，指的是開發(fā)像 windows操作系統(tǒng)的圖形用戶界面的方法，它不需要編寫大量的代碼去描述界面元素的外觀和位置。利用 VB對減速器設(shè)計進行設(shè)計，降低設(shè)計人員的重復(fù)無意義的初步設(shè)計的強度，節(jié)約設(shè)計的時間，有利于減小設(shè)計周期。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀改革開放以來，我國引進了一批先進的加工裝備。通過不斷引進、消化和吸收國外先進技術(shù)以及科研攻關(guān)，開始掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設(shè)計制造技術(shù)。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度都有較大的提高，通用圓柱齒輪的制造精度可從 JB 179-60的 8-9級提高到 GB 10095-88的 6級，高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在 4-5級。第 2 頁 共 35 頁部分減速器采用硬齒面后，體積和重量明顯減小，承載能力、使用壽命、傳動效率有了大幅度的提高，對節(jié)能和提高主機的總體水平起到明顯的作用。從 1988年以來，我國相繼制定了 50-60種齒輪和蝸桿減速器的標(biāo)準(zhǔn)，研制了許多新型減速器，這些產(chǎn)品大多數(shù)達到了 20世紀(jì) 80年代的國際水平。目前，我國可設(shè)計制造 2800KW的水泥磨減速器、1700mm 軋鋼機的各種齒輪減速器，各種棒材、線材軋機用減速器可全部采用硬齒面。隨著我國市場經(jīng)濟的推進， “九五”期間，齒輪行業(yè)的專業(yè)化生產(chǎn)水平有了明顯提高，如一汽、二汽等大型企業(yè)集團的齒輪變速箱廠、轎車廠，通過企業(yè)改組、改制，改為相對獨立的專業(yè)廠，參與市場競爭:隨著軍工轉(zhuǎn)民用，農(nóng)機齒輪企業(yè)轉(zhuǎn)加工非農(nóng)用齒輪產(chǎn)品，調(diào)整了企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu);私有企業(yè)的崛起，中外合資企業(yè)的涌現(xiàn)，齒輪行業(yè)的整體結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，行業(yè)實力增強，技術(shù)進步加快。中國齒輪行業(yè)在 20世紀(jì) 90年代的快速發(fā)展，已基本完成了由賣方市場到買方市場的轉(zhuǎn)變。隨著我國體制改革的深入，充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會作用，加強行業(yè)自律性市場約束，形成有序競爭的市場機制，是當(dāng)前市場發(fā)展的迫切任務(wù)。總之，當(dāng)今世界各國減速器及齒輪技術(shù)發(fā)展總趨勢是向六高、二低、二化方面發(fā)展。六高即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高傳動效率;二低即低噪聲、低成本;二化即標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化。減速器和齒輪的設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展，在一定程度上標(biāo)志著一個國家的工業(yè)水平，因此，開拓和發(fā)展減速器和齒輪技術(shù)在我國有廣闊的前景。1.3 本論文的主要內(nèi)容主要對減速器的構(gòu)成、工作優(yōu)點進行了簡要介紹，查閱機械設(shè)計手冊，工具手冊，掌握減速器的設(shè)計過程以及要求，計算出符合工作要求的齒輪的參數(shù)，解決相對應(yīng)的機械工程有關(guān)的輸送裝置的問題，設(shè)計相對應(yīng)的齒輪及軸，計算出符合工作要求參數(shù)。主要研究內(nèi)容：1、分析減速器的結(jié)構(gòu)原理及受力分析；2、分析減速器的設(shè)計流程及計算過程；3、采用 VB 軟件開發(fā)減速器設(shè)計；4、通過 VB 開發(fā)的設(shè)計軟件計算出一組數(shù)據(jù)后用 CAD 軟件繪制二維圖紙。第 3 頁 共 35 頁2 減 速 器 結(jié) 構(gòu) 及 原 理2.1 齒輪減速器的構(gòu)造減速器是一種在原動機與工作機之間用來降低轉(zhuǎn)速的獨立傳動裝置，其類型很多，最常用的是以圓柱齒輪為傳動零件的圓柱齒輪減速器。傳動級數(shù)和傳動的布置形式也是多樣的，其中應(yīng)用最廣泛的是二級展開式圓柱齒輪減速器，因才接觸到參數(shù)化,采用一級齒輪減速器進行參數(shù)化設(shè)計。圓柱齒輪減速器主要由傳動零件(齒輪、軸承、箱體)及其附件組成。(1）齒輪、軸及軸承組合,齒輪軸結(jié)構(gòu)用于齒輪直徑和軸的直徑相差不大的情況。大齒輪裝配在軸上，利用平鍵作周向固定，軸上零件利用軸肩、套筒和軸承蓋作軸向固定零件。為防止在軸外伸段與軸承透蓋結(jié)合處箱內(nèi)潤滑劑漏失以及外界灰塵、異物進入箱內(nèi)，在軸承透蓋中裝有密封元件。(2)箱體是減速器的重要組成部件，它是傳動零件的基座，應(yīng)具有足夠的強度和剛度，箱體通常用灰鑄鐵鑄造，對于受沖擊載荷的重型減速器也可采用鑄鋼箱體，單件生產(chǎn)的減速器，為了簡化工藝，降低成本，可采用鋼板焊接箱體，本設(shè)計中的箱體是由灰鑄鐵鑄造的，為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱座用普通螺栓聯(lián)接。軸承旁的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔，而軸承座旁的凸臺應(yīng)具有足夠的承托面，以便放置聯(lián)接螺栓，并保證旋緊螺栓時需要的扳手空間，為了保證箱體具有足夠的剛度，在軸承座附近加支撐肋。為了保證減速器安置在基座上的穩(wěn)定性，并盡可能減少箱體底座平面的機械加工面積，箱體底座一般不采用完整的平面。(3)減速器的附件為了保證減速器的正常工作，除了對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)給予足夠重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、檢修拆裝時上下箱的精確定位、吊運等輔助零部件的合理選擇和設(shè)計。1）檢查孔及其蓋板為了檢查傳動零件的嚙合情況、接觸斑點、側(cè)隙并向箱體內(nèi)注入潤滑油，應(yīng)在箱體能直接觀察到齒輪嚙合部位的位置設(shè)置檢查孔，其大小應(yīng)允許將手伸入箱內(nèi)，以便檢查齒輪嚙合情況，平時，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。2）通氣器減速器工作時，箱內(nèi)溫度升高，氣體膨脹、壓力增大，為使箱內(nèi)受熱膨脹的空氣能自由地排出，以保證箱體內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婧洼S伸或其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。3）軸承蓋和密封裝置為了固定軸系部件的軸向位置并承受軸承載荷，軸承座孔兩第 4 頁 共 35 頁端用軸承蓋封閉，軸承蓋由凸緣式和嵌入式兩種，在軸伸處的軸承蓋是透蓋，透蓋中裝密封裝置。本設(shè)計采用的是凸緣式軸承蓋，凸緣式軸承蓋的優(yōu)點是拆裝、調(diào)整軸承比較方便，與嵌入式軸承蓋相比，零件數(shù)目較多，尺寸較大，外觀不夠平整。 4）定位銷為了精確地加工軸承座孔，并保證每次拆裝后軸承座的上下半孔始終保持加工時的位置精度，應(yīng)在加工軸承座孔前，在上箱蓋和下箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷。5）啟箱螺釘為了加強密封效果，在裝配時通常于箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠，往往因交接緊密使分開困難。為此常在箱蓋聯(lián)接凸緣的適當(dāng)位置，加工出 1～2 個螺孔，選入圓柱端或平端的啟箱螺釘。拆卸減速器時，旋動啟箱螺釘便可將上箱蓋頂起。6）油面指示器為了檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，以保證油池內(nèi)油量適當(dāng)，一般在箱體便于觀察，油面較穩(wěn)定的部位，裝設(shè)油面指示器。7）放油螺塞換油時，為了排出污油和清洗劑，應(yīng)在箱體底部、油池的最低位置處開設(shè)放油孔，平時放油孔用帶有細牙螺紋的螺塞堵住，放油螺塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈。8）起吊裝置當(dāng)減速器的質(zhì)量超過 25 kg時，為了便于搬運，常需在箱體上設(shè)置起吊裝置，如在箱體上鑄出吊耳或吊鉤等。當(dāng)減速器質(zhì)量較大時，箱蓋上的吊耳或吊環(huán)螺釘只允許吊運箱蓋，而用箱座上的吊鉤吊運下箱座或整個減速器。合理的傳動方案首先要滿足機器的功能要求，例如傳遞功率的大小，轉(zhuǎn)速和運動形式。此外還要適應(yīng)工作條件（工作環(huán)境、工作場地、工作制度等），滿足工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、傳動效率高、使用維護便利、工藝性和經(jīng)濟性合理等要求。要同時滿足這些要求是比較困難的，因此要通過分析比較多種傳動方案，來選擇能保證重點要求的較好傳動方案。二級圓柱齒輪減速器的傳動比一般為 8~40，用斜齒、直齒或人字齒。結(jié)構(gòu)簡單、第 5 頁 共 35 頁應(yīng)用廣泛。其類型有三種：展開式、分流式、同軸式。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，中間軸較長，剛度較差。兩極大齒輪直徑接近，有利于浸油潤滑。軸線可以水平、上下或鉛垂布置。圖 2.1減速器傳動系統(tǒng)簡圖2.2 電機確定工作所需要的電動機的輸出功率為：wdp??10wFV?wP??由電機至工作機之間的總效率為： 213456w???????式中 、 、 、 、 、 分別為帶傳動，齒輪傳動的軸承，齒輪傳動，聯(lián)軸2器、卷筒軸的軸承及卷筒的效率。取： 、 、 、 、 、10.96??2.930.7??4.950.8??6.9則 =0.96 0.97 0.97 0.98 0.96=0.83w???第 6 頁 共 35 頁∴ = =9.83Kw10dwFVP???4801.73?卷筒工作轉(zhuǎn)速為： 66.2.9/min450wn rD????按推薦的合理傳動比范圍，取 V 帶傳動的傳動比 ，`12~4?二級齒輪的傳動比 ，則合理的傳動比范圍 ；`28~i `60i故電動機的轉(zhuǎn)速可選范圍為： `(160)7.19/mindwni r???5.4~符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1500r/min 再根據(jù)計算出的容量，由表 12—1 查出兩種適用的電動機型號：表 2-1電動機轉(zhuǎn)速方 案 電動機型號 滿載轉(zhuǎn)速 同步轉(zhuǎn)速質(zhì) 量傳動裝置的傳動比1 Y160M-4 1440r/min 1500r/min 123Kg 19.952 Y160M1-2 2930r/min 3000r/min 117Kg 40.59綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸，重量以及帶傳動和減速器的傳動比，比較兩個傳動方案可知：方案 1 電動機轉(zhuǎn)速較低，但總傳動比小，傳動轉(zhuǎn)矩較小，方案 2 較為適中，能提供較大轉(zhuǎn)矩，因此選用電動機型號為 Y160M1-2 所選電動機的額定功率=11Kw，滿載轉(zhuǎn)速 =2930r/min，總傳動比較為適中，傳動裝置結(jié)構(gòu)較緊湊.edPmn所選電動機的主要外形尺寸和安裝尺寸如下表 2-2 所示：表 2-2中心高 H 外行尺寸 地腳螺栓孔直徑 K160 600 （250/2+255 ） 385??15軸伸尺寸 D E?裝鍵部位尺寸 F G D42 110 12 42 37第 7 頁 共 35 頁電動機外形圖 1.32.3 減速器參數(shù)計算步驟2.3.1傳動比及扭矩計算以上述實例選定電動機的滿載轉(zhuǎn)速 和工作機的主動軸的轉(zhuǎn)動速度 可得傳動裝mnwn置的總傳動比為： 29304.57.1wi?對于多級傳動比 為:i 312ii?對于展開式二級圓柱齒輪減速器，推薦高速級傳動比 =（1.3~1.5）23i233.84(1.~5)40.9.84(1.~5)i i?? ??取326i 3i取 .123(.)i 2(a)各軸的轉(zhuǎn)速電機軸 09/minnr?I 軸 I138.6/i.52riⅡ軸 I20./in4.niIII 軸 I372.5/mi.8ri?(b)各軸的輸入功率電機軸的輸入功率： 9.3dPKw?I 軸 I016.48d k???II 軸 I2I230.97.062kw???III 軸 I3.284?第 8 頁 共 35 頁(c)各軸的輸入轉(zhuǎn)矩由式（2.17）計算電動機的輸出轉(zhuǎn)矩 Td= 9.839502.04dwPNmn?????I 軸 I1032.46.1.4dTi????II 軸 2 726?III 軸 I37.9.80.950.8i??進行減速器裝配圖的設(shè)計時，必須先求得各級傳動件的尺寸、參數(shù)，并選好聯(lián)軸器的類型和尺寸。當(dāng)傳動裝置中減速器外有傳動時，一般應(yīng)先進行其設(shè)計，以便使減速器設(shè)計的原始條件比較準(zhǔn)確。例如設(shè)計帶傳動，可以得到確定的帶傳動比（由選定標(biāo)準(zhǔn)帶輪直徑求得） ，從而得到較準(zhǔn)確的減速器傳動比，各軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩也才能比較準(zhǔn)確確定。聯(lián)軸器除聯(lián)接兩軸并傳遞轉(zhuǎn)矩外，有些還具有補償兩軸因制造和安裝誤差而造成的軸線偏移的功能，以及具有緩沖、吸振、安全保護等功能。因此要根據(jù)傳動裝置的要求來選定聯(lián)軸器類型。2.3.2一級齒輪傳動的設(shè)計根據(jù) ， ，i=3.521832.6/minnr?I9.4368pkw?(a)選擇材料，熱處理、精度等級及齒數(shù)查表 8-7，小齒輪選用 45 鋼，調(diào)質(zhì) =217~255，取 =236，1HBS1HBS齒輪選用 45 鋼，正火， =162~217，取 =190，有表 8-8 得， -22 1BS=236-190=46，合適，選用 8.8 級精度。2HBS選擇小齒輪的參數(shù) =25，大齒輪的參數(shù) =i =3.52 25=88,1Z2Z1?實際傳動比：i= =3.52,85齒數(shù)比誤差為： ，0%527u?????(b)按齒面接觸疲勞強度設(shè)計⑴、確定計算參數(shù) 619.438.501026.TNm???因載荷較平穩(wěn)，齒輪相對軸承對稱布置，由表 8-12 可知，取 k=1.2,齒寬系數(shù) ：由表 8-14 取 ，d?.7d?許用接觸應(yīng)力 ：由表 8-9 得：??H?，lim11350350268H aBSMp???第 9 頁 共 35 頁，lim2200193H aBSMp????由表 8-10 得： ，所以，minH??li1n586apsli2m390H??由于 〈 ，因此應(yīng)取 帶入，??21??2H?常數(shù)系數(shù) Z：對于直齒 ， 為齒輪材料彈性系數(shù)，其值查表 8-13 可知，3.Ez?z，齒數(shù)比：u=3.52，89.EazMp?將以上參數(shù)帶入式（8-42）中 ??221331()5901.86.(3521)()() 0.t dHKTUd mu????????⑵、確定齒輪參數(shù)及主要尺寸模數(shù) mm，150.2nmz取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) ?中心距： ，12()(58)13nzam???對中心距圓整取 a=115mm，，1150ndmzm???，22876，1.db?圓整取 ，215,0b⑶、校核彎曲強度用式（8-43） ??1FFSnKTCOYdm??????校核許用彎曲應(yīng)力 ：由表 8-9 得lim11320.45320.45362.F aHBMP????li878719S???由表 8-10 得， ，所以，minF，??li1n426aFMPS第 10 頁 共 35 頁，??lim2n34.62.1FaMPS???當(dāng)量齒數(shù) ：由 ，確定當(dāng)量齒數(shù)，即：vz25,8z，1v，28?復(fù)合齒型系數(shù) ：查閱 8-47得 ，F(xiàn)SY124.,3.95FSFSY?常數(shù)系數(shù) Y：對斜齒 Y=2， 11.236078[]5FFFSmnKTMPadb? ???? ?212 2.98.[]4S FFY??分度圓直徑： 50d276齒頂高 112aanhMm????齒根高 2().52.ffc??齒全高 114af齒頂圓直徑 50adh2276180a???齒根圓直 11.45ff m?2227ffdh中心距 1()(06)13?(c)齒輪結(jié)構(gòu)外形 齒根圓到鍵槽的距離 e ，故為齒輪軸見后圖； 的齒頂圓直徑1z2.5m?2z，故為腹板式結(jié)構(gòu)。如下圖 1.4所示。50adm?第 11 頁 共 35 頁圖 1.42.3.3 二級齒輪傳動的計算(a)選擇齒輪材料 II203./min9647.nrpkwTNi??查表 8-7，小齒輪選用 45鋼調(diào)質(zhì)， ，取 =236，大齒輪選12~5HBS?1HBS用 45鋼，正火， = ，取 =190，又表 8-8得 -2HBS16~7=236-190=46。合適。選 8級精度（GB70095-88）2BS選擇小齒齒數(shù)： ，1Z?21381Zi??實際傳動比： 837i齒數(shù)誤差為： 在允許誤差范圍 5%的變化內(nèi)140%??????(b)按齒面接觸疲勞強度設(shè)計①確定計算參數(shù)：又式 8-40得： 6I1 9.0629.505483.17PT Nmn??????載荷系數(shù) k：因載荷較為平穩(wěn)，齒輪想歲軸承對稱分布。由表 8-12取 k=1.2齒寬系數(shù) ：由表 8-14取 =1.1d?d?許用接觸應(yīng)力 ：由表 8-9得4[]?lim1122350350689HBSMPa???第 12 頁 共 35 頁由表 8-10得 所以min1HS?li1nlim2586[]390HMPaS?由于 ，因此取小值 代入21[]H??2[]H?常數(shù)系數(shù) Z：對斜齒輪 Z=3.11 ，在 為齒輪材料彈性系數(shù)，其值查表 8-13EZ可得： =189EMPaZ=590?齒數(shù)比 =3?模數(shù)： 176.2.81dnmZ?取標(biāo)準(zhǔn)值 3mm中心距 12()3()62Ma??對中心距圓整，取 a=162mm11227834.9.1dnZmb?????圓整取 285,0b(c)校合彎曲疲勞強度用式（8-43）校核： ??1FFSnKTYdm????許用彎曲應(yīng)力 ，由表 8-9得：??lim11320.45320.45362.F aHBSMP??????li8787194?查表 8-10得， ，所以minF，li1n6.[]42.1F PaSli2m3???當(dāng)量齒數(shù) 由 ， ，確定齒輪的當(dāng)量齒數(shù)，即：VZ17281Z1278vZ?復(fù)合齒形系數(shù) ：查圖 8-47得 =4.1 =3.95FSYFSY2FS第 13 頁 共 35 頁常數(shù)系數(shù) Y：對直齒輪 Y=21 122 21cos.4683.174.91.8[]90.5[]FFS FnSKT MPadbmMPaFY?? ??????????， ， ，17Z?283n?16m分度圓直徑： 178ndZt???22324齒頂高： 1aanh??齒根高 2()1.5.7ffc??齒全高 136af m?齒頂圓直徑 182dh?2249aa18cos076.533B???齒根圓直徑 1182.753.ffdhm???242ff?中心距 121()(81)() 6nmZa???(d)齒輪結(jié)構(gòu)外形齒輪的齒頂圓直徑 卻 e超過了 2.5m，則做成實心輪如下圖 1.5所示；1zad20?齒輪的齒頂圓直徑 ，應(yīng)用腹板式結(jié)構(gòu)，如下圖 1.6所示。2 5圖 1.5 圖 1.62.3.4 軸的設(shè)計與計算1.高速軸的設(shè)計第 14 頁 共 35 頁n=832.386r/min，P=9.4368kw， =2mm，Z=25，b=55mmnm(a)選擇軸的材料減速器功率不大，又無特殊要求，故選用最常用的 45鋼并作正火處理，由表10-1查得 =610Mpa。B?(b)按轉(zhuǎn)矩估算軸的最小直徑應(yīng)用式（10-2）估算，由表 10-3 取 A=107~118（因軸上受較大彎矩）故339.468(107~)(2.04~6.51)PdA mn????取 d=30mm(c)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)要求，軸的結(jié)構(gòu)草圖 1.7設(shè)計如下：軸段① 裝帶輪，孔徑 30mm，長為 35mm，取 =30mm， =40mm1d1l高速軸外形圖 2.7軸段②齒輪兩側(cè)對稱安裝一對軸承，選擇 6006，寬度為 18mm，取 =40mm。左端2d軸承用套筒定位，根據(jù)軸承對安裝尺寸的要求，軸肩高度取 3.5mm該軸段的長度的確定如下：齒輪兩側(cè)端面潤滑油隔絕，應(yīng)設(shè)擋油環(huán)，為此取軸承端面至箱體3l內(nèi)壁的距離為 10mm，故擋油環(huán)的總寬度為 5mm，綜合考慮取 =72mm。2l軸段③取 =45mm，該段長度應(yīng)小于齒輪轂寬度，取 =95mm3d 3l軸段④取 =50mm， =65mm44l軸段⑤取 = =40mm，為使齒輪相對殼體對稱分布，基于和軸段②同樣的考慮，52取 =54mm1l2.中間軸的設(shè)計與計算n=203.02r/min，P=9.0622kw，T=427.697N m?軸上齒輪的參數(shù)： =2 Z=88 b=55mmnm=3 Z=27 b=90mm(a)選擇軸的材料減速器的功率不大，又無特殊要求，故選用最長用的 45鋼并作正火處理，由表 10-1得知 =610MPaB?第 15 頁 共 35 頁(b)按轉(zhuǎn)矩計算軸的最小直徑應(yīng)用式（10-2）估算，由表 10-3 取 A=107~118 于是339.062(17~8)7.~41.86PdAmn???考慮到鍵槽對軸強度的影響，取 d=40mm(c)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計草圖 1.8如下：中間軸外形圖 1.8軸段①齒輪兩側(cè)對稱安裝一對軸承，選擇 6206，寬度為 6mm，取 =40mm。該軸1d段的長度 確定如下：齒輪兩側(cè)端面至箱體內(nèi)壁的距離取 10mm。軸承采用脂潤滑1l為使軸承和箱體內(nèi)潤滑隔絕，應(yīng)設(shè)擋油環(huán)，為此取軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離為10mm，故擋油環(huán)的總寬度為 20mm。綜合考慮取 =50mm。1l軸段②考慮設(shè)置裝配軸肩，取 =45mm，該段長度應(yīng)小于齒輪輪轂寬度，取2d=78mm2l軸段③ =58mm =9mm3d3l軸段④ =45mm =58mm44軸段⑤ = =40mm，基于和軸段③同樣的考慮，取 =65mm51 5l3.低速軸的設(shè)計與計算n=72.507r/min P=8.7024kw軸上齒輪參數(shù)： =3mm = Z=81 b=90mmnm?15.94o(a)選擇軸的材料減速器的功率不大，又無特殊要求，故選用最常用的 45鋼并正火處理，由式10-1查表得 =610PmaB?(b)按轉(zhuǎn)矩計算軸的最小直徑應(yīng)用式（10-2）估算，由表 10-3取 A=107~118，于是得338.7024(10~)5.8~.21PdAmn???第 16 頁 共 35 頁考慮到鍵槽對軸強度的影響和聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)，取 d＝56mm(c)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，軸的結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計如下圖低速軸外形圖 1.9軸段①：軸的輸出端用 HL4尼龍柱銷聯(lián)軸器，孔徑 40mm，孔長 90mm。取 =40mm， =84mm。1d1l軸段②：取軸肩高 25mm，作定位用，故 =61mm，該尺寸還應(yīng)滿足密封件的直徑2d系列要求。 =42.5mm2l軸段③ =65mm，齒輪兩側(cè)裝一對軸承，選擇 6210，寬度為 20mm， =45mm.3d 3l軸段④ =80mm =85mm44l軸段⑤ =86mm =12.5mm55軸段⑥ =76mm =76mm6d6l軸段⑦ =65mm =60mm77(d)按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強度對軸進行強度計算如圖 1.10圖 1.10第 17 頁 共 35 頁， 74BClm?14CDlm?齒輪的受力計算 668.7029.509.51465.7PT Nmn?????31.cos.4nod???122957tF090.34.58scs15.onrtgtg??27qt tN??? ?水平支反力： 5.7290834.8169.5qrCDHBdFlR????34.6.7DrHB????水平彎矩： 179.52891.5HCBCMRl Nm???21 072.6. 4809.6qFd Nm????????垂直面支反力： 907.543.2tVBCR垂直彎矩： .625.1VCBMl Nm?????合成彎矩：.22211789.3.4361.5HCV m????24065908N??扭矩： 65.TNm?當(dāng)量彎矩：根據(jù) ，查表 10-4得：BMPa?1[]5bMPa???由于轉(zhuǎn)矩有變化，按脈動考慮，取 a=0.60.61425.76823.a????2()4156873.450.3ecMaT Nm???3350.e Pawd??第 18 頁 共 35 頁校合結(jié)果： 剖面 C的強度滿足要求1[]5ecbMPa????2.3.5 箱體尺寸的計算機座壁厚： ，取0.23.01637.9?????10m?機蓋壁厚： ，取1(8~5)8.??18機座凸緣厚度： .bm?機蓋凸緣厚度： 1.2機座底凸緣厚度： 2505???地腳螺栓 直徑： ，取dfM.3617.6fa?20fdm?地腳螺栓數(shù)量：n=4(a 250)?軸承旁螺栓 直徑：， 取1d10.5.15df 16機蓋與機座聯(lián)結(jié)螺栓 直徑：， ，取2d2(~0.6)2df?2d?機蓋與機座聯(lián)結(jié)螺栓的間距： l軸承與端蓋螺栓 的直徑： ，取3dM3(.45)8f30m窺視孔蓋螺栓 直徑 ，取 ：440.6d47d?定位銷直徑： ，取2(.7~8)(7~.)12.~96???螺栓 ， ， ，至外機壁距離 ，螺栓 ， ， 至凸緣邊距離：df12dCdfM12d表 1-3螺栓 (0)f 1()2()1C26 22 18224 16 14軸承旁的凸臺半徑 12R?凸臺高度 h=120mm外機壁與軸承座端面的距離 ，取12(5~10)216(5~0)438lCm????145l?大齒輪齒頂圓與內(nèi)機壁的距離： ，取1????1m?齒輪端面與內(nèi)機壁的距離： 取 mm280?2機蓋勁板厚度： ，取110.5.6.m??17?機座勁板厚度： ，取5?9m軸承鍛蓋外徑： 取23(~.)0(~.)0~15Dd???20D?軸承旁聯(lián)結(jié)亂選距離： S已知： ，使用壽命不低于34.58,9.78,65,72./inraFNnr???第 19 頁 共 35 頁20000h，傳動有輕微沖擊，工作溫度不高于 10?根據(jù)工作條件，傳動有輕微沖擊，查表 11-8得 ，溫度不超過 ，由表 11-7.9pf?10?得 1.0tf?，轉(zhuǎn)速較低，所以選深溝球軸承 6306系列，查手冊可知：raF?027.,5.2rCKN根據(jù) ，查表 11-6得 e=0.26098174ar，1534r e??由表 11-6通過查值得 X=0.56，Y=1.71，故： 00.5634.8172590.863.4LraPXFY N??????，' 6 6'19.phtfnc?由于 ，故 6306滿足要求。'r?第 20 頁 共 35 頁3 基于 VB軟件開發(fā)3.1 軟件 VB 簡介Basic 是“Beginner’s All purpose Symbolic Instruction Code”，翻譯成中文就是“初學(xué)者通用符號指令代碼” 。 因為其具有相對簡單的語法規(guī)則，又具有很強的實用性，一直都被看做程序設(shè)計入門的首選語言。它擁有面向?qū)ο蟮膽?yīng)用開發(fā)環(huán)境，在繼承Basic 語言簡單、易學(xué)優(yōu)點的基礎(chǔ)上，增強了可視化、分布式數(shù)據(jù)庫和 Interenet 編程功能，是一種更衣掌握又實用的應(yīng)用開發(fā)工具。較之于其他語言，Visual Basic 具有兩大優(yōu)勢：一是 Visual Basic 的應(yīng)用具有廣泛的市場基礎(chǔ)和前景，二是面向?qū)ο蟮拈_發(fā)環(huán)境，使得學(xué)習(xí)難度相對降低。Visual Basic 自 1991 年誕生以來，用戶只需輕松地移動鼠標(biāo)，選擇菜單中的命令，通過簡單地單擊或雙擊動作，即可完成操作。這種圖形化的操作環(huán)境得到了廣大用戶的認可，Visual Basic 的出現(xiàn)也大大降低了軟件開發(fā)的門檻，只要具有初步的程序設(shè)計基礎(chǔ)，熟悉掌握 Windows 操作系統(tǒng)，就能夠很快掌握這門開發(fā)語言。此外，Visual Basic 的功能非常強大，幾乎沒有什么是 Visual Basic 不能實現(xiàn)的。無論是應(yīng)用程序，還是數(shù)據(jù)庫程序，只要能想到 ide 基本上都可以通過 Visual Basic 進行開發(fā)，因此也使得 Visual Basic 具有非常廣泛的市場基礎(chǔ)。20 世紀(jì) 70 年代末，Microsoft 在當(dāng)時的 PC 機上開發(fā)出了第一代 Basic 語言，在當(dāng)時這種語言還是非常流行的編程工具，許多計算機初學(xué)者就是使用它來編制各種各樣小程序的。20 世紀(jì) 90 年代初，隨著 DOS 操作平臺的淡出， Windows 操作平臺的逐漸流行，PC 機的操作方式開始由命令方式向圖形用戶界面（GUI）方式轉(zhuǎn)變。Visual Basic 與傳統(tǒng)的語言相比，在交互性、即時性和易操作性等方面都有很大程度的突破，下面主要從三個方面來介紹他的特色。3.2 減速器設(shè)計軟件開發(fā)過程方法：啟動“Microsoft Visual Basic 6.0”，系統(tǒng)會自動彈出“新建工程”對話框，。在對話框中選擇“新建”選項中創(chuàng)建的工程類型，此次畢業(yè)設(shè)計工程選擇的類型為“標(biāo)準(zhǔn) EXE”，單擊“打開”按鈕，系統(tǒng)會自動生成新的工程和窗體，如圖 3-1。第 21 頁 共 35 頁圖 3.1 密碼設(shè)計代碼：Private Sub Command1_Click()If Form1.Text1.Text = “666666“ Thenfrmjsqdesign.ShowForm1.HideElseMsgBox “密碼錯誤！請重新輸入！“End IfEnd Sub主界面設(shè)計：圖 3.2 主界面第 22 頁 共 35 頁受力設(shè)計代碼：mn = Val(frmkzzcl.Text7.Text) '模數(shù)t1 = 9550 * p1 / n1t1 = 1000 * t1btmd = Val(frmkzzcl.Text8.Text) '參考點 m 的螺旋角，度btm = btmd * pi / 180第 23 頁 共 35 頁ctd = Val(frmkzzcl.Text3.Text) '軸交角，度ct = ctd * pi / 180If ctd 90 Then delt2 = Atn(Sin(pi - ct) / (1 / u - Cos(pi - ct)))dm1 = mn * z1 / Cos(btm)dm2 = mn * z2 / Cos(btm)Fmt = 2 * t1 / dm1 '圓周力，NIf frmjsqdesign.optzx1.Item(0).Value = True ThenIf frmjsqdesign.cmbxx1.Text = “右旋“ ThenFmr2 = Fmt * (Tan(an) * Cos(delt2) / Cos(btm) + Tan(btm) * Sin(delt2)) '齒輪 2 徑向力Fmx2 = Fmt * (Tan(an) * Sin(delt2) / Cos(btm) - Tan(btm) * Cos(delt2)) '齒輪 2 軸向力ElseIf frmjsqdesign.cmbxx1.Text = “左旋“ ThenFmr2 = Fmt * (Tan(an) * Cos(delt2) / Cos(btm) - Tan(btm) * Sin(delt2)) '齒輪 2 徑向力Fmx2 = Fmt * (Tan(an) * Sin(delt2) / Cos(btm) + Tan(btm) * Cos(delt2)) '齒輪 2 軸向力End IfElseIf frmjsqdesign.optzx2.Item(1).Value = True ThenIf frmjsqdesign.cmbxx1.Text = “右旋“ ThenFmr2 = Fmt * (Tan(an) * Cos(delt2) / Cos(btm) - Tan(btm) * Sin(delt2)) '齒輪 2 徑向力Fmx2 = Fmt * (Tan(an) * Sin(delt2) / Cos(btm) + Tan(btm) * Cos(delt2)) '齒輪 2 軸向力ElseIf frmjsqdesign.cmbxx1.Text = “左旋“ ThenFmr2 = Fmt * (Tan(an) * Cos(delt2) / Cos(btm) + Tan(btm) * Sin(delt2)) '齒輪 2 徑向力Fmx2 = Fmt * (Tan(an) * Sin(delt2) / Cos(btm) - Tan(btm) * Cos(delt2)) '齒輪 2 軸向力End IfEnd Iffr2 = Fmr2Dim aa As Integer, bb As IntegerIf frmjsqdesign.optzx1.Item(0).Value = True Thenaa = 1ElseIf frmjsqdesign.optzx2.Item(1).Value = True Thenaa = -1If frmjsqdesign.txtndd.Text = ““ ThenMsgBox “計算 nd“frmDz.HideElseForm12.txtn.Text = frmjsqdesign.txtndd.Text '校核計算用frmDz.ShowEnd IfForm12.labz.Caption = “D“'計算支反力Dim r1 As Single, r2 As Single, r3 As Single, r4 As Single, ft1 As Single, ft2 As Single, ft3 As Single, ft4 As Single, fr1 As Single, _fr2 As Single, fr3 As Single, fr4 As Single, fa1 As Single, fa2 As Single, fa3 As Single, fa4 As Single, T3 As Single, T4 As Single, _a As Single, b As Single, c As Single, d As Single, f As Single, rv1 As Single, rv2 As Single, rh1 As Single, rh2 As SingleClspi = 3.1415926mn = Val(frmyzcl2.Text4.Text) '法面模數(shù)z1 = Val(frmkzzcl.Text9.Text) '齒數(shù)z2 = Val(frmkzzcl.Text10.Text) '齒數(shù)u = z2 / z1z3 = Val(frmyzcl.Text1.Text)z4 = Val(frmyzcl.Text2.Text)第 24 頁 共 35 頁u34 = z4 / z3z5 = Val(frmyzcl2.Text1.Text)z6 = Val(frmyzcl2.Text2.Text)u56 = z6 / z5btd = Val(frmyzcl2.Text13.Text) '螺旋角，度an = 20 * pi / 180p1 = 0.98 * 0.98 * Val(frmjsqdesign.txtpa.Text) '小齒輪功率 KWn1 = Val(frmjsqdesign.txtna.Text) '小齒輪轉(zhuǎn)速 rpmnc = n1 / u / u34t1 = 9550 * p1 / nct1 = 1000 * t1bt = btd * pi / 180d1 = mn * z5 / Cos(bt) '分度圓直徑d2 = mn * z6 / Cos(bt)If frmjsqdesign.optzx1.Item(0).Value = True Thenft = -2 * t1 / d1Fr = -2 * t1 / d1 * Tan(an) / Cos(bt)ElseIf frmjsqdesign.optzx2.Item(1).Value = True Then '圓周力 Nft = 2 * t1 / d1Fr = 2 * t1 / d1 * Tan(an) / Cos(bt)End IfIf frmjsqdesign.pic62.Item(1).Visible = True And frmjsqdesign.pic62.Item(0).Visible = False ThenFx = ft * Tan(bt) '軸向力 NElseIf frmjsqdesign.pic62.Item(0).Visible = True And frmjsqdesign.pic62.Item(1).Visible = False Then圖 3.3 第一級齒輪設(shè)計第 25 頁 共 35 頁圖 3.4 第二級齒輪設(shè)計圖 3.5 軸的設(shè)計第 26 頁 共 35 頁圖 3.6 軸校核軸設(shè)計程序：Dim mv(9) As Single, mh(9) As Single, wm(9) As Single, nt(9) As Singlepi = 3.1415926mn = Val(frmyzcl2.Text4.Text) '法面模數(shù)z1 = Val(frmkzzcl.Text9.Text) '齒數(shù)z2 = Val(frmkzzcl.Text10.Text) '齒數(shù)u = z2 / z1z3 = Val(frmyzcl.Text1.Text)z4 = Val(frmyzcl.Text2.Text)u34 = z4 / z3z5 = Val(frmyzcl2.Text1.Text)z6 = Val(frmyzcl2.Text2.Text)u56 = z6 / z5btd = Val(frmyzcl2.Text13.Text) '螺旋角，度an = 20 * pi / 180p1 = 0.98 * 0.98 * Val(frmjsqdesign.txtpa.Text) '小齒輪功率 KWn1 = Val(frmjsqdesign.txtna.Text) '小齒輪轉(zhuǎn)速 rpmnc = n1 / u / u34t1 = 9550 * p1 / nct1 = 1000 * t1bt = btd * pi / 180