动力涡轮传动系统设计毕业设计.pdf

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1、湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书摘要汽车已入平常百姓家，而汽车的驱动需要汽油等燃油提供动力,然它们绝大部分都属于不可再生资源，所以，变废为宝的理念显得 越来越重要，此涡轮传动系统正用于汽车的废气利用。通过毕业设计使我学会了对相关学科中的基本理论基本知识进 行综合运用，同时，使自己对本专业有较完整的系统的认识，从而 达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问 题和解决问题的能力以及培养了科学的研究和创新能力。关键词：机械设计 蜗轮传动 毕业设计1This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fl

2、a sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书目录摘要.1目录.21.引言.52.传动系统布局.62.1机械传动概述.62.2常用机械传动的特点.62.3传动方式的选定.72.4传动方案布置.73.传动比计算.83.1传动比的概述.83.2传动比的预定.83.3传动比的确定.84.齿轮计算与三维设计.94.1齿轮材料的选择.94.2齿轮基本参数的设计与选择.94.3齿轮的几何尺寸计算.104.4齿轮的受力分析与计算.124.5齿轮传动的齿面接触疲劳强度的计算.134.6校核齿轮传

3、动的齿面接触疲劳强度.14This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书4.7齿轮的三维设计.155.轴承计算.165.1轴承概述.165.2滚动轴承的基本结构和材料.165.3轴承类型的选择.165.4轴承的选择与计算.166.箱体的三维设计.206.1箱体的主要功能.206.2设计的主要问题和要求.206.3箱体的结构设计.207.标准件的选用.227.1

4、标准件的概述.227.2选用原则.227.3选用结果.228.二维图的设计.248.1设计要求.248.2箱体中的连接和紧固.248.3尺寸标注.248.4技术要求.258.5设计结果.26This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书致谢.38参考文献.39This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o

5、f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书1.引言21世纪是一个高科技的时代，然而能源的消耗也日渐严重，石油天然气煤 矿等化石能源都是工业进步与发展必不可少的东西，人们的日常生活也离不开 这些能源。化石能源是长埋地下数千万年衍化而来的一时半会儿是生产不出的,鉴于此类情况，节约能源也成为了新时代的重要名词。汽车是现代人不可或缺的重要代步工具，但是其能源消耗也是最为普遍的,所以关于汽车发动机的节能问题也显得格外重要，涡轮增压的主要作用就是提 高发动机进气量，从

6、而提高发动机的功率和扭矩，让车子更有劲。一台发动机 装上涡轮增压器后，其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更 高。这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够输出更大的功率。就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说，经过增压之后，动力可以达到 2.4L发动机的水平，但是耗油量却并不比1.8L发动机高多少，在另外一个层面 上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。本设计所选材的汽车排放的尾气 可让涡轮产生功率为38KW的动力，经过传动系统后传到曲轴剩下约34KW可供 给汽车作为动力。这样就将绝大部分的尾气都作为动能利用了起来。本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水

7、平与实际经验 有限。在设计中难免会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请各位评审老师提出批 评和指正。This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文(设计)说明书2.传动系统布局2.1机械传动概述机械传动一般有螺旋传动、带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等,在进行传动系统的选用与设计时，一般从功率和效率、速度、外廓尺寸、质量、成本等方面进行考虑。在传递功率方面主要从其传动原理、

8、承载能力、载荷分 布、工作速度、制造精度、机械效率、发热情况等因素。在传动的外廓尺寸和 质量方面主要从功率、速度的大小、传动零件材料的力学性能等因素进行考虑。2.2常用机械传动的特点2.2.1带传动的特点(1).可用于两轴中心距离较大的传动；(2).皮带具有弹性、可缓冲和冲击与振动，使传动平稳、噪声小；(3).当过载时，皮带在轮上打滑，可防止其它零件损坏；.结构简单、维护方便；(5).由于皮带在工作中有滑动，故不能保持精确的传动比；(6).外廓尺寸大，传动效率低，皮带寿命短。2.2.2齿轮传动特点：(1).能保证传动比稳定不变；(2).能传递很大的动力；(3).结构紧凑、效率高；.制造和安装的

9、精度要求较高；(5).齿轮尺寸可从小于1mm到大于10m。(6).当两轴间距较大时，采用齿轮传动就比较笨重。2.2.3链传动的特点：(1).能保证较精确的传动比(和皮带传动相比较)；(2).可以在两轴中心距较远的情况下传递动力(与齿轮传动相比)；(3).只能用于平行轴间传动；.链条磨损后，链节变长，容易产生脱链现象；(5).链条传动主要用于传动比要求较准确，且两轴相距离较远，而且不宜采用齿This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re

10、 info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文(设计)说明书轮的地方。2.2.4蜗轮蜗杆传动特点：.结构紧凑、并能获得很大的传动比，一般传动比为7-80；(2).工作平稳无噪音；(3).传动功率范围大；.可以自锁；(5).传动效率低，蜗轮常需用有色金属制造。2.2.5螺旋传动主要用于将回转运动变为直线运动，同时传递运动和动力。2.3传动方式的选定涡轮输出轴的功率为38Kw,转速为57000r/min,曲轴齿轮的转速约为 2000r/min,总的传动比为28.5。综合各种因素终选定传动方式为齿轮传动，传 动比i7,应采用多级传动，以减少传动装置的尺寸。但传动级数过多则功率损 耗过

11、多，所以拟定其为2级传动。但与其方向不符，因此需用惰轮来改变方向，最终确定其为3级传动。但转速过高，噪音比较大，为了降噪而采用斜齿轮。为防止冲击动力传递到曲轴而损害到发动机，所以考虑应用液力耦合器。液力耦合器的特点是：能消除冲击和振动；输出转速低于输入转速，两轴 的转速差随载荷的增大而增加；过载保护性能和起动性能好，载荷过大而停转时 输入轴仍可转动，不致造成动力机的损坏;当载荷减小时，输出轴转速增加直到 接近于输入轴的转速。液力耦合器的传动效率等于输出轴转速乘以输出扭矩(输 出功率)与输入轴转速乘以输入扭矩(输入功率)之比。所以确定液力耦合器 放在惰轮和涡轮输出齿轮之间。2.4传动方案布置Th

12、is do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书3.传动比计算3.1传动比的概述对于齿轮传动基本要求之一便是保证瞬时传动比等于一个恒定不变的值，即主动轮匀角速转动时，从动轮必须匀角速转动。否则，会由于从动轮角速度 的变化而产生惯性力，这将影响齿轮的强度和寿命，以及引起机器的震动和噪 音，影响其工作精度。而对于渐开线齿轮而言，传动比始终是保持恒定的，它 是由传动啮合的

13、两个齿轮的基本参数所决定，即齿轮的齿数。传动比的确定即 两啮合齿轮的齿数比已确定下来。3.2传动比的预定涡轮输出齿轮的转速为57000r/min,假定耦合器输出齿轮的转速为 12000r/min,则传动比为i4=4.75；耦合器主要用来改变方向，假定耦合器输出 和输入齿轮的转速不变，则传动比为i3=l；假定惰轮的转速为2000r/min,则 传动比为i2=6,惰轮主要用来改变方向，设定曲轴齿轮的转速为2000r/min,则传动比为il=l。3.3传动比的确定.Z（曲轴齿轮）99=.4 =1.0421Z（惰轮）95._ Z（惰轮）、=Z（耦合器输入齿轮）=17=55882 z3=1.03.=Z（

14、耦合器输出齿轮）=107=“一 Z（涡轮输出齿轮）一五一This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书4.齿轮计算与三维设计4.1齿轮材料的选择4.1.1齿轮材料的基本要求齿面具有足够的硬度，齿心部具有足够的韧性，具有良好的加工工艺和热 处理工艺性能。4.1.2齿轮的常用材料锻钢：一般由于重要齿轮，从齿面硬度和制造工艺来看可分为软齿面（齿 面硬度W350HBS

15、）和硬齿面（齿面硬度350HBS）铸钢：当齿轮直径大于500mm,轮坯不宜锻造，可采用铸钢铸铁：抗弯强度和耐冲击性均较差，常用于低速和受力不大的地方非金属材料：尼龙或塑料能减小高速齿轮传动的噪声，适用于高速小功率 及精度要求不高的齿轮传动。4.1.3材料的选定涡轮传动系统为闭式传动,采用齿面硬度350HBS的硬齿面钢制齿轮所用材 料为40C rNi2M 0,表面淬火处理，小齿轮齿面硬度5660HRC,大齿轮齿面硬度 5055HRC4.2齿轮基本参数的设计与选择4.2.1齿轮传动设计准则齿轮传动的失效形式一般有轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损以 及齿面塑性变形等。但对于某个具体情况而言，它

16、们不可能同时发生，因此可 以针对其主要失效形式确定相应的设计准则。对于闭式齿轮传动采用硬齿面的 齿轮主要失效形式为齿根的弯曲疲劳折断，故应先按齿根弯曲疲劳强度进行齿 轮几何参数设计，然后按齿面接触疲劳强度进行校核。This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文(设计)说明书4.2.2基本参数的设计齿轮编号齿轮 名称法面 模数力 压角螺旋角变位 系数齿顶 高系 数顶隙系 数顶

17、隙 系数齿数Zl曲轴 齿轮222.528.216010.250.2599Z2惰轮222.528.216010.250.2595Z3合输齿 耦器入轮222.528.216010.250.2517Z4耦合 器输 出齿 轮1.252034.216010.250.25107Z5涡轮 输出 齿轮1.252034.216010.250.25224.3齿轮的几何尺寸计算4.3.1外啮合标注斜齿轮几何尺寸计算公式以=Lc：=0龙5,%=20分度圆直径H=mtz=(mn/cos0)z齿顶圆直径丸=d+2ha=d+2mn齿根圆直径古=d 2hf=d 2.5mn齿顶高九=mn齿根高为=1.25mn全齿高 h=ha+

18、hf=2.25mn标准中心距 a=f(4+4)=?叫 0+Z2)=2二；夕(zi+Zi)叫-法向模数Hlf-端面模数z2-两啮合齿轮的齿数尸一螺旋角This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文(设计)说明书4.3.2计算结果如下齿轮名 称分度圆直 径齿顶圆直 径齿根圆直 径顶 齿高根 齿高标准中 心距单位曲轴齿 轮Z1224.700878228.700878219.700

19、87822.5220.1614664mm惰轮Z2215.6220547219.6220547210.622054722.5127.103527mm耦合器 输入齿 轮Z338.5849992642.5849992633.5849992622.5100.1645436mm耦合器 输出齿 轮Z4161.7440879164.2440879158.61908791.251.562597.49994083mm涡轮输 出齿轮 Z533.2557937735.7557937730.130793771.251.5625mm4.3.3齿宽的确定齿宽b=dX 4)d,其中d为主动轮的分度圆直径，4)d为齿宽系数(

20、此值在 上已选择)，齿宽尺寸的尾数应为0或5,便于安装，一般主动轮齿宽比从动轮 大 5mm o齿轮编号Z1Z2Z3Z4Z5分度圆直 径d224.700878215.622054738.58499926161.744087933.25579377齿宽系数 4)d0.60.60.60.60.6齿宽b=d*4)d23.1509995519.95347626齿宽b3025301520This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info r

21、ma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书44齿轮的受力分析与计算齿轮受力 分析Z1Z2Z3Z4Z5单位输入功率 p=33.6411267834.68157435.754236.8638kW输入转速 nl=1953.8456892036.11287511378.2778311719.6261757000r/min输入转矩 Tl=164.4137618162.650290230.0060220730.033051826.366N.m切向力 F tl=1463.4011511508.6609811555.320599371.3650645382.850582N径向力 F rl=

22、532.6344598549.1076906566.0904 026163.4562528168.5116 008N轴向力 F al=785.195 0417809.4794245834.5148706252.5310673260.3413 064N法向力 F nl=1797.5775091853.172691910.487309477.9141112492.6949 6N功率*=0.97xP,按损失0.03%计算转速=二7为传动比iP输入转矩71=9549x bi 5 20007；切向=r-1l l tana”径向!Frl=Ftltanat=Ftl 言 cos/轴向力=凡tan法向力=SCO

23、S/f cOS6ZnThis do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书4.5齿轮传动的齿面接触疲劳强度的计算crH=zMeZ1Z2Z3Z4Z5节点区域 系数ZH=2.2512.2512.2512.112.11弹性系数 ZE=189.8189.8189.8189.8189.8齿宽b=3025301520分度圆直 径（1=224.700878215.622054738

24、.58499926161.744087933.25579377载荷系数K=22222主动轮转 矩Tl=162667.323530009.164396366.666667齿轮数比u=1.0421052635.5882352944.863636364齿面接触 应力。H=424.515153 1721.4695229447.61704951.8灯1/z 1bd；nZH-节点区域系数，机械 设计手册E20,由图10-34选取Ze-弹性系数，机械设计 手册P 118,由表10-9选取K-载荷系数，机械设计 手册P 117,由表10-8选取L-主动轮转矩b-齿宽%-主动轮分度圆直径日-齿数比This do

25、 cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书4.6校核齿轮传动的齿面接触疲劳强度出1=密乎1，园卜许用接触应力齿轮编号Z1Z2Z3Z4Z5齿面接触 应力。H=424.5151531721.4695229447.6170495实验齿轮 的接触疲 劳极限 oHlimlJ=125012501250齿面接触 强度的最 小安全系 数 SHlimlJ=111许用接触 应力。H1J=1

26、25012501250实验齿轮 的接触疲 劳极限 oHlim2j118011801180齿面接触 强度的最 小安全系 数 SHlim2 J111许用接触 应力。H2J118011801180a fZlimJ-实验齿轮的接触疲劳强度，机械设计手册尸117,由图10-21选取面Irnij-齿面接触强度的最小安全系数，机械设计手册尸117,由表10-11选取结论：oHV F oHl且oHV F oH2j,齿根弯曲疲劳强度满足要求，故合格。This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2

27、fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书4.7齿轮的三维设计4.7.1曲轴齿轮Z1的设计建立螺旋方向分别为左和右的全参数化齿轮各一个，选择螺旋方向为右的 齿轮根据所设计的齿轮参数进行修改，生成所正确的齿轮模型，然后齿形边倒 角C 1.5,旋转并去除材料得到轮辐的基本形状，草绘同心圆拉伸连接曲轴的齿轮 轴，利用孔工具和阵列的方法在齿轮轴上均布6个孔。如图1所示：4.7.2惰轮Z2的设计选择螺旋方向为左的齿轮根据所设计的齿轮参数进行修改，生成齿轮Z2的 模型，然后齿形边倒角C 1.5,拉伸并去除材料形成轮辐的基本形状，

28、采用对称 拉伸配合轴承的轴径，拉伸轴承安装定位定位的轴肩，倒角和圆角。如图2所 示：4.7.3耦合器输入齿轮Z3的设计选择螺旋方向为右的齿轮根据所设计的齿轮参数进行修改，生成齿轮Z3的 模型，然后齿形边倒角C 1.5,利用孔工具创建直径为的孔，倒角。如图3所示:4.7.4耦合器输入齿轮Z4的设计选择螺旋方向为左的齿轮根据所设计的齿轮参数进行修改，生成齿轮Z4的 模型。拉伸并去除材料直径为28的的孔；然后拉伸键槽，草绘2的长方形拉 伸并去除材料；倒角C 1.5。如图4所示：4.7.5涡轮输出齿轮Z5的设计选择螺旋方向为右的齿轮根据所设计的齿轮参数进行修改，生成齿轮Z4的 模型。拉伸并去除材料直径

29、为11.5的孔，并倒角C 1.5。如图5所示：This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书5.轴承计算5.1轴承概述轴承是一个标准部件，有专业厂家批量生产，类型尺寸齐全，只需根据需 求选择即可，一般根据轴承受载荷的大小、方向和性质，轴承组合的结构、装 配条件、经济性等轴承的类型。5.2滚动轴承的基本结构和材料滚动的基本结构一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部

30、分组成，为适应 某些特殊要求，有些滚动轴承还要附加其他特殊元件或采用特殊结构，如轴承 无内圈或外圈、带有防尘密封结构或在外圈上加止动环等等。滚动轴承的性能 和可靠度很大程度上取决于轴承元件的材料，根据满足正常工作的要求，各元 件取用不同的材料，滚动轴承的内外圈和滚动体应具有较高的硬度和接触疲劳 强度、良好的耐磨性和冲击韧性。一般用特殊轴承钢制造，常用材料有G C rl5、G C rl5SiM n.G C r6、G C r9等，经热处理后硬度可达6065HRC。滚动轴承的工作 表面必须经磨削抛光，以提高其接触疲劳度。保持架选用较软材料制造，常用 低碳钢板冲压后钏接或焊接而成。实体保持架则选用铜合

31、金、铝合金、酚醛层 压板或工程塑料等材料。5.3轴承类型的选择根据所设计的齿轮的受力分析，同时承受径向和轴向载荷的联合作用，且 承受较大的载荷，故初选轴承大类为圆锥滚子轴承。5.4轴承的选择与计算（预先给定轴承的预期寿命L h、转速n、当量动载荷P,确定轴承的基本额定 动载荷C,一次选择轴承的型号。）54轴的最小轴径的计算根据公式1计算轴的最小轴径，由公式1可得出最小轴径的公式，则最小 轴径如表所示：f 9.55x106 x-扭转切应力，MPa；机械设计基础尸710,由表13-10选取 丁-轴所传递的转矩，N-mm；吃-轴的抗扭截面模量，mm3；尸-轴所传递的功率，KW；-轴的转速，r/min

32、；仙-轴材料的许用应力，MPa。This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书对于实心轴：勿刀3Wn=幻0.服316故轴的直径为：,、19.55 xlO6P.顷 d 3-jj=AV 0.2tw v n对于空心轴：Wn=斯（-4）俐 23（i _ 尸4）16故轴的直径为：,、I 9.55 x lO6P.I72 也.2（4）邛 J/矽式中，尸=%,即空心轴的内外径

33、之 比a轴的编号12345单位轴所传递的功率P33.6411267834.68157435.754236.8638KW轴的转速n1953.8456892036.11287511378.2778311719.6261757000r/min轴材料的许用应 力E3535353535M P a最小直径（T 28.6392650128.5365035816.2449590516.249835469.6888 30483mm最小直径dz30.0712282629.9633287517.05720717.0623272410.17327201mm最小直径d3130181811mm5.4.2当量动载荷的计算轴

34、承编号12345单位内径d353526.52025cm径向载荷F r=532.6344598549.10769 06566.0904026163.4562528168.5116008N轴向载荷 F a=785.1950417809.47942452334.514871252.5310673960.3413064NF a/F r=1.4741724411.4741724414.1239258951.5449458985.698962574预选轴承 型号640732007J2/Q351305E32004 X/Q30305This do cu ment is pro du ced by tria l

35、 versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书基本额定 动载荷 C=C r=56.825.866.513.246.8kN基本额定 静载荷 C or=29.534.812517.548kNF a/C or=0.0266167810.0232609 030.0186761190.0144303470.0200 07111轴向载荷 影响系数e0.210.290.830.320.3当量动载 荷的X系 数0.560.40.670.40.4当量动载

36、 荷的Y系 数2.012.111.92载荷系数 fp1.2当量动载 荷p=2251.8207981699.9067912713.79544545.19152891988.087253N深沟球轴承：P=fp（XFr+近）（当乩/Fr eHt）双列圆锥滚子轴承：P=0.67乩+匕Ea（当乩/Fr e时）单列圆锥滚子轴承：P=0.4Fr+YFa（Fa/Fr e时）-载荷系数，机械设计基础，由表14-7选取X-当量动载荷系数，由机械设计手册查询Y 一当量动载荷系数，由机械设计手册查询 e 一轴向载荷影响系数，由机械设计手册查询5.4.3基本额定寿命的计算This do cu ment is pro d

37、u ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书轴承编号12345单位温度系数 ft=11111寿命指数e=33.3333333333.3333333333.3333333333.333333333基本额定 寿命L h=136926.929170867.8199262614.3949958403.3753910933.57324h16670（/C）Lh 基本额定寿命n一转速ft 温度系数，一温度指数，球轴承沥

38、滚子轴承殍35.4.4轴承的最终选则查阅机械设计基础P 193由表14-6设定轴承的预期寿命L h=50000h,由以上计算所得的基本额定寿命L h与之进行比较，得出各轴承的基本额定寿命 L h都大于预期寿命L h，所以预选轴承型号都合适。其轴承型号选择如下：轴承编号12345轴承型号640732007J2/Q351305E32004 X/Q30305This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路

39、科技职业技术学院毕业论文(设计)说明书6.箱体的三维设计6.1箱体的主要功能(1).支承并包容各种传动零件，如齿轮、轴、轴承等，使它们能够保持正常的运 动关系和运动精度。箱体还可以储存润滑剂，实现各种运动零件的润滑；(2).安全保护和密封作用，使箱体内的零件不受外界环境的影响，又保护机器操 作者的人生安全，并有一定的隔振、隔热和隔音作用；.使机器各部分分别由独立的箱体组成，各成单元，便于加工、装配、调整和 修理；.改善机器造型，协调机器各部分比例，使整机造型美观。6.2设计的主要问题和要求箱体设计首先要考虑箱体内零件的布置及与箱体外部零件的关系，如车床 按两顶尖要求等高，确定箱体的形状和尺寸，

40、此外还应考虑以下问题：(1).满足强度和刚度要求，对受力很大箱体零件，满足强度是一个重要问题；但 对于大多数箱体，评定性能的主要指标是刚度，因为箱体的刚度不仅影响传动 零件的正常工作，而且还影响部件的工作精度。(2).散热性能和热变形问题。箱体内零件摩擦发热使润滑油粘度变化，影响其润 滑性能；温度升高使箱体产生热变形，尤其是温度不均匀分布的热变形和热应 力，对箱体的精度和强度有很大的影响。.结构设计合理。如支点的安排、筋的布置、开孔位置和连接结构的设计等均 要有利于提高箱体的强度和刚度。.工艺性好。包括毛坯制造、机械加工及热处理、装配调整、安装固定、吊装 运输、维护修理等各方面的工艺性。(5)

41、.造型好、质量小。设计不同的箱体对以上的要求可能有所侧重。6.3箱体的结构设计箱体的形状和尺寸常由箱体内部零件及内部零件间的相互关系来决定，决定 箱体结构尺寸和外观造型的这一设计方法称为“结构包容法”，当然还应考虑 外部有关零件对箱体形状和尺寸的要求。箱体壁厚的设计多采用类比法，对同 类产品进行比较，参照设计者的经验或设计手册等资料提供的经验数据，确定 壁厚、筋板和凸台等的布置和结构参数。对于重要的箱体，可用计算机的有限 元法计算箱体的刚度和强度，或用模型和实物进行应力或应变的测定，直接取 得数据或作为计算结果的校核手段。三维结构设计如下：This do cu ment is pro du c

42、ed by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文（设计）说明书This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文(设计)说明书7.标准件的选用7.1标准件的概述标准件是指结构、尺寸、画法、标记等各个方面已经完全标

43、准化，并由专 业厂生产的常用的零(部)件，如螺纹件、键、销、滚动轴承等等。广义包括 标准化的紧固件、连结件、传动件、密封件、液压元件、气动元件、轴承、弹 簧等机械零件。狭义仅包括标准化紧固件。国内俗称的标准件是标准紧固件 的简称，是狭义概念，但不能排除广义概念的存在。此外还有行业标准件，如 汽车标准件、模具标准件等，也属于广义标准件。轴承等标准件在上面已经选 用了，此处选用的是狭义标准件即标准化紧固件和连接件。它通常包括12类零 件：螺栓、螺柱、螺钉、螺母、自攻螺钉、木螺钉、垫圈、挡圈、销、钏钉、组合件和连接副、焊钉。7.2选用原则8.2.1品种的选择原则(1).从加工、装配的工作效率考虑，在

44、同一机械或工程内，应尽量减少使用紧固 件的品种；(2).从经济考虑，应优先选用商品紧固件品种；(3).根据紧固件预期的使用要求，按型式、机械性能、精度和螺纹等方面确定选 用品种。8.2.2根据综合水平选型根据紧固件的头部形状、杆部末端形状；原材料品种、成分、性能；螺 纹类型号、公差；产品的热处理、表面外理；精度等机械性能等各方面，结合主机精度、环境温度高低等进行综合分析考虑进行设计选型。8.2.3材料要求(1).所选材料就满足使用要求，即材料的力学性能如：静强度、疲劳强度、刚度、屈服点(屈服强度)、蠕变极限和持久强度，以及质量等应能满足 联接的性能要求；(2).所选材料应在制造的各个价段满足最

45、小劳动量的要求，即使加工和装 配，有良好的工艺性；.所选材料应满足经济的要求，即材料费用最低，除材料本身价格外，还 应考虑到有关消耗，如仓储与运输费用；.选择材料时还需注意螺栓与螺母材料的匹配，螺钉与被联接件材料的匹配。一般情况下，螺栓、螺母不使同一牌号材料，螺母材料的性能略低于螺栓材料,两者硬度宜等差2030HBS。7.3选用结果此次选用的标准件主要用于箱体间的紧固与连接，在十二类连接中选用螺 纹连接。螺纹紧固件长度的选用原则为保证紧固件联结牢固、可靠、安装方便,This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh

46、.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文(设计)说明书螺纹紧固件长度的选择应以紧固后螺杆露出螺母端面(3-10)mm为宜，但不应 少于3个螺距。名称国标原因六角头螺栓一A和B级G B5783-861 是连接两壳体；2.壳内有两齿轮传动可 能会产生较大的冲击和 振动，它可以防松动；3.制造成本低。六角螺母一A和B级G B6170-861.制造成本低；2.位詈紧凑.3.放松蓦能慕不需再用 弹簧垫圈。十字槽沉头自攻螺钉G B846-851.制造容易且成本低；2.壳内有齿轮传动，为防 阻止传动；3.此处

47、用自攻螺钉方便 定位。小方头螺栓一B级G B35-881.制造简单且成本低；2.方头有较大的尺寸，便 于扳手口卡住或靠近其 他零件起只转作用；3.所连接的零件较大。平垫圈-A级G B97.1-851.增加支撑面；2.防止损伤零件表面。方螺母G B39-881.扳手不易打滑；2.连接处结构简单；3.制造简单。This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.Visit www.print2fla sh.co m fo r mo re info rma tio n湖南铁路科技职业技术学院毕业论文(设计)说明书8.二维

48、图的设计8.1设计要求8.1三视图的布置(1).视图布置要求便于用图者易于查找；(2).视图布置、尺寸链、粗糙度、形位公差整洁、清楚；.要素单元位置，各要素状态无遗漏；.设计基准、加工基准、定位基准应统一。8.2设计基准的选择原则确认设计基准时，应首先考虑零部件的装配位置，它是用哪些面、孔、销 进行定位，通过尺寸链传递到零部件的要求与其它零部件的配合要求；其次考 虑其配合要求、行位公差；第三考虑其功能要求，判断其精度、定位、材料、表面处理能否满足。8.2箱体中的连接和紧固箱体连接处的刚度主要是结合面的变形和位移，它包括结合面的接触变形,连接螺钉的变形和连接部位的局部变形。为了保证连接刚度，应注

49、意以下几个 方面的问题：(1).重要结合面表面粗糙度值Ra应不大于3.2um,接触表面粗糙度值越小，则接 触刚度越好；(2).合理选择联结螺钉的直径和数量，保证结合面的预紧力。为了保证结合面之 间的压强，又不使螺钉直径太大，结合面的实际接触面积在允许范围内尽可能 减小；(3).合理设计联结部位的结构。8.3尺寸标注8.3.1标注要求如果尺寸标注不全，则无法加工；尺寸标注不清晰甚至错误，将会产生废 品；尺寸标注不合理就会给生产过程造成困难。所以对零件图标注尺寸的基本 要求：正确、完整、清晰、合理。完整：标注尺寸时应采用形体分析的方法，注出确定零件各组成部分的形体及其相对位置的所有尺寸如(定形尺寸

50、、定位尺 寸和总体尺寸)几即可作到尺寸完整。必须指出，标注尺寸时不仅不能漏注，而 且也不应多注或重复。清晰：标注尺寸时，应努力做到注写清晰、布局恰当、便于查找。为此，除必须遵守国家标准机械制图中有关尺寸标注的规定外,还应注意以下几点：集中与分散相结合；内、外形体的尺寸分开标注；避免尺 寸相交。合理：标注的尺寸既要符合零件的设计使用要求，又要符合生产工艺 要求，便于加工和检验。8.3.2标注步骤(1).先了解零件在部件中的作用、工作位置等，然后对该零件进行形体分析；This do cu ment is pro du ced by tria l versio n o f Print2Fla sh.