二級(jí)圓柱齒輪減速器裝配圖和設(shè)計(jì)說(shuō)明書

機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書 1) 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有 V帶和兩級(jí)圓柱 齒輪減速器。 2) 原始數(shù)據(jù) 輸送帶有效拉力 F=46000N 輸送帶工作速度 v=0.55 m/s （允許誤差 5%） ; 輸送機(jī)滾筒直徑 d=475 mm; 減速器設(shè)計(jì)壽命 5 年 3) 工作條件 兩班制工作，常溫下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；空載起動(dòng)，工作載荷有輕微振動(dòng)；電 壓為 380/220 V的三相交流電源。 2. 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案如下圖所示。 帶式輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī) 1通過(guò) V 帶傳動(dòng) 2將動(dòng)力傳入兩級(jí) 圓柱齒輪減速器 3，再 經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器 4，將動(dòng)力傳至輸送機(jī)滾筒 5，帶動(dòng)輸 送機(jī) 6工作。傳動(dòng)系統(tǒng)中經(jīng) V帶輪減速之后，再通過(guò)兩級(jí)齒輪減速器，其 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承位置不對(duì)稱，因此要求軸有較大的剛度，高 速級(jí)為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，低速級(jí)為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 3. 電動(dòng)機(jī)的選擇 1) 電動(dòng)機(jī)容量的選擇 由已知條件可以算出工作機(jī)所需有效功率 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 Pw= 1000Fv = 2.53kW 2）傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 5w 輸送機(jī)滾筒軸至輸送帶之間的傳動(dòng)效率； c 聯(lián)軸器效率， c =0.99； g 閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效 率， g=0.97 b 對(duì)滾動(dòng)軸承效率， b =0.99； b V帶效率， v =0.94； cy 輸送機(jī)滾筒效率， cy =0.96； 估算傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 = 23 34 45 56 7w 式中 23= v =0.94； 34= b g=0.99 0.97=0.9603; 45= b g=0.99 0.97=0.9603; 56= b c=0.99 0.99=0.9801; 7w= b cy=0.99 0.95=0.9504; 系統(tǒng)總效率 = 23 34 45 56 7w =0.94 0.9603 0.9603 0.9801 0.9504=0.8074; 工作機(jī)所需要電動(dòng)機(jī)功率 Pr=wP =3.14kW; 由文獻(xiàn) 1表 3-2所列 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中 可以確定，滿足 Pm Pr條件的電動(dòng)機(jī)額定功率 Pm應(yīng)該取 為 4.0 kW。 2) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 根據(jù)已知條件由計(jì)算得知輸送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速 d vn 60000 22.132 r/min; 由文獻(xiàn) 1 表 3-2 初選同步轉(zhuǎn)速為 1500 r/min 和 1000 r/min的電動(dòng)機(jī)，對(duì)應(yīng)于額定功率 Pm為 4.0kw 的電動(dòng)機(jī) 型號(hào)應(yīng)分別取為 Y112M-4型和 Y132M1-6型。把 Y112M-4 型和 Y132M1-6型電動(dòng)機(jī)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)及相應(yīng)算得的總傳 動(dòng)比列于下表： 方案的比較 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 （ kW） 同步轉(zhuǎn)速 （ r/min） 滿載轉(zhuǎn)速 （ r/min） 總傳 動(dòng)比 I Y112M-4 4.0 1500 1440 65.07 II Y132M-6 4.0 1000 960 43.38 3) 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇 Pw=2.53 kW Pr=3.14 kW Pm=4.0 kW Y112M-4 Pm=4.0 kW n=1440 r/min 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 對(duì)兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，方案 I選用的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量輕、 價(jià)格低，總傳動(dòng)比為 65.07，這對(duì)兩級(jí)減速傳動(dòng)來(lái)說(shuō)不算大，故方案 I較合理。 選用 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為 Y112M-4，其主要性能數(shù)據(jù)如下： 電動(dòng)機(jī)額定功率 Pm=4.0 kW 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 nm=1440 r/min 電動(dòng)機(jī)中心高 H=112 mm 電動(dòng)機(jī)軸伸直徑 D=28 mm 電動(dòng)機(jī)軸伸長(zhǎng)度 E=60 mm 4. 傳動(dòng)比的分配 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比 i=wmnn=132.221440=65.07； 由傳動(dòng)系統(tǒng)方案知 i12=1； 按表 3-1查取 V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 iv=i23=2-4 則 V帶傳動(dòng)比取為 i23=3.5； 由計(jì)算可得兩級(jí)圓柱齒輪減速器的總傳動(dòng)比 i =i34i45=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =18.591； 為便于兩級(jí)圓柱齒輪減速器采用浸油潤(rùn)滑，當(dāng)兩級(jí)齒輪的 配對(duì)材料 相同，齒面硬度 HBS 350，齒寬系數(shù)相等時(shí)，考慮齒面接觸強(qiáng)度接 近相等的條件，取高速級(jí)傳動(dòng)比： i34=i3.1=4.916 低速級(jí)傳動(dòng)比 i23= 12ii =18.5914.916 =3.782 傳動(dòng)系統(tǒng)各級(jí)傳動(dòng)比分別為： i12=1； i23=3.5； i34=4.916； i45=3.782； 5. 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下： 1軸（電動(dòng) 機(jī)軸） n1= nm =1440 r/min； P1=Pr=3.134 kw； T1=955011pn =9550 3.1341440 =20.785N m； i=65.07 i12=1 i23=3.5 i34=4.916 i45=3.782 n1=1440 r/min P1=3.134 Kw T1=20.785 N m 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 4 3軸（減速器高速軸） n3=123ni =14403.5 =411.429 r/min； P3=P1 13 =3.134 0.94=2.946 kw； T3=955033pn=68.382 N m； 4軸（減速器中間軸） n4=334ni=411.4294.916=83.692 r/min； P4=P3 34 =2.946 0.9603=2.829 kw； T4=955044pn =322.814 N m； 5軸（減速箱低速軸） n5=445ni =83.6923.782 =22.132 r/min； P5=P4 45 =2.829 0.9603=2.717 kw； T5= 955055pn=1172.39 N m； 6軸（輸送機(jī)滾筒軸） n6=556ni=22.132 r/min； P6=P5 56 =0.9801X2.717=2.663 kw； T6=955066pn=1149.090 N m； 將上述計(jì)算結(jié)果和傳動(dòng)比效率匯總?cè)绫恚?軸 號(hào) 電動(dòng)機(jī) 兩級(jí)圓柱齒輪減速器 工作機(jī) 1軸 3 軸 4軸 5軸 6軸 轉(zhuǎn)速 n(r/min) 1440 411.429 83.692 22.132 22.132 n3=411.429 r/min P3=2.946 kw T3=68.382 N m n4=83.692 r/min P4=2.829 kw T4=322.814 N m n5=22.132 r/min P5=2.717 kw T5=1172.39 N m n6=22.132 r/min P6=2.663 kw T6=1149.090 N m 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 1) 低速級(jí)圓柱齒輪設(shè)計(jì) （此處的下標(biāo) 1表示為小齒輪， 2為大齒輪） 選擇齒輪材料及熱處理方式 小齒輪選用 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理， 2862291 HBS ； 大齒輪選用 45號(hào)鋼，正火處理， 2302002 HBS ； 確定許用接觸應(yīng)力 1HP 和 2HP LWNHHHP ZZZm inlim MPa 取疲勞極限應(yīng)力 MPaH 6201lim MPaH 5102lim 根據(jù)接觸應(yīng)力變化次數(shù) 782278111051018.1)530028(69.81160t601051033.4)530028(63.300160t60naNnaNHH按文獻(xiàn) 3取接觸強(qiáng)度計(jì)算壽命系數(shù)1NZ=1，2NZ=1； 因 1對(duì)齒輪均為軟尺面，故取工作硬化系數(shù)WZ=1； 一般計(jì)算中取 潤(rùn)滑系數(shù) LZ =1; 按文獻(xiàn) 3，當(dāng)失效概率低于 1/100時(shí)，取接觸強(qiáng)度最 小安全系數(shù) 1min HS 。 將以上數(shù)值代入許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式 功率 P(kW) 3.134 2.946 2.829 2.717 2.663 轉(zhuǎn)矩 T(N m) 20.785 68.382 322.814 1172.89 1149.090 聯(lián)接件傳動(dòng)件 V帶 齒輪 齒輪 聯(lián)軸器 傳動(dòng)比 i 3.5 4.916 3.782 1 傳動(dòng)效率 0.94 0.9603 0.9603 0.9801 小齒輪： 45鋼調(diào)質(zhì) 大齒輪： 45鋼正火 MPaHP 620 1 MPaHP 470 2 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6 LWNHHHP ZZZm inlim 得 MPaHP 620 1 MPaHP 510 2 按齒面接觸強(qiáng)度條件計(jì)算中心距 a 3222)4.22()1( KTu ZZZZuaHPHE 大齒輪轉(zhuǎn)矩 96.3962 T N m 理論傳動(dòng)比 68.32 i 齒寬系數(shù) 35.0a初取載荷系數(shù) 70.1 K 彈性系數(shù) 8.189EZ MPa 初取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 5.2HZ 初取重合度系數(shù) 88.0 Z將以上數(shù)據(jù)帶入公式 mmKTuZZZuaHPHE95.16935.096.3967.1)51068.388.05.28.1894.22()168.3()4.22()1(3 23222按表取 mma 1702 確定主要參數(shù)和計(jì)算主要尺寸 模數(shù)nm： mmmmmmmmamnnn 5.225.1 42170)02.001.0()02.001.0( 齒數(shù) 21,zz ： mma 1181 mma 1702 mmmn 5.2 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 94.10668.306.2906.29)168.3(5.2 1702)1( 2121 uzzumazn經(jīng)元整后取 107,29 21 zz 理論傳動(dòng)比 68.3 ui 實(shí)際傳動(dòng)比 ： 68.31212 zzui傳動(dòng)比誤差： %068.3 68.368.3 i ii（在允許誤差范圍內(nèi)） 分度圓直徑2,1dd： mmzmdmmzmdnn 5.2671075.2 5.72295.22211 齒寬 21,bb ： mmabb a 5.5935.01702 取 mmb 602 mmbb 5550)105(21 取 mmb 651 確定載荷系數(shù) K 使用系數(shù) AK ,按表 6-5， AK =1.0； 動(dòng)載系數(shù)VK，齒輪圓周速度 smndv /18.1100060 63.300044.4114.3100060 11 齒輪精度，參考表 6-6取為 8級(jí)精度， 按圖 6-20，動(dòng)載荷系數(shù) 12.1VK，齒向載荷分布系數(shù) 20.1K ， 761621 zz 95.12 mmdmmd95.194044.4121 mmb 501 mmb 452 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 端面重合度 =1.88-3.2（11z +21z ） =1.88-3.2（291+1071） =1.74 當(dāng)總重合度 74.1 時(shí)，則齒間載荷分配系數(shù) K=1.24，最后求得在和系數(shù) 43.122.112.105.11 KKKKK vA 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 按文獻(xiàn) 3,算得重合度系數(shù) Z= 8 6 8.0374.1434 3 1 6.188.07.10 7 7.18 6 8.043.12222ZKKZ 由于 22 ZKKZ ，故設(shè)計(jì)偏于安全。 確定許用彎曲應(yīng)力 21 FPFP ， STXNTFFFP YYYS m inlim MPa 按文獻(xiàn) 3，取彎曲疲勞極限應(yīng)力MPMPFF 210 ,2402lim1lim 根據(jù)彎曲應(yīng)力變化總次數(shù) 682268111031018.1)530028(69.81160t601031033.4)530028(63.300160t60naNnaNHH取彎曲強(qiáng)度計(jì)算系數(shù) 1,121 NTNT YY當(dāng) 5nm時(shí)，尺寸系數(shù) 1XY , 按標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)規(guī)定，取試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) 2STY。 按文獻(xiàn) 3，當(dāng)失效概率低于 1/100時(shí)，取彎曲強(qiáng)度最小 安全系數(shù) 1min FS 。 K=1.667 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 9 代入公式STXNTFFFP YYYS m inlim 得 M P aM P a FPFP 420,480 21 驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度 YYYYmdbKTSaFanF 1121 212 0 0 0 YYYYmdbKTSaFanF 2222 222 0 0 0根據(jù)齒數(shù)： 107,29 21 ZZ 。 按文獻(xiàn) 3，取齒形系數(shù)FaY和應(yīng)力修正系數(shù)SaY分別為 80.1,63.1,17.2,52.22121 SaSaFaFa YYYY按文獻(xiàn) 3算的重合度系數(shù) 68.074.1 75.025.075.025.0 aY 將以上數(shù)值代入應(yīng)力計(jì)算公式 MPaYYYYmdb KT SaFanF23.282 0 0 0 112121 MPaYYYYmdb KT SaFanF40.332 0 0 0 222222 因?yàn)?2211 , FFFF ， 故齒輪彎曲強(qiáng)度滿足要求， 設(shè)計(jì)偏于安全。 主要設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 中心距 a=170mm 法面模數(shù) mn=2.5mm 齒數(shù) 1z =29 2z =107 分度圓直徑 1d 72.5mm 2d =267.5mm 齒頂圓直徑 1ad=77.54mm 2ad=272.5mm 齒根圓直徑 1fd=66.25mm 2fd=261.25mm 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 齒寬 1b =65mm 2b =60mm 齒輪精度等級(jí) 8級(jí) 材料及熱處理 小齒輪選用 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)， HBS1=229 286，油潤(rùn)滑； 大齒輪選用 45號(hào)鋼，正火， HRS2=200 230 ， 油潤(rùn)滑； 6.減速器傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 （數(shù)據(jù)圖表來(lái)源自文獻(xiàn) 2） 2) 高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 選擇齒輪材料及熱處理方式 小齒輪 1選用 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理， HBS1=229 286； 大齒輪 2選用 45號(hào)鋼，正火處理， HRS2=169 217 ； 確定許用接觸應(yīng)力 1HP 和 2HP LWNHHHP ZZZm inlim MPa 取疲勞極限應(yīng)力 MPaH 6201lim MPaH 4702lim 根據(jù)接觸應(yīng)力變化次數(shù) 782279111051033.4)530028(63.300160t601051007.2)530028(1440160t60naNnaNHH按文獻(xiàn) 3取接觸強(qiáng)度計(jì)算壽命系數(shù)1NZ=1，2NZ=1； 因 1對(duì)齒輪均為軟尺面，故取工作硬化系數(shù)WZ=1； 一般計(jì)算中取潤(rùn)滑系 數(shù) LZ =1; 按文獻(xiàn) 3，當(dāng)失效概率低于 1/100時(shí)，取接觸強(qiáng)度最 小安全系數(shù) 1min HS 。 將以上數(shù)值代入許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式 LWNHHHP ZZZm inlim 得 MPaHP 620 1 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 MPaHP 470 2 按齒面接觸強(qiáng)度條件計(jì)算中心距 a 3222)4.22()1( KTu ZZZZuaHPHE 初取螺旋角 =10， 大齒輪轉(zhuǎn)矩 33.1122 T N m 理論傳動(dòng)比 76.32 i 齒寬系數(shù) 35.0a初取載荷系數(shù) 75.1 K 彈性系數(shù) 8.189EZ MPa 初取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 475.2 HZ 初取重合度系數(shù) 80.0 Z初取螺旋角系數(shù) 992.0 Z 將以上數(shù)據(jù)帶入公式 mmKTuZZZZuaHPHE47.11435.033.11275.1)47079.4992.08.0475.28.1894.22()179.4()4.22()1(3 23222按表取 mma 1181 確定主要參數(shù)和計(jì)算主要尺寸 中心距 mma 1181 ，按表 4 2， 低速級(jí) mma 1702 模數(shù)nm： mmmmmmmmamnnn 5.225.1 42200)02.001.0()02.001.0( 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 齒數(shù) 21,zz ： 初設(shè) 10 理論傳動(dòng)比 76.3 ui 91.7606.16)179.4(5.2 10c o s1182)1(c o s2121 uzzumazn 經(jīng)元整后取 76,16 21 zz 實(shí)際傳動(dòng)比 ： 75.41212 zzui傳動(dòng)比誤差： %8.079.4 75.479.4 i ii（在允許誤差范圍內(nèi)） 螺旋角： 95.129746.01182 )7616(5.22 )(c o s 21 a zzm n 在 208 范圍內(nèi)，取小齒輪右旋，大齒輪左旋 分度圓直徑2,1dd： mmzmdmmzmdnn95.1949746.0765.2c o s044.419746.0165.2c o s2211 齒寬 21,bb ： mmabb a 3.4135.01182 取 mmb 452 mmbb 5550)105(21 取 mmb 501 確定載荷系數(shù) K 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 使用系數(shù) AK ,按表 6-5， AK =1.0； 動(dòng)載系數(shù)VK，齒輪圓周速度 smndv /09.3100060 1440044.4114.3100060 11 齒輪精度，參考表 6-6取為 7級(jí)精度， 按圖 6-20， 12.1VK，齒向載荷分布系數(shù) 20.1K， 端面重合度 =1.88-3.2（11z +21z ） cos =1.88-3.2（161+761） cos12.95 =1.596 縱向重合度 = nmb sin =1.284 總重合度 =+=2.88， 則齒間載荷分配系數(shù)K=1.24 最 后求得在和系數(shù) 6 6 7.124.120.112.11 KKKKK vA 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按圖 6-30， HZ =2.47 重合度系數(shù) Z= 1=0.791 螺旋角系數(shù) Z= cos =0.987 75.6)992.08.0475.2(75.1)(120.6)987.0791.047.2(667.1)(2222ZZZKZZZKHH 由于 22 )()( ZZZKZZZK HH ，故設(shè)計(jì)偏于安全。 確定許用彎曲應(yīng)力 STXNTFFFP YYYS m inlim MPa 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 按文獻(xiàn) 3，取彎曲疲勞極限應(yīng)力MPMPFF 190 ,2302lim1lim 根據(jù)彎曲應(yīng)力變化總次數(shù) 682269111031033.4)530028(63.300160t601031007.2)530028(1440160t60naNnaNHH取彎曲強(qiáng)度計(jì)算系數(shù) 1,121 NTNT YY當(dāng) 5nm時(shí)，尺寸系數(shù) 1XY , 按標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)規(guī)定，取試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) 2STY。 按文獻(xiàn) 3，當(dāng)失效概率低于 1/100時(shí)，取彎曲強(qiáng)度最小 安全系數(shù) 1min FS 。 代入公式STXNTFFFP YYYS m inlim 得 M P aM P a FPFP 380,460 21 驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度 YYYYmdbKTSaFanF 1121 212000 YYYYmdbKTSaFanF 2222 222000根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)： 7863.77c os/,1734.16c os/322311ZZZZvv 按文獻(xiàn) 3，取齒形系數(shù)FaY和應(yīng)力修正系數(shù)SaY分別為 82.1,63.1,18.2,47.22121 SaSaFaFa YYYY按文獻(xiàn) 3算的重合度系數(shù) 72.0596.1 75.025.075.025.01 aFaY 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 按文獻(xiàn) 3，當(dāng)縱向重合度 284.1時(shí)， 螺旋角系數(shù) 79.0Y。 將以上數(shù)值代入應(yīng)力計(jì)算公式 MPaYYYYmdb KT SaFanF72.392 0 0 0 112121 M P aYYYYmdb KT SaFanF46.382 0 0 0 222222 因?yàn)?2211 , FFFF ， 故齒輪彎曲強(qiáng)度滿足要求， 設(shè)計(jì)偏于安全。 主要設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 中心距 a=118mm 法面模數(shù) mn=2.5mm 螺旋角 =12.95 (小齒輪左旋、大齒輪右旋 ) 齒數(shù) 1z =16 2z =76 分度圓直徑 1d =41.044mm 2d =194.959mm 齒頂圓直徑 1ad=46.044mm 2ad=199.959mm 齒根圓直徑 1fd=35.544mm 2fd=187.459mm 齒寬 1b =50mm 2b =45mm 齒輪精度等級(jí) 7級(jí) 材料及熱處理 小齒輪選用 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)， HBS1=226 286，油潤(rùn)滑； 大齒輪選用 45號(hào)鋼，正火， HRS2=169 217，油潤(rùn)滑； 6. 減速器軸及軸上零件的設(shè)計(jì) 1) 軸的布置 軸的布置參照?qǐng)D 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 16 已知數(shù)據(jù)mmbmmb lh 60,456 5 m m,b 5 0 m m,b1 7 0 m m,a 1 1 8 m m,a22l1h121 考慮相鄰齒輪沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸 s=10 mm。 考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸 k=10 mm. 為保證滾動(dòng)軸承放入箱體軸承座孔內(nèi)，計(jì)入尺 寸 c=5 mm。 初取軸承寬度分別為 n1=20 mm， n2=22 mm， n3=22 mm。 3根軸的支承跨距分別為： 1111 )(2 nbsbkcl lh =175 mm； 2112 )(2 nbsbkcl lh =177 mm； 3 1 1 32 ( ) hll c k b s b n =177 mm； 2) 軸的設(shè)計(jì) 高速軸（ 1軸）的設(shè)計(jì) 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 17 軸上小齒輪的直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。選擇軸的材 料及熱處理 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)。 軸的受力分析軸的受力簡(jiǎn)圖如圖（ a）所示。 圖中 1llAB =175mm； 22 11 hAC bkcnl =50mm； ACABBC lll =125mm； a) 計(jì)算齒輪的嚙合力 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 18 Nd TF t 94.1189044.41 42.2420001 120001 NFF ntr 41.4 4 495.12c o s 20t a n94.1 1 8 9c o st a n11 NFF ta 63.23795.12t a n94.1 1 8 9t a n11 b) 求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖 軸在水平面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如（ b）所示。 Nl lFRABBCtAX 96.8491 NRFRAXtBX 98.3 3 91 0 BXAX MM 4 2 4 9 8 ACBXACAXCX lRlRM N mm 軸在水平面內(nèi)的彎矩圖如圖（ d）所示 c) 求垂直面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖 軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖（ c）所示。 Nl dFlFRABaBCrAY 31.3 2 52/111 NRFR AYrY 87.941 0 BYAY MM 174761 CYM N mm 7.118582 CYM N mm 軸在 垂直面內(nèi)的彎矩圖如圖（ e）所示。 d) 求支承反力，作軸的合成彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖 NR A 02.919 NR B 97.352 軸向力 NFa 63.273，故得擬用深溝球軸承，并采用兩 端固定組合方式，故軸向力作用在軸承 A上。 0 BA MM 2211 4 5 9 5 0 . 9 5C c x c yM M M N mm 2222 4 4 1 2 1 . 2 5C c x c yM M M N mm 傳動(dòng)力矩 1T =24419.95 N mm e）軸的初步設(shè)計(jì) 由文獻(xiàn) 2表 15-1 和 15-3查表得： MPab 637 MPa7.581 ，取折算系數(shù) 0.6 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 19 由式 mmTMd 3 22)(10 所以 d 20.18mm, f）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器輸入端的軸端直徑 mmddme 6,334.2228)2.18.0()2.18.0( 初步確定軸的最小直徑，由式（ 15-2）估算， 查表得，所選電動(dòng)機(jī)軸直徑 mmde 25 輸入軸端選用 MPab 637彈性套柱銷聯(lián)軸器 Tn=125N.mm,n=4600r/min； 輸入軸端直徑選用 de=32mm； 安裝齒輪，聯(lián)軸器處軸肩結(jié)構(gòu)尺寸參考文獻(xiàn) 1的表 5-2確定 所以高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下 : 中間軸（ 2軸）的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料及熱處理 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì) a) 軸的受力分析 軸的受力簡(jiǎn)圖如圖（ a）所示。 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20 圖中 2llAB =177mm； mmbkcnl hAC 5125010522222 12 ； mmlll ACABBC 1 2 6511 7 7 ； mmbkcnl lBD 5.5826510522222 12 ； 計(jì)算齒輪的嚙合力 Nd TF t 34.1 1 5 29 5 9.1 9 4 33.1 1 22 0 0 02 0 0 0222 NFF ntr 37.4 3 095.12c o s 20t a n34.1 1 5 2c o st a n22 NFF ta 98.26495.12t a n34.1 1 5 2t a n22 Nd TF t 47.2 9 9 575 33.1122 0 0 02 0 0 0323 NFF ntr 26.1 0 9 095.12t a n47.2 9 9 5t a n33 軸在水平面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如（ b）所示。 Nl lFlFRABBDtBCtAX 34.1 8 1 032 (b) (c) (a) （ a）軸的受力簡(jiǎn)圖；（ b）軸在水平面內(nèi)的受力分析； （ c）軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖； 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 21 NRFFR AXttBX 47.2 3 3 732 0 BXAX MM CXM 92327.34 N mm DXM 136741 N mm 軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖（ c）所示。 Nl lFlFdFRABBDrBCraAY 91.3 1 9 92/ 3222 NRFFR AYrrBY 98.4 5 923 0 BYAY MM 1CYM 10195.41 N mm 2CYM = -15635.07N mm DYM 26908.83 N mm 求支承反力，作軸的合成彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖 AR = 1821.34 N BR = 2382.30 N 軸向力 NFa 63.273，故得擬用深溝球軸承，并采用兩 端固定組合方式，故軸向力作用在軸承 B上。 0 BA MM 1CM 92888.56 N mm 2CM 93461.82 N mm 50.139363DM N mm 2222 dFT t =112329.53 N mm b) 軸的初步設(shè)計(jì) 由文獻(xiàn) 2表 15-1 和 15-3查表得： 45號(hào)鋼調(diào) 制處理， MPab 637 MPa7.581 取折算系數(shù) 0.6 由式 mmTMdC 3122)(10mmTMdD 3122)(10 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 22 所以 Cd26.99 mm Dd 29.77 mm 在軸 C、 D段開有二個(gè)鍵槽， 直徑增大 4%， Cd28.07 mm， Dd 30.96 mm 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 安裝齒輪，聯(lián)軸器處軸肩結(jié)構(gòu)尺寸參考文獻(xiàn) 1的表 5-2 確定 按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器高速級(jí)從動(dòng)軸的危險(xiǎn)截面直徑 D Cd (0.3 0.35)a=(0.3 0.35) 118=35.4 41.3 mm。 取減速器中間軸的危險(xiǎn)截面的直徑 dd =40 mm；減速 器中間軸的結(jié)構(gòu)圖。 低速軸（ 3軸）的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料及熱處理 45號(hào)鋼 ，調(diào)質(zhì) 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 23 a) 軸的受力分析 b) 軸的受力簡(jiǎn)圖如圖（ a）所示。 圖中 3llAB=177 mm； mmbkcnl lBC 5.5826510522222 13 ； mmlll BCABAC 5.1185.58177 ； c) 計(jì)算齒輪的嚙合力 Nd TF t 93.2 9 6 75.2 6 7 96.3 9 62 0 0 02 0 0 0 4 34 NFF tr 24.1 0 8 095.12t a n93.2 9 6 7t a n44 求水平面內(nèi)的支承反力， 軸在水平面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如（ b）所示。 93.9804 ABCtAX llFR N 29.7 2 34 AXtBX RFRN 0 BXAX MM CXM 116240.21 N mm 求垂直面內(nèi)的支承反力， 軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖（ c）所示。 95.3564 ABBCrAY llFR N 29.7234 AYrBY RFR N 0 BXAX MM CYM 42298.58 N mm 求支承反力，合成彎矩，轉(zhuǎn)矩 （ a）軸的受力簡(jiǎn)圖；（ b）軸在水平面內(nèi)的受力分析； （ c）軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖； (b) (c) (a) 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 24 AR = 980.93 N BR = 2114.55 N 0 BA MM CM 123697.03 N mm 3T 396969 N mm d) 軸的初步設(shè)計(jì) 由文獻(xiàn) 2表 15-1 和 15-3查表得： MPab 640 MPa7.581 取折算系數(shù) 0.6 由式 mmTMd 3 22)(10 所以 Cd35.76 mm 在軸 C段開有 1個(gè)鍵槽，直徑增大 4%， Cd37.19 mm e) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器低速級(jí)從動(dòng)軸的危險(xiǎn)截面直徑 Cd=(0.3 0.35)a=(0.3 0.35) 170=51 59.5 mm。 安裝齒輪，聯(lián)軸器處軸肩 結(jié)構(gòu)尺寸參考文獻(xiàn) 1的表 5-2 確定 取減速器中間軸的危險(xiǎn)截面的直徑d= 56 mm； 減速器低速軸的結(jié)構(gòu)圖 : 6206 GB T276 94 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 25 7. 減速器滾動(dòng)軸承的選擇 1) 高速軸（ 1軸）上滾動(dòng)軸承的選擇 因?yàn)橹慰缇嗖淮?，故采用兩端固定式軸承組合方式， 軸承類型選擇深溝球軸承，軸承的預(yù)期壽命為 24000hL h。 由前計(jì)算結(jié)果所知， 軸承所受徑向力 02.919rF N 軸向力 63.273aFN 基本額定動(dòng)載荷 27rC KN， 基本額定靜載荷 2.150 rCKN 軸承工作轉(zhuǎn)速 1440n r/min 初選滾動(dòng)軸承 6206 GB T276 94 (參見附錄 E-2) 018.0/ ora CF e =0.21 eFF ra 298.0/ X=0.56 Y =2.09, 徑向當(dāng)量動(dòng)載荷 5.1pfNLPLPCNfYFXFPrrjsparr14.2 0 7 8 3)1014402 4 0 0 060(81.162981.16295.1)63.27309.202.91956.0()(316311因?yàn)閖sC rC 所以選深溝球軸承 6206 GB T276 94 滿足要求。 相關(guān)數(shù)據(jù)如下： D=72 mm B=19 mm 37min admm 2) 中間軸（ 2軸）上滾動(dòng)軸承的選擇 選擇深溝球軸承，軸承的預(yù)期壽命為 24000hLh。 由前計(jì)算結(jié)果所知， 軸承所受徑向力 30.2382rF N 6307 GB T276 94 6208 GB T276 94 6329 GB T276 94 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 26 軸向力 98.264aFN 工作轉(zhuǎn)速 63.300n r/min 初選軸承 6307 GB T276 94 (參見附錄 E-2) 基本額定動(dòng)載荷 rC 33.2 KN 基本額定靜載荷 rC019.2 KN 014.0/ ora CF e =0.205 eFF ra 104.0/ X=1 Y =2 徑向當(dāng)量動(dòng)載荷 5.1pf NLPLPCNfYFXFPrrjsparr49.2 7 0 3 2)1063.3002 4 0 0 060(45.357335735.1)98.264030.23811()(316311因?yàn)閖sC rC 所以選深溝球軸承 6307 GB T276 94滿足要求。 相關(guān)數(shù)據(jù)如下： D=80 mm B=21 mm 44min admm 3) 低速軸（ 3軸）上滾動(dòng)軸承的選擇 選擇深溝球軸承，軸承的預(yù)期壽命為 24000hLh。 由前計(jì)算結(jié)果所知， 軸承所受徑向力 55.2114rF N 工作轉(zhuǎn)速 69.81n r/min 初選軸承 6239 GB T276 94 (參見附錄 E-2) 基本額定動(dòng)載荷 rC 31.5 KN 徑向當(dāng)量動(dòng)載荷 5.1pf 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 27 NLPLPCNfFPrrjsprr26.15541)1069.812400060(825.3171825.31715.155.2114316311因?yàn)閖sC rC 所以選深溝球軸承 6239 GB T276 94滿足要求。 相關(guān)數(shù)據(jù)如下： D=85 mm B=19 mm 52min admm 8. 鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇 1) 高速軸（ 1軸） 由前面的計(jì)算結(jié)果知：工作轉(zhuǎn)矩 T=24.42 N m， 工作轉(zhuǎn)速 1440n r/min 選擇工作情況系數(shù) K=1.75 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 74.4242.2475.1 KTTc N m 選 TL型彈性套柱銷聯(lián)軸器 。 按附錄 F，選用 TL4聯(lián)軸器， 型號(hào)為 :4425 6228JAZCGB4323 84 許用轉(zhuǎn)矩 T=63 N m,許用轉(zhuǎn)速 n=5700 r/min. 因cTT,nn,故該聯(lián)軸器滿足要求。 選 A型普通平鍵： mmd 2511 mmL 4411 mmL 3530)105(4021 初選鍵： b=8 mm， h=7 mm， L=34 mm， l=26 mm 參考文獻(xiàn) 5表 4-3-18， =110MPa， =90MPa 由表 4-3-16， 47.2126725 42.244 0 004 0 00 dhl Tp MPa 39.926825 42.242 00 02 00 0 d bl T MPa 鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度都滿足要求。 2) 中間軸（ 2軸）上鍵聯(lián)接的選擇 由前面的計(jì)算結(jié)果知： 工作轉(zhuǎn)矩 T=112.33 N m 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 28 選 A型普通平鍵。 高速極大齒輪連接鍵： mmLmmd 40,40 2121 mmL 3530)105(4021 初取： b=12 mm， h=8 mm， L=32 mm， l=20 mm 鍵 12 32 GB1096 79 參考文獻(xiàn) 5表 4-3-18， =110 MPa， =90 MPa 由表 4-3-16， 21.7020840 33.11240004000 dhl Tp MPa 40.22201240 33.1122 0 002 0 00 dbl T MPa 鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度都滿足要求。 低速級(jí)小齒輪： mmLmmd 65,40 2222 mmL 6055)105(6522 初?。?b=12 mm， h=8 mm， L=56 mm， l=44 mm 鍵 12 80 GB1096 79 參考文獻(xiàn) 5表 4-3-18， =110 MPa， =90 MPa 由表 4-3-16， 91.3144840 33.11240004000 dhl Tp MPa 64.10441240 33.11220002000 dbl T MPa 鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度都滿足要求。 3) 低速軸（ 3軸）上鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇 由前面的計(jì)算結(jié)果知： 工作轉(zhuǎn)矩 T = 396.96N m 齒輪連接處選 A型普通平鍵： mmLmmd 60,56 3131 mmL 5550)105(6031 初?。?b=16 mm， h=10 mm， L=50 mm， l=34 mm 鍵 16 50 GB1076 79 參考文獻(xiàn) 5表 4-3-18， =110 MPa， =90 MPa 由表 4-3-16， 39.83341056 96.39640004000 dhl Tp MPa 機(jī)械課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 29 06.26341656 96.3962 0 002 0 00 dbl T MPa 鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度都滿足要求。 聯(lián)軸器設(shè)計(jì)，由前面的計(jì)算結(jié)果知： 選擇工作情況系數(shù) K=1.75 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 68.6 9 496.3 9 675.1 KTTc N m 選 HL型彈性套柱銷聯(lián)軸器。 按文獻(xiàn) 6中表 17-9，選用 HL4聯(lián)軸器， 型號(hào)為 :11242 11245JAZCG