機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)二級(jí)圓柱齒輪減速器(展開式)說(shuō)明書

1、 機(jī)機(jī) 械械 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 說(shuō)說(shuō) 明明 書書 題題 目：目：雙級(jí)展開式圓柱齒輪減速器雙級(jí)展開式圓柱齒輪減速器 學(xué)學(xué) 院：院： 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 專專 業(yè)：業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班班 級(jí)：級(jí)： 0909 級(jí)級(jí) 0404 班班 姓姓 名：名： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 完成日期：完成日期： 2012-7-82012-7-8 第一章第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)任務(wù)書. 第二章第二章 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇. 1、電動(dòng)機(jī)類型選擇：. 2、電動(dòng)機(jī)功率選擇. 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:. 4、選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào). 第三章第三章 計(jì)算總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配計(jì)算總傳動(dòng)比

2、及傳動(dòng)比分配. 1、總傳動(dòng)比. 2、傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比分配. 第四章第四章 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算. 1、各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算：. 2、各軸的輸入功率計(jì)算：. 3、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算：. 第五章第五章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算. 1、v 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì). 2、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算. 3、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算. 4、高速軸的設(shè)計(jì). 5、中間軸的設(shè)計(jì). 6、低速軸的設(shè)計(jì). 第六章第六章 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算. 第七章第七章 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn). 第一章第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 1.工作條件：折舊期 10 年，5

3、 年一次大修；工作為 兩班制，連續(xù)單項(xiàng)運(yùn)轉(zhuǎn)；載荷變化不大；環(huán)境灰塵較大。 2.原始數(shù)據(jù)： 輸送帶工作拉力 f=4200； f=4200n v=0.85m/s 輸送帶速度 v=0.85m/s； 卷筒直徑 d=360mm 3軸 2軸 1軸 聯(lián)軸器 卷筒 減速器 v帶 電動(dòng)機(jī) 第二章第二章 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 1、電動(dòng)機(jī)類型選擇： 電動(dòng)機(jī)的類型根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用 y 系列 三相異步電動(dòng)機(jī)。 2、電動(dòng)機(jī)功率選擇： （1）傳動(dòng)裝置的總效率： 設(shè)分別為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪 54321 、 傳動(dòng)（設(shè)齒輪精度為 8 級(jí)） 、滾動(dòng)軸承、滾筒、帶傳動(dòng)的 效率，由表 2-2 查得，99 . 0 1 ，

4、則傳97 . 0 2 98 . 0 3 96 . 0 4 95. 0 5 動(dòng)裝置的總效率為 784 . 0 95. 096 . 0 98 . 0 97 . 0 99 . 0 42 54 4 3 2 21 （2）工作機(jī)需要的有效功率： kwkw vf p ww 554 . 4 784 . 0 1000 85 . 0 4200 1000 總 總 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速: d=360mm 784. 0 kwp554 . 4 總 計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速： min/117.45 360 85 . 0 100060100060 r d v n 滾筒 經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，v 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 ，二級(jí)圓柱斜齒輪

5、減速器傳動(dòng)比，42 1 i408 2 i 則總傳動(dòng)比合理范圍為，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可16016 a i 選范圍為 min/117.45)16016( rnin ad min/)72.7218872.721(r 4、選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào) 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和 帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為 y132m2-6 的三相 異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為 5.5，滿載轉(zhuǎn)速kw ，同步轉(zhuǎn)速。min/960rnmmin/1000r 該電動(dòng)機(jī)的中心高 132，軸外伸段軸徑為 38mm ，軸外伸段長(zhǎng)度為 80。mmmm 第三章第三章 計(jì)算總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配計(jì)算總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配 1、總傳動(dòng)比： 27

6、8.21 117.45 960 滾筒 電動(dòng)機(jī) 總 n n i 2、傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比分配 根據(jù)表 2-3，取帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，則減速器的3 3 i 總傳動(dòng)比為093 . 7 3/278.21i 雙級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為 037 . 3 093 . 7 3 . 13 . 1 1 ii min/117.45rn 滾筒 電動(dòng)機(jī)型號(hào) y132m2-6 21.278 總 i 低速級(jí)的傳動(dòng)比為 336 . 2 037 . 3 /093 . 7 / 12 iii 第四章第四章 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 1、各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算： min/320min/)3/960(/ 31

7、 rrinn m min/367.105min/)037 . 3 /320(/ 112 rrinn min/103.45min/)336 . 2 /367.105(/ 223 rrinn 2、各軸的輸入功率計(jì)算： kwkwpp d 326 . 4 )95 . 0 554 . 4 ( 51 kwkwpp113 . 4 )98 . 0 97 . 0 326 . 4 ( 3212 kwkwpp910 . 3 )98 . 0 97 . 0 113 . 4 ( 3223 3、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算： mnmnnpt 104.129 320 326 . 4 9550 9550 111 mnmnnpt 784.

8、372 367.105 113 . 4 9550 9550 222 mnmnnpt 894.827 103.45 910 . 3 9550 9550 333 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果加以匯總，列出表如下： 項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速軸中間軸低速軸 轉(zhuǎn)速 （）min/r 960320105.36745.103 093 . 7 i 3 3 i 3037 1 i 336 . 2 2 i min/320 1 rn min/367.105 2 rn min/103.45 3 rn kwp326 . 4 1 kwp113 . 4 2 kwp910 . 3 3 第五章第五章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、

9、v 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) （1）確定計(jì)算功率 由1表8-7查得，當(dāng)工作于題中所給條件時(shí)，工作系 數(shù)，則1 . 1 a k kwkwpkp ac 05 . 6 )5 . 51 . 1 ( 0 （2）選擇 v 帶型號(hào) 根據(jù)，由圖8-111初步選用 b 型帶。kwpc05 . 6 （3）選取帶輪基準(zhǔn)直徑 d d 由1表8-6和表8-8選取小帶輪基準(zhǔn)直徑，mmdd132 1 則大帶輪基準(zhǔn)直徑 132dd did mmmm3961323 （4）驗(yàn)算帶速 v smsm nd v md /632 . 6 / 100060 960132 100060 1 在范圍內(nèi)，帶能夠充分發(fā)揮。sm/305v （5）確定中心距 a

10、 和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 d l 在范圍內(nèi)，即：)(2)(7 . 0 21021dddd ddadd 范圍內(nèi)初定中心距，所1056 6 . 369 0 amma500 0 以帶長(zhǎng) 0 2 12 2100 4 )( )( 2 2 a dd ddal dd ddd 功率()kw5.54.3264.1133.910 轉(zhuǎn)矩()mn /129.104372.784827.894 傳動(dòng)比 33.0372.336 mnt104.129 1 mnt784.372 2 mnt894.827 3 kwpc05 . 6 mm 5004 )132396( )396132( 2 5002 2 mm808.1863 查表8-21

11、選取 b 型帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。mmld1800 得實(shí)際中心距 mm ll aa dd ) 2 808.18631800 500( 2 0 0 mm904.531 mmlaa mmlaa d d 904.58503 . 0 904.504015 . 0 max min （6）驗(yàn)算小帶輪上的包角 1 a dd dd 3 . 57 )(180 121 120150 904.531 3 . 57 )132396(180 所以，包角合適。 （7）確定 v 帶的根數(shù) z 因?yàn)?，帶速mmdd132 1 min/960 0 rn ，傳動(dòng)比,smv/632 . 6 3i 查表8-4a1和表8-4b1，用插值法得單根

12、 v 帶所能傳 遞的功率，功率增量，查表kwp845 . 1 0 kwp303 . 0 0 8-51得包角修正系數(shù)，帶長(zhǎng)修正系數(shù)，92. 0 k95 . 0 l k 則由公式得： 223 . 3 95 . 0 92 . 0 )303 . 0 845. 1 ( 05 . 6 )( 00 l a r ca kkpp pk p p z 故選4根帶。 （8）確定帶的初拉力 0 f mmdd132 1 mmdd396 2 smv/632. 6 mmld1800 mma904.531 150 1 單根普通帶張緊后的初拉力為 2 min0 )5 . 2( 500)(qv zvk pk f ca n 2 63

13、2 . 6 18 . 0 632 . 6 492 . 0 05 . 6 )92 . 0 5 . 2( 500 n025.203 （9）計(jì)算帶輪所受壓力 q f 利用公式 2 sin2 1 0 zffq 得 nfq) 2 150 sin025.20342( n857.1568 2、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）按以上的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作，速度不高，故選用 8 級(jí)精度 （gb 10095-88） 。 3) 材料選擇。考慮到制造的方便及小齒輪容易磨損 并兼顧到經(jīng)濟(jì)性，兩級(jí)圓柱齒輪的大、小齒輪材料均用 合金鋼，熱處理均為調(diào)質(zhì)

14、處理且大、小齒輪的齒面硬度 分別為 240hbs,280hbs，二者材料硬度差為 40hbs。 4）選小齒輪的齒數(shù)，大齒輪的齒數(shù)為24 1 z ，取。728.7924037 . 3 2z73 2 z （2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算，即 3 2 1 1 )( 1 32. 2 h e d t z u ukt d 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1) 試選載荷系數(shù)3 . 1 t k 223 . 3 z nf025.203 min0 nfq857.1568 2) 由以上計(jì)算得小齒輪的轉(zhuǎn)矩 mnmn n p t 104.129 320 326 . 4 10 5 . 95 1055 . 9 2 1

15、1 6 1 3) 選取齒寬系數(shù)1d 4) 材料的彈性影響系數(shù) 2 1 8 . 189 mpaze 5) 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限mpa h 600 1lim 。mpa h 550 2lim 6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 9 11 10382 . 1 )10300122(132060 60 h jlnn 8 9 2 10552 . 4 037 . 3 10382 . 1 n 7）查圖 10-191得，接觸疲勞壽命系數(shù) ， 92 . 0 1 hn k95 . 0 2 hn k 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取安全系數(shù) s=1，得： mpampa s k hhn h 552 1 )6

16、0092 . 0 ( 1lim1 1 mpampa s k hnh h 5 .522 1 )55095 . 0 ( 2lim2 2 計(jì)算： 1) 帶入中較小的值，求得小齒輪分度圓直徑 h 的最小值為 t d1 3 2 1 1 )( 1 32.2 h e d t z u u tk d 24 1 z 73 2 z 3 . 1 t k mnt104.129 1 1d 2 1 8 . 189 mpaze mpa h 600 1lim mpa h 550 2lim 9 1 10382 . 1 n 8 2 10552 . 4 n 92 . 0 1 hn k 95 . 0 2 hn k mm 5 .522

17、8 .189 037 . 3 037 . 4 1 1029104 . 1 3 . 1 32 . 2 3 2 5 mm635.71 2) 圓周速度： smsm nd v t /2/ 100060 320635.71 100060 11 3) 計(jì)算齒寬： mmmmdb td 635.71)635.711 ( 1 4)計(jì)算齒寬與齒高之比： h b 模數(shù): mmmm z d m t t 985. 2 24 635.71 1 1 齒高: mmmmmh t 716 . 6 )985 . 2 25 . 2 (25 . 2 666.10 716 . 6 635.71 h b 5)計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù) ,8 級(jí)

18、精度，查圖 10-81得動(dòng)載系數(shù)smv/2 12. 1 v k 對(duì)于直齒輪 ，1 fh kk 查表 10-21得使用系數(shù)1 a k 查表 10-41，用插值法得 8 級(jí)精度小齒輪非對(duì)稱布置 時(shí)，460. 1 h k 由，可查得 666.10 h b 460. 1 h k40 . 1 f k 故載荷系數(shù) hhva kkkkk 635. 1460. 1112 . 1 1 mpa h 552 1 mpa h 5 . 522 2 mmd t 635.71 1 smv/2 mmb635.71 mmmt985 . 2 666.10 h b 12 . 1 v k 1 fh kk 6)按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓

19、直徑: 3 11 t t k k dd mmmm324.77) 3 . 1 635 . 1 635.71( 3 7） 計(jì)算模數(shù)： mmmm z d m221 . 3 24 324.77 1 1 （3）按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算： 彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為 3 )( 2 2 1 1 f safa d yy z kt m 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1) 查1圖 10-20c，得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極 限大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限mpa fe 500 1 mpa fe 380 2 2) 查1圖 10-18 得彎曲疲勞壽命系數(shù) 88 . 0 ,85 . 0 21 fnfn kk 3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力. 取彎曲疲勞

20、安全系數(shù),得4 . 1s mpamp s k mpamp s k fefn f fefn f 857.238a 4 . 1 38088 . 0 571.303a 4 . 1 50085 . 0 22 2 11 1 4) 計(jì)算載荷系數(shù) k. 568. 140 . 1 112. 11 ffva kkkkk 5) 查表 10-51得齒形系數(shù). 查表得 ,65. 2 1 fa y23 . 2 2 fa y 6) 查表 10-51得應(yīng)力校正系數(shù). 查表得, 58 . 1 1 sa y76. 1 2 sa y 7) 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 f safay y 1 a k 460 . 1 h k 635

21、 . 1 k mmd324.77 1 mmm221 . 3 mpa fe 500 1 mpa fe 380 2 85 . 0 1 fn k 88 . 0 2 fn k mpa f 571.303 1 mpa f 857.238 2 016450 . 0 857.238 77. 122 . 2 013792 . 0 571.303 58. 165. 2 2 22 1 11 f safa f safa yy yy 設(shè)計(jì)計(jì)算 mm016450 . 0 241 1029104 . 1 635 . 1 2 3 2 5 m mm293 . 2 對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) 大于由齒根彎曲疲勞

22、強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的 m 大小要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,而齒面接觸疲 勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù) 的成積)有關(guān),可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 2.293，并接近圓 整為標(biāo)準(zhǔn)值,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑5 . 2m 。mmd324.77 1 算出小齒輪齒數(shù) 929.30 5 . 2 324.77 1 1 m d z 取，則大齒輪齒數(shù)，31 1 z147.94037 . 3 31 2 z 取.95 2 z 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng),即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng) 度,又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度,并做到結(jié)構(gòu)緊湊,避免浪費(fèi). （4）幾何尺寸計(jì)算 1） 分度圓直徑： mmmmmzd

23、 mmmmmzd 5 . 237)955 . 2( 5 . 77)315 . 2( 22 11 2）中心距： mmmm dd a 5 . 157 2 5 . 237 5 . 77 2 21 3）齒輪寬度： mmmmdb d 5 . 77) 5 . 771 ( 1 取,mmb 5 . 77 2 mmb 5 . 82 1 568 . 1 k 65 . 2 1 fa y 23 . 2 2 fa y 58 . 1 1 sa y 76 . 1 2 sa y 016450 . 0 013792 . 0 2 22 1 11 f safa f safa yy yy mm293. 2m 31 1 z 95 2

24、z 3、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）按以上的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作，速度不高，故選用 8 級(jí)精度 （gb 10095-88） 。 3) 材料選擇?？紤]到制造的方便及小齒輪容易磨損 并兼顧到經(jīng)濟(jì)性，兩級(jí)圓柱齒輪的大、小齒輪材料均用 合金鋼，熱處理均為調(diào)質(zhì)處理且大、小齒輪的齒面硬度 分別為 240hbs,280hbs，二者材料硬度差為 40hbs。 4）選小齒輪的齒數(shù)，大齒輪的齒數(shù)為24 1 z ，取。344.6124556 . 2 2 z62 2 z （2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算，即 3 2 1 1 )(

25、 1 32 . 2 h e d t z u ukt d 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）試選載荷系數(shù)3 . 1 t k 2）由以上計(jì)算得小齒輪的轉(zhuǎn)矩 mnmn n p t 784.372 367.105 113. 495509550 2 2 2 3）查表及其圖選取齒寬系數(shù)1d 4）材料的彈性影響系數(shù) 2 1 8 . 189 mpaze 5）按齒面硬度的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限mpa h 600 1lim 。mpa h 550 2lim 6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) )10300122(1367.1056060 21 h jlnn 8 10551 . 4 mmd mmd 5 .

26、237 5 .77 2 1 mma 5 . 157 mmb5 .82 1 mmb 5 . 77 2 24 1 z 62 2 z 3 . 1 t k mnt784.372 2 8 8 2 10948 . 1 336 . 2 10551 . 4 n 7）查圖 10-191得，接觸疲勞壽命系數(shù)，98 . 0 1 hn k 95 . 0 2 hn k 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取安全系數(shù) s=1，得： mpampa s k hhn h 588 1 )60098 . 0 ( 1lim1 1 mpampa s k hnh h 5 . 522 1 55095. 0 2lim2 2 （2） 計(jì)算： 1) 帶入

27、中較小的值，求得小齒輪分度圓直徑的 h 最小值為 3 2 1 1 )( 1 32 . 2 h e d t z u ukt d mm 5 . 522 8 . 189 336 . 2 336. 3 1 1029104 . 1 3 . 1 32 . 2 3 2 5 mm391.87 2）圓周速度： sm sm nd v t /482 . 0 / 100060 367.105391.87 100060 21 3）計(jì)算齒寬： mmmmdb td 391.87)391.871 ( 1 4)計(jì)算齒寬與齒高之比： h b 1d 2 1 8 . 189 mpaze mpa h 600 1lim mpa h 55

28、0 2lim 8 1 10551. 4n 8 2 10948. 1n 98 . 0 1 hn k 95 . 0 2 hn k mpa h 588 1 mpa h 5 . 522 2 mmd t 391.87 1 模數(shù): mmmm z d m t t 641 . 3 24 391.87 1 1 齒高: mmmmmh t 192 . 8 )641 . 3 25 . 2 (25 . 2 668.10 192 . 8 391.87 h b 5)計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù) ,8 級(jí)精度，查圖 10-81得動(dòng)載smv/482 . 0 系數(shù) 05. 1 v k 對(duì)于直齒輪 1 fh kk 查表 10-21得使用系

29、數(shù)1 a k 查表 10-41，用插值法得 8 級(jí)精度小齒輪非對(duì)稱布置 時(shí)，471 . 1 h k 由，可查得 668.10 h b 471 . 1 h k35 . 1 f k 故載荷系數(shù) hhva kkkkk 545. 1471. 1105 . 1 1 6)按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑: 3 11 t t k k dd mmmm568.92) 3 . 1 545 . 1 391.87( 3 7)計(jì)算模數(shù)： mmmm z d m857. 3 24 568.92 1 1 (3)按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算： 彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為 3 )( 2 2 1 1 f safa d yy z kt m 確定公式內(nèi)的各

30、計(jì)算數(shù)值 1）查1圖 10-20c，得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限mpa fe 500 1 mpa fe 380 2 smv/482 . 0 mmb391.87 mmmt641 . 3 mmh192 . 8 668.10 h b 05 . 1 v k 1 fh kk 1 a k 471 . 1 h k 35 . 1 f k 545 . 1 k mmd568.92 1 2）查1圖 10-18 得彎曲疲勞壽命系數(shù) 90 . 0 88 . 0 21 fnfn kk， 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力. 取彎曲疲勞安全系數(shù),得4 . 1s mpampa s k mpampa s k f

31、efn f fefn f 286.244 4 . 1 38090 . 0 586.314 4 . 1 50088 . 0 22 2 11 1 4）計(jì)算載荷系數(shù) k. 417 . 1 35. 1105 . 1 1 ffva kkkkk 5）查表 10-51得齒形系數(shù) ,65. 2 1 fa y272 . 2 2 fa y 6）查表 10-51得應(yīng)力校正系數(shù). , 58 . 1 1 sa y734. 1 2 sa y 7）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較. f safay y 0175653 . 0 286.244 734 . 1 272 . 2 0133096 . 0 586.314 58 . 1 6

32、5 . 2 2 22 1 11 f safa f safa yy yy 大齒輪的數(shù)值大. (1) 設(shè)計(jì)計(jì)算 mm mmm 182 . 3 0175653 . 0 241 10784.372417 . 1 2 3 2 5 對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模 數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模m 數(shù)的大小要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,而齒面接 觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑(即模數(shù)與 齒數(shù)的成積)有關(guān),可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)，并182. 3 mmm857 . 3 mpa fe 500 1 mpa fe 380 2 88 . 0 1 fn k 90 . 0 2 fn

33、k mpa mpa f f 286.244 586.314 2 1 417 . 1 k 650. 2 1 fa y 272 . 2 2 fa y 58 . 1 1 sa y 734. 1 2 sa y 0175653 . 0 0133096 . 0 2 22 1 11 f safa f safa yy yy 接近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑4m ,算出小齒輪齒數(shù)mmd568.92 1 142.23 4 568.92 1 1 m d z 取，則大齒輪齒數(shù)，取24 1 z064.56336. 224 2 z .56 2 z 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng),即滿足了齒面接觸疲勞 強(qiáng)度,又滿足齒根彎

34、曲疲勞強(qiáng)度,并做到結(jié)構(gòu)緊湊,避免浪 費(fèi). (4)幾何尺寸計(jì)算 1)分度圓直徑： mmmmmzd mmmmmzd 224)564( 96)244( 22 11 2)中心距： mmmm dd a160 2 22496 2 21 3)齒輪寬度： mmmmdb d 96)961 ( 1 取,mmb96 2 mmb101 1 4、高速軸的設(shè)計(jì) 1）材料：選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。查表 15-31選取 117 0 a 2）a.各軸段直徑的確定：根據(jù)公式 mmmm n p ad872.27 320 326 . 4 117 3 3 1 1 0min 此軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處軸的最小直徑， 為了使所選的軸

35、的直徑與帶輪的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí) 確定帶輪的孔徑。 b.帶輪的孔徑的確定 4m 24 1 z 56 2 z mmd mmd 224 96 2 1 mma160 mmb101 1 mmb96 2 因?yàn)?，取。mmd872.27 min mmd32 21 c.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 a.為了滿足帶輪的軸向定位要求，1-2 軸段右端要求 制出一軸肩，此段應(yīng)與密封毛氈的尺寸同時(shí)確定，查表 15-82，選用中的毛氈圈， 19974606zqjb mmd35 故取軸。帶輪與軸配合的轂孔長(zhǎng)度32mmd35 32 ，故取。mml90 1 mml90 21 b.初步選擇滾動(dòng)軸

36、承。 因?yàn)檫x用的齒輪是直齒輪，故軸承承受的是純的徑向力， 固選用深溝球軸承。 又根據(jù)，選 6208 號(hào)軸承。mmd35 32 其尺寸為mmmmmmbdd188040 故，。mmdd40 8743 mml18 43 右側(cè)軸承的左端采用軸肩定位，軸肩高度，故hd07 . 0 取，則軸環(huán)處的直徑。mmh5mmd50 54 c.取安裝齒輪處的軸段 6-7 的直徑。此軸mmd50 76 段的長(zhǎng)度應(yīng)略小于齒輪的寬度，取，齒輪 mml80 76 的左端采用軸肩定位，軸肩高度，故取hd07 . 0 ，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度mmh5 . 3mmd57 65 ，取。hb4 . 1mml12 65 d.軸承端蓋的

37、總寬度為（由減速器和軸承端mm20 蓋的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)而定） 。根據(jù)軸承的裝拆及便于對(duì)軸承添加 潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋外端面與帶輪的距離為。mml30 故取。 mml50 32 e.右端滾動(dòng)軸承與齒輪的右端采用套筒定位，此軸段長(zhǎng)應(yīng) 大于軸承寬度，考慮到箱體的制造誤差，在確定軸承的位 置時(shí)，應(yīng)與箱體的內(nèi)壁,有一段距離，取，取齒smms8 輪與箱體的內(nèi)壁的距離為，mma16 則。mmbasl42 87 117 0 a mmd872.27 min mmd32 21 mml90 21 mmd35 32 mml50 32 mmd40 43 mml18 43 mmd50 54 mml 5 . 140 54 f.中

38、間軸的總長(zhǎng)為（由中間軸各軸段的長(zhǎng)度相加mm 5 . 292 所得） ，故 8776654354 5 . 292 lllll mm mm 5 . 140 )42801218 5 . 292( 3）軸上零件的周向定位 帶輪與軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按 ，由表 6-11查得平鍵的截面mmd32 21 ，mmmmhb810mml70 同理，對(duì)于，mmd70 76 mmmmhb1220 。同時(shí)為了保證齒輪與軸配合得有良好的對(duì)中mml70 性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合選。滾動(dòng)軸承與 67 nh 軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸 公差為。6m 4) 確定軸的的倒角和圓角 參考表 15-2

39、1，取軸端倒角為，各軸肩處456 . 1 的圓角半徑均為 r1.6 5）校驗(yàn)該軸和軸承 作用在齒輪上的圓周力為 ： nn d t ft 3 . 3339 324.77 10104.12922 3 1 1 徑向力為nnff tr 406.1215)20tan 3 . 3339(tan 作用在軸 1 帶輪上的外力nff q 857.1568 求垂直面的支反力： nnfff nn ll fl f vrv r v 332.781)074.434406.1215( 074.434 5090 406.121550 12 3221 32 1 求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖： mn mn lfm mn n lf

40、m vav vav 067.39 )1090074.434( 067.39 m)1050332.781( 3 211 3 322 mmd57 65 mml12 65 mmd50 76 mml80 76 mmd40 87 mml42 87 nft 3 . 3339 nfr406.1215 nf857.1568 求水平面的支承力： 由得 3232211 )( lfllf th n n fff n n f ll l f hth th 692.2146 )607.1192 3 . 3339( 607.1192 3 . 3339 5090 50 12 3221 32 1 求水平彎矩，并繪制水平彎矩圖：

41、mn mn lfm mn mn lfm hah hah 335.107 )1050692.2146( 335.107 )1090607.1192( 3 322 3 211 求在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力：f nnfff nnf ll l f ff f 567.1770)857.1568710.201( 710.201857.1568 5090 18 12 3221 43 1 求并繪制力產(chǎn)生的彎矩圖f mnmn lfm mnmn lfm faf f 154.18)1090710.201( 239.28)1018857.1568( 3 211 3 432 在處產(chǎn)生的彎矩：fa mnmn lfm faf 154

42、.18)1090710.201( 3 211 求合成彎矩圖： 考慮最不利的情況，將與直接相加。 af m 22 ahav mm nf nf v v 332.781 074.434 2 1 mnm mnm av av 067.39 067.39 nf nf h h 692.2146 607.1192 2 1 mnm mnm ah ah 335.107 335.107 nf nf f f 567.1770 710.201 2 1 mn mn mmmm mn mn mmmm ahavaf ahavafa a 377.132 )335.107067.39154.18( 377.132 )335.107

43、067.39154.18( 22 2 2 22 22 從圖可見，處截面最危險(xiǎn)，按扭矩合成應(yīng)力校核軸的mm 強(qiáng)度。進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上的承受最大彎矩和扭矩 的截面的強(qiáng)度。根據(jù) 2 式（15-5）及第三節(jié)求得的數(shù)據(jù)進(jìn) 行計(jì)算。取，則軸的計(jì)算應(yīng)力為 6 . 0 w tm ca 2 2 2 max )( 其中 w0.1d3=0.1603mm3=21600mm3 所以 =mpa w tm ca 2 2 2 max )( 5 2 2 1016 . 2 104.1296 . 0377.132 =7.1mpa 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表115-1 查得 mnm mnm af f 154

44、.18 239.28 2 mnmaf154.18 mnm mnm a a 377.132 377.132 ，故安全。 mpa60 1 ca 1 6）軸承壽命校核 軸承壽命可由式進(jìn)行校核，查表 13-41 )( 60 106 p t h pf cf n l 的，查表 13-61得，查表 12-52得1 t f2 . 1 p f ,取knc5 .603 按最不利考慮，則有： n n ffff n n ffff fhvr fhvr 029.4055 )567.1770692.2146332.781( 856.1470 )710.201607.1192074.434( 22 2 2 2 2 22 22

45、 1 2 1 2 11 則: 年903.13) 2 . 1029.4055 101 5 . 60 ( 32060 10 )( 60 10 3 36 2 6 pr t h ff cf n l 所以該軸承符合要求 7）鍵的校核: 根據(jù)，確定 v 帶 mmd32 21 mnt104.129 1 輪選鑄鐵 ht200，由表 6-11手冊(cè)查得平鍵的截面 ，mmmmhb810mml70 校核： mpampa hld t 818.28 32708 10104.12944 3 21 1 查表 6-21的， mpampa p 6050 p 所以，符合設(shè)計(jì)要求。 5、中間軸的設(shè)計(jì) mpa ca 1 . 7 2 .

46、 1 p f nf nf r r 07.4429 088.1508 2 1 1）材料：選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。查表 15-31選取 112 0 a 2）各軸段直徑的確定：根據(jù)公式 mmmm n p ad993.37 367.105 113 . 4 112 3 3 2 2 0min 第 1 軸段和第 5 軸段要裝配軸承，查表212-5，選 6209 號(hào)軸承 其尺寸為mmmmmmbdd198545 故。mmdd45 6521 mmmml46)118121(16819 21 mmmml5 .45)75 5 . 77(16819 65 第 2 軸段安裝低速級(jí)小齒輪，且，取 32 d 21 d ，mm

47、d50 32 mml118 32 第 4 軸段安裝高速級(jí)大齒輪，且，取 54 d 65 d ，mmd50 54 mml75 54 第 3 軸段為軸肩，定位兩個(gè)齒輪。 ，mmmmdh5 . 35007 . 0 07 . 0 1 取mmd57 43 ，取 mmmmhl9 . 45 . 34 . 14 . 1 1 mml8 43 3）校驗(yàn)該軸和軸承： mmlmmlmml835 .104105 321 ， 作用在齒輪上的圓周力為： nn d t f nn d t f t t 334.7766 96 10784.37222 234.3139 5 . 237 10784.37222 3 1 2 3 3 2

48、 2 2 徑向力為 nnff nnff tr tr 714.2826)20tan334.7766(tan 588.1142)20tan234.3139(tan 33 22 年903.13 h l 112 0 a mmd993.37 min mmd45 21 mml46 21 mmd50 32 mml118 32 mmd57 43 求垂直面的支反力： n n ffff n n lll llflf f rvrv rr v 808.1753 )588.1142682.69714.2826( 682.69 83 5 . 104105 )83 5 . 104(588.114283714.2826 213

49、2 321 32233 1 ）（ 求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖： mn mn lfllfm mn mn lfm rvavn vavm 802.104 10 5 . 104588.1142 ) 5 . 104105(682.69 )( 316 . 7 )10105682.69( 3 22211 3 11 求水平面的支承力： 由得 3232211 )( lfllf th n n ffff n n lll llflf f htth tt h 561.6753 )007.4152334.7766234.3139( 007.4152 83 5 . 104105 )83 5 . 104(234.31398

50、3334.7766 )( 1322 321 32233 1 求水平彎矩，并繪制水平彎矩圖： mn mn lfllfm mn mn lfm thahn hahm 289.603 10 5 . 104334.7766 ) 5 . 104105(561.6753 960.435 )10105007.4152( 3 23212 3 11 考慮最不利的情況，將與直接相加。 af m 22 ahav mm mml8 43 mmd50 54 mml75 54 mmd45 65 mml 5 . 45 65 nf nf t t 334.7766 234.3139 3 2 nf nf r r 714.2826 5

51、88.1142 3 2 nf nf v v 808.1753 682.69 2 1 mn mn mmm mn mn mmm ahnavnan ahmavmam 324.612 )289.603(802.104 021.436 )960.435)316 . 7 ( 22 22 22 22 求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩： 從圖可見，處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取mm 折合系數(shù)）6 . 0 mn mn tmm mn mn tmm ame ane 934.489 )384.3726 . 0(021.436 )( 814.651 )384.3726 . 0(324.612 )( 22 2 2 2 22 2 2

52、2 mnm mnm avn avm 802.104 316 . 7 nf nf h h 561.6753 007.4152 2 1 mnm mnm ahn ahm 289.603 960.435 mnm mnm ahn ahm 324.612 021.436 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑： 因?yàn)樗x材料為 45 號(hào)調(diào)質(zhì)鋼，mpa b 650 ，則mpa b 60 1 截面處mm mm m d b e 384.43mm 601 . 0 10934.489 1 . 0 3 3 3 1 由于，所以該軸是安mmdd45 6521 mmd384.43 全的。 4）軸承壽命校核 軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承

53、 )( 60 106 p t h pf cf n l 主要承受徑向載荷的作用，所以，查表113-4 的 r fp ，查表113-6 得，查表212-5 得1 t f2 . 1 p f ,取knc5 .603 按最不利考慮，則有： nn fff nn fff hvr hvr 567.6977561.6753808.1753 592.4152007.4152)682.69( 22 2 2 2 22 22 2 1 2 11 則 年492.14) 2 . 1567.6977 101 5 . 60 ( 367.10560 10 )( 60 10 3 36 6 p t h pf cf n l 所以該軸承符

54、合要求 5）鍵的校核: 高速級(jí)大齒輪和低速級(jí)小齒輪的安裝軸徑為 ，由表 6-11查得平鍵的截面：mmd50 ，mmmmhb1016 又，高速級(jí)大齒輪的寬度為，選mmb 5 . 77 2 的鍵，mml63 低速級(jí)小齒輪的寬度為，選mmb101 2 mnm mnm e e 934.489 814.651 mmdd45 6521 的鍵。mml100 校核： mpampa hld t 338.47 506310 10784.37244 3 1 2 1 mpampa hld t 823.29 5010010 10784.37244 3 1 2 1 查表 6-21的， mpampa p 120100 p

55、所以，符合設(shè)計(jì)要求。 6、低速軸的設(shè)計(jì) 1）材料：選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。查表 15-31選取 112 0 a 2）a.各軸段直徑的確定：根據(jù)公式 mmmm n p ad569.49 103.45 910 . 3 112 3 3 3 3 0min 此軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑， 為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同 時(shí)確定聯(lián)軸器的型號(hào)。 b.聯(lián)軸器的型號(hào)的確定 查表 14-11,考慮到載荷變化不大，故取則:3 . 1 a k mnmntkt aca 262.1076)894.8273 . 1 ( 3 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，ca t 查標(biāo)準(zhǔn) gb

56、/t5014-1995（見表 13-72） ，選用 hl5 型彈性 柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔mn 2000 徑，固取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度mmd60 1 mmd60 21 ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度mml142 。mml107 1 因?yàn)?，取。mmd569.49 min mmd60 21 c.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 mmd384.43 nf nf r r 567.6977 592.4152 2 1 年492.14 h l a.為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2 軸段右端 要求制出一軸肩，此段應(yīng)與密封毛氈的尺寸同時(shí)確定， 查表 15-82，選用中的1

57、9974606zqjb mmd65 毛氈圈，故取軸。半聯(lián)軸器與軸配合32mmd65 32 的轂孔長(zhǎng)度，故取。mml107 1 mml107 21 b.初步選擇滾動(dòng)軸承。 考慮到主要承受徑向力，軸向也可承受小的軸向載荷。 當(dāng)量摩擦系數(shù)最小。在高速轉(zhuǎn)時(shí)也可承受純的軸向力， 固選用深溝球軸承。又根據(jù)選，選 6214 號(hào)mmd65 32 軸承。 其尺寸為mmmmmmbdd2412570 故，。mmdd70 8743 mml24 43 右側(cè)軸承的左端采用軸肩定位，軸肩高度，故hd07 . 0 取，則軸環(huán)處的直徑。mmh5mmd80 54 c.取安裝齒輪處的軸段 6-7 的直徑。此軸段mmd80 76 的

58、長(zhǎng)度應(yīng)略小于齒輪的寬度，取，齒輪的mml112 76 右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，hd07 . 0 mmh5 則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取mmd90 65 hb4 . 1 。mml8 65 d.軸承端蓋的總寬度為（由減速器和軸承端mm20 蓋的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)而定） 。根據(jù)軸承的裝拆及便于對(duì)軸承添加 潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋外端面與帶輪的距離為。mml30 故取。 mml50 32 e.左端滾動(dòng)軸承與齒輪的左端采用套筒定位，此軸段長(zhǎng)應(yīng) 大于軸承寬度，考慮到箱體的制造誤差，在確定軸承的位 置時(shí)，應(yīng)與箱體的內(nèi)壁,有一段距離，取，取齒smms8 輪與箱體的內(nèi)壁的距離為，則mma16 。mmbasl52)1

59、12116(24168 87 f.中間軸的總長(zhǎng)為（由中間軸各軸段的長(zhǎng)度相加mm 5 . 292 所得） ，故 112 0 a mmd569.49 min 3 . 1 a k mntca262.1076 mmd60 21 mml107 21 mmd65 32 mml50 32 mm mm lllll 5 . 96 )521128245 .292( 5 . 292 8776654354 3）軸上零件得周向定位 齒輪，聯(lián)軸器與軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按 ，由表 6-11手冊(cè)查得平鍵的截面mmd60 1 ，mmmmhb1118mml90 同理，mmd70 76 mmmmhb1220 。同時(shí)為了保證

60、齒輪與軸配合得有良好得對(duì)中mml100 性，故選擇齒輪輪轂與軸得配合選，半聯(lián)軸器與 67 nh 軸得配合選。滾動(dòng)軸承與軸得周向定位是由過(guò)渡67 kh 配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為。6m 4) 確定軸的的倒角和圓角 參考表 15-21，取軸端倒角為，各軸肩處的452 圓角半徑均為 r1.6 5）校驗(yàn)該軸和軸承 作用在齒輪上的圓周力為： nn d t ft910.7391 224 10894.82722 3 3 3 徑向力為 nnff tr 435.2690)20tan910.7391(tan 求垂直面的支反力： nnfff nn ll fl f vrv r v 608.1833)826.8