二級齒輪減速器_機械設(shè)計課程設(shè)計說明書

1、 XXX 1XXX8103XX 1 HarbinHarbinHarbin InstituteInstituteInstitute ofofof TechnologyTechnologyTechnology 機械設(shè)計課程設(shè)計說明書機械設(shè)計課程設(shè)計說明書機械設(shè)計課程設(shè)計說明書機械設(shè)計課程設(shè)計說明書 題題 目：目： 帶式運輸機的傳動裝置 院院 系：系： 航天學院 班班 級：級： 1118201 姓姓 名：名： 解延浩 學學 號：號： 1111820131 指導教師：指導教師： 于東 日日 期：期： 2014 年 3 月 5 日 哈爾濱工業(yè)大學 XXX 1XXX8103XX 2 目錄 一、傳動裝置的總

2、體設(shè)計一、傳動裝置的總體設(shè)計-1 (一)設(shè)計題目 -1 1.設(shè)計數(shù)據(jù)及要求-1 2.傳動裝置簡圖-1 （二）選擇電動機 -1 1.選擇電動機的類型 -1 2.選擇電動機的容量 -1 3.確定電動機轉(zhuǎn)速 -2 （三）、計算傳動裝置的總傳動比 -2 1.總傳動比-2i 2.分配傳動比 -2 （四）計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù) -3 1.各軸的轉(zhuǎn)速 -3 2.各軸的輸入功率 -3 3.各軸的輸出轉(zhuǎn)矩 -3 二二. .傳動零件的設(shè)計計算傳動零件的設(shè)計計算 -4 （一） 、高速齒輪傳動-4 1.選擇材料、熱處理方式及精度等級 -4 2.確定許用應(yīng)力 -4 3.參數(shù)選擇 -4 4.按齒面接觸疲勞強度設(shè)

3、計 -4 5.確定模數(shù)和中心距 -5 6.修正螺旋角 -5 7.確定分度圓直徑和齒寬 -5 8.校核齒根彎曲疲勞強度 -5 9.其他參數(shù) -6 （二） 、低速速齒輪傳動（二級傳動）-6 1.選擇材料、熱處理方式及精度等級 -6 2.確定許用應(yīng)力 -7 3.參數(shù)選擇 -7 4.按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 -7 XXX 1XXX8103XX 3 5.確定模數(shù)、中心距、分度圓直徑和齒寬 -7 6.校核齒根彎曲疲勞強度-8 7.其他尺寸 -8 （三）根據(jù)所選齒數(shù)修訂減速器運動學和動力學參數(shù)。 -8 三三. .軸的設(shè)計計算軸的設(shè)計計算 -9 (一)高速軸(即軸)的設(shè)計計算 -9 1. 軸的基本參數(shù)-軸：-9

4、 2.選擇軸的材料 -9 3.初算軸徑 -9 4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計-10 5.軸上鍵校核設(shè)計-11 6.校核軸承壽命-11 (二)中間軸(即軸)的設(shè)計計算-12 1.軸的基本參數(shù)-軸：-12 2.選擇軸的材料-13 3.初算軸徑-13 4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計-13 5.軸上鍵校核-13 6.軸的受力分析-14 7.校核軸承壽命-15 (三)輸出軸(即軸)的設(shè)計計算-15 1. 軸的基本參數(shù)-軸： -15 2.選擇軸的材料-16 3.初算軸徑-16 4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計-16 5.軸上鍵校核-17 6.軸的強度校核-17 7.校核軸承壽命-19 (四)整體結(jié)構(gòu)的的最初設(shè)計-19 1.軸承的選

5、擇-19 2.軸承潤滑方式及密封方式-19 3.確定軸承端蓋的結(jié)構(gòu)形式-20 4.確定減速器機體的結(jié)構(gòu)方案并確定有關(guān)尺寸-20 四四. .設(shè)計參考文獻設(shè)計參考文獻: : -20 XXX 1XXX8103XX 4 一、傳動裝置的總體設(shè)計 (一)設(shè)計題目 課程設(shè)計題目為：帶式運輸機傳送裝置 1.設(shè)計數(shù)據(jù)及要求：設(shè)計數(shù)據(jù)及要求： 設(shè)計的原始數(shù)據(jù)要求： F=2100N；d=250mm；v=1.2m/s 機器年產(chǎn)量：大批；機器工作環(huán)境：清潔； 機器載荷特性：平穩(wěn)； 機器最短工作年限：五年 3 班。 2.傳動裝置簡圖：傳動裝置簡圖： （二）選擇電動機 1.1.選擇電動機的類型選擇電動機的類型 按工作要求和

6、工作條件選用 Y 系列三相籠型異步電動機。全封閉自扇冷式 結(jié)構(gòu)，電壓為 380V。 2.2.選擇電動機的容量選擇電動機的容量 工作機的有效功率為： 21001.2/ 2.52 10001000 w FvNm s PkW 從電動機到工作機傳送帶間的總效率為： 242 1234 式中：分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動、卷筒的傳動效率。對于1234、 連接電動機和減速器高速軸的聯(lián)軸器，為減小啟動轉(zhuǎn)矩，其聯(lián)軸器應(yīng)具有較小 的轉(zhuǎn)動慣量和良好的減震性能，故采用具有彈性元件的聯(lián)軸器，如彈性柱銷聯(lián) 軸器。對于減速器和工作軸相連的聯(lián)軸器，它們常常不在同一個底座上，要求 就有較大的偏移補償，選用無彈性元件的撓性聯(lián)軸器

7、，如十字滑塊聯(lián)軸器。軸 承有斜齒輪的選用角接觸球軸承，直齒輪的選用深溝球軸承，齒輪為 8 級精度 的一般齒輪傳動。由表 9.1 取。則：12340.990.990.970.96、 XXX 1XXX8103XX 5 242 0.990.990.970.960.85 所以電動機所需要的工作功率為： 2.52 2.96 0.85 w d PkW PkW 3.3.確定電動機轉(zhuǎn)速確定電動機轉(zhuǎn)速 按表 9.1 推薦的傳動比合理范圍，二級圓柱齒輪減速器傳動比， 840i 而工作機卷筒軸的轉(zhuǎn)速為： 60 100060 1000 1.2 91.67 / min 250 w v nr d 所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍

8、為： (840) 91.67(733.363666.8) / mindwni nr 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750 r/min、1000 r/min、1500 r/min、3000 r/min 四種。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價格等因素，為使傳 動裝置結(jié)構(gòu)緊湊且成本合理，決定選用同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 的電動機，另需 要其中電機工作所需工作功率：。eddPP 根據(jù)電動機類型、容量和轉(zhuǎn)速，由本書的表 14.1 或有關(guān)手冊選定電動機型 號為 Y100L2-4。其主要性能如下表： 電動機型號電動機型號額定功率額定功率/kW/kW滿載轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)/(r/min)起

9、動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩/ / 額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/ / 額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 Y100L2-43.014202.22.2 電動機的主要安裝尺寸及外形尺寸如下表： 型號型號 H HA AB BC CD DE EFGDFGDG GK K Y100L2-4100160140632860872412 項：項： b bb b1 1b b2 2h hAAAABBBBHAHAL1L1 2051801052454017614380 （三）、計算傳動裝置的總傳動比 1.總傳動比為：i 1420 15.49 91.67 m w n i n 2分配傳動比： ii i 考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相接近，取，

10、故：ii=1. 4 1.41.4 15.494.66ii= 15.49 3.32 4.66 i i i = XXX 1XXX8103XX 6 （四）計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù) 1.1.各軸的轉(zhuǎn)速各軸的轉(zhuǎn)速 軸/ minmnnr 1420 軸 1420 / min 4.66 n nr i = 304. 72 軸 304.72 / min92/ min 3.32 n nrr i 91. 78 卷筒軸/ minwmnnr 92 2.2.各軸的輸入功率各軸的輸入功率 軸2.96 0.992.93dPPkW= 軸232.93 0.99 0.972.81PkW =P= 軸232.81 0.99 0.

11、972.70PkW P = 卷筒軸212.70 0.99 0.992.65PkW 卷P = 3.3.各軸的輸出轉(zhuǎn)矩各軸的輸出轉(zhuǎn)矩 電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩為dT 664 2.96 9.55 109.55 101.99 10 1420 / min d d m PkW TN mm nr 所以： 軸 44 100.991.97 10TTN mmN mmd= = 1. 99 軸 44 23100.99 0.97 4.6610TN mmN mm =Ti =1. 97= 8. 82 軸 45 23100.99 0.97 3.3210TiN mmN mm T =8. 82= 2. 81 卷筒軸 55 21100.

12、99 0.992.76 10TN mmN mm 卷T =2. 81= 將上述計算結(jié)果匯總于下表得: 軸名功率 kW轉(zhuǎn)矩 T/(Nmm) 轉(zhuǎn)速 n/(r/min) 傳動比 i 效率 電機軸 2.96 4 1.99 10 1420 1 0.99 軸 2.93 4 1.97 10 1420 4.66 0.96 軸 2.81 4 8.82 10 304.72 軸 2.70 5 2.81 10 91.783.32 0.96 卷筒軸 2.65 5 2.76 10 91.7810.98 XXX 1XXX8103XX 7 二.傳動零件的設(shè)計計算 （一） 、高速齒輪傳動 1 1選擇材料、熱處理方式及精度等級選擇

13、材料、熱處理方式及精度等級 帶式運輸機為一般機械，采用軟齒面齒輪傳動。一級傳動轉(zhuǎn)速較大，采用 圓柱斜齒輪。小齒輪選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面平均硬度為 236HBS；大齒輪 選用 45 鋼，正火處理，齒面平均硬度為 190HBS。大小齒輪均選用 8 級精度。 2.2.確定許用應(yīng)力確定許用應(yīng)力 根據(jù)齒輪的材料和齒面平均硬度，由圖 6.22 查得 lim1 570 H MPa lim2 390 H MPa Flim1 220MPa Flim2 170MPa 取 SH=1，SF=1.25，則 lim1lim2 12 lim2Flim2 22 570390 570, /390 11 220170 1

14、76, /136 1.251.25 HH HH HH H HH FF MPaMPa SS MPaMPa SS 3.3.參數(shù)選擇參數(shù)選擇 1齒數(shù) Z1、Z2：取 Z1=21,，則，考慮中心距及 211 21 4.6697.86ZZi 減速器的結(jié)構(gòu)尺寸問題，取 Z2=98。 2初選螺旋角：。15= 。 3齒寬系數(shù)：由表 6.6 取。 d d 1.2 4載荷系數(shù) K:由表 6.5 取 K=1.0. 5齒數(shù)比 u：u=Z2/Z1=98/21=4.67 4.4.按齒面接觸疲勞強度設(shè)計按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 4 1 1.97 10TN mm 12 min , 390 HHH MPa XX

15、X 1XXX8103XX 8 由式（6.38）計算小齒輪的分度圓直徑 4 1 3 3 1 22 (1)1.0 1.97 10(4.67 1) 75.675.638.40 1.2 4.67 390 dH KT u dmm u 5.5.確定模數(shù)和中心距確定模數(shù)和中心距 a. 模數(shù)：，按表 6.1 取標準模數(shù) 1 1 cos38.4 cos15 1.77 21 n d mmm z 2 n mmm b. 中心距： ，圓整，取 a=123mm。 12 ()2 (2198) 123.2 2cos2cos15 n mzz amm 6.6.修正螺旋角修正螺旋角 12 ()2 (21 98) arccosarc

16、cos14.6521 22 123 n mzz a 7.7.確定分度圓直徑及齒寬確定分度圓直徑及齒寬 分度圓直徑 1 1 21 2 43.412 coscos14.6521 n z m dmm 2 2 98 2 202.588 coscos14.6521 n z m dmm 齒寬 ，取 1 1.2 43.41252.09 d bdmm 21 55,60bmm bmm 8.8.校核齒根彎曲疲勞強度校核齒根彎曲疲勞強度 當量齒數(shù) 1 1 33 21 23.19 coscos 14.6521 v z z 2 2 33 98 108.22 coscos 14.6521 v z z 根據(jù)當量齒數(shù)，由表

17、6.7 查得齒形系數(shù) YF1=2.78，YF2=2.19 齒形系數(shù)與許用彎曲應(yīng)力的比值為 12 12 2.782.19 0.0158,0.0161 176 136 FF FF YY 因為 YF2/F2較大，故需校核齒輪 2 的彎曲疲勞強度，由式（6.39）有 4 11 11 21 1.61.6 1.0 1.97 102.19 14.46 55 43.412 2 F FF n KTY MPa b d m XXX 1XXX8103XX 9 齒根彎曲疲勞強度滿足。 高速級齒輪參數(shù)列表 齒輪法向模數(shù) mn/mm 分度圓直徑 d/mm 齒寬 b/mm 齒數(shù) z 螺旋角 中心距 a/mm 小 43.412

18、5521 大 2 202.5886098 14.6521123 9.9.其他尺寸其他尺寸 1) 齒頂高： * 1 221 aannan hh mmmmm h 2) 齒根高： * ()(1 0.25) 22.50.25 fannnn hhC mmmmm C 3) 全齒高： (22.5)4.5 af hhhmmmm 4) 齒頂圓直徑： 11 22 2(43.4122 2)47.412 2(202.5882 2)206.588 aa aa ddhmmmm ddhmmmm 5) 齒根圓直徑： 11 22 2(43.4122 2.5)38.412 2(202.5882 2.5)197.588 ff ff

19、 ddhmmmm ddhmmmm 6) 頂隙： * 0.25 20.5 nn CC m （二） 、低速速齒輪傳動 1 1選擇材料、熱處理方式及精度等級選擇材料、熱處理方式及精度等級 二級傳動采用軟齒面圓柱直齒輪傳動。小齒輪選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面 平均硬度為 236HBS；大齒輪選用 45 鋼，正火處理，齒面平均硬度為 190HBS。 大小齒輪均選用 8 級精度。 2 2 確定許用應(yīng)力確定許用應(yīng)力 根據(jù)齒輪的材料和齒面平均硬度，由圖 6.22 查得 lim1 570 H MPa lim2 390 H MPa Flim1 220MPa Flim2 170MPa 取 SH=1，SF=1.25

20、，則 XXX 1XXX8103XX 10 lim1lim2 12 lim2Flim2 22 570390 570, /390 11 220170 176, /136 1.251.25 HH HH HH H HH FF MPaMPa SS MPaMPa SS 3.3.參數(shù)選擇參數(shù)選擇 1齒數(shù) Z1、Z2：取 Z1=23,（此值不會根切）則， 211 23 3.3276.36ZZi 考慮中心距及減速器的結(jié)構(gòu)尺寸問題，取 Z2=75。 2齒寬系數(shù)：由表 6.6 取。 d d 1.2 3載荷系數(shù) K:由表 6.5 取 K=1.1. 4齒數(shù)比 u：u=Z2/Z1=75/23=3.26 4.4.按齒面接觸

21、疲勞強度設(shè)計按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 4 2 8.82 10TN mm 12 min , 390 HHH MPa 由式（6.38）計算小齒輪的分度圓直徑 4 1 3 3 1 22 (1)1.1 8.82 10(3.26 1) 76.676.667.84 1.2 3.26 390 dH KT u dmm u 5.5.確定模數(shù)、中心距、分度圓直徑及齒寬確定模數(shù)、中心距、分度圓直徑及齒寬 a. 模數(shù)：，按表 6.1 取標準模數(shù) m=3mm 1 1 67.84 2.95 23 d mmm z c. 中心距：。 12 ()3 (2375) 147 22 m zz amm d. 分度圓直徑

22、 11 23 369dz mmm 22 75 3225dz mmm e. 齒寬，取 1 1.2 6982.8 d bdmm 21 85,90bmm bmm 6.6.校核齒根彎曲疲勞強度校核齒根彎曲疲勞強度 根據(jù)齒數(shù)，由表 6.7 查得齒形系數(shù) 12 2.78,2.25 FF YY XXX 1XXX8103XX 11 齒形系數(shù)與許用彎曲應(yīng)力的比值為 12 12 2.782.25 0.0158,0.0165 176 136 FF FF YY 因為 較大，故需校核齒輪 2 的彎曲疲勞強度，由式（6.39）有 22 / FF Y 4 22 21 1 22 1.1 8.82 102.25 24.8 85

23、 69 3 F FF KT Y MPaMPa bd m 齒根彎曲疲勞強度滿足。 低速級齒輪參數(shù)列表 齒輪模數(shù) m/mm 分度圓直徑 d/mm 齒寬 b/mm 齒數(shù) z 螺旋角 中心距 a/mm 小 69 90 23 大 3 225 85 75 0 147 7.7.其他尺寸其他尺寸 1) 齒頂高： * 1 331 aanan hh mmmmm h 2) 齒根高： * ()(1 0.25) 33.750.25 fan hhC mmmmm C 3) 全齒高： (33.75)6.75 af hhhmmmm 4) 齒頂圓直徑： 11 22 2(692 3)75 2(2252 3)231 aa aa dd

24、hmmmm ddhmmmm 5) 齒根圓直徑： 11 22 2(692 3.75)61.5 2(2252 3.75)217.5 ff ff ddhmmmm ddhmmmm 6) 頂隙： * 0.25 30.75CC m （三）根據(jù)所選齒數(shù)修訂減速器運動學和動力學參數(shù)。 軸名功率 kW轉(zhuǎn)矩 T/(Nmm) 轉(zhuǎn)速 n/(r/min) 傳動比 i效率 電機軸 2.96 4 1.99 10142010.99 軸 2.93 4 1.97 101420 4.670.96 軸 2.81 4 8.83 10304.07 3.260.96 XXX 1XXX8103XX 12 軸 2.70 5 2.76 1093

25、.27 卷筒軸 2.65 5 2.71 1093.2710.98 三.軸的設(shè)計計算 (一)高速軸(即軸)的設(shè)計計算 1.1. 軸的基本參數(shù)：軸的基本參數(shù)： / minmnnr 1420 44 100.991.97 10TTN mmN mmd= = 1. 99 作用在齒輪上的力： 切向力 1 4 1 1022 1.97 907.58 43.412 t T FNN d 徑向力 tan907.583 ta cos14 n20 341.44 c.6521os tn r Fa FNN 軸向力 tan907.58 tan14.6521237.29 at FFNN 2.2.選擇軸的材料選擇軸的材料 考慮結(jié)構(gòu)

26、尺寸可能出現(xiàn)的特殊要求（一號小齒輪，其材料 45 鋼 1=40mm d 調(diào)質(zhì)處理，則有可能需要使用齒輪軸）傳遞力矩及高轉(zhuǎn)速，選用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理， 以獲得良好的綜合機械性能。 3.3.初算輸入軸軸徑初算輸入軸軸徑 按彎扭強度計算： 33 min P2.96 C11014.05 n1420 dmm 考慮到軸上鍵槽適當增加軸直徑，。 min d14.05 1.0314.47mm 式中： C由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻1表 9.4 中查得 C 值， 45 鋼 為 118106，取 C=110。 P軸傳遞的功率（單位 kW） 。 n軸的轉(zhuǎn)速。 4.4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計

27、(1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式 為方便軸承部件的裝拆，減速器的機體用剖分結(jié)構(gòu)形式。因傳遞功率小， XXX 1XXX8103XX 13 齒輪減速器效率高，發(fā)熱小，估計軸不會很長，故軸承部件的固定方式采用兩 端固定。由此所設(shè)計的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式輸入軸的草圖 1 所示，然后，可按 軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端 1 開始設(shè)計。 (2)聯(lián)軸器及軸端 1 上述所求的的，就是軸段 1 的直徑，又考慮到軸段 1 上安裝聯(lián)軸mind17mm 器，因此 1 的設(shè)計與聯(lián)軸器的設(shè)計同時進行。 為補償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差，隔離振動，選用 LX 型彈性柱銷聯(lián)軸器。 查表 12.1(參考文獻1)可?。篕=1.4，

28、則計算轉(zhuǎn)矩： 。 1 T1.5 19.927.86 e K TmmNN 其中型號為 LX2 的聯(lián)軸器系列公稱轉(zhuǎn)矩滿足，取 25mm。 (3)軸段 2 在確定軸段 2 的直徑時候，應(yīng)該考慮聯(lián)軸器的固定與密封兩個方面。 但考慮大齒輪線速度，即軸承可通過齒輪甩 2 3.29/ (60 1000/)2m svm snd 油進行潤滑,無需擋油板。聯(lián)軸器的右端軸肩固定，由圖 9.8 中的公式計算得軸 肩高度，但考慮固定和使用唇型密封圈的原因，則可取1.752.5mmh h=1.75mm,則軸段 2 直徑。228.5mmd (4)軸段 3 和軸段 7 考慮使用斜齒輪。齒輪有軸向力，軸承類型為角接觸球軸承?？?/p>

29、慮軸徑及 安裝，暫取 7206C,查得 d=30mm,D=62mm,B=16mm。故取軸段 3 的直徑為 。330mmd (5)軸段 6 由圖 9.8 中的公式計算得，軸段 6 的軸肩應(yīng)為 ?？紤]加工便利，初取軸肩(0.070.1)(0.070.1) 302.13hdmmmm 2.5mm,則初算可取直徑為 35mm. (6)軸段 4 軸段 4 的軸肩也為。軸肩(0.070.1)(0.070.1) 302.13hdmmmm 取 2.5mm,則直徑為 35mm。,但考慮到可能使用齒輪軸，需進行計算，知 e，故軸承壽命充裕。 hLh L (二)中間軸(即軸)的設(shè)計計算 1.1. 軸的基本參數(shù)軸的基本

30、參數(shù)： 1420 / min304.07/ min 4.67 n nrr i = 44 23100.99 0.97 4.6710TN mmN mm =Ti =1. 97= 8. 82 計算得作用在斜齒輪上的力： 切向力 1 4 122 8.82 870 202.5 0 88 t T FNN d 徑向力 tan870 tan20328 rt FFaNN 軸向力tan870 cos14.6521227 at FFNN 直齒輪上： 切向力 2 4 22 8.82 1 2557 69 0 t T FNN d 徑向力 tan2547tan20930 rt FFNN 2.2.選擇軸的材料選擇軸的材料 選用

31、 45 號鋼，熱處理方式為調(diào)質(zhì)，能獲得良好的綜合機械性能。 3.3.初算軸徑初算軸徑 按彎扭強度計算： 33 min P2.81 C11023.07 n304.72 dmm XXX 1XXX8103XX 16 考慮到軸上鍵槽適當增加軸直徑，。 min d23.07 1.0323.76mm 式中： C由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻1表 9.4 中查得 C 值， 45 號鋼的值為 118106，取 C=110。 P軸傳遞的功率（單位 kW） 。 n軸的轉(zhuǎn)速。 4.4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式 軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設(shè)計的軸承部件的結(jié)構(gòu)形

32、式如 圖：中間軸的草圖 1 所示，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸 端 1 開始設(shè)計。 (2)軸段 1 初選角接觸球軸承 7206C,查得 d=30mm,D=62mm,B=16mm。故取軸段 1 的直 徑為。130mmd (3)軸段 2 與軸段 4 由圖 9.8 中的公式計算得，軸段 2 的軸肩應(yīng)為（0.070.1） 25=2.13mm?？紤]齒輪安裝定位，初取軸肩 2.5mm,則初算可得直徑為 。235mmd (4)軸段 3 軸段 3 的軸肩也為（0.070.1） 38=2.663.8mm，軸肩取 2.5mm,則直徑為 40mm。 (5)軸段長度 軸段具體長度要綜合考慮其他 2 根

33、軸的尺寸和聯(lián)軸器端面到箱體軸承透蓋 的距離綜合草圖進行確定。 5.5.軸上鍵校核軸上鍵校核 中間軸軸段 2 與軸段 4 上有鍵，計算時計算軸上所需鍵最短長度，其鍵長 大于所需最短工作長度即可。 連接為靜連接，載荷平穩(wěn)，且鍵材料均選用 45 號鋼，查表可得： ，取 。需滿足： 125150pMPa 135pMPa 2 pp T dkl 軸段 4 與小齒輪連接處的鍵 其中軸段 4 的直徑 35mm，可取鍵的尺寸 bh=108mm，鍵長 L 的范圍為 （22110）mm，取 32mm。 XXX 1XXX8103XX 17 則可解得: 4 244 8.82 10 57 ()35 8 (32 10) p

34、p TT MPaMPa dklhd lb 故鍵長可取 32mm 或更長值。 考慮此軸上的兩個齒輪內(nèi)側(cè)輪轂寬度，取大齒輪的鍵長為 80mm，小齒輪的鍵長 為 36mm。 6 6軸的受力分析軸的受力分析 (1)畫軸的受力簡圖 中間軸受力： 斜齒輪上的力： 切向力 1 4 122 8.82 870 202.5 0 88 t T FNN d 徑向力 tan870 tan20328 rt FFaNN 軸向力tan870 cos14.6521227 at FFNN 直齒輪上： 切向力 2 4 22 8.82 1 2557 69 0 t T FNN d 徑向力 tan2547tan20930 rt FFNN

35、 (2)計算支承反力 如圖，由受力平衡，易求支反力(假設(shè)右側(cè)軸承承擔所有軸向力)： 1 11 1 2 22 2 245 ; 568,118 ; 0; 1442; 69,118 ; 227; t rr a t rr aa RN RN RN RN RN RN RN RFN 故左軸承的總支承反力： 2222 111 ()(118568)245728 ; 0 rlrrt al FRRRN FN 軸承 IV 的總支承反力： 2222 222 ()(690 118)14421551 ; 227 rrrrt ara FRRRN FFN XXX 1XXX8103XX 18 7.7.校核軸承壽命校核軸承壽命 由

36、表 12.3 查得 7206C 軸承的。右側(cè)軸承受力較大，017800,12800rCN CN 只需校核右側(cè)即可 （1） 計算當量動載荷 由，由表 10.13 查得。0/227/128000.018arFC 0.38e 因為，所以。/227/15510.146earrrFF 1,0XY 當量動載荷為（由表 10.11 查得）1.2pf r)P(1.2 (1 15510)1861.2rrar p fXFYFNN （2） 校核軸承壽命 軸承在以下工作，由表 10.10 查得。平穩(wěn)。軸承 I 的壽命為100 C1Tf 33 66 r 10101 17800 82699 60P60 3051551 T

37、r h f C Lh n 已知減速器使用 5 年 3 班，則預期壽命為 8 1 250 5 330000hLhh ，故軸承壽命充裕。 hLh L (三)輸出軸(即軸)的設(shè)計計算 1.1. 軸的基本參數(shù)軸的基本參數(shù)-軸：軸： 304.72 / min 3.32 n nr i 91. 78 45 23100.99 0.97 3.3210TiN mmN mm T =8. 82=2. 81 則經(jīng)過計算可得作用在圓柱直齒輪上的力： 切向力 5 22 2.81 2205 255 10 t T FN d 徑向力 tan2205 tan20803 rt FFaN 軸向力0 a FN 2.2.選擇軸的材料選擇軸

38、的材料 選用 45 鋼，熱處理方式為調(diào)質(zhì)，能獲得良好的綜合機械性能。 3.3.初算軸徑初算軸徑 按彎扭強度計算： 3 3 3 min 3 P2.7 C11033.96 n91.78 dmm 考慮到軸上鍵槽適當增加軸直徑，。 min d33.96 1.0334.98mm 式中： XXX 1XXX8103XX 19 C由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻1表 9.4 中查得 C 值， 45 號鋼的值為 118106，取小值 C=110。 P軸III傳遞的功率（單位 kW） 。 N軸III的轉(zhuǎn)速。 4.4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式 為方便軸承部件的裝拆，減速器

39、的機體用剖分結(jié)構(gòu)形式。因傳遞功率小， 齒輪減速器效率高，發(fā)熱小，估計軸不會很長，故軸承部件的固定方式采用兩 端固定。由此所設(shè)計的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖：中間軸的草圖 1 所示，然后， 可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端 7 開始設(shè)計。 (2)軸段 7 及聯(lián)軸器 軸段 7 的直徑，需要考慮到上述所求的及軸段 1 上安裝聯(lián)軸mind33.96mm 器，因此與聯(lián)軸器的設(shè)計同時進行。 為補償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差，隔離振動，選用金屬滑塊聯(lián)軸器。查表 12.1(參考文獻1)可?。篕=1.4，則計算轉(zhuǎn)矩： 。3T1.4281393.4eK TmmNN 由表 13.3(參考文獻2)得可取許用轉(zhuǎn)矩為

40、 500Nm 的金屬滑塊聯(lián)軸器，輸出端 dmin=40mm。 (3)軸段 6 考慮聯(lián)軸器的軸向固定和唇型密封圈的安裝，軸段 6 直徑。645mmd (4)軸段 5 和軸段 1 考慮使用直齒輪，齒輪沒有軸向力，軸承類型為深溝球軸承。軸段 5 需要 考慮軸承直徑及安裝，查表 12.2（參考文獻2深溝球軸承，取其型號為 6210, 查得 d=50mm,D=90mm,B=20mm。一根軸上兩個軸承應(yīng)該為相同型號，故取軸段 5 和軸段 1 的直徑為：。5150mmdd (5)軸段 2 和軸段 4 取定位軸肩 2.5mm，故2455mmdd (6)軸段 4 軸段 4 的軸肩取為4.5mm。則直徑為 64m

41、m。 (7)軸段長度 軸段長度可綜合草圖進行設(shè)計。 5.5.軸上鍵校核軸上鍵校核 輸出軸軸段 7 與軸段 4 上有鍵，計算時計算軸上所需鍵最短長度，其鍵長 大于所需最短工作長度即可。 連接為靜連接，載荷平穩(wěn)，且鍵材料均選用 45 號鋼，查表可得： XXX 1XXX8103XX 20 ，取 。需滿足： 125150pMPa 135pMPa 24 () pp TT dklhd lb (1) 軸段 4 與大齒輪連接處的鍵 其中軸段 4 的直徑 55mm，可取鍵的尺寸 bh=1610mm，鍵長 L 的范圍為 （45180）mm，取 56mm。 則可解得: 5 244 2.81 10 51 ()55 1

42、0 (56 16) pp TT MPaMPa dklhd lb 故鍵長可取 56mm 或更長值。 由大齒輪內(nèi)側(cè)輪轂寬可取鍵長為 56mm。 。 (2) 軸段 7 與聯(lián)軸器連接處的鍵 其中軸段 7 的直徑 40mm，可取鍵的尺寸 bh=128mm，鍵長 L 的范圍為 （28140）mm，取 50mm。 則可解得: 5 2442.81 10 92.4 ()40 8 (50 12) pp TT MPaMPa dklhd lb 故鍵長可取 50mm 或更長值。 軸段 7 和聯(lián)軸器連接，長為 68mm，查表取鍵長為 63mm。 6 6軸的強度校核軸的強度校核 （1）畫軸的受力簡圖 （2）計算支承反力 5

43、 22 2.8 10 2489 225 tan202489 tan20906 t rt T FNN d FFNN 在水平面上 1 1 12 90670 317 70130 r F l RNN ll 21 (906317)589 r RFRNN 水平面彎矩圖： XXX 1XXX8103XX 21 在垂直平面上 1 1 12 248970 871 70130 t Fl RNN ll 21 (2489 871)1618 t RFRNN 豎直面彎矩圖： （3）合成彎矩圖 (4)畫轉(zhuǎn)矩圖。 5 2.8 10TN mm 軸承 I 的總支承反力： 2222 111 317871927 R FRRNN 軸承 II 的總支承反力： 2222 222 58916181722 R FRRNN (5).校核軸的強度 B 剖面右側(cè)，因彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，故 B 剖面右側(cè)為危險剖面,故應(yīng)對此進行校核。 其當量彎矩為 22252 1 ()120450(0.6 2