兩級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)及有限元分析 畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、ee題 目 兩級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)及有限元分析 學(xué)生姓名 e 學(xué)號(hào) ee 所在學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) ee 指導(dǎo)教師 ee _ 完成地點(diǎn) 校內(nèi) 2009 年 6 月 17 日兩級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)及有限元分析ee(ee)指導(dǎo)教師：ee摘要本設(shè)計(jì)是一個(gè)展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器，主要目的是為了提高減速器的設(shè)計(jì)效率以及完成齒輪在嚙合時(shí)兩個(gè)齒輪的非線性應(yīng)力分析。本文主要利用了pro/e三維軟件和ansys有限元分析軟件。首先，通過計(jì)算完成齒輪設(shè)計(jì)、軸設(shè)計(jì)、齒輪及軸強(qiáng)度校核等設(shè)計(jì)計(jì)算；然后，利用pro/e軟件對(duì)減速器進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)，并對(duì)它進(jìn)行模型裝配及運(yùn)動(dòng)仿真分析，使設(shè)計(jì)結(jié)果得到更直觀的體現(xiàn)

2、；最后，利用ansys軟件對(duì)其中一對(duì)直齒輪進(jìn)行參數(shù)化建模，利用apdl語言在ansys軟件中自動(dòng)生成齒輪的漸開線，再利用圖形界面操作模式，通過鏡像、旋轉(zhuǎn)等命令，生成兩個(gè)相互嚙合的大小齒輪，并對(duì)它進(jìn)行了非線性應(yīng)力分析，得出兩個(gè)大小齒輪的接觸應(yīng)力分布云圖。通過利用pro/e軟件對(duì)減速器進(jìn)行三維造型與仿真分析，我們可以通過仿真虛擬減速器的實(shí)際運(yùn)動(dòng)過程，從而提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和縮短了設(shè)計(jì)的周期，通過利用ansys軟件分析一對(duì)齒輪嚙合時(shí)的應(yīng)力，可以知道，用傳統(tǒng)的方法設(shè)計(jì)齒輪，是將齒輪的可靠度放大了，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，我們可以減少齒輪的尺寸，從而節(jié)省了原材料，降低了生產(chǎn)的成本。關(guān)鍵字減速器，pro/e，三

3、維造型，運(yùn)動(dòng)仿真，ansys，有限元分析，非線性應(yīng)力分析the design and finite element analysis of two cylindrical gear reduceee(ee)tutor: eeabstract: the design is an expansion of two cylindrical gear reducer, the main purpose is to improve the design efficiency of reducer and gear mesh in two gear nonlinear stress analysis. t

4、his paper mainly use the pro/e software for 3d software and finite element analysis software ansys. first of all, by calculating the complete gear design, shaft design, gear and axle strength check calculation; then, three-dimensional modeling design for the reducer using pro/e software, and analyze

5、d the model assembly and motion simulation, the design results reflected more intuitive; finally, one of the gear parametric modeling using ansys software, the use of apdl language automatic generation of involutes gear in ansys software, to use graphical interface mode of operation, through the mir

6、ror, rotate command, generates two meshing gears, and it is a nonlinear stress analysis, the size of the two gear contact stress distribution reprogram. through the analysis of 3d modeling and simulation of the reducer using pro/e software, we can actually exercise process through the simulation of

7、virtual reducer, in order to improve the accuracy of design and shorten the design cycle, through the use of ansys software analysis of the stress of gear mesh, we can know, using traditional methods of design of gear, the gear reliability amplification, in the process of design, we can reduce the g

8、ear size, which saves raw materials, reduces the production cost.key words: reducer, pro/e, three-dimensional modeling , motion simulation , ansys , finite element analysis，nonlinear stress analysis 目 錄緒論11設(shè)計(jì)研究的意義12文中采用軟件簡(jiǎn)介23本文主要研究?jī)?nèi)容31 圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算41.1系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)41.2電動(dòng)機(jī)的選擇41.3計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比51.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)

9、動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)51.5 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算61.5.1 高速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)61.5.2 低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)81.6軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算111.6.1 輸入軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算111.6.2 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)161.6.3 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)161.7 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算171.7.1 輸入軸滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算171.7.2 中間軸滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算181.7.3 輸出軸滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算191.8 鍵連接的選擇及校核計(jì)算201.8.1 輸入軸鍵的強(qiáng)度校核計(jì)算201.8.2 中間軸鍵的強(qiáng)度校核計(jì)算201.8.3 輸出軸鍵強(qiáng)度校核計(jì)算201.9 聯(lián)軸器的選擇212 減速器的部分部件的三維建模222

10、.1 圓柱直齒輪的三維建模過程222.2 軸的三維模型圖292.2.1 軸1的實(shí)體模型圖292.2.2 軸2的實(shí)體模型圖292.2.3 軸3的實(shí)體模型圖292.3 鍵的三維模型圖302.4 軸承的實(shí)體模型圖302.5 視孔蓋和窺視孔的三維模型圖302.6 油標(biāo)的三維模型圖312.7 起蓋螺釘?shù)娜S模型圖312.8 軸承端蓋的三維模型圖312.9 箱座的三維建模圖322.10 箱蓋的三維建模圖323 減速器的裝配及運(yùn)動(dòng)仿真333.1減速器爆炸圖333.2 減速器的裝配333.3 減速器的運(yùn)動(dòng)仿真344 直齒圓柱齒輪嚙合應(yīng)力有限元分析364.1 建立直齒輪模型364.2 幾何模型的網(wǎng)格劃分404.

11、3 創(chuàng)建接觸對(duì)414.4施加邊界條件與加載434.5 求解444.6 查看結(jié)果444.7 結(jié)果分析455 結(jié)論46附錄148參 考 文 獻(xiàn)5149緒論減速器是一種介于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，主要作用是用來傳遞動(dòng)力和增大轉(zhuǎn)矩，廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)，如礦業(yè)生產(chǎn)、化工設(shè)備、汽車制造、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，在種類繁多的減速器中，圓柱齒輪減速器是較為普遍使用的傳動(dòng)裝置，齒輪減速器在設(shè)計(jì)過程中涉及機(jī)械設(shè)計(jì)各個(gè)方面，如幾何參數(shù)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)件選型、強(qiáng)度設(shè)計(jì)、動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑與密封等。如果采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法去設(shè)計(jì)一個(gè)減速器，可能因?yàn)橛?jì)算量太大，過程比較繁雜，很容易在設(shè)計(jì)過程中出錯(cuò)，而且設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)

12、，浪費(fèi)人力財(cái)力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械制造中的廣泛應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)減速器的過程，我們可以通過簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)計(jì)算，然后利用pro/e軟件對(duì)減速器進(jìn)行三維造型、模型裝配，進(jìn)而對(duì)它進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，不僅模擬出了它的實(shí)際形狀，而且模擬出了它的實(shí)際運(yùn)動(dòng)過程。在圓柱齒輪傳動(dòng)過程中，最容易出現(xiàn)失效的是齒輪，因此，我們要對(duì)設(shè)計(jì)出來的齒輪進(jìn)行分析，ansys軟件是一個(gè)比較好的有限元分析軟件，我們可以用它來分析圓柱齒輪在嚙合時(shí)的非線性應(yīng)力狀態(tài)。1設(shè)計(jì)研究的意義 圓柱齒輪減速器由于具有固定傳動(dòng)比、結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)體封閉并有較大剛度、傳動(dòng)可靠性好等特點(diǎn)，因此成為工程應(yīng)用中普遍使用的機(jī)械傳動(dòng)裝置，被廣泛應(yīng)用于建材、起重、運(yùn)輸、冶

13、金、化工和輕工等行業(yè)。一些類型的減速器已經(jīng)有了系列標(biāo)準(zhǔn)，可以由專門的制造廠生產(chǎn)。但在傳動(dòng)布置、結(jié)構(gòu)尺寸、功率、傳動(dòng)比等有特殊要求，由標(biāo)準(zhǔn)不能選出時(shí)，需自行設(shè)計(jì)制造。齒輪是機(jī)械中廣泛應(yīng)用的傳動(dòng)零件之一，形式很多，應(yīng)用廣泛。齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)功率范圍大、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、使用壽命長(zhǎng)、工作可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。因此齒輪傳動(dòng)技術(shù)成為機(jī)械工程技術(shù)的重要組成部分，在一定程度上標(biāo)志著機(jī)械工程技術(shù)的水平。由于齒輪傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用，齒輪被公認(rèn)為工業(yè)和工業(yè)化的象征。但從零件的失效情況來看，齒輪也是最容易出故障的零件之一。齒輪傳動(dòng)在運(yùn)行工況中常常會(huì)發(fā)生輪齒折斷、齒面磨損、齒面點(diǎn)蝕

14、、齒面膠合、塑性變形等很多問題。導(dǎo)致傳動(dòng)性能失效，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在各類機(jī)械故障中齒輪失效就占總數(shù)的60%以上，其中齒面損壞和齒根斷裂均為齒輪失效的主要原因。因而有必要對(duì)齒輪接觸狀態(tài)的強(qiáng)度性能進(jìn)行合理的評(píng)估并校核其結(jié)構(gòu)的可靠性。為此人們對(duì)齒輪的齒面接觸應(yīng)力進(jìn)行了大量的研究與分析。然而，傳動(dòng)齒輪復(fù)雜的應(yīng)力分布情況和變形機(jī)理成為了齒輪設(shè)計(jì)困難的主要原因，而有限元理論和各種有限元分析軟件的出現(xiàn)，讓普通設(shè)計(jì)人員無需對(duì)齒輪做大量的分析研究，就可以基本掌握齒輪的受力和變形情況，并可以利用有限元計(jì)算結(jié)果，找出設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)的目的。由于有特殊要求的減速器其設(shè)計(jì)過程繁瑣、

15、周期長(zhǎng)、效率低，因而在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)它進(jìn)行實(shí)體建模，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真及有限元分析。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工程（cad/cae）和ansys有限元分析軟件等技術(shù)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)日趨成熟，計(jì)算機(jī)輔助繪圖已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造的重要組成部分，由于繪圖速度快，而且分析準(zhǔn)確性高，所以被廣泛應(yīng)用于航空、機(jī)械、電子、建筑等行業(yè)。將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)過程相結(jié)合，能夠大大縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，提高效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行仿真分析及有限元分析，因而可以有效避免原材料的浪費(fèi)，最大限度降低生產(chǎn)成本?；谀壳拔覈?guó)由制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的基本國(guó)情，減速器的實(shí)體建模及運(yùn)

16、動(dòng)仿真分析，對(duì)其設(shè)計(jì)過程顯得尤為重要，當(dāng)然對(duì)其進(jìn)行有限元的分析也很重要，可以了解實(shí)際工作時(shí)所處的應(yīng)力狀態(tài)。本文研究?jī)?nèi)容能夠在一定程度上縮短減速器的設(shè)計(jì)周期，降低生產(chǎn)成本，降低勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高減速器設(shè)計(jì)質(zhì)量。2文中采用軟件簡(jiǎn)介（1）pro/e軟件的介紹本設(shè)計(jì)中減速器的實(shí)體模型及運(yùn)動(dòng)仿真分析都是在pro/e三維設(shè)計(jì)軟件中進(jìn)行的。1985年美國(guó)ptc公司開始建模軟件的研究，1988年v1. 0的pro/engineer誕生，隨后美國(guó)通用汽車公司將該技術(shù)應(yīng)用于各種類型的減速器設(shè)計(jì)與制造中。目前在基于pro/e的減速器的模型設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析與生產(chǎn)制造方面美國(guó)、德國(guó)和日本處于領(lǐng)先地位。

17、pro/engineer技術(shù)可以方便快捷的實(shí)現(xiàn)建立基于零件或子裝配體的三維模型設(shè)計(jì)和裝配，并且提供了豐富的約束條件完成可以滿足的工程實(shí)踐要求。建立三維模型在裝配體環(huán)境下可以很好的對(duì)零件進(jìn)行編輯和修改，在生產(chǎn)實(shí)際中便捷的把立體圖轉(zhuǎn)換為工程圖，在生產(chǎn)應(yīng)用中充分利用pro/e軟件進(jìn)行幾何造型設(shè)計(jì)，進(jìn)一步利用數(shù)控加工設(shè)備進(jìn)行技術(shù)加工，可以顯著提高減速器的設(shè)計(jì)制造精密、設(shè)計(jì)制造質(zhì)量、設(shè)計(jì)制造效率，從而縮短產(chǎn)品更新?lián)Q代生產(chǎn)的整個(gè)周期。其最顯著的特征就是使用參數(shù)化的特征造型。涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)、三維模型設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、動(dòng)態(tài)模擬與仿真，到工程圖的輸出、生產(chǎn)加工成產(chǎn)品的全過程。本軟件采用單一數(shù)據(jù)

18、庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念，改變了機(jī)械cadcaecam 的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械cadcaecam 領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。pro/e引入了行為建模功能，可以通過對(duì)用戶的設(shè)計(jì)要求和目標(biāo)的分析，自動(dòng)得到最優(yōu)結(jié)果。它所涉及的主要行業(yè)包括工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械、仿真、制造和數(shù)據(jù)管理、電路設(shè)計(jì)、汽車、航天、玩具等。pro/e系統(tǒng)用戶界面簡(jiǎn)潔，概念清晰，符合工程設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思想和習(xí)慣，整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，具有完整而統(tǒng)一的模型。而我國(guó)在pro/e的減速器三維模型設(shè)計(jì)方面還相對(duì)比較薄弱，因此，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，在此技術(shù)上我國(guó)需要不斷的突破創(chuàng)新，逐步提高“中國(guó)創(chuàng)造”在國(guó)際市場(chǎng)的

19、競(jìng)爭(zhēng)力。（2）ansys有限元分析軟件介紹由美國(guó)ansys公司開發(fā)的計(jì)算機(jī)模擬工程結(jié)構(gòu)有限元分析軟件ansys現(xiàn)已成為世界頂端的有限元分析軟件。本論文以ansys軟件為平臺(tái)，以直齒圓柱齒輪為實(shí)例，研究了在ansys環(huán)境下實(shí)現(xiàn)齒輪精確建模、齒根應(yīng)力分析、接觸應(yīng)力分析的方法。本論文采用采用apdl語言在ansys中完成齒輪精確建模，這種在ansys中建立的模型與其他諸如ug、pro/e等cad軟件中建立模型,然后導(dǎo)入到anays中進(jìn)行分析相比，既省時(shí)省力，又克服了模型轉(zhuǎn)換過程中容易出現(xiàn)的一些問題。根據(jù)有限元分析結(jié)果，與赫茲公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了分析結(jié)果的可靠性，在保證結(jié)構(gòu)安全可靠運(yùn)行的條件下

20、，提高設(shè)計(jì)制造的效率，降低設(shè)計(jì)研制成本。一個(gè)完整的ansys應(yīng)用分析，典型的分析過程分為四個(gè)主要步驟：a.前處理pepp7（general preprocessor） 創(chuàng)建或讀入有限元模型，建立有限元模型所需輸入的資料，如節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、單元內(nèi)節(jié)點(diǎn)排列次序等；定義材料屬性；劃分網(wǎng)格。b.求解solu(solution processor)施加荷載,設(shè)定約束條件以及求解。c.一般后處理post1(general postprocessor)或時(shí)間歷程后處理post26（time domain postprocessor）查看求解結(jié)果中的變形、應(yīng)力、應(yīng)變、反作用力等基本信息；獲取求解結(jié)果分析信息；繪制求

21、解結(jié)果的各種分析曲線；獲取動(dòng)態(tài)分析結(jié)果用與時(shí)間相關(guān)的結(jié)果處理。post1用于靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、屈曲分析及模態(tài)分析，將求解所得的結(jié)果，如變形、應(yīng)力、內(nèi)力等資料，通過圖形接口以各種不同表示方式把變形圖、應(yīng)力圖等顯示出來。而post26僅用于動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)分析，用于與時(shí)間相關(guān)的時(shí)域處理。d.結(jié)果分析檢查分析結(jié)果，檢驗(yàn)分析結(jié)果。在得到檢驗(yàn)分析結(jié)果后，如果檢驗(yàn)結(jié)果正確，則分析的問題得到解決。如果檢驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際工程系統(tǒng)誤差較大，則需要提供改進(jìn)分析方案，重新回到當(dāng)前處理進(jìn)行分析。ansys 除了采用gui（圖形操作界面）以外，還能采用命令流方式完成分析，即進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)編程（ansys parametric desi

22、gn language, apdl）。ansys參數(shù)設(shè)計(jì)語言采用高級(jí)程序語法的規(guī)則進(jìn)行，如參數(shù)的定義、數(shù)學(xué)表達(dá)式、分支及循環(huán)等。因此可以通過參數(shù)化變量方式建立分析模型，用建立智能化分析的手段為用戶提供了自動(dòng)完成有限元分析過程的功能，是ansys 進(jìn)行二次開發(fā)的工具之一。3本文主要研究?jī)?nèi)容減速器的參數(shù)選擇參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中的二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器的數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化和優(yōu)化后，利用pro/e軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模，包括箱體、軸、齒輪軸、斜齒圓柱齒輪及部分標(biāo)準(zhǔn)件，其中詳述斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化建模過程、減速器裝配及其運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真過程，并對(duì)一對(duì)齒輪嚙合進(jìn)行有限元分析，來驗(yàn)證齒輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)

23、的正確性和可行性。該設(shè)計(jì)過程包括：（1）系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)計(jì)算；（2）直齒圓柱齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)；（3）軸上其他零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算；（4）三維實(shí)體建模；（5）模型裝配與運(yùn)動(dòng)仿真分析；（6）直齒輪嚙合有限元分析；（7）結(jié)論分析。1 圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算1.1系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：圖1.1 傳動(dòng)裝置總體效果圖工作條件：表1-1 工作要求參數(shù)列表工作拉力工作速度卷筒直徑61.3400連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，輸出端一般為帶式運(yùn)輸機(jī)，其工作速度允許誤差為5。傳動(dòng)系統(tǒng)中采用二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器，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)和低速級(jí)都采用直齒圓

24、柱齒輪傳動(dòng)。1.2電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)已知工作條件計(jì)算： 工作機(jī)所需功率： 圓柱齒輪傳動(dòng)（7級(jí)精度）的效率: 圓錐滾子軸承的傳動(dòng)效率: 彈性聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率: 傳動(dòng)系統(tǒng)總效率: 工作機(jī)所需輸入端功率:由此初步確定輸入端可選電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下表1-2:表1-2 電動(dòng)機(jī)參數(shù)列表電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（）同步轉(zhuǎn)速（）滿載轉(zhuǎn)速（）y160m-1411150014601.3計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比此傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比:所以此二級(jí)圓柱齒輪減速器的總傳動(dòng)比：為了便于二級(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hbs350,齒寬系數(shù)相等時(shí)?？紤]面接觸強(qiáng)度接近相等的條件，則兩級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比

25、分配如下：高速級(jí)傳動(dòng)比： 低速級(jí)傳動(dòng)比：1.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速，功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算：1軸（減速器高速軸） 2軸（減速器中間軸）=3軸（減速器低速軸）1.5 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.5.1 高速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.定材料、精度等級(jí)、齒數(shù)選擇直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，小齒輪材料為，硬度為280hbs，大齒輪材料為，硬度為240hbs，二者硬度之差為40hbs，載荷平穩(wěn)齒輪速度不高，初選7級(jí)精度，小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)。2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1)確定式內(nèi)各參數(shù)：1)載荷系數(shù)試選:2)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩: 3)由表10-7選取齒寬系數(shù)4)由表10-6得材料的彈性影響系數(shù):5)大、小

26、齒輪的接觸疲勞極限:應(yīng)力循環(huán)次數(shù):6)由圖10-21d得接觸疲勞壽命系數(shù)，確定許用接觸應(yīng)力,取安全系數(shù), 取 （2）計(jì)算1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑: 2)計(jì)算圓周速度: 3）計(jì)算齒寬：4）計(jì)算齒寬與齒高之比：模數(shù) 齒高 5）計(jì)算載荷系數(shù)k 系數(shù)，根據(jù)，選7級(jí)精度,得動(dòng)載系數(shù),直齒輪，由于是小齒輪相對(duì)于軸承是非對(duì)稱布置， ,故載荷系數(shù)：6）校正分度圓直徑計(jì)算模數(shù)： 3.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 （1）確定公式中各參數(shù)值:1）大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限查取2）查取彎曲疲勞壽命系數(shù)查取3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取定彎曲疲勞安全系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力: 4）計(jì)算載荷系數(shù) 5)查取齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)， 比較取

27、其中較大值代入公式計(jì)算 6)大齒輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 取，然后按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，分度圓直徑，計(jì)算出小齒輪齒數(shù) ，4.齒輪的幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 1)兩輪分度圓直徑 =m 2)中心距 3)計(jì)算齒寬，取1.5.2 低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.定材料、精度等級(jí)、齒數(shù)選擇直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，小齒輪材料為，硬度為280hbs，大齒輪材料為，硬度為240hbs，二者硬度之差為40hbs，載荷平穩(wěn)齒輪速度不高，初選7級(jí)精度，小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)。2.按面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算（1）確定各式參數(shù)：1）載荷系數(shù)試選:2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩:3）取，材料系數(shù):。4）大，小齒輪的接觸疲勞極限:5）應(yīng)

28、力循環(huán)次數(shù):6)接觸疲勞壽命系數(shù)確定許用接觸應(yīng)力,取安全系數(shù),取 （2）計(jì)算1)計(jì)算小齒輪分度圓直徑: 2)計(jì)算圓周速度: 3）計(jì)算齒寬：計(jì)算齒寬與齒高之比：模數(shù) 齒高 4）計(jì)算載荷系數(shù)k 系數(shù)，根據(jù)，選7級(jí)精度,得動(dòng)載系數(shù) ,直齒輪，則 5）校正分度圓直徑計(jì)算模數(shù)： 3.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 (1) 確定式內(nèi)各參數(shù)值:1) 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限查取2) 彎曲疲勞壽命系數(shù)查取3) 取定彎曲疲勞安全系數(shù)許用彎曲應(yīng)力: 4）計(jì)算載荷系數(shù)5)查齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) ，計(jì)算 比較取其中較大值代入公式計(jì)算 6)大齒輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 取，然后按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，分度圓

29、直徑，算出小齒輪齒數(shù) ，4.齒輪的幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 1)兩輪分度圓直徑 =m 2)中心距 3)計(jì)算齒寬，取 1.6軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.6.1 輸入軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）求作用在齒輪上的力：已知，由前面計(jì)算已知分度圓直徑，則（2）初步確定輸入軸的最小直徑：選軸的材料為45鋼（調(diào)制處理），根據(jù)文獻(xiàn)1表15-3，取，于是得，取(3)聯(lián)軸器的選擇：聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查表14-1，取，則(4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸的裝配方案圖1.21 高速軸的結(jié)構(gòu)圖根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑，取，其中，。初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有

30、徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由文獻(xiàn)1表15-7中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為，故，3-4段需要制出一軸肩，故，小直齒輪裝在在6-7軸段，由于小直齒輪齒厚，故，。小直齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由文獻(xiàn)1表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為r6。確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為。(5)求軸上的載荷，確定截面。表1-3軸上載荷載荷水平面h垂直面v支反力f彎矩m 總彎矩扭矩t(6)按彎

31、扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）由文獻(xiàn)1表15-1查得，故安全。(7)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面截面 承載齒輪的截面7左右兩側(cè)受應(yīng)力最大，故只需校核承載齒輪的截面7左右兩側(cè)即可。截面5右側(cè)抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面5右側(cè)彎矩m為 截面5上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按文獻(xiàn)1附表3-2查取。因，經(jīng)插值后查得，。又由文獻(xiàn)1附圖3-1可得軸的材料敏感系數(shù)為。故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由文獻(xiàn)1附圖3-2的尺寸

32、系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。軸按磨削加工，由文獻(xiàn)1附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為取碳鋼的特性系數(shù)計(jì)算安全系數(shù)值故可知安全。截面7左側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面5左側(cè)彎矩m為截面5上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力過盈配合處的，由附表3-8用插值法求出，并取，于是得 軸按磨削加工，由文獻(xiàn)1附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為又取碳鋼的特性系數(shù)計(jì)算安全系數(shù)值故可知安全。1.6.2 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖1.23 中間軸的結(jié)構(gòu)圖(1)確定輸入軸的最小直徑：選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)文獻(xiàn)1表15-3，取,于是得，(2)軸2的尺寸確定取，

33、即，取，。1.6.3 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖1.25 低速軸的結(jié)構(gòu)圖(1)確定輸入軸的最小直徑：選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)文獻(xiàn)1表15-3，取,于是得，(2)軸3的尺寸確定取，即，取，。1.7 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算1.7.1 輸入軸滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承，由文獻(xiàn)2表6-7中初步選取03基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為：， ，。表1-4軸承上的載荷載荷水平面h垂直面v支反力f則 則 則 則查表得，則4.驗(yàn)證軸承壽命故合格。1.7.2 中間軸滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承，由文獻(xiàn)2表6-7中初步選取03基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承3031

34、4，其尺寸為：， ，。表1-5軸承上的載荷載荷水平面h垂直面v支反力f 則 則 則 則查表得，則4.驗(yàn)證軸承壽命故合格。1.7.3 輸出軸滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承，由文獻(xiàn)2表6-7中初步選取03基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30314，其尺寸為：， ，。表1-6軸承上的載荷載荷水平面h垂直面v支反力f則 則 則 則查表得，則4.驗(yàn)證軸承壽命故合格。1.8 鍵連接的選擇及校核計(jì)算1.8.1 輸入軸鍵的強(qiáng)度校核計(jì)算校核輸入軸聯(lián)軸器處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，其中，則平鍵連接的強(qiáng)度條件：故平鍵滿足強(qiáng)度要求。校核小圓柱直齒輪1處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為，

35、接觸長(zhǎng)度，則平鍵連接的強(qiáng)度條件：故平鍵滿足強(qiáng)度要求。1.8.2 中間軸鍵的強(qiáng)度校核計(jì)算校核大圓柱直齒輪1處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則平鍵連接的強(qiáng)度條件：故平鍵滿足強(qiáng)度要求。校核小圓柱直齒輪2處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則平鍵連接的強(qiáng)度條件：故平鍵滿足強(qiáng)度要求。1.8.3 輸出軸鍵強(qiáng)度校核計(jì)算校核大圓柱直齒輪2處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則平鍵連接的強(qiáng)度條件：故平鍵滿足強(qiáng)度要求。校核輸出軸聯(lián)軸器的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則平鍵連接的強(qiáng)度條件：故平鍵滿足強(qiáng)度要求。1.9 聯(lián)軸器的選擇根據(jù)工作要求，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器較

36、合理。輸入軸聯(lián)軸器選用型號(hào)lx1，公稱轉(zhuǎn)矩為，許用轉(zhuǎn)速，軸徑為， ， ，故適用。輸入軸聯(lián)軸器選用型號(hào)lx4，公稱轉(zhuǎn)矩為，許用轉(zhuǎn)速，軸徑為， ， ，故適用。聯(lián)軸器的校核計(jì)算已知輸入軸，由文獻(xiàn)1表14-1查得，由式（14-1）得，故滿足要求。已知輸出軸，由表文獻(xiàn)114-1查得，由式（14-1）得，故滿足要求。2.電機(jī)選擇2.1電動(dòng)機(jī)選擇（倒數(shù)第三頁里有東東）2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：；工作機(jī)所需功率為：；傳動(dòng)裝置的總效率為：；傳動(dòng)滾筒 滾動(dòng)軸承效率 閉式齒輪傳動(dòng)效率 聯(lián)軸器效率 代入數(shù)值得：所需電動(dòng)機(jī)功率為：略大于 即可。選用同步轉(zhuǎn)速1460r/min

37、；4級(jí) ；型號(hào) y160m-4.功率為11kw2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速取滾筒直徑1.分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比(2)分配動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)傳動(dòng)比則低速級(jí)的傳動(dòng)比2.1.4 電機(jī)端蓋組裝cad截圖 圖2.1.4電機(jī)端蓋2.2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2.2.1電動(dòng)機(jī)軸 2.2.2高速軸2.2.3中間軸2.2.4低速軸2.2.5滾筒軸3.齒輪計(jì)算3.1選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1按傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2絞車為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（gb 10095-88）。3材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280 hbs，大齒輪材料

38、為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240 hbs，二者材料硬度差為40 hbs。4選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。取5初選螺旋角。初選螺旋角3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-21）進(jìn)行試算，即3.2.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)1。（2）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-30選取區(qū)域系數(shù)。（3）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-26查得，則。（4）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。（5）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-7 選取齒寬系數(shù)（6）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)（7）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-21d按齒面硬度查得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 。13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（9

39、）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖（10-19）取接觸疲勞壽命系數(shù); 。（10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)s=1，由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式（10-12）得（11）許用接觸應(yīng)力3.2.2計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑=49.56mm（2）計(jì)算圓周速度（3）計(jì)算齒寬及模數(shù) =2mmh=2.252.252=4.5mm49.56/4.5=11.01（4）計(jì)算縱向重合度0.318124tan=20.73（5）計(jì)算載荷系數(shù)k。已知使用系數(shù)根據(jù)v= 7.6 m/s,7級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-4查得的值與齒輪的相同，故由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖 10-13查得由機(jī)械設(shè)計(jì)

40、第八版表10-3查得.故載荷系數(shù)11.111.41.42=2.2（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式（10-10a）得（7）計(jì)算模數(shù) 3.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-17）3.3.1確定計(jì)算參數(shù)（1）計(jì)算載荷系數(shù)。 =2.09（2）根據(jù)縱向重合度 ，從機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)（3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。（4）查齒形系數(shù)。由表10-5查得（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-5查得（6）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 ；（7）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) ，；（8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取

41、彎曲疲勞安全系數(shù)s1.4,由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式（10-12）得（9）計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較。=由此可知大齒輪的數(shù)值大。3.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 大于由齒面齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的法面模數(shù)，取2，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度得的分度圓直徑100.677mm 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取 ，則 取 3.4幾何尺寸計(jì)算3.4.1計(jì)算中心距a=將中以距圓整為141mm.3.4.2按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。3.4.3計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑3.4.4計(jì)算齒輪寬度圓整后取.低速級(jí)取m=3;由 取

42、圓整后取表 1高速級(jí)齒輪：名稱代號(hào)計(jì) 算 公 式 小齒輪大齒輪模數(shù)m22壓力角2020分度圓直徑d=227=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h(yuǎn)齒頂圓直徑表 2低速級(jí)齒輪：名稱代號(hào)計(jì) 算 公 式 小齒輪大齒輪模數(shù)m33壓力角2020分度圓直徑d=327=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h(yuǎn)齒頂圓直徑4.軸的設(shè)計(jì)4.1低速軸4.1.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 若取每級(jí)齒輪的傳動(dòng)的效率,則4.1.2求作用在齒輪上的力因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為圓周力 ,徑向力 及軸向力 的4.1.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第八版

43、表15-3,取 ,于是得輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào).聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩, 查表考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 ,則:按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)gb/t 5014-2003或手冊(cè),選用lx4型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 l=112mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度.4.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案 圖4-1（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1)根據(jù)聯(lián)軸器為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取

44、2-3段的直徑 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑d=65mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故1-2 段的長(zhǎng)度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取.2)初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30313。其尺寸為ddt=65mm140mm36mm，故 ；而。3）取安裝齒輪處的軸段4-5段的直徑 ；齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為90mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 。齒

45、輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 ，故取h=6mm ，則軸環(huán)處的直徑 。軸環(huán)寬度 ，取。4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取 低速軸的相關(guān)參數(shù)：表4-1功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩1-2段軸長(zhǎng)84mm1-2段直徑50mm2-3段軸長(zhǎng)40.57mm2-3段直徑62mm3-4段軸長(zhǎng)49.5mm3-4段直徑65mm4-5段軸長(zhǎng)85mm4-5段直徑70mm5-6段軸長(zhǎng)60.5mm5-6段直徑82mm6-7段軸長(zhǎng)54.5mm6-7段直徑65mm（3）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周

46、向定位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=20mm12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為l=63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。4.2中間軸4.2.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩4.2.2求作用在齒輪上的力（1）因已知低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為：（2）因已知高速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為：4.2.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取 ,于是得

47、：軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑。圖 4-24.2.4初步選擇滾動(dòng)軸承.（1）因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為dd*t=35mm72mm18.25mm，故，；（2）取安裝低速級(jí)小齒輪處的軸段2-3段的直徑 ；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為95mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。（3）取安裝高速級(jí)大齒輪的軸段4-5段的直徑齒

48、輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為56mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。 4.2.5軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=22mm14mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。中間軸的參數(shù)：表4-2功率10.10kw轉(zhuǎn)速362.2r/min轉(zhuǎn)矩263.61-2段軸長(zhǎng)29.3

49、mm1-2段直徑25mm2-3段軸長(zhǎng)90mm2-3段直徑45mm3-4段軸長(zhǎng)12mm3-4段直徑57mm4-5段軸長(zhǎng)51mm4-5段直徑45mm4.3高速軸4.3.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩若取每級(jí)齒輪的傳動(dòng)的效率,則4.3.2求作用在齒輪上的力因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為4.3.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取 ,于是得：輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào).聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 , 查表 ,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 ,則:按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)gb/t 5014-2003 或手冊(cè),選用lx2型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為560000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 l=82mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度.4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.4.1擬定軸上零件的裝配方案圖4-34.4.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1)為了滿足半聯(lián) 軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3 段的直徑 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑d=45mm .半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上 而不壓在軸的端面上,故 段的長(zhǎng)度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取.