展開(kāi)式二級(jí)斜齒輪減速器說(shuō)明書(shū)

1、43機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目: 展開(kāi)式雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 20130719班設(shè)計(jì)者：唐藝鵬學(xué)號(hào)：2013071913指導(dǎo)教師：李立全 2016 年 1 月 3 日（ 哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院）目錄一設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及其傳動(dòng)方案的擬定2二傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明4三.齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算8四.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核16五. 軸、軸承、鍵的校核22六. 聯(lián)軸器的選擇35七. 減速器附件選擇及箱體的設(shè)計(jì)36八. 潤(rùn)滑與密封39九. 設(shè)計(jì)心得與體會(huì)40十. 參考資料41十一. 致謝42一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及其傳動(dòng)方案的擬定（一）課程目的：1、通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和

2、其它有關(guān)選修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)去分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步地鞏固、深化和發(fā)展。2、學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法。通過(guò)設(shè)計(jì)培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。（二）題目：題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的二級(jí)展開(kāi)式斜齒圓柱齒輪減速器，如圖所示：1電動(dòng)機(jī) 2聯(lián)軸器 3減速器 4聯(lián)軸器 5輸送帶 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：1、已知數(shù)據(jù)工作情況載荷平穩(wěn)輸送帶牽引力F/N3200運(yùn)輸帶速度V（m/s）0.6滾筒直徑D/(mm)3002、工作條件 帶式輸送機(jī)用于鍋爐房送煤；三班制工作；每班工作8小時(shí)，常溫下連續(xù)

3、、單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)；輸送帶滾輪效率為0.97。3、使用期限及檢修間隔 使用期限為12年；檢修間隔為3年。4、 生產(chǎn)批量及生產(chǎn)條件小批量生產(chǎn)（5臺(tái)），無(wú)鑄鋼設(shè)備。5、要求完成工作量1.減速器裝配圖一張(A0)。2.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。3.零件圖一張。4.草圖一張。（三）設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算；2.斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算；3.軸的設(shè)計(jì)；4. 裝配草圖的繪制5.鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核；6.滾動(dòng)軸承的選擇；7.裝配圖、零件圖的繪制；8.設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。（四）設(shè)計(jì)進(jìn)度：1、 第一階段： 總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算。 2、 第二階段： 軸與軸系零件的設(shè)計(jì)。3、 第三階段： 軸、軸承、聯(lián)

4、軸器、鍵的校核及草圖繪制。4、 第四階段： 裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。二、傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容主要結(jié)果一：傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)（一）對(duì)給定傳動(dòng)方案分析論證總體布置見(jiàn)任務(wù)書(shū)工作情況：工作有輕震，經(jīng)常滿載，空載啟動(dòng)，單向運(yùn)動(dòng)。（二）選擇電動(dòng)機(jī) 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型 按工作條件和要求選用 Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)1）工作機(jī)有效功率為：Pw=FV1000=3200×0.61000=1.92 KW 2）傳動(dòng)裝置總效率電動(dòng)機(jī)到工作傳輸帶間的總效率為：=1224324 1、2、3、4分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動(dòng)和卷筒傳動(dòng)的

5、效率。取1=0.99，2=0.98，3=0.97，4=0.96則： =0.8173） 所需電動(dòng)機(jī)功率電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為：Pd=Pw = 1.920.817KW=2.35KW4）確定電動(dòng)機(jī)額定功率所以應(yīng)選額定功率大于2.35kW的電機(jī)。計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍并選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i=840。工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為： nw=60×1000vD=60×1000×0.63.14×300=38.2r/min電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd=inw=(840)×38.2=(305.61528)r/min選用同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min的電

6、動(dòng)機(jī)。由電機(jī)產(chǎn)品目錄或有關(guān)手冊(cè)選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為： Y132S-6電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形，安裝尺寸由表145、表146查出Y132S2-6型電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸。1) 外形、安裝尺寸尺寸D=38mm，中心高度H=132mm，軸伸長(zhǎng)E=80mm。2）技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定功率轉(zhuǎn)速r/min電流/A效率/%功率因數(shù)額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/kgY132S2-639607.23830.762.063（三）計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i=ndnw = 96036.2 = 25.13分配各級(jí)傳動(dòng)比因?yàn)槭钦归_(kāi)式二級(jí)齒輪傳動(dòng)，故，現(xiàn)取1.4，則則低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比為:傳動(dòng)裝置中個(gè)軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)

7、算各軸的轉(zhuǎn)速n（r/min）：減速器高速軸為I軸，中速軸為II軸，低速軸為III 軸， 各軸的輸入功率按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率，即； ； ； 卷筒機(jī)P卷 =2.10×0.98×0.99=2.04KW各軸的輸入轉(zhuǎn)矩T（N）和輸出轉(zhuǎn)矩T(kW)匯總?cè)缦卤恚喉?xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速軸I中間軸II低速軸III卷筒軸轉(zhuǎn)速（r/min）960960161.938.238.2功率（kW）2.352.332.212.102.04轉(zhuǎn)矩（Nm）23377.623143.8130463.1525837.3510167.3傳動(dòng)比15.934.24 Pw=1.92KWPd=2.35KWnw=38.2

8、r/min 電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y132S-6=5.93=4.24三.齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容主要結(jié)果（一）高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)選定齒輪類(lèi)型、精度、材料及齒數(shù)1)按圖所示傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度3) 材料：選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)，表面淬火），硬度為4855HRC； 選擇大齒輪材料為45鋼（正火，表面淬火），硬度為4050HRC。4)初選小齒輪齒數(shù)； 大齒輪齒數(shù)Z4=Z3i=20×4.24=84.8， 選Z4=85.5)初選螺旋角=14°.按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算m32KT3YCOS2dZ12YFYSF1） 初選各參數(shù)值<1&

9、gt;初選載荷系數(shù) Kt=1.4,<2>由表7-5，由于齒輪相對(duì)于軸承為非對(duì)稱布置，且齒輪為硬齒面齒輪，故齒寬系數(shù) d=0.5.<3>由表7-6得，彈性影響系數(shù)<4>端面重合度=1.88-3.21Z3+1Z4cos =1.88-3.2120+185cos14° =1.688 <5>彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖7-16得，F(xiàn)lim3=710MPa； Flim4=710MPa. <6>應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （n為齒輪轉(zhuǎn)速，單位r/min；j為齒輪轉(zhuǎn)一圈，同一齒面嚙合次數(shù)，取1；Ln為齒輪的工作壽命，單位h） 小齒輪:N3=60×16

10、1.9×3×365×24=2.55×108 大齒輪: N4=60×38.2×3×365×24=6.02×107 則YN3=0.9， 則YN4=0.92 <7>取安全系數(shù)SF =1.25 F3 =Flim3YN3SF =511.2MPa F4 =Flim4YN4SF =522.56MPa <8>齒形系數(shù)YF及應(yīng)力校正系數(shù)YS的選取 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： 由表7-4可得：YF3=2.756 ，YS3=1.569; YF4=2.194 , YS4=1.783 <9>螺旋角系數(shù)Y的選

11、取 =0.318dZ1tan =0.318×0.5×20×tan14°=0.79 Y由圖7-14選為0.91 <10>試算YFYSF YF3YS3F3=2.756×1.569511.2=0.008 YF4YS4F4=2.194×1.783522.56=0.007 代入較大值YFYSF=0.0082）確定傳動(dòng)尺寸mn32×1.4×130463.1×cos314°0.5×202×1.688算得mn1.93 考慮到接觸疲勞強(qiáng)度，選mn=3 <1>確定大小齒輪

12、分度圓直徑 d3=mnz3cos =3×20cos14° =61.8mm d4=mnz4cos = 3×85cos14° =262.8mm <2>確定大小齒輪齒寬 b=dd3=0.5×61.8=30.9mm 取小齒輪齒寬b3=39mm 大齒輪齒寬b4=34mm <3>載荷系數(shù)的選取 由表7-2選使用系數(shù)KA=1齒輪圓周速度V=dn60×1000=×61.8×161.960×1000=0.52m/s 由圖7-7選動(dòng)載系數(shù)Kv=1.1 由表7-3選擇齒間載荷分配系數(shù)K=1.4 由圖7-

13、8選擇齒向載荷分配系數(shù)K=1.06. 故動(dòng)載系數(shù)K=KAKvKK=1.63 <4>模數(shù)、螺旋角的修正 mn=mnt3KKt =2.07×31.631.4 =2.17 仍取mn=3 中心距： 圓整為a=162mm 則=13.97° 因值改變不多，故參數(shù)、不用更改。 計(jì)算大小齒輪分度圓直徑： d3=mnz3cos = 3×20cos13.97° = 61.8mm d4= mnz4cos = 3×85cos13.97° = 262.8mm校核齒根接觸疲勞強(qiáng)度H=ZEZHKFtbd1u+1uH1） 許用接觸應(yīng)力的計(jì)算<1&g

14、t;彈性影響系數(shù) 由圖7-19選ZN3=1 ZN4=1.07(允許局部點(diǎn)蝕) 由圖7-12查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.43 <2>彎曲疲勞強(qiáng)度極限由圖7-16得，Hlim3=950MPa； Hlim4=950MPa. <3>安全系數(shù)SH=1 H3 =Hlim3ZN3SH = 950MPa H4 =Hlim4ZN4SH = 988MPa u=4.242） 齒根接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算H3=189.8×2.43×1.63×2×130463.134×61.8×61.8×1.688×4.24+14.24 =7

15、14MPa950MPaH4=189.8×2.43×1.63×2×130463.134×262.8×61.8×1.688×4.24+14.24 =346Pa988MPa故齒根接觸疲勞強(qiáng)度滿足。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大齒輪因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。小齒輪可采用實(shí)心式.。高速軸齒輪參數(shù)匯總齒輪小齒輪大齒輪材料40Cr45齒數(shù)2085直徑/mm61.8262.8螺旋角/°13.97°齒寬/mm3934模數(shù)3Z3=20Z4=85=1.688YN3=0.9YN4=0.92

16、YF3=2.756 YS3=1.569YF4=2.194 YS4=1.783mn=3a=162mm=13.97°d3=61.8mmd4=262.8mm計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容主要結(jié)果（二）低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)選定齒輪類(lèi)型、精度、材料及齒數(shù)1)按圖所示傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度3) 材料：選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)，表面淬火），硬度為4855HRC； 選擇大齒輪材料為45鋼（正火，表面淬火），硬度為4050HRC。4)初選小齒輪齒數(shù)； 大齒輪齒數(shù)Z2=Z1i =19×5.93=112.67， 選Z2=1135)初選螺旋角=15°

17、;.按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算m32KT3YCOS2dZ12YFYSF2） 初選各參數(shù)值<1>初選載荷系數(shù) Kt=1.4,<2>由表7-5，由于齒輪相對(duì)于軸承為非對(duì)稱布置，且齒輪為硬齒面齒輪，故齒寬系數(shù) d=0.5.<3>由表7-6得，彈性影響系數(shù)<4>端面重合度=1.88-3.21Z1+1Z2cos =1.88-3.2119+1113cos15° =1.683 <5>彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖7-16得，F(xiàn)lim1=710MPa； Flim2=710MPa. <6>應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （n為齒輪轉(zhuǎn)速，單位r/min；j為齒輪轉(zhuǎn)一

18、圈，同一齒面嚙合次數(shù)，取1；Ln為齒輪的工作壽命，單位h） 小齒輪:N1=60×960×3×365×24=1.51×1010 大齒輪: N2=60×960×3×365×24=2.55×109 則YN1=0.82， 則YN2=0.85 <7>取安全系數(shù)SF =1.25 F1 =Flim1YN1SF =466MPa F2 =Flim2YN2SF =483MPa <8>齒形系數(shù)YF及應(yīng)力校正系數(shù)YS的選取 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： 由表7-4可得：YF1=2.76 ，YS1=1.56;

19、YF2=2.16 , YS2=1.81 <9>螺旋角系數(shù)Y的選取 =0.318dZ1tan =0.318×0.5×19×tan15°=1.28 Y由圖7-14選為0.809 <10>試算YFYSF YF1YS1F1=2.76×1.56466=0.00924 YF2YS2F2=2.16×1.81483=0.00809 代入較大值YFYSF=0.009242）確定傳動(dòng)尺寸mn32×1.4×23143.8×cos315°0.5×192×1.683×

20、0.00924算得mn1.21 考慮到接觸疲勞強(qiáng)度，選mn=2 <1>確定大小齒輪分度圓直徑 d1=mnz1cos =2×19cos15°=39.3mm d2=mnz2cos =2×113cos15°=234mm <2>確定大小齒輪齒寬 b=dd1=0.5×39.3=19.65mm 取小齒輪齒寬b1=29mm 大齒輪齒寬b2=24mm <3>載荷系數(shù)的選取 由表7-2選使用系數(shù)KA=1齒輪圓周速度V=dn60×1000=×39.3×96060×1000=1.97m/s由

21、圖7-7選動(dòng)載系數(shù)Kv=1.13 由表7-3選擇齒間載荷分配系數(shù)K=1.4 由圖7-8選擇齒向載荷分配系數(shù)K=1.06. 故動(dòng)載系數(shù)K=KAKvKK=1.68 <4>模數(shù)、螺旋角的修正 mn=mnt3KKt =1.21×31.681.4 =1.29 仍取mn=2 中心距： 圓整為a=137mm 則=15.5° 因值改變不多，故參數(shù)、不用更改。 計(jì)算大小齒輪分度圓直徑： d1=mnz1cos =2×19cos15.5°=39.4mm d2=mnz2cos =2×113cos15.5°=234.5mm校核齒根接觸疲勞強(qiáng)度H=Z

22、EZHKFtbd1u+1uH1)許用接觸應(yīng)力的計(jì)算<1>彈性影響系數(shù) 由圖7-12查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.42 由圖7-19選ZN1=0.8 ZN2=0.87 (允許局部點(diǎn)蝕) <2>彎曲疲勞強(qiáng)度極限由圖7-16得，Hlim1=950MPa； Hlim2=950MPa. <3>安全系數(shù)SH=1 H1 =Hlim1ZN1SH =760MPa H2 =Hlim2ZN2SH =827MPa u=5.932)齒根接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算H1=189.8×2.42×1.68×2×23143.824×39.4×39.

23、4×1.683×5.93+15.93 =555.2MPa760MPaH2=189.8×2.43×1.68×2×23143.824×39.4×234.5×1.683×5.93+15.93 =227.6MPa827MPa故齒根接觸疲勞強(qiáng)度滿足。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大齒輪因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。小齒輪可采用實(shí)心式，做成齒輪軸。高速軸齒輪參數(shù)匯總齒輪小齒輪大齒輪材料40Cr45齒數(shù)19113直徑/mm39.4234.5螺旋角/°15.5°齒寬/

24、mm2924模數(shù)2Z1=19Z2=113=1.683YN1=0.82YN2=0.85YF1=2.76 YS1=1.56YF2=2.16 YS2=1.81mn=2a=137mm=15.5°d1=39.4mmd2=234.5mm四.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容主要結(jié)果（一） 高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（r/min）高速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T（）9602.3323143.82）初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表9-2，取C=106，于是得： 軸上有兩個(gè)鍵槽，則dmin=1.1dmint=15.6mm3） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注：本設(shè)計(jì)中定位軸肩

25、直徑為d=d1+(0.07d10.1d1) 軸環(huán)的寬度l=1.4h(h為軸肩得而高度)，以下只寫(xiě)明計(jì)算結(jié)果。 a 擬訂軸上零件的裝配方案，如圖I II III IV V VI VII 高速軸零件裝配方案圖b 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度<一>各段直徑的確定： -：該段連接半聯(lián)軸器 選擇聯(lián)軸器： 計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KT=1.5×23.4=35.1(Nm)又電機(jī)輸出軸直徑D=38mm,選擇LX2型聯(lián)軸器ZC38×60JB30×52GBT 5014-2003，故選擇高速軸外伸端直徑選為20mm。由半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=52mm，為了讓聯(lián)軸器與軸肩相配合，選

26、擇外伸端軸段長(zhǎng)度為50mm.-：考慮到聯(lián)軸器的軸向定位可靠，此處有一定位軸環(huán)，所以該段直徑選為24mm。-：該段軸要安裝軸承端蓋，即該段直徑定為22mm。-：該段軸要安裝軸承以及擋油環(huán)，根據(jù)安裝方便和軸承內(nèi)徑的要求，確定安裝處的軸徑為25mm，初選深溝球軸承6203，基本尺寸d×D×B=25×52×15 在軸承后面加一擋油環(huán)起到固定軸承與齒輪的作用，并且保證軸承良好的脂潤(rùn)滑。 考慮到齒輪與箱壁的距離為10.5mm，軸承與箱壁的距離為9mm，此段長(zhǎng)度選為32.5mm-：這一段有一定位軸肩，直徑選為30mm-：這一段為齒輪軸軸段。軸段與齒輪齒頂圓同高。-：該

27、段軸要安裝軸承以及擋油環(huán)，同-。<二>各段長(zhǎng)度的確定： -：由半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=52mm，為了讓聯(lián)軸器與軸肩相配合，選擇外伸端軸段長(zhǎng)度為50mm.-：軸環(huán)寬度根據(jù)規(guī)定L=1.4h（h為軸肩高度），軸環(huán)長(zhǎng)度為3mm.-: 考慮到齒輪與箱壁的距離為10.5mm，軸承與箱壁的距離為9mm，此段長(zhǎng)度選為32.5mm-：由齒輪的齒寬為29mm,此段長(zhǎng)度為29mm。-：該段軸要安裝軸承以及擋油環(huán)，綜合軸承齒輪與箱壁的距離，該段長(zhǎng)度選為34.5mm。軸段-直徑202422253043.325長(zhǎng)度5034632.5432934.5配合聯(lián)軸器無(wú)軸承蓋軸承、擋油環(huán)無(wú)齒輪軸軸承、擋油環(huán)高速軸各段參數(shù)匯總表

28、（二） 中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（r/min）高速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T（）161.92.21130463.12）初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表9-2，取C=112，于是得： 由于軸上有兩個(gè)鍵槽，因此修正后的最小直徑為： 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) a 擬訂軸上零件的裝配方案，如圖b 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度-&-：用于安裝軸承，查表11-2，選取6406型向心球軸承，基本尺寸為基本尺寸d×D×B=35×90×23，則這兩段軸直徑為30mm，長(zhǎng)度為23mm。-：用于安裝擋油環(huán)，固定齒輪的軸

29、向位置。故這一段直徑為39mm。綜合考慮軸承以及齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，這一段長(zhǎng)度為22.5mm。-：這一段與齒輪配合，直徑為42mm，長(zhǎng)度比齒輪齒寬24mm短2mm，故這一段長(zhǎng)度為22mm。-：定位軸環(huán)。直徑選為49mm，長(zhǎng)度為5mm。-：與齒輪配合，直徑為42mm，長(zhǎng)度比齒輪齒寬39mm短3mm，這一段長(zhǎng)度為36mm。-：用于安裝擋油環(huán)，固定齒輪的軸向位置。故這一段直徑為39mm。綜合考慮軸承以及齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，這一段長(zhǎng)度為22mm。中速軸各段參數(shù)匯總表 軸段-直徑30394249423930長(zhǎng)度2322.5225362223配合軸承擋油環(huán)齒輪無(wú)齒輪擋油環(huán)軸承 （三） 低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1

30、）低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（r/min）高速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T（）38.22.10525837.32）初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表9-2，取C=110，于是得： 由于軸上有兩個(gè)鍵槽，因此修正后的最小直徑為： 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) a 擬訂軸上零件的裝配方案，如圖b 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度-：該段連接半聯(lián)軸器 選擇聯(lián)軸器： 計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KT=1.5×525.8=788.7(Nm)查表12-4得,選擇GY7/GYS7 JJ1型聯(lián)軸器J48×173J155×219GB/T 5843-2003，故選擇低速軸外伸端直徑

31、選為48mm。由半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=173mm，為了讓聯(lián)軸器與軸肩相配合，選擇外伸端軸段長(zhǎng)度為170mm.-：該段軸與軸承端蓋配合，且左端定位軸肩起到固定聯(lián)軸器的作用。該段直徑定為55mm，長(zhǎng)度為40mm。-：該段軸要安裝軸承以及擋油環(huán)，根據(jù)安裝方便和軸承內(nèi)徑的要求，確定安裝處的軸徑為65mm，初選深溝球軸承6213，基本尺寸d×D×B=65×120×23 ，故直徑選為65mm。長(zhǎng)度為48mm。-：該軸段不與其他零件配合，左端定位軸肩起到固定擋油環(huán)位置的作用。該軸段的直徑為72mm，長(zhǎng)度為21mm。-：這一段為軸環(huán)，直徑選為82mm，長(zhǎng)度為7mm，右端起到固

32、定齒輪軸向位置的作用。-：這一段與齒輪配合，直徑為72mm，長(zhǎng)度比齒輪齒寬34mm短2mm，故這一段長(zhǎng)度為32mm。-：該段軸要安裝軸承以及擋油環(huán)，根據(jù)安裝方便和軸承內(nèi)徑的要求，確定安裝處的軸徑為65mm，初選深溝球軸承6213，基本尺寸d×D×B=65×120×23 ，故直徑選為65mm。在軸承后面加一擋油環(huán)起到固定軸承與齒輪的作用，并且保證軸承良好的脂潤(rùn)滑。綜合考慮軸承以及齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，這一段長(zhǎng)度為46.5mm。軸段-直徑48556572827265長(zhǎng)度17040482173246.5配合聯(lián)軸器軸承蓋軸承、擋油環(huán)無(wú)無(wú)齒輪軸軸承、擋油環(huán)低速軸各

33、段參數(shù)匯總表選擇LX2型聯(lián)軸器ZC38×60JB30×52GBT 5014-2003五. 軸、軸承、鍵的校核計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容主要結(jié)果（一）高速軸及其軸承、鍵的校核1）齒輪受力分析2)V面上受力分析MA=0: -Fa×d2+Fr×L1-RVBL1+L2=0MB=0: -Fa×d2-Fr×L1+RVAL1+L2=0得：RVA=174.4N RVB=49.73N3)H面上受力分析RHA=Ft×L2L1+L2=395.7NRHB=Ft×L1L1+L2=199.1N4)彎矩計(jì)算此處只說(shuō)明M合與Mca計(jì)算，其他計(jì)算結(jié)果見(jiàn)彎矩圖

34、根據(jù)軸的彎扭合成條件，取 =0.585）受力分析及其彎矩圖 A C B根據(jù)彎矩圖和扭矩圖，可判斷危險(xiǎn)截面為齒輪中心面。6）按彎扭合成強(qiáng)度校核根據(jù)表9-4，查得40Cr鋼：+1b=270MPa0b=130MPa-1b=75MPap=800Mpa =0.58則齒輪處的軸徑： d3Me0.1-1b=322.4×10000.1×75=14.4mm43.3mm故軸徑滿足強(qiáng)度要求。7）軸承壽命的校核軸承A：6205 軸承B：6205此處只需對(duì)軸承A進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)軸承型號(hào)取軸承基本額定動(dòng)載荷為： ；靜載荷為：此處iFac0r=0.02 故取e=0.203.取X=0.56, Y=2.2

35、 C=P360Ln106a1=0.592360×3×24×365×960106×1=6.8KN<Cr故軸承壽命符合要求。8)鍵校核同聯(lián)軸器相連的鍵校核：(1)鍵及鍵槽參數(shù)的確定 采用圓頭普通平鍵，其優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)中性好。 則根據(jù)軸的直徑d=20mm和軸段長(zhǎng)為50mm以及半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=52mm，選取鍵尺寸為：鍵的公稱尺寸鍵寬b/mm鍵高h(yuǎn)/mm鍵長(zhǎng)L/mm6648 (2)鍵的強(qiáng)度校核 鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩T=23143.8Nmm，軸的直徑d=20mm 鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=48-6=42mm 鍵與半聯(lián)軸器槽的接觸高度k=0.5

36、h=0.5×6=3mm 則該鍵的強(qiáng)度符合要求。（二）低速軸及其軸承、鍵的校核1）齒輪受力分析2 )V面上受力分析MA=0: -Fa×d2+Fr×L1-RVBL1+L2=0MB=0: -Fa×d2-Fr×L1+RVAL1+L2=0得：RVA=1.93KN RVC=-0.43KN3） H面受力分析RHA=Ft×L2L1+L2=2.48KNRHC=Ft×L1L1+L2=1.52KN4)彎矩計(jì)算此處只說(shuō)明M合與Mca計(jì)算，其他計(jì)算結(jié)果見(jiàn)彎矩圖 根據(jù)軸的彎扭合成條件，取 =0.585）受力分析及其彎矩圖根據(jù)彎矩圖和扭矩圖，可判斷危險(xiǎn)截

37、面為B截面。6）按彎扭合成強(qiáng)度校核根據(jù)表9-4，查得45鋼：+1b=200MPa0b=95MPa-1b=55MPap=600Mpa =0.58在B截面處：由于鍵槽（雙鍵）存在，此處抗彎界面模量W為：故軸徑滿足強(qiáng)度要求。7）軸承壽命的校核 軸承A：6213 軸承C：6213此處只需對(duì)軸承C進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)軸承型號(hào)取軸承基本額定動(dòng)載荷為： ；靜載荷為：此處iFac0r=0.025 故取e=0.195.取X=0.56, Y=2.06 C=P360Ln106a1=3.82360×3×24×365×38.2106×1=14.97KN<Cr故軸承壽

38、命符合要求。8)鍵校核同齒輪相連的鍵校核：(1)鍵及鍵槽參數(shù)的確定 采用圓頭普通平鍵，其優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)中性好。 則根據(jù)軸的直徑d=72mm和輪轂長(zhǎng)為32mm和，選取雙鍵尺寸為：鍵的公稱尺寸鍵寬b/mm鍵高h(yuǎn)/mm鍵長(zhǎng)L/mm12831.5(2)鍵的強(qiáng)度校核 鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩T=525837.3Nmm，軸的直徑d=72mm 鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=31-8=23mm 鍵與半聯(lián)軸器槽的接觸高度k=0.5h=0.5×8=4mm 則該鍵的強(qiáng)度符合要求。同聯(lián)軸器相連的鍵校核：(1)鍵及鍵槽參數(shù)的確定 采用圓頭普通平鍵，其優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)中性好。 則根據(jù)軸的直徑d=55

39、mm和軸段長(zhǎng)為170mm以及半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=173mm，選取鍵尺寸為：鍵的公稱尺寸鍵寬b/mm鍵高h(yuǎn)/mm鍵長(zhǎng)L/mm149150(2)鍵的強(qiáng)度校核 鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩T=525837.3Nmm，軸的直徑d=55mm 鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=150-14=136mm 鍵與半聯(lián)軸器槽的接觸高度k=0.5h=0.5×9=4.5mm 則該鍵的強(qiáng)度符合要求。(三)中間軸及其軸承、鍵的校核中間軸上有大齒輪2以及小齒輪31）齒輪受力分析 齒輪2：齒輪3：2) V面上受力分析 MA=0: Fa2×d22+Fr2×L1-Fa3×d32+Fr3× (L1+L2)-R

40、VBL1+L2+L3=0MB=0: Fa2×d22-Fr3 ×L3-Fa3×d32+Fr3× (L1+L2)+RVAL1+L2+L3=0得：RVA=0.86KN RVC=1.14KN3）H面受力分析MA=0: Ft2×L1+Ft3×(L1+L2)+RHBL1+L2+L3=0 MB=0: -Ft3×L3-Ft2×(L3+L2)- RHAL1+L2+L3=0)得：RHA=-2.34KNRHB=-3KN彎矩計(jì)算此處只說(shuō)明M合與Mca計(jì)算，其他計(jì)算結(jié)果見(jiàn)彎矩圖 根據(jù)軸的彎扭合成條件，取 =0.584）受力分析及其彎矩圖根據(jù)

41、彎矩圖和扭矩圖，可判斷危險(xiǎn)截面為C、D截面。5）按彎扭合成強(qiáng)度校核根據(jù)表9-4，查得45鋼：+1b=200MPa0b=95MPa-1b=55MPap=600Mpa =0.58在D截面處：由于鍵槽（雙鍵）存在，此處抗彎界面模量W為：故軸徑滿足強(qiáng)度要求。在C截面處：由于鍵槽（雙鍵）存在，此處抗彎界面模量W為：故軸徑滿足強(qiáng)度要求。6）軸承壽命的校核 軸承A：6406 軸承B：6406此處只需對(duì)軸承B進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)軸承型號(hào)取軸承基本額定動(dòng)載荷為： ；靜載荷為：此處iFac0r=0.031 故取e=0.262.取X=0.56, Y=1.96 C=P360Ln106a1=3.27360×3×24×365×161.9106×1=20.7KN<Cr故軸承壽命符合要求。7)鍵校核同齒輪3相連的鍵校核：(1)鍵及鍵槽參數(shù)的確定 采用圓頭普通平鍵，其優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)中性好。 則根據(jù)軸的直徑d=42mm和輪轂長(zhǎng)為36mm，選取雙鍵尺寸為：鍵的公稱尺寸鍵寬b/mm鍵高h(yuǎn)/mm鍵長(zhǎng)L/mm10828 (2)鍵的強(qiáng)度校核 鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩T=130463.1Nmm，軸的直徑d=42mm 鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=2