二級(jí)圓柱齒輪減速器(機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì))

1、二級(jí)圓柱齒輪減速器計(jì)算說(shuō)明書(shū)學(xué)院:專(zhuān)業(yè):班級(jí):姓名:g 2一、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求3二、確定各軸功率、轉(zhuǎn)矩及電機(jī)型號(hào)31. 工作機(jī)有效功率42. 查各零件傳動(dòng)效率值43. 電動(dòng)機(jī)輸出功率44. 工作機(jī)轉(zhuǎn)速45. 選擇電動(dòng)機(jī)46. 理論總傳動(dòng)比57. 傳動(dòng)比分配58糊髓59.各軸輸入功率：51（）.電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：611. 各軸的轉(zhuǎn)矩612. 賴(lài)6三、選擇齒輪材料，熱處理方式和精度等級(jí)7四、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與校核計(jì)算7（二）、低速級(jí)16五、初算軸徑17六、校核軸的強(qiáng)度和軸承壽命：18（一）、中間軸18（二）、輸入軸23（三）、輸出軸27七、滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算32八、平鍵聯(lián)接的選用和汁算37九、選擇聯(lián)軸器39

2、十、潤(rùn)滑方式39十一、設(shè)計(jì)總結(jié)40十二、參考文獻(xiàn)41一、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求1. 設(shè)計(jì)題目沒(méi)計(jì)一鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置，兩班制工作，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，輕微振動(dòng)，使用年限5年, 單件生產(chǎn)，輸送帶允許誤差為±%5。2. 原始數(shù)據(jù)鏈條曳引力f=5200n 鏈條速度v= 0.3m/s 鏈條節(jié)距t= 125mm 鏈輪齒數(shù)z= 63. 方案圖1-電動(dòng)機(jī)2, 4-聯(lián)軸器3-減速器5- 鏈板6- 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置二、確定各軸功率、轉(zhuǎn)矩及電機(jī)型號(hào)1 .工作機(jī)有效功率=f-v = 5200x0.3 = 1.56kw2. 查各零件傳動(dòng)效率值聯(lián)軸器（彈性）77, = 0.99,軸承z/2 = 0.99

3、,齒輪仏=0.97 鏈輪7, = 0.96故：ymd .咕，=0.992 x 0.995 x 0.973 x 0.96 = 0.81663. 電動(dòng)機(jī)輸出功率c女黑=1她4. 工作機(jī)轉(zhuǎn)速鏈輪轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍5. 選擇電動(dòng)機(jī)選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y112m6,同步轉(zhuǎn)速940r/min，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速l000r/min，額定功率2.2kw 電動(dòng)機(jī)外形尺寸h'60 x 1000v 60x1000x0.3 y .=24/7 minzt125x6nd = nw -1 = 24 x (24120) = 5762880r/min心h屮高外形尺寸l, x (/?2 / 2 + /?,) x h底腳安裝底腳螺栓

4、軸伸建聯(lián)接部尺寸直徑尺寸分尺寸axbkdxefxcd132475x(135/2 + 210)x315216x 1401238 x8010x86. 理論總傳動(dòng)比9402439.177. 傳動(dòng)比分配取開(kāi)式齒輪傳動(dòng)比= 3，又 = 1.4/ zni - /, -故 & = 4.28，/ = 3.058. 各軸轉(zhuǎn)速/i( =id =940/7 min十：=219.63"min_ 219.63 3.0572.01r/min"inziii72.013=24z7min9. 各軸輸入功率:p=pdtl =1.91x0.99x 0.97 = 1.83/fvv什=0."2.&

5、quot;3 = 1.83 x 0.99 x 0.97 = 1.76kw= 176x0.99x0.97 = 1.69/vvq = 1.69 x 0.97 = 1.52尺wp也=仏 r = 1.52 x 0.99 = 1.5 l10. 電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩:9.55x10x = 9.55x1019.40/v. w11. 各軸的轉(zhuǎn)矩tl=rd=l 9.40 x 0.99 x 0.97 = 18.63n - m7, = 7j ；72 -7/3 -z, =18.63x0.99x0.97x4.28 =76.607v 州iii = h h hi=76.60 x 0.99 x 0.97 x 3.05 = 224.3

6、22v mtw=tctj= 224.32 x 0.99 = 222.087v mtdu3= 222.08 x 0.97 x 0.99 = 213.262v m12.誤差帶式傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名功率 p/kw轉(zhuǎn)矩 t/nm轉(zhuǎn)速 n/r/min傳動(dòng)比i效率n/%電機(jī)軸1.9119.40940199i軸1.8318.639404.2896ii軸1.7676.60219.633.0596iii軸1.69224.3272.01iv軸1.52222.0872.01398鏈輪軸1.51213.2624三、選擇齒輪材料，熱處理方式和精度等級(jí)考慮到齒輪所傳遞的功率不大，故小齒輪選用45#鋼，表而淬火，齒

7、而硬度為40 55hrc,齒輪均為硬齒面。選用8級(jí)精度。u!齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與校核計(jì)算4.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 齒輪材料，熱處理及精度考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開(kāi)線斜齒輪 (1)齒輪材料及熱處理 材料：髙速級(jí)小齒輪選用40cr滲碳淬火，齒而硬度為55hrc，接觸疲勞強(qiáng)度極限 (jhvm = oqmpa ,彎曲疲勞強(qiáng)度極限.二lmpa高速級(jí)大齒輪選用45tf鋼正火，表面淬火，齒面硬度為55i1rc,接觸疲勞強(qiáng)度極限 = 1140 彎曲疲勞強(qiáng)度極限(7f£ = 700m/。取小齒齒數(shù)z,=19則 z2=ixz,=4. 28x19=81.32収22=

8、82。 齒輪精度按gb/t10095 1998，選擇8級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化。2. 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸 按齒而接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)2尺,1 x i 1 x) 2中au (yh確定各參數(shù)的值：試選尺,=1.6查機(jī)械設(shè)汁表10-6選取區(qū)域系數(shù)5由圖 10-26 查得 e =0.71=0.84fxal則 & =0.71+0.84=1.55由公式10-13計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù)n' = 60n'j =60x940x1x(2x8x300x10)=1 02x10查圖10-19得: kf/n、=0.9t khn = 0.95 齒輪的疲勞強(qiáng)度極限取失效概率為1%,安全系數(shù)s=l,應(yīng)用公式10-12得

9、:hn 1 v h lim0.9x1200skcr1080 mpahn h lim 20.95x11401083 mpa許川接觸應(yīng)力 由表 10-6 得：za. =189.8m1 由表10-7得:=13. 設(shè)計(jì)計(jì)算小齒輪的分度圓直徑,=28.31mmd >2k1t,yu + zhze 2j2xl.6xl8.63xl03 4.09 + 1 189.8x2.5 2，z"'(j)d£a x_ttx (jh v 1x1.554.091081.5計(jì)算圓周速度3.14x28.31x940 60x1000-0.40m/560x1000計(jì)算齒寬b和模數(shù)m 計(jì)算齒寬bb= x

10、dxt =48. 39mm 計(jì)算摸數(shù)m,初選螺旋角y?=14udu cos j3 48.39xcosl4"nt191.86mmb/h483%.176-1l96 計(jì)算縱向重合度 =o. 31807, tany0=0.318x 1 x 19xtan 14 =1.506 計(jì)算載荷系數(shù)k使用系數(shù)/二1根據(jù)v=0.91m/s，8級(jí)精度，查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8得 動(dòng)載系數(shù)1 =1.08，1x1.08x1.4x1.452.19查表 10-4 得 k/?=1.45 查圖 10-13 得：k = 1.38 查表 10-3 得：ha = kfa=.4 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑2.19=-=48

11、.39x=50.36/ 計(jì)算模數(shù)m,19cl cos/3 50.36xcosl4 m. = = 2s)bmm4.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由彎曲強(qiáng)度的設(shè)汁公式m ）2/7；cos2/3 sd（1）確定公式lal各計(jì)算數(shù)值小齒遞的轉(zhuǎn)矩t = 18.63?/ -m計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)vlzi19cos3 p cos314z220.80cos /3 cos" 14初選齒寬系數(shù)85.39按對(duì)稱(chēng)布置，由表查得 初選螺旋角初定螺旋角 p=u° 載荷系數(shù)kk = kkkf kf= lxl.08xl.4xl.38 = 2.09a v fa fp 查取齒形系數(shù)yfa和應(yīng)力校正系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5得：

12、齒形系數(shù) 1 =2'85 sa =2'24應(yīng)力校正系數(shù)i.54 ysa2=.n 重合度系數(shù)&根據(jù) £=1.506,從圖 10-28 查得&=0. 88計(jì)算大小齒輪的人查圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù):k f/vi 二0. 9kf/v2=0. 95取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.25(jril = kfffi = 0-9x720sfn 2 ff 21.250.95x7005 isam pas2.85x1.54518.42.24x1.771.250.00850.0076532mpa么2518.4比較結(jié)果小齒輪的數(shù)值大，所以對(duì)小齒輪進(jìn)行計(jì)算。（2） 設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算模

13、數(shù)hx2.09xl8.63xlo3 x0.88xcos214x0.0085,m> ,rmm = 1.12mmn v1x192x1.55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)m人于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，按gb/t1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取=2mm但為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度， 需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d, =40. 36mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).于是由:19.58 取 z|=i950.36xcosl4z1那么 z2 =3. 55x19=67.45 取整為 68 幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距+_ (19 + 82巧2 = 98.33,誦"一 2(3 一

14、2xcos14將中心距圓整為100mm。按圓整后的屮心距修正螺旋角14°4.12q(z丨+zjm(19 + 68)x2p - arccos! =- = arccos2a2x100因值改變不多，故參數(shù)r6,，z,，等不必修正.計(jì)算大.小齒輪的分度圓直徑d'= zm,1 = 40mm 'cos/?dz2m” - 160,誦-cos 夕計(jì)算齒輪寬度b =(/)dd =1x39.18mm = 39.18mm圓整的 =40=4524.2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算i. 齒輪材料，熱處理及精度考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒而漸開(kāi)線斜齒輪 (1)齒輪材料及熱處

15、理 材料：高速級(jí)小齒輪選用40cr滲碳淬火，齒面硬度為55hrc,接觸疲勞強(qiáng)度極限= 12qgmpa ,彎曲疲勞強(qiáng)度極限(jie = 120mpa高速級(jí)大齒輪選用45#鋼正火，表而淬火，齒而硬度為55hrc,接觸疲勞強(qiáng)度極限 zthi. =u40mpa,彎曲疲勞強(qiáng)度極限 = 700似什。収小齒齒數(shù)z =23vx n innbh3則 z4=ixz3=2. 54x23=58. 42 取24=59。 齒輪精度按gb/t100951998,選擇8級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化。2. 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸 按齒而接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)w±l 人 z,、2 xx( h £)a u m確定各參數(shù)的值：試選

16、=1.6查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6選取區(qū)域系數(shù)z/z=2.5 由圖 10-26查得 £ = 0.77 、二0.86a6t2則 £ =0.77+0.86=1.63(x由公式10-13計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù)n=60n2j =60x219.63xlx ( 2x8x300x10； 二 6.33x109 查圖10-19得: 尺廳=0.9，尺腿=0.95 齒輪的疲勞強(qiáng)度極限取失效概率為1%,安全系數(shù)s=l,應(yīng)用公式10-12得：= 0.9x1200 = w什h 3 s1c7n . = khn/7h'、'、2 = 0.95x1140 = 1083 mpa l ,j4s1許用接觸應(yīng)力=

17、0s.5mpa<7j =(以+<w = (1080+1083)由表 10-6 得：=189. 8mi由表10-7得:=13.設(shè)計(jì)計(jì)算小齒輪的分度圓直徑6=37.40mm2ktt2 f/ + l zflze 2 _ r2xl.6x76.60xltf 3.23+1 189.8x2.5 3z vx_w_>< w v 1x1.633.231081.5il算圓周速度紙a60x 10003.14x37.40x219.6360x1000=0.06m/s計(jì)算齒寬b和模數(shù) 計(jì)算齒寬b計(jì)算摸數(shù)m,初選螺旋角=14m :人cos 37.40xcosl4。門(mén) rnm = 2.43/w/wz32

18、3也高 h=2. 25 z?7/?/=2. 25x2. 43=5. 47 mmn7=10.53計(jì)算縱向重合度=0.31807, tan/j=0.318x 1 x23xtanl4 =1.824 計(jì)算載荷系數(shù)k 使用系數(shù)根裾 = 0.35州/義8級(jí)精度，查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8得 動(dòng)載系數(shù)! =1.02，查表 10-4454查圖 10-13 得：kf/?= 42 查表 10-3 得：ha = kfa = yatik = kak kh khb =1x1.02x1.4x1 .454 = 2.08a v ha hp 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 d,= 擇=342.80x3 = 62.86/7 而

19、計(jì)算模數(shù)d'cos/3 62.86xcosl4 i tn = = 2.65mm" z3274.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由彎曲強(qiáng)度的設(shè)汁公式m > 3 2kt2y/jcos2(vs1 fx,么(1) 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩t =76*6(w.m二 27cos3 p cos314c= 25.18=74.44z4 68z ,=cos p cos 14 初選齒寬系數(shù)按對(duì)稱(chēng)布罝，由表查得 初選螺旋角初記螺旋角 載荷系數(shù)k2.03k = kak kb kr, = lxl.02xl.4xl.42a v ba bp 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5得：齒形系數(shù)

20、 yfa3 =2.60 ysai =2.24 應(yīng)力校正系數(shù)yfa4=1.59 ysa4=i.n 重合度系數(shù)&根據(jù)久=1.824,從圖10-28查得1=0.88y f 計(jì)算大小齒輪的查圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù):lr0.9k0.95取彎曲疲勞安全系數(shù)s-1.250.9x7201.25 0.95x700= 5sampas 1.25= 2.60x1.59 么3 532mpa518.42.24x1.770.008m 518.40.0076比較結(jié)果小齒輪的數(shù)值大，所以對(duì)小齒輪進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算 汁算模數(shù)2x2.09x76.60xl03x0.88xco 14x0.00851x232x1.63mm

21、- 2.21mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒而接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法而模數(shù)1大于巾齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的法郵模數(shù)，按gb/t1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取=3mm但為了同吋滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑七=62. 86mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).于是巾:62.86xcosl4爪，、=20.33取=20那么 z 2 =2. 92 x 20=58. 4 取整為 59 兒何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距_(z, + z2x _ (23 + 59)x3 = 118.06mm"1(3 - 2xcos14將中心距圓整為122mm0按圓整沿的中心距修正螺旋角二 arccos(23 + 59)x32

22、x12213°4527"因0值改變不多,故參數(shù)za等不必修正. 計(jì)算大.小齒輪的分度圓直徑cos/?=66.53mm計(jì)算齒輪寬度b =(/)dd = 1x61.77 mm = 61 hl mm圓整的 b4=65 b, = 704.3齒輪校核(一) 高速軸校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度巾參考文獻(xiàn)11p135公式8.7i2k7 w + 1y bdx u(1) 齒數(shù)比 w = 二 3.55。(2) 由參考文獻(xiàn)1 p136表8.5查得彈性系數(shù)zt、=9.mpa。(3) 由參考文獻(xiàn)1p136圖8.14査得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)zh =2.38。(4) 由參考文獻(xiàn)1p136圖8.15查得重合度系數(shù)&

23、; =0.8(5) 由參考文獻(xiàn)pi42圖8.24查得螺旋角系數(shù)z# =0.97(5)由參考文獻(xiàn)1p145公式8.26o% =計(jì)算許用接觸應(yīng)力式屮接觸疲勞極限，由參考文敝1p146圖 8.28 ()分別查得二 lloomptz,1100 嫩，；壽命系數(shù)，由參考文獻(xiàn)1 p147圖8.29查得zni = 1, zn2 = 1:sh安全系數(shù)，由參考文獻(xiàn)1p147表8.7查得=1.0故erhi1.0x1100l0= 00mpa = crh2h =尺 7； w + 1 bd' u189.8x2.38x0.8x0.97x2xl.74x40.5_lx3：55±l20x4023.55692.s

24、1 ma<an滿(mǎn)足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。<二)、低速級(jí)校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度由參考文獻(xiàn)1j p135 公式 8.7 c7h = zezhz£zp2 zz +式中各參數(shù):(1) 齒數(shù)比 w 二二2.54。(2) 由參考文獻(xiàn)1 p136表8.5查得彈性系數(shù)z£ = 189.8抽vz。(3) 由參考文獻(xiàn)1p136圖8.14查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)zw =2.44。(4) 由參考文獻(xiàn)1 p136圖8.15査得重合度系數(shù)義。=0.815(5) 由參考文獻(xiàn)1p142圖8.24查得螺旋角系數(shù)z# = 0.984(5)由參考文獻(xiàn)p145公式8.26er/y計(jì)算許用接觸應(yīng)力sh式中：接觸疲勞極

25、限，巾參考文獻(xiàn)11 p146圖 8.28 ()分別査得=umpa,.hn2=liooywp ;zn壽命系數(shù)，由參考文獻(xiàn)11 p147圖8.29查得z/v3 = 1，z,v4 = 1 ;sh安全系數(shù)，由參考文獻(xiàn)1p147表8.7查得=1.0故<7h31.0x1100 -l0= i00mpa = ah4ahl = zezhz£zj189.8x2.44x0.815x0.984x2xl.7077x.38.10x2：54±l350.795x72.54648.85她 <<7捫滿(mǎn)足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。五、初算軸徑由參考文獻(xiàn)1p193公式10.2可得：齒輪軸的最小直徑：互=

26、106彳 = 17.15mm?？紤]到鍵對(duì)軸強(qiáng)度的削弱 n v 940及聯(lián)軸器對(duì)軸徑的要求，最后取d = 25mm。中間軸的剔、鈕：v-脊難德f?？挤^軸強(qiáng)度的削弱及軸承壽命的要求，最后取6/n=35mm輸出軸的最小直徑：2 qpt = 106v72.01 = 34.78mm?？紤]到鍵對(duì)軸強(qiáng)度的削v nm弱及聯(lián)軸器對(duì)軸徑的要求，最后取rfni =35mm。式中：c由許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力確定的系數(shù)，由參考文獻(xiàn)11p193表10.2,取c = 106六、校核軸及鍵的強(qiáng)度和軸承壽命:（一、中間軸1. 齒輪2 （高速級(jí)從動(dòng)輪）的受力計(jì)算:巾參考文獻(xiàn)11p140公式8.16可知= 2x76.60 x1q3 = 9

27、57.5n z2 d2 160fr2 = ft2 tan at2=957.5 xtan 20°cos 17 45w534.49/vfa2 = fr2 tan (3 = 534.49 x tan 17°45霄=171.12w式中：一齒輪所受的圓周力，n;f，.2一一齒輪所受的徑向力，n;齒輪所受的軸向力，n;中閬軸受力及奪矩分析圖2. 齒輪3 （低速級(jí)主動(dòng)輪）的受力計(jì)算:由參考文獻(xiàn)lp140公式8.16可知ii4151 .5nfr3 = ff3 tanal3 =4151.5lxtan 20:cosl3w2r_1254.912vfu3 = fr, tan爲(wèi)=1254.91 x

28、tan 13°29z2r = 301.03a式中：c3一一齒輪所受的圓周力，n;r3齒輪所受的徑向力，n;齒輪所受的軸向力，n;3. 齒輪的軸向力平移至軸上所產(chǎn)生的彎矩為:u4=l7l.l2xv=l4553.75祕(mì)畫(huà)mh3 =4 = 301.03 x = 10680.093n - mm4.軸向外部軸向力合力為:fa = fa, - fa2 =301.03-171.12 = 129.917v5. 計(jì)算軸承支反力:豎直方向，軸承1f,373.3 + f/233>3116.62507.092vfz343.3 + fz283.3 224421n軸承2116.6水平方向，軸承1in心.7

29、3.3-.33.3-a-a = .謂116.6，與所設(shè)方向相反軸承2人83.3義二為-=_20懂設(shè)方向相反軸承1的總支撐反力:h2 +/?,/ = v76.042 +2507.092 = 2508.24/v軸承 2 的總支撐反力：r2 =扣22 +r2v2 =a/205.952 +2244.212 =2253.46/76. 計(jì)算危險(xiǎn)截面彎矩a-a 剖面左側(cè)，豎直方向7* 43.3 = 2507.09 x 43.3 = 109556.99777 水平方向= r'h 43.3 = 76.04x 43.3 = 3292.5327v mmb-b 剖面右側(cè)，豎直方向似v/，二么.33.3 = 2

30、244.21x33.3 = 74732.193iv.zw7z水平方i門(mén)= r，'h - 33.3 = 205.95 x 33.3 = 6858.135n - mma-a剖酣各側(cè)合成彎矩為mmma = mva2 +(mhy-mha)2 = v109556.9972 + (10680.093 - 3292.532)2 =109805.79 2v b-b剖而左側(cè)合成彎矩為mh = yjmvb2 + (mnh-m,2)2 = 74732.1932 + (6858.135 - 3292.532)2 =75127.38/v. zwz? 故a-a剖面右側(cè)力危險(xiǎn)截面。7. 計(jì)算應(yīng)力初定齒輪2的軸徑力&

31、lt;=38mm，軸轂長(zhǎng)度力10mm,連接鍵由參考文獻(xiàn)2p135表 11.28 選擇/?></2=108，1=5抓71/2=2501111。齒輪3 軸徑為rf3=40mm，連接鍵由 p135 表 11.28選擇z?x/2=12x8，t=5mm?3 =32mm,轂槽深度t=3.3mm。由(f/3 - f/;) / 2 - (1 + 0.25)m2 / cos 及-心 =(70.957-40)/2-1.25x3/cosl 3°29z2 f-3.3 = 8.32mzn2.5m2 /cos/?2 = 2.5x3/cos 13d292t = 7.71mm < 8.32mm 故

32、逍車(chē)侖 3又a-a剖面右側(cè)（齒輪3處）危險(xiǎn)，故: 抗彎剖面模量w/w =0.m)3-1 = 0.1x403 -12x5x(4o-5)6373j5抗扭剖面模量12773.75!=109805.79 = 172墨 彎曲應(yīng)力 vv 6373.75oa -ob- 1.23mpa,(jc =0扭剪應(yīng)力1麗8.77 =93勳 7 wr 12773.754.66mpa8. 計(jì)算安全系數(shù)對(duì)調(diào)質(zhì)處理的45#鋼，巾參考文獻(xiàn)1p192表10.1知:抗拉強(qiáng)度極限=650mpa彎曲疲勞極限f-1 =30（）mpa扭轉(zhuǎn)疲勞極限t-i=155mpa由表10.1注查得材料等效系數(shù)：& " °2,=

33、0a軸磨削加工時(shí)的表妞質(zhì)量系數(shù)由參考文獻(xiàn)lp207附圖10.1查得 = （k92絕對(duì)尺寸系數(shù)由附圖10.1查得： =0*82r =0,78鍵槽應(yīng)力集巾系數(shù)由附表10.4查得：= 1-825, kr =1.625 （插值法）由參考文獻(xiàn)11p201公式10.5, 10.6得，安全系數(shù)sk-11.8250.92x0.82s.1.6250.92x0.78300= 7.197x17.23 + 0.2x0155x 4.66+ 0.1x4.6614.0677.197x14.0676.4齒輪2處鍵連接的擠壓應(yīng)力crp247,4x76600 b) 38x8x(25 10)lq43mpa齒輪3處鍵連接的擠壓應(yīng)力4

34、t24x115418.77d'h(l-b) 40x8x(32-12)14.343mp75； + s2r v7.1972 +14.0672查p202表10.5得許用安全系數(shù)s=1.51.8,顯然ss，故危險(xiǎn)截面是安全的9. 校核鍵連接的強(qiáng)度由于鍵，軸，齒輪的材料都力45號(hào)鋼，由參考文獻(xiàn)1查得c7l=12()15()a/p6z，顯 然鍵連接的強(qiáng)度足夠！10. 計(jì)算軸承壽命由參考文獻(xiàn)2p138表12.2查7207c軸承得軸承基本額定動(dòng)負(fù)荷g =23.5kn,基本額定靜負(fù)荷= 17.5kna=129. 9n> s2軸承軸向力分析軸承1的內(nèi)部軸向力力：' =0.4尺1 = 0.4

35、x 2508,24 = 1oo3-37v 軸承 2 的內(nèi)部軸向力為：么=0.4/?2 = 0.4x2253.64 = 901.456a故軸承1的軸向力7= sl = wo33n,軸承 2 的軸向力么，1003.3 +129.9 = 11331rhf=w03.3 :0()57 fa2 : 1133.2 co - 17500 .，c。_ 17500=0.065巾參考文獻(xiàn)11p220表11.12可杏得.el = e2 = 0.43_ 1003.3 "2508.24= 0a<e_ 1133.2 一 2253.64=0.503取芩=l,y, =0;x2 = 0.44, y2 =1.3故p

36、'=r' = 2508.24/v, p2 = x2r2 + y2fa2 =0.44x2253.24 + 1.3x1133.2 二 2464.6w根據(jù)軸承的工作條件，査參考文獻(xiàn)1p218219表11.9，11.10得溫度系數(shù)*=hq，載荷系數(shù)壽命系數(shù)£ = 3。由p218公式11.1c得軸承1的壽命lh10660n2fr'ch.p10660x212.391.0x235001.0x2508.2460868/z己知工作年限力5年2班，故軸承預(yù)期壽命l；=8x2x300x5 = 24000/? lh > l，h,故軸承壽命滿(mǎn)足要求c二、輸入軸1. 計(jì)算齒輪上的作

37、用力由作用力與反作用力的關(guān)系可得，齒輪軸1所受的力與齒輪2所受的力大小相等， 方向相反。即：軸向力fal =17u2a徑向力=534.4術(shù)，酮力二1398蕭2. 平移軸向力所產(chǎn)生的彎矩為：1/ = 1 = 171-12><= 3413-844ar-m2 23. 計(jì)算軸承支撐反力331398.58x33豎直方向，軸承1116116397.87n軸承2水平方向，軸承1hftx -831398.58x831161161000.71/vf. -33-mh1534.49x33-3413.844r116116126.62w軸承 2火川=fh -r川=534.49-126.62 = 411.87

38、'軸承1的總支撐反力：氏=2 +/?1v2 =vl26.622 +397.872 =417.53n軸承2的總支撐反力:r2 = r2h2 + r2v2 =a/411.872 +1000.712 =1082.15/v4. 計(jì)算危險(xiǎn)截面彎矩a-a 剖面左側(cè)，豎直方向二 -83 = 397.8x83 = 33017.4；v - mm其mv水平力向- 83 = 126.62x83 = 10509.46- mm2 +mz/i2 = v33017.42 +10509.462 = 34649.467v mma-a剖面右側(cè)，豎直方向= =33017遍醐mh2=mh -m'h = 10509.4

39、6 - 3413.84 = 7095.616n mm其合成彎矩m2 =mv22 +w"22 = v33017.42 +7095.6162 =33771.27v. mm 危險(xiǎn)截而在a-a剖而左側(cè)。5. 計(jì)算截面應(yīng)力由參考文獻(xiàn)1p205附表10.1知:j 339 93w/mm3 = = = 6352.12 抗彎剖而模fi1010抗扭剖面模量wt i mmd' 39.9= 12704.24巧曲應(yīng)力_ 34649.64 6352.125.45 mpaoa - c7h = 5a5mpa,(jc =0 娜應(yīng)力=t=篇pala4mpa6. 計(jì)算安全系數(shù)對(duì)調(diào)質(zhì)處理的45#鋼，由參考文獻(xiàn)ujp

40、192表10.1知:抗拉強(qiáng)度極限=650mpa彎曲疲勞極限=300mpa扭轉(zhuǎn)疲勞極限f-i=155mpa由表10.1注查得材料等效系數(shù)：二似水=(11軸磨削加工時(shí)的表而質(zhì)s系數(shù)由參考文獻(xiàn)lp207附圖10.1查得# = q。92絕對(duì)尺寸系數(shù)41附圖10.1查得： =0.84,r =0.8由參考文獻(xiàn)lp201公式10.5, 10.6得,安全系數(shù)s-=30042.54p£z °a 七傘凡 0.92x0.84x 5.45+ 0.2x0155/慮丄xu4+o.1x11493.242.54x93.2+ s2t v42.542 +93.239.3査p202表10.5得許用安全系數(shù)s=1

41、.51.8,顯然ss,故危險(xiǎn)截面是安全的7. 校核鍵連接的強(qiáng)度聯(lián)軸器處連接鍵由參考文獻(xiàn)2p135表11.28選擇軸徑為d =25 mm=20.68嫩z聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力47_4x40.516/2(/-/2)_ 25x7x(40-8)由于鍵，軸的材料都為45號(hào)鋼，由參考文獻(xiàn)1查得e7l=12q15()mp6z,顯然鍵連 接的強(qiáng)度足夠！8. 計(jì)算軸承壽命由參考文獻(xiàn)2jp138表12.2查7206c軸承得軸承基本額定動(dòng)負(fù)荷cr=17.8kn,基本額定靜負(fù)荷c0=12.8kna= 171. 12s2軸承軸向力分析軸承 1 的內(nèi)部軸向力為：s, = 0.4/?, =0.4x417.53 = 167

42、.0127軸承 2 的內(nèi)部軸向力為 s2 = 0.4/?2 =0.4x1082.15 = 432.86由于 +fal =167.01+ 171.1 =338.11?v<s2故軸承 1 的軸向力匕,=s, - fal =432.86-171.1 = 261.76n,軸承2的軸向力么2 =52 =432.8677<=llw = 0-02 = 0-034由參考鑛，表可査得:e =0.38, e2 =0.40又/ = 261.76 rv 417.530.63 > ex,2v432.86 1082.150.4 =取 1 = 0.44, y =1.47;x2 =1,/2 =0故p2 =r

43、2 =1082.15a =x,/?, +yfal = 0.44 x 417.53 +1.47 x 261.76 = 568.5n取 p = p2根據(jù)軸承的工作條件，杏參考文獻(xiàn)11p218219表11.9, 11.10得溫度系數(shù)=1.0,載荷系106106< 1.0x17800 )60/?,tfp'p-60x720<1.0x1082.15數(shù)人=1.0,壽命系數(shù)£ = 3。由p218公式11.1c得軸承2的壽命lh3=77263/z己知工作年限為5年2班，故軸承預(yù)期壽命l =8x2x300x5 = 24000/?lh > l；,故軸承壽命滿(mǎn)足要求。<三、輸

44、出軸1. 計(jì)算齒輪上的作用力巾作用力與反作用力的關(guān)系可得，齒輪4所受的力與齒輪3所受的力大小相等，方14相反。即：軸向力廠。4 = 301.03#,徑向力fr4 = 1254.9in,圓周力= 3352.727v2. 平移軸向力所產(chǎn)生的彎矩為:m4h =f/4 = 301.03x199.6232969.267v mm3. 計(jì)算軸承支撐反力豎直方向，軸承1a,z4733352.72x731161162109.9n軸承 2/?2v =f,4 =fw = 3352.72 - 2109.9 = 1242.827v水平方向，軸承 1.73 + "4 = 1254.91x73 + 32969.2

45、6 = 107365yv116116軸承 2/?2" =fra -r4h =1254.91-1073.65 = 181.267v,軸承 1 的總支撐反力=扣川2 + r'v2 = a/2109.92 +1073.652 = 2367.36/v軸承 2 的總支撐反力：尺2 =扣22 +r2v2 = vl242.822 +181.262 = 1255.97a4. 計(jì)算危險(xiǎn)截面彎矩a-a 剖面左側(cè)，豎直方向 a/vl =rw 43 = 2109.9x 43 = 90725.7- mm水平方向 =rlh 43 = 1073.65x 43 = 46166.957v - mm其合成彎矩為

46、 a/, =mvi2 +mhl2 =<90725.72 +46166.952 = 101796.567v mm a-a剖面右側(cè)，豎直方向= mvi =90725.7n - mm水平方向=尺2/ 73 = 181.26x 73 = 13231.987v - mm其合成彎矩為a/2 二mv22 +mh22 = v90725.72 +13231.982 =91685.54n-mm 危險(xiǎn)截面在a-a剖面左側(cè)。5. 計(jì)算截面應(yīng)力初定齒輪4的軸徑為4=44mm，連接鍵由參考文獻(xiàn)rjp135表11.28選擇z?x a =12x8,t=5mm, /2 =28mm。由參考文獻(xiàn)lp205附表10.1知：抗彎

47、剖面模量w!mm3 = 0.1(<)3 - 丁戸=0.1x443 - 12x5x(44_5)2 = 7481.35 2d2x44抗扭剖而模姒wt/mm3 = 0.2«)3 -4 丁尸=0.2x443 - 12x5x(44-5)2 二 15999.75 742d'2x44彎曲應(yīng)力a101796.567481.35o a (jh = 13.6 imp“，=0, t' 358002.37 o1 ola/fd 扭剪應(yīng)力 rr = 21.8 mpawt 15999.75ta =nt221.81210.9 mpa6. 計(jì)算安全系數(shù)對(duì)調(diào)質(zhì)處理的45#鋼，由參考文獻(xiàn)p192表1

48、0.1知. 抗拉強(qiáng)度極限7# =650mpa彎曲疲勞極限=300mpa 扭轉(zhuǎn)疲勞極限f_, = 155mpa由表10.1注查得材料等效系數(shù)：么=0.2,么=0.1軸磨削加工時(shí)的表面質(zhì)量系數(shù)由參考文獻(xiàn)lp207附圖10.1査得/? = 0.92絕對(duì)尺寸系數(shù)巾附圖10.1查得：么=0.82人=0.78鍵槽應(yīng)力集中系數(shù)由附表10.4査得：=3.6, kt=3.2 （插值法）由參考文獻(xiàn)lp201公式10.5, 10.6得，安全系數(shù)3003.26.49p£r f 傘凡 0.92x0.82xl0.9 + 0.2x0155中人323.120.92x0.78x10.9 + 0.1x10.96.49x

49、3.125； + s； v6.492 +3.122.8査p202表10.5得許用安全系數(shù)s=1.51.8,顯然ss1,故危險(xiǎn)截而是安全的7. 校核鍵連接的強(qiáng)度聯(lián)軸器處連接鍵由參考文獻(xiàn)2p135表11.28選擇z?x/z=10x8, t=5mm，z=70mmo軸 徑為 6/ =35 mm聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力47；4x358002.37dh(l-b) 35x8x(70-10)83.08m/vz齒輪選川雙鍵連接，180度對(duì)稱(chēng)分布齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力47；4x358002.372dh(l-b)2x44x8x(28-12)123.92m pa巾于鍵，軸的材料都為45號(hào)鋼，巾參考文獻(xiàn)11查得jp=1

50、20150mftz,顯然鍵連接的 強(qiáng)度足夠！8. 計(jì)算軸承壽命巾參考文獻(xiàn)21p138表12.2杏7208c軸承得軸承基本額定動(dòng)負(fù)荷=26.8kn,基本額定 靜負(fù)荷 c()=20.5kn軸承 1 的內(nèi)部軸向力為：s, = 0.4/?, = 0.4x2367.36 = 946.947v軸承 2 的內(nèi)部軸向力為 s2 = 0.4/?2 =0.4x1255.97 = 502.36由于 a +f“4 = 502.36 + 301.03 = 803.39n < 5,軸承1的軸向力= 946.942v故軸承 2 的軸向力 fa2-fa4 =946.94-301.03 = 645.9bvp046 q4f

51、64s q1由 = 0.046,i= o.o314 由參考文獻(xiàn)lp220 表 11.12 可查co20500co20500得 a = 0.43,= 0.40.z fa946.94 n fa，645.91又- = 0.4 <= ().512e，rw 2367.36r1v1255.97-取 a =1， =0；x2 = 0.44, y2 =1.4故p' =r' = 2367.867v, p2 =x2r2 +y2fa2 =0.44x1255.97+ 1.4x645.91 = 1456.92v取尸=6根據(jù)軸承的工作條件，查參考文獻(xiàn)p218219表11.9, 11.10得溫度系數(shù)人=1.0,載荷系lh106(1.0x26800 160x65.68<1 .ox 2367.86 j數(shù)/p=1.0,壽命系數(shù)£ = 3。由p218公式11.1c得軸承2的壽命10660n:= 3.3xl05/?已知工作年限為5年2班，故軸承預(yù)期壽命l；=8x2x300x5 = 24000/?lh > l,故軸承壽命滿(mǎn)足要求七、滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算（一）高速軸的滾動(dòng)軸承校核計(jì)算：選用的軸承型號(hào)為代號(hào)為33007,巾資料1表9