兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器

1、）和環(huán)序旱凜M玲撫< hind I niverAit> nf Mining tnd rc<hnok>£ invhon C olket機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目?jī)杉?jí)斜齒圓柱齒輪減速器 （I）機(jī)電 系機(jī)械 專業(yè)10 級(jí)2班學(xué)生姓名完成日期2013.7.17指導(dǎo)教師（簽字）機(jī)械設(shè)計(jì)課程任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)人 院（系）機(jī)電動(dòng)力與信息工程系 專業(yè)（班級(jí)） 學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)題目?jī)杉?jí)斜齒圓柱齒輪減速器題號(hào) 55原始數(shù)據(jù)：一、設(shè)計(jì)一個(gè)用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓柱齒輪減速器1、總體布置簡(jiǎn)圖：滾筒2、工作條件：輸送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微震動(dòng)，空載啟動(dòng)，滾筒效率為0.96，輸送帶工作

2、速度允許誤差為土 5%每年按300個(gè)工作日計(jì)算，兩班制工作，使用期限為10年，大修期4年，在專門(mén)工廠小批量生產(chǎn)。3、原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸機(jī)卷 筒拉力(N)運(yùn)輸帶 速度(m/s)卷筒直徑(mr)i帶速允 許偏差(%使用年 限(年)工作制 度(班/ 日)20601.235051024、設(shè)計(jì)內(nèi)容：(1) 、電動(dòng)機(jī)的選擇與參數(shù)計(jì)算(2) 、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算(3) 、軸的設(shè)計(jì)(4) 、滾動(dòng)軸承的選擇(5) 、鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核(6) 、裝配圖、零件圖的繪制(7) 、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)5、設(shè)計(jì)任務(wù)：每個(gè)學(xué)生應(yīng)完成：(1) 減速器總裝配工作圖1張(A0或A1圖紙)；(2) 零件工作圖25張(傳動(dòng)零件如低速軸

3、，低速齒輪，箱體等，根據(jù)設(shè)計(jì)方法 由教師決定。A2或A3圖紙)。(3) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份(約60008000字)。完成時(shí)間 2013 年7 月16 日簽字設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果一、電動(dòng)機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的算計(jì)（一） 電動(dòng)機(jī)的選擇1 確定皮帶運(yùn)輸機(jī)所需的功率PwFv2060x1.2Pw 2.575KW1000化 1000 漢 0.962. 確定傳動(dòng)裝置的效率n初選聯(lián)軸器為彈性柱銷聯(lián)軸器和凸緣聯(lián)軸器，滾動(dòng)軸承為滾子軸承，傳動(dòng) 齒輪為閉式軟齒面斜齒圓柱齒輪，因其速度不咼，選用7級(jí)精度（GB10095-88），則機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副的效率分別如下：彈性柱銷聯(lián)軸器：-=0.9925滾子軸承：“2=0.98閉式

4、圓柱齒輪（7級(jí)）：n3 =0.98凸緣聯(lián)軸器（剛性）：3=0.9744=叫 m2 n3 *4 =0.9925 匯 0.98 匯 0.98 漢 0.97 = 0.87023. 電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pw2.575R =2.96KW0.87024. 選擇電動(dòng)機(jī)因?yàn)槠н\(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)載荷穩(wěn)定，取過(guò)載系數(shù)k = 1.05P AkFd =1.057.96=3.11KW根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第四版），查表8-184，取型號(hào)為丫132M1-6的電 動(dòng)機(jī)，則所選電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)額定功率 P=4.0 KW電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n=960 r/min根據(jù)機(jī)座號(hào)132M查續(xù)表8-187得電動(dòng)機(jī)伸出端直徑D=38 mm電動(dòng)機(jī)伸出端

5、軸安裝長(zhǎng)度E=80 mmY132M1-6電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)如下： = 0.8702Y132M2-6電動(dòng)機(jī)額定功率P4.0KW電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n960r/mi n電動(dòng)機(jī)伸出端直徑D38mm電動(dòng)機(jī)伸出端軸安裝長(zhǎng)度E80mm電動(dòng)機(jī)質(zhì)量m73kg（二）總傳動(dòng)比計(jì)算及傳動(dòng)比分配1.總傳動(dòng)比計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果驅(qū)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速nw60000v60000x1.2n 65 5 r / minnD3.14x350/總傳動(dòng)比in 960, “i =& 14.66nw65.52.傳動(dòng)比的分配圓柱齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為3 6，對(duì)于兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器，一般按齒輪浸油潤(rùn)滑要求，高速級(jí)傳動(dòng)比與低速級(jí)傳動(dòng)比分配：i（1

6、.31.6血h i2 =14.66h =3.8i2 =3.86（三）傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算1.各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸速度 n° =960r/min高速軸m =n0 =960r/mi nE = 960 r minnt 960.中間軸n2 - 252.63 r/ mini13.8n2 = 252.63 r/ min252 63低速軸和工作軸nwn 3 . -66.48r/mi ni23.862.各軸輸入功率的確定代=66.48/ min取電動(dòng)機(jī)的額定功率作為設(shè)計(jì)功率，則彈性聯(lián)軸器傳遞的功率為：P =的=4 7.9925 =3.97 KW高速軸 p1=P=3.97KWR =3.97KW中

7、間軸 P2=P 珥=3.97漢0.98漢0.98 =3.81KW彳氐速軸 P3 = F2 叫=3.81 匯0.98漢0.98 = 3.66KWP2 = 3.81KW工作軸 pw =F3 I 叫=3.66 x0.98X0.97 =3.48KW巳=3.66KW3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算P3 = 3.48KWP3.97高速軸 9550 1 9550 漢-39.49N mT1 = 39.49N mn1960中間軸T2 =9550=9550沃=144.03N mT2 =144.03N m中間軸n2252.63F33.66低速軸T3 - 9550 3 9550 漢-525.77 N mT3 =525.77N

8、mn366.48P4電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩Td 9550 0 9550漢-39.79N mn0960P3 48工作軸輸出轉(zhuǎn)矩Tw9550亠-9550江-499.91 N mnw66.48將以上算得的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表如下：5)n-i960由表10-7選取齒寬系數(shù)d -16)由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)1Ze =189.8MPa2軸名參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸高速軸中間軸低速軸工作軸轉(zhuǎn)速 n(r/mi n)960960252.6366.4866.48功率P(KW)43.973.813.663. 48轉(zhuǎn)矩T(N m)39.7939.49144. 03525.77499.91傳動(dòng)比13.83.861效率0.992

9、50.960.960.95二、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（一）高速級(jí)齒輪計(jì)算（參考書(shū)：機(jī)械設(shè)計(jì)第八版）1. 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1）運(yùn)輸機(jī)為一般工作器，速度不高，故選用 7級(jí)精度（GB 10095-88）2）材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS大 齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS兩者材料硬度差為40HBS3） 選小齒輪齒數(shù)z1 24 ,大齒輪齒數(shù)z2 3.8 24 7 8 91.2取Z2 =914）選取螺旋角初選螺旋角=142. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算公式-KtT1 U±1ZhZe '2 U I切】（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)

10、值1）試選載荷系數(shù)Kt =1.62） 由圖10-30選取區(qū)域系數(shù) Zh = 2.4333) 由圖 10-26 查得 -1=0.78；：2=0.88，則 :二；+ 守=0.78+0.88=1.664)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩十95.5"05P95.5漢10冬3.974K1匚=3.949匯 10 N mmN22.7648 1093.8-0.728 109K HN 2 二 0.939）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn1 =0.88 ;設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果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，由式10-12得bH 一 KHN2Him1 一o.88x6OOMPa

11、-528MPabH I =心“刃訕2 =0.93x550MPa =511.5MPa ns11）許用接觸應(yīng)力r 1 BhI + GhI 528+511.5lbH =1-MPa =519.75 MPa2 2計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑d1t.怡匕壬 u±1（ZhZen > 3 r.:J" 一¥% 勺 u ie 】2X1.6X3.949 X104 4.8 了2.433匯189.8 f-3jx 一 述丨1 mm 42.34mmY仆 1.663.8 I 519.75 丿2）計(jì)算圓周速度兀 d1t n13.14X42.34X960;,v m/ s = 2.13 m/ s

12、60 心00060 漢 10003）計(jì)算尺寬b及模數(shù)mntb=% d1t =1 漢42.34口口 =42.34mmd1tcosP 42.34汽cos14mnt -mm1.71mm召242.25m =2.2<1.71m =3.85mmb 42.34 一- -11h 3.854）計(jì)算縱向重合度 邛乞 = 0.318蚊乙 tanB =0.318匯 1 漢 24漢 tan14”=1.9035）計(jì)算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)Ka-1 ,根據(jù)v=2.13m/s,7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv =1.04 ；由表10-4查得Kh0的值與直齒輪的相同，故KhP=1.4由圖10-13查得心目=1.3

13、2由表10-3查得Khg = Kf° = 1.1故載荷系數(shù)K = KAKvKHpKH = 1 漢 1.04 汽 1.4 漢 1.1 =1.60166）.按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得(K1.6016dd1t 3i工 42.34弋丿mm 42.35mm1 瞅V 1.67）.計(jì)算模數(shù)mnd1 cos P mn42.35 cos14mm 二 1.71mmz3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-17）24mn _32KTY_cos_ YFaYsa'dZ12.- F 1（1）確定計(jì)算參數(shù)1）由圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 二fe1 =500MP

14、a ;大齒輪的彎 曲強(qiáng)度極限、-FE2 =380MPa2）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn/0.9，Kfn2 =0.923）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S =1.4,由式10-12得r 1KfntfE10.9漢500lcF 1 FN1 FE1MPa =321.43MPaS1.4r iKfn tfE2 0.95x380 仆仆I FN2 fe2 =MPa =257.86MPaF 2 S1.44）計(jì)算載荷系數(shù)K =KaKvKfKf口 = 1 漢1.04 漢 1.32 匯 1.1 =1.515）根據(jù)縱向重合度，=1.903，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) Y =0.8824=326.

15、27cos 146）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)厶/1 一 3 :cos PZ2cos3 :84cos314= 91.967）查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 YFa1 =2.592 ；泉2 =2.1818）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查得 Ysb1 =1.596 ； Ysa2 =1.799）計(jì)算大、小齒輪的YFaYsal-F 1并加以比較Fa 1丫Sa1I-F 12.592 1.596321.43= 0.01138YFa 2Sa2bF I大齒輪的數(shù)值大（2）設(shè)計(jì)計(jì)算2.181 1.79257.86= 0.015142KTY Bcos2 B YFaYSa 斗N；：.tF 4*匕22 1.6016 3.94

16、9 1 04 0.88 cos141 242 1.66x0.Q1514m = 1.184mm設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果對(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)mn大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 mn=2mm，已滿足彎曲強(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)度算得的分度圓直徑d沱42.35mm ,取4 = 64mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有d| cos062cos14° “乙一一応30mn = 2mmg2Z2 =融=3.8% 30 =1144.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距z = 30(Z,+Z2)mn(30+114 滬 2a = 暫= -5- =148.4 mm_AA

17、A2cos Q<cos14z2 = 114將中心距圓整為 a =150mm（2）按圓整后的中心距修正螺旋角卩 arccz1+z2m arccos(30+114F2 163or arccos arccos 16.32a2如50a= 150mm因3值改變不多，故參數(shù)S、K0、Zh等不必修正（3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑z-! mn30 漢 2dr 負(fù)62.5mmcosP cos16.30 = 16.3 °,z2mn114 漢 2 “cd2 -負(fù)一 -238mmcosP cos16.3（4）計(jì)算齒輪寬度d62.5nmb=©d d1=1;<62.5mm=62.5mm圓

18、正后取 B2 =62 ； Br =67mmd2 = 238mm（5）計(jì)算大、小齒輪的齒根圓、齒頂圓直徑小齒輪齒頂圓直徑B1 = 67mmda1+2ha+2mn(l<n +Xn)B2 = 62mm= 62.5+2 漢 2(1 + 0) mm = 66.5mm齒根圓直徑df1 =4 2hf2mn(h；n +C； Xn)=62.52 x 2(1 + 0.25 0)mm = 57.5mmda1 = 66.5mm大齒輪齒頂圓直徑da2=d2+2ha=d2+2mn(h；n+Xn)=238 + 2 乂 2(1 + 0)mm = 242mmdf1 = 57.5nm齒根圓直徑df2 =d2 2hf =d2

19、 2mn(l<n +C； Xn)=2382 x 2(1 + 0.25 0)mm = 233mmda2 = 242nm設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果（二）低速級(jí)齒輪計(jì)算（參考書(shū)：機(jī)械設(shè)計(jì)第八版）1.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1）運(yùn)輸機(jī)為一般工作器，速度不高，故選用 7級(jí)精度（GB 10095-88）df2 = 233mm2）材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS兩者材料硬度差為40HBS3）選小齒輪齒數(shù)Z3=24,大齒輪齒數(shù) 乙=3.86x24 =92.64，取z924）選取螺旋角。初選螺旋角B =14

20、6;2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算公式2中 u±1（ZhZe 23£ % u &丿（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)心=1.62）由圖10-30選取區(qū)域系數(shù) Zh =2.4333）由圖 10-26 查得 滋=0.78 咕=0.84，貝U 備二張+ 張=0.78+0.84=1.624）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩巳3.814T3 =9550二=9550 漢= 14.403"04N mm3n2252.635）由表10-7選取齒寬系數(shù) =116）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189 8MPa7）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限H

21、lim3 =600MPa ;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 碼訕4 =550MPa8）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N3 =60rbjLh =60x66.48x1 咒（2咒8咒 300咒 10）=1.915 咒 108“1.915H08小“8N4 - 0.496 x 103.869）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) Khn3-0.95 ; Khn4-0.9210）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，由式10-12得K丘h _HN3-Hlim3._0.95X600MPa _570MPa3Skq&h _ HN4 Hlim4 0.92><550MPa 506MPa

22、4S11）許用接觸應(yīng)力r HhI+Hh! 570+506bH L4 =MPa =538MPaH 2 2計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑d3td3t -2 1.6 14.403 1044.862.433 189.8.xx |3.86.5381 1.66（mm = 63.62mm2）計(jì)算圓周速度：；.d 3t n?v =-60 10003）計(jì)算尺寬b及模數(shù)mntb = d d3t =1 63.62mm = 63.62mm3.14 63.62 252.63m/s = 0.84 m/s60 1000d3tcos0 63.62xcos14mntmm = 2.57mmZ324h = 2.25m = 2.25

23、2.57mm = 5.79mmb 63.6210.99h 5.794）計(jì)算縱向重合度0.318 dz3 tan： =0.318 1 24 tan14 =1.9035）計(jì)算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)Ka =1，根據(jù)0.84m s,7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv =1.05 ;由表10-4查得Kh ：的值與直齒輪的相同，故 Kh，1.417由圖10-13查得心：=1.35由表10-3查得Kh/Kf/1.1故載荷系數(shù)K = KaKvKh -K =1 1.05 1.417 1.1 =1.63666）.按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得d3 = d3t-63.62 3

24、1.6366mm = 64.1mmV 1.67）.計(jì)算模數(shù)mnd3 cos :mn二丄64.1 cos14Z33.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-17）mm = 2.67mm24mn2KT3Y：cos2 1 YFaYsa丘F （1）確定計(jì)算參數(shù)1）由圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 二fe3 =500MPa ；大齒輪的彎 曲強(qiáng)度極限二FE4 =380MPa2）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn3=0.89，Kfn4=0.923）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S =1.4,由式10-12得設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果r 1Kfn tFE3 0.89 漢 500bF L - FN3

25、fe3 一MPa 317.86MPaS1.4屛Kfn記FE4 _ °.9*380 MPa -249.71 MPa4S1.44）計(jì)算載荷系數(shù)K =KAKvKFfKFa = 1x1.05x1.35x1.1 =1.565）根據(jù)縱向重合度邛=1.903，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)丫尸0.886）計(jì)算當(dāng)里齒數(shù)乙3 -3- 26.27cos P cos 14乙4 _3 桂 _ _100.7cos P cos 147）查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 YFa3 =2592 ； 丫Fa4 =22448）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查得 Ysa3 =1.596 ； Ysa4 =1.7489）

26、計(jì)算大、小齒輪的丫霽并加以比較YFa3YSa32.5920.596 F Sa3 =0.01301463317.86YFa4YSa42.244 ".748Fa4 S = 0.015708fcF I249.71大齒輪的數(shù)值大（2）設(shè)計(jì)計(jì)算2KT3Ypcos2 P YpaYSa 2456勺4.403勺04988%cos14了“g5 r 12匯 0.015708mm =1.844mrV *dZaBf Y1 X242 X1.62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)mn大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取齒輪模數(shù) mn=3mm，已滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同 時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲

27、勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，取d3=77.3mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有adsCOsP 77.3cos14 o_-25mmg3貝Uz4 =i2z3 =3.86 漢 25 生 964.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距（Z3+Z4）mn（25 +963 一一a 門(mén) 一* -187.06mm2cos Pcos14將中心距圓整為a=187mm1m n = 3 mmZ3 = 25(2)按圓整后的中心距修正螺旋角=arccosZ3 Z4 m.2ad3二 Z3mncos :25 377mmcos13.93"-參數(shù)及尺寸 名稱傳動(dòng)咼速級(jí)低速級(jí)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪齒數(shù)z30114:2596模數(shù)m2233分

28、度圓直徑/mm62.523877296.7齒頂圓直徑/mm66.5242:83302.7齒根圓直徑/mm57.523369.5289.2齒寬/mm67628277中心距/mm150187螺旋角16.3 °13.93 °綜上，齒輪傳動(dòng)的參數(shù)如下:z 4 二 96a 二 187mm二 13.93d3 = 77mmd4 二 296.7mmB3 = 82 mmB4 二 77 mmda3 二 83mmdf3=69.5mmda4 二 302.7mmdf4 =289.2nm25 963=arccos13.932燈87因值改變不多，故參數(shù)；a、K 、Zh等不必修正(3) 計(jì)算大、小齒輪的分

29、度圓直徑Mnd4 =-96"3 ° = 296.7mmcos ：cos13.93(4) 計(jì)算齒輪寬度b = d d3 =1 77mm = 77 mm圓正后取 B4 =77mm ； B3 =82mm(5) 計(jì)算大、小齒輪的齒根圓、齒頂圓直徑 小齒輪齒頂圓直徑da3 趙 2ha "3 2(1 X.) =77 2 3(1 0)mm 二 83mm齒根圓直徑df3 =d3 -2hf =d3 -2mn(l<n c； -Xn)=77 - 2 3(1 0.25-0)mm = 69.5mm 大齒輪齒頂圓直徑da4 之4 21% 之4 2口；(吐；X；)296.7 2 3(1

30、0)mm = 302.7mm 齒根圓直徑df4 二d4 -2hf =di -2mn(l<n c； -Xn) =296.7-2 3(1 0.25-0)mm = 289.2mm軸的設(shè)計(jì)1. 高速軸1）列出軸上的功率、轉(zhuǎn)速R =3.97KWn =n）= 960r min2）軸的材料選擇與最小直徑的確定由表15-3選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取 A0=112,則=17.98mmdmin = A0 3112輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器的1-2處，如圖1所示。為了使所選軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。又因?yàn)樗x取電 動(dòng)機(jī)型號(hào)為丫132M1-6其軸徑D=38 0.002mm所以必須選

31、取軸孔直徑系列包括 D=38mrt的聯(lián)軸器。由表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化較小，所以取 Ka=1.5，貝U聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為T(mén)ea =Ka T1 -1.5 36.21 -54.315N m所以，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003，選LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩 為630 OOONmm半聯(lián)軸器長(zhǎng)L=82mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度=60mm3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如下圖所示）圖1高速軸 半聯(lián)軸器的孔徑D =38 0.002，所以取=30mm ,二L1 =60mm 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， 1-2段需制出一軸肩，定位高度 h二0.070.1 ，故取2-3段直徑d?； =38mm，由箱體結(jié)構(gòu)

32、、軸承端蓋、 裝配關(guān)系取J）=50mm 因軸承受徑向力、軸向力的作用，所以用圓錐滾子軸承。根據(jù) d24 =38mm 取軸承 30308，其尺寸為 d D T = 40mm 90mm 23mm，故 d3 4 =d7.8 =40mm ； l3 = l7_ = 23mm 為了使左右軸承的軸向定位，3-4和7-8段需制出一軸肩，定位高度h h0.07 0.1 d34 故d4_s =6# =44mm ；取齒距箱體內(nèi)壁之距離 a=12mm； 高速小齒輪與低速小齒輪相距c = 12mm ；軸承安裝位置與箱體內(nèi)壁相距s=8mm，小輪輪齒寬度為B67mm，則14 占二 c 民 a 114mm l6 = 20mm

33、l5 = 67mm 鍵槽尺寸設(shè)計(jì)：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第八版 P106表6-1可知 選用普通平鍵, 鍵 10 8 50 半聯(lián)軸器與軸配合為H7，軸承與軸過(guò)渡配合，軸的尺寸公差為 n6k62. 中間軸1）列出軸上的功率、轉(zhuǎn)速P2 =3.81KW n2 二 252.63r min2）軸的材料選擇與最小直徑的確定由表15-3選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取 A =120，則dmin = A） 3 孑=1203）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如下圖所示）3.81:252.6329.6mm圖2中間軸 因軸承受徑向力軸向力的作用，所以用圓錐滾子軸承，取軸承 30308, 其尺寸為 d D T = 40mm 90mm 23mm ，故 d1

34、 = d7_ = 40mm l _2 二 I7 _8 二 23mm 中間軸高速大齒輪B2 =62mm，取d? ； = 45mm ， dg = 50mm，3/ =B2 -4 =58mm ;為使大小齒輪齒寬中線重合，齒距箱體內(nèi)壁之距離 a=14.5mm ;高速大齒輪與低速小齒輪相距 c=14.5mm ;軸承安裝位置與箱 體內(nèi)壁相距s=8mm，低速級(jí)小齒輪安裝位置距箱體內(nèi)壁e=12mm；小輪輪齒寬度為B1 =67mm， B 82mm貝Ul5£ 二 B3 -4 =78mml4= 14.5mm 為了使軸上齒輪定位，2-3和4-5段需制出一軸肩，定位高度 h=0.070.1d 故d4與=60mm

35、 d = 48mm d6=45mm l6=24mm 鍵槽尺寸設(shè)計(jì)：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第八版P106表6-1可知 選兩個(gè)普通平鍵，鍵 14 9 48 鍵 14 9 68 齒輪與軸配合為H7，軸承與軸過(guò)渡配合，軸的尺寸公差為 n6n63低速軸1）列出軸上的功率、轉(zhuǎn)速P, =3.58KWn3 =102.67r min2）軸的材料選擇與最小直徑的確定由表15-3選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取Ao =126，則dmin =人3 丘=126 3：5fl = 46.1mm ：n3. 102.67聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為T(mén)ea 二 Ka T3 =1.5 467.87 =701.81 N m所以，查標(biāo)準(zhǔn) GB/T 5843-20

36、03，選GYH6型凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為900000Nmm半聯(lián)軸器長(zhǎng)L=84mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度60mm3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 半聯(lián)軸器的孔徑D = 50 0.002，所以取=50mm,二J =60mm 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2段需制出一軸肩，定位高度h 0.070.1 ，故取2-3段直徑d2=57mm，由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、 裝配關(guān)系取J=50mm 因軸承受徑向力、軸向力的作用，所以用圓錐滾子軸承。根據(jù) d23=57mm取軸承 30312，其尺寸為 d D T = 60mm 120mm 31mm，故 d3 4 =d8_s =60mm， 13工=l8_s =31mm 為了

37、使軸承的軸向右側(cè)定位，3-4，8-9段需制出一軸肩，定位高度h = 0.07 0.1 d 故 d4=64mm 14一5 = 26.5mm ； d7=70mm l4-5 = 86.5mm 取齒距箱體內(nèi)壁之距離a = 14.5mm;低速大齒輪與高速大齒輪相距c=17mm ； 軸承安裝位置與箱體內(nèi)壁相距s=8mm，大輪輪齒寬度為B4=77mm，則為了 使齒輪正確嚙合和軸承滿足正確的安裝條件取d7£ =70mm l7= 86.5mmd5_e =68mm l5_e = B4 4 = 73mmd6j = 78mml6 7 = 15mm 鍵槽尺寸設(shè)計(jì)：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第八版P106表6-1可知 聯(lián)軸器

38、選用普通平鍵，鍵16 10 50 齒輪選用普通平鍵，鍵20 12 63H 7H 7 齒輪與軸配合為一；半聯(lián)軸器與軸配合為一，軸承與軸過(guò)渡配合，n6k6軸的尺寸公差為n6設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果四.軸的強(qiáng)度校核1.高速軸的強(qiáng)度校核(1)繪制軸空間受力圖(2)作水平面H和垂直面V內(nèi)的受力圖，并計(jì)算支座反力計(jì)算軸的載荷l2>1 2x39.49x10“ “一“Ft1 1 N 1264Nd,62.5Ft1 x tan 5 1264 漢 tan 20 ”Fr1 -口 n N -479Ncos 戸cos16.3Fa1 = Ft1 tan P =1264 "an16.3 N = 370N計(jì)算跨度

39、Li =121.5mmL2 = 159mmL3=65mmH面送Ma =0丄FaGF 1 La +LFr1L32479X65 + 0.5X370X62.5Fhb 2 -191NL2 + L3224為 Fx =0FHd = Fr1 Fhb =479 -191 =288NV面L3Ft165 匯 1264Fvb =七1 = 367 NL2 + L3224Fvd =Ft1 -Fvb =1264-367 = 897 N(3)計(jì)算H面及V面內(nèi)的彎矩，并作彎矩圖H面M HA = M HB = M HD =0M hc 十=-Fhd L3 = -288 匯 65 = -18720 N mmMhc 二皿也+ 二18

40、7200.5X370X62.5=30283N mm2V面M VA = M VB = M VD = 0M VC = Fvb L2 = 367 汽 159 = 58353 N mm計(jì)算合成彎矩并作圖ma=mb = md =0Mc + = JmHc+M；c = J(18720 $+583532 =61282N mmMc_= M He _ M Vc -30283：；583532 =65743N mm(4) 計(jì)算:T并作圖扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)a =0.6(5) 計(jì)算當(dāng)量彎矩M eA - ： T = 23694 N mmMeB = Jm B +(°T )2 = J236942

41、=23694N mmMec = JmC +(°T 丫 =657432 +236942 =69882N mm(6) 校核軸的強(qiáng)度在高速軸最小直徑A處：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第八版 表15-1知l-4l = 60MPa且單鍵槽的抗彎截面模量W 0.1d 得： dA 汀 吟廠 屮23694： 15.8mm c30mm 0.1二丨；0.1 60所以高速軸在A處的強(qiáng)度足夠。在高速軸受到的最大當(dāng)量彎矩 C處：、/ MeC J 69882 一一dC 3 3 r i = 3/= 22.7mm c 57.5mm0.1 山斗v 0.60所以高速軸在C處的強(qiáng)度足夠。由于在軸徑最小處和受載最大處的強(qiáng)度都足夠，由此可知

42、高速軸強(qiáng)度足夠設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果2.中間軸的強(qiáng)度校核(1)繪制軸空間受力圖(2)作水平面H和垂直面V內(nèi)的受力圖，并計(jì)算支座反力計(jì)算軸的載荷Ft2 = Fti = 1264 NFr2 = F” = 479 NFa2 = Fai = 370 NLL2xT32x525.77“03 “ 門(mén)一Ft3 = Ft 4 =N = 3544Nd4296.7兄“玄 nan 3544 xta n20”Fr3 Fr4 門(mén) n -l N 1329NcosQcos13.93Fa3 =Ft3 tan 0 =3544xtan13.93 °N =879N計(jì)算跨度Li =65mmL2 =86.5mmL3= 72.5

43、mmH面送Ma =0一Fa2d?Fa3d3一.、F“L3 豐：2 ： 3 - F2（L2*L3）F - 2 2Li +L2 十 L31329 匯72.5 +0.5 漢370 漢238 0.5 漢 879漢 77 479 匯 159=136 N65+86.5 +72.5乞 Fx =0FHd = Fr3 - Fr2 -FHA = 1329 -479 -136 = 714NV面F _ Ft2（L2 +L3）+Ft3L3 _1264159+3544%72.5_2044NVAJ + L2 + L3224Fvd = Ft2 + Ft3 - FVA = 1264 + 3544 - 2044 = 2764 N

44、(3)計(jì)算H面及V面內(nèi)的彎矩，并作彎矩圖H面M HA = M HD = 0M hb _ = Fha L| = -136 漢 65 = -8840 N mmF a2 d2Mhb + Mhb 十 a2 2 8840 +0.5 漢 370 匯 238 35190 N mm2Mhc+=FhdL3 = 714 漢 72.5 = 51765 N mmMhc MHC+Fa3d3 51765 0.5879X77 85607 N mm2V面M VA = M VD = 0M vb = -FVAL| = -2044 沃 65 = -132860 N mmM VC = -Fvd L3 = 2764 漢 72.5 =

45、-200390 N mm計(jì)算合成彎矩并作圖MMb_= JmHb_ + mV? =J(8840 丫+(132860 丫 =133154N mm M b+= JmHbmVb = J351902 +(-132860 f = 137441 N mmM c_= Jm He _+M；c =J(85607 )2 +(200390 f =217910 N mmMc：【f ：M H M VC =206968 N mm(4) 計(jì)算:T并作圖扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù):=0.6：T2 =0.6 144 1000 = 86400N mm(5) 計(jì)算當(dāng)量彎矩MeA jM；+(°T f = J864

46、002 =86400N mmM eB = Jm B +2T )2 = ©374412 +864002 = 162342 N mmMeC =QmC +(町 f =21791086400234414 N mm（6）校核軸的強(qiáng)度 在中間軸最小直徑A處：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第八版 表15-1知 L= 60MPa且單鍵槽的抗彎截面模量W : 0.1d 得:dA - 3亠 H=24.3mmd0mm0.1 ；0.1 6023441433.9mm ： 48mm0.1 60所以中間軸在A處的強(qiáng)度足夠。 在中間軸受到的最大當(dāng)量彎矩 C處:de 糾一=1 ；0.1 二 1 所以中間軸在C處的強(qiáng)度足夠。由于在軸徑最

47、小處和受載最大處的強(qiáng)度都足夠，由此可知中間軸強(qiáng)度足夠。 3.低速軸的強(qiáng)度校核（1）繪制軸空間受力圖（2）作水平面H和垂直面V內(nèi)的受力圖，并計(jì)算支座反力 計(jì)算軸的載荷Ft4 = Ft3 =3544 NFr4 =Fr3 =1329NFa4 二 Fa3 =879N計(jì)算跨度L1 =125.5mmL2= 76.5mmL3 = 155.5mmH面、Ma =0HB皿Fa；d4L2 * L3329155.50.5879296.7453n76.5 155.5"Fx =0F HD血=879 155.5 =589NL2 L3232Fvd 二 Ft4 - FVB 二 3544 - 589 二 2955NH面

48、及V面內(nèi)的彎矩，并作彎矩圖Fr4 Fhb =1329 -1453 - -124N(3) 計(jì)算H面Mha =M hb =Mhd =0Mhc_ = FhBL2 =1453 76.5 =111155 N mm=111155 + 0.51329漢296.7 = 308312N mm 2V面M VA = M VB - M VD - 0M vc = Fvb L? = 589 76.5 =45059N mm計(jì)算合成彎矩并作圖字丨廠甘9 -EJ*-f'T'"F FT"1F 2TtTTTHrrf III (Hl Mcru. rirrY|(TkkuTfrnuriTrrriiii

49、iiiiiriiriirii t低速軸Ma = Mb = Md -0Mc_= MHc _ MVc 11115 450592 = 119940N mmMc = MHc MVC 二3083122 450592 =311587N mm(4) 計(jì)算:T并作圖扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù) :=0.6:T3=0.6 525.77 1000 =315462N mm(5) 計(jì)算當(dāng)量彎矩M eA 二：T =315462 N mmM ec = Jm 總十(aT )2 =丿3115873154622 = 443399 N mm(6) 校核軸的強(qiáng)度在低速軸最小直徑A處： 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第八版 表15-1知l-

50、4-60MPa且單鍵槽的抗彎截面模量W 0.1d得:dA=37.5mm ： 50mmj MeA _J3154620.1 二丨 <0.1 60所以低速軸在A處的強(qiáng)度足夠。 在低速軸受到的最大當(dāng)量彎矩 c處:設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果Mec1443399 “33 42mm 丁 68mmCyo.llj Yo.“6O 所以低速軸在C處的強(qiáng)度足夠。由于在軸徑最小處和受載最大處的強(qiáng)度都足夠，由此可知低速軸強(qiáng)度足夠。五、滾動(dòng)軸承校核根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于該軸有受軸向載何的作用，且受載不大，并考慮到兩軸承間的距離不大，考慮到箱體上加工兩軸承孔的同軸度，考慮到 軸承的價(jià)格和軸承購(gòu)買容易性，選用圓錐滾子軸承高速軸處兩軸承的型號(hào)均為 30308,中間軸型號(hào)為30308,低速軸型號(hào)為30312;其基本參數(shù)為：基本額定動(dòng)載荷40000 N ,載荷系數(shù)fp -1.2,指1 數(shù)名=丄3根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第八版P320 13-9a知載荷 R =fpFr1 =fp