機械設(shè)計課程設(shè)計玻璃瓶印花機構(gòu)及傳動裝置

1、機械設(shè)計課程設(shè)計設(shè)計計算說明書設(shè)計題目：玻璃瓶印花機構(gòu)及傳動裝置設(shè)計者: 學 號: 專業(yè)班級:指導教師：柴曉艷完成日期：2013年6月6日天津理工大學機械工程學院目錄一 課程設(shè)計的任務(wù) 2二電動機的選擇 4三 傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比 5四傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算6五 傳動零件的設(shè)計計算 8六軸的設(shè)計、校核 19七滾動軸承的選擇和計算 29八 鍵的選擇和計算 30九聯(lián)軸器的選擇 30十 潤滑和密封的選擇 30十一箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 31十二設(shè)計總結(jié)34十三參考資料 355課程設(shè)計的任務(wù)1設(shè)計目的：課程設(shè)計是機械設(shè)計課程重要的教學環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生機械設(shè)計能力的技 術(shù)基礎(chǔ)課。課程設(shè)計的

2、主要目的是：(1) 通過課程設(shè)計使學生綜合運用機械設(shè)計課程及有關(guān)先修課程的知識，起到鞏固、深化、融會貫通及擴展有關(guān)機械設(shè)計方面知識的作用，樹立正確的設(shè)計 思想。(2) 通過課程設(shè)計的實踐，培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，使學生 掌握機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的一般設(shè)計方法和步驟。(3) 提高學生的有關(guān)設(shè)計能力，如計算能力、繪圖能力以及計算機輔助設(shè)計 (CAD)能力等，使學生熟悉設(shè)計資料(手冊、圖冊等)的使用，掌握經(jīng)驗估算等機 械設(shè)計的基本技能。2設(shè)計題目：執(zhí)行機構(gòu)方案設(shè)計、傳動裝置總體設(shè)計及機構(gòu)運動簡圖已經(jīng)在機械原理課 程設(shè)計中完成(詳見機械原理課程設(shè)計資料，在此略)，現(xiàn)將對傳動裝

3、置進行具 體設(shè)計。機械設(shè)計部分課程設(shè)計是在機械原理課程設(shè)計完成之后設(shè)計題目的延續(xù)和 深入。執(zhí)行機構(gòu)方案設(shè)計、傳動裝置總體設(shè)計及機構(gòu)運動簡圖已經(jīng)在機械原理課 程設(shè)計中完成，機械設(shè)計部分課程設(shè)計的任務(wù)是對其傳動裝置進行具體設(shè)計。設(shè)計題目：玻璃瓶印花機構(gòu)及傳動裝置1、原始數(shù)據(jù)：分配軸轉(zhuǎn)速n(r/min)50分配軸輸入功率P (kw)1.1玻璃瓶單程移距(mm)115印花圖章上下移距(mm):52:定位壓塊左右移距(mm)25說明：(1) 工作條件：2班制，工作環(huán)境良好，有輕微振動；(2) 使用期限十年，大修期三年；(3) 生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)(<20臺)；(4) 帶傳動比i=2.53.5 ;(

4、5) 采用丫型電動機驅(qū)動；(6) 分配軸：與減速器輸出軸相連接(各執(zhí)行機構(gòu)的輸入軸)2、設(shè)計任務(wù)1）總體設(shè)計計算（1）選擇電機型號計算所需電機功率，確定電機轉(zhuǎn)速，選定電機型號；（2）計算傳動裝置的運動、動力參數(shù)；a. 確定總傳動比i，分配各級傳動比；b. 計算各軸轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)矩T；c. 傳動零件設(shè)計計算；d. 校核中間軸的強度、軸承壽命、鍵強度；2 ）繪制減速器裝配圖（草圖和正式圖各一張）；3 ）繪制零件工作圖：減速器中大齒輪和中間軸零件工作圖；（注：當中間軸為齒輪軸時，可僅繪一張中間軸零件工作圖即可）4 ）編寫設(shè)計計算說明書。3、傳動裝置部分簡圖IV【軸II軸Q-?|ii|iII. IjlFS6

5、 71曰動機 2T帶傳動 3二級圓柱齒輪減速器 4圓柱齒耗5圓柱齒輪 a圓柱齒輪?圓柱齒輪 8聯(lián)軸器 9分配軸（IV軸）二、電動機的選擇1電動機類型的選擇 按已知工作要求和條件選用 Y 系列一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步 電動機。2 確定電動機輸出功率 Pd電動機所需的輸出功率 Pd Pw /其中： Pw 工作機分配軸的輸入功率- 由電動機至分配軸的傳動總效率 工作機的分配軸輸入功率： PW 1.1Kw總效率 a42帶 軸承 齒輪 聯(lián)查表可得：帶 =0.96 ， 軸承 =0.99 ， 齒輪 =0.98 ， 聯(lián)軸器 =0.99 ，4 2 4 2軸承 齒輪 聯(lián) =0.96 0.99 0.98

6、 0.99=0.877電動機所需的功率： Pd Pw / a 1.1/ 0.877 1.254Kw 3確定電動機轉(zhuǎn)速工作機轉(zhuǎn)速 nwnw 50（r / min）確定電動機轉(zhuǎn)速可選范圍 :V帶傳動常用傳動比范圍為i帶34，雙級圓柱齒輪傳動比范圍為i減1420，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為n帶=i帶i減 nw（3 4）（14 20） nw（42 80） nw（42 80） 502100 4000r /min其中：i總i帶i減=（34） （1420）42 80i減 減速器傳動比符合這一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速為 3000r /min ，根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手 冊查出適用的電動機型號。4. 確定電動機型號根據(jù)所

7、需效率、轉(zhuǎn)速，由機械設(shè)計手冊 或指導書選定電動機： Y90S-2型號（丫系列）數(shù)據(jù)如下 :額定功率 P ：1.5Kw （ 額定功率應(yīng)大于計算功率 ）滿載轉(zhuǎn)速：nm 2840r/min （ nm 電動機滿載轉(zhuǎn)速）同步轉(zhuǎn)速： 3000r / min電動機軸徑 : 24mm 三、傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比 1傳動裝置的總傳動比i總二nm/nw 2840 / 5056.82分配各級傳動比 根據(jù)機械設(shè)計課程設(shè)計選取，對于三角 v 帶傳動，為避免大帶輪直徑過 大，取 i123；則減速器的總傳動比為i減=總/356.8/318.93對于兩級圓柱斜齒輪減速器 ,按兩個大齒輪具有相近的浸油深度分配傳 動

8、比，取 ig 1.3id21 減 ig id 1龍 18.932id218.93/1.314.56id 3.82ig 1.3id 4.97注： ig 高速級齒輪傳動比；id 低速級齒輪傳動比。6四、傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算1計算各軸的轉(zhuǎn)速I軸（高速級小齒輪軸）mnm / i帶=2840 / 3 946.67 r / minII軸（中間軸）nnnz / ig =946.67 /4.97 190.48r / min川軸（低速級大齒輪軸）n皿nn / id =190.48 / 3.82 50 r / minW軸（與川軸通過聯(lián)軸器相連的軸）nw n皿50r / min2計算各軸的輸入功率和輸出功

9、率I軸：輸入功率PIPd 帶=1.254 0.96=1.204kw輸出功率PI1.204軸承 =1.2040.99=1.192kwI軸：輸入功率PI1.192齒輪 =1.1920.98=1.168kw輸出功率PI1.168軸承 =1.1680.99=1.156kw川軸輸入功率Pm1.156齒輪=1.1560.98=1.133kw輸出功率Pm1.133軸承=1.1330.99=1.122kwW軸輸入功率Pzv1.122聯(lián)軸器 =1.122 0.99=1.111kw輸出功率PIV1.111軸承=1.1110.99=1.100kw3. 計算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩和輸出轉(zhuǎn)矩電動機的輸出轉(zhuǎn)矩Td9.55 106

10、Pd / nm9.551061.254/284034.217103N mmI軸：輸入轉(zhuǎn)矩TI69.55106PI /nI9.551061.204/ 946.6712.146 103N mm輸出轉(zhuǎn)矩TI69.55106PI /nI9.551061.192/ 946.67312.025 103N mm15U軸：輸入轉(zhuǎn)矩Tn69.55 10Pn / nn9.551061.168/190.48358.559 10 N mm輸出轉(zhuǎn)矩Tn9.55 106Pn / nn9.551061.156/190.48357.958 10 N mm川軸輸入轉(zhuǎn)矩T皿69.55 10Pin / n 皿9.551061.13

11、3/50216.403103N mm輸出轉(zhuǎn)矩T皿69.55 10Pn / nn9.551061.122 /50214.302103N mmW軸輸入轉(zhuǎn)矩9.55 10Piv / nn9.551061.111/ 50212.201103N mm輸出轉(zhuǎn)矩9.55 106Pv / nn9.551061.100/5032 1 0.100 1 03N mm將運動和動力參數(shù)計算結(jié)果進行整理并列于下表：軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩 T ( N mm)轉(zhuǎn)速n/r min-1傳動比i效率n輸入輸出輸入輸出電機軸1.2544.217X 103284030.96i軸1.2041.19212.146X 10312.025X 1

12、03946.674.970.98H軸1.1681.15658.559X 10357.958X 103190.483.820.98n軸1.1331.122216.403X 103214.302X 1035010.99分配軸1.1111.100212.201X 103210.100X 10350五、傳動零件的設(shè)計計算1. V帶傳動的設(shè)計計算計算內(nèi)容計算項目1、定V帶型號和帶輪直徑工作情況系數(shù)由表11.5計算功率FCKaP選帶型號由圖11.15小帶輪直徑由表11.6大帶輪直徑Dg1.2 1.5D2(1)n2(10.015)71 2840946.67209.80mm大帶輪轉(zhuǎn)速n2Dm(1)d2(10.

13、015)71 2840212帶速Dm71284060100060 1000傳動比2840936.87傳動比相對誤差100%=3 3.03100%1%5%2、計算帶長 求DmDmD2 D1221271D2 D121271初取中心距帶長550mmDm2a141.52 60070.52550基準長度3、求中心距和 包角中心距D 122，(L Dm)28 244 '1600 141.51(1600一141.5一)2一8一70.524 '小輪包角1807 57.3180a212 7157.3573.41結(jié)果Ka 1.21.8KwZ型取 D 71mm取 D2212mm02936.87r /

14、 minv 10.56m/si 3.03Dm 141.5mm70.5mmL 1553.56mmLd 1600mma 573.41mm1165.911204、求帶根數(shù)帶根數(shù)F0 0.50KwK 0.965zPc(FPo)k kL1.8z2.97(0.500.04) 1.16 0.9655、求軸上載荷張緊力q0.06kg /mKl 1.16F00.04Kw2qvFa500 pC(2)vz kFa50018(竺 0.965)10.56 30.9650.06 10.562F 51.88N軸上載荷Fq 2zF°si n 12FQ 2 3 51.88 sin82.96Fq 308.93N2.齒輪

15、傳動的設(shè)計計算高速級齒輪校核材料選擇：小齒輪 45鋼，調(diào)制處理，硬度大齒輪45鋼，正火處理，硬度229HB 286HB，平均 240HB169HB 217HB，平均 210HB計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果齒面接觸疲勞強度計算1、初步計算轉(zhuǎn)矩T齒寬系數(shù) dP9.55 1069.55 106由表12.13,取 d 1接觸疲勞極限Hlim由圖12.17C初步計算的許用H1 °.9 Hlim1 °.9 580接觸應(yīng)力HH2 °.9 H lim 2°.94251.192946.6712025 N mmd 1H lim1580MPaH lim2 425MFa522MFa

16、H2 382.5MFa由表12.16，估計15，取A 83初步計算小齒輪的直徑2.校核計算齒數(shù)Z模數(shù)m中心距a螺旋角小齒輪的直徑di大齒輪的直徑d2齒寬b圓周速度v精度等級傳動比相對誤差使用系數(shù)Ka動載荷系數(shù)Kv83312025.1 382.52取 d1 40mm取乙=21，Z2104mnd1d2b=coszmn (乙Z)2cos4.97 14.9738.362(21 104129.412cos15arccosmnZ1cosmnZ2cosdd11dmv=60 1000由表12.6z2)2(21 104)-arccos 2a2 1302 21cos15.942 104cos15.9443.681

17、04i4.952143.68 946.6760 1000取 =2mm取 a 130mm15.94di 43.68mm d2216.33mm取b2=45mm, bv 2.17m/s選9級精度55mmi原 i實4 97 4 95-100%=100% 0.4%5%i原4.97由表12.9由圖12.9KA =1.25Kv=1.18齒間載荷由表12.10,先求分配系數(shù)KHaFt2Tidi2 1202543.68550.60N心匸 1.25 550.60b45100N / mm15.29N / mm1.88 3.2 11 cosZ1Z21.88 3.21 121 104cos15.951.63bsinmn

18、1.972a1.63 1.97 3.6A tan nt arctancos丄 tan 20 “rearctan 20.73cos15.94cos b cos cos n / cos t cos15.94 cos20 /cos20.73 0.97由此得 Kh Kf a / cos2 b21.63/0.971.73齒向載荷分配系數(shù)kh載荷系數(shù)K彈性系數(shù)Zeb 2 b 由表 12.11, Kh A B1 0.6()2()d1 d1C 10 3bA 1.17; B 0.16; C 0.614524521.170.16 10.6()()43.6843.6830.61 10451.48K 心心0心1.25

19、 1.18 1.73 1.48由表12.12節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH 由圖12.16重合度系數(shù)Z由式12.31,因1,取1,故螺旋角系數(shù)ZZZ cos cos15.94Kh1.73Kh 1.48K 3.78ZE 189.8 MPaZh 2.42Z 0.78Z 0.9817許用接觸應(yīng)力hHl =H limlZN1SH min580 0.951.05H1524.76 MPaH2 425MPaH2 =H lim 2 Z N2SH min425 1.051.05驗算2KTi u 1bd；u189.8 2.42 0.78 0.982 3.78 12025 4.97 145 43.6824.97H ZeZhZZ3

20、95.96MPa齒根彎曲疲勞強度計算齒形系數(shù)YFaZv1Z12123.623 cos3cos 15.94Z2104117.00zv23 cos3cos 15.94應(yīng)力修正系數(shù)Ysa由圖12.21重合度系數(shù)Yv1.8813.2(一Zv11)cosZv21 11.883.2()cos15.94=1.6523.62117ZV123.62Zv2117.00YFa12.67,YFa 22.18Ysa11.57,Ysa21.820.250.75接觸最小安全 系數(shù)SHmin由表12.14Sh min 二1-05應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NlNL1 60 nth60946.673000162.73 109Nl12.7310

21、9NL2 60 nth60190.483000164亠8Nl25.491085.49 108接觸壽命系數(shù)zN由圖12.18Zn 10.95,Zn21.0521Y 0.700.250.751.650.70螺旋角系數(shù)YY min 1 0.251 0.25 1 0.75（當1時，按 =1計算）Y 112015.941200.87Ymin齒間載荷分配 系數(shù)KFa由表12.103.161.731.63 0.7齒向載荷分布 系數(shù)Kf由圖12.14b/h 45/(2.25 2) 10Y 0.87KFa1.73Kf 1.70載荷系數(shù)K彎曲疲勞極限F min彎曲最小安全系數(shù)SFmin應(yīng)力循環(huán)次數(shù)nlK KaKv

22、Kf Kf=1.25 1.18 1.73 1.7 由圖12.23Sf1.05minNL1 60 nth 692.73 10NL2 60 nth 685.49 1060 946.67 3000 1660 190.48 3000 16尺寸系數(shù)Yx由圖1225彎曲壽命系數(shù)Yn由圖1224許用彎曲應(yīng)力fF1Flim 1YN1YXSF min450 0.87 11.05F2 Flim 2YN 2YX3600.921S= min1.05驗算2KbdimnYFa1Ysa1Y 丫2 4.34 1202545 43.6822.67 1.570.70.87丫區(qū)67.78 4生YFa1YSa12.67 1.57K

23、4.34Flim1 450MpaFlim 2360 MpaNL1 2.73 109Nl2 5.49 108Yx1YN10.87Yn 20.92F1372.86MPF2315.43MPF167.78MPF1F264.15MPF2故滿足要求低速級齒輪校核材料選擇：小齒輪 45鋼，調(diào)制處理，硬度 229HB 286HB，平均240HB大齒輪 45鋼，正火處理，硬度 169HB 217HB，平均210HB23計算項目計算內(nèi)容計算結(jié)果齒面接觸疲勞強度計算1、初步計算匸156£57958N mm190.48d 1轉(zhuǎn)矩TT 9.55 106 9.55 106ni齒寬系數(shù) d由表12.13,取 d

24、1接觸疲勞極限Hlim由圖12.17C初步計算的許用H1 °.9 Hiim1 °.9 580接觸應(yīng)力HH2 °.9 H lim 2°.9 425h iim1 580MPaH lim2 425MPaH1 522MPaH2 382.5MPa由表12.16，估計15，取A 83初步計算小齒輪的直徑壬 u 12d H83取 d1 70mmJ 579583.82 11 382.523.8265.872.校核計算齒數(shù)Z取乙=31, Z2118模數(shù)md170. c “mn-coscos15 2.18乙31取 m. =2mm中心距aa mn(Z2(31 118) 154

25、.26取 a 155mm2cos2cos15螺旋角小齒輪的直徑d!大齒輪的直徑d2厲(乙 Z2)2(31 118)arccos -arccos2a2 155.mnz12 31d1一cos cos15.99d2mnZ22 11815.99di 64.50mmd2245.50mmcoscos15.99齒寬bb= ddi 1 64.50取b2=65mm, bi 75mm25圓周速度vdnv=64.5 190.48v 0.64m/s60 100060 1000精度等級由表12.6選9級精度傳動比118i3.8131相對誤差3 823 81100%= 100% 0.26%3.825%使用系數(shù)Ka由表12

26、9Ka=1.25動載荷系數(shù)Kv由圖129Kv=1齒間載荷分配系數(shù)KHa由表12.10,先求Ft 去 2 57958 1797.15Nd164.5空 価 1797.15 34.56N/mmb65100N / mm1.88 3.2 -1cosZ21.88 3.231cos15.991.681182.85bsinmn1.68 2.854.53.tan nt arcta ncos丄 tan 20 ccarcta n20.74cos15.99cos b cos cos n / cos tcos15.99 cos20 / cos20.740.97Kh 1.79由此得 Kh Kf a / cos2 b21.

27、68/0.971.79齒向載荷分配系數(shù)kh載荷系數(shù)K彈性系數(shù)Ze節(jié)點區(qū)域系數(shù)Zh重合度系數(shù)Z螺旋角系數(shù)Zb 2 b 2 由表 12.11, Kh A B1 0.6()2()2dt dtC 10 3bA 1.17; B 0.16; C 0.6165 265 21.170.16 10.6()()64.564.530.61 10651.47KKaKvSKh1.25 1 1.79 1.47由表12.12由圖12.16由式12.31,因1,取Z 打(1)二Z .cos cos15.991,故Kh 1.47K 3.29ZE 189.8 MPaZh 2.41Z 0.77Z 0.9839接觸最小安全 系數(shù)Sh

28、 min由表12.14SH min =1.05應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NlNL1 60 nth60190.48 3000 165.49 108Nl15.49 108NL2 60 nth1.44 1086050 3000 16Nl21.44 108接觸壽命系數(shù)zn由圖12.18Zn 11.05, Zn21.14許用接觸應(yīng)力hH1】 =H lim1ZN1Sh min580 1.051.05H1 580MPah 2461.43 MPa驗算H2 =H lim 2 Z N2Sh min425 1.141.05ZeZhZ z2 KT 'bd'189.8 2.41 0.77 0.98460.44 MP

29、a2 3.29 57958 3.82 165 64.523.82齒根彎曲疲勞強度計算齒形系數(shù)YFa應(yīng)力修正系數(shù)Ysa重合度系數(shù)丫Zv1Z13134.90ZV134.9033coscos 15.99Zv2Z2118-127.69Zv2127.6933coscos 15.99由圖12.21YFa12.45,YFaYsa11.66,Ysa2v1.883.2( 11、,)coszv1Zv211.883.2(1)cos15.99=1.702.171.8334.9127.690.250.75Y 0.69螺旋角系數(shù)Y齒間載荷分配 系數(shù)KFa齒向載荷分布 系數(shù)Kf載荷系數(shù)K彎曲疲勞極限F min彎曲最小安全系

30、數(shù)SFmin0.25 0750.6911.70Y 1 0.251 0.25 1 0.75(當 1時，按 =1計算)丫 1 12015.991200.87Y min由表12.104.531.680.693.911.79由圖12.14b/h 65/(2.25 2) 14.44K KaKvKf Kf=1.25 1 1.79 1.8由圖12.23SF1.05minY 0.87KFa 1.79Kf 1.8K 4.03F lim1 480MpaF lim 2380 Mpa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NlNL1 60 nth60190.48 3000 165.49 108NL2 60 nth6050 3000 161.44

31、 108尺寸系數(shù)YX由圖1225彎曲壽命系數(shù)Yn由圖1224許用彎曲應(yīng)力fFlFlim 1YN1YX480 09 1SF minh。5F2 Flim 2 Yn2YxS3 min380 0.93 11.05驗算KT1YFa1YSa1YYbdimn2 4.03 5795865 64.5 22.45 1.660.690.87YFa2Sa2F1 YFaMa1136.022.17 1.832.45 1.668Nl1 5.49 10NL2 1.44 108Yx1Yn1 0.90Yn20.93F1411.43MPF2336.57MPF1 136.02MPF1F2 132.81 MPF2故滿足要求六、軸的設(shè)計

32、、校核(一) 1軸(高速軸)的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、求軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由前面得，R = 1.192Kw,門！ 946.67 r / min, T| 12.025N m2、求作用在齒輪上的力已知高速級小齒輪的分度圓直徑d!43.68 mm，貝UFti紐 2 佗025 疋 550.60N443.68Ft1 tancos550.6 tan 20cos15.94208.43NFa1Ft1 tan 550.6 tan 15.94157.26 N3、初步確定軸的最小直徑先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)參考資料取C=112,于是得：d C 匡 112 J 1.19212.09mm山

33、V 946.67因為軸上應(yīng)開1個鍵槽，所以軸徑應(yīng)增大5%故d 12.09 (1 5%) 12.69mm,又此段軸與大帶輪裝配，綜合考慮兩者要求取 dmin 20mm.4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)擬定軸上零件的裝配方案通過分析比較，選用下圖所示的裝配方案。（2）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）1-2 段軸段與大帶輪裝配，其直徑 d1 2 20mm ，為了滿足大帶輪的軸向定位要求，帶輪右側(cè)制出一軸肩故d2 3 25mm ,查表知大帶輪寬為B 52mm，為了 保證軸端擋圈只壓在大帶輪上而不壓在軸的端面上， 故 1-2 段的長度應(yīng)比 B 略小 一些，現(xiàn)取 l1 2 50mm。2）初步估算軸承端蓋的

34、總寬度為 35mm，根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與大帶輪右端面的距離I 20mm，故取l2 3 55mm 。3）初步選擇滾動軸承。因為軸承只承受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)d2 3 25mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選擇6206承，由參考得其尺寸為 d D B 30mm 62mm 16mm，故 d3 4 d5 6 30mm。4） 取安裝齒輪處的軸段4-5的直徑d4 5 35mm，已知齒輪輪轂的寬度B 55mm，軸承內(nèi)端面至箱體內(nèi)壁的距離3 11mm，齒輪與箱體內(nèi)壁之距離2 10mm，故取 l4 5186.5mm，擋油盤寬度為 1.5mm，所以

35、 l3 4 B 16mm，I5 619.5mm。但此時齒輪直徑d 1.8d ' 63mm，齒輪受力不均勻故選用齒輪軸。5、軸上零件的周向定位帶輪與軸之間的定位采用平鍵連接。按 d1-2由參考資料查得平鍵截面b h=5mm 5mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工長為 40mm。6、確定軸上圓角和倒角尺寸由參考資料，取軸端倒角為2X 45 °。（二）n軸（中間軸）的設(shè)計計算1、求軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由前面得，B = 1.156Kw,n2190.48r/min,T257.958N m2、求作用在齒輪上的力208.43NFt2 Ft1 550.60JFa2 Ft2 tan 157.26NFr

36、2 Fr1已知低速級小齒輪的分度圓直徑d364.5mm，F(xiàn)t32T2d32 57.958 10364.51797.15NFt3ta nFr 3COS1704.12 tan20cos15.99654.11N調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)5%)21.45mm，F(xiàn)a3Ft3 tan 1704.21 tan 15.99514.99N3、初步確定軸的最小直徑先按參考資料初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼,參考資料，取C=112,于是得：d C F2112, 1.15620.43mm血V 190.48因為軸上應(yīng)開1個鍵槽，所以軸徑應(yīng)增大5%故d 20.43 （1取 dmin 30mm。4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸

37、上零件的裝配方案通過分析比較，選用下圖所示的裝配方案（2）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）初步選擇滾動軸承。因為軸承只承受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)dmin 30mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選擇6206軸承，由參考資料得其尺寸為 d D B 30mm 62mm 16mm，故 a 2 d4 5 30mm。2） 取安裝齒輪處的軸段3-4的直徑為d3 4 35mm，齒輪與軸承之間采用套筒定 位已知齒輪2輪轂的寬度EB2 45mm，為使套筒充分壓緊齒輪3，故I3 4 43mm， 取安裝齒輪處的軸段2-3的直徑d2 340mm,已知齒輪輪轂的寬度B3 75mm，故取 l2

38、 3115.5mm。但此時齒輪直徑d 1.8d ' 72mm，齒輪受力不均勻故選用齒輪軸。3）軸承內(nèi)端面至箱體內(nèi)壁的距離 3 11mm，齒輪與箱體內(nèi)壁之距離 2 10mm，擋油盤寬度為 1.5mm，故 l1219.5mm， l4 5 46mm。5、軸上零件的周向定位齒輪2與軸之間的定位采用平鍵連接。按 d3 4 35mm，由參考資料查得齒輪2 處平鍵截面b h 10mm 8mm ,鍵槽用鍵槽銑刀加工長為35mm。同時為了保證H 7齒輪與軸之間配合有良好的對中性，故選擇齒輪與軸之間的配合為皿。滾動軸r6承與軸之間的周向定位是用過渡配合實現(xiàn)的，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。&確定軸

39、上圓角和倒角尺寸由參考資料，取軸端倒角為2X 45 °。（三）川軸（低速軸）的設(shè)計計算1、求軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由前面得，P3=1.122Kw,n3 50r/min,T3214.302N m2、求作用在齒輪上的力Ft4 Ft3 1797.15N Fr4 Fr3 654.11NFa4 Fa3 514.99N3、初步確定軸的最小直徑先按參考資料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)參考資料，取C=112,于是得：3 fp3（1 122dC 112J 31.59mm血V 50因為軸上應(yīng)開2個鍵槽，所以軸徑應(yīng)增大7%故d 31.59 （1 7%） 33.80mm,輸入軸

40、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)，故需同時選聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩Tca KaT3，查參考資料，取Ka 1.5，則 Tea KaT31.5 214.302321.45 N m按照計算轉(zhuǎn)矩Tea應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊，選用TL7彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩500N m,孔徑為45mm，故dmin 45mm ,半聯(lián)軸器長度（丫型）112mm，半聯(lián)軸器與配合的轂孔長度為 L1 84mm。4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案通過分析比較，選用下圖所示的裝配方案。了(2)據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1) 7-8段與聯(lián)軸器相

41、連接故d7 8 45mm ,為滿足聯(lián)軸器的軸向定位，要求軸7-8 左端需制出一軸肩故 d6 7 50mm，已知L1 84mm， l7 8 L1，取l7 8 82mm。2) 初步估算軸承端蓋的總寬度為 35mm，根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與聯(lián)軸器左端面的距離I 20mm，故取丨6 7 55mm。3) 初步選擇滾動軸承。因為軸承只承受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)d6 7 50mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選擇6211軸承，由參考 資料得其尺寸為d D B 55mm 100mm 21mm，故d! 2 d5 6 55mm，軸承 內(nèi)端面至箱體內(nèi)壁的距

42、離3 11mm，齒輪與箱體內(nèi)壁之距離2 10mm，擋油盤寬度為1.5mm，所以丨5 622.5mm，齒輪與軸承之間采用套筒定位，為使套筒充分壓緊齒輪，故l1 2 51mm。取安裝齒輪處的軸段 2-3的直徑d2 3 60mm， 已知齒輪輪轂的寬度B4 65mm，故取丨2 3 63mm。齒輪右側(cè)靠軸肩定位， 故 d3 4 70mm，丨3 4 12mm， d4 5 60mm， l3 4 83.5mm。5、軸上零件的周向定位齒輪、聯(lián)軸器與軸之間的定位均采用平鍵連接。按 d6 7由參考資料查得平鍵截面 b h 14mm 9mm ,鍵槽用鍵槽銑刀加工長為72mm。同時為了保證聯(lián)軸器與軸 之間配合有良好的對

43、中性，故選擇聯(lián)軸器與軸之間的配合為 空；同樣齒輪與軸r6的連接用平鍵18mm 11mm 55mm，帶輪與軸之間的配合為-H-7。滾動軸承與r6軸之間的周向定位是用過渡配合實現(xiàn)的，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。&確定軸上圓角和倒角尺寸由參考資料，取軸端倒角為2X 45 °。U軸(中間軸)的校核 中間軸的受力情況如圖:(1)計算齒輪受力 第一級大斜齒輪受力分析Fa2 Ft2 tan 157.26NFt2 Ft1 550.6CNFr2 Fr1 208.43N第二級大斜齒輪受力分析Ft32T2d32 57.958 10364.51797.15NFr3Ft3tancos1704.12

44、tan20cos15.99654.11NFa3Ft3 tan1704.12 tan 15.99514.99 N做出彎扭矩圖以軸左端為原點，經(jīng)簡化后各段長度分別為l166.5mm,l281mm, l358.5mm水平方向受力圖:0547.26 N0Fr2 (l1 l2 l3) F r2 (l11 2) F r3 l164.5Fa2216.3340Fr2 101.58N彎矩圖:垂直方向受力圖:FR2974.39NF R2 (l1 J 13)Ft2 (11 J)Ft3 h 0彎矩圖:2兀為應(yīng)合成彎矩圖:iTrnv47軸受轉(zhuǎn)矩T T2 57958N許用應(yīng)力值0b102.5Mpa, 1b 60Mpa應(yīng)力

45、校正系數(shù)1b0.590b當量轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)矩圖：T 34195.22N當量彎矩在齒輪2中間截面處M2 ;Mf ( T)2 67387.03N在齒輪3中間截面處M3 m2 ( T)2 99506.87N當量彎矩圖7史-血#加.門E齒根圓直徑d22(ha c)m 211.33mm軸徑da 2(hac)m 59.5mmd23 M2104 1b3 67387.0322.39mm, 0.1 60d3 0.1M31b3 99506.8725.50mm.0.1 60七、滾動軸承的選擇和計算由前面初選6206承，其壽命計算如下：預期壽命：Lh 10 300 8 248000h已知：n 190.48r/min，Cr 15000N，C0r 10000N， fd 1.2FA 357.73N e 0.23 軸承1上的徑向載荷Fri . FRFFr'2547.262 1373.3621478.38NFa1Fr 1357.73 c 0.24 e1478.38故X0.56,Y1.94所以當量動載荷 Rfd(X1Fr1 YFa1