機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)減速箱

1、目錄一. 設(shè)計(jì)任務(wù)書 31. 總體布置簡圖32. 工作情況33. 原始數(shù)據(jù)34. 設(shè)計(jì)內(nèi)容35. 設(shè)計(jì)任務(wù)36. 設(shè)計(jì)進(jìn)度3二. 傳動方案的擬定及說明4三. 電動機(jī)的選擇 4四. 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 5五. 傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算 6（一）高速級齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 61. 選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 62. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 63. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 74. 幾何尺寸計(jì)算95. 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9（二）低級齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 91. 選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 92. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 93. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 114. 幾何尺寸計(jì)算125. 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12六. 軸的設(shè)計(jì)

2、計(jì)算 13（一）輸入軸的設(shè)計(jì)131. 軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 132. 求作用在齒輪上的力 133. 初步確定軸的最小直徑134. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14（二）中間軸的設(shè)計(jì)151. 軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 152. 求作用在齒輪上的力 153. 初步確定軸的最小直徑164. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16（三）輸出軸的設(shè)計(jì)181. 軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 182. 求作用在齒輪上的力 183. 初步確定軸的最小直徑 184. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19（四）輸入軸的校核201. 求軸上的載荷202. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 213. 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 21（五）中間軸的校核241. 求軸上的載荷242. 按彎扭合成

3、應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 253. 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 25（六）輸出軸的校核271. 求軸上的載荷272. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 283. 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 29七. 滾動軸承的選擇及計(jì)算 311. 輸入軸312. 中間軸323. 輸出軸33八. 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 351. 輸入軸352. 中間軸353. 輸出軸35九. 聯(lián)軸器的選擇 351. 輸入軸處聯(lián)軸器的選用： 352. 輸出軸處聯(lián)軸器的選用： 35十.減速器箱體設(shè)計(jì)及附件的選擇 361. 減速器箱體及其結(jié)構(gòu)尺寸 362. 減速器零件的位置尺寸 373. 減速器箱體附件374. 部分零件結(jié)構(gòu) 41十一.潤滑與密封421. 齒

4、輪的潤滑422. 滾動軸承的潤滑42十二.改進(jìn)意見 431. 滾動軸承選用的改進(jìn) 432. 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn) 43十三.設(shè)計(jì)小結(jié) 43十四.參考資料目錄43設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置中的三軸線雙級斜齒圓柱齒輪減 速器。1. 總體布置簡圖2. 工作情況工作有輕震，經(jīng)常滿載，空載啟動，單向運(yùn)轉(zhuǎn)。3. 原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶 拉力F（N）卷筒的 直徑D（mm）運(yùn)輸帶 速度V（m/s）帶速允 許偏差（%）使用 年限（年）工作制 度（班/ 日）24003001.251514. 設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)電動機(jī)的選擇與運(yùn)動參數(shù)計(jì)算(2)斜齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算(3)軸的設(shè)計(jì)(4)滾動軸承的選擇(

5、5)鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核(6)裝配圖、零件圖的繪制設(shè)計(jì)(7)計(jì)算說明書的編寫5. 設(shè)計(jì)任務(wù)（1）減速器總裝配圖一張（0號或1號圖紙）（2）齒輪、軸零件圖各一張（2號或3號圖紙）（3）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份6.設(shè)計(jì)進(jìn)度（1）發(fā)題日期2012.7.2（2）第一階段7.2 7.3傳動件的設(shè)計(jì)（3）第二階段7.4 7.6軸的設(shè)計(jì)與校核（4）第三階段7.7 7.13裝配圖與零件圖的繪制（5）第四階段7.14 7.17設(shè)計(jì)說明書的編寫(6) 答辯日期：7.18二.傳動方案的擬定及說明根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中的總體布置簡圖，本減速器為展開式兩級圓柱齒輪減 速器。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，減速器采用斜齒圓柱輪，斜齒輪具有傳動平

6、 穩(wěn)，沖擊、振動、噪音較小等特點(diǎn)，故本減速器可采用三軸線雙級斜齒 圓柱齒輪減速方案。三.電動機(jī)的選擇1. 計(jì)算驅(qū)動卷筒的轉(zhuǎn)速n?=60 x 1000? 60 x 1000 x 1.2 =76?/?x 3002. 選擇電動機(jī)(1) 電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y (IP44 )系列三相異步電動機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。(2) 電動機(jī)容量1) 卷筒軸的輸出功率P?2400 X 1.2P?= = = 2.88?1000 10002)電動機(jī)的輸出功率Pd查2表2-4選取各機(jī)械傳動的效率值如下:a.彈性聯(lián)軸器(軸0與軸1):?=:0.99b.滾動軸承(軸1）：?=:0.99c.

7、圓柱齒輪(軸1與軸2):?=:0.97d.滾動軸承(軸2）：?=:0.99e.圓柱齒輪(軸2與軸3):?=:0.97f.滾動軸承(軸3）：?=:0.99g.岡冊聯(lián)軸器(軸3與軸4):?=:0.99h.滑動軸承(軸4）:?=:0.96故從電動機(jī)到工作機(jī)之間的總效率為?= ? ? ? ? ? ? ? ?0.86電動機(jī)輸出功率為丘=需= 3.35? 0.863) 確定電動機(jī)的額定功率根據(jù)計(jì)算出的功率Pd，取額定功率稍大于 Pd。查2(指參考資料2, 下同)表20-1選取電動機(jī)額定功率= 4kW(3) 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為了便于選取電動機(jī)轉(zhuǎn)速，先推算電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。由2表2-1查得圓柱齒輪傳動比范圍為

8、i = 36，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為n= n? X ?= 6842736?/?初選同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min和1500r/min 進(jìn)行比較方 案電動機(jī)型 號額定功率kW電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min電動 機(jī)質(zhì) 量kg傳動裝置的傳動比同步滿載總傳動比一級減速齒輪二級減速齒輪1Y112M-44150014404318.9544.742Y132M1-6410009607312.6343.162傳動比 選定電動(4)1)?i = ?96012.63762)分配各級傳動比 高速級齒輪傳動?=1一4低速及齒輪傳動?2?=12.63 - 4 = 3.16?和 ?均符合一般圓柱齒輪傳動的傳動比常用范圍。由表中數(shù)據(jù)可知，

9、兩種電動機(jī)選擇方案均可行，但方案 較小，傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小。因此，可采用方案2,機(jī)型號為 Y132M1-6。計(jì)算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比總傳動比四.計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)1.如總體布置簡圖所示，標(biāo)記各軸為：電動機(jī)軸 輸出軸3、卷筒軸各軸轉(zhuǎn)速0、輸入軸1、4。? = ? = 960r/mi n? = ? = 960r/min? = ?= 960 ?4 = 240?/? = ?= 240?3.16 沁 76?/? = ? = 76?/?2.各軸輸入功率P3 =F2 =Pi =? 2.88F4 = 3?0.96?=? =? _? =?=?=0.99 X 0.99 = 306?3.06

10、0.97 X 0.99 = 319?0.97 X 0.99 = 332?3.32F0 =0 ?0.99 = 3-35?3.各軸轉(zhuǎn)矩?To = 9550= 9550? 03.35X 960 =龐33? ?中間軸2、T0 =?=9550=?:95503.32X960=33.03? ?To =?9550=?95503.19X=240=126.94?To =?9550 ?=95503.06X=76=384.51?T0 :?=9550 ?=95503X =76376.97? ?五. 傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）咼速級齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1）由傳動方案的擬定，選用斜齒圓柱齒輪。

11、2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級精度（GB 10095-88 ）。3）材料選擇。4）由1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45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS二者材料硬度差為 40HBS5）選小齒輪齒數(shù)z1 = 20,大齒輪齒數(shù)z2 = 4 X 20 = 80。6）選取螺旋角。初選螺旋角3= 14°2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按1式（10-21 ）試算，即3 2? ?± 1di?2巾？?2?>?取失效概率為1%安全系數(shù)S=1，由1式（10-12 ）得?1 o?1?h = = 0.96 X 600MPa = 576M

12、Pa?2 = = 1 X 550MPa = 550MPa? = (?h + "刃2)= 563MPa(2)1)計(jì)算計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1?代入?創(chuàng)中的較小值。g.2X 1.6 X 330304+ 1 2.433 X 189.8X() mm = 37.92mm4/X 1.635632)計(jì)算圓周速度?X 37.92 X9603)v =60 X 1000計(jì)算齒寬b及模數(shù)m?。? 1 91 ?60 X 1000b =巾？X d1?= 1 X 37.92mm = 37.92mmdM?37.92 X cos14 °m?= = mm = 1.84mmz120h = 2.25m ?= 2

13、.25 X 1.84?= 4.14?b 37.92-=9.16?4.144) 計(jì)算縱向重合度?。?= 0.318 巾?Z1 tan 3 = 0.318 X1 X 20 X tan 14 ° 1.5865）計(jì)算載荷系數(shù)K。根據(jù)v=1.91 ? 7級精度，由1圖10-8查得動載系數(shù)K?= 1.08 ； 根據(jù)載荷狀態(tài)為輕微沖擊，原動機(jī)為電動機(jī)，由1表10-2查得使用系數(shù) K?= 1.25 ;由1表10-4用插值法查得7級精度、軟齒面小齒輪相對支承非對稱布 置時(shí),K?尸 1.417 ;由 b/h = 9.16 , K? 3= 1.417 ,查1圖 10-13 得 K? 3= 1.35;由1表

14、 10-3 , K? a= K? a= 1.5 ；故載荷系數(shù)K = K?4K?K? 3= 1.25 X 1.08 X 1.5 X 1.417 = 2.876）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（10-10a ）得3?d1 =孑?=3 2.8737.92 X Vmm1.6=46.07mm7)計(jì)算模數(shù)mn。d1 cos3 46.07 Xcos14 °2.24mmmn = =Z1203.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由1式（10-17 ）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為3 2?cos ? ?mn r 巾?(?刃)（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)計(jì)算載荷系數(shù)。K =K?K?2?K?尸 1.25X 1.08

15、 X 1.5 X 1.35 = 2.732)根據(jù)縱向重合度?= 1.63，從1圖 10-28查得螺旋角影響系數(shù)？? =0.94。3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。Z?1 =Z1=20 =:21.89?4 °Z?2 =Z280:87.57?4 °4)查取齒形系數(shù)。由1表 10-5 查得？初?= 2.724 ; ?矽?牙 2.205。5）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由表 10-5 查得?= 1.569 ; ?2= 1.7656） 由1圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限?E1 = 500?大齒 輪的彎曲強(qiáng)度極限？?E2 = 380?;?7） 由1圖 10-18，取彎曲疲勞壽命系數(shù) ？?1= 0.9

16、; ?2= 0.93 ;8）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1式（10-12 ）得?10?1?1 = = 0.9 X 500/1.4?= 321.43?26?2?陰2 =?= 0.93 X 380/1.4?= 252.43?9)計(jì)算大小齒輪的 Y?Y? ?并加以比較。Y?Y?1 2.724 X 1.569=0.013297?1321.43Y?Y?2 2.205 X 1.765=0.015417(?2252.43大齒輪的數(shù)值大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算X0.015417 ?3 2 X 2.73 X 30030 X 0.94 X ?4 mn A1 X 20 2 X 1.63=1.56?

17、對比結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的 模數(shù)，由于齒面模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而 對齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅于齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù) 的乘積）有關(guān)，可取由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)1.56，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值mn = 2，取由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的分度圓直徑？= 46.07。則?46.07z1 = = 23mn 2z2 = z1 X 4 = 924. 幾何尺寸計(jì)算（1） 計(jì)算中心距(2)（z1 + Z2）a =2cos B將中心距圓整為 119 ?2按圓整后的中心距修正螺旋角mn(23 + 92) X 2?= 118.52?2cos14(3

18、)(Z1 + Z2 ) mnB= arccos2?因B值改變不多，故參數(shù)？? 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑(23 + 92) X2?= 14 ° 553"2 X119K、？?等不必修正。z1 mn23 X2? = =“ = 47.6?cos B cos14 553z2m n92 X 2? = =， = 190.4?cos B cos14 553(4)計(jì)算齒輪寬度b =巾?X d1 = 1 X 47.6?= 47.6?圓整后?。?= 50? ? = 55?。5. 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪直徑僅為47.6?,宜采用齒輪軸，大齒輪齒頂圓直徑大于160 ?而又小于500 ?故采用腹板式。

19、（二）低級齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1）由傳動方案的擬定，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 7級精度（GB 10095-88 ）。3）材料選擇。4）由1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45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS二者材料硬度差為 40HBS5）選小齒輪齒數(shù)z1 = 20,大齒輪齒數(shù)z2 = 4 X 20 = 63。6）選取螺旋角。初選螺旋角B= 14°。2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按1式（10-21 ）試算，即3 2? ?± 1di?>巾?2?>?（1）確定公

20、式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)K?= 1.6。2）由1圖10-30選取區(qū)域系數(shù)？?= 2.433。3）由1圖 10-26 查得?1= 0.75，?2= 0.852，則？?= ?1+ ?2= 0.75 +0.88 = 1.602。4)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。T2 = 126.94? -m = 126940? mm5)由1表10-7選取齒寬系數(shù) 巾?= 1。6)7)表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)？?= 189.8MPa 0.5。表10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 o?=2 550MPa。8)由1由1600MPa ;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限由1N1 =9)10)式(10-13 )計(jì)算

21、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。60?= 60 x 240 x1 x(1 x 8 x 300 x15) = 5.184 x 1085.184 x1088? = = 1.64 x 1083.16圖10-19取接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) ？?= 1.05; ?2= 1.08。 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1式(10-12 )得?10?1?|1 = = 1.05 x 600MPa = 630MPa由1?3 2 X1.6 x 126940d1?1 x 1.6026122)計(jì)算圓周速度3)?d?v =60 X1000計(jì)算齒寬b及模數(shù) m?。?x 57.49 x 240r x 莎廠?=0722 ?4)

22、b =巾?x dm?=計(jì)算縱向重合度!?= 1 x 57.49mm = 57.49mmd1?97.49 x cos14 °=mm = 2.789mmZ1202.25m ?= 2.25 x 2.789?= 6.275?b 57.49一 =9.16?6.275?3?20?2?2 =1.08 x 550MPa = 594MPa=(【？?T1 + ?T3.16 + 1 2.433 x 189.8x() mm = 57.49mm4.16)= 612MPa(2)計(jì)算1) 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1?代入?|中的較小值。?= 0.318 巾?Z1 tan 3 = 0.318 x1 x 20 x ta

23、n 14 ° 1.5865)計(jì)算載荷系數(shù)K。根據(jù)v=1.91 ? 7級精度，由1圖10-8查得動載系數(shù)K?= 1.05; 根據(jù)載荷狀態(tài)為輕微沖擊，原動機(jī)為電動機(jī)，由1表10-2查得使用系數(shù) K?= 1.25 ;由1表10-4用插值法查得7級精度、軟齒面小齒輪相對支承非對稱布 置時(shí)，K?尸 1.421 ;由 b/h = 9.16 , K?尸 1.421，查1圖 10-13 得 K?尸 1.36;由1表 10-3 , K? a= K? a= 1.5 ；故載荷系數(shù)K = K?K?K?尸 1.25 X 1.05 X 1.5 X 1.421 = 2.7986）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直

24、徑，由式（10-10a ）得3?d 1 = ?J = 57.49 X?3 2.798J mm = 69.26mm1.67)計(jì)算模數(shù)mn。3.d1cos 3mn =Z1按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由1式（10-17 ）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為69.26 Xcos14 ° =3.36mm203 2?cos2? ? mn A J巾?(1)1)2)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 計(jì)算載荷系數(shù)。K = K?zK?z?K?尸?= 1.602 ,根據(jù)縱向重合度1.25 X 1.05 X1.5 X 1.36 = 2.678從1圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)？? =3)0.88。計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。z?1 =Z1-?20=21

25、 89 ?4 °.4)5)6)7)8)9)Z?2 =Z2_?=80?4 ° = 68.96查取齒形系數(shù)。由1表10-5查得？初?=查取應(yīng)力校正系數(shù)。由表 10-5 查得？*?= 1.569 ; ?2= 1.736由1圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限?E1 = 500?大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限？&2 = 380?;?由1圖10-18，取彎曲疲勞壽命系數(shù)？?1= 0.94 ; ?2= 0.96 ;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1式（10-12 ）得?仰？1=0.94 X 500/1.4?= 335.71?2.724 ; ?2= 2.268。

26、?乍1 =?計(jì)算大小齒輪的?2?2=0.96 X 380/1.4?= 260.57? ?Y?Y? ?并加以比較。Y?Y?1 2.724 X 1.569 =0.01273 (?1335.71Y?Y?2 2.268 X 1.736=0.01511Q?2260.57大齒輪的數(shù)值大。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算3 2 X 2.678 X 126940 X0.88 X ?4 °叫，1 X202 X 1.602 X°.°1511 ?=2.37?對比結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的 模數(shù)，由于齒面模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而 對齒面接觸疲勞強(qiáng)度所

27、決定的承載能力，僅于齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù) 的乘積）有關(guān)，可取由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)2.37，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值mn = 2.5，取由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的分度圓直徑？ = 69.26。則（z1 + Z2）3 = arccos2?因3值改變不多，故參數(shù)mn(28 + 88)=2?X 150?初k3、？?等不必修正。14 ° 5(6(3)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑?69.26Z1 一mn2.5Z2 :=Z1 X 3.16 一884.幾何尺寸計(jì)算（1） 計(jì)算中心距(Z1 + Z2 ) mn(28 + 88)X 2一?= 149.44?a 一2cos 32cos14將中心距圓整為 150

28、 ?2（2）按圓整后的中心距修正螺旋角z1 mn28 X 2?一 一一 一 72.41?cos 3 cos14 50Z2mn 88 X 2?= 一百 一 227.58?cos 3 cos14 50(4)計(jì)算齒輪寬度匕一巾？Xd1 一 1 X47.6?= 72.41?圓整后??？ 一 75? ? 一 80?。5.齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪齒頂圓直徑大于160 ?而又小于500 ?故采用腹板式。大齒輪齒頂圓直徑大于 160 ?而又小于500 ?故采用腹板式。將高、低速級齒輪的相關(guān)數(shù)據(jù)記錄到表格中以備用咼速級低速級小齒輪（齒輪1）大齒輪（齒輪2）小齒輪（齒輪3）大齒輪（齒輪4）模數(shù)（？如22.5螺旋角（?1

29、4° 53' 5314° 50' 6壓力角（？20 °20°傳動比（？）43.16標(biāo)準(zhǔn)中心距（？119150分度圓直徑（？47.6190.472.41227.58齒頂圓直徑（？?？51.74194.5477.59232.76齒根圓直徑（？?？42.43185.2365.95221.12齒寬（?55508075齒全高（？4.664.665.825.82齒數(shù)（?23922888六. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）輸入軸的設(shè)計(jì)1. 軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩P = 3.32? ? = 960r/min ?= 33.03?2. 求作用在齒輪上的力-1-FrFt圓

30、周力、徑向力及軸向力的方向如上圖所示。 高速級小齒輪分度圓直徑為? = 47.6mm故各力大小?1= 2?=2 % 33.033 ?= 1388?47.6 X 10-3?,?="= 1388 X ?20 ° /C03153 = 523N? = ?388 X ?5« 53' = 369?3.初步確定軸的最小直徑由前述齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算可知，輸入軸應(yīng)為齒輪軸，故選材料為小齒輪材料40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)1表15-3，取? = 112。根據(jù)1式(15-2) 得3 2?mn = ? V?=3 332112 V ?= 16.94?960為了使所選的直徑與該最小直徑顯然是

31、指的安裝聯(lián)軸器處軸段的直徑。 聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號。 聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩?= ?查1表14-1，按原動機(jī)為電動機(jī)，工作機(jī)為運(yùn)輸機(jī)，選取？?= 1.5。?= ?= 1.5 X 33.03? ?= 49.545? ?查2表17-3 (GB4323-84),根據(jù)電動機(jī)輸出軸直徑為38mm選用TL6彈性套柱銷聯(lián)軸器，？?= 250N ?m > ?矽?。標(biāo)記為?3X82TL6 聯(lián)軸器GB4323 - 84?3X 82主動端?= 38mm ,J 型軸孔，？?= 82? ? = 60mm ,A 型鍵槽；從動端?= 32mm ,J 型軸孔，？?= 82? ? = 60mm ,A 型鍵

32、槽；4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 擬定軸上零件的裝配方案軸上零件的裝配選擇下圖所示方案。(2) 確定軸的各段直徑和長度1) 根據(jù)聯(lián)軸器的選用，聯(lián)軸器處軸段取直徑為？?-2 = 32mm，為保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，1-2段的長度應(yīng)略短于60mm現(xiàn)取長度為？?-2 = 58mm。2) 2 處軸 肩高 度？= 32 X (0.070.1 )mm = 2.243.2mm。查2表16-9，考慮到氈圈為標(biāo)準(zhǔn)件，故取 ？ = 3mm，則？茲=38mm3) 初步選擇滾動軸承因軸承同時(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) ？?-3 = 38mm，查2表15-7 (

33、GB297-84),初 取圓錐滾子軸承型號為 30308，中窄(3)系列，？?X D X T =40mm X90mm X 25.25mm。則?-4 = ?-10 = 40mm4) 取軸承端蓋總寬度為33.85mm (由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定),根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋外端面與半聯(lián)軸器左端面間的距離為41.15mm,則2-3段的長度為?_3 = 33.85mm + 41.15mm = 75mm。5） 3-4段：根據(jù)1表13-10 ,滾動軸承選用脂潤滑，查2表16-8 , 為防止箱內(nèi)的潤滑油進(jìn)入軸承后使?jié)櫥♂尪髯撸瑵L動軸承選用擋油盤密封?？紤]到箱體的鑄造

34、誤差，在確定滾動軸承的位置時(shí)， 應(yīng)距箱體內(nèi)壁有一定距離 ？??？?= 8mm，取擋油盤總寬度為12 ,則 3-4 段長度為?-4 - 25.25mm + 12mm - 37.25mm6） 4-5 段：軸肩咼度 h > 0.07?j_4 = 0.07 X40mm = 2.8mm ,取 h = 4.5mm ,貝U ?-5 = 40 + 9mm = 49mm ,軸環(huán)寬度?> 1.4h = 6.3mm，取 b = 8mm，即？?-5 = 8mm。7）5-6段軸直徑仍??？?一6 = 40mm，其長度則需根據(jù)其它軸段長度確 定。齒輪1的寬度為55mm故?-8 = 55mm，此段軸直徑按齒頂圓 直

35、徑計(jì)算，??？?-8 = 51.74mm。8） 取齒輪端距箱體內(nèi)壁的距離為16mm兩小齒輪之間的距離為20mm并根據(jù)2表11-6查取砂輪越程槽的相關(guān)尺寸，得？?-7 = ?-9 =39.4mm , ?_7 = ?-9 = 2mm。根據(jù)其它結(jié)構(gòu)，取左邊擋油盤寬度為 24mm則？?-10 = 25.25mm + 24mm - 2mm = 47.25mm 。9） 將各軸段的直徑和長度記錄在表格中備用（mr）i軸段1-22-33-44-55-66-77-88-99-10直徑323840494039.451.7439.440長度587537.258102255247.25箱體內(nèi)壁之間的距離為 187mm（

36、3）1-2段鍵的選擇，查2表14-1選擇C型單頭普通平鍵：鍵 C10 X50 GB1096 - 79鍵槽用鍵槽銃刀加工，同時(shí)為了保證半聯(lián)軸器與軸配合有良好的對 中性，故選擇聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選擇其配合為H7/k6。（二）中間軸的設(shè)計(jì)1. 軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩F2 = 3.19? = 240r/min?= 126.94? ?2. 求作用在齒輪上的力Fr3FaS；Ft3 Ft違jF 邊LFr2圓周力、徑向力及軸向力的方向如上圖所示。 齒輪3分度圓直徑為? = 72.41mm故各力大小F?2= F?1= 369?F?2= F?1= 523

37、?F?2= F?i= 1388?2?2 X 126940?3=, =?= 3506?72.41? =“一3506 X ?20 ° /C0S16 = 1320N3 ? = ?初？=?3506 X ?/?5® 6' = 929?3. 初步確定軸的最小直徑 選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)1表15-3 ,??？ = 120。根據(jù)1 式( 15-2 )得?nin=? 0= 120 V3119 ?= 28.43?240故最小軸徑增加3%考慮到軸上有鍵槽，?min = 28.43 X(1 + 3%) = 29.28mm以上最小直徑顯然是指的軸上兩齒輪之間的最小直徑，為了滿足足夠

38、的強(qiáng)度與剛度，現(xiàn)將此最小直徑應(yīng)用于安裝滾動軸承處，圓整后取安裝滾 動軸承段的軸直徑為 30mm4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)擬定軸上零件的裝配方案軸上零件的裝配選擇下圖所示方案。1-4_-1-4ABCD（2）確定軸的各段直徑和長度1） 由上述分析知，d1-2 = ?-6 = 30?。2）初步選擇滾動軸承因軸承同時(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) ？?-2 = 30mm，查2表15-7 （GB297-84）,初 取圓錐滾子軸承型號為 30306，中窄（3）系列，？?x D X T = 30mm X72mm X 20.75mm 。3） 由高速軸結(jié)構(gòu)知，齒輪2齒寬的中心距

39、離左邊箱體內(nèi)壁的距離為43.5mm）齒輪2齒寬為50mm為使擋油盤可靠地壓緊齒輪，取L2-3 =46?,則齒輪 2左邊距箱體左邊內(nèi)壁的距離為 43.5mm-50/2mm=18.5mm 在比較合適的范圍內(nèi)。4） 取1-2段軸上的軸承右端距箱體內(nèi)壁距離為8mm則左邊套筒寬度為 8mm+18.5mm=26.5mm 1-2 段軸的長度為 L1-2 = 20.75mm + 26.5?+ 4mm = 51.25mm。5）2 處軸肩高度 h = （0.070.1 ）?-2 = 2.13mm ,取 h = 3mm ,則 ?-3 = 36mm。齒輪3左邊與齒輪1右邊相距20mm故齒輪3左邊 距箱體左邊內(nèi)壁為 4

40、3.5mm + 55?2 mm + 20mm = 91mm。則L3-4 = 91?- 43.5?- 50?2?= 22.5?。3 處軸肩高度 h = （0.070.1 ）?一3 = 2.523.6mm，取 h = 3mm，貝V ?-4 = 42mm。6） 齒輪3齒寬為80mm為使擋油盤可靠地壓緊齒輪，取L4-5 = 76?。 仍取?-5 = ?-3 = 36mm。5-6段軸上，取滾動軸承左端距箱體內(nèi)壁距離為8mm取齒輪3右端距右側(cè)箱體內(nèi)壁距離為16mm則L5-6 =16mm + 8mm + 4mm + 20.75mm = 48.75mm 。7）將各軸段的直徑和長度記錄在表格中備用（mr）軸段1

41、-22-33-44-55-6直徑3036423630長度51.254622.57648.758）根據(jù)高速軸的尺寸，為使軸承座外端面平齊，設(shè)計(jì)中間軸的兩端蓋 寬度為38.35mm。（3）鍵的選擇查2表14-1 , 2-3段軸上的鍵選擇 A型圓頭普通平鍵，標(biāo)記為 鍵 10 X 40 GB1096 - 794-5段軸上的鍵選擇A型圓頭普通平鍵，標(biāo)記為鍵 10 X 70 GB1096 - 79鍵槽用鍵槽銃刀加工，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性， 故選齒輪輪轂與軸的配合為 H7/k6。滾動軸承與軸的周向定位是由過 渡配合來保證的，此處選擇其配合為H7/k6。（三）輸出軸的設(shè)計(jì)1. 軸上的功率、轉(zhuǎn)

42、速和轉(zhuǎn)矩P3 = 3.06? = 76r/mi n?3?= 384.51?2. 求作用在齒輪上的力圓周力、徑向力及軸向力的方向如上圖所示。故各力大小F?4= F?3= 929?F?4= F?3= 1320?F?4= F?3= 3506?3. 初步確定軸的最小直徑選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)1表15-3，?。? 120。根據(jù)1 式（15-2）得YL10 聯(lián)軸器 J45 X 107 GB5843 - 864. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案軸上零件的裝配選擇下圖所示方案。（2）確定軸的各段直徑和長度1） 根據(jù)聯(lián)軸器的選用，聯(lián)軸器處軸段取直徑為？?一2 = 45mm，為保證軸端擋圈只

43、壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，1-2段的長度應(yīng)略短于107mm，現(xiàn)取長度為？?_2 = 105mm。2） 取軸承端蓋總寬度為 30mm （由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）， 根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離為40mm，貝U 2-3段的長度為？茲=30mm + 40mm = 70mm。查2表16-9，考慮到氈圈為標(biāo)準(zhǔn)件，故 取？ = 2.5mm，貝V ?-3 = 45mm + 5mm = 50mm 。3）初取滾動軸承因軸承同時(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)？茲=50mm ,查2表15-7 （GB297-

44、84）,初取 圓錐滾子軸承型號為30311 ,中窄（3 ）系列，？?X D X T = 55mm X 120mm X 31.5mm。貝V ?-4 = ?-8 = 55mm。4） 3-4段軸上，取滾動軸承右端距箱體內(nèi)壁距離為8mm，套筒寬度為 12mm，貝U 3-4 段軸長度為？?-4 = 31.5mm + 12mm = 43.5mm。5） 由中間軸的結(jié)構(gòu)知，齒輪4的中心距離右側(cè)箱體內(nèi)壁為56mm,齒輪4右端距右側(cè)箱體內(nèi)壁為56-75/2=18.5mm。齒輪4齒寬為75mm ,為使擋油盤可靠地壓緊齒輪，取L6-7 = 71?。7-8段軸上，取滾動軸承左端距箱體內(nèi)壁距離為8mm,則L7-8 = 3

45、1.5mm + 8mm + 18.5mm + 4mm = 62?。6） 由于？?一4 = ?-8 = 55mm，取4和7處軸肩高度為2.5mm，則？?巧= ?-7 = 60mm。 5 和 6 處軸肩高度 h = （0.070.1 ）?_5 = 4.26mm , 取 h = 4.5mm ,軸環(huán)寬度？?1.4h = 6.3mm，取 b = 8mm ,即？?-6 = 8mm。7）由于箱體兩內(nèi)壁相距187mm ,故?4-5 = 187mm - 18.5mm - 75mm - 8mm - 4mm =81.5mm。8） 將各軸段的直徑和長度記錄在表格中備用（mr）軸段1-22-33-44-55-66-77

46、-8直徑45505560696055長度1057043.581.587162（3） 鍵的選擇 查2表14-1 , 6-7段軸上的鍵選擇 A型圓頭普通平鍵，標(biāo)記為鍵 18 X 63 GB1096 - 791-2段軸上的鍵選擇C型單圓頭普通平鍵，標(biāo)記為鍵 C14 X90 GB1096 - 79鍵槽用鍵槽銃刀加工，同時(shí)為了保證半聯(lián)軸器、齒輪與軸配合有良好 的對中性，故選擇聯(lián)軸器、齒輪與軸的配合為H7/k6。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選擇其配合為H7/k6。（四）輸入軸的校核1. 求軸上的載荷查2表15-7,得輸入軸上圓錐滾子軸承a = 19mm，故55L1 = 47.25?+ 2?+ ？- 19?= 57.75?1 255 L2 = 37.25?+ 8?+ 102?+ 2?+?- 19?2=157.75?58L3 = 75?+ 19?+?= 123?2根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖如下各作用力的大小分別為F?1= 1388?F?1= 523?F?1 = 369?T1 = ?= 30030? ?求得約束反力為F?= 369?F?1= 1016?F?2= 372?F?1= 342?