機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(展開式二級圓柱齒輪減速器)說明書

1、1 .設(shè)計(jì)任務(wù)書32 .傳動方案的擬定及說明43 .電動機(jī)的選擇54 .計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)5五、各種轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩66 .傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算87 .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核178 .滾動軸承的選擇及計(jì)算279 .箱體內(nèi)鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算29十.連軸器的選擇29十一.箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31十二、減速器附件的選擇32十三、潤滑與密封3335十四、設(shè)計(jì)小結(jié)十五、參考文獻(xiàn)3613計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容一、設(shè)計(jì)任務(wù)書：題目：設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置中的展開式二級圓柱齒輪減速器1 .總體布置簡圖：1 電動機(jī)；2聯(lián)軸器；3齒輪減速器；4帶式運(yùn)輸機(jī)；5一鼓輪;6聯(lián)軸器2 .工作情況：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，

2、工作時有輕微振動。3 .原始數(shù)據(jù)：輸送帶的牽引力F（kN）:2.1輸送帶滾筒的直徑D（mm：450輸送帶速度V（m/s）:1.4帶速允許偏差（%）:±5使用年限（年）：10（每年300個工作日）工作制度(班/日)：24 .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) 直齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算；3) 軸的設(shè)計(jì)；4) 滾動軸承的選擇；5) 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)算說明書的編寫。5 .設(shè)計(jì)任務(wù)：1)減速器總裝配圖一張，要求有主、俯、側(cè)三視圖，比例1:1,圖上有技術(shù)要求、技術(shù)參數(shù)、圖號明細(xì)等；2)低速大齒輪、低速軸及高速軸零件圖各一張；3)設(shè)計(jì)說明書一

3、份，包括傳動計(jì)算、心得小結(jié)、彎矩圖、扭矩圖、參考資料；4)課程設(shè)計(jì)答辯：根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖等方面的內(nèi)容認(rèn)真準(zhǔn)備，敘述設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)，回答提問。2)設(shè)計(jì)進(jìn)度：1) 第一階段：總體計(jì)算和傳動件參數(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)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)算說明書的編寫二、傳動方案的擬定及說明：由題目所知傳動機(jī)構(gòu)類型為：展開式二級圓柱齒輪減速器。故只要對本傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證。本傳動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可以大致相同。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸承受載荷大、剛度差，中間軸承潤滑較困難。三、電動機(jī)的選擇

4、：1 .電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇：因?yàn)楸緜鲃拥墓ぷ鳡顩r是：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動。所以選 用常用的封閉式Y(jié) (IP44)系列的電動機(jī)。2 .電動機(jī)容量的選擇：1) 工作機(jī)所需功率Pw查表3-1 ,查得帶式輸送機(jī)傳動效率 4w=0.96Pw = FmV/1000"w =3.1kW(試中 Fw=2100N V=1.4m/s)2) 電動機(jī)的輸出功率PPd = Pw/ 4由于“為從電動機(jī)至卷筒軸之間的各傳動機(jī)構(gòu)和軸承的總效率，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(以下未作說明皆為此書中查得)表 3-1查得：V帶傳動效率為0.96 ;滾動軸承效率為0.99 ;圓柱齒輪傳動效率為0.97 ;Pw =- 3.

5、 1kw彈性聯(lián)軸器0.9 ;"承M>11f輪父"鏈父"聯(lián)軸器=0.86故.Pd = 3.6kW4=0.863 .電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇:根據(jù)nd = (i1 i2in )nw ,初選為同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動4 .電動機(jī)型號的確定:根據(jù)電動機(jī)的額定功率Pm>Pd,由表17-7查出電動機(jī)型號為Y112M-4,其額定功率為4kW滿載轉(zhuǎn)速1440r/min,基本符合題目所需的要求。Pd = 3.6kWPm = 4kwnm = 1440r / min四、計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)：1 .計(jì)算總傳動比i:由電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速nw可確定傳

6、動裝置應(yīng)有的總傳動比i:nw = 59. 41r / min由于nw=1.4父60M1000/QMD)=59.41r/min,故計(jì)算得到總傳動比：i=24.24i 總=24. 242 .合理分配各級傳動比：由于減速箱是展開式布置，為了使兩個大齒輪具有相近的浸油深度，應(yīng)試兩級的大齒輪具有相近的直徑，于是可按下式3 .分配傳動比：根據(jù)傳動比范圍，取帶傳動的傳動比為2減速器的傳動比為：24.242=12. 12令：ii為高速級,i2為低速級i1 = J.3i因?yàn)?，i =12.12,所以 ii =3.97, i 2 =3.05此時速度偏差為0.5% <5% ,所以可行i =12.12i 1 =3

7、.97=3.05五、各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩：將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為電動機(jī)軸、高速軸I、中間軸II、低速軸III.其傳動效率依次分別為“。1、,2、“23、“34。1.各軸的轉(zhuǎn)速n1 = 1440r / min高速軸的轉(zhuǎn)速n1=%=1440r/mini帶n2 = 362. 7r / minn3 = 118. 8r / minn4 = 59. 41r / min中間軸的轉(zhuǎn)速1=小=362.7r/mini1低速軸的轉(zhuǎn)速n3=生=118.8r/mini2滾筒軸的轉(zhuǎn)速nw=n3=59.41r/min2.各軸的功率電動機(jī)的輸入功率pm=4kw高速軸的輸入功率Pi=中間軸的輸入功率P2;低

8、速軸的輸入功率P3=.滾筒軸的輸入功率P4=pm01=3.96kwP112=3.80kwp223=3.65kwp334=3.50kw3.各軸的轉(zhuǎn)矩電動機(jī)的輸入轉(zhuǎn)矩To=9550pm=26.5Nmn。高速軸的輸入轉(zhuǎn)矩Ti=9550p1=26.3Nmni中間軸的輸入轉(zhuǎn)矩T2=9550p2=100.1Nmn2低速軸的輸入轉(zhuǎn)矩T3=9550p3=293.4Nm%滾筒軸的輸入轉(zhuǎn)矩T4=9550p4=562.7Nmn4項(xiàng)目電動機(jī)軸高速軸I中間軸II低速軸III滾筒軸IV轉(zhuǎn)速（r/min7118.859.4功率（kW143.963.803.653.50轉(zhuǎn)矩（Nn）26.526.31

9、00.1293.4562.7傳動比113.973.052效率10.990.960.960.94pm=4kwp1=3.96kwp2=3.80kwp3=3.65kwp4=3.5kwT0=26.5NmT1=26.3NmT2=100.1NmT=293.4NmT4=562.7Nm六、傳動件設(shè)計(jì)計(jì)算:直齒圓柱齒輪具有不產(chǎn)生軸向力的優(yōu)點(diǎn)，但傳動平穩(wěn)性較差，在減速器中圓周速度不大的情況下采用直齒輪。I-II軸高速傳動嚙合的兩直齒輪(傳動比3.97):選精度等級、材料及齒數(shù)：1)材料及熱處理；小齒輪材料 40Cr,調(diào)質(zhì)處 理。大齒輪45 鋼，正火處理， 8級精度選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HB

10、s大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBs二者材料硬度差為40HBS2)精度等級選用8級精度；3)試選小齒輪齒數(shù)z1=20,大齒輪齒數(shù)z2=80的；z1=20z2 =80按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)因?yàn)榈退偌壍妮d荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算按式(109)試算，即d > 2.32KtTu+1ZEMumhL4)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：Kt =1.3ZH = 2.5： 二 1 dZE =189.81MPa2(1) 試選Kt=1.3；(2) 由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.5;(3) 由表10-7選取尺寬系數(shù)6d=1;1(4) 由表106查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8

11、MPa2；(5) 由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限仃Hlim1=600Mpa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限仃Hlim2=550Mpa;(6) 由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1=60nljLh=60X384X1X(2X8X10X300)=4.15M109N24. 151093. 97=1. 04 109由圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)Khn1=0.88;Khn2=0.92;(7)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(1012)得入1=0.88600=528MPa二h2=0.92550=506MPa入=min0H1，二h2l-506MPa5)計(jì)算過程:(D

12、試算小齒輪分度圓直徑dud1t31.41.3131054.97Khn1=0.88Khn2=0.92S=1二H=506Mpad1t=42.21mm=2.323.97z189.8、2()=42.21mm522.5二d/160 1000(2)計(jì)算圓周速度:二42211440=3.18m/s601000(3)計(jì)算齒寬、模數(shù)及齒高等參數(shù):v=3.18m/s齒寬b=dd1t=142.21=42.21模數(shù)m=5=2.11z1齒高h(yuǎn)=2.25mt=2.252.11=4.75mm齒寬與齒比為.箕厚89(4)計(jì)算載荷系數(shù)K:已知載荷平穩(wěn)，所以取Ka=1;根據(jù)v=2.93m/s,8級精度，由圖108查得動載系數(shù)Kv

13、=1.1;對于直齒輪KHa=KFq=1；由表10-4插值法查的8級精度、小齒輪相對支撐非對稱布置時，KHp=1.450由b=8.89,查圖10-13得KFB=1.48,故：hK=KaKvKh0KHex=1m1.18父1父1.450=1.711(5) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式(1010a)得33年,11.711d尸d1t=42.21J=46.26mmKt11.3(6) 計(jì)算模數(shù)md146.26m=2.31mm按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：由式(1017)312Kxi一miMz2L'確定計(jì)算參數(shù)：1)由圖10-20C查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限仃fe1=510MPa;大齒輪的彎曲疲

14、勞強(qiáng)度極限仃FE2=420MPa1)由圖10-18取彎曲疲勞無命系數(shù)KFN1=0.88Kfn2=0.932)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S=1.4,由式10-12得：bF1=KFN1mgFE1/S=320.57MPabF2=Kfn2xaFE2/S=297MPaK=1.711d1=46.263）查取齒型系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得YFa1=2.80;YFa2=2.22由表105查得丫S幻=1.55;Ysa2=1.774）計(jì)算大、小齒輪的YaY亍并加以比較丫斗=0.13541丫；2丫2=0.01408Lf!分析：大齒輪的數(shù)值大。5）計(jì)算載荷系數(shù)K=KAKVKHpKHa=1x1.18黑1x1.

15、450=1.7116）設(shè)計(jì)計(jì)算、3,2m1.628m26.3m103vcm>J20.01549=1.4711父19晨1最終結(jié)果：m=1.47標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)選擇：由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞的強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.47mm優(yōu)先采用第一系列并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm,按接觸疲勞強(qiáng)度算的的分度圓直徑的d1=46.261）小齒輪齒數(shù)d,一乙='=23.13,取z1=24m2）大齒輪齒數(shù)Z2=24X3.97=95.28,取z2=

16、96z1=24這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并且結(jié)構(gòu)緊湊，避免了浪費(fèi)z2 =96155.幾何尺寸計(jì)算:1)計(jì)算中心距:乙z2ma=120mm22)計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑:d1=z1m = 24 2 = 48mmd2二 z2 m = 96 2 = 192mmd1 = 48mm d2 = 192mm a = 120mm計(jì)算齒輪寬度:B1B2二52mm二48mm根據(jù)b=ddi小齒輪齒寬相對大一點(diǎn)因此B=52mmB2=48mm3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):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 二 者材

17、料硬度差為40HBS 8級 精度以大齒輪為例，因齒輪齒頂圓直徑大于160mm而又小于500mm故以選用腹板式為宜。其他有關(guān)尺寸參看大齒輪零件圖II-III軸低速傳動嚙合的兩直齒輪（傳動比4.32）:1 .選精度等級、材料及齒數(shù)（與上面兩對齒輪相同）:1）材料及熱處理: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二者材料硬度差為40HBs2）精度等級選用8級精度；1）試選小齒輪齒數(shù)4=24,則大齒輪齒數(shù)z2=i逐1=73.2,取z?=73z2=732 .按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì):因?yàn)榈退偌壍妮d荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算按式（1

18、09）試算，即3 一dt > 2.32IKtTu+1iZej、小du1跖3）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值(1)試選 Kt =1.3；(2)由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH= 2.5;(3)由表10-7選取尺寬系數(shù)6d =1 ;(4)表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) ZE= 189.8Mpa(5)由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限仃Hlim1 =600Mpa ; 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限仃 Hlim2 =550Mpa；(6)由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N二60njLh=60X113.27X1X(2X8X10X300)=1.045父1081.0451088N2=0.343108

19、23.97由圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)Khn1=0.88;2=0.95;（7）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（1012）得:K00Hl尸HN1H=0.88X600=528MPaSK%2=0.95X550=517MPaS分析：比較得出接觸疲勞許用應(yīng)力為517MPa4）計(jì)算過程:接觸疲勞許用應(yīng)力為517(1)試算小齒輪分度圓直徑d1t島)=2.323 21.3x141.4 x103 5.32 <189.8 )11432、506 J=66.25mm(2)計(jì)算圓周速度二 d 1t n260 1000=1.26m/s(3)計(jì)算齒寬b及模數(shù)mb=dd1t=166.2

20、5=66.25mmm=%=2.77乙齒高h(yuǎn)=2.25mt=2.252.77=6.21mm齒寬與齒高比b=10.67h(4)計(jì)算載荷系數(shù)K已知載荷平穩(wěn)，所以取Ka=1;根據(jù)v=1.26m/s,8級精度，由圖108查得動載系數(shù)=1.1;由于直齒輪KHa=KFc(=1；由表10-4插值法查的8級精度、小齒輪相對支撐非對稱布置Kh：=1.463.?由b/h=10.67,查圖10-13得KfB=1.461;K=KAKVKh:Kh.=11.11.4631=1.61K=1.61(4)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式(1010a)得33,K1.514d1=d1t.=73.48=71.1411.Kt1

21、.4d1 =71.1416(5)計(jì)算模數(shù)mdi=77.98=2.96mmz1243.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì):由式(1017)32KTiYFaYsa6dz21FIm=2.961)確定計(jì)算參數(shù)(1)由圖10-20C查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限aFE1=510MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限c-FE2=420MPa(2)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.87KFN2=0.91(3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S=1.4,由式10-12得l>F11=KFN10FE1/S=316.9MpaI-F21=Kfn2二FE2/S=273MPa(4)查取齒型系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)由表105查得YFa1

22、=2.650;YFa2=2.24由表105查得YSa1=1.580;YSa2=1.75(5)計(jì)算大、小齒輪的YaYSa并加以比較vFYFa1YSa12.651.58,FFa1Sa1=0.013221F：310.7Sa22.181.79247=0.01436分析：大齒輪的數(shù)值大。(6)計(jì)算載荷系數(shù)K=KAKVKH1KH：=11.11.4631=1.612)設(shè)計(jì)計(jì)算m>321.55141.4103124210.01580=2.00244最終結(jié)果：m=2.0024 .標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)的選擇：由齒面解除疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能

23、力，而齒面接觸疲勞的強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.002優(yōu)先采用第一系列并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5mm按接觸疲勞強(qiáng)度算的的分度圓直徑的di=71.14mm小齒輪齒數(shù)z產(chǎn)"二28.46,取z2=98m人齒輪齒數(shù)z2=32X3.05=97.6,取z2=985 .幾何尺寸計(jì)算：6 )計(jì)算中心距：(乙+z2ma=z2_2m=162.5mm2圓整為165mm2)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑：d1=z1m=80d2=z2m=245計(jì)算齒輪寬度：根據(jù)b=*dxd1則，b=80mm小齒輪齒范相對大一點(diǎn)因此取B1=84mm,B2=80mm;3)

24、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm而乂小于500mm故以選用腹板式為宜。其他有關(guān)尺寸參看式齒輪零件圖。z=98z2=98d1=80mmd2=245mma=165mmB2=80mmB1=84mm各齒輪的參數(shù)齒輪高速軸齒輪1中間軸齒輪2中間軸齒輪3低速軸齒輪4材料40Cr（調(diào)質(zhì)）,硬度為280HBS45鋼（調(diào)質(zhì)）硬JO40HBs40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS齒數(shù)24963298模數(shù)22.5分度圓直徑/mm4819280245齒范/mm50468480中心距/mm120165修正齒輪圓周速/m/s2.4040.632傳動比3.973.05七、

25、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核：第一部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 .初選軸的最小直徑：選取軸的材料為45號鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)。取Ao=112,r=3040MPa1軸d1>AoT；=15.69mrg考慮到聯(lián)軸器、鍵槽的影響,取d1=18mm2 軸d2>Ao=24.51mrg取d2=2845鋼，調(diào)質(zhì)處理dmin=20mm3 軸ft>A0=35.08mm取d3=402 .初選軸承：1軸高速軸選軸承為62062軸中間軸選軸承為62073軸低速軸選軸承為6211各軸承參數(shù)見下表:軸承代號基本尺寸/mm安裝尺寸/mm基本額定/kNdDBdaDa動載荷Cr靜載荷Cor6206306216365619.511.56

26、207357217426525.515.262115510021649143.229.23 .確定軸上零件的位置和定位方式：1軸：由于高速軸轉(zhuǎn)速高，傳動載荷不大時，為保證傳動平穩(wěn)，提高傳動效率，將高速軸取為齒輪軸，使用深溝球軸承承載，一軸端連接電動機(jī)，采用剛性聯(lián)軸器，對中性好。2軸：低速嚙合、高速嚙合均用鍛造齒輪，低速嚙合齒輪左端用甩油環(huán)定位，右端用軸肩定位,高速嚙合齒輪左端用軸肩，右端用甩油環(huán)定位,兩端使用深溝球軸承承載。3軸：采用鍛造齒輪,齒輪左端用泡油環(huán)定位，右端用軸肩定位，為減輕軸的重量采用中軸頸,使用深溝球軸承承載，右端連接單排滾子鏈。（一）高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):103236D1=20m

27、m - D2=25mmD3=30mmD4=36mmD5=48mmD6=36mmD7=30L1=34L2=54L3=32L4=100L5=52L6=10L7=321）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度：a）由于聯(lián)軸器一端連接電動機(jī)，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸受到電動機(jī)外伸軸直徑尺寸的限制，選為20mmb）考慮到聯(lián)軸器的軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)1mm所以該段直徑選為25。c）該段軸要安裝軸承，考慮到軸肩要有1mm的圓角，則軸承選用6206型，即該段直徑定為30mmd）該段軸為齒輪，考慮到軸肩要有1mm的圓角，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，定為36mme）為了齒輪軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)5mm

28、所以該段直徑選為46mmf）軸肩固定軸承，直徑為36mmg）該段軸要安裝軸承，直徑定為30mm2）各段長度的確定：各段長度的確定從左到右分述如下：h）該段軸連接聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為38mm該段長度定為34mmi）該段取54mmj）該段安裝軸承，參照工作要求長度至少16mm考慮間隙取該段為32mmk）該段綜合考慮齒輪與箱體內(nèi)壁的距離、軸承與箱體內(nèi)壁距離（采用油潤滑），還有二級齒輪的寬度，定該段長度為100mml）該段考慮齒輪的寬度，根據(jù)齒輪校核，選定該段52mmm）該段軸肩選定長度10mmn）該段與c段相同取32mmo）軸右端面與端蓋的距離為22mm(二)中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):D1=

29、35D2=42D3=46D4=35L1=38L2=82L3=46L4=461)擬定軸上零件的裝配方案軸的各段直徑：a) I段軸用于安裝軸承6207,故取直徑為35mmb) II段該段軸要安裝齒輪，考慮到軸肩要有1mm勺圓角，經(jīng)強(qiáng)度計(jì)算，直徑定為42mmc) III段為軸肩，相比較比II段取直徑為56mmd) IV段安裝大齒輪直徑與II段相同，直徑為42mme) V段安裝軸承，與I段相同直徑為35mm2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度：a) I段軸承安裝軸承和擋油環(huán)，軸承6207寬度B=17,該段長度選為38mmb) II段軸考慮到齒輪齒寬的影響，所以長度為82mmc) III段為定位軸肩，

30、長度略小8mmd) IV段用于安裝大齒輪，考慮齒寬長度為46mme) V段用于安裝軸承與擋油環(huán)，長度與I相同，為46mm(三)低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):1)擬定軸上零件的裝配方案軸的各段直徑D1=55D2=66D3=78D4=66D5=55D6=53D7=45L1=43L2=78L3=8L4=55L5=44L6=38L7=56a) I段軸用于安裝軸承6211,故取直徑為55mmb) II段該段軸要安裝齒輪，考慮到軸肩要有1.5mm的圓角，經(jīng)強(qiáng)度計(jì)算，直徑定為66mmc) III段為定位軸肩，取78mmd) IV段安裝大齒輪直徑與II段相同，直徑為66mme) V段安裝軸承，與I段相同直徑為55mmf)

31、 VI段直徑53mmg) VII段直徑與彈性注銷選擇有關(guān)，取LX3,直彳全為45mm2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度a) I段軸承安裝軸承和擋油環(huán)，6211寬度B=21,該段長度選為43mmb) II段軸考慮到齒輪齒寬的影響，所以長度為76mmc) III段為定位軸肩，長度略小8mmd) IV段用于安裝大齒輪，考慮齒寬長度為55mme) V段用于安裝軸承與擋油環(huán)，長度與I相同，為44mmf) VI長度為38mmg) VII長度與聯(lián)軸器有關(guān)，取56mm軸承端蓋的總寬度為30mm由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與帶輪右端面的距

32、離為30mm故取Lu二60mm取齒輪距箱體內(nèi)壁之間的距離a=10mm考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s,取s=6mm已知滾動軸承的寬度B=19mm則L1V=B+s+a+(80-78)=19+6+10+2=37mm至此，已初步確定了軸的各段長度和直徑。軸上零件的周向定位齒輪，帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按divj由課本P106表6-1查得平鍵截面bxh=18mm<11mm鍵槽用鍵槽銃刀加工，長為63mm同時為了保證與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為HZ；同樣，帶輪與軸的連接，選用平鍵為12mmx8mnrK60mm帶輪n6與軸的配合為空。

33、滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，k6此處選軸的直徑公差為ma第二部分強(qiáng)度校核I高速軸:對于角接觸球軸承7206c從手冊中可以查得a=14.2mm校核該軸和軸承:L1=82.8mm L2 =120.0mm L3 =30.8mm軸的最小直徑：d1u18mm軸的抗彎截面系數(shù):作用在齒輪上的力:W W.1d13 = 583.2mm32T1 =2 263。= 2922Nd118Fr1=Ft1tan：=2922tan20=1064N按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度:FH2FV2Fhi30.8-Ft1=557N161.6FH2=Ft1-FH1=2365NMh=120.8Fhi=67NmFV130.81

34、61.6Fr1=203NF/2=I-=861NMV=120.8FV1=24.5Nm總彎矩：Mm=、M；M；2=71.3Nm扭矩：T1=26.3Nm45鋼的強(qiáng)度極限為2p=275Mpa,又由于軸受的為脈動循環(huán)載荷,所以1a=0.6。Mm（：T1）2一二125MPa二二pW所以該軸是安全的，滿足使用要求。II中間軸:對于深溝球軸承6207從手冊中可以查得a=17mm校核該軸和軸承：L1=53mmL2=70mmL3=35mm軸的最小直徑d2=30mm,33軸的抗彎截面系數(shù)：叫：,0.他=2700mm軸的強(qiáng)度滿足要求作用在2、3齒輪上的圓周力:Ft22T22 141.4 103d2 -258= 109

35、6NFti2T2di32 141.4 10377.5=3649N徑向力:Fr2=Ft2tg：=1096tg20=399NFr1=Ft1tg-3649tg20=1328N求垂直面的支反力：53 70 35-FJFrH史1328(3570>39935=79農(nóng)F2V=F1-FV-Fr2=132879439913N計(jì)算垂直彎矩：MaVm:設(shè)=79453103:42N.m3MaVn=FVG+l2)-口=1794(5370132870k10=-4.7J.m求水平面的支承力：F1hFt2l3Ft1 (l2 l3)109635 3649105= 266Nl l ll1 l2 l353 70 35Eh=F

36、2F3-Fh=109636492668207N計(jì)算、繪制水平面彎矩圖：MaHm=F1Hl=266812310=330N.mML廣汽h«l2)M"2668(5370)36497010=73J.m求合成彎矩圖，按最不利情況考慮：嵋mlM2vmM點(diǎn)一44330=332.63mMa廣而M2H廣4.7+73=734m求危險截面當(dāng)量彎矩:FH1FV1從圖可見，m-m,n-n處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)方=0.6）軸的強(qiáng)度滿足 要求Me=扁r(皿)2=,332.66+(06141.4(=343.3N.mMe=%(工)2-7306141.4)=112N.m計(jì)算危險截面處軸的直徑

37、：aPm-m截面:M2(:T2)2W1127MPa-pW2=42MPa："pJn-n截面:所以該軸是安全的，滿足使用要求。III低速軸對于深溝球軸承6211,從手冊中可以查得a=20.9mm校核該軸和軸承：L1=49mm,L2=107mm軸的最小直徑：d3=55mm,33軸的抗彎截面系數(shù)：w：91d1=9112.5mm作用在齒輪上的力：22T30586800,F33=2=3503Nd3335Ft3tan=3503tan20=127N按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度:= 41MPa -p49Fhi3=1100N156Fh2=Ft3-Fhi二240NMH=107rH1=117.NmL49LFv

38、iFr3=400.5N156F2=F；3F/i=874.NMV=1071=42.9Jm總彎矩：Mm=jM2+MV=125.3Nm心.鍵扭矩：T=586.8Nm45鋼的強(qiáng)度極限為仃p=275MPa,又由于軸受的為脈動循環(huán)載荷，所以二二0.6°軸的強(qiáng)度滿足要求所以該軸是安全的，滿足使用要求。八、滾動軸承的選擇及校核計(jì)算：I高速軸：軸承6206的校核，即軸承壽命校核:Lh=%fC）；軸承壽命可由式60nP進(jìn)行校核，軸承只承受徑向載荷的作用，由于工作溫度不高且沖擊不大，故查表13-4和13-6可取ft=1,fp=1.1,取名=3八一3一基本額定動負(fù)荷為C-23x10NFr1=辰+F1H=J2

39、032+5572=592.8NFr2=辰齊22r=J86T：2365'=2516.8NLh="(f)%=M(-23M103)3=3.0M105則60n2pfp60父14401"2516.8,該軸承的壽命滿足使用10年要求。II中間軸：軸承6207的校核，即軸承壽命校核：106ftC£Lh()軸承壽命可由式60nP進(jìn)行校核，軸承只承受徑向載荷的作用，由于工作溫度不高且沖擊不大，故查表13-4和13-6可取ft=1,fp=1.1,取6=3一一一一3基本額定動負(fù)荷為C-36.810NFr1=相+F1H=力942+26882=2803NFr2=Jf2t+F22H=

40、4352+20772=2081NLh=辿(f)*M(&嗎3=1.件105貝U60n2PfP60父256.71.儼2803,該軸承的壽命滿足使用10年要求。III低速軸：軸承6211的校核，即軸承壽命校核：L=明與軸承壽命可由式h60nP進(jìn)行校核，軸承只承受徑向載荷的作該軸承的壽命滿足使用10年要求。該軸承的壽命滿足使用10年要求。用，由于工作溫度不高且沖擊不大，故查表13-4和13-6可取ft=1取w=3一3一基本額定動負(fù)荷為C-42.8X10NFr1=JF1V+F1H=J400.52+11002=1170.6NFr2=Jf1+F2H=,874.5+2403=2557N,1C6/Cf、

41、k1061X42.81C3.ccd.aLh=(一)=父()=0.9810則60rbPfp60M59.41.12557該軸承的壽命滿足使用10年要求。九、箱體內(nèi)鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算：1 .傳遞轉(zhuǎn)矩已知；2 .鍵的工作長度l=L-bb為鍵的寬度；3 .鍵的工作高度k=0.5hh為鍵的高度；32T父10<Tp=<<!p4 .普通平鍵的強(qiáng)度條件為PkldP;5 .fp=1.1,該軸承的壽命滿足使用10年要求。代號直徑(mm工作長度(mrm工作局度(mrm轉(zhuǎn)矩（Nm極限應(yīng)力(MPa高速軸無鍵安裝中間12X8X36（圓頭）70644.5141.462軸14X9X70（圓頭）46564.

42、5141.424.4低速軸20X12X60（圓頭）66565.5586.868.4由于鍵采用靜聯(lián)接，材料鋼，沖擊輕微，仃p=110MPa,所以上述鍵皆安全。所以許用擠壓應(yīng)力為鍵的連接強(qiáng)度足夠十、聯(lián)軸器的選擇:由于剛性聯(lián)軸器價格便宜、構(gòu)造簡單、可傳遞較大轉(zhuǎn)矩、對中性較好所以優(yōu)先考慮選用它。1 .高速軸用聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算:由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動機(jī)為電動機(jī)，所以工作情況系數(shù)為Ka=1.5,計(jì)算轉(zhuǎn)矩為Tca=KAT1=1.526.3=39.5Nm所以考慮選用彈T生柱銷聯(lián)軸器(GB5014-2003,其主要參數(shù)如下:材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩Tn=250N.m軸孔直徑d1=20mm,d2=20mm軸孔長L

43、=50mm,L1=38mm裝配尺寸A=45mm半聯(lián)軸器厚b=28mm(1P167表17-1)2 .連接鏈輪聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算：由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動機(jī)為電動機(jī)，所以工作情況系數(shù)為Ka=1.5,計(jì)算轉(zhuǎn)矩為Tca-KaT3-1.5586.8-880.2Nm所以選用彈性銷柱聯(lián)軸器LX3(GB5014-2003,其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩Tn=1250Nm軸孔直徑d1=d2=30mm(1P167 表 17-1 )(1P175 表 17-5)(GB5014-2003)軸孔長L=60mm,L1=60mm半聯(lián)軸器厚b=36mm(1P175表17-5)(GB5014-2003、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：箱體

44、結(jié)構(gòu)對減速器的工作性能、加工工藝、材料消耗、質(zhì)量及成本等有很大影響。1 .減速器箱體為鑄造箱體，材料HT20Q2 .箱體結(jié)構(gòu)為剖分時，剖分面為水平向，與傳動件軸心線平面重合，有利于軸系部件的安裝與拆卸。3 .剖分時箱體的結(jié)構(gòu)尺寸選擇：(1)箱座壁厚=0.025a+3>=8mma為二級圓柱齒輪減速器的低速級中心距a=206.25,8=8.16>=8滿足要求，取壁厚=10mm(2) 箱蓋壁厚61=(0.80.85),61>=8mm,則81=8.5mm(3) 地腳螺栓直徑df=0.036a+12=19.4，選擇M2Q(4)地腳螺栓數(shù)目：由于a=206<250,所以n=4;(5

45、)根據(jù)表5-2得：名稱符號尺寸確定箱座凸緣厚度b1.5615mm箱蓋凸緣厚度b11.56112.75mm箱座底凸緣厚度b22.5d25mm軸承旁連接螺栓直徑d10.75dfM16箱蓋與箱座連接螺栓直徑d20.50.6dfM12連接螺栓d2的間距L150200160mm軸承蓬螺旬直徑d30.40.5dfM10視孔蓋螺釘直徑d40.30.4dfM8定位銷直徑d0.70.8d29mmd、d1、d2至外箱壁距離G查表5-3262218mmdf、2至凸緣邊緣距離C2查表5-32416mm軸承旁凸臺半徑Ric22416mm凸臺高度h圖7-2>50mm外箱壁至軸承座端面距離Lic1+c2+(58)mm

46、大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁跑離d>=615mm齒輪端面與內(nèi)箱壁跑離2>=61220mm箱蓋肋厚0.85617.5mm箱蓋肋厚m20.85a8.5mm軸承蓋外徑D2圖6-27D2=D0+2.5d3mm軸承旁連接螺栓跑離s圖7-2凸臺外徑十二、減速器附件的選擇：1 .通氣器：由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M18X1.52 .油面指示器：選用游標(biāo)尺M(jìn)163 .起吊裝置：采用箱蓋吊耳、箱座吊耳。4 .放油螺塞：選用外六角油塞及墊片M16<1.5。1 .齒輪的潤滑：根據(jù)表5-4浸油深度推薦值，選取二級圓柱式齒輪減速器類型：由于低速級周向速度小于12m/s,采用浸油潤滑，II級大齒輪

47、浸油高度hf約為0.7個齒高但不少于10mm該大齒輪齒高h(yuǎn)f=2.5<10mm所以II級大齒輪浸油高度取hf=11mmIII級大齒輪浸油高度hs大于一個齒高小于1/6半徑(3.12556.7mn),由于III級大齒輪和二級大齒輪的半徑差為39mm所以大齒輪的浸油深度選為hs=50mm大齒輪齒頂圓到油池低面的距離為30-50mm所以選取白油池深度ho為80mm2 .滾動軸承的潤滑：由于軸承周向速度為0.99小于2m/s,所以采脂潤滑，為防止軸承室內(nèi)的潤滑脂流入箱體而造成油脂混合，在箱體軸承座箱內(nèi)一側(cè)裝設(shè)甩油環(huán)。3 .潤滑油的選擇：齒輪潤滑油，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用L-AN15潤滑油。軸承潤滑脂，選用通用鋰基潤滑脂ZL-1,普遍應(yīng)用在各種機(jī)