多減速器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、二多級(jí)減速器的工作原理及結(jié)構(gòu)組成工作原理：?jiǎn)渭?jí)減速器就是一個(gè)主動(dòng)椎齒輪（俗稱角齒），和一個(gè)從動(dòng)傘齒輪（俗稱盆角齒），主動(dòng)椎齒輪連接 傳動(dòng)軸，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)傘齒輪貼在其右側(cè)，嚙合點(diǎn)向下轉(zhuǎn)動(dòng)，與車 輪前進(jìn)方向一致。由于主動(dòng) 錐齒輪直徑小，從動(dòng)傘齒輪直徑大，達(dá)到減速的功能。雙級(jí)減速器多了一個(gè)中間過渡齒輪，主動(dòng)椎齒輪左側(cè)與中間齒輪的傘齒部分嚙合，傘齒輪同 軸有一個(gè)小直徑的直齒輪，直齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合。這樣中間齒輪向后轉(zhuǎn)，從動(dòng)齒輪向前轉(zhuǎn) 動(dòng)。中間有兩級(jí)減速過程。雙級(jí)減速由于使車橋體積增大，過去主要用在發(fā)動(dòng)機(jī)功率偏低的車輛匹配上，現(xiàn)在主要用于低速高扭矩的工程機(jī)械方面。在雙級(jí)式主減速器中，若第二級(jí)減速在車

2、輪附近進(jìn)行，實(shí)際上構(gòu)成兩個(gè)車輪處的獨(dú)立部件，則稱為輪邊減速器。這樣作的好處是可以減小半軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩，有利于減小半軸的尺寸和質(zhì)量。輪邊減速器可以是 行星齒輪 式的，也可以由一對(duì)圓柱齒輪副構(gòu)成。當(dāng)采用圓柱齒輪副 進(jìn)行輪邊減速時(shí)可以通過調(diào)節(jié)兩齒輪的相互位置，改變車輪軸線與半軸之間的上下位置關(guān)系。這種車橋稱為門式車橋，常用于對(duì)車橋高低位置有特殊要求的汽車。按主減速器傳動(dòng)比檔數(shù)分，可分為單速式和雙速式兩種。目前，國產(chǎn)汽車基本都采用了傳動(dòng)比固定的單速式主減速器。在雙速式主減速器上，設(shè)有供選擇的兩個(gè)傳動(dòng)比，這種主減速器 實(shí)際上又起到了副變速器的作用。二結(jié)構(gòu)組成1、齒輪、軸及軸承組合小齒輪與軸制成一體，稱齒

3、輪軸，這種結(jié)構(gòu)用于齒輪直徑與軸的直徑相關(guān)不大的情況下， 如果軸的直徑為 d,齒輪齒根圓的直徑為 df,則當(dāng)df-d <67mn時(shí)，應(yīng)采用這種結(jié)構(gòu)。而當(dāng) df-d > 67mn時(shí)，采用齒輪與軸分開為兩個(gè)零件的結(jié)構(gòu)，如低速軸與大齒輪。此時(shí)齒輪與軸 的周向固定平鍵聯(lián)接，軸上零件利用軸肩、軸套和軸承蓋作軸向固定。兩軸均采用了深溝球 軸承。這種組合，用于承受徑向載荷和不大的軸向載荷的情況。當(dāng)軸向載荷較大時(shí)，應(yīng)采用角接觸球軸承、圓錐滾子軸承或深溝球 軸承與推力軸承的組合結(jié)構(gòu)。軸承是利用齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)濺起的稀油，進(jìn)行潤(rùn)滑。箱座中油池的 潤(rùn)滑油，被旋轉(zhuǎn)的齒輪濺起飛濺到箱蓋的內(nèi)壁上，沿內(nèi)壁流到分箱面坡口

4、后，通過導(dǎo)油槽流 入軸承。當(dāng)浸油齒輪圓周速度U < 2m/s時(shí)，應(yīng)采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑軸承，為避免可能濺起的稀油沖掉潤(rùn)滑脂，可采用擋油環(huán)將其分開。為防止?jié)櫥土魇Ш屯饨缁覊m進(jìn)入箱內(nèi)，在軸承端蓋和外伸軸之間裝有密封元件。2、箱體箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。箱體通常用灰鑄鐵制造，對(duì)于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。單體生 產(chǎn)的減速器，為了簡(jiǎn)化工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體?；诣T鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿 軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承 座孔，

5、而軸承座旁的凸臺(tái)，應(yīng)具有足夠的承托面，以便放置聯(lián)接螺栓，并保證旋緊螺栓時(shí)需 要的扳手空間。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐肋。為保證減速器安置在 基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加工面積，箱體底座一般不采用完整的平 面。3、減速器附件為了保證減速器的正常工作，除了對(duì)齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予足夠的 重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤(rùn)滑油池注油、排油、檢查 油面 高度、加工及拆裝檢修時(shí)箱蓋 與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。1) 檢查孔為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，并向箱內(nèi)注入潤(rùn)滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置 檢查孔。檢查孔設(shè)在上箱蓋頂部能直接觀察到

6、齒輪嚙合部位處。平時(shí)，檢查孔的蓋板用螺釘 固定在箱蓋上。2) 通氣器減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內(nèi)熱脹空氣能 自由排出，以保持箱內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏， 通常在 箱體 頂部裝設(shè)通氣器。3) 軸承蓋為固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。軸 承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中 裝有密封裝置。凸緣式軸承蓋的優(yōu)點(diǎn)是拆裝、調(diào)整軸承方便，但和嵌入式軸承蓋相比，零件 數(shù)目較多，尺寸較大，外觀不平整。4) 定位銷為保證每次拆裝箱蓋時(shí)，仍保持軸承座孔制造加工時(shí)的精度，應(yīng)在精

7、加工軸承 孔前，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷。安置在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接凸緣上，對(duì)稱箱體 應(yīng)呈對(duì)稱 布置 ，以免錯(cuò)裝。5) 油面指示器檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的油，一般在箱體 便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位，裝設(shè)油面指示器。6) 放油螺塞換油時(shí)，排放污油和清洗劑，應(yīng)在箱座底部，油池的最低位置處開設(shè)放油孔， 平時(shí)用螺塞將放油孔堵住，放油螺塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈。7) 啟箱螺釘為加強(qiáng)密封效果，通常在裝配時(shí)于箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠，因而在拆卸時(shí)往往因膠結(jié)緊密難于開蓋。為此常在箱蓋聯(lián)接凸緣的適當(dāng)位置，加工出 2個(gè)螺孔,旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘。旋動(dòng)啟箱

8、螺釘便可將上箱蓋頂起。小型減速器也可 不設(shè)啟箱螺釘，啟蓋時(shí)用起子撬開箱蓋，啟箱螺釘?shù)拇笮】赏谕咕壜?lián)接螺栓?；痉诸?1、減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，兩者的設(shè)計(jì)、制造和使 用特點(diǎn)各不相同。 20 世紀(jì) 70-80 年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命 的發(fā)展緊密結(jié)合。其主要類型：齒輪減速器；蝸桿減速器； 齒輪 蝸桿減速器；行星齒輪減 速器。2、一般的減速器有斜齒輪減速器 ( 包括平行軸斜齒輪減速器、蝸輪減速器、錐齒輪減速器等 等 ) 、行星齒輪減速器、 擺線針輪減速器、 蝸輪蝸桿減速器、 行星摩擦式機(jī)械無級(jí)變速機(jī)等等。1) 圓柱齒輪減速器單級(jí)、二級(jí)、二級(jí)以上

9、二級(jí)。布置形式：展開式、分流式、同軸式。2) 圓錐齒輪減速器用于輸入軸和輸出軸位置成相交的場(chǎng)合。3) 蝸桿減速器主要用于傳動(dòng)比 i>10 的場(chǎng)合，傳動(dòng)比較大時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點(diǎn)是效率低。目前廣泛應(yīng)用阿 基米德 蝸桿 減速器。4) 齒輪蝸桿減速器若齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)，則結(jié)構(gòu)緊湊；若蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí)，則效率較高。5) 行星齒輪減速器傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比范圍廣，傳動(dòng)功率 12W50000KW體積和重量小。3、常見減速器的種類1) 蝸輪蝸桿減速器的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸 不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。2) 諧波減速器

10、的 諧波 傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、 精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。3) 行星減速器其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長(zhǎng)，額定輸出扭 矩可以做的很大。但價(jià)格略貴。減速器 : 簡(jiǎn)言之，一般機(jī)器的功率在設(shè)計(jì)并制造出來后，其額 定功率就不在改變，這時(shí)，速度越大，則扭矩 (或扭力 )越??；速度越小，則扭力越大。三 . 設(shè)計(jì)步驟1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 :1. 組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。2. 特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3. 確定傳

11、動(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將 V 帶設(shè)置在高速級(jí)其傳動(dòng)方案如下：5圖一：（傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖）初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如：傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖所示 選擇V帶傳動(dòng)和二級(jí)圓柱斜齒輪減速器（展開式）。傳動(dòng)裝置的總效率aa23 32 4 5 = 0.96X 0.983 X 0.952 X 0.97X 0.96= 0.759;!為V帶的效率，!為第一對(duì)軸承的效率，3為第二對(duì)軸承的效率，4為第三對(duì)軸承的效率，5為每對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)的效率（齒輪為7級(jí)精度，油脂潤(rùn)滑因是薄壁防護(hù)罩，采用開式效率計(jì)算）。2. 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：P . = P/ n = 1900X 1.3/1000X 0.

12、759= 3.25kW,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)速為n= 100060V =82.76r/mi n，兀D經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i 一 = 24,二級(jí)圓柱斜齒輪 減速器傳動(dòng)比i 一 = 840，i>i>v則總傳動(dòng)比合理范圍為i_ = 16160，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n一 = L X n=（16160）X 82.76= 1324.1613241.6r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比, 選定型號(hào)為丫112M 4的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為 4.0額定電流8.8A，滿載轉(zhuǎn)速nm =1440 r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min

13、。H-卩1E-1TTT".1II-方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率P edkw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速人in電動(dòng)機(jī)重量N參考 價(jià)格 元傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同步 轉(zhuǎn)速滿載 轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比V 帶傳動(dòng)減速器1Y112M-441500144047023016.152.37.02中心高外型尺寸L X( AC/2+AD )X HD底腳安裝尺寸A X B地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸D X E裝鍵部位尺寸 F X GD132515X 345X 315216 X1781236 X 8010 X 413. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比(1) 總傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n°和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n,可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為

14、ia = n 7/n= 1440/82.76= 17.40(2) 分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比ia = i0 X i式中i°,h分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過大，初步取i0 = 2.3,則減速器傳動(dòng)比為i = ia/io=17.40/2.3= 7.57根據(jù)各原則，查圖得高速級(jí)傳動(dòng)比為 h = 3.24，則i2 = i/i, = 2.334. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)(1) 各軸轉(zhuǎn)速n = n m / i 0 = 1440/2.3= 626.09r/mi nnn = ni /i, = 626.09/3.24= 193.24r/minn皿=nn / i2 = 193.

15、24/2.33=82.93 r/minn = n =82.93 r/min(2) 各軸輸入功率R = Pd X 1 = 3.25X 0.96= 3.12kWPn = pi X nX 3 = 3.12X 0.98X 0.95= 2.90kWPrn = Pn X nX 3 = 2.97X 0.98X 0.95= 2.70kWPjv = Pm X nX n=2.77X 0.98X 0.97= 2.57kW則各軸的輸出功率：R = Pi X 0.98=3.06 kWPn' = Pn X 0.98=2.84 kWPm = Pm X 0.98=2.65 kWPv = Pv X 0.98=2.52

16、kW(3) 各軸輸入轉(zhuǎn)矩T1 =Td X i0 X 1 N m電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 Td=9550巴 =9550X 3.25/1440=21.55 N - nm所以：Ti = Td X i0 X 1 =21.55X 2.3X 0.96=47.58 N mTn = Ti X i1 X 1 X 2=47.58X 3.24X 0.98X 0.95=143.53 N m-Tm = Tn X i2 X 2 X 3 =143.53X 2.33X 0.98X 0.95=311.35N mTv =Tm X 3 X 4=311.35X 0.95 X 0.97=286.91 N m輸出轉(zhuǎn)矩：Ti = Ti X 0.

17、98=46.63 N mTn = Tn X 0.98=140.66 N mTm = Tm X 0.98=305.12 N -mTv = Tv X 0.98=281.17 N m運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表軸名功率P KW轉(zhuǎn)矩T Nm轉(zhuǎn)速r/min輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸3.2521.5514401軸3.123.0647.5846.63626.092軸2.902.84143.53140.66193.243軸2.702.65311.35305.1282.934軸2.572.52286.91281.1782.935. 設(shè)計(jì)V帶和帶輪確定計(jì)算功率查課本Pi78表9-9得：Ka =1.2巳二kA P =1.

18、2 4=4.8,式中為工作情況系數(shù)，p為傳遞的額定功率,既電 機(jī)的額定功率.選擇帶型號(hào)根據(jù) 巳=4.8，kA =1.3,查課本P152表8-8和R53表8-9選用帶型為A型帶. 選取帶輪基準(zhǔn)直徑dd1,dd2查課本P145表8-3和P153表8-7得小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1 = 90mm ,則大帶輪基準(zhǔn) 直徑dd2二i。dd1 =2.3 90 = 207mm,式中E為帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率，通常?。?% 2%）,查課本 R53表 8-7 后取 dd2 = 224mm。驗(yàn)算帶速vV90 1400 =7.17m/s ：35m/s 在 525m/s 范圍內(nèi)，V60 1000 60 1000帶充分發(fā)揮。 確定中心

19、距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度T由于所以初步選取中心距 a :a0 =1.5(ddi dd2) =1.5(90 224) = 471，初定中心距 a0 = 471mm，所以帶長(zhǎng),Ld = 2ao(dddd )丄匚二1444.76 mm .查課本表8-2選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度2124aoLd =1400 mm得實(shí)際中心距Ld - L；a 二a0 d d =471 -44.76/2 = 448.62mm2取 a = 450mm驗(yàn)算小帶輪包角： 1=180 dd2 dd1 180 =162.94，包角合適。a二確定v帶根數(shù)z因 dd1 =90mm，帶速 v = 6.79m/s，傳動(dòng)比 i° 二 2.3,查課本P

20、148表8-5a或8-5c和8-5b或8-5d,并由內(nèi)插值法得 p。二10.7/p。二0.17 .查課本P142表8-2得Kl=0.96.查課本P154表8-8,并由內(nèi)插值法得K：=0.96由R54公式8-22得Zpa_(p°巾°) k：K故選Z=5根帶。4.8(1.070.17) 0.96 0.96-4.20計(jì)算預(yù)緊力F0查課本P145表8-4可得q = 0.1kg/m，故：?jiǎn)胃胀╒帶張緊后的初拉力為F0 =500 Pa(25 -1) qv2 = 48 500 -1)0.1 7.172 = 158.80Nzv k：.5 7.170.96 計(jì)算作用在軸上的壓軸力Fp利用P

21、155公式8-24可得：Fp =2z F0sin ' 1162 94=2 5 158.80 sin1570.43N6. 齒輪的設(shè)計(jì)（一）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線斜 齒輪（1）齒輪材料及熱處理 材料：高速級(jí)小齒輪選用45二鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪 280HBS 取 小齒齒數(shù)Zy=24高速級(jí)大齒輪選用 45二鋼正火，齒面硬度為大齒輪240HBS Z 2 =i X乙=3.24 X 24=77.76 取乙=78. 齒輪精度按GB/T10095- 1998，選擇7級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化2 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要

22、尺寸 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)2KtT1 u-1（ZhZe）2d： u 二h3dit -確定各參數(shù)的值： 試選Kt =1.6查課本P215圖10-30 選取區(qū)域系數(shù)Z H =2.433 由課本 P?14 圖 10-26； =0.78：2 =0.82貝U ；-. =0.780.82 =1.6 由課本P202公式10-13計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù)N1 =60nJ g =60 X 626.09 X 1 X（ 2X 8X 300X 8） =1.4425 X 109hN2= =4.45 X 108h #（3.25 為齒數(shù)比，即 3.25=玉） Z1 查課本 P203 1 0-19 圖得：K汁1=0.93 K . 2 =

23、0.96 齒輪的疲勞強(qiáng)度極限取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,應(yīng)用P202公式10-12得:ci= KhWht =0.93X 550=511.5 MPa-h2 = Khn1 h1=o.96x 450=432 MPa許用接觸應(yīng)力二h=(二二h 2)/2 =(511.5 432)/2 =471.75MPa 查課本由Pi98表10-6得：Ze =189.8MPa由 P201 表 10-7 得:d=1T=95.5 X 105 X r /n1=95.5 X 105 X 3.19/626.09=4.86 X 104 N.m3. 設(shè)計(jì)計(jì)算 小齒輪的分度圓直徑d1t：2 匯 1.6 漢 4.86 001561

24、 1.64.24(2433 他嚀二 49.53mm3.25471.75 計(jì)算圓周速度：二 d1t n13.14 49.53 626.0960 100060 1000=1.62m/ s 計(jì)算齒寬b和模數(shù)mnt計(jì)算齒寬bb= d d1t =49.53mm計(jì)算摸數(shù)叫初選螺旋角1 =14齒高 h=2.25 mnt =2.25 X 2.00=4.50 mm 計(jì)算縱向重合度=0.318 C tan： =0.318 1 24 tan 14 =1.903 計(jì)算載荷系數(shù)K使用系數(shù)KA=1根據(jù)v=1.62m/s,7級(jí)精度,查課本由P192表10-8得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.07,查課本由P194表10-4得Kh 的計(jì)算

25、公式：Kh -=1.12 0.18(1 0.6 d2)d2 +0.23 X 10 J X b=1.12+0.18(1+0.61) X 1+0.23X 10 X 49.53=1.42查課本由P195表10-13得：K廠=1.35查課本由 P193表 10-3 得:K h-.= Kf-.=1.2故載荷系數(shù)：K = K Kh_. Kh-： =1X 1.07X 1.2X 1.42=1.82 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑3 d1=d1t 、K/Kt =49.53X1.82=51.73mm1.6 計(jì)算模數(shù)mnmnd 1 cos :=51.73 cos1424=2.09mm4. 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)

26、由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式3mn >2葉嚴(yán)2 Yf論）,dZ21；aJ確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩勺=48.6 kN -m確定齒數(shù)z因?yàn)槭怯昌X面，故取 乙=24, z = iz = 3.24X 24= 77.76傳動(dòng)比誤差 i = u = z 一 /乙=78/24= 3.25 i0.032% 二5%,允許 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)z'- = z./cos = 24/ cos314 = 26.27= z-/cos ； = 78/ cos314 = 85.43 初選齒寬系數(shù)F按對(duì)稱布置，由表查得初選螺旋角初定螺旋角=：14載荷系數(shù)KK =心 K K；1 K 陽=1 X 1.07X 1.2X

27、1.35= 1.73查取齒形系數(shù)丫上和應(yīng)力校正系數(shù)丫；查課本由P197表10-5得：齒形系數(shù)丫匚=2.592 丫匕二2.211應(yīng)力校正系數(shù)丫刁=1.596 丫丄=1.774 重合度系數(shù)丫 1端面重合度近似為X(丄 )cos1 =1.88 3.2X( 1/24Z1 Z2+ 1/78) X cos14 = 1.655:=arctg (tgh/cos)= arctg (tg20 /cos14 ) = 20.64690二 c A J-：亠；=14.07609因?yàn)? = ：“/cosl，則重合度系數(shù)為 Y = 0.25+0.75 cos/：“ = 0.673螺旋角系數(shù)丫軸向重合度-命=B$in 引伽*

28、49.53 2n14° =兀 7.09''亠 0.78Yf Fs 計(jì)算大小齒輪的一:一陣安全系數(shù)由表查得S- = 1.25工作壽命兩班制，8年，每年工作300天小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1 = 60n kt： = 60 X 271.47X 1X 8X 300 X 2X 8= 6.255X10.大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N2 = N1/u = 6.255X 10 /3.24= 1.9305X 10.查課本由P204表10-20c得到彎曲疲勞強(qiáng)度極限小齒輪二 FF1 =500MPa大齒輪二 FF2 =380MPa查課本由P97表10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)：Kfn1 =0.86 K

29、 FN2=0.93取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4二 F 1K FN1FF1 O.86x5OO_307 141.4廠F 2=5宀2 = 0.93 380 = 252.43S1.4邑空連避601347匸Fh307.14Yf,Fs.22.211 1.774了三252.43= 0.01554大齒輪的數(shù)值大.選用. 設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算模數(shù)mn422 1.73 4.86 100.78 cos 14 0.01554V1241.655mm = 1.26mm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)叫大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 叫=2mmE為了同時(shí)滿足接觸

30、疲勞強(qiáng)度,需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1 =51.73 mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).于是由:Z1=51.73 cos14=25.097取 Z1=25mn那么 z 2 =3.24 X 25=81 幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距 a= (Z1 Z2)mn =812 =109.25 mm2cosP2 匯 cos14將中心距圓整為110mm按圓整后的中心距修正螺旋角R(Z1+Z)mn(25+81)7 一-=arccosarccos14.0122 "09.25因值改變不多，故參數(shù)；:.,k :, Zh等不必修正.計(jì)算大.小齒輪的分度圓直徑d1 =ZEcos :25 2cos14.01=51.53 m

31、md2 = jZ2n1"2 =166.97 mmcos P cos14.01計(jì)算齒輪寬度BhQ =151.53mm = 51.53mm圓整的B2 =50Bi =55（二）低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算材料：低速級(jí)小齒輪選用45二鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪齒齒數(shù)Z1 =30速級(jí)大齒輪選用45二鋼正火，齒面硬度為大齒輪240HBS z :圓整取z2=70.280HBS 取小=2.33 X 30=69.9齒輪精度按GB/T10095- 1998,選擇7級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)1.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選Kt =1.6 查課本由P215圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH =2.45 試選1

32、=12o,查課本由P214圖10-26查得- - -1 =0.83；邊=0.88；. =0.83+0.88=1.71應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1 =60X n2 X j X Ln=60X 193.24 X 1X (2 X 8X 300X 8)=4.45 X 108N24.45 10= 1.91 X 1082.33由課本P203圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)K hn1=0.94K hn 2 = 0.97查課本由P207圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；Hlim1 =600MPa , 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 二Hlim1 =550MPa 取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,則接觸疲勞許用

33、應(yīng)力二H 1 =K hn H lim 10.94 600二 564 MPaK廠二H 2 = HN2 Hlim2 =0.98X 550/仁517MPaS訃打 Hlim2)=540.5MPa查課本由R98表10-6查材料的彈性影響系數(shù) Ze =189.8MPa選取齒寬系數(shù)'d = 1T=95.5 X 105 X P2/n2 =95.5 X 105 X 2.90/193.24=14.33 X 104 N.md1t -2Ktu_1“ZhZe、232 16 1433 104 333 F45 1898)22.33540.51 1.71=65.71 mm2.計(jì)算圓周速度：；.d 牡 n?60 100

34、0二 6571 19324 "665m/s60 1 0 0 03.計(jì)算齒寬b= dd1t =1 X 65.71=65.71 mm4.計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù)d1t cos : mnt =65.71 cos 122.142mm30齒高 h=2.25X mt =2.25 X 2.142=5.4621 mmbh =65.71/5.462 仁 12.035. 計(jì)算縱向重合度；: =0.318 dz1 tan ： =0.318 30 tan 12=2.0286. 計(jì)算載荷系數(shù)KK=1.12+0.18(1+0.6 ' d +0.23X 10 X b =1.12+0.18(1+0.6)+ 0

35、.23X 10； X 65.71=1.4231使用系數(shù)K A=1同高速齒輪的設(shè)計(jì)，查表選取各數(shù)值Kv =1.04 Kf |=1.35 Kh：=Kf：=1.2故載荷系數(shù)K = KaKvKh Kh ：=1X 1.04X 1.2X 1.4231=1.7767. 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑3dE產(chǎn)=65.71X J 罟=7291mm72.91 cos1230=2.3772mm3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)2KY：cos：Yf Ys .m>一2%Z 1乜升確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值(1) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 小I = 143.3 kN -m(2) 確定齒數(shù)z因?yàn)槭怯昌X面，故取 乙=30, z = i

36、X Z = 2.33X 30 = 69.9 傳動(dòng)比誤差 i = u= zj zl = 69.9/30= 2.33 = 0.032%= 5%,允許(3) 初選齒寬系數(shù)二按對(duì)稱布置，由表查得：=1(4) 初選螺旋角初定螺旋角一：=12：(5) 載荷系數(shù)KK = K 二 K K 二 K-: =1X 1.04 X 1.2X 1.35= 1.6848(6) 當(dāng)量齒數(shù)z = z_/cos ；= 30/ cos312 = 32.056zl = z：/cos ； = 70/ cos312 = 74.797由課本P197表10-5查得齒形系數(shù)丫上和應(yīng)力修正系數(shù)丫；丫行=2.491*2 = 2.232Ys“ =1

37、.636*2 "751(7) 螺旋角系數(shù)、軸向重合度二=2.03丫 = 11-= 0.797Yf Fs(8) 計(jì)算大小齒輪的'礙查課本由P204圖10-20c得齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限二 FE1 =500MPa二 FE2 = 380MPa查課本由P202圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1 =0.90 K FN2=0.93S=1.40.90 5001.4= 321.43MPaK 廠_ K FN 1 FE1 1 =sYFa1F匚 F 1YFa2F Sa2逵 d 0.01548252.43匚 F 2大齒輪的數(shù)值大，選用大齒輪的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算.計(jì)算模數(shù)3522 1.6848 1.433

38、 100.797 cos 12 0.01548,mm = 1.5472mmmn -21 301.71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) 叫大于由齒根彎曲疲勞匚 2=KFNFF2 二 0.93 380 = 252.43MPaS1.4計(jì)算大小齒輪的宵，并加以比較丄491636 = 0.01268321.43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g =3mn但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d,=72.91mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).z1=72.91 cos12 =27.77 取 z1=30z 2 =2.33 X 30=69.9取 z2

39、 =70初算主要尺寸計(jì)算中心距 a=（乙 Z2）mn_（3°7°）2 =102.234 mm2 cos12將中心距圓整為 修正螺旋角103 mm=arccos（"i2）mnd嚴(yán) cos -2 =61.34 mm cos12d2=込cos -= 3=143.12 mmcos12(30 +70)匯 2arccos13.862：2 103因一：值改變不多，故參數(shù)；:.,kl, Zh等不必修正分度圓直徑計(jì)算齒輪寬度b 二 dd1 72.91 =72.91mm圓整后取 B1 =75mm B2 =80mm低速級(jí)大齒輪如上圖:V帶齒輪各設(shè)計(jì)參數(shù)附表1各傳動(dòng)比V帶高速級(jí)齒輪低速級(jí)

40、齒輪2.33.242.332.各軸轉(zhuǎn)速n心(r/min)(r/mi n)(r/mi n)n(r/mi n)626.09193.2482.9382.933.各軸輸入功率P刁(kw)(kw)為(kw)Piv (kw)3.122.902.702.574.各軸輸入轉(zhuǎn)矩T石(kN m)Tv(kN m)(kN m)(kN m)47.58143.53311.35286.915.帶輪主要參數(shù)小輪直徑(mm)大輪直徑d(mm)中心距a (mm)基準(zhǔn)長(zhǎng)度b(mm)帶的根數(shù)z90224471140057. 傳動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)1.傳動(dòng)軸承的設(shè)計(jì).求輸出軸上的功率P3，轉(zhuǎn)速n3，轉(zhuǎn)矩T3P3=2.70KWn 3=8

41、2.93r/mi nT3 =311.35N. m.求作用在齒輪上的力已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為d2=143.21 mm2 311.35143.21 10；= 4348.16NFr = Fttan ： ncos := 4348.16tan 20ocos13.86o-1630.06NFa = Fttan ： =4348.16X 0.246734=1072.84N圓周力Ft，徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖示： .初步確定軸的最小直徑先按課本15-2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)課本P361 表 15 - 3 取 Ao =112 dmin =代 =35.763mm輸出

42、軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑du ,為了使所選的軸與聯(lián)軸器吻合故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)查課本 P343表 14-1,選取 Ka =1.5Tca=KaT3=1.5 311.35 =467.0275N m因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，所以查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)22 -112選取LT7型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為500Nm,半聯(lián)軸器的孔徑 d1 =40mm,故取di=40mm半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L =112mm半聯(lián)軸器 與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為L(zhǎng)1 =84mm.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 為了滿足半聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求，1 - U軸段右端需要制出一軸肩, 故取U -川的直徑dn = 4

43、7mm;左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直 徑D =50mm半聯(lián)軸器與軸配合的輪轂孔長(zhǎng)度為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上，故I - U的長(zhǎng)度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取i衛(wèi)二82mm初步選擇滾動(dòng)軸承因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列角接觸球軸承參照工作要求并根據(jù)=47mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選 取0基本游隙組 標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列角接觸球軸承 7010C型.dDBd2D2軸承代號(hào)45851958.873.27209AC45851960.570.27209B451002566.080.07309B50801659.270.97010C50801659.270.97010AC5

44、0902062.477.77210C2.從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)對(duì)于選取的單向角接觸球軸承其尺寸為的d D B = 50mm 80mm 16mm,故d皿曲d町m 50mm ；'而1町制=16 mm .右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位由手冊(cè)上查得7010C型軸承定位軸肩高度 h . 0.07d,取h =3.5mm,因此二 57 mm, 取安裝齒輪處的軸段d刑58mm ;齒輪的右端與左軸承之間米用套筒定位 已知齒輪 轂的寬度為75mm為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂 寬度，故取I刑二72mm.齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高3.5,取dv二65mm. 軸環(huán)寬度b _ 1.4h ,取b=8

45、mm. 軸承端蓋的總寬度為20mm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(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離I =30mm ,故取I口=50mm. 取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=16mm,兩圓柱齒輪間的距離 c=20mm.考慮到 箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s,取s=8mm,已 知滾動(dòng)軸承寬度 T=16mm,高速齒輪輪轂長(zhǎng)L=50mm,則I 皿型=T s a (75 - 72) = (16 8 163) mm 二 43mm1即-L s c_ l皿v=(50 8 20 16-24-8) mm 二 62mm至此，已初步確定

46、了軸的各端直徑和長(zhǎng)度.5求軸上的載荷首先根據(jù)結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，確定頂軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)20-149表20.6-7.對(duì)于7010C型的角接觸球軸承,a=16.7mm,因此，做為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距L2 L3 = 114.8mm 60.8mm = 175.6mmF NH1L3L2 ' L3Ft -4348.16 60 -1506N175.6FNH 2L2L2' L3114 8Ft =4348.162843N175.6F NV1Fr L3 學(xué)J = 809 NL2 ' L3F NV 2二 Fr -Fnv2 =1630 -809 =821NM H =1728

47、88.8N mmMV1 =FNV1L2 =809 114.8 = 92873.2N mmM V2 二 FnV2L3 = 821 60.8 = 49916.8N mmM /mH= 172889292873 196255N mmM 2 = 179951 N mm 傳動(dòng)軸總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖ID 丁寸L皿總丄弁口心BCD（從動(dòng)軸）（中間軸）從動(dòng)軸的載荷分析圖FrDb)c)nTTrnffTT rnTTrTTrva)Fhh2% 二 F.D/2riAMhd)rrlfTf6.按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)口 ,陽 +(頁3)2 = 11962552 +(311.35)2 _1082 caW0.1 27465-

48、.前已選軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表 15-1 得；=60MPa二ca二此軸合理安全7 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 .判斷危險(xiǎn)截面截面A, n,川,b只受扭矩作用。所以 a n m b無需校核.從應(yīng)力集中對(duì)軸的 疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面切和處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，從受載來看,截面c上的應(yīng)力最大.截面切的應(yīng)力集中的影響和截面的相近，但是截面切不受 扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核.截面C上雖然應(yīng)力最大，但是應(yīng)力 集中不大,而且這里的直徑最大，故C截面也不必做強(qiáng)度校核，截面W和V顯然更加 不必要做強(qiáng)度校核.由第3章的附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中較系數(shù)比過盈配合的小， 因而,該軸只需膠合截

49、面左右兩側(cè)需驗(yàn)證即可.截面左側(cè)?？箯澫禂?shù) W=0.1 d3= 0.1503 =12500抗扭系數(shù)wT =0.2d 3 =0.2 503 =25 0 00截面的右側(cè)的彎矩 M為 M =M1608 16 =144609N mm60.8截面W上的扭矩T3為T3=311.35N m截面上的彎曲應(yīng)力M _ 144609W 12500= 11.57MPa截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力T3 =311350Wt 25000= 12.45MPa軸的材料為45鋼。調(diào)質(zhì)處理由課本P355表15-1查得：匚 B =640MPa匚 4 =275MPaT4 =155MPa因-20 =0.04d50D 581.16d 50經(jīng)插入后得:=

50、2.0；T =1.31軸性系數(shù)為q；- = 0.82q =0.85-K；=1+q ；- 0=1.82K =1+q （二T -1 ） =1.26所以；丁 =0.67； = 0.8220.92綜合系數(shù)為：K廠=2.8K =1.62碳鋼的特性系數(shù)0.10.2 取0.1= 0.050.1取 0.05安全系數(shù)SeaK；=a aS= 25.13S1=13.71k 6t *s SScaS :10.5 > S=1.5所以它是安全的s2s2截面w右側(cè)抗彎系數(shù)W=0.1 d3= 0.1 503 =12500抗扭系數(shù)wT =0.2d 3 =0.2 503 =25 0 00截面W左側(cè)的彎矩 M為 M=133560截面W上的扭矩T3為T3 =295截面上的彎曲應(yīng)力M二 bW13356010.6812500截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力t= T3 =294930 才1.80« 二Wt25000K；-1 =2.8scrK = -1 =1.62所以=767綜合系數(shù)為：；二 0.820.92K =2.8 K =1.62 <TT碳鋼的特性系數(shù)十0.10.2 取0.1安全系數(shù)Sca:=0.05- 0.1取 0.05=25.13S1=13.71k 6*ScaSS_ ：10.5 > S=1.5 所以它是