機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)之二圓柱齒輪減速器

1、題目二級(jí)斜齒輪減速器設(shè)計(jì)學(xué) 院專業(yè)名稱班 級(jí)學(xué) 號(hào)姓 名指導(dǎo)教師工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化機(jī)械11-4 111014410高尚司慧一、設(shè)計(jì)題目-2 -一、原始數(shù)據(jù)-2 -二、工作條件-2 -三、設(shè)計(jì)內(nèi)容-2 -四、方案設(shè)計(jì) -2 -二、計(jì)算和說明-3 -一、電動(dòng)機(jī)的選擇 -3 -三、V帶的設(shè)計(jì)-3 -四、高速級(jí)齒輪的傳動(dòng) -3 -五、低速級(jí)齒輪的傳動(dòng) -3 -六、軸系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及鍵和軸承的設(shè)計(jì)與校核 -3 -七、鍵的選擇與校核 -3 -八、滾動(dòng)軸承的選擇與校核 -3 -九、潤(rùn)滑和密封說明 -3 -十、減速器箱體的設(shè)計(jì)-3 -十一、減速器箱體的附件說明 -3 -三、心得體會(huì)-3 -四、參考文

2、獻(xiàn) -3 -亠、設(shè)計(jì)題目題目設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置、原始數(shù)據(jù)題號(hào)運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩 T/(N -rm)運(yùn)輸帶工作速度 v/ / m/s)卷筒直徑D/mm使用年限18001.2360、工作條件連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用年限為10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差為-5%。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)繪制減速器裝配圖1張；設(shè)計(jì)繪制主要零件工作圖2-3張；編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1份。四、方案設(shè)計(jì)二級(jí)齒輪傳動(dòng)采用二級(jí)齒輪傳動(dòng)，既能得到較高的效率，也能得到很大的傳動(dòng)比，使結(jié)果更加緊湊。該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，而V帶具有緩沖吸振能力，采用V帶傳 動(dòng)能減小振動(dòng)帶來的影響，故該方案合理。1、計(jì)算和說明計(jì)算與說

3、明結(jié)果、電動(dòng)機(jī)的選擇1.1確定工作功率已知：運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩T =1800N m運(yùn)輸帶工作速度v=1.2m/s卷筒直徑D = 360mm所以，T 二 F* D， F =2T, Pw 二 Fv2D2 1800N m 1.2m / s = 12kw 0.36m1.2確定總效率總傳送帶（V帶）效率1 =0.95滾動(dòng)球軸承傳動(dòng)效率（一對(duì)）2 =0.99閉式齒輪（七級(jí)精度）傳動(dòng)效率 3 =0.98彈性柱銷聯(lián)軸器效率4 =0.99傳動(dòng)滾筒效率5=0.96總2 32 4 5 =0.8581.3電動(dòng)機(jī)的輸出功率FdPPd- =13.986kw 取 Fed =15kwT"總1.4確定電機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)為丫

4、160M2-2型額定功率巳=15kwFw 二 12kw總二 0.858i 總二 46h = 3i2 =4.63i3=3.31F0 = 13.986kwn0 二 2930r/minT0 二 45586N mR = 13.287kw額定轉(zhuǎn)速rm =2930r/min電機(jī)效率88.2%二、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比、傳動(dòng)比的分配以及各軸動(dòng)力參數(shù) 的確定1 確定總傳動(dòng)比i總滾筒軸工作轉(zhuǎn)速 nw = 60*1000v =63.69r/minnD總傳動(dòng)比總=46nw2.各級(jí)傳動(dòng)比的分配初定V帶傳動(dòng)比h=3減速器傳動(dòng)比i2；3總=15.3ii分配一級(jí)齒輪傳動(dòng)比i2（1.31.4，晁=4.63分配二級(jí)齒輪傳動(dòng)比is =

5、3.313各軸動(dòng)力參數(shù)的確定3.1電機(jī)軸一P0 =巳=13.986kw4 = n m =2930r/minT0 = 9550 巴=45586 N mn。3.2高速軸二R = R=13.287kw小=巴=976.67r/ minL = 976.67r / minMT1 =129951N mPT9550 3=129951N mni3.3中間軸三P2 =pi2口3 =12.891kwF2=12.891kwn2 =巴= 210.94r /mi ni2n2 = 210.94r/minP2T2 =9550 丄=587685wT2 = 587685wn23.4低速軸四R =巳口2口3 =12.594kwP

6、=12.594kwn3 = = 63.73r/mini3= 63.73r/minT3 =9550=1887279“ mT3 = 1887279N mn3三、V帶的設(shè)計(jì)1、確定計(jì)算功率查表得工作情況系數(shù)Ka=1.1Ra =PedKA =16.5kw巳=16.5kw2、選擇V帶型號(hào)根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速，查圖得選 B型V帶。3.確定帶輪的基本直徑dd并驗(yàn)算帶速v3.1初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑ddidd1 = 125mm查表取 dd1 = 125mm _dd min且dd1乞H2（電機(jī)中心高H = 160mm,符合要求）3.2驗(yàn)算帶速v-'dd1 n060 1000= 19.177m/sv =

7、 19.177m/ sdd2 二 400mm3.3計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2dd2=i dd1 = 375mm (取 dd2 =400mm)3.4傳動(dòng)比idd2dd1-3.2i =3.23.5從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n15 =也=915.63r /min i = 915.63r/min4確定中心距和帶長(zhǎng)Ld4.1根據(jù)帶傳動(dòng)總體尺寸的限制條件或要求的中心距，結(jié)合公式0.7（dd1 dd2）乞玄乞 2（dddd2）a。= 700mm即 367.5mm _ a0 _ 1050mm 取 700mm4.2計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng)Ld02Ld° =2a° 二他1 dd2）（dd1 嚴(yán)2）: 2252mm24a

8、°J = 2300mm查圖取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld = 2300mm4.3計(jì)算中心距a及其變動(dòng)范圍a= 724mma : a0 d - do = 724mm 0 2中心距調(diào)整范圍amin 二 a-0.015Ld =689.5mmamax 二 a 0.03Ld 二 793mm中心距變化范圍689.5mm 793mm5驗(yàn)算小帶輪包角:-i57 3°：,:180 -(dd2 -dd1)158 _120a6確定V帶根數(shù)z6.1查表，利用線性插值法求n。=2930r/min，dd 125mm時(shí)的額定功 率P。值。P = 3.10kw-P = 0.90kwK 二 0.95KL =1.01P)

9、= 3.10kw6.2根據(jù)n0 =2930r/min，i =3和B型帶，查表得-P = 0.90kw6.3由表查得包角系數(shù)K：.=0.95帶長(zhǎng)修正系數(shù)Kl =1.016.4計(jì)算V帶根數(shù)ZR =(P)P)K：.KL =3.838kwz 二 Pca =4.299Pr取4根7 .計(jì)算單根V帶初拉力F°B型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q二0.170kg /mF。二 238NF0 =500（2.5 K ：）FCa qv2 =238NK：zv8.計(jì)算軸壓力FpFP -1896NalFp =2zF0si n=1869N2確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸選用B型普通V帶4根，帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度2300 m小帶輪基準(zhǔn)直徑ddi = 1

10、25mm采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)大帶輪基準(zhǔn)直徑dd400mm采用孔板式結(jié)構(gòu)中心距控制在a =689.5mm 793mm單根帶初拉力F。二238N四、高速級(jí)齒輪的傳動(dòng)選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1.1選用直齒圓柱齒輪1.2帶式運(yùn)輸機(jī)為工作機(jī)，速度不高，故選用 7級(jí)精度（GB10095-88）1.3材料選擇：小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為220HBS1.4選小齒輪齒數(shù) 乙=30，大齒輪齒數(shù) 乙=139，2. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式dit _32Kh" i 1（ZhZeZZ、2di （ G）2.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載

11、荷系數(shù)Kh =1.2計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T =129951N m查表取齒寬系數(shù)d =0-8由圖得區(qū)域系數(shù)Zh =2.451查表取材料的彈性影響系數(shù)Ze =189.8MPa2計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度重合度系數(shù)Z1 2端面重合度二1.88 3.2（ ： ） cos：? -1.708Z1Z2縱向重合度: 0.318 dzjan ： = 2.028重合度系數(shù)43：（1-計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力二h查圖，按齒面硬度查得 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限二屮計(jì)=560MPa 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限二Hlim2 =480MPa取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn1 =0.90,Khn2 =0.95取失效概率為1%，安全系數(shù)S =162

12、 = ©"2亦2 =364.8MPa S取二H 1，二H 2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力即J十h】2 =364.8MPa螺旋角系數(shù) Z 二CO貞=0.9892.2試算小齒輪分度圓直徑d;2“i1欄亍)2二 87.33mm調(diào)整小齒輪分度圓直徑計(jì)算圓周速度v：d1tniv = 4.461m/ s60 1000計(jì)算齒寬bb = d dit 二 69.86mm計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)Kh使用系數(shù) 心=1.25，動(dòng)載系數(shù)Kv =1.14，齒輪的圓周力 Ft2T1/d12976N，KAFt1 / b = 53.25N / m 100N / mm得齒間載荷分配系數(shù)Kh：.=1.2得齒

13、向載荷分布系數(shù)Kh = 1.290即實(shí)際載荷系數(shù)Kh =KaKvKh：Kh汀2.573按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，得i'kH c,4 =d1t386.744mm確定相應(yīng)的模數(shù)mnmn 二d1cos= 2.828Z13、按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算試算齒輪模數(shù)mnt3：2KFtT1YY1cos2Fa Ysa、一 Im2(. r );：dZ12Ff3.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載何系數(shù)KFt =1.3計(jì)算螺旋角系數(shù)Y =1.丄：0.797Pp120°計(jì)算重合度系數(shù)Yb 二arctan(tan：cos： J =11.267I 二./cos2 -b =1.776Y = 0.25 0

14、.75/0.672計(jì)算YFaYsaL-f由當(dāng)量齒數(shù) zv1 二乙/cos2 一： =31.80，乙2 二 z2 /cos2=147.36查圖得齒形系數(shù)YFa1 =2.52，YFa2 =2.18由圖得應(yīng)力修正系數(shù)Ysa1=1.63，Ysa2=1.82查圖得彎曲疲勞強(qiáng)度極限小齒輪匚Fiim1 =460MPa大齒輪匚Fiim2 =320MPa由圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù)小齒輪Kfn1 =0.82大齒輪KFN2 =0.85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，由公式計(jì)算k二f1 = FN1Flim1 =269.43MPaS二f2 二KFN2Flim2 =194.28MPaS齒輪的YFaYSa并

15、加以比較YFa1YSa1= 0.0152YFa2Ysa2 = 0.0204二F 2(大齒輪數(shù)值較大)故取緒=0.02043.2試算齒輪模數(shù)mnt _32KFtTiYYyos2 一：YFa Ysa)70(町.dZi23.3調(diào)整齒輪模數(shù)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 圓周速度VH = mnt /cos ： = 52.00mmv =如1 =2.666m/s 60 1000齒寬b b仝爲(wèi)4 =41.6mm齒高 h及寬高比 b/h h =(2ha* cn*)mnt =3.83mm, b/h =10.86由圖查得動(dòng)載系數(shù)Kv =1.05由已二 2TJd1 =4.99 10 NKAFt1 /b =149.51

16、 _100N/mm查表的齒間載荷分配系數(shù)KF =1.2查表得齒向載荷分布系數(shù)K =1.523查圖得齒向載荷分布系數(shù)Kf = 1.52則載荷系數(shù) Kf 二 KaKvKf-Kf ,2.394按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) mn小于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)。從滿足彎曲疲勞強(qiáng)度出發(fā)，從標(biāo)準(zhǔn)中就近取 m2mm，為了同時(shí)滿 足解除疲勞強(qiáng)度，需按解除疲勞強(qiáng)度得出的分度圓直徑 d 91.70mm來計(jì)算小 齒輪的齒數(shù)，即 乙=di COS',-，/ mn = 44.85，取 Zi = 45，則 Z2 = izi = 168。4、幾何尺寸的計(jì)算4.1中心距z2)mn

17、 = 258.65mm2cos P4.2中心距修正螺旋角=arccos(z, Z2)mn2a= 13.334.3計(jì)算小齒輪和大齒輪的分度圓直徑4 = Z1mn = 92.49mm cospd2427.52mmcosp4.4計(jì)算齒輪寬度b =附4 = 73.99mm取 b2 =74mm， d =80mm中心距修正螺旋角-11.478，d 53.06mm，d 246.94mmb = 42.25mm取 b =49mm， b2 =72mm五、低速級(jí)齒輪的傳動(dòng)1選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1.1選用直齒圓柱齒輪1.2帶式運(yùn)輸機(jī)為工作機(jī)，速度不高，故選用 7級(jí)精度（GB10095-88）1.3材料選

18、擇：小齒輪材料為40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為220HBS1.4選小齒輪齒數(shù)Z3 =20，大齒輪齒數(shù)Z4 =672.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式2心"i JZhZeZ Z d i （h）2.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)KHt =1.2計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 乙=587.685kw查表取齒寬系數(shù)；0.8由圖得區(qū)域系數(shù)Zh =2.451查表取材料的彈性影響系數(shù) Ze =189.8MPa2計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度重合度系數(shù)Z1 2端面重合度二1.88 - 3.2() cos ： =1.64乙Z2縱向重合度.-0.318 dZjan；： -

19、2.028重合度系數(shù) Z， 4 §（1 一 I）二 0.654計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力；齊查圖，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限幾訕=560MPa大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；齊訕2 =480MPa取接觸疲勞壽命系數(shù) Khni =090,Khn2 =0.95取失效概率為1%，安全系數(shù)S =1»,=仙亠歸=403.2MPaS二H2 二 Khn2Hlim2=364.8MPaS取二H 1，二H 2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力即；H =；H2螺旋角系數(shù) Z，.cos = 0.9892.2試算小齒輪分度圓直徑,l2KHtTl 1 ZhZeZR2調(diào)整小齒輪分度圓直徑計(jì)算圓周速

20、度v二小訓(xùn)60 1000= 1.278m/s計(jì)算齒寬b b = J d1t = 92.54mm 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)Kh使用系數(shù) 心=1.25，動(dòng)載系數(shù)Kv =1.14，齒輪的圓周力 Ft1 =21；/d1t =10.09 103N，KAFt1/b =136.3N/mm得齒間載荷分配系數(shù)Kh：.=1.2得齒向載何分布系數(shù)Kh ： =1.296即實(shí)際載荷系數(shù)Kh二KaKvKh*h，2.216按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，得'khdi 二 dit3141.911mm KHt確定相應(yīng)的模數(shù)mnmn d1 cos :Z1= 7.094、按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算試算齒輪模數(shù)mnt _32KFtT1

21、YYeos2 一： /a Y$a)2 cos/ Z2d z13.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)Kr =1.3計(jì)算螺旋角系數(shù)Y，1 - I '二0.797120s計(jì)算重合度系數(shù)Y冷二 arctan(tan- cos t) =11.267，二-./cos2 飛=1.776Y 二 0.25 0.75/ 廠 0.672計(jì)算YFaYSaL-f由當(dāng)量齒數(shù) zv1 =乙/cos2 ： = 21.20，乙2 = z2/cos2 ： = 71.03查圖得齒形系數(shù)Yfr1 =2.76，Yfr2 =2.24由圖得應(yīng)力修正系數(shù)Ysa廣1.63，YSa2=1.82查圖得彎曲疲勞強(qiáng)度極限小齒輪；Fiimi

22、=460MPa大齒輪；Fiim2 =320MPa由圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù)小齒輪Si =0.82大齒輪Kfn2 =0.85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，由公式計(jì)算“i = Kfn1Flim1 =269.43MPaS二 F2 =KFN2Flim2 =194.28MPaS齒輪的YFaYSa并加以比較Qf丫刊冷1 =0.0167二F 1YFa2Ysa2=2= 0.0210（大齒輪數(shù)值較大）故取丫號(hào)=0.02103.2試算齒輪模數(shù)Imnt _3嚴(yán)二2才=3.723.3調(diào)整齒輪模數(shù)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度v =mnt /cos ： = 75.86mm60 1000齒寬bb

23、= ddi = 60.69mm齒高h(yuǎn)及寬高比b/hh =(20 cn )mnt = 8.37mmb/h =7.25計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)Kf由圖查得動(dòng)載系數(shù)Kv =1.05由 Ft2T1/d1 =15.39 103NKAFt1 /b =316.89N / mm _ 100N /mm查表的齒間載荷分配系數(shù)Kf 一. =1.2查表得齒向載荷分布系數(shù)Kh =1.523查圖得齒向載荷分布系數(shù)K< =1.52則載荷系數(shù) Kf 二 KaKvKKf，2.394按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)=4.56mm由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) mn小于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法 面模數(shù)。從滿足彎曲疲勞強(qiáng)度出發(fā)，從標(biāo)

24、準(zhǔn)中就近取mn=4mm,為了同時(shí)滿足解除疲勞強(qiáng)度，需按解除疲勞強(qiáng)度得出的分度圓直徑 d 85.88mm來計(jì)算小 齒輪的齒數(shù)，即 乙=d1 cos : / mn = 28，取乙=30，則z2二iz1 = 97。4、幾何尺寸的計(jì)算4.1中心距az2)mn “94.76mm2cos P4.2中心距修正螺旋角- =arccos(Zl Z2)mn =12.332a4.3計(jì)算小齒輪和大齒輪的分度圓直徑4 /mn =92.12mm cospd2 二 Z2mn = 297.87mm cosp4.4計(jì)算齒輪寬度b 二 dd| = 73.70mm取 b2 =74mm,匕=80mm中心距修正螺旋角=12.035，d

25、 81.80mm，d 282.2mmb = 65.44mm取 b = 72mm， b2 = 66mm六、軸系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及鍵和軸承的設(shè)計(jì)與校核（1）軸的材料選擇和最小直徑估算：初選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。dmin二Ao3 P。有課本表15-3確定:高速軸 a =126，中間軸A02 =120，低速軸 2112。17咼速軸：d1min設(shè)有一個(gè)鍵槽，則:= A01 = 30.08m m，因高速軸最小直徑處安裝大帶輪,d1min "詢“(1 7%) =32.18mm，取標(biāo)準(zhǔn)值 酩n = 40mm。中間軸：d"衛(wèi)B = 47.27mm，因中間軸最小直徑處安裝滾動(dòng)軸承,取為標(biāo)準(zhǔn)值

26、d2min =56mm低速軸：d3mind3min 二 d3min (1 7%) = 69.80mm,取為聯(lián)軸器的孔徑，d3min 二 86mm。(2) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1) 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 各軸段直徑的確定：dll :最小直徑，安裝大帶輪的外伸軸段，dll Pmin =40mmdi2 :滾動(dòng)軸承處軸段，di2=45mm。深溝球軸承選取6209di3 :過渡軸段，根據(jù)安裝裝配關(guān)系，di4=50mmd14 :軸環(huán)，根據(jù)齒輪軸向定位要求，d14 =56mmdi5 :高速及小齒輪段，di5 =50mmdi6 :滾動(dòng)軸承處 軸段，小作二二45mm齒輪處軸段：由于小齒輪直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。所以軸

27、和齒輪 的材料和熱處理方式需一樣，均為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 各軸段長(zhǎng)度的確定：Ln :由大帶輪 L =(1.52冋1 =6080mm，取=80mm。L12 :由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、滾動(dòng)軸承、擋油盤、裝配關(guān)系等確定,L2 =115mm0L13 :由及裝配關(guān)系等確定， =10亦口。L14 :由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)等確定，L16mmoL15 :由高速級(jí)小齒輪寬度b,=49mm確定，5=7亦肌L16 :由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，L16=54mm。圖1高速軸8CLtlL13Lit.2）中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 各軸段直徑的確定：d2i :最小直徑，滾動(dòng)軸承處軸段，d2i =d2min =56mm,深溝

28、球軸承選取 6211。d22:低速級(jí)小齒輪軸段，d22 = 60mm。d23 :軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求，d23 = 72mm。d24:高速級(jí)大齒輪軸段，d24 = 60mm。d25 :滾動(dòng)軸承處軸段，d25二d2i二56mm。 各軸段長(zhǎng)度的確定：L21 :由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，L2i = 58mm。L22:由低速級(jí)小齒輪的轂孔寬度t3 = 72mm確定，L22 = 107mm。L23 :軸環(huán)寬度，L23=11mmoL24:由高速級(jí)大齒輪的轂孔寬度72mm確定，L270mmoL25 :由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，L25 = 59mmo圖2中間軸3）低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):各

29、軸段直徑的確定: d31 :滾動(dòng)軸承處軸段，d3i=90mmo滾動(dòng)軸承選取6218d32:低速級(jí)大齒輪軸段，d32=96mm。d33 :軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求，d33 = 114mmd34 :過渡軸段，考慮擋油盤的軸向定位，d34=96mmd35 :滾動(dòng)軸承處軸段，d35二d3i二90mmod36:密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)(擬 采用氈圈密封)，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段，d36 =d3mh=86mm。各軸段長(zhǎng)度的確定：L31:由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系確定，L3i = 71mm。L32 :由低速級(jí)大齒輪的轂孔寬b4=66mm確定，0 = 10佃嘰L33 :軸環(huán)寬

30、度，胡如嘰L34 :由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)等確定，L34 = 4Cmm。l35 :由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，L3140nniL36 :由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系，聯(lián)軸器的轂孔寬確定等確定，G =8Cmm。圖3低速軸(3) 軸的校核45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查得材料的力學(xué)性能數(shù)據(jù)為:；b =650MPa， ；ob =98MPa， Jh =59MPa1)校核高速軸齒輪上的作用力齒輪一的作用力圓周力 Fti =2T =2810N di(與力作用點(diǎn)圓周速度方向相反)徑向力 Fri =Ftita= 1023N(其方向指向輪一的轉(zhuǎn)動(dòng)中心)法向力為Fni= 2990 NCOSC(n軸承上的

31、支反力I、軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定齒輪對(duì)軸的力作用點(diǎn)按簡(jiǎn)化原則應(yīng)在齒輪寬度的中點(diǎn)，軸上安裝的6209軸承，可知它的負(fù)荷作用中心到軸承外端面的距離為a = i4mm支點(diǎn)跨距L = 305mm齒輪作用點(diǎn)C到左支點(diǎn)A的距離為，Li = 85mm齒輪作用點(diǎn)C到右支點(diǎn)B的距離為，L 200mmTtlruiT<F A.3rn圖4 (a)受力簡(jiǎn)圖初步選定高速級(jí)小齒輪為右旋，高速級(jí)大齒輪為左旋；根據(jù)中間軸所受軸向 力最小的要求，低速級(jí)小齒輪為左旋，低速級(jí)大齒輪為右旋。根據(jù)要求的傳 動(dòng)速度方向，繪制的受力分析簡(jiǎn)圖見圖 4 (a)水平面上的支反力 FrahFtiL2 = 2044 NLi + L2

32、F RBHFti LiLiL2= 766N/FrnhFrbh圖4（b）水平面的受力和彎矩圖垂直面上的支反力Fai ?fmLiF RBVFravFrbhBFr1心圖4（c）垂直面的受力圖畫彎矩圖剖面C處彎矩：水平面上彎矩Mei二FrahJ =122.64N m垂直面上彎矩 Me2（右FRBvLFaid- = 236.84N mMc2（左）二 Frav Li - Fai di 二 233.60Nm 合成彎矩 Mc（右）=JmCi +MC2（右）=365.67N mMc（左）=JmCi +MC2（左）=263.01 N m= 204 NLi ' L2Fq1圖4 （d）合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖 畫轉(zhuǎn)

33、矩圖（如圖4d）T1 =129951N m 計(jì)算當(dāng)量彎矩因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，二oh，則= 59/98 = 0.602剖面C處當(dāng)量彎矩Me （右）二 VMC右（：可2 =77970N mMe （左）=、mC左 G T1）2 =77492N m 判斷危險(xiǎn)剖面并驗(yàn)算強(qiáng)度I、剖面C （右）處當(dāng)量彎矩最大M C （右）耳=C屮卞b =59MPa0.1d3U、剖面直徑最小處可能為危險(xiǎn)剖面，危險(xiǎn)剖面當(dāng)量彎矩M 丨:T1 =77970N mM '0.1d3十 Jb =59MPa2）校核中間軸齒輪2上的作用力圓周力巳二已-2810N徑向力 F2 =Fn =1023N軸向力 Fa2 二 Fa1

34、= 299CN齒輪3上的作用力圓周力 Ft3 h2T2 =12759 Nd3（與力作用點(diǎn)圓周速度方向相反）徑向力 Fr3 = Ft3 tan、；n =4644N（其方向指向輪一的轉(zhuǎn)動(dòng)中心）法向力為 Fn3 = Ft3 "3578NCOSCtn 軸承上的支反力I、軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定支點(diǎn)跨距，取L =290m大齒輪作用點(diǎn)C到左支點(diǎn)A的距離為，取L 100mm兩齒輪間L2 = 105mm低速級(jí)小齒輪作用點(diǎn)D到右支點(diǎn)B的距離為L(zhǎng)3=85mmU、受力分析$02Fo3 JA/ Fq2F3hFt3圖5 （a）受力簡(jiǎn)圖水平面上的支反力Frah =Ft2（：；3）3 = 558訃F R

35、BHFt3 ( L2L1 ) * F t2 L1L1 L2 L3二 4252 NEDB圖5（b）水平面的受力和彎矩圖垂直面上的支反力F RAV“沁下?" 3=444LiL2 L3plplFr3（LiL2） - （F2LiFa2 ' Fa3 '）F rbv22492 NFr2Li* L 2 + L 3Frov62.466圖5（c）垂直面的受力和彎矩圖畫彎矩圖垂直面上彎矩plplMc2（左）二-FravLi Fa3 3 Fa2 2 = 83.7N m22Mc2（右）=Frbv（L2 L3） Fa3d3Fa2 ） - F3L? = 26.2N m2 2剖面D處彎矩：水平面上

36、彎矩Mdi = Frbh L3 二 283N m垂直面上彎矩-J-JMd2（右）=FrbvI_3 Fa3 :Fa2 :二 35.56N m2 2Md2（左）二 Frav（J L2） Fr2L2 -Fa3：十玄2=146.11N m合成彎矩 Mc（左）=JmC/M左）=215.5N mMc（右）MC2（右;=192.7N mM d（左）=収；1皿2（左）=275.9N mMd（右）jMDi MD2（右）= 307.9N mCBA圖5 （d）合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖 畫轉(zhuǎn)矩圖（如圖5d）T1 =129951N m 計(jì)算當(dāng)量彎矩剖面D處當(dāng)量彎矩D右 C T2）2 =304.6N m 判斷危險(xiǎn)剖面并驗(yàn)算強(qiáng)度

37、I、剖面D （右）處當(dāng)量彎矩最大MD =54.4 < 59MPaU、剖面直徑最小處可能為危險(xiǎn)剖面，由線性關(guān)系剖面直徑最小軸max =5.92MPa 當(dāng)量彎矩 M 丨 L M max CT2）2校核低速軸齒輪4上的作用力圓周力Ft4 二 Ft3 二12759N徑向力Fr4 = Fr3 -:4644N軸向力F - Fa4a3 -= 13578J軸承上的支反力I、軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定支點(diǎn)跨距，取 L = 293mm齒輪作用點(diǎn)C到左支點(diǎn)A的距離為，取183mm齒輪作用點(diǎn)C到右支點(diǎn)B的距離為，取L2 = 110mmU、受力分析圖6 (a)受力簡(jiǎn)圖Fr4瞄4/L L1=W7Fq4 水平

38、面上的支反力F RAHFt4L2Li L2 =5889NF RbHFrnhE垂直面上的支反力F L F d 4 r 42a 4 F RAV2= 405 NL1 ' L2F L F d 4 r4 1a 4 F RBV2= 4030 .8NLi L2畫彎矩圖剖面C處彎矩:水平面上彎矩MC1 = Frah Li = 1088N mB rFrbv圖6（ c）垂直面的受力和彎矩圖垂直面上彎矩plMc2（z） = FravLi Fa4682N m2Mc2（右y） = Frbv L2- Fa4 d 105.2N m 2合成彎矩Mc（左）=應(yīng)M：2（左）=1280N mMc（右）= ,Mh MC2（右

39、廠 206N mE川丨I川III川川川111丨丨丨訃|丨丨彈弼C圖6 （d）合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖 畫轉(zhuǎn)矩圖（如圖6d）T3 “887279N m 計(jì)算當(dāng)量彎矩剖面C處最大合成彎矩計(jì)算當(dāng)量彎矩M 二 MC左 （： T3）2 =367.5N m 判斷危險(xiǎn)剖面并驗(yàn)算強(qiáng)度I、剖面C （左）處當(dāng)量彎矩最大M=52.41 59MPae WU、剖面直徑最小處可能為危險(xiǎn)剖面，危險(xiǎn)剖面當(dāng)量彎矩M' = : T3 =258MPa；亠=32.4MPa 十b =59MPa七、鍵的選擇與校核（1） 選擇A型普通鍵刁=100120MPa（2）各軸上的鍵的設(shè)計(jì)與校核1）高速軸上鍵的設(shè)計(jì)與校核由 du = 40mm，選

40、 b h L =10 4 46 規(guī)格鍵鍵的工作長(zhǎng)度丨二L -b =34mm 接觸高度K =0.5h =2mm32T1 10kldii= 51.03MPa :二所以鍵的聯(lián)接強(qiáng)度足夠1)中間軸上鍵的設(shè)計(jì)與校核由 d22 = 60mm，選 b h L =10 8 50 規(guī)格鍵由于是同一根軸上的鍵，傳遞的轉(zhuǎn)矩相同，所以只需校核短鍵即可鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=40mm接觸高度K=0.5h=4mm2T2 103kld22= 52.69MPa 打二所以鍵的聯(lián)接強(qiáng)度足夠1)低速軸上鍵的設(shè)計(jì)與校核由 d32 =96mm, L32 = 101mm選bx hx L=16X 10X 70規(guī)格鍵由 d36 =86mm,

41、 L36 =80mm選bx hx L=12 x 8X 70 規(guī)格鍵第一個(gè)鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=54mm接觸高度K1=0.5h=5mm=2T3 10 =47.23MPa 乞二k1l1d32第二個(gè)鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=58mm接觸高度K1=0.5h=4mm2T3 10 =74.21MPa 十-2k2l2d37所以鍵的聯(lián)接強(qiáng)度足夠八、滾動(dòng)軸承的選擇與校核(1) 滾動(dòng)軸承的選擇根據(jù)載荷及速度情況，擬定選用角接觸球軸承，根據(jù)高速軸選用6209, 中間軸選6211軸承，由低速軸尺寸選用6218軸承(2) 滾動(dòng)軸承的校核1)高速軸的軸承計(jì)算已知n =976.67r/mi n,兩軸承徑向反力：F“=102

42、3N 根據(jù)表13-5, X=1 根據(jù)表13-6，fp=1.01.2,有輕微沖擊，則取fp=1.1。當(dāng)量動(dòng)載荷p =fp XFr YF,-計(jì)算軸承6209C的壽命：額定壽命T=2 8 300 5h=24000h查表得C=31500N106 rc w丄匕丨=2.46“05h Z24000h故可以選用60n f 丿2）中間軸的軸承計(jì)算已知 n2=21Q94r/mi n,兩軸承徑向反力：Fr2 =1023N ，F(xiàn)r3 =4644N；P = fp XFr YFa =1524N計(jì)算軸承6211的壽命106 fc 中Lh =山 I =89989h K24000h60n f 丿故可以選用3）中間軸的軸承計(jì)算已知n3二63.73r/min，兩軸承徑向反力：Fr4 -4644NP 二 fp XFr YE =1675N計(jì)算軸承6218的壽命 查表得C=71500N106 （C F6-=I =1.344匯 106h 啟 24000h60n <P 丿故可以選用九、潤(rùn)滑和密封說明1、潤(rùn)滑說明因?yàn)闈L動(dòng)軸承速度較低，所以軸承采用稠密度較小的潤(rùn)滑脂, 填入量為軸承空隙的1/2.齒輪侵入有的深度為一個(gè)齒高。5、密封說明防止外界灰塵、水分等侵入軸承并阻止?jié)櫥瑒┞┦ВS承的密封裝置 用“擋油盤”。在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，所有連接面及軸伸密封處都不允許漏油。6、減速器箱體的設(shè)計(jì)減速器鑄