my我圓錐圓柱齒輪減速器

1、機械設(shè)計說明書目錄設(shè)計任務(wù)書 3傳動方案的擬訂及說明 3電動機的選擇 3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 5傳動件的設(shè)計計算7軸的設(shè)計計算 .16滾動軸承的選擇及計算 38鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 .42聯(lián)軸器的選擇 .43減速器附件的選擇.44潤滑與密封 44設(shè)計小結(jié) .44參考資料目錄 45結(jié)果、機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：礦用鏈板輸送機傳動裝置設(shè)計1、設(shè)計條件：（1）機器功用：井下煤礦運輸；（2）工作情況：單向運輸，中等沖擊；（3）運動要求：鏈板輸送機運動誤差不超過 7%;（4）工作能力：儲備余量15%；（5）使用壽命：10年，每年300天，每天8小時;（6）檢修周期：半年小修，一年大修；

2、（7）生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)；（8）生產(chǎn)廠型：礦務(wù)局中心機廠 中型機械廠2、鏈板輸送機簡圖1鏈板運輸機4運輸機主軸2 電動機5 運輸機主動星輪3 減速器3、原始數(shù)據(jù):題號：G9運輸機鏈條拉力：20KN ；運輸機鏈條速度：0.7m/s；主動星輪齒數(shù)：13；主動星輪節(jié)距：64mm；4、設(shè)計任務(wù)：（1）設(shè)計內(nèi)容：電動機選型 傳動件設(shè)計 減速器設(shè)計聯(lián)軸器選型設(shè)計其他；（2） 設(shè)計工作量：減速器裝配圖一張零件圖二張設(shè)計計算說明書一份5、參考文獻：【1】、機械設(shè)計一一課程上機與設(shè)計設(shè)計程志紅 唐大放 編著東南大學(xué)出版社；【2】、機械設(shè)計程志紅 主編 東南大學(xué)出版社；二、傳動方案的擬訂及說明1. 傳動形式的選

3、擇：鏈傳動2. 減速器類型選擇：二級錐一圓柱直齒輪減速器由于在錐-圓柱齒輪減速器選擇中，當為二級直齒錐齒輪時，其傳動比范圍為8 - i 22，故初步選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機作為原動機，因此傳動裝置總傳動比約為20。計算鏈輪輸出轉(zhuǎn)速60 1000v60 1000 0.7nw50.48r / minnw = 50.48r / minz x p13 x 64根據(jù)總傳動比數(shù)值，可擬定以下傳動方案:1) 電動機類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y系列三相異步電動機。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。2) 電動機容量(1)鏈式運輸機的輸出功率PFv100020000 0.71000=14k

4、w電動機輸出功率PdPd'傳動裝置的總效率-1223454n. n2式中、為從電動機至運輸鏈輪的各傳動機構(gòu)和軸承的效率。由機械設(shè)計課程設(shè)計表 9-1查得：彈性柱銷聯(lián)軸器：1 =0.99 ；口28級精度一般圓錐齒輪傳動（油潤滑，含軸承）：=0.96;；'38級精度一般圓柱齒輪傳動（油潤滑，含軸承）：=0.97 ；滾子鏈（正常潤滑）：4 =0.96 ；滾動軸承效率：5=0.99;則 =0.992 0.96 0.97 0.96 0.990.8416故 Pd' = P 二 14=16.63kw0.8416對鏈板運輸機取K=1.1故 Pd = K Pd' =1.1 16.

5、64 =18.30kw（3）電動機額定功率Ped由機械設(shè)計課程設(shè)計表16-2選取電動機額定功率 Ped =18.5kw。3）電動機的轉(zhuǎn)速推算電動機轉(zhuǎn)速可選范圍，由機械設(shè)計課程設(shè)計查得圓錐齒輪傳動比范圍“ =3 4，單級圓柱齒輪傳動比范圍i2 = 3 6，鏈輪傳動常用傳動比范圍i3=1.52.5，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為：nd 二 n H i2 i 681.48 3028.8r / min4）確定電機型號：由機械設(shè)計課程上機與設(shè)計表16.2查得根據(jù)工作條件：井下煤礦運輸、灰塵較大、連續(xù)單向運行，中等沖擊，再綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、 重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，電壓為380V 的三相交

6、流電源，電動機輸出功率 Pd -18.3KW，及同步轉(zhuǎn)速 乓=1000r/min 等，選用Y系列三相異步電動機，型號為 Y200L1-6，其主要性能數(shù)據(jù)如下：電機型號額定功率Ped滿載轉(zhuǎn)速nm同步轉(zhuǎn)速ns額定轉(zhuǎn)矩Y200L,-618.5KW970r/mi n1000r/mi n1.8四、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1）傳動裝置總傳動比i2）分配各級傳動比，選擇齒數(shù)A. 錐齒輪傳動比、齒數(shù)的確定因為是圓錐圓柱齒輪減速器，為使大圓錐齒輪尺寸不致過大，應(yīng)使高速級圓錐齒輪傳動比i,0.25乞3L 4,因為采取油潤滑，為了保證兩級傳動的大齒輪浸油深度相近時i, = 3.5L 4.2，選取 i, =3.8

7、由于選擇閉式傳動，小齒輪齒數(shù)在20-40之間，為了保證不使同一對輪齒固定嚙合，小齒輪齒數(shù)盡量為奇數(shù)，選小圓錐齒輪齒數(shù)z, = 25，則Z2 = z, i, = 95齒數(shù)比u, =3.8B. 圓柱齒輪傳動比、齒數(shù)的確定圓柱齒輪減速器傳動比i ,9.22i25.06i,3.8選小圓柱齒輪齒數(shù) z3 =23，乙二耳i2齒數(shù)比u2二5.04C. 鏈輪傳動比、齒數(shù)的確定i 冷9.22nm"9.22n .50.48u, = 3.8,u2 = 5.04根據(jù)條件，取Z5 =13h =2.31為了不發(fā)生脫鏈，z.不宜過大，由鏈輪齒數(shù)優(yōu)先序列選擇z -30iiZ6Z530-2.3113D .校核實際傳動

8、比實際傳動比i = ii i2 =19.15校核運輸連論的轉(zhuǎn)速誤差工作鏈輪的實際轉(zhuǎn)速nw =皿= 970 = 50.65r / mini 19.15轉(zhuǎn)速誤差= 0.34% ： 7%i 二 19.153）各軸轉(zhuǎn)速（軸號見圖一）n1 = n m =970r / minn2 = n = 970 = 255.26r / min2 q 3.86970n3丄二-50.45r/minU1U23.8 匯5.06n4 = -n = 21.84r / minUiU2i4）各軸輸入功率 按電動機輸出功率 Pd計算各軸輸入功率，即P1 =Pd1 =18.12kwP2=Pd 125=17.22kwP3=Pd12523

9、=16.53kwP4 = Pd = 15.40 kw5) 各軸轉(zhuǎn)矩P13Ti =9550 ： 178.40 103N mm niT2 =9550曳= 644.25x10N mm n2P33T =95503129.07 10 N mmnP43T4 =95506733.97 103N mmn4將以上計算數(shù)據(jù)列表如下:項目軸1軸2軸3軸4軸5轉(zhuǎn)速(r/mi n)970970255.2650.4850.48功率(kw)18.3018.1217.2216.5315.40轉(zhuǎn)矩(N*m)178.4178.40644.253129.073910.04傳動比1 -.805.061效率0.990.950.960.

10、93五、齒輪傳動的設(shè)計計算圓錐直齒輪設(shè)計已知輸入功率P1 =18.12kw，小齒輪轉(zhuǎn)速970r/min，齒數(shù)比u1=3.8，由電動機驅(qū)動，工作壽命10年，每年300天，每天8小時，單向運輸，中等沖擊。1.選定齒輪材料，確定許用應(yīng)力HBS1=260HBSHBS 2=260HBS圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8級精度(GB10095-88)材料選擇由機械設(shè)計表 6.2選擇小齒輪材料為 40Cr (調(diào)質(zhì))，齒面硬度HBSi=260HBS，大齒輪材料選擇 45 （正火），齒面硬度 HBS2=260HBS ; 許用接觸應(yīng)力I-h 由設(shè)計計算公式進行試算，即H lim口 H = S*ZN

11、SH min 接觸疲勞極限cHlim 查機械設(shè)計圖6-4 接觸強度壽命系數(shù)ZN 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式N =60njLh可得N60n1jL60 970 1 （8 300 10）N - N1 /u1查機械設(shè)計圖6-5得ZN1,ZN2接觸強度最小安全系數(shù) SHmin則；H1 =700 1/1fH2 =550 1/1許用彎曲應(yīng)力；十由式二Fh Flimyn *YxSF min彎曲疲勞極限二Flim，查機械設(shè)計圖6-7 彎曲強度壽命系數(shù) YN ,查圖6-8 彎曲強度尺寸系數(shù) YX，查圖6-9 （設(shè)模數(shù)小于5mm） 彎曲強度最小安全系數(shù) SFmin則二 F1 =540 1 1/1.42；5血二 700N /

12、 mm2 ；Hlim2 =550N / mm汕=1.40 109N2=3.67 108ZN1 = ZN2 = 1S H min = 12二 H1 = 700N / mm匚 H2 = 550N / mm2；H = 550N / mm22二Flim1 = 540N/mm2；Fiim2 = 420N / mmYN1 =Yn2 =1Yx =1SF mi 1.4261 = 450N / mm；F2 = 300N/mm2J2=420 1 1/1.42齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算確定齒輪傳動精度等級，估計圓周速度w =4m/s，參考機械設(shè)計中表6.7，表6.8選取小輪大端分度園直徑d1，由式吧1+話廠砂'

13、;-'dm屮dmU丿可得齒寬系數(shù)dm 查機械設(shè)計表 6.14小輪齒數(shù)Z|在推薦值20-40中選大齒齒輪 z2 z2 = iz1 = 3.8 25 = 95.25 取整齒數(shù)比u u二全=95Zi 25傳動比誤差LU/u iu/u=0小輪轉(zhuǎn)矩T1=9.55 106P/n1 =9.55 106 18.12/970載荷系數(shù)KK 二 KaKvO其中 KA-使用系數(shù) 查機械設(shè)計表 6.3Kv -動載系數(shù)由推薦值Ki：.-齒向載荷分布系數(shù)有推薦值載荷系數(shù) K K 二 KaKvK，1.6 1.2 1.1材料彈性系數(shù)ZE查機械設(shè)計表6.4節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH查機械設(shè)計圖6-3d1>0.6 |2丫2.1

14、1丫78400 漢 J3.82 +1( 189.8丫 2.5 丫J3.82 匚1 丿Y0.6 x 3.8I 550 丿齒輪模數(shù) m m =/ 弓=113.94/25 = 4.46mm按機械設(shè)計表 6.6取整I丨公差組8級' dm = 0.6乙=25z2 = 95u = 3.8T1 二 178400N mmKa=1.6Kv =1.2K ： =1.1K =2.11Ze =1898. N /mm2Zh =2.5d1 _ 113.94mmm = 5mmd1 = 125mmdm1 = 108.44mmvm 二 5.50m/sb = 65mm小輪大端分度園直徑 d| a =mz =5x25小輪平均

15、分度圓直徑dm1(屮 、(0 6dmi=di/ 1+d =125/ 1+2I Tu2 +1 丿< J3.82 +1 丿圓周速度 vm vm hMdm1m /60000108.44 970/60000齒寬 b bdmdm1 =0.6 108.44 = 65.06mm 圓整3. 齒根彎曲疲勞強度校核計算由公式匚Fbd1ml Ju2+1 丿YFaYsa 汗十當量齒數(shù)zv千/COST25u 1 =24.19siu= zv1u2 =24.19 3.82 =373.27齒形系數(shù)YFa機械設(shè)計表 6.5小輪YFa1大輪YFa2乙2 =373.27詐a1 二 2.66篦a2=2.08YSa1 =1.59

16、2YSa2= 1.952 2.11 17840065 125 52；F1 = 104.27N /mm2；f2 二 99.87N / mm應(yīng)力修正系數(shù)Ysa查機械設(shè)計表6.5小輪YSa1大輪Ysa221 + ; 0.6 x 2.66匯1.592<(3.82 +1 丿F22 2.11 17840065 125 50.6丿3.82 +12.08 1.954.齒輪其他主要尺寸計算大輪大端分度圓直徑 d2 d2二mz - 5 95錐距R廠厶2 乜2 J1252 +4752R 二2 2d2 = 475mmR = 245.59mmda1 = 134.67mmda2 二 482.52mm小輪大端頂圓直徑

17、 dad1 2mco 125 2 5 0.967大輪大端頂圓直徑 da2 =d2 +2mcos6 2= 480+2漢5漢0.252斜齒圓柱齒輪設(shè)計已知輸入功率 P2 =17.22kw ,小齒輪轉(zhuǎn)速n2 =255.26r /min ,齒數(shù)比氏=5.04 ,由電動機驅(qū)動，工作壽命10年，每年300天，每天8小時，單向運輸，中等沖擊1.選擇齒輪的材料，確定許用應(yīng)力圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8級精度（GB10095-88）由機械設(shè)計表 6.2選小齒輪40Cr （調(diào)質(zhì)）HBQ =260HBS大齒輪45 （正火）HBS2 =210HBS許用接觸應(yīng)力叭由呵=口八"Zn可得SH

18、 min2叭血=700/mm2°Hlim2 =550/mm接觸疲勞極限CTHlim查機械設(shè)計圖6-4接觸強度壽命系數(shù)Zn 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Ng =3.54漢108由 N產(chǎn) 60n jLh =60咒 255.26咒 1 x （10沐 300域 8）N2 = 1.63"08N2 =叫 /iZn1 =1.07查機械設(shè)計圖6-5得ZN1,ZN2Zn2=1.1Sh min = 1接觸強度最小安全系數(shù)0 min2h1】=749則oH1 =700% 1.07/162 = 605叫2 =5501.1/1J = 605需用彎曲應(yīng)力齊由升-YnYxSF min2°血=540N / mm彎

19、曲強度壽命系數(shù) YN，查機械設(shè)計圖6-8彎曲強度尺寸系數(shù) YX，查機械設(shè)計圖6-9 （設(shè)模數(shù)小于5mm）彎曲疲勞極限；F|im，查機械設(shè)計圖6-7彎曲強度最小安全系數(shù)SFmin則；F1 =540 1 1/1.4；十2 =420 1 1/1.42.齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算確定齒輪傳動精度等級，估取圓周速度 vt =2m/s，參考機械設(shè)計表6.7，表6.8選取小輪分度圓直徑d，由d132KT1(u±1)ZZhZ,p* i 6可得齒寬系數(shù)'-'dm 查機械設(shè)計表 6.9,按齒輪相對軸承為非對稱布置小輪齒數(shù)Z|在推薦值20-40中選大齒齒輪 z2z2 = iz1 =5.04

20、23 = 116 取整齒數(shù)比Z2116z1 23傳動比誤差 :u / u ：u/u =(5.043 5.04)/5.04 =0.0006 :： 0.05小輪轉(zhuǎn)矩 T2 T2 =9.55 106F2 / n? = 9.55 106 17.22/255.26初選螺旋角'-0載荷系數(shù)K K =KaKvK K.其中 kA-使用系數(shù)查機械設(shè)計表 6.32二 Fiim2 =420N/mmYn 1 = Yn 2 = 1Yx -1SF min =.42；F1 = 450N / mm2；F2 = 300N / mmI丨公差等級8級-dm 二 °.8乙=23Z2 -116u 二 5.04T2 =

21、 644250N mmKA =1.6Kv =1.2Kv -動載系數(shù)由推薦值K -齒間載荷分布系數(shù)有推薦值齒向載荷分布系數(shù)有推薦值載荷系數(shù) K K=KaKvK_K2=1.6 1.2 1.1 1.1材料彈性系數(shù)ZE查機械設(shè)計表6.4節(jié)點區(qū)域系數(shù) Zh查機械設(shè)計圖 6-3 (- =12 ,x<| = X? = 0)重合度系數(shù) Z 由推薦值螺旋角系數(shù) Z . Z ： =、. cos ： = cos12 = 0.983 2 漢 2.32 漢644250 江(5.04 +1 )“89.8 x 2.5 匯 0.87 x 0.98* 一 丨0.8 5.04,605法面模數(shù) mn 叫二 4 W = 126

22、.04/23 = 5.48mm按機械設(shè)計表 6.6取整小輪分度園直徑d1 dj = mZ| =6 23圓周速度v v二呦小/60000之訃138 255.26/60000中心距am(Zj z2) _6 (23 116)2cos ： 2cos12=426.31mm=126.04mmK .1K，1.1K =2.32ZE =1898. N /mm2ZH =2.5Z； = 0.87d1 _ 127.75mmm 二 6mmd 138mmv = 1.84m / sa = 417mmb2 =110115分度圓螺旋角一：卩卜rccos62囂黑分度園直徑d1mZ,23 = 141.1mmcos11.996=0.

23、978圓周速度叱1山v 二60000二 141.1 255.2660000= 1.88齒寬 b brdd1 =0.8 126.04 =100mm 圓整大輪齒寬a b2=b=100小輪齒寬 b b仁b2 (5 10) =1053.齒根彎曲疲勞強度校核計算當里齒數(shù) JZv13 - =3= 24.58cos - cos 11.996z2116Zv233123.94cos P cos 11.996齒形系數(shù)YFa查機械設(shè)計表 6.5小輪YFa1大輪YFa2應(yīng)力修正系數(shù)丫 查機械設(shè)計表 6.5小輪YSa1由公式葉=絆泉乙丫莎蘭町】bd1m大輪YSa2-tan：； 廣 z2 tan : a2-tan：1金3

24、丄6匯23cos20；tan I arccosI I 623+2x6-tan 20116(tan arccos重合度系數(shù)丫廣0.25 0.75/ ；：.螺旋角系數(shù)X-由推薦值0.850.92F26"6cos20 Ltan206疋116 +2漢6丿2 2.32 644250 2.69 1.575 0.68 0.89100"41.1疋5.48= 99.132 2.32 644250 2.17 1.8 0.68 0.89100 江141.1 乂 5.48-90.134.齒輪其他主要尺寸計算大輪分度圓直徑d2d2minZ25.48 116cos11.996二 649.87詐a1 二

25、 2.69詐a2 =2.17Ysa1 =1.575Xsa2 二 1.80 1.73丫廣 0.68Y；=0.89；F1 = 90.45N / mm；F2 二 87.17N / mm齒根彎曲強度滿足要求d2 二 696mmdf1 = 123mmdf2 二 681mmda1 = 150mmda2 二 708mm1.選擇鏈輪齒數(shù)Zj， z2小鏈輪齒數(shù)Z 此時小鏈輪的齒數(shù)等于主動星輪的齒數(shù)Z| = 13z2 = 302.大鏈輪齒輪Z2Z2 二 iz1 =2.31 13=30.03確定鏈節(jié)數(shù)初取中心距a =40p，則節(jié)距數(shù)為根圓直徑 df df1 =d,2hf =141.1-2 1.25 6 =126.1

26、df2 "2-2hf =649.87-2 6 1.25 = 634.87頂圓直徑 dada1 =d1 2 =141.1 2 6=153.1da2 二 d2 2ha = 649.87 2 6 =661.87六.鏈傳動的設(shè)計已知鏈條的拉力 F =20N，鏈條的速度v=0.7m/s，主動星輪齒數(shù) 乙=13，主 動星輪節(jié)距p =64mm，要求傳動比i 2.31Lp =2a。Z1 Z2 p " 2Lp =102 節(jié)p 2a。. 2:-=101.6880 p 13 30 p 30-13=''I p 240p2二3.確定鏈條型號根據(jù)鏈輪的節(jié)距，查機械設(shè)計表 5.1可知鏈條

27、型號為 40A4.確定中心距由公式a=-p4Lp - 乙一Z2Lp-乙 Z可得a 二 2570.16mm64a =4(102 32 2+102 一寧一8 誓v = 0.7m/ s符合條件Q = 2.4 104N5. 驗算鏈速VZjn3p13x50.45x64 小“v =一1 30.760 1000 60 10006. 計算壓軸力Q壓軸力系數(shù)Kq Kq=1.2則壓軸力 Q = KqF =1.2 20 103七、軸的設(shè)計計算I軸的設(shè)計與校核滾動軸承的選擇與壽命計算1、輸入軸上的功率R、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T1R =18.12kw R|=970r/min 入=178400N mm2、求作用在齒輪上的力已知高

28、速級小圓錐齒輪的分度圓半徑為dm1 = 108.44mm而2T11784002圓周力 Ft 13290.3Ndm1108.44Fr = Ft *tana cos" = 3290.3 漢 tan 20 吹 0.967 徑向力1158.05N4”亠 Fa = Ft tan *sin 61 =3290.3 "an 20吹 0.255 軸向力= 297.86N圓周力Ft、徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖三所示圖三dmin二 31.48mm3.初步確定軸的直徑選取45號鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由公式d 述 計算軸的直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響查機械設(shè)計表8.6 取A=115dmin

29、-1.03 1153 18.12 "970d1 _2 二 35mm輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑d12，為了使所選的軸直徑 d12與聯(lián)軸器的I1 _2 = 60mmd2 _3 = 42mmd3 _4 = 45mmd5 _6 = 45mm13 _4 二 38.25mmd4 _5 二 54mmd6 _7 = 40mm15 _6 = 37mmI2 _3 二 65mm孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 Tea二KAT2，查機械設(shè)計表 11.2，由于受到中等沖擊，故取 Ka =1.9，貝yTea = KAT 2 =1.9 178400 = 338960 N * mm查機械

30、設(shè)計課程設(shè)計表14-6,選HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn) 矩為630000N，半聯(lián)軸器的孔徑di =35mm，故取di _35mm , 半聯(lián)軸器長度L =82mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為60mm。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1) 擬定軸上零件的裝配方案如圖二圖二(2) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑 d 2=42mm2) 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) d2 _3 = 42mm，由機械設(shè)計課程設(shè)計表 13-2中初步 選取0基本游隙組，標準精度級的

31、單列圓錐滾子軸承32309，其尺寸為d D T = 45mm 100mm 38.25mm， d 3= d 5= 45mm，而I3 -4 二 38.25mm。這對軸承均采用軸肩進行軸向定位，由機械設(shè)計課程設(shè)計表13-2查取|6 _7 = 72mmI4 一5 二 60mmd 4= 54mm3） 取安裝齒輪處的軸段6-7的直徑d6 _7 =40mm ；為使擋油環(huán)可靠地壓緊軸承5-6段應(yīng)略短于軸承寬度，故取|5 _6 =37mm。4）軸承端蓋的總寬度為 20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l =45mm，故取|2=65mm5） 由機械設(shè)計手冊

32、錐齒輪輪轂寬度為1.2 de” =48mm，為使套筒端面可 靠地壓緊齒輪取l6_7=56mm 。6）丨4 _5 = 50mm（3 ）軸向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按d6-7由機械設(shè)計課程上機與設(shè)計表6-1查得平鍵截面b h =12mm 8mm，鍵槽用鍵槽銃刀加工， 長為30mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7k6 ；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。（4）由軸承，齒輪及鍵的位置可得力的作用點位置L1 =84mm， L2 =62mm（5）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為2455. 求軸上的載荷1）求軸承反力H水

33、平面R H162 Ft8462 1158.0584= 854.75NR H2146 Ft84146 1158.0584= 2012.8V垂直面I64Ft 0.5dm1Fa64x1158.050.5X108.44 X 297.86Rv1690 N8484146Ft 0.5dm1Fa 146x1158.05 0.5x108.44x 297.86Rv2ta1821N84842) 齒寬中點出的彎矩H水平面Mh =249587N.mmM ca 二 222966NLmm2；ca 二 24.47N / mmV水平面Mv =217284N.mm合成彎矩M1 =、TMh2 Mv2330917N|_mm扭矩TT1

34、78400N.mm6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度軸的材料為 45號鋼調(diào)質(zhì)處理，由機械設(shè)計表 8.2查得26 = 640N / mm由表8.7查得材料許用應(yīng)力Jh =60N/mm2當量彎矩Mca f;jM 2 G T)2取折合系數(shù)- -0.6McaM； CT)2則齒寬中點處當量彎矩二屯 3309172(0.6 178400)2 =347798N軸的計算應(yīng)力:尺McaM catJ = = ca.八.j 3W 0.1d2229663 =38.17N/mm20.1 453故該軸滿足強度要求7精確校核軸的疲勞強度(1) 判斷危險截面截面5右側(cè)受應(yīng)力最大(2)計算危險截面工作應(yīng)力選擇截面5右側(cè)，抗彎截面系

35、數(shù)：W =0.1d5； =0.1 45 9112.5mm確定軸材料機械性能抗扭截面系數(shù)333WT=0.2d =0.2 45 = 18225mm截面5右側(cè)彎矩M為M =249587N.mm截面5上的扭矩T2為=178400N.mm截面上的彎曲應(yīng)力2495879112.5= 27.39MPa截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T1178400小_it = =r = 9.79MPaWt18225彎曲應(yīng)力幅：；a - =27.39MPaad彎曲平均應(yīng)力：二m =0扭切應(yīng)力幅和平均應(yīng)力：=T/4.9MPaa mI軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由機械設(shè)計表 15-1查得6 =640MPa,；_1 = 275MPa,*=155

36、MPa。碳鋼材料系數(shù)特性系數(shù)：七=0.1-二0.05(4)確定綜合影響系數(shù) K_, K截面上由于軸肩而形成的理論有效應(yīng)力集中系數(shù)k與k；_，因r2 0D 540.044，1.2，查機械設(shè)計表 8.9插值計算得d30d45k；- = 1.95, k. = 1.38H7配合處綜合影響系數(shù) K；_,K，根據(jù)d，二b，配合k6由機械設(shè)計表8.11 插值計算得 K.：；=2.15，= 0.4 0.6K.：； =1.69鍵槽處有效應(yīng)力集中系數(shù)k與k；_,根據(jù)匚b由機械設(shè)計表8.10插值計算得 k ：； = 1.8,ki；=1.61尺寸系數(shù) 丁，；，根據(jù)d由機械設(shè)計表8-12查得；廠= 0.84,； = 0

37、.78表面狀況系數(shù)：二，根據(jù)匚b，表面加工方法查機械設(shè)計圖 8-2可得=-=0.88軸肩處綜合影響系數(shù) K_,K .為:1.950.84 0.88= 2.641.380.78 0.88-2.01鍵槽處綜合影響系數(shù) K_,K .為:1.8 244 0.84 0.881.61 :2.35 0.78 0.88同一截面如有兩個以上的應(yīng)力集中源，安全系數(shù)，故按鍵槽處取綜合影響系數(shù)取其中最大的綜合影響系數(shù)來計算(5)計算安全系數(shù)由機械設(shè)計表8.13取許用安全系數(shù)1 1-1.8由公式可得2752.44 27.390.1 0-4.111552.35 27.39 0.05 4.9-2.3962 s24.11 2

38、.39、.4.1122.392= 2.077.軸承校合查機械設(shè)計課程上機與設(shè)計表13-2可知32309軸承的主要性能參數(shù)為：C=145000N, Cor =188000N ,e =0.35, y =1.71) 計算軸承支反力合成支反力 RRhRv12 = ' 854.852 6902 =1098.5NR2 二 Rh2 R/； = 182122012.82 = 2714.3N2) 計算軸承派生軸向力 軸承派生軸向力SR22y2714.32 1.7二 798.32N3）計算軸承所受的軸向載荷因匕 +S2 =297.86+798.32=1096.18a323.09，所以AF, S2 “096

39、.18NA2 =E=798.32N4）計算軸承所受當量動載荷軸承工作有中等沖擊，由機械設(shè)計表10.6載荷系數(shù)fp =1.5，查機械設(shè)計表10.5因為al = 1096.18所R11098.5以 取x1 =0.4y =1.6故 R = fpgR +y/) =1.5匯(0.4"098.5+1.6X096.18) = 3290N查機械設(shè)計表10.5因為A2 J98*32 =0.29心 所以取R22714.3X2 =1, y = 0故B 二 fp（XaR3 丫3人）=1.5 （0.4 1953.67 0.83 2213.65） = 2618.8Ndi _2 = 50mm d5 _6 二 50

40、 mm5）計算軸承壽命因P1 >F2，故應(yīng)按F2計算，取E二10由機械設(shè)計表3 ，10.3取溫度系數(shù)ft = 1Lhio660n(fpc)10660 970(1 145000)(3290 )103= 5195779H24000H所以軸承的壽命合格軸的設(shè)計與校核滾動軸承的選擇與壽命計算1.計算作用在圓柱齒輪上的力功率 F2 =17.22kwd2 _3 = 55mmd4 _5 = 55mm12 _3 二 55mmd3 一4 二 63mm14 _5 = 112mmI1 _2 = 60mm13 _4 = 20mm15 _6 = 60mm轉(zhuǎn)矩 T2 =644250N / mm轉(zhuǎn)速 n2 = 255

41、.26r / min(1)已知圓柱斜齒輪分度園直徑d 141.1mm圓周力F" = 2T-d12 644250141.1= 9131.8N徑向力 F1 = Ft1tan =9131.8 xtan20=3393“cosPcos12°軸向力 Fa1 = F“tan ： = 9131.8 tan12 =1941 N(2)已知圓錐直齒輪的平均分度園直徑dm2 二 d 2(1 - 0.5 R) =649.87 (1 0.5 0.33) = 542.64mm圓周力= 2374.5Nl2T22 匯 644250Ft2 -dm2542.64徑向力 Fm 二 Ft2tan： cos 2 =2

42、374.5 tan20 cos75.29 =219.46N軸向力 Fa?二 Ft2tan： sin、2 =2374.5 tan20 sin75.29 = 835.92N圓周力Ft1、Ft2，徑向力Fr1、F"及軸向力Fa1、Fa2的方向如圖四所示MiT圖三2初步確定軸的最小直徑選取45號鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由式8-2 d 一3 P計算軸的直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響V n查機械設(shè)計表8.6 取A=115/17 22貝U dmin -1.03 115 348.2mmV 255.26中間軸最小直徑顯然是安裝滾動軸承的直徑d1 _2和d5-63.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)擬定軸上零件的裝配方

43、案(見圖四)1）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) di _2二d5 _6 . 48.26mm，由機械設(shè)計課程設(shè)計表 13-2中初步選取0基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承31310,其尺寸為 d D T =50mm 110mm 29.25mm， d1 _2 = d5 _6 = 50mm。這對軸承均采用套筒進行軸向定位，由機械設(shè)計課程設(shè)計表13-2取擋油環(huán)直徑57 mm。2） 取安裝齒輪的軸段 d 2 _3二d 4 _5二55mm，錐齒輪左端與左軸承之間采用擋油 環(huán)定位，查機械設(shè)計手冊知錐齒輪輪轂長L二（11.2） d2=58mm，

44、為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取丨2 _3 =60mm，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h 0.07d，故取h=4mm，則軸環(huán)處的直徑為d3 / =63mm。3） 已知圓柱直齒輪齒寬 b =115mm，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取 丨4蘭=112mm。4）取 l1_2=60mm, |3_4=20mm , l5_6=80mm。（3 ）軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按d2 _3由機械設(shè)計課程上級與設(shè)計表11-1查得平鍵截面b h =16mm 10mm，鍵槽用鍵槽銃刀加工，長為 50mm，同H 7時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，

45、故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；圓k6柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按d4 _5由機械設(shè)計課程上機與設(shè)計表11-1查得平鍵截面b h =16mm 10mm，鍵槽用鍵槽銃刀加工，長為 60mm，同時為H 7保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動軸k6承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。（4）由軸承、齒輪及鍵的位置可得力的作用點位置L1 =55 mm， L2 = 106mm， L3 = 101mm（5）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為2 454、求軸上的載荷1）求軸承反力H水平面c 161 匯已 +55><Ft2 16仆 9131.8

46、+55 乂 2374.5一“"RH16110N262 262101 Ft1 207 Ft2 101 9131.8 207 2374.5R h25396 N262 262V垂直面Rv1161Fr1 55Fr2 - 0.5dm2Fa2 -0.他幾1262161 3398 55 219.46 -0.5 542.64 835.92 -0.5 141.1 1941262= 745NR v2101Fr1 207Fr 0.5dm2 Fa 0.5dm1Fa1262101 3398 207 219.46 -0.5 542.64 835.92 -0.5 141.1 1941262= 95N2）齒寬中點出

47、的彎矩圓柱：H水平面M H1 =438714N.mmV水平面M v1 =110350N.mm合成彎矩M2 = JMh2Mv2 =452379NLmm扭矩TT2 =644250N / mm圓錐：H水平面MH2 =780922N.mmV水平面Mv2 =21310N.mm合成彎矩M2 二旨叭2 Mv2 =781213NLmm扭矩TT2 =644250N / mm5.按彎扭合成強度校核軸的強度軸的材料為 45號鋼調(diào)質(zhì)處理，由機械設(shè)計表8.2查得2cB = 640N / mm由機械設(shè)計表8.7查得材料許用應(yīng)力；二匕=60N/mm2當量彎矩Mca f2(： T)2取折合系數(shù)=0.6則圓柱齒寬中點處當量彎矩

48、Mc .'4523792(0.6 644250)2 = 595050 mmcacaMca0.1d3595052 =35.77 N / mm20.1 55該軸圓柱齒輪處滿足強度要求則圓錐齒寬中點處當量彎矩Mca = 7812132(0.6 644250)2 =871616NLmmcaMcaca0.1d38716160.1 553= 52.38N / mm2該軸圓錐齒輪處滿足強度要求6.精確校核軸的疲勞強度(6) 判斷危險截面截面5左側(cè)受應(yīng)力最大(7) 計算危險截面工作應(yīng)力選擇截面5左側(cè)，抗彎截面系數(shù)：333W=0.1d=0.1 55 = 16637.5mm抗扭截面系數(shù)Wt =0.2d3 =0.2 5533275mm3截面5左側(cè)彎矩M為M =438714N.mm截面5上的扭矩T 2為T, =644250N.mm截面上的彎曲應(yīng)力M 438714”-bW 16637.5= 26.37MPa截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力.TT, _ 644250Wt 一 33275= 19.36MPa彎曲應(yīng)力幅:= 26.37MPa彎曲平均應(yīng)力:=0扭切應(yīng)力幅和平均應(yīng)力：.a = .m二.T/2=9.68MPa(8) 確定軸材料機械性能軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。