二級(jí)齒輪減速箱設(shè)計(jì)說明書

1、山東大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱:機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目:兩級(jí)圓柱斜齒輪減速器指導(dǎo)老師:學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)：機(jī)械制造及其自動(dòng)化班 級(jí)：學(xué) 生：學(xué) 號(hào)： 目 錄封面.01目錄.02一 設(shè)計(jì)任務(wù)書031 設(shè)計(jì)任務(wù)書 03（1） 設(shè)計(jì)任務(wù) 03（2） 原始數(shù)據(jù) 03（3） 工作條件 03二 傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)031 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定.032 電動(dòng)機(jī)的選擇043 傳動(dòng)比的分配044 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.05三 傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)061 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算062 高速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算08 3 低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算. .13四 減速器軸和軸承裝置設(shè)計(jì)191 軸的設(shè)計(jì)19（

2、1）繪制軸的布局圖和初定跨距.19（2）高速軸（軸）的設(shè)計(jì).19（3）中間軸（III軸）的設(shè)計(jì).22（4）低速軸（IV軸）的設(shè)計(jì).25（5）低速軸（IV軸）的安全截面系數(shù)法校核28 2 滾動(dòng)軸承的選擇303 鍵連接和聯(lián)軸器的選擇32五 減速器潤滑方式，潤滑劑及密封方式的選擇.341 齒輪的潤滑方式及潤滑劑的選擇.34（1）齒輪潤滑方式的選擇 .34（2）齒輪潤滑劑的選擇 342 滾動(dòng)軸承的潤滑方式和潤滑劑的選擇34（1）滾動(dòng)軸承潤滑方式的選擇34（2）滾動(dòng)軸承潤滑劑的選擇343 密封方式的選擇35 （1）滾動(dòng)軸承密封選擇35 （2）箱體密封選擇35六 齒輪傳動(dòng)比誤差.35七 課程體會(huì)與小結(jié).3

3、6八 參考文獻(xiàn).36計(jì)算及說明結(jié)果一. 設(shè)計(jì)任務(wù)書1 設(shè)計(jì)任務(wù)書（1） 設(shè)計(jì)任務(wù)鑄工車間一造型用砂型運(yùn)輸帶，系由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)，該減速器傳動(dòng)裝置由一個(gè)雙級(jí)齒輪減速器和其他傳動(dòng)件組成，運(yùn)輸帶每日兩班制工作，工作7年。設(shè)計(jì)此傳動(dòng)裝置。（2） 原始數(shù)據(jù)（題號(hào)1）運(yùn)輸帶主動(dòng)鼓輪軸輸入端轉(zhuǎn)矩Tw650N/m主動(dòng)鼓輪直徑D 500mm運(yùn)輸帶速度vw 1.13m/s減速器設(shè)計(jì)壽命7年（3） 工作條件兩班制工作,空載啟動(dòng)，輕微載荷，常溫下連續(xù)(單向)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵；三相交流電源，電壓為380/220V二. 傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)1 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定。傳動(dòng)系統(tǒng)方案如下圖所示。圖2-1傳動(dòng)系統(tǒng)方案此傳動(dòng)系

4、統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)先將動(dòng)力傳入帶輪，再由帶輪傳到兩級(jí)圓柱減速器，然后通過聯(lián)軸器及開式鏈傳動(dòng)將動(dòng)力傳至砂型運(yùn)輸帶。傳動(dòng)系統(tǒng)中采用兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡單，但是齒輪相對(duì)于軸承位置不對(duì)稱，因此要求軸有較大的剛度，高速級(jí)及低速級(jí)均為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2. 電動(dòng)機(jī)的選擇按照設(shè)計(jì)要求以及工作條件選用Y型三相異步電動(dòng)機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)，電壓380伏。（1）：電動(dòng)機(jī)的容量選擇根據(jù)已知條件由計(jì)算得知工作機(jī)輸入功率Pw。Pw=設(shè)： 帶 V帶輪的傳送效率軸承 球軸承效率齒輪 閉式8級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)效率聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器的效率鏈 開式鏈傳動(dòng)效率=帶軸承齒輪聯(lián)軸器鏈=0.95×0.993×

5、0.972×0.992×0.93（2）： 電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率P0計(jì)算 P0= 由表2-3初選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y112M-4型。有關(guān)數(shù)據(jù)如下：方案號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（Kw）同步轉(zhuǎn)速（r/min）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）最大轉(zhuǎn)矩Y112M-44.0150014402.2 Y112M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm=4kW,滿載轉(zhuǎn)速=1440r/min。由表2-4查得：電機(jī)中心高H=112mm，軸伸出部分用于裝聯(lián)軸器段直徑和長度分別為：D=28mm，E=60mm。3. 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的計(jì)算及其分配傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比為：i總=取帶輪傳動(dòng)比為：i帶=1.629 為便于兩級(jí)圓柱齒輪

6、減速器采用浸油潤滑，當(dāng)兩級(jí)齒輪的配對(duì)材料相同，齒面硬度HBS<=350，齒寬系數(shù)相等的時(shí)候，考慮齒面接觸強(qiáng)度接近相等的條件，故高速級(jí)傳動(dòng)比：i高=3.538低速級(jí)傳動(dòng)比：i低=2.826考慮到鏈傳動(dòng)的鏈輪宜取奇數(shù)齒，實(shí)取i高=3.464 i低=2.887鏈輪傳動(dòng)比為：i鏈=故傳動(dòng)系統(tǒng)各傳動(dòng)比分別為：i帶=1.629； i高=3.458； i低=2.887； i鏈=2.0484.傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸輸入功率: P=P0=3.605KW P=P帶=3.605×0.95=3.425KW P=P軸承齒輪=3.595×0.99×0.97=3

7、.289KW P=P軸承齒輪=3.453×0.99×0.97=3.158KW P=P軸承聯(lián)軸器=3.316×0.99×0.99=3.095KW P=P軸承鏈=3.250×0.99×0.93=2.850KW 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸轉(zhuǎn)速： n=nm=1440r/min n=n/i帶=1440/1.629=883.978r/min n=n/i高=883.978/3.464=255.189r/min n=n/i低=255.189/2.887=88.393r/min n=n=88.393r/min n=n/i鏈=88.393/2.048=43.161r/

8、min 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸轉(zhuǎn)矩：T=9550=9550×20.227N·mT=9550=9550×=37.002N·mT=9550=9550×=122.871N·mT=9550=9550×=340.601N·m T=9550=9550×=333.824N·mT=9550=9550×=629.525N·m將上述計(jì)算結(jié)果和傳動(dòng)比及傳動(dòng)效率匯總?cè)缦卤?-2：軸號(hào)參數(shù)輸入功率 KW轉(zhuǎn)速 r/min輸入功率 N·m3.605144020.2273.425833.97837.0023

9、.289255.189122.8713.15888.393340.6013.09588.393333.8242.85043.161629.5253. 傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)1 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算工作情況系數(shù)KA=1.2計(jì)算功率Pc=KAPm=1.2×3.605=4.326KW初選帶型號(hào)A型小帶輪直徑D1=118mm大帶輪直徑D2=190.3mm計(jì)算帶長Dm=154mm=36mm初取中心距a=500mm帶長L=1486.4mm基準(zhǔn)長度Ld=1600mm求中心距和包角中心距a= = =556.934mm小帶輪包角=172.24°120°求帶的根數(shù)帶速v=8.897m/s傳動(dòng)

10、比i=n/n=1440/883.978=1.629帶根數(shù)P0=1.76KW P0=0.14KWk=0.984 kL=0.99z=2.34求軸上載荷 張緊力F0=132.731N軸上載荷FQ=794.561N 圖3-1 帶輪結(jié)構(gòu)nw=43.163r/minPw=2.938 kW帶 =0.95軸承 =0.99齒輪 =0.97聯(lián)軸器=0.99鏈 =0.93=0.815P0=3.605KWY112M-4Pm 4 Kw=1440（r/min）H=112mmD=28mmE=60mmi總=33.362i帶=1.629i高=3.464i低=2.887i鏈=2.048P=3.605KWP=3.425KW P=3

11、.289KW P=3.158KWP=3.095KW P=2.850KWn=1440r/minn=883.978r/minn=255.189r/minn=88.393r/minn=88.393r/minn=43.161r/minT=20.227N·mT=37.002N·mT=122.871N·mT=340.601N·mT=333.824N·mT=629.525N·mKA=1.2Pc=4.326KWD1=118mmD2=190mmDm=154mm=36mma=500mmL=1486.4mmLd=1600mma=556.934mmZ=3根F

12、0=132.731NFQ=794.561N 2 高速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）材料選擇及熱處理小齒輪1選用45號(hào)鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)260HBS；大齒輪2選用45號(hào)鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)240HBS。 （2）初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力根據(jù)圖12.17（c）,接觸疲勞極限為：=600 MPa；=570 MPa；計(jì)算許用接觸應(yīng)力=0.9=540MPa=0.9=517MPa(3) 初步計(jì)算小齒輪直徑齒寬系數(shù)=0.67估計(jì)=15°，由表12.16查得Ad，取Ad=90。 =58.383mm齒寬=0.67×62=41.54mm（4）確定主要參數(shù)和計(jì)算主要尺寸模數(shù)m,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m2.5mm。齒數(shù)Z

13、和Z取Z=24，Z2=83mt=2.583實(shí)際傳動(dòng)比：iu=3.458確定螺旋角=14.593°（取小齒輪旋向?yàn)樽笮?，大齒輪旋向?yàn)橛倚?分度圓直徑d和 d。因?yàn)椋篸所以：d62.000mm。d214.417mm。齒寬b和b。 bb40mm b1=b+5mm=45mm載荷系數(shù)K按表12.9，取使用系數(shù)K1.25。根據(jù)齒輪圓周速度：圓周速度v=2.870m/s按圖12.9，取動(dòng)載荷系數(shù)K=1.2。齒間載荷分配系數(shù)KH Ft=1193.613N =37.300N/mm < 100N/mm端面重合度: 【1.88-3.2（+）】cos 【1.88-3.2（）】cos14.5931.65

14、3縱向重合度：1.283總重合度 +1.653+1.2832.936斷面壓力角=20.611 =0.964 KH=KF=1.779齒向載荷分布系數(shù)：由表12.11,KH= =1.261載荷系數(shù)：K= K K KH KH=1.25×1.2×1.779×1.261=3.365彈性系數(shù)： 由表12.12，Z=189.8節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z由圖12.16，當(dāng)螺旋角14.593時(shí)，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z2.42。重合度系數(shù)Z 由式12.31，因>1,取=1，故Z0.778螺旋角系數(shù)ZZ0.984許用接觸應(yīng)力總工作時(shí)間 th=7×300×16=33600h應(yīng)力循環(huán)

15、次數(shù)NL：NL1=60nth=60×1×883.978×33600 =1.782×10NL2=60nth=60×1×255.189×33600=5.145×10接觸壽命系數(shù)ZN：根據(jù)圖12.18取Z=0.99；Z=1.06接觸最小安全系數(shù)S：當(dāng)失效概率低于1/100時(shí)，取接S1.05。許用接觸應(yīng)力：1= Z565.714MPa2= Z575.428MPa齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算： = =507.327MPa < 565.714MPa故齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算：根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)：=26.48127

16、 =91.58092由圖12.21、12.22，取齒型修正系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)分別為：2.55；2.22；1.60；1.78。重合度系數(shù)：【1.88-3.2（+）】cos【1.88-3.2（）】cos14.5931.968=0.631螺旋角系數(shù)：1.283時(shí)，取1，螺旋角系數(shù)=0.679=0.844齒間載荷分配系數(shù)KF：由表12.10注3，=2.815前已求得KF=KH=1.779<2.607,故KF=1.78。齒向載荷分配系數(shù)KF：當(dāng)b/h=40/(2.25×2.5)=7.11時(shí)，由圖12.14得KF=1.22載荷系數(shù)K：K= K K KF KF=1.25×1.2&#

17、215;1.78×1.22=3.26彎曲疲勞極限：由圖12.23c，=430MPa,=420MPa.彎曲最小安全系數(shù)：由表12.14，=1.25。彎曲壽命系數(shù)YN：由圖12.24，YN1=0.90；YN2=0.95。尺寸系數(shù)Yx：由圖12.25，Yx1.0（5） ：許用彎曲應(yīng)力 =309.6 MPa =319.2 MPa 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度： = =194.059MPa<=187.951MPa< 故齒根接觸強(qiáng)度滿足要求。2：低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）材料選擇及熱處理小齒輪1選用40Cr,熱處理為調(diào)質(zhì)270HB；大齒輪2選用45號(hào)鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)240HB。 （2

18、）初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力根據(jù)圖12.17（c）,接觸疲勞極限為：=710 MPa；=580 MPa；計(jì)算許用接觸應(yīng)力=0.9=639MPa=0.9=522MPa（3）初步計(jì)算小齒輪直徑齒寬系數(shù)=0.777估計(jì)=12°，由表12.16查得Ad，取Ad=90。 =82.72mm齒寬=0.777×83=64.491mm（4）確定主要參數(shù)和計(jì)算主要尺寸模數(shù)m,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m3mm。齒數(shù)Z和Z取Z=27，Z2=78mt=3.074實(shí)際傳動(dòng)比：iu=2.889。確定螺旋角 =12.603°。（取小齒輪旋向?yàn)橛倚?，大齒輪旋向?yàn)樽笮?分度圓直徑d和 d。因?yàn)椋篸所以：d83.000

19、mm。d239.777mm。齒寬b和b。 bb60mm b1=b+5mm=65mm載荷系數(shù)K按表12.9，取使用系數(shù)K1.25。根據(jù)齒輪圓周速度：圓周速度v=1.110m/s按圖12.9，取動(dòng)載荷系數(shù)K=1.1。齒間載荷分配系數(shù)KH Ft=2960.747N =56.937N/mm < 100N/mm端面重合度: 【1.88-3.2（+）】cos 【1.88-3.2（）】cos12.6031.679 縱向重合度：1.505 總重合度 +1.69+1.543.184端面壓力角=20.453 =0.979 KH=KF=1.752齒向載荷分布系數(shù)：由表12.11,KH= =1.308載荷系數(shù)：

20、K= K K KH KH=1.25×1.1×1.75×1.308=3.147彈性系數(shù)： 由表12.12，Z=189.8節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z由圖12.16，當(dāng)螺旋角12.603時(shí)，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z2.46。重合度系數(shù)Z由式12.31，因>1,取=1，故Z0.772螺旋角系數(shù)ZZ0.988許用接觸應(yīng)力總工作時(shí)間 th=7×300×16=33600h應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL：NL1=60nth=60×1×255.189×33600 =5.14×10NL2=60nth=60×1×88.393×

21、33600=1.78×10接觸壽命系數(shù)ZN：根據(jù)圖12.18取Z=1.10；Z=1.18接觸最小安全系數(shù)S：當(dāng)失效概率低于1/100時(shí)，取接S1.05。許用接觸應(yīng)力：1= Z743.809MPa2= Z629.714MPa齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算： = =547.341MPa < 629.714MPa故齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算：根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)：29 84由圖12.21、12.22，取齒型修正系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)分別為：2.43；2.22；1.61；1.78。重合度系數(shù)：【1.88-3.2（+）】cos【1.88-3.2（）】cos12.6031.691=0.694

22、螺旋角系數(shù)：1.54時(shí)，取1，螺旋角系數(shù)=0.75=0.897齒間載荷分配系數(shù)KF：由表12.10注3，=2.733前已求得KF=KH=1.752<2.733,故KF=1.752。齒向載荷分配系數(shù)KF：當(dāng)b/h=65/(2.25×3)=9.630時(shí)，由圖12.14得KF=1.31載荷系數(shù)K：K= K K KF KF=1.25×1.05×1.75×1.31=3.01彎曲疲勞極限：由圖12.23c，=430MPa,=420MPa.彎曲最小安全系數(shù)：由表12.14，=1.25。彎曲壽命系數(shù)YN：由圖12.24，YN1=0.86；YN2=0.88。尺寸系數(shù)

23、Yx：由圖12.25，Yx1.0（5）許用彎曲應(yīng)力 =412.8 MPa =317 MPa 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度： = =97.241MPa<=98.218MPa< 故齒根接觸強(qiáng)度滿足要求。 雙級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下：參數(shù)齒輪高速級(jí)低速級(jí)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪齒數(shù)24832778模數(shù)2.53螺旋角14.593°12.603°齒旋向左旋右旋右旋左旋分圓徑62mm214.416mm83mm239.778mm齒頂圓直徑67mm219.416mm89mm245.778mm齒寬45mm40mm65mm60mm中心距138.208mm161.389mm四 減速器軸和軸承

24、裝置設(shè)計(jì)1 軸的設(shè)計(jì)（1）繪制軸的布局圖和初定（軸的布局圖如圖）： a=10mm； b1=45mm； b2=40mm； b3=65m； b4=60mm； c=12mm; D=15mm； E=20mm； F=50mm； =9mm； c1=20mm； c2=16mm； G=10mm； H=6mm； K=20mm； M=50mm；圖4-1：軸的布置簡圖 （2）高速軸（軸）的設(shè)計(jì)選擇軸的材料和熱處理。軸材料選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，B=650MPa，S=360MPa。軸的受力分析。軸長度估計(jì)：L=65/2+20+6+10+51/2+L=94+193=287mm。軸的受力分析如圖4-2（a）所示，圖中：L86m

25、m；L2=127mm；L3=57.5mm。LII=270.5mm帶輪的作用力：FQ=794.561N。 計(jì)算齒輪的嚙合力F1193.613N；FF1193.613×448.922N；FF ×tan1193.613×tan14.593310.757N。 計(jì)算支承反力 水平面反力FRx1=1077.231 N FRx2=1077.231-794.561+448.922=731.592 N; 垂直面反力FRy1=371.993NFRy2=1193.613-371.993=821.620N水平面內(nèi)的受力圖 見圖4-2 c）垂直面內(nèi)的受力圖 見圖4-2 e） 畫軸彎矩圖 水

26、平面內(nèi)的彎矩圖 見圖4-2 d）垂直面內(nèi)的彎矩圖 見圖4-2 f） 許用應(yīng)力許用應(yīng)力值 用插入法由表16.3查得：=102.5MPa，=60MPa。應(yīng)力校正系數(shù) =0.59 畫當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 T=0.59×37002=21831Nmm，見圖4-2 h）當(dāng)量彎矩 在大帶輪中間截面處 M=21831Nmm 在左端軸承中間截面處 M=71734.8Nmm 在小齒輪中間截面處 M=66918.6Nmm當(dāng)量彎矩圖 見圖4-2 i） 校核軸頸齒根圓直徑 df1=d1-2(ha+c)mn=62-2×1.25×2.5=55.75mm軸頸 d=15.4mm d=22.9mm d

27、=22.3mma)軸結(jié)構(gòu)圖 b）軸受力圖 c）水平面受力圖 d）水平面彎矩圖 e）垂直面受力圖 f）垂直面彎矩圖 g）合成彎矩圖 h）轉(zhuǎn)矩圖 I）當(dāng)量彎矩圖 圖4-2軸的結(jié)構(gòu)和受力分析（3）軸的設(shè)計(jì)選擇軸的材料和熱處理。軸材料選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，B=650MPa，S=360MPa。軸的受力分析。軸長度估計(jì)：L=L=187mm。軸的受力分析如圖4-3（a）所示，圖中：L67.5mm；L2=62mm；L3=57.5mm。 計(jì)算齒輪的嚙合力Ft2Ft11193.613N；FF448.922N；Fa2Fa1310.757N；F2960.747N；FF2960.747×1104.230N；FF

28、×tan3641.371×tan12.17661.968N。 計(jì)算支承反力水平面反力FRx1= =244.311N; FRx2=1104.230-448.922-244.311=410.977N;垂直面反力FRy1=2263.798NFRy2=2960.747+1193.613-2263.798=1890.562N水平面內(nèi)的受力圖 見圖4-3 c）垂直面內(nèi)的受力圖 見圖4-3 e） 畫軸彎矩圖 水平面內(nèi)的彎矩圖 見圖4-3 d）垂直面內(nèi)的彎矩圖 見圖4-3 f）許用應(yīng)力許用應(yīng)力值 用插入法由表16.3查得：=102.5MPa，=60MPa。應(yīng)力校正系數(shù) =0.59畫當(dāng)量彎矩

29、圖當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 T=0.59×122.871=72493.189Nmm，見圖4-3 h）當(dāng)量彎矩 在大齒輪中間截面處 M=174751.0Nmm 在小齒輪中間截面處M=142499.2Nmm當(dāng)量彎矩圖 見圖4-3 i） 校核軸頸齒根圓直徑 df1=d1-2(ha+c)mn=214.417 -2×1.25×2.5=208.167mm df2=d2-2(ha+c)mn=83-2×1.25×3=75.5mm軸頸 d=30.77mm d=28.75mm小齒輪選用45號(hào)鋼大齒輪選用45號(hào)鋼=540MPa=517MPa =0.6758.383mm取d=62mm

30、b=41.54mm取b=40mmm2.5mmZ=24Z2=83mt=2.583i3.458=14.593°d67.000mm。d214.417mmb40mmb1=45mmK1.25v=2.870m/sK=1.2Ft=1193.613N1.6531.2832.936=20.611°=0.964KH=KF=1.779KF=1.779KH=1.261K=3.365Z=189.8Z2.42Z0.778Z0.984th=33600hNL1=1.782×10NL2=5.145×10Z=0.99Z=1.06S1.051=65.714MPa2=75.428MPa=507

31、.327MPa27922.552.221.601.781.9680.631=0.679=0.844KF=1.78KF=1.22K=3.26=430MPa=420MPa=1.25YN1=0.90YN2=0.95Yx1.0309.6 MPa319.2 MPa194.059MPa=187.951MPa=710 MPa=580 MPa=639MPa=522MPa=0.777Ad=8582.72mm取d=83mmb=64.491mm取b=65mmZ=27Z2=78mt=3.074i=2.889=12.603°d83.000mmd239.777mmb60mmb1=65mmK1.25v=1.110

32、m/sFt=2960.747N1.681.513.18=20.453=0.98KH=1.75KH=1.308K= 3.15ZE=189.812.603Z2.46Z0.772Z0.988th=33600hNL1=5.14×10NL2=1.78×10Z=1.10Z=1.141743.809MPa2 629.714MPa547.341MPa29841.6910.694=0.750.897KF=1.31K= 3.01YN1=0.86YN2=0.88=313.04 MPa=319.20 MPa97.241MPa=98.218MPaa=10mmb1=45mmb2=40mmb3=65mm

33、b4=60mmc=12mm;D=15mmE=20mmF=50mm=9mmc1=20mmc2=16mmG=10mmH=6mmK=20mmM=50mmB=650MPaS=360MPa L=287mm。L194mmL2=138mmL3=55mmLII=270.5mmFQ=794.561NF1193.613NF448.922NF310.757NFRx1=1077.231NFRx2=731.592 NFRy1=371.993NFRy2=821.620N=0.59T=21831NmmM=21831NmmM=71734.8NmmM=66918.6Nmmdf1=55.75mmd=15.4mm d=22.9mm

34、 d=22.3mmB=650MPaS=360MPaLIII=187mmL167.5mmL2=62mmL3=57.5mmFt21193.613NFr2448.922NFa2310.757N F2960.747NF1104.230NF661.968NFRx1=244.311NFRx2=410.977NFRy1=2263.798NFRy2=1890.562N0.59T=72493.189NmmM=174751.0NmmM=142499.2Nmmdf1=208.167mmdf2=75.5mmd=30.77mmd=28.75mm計(jì)算及說明結(jié)果a)軸結(jié)構(gòu)圖 b）軸受力圖 c）水平面受力圖 d）水平面彎矩圖

35、 e）垂直面受力圖 f）垂直面彎矩圖 g）合成彎矩圖 h）轉(zhuǎn)矩圖 i）當(dāng)量彎矩圖 圖4-3軸的結(jié)構(gòu)和受力分析計(jì)算及說明結(jié)果（4）軸的設(shè)計(jì)選擇軸的材料和熱處理。軸材料選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，B=650MPa，S=360MPa。軸的受力分析。軸跨度估計(jì)：L=L=187mm。軸的受力分析如圖4-4（a）所示，圖中：L67.5mm；L2=119.5mm。 計(jì)算齒輪的嚙合力Ft4Ft32960.747N；FF1104.230N；Fa4Fa3661.868N。 計(jì)算支承反力水平面反力FRx1=1129.031N; FRx2=1129.031-1104.230=24.801N;垂直面反力FRy1=1892.028

36、NFRy2=2960.747-1892.028=1068.719N水平面內(nèi)的受力圖 見圖4-4 c）垂直面內(nèi)的受力圖 見圖4-4 e） 畫軸彎矩圖 水平面內(nèi)的彎矩圖 見圖4-4 d）垂直面內(nèi)的彎矩圖 見圖4-4 f） 許用應(yīng)力許用應(yīng)力值 用插入法由表16.3查得：=102.5MPa，=60MPa。 應(yīng)力校正系數(shù) =0.59 畫當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 T=0.59×340601=200954.6Nmm，見圖4-4 h） 當(dāng)量彎矩 在大齒輪中間截面處 M=250002.0Nmm 右端軸承中間截面處 B=650MPaS=360MPaL= 187mmL167.5mmL2=119.5mmFt429

37、60.747NF1104.230NFa4661.868NFRx1=1129.031NFRx2=24.801NFRy1=1892.028NFRy2=1068.719N0.59T=200954.6NmmM=250002.0Nmm計(jì)算及說明結(jié)果 右端軸承中間截面處M=200954.6Nmm當(dāng)量彎矩圖 見圖4-4 i）校核軸頸齒根圓直徑 df4=d4-2(ha+c)mn=239-2×1.25×3=231.5mm 軸頸 d=34.668mm d=32.234mm a)軸結(jié)構(gòu)圖 b）軸受力圖 c）水平面受力圖 d）水平面彎矩圖 e）垂直面受力圖 f）垂直面彎矩圖 g）合成彎矩圖 h）轉(zhuǎn)

38、矩圖 i）當(dāng)量彎矩圖 圖4-4軸的結(jié)構(gòu)和受力分析M=200954.6Nmmdf4=231.5mmd=34.668mmd=32.234mm計(jì)算及說明結(jié)果（5）（四）軸的安全系數(shù)法校核截面I，選取截面I作為危險(xiǎn)截面進(jìn)行安全系數(shù)法校核。I 軸材料選用45鋼調(diào)制，由參考文獻(xiàn)1表3.2所列公式可求疲勞極限對(duì)稱循環(huán)疲勞極限脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限等效系數(shù)截面上的應(yīng)力彎矩 彎曲應(yīng)力幅 彎曲平均應(yīng)力扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅和平均切應(yīng)力因在此截面處直徑變化，過度半徑r=1mm，D/d=54/45=1.2,r/d=0.02,=650MPa,由參考文獻(xiàn)1 附錄表1可查出表面狀態(tài)系數(shù) 由參考文獻(xiàn)1 附錄表5可查出 尺寸系數(shù)

39、由參考文獻(xiàn)1 附錄表6可查出 設(shè)為無限壽命 彎曲安全系數(shù) 扭轉(zhuǎn)安全系數(shù)復(fù)合安全系數(shù)截面足夠安全2.滾動(dòng)軸承的選擇（1）高速軸上軸承的選擇按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)。應(yīng)支承跨距不大，故采用兩端單向固定式軸承組合方式，軸承類型選為角接觸球軸承，軸承預(yù)期壽命取為Lh14000h。軸承所受徑向力：Fr1=1139.651N； Fr2=1100.130N。軸承所受軸向力：Fa10; Fa2310.757N。 軸承工作轉(zhuǎn)速：n883.98r/min。預(yù)選7207AC與7007AC兩種角接觸球軸承方案進(jìn)行計(jì)算，由手冊(cè)查得軸承數(shù)據(jù)如下：方案軸承型號(hào)Cr/NCor/ND/mmB/mm17207AC2900019200721727007AC18500135006214 e 查表18.7 e=0.68 附加軸向力： Fs1=0.68Fr1=774.963N Fs2=0.68Fr2=748.008N Fs1+FA=1058.845N>Fs21端軸承被放松 Fa1=774.963N2端軸承被壓緊 Fa2=1058.845N Fa1/Fr1=0.73&g