二級(jí)展開(kāi)式圓柱斜齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 一）電動(dòng)機(jī)的選擇 2 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1、選擇電動(dòng)機(jī)的類型 2 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 2 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 3、選擇電動(dòng)機(jī) 2 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 二）計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 并分配傳動(dòng)比 3 HYP

2、ERLINK l bookmark28 o Current Document 1、計(jì)算運(yùn)動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 3 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 2、分配傳動(dòng)比 3 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 三）計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 4 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 1、各軸的轉(zhuǎn)速 4 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 2、各軸的輸入功率 4 HYPERLINK l bookmark44 o

3、 Current Document 3、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 4 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 四）傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 1、高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 5 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document （1）選定齒輪的精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 5 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document （2）按齒面接觸面強(qiáng)度設(shè)計(jì) 6 HYPERLINK l bookmark86 o Curre

4、nt Document （ 3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 8 HYPERLINK l bookmark133 o Current Document （4）幾何尺寸計(jì)算 9 HYPERLINK l bookmark160 o Current Document 2、低速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 10 HYPERLINK l bookmark162 o Current Document 1、選定齒輪的精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 10 HYPERLINK l bookmark178 o Current Document 2、按齒面接觸面強(qiáng)度設(shè)計(jì) 10 HYPERLINK l bookmark198 o Cur

5、rent Document 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 12 HYPERLINK l bookmark220 o Current Document 4、幾何尺寸計(jì)算 13 HYPERLINK l bookmark248 o Current Document 五）軸的設(shè)計(jì) 15 HYPERLINK l bookmark250 o Current Document 1、中間軸的設(shè)計(jì) 15 HYPERLINK l bookmark252 o Current Document （1）作用在齒輪上的力 15 HYPERLINK l bookmark254 o Current Document （2）確定軸的

6、最小直徑 15 HYPERLINK l bookmark256 o Current Document （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 HYPERLINK l bookmark258 o Current Document （4）中間軸的校核 17 HYPERLINK l bookmark268 o Current Document 2、高速軸的設(shè)計(jì) 20 HYPERLINK l bookmark270 o Current Document （1）作用在齒輪上的力 20 HYPERLINK l bookmark278 o Current Document （2） 確定軸的最小直徑 20 HYPERLIN

7、K l bookmark280 o Current Document （ 3）選擇聯(lián)軸器 20 HYPERLINK l bookmark292 o Current Document （4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 HYPERLINK l bookmark294 o Current Document 3、低速軸的設(shè)計(jì) 22 HYPERLINK l bookmark296 o Current Document （1）作用在齒輪上的力 22 HYPERLINK l bookmark298 o Current Document （2） 確定軸的最小直徑 22 HYPERLINK l bookmark300

8、o Current Document （ 3）選擇聯(lián)軸器 22 HYPERLINK l bookmark302 o Current Document （4） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè) 22 HYPERLINK l bookmark319 o Current Document 六）軸承壽命的校核 24 HYPERLINK l bookmark321 o Current Document 1、中間軸承的校核 24 HYPERLINK l bookmark323 o Current Document （1）軸承所受的軸向力和徑向力 24 HYPERLINK l bookmark331 o Current Docu

9、ment （2）求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 24 HYPERLINK l bookmark345 o Current Document （ 3）驗(yàn)算軸承壽命 25 HYPERLINK l bookmark347 o Current Document (七 ) 箱體結(jié)構(gòu)及減速器附件設(shè)計(jì) 25 HYPERLINK l bookmark349 o Current Document 1、減速器箱體結(jié)構(gòu)表 25 HYPERLINK l bookmark351 o Current Document 2、箱體附件的設(shè)計(jì) 26電動(dòng)機(jī)的選擇1、選擇電動(dòng)機(jī)的類型按工作要求和工作條件 ,選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)。選擇電

10、極的容量工作及輸入功率 PW=2.95KW從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總效率為分別為242 =1 2 3 4式中 1、2 、3、4 分別為聯(lián)軸器、軸承、 齒輪傳動(dòng)、 卷筒的傳動(dòng)效率。 由相關(guān)手冊(cè)取 1=0.99， 2=0.98，3=0.97，4=0.95，則=0.992x0.984x0.972x0.95=0.808所以電機(jī)所需功率為Pd= PW =20.9850K8W =3.651KW d 0.8082、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由相關(guān)手冊(cè)推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比=8 40, 而工作機(jī)的轉(zhuǎn)速nw 78r /min所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍nd i nw (840) 78r /min (624

11、 3120)r /min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750 r/min 、1000 r/min 、1500 r/min 、3000 r/min 四種。綜合考 慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、 質(zhì)量及價(jià)格因素， 為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊， 決定選用同步轉(zhuǎn)速為 1000 r/min 的電動(dòng)機(jī)。3、選擇電動(dòng)機(jī)根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，有相關(guān)手冊(cè)選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132M1-6。其性能如下表：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率 /KW啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩滿載轉(zhuǎn)速 nm/ ( r/min) 額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸型號(hào)HABCDE FGDGKbb1b2hAABBFAL1Y132M1-613221617889388010

12、x833122802101353156023818515Y132M1-69602.02.0二）計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 并分配傳動(dòng)比1、計(jì)算運(yùn)動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比總傳動(dòng)比 為96012.30878式中 nw 為工作機(jī)輸入轉(zhuǎn)速2、分配傳動(dòng)比ii1i2考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，取i1 1.4i2 ，故高 速 級(jí) 的傳 動(dòng) 比為 ： i1 1.4i 1.4 12.308 4.151低 速 級(jí) 的傳 動(dòng) 比為 ： i2 i 12.308 2.9652 i1 4.151三）計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、各軸的轉(zhuǎn)速軸n1 nm 960r /min軸n1 960r/minn2 1 231.27r

13、 /min2 i14.151軸n2 231.27r /minn32 78r /min3 i22.965卷筒軸nw n3 78r/min2、各軸的輸入功率軸P1=Pd 1 =3.651KW0.99=3.614KW軸P2P1 2 3 =3.614KW0.98 0.97=3.435KW軸P3=P2 2 3 =3.435KW 0.98 0.97=3.265KW卷筒軸P卷P3 1 2 =3.265KW0.99 0.98=3.168KW3、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 Td 為6 pd 6 3.651KWTd 9.55 106 d 9.55 10636320 N mmnm960r /min軸T1=Td

14、1 =36320N mm 0.99=35.957 N mm軸T 2 =T1i1 2 3 =35.957 N mm 4.151 0.98 0.97=141.884 N mm軸T 3 =T 2 i2 2 3 = 141.884 N mm 2.965 0.98 0.97=399.904 N mm4卷筒軸T卷=T3 1 2 =399.904 N mm 0.99 0.98=387.987 N mm將上述結(jié)果匯總于下表，以備查用。軸名功率 P/KW轉(zhuǎn)矩 T/( N mm)轉(zhuǎn)速 n/(r/min)傳動(dòng)比 i效率電機(jī)軸3.6513632096010.99軸3.6143595709604.1510.951軸3.

15、435231.272.9650.951軸3.2657810.970卷筒軸3.16878（四）傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算斜 齒 圓 柱 齒 輪 減 速 器 的 設(shè) 計(jì) 選 用 標(biāo) 準(zhǔn) 斜 齒 圓 柱 齒 輪 傳 動(dòng) 。標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)參數(shù)壓力 角 n 20 ，齒頂高系數(shù) han* 1，頂隙系數(shù) cn* 0.25 。1、高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1）選定齒輪的精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故選用8 級(jí)精度2）材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-1 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，二者硬度差為 40HBS

16、 。3）選小 齒 輪 齒 數(shù) z1=24 大 齒 輪 齒 數(shù) z2= z1 i1 =24 4.151=99.624, 取 z2=97. ， 則 齒 數(shù)比z2 97z1 244.042 ，4.042 4.1514.0422.7% 3 5 % 可滿足要求。4）選取螺旋角，初選螺旋角142）按齒面接觸面強(qiáng)度設(shè)計(jì)d3 2KtT11 ZH ZE 2d1t 3 d a H確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1）試選 K t 1.42）計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩6 PITI 9.550 10 6 InI 9550000 3.614/960=3.595x104 N mm3）由表 10-7 選取齒寬系數(shù) d =1.014）由表 10

17、-6 查得材料彈性影響系數(shù) Z E 189.8 MPa 25）由圖 10-30 選區(qū)域系數(shù) ZH=2.433.6）由圖 10-26 查得 a1 0.755 ， a2 0.865 ，則 a a1 a2 1.62.7）由圖 10-21d 查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限H lim1 =600MPa；齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 H lim 2 =550MPa 。8）由式 10-13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。N1 60n1 jL h =60 x960 x1（2x8x365x5）=1.682x10N2N198=1.682x10 /4.042=4.16x109）由圖 10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) K HN1 =0.91

18、 ； K HN 2 =0.9410）計(jì)算解除疲勞許用應(yīng)力（取失效率為1%，安全系數(shù) s=1）K HN1 H lim 1H 1 =0.91x600MPa=546MPakHN 2 H lim 2S=0.94x550MPa=517MPa2）設(shè)計(jì)計(jì)算1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑時(shí)代入 H 中較小值d1t 33 2K tT13 d a2=32 1.4 3.595 104 4.042 1 2.43 189.85171.0 1.624.042=39.512 mm2)計(jì)算圓周速度d1tn160 1000=3.14 x 39.512 x 960 /60 x 1000 m / s m=1.985 m/s計(jì)算齒寬 b

19、及模數(shù) mntbdd1t =1.0 x 39.512 mm =39.512 mmmntd1t cos39.512 cos14 mm =1.597mmz124h 2.25mnt =2.25 x 1.597 mm =3.593 mm0.318 d z1 tan =0.318 x 1.0 x 24 x tan1 4=1.903計(jì)算齒寬齒高比計(jì)算縱向重合度計(jì)算載荷系數(shù)b 39.512=10.997h 3.593由工作條件，查表 10-2 得使用系數(shù) K A =1.00 。根據(jù) v=1.985 m/s,8 級(jí)精度，由圖 10-8 查得 動(dòng)載系數(shù) Kv =1.15 ；由表 10-3 查得 K H K F

20、=1.2由表 10-4 利用插值法查得 K H =1.4498由圖 10-13 查得 KF =1.38 。故載荷系數(shù)KK AKV K H K H =1.00 x 1.15 x 1.2 x 1.4498=2.0按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式 10-10a 得d239.5123 12.4 mm =44.500 mm計(jì)算法面模數(shù)mnd1cos44.500 cos14 mm=1.799 mmz1243）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)mn3 2KT1Y cos2YFaYSad z12 a F（1）確定計(jì)算參數(shù)1）計(jì)算載荷系數(shù)K K AKV K F K F =1.00 x 1.15 x 1.2 x 1.3

21、8=1.9042）由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE1 =500MPa; 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE2 =380MPa。3）由圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) K FN1 =0.91， K FN 2 =0.95。4）計(jì)算完全疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4K FN1 FE1 0.91 500F 1 FN1 FE1 MPa =325 MPa F 1 SK FN 2 FE2S1.40.95 380 MPa =257.857 MPa1.45） 根據(jù)縱向重合度=1.903，從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù) Y =0.886） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)z1zv13cos243 =

22、26.272 cos3 14z297zv23 3 =106.184cos cos 147）查取齒形系數(shù)由表 10-5 利用插值法算得 YFa1 =2.592， YFa 2 =2.1758）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 利用插值法算得 YSa1 =1.596，YSa2=1.795YY9 ）計(jì)算大小齒輪的 Fa Sa 并加以比較。YFa1YSa1Fa1F S1a1F12.592 1.596325=0.01273YFa 2 YSa22.175 1.795=0.01514257.857大齒輪的數(shù)值大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算mn3 2KT1Y cos2YFaYSa3dz12 a F3 2 1.824 3595

23、0 0.88 cos2 141.0 1.620.01514mm=1.198 mm由于設(shè)計(jì)的是軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)，其主要失效是齒面疲勞點(diǎn)蝕，取mn =1.5 mm ，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1 =44.5 mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是z1 d1 cos44.5cos14 =28.785mn 1.5取 z1 =29 ，則 z2z1=4.042 x 29=1174）幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算中心距z1 z2 mn2cos29 117 1.5mm=112.852mm2 cos14將中心距圓整為 113 mm 。2）按圓整后的中心距修正螺旋角arccosz

24、1 z2 mn2a29 117 1.5 arccos=1417512 113因 值改變不多，故參數(shù) a,K ,ZH 等不必修正。3）計(jì)算打、小齒輪的分度圓直徑d1 z1mn 29 1.5 =44.890 mm1 cos cos14 17 51d2 z2mn117 1.5 =181.109 mmcos cos14 17 514）計(jì)算齒輪寬度bdd1=1 x 44.890=44.890 mm圓整后取 B2 =45 mm ； B1=50 mm2、低速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選定齒輪的精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1）選用 8 級(jí)精度2）材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-1 選擇小齒輪材料為 40cr（

25、調(diào)質(zhì) ） ，硬度為280HBS,大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者硬度差為 40HBS 。z2 723）選小齒輪齒數(shù) z1=24 大齒輪齒數(shù) z2= z1i1=242.965=71.16, 取 z2=72.，則齒數(shù)比2 3，z1 243 2.9652.9651.2% 3 5 % 可滿足要求。4）選取螺旋角，初選螺旋角14 。22KtT11 ZH ZE2、按齒面接觸面強(qiáng)度設(shè)計(jì)dad1t（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1）試選 K t 1.42）計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩T1 9.55 106 P2 95500003.435/231.27=3.595x10 4 N mm n23）由表

26、10-7 選取齒寬系數(shù) d =1.014）由表 10-6 查得材料彈性影響系數(shù) Z E 189.8 MPa 25）由圖 10-30 選區(qū)域系數(shù) ZH=2.433.6）由圖 10-26 查得 a1 0.755 ， a2 0.85 ，則 a a1 a2 1.605H lim 1 =600MPa ；齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度7）由圖 10-21d 查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限極限 H lim 2 =550MPa 。8)由式 10-13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。N1 60n1 jL h =60 x231.27x1 x (2x8x365x5)=4.052x10N19 8N 2 1 =4.052x10 /3=1.351

27、x109）由圖 10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) K HN1 =0.94； K HN2 =0.9610）計(jì)算解除疲勞許用應(yīng)力（取失效率為1%，安全系數(shù) s=1）H 1 KHN1 Hlim1 =0.94x600MPa=564MPaH 1 SkHN 2 H lim 2H 2HN 2 H lim 2 =0.96x550MPa=528MPaH 2 S（2）設(shè)計(jì)計(jì)算1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑時(shí)代入 H 中較小值d1t22K tT11 ZHZEHda2 1.4 1.418 105 3 1 2.43 189.8 231.0 1.605528=63.136 mmd1tn160 10002）計(jì)算圓周速度 =3.14

28、x 63.136 x 231.27 /60 x 1000 m / s m=0.764 m/ s3）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) mntbdd1t =1.0 x 63.136 mm =63.136 mmmntd1t cos63.136 cos14 mm =2.553 mmz1244）計(jì)算齒寬齒高比h 2.25mnt =2.25 x 2.553 mm =5.744 mmbh63.136=10.9925.7445） 計(jì)算縱向重合度0.318 d z1 tan =0.318 x 1.0 x 24 x tan1 4=1.9036）計(jì)算載荷系數(shù)由工作條件，查表 10-2 得使用系數(shù) K A =1.00 。根據(jù) v

29、=0.764 m/s,8 級(jí)精度，由圖 10-8 查得 動(dòng)載系數(shù) Kv =1.06 ；由表 10-3 查得 K H K F =1.2由表 10-4 利用插值法查得 K H =1.458由圖 10-13 查得 K F =1.4 。故載荷系數(shù)K K AK V K H K H =1.00 x 1.06 x 1.2 x 1.458=1.855按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式 10-10a 得計(jì)算法面模數(shù)d1cosmn169.345 cos14mm =2.804 mmz1243、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)mn2KT1Y cos2d z12 aYFaYSaF(1)確定計(jì)算參數(shù)1) 計(jì)算載荷系數(shù)K K A

30、KV K F K F =1.00 x 1.06 x 1.2 x 1.4=1.781由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE1 =500MPa; 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE2 =380MPa。由圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) K FN1 =0.93， K FN 2 =0.97。計(jì)算完全疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4K FN 1 FE1SF10.93 500 MPa =332.143MPa1.4KFN2 FE2 0.97 380 MPa =263.286 MPaS 1.4根據(jù)縱向重合度=1.903，從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù) Y =0.88246）計(jì)算當(dāng)量

31、齒數(shù)zv13 3 =26.272v1 cos3cos3 14z272zv2 23 3=78.817cos cos 147）查取齒形系數(shù)由表 10-5 利用插值法算得 YFa1 =2.592， YFa 2 =2.2228）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 利用插值法算得 YSa1 =1.596，YSa2=1.769YY9）計(jì)算大小齒輪的Fa Sa 并加以比較。F大齒輪的數(shù)值大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算YFa1YSa1F12.592 1.596332.143=0.01245F22.222 1.769263.286=0.01493mn2KT1Y cos23d z12 aYFaYSaF3 2 1.781 1418

32、00 0.88 cos2141.0 1.605 2420.01493mm=1.891 mm由于設(shè)計(jì)的是軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)，其主要失效是齒面疲勞點(diǎn)蝕，取mn =2 mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d 1 =69.345 mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是z1d1cosmn69.345cos14 =33.642取 z1 =34 ，則 z2 z1=3 x 34=1024、幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算中心距z1 z2 mn2cos34 102 2 mm=140.163 mm2 cos14將中心距圓整為 141 mm 。 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角z1 z2 m

33、n34 102 2arccos 1 2 n arccos=15 18 142a 2 141因 值改變不多，故參數(shù)a,K ,ZH 等不必修正。d1z1mncos（3）計(jì)算打、小齒輪的分度圓直徑34 2 =70.5 mmcos15 1814z2mn102 2d2 2 n =211.5 mm2 coscos15 1814（4）計(jì)算齒輪寬度： b dd1=1 x 70.5=70.5 mm圓整后取 B2 =71 mm ； B1=76 mm齒輪的主要參數(shù)高速級(jí)低速級(jí)齒數(shù) z2911734102中心距 a112.852140.163法面模數(shù) mn1.52端面模數(shù) mt1.5792.553螺旋角14 1751

34、151814法面壓力角 n2020端面壓力角 t20 3511204027齒寬 b50457671齒根高系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值 han*11齒頂高系數(shù) h* at han* cos 0.96900.9810齒頂系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值 c*0.250.25當(dāng)量齒數(shù) zv26.272106.18426.27278.817分度圓直徑 d44.89181.10970.5211.5齒頂高 ha1.52齒根高 hf1.8752.5齒全高 h3.3754.5齒頂圓直徑 da47.89184.10974.5215.5齒根圓直徑 df41.14177.35965.5206.5五）軸的設(shè)計(jì)1、中間軸的設(shè)計(jì)1）作用在齒輪上的力高速級(jí)齒輪上

35、的力低速級(jí)齒輪上的力Ft2Fr2Fa2Fr1Fa12T1d1Ft2 tan2 359561598.76N44.891598.76 tan20600.5N cos cos14 1751Ft2 tan1598.76 tan14 1751 407.44N2T2d2Ft1 tancosFt2 tan2 141900 4025.53N70.54025.53 tan201519Ncos15 18144025.53 tan15 18514 1101.56N2）確定軸的最小直徑因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及機(jī)構(gòu)無(wú)特殊要求，故選45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，取 C=135.dmin C3 np22 135 3 233.41

36、.3257 34.09mm取 dmin =35 mm3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的裝配方案如下：1）查手冊(cè)取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)的單列圓錐滾子軸承30307. 其尺寸 d x D x T=35 mmx80 mmx22.75 mm。故dI II dV VI 35mm。 l I A lD VI 22.75mm 。軸承用套 筒定位。2）取 dII III dIV V 40mm 。齒輪用軸肩定位，軸肩高度 h=（0.07-0.1） dII III =3。軸環(huán)寬度 b 1.4h=6. 左端齒輪寬度 B1=76, 為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪軸II-III 段的尺寸應(yīng)略短于齒輪寬度故取 lII III =

37、74 mm，同樣由 B2=45 mm取lV VI =43mm。3）齒輪端面距機(jī)體內(nèi)壁的距離 2 =8 mm取 2=10 mm ，滾動(dòng)軸承和內(nèi)壁應(yīng)有一段距離 s=4mm4）軸上零件的周向定位齒輪和軸的周向定位采用平鍵連接。 按 dII III 查得平鍵截面 b x h=12 mmx8mm鍵長(zhǎng) L=63 mm，鍵 槽距軸肩距離為 5mm ，同時(shí)為了保證齒輪和軸配合有良好的對(duì)中性，選擇齒輪和軸的配合為 H7 ，同樣按 d IV V 選用平鍵 b x h x L=12 mm x8 mm x36 mm ，鍵槽距軸肩距離為 3mm 。齒 n6輪和軸配合為H7。n65）確定圓角和倒角查表 1-27 取軸端倒

38、角為 C1.6，軸環(huán)兩側(cè)倒圓角 R=4 mm ，其余倒圓角 R=2 mm4）中間軸的校核為使中間軸上的軸向力相互抵消，高速級(jí)上小齒輪用左旋，大齒輪用右旋。低速級(jí)上小齒輪用右旋，大齒輪用左旋。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)，做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖Fr?Fh2rta536 5.27E -MhlMh2hJMhMv2TnTnrrrmlFhl1Fh2FtlM a1Ma2Fa1 d1 1101.56 70.5 N mm=38800 N mm a1 2 270.5N mm24100 N mm2Fa2 d2 407.4437.5Fr 2 Ma1 MA2 37.5 64.5 Fr1 Fv153 64.5 37.537.5 600.5

39、38800 24100 102 1519 N=-1155水平方向：64.5 37.5 Ft1 37.5Ft264.5 37.5 4025.53 37.5 1598.76Fh1 t1 t2 N =2237.5 64.5 53 15562.26NFh2 Ft1 Ft2 Fh1 =40205.53N-1598.76N-2262.26N=164.51N鉛垂方向：將各力移到軸心，產(chǎn)生附加彎矩 M a1、M a2260NFv2 Fr2 Fr1 Fv1 =600.5N-1519N- (-1260N)=314.5NB 截面的彎矩M h1 53Fh1 53 2262.26N mm 1.2 105 N mmMv1

40、 53Fv1 53 1260N mm 6.678 104 N mmC 截面的彎矩3Mh2 37.5Fh2 37.5 164.51N mm 6.17 103 N mmMv2 37.5Fv2 37.5 314.5N mm 1.18 104 N mm扭矩 T 1.419 105 N mm由彎矩、扭矩圖可知 B 截面為危險(xiǎn)截面。 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度： 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上受最大彎矩和扭矩的截面。 （危險(xiǎn)截面）因軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 a=0.6。B 截面的總彎矩 ： M BM h21 M v1 M a1 2 1.6 105 M P a計(jì)算應(yīng)ca2aTBMPa =25

41、.04 MPa(1.6 105)2 0.6 1.419 105 230.1 403前面已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得 1 60MPa 。 ca 1 ，故安全。2、高速軸的設(shè)計(jì)1）作用在齒輪上的力Ft22T1 2 35956d144.891598.76NFr2 Ft2 tan1598.76 tan20 600.5Nr 2 cos cos14 1751Fa2 Ft2 tan1598.76 tan14 1751 407.44N2）確定軸的最小直徑因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及機(jī)構(gòu)無(wú)特殊要求，故選45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，取 C=135.dmin100 960 17.7mm該段軸上有一鍵槽，將

42、計(jì)算值加大3%， dmin 應(yīng)為 18.32 mm（ 3）選擇聯(lián)軸器根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件擬用 HL 型彈性柱銷聯(lián)軸器。計(jì)算轉(zhuǎn)矩為TC KT 1.5 39.8N m 59.7N m式中： T聯(lián)軸器所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩P4T 9550 9550 N m 39.8N mnm960K 工情況系數(shù)，查有關(guān)教科書得：工作機(jī)為帶式運(yùn)輸機(jī)時(shí)K=1.25 1.5. 該處取 K=1.5.由手冊(cè) HL 型聯(lián)軸器中 HL1型聯(lián)軸器就能滿足傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求（ Tn=160NmTc）。但其軸孔直徑 范 圍 為 d=（12 22）mm, 滿 足 不 了 電 動(dòng) 機(jī) 周 徑 （ d=38 ） 的 要 求 ， 最 后 選 擇 HL

43、3 型 聯(lián) 軸 器 （Tn=630N m,n=5000 r/minn ）.其軸孔直徑 d=（30 42）mm,可滿足電動(dòng)機(jī)的軸徑要求。半聯(lián)軸 器長(zhǎng)度 L=112 mm,半聯(lián)軸器和軸配合的孔轂長(zhǎng)度 L1 84mm 。最后確定減速器高速軸軸伸處的直 徑d min 30mm4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的裝配方案如下1）dI II 30mm 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， I-II 軸段右端需制出一軸肩， 故 II-III 段的直徑 dII III 33mm; 左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑 D=40 mm 。為了保證軸端擋圈不壓在軸的斷面上，I-II 段的長(zhǎng)度應(yīng)比L1 短一些，現(xiàn)取l I II 8

44、2mm 。2）初步選擇軸承。因軸承同時(shí)收到徑向力和軸向力的作用，參照工作要求并根據(jù)dII III 33mm ，由 手 冊(cè) 查 取 0 基 本 游 隙 組 ， 標(biāo) 準(zhǔn) 精 度 等 級(jí) 的 單 列 圓 錐 滾 子 軸 承 30307 其 d D T 35mm 80mm 22.75mm ，故 dIII IVI dVI VII 35mm。 l VI VII 22.75mm3）軸承端面應(yīng)和箱體內(nèi)壁保持一定的距離。軸承端面到箱體內(nèi)壁距離3 4mm ，齒輪端面到內(nèi)壁的距離 2 =12mm 。為了保證軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)于軸承添加潤(rùn)滑脂的要求取端蓋和半聯(lián) 軸器的距離為 30mm.所以 lII III 42m

45、m4）軸承用軸肩定位，取軸肩高度為3mm，則 dIV V 41mm. 至此已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。5）齒輪和軸的周向定位采用平鍵連接。按dI II 查得平鍵截面 b x h=8 mmx7mm鍵長(zhǎng) L=70 mm，鍵槽距軸肩距離為 5mm6）確定圓角和倒角查表 1-27 取軸端倒角為 C1.6，定位軸承的軸肩倒圓角 R=2 mm，其余倒圓角 R=1mm3、低速軸的設(shè)計(jì)1）作用在齒輪上的力Ft12T22 141900Fr 1d270.54025.53NFt1 tancos4025.53 tan20cos15 18141519NFa1 Ft2 tan4025.53 tan15 18514

46、1101.56N2） 確定軸的最小直徑因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及機(jī)構(gòu)無(wú)特殊要求，故選 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，取 C=112.p2 3.265dmin C3 n2112 78 mm 38.9mm3）選擇聯(lián)軸器630取 K=1.3 由 dmin =38.9 mm 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩： TC KT3 1.3 38.9N m 50.57N m 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，由dmin =38.9 查表選取 LH3 型聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為N m。半聯(lián)軸器孔徑 d1=40 mm ,軸孔長(zhǎng)度 L1=84 mm（ 4） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 軸的裝配方案如下1）dVII VIII d1 40mm 為了滿足半聯(lián)軸器的

47、軸向定位要求， VII-VIII 軸段左端需制出一軸肩， 故 VI-VII 段的直徑 dII III 46mm; 左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=50mm 。為 了保證 軸端 擋圈不 壓在 軸的斷 面上 ， VII-VIII 段 的長(zhǎng) 度應(yīng)比 L1 短 一 些， 現(xiàn)取 lVII VIII 82mm 。2）初步選擇軸承。 因軸承同時(shí)收到徑向力和軸向力的作用，參照工作要求并根據(jù) dVI VII 46mm ，由 手 冊(cè) 查 取 0 基 本 游 隙 組 ， 標(biāo) 準(zhǔn) 精 度 等 級(jí) 的 單 列 圓 錐 滾 子 軸 承 30310 其 d D T 50mm 110mm 29.25mm，故 dI

48、 II dV VI 50mm。 l V VI 29.25mm3）軸承端面應(yīng)和箱體內(nèi)壁保持一定的距離。軸承端面到箱體內(nèi)壁距離3 4mm ，齒輪端面到內(nèi)壁的距離 2 =12mm 。為了保證軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)于軸承添加潤(rùn)滑脂的要求取端蓋和半聯(lián) 軸器的距離為 30mm.所以 lVI VII 42mm4）取 dII III 56mm 。齒輪右端用軸肩定位， 軸肩高度 h=（0.07-0.1） dII III =5。軸環(huán)寬度 b1.4h=10. 左端用套筒定位，齒輪寬度 B2=71, 為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪軸II-III 段的尺寸應(yīng)略短于齒輪寬度故取 lII III =69 mm ，至此已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。5）聯(lián)軸器和軸的周向定位采用平鍵連接。按dVII VIII 查得平鍵截面 b x h=12 mmx8 mm 鍵長(zhǎng)L=70 mm,鍵槽距軸肩距離為 5mm6）確定圓角和倒角查表 1-27 取軸端倒角為 C1.6，軸環(huán)左側(cè)倒圓角 R=5 mm ，軸環(huán)右側(cè)倒圓角 R=4 mm ，定位軸承的 軸肩倒圓角 R=4 ，其余倒圓角 R=2 mm六）軸承壽命的校核1、中間軸承的校核選用的是圓錐滾子軸承，為縮短支撐距離選擇正裝。1）軸承所受的軸向力和徑