二級減速器中間軸的設計

1、二級減速器的設計說專業(yè)姓名學號 目錄一設計任務2題目2傳動方案2原始數(shù)據(jù)2二低速齒輪的設計2TOC o 1-5 h z選精度等級材料2按齒面接觸疲勞強度設計2按齒根彎曲強度設計4幾何尺寸設計5三.中間軸及其軸承裝置和鍵的設計6作用在齒輪上的力6初定軸的最小直徑6確定軸的各段直徑和長度6軸的受力分析彎矩計算7受力彎矩和扭矩圖9選用校核鍵9校核軸的強度9校核軸承和計算壽命9四參考資料10設計內(nèi)容一.設計任務1.題目結(jié)果計算內(nèi)容與說明現(xiàn)已知輸入軸及高速級齒輪的各項數(shù)據(jù)如下，且經(jīng)校核均滿足強度要求。試設計一二級展開式斜齒輪圓柱齒輪減速器的中間軸。高速級齒輪中心距a119mm螺旋角卩=14。53/mm材

2、料齒數(shù)分度圓直徑齒厚小齒輪40Cr3674.580大齒輪45鋼79163.575 # 2.傳動方案3.原始數(shù)據(jù)輸入端轉(zhuǎn)速為320r/min；輸出端轉(zhuǎn)速為67r/min；電機功率P=5000W。且各部位傳動效率為：聯(lián)軸器（彈性）耳0.99,軸承耳0.99,齒輪耳0.97。123二.低速齒輪的設計1選精度等級、材料及齒數(shù)，齒型確定齒輪類型：兩齒輪均為標準圓柱直齒輪材料選擇：小齒輪材料為（調(diào)質(zhì)），硬度為，大齒輪材料為鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為。運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用級精度由輸入端轉(zhuǎn)速為320r/min,輸出端轉(zhuǎn)速為67r/min，可以得到傳動比in：n32067=4.78總14令i1.4i，

3、則i1.848，取z26，則z=4812234i4.78總1.8482z263z4842.按齒面接觸疲勞強度設計由設計計算公式進行試算，即小齒輪分度圓直徑滿足:iTTd2.3231t3du+1.Z()2UH設計內(nèi)容計算內(nèi)容與說明結(jié)果 設計內(nèi)容計算內(nèi)容與說明結(jié)果 1）確定公式各計算數(shù)值，試選載荷系數(shù)K1.3t小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為：T3.67X105N，mm2由表可查得，齒寬系數(shù)ed1，彈性影響系數(shù)ZE198.8MPa1/2。小齒輪的接觸疲勞強度極限%li1600MPaHlim1大齒輪的接觸疲勞強度極限550MPaHlim2計算應力循環(huán)次數(shù)：N60njL60X320 x1x（2x8x300 x15）

4、=1.481x10911hN1.481X109/18470.748x1092由表可得接觸疲勞強度系數(shù)KHN10.96KHN21.05KtL3T3.67x105Nmm2叫600MPa-55MPaHlim2KHN10.96計算接觸疲勞強度許用應力，取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1,得KHliml0.96x600MPa=576MPaH1SH2Khn2Hlim21.05x550MPa=577.5MPa2）試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入H中的較小值,KHN21.05d2.323367X105遁（空）294.43mm1t311.855763）計算圓周速度v：v兀仏二計算潭60.611m/s60 x10

5、0060 x10004）計算齒寬b：b二d1x94.43=94.43mmd1t計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)為mdiz94.43：26=3.63mmnt1/3齒高為h2.25m2.25x3.63=8.17mmnt1tv0.611m/sb94.5mmm3.63mmnth8.17mm 設計內(nèi)容計算內(nèi)容與說明故b/h=94.43/8.17=11.565）計算載荷系數(shù)K根據(jù)v=1.14加/s,7級精度，由表可查得動載荷系數(shù)KV=1.07假設KAFt/b3-1-Fa半3dZ12gf3.按齒根彎曲強度設計1）確定公式內(nèi)的計算數(shù)值由表可得，小齒輪的彎曲疲勞強度極限gFE1=500MPa大齒輪的彎曲疲勞強度極限

6、gfe2=380MPa彎曲疲勞壽命系數(shù)為：KFN1=85KFN2=882）計算彎曲疲勞許用應力取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1.4，由表可得g=Kfn1Gfe1=0.85x500MPa=303.57MPaf1S1.4g=Kfn2GFE2=0.88x380MPa=238.86MPaF2S1.43）計算載荷系數(shù)K=KKKK=1x1.07x1x1.35=1.4445AVFaFP4）查取齒形系數(shù)由表可查得YFa1=2.65YFa2=2.212結(jié)果KV=1.07KA=1k=k=1HaFaKFp=1.35K=1.429HPK=1.529m=3.83kfn1=0.85kfn2=88g=303.57MPaF

7、11Lg1=238.86MPaF2K=1.445 設計內(nèi)容計算內(nèi)容與說明結(jié)果5）查取應力校正系數(shù) #由表可查得YSai1.58Y1.774Sa25）計算大小齒輪的YY心，并比較FaSaF # #Y2.65x1.58YY2.212x1.774238.860.01643Fa1Sal0.013/9,Fa2Saa303.57QF1F2可見，大齒輪的數(shù)據(jù)大。6）設計計算2XgX158X15,0.016432.27mmm2.27mm1,262 d94.5mm3z383z714對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，可取有彎曲強度算得的模數(shù)2.27,并就近圓整為標準值m

8、=2.5mm。但為了同時滿足接觸疲勞強度，須按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d94.43mm來3計算應有的齒數(shù)。于是有Zd/m37.8，取Z38313大齒輪齒數(shù)ZiZ1.857x38=70.6取Z=714.幾何尺寸計算1）計算分度圓直徑dZm38x2.5=95mm3dZm71x2.5=177.5mm42）計算齒根圓直徑dm（Z一2.5）2.5x（38一2.5）=88.75mmf33dm（Z一2.5）2.5x（712.5）=171.25mmf443）計算中心距a（d+d）/2（95+177.5）/2=136.25mm34d95mm3d178mm4d89mmf3d171mmf4a136mmd1取B9

9、5mmB100mm432T2x3.67x1055）驗算：F亍7726.3N954）計算齒寬bd1x94.43=94.43mm3B100mm3B95mm443434設計內(nèi)容計算內(nèi)容與說明結(jié)果Kf1x77263=81.82N/mm,100N/mm，故合適。b94.43滿足要求。三.中間軸及其軸承裝置鍵的設計1.作用在齒輪上的力中間軸上的功率P=4.8kw,轉(zhuǎn)速為n=123.6r/min22轉(zhuǎn)矩T=3.67105N-mm21）對于高速大齒輪，有Ft1Fr12T2x3.67x105=2=4489.3Nd163.52tana=Ftan20。n=4489.3x=1690.7Nt1coscos14.88F二

10、4489.3Nt1F=1690.7Nr1F二1192.8Na1F=Ftan=4489.3xtan14.88。=1192.8Na1t12）對于低速小齒輪:，有95F二呂=267105二7726.3N1232.初定軸的最小直徑選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表可得，取A。=112,于是由公式初步估算軸的最F二7726.3N12F二2812.INr2F=Ftana=7726.3xtan20。=2812.1Nr212 # #d=38mmmin3.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度中間軸的結(jié)構(gòu)布置）初選型號的深溝球軸承參數(shù)如下小直徑:d=A詁P/n=112護4.8/123.6=37.9mmmin

11、。22取整d=38mm,這是安裝軸承處軸的最小直徑dmin1 # #dxDxB=45x85x19d=52mmD=78mm基aa 設計內(nèi)容4.軸的受力分析、彎距的計算計算內(nèi)容與說明結(jié)果本額定動載荷CrC20.5KNr31.5KN基本額定靜載荷故dd45mm。軸段和1-的長度與軸承寬度相同故取l1ddd52mm，26aC31.5KNrC20.5KNrl19mm，7l24mm62）軸段上安裝低速級小齒輪為便于齒輪的安裝d3應略大于J可取d355mm。齒輪左端用套筒固定為使套筒端面頂在齒輪左端面上即靠緊軸段的長度13應比齒輪轂長略短若轂長與齒寬相同已知齒寬b100mm，取l=95mm。13小齒輪右端用

12、軸肩固定由此可確定軸段的直徑軸肩高度h=0.07O.1d取d58mm/=1.4h故取l444）軸段上安裝高速級大齒輪為便于齒輪的安裝8mmd5應略大與-可取d555mm。齒輪右端用套筒固定為使套筒端面頂在齒輪右端面上即靠緊軸段的長度l應比齒輪轂長5略短若轂長與齒寬相同已知齒寬b75mm，取l70mm。5取齒輪齒寬中間為力作用點，則可得L81mm,L=90mm，L=68mm1231）計算支承反力:在水平面上FaxXL3+F2x(L2+L3)6384.8NFAYF1192.8N，a1FF,F-F5830.5NBXt112AX在垂直面上:FL+Fdy2+Fx(L+L)M0,F=43si2r22324

13、69.8NBAZL+L+L123dd45mm17ll19mm17dd52mm26l24mm6d55mm3l95mm3l8mm4d55mm5l70mm5L81mm1L90mm2L68mm3F6384.8NAXF1192.8NAYF5830.5NBXF2469.8NAZF2033NBZ 計算內(nèi)容與說明結(jié)果故FF+FF2033NBZr1r2AZ總支承反力：F=Jf2+F2+F2=(6384.82+1192.82+2469.82=6949NAyAXAYAZF6949NAF6174.8NBF=JF2+F2=j5830.52+20332=6174.8NBVBXBZ2）計算彎矩在水平面上：M=FxL=583

14、0.5x68=396474N.mm1BXBX3MFxL6384.8x81=517168.8N.mm2AXAX1MM396474N.mm1X1BXMM517168.8N.mm2X2AX在垂直面上MFxL138244N.mm1BZBZ3MFxL+Fxdy/169256.8N.mm1BZBZ3a1/2MFxL200053.8N.mm2AZAZ1MM138244Nmm1z1BZMM169256.8Nmm1z1BZMM200053.8Nmm2Z2AZ故MJm2+M2419884.5Nmm11X1ZMJm2+M2431090.7Nmm1V1X1ZM419885Nmm1M二431091Nmm1M554512

15、Nmm2MJm2+M25545123Nmm22X2Z2）計算轉(zhuǎn)矩TT3.67x105Nmm2受力、彎距和扭距圖設計內(nèi)容 設計內(nèi)容5受力彎矩和扭矩圖計算內(nèi)容與說明結(jié)果6.選用校核鍵1）低速級小齒輪的鍵由表選用圓頭平鍵（A型）bh=1610L=50mmk=0.5h=5mml=L-b=34mm2T由公式可得，c=2=32.6MPapkdl查表，得cp=100120MPacpcp，鍵校核安全2）高速級大齒輪的鍵由表選用圓頭平鍵（A型）bh=1610k=0.5h=5mml=L-b=54mm2T由公式，c=2=32.6MPapkdlL=70mm查表，得Qp=100120MPacpcp,鍵校核安全c=32.6MPap7.按彎扭合成應力校核軸的強度由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，2處當量彎矩最大，的應力集中，為危險截面。根據(jù)以下公式，取二0.6，得并且有較多c=；M2+（T）2/W=43.2MPa2a2由表可查得g_=60MPa,cQ，校核安全。丄2a1c=43.2MPa2acc2a，1 # #8.校核軸承和計算壽命1）校核軸承A和計算壽命徑向載荷F=x-F2+F2=6845.8NAr*AXAZ軸向載荷F=F=1192.8NAaAYF/F=0.174e，查表得X=1,Y=0,f=1.01.2,取AaArp 設計內(nèi)容計算內(nèi)容與說明f1.0,故pf(XF+YF)6845.8NpApArAa結(jié)果因為P,C