雙級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

雙級(jí)圓柱齒輪速器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄一設(shè)任書…

……

2二傳方的析擬……三電機(jī)選與算…四傳比分…………3五傳裝的動(dòng)動(dòng)參的擇計(jì)………六傳零的計(jì)算軸零件初選……七聯(lián)器選及算………………八鍵接選及算……16九軸強(qiáng)校計(jì)………十滾軸壽的核算…十、滑密…………十、體附的構(gòu)計(jì)選………………十、計(jì)結(jié)…………十、考料…………-0-

計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-1-

ww一

設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)帶式傳輸機(jī)傳動(dòng)裝置中的雙級(jí)圓柱齒輪減速器。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及工作條件：F=4600N;V=0.4m/s;D=400mm；生產(chǎn)規(guī)模：中小批量；工作環(huán)境：多塵；載荷特性：平穩(wěn)；工作期限：5年兩班制。設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：1.設(shè)計(jì)由減速器裝配圖1張零圖2張包括低速軸和低速軸上大齒輪及設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份組成;2.設(shè)計(jì)中所有標(biāo)準(zhǔn)均按我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)用，設(shè)計(jì)說(shuō)明書應(yīng)按規(guī)定紙張及格式編;3.設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)說(shuō)明書必須按度完成，經(jīng)指導(dǎo)教師審查認(rèn)可后，才能給予評(píng)分或答辯。

F=4600N;V=0.4m/s;D=400mm二

傳動(dòng)方案分析與擬定根據(jù)已知條件計(jì)算出工作機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速為

w

60v)600.4/(3.14400r

.11r/min為防止過(guò)載以及過(guò)載而引起的安全事故，可擬定傳動(dòng)方案為：外部帶動(dòng)內(nèi)部雙級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)。機(jī)構(gòu)整體布置如圖一：

n=19.11r/min圖傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-2-

三．電機(jī)類選

電動(dòng)機(jī)的擇與計(jì)算根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。．電機(jī)功工作機(jī)有效功率:P=Fv/1000=4600×0.4/1000kW=1.84kW設(shè)電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總效率為η，并設(shè)ηη，，，η分為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪傳動(dòng)（設(shè)齒輪精度為動(dòng)軸承V帶傳動(dòng)以及滾筒的效率。查文獻(xiàn)4表2-2可：η=0.99，，η=0.99，η=0.95，η=0.96，由此可得：總效率：η=ηηηηη=0.99×0.97×0.99×0.95×0.96=0.8160電動(dòng)機(jī)所需功率：P=P/η=1.84/0.8160=2.255kW查文獻(xiàn)4表16-1選取電動(dòng)機(jī)的率為3.0。．電機(jī)速選在常用的同步轉(zhuǎn)速為1500和1000r/min兩之間選擇。前者的總傳動(dòng)比為75.35，后者的總傳動(dòng)比為，者雖然電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、價(jià)格低，但總傳動(dòng)比大。為了能合理地分配傳動(dòng)比，使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為r/min的動(dòng)機(jī)。．電機(jī)號(hào)定由功率和轉(zhuǎn)速查獻(xiàn)4表16-1選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為其載轉(zhuǎn)速為960r/min，表16-2，可得：中心高H=132mm；軸伸軸徑D=38mm軸外伸長(zhǎng)度E=80mm.

總效率：η=0.8160電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y132S-6四計(jì)算得內(nèi)外總的傳動(dòng)比

傳動(dòng)比的配n//mwi取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比1則減速器的總傳動(dòng)比

31因此，雙級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)傳動(dòng)比i2

1.3

16.754.666計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-3-

2m312311122232m3123111222333444低速級(jí)的傳動(dòng)比

3

i

16.75/2

減速器總傳動(dòng)比：五

傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力數(shù)的選擇和計(jì)

i=16.75高速級(jí)傳動(dòng)比：=4.666軸的速算n=960r/minnnr/min=320r/minn=n/ir/min=68.58r/minn=n/ir/min=19.10r/min軸的入率算P=P=2.255kWP=Pη=2.255×0.95kW=2.142kWP=Pηη=2.142×0.97×0.99kWP=Pηη=2.057×0.97×0.99kW軸的入矩算T=9550P/n=9550×·N·T=9550P/n=9550×··T=9550P/n=9550×··T=9550P/n=9550×·=987.5Nm將上述數(shù)據(jù)歸納總結(jié)如下表所示。表各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)

低速級(jí)傳動(dòng)比=3.590轉(zhuǎn)速

功率

轉(zhuǎn)

矩軸號(hào)

傳動(dòng)比i（r/min）

（）

電動(dòng)機(jī)輸960

2.25522.433出軸Ⅰ

3高速軸Ⅱ中間軸Ⅲ低速軸Ⅳ

32068.5819.10

2.1422.0571.975

63.925286.444987.5

4.6663.590計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-4-

n02ddn02dd六

傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算和系零部件的初選擇減器部動(dòng)—帶傳的計(jì)算（1、定算率PC兩班制工作，即每天工作16h，查閱文獻(xiàn)2-5得工況系數(shù)，P=KP=1.1×2.255kW=2.481kW（2、擇通V帶的型根據(jù)PkW、n=960r/min由文獻(xiàn)3圖2-7步選用A型。（3、取輪準(zhǔn)徑d和dd1d2由文獻(xiàn)3表2-6取d=125mm，取=0.02，則d

d2

n1d(1-d12367.5mm

)125-0.02

帶輪基準(zhǔn)直徑：d=125mm由文獻(xiàn)3表2-6取最接近的標(biāo)準(zhǔn)列值d=375mm（4、算速v

d=375mm

d11601000

3.14125960601000

/

6.28

/

因v在525m/s范內(nèi)，故帶速合適。（5、定心和的準(zhǔn)度Ld初定中心距的值范圍為

mm

a

0

mm初選中心距。由此計(jì)算所需帶長(zhǎng)為

安裝中心距：=592mmL

a0

2

d

1

d2d4a0[2500

(375125)375)24500

1816.25查閱文獻(xiàn)表，選擇基準(zhǔn)長(zhǎng)度L=2000mm由此計(jì)算實(shí)際中心距得aa)/20ddmmmm（6、算帶包α1

帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：Lmm計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-5-

1Q01Q01801

d2

d

57.3

小帶輪包角：α（7、定的數(shù)

125

57.3已知dd1=125mm，i=3，v=6.28，查文獻(xiàn)表2-1得P0=1.37kW，查文獻(xiàn)3表2-2得ΔP0=0.09；α=155.8°查文獻(xiàn)表得α=0.93；因Ld=2000mm，查文獻(xiàn)表2-4得KL=1.03，此PPzccP]PK000

L

(1.370.931.03

1.77

帶的根數(shù)：取z=2根

Z=2（8、定拉0單根普通V帶初拉力為F5000

cK

2.4810.93N（9、算軸Q1

6.282N

初拉力：F=170.7N壓軸力：F=667.6NsinN

155.8

N

小帶輪：頂圓直徑：d=130.5mm（10帶輪結(jié)設(shè)、小輪結(jié)設(shè)由于d=125mm所帶采用腹板式結(jié)構(gòu)，其頂圓直徑d=130.5mm≤，轂長(zhǎng)度L=45mm≤E=80mm故小帶輪1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。、大輪結(jié)設(shè)由于d=375mm≥300mm，所以帶采用輪輻式結(jié)構(gòu)，其頂圓直徑=380.5mm，轂長(zhǎng)度=60mm。計(jì)算與說(shuō)明

輪轂長(zhǎng)度：L=45mm大帶輪：頂圓直徑：d=380.5mm輪轂長(zhǎng)度：L=60mm主要結(jié)果-6-

安全系數(shù)：H安全系數(shù)：Hlim，F(xiàn)limHN/HS10d．高級(jí)動(dòng)輪設(shè)計(jì)高速級(jí)主動(dòng)輪輸入功率2.142，轉(zhuǎn)速r/min轉(zhuǎn)矩=63.925N·m，齒數(shù)比u=i=4.666，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，每天工16小時(shí)，預(yù)期壽命5年，動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。（1、擇輪材及熱理式小齒輪45鋼調(diào)處理，齒面硬度大齒輪45鋼正處理，齒面硬度190HBS（2、定用力確極應(yīng)σ和σHlimFlim許用接觸應(yīng)力σ=580MPa，σ=550MPa；許用彎曲應(yīng)力σ=220MPa，σ=210MPa。計(jì)應(yīng)循次數(shù)N，確壽系Z，YNNN160a3203004.6110

N

2

Ni

12

4.61

8

0.9910

8查文獻(xiàn)3圖3-7和得Z=1，Z=1；Y=1，Y=2.計(jì)許應(yīng)S1.0S

，則：ZS

min

580MPa2

limN2/H

min

550MPaY/F1MPa2STYN2/F2300（3、步定輪本參和要寸選齒類選用較平穩(wěn)、噪聲小、承載能力較強(qiáng)的斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。選級(jí)度初參

小齒輪1齒：Z=30大齒輪2齒：初選參數(shù)：，

Z

1

，Z＝Zu=30×4.666≈140，1,齒

Z=140變位系數(shù)：0.9寬系數(shù)

。

初計(jì)齒主要寸

齒寬系數(shù)：

d

0.9計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-7-

性系數(shù)E0.8dH性系數(shù)E0.8dHHP121,22,由于載荷平穩(wěn)，取載荷系數(shù)根螺旋角查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z189.8;螺角系數(shù)為：;取重合度系數(shù)

Z

H

2.46

;彈Z

cos

0.992

；σ=550MPa，此，有d

2KT

u1??u

1.16392510.992189.8??mm0.9550

法面模數(shù)：44.177mm故：

m=1.5mmm

n

d1coscos10Z1

mm

mm取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=1.5，中心距m(ZZ)1.5）anmm129.4672cos2cos10圓整后取a=130mm。調(diào)整螺旋角：

中心距：a=130mmarccos

mzz)n12a

螺旋角：1115arccos

1.5140)21117''

分度圓直徑：計(jì)算分度圓直徑：

d=45.882mmd1nZ1

1.53017

mm

d=214.118mm45.882

mmd

2

mZ/n

1.5140cos1117

mm214.118

mm

圓周速度：計(jì)算圓周速度：

v=0.768m/sv1/(601000)0.768/s

3.1445.882320計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-8-

21V3,V3,YYY1.62S21V3,V3,YYY1.62S，F(xiàn)1F1a1af1f計(jì)算齒寬：大齒輪：，b2b45.882mm42小齒輪：b12~mm（4、驗(yàn)算齒彎疲強(qiáng)計(jì)算當(dāng)量齒:

;

大齒輪齒寬：b小齒輪齒寬：bZ

Zcos

13

30cos11

31.800Z

Z2cos

140cos

查圖得，齒形系數(shù)：

2.53

，2

2.18

；應(yīng)力修正系數(shù)：S

，Y

。取

Y

，則：

2KT?m1n

YFaSa1

1.5

1.620.7MPa

F2

Fa2Sa2YFa1Sa1125.6

1.832.531.62

122.3MPa齒根彎曲強(qiáng)度足夠。

錯(cuò)!找引源（5、輪構(gòu)計(jì)齒頂圓直徑：ddh2）mm48.882mm1

齒頂圓直徑：d=48.882mmd=217.118mmd

a

dha）mmmm齒根圓直徑：d2h-2）142.132mm計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-9-

2fa2hs33Hlim3Hlim42fa2hs33Hlim3Hlim4Flim3Flim4N3N3N4f2d(214.1182mm210.368mm高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果：

齒根圓直徑：d=42.132mmd=210.368mmZ

1

，

Z

2

，,12,,f2,12,n

錯(cuò)!未到用。

17''

,，對(duì)于高速軸上的小齒輪，鍵槽底面到齒根的距離過(guò)，故將其做成齒輪軸。齒輪跟軸的材料相同采鋼調(diào)質(zhì)處理于中間軸上的大齒輪為d≥，以做成腹板式結(jié)構(gòu)，其中，，δ，具體結(jié)構(gòu)如裝配圖上所0示。低級(jí)動(dòng)輪設(shè)計(jì)算低速級(jí)主動(dòng)輪輸入功率2.057，速68.58，轉(zhuǎn)矩T=286444·，數(shù)比u=i=3.590，向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，每天工作16小時(shí)，預(yù)期壽命年，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。（1選齒的材及處方大小齒輪均采用鋼表面淬火，齒面硬度取。（2確許應(yīng)力A．定限力和σHlimFlim許用接觸應(yīng)力σσ=1120MPa許用彎曲應(yīng)力σ=σB．算力環(huán)數(shù)，確定命數(shù)YN

NN3an）0.99N43/u8查圖表得，=1.0,Z=1.05;=Y=1。C計(jì)許用力安全系數(shù)：

/S

Hlim

，

F

1.5故有：計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-10-

3333333Sa343）

3

ZlimS

3

1120

MPaHP4

Zlim4S

4

1.1

MPa

34

YYlim33SminYY4N4Smin

35021.535021.5

466.7MPa（3初確齒輪本數(shù)主尺A．擇輪型初估齒輪圓周速度選較平穩(wěn)聲小承載能力較強(qiáng)的斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。．初步用8級(jí)精C初參數(shù)初選：10

，

Z

3

20

,≈，43

3

4

0

，齒寬系

小齒輪3齒：Z=30數(shù)0.5。D初計(jì)齒主尺

大齒輪4齒：Z=140變位系數(shù)：當(dāng)量齒數(shù)：ZV3cos

33

cos12

21.37

0齒寬系數(shù)：ZV

Zcos

43

cos12

76.93

d

0.5據(jù)此查得：取Y，；由于載荷平穩(wěn)，取載荷系數(shù)，：mn

3

KTcosY3zd

?

YYFaSaFP

3

2286444120.91.56?2466.7

mmmm（因?yàn)?/p>

YYYYYY比大所以上式將代入34FP3計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-11-

nnna;nnna;;取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)（取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)則低速軸與齒輪2發(fā)干涉，法面模數(shù)：故此處模數(shù)取大一點(diǎn)，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)中距

nm(ZZ)3.572)an342cos2cos12圓整后取。調(diào)整螺旋角：

mm164.597mm

中心距：(ZZn34

螺旋角：12

3.521651230''計(jì)算分度圓直徑：d

3

n

3

/cos

3.5cos12

mm

mm

分度圓直徑：d=71.739mmd

4

mZn

4

/

cos30''

mm

258.261

mm

d=258.261mm計(jì)算圓周速度：n/(601000)33.1471.73968.580.258/s

/s

圓周速度：v=0.258m/s符合估計(jì)值。計(jì)算齒寬：大齒輪：b4小齒輪：

371.739mm36

，

大齒輪4齒：b=36mmb34mmmm（4驗(yàn)輪齒面觸勞度

;

小齒輪3齒：b=41mm根據(jù)螺旋角查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z

H

彈性系數(shù)

取重合度系數(shù)0.8

螺旋角系數(shù)

Z

cos

120.989

，

則：

ZZZZE

2KTu13?2u322864443.5902.450.80.989363.590767.2MPaHP3計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-12-

a4ba4b

767.2MPa

HP4齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。（5齒結(jié)設(shè)計(jì)齒頂圓直徑：da3d3a2）mmmm

齒頂圓直徑：d=78.739mmd=265.261mmd

a4

ha）mm齒根圓直徑：f3d3-2mmmmd4fmm249.511mm高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果：

齒根圓直徑：d=62.989mmd=249.511mmZ

3

，

Z

4

72,34,34,,,34n

錯(cuò)誤未找引用源。

30''

,，對(duì)于中間軸上的小齒輪，鍵槽底面到齒根的距離過(guò)，故將其做成齒輪軸。齒輪跟軸的材料相同，均采用鋼，齒輪齒面表面淬火，軸經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于低速上的大齒輪，因?yàn)閐≥，所以做成腹板式結(jié)構(gòu)，其，，hs。體結(jié)構(gòu)如裝配圖上所示。4.初軸直及結(jié)的步計(jì)dC已知，最小軸徑的初算公式為

Pn

，軸的材料均選用鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得其許用應(yīng)力σ。（1、速因V帶動(dòng)的壓軸力會(huì)對(duì)軸端產(chǎn)生較大的彎矩所以C應(yīng)大值取則端直徑d

min

C

3

Pn

118

3

2.142320

mm22.24

mm計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-13-

2min2min3min3min4min4min2min2min3min3min4min4min在該軸段與V帶輪相配處開(kāi)有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將d增，得d=23.35mm,再根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查標(biāo)準(zhǔn)尺寸，取d。步設(shè)計(jì)其結(jié)如下圖所示：

高速軸最小軸頸：d圖2.低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2、間取C=110，：d

min

C

3

Pn

110

3

2.05768.58

mm34.18

mm

中間軸最小軸頸：d=40mm在該軸段與齒輪相配處開(kāi)有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將增，=35.89再根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并考慮到滾動(dòng)軸承的選型，取d=40mm初步設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖3.中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3、速取C=110，：d

min

C

3

Pn

1.9751103mm51.63mm19.10

低速軸最小軸頸：d=55mm在該軸段與聯(lián)軸器相配處開(kāi)有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將d增，d=54.21mm,再根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查標(biāo)準(zhǔn)尺寸，取d=55。步設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如下圖所示：計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-14-

0rrA120rrA12圖4.低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初滾軸根據(jù)傳動(dòng)特征：載荷平穩(wěn)，中載低速，有軸向和徑向載荷，初選圓錐滾子軸承，選擇型號(hào)結(jié)果如下表所示。表2.軸承代號(hào)及其尺寸性能軸種類軸代號(hào)dDTBCC/kNC/kN高速軸30207357218.25171554.263.5中間軸30208408019.75181663.074.0低速軸302136512024.752320120152由于三根軸上的齒輪圓周速度均小于，以這三對(duì)圓錐滾軸承均采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。

滾動(dòng)軸承選型結(jié)果：高速軸：30207中間軸：30208低速軸：30213七

聯(lián)軸器的擇及計(jì)算低軸工機(jī)間聯(lián)軸由于軸的轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，又因?yàn)闇p速器與工作機(jī)常不在同一機(jī)座上，要求有較大的軸線偏移補(bǔ)償，因此選用承載能力較高的剛性可移式聯(lián)軸器，此處選用GICL型形齒式聯(lián)軸。計(jì)算轉(zhuǎn)矩，根據(jù)文獻(xiàn)3表9-1取工作情況系數(shù)K=1.5，則：Tca

KA4

1.5987.5N

?

m

N

?

m

低速軸與工作查表，選擇聯(lián)軸器型號(hào)：即選聯(lián)軸器為GICL3型聯(lián)軸器。其主要尺寸如下表所示：表3.GICL3型鼓齒式聯(lián)軸器動(dòng)端基本尺寸

機(jī)間聯(lián)軸器GICL3聯(lián)軸錯(cuò)誤未到用型號(hào)

軸孔類型

鍵槽類型

d

L

源。GICL3型

A型計(jì)算與說(shuō)明

5511295

55112JB501T主要結(jié)果-15-

PPPPPPPPPPPPPPPPPP八

鍵連接的擇及計(jì)算大輪高軸間的計(jì)計(jì)大帶輪與高速軸連接處軸頸初步選用型，用鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力σ為，取σ。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱寸寬高該軸段長(zhǎng)度故據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可取鍵長(zhǎng)其有效長(zhǎng)度為。速軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩T=63.925，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：

大帶輪與高速軸間鍵：鍵8X40GB/T1096

P

Tdhl

40.032

Pa47.56]P該鍵滿足強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。中軸其大輪鍵的計(jì)計(jì)中間軸上大齒輪與中間軸連接處軸頸初步選用型鍵，采用鋼質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)σ為，[σ。標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺寸：寬度，度。軸段長(zhǎng)度，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長(zhǎng)其效長(zhǎng)度為。間軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩T=286.444N·m，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：

中間軸與其上大齒輪間鍵：鍵B12X32GB/T1096

P

Tdhl

40.032

PaMPa]P故該鍵滿足強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。低軸其大輪鍵的計(jì)計(jì)低速軸上大齒輪與低速軸連接處軸頸初步選用型鍵，采用鋼質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)σ為，[σ。標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺寸：寬度，度。軸段長(zhǎng)度，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長(zhǎng)其效長(zhǎng)度為。速軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩T=987.5，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：

P

Tdhl

4

PaMPa]P故該鍵強(qiáng)度過(guò)低，由于受到軸段長(zhǎng)度限制，該鍵不適合再作加長(zhǎng)處理?？紤]采用低軸與其雙鍵結(jié)構(gòu)，兩鍵按°稱布置?？紤]到載荷布的不均勻性，在強(qiáng)度校核中按1.5個(gè)鍵計(jì)算。故采用雙鍵結(jié)構(gòu)后，每個(gè)鍵所受擠壓應(yīng)力為：

大齒輪間鍵：鍵20X28

P

MPa]1.5

GB/T1096從而滿足了強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。低軸工機(jī)鍵設(shè)計(jì)計(jì)工作機(jī)與低速軸連接處軸頸初步選用型，用鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力σ為，σ。標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-16-

4t14t1寸：寬度，高度。該軸段長(zhǎng)度，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長(zhǎng)低速軸與工作，有效長(zhǎng)度為。速軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩T=987.5N·m由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)為：

機(jī)間鍵：鍵16X90GB/T1096

P

T4dhl

Pa97.05]P該鍵滿足強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。九

軸的強(qiáng)度核計(jì)算高軸（1、算輪力齒輪的周：263.925

NN

齒輪1受：圓周力：齒輪的向：Frt

tancos

tan2017''

Nt1徑向力：齒輪的向：

1034.1r1（2、受簡(jiǎn)

Ftan117''554.5Na1t

軸向力：F554.5a1假定帶輪壓軸力的方向垂直向下的向向右看為順時(shí)針?lè)较蜉喓宵c(diǎn)的位置在上方，對(duì)于零件作用于軸上的分布力或轉(zhuǎn)矩均當(dāng)成集中載荷作用于軸上零件寬度的中點(diǎn)（后面的受力分析均作此假設(shè)據(jù)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的受力分析方法可知各分力的方向如圖所示。從而可進(jìn)一步作出其彎矩圖和扭矩圖。計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-17-

QrVAQrVA圖5.高軸的受力分析（3、算反鉛垂面內(nèi)支反力：(83F2Fa1(10455.75)667.6554.545.882/21034.1(1041455.0RFR(667.61034.11455.0)N246.7VBrVA水平面內(nèi)支反力：計(jì)算與說(shuō)明

高速軸鉛垂面內(nèi)支反力：RNVAR.7NVB主要結(jié)果-18-

tt

HA

55.7555.75(104(104

972.4

高速軸水平面內(nèi)支反力：RFR972.4)NHBtHA（4、算的矩并畫彎圖轉(zhuǎn)圖

1814.1

HAHB

972.4N1814.1．鉛面矩齒輪所在截面處彎矩有突變，故：左截面：M,v(a)

RVA

F104)Q(1455.0667.6N?

mm26479N?右截面：

mm,(a

)

55.75246.755.75

?

13754

?

支點(diǎn)處：M

VA

Q

104104

N

?

N

?

B．平彎M

H

(

a

)

R

HA

972.4104

N

?

101130N

?

分別作出鉛垂面和水平面上的彎矩圖，如圖（示。C．成矩齒輪所在截面左截面：M,(a)

M

2H(a)

M

v()

101130

2

26479

2

N?

mm104539

N?

mm齒輪所在截面右截面：M,()

M

2H(

a)

M

v()

101130

2

13754

2

N?

mm102061

N?

mm支點(diǎn)處：M

A

VA

N?

mm由此作出合成彎矩圖，如圖5）示畫出扭矩圖，如圖5（）所示，轉(zhuǎn)矩作用于齒輪所在截面與帶輪所在截面間的軸段。（5、算量矩軸單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，為安全起見(jiàn)，將其轉(zhuǎn)矩看成脈動(dòng)循環(huán)變化，取=0.6，則：齒輪所在截面左截面：M

,()

M

,2(a)

)

2104539263925)2?mm111353N?mm計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-19-

M,M,齒輪所在截面右截面：M

,,M()a)

)

2

102061

2

?mm109030N?mm支點(diǎn)處：

2A

T

2

2

(0.6N?N?（6、核、合強(qiáng)度分析可知，齒輪所在截面的左截面當(dāng)量彎矩最大，屬于危險(xiǎn)截面，此處軸頸mm,其彎模量W=0.1d3（3）mm3=7408.8mm3由此可得，軸上該處所受彎曲應(yīng)力為：)

W

MPa]顯然，軸的強(qiáng)度非常足夠。從而該軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。中軸（1、算輪力齒輪的周：

齒輪2受：圓周力：t

2

2675.6t徑向力：齒輪的向：FFr2t

cos

201

N

992.9Nr軸向力：齒輪的向：

F532.4aFtanat2

2675.617''齒輪的周：

齒輪3受：t3

2

7979.7N

圓周力：Nt3齒輪的向：

徑向力：FFr3t3

tancos

2038'30''

2976.5N

2976.5r3軸向力：齒輪的向：Fat3

38'30''N1789.8N

F1789.8Na3（2、受簡(jiǎn)按照前面所作假定，可畫出中間軸的受力如下圖所示。計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-20-

圖6.中軸的受力分析計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-21-

（3、算反鉛垂面內(nèi)支反力：

中間軸鉛垂面內(nèi)支反力：R

FF56.25F/F/rr256.25)

RVA

2976.5(5156.25)992.971.793/532.4214.118

N

R1594.7NVB2374.7NRVB

r2r3

2374.7)1594.7水平面內(nèi)支反力：HA

(5156.25)56.25t3t2(53.25)

中間軸水平面內(nèi)支反力：7979.7)2675.25(535156.25)4381N

HAHB

4381923.1N

(7979.72675.6923.1tt2HA（4、算的矩并畫彎圖轉(zhuǎn)圖．鉛面矩齒輪3所截面處彎矩有突變，：左截面：M

(

R

53(2374.753)?mm127640N?mm右截面：

,,v(a)

M

,v()

F21789.871.793/?mm63392?mm齒輪2所截面處彎矩有突變，：右截面：M

v(b)

56.25(1594N?mm89702?左截面：

()

M

()

/2(89702214.1182)N?mm2232704?B．平彎MM

H(a)H(b)

RR

HA

53?N?mm923.1?mm?mm計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-22-

分別作出鉛垂面和水平面上的彎矩圖，如圖（示。C．成矩齒輪3所截面左面：M

()

M

a)

M

2()

2N?m267154N?m齒輪3所截面右面：M

,,(a)

M

a)

,,2()

?m243101?m齒輪2所截面左面：M

()

M

(b

M

b)

?61365?齒輪2所截面右面：M

,()

M

()

M

,,2(b

N?mm103646N?m由此作出合成彎矩圖，如圖6）示畫出扭矩圖，如圖6（）所示，轉(zhuǎn)矩作用于兩齒輪所在截面之間的軸段。（5、算量矩軸單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，為安全起見(jiàn)，將其轉(zhuǎn)矩看成脈動(dòng)循環(huán)變化，取=0.6，則：齒輪3所截面左截面：

ca)

M

()

267154?齒輪3所截面右面：M

ca(a)

M

,,(a)

)

2

2

(0.6286444)

2

N?297718N?mm齒輪2所截面左截面：M

,ca()

M,2)2(0.6286444)N?182493?()

齒輪2所截面右面：,,103646N?mmca)(b)（6、核、合強(qiáng)度分析可知輪所在截面的右截面當(dāng)量彎矩最大于險(xiǎn)截面處頸d=48mm,其彎模量W=0.1d3（×48mm=11059.23由此可得，軸上該處所受彎曲應(yīng)力為：(

M,,(W

11059

MPaMPa]60MPa又因?yàn)辇X輪2所截面的左截面軸頸較小且開(kāi)有一個(gè)鍵槽，并且該處當(dāng)量彎矩比較大也于危險(xiǎn)截面處軸d=43mm槽寬度b=12mm槽度t=5.0mm，所以其抗彎模量為計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-23-

3(d)W322d

3.145)32

36794.2mm從而可求得軸上該處所受彎曲應(yīng)力為(

MW

MPa26.9]MPa顯然，軸的強(qiáng)度非常足夠，從而該軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。低軸（1、算輪力齒輪的周：

齒輪4受：t4

987.5N0.258261

圓周力：Nt齒輪的向：

徑向力：FFrt

cos

2038'30''

2852.5N

Nr軸向力：齒輪的向：Fa4t4

7647.338'30''1715.2N

Fa4（2、受簡(jiǎn)按照前面所作假定，可畫出低速軸的受力如下圖所示。計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-24-

VAVA圖7.低軸的受力分析

低速軸鉛垂面（3、算反鉛垂面內(nèi)支反力：110F/r44110)2852.5110/2(56.25110)555.1N

內(nèi)支反力：R555.1VAR2297.4NVB計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-25-

HAHARVB

r

(2852.52297.4N

低速軸水平面內(nèi)支反力：水平面內(nèi)支反力：F1107647Rt4(56)(56.25)

5060HA2587.3HB

F(7647.32587.3NtHA（4、算的矩并畫彎圖轉(zhuǎn)圖．鉛面矩齒輪4所截面處彎矩有突變，：左截面：M

,v()

R

.2556.25)N?N?右截面：M

,,v(a)

(2297)?252714N?B．平彎M

H(a)

R

HA

.25N?284625?mm分別作出鉛垂面和水平面上的彎矩圖，如圖（示。C．成矩齒輪4所截面左面：M

(a)

M

(a)

M

2(a)

2N?mmN?m齒輪4所截面右面：M

,,()

M

a)

M

,,(

2527142N?m380625?mm由此作出合成彎矩圖，如圖7）示畫出扭矩圖，如圖7（）所示，轉(zhuǎn)矩作用于齒輪所截面與工作機(jī)所在截面之間的軸段。（5、算量矩軸單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，為安全起見(jiàn)，將其轉(zhuǎn)矩看成脈動(dòng)循環(huán)變化，取=0.6，則：齒輪4所截面左截面：

ca)

M

()

286333N?齒輪4所截面右面：M

ca(a)

M

,,(a)

)22987500)2N?mm704224?mm（6、核、合強(qiáng)度分析可知，齒輪4所在截面的右截面當(dāng)量彎矩最大，且此軸段開(kāi)有兩個(gè)鍵槽，屬計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-26-

于危險(xiǎn)截面，此處軸頸鍵寬度b=20mm，槽深度t=7.5，以其抗彎模量為3btd)W32d

3.143(7032

325286.3mm從而可求得軸上該處所受彎曲應(yīng)力為(

M,,(W

25286

MPa27.9MPa]MPab顯然，軸的強(qiáng)度非常足夠，從而該軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。十

滾動(dòng)軸承命的校核計(jì)速軸圓滾軸的命核軸承的支撐受力如圖8所示，由軸的受力易知：圖高速軸上軸承支撐受力FNFr1Fr2

R22N1750NHAR2246.7NNHB對(duì)于30207軸承，查得：，，此可求得其派生軸向力為：SS

Fr546.9N21.6Fr2572.2Y1.6兩軸承為正裝，且S12

，故有：計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-27-

rtrtFa22

，

FF554.5)N1126.7a2因?yàn)樵诤推椒€(wěn)，故取載荷系數(shù)fP，于軸承1，：F1126.7aFr1

，故有：F1750Pr1又，對(duì)于軸承，：FaFr

，故有：PfF183120142rPP因12軸承計(jì)算其壽命本定負(fù)荷C系取為f，滾子軸承的壽命指數(shù)=10/3，高速軸上軸承壽命為

高速軸上圓錐滾子軸承壽命：Lh

660n

2

C6trP1

54200

103

h6229年

L229年故，高速軸上所選的30207型錐滾子承是合用的。間軸圓滾軸的命核軸承的支撐受力如圖9所示，由軸的受力易知：圖中間軸上軸承支撐受力F.8NNaa2Fr1

R

2

2HA

2374.7

2

4381N4983Fr2

R21594.72923.12N1843HB對(duì)于30208軸承，查得，由此可求得其派生軸向力為：計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-28-

rtrtFSrN1557NY2S

Fr2NN22兩軸承為正裝，且S12

，故有：Fa22

，

FF1833.4N2因?yàn)樵诤推椒€(wěn)，故取載荷系數(shù)fP，于軸承1，：F1833.4aFr

，故有：PfFN5481N1r1又，對(duì)于軸承，：FaFr

，故有：PfFN20272r2PP因12軸承計(jì)算其壽命本定負(fù)荷C系取為f，滾子軸承的壽命指數(shù)=10/3，中間軸上軸承壽命為

中間軸上圓錐滾子軸承壽命：Lh

106603

106trP6068.581

630005481

103

h年年

L174年故，中間軸上所選的30208型圓錐滾子軸承是合用。速軸圓滾軸的命核軸承的支撐受力如圖10所，由軸的受力易知：圖10.低速軸上軸承支撐受力F1715.2Naa計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-29-

rt6rt6Fr

2225060N5090NHAFr2

R

2

R

2HB

.4

2

2N3460N對(duì)于30213軸承，查得，由此可求得其派生軸向力為：FSr1N169721.5FSr115322兩軸承為正裝，且S2

，故有：FNa1

，

FFNa2因?yàn)樵诤推椒€(wěn)，故取載荷系數(shù)fP，于軸承1，：FaFr1

，故有：PF5090N1r又，對(duì)于軸承，：Fa0.986Fr

，故有：f)(0.43412)NNPrP因21按軸承2計(jì)其壽命本定負(fù)荷度系數(shù)取為f，滾子軸承的壽命指數(shù)=10/3，低速軸上軸承壽命為

低速軸上圓錐滾子軸承壽命：Lh

10C10tr6047152

103

h1.062198年

L年故，低速軸上所選的30213型圓錐滾子軸承是合用。十一

潤(rùn)滑和密齒的滑由于齒輪的圓周速度較小，均小于故用油池油潤(rùn)滑由低速軸上大齒輪圓周速度較低（油深度可達(dá)的輪半徑，故主要考慮中間軸上大齒輪的浸油深度。中間軸上大齒輪的齒高較小，故使其浸油深度為10mm。齒輪齒面硬度為280~350HBS圓周速度小于0.5m/s，查得其潤(rùn)滑油粘度薦用值為計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-30-

/s(50攝氏由此選擇中荷工業(yè)齒輪油（GB/T5903-1995滾軸的滑

齒輪油池浸油潤(rùn)滑潤(rùn)滑油型由于齒輪圓周速度小于2m/s，故采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，并在軸承內(nèi)側(cè)安裝鑄造擋油盤號(hào)：以防止箱內(nèi)油進(jìn)入軸承使?jié)櫥♂屃鞒龌蜃冑|(zhì)。在裝配時(shí)將潤(rùn)滑脂填入軸承座內(nèi)，L-CKC460中負(fù)每工作3~6個(gè)補(bǔ)充一次潤(rùn)滑脂，每過(guò)一年，需拆開(kāi)清洗更換潤(rùn)滑脂。據(jù)減速器工荷工業(yè)齒輪油作要求，選用1號(hào)用鋰基潤(rùn)滑脂）滑。封本減速器中的密封只要是指軸承透蓋與軸之間采用氈圈油封，根據(jù)其軸頸分別選用氈圈和圈0。承座與軸承蓋間用密封墊圈密封。十二箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇箱

（）滾動(dòng)軸承脂潤(rùn)滑潤(rùn)滑脂型號(hào)：1號(hào)用鋰基潤(rùn)滑脂（減速器的箱體采用鑄造HT150）制成，采用分式結(jié)構(gòu)。為使機(jī)體有足夠的剛度）在機(jī)體加肋?？紤]到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱，采用浸油潤(rùn)滑，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起齒頂?shù)接统氐酌婢嚯x大鑄件壁厚為8圓半徑為R=5。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便。軸承與杯均選用凸緣式軸承蓋，其具體尺寸（見(jiàn)裝配圖上所示）依結(jié)構(gòu)而定。視蓋窺孔在機(jī)蓋頂部開(kāi)有窺視孔，能看到傳動(dòng)零件嚙合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作。根據(jù)減速器中心距選擇其具體尺寸，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開(kāi)窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6螺釘固（具體結(jié)參考裝配圖油指器選用油標(biāo)尺。油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出。油標(biāo)尺中心線與水平面呈°或大于°，并注意加工游標(biāo)尺凸臺(tái)和安裝游標(biāo)尺時(shí)，不與箱體凸緣或吊鉤相干涉，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)裝配圖。通孔由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡。本減速器選用通氣罩。啟螺啟蓋螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋。定銷為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度。吊計(jì)算與說(shuō)明

主要結(jié)果-31-

112112在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物.油塞放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，