機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)卷揚(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置中的二級圓柱齒輪減速器最終版

電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇見表1.表1電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果SKIPIF1<0選擇電動(dòng)機(jī)的類型根據(jù)用途選用Y系列一般用途的全封閉自冷式三相異步電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)功率卷筒所需圓周力為SKIPIF1<04.2KN卷筒所需功率為SKIPIF1<0由減速器設(shè)計(jì)實(shí)例精解表2-1取，V帶傳動(dòng)效率SKIPIF1<0帶=0.96，一對軸承效率SKIPIF1<0軸承=0.99，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)效率SKIPIF1<0齒輪=0.97，聯(lián)軸器效率SKIPIF1<0聯(lián)=0.99，則電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)間的總效率為SKIPIF1<0電動(dòng)機(jī)所需工作功率為SKIPIF1<0根據(jù)表8-2，選取電動(dòng)機(jī)的額定功率SKIPIF1<0F=4.2KNSKIPIF1<03.36kWSKIPIF1<00.859SKIPIF1<03.90kWSKIPIF1<0確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速卷筒的工作轉(zhuǎn)速為SKIPIF1<0=40r/min查表2-2，兩級減速器傳動(dòng)比SKIPIF1<0。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為SKIPIF1<0由表8-2可知，符合這一要求的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min考慮3000r/min的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速太高，而750/min的電動(dòng)機(jī)體積大且貴，故選用轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試算，其滿載轉(zhuǎn)速為960r/min，其型號為Y132M1-6SKIPIF1<040r/minSKIPIF1<0三傳動(dòng)比的計(jì)算及分配各級傳動(dòng)比的計(jì)算及分配見表2表2傳動(dòng)比的計(jì)算及分配計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果總傳動(dòng)比SKIPIF1<0SKIPIF1<024分配傳動(dòng)比減速器傳動(dòng)比為SKIPIF1<024高速級傳動(dòng)比為SKIPIF1<0取SKIPIF1<05.7低速級傳動(dòng)比SKIPIF1<0SKIPIF1<024SKIPIF1<05.7SKIPIF1<04.21四傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)計(jì)算見表3表3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)計(jì)算計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果各軸轉(zhuǎn)速SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<040r/minSKIPIF1<0960r/minSKIPIF1<0960r/minSKIPIF1<0168.4r/minSKIPIF1<040.00r/minSKIPIF1<040r/min各軸功率SKIPIF1<03.90*0.99=3.86kwSKIPIF1<03.86*0.99*0.97=3.71kwSKIPIF1<03.71*0.99*0.97=3.56kwSKIPIF1<03.56*0.99*0.99=3.48kwSKIPIF1<03.86kwSKIPIF1<03.71kwSKIPIF1<03.56kwSKIPIF1<03.48kw各軸轉(zhuǎn)矩SKIPIF1<0KN.mSKIPIF1<0KN.mSKIPIF1<0KN.mSKIPIF1<0KN.mSKIPIF1<0KN.mSKIPIF1<038.8KN.mSKIPIF1<038.41KN.mSKIPIF1<0210.26KN.mSKIPIF1<0850.05KN.mSKIPIF1<0833.14KN.m五內(nèi)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算高速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算見表5表5高速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1.選擇材料、熱處理方法和公差等級考慮到卷揚(yáng)機(jī)為一般機(jī)械，故大小齒輪均選用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火處理，由表8-17得齒面硬度HBW1=217-255HBW,HBW2=162-217HBW。平均硬度SKIPIF1<0SKIPIF1<0=236HBW,SKIPIF1<0=190HBW.SKIPIF1<0-SKIPIF1<0=46HBW，在30-50HBW之間。選用8級精度45鋼小齒輪調(diào)質(zhì)處理大齒輪正火處理8級精度2初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)公式為SKIPIF1<01）小齒輪傳遞扭矩為T1=38410NSKIPIF1<0mm2)因v值未知，Kv值不能確定，可初步選載荷系數(shù)Kt=1.1-1.8，初選Kt=1.43)由表8-18，取齒寬系數(shù)SKIPIF1<0=1.14)由表8-19，查得彈性系數(shù)SKIPIF1<0=189.8SKIPIF1<05)初選螺旋角β=SKIPIF1<0，由圖9-2查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)SKIPIF1<0=2.466)齒數(shù)比u=SKIPIF1<0=5.77)初選z1=20，則z2=SKIPIF1<0=114.2,取z2=114，則端面重合度為SKIPIF1<0=1.66軸向重合度為SKIPIF1<0由圖8-3查得重合度系數(shù)SKIPIF1<0=0.7768)由圖11-2查得螺旋角系數(shù)SKIPIF1<0=0.999)許用接觸應(yīng)力可用下式計(jì)算SKIPIF1<0由圖8-4e、a查得接觸疲勞極限應(yīng)力為SKIPIF1<0=580MPa,SKIPIF1<0=390MPa小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為SKIPIF1<060*960*1.0*16*250*5=1.152SKIPIF1<0SKIPIF1<0由圖8-5查得壽命系數(shù)ZN1=1.0，ZN2=1.28，由表8-20取安全系數(shù)SH=1.0，則小齒輪的許用接觸應(yīng)力為SKIPIF1<0=580MPa大齒輪的許用接觸應(yīng)力為SKIPIF1<0=499.2MPa取421.2MPa，初算小齒輪的分度圓直徑d1t，得SKIPIF1<0SKIPIF1<0=39mm

SKIPIF1<0

z1=20z2=114SKIPIF1<0=580MPaSKIPIF1<0=390MPaQUOTE39mm計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果3.確定傳動(dòng)尺寸(1)計(jì)算載荷系數(shù)由表8-21差得使用系數(shù)KA=1.O因SKIPIF1<03.14*39*960/60*1000m/s=1.96m/s，由圖8-6查得動(dòng)載荷系數(shù)KV=1.14,由圖8-7查得齒向載荷分配系數(shù)K=1.11,由表8-22插得齒間載荷分配系數(shù)K=1.2，則載荷系數(shù)為K=KAKVKK=1.11.141.111.2=1.67(2)對d11進(jìn)行修正因K與Kt有較大的差異，故需對由Kt計(jì)算出的d1t進(jìn)行修正，即SKIPIF1<0SKIPIF1<0(3)確定模數(shù)mnSKIPIF1<0按表8-23，取mn=2.5mm(4)計(jì)算傳動(dòng)尺寸中心距為SKIPIF1<0圓整，取a1=mm,則螺旋角為SKIPIF1<0=因值與初選值相差較大，故對與有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行修正由圖9-2查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.43，則端面重合度為SKIPIF1<0=軸向重合度為=0.318dz1tan=由圖8-3查得重合度系數(shù)Z=0.775,由圖11-2查得螺旋角系數(shù)Z=0.985SKIPIF1<0精確計(jì)算圓周速度為SKIPIF1<0由表8-6查得動(dòng)載荷系數(shù)KV=，K值不變SKIPIF1<0按表8-23，取mn=2.5mm，則高速級中心距為SKIPIF1<0則螺旋角修正為SKIPIF1<0修正完畢，故SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0K=1.674，校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為SKIPIF1<01)K、TSKIPIF1<0、mSKIPIF1<0和dSKIPIF1<0同前2）齒寬b=bSKIPIF1<0=66mm3)齒形系數(shù)YSKIPIF1<0和應(yīng)力修正系數(shù)YSKIPIF1<0。當(dāng)量系數(shù)為SKIPIF1<0SKIPIF1<0由圖8-8查得YSKIPIF1<0=2.61，YSKIPIF1<0=2.22,由圖8-9查得YSKIPIF1<0=1.59,YSKIPIF1<0=1.814）由圖8-10查得重合度系數(shù)YSKIPIF1<0=0.715）由圖11-3查得螺旋角系數(shù)YSKIPIF1<0=0.876）許用彎曲應(yīng)力SKIPIF1<0=SKIPIF1<0由圖8-4f、b查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為SKIPIF1<0=215MPa，SKIPIF1<0=170MPa,由圖8-11查得壽命系數(shù)YSKIPIF1<0=YSKIPIF1<0=1，由表8-20查得安全系數(shù)SSKIPIF1<0=1.25，故SKIPIF1<0=MPa=MPaSKIPIF1<0=MPa=MPaSKIPIF1<0=<SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度5.計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他幾何尺寸端面模數(shù)mt=mn/cosSKIPIF1<0SKIPIF1<0=齒頂高h(yuǎn)a=ha*=齒根高h(yuǎn)f=(ha*+c*)mn=全齒高h(yuǎn)=ha+hf=頂隙c=c*mn=齒頂圓直徑為SKIPIF1<0SKIPIF1<0齒根圓直徑為SKIPIF1<0SKIPIF1<0mt=mmha=mmhf=mmh=mmc=mmSKIPIF1<0mmSKIPIF1<0mmSKIPIF1<0mmSKIPIF1<0mm低速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算見表6表6低速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1.選擇材料、熱處理方式和公差等級大、小齒輪均選用45鋼，小齒輪調(diào)制處理，大齒輪正火處理，由表8-17得齒面硬度SKIPIF1<0=217-255，SKIPIF1<0=162-217HBW。平均硬度SKIPIF1<0=236，SKIPIF1<0=190。SKIPIF1<0-SKIPIF1<0=46，在30-50HBW之間。選用8級精度45鋼小齒輪調(diào)質(zhì)處理大齒輪正火處理8級精度2.初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)公式為SKIPIF1<0小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為SKIPIF1<0=N.mm因v值未知，SKIPIF1<0值不能確定，可初步選載荷系數(shù)SKIPIF1<0=1.1—1.8，初選SKIPIF1<0=1.4由表8-18，取齒寬系數(shù)SKIPIF1<0=1.1由表8-19，查的，彈性系數(shù)SKIPIF1<0=189.8SKIPIF1<0初選螺旋角SKIPIF1<0=，由圖9-2查的節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)SKIPIF1<0=2.465齒數(shù)比u=SKIPIF1<0=3.26初選SKIPIF1<0=，則SKIPIF1<0=SKIPIF1<0SKIPIF1<0=,取SKIPIF1<0=，則端面重合度為SKIPIF1<0=軸向重合度為SKIPIF1<0=0.318SKIPIF1<0SKIPIF1<0tanSKIPIF1<0=0.318SKIPIF1<01.1SKIPIF1<025SKIPIF1<0tanSKIPIF1<0=1.70由圖8-3查得重合度系數(shù)SKIPIF1<0=0.775由圖11-2查得螺旋角系數(shù)SKIPIF1<0=0.99許用接觸應(yīng)力可用下式計(jì)算SKIPIF1<0由圖8-e、a查得接觸疲勞極限應(yīng)力為SKIPIF1<0=580MPa，SKIPIF1<0=390MPa小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為SKIPIF1<0=60SKIPIF1<0=60SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0=SKIPIF1<0==由圖8-5查得壽命系數(shù)SKIPIF1<0=1.14，SKIPIF1<0=1.2，由表8-20取安全系數(shù)SKIPIF1<0=1.0，則小齒輪的許用接觸應(yīng)力為SKIPIF1<0=大齒輪的許用接觸應(yīng)力為SKIPIF1<0=取SKIPIF1<0=MPa初算小齒輪的分度圓直徑SKIPIF1<0，得SKIPIF1<0=SKIPIF1<0=25SKIPIF1<0=82SKIPIF1<0=661.2MPaSKIPIF1<0=468MPaSKIPIF1<0=468MPaSKIPIF1<0SKIPIF1<076.615mm3.確定傳動(dòng)尺寸（1）計(jì)算載荷系數(shù)由表8-21查的使用系數(shù)KA=1.0因v=QUOTE=QUOTE,由圖8-6查的動(dòng)載荷系數(shù)KV=1.07,由圖8-7查的齒向載荷分布系數(shù)QUOTE=1.11，由表8-22查得齒間載荷分布系數(shù)QUOTE=1.2，則載荷系數(shù)為K=QUOTE=1.0QUOTE=(2)確定模數(shù)QUOTE因KQUOTE差異不大，不需對QUOTE計(jì)算出的QUOTE進(jìn)行修正，即QUOTE=QUOTE=QUOTEmm=mm按表8-23，取QUOTE=mm(3)計(jì)算傳動(dòng)尺寸低速級中心距為QUOTE=QUOTE=QUOTEmm=190.75mm圓整，a2=190mm螺旋角為QUOTEarcQUOTE==QUOTE因QUOTE值與初選值相差較大，故對與QUOTE值有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行修正由圖9-2查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)QUOTE=2.46，則端面重合度為SKIPIF1<0=QUOTE=軸向重合度為QUOTE=0.318QUOTE=QUOTE=由圖8-3查得重合度系數(shù)QUOTE=0.77，由圖11-2查得螺旋角系數(shù)QUOTE=0.991，則SKIPIF1<0=QUOTEmm=mm因v=QUOTESKIPIF1<0=m/s,由圖8-6查得動(dòng)載荷系數(shù)KV=1.07，K值不變QUOTE=QUOTE=QUOTEmm=按表8-23取QUOTE=3.5mm,則中心距QUOTE=QUOTE=QUOTEmm=mm螺旋角QUOTEarcQUOTE=修正完畢，故QUOTE=QUOTE=QUOTEmm=mmQUOTE=QUOTE=QUOTEmm=mmb=QUOTE=mmQUOTE=QUOTE+(5QUOTE10)mm,取QUOTE=mm4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為QUOTE=QUOTEK,QUOTESKIPIF1<0，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0QUOTE同前2）齒寬b=QUOTE=98mm3)齒形系數(shù)QUOTE和應(yīng)力系數(shù)QUOTE。當(dāng)量齒數(shù)為QUOTE=QUOTE=QUOTE=mmQUOTE=QUOTE=QUOTE=mm由圖8-8查得QUOTE=2.6,QUOTE=2.25;由圖8-9查得QUOTE=1.59,QUOTE=1.794)由圖8-10查得重合度系數(shù)QUOTE=0.7015）由圖11-3查得螺旋角系數(shù)QUOTE=0.926）許用彎曲應(yīng)力為QUOTE=QUOTE由圖8-4f,b查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為QUOTEMPa，QUOTE=MPa，由圖8-11查得壽命系數(shù)QUOTE=1，由表8-20查得安全系數(shù)QUOTE=1.25，故QUOTE=QUOTE=QUOTEMPa=MPaQUOTE=QUOTE=QUOTEMPa=MPaQUOTE=QUOTE=<QUOTEQUOTE=QUOTE=<QUOTE計(jì)算結(jié)果5.計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他幾何尺寸端面模數(shù)SKIPIF1<0齒頂高h(yuǎn)a=SKIPIF1<0齒根高h(yuǎn)f=(ha*+c*)mn=全齒高h(yuǎn)=ha+hf=頂隙c=c*mn=齒頂圓直徑為SKIPIF1<0SKIPIF1<0齒根圓直徑為SKIPIF1<0SKIPIF1<0mt=mmha=mmhf=mmh=mmc=mmSKIPIF1<0mmSKIPIF1<0mmSKIPIF1<0mmSKIPIF1<0mm六斜齒圓柱齒輪上作用力的計(jì)算齒輪上作用力的計(jì)算為后續(xù)軸的設(shè)計(jì)和校核、鍵的選擇和驗(yàn)算及軸承的選擇和校核提供數(shù)據(jù)，其計(jì)算見表7.表7斜齒圓柱齒輪上作用力的計(jì)算計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1.高速及齒輪傳動(dòng)的作用力（1）已知條件高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=mm,轉(zhuǎn)速n1=r/min,高速級齒輪的螺旋角SKIPIF1<0=，小齒輪左旋，大齒輪右旋，小齒輪分度圓直徑d1=mm(2)齒輪1的作用力圓周力為Ft1=SKIPIF1<0=其方向與力作用點(diǎn)圓周速度方向相反軸向力為FSKIPIF1<0=FSKIPIF1<0SKIPIF1<0=其方向?yàn)橛闪Φ淖饔命c(diǎn)指向輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸向力為FSKIPIF1<0=Ft1tanSKIPIF1<0=其方向可用左手法則確定，即用左手握住輪1的曲線，并用四指方向循著輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，此時(shí)拇指的指向即為該力方向法向力為Fn1=SKIPIF1<0=(3)齒輪2的作用力從齒輪2各個(gè)力與主動(dòng)輪1上相應(yīng)的力的大小相等，作用方向相反Ft1=Fr1=Fa1=Fn1=2.低速機(jī)齒輪傳動(dòng)的作用力（1）已知條件中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T2=mm,轉(zhuǎn)速n1=r/min,低速級齒輪的螺旋角SKIPIF1<0=，為使齒輪3的軸向力與齒輪2的軸向力互相抵消一部分，低速級的小齒輪右旋，大齒輪左旋，小齒輪的分度圓直徑為d3=mm(2)齒輪3的作用力圓周力為Ft3=SKIPIF1<0=其方向與力作用點(diǎn)圓周速度方向相反徑向力為Fr3=Ft3SKIPIF1<0=其方向?yàn)橛闪Φ淖饔命c(diǎn)指向輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸向力為Fa3=Ft3tanSKIPIF1<0=其方向可用右手法則確定，即用右手握住輪1的曲線，并用四指方向順著輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，此時(shí)拇指的指向即為該力方向法向力為Fn3=SKIPIF1<0=(3)齒輪4的作用力從齒輪4各個(gè)力與主動(dòng)輪3上相應(yīng)的力的大小相等，作用方向相反Ft3=Fr3=Fa3=Fn3=七軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與軸上齒輪輪轂孔內(nèi)徑及寬度、滾動(dòng)軸承的選擇和校核、鍵的選擇和驗(yàn)算、與軸連接的半聯(lián)軸器的選擇同步進(jìn)行。因箱體內(nèi)壁寬度主要由中間軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定，故先對中間軸進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后對高速軸和低速軸進(jìn)行設(shè)計(jì)。中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算見表8表8中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果已知條件中間軸傳遞的功率P2=3.15kW，轉(zhuǎn)速n2=130.9r/min，齒輪分度圓直徑d2=260.645mm，d3=88.785mm，齒輪寬度b2=66mm，b3=105mm2、選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故由表8-26選常用的材料45鋼，調(diào)制處理45鋼，調(diào)制處理初算軸徑查表9-8得C=106-135，考慮軸端不承受轉(zhuǎn)矩，只承受少量的彎矩，故取較小值C=110，則=31.76㎜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如圖11-6所示（1）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸不長，故軸承采用兩端固定方式。然后，按軸上零件的安裝順序，從()處開始設(shè)計(jì)。（2）軸承的選擇與軸段①及軸段⑤的設(shè)計(jì)該軸段上安裝軸承，其設(shè)計(jì)應(yīng)與軸承的選擇同步進(jìn)行?？紤]齒輪有軸向力存在，選用角接觸球軸承。軸段①、⑤上安裝軸承，其直徑既應(yīng)便于軸承安裝，有應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列。暫取軸承為7207C，經(jīng)過驗(yàn)算，軸承7207C的壽命不滿足減速器的預(yù)期壽命要求，則改變直徑系列，取7210C進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，由表11-9得軸承內(nèi)徑d=50mm,外徑D=90mm，寬度B=20mm，定位軸肩直徑da=57mm，外徑定位直徑Da=83mm，對軸的力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離a3=19.4mm，故d1=50mm通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號，則d5=50mm（3）軸段②和軸段④的設(shè)計(jì)軸段②上安裝齒輪3，軸段④上安裝齒輪2，為便于齒輪的安裝，d2和d4應(yīng)分別略大于d1和d5，可初定d2=d4=52mm齒輪2輪轂寬度范圍為（1.2-1.5）d2=62.4-78mm，取其輪轂寬度與齒輪寬度b2=66mm相等，左端采用軸肩定位，右端采用套筒固定。由于齒輪3的直徑比較小，采用實(shí)心式，取其輪轂寬度與齒輪寬度b3=105mm相等，其右端采用軸肩定位，左端采用軸套固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段②和軸段④的長度應(yīng)比相應(yīng)齒輪的輪轂略短，故取L2=102mm，L4=（4）軸段③該段為中間軸上的兩個(gè)齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為（0.07-0.1）d2=3.64-5.2mm，取其高度為h=5mm，故d3=齒輪3左端面與箱體內(nèi)壁距離與高速軸齒輪右端面距箱體內(nèi)壁距離均取Δ1=10㎜，齒輪2與齒輪3的距離初定為Δ3=10㎜，則箱體內(nèi)壁之間的距離為Bx=2Δ1+Δ3+b3+（b1+b2）/2=[2×10+10+105+(75+66)/2]㎜=205.5㎜,取Δ3=10.5㎜，則箱體內(nèi)壁距離為Bx=206㎜。齒輪2的右端面與箱體內(nèi)壁的距離Δ2=Δ1+（b1-b2）/2=[10+（75-66）/2]㎜=14.5㎜,則軸段③的長度為L3=Δ3=10.5㎜（5）軸段①及軸段⑤的長度該減速器齒輪的圓周速度小于2m/s，故軸承采用脂潤滑，需要用擋油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤滑油濺入軸承座，軸承內(nèi)端面距箱體內(nèi)壁的距離取為Δ=12㎜，中間軸上兩個(gè)齒輪的固定均由擋油環(huán)完成，則軸段①的長度為L1=B+Δ+Δ1+3㎜=(20+12+10+3)㎜＝45㎜軸段⑤的長度為L5=B+Δ+Δ2+2㎜=(20+12+14.5+2)㎜＝48.5㎜（6）軸上力作用點(diǎn)的間距軸承反力的作用點(diǎn)距軸承外圈大斷面的距離a3=19.4㎜，則由圖11-6可得軸的支點(diǎn)及受力間的距離為l1=L1+b3/2-a3-3㎜=(45+105/2-19.4-3)㎜=75.1㎜l2=L3+(b2+b3)/2=[10.5+﹙66+105﹚/2]㎜=96㎜l3=L5+b2/2-a3-2㎜=﹙48.5+66/2-19.4-2﹚㎜＝60.1㎜d1=50mmd5=50mmd2=d4=52mmL2=102mmL4=64mmd3=62mmBx=206㎜L3=10.5㎜L1=45㎜L5=48.5㎜l1=75.1㎜l2=96㎜l3=60.1㎜5.鍵連接齒輪與軸間采用A型普通平鍵連接，根據(jù)《減速器設(shè)計(jì)實(shí)例精解》P87表8-31得鍵的型號分別為鍵16QUOTE100GB/T和鍵16QUOTE63GB/T1096-19906.軸的受力分析（1）畫軸的受力簡圖，軸的受力簡圖如圖2所示（2）計(jì)算支承反力在水平面上為QUOTE=QUOTE=QUOTEQUOTE=QUOTE-QUOTE-QUOTE=式中負(fù)號表示與圖中所畫力的方向相反在垂直面上為QUOTE=QUOTE=QUOTEQUOTE=QUOTE+QUOTE-QUOTE=軸承1的總支承反力為QUOTE=QUOTE=QUOTE軸承2的總支承反力為QUOTE=QUOTE=QUOTE（3）畫彎矩圖彎矩圖如圖c，d和e所示在水平面上，a-a剖面圖左側(cè)為QUOTE=QUOTE=a剖面圖右側(cè)為QUOTE=QUOTE+QUOTE=b剖面圖右側(cè)為QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE-QUOTE=在垂直面上為QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE=合成彎矩，在a-a剖面左側(cè)為QUOTE=QUOTEa-a剖面右側(cè)為QUOTE=QUOTE=QUOTE在b-b剖面左側(cè)為QUOTE=QUOTE在b-b剖面右側(cè)為QUOTE=QUOTE=QUOTE畫轉(zhuǎn)矩圖，轉(zhuǎn)矩圖如圖f所示，QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE=QUOTE=7.校核軸的強(qiáng)度雖然a-a剖面左側(cè)彎矩大，但a-a剖面右側(cè)除作用有彎矩外還作用有轉(zhuǎn)矩，故a-a剖面兩側(cè)均有可能為危險(xiǎn)剖面，故分別計(jì)算a-a剖面的抗彎截面系數(shù)為SKIPIF1<0抗扭截面系數(shù)為SKIPIF1<0a-a剖面左側(cè)彎曲應(yīng)力為SKIPIF1<0a-a剖面右側(cè)的彎曲應(yīng)力為SKIPIF1<0扭剪應(yīng)力為SKIPIF1<0按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)SKIPIF1<0=0.6，則當(dāng)量應(yīng)力為SKIPIF1<0=SKIPIF1<0，故a-a剖面右側(cè)為危險(xiǎn)截面由表8-26查得45鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強(qiáng)度極限SKIPIF1<0=650MPa,由表8-26查得軸的許用彎曲應(yīng)力SKIPIF1<0，強(qiáng)度滿足要求軸的強(qiáng)度滿足要求8.校核鍵連接的強(qiáng)度齒輪2處鍵連接的擠壓應(yīng)力為SKIPIF1<0取鍵，軸及齒輪的材料都為鋼，由表8-33查得SKIPIF1<0=125-150MPa，SKIPIF1<0，強(qiáng)度足夠齒輪3處的鍵長于齒輪2處的鍵，故其強(qiáng)度也足夠鍵連接強(qiáng)度足夠9.校核軸承壽命（1）計(jì)算軸承的軸向力由表11-9查7210C軸承得C=42800N，SKIPIF1<0=32000N。由表9-10查得7210C軸承內(nèi)部軸向力計(jì)算公式，則軸承1，2的內(nèi)部軸向力分別為SKIPIF1<0SKIPIF1<0外部軸向力SKIPIF1<0，各軸向力方向如圖所示（中間軸軸承布置及受力圖）SKIPIF1<0則兩軸承的軸向力分別為SKIPIF1<0SKIPIF1<0因SKIPIF1<0，故只需校核軸承1的壽命（2）計(jì)算軸承1的當(dāng)量動(dòng)載荷由SKIPIF1<0，查表11-9得e=0.43，因SKIPIF1<0，故X=1，Y=0，則當(dāng)量動(dòng)載荷為SKIPIF1<0（3）校核軸承壽命軸承在SKIPIF1<0以下工作，查表8-34得SKIPIF1<0。對于減速器，查表8-35得載荷系數(shù)SKIPIF1<0軸承1的壽命為SKIPIF1<0減速器預(yù)期壽命為SKIPIF1<0SKIPIF1<0，故軸承壽命足夠軸承壽命滿足要求八高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算見表8表8高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果已知條件高速軸傳遞的功率SKIPIF1<0kw，轉(zhuǎn)速SKIPIF1<0，小齒輪分度圓直徑SKIPIF1<0，齒輪寬度SKIPIF1<0。選擇材料材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。45鋼，調(diào)質(zhì)處理初算最小軸徑查表9-8得C=106～135，考慮軸端既承受轉(zhuǎn)矩，有承受彎矩，故取中間值C=120，則SKIPIF1<0軸與聯(lián)軸器連接，有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增大3%~5%，軸端最細(xì)處直徑為SKIPIF1<0取SKIPIF1<0SKIPIF1<0結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如圖11-9所示（1）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體采用剖分式結(jié)構(gòu)，該減速器發(fā)熱小，軸不長，故軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序，從軸的最細(xì)處開始設(shè)計(jì)（2）軸段①軸段①上安裝聯(lián)軸器，此段軸的設(shè)計(jì)應(yīng)與聯(lián)軸器的選擇同步進(jìn)行。為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差，隔離振動(dòng)，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表8-37，取SKIPIF1<0，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩SKIPIF1<0查表8-38查得GB/T5014-2003中的LX1型聯(lián)軸器符合要求：公稱轉(zhuǎn)矩為SKIPIF1<0，許用轉(zhuǎn)速SKIPIF1<0，軸孔范圍SKIPIF1<0?？紤]SKIPIF1<0，取聯(lián)軸器轂孔直徑為SKIPIF1<0，軸孔長度SKIPIF1<0，J型軸孔，A型鍵，聯(lián)軸器主動(dòng)端代號為LX120×38GB/T5014-2003,相應(yīng)的軸段①的直徑SKIPIF1<0，其長度略小于轂孔寬度，取SKIPIF1<0（3）密封圈與軸段②在確定軸段②的軸徑時(shí)，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及軸承蓋密封圈的尺寸。聯(lián)軸器用軸肩定位，軸肩高度SKIPIF1<0。軸段②的軸徑SKIPIF1<0，最終由密封圈確定。該處軸的圓周速度小于3m/s，可選用氈圈油封，查表8-27，選氈圈25JB/ZQ4606-1997，則SKIPIF1<0。（4）軸承與軸段③及軸段⑦考慮齒輪有軸向力存在，選用角接觸球軸承。軸段③上安裝軸承，其直徑應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列?，F(xiàn)暫取軸承為7206C，由表11-9得軸承內(nèi)徑SKIPIF1<0，外徑SKIPIF1<0，寬度SKIPIF1<0，內(nèi)圈定位軸肩直徑SKIPIF1<0，外圈定位內(nèi)徑SKIPIF1<0，在軸上力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離SKIPIF1<0，故取軸段③的直徑SKIPIF1<0。軸承采用脂潤滑，需要用擋油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤滑油濺入軸承座。為補(bǔ)償箱體的鑄造誤差和安裝擋油環(huán)，軸承靠近箱體內(nèi)壁的端面距箱體內(nèi)壁距離取SKIPIF1<0，擋油環(huán)的擋油凸緣內(nèi)側(cè)面凸出箱體內(nèi)壁1~2mm，擋油環(huán)油孔寬度初定為SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0，取SKIPIF1<0。通常一根軸上的兩個(gè)軸承應(yīng)取相同的型號，則SKIPIF1<0，SKIPIF1<0。（5）齒輪與軸段⑤該段上安裝齒輪，為便于齒輪的安裝，SKIPIF1<0應(yīng)略大于SKIPIF1<0，可初定SKIPIF1<0，則由表8-31知該處鍵的截面尺寸為SKIPIF1<0，輪轂鍵槽深度為SKIPIF1<0，則該處齒輪上齒根圓與轂孔鍵槽頂部的距離為SKIPIF1<0，故該軸設(shè)計(jì)成齒輪軸，則有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0。（6）軸段④和軸段⑥的設(shè)計(jì)該軸段直徑可取略大于軸承定位軸肩的直徑，則SKIPIF1<0，齒輪右端面距箱體內(nèi)壁距離為SKIPIF1<0，則軸段⑥的長度SKIPIF1<0。軸段④的長度為SKIPIF1<0。（7）軸段②的長度該軸段的長度除與軸上的零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。軸承座的寬度為SKIPIF1<0，由表4-1可知，下箱座壁厚SKIPIF1<0，取SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，取軸承旁連接螺栓為M16，則SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，箱體軸承座寬度SKIPIF1<0，取SKIPIF1<0；可取箱體凸緣連接螺栓為M12，地腳螺栓為SKIPIF1<0，則有軸承端蓋連接螺釘為SKIPIF1<0，由表8-30得軸承端蓋凸緣厚度取為SKIPIF1<0；取端蓋與軸承座間的調(diào)整墊片厚度為SKIPIF1<0；端蓋連接螺釘查表8-29采用螺釘GB/T5781M8×25;為方便不拆卸聯(lián)軸器的條件下，可以裝拆軸承端蓋連接螺釘，取聯(lián)軸器凸緣端面距軸承端蓋表面距離SKIPIF1<0，螺釘?shù)牟鹧b空間足夠。則SKIPIF1<0。（8）軸承上力的作用點(diǎn)的間距軸承反力的作用點(diǎn)距軸承外圈大端面的距離SKIPIF1<0，則由圖8可得軸的支點(diǎn)及受力點(diǎn)間的距離為SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0齒輪軸SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0鍵連接聯(lián)軸器與軸段①間采用A型普通平鍵連接，查表8-31得其型號為鍵6×32GB/T1096-1990九低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算見表9.表9低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1.已知條件：低速軸傳遞的功率P3=kw，轉(zhuǎn)速n3=r/min,齒輪4分度圓直徑d4=mm,齒輪寬度b4=mm2.選擇軸的材料：因傳遞的功率不大，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故查《減速器設(shè)計(jì)實(shí)例精解》表8—26選用常用的材料