雙級(jí)展開式斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

1、武漢工程大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書題目 : 雙級(jí)展開式斜齒圓柱齒輪減速器院系 : 機(jī)電工程學(xué)院班級(jí)：機(jī)電 3 班姓名: 學(xué)號(hào):實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案指導(dǎo)教師 :目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 2二、傳動(dòng)方案的分析與擬定 2三、電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算 3四、傳動(dòng)比的分配 4五、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算 5六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和軸系零部件的初步選擇 6七、聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算 17八、鍵連接的選擇及計(jì)算 18九、軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 19 十、潤滑和密封 22 十一、箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇 23 十二、設(shè)計(jì)小結(jié) 24 十三、參考資料 25計(jì)算與說明主要結(jié)果一 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)帶式傳輸機(jī)傳動(dòng)裝置中的雙級(jí)圓

2、柱齒輪減速器。 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及工作條件：1、 帶式輸送機(jī)的原始參數(shù)T=400N m;鼓輪直徑 D(mm)450V=0.90m/s;輸送帶速度 v(m/s)0.90D=450mm輸出轉(zhuǎn)矩 T(N m)4002、工作條件與技術(shù)要求(1) 工作環(huán)境：一般條件，通風(fēng)良好；(2) 載荷特性：連續(xù)工作，近乎平穩(wěn)，正向運(yùn)轉(zhuǎn)；(3) 使用期限： 8 年，每日兩班制工作；(4) 卷筒效率： 0.96；(5) 運(yùn)輸帶允許誤差： 5% ；(6) 生產(chǎn)規(guī)模：成批生產(chǎn) .設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：1. 設(shè)計(jì)由減速器裝配圖 1 張，零件圖 2 張（包括低速軸和低速軸上大齒輪） ，以及 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份組成 ;2. 設(shè)計(jì)中所有標(biāo)準(zhǔn)均按我

3、國標(biāo)準(zhǔn)采用，設(shè)計(jì)說明書應(yīng)按規(guī)定紙張及格式編寫;3.設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)說明書必須按進(jìn)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。二 傳動(dòng)方案的分析與擬定 根據(jù)已知條件計(jì)算出工作機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速為60 1000 v 60 1000 0.90r /min 38.22r /minw D 3.14 450為防止過載以及過載而引起的安全事故， 可擬定傳動(dòng)方案為： 外部 V 帶傳動(dòng) + 內(nèi)部雙級(jí) 圓柱齒輪傳動(dòng)。機(jī)構(gòu)整體布置如圖所示：38.22r / minw三 電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算1 電動(dòng)機(jī)的類型選擇根據(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)。2 電動(dòng)機(jī)的功率T400 38.22工作機(jī)有效功率:

4、wkw 1.6kww95509550總效率：=0.82設(shè)電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總效率為，并設(shè) 1，2 ，3，4，5 分別為彈性聯(lián)軸 器、閉式齒輪傳動(dòng)（設(shè)齒輪精度為 8 級(jí)）、滾動(dòng)軸承、 V 帶傳動(dòng)以及滾筒的效率。查文 獻(xiàn) 4 表 2-2 可得： 1=0.99 ，2 =0.97 ，3=0.99 ，4 =0.96 ，5=0.96 ，由此可得： 總效率：24= 1 2 3 45=0.99 0.97 20.99 4 0.96 0.96=0.82電動(dòng)機(jī)所需功率：Pw 1.6Pd w 1.95kw d 0.82查文獻(xiàn) 4 表 16-1 選取電動(dòng)機(jī)的功率為 2.2kW 。3 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定在常用的同步轉(zhuǎn)速為

5、 1500 r/min 和 1000 r/min 兩者之間選擇。根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率好同步轉(zhuǎn)速，查 2 表 20-1 ，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y112M-6 和 Y100L1-4 型，根據(jù) 電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 nm 和滾筒轉(zhuǎn)速可算出總傳動(dòng)比 。表 1 電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)及總傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y100L1-4方案號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功 率 Kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)質(zhì)量Kg總傳動(dòng)比同步滿載1Y112M-62.210009404524.592Y100L1-42.2150014203437.15兩個(gè)方案均可行，方案 2 電動(dòng)機(jī)成本低，對(duì)選定的傳動(dòng)方案傳動(dòng)比也適中，故選方案2.選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y100L1-4 ，其它主要參數(shù)列

6、于表 2.電動(dòng)機(jī)型 號(hào)額定功 率 Kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速中心高 mm外伸軸 徑 mm軸外伸長度同步滿載mmY100L1-42.2150014201002860四 傳動(dòng)比的分配1420(1) 總傳動(dòng)比 im 1420 37.1538.22w(2) 取 V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i1 2.5 ，則減速器的總傳動(dòng)比為i 37.15i 14.86i1 2.5雙級(jí)圓柱齒輪高速級(jí)傳動(dòng)比i2 1.3i 1.3 14.86 4.40低速級(jí)傳動(dòng)比i3 i 14.86 3.383 i2 4.40精彩文檔五 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算1. 各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算電動(dòng)機(jī)軸為0 軸、高速軸為 I軸、中間軸為 II 軸、低速軸為I

7、II 軸、卷筒軸為 IV 軸。n=1420 r/min mn=n/in=n/i2=n=n/i3=1420r /min2.5568r / min4.40129.09r /min3.38568r /min129.09r /min38.19r /min減速器總傳動(dòng) 比： i=14.86 高速級(jí)傳動(dòng)比：i 2=4.40低速級(jí)傳動(dòng)比i3=3.382. 各軸的輸入功率計(jì)算P=Pd =2.2 kWP=P 4 =2.2 0.96 kW=2.112 kWP=P 2 3 =2.112 0.97 0.99 kW=2.028 kWP=P 2 3 =2.028 0.97 0.99 kW=1.947 kW3. 各軸的輸入

8、轉(zhuǎn)矩計(jì)算T1=9550P1/n 1=95502.2/1420T2=9550P2/n 2=95502.112/568 NT3=9550P3/n 3=95502.028/129.09T4=9550P4/n 4=95501.947/38.19Nm =14.80m =35.51N m =150.03N m =486.88N mN mN mN m將上述數(shù)據(jù)歸納總結(jié)如下表所示。表 1. 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸號(hào)轉(zhuǎn)速（ r/min ）功率（ kW ）電動(dòng)機(jī)輸出軸14202.2高速軸5682.112中間軸129.092.028低速軸38.191.947計(jì)算與說明轉(zhuǎn)矩（Nm ）傳動(dòng)比 i14.8035.512.

9、54.40150.03486.883.38主要結(jié)果六 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和軸系零部件的初步選擇1. 減速器外部傳動(dòng) V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1 ）、確定計(jì)算功率 pc兩班制工作，即每天工作 16h ，查閱表 8-8 得工況系數(shù) KA=1.2 ，故 p = K AP = 1.2 2.2 kW =2.64 kWca（2 ）、選擇普通 V 帶的型號(hào)根據(jù) p 2.64kw、 n 1 =1420 r/min ，由文獻(xiàn) 3圖 2-7 初步選用 A型帶。（ 3 ）、選取帶輪基準(zhǔn)直徑 dd1和 dd2由表 8-7 和 8-9 取 d d1 =90 mm ，并取=0.02 ，則d d2 i1dd1 2.5 90m

10、m 225mm由表 8-9 取最接近的標(biāo)準(zhǔn)系列值 dd2=224 mm 。（4 ）、驗(yàn)算帶速 vd d1n13.14 90 1420v d1 1 m /s 6.69m / s60 1000 60 1000因v 在525 m/s 范圍內(nèi)，故帶速合適。（ 5 ）、確定中心距 a 和帶的基準(zhǔn)長度 Ld初定中心距 a0 的取值范圍為221mm a0 628mm初選中心距 a0=500 mm 。由此計(jì)算所需帶長為帶輪基準(zhǔn)直徑：d d1=90 mmd d2 =224mm2 (dd 2 dd1) Ld0 2a0(dd1 dd2 )d0 0 2 d1 d24a022 500 3.14 (90 224) (22

11、4 90) mm2 4 5001502mm查閱文獻(xiàn) 3 表 2-4 ，選擇基準(zhǔn)長度 Ld =1550 mm 。由此計(jì)算實(shí)際中心距得a a0 (Ld Ld0)/2500 (1550 1502) / 2mm524mm中心距變化范圍為 477mm 至 547mm.(6 )、驗(yàn)算小帶輪包角 1安裝中心距：a=524 mm帶的基準(zhǔn)長度：Ld=1550mm計(jì)算與說明主要結(jié)果小帶輪包角：1=165 1 180 -dd2 dd1 57.3a224 90180 - 57.3 165 120 (合適)5247 )、確定帶的根數(shù)已知 dd =90 mm ， 1 1420r /min ，查表 8-4 得 p0 1.0

12、53kw kW ，查表8-5 得p0=0.17kW ；因=165，查表8-6 得 k0.96 ；因 Ld 1550mm ，查表 8-2 得 kL 0.98，因此PcP0Pc(P0P0 )K KL2.64(1.053 0.17) 0.96 0.982.30取 z=3 根。8 )、確定初拉力 F0單根普通 V 帶的初拉力為(2.5 K )Pc2F0 500 c qv0 K zv(2.5 0.96) 2.64 2 500 0.105 6.692 N0.96 3 6.69110N9 )、計(jì)算壓軸力 FQFQ 2zF0 sin 1Q 0 21652 3 110 sin N2654N10 ）、帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)

13、計(jì)小帶輪裝在電動(dòng)機(jī)軸上，軸孔直徑應(yīng)等于電動(dòng)機(jī)外伸軸徑，即 28mm輪緣寬度 B由2表 9-1帶的根數(shù)：Z=3B (Z 1)e 2 f(3 1) 15 2 10 50mm輪轂長度 L (1.5 2)d 4256取 L 50mm 電動(dòng)機(jī)處伸出長度 =60mm 小帶輪外徑由 1 表 8-11 da 95.5mm da 99.549.75 電動(dòng)機(jī)中心高，合適22大帶輪裝在減速器高速軸上，軸孔直徑待定輪緣寬度同上小帶輪 B=50mm輪轂長度 l 待定材料： HT150據(jù)1 式( 8-14 )，帶傳動(dòng)實(shí)際平均傳動(dòng)比為n0dd2i1nI dd1(1 )dd2241% 2% ，取0.015，則 i1d22.5

14、4i1 dd (1 0.015) 90(1 0.015)n0 1420nI0 559.06r /mini1 2.54P 2.112TI 9550 I 955036.08 N gmInI559.06A 、小帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于 dd1 =90mm 300mm, 所以帶輪采用腹板式結(jié)構(gòu)，B、大帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于 dd2 =224mm 300mm ，所以帶輪采用腹板式結(jié)構(gòu)。初拉力：F0=110N壓軸力：FQ=654N小帶輪： 頂圓直徑： d a1 =95.5mm 輪轂長度： L1=50mm大帶輪： 頂圓直徑： d a2 =380.5m m 輪轂長度： L2=60mm計(jì)算與說明主要結(jié)果2 高速級(jí)傳動(dòng)齒輪

15、的設(shè)計(jì)計(jì)算高速級(jí)主動(dòng)輪輸入功率 2.112 kW ，轉(zhuǎn)速 568 r/min ，轉(zhuǎn)矩 T2=35.51N m ，齒數(shù) 比 u=i 2=4.40 ，單向運(yùn)轉(zhuǎn)， 載荷平穩(wěn)， 每天工作 16 小時(shí)， 預(yù)期壽命 8 年，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 （1 ）、選擇齒輪的材料及熱處理方式小齒輪 :45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度 280HBS;大齒輪 :45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度 240HBS 。（ 2 ）、確定許用應(yīng)力A. 確定極限應(yīng)力 Hlim 和 Flim許用接觸應(yīng)力 Hlim1 =600MPa ，Hlim2 =550MPa ；許用彎曲應(yīng)力 Flim1 =500MPa ，F(xiàn)lim2 =380MPa 。B. 計(jì)算

16、應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N ，確定壽命系數(shù) ZN，YNN1 60a1n1t 60 1 568 (2 8 300 8)91.31 109N 2 N1 i21.31 109 0.29 1094.46查文獻(xiàn) 3 圖 3-7 和圖 3-9得， ZN1 =0.9 ，ZN2 =0.95 ；YN1 =0.85 ， Y N2 =0.88.C. 計(jì)算許用應(yīng)力1.0，SF lim 1HP1H lim 1 ZN1HP2H lim 2ZFP1F 1YSTYN 1 /FP2F 2YSTYN.4 ，則：安全系數(shù)： SH lim/ SH min 540MPa2 / SH min 523MPaSF1 303.57MPa2/ SF 2

17、238.86MPa3 ）、初步確定齒輪基本參數(shù)和主要尺寸A. 選擇齒輪類型選用較平穩(wěn)、噪聲小、承載能力較強(qiáng)的斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。B. 選用 8 級(jí)精度C. 初選參數(shù)初選參數(shù)： 14 ，Z1 24 ，ZZu=24 4.46 105.6 ，取 z2 107，01 2 , 齒寬系數(shù) d 1 。D. 初步計(jì)算齒輪主要尺寸小齒輪 1 齒數(shù)：Z1=24大齒輪 2 齒數(shù)：Z2 =107變位系數(shù)：012齒寬系數(shù)：d1計(jì)算與說明主要結(jié)果由于載荷平穩(wěn)， 取載荷系數(shù) K=1.3, 根據(jù)螺旋角查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH 2.443 ;彈性系數(shù) ZE 189.8 MPa ;取重合度系數(shù) Z 0.8 ;螺旋角系數(shù)為：Z cos

18、 cos14 0.985 ； HP = HP2 =523MPa ，查表 10-2 得使用系數(shù) K A 1，由圖 10-8 得 Kv 1.05 ，查表 10-3 得KH 1.4，查表 10-4 得KH 1.419， KH K AKVKH KH 2.086 因此，有：2d1 3HP2KHT1?u 1 ZHZ ZZE 2 d2 2.086 35.51 103 4.46 13 ? ?1 4.4644.44mm22.433 0.985 0.8 189.8 2 mm523故： mnd1cos44.44cos14mm1.80mmZ124取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn 2mm ，小齒輪齒數(shù)d1 cos44.44 cos14z

19、1mn222 ， z2uz1 4.46 2298.12，取 z2101， z1 與 z2 互為質(zhì)數(shù)。則中心距 amn (Z1 Z 2)2 (22101)126.765mm2cos2 cos14mm圓整后取 a=126 mm 。調(diào)整螺旋角21.56，取z1法面模數(shù)：mn 2mm中心距：a=126 mmmn (z1 z2)arccos2a2 (22 101) arccos2 12612 3141計(jì)算分度圓直徑：d1 mn Z 1 / cos45.07mm2 22cos12 3141mm2 101d 2 mnZ 2 /cos, , mmcos12 31,41, 206.97mm螺旋角：12 31 4

20、1 分度圓直徑：d 1=45.07mm；d 2=206.97mm計(jì)算與說明主要結(jié)果計(jì)算齒寬：大齒輪：b2 bdd1 1 45.07mm 45mm，小齒輪：b1 b2 (5 10)mm (45 5)mm 50mm;4 ）、 驗(yàn)算輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) :ZV1Z13 cosZV 2Z23 cos2426.27cos3141073117.13cos 14查圖得，齒形系數(shù)： YFa1 2.62， YFa2YSa2 1.81。取Y 0.88，Y 0.7 ，查圖 表 10-4 取 K H 1.417 ，圖 10-13 取 K F2.19 ；應(yīng)力修正系數(shù)： YSa1 1.6，10-8 取kv 1.

21、03，表10-3 取 KF 1.4，1.34， K KAKVKH KH 1.91大齒輪齒寬： b 2=45mm 小齒輪齒寬： b 1=50mm則：F12KT1 ?YFa1YSa1Y Ybd1mn42.75 1.570.88 0.7MPa2 1.91 3.551 10445.07 45.07 289MPaFP12F 1 YFa 2YSa2YFa1YSa189 2.18 1.8 MPa 錯(cuò)誤 ! 未找到引用源。 2.75 1.5781MPaFP2齒根彎曲強(qiáng)度足夠。（5 ）、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒頂圓直徑：da1 d1 2ha(45.07 22)mm 49.07mmda2 d2 2ha(206.972 2)

22、 mm 210.97mm齒根圓直徑：df 1 d1 2hf40.07mm(45.07- 21.25 2) mm齒頂圓直徑：d a1 =49.07mmd a2 =210.97mm計(jì)算與說明主要結(jié)果df 2 d2 2hf (206.97 2 1.25 2)mm 201.97mm高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果：Z1 22 ， Z2 101，齒根圓直徑： d f1 =40.07mm d f2 =201.97m md 1=45.07mmd 2=206.97 mmd a1=49.07mmd f1 =40.07mmb 1=50mmmn 2mmd a2 =210.97mmd f2 =201.97mmb 2=45mm錯(cuò)誤

23、!未找到引用源。12 3141 , a=126mm 。對(duì)于高速軸上的小齒輪1，從鍵槽底面到齒根的距離x 過小，故將其做成齒輪軸。齒輪跟軸的材料相同，均采用45 鋼調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于中間軸上的大齒輪2，因?yàn)?da2200 mm ，所以做成腹板式結(jié)構(gòu)。3. 低速級(jí)傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算低速級(jí)主動(dòng)輪輸入功率 2.028 kW ，轉(zhuǎn)速 129.09 r/min ，轉(zhuǎn)矩 T3=150030 N mm ，齒數(shù)比 u=i 3=3.38 ，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，每天工作 16 小時(shí)，預(yù)期壽命 8 年，電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)。（1 ）、選擇齒輪的材料及熱處理方式大小齒輪均采用 45 鋼表面淬火，齒面硬度 4050HRC ，取 45

24、HRC 。 （ 2 ）、確定許用應(yīng)力A 確定極限應(yīng)力 H lim 和 H lim許用接觸應(yīng)力 Hlim3 =600MPa ，Hlim4 =550MPa許用彎曲應(yīng)力 Flim3 =500MPa ，F(xiàn)lim4 =380MPaB計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N ，確定壽命系數(shù) ZN,YNN3 60a3n3t60 1 129.09（8 300 16）2.97 108N4 N3 /u 8.79 107查圖表得， ZN3 =0.95, Z N4 =0.99; KN3 =0.98 ， KN4 =0.99 。C計(jì)算許用應(yīng)力安全系數(shù)：SH lim 1 ， SF lim 1.4故有：計(jì)算與說明主要結(jié)果HP3Hlim3ZN3S

25、H min600 0.951MPa570MPaHP4H lim4ZN4SH min550 0.991MPa545MPaFP3F lim3KN 3 SF min500 0.981.4MPa350MPaFP4F lim 4K N 4 SF min380 0.99MPa1.4268.7MPa3 ）、初步確定齒輪基本參數(shù)和主要尺寸A 選擇齒輪類型初估齒輪圓周速度 v=2.5m/s ，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)。B 初步選用 8 級(jí)精度C初選參數(shù)初選： 14 ， Z3 34, Z4=Z 3u=34 3.38 114.92 ， 3 4 0，齒寬34系數(shù) d 1 。D 初步計(jì)算齒輪

26、主要尺寸當(dāng)量齒數(shù)：ZV3Z3 cos334cos31437.2ZV 4Z43cos114.92 cos314125.8小齒輪 3 齒數(shù)：大齒輪 4 齒數(shù)：據(jù)此查得： Ysa3=1.58 ,Y sa4=1.74 ;Y Fa3=2.65 ,Y Fa4=2.35 ; 取Y 0.7，Y0.88； Z3=36由于載荷平穩(wěn)，取載荷系數(shù) K=1.3 ，則：Z4 =1252KT3 cos3 Y Y YFaYSamn 3 3 2 ? Fa Sad z1FP3 2 1.3 150030 cos314 0.7 0.88 1.58 2.653 2 ? mm1 3423501.451mm（因?yàn)?YFa3YSa3 比YF

27、a4YSa4 大，所以上式將 YFa3YSa3 代入） FP3FP4FP3變位系數(shù)：3 4 0齒寬系數(shù)：d1計(jì)算與說明主要結(jié)果取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) mn 2mm ，則中心距 amn (Z3 Z4)2cos2 (36 125) mm2 cos14165.9mm圓整后取 a=165mm 。調(diào)整螺旋角：arccosmn(Z3 Z4)2a2 (34 125) arccos2 16512.642計(jì)算分度圓直徑：計(jì)算圓周速度：d3 mnZ3 /cosd4 mnZ4 /cos2 34 mm cos12.6422 125 mm cos12.642v d3n3 /(60 1000)3.14 74.2 129.09 m/

28、s 600000.5m/ s74.2mm257.65mm符合估計(jì)值。計(jì)算齒寬：小齒輪： b3 bdd3 1 74.2mm 74.2mm ，取 b3 75大齒輪：b4 70mm;4 ）、驗(yàn)算輪齒齒面接觸疲勞強(qiáng)度根據(jù)螺旋角查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)系數(shù) Z 0.88 ;螺旋角系數(shù) ZZH2. 45 ;彈性系數(shù) ZE 189.8 MPa ;取重合度coscos 12 3830 0. 989 ， 則：法面模數(shù)：mn 2mm中心距：a=165mm螺旋角：12 3830分度圓直徑： d 3=74.2mm d 4=257.65m m圓周速度：v=0.5 m/sH 3 ZH ZE ZZ2KT3 u 12bd32u2.4

29、5 189.80.82 1.31500303.38 10.989MPa3.3874.274.22570MPaHP3大齒輪 4 齒寬：b 4=70mm小齒輪 3 齒寬：b 3=75mm計(jì)算與說明主要結(jié)果H 4 545MPaHP4齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。（5 ）、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒頂圓直徑：da3d3 2ha (74.2 2 2) mm78.2mm齒頂圓直徑：da4 d4 2ha (257.65 2 2) mm261.65mmd a3 =78.2mm齒根圓直徑：d a4 =261.651df3d3 2hf (74.2 - 2 1.25 2)mmmm69.2mmdf4d4 2hf (257.65 2

30、1.252)mm252.65mm高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果：Z3 36 ，Z 4 125齒根圓直徑：d 3=74.2mm,d 4=257.65mmd f3 =69.2mmb 3=75mm,b 4 =70mmd f4 =252.65md a3=78.2mm,d a4 =261.651mmmd f3 =69.2mm,d f4 =252.65mmmn 2mm ,錯(cuò)誤 ! 未找到引用源。12.642 , a=165mm ，v=0.5m/s.對(duì)于中間軸上的小齒輪3 ，從鍵槽底面到齒根的距離 x 過小，故將其做成齒輪軸。齒輪跟軸的材料相同，均采用45 鋼，齒輪齒面表面淬火，軸經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于低速軸上的大齒輪 4，

31、因?yàn)?d a4200 mm ，所以做成腹板式結(jié)構(gòu)。4. 初算軸的直徑及軸結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)已知，最小軸徑的初算公式為d minC3 Pn ，軸的材料均選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得其許用應(yīng)力 -1 b =60MPa, C=118107 。（ 1 ）、高速軸因V 帶傳動(dòng)的壓軸力會(huì)對(duì)軸端產(chǎn)生較大的彎矩，所以C 應(yīng)取大值，取C=117 ，則軸端直徑dmin C3 n117 3 2.112mm56818.13mm計(jì)算與說明主要結(jié)果高速軸最小軸在該軸段與 V 帶輪相配處開有一個(gè)鍵槽， 故應(yīng)將 dmin 增大 5% ，得dmin =19.04mm,頸：再根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查標(biāo)準(zhǔn)尺寸，取d1 dmin =20mm 。

32、初步設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖 2. 高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)dmin20mm2 ）、中間軸取 C=110 ，則：dmin C3n110 3 2.028 mm 27.5mm129.09在該軸段與齒輪相配處開有一個(gè)鍵槽， 故應(yīng)將 dmin 增大 5% ，得dmin =28.875 mm,dmin =30 mm 。初步設(shè)計(jì)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，取其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖 3. 中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中間軸最小軸頸：dmin 30mm3 ）、低速軸取 C=110 ，則：P 1.947 dmin C3 110 3 mm 40.79mm min n 38.19在該軸段與聯(lián)軸器相配處開有一個(gè)鍵槽， 故

33、應(yīng)將 dmin 增大 5% ，得d min =42.83mm,再根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查標(biāo)準(zhǔn)尺寸，取 dmin =45 mm 。初步設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如下圖所示：低速軸最小軸頸：dmin =45 mm計(jì)算與說明主要結(jié)果圖 4. 低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5. 初選滾動(dòng)軸承根據(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。軸種類軸承代號(hào)dDTBCCr/kNC0r /kN高速軸30206306217.25161441.229.5中間軸30206306217.25161441.229.5低速軸302115510022.75211886.565.5表 2. 軸承代號(hào)及其尺寸性能由于三根

34、軸上的齒輪圓周速度均小于 2m/s ，所以這三對(duì)圓錐滾子軸承均采用潤滑脂潤滑。七 聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算1. 低速軸與工作機(jī)之間的聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，根據(jù)文獻(xiàn) 3 表 9-1 ，取工作情況系數(shù) KA=1.5 ，則：Tca KAT4 1.5 486.88N ?m 730.32N ?m 查表，選擇聯(lián)軸器型號(hào)： HL3 。滾動(dòng)軸承選型 結(jié)果： 高速軸： 30206 中間軸： 30206 低速軸： 30211其主要尺寸如下表所示：計(jì)算與說明低速軸與工作 機(jī)間聯(lián)軸器 : HL3 聯(lián)軸器錯(cuò) 誤!未找到引用 源。主要結(jié)果表 3. HL3 型聯(lián)軸器主動(dòng)端基本尺寸型號(hào)軸孔類型鍵槽類型d1LD2HL3Y型A型451121

35、60八 鍵連接的選擇及計(jì)算1. 大帶輪與高速軸間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算大帶輪與高速軸連接處軸頸 d=20 mm, 初步選用 C 型鍵，采用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力 P為 125150Mpa ，取 P=135MPa 。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺寸：寬度 b=6mm ，高度 h=6 mm 。該軸段長度 l=20 mm ，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長 L=16mm ，高速軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩 T2=35.51N m ，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：2000Tkld4 35.51 10360.5 6 (16 ) 20278.9MPa P 135MPa大帶輪與高速軸間鍵：鍵 C8 16GB/T 1096該鍵滿足強(qiáng)度條

36、件，其設(shè)計(jì)是合理的。2. 中間軸與其上大齒輪間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算中間軸上大齒輪與中間軸連接處軸頸 d=35 mm, 初步選用 A 型鍵，采用 45 鋼調(diào) 質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力 P為 125150Mpa ，取 P=135MPa 。查標(biāo)準(zhǔn) 得其公稱尺寸： 寬度 b=10 mm ，高度 h=8 mm 。該軸段長度 l=50mm ，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)， 可取鍵長 L=45 mm 。中間軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩 T3=150.03N m ，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng) 力為：4000T 4000 150.03PP dhl 35 8Pa 47.63MPa P 45 P故該鍵滿足強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。3. 低速軸與其上

37、大齒輪間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算中間軸與其上 大齒輪間鍵： 鍵 A10X45GB/T 1096低速軸上大齒輪與低速軸連接處軸頸d=58mm, 初步選用 A 型鍵，采用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力 P為125150Mpa ，取 P=135MPa 。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺寸：寬度 b=16 mm ，高度 h=10 mm 。該軸段長度 l=70 mm ，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長 L=56 mm 。低速軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩 T4=486.88N m ，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：4T 4000 486.88P Pa 59.96MPa PP dhl 58 10 56 P故該鍵滿足了強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。4.

38、低速軸與工作機(jī)間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算工作機(jī)與低速軸連接處軸頸 d=45 mm, 初步選用 A 型鍵，采用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力 P為 125150Mpa ，取 P=135MPa 。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺低速軸與其上大齒輪間鍵：鍵A16X10GB/T 1096計(jì)算與說明主要結(jié)果寸：寬度 b=14 mm ，高度 h=9 mm 。該軸段長度 l=20mm ，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長 L=16 mm 。九 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算低速軸與工作 機(jī)間鍵： 鍵 14X16GB/T 10961. 高速軸1 ）、計(jì)算齒輪受力齒輪的圓周力：Ft12T2d132 35.51 103N 1575.8N45.07齒輪的

39、徑向力：Fr1F tan nFt1costan201575.8 N 587.5Ncos12 3141 齒輪的軸向力：Fa1Ft1 tan1575.8 tan12 3141N 350.2N2 ）、畫受力簡圖假定帶輪壓軸力的方向垂直向下，軸的轉(zhuǎn)向向右看為順時(shí)針方向， 齒輪嚙合點(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)） ，則根據(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。齒輪 1 受力： 圓周力：Ft1 1575.8N 徑向力：Fr 1 587.5N軸向力：圖 5. 高速軸的受力分析

40、3 ）、計(jì)算支反力鉛垂面內(nèi)支反力：RVAFQ(73 116.5 68.5) Fa d1 /2 Fr 68.5(116.5 68.5)(116.5 68.5)654 (73 116.5 68.5) 350.2 45.07/2 587.5 68.5N 1172.3NRVB FQ Fr RVA (654 587.5 1172.3)N 69.2N水平面內(nèi)支反力：高速軸鉛垂面內(nèi)支反力：RVA 1172 .3NRVB 69.2 N計(jì)算與說明主要結(jié)果Ft 68.5(116.5 68.5)1575.8 68.5 N(116.5 68.5)583.4NRHBFt RHA (1575.8 583.4) N 992

41、.4N4 ）、計(jì)算軸的彎矩，并畫出彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖高速軸水平面內(nèi)支反力：RHA 583.4 NRHB 992.4 NA 鉛垂面彎矩齒輪所在截面處彎矩有突變，故：左截面：M v,(a) RVA 116.5 FQ (73 116.5) (1172.3 116.5 654 189.5) N ?mm 12639.95N ?mmMv(a)68.5 69.2 68.5N4740.2N支點(diǎn) A 處：M VAFQ 116.5 654 116.5N76191NB 水平面彎矩RHA 116.5 583.4 116.5N67966.1N分別作出鉛垂面和水平面上的彎矩圖，如圖5（ c）、（e）所示。C合成彎矩齒輪所在截

42、面左截面：M(,a)M H2(a) Mv,2(a)67966.12 12639.952 N ?mm 69131.5N齒輪所在截面右截面：M (,a)M H2(a) M v,(2a)67966.12 4740.22 N ? mm 68131.2N ?支點(diǎn) A 處：MAMVA 76191N ?mm由此作出合成彎矩圖，如圖5（ f）所示。畫出扭矩圖，如圖 5 （g ）所示，轉(zhuǎn)矩作用于齒輪所在截面與帶輪所在截面之間的軸段。（ 5 ）、計(jì)算當(dāng)量彎矩軸單向運(yùn)轉(zhuǎn)， 載荷平穩(wěn)，為安全起見， 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 ca (a)M (,a2) ( T)2226913

43、1.52 (0.6 35510)2 N ? mm 72340.2N ?mm計(jì)算與說明主要結(jié)果齒輪所在截面右截面：M c,a (a)M (,a2) ( T)268131.22 (0.6 35510)2 N ? mm 99372.9N ?mm支點(diǎn) A 處：McaAM A2 ( T)2761912 (0.6 35510)2 N ?mm 105062.7N ?mm( 6 )、校核彎、扭合成強(qiáng)度分析可知，齒輪所在截面的右截面支點(diǎn) A 處當(dāng)量彎矩最大，屬于危險(xiǎn)截面，此處 軸頸 d=30 mm, 其抗彎模量 W=0.1d 3= (0.130 3)mm 3=2700 mm 3。由此可得， 軸上該處所受彎曲應(yīng)力

44、為：ca(a )M ca(a) 105062 .7 MPa 38.9MPa 1b 60MPa W 2700 1 b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 潤滑和密封1. 齒輪的潤滑齒輪油池浸油潤滑潤滑油型 號(hào)：L-CKC460 中由于齒輪的圓周速度較小，均小于 12m/s ，故采用油池浸油潤滑。由于低速軸上 大齒輪圓周速度較低 (0.5m/s )，浸油深度可達(dá) 1/61/3 的齒輪半徑， 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 280350HBS ，圓周速度小于 0.5m/s ，查得其潤滑油粘度薦用值為 266mm 2 /s(50 攝氏度 ) ，由此選擇 L-CKC460 中負(fù)荷工業(yè)齒輪油( GB/T5903-1995 )。2. 滾動(dòng)軸承的潤滑由于齒輪圓周速度小于 2m/s ，故采用潤滑脂潤滑，并在軸承內(nèi)側(cè)安裝鑄造擋油盤 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)將潤滑脂填入軸承座內(nèi)，每工作 36 個(gè)月補(bǔ)充一次潤滑脂，每過一年，需拆開清洗更換潤滑脂。根據(jù)減速器工 作要求，選用 1 號(hào)通用鋰基潤滑脂( GB7324-1991 )潤滑。3. 密封 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