二級(jí)同軸式齒輪減速器課程設(shè)計(jì)說明書

1、. . . 1 / 29 電子科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書學(xué)生：唐伯湘學(xué) 號(hào)： 8 系部： 機(jī)電工程系專業(yè)： 機(jī)電一體化題目：同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器指導(dǎo)教師：王輝職稱 :年月日. . . 2 / 29 目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 二、傳動(dòng)方案分析 三、電機(jī)的選擇 四、傳動(dòng)比分配 五、運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 六、齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)計(jì) 七、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 八、滾動(dòng)軸承的選擇與壽命 九、鍵的選擇與強(qiáng)度計(jì)算 十、聯(lián)軸器的選擇 十一、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 十二、密封件，潤(rùn)滑劑與潤(rùn)滑方式的選擇 十三、設(shè)計(jì)小結(jié) 十四、參考文獻(xiàn) . . . 3 / 29 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1設(shè)計(jì)目的：1)、綜合運(yùn)用本課程的理論和生產(chǎn)

2、實(shí)際知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使所學(xué)的知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固和發(fā)展；2)、學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，初步培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問題的能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，為今后畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)和工作打下良好的基礎(chǔ)；3)、進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 機(jī)械制圖和運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊(cè)、 標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)等技能的訓(xùn)練，使學(xué)生具有初步機(jī)械設(shè)計(jì)的能力。2設(shè)計(jì)容和要求技術(shù)要求：工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作平穩(wěn)，室工作；輸送帶速度允許誤差5% ；每天兩班制工作，每年工作300 天，使用期限 10 年。加工條件：減速器成批生產(chǎn)，可加工78 級(jí)齒輪原始數(shù)據(jù)：輸送滾筒工作扭矩t工作670mn，滾筒直徑d330 mm，輸送帶速度v0.75 sm/。3

3、設(shè)計(jì)工作任務(wù)與工作量的要求電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算；直齒齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1、電動(dòng)機(jī)2（6） 、聯(lián)軸器3、減速器4、高速級(jí)齒輪5、低速級(jí)齒輪7 輸送機(jī)滾筒. . . 4 / 29 軸的設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承的選擇鍵和連軸器的選擇與校核；裝配圖、零件圖的繪制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫4設(shè)計(jì)成果形式與要求：1、完整合理的設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 1本(2535 頁，不少于 3000 字) 2、齒輪減速箱總裝配圖 1a1圖紙（手繪）3、軸類零件 1a3圖紙（要求 cad 出圖）4、齒輪零件 1a3圖紙（要求 cad 出圖）5、專業(yè)資料和參考文獻(xiàn)閱讀不少于 5 篇專業(yè)文獻(xiàn)5工作計(jì)劃與進(jìn)度：2010年 12 月12月 6 日12

4、 月 9 日：完成方案設(shè)計(jì)與相關(guān)參數(shù)的選擇與計(jì)算12 月 10 日12 月 13 日：軸與軸系零件的設(shè)計(jì)12月 14 日12 月 20 日：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核與草圖繪制12月 21 日12 月 22 日：裝配圖、零件圖的繪制與計(jì)算說明書的編寫12月 23 日12 月 24 日：答辯成績(jī)考核. . . 5 / 29 二、傳動(dòng)方案分析由題目所知傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型為：同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器。故只要對(duì)本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證。本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可以大致一樣。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸較長(zhǎng)、剛度差，中間軸承潤(rùn)滑較困難。考慮到使用壽命以與承載能力，減速器中齒輪采

5、用圓柱斜齒輪；軸承選用滾動(dòng)軸承；由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以考慮選用它。三、電動(dòng)機(jī)的選擇1電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇因?yàn)楸緜鲃?dòng)的工作狀況是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式y(tǒng)（ip44）系列的電動(dòng)機(jī)。2電動(dòng)機(jī)容量的選擇1） 工作機(jī)所需功率wp由任務(wù)書可知： 工作機(jī)的扭矩m670nt工作，滾筒直徑d330mm，輸送帶速度v0.75sm/，可得滾筒轉(zhuǎn)速min)/(43.4333014.375.0100060100060rdvnw由式子：)(05.3955043.4367095509550kwtnpnptw2） 電動(dòng)機(jī)的輸出功率查課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表12-7 效率的選擇：彈性套柱銷聯(lián)軸器：1= 0

6、.99 8 級(jí)精度圓柱齒輪傳動(dòng)：2= 0.97 滾動(dòng)軸承：3= 0.99 傳動(dòng)滾筒效率：4= 0.96 傳動(dòng)裝置總效率為85.04432221)(588.385. 0/05. 3/kwppwd3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇根據(jù)工作條件，本傳動(dòng)選用y系列異步電機(jī)為原動(dòng)機(jī)。. . . 6 / 29 由前面計(jì)算可知工作機(jī)轉(zhuǎn)速wn=43.43r/min，根據(jù)課程指導(dǎo)書表12-6 常用機(jī)械傳動(dòng)的單級(jí)傳動(dòng)比推薦值，可選電動(dòng)機(jī)主要有下表所列幾種圍。電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速min)/(nmr750 1000 1500 3000 系統(tǒng)總傳動(dòng)比ai17.045 22.727 56.818 68.182 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、

7、重量、價(jià)格以與總傳動(dòng)比，750 轉(zhuǎn)的低速電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)比雖小，但電動(dòng)機(jī)極數(shù)大價(jià)格高，故不可取。3000 轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)重量輕，價(jià)格便宜，但總傳動(dòng)比大，傳動(dòng)裝置外廓尺寸大，制造成本高，結(jié)構(gòu)不緊湊，也不可取。剩下兩種相比，如為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，選用1000 轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)較好；如考慮電動(dòng)機(jī)重量和價(jià)格，則應(yīng)選用1500 轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)。綜合考慮各方面因素，現(xiàn)選用同步轉(zhuǎn)速為1000 轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)。4電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率edp略大于dp即可。由y 系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)的額定功率edp為 4 kw，結(jié)合其同步轉(zhuǎn)速，由課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表131 查出各項(xiàng)參數(shù)如下：取同步轉(zhuǎn)速： 1000 r/min

8、 6 級(jí)電動(dòng)機(jī)型號(hào)： y131m1-6 額定功率： 4kw 滿載功率： 960 r/min 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩： 2.0 最大轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩： 2.0 安裝高度h： 160mm 輸出端軸徑d: 38mm 四、傳動(dòng)比分配1、傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比與其分配總傳動(dòng)比aii=mwnn=10.2143.439602、合理分配各級(jí)傳動(dòng)比：由于減速箱是同軸式布置，所以1i2i。因?yàn)閕21.10 ，1i2i=4.70 . . . 7 / 29 五、運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)計(jì)算計(jì)算與說明結(jié)果1、各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算9601mnnmin/r26.20470.4960112innmin/r46.4370.426.204223inn

9、min/r速度偏差為0.06%5% ，所以可行。2、各軸輸入功率的計(jì)算按電動(dòng)機(jī)的額定功率edp=4kw 計(jì)算各軸輸入功率: i 軸的輸入功率 : 96. 399.0411edppkw軸的輸入功率：80. 399.097. 096.3321122pppkw軸的輸入功率：65. 399.097. 080.33223ppkw3、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算i 軸的轉(zhuǎn)矩39.3996096.395509550111nptn m 軸的轉(zhuǎn)矩67.17726.20480.395509550222nptnm 軸的轉(zhuǎn)矩06.80246.4365.395509550333nptnm 9601nmin/r26.2042nmi

10、n/r46.433nmin/r41pkw80.32pkw65. 33pkw39.391t nm 67.1772t nm 06.8023t nm . . . 8 / 29 各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速軸 i 中間軸 ii 低速軸 iii 鼓輪軸轉(zhuǎn)速（ r/min ）960 960 204.26 43.46 43.46 功率（ kw ）4 3.96 3.80 3.65 3.58 轉(zhuǎn)矩（ nm ）39.79 39.39 177.67 802.06 786.68 傳動(dòng)比1 1 4.70 4.70 1 效率1 0.99 0.96 0.96 0.98 六、齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算與說明結(jié)果1、齒

11、輪設(shè)計(jì)：1）選擇材料與硬度考慮到減速器的使用地為室，因此要求結(jié)構(gòu)緊湊，所以各齒輪選用45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì) 并 高 頻 感 應(yīng) 加 熱 淬 火 ， 硬 度hrch5045。 強(qiáng) 度 計(jì) 算 時(shí) 取hrch48，硬度質(zhì)量要求為ml ，表面粗糙度mra2. 36.1。因?yàn)橥S式布置，為保證中心距一致，所以按低速齒輪計(jì)算，然后高速級(jí)齒輪的法面模數(shù)和壓力角以與大小齒輪齒數(shù)直接參照低速級(jí)同類參數(shù)。2）許用應(yīng)力（1）確定hlim和flim查1 圖 10-21e 得hlim1=hlim2=960(mpa) 查1 圖 10-20d 得flim1=flim2=480(mpa) （2）確定壽命系數(shù)8211088.5103

12、001626.2046060hljnn8321025. 1103001646.436060hljnn查教材圖6-24 的 znt1= znt2=0.99 ynt1=ynt2=0.95 （3）安全系數(shù)?。簊h=1.00 sf=1.25 mpaszhnthhhh950199.09601lim21mpah950mpaf364. . . 9 / 29 mpasyfntffff36425.195.04801lim213）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)32122cos2ffsdntyzyktm式中參數(shù)：（1）轉(zhuǎn)矩mmnmnt5210777.167.177（2）查教材表6-8 的d取為 0.8 （3）齒數(shù)取 z1=

13、20，z2=9470.4201iz，取 z2=94 （4）螺旋角初設(shè)=14（5）載荷系數(shù)k 查教材表6-5 設(shè) k=1.4 （6）計(jì)算縱向重合度與27.114208. 0318. 0318. 01tgtgzd查1 圖 10-26 的77. 01，86. 0263. 186.077. 021（7）計(jì)算螺旋角系數(shù)y85.01201427.111201y（8）初算當(dāng)量齒數(shù)zv 89.2114cos20cos3311zzv90.10214cos94cos3322zzv查2 圖 8-43 的復(fù)合齒形系數(shù)yfs1=4.38 yfs2=4.0 （9）計(jì)算大、小齒輪的ffsy并比較01203.036438.4

14、11fsyz1=20 z2=94 . . . 10 / 29 01099.03640.422fsy取小齒輪的ffsy值代入公式計(jì)算將以上數(shù)據(jù)帶入齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算公式有)(09.201203.063. 1208.014cos85.010777.14. 123225mmmnt初算分度圓直徑08.4314cos2009. 2cos11zmdnt（mm ）（10）計(jì)算圓周速度46.010006026.20408.4314. 310006011ndvt（m/s）（11）初算齒寬tb與齒高h(yuǎn)46.3408.438. 01tdtdb（mm ）703.409. 225.225.2nmh（mm ）327.7

15、703.446.34tthb（12）計(jì)算載荷系數(shù)k 根據(jù)46.0vm/s，初定為8 級(jí)精度，由 1 圖 10-8 查得：動(dòng)載系數(shù)vk=1.06 ，由 1 表10-2得 使 用 系 數(shù)ka=1， 查 1 表10-3得 齒 間 載 荷 分 配 系 數(shù)4 .1hfkk，查 1 表 10-4 中的硬齒面欄查得小齒輪相對(duì)支承對(duì)稱布置、 6 級(jí)精度、223.1hk考慮硬齒面減速器，中等速度， 齒輪定為8 級(jí)精度，查1 圖 10-1316.1fk故載荷系數(shù)：721.116. 14 .106. 11ffvakkkkk（13）修正nm考慮到估算值與計(jì)算值差距較大，應(yīng)修正24.24 .1/721.109.2/33

16、tntnkkmm721.1k. . . 11 / 29 4）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：321112hhezzuuktd（1）彈性系數(shù)ze查教材表6-6 得 ze=189.8 mpa（2）區(qū)域系數(shù)zh查1 圖 10-30，取 zh=2.43 （3）齒數(shù)比70.4209412zzu（4）18.5195043.28.18970.4) 170.4(65.18.010777.1721.123251dmm （4）計(jì)算nm48. 22014cos18.51cos11zdmn綜合比較后取3nm5）確定傳動(dòng)尺寸（1）計(jì)算中心距23.176)9420(14cos23)(cos221zzman（mm ）取整數(shù)176a

17、（mm ）（2）計(jì)算螺旋角 213659139936rccos2)(arccosazzmn09.3cosntmm 變動(dòng)不大，、zh無需修正84.61365914cos203cos 11zmdn（ mm ）62.290365914cos943cos 22zmdn（mm ）84.673284.61211namdd（mm ）3nm09.3tm176amm 36591384.611dmm . . . 12 / 29 62.2963262.290222namdd（ mm ）34.5435 .284.615 . 211nfmdd（mm ）12.28335 .262.2905. 2

18、22nfmdd（ mm ）確定齒寬47.4984.618 .01dbd（mm ）取502bbmm ，551bmm 6）齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）估計(jì)齒輪處的軸徑：軸材料初選45 號(hào)鋼，估算伸出端軸mmnpads47.3056.20428.51153310?？紤]到軸的設(shè)計(jì)，取齒輪孔處軸頸mmds451，接近小齒輪齒根圓34.541fdmm ，小齒輪采用軸齒輪結(jié)構(gòu)。大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)。根據(jù) : 55.010006026.20458.5114. 310006011ndvm/s 考慮到硬齒面減速器，速度中等，查3 表 17-16 ，取齒輪精度等級(jí)為8-8-7 。齒厚偏差查 3 表 17-19 ，小齒輪上偏

19、差取g，下偏差取 j，大齒輪上偏差取h，下偏差取k。（2）公法線長(zhǎng)度wn與偏差計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪)014. 0)5. 0(9521. 2zkmwnn當(dāng)量齒數(shù)ntinvinvzz3751.0365913cos20tancostantan nt5612.20t01624. 035886.03751.0tantttinv79.21014904.001624.0201z42.102014904.001624.0932z62.2902dmm84.671admm 62.2962admm 34.541fdmm 12.2832fdmm 502bmm 551bmm 5612.20t79.211z. . . 1

20、3 / 29 跨齒數(shù)92.25.0979.215.0911zk取31k88.115.0942.1025 .0922zk取122k05.23)79.21014.0)5.03(9521.231nwmm 11.106)42.102014.0)5.012(9521.232nwmm 由于bwn659.25365913sin11.106sin 可測(cè)量公法線長(zhǎng)度偏差計(jì)算查3 表 17-19 得小齒輪齒厚上偏差12.01sse，齒厚下偏差2 .01sie大齒輪齒厚上偏差176.02sse，齒厚下偏差264. 02sie查3 表 17-21 得小齒輪齒圈徑向跳動(dòng)公差045. 01rf大齒輪齒圈徑向跳動(dòng)公差063

21、. 02rf故公法線平均長(zhǎng)度上偏差mmfeerssws1238.020sin045.072.020cos12.0sin72.0cos111mmfeerssws1809.020sin063.072.020cos176.0sin72.0cos222公法線平均長(zhǎng)度下偏差mmfeersiwi199.020sin045.072.020cos2.0sin72.0cos111mmfeersiwi2636.020sin063.072.020cos264.0sin72.0cos222其他有關(guān)尺寸參看齒輪零件圖。42.1022z31k122k05.231nwmm 11.1062nwmm 12.01sse2. 01

22、sie176.02sse264.02sie01238.01wsemm 199.01wiemm 1809.02wsemm 2636.02wiemm . . . 14 / 29 齒輪的參數(shù)列表如下名稱高低速齒輪端面模數(shù)tm3.09 中心距 a(mm) 176 法向模數(shù)nm3 螺旋角 365913旋向小齒輪左大齒輪右齒數(shù)1z20 2z94 分度圓直徑(mm ）1dmm61.84 2dmm290.62 齒頂圓直徑（mm ）1admm67.84 2admm296.62 齒根圓直徑（mm ）1fdmm54.34 2fdmm283.12 齒（mm ）寬1bmm55 2bmm50 材料與熱處理45 調(diào)質(zhì)表面淬

23、火. . . 15 / 29 七、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算計(jì)算與說明結(jié)果i 軸：1）材料與熱處理考慮到 i 軸為高速，以與齒輪材料后，選i 軸材料為45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)220240hbs 。查2 表 14-1 得mpab650，查 2 表 14-8 得mpab551。2）估算直徑查2 表 14-7 取 a=115，考慮到與聯(lián)軸器聯(lián)接鍵槽，a增大 5% ，最后取 a=120.75 ，根據(jù)公式3min/npad有：37.1996096.375.1203mindmm 3）初選聯(lián)軸器軸伸出段裝有聯(lián)軸器，考慮到補(bǔ)償軸的可能位移，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查2表4-1取k=1.5由mnkttc085.5939.395.1

24、1， 根 據(jù) 速 度min/9601rn，考慮電機(jī)軸直徑，查3 表 14-47 選用 hl3彈性柱銷聯(lián)軸器，標(biāo)準(zhǔn)孔徑mmd381，所以軸伸出段直徑mmd381。4）i 軸結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)因?yàn)?i 軸為裝有聯(lián)軸器的斜齒輪軸，所以，結(jié)構(gòu)采用外伸梁布局，外伸部分裝聯(lián)軸器，兩軸承布置在齒輪軸段兩端。軸系采用兩端單向固定布置，左右軸承均采用加軸肩定位，為避免因溫度升高而卡死，軸承端蓋與軸承外圈端面留出0.2mm0.4mm的熱補(bǔ)償間隙。軸的初步結(jié)構(gòu)圖如下。5）確定各軸段直徑與長(zhǎng)度（1）1d段裝 hl3型聯(lián)軸器，查 3 表 14-47 取mmd381；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑mmd45。半聯(lián)軸器

25、與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為82mm ，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故 l1的長(zhǎng)度略短一些，現(xiàn)取i 軸mmd381mmdd4562mmd84.674mmdd5053mml801mml502mml554mmll1053. . . 16 / 29 mml801。（2）初選滾動(dòng)軸承。 軸上裝有斜齒輪，根據(jù)公式costan2nrdtf和tan2dtfa可知，徑向力大于軸向力，為了減少成本選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)mmd381， 由 3表15-1所 列 深 溝 球 軸 承 系 列 表 初 選6309 ， 其 尺 寸 為mmmmmmbdd2510045，故mmdd4562?？紤]到2

26、d段還要裝軸承端蓋和氈圈油封，查3 表 16-11 槽寬mmb12min，并考慮到軸承端蓋厚度，故 l2 應(yīng)取長(zhǎng)一點(diǎn)，現(xiàn)取mml502，mml256。（3）左右軸承都采用軸肩定位，由3 表 15-1 查的6309 型軸承的定位軸肩高度mmh5，因此，取mmdd5053。 由軸環(huán)寬度hb4.1， 取mmll1053。（4）由于是軸齒輪，所以mmdda84.6714，mmbl5514。綜上所述，軸的總長(zhǎng)為230mm ，兩軸承跨度為100mm 。6）軸上零件徑向定位。（ 1 ） 半 聯(lián) 軸 器 與 軸 采 用c 型 平 鍵 聯(lián) 接 。 查 3表14-35得 鍵 尺 寸mmmmhb810，鍵槽采用鍵槽

27、銑刀加工，加工長(zhǎng)度為70mm 。（2）半聯(lián)軸器與軸的配合為h7/k6。（3）滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位采用過渡配合來保證，所以兩軸頸處的尺寸公差取m6 。7）確定軸上零件的圓角和倒角尺寸查3 表 12-11 取軸齒輪處倒角為2 45，軸端倒角為1 45。各段過渡圓角為r=1mm 。8）軸的強(qiáng)度計(jì)算（略） 。以上各尺寸和結(jié)構(gòu)都為初定，實(shí)際尺寸以圖上尺寸為準(zhǔn)。iii軸：1）材料與熱處理同i 軸。2）估算最小直徑查2 表 14-7 取 a=115， 考慮到與聯(lián)軸器聯(lián)接鍵槽以與齒輪與軸的鍵槽，a增大 10% ，最后取 a=126.5，根據(jù)公式3min/npad有：398.5546.4365.35 .126

28、3mindmm 3）初選聯(lián)軸器（1）軸伸出段裝有聯(lián)軸器，考慮到補(bǔ)償軸的可能位移，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查mml256. . . 17 / 29 2表4-1取k=1.5由mnkttc09.120306.8025 .11， 根 據(jù) 速 度min/46.433rn， 查 3 表14-47選 用hl4 彈 性 柱 銷 聯(lián) 軸 器 ， 標(biāo) 準(zhǔn) 孔 徑mmd605，既軸伸出段直徑mmd60。4）iii軸結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)因?yàn)?iii軸為裝有聯(lián)軸器的軸，所以，結(jié)構(gòu)采用外伸梁布局，外伸部分裝聯(lián)軸器，兩軸承布置在齒輪軸段兩端。軸系采用兩端單向固定布置，左軸承采用軸肩定位，右軸承采用套筒和軸承端蓋定位。為避免因溫度升高而

29、卡死，軸承端蓋與軸承外圈端 面 留 出0.2mm0.4mm 的 熱 補(bǔ) 償 間 隙 。 軸 的 初 步 結(jié) 構(gòu) 圖 如 下 。5）確定各軸段直徑與長(zhǎng)度（1）5d段裝 hl4型聯(lián)軸器， 查3 表 14-47 取mmd605；右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑mmd65。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為142mm ，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故 l5的長(zhǎng)度略短一些，現(xiàn)取mml1405。（2）初選滾動(dòng)軸承。 軸上裝有斜齒輪，根據(jù)公式costan2nrdtf和tan2dtfa可知，徑向力大于軸向力，為了減少成本選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)mmd605， 由 3 表15

30、-1所 列 深 溝 球 軸 承 系 列 表 初 選6313 ， 其 尺 寸 為mmmmmmbdd3314065， 故mmdd6541。考慮到4d段還要裝軸承端蓋、氈圈油封和套筒，查3 表 16-11 槽寬mmb12min，并考慮到套筒長(zhǎng)度，套筒長(zhǎng)度定15mm,，故 l4應(yīng)取長(zhǎng)一點(diǎn)，現(xiàn)取mml804，mml351。iii軸mmdd6541mmd752mmd703mmd605mml351mml102mml483mml804mml1405. . . 18 / 29 （3）右軸承都采用軸肩定位，由3 表 15-1 查的6313 型軸承的定位軸肩高度mmh5，因此，取mmd752。由軸環(huán)寬度hb4.1，

31、取mml102。（4）3d處裝有大齒輪，大齒輪mmda62.2962為腹板式結(jié)構(gòu)，齒輪與軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位，所以3d不考慮定位功能，考慮到圓角值，取mmd703。大齒輪的齒寬為50mm ，所以 l3 應(yīng)略小于大齒輪齒寬，故取mml483。綜上所述，軸的總長(zhǎng)為313mm ，兩軸承跨度為106mm 。6）軸上零件徑向定位。（ 1 ） 半 聯(lián) 軸 器 與 軸 采 用c 型 平 鍵 聯(lián) 接 ， 查 3表14-35得 鍵 尺 寸mmmmhb1118，鍵槽采用鍵槽銑刀加工，加工長(zhǎng)度為110mm 。齒輪與軸采用 a型平鍵聯(lián)接，查3 表 14-35 得鍵尺寸mmmmhb1220，鍵槽采用鍵槽銑刀加工，加

32、工長(zhǎng)度為45mm 。（2）半聯(lián)軸器與軸的配合為h7/k6。（3）滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位采用過渡配合來保證，所以兩軸頸處的尺寸公差取m6 。7）確定軸上零件的圓角和倒角尺寸查3 表 12-11 軸端倒角為245。各段過渡圓角為r=2mm 。8）軸的強(qiáng)度計(jì)算（略） 。以上各尺寸和結(jié)構(gòu)都為初定，實(shí)際尺寸以圖上尺寸為準(zhǔn)。ii 軸：1）材料與熱處理同i 軸。2）估算最小直徑查2 表 14-7 取 a=115，考慮到與大齒輪聯(lián)接鍵槽，a增大 5% ，最后取 a=120.75 ，根據(jù)公式3min/npad有：995.3126.20480. 375.1203mindmm 查軸系列取mmd32min3）ii軸結(jié)

33、構(gòu)初步設(shè)計(jì)因?yàn)?ii軸為裝有聯(lián)軸器的軸，所以，結(jié)構(gòu)采用簡(jiǎn)支梁布局，因?yàn)橛袃蓚€(gè)斜齒輪，需要考慮軸向力的影響，采用角接觸軸承，成對(duì)正安裝，兩軸承布置在軸兩端。軸系采用兩端單向固定布置，左軸承采用套筒和軸承端蓋定位，右軸承采用軸肩和軸承 端蓋定位。為避免因溫度升高而卡死，右軸承端蓋與軸承外圈端面留出0.2mm0.4mm 的熱補(bǔ)償間隙。軸的初步結(jié)構(gòu)圖如下。. . . 19 / 29 4）確定各軸段直徑與長(zhǎng)度（1）初選滾動(dòng)軸承。 軸上裝有斜齒輪，根據(jù)公式costan2nrdtf和tan2dtfa可知，徑向力大于軸向力，為了減少成本選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)mmd35min，由 3 表15-5所

34、列角接觸球軸承系列表初選7307c，其尺寸為mmmmmmbdd218035，故mmdd3581?？紤]到8d段還要裝軸承端蓋和氈圈油封，查3 表 16-11 槽寬mmb12min，并考慮到軸承端蓋厚度，故 l8應(yīng)取長(zhǎng)一點(diǎn)，現(xiàn)取mml408，mml251。（2）左右軸承都采用軸肩定位，由3 表 15-1 查的 7307c 型軸承的定位軸肩高度mmh5，但考慮l2段需要軸套定位大齒輪以與l6段為軸齒輪結(jié)構(gòu)所以，取mmdd4572。由軸環(huán)寬度hb4.1，取mmll1072。（3）3d段為大齒輪裝配軸段，參照iii軸，取mmd703，mml503。（4）4d段為大齒輪右軸向定位軸環(huán)，由dhd1.007.

35、0計(jì)算后取mmh5，因此，mmd804軸環(huán)寬度hb4.1，取mml104。（4）5d段為過渡軸段，考慮到相連軸段直徑、軸齒輪齒根圓直徑以與估算最小直徑，取mmd505。4d軸段長(zhǎng)度應(yīng)考慮同軸式減速器結(jié)構(gòu)要求，所以mml805。（5）由于是軸齒輪，所以mmdda84.6716，mml556。綜上所述，軸的總長(zhǎng)為278mm ，考慮到角接觸軸承實(shí)際支撐點(diǎn)，經(jīng)計(jì)算后兩軸承跨度為 234mm 。6）軸上零件徑向定位。（ 1 ） 大 齒 輪 與 軸 采 用a型 平 鍵 聯(lián) 接 。 查 3表14-35得 鍵 尺 寸mmmmhb1220，鍵槽采用鍵槽銑刀加工，加工長(zhǎng)度為45mm ii軸mmdd3581mmdd

36、5072mmd703mmd804mmd505mmd84.676mml251mmll1072mml483mml104mml805mml556mml408. . . 20 / 29 （2）滾動(dòng)軸承與軸的軸向定位采用過渡配合來保證，所以兩軸頸處的尺寸公差取m6 。7）確定軸上零件的圓角和倒角尺寸查3 表 12-11 取軸齒輪處倒角為2 45，軸端倒角為1 45。各段過渡圓角為r=1mm 。以上各尺寸和結(jié)構(gòu)都為初定，實(shí)際尺寸以圖上尺寸為準(zhǔn)。8）軸的強(qiáng)度計(jì)算（1）軸的受力分析由軸的初步結(jié)構(gòu)圖可知ii軸為一簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，在大齒輪處輸入轉(zhuǎn)矩，小齒輪處輸出轉(zhuǎn)矩，其受力分析圖如下（ 2）由前面計(jì)算知mnt39.3

37、91，mnt67.1772，mnt06.8023， 365913ndtft127484.611039.39223111，ndtft552062.2901006.802223233nffntr478365913cos20tan1274cos/tan 11nffntr2071365913cos20tan5520cos/tan 33nffta317365913tan1274tan 11nffta1376365913tan5520tan 33（3）求支座反力鉛直面支座反力：031rrbvavffff01865 .4423431rrbvfff解聯(lián)立方程得：nfav92.811 , nfbv08.1737

38、水平面支座反力：. . . 21 / 29 031bhttahffff01865 .4423431ttbhfff解聯(lián)立方程得：nfah59.100 , nfbh41.4145（4）計(jì)算彎矩和扭矩鉛直面彎矩：mmnfmavcv361305.44，mmnfmbvdv8338048水平面彎矩：mmnfmahch44765.44，mmnfmbhdh19898048總彎矩：mmnmc3640644763613022. . . 22 / 29 mmnmd2157441989808338022扭矩：mmntt1776702當(dāng)量彎矩：?jiǎn)蜗蛐D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，取6.0mmnt1066021776706 .0m

39、mntmmcec11264722mmntmmded24064422強(qiáng)度足夠剛度足夠. . . 23 / 29 （5）分別校核c點(diǎn)和 d點(diǎn)截面mmmdbcec36.27551. 01126471. 0331mmmdbded24.35551.02406441.0331考 慮 到c點(diǎn) 軸 段 為 裝 配 大 齒 輪 而 開 有 鍵 槽 ， 軸 徑 放 大5%，mmdc728,2805. 136.27。而初步軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中c點(diǎn)所在軸段直徑為70mm ，d點(diǎn)處為軸齒輪，其齒根圓直徑為54.34mm ，且軸的最小直徑為45mm ，也大于計(jì)算軸直徑，所以整軸強(qiáng)度足夠。因?yàn)閷?shí)際軸徑遠(yuǎn)大于計(jì)算軸徑，且兩軸承跨度也

40、不大，所以剛度也足夠。. . . 24 / 29 八、滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算與說明結(jié)果i 軸軸系采用兩端單向固定，初選軸承為6309。（1）計(jì)算支承的受力鉛直面左右支承反力相等，等于nfr23921水平面左右支承反力相等，等于nft63721總支承力nf68063723922軸向力nffaa3171參考 ii受力分析，軸向力由右軸承承受，可見，右軸承受載較大。（2）求當(dāng)量動(dòng)載荷查3表15-1可知，6309的knc8.52，knc8.310。00997.0318003170cfa, 參 照 2表14-9 ， 用 插 入 法 求 得185.0e。effra326. 1239/317/， 利用插入

41、法查2 表 14-9 ， 得 x=0.56 ， y=2.962。查2 表 14-10 ，取 kp=1.5 ：nyfxfkparp1609)317962.223956. 0(5. 1)(（3）校核軸承壽命lh 球軸承取 3 hhpcnlh4800061350716095280096016667166673軸承選擇合適ii 軸軸系采用兩端單向固定，初選軸承為7307c （1）計(jì)算支承的受力參照 ii軸受力計(jì)算結(jié)果。鉛直面nfav92.811 , nfbv08.1737合適. . . 25 / 29 水平面nfah59.100 , nfbh41.4145總支承力nfa81859.10092.8112

42、2nfb449541.414508.173722軸向力nfa3171，nfa13763。因?yàn)閮奢S向力方向相反，且往b 點(diǎn)支承的軸向力遠(yuǎn)大于往a點(diǎn)的軸向力，所以，b點(diǎn)處的軸承受載較大。（2）求當(dāng)量動(dòng)載荷pb查 3表15-5可 知 ， 7307c 的knc2.34，knc81.260。05134.02680013760cfa, 參 照 2表14-9 ， 用 插 入 法 求 得423.0e。effra7921.008.1737/1376/，利用插入法查2 表 14-9，得 x=0.44 ，y=1.346。查 2 表 14-10 ，取 kp=1.5 ：nyfxfkparpb3925)1378346.1

43、173744.0(5.1)(（3）校核軸承壽命lh 球軸承取 3 hhpcnlh480005398039253420026.20416667166673軸承選擇合適iii軸軸系采用兩端單向固定，初選軸承為6214。（1）計(jì)算支承的受力鉛直面左右支承反力相等，等于nfr8692水平面左右支承反力相等，等于nft276023總支承力nf2894276086922軸向力nfa1376參考 ii受力分析，軸向力由右軸承承受，可見，左軸承受載較大。合適. . . 26 / 29 （2）求當(dāng)量動(dòng)載荷查3表15-1可知，6313的knc8.93，knc5.600。0227.06050013760cfa, 參

44、 照 2表14-9 ， 用 插 入 法 求 得209.0e。effra58.1869/1376/， 利用插入法查2 表 14-9 ， 得 x=0.56， y=2.28 。查2 表 14-10 ，取 kp=1.5 ：nyfxfkparp5436)137628.286956. 0(5. 1)(（3）校核軸承壽命lh 球軸承取 3 hhpcnlh48000197032554369380046.4316667166673軸承選擇合適合適九、鍵連接的選擇與校核計(jì)算dhltp658381039.394431dhltp2512701067.177442dhltp4512701006.8024433mpamp

45、adhltp12013.4810111601006.8024433由于鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微，所以許用擠壓應(yīng)力為mpap120，校核后上述鍵皆安全。十、連軸器的選擇代號(hào)bhl 直徑（ mm ）工作長(zhǎng)度（mm ）工作高度（mm ）轉(zhuǎn)矩（ n m ）i軸10870（c型）38 65 5 39.39 ii軸201245（a型）70 25 7.5 177.67 iii軸201245（b型）70 45 7.5 802.06 1811110（c型）60 101 7 . . . 27 / 29 由于彈性聯(lián)軸器的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以考慮選用它。1、高速軸用聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為5. 1ak，計(jì)算轉(zhuǎn)矩為mntkta