機械課程設(shè)計-電動卷揚機傳動裝置

1、精品資料推薦機械設(shè)計課程設(shè)計題目：設(shè)計電動卷揚機傳動裝置學院專業(yè)學號學生姓名機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書題目：設(shè)計電動卷揚機傳動裝置傳動系統(tǒng)圖：原始數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)編號鋼繩拉力F/KN鋼繩速度v/(m/mi n)卷筒直徑D/mm2920290工作條件：間歇工作，滿載啟動，工作中有中等振動， 兩班制工作，小批量生產(chǎn)，鋼繩速度允許誤差 ±%， 設(shè)計壽命10年。50目錄1. 電動機的選擇1.1 功率計算1.2 確定電動機轉(zhuǎn)速2. 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)2.1 計算總傳動比2.2 合理分配各級傳動比2.3 各軸轉(zhuǎn)速、輸出功率、出入轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速計算3. 傳動零件的設(shè)計計算4. 軸的設(shè)計及計算5. 鍵連接的

2、選擇和計算6. 滾動軸承的選擇和計算7. 聯(lián)軸器的選擇8. 潤滑方式、密封形式及潤滑油牌號的選擇9. 其他技術(shù)說明10. 設(shè)計小結(jié)11. 參考文獻計算及說明計算結(jié)果電動機的選擇1功率計算工作機所需要的功率：皿Fv9 10003 09kw1/ I 1 1 IJ円 7 丿71.1kz ivvV10001000 0.97Pw=3.09kw電動機輸出功率：Pd=巴n由電動機至工作機之間的總效率（包括工作機效率）為2322a123456式中:n 1 ：聯(lián)軸器的效率0.99n 2：每對滾動軸承的效率0.99n 3：每對滑動軸承的效率0.98n 4：閉式圓柱齒輪傳動的效率0.97 n 5：開式圓柱齒輪傳動的

3、效率0.95n 6：卷筒的傳動效率0.97所以2322a12345 60.9$0.970.792a=0.792PPw3.093 9kwPd=3.9kw即Pd3.9KWn 0.792故由參考書可選電動機的額疋功率為 4kw2確定電動機轉(zhuǎn)速ndnw4 4w丿 siwv 1000201000nw 21.96r/m由V廠11彳曰n21.96r/m ccc可得nw1000n3.14 290在該傳動方案得知，在該系統(tǒng)中只有減速器存在級傳動比滄、i34，開式齒輪i開，所以，id= i12 i34 i開即 nd= id nw=(i 12 i34 i 開) nw在二級圓柱齒輪減速器的傳動比范圍一般為（840），

4、開式齒輪的傳動比為i開=4，貝U總傳動比的id的合理范圍為id=32160id= i 12 i34 i 開=(840)x 4= 32160因此，電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd= id nw= (32160) x 21.96= ( 702.723513.6) r/minnd- ( 702.723513.6) r/mi n所選電動機型號付合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000r/min、1500 r/min，根據(jù)計算出的電動機容量，由附表可查出適 用的電動機型號，相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)及傳動比的比較情況如下表所 示。電動機的比較方:電動機額定同步、卄 +、， 滿載堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩:重價案型號功率/

5、kw轉(zhuǎn)速/r/mi n轉(zhuǎn)速/r/min額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩量格1Y160M1-847507202.02.0重高2Y132M1-6410009602.02.2中中3Y112M-44150014402.22.3輕低綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量及成本，課件第3種方案比較合適。因此選擇電動機型號為 Y112M-4，即電動機的額定功率Pw=4kw，滿載轉(zhuǎn)速nm=1440 r/min。二傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)1計算總傳動比由電動機的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機主動軸轉(zhuǎn)速nw，可確定傳動裝置應(yīng)有的傳動比i總- 65.57nw21.962.合理分配各級傳動比般圓柱齒輪傳動比范圍為，開式齒輪傳動比為i開-4，故取

6、出i1-(65.57i開-4可以算V 4(l.3 1.0) -4.8i1-4.8i24.8（1.31.5）=3.4 ,i開=43.各軸轉(zhuǎn)速、輸出功率、出入轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速計算(1)各軸的轉(zhuǎn)速電動機的轉(zhuǎn)速no=1440 r/mi n高轉(zhuǎn)速Ini中間軸IIn11低速軸IIIn111卷筒nIv(2)各軸的輸入功率n01440 r / minnIi1nnT714407T30034v 100015300r/min88.24r/min20 10003.14 29021.96r/ min上述電動機輸出功率Pw=3.9kw，故Po=3.9kw咼轉(zhuǎn)速IP1 = P0 n 1 n 2=3.9x 0.99X 0.99=

7、3.82kw中間軸IIP2= P1 n 2 'n 4=3.82x 0.99X 0.97=3.67kw低速軸IIIP3=P2 n 2 n 4=3.67X 0.99X 0.97=3.52kw卷筒P4 = P3 n 1 2n 3 n 5 n 6=3.52X 0.982X 0.95X 0.97=3.12 kw式中：n 1：聯(lián)軸器的效率0.99n 2：每對滾動軸承的效率0.99n 3：每對滑動軸承的效率0.98n 4：閉式圓柱齒輪傳動的效率0.97n 5：開式圓柱齒輪傳動的效率0.95n 6：卷筒的傳動效率0.97(3)各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩Td：Pd3 9Td9550 955025.

8、86N mnm1440咼轉(zhuǎn)速IT1P19550 P95503.8225.33N mn11440中間軸IIT29550 P95503.67116.83N mn2300i2 3.4i開=4n01440 r / minni 1440 r / minnn 300r/mi n n iii 88.24r/mirn 21.96r/minPo=3.9kwP1=3.82kwP2=3.67kwP3=3.52kwP4=3.12kwTd 25.86NmT1 25.33NmT2 116.83NmT3 380.96NmT4 1356.83Nm低速軸IIIT3P3955095503.52380.96N mn388.24卷筒

9、T4P49550 P95503.121356.83N mn421.96運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果列于下表:參數(shù)電動機 軸高速軸I中間軸II低速軸III卷筒轉(zhuǎn)速(r/min45109.9521.96功率 (kw)3.93.823.673.523.12轉(zhuǎn)矩(N m)25.8625.33116.83380.961356.83傳動比114.83.44三傳動零件的設(shè)計計算I斜齒圓柱齒輪計算A .高速級斜齒圓柱齒輪的計算1選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)1) 按運動簡圖的傳動方案，選定斜齒圓柱齒輪傳動2) 卷揚機為一般工作機，速度不搞，故選用 8級精度(GB100951998)3

10、) 材料選擇：小齒輪選用40Cr,調(diào)質(zhì)熱處理，齒面硬度達到 250HBS大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)熱處理，齒面硬度達到 220HBS 由于減速器齒輪傳動為閉式傳動，可以采用齒面接觸疲勞強度計 算，按彎曲疲勞強度校核。 2按齒面接觸疲勞強度設(shè)計按設(shè)計計算公式計算：dt1)確定公式的各參數(shù)(1)試選載荷系數(shù)Kt=1.5(2)齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為T1 25.33Nm(3) 選齒寬系數(shù)d 0.9i(4) 材料彈性系數(shù)Ze 189.8MPa2(5) 初選壓力角a =20°(6) 齒數(shù)比為Ui=4.8(7) 選小齒輪的齒數(shù)為：乙=20,則大齒輪的齒數(shù)為Z2=20X 4.8=96。(8)由機械設(shè)計基礎(chǔ)(P7

11、3)圖5-24C查得 H lim 1 680Mpah iim 2 560Mpa(9) 計算應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)8 10 4147200000N160mjLh 60N2N1i1414720000041864000000H1MPaH2(10) 查得接觸疲勞壽命系數(shù) ZNT1=1 , ZNT2=1.14(11) 許用接觸應(yīng)力可利用以下公式計算SH = 1.1HlimH MMPaH1ZnT1Hlim1S1 6801.1MPaMPaZnT2 Hlim2 1.1460H 2 31.13. 計算f21 2吐 3 3逐 KT(i 1) 33.2 189.8 1.5(4.8 1) c')37.09nmV hd

12、i580.364.8(2)確定模數(shù)(1)試計算小齒輪分度圓直徑d1t，取H2MPa，得a 123mmd1tcos37.09 cos20mn1.74mmZ12019.42由機械設(shè)計基礎(chǔ)P57表5-1取mn=2mm(3)確定中心距mn(Zi Z2)2(20 96)中心距 a123.44 mm2cos2 cos20取整數(shù)，所以取a 123mm,貝U螺旋角ar cosmn(Zi Z2) ar 2(20 96)19 42ar cos ar 19.422a2 123mnZ12 20d1 42.41mmcoscos19.42mnZ22 96“c “d2 203.58mmcoscos19.42齒寬 b d10

13、.9 42.41 38.169mm取 b2 38mmb1 b2 (5 10) mm 取 b1 46mm.，一 1.6Kcos xz xz4.齒根許用疲勞強度條件切為FYfYsbmn21(1) K1、T1、m 和 Z 同前(2) 齒寬 b b2 38mm(3) 由機械設(shè)計基礎(chǔ)P74圖5-26查得齒形系數(shù) Yf1 2.91 Yf2 2.22應(yīng)力修正系數(shù)為Ys1 1.53 Ys2 1.77(4) 由機械設(shè)計基礎(chǔ)P75圖5-27中可以查出試驗齒輪的齒根彎曲疲勞極限Flim1 230MPa尸佃2 190MPaY/Flim(5) 許用彎曲應(yīng)力 f；匚SF(6) 查得壽命系數(shù)為Yv1 1 , Y/2 1.1

14、4(7) 由P73表5-7中可以查出安全系數(shù)SF 1.35d1 42.41mmd2 203.58n 仃b1 46mmb2 38mmF1 170.37MPSf2 160.44MPaF1Y.SfFliml口30 170.37MPa1.35F2Yv2Flim21.14 1901.6KTF1 COSbmn2Z1Yf 2YS2F2F1 Yf1YS1SF1.35160.44MPamthfha1.6 1.5 25330 COS19.42222202.9183.97F15.計算齒輪的幾何尺寸2.22 1.772.91 1.53F2d1d2da1端面模數(shù)mtmncos齒根高hf*(ha齒頂咼hamnmn分度圓直

15、徑d1cosd2mncos齒頂圓直徑da1d1da2d2齒根圓直徑d f 1d1d f 2d2cos19.422.121mmda21.25 2 2.5mm2.121mm2.5mm 2mm42.41mm203.58mm46.41 mm207.58 mm37.41mm198.58mm2mm2ha2ha2hf2hfcos19.422042.41mm96203.58mmcos19.4242.4146.41mm203.5842.412207.58mm2.537.41 mm203.582 2.5198.58 mmB .低速級斜齒圓柱齒輪的計算1 選擇材料，熱處理方式和公差等級小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒

16、面硬度達到 240HBS大齒輪選用45鋼，正火處理，齒面硬度達到 210HBS選用8級精度2.初步計算傳動的主要尺寸因為是軟齒面閉式傳動，故按齒數(shù)面接觸疲勞強度計算。其設(shè)計公式為:diKt(計 1)di(1)小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為T3380960N mm(2)選載荷系數(shù)Kt=1.5(3) 選齒寬系數(shù)d 0.91(4) 材料彈性系數(shù)Ze 189.8MPa2(5) 初選壓力角a =20°(6) 齒數(shù)比為Ui=4.8(7) 選小齒輪的齒數(shù)為：Z3=25，則大齒輪的齒數(shù)為Z4=25 X 4.8=120。(8)由機械設(shè)計基礎(chǔ)(P73)圖5-24c查得h lim 1 680Mpah3612 MPah

17、lim 2 560Mpa(9) 許用接觸應(yīng)力可利用以下公式計算 Sh=1.1Z 2 HlimH4h仝MPaShN360n IjLh 608 10 864000000N4N3i28640000003.42541仃647(10) 查得接觸疲勞壽命系數(shù) ZNT3=0.99, ZNT4=0.92(11) 許用接觸應(yīng)力可利用以下公式計算Sh=1.1hHlimMPa ShH3ZNt3Hlim1Sh0.99 6801.1612MPaH4ZnT4Hlim2Sh0.92601.1468.36MPamn 2.5mm a 193mm38.31取h42MPa，初算小齒輪的分度圓直徑得,| 3.2Ze KT(i 1)

18、I 3.2 189.821.5(4.8 1)出 3 h di 36124.8(2)確定模數(shù)61.42nditcosmn Zi61.42 cos 20252.3mm由機械設(shè)計基礎(chǔ)P57表5-1取mn 2.5mm3.確定幾何尺寸宀、叱mn(Z3 Z4) 2.5(25 120) oo中心距 a 192.88mm2cos2 cos20d3d4b4b379.65mm382.33mm72mm80mm取整數(shù)，所以取a 193mm,則螺旋角arcosmn(Z32aZ4)ar cos2.5(25 120)2 23138.31d3mnZ32.5 2579.65mmcoscos38.31d4mnZ42.5 1203

19、82.33mmcoscos38.31齒寬 bd3 0.9 79.65 71.685mm取 b4 72mmb3 b4 (5 10) mm取 b3 80mm1.6KT cos 、/、/5.齒根許用疲勞強度條件切為F 2YfF3168.67MPa149.93MPabmn 21F4(1) K、T、mn 和 Z 同前(2) 齒寬 b b4 72mm(3) 由機械設(shè)計基礎(chǔ)P74圖5-26查得齒形系數(shù) Yf3 2.73 Yf42.14應(yīng)力修正系數(shù)為Ys3 1.5675 YS4 1.83(4)由機械設(shè)計基礎(chǔ)P75圖5-27中可以查出試驗齒輪的齒根彎曲疲勞極限尸吹 230MPa 吸 220MPamt3.19mm

20、(5)Y許用彎曲應(yīng)力 f二SFv Flim(6)查得壽命系數(shù)為Yv30.99Yv30.92P73表5-7中可以查出安全系數(shù)SF 1.35F3Yv3SfFlim30.99 2301.35168.67MPaha=2.5mm h 6.25mm da3 84.65mmda4 387.33mmdf3 72.15mmdf4374.83 mmF4Yv4SFFlim40.92 2201.35149.93MPa1.6KT cosF3 2bmn Z31.6 1.5 116830 cos38.3122.5252.7383.69F3YF 4YS4F4F3 Yf 3YS383.692.14 1.8376.596.計算齒

21、輪的幾何尺寸2.73 1.5675F4端面模數(shù)mtmn2.53.19mmcoscos38.31齒頂咼haha m'n12.5=2.5mm全齒高hha hf2.53.756.25mm齒頂圓直徑da3d32ha79.652 2.584.65mmda4d42h4382.332 2.5387.33mm齒根圓直徑d f 3d32hf79.652 3.7572.15mmd f 4d42hf382.332 3.75374.83mmII開式齒輪的設(shè)計f5157.2MPaf6 196MPa1. 選定齒輪類型精度等級、材料及齒數(shù)(1) 按傳動設(shè)計的方案選用直齒圓柱齒輪傳動(2) 卷揚機一般為工作機，速度不

22、高可以選用8級精度(3) 材料選擇大齒輪用45鋼硬度40-50HRC，小齒輪材料為40Cr,并經(jīng)調(diào)制處理級表面淬火，選擇齒數(shù)Z5=20,大齒輪選擇Z5X 4=20X 4=802. 由資料計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N560n ivjLh 608 1052704000K1 N552704000N613176000i開4Yv5 0.97Yv6 0.983 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取Sf = 1.6由機械設(shè)計基礎(chǔ)P75圖5-27中可以查出試驗齒輪的齒根彎曲疲勞極限時5260MPa尸血6320MPaY5 Flim5 0.97 260 彳 LrcE所以F5 77 157.2MPa仔1.6Y/6 卩佃6 0.98 320

23、 .F6衛(wèi)19AMPaSF1.6取載荷系數(shù)K=1.5查得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)Yf5 2.8Yf6 2.22Ys5 1.55YSe 1.774. 計算大小齒輪的YfYs并比較FYf5Ys52.82.22 ccccuF5 S5 =0.03955 157.2YF6YS6 1.55 1.77 sccc6 S6 =0.013996 196丫卩5丫55Y f6 Ys6匚十故小齒輪大565. 由資料選取齒寬系數(shù)d 0.42 1.5 380960 0.01399 ，一m 32 4.64 取 m 5mmV0.4 2026. 分度圓直徑d5 Z5m 20 5 100mmm 5mmd5100mmd6400mmb5

24、 40mmb6160mma 250mmFt1 1365.87NFM 527.13N481.53N1541.21NFt31）已知條件，高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T1 25.33Nm，轉(zhuǎn)速nI 1440 r / min，咼速齒輪的螺旋角19.42，小齒輪左旋,大齒輪右旋，小齒輪分度圓直徑di 37.09nm>圓周力為Ft1a徑向力為Fr1tanF t1cos軸向力為Fa1Ft1 tan法向力為F N1Ft12）齒輪1的作用力37.09cos253301365.87Ntan 201365.87 cos19.421365.87 tan 19.421365.87Cos cos20 |cos19.42527.

25、13N481.53N1541.21NFr33804.30 N1764.63N3005.53N5149.44 Nd6 Z6m 80 5 400mm7 齒輪寬度b5dd5 0.4 100 40mmb6dd6 0.4 400 160mm8 中心距250mmd5 de 100 400a 2 2III斜齒圓柱齒輪上作用計算1. 高速軸齒輪傳動的作用力3）齒輪2的作用從動齒輪2各個力與主動齒輪1上相應(yīng)的力大小相等，作用 方向相反。2. 低速軸齒輪傳動的作用力dmin25.81mm1 ）已知條件，中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T2 116.83N-m，轉(zhuǎn)速 nn 300r/min，低速齒輪的螺旋角38.31，為使齒輪3的

26、軸向力與齒輪2的軸向力互相抵消一部分，低速級的小齒輪為右 旋，大齒輪左旋，小齒輪的分度圓直徑 cb 61.42nm2）圓周力為Ft32T22 1168303804.30Nd361.42徑向力為&3F tanFt3COS3804.30tan 20 cos38.311764.63N軸向力為Fa3Ft3 tan3804.30tan 38.313005.53N法向力為Fn3Ft33804.305149.44Ncos |coscos20|cos38.313）齒輪4的作用從動齒輪4各個力與主動齒輪3上相應(yīng)的力大小相等，作用 方向相反。四. 軸的設(shè)計與計算（一）中間軸的設(shè)計與計算30mm1. 已知條

27、件：中間軸傳遞的功率P2=3.67kw ,轉(zhuǎn)速nii 300r/min，齒輪分度圓直徑 d? 203.58mmd3 79.65mm,齒寬 b2 38mm b3 80mmd1 30mmd5 30mmd2 d4 32mm2. 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， 故選用45鋼調(diào)質(zhì)3. 初算軸徑查機械設(shè)計基礎(chǔ)表 15-2得Ao=1O3126,考慮軸端 不受轉(zhuǎn)矩，只受少量彎矩，故取較小值 A0=112,則4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計1）軸的結(jié)構(gòu)圖L2 40mmL4 70mm2)軸承的選擇及軸段5的設(shè)計該段軸上安裝軸承，其審計應(yīng)與軸承的選擇同步，考慮 齒輪有軸向力的存在，故選用角接觸球軸承，軸

28、段1、5上安裝軸承，其直徑即應(yīng)便于軸承安裝，又應(yīng)符合軸承安裝， 又應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列，查機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計P112 續(xù)表G-1參照工作要求，并根據(jù)di 30mm由軸承產(chǎn)品目錄 中取標準精度級的深溝球軸承 6206,得軸承內(nèi)徑d 30mm， 外徑D 62mm，寬度B 16mm，定位軸肩直徑da 36mm，外徑定位直徑Da 56 m m,對軸的力作用點與軸承外圈大端面的距離 a316.9mm 17mm ，故 d! 30mm通常一根軸上的兩個軸承取相同的型號，故d5 d1 30mm。3)a 軸段2和軸段4的設(shè)計軸段2上安裝齒輪3,軸段4上安裝齒輪。為方便齒輪 的安裝d2和d4分別略大于d1和d5，

29、可初定d2 d4 32mmb. 齒輪2輪轂寬度范圍(1.21.5)d1 (3645)mm取其輪轂寬度與齒輪寬度b2 38mm相等，左端采用軸肩定位， 有段采用套筒固定，由于齒輪3的直徑比較小，采用實心式， 取其輪轂寬度與齒輪寬度b3 80mm相等，采用套筒定位， 為的是套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段 2與軸段4的長度 應(yīng)比相應(yīng)的齒輪的寬度略短，故取 L2 40mm L4 70mm。c. 軸段3該段為中間軸上的兩個齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為(0.07 0.1)d2(2.52 3.6)mm其高度為 4mm故 d3 38mm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)壁距離均為 1 10

30、mm，齒輪2與齒輪3的距離初定為3 10mm，則箱體內(nèi)壁之間的距離為BX 2 13 鳥 3一42 10 10 80 4638152mmd3BX44 mm152mm10mmL1L5hI 2l341mm44 mm61mm69mm48mm2 2齒輪2的右端面與箱體內(nèi)壁距離為(bi b2)10 46 382 214mmFr13080.06 NFR2 1842.56 Nb80li Li2 a3341217361mm2L3b10388069mm223L5a a2 a324438217248mmFriv 3030.05 NFr2v2140.12NFri 4320.64 NFR2 2824.03NMaH 18

31、7883.616mmM H 307578.89 mm aHMbH 88442.N8nmMbH 39427.94J mmMav 184833.051 mmMbv 102725.761 mmMa 263559.314 mmM 358842.613 mmaMb 110032.4N mmM 135553.N mmbFr!d2d3Ft2b耳仏 I) Fa2 : Fa3 ；l1 l2 I31365.87 48 3804.30 (6948) 481.53 203.58 3005.5379.652xb 80.43MPa41.37MPaxb則軸段3的長度為L33 10mmd .軸段1及軸段5的長度：軸承內(nèi)端面距

32、離箱體內(nèi)壁 的距離取 12mm,中間軸上兩個齒輪的固定均由當油環(huán)完 成。則軸段1的長度為L1 B13 16 12 10 3 41mm軸段5的長度為L5 B22 16 12 14 2 44mme.軸上力作用點與軸承外圈大端面的距離 a3 17mm ,可得軸的支點及受力點的距離為5. 鍵連接齒輪與軸承間采用A型普通間連接，查表得鍵 的 型 號 為 16 100GB/T 1096 1990 和 鍵16 63GB/T 1096 19906. 軸的分析 畫軸的受力分析見圖 計算支撐反力在水平面上6169 483080.06 NFr2Fr2 Fri Fr3 527.13 ( 3080.06) 1764.6

33、3 1842.56N在垂直平面上FrivFt3(l2 l3) F t2l2l1 l2 l33804.30 (69 48) 1365.87 6961 69 483030.05NF R2vF t3Ft2F riv3804.30 1365.87 3030.052140.12N軸承的總支撐反力為Fr1 FR1T；3080.062 3030.052 4320.64NFr2 FR2h fR2vJ842.562 2140.122 2824.03N 彎矩MaHFRHh 3080.06 61d3M H MaH Fa3 丄 187883.66 aH2MbHFRh13 1842.56187883.66 N mm79

34、.653005.53 307578.89 N248 88442.88N mmmmM bHMbHFa2d2288442.88 481.53203.58239427.94NmmMavFr1v11 3030.05 61 184833.05N mmMbvFr2v13 2140.12 48 102725.76N mmMaJm；hM；187883.66 184833.05 263559.3N mmMaJm；M：“307578.89184833.05358842.6N mmMbJm；hM；J39427.94102725.75110032.4N mmMbJm：hMbv88442.88102725.761355

35、53.4N mma- a截面xb0.1d33263559.340.1 32380.43MPaxbM0.1d；135553.40.1 32341.37MPa由表15-1查得45鋼調(diào)制處理抗拉強度極限b 650MPa ,表15-3查得軸的許用彎曲應(yīng)力1b 60MPa4fiit pt3if丄也llAfTnrniJ1I（二）低速軸的設(shè)計與計算1 材料的選擇：選用45鋼正火處理2 按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑查機械設(shè)計基礎(chǔ)表15-2得Ao=1O3126又由15-2算得d1 40mmd2 45mmd3 55mmd4 50mmd5 45mml 82mm38.31Ft4 1992.83NFr4 924.38NFd4 1

36、574.41NFn3 5159.44NP3 52d A03(103 126) 3(35.19 43.05)mmYnV 88.24考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器會有鍵槽存在，故將估算直徑加大3%-5%W取(36.60 44.77) mm，故查得標準直徑d 40mm。3設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制草圖 確定軸上零件的位置和固定方式， 要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必 須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。確定齒輪從軸的 右端裝入，齒輪的左端用軸肩或軸環(huán)定位，右端用套筒固定， 這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定，齒輪的周向固定采 用平鍵連接，軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)，其軸向用軸肩固定， 軸向采用過盈配合固定。 確定各軸

37、段直徑軸段1外伸直徑最小d1 40mm，考慮到要對安裝在軸段 1 上的聯(lián)軸器進行定位，軸段2上應(yīng)有軸肩，同時為能很順利 的在軸段2上安裝軸承，軸段2必須是軸承內(nèi)徑標準，故取 軸段2的直徑d2 45mm。同理，軸段3、4的直徑d3 55mm d4 50mm為了便于拆卸左端軸承，查得軸承安裝高度為3.5mm則d5 45mm 確定各軸段的長度齒輪的輪轂寬度為60mm，為保證齒輪的固定可靠，軸段2的長度略短于齒輪輪轂寬度取58,為保證齒輪端面與箱體內(nèi) 壁不相碰，齒輪端面與箱體應(yīng)留有一定的間距取間距為10mm，軸承寬度為18mm,故取軸段6為20mm，兩軸承鍵 距離為182.2mm，根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)及聯(lián)軸器

38、距軸承蓋要有一定 距離的要求，取I 82mm在軸段1、2上分別加工出鍵槽， 是兩鍵槽處于軸的同一圓柱母線，鍵槽長度比相應(yīng)的輪轂寬度小510mm，鍵槽的寬度按軸段直徑取 41mm，且軸承內(nèi) 斷面距內(nèi)壁12mm,同時齒輪3與4嚙合，故取軸段 5為 50mm。選定圓角r 3mm，倒角為2mm。4.齒輪傳動的作用力已知條件，低速軸的轉(zhuǎn)矩T3 380.96Nn，轉(zhuǎn)速niii 88.24r/min,螺旋角38.31圓周力Ft4=2T323黑6 1992.83N其方向與d4382.33作用點圓周速度方向相反徑向力 Fr4 Ft4 tan1992.83 tan20924.38Ncoscos38.31軸向力 F

39、d4 Ft4 tan1992.83 tan38.311574.41 N法向力 Fn3 2F 2；804；8 315159.44Ncos20 coscos20 cos38.315.按彎曲強度校核滿足強度要求。在水平面上巧耳3叫"=1223_79mm血 -召 4 =0F = 2467J3Mmm在垂直面上2-3-4 = 02 = 453j5W-ron甩心一耳碼=0，彎矩：= F4 = 1223.79x125 = 152973_75rwnMf =工=453J53 x!25 =56691 46?/-iwn合成：Af = J152973.751 +56W1.463 =163140.7UV-mm:

40、轉(zhuǎn)矩T =9_55xltf*sc- =9j55x1(/,x一 =矽891鼻QSW-hbr n5042<z = 0_6相當彎矩修正系數(shù)，Mt =(刃 r = -A63140-713 +698919_085 = 527471.10V-n校核軸:527in_1001x5故滿足要求低速軸受力分析r卅'7nJnd1 15mmd2 30mmd3 35mmd4 40mmd5 35mm設(shè)計合理'1tnB1 15mmd4 40mm(三)高速軸的設(shè)計與計算1 材料的選擇因為是齒輪軸，材料與齒輪材料相同，40Cr調(diào)制處理。2 按扭轉(zhuǎn)強度估算軸徑查機械設(shè)計基礎(chǔ)表15-2得Ao=97112又由15

41、-2算得p3 82d Ao(97 112)卻 (13.43 15.50)mmV n計1440考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故 將直徑加大3%5%取為(13.83216.275 mm，由機械設(shè)計 基礎(chǔ)課程設(shè)計查得標準直徑d 15mm3. 設(shè)計軸的結(jié)構(gòu) 確定軸上零件的位置和固定方式要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。確定齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩或軸環(huán)定位，右端用套筒固定，這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全 確定。齒輪的軸向固定米用平鍵連接，軸承對稱安裝在齒輪兩 側(cè)，其軸向用軸肩固定，周向用過盈配合固定。 確定各軸段的直徑查機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計P11

42、2續(xù)表G-1參照工作要求， 根據(jù)d3 35mm，由軸承產(chǎn)品目錄中取標準精度級的深溝球軸承 6207，得軸承內(nèi)徑d 35mm，外徑D 72mm，寬度B 17mm， 定位軸肩直徑da 42mm，外徑定位直徑Da 65mm。據(jù)外伸端 直徑a 15mm考慮到對安裝在軸段1上的聯(lián)軸器定位，則軸段 2要有軸肩，同時能夠順利的在軸段 2上安裝軸承，軸段2必須 滿足軸承內(nèi)徑標準，故取軸段2的直徑d2 30mm，用相同的方 法確定軸段3、4的直徑d3 35mm d4 40mm。為了便于拆卸， 左端軸承殼差池型號為6207型滾動軸承安裝高度為3.5mm，取 d5 35mm 。Ft1 1365.87NFr1 527

43、.13NFa1 481.53N4. 計算各軸段的長度 軸承采用脂潤滑，需要用擋油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤滑液濺入軸 承座，為補償箱體的鑄造誤差和安裝擋油環(huán)，軸承靠近箱體內(nèi) 壁的端面距箱體距箱體內(nèi)壁取12mm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)軸的寬度初定 B 15mmFrh1066.84N則L2 B B117 15 32mm ,通常一根軸上的兩個軸承應(yīng)取623.8N相同的型號，貝U d6 d2 30mm，L? 32mm ,齒輪1與 箱體內(nèi)壁為10mm間距。齒輪與軸段4：該段上安裝齒輪為方便 齒輪的安裝，d5應(yīng)略大于d4，d4 40mm，鍵的尺寸應(yīng)定為 b h| 12 8，鍵槽深度t1

44、3.3mm，則該處齒輪上齒根圓與轂空鍵槽頂部的距離為e d4 d2 ti 40 303.3 1.72.5mm2 2 2 2故取 d4 40mm , L4 45mm。F R1F R2MaHMaHMbHMavMaMaMb1201.45N1024.99 N55518.2 mm59129.6N mm71792.5N mm72385.36 mm93466.35N mm91224.5N mm267.94 N mm 軸段3和軸段5的設(shè)計：該軸段殼取略大于軸承定位厚繭的直徑，則d2 d5 30mm ,齒輪右端面距箱體內(nèi)壁距離為i，貝峙由段5的長度為L5i Bi 12 10 15 17mm，軸段3的長度為L3

45、Bn1 B1 152 12 10 46 15 93mm 軸段1的長度：該軸段的長度除與軸上的零件有關(guān)外， 還與軸的寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)，軸承座的寬度為L & 6 (58)，由表得知箱座壁厚0.025 a23 6.086mm 7mm故取 7mma1 a2123 193 316mm 400mm取軸承旁連接螺栓為M16，則 g 24，c2 20，則 L124 20 (5 8) 57mm，則可以得出LL1L2L3L4L5L65732 93 45 17 32276mml1L1a3571774mmI2L2L3 Ia33293145 17130.5mm131mm2 4211I3-L4L5L6a3

46、451732 1788.5mm89mm225. 軸的校核2T12 25330Ft1 11365.87 Nd137.09FM 527.13NFa1481.53N計算支撐反力：在水平面上FrhQ(l1 l2 l3)3 Fa1dl2 l3970.17 (74 13189) 527.13 89 481.532131 891066.84N利用公式計算得Fr2hQ FhFr 970.17 1066.84 527.13623.8N在垂直面上Ft1L3L2L3b3免16 10mmL3 70mmFR*1365.87 89552.56N131 89Fr2VFt1 FR1v 1365.87 552.56 813.31N軸承的總支撐反力為Fr1若爲fR1vJ066.842552.5621201.45NFr2,.;Fr22hFR2v 623.8s813.3121024.99N彎矩MaHF臥l3623.8 8