塔式起重機行走部減速器裝置設(shè)計

1、機械設(shè)計課程設(shè)計計 算說明書題 目（分流式二級圓柱齒輪減速器）指導(dǎo)教師陳光柱 周曉謀院系徐海學(xué)院班級機自08-3學(xué)號 22080946姓名樊明冬目錄一設(shè)計任務(wù)書二、傳動方案擬定三、電動機的選擇四、計算總傳動比及分配各級的傳動比五、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算六、傳動零件的設(shè)計計算七、軸的設(shè)計計算八、滾動軸承的選擇及校核計算九、鍵聯(lián)接的選擇及計算十、聯(lián)軸器的選擇十一、潤滑與密封 十二、參考文獻(xiàn)計算及 說明結(jié) 果Lh=10000hF=1800NV=0.7m/sD=400mmKd =1.3一、設(shè)計任務(wù)書1.1工作條件與技術(shù)要求：運動速度允許誤差為土5%。工作情況：減速裝置可以正反轉(zhuǎn)，有輕微沖擊，傳動零件工

2、作總時數(shù)10000小時，檢修周期 500小時小修，2000小時大修；工作環(huán)境：室內(nèi)，清潔；制造條件：一般機械廠，單件小批量生產(chǎn)。1.2設(shè)計內(nèi)容(1) 確定傳動裝置的類型，畫出機械系統(tǒng)傳動方案簡圖；(2) 選擇電動機，進(jìn)行傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算；(3) 傳動系統(tǒng)中的傳動零件設(shè)計計算；(4) 繪制減速器裝配圖草圖和裝配圖各1張(A0);(5) 繪制減速器齒輪及軸的零件圖各1張(A2 )2 原始數(shù)據(jù)運行阻力F (KN ) : 1.8運行速度 V ( m/s): 0.7車輪直徑D (mm) : 400啟動系數(shù)：Kd=1.3二、傳動方案的擬定分流式二級圓柱齒輪減速器輸送機由電動機驅(qū)動,電動機1通過

3、聯(lián)軸器2將動力傳入減速器3,在經(jīng)聯(lián)軸器4傳至齒輪5,帶動車輪6工作計算及說明結(jié)果三、電動機選擇電動機輸出功率計算方法：已知工作機上作用力 F(N)和線速度v(m/s)時：P' Fgv/1000( kw)式中總為總效率總、總l9 2g 3n式中1,2n傳動系統(tǒng)中每一個傳動副(帶、鏈、齒輪、蝸桿)、軸承、聯(lián)軸器等的效率查表得：齒輪傳動效率1=0.97 (一對)球軸承效率2=0.99聯(lián)軸器傳動效率3=0.98開式齒輪傳動效率w =0.96總123w =°.7382運行速度：v=0.7m/s運行阻力：F=1.8(KN)P'=kdFv/1000 總 2.22 kw電動機所需額定

4、功率 F總p'查表16-2得選取的電動機的型號為Y系列1000r/min電動機的具體牌號為：Y132S-6額定功率為3kw，滿載轉(zhuǎn)速為960r/min已知：運行速度v=0.7m/s滿載轉(zhuǎn)速為960r/mi n貝U：工作機的轉(zhuǎn)速為 n' v 60 1000D=33.44r/mi n四、計算總傳動比及分配各級的傳動比已知電動機滿載轉(zhuǎn)速為 n及工作機的轉(zhuǎn)速為 n'時，總傳動比等于：i n/n '=28.71總傳動比等于各級傳動比的連乘積，即111 12 13 inP'=kdFv/1000 總2.22kw電動機的型號Y132S-6計算及說明結(jié)果開式齒輪傳動比選i

5、32i 減18.58對分流式二級齒輪減速器，為保證其高低速級大齒輪浸油深度大致相近，其傳動比要滿足下式：ii J.4i 減 4.48式中ii高速級傳動比i2 i減 /ii3.2五、運動參數(shù)及動力參數(shù)計算從減速器的高速軸開始各軸命名為I軸、n軸、川軸。1) 各軸轉(zhuǎn)速計算第 I 軸轉(zhuǎn)速 n I = n/i 0 =960 (r/min)第 n 軸轉(zhuǎn)速 nn = n I / i1=214.29 (r/min )第川軸轉(zhuǎn)速 nm = n n / i2 =66.96 (r/min )第 W軸轉(zhuǎn)速 n = n rn/ i0 =66.96 (r/min )車輪軸n 車=n W“3=33.482 (r/min

6、)式中n電動機轉(zhuǎn)速，r/minio電動機至第I軸傳動比io-第川軸至第W軸h , i2,i3第I軸至第n軸，第n軸至第川軸,第W軸至車輪傳動比2) 各軸功率計算第I軸功率PI = P322.9106(KW)第 n 軸功率Pn= P I12 2.72(KW)第川軸功率Pm=P n122.60 (KW)第 W軸功率Pw=P m322.526 (KW)車輪軸P 車=P w 122.422 (KW)i 減 18.5811 J1.4i 減4.4812 i減 /i13.23）各軸扭矩計算第I軸扭矩T i =9500 P i/n i=28.95 (N.m)第n軸扭矩T n =9500 P n /n n =1

7、21.22(N.m)第川軸扭矩T 川=9500 P 皿 /n m =370.82(N.m)第w軸扭矩T W =9500 P w /n w =360.26(N.m)車輪軸扭矩T 車=9500 P 車/ n 車=690.82(N.m)4）各軸轉(zhuǎn)速、功率、扭矩列表軸號轉(zhuǎn)速 n(r/min)輸出功率P（KW）輸出扭矩T（N.m）電機軸960329.84I9602.9128.95n214.292.72121.22m66.962.6370.82w66.962.53360.26車輪軸33.4822.42690.82六、傳動零件的設(shè)計計算1、高速級齒輪設(shè)計：（由機械設(shè)計課本）表 6.2選小齒輪40cr調(diào)質(zhì)鋼大

8、齒輪45正火鋼許用接觸應(yīng)力h （由機械設(shè)計課本）由式 6-6， hF-ZnSH min解除疲勞極限 Hlim （由機械設(shè)計課本）查圖 6-422Hiimi =700 N / mmh iimi =700 N / mm2Hiim2550N/mmHlim2 550N /mm2計算及說明結(jié)果接觸強度壽命系數(shù) ZN應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N （由機械設(shè)計課本）由式6-7得小齒輪循環(huán)次數(shù)2= 6O.nj. Lh=5.76 1082= 60.nj. Lh =5.76N2 NJh1088N21.704 10N21.704 108（由機械設(shè)計課本）查圖6-5得Zn1 =1.05Zni =1.05Zn2=115Zn2 =1

9、.15接觸強度最小安全系數(shù)Sh min取 Sh min =1.25SH min =1.25則2H1 = Hiim11.05/1.25=588 N / mmH 1 =Hlim11.05/2H2= Hlim2 1.15/1.25=506 N / mm1.25=588 N /mm2貝VH =588 N /mm2H 2 =Hlim21.15/1.25=506 N /mm2許用彎曲應(yīng)力F （由機械設(shè)計課本）由式6-12 ,fFlim Y Ystn TXSF min彎曲疲勞極限Flim（由機械設(shè)計課本）查圖6-7,雙向傳動乘以0.72Flim1 =378 N / mm2F lim1 =378 N / mm

10、2Fiim 2 =294 N / mm2Fiim2 =294 N /mm彎曲強度壽命系數(shù)yn（由機械設(shè)計課本）查圖6-8YN1YN 21YN1YN21彎曲強度尺寸系數(shù) Yx（由機械設(shè)計課本）查圖6-9（設(shè)模數(shù)m小于5mm)Yx=1Yx=1計算及說明結(jié)果彎曲強度最小安全系數(shù)SFminSF min =2則2F1=189 N / mmF1 =189 N / mmf2=147 N / mm2F2=147 N / mm確定齒輪傳動精度等級，按 v1（.013 : .022 ） n1P/n1估取圓周速度V=2.5010（由機械設(shè)計課本）參考表6.7、表6.8選取n公差組8級因為是軟齒面閉式傳動，故按齒面接

11、觸疲勞強度進(jìn)行設(shè)計。小輪分度圓直徑d1 ,（由機械設(shè)計課本）由式 6-15得3dZeZhZ Z2KT1 u 1丫HdU齒寬系數(shù) d （由機械設(shè)計課本）參考表 6.9d=0.8d =0.8按齒輪相對軸承為非對稱布置小輪齒數(shù)z1=39Z1=39大輪齒數(shù)z2= z1.i=174.72圓整174,Z2=174齒數(shù)比u'=4.46小輪轉(zhuǎn)矩2=28.95 N / mm初定螺旋角 °12o載荷系數(shù)KKAKVK KKa-使用系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表6.3計算及說明結(jié)果KA 1 .25Kv-動載系數(shù)由推薦值1.051.4Kv1.2K -齒間載荷分配系數(shù)1.01.2K 1.1K -齒向載荷分布

12、系數(shù)由推薦值1.01.2K 1.1KKAKvK K =1.815KKAKvKK =1.材料彈性系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表6.4鍛鋼ZE189.8財2815節(jié)點區(qū)域系數(shù)ZH杳圖6-3 ZH 2.45v / mmZe189.8/Nmm2重合度系數(shù)Z由推薦值0.750.88 , Z =0.87螺旋角系數(shù)ZJcos0.991 ZeZhZ Z協(xié)円E H22KT1 u 1故 d1jtH-36.116du法面模數(shù)mnd1 cos/Z10.9058取標(biāo)準(zhǔn)mn 1mn1中心距 a mn(Z1 Z2)/(2cos 0) =108.88 圓整a=109a=109分度圓螺旋角arccosmn(Z1 z?)/2a12.

13、295arccosmn (z,12.295Z2)/2a分度圓直徑d1 mnz1/cos39.918d1m n Z1 / cos39.918圓周速度 v= n d1 n 1/60000=2.0158m/s計算及說明結(jié)果齒寬b= d1 e =28.84圓整b =29mmb=29mm大輪齒寬b2 b=29小輪齒寬b b2(5 10)b236b236（由機械設(shè)計課本）由式6-16得F YFaYsaYYF2KT1bdMnF-YFaYsaY Ybdm當(dāng)量齒數(shù)3Zvi Zi/cos41.853乙2z2 / cos186.7應(yīng)力修正系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表6.5小輪丫$丸1.675YSa11.675大輪 Y

14、sa2 1.85Ysa21.85齒形系數(shù)小輪Ya12.38YFa12.38大輪 YFa2 2.13YFa22.13不變位時，端面嚙合角a' arcta n（ta n20o/cos)20.43o端面模數(shù) mt mn / cos1.02 mm1 1重合度 a 1/ 2Z1 tanaat1 tan a(Z2 tan aat2 tanat1.69重合度系數(shù) Y 0.25 0.75 / a 0.6938Y 0.25 0.75/ a 0.6938螺旋角系數(shù)Y選0.892KT1F11 YFa“Sa1YY84.25N / mm2bidgn計算及說明結(jié)果2 ktF2 -YFa2Y5a2YY102.18

15、N/mm'b2di mn大齒分度圓直徑d2 mnz2/cos178mm根圓直徑 dfdf1 d! 2hf 37.418mmdf2 d2 2hf 176.5mm頂圓直徑 dada1 d1 2ha 41.918mmda2 d2 2ha 180mm /2、低速級齒輪設(shè)計：由機械設(shè)計課本）表 6.2選小齒輪40cr調(diào)質(zhì)鋼大齒輪45正火鋼許用接觸應(yīng)力h （由機械設(shè)計課本）由式 6-6， hF-ZnSH min解除疲勞極限Hlim （由機械設(shè)計課本）查圖 6-42h lim1 =700 N / mm2Hiim 2550 N / mm接觸強度壽命系數(shù) Zn應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N （由機械設(shè)計課本）由式 6

16、-7得小齒輪循環(huán)次數(shù)4N160n2jLh 60 284 1 101.286 108N2 N1/i2N24.01 107（由機械設(shè)計課本）查圖6-5得Zn1 =1.15d2 mnz2 / cos 178mm d f1 d1 2hf 37.418mm d f2 d2 2hf 176.5mm da1 d1241.918mmda1 d1 2ha 41.918mm da2 d2 2ha 180mm2Hlim1 =700 N / mm2Hiim 2550 N / mm叫 60n 2jLh 60 284 1 1041.286 108計算及說明結(jié)果Zn2 =125接觸強度最小安全系數(shù)Sh min取 Sh mi

17、n =1.25則2屮=700 1.15/1.25 =644 N / mm2H2 = 550 1.25/1.25 =550 N / mm貝VH =550 N /mm2許用彎曲應(yīng)力F（由機械設(shè)計課本）由式6-12， f-YnYk Sf min彎曲疲勞極限Flim（由機械設(shè)計課本）查圖6-7,雙向傳動乘以0.7F lim1 378 N / mm2Fiim 2294 N / mm2彎曲強度壽命系數(shù)Yn（由機械設(shè)計課本）查圖6-8Yn1Yn 21YN1Yn21彎曲強度尺寸系數(shù) Yx（由機械設(shè)計課本）查圖6-9（設(shè)模數(shù)m小于5mm)Yx=1Yx=1彎曲強度最小安全系數(shù)SF minSz min 1,4SF

18、min=1.4則F1378 1 1/1.4F1378 1 1/1.4270 N / mm270N / mm2F2294 1 1/1.42210N /mmF2294 1 1/1.4因為是軟齒面閉式傳動，故按齒面接觸疲勞強度進(jìn)行設(shè)計。210N / mm2計算及 說明結(jié) 果確定齒輪傳動精度等級，按v1 （0.018） n13 P/ n“估取圓周速度v1t 0.8998m/s（由機械設(shè)計課本）參考表6.7、表6.8選取n公差組8級小輪分度圓直徑di ,（由機械設(shè)計課本）由式 6-15得di2ZeZhZZ2KT1 u 1Hdu齒寬系數(shù) d （由機械設(shè)計課本）參考表 6.9(1) d 0.8按齒輪相對軸承

19、為非對稱布置(2 )小輪齒數(shù)z125(3) 大輪齒數(shù)Z2 學(xué)1 78.2 ,取Z2 79(4) 齒數(shù)比 u z2 / z-i 3.16(5 )小輪轉(zhuǎn)矩T19.55 106P/n1121220N /mm(6) 初定螺旋角0 12o(7) 載荷系數(shù)K KaKvK Kv1t 0.8998m/ s0.8z125z2 i1z178.2u z2 / z13.166T19.55 10 PE121220N / mm12。Ka-使用系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表 6.3Ka 1 .25Kv-動載系數(shù) 由推薦值1.051.4Kv1.2計算及說明結(jié)果K -齒間載荷分配系數(shù)1.01.2K 1.1K-齒向載荷分布系數(shù)K 1

20、.1KKaKvK K由推薦值1.01.2kKaKvK k1.25 1.2 1.1 1.1 1.8151.25 1.2 1.1 1.11.815材料彈性系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表6.4鍛鋼ZEZe18叫盂節(jié)點區(qū)域系數(shù) ZH杳圖6-3 ZH 2.5重合度系數(shù)Z由推薦值0.750.88 , Z 0.87站JZeZhZZ22KT1 u 1故d1J/4.U9 mmHdu法面模數(shù)m d1 /Z12.96mm取標(biāo)準(zhǔn)m 3mmm3mm中心距a m (乙 z2)/2156.57mm圓整a=156mma=156mm分度圓直徑d1 m z-i 60 mmdim z1 60mm圓周速度 vdi/60000 0.841

21、1m/s齒寬 b d1 d 60mmbd1 d 60mm大輪齒寬b2 b 60mmb2b 60mm小輪齒寬bb2（5 10)bib2(510)b| 67mmbi67 mm（由機械設(shè)計課本）由式6-16得計算及說明結(jié)果F丫尸玄丫$玄丫丫Fbd1mn應(yīng)力修正系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表6.5小輪 Ysai 1.59大輪 Ysa2 1.78齒形系數(shù)小輪 YFa1 2.62大輪 YFa2 2.221 1 重合度 a 1/ 2zi tanaati tan 4 z? tan a tanat1.781重合度系數(shù) Y0.25 0.75/ a 0.6711故F1 j2KTYFa1Ysa1Y121.6N / mm2

22、bid mn2KTF2 YFa2YSa2Y128.801 N /mm2大齒分度圓直徑d2 m z2 237mm根圓直徑 dfdf1d12hf68.5mmdf2d22hf229.5mm頂圓直徑 dada1d12ha81mmda2d22ha243mmYsa1 1.59Ysa21.78YFa12.62YFa2 2.22Y 0.25 0.75 / a 0.6711d2m z2237mmd f1 d1 2hf 68.5mm d f2 d2 2hf 229.5mmda1d1 2ha 81mmda2d2 2ha 243mm計算及說明結(jié)果3、開式齒輪計算：（由機械設(shè)計課本）表 6.2選小齒輪40cr鋼表面淬火

23、大齒輪45鋼表面淬火由于是開式齒輪傳動所以只校核彎曲疲勞強度，并將模數(shù)增加10%20%許用彎曲應(yīng)力f（由機械設(shè)計課本）由式 6-12， f YnYxF lim1Sf min2378 N / mm彎曲疲勞極限Flim（由機械設(shè)計課本）查圖6-7，雙向傳動乘以0.7Flim22f lim1 378 N / mm294 N / mm22Fiim 2294 N / mm彎曲強度壽命系數(shù)Yn （由機械設(shè)計課本）查圖 6-8YN1YN21YN1YN 21彎曲強度尺寸系數(shù)Yk （由機械設(shè)計課本）查圖 6-9（設(shè)模數(shù)m小于5mm）Yx=1Yx=1彎曲強度最小安全系數(shù)SFminSF min =2SFmin =2

24、則F1378 1 1/ 2F1378 1 1/ 22245 N / mm2245N / mmf2294 1 1/2f2294 1 1/ 2210 N / mm2210N /mm2因為是軟齒面閉式傳動，故按齒面接觸疲勞強度進(jìn)行設(shè)計。確定齒輪傳動精度等級，按v1 （0.018）n1P/n1估取圓周速度v1t 0.404m/ s（由機械設(shè)計課本）參考表6.7、表6.8選取n公差組8級計算及說明結(jié)果小輪分度圓直徑d1 ,（由機械設(shè)計課本）由式36-15 得d) ZeZhZ 22KTi u 1'HdU三售鄉(xiāng)W貓*/ lU占仃士少丄幾丄丄丄FR * -Bef=6.9齒寬系數(shù) d （由機械設(shè)計課本）

25、參考表d0.8d0.8按齒輪相對軸承為非對稱布置小輪齒數(shù)z128Z128大輪齒數(shù)z2 i1z12 2856，取Z256Z2i1Z12 28 56齒數(shù)比u z2/ z2傳動誤差比 u / u <0.05 小輪轉(zhuǎn)矩T19.55 106P/q360260 N / mm6T19.55 10 PE360260 N / mm載荷系數(shù)KKAKVK KKa-使用系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表6.3KA 1.25Kv-動載系數(shù) 由推薦值1.051.4Kv1.2K-齒間載荷分配系數(shù)1.01.2K 1.1K-齒向載荷分布系數(shù)由推薦值1.01.2K 1.1計算及說明結(jié)果KKAKVK KKKaKvK k1.25 1.

26、2 1.1 1.11.8151.25 1.2 1.1 1.1 1.815材料彈性系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表6.4鍛鋼ZE189.8財2V / mmZe189.8專節(jié)點區(qū)域系數(shù) ZH杳圖6-3 ZH 2.5重合度系數(shù)Z由推薦值0.850.92，3Z 0.87/ ZeZhZ 2 2KT1 u 1故 drJ1111.37mmHdU齒輪模數(shù)m = d1 / Z-! =3.975 取標(biāo)準(zhǔn)m =d / Z =3.975m m' 1.15=5mm' 1.15=5小輪分度圓直徑 d1 mz1 =140 mmd1mz1=140mm圓周速度vd1n1 / 60000v 0.4m/s標(biāo)準(zhǔn)中心距 a

27、m (z-i z2)/2 213mmam (Z1 Z2) /2213mm齒寬 b d1 d 89mmbd1 d 89mm大輪齒寬b2 b 89mm小輪齒寬D b2(510)b195mmb| 95mm（由機械設(shè)計課本）由式6-10得F乎1YFaYsaYFbd1m應(yīng)力修正系數(shù)（由機械設(shè)計課本）查表6.5小輪 YSa11.61YSa11.61大輪 Ysa2 1.725YSa21.725齒形系數(shù)計算及說明結(jié)果小輪 YFa12.55YFa12.55大輪 YFa2 2.29YFa22.29重合度a 1/2 Zltanaa1 tanaz2 tanaa2 tana1.707Y 0.25 0.75/a 0.68

28、94重合度系數(shù)Y 0.250.75/ a0.6894故2KT1F1YFa"sa1 133.82N / mm2b1d1m2KTi YYF2TFa Sa2122.67 N/ mmb2d-)m大齒分度圓直徑d2mz2280mmd2mz>280mm根圓直徑dfdfid1 2hf267.5mmdf1d1 2hf267.5mmdf2d2 2hf127.5mmd f 2d2 2hf127.5mm頂圓直徑dadald1 2ha150mmda1d1 2ha150mmda2d2 2ha280mmda2d2 2ha280mm七、軸的設(shè)計計算軸的設(shè)計（一）.高速軸設(shè)計已知 n=960r/minT=28

29、.45N m T'=T/2=14.175 NmN m1.求作用在齒輪上的力l2Ti cos2T1 cosFti=1425.1NFt1=142d1a5.1NFt1 tan nF r1531.3NcosFr1Ft1 tann 53cosFa1Ft1 tan=115N1.3N計算及 說明結(jié) 果Fa1Ft1 tan115N圓周力Ft1，徑向力Fr1及軸向力Fa1的方向如圖所示8.6Ao =110,得8mm17.0增大 5%則 dmin 1.05 dmin 18mm。dmin 1.05 dmin18mm1.初步確定軸的最小直徑。先按式 d A03 P （有機械設(shè)計課本）初步估算軸的最小直徑，選取

30、軸的材料為45號鋼r，調(diào)質(zhì)處理。查表該軸直徑dw 100m m,有一個鍵槽，軸頸增大5%7%,安全起見，取軸頸輸入軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的直徑。選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計 算轉(zhuǎn)矩公式為TcaK aT（11）查圖表（P351 表 14-1）,取 Ka=1.3，則 Tca =1.3 X 142.47 N m=185.211 N m根據(jù)Tca =185.211 N m及電動機軸徑 D=38mm，查標(biāo)準(zhǔn) GB4323-84 ,選用HL2型彈性套柱銷聯(lián)軸器。確定軸最小直徑dmin =25 mm2. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計擬定軸上零件的裝配方案。經(jīng)分析比較，選用如圖所示的裝配方案b根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各

31、段直徑和長度1）聯(lián)軸器采用軸肩定位，1-11段di ii =25mm，由聯(lián)軸器可知Li ii =56mm，又因為 di H d =512mm ，所以 d =30mm2） 初步選擇滾動軸承。該傳動方案沒有軸向力，高速軸轉(zhuǎn)速較高，載荷不大，故選用深溝球軸承。根據(jù)d ii hi =30mm，查GB276-89初步取0組游隙，0級公差的深溝球軸承 60907，故dm iv dvii viii =35mm3） 取 dv VI =37mm， Liv vLvi vii =36mm4）由課程設(shè)計指導(dǎo)書知箱體內(nèi)壁到軸承座孔端面的距離J Ci C2（5 : 10） mm，取I-! =45mm，采用凸緣式軸承蓋，則

32、 L =50mm由深溝球軸承可知L vii viii L hi iv =10 mm5） 取小齒輪距箱體內(nèi)壁的距離為ai=15mm，滾動軸承端面距箱體內(nèi)壁S =5mmL W L Vfl =177mm3. 軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用普通A型平鍵連接，按dIII=25=mm, LI II =56mm查課程設(shè)計指導(dǎo)書（表11.1）b h l =10mm x 8mm x 50mm 。校核：4）繪制軸的彎矩圖與扭矩圖T rt i川| 1111丨丨I丨iz-V 一- f rt i!l II HIV./7丨丨IIIV載荷水平面H垂直面V支反力FFNH 1FNH 2=1426.1NF nv1

33、Fnv2 =531.3N彎矩M H =54191.8 N mmMV =20189.4 N mm總彎矩MM =57830.4 N mm扭矩TT=28450 N mm按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度根據(jù)上表對危險截面進(jìn)行校核，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán) 變應(yīng)力，取a =0.6，軸的計算應(yīng)力ca11.9MPa前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查機械設(shè)計課本（表8.2）得1 =60MPa，因此 ca v 1，故軸安全。（二）中速軸的設(shè)計與校核已知 T n =121.22 N m , nn =214.29r/min1 求作用在齒輪上的力Ft2 Ft!=1361.3 N , Fr2FM=507.2N

34、 , Fa2Fa!=110.51 N2T nFt3=3232.5Nd3Ft2r2Fa2Ft1=1361.3 NFr1 =507.2NFa1 =110.51 NFr3Ft3ta n 20° =1176.5 N軸上力的方向如下圖所示初步確定軸的最小直徑根據(jù)式（10）初步確定軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。dmin A X查機械設(shè)計課本（表.6），取A°=110，于是得 角訕切總沖。該軸的最小直徑為安裝軸承處的直徑，取為d II min=30mmd ii min =30mm3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案，如圖Lu（2）確定軸的各段直徑和長度1）根據(jù)di

35、i min =30mm取d| II =30mm，軸承與齒輪 2, 2之間采用套筒定位，取dii hi dvvI=35mm，齒輪2與齒輪3之間用套筒定位，取dm iv =38mm，齒輪3采用軸肩定位，取h=8mm，則dIV V =46mm ,取 Liv v 6mm 取 Lm iv =64 mm ,貝U L 35mmLv VI26mm2）初步選擇滾動軸承初步選取32006的圓錐滾子軸承，初步選取0組游隙，0級公差的，則取 Ln iLvi vii =40mm ，3）軸上零件的周向定位齒輪的周向定位都采用普通平鍵連接按dm iv =38mm ， Lm iv =64 mmddv vi =35mm ， L

36、v vi =26mm查課程設(shè)計指導(dǎo)書（表 11.1 ）取各鍵的尺寸為III-iv 段：bx h x L=10mm x 8mm x 60mmII-III 段及 v-vi 段：bx h x L=10mm x 8mm x 26mm校核：4）繪制軸的彎矩圖與扭矩圖11 1 II 1 1 1 11 I l l 1 載荷水平面H垂直面V支反力FFNH 1 FNH 2=509.9NF nv1 Fnv2 =81.05N彎矩Mh =120522.98 N mmMV =34861.61 N mm總彎矩MM =145020.9 N mm扭矩TT=121220 N mm按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度ca.M2 ( T)2

37、26.43MPa前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查機械設(shè)計課本（表 8.2）得i =60MPa，因此ca v 1，故軸安全。根據(jù)上表對危險截面進(jìn)行校核，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán) 變應(yīng)力，取a =0.6，軸的計算應(yīng)力（三）低速軸（軸III）的設(shè)計已知 T 川=370.8 N m , n川=66.96r/min1求作用在軸上的力Ft4Ft3 =3129.3NFr4 Fr3 =1138,97NFt4Ft3 =3129.3N2.初步確定軸的最小直徑Fr4Fr3 =1138,97N選取軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理。查機械設(shè)計課本（表 8.6）取Ao=110,mm=39.96mm 。dmin曰

38、 疋dmin39.96mm該軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器處的直徑，選取聯(lián)軸器的型號。查課程設(shè)計指導(dǎo)書（表 14。6）,則考慮到運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，帶具有緩沖的性能，選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器。選取軸孔直徑d=42mm，其軸孔長度L=90mm，則軸的最小直徑dIII =42mm3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案。經(jīng)比較，選取如下圖所示的方案計算及說明結(jié)果/飛廠（2 ）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度1 ）取di ii =42mm，為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，采用軸肩定位，取dii “I=50mm，聯(lián)軸器用軸端擋圈緊固2）初步選擇滾動軸承根據(jù)軸上受力及軸頸，初步選用0組游隙，0級公差的320

39、11圓錐滾子軸承，故 dm iv =55mm3） 軸承采用套筒定位，取div v =57mm，4） 根據(jù)軸頸查圖表（P表15-2，指導(dǎo)書表13-21 ）取安裝齒輪處軸段dv iV =60mm，齒輪采用軸肩定位，取 h=6mm，貝U d vi vii =66mm ，取Lvi vii =6mm,由于軸結(jié)構(gòu)對稱所以尺寸對寸取。5）取 dm ' iv =57.8mm , Lm ' iv，=2.3mm （ S=2mm） L|v，iv =89.7mm ,L'=8mm6） 根據(jù)軸ii，軸iii的設(shè)計，取滾動軸承與內(nèi)壁之間的距離S3=15mm，貝ULi ii =90mm , L =37

40、mm , Liii iv =28mm , Liv v 46mm ,Lv vi =57mm , L vii viii =55mm3）軸上零件的周向定位齒輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位都采用普通平鍵連接，根據(jù)di ii =42mm , Li ii =90mm* iv =60mm , Lv vi =57mm查課程設(shè)計指導(dǎo)書（表11.1）得I -H 段：bx h x L=12mm x 8mm x 80mm計算及 說明結(jié) 果V-W段：bx h x L=18mm x 11mm x 52mm校核：4）繪制軸的彎矩圖與扭矩圖TTrrnTnTTrrrr<TrnTTTTTT>TWII 1 I I I 1

41、E 1 1 I "rTnirnrrTr載荷水平面H垂直面V支反力FF NH 1FNH2=5°9.9NF nv1 Fnv2 =81.05N彎矩M H =120522.98 N mmMV =34861.61 N mm總彎矩MM =145020.9 N mm扭矩TT=121220 N mm按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度根據(jù)上表對危險截面進(jìn)行校核，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán) 變應(yīng)力，取a =0.6，軸的計算應(yīng)力ca8.2）得Lh=2000h前已選定軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查機械設(shè)計課本（表1 =60MPa，因此 ca v 1，故軸安全。八、軸承的選擇和校核計算已知軸承的

42、預(yù)計壽命為Lh =2000h1. 輸入軸承的選擇與計算由軸I的設(shè)計知，初步選用深溝球軸承 61907,由于受力對稱，只需要計算一個，其受力 Fr= J =299.62 N，F(xiàn)a=0,& =3，轉(zhuǎn)速 n=960r/min1）查滾動軸承樣本課程設(shè)計指導(dǎo)書（表 13.3）知深溝球軸承61907的基本額 定動載荷C=9500N，基本額定靜載荷C0 =6800N2） 求軸承當(dāng)量動載荷P因為Fa=0，徑向載荷系數(shù) X=1，軸向載荷系數(shù) Y=0，因工作情況平穩(wěn)，按機械設(shè)計課本（表13-6），取fp=1.2，則P= fp ( X Fr +Y Fa )=1826.8NP= fp （X Fr +Y Fa

43、） =1826.8N3）驗算軸承壽命I 106Ch 60nP=2443.69h> | =2000h故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承619072. 軸II上的軸承選擇與計算由軸II的設(shè)計已知，初步選用圓錐滾子軸承32006，由于受力對稱，故只需要校核一個。其受力 Fr =516.74N , Fa=0 ,£ =10/3 , n=214.29r/min1） 查滾動軸承樣本課程設(shè)計指導(dǎo)書（表13.3）知圓錐滾子軸承 32006的基本額定動載荷 C=35800N，基本額定靜載荷 C0 =46800N2） 求軸承當(dāng)量動載荷P因為Fa=0，徑向載荷系數(shù) X=1，軸向載荷系數(shù) Y=

44、0，因工作情況平穩(wěn)，P= fp ( X Fr +Y Fa )=619.5N按機械設(shè)計課本（表13-6），取P= fp （X Fr +Y Fa） =619.5N3）驗算軸承壽命,106C,'Lh50000000h> Lh =2000h60n P故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用圓錐滾子軸承32006故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承6210。3. 輸出軸上的軸承選擇與計算由軸川的設(shè)計知，初步選用圓錐滾子軸承32011，由于受力對稱，只需要計算一個，其受力Fr= /Fr42 Ft42 =1665.1 N , Fa=0,£ =10/3，轉(zhuǎn)速n=66.96/min1） 查滾動軸承樣本課程設(shè)計指導(dǎo)書（表13.3 ）知圓錐滾子軸承 32011的基本額定動載荷C=80200N，基本額定靜載荷C0 =61800N2）求軸承當(dāng)量動載荷 P因為Fa=0，徑向載荷系數(shù) X=1，軸向載荷系數(shù) Y=0，因工作情況平穩(wěn)，按課本（P表13-6），取fp=1.0，則P= fp ( X Fr +Y Fa )=1998.08NP= fp （ X Fr +Y Fa）=1998.08N3）驗算軸承壽命I 106Ch 60nP=3700000h> Lh=2000h故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用圓錐滾子軸承32011。九、鍵連接的選擇與校核計算1. 輸入