機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)F=11.5KN V=1.48 D=360

1、 1 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 全套圖紙加 V 信 153893706 或扣 3346389411 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)題目： 二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速箱設(shè)計(jì)二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速箱設(shè)計(jì) 學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院 班級(jí)：班級(jí)：現(xiàn)代化設(shè)計(jì)現(xiàn)代化設(shè)計(jì) 1301 班班 設(shè)計(jì)者：設(shè)計(jì)者： 學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 2 日期：日期： 2016.04.20 設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)一二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速箱設(shè)計(jì)二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速箱設(shè)計(jì)。 原始條件和數(shù)據(jù)： 帶式輸送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)；使用期 15 年（每年 250 個(gè)工作日，大修期3 年） ，小批量生產(chǎn)，8 小時(shí)工作制，輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允

2、許誤差為5。帶式輸送的傳動(dòng)效率為0.94。 輸送帶工作拉力：11.5KN 工作速度：1.48m/s 卷筒直徑 D（mm） ：360mm 方案如下圖： 3 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 1）選擇 電動(dòng) 機(jī)類(lèi)型 2）電動(dòng) 機(jī)功率 3）確 一一 選擇電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī) 按工作要求和工作條件，選用一般用途的 Y 系列全封閉式自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 (1)卷筒的輸出功率P 11500 1.4818.10610001000 0.94FvPkw (2)電動(dòng)機(jī)輸出功率0P 0PP 傳動(dòng)裝置的總效率 321234 式中1、2為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。 由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 2-4 查得：滾動(dòng)

3、軸承1=0.99；圓柱齒輪傳動(dòng)2=0.97；圓錐齒輪傳動(dòng)3=0.96；彈性聯(lián)軸器4=0.99；則 320.990.97 0.96 0.990.886 故 018.10620.4360.886PPkw (3)電動(dòng)機(jī)額定功率mP 因載荷平穩(wěn)， 電動(dòng)機(jī)額定功率mP只需略大于0P即可， 選取電動(dòng)機(jī)額定功率22mPkw。 18.106Pkw 0.886 020.436Pkw 4 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 定 電動(dòng) 機(jī)的 轉(zhuǎn)速 4）電動(dòng) 機(jī)的 技術(shù) 數(shù)據(jù) 和外形,安 裝尺寸 1）傳動(dòng) 裝置 總傳 動(dòng)比 2）分配 傳動(dòng) 裝置 各級(jí) 傳動(dòng)比 3）各軸 轉(zhuǎn)速 （軸號(hào) 見(jiàn)圖一） 60 100060 1000 1

4、.4878.52 / min360wvnrD 由表 2-1 查得單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍13 5i ，圓錐齒輪傳動(dòng)比范圍 22 3i，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為： 1278.52 (6 15)471.12 1177.8 / mindnniir 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1000r/min,由表 8184 選常用的同步轉(zhuǎn)速為1000r/min 的 Y 系列電動(dòng)機(jī) Y200L26，其滿載轉(zhuǎn)速為970 /minmnr。 電動(dòng)機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)形式以及其中心高、外形尺寸、軸伸尺寸等均可由表 8186、表 8187 中查到，并記錄備用。 二、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)二、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 97012.

5、3578.52mnin 對(duì)于圓錐圓柱齒輪減速器，高速級(jí)錐齒輪的傳動(dòng)比 0.250.25 12.353.09fii 則圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 12.354.003.09gfiii 12123344970 / min970 / min970313.92 / min3.09313.9278.48 / min4.0078.48 / minmfgwnnrnnrnnrinnrinnr工作軸 78.52 /minwnr 12.35i 3.09fi 4.00gi 1234970 / min970 / min313.92 / min78.48 / min78.48 / minwnrnrnrnrnr 5 設(shè)計(jì)內(nèi)容

6、計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 4）各軸 輸入 功率 5）各軸 轉(zhuǎn)矩 圓錐圓錐直齒直齒輪設(shè)輪設(shè)計(jì)計(jì) 按電動(dòng)機(jī)所需功率dP計(jì)算各軸輸入功率，即 1021432124313541420.43620.436 0.9920.23220.232 0.99 0.9619.22819.228 0.99 0.9718.46518.465 0.99 0.9918.098wPPkwPPkwPPkwPPkwPPPkw 5）各軸轉(zhuǎn)矩 101122233344455520.43695509550201.2097020.23295509550199.1997019.22895509550584.95313.9218.465955095

7、502246.9578.4818.098=95509550220278.48wPTTNmnPTNmnPTNmnPTNmnPTTn電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩工作軸.29Nm 以上算出的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表如下： 參數(shù) 軸名 軸 1 軸 2 軸 3 軸 4 軸 5 轉(zhuǎn)速 n(r/min) 970 970 313.92 78.48 78.48 功率 P(kW) 20.436 20.232 19.228 18.465 18.098 轉(zhuǎn)矩T(Nm) 201.20 199.19 584.95 2246.95 220229 傳動(dòng)比i 1 3.09 4.00 1 效率 0.990 0.950 0.960 0.980 三、

8、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算三、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知輸入功率220.232Pkw，小齒輪轉(zhuǎn)速 970r/min，齒數(shù)比 u=3.09，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命 15 年，大修期 3 年，兩班制，帶式輸送機(jī)載荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)，不反轉(zhuǎn)。 1） 選用 8 級(jí)精度(GB10095-88) 123420.43620.23219.22818.46518.098wPkwPkwPkwPkwPkw 12345201.20199.19584.952246.952202.29wTNmTNmTNmTNmTTNm 6 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 1.選 定齒 輪精 度等級(jí)、材 料及 齒數(shù) 2. 按齒 面接 觸強(qiáng) 度設(shè)計(jì) (1).確

9、定 公式 內(nèi)的 各計(jì) 算數(shù)值 2） 材料選擇 由 機(jī)械設(shè)計(jì) （第九版） 表 10-1 選擇小齒輪材料為40rC(調(diào)質(zhì))，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS。 3） 選小齒輪齒數(shù)125z ，大齒輪齒數(shù)23.09 2577.25z ，取整278z 。則21783.1225zuz 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 113222.92 ()(1 0.5)ERRHZKTdu 1） 試選載荷系數(shù) 試取 K=2.0 2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 5522295.5 1095.5 1020.232199191.34970PTNmmn 3） 選齒寬系數(shù)0.2R 4）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九

10、版） 圖 10-25d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞 強(qiáng) 度 極 限lim1600HMPa， 大 齒 輪 的 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 極 限lim 2550HMPa 5）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 表 10-5 查得材料的彈性影響系數(shù)12189.8EZMPa 6） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 9129826060 970 1 (8 250 15)1.746 101.746 105.596 103.12hNn jLN 7) 由 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) （ 第 九 版 ） 圖 10-23 取 接 觸 疲 勞 壽 命 系 數(shù)120.95,1.05HNHNKK 7 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 （2）計(jì)算 8) 計(jì)算接觸疲勞

11、許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得 1lim112lim 220.95 6005701.05 550577.5HNHHHNHHKMPaSKMPaS 1） 試算小齒輪分度圓直徑1td，代入H中較小的值 11323222.92 ()(1 0.5)189.82.0 199191.3422.92 ()129.580.2(1 0.5 0.2)3.12570EtRRHZKTdumm 2） 計(jì)算圓周速度 v dm1=d1t（1-0.5R）=129.581 0.5 0.2 =116.62 12m116.62 9705.92/60 100060 1000td nvm s b=R1td2u1/ 2

12、=20.2 129.583.121/ 2=42.45 d=b/ dm1=42.45/116.62=0.364 3） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)5.92/vm s，8 級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù)1.27vK 直齒錐齒輪精度較低 選1HFKK 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 表 10-2 查得使用系數(shù)1.25AK 根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置，查機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 表10-4 插值法得1.1898HFKK 接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)1.25 1.27 1 1.18981.889AvHHKK K KK 4） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 12570577.5HHMPaMPa

13、1129.58tdmm 5.92/vm s 1.889K 1127.14dmm 8 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3按齒 根彎 曲強(qiáng) 度設(shè)計(jì) （1）確 定 計(jì) 算 參 數(shù) 111.88933129.58127.142.0ttKddmmK 5） 計(jì)算大端模數(shù) m 11127.14/ 255.086dmmmz 1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù) 試選 KFt=1.3 2） 1=arctan125=arctan=17.771u782=90-17.771=72.229zv1=z1/cos1=26.25 zv2=z2/cos2=255.56 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 圖 10-17 查得齒形系 12.64FaY 22

14、.12FaY 圖 10-18 查的應(yīng)力校正系數(shù) 11.60saY 21.87saY 3） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 圖 10-24c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1500FEMPa，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限2380FEMPa 4） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 圖 10-22 取彎曲疲勞壽命系數(shù)10.83FNK 20.88FNK 5） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)1.4S ，得 1112220.83 500296.41.40.88 380238.81.4FNFEFFNFEFKMPaSKMPaS 6） 計(jì)算大、小齒輪的FaSaFY Y并加以比較 5.083mmm KFt=1.3 12296.42

15、38.8FFMPaMPa 9 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 （2）設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 1112.64 1.600.01425296.4FaSaFYY 2222.12 1.870.01604247.15FaSaFYY 大齒輪的數(shù)值大。 132221322t2f (1 0.5)11.3 199191.340.01604 2.3220.2 (1 0.5 0.2)253.121FaSaFRRK TY Ymzumm 1t1m11m11m221dm1d =m z =2.322 25=58.05mmd=d 1 0.5=58.051 0.5 0.2 =52.2mmd n52.2 970v =2.65m/s60 10

16、0060 100078b=du1/ 2=0.2 58.051/ 2=19.019mm25=b/d=19.019/52.2=0.36RR（） 根據(jù) v=2.65 ,8 級(jí)精度，由圖 10-8 查的動(dòng)載系數(shù) Kv =1.14 直尺錐齒輪精度較低，取齒間載荷分配系數(shù)FK=1 由表 10-4 用插值法查得=K=1.1834HFK 則載荷系數(shù)=1.25 1.14 1 1.1834=1.686FAVFFKK K KK 33tt1.686m=m=2.322=2.5321.3FFKK 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)。取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù) 2.532 并就近

17、圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑1127.14dmm，算出小齒輪齒數(shù) 11127.1442.38433dzm 所以，大齒輪齒數(shù) 223.12 43134.16,135zz取 m=3 10 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 （3） .幾 何 尺 寸 計(jì) 算 11122221121221123 43129129 (1 0.5 0.2)116.13 135405405 (1 0.5 0.2)364.51353.144311arctanarctan17.665u3.149072.335b=du1/ 2=0.2 1293.141/ 2=42.51mmb =bmmRdmzmmdmmdmzmmdmm

18、zuz ，取=43mm 143z 2135z 121212940517.66572.335dmmdmm 143bmm 243bmm 11 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 圓柱圓柱斜齒斜齒輪設(shè)輪設(shè)計(jì)計(jì) 1. 選定 齒輪 精度 等級(jí)、 材料 及齒數(shù) 2 .按齒 面接 觸強(qiáng) 度設(shè)計(jì) (1) 確 定公 式內(nèi) 的各 計(jì)算 數(shù)值 1） 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，選用 8 級(jí)精度(GB10095-88) 2） 材料選擇 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 表 10-1 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ， 硬度為 280HBS； 大齒輪材料為 45 鋼 （調(diào)質(zhì)） 硬度為 240HBS。 3） 選小齒輪齒數(shù)124z ，

19、大齒輪齒數(shù)24.00 2496z 4） 選取螺旋角。初選螺旋角14 5） 試選載荷系數(shù)tHK=1.3 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算 32t3121()HEHtdHZ Z Z ZK Tudu 1）試選載荷系數(shù)計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 5533395.5 1095.5 1019.228584949.67313.92PTNmmn 2） 選齒寬系數(shù)1d 3） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 圖 10-20 選取區(qū)域系數(shù)2.433HZ 12 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 （2）計(jì)算 4） tnat11t1anat22t2an=arctan tan/cos=arctan tan20 /cos14=20.562=arccos z c

20、os/ z2hcos=arccos 24 cos20.562 / 242 1 cos14=29.974=arccos z cos/ z2hcos=arccos 96 cos20.562 / 962 1 cos14 1at1t2at2td1=23.402= ztan-tanztantan/ 2 =1.651=z tan/=1 24 tan14 /=1.90544 1.6511.905=1=1 1.905=0.667331.651= cos= cos14 =0.985ZZ 5） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 表 10-5 查得材料的彈性影響系數(shù)12189.8EZMPa i. 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 813882

21、6060 313.92 1 (8 250 15)5.651 105.651 101.413 104.00hNn jLN ii. 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 圖 10-25d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim1600HMPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim 2550HMPa iii. 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 圖 10-23 取接觸疲勞壽命系數(shù)120.93,0.97HNHNKK 6）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得 12lim11lim 220.93 6005580.97 550533.5HNHHHNHHKMPaSKMPaS 81825.651 101.413 1

22、0NN 13 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 12558533.5545.7522HHHMPa 1）試算小齒輪分度圓直徑1td，由計(jì)算公式得 32t312321()2 1.3 584949.675.00 2.433 189.8 0.667 0.985()83.7514.00545.75HEHtdHZ Z Z ZK Tudumm 2） 計(jì)算圓周速度 v 1383.75 313.921.377/60 100060 1000td nvm s 3） 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù)ntm 1111 83.7583.75cos83.75 cos143.39242.252.25 3.397.6383.7510.987.6

23、3dttntntbdmmdmmmZhmmmbh 4） 計(jì)算縱向重合度 10.318tan0.318 1 24 tan141.903dZ 5） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)1.377/vm s，8 級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù)1.07vK t111tt1=2/d =2 584949.67/83.75=13968.95/ b=1 13968.95/83.75=166.79/ mm100/ mmAFTNK FNN 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 表 10-3 查得1.4HFKK，表 10-2 查得使用系數(shù)1.25AK ，表 10-4 插值法查得1.464HK 接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)1.25 1.0

24、7 1.4 1.4642.74AvHHKK K KK 12558533.5HHMPaMPa 545.75HMPa 183.75tdmm 1.377/vm s 83.753.397.6310.98ntbmmmmmhmmbh 14 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3. 按齒 根彎 曲強(qiáng) 度設(shè) 計(jì) （1）確 定計(jì) 算參數(shù) 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 112.743383.75107.381.3ttKddmmK 6） 計(jì)算模數(shù)nm 11cos107.38 cos144.3424ndmmmZ 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 2t 13t212cosFFaSandFK TY YY Ymz 1） 試

25、選載荷系數(shù) KFt=1.3。 2） bt22vbv=arctan tancos=arctan tan14 cos20.562 =/cos=1.651/cos13.140=1.741=0.250.75/=0.68114Y =1=1 1.905=0.778120120Y（）（）13.140 3）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 圖 10-24c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1500FEMPa，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限2380FEMPa 4 ） 由 圖10-22取 彎 曲 疲 勞 壽 命 系 數(shù) 10.85FNK 20.88FNK 5）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 1.903 2.74K 1107.38dmm 4.34

26、nmmm 15 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 （2）設(shè) 計(jì)計(jì)算 1112220.85 500303.571.40.88 380238.861.4FNFEFFNFEFKMPaSKMPaS 6）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 121332332426.27(cos)(cos14 )96105.09(cos)(cos14 )vvzzzz 7）由表 10-17 查得齒形系數(shù) 12.62FaY 22.22FaY 應(yīng)力校正系數(shù) 11.6saY 21.78saY 8）計(jì)算大、小齒輪的FaSaFY Y并加以比較 1112.62 1.60.01381303.57FaSaFYY 2222.22 1.780.01654238.86Fa

27、SaFYY 大齒輪的數(shù)值大。 所以取222=0.01654FaSaFaSaFFY YYY 23t22 1.3 584949.67 0.681 0.778cos140.016541 242.79nm調(diào)整齒輪模數(shù) 12303.57238.86FFMPaMPa 1226.27105.09vvzz 16 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 4對(duì)比 結(jié)果， 確定 法面 模數(shù) m及 齒數(shù) z 1nt111d1annntd =m z /cos=2.79 24/cos14 =69.010mmd n69.010 313.92v=1.134m/s60 100060 1000b=d =1 69.010=69.010mmh=

28、2hcm = 2 1 0.252.79=6.278mmb/ h=69.010/6.278=10.99 （） 根據(jù) v=1.134m/s，查圖 10-8 得v=1.05K t111t1=2/d =2 584949.67/69.010=16952.61/ b=1 16952.61/69.010=245.65/ mm100/ mmAFTNK FNN 查表 10-3 得=1.4FK 由表 10-4 用插值法查得=1.417HK 結(jié)合 b/h=10.99，查圖 10-13，得=1.34FK 則=1.25 1.05 1.4 1.34=2.46AVFFK K K KK 33nntt2.46m =m=2.79

29、=3.451.3FFKK 對(duì)比結(jié)果， 由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) nm大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，從滿足彎曲疲勞強(qiáng)度出發(fā)，取標(biāo)準(zhǔn)值4nmmm，已 滿 足 彎 曲 強(qiáng) 度 。 為 同 時(shí) 滿 足 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 ， 取 分 度 圓 直 徑1107.38dmm。 11cos107.38 cos1426.054ndzm 取1z=26，226 4.00104z ，為了互質(zhì)，取2105z （1）計(jì)算中心距 12()(26 105) 4270.022cos2 cos14nzz mamm 因?yàn)槟?shù)從 3.426 擴(kuò)大到 4，所以中心距減小圓整為 270mm 2.46K 4nmmm 1

30、7 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 5. 幾何 尺寸 計(jì)算 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角 12()(26 105) 4arccosarccos13.9822 270nzz ma 因值改變不多，故參數(shù)、HZ等不必修正。 （2） 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 112226 4107.17coscos13.98105 4432.82coscos13.98nnz mdmmz mdmm （4）計(jì)算齒輪寬度 11 107.17107.17dbdmm 圓整后取2108Bmm 1113Bmm （5）齒頂高 *()4 14anannhm hxmm （6）齒根高 *()4 (1 0.25)5fnannnhm hcxm

31、m （7）齒頂圓直徑 112107.172 4115.17aaddhmm 222432.822 4440.82aaddhmm （8）齒根圓直徑 112107.172 597.17ffddhmm 222432.822 5422.82ffddhmm 序號(hào) Z m 或 mn 或 d a 或 R 齒輪 1 43 3 17.665 129 / 齒輪 2 135 3 72.335 405 / 齒輪 3 26 4 13.98 107.17 270 齒輪 4 105 4 13.98 432.82 270 1z=26 2105z 270amm 13.98 12107.17432.82dmmdmm 1108Bmm

32、 2113Bmm 18 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 輸入輸入軸設(shè)軸設(shè)計(jì)計(jì) 1、 功率2P、轉(zhuǎn) 速2n和轉(zhuǎn) 矩2T及齒 輪上 的力 四、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算四、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 220.232Pkw 2970 /minnr 2199.19TNm 高速級(jí)小圓錐齒輪的分度圓半徑為 11(1 0.5)129 (1 0.5 0.2)116.1mRddmm 132112199.19 1023431.35116.1tancos3431.35 tan20cos17.6651190.02tansin3431.35 tan20sin17.665378.98tmrtatTFNdFFNFFN 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料

33、為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，根據(jù)表 15-3，取0112A ，得2330min220.23211230.83970PdAmmn，輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑12d，為了使所選的軸直徑12d與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩2caATK T，查表 14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故 取1.3AK ，則21.3 199.19258.95caATK TNmNm 聯(lián)軸器與軸之間周向定位采用鍵連接，對(duì)直徑100dmm 的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大5%7%，故min30.83 (5% 7%)32.372 32.988dmm 根據(jù)電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y200L26，由表 8-187 及標(biāo)

34、準(zhǔn) GB/T5014-2003，查得電動(dòng)機(jī)軸徑應(yīng)取 55mm。 按 照 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 矩caT應(yīng) 小 于 聯(lián) 軸 器 公 稱(chēng) 轉(zhuǎn) 矩 的 條 件 ， 查 標(biāo) 準(zhǔn)GB/T5014-2003 或手冊(cè)， 選 LT8 型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為710Nm。主動(dòng)端：Y 3431.351190.02378.98traFNFNFN 19 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 2初步 確定 軸的 最小 直徑 3. 軸的 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) （1）擬 定型軸孔，A 型鍵槽，半聯(lián)軸器的孔徑155,112dmm Lmm；從動(dòng)端：Y 型軸孔，A 型鍵槽，半聯(lián)軸器的孔徑245,112dmm Lmm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度1112

35、Lmm，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-段的長(zhǎng)度應(yīng)比1L略短一些，現(xiàn)取lI II=110mm。 擬定軸上零件的裝配方案（見(jiàn)圖三） 圖三 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，-軸段右端需制出一軸肩，2h=0.070.1d =0.070.145=3.154.5mm（）（）故取-段的直徑2d2h=4523.154.5 =51.354d -（）mm。具體數(shù)值由密封圈決定，該處軸的圓周速度2m/s60 2 100060 2 1000 所以采用油潤(rùn)滑。由于采用油潤(rùn)滑，所以軸承到箱體內(nèi)壁的距離為 35mm，取5mm。 55ddmm- 110lmm- 58dmm- 57lmm- 68dmm-

36、10lmm- 55ddmm- 26 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 （3）軸 上的 周向 定位 設(shè)為箱體壁厚，=0.025 a+3=0.025 270+3=9.75mm=10mm，取，錐齒輪輪轂左端面距離箱體距離為 =10mm 所以+5+3=21+10+5=+3=39m+mlB- +5+3=22.75+10+5+3=40.75mm+lT- 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接， 按58dmm-由 機(jī)械設(shè)計(jì) （第九版） 表 6-1 查得平鍵截面1610b hmmmm， 鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 50mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為76Hm； 圓柱齒輪的周向定位采用平鍵

37、連接， 按58dmm-由 機(jī)械設(shè)計(jì) （第九版） 表 6-1 查得平鍵截面1610b hmmmm， 鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 100mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為76Hm；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為 m6。 錐齒輪輪轂左端面到錐齒輪受力點(diǎn)的距離設(shè)為1l，由小錐齒輪軸線為對(duì)稱(chēng)線可計(jì)算得143l =27+sin17.665=33.52mm2mm 左端軸承受力點(diǎn)到錐齒輪受力點(diǎn)的距離21l =l3-a=33.52-3+39-21+22.75-21=50.27mmlBT - 錐齒輪受力點(diǎn)到斜齒輪受力點(diǎn)的距離 39lmm- 40.

38、75lmm- 58dmm- 27 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 （4） 軸 上圓 角和 倒角 4求軸 上的 載荷 5、按3l =43/ 2 cos72.33519.95113/ 2=43/ 2 cos72.33519.95 10 113/ 2=92.97mml- 斜齒輪受力點(diǎn)到右端軸承受力點(diǎn)的距離41l =5a=110 113/ 2 10522.75212=70.25mmlBT - 為斜齒輪右端距離箱體的距離 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為2 45 求軸上的載荷，各值列如下表： 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 R R1H=640.44N,R2H=-4355.95N R1V=6215.

39、44N, R2V=8132.21N 彎矩 M MaH=-32194.92Nmm MaH=184686.23Nmm MbH=160378.29Nmm MbH=306005.71Nmm Mav=312450.17Nmm Mbv=571287.75Nmm 28 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 彎 扭合 成應(yīng) 力校 核軸 的強(qiáng)度 總彎矩 22132194.92312450314104.17.48MNmm 222184686.23312450362951.1794MNmm 223160378.29571287593372.7547MNmm 224306005.71571287648081.7516MNmm

40、扭矩 T T3=625363.54Nmm 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 2222213()648081.16(0.6 625363.54)38.380.1 58caMTMPaW前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)） ，1160,caMPa，故安全。 已知輸出軸上的功率4P、轉(zhuǎn)速4n和轉(zhuǎn)矩4T 418.465Pkw 478.48 /minnr 42246.95TNm 作用在齒輪上的力 11133310916.304094.492717.69ttrraaFFNFFNFFN 38.38caMPa 1ca 安全。 33310916.304094.4927

41、17.69traFNFNFN 29 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 輸出輸出軸設(shè)軸設(shè)計(jì)計(jì) 1確定 中間 軸上 各齒 輪的 力及 方向 2、初步 確定 軸的 最小 直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 表 15-3，取0112A ，得 1。 聯(lián)軸器與軸之間周向定位采用鍵連接，對(duì)直徑100dmm 的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大5%7%，故min69.14 (5% 7%)72.597 73.980dmm 輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑12d，為了使所選的軸直徑12d與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩2caATK T，查機(jī)

42、械設(shè)計(jì)（第九版） 表 14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取1.3AK ，則 21.3 22469502921035=2921.035caATK TNmmNm 根據(jù) GB/T5014-2003，選 LX5 型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為3150Nm，取半聯(lián)軸器的孔徑175dmm，故取1275dmm，選 Y型半聯(lián)軸器，長(zhǎng)度142Lmm。 軸上零件的裝配方案（見(jiàn)下圖） ： 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2 軸段右端需制出一軸肩，軸肩高度12h=0.070.1=0.070.175=5.257.5mmd（）（）， 1275dmm 30 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 3、軸的 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) （1）擬 定軸

43、上零 件的 裝配 方案 （2）根 據(jù)軸 向定 位的 要求 確定 軸的 各段 直徑 和長(zhǎng)度 2312=+2 h=75+25.257.5 =85.590mmdd （）， 最終由密封圈確定。該處軸的圓周速度3m/s，所以可選用氈圈油封，查表得23=88mmd。 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 1-2 段的長(zhǎng)度應(yīng)比1L略短些，現(xiàn)取12140lmm。 2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，可選用圓錐滾子軸承軸承，參照工作要求并根據(jù)2388dmm，根據(jù) GB/T 292-1994 ， 初 選 圓 錐 滾 子 軸 承30218 ， 其 尺 寸 為9016032.5dD

44、 Tmmmmmm，347890ddmm，而34=32.5lTmm。軸承右端采用軸肩進(jìn)行軸向定位，查得 30218型軸承的定位軸肩軸徑min100admm，因此取45100dmm；齒輪右端和右軸承之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為 108mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取67105lmm。取6 7100dmm，齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度0.07hd，故取 h=8，則軸環(huán)處的直徑為56116dmm。軸環(huán)寬度1.4bh，取5612lmm。 3） 設(shè)箱體內(nèi)壁到凸臺(tái)外緣的距離為 l，12l=5CC， fd =0.047a8=0.047 2708=20.69mm所以

45、地腳螺栓直徑取M24，軸承旁聯(lián)接螺栓直徑的 d1=0.75fd=18，取 d1=20mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第四版）表 4-6 得，1min2min=26mm=24mmCC，所以12l=5=1026245=65mmCC 2-31l=el-T-考慮端蓋螺栓和聯(lián)軸器的裝拆 +端蓋厚度軸承端面到箱體內(nèi)壁的距離 2388dmm 12140lmm 347890ddmm3432.5lmm 45100dmm 67105lmm 6 7100dmm 56116dmm 5612lmm 31 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 設(shè)11-21=d=0.150.2575=11.2518.75=15mm （0.15 0.25）

46、（），取， 軸承座孔（外圈）直徑 D=160mm，查表 4-6 得軸承端蓋螺釘直徑3d =16mm，端蓋厚度3e1.2d =1.2 16=19.2mme=mm，取20， 2-31l=el-T-=mm考慮端蓋螺栓和聯(lián)軸器的裝拆 +端蓋厚度軸承端面到箱體內(nèi)壁的距離15+20+65-32.5-5 62.5 軸承端蓋，e=20mm，e1=（0.10.15）D=16mm，m取 31mm。 4） 為保證圓柱斜齒輪能正對(duì)嚙合，設(shè)套筒長(zhǎng)=10mm，取軸段78=T+5+10+2.5+3=53mml 5 ） 根 據(jù) 中 間 軸 與低 速 軸 長(zhǎng) 度 結(jié)合 箱 體 可 求 出45l的 長(zhǎng) 度 。4545203=5

47、12 108 102.5=5 12 108 102.5ll 求得4575.5,lmm （3）軸上的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接。對(duì)齒輪的定位，按67d由機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版） 表 6-1 查得平鍵截面2816b hmmmm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 90mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為76Hn；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵2012125mmmmmm，半聯(lián)軸器與軸的配合為76Hk，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為 m6。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為2 45. 設(shè)左端軸承受力點(diǎn)到齒輪受力點(diǎn)的

48、距離45561l =a+=32.532.375.5 12 108/ 2=141.7mm2BTll 2362.5lmm 7853lmm 4575.5lmm 32 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 4、求軸 上的 載荷 5 5、按彎 扭合 成應(yīng) 力校 核軸 的強(qiáng)度 設(shè)右端軸承受力點(diǎn)到齒輪受力點(diǎn)的距離2l =a+5+10/2=32.532.35 10 108/2=69.2mmTB 軸上載荷各值列如下表： 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 14131.73HRN 13667.75VRN 237.24HRN 27248

49、.55VRN 彎矩 M a585466.14HMNmm a2669.15HMNmm a519720.18VMNmm 總彎矩 221222585466.14519720.18782866.312669.15519720.18519727.03MNmmMNmm 扭矩 T 42362396.48mTNm 33 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 222223()782866.31(0.6 2362396.48)16.190.1 100caMTMPaW軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，查得1160,caMPa，故安全。 五、校核軸承壽命五、校核軸承壽命 單列圓錐滾子軸承 30211，查表 8-159， 得00.

50、4,1.5,90.8,115reYCKN CKN 12222211222222435.011715.681769.971625.035147.035397.47NVNHNVNHFrFFNFrFFN 則內(nèi)部軸向力 11221769.97589.9922 1.55397.471799.1622 1.5ddFrFNYFrFNY 所以 211799.16378.982178.14dadFFNF 即22122178.141799.16adadaFFFNFFN 16.19caMPa 1ca 安全。 34 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 輸入輸入軸滾軸滾動(dòng)軸動(dòng)軸承校承校核核 112178.141.231769.

51、97arFeF，221799.160.335397.47arFeF 則 111P0.41.50.4 1769.97 1.5 2178.143975.20FrFaN 22P5397.47rFN 對(duì)減速器，由機(jī)械設(shè)計(jì)課本表 13-6，取動(dòng)載荷系數(shù)1.2Pf ， 因12,2PP故只需校核承 106631010908001141456060 9701.2 5397.47rhPCLhnf P 大修期為 3 年，預(yù)期壽命為|8 250 36000hLh |hhLL，故合格。 單列圓錐滾子軸承 30211，查表 8-159， 得00.4,1.5,90.8,115reYCKN CKN 122222112222

52、22645.866267.956301.144361.378079.709181.67NVNHNVNHFrFFNFrFFN 則內(nèi)部軸向力 11226301.142100.3822 1.59181.673060.5622 1.5ddFrFNYFrFNY 2717.69 1190.021527.67aFN 所以 122100.38 1527.673628.05dadFFNF 即11213628.052100.38adadaFFFNFFN 112100.380.3336301.14arFeF，223628.050.3959181.67arFeF |hhLL 合格 35 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 中間中間軸滾軸滾動(dòng)軸動(dòng)軸承校承校核核 則 11P6301.14rFN 22P=9181.67FrN 對(duì)減速器，由機(jī)械設(shè)計(jì)課本表 13-6，取動(dòng)載荷系數(shù)1.2Pf ， 因12,2PP故只需校核承 1066310109080060021.416060 313.921.2 9181.67rhPCLhnf P 大修期為 3 年，預(yù)期壽命為|8 250 36000hLh |hhLL，故合格。 圓錐滾子軸承 30218，查表 8-158， 得0e=0.42=1.4200,270rrYCKN CKN， 122222332222224131.73