二級(jí)展開(kāi)式直齒圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、 . . . 目目 錄錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)：.3一一 電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算.411 電動(dòng)機(jī)的選擇.412 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 513 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 5二二 直直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 72.1 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 72.2 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 10三三 軸的設(shè)計(jì)各軸軸徑計(jì)算軸的設(shè)計(jì)各軸軸徑計(jì)算 143.1 高速軸 I I 的設(shè)計(jì) 1532 中間軸 IIII 的設(shè)計(jì) 1832 低速軸 IIIIII 的設(shè)計(jì)與計(jì)算 20四四 滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)軸承的選擇與選擇與計(jì)算計(jì)算 294.1 低速軸 IIIIII 上軸承的計(jì)算 29五五 鍵聯(lián)接的選

2、擇與計(jì)算鍵聯(lián)接的選擇與計(jì)算 3051 低速軸 IIIIII 上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算 3052中間軸 II 上鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算3153高速軸 I 上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算33 . . . - 1 - / 41六六 減速器潤(rùn)滑方式，潤(rùn)滑劑與密封方式的選擇減速器潤(rùn)滑方式，潤(rùn)滑劑與密封方式的選擇 336.1 齒輪的潤(rùn)滑方式與潤(rùn)滑劑的選擇 336. 2 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方式與潤(rùn)滑劑的選擇 .346. 3 密封方式的選擇 .35七七 減速器箱體與附件的設(shè)計(jì)減速器箱體與附件的設(shè)計(jì).357.1 箱體設(shè)計(jì).3572 減速器附件設(shè)計(jì).37八八 減速器技術(shù)要求減速器技術(shù)要求.39結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ) 39參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 41 .

3、 . . - 2 - / 41機(jī)械課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)與傳動(dòng)方案的擬訂機(jī)械課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)與傳動(dòng)方案的擬訂一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目: :二級(jí)展開(kāi)式直齒圓柱齒輪減速器二級(jí)展開(kāi)式直齒圓柱齒輪減速器工作條件與生產(chǎn)條件: 膠帶輸送機(jī)兩班制連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)，室工作，有粉塵；使用期限 10 年，大修期 3 年。該機(jī)動(dòng)力來(lái)源為三相交流電，在中等規(guī)模機(jī)械廠小批生產(chǎn)。輸送帶速度允許誤差為5%。減速器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸送帶工作拉力F（N） 2500輸送帶速度v(m/s) 1卷筒直徑 D(mm) 300二、傳動(dòng)方案的分析與擬定二、傳動(dòng)方案的分析與擬定圖圖 1-11-1 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)方案帶式

4、輸送機(jī)傳動(dòng)方案帶式輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)通過(guò)連軸器將動(dòng)力傳入減速器,再經(jīng)連軸器將動(dòng)力傳至輸送機(jī)滾筒,帶動(dòng)輸送帶工作。傳動(dòng)系統(tǒng)中采用兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)軸承位置不對(duì)稱，因此要求軸有較大的剛度，高速級(jí)和低速級(jí)都采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 . . . 3 / 41 設(shè)計(jì)容 計(jì)算與說(shuō)明 結(jié)果1 11 1 電動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇機(jī)的選擇 一一 電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算1.11.1 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇（1）選擇電動(dòng)機(jī)類型按已知工作要求和條件選用 Y 系列一般用途的全封閉自扇冷鼠三相異步電動(dòng)機(jī)。（2）確定電動(dòng)機(jī)功率 工作裝置所需功率按1式（2-2）

5、計(jì)算wPkwvFPwwww1000式中，,，工作裝置的效率本例NFw2600smvw/6 . 1考慮膠帶卷筒與其軸承的效率。代入上式得：94. 0wkwvFPwwww66. 294. 01000126001000電動(dòng)機(jī)的輸入功率按1式（2-1）計(jì)算0PkwPPw0式中，為電動(dòng)機(jī)軸至卷筒軸的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置總效率。由1式（2-4） ，；由表（2-4） ，取滾動(dòng)軸承232crg效率，8 級(jí)精度齒輪傳動(dòng)（稀油潤(rùn)滑）效率995. 0r，滑塊聯(lián)軸器效率，則97. 0g98. 0c89. 098. 097. 0995. 0223故kwPPw99. 289. 066. 20因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率只需略大于即可，

6、mP0P按表 8-169 中 Y 系列中電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)的額定功率為 4.0kw.mP（3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速kwPw66. 289. 0kwP99. 20 . . . 4 / 411.21.2 計(jì)算傳計(jì)算傳動(dòng)裝置的總動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)配各級(jí)傳動(dòng)比比1.31.3 計(jì)算傳計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)數(shù)卷筒軸作為工作軸，其轉(zhuǎn)速為：min/66.63300110610644rDvnww按表（2-1）推薦的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比圍：?jiǎn)螛O圓柱齒輪傳動(dòng)比圍，則總傳動(dòng)比圍應(yīng)為53gi，可見(jiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選圍為：2595533 imin/5 .159196.57266.

7、63)259(rninw 符合這一圍的同步轉(zhuǎn)速有 750r/min，1000r/min和 1500r/min 三種，為減少電動(dòng)機(jī)的重量和價(jià)格，由表8-184 選常用的同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 的 Y 系列電動(dòng)機(jī)Y132M1-6，其滿載轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)的安裝min/960rnw結(jié)構(gòu)型式以與其中心高、外形尺寸。軸伸尺寸等均可由表 8-186、表 8-187 中查到1.21.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比（1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比08.1566.63960wmnni（2）分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比由式（2-5） ，取，sfiii5 . 4fi35. 3si

8、1.31.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（1）各軸的轉(zhuǎn)速由式（2-6）I軸min/9601rn II軸min/3 .2135 . 4960112rinnIII軸min/68.6335. 33 .213223rinn工作軸min/68.633rnnw（2）各軸輸入功率由式（2-7）：I軸kwPPc93. 298. 099. 201min/66.63rnwmin/5 .159196.572rn 08.15i5 . 4fi35. 3simin/9601rn min/3 .2132rn min/68.633rn min/68.63rnw . . . 5 / 41II軸kw

9、PPgr83. 297. 0995. 093. 212III軸kwPPgr73. 297. 0995. 083. 223工作軸kwPPgr73. 297. 0995. 083. 223（3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩由式（2-8）：I軸mnnPT15.2996093. 295509550111II軸mnnPT71.1263 .21383. 295509550222III軸mnnPT41.40968.6373. 295509550333工作軸mnnPTwww92.39868.6366. 295509550電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩mnnPTm74.2996099. 29550955000將以上算的的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表如

10、下： 軸名參數(shù) 電動(dòng)機(jī)軸 I 軸 II 軸 III 軸工作軸轉(zhuǎn)速n(r/min)960960213.363.6863.68功率P(kW)2.992.932.832.732.66轉(zhuǎn)矩T(Nm)29.7429.15126.71409.41398.92傳動(dòng)比i14.53.351效率0.9750.9650.9650.98kwP93. 21kwP83. 22kwP73. 23kwP73. 23mnT15.291mnT71.1262mnT41.4093mnTw92.398mnT74.290 . . . 6 / 412.12.1 高速級(jí)高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)齒輪的設(shè)計(jì) 二、二、 直齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)直齒圓柱齒

11、輪減速器的設(shè)計(jì)2.12.1 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)2.1.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料與齒數(shù)1）選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)2）選用 8 級(jí)精度3）材料選擇，由表 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，二者材料硬度差為 40HBS4）試選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)為241z。108245 . 42z2.1.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)計(jì)算公式（109a）進(jìn)行試算，即 2.32td1 3211HEdZuuKT（1）確定公式的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù) Kt1.3計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。mmNmmNn451151109

12、15. 296093. 21095.5P1095.5T由表 107 選取尺寬系數(shù) d1由表 106 查得材料的彈性影響系數(shù)21a8 .189 MPZE由圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限6001limHMPa；5502limH 由式 1013 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)60n1jLh60 960 1 （2 8 300 10）1N 2.7691089210144. 65 . 410765. 2N241z1082zmmN 4110915. 2T=2.761N9108210144. 6N . . . 7 / 41由圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數(shù):0.93

13、；1HNK1.042HNK計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1，安全系數(shù) S1，由式（1012）得MPaMPaSNKHH55860093. 01lim1MPaMPaSNKHH57255004. 12lim2（2）計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑 d1t，代入中較小的值。Htd1 321132. 2HEdtZuuTK=40.598mm3245588 .1895 . 415 . 4110915. 23 . 132. 2計(jì)算圓周速度 V V=2.04m/s10006011ndt100060960598.40計(jì)算齒寬 b b=d=140.598mm=40.598mmtd1計(jì)算齒寬與齒高之比hb模數(shù) =1.69

14、2mmtm11zdt2440.598齒高 =2.251.692mm=3.807mmt2.25mh b/h=40.598/3.744=10.843計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù) v=2.04m/s,8 級(jí)精度，由圖 108 查得動(dòng)載系數(shù)=1.13；vK直齒輪=1FHKK由表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1由表 104 查得 8 級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí),MPaH558MPaH572V=2.04m/sB=40.598mmB/h=10.843 . . . 8 / 41 =1.450HK由 b/h=10.843，=1.450.查圖 1013 查得 HKFK=1.40；故載荷系數(shù)K=KAKVKHKH=11

15、.1311.450=1.639按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（1010a）得=mm=43.858mm1d31/ttKKd33 . 1/639. 1598.40計(jì)算模數(shù) m m=mm=1.83mm11zd2443.8582.1.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式(105)得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 m 32112FSaFadYYzKT（1）確定公式的各計(jì)算數(shù)值由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500Mpa；大齒輪的彎曲疲勞極限強(qiáng)度=380MPa1FE2FE由 10-18 取彎曲壽命系數(shù)=0.87 1FNK=0.912FNK計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 見(jiàn)表（

16、10-12）得=（）/S=310.7Mpa11FE11FEFNK4 . 150087. 0= （）/S=247Mpa22FE22FEFNK4 . 138091. 0計(jì)算載荷系數(shù) KK=KAKVKFKF=11.1311.40=1.582查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 105 查得 =1.58；=1.801SaY2SaY查取齒形系數(shù) 由表 105 查得=2.1765. 21FaY2FaY計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 FSaFaYYK=1.639=43.858mm1dM=1.83mm=310.711FEMpa=247Mp22FEaK=1.582 . . . 9 / 412.22.2 低速級(jí)低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)齒輪的

17、設(shè)計(jì)=0.01348 111FSaFaYY71.31058. 165. 2=0.01581 222FSaFaYY24780. 117. 2大齒輪的數(shù)值大。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算m=1.36mm32401581.024110915.2582.12對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理取 m=1.5mm小齒輪齒數(shù) =/m=43.858/1.5301Z1d大齒輪齒數(shù) =4.5 30=1352Z11Zi2.1.4 幾何尺寸計(jì)算(1)計(jì)算中心距a=(+)/2=(45+202.5)/2=123.75mm，1d2d(2)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑=m=30 1.5=45mm =m=135 1.5 1d1Z2d2Z=202.5mm(3)計(jì)算

18、齒輪寬度 b=d=45mm1d=50mm，=45mm 1B2B備注齒寬一般是小齒輪得比大齒輪得多 5-10mm2.1.5 小結(jié)由此設(shè)計(jì)有模數(shù)分度圓直徑齒寬齒數(shù)小齒輪1.5455030大齒輪1.5202.5451352.22.2 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)2.2.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料與齒數(shù)1）選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)2）選用 8 級(jí)精度3）材料選擇，由表 10-1 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） 111FSaFaYY=0.01348 222FSaFaYY=0.01581m=1.5mm=301Z=1352ZA=123.75mm=45mm1d=202.5mm2d=50mm1B=45

19、mm 2B . . . 10 / 41，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為240HBS，二者材料硬度差為 40HBS4）試選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)為241z，取4 .802435. 32z812z2.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)計(jì)算公式（109a）進(jìn)行試算，即 2.32td1 3211HEdZuuKT（1）確定公式的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù) Kt1.3計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。mmNmmNn55125110267. 13 .21383. 21095.5P1095.5T由表 107 選取尺寬系數(shù) d1由表 106 查得材料的彈性影響系數(shù)21a8 .189 MPZE由圖

20、1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限6001limHMPa；5502limH由式 1013 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)60n1jLh60 213.3 1 （2 8 300 10）1N 6.14381088210843. 135. 310143. 6N由圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數(shù):1.04；1HNK1.112HNK計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1，安全系數(shù) S1，由式（1012）得MPaMPaSNKHH62460004. 11lim1241z812zmmN 5110267. 1T=6.1431N8108210843. 1N . . . 11 / 4

21、1MPaMPaSNKHH5 .61055011. 12lim2（2）計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑 d1t，代入中較小的值。Htd1 322132. 2HEdtZuuTK=63.672m3255 .6108 .18935. 3135. 3110267. 13 . 132. 2m計(jì)算圓周速度 VV=0.71m/s10006011ndt1000603 .21363.672計(jì)算齒寬 bb=d=163.672mm=63.672mmtd1計(jì)算齒寬與齒高之比hb模數(shù) =2.653mmtm11zdt2463.672齒高 =2.252.653mm=5.969mmt2.25mh b/h=63.672/5.969=10

22、.67計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù) v=0.71m/s,8 級(jí)精度，由圖 108 查得動(dòng)載系數(shù)=1.05；vK直齒輪=1FHKK由表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1由表 104 查得 8 級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí), =1.459HK由 b/h=10.67，=1.459.查圖 1013 查得 HKFK=1.42；故載荷系數(shù)K=KAKVKHKH=11.0511.459=1.532按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（1010a）得MPaH624MPaH5 .610V=0.71m/sB=63.672mmb/h=10.67K=1.532 . . . 12 / 41=mm=67.25mm1d31/

23、ttKKd33 . 1/532. 1672.63計(jì)算模數(shù) m m=mm=2.802mm11zd24 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式(105)得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 m 32112FSaFadYYzKT（1）確定公式的各計(jì)算數(shù)值由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500Mpa；大齒輪的彎曲疲勞極限強(qiáng)度=380MPa1FE2FE由 10-18 取彎曲壽命系數(shù)=0.91 1FNK=0.952FNK計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 見(jiàn)表（10-12）得=（）/S=325Mpa11FE11FEFNK4 . 150091. 0= （）22FE22FEFNK/S=

24、257.86Mpa4 . 138095. 0計(jì)算載荷系數(shù) KK=KAKVKFKF=11.0511.42=1.491查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 105 查得 =1.58；=1.771SaY2SaY查取齒形系數(shù) 由表 105 查得=2.2265. 21FaY2FaY計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 FSaFaYY=0.01288 111FSaFaYY32558. 165. 2=0.01524 222FSaFaYY86.25777. 122. 2=67.25mm1dM=2.802mm=325Mp11FEa=257.822FE6MpaK=1.491=0.0 111FSaFaYY1288=0.0 222FSaFaY

25、Y1524 . . . 13 / 41大齒輪的數(shù)值大。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算m=2.12mm32501524.024110267.1491.12對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理取 m=2.5mm小齒輪齒數(shù) =/m=67.25/2.5271Z1d大齒輪齒數(shù) =3.35 27=90.45，取=912Z11Zi2Z2.2.4 幾何尺寸計(jì)算(1)計(jì)算中心距a=(+)/2=(67.5+227.5)/2=147.5mm，1d2d(2)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑=m=27 2.5=67.5mm =m=91 2.5 1d1Z2d2Z=227.5mm(3)計(jì)算齒輪寬度 b=d=67.5mm1d=73.5mm，=67.5mm 1B2B備注

26、齒寬一般是小齒輪得比大齒輪得多 5-10mm2.2.5 小結(jié)實(shí)際傳動(dòng)比為：37. 327911i誤差為： %5%59. 037. 335. 337. 3由此設(shè)計(jì)有模數(shù)分度圓直徑齒寬齒數(shù)小齒輪2.567.57327大齒輪2.5227.567.591=271Z=912Za=147.5mm=67.5mm1d=227.5mm2d=73.5mm1B2B=67.5mm37. 31i . . . 14 / 413.13.1 高速高速軸軸的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì) 三三 軸的設(shè)計(jì)各軸軸徑計(jì)算軸的設(shè)計(jì)各軸軸徑計(jì)算3.13.1 高速軸高速軸的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)1. 總結(jié)以上的數(shù)據(jù)。功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪分度圓直徑壓力角2.93Kw29.15

27、 Nm960r/min45mm202. 初步確定軸的直徑先按式115-2 初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為 45號(hào)鋼。根據(jù)表115-3 選取 A0=112。于是有:此軸的最小直徑分明是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑 d1-2為了使所選的軸的直徑 d1-2與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，固需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。3. 聯(lián)軸器的型號(hào)的選取查表114-1,取=1.3 則；按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca 應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003，選用 LX3 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩1250(Nm)。半聯(lián)軸器的孔徑 d1=30(mm) ，故取 d1-2=30(mm)。半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L=82mm，半

28、聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 L1=60mm。4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)=16.25mm=37895N.mmd1-2=30(mm)L=82mmL1=60mm . . . 15 / 41(1): 擬定軸上零件的裝配方案(2): 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度: 軸向定位要求 1-2 軸段右端要求制出一軸肩，取 ， 且: 考慮到主要承受徑向力，軸向也可承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最少，在高速轉(zhuǎn)時(shí)也可承受純的軸向力，工作中容許的外圈軸線偏斜量（8-16）大量生產(chǎn)價(jià)格最低，固選用深溝球軸，又根據(jù)，選 6007。查手冊(cè)可知=35（mm） ，B=14（mm)，3-4 段安裝軸承，左端用軸端擋圈定位，右端用

29、軸肩定位，按軸端直徑取擋圈直徑 D=38（mm） 。3-4 段的直徑 ，。因?yàn)?7-8 段軸也要安裝一個(gè))(1443mmL一樣軸承，故=35（mm） ，=21(mm) 。與 7-8 段軸相配合的軸承其左端需要軸肩來(lái)軸向定位。: 6-7 段軸沒(méi)有什么與之相配合的零件，但是其右端要有一個(gè)軸肩以使軸承能左端軸向定位，=37（mm） ；又因?yàn)楦鶕?jù)減減速器的整體方案，此段軸設(shè)計(jì)時(shí)長(zhǎng)度應(yīng)該長(zhǎng)一些，故取=110（mm） 。: 4-5 段軸沒(méi)有什么與之相配合的零件，但是其左端要有一個(gè)軸肩以使軸承能右端軸向定位，=37（mm） ，由于 5-6 段軸的直徑較大，所以做成連軸齒，分度圓 d=45(mm) 已知齒輪的

30、輪轂的寬度為 50（mm） ，所以=50（mm） 。：軸承端蓋的總寬度為 30mm（有減速器和軸承端蓋的機(jī)=35（mm）B=14（mm)=3)(1443mmL5（mm）=21(mm)=37（mm） =110（mm）=37（mm）d=45(mm)=50（mm）=50(mm) . . . 16 / 41構(gòu)設(shè)計(jì)而定）根據(jù)軸承的裝拆與便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋外端面與聯(lián)軸器的,距離為 20mm。至此已初步確定軸得長(zhǎng)度。所以=50(mm)（3）：軸上零件得周向定位 齒輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按 =30（mm） ， b*h=8*7 ，L=46（mm） 。同時(shí)為了保證齒輪與軸配合得

31、有良好得對(duì)中性，半聯(lián)軸器與軸得配合選 H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸得周向定位，是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為 m6。 （4）：確定軸的的倒角和圓角 參考1表 15-2，取軸端倒角為 1.2*45，各軸肩處的圓角為 1.6。3.23.2 中間軸中間軸的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)=30（mm） L=46（mm） . . . 17 / 413.23.2 中中間軸間軸的設(shè)的設(shè)計(jì)計(jì)1. 總結(jié)以上的數(shù)據(jù)。功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪分度圓直徑壓力角2.83 Kw126.71Nm213.3r/min202.5mm202. 初步確定軸的直徑先按式115-2 初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45 號(hào)鋼。根據(jù)表115-3 選取

32、A0=112。于是有:3. 選軸承初步選擇滾動(dòng)軸承。選 6307 深溝球軸承；通過(guò)查手冊(cè)可知6007 深溝球軸承 d=35(mm) ，B=14（mm） ，所以 。4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）：擬定軸上零件的裝配方案 （2）：根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度由高速軸的設(shè)計(jì)知 ，軸的總長(zhǎng)度為：L=（此為高速軸在箱體中的軸長(zhǎng)）1-2 段軸我們?nèi)?， 。與 1-2 段軸相配合的深溝球軸承，左端用軸端擋圈進(jìn)行軸向定位，右端采用套筒進(jìn)行軸向定位。=26.5(mm)L=215(mm)h=5(mm) . . . 18 / 41：2-3 段軸要與齒輪配合，故要有一個(gè)軸肩，這里我們?nèi)=5(mm) ，所以

33、； 又由于大齒輪齒寬 B=45(mm) ，根據(jù)與齒輪相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短 2 ，所以取 ；：為了實(shí)現(xiàn)齒輪的右端的軸向定位，應(yīng)將 3-4 段軸的直徑比 2-3 段稍微大一些，h0.07d 這里取其直徑為 ；由于3-4 段軸主要是起軸肩的作用，沒(méi)有與之相配合的零件，且根據(jù)設(shè)計(jì)方案，這里取 。：4-5 段軸要與小齒輪相配合，且為能利用 3-4 段軸的軸肩，所以此段軸的直徑要比 4-5 段軸要小一些，這里我們?nèi)?；由于小齒輪的齒寬為 B=73（mm） ，根據(jù)與齒輪相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短 2 ，所以?。?-6 段軸與之相配合的零件是軸承，所以其直徑和長(zhǎng)度與軸最右端的軸承

34、一樣，故 ， 。（3）：軸上零件得周向定位齒輪，軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按 ，由手冊(cè)查得平鍵的截面 b*h=14*9(mm)見(jiàn)2表 4-1,L=61（mm） ；按 ，由手冊(cè)查得平鍵的截面 b*h=14*9(mm)見(jiàn)2表 4-1,L=33（mm） 。同時(shí)為了保證齒輪與軸配合得有良好得對(duì)中性，固選擇齒輪輪轂與軸得配合選 H7/n6。滾動(dòng)軸承與軸得周向定位，是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為 m6。（4）：確定軸的的倒角和圓角L=61（mm）L=33（mm） . . . 19 / 413.33.3 低速軸低速軸的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)參考1表 15-2，取軸端倒角為 1.2*45，各軸肩處的圓角為

35、1.6。 3.33.3 低速軸低速軸的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)1.總結(jié)以上的數(shù)據(jù)。功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪分度圓直徑壓力角2.73Kw409.41Nm63.68r/min227.5mm202 初步確定軸的直徑先按式115-2 初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為 45號(hào)鋼。根據(jù)表115-3 選取 A0=112。于是有:此軸的最小直徑分明是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑 d7-8為了使所選的軸的直徑 d7-8與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，固需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。3 . 聯(lián)軸器的型號(hào)的選取=39.2(mm)=532233(N.m)d7-8=42(mm) . . . 20 / 41查表114-1,取=1.3 則；按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca

36、 應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003（見(jiàn)表28-2） ，選用 LX3 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 1250(Nm)。半聯(lián)軸器的孔徑 d1=42(mm) ，固取 d7-8=42(mm)。4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）：擬定軸上零件的裝配方案（2）：根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度由高速軸的設(shè)計(jì)知 ，軸的總長(zhǎng)度為： ：L=215(mm)（此為高速軸在箱體中的軸長(zhǎng)） 7-8 段軸由于與聯(lián)軸器相連，且已經(jīng)選定聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 1250(Nm)。半聯(lián)軸器的孔徑 d1=42(mm) ，故取 d7-8=42 (mm)。半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔

37、長(zhǎng)度 L1=84mm。7-8 段軸的長(zhǎng)度我們?nèi)椋?6-7 段軸相對(duì)于 7-8 段軸要做一個(gè)軸肩，這里我們?nèi)?， ，同時(shí)取 D=54（mm） 。 5-6 段軸要與滾動(dòng)軸承相配合，考慮到主要承受徑向力，軸向也可承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最少，在高速轉(zhuǎn)時(shí)也可承受純的軸向力，工作中容許的外圈軸線偏斜量（8-16）大量生產(chǎn)價(jià)格最低，故選用深溝球軸；通過(guò)查手冊(cè)可知 6210 深溝球軸承 d=50(mm) L=215(mm)(25.4865mmL)(5065mmd)(5332mmd . . . 21 / 41，B=20（mm） ，所以，)(25.4865mmL 。6210 深溝球軸承的右端用軸承端蓋)

38、(5065mmd進(jìn)行軸向定位，左端用套筒進(jìn)行軸向定位。 2-3 段軸沒(méi)有什么零件與之相配合，且根據(jù)整體設(shè)計(jì)方案，此段軸的軸長(zhǎng)要長(zhǎng)一些，且還要對(duì) 6210 深溝球軸承的右端進(jìn)行軸向定位，所以直徑取為，)(5332mmd。)(25.7332mmL : 齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度?。ㄝS直徑的0.070.1 倍） ，這里取軸肩高度 h=5(mm)，所以；軸的寬度去 b=1.4h,取軸的寬度為)(6343mmd。)(843mmL: 4-5 段軸要與齒輪相配合，由前面設(shè)計(jì)可知齒輪的齒寬為 B=67.5（mm） ， ，根據(jù)與齒輪相配合部分的軸段長(zhǎng)度一般應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度短 2 ，所以取 4-5 段軸的直徑為

39、 ；（3）：軸上零件得周向定位齒輪，軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按 ，由手冊(cè)查得平鍵的截面 b*h=16*10(mm)見(jiàn)2表 4-1,L=55.5（mm） ；按 ，由手冊(cè)查得平鍵的截面 b*h=12*8(mm)見(jiàn)2表 4-1,L=72（mm） 。同時(shí)為了保證齒輪與軸配合得有良好得對(duì)中性，固選擇齒輪輪轂與軸得配合選 H7/n6。滾動(dòng)軸承與軸得周向定位，是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為 m6。（4）：確定軸的的倒角和圓角)(25.7332mmL)(6343mmd)(843mmL . . . 22 / 41參考1表 15-2，取軸端倒角為 1.2*45，各軸肩處的圓角半徑為 1.6。5.求

40、軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查出 a 值參照1圖 15-23。對(duì)于 6210 深溝球軸承，通過(guò)查取手冊(cè)我們可知作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距為 195mm。L1=125mm,L2=70mm 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。計(jì)算出：=0所以：故：= . . . 23 / 41=6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)通常只校核承受最大彎矩核最大扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 C 的強(qiáng)度）根據(jù)1式 15-5 與表115-4 中的取值，且0.6（式中的彎曲應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)取0.3；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)取0.6） ：計(jì)算

41、軸的應(yīng)力前已選定軸的材料為 45 號(hào)鋼，由軸常用材料性能表查得-1=60MPa 因此-1，故安全。7.精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 . . . 24 / 41（1） 判斷危險(xiǎn)截面 截面 A，II，III，B 只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩與過(guò)渡配合所引起的應(yīng)力集中均將消弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭矩強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面A，II，III，B 均為無(wú)需校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面 IV 和 V 處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，截面 C 上的應(yīng)力最大。截面 V 的應(yīng)力集中的影響和截面 IV 的相近，但截面V 不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核

42、。截面 C上雖然應(yīng)力較大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合與鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端） ，而且這里軸的直徑最大，故截面 C 也不必校核。截面 VI 和 VII 顯然更不必校核。鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而該軸只需校核截面 IV 左右兩端即可。（2） 截面 IV 左側(cè)抗彎截面系數(shù) 333312500501 . 01 . 0mmmmdW 扭截面系數(shù) 333325000502 . 02 . 0mmmmdW截面 IV 左側(cè)的彎矩 M 為mmNmmNM.19.93913.7025.3827.171867截面 IV 上的的扭矩為 3TmmNT.4094103截面上的彎曲應(yīng)力MPaMPaWM5 . 71

43、250019.93913312500mmW 325000mmW mmNM.19.93913mmNT.4094103 . . . 25 / 41截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPaMPaWTTT38.16250004094103軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得,MPaB640,.MPa2751MPa1551截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)與按附表3-2 查取。因,經(jīng)插值法后可查032. 0506 . 1dr1 . 15055dD得,0 . 233. 1又由附圖 3-1 可得軸的材料的敏感系數(shù)為,82. 0q85. 0rq故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式為82. 1) 10 . 2(82. 0

44、1) 1(1qk28. 1) 133. 1 (85. 01) 1(1rrrqk由附圖 3-2 的尺寸系數(shù)；由附圖 3-3 的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)72. 0。84. 0軸按磨削加工，由附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為92. 0軸為經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按式（3-12）與式（3-1q12a）得綜合系數(shù)為61. 2192. 0172. 082. 111kK61. 1192. 0184. 028. 111rrrrkK又由3-1 與3-2 得碳鋼的特性系數(shù)，取2 . 01 . 01 . 0MPa5 . 7MPaT38.160 . 233. 182. 1k28. 1rk61. 2K61. 1rK . . . 26

45、/ 41，取1 . 005. 0r05. 0r于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按式（15-6）（15-8）則得caS05.1401 . 05 . 761. 22751maKS4 .11238.1605. 0238.1661. 11551maKS8.85S=1.522rcaSSSSS故可知其安全。 （3）截面 IV 右側(cè)抗彎截面系數(shù) W 按表 15-4 中的公式計(jì)算。33335 .16637551 . 01 . 0mmmmdW 抗扭截面系數(shù)333333275552 . 02 . 0mmmmdWr彎矩 M 與彎曲應(yīng)力為mmNmmNM.19.93913.7025.3827.171867MPaWM64. 55

46、.1663719.93913b扭矩與扭矩切應(yīng)力為3TmmNT.4094103MPaMPaWTTT3 .12332754094103過(guò)盈配合處的，由附表 3-8 用插值法求出，并取k，于是得kk8 . 005.14S4 .11S5 . 1caS35 .16637 mmW 333275mmWrmmNM.19.93913MPa64. 5bmmNT.4094103MPaT3 .12 . . . 27 / 4116. 3k53. 216. 38 . 0k軸按磨削加工，由表 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為92. 0故得綜合系數(shù)為25. 3192. 0116. 311kK62. 2192. 0153. 211rr

47、rrkK所以軸在截面右側(cè)的安全系數(shù)為1501 . 064. 525. 32751maKS44. 923 .1205. 023 .1262. 21551maKS7.99S=1.522rcaSSSSS故該軸截面右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的，本題因無(wú)大的瞬間過(guò)載與嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此，軸的設(shè)計(jì)計(jì)算即可結(jié)束。 四滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算四滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算 4.14.1 低速軸低速軸上的軸承計(jì)算上的軸承計(jì)算在前面計(jì)算軸時(shí)采用 6210 號(hào)深溝球軸承，其主要參數(shù)如下：16. 3k53. 2k25. 3K62. 2rK15S44. 9S1.5caS . . . 28 / 414.14.1

48、 低速軸低速軸上的軸承上的軸承計(jì)算計(jì)算基本額定靜載荷： 基本額定動(dòng)載荷： ) FNH2=2307.19(N) FNV2=839.74(N)由上可知右端軸承所受的載荷遠(yuǎn)大于左端軸承，所以只需對(duì)右端軸承進(jìn)行校核，如果左端軸承滿足要求，左端軸承必滿足要求。（1）：求比值軸承所受徑向力 (2)按照1表 13-5，X=1，Y=0,按照1表 13-6，取。則2 . 10 . 1Pf1 . 1PfP=1.1（3）：驗(yàn)算軸承的壽命按要求軸承的最短壽命為 Lh=2*8*300*10=48000（工作時(shí)間）根據(jù)1式（13-5）（對(duì)于球軸承?。?所以所選的軸承滿足要求。 五鍵連接的選擇和計(jì)算五鍵連接的選擇和計(jì)算 5

49、.15.1 低速軸低速軸上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算FNH2=2307.19(N)FNV2=839.74(N) . . . 29 / 415.15.1 低速軸低速軸上鍵和聯(lián)上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算1. 對(duì)連接齒輪與軸的鍵的計(jì)算（1）：選擇鍵連接的類型和尺寸一般 7 級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A）型。根據(jù) d=55（mm）從表 6-1 中查的鍵的截面尺寸為：寬度b=16（mm） ，高度=10(mm)，由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng) L=55.5（mm） （比輪轂寬度小些）（2）：校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和

50、輪轂的材料都是鋼，由表 6-2 查得許用擠壓用力=100 ，取中間值，=110MPa 。鍵的工作長(zhǎng)度 l=L-b=55.5-16=39.5（mm） ，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=0.5 。由式（6-1）可得：=110MPa所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。 2. 對(duì)聯(lián)軸器與其鍵的計(jì)算b*h=12*8 d1=42 L=72所以 l=L-b=72-12=60 k=0.5h=481.232 ,齒輪采用油潤(rùn)滑。 12，齒輪采用浸油潤(rùn)滑。即將齒輪浸于減速器油池，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將潤(rùn)滑油帶到嚙合處，同時(shí)也將油甩直箱壁上用以散熱。（2）：齒輪潤(rùn)滑劑的選擇查表表 7-1，齒輪潤(rùn)滑油選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB590

51、31995） ，運(yùn)動(dòng)粘度為：90110（單位為：） 。smm /26.26.2 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方式與潤(rùn)滑劑的選擇滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方式與潤(rùn)滑劑的選擇（1）：軸承潤(rùn)滑方式的選擇高速軸深溝球軸承速度：中間軸深溝球軸承速度：=2.262(m/s)=2.262(m/s)=0.754(m/s)=0.758(m/s)V=2.262(m/s) . . . 33 / 416.26.2 滾動(dòng)軸滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方承的潤(rùn)滑方式與潤(rùn)滑劑式與潤(rùn)滑劑低速軸深溝球軸承速度：因?yàn)槎嫉陀谥瑵?rùn)滑速度，所以它們都選擇脂潤(rùn)滑。（2）：滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑劑的選擇查表（13-10） ，選擇合適的潤(rùn)滑脂。6.36.3 密封方式的選擇密封方式的選擇 滾

52、動(dòng)軸承密封選擇滾動(dòng)軸承采用氈圈密封。箱體密封選擇： 箱體剖分面上應(yīng)該用水玻璃密封或者密封膠密封。 七七. . 減速器箱體與附件的設(shè)計(jì)減速器箱體與附件的設(shè)計(jì)7.17.1 箱體設(shè)計(jì)箱體設(shè)計(jì)：低速級(jí)中心距：a=147.5（mm）箱座壁厚：=0.025a+2.5=6.18（mm） 取為 8（mm）箱蓋壁厚：=0.025a+2.5=6.18（mm） 取為 8（mm）1箱座凸緣厚度：b=1.5=12（mm）箱蓋凸緣厚度：=1.5=12（mm）1b1箱座底凸緣厚度：p=2.5=20（mm）= . . . 34 / 41的選擇的選擇6.36.3 密封方密封方式的選擇式的選擇7.17.1 箱體設(shè)箱體設(shè)計(jì)計(jì)箱座上

53、的肋厚: m0.85=6.8（mm） ，取 m=7（mm）箱蓋上的肋厚: 0.85=6.8(mm)，取=7(mm)1m11m地腳螺栓直徑: =0.04a+8=13.9,取 M16d軸承旁連接螺栓直徑: =0.75=12，取 M121dd上下箱連接螺栓直徑: =（0.50.6）=(6.958.34)，取2ddM8定位銷孔直徑：=（0.70.8）=（5.66.4） ，取3d2d=6（mm）3d7.27.2 減速器附件設(shè)計(jì)：減速器附件設(shè)計(jì)：名稱規(guī)格或參數(shù)作用窺視孔視孔蓋120100為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，并向箱注入潤(rùn)滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔。圖中檢查孔設(shè)在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時(shí)，檢查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。材料為 Q235通氣器通氣螺塞M121減速器工作時(shí)，