廣東工業(yè)大學(xué)減速箱課程設(shè)計(jì)說明書

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書-兩級展開式減速箱學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級學(xué)號姓名指導(dǎo)老師2016年 01月 10日目錄1、 傳動(dòng)方案的擬定及說明 32、 電機(jī)的選擇 31 .電動(dòng)機(jī)功率 32 .電動(dòng)機(jī)額定功率 33 .電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 43、 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級的傳動(dòng)比 4四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 41 .各軸轉(zhuǎn)速 42 .各軸輸入功率 53 .各軸輸入轉(zhuǎn)矩 5五、 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 6設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)的主要參數(shù) 6六、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 7七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 191 . 中間軸的設(shè)計(jì) 192 .高速軸的設(shè)計(jì) 213 .低速軸的設(shè)計(jì) 24八、箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 33九、潤滑密封設(shè)計(jì) 34十、設(shè)計(jì)感想 34

2、H一、參考文獻(xiàn) 35計(jì)算過程及計(jì)算說明一、傳動(dòng)方案擬定設(shè)計(jì)二級展開式圓柱減速器減速器基本構(gòu)想如下:(1)工作條件：減速箱使用年限8年，工作為兩班工作制， 每班8小時(shí)，每天工作16個(gè)小時(shí)，每年工作300天, 載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。(2) 原始數(shù)據(jù)：輸送帶拉力F=2.8KN ;帶速V=2.1m/s； 滾筒直徑D=340mm；二、電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：(1)傳動(dòng)裝置的總功率：取V帶效率為90%, 一對滾動(dòng)軸承的的效率為 98%,漸開 線圓柱齒輪效率為97%,聯(lián)軸器效率為99%, 一對滑動(dòng)軸 承的效率為96%,平帶效率為90%o32“總一刀v X4 滾X

3、4 齒輪x4聯(lián)軸器x4滑x4平=0.90X 0.983X 0.972X 0.99X 0.96X 0.90=0.6822、電機(jī)所需的工作功率：原始數(shù)據(jù)： F=2.8KNV=2.1m/sD=340mm總 0.682P工作二FV，q總=8.62KW45 / 35P=8.62KW3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速:n 筒=60XV/ 兀 D=118.0r/minV帶傳動(dòng)比為24。二級圓柱齒輪的傳動(dòng)比為 840n電動(dòng)機(jī)n滾 *(24)*(840) 1888r/min 18880r/min綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)等因素，選擇Y160M 12電動(dòng)機(jī)電機(jī)的具體參數(shù)如下：電動(dòng)機(jī)型號

4、Y160M 1324.83i2齒輪 3.2， i1齒輪iv 帶=2n1 =1465r/minn2=378.06r/minn3=118.1r/min電機(jī)額定功率/kw轉(zhuǎn)速/(r/min)轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量/kg / m2重量/Kg功率因 數(shù)/%Y160M 1-21129300.037711587.2三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級的傳動(dòng)比1、總傳動(dòng)比:i總-n電動(dòng)機(jī)/n筒=2930/118=24.832、分配各級傳動(dòng)比(1) V帶的傳動(dòng)比為24,取iv帶=2(2)二總=齒輪XI帶.i 齒輪=i 總/iv帶=24.83/2=12.415i齒輪 L齒輪* i 2齒輪，取L齒輪1.3i 2齒輪， j齒輪3.2, %

5、齒輪3.875四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速(r/min)nI=2930/2=1465r/minn2=1465/3.875=378.06(r/min)n3=378.06/3.2=118.1(r/min)2計(jì)算各軸的輸入功率(KW)p1 8.62* 0.9* 0.98 7.603kw3.875p2 pi*n軸承* n1齒輪p3 p2* n軸承* n2齒輪根據(jù)Ra和n 1由圖8-11得：選用A型V帶5m/s<V0 <30m/s帶速是符合的Pi=7.603KWP2=7.227KWP3=6.87KWTi=4.96* 104 N mT2=1.884*105 N - m5-.T3=

6、5.584* 10 N mPCa 12.1kwdd1 125mm5m/s<V0 <30m/s 帶 速是符合的dd2 250mm7.603* 0.98* 0.97 7.227 kw7.227* 0.98*0.97 6.87kw3計(jì)算各軸扭矩(N m)Ti 9.55 * 10 6 * P14.96 * 10 4 N.mT29.55 * 10 6 * p21.884 * 10 5 N .mn2T39.55 * 10 6 * p35.584 * 10 5 N .mn3五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、 皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 選擇普通V選帶截型由課本表8-8得：kA=1.1PCakA* p電動(dòng)

7、機(jī)1.1*11 12.1kw(2)初步選定帶輪基準(zhǔn)直徑，由表8-7和表8-9,取小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1 125mm驗(yàn)算帶速按照式8-13驗(yàn)證帶速度*d1*n* 125 * 2930V0 19 .18 m / s60* 100060* 1000(3)計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑,根據(jù)式8-15a,計(jì)算大帶輪 的基準(zhǔn)直徑dd2 dd1*i 2*125 250mm.、 a 0(4)確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長度Ld由式8-200.7*(dd1 dd2) a02*(dd1 dd2)初步選定中心距為500mm初步選定中心距為500mm由式8-222Ld02*a02*(dd1 dd2)'"二Ld=159

8、6.9mm,由表8-2選帶基準(zhǔn)長度為1640mm.(5)計(jì)算實(shí)際中心距按照式8-23a a0Ld_Ld05002中心距的變動(dòng)范圍帶基準(zhǔn)長度為1640mm.16401597522 mma 522 mma1166120amin a 0.015 * Ld 497 .4 mm amax a 0.03 * Ld 571.2mm(6)驗(yàn)算小帶輪包角a 1根據(jù)式8-6(dd2 dd1)*57.3a1180a(250 125)*57.3180 166120522(7)確定帶的根數(shù)計(jì)算單根V帶的額定功率Pr由 dd1 125mm 和 n1 =2930r/min,查表 8-4a 得p0 3.12kw根據(jù)r =29

9、30r/min , i=2 和 A 型帶，查表 8-4b得p00.34 kw查表 8-5 得 ka 0.964 ,表 8-2 得 kl 0.99于是 Pr(P0 Po)* ka* kl 3.30 kw計(jì)算V帶的根數(shù)ZZPcl 121 3.67取根數(shù)為4根Pr3.30(8)計(jì)算單根V帶的初拉力最小值(Fo)min由表8-3得A型帶的單位長度質(zhì)量q 0.1kg / m(F0)min 50(/25 ka)* 屯 q*v2 16428Nka*z*v應(yīng)使實(shí)際的初拉力F( (F()min 164.28N(9)計(jì)算壓軸力FpFd 2* z* (F0) min* sin a1p021662* 4*164 .2

10、8* sin 1304 .4N 2(10)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1.小帶輪采用實(shí)心式，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得電動(dòng)機(jī)的軸徑D 28mm , V 帶輪的 e 15 0.3mm, f 102 mm所以輪轂寬L帶輪(1.52)D 4256mm,其最終尺寸結(jié)合安裝帶輪的直徑的軸段來確定。輪緣寬B帶輪(z 1)e 2 f 65mm2.大帶輪采用腹板式結(jié)構(gòu)，輪緣寬與小帶輪的相同，輪轂寬 要與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同步。六.齒輪設(shè)計(jì)1、高速級齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)選擇齒輪材料及精度等級高速級小齒輪采用40Cr (調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS,高速 級大齒輪采用45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS,選取精度為8級。初步選取小齒輪的Z1

11、 24Z Z1F齒輪93取 Z2 93初步選定螺旋角14(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按式10-21試算，即,12KTi u 1 ZhZeZ Z od1 3?(), d UHFo (Fo)min 164.28NFp=1304.4N小帶輪采用實(shí)心式大帶輪采用腹板式結(jié)構(gòu)初步選定：z1 24, z2 93初步選定螺旋角141.確定公式內(nèi)的所有數(shù)值選取Kt 1.3 由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH 2.433由表 10-6 查的材料的彈性影響10.985Ze 189.8MPa：計(jì)算得，Z，0.668, Zb由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Ni3.375*109Ni 60Ai jLh 60*1465*1*(16

12、*300*8)一93,375*109K1 3.375*1098N2 8.712*1083.875N2一一一 93.375*108.712*13.875081.02查圖10-19,取得接觸疲勞壽命系數(shù)khm 0.93,62 圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度Hlim1 600MPa ;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim2 550MPa取安全系數(shù)為1.由式10-12得H ikhni" 0.93*600 558MPaH 558MPaH 2skhn2 lm2550*1.02 561MPas558MPa計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d1td 3d1t2*1.6*4.96*104,3 4.8

13、75,3(2.433*189.8* 0.668* 0.985)3.875 (558)2d1t 36.369mm236.369mm2按公式計(jì)算：1計(jì)算圓周速度dtni60*1000*36.369*146560*10002.80m/sv 2.80m/ s36.369b d*d1t 1*36.369 36.369mm2計(jì)算載荷系數(shù)K查表10-2查的使用系數(shù)kA 1 根據(jù)使用系數(shù)kA 1 , v 2.80m/s ,八級精度，查圖10-8查的動(dòng)載系數(shù)kv1.15；由表10-3查得01.4;查表10-4用插值法查的7級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)，kH1.318；故載荷系數(shù)K kAkvkH kH1*1

14、.15*1.4*1.318 2.123按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑由式10-10a得d142.822mmk2 12d1 d1t336.369*342.822mm；kt: 1.34計(jì)算模數(shù)mnmnd1 cos1442.822* cos14241.731mmmn1.731mm3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì):由式10-172KFtT1Y Y ecos2mnt 3：2dZ 1*3"必計(jì)算,F1取載荷系數(shù)KFt1.3,計(jì)算得a 1.739重合 度系 數(shù) 根 據(jù) 公式 求 得Y0.250.75/a0.250.75/1.7390.6811.9052根據(jù)縱向重合度 1.905,求得螺旋角影響系數(shù)Y

15、0.7783計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Zv1Z3cosZv2Z23 cos24cos31493cos31426.27101.8當(dāng)量齒數(shù):Zv126.27Zv2 101.84查取齒形系數(shù)由表 10-5 查的 YFa12.62;YFa2 2.195查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查的 Ysa1 1.6；Ysa21.86由圖10-20C查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限Fe1 500MPa ,大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限Fe2 380MPa7由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)kFN10.86,kFN2 0.898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式10-12得fikFN 1 Fe10.86*500307.14MP

16、afi307.14MPaf2skFN 2 Fe21.40.89*380241.57MPa1.49計(jì)算大小齒輪的YaYSa并加以比較Ff2241.57MPaYFa1YSa1fiYFa2YSa2F 22.62*1.6307.142.19*1.8241.570.01370.0163YFaKaf0.0163m討 1.22mm大齒輪的數(shù)值大q 2*1.3*4.96*104* 0.681*0.778* cos214 *0.01631.22mnt 3:2-1*2410調(diào)整齒輪模數(shù)d1mnZ1/ cos1.22* 24/cos14 30.201mmd1n1/60*1000 2.32m/s10-8根據(jù)使用系數(shù)k

17、A 1, v 2.32m/s,八級精度，查圖查的動(dòng)載系數(shù)kv1由表10-3查得kF 1.4；查表10-4用插值法查的8級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)，kF 1.08； 故載荷系數(shù)KFkAkvkF kF1*1*1.4*1.08 1.512K7 , 1.512 mn mnt31.22*3 1.284mmKFt: 1.3對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)的法面模數(shù)n大于是乙d1 cosmn42.822* cos14220.78mn 1.284 mm最終選定模數(shù)為2z121Z2 82于由彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)的法面模數(shù)，取 以為2既可以滿足 彎曲強(qiáng)度又可以滿足接觸疲勞強(qiáng)度，應(yīng)該按接觸疲勞強(qiáng)度的 分度圓

18、直徑來計(jì)算齒數(shù)。中心距圓整為106mm螺旋角13.664就取乙21,則z2 824幾何尺寸的計(jì)算 1計(jì)算中心距(乙 Z2)mn (21 82)*2 a 106.2mm2cos 2cos14將中心距圓整為106mm。2按圓整后的中心距修正螺旋角arccos億心池arccos(21 82)*22a3計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑2*10613.664did2zimncos13.664Z2mncos13.6644計(jì)算齒輪的寬度21*2cos13.66482* 2cos13.66443.22mm168.78mmd1 43.22mmd2 168.78mmb dd1 1*43.22 43.22mm圓整后取 b2

19、 45mm,b1 50mm。5其它幾何尺寸 *一一一 ,齒頂局 h ha mn 1*2 2mm齒根高 hf (ha* c*)mn (1 0.25)* 2 2.5mm全齒高 ha hf 2 2.5 4.5mm齒頂圓直da1 d1 2ha 43.22 2*2 47.22mmda2 d2 2ha 168.78 2*2 172.78mmb1 50mmb2 45mm齒根圓直df1 d1 2hf 43.22 2*2.5 38.22mmdf2 d2 2hf 168.78 2*2.5 163.78mm高速級齒輪1采用左旋, 齒輪2米用右旋高速級齒輪1采用左旋，齒輪2采用右旋5圓整中心距后的強(qiáng)度校核 1.齒面接

20、觸疲勞強(qiáng)度校核 僅給出圓整后的計(jì)算結(jié)果 ：Kh 2.32, T1 49600N?mm, d 1, d1 43.22,_ _ _ _1/ 2u 82/21 3.9, Zh 2.42,Ze 189.8MPa ,Z 0.64,Z0.9852Khu 1h ?ZhZeZZ 548MPa h3' udd1滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件 2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核僅給出圓整后的計(jì)算結(jié)果Kf 2.17, Ti 49600N?mm, d 1,YFai 2.72,YFa2 2.21,丫的 1.58,Ysa2 1.79Y 0.681，Y0.778,mn 2mmz 212KFYFa1Ysa1YY cos2 F1 131

21、.18MPa f 1 3 2dmn Z12KFT1YFa2Ysa2YY cos2 F2 120.75MPa F 23 2dmn Z1齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞破壞 的能力大于大齒輪。6主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)z1=21, z2=82,模數(shù)m=2mm。壓力角20 ,螺旋角13.664 ,變位系數(shù)x1=x2=0,中心距a=106mm,齒寬b1=50mm, b2=45mm。小齒輪選用40Cr (調(diào)質(zhì))，大齒 輪選用45鋼(調(diào)質(zhì))，齒輪按8級精度設(shè)計(jì)。2低速級齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)選擇齒輪材料及精度等級大小齒輪都采用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)，大齒輪正火。選取 精度為 8 級。初步選取小齒輪的

22、乙24Z Z3*i2 齒輪76.8取 Z477跟高速軸齒輪一樣初步選定螺旋角14(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式10-21試算，即,KTiu 1/ZHZEZ Z、2d13?() dUH2.確定公式內(nèi)的所有數(shù)值選取Kt 1.3由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH 2.433齒輪強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求初步選定：Z3 24Z4 77初步選定螺旋角14由表 10-6 查的材料的彈性影響系數(shù) 1ZE 189.8MPa：計(jì)算得，Z，0.671, Zb 0.985由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N3 8.71*108 3N4 2.72*108N3 60n1 jLh 60* 378*1*(16* 300* 8

23、)8.71*10828.71*1088N4 2.72*1083.2查圖10-19,取得接觸疲勞壽命系數(shù)kHn1 1.02,kHn2 1.07圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度Hlim1 600MPa ;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim2550MPa取安全系數(shù)為1.由式10-12得khi1.02*600 612MPaskh2550*1.07 588.5MPasH 588.5MPa,計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d.d1t422 * 1.3* 18.84 * 104.2(2.433 * 189.8 * 0.671 * 0.985)* 3*3211 3.2(588.5)55.712mm2按公式

24、計(jì)算：1計(jì)算圓周速度Van*55.712*3781.068m/s60*100060*1000588.5MPad1t55.712mmV 1.068m/sb 55.712mmb d*d1t 1*55.712 55.712mm2計(jì)算載荷系數(shù)K查表10-2查的使用系數(shù)kA 1。根據(jù)使用系數(shù)kA 1, v 1.068m/s,八級精度，查圖10-8查的動(dòng)載系數(shù) kv 1.06；由表10-3查得01.4;查表10-4用插值法查的8級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)，kH 1.455;故載荷系數(shù)K 女人匕匕 kH1*1.06*1.4*1.455 2.1595按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑由式10-10

25、a得d3 72.01mm 3d3 d1t3 k 55.712*3 2.15972.01mm3 K 1.36計(jì)算模數(shù)mnmnd1 cos14乙72.01* cos14242.911mmmn 2.911mm3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì):由式 10-17mnt 32KFtT1Y Y ecos22 dZ 1*3"必計(jì)算,f1取載荷系數(shù)KFt 1.3,計(jì)算得a 1.728重 合 度 系 數(shù) 根據(jù) 公 式 求 得Y 0.25 0.75/ a 0.250.75/1.728 0.6842根據(jù)縱向重合度 1.905,求得螺旋角影響系數(shù)Y 0.7783計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)24Zv33coscos31426.27Z477

26、Zv43coscos31484.29當(dāng)量齒數(shù)：Zv3 26.27% 84.294查取齒形系數(shù)由表 10-5 查的 YFa12.62;YFa22.225查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查的 Ysa11.6;Ya21.78saIsa 26由圖10-20c查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限Fe1 500MPa ,大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限Fe2 380MPa7由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)kFN10.86*fn2 0.898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 ,式10-12得f1kFN 1 Fe10.86*500F2skFN 2 Fe21.40.89*380307.14MPa241.57MPa

27、1.4f1307.14MPaf2 241.57MPa9計(jì)算大小齒輪的YaYa并加以比較fYFa1Ysa12.62*1.60.0137F1YFa2YSa2307.142.22*1.780.0164F 2241.57大齒輪的數(shù)值大mnt 1.912422* 1.3 * 18.84* 10 * 0.684 * 0.778 * cos 14 * 0.0164mnt21 * 241.91210調(diào)整齒輪模數(shù)d1mnZ1 /cos1.912* 24/cos1447.288mmvdm" 60* 1000 0.907m/s根據(jù)使用系數(shù)kA 1, v 0.907m/ s，八級精度，查圖10-8查的系數(shù)k

28、v 1.04。由表10-3查得kF1.4；查表10-4用插值法查的8級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)，kF1.35；故載荷系數(shù)KFkAkvkF kF 1*1.04*1.4*1.35 1.966毆''1.966mn mnt31.912* 3b 2.195mmKFt 1.3對比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)的法面模數(shù)以大于由彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)的法面模數(shù)，取mn為2.5既可以滿足彎曲強(qiáng)度又可以滿足接觸疲勞強(qiáng)度，應(yīng)該按接觸疲勞強(qiáng)度的 分度圓直徑來計(jì)算齒數(shù)。工曰d cos72.01* cos14于是 Z3 27.95mn2.5就取Z3 28 ,則Z4 874幾何尺寸的計(jì)算1計(jì)算中心距(

29、乙 Z2)mn(28 87)*2.5,廣a ' 12，n '1148.15mm2cos2cos14將中心距圓整為148mm。2按圓整后的中心距修正螺旋角(Z1 Z2)mn(28 87) * 2.5arccosarccos13.7642a2 * 1483計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑mn 2.195最終確定m 2.5Z328Z487a 148mm13.764zZimn28*2.5” "d3 72.07mmcos13.664cos13.764z?mn87*2.5八” ccd4 223.93mmcos13.664cos13.7644計(jì)算齒輪的寬度b dd1 1*72.07 720

30、7mm圓整后取 b3 80mm,b4 75mm。5其它幾何尺寸*齒頂局 ha ha mn 1* 2.5 2.5mm一口*齒根局 hf(hac )mn(1 0.25) * 2 .53 . 12 5 mm全齒高 hahf2.5 3.1255.625mmda3 d3 2ha 72 2 * 2.5 77mm齒頂圓直徑da4d42ha2242* 2.5 229mmd f3d32hf722* 3.125 65.75mm齒根圓直徑 d f4 d4 2hf 224 2* 3.125 217.75mm局速級齒輪3米用右旋，揖輪4米用左旋。5圓整中心距后的強(qiáng)度校核1齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 僅給出圓整后的計(jì)算結(jié)果 ：

31、Kh 2.167, Ti 188400N?mm, d 1, d3 72.0_ _ _ _ 1 /2u 87/28 3.11, Zh 2.43, Ze 189.8MPa ,Z 0.691,Z0.985H2K-T ? u廠1ZhZeZZ 515.78MPa h滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 僅給出圓整后的計(jì)算結(jié)果d3 72mmd4 224mmb3 80mmb4 75mm低速級齒輪3米用右旋，齒輪4米用左旋。7,Kf 2.003, T2 188400N?mm, d 1,YFai 2.54,YFa2 2.20,Y&i 1.63,Ysa2 1.79Y 0.680,Y 0.778,

32、mn 2.5mm,Z3 282KFT2YFaiYsaiYY cos2F1 3 2 dmn Z3127.12MPa2KFT2YFa2Ysa2YY COS2F2 3 2dmn Z3120.91MPa f 2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞破壞 的能力大于大齒輪。6主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)z3=28, z2=87,模數(shù)m=2.5mm。壓力角20 ,螺旋角 13.764 ,變位系數(shù)x1=x2=0,中心距a=148mm, 齒寬b1=80mm, b2=75mm。小齒輪選用40Cr （調(diào)質(zhì)），大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)），齒輪按8級精度設(shè)計(jì)。七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求中間軸選用

33、45鋼調(diào)質(zhì), 硬度 217255HBs1、初算軸的最小直徑中間軸的基本設(shè)想如下圖：i"L%_|中間軸選用40Cr調(diào)質(zhì)，硬度217255HBsp2 7.227kw從上述計(jì)算結(jié)果已知T2 1.884* 105N.mmn2 378.06r/min先按式15-2初步計(jì)算軸的最小直徑，因?yàn)檩S段不承受轉(zhuǎn)矩，而承受少量的彎矩且載荷較平穩(wěn)所以取較小值 A 113dmin A3 壓 113* J 7.22730.21mm, 取,n2,378.06dmin 35mm2確定軸上各段的長度及直徑選用軸承為7307B設(shè)計(jì)中間軸時(shí)，考慮到軸的長度不長，所以軸承采用兩段固 定的方式。5 35mm1在軸段1和5上將

34、會(huì)安裝軸承，因?yàn)辇X輪上存在軸向力的 作用，所以軸承選用角接觸球軸承。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，暫取 軸承為7307B,其基本尺寸為d * D * B 35* 80* 21 ,定位軸肩的直徑為da 44mm,外徑的定位直徑為 Da 71mm,對軸的力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離 a 34.6mm ,由于同一根軸上的軸承是相同的所以15 35mm 02 38mm2軸段2上將安裝齒輪3,軸段4上將安裝齒輪2,為了便于齒輪的安裝及拆卸，4, 2應(yīng)略大于 1, 5 ,初定38mm 0齒輪2的輪轂寬度的范圍為（1.21.5）d 42525mm,已知齒輪2的寬度為45mm,于是取齒輪輪轂寬度等于齒輪寬度。齒輪2的左端采用

35、軸肩定位，右端采用套筒固定。由于齒輪 3 的寬度為80mm,齒頂圓直徑小于160mm，所以采用實(shí)心式。取其輪轂寬度等于齒輪寬度。齒輪 3的右端采用軸肩定位， 左端采用套筒固定。為了是套筒的端面可靠的壓緊齒輪，軸 段2和軸段4的長度應(yīng)小于各自齒輪的輪轂寬度。 所以取軸 段2的長度為78mm,軸段4的長度為42mm。3軸段3是為兩個(gè)齒輪做定位用的，其軸肩的高度范圍為(0.070.1)d 2.66 3.8mm ,所以取 高度為 3mm,所以3 44mm。取齒輪3的左端面距離箱體內(nèi)壁的距離與齒輪1右端面距離箱體內(nèi)壁的距離為s1 10mm,齒輪2和齒輪3的距離初定為 10mm,則箱體內(nèi)壁的距離為b1 b

36、2C 2*S1 10 b3 157.5mm,于是軸段 3 的2距離取為10.5mm,箱體內(nèi)壁的距離為158mm.齒輪2右端面距離箱體內(nèi)壁距離s3 s1 b1 2,12.5mm o4軸段1和軸段5上安放軸承，軸承采用油潤滑的方式，需 要設(shè)置擋油板盤阻止齒輪嚙合時(shí)擠出的高壓熱油沖向軸承內(nèi)部，取軸承內(nèi)端面距離箱體內(nèi)壁的距離為 s2 4mm,中間軸上的兩個(gè)齒輪的固定都由套筒來完成，所以軸段1的長14 3 38mm。軸38mm 0查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得鍵齒輪3米用實(shí)心式軸段2的長度為78mm, 軸段4的長度為42mm。3 44mm軸段3的距離取為10.5mm度為B s1 s2段5的長度為B5齒輪與軸間采用、1

37、2的型號分別為123mm 21 10s3 s2 3mmA型普通平鍵連接,70GB/T1096o32GB/T1096高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算高速軸的基本構(gòu)想如下:軸段1的長度38mm 軸段5的長度38mm鍵的型號分別為12 70GB/T109612 32GB/T1096I斤 T-&高速軸選用40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度217255HBs1、初算軸的最小直徑因?yàn)閭鬟f的功率不大且無其他特殊要求，所以高速軸選用40Cr (調(diào)質(zhì))，硬度217255HBS。軸承兩端采用兩段固定的 方式。p17.603kw從上述計(jì)算結(jié)果已知Ti 4.96*104N.mmn1 1465r/min先按式15-2初步計(jì)算軸的最小直徑，

38、取 A 112, 八 p17.603dminAo3,112*19.39mmn11465dmin 25考慮到鍵槽的影響，將最小直徑增大5% ,所以 dmin 19.39*(1 0.05) 20.36mm,同時(shí)考慮到軸段 1 將與V帶輪的輪轂配合，為了滿足軸承壽命的要求，初步設(shè) 定軸最小的直徑為25mm.帶輪的輪轂寬度為 (1.5 2)d (37.5 50)mm,取帶輪的輪轂寬度為42mm,則1 25mm軸段1的長度為40mm軸段1的長度應(yīng)小于輪轂的寬度，所以取軸段1的長度為40mm.2確定軸上各段的長度及直徑1 .在軸段1上要設(shè)計(jì)一定位的軸肩定位帶輪，定位軸肩的高 度按 h (0.07 0.1)

39、d (0.07 0.1)* 25 1.75 2.5mm2 30mm故軸段2上的直徑2 25 2(1.75 2.5) 28.530mm,由 于高速軸的圓周速度小于3m/s,所以采用氈圈油封。查機(jī) 械設(shè)計(jì)手冊選擇氈圈30 JB/ZQ4606 1997。則2 30mm 02 .在軸段3和軸段7上安放滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)受到徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。 參考工作要求并根據(jù)2 30mm,由軸承產(chǎn)品的目錄中初步選定角接觸球軸承7307B,其尺寸為d* D* B 35* 80* 21，內(nèi)圈的定位選用軸承7307B3 35mm軸肩直徑d1 44mm,外圈的定位直徑D1 71mm,在軸上力作用點(diǎn)與

40、外圈大端面的距離 a 34.6mm,所以取軸段3的直徑3 35mm。軸承采用油潤滑，需要設(shè)置擋油盤來阻止齒輪嚙合時(shí)擠出的高壓熱油沖向軸承內(nèi)部。為了補(bǔ)償箱體的鑄造誤差和安裝的方便，取軸承靠近箱體內(nèi)壁的端軸段3的長度21mm面距離箱體內(nèi)壁的距離為s 4mm,軸段3的長度7 35mm,軸段7長度B 21mm。為 25mm在軸段7中也是采用同樣的軸承，所以軸段7的直徑7 35mm,長度為 25mm。3 .軸段4和軸段6的直徑可取比軸段7的直徑略大，取為4 6 38mm ,因?yàn)辇X輪1右端面距離箱體內(nèi)壁的距離46 38mm軸段4的長度102mm軸段6的長度為8mmS 10mm,則軸段6的長度為8mm,軸段

41、4的長度二158 s s1bl 158 4 10 50 102mm。4軸段5上安裝齒輪，為了安裝齒輪的方便，軸段5的直徑 應(yīng)大于軸段3,初定軸段5的直徑5 40mm,查表6-15 40mm,軸段5長度為50mm。得此處鍵的截面尺寸為b* h 12mm* 8mm,輪轂的鍵槽 深度為t 3.3mm已知齒輪的寬度為 50mm,齒輪的輪轂寬度范圍為(1.2 1.5)d48 60mm ,取其輪轂寬度與齒輪寬度相等。此處齒輪的齒根圓到鍵槽底部的距離 e 2mt,所以高速軸設(shè)計(jì)為齒輪軸，軸段 5的直徑為5 40mm,長度為50mm。5軸段2的長度除與軸上的零件有關(guān)外，還與軸承座的寬度 及軸承端蓋等零件有關(guān)。

42、軸承座的寬度為LC1 C2 (5 10)mm ,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得下箱座壁厚3 取 8mm。0.025a 3 (0.025*148)6.7mm 8mmai a2 106 148254mm300mm,查設(shè)計(jì)手冊取軸承旁的連接螺栓為CiM16,則C222mm,所以軸承座的20mm寬度為L 8 22 20(510) 55 60mm取L 55mm?？扇∠潴w凸緣螺栓為M12 ,地腳螺栓為d M 20 ,則有軸承端蓋連接螺釘為0.4d0.4*20 8mm,取軸承端蓋凸緣厚度為 Bt 15mm,端蓋與軸承座間的墊片的厚度為2mm,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，端蓋的連接螺釘采用螺釘GB/T5781M 8 25，根據(jù)軸承端蓋

43、的裝拆及便于對軸承 的潤滑的要求，取端蓋的外端面表面與帶輪凸緣端面的距離為w 15mm 。 所以軸段 2 的長度為B帶輪- L帶輪L Bt w 2 -S- B2/ 八 65 42 “ /,55 15 15 2 10 17 71.5mm26帶輪與軸段1間采用A型普通平鍵連接，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，采用鍵 8 40GB/T1096 1990低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、初算軸的最小直徑低速軸的基本構(gòu)想:軸段2的長度為71.5mm8 40GB/T1096 1990選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度217255HBs選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度217255HBsP3 6.87kw工 5.584* 105 N.mm從上述計(jì)算結(jié)果已知3118

44、.1r /min先按式15-2初步計(jì)算軸的最小直徑，考慮到軸段只承受轉(zhuǎn)矩，所以取A0 106dminA3i但 106* 3i，.:7d41.07mmn3,118.1考慮到鍵槽的影響，最小直徑應(yīng)增大3% 5%所以dmin 41.07 41.07* (0.03 0.05) 。42.3mm 43.1mm2確定軸上各段的長度及直徑設(shè)計(jì)低速軸時(shí)，考慮到軸的長度不長， 所以軸承采用兩端固 定的方式。1軸段1上要安裝聯(lián)軸器，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的 孔徑相適應(yīng)，并減小安裝的誤差。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為Tca KaT3,查表14-1,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小故取 Ka 1.5，則TcaS3._ _ 51.5*5.5

45、84*10按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸1 50mm軸段1的長度為82mm837600N.mm器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查設(shè)計(jì)手冊選擇彈性套柱聯(lián)軸器 TL9 o 其公稱轉(zhuǎn)矩為1000N.m。半聯(lián)軸器的孔徑為 50mm,所以50mm,半聯(lián)軸器的長度L 112mm，半聯(lián)軸器與軸配 合的轂孔長度Li 84mm 0 J型軸孔，A型鍵，軸段1的長度應(yīng)略小于84mm,所以取軸段1的長度為82mm。2計(jì)算軸段2的直徑時(shí)，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及軸承蓋 密封圈的尺寸。聯(lián)軸器采用軸肩定位，軸肩的高度為h (0.07 0.1)d(0.07 0.1)* 50。于是取軸段 2 的直徑為57 60mm,最終的尺寸由密封圈來確定。該軸的

46、圓周速度小于3m/s,可選用氈圈油封，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇氈圈 60JB/ZQ4606 86,所以 2 60mm。3軸段3和軸段7上，其直徑應(yīng)該既有利于軸承的安裝，又 要負(fù)荷軸承的內(nèi)徑要求?？紤]到軸承有軸向力的存在，所以 還是選用角接觸的球軸承。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊先暫取軸承為7213C。其尺寸為d*D*B 65*120*23,內(nèi)圈的定位軸肩為74mm,外圈的定位直徑為111mm,軸上的定位端面 圓角半徑最大為1.5mm,對軸力的作用點(diǎn)與外圈大端面的距離為24.2mm,所以3 65mm。軸承采用油潤滑的方式，需要設(shè)置擋油盤，軸段3的長度為B 23mm o因?yàn)橥桓S上的軸承通常取相同的型號，所以軸段

47、7的直徑為7 65mm o5 .軸段6上將安裝齒輪4,為了便于齒輪的安裝及拆卸，軸段6的直徑應(yīng)大于軸段7的直徑。初定6 70mm,已知齒輪4的寬度為75mm,所以取輪轂的寬度等于齒輪的寬度 75mm,齒輪的右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定。為了 使套筒端面能到頂?shù)烬X輪的端面上，軸段6的長度應(yīng)小于輪 轂的寬度，所以取軸段6的長度為72mm。6 .軸段5是為齒輪提供定位和固定用的。定位軸肩的高度h (0.07 0.1)d4.9 7.0 ,取 h 為 5mm,所以軸段 5的直徑為5 80mm,軸段5的長度為1.4h 7mm,所以軸段5的長度為7mm。軸段4的直徑可取軸承內(nèi)圈的定位直徑，4 74mm

48、。齒輪左端面距離箱體內(nèi)壁的距離為_ 72 67 一 、10 12.5 , 則軸段 4 的長度為2158 12.5 75 7 4 67.5mm。2 60mm選用軸承為7213C3 65mm軸段3的長度23mm7 65mm6 70mm軸段6的長度為72mm。5 80nm軸段5的長度為7mm4 74mm軸段4的長度為67.5mm。7軸段2的長度除了與軸上的零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承的寬度等零件有關(guān)。軸承端蓋連接螺栓選擇螺栓GB/T5781M10 25,其安裝圓周大于聯(lián)軸器的輪轂外徑，輪轂外徑不與端蓋螺栓的拆裝空間干涉， 所以取聯(lián)軸器輪轂端面與端蓋外端的距離為K=28mm。則有軸段2的長度為50

49、 28 78mm，軸段 7 的長度為：23 4 12.5 3 42.5mm。8.聯(lián)軸器與軸段1及齒輪4與軸段5間都采用A型普通平鍵 連接，查設(shè)計(jì)手冊選取型號分別為14 70GB/T1096 1990和20 63GB/T1096 1990。軸段2的長度為78mm軸段7的長度為42.5mm9.軸承反力的作用點(diǎn)與軸承外圈大端面的距離為24.2mm。點(diǎn)及受l1L7L6b419.442.57572 一224.252.8mml2L3L4L5b4 19.422367.57524.22110.8mm齒輪4上受力和齒輪3的受力是大小相等，方向相反的，所 以齒輪4的受力大小為：FtFr52T22*1.884*105d725228NFt tan5228* tan201961Ncoscos 14Fa Ft tan1303N計(jì)算軸承支撐反力，在水平面上:鍵選擇14 70GB/T1096 199020 63GB/T1096 1990。11 52.8