斜齒輪減速箱-張夏佳解讀

1、1兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器軸系設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院 班級(jí)：機(jī)自卓越 1002 班 姓名：張夏佳學(xué)號(hào)： 201002070728原始參數(shù)：電機(jī)功率輸 入 軸 轉(zhuǎn) 速輸出軸轉(zhuǎn)速電機(jī)型號(hào)P/kWn1/rpmn2/rpm5.5720288Y160M2-8詳細(xì)設(shè)計(jì)如下：計(jì)算及說(shuō)明 一、總體傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)（ 一） 計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比（ 1）總傳動(dòng)比i 720 7.5895（ 2）分配各級(jí)傳動(dòng)比：高速級(jí)傳動(dòng)比 i1 ，低速級(jí)傳動(dòng)比 i2 通常取i1=（1.1 1.5 ） i2結(jié)果則 i1 3.13i2 2.42（二）計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速： 減速器高速軸為軸，中間軸為軸，低速軸為軸

2、nI 720r /minnIIInIIi2230.03 95.05r /min2.42nII nI 720 230.03r /min II i1 3.132各軸的輸入功率P Ped 聯(lián) 軸器 5.5KW 0.99 5.45KW結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明P PI 軸承 12 5.45KW 0.98 0.96 5.13KWP P 軸承 34 5.13KW 0.98 0.96 4.83KW3各軸的轉(zhuǎn)矩PT 9550 72.29N mnPT 9550 212.98N mnT 9550 P 485.29N m n將計(jì)算結(jié)果匯總列表備用I軸II 軸III 軸n(r/min)720230.0395.05P(KW)5.4

3、55.134.83T(Nm)72.29212.98485.29二、齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算（一）高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)1、選擇精度等級(jí)，材料和齒輪齒數(shù)1 ）材料：由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-1 選擇小齒輪材料為 40Cr（ 調(diào)質(zhì)處 理） 硬度為 270-290HBS.大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)處理 ） 硬度為 230-250HBS,硬度差為 40HBS.2）精度等級(jí)選 7 級(jí)精度3）選擇小齒輪齒數(shù)為 Z1=23，則大齒輪的齒數(shù) Z2 =23 3.13 71.99取 Z2 =724）選取螺旋角 =142、按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2KtT1 i 1 ZEZHH由 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù)K HN1 0.90K

4、 HN 2 0.95d1t1 )確定式中各值試取載荷系數(shù)為 Kt=1.7由機(jī)械設(shè)計(jì) 高等教育出版社第八版(下同)圖 10-30 取 區(qū)域系數(shù) ZH =2.433由表 10-7 取齒寬系數(shù) d =11由表 10-6 查得材料彈性影響系數(shù) ZE =189.8 MPa2 .由圖 10-26 查得 1 0.733， 2 0.8671 2 1.60由圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim1 =600MPa大. 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim2 =550MPa.應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9N1 60 n1 Lh 60 720 5 365 16 1.26 109 N8N21 4.03 108 1接

5、觸疲勞許用應(yīng)力 :取失效概率為 1%.安全系數(shù)為 S=1 由式 H 1K HN1 lim1S0.9 6001540Mpa H 2K HN2 lim 2S0.95 5501522.5Mpa則H540 5222531.25MPa小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T 9550 P 72.29N m n計(jì)算計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果小齒輪分度圓直徑 .2 1.7 72.29 103 3.13 1 ( 2.433 189.8)3.13 ( 531.25 )53.5 mm1 1.60計(jì)算圓周速度d1tn13.14 53.5 720v60 1000 600002.02m/ s(3) 寬度 b及模數(shù) mnt2KtT1 i 12ZEZHd

6、d iHd1t3b d d1t 53.5mmmnt23d1t cos 53.5 cos14 2.26z1h 2.25mnt 2.25 2.26 5.09b/ h 10.51計(jì)算縱向重合度0.318 d z1 tan 0.318 1 23 tan14 1.82計(jì)算載荷系數(shù) K由表 10-2 得使用系數(shù) K A 1.25根 據(jù) v=2.02m/s, 七 級(jí) 精 度 等 級(jí) 由 圖 10-8 查 的 動(dòng) 載 系 數(shù) Kv 1.1 ， 由表 10-4 查的 KH 1.42，由圖 10-13 查的 K F 1.35 ， 表 10-3 查得 K H K F =1.2K K AKV K H K H 1.25

7、 1.1 1.42 1.2 2.343按實(shí)際載荷系數(shù)下的校正分度圓直徑d1 d1t 3 K 53.53 2.343 59.54mm計(jì)算模數(shù)d1cosmn 1 2.51mmz1計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果由式( 10-17) mnd z122KT1Y cos2YF YSF確定參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)K KAKV KF KF1.25 1.1 1.2 1.35 2.23根據(jù)縱向重合度 1.82, 由圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù)Y 0.91計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Zv1Z3125.12cosZv2Z32 78.82cos由表 10-5 查得齒形系數(shù)為YF 1 2.62,YF 2 2.24應(yīng)力矯正系數(shù) :YS 1 1.59,YS

8、2 1.776 ) 由 圖 10-20C 查 得 小 齒 輪 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度FE1 505Mpa查得大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度 FE2 385Mpa7)由圖 10-18 查彎曲疲勞壽命系數(shù) 小、大齒輪的壽命9 N1 60 n1 Lh 60 720 5 365 16 1.26 109N2 N1 4.03 108i1取 K FN 1 0.85K FN 2 0.888)計(jì)算彎曲疲勞許用盈應(yīng)力，取 s=1.4 ，由式 10-12 得 KFN1 K N1 FE1 306.61MPa SFN2 K N2 FE2 242MPa計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果9 ）計(jì)算 YFaYSaYF 1YS 1 2.62 1.59 0.0

9、13587FF1 306.61YF 2YS 2 2.24 1.77 0.016383F2242（2） 設(shè)計(jì)計(jì)算mn32KT1Y c d z12cos2 YF YFS0.016383 1.7536mmd1 cosZ1mn59.54 cos14228.89 取為 29z2 u z1 914幾何尺寸的計(jì)算（1）計(jì)算幾何中心距a （z1 z2）mn 123.67mm2cos圓整后取中心距 124mm （2）按圓整后的中心距修正螺旋角（z1 z2）mnarccos 3 2 2.23 72.29 103 0.91 cos214 232 1.60綜合考慮取 m=2 mm已可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿足接觸疲

10、勞強(qiáng) 度, 需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1 59.54mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的 齒數(shù) 2 n 14.59 2a因?yàn)?值改變不多。故參數(shù) K ,ZH , a,等不必修正。（3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑d1 z1mn 29 2 59.93mmcos cosz2mn 91 2d22 n 188.06mmcos cos（4）計(jì)算齒輪寬度b dd1 59.93mm圓整后取 B260mm，B165mm結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明（ 二 ） 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇精度等級(jí)，材料和齒輪齒數(shù)1 ）材料：由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-1 選擇小齒輪材料為 40Cr（ 調(diào)質(zhì) 處理） 硬度為 270-290HBS.大齒輪材料為 45 號(hào)

11、鋼硬度為 230-250HBS,硬度差為 40HBS.2）精度等級(jí)選 7 級(jí)精度3 ） 選 擇 小 齒 輪 齒 數(shù) 為 Z1 = 25 ， 則 大 齒 輪 的 齒 數(shù)Z2 25 2.42 60.5 取 614）選取螺旋角142KtT1 i 1 ZEZ2、按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算d1t（1） 確定式中各值1）試取載荷系數(shù)為 Kt=1.72）由機(jī)械設(shè)計(jì)（下同）圖 10-30 取區(qū)域系數(shù) ZH 2.4333）由表 10-7 取齒寬系數(shù) d=114）由表 10-6 查得材料彈性影響系數(shù) ZE =189.8 MPa2 .5）由圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim1 =600MPa大

12、. 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim2 =550MPa.6）由圖 10-26 查得 1 0.765， 2 0.8601 2 1.6257）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1 60 n1 Lh 60 230.03 5 365 16 4.84 108N2N1i12 108由 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1 0.96KHN 2 0.99接觸疲勞許用應(yīng)力 :取失效概率為 1%.安全系數(shù)為 S=1d1t結(jié)果75.35mmd1tn160 10000.91m / s計(jì)算及說(shuō)明H 1 K HN1 lin1 576MPa 由 式 H 1S576MPaH 2 K HN2 lin 1.7 212.98 103 2.42 1 (

13、2.433 189.8)1 1.625 2.42 ( 560.25 ) 計(jì)算圓周速度 544.5MPaH 2S則 H H1 H2 =560.25Mpa2(2 )計(jì)算小齒輪分度圓直徑 .3 2KtT1 i 1 ZEZH d d i H寬度 b及模數(shù) mntb d d1t 75.35m mmntd1t cos z175.35 cos14252.92m mh 2.25mnt 6.57mmb/h 11.45計(jì)算縱向重合度0.318 dz1 tan 1.98計(jì)算載荷系數(shù) K由表 10-2 得使用系數(shù) K A 1.25，根據(jù) v=0.91m/s, 七級(jí)精度等級(jí)由圖 10-8 查的動(dòng)載系數(shù) Kv 1.05，

14、由表 10-4 查的 KH 1.425，由圖 10-13 查的 KF 1.38， 表 10-3 查得 KH K F 1.2K KAKV KH KH 1.25 1.05 1.425 1.2 2.24按實(shí)際載荷系數(shù)下的校正分度圓直徑計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果Kd1 d1t3 KKt 75.353 1.72.2482.61mm計(jì)算模數(shù)mn d1 cos3.21mmz1按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)mn 由式（ 10-17 ） 1）確定參數(shù) 1）計(jì)算載荷系數(shù)2KTY1 cos2 YF YSK KAKV KF KF1.25 1.05 1.38 1.2 2.1710FE1 505MPa2） 根據(jù)縱向重合度 1.98, 由圖 10

15、-28 查得螺旋角影響系數(shù)Y 0.88計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Zv1327.37cosZv1366.78cos由表 10-5 查得齒形系數(shù)為YF 1 2.57,YF 2 2.25應(yīng)力矯正系數(shù) :YS 1 1.60,YS 2 1.746 )由圖 10-20C 查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度查得大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度 FE2 385MPa7）由圖 10-18 查彎曲疲勞壽命系數(shù) 小大齒輪的壽命8N1 60 n1 Lh 5.21 108N2 N1 2.15 108i1取 K FN1 0.88K FN1 0.92結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明8）計(jì)算彎曲疲勞許用盈應(yīng)力，取 s=1.4 ，由式 10-12 得FN1 K N1 FE1 317.

16、43MPaSFN2 K N2 FE2 253MPaS9）計(jì)算YF 1YS 10.01295F1YF 2YS 2 0.01547F2（2） 設(shè)計(jì)計(jì)算mn322KT1Y cos2d z12YF YFS 21 252 1.62511Z1d1 cos82.61 cos14 32.06mn2.5經(jīng)估算 Z1取 32 中間軸大齒輪與低速軸發(fā)生干涉 故取 Z1=35z2 35*2.42 84.7 ，為保證磨合均勻，故取 Z2=83驗(yàn)算總傳動(dòng)比：7.4491 83i29 35傳動(dòng)比誤差： 7.58 7.44 0.018 0.05 ，所以傳動(dòng)比合理。 7.584幾何尺寸的計(jì)算（1）計(jì)算幾何中心距(z1 z2)m

17、n2cos152.01mm結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明 圓整后取中心距 a152mm 2）按圓整后的中心距修正螺旋角 arccos （ z1 z2）mn 14.59 2a因?yàn)?值改變不多。故參數(shù) K ,ZH , a,等不必修正。3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 z1mn 35 2.5d11 n 90.42mmcos cos z2mn 83 2.5d22 n 214.41mmcos cos圓整后 d1 90mm， d2 214mm4）計(jì)算齒輪寬度b dd1 90mm圓整后取 B290mm，B195mm三軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算12一）高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、已知該軸的功率 P1，轉(zhuǎn)速 n1，轉(zhuǎn)矩T1P1 =5.45KW， n

18、1=720 r/min ,4T1 =7.229 104 N mm、求作用在齒輪上的力已知該軸上小齒輪的分度圓直徑為 d1 59.93mm2T1 2 7.229 104 2412.8Nd159.93tanFrFt tan n 907.46N cosFaFt tan628.04N3、初步確定軸的最小直徑按機(jī)械設(shè)計(jì)中式（ 152）初步計(jì)算軸的最小直徑，選取軸的材料為 40cr 調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 15-3 ，取 A0 110 ，于是得P 5.45dmin A03 n 1103 720 21.6mm結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明顯然，軸的最小直徑是安裝連軸器處的直徑。按安裝兩個(gè)鍵槽處增大直徑 7，得 dmin 21.6

19、 1.07 23.1mm同時(shí)選擇聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 Ta K aT1，查表 14-1 考慮轉(zhuǎn)矩的變化，取 Ka 1.75，則：Ta K aT1 =1.75 72.29 126.5N m 按計(jì)算的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的 公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)，選用 LZ3 型彈性柱銷(xiāo)式聯(lián)軸器（ LZ3 聯(lián)軸器 J1A42 84 GB / T 5015 2003 ）。其從動(dòng)端公稱轉(zhuǎn)矩為J1A25 44630N.m,直徑 25mm則, 取 da 25mm ，半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度為 44mm，半 聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 L1取 40mm。4、軸的結(jié)構(gòu)13（1）擬訂軸上各零件的裝配方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇如圖的方案，因

20、為軸經(jīng)與小齒輪的分度 圓直徑相差不大，故軸與齒輪采用一體的加工方案。（2）初步選擇軸承 因軸承同時(shí)受經(jīng)向和軸向力，故選用角接觸球軸承，參照 工作要求，根據(jù) d 30mm ，由軸承目錄中初步選擇中窄（ 3）系 列，型號(hào)為 7306C，尺寸 d D B 30 72 19 ，軸上其他尺寸見(jiàn) 下圖。（ 3）鍵的選擇 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表 6-1 查得鍵的相應(yīng)尺寸 B=8,h=7 代號(hào)為 鍵 GB/T1096C8 36 。二）中間軸的設(shè)計(jì)1已知該軸的功率 P2，轉(zhuǎn)速 n2，轉(zhuǎn)矩 T2計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果P2 5.13KWn2 230.03r /min5T2 =2.1298 105N mm，求作用在齒輪上的力2T F

21、td2 212980188.062265.23N已知該軸上大齒輪的分度圓直徑為 d1 188mmtan nFr Ftn 849.72NcosFa Ft tan564.79N該軸上小齒輪的分度圓直徑為 d2 80.13mmFt2T d2 21298080.135325NFrFt tan n 1997.48N cos14FaFt tan1327.67N安裝大齒輪處的鍵型號(hào)為鍵 GB/T 1096C12 50安裝小齒輪處的鍵型號(hào)為鍵 鍵 GB/T 1096C12 80軸上其余尺寸見(jiàn)下圖：計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果（三）低速軸的設(shè)計(jì)1已知該軸的功率 P3，轉(zhuǎn)速 n3，轉(zhuǎn)矩 T3P3 =4.83KW， n 3 =9

22、5.05 r/min ,T3 =485290N mm，2. 求作用在齒輪上的力已知該軸上齒輪的分度圓直徑為 d1 194mm2T 2 485290d 1945006.34Ntan nFr Ftn 1877.94Ncos15Fa Ft tan 1248.22N3、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。根據(jù)表 15-3 ，取A 0 105，于是 得P4.83dmin A03100338.89mm。min 0 n95.05安裝兩個(gè)鍵槽增大直徑 7，得 dmin 41.61mm, 取dmin 42mm， 此軸的最小直徑是與聯(lián)軸器配合處的直徑，選取聯(lián)軸器的型號(hào)為 LZ3 聯(lián)軸器 J1B42

23、 84 ， 選 擇 軸 承 代 號(hào) 為 7310C， 外 形 尺 寸 為 d D B 50 110 274軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安裝大齒輪的鍵型號(hào)為 鍵 GB/T 1096C18 80安裝聯(lián)軸器處的鍵為 鍵 GB/T 1096C12 80 軸上其他尺寸見(jiàn)下圖：計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果四. 軸、軸承、鍵的校核（一）各軸上的載荷高速軸的校核1），高速軸的彎扭組合強(qiáng)度的校核分析高速軸所受的力及彎扭 矩受力如圖 :16水平面內(nèi)受力分析：FNH1 658NFNH 2 1755NM H 102648N mm 豎直面內(nèi)受力分析： FNV1 160NFNV 2 747NM v1 24960N mmM v2 43800N mm計(jì)算

24、及說(shuō)明 矢量合成：22M1 M H1 M V1 105639 N mm22M2 M H2 MV2 111602 N mm扭矩：T 72.29 N mm圖中彎矩最大處截面既為危險(xiǎn)截面也即齒寬中點(diǎn)處 2）彎扭合成校核軸的強(qiáng)度根據(jù)軸的彎扭合成條件，取 0.633W 0.1d3 17562 mm3d 取齒輪的齒底圓直徑為 56mm. 軸的計(jì)算應(yīng)力為caM 2 ( T3)26.82MPaW軸 的 材 料 為 40cr ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 。 由 表 15-1 查 得 -1 70MPa 。因此 ca -1 ，故安全。3）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度結(jié)果17I II III IV V VI a ) 確定危險(xiǎn)截面 由

25、圖可知截面彎矩較大，僅次于，且截面受扭，截面不 受扭，故確定截面為危險(xiǎn)截面。 b )IV 截面左側(cè)W 0.1d3 4665.6mm333WT 0.2d 3 9331.2mm3158.5 32.5M 105639 83978N mm158.5T 72.29N mb M 17.99MPa wT T 7.75MPaT WT結(jié)果下同）表 15-1 查得：計(jì)算及說(shuō)明軸的材料為 40Cr 調(diào)質(zhì)由機(jī)械設(shè)計(jì)B 735MPa1 355MPa1 200MPar0.056 dD 1.67有軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表3-2 并用插值法可得：2.11.72又由附圖 3-1 查得：q 0.82q 0.85k 1 q

26、 ( 1) 1.902 k 1 q ( 1) 1.612 由附圖 3-2， 3-3 得：0.780.88軸按磨削加工，由附圖 3-4 查得： 0.91 軸未經(jīng)表面處理，即： q 1k1Kk1 -1 2.54K k 1 -1 1.93又由3-1章、3-2章得：0.250.1318K a m3552.54 17.99 0.25 07.761 200S K 1 7.75 7.75 25.05K a m 1.93 7.75 0.13 7.75227.44 S 1.5計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果因此該截面的強(qiáng)度是足夠的 b )IV 右側(cè)面33W 0.1d3 21600mm3WT 0.2d 3 43200mm3Mb 3

27、.88MPawT T 1.67MPaT WT軸的材料為 40Cr調(diào)質(zhì)由機(jī)械設(shè)計(jì) (下同)表 15-1 查得： B 735MPa1 355MPa1 200MPa 有軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表 3-2 查得：2.1191.72又由附圖 3-1 查得：q 0.82q 0.85k 1 q ( 1) 1.902k 1 q ( 1) 1.612 由附圖 3-2， 3-3 得：0.690.83 軸按磨削加工，由附圖 3-4 查得： 0.91軸未經(jīng)表面處理，即：計(jì)算及說(shuō)明q 1k1K -1 2.86k1K -1 2.04又由3- 1章、3- 2章得：0.250.13結(jié)果3552.86 3.88 0.25

28、 031.991K a mK a m2002.04 1.67 0.13 1.6722110.38SCAS S 30.33 S 1.5SCAS 2 S2 30.33 S 1.5因此該截面的強(qiáng)度是足夠的。2. 中間軸的校核 1），中間軸的彎扭組合強(qiáng)度的校核分析高速軸所受的力及彎扭 矩 受力如圖 :20計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果21水平面內(nèi)受力：FNH 1 4170 NFNH 2 3420 NM H 296070 N mm豎直面內(nèi)受力：FNV 1 613.45NFNV 2 534 .35 NM v1 96662 N mmM v2 30768 N mm 矢量合成：22M 1M H1 M V1 299257 N m

29、 mM 2 M H 22 M V22 311450 N mm 扭矩：T 212.98N m 危險(xiǎn)截面既為彎矩最大的截面。2). 彎扭合成校核軸的強(qiáng)度結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明根據(jù)軸的彎扭合成條件，取 0.6,W 0.1d3 5931.9mm3軸的計(jì)算應(yīng)力為：M 2 ( T3)2 ca 3 47.21MPaW軸 的 材 料 為 40cr ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 。 由 表 15-1 查 得 -1 70MPa 。因此 ca -1 ，故安全。3)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度I II III IV22確定危險(xiǎn)截面 由彎矩圖和軸結(jié)構(gòu)圖可知， I、II 截面彎矩較大。 且 II 截面受 扭， I 截面不受扭，故確定 II 為危險(xiǎn)

30、截面。截面左側(cè)33W 0.1d3 5931.9mm340M (311450 198002) 198002 249864 N m87.5WT 0.2d 3 11863.8mm3M b 42.12MPa wT T 17.95MPaT WT軸的材料為 40Cr調(diào)質(zhì)由機(jī)械設(shè)計(jì)(下同)表 15-1 查得：B 735MPa1 355MPa1 200MPa 初選 H7/k6 配合，由附表 3-8 得：結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明kk 2.58kk 2.06軸按磨削加工，由附圖 3-4 查得： 0.91軸未經(jīng)表面處理，即：q 1k1K -1 2.63K k 1 -1 2.11又由3-1章、3-2章得：0.250.13355

31、1S 1 3.2K a m 2.63 42.12 0.25 0 1S K a m 2.11 17.95 0.1317.95 9.952223SSSCA3.05 S 1.5SCAS 2 S2 3.05 S 1.5因此該截面的強(qiáng)度是足夠的c）截面右側(cè)W 0.1d 3 12500mm333WT 0.2d3 25000m m3Mb 19.99MPawT T 8.52MPaT WT軸的材料為 40Cr 調(diào)質(zhì)由機(jī)械設(shè)計(jì) （下同）表 15-1 查得：計(jì)算及說(shuō)明B 735MPa1 355MPa1 200MPa 有軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表2.031.38又由附圖 3-1 查得：q 0.88q 0.91k

32、 1 q ( 1) 1.9 k 1 q ( 1) 1.35 由附圖 3-2 ，3-3 得：0.710.86 軸按磨削加工，由附圖 3-4 查得： 0.91 軸未經(jīng)表面處理，即： q 1 K k 1 -1 2.77K k 1 -1 1.67又由3-1章、3-2章得：0.250.133-2 查得：結(jié)果243552.77 19.99 0.25 06.41S1K20026.081.67 8.52 0.13 8.5222amS 1.5因此該截面的強(qiáng)度是足夠的計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2. 低速軸的校核1）低速軸的彎扭組合強(qiáng)度的校核分析受力如圖 :3319 N25FNH 1FNH 21687 NM H 248925

33、N mm豎直面內(nèi)受力：FNV 1 1789NFNV 2 89NM v1134175 N mmM v213119 N mm矢量合成：M122H1 M V1 282784 N mmM222H2 MV2 249270 N mm扭矩：T 485.29N m 危險(xiǎn)截面即為彎矩最大截面計(jì)算及說(shuō)明2）彎扭合成校核軸的強(qiáng)度根據(jù)軸的彎扭合成條件，取 0.633W 0.1d3 21600mm3軸的計(jì)算應(yīng)力為caM 2 ( T3)218.75MPaW軸 的 材 料 為 40cr ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 。 由 表 15-1 查 得 -1 70MPa 。因此 ca -1 ，故安全。3）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度III III

34、IV Va）確定危險(xiǎn)截面由彎矩圖可知， II 截面彎矩較大，且 II 截面受扭， I 截面不受 扭，故確定 II 截面為危險(xiǎn)截面b）II 截面左側(cè)33W 0.1d3 21600mm3102.5M 249270 173221N mm147.5WT 0.2d3 43200 m m3Mb 8.02MPawT T 11.23MPaT WT軸的材料為 40Cr調(diào)質(zhì)由機(jī)械設(shè)計(jì)（下同）表 15-1 查得：B 735MPa1 355MPa1 200MPa初選 H7/k6 配合，由附表 3-8 得：結(jié)果26結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明k2.83kk 2.27軸按磨削加工，由附圖 3-4 查得： 0.91軸未經(jīng)表面處理，即：q

35、 1K k 1 -1 2.93K k 1 -1 2.37又由 3-1章、3 - 2章得：0.250.1335515.12.93 8.02 0.25 0200272.3711.2320.1311.23214.25S S SSCAS 2 S 210.36 S 1.5因此該截面的強(qiáng)度是足夠的c) II 截面右側(cè)33W 0.1d 3 37325mm333WT 0.2d3 74650 m m3M 4.6MPaT 6.5MPaWT軸的材料為 40Cr 調(diào)質(zhì)由機(jī)械設(shè)計(jì) （下同）表 15-1 查得：B 735MPa1 355MPa1 200MPa結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明 有軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表 3-2 查得

36、：2.031.622 又由附圖 3-1 查得： q 0.84 q 0.88 k 1 q ( 1) 1.87 k 1 q ( 1) 1.55 由附圖 3-2 ，3-3 得：0.690.82 軸按磨削加工，由附圖 3-4 查得： 0.91 軸未經(jīng)表面處理，即： q 1k128K k 高速軸的軸承 -1 2.8K k 1 -1 1.99 又由3-1章、3-2章得：0.250.133552.8 4.6 0.13 07.620029.03SK a m 1.99 6.5 0.13 6.522SCAS S19.96S 1.5SCAS 2 S2 19.96S 1.5因此該截面的強(qiáng)度是足夠的(二)、滾動(dòng)軸承 所

37、有軸承預(yù)期壽命為三年。計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果軸承 1：7306C軸承 2：7306C 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上查不到 7306C的軸承，但從網(wǎng)絡(luò)途徑了解到KOYO7306C軸承的基本額定靜載荷 C0 22.1kN ，基本額定動(dòng)載荷Cr 34.2kN1. 求兩軸承的計(jì)算軸向力 Fa1和 Fa2對(duì)于 7306C型的軸承，按表 13-7. 軸承的派生軸向力 Fd eFr ， e 為表中的判斷系數(shù) ,其值由 Fa 的大小來(lái)確定 ,現(xiàn)在 e 未知, 故Co先取 e=0.4, 因此可估算：Fr1 Fr1H Fr1V 677N22Fr2 Fr2H Fr2V 1907NFd1 0.4Fr 1 270.8N29Fd1 Fa Fd

38、2所以 2軸承被壓緊， 1 軸承被放松Fa1 Fd1 270.8NFa2 Fd1 Fa 898.8NFCa01 0.0122a2C00.0407用線性插值法可得e1 0.376e2 0.412，誤差不大，故確定e1 0.376 e2 0.412Fd2 0.4Fr 2 762.8NFd1 0.376Fr1 250.49NFd2 0.412Fr 2 755.17 NFd1 Fa Fd2所以 2軸承被壓緊， 1 軸承被放松結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明Fa1 Fd1 250.49NFa2 Fd1 Fa 878.49N3 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 P1 和 P2Fa1Fr1250.496770.37 e1Fa2Fr2878.

39、4919070.46 e2查表 13-5 并對(duì)未出現(xiàn)的值進(jìn)行插值計(jì)算得： 軸承 1： X1 1,Y1 0軸承 2： X2 0.44,Y2 1.23因?yàn)橛休p微沖擊，按表 13-6 f p 1.2p1 f p(X1Fr1 Y1Fa1) 1.2 (1 677 0) 812.4NP2 f p(X2Fr1 Y2Fa2) 1.2 (0.44 1907 1.23 878.49) 2303N30驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?P2 P166Lh 10 (C0r ) = 10( 34200 ) 3 3158h 8.65年 3年h h P260 720 2303所以壽命合格。中間軸的軸承軸承 1：7307C軸承 2：7307C

40、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上查不到 7307C的軸承，但從網(wǎng)絡(luò)途徑了解到KOYO7307C軸承的基本額定靜載荷 C0 28.3kN ，基本額定動(dòng)載荷Cr 42.8kN1. 求兩軸承的計(jì)算軸向力 Fa1和 Fa2對(duì)于 7307C型的軸承，按表 13-7. 軸承的派生軸向力 Fd eFr ， Fae 為表中的判斷系數(shù) , 其值由 Fa 的大小來(lái)確定 ,現(xiàn)在 e 未知, 故Co結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明 先取 e=0.4, 因此可估算：22Fr1Fr1HFr1V4214N22Fr2Fr2H Fr2V 3461NFd1 0.4Fr1 1685.6NFd 2 0. 4Fr 2 1384.4NFd1 Fa Fa2所以 ,軸承1被放

41、松，軸承 2被壓緊Fa1 Fd1 1685.6N Fa2 Fd1 Fa 2448.6 NFa1C01685.6428000.039Fa2C02448.6428000.057用線性插值法可得e1 0.408e2 0.428，誤差不大，故確定e1 0.408 e2 0.42831Fd1 0.408Fr1 1719.3NFd2 0.428Fr 2 1048.4NFd1 Fa Fd2所以 2軸承被壓緊， 1 軸承被放松Fa1 Fd1 1719.3NFa2 Fd1 Fa 2482.3N3 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 P1 和 P2Fa1Fr11719.342140.4079 e1Fa2Fr22482.334610

42、.717 e2查表 13-5 并對(duì)未出現(xiàn)的值進(jìn)行插值計(jì)算得：結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明軸承 1： X1 1,Y1 0軸承 2： X2 0.44,Y2 1.25 因?yàn)橛休p微沖擊，按表 13-6 f p 1.2p1 f p(X1Fr1 Y1Fa1) 1.2 (1 4214 0) 5056.8NP2 f p(X2Fr1 Y2Fa2) 1.2 (0.44 3461 1.25 2482.3) 5550N驗(yàn)算軸承壽命 因?yàn)?P2 P1Lh 10 (C0r ) = 10( 42800 )3 1384.7h 3.79年 3年h h P260 720 5550所以壽命合格。低速軸的軸承32軸承 1：7310C軸承 2：73

43、10C機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上查不到 7310C的軸承，但從網(wǎng)絡(luò)途徑了解到KOYO7310C軸承的基本額定靜載荷 C0 56.2kNN ，基本額定動(dòng)載荷Cr 79.6kN1. 求兩軸承的計(jì)算軸向力 Fa1和 Fa2對(duì)于 7310C型的軸承，按表 13-7. 軸承的派生軸向力 Fd eFr ， e 為表中的判斷系數(shù) ,其值由 Fa 的大小來(lái)確定 ,現(xiàn)在 e 未知, 故Co先取 e=0.4, 因此可估算：22Fr1 Fr1H Fr1V 3770NFr2Fr2H2 Fr2V2 1689N結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明Fd1 0.4Fr1 1508NFd 2 0.4Fr2 675.6NFd 2 Fa Fd1所以,軸承 2被放松

44、，軸承 1被壓緊Fa1 Fd2 Fa 1923.6NFa2 Fd2 675.6NFa11923.6C0r562000.0342Fa2675.6C0r562000.012用線性插值法可得e1 0.405e2 0.376，誤差不大，故確定e1 0.405e2 0.376Fd1 0.405Fr 1 779.06NFd2 0.376Fr 2 634.58NFd2FaFd1所以 1軸承被壓緊， 2 軸承被放松Fa1 Fd 2 Fa 1882.58NFa2 Fd2 634.58N3 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 P1 和 P233Fa1Fr11882.5837700.499 e1Fa2Fr2634.5816890.3

45、76查表 13-5 并對(duì)未出現(xiàn)的值進(jìn)行插值計(jì)算得： 軸承 1： X1 1,Y1 0軸承 2： X2 1,Y2 0因?yàn)橛休p微沖擊，按表 13-6 f p 1.2結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明p1 f p(X1Fr1 Y1Fa1) 1.2 (1 3770 0) 4524NP2 f p(X2Fr1 Y2Fa2) 1.2 (1 1689) 2026.8N驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?P1 P266106 C0r10679600 3Lh( 0r ) = ()3 39818h 109年 3年h h P260 95 4524至此所有軸承校核已經(jīng)結(jié)束，且所有軸承都合格。根據(jù)表 13-10, 本減速箱軸承內(nèi)密封均采用封油環(huán)方式密封。( 三 ). 鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算1. 高速軸上同聯(lián)軸器相連的鍵的設(shè)計(jì)選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸選擇單圓頭普通平鍵 .材料為 45 鋼根據(jù) d=25mm查表 6-2 ?。?鍵寬 b=8mm h=7mm L=36mm校和鍵聯(lián)接的強(qiáng)度34查表 6-2 得 p =110MPa工作長(zhǎng)度 l=L-b=40-4=36mm由式( 6-1 )得：2T 103 2 72.29 103p51.64MPa p p K l d 3.5 32 25 p 所以鍵