機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(二級展開式圓柱齒輪減速器)

目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書電動機(jī)的選擇傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算傳動件設(shè)計(jì)與計(jì)算高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算鍵的選擇以及校核軸承的校核十、 潤滑方式及密封方式的選擇十一、設(shè)計(jì)總結(jié)十二、參考資料計(jì)算項(xiàng)目及過程計(jì)算結(jié)果

、設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置（簡圖如下）1——電動機(jī)2——聯(lián)軸器3——二級圓柱齒輪減速器4——聯(lián)軸器原始數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)編號4數(shù)據(jù)編號4鋼繩拉力F/kN15鋼繩速度v/（m/min）10卷筒直徑D/mm380FN=15KNv=10m/minD=380mm.工作條件：間歇工作，每班工作不超過15%每次工彳不超過10min,滿載啟動，工作中有中等震動，兩班制工作，鋼繩速度允許誤差土 5,設(shè)計(jì)壽命10年。.加工條件：生產(chǎn)20臺，中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工7-8級齒輪。.設(shè)計(jì)工作量：（1）減速器的裝配圖人一張（2）零件圖入二張。（3）設(shè)計(jì)說明書1份（打?。?。電動機(jī)的選擇

.傳動裝置總體設(shè)計(jì)方案本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù):第四數(shù)據(jù)：鋼繩拉力F/N15M103鋼繩速度(m/min)10卷筒直徑D/mm380。.外傳動機(jī)構(gòu)為聯(lián)軸器傳動。.減速器為二級同軸式圓柱齒輪減速器。.該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：瞬時傳動比恒定、工作平穩(wěn)、傳動準(zhǔn)確可靠，徑向尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，節(jié)約材料。軸向尺寸大，要求兩級傳動中心距相同。減速器橫向尺寸較小，兩大吃論浸油深度可以大致相同。但減速器軸向尺寸及重量較大；高級齒輪的承載能力不能充分利用；中間軸承潤滑困難；中間軸較長，剛度差；僅能有一個輸入和輸出端，限制了傳動布置的靈活性。原動機(jī)部分為Y系列三相交流異步電動機(jī)。總體來講，該傳動方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。.電動機(jī)選擇電力，三相交流電，電壓380/220V;所選用Y系列一般用途的全封閉自冷式三相異步電動機(jī)。(1)電動機(jī)容量的選擇n1-每對開式齒輪傳動效率：0.957—每對軸承傳動效率：0.99%—每對斜齒圓柱齒輪的傳動效率：0.98”4—每個聯(lián)軸器的傳動效率：0.99,一卷筒的傳動效率：0.96“總：電機(jī)至工作機(jī)之間的傳動裝置的總效率“總=7”25Mn32M\2”w=0.95M0.995M0.982父0.992父0.96=0.834卷筒所需輸入功率Pw：=2.6kw總=0.834fFv1510=2.6kw總=0.834Pw= = 1000w10000.9660電動機(jī)的實(shí)際輸出功率Pd:P額=P額=3kw8.38r/minnm=1420r/min□d=Pw=2.6=2.99kw”總0.834額定功率嗑=(1~1.3)Pd=(1~1.3產(chǎn)2.99=2.99~3.89kw取Pa=3kw2.確定電機(jī)轉(zhuǎn)速：由公式Vw=n.D得輸送帶卷筒的轉(zhuǎn)速 Vw=皿則601000 601000601000v

nw= 二D_60100010-3.1438060=8.38r.min查資料［1］表2-1推薦的傳動比合理范圍二級展開式圓柱齒輪傳動比在(8?40)之間,開式齒輪傳動比(3?5),故總傳動比的范圍為(24?200)。電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選的范圍為：n電=i總nw=(24?200)父8.38=(201.12?1676)r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000、1500(3)電動機(jī)的型號確定根據(jù)同步車$速查表，綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、和開式齒輪、減速器的傳動比，可見第1種方案比較合適，因此選用電動機(jī)型號額定功率/KW滿載轉(zhuǎn)速r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩取大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y100L2-4314202.22.2Y132S-639602.02.0確定電動機(jī)型號為Y100L2-4,其滿載轉(zhuǎn)速nm=1420r/min三、計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù).計(jì)算總傳動比有電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速nw,可確定傳動裝置應(yīng)有的傳動比總傳動比：i-nm=1420=169.45

心nw8.38.合理分配各級傳動比一直圓柱齒輪傳動比范圍為3~5,所以開式齒輪傳動比i開=5

分配傳動比：取i開=5,則i減=!￡=16竺5=33.89

i開51高=J(1.3?1.5)i減1高=J(1.3?1.5)i減取i高=6.7 貝打低='=3389=5.1i高 6.7注：i開為開式齒輪的傳動比，i減為減速器的傳動比,傳動比3.各軸轉(zhuǎn)速，輸出功率，出入轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速計(jì)算 。①電動機(jī)轉(zhuǎn)速 n0=1420r/mini總=169.45i高=6.7i高為高速級傳動比，i低為低速級i低=5.1高轉(zhuǎn)速In1=n0=1420r/min中間軸H血=n1J420=211.94r/mini高6.7低;速軸田 n3=n2=211.94=41.48r/mini低 5.1卷筒軸IV n4=nw=8.38r/min②電動機(jī)額定功率上面已求得Pgj-3kw高轉(zhuǎn)速I P1 =pd42 3 =2.990.99 0.99 0.98 = 2.87kw中間軸H p2 322 =2.870.982 0.99=2.73kw以此類推低速軸m p3 =2.52kw卷筒軸IV p4 =2.42kw③電動機(jī)轉(zhuǎn)軸95503T0一 -20.18Nm14209550p195502.87局轉(zhuǎn)速IT1-- 19.30Nmn11420以此類推中間軸H9550p295502.73T2 2= =123Nmn2211.94低速軸m,9550P3T3一95502.52- -580.2Nmn341.48n1=1420r/minn2=211.94r/minn3=41.48r/minn4=8.38r/minp1=2.87kwp2=2.73p3=2.52kwp4=2.42kwT1=19.30N|_|m卷筒軸IV9550p4T4二山95502.428.3=2784.5Nm項(xiàng)目電動機(jī)軸高速軸I中間軸II低速軸III卷筒轉(zhuǎn)速(r/min9441.488.38功率（kW）32.872.732.522.42轉(zhuǎn)矩(N?m)20.1819.3123.580.22784.5T2=123N1mT3=580.2N1mT4=2784.5N_m四、傳動件設(shè)計(jì)計(jì)算I斜齒圓柱齒輪計(jì)算A.高速級斜齒圓柱齒輪的計(jì)算.選擇材料熱處理方式和公差等級小齒輪選用40Cr,調(diào)質(zhì)熱處理，齒面硬度達(dá)到250HBs大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)熱處理，齒面硬度達(dá)到220HBS因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，其設(shè)計(jì)公式為:3.2；2[-3.2；2[-H])KTi(i1)

4di①齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為T1=19.3M103Nmm②由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（522）可以查出載荷系數(shù)，因工作中有中等沖擊，故載荷系數(shù)k=1.5③由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（p123）表7-8查得Q=1④由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（P123）表7-7查得材料彈性系數(shù) z名=189.8⑤初選壓力角P=15°⑥齒數(shù)比i高=6.7⑦初選齒數(shù)Z〔=25,WJZ2=i1Mzi=6.7父25=167.5取Z2=168Z1=25Z2=168⑧由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（p119）Z1=25Z2=168⑨許用接觸盈利可用以下公式計(jì)算

ZN"-'Hlim［二］H二 二HN=60142012502815%10=5.1108MAiMAi15.1108=7.631076.7由圖7-24查得壽命系數(shù)zN1=1zN2=1由表7-5去安全系數(shù)SH=1.01Zn1；-Hlim1［二Zn1；-Hlim1［二H1］：Sh1680 640Mpa1［；:H1］=640Mpa15501 =550Mpa［-H2］=550Mpad1t15501 =550Mpa［-H2］=550Mpad1t=3(3.2Ze)KT2KT(i1)

7d=3(33.2189.8)21.519.310(6.71)""6406.7=32.16mmZn2"-'Hlim1［二H2］：Sh取2h21=632.07Mpa出算小齒輪的分度圓直徑d〔t得⑩確定模數(shù)d1cosd1cos:32.16c0S1*1.24mm25m=2mm中心距mn(Z1Z2) 2(25168)2COS1 2cos15o=198.87mm取整,a=200mm則螺旋角-rcosmn(Z1Zm=2mm中心距mn(Z1Z2) 2(25168)2COS1 2cos15o=198.87mm取整,a=200mm則螺旋角-rcosmn(Z1Z2)=arcos2(25168)=15.2。B=15.22a2200d1mnZ1

cos:225 o=52mm (d1之32.16mm,合理)cos15.2d2mnZ2cos:2168346.4mmcos15.20齒寬b=d1=152=52mmb1=b2(5~10)mm取b1=60mmbi=60mmb2=52mm3.齒根許用疲勞強(qiáng)度條件為1.6KT1cos-

bm：21YfYs由《機(jī)械制造基礎(chǔ)》（p106）表7-2取m=2mm2.確定幾何尺寸

①K1,T1,mn和Z同前②齒寬b=b2=52mm③由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》(P124)表7-9查得：YF1=2.65Yf2=2.1YYF1=2.65Yf2=2.1YS1=1.59Ys2=1.8應(yīng)力修正系數(shù)為YS1=1.59YS2=1.8④由表7-25中可以查出試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限二Fiim1=220Mpa二Fim2=180Mpa⑤需用彎曲應(yīng)力 [%]=K'limSF⑥由圖7-26查得壽命系數(shù)YN1=YN2=1⑦由表7-5可以查出安全系數(shù)Sf=1.35[仃F1]=162.96Mpa[仃F2]=133.33MpaTOC\o"1-5"\h\z[仃F1]=162.96Mpa[仃F2]=133.33Mpa[、-F1] 162.96MpaSf1.35YN2；「Flim2 1180[]=N2Flm2 133.33MpaSf 1.351.6KTcos- 1.51.619.3103cos15.2O；「F1 2 2 2.651.59=32Mpa二[二F1]bm2乙 522225YF2YS2；、2-；F1 =31Mpa”二F2]4.YfiYsi4.計(jì)算齒輪的幾何尺寸分度圓直徑d1=1ml-Z1= 2—oM25=52mmcos- cos15.2d1=52mmd2=^77筌2=——2~;父d1=52mmd2=346.4mmd2=346.4mm* *da1=56mmda=350.4mma2df=47mmf1dda1=56mmda=350.4mma2df=47mmf1df=341.4mmf2齒頂高 ha=mn=2mm齒頂圓直徑da1^d12ha=5222=56mmda2=d22ha=346.422350.4mm

齒根圓直徑df1=d1-2hf=52-22.5=47mmdf2=d2-2hf=346.4-22.5=341.4mmB.低速級斜齒圓柱齒輪的計(jì)算.選擇材料，熱處理方式和公差等級大齒輪選用45鋼，正火處理，齒面堅(jiān)硬度為240HBS小齒輪選用45鋼，調(diào)制處理，齒面堅(jiān)硬度為220HBs選用8級精度.初步計(jì)算傳動的主要尺寸。因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動，故按齒數(shù)面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算。其設(shè)計(jì)公式為5（產(chǎn)；產(chǎn)（計(jì)“:[二h]di小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為T3=123.01Ml03N|_mm由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（電2）可以查出載荷系數(shù)，因工作中有中等級沖擊，故載荷系數(shù)k=1.5由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（電3）表7-7查得中d=1由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（電3）表7-7查得材料彈性系數(shù)ZE=189.8⑤初選壓力角為1=15°⑥齒數(shù)比i低=5.1初選齒數(shù)Z3=22則Z4=5、3=5.1父22=112.2取Z4=112Z1=22Z2=112⑧由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（P,19）Z1=22Z2=112N=60njLn=60211.9412502815%10=7.63107N3 7.63107 7N41.510N4i低 5.1由表7-24查得壽命系數(shù)Zn3=1 Zn4=1由表7-5取安全系數(shù)Sh=1.0則小齒輪許用接觸應(yīng)力為

2.ZN3；「Hlim 1580N3Him 580MpaSh 1ZN42.ZN3；「Hlim 1580N3Him 580MpaSh 1ZN4二Hlim1 540[1H4] 540MpaSh 1初算小齒輪的分度圓直徑得, ,3.2Ze、2KT(i1)，@2189.821.5123.01103(5.11)dt.3( E)2 3( )2 62.4mm；[入]di 580 5.1d3cos： 62.4cos15o⑩確止模數(shù)mn=— = =2.74Z1 22由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(耳06)表7-2取m=3mm確定幾何尺寸中心距a=m(Z3乙)=3(22112)=207mm2cos: 2cos15o則螺旋角「arcosmn(Z3Z4)=arcos3(22112)=152a 2207d3mnZ3cos:322

cos15o二68mmd4mnZ4cos:3112

cos15o=346mm[二H3]=580Mpa[二H4]=540Mpam=3mm齒寬b4=dd3=168=68mmb3=74mmbb3=74mmb4-68mm3.齒根疲勞彎曲強(qiáng)度條件為 ％1.6KT2cos0丫「看bmnZ3①KT,mn同前②齒寬b=b4=68mm③由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(電4)表7-9查得齒形系數(shù)Yf3=2.75,Yf4=2.1應(yīng)力修正系數(shù)Ys3=1.58,Ys4=1.8④由表7-25中可以查出試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲Fiim3=180Mpa,\iim4=160Mpa

⑤許用彎曲應(yīng)力[二尸廠丫/.Sf⑥由圖7-25查得壽命系數(shù)Yn3=Yn2=1由表7-5可以查出安全系數(shù)Sf=1.35故:「二F3]二「二F4]=YN30Flim3

SfYn4二Flim4SF11801.3511601.35=133.3Mpa=118.5Mpa「二F3]二「二F4]=YN30Flim3

SfYn4二Flim4SF11801.3511601.35=133.3Mpa=118.5Mpa[仃F3]=133.33Mpa[aF4]=118.5Mpa1.6KTcos1.51.6123.01103cosl5o、-F3二bm2Z36832222.751.58=92.03Mpa“；—]二F4=[二F3]*=92.03 2」「8YF3YS32.751.58=74.5Mpa"；』]4.計(jì)算齒輪的幾何尺寸分度圓d3=68mmd4=346mm齒頂高*

ha=hamln=13=3mmd3=68mmd4=346mmda=74mma3d=352mma4df=60.5mmf3d%=338.5mm4全齒高h(yuǎn)=hahf=33.75=6.75mm齒頂圓直徑da3=d32ha=686=74mm齒根圓直徑da4=d齒根圓直徑da4=d42ha=3466=352mmdf3=d3-2hf=68-23.75=60.5mmdf4=d4-2hf=335.71-23.75=338.5中心距a=207mm中心距a=207mmZ5Z5-20Z6=100.選定齒輪類型精度等級，材料及齒數(shù)。①按傳動設(shè)計(jì)的方案選用直齒圓柱齒輪傳動②卷揚(yáng)機(jī)一般工作機(jī)，速度不高可以選用8級精度③材料選擇大齒輪用45鋼硬度240HBS,小齒輪材料為40Cr,并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理及表面淬火選擇齒數(shù)Z5=20大齒輪選擇Z6=Z5黑5=100④小齒輪。川而5=640Mpa大齒輪仃川而6=550Mpa.由資料計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N5=60n3pLh=6041.482508215%10=1.49107N6=N5=2.98106

3.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖7-24可查出接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)Zn=1由7-5表可查出接觸疲勞安全系數(shù)為13.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖7-24可查出接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)Zn=1由7-5表可查出接觸疲勞安全系數(shù)為1即SH=1Zni；「Hiimi 1640[ctH5]= = =640MpaSh 1Zn20Hlm1 1550[入61a H= =550MpaSh 1由圖7-25可查出試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度aFlim.二Flm5=250Mpa二口叫=190Mpa齒輪的齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力計(jì)算公式為 HF]MYN'limsf由表7-25可查出彎曲疲勞壽命系數(shù)Yn=1由7-5查彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)SF=1.31230[二F5]= =176.92Mpa1.31190[二F6] -146.15Mpa1.3取載荷系數(shù)k=1.5查得齒形系數(shù)級應(yīng)力校正系數(shù)Yf5=2.81工6=2.81 Ys5=1.56%6=1.804.計(jì)算大小齒輪的YYS并比較[%]Yf5Ys5_2.811.56[二F5]一176.92=0.0248YF6YS6[、6]2.811.80146.15=0.0346[二H5]=640Mpa[-,H6]=550Mpa[仃F5]=176.92Mpa[仃F6]=146.15Mpam=5.5mmYfYs<YfYs故大齒輪大[:5][:6]m=5.5mm.由于兩軸承對稱布置，故齒寬系數(shù)中d=1由表7-7可查出Ze=189.8

2KT3Yf5Y5 '2x1.5x580.18x103x2.81x1.56m>31-7--i之: 2 走5.5mm；dZ5LFI\ 0.420162.5.幾何尺寸計(jì)算d5=Z5m=205.5=110mmd6=Z6m=1005.5=550mmda5=mZ52=5.5202=121mmd5=110mmd6=550mmda=121mma5dd5=110mmd6=550mmda=121mma5da6=561mmdf5 =96.3mmdf=f6536.4mmdf5=mZ5-2.5=5.520-2.5=96.3mm720600二360mmd%=mZ6720600二360mm斜齒圓柱齒輪上作用計(jì)算.高速軸齒輪傳動的作用力①已知條件高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=19.3M103Nmm轉(zhuǎn)速n〔=1420r/minFt1=742.3NFr=270.2NrFt1=742.3NFr=270.2Nr1Fa=198.9Na1Fn1=818.6N小齒輪分度圓直齒直徑d1=52mm②齒輪1的作用力3圓周力為Ft1=2T1=219.310=742.3Nd1 52徑向力為Fr1=Ft1坦號=270.2Ncos-軸向力為Fa〔三Ft1tanB=742.3tan15.2o=198.9Na1 t1法向力為Fn1二一% — 742a——O=818.6Ncosjcos-cos20cos15.2③齒輪2的作用力從動齒輪2各個力與主動齒輪1上相應(yīng)的力大小相等，作用方向相反。.低速軸齒輪傳動的作用①已知條件中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩丁2=123.01乂10%mm轉(zhuǎn)速n2=211.94r/min低速Ft3-3618NFr3-1363NFa3=970NFt3-3618NFr3-1363NFa3=970NFn3-3986N低速級的小齒輪為右旋大齒輪左旋。小齒輪的分度圓直徑 d3=68mm

②圓周力Ft3=2T2上123叱03=3618NTOC\o"1-5"\h\zd3 68o徑向力為Frs=Ft3tan[=3618tan20o=1363Ncos: cos15軸向力為Fa3=Ft3tan'=3618tan15o=970NFt3 3618法向力為Fn3t3一=oo=3986Ncos：cos1cos20cos15③齒輪4的作用從動齒輪4各個力與主動齒輪3上相應(yīng)的力大小相等，作用方向相反。五、高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算.材料的選擇因?yàn)槭驱X輪軸，材料與齒輪材料相同，45鋼調(diào)質(zhì)處理。硬度240HBs,查表13-1得C值在107~118范圍內(nèi)，查表13-3得4=650Mpa再由表13-2查得許用應(yīng)力L」]=60Mpa.按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑電動機(jī)為Y100L-4聯(lián)軸器為HL2根據(jù)表電動機(jī)為Y100L-4聯(lián)軸器為HL2又表13-2查得d>c3JP=(107~118)3J-2-87=(13.5~15)mm，n ,1420考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故將直徑加大 3%~5瞅?yàn)?14.2~15.8)mm。一 0009 .因?yàn)檫x用的電動機(jī)Y1001-4的輸出軸D=28 mm,所以選用的聯(lián)軸器為-0.004HL2,軸的最小直徑為d=30mm.設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)。d1d1=30mmd2=d5=35mmd3=38mmd4=56mm要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝配順序和固定方式。確定齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩或軸環(huán)定位，右端用套筒固定，這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定。齒輪的周向固定采用平鍵連接，軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)，其軸向用軸肩固定，周向用過盈配合固定。②確定各軸段的直徑軸段1是最小直徑，為d=30mm,考慮到對安裝在軸段1上的聯(lián)軸器定位，則軸段2要有軸肩，同時能夠順利的在軸段2上安裝軸承，軸段2必須滿足軸承

L1=60mmL2=69mmL3=76mmL1=60mmL2=69mmL3=76mmL4=60mmL5=30mm直徑d3=38mm,d4=56mm為了便于拆卸，取d5=d2=35mm.計(jì)算各軸段的長度第一段要安裝聯(lián)軸器，考慮到聯(lián)軸器的連接與固定，使L1略小于L聯(lián)軸器，查表得L聯(lián)軸器=62mm；rLi=60mm第二段為外伸段，一部分在減速器內(nèi)，一部分在外，所以它的長度須由多段相加L2=11emBb擋油環(huán)=2010101712=69mmFt1=742.3NFFt1=742.3NFr1=270.2NFa1=200Ne為軸承端蓋厚度e=1.2d螺釘=1.2父8=9.6mm,取e=10mmm訥軸承端蓋的止口端面至軸承座孔邊緣的距離B為軸承寬度以此類推，計(jì)算出各軸段的長度 得L3=76mm L4=60mm L5=30mm.軸的校核21Ft1=1=742.3Nd1Fr1=270.2NFa1=200NQ(L1L2L3)-Fr113-Fa1d12970.17(175122417)-382.3417-203848

122417=1288.40N利用公式計(jì)算得：R2H=Q-R1H-Fr=972.17-1288.41-382.3--698NR1vFt1 R1vFt1 L3L2 L3=1030.4147122417-286.56NR2V=Ft1—F1n=1030.41-286.56-743.85NR1=J'R2H?R2=$1288.402285.562=1319.88NR2—&H-R2V-（二698）2—1743.852=1020.08NM'aH=R2HL3=-698417=-291066Nd1 16aH二M'aH一FaH二M'aH一Fa12 2MbH=—972.17175=—170129.75NMav=-F1VL2=-286.56122=-34960NMa二.JM2HM；v-34456.9234960.322=490172NM'a="M'aH-M'2v=7328062+349602=417942Mb=,M；hM；v=<6951717.A02=6951718N對軸進(jìn)行校核的：Ma二1=a3=11.45<60Mpa0.1d3Ma1a13=117.175<600Mpa0.1d3

六、中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算.已知條件：中間軸傳遞的功率p2=2.73kw轉(zhuǎn)速n3=211.94r/min齒輪分度圓直徑d2=346.4mmd3=68mm齒寬3=52mmb3=74mm.選擇軸的材料因傳遞的功率不打，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故由表7-4選用的材料45鋼調(diào)質(zhì)處理 硬度220HBS,查表得j=650Mpa再查表13-2得許用彎曲應(yīng)力k/-60Mpa3.初算軸徑查表13-1得d許用彎曲應(yīng)力k/-60Mpa3.初算軸徑查表13-1得d在107~118范圍內(nèi)則dm.之C，^=(107~118戶2.73\211.94=24.61~27.14mmd1=35mmd2=d4=38mmd3=42mmd5=35mm.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想圖。1⑵設(shè)計(jì)軸的各段軸徑與確定軸承該段軸上安裝軸承，其審計(jì)應(yīng)與軸承的選擇同步，考慮齒輪有軸向力存在，選用角接觸球軸承，軸段1,5上安裝軸承，其直徑即應(yīng)便于軸承安裝，又應(yīng)符合軸承安裝,L1=42mmL2L1=42mmL2=50mmL3=10mmL4=72mmL5=45mm壽命要求，則改變直徑系列，取6207進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，由表13-4得軸承內(nèi)徑d=35m外徑D=72mn?度B=17mm?位軸肩直徑d3=42mm外徑定位直徑Da=65mm對軸的力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離a3=15.7故dmin=35mm,即d1=35mm通常一根軸上的兩個軸承取相同的型號，所以軸徑也一樣則 d5=35mm軸段2上安裝齒輪3,軸段4上安裝齒輪。為方便齒輪的安裝，d2和d4分別略大于d1和d5,可初定d2=d4=38mm其高度為(0.07~0.1)d2=(3.29~4.7)mm,取h=4mm故d3=42mm(3)確定各段軸長軸段2與軸段4的長度應(yīng)比相應(yīng)的齒輪的寬度略短，故取L4=72mm,L2=50mm軸段3該段為中間軸上的兩個齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為軸段3的長度為L3=10mm軸段1及軸段5的長度。軸承內(nèi)端面距離箱體內(nèi)壁的距離取△=12mm中間軸上兩個齒輪的固定均由當(dāng)油環(huán)完成。貝脖由段1的長度為 L1=B+A+&+3=17+12+10+3=42mmFt3軸段5的程度為L5=B:二：i22=1712142=45mm軸上力作用點(diǎn)的距離，軸承反作用力的距離點(diǎn)，距離軸承外圈大斷面的距離Fr3Fa3Fn33618N1363N970N3986Nas=15.7mmTOC\o"1-5"\h\zb, 6911=L1---a3-3=42——15.7-3=57.82 2b2b3 694612=L3 2 3=10 67.2mm2 2b2 6913人：-2-a32=45：—15.7-2=61.8mm2 2(4)軸的校核畫軸的受力分析見圖（圖2）計(jì)算支撐反力圓周力Ft3=2T2=2I2I3282.88 76.291030.4161.8-3702.71(67.261.8)-203.84 2 691.61——2- 57.867.261.8=-2511.685NI2I3282.88 76.291030.4161.8-3702.71(67.261.8)-203.84 2 691.61——2- 57.867.261.8=-2511.685NFR2=Fr2-FR1-Fr3=382.31-(-2511.685)-1370.98=1523.015N在垂直平面上徑向力為F徑向力為Frs二Ft3tan-cos-=3618M鬻=1363N軸向力為Fa3=Ft3tan'■二3618tan15o=970Na313法向力為Fn3=—F^—=——誓一o=3986Ncoscos-cos20cos15在水平面上Ft2lFt2l3-Ft3(12 l3)-Fa2-Fd3d3

2R1FR1vFt3(12 13)弱211 12 133702.71(67.261.8)1030.4167.257.867.261.8二2929.6NFR2VfFt2-FR1v=3702.711030.41一2927.6=1805.52N軸承的總支撐反力為FR1:Ff2H.FR2V=；2511.68522927.62:3857.38NFR2-JfJh FR2v，41523.01521805.522-2362.1N③畫彎矩圖MaH=Fr1Hli=2511.68557.8--145175NmmTOC\o"1-5"\h\zd3 76.29M'aH=MaHFa33=145175691.61—— =-118793.54NmmaH aH a3 _ _2 2M'bH=FR2Hl3=1523.01561.8=94122.327NmmMbHMav=M' Fa2d2=94122.327-203.84282.88MbHMavbH a22 2二FR1Vli=2927.657.8=169215.25NmmMbv=Fr2nl3=1805.5261.8-111581.136NmmMa=JM2HM；v=41451751692152—222956NmmM'a=\M'2HM'2v=.118793.5421692152=206750.14NmmMb=MbHMbv=、65291.9742111581.136=129280.28NmmM'b=M'；hM'2v-94122.3272111581.1362=145977.26Nmma-a截面仃xbMMW-0.1d3a-a截面仃xbMMW-0.1d322295630.176=27.838Mpa二xbM'

0.1d33145977.26

0.1763=33.25Mpa二二b由表2-6查得45鋼調(diào)制處理抗拉強(qiáng)度極限仃b=650Mpa表8-32查得軸的許用彎曲應(yīng)力[二」b]=60Mpa

中時受力分析七、低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算.材料的選擇 選用45鋼正火處理仃b=600Mpa 硬度210HBs仃q=55Mpa.按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑根據(jù)表13-1查得c=107~118又由表12-2查得d占c3=(107~118)d-^^_=(42.8~47.2)mm\n ■41.48考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器會有鍵槽存在， 故將估算直徑加大3%-5%U取(45~50)mm,取d=50mm,選用的聯(lián)軸器為HL4.設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制草圖①確定軸上零件的位置和固定方式，要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的

裝配順序和固定方式。確定齒輪從軸的右端裝入，齒輪的左端用軸肩或軸環(huán)定位，右端用套筒固定，這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定，齒輪的周向固定采用平鍵連接，軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)，其軸向用軸肩固定，軸向采用過盈配合固定。②確定各軸段直徑軸段1外伸直徑最小di=50mm考慮到要對安裝在軸段1上的聯(lián)軸器進(jìn)行定位，軸段2為過渡段，d2=54mm。軸段3、5的直徑d3=58mm,d5=58mm同理，d4=68mm同理，d4=68mmd6=d2=54d1=50mmd2=54mmd3=58mmd4=68mmd5=58mmd6-d254mmL1=112mm（略小于L聯(lián)軸器）L2=77mmL3=55mm4.軸的校核已知條件低速軸的轉(zhuǎn)矩T3=580.18Nm轉(zhuǎn)速n3=41.48r/min螺旋角P=15°L1=112mmL2=77mmL3=55mmL4=6mmL5=66mmL6=34mm圓周力Ft44.軸的校核已知條件低速軸的轉(zhuǎn)矩T3=580.18Nm轉(zhuǎn)速n3=41.48r/min螺旋角P=15°L1=112mmL2=77mmL3=55mmL4=6mmL5=66mmL6=34mm圓周力Ft42T3d42X580.18X10=3354N 其方向與作用點(diǎn)圓周速度方向相346Ft4-3354NFr4=1221NFa4=900NFn3=3659Nn徑向力Fr4tan20o=3354xS5=1221n軸向力Fa4二Ft4tanB=3354tan15o=900N法向力Fn3Ft33354cos20ocos:cos20ocos15o-3695N八、鍵的選擇及校核1.高速軸鍵的選取與校核八、鍵的選擇及校核1.高速軸鍵的選取與校核軸與聯(lián)軸器的連接，選用一個普通平鍵，根據(jù)軸上的尺寸查資料［1］表10-1初選定為b。8M7 L=50mm鍵、軸、輪轂的材料都是45鋼由資料［3］表6-2查得許用擠壓應(yīng)力［op］=100U120MPa,取平均值,p］=110MPa,軸上用于連接聯(lián)軸器的鍵的工鍵A850GB/T1096-1979作長度為l=L--=50-'=46mm鍵與輪轂鍵槽的接觸高度2 2k=0.5h=0.5父7=3.5mm,d1=30mm由公式％p=8MPa<凡］2T12^19.3^103kld1-由公式％p=8MPa<凡］故此鍵滿足工作要求鍵標(biāo)記為：鍵A8M50GB/T1096-1979.中間軸鍵的選取與校核TOC\o"1-5"\h\z軸上用于高速大齒輪軸向定位的采用普通平鍵，根據(jù)軸上的尺寸與查資料 ［1］方10-1初選定為bh108L=45mm鍵、軸、輪轂的材料都是45鋼由資料［3］表6-2查得許用擠壓應(yīng)力L］=100U120MPa,取平均值,p］=110MPa。鍵的工作長度為b 10=L一=45- =40mm2 22工kld12123.0110344038=40.5MPa；0P鍵A10632工kld12123.0110344038=40.5MPa；0P鍵A1063GB/T1096-1979故此鍵滿足工作要求鍵標(biāo)記為：鍵A1045GB/T1096-1979軸上與低速軸齒輪查資料［1］表10-1初選定為bMh10M8 采用普通平鍵。L=63mm鍵、軸、輪轂的材料都是45鋼由資料［3］表6-2查得許用擠壓應(yīng)力]=100]120MPa,取平均值?P]=110MPa鍵的工作長度為l=L-b=63-1°=57mm2 2鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5x8=4mm,d1=38mm2Ti 2123.01103由公式c-= 28.4MPa二Pkld1 45738 -P故此鍵滿足工作要求鍵標(biāo)記為：鍵A1063GB/T1096-1979鍵A14100鍵A14100GB/T1096-1979軸上用于齒輪軸向定位的采用普通平鍵，根據(jù)軸上的尺寸查資料 ［1］表10-1初覺定為bh1610L-46mm鍵、軸、輪轂的材料都是45鋼由資料［3］表6-2查得許用擠壓應(yīng)力回］=100山20MPa,取最大值國］=120MPa。鍵的工作長度為TOC\o"1-5"\h\zb 16=L一=46- =38mm2 2鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5父9=4.5mm,d〔=58mm2T3 2580.18103由公式:\= 3 114MPa::Pkld1 4.53958 -P故此鍵滿足工作要求鍵標(biāo)記為：鍵A1646GB/T1096-1979軸上用與聯(lián)軸器連接的鍵，查資料［1］表10-1初選定為b^h14M9采用普通平鍵L=100mm鍵、軸、輪轂的材料都是45鋼由資料［3］表6-2

查得許用擠壓應(yīng)力[<ip]=100LJl20MPa,取平均值二p=110MPa鍵的工作長度為l=L—b=100—14=93mm2 2鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5x8=4mm,d1=50mm由公式％=2T由公式％=2T1p kld12580.1810349350=13.23MPa<匹］故此鍵滿足工作要求鍵標(biāo)記為：鍵A14100GB/T1096-1979九、軸承的校核.中間軸①計(jì)算軸承軸向力由表11-9查軸承6207得Cr=19.8KN C0r=13.5KN由表9-10查得6207軸承內(nèi)部軸向力計(jì)算公式：Fs=0.4FrFS1=0.4FR1=0.42512=1005NFs2-0.4FR2=0.41523-609N外部軸向力Fa=970N則：Fs2Fa=609970=1579N則兩軸軸向力分別為 Fa1 =Fs1 =1005N Fa2 =Fs1 -Fa =1005-970=35NRi>R>,Fa1>Fa1故只需校核軸I②計(jì)算軸承的當(dāng)量動載荷 F1=^0°5-=0.07查表11-9得e=0.43C13500因F±=1005=0.4<e因止匕*=1y=0因?yàn)橛兄械日饎樱詅p=1.2R1 2512