二級(jí)減速器設(shè)計(jì)過(guò)程

二級(jí)減速器設(shè)計(jì)過(guò)程

1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

計(jì)算說(shuō)明書(shū)

設(shè)計(jì)題目：用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒

輪減速器

系另U：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

學(xué)號(hào)：PB07009076-----80

人員：王浩冰

指導(dǎo)教師：張莉

完成日期：2011年11月29日

鄭州科技學(xué)院

2目錄

一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

--------------------------------------------------3

二、傳動(dòng)方案的說(shuō)明

--------------------------------------------4

三、電動(dòng)機(jī)的選擇

-----------------------------------------------5

四、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算-----------------------7

五、齒輪的設(shè)計(jì)和計(jì)算

10

六、軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算

19

七、鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算

---------------------------------------------------------------26

八、滾動(dòng)軸承的選擇

-------------------------------------------------------------------------28

九、聯(lián)軸器的選擇

-------------------------------------------------------------------------------29

十、潤(rùn)滑與密封設(shè)計(jì)

-------------------------------------------------------------------------29

十一、箱體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì)---------------------------30

十二、參考資料

32

3一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

設(shè)計(jì)題目：用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減

速器

1、設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減

速器。2

1

3

5

4

v

F

1—電動(dòng)機(jī)2—聯(lián)軸器3—二級(jí)圓柱齒輪

減速器4—卷筒5一運(yùn)送帶

圖1用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開(kāi)式二級(jí)

圓柱齒輪減速器原理圖

原始數(shù)據(jù)：

數(shù)據(jù)編號(hào)

運(yùn)輸帶工

作拉力

F/N

運(yùn)輸帶工

作速度

()l/??smv

卷筒直徑

D/mm

F422001.45280

工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，空載

起動(dòng)，使用期限為8年，小批量生產(chǎn)，單班制工作，

運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5%o

2、設(shè)計(jì)任務(wù)

1）減速器設(shè)計(jì)：畫(huà)裝配圖一張。

2）畫(huà)出主要零件工作圖：高速級(jí)軸與低速級(jí)齒輪。

3）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。包括系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)介紹，設(shè)

4計(jì)技術(shù)要求，總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)

計(jì)和計(jì)算。

二、傳動(dòng)方案的說(shuō)明

設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器。2

1

3

5

4

v

F

1—電動(dòng)機(jī)2—聯(lián)軸器3—二級(jí)圓柱齒輪

減速器4—卷筒5一運(yùn)送帶

圖1用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開(kāi)式二級(jí)圓

柱齒輪減速器原理圖

注釋?zhuān)?/p>

機(jī)器由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成，圖

1中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)1,傳動(dòng)裝置為減速器3,工作機(jī)

為卷筒4,各部件用聯(lián)軸器聯(lián)接并安裝在機(jī)架上。

二級(jí)減速器的優(yōu)點(diǎn)：

5承載能力和速度范圍大、傳動(dòng)比恒定、工作可靠、

效率高、壽命長(zhǎng)。

根據(jù)傳動(dòng)方案考慮以下兒點(diǎn)：

1）斜齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性較直齒輪傳動(dòng)好，故高速級(jí)

與低速級(jí)均采用斜齒輪傳動(dòng)。

2）兩級(jí)大齒輪直徑接近，有利于浸油潤(rùn)滑。

3）展開(kāi)式由于齒輪相對(duì)于軸承為不對(duì)稱(chēng)布置，因而

沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大剛度。

71）

工作機(jī)（卷筒）主軸轉(zhuǎn)速6010006010001.45

98.95/min

D3.14280wv

nr

XXX

JiX2)

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比

范圍'8~40ai

=，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選為

'(8~40)98.95(791.6~3958)/minmawninr=?=X=動(dòng)效率

表”

aH=0.85

05

Pd=3.75

kW

'ai查閱

參考文

獻(xiàn)⑵表

81

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

9根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，選定電機(jī)型號(hào)為

Y132S1,其主要性能如下表：

電動(dòng)機(jī)

型號(hào)

額定功

(kW)

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

(r/min)

同步滿載

Y132S1

-4

5.515001440

電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸列于下表:

Y132S1-4外形和安裝尺寸表

A

A/2

B

CD

基

本

尺

寸

極

限

偏

差

基

本

尺

寸

極

限

偏

差

基

本

尺

寸

極限

偏差

電動(dòng)機(jī)

型號(hào)

Y132S1-

4

功率

5.5kW

同步轉(zhuǎn)

速

1500r/m

in

滿載轉(zhuǎn)

速

nm=1440

r/min

1021

6

10

8

土

0.5

14

0

89

±

2.0

38

(+0.0

18,

+0.00

2)

EFG①H

基

本

尺

寸

極限

偏差

基

本

尺

寸

極限

偏差

基

本

尺

寸

極限

偏差

基

本

尺

寸

極

限

偏

差

80

土

0.37

0

10

(0,

-0.0

36)

33

(0,

-0.2

0)

13

2

(0

-0.

5)

K②

ABACADHDL

基

本

尺

寸

極限

偏差

位

置

度

公

差

12(0,62802721031475

電動(dòng)機(jī)

性能參

數(shù)及各

尺寸數(shù)

據(jù)引自

參考文

獻(xiàn)

⑴"Y

系列

(IP44)

三相異

步電動(dòng)

機(jī)技術(shù)

條件(摘

自JB/T

10391-2

002)”

11-0.4

30)

1.055

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

12四、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算

1.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)

比1)

總傳動(dòng)比1440

14.55

98.95m

a

wn

i

n

==2)

分配各級(jí)傳動(dòng)比12aiii=?

對(duì)展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器，主

要考慮滿足浸油潤(rùn)滑的要求，其轉(zhuǎn)

動(dòng)比分配根據(jù)“兩級(jí)齒輪減速器按

最大輪浸汕深度相近傳動(dòng)比分配線

圖”選取。

il——高速級(jí)傳動(dòng)比

i-----總傳動(dòng)比

兩級(jí)齒輪減速器按最大輪浸油深度相近傳

動(dòng)比分配線圖

總傳動(dòng)

比計(jì)算

公式引

自參考

文獻(xiàn)[2]

式(7)

分配傳

動(dòng)比計(jì)

算公式

引自參

考文獻(xiàn)

[2]

式(8)

曲線圖

引自參

13

總傳動(dòng)比14.55ai=

據(jù)圖選取14.30

i=

2

114.55

3.38

4.30ai

i

i

取高速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)比14.30

i=

取低速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)比23.38

1=

考文獻(xiàn)

[1]

“兩級(jí)

齒輪減

速器按

最大輪

浸油深

度相近

傳動(dòng)比

分配線

圖，，

總傳動(dòng)

比14.55ai

高速級(jí)

斜齒輪

14傳動(dòng)比

14.30i=

低速級(jí)

斜齒輪

傳動(dòng)比23.38

i=

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

152.

計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速

高速軸：11440/minmnnr

中間軸：1

2

11440

334.88/min

4.30

n

nr

1

低速軸：3

121440

99.08/min

4.303.38mn

nr

ii

?X

3.計(jì)算各軸輸入功率1n----

齒輪傳動(dòng)效率，7級(jí)精度，取為0.9821]——球軸承傳動(dòng)效率，取為

0.993n——彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率，取為0.99

Pd-一輸出功率，Pd=3.75kW

高速軸：133.750.993.7125dPPkW

=?n=x=

中間軸：21123.71250.980.993.5655

ppkw=?n?n=xx=

低速軸：32123.56550.980.993.4243

ppkw=?n?n=xx=

4.計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩

高速軸：66

13.7125

9.550109.5501024621.09

1440d

mP

TNmm

n

=XX=XX=?

中間軸：66

2

2

23.5655

9.550109.55010101679.78

334.88

P

TNmm

n

=XX=XX=?低速軸：

1

2

21440/min

334.88/min

99.08/min

nr

nr

nr

1

2

33.7125

3.5655

3.4243

PkW

PkW

PkW

1666

3

3

33.4243

9.550109.55010330057.18

99.08

P

TNmm

n

=XX=XX=?

124621.09

TNmm=?

224621.09

TNmm=?

324621.09

TNmm=?

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

17

運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理與下表:

軸名

輸入

功率P

(kW)

輸入

轉(zhuǎn)矩T

(N*m

m)

轉(zhuǎn)速

n

r/mi

n

傳動(dòng)

比i

效率n

高速

軸

3.7125

24621.

09

1440

4.30

0.970

2

中間

軸

3.5655

10167

9.78

334.

88

3.38

0.970

2

低速

軸

3.4243

33005

7.18

99.0

8

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

18五、齒輪的設(shè)計(jì)和計(jì)算

1.高速級(jí)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)

1）齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸a、

根據(jù)接觸強(qiáng)度，初算小齒輪分度

圓直徑及其他參數(shù)

1

11

□d

dHTK

u

dK

u3+

甲o(hù)

初步計(jì)算時(shí)，取3

273/dKNmm=124621.09TNmm=?14.30ui==ldW=

1.09KB=1

1

3

21

[]

24621.091.094.301

73

1499.14.30

37.24d

dHTK

u

dK

u

mm3+

甲o(hù)

X+

=XX

X

結(jié)合低速級(jí)半徑及潤(rùn)滑要求，先

取1

1

21150

10

z20

z4.302086

dmm

zi

B=°

=?=x=

b、

選定模數(shù)、確定中心距、螺旋角、

各輪分度圓直徑及相關(guān)參數(shù)

模數(shù)：

公式引

自參考

文獻(xiàn)[3]

式

(8-38)

dW取值

參考參

考文獻(xiàn)

[3]

P170表

8-9

KB取值

參考參

考文獻(xiàn)

[3]

191

lcos50cos

2.462

z20nd

mmm

BX10°

取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)2.5nmmm

中心距：12(zz)

2.5(2080)

134.544

2cos2cosnm

amm

+

X+

BX10°

圓整取

a=135mm

P168圖

8-38

lz20

=2z86=

2.5nmmm

a=135m

m

20

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

21調(diào)整螺旋角

12(zz)

arccos

2

2.5(2086)

arccosll.044

2135nm

a

+

B=

x+

__O

X

各輪分度圓直徑

小齒輪：1

lz

2.520

50.943

coscosnm

dmm

X

B11.044°

大齒輪：2

2z

2.586

219.057

coscosnm

dmm

X

B11.044°

小齒輪齒寬:1150

150.9435

56mmdbdinn

二甲+

=X+

=補(bǔ)償位置誤

差250mmb=

2）齒輪的材料和硬度a、

按照給定設(shè)計(jì)方案選定齒輪類(lèi)型

為斜齒圓柱齒輪；b、

為減少中間軸的軸向力，小齒輪

右旋，大齒輪左旋；c、

選擇齒輪精度為7級(jí)精度；d、齒根噴丸強(qiáng)化e、材料選擇:

11.044

B=°

1

2

1

250.943

219.057

56mm

50mm

dmin

dmm

b

b

22齒輪

材料

熱處理

方式

硬度

小齒

輪

45#

鋼

調(diào)質(zhì)

280HB

S

大齒

輪

45#

鋼

調(diào)質(zhì)

240HB

S

3)許用應(yīng)力a、

許用接觸應(yīng)力lim[]Hb

HHL

HK

S

o

o=

小齒輪2

liml

2

2269/

(228069)/

629/HbHBSNmm

Nmm

Nmm

o=+

=X+

公式引

自參考

文獻(xiàn)[3]

P170

式

(8-39)

liml

Hbo和lim2Hbo計(jì)

算

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

23大齒輪

2

Mm2

2

2269/

(224069)/

549/HbHBSNmm

Nmm

Nmm

o=+

=X+

對(duì)于調(diào)質(zhì)處理的齒輪，SI.1H-

壽命系數(shù)0

6

H

HL

HN

K

N

=67

0122102.210HN

=X=X67

0215101.510HN

=x=x

11

7

01606014408365

2510H

HNnt

N

==XXX

=X>HHLK/.=2

liml

11629

□1571.8/

1.IHb

HHL

HKNmm

s

0

o==X=22

7

026060334.888365

5.810H

HNnt

N

==XXX

=X>21HLK

.*.=2

lim2

22549

□1499.1/

1.IHb

HHL

HKNmm

S

o

...o==X=

取小2

2[]499.1/HNmm

。=進(jìn)行后續(xù)計(jì)算b、許用彎曲應(yīng)力lim[]Fb

FFCFL

FKK

S

o

o=

小齒輪22

limll.81.8280/504/FbHBSNmmNmm

o==X=

按照參

考文獻(xiàn)

[3]P171

表8To

公式引

自參考

文獻(xiàn)⑶

P171

式

(8-40)01

HN、02HN參照參

考文獻(xiàn)

[3]P171

圖8-41

公式引

自參考

文獻(xiàn)[3]

24

P171

式

(8-41)

2

2[]499.1/HNmm

0=

公式引

自參考

文獻(xiàn)⑶

P174

25式

(8-46)

liml

Fbo和lim2Fbo計(jì)

算

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

26大齒輪

22

lim21.81.8240/432/FbHBSNmmNmm

o==X=

取2FS

單向傳動(dòng)取IFcK

因o

FVFNN>

所以1FLK

得：Him

1

2[]

504

11

2

252/Fb

FFCFL

FKK

S

Nmm

0

0=

=XX

=21im

2

2[]

432

11

2

216/Fb

FFCFL

FKK

S

Nmm

0二

=XX

4）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算IV

3

12

1

dHHE

dTKK

u

ZZZ

uB

e+

o=

甲

標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪(20na=°)

1.76cosl.76cosll.044HZ=P=°=1.732271/EZNmm=（鋼制齒輪）

laZ

kE

e=

e

取1

k￡=

按照參

考文獻(xiàn)

[3]P174

表8-H

2

l[]252/FNmm

o

27

2

2[]216/FNmm

o=

公式引

自參考

文獻(xiàn)⑶

P170

式

(8-37)

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

281211

[1.883.2()]cos

11

[1.883.2()]cosll.044

2086aZZ

e=?+B

=?+°

=1.66

齒輪圓周速度1113.1450.7551440

3.825/

601000601000

dn

vms

TXX

XXI.13Vk

得：IV

3

1

3

22

22

1

d

1224621.0091.091.134.301

1.73271

11.6650.75514.30

275.15/[]499.1/HHE

d

HTKK

u

ZZZ

u

NmmNmmB

e+

o=

甲

XXX+

=XXXX

XX

=<o=

所以，接觸強(qiáng)度足夠。

5）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算1

2

IdV

FF

dnKK

YYY

mB

e62T

o=

中11

2220,4.14

(0)

86,3.75F

FzY

x

zY

?

9

?laY

kE

e=

e1140

YBB

=?

o

所以得：

公式引

自參考

文獻(xiàn)⑶

P167

式

(8-32)

Vk取值

參照參

考文獻(xiàn)

[3]

P168

圖8-39

291

11

2

1

2

22

Id

124621.091.091.13

4.14(1)

11.6614050.75512.5

21.83/[]504/V

FF

dn

FKK

YYY

m

NmmNmmB

eB2T

o=

甲

11.044°2XXX

=XX?X

X0XX

=<o=2[]HHo<o

公式引

自參考

文獻(xiàn)[3]

P173

式

(8-44)

數(shù)據(jù)取

值參照

參考文

獻(xiàn)[3]

P173

圖8-44

30

ll[]FFo<o

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

311

22

2

1

2

22

2d

124621.091.091.13

3.75(1)

11.6614050.75512.5

19,77/[]432/V

FF

dn

FKK

YYY

m

NmmNmmB

e62T

o=

11.044°2XXX

=XX?X

X°XX

=<o=

所以，彎曲強(qiáng)度足夠。

檢驗(yàn)結(jié)果，齒輪的接觸強(qiáng)度和彎曲

強(qiáng)度均足夠，故齒輪的參數(shù)和尺寸維持

原結(jié)果不變。

2.低速級(jí)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)

1）齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸a、

根據(jù)接觸強(qiáng)度，初算小齒輪分度

圓直徑及其他參數(shù)

3

31

□d

dHTK

u

dK

uB+

中o

初步計(jì)算時(shí)，取3

273/dKNmm=2

2101679.78

TNmm=?23.38ui==

先取ld￥=2[]499.1/HNmm

o=1.09KP=

22[]FFo<o

公式引

自參考

文獻(xiàn)[3]

式

(8-38)

323

3

3

21

[]

101679.781.093.381

73

1499.13.38

60.758d

dHTK

u

dK

u

mm6+

Wo

X+

=XX

X

考慮到浸油深度，取

8=10°

z3=35

z4=i2*z3=3.38X35=118.3

取為z3=118b、

選定模數(shù)、確定中心距、螺旋角、

各輪分度圓直徑及相關(guān)參數(shù)

模數(shù)：

dW取值

參考參

考文獻(xiàn)

[3]

P170表

8-9KB取值

參考參

考文獻(xiàn)

[3]

P168圖

8-38

Z3=35

Z4=118

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

33取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)

2.5nmmm=

中心距：

a=mn*(z3+z4)/2cosB=194.2mm

圓整取

a=194mm

調(diào)整螺旋角

B

=arccos(mn*(z3+z4)/2a)=9.659°

各輪分度圓直徑

小齒輪：

d3=88.758mm

大齒輪：

d4=299.242mm

小齒輪齒寬：

b3=56mm450mm

b=

2）齒輪的材料和硬度a、

按照給定設(shè)計(jì)方案選定齒輪類(lèi)型

為斜齒圓柱齒輪；b、

為減少中間軸的軸向力，小齒輪2.5nmmm=

a=194m

m

B

=9.659

34左旋,大齒輪右旋；c、

選擇齒輪精度為7級(jí)精度；d、齒根噴丸強(qiáng)化e材料選擇:

齒輪材料

熱處理

方式

硬度

小齒

輪

45#

鋼

調(diào)質(zhì)

280HB

S

大齒

輪

45#

鋼

調(diào)質(zhì)

240HB

s

d3=88.7

58mm

d4=299.

242mm

b3=56m

m

b4=50m

m

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

353)

齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算2V

2

332

1

dHHETKK

u

ZZZ

buB

E+

O=

標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪(20na=°)

1.76cosl.76cos9.816HZ=P=°=1.732271/EZNmm=(鋼制齒輪)laZ

ke

￡=

￡

取1

k￡=1211

[1.883.2()]cos

11

[1.883.2()]cos9.816

40135aZZ

e=?+B

=?+°

=1.75

齒輪圓周速度1323.14101.486334.88

1.778/

601000601000

dn

vms

T

XX

XXI.lOVk

得：2V

2

33

2

22

22

1

d

2101679.781.091.103.381

1.732710.756

101.486553.38

264.7/[]499.1/HHE

HTKK

u

ZZZ

bu

NmmNmmB

e+

0=

XXX+

=XXXX

X

=<o=

所以，接觸強(qiáng)度足夠。

公式引

自參考

文獻(xiàn)[3]

P170

式

(8-37)

公式引

自參考

文獻(xiàn)[3]

36P167

式

(8-32)

Vk取值

參照參

考文獻(xiàn)

[3]

P168

圖8-39

2[]HHo<o

37設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

4）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算2

33dV

FF

nKK

YYY

bmB

eB2T

o=33

4420,3.76

(0)

86,3.75F

FzY

x

zY

?

?

?laY

k￡

e=

e1140

YBB

=?

o

所以得：2

33

33

22

Id

1101679.781.091.10

3.76(1)

11.75140101.486552.5

34.9/[]504/V

FF

n

FKK

YYY

bm

NmmNmmB

e62T

0=

9.816°2XXX

=XX?X

X0XX

=<o=2

44

33

22

2d

1101679.781.091.10

3.75(1)

11.75140101.486552.5

34.9/[]432/V

FF

n

FKK

YYY

bm

NmmNmmB

e62T

o

9.816°2XXX

=XX?X

X°XX

=〈o=

所以，彎曲強(qiáng)度足夠。

檢驗(yàn)結(jié)果，齒輪的接觸強(qiáng)度和彎曲

強(qiáng)度均足夠，故齒輪的參數(shù)和尺寸維持

原結(jié)果不變。

公式引

自參考

文獻(xiàn)⑶

P173

式

(8-44)

數(shù)據(jù)取

值參照

參考文

獻(xiàn)[3]

P173

圖8-44

3831[]FFo<o

42[]FFo<o

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

39六、軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算

1.高速軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算

1）作用在軸上的齒輪嚙合力

高速軸小齒輪1

1

1

1

1

1

1112224621.09

970.2

50.755

tan

970.2tan20

358.4

COSCOS

tan970.2tanl1.044t

tn

r

atT

FN

d

F

FN

FFN

X

a

X°

B11.044°

=B=X。=169.2

2）軸的初步估算

1）高速軸選用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。

2）初步估算軸的最小直徑3P

dC

n

2

取C=118333.71

11816.2

1440

p

dCmm

n

2=X=

考慮到要在最小軸徑處安裝聯(lián)軸

器開(kāi)鍵槽

最小軸徑增大4%,則：minl6.2(14%)17

dmm=X+=

3)按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算軸徑11358.4,970.2rtFNFN

公式引

自參考

文獻(xiàn)[3]

P257

式

(10-2)

數(shù)據(jù)取

40繪出軸的空間受力簡(jiǎn)圖:

值參照

參考文

獻(xiàn)⑶

P258

表10-2

minl7

dmm=

計(jì)算方

法參照

參考文

獻(xiàn)[3]

P261

例題

10-1

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

41求出支點(diǎn)反力:

268.8,89.6

727.65,242.55rArB

tAtBFNFN

FNFN

徑向力方向平面內(nèi)彎矩：

268.85013440rCrAACMFlNmm

=?=X=?

周向力方向平面內(nèi)彎矩：

727.655036382.5tCtAACMFlNmm

=?=X=?

合成彎矩：

22

221344036382.5

38785CrCtCMMM

Nmm

=+

=+

=?

22

22()

38785(24621.09)

41330.9VCCMMTNmm

=+a

=+0.58X

=?

3

3

min

141330.9

20

0.l[]0.155VC

bM

dmm?===

oX

4）軸的切應(yīng)力校核66

1

33

229.5510/9.55103.7/1440

0.20.220

15.3/[]29/T

TPn

d

NmmNmm

XXX

T==

X

=<T=

數(shù)據(jù)取

值參照

參考文

獻(xiàn)[3]

表10-3

42dmin=20

mm

公式引

自參考

文獻(xiàn)⑶1

P257

式

(10-1)1[]TTT<T

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

432.

中間軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算

1)作用在軸上的齒輪嚙合力

中間軸大齒輪：

根據(jù)力的作用力與反作用力，與高

速軸對(duì)應(yīng)2

2

2970.2

358.4t

r

aFN

FN

FN

=169.2

中間軸小齒輪：2

3

3

3

3

2

33222101679.78

2003.8

101.486

tan

2003.8tan20

740.2

COSCOS

tan2003.8tan9.816t

tn

r

atT

FN

d

F

FN

FFN

X

a

X°

39.816°

=B=X。=346.7

2）軸的初步估算a、

中間軸選用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。b、初步估算軸的最小直徑3P

dC

n

2

取C=118333.56

11825.9426

334.88

P

dCmmmm

n

2=><==

3）按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算軸徑

取兩軸承間軸的長(zhǎng)度為200mm,齒輪

公式引

自參考

文獻(xiàn)[3]

44安裝如下圖:

P257

式

(10-2)

數(shù)據(jù)取

值參照

參考文

獻(xiàn)⑶

P258

表10-2

dmin=26

mm

計(jì)算方

法參照

參考文

獻(xiàn)⑶

P261

例題

10-1

45設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果22

33358.4,970.2

740.2,2003.8rt

rtFNFN

FNFN

根據(jù)理論力學(xué)知識(shí)求出支點(diǎn)反力：83.75,465.55

1228.6,1745.4rArB

tAtBFNFN

FNFN

徑向力方向平面內(nèi)彎矩：

83.75504187.5rCrAACMFlNmm

=?=X=?

465.555023277.5rDrBBDMFlNmm

=?=X=?

周向力方向平面內(nèi)彎矩：

1228.65061430tCtAACMFlNmm

=?=X=?1745.45087270tDtBBDMFlNmm=?=X=?

合成彎矩：

22

224187.561430

61572CrCtCMMM

Nmm

=+

=+

=?22

2223277.582870

90321DrDtDMMM

Nmm

=+

=+

=?

T2=101679.78N*mm

0.58

a=

22

22()

61572(101679.78)

85259VCCMMT

Nmm=+a

=+0.58X

=?

4622

22()

90321(101679.78)

107870VDDMMTNmm

=+a

=+0.58X

=?

3

3

min

1107870

27

0.l[]0.155VD

bM

dmm?===

oX

數(shù)據(jù)取

值參照

參考文

獻(xiàn)[3]

表10-3

dmin=27

mm

47

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

484)

軸的剛度校核6

4

6

94

99.5510(/)

0.1

9.5510⑶56/334.88)100

0.1801027

2.4100.2

PnL

Gd?X

9=

XXX

XXX

=x<°

扭轉(zhuǎn)剛度足夠

由于算得?值很小，推算其它兩軸?值也不會(huì)很大,

故不予校核

5）軸的切應(yīng)力校核66

2

33

229.5510/9.55103.6/334.88

0.20.227

26.l/[]29/T

TPn

d

NmmNmm

XXX

X

=<T=

公式引

自參考

文獻(xiàn)[3]

P262

數(shù)據(jù)取

值參照

參考文

獻(xiàn)⑶

P173

圖8-44

2[]TTT<T

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

493.

低速軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算

1）作用在軸上的齒輪嚙合力

低速軸大齒輪:

根據(jù)力的作用力與反作用力，與中

間軸對(duì)應(yīng)4

4

42003.8

740.2t

r

aFN

FN

FN

=346.7

2）軸的初步估算a、

低速軸選用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。b、初步估算軸的最小直徑3P

dC

n

2

取C=H8333.42

11838.42

98.08

P

dCmm

n

2=X=

考慮到最小軸徑處開(kāi)鍵

槽,最小軸徑增大4%,則:

min38.42(14%)39.9440

dmnunm=X+==

3)按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算軸徑33740.2,2003.8rtFNFN

繪出軸的空間受力簡(jiǎn)圖:

公式引

自參考

文獻(xiàn)[3]

P257

式

(10-2)

數(shù)據(jù)取

值參照

參考文

獻(xiàn)⑶

P258

50

求出支點(diǎn)反力：

185.05,555.15

500.95,1502.85rArB

tAtBFNFN

FNFN

表10-2

dmin=26

mm

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

51徑向力方向平面內(nèi)彎矩:

555.155027757.5rCrBBCMFlNmm

=?=X=?

周向力方向平面內(nèi)彎矩:

1502.855075142.5tCtBBCMFlNmm

=?=X=?

合成彎矩：

22

2227757.575142.5

80105CrCtCMMM

Nmm

=+

=+

=?

22

220

80105(330057.18)

207517VCCMMTNinm

=+a

=+0.58X

=?3

3

min

1207517

33.54

0.l[]0.155VC

bM

dmm?===

oX

取為dmin=34mm

4）軸的切應(yīng)力校核66

3

33

229.5510/9.55103.4/99.08

0.20.234

42/[]29/T

TPn

d

NmmNmm

XXX

T==

X

=>T=

調(diào)整d3,取d3=40mm66

3

33

229.5510/9.55103.4/99.08

0.20.240

25.6/[]29/T

TPn

d

NmmNmm

XXX

T==

X

=<T=

切應(yīng)力強(qiáng)度足夠

數(shù)據(jù)取

值參照

參考文

獻(xiàn)⑶

表10-3

52

d3min=

40mm

公式引

自參考

文獻(xiàn)⑶

P257

式

(10-1)3[]TTT<T

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

53七、鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算

1.鍵的選擇

采用A型平鍵

各軸上鍵的尺寸

所在

軸

bhL

高速

軸

8750

中間

軸

8730

低速

軸

1610100

2.聯(lián)接強(qiáng)度校核

1）鍵聯(lián)接許用應(yīng)力

在靜聯(lián)接，有輕微沖擊條件下110,[]90iY[o]=T=

2）強(qiáng)度校核a、

高速軸上鍵1

1

1112224621.09

3.54225

15.63iYT

Kid

MPa

X

XX

=＜［。］

參數(shù)取

值參照

參考文

獻(xiàn)⑷

表

21.3-4

541

1

1112224621.09

25842

5.86

T

dbl

MPa

X

XX

=〈[T]

故鍵足夠安全

b、

中間軸上鍵2

2

2222

2101679.78

3.52227

97.82iYT

Kid

MPa

X

o==

XX

=<[O]2

2

2222

2101679.78

27822

42.79

T

dbl

MPa

X

T二二

XX

=<[T]

故鍵足夠安全

1

1

iYo<[o]

YT]

2

2

iYo<[o]

T<[T]

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

55c、

低速軸上鍵3

3

3332

2330057.18

58454

34.38iYT

Kid

MPa

X

o==

XX

=<[。]3

3

3332

2330057.18

501684

9.10

T

dbl

MPa

X

T=

XX

=<[t]

3.最終選擇

修正后最終選定為

所在軸型號(hào)

高速軸8X30GB1096-79

中間軸12X52GB1096-79

低速軸12X52GB1096-79

L3=100

mm

3

3

iYo<[o]

T<[T]

8X50

GB1096-

79

8X30

GB1096-

79

16X100

GB1096-

79

56設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

八、滾動(dòng)軸承的選擇

1.軸承類(lèi)型的選擇

考慮到軸承同時(shí)承受軸向力和徑向力,

故選用角接觸球軸承

2.受力參數(shù)

軸承

Fr(N)Fa(N)

高速

軸

A268.8

169.2

B89.6

中間

軸

A83.75

177.5

B465.55

低速

軸

A185.05

346.7

B555.15

3.選擇的軸承型號(hào)及外形參數(shù)：三軸采用

相同的軸承

46108d=40mmD=68mmB=15mm

額定動(dòng)負(fù)荷C=14.62kN

額定靜負(fù)荷C0=11.42kN

極限轉(zhuǎn)速r=11000r/min

所選用軸承的極限轉(zhuǎn)速和基本額定載

數(shù)據(jù)摘

自參考

文獻(xiàn)⑷

P28-51

表

57荷均遠(yuǎn)高于計(jì)算的理論數(shù)值，故選定以

上型號(hào)軸承。

28.2-13

設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

58九、聯(lián)軸器的選擇

1.聯(lián)軸器類(lèi)型的選擇

高速軸常用彈性聯(lián)軸器，故高低速軸均

選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，并且

柱銷(xiāo)與柱銷(xiāo)孔位間隙配合，且柱銷(xiāo)具有

彈性，因而獲得補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移和緩

沖的性能，另外彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

單，裝拆方便。

2.聯(lián)軸器型號(hào)的選擇

高速軸上選擇HL2型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器

(GB/T5014-1985)

低速軸上選擇HL4型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器

(GB/T5014-1985)

外形尺寸參數(shù)：

型

號(hào)

許用

轉(zhuǎn)矩

T(N*

m)

軸孔

直徑

(mm)

軸孔

長(zhǎng)度

(mm)

外徑

(mm)

HL

2

3152562120

HL6304084160

數(shù)據(jù)摘

自參考

文獻(xiàn)[4]

P29-161

表

29.5-40

593

最終選定以上型號(hào)聯(lián)軸器。

十、潤(rùn)滑與密封設(shè)計(jì)

1.傳動(dòng)件的潤(rùn)滑

對(duì)于二級(jí)圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭?/p>

動(dòng)裝置屬于輕型，轉(zhuǎn)速較低，齒輪

圓周速度小于12m/s,采用浸油潤(rùn)

滑，將傳動(dòng)件的一部分浸入油中傳

動(dòng)件回轉(zhuǎn)時(shí)，粘在其上的潤(rùn)滑油被

帶到嚙合區(qū)進(jìn)行潤(rùn)滑