二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器1

本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)： 第三組數(shù)據(jù)：運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩 T/(N.m) 950 。 運(yùn)輸機(jī)帶速 V/(m/s) 0.90 。 卷筒直徑 D/mm 380 。 已給方案：外傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為 V帶傳動(dòng)。 減速器為兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器。 第一部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 一、 傳動(dòng)方案（已給定） 1） 外傳動(dòng)為 V帶傳動(dòng)。 2） 減速器為兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器。 3） 方案簡(jiǎn)圖如下： 二、該方案的優(yōu)缺點(diǎn)： 該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于 V 帶有緩沖吸振能力，采用V帶傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采用 V帶這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器部分兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速，這是兩級(jí)減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱，要求軸具有較大的剛度。 高速級(jí)齒輪常布置在遠(yuǎn)離扭矩輸入端的一邊 ，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均現(xiàn)象。原動(dòng)機(jī)部分為 Y系列三相交流 異步電動(dòng)機(jī)。 總體來講，該傳動(dòng)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(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。 計(jì) 算 與 說 明 結(jié)果 三、原動(dòng)機(jī)選擇（ Y 系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)） 工作機(jī)所需功率： PW = 5.438.010009.02950100021000 dwfvf kw 傳動(dòng)裝置總效率： 滾筒聯(lián)承齒帶 42a （見課設(shè)表 4.2-8） V 帶傳動(dòng)效率： 95.0帶 圓柱齒輪嚙合效率： 級(jí)精度齒 897.0 滾動(dòng)軸承效率： 99.0承 聯(lián)軸器傳動(dòng)效率： 彈性聯(lián)軸器聯(lián) 9 95.0 運(yùn)輸滾筒效率： 96.0滾筒 820.096.0995.099.097.095.0 42 a 所需 電動(dòng)機(jī)的輸出功率： 48.585.05.4 aWdPP kw， 取5.5Pr kw 選擇電動(dòng)機(jī)為 Y132S-4 型 （見課設(shè)表 4.12-1） 技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率（ Kw） 5.5 額定轉(zhuǎn)矩（ mN ） 2200 最大轉(zhuǎn)矩（ mN ） 2200 四、傳動(dòng)裝置總體傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配 1.總傳動(dòng)比： ia 滾筒轉(zhuǎn)速m inr23.4538.0 9.060d v60 滾筒滾筒n則有， 835.3123.4514400 滾筒nnia 2.各級(jí)傳動(dòng)比分配： （見課設(shè) 2.4中公 式） iiiia 21 帶 按課 設(shè)表 4.2-9取 i 帶 =2.5 則減速器傳動(dòng)比 i 減 = 73.125.2835.31 帶iia 減速器高速及傳動(dòng)比 145.473.1235.135.11 減ii 低速級(jí)傳動(dòng)比 0 6 7.31 4 5.4 73.12i 12 減ii 3.計(jì)算 各軸 動(dòng)力參數(shù)： 0 軸（電動(dòng)機(jī)軸）： 功率rpp 0 轉(zhuǎn)速 min1440n0 r 扭矩 mNnT 48.361 4 4 05.59 5 5 0p9 5 5 0 000 1 軸（即高速軸）： 功率 2 2 5.595.05.51 帶rppkw 轉(zhuǎn)速m inr5 7 65.21 4 4 0nn 01 帶i 扭矩 mNnT 63.86576225.59 5 5 0p9 5 5 0 111 2 軸（中間軸） 功率 018.599.097.0225.512 承齒 ppkw 轉(zhuǎn)速m inr96.1 3 81 4 5.4 5 7 6nn 1 12 i 扭矩 mNnT 83.3 4 496.1 3 8 0 1 8.59 5 5 0p9 5 5 0 222 3 軸（ 低速 軸） 功率 82.499.097.00 1 8.523 承齒 ppkw 轉(zhuǎn)速m inr31.450 6 7.3 96.1 3 8nn 2 23 i 扭矩 mNnT 91.1 0 1 531.45 82.49 5 5 0p9 5 5 0 333 4 軸（傳動(dòng)滾筒軸） 功率 75.499.09 9 5.082.434 承聯(lián) ppkw 轉(zhuǎn)速 m inr31.45nn34 扭矩 mNnT 39.1 0 4 731.45 75.49 5 5 0p9 5 5 0 444 第二部分 V帶設(shè)計(jì) 外傳動(dòng)帶選為 普通 V 帶傳動(dòng) 1.確定計(jì)算功率：RAca PK p 1）、由表 14-7 查得工作情況系數(shù) 2.1KA 2）、由 上面公 式 kKPwRAca P 6.65.52.1 2.選擇 V帶型號(hào) 查圖 14-12選 A 型 V 帶。 3.確定帶輪直徑 D1 D2 （ 1）、參考表 14-2選取小帶輪直徑 mmD 1201 （ 2）、驗(yàn)算帶速 smDnV 05.91 0 0 060 1 2 01 4 4 01 0 0 060 101 （ 3）、從動(dòng)帶輪直徑 D2 mmDiD 3 0 01 2 05.212 帶 （ 4）、傳動(dòng)比 i 5.211228012 ddaai （ 5）、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 m inr5765.2144001 帶inn 4.確定中心距 a 和帶長 Ld （ 1）、初選中心距 DDaDD21021 27.0 8402940 a 取 mma 7000 （ 2）、 初選 V帶所需的基準(zhǔn)長度 dL mmmmDDDDaLd31.2071)7004)120300()300120(27002(2)()(222221210 查表 14-5 取帶的基準(zhǔn)長度 Ld=2033mm 定 V 帶公稱長度2000mmiL (3)、 定 中心距 :a mmmma LLa dd 6 8 1)230.2 0 7 12 0 0 07 0 0(20 5.驗(yàn)算小帶輪包角 1 由式 120137.16460180 121 a DD 6.包角系數(shù)k 查表 14-8得 98.0k 7.長度系數(shù)L 查表 14-9取 03.1L 8.材質(zhì)系數(shù) k 取 0.75 9.確定 V帶根數(shù) Z (1)、由表 14-6 查得 D1=120mm 用線性插值法求 n0=14400r/min時(shí)的額定功率 P0值 KwP 78.10 (2)、由表 14-10查得 單根 V帶傳遞扭矩的修正值 T 取 1.2?？捎?公 式00001.0 Tnp 求 得 單 根 V 帶 功 率 增 量1728.014402.10001.0 p kw (5)、計(jì)算 V帶根數(shù) Z，由式 47.475.0)1728.003.198.078.1(6.6)(00kZPkkPPLca 取 Z=5根 7計(jì)算單根 V帶初拉力 F0，由式（ 5-29）機(jī)設(shè)。 NqVZ vKPFaca 30.121)15.2(500 20 q 由表 14-3機(jī)設(shè)查得 取 0.103mkg 8計(jì)算對(duì)軸的壓力 FQ，由 下 式得 NNZ FFQ 62.1 2 0 7)221.1 6 9s i n30.1 2 152(2s i n2 10 9確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制帶輪工作圖 小帶輪 :基準(zhǔn)直徑 D1=120mm采用實(shí)心式 結(jié)構(gòu)。 大帶輪基準(zhǔn)直徑 D2=300mm，采用孔板式結(jié)構(gòu)。 第三部分 各齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、高速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)（斜 齒圓柱齒輪） 1.選定 齒輪的材料，精度和齒數(shù) 因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，選取 45號(hào)鋼，小齒輪調(diào)質(zhì) HBS1=240，大齒輪常化 HBS2=200， 均用軟齒面。齒輪精度用 8 級(jí)，輪齒表面精糙度為 Ra1.6，軟齒面閉式傳動(dòng)，考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性，齒數(shù)取Z1=24 則 Z2=Z1i1=24 4.145=99.48取 99。 2.設(shè)計(jì)計(jì)算。 （ 1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 （ 2）按 齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由 公 式 16-19得 3 11 12 H EHdtt ZZTd iiK 試選載荷系數(shù) Kt=1.1； 小齒輪所傳遞的扭矩 T1=86.63 mN =86630 mmN ； 由表 16-5選取齒寬系數(shù) 8.0d； 由表 16-4查得彈性影響系數(shù) MPaZ E 8.189 ； 由式 16-13 計(jì) 算 應(yīng) 力 循 環(huán) 次 數(shù) ：911 10488.2)1030012(15766060 hjLnN ，8112 1000.6 iNN，由圖 16-20查得 KHN1=KHN2=1； 由表 16-22c 查得接觸疲勞極限 M PaH 5901lim ；由表16-22b 查得 MPaH 4702lim ； 取安全系數(shù) s=1 由式 16-12 得 1lim1lim11 HHHNH K ， 2lim2lim22 HHHNH K 斜齒輪的許永接觸應(yīng)力為 M P aHHH 5302)470590(2 2l i m1l i m 初選螺旋角 14 ； 由圖 16-28查得 61.18 4 5.07 6 5.021 ； 由圖 16-29查得區(qū)域系數(shù) ZH=2.43； 試算 dt1 : mm75.5153043.28.189145.41145.461.18.0866301.12d 3 2t1 ； 計(jì)算圓周速度smndV t 56.1100060 57675.51100060 11 ； 計(jì)算載荷系數(shù)，由表 16-2查得 KA=1，由圖 16-10b查得 Kv=1.04，由圖 16-14 得 064.1 HKK，由圖 16-12 得 125.1HK，由式16-12得： 245.1125.1064.104.11 KKKKK VA ； 校正所得分度圓直徑： mmKKddtt 93.531.1245.175.51 3311 計(jì)算模數(shù) ： mmZdmn 180.22414c o s93.53c o s11 取模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值mn=2.5mm； 計(jì)算中心距： mmZZman 457.15814c o s2 )9924(5.2c o s2 )( 21 因所選標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 已大于計(jì)算的模數(shù)值，故可向下圓整取 a=158mm； 按圓整后中心距修正螺旋角： 319.132 )(a r c c o s 21 a mZZ n， 值改變不多，故參數(shù)HZK , 不用修正； 計(jì)算大小齒輪分度圓直徑： mmZmdn 8 3 7.6114c o s 245.2c o s 11 mmZmd n 0 7 7.2 5 514c o s 995.2c o s 212 ； 計(jì) 算 齒 輪 寬 度 ： mmdbd 5.49837.618.01 圓 整 取B1=55mm,B2=50mm； ( 3 )校核 計(jì)算在荷系數(shù)：由圖 16-12 查得 27.1FK，由式 16-3 計(jì)算：45 8.14 )1)(5(1 nK F ； 計(jì)算圓周力： NdTF t 9.28012 1 1 ； 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：31cosZZv ，得 Zv1=26.27， Zv2=108.37； 由表 16-3查得 YFa1=2.60, YFa2=2.174； Ysa1=1.595 ,Ysa2=1.796； 計(jì)算縱向重合度系數(shù)： 5 2 2.1t an3 1 8.01 Zd，查圖得 Y =0.88 由式 16-16 得， Hn satF bmYYKF ，計(jì)算得 1F =98.70MPa 1F ，2F =92.93MPa 2F 。 二、低速級(jí)減速齒輪設(shè)計(jì)（直齒圓柱齒輪） 1.選定 齒輪的材料，精度和齒數(shù) 因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，選取 45號(hào)鋼，小齒輪調(diào)質(zhì) HBS3=240，大齒輪?；?HBS4=200， 均用軟齒面。齒輪精度用 8 級(jí)，輪齒表面精糙度為 Ra1.6，軟齒面閉式傳動(dòng)，考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性，齒數(shù)取Z3=28 則 Z4=Z3i2=28 3.067=85.876取 86。 2.設(shè)計(jì)計(jì)算。 ( 1 ) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。 （ 2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，由式 16-10a得 3 22223 )(132.2 HEdtt ZTd iiK 同高速級(jí)設(shè)計(jì)取 Kt=1.1， MPaZ E 8.189 , 8.0d； 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （公式 16-13）：23 NN ，8234 10956.1 iNN 由圖 16-20查得 KHN3=1， KHN4=1.15； 由圖 16-22c 查得3limH=590MPa， 4limH =470MPa， 取安全系數(shù) s=1，由式 16-12 得： M P aKHHHNH 5903l i m3l i m33 ， M P aK HHNH 5.5 4 04l i m44 ； 小 齒輪分度圓直徑： mmd t 9 2 6.98)5.5 4 0 8.1 8 9(0 6 7.3 10 6 7.38.03 4 4 8 3 01.132.2 3 23 ； 圓周速度： smndV t 8001.0100060 96.138926.98100060 11 ； 計(jì)算載荷系數(shù) : 由表 16-2查得 KA=1，由圖 16-10b查得 Kv=1.02，由圖 16-14得 1K，由圖 16-12得 06.1HK，由式 16-12得：0 8 1 2.106.1102.11 KKKKK VA ； 按實(shí)際載荷校正所得分度圓直徑： mmKKddtt 359.981.10812.1926.98 3333 ； 計(jì)算模數(shù)：mmZdm 5 1 3.3283 5 9.9833 ， 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=4mm； 計(jì)算分度圓直徑： d3=mZ3=4 28=112mm, d4=mZ4=4 86=344mm； 計(jì)算中心距： a=(d3+d4)/2=228mm； 計(jì)算齒寬： mmdbd 6.893 (3)校核 計(jì)算圓周力： NdTF t 7 2 8.1 0 7 5 92 3 23 ； 徑向力 ： NFFtr 22.3916t a n3 差 校正系數(shù)： YFa3=2.492, YFa4=2.216； Ysa3=1.626 ,Ysa4=1.798； 載荷系數(shù)： 1 6 2 8.114.1102.11 FVA KKKKK ； 差去玩去疲勞強(qiáng)度極限校核及壽命常數(shù)，由 16-21c 得MPaF 4503lim ，由圖 16-21b MPaF 3904lim 由 圖 16-19查得 143 FNFN KK取安全系數(shù) s=sF=1.4則， FFFNF sK lim 求得 MPaF 43.3213 ， MPaF 57.2784 ； 校核計(jì)算： 33333 925.14146.89 626.1492.2728.107591628.1 FFasatF M P abm YYKF 4334434 92.144 FFasaFasaFF M P aYY YY 總結(jié)：高速級(jí) z1=24 z2=99 m=2.5 低速級(jí) z3=28 z4=86 m=4 第四部分 軸的設(shè)計(jì) 高速軸的設(shè)計(jì) 1.選擇軸的材料及熱處理 由于減速器傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無特殊要求故選擇 調(diào)質(zhì)處理的 45鋼 , MPaB 600 2.初估軸徑 按扭矩初估軸的直徑 ,查表 18-2取 A0=110,由式 18-2得 mmnpAD 94.225 7 62 2 5.51 1 0 330m i n 最小直徑顯然是安裝 大帶輪 的直徑。所以所選直徑 應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)系列取 d1=25mm。 3.初選軸承 初 選軸承為 7307AC， 根據(jù)軸承確定各軸安裝軸承的直徑為 :D1=40mm 4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (結(jié)構(gòu)詳見圖 )為了拆裝方便 ,減速器殼體用剖分式 . (1).各軸 段 直徑的確定 初估軸徑后 ,可按軸上零件的安裝順序 ,從左端開始確定直徑 .該軸軸段 1 安裝軸承 7307AC,故該段直徑為 35mm。 2 段 設(shè)計(jì)為 齒輪 軸 。 4段裝軸承，直徑和 1段一樣為 35mm。 3段不 裝任何零件，但考慮到軸承的軸向定位，及軸承的安裝，取 4 段為45mm。 5段應(yīng)與密封毛氈的尺寸同時(shí)確定，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用 JB/ZQ4606-1986 中 d=32mm 的毛氈圈，故取 5 段 32mm。 6 段裝大帶輪，取為 25mmdmin 。 （ 2）各軸段長度的確定 軸段 1裝 軸承 7307AC， 滾動(dòng)軸承 應(yīng)距箱體邊一段 距離 5mm,取箱體距齒輪距離 a=16mm，則軸段 1長度： l1=21+5+16=42mm。2 段 長 為 l2=55mm。 3 段的長度 l3=117.5mm， 4段和軸承 7307AC同寬取 l4=21mm。 5 段長取 l5=50mm， 6 段同大帶輪同寬，取l6=80mm。 于是，可得軸的支點(diǎn)上受力點(diǎn)間的跨距 L1=59mm，L2=155.5mm， L3=100.5mm。 （ 3） .軸上零件的周向固定 為了保證良好的對(duì)中性，與軸承內(nèi)圈配合軸 頸 選用 k6，大帶輪采用 A型普通平鍵聯(lián)接，為 8*7 GB1096-1979。 （ 4） .軸上倒角與圓角 為保證 6008 軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù) 軸承手冊(cè) 的推薦，取軸肩圓角半徑為 1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB6403.4-1986，軸的左右端倒角均為 1*45。 5.軸的受力分析 及校核 (1)畫軸的受力簡(jiǎn)圖。 (2)計(jì)算支座反力。 Ft=2801.9N Fr= NFt 95.78014co s20t an9.2 8 0 1co st an NFF ta 08.5 1 914t an9.2 8 0 1t an NDF T 07.1 2 5 93 0 08 6 5 5 0240.1 2 0 1T2Q21 帶輪 在水平面上 ： lldF lFlFrTa21231R 1H2F 帶輪 N59.985.155595.15595.7805.10007.12592837.6108.519 N61.2 1 3 8)( R 1 HR 2 H FFFF Tr 帶輪 在垂直面上 ： Nll lF t 21.20315.15559 5.1559.2801F212R 1 V N14.7 7 222 VRTVR FFF 帶輪 畫彎矩圖 在水平面上 ， a-a 剖面左側(cè) MAh=FR1H l1=98.59 59=5816.81N mm a-a 剖面右側(cè) MAh=FR1H l1-Fa d1/2 =5816.81-519.08 61.837 2=-10232.36 N mm b-b 剖面 MBh= FR1H (l1+l2)+ Fr l2-Fa d1/2 =98.59 (59+155.5)+780.95 155.5-519.08 61.837 2 =126536.11N mm 在垂直面上 a-a剖面 MAv=MAV=FR1Vl1= -2021.21 59=-119841.39N mm b-b 剖面 MBv=0 合成彎矩， a-a剖面左側(cè) MMM AVAHa 22 1 1 9 8 4 1 . 3 95 8 1 6 . 8 1 22 mN 47.119982 a-a 剖面右側(cè) mN43.12027739.1 1 9 8 4 11 0 2 3 2 . 3 6 2222 MMM aVaHa b-b剖面 mm1 2 6 5 3 6 .1 1 N MM Bhb 畫轉(zhuǎn)矩圖 轉(zhuǎn)矩 T1=86550N mm 做當(dāng)量 彎 矩圖（彎扭合成） a-a剖面左側(cè)： mmNTMMaAc a 99.1 3 0 39 6)( 212 a-a剖面右側(cè)： mmNTMMaA c a 45.130 66 8)( 212 b-b 剖面： mmNTMMbBc a 35.136451)( 212 所以校核 b-b 剖面： MPaWM BB c aca 83.31351.0 35.1 3 6 4 5 1 3 按表 18-6 對(duì)于 MPab 600的碳鋼，承受對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力 M P aM P aca 83.3155 ，故安全。 中間軸的設(shè)計(jì) 1.選擇軸的材料及熱處理 由于減速器傳遞的功 率不大，對(duì)其重量和尺寸也無特殊要求故選擇 合金鋼 , MPaB 600 2.初估軸徑 按扭矩初估軸的直徑 ,查表 18-2取 A0=110,由式 18-2得 mmnpAD 36.3696.1 3 8 02.51 1 0 330m i n 最小直徑是安裝 軸承 的直徑。所以所選直徑應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)系列取 d1=40mm。 3.初選軸承 初選軸承為 30208，根據(jù)軸承確定各軸安裝軸承的直徑為 :D1=40mm 4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1).各軸段直徑的確定 初估軸徑后 ,可按軸上零件的安裝順序 ,從左端開始確定直徑 .該軸軸段 1安裝軸承 30208,故該段直徑為 40mm。 2段 裝 齒輪 ，直徑設(shè)計(jì)為 50mm。 考慮到兩個(gè)齒輪的軸向定位， 3 段 設(shè)計(jì)為軸環(huán) ，直徑為 55mm。 4 段裝 低速級(jí)小齒輪 ，但考慮到 齒輪 的軸向定位，及 齒輪 的安裝，取 4 段為 50mm。 5 段 裝軸承 取為40mmdmin 。 （ 2）各軸段長度的確定 軸段 1 裝軸承 30208，滾動(dòng)軸承應(yīng)距箱體邊一段距離 5mm,取 箱 體 距 齒 輪 距 離 a=18.5mm ，則軸段 1 長度：l1=18+5+18.5+4=45.5mm。 2段長為 l2=46mm。 3段的長度 l3=10mm，4 段取 l4=91mm。 5段長取 l5=18+5+16+4=43mm。 于是， 可得軸的支點(diǎn)上受力點(diǎn)間的跨距 L1=57.5mm，L2=82.5mm， L3=77.5mm。 （ 3） .軸上零件的周向固定 為了保證良好的對(duì)中性，齒輪與軸選用過盈配合 H7/r6。與軸承內(nèi)圈配合軸 頸 選用 k6， 斜齒 齒輪與 直齒齒 輪均采用 A 型普通平鍵聯(lián)接， 為 14*9 GB1096-1979。 （ 4） .軸上倒角與圓角 為保證 320208 軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù) 軸承手冊(cè) 的推薦，取軸肩圓角半徑為 1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB6403.4-1986，軸的左右端倒角均為 1*45。 5.軸的受力分析及 校核 (1)畫軸的受力簡(jiǎn)圖。 (2)計(jì)算支座反力。 斜齒： Ft=2801.9N Fr= NFt 95.78014co s20t an9.2 8 0 1co st an NFF ta 08.5 1 914t an9.2 8 0 1t an 直齒： NdTF t 7 2 8.1 0 7 5 92 3 23 NFF tr 22.3916t a n3 在水平面上 ： llldF llFlFrra32132332R 1H)(2F N56.5165.825.775.57)5.775.82(95.7805.7722.39162 077.25508.519 N71.2 6 1 8)( R 1H3R 2H FFFF rr 在垂直面上 ： NllFllllF tt09.58955.775.825.575.77728.1 0 7 5 9)5.775.82(9.2801)F3213332R 1 V( N56.7 6 6 6132 VRttVR FFFF 畫彎矩圖 在水平面上， a-a 剖面左側(cè) MAh=FR1H l1=-516.56 57.5=-29702.20N mm a-a 剖面右側(cè) MAh=FR1H l1-Fa d1/2 =-29702.20-519.08 255.077 2=-95904.88 N mm b-b 剖面 MBh= FR1H (l1+l2)- Fr l2-Fa d1/2 =-516.56 (57.5+82.5)-780.95 82.5-519.08 255.077 2 =-202949.46N mm 在垂直面上 a-a剖面 MAv=MAV=FR1Vl1= 5895.09 57.5=338967.68N mm b-b 剖面 MBv= FR1H (l1+l2)- Fr l2=760884.23 N mm 合成彎矩， a-a剖面左側(cè) MMM AVAHa 22 3 3 8 9 6 7 . 6 82 9 7 0 2 . 2 0 22 mN 53.340266 a-a 剖面右側(cè) mN 81.35297368.33896788.95904 2222 MMM aVaHa b-b剖面 mmN42.87485723.76088446.202949 2222 BvBh MMbM 畫轉(zhuǎn)矩圖 轉(zhuǎn)矩 T1=344830N mm 做當(dāng)量 彎 矩圖（彎扭合成） a-a 剖面左側(cè)： mmNMMaA c a 73.2 8 8 6 4 8 a-a 剖面右側(cè)： mmNTMMaAc a 47.3 0 4 72 6)( 212 b-b 剖面： mmNTMMbBc a 91.813341)( 212 所以校核 b-b 剖面： M P aWM BB c aca 07.65501.0 91.8 1 3 3 4 1 3 按表 18-6 對(duì)于 MPab 800的 合金鋼 ，承受對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力 M P aM P aca 07.6575 ，故安全。 中間軸的設(shè)計(jì) 1.選擇軸的材料及熱處理 由于減速器傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無特殊要求故選擇調(diào)質(zhì)處理的 45鋼 , MPaB 600 2.初估軸徑 按扭矩初估軸的直徑 ,查表 18-2取 A0=110,由式 18-2得 mmnpAD 12.5231.45 82.4110 330m i n 最小直徑是安裝 聯(lián)軸器 的直徑。為了使所選軸直徑與聯(lián)軸器孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選出聯(lián)軸器。 輸出軸上的扭矩： T3=1015.91N m 從手冊(cè)中查用 HL5 型彈性聯(lián)軸器，其半聯(lián)軸器孔徑 d=60mm，長L 142mm.故取軸直徑 d=60mm。 3.初選軸承 初選軸承為 6214，根據(jù)軸承確定各軸安裝軸承的直徑為 :D1=70mm 4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1).各軸段直徑的確定 初估軸徑后 ,可按軸上零件的安裝順序 ,從左端開始確定直徑 .該軸軸段 1安裝 聯(lián)軸器 HL5,故該段直徑為 60mm。 2 段 與氈圈配合 ，直徑設(shè)計(jì)為 65mm。 3 段裝 軸承 ，直徑為 70mm。 考慮到軸承的軸向定位和 齒輪的軸向定位，及齒輪的安裝，取 4 段為83mm。 5 段裝 齒輪 取為 75mm 。 6 段裝軸承 取為 70mm。 （ 2）各軸段長度的確定 軸段 1 裝 聯(lián)軸器 HL5 取 142mm；軸段 2 取 50mm；軸段 3 裝軸承取 35mm；軸段 4 取 52mm；軸段 5 取 52；考慮到軸承距箱體內(nèi) 壁 距 離 及 距 齒 輪 的 距 離 ， 則軸段 6 長 度 取 為 35+5+18.5+4=62.5mm。 于是，可得軸的支點(diǎn)上受力點(diǎn)間的跨距 L1=114.5mm，L2=90mm。 （ 3） .軸上零件的周向固定 為了保證良好的對(duì)中性，齒輪與軸選用過盈配合 H7/r6。與軸承內(nèi)圈配合軸頸選用 k6， 聯(lián)軸器 與齒輪均采用 A 型普通平鍵聯(lián)接， 分別取 為 18*11 20*12 GB1096-1979。 （ 4） .軸上倒角與圓角 為保證 6214 軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù) 軸承手冊(cè) 的推薦，取軸肩圓角半徑為 1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB6403.4-1986，軸的左右端倒角均為 1*45。 5.軸的受力分析及校核 (1)畫軸的受力簡(jiǎn)圖。 (2)計(jì)算支座反力。 NdTF t 7 2 8.1 0 7 5 92323 NFF tr 22.3916t a n3 在水平面上 ： ll lFr 21 33R1HF N70.2192905.114 5.11422.3916 N52.1 7 2 3R 1 H3R 2 H FFF r 在垂直面上 ： NlF ll t 33.4 7 3 5905.114 90728.1 0 7 5 9F2123R 1 V N40.6 0 2 4132 VRtVR FFF 畫彎矩圖 在水平面上， a-a 剖面 MAh=FR1H l1=2192.70 114.5=251064.15N mm 在垂直面上 a-a剖面 MAv=FR1Vl1=-4735.33 114.5=542195.29N mm 合成彎矩， a-a剖面 MMM AVAHa 22 5 4 2 1 9 5 . 2 92 5 1 0 6 4 . 1 5 22 mmN 25.597502 畫轉(zhuǎn)矩圖 轉(zhuǎn)矩 T3=1015910N mm 做當(dāng)量 彎 矩圖（彎扭合成） a-a 剖面： mmNTMMaA c a 25.597 50 2)( 232 所以校核 a-a 剖面： M P aWM AA c aca 16.14751.0 25.5 9 7 5 0 2 3 按表 18-6 對(duì)于 MPab 600的碳鋼，承受對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力 M P aM P aca 16.1455 ，故安全。 第五部分 其他 校核 高速軸軸承 N59.98F R1H N21.2031F R1V N61.2138R2H F N14.7722 VRF N08.519Fa 合成后： N60.2033F R1 N73.2273F R2 計(jì)算派生軸向力 ： NFFRa 28.94825t a n60.2033t a n11 NFFRa 26.106025t a n73.2273t a n22 實(shí)際軸 向力： NFFaa 28.948.11 NFFFaaa 36.1 4 6 7. 12 軸承的型號(hào)為 7307AC， Cor=24.8 kN,Cr=32.8kN 1） Fa2/Cor=0.059,Fa2/Fr2=0.65 0.68 2） 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 FFfP ARPr YX 查表 20-5 得 fP=1.2， 查 課設(shè) 表 4.6-2 徑向載荷系數(shù) X 和軸向載荷系數(shù) Y為 X=1， Y=0 FFfP ARPr YX =1.2（ 1 ,2273.73） =2728.48 N 3） 驗(yàn)算 7307AC的壽命 480 005.502 6848.2728328 00576166 67 3 Lh 中間 軸軸承 56.516F R1H N09.5895F R1V N71.2618R2H F N56.76662 VRF N08.519Fa 合成后： N68.5917F R1 N47.8101F R2 計(jì)算派生軸向力：NeFFRa69.1 4 5 95.137.068.5 9 1 75.168.5 9 1 7t an11 NeFFRa36.1 9 9 85.137.047.8 1 0 15.147.8 1 0 1t a n22 實(shí)際軸向力： NFFFaaa 92.2 5 1 4. 21 NFFaa 36.1998. 22 軸承的型號(hào)為 30208， Cor=42.8 kN,Cr=59.8kN 4） Fa1/Cor=0.042,Fa1/Fr1=0.42 e=0.37 5） 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 FFfP ARPr YX 查表 20-5 得 fP=1.2， 查 課設(shè) 表 4.6-2 徑向載荷系數(shù) X 和軸向載荷系數(shù) Y為 X=0.4， Y=1.6 FFfP ARPr YX =1.2（ 0.4 5917.68+1.6 2514.92） =7669.13N 6） 驗(yàn)算 30208的壽命 480003.5686313.76695980096.13816667 3 Lh 低速 軸軸承 N70.2192F R1H N33.4735F R1V N52.1723R2H F N40.60242 VRF 合成后： N36.5218F R1 N09.6266F R2 軸承的型號(hào)為 6214， Cro=37.5 kN,Cr=46.8kN 7） FA/COr=0 8） 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 FFfP ARPr YX 查表得 fP=1.2徑向載荷系數(shù) X和軸向載荷系數(shù) Y為 X=1， Y=0 FFfP ARPr YX =1.2（ 1 6266.09） =7519.31N 9） 驗(yàn)算 6214的壽命 4800043.8868831.75194680031.4516667 3 Lh 鍵的校核 高速軸 鍵 1 8 7 L=70 GB1096-79 則強(qiáng)度條件為 M P ah l dTblhdTlhdTp 90.3125)870(78655044)(2222 查表 18-4許用擠壓應(yīng)力 MPap 120 所以鍵的強(qiáng)度足夠 中間軸 鍵 2和 3 14 9 L1=45 L2=90 GB1096-79 則強(qiáng)度條件為 M P ah l dTblhdTlhdTp 72.9850)1445(93 4 4 3 1 044)(2222 查表 18-4許用擠壓應(yīng)力 MPap 120 所以鍵的強(qiáng)度足夠 低速速軸鍵 4 18 11 L=125 GB1096-79 則 強(qiáng)度條件為 M P ah l dTblhdTlhdTp 42.5760)18125(11101380044)(2222 查表 18-4許用擠壓應(yīng)力 MPap 120 所以鍵的強(qiáng)度足夠 鍵 5 20 12 L=80 GB1096-79 則強(qiáng)度條件為 M P ah l dTblhdTlhdTp 10.7575)2080(121 0 1 3 8 0 044)(2222 查表 18-4許用擠壓應(yīng)力 MPap 120 所以鍵的強(qiáng)度足夠 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器選擇為 TL5型彈性聯(lián)軸器 GB4323-84 減速器的潤滑 1.齒輪的潤滑 因齒輪的圓周速度 12 m/s， 所以才用浸油潤滑的潤滑方式。 2滾動(dòng)軸承的潤滑 因潤滑油中的傳動(dòng)零件（齒輪）的圓周速度 V 1.5 2m/s所以采用 脂 潤滑， 第六部分 主要尺寸及數(shù)據(jù) 箱體尺寸 : 箱體壁厚 mm10 箱蓋壁厚 mm81 箱座凸緣厚度 b=15mm 箱蓋凸緣厚度 b1=15mm 箱座底凸緣厚度 b2=25mm 地腳螺栓直徑 df=M16 地腳螺栓數(shù)目 n=4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1=M12 聯(lián)接螺栓 d2的間 距 l=150mm 軸承端蓋螺釘直徑 d3=M8 定位銷直徑 d=6mm df 、 d1 、 d2至外箱壁的距離 C1=18mm、 18 mm、 13 mm df、 d2至凸緣邊緣的距離 C2=16mm、 11 mm 軸承旁凸臺(tái)半徑 R1=11mm 凸臺(tái)高度根據(jù)低速軸承座外半徑確定 外箱壁至軸承座端面距離 L1=40mm 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 1=10mm 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 2=10mm 箱蓋，箱座肋厚 m1=m=7mm 軸承端蓋外徑 D2 ：凸緣式端蓋： D+（ 5 5.5） d3 以上尺寸參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) P17 P21 傳動(dòng)比 原始分配傳動(dòng)比為： i帶 =2.5 i1=4.145 i2=3.067 修正后 ： i帶 =2.5 i1=4.125 i2=3.071 各軸新的轉(zhuǎn)速為 ： n1=1440/2.5=576m/s n2=384/4.125=139.6 m/s n3=147/3.071=45.5 m/s 各軸的輸入功率 P1=pd 帶 =5.5 0.95=5.225kw P2=p1 齒 承 =5.225 0.97 0.99=5.018 kw P3=p2 齒 承 =5.018 0.97 0.99=4.818 kw P4=p3 承 聯(lián) =4.818 0.99 0.995=4.749 kw 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 T1=9550P1/n1=9550 5.225 576=86.63N m T2=9550P2/n2 =9550 5.018 139.6=343.28 N m T3=9550P3/n3 =9550 4.818 45.5=1011.25 N m T4=9550P4/n3=9550 4.749 45.5=996.77 N m 軸號(hào) 功率 p 轉(zhuǎn)矩 T 轉(zhuǎn)速 n 傳動(dòng)比 i 效率 電機(jī)軸 5.5 36.48 1440 1 1 1 5.225 86.63 576 2.5 0.95 2 5.018 343.28 139.6 4.125 0.960 3 4.818 1011.25 45.5 3.071 0.960 工作機(jī)軸 4.749 996.77 45.5 1 0.985 齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸 兩小齒輪采用實(shí)心結(jié)構(gòu) 兩大齒輪采用復(fù)板式結(jié)構(gòu) 齒輪 z1尺寸 z=24 d1=61.837mm m=2.5mm b=55mm ha=ha*m=1 2.5=2.5mm hf=( ha*+c*)m=(1+0.25)