my我的圓錐圓柱齒輪減速器

1、1/ 42機(jī)械設(shè)計說明書目錄設(shè)計任務(wù)書.3傳動方案的擬訂及說明 .3電動機(jī)的選擇 .3計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) .5傳動件的設(shè)計計算.7軸的設(shè)計計算.16滾動軸承的選擇及計算 .38鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 .42聯(lián)軸器的選擇 .43減速器附件的選擇.44潤滑與密封.44設(shè)計小結(jié).44參考資料目錄 .452/ 42一、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：礦用鏈板輸送機(jī)傳動裝置設(shè)計1、設(shè)計條件：1）機(jī)器功用：井下煤礦運(yùn)輸；2）工作情況：單向運(yùn)輸，中等沖擊；3）運(yùn)動要求：鏈板輸送機(jī)運(yùn)動誤差不超過 7%;4）工作能力：儲備余量 15%；5）使用壽命：10 年，每年 300 天，每天 8 小時；6）檢修

2、周期：半年小修，一年大修；7）生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)；8）生產(chǎn)廠型：礦務(wù)局中心機(jī)廠 中型機(jī)械廠2、鏈板輸送機(jī)簡圖1 鏈板運(yùn)輸機(jī)2 電動機(jī)3 減速器nw二 50.48r / mini=19.225 = 3.81u2= 5.04ii =2.31i = 19.15HBSHBS1=260HBS=260HBSHBSHBS2=260HBS=260HBS2二Hiim1= 700N / mm2二Hiim2二550N / mm9N1=1.40 108N 3.67 10ZN1二ZN2二1SHmin二12二H1】 二700N / mm2二H2= 550 N / mm2二H =550N /mm2二Fiim1= 540N

3、 / mm2二Fiim2二420N / mmYN1= YN2=1=1SFmin二1.42二F1=450N / mm2二F2 =300N / mm:公差組8級dm二0.6Z1= 25Z2 = 95u = 3.8T| 二178400N * mmKA=1.6=1.6KV=1.2K=1.1K=2.11_ZE=189.8 N /mm23/ 424 運(yùn)輸機(jī)主軸 5 運(yùn)輸機(jī)主動星輪3 3、原始數(shù)據(jù)：題號：G9運(yùn)輸機(jī)鏈條拉力：20KN ；運(yùn)輸機(jī)鏈條速度：0.7m/s；4/ 42主動星輪齒數(shù)：13;主動星輪節(jié)距：64mm；4、設(shè)計任務(wù)：1）設(shè)計內(nèi)容：電動機(jī)選型 傳動件設(shè)計 減速器設(shè)計聯(lián)軸器選型設(shè)計其他；2）設(shè)計

4、工作量：減速器裝配圖一張 零件圖二張設(shè)計計算說明書一份5、參考文獻(xiàn):【1】、機(jī)械設(shè)計一一課程上機(jī)與設(shè)計設(shè)計程志紅唐大放編著 東南大學(xué)出版社；【2】、機(jī)械設(shè)計程志紅 主編東南大學(xué)出版社;二、傳動方案的擬訂及說明1. 傳動形式的選擇：鏈傳動2. 減速器類型選擇：二級錐一圓柱直齒輪減速器因為在錐- -圓柱齒輪減速器選擇中，當(dāng)為二級直齒錐齒輪時，其傳動比范圍 為8 遼 22，故初步選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min1000r/min 的電動機(jī)作為原動機(jī)，因此傳動裝置總傳動比約為 2020。計算鏈輪輸出轉(zhuǎn)速60 1000v60 1000 0.7nw50.48r / min5/ 42zp1364dmi二10

5、8.44mmVm= 5.50m /sb =65mm 為=25.85乙2=373.27YFai二2.66泉2=2.08Ysai=1.592Ysa2二1.952二F1= 104.27N /mm2二F2二99.87 N / mmd2二475mmR 二 245.59mmda1= 134.67 mm da2=482.52mmHBS1=260HBSHBS2=210HBS2二屮血= 700/mm2二Hiim2二550/ mm8N3.54 10QN2=1.63 10ZN1=1.07ZN2=匸1SH min= 1二H1 =749二H2】=605二H =6052-F|im1= 540 N / mm2Fiim2二4

6、20N / mm1 =YN2 =1=1SF min=匸42二F1 =450 N /mm二F2=300N /mm2I丨公差等級 8 8 級z2= 116u 5.04根據(jù)總傳動比數(shù)值，可擬定以下傳動方案:6/ 42三選擇電動機(jī)1 1）電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y Y 系列三相異步電動機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。2 2）電動機(jī)容量（1 1鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的輸出功率P P- -p = Fv=200000.71000 1000=14kw（2 2電動機(jī)輸出功率PdPd=傳動裝置的總效率=122 3 54式中1、2為從電動機(jī)至運(yùn)輸鏈輪的各傳動機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表 9-19

7、-1 查得:彈性柱銷聯(lián)軸器：1=0.99=0.99 ；n28 8 級精度一般圓錐齒輪傳動 油潤滑，含軸承）：2=0.96=0.96;8 8 級精度一般圓柱齒輪傳動 油潤滑，含軸承）：=0.97=0.97;n .滾子鏈 正常潤滑）：4=0.96=0.96;滾動軸承效率：5=0.99=0.99;則=0.9920.96 0.97 0.96 0.990.8416Pw14故Pd16.63kw0.8416對鏈板運(yùn)輸機(jī)取 K=1.1K=1.1故Pd二K Pd=1.1 16.64=18.30kwT2= 644250 N mmKA=1.6KV=1.2K, =1.1心=1.1K = 2.32ZE=189.8. N

8、 /mm2ZH二2.5Zf0.87d 127.75mmm二6mmdi= 138mmv = 1.84m/sa = 417mm6 =110D =115YFB2.69YF32.17YSa1575YSa2=1.80；.T.73Y；= 0.68Y 0.89-F1= 90.45N / mm-F2= 87.17 N / mm齒根彎曲強(qiáng)度滿足要求d2= 696mmdf1= 123mmdf2= 681mmda1= 150mmda2二708mmz,=13z2= 30LP=102節(jié)a = 2570.16mmv = 0.7m/s符合條件Q=2.4 104Ndmin二31.48mmd1 235mm7/ 428/ 42（

9、3 3電動機(jī)額定功率Ped由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表16-216-2 選取電動機(jī)額定功率Ped= I8.5kw。3 3）電動機(jī)的轉(zhuǎn)速推算電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計查得圓錐齒輪傳動比范圍ii=34，單級圓柱齒輪傳動比范圍i2=36，鏈輪傳動常用傳動比范圍i3=1.52.5，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：nd = n，iii2i3=681.483028.8r/min4 4）確定電機(jī)型號：由機(jī)械設(shè)計課程上機(jī)與設(shè)計表16.216.2 查得根據(jù)工作條件：井下煤礦運(yùn)輸、灰塵較大、連續(xù)單向運(yùn)行，中等沖擊，再綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，電壓為380V380V 的三相交流電

10、源，電動機(jī)輸出功率Pd=18.3KW，及同步轉(zhuǎn)速n1000r/min等，選用 Y Y 系列三相異步電動機(jī)，型號為Y200L1-6Y200L1-6，其主要性能數(shù)據(jù)如下：電機(jī)型號額定功率 Ped滿載轉(zhuǎn)速nm同步轉(zhuǎn)速 ns額定轉(zhuǎn)矩Y200L1-618.5KW970r/mi n1000r/mi n1.8四、計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)1 1）傳動裝置總傳動比i2 2）分配各級傳動比，選擇齒數(shù)A.A.錐齒輪傳動比、齒數(shù)的確定因為是圓錐圓柱齒輪減速器，為使大圓錐齒輪尺寸不致過大，應(yīng)使高速級圓錐齒輪傳動比i1、0.25i乞3L 4, ,因為采取油潤滑，為了保證兩級傳動的大齒輪浸油深度相近時h =3.5L 4

11、.2，選|1 _2= 60mm d2 _3=42mm d3 _4= 45mmd5 _6二45mm13_4 =38.25mm d4_5 =54mm d6 _7=40mm15_6二37mm I2_3=65mm16_7二72mm |4 _5=60mmMca= 222966 NLmm2；ca= 24.47 N / mmd1_2= 50mm d5_6=50mm d2 _3= 55mmd4 _5 =55mm12_3 =55mm d3_4=63mm14_5= 112mm l1 _2=60mm13_4二20mm |5 _6=60mmnm19.22n .50.489/ 42取h =3.8因為選擇閉式傳動，小齒輪

12、齒數(shù)在20-4020-40 之間，為了保證不使同一對輪齒固定嚙合，小齒輪齒數(shù)盡量為奇數(shù)，選小圓錐齒輪齒數(shù)zA= 25，則z2= N h = 95齒數(shù)比5 =3.8B.B.圓柱齒輪傳動比、齒數(shù)的確定圓柱齒輪減速器傳動比齒數(shù)比u2=5.04C.C.鏈輪傳動比、齒數(shù)的確定 根據(jù)條件，取z5=13為了不發(fā)生脫鏈，Z6不宜過大，由鏈輪齒數(shù)優(yōu)先序列選擇Z6二30D D .校核實際傳動比實際傳動比i珂i2=19.15校核運(yùn)輸連論的轉(zhuǎn)速誤差工作鏈輪的實際轉(zhuǎn)速nm970nwm50.65r/mini 19.15轉(zhuǎn)速誤差n - n也=亠 = 0.34% c 7%i2ii19.223.8= 5.06選小圓柱齒輪齒數(shù)z

13、3= 23，z4= z3i2=116iiZ630、_13= 2.3110/ 42nw3 3）各軸轉(zhuǎn)速 n970970970970255.26255.2650.4850.4850.4850.48功率（kwkw18.3018.3018.1218.1217.2217.2216.5316.5315.4015.40轉(zhuǎn)矩（N*mN*m178.4178.4178.40178.40644.25644.253129.073129.073910.043910.04傳動比1 1 - -.80.805.065.061 111/ 42效率0.990.990.950.950.960.960.930.93五、齒輪傳動的設(shè)計

14、計算圓錐直齒輪設(shè)計已知輸入功率Pi=18.12kw，小齒輪轉(zhuǎn)速 970r/min970r/min，齒數(shù)比 山=3.83.8，由電動機(jī)驅(qū)動，工作壽命 1010 年，每年 300300 天，每天 8 8 小時，單向運(yùn)輸，中等沖擊。1.選定齒輪材料，確定許用應(yīng)力圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8 8 級精度（GB10095-88GB10095-88材料選擇 由機(jī)械設(shè)計表6.26.2 選擇小齒輪材料為4Cr（調(diào)質(zhì) ，齒面硬度HBSHBSi=260HBS=260HBS，大齒輪材料選擇 4545正火），齒面硬度 HBSHBS2=260HBS=260HBS ；許用接觸應(yīng)力l；7H1由設(shè)計計算

15、公式進(jìn)行試算，即H lim叭=-*ZNSH min接觸疲勞極限；Hlim查機(jī)械設(shè)計圖 6-46-4接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)ZN應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N N由式N =60njLh可得N6OnJh =60 970 1 （8 300 10）N2= N1/u1查機(jī)械設(shè)計圖 6-56-5 得ZN1, ,ZN2接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)SH min則匚H1=700 1/112/ 42；H2=550 1/1許用彎曲應(yīng)力二F由式J J = =*YN*YXSF min13/ 42彎曲疲勞極限；Flim，查機(jī)械設(shè)計圖 6-76-7彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)YN，查圖 6-86-8彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)YX，查圖 6-96-9設(shè)模數(shù)小于 5mm5mm)

16、彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)SFmin則“I】=540 1 1/1.4二F2 =420 1 1/1.42齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算確定齒輪傳動精度等級，估計圓周速度vt=4m/s，參考機(jī)械設(shè)計中表6.76.7，表 6.86.8 選取小輪大端分度園直徑d1，由式Z2Z2日乙=3.8 25 =95.25取整齒數(shù)比u u=Z2=95z125傳動比誤差=u / u = u / u = 06 6小輪轉(zhuǎn)矩Th =9.55 10 P/n1=9.55 1018.12/970載荷系數(shù) K KK=KAKVKp其中KA- -使用系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計表 6.36.3Kv- -動載系數(shù) 由推薦值 1.05-1.41.05-1.4齒寬

17、系數(shù)小輪齒數(shù).u21j2KT2+1、2ZEZHV 71皿丿；dm查機(jī)械設(shè)計表 6.146.14Z在推薦值 20-4020-40 中選大齒齒輪可得匚m14/ 42K齒向載荷分布系數(shù) 有推薦值 1.0-1.21.0-1.215/ 42載荷系數(shù)KK=KAKV=1.6 1.2 1.1材料彈性系數(shù)ZE查機(jī)械設(shè)計表 6.46.4節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH查機(jī)械設(shè)計圖 6-36-3d10.6 1 +J3.82+1:3|2電2.11178400漢j3.82+1189.8 2.50.6 3.8550齒輪模數(shù)m m/z,=113.94/25 =4.46mm按機(jī)械設(shè)計表 6.66.6 取整小輪大端分度園直徑djdj工口乙=5

18、 25小輪平均分度圓直徑d!dm1圓周速度vmv :dm1n1/60000 =二108.44 970/ 60000齒寬bb二dmdm1=0.6 108.44 = 65.06mm圓整3.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計算由公式6 =2KT1dmbd1mYFaYSa窟口F當(dāng)量齒數(shù)zvz“ =乙/COST =251=24.19sin七2zvzv1u2=24.19 3.8 =373.27齒形系數(shù)YFa查機(jī)械設(shè)計表 6.56.5小輪YFa1=d1/屮dm1.u21-125/0.6也.82+116/ 42大輪YFa2應(yīng)力修正系數(shù)Ysa查機(jī)械設(shè)計表6.56.5 小輪Ysa大輪Ysa217/ 424.齒輪其他主要尺寸計

19、算大輪大端分度圓直徑d2d2=mz2=5 95小輪大端頂圓直徑da1=d1 2mcos.1= 125 2 5 0.967大輪大端頂圓直徑da2=d2- 2mcos、：2= 480 2 5 0.252斜齒圓柱齒輪設(shè)計已知輸入功率P2=17.22kw，小齒輪轉(zhuǎn)速n2=255.26r / min，齒數(shù)比上=5.04，由電動機(jī)驅(qū)動，工作壽命1010 年，每年 300300 天，每天 8 8 小時，單向運(yùn)輸，中等沖擊1.1.選擇齒輪的材料，確定許用應(yīng)力圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8 8 級精度（GB10095-GB10095-8888由機(jī)械設(shè)計表 6.26.2 選小齒輪 40Cr40

20、Cr調(diào)質(zhì)）大齒輪 4545 正火）口.許用接觸應(yīng)力匚H由二H二ZN可得SH min接觸疲勞極限二Hlim查機(jī)械設(shè)計圖 6-46-4接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)ZN應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N故；-F12 2.11 17840065 125 51 + -0 x 2.66x1.592、J3.82+1丿F22 2.11 17840065 125 51 6、J3.82+1丿2.08 1.95錐距R R上22,12524752218/ 42由2 =60n1jLh=60 255.26 1 （10 300 8）19/ 42N2M /i查機(jī)械設(shè)計圖 6-56-5 得ZN1,ZN2接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)SH min則；H1=700 1.0

21、7/1+ =550 1.1/1需用彎曲應(yīng)力二F由二F：-FlimYNYXSFmin彎曲疲勞極限；F|im，查機(jī)械設(shè)計圖 6-76-7彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)YN，查機(jī)械設(shè)計圖 6-86-8彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)YX，查機(jī)械設(shè)計圖6-96-9設(shè)模數(shù)小于 5mm5mm)彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)SFmin則；F1 =540 1 1/1.4；F2 =420 1 1/1.42.齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算確定齒輪傳動精度等級，估取圓周速度vt=2m/s，參考機(jī)械設(shè)計表 6.76.7，表 6.86.8 選取小輪分度圓直徑d1，由齒寬系數(shù)-d dm m 查機(jī)械設(shè)計表 6.96.9,按齒輪相對軸承為非對稱布置小輪齒數(shù)Z1在推薦值

22、20-4020-40 中選d132KT (u 1)ZEZHZZP丫%I叭可得20/ 42大齒齒輪z2z2二iZj=5.04 23 =116取整21/ 42齒數(shù)比u u=z2=116乙23傳動比誤差：u/u：u/u =(5.043 5.04)/5.04 =0.0006 :：: 0.05小輪轉(zhuǎn)矩T2T2=9.55 106P2/n2=9.55 10617.22/255.26初選螺旋角 1 10 0載荷系數(shù)KK=KAKVK吳-.其中KA- -使用系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計表 6.36.3Kv- -動載系數(shù) 由推薦值 1.05-1.41.05-1.4K.-齒間載荷分布系數(shù)有推薦值 1.0-1.21.0-1.2K了

23、.-齒向載荷分布系數(shù)有推薦值 1.0-1.21.0-1.2載荷系數(shù)KK =KAKVK一K，1.6 1.2 1.1 1.1材料彈性系數(shù)ZE查機(jī)械設(shè)計表 6.46.4節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH查機(jī)械設(shè)計圖 6-36-3( - - 12 x = x2= 0)重合度系數(shù) Z Z . .由推薦值 0.85-0.920.85-0.92螺旋角系數(shù)Z；Z =.cos：= cos12 = 0.983/22.32X644250江(5.04+1)189.8汽2.5漢0.87漢0.98丫d1啟J- -,- = 126.04mm0.8匯5.04I605丿法面模數(shù)mnmn= d1/ w = 126.04 / 23 = 5.48mm

24、按機(jī)械設(shè)計表 6.66.6 取整小輪分度園直徑d1dmz =6 23圓周速度v v =d1n1/ 60000F138 255.26/6000022/ 42中心距aa(Z1W(23 116)=426.31mm2cos2cos1223/ 42分度圓螺旋角：- = arccosZ)=arccos6 (23 116)=11.996_ 2a .|L 2426.31分度園直徑d1d1COS11.996 * 0.9781 23 Itan arccos2二6 23 2 6mz16 23圓周速度r：d1二141.1 255.26v二-60000-1.8860000齒寬bb h：ddi=0.8 126.04 =1

25、00mm圓整大輪齒寬d b2= b =100小輪齒寬0 bi二b2 (5 10) =10524/ 423.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計算2KT由公式6“FaYsaYf-【6大輪YFa2大輪Ysa2重合度：1；：.一二 _乙tan :a1tan：z?tan -atan：116 ta n I arccos6 116cos206 116 2 6tan20、/日心Z1當(dāng)量齒數(shù)Zv Zs =3cos323=24.58cos 11.996Z2Zv2 -3 :cos P116=123.943cos 11.996齒形系數(shù)YFa查機(jī)械設(shè)計表 6.56.5 小輪YFa1bd1m應(yīng)力修正系數(shù)Ysa查機(jī)械設(shè)計表 6.56.

26、5 小輪Ysa16 23cos20-ta n20 +25/ 42重合度系數(shù) 丫；. =0.25 0.75/；一.螺旋角系數(shù)丫-：由推薦值 0.850.920.850.922 x 2.32 x 644250 x 2.69 x 1.575 x 0.68 x 0.89 cc .o二FI99.13100 141.1 5.482 2.32 644250 2.17 1.8 0.68 0.89“ * - 90.13100 141.1 5.484.齒輪其他主要尺寸計算mnz25.48 116大輪分度圓直徑d2d2649.87cosP cos11.996根圓直徑dfdf1=d12hf=141.1 -2 1.25

27、 6 =126.1df2=d2-2hf=649.87 -2 6 1.25 =634.87頂圓直徑dada12ha=141.1 2 6 =153.1da2=d22ha=649.872 6 =661.87六. 鏈傳動的設(shè)計已知鏈條的拉力F =20N，鏈條的速度v=0.7m/s，主動星輪齒數(shù)z,=13，主動星輪節(jié)距p =64mm，要求傳動比i 2.311.1.選擇鏈輪齒數(shù)z-i，z2小鏈輪齒數(shù)Z1此時小鏈輪的齒數(shù)等于主動星輪的齒數(shù)大鏈輪齒輪z2z2=iz2.31 13 =30.032.2.確定鏈節(jié)數(shù)LP初取中心距a。=40p，則節(jié)距數(shù)為L_2a0 .z1z2 .Pz2 -z12Pp 2%2：80p

28、113 + 30p30-13“101.68p 240p2 二3.3.確定鏈條型號根據(jù)鏈輪的節(jié)距，查機(jī)械設(shè)計表 5.15.1 可知鏈條型號為 40A40A4.4.確定中心距26/ 426.6.計算壓軸力Q壓軸力系數(shù)KQKQ=1.2則壓軸力Q =KQF =1.2 20 103七、軸的設(shè)計計算I軸的設(shè)計與校核滾動軸承的選擇與壽命計算1 1、輸入軸上的功率P、轉(zhuǎn)速口和轉(zhuǎn)矩T1P =18.12kw m =970r/min =178400N mm2 2、求作用在齒輪上的力已知高速級小圓錐齒輪的分度圓半徑為dm1=108.44 mm而”亠l 2T1178400漢2 gee*圓周力Ft -3290.3Ndm1

29、108.44Fr= Fttanacos61=3290.3匯tan 20吹0.967徑向力=1158.05NFa = Ft*tan。*sin自=3290.3況tan20吹0.255軸向力297.86 N圓周力Ft、徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖三所示乙Z22Lp22乙十乙_8Z-乙2可得10213 3I 2J102一字2Ul 2丿5.5.驗算鏈速V13.45_64,O.760 1000 60 100027/ 42圖三3.初步確定軸的直徑選取 45 號鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由公式d_3,p計算軸的直徑并加大 3%以考慮鍵槽的影響 查機(jī)械設(shè)計表 8.6 取A=115dmin輸入軸的最小直徑為安裝

30、聯(lián)軸器的直徑d12，為了使所選的軸直徑的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。d12與聯(lián)軸器-1.03 115318.1297028/ 42聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩TearKAT2，查機(jī)械設(shè)計表 11.211.2,因為受到中等沖擊，故取KA=1.9，則Tea二 KAT2=1.9 178400 二 338960Nmm查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表 14-6,選 HL3 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn) 矩為 630000N *mm，半聯(lián)軸器的孔徑 d1=35mm，故取 d1 _2=35mm， 半聯(lián)軸器長度 L=82mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 60mm。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計11）擬定軸上零件的裝配方案如圖二2）根據(jù)軸向

31、定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-21-2 軸段右端需制出一軸肩，故取2-32-3 段的直徑d2=42mm2 2）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)d2_342mm，由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表 13-213-2 中初步選取 0 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承3230932309，其尺寸為d D T = 45mm 100mm 38.25mm，d3= d5 -= 45mm，而|3 -= 38.25mm。這對軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表13-213-2 查取d4= 54mm3 3）

32、取安裝齒輪處的軸段 6-76-7 的直徑d6 -7=40mm；為使擋油環(huán)可靠地壓緊軸承29/ 425-65-6 段應(yīng)略短于軸承寬度，故取|5 6=37mm。Rv24 4）軸承端蓋的總寬度為 20mm20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離I = 45mm，故取丨2 _3=65mm5 5） 由機(jī)械設(shè)計手冊錐齒輪輪轂寬度為1.2 d6二48mm，為使套筒端面可 靠地壓緊齒輪取16 _7=56mm。6 6）I4=50mm3求軸承反力H 水平面V 垂直面146 1158.05 -0.5 108.44 297.86RH162 Ft8462 1158

33、.0584= 854.75NRH2146 Ft84146 1158.0584= 2012.8Rv164Ft-0.5dm1Fa8464 1158.05 -0.5 108.44 297.8684= 690N146Ft-0.5dm1Fa84=1821NRv28419 / 4232/ 422)2)齒寬中點(diǎn)出的彎矩H 水平面MH=249587N.mmV 水平面Mv=217284N.mm合成彎矩M,pMH2MV2=330917NLHm扭矩 T=178400N.mm6 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度軸的材料為 45 號鋼調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計表 8.2 查得2二B二640N / mm由表 8.78.7 查得材

34、料許用應(yīng)力二_,b=60N/mm2當(dāng)量彎矩McaM2氣訂)2取折合系數(shù)=0.6則齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩Mca二-M；( T)2= ,：3309172(0.6 178400)2= 347798N軸的計算應(yīng)力：故該軸滿足強(qiáng)度要求7 7精確校核軸的疲勞強(qiáng)度(1)(1)判斷危險截面截面 5 5 右側(cè)受應(yīng)力最大(2)(2)計算危險截面工作應(yīng)力選擇截面 5 5 右側(cè)，抗彎截面系數(shù)：W =0.1d5J =0.1 453=9112.5mm3抗扭截面系數(shù)CcacaMca0.1d32229660.1 45s= 38.17N/mm233/ 42WT=0.2d=0.2 45 18225mm3截面 5 5 右側(cè)彎矩 M M

35、 為M =249587N.mm截面 5 5 上的扭矩T2為= 178400N.mm截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力彎曲應(yīng)力幅：二a= 27.39MPa彎曲平均應(yīng)力：；m=扭切應(yīng)力幅和平均應(yīng)力：.a=i;m=/2 =4.9MPa(3)(3)確定軸材料機(jī)械性能軸的材料為 4545 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由機(jī)械設(shè)計表 15-115-1 查得二b= 640MPa ,：；-1 =275MPa -1 =155MPa。碳鋼材料系數(shù)特性系數(shù)：2 = Ol 1二O.05(4) 確定綜合影響系數(shù)K_, K截面上因為軸肩而形成的理論有效應(yīng)力集中系數(shù)k.與k；，因r2.0D 540.044，1.2，查機(jī)械設(shè)計表8.98.9

36、 插值計算得d30d45k.-.；=1.95, ki尸1.38H 7M _ 249587W 9112.5=27.39MPa.J=178400WT18225779MPa34/ 42配合處綜合影響系數(shù)K門K.，根據(jù)d，二b，配合k6由機(jī)械設(shè)計表 8.118.11 插值計算得=2.15，K =0.40.6K；：1.6935/ 42鍵槽處有效應(yīng)力集中系數(shù)k與 k k；_ _,根據(jù)二b b由機(jī)械設(shè)計表 8.108.10 插值計算得1.8飛，1.61尺寸系數(shù);：_,;，根據(jù)d由機(jī)械設(shè)計表 8-128-12 查得.；：=0.84,5 = 0.78表面狀況系數(shù)1廠，根據(jù)二b，表面加工方法查機(jī)械設(shè)計圖 8-28

37、-2 可得:亠：.“88軸肩處綜合影響系數(shù)K_,K為:鍵槽處綜合影響系數(shù)K_,K.為:同一截面如有兩個以上的應(yīng)力集中源，取其中最大的綜合影響系數(shù)來計 算安全系數(shù)，故按鍵槽處取綜合影響系數(shù)K_,Ko(5(5) 計算安全系數(shù)由機(jī)械設(shè)計表 8.138.13 取許用安全系數(shù) 11 1-1.81-1.8由公式可得7.軸承校合查機(jī)械設(shè)計課程上機(jī)與設(shè)計表 13-2 可知 32309 軸承的主要性能參數(shù)為：C=145000N, Cor =188000N,e = 0.35, y = 1.7k；_ _1.950.84 0.88= 2.64k _1.38:一0.78 0.88= 2.01K；-= 1.80.84 0

38、.88= 2.44k =1.610.78 0.88= 2.35S；：一 -2752.44 27.39 0.1 0= 4.111552.35 27.39 0.05 4.9= 2.39Sca-,S：2-S2,4.1122.3922.07k子a子mk. a“36/ 421)計算軸承支反力37/ 42合成支反力R二，RH2RV；二854.8526902098.5NR2= 尺2 -RV2= J82122012.82=2714.3N2）計算軸承派生軸向力軸承派生軸向力 SS,尺=2714.3=798.32N 2y 2 1.73)3)計算軸承所受的軸向載荷因E +S2=297.86+798.32 = 109

39、6.18323.09，所以A1=匕$ “096.18NAS=798.32N4 4）計算軸承所受當(dāng)量動載荷軸承工作有中等沖擊， 由 機(jī)械設(shè)計 表 10.610.6 載荷系數(shù)fp=1.5，查機(jī)械設(shè)計表 10.5 因為AL=1096.18= 1 所PRL1098.5以取XL=0.4y =1.6故R = fp(XiR +yiAJ =1.5漢(0.4心098.5+1.6漢1096.18) =3290N查機(jī)械設(shè)計表 10.5 因為乞=798翌=0.29：e所以取R22714.3X21,y2 -0故F3=fp(x3R3y3A5)=1.5 (0.4 1953.67 0.83 2213.65) =2618.8N

40、5 5）計算軸承壽命因Ri R2，故應(yīng)按R2計算，取呂=10由機(jī)械設(shè)計3，表 10.310.3 取溫度系數(shù)ft=1所以軸承的壽命合格R 1098.52y一2一1.7-323.09N106(ftC60n(R106r叫-5195779H24000H38/ 42軸的設(shè)計與校核滾動軸承的選擇與壽命計算1.計算作用在圓柱齒輪上的力功率P =17.22kw轉(zhuǎn)矩T2=644250N / mm轉(zhuǎn)速n2= 255.26r / min1）已知圓柱斜齒輪分度園直徑di= 141.1mm徑向力Fr1= Ft1= 9131.8xtan20 = 3398NcosPcos12。軸向力Fa1二Ft1tan：=9131.8 t

41、an12 =1941NFt.FVNVIF刪Fri_Frsr _F2 2初步確定軸的最小直徑選取 45 號鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由式 8-2 審 計算軸的直徑并加大 3%以考慮鍵槽的影響 查機(jī)械設(shè)計表8.6 取 A=115I 17 22則dmin-1.03 115 348.2mmV 255.26中間軸最小直徑顯然是安裝滾動軸承的直徑d1-2和d5-6圖三41/ 423.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1 1） 擬定軸上零件的裝配方案 見圖四）_百駐了一 /am mow -沁 _弓_r$f2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1 1）初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參

42、照工作要求并根據(jù)di _2= d5 _6 48.26mm，由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表 13-213-2 中初步選取 0 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承3131031310，其尺寸為d D T =50mm 110mm 29.25mm，d1 _2 = d5 _6= 50mm。這對軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表 13-213-2 取擋油環(huán)直徑57mm。2 2）取安裝齒輪的軸段d2 _3 = d4 _5=55mm，錐齒輪左端與左軸承之間采用擋油環(huán)定位，查機(jī)械設(shè)計手冊知錐齒輪輪轂長L = （1 1.2） d2；= 58mm，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故

43、取l2_3= 60mm，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h 0.07d，故取h =4mm，則軸環(huán)處的直徑為d3=63mm。3 3）已知圓柱直齒輪齒寬b115mm，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段26242/ 42應(yīng)略短于輪轂長，故取|4 _5=ii2mm。4 4）取li_2=60mm,丨3 _4= 20mm,I5 _6= 80mm。33 ）軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按d2_3由機(jī)械設(shè)計課程上級與設(shè)計表11-111-1 查得平鍵截面b h =16mm 10mm，鍵槽用鍵槽銃刀加工，長為 50mm50mm，同H 7時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合

44、為；圓k6柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按d4 _5由機(jī)械設(shè)計課程上機(jī)與設(shè)計表 11-11- 1 1 查得平鍵截面b h=16mm 10mm，鍵槽用鍵槽銃刀加工，長為 60mm60mm，同時H 7為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動k6軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6k6。44）由軸承、齒輪及鍵的位置可得力的作用點(diǎn)位置L1=55 mm，L2= 106mm，L3=101mm5求軸承反力H 水平面I161 xFt1+55XFt21617131.8+557374.5一“RH16110N262 262m101漢Ft1+207漢Ft2101漢

45、9131.8+207漢2374.5 “RH2- 5396N262 262V 垂直面161Fr1_55Fr2二0.5dm2Fa2二0.5dm1Fa1262161 3398 55 219.46 -0.5 542.64 835.92 -0.5 141.1 1941262= 745N101Fr1207Fr2- 0.5dm2Fa2-0.5dm1Fa1262101 3398 207 219.46 -0.5 542.64 835.92 -0.5 141.1 1941Rv1Rv243/ 42= 95N44/ 422）齒寬中點(diǎn)出的彎矩圓柱：H 水平面MH1=438714N.mmV 水平面Mv1=110350N.

46、mm合成彎矩M2二、MH2MV2=452379 NLmm扭矩 TT2=644250N / mm圓錐：H 水平面MH2二780922N.mmV 水平面M邊=21310N.mm合成彎矩M2MH2Mv2=781213NLmm扭矩 TT2=644250N / mm5 5. .按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度軸的材料為 45 號鋼調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計表 8.2 查得2二B二640N / mm由機(jī)械設(shè)計表 8.78.7 查得材料許用應(yīng)力二b= 60N / mm2當(dāng)量彎矩Mca = M2 （T）2取折合系數(shù)=0.6則圓柱齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩Mca二.4523792（0.6 644250）2=595050“比口45/

47、 42該軸圓柱齒輪處滿足強(qiáng)度要求cacaca0.1d35950500.1 5532二35.77N / mm46/ 42則圓錐齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩Mca = .7812132(0.6 644250)2=871616Nkim_ Mca_ Mca_ 871616一W _0.1d3一0.1 553該軸圓錐齒輪處滿足強(qiáng)度要求6.精確校核軸的疲勞強(qiáng)度(6)(6)判斷危險截面截面 5 5 左側(cè)受應(yīng)力最大(7)(7)計算危險截面工作應(yīng)力選擇截面 5 5 左側(cè)，抗彎截面系數(shù)：333W =0.1d=0.1 55 =16637.5mm抗扭截面系數(shù)333WT=0.2d =0.2 55 =33275mm截面 5 5 左側(cè)

48、彎矩 M M 為M =438714N.mm截面 5 5 上的扭矩T2為T|=644250N.mm截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T1644250 .IT= =-= 19.36 MPaWT33275彎曲應(yīng)力幅：匚a- %=26.37 MPa彎曲平均應(yīng)力：二m=0扭切應(yīng)力幅和平均應(yīng)力：上=F 二T/2 =9.68MPa(8)(8)確定軸材料機(jī)械性能ca二52.38N / mm243871416637.5= 26.37 MPa47/ 42軸的材料為 4545 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由機(jī)械設(shè)計表 15-115-1 查得6 =640MPa,；_1=275MPa,一1=155MPa。碳鋼材料系數(shù)特性系數(shù)：.上=

49、0.1廠-=0.05(9)確定綜合影響系數(shù)K_, K截面上因為軸肩而形成的理論有效應(yīng)力集中系數(shù)k與 k k；_ _，因r2.0D600.036，1.09，查機(jī)械設(shè)計表 8.98.9 插值計算得d55d55k；=1.92,k . =1.28H 7配合處綜合影響系數(shù)K；：K根據(jù)d，匚b，配合k6由機(jī)械設(shè)計表 8.118.11 插值計算得K .：；.=2.65,K霽= 0.4 0.6K.：；= 2鍵槽處有效應(yīng)力集中系數(shù)k k . .與，根據(jù)匚b由機(jī)械設(shè)計表 8.108.10 插值計算得k=1.812,k . =1.611尺寸系數(shù) ；.，根據(jù)d由機(jī)械設(shè)計表 8-128-12 查得；：.-=0.81,；

50、.二0.76表面狀況系數(shù)：二，根據(jù)二b,表面加工方法查機(jī)械設(shè)計圖8-28-2 可得-；：-=-=.88軸肩處綜合影響系數(shù)K_,K.為：鍵槽處綜合影響系數(shù)K-,K.為:1.920.81 0.88-2.691.280.88 0.76= 1.9148/ 42同一截面如有兩個以上的應(yīng)力集中源，取其中最大的綜合影響系數(shù)來計算安全系數(shù)，故按鍵槽處取綜合影響系數(shù)K-,K。Kc1.8120.81 0.88= 2.541.6110.76 0.88= 2.4149/ 42（1010）計算安全系數(shù)由機(jī)械設(shè)計表 8.138.13 取許用安全系數(shù) ISIS 1-1.81-1.8由公式可得故疲勞強(qiáng)度安全6.軸承較合查機(jī)械

51、設(shè)計課程上機(jī)與設(shè)計表 13-2 可知，31310 軸承的主要性 能參數(shù)為：G= 178000N, Cor = 235000N ,e = 0.83, y = 0.71）計算軸承支反力合成支反力R=訃旳2咼2=：；611027452=6155.25NR2二；RH2R/2二、539& 952=5396.8N2）計算軸承派生軸向力由機(jī)械設(shè)計表 10.7 軸承派生軸向力 S3 3）計算軸承所受的軸向載荷因E +E =1143+3854.862405.5，所以A1=4997.86NA2=3854.86N4 4）計算軸承所受當(dāng)量動載荷軸承工作有中等沖擊，由機(jī)械設(shè)計表10.610.6 載荷系數(shù)2752

52、.54一26.37一0.1一0= 4.11_ 155_2.41 9.68 0.05 9.68-6.51& s24.11 6.51、,4.1126.512-3.48S2R 6155.25 2y一2 0.7二4396.6NR2=5396.82廠2 0.7-3854.86N50/ 42fp=1.551/ 42軸承為圓錐滾珠軸承，因 里 =4997.86 =0& *R1 6155.25故查機(jī)械設(shè)計表 10.5x=1,y=：0故RfpXR%人)=1.5 6155.25 =9232.88N因Ah3H68Lo.71e,查機(jī)械設(shè)計表10.5取X4= 1, y4 -0故F4二fp(x4R y4A

53、J =1.5 5396.8 =8095.2N計算軸承壽命因R =P2，故應(yīng)按P計算，由機(jī)械設(shè)計表 10.310.3 取溫 度系數(shù)ft=1所以軸承的壽命合格川軸的設(shè)計與校核及滾動軸承的選擇與壽命計算1計算作用在圓柱齒輪上的力功率F3=16.53kw轉(zhuǎn)矩T3-3129070N / mm轉(zhuǎn)速n3=50.48r / min卩七彳二甌二2 3129070d3649.87tan：ntan 20徑向力Fr3=Ft3一=9629.8 -: 3583.3Ncos Pcos12軸向力Fa3二Ft3tan 1 =9629.8 tan 12 =2046.88N圓周力Ft、徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖六所示已知圓柱

54、斜齒輪分度園直徑d2mnZ2cos5.48 116cos11.996=649.87106ftC60n(P101061 178000360 255.269232.88= 1254514H A24000H圓周力= 9629.8N52/ 4253/ 4254/ 42圖五2 2初步確定軸的最小直徑選取 45 號鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由式d_3,p計算軸的直徑并加大 3%以考慮鍵槽的影響查機(jī)械設(shè)計表 8.6 取 A=115則dmin-1.03 115316.53-81.64mm50.48輸出軸的最小直徑為安裝小鏈輪的直徑d12，取d1_2=85mm，小鏈輪與軸配合的轂孔長度為 78mm78mm。3.3

55、.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1 1） 擬定軸上零件的裝配方案 見圖七）55/ 421231E&7gII圖七2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1 1） 為了滿足小鏈輪的軸向定位， 1-21-2 軸段右端需制出一軸肩，故取2-32-3 段的直徑d2=88mm,左端用軸端擋圈定位，按軸端擋圈直徑D = 90mm，小鏈輪與軸配合的轂孔長度L 78mm，為了保證軸端擋圈只壓在小鏈輪上而不壓在軸的 端面上，故 1-21-2 段的長度應(yīng)比Li略短些，現(xiàn)取li_2=75mm。2 2） 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)d2_3=88mm，由機(jī)械設(shè)計

56、課程上機(jī)與設(shè)計表 13-213-2 中初步選取 0 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承3221832218，其尺寸為d D T =90mm 160mm 42.5mm，d3 _4= d7_8= 90mm， 而l3=42.5mm。左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計課程上機(jī)與設(shè)計表13-213-2 取定位軸肩高度h=6mm，因此取d4-5=102mm;齒輪右端和右軸承之間采_isz.56/ 42用擋油環(huán)定位，已知齒輪輪轂的寬度為100mm100mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l6=97mm。d6夕=95mm.齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h 0.07

57、d，故取h= 6.65mm，則軸環(huán)處的直徑為d5 _6=108mm。軸環(huán)寬度b _ 1.4h，取丨5 _6= 10mm。4 4） 軸承端蓋的總寬度為20mm20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取|2 _3=50mm5 5） 丨4=90mm, l7_8 =50mm。33 ）軸上的周向定位齒輪、小鏈輪的周向定位均采用平鍵連接，按d6_7由機(jī)械設(shè)計課程上機(jī)與設(shè)計表 11-111-1 選取平鍵截面b h=25mm 14mm，鍵槽用鍵槽銃刀加工，長為 80mm80mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合H 7為 ；同