圓錐圓柱齒輪減速器(CAD裝配圖和零件圖)

1、課程設(shè)計(jì)第1頁(yè)共43頁(yè)目錄第1章選擇電動(dòng)機(jī)和計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù)41.1電動(dòng)機(jī)的選擇41.2計(jì)算傳動(dòng)比：51.3計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速： 51.4計(jì)算各軸的輸入功率： 61.5各軸的輸入轉(zhuǎn)矩6第2章齒輪設(shè)計(jì)62.1高速錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)62.2低速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)14第3章設(shè)計(jì)軸的尺寸并校核。203.1軸材料選擇和最小直徑估算203.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)213.3軸的校核263.3.1高速軸263.3.2中間軸283.3.3低速軸30第4章 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算344.1.1輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算344.1.2中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算364.1.3輸出軸滾動(dòng)軸承計(jì)算37第5章鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算395.1輸入軸鍵計(jì)算395

2、.2中間軸鍵計(jì)算395.3輸出軸鍵計(jì)算40第6章 聯(lián)軸器的選擇及校核406.1在軸的計(jì)算中己選定聯(lián)軸器型號(hào)。406.2聯(lián)軸器的校核41第7章潤(rùn)滑與密封41第8章 設(shè)計(jì)主要尺寸及數(shù)據(jù)41第9章設(shè)計(jì)小結(jié)43第10章參考文獻(xiàn)：43第3頁(yè)共43頁(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)圓錐一圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（一份）（2）減速器裝配圖（1張）（3）減速器零件圖（不低于3張系統(tǒng)簡(jiǎn)圖:聯(lián)軸器減速器原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶拉力F=2400N,運(yùn)輸帶速度7 =,滾筒直徑D=315mm,使電動(dòng)機(jī)用年限5年工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，兩班制。環(huán)境最高溫度35°C；允許運(yùn)輸帶速 度

3、誤差為±5%,小批量生產(chǎn)。設(shè)計(jì)步驟:傳動(dòng)方案擬定由圖可知，該設(shè)備原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置為減速器，工作機(jī)為帶型運(yùn)輸設(shè)備。 減速器為兩級(jí)展開(kāi)式圓錐一圓柱齒輪的二級(jí)傳動(dòng)，軸承初步選用圓錐滾子軸承。 聯(lián)軸器2、8選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。第1章選擇電動(dòng)機(jī)和計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù)1-1電動(dòng)機(jī)的選擇F V ?400x1 51. 計(jì)算帶式運(yùn)輸機(jī)所需的功率：= 船 =3.6kvw 1000 10002. 各機(jī)械傳動(dòng)效率的參數(shù)選擇：嚴(yán)0.99 （彈性聯(lián)軸器），產(chǎn)0.98 （圓錐 滾子軸承），7厶=0.96（圓錐齒輪傳動(dòng)），久=0.97（圓柱齒輪傳動(dòng)），5=0.96（卷筒）.所以總傳動(dòng)效率：=可；35=0.992 x

4、0.984 x 0.96x0.97x 0.96p 3 63. 計(jì)算電動(dòng)機(jī)的輸出功率：4 = ±l = 4-kwa44547kwd 仏 0.8084. 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：查表選擇二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比合理范圍i v =8-25 (華南理工大學(xué)出版社機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第二版朱文堅(jiān)黃平主編)， 工作機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速60xl000v“60x1000x1.53.14x315=90.95r/min ,所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為第7頁(yè)共43頁(yè)叫=門(mén)=(8 25)x90.95 = (727.6 2273.75) i/iiin。則電動(dòng)機(jī)同步 轉(zhuǎn)速選擇可選為750i7min, lOOOr/nuii, 1500i

5、7mnio考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng) 裝置的尺寸、價(jià)格、及結(jié)構(gòu)緊湊和滿足錐齒輪傳動(dòng)比關(guān)系(ij = 0.25is且h <3 ),故首先選擇lOOOi/'mm,電動(dòng)機(jī)選擇如表所示表1型號(hào)額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速l/nuii軸徑D/iiuii伸出長(zhǎng)E/mm啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132M2-65.5960421102.02.01-2計(jì)算傳動(dòng)比:n 9602. 總傳動(dòng)比：七=證=麗。.5553. 傳 動(dòng)比的 分配：iz =iIxiII , I】=0.25iz = 0.25x10.555 = 2.64 <3 ,成立AnH _ 10.555 _4 iT 2.641-3計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速:軸

6、 iij = nm = 960i7nniII 軸 nn =逆- = 363.6i7mui ii 2.64第#頁(yè)共43頁(yè)Ill軸 Dm =且=空= 90.9i/min 咕 °1-4計(jì)算各軸的輸入功率:I 軸 P、= Pg = 4.4547 x 0.99 = 4.41kwII 軸片1 =片 =4.41 x 0.98 x 0.96 = 4.149kwIII軸 Pm= 24=4. 149X0. 98X0. 97=3. 944kw卷筒軸 P卷=P迅Rh = 3.944 x 0.98 x 0.99 = 3.826kw1-5各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩八=9.55 xl06- = 9.55 x

7、 IO6 x 4-4M? = 4.4315 x 10“ W nm nm960故 1 軸 T=匚久=4.4315 x 0.99xl04 =4.387x 1 04 TV mm|軸 7 = Tmk = 4.387 x0.98x0.96x2.644 x 104 =1.09x 105N nmIII軸 TU1 = Tn/274in = 1.09 x 0.98 x0.97 x4x105 = 4.1436 x 105 nm卷筒軸 T卷= 4.1436 x0.98x0.99xl05 = 4.0196 xlO5AT>nm第2章齒輪設(shè)計(jì)2.1高速錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（二）選定高速級(jí)齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1

8、. 按傳動(dòng)方案選用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)2. 輸送機(jī)為一般工作機(jī)械，速度不高，故選用8級(jí)精度。3. 材料選擇由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編 著的教材表10-1選擇小齒輪材料和大齒輪材料如下：表2齒輪型材料牌熱處理方強(qiáng)度極限屈服極限硬度（HBS）平均硬度號(hào)法/MPa(Ts f MPa齒芯 部齒面部(HBS)小齒輪45調(diào)質(zhì)處理650360217255240大齒輪45正火處理580290162217200二者硬度差約為40HBSo4. 選擇小齒輪齒數(shù)z】 = 19,則:z2=iIz1 =2.64x19 = 50.1,取z2 = 50 實(shí)際齒5. 確定當(dāng)量齒數(shù)u = cot = ta

9、nJ2= 2.63/.= 20.822°,爲(wèi)=69.178°z19750 zvl= = = 20.30, zv. = = 140.70 。u cos 迓 0.9347J cos© 0.3554（三）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)心92何（陸1. 確定公式內(nèi)的數(shù)值1）試選載荷系數(shù)乞=1.32）教材表106查得材料彈性系數(shù)Z£. =189.8MPaz （大小齒輪均采用鍛鋼）3）小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩=4.387x104nun4）錐齒輪傳動(dòng)齒寬系數(shù)0.25 5尺=仝0.35,取尺=0.3。R5）教材10-21d圖按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限1 = 5703； 10-

10、21C圖按齒面硬度查得大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 61心=390 MPa。6) 按式(1013)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=60nJLh =60x960x1x(2x8x365 x5)=1.682 x10%U=1682 X109 =6.4x102.637）查教材10-19圖接觸疲勞壽命系數(shù)KHNl = 0.91 , KHN2 = 0.96 o8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力b取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=l, 貝|J E1 = K曲0心=0.91X 570 = 51 &7MPaaH 2 = «刖2皿=Q 96 % 390 = 374.4MPa取0 = 374.4MPa2. 計(jì)算1）計(jì)算小齒輪分度圓

11、直徑山（由于小齒輪更容易失效故按小齒輪設(shè)計(jì)）= 2.92斜對(duì).(374.4 丿1.3x4.387 x10X 0.3 x (1 - 0.5 x0.3)2x 2.63第11頁(yè)共43頁(yè)第#頁(yè)共43頁(yè)=86.183 nun2) 計(jì)算圓周速度血,”=血(1 一 0.50=73.256 nun60x1000= 3.14x73.256x960 = 3.6沁600003) 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mb = O)片r u'+i = 85.130 x0.33x Q64、】=39 654nmi叫=:=85,130 -3.4052 mm254) 齒高 h = 2.25111 = 2.25 x 3.4052 = 7.6

12、617 nmb _ 39.654h_ 7.6617= 5.17565）計(jì)算載荷系數(shù)K由教材10-2表查得：使用系數(shù)使用系數(shù)K.q=1；根據(jù)v=3.68m/s、8級(jí)精度按第一級(jí)精度，由10-8圖查得：動(dòng)載系數(shù)心=1.22；由103表查得：齒間載荷分配系數(shù)Ka = KHa=KFa=l；取軸承系數(shù)=1.25,齒向載荷分布系數(shù)KKHp = KHa = KHfJx x 1.5 = 1.875所以：K = KaKvKhr Kh0 = 1X1 22 X1X1 875 = 2.28756）按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑山=dlt= 86.183x： = 104.046nun1.3第13頁(yè)共43頁(yè)7)就算模

13、數(shù)：d, = 1046 =5476mm計(jì)算大小齒輪的并加以比較,rFaiy5al _ 2.788x1.553KT" 243= 0.01783Kf = 21201'1422 = 001946大齒mn =n z119（四）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)叮4K7；緯乙一仏（1 0.5Jz+l 01. 確定計(jì)算參數(shù)1)計(jì)算載荷 K = KaKvKFa= 1 x 1.22 x 1 x 1.875 = 2.28752）查取齒數(shù)系數(shù)及應(yīng)了校正系數(shù) 由教材10-5表得：yFal = 2.788 ,匚=1553 ；味=2.148 , rs2 = 1.822。3）教材1020圖c按齒面硬度查得小齒輪的彎

14、曲疲勞極限 % = 400MPa ； 教材10-20圖b按齒面硬度查得大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限= 320 MPa。4）教材1018圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 心機(jī)=0.85, K加=0.88。5）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 o 1 心70泊0.85x400 一“"0 J =竺竺=243MPa1 S1.46)第#頁(yè)共43頁(yè)第#頁(yè)共43頁(yè)輪的數(shù)值大。計(jì)算（按大齒輪）第#頁(yè)共43頁(yè)34ktrAay5a3 ',1-0.5 JzjJif+1 034x2.2875 x4.387 xlO47= x 0.01946V 0.3x（l-0.5x0.3）2x192x2632 +

15、1=3.286nim對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞計(jì)算的模m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的模數(shù)，乂有齒輪模數(shù)m的大小要有彎曲強(qiáng)度覺(jué)定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)。所以可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.698 nun并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值mn =5 11U11 （摘自機(jī)械原理教程第二版清華大學(xué)出版社4.11錐齒輪模數(shù)（摘GB.T12368-1990）,而按接觸強(qiáng)度算得分度圓直徑山二104. 046mm重新修正齒輪齒數(shù)，d 104 046z1 =-=一-一 = 20.92,取整=21 ,則z.=i1Z1= 2.64x21 = 55.44,為了使各個(gè)相 叫 5嚙合齒對(duì)磨損均勻，傳動(dòng)平穩(wěn)

16、，z三與©般應(yīng)互為質(zhì)數(shù)。故取整z2=56o則實(shí)際傳動(dòng)比i1= = = 2.677,與原傳動(dòng)比相差1.2%,且在±5%誤差范圍內(nèi)。 Z 21(五) 計(jì)算大小齒輪的基本幾何尺寸1. 分度圓錐角：z1) 小齒輪 = arccot - = 20.556°Z12) 大齒輪 =90'© =90° 20.556° =69.444°2. 分度圓直徑：1) 小齒輪 « = mnz1 = 5x 21 = 105 nm2) 大齒輪 d. =mnz. =5x56 = 280nni3. 齒頂高 ha = h/mn = lx 5mm

17、= 5mm4. 齒根高 hf = (h+ c * hn = (1 + 0.2)x 5mm = 6mm5. 齒頂圓直徑：2）大齒輪1) 小齒輪 dal =dl +2hacos< = 105 + 2 x 5 x 0.9363 = 114.363nmda2= d2 +2hacos52 = 280 + 2x5x0.3511 = 283.51 Inin第#頁(yè)共43頁(yè)6. 齒根圓直徑：1) 小齒輪 df =d】一2hfCosq =105 2x6x0.9363 =93.764nm2) 大齒輪 df, =d2-2hfcos52 =80-2x6x0.3511 =275.787nin7. 錐距 R = mZ

18、 = Jz/ +z2 = x V212 +562 = 149.52011U112sm5 2-2& 齒寬 b = «/? = 0.3x149.520 = 44.856nm,(取整)b=45mm。則：圓整后小齒寬= 45nm ,大齒寬B2 = 45nmi o9. 當(dāng)量齒數(shù) =二一 =一 = 22.429, zv, = = 159.499cosQ 0.9363" cos 爲(wèi) 0.351110. 分度圓齒厚 s = = 3-14x? = 7.85mm2 211. 修正計(jì)算結(jié)果：1) 由教材 10-5 表查得：二嚴(yán)2.708, KSal = 1.572； 丫辭=2.138匚=

19、1837 o2) v =1111 = 3-14xlQ5><96Q = 5.27nVs,再根據(jù) 8 級(jí)精度按教材 10-860x100060000圖查得：動(dòng)載系數(shù)心=1.25；由10-3表查得：齒間載荷分配系數(shù)= KHa = KFa = 1 ；取軸承系數(shù)=1.25,齒向載荷分布系數(shù)KP=KHP = Kna = Khz x 1.5 = 1.8753)K = K，iK,K%K砂=lx 1.25x 1x1.875 =2.3444)校核分度圓直徑%»2.92：Ze10訂丿,1-0.5Ju= 2.92x"189.8 V 2.344 x4.387 xlO4 x0.3 x (1

20、-0.5 x0.3)2x 2.677374.4 丿=98.780112.708x1.572KT =243= 0.017518 ,YiYs,2 _ 2.138 x1.837 aF2201.14=0.0195265)第15頁(yè)共43頁(yè)5)第#頁(yè)共43頁(yè)大齒輪的數(shù)值大，按大齒輪校核。5)第#頁(yè)共43頁(yè)第#頁(yè)共43頁(yè)34KT6) mnoji-o.5ojz；VTKTx 0.0195264 x2344x 4.387 x1()403 x(l-0.5 x 0.3)2 x212x 丁2677，+1=3.08nmi實(shí)際=10511111, mn = 5nnn ,均大于計(jì)算的要求值，故齒輪的強(qiáng)度足夠。（六）齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)

21、計(jì) 小齒輪1由于直徑小，釆用實(shí)體結(jié)構(gòu)；大齒輪2釆用孔板式結(jié)構(gòu)， 結(jié)構(gòu)尺寸按經(jīng)驗(yàn)公式和后續(xù)設(shè)計(jì)的中間軸配合段直徑計(jì)算，見(jiàn)下表；大齒輪2結(jié)構(gòu) 草圖如圖。高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的尺寸見(jiàn)表大錐齒輪結(jié)構(gòu)草圖表3大錐齒輪結(jié)構(gòu)尺寸夕1稱結(jié)構(gòu)尺寸及經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值錐角58 - arc tan仝zi69.444°錐距R149.520nun輪緣厚度e =（3 4）mn > lOnmI6111111大端齒頂圓直徑283.511mm穀空直徑D由軸設(shè)計(jì)而定50111111輪轂直徑00 =1.6D80nuii輪轂寬度L厶=（1 1.2）D取 55niin腹板最大直徑q由結(jié)構(gòu)確定188nun板孔分布圓直徑D, 213

22、4nun板孔直徑d°由結(jié)構(gòu)確定2411U11腹板厚度CC =（0.1-0.17）/? >10111111811U11表4高速級(jí)錐齒輪傳動(dòng)尺寸名稱計(jì)算公式計(jì)算值法面模數(shù)mn5 nun錐角&20.556°%69.444°齒數(shù)Z!21z256傳動(dòng)比 h2.667分度圓直徑d2105nun280nun齒頂圓直徑dal = d1 +2hjC0S114.363mmd= cU +2h co283.51111U11齒根圓直徑dfl = d1 -2hfCOs593.76411U11df2 = d2 -2hfC0S送275.787mm錐距mz m / 2zK 亠/771

23、49.520nun2sm5 2 7-齒寬b2451111114511U112.2低速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（七）選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1. 按傳動(dòng)方案選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2. 經(jīng)一級(jí)減速后二級(jí)速度不高，故用8級(jí)精度。3. 齒輪材料及熱處理小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，平均硬度為240HBS,大齒輪材料為45剛正火，平均硬度 為200HBS,二者材料硬度差為40HBSo4. 齒數(shù)選擇選小齒輪齒數(shù)$ = 19 ,根據(jù)傳動(dòng)比12 = 4 ,則大齒輪齒數(shù)° =為，2 = 19x4 = 76 ,取 0=76。實(shí)際傳動(dòng)比u2=45. 選取螺旋角。初選螺旋角B二14°。（二）按齒面接觸

24、強(qiáng)度設(shè)計(jì)1. 確定各參數(shù)的值:1）試選載荷系數(shù)K,=l. 32）計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩。T2 = 1.09 xl05yV- nun3）查課本厶05表10-7選取齒寬系數(shù)0=1。4）查課本4?！勘?0-6得材料的彈性影響系數(shù)Z£=189.8MPJ。5）教材1021d圖按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限6血= 570MPa ； 1021c圖按齒面硬度查得大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限6血：=390MPa。6）按式（10-13）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7）M = 60nj =60 x 363.6x1x（2 x 8 x 365 x 5）=6.37x109；nJu=637X108 =1.59x10%48）查

25、教材1019圖接觸疲勞壽命系數(shù)KHNl = 0.97 , KHN2 = 0.98。9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=l,則b 1 = K腫心=on? x 570 = 552.9MPa= K 刖2心=0.98x390 = 382.2MPa.aH = 0" 1 匚 0" = »2.9382.2 = 467 55MPa <j 23 crH 22.1)10）查課本門(mén)圖10-30選取區(qū)域系數(shù)乙円二2.433。11）査課本 P2l5 圖 10-26 得 = 0.754Ea = £al + sa2 =0. 754+0. 886=1. 64。

26、計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑d“，由計(jì)算公式得3 （:8ay = 0.8862)3)2K,G JS+1 汽 了昇£)2V 0鳳«29h3 /2xl.3xl.09xl054 + 12.433x189.8 ,JX X ()-4467.55V 1X1.64=59. 506mm計(jì)算圓周速度叫3.14x59.506x363.6 zu = 1.13/W/560 x 100060x1000計(jì)算齒寬b和模數(shù)口b= %血=1 x 59.506 = 59.506 mmc/ cos/? 59.506xcosl4° o n .=3.04/7?/?19第19頁(yè)共43頁(yè)4)齒高 h = 2.25

27、mnl = 2.25 x 3.04nm = 6.84/ww% 亠%.84 = &75)計(jì)算縱向重合度=0.31 晞Z tan/7 = O.318xlxl9xtanl4° = 1.5066)計(jì)算載荷系數(shù)K己知使用系數(shù)（q=1,根據(jù)v二1. 13m/s, 8級(jí)精度，查課本片対圖1°一8得動(dòng)載 系數(shù)心=1.08；查課本片96表10-4得K 二1.454；查課本&s圖1°一】3得 二1.388；查課本片邛表 10-3 得=KFa =1.2。故載荷系數(shù)K = Ka KvKHa = 1x1.08x1.2x1.454 =1.884第#頁(yè)共43頁(yè)7)8)(三)1.

28、1)2)3)4)5)6)7)按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑計(jì)算模數(shù)也“他/c嘰$= 67.340x24。=3.4419按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)K = K,K 水肱=1x1.08x1.2x1.388 =1.789小齒輪傳遞的扭矩T2=1.09xl05N-mm19cos3 0Sos'14。=20.80=83.20根據(jù)縱向重合度勺=1.506,查課本門(mén)圖10-28得螺旋角影響系數(shù)與二0.88。 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)°_76cos3 p cos314c查取齒形系數(shù)緯“和應(yīng)力校正系數(shù)丫$“查課本 Aoo表 10-5 rA.3 = 2.768,ys<f3 = 1.5

29、58；rFa4 =2.214,ys(f4 =1.773。計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力查課本P208圖10-20c得齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限E嚴(yán)400M£q啓=320M匕。查課本戶訛圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)心相=0.92,心中=0.95 o取彎曲疲勞安全系數(shù)S二1.4,則0.92x400L4'1K fnaUfea°s=0.95x320 _21?141.4aS=262.857MP并加以比較計(jì)算大、小齒輪的3歸EL= 2-768xL558 = 0.01641262.857=0.01808Ws.4_ 2-214x1.773EL 217.143大齒輪的數(shù)值大，選用大齒輪。第16頁(yè)共

30、43頁(yè)2. 設(shè)計(jì)計(jì)算x 0.01808 = 2.145/w/z?12 x 1.789 x 1.09 x 105 x 0.88 x cos214°V1x192x1.64對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)加”大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 計(jì)算的法面模數(shù)，乂有齒輪模數(shù)m的大小要有彎曲強(qiáng)度覺(jué)定的承載能力，而齒面接觸疲 勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，所以可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)（摘IT機(jī)械原理教程第二版清華大學(xué)出版社43標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)（摘I'i GB/T1357-1987）,而按接觸強(qiáng)度 算得分度圓直徑« =67.340mm 重新修正齒輪齒數(shù)，z3djCo 的 67.

31、340xcosl43P =3= 21.78,取整z3 =22則實(shí)際傳動(dòng)午牛4,與原第#頁(yè)共43頁(yè)第#頁(yè)共43頁(yè)分配傳動(dòng)比4 一致。3. 幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算中心距（5 + ）叫（22 + 88）x3 a = 1：mil = 170 .OMiiii2 cos/? 2x cos 14°將中心距圓整為170mm。2）按圓整后的中心距修正螺旋角0 =aiccos += aiccos（22 + 88）x3 = 13.9505° = 13°55'5O"2a2x170因0值改變不多,故參數(shù)6, K“ Zr等不必修正。3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑=68/77/

32、77=272 nuny _22x3cos0 cos 13.9505Z4mfl _113 x2.5cos0 cos 13.95054)計(jì)算齒輪寬度b = 1 x 68 = 6Smm圓整后取b=68mm小齒輪B, = 74nin ,大齒輪B4 = 70nm4. 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪3由于直徑小，釆用齒輪軸結(jié)構(gòu)；大齒輪5采用孔板式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸按 經(jīng)驗(yàn)公式和后續(xù)設(shè)計(jì)的中間軸配合段直徑計(jì)算，大斜齒圓柱齒輪見(jiàn)下表5；大齒輪4 結(jié)構(gòu)草圖如上圖。低速級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)尺寸見(jiàn)下表。ocr%OJTS大斜齒輪結(jié)構(gòu)草圖表5斜齒大圓柱齒輪結(jié)構(gòu)尺寸名稱結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式計(jì)算值穀空直徑d由軸設(shè)計(jì)而定d=d軸70niin輪轂

33、直徑4D3= 1.6d11211U11輪轂寬度Ll = b470nun （取為與齒寬®相等）腹板最大直徑qDo a da -(10 14)111 n240nmi板孔分布圓直徑卩D2 + 21 217611U11板孔直徑2q “0 25 0.35）（2 2）（3244.8） mm腹板厚度cC =（0.2 0.3）318nun表6低速級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)尺寸名稱計(jì)算公式計(jì)算值法面模數(shù)111 n3nmi法面壓力角20°螺旋角P13°55'50“齒數(shù)Z32288傳動(dòng)比l24分度圓直徑心68111111272mm齒頂圓直徑da3 =d3 +2hada4=d4+2ha74

34、11U1127811U11齒根圓直徑df3 = d3 - 2hf da = d4 2hf60.5nun264.5nmi中心距a_mn（z3+z4）2cos/3170nmi齒寬B,7411U117011U11第23頁(yè)共43頁(yè)第3章設(shè)計(jì)軸的尺寸并校核。3.1軸材料選擇和最小直徑估算軸采用材料45鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。則許用應(yīng)力確定的系數(shù)103 <A0 <126,取高速軸A01 = 126 ,中間軸氐=120,低速軸A03=112o按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初定該軸的最min小直徑dmin,即:dmm>o當(dāng)軸段截面處有一個(gè)鍵槽，就將計(jì)數(shù)值加第25頁(yè)共43頁(yè)第#頁(yè)共43頁(yè)大5%7%,當(dāng)兩個(gè)鍵槽時(shí)將數(shù)值增

35、大到10%15%。1高速軸：dlmm > 401= 126xJ = 20.946nun,因高速軸安裝聯(lián)軸器有-第#頁(yè)共43頁(yè)第#頁(yè)共43頁(yè)鍵槽，貝I：dlmm = (1 + 0.07)x20.946 =22.41iimio對(duì)于連接電動(dòng)機(jī)和減速器高速軸的聯(lián)軸器，為了減少啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，其聯(lián)軸器應(yīng)具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和良好 的減震性能，故釆用LX型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器(GB/T50142003)。p5 51)聯(lián)軸器傳遞的名義轉(zhuǎn)矩T =9550 = 9550x=54.7IN mn960計(jì)算轉(zhuǎn)矩7； = KT = 1.5x54.71 = 82.065 Nm (K為帶式運(yùn)輸機(jī)工作系數(shù)，K=l251.5,取 K=

36、l5 )o2)根據(jù)步驟1、2和電機(jī)直徑d電機(jī)=42 mm,則選取LX3型聯(lián)軸器。其中： 公稱轉(zhuǎn)矩7； =1250Nm ,許用轉(zhuǎn)速n = 4700iAnin ,聯(lián)軸器孔直徑 d= (30、32、35、38、40、 42、4548)滿足電機(jī)直徑d電機(jī)=42 mm。第#頁(yè)共43頁(yè)第#頁(yè)共43頁(yè)3) 確定軸的最小直徑。根據(jù)01軸=(0.81.2) d電機(jī),所以dlmm = 33.611111 取Wmm = 35inm2.中間軸：d2min > a02"叫豈 wy考慮該處軸徑尺寸應(yīng)大于第#頁(yè)共43頁(yè)第#頁(yè)共43頁(yè)高速級(jí)軸頸處直徑，取d2mm = 4511111 o3.低速軸：d3mm &

37、gt; A)3"X欝f 考慮該處有-聯(lián)軸器有第#頁(yè)共43頁(yè)第#頁(yè)共43頁(yè)一個(gè)鍵槽，貝歸 d3mm = (1 + 0.07)x39.35611111 = 42.111nm ,取整：d3min = 45nin o第#頁(yè)共43頁(yè)3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)、定位、裝配關(guān)系、軸向?qū)挾燃傲慵g的相對(duì)位置等要求, 參考表4-1、圖4-24 （機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第3版哈爾濱理工大學(xué)出版社），初步設(shè)計(jì) 軸草圖如下3.2.1高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體釆用剖分式結(jié)構(gòu)，該 減速器發(fā)熱小，軸不長(zhǎng)，故軸承釆用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序，從最細(xì) 處開(kāi)

38、始設(shè)計(jì)。（2）聯(lián)軸器與軸段 軸段 上安裝聯(lián)軸器，此段設(shè)計(jì)應(yīng)與聯(lián)軸器的選擇設(shè)計(jì)同步 進(jìn)行。為補(bǔ)償聯(lián)軸器所聯(lián)接兩軸的安裝誤差，隔離振動(dòng)，選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。由表查得GB/T5014-2003中的LX3型聯(lián)軸器符合要求：公稱轉(zhuǎn)矩為1250Nmm,許用轉(zhuǎn) 速4700r/min,軸孔范圍為3048mm。考慮到di>33. 6mm,取聯(lián)軸器孔直徑為35mm,軸 孔長(zhǎng)度L聯(lián)二82mm, Y型軸孔,A型鍵，聯(lián)軸器從動(dòng)端代號(hào)LX3 33*82GB/T5014-2003,相 應(yīng)的軸段的直徑dF35mmc其長(zhǎng)度略小于孔寬度，取LF80mm半聯(lián)軸器與軸的配合為 H1（3）軸承與軸段和的設(shè)計(jì) 在確定軸段的軸徑時(shí)，

39、應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及 密封圈的尺寸。若聯(lián)軸器采用軸肩定位，其值最終由密封圈確定該處軸的圓周速度均 小于3m/s,可選用氈圈油封，查表初選氈圈?？紤]該軸為懸臂梁，且有軸向力的作用， 選用圓錐滾子軸承，初選軸承33010,由表得軸承內(nèi)徑d二50mm,外徑D二90mm,寬度B二20mm, 內(nèi)圈定位直徑da=58mm,軸上力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離故d3=50mm,聯(lián)軸器定位軸套 頂?shù)捷S承內(nèi)圈端面，則該處軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于軸承內(nèi)圈寬度，取L3=24mm。該減速器錐 齒輪的圓周速度大于2m/s,故軸承采用油潤(rùn)滑，由齒輪將油甩到導(dǎo)油溝內(nèi)流入軸承座中。通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，則d5=50mm,

40、其右側(cè)為齒輪1的定位軸套, 為保證套筒能夠頂?shù)捷S承內(nèi)圈右端面，該處軸段長(zhǎng)度應(yīng)比軸承內(nèi)圈寬度略短，故取 L5=24mm,軸的配合為公差為k6。（4）由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端，裝配關(guān)系，取端蓋外端面與聯(lián)軸面間距L二30,故去1_2二45mm, 又根據(jù)大帶輪的軸間定位要求以及密封圈標(biāo)準(zhǔn)，取d2二40mm°（5）齒輪與軸段的設(shè)計(jì)，軸段上安裝齒輪，小錐齒輪處的軸段釆用懸臂結(jié)構(gòu)，d&二40mm, L&二63mm。選用普通平鍵14 x9 x45mm,小錐齒輪與軸的配合為竺。n6（6）因?yàn)槭蠟檩S環(huán)段，應(yīng)大于ch，所以取d4 =60mm，乂因?yàn)檠b配關(guān)系箱體結(jié)構(gòu)確定L” 二110mm。列表軸段

41、dL13511U11SOnmi24011U1140nmi35011U1124nmi46011U11llOnuii55011U1124min64011U1163nmi322中間軸直徑長(zhǎng)度確定第27頁(yè)共43頁(yè)40弦4(1) 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體釆用剖分式結(jié)構(gòu)， 該減速器發(fā)熱小，軸不長(zhǎng)，故軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序，從最 細(xì)處開(kāi)始設(shè)計(jì)(2) 軸段及軸段的設(shè)計(jì) 該軸段上安裝軸承，此段設(shè)計(jì)應(yīng)與軸承的選擇設(shè)計(jì)同步 進(jìn)行?？紤]到齒輪上作用較大的軸向力和圓周力，選用圓錐滾子軸承。軸段及軸段 上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，乂符合軸承內(nèi)徑系列。根據(jù)cU二45

42、唄，取軸承 30209,由表得軸承內(nèi)徑d二45mm,外徑D二85mm ,寬度B二19mm,故dF45mm ,=B + A + A1+03-£4)=42nnno通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，則&二45mm,厶=B + + + 2- L2) =40nmio軸的配合為公差為m6。齒輪軸段與軸段©的設(shè)計(jì)軸段上安裝齒輪3,軸段Q上安裝齒輪2O為于齒輪的安裝，d2和ch應(yīng)略大于出和&,選ch二50mm, ch二60mm。由于齒輪的直徑比較小, 釆用齒輪軸，其右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定，齒輪2輪廓的寬度范圍為(1.2 1.5) d=7290mm,取其輪轂寬度

43、14 = 74mm ,其左端釆用軸肩定位，右端采用套筒固 定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段長(zhǎng)度應(yīng)比齒輪2的輪轂略短，故L2二55mm。 選用普通平鍵14 x9 x45nmi大錐齒輪與軸的配合為竺。n6第29頁(yè)共43頁(yè)軸段的設(shè)計(jì)該段位中間軸上的兩個(gè)齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為（0.070. 1)dF3. 55mm,所以可得 d3 =57mm,厶=Bx -L4-2AX -=20nuiio軸段dmi25011U1153nun35711U1120nun47411U1174nuii54511U1140nmi323輸出軸長(zhǎng)度、直徑設(shè)置。 （1）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為方便軸承

44、部件的裝拆，減速器的機(jī)體釆用剖分式結(jié) 構(gòu)，該減速器發(fā)熱小，軸不長(zhǎng)，故軸承釆用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序, 從最細(xì)處開(kāi)始設(shè)計(jì)。（2）由表查得GB/T5014-2003中的LX3型聯(lián)軸器符合要求：公稱轉(zhuǎn)矩為1250Nmm,許用轉(zhuǎn)速4750r/min,軸孔范圍為3048mm。取聯(lián)軸器孔直徑為45mm,軸孔長(zhǎng)度L聯(lián)二112mm,第24頁(yè)共43頁(yè)J1型軸孔，A型鍵，聯(lián)軸器從動(dòng)端代號(hào)為L(zhǎng)X3 45*84GB/T5014-2003,相應(yīng)的軸段的直徑dF45mmQ其長(zhǎng)度略小于孔寬度，取1_尸82血。，半聯(lián)軸器與軸的配合為佇。k6（3）密封圈與軸段的設(shè)計(jì)在確定軸段的軸徑時(shí)，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及密封圈

45、的尺寸。若聯(lián)軸器采用軸肩定位，軸肩高度h二（0. 070. 1） d,= （0. 070. 1） *45mm=3. 154. 5mm。軸段的軸徑dFd,+2* （3. 154. 5） mm,其值最終由 密封圈確定。該處軸的圓周速度均小于3m/s,可選用氈圈油封，取d2=50mm,厶2 = L + + Bd + K B =40nmi o（4）軸承與軸段和軸段G的設(shè)計(jì)考慮齒輪油軸向力存在，但此處軸徑較大，選用角接觸球軸承。軸段上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于安裝，乂符合軸承內(nèi)徑系 列?，F(xiàn)取軸承為30211由表得軸承內(nèi)徑d二50mm,外徑D二100mm,寬度B二21mm。 所以取ch二55mm,由于該減速

46、器錐齒輪的圓周速度大于2m/s,軸承采用油潤(rùn)滑, 無(wú)需放擋油環(huán)，取L3-42mmo為補(bǔ)償箱體的鑄造誤差，取軸承靠近箱體內(nèi)壁的端 面與箱體內(nèi)壁距離 = 5nmi o通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，則dF55mm,軸段的長(zhǎng)度為厶=尸+ 4 +亠+ （乞-厶6）二Mmm。軸的配合為公差為m6。（5）齒輪與軸段的設(shè)計(jì)軸段上安裝齒輪4,為便于齒輪的安裝，山應(yīng)略大于d7,齒輪4輪廓的寬度范圍為（1.21.5） *57=68.485. 5mm,所以取d6=70mm, 其右端釆用軸肩定位，左端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸 段長(zhǎng)度應(yīng)比齒輪4的輪轂略短，取L6=68mm軸段和軸段©

47、的設(shè)計(jì) 軸段為齒輪提供軸向定位作用，定位軸肩的高度為 h二（0. 070. 1） d6=4. 97mm,取 h二7mm,則 d5=80mm, L5二 1.4h二9. 8mm,取 L5=20mmc軸段的直徑可取軸承內(nèi)圈定位直徑，即d4=70mm ,則軸段的長(zhǎng)度厶=乞+ -亠-® -厶=20mmo大斜齒輪與軸的配合為 on6軸段dL14511U1182nun25011U1140nmi35511U1142nun47011U1155111m58O11111120nmi67011U116811111175511U1144nmi第31頁(yè)共43頁(yè)3.3軸的校核331高速軸（一）軸的力學(xué)模型建立（二

48、）計(jì)算軸上的作用力 小錐齒輪1:圓周力27； _27；2x4.387x10"105x(1-0.5x03)= 983.082徑向力 ® = Ftltaii6zsni = 983.08 xtan20° sui20.556° = 125 64N軸向力 C1 = Ftltanacos = 983.08 x tan20°cos20.556° = 335.03 NF x dM（d= “I? “1 = 5607N iwn（三）計(jì)算支反力1. 計(jì)算垂直面支反力（H平面）如圖由繞支點(diǎn)1的力矩和M = 0貝ij：FNW2 x 124 - Ftl x 17

49、2 = 0禮=1363 .6N則 Fnh = 380.55/Vo2. 計(jì)算水平面支反力（V平面）與上步驟相似，計(jì)算得：尸問(wèn)=84.47N , .2=419.5川（四）繪扭矩和彎矩圖1. 垂直面內(nèi)彎矩圖如上圖。彎矩 M機(jī)=Fxh1 x 124 = 47190 N.111112. 繪水平面彎矩圖，如圖所示A/、,.彎矩： Mg】=520183. 合成彎矩圖如圖最大彎矩值：A/】=J47190' +52018 = 70234N.mm4. 轉(zhuǎn)矩圖T7 = 7；= 43870 Nmn5. 彎扭合成強(qiáng)度校核進(jìn)行校核時(shí)，根據(jù)選定軸的材料45鋼調(diào)質(zhì)處理。由所引起的教材15-1查得軸的許用應(yīng)力c=60M

50、Pa應(yīng)用第三強(qiáng)度理論b ="八嚴(yán)丁 <0J由軸為單向旋轉(zhuǎn)o取a =0.6第33頁(yè)共43頁(yè)W = O.ld' = 0.1x50 = 12500 加Ja/ +(ezT)2b® - V_ J70234, + (0.6 x 43870尸12500=6.0MPa < cr.J = 60MPa第#頁(yè)共43頁(yè)第#頁(yè)共43頁(yè)故強(qiáng)度足夠。3-3-2中間軸（一）軸的力學(xué)模型建立%F佗（二）計(jì)算軸上的作用力 大錐齒輪2：徑向力 Fi2 = Fg = Fjanacosq = 983.08 x tan20°cos20.5565 = 335.03 N軸向力 F心= Fn

51、= Ftltanasui = 983.08 x tan203 sm 20.556° = 125.64N 斜小圓齒3：圓周力 F2xl.09xl(T n = 3205.88N徑向力翳=3205碎品 = 1202皿軸向力Fg = Ft3tan/7 = 3205 .88 x tanl3.9505 ° N = 796.37 N（三）計(jì)算支反力1.計(jì)算垂直面支反力（H平面）如圖由繞支點(diǎn)A的力矩和=0貝嘰/3 x58.4+ /2 xl429 一 行中 *191.8 = 03205.88x58.4.983.08x142.9同理則 FW3= 2480.38Ao2.計(jì)算水平面支反力（V平面）

52、與上步驟相似，計(jì)算得：鼻3 = 1® .23N ,尸冊(cè)=-76.56"（四）繪扭矩和彎矩圖6. 垂直面內(nèi)彎矩圖如上圖。彎矩= /3 x 58.4 = 144850 Num彎矩 MH2 = Fnh4x48.9 = 83550 A.nin7. 繪水平面彎矩圖，如圖所示A/、-彎矩： MNV3 = 67348 N.11111彎矩： MV2 =耳m x48.9 = 3743 .78N.imn&合成彎矩圖如圖最大彎矩值：M嚴(yán) J1448502 +67348 = 15970(W.mm最大彎矩值： M2 = J835502+(-3743.78)，= 83600Mmm9. 轉(zhuǎn)矩圖TT = T2 = 109000 Nmn10. 彎扭合成強(qiáng)度校核進(jìn)行校核時(shí)，根據(jù)選定軸的材料45鋼調(diào)質(zhì)處理。由所引起的教材15-1查得軸的許 用應(yīng)力0_J=6OMPa應(yīng)用第三強(qiáng)度理論由軸為單向旋轉(zhuǎn)q取a =0.6WW, ="叫一"=10750/ W = 0. k/? = 0.1X 68 = 31440”腫-322心33®w3Jl 59700,+(0.6x10900)2 v “ i “一=5A9MPa < b . 60MPa31440L ta/836002+(0.6x10900)2Qi “人“=9.87MPa< cr . = 60MPa10750匚