機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)兩級(jí)展開式斜齒圓柱齒輪減速器

1、目錄目錄課程設(shè)計(jì)書課程設(shè)計(jì)書3設(shè)計(jì)課題:3一、原動(dòng)機(jī)選擇（y 系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)）31、工作機(jī)所需功率32、電動(dòng)機(jī)輸出功率43、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)比4二、設(shè)計(jì) v 帶和帶輪71、確定計(jì)算功率：pca72、選擇 v 帶型號(hào)73、確定帶輪直徑 dd1 dd274、確定 v 帶中心距 a 和基準(zhǔn)長(zhǎng)度dl75、驗(yàn)算小帶輪上的包角186、確定 v 帶根數(shù) z87、計(jì)算單根 v 帶初拉力min0)(f88、計(jì)算壓軸力pf99、確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給出帶輪工作圖9三、齒輪設(shè)計(jì)10（一）、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算101.齒輪材料，熱處理及精度102.初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸103.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)

2、計(jì)算114.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)125.幾何尺寸計(jì)算13（二）、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算141、確定公式中各數(shù)值142、計(jì)算圓周速度153、計(jì)算齒寬154、計(jì)算齒寬與齒高之比hb155、計(jì)算縱向重合度156、計(jì)算載荷系數(shù) k157、按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑16四、軸及軸承的設(shè)計(jì)18a、從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)18b、中間軸的設(shè)計(jì) 24c、第一軸（高速軸）的設(shè)計(jì) 25五、鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算26六、箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)27七、 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 29八、聯(lián)軸器設(shè)計(jì)29九、設(shè)計(jì)小結(jié)29十、參考資料30課程設(shè)計(jì)書課程設(shè)計(jì)書設(shè)計(jì)課題設(shè)計(jì)課題:設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)展開式斜齒圓柱齒輪減速器.運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷

3、變化不大,空載起動(dòng),卷筒效率 (包括其支承軸承效率的損失),減速器小批量生產(chǎn),使用期限 8 年(300 天/年),兩班制工作,運(yùn)輸容許速度誤差為 5%,車間有三相交流,電壓 380/220v設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（簡(jiǎn)圖如下）設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（簡(jiǎn)圖如下）一、原動(dòng)機(jī)選擇（一、原動(dòng)機(jī)選擇（y 系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)）系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)）1、工作機(jī)所需功率、工作機(jī)所需功率工作機(jī)效率 = =0.97w鼓帶98. 099. 0= =r/min38.19r/minwndv60120鼓輪工作扭矩鼓輪工作扭矩 t t輸送帶速度輸送帶速度 v v鼓輪直徑鼓輪直徑 d d原始原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)650nm650n

4、m0.5m/s0.5m/s250mm250mm= = kw2.67kwpwwwwnt955097. 0955019.38650其中： 鼓為鼓輪傳動(dòng)效率 帶為輸送帶傳動(dòng)效率2、電動(dòng)機(jī)輸出功率、電動(dòng)機(jī)輸出功率電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率：=0.960.99=0.90v2齒3滾聯(lián)299. 0399. 0= =kw=2.95kw 要求 pmp ppw90. 067. 2查（課設(shè)） 得 pm=3kw其中：v為 v 帶傳動(dòng)效率 齒為 7 級(jí)精度圓柱齒輪傳動(dòng)效率（油潤(rùn)滑） 滾為滾動(dòng)球軸承傳動(dòng)效率 聯(lián)為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率3、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)比、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)比v 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍=24，齒輪傳

5、動(dòng)的傳動(dòng)比范圍=35vi齒i =（24）（35） =18100總i2 =38.19（18100）=687.53819(r/min)mnwn總i由查表可知：選擇電動(dòng)機(jī)為 y100l2-4 型 技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率（技術(shù)數(shù)據(jù)：額定功率（） 3 3 滿載轉(zhuǎn)速（滿載轉(zhuǎn)速（） 14401440 kwminr 額定轉(zhuǎn)矩（額定轉(zhuǎn)矩（） 2.22.2 最大轉(zhuǎn)矩（最大轉(zhuǎn)矩（） 2.22.2 mn mn y100ly100l2 2-4-4 電動(dòng)機(jī)的外型尺寸（電動(dòng)機(jī)的外型尺寸（mmmm）：）： （見課設(shè)表（見課設(shè)表 k.3k.3）a a：160160 b b：140140 c c：6363 d d：2828 e e：

6、6060 f f：8 8 g g：2424 h h：100100 k k：1212 abab：205205 acac：205205 adad：180180 hdhd：245245 bbbb：170170 l l：380380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)比的分配總傳動(dòng)比：總傳動(dòng)比：ia71.3719.381440wmnni總各級(jí)傳動(dòng)比分配各級(jí)傳動(dòng)比分配iiii21v齒齒總初定 6 . 2vi=1齒i總）（i4 . 13 . 143. 41i齒=2齒i）（齒總viii127. 32i齒計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（1）各軸

7、轉(zhuǎn)速 1440/2.6553.85r/minnvmin / 553.85/4.43125.02r/minn1/齒in / 125.02/3.274=38.19 r/minnn2齒i=38.19r/minnn（2）各軸輸入功率2.970.962.85kwppv 2.850.990.992.79kwpp滾齒 2.790.990.992.74kwpp滾齒=2.740.990.992.68kwpp滾聯(lián)則各軸的輸出功率： 0.99=2.82kwpp0.99=2.76 kwpp0.99=2.71kwpp0.98=2.63 kwpp（3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩 = nm1tdt0i1電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩=9550 =9

8、5502.97/1440=19.70 nmdtmdnp所以輸入轉(zhuǎn)矩: =19.702.60.96=49.17 nmtdtviv=49.174.430.990.99=213.49 nmtt1齒i滾齒=213.493.280.990.99=686.31nmtt2齒i滾齒=686.310.990.99=672.65 nmtt滾聯(lián)輸出轉(zhuǎn)矩：0.99=48.68nmtt0.99=211.36 nmtt0.99=679.45nmtt0.98=659.20 nmtt運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表功率 p kw轉(zhuǎn)矩 t nm軸名輸入輸出輸入輸出轉(zhuǎn)速 r/min電動(dòng)機(jī)軸2.9719.7014401 軸2.852.82

9、49.1748.68553.852 軸2.792.76213.49211.36125.023 軸2.742.71686.31679.4538.194 軸2.682.63672.65659.2038.19二、設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì) v 帶和帶輪帶和帶輪外傳動(dòng)帶選為 普通 v 帶傳動(dòng) 1、確定計(jì)算功率：、確定計(jì)算功率： pca1） 、由表 8-7（機(jī)械設(shè)計(jì)）查得工作情況系數(shù) 2 . 1ka2） 、由式 8-21（機(jī)設(shè)） kwpkpaca6 . 332 . 12、選擇、選擇 v 帶型號(hào)帶型號(hào) 查圖 8-11 (機(jī)設(shè))選 a 型 v 帶。3、確定帶輪直徑、確定帶輪直徑 dd1dd2（1） 、參考圖 8-11（機(jī)

10、設(shè)）及表 8-6（機(jī)設(shè)）選取小帶輪直徑 mmdd1001 （電機(jī)中心高符合要求）hdd21（2） 、驗(yàn)算帶速 v 由式 8-13（機(jī)設(shè)） ，帶速不宜過低或過高，一般應(yīng)使v=525m/s，最高不超過 30m/s。 smdnvd111154. 71000601001440100060（3） 、計(jì)算從動(dòng)帶輪直徑dd2mmvdiddd2601006 . 212 查表 8-8（機(jī)設(shè)）,取=250mmdd24、確定、確定 v 帶中心距帶中心距 a 和基準(zhǔn)長(zhǎng)度和基準(zhǔn)長(zhǎng)度dl 1） 、根據(jù)帶傳動(dòng)總體尺寸的限制條件或要求的中心距，結(jié)合（8-20）初定中心距=500mm0a 2） 、由式 8-22 計(jì)算帶長(zhǎng)0dl

11、2+（+）+0dl0a21dd2dd02124)(adddd =1561mm由表 8-2 選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=1600mmdl 3） 、由式 8-23 計(jì)算實(shí)際中心距a +=519.5mma0a20ddll 中心距的變動(dòng)范圍為：219.8628mm5、驗(yàn)算小帶輪上的包角、驗(yàn)算小帶輪上的包角1=adddd3 .57)(1801215 .163906、確定、確定 v 帶根數(shù)帶根數(shù) z (1)、計(jì)算單根 v 帶的額定功率rp由= 100mm ,= 1440r/min 查表 8-4a（機(jī)設(shè)）得=1.32kw1dd1n0p根據(jù)=1440r/min，=2.6 和 a 型帶，查表 8-4b（機(jī)設(shè)）=0.17k

12、w 1nvi0p 查表 8-5（機(jī)設(shè)）得=0.96 ，表 8-2 得=0.99 klk于是，=（+）=1.42kw rp0p0pklk(2)、計(jì)算 v 帶根數(shù) z， 取 z=3 根 53. 2)(00kkppplcarcappz7、計(jì)算單根、計(jì)算單根 v 帶初拉力帶初拉力min0)(f由表 8-3 得 a 型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.10kg/m 所以， nqvzfvkpca3 .133) 15 . 2(500)(2min08、計(jì)算壓軸力、計(jì)算壓軸力pf nnzffp792)25 .163sin3 .13332(2sin2109、確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給出帶輪工作圖、確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給出帶輪

13、工作圖 小帶輪基準(zhǔn)直徑 dd1=100mm 采用腹板式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑 dd2=250mm，采用腹板式結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)圖見零件工作圖。三、齒輪設(shè)計(jì)三、齒輪設(shè)計(jì)（一）、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.齒輪材料，熱處理及精度齒輪材料，熱處理及精度考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪 材料：高速級(jí)小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪 280hbs 取小齒輪45齒數(shù)=24 1z高速級(jí)大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為大齒輪 240hbs 45 z =z =4.4324=106.32 取 z =10721齒i12 齒輪精度按 gb/t100951998

14、，選擇 7 級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化。 選取螺旋角。 初選螺旋角 142.初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)2131)(12hehdttzzuutkd確定各參數(shù)的值: 試選=1.6tk查課本圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) z=2.433 217ph由課本圖 10-26 215p78. 0189. 02則67. 189. 078. 0由課本公式 10-13 計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù)202pn =60n j =60553.851（283008）=1.27610 h11hl9n = =2.88110 h (4.43 為齒數(shù)比,即 4.43=)2812zz查課本 10-19 圖得：k=0

15、.90 k=0.96207p12齒輪的疲勞強(qiáng)度極限取失效概率為 1%,安全系數(shù) s=1,由 p209 圖 10-21 按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=750mpa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=690mpa。1limh2limh應(yīng)用公式 10-12 得:205p =0.90750=675h1skhhn1lim1mpa =0.96690=662.4 h2skhhn2lim2mpa許用接觸應(yīng)力 mpahhh7 .6682/ )4 .662675(2/ )(21查課本由表 10-6 得： =189.8mp 201peza 由表 10-7 得: =1205pdt1=95.510 =95.510 2.

16、85/553.855iinp /5=4.9210 n.mm43.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 dt 12131)(12hehdttzzuutkd=mm054.38)7 .6688 .189433. 2(43. 443. 567. 111092. 46 . 12243計(jì)算圓周速度10006011ndtsm/1 . 110006085.55305.3814. 3計(jì)算齒寬 b 和模數(shù) ntm計(jì)算齒寬 b b=38.05mmtdd1計(jì)算摸數(shù) mnt=ntmmmzdt53. 12414cos05.38cos11計(jì)算齒寬與高之比hb齒高 h=2.251.53=3.44nt

17、m25. 2mm = =11.06hb44. 305.38計(jì)算縱向重合度=0.318=1.9031d14tan241318. 0tan計(jì)算載荷系數(shù) k由課本 p193 表 10-2 查得 使用系數(shù)=1ak根據(jù) 7 級(jí)精度, 查課本由圖 10-8 得smv/41. 1210p動(dòng)載系數(shù) kv=1.05,查課本由表 10-4 得 k的計(jì)算公式:196phk= +0.2310bh)6 . 01 (18. 012. 12d2d3 =1.12+0.18(1+0.61) 1+0.231038.05=1.113查課本由圖 10-13 得: k=1.35198pf查課本由表 10-3 得: k=1.2195ph

18、fk故載荷系數(shù):=11.051.21.11=1.40hhvakkkkk 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑d =d=38.05=36.391t 1tkk36 . 140. 13mm計(jì)算模數(shù)nm=nmmmzd47. 12414cos39.36cos114.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式nm)(cos212213fsfadyyzykt 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 t1=49.2nm初定螺旋角 14計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 27.2614cos24cos3311zzv 13.11714cos107cos3322zzv初選齒寬系數(shù)d 由表查得1d 載荷

19、系數(shù) k=11.051.21.351.70ffvakkkkk 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)faysay查課本由表 10-5 得:200p齒形系數(shù)2.592 2.175 1fay2fay 應(yīng)力校正系數(shù)1.596 1.7961say2say 重合度系數(shù)y端面重合度近似為1.88-3.2（）2111zz1.883.2（1/241/107）cos1.67cos14arctan（）arctan（）tcostant14cos20tan561705.20)cosarctan(tantb140059.13因?yàn)?，則重合度系數(shù)為0.25+0.750.6769b2cosyb2cos 螺旋角系數(shù)y根據(jù)縱向重合度903.

20、 1從課本 p217 圖 10-28 查得88. 0y 計(jì)算大小齒輪的 fsffy查課本由圖 10-20c 得到彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ： 208p小齒輪 大齒輪afemp5001afemp3802查課本由圖 10-18 得彎曲疲勞壽命系數(shù):206pk=0.86 k=0.93 1fn2fn 取彎曲疲勞安全系數(shù) sf=s=1.4 =f114.3074 . 150086. 011skfefn =f243.2524 . 138093. 022skfefn 01347. 014.307596. 1592. 2111fsffy01547. 043.252796. 1175. 2222fsffy大齒輪的數(shù)值大.

21、選用. 設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算模數(shù)mmmmmn31. 167. 124101547. 014cos88. 01092. 470. 122243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) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)n算的法面模數(shù)，取 m =2.0mm 已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞n強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d =36.39來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒1mm數(shù).于是由:z =17.65 取 z =201nm14cos39.361那么 z =4.4320=88.6 25.幾何尺寸計(jì)算幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距 a=111.92cos2)(21nmzz 14cos22)6 .8820(

22、mm將中心距圓整為 112mm按圓整后的中心距修正螺旋角=arccos 14 614153795.1411222)6 .8820(arccos2)(21amn因值改變不多,故參數(shù),等不必修正.khz計(jì)算大.小齒輪的分度圓直徑d =41.2511538.14cos220cos1nmzmmd =183.5721538.14cos289cos2nmzmm計(jì)算齒輪寬度b=mmmmd25.4125.4111圓整的 452b551b（二）、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（二）、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算材料：低速級(jí)小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪 280hbs 取小齒齒數(shù)=20451z速級(jí)大齒輪選用鋼正火，齒面

23、硬度為大齒輪 240hbs z =3.2820=65.6 圓整取452z =672齒輪精度按 gb/t100951998，選擇 7 級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化。按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)1、確定公式中各數(shù)值、確定公式中各數(shù)值試選 k =1.6t查課本由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) z=2.45217ph試選,查課本由圖 10-26 查得o14214p=0.74 =0.87 =0.74+0.87=1.6112應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n =60n jl =60125.021(283008)12n=2.8810 8n =8.7810228. 31088. 281in7由課本圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù)207pk=0.95

24、 k= 0.97 1hn2hn查課本由圖 10-21d209p按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限,mpah6001lim大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限mpah5502lim取失效概率為 1%,安全系數(shù) s=1,則接觸疲勞許用應(yīng)力 =h1skhhn1lim1570160095. 0mpa =(0.97550)/1=533.5h2skhhn2lim2mpa551.752)(2lim1limhhhmpa查課本由表 10-6 查材料的彈性影響系數(shù) z=189.8mp201pea選取齒寬系數(shù) 1dt=95.510 =95.510 2.79/125.02522/np5=21.3110 n.m4 324213

25、1)75.5518 .18945. 2(28. 328. 461. 111031.216 . 12)(12hehdttzzuutkd=73.22mm2、計(jì)算圓周速度、計(jì)算圓周速度 0.47910006002.12522.7310006021ndtsm/3、計(jì)、計(jì)算算齒寬齒寬b=d=173.22=73.22dt 1mm4、計(jì)算齒寬與齒高之比、計(jì)算齒寬與齒高之比hb 模數(shù) m= ntmmzdt5523. 32014cos22.73cos11 齒高 h=2.25m=2.253.5523=7.9927ntmm =73.22/7.9927=9.16hb5、計(jì)算縱向重合度、計(jì)算縱向重合度5857. 114

26、tan20318. 0tan318. 01zd6、計(jì)算載荷系數(shù)、計(jì)算載荷系數(shù) kk=1.12+0.18(1+0.6+0.2310bh22)dd3 =1.12+0.18(1+0.6)+ 0.231065.71=1.42313使用系數(shù) k=1 a同高速齒輪的設(shè)計(jì),查表選取各數(shù)值=1.04 k=1.35 k=k=1.2vkfhf故載荷系數(shù)k=11.041.21.4231=1.776hhvakkkk7、按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑、按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑d =d=73.221t 13tkkmm79.756 . 1776. 13計(jì)算模數(shù)mmzdmn6769. 32014cos79.75

27、cos11（4）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)mcos212213fsfdyyzykt確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值（1） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩213.49knm1t（2） 初選齒寬系數(shù)d 按對(duì)稱布置，由表查得1d（3） 初選螺旋角 初定螺旋角14（4） 載荷系數(shù) k=11.041.21.351.6848ffvakkkkk （5） 當(dāng)量齒數(shù) 37.2112cos/20cos3311zzv34.7312cos/67cos3322zzv由課本表 10-5 查得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)200pfaysay 262. 2,80. 221fafayy743. 1,55. 121sasayy（6） 螺旋角系數(shù)y 軸向重合度 59

28、. 1tansin1zmbdn812. 01201y（7） 計(jì)算大小齒輪的 fsffy查課本由圖 10-20c 得齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限207p afemp5001afemp3802查課本由圖 10-18 得彎曲疲勞壽命系數(shù)206pk=0.90 k=0.93 s=1.41fn2fn =f1afefnmpsk43.3214 . 150090. 011 =f2afffnmpsk43.2524 . 138093. 022 計(jì)算大小齒輪的,并加以比較fsafafy 0135. 043.32155. 180. 2111fsafafy 01562. 043.252743. 1262. 2222fsafafy

29、大齒輪的數(shù)值大,選用大齒輪的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算. 計(jì)算模數(shù)mmmmmn1008. 161. 120101562. 014cos812. 0101349. 26848. 122253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) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)n算的法面模數(shù)，按 gb/t1357-1987 圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取 m =3mm 但為了同時(shí)滿足接觸n疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d =75.79來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).1mmz =24.5 取 z =251nm14cos79.751z =2.3825=59.5 取 z =60 22 初算主要尺寸計(jì)算中心距 a=131.4cos2)(2

30、1nmzz 14cos23)6025(mm將中心距圓整為 132mm修正螺旋角=arccos 13 0150037.1513223)6025(arccos2)(21amn因值改變不多,故參數(shù),等不必修正khz 分度圓直徑 mmmzdn29.7714cos325cos11d =2mmmzdn5 .18514cos360cos22計(jì)算齒輪寬度mmdbd29.7729.7711圓整后取 mmb751mmb802四、軸及軸承的設(shè)計(jì)四、軸及軸承的設(shè)計(jì)a、從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)、從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)1 總結(jié)以上的數(shù)據(jù)。功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪分度圓直徑壓力角2.74 kw686.31nm38.19r/min185.5mm202 求

31、作用在齒輪上的力f =t232dtn57.7355105 .18531.68623 f = = frtnoon65.277100.15cos20tan57.7355costan fa= f tan=7355.570.267949=1970.92nt圓周力 f ，徑向力 f 及軸向力 fa的方向如圖示:tr3 初步確定軸的最小直徑先按課本 15-2 初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)課本取315370表p112oammnpado539.46333min輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑,為了使所選的軸與聯(lián)軸器吻合,故需同 d時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)查課本,選取1143

32、51表p5 . 1akmntktaca465.1029686.315 . 134 聯(lián)軸器的型號(hào)的選取按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件cat查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取 hl4 型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 1250nm,半聯(lián)軸器的孔徑mmlmmlmmdmmd84.112.55,5511與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為半聯(lián)軸器半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度故取5. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬定軸上零件的裝配方案2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足半聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求,-軸段右端需要制出一軸肩,故取-的直徑;左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑mmd62半聯(lián)軸器與l1 =84mm 為了保證軸端擋圈只壓

33、在mmd65軸配合的輪轂孔長(zhǎng)度半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上, 故-的長(zhǎng)度應(yīng)比 l1 略短一些,現(xiàn)取mml82初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列角接觸球軸承.參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組 mmd62標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列角接觸球軸承 7013c 型 7013ac 型的基本尺寸 對(duì)于選取的單向角接觸球軸承其尺寸為的,故mmmmmmbdd1810065;而 .mmdd65mml18 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位.由手冊(cè)上查得 7013c 型軸承定位軸肩高度,mmdmmhdh71,3,07. 0因此取 取安裝齒輪處的軸段;齒輪的右端與左軸承之間采

34、用套筒定位.已知齒mmd70輪的寬度為 75mm,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,故取轂. 齒輪的左端采用軸肩定位,軸肩高 3.5,取.軸環(huán)寬度mml72mmd82,取 b=7mm. hb4 . 1 軸承端蓋的總寬度為 20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定) .根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求,取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 ,故mml30取.mml50 取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=16,兩圓柱齒輪間的距離 c=20.考慮到箱體的鑄造mmmm誤差,在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí),應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s,取 s=8,已知滾動(dòng)軸承寬度mmt=18,mm高速

35、齒輪輪轂長(zhǎng) l=50,則mmmmmmastl45)316818()7275(mmmmlacsll86)81620850(至此,已初步確定了軸的各端直徑和長(zhǎng)度.傳動(dòng)軸總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖: 6、求軸上的載荷 首先根據(jù)結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖, 確定頂軸承的支點(diǎn)位置時(shí),查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 e.2.對(duì)于 7013c 型的角接觸球軸承,a=20.1mm,因此,做為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距. mmmmmmll2185 .795 .13832nflllftnh42.26822185 .7957.73553231nflllftnh15.46732185 .13857.73553222nlldflffarnv31.1849

36、23231nfffnvrnv34.92231.184965.277112mmnmh53.383873mmnlfmnvv44.2561295 .13831.1849211mmnlfmnvv03.733265 .7934.922322 mmnmmmvh17.46147744.25612953.383873222121mmnm01.3908142從動(dòng)軸的載荷分析圖:（軸上載荷示意圖）7、按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行軸校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。根據(jù)= cawtm2321)(mpa03.18701 . 0)6863106 . 0(17.461477322其中 =1（軸單

37、向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力）前已選軸材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表 15-1 得=60mpa1 此軸合理安全ca1 所以它是安全的5 . 176. 622ssssssca8、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度.、判斷危險(xiǎn)截面截面 a,b 只受扭矩作用。所以 a b 無(wú)需校核.從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看,截面和處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重,從受載來(lái)看,截面 c 上的應(yīng)力最大.截面的應(yīng)力集中的影響和截面的相近,但是截面不受扭矩作用,同時(shí)軸徑也較大,故不必做強(qiáng)度校核.截面 c 上雖然應(yīng)力最大,但是應(yīng)力集中不大,而且這里的直徑最大,故 c 截面也不必做強(qiáng)度校核,截面和顯然更加不必要做強(qiáng)度校核.由

38、第 3 章的附錄可知,鍵槽的應(yīng)力集中較系數(shù)比過盈配合的小，因而,該軸只需校核截面左右兩側(cè)需驗(yàn)證即可.、截面左側(cè)?？箯澫禂?shù) w=0.1=0.1=343003d370抗扭系數(shù) =0.2=0.2=68600tw3d370截面的右側(cè)的彎矩 m 為 mmnmm38.2525065 .79365 .791截面上的扭矩為 = =686.313t3tmn 截面上的彎曲應(yīng)力wmbmpa36. 73430038.252506截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 =ttwt3mpa1068600686310軸的材料為 45 鋼。調(diào)質(zhì)處理。由課本表 15-1 查得：362p abmp640amp2751ampt1551截面上由于軸肩而形

39、成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按附表 3-2 查取。 因 dr027. 0700 . 2dd08. 16570經(jīng)插入后得 0 . 231. 1又由附表 3-1 可得軸的材料的敏性系數(shù)為 82. 0q85. 0q故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附表 3-4）為k=1+=1.82) 1(qk =1+（-1）=1.26q由附圖 3-2 的尺寸系數(shù)； 由附表 3-3 的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)67. 082. 0軸按磨削加工，由附表 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為 92. 0軸為經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按式（3-12）及式（3-14b）得綜合系數(shù)為： 1q8 . 2192. 0167. 082. 1111kk62. 1192. 0182

40、. 026. 1111kk碳鋼的特性系數(shù) 取 0.12 . 01 . 0 取 0.051 . 005. 0計(jì)算安全系數(shù)值，按式（15-6）至（15-8）則得cas30.1401 . 087. 680. 2275= s1mak56.1821005. 021062. 11551maks 所以它是安全的5 . 133.1122ssssssca（3）、截面右側(cè)抗彎系數(shù) =3dw 335 .27462651 . 0mm抗扭系數(shù) 33354925652 . 02 . 0mmdwt截面左側(cè)的彎矩 m 為 mmnmm38.2525065 .79365 .791截面上的扭矩為 = =686.31nm3t3t截面

41、上的彎曲應(yīng)力 mpampawmb19. 95 .2746238.252506截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 =ttwt3mpampa50.1254925686310過盈配合處的，取，于是得 kkk8 . 016. 3k53. 216. 38 . 0k故得綜合系數(shù)為k=25. 311kk =62. 211k碳鋼的特性系數(shù) 取 0.1 取 0.052 . 01 . 0 1 . 005. 0安全系數(shù)cas86. 901 . 058. 825. 3275= s1mak29. 925 .1205. 025 .1262. 21551maks 所以它是安全的5 . 176. 622sssssscab、中間軸的設(shè)計(jì)、中間軸

42、的設(shè)計(jì)1 1 總結(jié)以上的數(shù)據(jù)。功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪分度圓直徑壓力角2.79kw211.36nm125.02r/min230.16mm202 求作用在齒輪上的力ndtft64.183616.2301036.21122322fr =ft*tan=1836.64*tan20= =668.48n3 初步確定軸的直徑先按式115-2 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 號(hào)鋼。根據(jù)表115-3 選取 a0=112。于是有mmnpad5326.3102.12579. 2112*33220min5 . 1 ssca4 軸承選用初步選擇滾動(dòng)軸承?？紤]到主要承受徑向力，軸向也可承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最

43、少。在高速轉(zhuǎn)時(shí)也可承受純的軸向力。 在本次設(shè)計(jì)中盡可能統(tǒng)一型號(hào)。所以選擇 7007c 號(hào)軸承5. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)a 擬定軸上零件的裝配方案b 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度由低速軸的設(shè)計(jì)知 ，軸的總長(zhǎng)度為l=18+86+7+72+45=228mm由于軸承選定所以軸的最小直徑為 35mm所以左端 l1-2=13mm 直徑為 d1-2=35mm左端軸承采用軸肩定位由2查得 7007c 號(hào)軸承的軸肩高度為 3mm所以 d2-3=41mm ,同理右端軸承的直徑為 d1-2=35mm，定位軸肩為 3mm在右端大齒輪在里減速箱內(nèi)壁為 a=12mm，因?yàn)榇簖X輪的寬度為 45mm,且采用軸肩定位所以左

44、端到軸肩的長(zhǎng)度為 l=45+12+8+18=83mm8mm 為軸承與減速器內(nèi)壁的厚度又因?yàn)樵趦升X輪嚙合時(shí)，小齒輪的齒寬比大齒輪多 5mm,所以取 l=119.5mm同樣取在該軸小齒輪與減速器內(nèi)壁的距離為 12mm 由于第三軸的設(shè)計(jì)時(shí)距離也為 12mm 所以在這取距離為 9.5mm取大齒輪的輪轂直徑為 44mm，所以齒輪的定位軸肩長(zhǎng)度高度為 2.5mm至此二軸的外形尺寸全部確定。c、第一軸（高速軸）的設(shè)計(jì)、第一軸（高速軸）的設(shè)計(jì)1 1 總結(jié)以上的數(shù)據(jù)。功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪分度圓直徑壓力角2.85kw49.17nm1430r/min51.83mm202 求作用在齒輪上的力ndtft36.189783.

45、511017.4922321fr=ft*tan=1897.36*tan20=690.58n3 初步確定軸的直徑先按式115-2 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 號(hào)鋼。根據(jù)表115-3 選取a0=112。于是有mmnpad16.14144085. 2*112*33210min4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)a 擬定軸上零件的裝配方案b 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度a 為了滿足小帶輪的軸向定位要求 1-2 軸段右端要求制出一軸肩；固取 2-3 段的直徑 d2-3=18mm;左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑 d=20。b 初步選擇滾動(dòng)軸承。考慮到主要承受徑向力，軸向也可承受小的軸向

46、載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最少。在高速轉(zhuǎn)時(shí)也可承受純的軸向力，又根據(jù) d2-3=18mm, 選用 7004c 號(hào)軸承。右端采用軸肩定位 軸間高2.5mm 查2 又根據(jù) d2-3=18mm 和 軸承內(nèi)孔取 d3-4=20mm c 取安裝齒輪右端的軸環(huán)直徑為 33mm，安裝齒輪出直徑 28mm，齒輪的軸向固定為左端用套筒、右端用軸環(huán)。d 軸承端蓋的總寬度為 15mm（由減速器和軸承端蓋的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）根據(jù)軸承的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋外端面與聯(lián)軸器的距離為 25mm。固取 l2-3=40mm ，c=15mm，考慮到箱體的制造誤差，在確定軸承的位置時(shí)，應(yīng)與箱體的內(nèi)壁有一段距離 s,取 s=8

47、mm已知滾動(dòng)軸承的寬度 t=12mm 小齒輪的輪轂長(zhǎng) l=50mm，則l3-4 =12mm 至此已初步確定軸得長(zhǎng)度 有因?yàn)閮奢S承距離為 189，含齒輪寬度所以各軸段都已經(jīng)確定，各軸的倒角、圓角查表1 表 15-2取 1.0mm五、鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算五、鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般 8 級(jí)以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求，應(yīng)用平鍵.根據(jù) d1=55 d2=70查表 6-1 ?。?鍵寬 b1=16 h1=10 l1=63 b2=20 h2=12 l2=63校和鍵聯(lián)接的強(qiáng)度查表 6-2 得 =110mppa工作長(zhǎng)度 l1=l1-b1=63-16=47l2=l2-b2=63-20=43鍵與輪

48、轂鍵槽的接觸高度 k1=0.5h1=5k2=0.5h2=6由式（6-1）得： 因?yàn)檩敵鲚S上輸出扭矩 t3=679.45輸入扭矩 t3=686.31 111331102dlktp14.10555475100045.6792p 222332102dlktp94.10870306100031.6862p兩者都合適取鍵標(biāo)記為： 鍵 1：1663 a gb/t1096-1979鍵 2：2063 a gb/t1096-1979六、箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)六、箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)減速器的箱體采用鑄造（ht200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用配合.67ish1. 機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體為加肋，外

49、輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)了軸承座剛度2. 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱。因其傳動(dòng)件速度小于 12m/s，故采用侵油潤(rùn)油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x h 為 40mm為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為 6.33. 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.鑄件壁厚為 10，圓角半徑為 r=3。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便.4. 對(duì)附件設(shè)計(jì) a 視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用

50、m6 緊固b 油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。c 油標(biāo)：油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出.d 通氣孔：由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡.e 蓋螺釘：?jiǎn)⑸w螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋.f 位銷：為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.g 吊鉤：在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體.減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果箱座壁厚83025. 0a10箱蓋壁厚18302. 01