機(jī)械設(shè)計(jì)一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)課程名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)學(xué)院 專業(yè)：姓名:學(xué)號(hào)：年級(jí)：指導(dǎo)教師：2010年 月 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名所在院系機(jī)械工程系專業(yè)、年級(jí)、班設(shè)計(jì)要求：運(yùn)輸機(jī)工作平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，單班工作，使用期限8年，大修期3年。允許輸送帶速度誤差為土$%O運(yùn)輸帶拉力F= 3kN;輸送帶速度V=1.0m/s ;滾筒直徑D=250mm。學(xué)生應(yīng)完成的工作：1 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。2 .減速器部件裝配圖一張（A1）;3 .繪制高速軸零件圖一張。參考文獻(xiàn)閱讀:1-機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書2機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)3機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)4 .機(jī)械設(shè)計(jì)工作計(jì)劃:1 .設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作2 .總體設(shè)計(jì)及傳動(dòng)件的

2、設(shè)計(jì)計(jì)算3 .裝配草圖及裝配圖的繪制4 .零件圖的繪制5 .編寫設(shè)計(jì)說明書任務(wù)下達(dá)日期：2010年7月5日任務(wù)完成日期：2010年7月15日帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)摘要：齒輪傳動(dòng)是使用極為廣泛和特別重要的一種機(jī)械傳動(dòng)形式，它可以用來在空間的任意 軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，目前齒輪傳動(dòng)裝置正逐步向小型化，高速化，低噪聲，高可靠性和 硬齒面技術(shù)方向發(fā)展，齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，傳動(dòng)效率高（一般可以達(dá)到94鳩上， 精度較高的圓柱齒輪副可以達(dá)到99%,傳遞功率范圍廣（可以從儀表中齒輪微小功率的傳動(dòng) 到大型動(dòng)力機(jī)械幾萬千瓦功率的傳動(dòng)）速度范圍廣（齒輪的圓周速 度可以從0.1m/s到 200m/s或更高，轉(zhuǎn)

3、速可以從1r/min到20000r/min或更高），結(jié)構(gòu) 緊湊，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。 因此，它在各種機(jī)械設(shè)備和儀器儀表中被廣泛使用。本文設(shè)計(jì)的就是一種典型的一級(jí)圓柱直 齒輪減速器的傳動(dòng)裝置。其中小齒輪材料為40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度約為280HBs，大齒輪材料 為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度約為240HBS,齒輪精度等級(jí)為8級(jí)。軸、軸承、鍵均選用鋼質(zhì)材 料。關(guān)鍵詞：減速器、齒輪、軸、軸承、鍵、聯(lián)軸器目錄機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1.一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書n 總=0.87P 工作=3.45KWn滾筒=76,3r/mi n 電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y112M-4i 總=18.85 據(jù)手冊(cè)得i齒輪=6.29i帶=3n 電機(jī)=14

4、40r/mi n m=480r/min nn =76,3r/min P=3.243KWPn =3.146KW二、摘要和關(guān)鍵詞22.一、傳動(dòng)方案擬定3各部件選擇、設(shè)計(jì)計(jì)算、校核二' 電動(dòng)機(jī)選擇3三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比5四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算6五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算7六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算10七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 14八' 鍵聯(lián)接的選擇 15九' 箱體設(shè)計(jì)15十、 潤(rùn)滑和密圭寸 16十一、設(shè)計(jì)小結(jié)16計(jì)算過程及計(jì)算說明一、 傳動(dòng)方案擬1 1)工作條件：運(yùn)輸機(jī)工作平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，單班工作，使用期限 8年，大修期3年。允許輸送帶速度誤差為±5%。(2

5、)原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶拉力F=3000N輸送帶速度V=1.0m/s ;滾筒直 徑 D=250mm 二、電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：(1)傳動(dòng)裝置的總功率：2n總二n帶xn軸承xn齒輪xn聯(lián)軸器x n滾筒2=0.94 X 0.9 9X 0.98X 0.99X 0.9 7=0.87電機(jī)所需的工作功率：Pd=FV/(1000 n 總)=3.45KWTi=64.52N.m Tn =393.77N.m 帶速 V=6.68 m/s ddi=90mm dd2=280mm Ld=1600mm 取 a-500Z=4(F 0)min=121.32N (Fp) min=953

6、.21 Ni 齒=6.29 乙=24Z2=151Ti=1 37041 N-m3、確 m'定電動(dòng) a Hiimzi =600Mpa 機(jī)轉(zhuǎn) a HHmZ2=550Mpa 速： Ni=5.53X 10計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n 筒=60X 1000V/ n D=60X 1000X 1.0/ ( n X 250) =76.3r/min按手冊(cè)推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍N=0.88X 10Khn=0.93Khn=0.98 (T hi=558Mpa (T h2=539Mpa1=37。取V帶傳動(dòng)比24,貝u總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為I總=62&故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速的可選范圍為m=1總

7、Xn筒電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kW滿載轉(zhuǎn)速r/min電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑/mm電動(dòng)機(jī)軸伸出端安裝長(zhǎng)度/mm電動(dòng)機(jī)外形尺寸長(zhǎng)X寬X 高/mmY112M-44144028j660400X 245 X265Y132M1-6496038k680515X 280 X3154、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)ddi=53.194mm m =2.216mm YFa1=2.65Ysai = 1.58YFa2=2.1 4Ysa2=1.83 m>1.648mm di=54mmB=59mm Rii=1158.15N Fm =421.78N Ri=1194.81 N Fn =435.1 5N dminii QP Qmm根據(jù)以上表選用的

8、電動(dòng)機(jī)類型，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、 d2=340mm價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，比較兩種方案可知：電動(dòng)機(jī)Y132M1-6因電a=197mm 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，傳動(dòng)裝置尺寸較大，價(jià)格較高。電動(dòng)機(jī)丫 112M-4適中。故 B2=54mm選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)丫 112M-4nd= (628)X 76.3=458.4-2139.2r/min符合這一范圍的推薦同步轉(zhuǎn)速有1000 r/mino、和1500i7min。表2.1查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)、如下表O其主要性能：額定功率：4KW滿載轉(zhuǎn)速1440r/min, 三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、 總傳動(dòng)比：i 總=11 電動(dòng)/n 筒=1440

9、/76.3=18.852、分配各級(jí)偉動(dòng)比深溝球軸承 210,其尺寸 dX DX B=50mmX 90mnX 20mm (T cai=13.00MPa 軸 承預(yù)計(jì)壽命 19200h f P=1.5(1)據(jù)指導(dǎo)書P7表1,取齒輪i帶=3 (V帶傳動(dòng)比l=24合理)2 2) 日總=1齒輪*1帶-i 齒輪=i 總/i 帶=18.85/3=6.29四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)軍各軸轉(zhuǎn)速(r/min )n 電機(jī)=1440r7mi nni= n 電M =1440/3=480(r/min)riii=n /i 齒輪=417.39/6.29=76.3(r7min)2、計(jì)算各軸的功率(KV)R=Rx n =3.

10、45 x 0.9 4=3.243KWP - PXn 軸承Xn齒輪Xn聯(lián)軸器 =3.243 X 0.99X 0.98X 0.9 9 =3.146KW3、計(jì)算各軸扭矩(N-mr)Td=9550X Pd/ n 電機(jī)=9550X 3.45/1440=22.88N.m Ti= 9550 XP7 n_i=9550X 3.243/480=64.52 NmTn = 9550 XPn/ n n =9550X 3.146/76.3=393.77N.m五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1 .確定計(jì)算功率Pc由課本表8-7得：kA=1.1pca=KPd=1.1 X 3.45=3.795KW2 .選擇V帶的帶型根據(jù)Pea、n電機(jī)由

11、課本圖810得：選用A型3 .確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速V。1)初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1由課本表86和表8-8,取小帶輪的基 準(zhǔn)直徑ddi=90mm2)驗(yàn)算帶速V。按課本式(8-13)驗(yàn)算帶的速度v= n ddin 電力(60 X 1000)=n X 90X 1440/ (60X 1000) =6.68m/s在5-30m/s范圍內(nèi)，帶速合適。3)計(jì)算大齒輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)課本式(8-15a),計(jì)算大帶輪的基 準(zhǔn)直徑 ckdd2=i 帶-cL(1- £ )=3 X 90X( 1-0.02 ) =264.6mm由課本表8-8,圓整為dd2=280mm4 .沖定帶長(zhǎng)和中心矩1)根據(jù)

12、課本式(8-20),初定中心距a=500mm2)由課本式(8.22)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 2Ld。2ao+n (d di+dd2)/2+(d d2-d 由)/ (4a。)=2X 500+3.14 X (90+280) /2+ (280-90) 2/ (4X 500)-1598.95mm由課本表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld600mm按課本式(8-23)實(shí)際中心距aoa、0+ (Ld-Ldo) /2=500+ (1600-1598.95) /2=501mm5 驗(yàn)算小帶輪上的包角a a 1=180- (dd2-ddi)X57.3 °/a=180- (280-90 )X 57.3V501 =15

13、8,3°>9O° (適用)6 .確定帶的根數(shù)z1)計(jì)算單根V帶的額定功率P”由ddi=90mr和n電機(jī)=1440r7min根據(jù)課本表8-4a得Fo=1.064KW根據(jù)n電機(jī)=1440r/min, i帶=3和A型帶，查課本表(8-4b)得P.O.OKW根據(jù)課本表8-5得Ka=0.925根據(jù)課本表8-2得K=0.99,于是Pr= (Po+APo) XKaXKL= (1.064+0.17) X 0.945 X 0.99=1.154kw2)計(jì)算V帶的根數(shù)z。z=Pca/Pr=3.795/1.154=3.29 圓整為 4 根7 .計(jì)算單根V帶的初壓力的最小值(F)minI畫怵木

14、表8-3得A型弦的單位長(zhǎng)度質(zhì)量Q=0.1 kg/m,所以：2(Fmin =500 (2.5- K a) Pca/K aZV +qV=500 X( 2.5-0.945 ) X 3.795/ (0.945 X 4X 6.68 ) +0.1 X 6.68 2N=121.32N應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力Fo>(Fo)mino8 .計(jì)算壓軸力FP壓軸力的最小值為(Fp) mm=2z ( Fo) min Sin ( a l/2 )=2X 4X 121.32 X sin (158.3 ° /2 ) =953.21 N綜上可知帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)參數(shù)如下:選用A型V帶傳動(dòng)比i帶=3帶數(shù)Z=4V帶額定功率P=1

15、.154KW帶速：v=6.68m/s基準(zhǔn)直徑：ddi=90mm dd2=280mm2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1選定齒輪材料及精度等級(jí)及齒數(shù)1)機(jī)器為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB10095-88)。2)材料選擇。由表課本表選擇小齒輪材料為40Cr (調(diào)制)，硬 度為 280HBS大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))硬度為240HBS3)選小齒輪齒數(shù)z月24,大齒輪齒數(shù)Zz=24X6.29=150.96,取151。2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式(10-9a) 22 1/3d2.32(K(U+1)ZJ©dUCH| )(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)試選載荷系數(shù)K=1.32)計(jì)算小

16、齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩一二9.55 X 105X p/仆一|=95.5 X 10 X 3.243/480=64520 N mm3)由課本表107選取齒款系數(shù)© d=14)由課本表106查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa/25)由課本圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限(TH"ml=600MPa打齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限(TH"m2=550MP©6)由課本式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N.N=60 njL h=60X 480 X 1X(8X 300 X 8) _ I8=5.53 X 102=Ni/i 齒=5.53 X 108/6.29=0.88

17、X 1087 )由圖課本10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn=0.93 Khn=0.988)計(jì)算解除疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1 %安全系數(shù)S=1.0t hi= KHNiTHiim S=0.93 X 600/1 .OMpa=558MpaT h2= Khn2 T Hiim2/S = 0.98 X 550/1 .OMpa=539Mpa計(jì)算1)試算小齒輪分度圓直徑ddh代入Th較小的值ddi>2.32(Kt T(u+1)Ze2/© dUTHT)”3 |4221/3=2,32 X 1.3 X 6.452 X 10 X( 6.29+1 )X 189.8 /(6.29 X 539 ) =53

18、.194mm2)計(jì)算圓周速度v。v=n ddi nV (60X 1000) =3.14X53.194X480/ (60X 1000) =1.34m/s 因?yàn)閂v6 m/s,故取8級(jí)精度合適。3)計(jì)算齒寬bob=© ddu=1 X 53.194mm=53.194mm4)計(jì)算齒寬和齒高之比b/ho模數(shù):m =dMZ二53194/24=2.216mm齒高:h=2.25rrh=2.25 X 2.216=4.99mm b/h=53.194/4.99=10.665)計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)v=1.34m/s,8級(jí)精度，由課本圖108查得動(dòng)載荷系數(shù)21.06;直齒_輪，Kh=K=1.316由課本表10-

19、2查得Ka=1一由課本表10-4用插值法查得8級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置 時(shí)，心=1.316由311=10.67,屜=1.316查課本表10-13得 艱=1.28 :故載荷系數(shù)K=hAXKvXKdaX Kfb =1X L06 X 1X 1.316=1.4086)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由課本式(1010a).11/31/3di= dit(K/Kt) =53,194 X (1.408/1.3)=54.628mm7)計(jì)算模數(shù) m m=d/z 1=54.628/24=2.28mm3 .按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由課本式(10-5 )得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式m > 2KTiYFaYsJ

20、( © dZi2TF)1/3(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)由課本圖10-20查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限T FEi=500MPa大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 T FE2=380MPa2)由課本圖1018取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn=0.92 Kfn2=0.983)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,由課本式(10-12)得(T fi= Kfni fei/S=0.92 X 500/1.4=328.57MPa(T f2= Kfn2 (X fe2/S=0.98 X 380/1.4=266MPa4)計(jì)算載荷系數(shù)KK=K aX KvX &aX Kfb =1X 1.06 X 1

21、X 1.28=1.36585)取齒形系數(shù)。由課本表 10-5 查得 YFa1=2.65 YFa2=2.146)查取應(yīng)力校正系數(shù)由課本表 10-5 查得 Ysa1 = 1.58 Ysa2=1.837)計(jì)算大、小齒輪的Wa Ysa/ X FYai Ysa加 X f 1=2.65 X 1.58/328.57=0.01274Wa2 Ysa VL X F 2=2.226 X 1.83/266=0.01472大齒輪的數(shù)值大。8)設(shè)計(jì)計(jì)算|21/3m > 2 X 1.3568 X 64520X 0.01472 /(1 X 24 )=1.648mm一對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎

22、曲疲勞強(qiáng) 度計(jì)算的模數(shù)m的大小重腰取決于彎曲強(qiáng)度的承載能力，而齒面接觸疲 勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅和齒輪直徑(即模數(shù)和齒數(shù)的乘積)有關(guān)，可 取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.648并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm按接觸強(qiáng)度 的的分度圓直徑di=53.194mm算出小齒輪的齒數(shù)乙_=di/m=53194/2=27mm大齒輪的齒數(shù) Z2=6.29 X 27=169.83 取 Z2=170這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免 浪費(fèi)。4 .幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算分度圓直徑d二 zm=27X 2=54mmd2= z 2m=17X 2=340mm(2)計(jì)算中心距 a= (di+ d2)/

23、2= (54+340) /2=197mm(3)計(jì)算齒輪寬度 b=© dd 1=1 X 54=54mn 取 B2=54mm, B=59mm 下圖為 大齒輪的結(jié)構(gòu)圖：綜上可知，齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：小齒輪分度圓直徑：d=54mm大齒輪分度圓：d2=340mm中心距a=197mm小齒輪齒寬：B=59mm大齒輪齒寬：B2=54mm模數(shù)m=2六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、兩軸上的功率P、轉(zhuǎn)數(shù)n和轉(zhuǎn)矩由前面的計(jì)算已知：Pi =3.146kwnii=76.3r/minTh =393770N mmP =3.243 kwn i=480 r/mi n Ti =64520 N - mm2、求作用在齒輪上的

24、力因已知低速大齒輪的分度圓直徑為d2=340mmFtii =2T7d 2=2X 393770/340=1158.15NFm = Riitan20 ° =1158.15X 0.3642=421.78N 因已知高速小齒輪的分 度圓直徑為di=54mmFti =2T /d 1=2 X 64520 /54=1194.81 NFn=Ftitan20 ° =1194.81 X 0.3642=435.15N3、初步確定軸的最小直徑先按課本式(152)初步估算軸的最小直徑。選取的材料為45鋼，調(diào)制處理。根據(jù)課本表15-3,取Ac=112,于是得dminii = Ao(P/mi)1/3=11

25、2X( 3.146/76.3 ) 1/3=38.69mm cUi= A。( Pi/ n i)1/3=112X( 3.243/480 ) 1/3=21.17mm4、低速軸聯(lián)軸器的選擇為了使所選低速軸的最小直徑和聯(lián)軸器的孔相適應(yīng)，故選聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KTi,查課本表14-1,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 Ka=1 .3,貝 uTca= KaTh =1.3 X 393770=51190" mm按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tea應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用 HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為630000 N-mm聯(lián)軸器的孔徑 di=40mm半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=112mm半聯(lián)

26、軸器和軸配合的轂孔長(zhǎng)度L=84mm A、低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)選擇軸的材料選軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。查課本表15-1可知： (TB=640Mpa,Cs=355Mpa,許用彎曲應(yīng)力c-J =60Mpa (2)軸上零件的周向定位單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對(duì)稱布置在齒輪兩邊。大 齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位和固定，靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定， 軸通過兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位，聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過盈配合分別實(shí)現(xiàn)軸 向定位和周向定位。(3)、確定各段軸的直徑根據(jù)軸各段的直徑確定原則，軸段 1處為軸的最小直徑，將估算軸 d=40mm作為外伸端直徑ch和聯(lián)軸器相配；軸段2要考慮聯(lián)軸器

27、的定位 和安 裝密封圈的需要，故D2=45m m,軸三安裝軸承，故D3=50m m；軸 段4 用于安裝齒輪，為便于齒輪裝拆和齒輪配合處軸徑d4應(yīng)大于d3,取d4=55mm ;齒輪左端用用套筒固定,右端用軸環(huán)定位,軸環(huán)直徑d5滿足齒輪 定位的同時(shí)，還應(yīng)滿足右側(cè)軸承的安裝要求，根據(jù)選定軸承型號(hào)確定；軸段6 應(yīng)和段3同樣的直徑為D6=50mmo(4)、軸承的選擇初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。參 照工 作要求，由軸承產(chǎn)品目錄中初步取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深 溝球軸承 6210,其尺寸dXDXB=50mm90mrX 20mm軸承寬度B=20,最 小安裝尺 寸D=57,故

28、軸環(huán)直徑取ds=57mm.(5)確定軸各段長(zhǎng)度為保證大齒輪的固定的可靠性，取軸段 4的長(zhǎng)度應(yīng)該稍微短于齒輪 的寬度，故L4=50mm根據(jù)軸環(huán)寬度可取軸段5長(zhǎng)度L5=10mm據(jù)軸承內(nèi)圈 寬度B=20mm箱體內(nèi)壁至軸承端面距離為10mm可取取L6=32mm因 為兩 軸承相對(duì)齒輪對(duì)稱，取軸段L3=(10+32)=42mm為保證聯(lián)軸器不和軸承箱體 和軸承端蓋的尺寸沖突而去定軸段2的長(zhǎng)度，查取L2=50mm根據(jù)聯(lián)軸器軸孔選長(zhǎng)度L仁84mm故全軸長(zhǎng)為 L=84+50+42+50+22+20=268mm(6)、兩軸承之間的跨距L因?yàn)樯顪锨蜉S承的支反力作用點(diǎn)在軸承寬度 的中點(diǎn)，故兩軸承之間的跨距L=(50+2

29、2+20+42-20)=114mmB.高速軸的設(shè)計(jì)1、選擇軸的材料確定許用應(yīng)力選軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。查課本表15-1可知：c B=640Mpa,c s=355Mpa,許用彎曲應(yīng)力c -il =60Mpa因?yàn)閏U=21.17mm考慮鍵槽的影響以系列標(biāo)準(zhǔn)，取d=22mm 2.,高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下圖為高速軸的簡(jiǎn)圖:(1)確定軸上零件的位置和固定方式單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對(duì)稱布置。小齒輪直徑較 小，可做成齒輪軸。兩端軸承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固 定，軸通過兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位。小齒輪的兩端設(shè)置軸肩給擋油環(huán)定位。(2)確定軸各段的直徑軸段1的直徑為軸的最

30、小直徑，故選定D仁d=22mm軸段2要考慮到密 封 圈的安裝需要，選擇D2=30mm軸段3為安裝軸承，為便于安裝應(yīng)取 D3>D2且和軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列相符，取D3=35m (其中選擇軸承型號(hào)為 6207,其尺寸為：dx DXT=35mrH 72mrK 17mm安裝尺寸為42mr)軸 段 4在小齒輪兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置的兩軸肩處直徑為D4=40mm故取D5=42mm軸段5安裝軸承，應(yīng)和段3同樣的直徑，故選D5=35mm(3)、確定個(gè)軸段的長(zhǎng)度軸段4考慮到給擋油環(huán)定位，根據(jù)草圖，可設(shè)計(jì)L4=83mm考慮箱體內(nèi)壁到 軸承端面的距離和軸承的型號(hào)，可設(shè)計(jì)軸段5長(zhǎng)度：L5=30mm則同理，軸段3安裝軸承，故軸

31、段3長(zhǎng)度L3=30mm考慮到軸承蓋螺釘?shù)难b 拆空 間，取L2=50mm根據(jù)安裝的帶輪的需要，取L仁65全軸長(zhǎng)為 L 總=65+50+30+83+30=258mm(4)兩軸承之間的跨距L=83+30+30-17=126mm(5)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：La=Lb= L/2=126/2=63mm 的設(shè)計(jì)計(jì)算2、高速軸上的功率P、轉(zhuǎn)數(shù)n和轉(zhuǎn)矩1)繪制軸受力簡(jiǎn)圖(如圖a)2)繪制垂直面彎矩圖(如圖b) 軸承支反力：Fay=Fby=F "2=435.15/2=217.58NFaz=Fbz=r /2=1194.81/2=597.41 N由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C

32、在垂直面彎矩為Mci=FAy L A =217.58 X 63=13707.54N-mm截面C在水平面上彎矩為：Mc2=FazLb =597.41 X 63=37636.83N- mm(4)繪制合彎矩圖(如圖d)M=(Mc2+M22) 1/2= ( 13707.542+37636.832)1/2=40055.31 N - mm繪制扭矩圖(如圖e)轉(zhuǎn)矩：T=9.55 X( R/njx 106= F =64520 N- mm(6)繪制當(dāng)量彎矩圖(如圖f)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取 a =0.6,截面C處的當(dāng)量彎 矩：Mec=M2+( a T)21/2 2 2 1/2=40055.31

33、+(0.6 X 64520) =55705.00 N- mm(7)校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度(T ca 尸M +(a 丁產(chǎn)1/2/W = 55705.00/0.1 d 33=53028.17/0.1 X 353=13.00MPav(T=60MPa(按前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由 課本表 15-1 查得E=60MPci ) 該軸強(qiáng)度足夠。B(e) *ninT1七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命8X 300X 8=19200 小時(shí)1計(jì)算高速軸承(1)已知 m=480r/min(2)計(jì)算當(dāng)量載荷R、P2(3)選擇軸承型號(hào)為6207根據(jù)課本P321表(136 )取f p=1 .5根據(jù)課本P320( 13-9)式得R=fpxFri=fpX Fay =1.5 X (1 X 217.58)=326.37N(3)軸承壽命計(jì)算 深溝球軸承& =3Lh=106(f tCr/PP /60n根據(jù)手冊(cè)得6207型的Cr=25500NUi=106(f tCr/ P i) 3/60n=106X 1 X 22500/326.37 3/6