機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)--設(shè)計(jì)一熱處理車(chē)間傳送設(shè)備的展開(kāi)式雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器

1、凍4謝總*屠（籌）guangxi university of science and technology機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)姓 名: 班 級(jí): 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)教師: 成 績(jī):口期：2013年1月目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第一章傳動(dòng)方案的分析及擬定錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第二章電動(dòng)機(jī)的選擇及計(jì)算92.1電動(dòng)機(jī)的選擇錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2.2確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 102.2.1總傳動(dòng)比錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2. 2. 2分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2. 3. 1各軸轉(zhuǎn)速102. 3.2各軸輸入功率102.3.3各軸輸入轉(zhuǎn)矩11第三章

2、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.1設(shè)計(jì)v帶和帶輪錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3. 1. 2根據(jù)兩個(gè)v帶的實(shí)際傳動(dòng)比校正數(shù)據(jù)3.2二級(jí)展開(kāi)式斜齒齒輪減速器設(shè)計(jì) 143. 2. 1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.2.2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第四章軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算244. 1 v帶齒輪各設(shè)計(jì)參數(shù)附表244.2主動(dòng)軸錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.3中間軸294.4從動(dòng)軸錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第五章滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。5.1主動(dòng)軸的軸承設(shè)計(jì)工作能力計(jì)算385.2中間軸的軸承設(shè)計(jì)工作能力計(jì)算395.3從動(dòng)軸的軸承設(shè)計(jì)工作能力計(jì)算41第六章連接件的選擇及計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書(shū)

3、簽。6. 1鍵的設(shè)計(jì)和計(jì)算436.2聯(lián)軸器設(shè)計(jì)446. 3軸承蓋的設(shè)計(jì)。35第七章箱體的設(shè)計(jì)477. 1箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)47第八章潤(rùn)滑、密封裝置的選擇及設(shè)計(jì)498.1潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)49設(shè)計(jì)小結(jié)50參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目:設(shè)計(jì)一熱處理車(chē)間傳送設(shè)備的展開(kāi)式雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器（下圖所示為其傳動(dòng)系統(tǒng) 簡(jiǎn)圖），用于傳送清洗零件。雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器1 一電動(dòng)機(jī)；2帶傳動(dòng)；3減速器；4 一聯(lián)軸器；5-筒$6-運(yùn)輸帶已知條件:（1）工作情況：雙班制工作，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作有輕微振動(dòng)，允許輸送帶速度誤差 為土 5%；（2）使用壽命：10年（其中帶、軸承壽命為3年以上）；（3）動(dòng)力來(lái)源：

4、電力，三相交流，電壓380/220v；（4）卷筒效率：0.96 （包括卷筒與軸承的效率損失）；（5）原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶所需扭矩t = 460n 加運(yùn)輸帶速度v = 0.8/71/5 卷筒直徑d = 380/77/7?設(shè)計(jì)任務(wù)1）減速器裝配圖1張；2）零件圖2張（高速級(jí)齒輪，高速級(jí)軸）；3）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)-份，按指導(dǎo)老師的要求書(shū)寫(xiě) 原始數(shù)據(jù)：題號(hào)5卷筒直徑d 380mm輸運(yùn)送帶速度v0. 80m/s運(yùn)輸帶所需扭矩t460n -m第一章 傳動(dòng)方案的的分析及擬定1.1組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。1.2特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱(chēng)分布，故沿軸向載荷分布不均勻， 要求軸有較大的剛度。1.3確定

5、傳動(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將v帶設(shè)置在高速級(jí)。 其傳動(dòng)方案如下：ixx圖1-1:傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如:傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖所示。選擇v帶傳動(dòng)和二級(jí)圓柱斜齒輪減速器（展開(kāi)式）。 傳動(dòng)裝置的總效率幾q =呵；耳冷4 =0.95x0.90 x0.972 x0.99=0.8507為v帶的效率，%為第一對(duì)軸承的效率, 仏為兩對(duì)軸承的效率，第二章 電動(dòng)機(jī)的選擇及計(jì)算2.1電動(dòng)機(jī)的選擇運(yùn)輸帶輸入轉(zhuǎn)速為60x1000v nw=tt d傳送帶所需功率p 二歸460x40.228 二品w 95509550式中，系數(shù)表示從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶之間的總效率為""

6、二爲(wèi)軸承x碣齒輪x “v帶x 聯(lián)軸器式中滾動(dòng)軸紂斜齒輪，？7v帶，聯(lián)軸皤分別為彈性聯(lián)軸器效率，滾動(dòng)軸承效率，閉 式斜齒輪（8級(jí)精度）傳動(dòng)效率，v帶傳動(dòng)效率，聯(lián)軸器效率，。據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手 冊(cè)矢口：滾動(dòng)枷=°99,斜齒輪=°97 久帶=0.95,聯(lián)軸器=。99則有："z ="爲(wèi)軸承x 77；倘輪x 7人帶x 嘶器=0.85 所以電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為：根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，電動(dòng)機(jī)類(lèi)型選用y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速選擇1500/min,根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速，查表8-53確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 y100l2-4,其參數(shù)如下表所示：:4z(l總傳動(dòng)比1總二電動(dòng)

7、機(jī)/nw= 40 228 = 35.246型號(hào)額定功 率/kw同步轉(zhuǎn) 速 r/min滿載轉(zhuǎn) 速速nr/min總傳動(dòng) 比外神軸 徑/mm外伸長(zhǎng)度/mm中心高/mmy100l2-431500142035.29928601002. 2確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比221總傳動(dòng)比總傳動(dòng)比i薩動(dòng)機(jī)=35.246z 1420/nv =w 40.2282.2.2分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比設(shè)定帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i 帶=3.1則減速器總傳動(dòng)比i 減速器=i 總門(mén)帶=35.293.1 = 11.370則雙級(jí)斜齒輪圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為i產(chǎn) jl5i融器 v1.5xl 1.37()=4.239低速級(jí)減速器傳動(dòng)比門(mén)減

8、速器/i產(chǎn)2.6822. 3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)2.3.1各軸轉(zhuǎn)速5 =金珈l 門(mén)帶=1420/3.1 =458.065r/min n/7=n/ii =458.065/4.239=119.133r/min nm = nn! z2 =119.133/2.682=40.288 r/min n/v = rtjjj =40.288r/min2. 3. 2各軸輸入功率pi = p(l x 7/v=2.228x0.95 = 2.166kwp = 0/ x 7/斜齒輪 x 滾動(dòng)軸承=2.166x0.97x0.99 = 2.080kw =巴 x77斜齒輪 x 滾動(dòng)軸承=2.080x0.97x0.99=

9、 1.997rwpr = pm* 帀滾m 承 x ”嘶器=1.997x0.99x0.99 = 1.957kw （3）各軸轉(zhuǎn)矩計(jì)算t, =9550 匕 /«! =9550x266/458.065=4558n mtn = 9550pn!nn =9550x2.080/119.133=166.738 n-mtf/ =9550p刃/ 刃=9550xl.997/40.288=473.375nmt/v, =9550 plvlnlv =9550x 1.957/40.288二463.897n m將上述結(jié)果列入表格，以供查用:軸號(hào)轉(zhuǎn)速(r/min)功率(kw)轉(zhuǎn)矩(n m)i軸458.0652.1664

10、5.158ii軸119.1332.080166.738iii軸40.2881.997473.375iv軸40.2881.957463.897第三章傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1設(shè)計(jì)v帶和帶輪31確定計(jì)算功率p"據(jù)表8-7查得工作情況系數(shù)ka = 12。故有：r = ka x3= 1.2x3 = 3.6kw3.1.2選擇v帶帶型據(jù)p和n由圖811選用a帶。l ca3. 1. 3確定的基準(zhǔn)直徑d并驗(yàn)算帶速v(1) 初取帶輪基準(zhǔn)直徑dd,查表8-6和表8-8取小帶輪基準(zhǔn)直徑 ddi = 90mm,(2) 驗(yàn)算帶速v,按式(8-13)得g %"=/x90xl420=6.6伽/£

11、60x100060x1000因?yàn)?<v<30m/s,故帶速合適。(3) 計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)肓徑dd2 = i帶 xd小=3.1x90 = 27mm,根據(jù)表取圓整為280mm3. 1.4確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度厶(1) 初步選取中心距a。：根據(jù)式： 0.7(di +dd2)< aq < 2(£i + dd2)初定中心距aq = 47 lm m(2) 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：2 f _ ch 一 s )4q°2x45 聞 2(90+28® +需弟1481.39mn厶do 一 2兔+ q叫+僉)+查表8-2選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度l(l =140(h?m(3)

12、計(jì)算實(shí)際中心距：a = a + 5 _ 厶)=450+ 14°01481.3= 4】葉血 0 2中心距的變化范圍:389<a<462mm3. 1.5驗(yàn)算小帶輪包角e心心如亠75駕嚴(yán)53.4>120°,包角合適。3. 1. 6確定v帶根數(shù)z,(1)計(jì)算單根v帶的額定功率由公式得 dn=90mmn = 1420i/min根據(jù)，查表8-4a,用線性插值法得：po = 1.053有口 =1420min, i帶=3和a型帶，查表8-4b查得功率增量為 ap() = 0.170查表8-2得帶長(zhǎng)度修正系數(shù)< =0.96.查表8-5,并由內(nèi)插值法得k = 0.927

13、由公式得4p=(p 0 + p()x k 厶 x k。=( 1.053+0.168)x0.927x0.96= 1.086kw(2)計(jì)算v帶根數(shù)z:p 3 6z 二竺= 3.3p 1.086故選z=4根3. 1. 7計(jì)算單根v帶出拉力的最小值(fo)iim查表8-3可得a型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q二0.1kg/mf故司皿爲(wèi)狀:需+0x688 8.65“3. 1. 8計(jì)算作用在軸上的壓軸力fp :3.1.9帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：(1) 小帶輪設(shè)計(jì)由y100l2-4電動(dòng)機(jī)可知其軸伸直徑為d=28mm,故因小帶輪與其裝配，故 小帶輪的軸孔直徑do=32mm0轂長(zhǎng)l=50mm有表14-18可知小帶輪結(jié)構(gòu)為 實(shí)心輪。

14、(2) 大帶輪設(shè)計(jì)大帶輪具體尺寸：=280nnn 轂長(zhǎng)l=6oiimi大帶輪山2 =280<300 小帶鈿小=9()5 3()0&9 -d, <l()()mrr因此2帶輪應(yīng)該采用腹板式查表得，a型v帶輪hw=2.75nim b = 65mm則，。dax =95.5mn%da2 =285.5加桃?guī)л喗Y(jié)構(gòu)式dacl輪緣寬bldl小帶輪腹板式95. 590454530大帶輪腹板式285. 52806560363. 2二級(jí)展開(kāi)式斜齒齒輪減速器設(shè)計(jì)3. 2. 1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選定齒輪類(lèi)型，精度等級(jí)，材料及模數(shù)1）按要求的傳動(dòng)方案，選用圓柱斜齒輪傳動(dòng)；2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作

15、機(jī)器，速度不高，故用8級(jí)精度；3）材料的選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）碩度為250hbs, 大齒輪的材料為45鋼（正火）硬度為200hbs,兩者硬度差為50hbs；4）初選b為15°5 ）選小齒輪齒數(shù)為zi=21,大齒輪齒數(shù)z2可由z 2 = /, x乙得z2=892、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按公式：du > 3淫互吐1.（亙經(jīng)）2（1）確定公式中各數(shù)值1）試選 k&l6。2）選取齒寬系數(shù)°心0.8。3）由圖1030得區(qū)域系數(shù)z = 2.4254）由表106查的材料的彈性影響系數(shù)z廣189.8mp?5）由n、=60口jjln =60x458.0

16、65lx （2x8x365x15）= 1.605x10m = 1.605x16 =3 786x1q八2丨 4.239查圖1026得% =0.750,£al 0.820,£a = % + £al = 1 5 76）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)心=°90；km94。7）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。按齒面硬度查圖10-20o 得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限0 + 厶 540 + 600% 唄 = : = 570 6mp；2 2人齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限b q + l 380 + 280“八% iim2 = m=380 mpo2 2取失效概率為1%,安全系數(shù)s=l,有呵

17、性空型=513 mps1 2 二 khas 唄= 0.94x380 = §丸空 mp= ( ah+6/2 ) /2二435mpa（2）計(jì)算確定小齒輪分度圓直徑dr代入1）計(jì)算小齒輪的分度圓直徑由計(jì)算公式可得:2x1.6x45.15103 x s239x(2-425x189.8v 0.8xl5704.239437.1=54.188mm2）計(jì)算圓周速度。p二旦二 3.14x54.18&458.06】衛(wèi)。毗 60x100060x10003）計(jì)算齒寬bb= 0 x dt =0.8 x 54.188=43.35mm4）計(jì)算模數(shù)與齒高模數(shù) =也里=54188xcob5 = 2.49”z齒

18、高 h = 2.25譏(=2.25x2.4% 5.60 伽力9)3、(1)d = dt=54.188x1.655.78 勸加"1cos15 55.327cos5. zmn = = 2.5（乙按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式：212k7y嚴(yán)0川必“8a <>確定計(jì)算參數(shù)1）計(jì)算載荷系數(shù)。mn > 3k = k/k/kj k"°xl 10x1 2xl.290= 1.2032）根據(jù)縱向重合度g“ = l43,從圖1028查的螺旋角影響系數(shù)匕=0873）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。21zvl = (cosl5)3=(cosl5)3=23,3z2z-=(=(=9896f5

19、）計(jì)算齒寬與齒高z比仝h b 二 43.35 h 5.6086）計(jì)算縱向重合度g“g0二 o.3180z 1血0 = o.318xo.8x21xtanl5 = 1.437) 計(jì)算載荷系數(shù)k。已知使用系數(shù)k廣1，據(jù)v=1.30m/s, 8級(jí)精度。由圖10-8 w =1.10,kh卩二1323。由圖1013查得k” = l290,由圖103查得k = kf2 故載荷系數(shù)：k=k、xk,xkhkh0=1.0x1.10x1.2x1.323=1.7468)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑:4）查取齒形系數(shù) 由表105查得二囂賈(23302一23) + 23 2.672 1q 2 20厶 ou(9&

20、amp;966 - 90) + 220 = 2.182 r fa2 100-90i 79 1 7sf_ (9&966 -90) + 1.78 = 1.7891 皿 100-905）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5查得ys.=i co i <75:(23.3 -23) + 1.575 = 2.18224-23f5a2 =1 79 -1 78二(98.966 90)+ 1.78 = 1.789100-906）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極=385mpa,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限嘰=445mpa7）由圖1018取彎曲疲勞壽命系數(shù)jfvj=0.85,=0.8808）計(jì)算彎曲疲勞

21、許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)s二1.4,則有：6 心 kfn0fe = 0x5x385 =233 ?】5mpas1.40.880x44514=279.714mpa7）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較,用插值法算得血陲=2.18x1.7% nomo <rr2279.714'經(jīng)比較小齒輪的數(shù)值大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算th 偽x0.018 = 1.671mm2x 1.703x45.158x 10彳 x0.87(cos 15 嚴(yán)v0.8x212 xl.570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大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng) 度計(jì)算的法面模數(shù)，取m二2mm,已可滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接 疲勞強(qiáng)度

22、需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)于是有：d、cos0mn_55788cos 住 _ 2= 26.94取zl =27,貝ij z2=/! xz, =4.239x26.4 = 114.20 取z? = 1144. 幾何尺寸計(jì)算(1)計(jì)算中心距叫(乙+z2)2cos/?2x(27 + l 14)2cosl5c=147.0 bi m圓整取a=145(2)按圓整中心距修止螺旋角0 = arccos(z + zx22a=arcos(27 + 114)2x145= 13°35,24m因0值改變不多，故參數(shù)k”，z”等不必修正。(3) 計(jì)算大小齒輪分度圓直徑叫z cos/?2x27c

23、osl3°3524”=55.56nm2x114cosl3°3524n=234.5 7m zn(4) 計(jì)算齒輪寬度b =0d xd = 0.8x55.56= 44a5nm取億=45m 觀 b = 5 0m m5、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)小齒輪結(jié)構(gòu)查表得齒頂導(dǎo)系數(shù)h： = 1，頂隙系數(shù)云=0.25 查表得齒頂導(dǎo)系數(shù)h 1，頂隙系數(shù)云=0.25 分度圓直徑 4=5 5.5 6】齒頂高 ha = h i m = 1x2 = 2mm齒跟高 hr =（hi+c“）m二（1+0.25） x2=3mm 齒頂圓直徑 di = d + 2ha=5556+2x2=59.56mn 齒根圓直徑 df = d

24、2hr = 55.5®2x3= 49.56mn（2）大齒輪結(jié)構(gòu)查表得齒頂導(dǎo)系數(shù)h“ = 1,頂隙系數(shù)/ = 0.25 查表得齒頂導(dǎo)系數(shù)h“ = 1,頂隙系數(shù)/ = 0.25 分度圓直徑 d = 2 3 4.5 7 齒頂高 ha = ha01 = 1x2 = 2mm 齒跟高 =（hj+c"）m=（1+0.25） x2=3mm 齒頂圓直徑 da = d + 2ha = 134.57+ 2x2= 138.57mn 齒根圓直徑 df =dr2hf = 134.572x3= 128.57mn3.2.2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、齒輪設(shè)計(jì)選定齒輪類(lèi)型，精度等級(jí)，材料及模數(shù)與高速級(jí)齒輪相

25、同選小齒輪齒數(shù)為73=24,大齒輪齒數(shù)z斗可由z4 = /2xz3得乙=64.372 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按公式：> 3 淫亙丑tlziz）2v 0s u 6（1）確定公式中各數(shù)值1）試選 k = l6。2）選取齒寬系數(shù)©心0.8。3）由圖1030得區(qū)域系數(shù)zh = 2.4254）由表106查的材料的彈性影響系數(shù)ze = 189.8mp?5）由高速級(jí)齒輪得纟廣l5706）由圖1019取接觸疲勞壽命系數(shù)k90；k 腫 0.94。7）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。有高速級(jí)得6/=435mpa(2)計(jì)算確定小齒輪分度圓盲徑代入”町1)計(jì)算小齒輪的分度圓直徑dj由計(jì)算公式可得:d3i>

26、l2x,x166.73&rx 遊 x(2425x18£和傾訕2.6821 1 9-1 660.8x1.5702)計(jì)算圓周速度。v= v =旦j = 3.14x86.56x1 19.133=0>54m/s60x100060x10003)計(jì)算齒寬bb= 0 x d3t =0.8 x 86.56二69.24mm4)計(jì)算模數(shù)與齒高模數(shù)mntd“cos0 = 86.56xcoss=3.4&m24齒咼 /? = 2.25訂入1 = 2.25x3.48= 7.84九加5) 計(jì)算齒寬與齒高之比2h仁66 叫&h 7.5 8 6) 計(jì)算縱向重合度g 0 = 0.318 0

27、2.如0 = 0.318x0.8x24xtanl5 = 1.637) 計(jì)算載荷系數(shù)k。已知使用系數(shù)ka" 據(jù)v=0.54m/s, 8級(jí)精度。由圖10-8 w jv=1.05,1 334322尺 = 二(66.956 40) + 1.322 =1.33。由 圖 1013 查 得zb 80-40kf戸280,由圖10-3查得k/kj2故載荷系數(shù)：k -kjkfkhikhe= 1.05xlx 1.2x 1.33= 1.6768) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑：39）計(jì)算模數(shù)仏c o s 1 58 7.9 0 c o sol 5, mn - = 3.5z?23、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)

28、計(jì) 按公式：（1）確定計(jì)算參數(shù)1）計(jì)算載荷系數(shù)。k 二 k. x ka x kfa x = 1.05x1x1.2x1.280=1.6132）根據(jù)縱向重合度二1.63,從圖10-28查的螺旋角影響系數(shù)匕= 0.873）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。zsz3(cosl5)324(cosl 5)3= 26.63z-=(64.37(cosl5)3= 71.424）查取齒形系數(shù)由表10-5查得弓導(dǎo)(26.630-262) + 2.60 = 2.581 2 22 - 2 24= (71.42 - 70) + 2.24 = 2.237r f4 80-705) 查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得fs.21.60-1,59527

29、-26(26.630 26)+ 1.595 = 1.5981.77 - 1.7580-70(71.4-70) + 1.78= 1.7536）由由高速級(jí)齒輪則得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極rm=385mpa,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 % =445mpa7）由高速級(jí)齒輪則得彎曲疲勞壽命系數(shù) .,=0.85, .v2 =0.8808) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由高速級(jí)齒輪則有：°>3=233.715mpa4=279.714mpa9) 計(jì)算大、小齒輪的,并加以比較,用插值法算得加11込 00172 3 3 .7 1 5 *丫皿4丫帥4 .*4=2.237x1.753 =0()14279.714

30、經(jīng)比較小齒輪的數(shù)值大。(2) 設(shè)計(jì)計(jì)算mn > 32口丫如0必。乙？ £a<7尸x0.017 = 2.194mm(2x1.613x16 6.738xl0'x0.87(cosl5 尸v0.8x242xl.580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大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng) 度計(jì)算的法面模數(shù)，取m=2.5mm,已可滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接 疲勞強(qiáng)度需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)于是有：= 34.4dcos/3 _ 86.54cosls itl2.5取 zs=34,貝iz4=z2 xz3 =2.268x34= 90.18»取 z4

31、 = 904. 兒何尺寸計(jì)算(1)計(jì)算中心距_m(z3+z4) _ 2cos0圓整取a= 160mm按圓整中心距修正螺旋角05加+護(hù)252a=arcos14°2r36m(34 + 91)2x145 計(jì)算大小齒輪分度圓直徑.2.5x34-.cl = = 87.74/2'cos0 cosl4°2r36m=竺zl = _25x91= 234.84mmcos/? cosl4°21'36"計(jì)算齒輪寬度b3=0/x3 =0.8x87.74= 70.16nm取乞=70?觀 2 = 15mm5、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)小齒輪結(jié)構(gòu)查表得齒頂導(dǎo)系數(shù)h： = 1，頂隙系

32、數(shù)c* =0.25查表得齒頂導(dǎo)系數(shù)h： = 1，頂隙系數(shù)c* =0.25分度圓直徑d=8 7.74】齒頂高 ha = hr m = 1x2.5 = 2.5mm齒跟高 hf =(h；+c")m( 1+0.25x2.5=3.75mm 齒頂圓直徑 da=di + 2ha = 87.7外2.5x2二92.74.mn 齒根圓直徑 d = di'2hr = 87.74-2x3.75= 80.24mn(2)大齒輪結(jié)構(gòu)查表得齒頂導(dǎo)系數(shù)h； = 1，頂隙系數(shù)/ = 0.25查表得齒頂導(dǎo)系數(shù)h； = 1，頂隙系數(shù)/ = 0.25分度圓直徑 d = 238.84齒頂高 ha = hr m = 1x

33、2.5 = 2.5mm齒跟高 hf =(ha+c)m-( 1+0.25x2.5=3.75mm齒頂圓直徑 da =d + 2ha = 138.84+2x2.5= 14384mn 齒根圓直徑 d( =d2hft3&572x3.75= 131.07mn5.大小齒輪各參數(shù)見(jiàn)下表5齒輪齒數(shù)模數(shù)分度圓齒寬形式0127255. 565013°35'24”21142234. 574513°3524h3342.587. 747514°21,36m4912. 5238. 847014°2t36第四章軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算4. 1 v帶齒輪各設(shè)計(jì)(1) v帶齒輪各設(shè)計(jì)

34、參數(shù)附表1) 各傳動(dòng)比v帶高速級(jí)齒輪低速級(jí)齒輪3. 14. 2392. 6822) 各軸轉(zhuǎn)速n(r/min)%(r/min)(r/min)nlv (r/min)458. 07119. 1340. 2940. 293) 各軸輸入功率pp$ (kw)& (kw)p迢(kw)p1v (kw)2. 1662. 0861.9771.9574) 各軸輸入轉(zhuǎn)矩t(n m)(n m)氐(n m)t/v (n m)45. 16166. 74473. 38463. 905) 帶輪主耍參數(shù)小輪直徑右(mm)大輪直徑血(mm)中心距a(mm)基準(zhǔn)長(zhǎng) 度6(mm)帶的根 數(shù)z90280410140044. 2主

35、動(dòng)軸設(shè)計(jì)(1) .求輸出軸上的功率片，轉(zhuǎn)速®,轉(zhuǎn)矩人p 嚴(yán) 2.17kw® =45&07i7min£=45.16n. m(2) .求作用在齒輪上的力己知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為仏=55.56m卡2t、2x45.16xl()3 行“而 f = = 1625.56v£55.56fr = ft 凹玉=929.8 x 型空一=6087ncos/?cos13"35 24mfa =瑋翊= 1625.56tanl335,24,= 392.96b圓周力f徑向力f及軸向力巧的方向如圖示(3) .初步確定軸的最小肓徑先按初步估算軸的最小肓徑，選取軸的材料

36、為45鋼，調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)表15-3,tt 1 = 45mpg o719550兀1000 片/ 9550000x2.17“vv 0.2x45x458.07%因最小真徑與大帶輪配合，故春二鍵槽，'可將軸徑加大5%,即d = 17.12x105% = 1血亦!選用普通v帶輪，取大帶輪的轂孔直徑為/0 = 20mm, 大帶輪的基準(zhǔn)直徑/=28&,采用3根v帶傳動(dòng)，查手冊(cè)得大帶輪寬度 60丄，兀 _4_ _i_5(4) .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主動(dòng)軸設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖：此軸采用齒輪軸結(jié)構(gòu)11ol（主動(dòng)軸）1）各軸段直徑的確定與大帶輪相連的軸段是最小直徑，取dx =l&7zm；大帶輪定位軸肩的高度取

37、 h = 2ivni,則d2 = 22mm；因軸同吋受有徑向和軸向力的作用，故選用單列圓錐 滾子軸承，根據(jù)=1&加，由軸承產(chǎn)品目錄初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度 級(jí)的單列圓錐滾子軸承30305型軸承，則其尺寸為dxdxt=25mmx72mmxl8. 25mm, 所以3 = £ = 25mm,左端軸承定位軸肩高度去h = 2.5mm ,則d4 = 30mm ；此 軸采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，5段為齒輪軸段。2）軸上零件的軸向尺寸及其位置帶輪段l = 60mm,軸承端蓋總長(zhǎng)為20mm,帶輪和端蓋距離為30mm,所以 乙= 50mm軸承寬度厶=乙= 18.2%加，右端軸承得人左面用套筒定位。

38、空軸 段乙二110. 5mm齒輪寬度l5 =5（h?/n,齒輪與箱體內(nèi)側(cè)的距離£6 = 2o.5mrr。至此，已初步確定軸的各段長(zhǎng)度和直徑3）確定軸上圓角和尺寸參考表格15-2,取軸端倒角為2x45°,各軸肩的圓角半徑為r1. 64）.求軸上的載荷分布簡(jiǎn)圖首先根據(jù)周的結(jié)構(gòu)圖，做出計(jì)算簡(jiǎn)圖，在確定軸承支點(diǎn)位置吋，從手冊(cè)中查取滬13mm,因此可作出軸的彎矩圖和扭矩圖如下：呱犧mu -9514d753x75從軸的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出齒輪軸處是軸的危險(xiǎn)截面.5）計(jì)算軸的水平面各支點(diǎn)的受力及彎矩，由上圖可得軸向力 fa 產(chǎn)生的彎矩 虬二 f“xd/2二395x55.

39、56/2二 10918n mm由軸受力常衡得f +匕+ f2-fo=°對(duì)右支點(diǎn)取矩ml + f(廠 fnv!(95+1 40.75f50.73 一 pv x50.75= 0 聯(lián)立方程解得危險(xiǎn)截面彎矩m =x50.75m）=17.8x50.5-10918= -38275 n mm6）計(jì)算軸的垂直平面各支點(diǎn)的受力及彎矩，由上圖可得， 由軸受力平衡得pnhi+fefn?=°對(duì)右支點(diǎn)取矩得m】+ f（廠尸呵（95+140.7550.73-丘 x50.75=°聯(lián)立方程解得fnh=znfnh2=ti91n危險(xiǎn)截面彎矩mh = fm”x50.75=1 191x50.75=61

40、194 n mm7）計(jì)算合成彎矩m = v611942 +382752 =72718- nvn8）將齒輪危險(xiǎn)截面處的各值列于下表載荷水平面v垂宜面h支反力ff*產(chǎn)一73.2n, fw2 = 77.8vf"343/v,幾"2"119閃彎矩m7v/v = -3827f n mmmh 61194 n mm總彎矩m = jm；+m： =72718wmm扭矩tt1=45158 n mm9）按彎扭合成力校核州的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的界面強(qiáng)度。根據(jù)以上 數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭動(dòng)切應(yīng)力為脈動(dòng)變應(yīng)力，取a =0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力jm2+(q7；)2 _

41、j7217$+(0.6x4515図w _0.1x55.56=6.2mpa前選定軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。有表15-1查得a i = 60mpa, 因此cq故安全。4. 3中間軸的設(shè)計(jì)求輸出軸上的功率卩2，轉(zhuǎn)速"2，轉(zhuǎn)矩爲(wèi)p2=2.080kw/22 = 1 19.133r/mint2=166.738n. m（2）.求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)大齒輪、低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為d2 = 234.57nm,d3 = 87j4nm坐= 2x166.73&"=45 6nf；廠竺= 2x166.73&w=5576 52vf = f= 1415.6i<二53q08

42、ncos/?cos13"35'24m234.5787.74診"57652x 冊(cè)罷= 209522n巧 2 =2ta 叩= 14156xtanl335'24'=342.2n巧 3 =比ta 叩=5576.52< tan 142136'= 1427.66b.初步確定軸的最小直徑先按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)表15-3,rt = 45mpao_ 9550x1000 £0.2tth2i 9550000x2x)8v 0.2x45x119.133=26.46 mm因最小直徑與滾動(dòng)軸承配合，直徑即為滾動(dòng)軸承轂

43、孔直徑。.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中間軸設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖:i 1丨2丨 3|4|5丨匕7(中間軸)1)各軸段直徑的確定與滾動(dòng)軸承相連的軸段是最小直徑，選30308型軸承，則j, =d7 =35mm； 與左邊齒輪配合的軸段直徑d?=3加加，齒輪的左端面用套筒定位，右端面軸肩 高度取 =4mm ,則£ = 48m加，右邊齒輪左端面用軸鍵定位，軸肩高h(yuǎn)二4mm, 右端面用套筒定位，所以。右邊齒輪配合的軸段直徑出= 40mm,出= 37mm2)軸上零件的軸向尺寸及其位置軸承寬度b二20. 75mm為,齒輪寬度= 45mm, 3 = 75mm箱體內(nèi)側(cè)與齒輪端面間隙15mm,考慮到箱體內(nèi)側(cè)誤差為8mm,為了齒輪可

44、靠 定位，齒輪處的軸段處軸段長(zhǎng)比齒輪輪轂短4mm,所以l2=l6 = 15+5+4=27兩齒輪 之間的距離取15mmo與之對(duì)應(yīng)的軸各段長(zhǎng)度分別為匚二i？二20. 75mm, l2 =l6 =27mm, l3 =75-4=71 mm, l4=l5mm, l5=45-4=41mm。至此，已基本確定此軸的基本直徑與基本長(zhǎng)度。(5). 求軸上的載荷1)畫(huà)出軸的受力簡(jiǎn)圖，如圖所示。t從軸的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出齒輪軸處是軸的危險(xiǎn)截面.5）計(jì)算軸的水平面各支點(diǎn)的受力及彎矩，由上圖可得軸向力尸；產(chǎn)生的彎ma2 = /7a2xj2/2=342. 2x234. 57/2=40140n mmma3

45、= /7a3xj3/2=1727. 7x87. 74/2=62633n mm由軸受力平衡得f + f3 f2+fm" 對(duì)右支點(diǎn)取矩得fw（6&2*71 + 532+ 斤（71 + 53.25片2 + 73一凡=° 聯(lián)立方程解得fmz2 = -33o6n危險(xiǎn)截面彎矩= f，、“x68.25= 1741x68.25=1 1925, n - mmm、c = fw x53.25= -3306x53.2 = -17064 n mm6）計(jì)算軸的垂直平面各支點(diǎn)的受力及彎矩，由上圖可得，由軸受力平衡得fnh! +ftl + f + fnh2 = 0對(duì)右支點(diǎn)取矩得（68.254-71

46、+53.25 + /7t3x（71+53.25>pt2x53.25=0聯(lián)立方程解得f 朋產(chǎn)39 空nfw2 = 3004n危險(xiǎn)截面彎矩mh = fmx68.25= 3988x68.2* 271 184 n mmm” = f，v_x53.25= 3004x53.25= 15921： n mm7）計(jì)算合成彎矩al, = jm： +m； = vl 19259 2+2711842 = 295899 n nvnm2 = jm爲(wèi) +刈爲(wèi)=v1706452 +1592122 = 269573 n mm8）將齒輪危險(xiǎn)截面處的各值列于下表載荷水平面v垂直面h支反力f麗"74皿 fw2"

47、3069vfw廣3398v,尸粉2 = 300創(chuàng)彎矩m= 11925 n - mma/、，2 = j7604f n mmmm = 271184 n - nun m” = 159212 n mm總彎矩mi = jm： += 295899 n nvnm2 = jm爲(wèi) + m；2 = 269573 n mm扭矩tt2 =166738 n mm9）按彎扭合成力校核州的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的界面強(qiáng)度。根據(jù)以上 數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭動(dòng)切應(yīng)力為脈動(dòng)變應(yīng)力，取a = 0.6,又m>m2, 軸的計(jì)算應(yīng)力m ： + （叭丫 j295890+（0.6x16678）2rr = ；=

48、 4smpaucaw0.1 x4d前選定軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。有表15-1查得bj = 60mpa, 因此（j（a <_,b故安全。4. 4從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)（1）.求輸出軸上的功率p3，轉(zhuǎn)速幻，轉(zhuǎn)矩人p 產(chǎn) 1.997kwn3 =40.288r/min厶二473.375n. m（2）.求作用在齒輪上的力己知低速級(jí)大齒輪的分度圓宜徑為（ = 238.80經(jīng)= 2x473.375<"=5873.wd4238.84fz4 =和翊= 5875lxtanl42t36'=15036 卜齒輪受力方向如載荷分析圖所示。.初步確定軸的最小直徑先按初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料

49、為45鋼，調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)表15-3,rt = 45mpa。19550000x1.997v 0.2x45x40.288=37.5 mm_ 19550x1000/(m,n=|0.2rrh3因最小直徑與聯(lián)軸器配合，故有一鍵槽，可將軸徑加大5%,故可取 d =38mm,選用聯(lián)軸器，輸出最小直徑顯然是聯(lián)軸器處直徑，為了使所選直 徑與聯(lián)軸器的孔徑相適合，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表14-1,考慮到轉(zhuǎn)矩很小，選取k = 1.37 = ka7"3i3x473.3pxlooo=615387.5nmm按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩7；a應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊(cè)，選用lx3型彈性 柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，公

50、稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為1250000n - mm,半聯(lián)軸器的孔徑*38,半聯(lián)軸器的長(zhǎng) 度l=82mm,半聯(lián)軸器與軸配合與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為l二60mm。（4）. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖：7 /27.25j113if00a00u7疋&十羽忑十66f1創(chuàng)3|4|5 i 6 i 7|8（從動(dòng)軸）1）各軸段直徑的確定與聯(lián)軸器相連的軸段是最小直徑，取=38m加；聯(lián)軸器定位軸肩的高度取 h = 3mm ,則j7 =44/nm；選30309型軸承,則dj = 6?6 = 45mm ,右端軸承定 位軸肩高度去h = 4.5mm ,則d5 = 54fnm；與齒輪配合的軸段直徑3 = 50mm, 齒輪的定位軸

51、肩高度取h = 4mm ,則d4 = 58mm。2）軸上零件的軸向尺寸及其位置軸承寬度b = 27.25mm ,齒輪寬度b4 =omm,為了使齒輪左端面與套筒可靠 定位，齒輪段軸長(zhǎng)比齒輪寬燒4血，l$二70-4二66mm,聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 為厶=60/7/7?,軸承端蓋寬度20mni.聯(lián)軸器與箱體距離30mni,所以l 7 二20+30二 50mm,齒輪左端面與箱體內(nèi)壁距離為l2=15+8+（75-70）/2+4二29. 5mm,齒輪右端面的軸肩寬l4>1.4h,所以取l4=8mm0與之對(duì)應(yīng)的軸各段長(zhǎng)度分別為厶=27.25nm, l2 =29.、nm, l3 = 66fnm,&#

52、163;4 = 8mm, l5 = 11l（、=27.25nm, l7 =5o7?m, l8=60mm至此，已初步確定軸各段的直徑和長(zhǎng)度。（5）.求軸上的載荷從動(dòng)軸的載荷分析圖：nh£t4從軸的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出齒輪軸處是軸的危險(xiǎn)截面.5）計(jì)算軸的水平面各支點(diǎn)的受力及彎矩，由上圖可得軸向力 曲產(chǎn)生的彎矩二/?.i4x72=1503x238. 84/2二 176552n mm由軸受力平衡得 fm fr4+fw2=°對(duì)右支點(diǎn)取矩fjw/ (69.2h 125.254- 一 尸襯 x 125.25 ma4 = 0聯(lián)立方程解得fm/1 = 2328.wfz'22.7 卜危險(xiǎn)截面彎矩m、= favix69.25= 2328.7x65 =161262 n mm6）計(jì)算軸的垂直平面各支點(diǎn)的受力及彎矩，由上圖可得， 由軸受力平衡得f nh