機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-雙級(jí)圓柱齒輪減速器-設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書-西安交通大學(xué)

1、 課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目 雙級(jí)圓柱齒輪減速器 班 級(jí)_姓 名_指導(dǎo)教師_年_月_日目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書····························· 1二、傳動(dòng)體統(tǒng)方案的擬定··········&

2、#183;·············· 1三、電動(dòng)機(jī)的選擇···························· 2四、傳動(dòng)比的分配····

3、;························ 2五、傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算···················· 3 六、減速器傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算

4、······················ 41高速級(jí)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算··················· 42低速級(jí)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算···&#

5、183;··············· 4 七、減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算························· 81繪制軸的布置簡(jiǎn)圖和初定跨距····&#

6、183;··············· 82高速級(jí)軸的設(shè)計(jì)·························· 83中間軸的設(shè)計(jì)·····&

7、#183;·····················114低速級(jí)軸的設(shè)計(jì)··························13

8、八、滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算························161高速級(jí)軸上滾動(dòng)軸承的選擇·····················162

9、中間軸上滾動(dòng)軸承的選擇······················163低速級(jí)軸上滾動(dòng)軸承的選擇·····················17 九、鍵連接和聯(lián)軸器的選擇與

10、計(jì)算·····················171高速級(jí)軸上鍵連接和聯(lián)軸器的選擇··················172中間軸上鍵連接和聯(lián)軸器的選擇·····

11、;··············173低速級(jí)軸上鍵連接和聯(lián)軸器的選擇··················18 十、箱體及附件設(shè)計(jì)·············

12、;··············191窺視孔和窺視孔蓋·························202通氣器········

13、······················203定位銷···························

14、···214啟箱螺釘·····························215油標(biāo)尺················

15、;··············216放油孔及螺塞···························217起吊裝置······&

16、#183;······················21 十一、減速器的潤(rùn)滑方式與密封······················21 設(shè)計(jì)小結(jié)及體會(huì)

17、3;····························22 參考文獻(xiàn)····················

18、83;···········22設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 雙級(jí)圓柱齒輪減速器計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書1. 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有兩級(jí)圓柱齒輪減速器和開(kāi)式圓柱齒輪傳動(dòng)。2. 原始數(shù)據(jù)輸送帶有效拉力 F=8500N;輸送帶傳送速度 v=0.35m/s;輸送帶滾筒直徑 d=450mm;減速器設(shè)計(jì)壽命為5年。3. 工作條件兩班制工作，常溫下連續(xù)工作；空載啟動(dòng)，工作載荷有輕微震動(dòng)；電壓為380/220V的三相交流電源。二、 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案如圖1所

19、示。圖1 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案簡(jiǎn)圖1.電動(dòng)機(jī)； 2.聯(lián)軸器； 3.兩級(jí)圓柱齒輪減速器； 4.聯(lián)軸器； 5.開(kāi)式圓柱齒輪傳動(dòng)； 6. 滾筒； 7.傳送帶 帶式輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器2將動(dòng)力傳入兩級(jí)圓柱齒輪減速器3，再通過(guò)聯(lián)軸器4，經(jīng)開(kāi)式圓柱齒輪傳動(dòng)5，將動(dòng)力傳至輸送機(jī)滾筒6，帶動(dòng)傳送帶7工作。三、 電動(dòng)機(jī)的選擇1. 電動(dòng)機(jī)的功率由已知條件可計(jì)算出工作機(jī)所需有效功率 Pw=Fv1000=5000×0.61000=3.0 (kW)齒輪精度選8級(jí)由附表B-10設(shè)：5w輸送機(jī)滾筒州5軸至傳送帶間的傳動(dòng)效率； c 聯(lián)軸器效率，c=0.99； g 閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率，g=0.9

20、7； g 開(kāi)式圓柱齒輪傳動(dòng)效率，g=0.95； b 對(duì)滾動(dòng)軸承效率，b=0.99； cy輸送機(jī)滾筒效率，cy=0.99。式中, 01=c=0.99; 12=bg=0.99×0.97=0.9603; 23=bg=0.99×0.97=0.9603; 34=bc=0.99×0.99=0.9801; 45=bg=0.99×0.95=0.9405; 5w=bcy=0.99×0.96=0.9504。 得傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 = 01122334455w =0.99×0.9603×0.09603×0.9801×0.9405&

21、#215;0.9504 =0.7998 工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率 Pr=Pw=2.9750.7998=3.7197 (kW)2. 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇輸送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速nw=60000v=60000×0.353.14×450=14.854 (r/min) 選取同步轉(zhuǎn)速為ns=1500r/mind的電動(dòng)機(jī)為宜。3. 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇根據(jù)工作條件：兩班制工作，常溫下連續(xù)工作；空載啟動(dòng)，工作載荷有輕微震動(dòng)，工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率Pr=3.7197kW及電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速為ns=1500r/min等，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)Y112M-4，其主要性能數(shù)據(jù)如下：電動(dòng)機(jī)額定功率 Pm=4kW

22、；電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 nm=1400r/min；電動(dòng)機(jī)軸伸直徑 D=28mm；電動(dòng)機(jī)軸伸長(zhǎng)度 E=60mm。四、 傳動(dòng)比的分配帶式輸送機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比i=nmnw=144014.854=96.94 由傳動(dòng)系統(tǒng)方案知i01=i34=1按附表B-10查取開(kāi)式圓柱齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比i45=6計(jì)算可得兩級(jí)圓柱齒輪減速器的總傳動(dòng)比i=i12i23=ii01i34i45=96.941×1×4=16.157為便于兩級(jí)圓柱齒輪減速器采用浸油潤(rùn)滑，當(dāng)兩對(duì)齒輪的配對(duì)材料相同、齒面硬度HBS350、齒寬系數(shù)相等時(shí)，考慮齒面接觸疲勞強(qiáng)度接近相等的條件，取高速級(jí)傳動(dòng)比 i12=1.3×i=1

23、.3×16.157=4.583 低速級(jí)傳動(dòng)比i23=ii12=16.1574.358=3.637 傳動(dòng)系統(tǒng)各傳動(dòng)比分別為i01=1, i12=4.583, i23=3.637, i34=1, i56=6 五、 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下：0軸（電動(dòng)機(jī)軸）： n0=nm=1440 (r/min) P0=Pr=3.7197 (kW) T0=9550P0n0=9550×3.71971440=24.67 (Nm)1軸（減速器高速軸）： n1=n0i01=14401=1440 (r/min) P1=P001=3.9197×0.99=3

24、.6825 (kW) T1=9550P1n1=9550×3.68251440=24.42 (Nm)2軸（減速器中間軸）： n2=n1i12=14404.583=314.2 (r/min) P2=P112=3.6825×0.9603=3.5363 (kW) T2=9550P2n2=9550×3.5363314.2=107.485 (Nm)3軸（減速器低速軸）： n3=n2i23=314.23.637=86.39 (r/min) P3=P212=3.5363×0.9603=3.3959 (kW) T3=9550P3n3=9550×3.395986.

25、39=375.4 (Nm)4軸（開(kāi)式圓柱齒輪傳動(dòng)高速軸）： n4=n3i34=86.391=86.39 (r/min) P4=P334=3.3959×0.9801=3.3283 (kW) T4=9550P4n4=9550×3.328386.39=367.93 (Nm)5軸（開(kāi)式圓柱齒輪傳動(dòng)低速軸）： n5=n4i45=89.366=14.4 (r/min) P5=P445=3.3283×0.9405=3.1303 (kW) T5=9550P5n5=9550×3.130314.4=2075.98 (Nm)六、減速器傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 高速級(jí)斜齒圓柱齒輪

26、的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪材料及熱處理方法 小齒輪采用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HBS=230286 大齒輪采用45號(hào)鋼，正火處理，HBS=170217（2）按齒面接觸強(qiáng)度條件計(jì)算中心距a1 已知：小齒輪轉(zhuǎn)矩T1=24.42Nm 齒數(shù)比u'=i12=4.583 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-9初選齒寬系數(shù)a=0.35 初選螺旋角=10° 初選載荷系數(shù)K=1.8 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-7得彈性系數(shù)ZE=189.8MPa 初選節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH'=2.5 初選重合度系數(shù)Z=0.85 初選螺旋角系數(shù)Z=0.992由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-33（c）查得H，lim1=560MPa H，lim2=500M

27、Pa 接觸應(yīng)力變化總次數(shù) N1=60n1Lh=60×1440×1×24000=2.07×109 N2=60n2Lh=60×314.2×1×24000=4.52×108由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-35查得壽命系數(shù)ZN1=0.90，ZN2=0.98由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-8查得SHmin=1相應(yīng)得到小齒輪和大齒輪的許用接觸應(yīng)力分別為H1=560×0.90/1=504MPa H2=500×0.98/1=490MPa 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式8-45得 au+13500K'T1auZEZH'Z'Z&

28、#39;H2 =(4.583+1)3500×1.8×24.420.35×4.583(189.8×2.5×0.85×0.992490)2 =116.7mm取標(biāo)準(zhǔn)中心距a1=125mm（3）確定主要參數(shù)和計(jì)算主要尺寸 初選標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2 z1=2acos'm(u'+1)=2×125×cos10°2×(4.583+1)=22.05 z2=z1u'=22.05×4.583=101.05 取整后，z1=22, z2=101實(shí)際傳動(dòng)比 i12=u=z2z1=10122=4.

29、591傳動(dòng)比誤差 u-u'u=4.591-4.5834.591=0.17%（在誤差允許范圍內(nèi)） cos=m(z1+z2)2a=2×(22+101)2×125=0.985得螺旋角=9.94°（取小齒輪右旋，大齒輪左旋）分度圓直徑： d1=mz1cos=2×220.984=44.7mm d2=mz2cos=2×1010.984=205.3mm齒寬 b2=b=aa=125×0.35=43.75mm取 b2=45mm, b1=50mm確定載荷系數(shù)K：由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-5，KA=1.25齒輪圓周速度v=d1n160000=3.37m/

30、s按機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-21，Kv=1.15由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-24，軟齒面，非對(duì)稱分布，K=1.08=1.88-3.2122+1101cos=1.6756 =bsinm=1.276 =+=2.9516 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-25，調(diào)質(zhì)鋼，K=1.42 載荷系數(shù)K=KAKvK K=2.2046由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-31，=9.94°，ZH=2.48 Z=1=0.7725 Z=cos=0.992因?yàn)?K(ZHZZ)2<K'(ZH'Z 'Z')2，設(shè)計(jì)偏于安全（4）驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式8-23， Y=0.25+0.75=0.504由機(jī)械設(shè)計(jì)基

31、礎(chǔ)圖8-41，Y=0.92由zv=zcos3，當(dāng)量齒數(shù)zv1=23.1,zv2=106由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-28，YFa1=2.68，YFa2=2.21由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-29，YSa1=1.58，YSa2=1.80由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-32，F(xiàn)lim1=220MPa，F(xiàn)lim2=180MPa由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-34，YN1=0.86，YN2=0.93由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式8-27， F1=220×21.25×0.86=302.72MPa F2=180×21.25×0.93=267.84MPa YFa1YSa1F1=2.68×1.58302.72=0.0

32、1399 YFa2YSa2F2=2.21×1.80267.84=0.01485 代入機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式8-44， m32000KT1YYcos2dz12YFa2YSa2F2=1.14 故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠2. 低速級(jí)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪材料及熱處理方法 小齒輪采用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HBS=230286 大齒輪采用45號(hào)鋼，正火處理，HBS=170217（2）按齒面接觸強(qiáng)度條件計(jì)算中心距a1 已知：小齒輪轉(zhuǎn)矩T2=107.485Nm 齒數(shù)比u'=i23=3.637 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-9初選齒寬系數(shù)a=0.4 初選載荷系數(shù)K=1.8 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-7得彈性

33、系數(shù)ZE=189.8MPa 初選節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH'=2.5 初選重合度系數(shù)Z=0.9由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-33（c）查得 H，lim3=560MPa H，lim4=500MPa接觸應(yīng)力變化總次數(shù) N3=60n2Lh=60×314.2×1×24000=4.52×108 N4=60n3Lh=60×86.39×1×24000=1.244×108由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-35查得壽命系數(shù)ZN3=0.97，ZN4=0.99由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-8查得SHmin=1相應(yīng)得到小齒輪和大齒輪的許用接觸應(yīng)力分別為H3=560×

34、;0.97/1=543.2MPa H4=500×0.99/1=495MPa 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式8-45得 au+13500K'T2auZEZH'Z'H2 =(3.637+1)3500×1.8×107.4850.4×3.637(189.8×2.5×0.85495)2 =163.88mm取標(biāo)準(zhǔn)中心距a2=180mm（3）確定主要參數(shù)和計(jì)算主要尺寸 初選齒寬b=aa2=0.4×180=72取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2由z3+z4=2am=180 及 z4=z3u'得z3=38.82，z4=141.18 取整后，z

35、3=39, z4=141實(shí)際傳動(dòng)比 i23=u=z4z3=14139=3.615傳動(dòng)比誤差 u'-uu=3.637-3.6153.615=0.6%（在誤差允許范圍內(nèi)）確定載荷系數(shù)K：由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-5，KA=1.25齒輪圓周速度v=d3n260000=1.283m/s按機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-21，Kv=1.08由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-24，軟齒面，非對(duì)稱分布，K=1.12=1.88-3.2139+1141cos=1.775 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-25，調(diào)質(zhì)鋼，K=1.26 載荷系數(shù)K=KAKvK K=1.9051由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式8-26， Z=（4-）3=0.86 KZ2<K'

36、Z'2，設(shè)計(jì)偏于安全。 d3=mz3=78mm，d4=mz4=282mm 取b4=b=65mm，b3=70mm（4）驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式8-23， Y=0.25+0.75=0.673由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-28，YFa3=2.44，YFa4=2.18由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-29，YSa3=1.67，YSa4=1.84由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-32，F(xiàn)lim3=220MPa，F(xiàn)lim4=180MPa由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8-34，YN3=0.91，YN4=0.94由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式8-27，F(xiàn)3=220×21.25×0.91=320.32MPa F4=180×21

37、.25×0.94=270.72MPa YFa3YSa3F3=2.44×1.67320.32=0.01272 YFa4YSa4F4=2.18×1.84270.72=0.01482 代入機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式8-34， m32000KT2Ydz32YFa4YSa4F4=1.47 故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。七、減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）繪制軸的布置簡(jiǎn)圖和初定跨距 軸的布置如下圖，a1=125mm，a2=180mm，bh1=50mm，bh2=45mm，bl1=70mm，bl2=65mm。圖2 軸的布置簡(jiǎn)圖考慮到相鄰齒輪間不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸s=10mm。 考慮齒輪與形體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)

38、生干涉，計(jì)入尺寸k=10mm。為保證滾動(dòng)軸承放入箱體軸承座孔內(nèi)，計(jì)入尺寸c=5mm。初取軸承寬度為n1=20mm，n2=22mm，n3=22mm。3根軸的支承跨距分別為 l1=2c+k+bh1+s+bl1+n1=180mm l2=2c+k+bh1+s+bl1+n2=182mm l3=2c+k+bh1+s+bl1+n3=182mm（2）高速級(jí)軸（1軸）的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料及熱處理軸上小齒輪的直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。軸的材料及熱處理和齒輪的材料及熱處理一致，采用45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼。軸的受力分析軸的受力分析簡(jiǎn)圖如圖3-a所示，圖中 lAB=l1=180mm lAC=n12+c+k+bh12=50mm l

39、BC=lAB-lAC=130mm （a）計(jì)算齒輪的嚙合力 圖3 高速軸(軸1)的受力簡(jiǎn)圖 Ft1=2000T1d1=2000×24.4244.7=1092.62 N Fr1=Ft1tanncos=1092.62×tan20°cos9.94°=403.74 N Fa1=Ft1tan=1092.62×tan9.94°=191.48 N （b）求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖軸在水平面內(nèi)的 受力簡(jiǎn)圖如圖3-b所示。 RAX=Ft1lBClAB=1092.62×130180=789.11 N RBX=Ft1-RAX=1092

40、.62-789.11=303.51 N MAX=MBX=0 MCX=RAXlAC=RBXlBC=39456.3 Nmm軸在水平面內(nèi)的彎矩圖如圖3-d所示。（c）求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖軸在垂直面內(nèi)的 受力簡(jiǎn)圖如圖3-c所示。 RAY=Fr1lBC+Fa1d12lAB =303.74×130+191.48×44.7/2180=243.14 N RBY=Fr1-RAY=303.74-243.14=60.6 N MAY=MBY=0 MCY1=12157 MCY2=7878 Nmm軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖如圖3-e所示。（d）求支承反力，作軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖 RA=

41、825.72 RB=309.50 N（軸向力Fa=191.48N，用于支承軸的滾動(dòng)軸承擬選用深溝球軸承，并采用兩端固定式組合方式，故軸向力作用在軸承A上） MA=MB=0 MC1=41286.7 MC2=40235.1 Nmm T=24420 Nmm軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖分別見(jiàn)圖3-f和3-g。軸的初步計(jì)算由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-4，軸的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，b=647MPa由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-3，插值得-1=59.7MPa取=0.6將上述數(shù)值代入機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式16-6得C截面直徑 d310M2+T2 =31041286.72+0.6×24420259.7=19.43 mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)

42、計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器輸入軸的軸段直徑 de=0.81.2dm=0.81.2×28=22.433.6 mm參考聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑，取減速器高速軸的軸段直徑de=25mm根據(jù)軸上零件的布置、安裝和定位的需求，初定各軸段的直徑及長(zhǎng)度，其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)籌考慮。由附表B-7選取軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑30mm。安裝齒輪、聯(lián)軸器處結(jié)構(gòu)尺寸參考課程設(shè)計(jì)表5-1確定。減速器高速軸的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。圖4 減速器高速軸的結(jié)構(gòu)圖（3）中間軸（2軸）的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料及熱處理采用45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼。軸的受力分析軸的受力分析簡(jiǎn)圖如圖5-a所示，圖中 lAB=l2=182

43、mm lAC=n22+c+k+bh12=51mm lBC=lAB-lAC=131mm lBD=n22+c+k+bl12=61mm （a）計(jì)算齒輪的嚙合力 圖5 中間軸(軸2)的受力簡(jiǎn)圖 Ft2=2000T2d2=2000×107.485205.3=1047.1 N Fr2=Ft2tanncos=1047.1×tan20°cos9.94°=386.92 N Fa2=Ft2tan=1047.1×tan9.94°=183.5 N Ft3=2000T2d3=2000×107.48578=2756 N Fr3=Ft3tan=2756&

44、#215;tan20°=1003.1 N （b）求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖軸在水平面內(nèi)的 受力簡(jiǎn)圖如圖5-b所示。 RAX=Ft2lBC+Ft3lBDlAB=1047.1×131+2756×61182=1677.4 N RBX=Ft2+Ft3-RAX=1047.1+2756-1677.4=2125.7 N MAX=MBX=0 MCX=RAXlAC=85547.4 Nmm MDX=RBXlBD=129667.7 Nmm 軸在水平面內(nèi)的彎矩圖如圖5-d所示。（c）求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖軸在垂直面內(nèi)的 受力簡(jiǎn)圖如圖5-c所示。 RAY=F

45、a2d22-Fr2lBC+Fr3lBDlAB =183.5×205.32-386.92×131+1003.1×61182=161.2 N RBY=Fr3-Fr2-RAY=1003.1-386.92-161.2=454.98N MAY=MBY=0 MCY1=8221.2 MCY2=-10614.62 Nmm MDY=27753.78 Nmm軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖如圖5-e所示。（d）求支承反力，作軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖 RA=1685.13 RB=2173.85 N（軸向力Fa=183.5N，用于支承軸的滾動(dòng)軸承擬選用深溝球軸承，并采用兩端固定式組合方式，故軸向力作用

46、在軸承B上） MA=MB=0 MC1=85941.53 MC2=86203.41 Nmm MD=132604.62 T=107485 Nmm軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖分別見(jiàn)圖5-f和5-g。軸的初步計(jì)算由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-4，軸的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，b=647MPa由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-3，插值得-1=59.7MPa取=0.6將上述數(shù)值代入機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式16-6得C、D截面直徑 dC310M2+T2=31086203.412+0.6×107485259.7=26.22 mm dD310M2+T2=310132604.622+0.6×107485259.7=29.12 mm在

47、此軸段開(kāi)有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大4%，計(jì)算截面直徑dC27.27mm，dD30.28mm。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器高速級(jí)從動(dòng)軸的危險(xiǎn)截面直徑 dd=0.30.35a=0.30.35×125=37.543.75 mm取減速器中間軸的危險(xiǎn)截面直徑dd=40mm。根據(jù)軸上零件的布置、安裝和定位的需求，初定各軸段的直徑及長(zhǎng)度，其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)籌考慮。由附表B-7選取軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑35mm。安裝齒輪處軸段長(zhǎng)度：軸段長(zhǎng)度=輪轂長(zhǎng)度-2mm。減速器中間軸的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6。圖6 減速器中間軸的結(jié)構(gòu)圖（2）低速級(jí)軸（3軸）的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料及

48、熱處理采用45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼。軸的受力分析軸的受力分析簡(jiǎn)圖如圖7-a所示，圖中 lAB=l3=182mm lBC=n32+c+k+bh12=51mm lAC=lAB-lAC=131mm （a）計(jì)算齒輪的嚙合力 圖7 低速軸(軸3)的受力簡(jiǎn)圖 Ft4=2000T3d4=2000×367.93282=2609.43 N Fr4=Ft4tan=2609.43×tan20°=949.76N （b）求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖軸在水平面內(nèi)的 受力簡(jiǎn)圖如圖7-b所示 RAX=Ft4lBClAB=2609.43×51182=731.21 N RBX=Ft4-RA

49、X=2609.43-731.21=1878.22 NMAX=MBX=0 MCX=RAXlAC=RBXlBC=95788.51 Nmm 軸在水平面內(nèi)的彎矩圖如圖7-d所示。（c）求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖軸在垂直面內(nèi)的 受力簡(jiǎn)圖如圖7-c所示。 RAY=Fr4lBClAB=949.76×51182=266.14 N RBY=Fr4-RAY=949.76-266.14=683.62 N MAY=MBY=0 MCY=34864.34 Nmm軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖如圖7-e所示。（d）求支承反力，作軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖 RA=778.14 RB=1998.76 N MAX=MB

50、X=0 MC=101936.06 Nmm T=367930 Nmm軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖分別見(jiàn)圖7-f和7-g。軸的初步計(jì)算由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-4，軸的材料為45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，b=647MPa由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-3，插值得-1=59.7MPa取=0.6將上述數(shù)值代入機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式16-6得C截面直徑 d310M2+T2 =310101936.062+0.6×367930259.7=34.41 mm在此軸段開(kāi)有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大4%，計(jì)算截面直徑dC35.78mm。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器低速級(jí)輸入軸的危險(xiǎn)截面直徑 dd=0.30.35a=0.30.35×180=5

51、463 mm參考聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑，取減速器高速軸的軸段直徑de=56mm根據(jù)軸上零件的布置、安裝和定位的需求，初定各軸段的直徑及長(zhǎng)度，其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)籌考慮。由附表B-7選取軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑45mm。安裝齒輪處軸段長(zhǎng)度：軸段長(zhǎng)度=輪轂長(zhǎng)度-2mm。減速器高速軸的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖8。圖8 減速器低速軸的結(jié)構(gòu)圖八、滾動(dòng)軸承的選擇與計(jì)算（1）高速級(jí)軸（1軸）上滾動(dòng)軸承的選擇按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)。因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類型選擇為深溝球軸承，軸承預(yù)期壽命取為L(zhǎng)h=24000h。軸承所受徑向力Fr=825.72N，軸向

52、力Fa=191.48N，軸承工作轉(zhuǎn)速n=1440r/min。初選滾動(dòng)軸承6306 GB/T276-1994,基本額定動(dòng)載荷Cr=27000N，基本額定靜載荷Cor=15200N。 FaCor=191.4815200=0.0126 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表17-7知，e=0.30 FaFr=191.48825.70=0.23<eX=1,Y=0由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表17-8，沖擊載荷系數(shù)fp=1.5當(dāng)量動(dòng)載荷Pr=XFr+YFafp=1×825.70×1.5=1238.55N Cjs=PrL1=Pr60Lhn1061 =1238.55×(60×24000×

53、1440106)13=15793.87N因Cjs<Cr，故6306軸承滿足要求。6306軸承：D=72mm，B=19mm，damin=37mm。（2）中間軸（2軸）上滾動(dòng)軸承的選擇按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)。因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類型選擇為深溝球軸承，軸承預(yù)期壽命取為L(zhǎng)h=24000h。軸承所受徑向力Fr=2173.85N，軸向力Fa=183.5N，軸承工作轉(zhuǎn)速n=314.2r/min。初選滾動(dòng)軸承6307 GB/T276-1994,基本額定動(dòng)載荷Cr=33400N，基本額定靜載荷Cor=19200N。 FaCor=183.519200=0.0096 由機(jī)

54、械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表17-7知，e=0.29 FaFr=183.52173.85=0.08<eX=1,Y=0由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表17-8，沖擊載荷系數(shù)fp=1.5當(dāng)量動(dòng)載荷Pr=XFr+YFafp=1×2173.85×1.5=3260.78N Cjs=PrL1=Pr60Lhn1061 =3260.78×(60×24000×314.2106)13=25032.86N因Cjs<Cr，故6307軸承滿足要求。6307軸承：D=80mm，B=21mm，damin=44mm。（3）低速級(jí)軸（3軸）上滾動(dòng)軸承的選擇按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)。因支承跨距

55、不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類型選擇為深溝球軸承，軸承預(yù)期壽命取為L(zhǎng)h=24000h。軸承所受徑向力Fr=1998.76N，軸承工作轉(zhuǎn)速n=86.39r/min。初選滾動(dòng)軸承6209 GB/T276-1994,基本額定動(dòng)載荷Cr=31500N，基本額定靜載荷Cor=20500N。由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表17-8，沖擊載荷系數(shù)fp=1.5當(dāng)量動(dòng)載荷Pr=Frfp=1998.76×1.5=2998.14N Cjs=PrL1=Pr60Lhn1061 =2998.76×(60×24000×86.39106)13=14969.83N因Cjs<Cr，故62

56、09軸承滿足要求。6209軸承：D=85mm，B=19mm，damin=52mm。九、鍵連接和聯(lián)軸器的選擇與計(jì)算（1）高速級(jí)軸（1軸）上鍵連接和聯(lián)軸器的選擇由前面計(jì)算結(jié)果知，高速軸（1軸）的工作轉(zhuǎn)矩T=24.42Nm，工作轉(zhuǎn)速n=1440r/min。按機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表18-1，工作情況系數(shù)K=1.52，取K=1.75。計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc=KT=1.75×24.42=42.735Nm據(jù)附表C-16，選彈性套柱銷聯(lián)軸器LT4聯(lián)軸器ZC25×44JB28×62GB/T4323。許用轉(zhuǎn)矩T=63Nm，許用轉(zhuǎn)速n=5700r/min。因Tc<T，n<n，故該聯(lián)軸器滿足要

57、求。選A型普通平鍵。 d11=25mm，L11'=50mm，L11=50-510=4045mm按附表C-9，初選鍵8×7×40 GB/T1096：b=8mm，h=7mm，L=40mm，l=32mm。 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-9，鍵的許用擠壓應(yīng)力及剪切應(yīng)力分別取為p=110MPa，=90MPa。 p=4000Tdhl=4000×24.4225×7×32=17.44MPa<p =2000Tdbl=2000×24.4225×8×32=7.63MPa<鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。（2）中間軸（2軸）上

58、鍵連接的選擇由前面計(jì)算結(jié)果知，中間軸（2軸）的工作轉(zhuǎn)矩T=107.485Nm，工作轉(zhuǎn)速n=314.2r/min。選A型普通平鍵。 d21=40mm，L21'=45mm，L21=45-510=3540mm按附表C-9，初選鍵12×8×36 GB/T1096：b=12mm，h=8mm，L=36mm，l=24mm。 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-9，鍵的許用擠壓應(yīng)力及剪切應(yīng)力分別取為p=110MPa，=90MPa。 p=4000Tdhl=4000×107.48540×8×24=55.98MPa<p =2000Tdbl=2000×107

59、.48540×12×24=18.66MPa<鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。選A型普通平鍵。 d22=40mm，L22'=70mm，L22=70-510=6065mm按附表C-9，初選鍵12×8×63 GB/T1096：b=12mm，h=8mm，L=63mm，l=51mm。 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-9，鍵的許用擠壓應(yīng)力及剪切應(yīng)力分別取為p=110MPa，=90MPa。 p=4000Tdhl=4000×107.48540×8×51=55.98MPa<p =2000Tdbl=2000×107.48540×12×51=8.78MPa<鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。（3）低速級(jí)軸（3軸）上鍵連接和聯(lián)軸器的選擇由前面計(jì)算結(jié)果知，中間軸（2軸）的工作轉(zhuǎn)矩T=3