《二級(jí)同軸式減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書：》

1、精品文檔歡送下載1傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案1.1 傳動(dòng)裝置的組成和特點(diǎn)組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的 剛度。1.2 傳動(dòng)方案的擬定置總體設(shè)計(jì)圖選擇v帶傳動(dòng)和二級(jí)同軸式圓柱斜齒輪減速器?？紤]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)。初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如圖1.1所示。1.1傳動(dòng)裝1.2. 1工作機(jī)所需功率P.kw)Pv=tqv/l0°°w =5. 7X103X0. 75/ (1000X0. 96 =4.453 kw式中，F(xiàn)”為工作機(jī)的阻力，N；八為工作機(jī)的線速度，m/s； /為帶式工作機(jī)的

2、 效率。1.2.2電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率"7 =7 .33,4 =0- 96X0. 983XO. 982X0. 99=0. 859他為v帶的效率，%為第一、二、三三對(duì)軸承的效率，/為每對(duì)齒輪(齒輪為7 級(jí)精度，油潤(rùn)滑，因是薄壁防護(hù)罩,采用開式效率計(jì)算)嚙合傳動(dòng)的效率，a為聯(lián)軸 器的效率。2電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：P, =Pw/ =4. 453/0. 859 = 5. 184 kw ,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)速為=1000x60v 1000x60x0.75 =33 33 ”1n途 疝）;rx430經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比L =24,二級(jí)圓柱斜齒輪 減速器傳動(dòng)比=

3、35,那么 =925,那么總傳動(dòng)比合理范圍為*=18100,電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd = ia X n = (18-100) X33. 33 = 599. 943333. 3 r/min按電動(dòng)機(jī)的額定功率P,要滿足P“,NPd以及綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺 寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為Y132M26的三相異步電動(dòng) 機(jī)，額定功率為5. 5 kw,額定電流& 8 A,滿載轉(zhuǎn)速,”=960 r/min,同步轉(zhuǎn)速 1000 r/mino精品文檔歡送下載精品文檔歡送下載圖2.1電動(dòng)機(jī)的安裝及外形尺寸示意圖表2.1電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)方案電動(dòng)機(jī) 型號(hào)額定 功率P廂女W額定

4、轉(zhuǎn)速(r/min) in同步 轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/Kg價(jià)格/ 元額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩1Y132M2-6L L0. 096010002.02.084230表2.2電動(dòng)機(jī)的安裝技術(shù)參數(shù)中心高 mm外型尺寸/mmLX (AC/2+AD) XHD底腳安裝尺寸AXB地腳螺栓 孔直徑K軸伸尺寸DXE裝鍵部位尺寸FXGD132515X 345X 315216 X1781238 X 8010 X43精品文檔歡送下我精品文檔歡送下載3確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比3.1 總傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速明，和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速勺，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為: i=n /np. =960/33. 33 = 28.

5、803.2 分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比式中，分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。對(duì)于同軸式圓柱齒輪減速器，傳動(dòng) 比按下式分配：式中匕為高速級(jí)圓柱齒輪的傳動(dòng)比，。為低速級(jí)圓柱齒輪的傳動(dòng)比。為使v帶傳 動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大，初步取，。=2.3,那么減速器傳動(dòng)比為：精品文檔歡送下我精品文檔歡送下載精品文檔歡送下我4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)4.1各軸轉(zhuǎn)速高速軸I的轉(zhuǎn)速 中間軸II的轉(zhuǎn)速 低速軸川的轉(zhuǎn)速 滾筒軸N的轉(zhuǎn)速% ="印=960/2. 3 = 417. 39 r/minnn = nt /z, =417. 39/3. 54 = 117. 91 r/min11 nr = nn /117. 91/3.

6、 54 = 33. 30 r/minLULi一八.二，”二33. 30 r/min4.2各軸輸入、輸出功率4.2.1各軸的輸入功率Pkw富速軸I的輸入功率 中間軸II的輸入功率 低速軸川的輸入功率 滾筒軸IV的輸入功率Pj =Ym x % =5.5X0. 96 = 5. 28 kW七=P/ X n2X/=5. 28X0. 98X0. 98 = 5. 12 kWPm = Pr X n2X3 =5. 28X0. 98X0. 98 = 4.92 kWPr, = Pm X n2X n4=4. 92X0. 98X0. 99 = 4. 77 kW4.2.2各軸的輸出功率Pkw高速軸I的輸出功率 中間軸II

7、的輸出功率 低速軸山的輸出功率 滾筒軸IV的輸出功率P/ = Pf X0. 98 = 5. 17 kW% =匕義 0.98 = 5. 02 kWPni = Pin X0. 99=4.87 kW 丹, = ;.X0.96 = 4.67 kW4.3各軸輸入、輸出轉(zhuǎn)矩4.3.1各軸的輸入轉(zhuǎn)矩r ( N-m)轉(zhuǎn)矩公式：T=9550P/ N*m電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 7； =9550' =9550X5. 5/9602 = 54.71 N m高速軸I的輸入轉(zhuǎn)矩中間軸II的輸入轉(zhuǎn)矩低速軸川的輸入轉(zhuǎn)矩滾筒軸IV的輸入轉(zhuǎn)矩7 =9550 =9550X5. 28/417. 39=120. 81 N m niT

8、n =9550莊=9550X5. 12/117. 91=414. 69 N m nnT1n =9550-=9550X4. 92/33. 30 = 1410. 99 N m nmP,V% =9550=9550X4. 77/33. 30 = 1367. 97 N m 4.3.2各軸的輸出轉(zhuǎn)矩TI = TI X0. 98=118. 39 NmTn=Tn XO. 98=406. 40 N m 勿=% XO. 99 = 1396. 88 Nm 丁於=丁八 XO. 96=1313.25 N*m高速軸I的輸出轉(zhuǎn)矩 中間軸II的輸出轉(zhuǎn)矩 低速軸川的輸出轉(zhuǎn)矩 滾筒軸N的輸出轉(zhuǎn)矩表2.3傳動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果電機(jī)軸軸

9、I軸II軸用滾筒軸IV功率P/KW5.55. 285.124. 924. 77轉(zhuǎn)矩17(N m)54. 71120. 81414. 691410. 991369. 97轉(zhuǎn)速n/(r/miriz960417. 39117.9133. 3033. 30傳動(dòng)比i2.33. 543. 54效率n0. 960. 97020. 97600. 97025設(shè)計(jì)V帶和帶輪5.1 確定計(jì)算功率匕查機(jī)械設(shè)計(jì)課本匕6表8-7選取工作情況系數(shù)：K,=L 2P., = K, X P =1.2X5. 5 = 6. 6 kw vd八HI精品文檔歡送下載式中Ka為工作情況系數(shù)，Pm為傳遞的額定功率,既電機(jī)的額定功率.5.2 選

10、擇V帶的帶型根據(jù)巳=6.6 kw, K、=L2，查課本Pj “圖8-11選用帶型為A型帶。5.3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑由并驗(yàn)算帶速。5. 3.1初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑”加查課本PI55表8-6和P157表8-8得小帶輪基準(zhǔn)直徑以二100 mm。1.1.2 驗(yàn)算帶速u60x1000100x96060x1000=5. 024 m/s因?yàn)? m/s<uW30 m/s ,故帶速適宜。1.1.3 計(jì)算大帶輪的的基準(zhǔn)直徑大帶輪基準(zhǔn)直徑4p =i0 41=2.3X100 = 230 mm ,式中i0為帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比, 根據(jù)課本尸表8-8,圓整為，2=250 mm。5.4 確定V帶的中心距。和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度右由

11、于0. 7(4n +dd2) W劭W2( +由。，所以初選帶傳動(dòng)的中心距。為：a。 1. 5 (ddI +") 525 mm所以帶長(zhǎng)為：Ld-2ao + y(4/ + 4/2)+和 1610. 49 mm查課本P】#表8-2選取v帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度4=1600 mm,傳動(dòng)的實(shí)際中心距近似為:" +生4,g519. 76 mm。2圓整為。=520 mm,中心距的變動(dòng)范圍為：“mm = -0. 015 4 =496 mm +。 03 Ld =568 mm精品文檔歡送下載故中心距的變化范圍為496568 mm。5.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角電生=184空乜xUX)%163.47°2

12、90°,包角適宜。 a 九5.6 計(jì)算帶的根數(shù)z5. 6. 1計(jì)算單根V帶的額定功率Pr (kw)因% =100 mm,帶速v=5. 024 m/s,傳動(dòng)比= 2.3,那么查課本表8-4&、 Cl 1UJU表8-4b,并由內(nèi)插值法得單根普通V帶的根本額定功率4=0.95 kw,額定功率增量 AR)=0. 11 kw o查課本必表8-2得帶長(zhǎng)修正系數(shù)七二0.96。查課本%§表8-5, 并由內(nèi)插值法得小帶輪包角修正系數(shù)=0.96 ,于是P= (R)+AR)KaKl=(0-95+0. 11)X0. 96X0. 99=1.007 kw5. 6.2計(jì)算V帶的根數(shù)Z由-8公式8

13、-公得匕 K、P 12x5.5_6 55Pr (凡+凡)熊勺(0.95 + 0.11)x0.96x0.99'故取7根。5.7 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值(0g查課本凡9表8-3可得V帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量4=0.10 kg/m,故：?jiǎn)胃胀╒帶張緊后的初拉力為0Pmin=500xZ(>-1) + 4 =155.17 N” ka5.8 計(jì)算壓軸力工，壓軸力的最小值為：精品文檔歡送下我(4)1rfli =2 z(R%n 粵=2122 07 N表5.1 V帶的設(shè)計(jì)參數(shù)總匯帶型基準(zhǔn)直徑/mm帶速V/m/s基準(zhǔn)長(zhǎng)度/mm包角aV帶根數(shù)z最小壓軸力 （Fp）mNA1002505. 0241610

14、. 49163. 47°72122.075.9 V帶輪的設(shè)計(jì)1.1.1 9.1帶輪的材料。由于減速器的轉(zhuǎn)速不是很高，應(yīng)選用HT150型。1.1.2 帶輪的結(jié)構(gòu)形式V帶由輪緣、輪輻、和輪轂組成。根據(jù)V帶根數(shù)Z = 7,小帶輪基準(zhǔn)直徑%=100 mm,大帶輪基準(zhǔn)直徑,如=250 mm。故由課本p圖8-14小帶輪選擇腹板式。大帶輪 選擇孔板式。1.1.3 V帶輪的輪槽V帶輪的輪槽與所選用的V帶的型號(hào)相對(duì)應(yīng)，見課本幺61表8-10。V帶繞在帶輪 上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作外表的夾角發(fā)生變化。為了使V帶的工作面與帶輪 的輪槽工作面緊密貼合，將V帶輪輪槽的工作面的夾角做成小于40°

15、。V帶安裝到輪 槽中以后，一般不應(yīng)超出帶輪外圈，也不應(yīng)與輪槽底部接觸。具體參數(shù)見表5. 2。1.1.4 V帶輪的技術(shù)要求鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪輻及輪轂上不允許有砂眼、裂縫、縮 孔及氣泡：鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對(duì)輪緣、凸介、腹板及輪轂的 外表缺陷進(jìn)行修補(bǔ)：111于帶輪的轉(zhuǎn)速低于極限轉(zhuǎn)速，故要做動(dòng)平衡。表5. 2輪槽的截面尺寸槽型BJmm兒 min /1nm磯in /皿eFnm/mrn（PA11.02. 758.715±0.3938°精品文檔歡送下載精品文檔歡送下載6齒輪的設(shè)計(jì)因減速器為同軸式，低速級(jí)齒輪比高速級(jí)齒輪的強(qiáng)度要求高，所以應(yīng)優(yōu)先校準(zhǔn)低

16、 速級(jí)齒輪。6.1 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1.1 選取精度等級(jí)、材料、齒數(shù)及螺旋角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。(1)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，應(yīng)選用7級(jí)精度(GB 10095-88) o(2)材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr (調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS； 大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS。(3)選小齒輪齒數(shù)Z1 =24,大齒輪齒數(shù)乙=Z3=24X3. 54 = 84. 96,取 左二85 o(4)初選螺旋角B =14°。6.1.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由機(jī)械設(shè)計(jì)課本P超設(shè)計(jì)計(jì)算公式(10-21)進(jìn)行計(jì)

17、算，即,、12Kz/ZZ- 2d.> x x (-) Ma "1(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選小齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩為T=414. 69X103 N.mm 查課本P次表10-7選取齒寬系數(shù)中.二1。1 查課本Pm表10-6得材料的彈性影響系數(shù)Ze=189. 8 MPa， 由課本已。9圖10-2d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。心必=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為。1aM=550 MPa。 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。/V1=60n1 jl, =60X117. 91X1X (2X8X300X15) =5.09X10，=5=5.09x108 = 1 44 X IO，2/,3.5

18、4一由課本L圖10-19去接觸疲勞壽命系數(shù)降=0. 90； 15=0. 95o查課本P*圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Z=2. 433 o由課本L圖10-26查得標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動(dòng)的端面重合度】=0-77 , 5 =0.855。那么分=%+%2 =1 625。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,平安系數(shù)S=l,應(yīng)用當(dāng)5公式(10-12)得：% 尸二。. 9X600 = 540 MPaS3.2 = KN2b/"im2 =0.95X550 = 522.5 MPas那么許用接觸應(yīng)力為：E尸嗎也=若空=531.25 MPa(2)設(shè)計(jì)計(jì)算試算小齒輪的分度圓直徑d”，由計(jì)算公式得= 84. 555 m

19、m12xl.6x414.69xl0, 坦 x(2.433xl89.8”一、1x1.653.54534.5)計(jì)算圓周速度u。就”1x84.555xl 17.91 n /u =- =0. 522 m/s60x100060x1000計(jì)算齒寬b和模數(shù)*。計(jì)算齒寬 b =弧 xJlf =84. 555 mm計(jì)算摸數(shù)4_du cos/7 _ 84.555xcos 14m - = 3. 42 mm加 Z24計(jì)算齒寬與高之比2。h精品文檔歡送下載齒高h(yuǎn)=2. 25=2. 25X3. 42 = 7. 695 mmb 84.555 s 2一二=10. 99h 7.695計(jì)算縱向重合度%二0. 3180>rf

20、Z, tan/7 = 0.318xlx24xtanl4°=1.903計(jì)算載荷系數(shù)K。使用系數(shù)根據(jù)卜=0.522 m/s, 7級(jí)精度，由課本p.圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)K、, =0.95：由課本p.表10-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí).，K= 1.423；由匕= 10.99, K/=1.423查圖10T3得K4 = 1. 35；由課本小弁 h表10-3得：Ka = K = 1.4。故載荷系數(shù)K=K KM. K£ =1X0.95X1.4X1.423 = 1.893按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑d,=d1,后=84. 555X=89. 430 mm計(jì)算模

21、數(shù)F=3. 62 mm4 cos/7 _ 89.430 X cos 14246.1.3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式3 1KTXYP YFSYSVd%*'(與T)(1)確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)。K=Ka Kv KFa K" = 1XO. 7X1.4XL 35=1. 323 根據(jù)縱向重合度% =1.903,從課本必7圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)=0. 88小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩7； =414. 69 kNm。精品文檔歡送下載精品文檔歡送下載確定齒數(shù)Zo因?yàn)槭怯昌X面，故取Zx = 24, =£0 = 3. 54X24 = 84.96,取Z2 =85。傳動(dòng)比誤差i

22、=u=Z2/Zl = 85/24 = 3. 54, i = 0. 017%三5%,允許。計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。精品文檔歡送下載查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)。查課本p2Go表10-5得齒形系數(shù)%>1=2. 592； E. ,=2.211應(yīng)力校正系數(shù)%1=1.596； %, = 1.774查課本P207圖10-20C得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限be =50QM£ ；大齒輪的彎 曲疲勞強(qiáng)度極限 分門=38QWQ, o查課本P206圖10-18得彎曲疲勞壽命系數(shù)K. =0. 88； Kn2 =。-90。取彎曲疲勞平安系數(shù)S=L4計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 7KfnOffi 0.88x500 C ” ,

23、s分=9 /"=314.29 MPaS1.4% , = 二 09°x380 =244. 29 MPaf 2S1.4Y F計(jì)算大小齒輪的并加以比擬。分2= 2.592x1.596 =0 03 16314.29""限? 二 22UxL774 =0 Qu 49向2224.29大齒輪的數(shù)值大，應(yīng)選用。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算x0.01749 =2. 56 mm2xL323x414.69x103x0.88x(cos14>1x242x1.65比照計(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)算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)

24、，取m=3mm,但為了同時(shí)滿 足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑3 =89. 430來(lái)計(jì)算應(yīng)有 的齒數(shù).于是由:z _ 89.43xosl4 =28 9 取力=29刃B么 Z)=uzi = 3. 54X29 = 102 6. 1.4幾何尺寸計(jì)算(1)計(jì)算中心距 a= (29+1()2)x3 =202. 516 mm2cos/7 2*cosl4將中心距圓整為203?。(2)按圓整后的中心距修正螺旋角A_(4+乙)叫 _(29 + 102)x3P arccos!=- arccos14 5 42a2x203因£值改變不多，故參數(shù)%, 3 Z.等不必修正。(3)計(jì)算大、小齒輪

25、的分度圓直徑d 一號(hào)加 Lcos/729x3cosl4 5'4"= 89. 879 mm._ 3” _ 102x3 _d, -Jib. izo mmcos/7 cos 14 5'4"(4)計(jì)算齒輪寬度B=<1>4 =1X89.879 = 89.879 mm圓整后取層=90 mm； Bi =95 mm。(5)修正齒輪圓周速度ttcLil /rx89.879xl 17.91 八匚匚匚 /u =0. 555 m/s60x100060x10006. 2高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1.1 選取精度等級(jí)、材料、齒數(shù)及螺旋角精品文檔歡送下載考慮此減速器的功率及

26、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。(1)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，應(yīng)選用7級(jí)精度(GB 10095-88) o(2)材料選擇。由表選擇小齒輪材料為40Cr 1調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS； 大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS。(3)考慮到此設(shè)計(jì)減速器為同軸式，故仍選小齒輪齒數(shù)Z1 =24,大齒輪齒數(shù) Z=Z1i：=24X3. 54 = 84.96,取 Z?=85。(4)初選螺旋角仍為B =14°。6.1.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由機(jī)械設(shè)計(jì)課本巳8設(shè)計(jì)計(jì)算公式(10-21)進(jìn)行計(jì)算,即3 、,、2K7 ”±1 /ZZ八2d.> x x

27、(-)(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選.二1.6。小齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩為T=120.81X103 N,mm 查課本P.表10-7選取齒寬系數(shù)6=0. 8o 查課本Pm表10-6得材料的彈性影響系數(shù)Ze= 189. 8 MPa' 由課本Pw圖10-2d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。心必=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為。通心二550 MPa。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。乂=60 兒=60X417. 39X1X (2X8X300X15) =1.803X109乂=叢=超辿=5. 093X108-i2 3.54由課本Pm圖10-19去接觸疲勞壽命系數(shù)降尸0. 90； L=0. 95o查課本

28、Pw圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Z“ =2. 433。由課本P出圖10-26查得標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動(dòng)的端面重合度|=0. 77 , %2 =0. 855o 那么% = %|+%2=1. 625”,算接觸疲勞許用應(yīng)力精品文檔歡送下載取失效概率為1%,平安系數(shù)S=l,應(yīng)用/05公式(10-12)得:勺竺”0.9X600 = 540 MPa11 1 S% 2 = KN2b/"im2 =0.95X550 = 522.5 MPa s那么許用接觸應(yīng)力為:% =El+bj= 540 + 522.5 =53. 25 MPa(2)設(shè)計(jì)計(jì)算試算小齒輪的分度圓直徑d心由計(jì)算公式得t J2xl.6xl.208xl0

29、5 4.54 2.433x189.8 , “ A4ncL>Uxx(廠=66. 049 mmV 0.8x1.6253.54531.25計(jì)算圓周速度u。zrx 66.049x417.39,一門 /u= 1.443 m/s60x 100060x1000計(jì)算齒寬b和模數(shù)/”,計(jì)算齒寬bb=由 =52. 839 mm計(jì)算摸數(shù)明"%4 cos夕 _ 66.049xcos 14 _o=乙 b / mm24計(jì)算齒寬與高之比2。 h齒高h(yuǎn) = 2. 25mnt =2. 25X2. 67 = 6. 008 mm計(jì)算縱向重合度=0. SISjZj tan/?=0.318x0.8x24xtaiil4

30、=1. 522計(jì)算載荷系數(shù)K0使用系數(shù)K八二1,根據(jù)u=L 443 m/s, 7級(jí)精度、由課本p,圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Ky=l.07：由課本p皿表10T用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí).，K6 = L 423；由匕=10.99,際6=1.423查圖10-13得Kf. = 1.35；由課本 1Jn yr p* 1 h Jh表10-3得：Ka = K,、a = 1.4。故載荷系數(shù)K=K, KyKa =1X1.07X1.4X1.423 = 2. 13按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑36=66. 049X ,言=72. 658 mm計(jì)算模數(shù)必/% =2. 94 mm& c

31、os/7 _ 72.658xcosl4246.2.3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式3 2KTP YF£YS.：()crF(1)確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)。K=K, Kv KPa K/ = lXL07XL4XL35 = 2.02 根據(jù)縱向重合度勿=1.903,從課本國(guó)圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)5=0. 88小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩( = 120. 81 kN mo確定齒數(shù)zo因?yàn)槭怯昌X面，故取Z1 = 24, Z：=i21Zx = 3. 54X24 = 84.96,取Z2 =85。傳動(dòng)比誤差i = u=Z，Z1=85/24 = 3. 54, A i = 0. 017%三5%,允許

32、。計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。= 26.27精品文檔歡送下我= 93.05Z、 85 cos3 p cos314查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)。 查課本P200表10-5得精品文檔歡送下載精品文檔歡送下載齒形系數(shù)丫.=2.592； YFal=2. 193應(yīng)力校正系數(shù)% =1.596；= 1.783查課本小。7圖10-20C得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限6力=50。02；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 o-ff2 =38QWP, o查課本P，o6圖10T8得彎曲疲勞壽命系數(shù)K, =0. 85； KfAP =0. 88。取彎曲疲勞平安系數(shù)S=L4計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 I K fnQffi 0.85x500 “c 心分】=&

33、#39;'I=303. 57 MPaS1.4二5=238.86 .Y F計(jì)算大小齒輪的 上當(dāng)并加以比擬。%聳=$=。-bj2.193x1.783238.86= 0.016 40精品文檔歡送下我大齒輪的數(shù)值大，應(yīng)選用。（3）設(shè)計(jì)計(jì)算x0.01640 =2. 16 mmJ2 x 2.02 x 1.208 x 10、x cosMV 0.8x242x 1.625比照計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)叫，大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取叫,=2.5mm,但為了同時(shí) 滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑2 =66. 049

34、?來(lái)計(jì)算應(yīng) 有的齒數(shù).于是由：66.049 x cos 14 z,=2.5= 25.63 取 Z6力B么 z)=uz1 = 3.54X26 = 92.04,取 z?=92° 6.2.4幾何尺寸計(jì)算(1)算中心距 a=%一也=<25 + 92" 2.5 =。1. 9O6 nun 2cos，2 x cos 14將中心距圓整為141?。為滿足同軸式圓柱齒輪的中心距應(yīng)相等，并保證低速 級(jí)圓柱齒輪的最小強(qiáng)度，故按低速級(jí)圓柱齒輪的中心距計(jì)算。即a=203 mm。并調(diào)整 小齒輪齒數(shù)Zl = 35,那么Z2 = ui = 3. 54X35 = 123. 9,圓整為124。(2)按要求

35、設(shè)計(jì)的中心距和修正的齒數(shù)修正螺旋角c(Z1+Z,)?“(35 + 124)x2.5p =arccos =arccos= 11 7'4"2a2x203(3)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑d _ 又殳_±1二_ =89. 370 mm1 cos/7cos 16 T4”d,=jk=J2x： =36 628 mmcos/7 cos 16 1'4"(4)計(jì)算齒輪寬度B=C>4 =0.8X89. 370 = 71.496 mm圓整后取 B二=75 mm： Bi = 80 mm。(5)修正齒輪的圓周速度Trdgu =60x100060x1000萬(wàn)x89.370

36、x417.39 , =1. 952 m/s表6.1各齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)輪 參數(shù)高速級(jí)齒輪1中間軸齒輪2中間軸齒輪3低速級(jí)齒輪4材料40Cr (調(diào)質(zhì))，硬 度為280HBs45鋼(調(diào)質(zhì))硬度為240HBS40Cr (調(diào)質(zhì))，硬 度為280HBs45鋼(調(diào)質(zhì)) 硬度為240HBS齒數(shù)3512429102螺旋角11 74”14 52模數(shù)2.53齒寬/mm80759590中心距/mm203齒輪圓周速/m/s1.9520. 555修正傳動(dòng)比3.546.3齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精品文檔歡送下載高速軸齒輪1做成實(shí)心式如圖6.1 (b),中間軸齒輪3做成齒輪軸，中間軸齒 輪2和低速軸齒輪4兩個(gè)大齒輪使用腹板式結(jié)構(gòu)如圖6.

37、1 (a)圖6.1齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖精品文檔歡送下我7傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)精品文檔歡送下載7.1 低速軸、傳動(dòng)軸承以及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)7.1.1 求輸出軸上的功率P3,轉(zhuǎn)速3,轉(zhuǎn)矩1P?=4.92 KWn. =33.30 r/minT3 = 1410.99 N. m7.1.2求作用在齒輪上的力因低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為d2 =316. 125 mmF =三 2x1410.99x1()3 d2316.125=8926. 93 X- * = 8926.93x=3356.64 NFfl =Fr tan/? =4348. 16X tan 1454 =2315. 31 N圓周力F,，徑向力Fr及軸向力F

38、,的方向如圖7. 1所示。精品文檔歡送下載1.1.1 1.3初步確定軸的最小直徑(1)先按課本P370式(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P370表15-3,取A= 112,于是得4mm =43匡=112X=61. 32m,n °同 V 33.30聯(lián)軸器的選擇。輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑4川(圖7. 2)。 為了使所選的軸直徑出與聯(lián)軸器的孔徑相適，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。查課本P35I表14-1,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取勺=1.3,那么：Tca = K,儲(chǔ)=1. 3X1410. 99X 1()9=1834. 287 Nmm按照

39、計(jì)算轉(zhuǎn)矩九應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)？Pm表17-4, 選用LT10彈性套柱銷聯(lián)軸器(GB/T43232002),其公稱轉(zhuǎn)矩為2000 Nm。半聯(lián)軸 器的孔徑dl = 65 mm,故取4馬1 =65 mm,半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L = 142 mm,半聯(lián)軸器與軸 配合的轂孔長(zhǎng)度L：= 107 mm。7.1.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)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，1-1【軸段右端需要制出一軸肩， 故取11-川的直徑41n =80 mm：左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D = 85 mmo半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L： = 107mm

40、,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上 而不壓在軸端上，故I-11的長(zhǎng)度應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取/日=105 mmo 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,應(yīng)選用單列圓錐 滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)/一川=80mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0根本游 隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承(GB/T 2971994) 30217型，其尺寸為dXD XT = 85 mmX150 mmX30. 5 mm,故&舊¥ 二八卜刊=85 mm；右端圓錐滾子軸承采用套 筒進(jìn)行軸向定位，取套筒寬為14 mm,那么端5=44.5 mm。取安裝齒輪處的軸段口-v =90 mm；齒輪的左端與左

41、軸承之間采用套筒定位。 齒輪轂的寬度為90 mm,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,精品文檔歡送下載故取hi =86 mmo齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高h(yuǎn)>0.07d,故取h = 7 mm,那 么 =104 mmo 軸環(huán)寬度1.4力，取 b = 12 mm。軸承端蓋的總寬度為37.5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I = 30mm，故取/gn =67. 5 mm。至此，已初步確定了低速軸的各段直徑和長(zhǎng)度。Il in iv v VI vn圖7. 2低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖表7.1低

42、速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)段名 參數(shù)I-IIII-IIIlll-IVIV-VV-VIvi-vn直徑/mm65 H7/k68085 m690 H7/n610485 m6長(zhǎng)度/mm10567.546861244.5鍵 b X h X L/mm20 X12 X9025X14X70C 或 R / mmI處II處川處IV2X45°R2R2.5R2.,V處VI處VII處5R2.5R2.52.5X45°（2）軸上的零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按外-v=90 mm由課本小心表 6-1查得平鍵截面bXh = 25 mmX 14 mm,鍵槽用鍵槽銃刀加工，長(zhǎng)為70 mm,同

43、時(shí)為 了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，應(yīng)選擇齒輪轂與軸的配合為與；同樣，半聯(lián) n6軸器與軸的連接，選用平鍵為20 mmX 12 mmX90 mm,半聯(lián)軸器與軸的配合為之。k6滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6o（3）確定軸上圓周和倒角尺寸參考課本P36S表15-2,取軸左端倒角為2X45：,右端倒角為2. 5X45,各軸肩 處的圓角半徑為：H處為R2,其余為R2.5。7.1.5 求軸上的載荷精品文檔歡送下載精品文檔歡送下載首先根據(jù)結(jié)構(gòu)圖（圖7. 2）作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖7.1）。在確定軸承的支點(diǎn)位置 時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查得a值。對(duì)于30217型圓錐滾子軸承，

44、由手冊(cè)中查得a = 29. 9 mm。 因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距&=57. 1+71. 6 = 128. 7 mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn) 圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖（圖7.1）。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。計(jì)算步驟如 下：L, +4=57. 1+71. 6 = 128. 7 mm*71 Ax 8926.93 =4 966. 34 N57.1 + 71.6= G 尸=1L1 x 8926.93 =3 960. 59 N 心+心'57.1 + 71.6257.1 + 71.6=2 676. 96 N衛(wèi) 3356.64x71.6+23631x316.12

45、5FNV2 = Fv -FiW2 =3 356. 64-2 676. 96 = 679. 68 NM ：= L =4 966. 34X57. 1 283 578. 014MVI = FsriL2 =2 676. 96X57. 1 = 152 854. 416 NmmMV2 =61，、4 =679. 68X71. 6 = 486 65. 09 NM +孤=J283578.O142+152854.4162 =322 150. 53% = Jm； +M； = 4283578.014： +48665.095 =287 723. 45 N加？表7.2低速軸設(shè)計(jì)受力參數(shù)載荷水平而H垂直面V支反力Fv/1

46、=4 966. 34 N, Fv/2 =3 960. 59 NFW1 =2 676. 96 N, FNV2 =679. 68 N彎矩MM“ =283 578. 014 N=152 854. 416 NmmMV2 =486 65. 09 Nanm總彎矩=322 150. 53 Nmm , M2 =287 723. ASNnni扭矩T1 410 990 N精品文檔歡送下載7.1.6 按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(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截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng) 度。根據(jù)課本“373式（15-5）及表7. 2中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)(四)2 _ (J -循環(huán)變

47、應(yīng)力，取2=0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力MPa=12.4 MPa0.1x903V32215O.532 +(0.6xl410990)2前已選軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查課本”362表15T得j =60MPfl o因此J,故此軸平安。7.1.7 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）判斷危險(xiǎn)截面截面A, H, III, B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合所引起的應(yīng)力集中均 將消弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面 A, II, HI, B均無(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IV和V處過(guò)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V的應(yīng)力集中

48、的影響和截面IV的相 近，但是截面V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（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這 里軸的直徑最大，故截面C也不必校核，截面VI和VII顯然更不必要校核。由課本第3 章的附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中較系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而，該軸只需校核截面IV 左右兩側(cè)即可。（2）截面IV左側(cè)抗彎截面系數(shù)W=0. 1/=0. 1x853=61 412.5 加抗扭截面系數(shù)卬7 =02d" =0. 2x85,=122 825 mm'截面川的右側(cè)的彎矩M為T -4157 1-41M=M1 x y =322150

49、.53x=90 834. 04 N.mm1 L257.1截面IV上的扭矩73為73 =1 410 990 N»nmi截面上的彎曲應(yīng)力精品文檔歡送下我精品文檔歡送下載截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力精品文檔歡送下我i=I410990 =1149Mpa1 WT 122825軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由課本P362表15-1查得(t8 = 64QV/Pb_ =275MP& =55MP截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)5及%按課本p*附表3-2查取。因2 5 =0.02985經(jīng)插值后查得8=19ar =1. 29乂山課本P*附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為q0=0.84cjr 0. 88故

50、有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（課本乙附表3-4）為K0=l + %(先-1)=1+ 0.84x(1.9-1) = 1. 756K=1 + % (4 -1)=1 + 0.88 x (1.29 -1)=1.545由課本4附圖3-2的尺寸系數(shù)%=0.64；由課本2附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)£r=0.77 o軸按磨削加工，由課本號(hào)附圖3-4得外表質(zhì)量系數(shù)為4=4=0.92軸為經(jīng)外表強(qiáng)化處理，即4=1，那么按課本匕式（3-12）及式（3T2a）得綜 合系數(shù)為K產(chǎn)匕+1=匚獨(dú)+-1=2.83% PG 0.64 0.921.5451+0.77 0.92-1=2. 09乂由課本§3-1及§

51、 3-2得碳鋼的特性系數(shù)%=0.10.2,取%=0.1外=0.05 0.1,取外=0.05于是，計(jì)算平安系數(shù)值，按課本P374式(15-6) (15-8)那么得c _275_S a6o. 66Kaaa2.83x1.48 + 0.1x0Sg65.66x16.92 =6 38S = 1. 5V65.662 + 16.922故可知其平安。（3）截面IV右側(cè)抗彎截面系數(shù)W=0. ld3=o. 1x903=72 900 mm3抗扭截面系數(shù)wr =0. 2d'=0. 2 x903 =145 8 00 mm5截面劃的右側(cè)的彎矩M為M=M»HL57 1-41=：322150.53x=90 8

52、34. 04 N57.1截面IV上的扭矩”為73=1 410 990 N anm截面上的彎曲應(yīng)力M 90834.04 ,一=1. 25 MPaW 72900截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力I 1410990 八”r= =9. 68 MPa1 WT 145800過(guò)盈配合處的匕，由課本P中附表3-8用插值法求出，并取k =0.8匕，于是得 %k %空=3. 244 =0.8X3. 24 = 2. 59%k,軸按磨削加工，由課本辦附圖3-4得外表質(zhì)量系數(shù)為2=4=0.92軸為經(jīng)外表強(qiáng)化處理，即4=1，那么按課本也式（3-12）及式（3-12a）得綜 合系數(shù)為-1= 3.24 H1 3. 330.92K= + -=2.59 + -1=2. 68f q A 092乂由課本§3-1及§ 3-2得碳鋼的特性系數(shù)%=0.1 0.2,取佐=0.16=0.05 0.1,取 %=0.052753.33x1.25 + 0.1x0= 66. 071559.68 八/、 9.682.68 x+ 0.05 x22= 16. 92S3、用+S；65.66x16.92J65.66M6.921 11. /3S 1.5于是，計(jì)算平安系數(shù)值，按課本P374式(15-6) (