機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)——V帶傳動(dòng)二級(jí)圓柱斜齒輪減速器

1、題目題號(hào)：V V 帶傳動(dòng)二級(jí)圓柱斜齒輪減速器學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械 103103 班學(xué)生： 高石磊霍亞?wèn)|牛彥文指導(dǎo)教師： 王銀彪成 績(jī)： 優(yōu)秀文檔2012 年 12 月 01 日文檔一課程設(shè)計(jì)書(shū)2二設(shè)計(jì)要求2三設(shè)計(jì)步驟21.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案32.電動(dòng)機(jī)的選擇43.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比64.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)85.設(shè)計(jì) V 帶和帶輪106.齒輪的設(shè)計(jì)137.滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)208.鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)289.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3010.潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)3111.聯(lián)軸器設(shè)計(jì)32四設(shè)計(jì)小結(jié)33五參考資料35文檔一.課程設(shè)計(jì)書(shū)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(kāi)式圓

2、柱齒輪減速器運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷變化不大,空載起動(dòng),卷筒效率為 0.96（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表鼓輪直徑（mm）傳送帶速度（m/s）傳送帶主動(dòng)軸所需扭矩（N -m）2801.55700設(shè)計(jì)要求1.減速器裝配圖一 （A1）2. CAD 繪制軸、齒輪零件圖各一 （A3）3. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。1.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案2.電動(dòng)機(jī)的選擇3.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比4.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5.設(shè)計(jì) V 帶和帶輪設(shè)計(jì)步驟文檔1.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方

3、案1組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。2. 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。3. 確定傳動(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：圖一：（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a32=0.96X0.98X0.95X0.97X0.96=0.759;i為 V 帶的效率2為軸承的效率,321234_文檔3為齒輪的效率,4為聯(lián)軸器的效率,文檔5為鼓輪傳動(dòng)的效率（齒輪為 7 級(jí)精度，油脂潤(rùn)滑因是薄壁防護(hù)罩，采用開(kāi)式 效率

4、計(jì)算）。2.電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)有交、直流之分，一般工廠都采用三相交流電，因而選用交流電動(dòng)機(jī)。 交流電動(dòng)機(jī)分異步、同步電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)又分為籠型和繞線型兩種， 其中以 普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多，目前應(yīng)用較 300 廣的丫系列自扇冷式籠型三相異 步電動(dòng)機(jī)，電壓為 380V,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、起動(dòng)性能好，工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體、無(wú)特殊要求的場(chǎng)合，如運(yùn)輸 機(jī)、機(jī)床、農(nóng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、輕工機(jī)械等。確定電動(dòng)機(jī)的功率電動(dòng)機(jī)功率選擇直接影響到電動(dòng)機(jī)工作性能和經(jīng)濟(jì)性能的好壞： 若所選電動(dòng) 機(jī)的功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作；若功率過(guò)大，則電動(dòng)機(jī)不 能滿載運(yùn)行，功率因

5、素和效率較低，從而增加電能消耗，造成浪費(fèi)。1.帶式輸送機(jī)所需的功率Pw由1中公式（2-3）得：PwFV/10002000 0.9/1000 1.8kW設(shè)計(jì)題目給定：輸送帶拉力 F （N） =2000N輸送帶速度 V（m/s）=1.55 m/s2.計(jì)算電動(dòng)機(jī)的輸出功率Fd根據(jù)文獻(xiàn)1（機(jī)械零件設(shè)計(jì)指導(dǎo)關(guān)陽(yáng)等編 科學(xué)技術(shù)出版）表 22 確定 個(gè)部分效率如下：彈性聯(lián)軸器：10.99（ 1 個(gè)）滾動(dòng)軸承（每對(duì)）：20.99 （共四對(duì)，三對(duì)減速器軸承，一對(duì)滾筒軸承）圓柱齒輪傳動(dòng)：30.97 （精度 8 級(jí)）文檔傳動(dòng)滾筒效率：40.96V 帶傳動(dòng)效率:0.96文檔得電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)間的總效率：1?24?32?

6、帶0.99 0.9940.9720.96 0.859卷筒的效率：w0.96確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速同一類型、相同額定功率的電動(dòng)機(jī)低速的級(jí)數(shù)多，外部尺寸及重量較大，價(jià) 格較高，但可使傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及尺寸減少； 高速電動(dòng)機(jī)則與其相反，設(shè)計(jì) 時(shí)應(yīng)綜合考慮各方面因素，選取適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。三相異步電動(dòng)機(jī)常用的同步轉(zhuǎn)速有3000 r / min，1500 r/min，1000r/min，750 r / min，常選用1500 r / min或1000 r / min的電動(dòng)機(jī)。1.計(jì)算滾筒的轉(zhuǎn)速nw由公式nw1000D60V計(jì)算滾筒轉(zhuǎn)速nw:1000 60V1000 60 1.55工作機(jī)的轉(zhuǎn)速：nw105.7

7、r/minD280設(shè)計(jì)題目給定：滾筒直徑 D=280mm輸送帶速度 V(m/s)=1.55m/s確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 nd由參考文獻(xiàn)2(機(jī)械設(shè)計(jì))中表 18 1 可知兩級(jí)圓柱齒輪減速器推薦傳動(dòng) 比圍電動(dòng)機(jī)的輸出功率:PdFV1000w2000 1.551000 0.96 0.8593.76KW文檔為i 860,由參考文獻(xiàn) 1 V 帶傳動(dòng)比圍為i 24,所以總傳動(dòng)比合理 圍為 i總16 240，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選圍是：nd(16 240) 105.7r/min 1691.225368r/min符合這一圍的同步轉(zhuǎn)速有 3000r/mi n由參考文獻(xiàn)1中表 h1 1 查得：萬(wàn)案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率(KW)

8、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n/(r/mi n)最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y100L-23300028802.32Y112M-24300028902.33Y132S1-25.5300029002.3表 h1 1 中，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、 重量以及總傳動(dòng)比，即選 定2 號(hào)方案，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為丫112M-2其主要參數(shù)如下：表 2-1 電動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù)型號(hào)額定功 率 滿載轉(zhuǎn)速計(jì)算輸出功 率軸伸長(zhǎng)中心高軸頸鍵槽寬Y112M-24kw2890 r/min3.76kw380mm100mm60mm8mm表 2-2 帶式輸送機(jī)相關(guān)參數(shù)皮帶速度皮帶拉力滾筒直徑工作條件每天時(shí)間設(shè)計(jì)壽命轉(zhuǎn)速功率1.55m/s200

9、0N300mm平穩(wěn)連續(xù)8 小時(shí)9 年105.7r/min1.8kw3. 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配由選定電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 i nm/nw對(duì)于多級(jí)傳動(dòng) i h i?i3in計(jì)算出總傳動(dòng)比后，應(yīng)合理地分配各級(jí)傳動(dòng)比，限制傳動(dòng)件的圓周速度以減少動(dòng)載荷。文檔計(jì)算總傳動(dòng)比由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 nm2890r/min 和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速nw105.7r/min 可得：總傳動(dòng)比2890i nm/riw27.34105.7合理分配各級(jí)傳動(dòng)比則兩級(jí)減速器傳動(dòng)比2由i減i1?i21.352妲低速級(jí)傳動(dòng)比為表 2-3 傳動(dòng)比分配總傳動(dòng)比電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速電機(jī)-

10、高速軸高速軸-中間軸中間軸-低速軸滾筒轉(zhuǎn)速i 27.342890r/mi niv=2i12=4.29i23=3.18105.7 r/mi n由參考文獻(xiàn)1中表 23,取帶傳動(dòng)比i帶2，i 27.34，由于減速箱是展開(kāi)布置, 所以 ii27.34213.67(1.31.5)i2，取高速級(jí)傳動(dòng)比 i11.352，從而高速級(jí)傳動(dòng)比為i21.35i11.35i2Y罟3.18，1.35 3.18 4.29文檔4.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)文檔為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)首先推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩,由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間運(yùn)動(dòng)傳遞的路線推算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。0 軸（電機(jī)軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩Pm4k

11、Wnm2890r/mi n4Tm9550Pm/ nm955013.22N ?m2890I軸（高速軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩PPm0iPm?帶4 0.96 3.84 KWninm/i帶1445r /minT,i11225.38 4.29 0.99 0.97 104.56N?min軸（低速軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩P,P,23Pi, 233.69 0.99 0.97 3.54KW336.83n3n2/ i23.18T,T,i2 23104.56 3.18 0.99 0.97 319.30N ?m般按TI0i13.22 2 0.9625.38N ?mII軸（中間軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩FI,R12P2

12、33.84 0.99 0.97 3.69KWn2n1/i114454.29336.83r / minii105.92r / min文檔W軸（滾筒軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩RVRIIi 23.54 0.99 0.99 3.47KWn4n3105.92r/mi nTTIIi 2319.30 0.99 0.99312.95N?m各項(xiàng)指標(biāo)誤差均介于+0.5%-0.5%之間。各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)見(jiàn)表 4:表 2-4 各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名功率 P (/kw)轉(zhuǎn)矩 T ( N/ m)轉(zhuǎn)速 n (r/min)傳動(dòng)比 i效率電機(jī)軸413.22289020.96I軸3.8425.3814454.290.97n軸3.

13、69104.56336.833.180.97川軸3.54319.30105.9210.99滾筒軸3.47312.95105.92確定帶傳動(dòng)的主要參數(shù)及尺寸1. 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)的主要容 選擇合理的傳動(dòng)參數(shù)；確定帶的型號(hào)、長(zhǎng)度、根 數(shù)、傳動(dòng)中心距、安裝要求、對(duì)軸的作用力及帶的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸等。2. 設(shè)計(jì)依據(jù) 傳動(dòng)的用途及工作情況；對(duì)外廓尺寸及傳動(dòng)位置的要求；原 動(dòng)機(jī)種類和所需的傳動(dòng)功率；主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速等。3. 注意問(wèn)題帶傳動(dòng)中各有關(guān)尺寸的協(xié)調(diào)， 如小帶輪直徑選定后要檢查它 與電動(dòng)機(jī)中心高是否協(xié)調(diào)；大帶輪直徑選定后，要檢查與箱體尺寸是否協(xié)調(diào)。小 帶輪孔徑要與所選電動(dòng)機(jī)軸徑一致；大帶輪的孔徑應(yīng)注意

14、與帶輪直徑尺寸相協(xié)調(diào)， 以保證其裝配穩(wěn)定性；同時(shí)還應(yīng)注意此孔徑就是減速器小齒輪軸外伸段的最小軸 徑。文檔5.V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1、確定計(jì)算功率由2中表 8-7 查得工作情況系數(shù) KA1.1由2中公式 8-21 : FCaPmPcaKAR 1.1 4 4.4kW2、選擇 V 帶的帶型根據(jù) Pca4.4kW 及 nm2890r/min,由2中圖 8-11 選用 C 型3、 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v1初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1由2中表 8-6 和表 8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1250mm2驗(yàn)算帶速v按2中公式 8-13 驗(yàn)算帶的速度dd1n3.14 250 400，v5.23m/s60

15、 1000 60 1000因?yàn)?m/ s v 25m/ s,故帶速合適。3計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)2中公式 8-15a 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2dd2idd12 250 500mm由2中表 8-8 取 dd2500mm4、確定 V 帶的中心距a。和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld根據(jù)2中公式 8-20，0.7 dd1dd2a2 dd1dd2初定中心距 a01200mm2由2中公式 8-22 計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度文檔Ld02a0嚴(yán)dd2dd2dd14a文檔由2中表 8-2 選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld4000mm3計(jì)算實(shí)際中心距a由2中公式 8-23 計(jì)算5、驗(yàn)算小帶輪上的包角1根據(jù)2中公式 8-25 計(jì)算:&計(jì)

16、算帶的根數(shù) z1計(jì)算單根 V 帶的額定功率 Pr由 dd1250mm 和 nm2890r / min ,查2中表 8-4a 得 P3.62kw根據(jù) nm2890r /min、i 2.0 和 B 型帶查2中表 8-4b 得 R 0.35kw查2中表 8-5 得 K 0.96，查2中表 8-2 得 KL1.02, 于是由2中公式 8-26 :PcKAPzPrPcPcK KLFTRP0K KL(3.62 0.35) 0.96 1.02 3.89kW2計(jì)算 V 帶的根數(shù) z7、計(jì)算單根 V 帶的初拉力的最小值根據(jù)2中公式 8-27 :(F0)min2.5 K R2500cqv2K zv2 120022

17、50 500500 2504 12003591.12m巳zPr4.43.861.143591.12 4000996mm1180dd 2dda180500 25057.3996165.6290F。min文檔其中q由2中表 8-3 得 A 型帶q 0.30kg/m應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 F。F。min。8、計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值由1中公式 8-28 得：.165.62Fpmin2zFminSin 才2 2345.60sin-y-1371.53N9、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)查2中表 8-10 得大、小帶輪總寬度：B 2 25.5 2 25.5 102mmV 型帶傳動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 3-0V。表 3-0 V 型帶傳動(dòng)

18、相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算功率Pc( kw)傳動(dòng)比i帶速V (m/s)帶型根數(shù)單根初拉 力(N)壓軸力(N)4.425.23C2345.601371.53小帶輪直徑(mm)大帶輪直徑(mm)中心距(mm)基準(zhǔn)長(zhǎng)度(mm)帶輪寬度(mm)小帶輪包角25050099640001020165.626.齒輪的設(shè)計(jì)5002.5 0.964.40.96 2 5.230.30 5.232345.60N文檔選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)按照已經(jīng)選定的傳動(dòng)方案，高速級(jí)齒輪選擇如下：1.齒輪類型選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)2.齒輪精度等級(jí)帶式輸送機(jī)為一般機(jī)器速度不高，按照2中表 10-8，選擇 8 級(jí)精度（GB10095-883.

19、材料 由2中表 10-1 選擇：兩者材料硬度差為 40HBS小齒輪 40Cr 調(diào)質(zhì) 硬度 280HBS大齒輪 45 鋼調(diào)質(zhì) 硬度 240HBS4.試選擇小齒輪齒數(shù)乙 22大齒輪齒數(shù)z2i1?Z15.17 22113.74取Z286 齒數(shù)比U1i14.3按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)1.確定公式各計(jì)算數(shù)值1試選載荷系數(shù)匕 1.3P2小齒輪轉(zhuǎn)矩T19.55 106丄 2.54 104mm13由文獻(xiàn)2中表 10-6 查得材料彈性影響系數(shù)zE189.8MPa?4齒寬系數(shù)：由文獻(xiàn)2中表 10 7 知齒寬系數(shù)d15由文獻(xiàn)2中圖 10-21d 按齒面硬度查得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限：Hlim1570MPaH lim1530

20、MPa6計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)8N160n1j Lh60 1445 18 300 91.873 10文檔7由文獻(xiàn)2中圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù)N2N1/U11.8731094. 34. 36108文檔KHN10.93 KHN20.978計(jì)算接觸疲勞許應(yīng)力取失效概率為 1%安全系數(shù) S=1由文獻(xiàn)2中式 10-12H 1KHN1Hlim10.93 570 530MPa SH 2KHN2Hlim20.97 530 514.1MPa SI22計(jì)算 由式 d1t2.32?寸耳？凹_？ dU1H1試算小齒輪分度圓直徑d1t47.280mm4計(jì)算齒寬與齒高比空8.8725. 211計(jì)算載荷系數(shù)d1t2.3

21、2 ?32.323KtT1? U11dU11.3 3.84 1042ZE4.104 1189.824.104514.1計(jì)算圓周速度vv60d1tn11000必32 14453.41m/s60 1000計(jì)算齒寬 bdd1t1 47. 28046. 32mmd1t4?空2.31620h2.25m2.25 2.3165. 211文檔據(jù)v3.41m/s8 級(jí)精度。由圖 10-8 查動(dòng)載荷系數(shù)K1.12文檔KFN1 FE1F1KFN2 FE2F 2S計(jì)算載荷系數(shù)0.86 5001.40.90 3801.4307.14MPa244.29MPaK KAKVKFKF1 1.13 11.421.605直齒輪 K

22、HKF1由文獻(xiàn)2中表 10-2 查得使用系數(shù) KA1由文獻(xiàn)2中表 10-4用插入法查得 8 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)非對(duì)稱布置時(shí)KH1.452由b8.8 72KH1.423在文獻(xiàn)2中查圖 10-13 得KF1.42h故載荷系數(shù)KKAKVKHKH1 1.13 1 1.452 1.6416按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由文獻(xiàn)2中式 10-10a 得d49 58計(jì)算模數(shù)m mZ1育2.48mm按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算I2KT1YFaYsadZ12F由文獻(xiàn)2中圖 10-20C 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE1500MPa大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE2380MPa2由文獻(xiàn)2中圖 10-18 取彎曲疲勞壽

23、命系數(shù)KFN10.86 KFN20.903計(jì)算彎曲疲勞許應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S 1.4由2中式 10-12d1d1t由文獻(xiàn)【1】中式 10-5 彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式1. 確定公式各計(jì)算數(shù)值46. 3249. 58mm文檔查取應(yīng)力校正系數(shù)由2中表 10-5 查得YSa11.55 YSa21.772計(jì)算大小齒輪的YFa1YSa12.80 1.550.01413F 1307.14YFa2YSa22.218m0.01609F 2244.29大齒輪的數(shù)值大對(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)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力， 而齒面接觸疲勞強(qiáng)

24、度所決定的承載能力， 僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積有 關(guān)，可取由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) 1.71 并根據(jù) GB1357-87 就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m 2，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d150.10mm，算出小齒輪的齒數(shù)蟲(chóng) 50.10m 2查取齒形系數(shù)由2中表 10-5 查得YFai2.80 泉22.2182.設(shè)計(jì)計(jì)算i2KT1YFaYSam-F-SaV d乙F32 1.605 3.84 1041 2020.01609 1.71mm文檔高速級(jí)齒輪幾何尺寸計(jì)算1分度圓直徑 d1Z|m 25 2 50mmd2z2m 105 2 210mm實(shí)際傳動(dòng)比：ii1054.225傳動(dòng)比誤差：4 2

25、4 104i42 4104100% 2.34% 5% 允許4.104大齒輪的齒數(shù) Z24.104 25 102.6 取 z2105文檔2中心距 a50_210130mm23齒輪寬度 bddi50mm 取 B 55mm B250mm表 3-1 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)幾何尺寸及參數(shù)齒輪壓力 角模數(shù)中心距齒數(shù)比齒數(shù)分度圓直徑齒根圓直徑齒頂圓直徑齒寬小齒輪2021304.22550455555大齒輪10521020521450低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 傳動(dòng)速度不高，選擇 8 級(jí)精度（GB10095-88材料選擇小齒輪 40Cr調(diào)質(zhì)硬度 280HBS大齒輪 45調(diào)質(zhì)硬

26、度 240HBS選擇小齒輪齒數(shù)z325 大齒輪齒數(shù)Z4i2Za79.5按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)1. 確定公式各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù) kt1.3小齒輪傳d3t2.32?汙叮?ZE文檔95.5105P95.51053.69336.831.05105N mm文檔1由2中表 10-6 查得材料彈性影響系數(shù)zE189.8MPa由2中表 10-7 選取齒寬系數(shù)d1由2中圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限Him3570MPa大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hiim4530MPa 由2中式 10-13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)8N360n2j Lh60 336. 83 18300 91. 168107由2中圖

27、10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN30.97 KHN40.998計(jì)算接觸疲勞許應(yīng)力取失效概率為 1% 安全系數(shù) S=1由2中式 10-12KHN3lim 30.97 570 552.9MPaH 3SH 4KHN4lim 40.99 530 524.7MPaS2.計(jì)算1計(jì)算小齒輪分度圓直徑d3t，代入H221.3 1.52 10513.04 12189.813.04524.775.51mmH 42.323KT3?U2 JZEdU2N4N31.168108u23. 183.67107d3t2.32 ?3計(jì)算圓周速度d3tn260 100068. 61336. 8360 10001.21m/s計(jì)

28、算寬度 bdd3t168. 8168. 81mm文檔4計(jì)算齒寬與齒高比n文檔模數(shù) mmdat68.812. 74mm乙25齒高h(yuǎn)2. 25m2. 252.746.165mmb68.6111.12h6. 615計(jì)算載荷系數(shù)據(jù) V14.47m/s 8 級(jí)精度。 由2 中圖 10-8 查動(dòng)載荷系數(shù) Kv1.30 ；直齒輪KHKF1。由2中表 10-2 查得使用系數(shù) KA1o由2中表 10-4 用插入法查得 8 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)非對(duì)稱布置時(shí)KH1.486由b11.1KH1.486查 中圖 10-13 得KF1.42h故載荷系數(shù)K KAKVKHKH1 1.30 1 1.4861.9326按實(shí)際的載荷系

29、數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由2中式 10-10a 得d3d3t384.063mm、Kt7計(jì)算模數(shù) mm魚(yú)84.0633.363mmZ325按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算1. 確定公式各計(jì)算數(shù)值 由2中圖 10-20C 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE3500MPa ；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE2380MPa由2中圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN30.90 KFN40.93 計(jì)算彎曲疲勞許應(yīng)力由2中式 10-5 彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式Y(jié)aYsa文檔根據(jù)2中表 10 1 就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m 2.5mm計(jì)算小齒輪齒數(shù) Z334m 2.5計(jì)算大齒輪齒數(shù)乙 3.04 34 102實(shí)際傳動(dòng)比：i 型 3.034

30、3 04 3 0取彎曲疲勞安全系數(shù)S 1.4由2中式 10-12KFN3 FE3SKFN4 FE 4S0.90 5001.40.92 380321.43MPa1.4249.71MPa計(jì)算載荷系數(shù)KAKVKFKF11.30 1 1.421.8465查取齒形系數(shù)由2中表 10-5 查得YFa32.62 YF342.236查取應(yīng)力校正系數(shù)由2中表 10-5 查得Ysa31 .59 YSa41.76計(jì)算大小齒輪的YYsaF 3321.43Fa 4YSa42.23 1.76F 4249.712KT YFaYSadZ12F32 1.8461.52 106-r0.012962.42mm文檔傳動(dòng)比誤差：i -

31、 100% 0.013% 5% 允許3.04文檔低速級(jí)齒輪幾何尺寸計(jì)算1分度圓直徑 d3Z3m 34 2.5 85mm d4Z4m 102 2.5 255mmd3d485 2552中心距a234170mm2 23齒輪寬度 bdd31 85 85mm B,90mm B485mm表 3-2 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)幾何尺寸及參數(shù)齒輪壓力角模數(shù)中心 距齒數(shù)比齒數(shù)分度圓直徑齒根圓直徑齒頂圓直徑齒寬小齒輪202.51703.0348578.759090大齒輪102255248.7526085文檔7.傳動(dòng)軸和滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)確定軸的材料及初步確定軸的最小直徑1、確定軸的材料輸入軸材料選定為 40Cr,鍛件，調(diào)質(zhì)。2、

32、求作用在齒輪上的力根據(jù)輸入軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，計(jì)算作用在輸入軸的齒輪上的力:輸入軸的功率R3.84KW輸入軸的轉(zhuǎn)速m1445r/ min輸入軸的轉(zhuǎn)矩T25.38N m圓周力： F12T1225.381015.2Nd1Q1150103徑向力： Fr1Ft1tan 201538.8tan 20369. 5N3、初步確定軸的最小徑，選取軸的材料為40Cr,調(diào)制處理，根據(jù)2中表153,取A149dminA3；丄 149V38419.63mm n.1445初步設(shè)計(jì)輸入軸的結(jié)構(gòu)根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長(zhǎng)度1已知軸最小直徑為dmin19.63mm由于是高速軸，顯然最小直徑處將裝大帶輪，故應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)

33、系列值dA20mm為了與外連接件以軸肩定位，故取 B段直徑為 dB23mm。2初選滾動(dòng)軸承。因該傳動(dòng)方案沒(méi)有軸向力，高速軸轉(zhuǎn)速較高，載荷不大，故選用深溝球軸承（采用深溝球軸承的雙支點(diǎn)各單向固定）。參照工作要求并根據(jù) dB23mm， 由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組、 標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球 軸承 6005文檔（參考文獻(xiàn)3），其尺寸為 d D B 25 47 12，為防止箱潤(rùn)滑油飛 濺到軸承使?jié)櫥♂尰蜃冑|(zhì)，在軸承向著箱體壁一側(cè)安裝擋油板， 根據(jù)需要應(yīng)分別在兩個(gè)擋油板的一端制出一軸肩，故：dDdEdF30mm。3由于軸承厚度為 12mm 根據(jù)4中圖 5.3 擋油板總寬度為 13.5mm 故

34、 lcIG25.5mm，根據(jù)箱座壁厚，取 10 且齒輪的右端面與箱壁的距離 2!， 則取 2 15mm，根據(jù)4中圖 5.3，而擋油板測(cè)與箱體壁取 3.5mm,故 IF13.5 3.5 10mm。根據(jù)參考文獻(xiàn)1表 3-1 知中間軸的兩齒輪間的距離11015，估取 1 10mm，且中間軸的小齒輪端面與箱體壁距離為213.5mm，因 B390mm， B250mm， B.jlE55mm55 50故 ID10 90 13.5 3.5-107.5mm。24設(shè)計(jì)軸承端蓋的總寬度為 40mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)， 根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與外連接 件的右端

35、面間的距離為 20mm 故 IB60mm。根據(jù)根據(jù)帶輪寬度可確定|人60mm初步設(shè)計(jì)輸出軸的結(jié)構(gòu)1輸出軸最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑dg，為了使所選的軸直徑 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，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J KAT 查表 14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小故取 KA1.5，則：GKAT”1. 5 319. 3N?m478. 95N?m2.初選聯(lián)軸按照計(jì)算Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn) GB/T5014-85,選用型號(hào) 為文檔LT8 的 Y 型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 710N?m。半聯(lián)軸器的孔徑df45mm,故取df45mm半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L 80mm。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)

36、計(jì)(1)根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長(zhǎng)度1根據(jù)已確定的df45,由于 f 段軸長(zhǎng)與半聯(lián)軸器的軸轂長(zhǎng)相同，為了使 聯(lián)軸器以軸肩定位，故取 e 段直徑為 de52mm。2初選滾動(dòng)軸承。因該傳動(dòng)方案沒(méi)有軸向力，故選用深溝球軸承（采用深 溝球軸承的雙支點(diǎn)各單向固定）。參照工作要求并根據(jù) de52m，由軸承產(chǎn)品目 錄中初步選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承 6011（參考文獻(xiàn)3）， 其尺寸為 d D B55 90 18，根據(jù)需要在擋油板的一端制出一軸肩，故dc65mm。3由于軸承長(zhǎng)度為 18mm 擋油板總寬為 16mn 故 J 34mm，根據(jù)兩齒輪中心定位，且中速軸上的小齒輪端面與箱

37、體壁為13.5mm 而擋油板測(cè)與箱體壁取3.5mm 另外為了使大齒輪更好的固定，則令軸端面在大齒輪空，距離取 5mm 綜上累加得出 la49mm, * 80mm。根據(jù)高速軸的尺寸和低速軸的部分尺寸可 以算出 lc72.5mm4設(shè)計(jì)軸承端蓋的總寬度為 37m（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定） 根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與外連接 件的右端面間的距離為 30mm 故 le67mm。5按彎曲合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度（1）.根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖：.計(jì)算危險(xiǎn)截面 C 處的】現(xiàn)將計(jì)算出的截面相關(guān)數(shù)據(jù)列于下表。文檔載荷水平面 H垂直面 V支反力 FFNH11

38、223.5N, FNH22248.2NFNV1445.3 N,FNV2818.3N文檔彎矩 MMH179856N mmMv65464N mm總彎矩M J1798562654642180344.8N mm扭矩 TTin 442645N mm3 .校核軸的強(qiáng)度按彎矩合成強(qiáng)度條件，校核危險(xiǎn)點(diǎn)即 C 截面圓周表面處應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力，取 a 0.6，由2中表 15-1 查得，軸彎曲疲勞極限!60MPa結(jié)論：強(qiáng)度足夠軸的設(shè)計(jì)一一中速軸的設(shè)計(jì)1、中速軸的功率R3. 69KW中速軸的轉(zhuǎn)速n2336. 83r / min中速軸的轉(zhuǎn)矩Tn104. 56Nm2、 初步確定軸的最小徑dminA0 3:1493

39、3.69:336.8333mm因?yàn)橹虚g軸最小徑與滾動(dòng)軸承配合， 故同時(shí)選取滾動(dòng)軸承，根據(jù)軸的最小徑 初步選取型號(hào)為 6206 的深溝球軸承，其尺寸為 d D B 30 62 16。根據(jù)前兩 個(gè)軸的尺寸，不難得出中速軸的尺寸，故其各部分計(jì)算省略。Fr1Ft1tan 20995. 8 tan 20362. 5N0.6 442450.1 60314.86MPa160MPaFt12kd22104.56210 103995. 8N;ca180344.82文檔軸承的選擇軸系部件包括傳動(dòng)件、軸和軸承組合輸入軸軸承1. 軸承類型的選擇由于輸入軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承。軸承承受的徑

40、向載荷 P 89.5N ；軸承轉(zhuǎn)速門！1445r/ min ;軸承的預(yù)期壽命Lh8 300 9 21600h2. 軸承型號(hào)的選擇求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值按照3 表 22-1 選擇 C 10000N 的 6005 軸承驗(yàn)算 6005 軸承;因此軸承 6005 合格 輸出軸軸承1. 軸承類型的選擇由于輸入軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承 軸承承受的徑向載荷P 2871N ；軸承承受的轉(zhuǎn)速匕105. 92r/ min軸承的預(yù)期壽命Lh8 300 9 21600h2. 軸承型號(hào)的選擇求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值P360l1Lh 1061103. 7N106C60n P1066

41、0 71531000087334897 2160089.5144521600106文檔360n3Lh360 57.321600C P3一：h28713-6V 106106按照3 表 22-1 選擇 C 30200N 的 6011 軸承驗(yàn)算 6011 軸承;因此軸承 6011 合格中間軸軸承1.軸承類型的選擇由于中間軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承軸承承受的徑向載荷P 2501.28N ；軸承承受的轉(zhuǎn)速n2336. 83r/ min軸承的預(yù)期壽命Lh8 300 9 21600h2.軸承型號(hào)的選擇求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值P360n2Lh. 106按照3表 22-1 選擇

42、C 19500N 的 6206 軸承.驗(yàn)算 6206 軸承；因此軸承 6206 合格14810N106C60n P10660 57.333020028713.39 1052160018974 4N106C60n P10660 174.2195002501.2845308 216002501.2 8174.221600106文檔8.鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)1、輸入軸鍵連接由于輸入軸上齒輪 1 的尺寸較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，故只為其軸端選擇鍵。文檔輸入軸軸端選擇 A 型普通平鍵。其尺寸依據(jù)軸頸 d 60mm,由2中表 6-1 選擇6 6。鍵長(zhǎng)根據(jù)皮帶輪寬度 B=60mn 選取鍵的長(zhǎng)度系列取鍵長(zhǎng) L=50mm.校核

43、鍵連接的強(qiáng)度選擇鍵連接的類型與尺寸般 8 級(jí)以上的精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪取鍵長(zhǎng) L 70mm。校核鍵連接的強(qiáng)度 輸出軸端與聯(lián)軸器的鍵連接鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由2中表6-2 查得許用及壓應(yīng)力100 120MPa取 平均值p110MPa鍵的工作長(zhǎng)度b 50 6 42mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度0.5h 0.5 6 3mm26-12人1032 253810317.65MPa34250p,強(qiáng)度足夠。50 GB/T 1096-20032、輸出軸鍵連接輸出軸與齒輪4 的鍵連接不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A 型）據(jù) d 80mm，由2中表 6-1 查得鍵的剖面尺寸為 b 1

44、8mm，高度 h 11mm由輪轂寬度 B 85mm 及鍵的長(zhǎng)度系列鍵、齒輪和輪轂的材料都是鋼,由2中表 6-2 查得許用及壓應(yīng)力100 120MPa取平均值p110MPa鍵的工作b 70 18 52m m,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 K0.5h0.5 115.5mm26-12T皿103K l d2呻10331.89MPa5.552 70p，強(qiáng)度足夠。鍵 b h L 1811 70 GB/T 1096-2003文檔選用 HL8 型彈性套柱銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為Tn710N m。半聯(lián)軸器孔徑據(jù)輸出軸傳遞的扭矩T皿應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩。查國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 5014-85。文檔p100 120MPa取平

45、均值p110MPa鍵的工作長(zhǎng)度l L b 40 10 30mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度0.5h 0.5 8 4mm26-12幾103pKid2倔56 10343. 59MPa43040p,強(qiáng)度足夠。鍵 b h L 10（2）、中間軸與齒輪依據(jù)中間軸與齒輪 2 的鍵連接方法?？纱_定出中間軸與齒輪3 的鍵連接中的鍵8 40 GB/T 1096-20033 的鍵連接3、中間軸的鍵連接中間軸與齒輪 2 的鍵連接選擇鍵連接的類型與尺寸般 8 級(jí)以上的精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪取鍵長(zhǎng) L 40mm。校核鍵連接的強(qiáng)度d145mm。選擇鍵連接的類型及尺寸據(jù)輸出軸軸端直徑 d 45mm，

46、聯(lián)軸器Y 型軸孔q 45mm，軸孔長(zhǎng)度80mm 選取 A 型普通平鍵 b h L14 970校核鍵連接的強(qiáng)度鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由2中表 6-2查得許用及壓應(yīng)力100 120MPa取平均值p110MPa鍵的工作長(zhǎng)度b 70 14 56mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度0.5h 0.5 9 4.5mm。26-12T皿103K l_2 3193 10331.89MPa5.552 70p，強(qiáng)度足夠。鍵 b h L 149 70 GB/T 1096-2003不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A 型）據(jù) d 35mm，由2中表 6-1 查得鍵的剖面尺寸為 b 10mm，高度 h 8mm由輪轂寬度 B 50mm 及鍵的長(zhǎng)度系列鍵、齒輪和輪轂的材料都是鋼,由2中表 6-2 查得許用及壓應(yīng)力文檔鍵 b h L 10 8 70 GB/T 1096-20039.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)類型根據(jù)箱體設(shè)計(jì)，選用凸緣式軸承端蓋各軸上的端蓋：悶蓋和透蓋：參照4表 4.8文檔表 4-1 三個(gè)軸的軸承蓋D2D0D4Dd0螺釘 孔數(shù)ne1mb 1d1I7762374774833825n9277