青島科技大學(xué)圓錐圓柱斜齒輪課程設(shè)計(jì)范例

1、青島科技大學(xué)過程裝備與控制工程機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 班級(jí):過控073班 指導(dǎo)老師: 姓名: 學(xué)號(hào): 目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書31.1傳動(dòng)方案示意圖31.2原始數(shù)據(jù)31.3工作條件31.4工作量3二、傳動(dòng)系統(tǒng)方案的分析4三、電動(dòng)機(jī)的選擇與傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和參數(shù)的計(jì)算53.1 電動(dòng)機(jī)的選擇53.2傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的計(jì)算和各級(jí)傳動(dòng)比的分配63.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)6四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算64.1斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)74.2直齒圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)11五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算以及中間軸的校核155.1輸入軸（I軸)的設(shè)計(jì)155.2輸出軸（III軸）的設(shè)計(jì)185.3中間軸（II軸）的設(shè)計(jì)及其校核20六、鍵的校核

2、256.1輸入軸鍵計(jì)算266.2中間軸鍵計(jì)算266.3輸出軸鍵計(jì)算27七、聯(lián)軸器的選擇27八、潤滑與密封28九、減速器附件的選擇及其箱體結(jié)構(gòu)尺寸28十、課程設(shè)計(jì)小結(jié)29十一、參考文獻(xiàn)30一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 傳動(dòng)方案示意圖 （圖、一）1.3 工作條件： 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，使用期限10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作，運(yùn)輸帶工作速度允許誤差為±5%。1.4工作量 1、傳動(dòng)系統(tǒng)方案的分析； 2、電動(dòng)機(jī)的選擇與傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算； 3、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算； 4、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算； 5、軸承及其組合部件選擇和軸承壽命校核； 6、鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇及校核； 7、減速器箱體，潤滑及附件

3、的設(shè)計(jì)； 8、裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì)； 9、設(shè)計(jì)小結(jié)； 10、參考文獻(xiàn)；2、 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的分析傳動(dòng)方案見圖一，其擬定的依據(jù)是結(jié)構(gòu)緊湊且寬度尺寸較小，傳動(dòng)效率高，適用在惡劣環(huán)境下長期工作，雖然所用的錐齒輪比較貴，但此方案是最合理的。其減速器的傳動(dòng)比為8-15，用于輸入軸于輸出軸相交而傳動(dòng)比較大的傳動(dòng)。三、電動(dòng)機(jī)的選擇與傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和參數(shù)的計(jì)算結(jié)果3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 1、電動(dòng)機(jī)類型選擇：選擇電動(dòng)機(jī)的類型為三相異步電動(dòng)機(jī)，額定交流電壓380V。 2、電動(dòng)機(jī)容量選擇： （1）工作機(jī)所需功率=FV/1000 F-工作機(jī)阻力 v-工作機(jī)線速度 (2) 電動(dòng)機(jī)輸出功率 考慮傳動(dòng)裝置的功率損耗，電動(dòng)機(jī)的輸出

4、功率為 =/ 為從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率，即 =0.801 -滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率取0.98 -圓錐齒輪傳動(dòng)效率取0.95 -圓柱齒輪傳動(dòng)效率取0.97 -聯(lián)軸器效率取0.99 -卷筒效率取0.96 （3）確定電動(dòng)機(jī)的額定功率 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可。所以可以暫定電動(dòng)機(jī)的額定功率為4Kw。 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒工作轉(zhuǎn)速： =60×1000V/D=6010001.35/（3.14300）=86r/min 由于兩級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器一般傳動(dòng)比為8-22，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的可選范圍為 =(8-15） =6881892r/min。 可見同步轉(zhuǎn)速為1500r/min ，

5、1000r/min ，750r/min 的電動(dòng)機(jī)都符合，這里初選同步轉(zhuǎn)速為1500r/min ，1000r/min ，750r/min的三種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較。電動(dòng)機(jī)方案比較表方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kw）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）電動(dòng)機(jī)質(zhì)量（N）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比同步滿載1Y112M-441500144047016.742Y132M1-64100096073011.163Y160M1-8475072011808.37 綜合考慮電動(dòng)機(jī)的價(jià)格、質(zhì)量、總傳動(dòng)比，可見方案2比較合適，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6，外伸軸徑：D=38mm;外伸軸長度： E=80mm。3.2傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的計(jì)算和各級(jí)傳動(dòng)比

6、的分配 1、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 =960/86=11.16 2、分配各級(jí)傳動(dòng)比高速級(jí)為圓錐齒輪其傳動(dòng)比應(yīng)小些約，低速級(jí)為圓柱齒輪傳動(dòng)其傳動(dòng)比可大些。所以可取 =2.79 =43.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、 各軸的轉(zhuǎn)速 =960r/min =960/2.79=344.09r/min  /=344.09/4=86.02r/min =86.02r/min 2、各軸輸入功率 =3.96kw =3.69kw =3.40kw =.=3.30kw 3、各軸轉(zhuǎn)矩 =39.39N.m =102.41N.m =377.47N.m =366.37N.m軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速級(jí)軸I中間軸I

7、I低速級(jí)軸III工作機(jī)軸IV轉(zhuǎn)速（r/min）960960344.0986.0286.02功率（kw）43.963.693.403.30轉(zhuǎn)矩()39.7939.39102.41377.47366.37傳動(dòng)比12.794.01效率0.980.930.950.97將計(jì)算結(jié)果匯總列表如下：四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（主要參照教材機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 已知輸入功率為=3.69kw、小齒輪轉(zhuǎn)速為=344.09r/min、齒數(shù)比為4。工作壽命10年（設(shè)每年工作300天），兩班工作制，帶式輸送，工作平穩(wěn)，環(huán)境最高溫度，轉(zhuǎn)向不變。 1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) （1）運(yùn)輸機(jī)為一

8、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 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-1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，二者材料硬度相差40HBS。（3) 選小齒輪齒數(shù),則大齒輪齒數(shù) 初選螺旋角。 2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù)=1.62） 查教材圖表（圖10-30）選取區(qū)域系數(shù)=2.4353） 查教材表10-6選取彈性影響系數(shù)=189.84） 查教材圖表（圖10-26）得 =0.765 =0.88 =1.6455） 由教材公式10-13計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù)N=60 j

9、 =60×344.09×1×（2×8×300×10）=0.991×10h N=0.248X10h6） 查教材10-19圖得：K=1.05 K=1.17） 查取齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限650Mpa 550Mpa 8） 由教材表10-7查得齒寬系數(shù)=19） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=95.5×10×=9550×3690/344.09=102.41N.m 齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,應(yīng)用公式（10-12）得:=1.05×650=682.5=1.1×550=605

10、 許用接觸應(yīng)力為 （2） 設(shè)計(jì)計(jì)算1） 按式計(jì)算小齒輪分度圓直徑 =2） 計(jì)算圓周速度0.91m/s3） 計(jì)算齒寬b及模數(shù)b=150.44=50.44mm =4) 計(jì)算齒寬與高之比 齒高h(yuǎn)= =2.25×2.22=4.995 = =10.095) 計(jì)算縱向重合度 =0.318tan=0.318122tan=1.7446) 計(jì)算載荷系數(shù)K 系數(shù)=1，根據(jù)V=0.91m/s，7級(jí)精度查圖表（圖10-8）得動(dòng)載系數(shù)=1.03 查教材圖表（表10-3）得齒間載荷分布系數(shù)=1.2 由教材圖表(表10-4）查得=1.436 查教材圖表（圖10-13）得=1.18 所以載荷系數(shù) =1.7757)

11、按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 =8) 計(jì)算模數(shù) = 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)公式設(shè)計(jì)（1） 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1） 計(jì)算載荷系數(shù) =1.4582） 根據(jù)縱向重合度=1.744 查教材圖表（圖10-28）查得螺旋影響系數(shù)=0.883） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) =96.334） 查取齒形系數(shù) 查教材圖表（表10-5）=2.6476 ，=2.187345） 查取應(yīng)力校正系數(shù) 查教材圖表（表10-5）=1.5808 ，=1.786336） 查教材圖表（圖10-20c）查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限=520MPa ，大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限=400MPa 。7） 查教材圖表（圖10-18）

12、取彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.85 K=0.88 8） 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，由式得 = =9） 計(jì)算大、小齒輪的，并加以比較 ， 大齒輪的數(shù)值大，選用。（2） 設(shè)計(jì)計(jì)算1） 計(jì)算模數(shù) 對(duì)比計(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)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所承載的能力。而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅取決于齒輪直徑。按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取m=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d=52.11來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).2）計(jì)算齒數(shù) z=20.1 取z=20 那

13、么z=4×20=80 4、幾何尺寸計(jì)算（1） 計(jì)算中心距 a=128.83將中心距圓整為129mm（2） 按圓整后的中心距修正螺旋角 =arccos 因值改變不多,故參數(shù),等不必修正.（3） 計(jì)算大.小齒輪的分度圓直徑 d=52 d=206（4） 計(jì)算大.小齒輪的齒頂圓直徑、齒根圓直徑 h*at = h*ancos ， c*t = c*ancos h*an=1，C*n=0.3 （5） 計(jì)算齒輪寬度 4.2直齒圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（主要參照教材機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）已知輸入功率為=3.96kw、小齒輪轉(zhuǎn)速為=960r/min、齒數(shù)比為2.79由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。工作壽命10年（設(shè)每年工作300天），

14、兩班工作制，帶式輸送，工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。 1、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1） 直齒圓錐齒輪減速器為通用減速器，其速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095-88） （2） 材料選擇 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-1 小齒輪材料可選為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料取45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度相差40HBS。（3) 選小齒輪齒數(shù),則大齒輪齒數(shù) 2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算公式： （1） 、確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1） 試選載荷系數(shù)=1.82） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=9.55×10×=39.39KN.Mm3） 取齒寬系數(shù)4） 查圖1

15、0-21齒面硬度得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限650Mpa 大齒輪的接觸疲勞極限550Mpa 5） 查表10-6選取彈性影響系數(shù)=189.8 6） 由教材公式10-13計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù) N=60nj =60×960×1×（2×8×300×10）=2.7648×10h N=1.0×10h7) 查教材10-19圖得：K=0.99 K=1.058) 齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,應(yīng)用公式（10-12）得: =0.99×650=643.5 =1.05×550=577.5 （2） 設(shè)

16、計(jì)計(jì)算1） 試算小齒輪的分度圓直徑，帶入中的較小值得由公式可得：2） 計(jì)算圓周速度V 3.39m/s3） 計(jì)算載荷系數(shù) 系數(shù)=1，根據(jù)V=3.39m/s，7級(jí)精度查圖表（圖10-8）得動(dòng)載系數(shù)=1.11 查圖表（表10-3）得齒間載荷分布系數(shù)=1.1 根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪懸臂布置查表10-9得=1.25的=1.51.25=1.875 得載荷系數(shù) =2.2894） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，得 = 5）計(jì)算模數(shù)M 圓整取m=3 3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)公式： m（1） 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1） 計(jì)算載荷系數(shù) =11.111.11.875=2.2892） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) =

17、26.6 =2073） 由教材表10-5查得齒形系數(shù) 應(yīng)力校正系數(shù) 4) 由教材圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限5) 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.85 K=0.96) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，得 = =7) 計(jì)算大小齒輪的,并加以比較 大齒輪的數(shù)值大,選用大齒輪的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算.（2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 取M=2.5mm 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)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所承載的能力。而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，取決于齒輪直徑。按GB/T1357-1987圓整為

18、標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取m=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d=73.15來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).計(jì)算齒數(shù) z=29 取z=29 那么z=2.79×2981 4、計(jì)算幾何尺寸（1） 分度圓直徑d=72.5； d=202（2） = （3） 齒頂圓直徑 （4） mm（5） =53.66mm,圓整取=54mm =59mm五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算以及中間軸的校核5.1輸入軸（I軸)的設(shè)計(jì) 1、求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 =3.96kw =960r/min =39.39 2、求作用在齒輪上的力 已知高速級(jí)小圓錐齒輪的平均分度圓直徑為 則 圓周力、徑向力及軸向力的方向如下圖四所示

19、 3、初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表15-3，取，得 mm 輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，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)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則 =1.339.39=51207 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表13-4，選HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器其工稱轉(zhuǎn)矩為1250N.m，而電動(dòng)機(jī)軸的直徑為38mm,所以聯(lián)軸器的孔徑不能太小。取=30mm，半聯(lián)軸器長度L=82mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為60mm。 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案（

20、見下圖） 輸入軸軸上零件的裝配（2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，12段軸右端需制出一軸肩，故取23段的直徑。左端用軸端擋圈定位，12段長度應(yīng)適當(dāng)小于L所以取=58mm2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表13-1中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為 40mm90mm25.25mm所以而=25.25mm 這對(duì)軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表13-1查得30308型軸承的定位軸肩高度，因此取3）取安裝齒輪處的軸段67的直

21、徑；為使套筒可靠地壓緊軸承，56段應(yīng)略短于軸承寬度，故取=24mm，4）軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，取=50mm。5） 錐齒輪輪轂寬度為55mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取由于，故取（3）軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為45mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器處平鍵截面為與軸的配合為；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k5。（4） 確定軸上圓角

22、和倒角尺寸 取軸端倒角為，軸肩處的倒角可按R1.6-R2適當(dāng)選取。5.2輸出軸（軸）的設(shè)計(jì) 1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 =3.40 kw =86.02.r/min =377.47N.M 2、初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表15-3，取，得 輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，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)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查械設(shè)計(jì)（第八版）表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則=1.3377.47=490.711 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表14-4選Lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器其工稱轉(zhuǎn)矩為1250N

23、.M 半聯(lián)軸器的孔徑，所以取40mm，半聯(lián)軸器長度L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm。3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1) 擬定軸上零件的裝配方案（見下圖） 輸出軸軸上零件的裝配（2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1段軸左端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑，1段右端用軸端擋圈定位，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應(yīng)比略短些，現(xiàn)取。 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表13-1中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)

24、精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30310，其尺寸為，因而可以取。右端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程表13-1查得30310型軸承的定位軸肩高度，因此取60mm。 3)齒輪左端和左軸承之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為52mm，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，故49mm齒輪的輪轂直徑取為55mm所以55mm。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為。軸環(huán)寬度，取。 4)軸承端蓋的總寬度為20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離故 5)齒輪距箱體內(nèi)比的距離為a=16mm，大錐齒輪于大斜齒輪的距離為

25、c=20mm，在確定滾動(dòng)軸承的位置時(shí)應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s=8mm?？汕蟮?7.25mm 86mm （3）軸上的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm，同時(shí)為保證齒 輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為m5。（4） 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為，軸肩處的倒角可按R1.6-R2適當(dāng)選取。5.3中間軸（II軸）的設(shè)計(jì)及其校核 1、求輸入軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T k

26、w 2、求作用在齒輪上的力 已知小斜齒輪的分度圓直徑為 已知圓錐直齒輪的平均分度圓直徑： 圓周力、，徑向力、及軸向力、的方向如下圖所示3、初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表15-3，取，得，中間軸最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑和 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案（見下圖） （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表13.1中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為

27、，。 這對(duì)軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表13.1查得30306型軸承的定位軸肩高度37mm，因此取套筒直徑37mm。 2）取安裝齒輪的軸段，錐齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位，已知錐齒輪輪轂長，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為。 3）已知圓柱直齒輪齒寬，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取。 4）齒輪距箱體內(nèi)比的距離為a=16mm，大錐齒輪于大斜齒輪的距離為c=20mm，在確定滾動(dòng)軸承的位置時(shí)應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s=8mm。則取 （3）軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵

28、連接，按由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為32mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為，軸肩處的倒角可按R1.6-R2適當(dāng)選取。5、求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖，在確定支點(diǎn)時(shí)查得30310型的支點(diǎn)距離a=15.3mm。所以軸承跨距分

29、別為L1=55.45mm，L2=73.5mm。L3=60.25mm做出彎矩和扭矩圖（見圖八）。由圖八可知斜齒輪支點(diǎn)處的截面為危險(xiǎn)截面，算出其彎矩和扭矩值如下：載荷水平面垂直面支反力 彎矩 總彎矩扭矩T 6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力為 前已選定軸的材料為（調(diào)質(zhì)），由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表15-1查得，故安全。7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1） 判斷危險(xiǎn)截面 由彎矩和扭矩圖可以看出齒輪中點(diǎn)處的應(yīng)力最大，從應(yīng)力集中對(duì)軸的影響來看，齒輪兩端處過盈配合引起的應(yīng)力集中最為嚴(yán)重，且影響程度相當(dāng)。但是左截面不受扭矩作用故不用校核。中點(diǎn)處

30、雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，而且這里軸的直徑比較大，故也不要校核。其他截面顯然不要校核，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核圓柱齒輪左端處的截面。又因軸肩出的左右兩側(cè)均安裝相同輪轂的齒輪，所以只需校核一側(cè)即可。截面左側(cè)校核： 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面左側(cè)彎矩 截面上的扭矩=102.41N.m 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附表3-2查取。因，經(jīng)插值后查得： 又由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為： 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為： 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）

31、附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。軸按磨削加工，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為： 又取碳鋼的特性系數(shù)為： 計(jì)算安全系數(shù)值： 故可知安全。六、鍵的校核6.1輸入軸鍵計(jì)算 1、校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。則鍵聯(lián)接的強(qiáng)度為： 故單鍵即可。 2、校核圓錐齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。則鍵聯(lián)接的強(qiáng)度為： 故合格。6.2中間軸鍵計(jì)算 1、校核圓錐齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。則鍵聯(lián)接的強(qiáng)度為： 故合格。 2、校核圓

32、柱齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。則鍵聯(lián)接的強(qiáng)度為： 故合格。6.3輸出軸鍵計(jì)算 1、校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。則鍵聯(lián)接的強(qiáng)度為： 故合格。 2、校核圓柱齒輪處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。則鍵聯(lián)接的強(qiáng)度為： 故合格。七、聯(lián)軸器的選擇在軸的計(jì)算中已選定了聯(lián)軸器型號(hào)。輸入軸選Lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000，半聯(lián)軸器的孔徑，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為60mm，Z型軸孔。輸出軸選選Lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000，

33、半聯(lián)軸器的孔徑，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm，Z型軸孔。八、潤滑與密封齒輪采用浸油潤滑，由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-11和表10-12查得選用100號(hào)中負(fù)荷工業(yè)閉式齒輪油（GB5903-1995），油量大約為3.5L。當(dāng)齒輪圓周速度時(shí)，圓錐齒輪浸入油的深度至少為半齒寬，圓柱齒輪一般浸入油的深度為一齒高、但不小于10mm，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x3050mm。由于大圓錐齒輪，可以利用齒輪飛濺的油潤滑軸承，并通過油槽潤滑其他軸上的軸承，且有散熱作用，效果較好，當(dāng)然也可用油脂潤滑。密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦?。九、減速器附件的選擇及其箱體機(jī)構(gòu)尺寸由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)選定通氣帽為；油標(biāo)為壓配式圓形的油標(biāo)A20JB/T 7491.1-1995；外六角油塞及封油墊；箱