電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置-課程設(shè)計(jì)

1、電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置 - 課程設(shè)計(jì)電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置目錄1、 設(shè)計(jì)題目32、系統(tǒng)總體方案的確定 32.1、 系統(tǒng)總體方案3 2.2、系統(tǒng)方案總體評(píng)價(jià)43、傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 44、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 64.1、確定傳動(dòng)比分配65、齒輪設(shè)計(jì) 85.1、高速軸齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)85.2、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)165.3、幵式齒輪設(shè)計(jì)216、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算246.1、中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算246.2、高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算346.3、低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算347、軸承校核377.1、高速軸軸承校核377.2、中間軸上軸承校核347.3、低速軸上軸承校核348、 鍵的選擇以與校核 399、 聯(lián)軸器選擇 4110、潤(rùn)滑油與其潤(rùn)滑方式

2、選擇 4211、箱體設(shè)計(jì) 4312、參考文獻(xiàn) 4413、附錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)44計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果1設(shè)計(jì)題目1.1設(shè)計(jì)題目方案2 :間歇工作，每班工作時(shí)間不超過(guò)15 %，每次工作時(shí)間不超過(guò)10min，滿(mǎn)載起動(dòng)，工作中有中等振動(dòng)，兩班制工作，鋼？速度允許誤差±5 %。小批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)壽命 10年。傳動(dòng)簡(jiǎn)圖與設(shè)計(jì)原始參數(shù)如表：數(shù)據(jù)編鋼？拉鋼？速滾筒直號(hào)力度V徑DF ( KN )(m/s )(mm )81215220表1-1原始數(shù)據(jù)2系統(tǒng)總體方案的確定計(jì) 算 與 說(shuō) 明局小，傳動(dòng)不平穩(wěn)，雖然可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比， 但是傳動(dòng)效率低。圖2.1中的方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且傳 動(dòng)平穩(wěn)，適合要求。圖2.3中的方案

3、布局比較小， 但是圓錐齒輪加工較困難， 特別的是大直徑，大模 數(shù)的錐輪，所以一般不采用。最終方案確定：采用二級(jí)圓柱齒輪減速器，其傳動(dòng)系統(tǒng)為：電動(dòng)機(jī)T傳動(dòng)系統(tǒng)T執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如下圖）主要結(jié)果圖2-4選擇方案3傳動(dòng)系統(tǒng)的確定3.1選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型1.功率計(jì)算電動(dòng)機(jī)的速度計(jì)算:計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果Dn 工v 100015 1000一.vn 工21.7r/min60 1000D220輸出所需要功率：Pw=FV=12*15/60=3KW(3-1)225? ? ?1 23452 25傳動(dòng)效率計(jì)算：°99°97°98°97°90.73(3-2)1彈性聯(lián)軸器的效率取0

4、.99;2閉式齒輪(8級(jí)精度)的傳動(dòng)效率取0.97;3滾動(dòng)軸承的效率取0.98;4開(kāi)式齒輪傳動(dòng)效率取0.95;5卷筒傳遞效率取0.9。電機(jī)所需要的功率：pd 4.11 KW根據(jù)所算的功率查資料2表9-39和表9-40，查的有三種電機(jī)可選擇：Y132S-4，Y132M2-6和Y132M2-8。將它們各個(gè)參數(shù)比較如下表：選擇方案1v 21.7r/min總0.73傳動(dòng)比Pd 4.11KW型號(hào)額疋功率(KW)滿(mǎn) 載 轉(zhuǎn) 速(r/min)軸 伸 出 段 直 徑(mm)價(jià)格計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果Y1321443890066S-45.50.00.311500.00Y1329603813044M2-5.50.0.

5、26013500.00Y1327203818033M2-5.50.0.18026000.002、方案比較：由上面圖表顯示，Y132S-4價(jià)格更便宜，滿(mǎn)足所需工作要求，優(yōu)先選用。方案（一）：按所給設(shè)計(jì)參數(shù)，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。查ii 24.0表得直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比的取值范圍是35。轉(zhuǎn)計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果速為n=1440r/min,傳動(dòng)比為i=66.35。由于是直齒圓柱齒輪，故傳動(dòng)比可以平均分配i 1 i 2 i 306.354.05根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，雙級(jí)減速器的齒輪傳動(dòng)比最好不要超過(guò)選用方案（一）4，以免齒數(shù)比太大導(dǎo)致齒輪受破壞程度相差太大。方案（二）：轉(zhuǎn) 速 n=960r/min,功 率 P=5.5

6、KW。i1 i2 i3如23 3.54，滿(mǎn)足要求。故選用方案（二）。4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)4.1.確定傳動(dòng)比分配1、選用電機(jī) Y132M2-4 ，轉(zhuǎn)速 n=960r/min,功率 P=5.5KW。因是直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比可以平均分配為：i1 i2 i3尊44.233.542.各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算n1 n 960r / mi nn2 ni/i1 271.19/minn3 n 2/i276.61r / minn4n376.61 r / minn5 陽(yáng)和321.64r/minT1 53.122 103 N.mm計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果轉(zhuǎn)筒的實(shí)際轉(zhuǎn)速為nw 21.64 r/min ,nw nw 100%nw

7、21.7121.64100%0.32%5%21.71傳動(dòng)分配合適。3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算T19550103 P1/n1955010 3 5.34 /96053.122103 N .mmT2 9550 103 P2/n2 9550 103 5.07 / 271.193178.54010 N .mmT3955010 3 P3 / n3955010 34.82 / 76.61600.84810 3 N .mmT4955010 3 P4 / n4955010 34.67 / 76.61582.14910 3 N .mmT5955010 3 P5/n59550103 4 / 21.641765.25103

8、 N .mm終上，各軸的參數(shù)如下表：表4-1軸的參數(shù)3T2178.540 10 N.mmT3600.84810 3 N.mmT4582.149103 N .mmT5 1765.25 103N,mmm8級(jí)精度33材料為40Cr編號(hào)功率（KW）轉(zhuǎn)速（r/min）轉(zhuǎn)矩（N.mi15.3496053.122x1025.07271.19178.540x1034.8276.61600.848x10計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果44.6776.61582.149x1045鋼5421.641765.25x1035齒輪設(shè)計(jì)5.1高速軸齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1. 選疋齒輪精度等級(jí) ' 材料和齒數(shù)1 ）按給定設(shè)計(jì)方案，選用直齒圓

9、柱齒輪。2）卷?yè)P(yáng)機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，V=15m/min, 故選用 8 級(jí)精度（GB10095-88 ）。3 ）材料選擇由資料1表10 1選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào) 質(zhì)），硬度為250HBS ,大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)）， 硬度為220HBS，二者差為30HBS。4）選小齒輪的齒數(shù)為:Z1=22，則大齒輪的齒 數(shù)為 Z2 22 3.5477.88，取 z2=72。齒數(shù)比為Ui乙/Z23.54 ,取壓力角20 。由于減速器齒輪傳動(dòng)為閉式傳動(dòng)，可以米用齒面接 觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按彎曲疲勞強(qiáng)度校核。2. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)計(jì)算公式計(jì)算dt 2.32 ? JKt? U 1 ?（紅）2V

10、duh乙=22Z2=7220Kt 1.3T 3.5414 104N ?md 1.0ZE 189.8MP?2H lim1700 MPaH lim2490MPa7N14.15 10計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果(5-1 )N21.17 101）確定公式的各計(jì)算值（1）試選載荷系數(shù)Kt =3（2）齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩4T13.541410 N ? m（3）由資料1表10-7選取齒系數(shù)d 1.0（4）由資料1表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) Z E189.8 MPa ” 2。（5）從資料1圖10 21 （d）查得，小齒輪d55.70mm疲勞極限為：H lim1700 MPa大齒輪疲勞極限為：Hlim2 490MPa 。

11、（6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1 60njLh 60 960 1 (300 2 8 15%)4.15 107b55.70 mmN24.15 107/3.54 1.17 107(5-2 )mt2.53（7）查資料1圖10 19得接觸疲勞壽命系h5.15數(shù)為：9.79KHN10.95,KHN2 0.98/ h（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：K HN 1 ? H limlsK HN 1 ? H lim 2s0.95 70010.98 4901665MPa,480.2MPaKhKf1.2Ka=1.50(5-4 )2)計(jì)算(1)試算小齒輪分度圓直徑 d1，代入 hi中 較小值：d1t 2.32 31.3 5.31

12、22 104 ?(3.51 1)? 189.81'3.54'480.255.70mmKhKfk1.4081.351.825(2)計(jì)算圓周速度d1t ?n160 100055.7096060 10002.80ms計(jì)算齒數(shù)b d ?d1t1 55.70 55.70nm(5-5)(4)計(jì)算齒寬與齒高之比mt 模數(shù)：'(5-6)齒高：h 2.25mtb/hd/w 55.7022 2.532.25 2.53 5.15d1 m62.692.849bh 55.7 5.699.79計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果(5-7 )(5)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v 2.80 m / S ，8級(jí)精度，查資料1圖10

13、8得，載荷系數(shù)為，因?yàn)槭侵饼X輪，假設(shè)JFt/b WO N / mm，有資料1表 io 3 查得KhKf1.2由資料1表10 2查得使用系數(shù)為 Ka=1.50 (*中等沖擊)，由資料1包10 4查的小齒輪7級(jí)精度，非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)：Kh1.120.18 (10.6 d2) d20.23 10 3b1.408由 b/h 9.79,©1.408查資料1圖 10 13 得FE1 500MPaKf1.35，故載荷系數(shù)為fE2 380MPaK Kv?Ka?Kh ?Kh 1 1.08 1.2 1.4081.825K v動(dòng)載荷系數(shù)；K a使用系數(shù)；S1 .4K h齒間載荷分配系數(shù)；K h齒向載荷分配系數(shù)

14、。(6)按設(shè)計(jì)的實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑did K84655"62.6.3(5-8)(7)計(jì)算模數(shù)mm dJz 62.29/222.849(5-9)3.按彎曲疲勞強(qiáng)度校核由式(1-5 )得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式:討1 2 2?(d Z 1(5-10)T1輸入轉(zhuǎn)矩；K載荷系數(shù)；YS應(yīng)力校正系數(shù)；Yf齒形系數(shù)；F許用應(yīng)力；d 齒寬系數(shù)；z1由齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算所得齒數(shù)。YFa12.72,YSa22.224Ysa21.766m 1.81 mm計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果勞強(qiáng)度極限為：fei 500MPa ,大齒輪的的彎曲疲勞極限為：FE2 380MPa2由資料1圖10-18查得彎曲疲勞壽

15、命系數(shù)K fn 10.92， K fn 20.973計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù) S1 .4，由資料1式（10-12 ）得：f 1K fn 1 ? fe 10.92500328.57 MPa1 S1.4K fn 2 ? FE 20.97380“cccF 2FNJFE 263.29 MPa2 S1.4（4）計(jì)算安全載荷系數(shù)：K KA ?KV ?KF2 ?Kfb 1 1.14 1.2 1.351.846（5）計(jì)算齒形系數(shù)：查資料1表10 5得2 24 2 22YFa1 2.72,譙2 2.24 “ *8 2.22410（6）計(jì)算齒形校正系數(shù)：查資料1表10 5得Ysa1 1.57YSa

16、2 1.751771751.76610（7） 計(jì)算大、小齒輪并加以比較：YFa1YSa12.72 1.57Fa1 Sa1 0.01299F 1328.57Z131Z2107a 138mmB262mm, B1 56mm(5-12 )YFa2Ysa22.224 1.766263.290.01492比較得，大齒輪的數(shù)值大2）設(shè)計(jì)計(jì)算:將中較大值代入公式得:m1.8255.312210422 20.014921.81 mm（5-13）對(duì)此計(jì)算結(jié)果，由于按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的模數(shù)（m=2.767 ）大于由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的 模數(shù)（m=1.81）。因?yàn)辇X輪模數(shù)的大小主要取決于 彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載

17、力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載力，僅與齒輪直徑有關(guān)，故可取彎 曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算所得的模數(shù)， 并將模數(shù)圓整為標(biāo)準(zhǔn) 值m=2。按接觸強(qiáng)度得的分度圓直徑d!62.69 mm，算出小齒輪齒數(shù):d162.6931.34531大齒輪齒數(shù)： Z 乙？31 3.45 106.95 1074、幾何尺寸計(jì)算：計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果1）計(jì)算分度圓直徑：d 1Z1 ? m31262 mmd 2Z 2 ? m1072214 mm（5-14）2）計(jì)算中心距：d1 d2 /62214 /ay2/2138mm（5-14）3 ）計(jì)算齒輪寬度：bd ? d 116262 mm?。築 262 mm , B 156 mm5、驗(yàn)算：l

18、2T1 2 5.3122 104” “Ft 1700.73Nd162KA?Ft 1 1700.73 ccmd心28.56 N/mm 100 N/mm b62故尺寸計(jì)算合適。高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸如下表所示：表5-1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸m名稱(chēng)計(jì)算公式數(shù)值（單位:模數(shù)m2壓力20310名稱(chēng)結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)數(shù)值:單位：mm）輪轂處直徑DiK nh 30.93輪轂軸長(zhǎng)度LL (1.2 1.5) d BK NH 40.95倒角尺寸nn 0.5 mn齒根圓處厚度腹板最大直徑D o板孔直徑do腹板厚度Co 8 10mmC 0.3 B8.高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)草圖如下:D 00.5( D 1d00.25(D1 d1

19、) 10mmv 1.12 聽(tīng)b 78.95 mmmt2.55h 5.73圖5-1齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1、選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料（與齒輪1、2相同）與齒數(shù)；直齒圓柱齒輪， 8級(jí)精度，小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)）,調(diào)質(zhì)后硬度為250HBS ,齒輪選用45 （調(diào)質(zhì)），硬度為220HBS.KhK F 1.2Kh1.6112、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì):由設(shè)計(jì)公式（10-9a ）進(jìn)行計(jì)算:d3tK” 1? (ZE)2H2.09選小齒輪齒數(shù)為Z324，大齒輪齒數(shù)Z 4 i2Z 33.542484.96取 Z 485(5-15)1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值:1試選載荷系數(shù)Kt1 .3仃 8.541

20、0 3由資料1表10-7選取齒輪寬系數(shù)d192.464.20由資料1表10-6查得材料彈性影響系數(shù)為 Zz 189.8 MPa 1/25由資料1圖10-21d ）和圖10 21c）查得齒面的接觸疲勞強(qiáng)度極限H liml700 MPaH lim 2560 MPaN 360 ?n 2? j?Lh60271.191283001015%1.17108N 4N11.171083.31107i 23.54（5-16）6計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù):（7）由資料1圖10-19查得接觸疲勞壽命系 數(shù)K NH 30.93K NH 40.95J（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：K HN 1 ? H lim1sK HN 1 ? H

21、lim 2s0.9356010.957001520.8 MPa665 MPa（5-17）2）計(jì)算（1 ）試算小齒輪分度圓直徑d1，代入 hi中較小值：d1t 2.3231.31.78105 ? (3.541) ? 189.83.54' 520.878.95 mmFE 1500MPaFE 2380MPaK FN 10.92KFN 20.97S 1 .41.846YFa12.72, Ysa22.22計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果（2）計(jì)算圓周速度vdM n278.95271.19_2m/60 1000601000. 幾（3）計(jì)算寬bd ?d1t 1 78.95 78.95mm（4）計(jì)算齒寬與齒高之比b

22、/hmt dn / Z178.95 乂彳 2.55模數(shù)：/31齒高：h 2.25 mt 2.252.545.7378.95/ 5.7313.7（5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) V 1.12 m/s，8級(jí)精度，查資料1圖10 8 得,載荷系數(shù)為kv1.08用曰舌，因?yàn)槭侵饼X輪，假設(shè)Sh/b 100N/mm，有資料1表10 3查得K HKf1.2由資料1表10 2查得使用系數(shù)為 Ka=1.50（*中等沖擊），由資料1表10 4查的小齒輪8級(jí)精度，非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)：m 2.56 mmZ131Z2107計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果KH 1.15 0.18 (1 0.6 d2) d20.31 10 3b1.611由b/h13.

23、7, K H1.611 查資料1圖 10 a207 mm13得KF，故載荷系數(shù)為K Kv?Ka?Kh ?Kh1 1.081.21.6112.09B193mn,B285mmK v動(dòng)載荷系數(shù)；K A使用系數(shù)；K H齒間載荷分配系數(shù)；K H齒向載荷分配系數(shù)。(6)按設(shè)計(jì)的實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑diIkJ2.09d1t 78.953 92.46VKtV 1.3（5-18）計(jì)算模數(shù)mmd1 / z192.46 / 224.203.按彎曲疲勞強(qiáng)度校核由式（1-5 ）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式：mJ2KT1?( YFaY Sa)Vd Z 1F（5-19）計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果T1輸入轉(zhuǎn)矩；K載荷系數(shù)；Ys

24、應(yīng)力校正系數(shù)；Yf齒形系數(shù)；F許用應(yīng)力；d齒寬系數(shù)；Zi由齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算所得齒數(shù)。1 ）確定公式內(nèi)的各參數(shù)值：1由資料1圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為：fe1 500MPa ，大齒輪的的彎曲疲勞極限為:fe 2 380 MPa2由資料1圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn 10.92， Kfn 20.973計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù) S1 .4，由資料1式（10-12 ）得：f 1K FN 1 ? FE10.92500328.57 MPa1 S1.4f 2K FN 2 ? FE 2四翌 263.29 MPa2 S1.4（4）計(jì)算安全載荷系數(shù)：K Ka ?

25、 Kv ? Kf2? Kfb 11.141.21.351.846（5）計(jì)算齒形系數(shù)：查資料1表10 5得FE 51000 MPaFE 6670 MPaN53.3 107N6 9.6 106K FN 51.3K FN 61.65F 5 928.67/IPaF 6 789.64/IPaK f1.7主要結(jié)果10Yra12.72,Ysa22.24 2.24 2.22 8 2.224(6)計(jì)算齒形校正系數(shù):查資料1表10 5得Ysa11.57，1 77YSa2 175. 101.751.7661 )計(jì)算大、小齒輪并加以比較丫 Fa 1 丫 Sa 12.721.57328.570.01299m 2.90

26、mmYFa2Ysa22.2241.766263.290.01492m=4比較得，大齒輪的數(shù)值大。2)設(shè)計(jì)計(jì)算:mmds80mm將中較大值代入公式得:對(duì)此計(jì)算結(jié)果，由于按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算d6276mm80mm的模數(shù)大于由齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)。因?yàn)辇X輪 模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承t675mm載力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載力，僅與齒輪直徑有關(guān)，故可取彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算所得的模數(shù)，并將模數(shù)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=3。按接觸強(qiáng)度算178nm得的分度圓直徑d192.17 mm，算出小齒輪齒數(shù):計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果Zdi92.1730.70331Z im3大齒輪齒數(shù)：Z；2 乙？31 3.

27、45106.951074、幾何尺寸計(jì)算：1 ）計(jì)算分度圓直徑：d 1Z 1 ? m31393 mmd 2Z 2 ? m1073321 mm2）計(jì)算中心距：設(shè)計(jì)合理ad1d2/93327/X207 mm3 ）計(jì)算齒輪寬度：bd ? d119393 mm取：B193mm , B285 mm5、驗(yàn)算：Ft2T121.78545101 WOQQQ C7Md 1933839.57INKa ? Ft13839.5741.29 N / mm100N /mrnb93故設(shè)計(jì)的尺寸合理。5.3幵式齒輪設(shè)計(jì)1.選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)，材料與齒數(shù)。1 ）按傳動(dòng)設(shè)計(jì)的方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)0d1=d 4=40mm2

28、 ）卷?yè)P(yáng)機(jī)為 般工作機(jī)，速度不咼，所以選計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果用8級(jí)精度（GB/T10095 -58)3 ）材料選擇。由表10-1選擇選得大齒輪用d2'=54mm45鋼：硬度4050HRC、小齒輪的材料為40Cr ,并經(jīng)調(diào)質(zhì)與表面淬火；d3=93mm4 ）選擇齒數(shù)。由于的幵式傳動(dòng)，為使齒輪不df3=85.5mm至于過(guò)小，選小齒輪齒數(shù) Z：5 20，大齒輪齒數(shù)da3=99mmZ6 uZ 53.452069由于是幵式傳動(dòng)，故選用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)即可。2、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì):彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算i2 ? Kt ? T3r U1亠 / Z E、2m勺t3?(TduH(5-201）確定公式

29、的各計(jì)算值)1由資料1圖10-20e查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限：fe 51000 MPaFE 6670 MPa2由資料1式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果N 560?n5?j?Lh60 76.6112 8 300 10 15%3.3 107N6 N 53.3 1079.6 106N 6 i33.543由資料1圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)K FN 5.3K FN 61.654計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞系數(shù)S=1.4，由式（10-12 ）得F5Kfn5?FE 51.31000928.67MPaF 5S1.4F6K FN 6 ?FE 61.65670789.64MPaF 6S1.

30、4（5-21）5載荷系數(shù)：K f1.76查取齒形系數(shù)與應(yīng)力校正系數(shù)：由資料1表10-5查得Yfa5 2.80YFa 62.224，Ysa5 1.55 ，Ysa6 1.7487計(jì)算大小齒輪的并加以比較：YFa5?YSa52651.58f 5928.57乙6?、62244仍8o.oo495f 6789.64小齒輪的數(shù)值大。驗(yàn) 25N8由資料1表10-7選取齒寬系數(shù):Rbz766Nm t 2.902.9010%3.19就近圓2 ）設(shè)計(jì)計(jì)算整得m=4Ray2511 N3尺寸計(jì)算計(jì)算分度圓直徑:d5 Z5 ?mt 20 480mmd6 z6 ?mt 69 4276mm2998N(5-22)計(jì)算齒輪寬度:

31、b5d ? d51 8080 mmb6 d 5(5 10)75 mm計(jì)算中心距d5d6a 178 mm2(5-24)4、驗(yàn)算:Ft2T32374 68103d5 Ka ? Ft961 57805 83358 51N mm100N/mm5、工作機(jī)速度驗(yàn)算:2 1.79 6 0乙2 1.72 1.72 1.542 1.70.7%故設(shè)計(jì)合理。6軸的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1.中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)中間軸零件的定位，裝配以與軸的工藝要求，參考低速級(jí)齒輪與高速級(jí)齒輪傳動(dòng)尺寸，初步確定紂棍件軸的裝配草圖如下：T2178540 N ?mm0.58T2 10355N?mm圖6-1中間軸的裝配草圖1.軸主要尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明

32、主要結(jié)果1）.各軸段的直徑確定查資料4表8-23初選深溝球軸承，代號(hào)為6308，與軸承配合的軸徑 d i=d 4=40mm,齒輪2處軸頭直徑為 d2=45mm;齒 輪2定位 軸 肩 高 度hmin =(0.070.1)d 2=0.1*45=4.5, 所以 該處直d2=54mm,齒輪軸處直徑等于低速級(jí)的小齒輪直徑尺寸，b h 128d3=93mm,d f3=85.5mm,d a3=99mm.2）.確定各軸段長(zhǎng)度圓角r=3按軸上零件的軸向尺寸以與零件間相對(duì)位置，參考高速級(jí)與低速級(jí)齒輪傳動(dòng)尺寸表，初步確定尺寸如附圖（6-1）2.按許用彎曲應(yīng)力校核軸1 ）軸上力作用點(diǎn)與支點(diǎn)跨距的確定齒輪對(duì)軸的力作用點(diǎn)

33、按簡(jiǎn)化原則應(yīng)在齒輪寬的中點(diǎn)處，因此可決定中間軸上兩齒輪力的作用點(diǎn)位置。畫(huà)出支點(diǎn)、跨距、軸上各力作用點(diǎn)相互位置尺寸如上圖所示。2 ）繪制軸的受力圖如下：W 76ii.mmWc 16557.47m0 22.5MPa圖6-2軸的受力圖5.39MPa5.39 MPa齒輪2 :Ft22T22178.5401031669Nd2214Fr2Ft2 tann 1669tan 20607N3）計(jì)算軸上的作用力K 1, K 1.54.計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果齒輪3 :2T22 178.540 103Ft323840Nd393Fr3 Ft3tan n 3840 tan 201398N4)計(jì)算支反力垂直支反面(XZ平面)，

34、參考圖(6-2)，繞支點(diǎn)B的力矩和M BZ 0得，RazFr2(84.5 71.5) Fr3 71.5/ 57 84.5 71.5607(84.5 71.5) 1398 71.5/21325N司理'Maz 0RbzFr3(84.5 71.5) Fr2 71.5/ 57 84.5 71.51398(84.5 71.5) 607 71.5/213766NZR AZF r 3F r 2R BZ校核.2513986077660 ；計(jì)算無(wú)誤。同樣，由繞B的力矩和Mby 0，得(水平面XY平面，見(jiàn)圖6-2 ( c)RayF2(84.5 71.5) Ft3 71.5/ 57 84.5 71.5166

35、9 (84.5 71.5) 3840 71.5/2132511N(K)d 1.78Kn 1計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果由May 0得；rbyFt3(84.557)Ft2 57 / 57 84.5 71.53840 (84.557)1669 57 /2132998N卡亠住M Y校核：RayRbyFt2Ft325112998166938400d1=32mm計(jì)算無(wú)誤。5）繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖垂直平面內(nèi)的彎矩圖（圖6-2( b)C處彎矩：Mcz左Mcz右Raz57 94164N?mmD處彎矩：Mdz左M DZ右&Z 71.5 17467N ?mmd2=34mm.水平面內(nèi)彎矩圖(圖 6-2 ( c)C處彎矩：

36、d3=d 7=35mm，M CY左M CY右Ray57 171324N?mmd4=d 6=44mmD處彎矩：d5=62mm,d a5=66mM DZ左M DZ右FBz 71.5 27651N?mmm， ,df5=57mm6）合成彎矩圖（圖6-2( d)C處彎矩：M C'M CZM CYJ941642 1431272171324N ?mm主要結(jié)果D處彎矩： Lo=223mmMd MDz MDy J( 174674 214357 27651N?mm7 ）轉(zhuǎn)矩以與轉(zhuǎn)矩圖（圖 6-2 （ e）T2178540N ?mmo8）計(jì)算當(dāng)量彎矩，繪制彎矩圖，（圖6-2 （f）應(yīng)力校正系數(shù)T20.58

3758103553 N ?mmC處當(dāng)量彎矩：McJmC( T2)J17132103553200仃7N?mmD處當(dāng)量彎矩：MdmD( T2).276513103553295267N?mm9 )校核軸徑L=55mm根據(jù)彎矩圖可知，危險(xiǎn)面為 C和D剖面。C剖面： I Mc（200177“dc 33； 33.13mm 45mm0.1 1b 91 55強(qiáng)度足夠。D剖面:J295267' 0.1 5533.72mm 85.5mm計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果D剖面強(qiáng)度也足夠。所以，該軸強(qiáng)度足夠。3.軸的細(xì)節(jié)部位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)查資料2表9-14得鍵槽尺寸為：b h 128b h108(t=5.0

38、,r=0.3)鍵長(zhǎng)為 L=45mm,查資料3表4-5得表面過(guò)度圓角r=3.由資料3查得各過(guò)度圓角尺寸見(jiàn)零件圖4.安全系數(shù)法校核該軸的疲勞強(qiáng)度（對(duì) 般減速器的轉(zhuǎn)軸僅僅使用彎曲應(yīng)力法校核強(qiáng)度即可，而不必進(jìn)行安全系數(shù)法校核）1 ）判斷危險(xiǎn)截面對(duì)照彎矩圖和結(jié)構(gòu)圖，從強(qiáng)度，應(yīng)力集中分析，C和1 ,2都可能是危險(xiǎn)截面，現(xiàn)對(duì)C剖面進(jìn)行校核。2）軸材料的機(jī)械性能A0=106材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，有資料1表15-1查得，B 640MPas 355MPa， 。d138 mm1b 0.43 B 0.43 640275.2MPa0b 1.7 1b 1.7 275.2468 MPa計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果1 155MPa,

39、 °1.6 1 1.6155248MPa2ibob2 275.2 248 一0.18,0b468n 2 155 2480.25o2483）剖面C的按系數(shù)d3=d 7=45mm抗彎段面系數(shù)：dc3 bt2dc td4=52mmA/cVVe322dc4531425.545 5.537611.3mm322 45抗扭斷面系數(shù)：W di B2dc tv«c162dc4531425.545 5.53L0=229mm一 16557.47mm162 45彎曲應(yīng)力幅：o Mc/WC 171324 7611.3 22.5MPa彎曲平均應(yīng)力：m0扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅：T178540-5.39 MPa2W

40、tc216557.47平均切應(yīng)力：m5.39MPa鍵槽所引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)有資料4表查得：K1,K1.54.計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果同樣，由資料2表查得表面狀態(tài)系數(shù)為：0.92尺寸系數(shù)為：0.84,0.78K /10.92 0.841.29K2 3彎曲配合零件的綜合影響系數(shù)：D 'K2 3取進(jìn)行計(jì)算：K/九920.781.39取剪切配合零件的綜合影響系數(shù)(K)D0.40.6(K)D1.78由齒輪計(jì)算的循環(huán)次數(shù)4.1510 10 1025 10，壽命系數(shù)氐 1貝y：SCKn 1b1 275.225.15,K Dm 1.78 5.39 0.25 5.39SCKn 11 15514.17,K

41、Dm 1.78 5.39 0.25 5.39綜合安全系數(shù)：SSc?Sc25.15 14.17JSc2 Sc225.1$ 14.17212.4 s 1.51.8故，剖面C有足夠的強(qiáng)度。L=57mmb h 14 9L=56mmm 960 瞌n計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果6.2高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.軸的材料選擇；因?yàn)槭驱X輪軸，材料與齒輪材料相同，為40Cr（調(diào)質(zhì)）fp1.52.按切應(yīng)力估算軸徑有資料1查得A0=106，軸段伸出段直徑為：1 aP 1753.5 Ndi A。#% 106 薩33%60 18.7mm考慮與電動(dòng)機(jī)半聯(lián)軸器相匹配的聯(lián)軸器的孔徑標(biāo)準(zhǔn)尺寸的選用，取 d 1=32mm 。3.1 ）劃分軸段軸伸

42、出段d1，端蓋以與密封圈處軸段 d2,軸承安Cr 40.8KN裝軸段d3、d7，軸頸段d4、d6，齒輪軸段d5。仏 271%2）確定各軸段的直徑由于軸伸出段直徑比計(jì)算值大的多，考慮軸的緊湊性，其他階梯直徑應(yīng)盡可能以較小值增加，因此周fp1.5伸出段聯(lián)軸器套同軸向定位與套同配合軸段直徑d2=34mm.查資料4表8-23，選擇滾動(dòng)軸承 6307，軸頸直徑 d3=d 7=35mm. 軸承安裝定位軸頸d4=d 6=44mm.計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果齒輪軸段直徑與齒輪1直徑尺寸相同，為d5=62mm,d a5=66mm,d f5=57mm.3)確定各軸段的軸向長(zhǎng)度兩軸承軸頸間距L)A 2 3 BA 箱體內(nèi)比間

43、距離，由中間軸計(jì)算彳A=184mm;3 軸承內(nèi)端面與內(nèi)壁的距離，取3 10mmB 軸承寬度，查資料4表8 23彳，B 19mmfp1.5所以，Lo=184+1O*2+19=223mm,軸伸出段長(zhǎng)度由聯(lián)軸器軸向長(zhǎng)度確定，軸頸長(zhǎng)度由P 3720.2N軸承寬度決定 B=19mm,齒輪軸段軸向長(zhǎng)度決定于齒輪寬度，軸向位置與中間軸大齒輪嚙合位置確定，直徑d4,d6，軸段長(zhǎng)度在齒輪尺寸和位置確定后獲得。直徑為d2軸段長(zhǎng)由端蓋外與端蓋內(nèi)兩部分組成。端蓋外尺寸為：k+(1020)mm,h為外端蓋螺釘(M8 )六角厚度確定K=7 ;b1 h1 10 8mm端蓋內(nèi)尺寸為：L1 56mmCi C2 (3 5) e 3 B壁厚；G, C2 軸承旁連接螺栓扳手位置尺寸；e-端蓋凸緣厚度；b3 h3 12 83 軸承內(nèi)端面與內(nèi)壁的距離；I