H二級(jí)直齒直連設(shè)計(jì)方案

1、H二級(jí)直齒、直連設(shè)計(jì)方案目錄設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)1第一章傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案11.1 傳動(dòng)方案11.2 該方案的優(yōu)缺點(diǎn)1第二章電動(dòng)機(jī)的選擇32.1 計(jì)算過程32.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型32.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量32.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速32.1.4 二級(jí)減速器傳動(dòng)比分配42.1.5 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速42.1.6 計(jì)算各軸輸入功率、輸出功率52.1.7 計(jì)算各軸的輸入、輸出轉(zhuǎn)矩52.2 計(jì)算結(jié)果6第三章齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算73.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算73.2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算10第四章軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核154.1 軸的材料選擇與最小直徑的估算154.2 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算154.2.1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)

2、計(jì)154.2.2軸強(qiáng)度的校核計(jì)算174.2.3鍵聯(lián)接選擇與強(qiáng)度的校核計(jì)算194.3 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算194.3.1 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)194.3.2軸強(qiáng)度的校核計(jì)算204.3.3 鍵聯(lián)接選擇與強(qiáng)度的校核計(jì)算254.4 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算264.4.1 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)264.4.2 軸強(qiáng)度的校核計(jì)算274.4.3 鍵聯(lián)接選擇與強(qiáng)度的校核計(jì)算294.5軸承的選擇與校核294.5.1軸承的選擇294.5.2軸承的校核294.6 聯(lián)軸器的選擇30第五章箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以與潤滑密封315.1 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)315.2 軸承的潤滑與密封315.3 減速器潤滑方式32設(shè)計(jì)小結(jié)33參考文獻(xiàn)3436 /

3、 38設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)參數(shù)符號(hào)單位數(shù)值工作機(jī)直徑Dmm355工作機(jī)轉(zhuǎn)速Vm/s1.4工作機(jī)拉力FN3000工作年限y年5第一章 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案1.1 傳動(dòng)方案傳動(dòng)方案已給定，外傳動(dòng)為電機(jī)直連減速器，減速器為二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器。方案簡圖如1.1所示。圖 1.1傳動(dòng)裝置簡圖 展開式由于齒輪相對(duì)于軸承為不對(duì)稱布置，因而沿齒向載荷分布不均，故要求軸有較大的剛度。 1.2 該方案的優(yōu)缺點(diǎn)CAD:啾啾315383638減速器部分兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速，這是兩級(jí)減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱，要求軸具有較大的剛度。高速級(jí)齒輪常布置在遠(yuǎn)離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿

4、齒寬分布不均現(xiàn)象。原動(dòng)機(jī)部分為 Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。 總體來講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。第二章 電動(dòng)機(jī)的選擇2.1 計(jì)算過程2.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型按工作要求和工況條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，電壓為 380V，Y 型。 2.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量電動(dòng)機(jī)所需的功率為由電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的傳動(dòng)總效率為式中、分別為軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器和工作機(jī)的傳動(dòng)效率。0.99（軸承），0.97（齒輪精度為 8 級(jí)），0.99（彈性聯(lián)軸器），0.96（工作機(jī)效率，已知），則：=0.85 所以=4.94 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選額定功率

5、為5.5 kW的電動(dòng)機(jī)。2.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工作機(jī)軸轉(zhuǎn)速為=75.32 取二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，則從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)軸的總傳動(dòng)比合理圍為。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選圍為75.32 =452 1506 r/min綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量減速器的傳動(dòng)比，選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6，電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表2.1所示。表2.1 電動(dòng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)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)重量kg傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 滿載轉(zhuǎn)速滿載電流總傳動(dòng)比Y132M2-65.596011.60 68.00 12.75 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6，主要外形尺寸見表 2.2。圖2.1 電動(dòng)機(jī)安裝參數(shù)表

6、2.2 電動(dòng)機(jī)主要尺寸參數(shù)中心高外形尺寸底腳安裝尺寸地腳螺栓孔直徑軸伸尺寸裝鍵部位尺寸HLHDABKDEFG13251531521617812388010332.1.4 二級(jí)減速器傳動(dòng)比分配按展開二級(jí)圓柱齒輪減速器推薦高速級(jí)傳動(dòng)比,取，得4.22 所以3.02 2.1.5 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速軸 960.00 軸 227.26 軸 75.32 工作機(jī)軸 75.32 2.1.6 計(jì)算各軸輸入功率、輸出功率各軸輸入功率軸 =4.89 KW軸 =4.70 KW軸 =4.51 KW工作機(jī)軸 =4.42 KW各軸輸出功率軸 =4.84 KW軸 =4.65 KW軸 =4.46 KW工作機(jī)軸 =4.38 KW2.1

7、.7 計(jì)算各軸的輸入、輸出轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為49.13 軸輸入轉(zhuǎn)矩48.64 軸輸入轉(zhuǎn)矩197.31 軸輸入轉(zhuǎn)矩571.71 工作機(jī)軸輸入轉(zhuǎn)矩560.33 各軸的輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承效率0.99。2.2 計(jì)算結(jié)果運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理后填入表 2.3中。 表 2.3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果軸名功率P（kw）轉(zhuǎn)矩T（Nm）轉(zhuǎn)速n傳動(dòng)比效率輸入輸出輸入輸出r/mini電動(dòng)機(jī)軸4.94 49.13 960.00 1.00 0.99 軸4.89 4.84 48.64 48.15 960.00 4.22 0.96 軸4.70 4.65 197.31 195.34 227.26 3.

8、02 0.96 軸4.51 4.46 571.71 565.99 75.32 1.00 0.98 工作機(jī)軸4.42 4.38 560.33 554.73 75.32 第三章 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算 選用直齒圓柱齒輪，齒輪1材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，齒輪2材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS。齒輪1齒數(shù)20，齒輪2齒數(shù)85。按齒面接觸強(qiáng)度： 齒輪1分度圓直徑其中：載荷系數(shù)，選1.6齒寬系數(shù)，取1齒輪副傳動(dòng)比，4.22 材料的彈性影響系數(shù)，查得189.8許用接觸應(yīng)力，查得齒輪1接觸疲勞強(qiáng)度極限650。查得齒輪2接觸疲勞強(qiáng)度極限600。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：（設(shè)2

9、班制，一年工作300天，工作5年）960.00 28300513.82 3.27 查得接觸疲勞壽命系數(shù)0.95，0.97取失效概率為，安全系數(shù)1，得：617.5582則許用接觸應(yīng)力=599.75有50.37 圓周速度2.53 齒寬50.37 模數(shù)2.52 5.67 8.89 計(jì)算載荷系數(shù)：已知使用系數(shù)1.25；根據(jù)2.53 ，8級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)1.05；用插值法查得8級(jí)精度、齒輪1相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算用的齒向載荷分布系數(shù)1.42 ；查得彎曲強(qiáng)度計(jì)算齒向載荷分布系數(shù)1.35；查得齒間載荷分配系數(shù)1；故載荷系數(shù)1.86 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 52.98 計(jì)算模數(shù)：

10、2.65 按齒根彎曲強(qiáng)度：計(jì)算載荷系數(shù)1.77 查取齒形系數(shù)：查得2.80 ，2.21 查取應(yīng)力校正系數(shù)： 1.55，1.775查得齒輪1彎曲疲勞極限500查得齒輪2彎曲疲勞極限380取彎曲疲勞壽命系數(shù)0.95，0.97計(jì)算彎曲疲勞使用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)1，得475368.6 計(jì)算齒輪1的并加以比較0.0091 0.0107 齒輪2的數(shù)值大則有：1.66 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)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，取模數(shù)2.00 ，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算的分度圓直徑52.98 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。則有：26.49 26取26，則10

11、9.83 110計(jì)算齒輪分度圓直徑：52220幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距：=136計(jì)算齒輪1寬度：60齒輪2寬度55。3.2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算選用直齒圓柱齒輪，齒輪3材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，齒輪4材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS。齒輪3齒數(shù)22，齒輪4齒數(shù)67。按齒面接觸強(qiáng)度： 齒輪3分度圓直徑其中：載荷系數(shù)，選1.6齒寬系數(shù)，取1齒輪副傳動(dòng)比，3.02 材料的彈性影響系數(shù)，查得189.8許用接觸應(yīng)力，查得齒輪3接觸疲勞強(qiáng)度極限650。查得齒輪4接觸疲勞強(qiáng)度極限600。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：（設(shè)2班制，一年工作300天，工作5年）227.26 2830053.27 1.08

12、查得接觸疲勞壽命系數(shù)0.97，0.99取失效概率為，安全系數(shù)1，得：630.5594則許用接觸應(yīng)力=612.25有81.22 圓周速度0.97 齒寬81.22 模數(shù)3.69 8.31 9.78 計(jì)算載荷系數(shù)：已知使用系數(shù)1.25；根據(jù)0.97 ，8級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)1.05；用插值法查得8級(jí)精度、齒輪3相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算用的齒向載荷分布系數(shù)1.43 ；查得彎曲強(qiáng)度計(jì)算齒向載荷分布系數(shù)1.35；查得齒間載荷分配系數(shù)1；故載荷系數(shù)1.87 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 85.58 計(jì)算模數(shù)：3.89 按齒根彎曲強(qiáng)度：計(jì)算載荷系數(shù)1.77 查取齒形系數(shù)：查得2.72 ，2.

13、26 查取應(yīng)力校正系數(shù)： 1.57，1.744查得齒輪3彎曲疲勞極限475查得齒輪4彎曲疲勞極限368.6取彎曲疲勞壽命系數(shù)0.95，0.97計(jì)算彎曲疲勞使用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù)1，得475368.6 計(jì)算齒輪3的并加以比較0.0129 0.0074 齒輪3的數(shù)值大則有：2.65 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)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，取模數(shù)3.00 ，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算的分度圓直徑85.58 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。則有：28.53 29取29，則87.50 88計(jì)算齒輪分度圓直徑：87264幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距：=176計(jì)算

14、齒輪3寬度：95齒輪4寬度90。表3.1 各齒輪主要參數(shù)名稱代號(hào)單位高速級(jí)低速級(jí)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪中心距 amm136176傳動(dòng)比 i4.22 3.02 模數(shù) mnmm23端面壓力角a2020嚙合角 a2020齒數(shù) z261102988分度圓直徑dmm52.00 220.00 87.00 264.00 齒頂圓直徑damm56.00 224.00 93.00 270.00 齒根圓直徑dfmm47.00 215.00 79.50 256.50 齒寬 bmm60559590材料 40Cr（調(diào)質(zhì)）45鋼（調(diào)質(zhì)）40Cr（調(diào)質(zhì)）45鋼（調(diào)質(zhì)）齒面硬度 HBS280HBS240HBS280HBS24

15、0HBS第四章 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核4.1 軸的材料選擇與最小直徑的估算根據(jù)工作條件，初選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即：。算出軸徑時(shí)，若最小直徑軸段開有鍵槽，還要考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的影響。當(dāng)該軸段界面上有一個(gè)鍵槽時(shí)，d增大5%-7%，當(dāng)該軸段界面上有兩個(gè)鍵槽時(shí)，d增大10%-15%。查得A=103126，則取A=110。軸18.93 軸30.18 軸43.03 考慮鍵槽對(duì)各軸的影響，則各軸的最小直徑分別為：軸20.25 軸34.71 軸49.49 將各軸的最小直徑分別圓整為：d1=25 mm，d2=35 mm，d3=50 mm。減速器裝配草圖的設(shè)計(jì)根據(jù)軸的零件的結(jié)

16、構(gòu)、定位、裝配關(guān)系、軸向?qū)挾扰c零件間的相對(duì)位置等要求，初步設(shè)計(jì)減速器裝配草圖。4.2 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算4.2.1 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高速軸的軸系零件如圖所示圖4.1 高速軸的結(jié)構(gòu)（1）各軸段直徑的確定d11：軸1的最小直徑，d11=d1min=25mm。d12：密封處軸段，根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，以與密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（氈圈密封），d12=31mm。d13：滾動(dòng)軸承處軸段，d13=35mm，選取軸承型號(hào)為軸承6207。d14：過渡軸段，考慮軸承安裝的要求，根據(jù)軸承安裝選擇d14=42。d15：齒輪處軸段，由于小齒輪的直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。所以軸和齒輪的熱處理工藝一樣，均為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。

17、d16：過渡軸段，要求與d14軸段一樣，d16=d14=42mm。d17：滾動(dòng)軸承軸段，d17=35mm。各軸段長度的確定l11：根據(jù)大帶輪或者聯(lián)軸器的尺寸規(guī)格確定，取l11=40mm。l12：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，取l12=58mml13：由滾動(dòng)軸承的型號(hào)和外形尺寸確定，取l13=30mml14：根據(jù)箱體的結(jié)構(gòu)和小齒輪的寬度確定，取l14=107.5mml15：由小齒輪的寬度確定，取l15=60mml16：根據(jù)箱體的結(jié)構(gòu)和小齒輪的寬度確定，取l16=5mml17：由滾動(dòng)軸承的型號(hào)和外形尺寸確定，取l17=32mm圖4.2高速軸的尺寸圖表4.1高速軸各段尺寸直徑d11d12d1

18、3d14d15d16d17mm25313542524235長度l11l12l13l14l15l16l17mm405830107.5605324.2.2軸強(qiáng)度的校核計(jì)算4.2.2.1軸的計(jì)算簡圖軸所受的載荷是從軸上零件傳來的，計(jì)算時(shí)通常將軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點(diǎn)取為載荷分布段的中點(diǎn)。作用在軸上的扭矩，一般從傳動(dòng)件輪轂寬度的中點(diǎn)算起。通常把軸當(dāng)做置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點(diǎn)與軸承的類型和不知方式有關(guān)。其中L1=85.5mm，L2=160mm，L3=58.5。4.2.2.2彎矩圖根據(jù)上述簡圖，按垂直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，做出垂直面上的彎矩 MV 圖已知=48.64 ，=48.15

19、，齒輪分度圓直徑d=52mm，則935.38 N250.43 N40.07 圖 4.3 軸的載荷分析圖4.2.2.3扭矩圖扭矩圖如圖4.3所示。 4.2.2.4校核軸的強(qiáng)度取0.3，查得60MPa，t=4mm。13789.38 所以3.09 MPa60MPa故該軸滿足強(qiáng)度要求。4.2.3鍵聯(lián)接選擇與強(qiáng)度的校核計(jì)算軸1上的鍵選擇的型號(hào)為鍵834 GB/T1096鍵的工作長度為l=L-b/2=34-8/2=26mm，輪轂鍵槽的接觸高度為k=h/2=4mm，根據(jù)齒輪材料為鋼，載荷有輕微沖擊，查得150MPa，則其擠壓強(qiáng)度37.42 MPa150MPa滿足強(qiáng)度要求。4.3 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算4.3

20、.1 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中間軸的軸系零件如圖所示圖4.4 中間軸的結(jié)構(gòu)（1）各軸段直徑的確定d21：根據(jù)軸2的最小直徑，滾動(dòng)軸承處軸段，d21=35mm，選取軸承型號(hào)為軸承6207。d22：低速級(jí)小齒輪軸段，d22=42mm。d23：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的定位要求d23=50mm。d24：高速級(jí)大齒輪軸段，d24=42mm。d25：根據(jù)軸2的最小直徑，滾動(dòng)軸承處軸段，d25=35mm。各軸段長度的確定l21：由滾動(dòng)軸承以與裝配關(guān)系確定，取l21=37mm。l22：由低速級(jí)小齒輪的寬度確定，取l22=95mml23：軸環(huán)寬度，取l23=10mml24：由高速級(jí)大齒輪的寬度確定，取l24=53mml25：

21、由滾動(dòng)軸承以與裝配關(guān)系確定，取l25=41.5mm圖4.5中間軸的尺寸圖表4.2中間軸各段尺寸直徑d21d22d23d24d25mm3542504235長度l21l22l23l24l25mm3795105341.54.3.2軸強(qiáng)度的校核計(jì)算4.3.2.1軸的計(jì)算簡圖 1.軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定齒輪對(duì)軸的力作用點(diǎn)按計(jì)劃原則，應(yīng)在齒輪寬度的中點(diǎn)，因此可決定中間軸上兩齒輪力的作用點(diǎn)位置。軸上安裝的為軸承型號(hào)為6207，查數(shù)據(jù)可知他的負(fù)荷作用中心到軸承外端面的距離a=11mm，因此可以計(jì)算出支點(diǎn)跨距和軸上各力作用點(diǎn)相互位置尺寸。支點(diǎn)跨距L214.5mm。低速級(jí)小齒輪的力作用點(diǎn)C到左支點(diǎn)A距

22、離L173.5mm；兩齒輪的力作用點(diǎn)之間的距離L285mm；高速級(jí)大齒輪的力作用點(diǎn)D到右支點(diǎn)B距離L358mm。2.繪制軸的力學(xué)模型圖初步選定高速級(jí)小齒輪為右旋，高速級(jí)大齒輪為左旋；根據(jù)中間軸所受軸向力最小的要求，低速級(jí)小齒輪為左旋，低速級(jí)大齒輪為右旋。根據(jù)要求的傳動(dòng)速度方向，繪制的軸力學(xué)模型圖如下。圖4.6 軸的力學(xué)模型與轉(zhuǎn)矩彎矩圖4.3.2.2計(jì)算軸上的作用力齒輪2：1852.05 674.09 0.00 齒輪3：4490.48 1634.40 0.00 4.3.2.3計(jì)算反支力1.垂直面支反力（XZ平面）參照?qǐng)Db。由繞支點(diǎn)B的力矩和0，得：-194621.96 因此-898.95 方向向

23、下。同理，由繞支點(diǎn)A的力矩和0得：-13285.01 因此-61.36 方向向下。由軸上的合力0，校核：0，計(jì)算無誤。2.水平面支反力（XY平面）參看圖d。由繞支點(diǎn)B的力矩和0，得：2749276.84 因此3462.16 方向向下。同理，由繞支點(diǎn)A的力矩和0得：623599.96 因此2880.37 方向向下。由軸上的合力0，校核：0，計(jì)算無誤。3.A點(diǎn)總支反力3576.96 B點(diǎn)總支反力3462.70 4.2.3.4繪轉(zhuǎn)矩、彎矩圖1.垂直面的彎矩圖參照?qǐng)Dc。C處彎矩：-66072.58 -66072.58 D處彎矩-3559.03 -3559.03 2.水平面的彎矩圖參看圖e。C處彎矩：-

24、254468.60 D處彎矩：-167061.42 3.合成彎矩圖參看圖f。C處：262906.55 262906.55 D處：167099.33 167099.33 4.轉(zhuǎn)矩圖參看圖g。195335.78 5.當(dāng)量彎矩圖參看圖h。因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)軸，所以扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，折算系數(shù)=0.6。117201.47 C處：=262906.55 287847.25 D處：167099.33 167099.33 4.2.3.5彎扭合成強(qiáng)度校核進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。38.85 MPa根據(jù)選定的軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得60MPa。因?yàn)?，因?/p>

25、強(qiáng)度足夠達(dá)到要求。4.2.3.6安全系數(shù)法疲勞強(qiáng)度校核對(duì)一般減速器的轉(zhuǎn)軸僅適用彎扭合成強(qiáng)度校核即可，而不必進(jìn)行安全系數(shù)法校核。1.判定校核的危險(xiǎn)截面對(duì)照彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和結(jié)構(gòu)圖，從強(qiáng)度、應(yīng)力集中方面分析，C截面是危險(xiǎn)截面。需要對(duì)C截面進(jìn)行校核。2.軸的材料的機(jī)械性能根據(jù)選定的軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得640MPa，275MPa，155MPa。取=0.1。3.C截面上的應(yīng)力因C截面有一鍵槽bh=12mm8mm，t=5mm。所以：抗彎截面系數(shù)6295.73 抗扭截面系數(shù)13569.32 彎曲應(yīng)力幅41.76 MPa，彎曲平均應(yīng)力0；扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅 7.20 MPa，平均切應(yīng)力7.20 MPa。4.

26、影響系數(shù)C截面受有鍵槽和與齒輪的過盈配合的共同影響，但鍵槽的影響比過盈配合的影響小，所以只需考慮過盈配合的綜合影響系數(shù)?？梢郧蟪觯?.88，取=2.304，軸按照磨削加工，求出表面質(zhì)量系數(shù)：0.92。因此得出綜合影響系數(shù)：2.97 ，2.39 。5.疲勞強(qiáng)度校核所以軸在C截面的安全系數(shù)為：2.22 8.65 2.15 取許用安全系數(shù)S=1.5，有S，故C截面強(qiáng)度足夠要求。滾動(dòng)軸承的選擇和校核4.3.3 鍵聯(lián)接選擇與強(qiáng)度的校核計(jì)算軸2上低速級(jí)小齒輪的鍵選擇的型號(hào)為鍵1291 GB/T1096鍵的工作長度為l=L-b=91-12=79mm，輪轂鍵槽的接觸高度為k=h/2=4mm，根據(jù)齒輪材料為鋼，

27、載荷有輕微沖擊，查得150MPa，則其擠壓強(qiáng)度29.73 MPa150MPa滿足強(qiáng)度要求。高速級(jí)大齒輪的鍵選擇的型號(hào)為鍵1249 GB/T1096鍵的工作長度為l=L-b=49-12=37mm，輪轂鍵槽的接觸高度為k=h/2=4mm，根據(jù)齒輪材料為鋼，載荷有輕微沖擊，查得150MPa，則其擠壓強(qiáng)度63.48 MPa150MPa滿足強(qiáng)度要求。4.4 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算4.4.1 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)低速軸的軸系零件如圖所示圖4.7 低速軸的結(jié)構(gòu)圖（1）各軸段直徑的確定d31：滾動(dòng)軸承軸段，d31=60mm，選取軸承型號(hào)為軸承6212。d32：齒輪處軸段，d32=69。d33：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的定位

28、要求d33=75mm。d34：過渡軸段，考慮軸承安裝的要求，根據(jù)軸承安裝選擇d14=69mm。d35：滾動(dòng)軸承處軸段，d35=60mm。d36：密封處軸段，根據(jù)密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（氈圈密封）確定，d36=56mm。d37：軸3的最小直徑，d37=d3min=50mm。各軸段長度的確定l31：由滾動(dòng)軸承的型號(hào)和外形尺寸確定，取l31=44.5mm。l32：由低速級(jí)大齒輪的寬度確定，取l32=90mml33：軸環(huán)寬度，取l33=10mml34：根據(jù)箱體的結(jié)構(gòu)和大齒輪的寬度確定，取l34=65mml35：由滾動(dòng)軸承的型號(hào)和外形尺寸確定，取l35=35mml36：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，取l3

29、6=53mml37：根據(jù)減速器的具體規(guī)格確定，取l37=84mm圖4.8低速軸的尺寸圖表4.3低速軸各段尺寸直徑d31d32d33d34d35d36d37mm60697569605650長度l31l32l33l34l35l36l37mm44.59010653553844.4.2 軸強(qiáng)度的校核計(jì)算4.4.2.1 軸的計(jì)算簡圖 軸所受的載荷是從軸上零件傳來的，計(jì)算時(shí)通常將軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點(diǎn)取為載荷分布段的中點(diǎn)。作用在軸上的扭矩，一般從傳動(dòng)件輪轂寬度的中點(diǎn)算起。通常把軸當(dāng)做置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點(diǎn)與軸承的類型和不知方式有關(guān)。其中L1=105mm，L2=145mm，L3=7

30、9.5mm。4.4.2.2彎矩圖 根據(jù)上述簡圖，按垂直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，做出垂直面上的彎矩 MV 圖已知=571.71 ，=565.99 ，齒輪分度圓直徑d=87.00 mm，則4331.12 N1533.74 N236.66 圖 4.9 軸的載荷分析圖4.4.2.3 扭矩圖 扭矩圖如圖4.9所示。 4.4.2.4校核軸的強(qiáng)度取0.6，查得60MPa，t=7.5mm。32184.42 所以12.95 MPa60MPa故該軸滿足強(qiáng)度要求。4.4.3 鍵聯(lián)接選擇與強(qiáng)度的校核計(jì)算軸端聯(lián)軸器鍵選擇的型號(hào)為鍵2084 GB/T1096鍵的工作長度為l=L-b=84-20=64mm，輪轂鍵槽的接觸高度

31、為k=h/2=6mm，根據(jù)齒輪材料為鋼，載荷有輕微沖擊，查得150MPa，則其擠壓強(qiáng)度43.15 MPa150MPa滿足強(qiáng)度要求。4.5軸承的選擇與校核4.5.1軸承的選擇軸選軸承為：6207； 軸選軸承為：6207； 軸選軸承為：6212。 所選軸承的主要參數(shù)見表4.4。表 4.4 所選軸承的主要參數(shù)軸承代號(hào)基本尺寸/mm安裝尺寸/mm 基本額定 /kN dDBdaDa動(dòng)載荷Cr靜載荷C0r6207357217426525.515.26207357217426525.515.2621260110226910147.832.84.5.2軸承的校核查滾動(dòng)軸承樣本可知，軸承6212的基本額定動(dòng)載荷

32、Cr=47.8kN，基本額定靜載荷Cr0=32.8kN。1.求兩軸承受到的徑向載荷Fr1和Fr2將軸系零件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面兩個(gè)平面力系。其中B點(diǎn)總支反力=1639.31 ND點(diǎn)總支反力=2989.93 N。2.由于是直齒傳動(dòng)，兩軸承不承受軸向力3.求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P根據(jù)工況，查得載荷系數(shù)fP=1.2;X1 =1，X2 =1P1=fP（X1Fr1）=1967.17 NP2=fP（X2Fr2）=3587.92 N4.驗(yàn)算軸承壽命因P124000h 軸承具有足夠壽命。4.6 聯(lián)軸器的選擇由于設(shè)計(jì)的減速器伸出軸50，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五篇-軸與其聯(lián)接表5-2-4選取聯(lián)軸器：主動(dòng)端：J型軸孔、A型鍵槽、50、84從動(dòng)端：J1型軸孔、A型鍵槽、50、84J