機(jī)械方案課程分流式二直齒圓柱齒輪減速器

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì) 算說(shuō)明書題目設(shè)計(jì)運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 （分流式二級(jí)圓柱齒輪減速器）指導(dǎo)教師院系班 級(jí)學(xué) 號(hào)姓 名完成時(shí)間 目錄一設(shè)計(jì)任務(wù)書二、傳動(dòng)方案擬定三、電動(dòng)機(jī)的選擇四、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比五、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算六、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算九、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算十、聯(lián)軸器的選擇十一、潤(rùn)滑與密封十二、參考文獻(xiàn)十三、附錄（零件及裝配圖） Lh=12000hF=5500NV=1.2m/sD=400mm一.設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1.工作條件與技術(shù)要求：輸送帶速度允許誤差為土5%。輸送機(jī)效率為n w=0.96 ;工作情況：?jiǎn)伟嘀疲B續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微沖擊，工

2、作年限為5年(每 年工作300天)，工作環(huán)境：室內(nèi)，清潔；動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流，電壓380V ; 檢修間隔期間：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修：制造條件極其 生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠，小批量生產(chǎn)。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容(1) 確定傳動(dòng)裝置的類型，畫出機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖；(2) 選擇電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算；(3) 傳動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算；(4) 繪制減速器裝配圖草圖和裝配圖各1張(A0);(5) 繪制減速器箱體零件圖1張(A1 )、齒輪及軸的零件圖各1張(A2 )2.原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶曳引力 F ( KN )： 5.5 運(yùn)輸帶速度 V ( m/s )： 1.2 滾筒直徑D

3、 (mm) :400二.傳動(dòng)方案的擬定分流式二級(jí)圓柱齒輪減速器輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū) 動(dòng)，電動(dòng)機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸 器2將動(dòng)力傳入減速器 3,在經(jīng)聯(lián)軸器4傳至 輸送機(jī)滾筒5,帶動(dòng)輸 送帶6工作。傳動(dòng)系統(tǒng) 中采用兩級(jí)分流式圓 柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)較 復(fù)雜，高速級(jí)齒輪相對(duì)運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)2*1電動(dòng)機(jī)2聯(lián)軸購(gòu)3減速器4匿軸器5滾筒 6傳送帶于軸承位置對(duì)稱，沿齒寬載荷分布較均勻，高速級(jí)和低速級(jí) 分別為斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱齒輪傳動(dòng)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果三.電動(dòng)機(jī)的選擇1選擇電動(dòng)機(jī)類型按已知工作條件和要求，選用丫系列一般用途的三相異步電動(dòng)機(jī) 2選擇電動(dòng)機(jī)的容量1）滾筒所需功率Pw：FW=FV/1000=5500 X 1.2/1000=

4、6.6 kw滾筒的轉(zhuǎn)速nwnw=60 X 1000V/ n D=57.32r/min2） 電動(dòng)機(jī)至滾筒之間傳動(dòng)裝置的總效率為n :n _町 nj e； 口123w其中口 1，口2, n3 , nw分別為傳動(dòng)系統(tǒng)中聯(lián)軸器，齒輪傳動(dòng)及軸承的效 率，Hw 是滾筒的效率，=0.99 , *2=0.96 , *3=0.98 %=0.96n =普瓊 =o.992 0.962 0.983 0.96 = 0.8163） 確定電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 PdPd = Pw/n=6.6/0.816=8.09kw確定電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped選定電動(dòng)機(jī)的額定功率Fed =11 kw3、選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速nw

5、 =57.32 r/mi n該傳動(dòng)系統(tǒng)為分流式圓柱齒輪傳動(dòng)，查閱教材表18-1推薦傳動(dòng)比為i =h i2 =8 60則總傳動(dòng)比可取 8至60之間則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為1nd1 =8 nw=8 X 57.32=458.56r/min1d2 =60 nw =60 X 57.32=3439.2r/min可見同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min ，1500r/min ，3000r/min的電動(dòng)機(jī)都符合，這Pw=6.6kwnw=57.32r/min n =0.816Pd =8.09kwPed =11 kwnd1=458.56r/minnd2=3439.2r/min計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果里初選同步轉(zhuǎn)速為 如卜表：10

6、00r/mi n,1500r/min , 3000r/min的三種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，查得：由參考乂獻(xiàn)1中表16-1方 案電動(dòng)機(jī)型 號(hào)額定功 率(K0電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩質(zhì)n/(r/mi n)額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩/kg同步 轉(zhuǎn)速、卄 +、， 滿載 轉(zhuǎn)速1Y160M1-211300029302.02.2117電動(dòng)機(jī)型號(hào)為2Y160M-411150014602.22.21233Y160L-611P 10009702.02.0147Y180L84Y180L 8117507301.72.0184由表中數(shù)據(jù)，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量，價(jià)格以及總 傳動(dòng)比，即選定方案3四.總傳動(dòng)比確定及各級(jí)傳動(dòng)比

7、分配4.1 計(jì)算總傳動(dòng)比i=12.74由參考文獻(xiàn)1中表16-1查得：滿載轉(zhuǎn)速nm=730 r / min；總傳動(dòng)比 i=nm /nw=730/57.32=12.744.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比查閱參考文獻(xiàn)1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中表2 3各級(jí)傳動(dòng)中分配各級(jí)傳動(dòng)比i1 = 4.15取高速級(jí)的圓柱齒輪傳動(dòng)比i1 = .(1.31.4)i =4.15，則低速級(jí)的圓柱齒輪的傳動(dòng)比為計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果i2 = i 厲=12.74/4.15=3.07i2=3.07計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果五.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1. 各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸為軸I,減速器咼速級(jí)軸為軸n,中速軸為軸川低速級(jí)軸為軸 W,滾筒軸為軸V,則n= n| =

8、730 r/mi nnilnin = = 730/4.15 r/min=175.90 r/mi n iin inn v = nv = 175.90/ 3.07 r/mini2=57.30 r/min解得滾筒速度在輸送帶速度允許誤差為土5%范圍內(nèi)2按電動(dòng)機(jī)額定功率 Ped計(jì)算各軸輸入功率R =巳=11 kwPi =R 叫=11乂 0.99 kw=10.89kwPh =R “2 ”3=10.89 X 0.96 X 0.98 kw=10.245kwPv mRh n2n3 =10.245 X 0.96X 0.98 kw=9.639kwP/ =Pv "3 3=9.639 X 0.98 X 0.

9、99 kw=9.352 kw2. 各軸轉(zhuǎn)矩PT| =9550 漢-9550 X 11/730 N mni=143.9 N mPTh =9550 匯 ii =9550 X 10.89/730 N mnii=142.47 N mm = nii=730niir/min 門川=175.1190 r/mi nn iii n iv = nv =1257.30r/mi nP =11kwPii =10.89 kwPiii =10.245kwPiv =9.639 kwPv =9.352 kwTi =9550 乂衛(wèi)=143.9 niN 'mTii =9550漢衛(wèi)nii142.47 N mpTin =955

10、0 ； =9550 X 10.245/175.90 N mn iii=556.22 N mpTiv =9550 乂 =9550 X 9.639/ 57.30 N mniv=1607.9 N mpTv =9550 V =9550 X 9.352/57.30 N mnv=1560.02 N m項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸i高速級(jí)軸ii中間軸iii低速級(jí)軸iv帶輪軸v轉(zhuǎn)速(r/min )730730175.957.3057.30功率（kw）1110.8910.2459.6399.352轉(zhuǎn)矩(N m)143.9142.47556.221607.91560.02傳動(dòng)比14.153.071效率n0.990.940.940

11、.97表3軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)六、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）選擇材料、精度及參數(shù)a.按圖1所示傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)b. 帶式運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7 級(jí)精度（GB10095-88）c. 材料選擇。查圖表（P191表10-1），選擇小齒輪材料為 40Cr （調(diào)質(zhì)）， 硬度為280 HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240 HBS，二 者的硬度差為40 HBS。d .初選小齒輪齒數(shù)乙=25，則大齒輪齒數(shù)Z2=4.15 X 25=104U1=4.15P/Tiii =9550泊丄 n=556.22 N mTiv =9550 -Pvniv=1607.9 N

12、mPTz =9550：.vnv=1560.02 N m7級(jí)精度（GB10095-88）小齒輪：40Cr （調(diào)質(zhì)）280 HBS大齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)）240HBS 乙=2 Z2 =1045 = 4.153 =14：d=1.2kt1=1.6T1=71.24 N mZh =2.433Ze =189.8$ Mpa 名a1=0.768；a2=0.87 ；a =1.638H 1=600MPaLh l2=530MPaH 1 =565 MPa8N 5.256 x 10N2 =1.267X 10e .初選螺旋角3 =14: f.選取齒寬系數(shù)'d : d=1.22）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按下式試算2k/ 51

13、 ZhZed ；aUiICh 11 ）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值a .試選 kt1 =1.6b. 分流式小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=TH /2=71.24 N mc. 查圖表（P217圖10-30）選取區(qū)域系數(shù) Zh =2.4331（表10-6）選取彈性影響系數(shù) Ze =189.8 MPa2d. 查圖表（P215圖10-26）得；a1 =0.768 ， ；a2=0.87t a = ；a1- a2 =0.768+0.87=1.638e. 許用接觸應(yīng)力 l；H =600MPa， lH l2=530MPa則1= （ L H 1+ X 2） /2=（600+530） /2=565 MPaf. 由式N=60nj

14、Lh計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 60“ jLh8=60X 730 X 1X 12000=5.256 X 10N2 *1/4.808 8=5.256 X 10 /4.15=1.267 X 102）計(jì)算計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果a.按式計(jì)算小齒輪分度圓直徑dit,(江 10x (4.15 + 1)2.433<189.8 2牡 一 Y1.2x1.638x4.15(565)mm=45.75 mmb計(jì)算圓周速度V =nd1tn1 / 600000y =1.75m/ s=3.14 X 45.75 X 730/ (60 X 1000) m/s=1.75m/sc.計(jì)算齒寬b及模數(shù)口玳b= Q d1t=1.2 X 45.75

15、mm=54.9mmb=54.9 mmmnt = 1.78 mmmnt = d1t cos3 /Z1 = 1.78mmh=4.0mmh =2.25 mnt =2.25 X 1.78mm=4.0mmb/h=13.72b/h=54.9/4.0=13.72d計(jì)算縱向重合度呂p邛=0.318 ©d 乙 tan3邛=2.13=0.318 X 1.2X 25X tan 14°=2.13e計(jì)算載荷系數(shù)K(P194 圖 10-8)KA=1.25使用糸數(shù) Ka=1。25,根據(jù)V1=1.75m/s, 7級(jí)精度查圖表Kv=1.09得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.09Kg = KK ho = K fo(=1.4

16、查圖表（P195表10-3）得齒間載荷分布系數(shù)FCt*4由公式心0=1.12 + 0.18化2 +0.23"0，b得 KHp =1.12+0.18江1.22 +0.2310'x49.392=1.390Kh 斷=1.390查圖表(P198 圖 10-13)得 KFpi =1.351計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果由式心自=1.351K-KaKvKhgKhE得載荷系數(shù) K1 =1.25 X 1.09 X 1.4 X 1.390=2.65K1=2.65f.按實(shí)際載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑由式d = dt 31 Kt；2.65得 d1 =45.75疋3mm=54.13mm 1.6d1 = 54.13m

17、mg.計(jì)算模數(shù)m*1mn1 = d 1 cos 3 /Z1 =54.13 x cos14°/25 mmmn1 =2.1mm=2.1 mm3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式嚴(yán)驚嚴(yán)=咋計(jì)算1 ）確定計(jì)算系數(shù)a.計(jì)算載荷系數(shù)由式K-KaKvKfgKfB得 K1=1.25X 1.09 X 1.4X 1.351=2.58K1=2.58b.根據(jù)縱向重合度 邛=2.13查圖表（P圖10-28）得螺旋角影響系數(shù)丫0=0.87YR=0.87c.計(jì)算當(dāng)里齒數(shù)ZVZ1 /COS3 B = 25/COS314° = 27.37Zv1 = 27.37ZV2 =Z2/cos3B =120/cos314&#

18、176;=131.36Zv2=131.36Yfg1 =d.查取齒形系數(shù)2.563查圖表（P 表 10-5） YFa）=2.563 , YFa2 =2.187YFQ2 =2.187e.查取應(yīng)力校正系數(shù)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果查圖表（P 表 10-5） Yo1 =1.604 , 丫農(nóng)=1.786f. 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，彎曲疲勞 壽命系數(shù) KFN1 =0.85 ,Kfn2=0.88。查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限CTfei-500 MPa，大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限ctfe1-500 MPa，由式丘匸Kn%S得 石 1=0.85 X 500/1.4 MPa-303.57 MPab

19、2 =0.88 X 380/1.4 MPa-238.86 MPaY Yg. 計(jì)算大小齒輪的F°t S?并加以比較毎J普.=2.563 x 1.604/303.57=0.01354肛F hYY2 =2.187 X 大齒輪的數(shù)值大設(shè)計(jì)計(jì)算32“3i2 匯2.58漢 71.24汽 10 漢0.87匯 cos 14口比色引27.01631mmV1.2 漢 25 x 1.638=1.34 mm由以上計(jì)算結(jié)果，取 mn1=2，按接觸疲勞強(qiáng)度得的分度圓直徑d1=54.13mm計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)Z1 =d1 "OS 卩 / mn-54.13 X cos14°/2=26.26取 Z1

20、=28，則 Z2 =U1Z1-4.15X 28=118Y/-1.604丫衛(wèi)-1.786S-1.4KFN1 =0.85Kfn 2 =0.88cr FE1 =500Mpa c FE1=500 MPab =303.57 Mpab 】2 =238.86 MPa単早=0.01354Yx2Y2 =0.01635 毎Jmn1 -2Z1 =28Z2 = 118計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果(4)幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算中心距2“28 +118)ai = 150.47mm2 x cos14a1 = 150mm將中心距圓整為150mm2)按圓整的中心距修正螺旋角P = arccosmn1(Z1 *'2)= 14.0876&#

21、176; 2yP =14.0876。因0值改變不多，故參數(shù) % ， Kp ，ZH等不必修正3)計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑d1 = ZigJcosB =28 x 2/cos14.0876°d1 =57.74 mm=57.74mmd2 = 243.32mmd2 = Z2mn1 / cos P =118 x 2/ cos14.0876 °=243.32mm4)計(jì)算齒輪寬度d = 69.288mmbi =%d"i=1.2 x 57.74mm=69.288mmB1=70mm圓整后取 B1=70mm , B2=75mm5)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)B2 =75mm由ev 2 m1，小齒輪做成齒輪

22、軸由160mm< da2<500mm，大齒輪米用腹板式結(jié)構(gòu)7級(jí)精度2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)(GB10095-85)(1)選擇材料、精度及參數(shù)小齒輪：40Cr （調(diào)質(zhì)）a.按圖1所示方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)280HBSb.選用7級(jí)精度（GB10095-85）大齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)）c.材料選擇 小齒輪：40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為 大齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS240HBS240HBS ; Z3 =25d.初選小齒輪齒數(shù) Z3 =25 ,乙=Z3i2=25 X 3.07=77Z4 =77e.選取齒寬系數(shù)滋2=1.2*d2=1.2（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按下式試算計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果H

23、 “ 323|心丁2 比+1 Ze '27¥ *d2U2 lH h1)確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值a.試選 Kt2 =1.3Kt2=1.3b.確定小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩屯=Thi =556.22 N mT3 =5.5622 x5=4.8416 x 10 N mm1IPa'510 N -mm1c.查圖表（P表10-6）選取彈性影響系數(shù) ZE =189.8 MZE =189.8 MPa 2d.查圖表（P圖10-21d）得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim3=550MPa ,口 H lim3 =550Mpah lim 4 =530MPae.由式確定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)a H iim4=530MPa

24、8N3 =60n3jLh=60x 175.90x 1 x 12000=1.27 x 10N3 =1.27 x 108f.87N4 = N3 /3.07=1.27 x 10 /3.07=4.14 x 10N4 =4.14疋107查圖表（P圖10-19）取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn 3 =0.98KhN3=°.98 , KHN 4 =1.02g.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1 ,由式得K HN4 =1.02丘H 】3=0.98 x 550MPa=539MPabH 】3=539Mpa&H 】4=1.02 x 530MPa=541MPabH 】4=541MPa2）

25、計(jì)算a.由式試算小齒輪分度圓直徑d3t ,代入h中的較小值fcrH 】4=541MPa 得d "爲(wèi)如 UV Ze、2d3t2.323!,1 r *d2比1丘h】丿d3t Z 102.27mm=102.27mmb.計(jì)算圓周速度V3計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果V3 = jrd3tnin /60 燈000V3 = 0.94mm/ s=3.14X 175.90 X 102.27/60000m/s=0.94m/sC.計(jì)算齒寬b34 = *d2d3t =1.2 X 102.27 mm=122.72 mmb3 = 122.27mmd.計(jì)算模數(shù)、齒寬咼比模數(shù) mt2 = d3t /Z3=102.27/25=4.0

26、9g2 = 4.09齒高 h3 =2.25 mt2 =2.25 X 4.09 mm=9.2 mmh3 = 9.2mm則 b3/h3=122.72/9.2=13.34b3 / h3 = 13.34e.計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)V3 =0.94 m/s , 7級(jí)精度，查圖表（P圖10-8）得動(dòng)載荷糸數(shù)KV2=1.06Kv2=1.06，直齒輪 ©*=©*=1 ,由滋2=1.2 和 b3=100mm ,根據(jù)K=1.313式得KH隹=1.313K 2 =1.352KF 血=1.352由 bs/h3 =11.11 和 Kh 隹=1.313 查圖表(P 圖 10-13)得故根據(jù)式得 K2=1.39

27、2K2 =1.392f.按實(shí)際載荷系數(shù)系數(shù)校正所得分度圓直徑。由式得d3 = d = cl 3i-K =108.44 mm3Ktd3 = 108.44 mmg.計(jì)算模數(shù)m2m2 = d3 / Z3=108.44/25mm=4.33 mm(3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 計(jì)算公式為m2 = 4.33mm卜叮漳Y V*d2Zs （丹】丿1)確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值a查圖表（P圖10-20C）得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限口FE3=500MPa , fe3 =500Mpab.c.d.e.f.g.大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；FE4 =380MPa。查圖表（P圖10-18）取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn 3=0.83 , Kf

28、n4=0.86計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S2 =1.4 ,由式宇 得 g=0.83 X 500/1.4MPa=296.4MPafcrF = Kfn 4口fe 4 =0$6 x 380/1.4MPa=233.4MPa 2計(jì)算載荷系數(shù) K2。由式得 K2=1.25 X 1.06X 1 X 1.352=1.791查取齒形系數(shù)。查圖表（P表10-5）得YF3=2.62 Yf： 4 =2.24查取應(yīng)力校正系數(shù)。計(jì)算大、小齒輪的丫F 3丫S 3 =2.62 X'>f I3查圖表（P表10-5）得Yf Y-，并加以比較Lf 11.59/296.4 =0.01405丫嚴(yán)丫卡 4 =

29、2.24 X 1.76/233.4=0.01682F大齒輪的數(shù)值大2）設(shè)計(jì)計(jì)算Y- 3 =1.59 ，：4 =1.76m22 1.433 48416 105 0.01682mm=3.15mm1.2 252由以上計(jì)算結(jié)果，取模數(shù) m2 =4mm。按分度圓直徑d3 =108.44mm計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)得 Zd3 / m2 =108.44/4=24.1 取 Z3=25，則 Z4 =氏乙3=3.07 X 25=77二 FE4 =380MpaKfn 3 =0.83Kfn 4 =0.86 S2=1.4 廠 F 3 = 296.4MPa二 f4 =233.4MpaK2 =1.791丫巳3=2.62Yf ： 4=

30、2.24 丫 3=1.59 , Ys"=1.76丫F3丫S3 =0.01405匕f k丫F：4丫S：4 =0.01682上F I4m2 = 4Z3 =25Z4 二 77（4）幾何尺寸計(jì)算1）2）計(jì)算中心距a?=譏（乙 +Z°） =4 乂（ 25+77）計(jì)算分度圓直徑d3 = m2Z3 = 4X 25mm=100mmd4 = m2Z4 =4 x 77 mm=308mm3）計(jì)算齒輪寬度b3 = d2d3=1.2 x 100 mm=120mm取 B3 =120mm , B4 =125 mm5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪（齒輪3）采用實(shí)心結(jié)構(gòu)大齒輪（齒輪4）采用腹板式結(jié)構(gòu)/2 mm=204mm

31、a2 = 204mmd3 = 100mmd4 二 308mmB 3 =120 mmB 4 =125mm七、高速軸的設(shè)計(jì)已知 R| =10.89 kw ， m=730r/min ，=143.9 N m T, =TII / 2 =71.24N m1.求作用在齒輪上的力2T cos P3卩廿=2 x 71.24x 10 x cos 14.0876°/54.13Nd1=2553.02NFr1Ft1 tan ： ncos := 2553.°2 靂蔦6=958.04 NFa1 二 Ft1tan ： =2553.02 x tan 14.0876 ： N=640.69N圓周力Ft1 ，徑向

32、力Fr1及軸向力Fa1的方向如圖所示Ft1 =2553.02NFm =958.04 NF& =640.69 NFhF'IFi.初步確定軸的最小直徑。先按式FalF "pn初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45號(hào)鋼r，調(diào)質(zhì)處理。查圖( 表 15-3Aoii=110 ,d 1 minQ 10.89= 110 3 mm=27.08mm730d二min - 27.08mm該軸直徑d< 100mm有一個(gè)鍵槽，軸頸增大 5% 7%,安全起見,取軸頸增大 5%W d2min =1.05 d2min =1.05 27.08 = 28.43mm ,圓整后取 d2=29mm。輸入

33、軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的直徑。選取聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì) 算轉(zhuǎn)矩公式為Tea 二 KaT( 11)查圖表(P351 表 14-1),取 Ka=1.3，則 TeaII =1.3 X 142.47 N m=185.211 N mdiimin =40 mm根據(jù)Teaii =185.211 N m及電動(dòng)機(jī)軸徑 D=48mm，查標(biāo)準(zhǔn)GB4323-84 ,選用TL7型彈性套柱銷聯(lián)軸器。確定軸最小直徑d|min=40 mm2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案。經(jīng)分析比較，選用如圖所示的裝配方案縣LI： IVVII VIIVI根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1)2)0組游隙，0級(jí)公差的深溝球軸

34、承 6010，其尺寸為dx Dx B=50mm x3)由指導(dǎo)書表4-1知箱體內(nèi)壁到軸承座孔端面的距離4)G C2 (5 ： 1，取L1 =60mm，采用凸緣式軸承蓋,間的距離c=10mm ,滾動(dòng)軸承端面距箱體內(nèi)壁色=12mm則=15+12+12-5=34mmLVII-VIII初步選擇滾動(dòng)軸承。 該傳動(dòng)方案沒(méi)有軸向力， 高速軸轉(zhuǎn)速較高，載荷5)取小齒輪距箱體內(nèi)壁的距離為a1=12mm，大齒輪2和2'與齒輪3之L hi _iv =34 mm取dii _lii =44mm，軸端用軸端擋圈固定，查圖表(指導(dǎo)書表 13-19),Liu _iv = B S a - (LivBJ取軸承蓋的總寬度為4

35、0.2mm ,至U聯(lián)軸器的距離為15.8mm，則取擋圈直徑 D1 =47mm , L|=80mm90mm x 20mm ，故 d| V = dVII _VIII =50mm取 dV jvi =44mm , Liv v = L/i m =80mmLii=56mm聯(lián)軸器采用軸肩定位，I-II段=40md|m，由式h= () d ,Lv _VI = B3 2c - 5=110mm不大，故選用深溝球軸承。根據(jù)du| =44mm，查GB276-89初步取（3）軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用普通C型平鍵連接，按d=35 =mm ,L| _LI =80mm 查圖表（P 表 6-1）選用鍵 b

36、h l =10mm x 8mm x 70mm。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位采用過(guò)渡配合來(lái)保證，選用直徑尺寸公差為m64）確定軸上圓角和倒角尺寸查圖表（P表15-12）,取軸端倒角為1.6X 45°，各軸肩處圓角半徑為R1（二）中速軸（III軸）的設(shè)計(jì)已知 Pm =10.46 kw , Tiii =569.26 N m , niii =175.48r/min1 求作用在齒輪上的力Ft2 二 Ft1 =2523.2 N , Fr2 = Fr1 =964.5N , Fa2 = Fa1 =629.13 N2TIIIFt3 =2 x 569.26/0.113N=10075.4Nd3Fr3 =Ft3t

37、a n20° =3667.1 N軸上力的方向如下圖所示初步確定軸的最小直徑根據(jù)式（10）初步確定軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查圖表（P表15-3）,取A0III =110，于是得I 3.73d in min -110x 3mm=26.31mm。該軸的最小直徑為安裝軸承處的直徑，'、272.73取為 dm min =30mm3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)擬定軸上零件的裝配方案，如圖(2)確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1) 根據(jù)dm min =30mm取d|=30mm，軸承與齒輪2， 2之間采用套筒定位，取dH _L|二dvy=32mm，齒輪2與齒輪3之間用套筒定位，取dniv

38、 =34mm，齒輪3采用軸肩定位，取h=3mm，則d|V_v=40mm , 由于軸環(huán)寬度 b> 1.4h軸II的設(shè)計(jì)，取LIV=bIV=c=10mm 因 為B3=95 mm ,B2=B2'=70mm 取LIIIv=92 mm ,則LII| = B2 c (B3 - Liiiv)3=70+10+3-3mm=80mmLv _VI = B2 - 2 =70-2mm=68mm2) 初步選擇滾動(dòng)軸承由于配對(duì)的斜齒輪相當(dāng)于人字齒，軸II相對(duì)于機(jī)座固定，貝U III軸應(yīng)兩端游動(dòng)支承，選取外圈無(wú)擋邊圓柱滾子軸承，初步選取0組游隙，0級(jí)公差的 N系列軸承 N206，其尺寸為 d x D x B=3

39、0mm x 62mm x16mm。由于軸承內(nèi)圈受軸向力，軸端不受力，軸承內(nèi)圈軸端采用圓螺母與墊片緊固，根據(jù)GB812-88 (指導(dǎo)書表13-17)選用M27 X 1.5規(guī)格的圓螺母及相應(yīng)的墊片，圓螺母厚度m=10mm,墊片厚度s=1mm,則取 LI' 4 = LVII _VII' =16mm，由 a1=12mm ,3=12mm 取 a2=14.5mm ,85 =11mm ，貝UL| _LI- LVI _yii- a2S2B 3 2=14.5+11+16+3-2mm=42.5mm選用嵌入式軸承蓋，取軸承端蓋的總寬度為27mm3）軸上零件的周向定位齒輪的周向定位都采用普通平鍵連接按

40、 dni V =34mm , LIII 1V =92 mmd| =32mm , B2=70mm dV 衛(wèi)| =32mm ， LV V =68mm查圖表（P表6-1 ）取各鍵的尺寸為III-IV 段：bx h x L=10mm x 8mm x 80mmII-III 段及 V-VI 段：bx h x L=10mm x 8mm x 56mm滾動(dòng)軸承的周向定位靠過(guò)渡配合來(lái)保證，選公差為m61）確定軸上圓角和倒角尺寸查圖表（P表15-2）,取軸端倒角為1.0 x 45。，各軸肩處的圓角半徑為 R1（三）低速軸（軸IV）的設(shè)計(jì)已知 Piv =9.75kw , Tiv=1686.6 N m , niv =5

41、5.18r/min1 求作用在軸上的力Ft4 =Ft3=10075.4NFr 4 = Fr3 =3667.1N2.初步確定軸的最小直徑按式（10）初步確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理。查圖表（P表15-3 ）取A0IV =115，于是得（10.05dIVmin 115x 3mm=64.2mm。該軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器處V 55.18的直徑，選取聯(lián)軸器的型號(hào)。根據(jù)式（11）,查圖表（P表14-1）,取Ka=1.5，貝UTcaIV=1.5 x 1686.6 N m =2529.9 N m根據(jù)TcaIV =2529.9 N m，查標(biāo)準(zhǔn)GB5014-85 （指導(dǎo)書表17-4）考慮到帶式

42、運(yùn)輸機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，帶具有緩沖的性能，選用HL6型彈性柱銷聯(lián)軸器。選取軸孔直徑d=65mm，其軸孔長(zhǎng)度L=107mm，則軸的最小直徑 dIVmin =65mm3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)擬定軸上零件的裝配方案。經(jīng)比較，選取如下圖所示的方案I II匚乎K:111-1(2 )根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1 )取dvili JX =65mm，為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，采用軸肩定位,由h=( )d，取dvii mi =70mm，聯(lián)軸器用軸端擋圈緊固，查圖表(指導(dǎo)書表 13-19)，取 D2 =75mm， Lviii=130mm2)初步選擇滾動(dòng)軸承根據(jù)軸上受力及軸頸，初步選用0組游隙，0級(jí)公差的

43、深溝球軸承 6313,其尺寸為 dx D x B=65mm x 140mmx 33mm 故 dI_LdVI_VII =70mm3） 軸承采用套筒疋位，取d ii ui dv vi =78mm， LG vii =36mm4） 根據(jù)軸頸查圖表（P表15-2，指導(dǎo)書表13-21 ）取安裝齒輪處軸段dm，=div，iv =62mm，齒輪采用軸肩定位，根據(jù)h= （ ）d=4.34mm-6.4mm ,取 h=5mm ,貝V div =74mm ,軸環(huán)寬度 b> 1.4h=1.4 x 5mm=7mm，取 Liv v =10mm5）查圖表（指導(dǎo)書表 13-21 ）,已知 B4=90 mm。取 diii，

44、_|V，=57.8mm ,Liii' 4V' =2.3mm （S=2mm）LIV' 4V =89.7mm , LIII 4II '=8mm6）根據(jù)軸II，軸 山 的設(shè)計(jì)，取滾動(dòng)軸承與內(nèi)壁之間的距離S3=10mm，則L|i _ui = S3 + a? + B? +C+2.5- ( n+S) -16=(10+14.5+70+10+2.5-8-2-16 ) mm=81mmLv y = S3 + a： + B2 +C+2.5-LIV _V -16=（10+14.5+70+10+2.5-10-16 ）mm=81mm6） 根據(jù)箱體內(nèi)壁至軸承座孔端面的距離L1 =60mm，及

45、S3=10mm，B=20mm ,根據(jù)指導(dǎo)書表 9-9，取軸承蓋的總寬度為39.6mm，軸承蓋與聯(lián)軸器之間的距離為S蓋關(guān)=20.4mm貝VLvii _vm =60mm7）3）軸上零件的周向定位齒輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位都采用普通平鍵連接，根據(jù)d|V'jv=62mm , L|V，V =89.7mmdviii JX =42mm , Lvm » =110mm查圖表（P表6-1）得IV '-IV 段：b x h x L=18mm x 11mm x 80mm VIII-IX 段：bx hx L=12mm x 8mm x 100mm滾動(dòng)軸承與軸的周向定位靠過(guò)渡配合來(lái)保證，選用直徑

46、尺寸公差為m6（4）確定軸上圓角和倒角尺寸查圖表（P表15-12）,取軸端倒角尺寸為 1.6x 45。軸上圓角Rii = Rvi = Rvii = Rviii =1.0mm , Rm Riv = Rv =1.6mm4. 求軸上的載荷軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖15-23知，深溝球軸承6210,a=10mm,從軸的結(jié)構(gòu)圖及彎矩圖和扭矩圖（見下圖）可以看出Ft作用處是危險(xiǎn)截面，L=162mm，將該截面的所受彎矩和扭矩列于下表計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果表4危險(xiǎn)截面所受彎矩和扭矩載荷水平面H垂直面V支反力FFnhi = Fnh 2 =63384NFnv1 = F nv 2 =1741.465N彎矩M H

47、=102682 N mmM V =282117.33 N mm總彎矩MM =300222.89 N mm扭矩TT=407502.81 N mm5. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán) 變應(yīng)力，取a =0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力J”？ +(訐)2J300222.892 +(0.6 匯 407502.81)2ca'32W兀623/32 -18漢5.5(62-5.5)2/2沢62=244501.69/20849.146MPa=11.727MPa前已選定軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查圖表（P表15-1 ）得心=60MPa , 因此CT ca

48、<，故軸安全。八、軸承的選擇和校核計(jì)算已知軸承的預(yù)計(jì)壽命為L(zhǎng)h =72000h1.輸入軸承的選擇與計(jì)算由軸II的設(shè)計(jì)知，初步選用深溝球軸承6008，由于受力對(duì)稱，只需要計(jì)算一個(gè)，其受力 Fr = jFri2 +Fti2 =299.62 N , Fa=0 , £ =3，轉(zhuǎn)速 n=960r/min1 ）查滾動(dòng)軸承樣本（指導(dǎo)書表15-3）知深溝球軸承 6008的基本額定動(dòng)載荷C=13200N，基本額定靜載荷 C0=942ON2）求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 P因?yàn)镕a=0，徑向載荷系數(shù) X=1，軸向載荷系數(shù) Y=0，因工作情況平穩(wěn)， 按課本（P表13-6）,取fp=1.2，則P= fp （X Fr +Y Fa） =1.2 X（ 1 X 299.62+0） N=359.54N3）驗(yàn)算軸承壽命,106 fc106f 13200 $Lh =乂 j =辺 I I h60n IP60760359.5