課程設(shè)計報告同軸式二級圓柱齒輪減速器

1、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計題目:xxxxxxxxxxxxxx學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院班級：機(jī)自xxx班姓名：xxx學(xué)號:xxxxxxxx指導(dǎo)教師：xxx設(shè)計 時 間：xxxx.xx.xx教育資料目錄低速軸的設(shè)計 192226高速軸的軸承26中速軸的軸承27低速軸的軸承29鍵聯(lián)接的選擇及校核計算31聯(lián)軸器的選擇32減速器附件的選擇和箱體的設(shè)計32一、設(shè)計任務(wù)書二、傳動方案的擬定及說明 1三、電動機(jī)的選擇 3四、計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比 3五、計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 4六、傳動件的設(shè)計計算 51 V帶傳動設(shè)計計算52 斜齒輪傳動設(shè)計計算7七、軸的設(shè)計計算 121 高速軸的設(shè)計122 中速軸的設(shè)計

2、153 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度八、滾動軸承的選擇及計算 1 2 3 九、十二、 潤滑與密封33十三、 設(shè)計小結(jié)34十四、 參考資料35設(shè)計計算及說明結(jié)果設(shè)計任務(wù)書設(shè)計一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上同軸式二級圓柱齒輪減速器1 .總體布置簡圖2 .工作情況工作平穩(wěn)、單向運(yùn)轉(zhuǎn)3 . 原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸機(jī)卷筒 扭矩(N?m)運(yùn)輸帶 速 度 (m/s)卷筒直徑(mm帶速允許 偏差(%使用年限 (年)工作制度(班/日)13500.7032051024 .設(shè)計內(nèi)容(1)電動機(jī)的選擇與參數(shù)計算(2)斜齒輪傳動設(shè)計計算(3)軸的設(shè)計(4)滾動軸承的選擇(5)鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核(6)裝配圖、零件圖的繪制(7)設(shè)計計算說明書的編寫

3、5 .設(shè)計任務(wù)(1)減速器總裝配圖1張(0號或1號圖紙)(2)齒輪、軸零件圖各一張(2號或3號圖紙)(3)設(shè)計計算說明書一份傳動方案的擬定及說明如任務(wù)書上布置簡圖所示，傳動方案采用V帶加同軸式二級圓柱齒輪減速箱，采教育資料60 1000v60 1000 0.7nw41.778r/min二D二 320三、電動機(jī)的選擇1 .電動機(jī)類型選擇按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y ( IP44)系列三相異步電動機(jī)。它為臥 式封閉結(jié)構(gòu)。2 .電動機(jī)容量(1)卷筒軸的輸出功率Pw2T v P = Fv = D w100010002 13500.32010000.70=5.90625kWPw 二5.9062

4、5kW設(shè)計計算及說明結(jié)果教育資料(2)電動機(jī)的輸出功率Pd傳動裝置的總效率 =1 23 ； 4 5式中，產(chǎn)2為從電動機(jī)至卷筒軸之間的各傳動機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計(以下未作說明皆為此書中查得)表 2-4查得：V帶傳動，=0.955；滾動軸承“2 =0.9875；圓柱齒輪傳動3 =。97 ；彈性聯(lián)軸器，=0.9925；卷筒軸滑動軸承n5 =0.955,則= 0.82015Pd =7.2014kWPed = 7.5kW一一一_ 3_2_ _ _ _ _.=0.955 0.98750.970.9925 0.955 : 0.82015故 Pd J = 5.9625 =7.2014kW0.8

5、2015(3)電動機(jī)額定功率Ped由第二十章表20-1選取電動機(jī)額定功率Ped = 7.5kW 。3 .電動機(jī)的轉(zhuǎn)速由表2-1查得V帶傳動常用傳動比范圍i1=24,由表2-2查得兩級同軸式圓 柱齒輪減速器彳動比范圍i2 = 860,則電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為nd-nw i1i2=66810026r/min可見同步轉(zhuǎn)速為 750r/min、1000r/min、1500r/min 和3000r/min 的電動機(jī)均符合。這里初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min和1500r/min的兩種電動機(jī)進(jìn)行比較，如下表:方 案電動機(jī) 型號額定功率(kW電動機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min )電動機(jī)質(zhì) 量(kg)傳動裝置的傳動比同

6、步總傳動 比V帶傳 動兩級減 速器1Y132M-47.5150014408134.4682.513.7872Y160M-67.5100097011923.2182.210.554由表中數(shù)據(jù)可知兩個方案均可行，但方案1的電動機(jī)質(zhì)量較小，且比價低。因此,可采用方案1,選定電動機(jī)型號為 Y132M-4。4.電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸由表20-1、表20-2查出Y132M-4型電動機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸, 并列表記錄備份。型號額定功率(kw)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩Y132M-47.5150014402.22.3HDEGKLF X

7、 GD質(zhì)量(kg)1323880331251510X 881四、計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比1.傳動裝置總傳動比nm inw144041,778=34.468i = 34,468i1 -2.5i2ii3i134.4682.5= 13,7872,分配各級傳動比取V帶傳動的傳動比i = 2,5 ,則兩級圓柱齒輪減速器的傳動比為i2 = i3 =3.713i2 =i3 =3.713所得i2彳3符合一般圓柱齒輪傳動和兩級圓柱齒輪減速器傳動比的常用范圍。五、計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)1 .各軸轉(zhuǎn)速電動機(jī)軸為0軸，減速器高速軸為I軸，中速軸為n軸，低速軸為出軸，各軸 轉(zhuǎn)速為n0 = nm =14

8、40r /minno 1440% = = = 576r / min11 2.5n1576n =155.13r/min12 3.713n2155.13nm = 45.78r/min13 3.7132 .各軸輸入功率按電動機(jī)額定功率 Ped計算各軸輸入功率，即Po = Ped =7.5kWK = F0 1 =7.5 0.955 =7.1625kWPn = R 2 3 =7.1625 0.9875 0.97 =6.8608kWPm =P2 2 3 =6.8608 0.9875 0.97 =6.5718kW3 .各州轉(zhuǎn)矩P07.5T0 =9550 0 =955049.74N mn01440Ti = 9

9、550 - - 9550 7.1625 =118.75N mni576Tn =9550 P =9550 6.8608 422.36N mn155.13Tm =9550 包=9550 6.5718 =1370.92N mnm45.78電動機(jī)軸高速軸I中速軸n低速軸m轉(zhuǎn)速（r/min ）1440576153.640.96功率（kW7.206.916.646.37轉(zhuǎn)矩（N m）49.74118.75422.361370.92六、傳動件的設(shè)計計算1. V帶傳動設(shè)計計算(1) 確定計算功率(V帶設(shè)計部分未作說明皆查此由于是帶式輸送機(jī)，每天工作兩班，查機(jī)械設(shè)計書)表8-7得，工作情況系數(shù)KA =1.2Pc

10、a uKaR =1.2 7.5=9kW(2) 選才i V帶的帶型由Pca、門0由圖811選用A型(3) 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd并驗算帶速V初選小帶輪白基準(zhǔn)直徑dd1。由表8-6和表8-8,取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1 = 125mm二 ddQV -60 1000二 125 144060 1000=9.425m/sPca u 9kWA型dd1 = 125mm驗算帶速V。按式(8-13)驗算帶的速度因為5m / s v 30m / s ,故帶速合適。計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)式(8-15a),計算大帶輪基準(zhǔn)直徑 dd2dd2 蟲&1 =2.5 125 -312.5mmdd2 = 315mm根據(jù)表8-

11、8 ,圓整為dd2 =315mm(4) 確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度Ld根據(jù)式(8-20),初定中心距a0 = 500mm。由式(8-22)計算帶所需的基準(zhǔn)長度2(dd2 一 d d1 )(dd2 一 dd1)Ld02a0 -(dd1 dd2) 2a0一(dd1 dd2)24a024a二(315 -125)2=2 500 -(125 315) 1709.2mm24 500Ld = 1800mm由表8-2選帶的基準(zhǔn)長度 Ld = 1800mm按式(8-23)計算實際中心距a。a 545.4mmLd - Ldi1800-1709.2a a0500 : 545.4mm22中心距變化范圍為 518.4

12、599.4mm1(5) 驗算小帶輪上的包角0fl：116057.357.3:-1 ： 180 (dd2 c1d1) =180 -(315 -125)： 160 . 90a545.4(6) 確定帶的根數(shù) 計算單根V帶的額定功率由 dd1 = 125mm和 n0 =1440r/min ,查表 8-4a 得 P0 =1.91kW根據(jù) n =1440r/min , 1=2.5 和 A型帶，查表 8-4b 得 AP = 0.03kW查表85得K口 =0.95,表82得Kl =0.99于是Pr =(PR) K：, Kl =1.91kW =1.8246kW計算V帶的根數(shù)zoPr1.82469 - -4.93

13、取5根。(7)計算單根V帶的初拉力的最小值(F0 )min由表8-3得A型帶的單位長度質(zhì)量q=0.1kg/m ,所以(2.5二KJPca2(F0)min - 500qvK：zv(2.5-0.95) 92= 500 00.1 9.4252 N0.95 5 9.425= 165N應(yīng)使帶的實際初拉力F0 - (F0)min(F0)min -165N(8)計算壓軸力Fp p(Fp)min =1622N：1152(Fp)min =2z(F)minSin 21 =2 5 165 sin 2 =1622N2.斜齒輪傳動設(shè)計計算按低速級齒輪設(shè)計：小齒輪轉(zhuǎn)矩T1 =丁口 =422.36N，m，小齒輪轉(zhuǎn)速ni =

14、n =155.13r/min，傳動比 i =i3 =3.713。（1） 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)選用斜齒圓柱齒輪運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選 7級精度（GB10095-88）由機(jī)械設(shè)計（斜齒輪設(shè)計部分未作說明皆查此書）表 10-1選擇小齒輪材料為 40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為280HBs大齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HB&二者硬度差為40HBs選小齒輪齒數(shù) Z1 = 24 ：大齒輪齒數(shù)z2 = i Z = 3.713m 24之89初選取螺旋角一：=14斜齒圓柱齒輪7級精度z1 = 2414（2） 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計d1t -3 弓2KtT1 u，ZhZe(二 h)2

15、按式（10-21 ）試算，即確定公式內(nèi)各計算數(shù)值a)試選載荷系數(shù)KHt= 1.3b)由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Zh =2.433c）由圖 10-26 查得君01= 0.78,%=0.88,君儀=%1 十君必=0.78 + 0.88 = 1.66d）小齒輪傳遞的傳矩T1=422.36Nme）由表10-7選取齒寬系數(shù) 6 d =11f）由表10-6查得材料彈性影響系數(shù)Ze =189.8MPa2g）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1 =600MPa ;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 c-Hlim2 =550MPah)由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N1N2=60 nl j L

16、h =60 576 1 (2 8 365 10) = 2.02 1099N12 02 1098二1 =.=5.44 108i13.713設(shè)計計算及說明結(jié)果i）由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)Khni =0.90,Khn2 =0.94j）計算接觸疲勞許用應(yīng)力：K HN 1 ,二 H lim 1S取失效概率為1%安全系數(shù)S=1,由式（10-12）得0.90 600MPa =540MPa;1 K HN 2 二 H lim 20.94 550H2MPa = 517MPaS1k）許用接觸應(yīng)力540 5172計算= 528.5MPa教育資料a）試算小齒輪分度圓直徑d1t,由計算公式得dt_ 3_2 1.

17、6 422.36 103.713 11 1.663.7132.433父 189.8 fI528.5mm = 92.40mmd1t _ 92.40mmb）計算圓周速度v = 0.7505m s二 d1t n 二 92.40 155.13vm s = 0.7505m s60 100060 1000c) 齒寬b及模數(shù)mtb = ：.：，d d1t =1.0 92.40mm = 92.40mmdt cos ：92.40 cos14mntmm = 3.74mm424h =2.25mnt =2.25 3.74mm = 8.41mmb/h =92.40/8.41 =10.76 d）計算縱向重合度sp；：=0

18、.318：d 乙 tan 1 =0.318 1 24 tan14 =1.903e）計算載荷系數(shù)K由表10-2查得使用系數(shù) Ka=1根據(jù)v = 0.7505ms, 7級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)Kv=1.04；由表10-4查得KhP的值與直齒輪的相同，故Kh 1 =1.321KAFt/b =1 m422.36/(92.4/2)/92.4 = 98.9N /mm 100N/mm表 10-3查得 KHa = KFo(=1.4 ;圖 10-13 查得 Kf0=1.28故載荷系數(shù):K = KA KV KH, KH . =1 1.04 1.4 1.321 =1.92f)按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度

19、圓直徑，由式 (10-10a)得d1 =d1t3,_K = 90.40 m j192 mm = 98.19mmg)計算模數(shù)mnmn = 3.97 mmd1 cos ：98.19 cos14 mnmm = 3.97mm乙24(3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計由式(10-17)2KT1Y cos2mn - 3 2dZ1 ”-YFaYSa二 f確定計算參數(shù)a)計算載荷系數(shù)K =Ka KV Kf- Kf： =1 1.04 1.4 1.28 =1.86 b)根據(jù)縱向重合度sp =1.903,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) Yp = 0.88c)計算當(dāng)量齒數(shù)一乙 一 24-zv133, 26.27cos - co

20、s 14z289zv2 ： -3 二二397.43cos - cos 14d) 查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 YFa1 =2.592,YFa2 =2.185e) 查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查得 YSa1 =1.596,YSa2 =1.787f) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限仃FE1 =500MPa ；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限c-FE2 -380MPa由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1 =0.84, KFN2 =0.88取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由式（10-12）得K FN1 0 FE1S0.84 5001.4= 300.0MPaK FN

21、2 FE 2S0.88 5001.4= 238.9MPag）計算大、小齒輪的YFaYSa ,并加以比較二 fY Fa1 Ysa1 卜Y Fa2 YSa2大齒輪的數(shù)值大設(shè)計計算mn_3,2.592 1.5963002.185 1.787238.9=0.01379=0.016342 M 1.86 M 422.36 M103 M 0.88 xfcos14=)_ 21 242 1.660.01634mm = 2.81mmmn - 2.81mm對比計算的結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)，取 mn =3mm,已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接

22、觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=98.19mm來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由d1 cos :z1 =mn98.19COs14 =31.76Z1 =32Z2 =119取 Z1 =32,則 Z2 =UZ1 =3.713父24 119（4）幾何尺寸計算計算中心距Z1 Z2 mn2 cos :32 119 32 cos14mm = 233.43mma = 233.43mm將中心距圓整為 233mm按圓整后的中心距修正螺旋角二 arccos Z1 Z2 mn2a(32 119) 3=arccos= 13 33 552 233因P值改變不多，故參數(shù) % K p，Zh等不必修正計算大、小齒輪的分度圓直徑,乙 mn

23、32 3dimm = 98.75mmcos - cos13 3355Z2 mn 119 3d2mm = 367.24mmcos - cos13 33 55計算齒輪寬度b=3 d1 =1 98.75mm =98.75mm圓整后取 B1 =105mm,B2 = 100mm由于是同軸式二級齒輪減速器，因此兩對齒輪取成完全一樣，這樣保證了中心距完 全相等的要求，且根據(jù)低速級傳動計算得出的齒輪接觸疲勞強(qiáng)度以及彎曲疲勞強(qiáng)度 一定能滿足高速級齒輪傳動的要求。高速級低速級小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪傳動比3.713模數(shù)(mm)3螺旋角13n3355中心距(mm)233齒數(shù)3211932119齒覽(mm)10510

24、0105100直徑(mm)分度圓98.75367.2498.75367.24齒根圓91.25359.7491.25359.74齒頂圓104.75373.24104.75373.24旋向左旋右旋右旋左旋為了使中間軸上大小齒輪的軸向力能夠相互抵消一部分， 故高速級小齒輪采用左旋, 大齒輪米用右旋，低速級小齒輪右旋大齒輪左旋。d1 = 98.75mmd2 = 367.24mmB1 = 105mmB2 = 100mm七、軸的設(shè)計計算1.高速軸的設(shè)計（1）高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（r/min ）高速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T ( N m)5766.91118.75（2）作用在軸上的力已知高速級齒輪的分度

25、圓直徑為d =98.75 mm ,根據(jù)機(jī)械設(shè)計（軸的設(shè)計計算部分未作說明皆查此書）式 （10-14）,則Ft2T _ 2 118.75d - 98.75 10.= 2405.06NFt tan ： ntg20Fr = t . -2405.06 g900.49Ncos：cos13 33 55Fa =Ft tan B =2405.06 tg20 =875.37NFp =1622Np（3）初步確定軸的最小直徑先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3,取Ao =112,于是得dmin = Ao JP n n一 6.91=112 3 25.64 mm 576

26、Ft = 2405.06 NFr = 900.49 NFa =875.37N aFp =1622N pdmin = 25.64mm（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1 ）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖）2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足V帶輪的軸向定位，I - R軸段右端需制出一軸肩，故取R - 田段的直徑dn/二32mm V帶輪與軸配合的長度Li=80mm為了保證軸端檔 圈只壓在V帶輪上而不壓在軸的端面上，故I - II段的長度應(yīng)比Li略短一 些，現(xiàn)取 Li-n=75mm初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸軸承。參照工作要求并根據(jù)dn-*32mm由軸承產(chǎn)品目錄中

27、初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球軸承7207AC軸承，其尺寸為 d x DX B=35mrH 72mm 17mm 故 d 皿-w =dvn -皿=35mm 而 Lm-w =17+20=37mm Lv-vi=10mm右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得7207AC軸承的定位軸肩高度h=4.5mm因此，套筒左端高度為 4.5mm dv-w=44mm取安裝齒輪的軸段IV -V的直徑div-v=40mm取Liv-v=102mm輪的左端 與左端軸承之間采用套筒定位。軸承端蓋的總寬度為36mm；由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根 據(jù)軸承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與 V帶輪右端面間的

28、距離L=24mm 故取Ln-皿=60mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。3）軸上零件的軸向定位V帶輪與軸的周向定位選用平鍵 10mme 8mme 63mm V帶輪與軸的配合為 H7/r6 ;齒輪與軸的周向定位選用平鍵 12mme 8mme 70mm為了保證齒輪 與軸配合有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6;滾動軸承 與軸的周向定位是由過渡配合來保證的， 此處選軸的直徑尺寸公差為 m6 4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2 ,取軸端倒角1.2 M 45,各圓角半徑見圖軸段編號長度（mm直徑（mim配合說明I - n7530與V帶輪鍵聯(lián)接配合n - m6032定位軸肩m-

29、 w3735與7207AC$由承配合，套筒定位w- V10240與小齒輪鍵聯(lián)接配合V-VI1044定位軸環(huán)vi- vn1735角接觸球軸承7207AC$由承總長度301mm(5)求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時，從手冊中查取a值。于7207AC角接觸球軸承，由手冊中查得a=21mm因此，軸的支撐跨距為L1=118.5mm, L 2+L3=67+57=124mm根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸的危險截面。先計算出截面C處的MH、MV及M的值列于下表。設(shè)計計算及說明結(jié)果教育資料載荷水平囿H垂直向V支反力FFn

30、hi =1143N , Fnh2 =1262NFnvi=2237N, Fnv2 =1516NC截回 彎矩MM h =Fnh 2ML3 =85185N mmMv =Fnv2ML3+Ma= 145551N mm總彎矩Mmax =M； +M； =/851852 +1455512 = 168646N mm扭矩T =118750N mm（6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取 計算應(yīng)力a =0.6,軸的(j =caM2(：T)2,16864620.6 118750 20.1 403Mpa = 28.61Mpa二 ca =28.61Mpa已選定軸的材

31、料為45Cr,調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得仃-J =70MPa o因此安全2.中速軸的設(shè)計仃ca MSi,故安全。(2)作用在軸上的力中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（r/min）中速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩 T( N -m) I177.187.97429.58已知高速級齒輪的分度圓直徑為d1 = 386.50mm,根據(jù)式（10-14）,則Ft12TFr1dFt tan2 429.58386.50 10 4 a= 2222.92Nn = 2222.92tg20840.60N cos15 4424Fa1二Ft tan：； =2222.92 tg15 4424 = 626.510NFt1 =2300.19N

32、Fr1 =861.22NFa1 =837.20N已知低速級齒輪的分度圓直徑為d2 = 93.51mm,根據(jù)式（10-14）,則2 429.58Ft23 =9187.89N93.51 10-Ft2 =8554.13NFr2 =3202.79NFa2 =3113.45NFr2 = Fttan 二 n =9187.89 ： tg203474.40Ncos -cos15 4424Fa2 = Ft tan = 9187.89 tg15 4424” = 2589.52N（3）初步確定軸的最小直徑先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3,取A =112,于是得-

33、 P_7.97dmin =A03112 339.83mmdmin = 39.31mm n,177.18（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1 ）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖）1nmwvw2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接角虻求車由承。參照工作要求并根據(jù)di-n=dv-vi=45mrm由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級的7209AC型角接觸球軸承，其尺寸為dXDX B=45mn 85mm 19mm故Li-n =Lv-vi=19+20=39mrm兩端滾動軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得7209AC型角接角虻求車由承的定位軸肩高度h=4.

34、5mm,因此，左邊套筒左側(cè)和右邊套筒右側(cè)的高度為4.5mm取安裝大齒輪出的軸段n -m的直徑d口-?=45mm齒輪的左端與左端軸承之間采用 套筒定位。為了使大齒輪軸向定位，取 div=50mm又由于考慮到與高、低速軸的配合，取 L m-iv=100mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。3）軸上零件的軸向定位大小齒輪與軸的周向定位都選用平鍵14mm 9mnX 70mm為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6;滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m64）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2 ,取軸端倒角1.2x45口，各圓角半徑見圖

35、軸段編號長度（mmi直徑（mim配合說明I - n4139與7209A凝角接觸球軸承配合，套筒定位n - m9845與大齒輪鍵聯(lián)接配合m- w9050定位軸環(huán)w- V10345與小齒輪鍵聯(lián)接配合V-VI3939與7209A凝角接觸球軸承配合總長度369mm（5） 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時，從手冊中查取a值。X于7209AC角接觸球軸承，由手冊中查得a=24.7mn!因此，軸的支撐跨距為Li=65.3mm, L 2=190.5, L3=65.8mmt根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸的危險截面。先計算

36、出截面C處的MH、MV及M的值列于下表。載荷水平囿H垂直面V支反力FFnh1 =68NFnh2 =6186NFnvi =1382NFnv2 = 2682 NC截回彎矩MM H =Fnh2ML3 = 460875N mmMv =FnV2ML3 + Ma2= 353536N mm總彎矩Mmax =m； +M=4608752 +3535362 = 580856N mm扭矩T = 422360N mm教育資料設(shè)計計算及說明結(jié)果教育資料(6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取 a =0.6,軸的 計算應(yīng)力ca =M2(：T)2W2215808562

37、0.6 4223600.1 503Mpa =50.70Mpa二 ca=50.70Mpa已選定軸的材料為45Cr,調(diào)質(zhì)處理。由表Oca o-i,故安全。15-1查得仃-1 =70MPa。因此安全3.低速軸的設(shè)計(1)低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速(r/min)中速軸功率(kw)轉(zhuǎn)矩T( N m)43.007.651699.01(2)作用在軸上的力已知低速級齒輪的分度圓直徑為d = 386.50mm,根據(jù)式(10-14),則Ft2Td2_1699.01386.50 10,= 8791.77NFt =746607NFr =2791.54NFa =2717.43NFt tan 二 ntg 20Frt

38、. n =8791.77 ：g3324.61Ncos :cos15 4424Fa = Ft tan =8791.77 tg15 4424 = 2477.88N(3)初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表P _7.65dmin = 60.23mm15-3 ,取 A =112 ,于是得 dmin = A。3- =112父3, = 62.99mmn 43.00(4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1)擬訂軸上零件的裝配方案(如圖)2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，VI-vn軸段左端需制出一軸肩，故取v -VI段的直徑dv-

39、vi=65mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度Li=107mm為了保證軸端檔圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故V1-口段的長度應(yīng)比 Li略短一些，現(xiàn)取 Lw-皿=105mm初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用7213AC型角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù) dw-產(chǎn)65mm由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級的7214AC型角接觸球軸承，其尺寸為dXDX B=70mm（ 125mmx 24mm 故 di-n=div- v=70mrp 而 Li-n=24mrm Lw- v=24+20=44mm左端滾動軸承采用軸環(huán)進(jìn)行軸向定位。由表15-7查得7214AC型角接觸球軸承的定位高

40、度 h=6mm因此，取得 dn-m=83mna右端軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位，同理可得套筒右端高度為 6mm取安裝齒輪出的軸段m-IV的直徑dm-iv=75mm齒輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為100mm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，故取 15 1V=98mm軸承端蓋的總寬度為30mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與聯(lián)軸器左端面間的距離L=30mm故取Lv-w=60mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。3）軸上零件的軸向定位半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為18mmK 11mm 80mm半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵為 20mmK 12mm 80mm為了保證齒輪與軸配合 有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6。4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2 ,取軸端倒角2.0M451各圓角半徑見圖軸段編號長度（mm直徑（mm配合說明I - n2470與7214AC型角接觸球軸承配合n - m1083軸環(huán)m - w9875與大齒輪以鍵聯(lián)接配合，套筒定位w - V4470與7214AC型角接觸球軸承 配合V -VI6068與端蓋配合，做聯(lián)軸器的軸向定位vi - vn10566與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接配合總長度341mm教育資料(5)