展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目題號(hào)：展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：機(jī)械 11-1學(xué)生：毅學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：朱茵2013 年 1 月 20 日目錄一課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3二設(shè)計(jì)要求3三設(shè)計(jì)步驟41. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 52. 電動(dòng)機(jī)的選擇 53. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 74. 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 75. 設(shè)計(jì)V帶和帶輪 96. 齒輪的設(shè)計(jì) 127. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 228. 滾動(dòng)軸承的選擇及壽命計(jì)算 289. 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 3010. 聯(lián)軸器的選擇 3111. 減速器箱體及附件 3212. 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 36.四設(shè)計(jì)小結(jié) 38.五參考資料 391 電動(dòng)

2、機(jī)2 V帶傳動(dòng)3 二級(jí)圓柱齒輪減速器4 聯(lián)軸器5 帶式運(yùn)輸機(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)1. 設(shè)計(jì)題目用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展 開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速 器。傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖如右圖 所示。(1) 帶式運(yùn)輸機(jī)數(shù)據(jù) 見(jiàn)數(shù)據(jù)表格。(2) 工作條件單班制工作，空載啟 動(dòng)，單向、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，工 作中有輕微振動(dòng)。運(yùn)輸帶 速度允許速度誤差為土 5%(3) 使用期限工作期限為十年，檢修期間隔為三年(4) 生產(chǎn)批量及加工條件小批量生產(chǎn)。2. 設(shè)計(jì)任務(wù)1) 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)；2) 確定帶傳動(dòng)的主要參數(shù)及尺寸;3) 設(shè)計(jì)減速器；4) 選擇聯(lián)軸器。3. 具體作業(yè)1) 減速器裝配圖一；2) 零件工作圖二(大齒輪，輸出軸)

3、3) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。4. 數(shù)據(jù)表運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩T/(N m)800850900950800850900800850900運(yùn)輸帶工作速度v/(m/s)1.21.251.31.351.41.451.21.31.551.4運(yùn)輸帶滾筒直徑D/mm360370380390400410360370380390工作條件：(1)單班制工作，空載啟動(dòng)，單向、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作中有輕微振動(dòng)。運(yùn)輸帶速度允許速度誤差為士 5%(2) 使用期限工作期限為十年，檢修期間隔為三年。(3) 生產(chǎn)批量及加工條件1 電動(dòng)機(jī)2 V帶傳動(dòng)3 二級(jí)圓柱齒輪減速器4 聯(lián)軸器5 帶式運(yùn)輸機(jī)原始數(shù)據(jù):運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩T(N.m)800運(yùn)輸帶

4、工作速度V(m/s)1.4卷筒直徑(mr)400二. 設(shè)計(jì)要求(1) 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)；(2) 確定帶傳動(dòng)的主要參數(shù)及尺寸;(3) 設(shè)計(jì)減速器；(4) 選擇聯(lián)軸器。三. 設(shè)計(jì)步驟1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案2. 電動(dòng)機(jī)的選擇3. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比4. 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算5. 設(shè)計(jì)V帶和帶輪1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案1) 傳動(dòng)裝置由三相交流電動(dòng)機(jī)、二級(jí)減速器、工作機(jī)組成2) 齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻， 要求軸有較大的剛度。3）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高，傳動(dòng)功率大，將帶輪設(shè)置在高速級(jí) 傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖：2. 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：Pw二Twnw/955

5、0二Tw*60*1000V/( nd*9550)=800*60*1000*1.4/(3.14*400*9550)=5.6 kw執(zhí)行的曲柄轉(zhuǎn)速為：nw=60X 1000v/ n d=66.9r/min效率圍 :n 1：帶傳動(dòng)：V 帶0.95n 2：圓柱齒輪0.997 級(jí)n 3：滾動(dòng)軸承 0.98n 4：聯(lián)軸器 浮動(dòng)聯(lián)軸器 0.970.99, 取 0.99n w 滾筒： 0.99n =n 1*n 2*n 2*n 3*n 3*n 3*n 4*n w=0.95*0.97*0.97*0.99*0.99*0.99*0.98*0.99=0.839Pd = Pw / n =5.6/0.839=6.67Kw又因

6、為額定轉(zhuǎn)速Ped > Pd=6.67 Kw取 Ped=7.5kw常用傳動(dòng)比：V帶：i1=24圓柱齒輪：i2=35圓錐齒輪：i3=23i=i1 x i2 x i2=24 x 35X 35=18100 取 i=1840N=NW i= (1840)x 57.83=10412313.2 r/min取 N=1500r/min選 Y132M-4電動(dòng)機(jī) Nm=1440r/min型號(hào)額定功率Ped滿載轉(zhuǎn)速nm啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩中心高HY132M-7.5KW1440r/2.2.2.2132mm4min3. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比總傳動(dòng)比 i=Nm/Nw=ivX i 減=i 0 x i 1 x i

7、 2i 0為帶傳動(dòng)傳動(dòng)比；i 1為高速齒輪傳動(dòng)比；i 2為低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比;總傳動(dòng)比 i=Nm/Nw=1440/67.7=21.27取V帶傳動(dòng)比i 0=3減速箱的傳動(dòng)比i減=i/ i 0= i ix i 2=7.09按浸油深度要求推薦高速級(jí)傳動(dòng)比：一般 i1= (1.11.2 ) i2，取 i仁 1.1 *i2。i1*i2=1.1 *i22i2=2.5 , H = 1.1*i2=2.754. 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 （r/min）n0=nm=1440 r/minn I 二nm/i0=480minnH = n I /i1=174.55r/minn 皿=n H /i2=69.82

8、 r/min2）各軸輸入功率（ kW）P0=Pd=6.67 kWPI 二POXn 1=6.67 x 0.95=6.34 kWP H = P IXn 2Xn 3=6.34 x 0.97 x 0.98=6.03kWP m = P HXn 2Xn 3=6.03x 0.99 x 0.98=5.85 kWPW = P mxn 3xn 4=5.85 x 0.98 x 0.99=5.68 kWn 1=n v=0.95, n 2=n 齒=0.99 ,n 3=n 滾=0.98 ,n 4=n 聯(lián)=0.99 ；注意：滾筒軸負(fù)載功率是指其輸出功率，即：Pw=P Wn w=5.68*0.99=5.62kW3）各軸輸入扭

9、矩（ N.m）T0=9550x Pd/nm=44.24 N.mTI =9550x PI /n I =126.14 N.mTH =9550x PH /n H =329.91 N.mTH =9550 X PH/n 皿=800.16 N.mTW =9550X PW/n H =776.91 N.m運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如下表編號(hào)理論轉(zhuǎn)速(r/min)輸入功率(kw)輸入轉(zhuǎn)矩(N mm)傳動(dòng)比效率電機(jī)軸14406.6744.2430.95高速軸4806.34126.142.750.97中間軸174.556.03329.912.50.97低速軸H69.825.85800.16滾筒軸57.835.62848.0

10、40.995. 設(shè)計(jì)V帶和帶輪電動(dòng)機(jī)功率 P=6.67KV，轉(zhuǎn)速n=1440r/min 傳動(dòng)比i0=31. 確定計(jì)算功率Pca由機(jī)械設(shè)計(jì)課本表8-7查工作情況系數(shù)KA=1.1Pea二KAK P=1.1 x 6.67KW=7.34KW2. 選擇 V 帶的帶型根據(jù)Pea, Nm查圖8-11，選A帶確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd 和驗(yàn)算帶速 V1) 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1 由表 8-6 和表 8-8 ,取小帶輪的基準(zhǔn) 直徑 dd1=160 mm2) 驗(yàn)算帶速v,按式(8-13)驗(yàn)算帶的速度V=nX n1Dd1/(60*1000)=3.14*160*1440/(60*1000)=12.06 m/s又

11、5 m/s <V<25 m/s 故帶速合適3. 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)式(8-15a),計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直 徑 dd2dd2=i0*98%* d d1=3*160*98%=470.4 mm根據(jù)表8-8圓整為200mm此時(shí)帶傳動(dòng)實(shí)際傳動(dòng)比i0 ' = d d2/dd1=3.1254. 確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld1) 0.7 (dd2+dd1)a0 2 (dd2+dd1)460mm a0 1320mm取 a0=500mm2) 由式( 8-22 )計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：Ld0=2a0+n /2 (dd2+ch) + (dd2+ch)x( dd2+dd1)/4a0=2 x

12、 500+3.14x660/2+340x 340/(4*500)=2094mm查表8-2，選Ld=2000mm帶的修正系數(shù) KL=1.033) 按式( 8-23 )計(jì)算實(shí)際中心距 a a=a0+(Ld-Ld0)/2=500+(2094-2000)/2=547mmamin=a-0.015Ld=517mmamax=a+0.03Ld=560mm所以中心距變化圍 517560 mm5. 驗(yàn)算小帶輪上的包角a 1a 仁 180° - (dd2-ddi)x 57.3 ° /a= 180 ° -(500-160) x 57.3 ° /538=144 ° 90

13、°滿足要求7 計(jì)算帶的根數(shù)1) 計(jì)算單根V帶的額定功率PrN1=1440r/min ， dd1=160mm查表 8-4a 得， P0=2.73KW查表 8-4b 得， P0=0.17 KW查表 8-5 得， Ka=1.03查表 8-2 得， KL=0.961 于是Pr= (P0+A P0) *K a *KL= (2.73+0.17 ) *0.91*1.03=2.69 KW2) 計(jì)算V帶的根數(shù)zz二Pca/Pr=7.34/2.69=2.73取Z=36.齒輪設(shè)計(jì)(一)高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算輸入功率PI =6,34 KW,小齒輪轉(zhuǎn)速nl =480r/min 齒數(shù)比u=3.04 ,工作壽命

14、10年(每年工作300天)，一班制1. 選定高速級(jí)齒輪的類型，精度等級(jí)，材料(1) 選用直齒圓柱齒輪；(2) 由于工作平穩(wěn)，速度不高，選用 7級(jí)精度； 材料選擇：由表10-1選擇小齒輪材料為45(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS 大齒輪材料為45鋼(正火)硬度為200HBS二者材料硬度差為40HBS選小齒輪齒數(shù)為Z1=24,大齒輪齒數(shù)為Z2=3.04*24=72.96取Z2=73;5) 選取螺旋角。初選螺旋角B =152. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由計(jì)算公式(10-21 )進(jìn)行計(jì)算，即2KtT1 u 1(d a UZHZEyH)1)確定公式的各計(jì)算數(shù)值：(1) 試選 Kt=1.6(2) 由圖10-30，選

15、取區(qū)域系數(shù) ZH =2.425(3) 由圖 10-26，查的 £ a仁 0.765& a2=0.87£ a= e a1 + e a2=1.65(4) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T仁 126000 N.mm(5) 由表10-7選取齒寬系數(shù)© d=1(6) 由表10-6，查的材料的彈性影響系數(shù) Ze=189.8Mpa/2(7) 由圖10-21d，按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限6 Hlim仁570 Mpa，由圖10-21c ,按齒面硬度查的大齒輪的接觸疲 勞強(qiáng)度極限6 Hlim2=350Mpa(8) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60njLh=60x 480X 1 X

16、( 1X 10X 300x 8) =6.912 x 108N2=N：Tu=2.5 x 108(9) 由圖10-19，查的接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1=0.95 KHN2=0.92(10) 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(10-12),得6 H1=6 Hlim1 KHN1 /S=600X 0.95 = 570Mpa6 H2=6 Hlim2 KHN2 /S=350X 0.92=322Mpa6 H= ( 6 H1+ 6 H2)/2= (570+350)/2=460Mpa2)計(jì)算(1)試算小齒輪分度圓直徑d1t，由公式得d1t > 32KtT1U 1(ZhZe)2 =69

17、.10mmy d a U H (2)計(jì)算圓周速度V=n d1t n1 / 60000= nX 69.10 X 480/60/ 1000=1.74ms(3) 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntB=© d d1t=1 X 69.10=69.10 mmmbt=d1t cos B/Z1= (69.10 X cos15 ° )/ 24=2.78 mmh=2.25 mnt=6.25mmb / h=11.05(4) 計(jì)算縱向重合度£ (3E 3 =0.318 © dZ1tan 3 =0.318 X 1X 24X tan 15 0=2.(5) 計(jì)算載荷系數(shù)KKA=1根據(jù)V=1.74

18、m/s,7級(jí)精度，由圖10-8，查的動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.08;由表 10-4，查的 KH3 =1.420 ;由圖 10-13，查得 KF3 =1.35;由表 10-3,查得 KHa =KFa =1.2K=KAKvKIH KH3 =1X 1.08 X 1.2 X 1.42=1.84(6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式(10-10a )得d=d1t 3 K =69.1 X 3 1.96 =72.39mm KTV 1.6(7) mh=d1cosp /Z仁2.78 mm3. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式10-17，得|2KtT1Y(cos )2浪mn 3VdZ12 a f1)確定計(jì)算參數(shù)1)

19、計(jì)算載荷系數(shù)K=Ka KvKFa KFB = 1 X 1.08 X 1.2 X 1.35 = 1.75(2) 根據(jù)縱向重合度=2.，由圖10-28,得螺旋線影響系數(shù)YB=0.875( 3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)33Zv仁Z1/cos B =24/cos 15 ° =26.63Zv2=Z2/cos3 B =73/cos3 15 ° =75.26( 4)查表 10-5 取齒形系數(shù)，應(yīng)力校正系數(shù)YFa1=2.60 Ysa1=1.595 YFa2=2.14 Ysa2=1.83(5) 由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限6FE1=500Mpa;由圖10-20b查得大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極

20、限6 FE2=380 Mpa;(6) 由圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=0.88KFN2=0.90(7) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.46 F1= KFN16 FE1S=0.88X 500/1.4=314.29 Mpa6 F2= KFN26 FE2S=0.90X 3801.4=244.3Mpa(9)計(jì)算YFa Ysa1/ 6 F并加以比較YFa 2Ysa1/ 6 F1=2.60 X 1.595/314.29=0.0132YFa 2Ysa2/ 6 F2=0.01601大齒輪的數(shù)值大2)設(shè)計(jì)計(jì)算mn2 1.75 17900 0.875 cos15 cos150.0

21、16001=2.35 mm1 24 24 1.65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)，Rih大于由彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 Rn=2.5mm已可以滿足彎曲疲勞強(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)度算得的分度圓 直徑d仁69.1mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是由Z仁d1cosB/ Ri=69.1 x cos15° /2.5=26.70取 Z1=27Z2=uZ1=27X 3.04=82.08 取 Z2=82 此時(shí)u=Z2/Z仁82/27=3.04在誤差圍4. 幾何尺寸計(jì)算1) 計(jì)算中心距a=(Z1+Z2) m/2cos p =(27+82) x 2.5 /2/c

22、os15° =141.06mm圓整為141 mm 2)按圓整后的中心距修正螺旋角pp =arccos(Z1+Z2) im/2a=arccos(27+82) x 2.5 /2/141=14.913) d仁Z1 mh/cos p =27x 2.5 /cos14.91 o=69.85 mmd2=Z2 Hih/cos p =82x 2.5 /cos14.91 o=212.14mm4) 計(jì)算齒輪寬度b= © d d1=1 x 69.85=69.85 mm 圓整后取B2=70 mm B仁75 mm(二)低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算輸入功率PH =6.03KW小齒輪轉(zhuǎn)速n II =174.5

23、5 r/min 齒數(shù)比u=2.34 ,工作壽命10年(每年工作300天)，一班制1選定低速級(jí)齒輪的類型，精度等級(jí)，材料(1) 選用直齒圓柱齒輪；(2) 由于工作平穩(wěn)，速度不高，選用 7級(jí)精度； 材料選擇：由表10-1選擇小齒輪材料為45(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS大齒輪材料為45鋼(正火)硬度為200HBS二者材料硬度差為40HBS 選小齒輪齒數(shù)為Z1=24,大齒輪齒數(shù)為Z2=24*2.34=55.16取 Z2=56;5) 選取螺旋角。初選螺旋角B =15°3. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由計(jì)算公式(10-21 )進(jìn)行計(jì)算，即d1t >2KtT1 ud aZhZe 2（E）2) 確定公

24、式的各計(jì)算數(shù)值：(4) 試選 Kt=1.6(5) 由圖10-30，選取區(qū)域系數(shù) ZH =2.425(6) 由圖 10-26，查的 £ a仁 0.79& a2=0.86e a= £ a1 + £ a2=1.65(4) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=329914N.mm(5) 由表10-7選取齒寬系數(shù)© d=1(6) 由表10-6，查的材料的彈性影響系數(shù) Ze=189.8Mp(7) 由圖10-21d ,按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限6 Hlim仁600 Mpa，由圖10-21c，按齒面硬度查的大齒輪的接觸疲 勞強(qiáng)度極限6 Hlim2=350 Mp

25、a(8) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9N1=60njLh=60X 174.55 X 1X( 1 x 10X 300X 8) =0.25 X 10N2=NF u=0.11 X 108(9) 由圖10-19，查的接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1=0.95 KHN2=0.98(10) 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(10-12),得6 H1=6 Hlim1 KHN1 /S=600X 0.95 = 570 Mpa6 H2=6 Hlim2 KHN2 /S=350X 0.98=343 Mpa6 H=( 6 H1+ 6 H2)/2= (570+343)/2=456.5 Mpa2) 計(jì)算(1) 試算

26、小齒輪分度圓直徑d1t，由公式得d1t > 32KtT1U 1(ZhZe)2 =97.61 mm d a U H(2) 計(jì)算圓周速度V=n d1t n1 / 60000= nX 97.61 X 174.55 /60/ 1000=0.89m/s(3) 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntB=© d d1t=1 x 97.61=97.61 mmmnt=d1t cos B/ Z1= (97.61 x cos15 °)/ 24=3.93 mmh=2.25 Rnt=8.84 mmb / h=11.04(4) 計(jì)算縱向重合度£ (3£ 3 =0.318 © dZI

27、tan 3 =0.318 x 1 x 24x tan 15 0 =2.(5) 計(jì)算載荷系數(shù)KKA=1根據(jù)V=0.89m/s,7級(jí)精度，由圖10-8，查的動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.04;由表 10-4，查的 KH3 =1.429 ;由圖 10-13，查得 KF3 =1.425;由表 10-3,查得 KHa =KFa =1.2K=KAKvKIH KH3 =1 x 1.04 x 1.2 x 1.429=1.783(6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式(10-10a )得d=d1t 3 K =97.61 x 3 1.783 =101.29mm' KTV 1.6 Rih=d1cosp /Z

28、1= 3.93mm3.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式10-17，得mn3 2KtT1Y(cos )2WaY dZ12 a f3)確定計(jì)算參數(shù)(2)計(jì)算載荷系數(shù)K=Ka *Kv*KF a *KF3 = 1 x 1.04 x 1.2 x 1.425 = 1.7784(2) 根據(jù)縱向重合度=2.556，由圖10-28,得螺旋線影響系數(shù)Yp=0.875(3) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)33Zv仁Z1/cos p =24/cos 15 ° =26.6733Zv2=Z2/cos p =56/cos 15 ° =62.22(4) 查表10-5取齒形系數(shù)，應(yīng)力校正系數(shù)YFa1=2.65 Ysa1=1.58 Y

29、Fa2=2.28 Ysa2=1.73(5) 由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限6FE1=500Mpa;由圖10-20b查得大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限6FE2=380Mpa;(6) 由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=0.95 KFN2=0.96(7) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.46 F1= KFN1 6 FE1/S=0.95X 500/1.4=339.3 Mpa6 F2= KFN2 6 FE2/S=0.96X 380/1.4=260.57 Mpa(9)計(jì)算YFa Ysa1/ 6 F并加以比較YFa 2Ysa1/ 6 F1=2.65 X 1.58 /339.3

30、=0.01234YFa 2Ysa2/ 6 F2=0.015038大齒輪的數(shù)值大4) 設(shè)計(jì)計(jì)算mn 32KtTdX)2；=2.37mm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大于由彎 曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 mn=2.5mm已可以滿足彎曲疲勞強(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)度算得的分度圓 直徑d1=101.29mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是由Z仁dlcosB/ mn=101.29 x C0S15° /2.5=39.1取 Z1=40Z2=uZ1=40x 2.34=93.6 取 Z2=95此時(shí) u=Z2/Z1=95/40=2.375 在誤差圍4. 幾何尺寸計(jì)

31、算2) 計(jì)算中心距a=(Z1+Z2) mb/2cos B =(95+40) x 2.5 /2/cos15° =174.87mm 圓整為 175mm2) 按圓整后的中心距修正螺旋角BB =arccos(Z1+Z2) mn/2a=arccos(40+95) x2.5/2/ 175=15.36 °3) d1=Z1 mn/cosB =40x2.5/cos15.36o=103.7 mmd2=Z2 mn/cosB=95x2.5/cos15.36o=246.29 mm4) 計(jì)算齒輪寬度b= © d d1=1 x 103.7=103.7mm圓整后取 B2=100 mm， B1=1

32、05 mm7. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算高速軸：1) 求輸出軸上的功率 P=6.34kw，轉(zhuǎn)速n=480r/min，轉(zhuǎn)矩T=126.14N.m2) 作用在齒輪上的力2T已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為 d=72.39mm Ft二 =3485. 01N d戸 1315.46Fa= Ft *ta n 3 =1268.44 N3) 初步確定軸的最小直徑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)課本表153,取A 110dmin = Aoy =25.96mm又軸上有單個(gè)鍵槽，軸徑增加百分之 5,取d=35 mm電動(dòng)機(jī)軸的直徑為38mm整體具有一定的協(xié)調(diào)性。4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 端蓋端面距離帶輪端面

33、30 mm(2) 初步選取軸承因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承，0組游隙，7208AC型。(3) 取齒輪距箱體壁之距離a=10mm考慮到箱體的鑄造誤差，在確 定軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體壁一段距離s,取s=25mm(4) 又齒輪為油潤(rùn)滑，軸承為脂潤(rùn)滑，添加擋油環(huán)，擋油環(huán)和軸肩長(zhǎng)為24mm(5) 齒輪的寬度為B=85mm且為齒輪軸；(6) 軸承壁軸的總長(zhǎng)為L(zhǎng)=(84+70+24+200+17)=395 mm(7) 為方便軸承的安裝，軸承兩端做成階梯ilL.：(=304"l11 V u1r900中間軸：1）求輸出軸上的功率 P=6.03kw,轉(zhuǎn)速n=174.55 r/mi

34、n，轉(zhuǎn)矩T=329.91N.m2）作用在齒輪上的力 中速級(jí)小齒輪：分度圓直徑為101.29mm2TFt二=6514.1 NdFr= 2458.79Fa= Ft tan 3 =1789.25 N中速級(jí)大齒輪：因?yàn)橹兴偌?jí)大齒輪和高速級(jí)小齒輪嚙合，所以他們之間的力的大小相 等，即卩2TFt= = 3504.0 NdFr= 1322.9NFa= Ft *tan 3 =965.82 N3）初步確定軸的最小直徑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)參考文獻(xiàn)2,表153,取Ad=110dmin = A03 'n =35.81 mm又軸上有1個(gè)鍵槽，軸徑增加百分之五，取 d=50

35、mm4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)初步選取軸承軸承用7210AC型；(2) 又軸承為油潤(rùn)滑，添加擋油環(huán)；(3) 總長(zhǎng) L=262 mm(4) 為使套筒能夠壓緊齒輪，軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，取寬度為60mm(5) 齒輪軸向采用軸肩與軸環(huán)定位，軸肩高度4mm,取d=58mm11A00寸$J_SO0r1VV1145ICO1260262低速軸1) 求輸出軸上的功率 P=5.85kw，轉(zhuǎn)速n=69.82 r/min，轉(zhuǎn)矩 2) 作用在齒輪上的力已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 d=246.29mm2TFt二 =6498.0 NdFr= 2452.89Fa= Ft tan 3 =1785.1N3) 初步確定軸的最小

36、直徑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)課本表153，取Ao 110|Pdmin = A4 丁 =48.18mm因?yàn)檩S上有兩個(gè)鍵槽，軸頸增加10%-15 %所以 dmin二(10%+1) *48.18=53.0mm輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，為了使所選的軸與聯(lián)軸器吻合，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)：齒式聯(lián)軸器。4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 為了半聯(lián)軸器的軸向定位，軸段右端需要制出一軸肩，直徑d=65mm.(2) 選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承，7213AC型。(3) 采用軸套進(jìn)行軸向定位。(4) 取安裝齒輪處的軸段 d=67mm齒

37、輪的左端與左軸承之間采用軸套定位。為了使軸套端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度， 取寬度為95mm。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高5mm取 d=77mm(5) 求軸上的載荷及校驗(yàn)對(duì)于7213AC型角接觸球軸承，a=38.9mm,簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距如下L2=83.1mm，L3=119.1mmFt=F Nh+FnH2FnHiX L2=FnH2X |_3得，F(xiàn)nh= 4176.71N , Fnh2=2920.78NMNh= FnhiX l2=347.08N mFr=F nvi+Fnv2Fnv1 X L2=Fnv2X L3 + MMa= Fax D/2=240.8得，F(xiàn)nv= 1835.3N

38、 , Fnv2=653.6NM1=127.5N mMh=74.15N mm ,mH MfM=183.07N mM=131.36N m載荷水平垂直支反力FFnh= 1889.3NFnh2=1317.1NFnv1= 1835.3NFnv2=653.6N彎矩Mv1=27.5N.m總彎矩M仁 183.07 N.mM2=131.36 N.m扭矩TBTT1I TTTrr<mTrrniIlTFlIr6.按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度pTrrrnTTf 川 ITTM2+(?t )2 知= W183.072 (0.6 884.08)2 =7£9MPa0.1 0.0935.軸的載荷分析圖選軸材料為

39、45鋼，調(diào)質(zhì)處理查表 15-1 得廠=60MPa知(T1此軸安全8. 滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)減速器各軸所用軸承代號(hào)及尺寸型號(hào)外形尺寸（mm安裝尺寸（mm徑d外徑D寬度Tda minDa maxra max高速7208A40801847731軸C中間7210A50902057831軸C低速7213A6512023721132軸C輸出軸軸承計(jì)算角接觸球軸承7213AC的a =25° ,其基本額定動(dòng)載荷 C=85kN基本額定靜載荷C0=74.5kNI預(yù)期壽命 Lh=3x 300X 8=7200 h1 )軸承所受的徑向載荷Fr和軸向載荷FdFr1 (F2NH1 F2NV1) 316556N,Fr2,(

40、F2NH2 F2NV2) 1158.0N部軸向力：Fd1=0.68Fr1 =2152.58NFd2=0.68Fr2=787.44NFae=1885N因?yàn)?Fae+Fc2>Fd所以被“壓緊”的軸承1 Fa1= Fae+ Fd2=2672.44N被“放松”的軸承2 Fa2=Fd2=787.44N2）當(dāng)量動(dòng)載荷P1和P2低速軸軸承選用7213AC 由于有輕微震動(dòng)，取fp 1.1,3Fai/Fn=0.84>e,查表 13-5 取 X=0.41,Y=0.87Pi=fp(XF n+Y：a1)=3985.19NFa2/Fr2=e,取 X=1,Y=0P2二fp(XFr2+Wa2)= 1158.0N

41、取 Ra>=3985.19N3）驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)镻1>P2,所以按軸承1的受力大小驗(yàn)算10660 n106(85 103)360 49.19 (3985.19)532.87 10 hL»L h所選軸承可滿足壽命要求。9. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)1. 高速軸帶輪的鍵聯(lián)接根據(jù)d =35 mm,查機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用 A型，bx h=10x8,L=32 mm2. 中間軸齒輪的鍵聯(lián)接根據(jù)d =54 mm,查機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用 A型，bx h=16x 10,L=50 mm3. 低速軸齒輪的鍵聯(lián)接(1)選擇類型及尺寸根據(jù)d =67 mm,查機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用 A型，bx h=20xl2

42、,L=70 mm(2)鍵的強(qiáng)度校核(1)鍵的工作長(zhǎng)度I及鍵與輪轂鍵槽的接觸高度kI = L -b= 70-20=50 mm k = 0.5h =6 mm(2)強(qiáng)度校核此處，鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查表6-2，有輕微震動(dòng)，取(T p=110MPaT 山3387.97 MPa& P_ 2T皿 102 884.08 10 N.mm(T P =kld6 50 67鍵安全合格4. 低速軸聯(lián)軸器的鍵聯(lián)接1選擇類型及尺寸根據(jù)d =60mm查機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用C型，bx h=18x 11 L=70mm2鍵的強(qiáng)度校核 (1)鍵的工作長(zhǎng)度I及鍵與輪轂鍵槽的接觸高度kI = L b/2=61 mm k

43、 = 0.5*h =6 mm (2)強(qiáng)度校核此處，鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查表6-2，有輕微震動(dòng)，取(T p=110MPaT=884.08 N.mer p =32T 皿 10kld2 884.08 1036 52 60103.04MPa& P鍵安全合格10. 聯(lián)軸器選擇1.類型選擇.選取聯(lián)軸器的型號(hào)：齒式聯(lián)軸器11. 減速器箱體及附件1)箱體主要尺寸采用HT200鑄造箱體，水平剖分式箱體采用外肋式結(jié)構(gòu)。 箱壁形狀簡(jiǎn) 單，潤(rùn)滑油流動(dòng)阻力小，鑄造工藝性好，但外形較復(fù)雜。箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號(hào)尺寸關(guān)系箱座壁厚55 =10mm箱蓋壁厚5 15 仁 10mm箱體凸緣厚度b, bl, b2箱座

44、 b=1.5* 5 =15mm箱蓋 b1 = 1.5* 5=15mm箱底座b2=2.5* 5=25mm肋厚m ml箱座 m=0.85* 5 =8mm箱蓋 m=0.85* 5 =8mm地腳螺釘直徑df0.036*a+12=21.08mm 取 M22地腳螺釘數(shù)目nn=6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑did1= 0.75*df=18 mm取M20箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑d2(0.5 0.6)* df取M10軸承端蓋螺釘直徑d3d3= (0.4 0.5 ) *df取M8窺視孔蓋螺釘直徑d4d4=(0.3 0.4)*df取M10定位銷直徑dd= (0.7 0.8 ) *d2=10 mmdf、di、d2至箱壁外距離C1

45、df: C1= 30mmdi: 6= 30mmd2: C1= 30mmdf、d2至凸緣邊緣的距離C2df: C2=26mm di: C2=26mm d2: C2=26mm軸承旁凸臺(tái)高度半徑R1R仁 C2=26mm箱體外壁至軸承座端l il 1二C1+C2+（面的距離10）=66 mm大齒輪頂圓至箱體壁的距離 1> 1.2 S取 18 mm齒輪端面至箱體壁的距離 2>S取 15mm軸承端蓋外徑D2D2 D + （55.5） * d3120 （1 軸）140 （2 軸）176 （3 軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離SS D2120 （1 軸）140 （2 軸）176 （3 軸）2) 主要附件a)

46、 窺視孔和視孔蓋窺視孔應(yīng)設(shè)在箱蓋頂部能夠看到齒輪嚙合區(qū)的位置，其大小 以手能伸進(jìn)箱體進(jìn)行檢查操作為宜 ；窺視孔處應(yīng)設(shè)計(jì)凸臺(tái)以便于加工。視孔蓋可用螺釘緊固在凸臺(tái) 上，并應(yīng)考慮密封b）通氣器通氣器設(shè)置在箱蓋頂部或視孔蓋上。較完善的通氣器部制成 一定曲路，并設(shè)置金屬網(wǎng)?？紤]到環(huán)境因素選用了防塵性能 好的二次過(guò)濾通氣器。通氣器選 M22油面指示器用油標(biāo)尺，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、在低速軸中常用。油標(biāo)尺上有表示 最高及最低油面的刻線。油標(biāo)尺的安裝位置不能太低，以避 免有溢出油標(biāo)尺座孔。油標(biāo)尺選用M22c）放油孔和油塞放油孔應(yīng)設(shè)置在油池的最低處，平時(shí)用螺塞堵住。采用圓柱螺塞時(shí)，箱座上裝螺塞處應(yīng)設(shè)有凸臺(tái)，并加封油墊片。放油孔不能高于油池底面，以免排油不凈。選M22d）起吊裝置減速器箱體沉重，采用起吊裝置起吊，在箱蓋上鑄有箱蓋吊 耳，為搬運(yùn)整個(gè)減速箱，在箱座兩端凸緣處鑄有箱座吊耳。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便。示意圖：s -箱座吊耳e）定位銷常采用圓錐銷做定位銷。兩定位銷間的距離越遠(yuǎn)越可靠，因 此，通常將其設(shè)置在箱體聯(lián)接凸緣的對(duì)角處，并做非對(duì)稱布 置。取位銷直徑d 8mmf）起蓋螺釘起蓋螺釘螺紋有效長(zhǎng)度應(yīng)大于