二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

1、 課題：二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)間： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 年 月 日目 錄目 錄- 1 -1設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)：- 5 -1.1 設(shè)計(jì)題目：- 5 -1.2 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)：- 5 -1.3 設(shè)計(jì)要求：- 5 -1.4 供參考的傳動(dòng)方案：- 5 -2傳動(dòng)方案的分析和擬定：- 6 -2.1 方案擬定：- 6 -2.2 方案分析：- 6 -2.3 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖- 6 -3電動(dòng)機(jī)的選擇：- 7 -3.1 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型選擇：- 7 -3.2 電動(dòng)機(jī)容量的選擇：- 7 -3.2.1 工作機(jī)的有效效率（即其輸出功率）- 7 -3.2.2 電動(dòng)機(jī)所需效率：- 7 -3.2.3 確

2、定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和型號(hào)- 8 -4傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算：- 9 -4.1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比：- 9 -4.2 傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：- 9 -4.2.1各軸的轉(zhuǎn)速：- 9 -4.2.2 各軸的輸入功率：- 10 -4.2.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩- 10 -5帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：- 11 -5.1 帶傳動(dòng)類(lèi)型的選擇- 11 -5.2 V帶帶型的選擇：- 11 -5.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd和驗(yàn)算帶速v- 12 -5.3.1初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1- 12 -5.3.2驗(yàn)算帶速v- 12 -5.3.3計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2- 12 -5.4 確定中心距a,并選擇V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度

3、Ld- 12 -5.4.1 初定中心距- 12 -5.4.2 計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng)Ld0- 12 -5.4.3 計(jì)算中心距a及其變動(dòng)范圍- 13 -5.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角- 13 -5.6 確定帶的根數(shù)z- 13 -5.7 確定帶的初拉力F0- 13 -5.8 計(jì)算壓軸力Fp- 14 -5.9 帶輪設(shè)計(jì)- 14 -6齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：- 14 -6.1高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)：- 14 -6.1.1選擇齒輪材料及精度等級(jí)- 14 -6.1.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)- 14 -6.1.3標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)- 15 -6.1.4校核齒根的彎曲強(qiáng)度- 16 -6.2.低速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)- 17 -6.2

4、.1選擇齒輪材料及精度等級(jí)- 17 -6.2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)- 18 -6.2.3標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)- 19 -6.2.4校核齒根的彎曲強(qiáng)度- 20 -6.2.5驗(yàn)算齒輪的圓周速度- 21 -7、軸的設(shè)計(jì)及校核- 21 -7.1、高速軸的設(shè)計(jì)：- 21 -7.1.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力及相關(guān)參數(shù)- 21 -7.1.2按扭矩強(qiáng)度確定各軸段直徑：- 21 -7.1.3按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑- 21 -7.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 21 -7.1.5高速軸校核- 23 -7.2、中間軸的設(shè)計(jì)：- 25 -7.2.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力及相關(guān)參數(shù)- 25 -7.2.2按扭矩強(qiáng)

5、度確定各軸段直徑：- 25 -7.2.3按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑- 25 -7.2.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 26 -7.2.5中速軸校核- 27 -7.3、低速軸的設(shè)計(jì)：- 30 -7.3.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力- 30 -7.3.2按扭矩強(qiáng)度確定各軸段直徑：- 30 -7.3.3按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑- 30 -7.3.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 31 -7.3.5低速軸校核- 32 -8、軸承的選擇- 34 -8.1.高速軸軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算- 34 -8.1.1初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P- 34 -8.1.2求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值- 35 -8.1.3選擇軸承的型號(hào)- 35 -8.2.中速軸軸的軸承

6、設(shè)計(jì)計(jì)算- 35 -8.2.1初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P- 35 -8.2.2求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值- 35-8.2.3選擇軸承的型號(hào)- 35-8.3.低速軸軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算- 35-8.3.1初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P- 35 -8.3.2求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值- 35 -8.3.3選擇軸承的型號(hào)- 36-9、聯(lián)軸器的選擇- 36-9.1.高速軸- 36 -9.1.1工作情況系數(shù)- 36-9.1.2確定聯(lián)軸器的型號(hào)- 36-9.2.高速軸- 36 -9.2.1工作情況系數(shù)- 36-9.2.2確定聯(lián)軸器的型號(hào)，- 36-10、減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸- 37-11潤(rùn)滑與密封設(shè)計(jì)- 38 -11.

7、1齒輪潤(rùn)滑- 38-11.2軸承潤(rùn)滑-38 -11.3密封方式- 38 -設(shè)計(jì)小結(jié)- 39-參考文獻(xiàn)- 40 -1設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)：1.1 設(shè)計(jì)題目： 設(shè)計(jì)一用于傳動(dòng)裝置中的二級(jí)圓柱齒輪減速器。常溫、連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)；工作時(shí)有輕微沖擊；兩班制工作；設(shè)計(jì)壽命10年，輸送帶速度v允許誤差為±5%；工作機(jī)效率為0.940.96。1.2 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶最大有效拉力F(N)6200運(yùn)輸帶工作速度V( m.s-1 )0.5卷筒直徑D（mm）4001.3 設(shè)計(jì)要求： 要求：擬定傳動(dòng)關(guān)系：由電動(dòng)機(jī)、V帶、減速器、聯(lián)軸器、 工作機(jī)構(gòu)成。工作條件：雙班工作，有輕微振動(dòng)，小批量生產(chǎn)，單向傳動(dòng)， 軸承壽命年，

8、減速器使用年限為10年,運(yùn)輸帶允 許誤差5%1.4 供參考的傳動(dòng)方案：方案B1：要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有兩級(jí)圓柱齒輪減速器；方案B2：要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有兩級(jí)圓柱齒輪減速器及帶傳動(dòng)；方案B3：要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有兩級(jí)圓柱齒輪減速器及鏈傳動(dòng)；2傳動(dòng)方案的分析和擬定：2.1 方案擬定：方案B2減速器：二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)方式：V帶傳動(dòng)2.2 方案分析：由于所需的傳動(dòng)裝置在有輕微粉塵的工作環(huán)境中長(zhǎng)期單向運(yùn)轉(zhuǎn)，而且要求載荷平穩(wěn)，所以選擇二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器。本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱(chēng)，因此要求軸又較大的剛度。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣軸在轉(zhuǎn)矩的作用下產(chǎn)生的扭

9、轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的變形可部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。用于載荷比較平穩(wěn)的場(chǎng)合。兩級(jí)齒輪應(yīng)使用斜齒輪。使用V帶傳動(dòng)，能緩沖工作時(shí)的輕微震動(dòng)，符合該傳動(dòng)裝置傳動(dòng)平穩(wěn)的要求，而且V帶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，能提高工作和生產(chǎn)效率。V帶應(yīng)布置在減速器的輸入端。2.3 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖3電動(dòng)機(jī)的選擇：3.1 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型選擇：根據(jù)（1）在有輕微粉塵的工作環(huán)境； （2）要長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，容易發(fā)熱；結(jié)果：選擇Y系列的三相籠型異步交流電動(dòng)機(jī)，采用全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。該系列的電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，廣泛適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體無(wú)特殊要求的機(jī)械。3.2 電動(dòng)

10、機(jī)容量的選擇：3.2.1 帶式輸送機(jī)輸出的功率 P=F*V/1000=6200*0.5=3.1kw3.2.2 電動(dòng)機(jī)所需效率：從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的輸送總效率：式中分別為帶傳動(dòng)的效率、滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率（一對(duì)）、閉式齒輪傳動(dòng)效率、聯(lián)軸器效率、傳動(dòng)滾筒效率按表2-3（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)第四版），查得，所以 由于電動(dòng)機(jī)額定功率略大于，由表16-1中的Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，查得電動(dòng)機(jī)的額定功率3.2.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和型號(hào)滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：=60*1000*0.5/(*400)23.88r/min 由于V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比常用范圍為，二級(jí)圓柱齒輪減速器的常用傳動(dòng)比為，所以，總傳動(dòng)比的范圍為：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

11、可選范圍為 ：ni×（16160）×23.88382.083820.8r/min;符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、1500、3000r/min.通過(guò)查表 ，查出4種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，其各參數(shù)如下表 方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kw）同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速（r/min）傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比1Y160M2-85.575072017.772Y132M2-65.5100096023.703Y132S-45.51500140035.554Y132S-25.53000290071.34綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量以及傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比來(lái)比較4個(gè)方案：方案1：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)

12、速低，外廓尺寸以及質(zhì)量較大，價(jià)格較高，雖傳動(dòng)不大，但由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，導(dǎo)致傳動(dòng)裝置尺寸較大。方案4：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較大，但總傳動(dòng)比也較大，傳動(dòng)裝置尺寸大方案2和3較方案1和4適中，比較合適。但方案2比方案3更能使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊。因此，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6.4傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算： 4.1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比：總傳動(dòng)比：=40.20由于，初選V帶傳動(dòng)比，所以減速器的傳動(dòng)比：iz=ia/id=40.20/4=10.05分配傳動(dòng)比：高速級(jí)齒輪 i1= 3.6 低速級(jí)齒輪 2.8 4.2 傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：4.2.1各軸的轉(zhuǎn)速：軸1（電機(jī)軸）：軸2（高速軸）：

13、軸3（中間軸）：軸4（低速軸）：軸5（滾筒軸）：4.2.2 各軸的輸入功率：軸1（電機(jī)軸）：軸2（高速軸）：軸3（中間軸）：軸4（低速軸）：軸5（滾筒軸）：4.2.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩軸1（電機(jī)軸）：軸2（高速軸）:軸3（中間軸）：軸4（低速軸）：軸5（滾筒軸）：運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果如下表軸名輸入功率P（kw）輸入轉(zhuǎn)矩T（N·m）轉(zhuǎn)速n（r/min）傳動(dòng)比i15.554.71960425.28210.12403.635.07722.76744.871937.85242.854.631842.352245帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：5.1 帶傳動(dòng)類(lèi)型的選擇由于V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)緊湊，大多

14、數(shù)V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，且普通V帶用于載荷不大和帶輪直徑較小的場(chǎng)合，符合所要求的工作和生產(chǎn)的條件，所以選擇普通V帶為外傳動(dòng)零件。5.2 V帶帶型的選擇：由于傳動(dòng)裝置工作實(shí)行兩班制，即每天工作8小時(shí)，且空載啟動(dòng)根據(jù)P100表7-5（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)），查得工作情況系數(shù)已知所需傳遞的額定功率，即電動(dòng)機(jī)的額定功率P=5.5kw所求的計(jì)算功率已知小帶輪轉(zhuǎn)速,即電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速：根據(jù)P101圖7-11普通V帶型號(hào)圖，選取普通V帶A帶型5.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd和驗(yàn)算帶速v5.3.1初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1 根據(jù)P92表7-2（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)），V帶輪的最小基準(zhǔn)直徑為根據(jù)P92表7-2（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)），初選小帶輪的基

15、準(zhǔn)直徑5.3.2驗(yàn)算帶速v=422016/60000=7.03m/s 根據(jù)P91數(shù)據(jù)得。符合525m/s帶速5.3.3計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2由于帶傳動(dòng)的常用傳動(dòng)比,取中間值由式， 5.4 確定中心距a,并選擇V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld5.4.1 初定中心距根據(jù)式，得 所以，初定為840mm5.4.2 計(jì)算相應(yīng)的基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld0根據(jù)P93表7-3（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)），選定Ld=2800mm5.4.3 計(jì)算中心距a及其變動(dòng)范圍其變動(dòng)范圍 中心距變化范圍798924mm5.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角根據(jù)P102課本要求，小輪包要求：所以小帶輪上包角，符合要求5.6 確定帶的根數(shù)z根據(jù)和n1=960r/min，查P

16、104表7-7（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）,得P0=1.66kw根據(jù)n1=960r/min，和A帶型，查P105表7-8（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）,得根據(jù)，查P105表7.9（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)），得根據(jù)和A帶型，查P93表7-3，得將所查參數(shù)代如式中，求得z=2.925.7 確定單根V帶的初拉力F0根據(jù)A帶型，查P92表7-1，得q=0.12kg/m 5.8 計(jì)算壓軸力Fp由P106公式（722）可知作用在帶輪軸上的壓力FQ為：5.9 帶輪設(shè)計(jì)材料選用HT200結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)，小帶輪采用實(shí)心式結(jié)構(gòu) ，大帶輪采用輪輻式結(jié)構(gòu)根據(jù)A帶型，查P95表7-4（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)），f=9mm,e=15mm, 根據(jù)帶的根數(shù)，可求得帶輪寬

17、度：B=（Z-1）e+2f=78mm5.10 設(shè)計(jì)結(jié)果選用3根AHT200普通V帶，中心距a=824.25mm，帶輪直徑，軸上壓力FQ=1205.36N，帶輪寬度B=78mm。6齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：6.1高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)：6.1.1選擇齒輪材料及精度等級(jí)小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBS；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170210HBS。因?yàn)槭瞧胀p速器，查P142表9-4（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）可知選8級(jí)精度，要求齒面粗糙度Ra3.26.3m 。6.1.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)矩T1載荷系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表P148表9-8得：K=1.0。齒數(shù)z1和齒寬系數(shù)d 小齒輪齒數(shù)Z1取25 ，則大齒輪

18、齒數(shù)Z2= Z1i1=25×3.6=90。置，而齒輪齒面又為軟齒面，查P151表9-11-取d=1。許用接觸應(yīng)力: 工作循環(huán)次數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P146圖9-20可知，取壽命系數(shù):ZN1=1.05, ZN2=1.1 查表9-7- 查得:SH=1由圖9-19-查得:=560 MPa， =520MPa 故由表9-2-取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5mm6.1.3標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)高齒1：齒頂高 齒根高 全齒高 頂隙 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 齒距 齒厚 齒槽寬 高2：齒頂高 齒根高 全齒高 頂隙 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 齒距 齒厚 齒槽寬 齒輪寬度 b

19、2=d ×d1 =1×62.5=62.5mm b1= b2+5=67.5mm中心距 6.1.4校核齒根的彎曲強(qiáng)度由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P149得：式9-18得出F ，如果FF則校核合格。確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：齒形系數(shù) 查P150表9-9-得 YF3=2.65， YF4=2.25。應(yīng)力修正系數(shù)查P162表9-13-得 Ys3=1.59， Ys4=1.77。許用彎曲應(yīng)力 彎曲疲勞極限 查P146圖9-21-得 Flim3=230 MPa ,Flim4=200MPa。彎曲疲勞安全系數(shù) 查表9-7-得 SF=1.3。彎曲疲勞壽命系數(shù) 查圖9-22-得 YN1= YN2=1。 故 齒根彎曲強(qiáng)度

20、校核合格6.1.5驗(yàn)算齒輪的圓周速度 v=××/（60×1000） =3.14×62.5×360/（60×1000） =1.178m/s由查表9-9可知，選取該齒輪傳動(dòng)為8級(jí)精度合適。6.2.低速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)6.2.1選擇齒輪材料及精度等級(jí)小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220250HBS；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170210HBS。因?yàn)槭瞧胀p速器，由表10.21-選8級(jí)精度，要求齒面粗糙度Ra3.26.3m 。6.2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)矩T2 載荷系數(shù) 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-表9-10得：K=1。齒數(shù)z1和齒寬系數(shù)d 小齒輪

21、齒數(shù)Z3取30，則大齒輪齒數(shù)Z4= Z3i2=30×2.5=75。 因二級(jí)齒輪傳動(dòng)為不對(duì)稱(chēng)布置，而齒輪齒面又為軟齒面，查表9-19-取d=1。許用接觸應(yīng)力 工作循環(huán)次數(shù)N3=60n1jL h=60×110.8×1×(10×52×40) =1.38×N4=60n1jL h= N1/i2 =1.38×108./2.5=1.66× 由圖9-20-取壽命系數(shù)ZN3=1.05, ZN4= 1.1。 查表9-7 -查得SH=1 由圖9-19-查得=580 MPa， =550MPa 故 由表9-2-取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=4mm

22、6.2.3標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)低1： 齒頂高 ha=ha*×m=1×4mm=4mm 齒根高 hf=(ha*+c*)m= 1.25×4mm=5mm 全齒高 h=ha+hf=9mm 頂隙 c=c*×m=0.25×4mm=1mm 分度圓直徑 d3=mz3=4×30mm= 120mm 齒頂圓直徑 da=d3+2ha=(10+2×4)mm=128mm 齒根圓直徑 df=d3-2hf=(120-2×5)mm=110mm 基圓直徑 db=d3×= 120×mm= 112.76mm 齒距 p=m=

23、5;4=12.56m 齒厚 s=6.28mm 齒槽寬 e=s =6.28mm低2： 齒頂高 ha=ha*×m=1×4mm=4mm 齒根高 hf=(ha*+c*)m= 1.25×4mm=5mm 全齒高 h=ha+hf=9mm 頂隙 c=c*×m=0.25×4mm=1mm 分度圓直徑 d4=mz4=4×75=300mm 齒頂圓直徑 da=d4+2ha=(300+2×4)mm=308mm 齒根圓直徑 df=d4-2hf=300-2×5=290mm 基圓直徑 db=d4×=300× = 281.90mm

24、 齒距 p=m=×4=12.56mm 齒厚 s=6.28mm 齒槽寬 e=s =6.28mm 齒輪寬度 b3=d×d3=1×75=75mm b4= b3-5=70mm 中心距 6.2.4校核齒根的彎曲強(qiáng)度 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-式9-18得出F ，如果FF則校核合格。確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù)：齒形系數(shù) 查表9-9-得 YF3=2.54， YF4=2.26。應(yīng)力修正系數(shù)查表9-10-得 Ys3=1.63， Ys4=1.76。許用彎曲應(yīng)力 彎曲疲勞極限 查圖9-21-得 Flim3=230 MPa ,Flim4=200MPa。彎曲疲勞安全系數(shù) 查表9-7-得 SF=1.3。彎曲疲

25、勞壽命系數(shù) 查圖9-22-得 YN3= YN4=1。 故 齒根彎曲強(qiáng)度校核合格6.2.5驗(yàn)算齒輪的圓周速度 v=×d3×n3/（60×1000） =3.14×120×44.3/（60×1000） =0.278m/s由查表9-9-可知，選取該齒輪傳動(dòng)為8級(jí)精度合適7、軸的設(shè)計(jì)及校核7.1、高速軸的設(shè)計(jì)：7.1.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力及相關(guān)參數(shù)該減速器為一般機(jī)械，無(wú)特殊要求，選用45號(hào)鋼，配以調(diào)質(zhì)處理。由P226表13-3查得強(qiáng)度極限B =650Mpa,再由表13-3-得許用彎曲應(yīng)力-1b =60Mpa。7.1.2按扭矩強(qiáng)度確定各軸

26、段直徑： 圖53 設(shè)計(jì)的高速軸結(jié)構(gòu)7.1.3按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P226表13-3查得C=118107，d7.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定軸上零件的位置與固定方式二級(jí)級(jí)減速器中，齒輪采用不對(duì)稱(chēng)分部。小齒輪直徑較小，可做成齒輪軸；兩端軸承靠軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通過(guò)兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位。確定軸各段的徑向尺寸（從左端起) 軸段1 因開(kāi)鍵槽，應(yīng)增大3-5%，故選定d1=24mm；軸段2要考慮到密封圈與軸承的安裝需要，按經(jīng)驗(yàn)公式h=R（C）+(0.5-2)mm,d2=28mm；軸段3 考慮到軸承的安裝，需要查標(biāo)準(zhǔn)件軸承的相關(guān)參數(shù)，所以d3=30mm（選用6205型軸

27、承，其尺寸為d×D×B=30×62×16）；軸段4 為軸肩定位（左軸承），按經(jīng)驗(yàn)公式h=R（C）+(0.5-2)mm，h取2.5mm（單邊），所以d4=34mm；軸段5為齒輪段，由于圓柱齒輪的齒根圓直徑和軸徑相差不多，圓柱齒輪的齒根圓至鍵槽底部的距離X2.5m,所以該齒輪做成齒輪軸，齒輪的齒頂圓直徑為67.5mm，齒根圓直徑56.25mm，分度圓直徑為62.5mm，取d5=67.5mm；軸端6為滾動(dòng)軸承的定位軸肩,于軸段4相同，d6 =d4 =34；軸段7為安裝軸承，取d7=30mm（選用6208型軸承，其尺寸為d×D×B=25

28、15;52×15）。確定軸各段的軸向尺寸（從左端起) 軸段1 由于安裝有聯(lián)軸器，故查表L1=48mm； 軸段2 根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及添加潤(rùn)滑脂的要求和箱體的要求，一端在箱蓋外 ，一端在箱蓋內(nèi)，取L2=40mm；軸段3 安裝軸承，L3=16mm；軸段4 考慮該為二級(jí)減速器，齒輪不對(duì)稱(chēng)分布，為軸段5與中速軸所對(duì)應(yīng)的齒輪嚙合，故L4=28mm；軸段5 該為齒輪段，故取L5=67.5mm；軸段6 為軸肩定位，考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，保證傳動(dòng)件與不動(dòng)部件之間的間隙，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離,以供軸承的安裝調(diào)整用，故L6=142.5mm；軸段7 為滾動(dòng)軸承，L7=16mm。總長(zhǎng)L=78+

29、40+16+28+55+67.5+142.5+16=266mm總結(jié)：軸段一d1=24mm，L1=78mm（安裝聯(lián)軸器）；軸段二d2=28mm，L2=40mm（安裝需求）；軸段三d3=30mm，L3=16mm（安裝軸承）；軸段四d4=34mm，L4=28mm（保持協(xié)調(diào)）；軸段五d5=67.5mm，L5=67.5mm（齒輪寬度)；軸段六d6=34mm；L6=143.5mm(軸肩定位)；軸段七d7=30mm，L7=16mm（安裝軸承）。7.1.5高速軸校核按彎矩組合強(qiáng)度條件校核軸的軸徑：圖54 高速軸的受力、彎矩、扭矩圖（1）繪制軸的受力及簡(jiǎn)化模型圖，如圖54 （1-a）所示（2）水平面內(nèi)的受力及彎

30、矩圖，如圖54 （1-b、1-c）所示圓周力：徑向力：Fr = Ft tan =4482.24×tan =1631.4N（3）分別求支承反力FHA、 FHB, 以C點(diǎn)作為參考點(diǎn)：H面內(nèi)C截面處的左側(cè)的彎矩為：MHC左 =FHAL1=1230.85N×184.25×10-3 m =226.8NmH面內(nèi)C截面處的右側(cè)的彎矩為：MHC右=FHBL2=3251.4N×69.75×10-3 m =226.8Nm（4）豎直面內(nèi)的受力彎矩圖，如圖54（1-d、1-e）所示： V面內(nèi)C截面處左側(cè)彎矩為：MVC左=FVAL1=447.99N×184.2

31、5×10-3m=82.54NmV面內(nèi)C截面處右側(cè)彎矩為：MVC右= FVBL2=1183.4N×69.75×10-3m=82.54Nm根據(jù)公式,計(jì)算C截面的合成彎矩并作圖。如圖54（1-f）所示：C截面處的左側(cè)：C截面處的右側(cè)：（5）作扭矩圖，如圖54（1-g） 所示：（6）求當(dāng)量彎矩： 因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可以認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，修正系數(shù)a為0.6。（7）確危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P226表13-3-得-1b =60 Mpa,滿(mǎn)足e-1b 的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕量。7.2、中間軸的設(shè)計(jì)：7.2.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力及相

32、關(guān)參數(shù)該減速器為一般機(jī)械，無(wú)特殊要求，選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。由P226表13-3-查得強(qiáng)度極限B =650Mpa,再由表13-3-得許用彎曲應(yīng)力-1b =60Mpa。7.2.2按扭矩強(qiáng)度確定各軸段直徑：.圖55 設(shè)計(jì)的中間軸機(jī)構(gòu)7.2.3按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑由表機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P226表13-3-查得C=107118，d該段安裝軸承，通過(guò)查表取d=40mm7.2.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定軸上零件的位置與固定方式二級(jí)級(jí)減速器中，齒輪采用不對(duì)稱(chēng)分部。右端軸承靠定距環(huán)實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通過(guò)兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位；左端軸承靠軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ；左邊齒輪一端通過(guò)定

33、距環(huán)，一端通過(guò)軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位，周向定位通過(guò)鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。確定軸各段的徑向尺寸（從左端起) 軸段1 安裝軸承,通過(guò)查表取d1=40mm（選用6208型軸承，其尺寸為d×D×B=40×80×18）； 軸段2 軸肩定位，按經(jīng)驗(yàn)公式h=R（C）+(0.5-2)mm，所以d2=46mm；軸段3 齒輪段，圓柱齒輪的齒根圓至鍵槽底部的距離X2.5m,故該軸取d3=120mm； 軸段4 軸肩定位，按經(jīng)驗(yàn)公式h=R（C）+(0.5-2)mm，h取3mm（單邊），所以d4=70mm；軸段5齒輪段，考慮在該段上安裝齒輪，承載齒輪和較大的轉(zhuǎn)矩扭矩，故取d5=65mm軸段6 軸肩定

34、位，按經(jīng)驗(yàn)公式h=R（C）+(0.5-2)mm，所以d6=45mm；軸段7為安裝軸承，取d7=40mm。確定軸各段的軸向尺寸（從左端起) 軸段1 由于安裝軸承，故L1=18；軸段2 軸承軸肩定位，考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，保證傳動(dòng)件與不動(dòng)部件之間的間隙，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離,以供軸承的安裝調(diào)整用，故 L2=15mm；軸段3 該為齒輪段，已知齒輪輪轂寬是75mm，故取L3=120；軸段4 為軸肩定位，考慮左右都有齒輪，避免兩齒輪離得太近，同時(shí)承受左右的軸向力，軸長(zhǎng)于高速軸保持協(xié)調(diào)， 故L3=10mm；軸段5該為齒輪段，已知齒輪輪轂寬是62.5mm，為使套筒牢靠壓緊在齒輪右端面上，故取 L

35、5=62.5；軸段6軸承軸肩定位，考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，保證傳動(dòng)件與不動(dòng)部件之間的間隙，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離,以供軸承的安裝調(diào)整用，故 L6=40.5mm；軸段7滾動(dòng)軸承，同時(shí)考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，保證傳動(dòng)件與不動(dòng)部件之間的間隙， 軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離,以供軸承的安裝調(diào)整用，故L7=18mm?？傞L(zhǎng)L=18+15+120+10+62.5+40.5+18=274mm?？偨Y(jié)：軸段一d1=18mm，L1=18mm（安裝軸承）；軸段二d2=46mm，L2=15mm（軸肩定位）；軸段三d3=120mm，L3=120mm（齒輪）；軸段四d4=70mm，L4=10mm（軸肩定位）；軸段

36、五d5=65mm，L5=62.5mm（安裝大齒輪）；軸段六d6=45mm，L6=40.5mm（軸肩定位）；軸段七d7=40mm；L7=18mm（安裝軸承)。7.2.5中速軸校核 按彎矩組合強(qiáng)度條件校核軸的軸徑。（1）繪制軸的受力及簡(jiǎn)化模型圖，如圖56（2-a）所示（2）水平面內(nèi)的受力及彎矩圖，如圖56（2-b、2-c）所示圓周力：徑向力：Fr1 = Fttan =7283.17×tan=2650.86N同理 圓周力：徑向力：Fr2 = Ft2tan =7635.6×tan =4893.9N（3）分別求支承反力FHA、 FHD,以B、C點(diǎn)作為參考點(diǎn)：H面內(nèi)B截面處彎矩為MHB

37、 =FHAL1=9020.97×72.5×10-3 m =757.8NmH面內(nèi)C截面處的彎矩為MHC =FHDL3=11708.0×79.75×10-3 m =933.7Nm豎直面內(nèi)的受力彎矩圖，如圖56（2-d、2-e）所示： V面內(nèi)B截面處彎矩為MVB =FVAL1=3966.3×84×10-3 m =333.2NmV面內(nèi)C截面處的彎矩為 MVC =FVDL3=4261.38×78.75×10-3 m =339.86Nm（4)根據(jù)公式,計(jì)算B、C截面的合成彎矩并作圖。如圖56（2-f） 所示：B截面處的左側(cè)：C

38、截面處的右側(cè)：（5）作扭矩圖，如圖56（2-g） 所示：（6）求當(dāng)量彎矩： 因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可以認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，修正系數(shù)a為0.6。 對(duì)于B截面： 對(duì)于C截面： 圖56 中間軸的受力、彎矩、扭矩圖(7）確危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度：對(duì)于B截面：對(duì)于C截面： 查表14.2-得-1b =60 Mpa,滿(mǎn)足e-1b 的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度， 并有一定的裕量。7.3、低速軸的設(shè)計(jì)：7.3.1選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，由P226表13-3-查得強(qiáng)度極限B =650Mpa,再由表13-3-得許用彎曲應(yīng)力-1b =60Mpa。7.3.2按扭矩強(qiáng)度確定各軸段直徑：.圖57 設(shè)

39、計(jì)的低速軸機(jī)構(gòu)7.3.3按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑 由表機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-表13-3查得C=107118，7.3.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定軸上零件的位置與固定方式二級(jí)級(jí)減速器中，齒輪采用不對(duì)稱(chēng)分部。左邊軸承右端面靠軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ；軸通過(guò)兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位；右邊軸承左端面靠定距環(huán)實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ；齒輪左右端面分別靠軸肩，定距環(huán)實(shí)現(xiàn)軸向定位，鍵實(shí)現(xiàn)周向定位。確定軸各段的徑向尺寸（從左端起) 軸段1因該軸開(kāi)兩個(gè)鍵槽，并在此段上安裝有聯(lián)軸器，應(yīng)增大7-10%，查表取d1=58mm；軸段2要考慮到密封圈與軸承端蓋的安裝需要，按經(jīng)驗(yàn)故d2=61mm；軸段3 安裝軸承

40、，查標(biāo)準(zhǔn)取d3=65mm（選用6213型軸承，其尺寸為d×D×B=60×110×22）軸端4為齒輪段,考慮在該段上安裝齒輪，承載齒輪和較大的轉(zhuǎn)矩扭矩，故該軸取，故取d4=70；軸段5為軸肩定位，按經(jīng)驗(yàn)公式h=R（C）+(0.5-2)mm，h取3mm（單邊），所以d5=90mm；軸段5為軸肩定位，按經(jīng)驗(yàn)公式h=R（C）+(0.5-2)mm，h取4.5mm（單邊），所以d5=70mm；軸段7為安裝軸承，取d7=65mm（選用6213型軸承，其尺寸為d×D×B=65×110×22）。確定軸各段的軸向尺寸（從左端起) 軸段

41、1由于安裝有聯(lián)軸器，故查表L1=112軸段2根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)添加潤(rùn)滑脂的要求和箱體的要求，一端在箱蓋外一端在箱蓋內(nèi)，取L2=39mm;軸段3為滾動(dòng)軸承,故L3=41mm軸段4為齒輪段，已知齒輪輪轂B=115mm,為使定距環(huán)牢靠壓緊在齒輪右端面上,故L4=115mm；軸段5 與中高速軸保持協(xié)調(diào)，故L5=20mm；軸段6為軸肩定位，承受齒輪的軸向力，查表故L6=85.5mm；軸段7為滾動(dòng)軸承，考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，保證傳動(dòng)件與不動(dòng)部件之間的間隙，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離,以供軸承的安裝調(diào)整用L7=22mm?？傞L(zhǎng)L=112+39+41+115+20+86+22=435mm?？偨Y(jié)：軸段

42、一d1=58mm，L1=112mm（安裝聯(lián)軸器）；軸段二d2=61mm，L2=39mm（安裝需要）；軸段三d3=65mm，L3=40.5mm（安裝軸承）；軸段四d4=70mm；L6=115（安裝齒輪）軸段五d5=90mm，L4=20mm（保持協(xié)調(diào)）；軸段六d5=70mm，L5=85.5mm（軸肩定位） 軸段七d7=65mm；L7=22mm（安裝軸承）。7.3.5低速軸校核按彎矩組合強(qiáng)度條件校核軸的軸徑。圖58 低速軸的受力、彎矩、扭矩圖（1)繪制軸的受力及簡(jiǎn)化模型圖，如圖58（3-a）所示 （2)水平面內(nèi)的受力及彎矩圖，如圖58（3-b、3-c）所示圓周力：徑向力：Fr = Fttan =69

43、99×tan20。 =2547.4N分別求支承反力FHA、 FHB,以C點(diǎn)作為參考點(diǎn)：H面內(nèi)C截面處的左側(cè)的彎矩為MHC =FHAL1=2315.05N×174×10-3 m =402.8NmH面內(nèi)C截面處的左側(cè)的彎矩為MHC =FHBL2=4683.9N×86×10-3 m =402.8Nm（3）豎直面內(nèi)的受力彎矩圖，如圖58（3-d、3-e）所示：V面內(nèi)C截面處的左側(cè)彎矩為：MVC左=FVAL1=842.6N×174×10-3m=146.6NmV面內(nèi)C截面處的右側(cè)彎矩為：MVC右= FVBL2=1740.8N×

44、86×10-3m=146.6Nm（4)根據(jù)公式,計(jì)算C截面的合成彎矩并作圖。如圖6-f 所示：C截面處的左側(cè)：C截面處的右側(cè)：（5）作扭矩圖，如圖58（3-g） 所示：（6）求當(dāng)量彎矩： 因減速器單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故可以認(rèn)為轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，修正系數(shù)a為0.6。（7）確危險(xiǎn)截面及校核強(qiáng)度 查表13-3-得-1b =60 MPa,滿(mǎn)足e-1b 的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕量。8、軸承的選擇根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命：Lh=10×52×40=20800小時(shí)8.1.高速軸軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算8.1.1初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以

45、P=Fr=1631.4N8.1.2求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值查公式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P210 表12-5知 fp=1.8.1.3選擇軸承的型號(hào)查有關(guān)的軸承手冊(cè)，根據(jù)d =30mm,選用6206型軸承，其Cr=19500N9917N，所以選擇深溝球軸承6206合適。8.2.中速軸軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算8.2.1初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P 因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=5565N8.2.2求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值查公式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P210 表12-5知 fp=1.8.2.3選擇軸承的型號(hào)查有關(guān)的軸承手冊(cè)，根據(jù)d =40mm,選用6208型軸承，其Cr=295000N22840.

46、6N， 所以選擇深溝球軸承6208合適。8.3.低速軸軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算8.3.1初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P 因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=2547.4N8.3.2求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值查公式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P210 表12-5知 fp=1.8.3.3選擇軸承的型號(hào) 查有關(guān)的軸承手冊(cè)，根據(jù)d =65mm,選用6213型軸承，其Cr=478000N7910.68N， 所以選擇深溝球軸承6213合適。9、聯(lián)軸器的選擇9.1.高速軸9.1.1工作情況系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得工作情況系數(shù)K=1.49.1.2確定聯(lián)軸器的型號(hào)由下式得：主動(dòng)端：TC1=KT1 =1.4×48.02Nm =67.228Nm從動(dòng)端：TC2=KT2 =1.4×47.48Nm =66.472NmTm=160Nm由前面可知：d=20mm,n=720r/minn=7100r/min由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可確定聯(lián)軸器的型號(hào)為彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器 HL1 GB/T5014-2003。9.2.高速軸9.2.1工作情況系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得工作情況系數(shù)K=1.49.2.2確定聯(lián)軸器的型號(hào)，由下式得：主動(dòng)端：TC1=KT1 =1.4