華中科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書雙級展開式圓柱齒輪減速器

1、華中科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書雙級展開式圓柱齒輪減速器華中科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書雙級展開式圓柱齒輪減速器華中科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書雙級展開式圓柱齒輪減速器華中科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書題目:雙級展開式圓柱齒輪減速器專業(yè):材控班級：1103姓名:牛茂剛學(xué)號:U201111278指導(dǎo)教師:胡于進(jìn)華中科技大學(xué)2014年1月16日1目錄33444514141520232425262計(jì)算與說明主要結(jié)果一、設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)帶式傳輸機(jī)傳動裝置中的雙級圓柱齒輪減速器。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及工作條件：F=5000N;v=0.4m/s;D=400mm；生產(chǎn)規(guī)模：少批；工作

2、環(huán)境：有油有水；載荷特性：平穩(wěn)；工作期限：十年雙班制。設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：1.設(shè)計(jì)由減速器裝配圖1張，零件圖2張（包括低速軸和低速軸上齒輪），以及設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份組成；設(shè)計(jì)中所有標(biāo)準(zhǔn)均按我國標(biāo)準(zhǔn)采用，設(shè)計(jì)說明書應(yīng)按規(guī)定紙張及格式編寫；設(shè)計(jì)圖紙及設(shè)計(jì)說明書必須按進(jìn)度達(dá)成，經(jīng)指導(dǎo)教師審查認(rèn)可后，才能賞賜評分或爭辯。二、傳動方案的解析與擬訂根據(jù)已知條件計(jì)算出工作機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速為nw601000v/(D)19.1r/minnw19.1r/min為防備過載以及過載而惹起的安全事故，可擬訂傳動方案為：外部鏈傳動+內(nèi)部雙級圓柱齒輪傳動。機(jī)構(gòu)整體布置如圖一：圖1.傳動方案簡圖3三、電動機(jī)的選擇與計(jì)算電動機(jī)的種類選擇

3、根據(jù)動力源和工作條件，采用Y系列三相溝通異步電動機(jī)。電動機(jī)的功率工作機(jī)有效功率:Pw=Fv/1000=50000.4/1000kW=2kWPw=2kW設(shè)電動機(jī)到工作機(jī)之間的總效率為，并設(shè)1，2，3，4，5分別為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪傳動（設(shè)齒輪精度為8級）、轉(zhuǎn)動軸承、鏈傳動以及滾筒的效率。查文件4表2-2可得：1=0.99，2=0.97，3=0.99，4=0.92，5=0.96，由此可得：總效率：=1223445=0.990.9720.9940.950.96=0.7745=0.7745電動機(jī)所需功率：Pd=P/=2.58kWP=2.58kWwd查文件4表16-1采用電動機(jī)的功率為3.0kW。電動

4、機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇在常用的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min兩者之間選擇。前者的總傳動比為78.53，后者的總傳動比為52.35，前者雖然電動機(jī)轉(zhuǎn)速高、價(jià)錢低，但總傳動比大。為了能合理地分派傳動比，使傳動裝置構(gòu)造緊湊，決定采用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機(jī)。4.電動機(jī)型號確定由功率和轉(zhuǎn)速，查文件4表16-1，選擇電動機(jī)型號為：Y132S-6,其滿載轉(zhuǎn)速為960r/min，查表16-2，可得：中心高H=132mm；軸外伸軸徑D=38mm；軸外伸長度E=80mm.四、傳動比的分派計(jì)算得內(nèi)外總的傳動比i=nm/nw=50.26取V帶傳動的傳動比i13則減速器的總傳動比ii/i1=50.

5、26/3=16.75.因此，雙級圓柱齒輪減速器高速級傳動比i21.3i1.316.754.666低速級的傳動比i3i/i216.75/4.6663.590=nm/nw=50.2616.75i24.666i33.590五、傳動裝置的運(yùn)動及動力參數(shù)的選擇和計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算n=nm=960r/min4n=n/i2=205.74r/minn=n/i3=57.31r/minn=n=57.31r/min各軸的輸入功率計(jì)算P=Pd1=2.5542kWP=P23=2.453kWP=P23=2.355kWP=P13=2.309kW各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算T1=9550P1/n1=25.409NmT2=9550P2/

6、n2=113.861NmT3=9550P3/n3=392.43NmT4=9550P4/n4=384.77Nm將上述數(shù)據(jù)概括總結(jié)如下表所示。表1.各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)轉(zhuǎn)速功率轉(zhuǎn)矩軸號（r/min）（kW）（Nm）電動機(jī)輸9602.554225.490出軸高速軸205.742.453113.861中間軸57.312.355392.43低速軸57.312.309384.77傳動比i4.6663.5901六、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和軸系零零件的初步選擇減速器外部傳動鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇鏈輪齒數(shù)。鏈傳動齒數(shù)比約為3，查文件4表5-14取小鏈輪齒數(shù)z=25.1大鏈輪齒數(shù)z2iz1=75120合適。z1=

7、25（2）確定計(jì)算功率。z2iz1=75已知鏈傳動工作平穩(wěn)，采用電動機(jī)驅(qū)動，查文件4表5-11取KA=1.3,計(jì)算功率為PcKAP1.32.309=3.0kW（3）初定中心距a0，確定鏈節(jié)數(shù)Lp。Pc=3.0kW初定中心距a0=30-50p,取a0=40p。a0=40p52azzzz212p021130.02Lp22pa0取Lp=130節(jié)（取偶數(shù)）。（4）確定鏈節(jié)距p。首先確定系數(shù)KZ、KL、KP。由文件3表5-12查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)KZ=1.34；由圖5-17查得KL=1.07。選單排鏈，由表5-13查得KP=1。所需傳達(dá)的額定功率P0Pc2.092kWKZKLKP由文件3圖5-15選擇滾子

8、鏈型號為16A，鏈節(jié)距25.4mm。（5）確定鏈長和中心距。鏈長LLpp/10003.302mpz1z222Lpz1z2z2z1中心距aLp8=584.768mm4222中心距的調(diào)整量一般應(yīng)大于2p。Lp=130節(jié)P02.092kW滾子鏈型號為16A，鏈節(jié)距25.4mm。3.302ma2p225.4mm50.8mma533.968mm實(shí)際安裝中心距aaa533.968mm（6）求作用在軸上的壓力。v0.606m/sn1z1p0.606m/s鏈速vFQ=4571.8N60000工作拉力F=1000P/v=3809.8N工作平穩(wěn)，取壓軸力系數(shù)KQ=1.2，則軸上的壓力FQ=KQF1.23809.8

9、N4571.8N(7)選擇潤滑方式。滴油潤滑根據(jù)鏈速和鏈節(jié)距，按文件3圖5-16鏈傳動選擇滴油潤滑。設(shè)計(jì)結(jié)果：滾子鏈型號16A-1136GB/T1243.1-1983，鏈輪齒數(shù)z125,z275,中心距a533.968mm,壓力FQ4571.8N。選擇滴油潤滑。2高速級傳動齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算高速級主動輪輸入功率2.554kW，轉(zhuǎn)速960r/min，轉(zhuǎn)矩T=25.490Nm，齒數(shù)比1u=i1=4.762，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，每日工作16小時(shí)，預(yù)期壽命10年，由電動機(jī)驅(qū)動。（1）、選擇齒輪的材料及熱辦理方式小齒輪:45鋼,調(diào)質(zhì)辦理，齒面硬度230HBS;大齒輪:45鋼,正火辦理，齒面硬度190HBS。

10、（2）、確定許用應(yīng)力確定極限應(yīng)力Hlim和Flim許用接觸應(yīng)力Hlim1=580MPa，Hlim2=550MPa；許用彎曲應(yīng)力Flim1=220MPa，F(xiàn)lim2=210MPa。B.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)ZN，YN6N160an1t2.765109N12.765109N2N18N25.8061085.80610u查文件3圖3-18和圖3-19得，ZN1=1，ZN2=1；YN1=1，YN2=1計(jì)算許用應(yīng)力由文件3表3-4取S1,S1.4則：HminFminHlim1ZN1HP1SHmin580MPaHlim2ZN2HP2550MPaSHminFlim1YSTYN1FP1314MPaSF

11、minYYFlim2STN2FP2300MPaSFmin（3）、初步確定齒輪基本參數(shù)和主要尺寸選擇齒輪種類采用較平穩(wěn)、噪聲小、承載能力較強(qiáng)的斜齒圓柱齒輪傳動。采用8級精度初選參數(shù)初選參數(shù)：12，Z121，ZZu=214.762100，120,齒寬系數(shù)d0.9。Z121Z2=100120初步計(jì)算齒輪主要尺寸因采用電動機(jī)驅(qū)動，工作機(jī)載荷平穩(wěn)，查文件3表3-1得KA=1，因齒輪速度不高，取Kv=1.05，因?yàn)闉榉菍ΨQ布置，軸的剛性較小，取K=1.13，K=1.2，K=KAKvKK=1.424，由文件3圖3-11查得ZH2.45；表3-2查得彈性系數(shù)ZE189.8MPa;取重合度系數(shù)Z0.8;螺旋角系

12、數(shù)為：Zcoscos120.989；=HP2=550MPa，因此，有：HPd1=3ZHZEZZ22KTu1HPdu35.219mm故：mndcos35.219cos12mm1.640mm1Z121取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=2mm，則中心距0.9mn2mm7mn(Z1Z2)2(21100）a2cos12mm123.70mm2cos圓整后取a=125mm。調(diào)整螺旋角：arccosmn(z1z2)2aarccos2(21100)212514321計(jì)算分度圓直徑：d1mnZ1/cos221mm43.388mmcos14321d2mnZ2/cos2100mmcos14321206.612mm計(jì)算圓周速度：vd1n

13、1/(601000)2.181m/s計(jì)算齒寬：bdd10.943.388mm=39.05mm大齒輪：b2=40mm小齒輪：b1b2(510)mm(406)mm46mm（4）、驗(yàn)算輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算當(dāng)量齒數(shù):Z121ZV123.15cos3cos314321Z2100ZV2110.25cos3cos314321a=125mm14321d143.388mmd2206.612mm2.181m/sb2=40mmb146mm查文件3圖3-14、3-15得，齒形系數(shù)：YFa12.73，YFa22.20；應(yīng)力修正系數(shù)：YSa11.58，YSa21.80。取Y0.7，Y0.9則：82KT1F1YFa1YS

14、a1YYbd1mn56.43MPaFP12KT1F2YFa1YSa1YYbd1mn51.81MPa齒根彎曲強(qiáng)度足夠。5）、齒輪構(gòu)造設(shè)計(jì)齒頂圓直徑：da1d12ha（43.38822）mm47.388mmda2d22ha（206.61222）mm210.612mm齒根圓直徑：dd12h（43.388-21.252）mm38.388mmf1fdf2d22hf(206.61221.252)mm201.612mm關(guān)于高速軸上的小齒輪1，從鍵槽底面到齒根的距離x過小，故將其做成齒輪軸。齒輪跟軸的材料相同，均采用45鋼調(diào)質(zhì)辦理。關(guān)于中間軸上的大齒輪2，因?yàn)閐a2200mm，所以做成腹板式構(gòu)造。3低速級傳動

15、齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算低速級主動輪輸入功率2.453kW，轉(zhuǎn)速205.74r/min，轉(zhuǎn)矩T2=113.861Nm，齒數(shù)比u=i1=3.666，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，每日工作16小時(shí)，預(yù)期壽命10年，由電動機(jī)驅(qū)動。（1）、選擇齒輪的材料及熱辦理方式小齒輪:45鋼,調(diào)質(zhì)辦理，齒面硬度230HBS;大齒輪:45鋼,正火辦理，齒面硬度190HBS。（2）、確定許用應(yīng)力確定極限應(yīng)力Hlim和Flim許用接觸應(yīng)力Hlim1=580MPa，Hlim2=550MPa；許用彎曲應(yīng)力Flim1=220MPa，F(xiàn)lim2=210MPa。B.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)ZN，YNN160an1t2.765109N2N15

16、.806108u查文件3圖3-18和圖3-19得，Z=1，Z=1；Y=1，Y=1N1N2N1N2計(jì)算許用應(yīng)力由文件3表3-4取S1,S1.4則：HminFmin9Hlim1ZN1HP1580MPaSHminHlim2ZN2HP2550MPaSHminYYFlim1STN1FP1314MPaSFminFlim2YSTYN2FP2300MPaSFmin（3）、初步確定齒輪基本參數(shù)和主要尺寸選擇齒輪種類采用較平穩(wěn)、噪聲小、承載能力較強(qiáng)的斜齒圓柱齒輪傳動。采用8級精度初選參數(shù)12，Z124，ZZu=223.66688，120初選參數(shù)：,齒寬系數(shù)d0.9。初步計(jì)算齒輪主要尺寸因采用電動機(jī)驅(qū)動，工作機(jī)載荷

17、平穩(wěn)，查文件3表3-1得KA=1，因齒輪速度不高，取Kv=1.05，因?yàn)闉榉菍ΨQ布置，軸的剛性較小，取K=1.13，K=1.2，K=KAKvKK=1.424，由文件3圖3-11查得ZH2.45；表3-2查得彈性系數(shù)ZE189.8MPa;取重合度系數(shù)Z0.8;螺旋角系數(shù)為：Zcoscos120.989；HP=HP2=550MPa，因此，有：213ZHZEZZ2KTu1d=HPdu59.392mm故：d1cos59.392cos12mm2.42mmmn21Z1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=2.5mm，則中心距mn(Z1Z2)2(2488）143.13mma2mm2coscos12圓整后取a=145mm。調(diào)整螺旋

18、角：Z124Z288120d0.9mn=2.5mma=145mm10arccosmn(z1z2)2aarccos2(2488)214515525計(jì)算分度圓直徑：d1mnZ1/cos224mmcos1552562.143mmd2mnZ2/cos288mm227.857mmcos15525計(jì)算圓周速度：vdn/(601000)110.6558m/s計(jì)算齒寬：bdd10.962.143mm=55.93mm大齒輪：b2=58mm小齒輪：b1b2(510)mm(586)mm64mm4）、驗(yàn)算輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算當(dāng)量齒數(shù):ZZ12426.67V1cos3cos315525ZV2Z2883397.78co

19、scos15525查文件3圖3-14、3-15得，齒形系數(shù)：YFa12.62，YFa22.22；應(yīng)力修正系數(shù)：YSa11.62，YSa21.79。取Y0.7，Y0.9則：2KT1YFa1YSa1YYF1bd1mn95.55MPaFP12KT1YFa1YSa1YYF2bd1mn89.46MPa15525d162.143mmd2227.857mm0.6558m/sb2=58mmb164mm11齒根彎曲強(qiáng)度足夠。5）、齒輪構(gòu)造設(shè)計(jì)齒頂圓直徑：da1d12ha（62.14322.5）mm67.143mmda2d22ha（227.85722.5）mm232.857mm齒根圓直徑：df1d12hf（62.

20、143-21.252.5）mm55.893mmdf2d22hf(227.85721.252.5)mm221.607mm關(guān)于高速軸上的小齒輪1，從鍵槽底面到齒根的距離x過小，故將其做成齒輪軸。齒輪跟軸的材料相同，均采用45鋼調(diào)質(zhì)辦理。關(guān)于中間軸上的大齒輪2，因?yàn)閐a2200mm，所以做成腹板式構(gòu)造。初算軸的直徑及軸構(gòu)造的初步設(shè)計(jì)dminC3P45鋼，調(diào)質(zhì)辦理，查已知，最小軸徑的初算公式為n，軸的材料均采用得其許用應(yīng)力1b=60MPa,C=118107。1）、高速軸取C=110，則軸端直徑dminC3P11032.554mm15.24mmn960在該軸段與V帶輪相配處開有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將dmin增

21、大5%，得dmin=16.00mm,再根dmin=30mm據(jù)所選擇的聯(lián)軸器，取dmin=30mm。初步設(shè)計(jì)其構(gòu)造如下列圖所示：圖2.高速軸構(gòu)造設(shè)計(jì)（2）、中間軸取C=110，則：dminC3P11032.453mm25.13mmn205.74在該軸段與齒輪相配處開有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將dmin增大5%，得dmin=26.39mm,再根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并考慮到轉(zhuǎn)動軸承的選型，取dmin=35mm。初步設(shè)計(jì)其構(gòu)造如12下列圖所示：dmin=35mm圖3.中間軸構(gòu)造設(shè)計(jì)3）、低速軸取C=110，則：dminC3P11032.355mm37.96mmn57.31在該軸段與聯(lián)軸器相配處開有一個(gè)鍵槽，故

22、應(yīng)將dmin增大5%，得dmin=39.86mm,再根據(jù)設(shè)計(jì)手冊查標(biāo)準(zhǔn)尺寸，取dmin=50mm。初步設(shè)計(jì)其構(gòu)造如下列圖所示：dmin=50mm圖4.低速軸構(gòu)造設(shè)計(jì)初選轉(zhuǎn)動軸承根據(jù)傳動特點(diǎn)：載荷平穩(wěn)，低載低速，初選圓錐滾子軸承，選擇型號結(jié)果如下表所示。表2.軸承代號及其尺寸性能軸種類軸承代號dDTBCCr/kNC0r/kN轉(zhuǎn)動軸承選型結(jié)果：高速軸30207357218.25171554.263.5高速軸：中間軸30208408019.75181663.074.030207低速軸302126011023.752219102130中間軸：30208低速軸：由于齒輪圓周速度有大于2m/s，所以這三對

23、圓錐滾子軸承均采用油潤滑。3021213七、聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算高速軸與電動機(jī)機(jī)之間的聯(lián)軸器因?yàn)檩S的轉(zhuǎn)速較高，啟動頻繁，載荷有變化，宜采用緩沖性較好，同時(shí)擁有可移性的彈性圓柱銷聯(lián)軸器。計(jì)算轉(zhuǎn)矩，根據(jù)文件3表9-2，取工作情況系數(shù)KA=1.5，則：TcaKAT11.525.490Nm38.235NmTcaKAT31.5384.77Nm577.155Nm查表，選擇聯(lián)軸器型號：LX3。其主要尺寸如下表所示：表3.GICL3型鼓形齒式聯(lián)軸器主動端基本尺寸型號軸孔種類鍵槽種類d1LD2LX3Y型A型308238LX5Y型A型5011255八、鍵連結(jié)的選擇及計(jì)算1.高速軸間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算高速軸連結(jié)處軸頸d=

24、30mm,初步采用A型鍵，采用45鋼調(diào)質(zhì)辦理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力P為125150Mpa，取P=135MPa。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺寸：寬度b=8mm，高度h=7mm。該軸段長度l=82mm，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長L=70mm，其有效長度為l=L-b=74mm。高速軸上傳達(dá)的轉(zhuǎn)矩T1=25.490Nm，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：4T425.490PP0.0300.007Pa6.56MPadhl0.074該鍵知足強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。中間軸與其上大齒輪間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算中間軸上大齒輪與中間軸連結(jié)處軸頸d=44mm,初步采用A型鍵，采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力P為125150Mpa

25、，取P=135MPa。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺寸：寬度b=12mm，高度h=8mm。該軸段長度l=38mm，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長L=32mm,其有效長度為l=L-b=16mm。中間軸上傳達(dá)的轉(zhuǎn)矩T2=113.861Nm，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：4T4113.86180.87MPaPPdhl0.044Pa0.0080.016故該鍵知足強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。低速軸與其上大齒輪間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算低速軸上大齒輪與低速軸連結(jié)處軸頸d=65mm,初步采用B型鍵，采用45鋼調(diào)質(zhì)辦理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力P為125150Mpa，取P=135MPa。查標(biāo)準(zhǔn)得其公聯(lián)軸器:LX3錯(cuò)誤！未找到引用源。Y3082Y3

26、882LX5Y50112Y55112GB/T50141993高速軸間鍵：鍵8X70GB/T1096中間軸與其上大齒輪間鍵：鍵12X32GB/T109614稱尺寸：寬度b=18mm，高度h=11mm。該軸段長度l=55mm，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長L=50mm,其有效長度為l=L-b=32mm。低速軸上傳達(dá)的轉(zhuǎn)矩T=392.43Nm，由此可得該4鍵所受擠壓應(yīng)力為：4T4392.4368.61MPaPPdhl0.065Pa0.0110.032低速軸與工作機(jī)間鍵的設(shè)計(jì)與計(jì)算工作機(jī)與低速軸連結(jié)處軸頸d=50mm,初步采用A型鍵，采用45鋼調(diào)質(zhì)辦理，在靜載荷下其許用擠壓應(yīng)力P為125150Mpa，取P=13

27、5MPa。查標(biāo)準(zhǔn)得其公稱尺寸：寬度b=14mm，高度h=9mm。該軸段長度l=112mm，故根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可取鍵長L=110mm，其有效長度為l=L-b=96mm。低速軸上傳達(dá)的轉(zhuǎn)矩T4=384.77Nm，由此可得該鍵所受擠壓應(yīng)力為：低速軸與其上大齒輪間鍵：鍵18X50GB/T1096低速軸與工作機(jī)間鍵：鍵14X110GB/T10964T4384.77PP0.050Pa35.63MPadhl0.0090.096該鍵知足強(qiáng)度條件，其設(shè)計(jì)是合理的。九、軸的強(qiáng)度校核計(jì)算高速軸1）、計(jì)算齒輪受力齒輪1的圓周力：2T1225.4901175NFt1N1175Nd10.043388Ft1齒輪1的徑向力：Fr1

28、Ft1tann1175tan20N442Ncoscos14321齒輪1的軸向力：Fr1442NFa1Ft1tan2786.5tan14321N305NFa1305N（2）、畫受力簡圖假定帶輪壓軸力的方向垂直向下，軸的轉(zhuǎn)向向右看為順時(shí)針方向，齒輪嚙合點(diǎn)的位置在上方，關(guān)于零件作用于軸上的散布力或轉(zhuǎn)矩均看作集中載荷作用于軸上零件寬度的中點(diǎn)（后邊的受力解析均作此假定），則根據(jù)斜齒圓柱齒輪傳動的受力解析方法可知各分力的方向如下列圖。進(jìn)而可進(jìn)一步作出其彎矩圖和扭矩圖。15圖5.高速軸的受力解析3）、計(jì)算支反力鉛垂面內(nèi)支反力：Fad1/2Fr122342NRVA52122RVBFrRVA442342N100

29、N342N水平面內(nèi)支反力：RVAFt122824NRVB100NRHA52+122RHA824N（4）、計(jì)算軸的彎矩，并畫出彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖RHB824N16（5）、計(jì)算當(dāng)量彎矩軸單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，為安全起見，將其轉(zhuǎn)矩看作脈動循環(huán)變化，取=0.6，則：齒輪所在截面左截面：McaM水2平+M豎2直(T)2182522+177842(0.615294)2Nmm37248Nmm（6）、校核彎、扭合成強(qiáng)度Mca解析可知，齒輪所在截面的左截面當(dāng)量彎矩最大，屬于危險(xiǎn)截面，此處軸頸37248Nmmd=43.388mm,其抗彎模量W=0.1d3由此可得，軸上該地方受彎曲應(yīng)力為：Mca372481b60MPac

30、aW8168MPa4.6MPa4.6MPa顯然，軸的強(qiáng)度特別足夠。進(jìn)而該軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)合理。ca中間軸1）、計(jì)算齒輪受力齒輪2的圓周力：2T2Ft23750Nd2齒輪2的徑向力：tannFr2Ft2cos1414N齒輪2的軸向力：Fa2Ft2tan1011N2）、畫受力簡圖按照前面所作假定，可畫出中間軸的受力如下列圖所示。圖6.中間軸的受力解析Ft23750NFr21414NFa21011N17鉛垂面內(nèi)支反力：RVA205NRVBFrRVA767N水平面內(nèi)支反力：RVA205NRHA2370NRHBFtRHA2555NRVB767N（4）、計(jì)算軸的彎矩，并畫出彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖RHA2370NRHB

31、2555N18（5）、計(jì)算當(dāng)量彎矩軸單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，為安全起見，將其轉(zhuǎn)矩看作脈動循環(huán)變化，取=0.6，則：22(T)2222170854NmmMcaM水平+M豎直15277+155855(0.6113860)NmmMca（6）、校核彎、扭合成強(qiáng)度170854Nmm解析可知，齒輪所在截面的左截面當(dāng)量彎矩最大，屬于危險(xiǎn)截面，此處軸頸d=43.388mm,其抗彎模量W=0.1d3由此可得，軸上該地方受彎曲應(yīng)力為：caMca170854MPa7.4MPa1b60MPaW23833顯然，軸的強(qiáng)度特別足夠。進(jìn)而該軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)合理。ca=7.4MPa2.低速軸1、畫受力簡圖按照前面所作假定，可畫出中間軸

32、的受力如下列圖所示。鉛垂面內(nèi)支反力：RVA-148NRVBFrRVA1562N水平面內(nèi)支反力：RVA-148NRHAHBFtRHA2507NRVB1562N1243NR（4）、計(jì)算軸的彎矩，并畫出彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖RHA1243NRHB2507N19（5）、計(jì)算當(dāng)量彎矩軸單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，為安全起見，將其轉(zhuǎn)矩看作脈動循環(huán)變化，取=0.6，則：McaM水2平+M豎2直(T)21553752+968442(0.6392430)2Nmm298263Nmm6）、校核彎、扭合成強(qiáng)度解析可知，齒輪所在截面的左截面當(dāng)量彎矩最大，屬于危險(xiǎn)截面，此處軸頸d=43.388mm,其抗彎模量W=0.1d3由此可得，軸上

33、該地方受彎曲應(yīng)力為：Mca1b60MPaca14MPaW顯然，軸的強(qiáng)度特別足夠。進(jìn)而該軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)合理。十、轉(zhuǎn)動軸承壽命的校核計(jì)算高速軸上圓錐滾子軸承的壽命校核軸承的支撐受力如圖8所示，由軸的受力易知：圖8.高速軸上軸承支撐受力Fa305NFr1R2RHA2892NVAFr2RVB2RHB2365N關(guān)于30207型軸承，查得：e=0.37，Y=1.6，由此可求得其派生軸向力為：Fr1S1279N2YMca298263Nmm=14MPaca20S2Fr2114N2Y兩軸承為正裝，且S1S2+Fa，故有：Fa2S2576N，F(xiàn)a1S2Fa419N因?yàn)樵诤推椒€(wěn)，故取載荷系數(shù)fP=1.1，關(guān)于軸承1，

34、有：Fa14190.469e，故有：Fr1892P1fP(0.4Fr1YFa1)1130N又，關(guān)于軸承2，有：Fa2e，故有：Fr2P2fPFr21.1365N402N因P1P2，故按軸承1計(jì)算其壽命。其基本額定負(fù)荷C系數(shù)取為ft=1，滾子軸r=54.2承的壽命指數(shù)=10/3，則中間軸上軸承壽命為Lh106ftCr6.8106h年10年60n1P11431L1431年故，高速軸30207圓錐滾子軸承是適用的。中間軸上圓錐滾子軸承的壽命校核軸承的支撐受力如圖8所示，由軸的受力易知：圖8.高速軸上軸承支撐受力Fa706NFr1R2RHA22379NVAFr2R2RHB22668NVB21關(guān)于302

35、08軸承，查得：e=0.37，Y=1.6，由此可求得其派生軸向力為：Fr1S1743N2YFr2S2834N2Y兩軸承為正裝，且S1S2+Fa，故有：Fa2S2834N，F(xiàn)a1S2Fa743N因?yàn)樵诤推椒€(wěn)，故取載荷系數(shù)fP=1.1，關(guān)于軸承1，有：Fa111390.479e，故有：Fr11379P1fP(0.4Fr1YFa1)3051N又，關(guān)于軸承2，有：Fa2e，故有：Fr2P2fPFr21.12668N2935N因P1P2，故按軸承1計(jì)算其壽命。其基本額定負(fù)荷C取為ft=1，滾子軸承的r=63壽命指數(shù)=10/3，則中間軸上軸承壽命為Lh106ftCr1.9106h410年10年60n1P1

36、故，中間軸30208錐滾子軸承是適用的。L410年低速軸上圓錐滾子軸承的壽命校核軸承的支撐受力如圖8所示，由軸的受力易知：Fa1011NFr1R2RHA21252NVAFr2R2RHB22954NVB22關(guān)于30212軸承，查得：e=0.4，Y=1.5，由此可求得其派生軸向力為：Fr1S1417N2YFr2S2985N2Y兩軸承為正裝，且S1+FaS2，故有：Fa1S1417N，F(xiàn)a2S1Fa1428N因?yàn)樵诤推椒€(wěn)，故取載荷系數(shù)fP=1.1，關(guān)于軸承1，有：Fa1e，故有：Fr1P1fPFr11.11252N1377N又，關(guān)于軸承2，有：Fa114280.483e，故有：Fr12954P2fP

37、(0.4Fr2YFa2)3656N因P2P1，故按軸承2計(jì)算其壽命。其基本額定負(fù)荷C取為ft=1，滾子軸承的r=102壽命指數(shù)=10/3，則中間軸上軸承壽命為Lh106ftCr19.7106h4112年年60n1P110故，低速軸30212圓錐滾子軸承是適用的。L4112年十一、潤滑和密封齒輪的潤滑由于齒輪的圓周速度較小，均小于12m/s，故采用油池浸油潤滑。由于低速軸上大齒輪圓周速度較低，浸油深度可達(dá)1/61/3的齒輪半徑，故主要考慮中間軸上大齒輪的浸油深度。中間軸上大齒輪的齒高較小，故使其浸油深度為10mm。齒輪齒面硬度為280350HBS，圓周速度1-2.5m/s，查得其潤滑油粘度薦用值

38、為2轉(zhuǎn)動軸承的潤滑由于齒輪圓周速度大于2m/s，故采用飛濺潤滑，飛濺的有一部分直接濺入軸承，一部分先濺到箱壁上，然后再順著箱蓋的內(nèi)壁流入箱座的輸油溝中，經(jīng)軸承端蓋上的缺口進(jìn)入軸承。密封本減速器中的密封只假如指軸承透蓋與軸之間采用氈圈油封，根據(jù)其軸頸分別采用氈圈30JB/ZQ4606和氈圈55JB/ZQ4606。軸承座與軸承蓋間用密封墊圈密封。23十二、箱體及附件的構(gòu)造設(shè)計(jì)和選擇箱體減速器的箱體采用鑄造（HT150）制成，采用剖分式構(gòu)造。為使機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體加肋。考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱，采用浸油潤滑，同時(shí)為了防備油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于40mm。鑄件壁厚為8，圓

39、角半徑為R=5。機(jī)體外型簡單，拔模方便。軸承蓋與套杯均采用凸緣式軸承蓋，其詳細(xì)尺寸（見裝配圖上所示）依構(gòu)造而定。視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動零件嚙合區(qū)的地點(diǎn)，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作。根據(jù)減速器中心距選擇其詳細(xì)尺寸，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6螺釘緊固（詳細(xì)構(gòu)造參照裝配圖）。油面指示器采用油標(biāo)尺。油標(biāo)位在便于察看減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺布置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出。油標(biāo)尺中心線與水平面呈45或大于45角，并注意加工游標(biāo)尺凸臺和安裝游標(biāo)尺時(shí)，不與箱體凸緣或吊鉤相干

40、預(yù)，詳細(xì)構(gòu)造見裝配圖。通氣孔由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡。本減速器采用通氣罩。啟蓋螺釘啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機(jī)蓋聯(lián)絡(luò)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，省得損壞螺紋。定位銷為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)絡(luò)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度。吊鉤在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體.油螺塞放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他零件湊近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。箱體

41、詳細(xì)各部分的尺寸大小如表4所示：箱座壁厚8mm箱蓋壁厚18mm箱座凸緣壁厚b12mm箱蓋凸緣壁厚b112mm24箱座底凸緣壁厚b2軸承蓋螺釘直徑窺視孔螺釘直徑定位銷直徑大齒頂圓與箱體內(nèi)壁距離1齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離2箱座箱蓋上的肋板厚地腳螺釘直徑與數(shù)目通孔直徑沉頭座直徑底座凸緣尺寸軸承旁連結(jié)螺栓直徑軸承旁連結(jié)螺栓通孔直徑軸承旁連結(jié)螺栓沉頭座直徑軸承旁連結(jié)螺栓凸緣尺寸連結(jié)螺栓連結(jié)螺栓箱座、箱蓋的連結(jié)螺栓直徑箱座、箱蓋的連結(jié)螺栓通孔直徑箱座箱蓋的連結(jié)螺栓沉頭座直徑箱座箱蓋的連結(jié)螺栓凸緣尺寸20mm8mm6mm6mmmmmmm7，m17df16mm，n6df=20mmD045mmC125mm，C223mmd112mmd13.5mmD=26mmC120mm,C216mmd210d11mmD=22C118mm,C214mm十三、設(shè)計(jì)小結(jié)紙上學(xué)來終覺淺，絕知此事要躬行。經(jīng)過三個(gè)星期的“實(shí)戰(zhàn)操練”，我收獲了好多?；蛟S每個(gè)男孩都有一個(gè)設(shè)計(jì)師的夢想，我也是抱著這樣一個(gè)夢想長大的?？墒?，想像很美好，現(xiàn)實(shí)卻很殘忍。從前我只看到了設(shè)計(jì)師表面上的鮮光明麗，這一次，我終于意會到了那一抹光環(huán)背后的凄涼難過。在沒有任何設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的條件下，我們迎來了這次課程設(shè)計(jì)。整整18天，我都陶醉在這孤單、頻頻的設(shè)計(jì)之中，算了又畫，畫了又改，改了再算，就是在這不斷重復(fù)的過程中，