圓錐齒輪圓柱齒輪減速器(內(nèi)含裝配圖和零件圖)

1、目錄.第 1 章 選擇電動(dòng)機(jī)和計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù) 電動(dòng)機(jī)的選擇 計(jì)算傳動(dòng)比： 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速： 計(jì)算各軸的輸入功率： 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 1.11.21.31.41.5第 2 章 齒輪設(shè)計(jì) 2.1 高速錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 2.2 低速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 第 3 章 設(shè)計(jì)軸的尺寸并校核。 軸材料選擇和最小直徑估算 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的校核 3.3.1 高速軸 3.3.2 中間軸 3.3.3 低速軸 第 4 章 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 4.1.1 輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算 4.1.2 中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算 4.1.3 輸出軸滾動(dòng)軸承計(jì)算 第 5 章 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 5.1 輸入軸鍵計(jì)算 5.2 中間軸鍵計(jì)算 5.

2、3 輸出軸鍵計(jì)算 第 6 章 聯(lián)軸器的選擇及校核 6.1 在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號(hào)。6.2 聯(lián)軸器的校核 第 7 章 潤滑與密封 第 8 章 設(shè)計(jì)主要尺寸及數(shù)據(jù) 第 9 章 設(shè)計(jì)小結(jié) 第 10 章 參考文獻(xiàn)： 3.13.23.3. 3. 3. 4. 4. 5. 5. 5. 513191920. 25252729333335363838383839393939404142機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目 ： 帶式運(yùn)輸機(jī)圓錐 圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)內(nèi)容 ：（1）設(shè)計(jì)說明書（一份）（2）減速器裝配圖（ 1 張）（3）減速器零件圖（不低于 3 張系統(tǒng)簡(jiǎn)圖：原始數(shù)據(jù) ：運(yùn)輸帶拉力 F=2400N，運(yùn)輸帶速

3、度1.5m s ，滾筒直徑 D=315mm,使用年限 5 年工作條件 ：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，兩班制。環(huán)境最高溫度 350C；允許運(yùn)輸帶速 度誤差為 5%，小批量生產(chǎn)。設(shè)計(jì)步驟：傳動(dòng)方案擬定由圖可知，該設(shè)備原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置為減速器，工作機(jī)為帶型運(yùn)輸設(shè)備 減速器為兩級(jí)展開式圓錐圓柱齒輪的二級(jí)傳動(dòng)，軸承初步選用圓錐滾子軸承。 聯(lián)軸器 2、8 選用彈性柱銷聯(lián)軸器。第 1章 選擇電動(dòng)機(jī)和計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù)電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算帶式運(yùn)輸機(jī)所需的功率： Pw = FwVw =2400 1.5 =3.6kww 1000 1000各機(jī)械傳動(dòng)效率的參數(shù)選擇： 1 =0.99（彈性聯(lián)軸器）， 2 =0.98（圓錐

4、 滾子軸承）， 3 =0.96（圓錐齒輪傳動(dòng)）， 4=0.97（圓柱齒輪傳動(dòng)）， 5 =0.96 （卷筒） .所以總傳動(dòng)效率： = 12 24 3 4 5=0.992 0.984 0.96 0.97 0.96=0.808P 3.6計(jì)算電動(dòng)機(jī)的輸出功率： Pd = w = 3.6 kw 4.4547kwd 0.808確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：查表選擇二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比合理范圍i =825（華南理工大學(xué)出版社 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 第二版朱文堅(jiān) 黃 平 主 編 ） ， 工 作 機(jī) 卷 筒 的 轉(zhuǎn) 速nw =60 1000v w d60 1000 1.5603.1140003151.5=90.95r/m

5、in ，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為nd i nw （8 25） 90.95 （727.6 2273.75）r / min 。則電動(dòng)機(jī)同步 轉(zhuǎn)速選擇可選為 750r/min，1000r/min ，1500r/min?？紤]電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng) 裝 置 的 尺 寸 、 價(jià) 格 、 及 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 和 滿 足 錐 齒 輪 傳 動(dòng)比 關(guān) 系i 0.25i 且 i 3 ），故首先選擇 1000r/min，電動(dòng)機(jī)選擇如表所示 表1型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速軸徑伸出長啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/kwr/minD/mmE/mm額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132M2-65.5960421102.02.01.2計(jì)算傳動(dòng)比：2.nm 960總傳動(dòng)比：

6、i m 10.555n w 90.953.傳 動(dòng) 比 的 分 配 ： i i i ， i 0.25i = 0.25 10.555 2.64 3 ， 成 立i 10.555i =4i 2.641.3計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速：軸 n n m 960r/min軸 n n 960 363.6r/min i 2.64軸 n n 363.6 90.9r/mini4i41.4 計(jì)算各軸的輸入功率：軸 P Pd 1 4.4547 0.99 4.41kw軸 P P 2 3 4.41 0.98 0.96 4.149kw軸 P P 2 4 =4.149 0.98 0.97=3.944kw卷筒軸 P卷 P 2 1 3.944

7、0.98 0.99 3.826kw1.5 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩P4.4547電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 Td 9.55 106 d 9.55 1064.4315 104 N mmnm960故軸 T Td 1 4.4315 0.99 10 4 4.387 10 4 N mm軸 T T 2 3i 4.387 0.98 0.96 2.644 104 1.09 105 N mm軸 T T 2 4i 1.09 0.98 0.97 4 105 4.1436 105 N mm卷筒軸 T卷 T 2 1 4.1436 0.98 0.99 105 4.0196 105 N mm第2章 齒輪設(shè)計(jì)高速錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（二）選定高速

8、級(jí)齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)按傳動(dòng)方案選用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)輸送機(jī)為一般工作機(jī)械，速度不高，故選用 8 級(jí)精度。材料選擇 由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編 著的教材 表 101 選擇小齒輪材料和大齒輪材料如下： 表2齒輪型材料牌熱處理方強(qiáng)度極限屈服極限硬度（ HBS）平均硬度號(hào)號(hào)法B /MPaS /MPa齒芯 部齒面部（HBS）小齒輪45調(diào)質(zhì)處理650360217255240大齒輪45正火處理580290162217200二者硬度差約為 40HBS比 u z2 50 2.6319z15. 確定當(dāng)量齒數(shù) u cot 1 tan 2 2.631 20.822 ， 2 69.

9、178zv1z119cos 1 0.9347 20.30 ， zv2z250cos 2 0.3554140.70 。4. 選擇小齒輪齒數(shù) z1 19，則： z2 i z1 2.64 19 50.1，取 z2 50 。實(shí)際齒（三）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)d1t 2.92R 1 0.5 R 2 uKT1確定公式內(nèi)的數(shù)值1)試選載荷系數(shù) K t 1.32)教材表 106 查得材料彈性系數(shù) ZE 189.8MPa 2大小齒輪均采用鍛鋼）3)小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 T 4.387 104 N mm4)錐齒輪傳動(dòng)齒寬系數(shù) 0.25 R b 0.35，取 RR0.3。5)教 材 10 21d 圖 按 齒 面 硬 度

10、查 得 小 齒 輪 的 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 極 限Hlim1 570 MP a ；1021c 圖按齒面硬度查得大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim2390MP a 。6)按式（1013）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1 60n1jLh 60 960 1 2 8 365 5 1.682 109 ；N2N1 1.682 109 u86.4 1082.637)查教材 1019 圖接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1 0.91， KHN2 0.96。8) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 H 取失效概率為 1%，安全系數(shù)為 S=1，則 H 1= KHN1S Hlim1 0.91 570 518.7MPaH 2KHN2S Hlim2 0.

11、96 3 90 3 7 .44MPa取 H 374.4MP a計(jì)算計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1 (由于小齒輪更容易失效故按小齒輪設(shè)計(jì))KT12 R 1 0.5 R u2.92 計(jì)算齒寬 b及模數(shù) m 189.8 2 1.3 4.387 104374.4 0.3 1 0.5 0.3 2 2.63=86.183 mm計(jì)算圓周速度d1mt d1t 1 0.5 R 73.256mmd1mtn60 10003.14 73.256 960600003.68m / sb RR d1t R285.130 0.332.642 1239.654mmmnt d1t 85.130 3.40 52mm z125齒高 h

12、2.25mnt 2.25 3.4052 7.6617mmb 39.6 5 45.1 7 5 6h 7.6 6 1 7計(jì)算載荷系數(shù) K 由教材 102 表查得：使用系數(shù)使用系數(shù) K A=1；根據(jù)v=3.68m/s 、8級(jí)精度按第一級(jí)精度，由 108圖查得：動(dòng)載系數(shù) KV =1.22； 由 103表查得：齒間載荷分配系數(shù) K =KHKF 1 ；取軸承系數(shù) KH be=1.25 ，齒向載荷分布系數(shù) K =KHKH =KH be 1.5 1.875所以： K K AKV KH KH 1 1.22 1 1.875 2.2875按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑3 K 3 2.2875d1 d1t86.1

13、83 104.046mm1 1t K t 1.3就算模數(shù)：d1 104.046mn 5.476 mmz1 19按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)m 3 4KT1YFaYSaR 1 0.5 R 2z1 u2 1 F確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷 K KAKVKF K F 1 1.22 1 1.875 2.2875查取齒數(shù)系數(shù)及應(yīng)了校正系數(shù) 由教材 105 表得： YFa1 2.788 ，YSa1 1.553 ； YFa2 2.148 ，YSa2 1.822教材 10 20圖 c按齒面硬度查得小齒輪的彎曲疲勞極限FE1 400MPa；教 材 10 20 圖 b 按 齒 面 硬度 查 得 大 齒 輪 的彎 曲 疲 勞 強(qiáng)

14、度 極限 FE2 320 MP a 。教材 1018 圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1 0.85， K FN 2 0.88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 。F1K FN1 FE1S0.85 4001.4243MPaF2K FN 2 FN2S0.88 3201.4201.14MPaYY計(jì)算大小齒輪的 YFaYSa 并加以比較，YFa1YSa12.788 1.553F 1 = 2430.01783， YFa2YSa2 2.148 1.822， F 2 201.140.01946，大齒輪的數(shù)值大。計(jì)算(按大齒輪)3 4KT1 YFaYSam t 2 2R 1 0.5 R 2z1

15、2 u2 1 F43 4 2.2875 4.387 104= 2 0.019460.3 1 0.5 0.3 2 192 2.632 1=3.286mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞計(jì)算的模 m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的模數(shù)，又有 齒輪模數(shù) m的大小要有彎曲強(qiáng)度覺定的承載能力， 而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能 力僅與齒輪直徑有關(guān)。所以可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 2.698 mm 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m n 5 mm(摘自機(jī)械原理教程第二版清華大學(xué)出版社4.11 錐齒輪模數(shù)(摘自 GB/T12368 1990) )，而 按 接 觸 強(qiáng) 度 算 得 分 度 圓 直 徑 d1 =104.046mm 重 新

16、修 正 齒 輪 齒 數(shù) ， z1 d1 104.046 20.92 , 取整 z1 21，則 z2 i1z1 2.64 21 55.44 ，為了使各個(gè)相m n5嚙合齒對(duì)磨損均勻，傳動(dòng)平穩(wěn)， z2與z1一般應(yīng)互為質(zhì)數(shù)。故取整 z2 56 。則實(shí)際傳動(dòng)比 i 1 z2z1565261 2.677，與原傳動(dòng)比相差 1.2%，且在 5% 誤差范圍內(nèi)(五)計(jì)算大小齒輪的基本幾何尺寸1.分度圓錐角：1) 小齒輪z21 arccot 2 20.556 z12) 大齒輪2 90 1 90 20.556 69.4442.分度圓直徑：1) 小齒輪d1 mnz1 5 21 105mm2) 大齒輪d2 mn z2 5

17、 56 280mm3.齒頂高 haha mn 1 5mm 5mman4.齒根高 hfha c mn 1 0.2 5mm 6mm5.齒頂圓直徑：1) 小齒輪da1 d1 2hacos 1 105 2 5 0.9363 114.363mm2) 大齒輪da2 d2 2hacos 2 280 2 5 0.3511 283.511mm5)校核分度圓直徑=2.922189.8374.4YFa1YSa1 = 2.708 1.572F 1 = 2430.017518YFa2YSa2F22.138 1.837201.140.019526齒根圓直徑：小齒輪df 1d12hf cos 11052 6 0.9363

18、93.764mm大齒輪df2d22hf cos 2802 6 0.3511 275.787mm錐距 Rmzmz12 z222.344 4.387 1040.3 1 0.5 0.3 2 2.677=98.780212 562 149.520mm2sin 2 1 2 2齒寬 bRR0.3149.52044.856mm ，(取整) b=45mm。則：圓整后小齒寬 B1 45mm ，大齒寬 B2 45mm 。9. 當(dāng)量齒數(shù) zv1 1 2122.429 ， zv22 56 159.499cos 1 0.9363 cos 2 0.3511m 3.14 510. 分度圓齒厚 s 7.85mm2211. 修

19、正計(jì)算結(jié)果：1) 由教 材 10 5 表 查得 ： YFa1 2.708 ， YSa1 1.572 ； YFa2 2.138 ，YSa2 1.837 。2) vd1n3.14 105 960 5.27m/s ，再根據(jù) 8 級(jí)精度按教材 10860 1000 60000圖查得：動(dòng)載系數(shù) KV =1.25；由 10 3 表查得：齒間載荷分配系數(shù)K = KH KF 1 ； 取 軸 承 系 數(shù) KH be =1.25 ， 齒 向 載荷 分 布 系數(shù)K =KHKH =KH be 1.5 1.875KK AKV KH KH 1 1.25 1 1.875 2.3444)大齒輪的數(shù)值大，按大齒輪校核4KT16

20、) m nYFaYSaR 1 0.5 R 2 z12 u2 1 F44 2.344 4.387 10 42 0.0195260.3 1 0.5 0.3 2 212 2.677 2 1=3.08mm實(shí)際 d1 105mm ，mn 5mm ，均大于計(jì)算的要求值，故齒輪的強(qiáng)度足夠。（六）齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪 1 由于直徑小，采用實(shí)體結(jié)構(gòu)；大齒輪 2 采用孔板式結(jié)構(gòu)， 結(jié)構(gòu)尺寸按經(jīng)驗(yàn)公式和后續(xù)設(shè)計(jì)的中間軸配合段直徑計(jì)算，見下表；大齒輪 2 結(jié)構(gòu) 草圖如圖。高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的尺寸見表大錐齒輪結(jié)構(gòu) 草圖表 3 大錐齒輪結(jié)構(gòu)尺寸名稱結(jié)構(gòu)尺寸及經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值錐角arctanz 2z169.444錐距R149.5

21、20mm輪緣厚度e 3 4mn 10mm16mm大端齒頂圓直徑da283.511mm榖空直徑 D由軸設(shè)計(jì)而定50mm輪轂直徑 D1D1 1.6D80mm輪轂寬度 LL 11.2 D取 55mm腹板最大直徑 D0由結(jié)構(gòu)確定188mm板孔分布圓直徑D2D0 D1D22134mm板孔直徑 d0由結(jié)構(gòu)確定24mm腹板厚度 CC 0.1 0.17 R 10mm18mm表 4 高速級(jí)錐齒輪傳動(dòng)尺寸名稱計(jì)算公式計(jì)算值法面模數(shù)mn5 mm錐角120.556269.444齒數(shù)z121z256傳動(dòng)比i12.667d1105mm分度圓直徑d2280mm齒頂圓直徑da1 d1 2h acos 1114.363mmda

22、2 d2 2h a cos 2283.511mm齒根圓直徑df1 d1 2hf cos 193.764mmdf2 d2 2hf cos 2275.787mm錐距mz m 2 2149.520mmRz1z22sin 2 1 2齒寬B1B245mm45mm低速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)( 七 ) 選定齒輪類型精度等級(jí)材料及齒數(shù)按傳動(dòng)方案選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。經(jīng)一級(jí)減速后二級(jí)速度不高，故用 8 級(jí)精度。齒輪材料及熱處理小齒輪選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，平均硬度為 240HBS，大齒輪材料為 45剛正火，平均硬度 為 200HBS，二者材料硬度差為 40HBS。齒數(shù)選擇選小齒輪齒數(shù) z3 19 ，根據(jù)傳動(dòng)比 i2 4

23、 ，則大齒輪齒數(shù) z4 z3i2 19 4 76，取z2 =76。實(shí)際傳動(dòng)比 u2 4選取螺旋角。初選螺旋角 =14二) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)d1t2KtT1u 1 (ZH ZE)2u H N2N16.37 108 9481.59 108 ； )則 H 1= K HN1 Hlim1 0.97 570 552.9 MP aKHN2 Hlim2 0.98 39 0 3 8 .22MP a552.9 382.2 467.55MPa33.6mm，取聯(lián)軸器孔直徑為 35mm，軸 孔長度 L 聯(lián)=82mm，Y型軸孔， A型鍵，聯(lián)軸器從動(dòng)端代號(hào) LX3 33*82GB/T50142003，相 應(yīng)的軸段1 的直

24、徑 d1=35mm。其長度略小于孔寬度，取 L1=80mm半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7。k6（ 3）軸承與軸段3 和5 的設(shè)計(jì) 在確定軸段3 的軸徑時(shí)，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及 密封圈的尺寸。 若聯(lián)軸器采用軸肩定位，其值最終由密封圈確定該處軸的圓周速度均 小于 3m/s，可選用氈圈油封，查表初選氈圈。考慮該軸為懸臂梁，且有軸向力的作用， 選用圓錐滾子軸承， 初選軸承 33010，由表得軸承內(nèi)徑 d=50mm，外徑 D=90m，m寬度 B=20mm， 內(nèi)圈定位直徑 da=58mm，軸上力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離故 d3=50mm，聯(lián)軸器定位軸套 頂?shù)捷S承內(nèi)圈端面，則該處軸段長度應(yīng)略短于軸承內(nèi)圈寬度

25、，取L3=24mm。該減速器錐 齒輪的圓周速度大于 2m/s，故軸承采用油潤滑，由齒輪將油甩到導(dǎo)油溝內(nèi)流入軸承座中。 通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，則 d5=50mm，其右側(cè)為齒輪 1 的定位軸套， 為保證套筒能夠頂?shù)捷S承內(nèi)圈右端面，該處軸段長度應(yīng)比軸承內(nèi)圈寬度略短，故取 L5=24mm，軸的配合為公差為 k6。（4）由箱體結(jié)構(gòu)， 軸承端，裝配關(guān)系，取端蓋外端面與聯(lián)軸面間距 L=30, 故去 L2 =45mm, 又根據(jù)大帶輪的軸間定位要求以及密封圈標(biāo)準(zhǔn)，取 d2 =40mm。（5）齒輪與軸段的設(shè)計(jì)， 軸段上安裝齒輪， 小錐齒輪處的軸段采用懸臂結(jié)構(gòu)， d6 =40mm，L6 =63mm。選

26、用普通平鍵 14 9 45mm,小錐齒輪與軸的配合為 H7 。n6（6）因?yàn)?d4 為軸環(huán)段，應(yīng)大于 d3 ，所以取 d4 =60mm，又因?yàn)檠b配關(guān)系箱體結(jié)構(gòu)確定 L4 =110mm。列表軸段dL135mm80mm240mm40mm350mm24mm460mm110mm550mm24mm640mm63mm3.2.2 中間軸直徑長度確定軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體采用剖分式結(jié)構(gòu)， 該減速器發(fā)熱小，軸不長，故 軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序，從最 細(xì)處開始設(shè)計(jì)軸段1 及軸段5 的設(shè)計(jì)該軸段上安裝軸承， 此段設(shè)計(jì)應(yīng)與軸承的選擇設(shè)計(jì)同步進(jìn)行?？紤]到齒輪上作用較大的

27、軸向力和圓周力，選用圓錐滾子軸承。軸段 1 及軸段5 上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又符合軸承內(nèi)徑系列。根據(jù)dmin=45mm，取軸承30209 ， 由 表 得 軸 承 內(nèi) 徑 d=45mm， 外 徑 D=85mm，寬 度 B=19mm， 故 d1=45mm，L1 B 1 (b3 L4 ) =42mm。通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)， 則 d5=45mm，L1 B 1 (b2 L2) =40mm。軸的配合為公差為 m6。齒輪軸段2 與軸段4 的設(shè)計(jì)軸段2 上安裝齒輪 3 ，軸段4 上安裝齒輪 2 。為于齒輪的安裝， d2和 d4應(yīng)略大于 d1和 d5，選 d 2=50mm，d5 =6

28、0mm。由于齒輪的直徑比較小， 采用齒輪軸，其右端采用軸肩定位， 左端采用套筒固定，齒輪 2 輪廓的寬度范圍為(1.2 1.5 ) d4=72 90mm，取其輪轂寬度 l4 74mm，其左端采用軸肩定位，右端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面， 軸段2 長度應(yīng)比齒輪 2的輪轂略短， 故 L2 =55mm。H7n6選用普通平鍵 14 9 45mm 大錐齒輪與軸的配合為 H7 。軸段3 的設(shè)計(jì) 該段位中間軸上的兩個(gè)齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為（ 0.07 0.1)d 2=3.5 5mm，所以可得 d3 =57mm， L3 Bx L4 2 1 b3 =20mm。軸段dL145mm42mm2

29、50mm53mm357mm20mm474mm74mm545mm40mm3.2.3 輸出軸長度、直徑設(shè)置（1）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體采用剖分式結(jié)構(gòu)，該減速器發(fā)熱小， 軸不長，故 軸承采用兩端固定方式。 按軸上零件的安裝順序， 從最細(xì)處開始設(shè)計(jì)。（2）由表查得 GB/T5014-2003 中的 LX3型聯(lián)軸器符合要求：公稱轉(zhuǎn)矩為 1250Nmm，許 用轉(zhuǎn)速 4750r/min ，軸孔范圍為 3048mm。取聯(lián)軸器孔直徑為 45mm，軸孔長度 L 聯(lián)=112mm， J1 型軸孔，A型鍵，聯(lián)軸器從動(dòng)端代號(hào)為 LX3 45*84GB/T5014 2003，相應(yīng)的軸段1 的

30、直徑 d1=45mm。其長度略小于孔寬度，取 L1=82mm。，半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7 。k63）密封圈與軸段2 的設(shè)計(jì) 在確定軸段2 的軸徑時(shí)，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及 密封圈的尺寸。 若聯(lián)軸器采用軸肩定位， 軸肩高度 h=（0.07 0.1 ）d1=（ 0.07 0.1 ）*45mm=3.154.5mm。軸段2 的軸徑 d2=d1+2*（3.154.5 ）mm，其值最終由 密封圈確定。該處軸的圓周速度均小于 3m/s，可選用氈圈油封，取 d 2=50mm， L2 L t Bd K B =40mm。4）軸承與軸段3 和軸段7 的設(shè)計(jì) 考慮齒輪油軸向力存在，但此處軸徑較大，選 用角接觸球軸

31、承。軸段3 上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于安裝，又符合軸承內(nèi)徑系 列。現(xiàn)取軸承為 30211 由表得軸承內(nèi)徑 d=50mm，外徑 D=100m，m 寬度 B=21mm。 所以取 d3 =55mm，由于該減速器錐齒輪的圓周速度大于 2m/s，軸承采用油潤滑， 無需放擋油環(huán)，取 L3=42mm。為補(bǔ)償箱體的鑄造誤差，取軸承靠近箱體內(nèi)壁的端 面與箱體內(nèi)壁距離5mm 。通常 一 根軸 上的 兩個(gè) 軸承 取 相同 的 型號(hào)， 則 d7=55mm，軸 段 7 的長 度為L7 B 4 （b4 L6 ） =44mm。軸的配合為公差為 m6。5）齒輪與軸段6 的設(shè)計(jì)軸段6 上安裝齒輪 4，為便于齒輪的安裝， d6

32、應(yīng)略大于d7，齒輪 4 輪廓的寬度范圍為 （1.2 1.5 ）*57=68.4 85.5mm，所以取 d6 =70mm， 其右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸 段6 長度應(yīng)比齒輪 4 的輪轂略短，取 L6=68mm 軸段5 和軸段4 的設(shè)計(jì)軸段5 為齒輪提供軸向定位作用， 定位軸肩的高度為h=（ 0.07 0.1）d 6=4.9 7mm，取 h=7mm則, d5=80mm，L5=1.4h=9.8mm，取 L5=20mm。 軸 段 4 的 直 徑可 取 軸 承 內(nèi)圈 定 位 直 徑 ， 即 d4=70mm， 則軸 段 4 的 長度H7L4 Bx4 b4 L5 =

33、20mm。大斜齒輪與軸的配合為 H7 。n6軸段dL145mm82mm250mm40mm355mm42mm470mm55mm580mm20mm670mm68mm755mm44mm軸的校核3.3.1 高速軸（一）軸的力學(xué)模型建立（二）計(jì)算軸上的作用力小錐齒輪 1：圓周力983.08N2T12T12 4.387 104dm1 d1 1 0.5 R 105 1 0.5 0.3徑向力 Fr1 Ft1tan sin 1 983.08 tan20 sin 20.556 125.64N軸向力 Fac1 Ft1tan cos 1 983.08 tan20 cos20.556 335.03NFdM a1 Fa1

34、 dm1 5607N mma1 2（三）計(jì)算支反力1. 計(jì)算垂直面支反力（ H 平面）如圖由繞支點(diǎn) 1 的力矩和 M 1 0 則：FNH2 124- F t1 172 0FNH 2 1363.6N則 F NH1 380.55N 。2. 計(jì)算水平面支反力（ V 平面）與上步驟相似，計(jì)算得： FNV1 84.47 N ， FNV2 419.5N（四）繪扭矩和彎矩圖1. 垂直面內(nèi)彎矩圖如上圖。彎矩 M H1 FNH1 124 47190 N.mm2. 繪水平面彎矩圖，如圖所示 MV .彎矩： M NV 1 52018 N .mm合成彎矩圖 如圖最大彎矩值 ： M 1471902 520182 702

35、34N.mm轉(zhuǎn)矩圖 TT T2 43870 N .mm彎扭合成強(qiáng)度校核151 查得軸的許進(jìn)行校核時(shí)， 根據(jù)選定軸的材料 45鋼調(diào)質(zhì)處理。 由所引起的教材 用應(yīng)力 1 60MPa取 =0.6應(yīng)用第三強(qiáng)度理論 M （ T）1 由軸為單向旋轉(zhuǎn)W2ca 1故強(qiáng)度足夠。3.3.2 中間軸（ T ）270234 2 ( 0 .6 43870 )125006 . 0 MPa 1 60 MPa（一）軸的力學(xué)模型建立大錐齒輪2：圓周力2T12T 12 4.387 104Ft2 Ft1983.08Nt2 t1 dm1 d1 1 0.5 R 105 1 0.5 0.3徑向力Fr 2 Fac1 Ft1tan cos

36、1 983.08 tan20 cos20.556 335.03N軸向力Fac2 Fr1 Ft1tan sin 1 983.08 tan20 sin 20.556 125.64N斜小圓齒3：圓周力52T2 2 1.09 105Ft32 N 3205.88 Nt3 d368徑向力tantan 20Fr3 Ft33205 .88N 1202.31Ncos cos13.9505軸向力Fac3 Ft3tan 3205.88 tan13.9505 N 796.37 N（二）計(jì)算軸上的作用力M a3 Fac3 d 3 27076 N mma3 2（三）計(jì)算支反力1. 計(jì)算垂直面支反力（ H 平面）Fa2 d

37、 m 2M a 2a2 m 2 39870 N mm2如圖由繞支點(diǎn) A 的力矩和 M AV 0 則：Fr3 58.4 Fr 2 142.9 FNH 4 191.8 0FNH 43205.88 58.4 983.08 142.9191.8N 1708.58N同理則 F NH 3 2480.38N 。2. 計(jì)算水平面支反力（ V 平面）與上步驟相似，計(jì)算得： FNV3 1153.23N ， FBH -76.56N（四）繪扭矩和彎矩圖6. 垂直面內(nèi)彎矩圖如上圖。彎矩 M H1 FNH 3 58.4 144850N.mm彎矩 M H2 FNH 4 48.9 83550N .mm7. 繪水平面彎矩圖，如

38、圖所示 MV .彎矩：M NV 3 67348 N .mm彎矩：M V 2 FNV 4 48.93743.78 N .mm8. 合成彎矩圖 如圖最大彎矩值 ： M1 1448502 673482 159700N.mm 最大彎矩值： M2835502 - 3743.78 2 83600N.mm轉(zhuǎn)矩圖 TT T2 109000 N .mm彎扭合成強(qiáng)度校核進(jìn)行校核時(shí)， 根據(jù)選定軸的材料 45鋼調(diào)質(zhì)處理。 由所引起的教材 151 查得軸的許 用應(yīng)力 1 60MPa22應(yīng)用第三強(qiáng)度理論 M （ T）1 由軸為單向旋轉(zhuǎn) 取 =0.6W1W2 d2 bt d2 t 10750mm3 W3 0.1d33 0.

39、1 683 31440mm32 322d23 3M 12 (T )215970022 ( 0.6 10900）21 60 MPaca 3W3314405.49 MPaca4ca 4M 2 2 (T )2836002 ( 0.6 10900)29.87 MPa1 60 MPaW 2 10750故強(qiáng)度足夠3.3.3 低速軸（一）軸的力學(xué)模型建立（二）計(jì)算軸上的作用力 斜大圓齒 4：2T 2 1.09 105圓周力Ft 4Ft32T2 2 1.09 10 N3205.88Nd368徑向力Fr 4Fr3Ft3 tan 3205.88tan20 N1202.31Ncos cos13 .9505軸向力 F

40、ac4 Fac3 Ft3tan 3205 .88 tan13.9505 N 796.37N FdM a3 Fac4 d4 108300N mma3 2（三）計(jì)算支反力1. 計(jì)算垂直面支反力（ H 平面）如圖由繞支點(diǎn) 5 的力矩和 M 5 0 則：- Ft4 56 FNH 6 187 0FNH6 960.05 N同理則 F NH 5 2245.83N 。2. 計(jì)算水平面支反力（ V 平面）與上步驟相似，計(jì)算得： FNV5 263.11N ， FBH 939.2N（四）繪扭矩和彎矩圖1. 垂直面內(nèi)彎矩圖如上圖。彎矩 M H5 -FNH 5 56 -125700 N.mm2. 繪水平面彎矩圖，如圖所

41、示 MV .彎矩： M NV 5 -14734 N .mm彎矩： M NV6 FNV 6 131 123000 N .mm合成彎矩圖 如圖最大彎矩值 ： M 5 1257002 -14734 2 126560 N .mm最大彎矩值： M6 1257002 -123000 2 175900N.mm轉(zhuǎn)矩圖 TT T3 414360 N.mm彎扭合成強(qiáng)度校核進(jìn)行校核時(shí)， 根據(jù)選定軸的材料 45鋼調(diào)質(zhì)處理。 由所引起的教材 151 查得軸的許 用應(yīng)力 1 60MPa22應(yīng)用第三強(qiáng)度理論 M （ T）1 由軸為單向旋轉(zhuǎn) 取 =0.6W1d2 bt d2 t 10750mm3 W3 0.1d33 0.1

42、683 31440mm3322d23 3ca 3（ T ）W3159700 2 ( 0.6 10900 )2 5.49 MPa314401 60 MPaM 2 2 ( T)ca 4W283600 2 ( 0 .6 10900 )2107509。87 MPa1 60 MPa故強(qiáng)度足夠（五）安全系數(shù)法疲勞強(qiáng)度校核1. 判斷危險(xiǎn)截面 對(duì)照彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和結(jié)構(gòu)圖，從強(qiáng)度、應(yīng)力集中方面分析，因5 處是齒輪軸，故5 處不是危險(xiǎn)截面。直徑 70mm 到直徑為 80mm 軸肩截面是危險(xiǎn)截面。需對(duì)截面進(jìn) 行校核。2. 軸的材料的機(jī)械性能根 據(jù) 選 定 的軸 的 材 料 45 鋼 ，調(diào) 質(zhì) 處 理， 由 所 引用

43、 教材 表 15 1 查 得：0.5 0.5 0.2 0.1B 640MPa, 1 275MPa, 1 155MPa 。取截面上的應(yīng)力抗彎截面系數(shù) W 0.1d 3 0.1 703 34300mm 3抗扭截面系數(shù) WT 0.2d 368600 mm131 - 35截面左側(cè) M左=175900 13113-135 128900MPa T3 414360N mm彎曲應(yīng)力幅 a MW0MPa 3.758MPa，彎曲平均應(yīng)力 m 0；T 121030扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅 T 2 MPa 6.04MPa，平均切應(yīng)力 m a 3.02MP a T WT 68600 m a影響系數(shù) 截面受

44、有鍵槽和齒輪的過盈配合的共同影響，但鍵槽的影響比過盈配合的影響小， 所以只需考慮過盈配合的綜合影響系數(shù)。 r 2 0.0286 D 80 1.14 d 70 d 70 TOC o 1-5 h z 1.28q0.82由附表 3-2 查取1.28查附圖3-1 得q0.821.10q0.85k1q1 10.82 1.2811.23所以 k 1 q 1 1 0.85 1.10 1 1.085由附圖 3-2、3-3 查得0.660.81軸按磨削加工，由教材附圖 34 求出表面質(zhì)量系數(shù)：0.92k1故得綜合影響系數(shù)： K k 1 11.23 1 1 1.950.66 0.921.085 1 1 1.426

45、0.81 0.92疲勞強(qiáng)度校核查 P25 頁得0.1 0.2取0.10.05 0.1取0.05軸在截面的安全系數(shù)為：2751.95 3.758 0.1 0 37.526155S K a m amS S SScaS 2 S 234.771.426 3.02 0.05 3.0237.5262 34.77 2 25.5 S 1.537.5262 34.772取許用安全系數(shù) S 1.5,有Sca S ，故截面強(qiáng)度足夠。第 4章 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算4.1.1 輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)表 15-7 中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承33

46、010(GB/T 297-1994)，其尺寸為，d D T 50mm 80mm 24mm Fa 362N ， e 32.0 ,Y=1.9, Cr 76.8KN 76800 N載荷水平面 H垂直面 V支反力 FFNH 1 380.55NFNV 1 84.47NFNH 2 1363.6NFNV 2 419.5N則Fr 1=389.8 N , Fr 2 1426.67 NFr 1Fd12Y389.8105.58N3.8Fd2 Fr 22Y1426.67 375.44N2 1.9因?yàn)?Fd2 Fac1 375.44 125.64 501.08N Fd1 102.58N則軸有右移的傾向。軸承 1 壓緊，

47、軸承 2 放松。Fa1 Fd 2+Fac1 375.44 125.64 501.08NFa2 Fd2 375.44 NFa1Fr1501.08 1.285 e 0.32， Fa2 375.44 0.263 e 0.32389.8Fr 2 1426.67r2由表 13-5 得軸承 1，軸承 2：X1 0.40,Y1 1.9X 2 1,Y2 0由表 13-6 得 fP 1.0 1.2取 f P 1.2P1 f P X1Fr 1 Y1Fac1 =(0.4 389.8 1.9 501.08) 1329.57NP2 1.2 1 1426.67 1712N因?yàn)?P2 P110L 106 Cr1067680

48、0 3L 60n P260 960 171265.57 106h 29200 h故合格。4.1.2 中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 15-7 中初步選取 0 基 本 游 隙 組 ， 標(biāo) 準(zhǔn) 精 度 級(jí) 的 單 列 圓 錐 滾 子 軸 承 30209 ， 其 尺 寸 為 d D T 45mm 85mm 20.75mm Fa Fac3 Fac2 =461.34 Ne 0.4 ， Y 1.5,Cr 67.8KN 67800N載荷水平面 H垂直面 V支反力 FFNH 3 2480.38NFNV1 1153.23NFNH 2 1708.58NFNV 2 76.5

49、6NFr 3 2735.36 N , Fr 2 1710.3NFd 3 Fr32YFd 4 Fr42Y2735.36911.79N2 1.51710.3570.1N2 1.5則 Fd4 Fac 570.1 461.34 1031.44N Fd3 911.79N軸有左移的傾向。軸承 3 壓緊，軸承 4 放松。Fa3 Fd4 Fac 570.1 461.34 1031.44 NFa4 Fd4 911.79 NFa3Fr3則由表 13-5 得軸承 3，軸承 4：X 3 1,Y3 0X 4 0.40,Y4 1.51031.44 0.377 e 0.4， Fa4 911.79 0.533 e 0.427

50、35.36 Fr 4 1710.3由表 13-6 得 f P 1.0 1.2 取 f P 1.2P3 fP X3Fr 3 Y3Fac3 =(1 273.36 0 1031.44) 3282NP4 fP X4Fr 4 Y4Fac4 =(0.4 1710.3 1.5 911.79) 2462N 則10L 106 C r10667800 3L 60n P 360 363.6 328261.109 106 h 29200h故合格4.1.3 輸出軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 15-7 中初步選取 0 基 本 游 隙 組 ， 標(biāo) 準(zhǔn) 精 度 級(jí) 的 單 列 圓 錐

51、滾 子 軸 承 30211 ， 其 尺 寸 為 d D T 55mm 100mm 22.75mmFac4= 796 .N37e 0.4 ， Y 1.5, Cr 90.8KN 90800N載荷水平面 H垂直面 V支反力 FFNH 5 2245.83NFNV 5 263.11NFNH 6 960.05NFNV 6 939.2NFr 3 2261.2 N, Fr 2 1343.05 NFr5Fd 52YFr6Fd 62Y2261.2753.73N2 1.51343.05447.68N2 1.5則 Fd5 Fac4 753.73 769.37 1550.1N Fd6 447.68N軸有右移的傾向。軸承

52、 6 壓緊，軸承 5 放松。Fa6 Fd 5 Fac4 796.37 753.73 1550.1NFa5 Fd 5 753.73NFa5 753.73 0.333 e 0.4 ，F(xiàn)r5 2261.2Fa6 1550.1 1.154 e 0.4Fr6 1343.05則由表 13-5 得軸承 5，軸承6：X5X61,Y5 00.40,Y6 1.5由表 13-6 得 fP 1.0 1.2取 f P 1.2P5 fP X5Fr 5 Y5Fa5 =1.2 (1 2261.2 0 753.73) 2713.44NP6 fP X6Fr 6 Y6Fa6 =(0.4 1343.05 1.5 1550.1) 34

53、34.84N則6 6 10106 Cr10690800 3Lh60n3 P660 90.9 3434.841.009 107 h 29200h故合格第 5章 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算輸入軸鍵計(jì)算校核聯(lián)軸器處的鍵連接，該處選用普通平鍵尺寸為 b h l 10mm 8mm 50mm ，接 觸長度 l 50 10 40mm，k 0.5h 0.5 8 4mm， d 35mm； P 120 150MPa 則鍵聯(lián)接所受的應(yīng)力為： P 2T1 2 54710 19.54MPa PP kld 4 40 35 P故單鍵即可。校核小錐齒輪處的鍵連接，該處選用普通平鍵尺寸為 b h l 14mm 9mm 45mm ，

54、 接觸長度 l 45 14 31mm ，k 0.5h 0.5 9 4.5mm，d 40mm； P 120 150MPa 則鍵聯(lián)接所受的應(yīng)力為： P 2T12 54710 19.6MPa Pkld 4.5 31 40故單鍵即可。中間軸鍵計(jì)算校核大錐齒輪處的鍵連接，該處選用普通平鍵尺寸為 b h l 14mm 9mm 45mm ， 接觸長度 l 45 14 31mm ，k 0.5h 0.5 9 4.5mm，d 50mm； P 120 150MPa 則鍵聯(lián)接所受的應(yīng)力為： P 2T2 2 109000 31.25MPa Pkld 4.5 31 50故單鍵即可。輸出軸鍵計(jì)算校核圓柱齒輪處的鍵連接，該處

55、選用普通平鍵尺寸 b h l 20mm 12mm 56mm ， 接觸長度 l 56 20 36mm ，k 0.5h 0.5 12 6mm，d 70mm； P 120 150MPa 則鍵聯(lián)接所受的應(yīng)力為： P 2T3 2 413360 54.81MPa P 故單鍵即可。P kld 6 36 70 P校核聯(lián)軸器處的鍵連接，該處選用普通平鍵尺寸為 b h l 14mm 9mm 70mm ，接 觸長度 l 70 14 56mm ， k 0.5h 0.5 9 4.5mm， d 45mm； P 120 150MPa 則鍵聯(lián)接所受的應(yīng)力為： P 2T3 2 414360 73.08MPa PP kld 4.

56、5 56 45 P故單鍵即可。第 6章 聯(lián)軸器的選擇及校核6.1 在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號(hào)。1. 輸入軸選 LX3 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 1250N m， n 4700r /min ， 半聯(lián)軸器的孔徑 d1 35mm ，故取 d1 2 35mm，半聯(lián)軸器長度 L 82mm，半聯(lián) 軸器與軸配合的轂孔長度為 80mm。2. 輸出軸選選 LX3 型彈性柱銷聯(lián)軸器， 其公稱轉(zhuǎn)矩為 1250N m ， n 4700r /min 半聯(lián)軸器的孔徑 d1 45mm半聯(lián)軸器長度 L 84mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長 度為 82mm。聯(lián)軸器的校核n1 960r / min n 4700r / minn3 90.9r /min n 4700r / min查表 14-1 得 KA 1.5 T1 43.87N m