二級斜體減速器設(shè)計(jì)說明書

目 錄一、前言 1二、電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 ........... 5三．傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算........................8四、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核....... 錯(cuò)誤！未定義書簽。五、滾動(dòng)軸承的選擇及校核 ..... 錯(cuò)誤！未定義書簽。六、鍵連接的選擇與計(jì)算....... 錯(cuò)誤！未定義書簽。七、箱體的設(shè)計(jì)及說明 34八、聯(lián)軸器的選擇 39九、潤滑與密封的選擇......................．39十、減速器附件設(shè)計(jì)． ．．．．．．．．．．．．-41-十一、設(shè)計(jì)小結(jié)．．．．．．．．．．．．．．． -43-參考資料............................ 41課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目： 用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級圓柱齒輪減速器帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置簡圖二、原始數(shù)據(jù)：組別 運(yùn)輸帶牽引力 F（N） 運(yùn)輸帶速度（六） 2200 1.5三、工作條件 ：

V（m/s）

傳動(dòng)滾筒直徑270

D（㎜）連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)載荷平穩(wěn)，空載啟動(dòng)，輸送帶允許速度誤差±5％，單班制工作，使用期限10年（每年工作日300天），小批量生產(chǎn)。四、應(yīng)完成的工作：減速器裝配圖一張；（A0圖,主俯左三視圖）零件圖兩張；（A2圖，大齒輪、低速軸或齒輪軸，）設(shè)計(jì)說明書一份。五、設(shè)計(jì)時(shí)間 ：2014年1 月6 日 至 2014 年1 月17 日六、要求圖紙圖面清潔，標(biāo)注準(zhǔn)確，符合國家標(biāo)準(zhǔn)；計(jì)算正確，論述清楚、文字精煉、插圖簡明、書寫整潔，要裝訂成冊。七、設(shè)計(jì)說明書主要內(nèi)容封皮課程設(shè)計(jì)成績評定表課程設(shè)計(jì)任務(wù)書目錄（標(biāo)題及頁次）；題目分析，傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)；電動(dòng)機(jī)選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算；7.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（確定帶傳動(dòng)及齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)） ；箱體設(shè)計(jì)及說明；軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核；鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算；滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算；聯(lián)軸器的選擇；潤滑和密封的選擇；減速器件設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)心得體會(huì)；16參考資料（資料的編號 [] 及書名、作者、出版單位、出版年月） 。機(jī)械工程系實(shí)踐教學(xué)教研室一、前言1.1題目分析題 目：設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級圓柱直齒輪減速器要 求：擬定傳動(dòng)關(guān)系：有電動(dòng)機(jī)、 V帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機(jī)構(gòu)成工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用期限 10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差 5％。已知條件：運(yùn)輸帶的拉力 F=2200N運(yùn)輸帶工作速度 V＝1.50m／s卷筒直徑 D ＝270mm本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)該減速器結(jié)構(gòu)簡單、效率高、容易制造、使用壽命長、維護(hù)方便。但齒輪相對軸承的位置不對稱，因此軸應(yīng)具有較大剛度。高速級齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩的作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形將能減緩軸在彎矩作用下產(chǎn)生彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均勻的現(xiàn)象。斜齒輪的特點(diǎn)：是傳動(dòng)的平穩(wěn)性較直齒輪傳動(dòng)好，且結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力高，常用于速度高、載荷大或要求傳動(dòng)緊湊的場合。本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用齒輪減速器介于機(jī)械中原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間，主要將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工作機(jī)，在此起減速作用，并降低轉(zhuǎn)速和相應(yīng)的增大轉(zhuǎn)矩。1.2傳動(dòng)方案擬定：此方案選用了閉式齒輪傳動(dòng)二、電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2.1 選擇電動(dòng)機(jī)的容量： 電動(dòng)機(jī)的類型：按工作要求選用 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓為 380V。 選擇電動(dòng)機(jī)容量：選擇電動(dòng)機(jī)所需功率Pwpd kW工作機(jī)所需功率為Pw3.3KWPwFvkW=22001.53.3kW10001000傳動(dòng)裝置總效率查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表2-3 得出個(gè)部分效率：4 2 21 2 3 41—每對滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率： 0.992—閉式齒輪的傳動(dòng)效率： 0.973—聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率：0.994—傳動(dòng)卷筒的傳動(dòng)效率： 0.964221234=0.9940.9720.990.960.8504Pw22001.53.8kWpd=0.85041000因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率Ped略大于Pd即可。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表17-1，Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped為4kW。

=0.99=0.97=0.99=0.960.8504pd=3.8KW 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:滾筒工作轉(zhuǎn)速：nw=601000v6010001.5106.103r/minD250二級圓柱齒輪減速器i2=8～40，則總傳動(dòng)比的范圍為i=8～40。所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是：nd=inw8~40106.10384808~4244.1r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000r/min，1500r/min，3000r/min根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速手冊有一種適用的電動(dòng)機(jī)型號，傳動(dòng)比方案如下：方案型號額定同步滿載電動(dòng)機(jī)價(jià)格總傳動(dòng)比功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速質(zhì)量（元）（KW（r/m（r/m（KG））in）in）1Y112M-24300028904591094.542Y112M-44150014404791847.113Y132M1-64100096075143331.42方案1電動(dòng)機(jī)質(zhì)量輕，價(jià)格便宜，但總傳動(dòng)比大，傳動(dòng)裝置外廊尺寸大，制造成本高，結(jié)構(gòu)不緊湊，故不可取，而方案2與方案3相比較，綜合考慮電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)裝置的尺寸，質(zhì)量，價(jià)格以及總傳動(dòng)比，可以看出，如為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，選用方案3較好，如考慮電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量和價(jià)格，則應(yīng)選方案2，所以決定選用方案2，電動(dòng)機(jī)型號為Y112M-4。

nw=106.103r/min2.2確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級傳動(dòng)比：（1）由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速nw確定即：總傳動(dòng)nm144013.572=i比:ia106.103nw（2）分配傳動(dòng)比：ia取二級圓柱斜齒輪減速器高速級的傳動(dòng)比i14.213.572i3.23則低速極的傳動(dòng)比i2i12.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：0軸（電機(jī)軸）p0pd3.8kWn0nm1440r/minT09550P025.2Nmn01軸（高速軸）p1p001p033.76kWn1n01440r/minT19550P125.0Nmn12軸（中間軸）p2p1123.6KWn2n1242.8r/mini12T29550P2100.3Nmn2軸（低速軸）p3p223p2123.5kWn3n2106.1r/mini2T39550P3315.1Nmn3軸（滾筒軸）p4 p334 3.221 0.99 0.99 0.96 3.3kW

i1 4.2i2 3.23p03.8kwn01440r/minT025.2Nmp1 3.76kwn1 1440r/minT1=3.76kwp2 3.6KWn2242.8r/minT2100.3Nmp3 3.5KWn3106.1r/minT3315.1Nmn4n3106.086r/minT49550P4297Nmn41～3軸輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸出功率或輸入轉(zhuǎn)拒乘以軸承效率0.99運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如下表：p43.3kw功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/（Nm）傳動(dòng)轉(zhuǎn)速效率軸名輸比輸出輸入輸出n/(r/min)n4106.086r/m入iT4297Nm電動(dòng)機(jī)3.825.21440軸3.3.722524.7514401.000.991軸2軸763.56100.399.29342.84.20.963.3軸63.47315.1315.1106.13.230.963.4軸53.27311.95311.95106.11.000.943.37三．傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算： 高速級齒輪設(shè)計(jì)： 選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)：（1）材料及熱處理方式：小齒輪用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為217～286HBS大齒輪用45號鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為197～286HBS；（2）精度等級選用7級；（3）試選小齒輪齒數(shù)z124點(diǎn)數(shù)比ui14.2大齒輪齒數(shù)z2z1u244.359100.8取z2100選螺旋角，初選螺旋角14由表10-7選齒寬系數(shù)d1壓力角201．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算；試算小齒輪分度圓直徑：d1t32KT1u1(ZHZEZZ)2mmduH確定公式中的各參數(shù)值。①試選載荷系數(shù) KHt=1.3②由圖10-20查取區(qū)域系數(shù)ZH=2.433。③由式（10-21）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù) Zt arctan(tan n/cos )=arctan(tan 20/cos14)=20.562at1=arccos[z1cost/(z1+2han*cos]=arccos[24cos20.562/24+2cos14]=29.974at2=arcos[z2cost/(z2+2han*cos)]=arccos[100cos20.562/(100+2cos14]=23.176t20.562=[z1(tanat1-tant)+z2(tanat2-tant)]/2=[24(tan29.974-tan20.562)+100(tan23.176-tan20.562)]/2=1.656=dz1tan/=124tan14/=1.905at1=29.9744(1)=41.656(11.905)1.905=0.675Zat2=23.176331.6564)有Z=cos可得螺旋角系數(shù)Z=0.985=1.6565）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩T1=23.165N.m=0.675=189.8mpa1/26）由表10-5查得材料彈性影響系數(shù)ZE7）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力[Z0.675H]Z=0.985有圖10-25d查得小齒輪和大齒輪接觸疲勞極限為Hlim1=600mpa，Hlim2=550mpaT1=23.165N.m有式（10-25）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：ZE=189.8jLh=6014401（183658）=2.018109N1=60n1mpa1/2N2=N1/u=0.463109由圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=1.03KHN2=1.09Hlim1=600mp取失效效率為1%，安全系數(shù)s=1, a ，[KHt1Hlim1618MPa=550mpH]1Hlim2Sa[KHt2Hlim2599.5MPaH]2SN1=0.463取[H]1和[H]2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即[H]=[H]1=523MPa1092）試算小齒輪分度圓直徑d1t2KT1u1ZHZEZZ2=KHN1=1.033u()26.874dHKHN2=1.09（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備[H]1618MPad1n1①圓周速度v2.026ms[H]2599.5MP100060②齒寬b2dd128.197mm2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) KH①由表10-2查得使用系數(shù)KA=1。②根據(jù)v=2.026m/s、7級精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)KV=1.10③齒輪圓周力 Ft1 2T1/d1t=2 23.165 103/28.197=1.814 103N，KAFt1/b 11.643 103/28.197N/mm 65.8N/mm 100N/MM查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)KH 1.4④由表 10-4用插值法查得 7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時(shí)，KH 1.412。則載荷系數(shù)為KH=KAKVKH KH 2.1153）由式（10—12），可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑d1d1t3KH28.19732.18832.77mmKHt1.3及相應(yīng)的齒輪模數(shù)m1 d1cos/z1 1.32mm

[ H]=523MPad1t=26.874v 2.026m/sb21 28.197mmKA=1KV=1.10Ft1 1.814103NKH 1.43.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）由式（10-20）試算齒輪模數(shù)，即2KT1ZHZEZZ)23KH2.115dH1）確定公式中的各參數(shù)值。①試選載荷系數(shù)KFt=1.3②由式（10-18）計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)d1=32.77mmY。barctan(tan/cost)=arctan(tan14/cos20.562)=13.140m111.32mmav/cos2b1.656/cos213.1401.7446Y0.250.75/av0.680③由式（10-19）計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)YY=1-=1-1.905140.778120120④計(jì)算YFaYsa[F]當(dāng)量齒數(shù)zv1z1/cos31426.27，zv2z2/cos314114.94,查圖10-17，得b13.140YFa12.62；YFa22.22，由圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)YFa11.6；YFa21.78。av1.7446由圖10-24c查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為Y0.680KFN1[F]1Flim1303.57MPa；S[F]2KFN2Flim2238.86MPaSY=0.778YFa1Ysa1=0.0136，YFa2Ysa2=0.0164[F]1[F]2因?yàn)榇簖X輪的YFaYsa大于小齒輪。所以取YFaYsa=YFa2Ysa2=0.0164[F][F][F]22）試算齒輪模數(shù)mnt2KT1ZHZEZZ)2YFaYSA=0.973([F]dH（2）調(diào)整齒輪模數(shù)1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①圓周速度d1m1z1/cos0.9524/cos1423.99mmvd1n11.81m/sYFa1Ysa1=0.0131000[F]160②齒寬bdd1123.9923.99mm6YFa2Ysa2=0.016③齒高h(yuǎn)及寬高比b/h[F]24h=(2han*cn*)mnt=(21+0.25)1.546=3.478mnt0.97mmb/h=23.99/3.478=11.0072)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KF①根據(jù)v=1.81m/s,7級精度，由圖 10-8查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.07②由Ft1=2T1/d1=223.165103=2008N，d123.99mmv1.81m/sKAFt1/b=12.08103/23.498=86.7<100N/mmb23.99mm查表10-3得齒間載荷分配系數(shù) KF =1.4h=3.478③由表10-3用插值法查得KH=1.471，結(jié)合b/h=10.99查圖10-13，得KF=1.34b/h=11.007則載荷系數(shù)為：KF KAKVKFKF=1 1.071.4 1.34=1.5783）由式10-13，可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)KV=1.07mnmnt3KF0.95031.5781.03KFt1.3Ft1=2008N對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法向模數(shù) mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)。從滿足彎曲疲勞強(qiáng)度出發(fā)，從標(biāo)準(zhǔn)中就近取 mn=2mm；為了滿 KAFt1/b=86.7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=32.77mm來計(jì)算小齒輪的齒數(shù)，即z1 d1cos /mn 16.265。取z1=17，則z2=uz1=4.359 17=70.4，取z2=70，z1與z2互為質(zhì)數(shù)。4.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距(z1z2)mn(7017)2a88.633mm2cos2cos考慮模數(shù)從1.013增大圓整至2mm，為此將中心距減小圓整為 88mm（2）按圓整后的中心距修正螺旋角(z1z2)mn12.239arccos2a（3）計(jì)算大小齒輪分度圓直徑z1mnd1 34.79mmcosd2z2mn143.256mmcos（4）計(jì)算齒輪寬度b2 dd1 1 32.744 32.744mm取b235b140mm5。圓整中心距后的強(qiáng)度校核齒輪副的中心距圓整后， KH.Z和KF.Y.Y等均發(fā)生變化，應(yīng)重新校核齒輪強(qiáng)度，以明確齒輪的工作能力。（1）齒面接觸疲勞校核

KF=1.34KF 1.578mn 1.03mn=2mmd1=32.77mz1=17z2=70a=88.633mm12.239d1 34.79mm1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) KHKA1vd1n12.47m/s由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv1.10100060Ft12/d1t1.4149103N11.4149103KAFt1/b32.74442.210N/mm100N/mm查表10-3得出齒間載荷分配系數(shù)KH1.4，由表10-4用插值法查得KH1.418載荷系數(shù)為KHKAKVKHHH2.18計(jì)算接觸疲勞tarctan(tan20/cos12.239)=20.427t1=arccos[z1cost/(z1+2han*cos)]=33.373at2=arcos[z2cost/(z2+2han*cos)]=26.262=[z1(tanat1-tant)+z2(tanat2-tant)]/2=1.601=dz1tan/=124tan14/=1.105Z4)=0.606(13Zcos0.989H2KHT1u1Z524MPadd13uZHZEZ滿足齒面接觸疲勞條件（2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核KA1v2.47m/s

d2 143.256mmb2 35b1 40KA1Kv1.10Ft11.414910KAFt1/b 42.21KH1.4KH1.418KH 2.1820.427t1=33.373at2=26.262=1.601Kv 1.07KAFt1/b 43.210N/mm查表10-3得KF1.4KF1.34則KHKAKVKHHH1.578當(dāng)量齒數(shù)zv1z1/cos317.142zv2z2/cos374.998查圖10-17YFa12.95YFa22.22查圖10-18YFa11.6YFa2 1.78barctan(tan/cost)=arctan(tan12.239/cos20.427)=11.491av/cos2b1.601/cos211.4911.667Y0.250.75/av0.700Y=1-=1-1.10512.2391200.887120F12KFT1Ysa1YFa1Ysa1YY104.62303.57MPa32dmnz1F22KFT1Ysa2YFa2Ysa1YY87.9238.86MPa32dmnz2主要設(shè)計(jì)結(jié)論齒數(shù)Z117，Z270，模數(shù)m=2mm，壓力角20，

=1.105Z 0.606Z 0.989524MPaKA 1v 2.47m/sKv 1.07KAFt1/b 43.210N/mKF1.4KF1.34KH 1.578zv1 17.142zv2 74.998YFa1 2.95YFa2 2.22YFa1 1.6YFa2 1.7811.491螺旋角12.239，變?yōu)橄禂?shù)X1X20，中心距a=89.025齒寬b140，b235小齒輪分度圓直徑d134，大齒輪分度圓直徑 d2 143.256小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪45鋼（調(diào)質(zhì)）。齒輪按7級精度設(shè)計(jì)。3．1．2低速級齒輪設(shè)計(jì)選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)：1）材料及熱處理方式：小齒輪用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為217～286HBS大齒輪用45號鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為197～286HBS；（2）精度等級選用 7級；（3）試選小齒輪齒數(shù)z124點(diǎn)數(shù)比ui13.114大齒輪齒數(shù)z2z1u243.11477.52取z2100選螺旋角，初選螺旋角14由表10-7選齒寬系數(shù)d1壓力角201．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算；試算小齒輪分度圓直徑：2KT1u1ZHZEZZ)2mm3udH確定公式中的各參數(shù)值。①試選載荷系數(shù) KHt=1.3②由圖10-20查取區(qū)域系數(shù)ZH=2.433。③由式（10-21）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù) Zt arctan(tan n/cos )=arctan(tan 20/cos14)=20.562at1=arccos[z1cos t/(z1+2han*cos ]=arccos[24 cos20.562/24+2cos14]=29.974

av 1.667Y 0.700Y 0.887F1 104.62F2 87.9Z1 17Z2 702012.239X1 X2 0b1 40b2 35d1 34d2 143.256z1 24at2=arcos[z2cost/(z2+2han*cos)]=arccos[100cos20.562/(100ui13.114+2cos14]=24.123z277.52=[z1(tanat1-tant)+z2(tanat2-tant)]/2=[24(tan29.974-tan20.562)+100(tan23.176-tan20.562)]/2=1.638=dz1tan/=124tan14/=1.9054(1)=41.656(11.905)1.905=0.671Z331.656有Z=cos可得螺旋角系數(shù)Z=0.9855）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩T16）由表10-5查得材料彈性影響系數(shù) ZE=189.8mpa1/27）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力[H]有圖10-25d查得小齒輪和大齒輪接觸疲勞極限為Hlim1=600mpa，Hlim2=550mpa有式（10-25）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1=60n1jLh=6014401（183658）=2.018109N2=N1/u=0.463109由圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1=1.03KHN2=1.09取失效效率為1%，安全系數(shù)s=1,[KHt1Hlim1618MPaH]1S[KHt2Hlim2599.5MPaH]2S取[H]1和[H]2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即[ H]=[ H]1=523MPa2）試算小齒輪分度圓直徑

20.562at1=29.974at2=24.123=1.638=1.9050.671Z=0.985T1ZE=189.8mpa1/2Hlim1 =600mpa ，Hlim2=550mp2KT1ZHZEZZ2ad1t(=47.23u)dHN1=2.018（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備109vd1n2ms①圓周速度100060②齒寬b2dd147.2mmN2=0.4632）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KH109①由表10-2查得使用系數(shù)KA=1。KHN1=1.03②根據(jù)v=0.85m/s、7級精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)KV=1.0KHN2=1.09③ 齒 輪 圓 周 力 Ft1 2T1/d1t =2 9.6960 104/44.918 =4250N ，KAFt1/b2 1 4.317 103/44.918N/mm 90.04N/mm 100N/MM查表10-4得齒間

[H]1618MPa[H]2599.5MP載荷分配系數(shù)KH 1.4④由表 10-4用插值法查得 7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時(shí)，KH1.419。則載荷系數(shù)為[H]=523MPaKH=KAKVKHKH1.993）由式（10—12），可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑

d1t 47.2d1KH1.1531.99d1t31.354.4mmKHtv0.85m/s及相應(yīng)的齒輪模數(shù)md2cos/z22.20mmb2147.2mm3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）由式（10-7）試算齒輪模數(shù)，即mTt2KFTT2YYCOS2(YFYS)KA=13dZ12FKV=1.01）確定公式中的各參數(shù)值。①試選載荷系數(shù)KFt=1.3Ft14250N②由式（10-18）計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)。KAFt1/b290.0barctan(tancost)=arctan(tan14cos20.562)=13.140av/cos2b1.638/cos213.1401.727Y0.250.75/av0.684③由式（10-19）計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)YY=1-=1-1.905140.778120120④計(jì)算YFaYsa[F]當(dāng)量齒數(shù)zv1z1/cos31426.27，zv2z2/cos31485.4查圖10-17，得YFa12.62；YFa22.20，由圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)YFa11.6；YFa21.77。許用應(yīng)力與例題 10-1相同YFa1Ysa1=0.0138，YFa2Ysa2 =0.0163[ F]1 [ F]2因?yàn)榇簖X輪的YFaYsa大于小齒輪。所以取YFaYsa=YFa2Ysa2=0.0163[F][F][F]22KFTT2YYCOS2YFYS)=1.546dZ12F（2）調(diào)整齒輪模數(shù)1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①圓周速度

KH1.4KH1.419KH 1.99d1 54.4mmm 2.20mmKFt=1.313.140av 1.727Y 0.684d2mntz2/cos38.236mmvd1n10.686m/sY=0.778100060②齒寬bdd138.236mm③齒高h(yuǎn)及寬高比b/hh=(2**hancn)mnt=1.5292.25=3.440b/h=37.819/3.440=10.9942)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KF①根據(jù)v=0.85m/s,7級精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.25YFaYsa=0.0163[F]②由Ft1=2T2/d2=5246N，mn1.546KAFt1/b=137.2〉100N/mm查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)KF=1.4③由表10-3用插值法查得KH=1.442，結(jié)合b/h=10.994查圖10-13，得KF=1.442d238.236mm則載荷系數(shù)為：KFKAKVKFKF=11.251.41.442=2.52v0.686m/s3）由式10-13，可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)b38.236mmmnmnt3KF1.52931.7651.93h=3.440KFt1.3b/h=10.994對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法向模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)。從滿足彎曲疲勞強(qiáng)度出發(fā)，從標(biāo)準(zhǔn)中就近取mn=2mm；為了滿KV=1.25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=54.4來計(jì)算小齒輪的齒數(shù)，即z1d1cos/mn26.4。取z1=27，則z2=uz1=3.11427=88，取z2=88，z1與z2互為質(zhì)數(shù)。KF=1.44.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距(z1z2)mn(2788)2118.5mma2cosKF=1.4422cos考慮模數(shù)從1.013增大圓整至2mm，為此將中心距減小圓整為 118mmKF 2.52（2）按圓整后的中心距修正螺旋角(z1z2)mn12.95arccos2amn 1.93（3）計(jì)算大小齒輪分度圓直徑z1mnd1 56.41mmcosd2z2mn180.56mmcos（4）計(jì)算齒輪寬度b2 dd1 56.41mm取b255b160mm5。圓整中心距后的強(qiáng)度校核齒輪副的中心距圓整后， KH.Z和KF.Y.Y等均發(fā)生變化，應(yīng)重新校核齒輪強(qiáng)度，以明確齒輪的工作能力。a=118.5mm（1）齒面接觸疲勞校核1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) KHKA112.95vd1n10.778m/s100060由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv1.10d156.41mmFt1 2 /d1t 4.312 103N，KAFt1/b 95.893N/mm 100N/mm查表10-3得出齒間載荷分配系數(shù)KH1.4，由表10-4用插值法查得KH1.419載荷系數(shù)為KHKAKVKHHH1.99計(jì)算接觸疲勞tarctan(tan20/cos11.904)=20.404at1=arccos[z1cost/(z1+2han*cos)]=30.605at2=arcos[z2cost/(z2+2han*cos)]=24.299=[z1(tanat1-tant)+z2(tanat2-tant)]/2=1.642=dz1tan/=124tan14/=1.476Z4(1)=0.5253Zcos0.989H2KHT1u1ZHZEZZ567MPadd13u滿足齒面接觸疲勞條件（2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核KA1v0.778m/sKv1.02KAFt1/b 95.893N/mm查表10-3得KF1.2KF1.442則KHKAKVKHHH1.765當(dāng)量齒數(shù)zv1z1/cos323.483zv2z2/cos373.650查圖10-17YFa12.62YFa22.20

d2 180.56mmb2 55mmb1 60mmv 0.778m/sFt1 4.312 103KH 1.9920.404at1 30.605查圖10-18YFa11.6YFa21.77at2=24.299barctan(tan/cost)=11.1771.642av/cos2b1.7151.476Y0.250.75/av0.687Y=1-=0.853120F12KFT1Ysa1YFa1Ysa1YY217.1532dmnz1F22KFT1Ysa2YFa2Ysa1YY183.1732dmnz2主要設(shè)計(jì)結(jié)論

Z 0.525Z 0.989[F1]H 567MPa[F2]齒數(shù)Z127，Z288模數(shù)m=2mm，壓力角20，螺旋角12.9KAFt1/b95.89變?yōu)橄禂?shù)Z1=Z2=0，中心距a=120N/mm齒寬b150，b145小齒輪分度圓直徑d160，大齒輪分度圓直徑d2180，小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪45鋼（調(diào)質(zhì)）。齒輪按7級精度設(shè)計(jì)。ZV123.483ZV273.650四、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核：4.1高速軸：

bav

11.1771.7154.1.1初步確定軸的最小直徑:選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表Y0.67815-3，取A0、=112，于是0.853Y33dA0P3.7615.422mmn1121440F1217.25輸入軸最小直徑顯然是安裝連軸器處 d ，為了使所選軸 d 與聯(lián)軸器孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選聯(lián)軸器型號F2183.17聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=kAT1查表14-1取kA=1.3Z127Tca=kAT1=1.32.5104=3.25104N.mmZ288Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩a=120查GB/T5014-2003，選LX1型彈性柱銷聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩為2500N.m半聯(lián)軸器孔徑d118mm故取dd2180=18mm半聯(lián)軸器長度L=42mmY型半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 L=40mm 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸段右端需制出一軸肩，故取二到三段直徑 d23=20mm，右端用軸端擋圈定位。初選： 4, 2 8.5, 3 10初定：每軸兩軸承內(nèi)側(cè)相距 120cm①徑向尺寸：因?yàn)閐118mm，d2182c222,d322h2221.5225d425h'2252.5230,d530h227d15.422mm因?yàn)閐6段有鍵槽，為削弱鍵槽對軸強(qiáng)度的影響，故此段直徑增大5%‘d5105%28.35mm，d628.55h‘’225mmd5②軸向尺寸：因?yàn)?L1 40,L2和L6由箱體尺寸決定，在此 初選故L250，L312,L467.5，L538，L626.54Tca3.2510N.mm4.2中間軸 初步確定軸的最小直徑:選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取A0、=112，根據(jù)dA03p，推出d11233.624.5d2320mmn342.84.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸段右端需制出一軸肩，故取二到三段直徑d23=20mm，右端用軸端擋圈d118mm定位。d222mmd325mmd430mmd527mm徑向尺寸：初選角接觸球軸承d130,d230h2301.8233.6,d333.62l238.4d438.42R232,d532h'2321230軸向尺寸初步確定：l127.5,l248,l37.5,l433,l5304.3低速軸 初步確定軸的最小直徑:選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 15-3，取A0、=112，徑向尺寸：初選角接觸球軸承根據(jù)dA03p，推出d11233.540.3n100.1計(jì)算轉(zhuǎn)矩TcakA.T11.3351.1456.43N.m故取LT7彈性套柱銷聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩T=2500N.m長度86.故配合長度84Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩公稱轉(zhuǎn)矩為2500N.m半聯(lián)軸器孔徑d1 45mm故取 d12=45mm

d'528.35mmd625mmd 24.5mm半聯(lián)軸器長度L=86mmJ型d138.4半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L=84mmd233.6d338.44.3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)d4321-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段直徑d23=20mm，右端用軸端擋圈定d530位。故d7=45，d64536252.5，d552.52h52.521.455d4552l263，d3632h'632165,d2652R257d1572h'572155軸向尺寸：l1 35,l2 43,l3 10,l4 50,l5 18,l6 50,l7 84高速軸校核1）作用在齒輪上的力切向力Ft2T1=22.51041437.19Nd34.79徑向FrFttant=Ft.t=535.26Ncos軸向力FaFttan311.76N（2）軸上載荷1）求垂直面的支承反力F1VFrl1159.60Nl1l2F2VFrl2375.66Nl1l22）求水平面的支承反力Frl1428.52NF2Hl2l1F1HFtF2H=1008.67N

d 40.3Tca 456.43N.md745,d652.5d555,d4633）繪制垂直面彎矩圖MVF1VL115.26L216.25/267.595.625L116.25/212.52040.6254）繪制水平面彎矩圖MH F1H l1 40.98N M5）合成彎矩圖MM2M2NMVH43.73

d3 65,d2 57d1 55Ft 1347.19NFr 535.26NFa 311.76NF1V 159.60NF2V 375.66NF2H 428.52NF1H 1008.6NMV 15.26L2 95.625L1 40.625MH 40.98N6）軸的扭矩圖T T1 25N MM 43.73NM7）求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩由圖知齒輪中心線處最危險(xiǎn)，取當(dāng)量彎矩 0.6MM2T246.23NM8）計(jì)算危險(xiǎn)截面軸的直徑45號鋼，調(diào)質(zhì)，查表15-1B640MPa,1b60MPadM=19.7530.11b考慮健對軸的削弱，增大 6% d 20.94綜上，滿足中間軸校核（1）大齒Ft22T21400.25Nd2Fr2Ft2tan521.5NcosFa2Ft2cos303.74N（2）小齒Ft32T23620.94Nd3Fr3 1352.04NFa3 829.31N（3）求垂直面的支承反力l117.25/21535/241.13l235/27.517.25/246.13F2VFr2l1l2Fr3l3=800.68l1l2l3F1VFr2Fr3F2V1631.22（4）水平面的支承反力Ft2l1l2Ft3l1287.28F2Hl2l3l1F1HFt2F2HFt21933.41（5）垂直面的彎曲圖M1VFr2L121.45M2VFr3L1Fr2L1L2105.74

T 25NMM 46.23N Md 19.75Ft2 1400.25NFr2 521.5NFa2 303.74NFt3 3620.94N（6）水平面的彎矩圖41.13l1M1HFt2L157.59l246.13M2HFt2L1L2Ft3L121.32F2V=800.68F1V1631.22F2H 287.28F1H 1933.41（7）合成彎矩圖M1V21.45Ma1M12VM12H61.45NMM2V105.74Ma2M22VM22H107.87NMM1H 57.59M2H 21.32（8）軸扭矩T=100.3NMMa161.45NMa2107.87N（9）危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩低速齒輪中心線最危險(xiǎn)0.6MMa2T2123.52NM（10）dM=27.430.11b綜上，滿足低速軸校核2T3（1） Ft4 3490.25Nd4Ft4tanFr4 1303.24NcosFa4Ft4tan799.37N（2）l122.75/2501045/241.13l245/21522.75/248.875F2VFr4l2=446.21l1l2F1VFr4F2V857.03（3）水平面的支承反力Ft4l2446.21F2Hl1l2F1HFt4F2H857.03（4）垂直面的彎曲圖MaV F1v L2 41.89（5）水平面的彎矩圖M1H F1H L2 112.18

M 123.52Nd 27.4Ft4 3490.25NFr4 1303.24NFa4 799.37Nl1 41.13l2 48.875F2V=446.21F1V 857.03F2H 446.21F1H 857.03MaV 41.89（6）合成彎矩圖MMa MaV2 MaH2 119.75NM

1H

112.18（7）軸扭矩T=315.1NM

M

a

119.75N（8）危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩低速齒輪中心線最危險(xiǎn)MMa2T2223.79NM（10）d3M=35.410.1 1b綜上，滿足五、滾動(dòng)軸承的選擇及校核5.1高速軸軸承:（1）軸承內(nèi)部軸向載荷①dn36104mm.r/min，脂潤滑F(xiàn)r2F2V2F2H2457.28NFr1F1V2F1H21076.35NFS20.37N,Fr2169.19NFS10.37Fr1398.25NiFa/C0r0.053,e0.43,Y1.3FaFS2710.01〉FS2A1FS1398.25，A2FS1Fa710.01A10.37e,p1Fr11076.35Fr1A21.55e,p2pr21.3Pa661.9Fr2因?yàn)閜1p2,所以用p1Lh0336588760Lh106C)314116.2Lh0（P60n5.2中間軸軸承一、軸承內(nèi)部軸向載荷dn6.03104./min,脂潤滑mmr

T=315.1NMM 223.79Nd 35.41Fr2457.28NFr11076.35NFS2169.19NFS10.37Fr1398.25N（1）Fr2F2V2F2H22092.6Fr1F1V2F1H22529.6FS20.37Fr2774.3NFa1303.74NFS10.37Fr1935.9NFa2829.31NiFa/C0r0.052,e0.43,Y1.3FaFS21461.47FS2A1FS1935.9，A2FS1Fa1461.47A10.37e,p1Fr12529.6Fr1A21.55e,p2pr21.3Pa1603.99Fr2因?yàn)閜1p2,所以用p1Lh03365887606Lh10（C)10/314116.2Lh060nP5.3低速軸軸承:（1）軸承內(nèi)部軸向載荷①dn36104./min，脂潤滑mmrFr2F2V2F2H22450.04NFr1F1V221275.58NF1HFS10.42Fr11029.02NFS20.42Fr2535.74NiFa/C0r0.026,e0.4,Y1.4

A2 710.01p1 1076.35p2 661.9Lh0 8760Lh 14116.2Fr2 2092.6Fr1 2529.6A2 1461.47p1 2529.6p2 1603.99Lh0 8760FaFS11828.39〉FS2Lh14116.2A1FS11029.02，A2FS1Fa1828.39A10.42e,p1Fr12450.04Fr1A21.4e,p2pr21.3Pa1629.35Fr2因?yàn)閜1p2,所以用p1Lh0336588760610 C3Lh （ ) 115641.6 Lh0六、鍵的選擇與校核6.1高速軸鍵選擇與校核：高速軸大齒輪轉(zhuǎn)矩 T 25N m高速軸d1 18mml1 40mm查表6-1得鍵長L=32mmh=6mmb=6mm輕微沖擊，取 p=100—120M，4T1000420.921000100MPpdhl32635.6p6GB/T1096-2003與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接處鍵為鍵A838bhL8mm7mm38mm6.2中間軸鍵選擇與校核：中間軸大齒輪轉(zhuǎn)矩 T 100.3N md218l218查表得鍵長L=40mmh=8mmb=10mmp4T4100.3100039.8p100MPadhl40810輕微沖擊，取p=100MPaGB/T1096-2003中間軸小齒輪轉(zhuǎn)矩T99.29Nmd432l433查表得鍵長L=28mmh=8mmb=14mmp4T499.29100019.7p100MPadhl28814輕微沖擊，取p=100M，GB/T1096-2003與小齒輪聯(lián)接處鍵為鍵A1440bhL14mm9mm40mm與大齒輪聯(lián)接處鍵為鍵A1025bhL10mm8mm25mm6.3低速軸鍵選擇與校核：低速軸輸入轉(zhuǎn)矩T 315.1N md2 57 l2 43查表得鍵長L=36mmh=10mmb=16mm輕微沖擊，取 p=100，4T10004315.1100061.42pdhl361016GB/T1096-2003低速軸輸出轉(zhuǎn)矩T 311.95N m

100MPad7 45 l7 54與聯(lián)軸器聯(lián)接處鍵為鍵A1070bhL10mm8mm70mm查表得鍵長L=70mmh=9mmb=14mm輕微沖擊，取 p=100，4T4267.81000p100MPapdhl14939.7970GB/T1096-2003與齒輪聯(lián)接處鍵為鍵 A14 6 b h L 14mm 9mm 36mm七、箱體的設(shè)計(jì)及說明：名稱箱座厚度箱蓋厚度箱蓋凸緣厚度箱座凸緣厚度箱座底凸緣厚度地腳螺栓直徑地腳螺釘數(shù)目軸承旁聯(lián)接螺栓直徑箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑軸承端蓋螺釘直徑窺視孔蓋螺釘直徑