2025年三維參數(shù)化圓柱齒輪減速器詳細(xì)設(shè)計(jì)與仿真分析

目錄

一.設(shè)計(jì)任務(wù)書.......................................2

二.傳動(dòng)方案的確定及闡明.............................4

三.電動(dòng)機(jī)的選擇.....................................4

四.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù).....................4

五,傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算..................................5

六.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.....................................13

七.滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算.............................27

A.箱體內(nèi)鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算.....................29

九.連軸器的選擇......................................30

十.箱體的構(gòu)造設(shè)計(jì)....................................31

十一、減速器附件的選擇................................33

十二、潤滑與密封......................................33

十三、設(shè)計(jì)小結(jié)........................................35

十四、參照資料........................................36

一、設(shè)計(jì)任務(wù)書:

題目：設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)送機(jī)傳動(dòng)裝置中的展開式二級圓柱齒輪

減速器

1.總體布置簡圖：

工

1-電動(dòng)機(jī)；2—聯(lián)軸器；3—齒輪減速器；4一帶式運(yùn)送機(jī)；5

一鼓輪；6—聯(lián)軸器

2.工作狀況:

載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)

3.原始數(shù)據(jù)：

電動(dòng)機(jī)功率P（kW）:7.5

電動(dòng)機(jī)主軸轉(zhuǎn)速V（r/min）：970

使用年限（年）：10

工作制度（班/日）：2

聯(lián)軸器效率：99%

軸承效率：99%

齒輪嚙合效率：97%

4.設(shè)計(jì)內(nèi)容：

1）電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算；

2）直齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算；

3）軸的設(shè)計(jì)；

4）滾動(dòng)軸承的選擇；

5）鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核；

6）裝配圖、零件圖的繪制；

7）設(shè)計(jì)計(jì)算闡明書的編寫。

5.設(shè)計(jì)任務(wù)：

1）減速器總裝配圖一張；

2）箱體或箱蓋零件圖一張；

3）軸、齒輪或皮帶輪零件圖任選兩張;

4）設(shè)計(jì)闡明書一份；

6.設(shè)計(jì)進(jìn)度:

1）第一階段：總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算

1）第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì)

2）第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制

3）第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算闡明書的編寫

二、傳動(dòng)方案的確定及闡明：

由題目所知傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型為：展開式二級圓柱齒輪減速器。故只

要對本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證。

本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度

可以大體相似。構(gòu)造較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸承受載荷大、剛度

差，中間軸承潤滑較困難。

三、電動(dòng)機(jī)的選擇：

由給定條件可知電動(dòng)機(jī)功率7.5kW,轉(zhuǎn)速970r/min,查表得

電動(dòng)機(jī)的型號為Y160M—6。

四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：

考慮到總傳動(dòng)比i=8,由于減速箱是展開式布置，為了使兩

個(gè)大齒輪具有相近的浸油深度，應(yīng)試兩級的大齒輪具有相近的

直徑，于是可按下式

z,-J（L3~L5）j

由于i=8,因此取j1=3.4,35。

五、各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩：

低速軸滾筒

項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速軸I中間軸II

III軸IV

轉(zhuǎn)速(r/min)970970285.3121.4121.4

功率(kW)7.57.4257.136.856.58

轉(zhuǎn)矩(N?m)73.873.1239539517.6

傳動(dòng)比113.42.351

效率10.990.960.960.94

五、傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算:

直齒圓柱齒輪具有不產(chǎn)生軸向力的長處，但傳動(dòng)平穩(wěn)性較差,

在

I--II軸高速傳動(dòng)嚙合的兩直齒輪(傳動(dòng)比3.4)：

計(jì)算與闡明重要成果

1.選擇齒輪材料并確定初步參數(shù)

(1)選擇齒輪材料及其熱處理由表8-1選用小齒輪40r調(diào)

小齒輪：40Cr,調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為260HBW；質(zhì)

大齒輪：45鋼；調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為230HBTV；大齒輪45鋼

(2)初選齒數(shù)取小齒輪齒數(shù)Z「27調(diào)質(zhì)

則大齒輪齒數(shù)Z2-iz-92Z「30

(3)選擇齒寬系數(shù)甲d和精度等級初估計(jì)小齒輪Z2=92

直徑小估-54mm,參照表8-8取齒寬系數(shù)叫-1,則b估di估二54mn】

二叫d估=1x54=54mm%=1

齒輪圓周速度v估二/.幾二口.54x97()小〃=2.74m/sb估二54mm

60x100060x1000

齒輪精度8級

參照表8-9,齒輪精度選為8級

(4)計(jì)算兩齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N

6

小齒輪A^r0Vnith=60xlx970x(10x250x8x2)

二2.33x10"

大齒輪NrM=空等6=6.85X10,

(5)壽命系數(shù)ZN由圖8-24得ZNFI,ZN2=1(不

容許有一定量的點(diǎn)蝕)

(6)接觸疲勞系數(shù)。田加由圖8-20a,$MQ線得。

Hiim=720MPa,。Hiim=580MPa

(7)安全系數(shù)SH根據(jù)式(8T4)得

二誓MPa=72°MPa

b/=720MPa

J〃1

b〃』二580MPa

b]-580x1MPa=580MPa

2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪的重要參數(shù)

⑴確定各有關(guān)的參數(shù)值

1)確定載荷系數(shù)K

使用系數(shù)K”按電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，查表

8一4取KJ1

動(dòng)載系數(shù)Ky按8級精度和速度，查圖8-11,

取K「LI4

齒間載荷分派系數(shù)K.

Z=7.31x10」

KAE2KAT2xlx7.31X10,

bbd154x54N?mm

=50.IN?mm<100N?mm

由表8-5取K廣L3

齒向載荷分布系數(shù)K”由圖8T4a,取K“二l，。

載荷系數(shù)K=K.KVKaKP

=1x1.14x13x1.09=1.62K=l.62

2)確定彈性系數(shù)由表8-6得

Z『190〃7記Z"190JM網(wǎng)

3)確定節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z”。由圖8-16得

Z「2.5Z/2.5

4)確定重疊度系數(shù)Z,。由式(8-8),重疊度

￡=1.88-3.2(―+—)

Z1Z2

=1.88-3.2(―+—)=1.73

2792

由式(8-7),重疊度系數(shù)

Z「0-87

(2)求所需小齒輪直徑4由式(8-6)得

"m〒石嬴f____

42X2?

=(2x1.62x7.31xl03.4+11902.5X0.87

\13.458()-

=53.8mm&>53.8mm

與初估比基本相符

(3)確定中心距a、模數(shù)m等重要幾何參數(shù)

1)模數(shù)m

d\53.8i八八

m==---=i.99nlm

Z.27

m=2mm

由表8-7取原則模數(shù)m=2mm

2）中心距a

a=+x27+

y（Z.Z2）=|（92）=119mma=119mm

3）分度圓直徑4、dL

&=，〃Zi=2x27〃〃”=54mm4=54相加

di=mZ、=2x92〃"〃=184/w/n%二184〃〃"

4）確定齒寬b=ij/"『I義54〃〃7Z=54〃〃”

大齒輪齒寬b、=b=54〃〃〃b、=54〃7〃7

小齒輪齒寬匕=60"〃〃bi=60/77/77

3.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度

（1）計(jì)算彎曲應(yīng)力

1）壽命系數(shù)丫M。由圖8-命取丫兇=匕2=1

2）極限應(yīng)力-30°知為，6.2=220MP。

3）尺寸系數(shù)丫/由圖8-30,取匕小匕2=1

4）安全系數(shù)S「。參照表8-11,取S「二l,6

5）許用彎曲應(yīng)力后」。由式（8-16）得

b」=375MP〃

[]=20尸/丁匕1=2x300x1x1MP。=3i5MPa

6」SFL6

b」=275MPa

b]26Hm222275Mp〃

=八匕=2x220x1x1研=

62」SFL6

（2）計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力

1）齒形系數(shù)丫小由圖8T8,取丫如=2.58,

Y,=2.18

2)應(yīng)力修正系數(shù)K“。由圖8T9,取

V=1.61V『L77

41sal

3)重疊度系數(shù)匕。由式(8-11)得

V=0.25+—=0.25+—=0.68

1￡￡1.73

4)齒根彎曲應(yīng)力。由式(8-9)得

(7F\~廠廠工

O'Fl

_2xl.62x7.31xlQ4x2.58x1.61x0.68

54x54x2二114,71Mpa

=114.71MPa<[o-J=375MPa

14.7x222O'F2

5"2.58x1.61

=106.55MPa

=106.55MPa〈b」=275MPa

結(jié)論：齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠

II一-IH軸低速傳動(dòng)嚙合的兩直齒輪(傳動(dòng)比2.35)

計(jì)算與闡明重要成果

1.選擇齒輪材料并確定初步參數(shù)小齒輪

(1)選擇齒輪材料及其熱處理由表8-1選用40Cr調(diào)質(zhì)

小齒輪：40Cr,調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為260HBW；大齒輪

大齒輪：45鋼；調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為230HBM45鋼調(diào)質(zhì)

(2)初選齒數(shù)取小齒輪齒數(shù)4二27Zi=27

見大齒輪齒數(shù)Z2=iz=63ZZ=63

(3)選擇齒寬系數(shù)中d和精度等級初估計(jì)小齒輪

直徑小估=81mni,參照表8-8取齒寬系數(shù)中產(chǎn)1,則b估%二1

二叫|小估=lx81=81mmb估二81nlm

齒輪圓周速度

v估-nd/Z0x81x285.3m/s=l.21m/s

60x100()60x1000

齒輪精度8級

參照表8-9,齒輪精度選為8級

(4)計(jì)算兩齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)

小齒輪

Ni=60丫nith=60x1x285.3x(10x250x8x2)

=6.85x]o'

大齒輪N*二筆J=2.91X10,

(5)壽命系數(shù)ZN由圖8-24得ZN尸1,ZN2=1

容許有一定量的點(diǎn)蝕)

(6)接觸疲勞系數(shù)。*由圖8-20冉查MQ線得。

iiiim=720MPa,。uiim=580MPa

(7)安全系數(shù)SH根據(jù)式(8T4)得

b/=720MPa

*J二WiZ=Z?OxlMPa=720MPa

SHI

心，卜580MPa

卜J二邑購Z”二MPa=580MPa

SH'

2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪的重要參數(shù)

⑴確定各有關(guān)的參數(shù)值

1)確定載荷系數(shù)K

使用系數(shù)K'按電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，查表

8-4取KJ1

動(dòng)載系數(shù)Ki，按8級精度和速度，查圖8-H,

取K「L1

齒間載荷分派系數(shù)K.

K,4尸一2K"_2x1x2.39x10、

bbd181x81

=72.85N?mm<100N?mm

由表8-5取Ka=l?2

齒向載荷分布系數(shù)K0由圖8-14a,取K/L09

載荷系數(shù)K=K,17GKaK.

K=1.44

=1x1.1x1.2x1.09=1.44

2)確定彈性系數(shù)ZE。由表8-6得

Z/190

Z「190

3)確定節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z〃。由圖8T6得

Zes

Z〃=2.5

4)確定重疊度系數(shù)Z,。由式(8-8),重疊度

?1.88-3.2(―+—)

ZlZ2

=1.88-3.2(―+—)=1.71

2763

由式(8-7),重疊度系數(shù)

Z「0.874

乙=品坪=。874

(2)求所需小齒輪直徑之由式(8-6)得

q

d。

4

d\N79.5mm

_2xl.44x2.39x]Q52.35+1190、2,570?874

mm

V12.3558O2

=79.5mm

與初估比基本相符

(4)確定中心距a、模數(shù)m等重要幾何參數(shù)

1)模數(shù)m

m=-^=—=2.94mmm=3mm

Z.27

由表8-7取原則模數(shù)m=3mm

3)中心距a

a=135mm

a=5(Z1+Z2)="|x(27+63)=135mni

4)分度圓直徑"、dl

4二81〃〃〃

&=mZi=3k271nun=8\mm

d2=l89〃〃〃

d?=mZ?=3x63〃〃〃=189，”〃

4)確定齒寬

b=l)/1d1=\乂8=8\mm

b、=b=8\tnm

大齒輪齒寬b)=b=8

b=86m〃z

小齒輪齒寬匕二86機(jī)，〃

4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度

(2)計(jì)算彎曲應(yīng)力

1)壽命系數(shù)YNJ由圖8-29取丫岫=丫心=1

2)極限應(yīng)力一=300MPa，b,「=220MPa

—rliml-rhm2

3）尺寸系數(shù)匕,。由圖8-30,取匕,產(chǎn)匕亡1

4）安全系數(shù)S,.。參照表8-11,取S-L6

5）許用彎曲應(yīng)力b」。由式（8-16）得

[]==2x300x1x1MP。=375MPab」=375MP〃

16

SF

b」二275MPa

J]=2brnM2yX2=2「220xlxlMPa=H5MPa

5"SFL6

（3）計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力

1）齒形系數(shù)匕一由圖8T8,取匕-2.58,

K.,-2.27

x/"2

2）應(yīng)力修正系數(shù)由圖8T9,取

1Vsa\=1.61-VIxa,l=1,73

3）重疊度系數(shù)匕。由式（8-11）得

V=0.25+—=0.25+—=0.69

1￡￡1.71

4）齒根彎曲應(yīng)力。由式（8-9）得

丁_2叮鼠入匕

O,Fl

內(nèi)一bd、m

=100.23MPa

_2xl.44x2.39x|Q5x2.58x1.61x0.69

81x81x3

=100.23MPa<b,1=375MPa

2.27x1.73

=100.23xCF2

2.58x1.61

IFolL.val

=94.76MPa

二94.76MPa〈b/二275MPa

結(jié)論：齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠

六、軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核:

第一部分構(gòu)造設(shè)計(jì)

1.初選軸的最小直徑:

選用軸的材料為45號鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)。

取0112,[rJ=30^40MPa

1軸J>Q?=112x=22.07^,W,考慮到聯(lián)軸器、鍵

“V幾V970

槽的影響，

取4=25/加

軸小特

2C=112x3mm=32.75"?〃？，取[?=35mm

管〃〃力，取力

3軸d.q—=112xJ655"n_42.96=45mm

丫⑵.4以3

初選軸承:

1軸高速軸選軸承為6308

2軸中間軸選軸承為6309

3軸低速軸選軸承為6311

各軸承參數(shù)見下表:

軸承代號基本尺寸/mm安裝尺4*/mm基本額定/kN

dDBdaDa動(dòng)載荷Cr靜載荷Cor

6308409023488140.820.4

G30945ICO25549152.831.8

631155120296511071.544.8

2.確定軸上零件的位置和定位方式:

1軸：由于高速軸轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)載荷不大時(shí)，為保證傳動(dòng)平穩(wěn),

提高傳動(dòng)效率，將高速軸取為齒輪軸，使用深溝球軸承承載，一軸

端連接電動(dòng)機(jī)，采用剛性聯(lián)軸器，對中性好。

2軸：低速嚙合、高速嚙合均用鑄造齒輪，低速嚙合齒輪左端用

甩油環(huán)定位，右端用軸肩定位，高速嚙合齒輪左端用軸肩，右端用

甩油環(huán)定位，兩端使用深溝球軸承承載。

3軸：采用鑄造齒輪，齒輪左端用甩油環(huán)定位，右端用軸肩定位,

為減輕軸的重量采用中軸頸，使用球軸承深溝承載，右端連接單排

滾子鏈。

（-）高速軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)：

__________________________________2^2___________________________________J

1）根據(jù)軸向定位的規(guī)定確定軸的各段直徑和長度：

a）由于聯(lián)軸器?端連接電動(dòng)機(jī)，另端連接輸入軸，因此該

段直徑尺寸受到電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑尺寸的限制，選為32mm。

b）考慮到聯(lián)軸器的軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)2.5mni,

因此該段直徑選為37。

c）該段軸要安裝軸承，，則軸承選用6308型，即該段直徑定

為40mmo

d）該段軸為軸承安裝尺寸，定為46nm1。

e）該段為齒輪軸，其分度圓直徑為54nl鵬

f）該段軸為軸承安裝尺寸，定為46nl唳

g）該段軸要安裝軸承，直徑定為40mm。

2）各段長度確實(shí)定：

各段長度確實(shí)定從左到右分述如下：

h）該段軸連接聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為60nnn,

該段長度定為56mmo

i）該段取60mmo

j）該段安裝軸承，參照工作規(guī)定長度至少23nlm,考慮間隙取

該段為30mmo

k）該段綜合考慮齒輪與箱體內(nèi)壁的距離、軸承與箱體內(nèi)壁距

離（采用油潤滑），尚有二級齒輪的寬度，定該段長度為

105mm。

1）該段考慮齒輪的寬度，根據(jù)齒輪校核，選定該段60mmc

m）該段軸肩選定長度9mmo

n）該段與c段相似取30nnno

o）軸右端面與端蓋的距離為10mm。

（二）中間軸的構(gòu)造設(shè)計(jì):

k________3￡________jH|L.^4___j

L______________________234______________________J

1)確定軸上零件的裝配方案軸的各段直徑：

a)I段軸用于安裝軸承6309,故取直徑為45nlm。

b)H段為軸肩，直徑定為52nlln。

c)III段為齒輪軸，分度圓直徑為81mln。

d)IV段為定位軸肩，直徑為66nlm。

e)V段安裝齒輪，取直徑為52mm。

f)VI安裝軸承，直徑與I相似，為45mm。

2)根據(jù)軸向定位的規(guī)定確定軸的各段長度：

a)I段軸承安裝軸承和擋油環(huán)，軸承6309寬度B=25,該段長

度選為36mmo

b)II為定位軸肩，取長度為8mm。

c)III段為齒輪軸，長度為86mm。

d)IV段為定位軸肩,取8mmmm。

e)IV段用于安裝大齒輪，考慮齒寬長度為52mm。

f)V段用于安裝軸承與擋油環(huán),為44mm。

(三)低速軸的構(gòu)造設(shè)計(jì):

“??-G?q—I?一-

1)確定軸上零件的裝配方案軸的各段直徑

a)I段軸用于安裝軸承6311,故取直徑為55mm。

b)H段該段軸要安裝齒輪，考慮到軸肩要有2.5mm的圓角,

經(jīng)強(qiáng)度計(jì)算，直徑定為60mm。

c)Hl段為定位軸肩，取72nm1。

d)IV安裝軸承，與I段相似直徑為55mm。

e)V段直徑52mrn

f)VI段直徑與彈性注銷選擇有關(guān)，取HL4,直徑為45mnu

2)根據(jù)軸向定位的規(guī)定確定軸的各段長度

a)I段軸承安裝軸承和擋油環(huán)，6011寬度B=29,該段長度選為

46nlmc

b)H段用于安裝大齒輪，考慮齒寬長度為79nl鵬

c)III段定位軸肩,取73mm。

d)IV段用于安裝軸承與擋油環(huán)，為36nm1。

e)V段長度為60mmo

f)VI長度與聯(lián)軸器有關(guān)，取80mm。

第二部分強(qiáng)度校核

I高速軸：

當(dāng)量彎矩法校核

計(jì)算與闡明重要成果

1.畫軸的空間受力圖

2.圓垂直面受力圖，求出軸上垂直面的載荷，求得垂

直面支反力

齒輪的切向力產(chǎn)空;2x73100S07NFfO7N

'd54

由得/*53.5-凡小211=0

/8y=1969N尸…969N

由X凡=0,得此小廳一凡產(chǎn)2707-1969

下.=738NFAV=738N

3.畫水平面受力圖，求出軸上垂直面的載荷，求得水

平面支反力

tana=2707x

齒輪的徑向力F,=F,tan20,

=985NF,=985N

由得//211-尸乂53.5=0

FBH=717NFBH=717N

凡〃=268N

Z凡=0,得FA.=F-凡〃=(985-717)N=268N

4.繪制垂直面彎矩My圖Mv

=

Mv~Ff/57.5=-1969x57.5N?mm=-113218^*mm=-113218N?mm

5.繪制水平面彎矩圖Mn

1\Au="x57.5N?mm=717x57.5N?mm=41228N?mm=41228N?mm

6.繪制合成彎矩MM

M=113218)=41228%?加〃=120491N?mm

=120494N?mm

7.繪制轉(zhuǎn)矩圖T=73100N?mmT=73100N?mm

8.繪制當(dāng)量彎矩網(wǎng),圖

軸的轉(zhuǎn)矩可按脈動(dòng)循環(huán)考慮，已知軸材料為45鋼調(diào)

質(zhì)，由表11-1差得

"J-60MPa,bo]=iooMP〃,a==0.6

ICTOHJ

M

憶=必/+（"“）e

=128226N?mm

二八20494氣0.6,73100%?〃⑺

=128226N?mm

D-27.8mm

9校.核危險(xiǎn)截面處軸的直徑

<54mm

危險(xiǎn)截面八秘亍隔腦—

當(dāng)量彎矩法校

10結(jié)論核，軸的強(qiáng)度

經(jīng)與圖不尺寸比較，計(jì)算直徑不不小于其構(gòu)造設(shè)計(jì)確足夠

定的直徑

II中間軸：

計(jì)算與闡明重要成果

1.畫軸的空間受力圖

2.畫垂直面受力圖，求出軸上垂直面的載荷，求得垂

直面支反力

=590IN

齒輪1的切向力方名=2X239°0°N=5901NEI

ch81

齒輪2的切向力￡號=2x2：9000N=2598N

184

人,d2Ft,=2598N

x209x745X15L5=O

由ZAf.4二°，得F?v-Ei--F,:

/W=3987N尸皿=3987N

由E尸產(chǎn)。，得

FAV=凡+凡-FBV=5901+2598-3987

R,,=4512N八二4512N

3.畫水平面受力圖，求出軸上垂直面的載荷，求得水

平面支反力

214SN

齒輪1的徑向力p=pntana=5901xtan200=/7rl=21487V

齒輪2的徑向力尸“=E，tana=2598xtan20°=946NFc=946N

由=得八、⑸$-凡X74.5+凡/209=。

FBH=80NFBH=80N

由￡？=0,得

FAH=FH-FBH-Fr2=2148-80-946

FAH=W22NFAH=N22N

4.繪制垂直面彎矩My圖M,v

M=F.vx74.5=4512x74.5A^?mm=3361447V?mm=336144N?mm

M〃“/=F〃,，x57.5=3987x57.5N?mm=229253N?mmM.TTIV

M〃小氏,，x(57?5+26)-凡x26=229253N,mm

=3987x83.5-2598x26N?mm=265367N?mmMHV

5.繪制水平面號矩圖=265367N?mm

人M■AX-AFAn74.5=-1122x74.5N?mm=-83589N?mmM,H

▲M■AImHvV=一AFon57.5=-80x57.5N?mm=-4600.V?mm=-83589N?mm

M〃”一凡〃x(57?5+26)+凡2、26Mmn

=-80x83.5-946x26N?mm=-31276N?mm=-4600N?mm

MHH

6.繪制合成彎矩M圖=-31276N?mm

I截面合成彎矩M產(chǎn)y/Mi+MlMi

二J(—83589)+(336144)N?nun=34638IN?mm=346381N?mm

n截面合成彎矩M—M'+MivMu

二J(—31276)~+(265367，N?m"?=2657204N?加"2=267204N?mm

HI截面合成彎矩M〃I=』M；〃H+M2〃八,Mm

=4600)"+(229253)N?mm=229299N?min=229299N?mm

7.繪制轉(zhuǎn)矩T圖T=239000N?mmT

8,繪制當(dāng)量彎矩”圖=239000N,mm

軸的轉(zhuǎn)矩可按脈動(dòng)循環(huán)考慮，已知軸材料為45鋼調(diào)

質(zhì)，由表11-1差得

"J-60MPa,boj=]ooM&,a=tdJ=o.6

MeI右

ICTOMJ

=374891N,mm

i截面MeJ〃；+(aTj

二134638f+(0.6x2390001N?加〃

Mr，，={M；+(aT)

二J346381+()%?〃〃%

MP[tr

II截面Meu*M?(a7j2

=34638IN?mm

二,267201+(0.6x239000"?〃加

11

III截面扎U":jM；〃+(aT)2

=303252N?mm

=J22929爐+(0.6X239000JN?W〃

*T*vl”114大Z

Me”九二+

=270447N,mm

二j229299、0°Nw

MCIII右

9.校核危險(xiǎn)截面處軸的直徑

=229299N?mm

由軸的構(gòu)造圖和當(dāng)量彎矩圖可知，I、n、in處也

許是危險(xiǎn)截面

由式(11-7)得

【截面”5tl=噌鬻如"=39-7m,n

1=39.7〃〃〃

TT截面/0〃1-3戶03252_Fn<81mm

11mJz/o—2T1一4八J/AJ

2yWjV0.1x607nm—min

d2、.=37.0〃〃〃

HI截面"T粉丁福需…研

<52〃〃"

計(jì)入鍵槽的影響4=35.6x1.04"〃〃=37.02〃〃〃

10.結(jié)論

經(jīng)與圖所不尺寸比較，各截面的計(jì)算直徑分別不不da=37.02〃!〃？

<52〃〃〃

小于其構(gòu)造設(shè)計(jì)確定的直徑

當(dāng)量彎矩法

校核，軸的強(qiáng)

度足夠

in低速軸:

計(jì)算與闡明重要成果

1.畫軸的空間受力圖

2.畫垂直面受力圖，求出軸上垂直面的載荷，求得/7f=50747V

垂直面支反力

齒輪的切向力p=—=2x539000^5704

r,d189

由EM尸°，得方＞71-尸8小205=0

FBV=M6N凡”1976內(nèi)

由ZF;=0,得尸.=/廠尸卯=5704-1976

尸“3728N尸AV=3728N

3.畫水平面受力圖，求出軸上垂直面的載荷，求得

水平面支反力

齒輪的徑向力F尸F(xiàn),tana=5704xlan201p=2076N

=2076N

由ZMA=°，得/-b8〃X205=0

FBH=719NFBH=7\9N

Z/產(chǎn)0，得FAH=F「FBH=Q°76—719、N=1357NFAH=1357N

4.繪制垂直面彎矩My圖Mv

v=-尸8Vxi34=-1976x134N?〃〃〃=-264784N?mm=-264784N?mm

5.繪制水平面彎矩M〃圖MH

M〃=_F〃〃x134N?mm=-719x131.5=-96346.V?mm二一96346N,mm

6.繪制合成彎矩M

M

2

M=(-264784)+(-96346)"^?mm=281768N?mm

=281768N?mmT

7繪.制轉(zhuǎn)矩圖T=539000N?mm=539000N?mm

8.繪制當(dāng)量彎矩圖

軸的轉(zhuǎn)短可按脈動(dòng)循環(huán)考慮，已知軸材料為45鋼

調(diào)質(zhì)，由表11-1差得

"J-60MPa,[J]=IOOMP"=歸節(jié)!=0.6

Mr428930-mm

=1281768,0,6葭539000%

=428930N?mm

10.校核危險(xiǎn)截面處軸的直徑

危險(xiǎn)截面公，超「點(diǎn)，,”=41.5,加

d=43.16mm

計(jì)入鍵槽的影響<60mm

d=41.5x1.04mm=43.16mm

10結(jié)論

經(jīng)與圖示尺寸比較，計(jì)算直徑不不小于其構(gòu)造設(shè)計(jì)當(dāng)量彎矩法校

確定的直徑核，軸的強(qiáng)度

足夠

七.滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算

I高速軸：

軸承6308的校核，即軸承壽命校核:

c

軸承壽命可由式乙.小男fr進(jìn)行校核,軸承只承受徑

JpFP,

向載荷的作用，由于工作溫度不高且沖擊不大，故查表12-7和12-8

可取了『=1.0,尸產(chǎn)=1.1,取￡=3

基本額定動(dòng)負(fù)荷為040800N。

凡尸—=^738^26?=785N

凡2=：71969^717=2095N

gv+F、=

則“嘉"io6/1x40800]

60x97。x(i.1x2095,=95351/7,該軸承的

fpFP.

壽命滿足使用二250x10x16=40000h規(guī)定。

II中間軸:

軸承只承受徑

向載荷的作用，由于工作溫度不高且沖擊不大，故查表13-4和13-6

可取九=1.0/產(chǎn)1.1,取￡=3

基本額定動(dòng)負(fù)荷為C=52800No

F.=』F；v+F\r'4512?+1122=4649N

FRZ=』F；v+F；H=J3987'+8O,=3988N

則“嘉56,1x528001=64297%,該軸承的

iox

60x285.3

于pFp.<1.1x4649；

壽命滿足使用=250＞：10xl6=40000h規(guī)定。

HI低速軸:

制I承7c的校核，即軸承壽命校核:

軸承壽命可由式，二焉(與)’進(jìn)行校核，軸承只承受徑向載荷

的作用，由于工作溫度不高且沖擊不大，故查表13-4和13-6可取取

￡=3f=1。凡=1.1

基本額定動(dòng)負(fù)荷為C=71500N

Fx=匕728，13572=3蚓N

22

FR2=ylF>F^=Jl976+717=2103/v

3

則以。二盛-J0^2x71500'

x=603926〃，該軸承

60x121.41.1x3967?

的壽命滿足使用=250x10x16=40000h規(guī)定。

八、箱體內(nèi)鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算：

1.傳遞轉(zhuǎn)矩已知；

2.鍵的工作k度l=L-bb為鍵的寬度；

3.鍵的工作高度k=0.5hh為鍵的高度;

2TxlO3

4.一般平鍵的強(qiáng)度條件為%'=F"

代號直徑工作長工作高轉(zhuǎn)矩極限應(yīng)

(mm)度度(N?m)力

(mm)(mm)MPa

高速軸10x8x50(B3250473.122.8

型)

中間軸16xl0x45(A5229523931.7

型）

低速軸18xllx70（A60525.553931.4

型）

14x9x70（C45634.553942.2

型）

由于鍵采用靜聯(lián)接，材料鋼，沖擊輕微，因此許用擠壓應(yīng)力為

|o-J=110M^,因此上述鍵皆安全。

九、聯(lián)軸器的選擇：

由于彈性套柱銷聯(lián)軸器構(gòu)造簡樸、制造輕易、裝拆以便、成本較

低、能緩和沖擊、吸取震動(dòng)，因此優(yōu)先考慮選用它。

1.高速軸用聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算：

由于裝置用于運(yùn)送機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，因此工作狀況系數(shù)為

K八=1.5,

計(jì)算轉(zhuǎn)矩為Tc=KR\=1.5x73.1=109.72V-m

因此考慮選用，彈性套柱銷聯(lián)軸器TL6其重要參數(shù)如下：

材料HT200

公稱轉(zhuǎn)矩7；=250N?利

軸孔直徑4=42mm,d2=32min

積極軸軸孔長L=112mm,L】=84〃〃〃

從動(dòng)軸軸孔長L=82mm,=60mm

裝配尺寸A=45〃?也

2.連接鏈輪聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算：

由于裝置用于運(yùn)送機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，因此工作狀況系數(shù)為

=1.5,

計(jì)算轉(zhuǎn)矩為7；==1.5x539=808.5N.M

其轉(zhuǎn)矩比較大，因此選用彈性銷柱聯(lián)軸器HL4,其重要參數(shù)如下:

材料HT200

公稱轉(zhuǎn)矩7；=1250N-〃z

軸孔直徑4=4=45加加

軸孔長L=112mm，4=84mtn

十、箱體的構(gòu)造設(shè)計(jì)：

箱體構(gòu)造對減速器的工作性能、加工工藝、材料消耗、質(zhì)量及成本等

有很大影響。

1.減速器箱體為鑄造箱體，材料HT200。

2.箱體構(gòu)造為剖分時(shí)，剖分面為水平面，與傳動(dòng)件軸心線平面重疊,

有助于軸系部件的安裝與拆卸。

3.剖分時(shí)箱體的構(gòu)造尺寸選擇：

(1)箱座壁厚0:0.025a+3>=8mni；a為二級圓柱齒輪減速器的低

速級中心距a=20,

5=8.16<8,不滿足規(guī)定，則取壁厚b=8mm；

(2)箱蓋壁厚用二(0.8-0.85)b,^<8mm，則:二mm；

(3)地腳螺栓直徑df二0.036a+12=16.86,選擇M20；

(4)地腳螺栓數(shù)目：由于a=135<250,因此n=4；

(5)根據(jù)表4-1得：

名稱符號尺寸確定

箱座凸緣厚度1.5S12mm

b

箱蓋凸緣厚度

及1.5412mm

箱座底凸緣厚度2.5b20mm

軸承旁連接螺栓直徑

40.75d/Ml6

箱蓋與箱座連接螺栓直徑

d20.5~0.6c〃M12

L150-200160mm

連接螺栓4的間距

軸承蓋螺釘直徑

40.4~0.5dfMIO

視孔蓋螺釘直徑

a0.3~0.4〃M8

定位銷直徑

d0.7-0.89mm

查表4-2262218mm

d、4、4至外箱壁距離C1