機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 計(jì)算 說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目 用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器 理學(xué)院 （ 院 ） 機(jī)械電子工程 （專(zhuān)業(yè)） 班 級(jí) : 學(xué) 號(hào) : 設(shè) 計(jì) 人 指導(dǎo)教師 2012年 月 日 2 目 錄 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) . 3 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 . 5 一、傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明 . 5 二、電動(dòng)機(jī)的選擇 . 5 三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算 . 5 四傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 7 五軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .11 六軸承的選擇和計(jì)算 . 22 七鍵連接的選擇和計(jì)算 . 26 八、減速器附件的選擇和密封類(lèi)型的選擇 . 27 九、聯(lián)軸器的選 擇 . 27 十、減速器箱體的設(shè)計(jì) . 27 設(shè)計(jì)小結(jié) . 29 參考文獻(xiàn) . 29 3 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 一、 設(shè)計(jì) 題目 ： 用 于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器。傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖如右圖所示 二 、原始數(shù)據(jù)和技術(shù)要求： (1)工作條件 單班制工作，空載啟動(dòng)，單向、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作中有輕微振動(dòng)。運(yùn)輸帶速度允許速度誤差為 5%。 (2)使用期限 工作期限為十年，檢修期間隔為三年。 (3)生產(chǎn)批量及加工條件 小批量生產(chǎn)。 （ 4）數(shù)據(jù)要求 運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩 T（ N m） 850 運(yùn)輸機(jī)帶速 v(m/s) 1.45 卷筒直徑 D（ mm） 410 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求： 設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：確定傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)方案；選擇電動(dòng)機(jī)；計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；傳動(dòng)零件、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；軸承、聯(lián)軸器、潤(rùn)滑、密封和聯(lián)接件的選擇及校核計(jì)算；箱體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè) 4 計(jì)；繪制裝配工作圖及零件工作圖；編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。 在設(shè)計(jì)中完成以下工作： 減速器裝配圖 1張（ A1或 A2圖紙）； 零件工作圖 2 3張（傳動(dòng)零件、軸、箱體等）； 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 1份， 6000 8000字。 四、進(jìn)度安排： 內(nèi) 容 時(shí)間安排 1設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 1 天 2傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 1 天 3傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5 天 4裝配圖設(shè)計(jì) 2 天 5零件工作圖設(shè)計(jì) 1 天 6編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 2 天 7設(shè)計(jì)總結(jié)和答辯 1 天 5 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)果 一、 傳動(dòng)方案的擬定 及說(shuō)明 兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱(chēng)，因此要求軸有較大的剛度。高級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲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。高速級(jí)一般做成斜齒，低速級(jí)可 做成直齒。減速器橫向尺寸較小，兩對(duì)齒輪浸入油中深度大致相同，但軸向尺寸大，且中間軸較長(zhǎng)、剛度差，使載荷沿齒寬分布不均勻，因此考慮選擇兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速，卷筒與輸出軸之間直接使用聯(lián)軸器相連。 二、 電動(dòng)機(jī)的選擇 1.確定電動(dòng)機(jī)類(lèi)型 按工作要求和條件 ,選用 y 系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。 2.確定電動(dòng)機(jī)的容量 (1)運(yùn)輸帶工作的拉力 ND TF 4 1 4 62/41.0 8502/ (2)運(yùn)輸機(jī)所需的功率 KWFVP W 61 0 0 0/45.14 1 4 61 0 0 0/ (3)電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率 設(shè) 1、 2、 3、 4、 5分別為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪傳動(dòng)（設(shè)齒輪精度為 7級(jí)）， 滾動(dòng)軸承、 v帶、滾筒的效率，由 2表 2-2 P6查得 1 = 0.99， 2 = 0.98， 3 = 0.99， 4 = 0.96， 5 = 0.96，則傳動(dòng)裝置的總效率為 總 =1223345 = 0.99 x 0.982 x 0.993 x 0.96x0.96=0.85 總wd PP6/0.85=7kw 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用 Y 132M-4 電動(dòng)機(jī)，其功率為 7.5KW，同步轉(zhuǎn)速為1440r/min 三、 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算 1.總傳動(dòng)比 運(yùn)輸機(jī)的轉(zhuǎn)速 kwPW 6 kwPd 7 選用 Y 132M-4 電動(dòng)機(jī) 6 in0 澆6 7 . 5 8 r /4 5 / 3 . 1 4 x 4 16 0 x 1 0 0 0 x 1 .60 DVnw i 總 = nm / nw=1440/67.58 21.3 2.分配各裝置傳動(dòng)比 展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器 ，查表可得 V 帶傳動(dòng)單級(jí)傳動(dòng)比常用值 24 取 5.2Vi 56.23.1/5.2/3.212 i 33.356.23.13.1 11 ii 3.各軸的轉(zhuǎn)速 min/5765.2/1 4 40/1 riPn V min/97.17233.3/576/ 112 rinn min/57.6756.2/97.172/ 223 rinn 4.各軸輸入功率 kwPP 2.796.05.741 kwPP 99.699.098.02.73212 kwPP 78.699.098.099.63223 5.各軸輸入轉(zhuǎn)矩 mNnPT .38.1 1 95 7 6/2.79 5 5 0/9 5 5 0 111 mNnPT .93.38597.172/99.69550/9550 22 mNnPT .25.95857.67/78.69550/9550 333 表 1 傳動(dòng)裝置各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)表 項(xiàng)目 軸號(hào) 功率 kw 轉(zhuǎn)速 minrn 轉(zhuǎn)矩 mNT 傳動(dòng)比 軸 7.2 576 119.38 2.5 軸 6.99 172.97 385.93 3.33 軸 6.78 67.57 958.25 2.56 總傳動(dòng)比 3.21i 56.233.35.2321iii min/57.67min/97.172min/576321rnrnrn mNTmNTmNT.25.958.93.385.38.119321 7 四傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 （一） v帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.確定計(jì)算功率 查 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 表得工作情況系數(shù) 2.1Ak 則 kwPKP AC 4.872.1 2.選擇 V 帶型號(hào) 根據(jù) nPC, 查圖可以選用 A 型帶 3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 查 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 取 V 小帶輪基準(zhǔn)直徑 d1=125mm 驗(yàn)算帶速smndv /42.9100060 144012514.3100060 1 因?yàn)?5v25m/s,故此帶速合適。 大帶輪的基準(zhǔn)直徑 mmdid v 5.3 1 21 2 55.212 查表，取 mmd 3152 4、確定 V 帶的中心距 a 和基準(zhǔn)直徑 L 初定 )(2()(7.0( 21021 ddadd 0a 500mm mmaddddaL1 7 0 95 0 04)1 2 53 1 5()3 1 51 2 5(25 0 024)()(22202122100 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)普通 V 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度表取 L=1800mm 按選取的基準(zhǔn)長(zhǎng)度計(jì)算中心距 mmLLaa 5.5452 170918005002 00 考慮安裝調(diào)整， 中心距的變化范圍為（ a-0.015L） (a+0.03L) 即（ 518.5mm599.5mm） 5.驗(yàn)算小帶輪上的包角1 kwPC 4.8 A 型帶 mmd 3152 a=545.5mm 1601 8 1201603.575.545 1253151803.57180 121 a dd 6、計(jì)算帶的根數(shù) V 帶根數(shù)的計(jì)算公式為 LaCC kKPP PPPZ )(000 由 d1=125mm， i=2.5 和 n=1440r/min 查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表得kwPkwP16.092.100 由 mm1800,1601 L 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 得 01.1，95.0 La KK ，將查得得值代入得 8.301.195.0)16.092.1( 5.7 Z 故取 V 帶的根數(shù)為 4 根 7、計(jì)算單根 V 帶的初拉力 查表可得 A 帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.1kg/m 普通 V 帶的初拉力計(jì)算公式 NqvKzvPFaC17142.91.0)195.05.2(42.945.7500)15.2(500220 8.計(jì)算作用在帶輪軸上的壓力 NzFFQ 134780sin171422sin2 10 9.帶輪的輪寬 大帶輪的帶輪寬 mmfezB 3662832)1( （二）高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 1. 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料 （ 1）選用斜齒圓柱齒輪，且速度不高，故選用 9 級(jí)精 度 （ 2）查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表取小齒輪為 20CrMnTi（滲碳淬火）， 齒面硬度為 5662HRC, MPaMPa FH 850,1 5 00 1l im1l im kwPkwP16.092.100 01.1，95.0 La KK Z=4 根 大帶輪輪寬 B=36mm 小齒輪為20CrMnTi 大齒輪材料為 20Cr（滲碳淬火） 9 大齒輪材料為 20Cr（滲碳淬火），齒面硬度為 5662HRC，MPaMPa FH 850,1 5 0 0 1l im2l im 2.按齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表取 25.1,1.1 FH SS MPaS HHHH 13641.11500 1l i m21 MPaS FFFF 68025.1850 1l i m21 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表取載荷系數(shù) K=1.5，齒寬 系數(shù) 1d 彈性系數(shù) 5.2,8.189 HE ZZ ， 初選螺旋角 =15 齒數(shù)取 94取,5.932833.3,28 121 izzz 實(shí)際傳動(dòng)比 36.32894i 當(dāng)量齒數(shù) 3.10415cos94,1.3115cos283231 vv zz 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表取齒形系數(shù) 25.2,80.2 21 FaFa YY 應(yīng)力修正系數(shù) 74.1,55.1 21 SaSa YY 0 1 5 8.0248 74.125.20 1 2 3.0352 55.180.2222111 FSaFaFSaFa YYYY 故不需進(jìn)行彎曲強(qiáng) 度計(jì)算 法面模數(shù) mmC O SC O SYYzKTmFSaFadn7.1153 5 255.180.22811 0 0 038.1 1 95.1223 2232111211 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表取模數(shù) m=2 中心距 mmzzma n 3.12615cos2)9428(2cos2)( 21 取中心距為 127mm 確定螺旋角 載荷系數(shù) K=1.5，齒寬系數(shù) 1d 94,28 21 zz實(shí)際傳動(dòng)比 i=3.35 mmm n 6.1 m=2 a=126.3mm 13.16 10 13.161272 )9428(2arccos2 )(arccos 21 a zzm n 齒輪分度圓直徑 mmzmd n 3.5813.16cos/282cos/11 mmmzd 7.19513.16cos/942cos/22 齒寬 mmbmmbmmdb d 65,60取,3.588.411 121 (3).驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 70133.333.43.5860100038.1195.1213.16cos5.28.1891212211HHEHMPabdKTZZZ 所以是安全的 (4)齒輪的圓周速度 smndv /76.160000 5763.5814.3100060 11 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表可知選用 9 級(jí)精度是合適的 （三）低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 1. 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料 （ 1）選用直齒圓柱齒輪，且速度不高，故選用 9 級(jí)精度 （ 2）查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表取小齒輪為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）， 齒面硬度為 197286HBS MPaMPa FH 440,580 3l i m3l i m 大齒輪材料為 45 鋼（正火），齒面硬度為 156217HRC，MPaMPa FH 310,380 4l i m4l i m 2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表取 25.1,1.1 FH SS M P aS HHH 5 2 71.15 8 0 3lim3 MPaSHHH 3451.1380 4l i m4 MPaS FFF 35225.1440 3l i m3 mmbmmb606521 V=1.26m/s 小齒輪為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） 大齒輪材料為 45鋼（正火） 11 M P aSFFF 2 4 825.13 1 0 4lim4 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表取載荷系數(shù) K=1.5，齒寬系數(shù) 1d 彈性系數(shù) 5.2,8.189 HE ZZ mmZZKTdHHED145)3455.28.189(56.2156.2193.3855.12)(123 23213 齒數(shù)取 82取,9.813256.2,32 343 izzz 模數(shù) 5m取5.43214533 zdm 齒寬 mmbmmbmmdb d 155,150取,1451451 343 mmmzd 16032533 mmmzd 41082544 （ 3）驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表取齒形系數(shù) 18.2,49.2 43 FaFa YY 應(yīng)力修正系數(shù) 79.1,65.1 43 SaSa YY 6.39325150 65.149.293.3855.122 12323313 FSaFaF MPazbm YYKT 6.3765.149.2 79.118.26.39 2334434 FSaFaSaFaFF MPaYY YY 所以是安全的 (4)齒輪的圓周速度 smndv /45.160000 97.17216014.3100060 33 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表可知選用 9 級(jí)精度是合適的 五軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （一） .高速軸的設(shè)計(jì) 82,32 43 zz m=5 mmd 1603 mmd 4104 smv /45.1 NFt 40951 12 1.求作用在齒輪上的力 高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為 mmd 3.581 NdTF t 4 0 9 53.58 1 0 0 038.1 1 922111 NFF ntr 155213.16cos20tan4095costan1 NFF ta 118413.16tan4095tan1 2 選擇軸的材料 可選軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得 MPab 650 由插值法得 MPab 60 1 3.計(jì)算軸的最小直徑，查表取 C=110， mmnPCd 5.255 7 62.71 1 0 33 考慮到軸上開(kāi)有鍵槽，故將軸的直徑增大 5則 mm8.26）51（5.25 d 將其圓整后取 28mm 應(yīng)該設(shè)計(jì)成齒輪軸，軸的最小直徑是安裝連接大帶輪。 4.擬定軸的裝配草圖 5.根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和 長(zhǎng)度 （ 1）取左端與帶輪連接處軸直徑 mmd 281 ，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取 mmL 421 ，為滿(mǎn)足大帶輪的定位要求，則其右側(cè)有一軸肩，故取 mmLmmd 30,34 22 ，根據(jù)軸的直徑初選角接觸球軸承7208AC，則其尺寸為 mmBDd 188040 ，左右軸承取相同型號(hào)，右側(cè)軸肩 mmd 454 ，由前面設(shè)計(jì)知齒輪齒寬為 65mm，齒面和箱體內(nèi)壁距離取 mmdmmL 45,5.17 66 15mm,根據(jù)計(jì)算及配N(xiāo)Fr 15521 NFa 11841 選軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 d=28mm 13 合知 mmL 5.1814 （ 2）大帶輪與軸的周向定位采用普通平鍵 C 型連接，其尺寸為mmLhb 3078 ,大帶輪與軸的配合為 76Hr，深溝球軸承與軸的軸向定位是通過(guò)軸套和軸承內(nèi)圈固定的，此外選軸的直徑尺寸公差為 m6. 6.軸的強(qiáng)度校核 （ 1）畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖 （ 2）求支反力并畫(huà)出彎矩圖 垂直面內(nèi) 02011211LFdFLFFFFAVarrBVAV 其中mmLmmL592822 解得NFNFBVAV1105447 截面 C左側(cè)彎矩 mNLFM AVCV .7.991 0 0 0/2234471 截面 C右側(cè)彎矩 mNLFM BVVC .2.651 0 0 0/591 1 0 52 水平面內(nèi)00211LFLFFFFAHttBHAH 解得NFNFBHAH2.32888.856 截面 C處彎矩 NLFM AHCH 1.1911000/2238.8561 NFNFBVAV1105447 mNM cv .7.99 mNM VC .2.65 NFNFBHAH2.32888.856 NM CH 1.191 14 （ 3）繪制合成彎矩圖 根據(jù) 得22VH MMM m.9.2012.651.191m.5.2157.991.19122222222NMMMNMMMCVCHCCVCHC （ 4）繪制扭矩圖 mNT .38.119 （ 4）繪制當(dāng)量彎矩圖 由前面圖可知， C 處可能是危險(xiǎn)截面，軸和齒輪的交界處也有可能是危險(xiǎn)截面 此處的軸的扭矩應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán)，取 6.0 C截面mNTMMmNTMMCeCCCe.2.214)38.1196.0(9.201)(.1.227)38.1196.0(5.215)(22222222 m.9.201m.5.215NMNMCC mNT .38.119 mNMmNMeCCe .2.214 .1.227 15 （ 5）校核危險(xiǎn)截面處得強(qiáng)度 用齒輪軸左側(cè)軸直徑來(lái)校核 9.24451.010001.2271.0 133 bCeCCe MPadMWM 所設(shè)計(jì)軸滿(mǎn)足要求。 (二 )中間軸的設(shè)計(jì) 1.求作用在齒輪上的力 高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為 mmd 7.1952 NdTF t 1 2 2 07.1 9 5 1 0 0 038.1 1 922212 NFF ntr 46213.16cos20tan1220costan22 NFF ta 3 8 513.16t a n1 2 2 0t a n22 低 速級(jí)齒輪的分度圓直徑為 mmd 1603 NdTF t 4824160 100093.38522323 NFF ntr 175620tan4824tan33 NFF tn 5 1 3 420cos4 8 2 4cos 3 2 選擇軸的材料 可選軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得 MPab 650 由插值法得 MPab 60 1 3.計(jì)算軸的最小直徑，查表取 C=110， MPa1.56 NFt 12202 NF r 4622 NFa 3852 NFt 48243 NF r 17563 NF n 5134 選軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 d=40mm 16 mmnPCd 7.3797.1 7 2 99.61 1 0 33 考慮到軸上開(kāi)有鍵槽，故將軸的直徑增大 5則 mm6.39）51（7.37 d 將其圓整后取 40mm 4.擬定軸的裝配草圖 5.根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （ 1）取左端軸直徑 mmD 401 ，根據(jù)軸的直徑初角接觸球軸承7208AC，則其尺寸為 mmBDd 188040 ，左右軸承取相同型號(hào)，齒面和箱體內(nèi)壁距離取 mml 200 ，由前面設(shè)計(jì)知齒輪齒寬為 155mm，右側(cè)軸肩 mmlD 9,55 22 ，齒面和箱體內(nèi)壁距離取20mm，右側(cè)齒輪齒寬為 60mm，直徑取 45mm。 （ 2）左側(cè)齒輪與軸的周向定位采用普通平鍵 A 型連接，其尺寸為mmLhb 100914 ,軸向定位采用軸套，右側(cè)齒輪與軸的周向定位采用普通平鍵 A 型連接，其尺寸為mmLhb 40914 ，齒輪與軸配合都 為 76Hr，角接觸球軸承與軸的軸向定位是通過(guò)軸套和軸承外圈固定的，此外選軸的直徑尺寸公差為 m6. 6.軸的強(qiáng)度校核 （ 1）畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖 17 （ 2）求支反力并畫(huà)出彎矩圖 垂直面內(nèi) 0)(20232322323222LFLLFdFLFFFFFVArarrrVBvA 其中mmLmmLmmL595.11628232 解得NFNFVBVA895132322 截面 C彎矩 mNLFM AVCV .9.1401000/5.10613231 截面 D彎矩 mNLFM VBDH .8.521000/5989532 水平面內(nèi)0)(03232322322LFLLFLFFFFFttHAttHBHA 解得NFNFBHAH8542750 截面 C處彎矩 mNLFM HAHC .9.2921000/5.1062750122 截面 D處彎矩 mNLFM HDHD .501000/59854322 NFNFVBVA895132322 NFNFBHAH8542750 NM HC 9.2922 NM HD 502 18 （ 3）繪制合成彎矩圖 根據(jù) 得22VH MMM m.7.72508.52m.3259.2929MMMNMMMCVHCDCVCHC （ 4）繪制扭矩圖 mNT .38.119 （ 4）繪制當(dāng)量彎矩圖 由前面圖 可知， C 處可能是危險(xiǎn)截面，軸和齒輪的交界處也有可能是危險(xiǎn)截面 此處的軸的扭矩應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán)，取 6.0 m.7.72m.325NMNMDC mNT .38.119 mNMmNMDeCe .1.102 .8.332 19 C截面mNTMMmNTMMDDeCCe.1.1 0 2)38.1 1 96.0(7.72)(.8.3 3 2)38.1 1 96.0(3 2 5)(22222222 （ 5）校核危險(xiǎn)截面處得強(qiáng)度 校核 C處軸 5.36451.08.3321.0 133 bCeCCe MPadMWM 所設(shè)計(jì)軸滿(mǎn)足要求。 （三）低速軸的設(shè)計(jì) 1.求作用在齒輪上的力 低 速級(jí)齒輪的分度圓直徑為 mmd 4104 NdTF t 1883410 100093.38522434 NFF ntr 68520tan1 8 8 3tan44 NFF tn 200420cos1883cos 42 2 選擇軸的材料 可選軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得 MPab 650 由插值法得 MPab 60 1 3.計(jì)算軸的最小直徑，查表取 C=110， mmnPCd 1.5157.67 78.6110 33 考慮到軸上開(kāi)有鍵槽，故將軸的直徑增大 5則 mm7.53）51（1.51 d MPa5.36 NFNFNFnrt20046851883244 材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 d=55mm 20 將其圓整后取 55mm 4.擬定軸的裝配草圖 5.根據(jù)軸向定位的要求，確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （ 1）取左端軸直徑 mmD 6501 ，齒面和箱體內(nèi)壁距離取 17.5mm，根 據(jù) 軸 的 直 徑 初 選 角 接 觸 球 軸 承 7213AC ，則其尺寸為mmBDd 231 2 065 ，左右軸承選相同型號(hào)，由前面設(shè)計(jì)知 齒 輪 齒 寬 為 150mm ， 取 直 徑 mmD 7002 右 側(cè) 軸 肩mmlD 10,80 033 ，為滿(mǎn)足聯(lián)軸器的定位要求，則其左側(cè)有一軸肩，直徑取 60mm，長(zhǎng)度為 50mm，與聯(lián)軸器相配合軸直徑取為 55mm，查表取長(zhǎng)度為 112mm。 （ 2）左側(cè)角接觸球 軸承與軸的軸向定位是通過(guò)軸套和軸承外圈固定的，齒輪與軸的周向定位采用普通平鍵 A 型連接，其尺寸為mmLhb 1001220 ,軸向定位采用軸端擋圈，右側(cè)軸承軸向定位是通過(guò)軸肩和軸承內(nèi)圈固定的，齒輪與軸配合都為 76Hr，此外選軸的直徑尺寸公差為 m6,聯(lián)軸器的軸向定位采用普通平鍵 C 型連接，其尺寸為 801016 Lhb 6.軸的強(qiáng)度校核 （ 1）畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖 NFNFVBVA2.2578.42744 21 （ 2）求支反力并畫(huà)出彎矩圖 垂直面 00414444LFLFFFFBVrrBVAV 其中 mmL mmL 1042771 解得NFNFVBVA2.2578.42744 截面 C彎矩 mNLFM VAVC .5.441 0 0 0/1 0 48.4 2 7144 截面 D彎矩 mNLFM VBVD .5.441 0 0 0/1732.257244 水平面 00414444LFLFFFFBHttBHAH 其中 mmL mmL 1042401 解得NFNFHBHA707117644 截面 C彎矩 mNLFM HAHC .3.1221 0 0 0/1041 1 7 6144 截面 D彎矩 mNLFM VBVD .3.1221000/173707244 （ 3）繪制合成彎矩圖 根據(jù) 得22VH MMM NFNFHBHA707117644 MNM Hc .3.1224 mNM VD .3.1224 NMNMCc1.1301.130 mNT .93.385 22 m.1.1303.1225.44m.1.1303.1225.4422222222NMMMNMMMCVHCCCVCHC （ 4）繪制扭矩圖 mNT .93.385 （ 5）繪制當(dāng)量彎矩圖 由前面圖可知， C 處可能是危險(xiǎn)截面，軸和齒輪的交界處也有可能是危險(xiǎn)截面 此處的軸的扭矩應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán)，取 6.0 C截面mMNTMM CeC .6.2 6 5)93.3 8 56.0(1.1 3 0)( 22242 44 （ 6）校核危險(xiǎn)截面處得強(qiáng)度 用 D軸直徑來(lái)校核 2.23551.01 0 0 093.3851.0 133 bDe MPadTWM 所設(shè)計(jì)軸滿(mǎn)足要求。 六 軸承的選擇和 計(jì)算 （一）高速軸承 由前面設(shè)計(jì)可得初選 角接觸球軸承 7208AC，則其尺寸為 mNM ec .6.2654 MPa2.23 初選 角接觸球軸承7208AC NFNFrr110544721 23 mmBDd 188040 ， 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 基 礎(chǔ) ， 可 得NCNC r 2 4 5 0 0,3 5 2 0 0 0 （ 1） 計(jì)算軸承受到的徑向載荷 由前面計(jì)算知NFNFrr110544721 （ 2） 計(jì)算軸承所受軸向力 查表知NFFNFFrSrs4.7511 1 0 568.068.096.30344768.068.01211 齒 輪受到軸向力 NFA 1184 12 SsA FFF ,則軸承 1 壓縮，軸承 2 放松 軸承 1 所 受 軸 向 力NFFF SAa 4.19354.751118421 軸承 2 所受軸向力 NFF Sa 4.75122 (3)計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)可得 e=0.68 軸承 1 eFFra 3.4447 4.1 9 3 511 軸承 2 eFFra 68.01 1 0 5 4.7 5 122 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)可得徑向動(dòng)載荷系數(shù)和軸向動(dòng) 載荷系數(shù) 0,1,87.0,41.0 2211 YXYX 當(dāng)量動(dòng)載荷分別為 NFYFXP ar 1 8 6 74.1 9 3 587.04 4 741.011111 NFYFXP rr 1 1 051 1 05122222 (4)驗(yàn)算軸的壽命 應(yīng)以 1軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為計(jì)算依據(jù)，由軸承溫度正常， 查表得 1tf ，因載荷平穩(wěn)無(wú)沖擊，取 1pf NF a 4.19351 NFa 4.7512 0,187.0,41.02211 YX YXNPNP1105186721 hLh 29200 初選 角接觸球軸承7208AC 24 軸承預(yù)期壽命 hL h 29200836510 29200)(1093.1)18671 3 5 2 0 0 01(57660 10)(6010 8366 hPf CfnLprrh 故所選軸承滿(mǎn)足要求 （二）中間軸軸承 由前面設(shè)計(jì)可得初選 角接觸球軸承 7208AC，則其尺寸為mmBDd 156840 ， 查 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 基 礎(chǔ) ， 可 得NCNC r 2 4 5 0 0,3 5 2 0 0 0 （ 3） 計(jì)算軸承受到的徑向載荷 由前面計(jì)算知NFNFrr895132321 （ 4） 計(jì)算軸承所受軸向力 查表知NFFNFFrSrs6.60889568.068.06.899132368.068.01211 齒輪受到軸向力 NFA 385 12 SsA FFF ,則軸承 1 壓縮，軸 承 2 放松 軸承 1 所受軸向力 NFFF SAa 6.9936.60838521 軸承 2 所受軸向力 NFF Sa 6.60822 (3)計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)可得 e=0.68 軸承 1 eFFra 75.01 3 2 3 6.99311 軸承 2 eFFra 68.08 9 5 6.6 0 822 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)可得徑向動(dòng)載荷系數(shù)和軸向動(dòng)載荷系數(shù) 0,1,87.0,41.0 2211 YXYX 當(dāng)量動(dòng)載荷分別為 NFNFrr895132321 NFA 385 NF a 6.9931 NF a 6.6082 0,187.0,41.02211 YX YX NPNP8959.140621 25 NFYFXP ar 9.14066.99387.0132341.011111 NFYFXP rr 895895122222 (4)驗(yàn)算軸的壽命 應(yīng)以 1軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為計(jì)算依據(jù)，由軸承溫度正常， 查表得 1tf ，因載荷平穩(wěn)無(wú)沖擊，取 1pf 軸承預(yù)期壽命 hL h 29200836510 2 9 2 0 0)(105.1)9.1 4 0 61 3 5 2 0 01(97.17260 10)(6010 6366 hPf CfnLprrh 故所選軸承滿(mǎn)足要求 （三）低速軸承 由前面設(shè)計(jì)可得 初選 角接觸球軸承 7213AC，則其尺寸為mmBDd 108565 ，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，可得NCNC r 5 2 5 0 0,6 6 5 0 0 0 （ 1）計(jì)算軸承受到的徑向載荷 由前面計(jì)算知NFNFrr2.2578.42721 (3)計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)可得徑向動(dòng)載荷系數(shù)和軸向動(dòng)載荷系數(shù) 0,1,0,1 2211 YXYX 當(dāng)量動(dòng)載荷分別為 NFYFXP ar 8.4278.427111111 NFYFXP rr 2.2572.257122222 (4)驗(yàn)算軸的壽命 應(yīng) 以 1軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為計(jì)算依據(jù)，由軸承溫度正常， 查表得 1tf ，因載荷平穩(wěn)無(wú)沖擊，取 1pf hL h 6105.1 NFNFrr2.2577.8.42721 0,10,12211YXYX NPNP3.2017.32321 hL h 8102.9 平鍵 C 型連接 26 軸承預(yù)期壽命 hL h 29200836510 2 9 2 0 0)102.9()8.4271 6 6 5 0 01(57.6760 10)(6010 8366 hPf CfnLprrh 故所選軸承滿(mǎn)足要求 七鍵連接的選擇和計(jì)算 大帶輪與軸的周向定位采用普通平鍵 C 型連接，其尺寸為mmLhb 3078 設(shè)載荷均勻分布，查表得 MPap 120100 則平鍵連接的擠壓強(qiáng)度 8130728 100038.11944 11 pp MPadhl T 軸 2 左側(cè)齒輪與軸的周向定位采用普通平鍵 A 型連接，其尺寸為mmLhb 100914 設(shè)載荷均勻分布，查表得 MPap 120100 則平鍵連接的擠壓強(qiáng)度 38100945 10009.38544 22 pp MPadhl T 軸 2 右側(cè)齒輪與軸的周向定位采用普通平鍵 A 型連接，其尺寸為mmLhb 40914 設(shè)載荷均勻分布，查表得 MPap 120100 則平鍵連接的擠壓 強(qiáng)度 9540945 10009.38544 22 pp MPadhl T 軸 3 齒輪與軸的周向定位采用普通平鍵 A 型連接，其尺寸為mmLhb 1001220 設(shè)載荷均勻分布，查表得 MPap 120100 則平鍵連接的擠壓強(qiáng)度 461001270 100025.95844 22 pp MPadhl T 軸 3 聯(lián)軸器的軸向定位采用普通平鍵 C 型連接，其尺寸為801016 Lhb MPap 811 MPap 382 MPap 953 MPap 464 MPap 875 27 設(shè)載荷均勻分布，查表得 MPap 120100 則平鍵連接的擠壓強(qiáng)度 87801055 100025.95844 22 pp MPadhl T 由以上計(jì)算知鍵符合要求 八、 減速器附件的選擇 和密封類(lèi)型的選擇 （一）減速器附件的選擇 1 窺視孔和窺視孔蓋 設(shè)在箱蓋頂部能夠看到齒輪嚙合區(qū)的位置，其大小以手能夠伸進(jìn)箱體進(jìn)行檢查操作為宜。 其尺寸選擇為： 5,4,8,7,110,125,140,150,165,180 321321 Rndbbblll 2.通氣塞和通氣器 通氣器設(shè)置在箱蓋頂部或視孔蓋上，較完善的通氣器內(nèi)部制成一定曲路，并設(shè)置金屬網(wǎng)。 主要尺寸： M16x1.5,D=22,D1=19.8,S=17,L=23,l=12,a=2,d1=5 3.油 標(biāo)、油尺 由于桿式油標(biāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，選擇桿式油標(biāo)尺，其尺寸選擇為 :M12 4.油塞、封油墊 其尺寸選擇為 :M20X1.5 5.起吊裝置 選擇吊耳環(huán)和吊鉤 （二）潤(rùn)滑與密封 1齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑 因?yàn)辇X輪圓周速度 smsmv 12 ，故選擇浸油潤(rùn)滑。