1、目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書3 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 1.1設(shè)計(jì)題目3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1.2設(shè)計(jì)步驟3 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 第二章傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案3 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 2.1傳動(dòng)方案3 HYPERLINK l bookmark10 o Cu

2、rrent Document 2.2該方案的優(yōu)缺點(diǎn)3 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 第三章電動(dòng)機(jī)的選擇4 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 3.1選擇電動(dòng)機(jī)類型4 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 3.2確定傳動(dòng)裝置的效率4 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 3.3選擇電動(dòng)機(jī)的容量43.4確定電動(dòng)機(jī)參數(shù)4 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 3.

3、5確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比5 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 第四章計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)6 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 4.1電動(dòng)機(jī)輸出參數(shù)6 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 4.2高速軸I的參數(shù)6 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 4.3中間軸II的參數(shù)6 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 4.4低速軸III的參數(shù)6

4、 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 滾筒軸的參數(shù)7 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 第五章減速器高速級齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算8 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 選精度等級、材料及齒數(shù)8 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)8 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 確定傳動(dòng)尺寸10 HYPERLINK l bookmark44 o Cu

5、rrent Document 5.4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度11 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 計(jì)算齒輪傳動(dòng)其它幾何尺寸12 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 齒輪參數(shù)和幾何尺寸總結(jié)12 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 第六章減速器低速級齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算13 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 選精度等級、材料及齒數(shù)13 HYPERLINK l bookmark54 o Current Docum

6、ent 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)13 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 確定傳動(dòng)尺寸15 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 6.4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度156.5計(jì)算齒輪傳動(dòng)其它幾何尺寸16 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 齒輪參數(shù)和幾何尺寸總結(jié)17 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 第七章軸的設(shè)計(jì)17 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 高速軸設(shè)計(jì)計(jì)

7、算17 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 中間軸設(shè)計(jì)計(jì)算23 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 低速軸設(shè)計(jì)計(jì)算29 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 第八章滾動(dòng)軸承壽命校核35 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 高速軸上的軸承校核35 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 中間軸上的軸承校核36 HYPERLINK l bookmark76 o Cur

8、rent Document 低速軸上的軸承校核37 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 第九章鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)計(jì)算37 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 9.1高速軸與聯(lián)軸器鍵連接校核37 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 中間軸與低速級小齒輪鍵連接校核38 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 中間軸與高速級大齒輪鍵連接校核38 HYPERLINK l bookmark86 o Current Docume

9、nt 低速軸與低速級大齒輪鍵連接校核38 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 9.5低速軸與聯(lián)軸器鍵連接校核38 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 第十章聯(lián)軸器的選擇39 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 10.1高速軸上聯(lián)軸器39 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 低速軸上聯(lián)軸器39 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 第十一章減速器的密封與潤滑40

10、 HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 11.1減速器的密封40 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 11.2齒輪的潤滑40 HYPERLINK l bookmark102 o Current Document 第十二章減速器附件設(shè)計(jì)40 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 12.1油面指示器4012.2通氣器41 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 放油孔及放油螺塞41 HYPERLINK l bo

11、okmark108 o Current Document 窺視孔和視孔蓋4112.5定位銷41 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 12.6啟蓋螺釘42 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 12.7螺栓及螺釘42 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 第十三章減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸42 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 第十四章設(shè)計(jì)小結(jié)43 HYPERLINK l bookmark118 o Cu

12、rrent Document 第十五章參考文獻(xiàn)43第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)題目展開式二級直齒圓柱減速器，拉力F=4000N,速度v=1.6m/s，直徑D=400mm,每天工作小時(shí)數(shù)：8小時(shí)，工作年限（壽命）：10年，每年工作天數(shù)：250天，配備有三相交流電源，電壓380/220V。設(shè)計(jì)步驟傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案電動(dòng)機(jī)的選擇確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)減速器內(nèi)部傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承校核鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)聯(lián)軸器設(shè)計(jì)潤滑密封設(shè)計(jì)11.箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二章傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案傳動(dòng)方案傳動(dòng)方案已給定，減速器為展開式二級圓柱齒輪減速器。2.2該方案的優(yōu)缺點(diǎn)展開式二級圓柱

13、齒輪減速器由于齒輪相對軸承為不對稱布置，因而沿齒向載荷分布不均要求軸有較大剛度。第三章電動(dòng)機(jī)的選擇3.1選擇電動(dòng)機(jī)類型按工作要求和工況條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，電壓為380V,Y型。確定傳動(dòng)裝置的效率查表得：聯(lián)軸器的效率：n1=0.99一對滾動(dòng)軸承的效率：n2=0.99閉式圓柱齒輪的傳動(dòng)效率：n3=0.98工作機(jī)效率：nw=0.97故傳動(dòng)裝置的總效率選擇電動(dòng)機(jī)的容量工作機(jī)所需功率為FXV4000 x1.6P6.4kWW100010003.4確定電動(dòng)機(jī)參數(shù)電動(dòng)機(jī)所需額定功率:P6.4p-7.22kWd耳a0.886工作轉(zhuǎn)速：60 x1000XV60 x1000 x1.6n=w兀xD76.43

14、rnm3.14X400經(jīng)查表按推薦的合理傳動(dòng)比范圍，二級圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比范圍為：8-40因此理論傳動(dòng)比范圍為：8-40?？蛇x擇的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為nd=iaXnw=(8-40)X76.43=611-3057r/min。進(jìn)行綜合考慮價(jià)格、重量、傳動(dòng)比等因素，選定電機(jī)型號為：Y132M-4的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率Pen=7.5kW，滿載轉(zhuǎn)速為nm=1440r/min,同步轉(zhuǎn)速為nt=1500r/min。、.1?萬案電動(dòng)機(jī)型號額定功率(kW)同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速(r/min)(r/min)1Y160L-87.57507202Y160M-67.510009703Y132M-47.5150014404Y

15、132S2-27.530002900電機(jī)主要外形尺寸：中心高外形尺寸地腳安裝尺寸地腳螺栓孔直徑軸伸尺寸鍵部位尺寸HLxHDAxBKDxEFxG132515x315216x1781238x8010 x333.5確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比的計(jì)算由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速nw,可以計(jì)算出傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為：14402）分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比高速級傳動(dòng)比i=m=18.841an7643wi=Jl.3xi=4.951a則低速級的傳動(dòng)比l23.81l23.81減速器總傳動(dòng)比S=2J=18-8595第四章計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)4.1電動(dòng)機(jī)輸出參數(shù)功率：P0=pd=

16、7.22kW轉(zhuǎn)速：n=n=1440rpmTOC o 1-5 h z0m廠,厶P7.22扭矩：T=9.55x106x-0=9.55x106x=47882.64Nmm0n144004.2高速軸I的參數(shù)扭矩：T1轉(zhuǎn)速：n扭矩：T1轉(zhuǎn)速：n1=9.55x106x乞=n1P0X1=7-22x0-99=7=n0=1440rpm7.159.55x106x1440=47418.4Nmm4.3中間軸II的參數(shù)功率：P2=mx偽xg=功率：P2=mx偽xg=轉(zhuǎn)速：n2l17.15x0.99x0.98=14404=290.91rpm4.956.94kWP6.94扭矩：t2=9.55x106x=9.55x106x扭矩

17、：t2n290.9124.4低速軸III的參數(shù)功率：冬=篤x乃2x乃3=6.94x0.99x0.98=6.73kW、士n290.91功率：冬=篤轉(zhuǎn)速：n3=t2=04=76.35rpml23.81P6.73扭矩：匚=9.55x106x=9.55x106x=841800.92Nmm3込76.354.5滾筒軸的參數(shù)功率：p=pxnXnXn=6.73x0.97x0.99x0.99=6.4kW人十w3w12轉(zhuǎn)速：n=n=76.35rpmw3丄厶P6.4扭矩：T=9.55x106x=9.55x106x-=800523.9Nmmwn76.35w運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表:軸名功率軸名功率P(kW)轉(zhuǎn)

18、矩T(Nr輸入輸出輸入電動(dòng)機(jī)軸7.22I軸7.157.0847418.4II軸6.946.87227826.48III軸6.736.66841800.92工作機(jī)軸6.46.4800523.9mm)轉(zhuǎn)速(r/min)傳動(dòng)比i效率n輸出47882.64144010.9946944.21144064.950.97225548.2290.911523.810.97833382.976.3510810.96800523.976.35第五章減速器高速級齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算5.1選精度等級、材料及齒數(shù)由選擇小齒輪40Cr(調(diào)質(zhì))，齒面硬度280HBS，大齒輪45(調(diào)質(zhì))，齒面硬度240HBS選小齒輪齒數(shù)Z1=3

19、0,則大齒輪齒數(shù)Z2=Z1Xi=30X4.95=149。實(shí)際傳動(dòng)比i=4.967壓力角a=20。5.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式試算小齒輪分度圓直徑，即32xKXTu+1ZXZXZ2TOC o 1-5 h zd3吐XXHE_2J化u0丿確定公式中的各參數(shù)值試選載荷系數(shù)KHt=1.3P7.15T=9550000X=9550000X=47418.4Nmmn1440查表選取齒寬系數(shù)d=111由圖查取區(qū)域系數(shù)ZH=2.46查表得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa由式計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)ZEaalzxcosaarccosz+2xh*1an30 xcos20=aalzxcosaarccosz

20、+2xh*1an30 xcos20=arCC0S30+2X1=28241arccosz?xcosa+2Xhan149xcos20=arCC0S149+2X1=21.99勺xtan叫1tana+zxtanatana2a22n30 xtan28.2412n30 xtan28.241tan20+149xtan2l.99tan202n1.772448a41-772=0.862計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力oH由圖查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為：HH叭1=600Mg認(rèn)2=550Mpa計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NLi=60XnXjXLh=60X1440X1x8x250X10=1.

21、728x1091.728X109=3491X101.728X109=3491X1084.95由圖查取接觸疲勞系數(shù)：由圖查取接觸疲勞系數(shù)：KHNlKHNl=0.965,Kg=0.993HN2取失效概率為取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得如1Kxo如1KxoHN1Him1=s0965X=579嘶取取OH1和OH2中較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即oH=546MPa2）試算小齒輪分度圓直徑ZZ132xKhiXTxU+1xZhXZfXZr2J化丁叫2X1.3X47418.44.95+1X2X1.3X47418.44.95+1X14.95546=4m183詭（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)

22、際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。圓周速度V兀XdXnnX43.183X1440p=325460X100060X1000齒寬bb=化X址=1X43.183=43.183mm2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KH查表得使用系數(shù)KA=1查圖得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.117齒輪的圓周力。T47418.4F=2x-；-=2x=2196.161Ntd43.1831F2196.16151N100NKX=1X=Ab43.183mmmm查表得齒間載荷分配系數(shù)：KHa=1.4查表得齒向載荷分布系數(shù)：KHB=1.436實(shí)際載荷系數(shù)為KH=EXKyXKHaXKH0=1x2.246=51.817mm1.3.117x14x1.42.246=51.8

23、17mm1.33）按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑=%嚴(yán)3孕=43.183X“K4）確定模數(shù)51.817吉51.817吉=1.727mm?取m=2mmo5.3確定傳動(dòng)尺寸1）計(jì)算中心距咕咕05皿1a=勺+勺）771=179mm，圓整為179mm2）計(jì)算小、大齒輪的分度圓直徑di=Zixm=30 x2=60mmd2=Z2Xm=l49x2=298mm3）計(jì)算齒寬0=化Xd10=化Xd1=60mm取B1=65mmB2=60mm校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為2XKXTF=2XKXTF=bXmXJ乙X：XY/0f1）K、T、m和d1同前齒寬b=b2=60齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa：查表

24、得：2.506，益22.506，益2=2-1321.625，J=1-844查圖得重合度系數(shù)Y=0.673查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為:勺時(shí)1=5mpq、仏2=38mpq由圖查取彎曲疲勞系數(shù)：隔1=762,KfN2=0.867取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,得許用彎曲應(yīng)力切10.762X販=272.143MFa切10.762X販=272.143MFa1.4譏gN2咖2=0.867X380=235.329MPa1.42XKXTXY2XKXTXYFa1XYXY=55.581MPa1F1YXYF2=，“2x，“2=53.659MPa0F2=Fa1Sq1故彎曲強(qiáng)度足夠。5.5計(jì)算齒輪傳動(dòng)其它

25、幾何尺寸計(jì)算齒頂高、齒根高和全齒高h(yuǎn)=mxh*=2mmaanhz=mx(h*+c*)=2.5mm/annh=(h+h=mx(2h*+c*)=4.5mm=af，ann計(jì)算小、大齒輪的齒頂圓直徑d=d+2xh=mx(z+2h*)=64mmal1a1andr=心+2xh=mx(z+2h*)=302mma22a2an計(jì)算小、大齒輪的齒根圓直徑dz=d-2xh=mx(z2h*2c*)=55mmfl1fv1and=d2xh=mx(z2h*2c*)=293mmf22/v2anny注：*=1.0,c*=0.25ann5.6齒輪參數(shù)和幾何尺寸總結(jié)參數(shù)或幾何尺寸符號小齒輪大齒輪法面模數(shù)mn22法面壓力角an202

26、0法面齒頂高系數(shù)ha*1.01.0法面頂隙系數(shù)c*0.250.25齒數(shù)z30149齒頂咼ha22齒根高h(yuǎn)f2.52.5分度圓直徑d60298齒頂圓直徑da64302齒根圓直徑df55293齒寬B6560中心距a17917922兀第六章減速器低速級齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算6.1選精度等級、材料及齒數(shù)由選擇小齒輪40Cr(調(diào)質(zhì))，齒面硬度280HBS，大齒輪45(調(diào)質(zhì))，齒面硬度240HBS選小齒輪齒數(shù)Z1=30,則大齒輪齒數(shù)Z2=Z1Xi=30X3.81=115o實(shí)際傳動(dòng)比i=3.833壓力角a=20o6.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式試算小齒輪分度圓直徑，即32XKH1XTXU+1XZJ21)確定公式中

27、的各參數(shù)值試選載荷系數(shù)KHt=1.3P6.94丁=9550000Xn=9550000X290=227826訕查表選取齒寬系數(shù)d=1由圖查取區(qū)域系數(shù)ZH=2.46查表得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa由式計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Ze化1=arccoszXcosa1z+2Xh*化1=arccoszXcosa1z+2Xh*1an=arccos30Xcos2030+2X1=28.241an=arccosa2z_Xcosaz2+2Xh=arccos*an115Xcos20115+2X1=22.537勺X上勸粘加皿+Z2X加皿2兀30X如28.241一如20+115X如22.537一如20=1

28、.76=j4_1.76=0.864計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力0H由圖查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為：勺畑i=600M,勺伽2=55M計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Li=60 xnx7-xL=60 x290.9lxix8x250 xi0=2xi.3x227826.483.8i+i2.46xi89.8x0.8642=2xi.3x227826.483.8i+i2.46xi89.8x0.8642=xxJi3.8i549=73.9i2mm（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。圓周速度v兀xdxnnx73.9i2x290.9iu=1=ii2560 xiOOO60 xiOOO齒寬bb=x址=ix7

29、3.9i2=73.9i2mm2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KH查表得使用系數(shù)KA=1查圖得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.073齒輪的圓周力。N3.49ixi08叫2=3.8i=9.i63xi07由圖查取接觸疲勞系數(shù)：%i=.%i=.993.7=0-998取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,得993X600=596叭KxoKxoHN2八Hm2=s_0-998X550=549嘶取oH1和oH2中較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即oH=549MPa2）試算小齒輪分度圓直徑32xxTxu+ixzn2FtKA1X6164.80473.91283NFtKA1X6164.80473.91283Nmm100NmmT227826

30、48=2Xr=2X73.912=6164-804查表得齒間載荷分配系數(shù)：KHa=1.4查表得齒向載荷分布系數(shù)：KHB=1.455實(shí)際載荷系數(shù)為KH=KAXKvXKHaXKHp=1x1073xK、T、m和di同前齒寬K、T、m和di同前齒寬b=b2=903）按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑d1=d1=dnX孕=73.912X3Ht、2.186盲=87.892訕4）確定模數(shù)Z187.89230=2.93mmZ187.89230=2.93mm,取m=3mmo6.3確定傳動(dòng)尺寸1）計(jì)算中心距圓整為218mm(z+z)X圓整為218mma=-=217.5訕計(jì)算小、大齒輪的分度圓直徑d=zXm=30X3=9

31、0mm11=z2Xm=115X3=345mm計(jì)算齒寬取B1=95mmB2=90mm校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為2xKxTxybxmxd%1x1y3叫齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa：查表得：億1=2-506,g=2-148也=倔5,也=!-822查圖得重合度系數(shù)Y=0.676查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為:咕m=5MPa、作伽2=380MPa由圖查取彎曲疲勞系數(shù)：Kfni=0-867,Kfn2=0-979取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,得許用彎曲應(yīng)力Sb=0.867X500=309.643MPaSb=0.867X500=309.643MPa1.40.979X380=2

32、65.729MPa1.42XKXTo=X/XYXY=79.173MPa0=309.643MPaF1bXmXdFa1SalL11YxYFa2”F2=F1X，也X，血=76.09MPaA0 x=112x31=19.11mmJnJ1440由于最小軸段截面上要開1個(gè)鍵槽，故將軸徑增大5%dmin=（1+.5）X19.11=20.07mm查表可知標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑為30mm故取dmin=30（4）設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制軸的結(jié)構(gòu)草圖a.軸的結(jié)構(gòu)分析由于齒輪1的尺寸較小，故高速軸設(shè)計(jì)成齒輪軸。顯然，軸承只能從軸的兩端分別裝入和拆卸，軸伸出端安裝聯(lián)軸器，選用普通平鍵,A型，bXh=8X7mm(GB/T1096-2003

33、),長L=63mm；定位軸肩直徑為35mm；聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別和軸承端蓋定位，采用過渡配合固定。b.確定各軸段的直徑和長度。外傳動(dòng)件到軸承透蓋端面距離K=20mm軸承端蓋厚度e=10mm調(diào)整墊片厚度t=2mm箱體內(nèi)壁到軸承端面距離=10mm各軸段直徑的確定d1：用于連接聯(lián)軸器，直徑大小為聯(lián)軸器的內(nèi)孔徑，d1=30mm。d2：密封處軸段，左端用于固定聯(lián)軸器軸向定位，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸的直徑大小較d1增大5mm，d2=35mmd3：滾動(dòng)軸承處軸段，應(yīng)與軸承內(nèi)圈尺寸一致，且較d2尺寸大1-5mm，選取d3=40mm，選取軸承型號為深溝球軸承6208d4：軸肩段，選擇d4=

34、45mm。d5：齒輪處軸段，由于小齒輪的直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。d6：過渡軸段，要求與d4軸段相同，故選取d6=d4=45mm。d7：滾動(dòng)軸承軸段，要求與d3軸段相同，故選取d7=d3=40mm。各軸段長度的確定L1：根據(jù)聯(lián)軸器的尺寸規(guī)格確定，選取L1=80mm。L2：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，取L2=65mm。L3：由滾動(dòng)軸承寬度和齒輪端面到箱體內(nèi)壁距離確定，選取L3=30mm。L4：根據(jù)箱體的結(jié)構(gòu)和小齒輪的寬度確定，選取L4=115.5mm。L5：由小齒輪的寬度確定，取L5=65mm。L6：根據(jù)箱體的結(jié)構(gòu)和小齒輪的寬度確定，取L6=8mm。L7：由滾動(dòng)軸承寬度和齒輪端面到箱體

35、內(nèi)壁距離確定，選取L7=30mm。軸段1234567直徑(mm)30354045644540長度(mm)806530115.565830（5）彎曲-扭轉(zhuǎn)組合強(qiáng)度校核畫高速軸的受力圖如圖所示為高速軸受力圖以及水平平面和垂直平面受力圖計(jì)算作用在軸上的力（di為齒輪1的分度圓直徑）齒輪1所受的圓周力（di為齒輪1的分度圓直徑）T474184F=2xH=2x=1581Ndi60齒輪1所受的徑向力Fn=Jxtana=1581x伽20=575N第一段軸中點(diǎn)到軸承中點(diǎn)距離La=114mm,軸承中點(diǎn)到齒輪中點(diǎn)距離Lb=169mm,齒輪中點(diǎn)到軸承中點(diǎn)距離Lc=61.5mm軸所受的載荷是從軸上零件傳來的，計(jì)算時(shí)通

36、常將軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點(diǎn)取為載荷分布段的中點(diǎn)。作用在軸上的扭矩，一般從傳動(dòng)件輪轂寬度的中點(diǎn)算起。通常把軸當(dāng)做置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點(diǎn)與軸承的類型和布置方式有關(guān)在水平面內(nèi)FXL,575x169時(shí)記=422FXL,575x169時(shí)記=422nRAH厶+厶bc軸承B處水平支承力：在垂直面內(nèi)軸承A處垂直支承力：軸承B處垂直支承力：Rbh=FnRAH在垂直面內(nèi)軸承A處垂直支承力：軸承B處垂直支承力：Rbh=FnRAH=Ft1XRbv=略=575(422)=153N169TT=1581x_=1159NL+L169+61.5bc厶61.5x-=1581x-_-=422NL+L169

37、+61.5bc軸承A的總支承反力為：匕=J站+%=J(422)2+匕=J站+%=J(422)2+(1159)2=123344N軸承B的總支承反力為:d.繪制水平面彎矩圖截面A在水平面上彎矩：截面B在水平面上彎矩:截面C在水平面上的彎矩+RlvJ(153)2+(422)2=448.88NMAH=0NmmMBH=0NmmMch=Rah叫=422X61-5=25953N訕截面D在水平面上的彎矩e.在垂直平面上：截面A在垂直面上彎矩：截面B在垂直面上彎矩：截面C在垂直面上的彎矩：MDH=0NmmMAv=0NmmMBv=0NmmM=RXL=1159X61.5=71278NmmCVAVc截面D在垂直面上彎

38、矩：M=0NmmDV合成彎矩，有：截面A處合成彎矩：M=0NmmA截面B處合成彎矩：Mb=ONmm截面C處合成彎矩：J(25953)2+(71278)2=75856Nmm截面D處合成彎矩：Md=ONmm轉(zhuǎn)矩和扭矩圖T=46944.22Nmm1截面A處當(dāng)量彎矩：MvA=ON-mm截面B處當(dāng)量彎矩：Mvb=JM2+(aT)2=J(0)2+(0.6x46944.22)2=28167Nmm截面C處當(dāng)量彎矩：Myc=Jm2+(aT)2=J(75856)2+(0.6x46944.22)2=80917Nmm截面D處當(dāng)量彎矩：M肋=+(af)2=J(0)2+(0.6x46944.22)2=28167Nmme.

39、畫彎矩圖彎矩圖如圖所示：FrlMCHiITllbt4111llri,-rrlllh扭鋌圍H平面彎拒圖平面彎拒圉IfRBHIfRBV合欣彎拒圖MYC左MVC右當(dāng)里彎拒圖鞏鈾承）Lb鞏外傳動(dòng)件）La口小吿輪）Lc*f.按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度其抗彎截面系數(shù)為兀xd3W=8941.64mm332抗扭截面系數(shù)為nxd3W=“=17883.28mm3t16最大彎曲應(yīng)力為Mo=9.05MPaW剪切應(yīng)力為Tt=2.65MPaT按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對于單向傳動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)a=0.6，則當(dāng)量應(yīng)力為ca=+4x(axt)2=9.59MPa查表得調(diào)質(zhì)處理，抗拉強(qiáng)度極限oB=64

40、0MPa,則軸的許用彎曲應(yīng)力。-1b=60MPa,。eA0 xV_=115X厶2“=33.11mmn290.91由于最小直徑軸段處均為滾動(dòng)軸承，故選標(biāo)準(zhǔn)直徑dmin=35mm（4）設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制軸的結(jié)構(gòu)草圖a.軸的結(jié)構(gòu)分析由于齒輪3的尺寸較大，其鍵槽底到齒根圓距離x遠(yuǎn)大于2,因此設(shè)計(jì)成分離體，即齒輪3安裝在中速軸上，中速軸設(shè)計(jì)成普通階梯軸。顯然，軸承只能從軸的兩端分別裝入和拆卸軸上齒輪3、齒輪2及兩個(gè)軸承。與軸承相配合的軸徑需磨削。兩齒輪之間以軸環(huán)定位；兩齒輪的另一端各采用套筒定位；齒輪與軸的連接選用普通平鍵，A型。聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別和軸承端蓋定位，采用過渡配合固定。b.

41、確定各軸段的長度和直徑。確定各段軸直徑di:滾動(dòng)軸承處軸段，應(yīng)與軸承內(nèi)圈尺寸一致，選取d1=35mm,選取軸承型號為深溝球軸承6207d2：過渡軸段，故選取d2=40mm。d3：軸肩段，故選取d3=50mm。d4：過渡軸段，故選取d4=40mm。d5：滾動(dòng)軸承軸段，要求與di軸段相同，故選取d5=35mm。各軸段長度的確定L1：由滾動(dòng)軸承寬度和齒輪端面到箱體內(nèi)壁距離確定，選取L1=39mm。L2：由小齒輪的寬度確定，為保證軸向定位可靠,長度略小于齒輪寬度，選取L2=93mm。L3：軸肩段，取L3=15mm。L4：由大齒輪的寬度確定，為保證軸向定位可靠，長度略小于齒輪寬度，選取L4=58mm。L

42、5：由滾動(dòng)軸承寬度和齒輪端面到箱體內(nèi)壁距離確定，選取L5=41.5mm。軸段12345直徑（mm）3540504035長度（mm）3993155841.55）彎曲-扭轉(zhuǎn)組合強(qiáng)度校核畫中速軸的受力圖如圖所示為中速軸受力圖以及水平平面和垂直平面受力圖計(jì)算作用在軸上的力齒輪2所受的圓周力（d2為齒輪2的分度圓直徑）Ft2=2XT22782648-2=2X=1529Nd2982齒輪2所受的徑向力Fr2=Ft2XtaUa=1529XtaU20=556N齒輪3所受的圓周力（d3為齒輪3的分度圓直徑）7=2XT227826.482=2X=5063Nd390齒輪3所受的徑向力Fr3=XtaUa=5063Xta

43、U20=1842NC.計(jì)算作用在軸上的支座反力軸承中點(diǎn)到低速級小齒輪中點(diǎn)距離La=77.5mm,低速級小齒輪中點(diǎn)到高速級大齒輪中點(diǎn)距離Lb=92.5mm,高速級大齒輪中點(diǎn)到軸承中點(diǎn)距離Lc=62.5mm軸承A在水平面內(nèi)支反力FXL_F乂(厶+厶,)1842X77.5-556X(77.5+92.5)R=ar2直=乙=207N力hL+厶+厶77.5+92.5+62.5abc軸承B在水平面內(nèi)支反力R=F-R-F=1842(207)556=1079NBHr3r2丿軸承A在垂直面內(nèi)支反力FX厶+FX(厶+厶J5063X77.5+1529x(77.5+92.5)厶+厶+厶77.5+92.5+62.5abc

44、=2806N軸承B在垂直面內(nèi)支反力=-3X5+S+7xY=5063x(92.5+62.5)+1529x62.5=3786N77.5+92.5+62.5軸承A的總支承反力為：J(207)2+(2806)2=2813.62N軸承B的總支承反力為:=1(1079)2+(3786)2=1(1079)2+(3786)2=3936.75N繪制水平面彎矩圖截面A和截面B在水平面內(nèi)彎矩截面C右側(cè)在水平面內(nèi)彎矩%右=-RahXLc=-(207x62.5)=-12938Nmm截面C左側(cè)在水平面內(nèi)彎矩M.=RXL=-(207X62.5)=12938NmmCH左AHcy丿截面D右側(cè)在水平面內(nèi)彎矩M亠=RXL=1079

45、X77.5=83622NmmDH右BHa截面D左側(cè)在水平面內(nèi)彎矩M亠=RXL=1079X77.5=83622NmmDH左BHa繪制垂直面彎矩圖截面A在垂直面內(nèi)彎矩M=M=0NmmAVBV截面C在垂直面內(nèi)彎矩M=RXL=2806X62.5=175375NmmCVAVc截面D在垂直面內(nèi)彎矩M=RXL=3786X77.5=293415NmmDVB卩a繪制合成彎矩圖截面A和截面B處合成彎矩MA=MB=0Nmm截面C右側(cè)合成彎矩J(12938)2J(12938)2+(175375)2=175852Nmm截面C左側(cè)合成彎矩J(12938)2+(175375)2=175852Nmm截面D右側(cè)合成彎矩叫右J(

46、83622)叫右J(83622)2+(293415)2305098Nmm截面D左側(cè)合成彎矩M亠=m2+M2=(83622)2+(293415)2=305098D左JDH左D卩7繪制扭矩圖T=225548.22Nmm2繪制當(dāng)量彎矩圖截面A和截面B處當(dāng)量彎矩截面C右側(cè)當(dāng)量彎矩M卩c右=Jm2右+(曲)2=(1758522+(0.6X225548.22)2=221896Nmm截面C左側(cè)當(dāng)量彎矩M卩c左=J2左+(曲)2=Jl758522+(0.6X225548.22)2=221896Nmm截面D右側(cè)當(dāng)量彎矩M右=Jm2右+(af)2=(3050982+(0.6X225548.22)2=333764m

47、m截面D左側(cè)當(dāng)量彎矩M亠=(M2+(af)2=(3050982+(0.6X225548.22)2=333764Nmm卩D左7d左Ii7r2MaJLILILiLiucUDrfflfilllit”IlTz扭鋌圍JRBHH平面彎拒圖平面彎拒圉合欣彎拒圖當(dāng)里彎拒圖M吿輪3）LbB（軸承）La口吿輪2)Lc*h.校核軸的強(qiáng)度因軸截面D處彎矩大，同時(shí)截面還作用有轉(zhuǎn)矩，因此此截面為危險(xiǎn)截面。其抗彎截面系數(shù)為nxd3W=6280mm332抗扭截面系數(shù)為nxd3W=12560mm3t16最大彎曲應(yīng)力為Mg=53.15MPaW剪切應(yīng)力為Tt=18.14MPaT按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對于單向傳動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按

48、脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)a=0.6，則當(dāng)量應(yīng)力為ca=J。?+4x(axt)2=57.43MPa查表得調(diào)質(zhì)處理，抗拉強(qiáng)度極限oB=640MPa,則軸的許用彎曲應(yīng)力。-1b=60MPa,。e。-1b，所以強(qiáng)度滿足要求。7.3低速軸設(shè)計(jì)計(jì)算1）已經(jīng)確定的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)速n=76.35r/min；功率P=6.73kW；軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩T=841800.92Nmm2）軸的材料選擇并確定許用彎曲應(yīng)力由表選用45（調(diào)質(zhì)），齒面硬度217255HBS，許用彎曲應(yīng)力為o=60MPa3）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度概略計(jì)算軸的最小直徑由于低速軸受到的彎矩較小而受到的扭矩較大，故取A0=112。dA0 x-=112x目767

49、5=49.84mmn76.35由于最小軸段直徑截面上要開1個(gè)鍵槽，故將軸徑增大7%d.=(1+0.07)X49.84=53.33mmmin查表可知標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑為55mm故取dmin=554）設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制軸的結(jié)構(gòu)草圖軸的結(jié)構(gòu)分析。低速軸設(shè)計(jì)成普通階梯軸，軸上的齒輪、一個(gè)軸承從軸伸出端裝入和拆卸，而另一個(gè)軸承從軸的另一端裝入和拆卸。由輸出端選用A型鍵,Xh=20X12mm(GB/T1096-2003),長L=70mm；定位軸肩直徑為60mm；聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承分別和軸承端蓋定位，采用過渡配合固定。確定各軸段的長度和直徑。匸日l-b亠L(fēng)c各軸段直徑的確定di：用于連接聯(lián)軸器，直徑

50、大小為聯(lián)軸器的內(nèi)孔徑，d1=55mm。d2：密封處軸段，左端用于固定聯(lián)軸器軸向定位，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸的直徑大小較d1增大5mm，d2=60mmd3：滾動(dòng)軸承處軸段，應(yīng)與軸承內(nèi)圈尺寸一致，且較d2尺寸大1-5mm，選取d3=65mm，選取軸承型號為深溝球軸承6213d4：軸肩段，選擇d4=70mm。d5：軸肩，故選取d5=85mm。d6:齒輪處軸段，選取直徑d6=70mm。d7：滾動(dòng)軸承軸段，要求與d3軸段相同，故選取d7=d3=65mm。各軸段長度的確定L1：根據(jù)聯(lián)軸器的尺寸規(guī)格確定，選取L1=110mm。L2：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，取L2=60mm。L3：由滾動(dòng)軸

51、承寬度和齒輪端面到箱體內(nèi)壁距離確定，選取L3=45.5mm。L4：過渡軸段，由箱體尺寸和齒輪寬度確定，選取L4=67.5mm。L5：軸肩，選取L5=10mm。L6：由低速級大齒輪寬度確定，長度略小于齒輪寬度，以保證齒輪軸向定位可靠，選取L6=88mm。L7：由滾動(dòng)軸承寬度和齒輪端面到箱體內(nèi)壁距離確定，選取L7=47.5mm。軸段1234567直徑(mm)55606570857065長度(mm)1106045.567.5108847.5（5）彎曲-扭轉(zhuǎn)組合強(qiáng)度校核畫低速軸的受力圖如圖所示為低速軸受力圖以及水平平面和垂直平面受力圖計(jì)算作用在軸上的力齒輪4所受的圓周力（d4為齒輪4的分度圓直徑）T8

52、41800.92F=23=2=4880Nt4d4345齒輪4所受的徑向力F=Fxtana=4880 xtan20=1775Nr4t4計(jì)算作用在軸上的支座反力第一段軸中點(diǎn)到軸承中點(diǎn)距離La=80.5mm,軸承中點(diǎn)到齒輪中點(diǎn)距離Lb=156mm，齒輪中點(diǎn)到軸承中點(diǎn)距離Lc=149.5mm支反力軸承A和軸承B在水平面上的支反力RAH和RBHFXL1775x80.5TCAHL+L=80.5+156abAHRBHFr-RAH1775-（604）1171N軸承a和軸承B在垂直面上的支反力RAV和RBV厶80.5RFX4880X1661N劉t厶+厶，80.5+156abL156RFX4880X3219NBV

53、tL+80.5+156ab軸承A的總支承反力為:匕=血+%=J(604)2+(1661)2=1767A1N軸承B的總支承反力為:Rb=卡爲(wèi)+嗎卩=(1171)2+(3219)2=3425.38Ne.畫彎矩圖彎矩圖如圖所示：在水平面上，e.畫彎矩圖彎矩圖如圖所示：在水平面上，軸截面A處所受彎矩:MMAH=0Nmm在水平面上，軸截面在水平面上，軸截面B處所受彎矩:MMBH=0Nmm在水平面上，大齒輪所在軸截面在水平面上，大齒輪所在軸截面C處所受彎矩:MMch=RbhxLa=1111%80-5=94266Nmm在水平面上，軸截面在水平面上，軸截面D處所受彎矩:MMDH=0Nmm在垂直面上，軸截面在垂

54、直面上，軸截面A處所受彎矩:MMAv=ON-mm在垂直面上，軸截面在垂直面上，軸截面B處所受彎矩:MMsv=ON-mm在垂直面上，大齒輪所在軸截面在垂直面上，大齒輪所在軸截面C處所受彎矩:MMcv=RavxLa=1661%80-5=133710Nmm在垂直面上，軸截面在垂直面上，軸截面D處所受彎矩:MDv=0Nmm截面A處合成彎矩彎矩:Ma=+M2v=J(0)2+(0)2=0Nmm截面B處合成彎矩:MB=ON-mm合成彎矩，大齒輪所在截面C處合成彎矩為Mc=+M務(wù)=(94266)2+(133710)2=163598Nmm截面D處合成彎矩:Md=0Nmm轉(zhuǎn)矩為:T=833382.91Nmm截面A

55、處當(dāng)量彎矩：Mva=QMa+T)2=Jo+(0.6x833382.91)2=500030Nmm截面B處當(dāng)量彎矩：MVB=MB=0Nmm截面C處當(dāng)量彎矩：Mvc=4M2+(aT)2=J(163598)2+(0.6x833382.91)2=526112Nmm截面D處當(dāng)量彎矩：Mvd=JMd+(aT)2=J0+(0.6x833382.91)2=500030NmmMCtthfillrill廣T川TmH平面彎拒圖平面彎拒圉合欣彎拒圖扭鋌圍當(dāng)里彎拒圖D（外傳動(dòng)件）JRBHRBVMCH口吿輪4）Lb1ITieB（軸承）LaA（軸和Lch.校核軸的強(qiáng)度因大齒輪所在軸截面彎矩大，同時(shí)截面還作用有轉(zhuǎn)矩，因此此截面

56、為危險(xiǎn)截面。其抗彎截面系數(shù)為兀xd3W=33656.88mm332抗扭截面系數(shù)為nxd3W=67313.75mm3t16最大彎曲應(yīng)力為Mg=15.63MPaW剪切應(yīng)力為Tt=-=12.51MPaT按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對于單向傳動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)a=0.6，則當(dāng)量應(yīng)力為冬口=J02+4x(axt)2=21.67MPa查表得調(diào)質(zhì)處理，抗拉強(qiáng)度極限oB=640MPa,則軸的許用彎曲應(yīng)力。-1b=60MPa,。e。-1b，所以強(qiáng)度滿足要求。第八章滾動(dòng)軸承壽命校核高速軸上的軸承校核軸承型號內(nèi)徑(mm)外徑(mm)寬度(mm)基本額定動(dòng)載荷(kN)620840801829.

57、5帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)前面的計(jì)算，選用6208深溝球軸承，內(nèi)徑d=40mm，外徑D=80mm,寬度B=18mm由于不存在軸向載荷軸承基本額定動(dòng)載荷Cr=29.5kN,軸承采用正裝。要求壽命為Lh=20000h。由前面的計(jì)算已知軸水平和垂直面的支反力，則可以計(jì)算得到合成支反力：F=JR2+R2=J(422)2+(1159)2=1233.44Nr1vAHAVvv、丿Fr2Fr2=J*爲(wèi)+%=(153)2+(422)2=448.88N查表得X1=1，Y1=0，X2=1，Y2=0匕El】*/匕El】*/=1X1233.44+0 x0=1233.44NPr2Pr2=2XF.2+y2XF2取兩軸承當(dāng)量動(dòng)載荷較

58、大值帶入軸承壽命計(jì)算公式106fXC3-XGf=158343b2000%60nVXP7PT由此可知該軸承的工作壽命足夠。中間軸上的軸承校核軸承型號內(nèi)徑(mm)外徑(mm)寬度(mm)基本額定動(dòng)載荷(kN)620735721725.5帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)前面的計(jì)算，選用6207深溝球軸承，內(nèi)徑d=35mm,外徑D=72mm,寬度B=17mm由于不存在軸向載荷軸承基本額定動(dòng)載荷Cr=25.5kN,軸承采用正裝。要求壽命為Lh=20000h。由前面的計(jì)算已知軸水平和垂直面的支反力，則可以計(jì)算得到合成支反力：J(207)2+(2806)2=2813.62Nr2J(1079)2r2J(1079)2+(378

59、6)2=3936.75N查表得X1=1，Y1=0，X2=1，Y2=0查表可知ft=1，fp=1P=XXF+yXF=1X2813.62+0 x0=2813.62Nr11r11alP=XXF+YXF=1X3936.75+0X0=3936.75Nr22r22a2取兩軸承當(dāng)量動(dòng)載荷較大值帶入軸承壽命計(jì)算公式106fXC3厶,X(9=54936.2b20000bh60nVXPJPT由此可知該軸承的工作壽命足夠。低速軸上的軸承校核軸承型號內(nèi)徑(mm)外徑(mm)寬度(mm)基本額定動(dòng)載荷(kN)6213651202357.2帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)前面的計(jì)算，選用6213深溝球軸承，內(nèi)徑d=65mm,外徑D=12

60、0mm,寬度B=23mm由于不存在軸向載荷軸承基本額定動(dòng)載荷Cr=57.2kN,軸承采用正裝。要求壽命為Lh=20000h。由前面的計(jì)算已知軸水平和垂直面的支反力，則可以計(jì)算得到合成支反力：F=IR2+R2=(604)2+(1661)2二1767.41Nr1AHAVr2+Rlvr2+Rlvj(1171)2+(3219)2=3425.38N查表得X1=1，Y1=0，X2=1，Y2=0查表可知ft=1，fp=1P=XXF+YXF=1X1767.41+0 x0=1767.41r11r11a1P=XXF+YXF=1X3425.38+0 x0=3425.38r22r22a2取兩軸承當(dāng)量動(dòng)載荷較大值帶入軸