PAGEPAGE4機(jī)械設(shè)計(jì)說明書二級(jí)圓錐-圓柱斜齒輪減速器專業(yè)：學(xué)生姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：完成日期：內(nèi)容摘要本設(shè)計(jì)是兩級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的相關(guān)要求，并結(jié)合自己的實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)及課程上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)來獨(dú)立設(shè)計(jì)完成的。本文發(fā)揚(yáng)了優(yōu)秀課程設(shè)計(jì)的系統(tǒng)嚴(yán)密、數(shù)據(jù)精確、圖標(biāo)規(guī)范、文筆流暢、可讀性好的優(yōu)點(diǎn)。通過這一次的設(shè)計(jì)可以初步掌握一般簡單機(jī)械的一套完整的設(shè)計(jì)方法，構(gòu)成減速器的通用零件。選用減速器時(shí)應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的選用條件，技術(shù)參數(shù)，動(dòng)力機(jī)的性能，經(jīng)濟(jì)性等因素，比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸，傳動(dòng)效率，承載能力，質(zhì)量，價(jià)格等，選擇最適合的減速器。與減速器聯(lián)接的工作機(jī)載荷狀態(tài)比較復(fù)雜，對(duì)減速器的影響很大，是減速器選用及計(jì)算的重要因素。這次設(shè)計(jì)主要介紹了減速器的構(gòu)成及設(shè)計(jì)參數(shù)，靈活并全面的運(yùn)用了所學(xué)過的知識(shí)。并進(jìn)一步培養(yǎng)了工程設(shè)計(jì)的獨(dú)立能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想掌握常用的機(jī)械零件，機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡單機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和步驟，要求綜合的考慮使用經(jīng)濟(jì)、工藝等方面的要求。設(shè)計(jì)中存在的不足請老師能給予意見和建議。目錄一、設(shè)計(jì)基本參數(shù)··············································································11工況2.原始數(shù)據(jù)二、傳動(dòng)方案的擬定········································································1三、電動(dòng)機(jī)選擇···············································································21.選擇電動(dòng)機(jī)的類型·2.選擇電動(dòng)機(jī)功率3.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速四、傳動(dòng)比的計(jì)算配········································································31.總傳動(dòng)比·2.分配傳動(dòng)比五、傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算·············································41.各軸轉(zhuǎn)速2.各軸功率3.各軸轉(zhuǎn)矩4.結(jié)果參數(shù)六、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算····································································5（一）高速級(jí)錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算·····················································51.選擇材料2.初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸3.確定傳動(dòng)尺寸4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度(二)、低速級(jí)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算···················································81.選擇材料2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)3.按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)·4.幾何尺寸計(jì)算七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算·············································································13（一）輸入軸（I軸）的設(shè)計(jì)···································································131.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（二）、中間軸（Ⅱ軸）的設(shè)計(jì)·······························································171.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.校核軸的強(qiáng)度（三）、輸出軸（Ⅲ軸）的設(shè)計(jì)···························································241.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)八、軸承的校核·················································································27中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算···························································29中間軸鍵計(jì)算十、聯(lián)軸器的選擇············································································30十一、潤滑與密封············································································30十二、箱體結(jié)構(gòu)及減速器附件·························································30十三、設(shè)計(jì)體會(huì)·················································································33十四、參考文獻(xiàn)·················································································33一、設(shè)計(jì)基本參數(shù)1.工況:連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，使用期限8年（設(shè)每年工作300天）,小批量生產(chǎn)，兩班制工作，每天工作16小時(shí)，運(yùn)輸帶工作速度允許誤差為±5%。2.原始數(shù)據(jù)：傳送帶拉力F(KN)傳送帶速度V(m/s)鼓輪直徑D（mm）使用年限（年）20501.252458二、傳動(dòng)方案的擬定運(yùn)動(dòng)簡圖如圖2-1：由圖2-1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)為運(yùn)輸帶設(shè)備。減速器為展開式圓錐—圓柱斜齒齒輪的兩級(jí)傳動(dòng)，軸承初步選用圓錐滾子軸承，聯(lián)軸器選用彈性柱銷聯(lián)軸器。三、電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1.選擇電動(dòng)機(jī)的類型按電動(dòng)機(jī)的工作要求和條件，選用Y系列鼠籠三相一步電機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V.Y系列鼠籠三相一步電機(jī)2.選擇電動(dòng)機(jī)功率eq\o\ac(○,1)工作機(jī)要求的電動(dòng)機(jī)輸出功率為：Pd=Pw/?a其中Pw=F?/1000則Pd=F?/(1000?a)eq\o\ac(○,2)由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為：?a=?12?34?32?4?1是聯(lián)軸器傳動(dòng)的效率；?2是一對(duì)滾動(dòng)軸承傳動(dòng)的效率；?3是齒輪傳動(dòng)（8級(jí)精度，油潤滑）的效率；?4是卷筒傳遞的效率；查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》附表1-1有：?1=0.99，?2=0.98，?3=0.97，?4=0.96則?a=?12?24?32?2=0.82Pw=F?/1000=2.56kWPd=Pw/?a=3.12eq\o\ac(○,3)由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》附錄九選取電動(dòng)機(jī)額定功率P=4kW。a=0.82Pw=2.56KwP=4Kw3.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速eq\o\ac(○,1)卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為：?=60*1000?/(∏D)=97.49r/mineq\o\ac(○,2)計(jì)算輸入轉(zhuǎn)速由于總傳動(dòng)比ia=10—25則輸入轉(zhuǎn)速nd=?*ia=975—2438r/min由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》附錄九知，應(yīng)選用的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min，型號(hào)為Y112M-4。電動(dòng)機(jī)（型號(hào)Y112M——4）的主要外形尺寸和安裝尺寸中心高H外形尺寸L*(AC/2+AD)*HD底腳安裝尺寸A*B地腳螺栓直徑K軸外伸尺寸D*E112590*345*335190*1401232*80nw=97.49r/minnm=1440r/min額定功率Ped/kW同步轉(zhuǎn)速n/(r.min-1)滿載轉(zhuǎn)速nm/r.min-1)電動(dòng)機(jī)總重/N啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩4150014404302.22.3電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)傳動(dòng)比的計(jì)算及分配計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1.總傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：i=?m/?=14.77i=14.772.分配傳動(dòng)比eq\o\ac(○,1)一級(jí)傳動(dòng)比i1的計(jì)算因?yàn)閳A錐-圓柱齒輪減速器，i1≈0.25i，最好i1≤3，最大不超過4，式中i1為圓錐齒輪的傳動(dòng)比，i為減速器的總傳動(dòng)比。則i1=0.25i=3.69eq\o\ac(○,2)二級(jí)傳動(dòng)比i2的計(jì)算則i=i1*i2可算出i2=4i1=3.69i2=4五、傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1.各軸轉(zhuǎn)速Ⅰ軸的輸入轉(zhuǎn)速n1=nm=1440r/minⅡ軸的輸入轉(zhuǎn)速n2=n1/i1=1440/3.69=390r/minⅢ軸的輸入轉(zhuǎn)速n3=n2/i2=390/4=98r/minⅣ軸的輸入轉(zhuǎn)速n4=n3=98r/minn1=nm=1440r/minn2=390r/minn4=n3=98r/mi2.各軸功率Ⅰ軸的輸入功率P1=Pd?01=3.12*0.99=3.09kWⅡ軸的輸入功率P2=P1?12=3.09*0.97*0.98=2.94kWⅢ軸的輸入功率P3=P2?23=2.94*0.98*0.97=2.79kWⅣ軸的輸入功率P4=P3?34=2.79*0.98*0.99=2.71kWp1=3.09kwP2=2.94kwP3=2.79kwP4=2.71kw3.各軸轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩Td=(9550*Pd)/nm=(9550*3.12)/1440N·m=20.69N·mⅠ軸的輸入轉(zhuǎn)矩T1=Tdi0?01=Td?4=20.69*1*0.99=20.48N·mⅡ軸的輸入轉(zhuǎn)矩T2=T1i1?12=T1i1?1?2=20.48*3.69*0.97*0.98=71.84N·mⅢ軸的輸入轉(zhuǎn)矩T3=T2i2?23=T2i2?2?3=71.84*4.*0.98*0.97=273.16N·mⅣ軸的輸入轉(zhuǎn)矩T4=T3?34=T3?3?4=273.16*0.98*0.99=265.02N·m個(gè)軸輸出轉(zhuǎn)矩T11=T1*0.98=20.07T21=T2*0.98=70.40T31=T3*0.98=267.70T41=T4*0.98=259.02Td=20.69N·mT1=20.48N·mT2=71.84N·mT3=273.16N·mT4=265.02N·mT11=T1*0.98=20.07T21=T2*0.98=70.40T31=T3*0.98=267.70T41=T4*0.98=259.02傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）、高速級(jí)錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1.選擇材料、熱處理方式和公差等級(jí)考慮到帶式運(yùn)輸機(jī)為一般機(jī)械，大、小錐齒輪均選用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-1得齒面硬度HBS1=217～255，HBS2=162～217.平均硬度HBS1=236，HBS2=190,選用8級(jí)精度。45鋼小齒輪調(diào)質(zhì)處理大齒輪正火處理8級(jí)精度2.初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸由以下公式求錐齒輪的最小直徑確定公式內(nèi)各參數(shù)的值：eq\o\ac(○,1)小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為T1=Ｎ·ｍｍeq\o\ac(○,2)因v值未知，Kv值不能確定，可初步選載荷系數(shù)Kt=1.3eq\o\ac(○,3)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-6，查得彈性系數(shù)ZE=189.8eq\o\ac(○,4)齒數(shù)比=i1=3.69eq\o\ac(○,5)取齒寬系數(shù)=0.3eq\o\ac(○,6)選小齒輪齒數(shù)Z1=25,大齒輪齒數(shù)Z2=Z1i1=25*3.69=93eq\o\ac(○,7)許用接觸應(yīng)力可用下式公式eq\o\ac(○,8)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-21、c、d表查得接觸疲勞極限應(yīng)力為eq\o\ac(○,9)小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為N1=60n1jLh=60*1440*1*2*8*300*8=3.317*109N2=N1/i1=4.147*109/3.69=8.99*108eq\o\ac(○,10))由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-18查得壽命系數(shù)KN1=1，KN2=0.98；eq\o\ac(○,11)由表8-20取安全系數(shù)SH=1，則有取eq\o\ac(○,12)初算小齒輪的分度圓直徑d1t,有d1t≥68.64mm3.確定傳動(dòng)尺寸eq\o\ac(○,1)計(jì)算載荷系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-2查得使用系數(shù)KA=1.0;齒寬中點(diǎn)分度圓直徑為Dm1t=d1t(1-0.5)=68.64*(1-0.5*0.3)mm=58.34mmvm1=πdm1tn1/60*1000=π*58.34*1440/60*1000m/s=4.40m/s由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-8降低1級(jí)精度，按9級(jí)精度查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.26;由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表查得軸承系數(shù);則則載荷系數(shù)K=KAKvK?=1.0*1.25*1.875=2.34eq\o\ac(○,2)對(duì)d1t進(jìn)行修正因K與Kt有較大的差異，故需對(duì)Kt計(jì)算出的d1t進(jìn)行修正，即d1=≥68.64mm=83.50mmeq\o\ac(○,3)大端模數(shù)m查《機(jī)械原理》第七版表10-6，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5mmeq\o\ac(○,4)大端分度圓直徑為d1=mZ1=3.5*25mm=87.5mm>83.50mmd2=mZ2=2.5*93mm=232.5mmeq\o\ac(○,5)錐齒距為R=eq\o\ac(○,6)齒寬為b==0.3*167.26mm=50.18mm取B2=55mmB1=60K=2.34m=2.5mmd1=87.50mmd2=232.5mmZ1=25Z2=93R=168mmB2=55mmB1=60mm4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為eq\o\ac(○,1)K、b、m和同前eq\o\ac(○,2)圓周力為Ft1=Ft2=eq\o\ac(○,3)齒形系數(shù)YF和應(yīng)力修正系數(shù)YS即當(dāng)量齒數(shù)為由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-5查得YFa1=2.60,YFa2=2.06YSa1=1.595，YSa2=1.97eq\o\ac(○,4)許用彎曲應(yīng)力由圖8-11查得壽命系數(shù)KN1=1，KN2=0.98；取安全系數(shù)SH=1.25滿足齒根強(qiáng)度要求滿足齒根彎曲強(qiáng)度(二)、低速級(jí)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1.選擇材料、熱處理方式和公差等考慮到帶式運(yùn)輸機(jī)為一般機(jī)械，大、小錐齒輪均選用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-1得齒面硬度HBS1=217～255，HBS2=162～217.平均硬度HBS1=236，HBS2=190,選用8級(jí)精度。45鋼小齒輪調(diào)質(zhì)處理大齒輪調(diào)質(zhì)處理8級(jí)精度2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)其設(shè)計(jì)公式為1）確定公式內(nèi)各參數(shù)的值：eq\o\ac(○,1)小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為T2=71840Ｎ·ｍｍeq\o\ac(○,2)因v值未知，Kv值不能確定，可初步選載荷系數(shù)Kt=1.6eq\o\ac(○,3)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-30，查得彈性系數(shù)ZE=189.8eq\o\ac(○,4)初選螺旋角，由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.433eq\o\ac(○,5)齒數(shù)比=i=4eq\o\ac(○,6)選小齒輪齒數(shù)Z3=23,大齒輪齒數(shù)Z4=Z1i1=23*2=92由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-21按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限及大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限分別為eq\o\ac(○,7)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-7，取齒寬系數(shù)=1eq\o\ac(○,8)小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為N1=60n1jLh=60*390*1*16*300*8=8.9856*108N2=N1/i2=8.9856*108/4=2.2464*108eq\o\ac(○,9)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-18查得壽命系數(shù)KN1=1，KN2=0.98；由表8-20取安全系數(shù)SH=1，則有eq\o\ac(○,10)許用接觸應(yīng)力由于＜1.23，所以==373.67由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-26查得2）設(shè)計(jì)計(jì)算eq\o\ac(○,1)小齒輪分度圓直徑eq\o\ac(○,2)計(jì)算圓周速度eq\o\ac(○,3)計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntb/h=64.67/6.075=10.65eq\o\ac(○,4)計(jì)算縱向重合度eq\o\ac(○,5)計(jì)算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)KA=1.0；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-8降低1級(jí)精度，按8級(jí)精度查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.08；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-4查得；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-13查得；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-3查得則載荷系數(shù)eq\o\ac(○,6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑d3==64.67mm=72.02mmeq\o\ac(○,7)計(jì)算模數(shù)mnT2=71840Ｎ.ｍｍKt=1.6ZE=189.8ZH=2.433=i=4=1Z3=23Z4=92=1.67=64.67mm=b=64.67mm=2.70mmh=6.075mmb/h=10.65=2.097K=2.21d3=72.02mm=3.01mm3.按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式1）確定公式內(nèi)各參數(shù)的值：eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)根據(jù)重合度，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)0.87計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)eq\o\ac(○,3)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-5查取齒形系數(shù)YFa3=2.69,YFa4=2.18，YSa3=1.575，YSa4=1.79eq\o\ac(○,4)由圖8-11查得壽命系數(shù)KN1=1，KN2=0.98；取安全系數(shù)SH=1.25根據(jù)彎曲疲勞強(qiáng)度查得：=380，=215eq\o\ac(○,5)許用彎曲應(yīng)力eq\o\ac(○,6)計(jì)算大小齒輪的并比較大齒輪的數(shù)值大2）設(shè)計(jì)計(jì)算eq\o\ac(○,1)計(jì)算模數(shù)對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的發(fā)面模數(shù)大于有齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的發(fā)面模數(shù)，取mn=2.0mm，已滿足彎曲強(qiáng)度。eq\o\ac(○,2)但是為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，許按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有取z3=35,則z4=uz3=140=0.02315mn=2mmz3=35z4=1404.幾何尺寸計(jì)算eq\o\ac(○,1)計(jì)算中心距取整，eq\o\ac(○,2)螺旋角為因值與初選值相差不大，故對(duì)與有關(guān)的參數(shù)不進(jìn)行修正eq\o\ac(○,3)計(jì)算大小齒輪分度圓直徑eq\o\ac(○,4)圓整后B4=75mmB3=80mm291.36mmB3=80mmB4=75mm七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）、輸入軸（I軸）的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）I軸上力的計(jì)算eq\o\ac(○,1)求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩=3.09kw=1440r/min=20480Nmmeq\o\ac(○,2)求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)小圓錐齒輪的平均分度圓直徑為則圓周力、徑向力及軸向力的方向見圖1圖1輸入軸載荷圖eq\o\ac(○,3)初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-3，取，得eq\o\ac(○,4)輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則=1.3*20480N.mm=26624N.mm查GB/T14653-93得知選用型號(hào)LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩1250000N.mm.而電動(dòng)機(jī)軸的直徑為28mm所以聯(lián)軸器的孔徑不能太小。取=24mm，半聯(lián)軸器長度L=82mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為60mm。Ft=789.58NFr=272.50NFa=90.95N=14.19mm2．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)eq\o\ac(○,1)擬定軸上零件的裝配方案（見圖2）圖2輸入軸軸上零件的裝配eq\o\ac(○,2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，12段軸右端需制出一軸肩，故取23段的直徑。左端用軸端擋圈定位，12段長度應(yīng)適當(dāng)小于L所以取=58mmeq\o\ac(○,3)初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表13-1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30308，其尺寸為40mm90mm25.25mm所以而=25.25mmeq\o\ac(○,4)這對(duì)軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表13-1查得30308型軸承的定位軸肩高度故取eq\o\ac(○,5)取安裝齒輪處的軸段67的直徑；為使套筒可靠地壓緊軸承，56段應(yīng)略短于軸承寬度故取=24mm，eq\o\ac(○,6)軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，取=50mm。eq\o\ac(○,7)錐齒輪輪轂寬度為50mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取由于故取eq\o\ac(○,8)軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為45mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器處平鍵截面為與軸的配合為；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k5。eq\o\ac(○,9)確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，軸肩處的倒角可按R1.6-R2適當(dāng)選取。=30mm=58mm=50mm=25.25mm=24mm（二）、中間軸（Ⅱ軸）的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）力的計(jì)算eq\o\ac(○,1)求輸入軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T=2.94kw=390r/min=71.84N.Meq\o\ac(○,2)求作用在齒輪上的力已知小斜齒輪的分度圓直徑為eq\o\ac(○,3)已知圓錐直齒輪的平均分度圓直徑dm2=d2(1-0.5)=326*(1-0.5*0.3)mm=277.1mmeq\o\ac(○,4)圓周力、，徑向力、及軸向力、的方向如圖7-4所示圖7-4、中間軸受載荷圖eq\o\ac(○,5)初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45Cr（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-3，取，得，中間軸最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑和=94.5=1520.4N=578.7N=464.8N=21.56mm2．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)eq\o\ac(○,1)擬定軸上零件的裝配方案（見圖5）圖5中間軸上零件的裝配根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度eq\o\ac(○,2)初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表13.1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30305，其尺寸為：，eq\o\ac(○,3)這對(duì)軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表13.1查得30305型軸承的定位軸肩高度32mm，因此取套筒直徑32mm。eq\o\ac(○,4)取安裝齒輪的軸段，錐齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位，已知錐齒輪輪轂長L=55mm，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取L2-3=50mm，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為mm，軸環(huán)寬度b1.4h，所以mm。eq\o\ac(○,5)已知圓柱直齒輪齒寬B3=80，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取L4-5=75mm。eq\o\ac(○,6)齒輪距箱體內(nèi)壁的距離為a=16mm，大錐齒輪于大斜齒輪的距離為c=20mm，在確定滾動(dòng)軸承的位置時(shí)應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s=8mm。則取eq\o\ac(○,7)軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為40mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為70mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。eq\o\ac(○,8)確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，軸肩處的倒角可按R1.6-R2適當(dāng)選取L2-3=50mmL4-5=75mm3.校核軸的強(qiáng)度為使中間軸上的軸向力相互抵消，高速級(jí)上小齒輪用右旋，大齒輪用左旋。低速級(jí)上小齒輪用左旋，大齒輪用右旋。作用在齒輪上的力：高速級(jí)低速級(jí)所以水平方向：=176.17N+1792.54N-1421.78N=546.93N將各力移到軸心，產(chǎn)生附加彎矩鉛垂方向：=750.75N-67.05N-339.4N=334.3N則，B截面的彎矩C截面的彎矩扭矩由彎矩、扭矩圖可知C截面為危險(xiǎn)截面。按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度：進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上受最大彎矩和扭矩的截面（危險(xiǎn)截面）因軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6。C截面的總彎矩軸的計(jì)算應(yīng)力前面已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得。，故安全。滿足軸強(qiáng)度要求（三）、輸出軸（Ⅲ軸）的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果1.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算eq\o\ac(○,1)求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩=2.71kw=98r/min=273.16N.Meq\o\ac(○,2)求作用在齒輪上的力已知大斜齒輪的分度圓直徑為而eq\o\ac(○,3)初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表15-3，取A0=110，得輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。eq\o\ac(○,3)圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖7-6所示圖6輸出軸的載荷圖eq\o\ac(○,4)聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取=1.3273.16=355.1N.M查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表14-4選Lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器其工稱轉(zhuǎn)矩為1250N.M半聯(lián)軸器的孔徑，所以取40mm，半聯(lián)軸器長度L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm。=291.36mm=18755N=713.6N=573.2N=33.26mm2．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)eq\o\ac(○,1)擬定軸上零件的裝配方案（見圖7）圖7輸出軸軸上零件的裝配eq\o\ac(○,2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1段軸左端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑，1段右端用軸端擋圈定位，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應(yīng)比略短些，現(xiàn)取。eq\o\ac(○,3)初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表13-1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30310，其尺寸為，，因而可以取。右端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程》表13-1查得30310型軸承的定位軸肩高度，因此取60mm。eq\o\ac(○,4)齒輪左端和左軸承之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為90mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取86mm齒輪的輪轂直徑取為55mm所以55mm。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為。軸環(huán)寬度，取。eq\o\ac(○,5)軸承端蓋的總寬度為20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離故eq\o\ac(○,6)齒輪距箱體內(nèi)比的距離為a=16mm，大錐齒輪于大斜齒輪的距離為c=20mm，在確定滾動(dòng)軸承的位置時(shí)應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s=8mm?？汕蟮?7.25mm86mmeq\o\ac(○,7)軸上的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為70mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為m5。eq\o\ac(○,8)確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，軸肩處的倒角可按R1.6-R2適當(dāng)選取。40mm57.25mm60mm86mm55mm70mm八、軸承的校核計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算選用的是圓錐滾子軸承，為縮短支撐距離選擇正裝。1）求出軸承所受的徑向力2)求出軸承所受的軸向力派生軸向力，由軸承代號(hào)30307查表得Y=2，e=0.3，因此：外加軸向載荷，所以軸承1被壓緊，軸承2被放松。于是3）求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷由表查得軸承x=0.4，Y=2因軸承在運(yùn)動(dòng)中有輕微沖擊，取=1.24）驗(yàn)算軸承壽命因，故只需驗(yàn)算軸承1，（）軸承因具有的基本額定動(dòng)載荷滿足壽命要求。6411461.7160.25365.41137.21365.430371578.646080967239，滿足壽命要求九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果軸鍵的計(jì)算中間軸鍵計(jì)算eq\o\ac(○,1)校核圓錐齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。則鍵聯(lián)接的強(qiáng)度為：=100~120MPa故合格。eq\o\ac(○,2)校核圓柱齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。則鍵聯(lián)接的強(qiáng)度為：=100~120MPa故合格。軸鍵合格聯(lián)軸器的選擇計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果聯(lián)軸器選擇在軸的計(jì)算中已選定了聯(lián)軸器型號(hào)。輸入軸選Lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000，半聯(lián)軸器的孔徑，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為60mm，Z型軸孔。輸出軸選選Lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000，半聯(lián)軸器的孔徑，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為84mm，Z型軸孔。輸入軸選Lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器Z型軸孔輸出軸選Lx3型彈性柱銷聯(lián)軸器Z型軸孔十一、潤滑與密封計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果潤滑與密封齒輪采用浸油潤滑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-11和表10-12查得選用100號(hào)中負(fù)荷工業(yè)閉式齒輪油（GB5903-1995），油量大約為3.5L。當(dāng)齒輪圓周速度時(shí)，圓錐齒輪浸入油的深度至少為半齒寬，圓柱齒輪一般浸入油的深度為一齒高、但不小于10mm，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x≥