畢業(yè)設(shè)計二級直齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計含全套CAD圖紙

1、xxxx大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 學(xué)院： 專業(yè)： 題目： 二級直齒圓柱齒輪減速器的設(shè)計指導(dǎo)教師： 職稱: 職稱: 20* 年 12 月 5 日目錄1引言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12傳動裝置總體設(shè)計 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2、. . . . . . . . . . . . .32. 0 設(shè)計任務(wù)書 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42. 1 確定傳動方案 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42. 2 電動機的選擇 . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62. 2. 1 電動機的容量選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62. 2. 2 電動機轉(zhuǎn)速的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72. 2. 3 電動機型號的確定 . .

4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82. 2. 4 傳動比的分配 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82. 2. 5 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93傳動零件的設(shè)計計算 . . . . . . . . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103. 1 高速級齒輪的參數(shù)計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103. 1. 1 材料選擇及熱處理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103. 1. 2齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 .

6、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103. 2 低速級齒輪的計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134軸及軸承裝置的設(shè)計計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164. 1 軸的設(shè)計 . . .

7、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164. 1. 1 中間軸的設(shè)計 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .174. 1. 2 輸入軸的設(shè)計 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8、 . . . . . . .184. 1. 3 輸出軸的設(shè)計 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194. 2 軸的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214. 2. 1 輸入軸的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214. 2. 2 中間軸的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .264. 2. 3 輸出軸的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .294. 3軸承的壽命計算 . . . . . . . . . . . . . . .

10、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304. 3. 1 7006C 型軸承的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304. 3. 2 7013C 型軸承的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .314. 3. 3 7008C 型軸承的校核 . . . . .

11、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32結(jié)論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34致謝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12、 . . . . . . . . . . . . . . . . .35參考 文 獻 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .361 引言齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應(yīng)用最廣的一種傳動形式。它的主要優(yōu)點是：瞬時傳動 比恒定、工作平穩(wěn)、傳動準確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力；適用 的功率和速度范圍廣；傳動效率高， =0. 92- 0. 98；工作可靠、使用壽命長； 外輪廓尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊。由齒輪、軸、軸

13、承及箱體組成的齒輪減速器, 用于原動機和 工作機或執(zhí)行機構(gòu)之間, 起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用, 在現(xiàn)代機械中應(yīng)用極為廣泛。 國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或 者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點，特 別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國外的減速器，以德國、丹麥和日本 處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。 當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。減速器與電動機的連體結(jié)構(gòu)，也

14、是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形 式和多種功率型號的產(chǎn)品。近十幾年來, 由于近代計算機技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使 得機械加工精度，加工效率大大提高，從而推動了機械傳動產(chǎn)品的多樣化，整機配套 的模塊化，標(biāo)準化，以及造型設(shè)計藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致，美觀化。在 21 世紀成套機械裝備中, 齒輪仍然是機械傳動的基本部件。CNC 機床和工藝技術(shù) 的發(fā)展, 推動了機械傳動結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展。在傳動系統(tǒng)設(shè)計中的電子控制、液壓傳動、 齒輪、帶鏈的混合傳動, 將成為變速箱設(shè)計中優(yōu)化傳動組合的方向。在傳動設(shè)計中的 學(xué)科交叉, 將成為新型傳動產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。2 傳動裝置總體設(shè)計2 . 0 設(shè) 計 任 務(wù) 書1 設(shè)

15、計任務(wù) 設(shè)計帶式輸送機的傳動系統(tǒng)，采用兩級圓柱直齒齒輪減速器傳動。 2 設(shè)計要求（1）外形美觀，結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，工藝性好；（2）多有圖紙符合國家標(biāo)準要求；（3）按畢業(yè)設(shè)計（論文）要求完成相關(guān)資料整理裝訂工作。 3 原始數(shù)據(jù)（1）運輸帶工作拉力 F=4KN（2）運輸帶工作速度 V=2. 0m/s ( 3) 輸送帶滾筒直徑 D=450mm（4）傳動效率 = 0.964 工作條件兩班制工作，空載起動，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵， 中小批量生產(chǎn)，使用期限 10 年，年工作 300 天。2 . 1 確 定 傳 動 方 案圖 2 -1 ( a )圖 2 -1 ( b)方案（a ）為

16、展開式兩級圓柱齒輪減速器，其推薦傳動比 =840。展開式圓柱齒 輪減速器的特點是其結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪的位置不對稱。高速級齒輪布置在遠離轉(zhuǎn)矩輸 入端，可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎矩變形部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。方案（b）為同軸式兩級圓柱齒輪減速器，其推薦傳動比 =840。同軸式圓柱齒 輪減速器的特點是減速器橫向尺寸較小，兩對齒輪浸入油中深度大致相同。但軸向尺 寸和重量較大，且中間軸較長、剛度差，使載荷沿齒寬分布不均勻，高速級齒輪的承 載能力難于充分利用。綜合比較展開式與同軸式圓柱齒輪減速器的優(yōu)缺點，在本設(shè)計中，我將采用展開 式圓柱齒輪減速器為設(shè)計

17、模版。2 . 2電 動 機 的 選 擇2. 2. 1 電動機的容量選擇 根據(jù)已知條件可以計算出工作機所需有效功率 FVPw =1000= 4000 ×2.0 = 8 . 0kW1000設(shè) w 輸送機滾筒軸至輸送帶間的傳動效率； c 聯(lián)軸器效率， c =0. 99 g 閉式圓柱齒輪傳動效率， g =0. 97 b 一對滾動軸承效率， b =0. 99 cy 帶式輸送機滾筒效率。 cy =0. 96估算運動系統(tǒng)總傳遞效率： = 01 12 23 34 w式中：01 =c = 0.9912 = b g = 0.99 ×0.97 = 0.960323= 34 =b bg = 0.9

18、9 ×0.97 = 0.9603c = 0.99 ×0.99 = 0.9801 w = b cy = 0.99 ×0.96 = 0.9504得傳動系統(tǒng)總效率 總 = 0 . 9 9 ×0 . 9 6 0 3 ×0 . 9 6 0 3 ×0 . 9 8 0 1 ×0 . 9 5 0 4 = 0 . 8 5 0 4工作機所需電動機功率dP = Pw = 8= 9.41kW0.8504由表 2- 1 所列 Y 系列三相異步電動機技術(shù)數(shù)據(jù)中可以確定，滿足 Pw Pd 條件的 電動機額定功率 Pw 應(yīng)取為 11 kW 。表 2 - 1

19、電 動 機 型 號額 定 功 率/ kW滿 載 轉(zhuǎn) 速/（ r /m in ）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩Y100L- 4314202. 22. 2Y112M- 4414402. 22. 2Y132S- 45. 514402. 22. 2Y132M- 47. 514402. 22. 2Y160M- 41114602. 22. 2Y160L- 41514602. 22. 2Y160L- 6119702. 02. 02. 2. 2 電動機轉(zhuǎn)速的選擇 根據(jù)已知條件由計算得知輸送機滾筒的工作轉(zhuǎn)速nw = 60000v = 60000 ×2.0 84.926 r /min d3.14

20、×450總i= nm = 1460 17.19nw84.926由表 2- 1 初選同步轉(zhuǎn)速為 1500 r /min 和 1000 r /min 的電動機，對應(yīng)用于額定功率Pw =11kW 的電動機型號應(yīng)分別為 Y160M- 4 型和 Y160L- 6 型。把 Y160M- 4 型和 Y160L- 6 型電動機有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)及相應(yīng)算得的總傳動比列于表 2- 2:表 2- 2方案的比較方案號電動機型號額定功率（ kW ）同步轉(zhuǎn)速（ r /min ）滿載轉(zhuǎn)速（ r /m in ）總傳動比Y160M- 411. 01500146017. 19Y160L- 611. 0100097011. 4

21、2通過對這兩種方案比較可以看出：方案選用的電動機轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量輕、價值低，總傳動比為 17. 19，比較合適，故選用方案。2. 2. 3 電動機型號的確定 根據(jù)工作條件：兩班制工作，空載起動，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵，中小批量生產(chǎn)，使用期限為 10 年，年工作 300 天，工作機所需電動 機功率 Pd = 9.41kW 及電動機的同步轉(zhuǎn)速 n =1500r /min 等，選用 Y 系列三項異步電動 機，臥式封閉結(jié)構(gòu)，型號為 Y160M- 4，其主要性能數(shù)據(jù)如下：電動機額定功率Pw =11kw電動機滿載轉(zhuǎn)速nm =1460r /min電動機軸身直徑D = 42mm電動機軸身長

22、度E =110mm2. 2. 4 傳動比的分配 帶式輸送機傳動系統(tǒng)的總傳動比i = nm = 1460 =17.19nw由傳動系統(tǒng)方案知84.926i 01 =1i 34 =1所以圓柱齒輪總傳動比i = i12 ii 34 =17.19i 01 i 34為 便 于 兩 級 圓 柱 齒 輪 減 速 器采 用 浸 油 潤 滑 ， 當(dāng) 兩 對 齒 輪 材 料 相 同、 齒 面 硬 度HBS 350 、齒寬系數(shù)相等時，考慮齒面接觸強度接近相等的條件，取高速級傳動比1.3i1.3 ×17.19i12 = 4.727低速級傳動比i 23 =i i12= 17.194.727= 3.637傳動系統(tǒng)

23、各傳動比分別為：i 01 =1 ， i12 = 4.727 ， i 23 = 3.637 ， i 34 =12. 2. 5 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計算： 0 軸（電動機軸）：n0 = nm =1460 r mimP 0 = Pd = 9.41Kw09T 0 = 9550 P= 9550 ×.41= 61.55 N mn01 軸（減速器高速軸）：14601n = n0 = 1460 =1460 rmini 01P1 = P 01 01 = 9.41 ×0.99 = 9.3159 KwT1 = T 0 i 01 01 = 61.55 

24、5;0.99 ×1 = 60.9345 N m2 軸（減速器中間軸）：2n = n1 = 1460= 308.86 rmini124.727P 2 = P1 12 = 9.3159 ×0.9603 = 8.9461KwT 2 = T1i12 12 = 60.9345 ×4.727 ×0.9603 = 276.60 N m3 軸（減速器低速軸）：3n = n2 = 308.86 = 84.92 rmini 23P 3 = P 23.637 23 = 8.9461 ×0.9603 = 8.5910 KwT 3 = T 2 i 23 23 = 276

25、.60 ×3.637 ×0.9603 = 968.77 N m3傳動零件的設(shè)計計算3 . 1 高 速 級 齒 輪 的 參 數(shù) 計 算3. 1. 1 材 料 選 擇 及 熱 處 理減速器要求結(jié)構(gòu)緊湊，故小齒輪選用調(diào)質(zhì) HBS1=240270 的 45 鋼，大齒輪選用正火 HBS2=200230 的 45 鋼；載荷穩(wěn)定，齒速不高，初選 8 級精度。3. 1. 2齒根彎曲疲勞強度設(shè)計（1） 確定公式中的參數(shù)值mnt 32 KT cos 22YY YFa YSa F dZ11） 載荷系數(shù) Kt試選 Kt =1. 52） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1 = 60.9345 N m3） 大小齒輪

26、的彎曲疲勞強度極限 F lim 1 ， F l i m 2 F lim 1 = F l i m 2 =380 M P a （查圖 6. 1 機械設(shè)計徐錦康主編） 4） 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1 = 60n1 jLh = 60 ×1460 ×1 ×10 ×300 ×16 = 4.2048 ×10 9N2 = N1 µ = N1 i12 = 4.2048 ×10 9 4.727 = 8.895 ×10 85） 彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1 ， KF N 2KFN1 =0. 86KF N 2 =0. 90（查圖 6. 7

27、 機械設(shè)計徐錦康主編）6） 許用彎曲應(yīng)力計算（取彎曲疲勞安全系數(shù) SF =1.4 ，應(yīng)力修正系數(shù)YST = 2.0 ）則 F 1 = KFN1YST F lim 1 / SF =380 ×2 ×0.86 1.4 = 466.86MPa F 2 = KFN 2YSTo F lim 2SF = 380 ×2 ×0.9 1.4 = 488.57 MPa7） 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)ZV 1 = Z1 cos 3 = 20cos 3 13°= 21.62ZV 2 = Z2cos 3 = 95cos 3 13°=102.70查表

28、3- 1 取齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)YFa 1 = 2.73YFa 2 = 2.18YSa 1 =1.565YS a 2 = 1 .7 9表 3 - 1齒 形 系 數(shù) YFa 及 應(yīng) 力 修 正 系 數(shù) YSaz( zv)1718192021222324252627YFa2 . 972 . 912 . 852 . 802 . 762 . 722 . 692 . 652 . 622 . 602 . 57YSa1 . 521 . 531 . 541 . 551 . 561 . 571 . 5751 . 581 . 591 . 5951 . 60z( zv)3035404550607080901001

29、50YFa2 . 522 . 452 . 402 . 352 . 322 . 282 . 242 . 222 . 202 . 182 . 14YSa1 . 6251 . 651 . 671 . 681 . 701 . 731 . 751 . 771 . 781 . 791 . 838） 計算大小齒輪的YFa YFa F 并加以比較YFa 1 YSa 1 = 2.73 ×1.565 = 0.009151 F 1466.86YFa 2 YSa 2 = 2.18 ×1.79 = 0.007987 F 2 488.57YFa 1YSa 1YFa 2YSa 2因為>，故按小齒輪

30、進行齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 F 1 F 2 9） 重合系數(shù) Y 及螺旋角系數(shù) Y取 Y =0. 7 ， Y =0. 86（2） 設(shè)計計算1） 試計算齒輪模數(shù) mnt2 KT1 cos 2 YYm3YFa YSammnt dZ1 F 1.4402） 計算圓周速度 mnt Z1 n1 ×1.440 ×20 ×1460v = 2.260 m s60 ×1000 cos 60 ×1000 ×cos13°3） 計算載荷系數(shù)查表 6. 2（機械設(shè)計 徐錦康主編）得 KA =1 ； 根據(jù) v = 2.260 m s 、8級精度，查圖 6.

31、10 （ 機械設(shè)計 徐錦康主編） 得 Kv =1.1 ； 斜齒輪傳動取Ka = 1 . 2 ；查圖 6. 13（機械設(shè)計 徐錦康主編）得 K =1.25 。 則載荷系數(shù) K = KA ×Kv ×Ka ×K =1 ×1.1 ×1.2 ×1.25 =1.654） 校正并確定模數(shù) mnmn = mnt 3 K Kt =1.44 ×3 1.65 1.5 =1.486mm （取 mn =2 mm ）（3） 計算齒輪傳動幾何尺寸1） 中心距 a mna =( Z12 cos 2+ Z2 ) =( 20 + 95) =118.02mm2

32、×cos13°2） 螺旋角（圓整為 a =119mm） = arccos mn( Z1 + Z2 ) = arccos 2(20 + 95) (°) =14°53'57"2a3） 兩分度圓直徑 d 1 ， d 22 ×1191d = mn Z1 = 2 ×20= 41.39 mmcos cos14°53'52"2d = mn ×Z2 = 2 ×95 =196.61 mmcos cos14°53'52"4) 齒寬 b1 ， b 2b = dd

33、1 = 0.8 ×41.39 = 33.112 mm 取 b 2 =35mmb1 =b +(5 10）mmb1 =40mm( 4) 校核齒面接觸疲勞強度o H = ZHZE Z Z H 2 KT1 µ ±1bd 1 2µ1）大小齒輪的接觸疲勞強度極限 H lim 1 ， H lim 2o H lim 1 = H lim 2 =1170 M P a2） 接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1 ， KHN 2查圖 6. 6（機械設(shè)計 徐錦康主編）得 KHN1 =0. 88， KHN 2 =0. 92 3）計算許用接觸應(yīng)力取安全系數(shù) SH =1 ，則 H 1 = KHN1

34、 H lim 1 SH =1029.6MPa H 2 = KHN 2 H lim 2 SH =0.92×1170=1076.4MPa H = ( H 1+ H 2 ) 2 = (1029.6 +1176.4)2 =1053MPa4） 節(jié)點區(qū)域系數(shù) ZH查圖 6. 19（機械設(shè)計 徐錦康主編）得 ZH =2. 445） 重合度系數(shù) ZZ =0. 86） 螺旋角系數(shù) ZZ = 0.983cos cos14°53'52"7） 材料系數(shù) ZE查表 6. 3（機械設(shè)計 徐錦康主編）得ZE =189. 8 M P a8）校核計算2 KµT1±1bd

35、 1 2 µoH = ZH ZE Z Z2 1.6560934.54= 2.44 ×189.8 ×0.8 ×0.983 × ××.727 +1×MPa= 734.11MPa H 接觸疲勞強度滿足要求3 .2 低 速 級 齒 輪 的 計 算35 ×41.39 24.727減速器要求結(jié)構(gòu)緊湊，故大齒輪用 40Cr 調(diào)質(zhì)處理后表面淬火，小齒輪用 45 鋼， 載荷穩(wěn)定，齒速不高，初選 8 級精度，閉式硬齒面齒輪傳動，傳動平穩(wěn)，齒數(shù)宜多， 選 Z1 =25， Z2 =Z1 i12 = 25 ×3.637

36、= 91.825（取 Z2 =92）。按硬齒面齒輪非對稱安裝，查表選齒寬系數(shù) d = 0.8 。 初選螺旋角 =13°1齒根彎曲疲勞強度設(shè)計（1） 確定公式中的參數(shù)值mnt 32 KT cos 22YY YFa YSa F dZ11） 載荷系數(shù) Kt試選 Kt =1. 52） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1 = 276.60 N m3） 大小齒輪的彎曲疲勞強度極限 F lim 1 ， F l i m 2 F lim 1 = F l i m 2 =380 M P a （查圖 6. 1 機械設(shè)計徐錦康主編） 4） 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1 = 60n1 jLh = 60 ×308.86 

37、5;1 ×10 ×300 ×16 = 8.895 ×10 8N2 = N1 µ = N1 i12 = 8.895 ×10 8 3.637 = 2.446 ×10 85） 彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1 ， KF N 2KFN1 =0. 90KF N 2 =0. 92（查圖 6. 7 機械設(shè)計徐錦康主編）6） 許用彎曲應(yīng)力計算（取彎曲疲勞安全系數(shù) SF =1.4 ，應(yīng)力修正系數(shù)YST = 2.0 ）則 F 1 = KFN1YST F lim 1 / SF =380 ×2 ×0.90 1.4 = 488.57 M

38、Pa F 2 = KFN 2YSTo F lim 2SF = 380 ×2 ×0.92 1.4 = 499.43MPa7） 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)ZV 1 = Z1 cos 3 = 25cos 3 13°= 27.03ZV 2 = Z2cos 3 = 92cos 3 13°= 99.45查表 3- 1 取齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)YFa 1 = 2.57YFa 2 = 2.18YSa 1 =1.60YS a 2 = 1 .7 98） 計算大小齒輪的YFa YFa F 并加以比較YFa 1 YSa 1 = 2.57 ×1.60 = 0

39、.008416 F 1488.57YFa 2 YSa 2 = 2.18 ×1.79 = 0.007813 F 2 499.43YFa 1YSa 1YFa 2YSa 2因為>，故按小齒輪進行齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 F 1 F 2 9） 重合系數(shù) Y 及螺旋角系數(shù) Y取 Y =0. 68 ， Y =0. 86（2） 設(shè)計計算1） 試計算齒輪模數(shù) mnt2 KT1 cos 2 YYm3YFa YSammnt dZ1 F 1.9992） 計算圓周速度 mnt Z1 n1 ×1.999 ×25 ×308.86v = 0.83 m s60 ×1000

40、cos 60 ×1000 ×cos13°3） 計算載荷系數(shù)查表 6. 2（機械設(shè)計 徐錦康主編）得 KA =1 ； 根據(jù) v = 0.83 m s 、8級精度，查圖 6. 10（機械設(shè)計 徐錦康主編）得 Kv =1.06 ；斜齒輪傳動取Ka = 1 .2 ；查圖 6. 13（機械設(shè)計 徐錦康主編）得 K =1.24 。則載荷系數(shù) K = KA ×Kv ×Ka ×K =1 ×1.06 ×1.2 ×1.24 =1.5774） 校正并確定模數(shù) mnmn = mnt 3 K Kt =1.999 ×3 1

41、.57 1.5 = 2.033mm （取 mn =2. 5 mm ）（3） 計算齒輪傳動幾何尺寸1） 中心距 a mna =( Z12 cos 2.5+ Z2 ) =(25 + 92) =150.097mm2 ×cos13°2） 螺旋角（圓整為 a =151mm） = arccos mn( Z1 + Z2 ) = arccos 2.5( 25 + 92) (°) =14°24'33"2a3） 兩分度圓直徑 d 1 ， d 22 ×151d 1 =mn Z1cos 2.5 ×25=cos14°24'3

42、3"= 64.53 mmd 2 =mn ×Z2cos 2.5 ×92=cos14°24'33"= 237.47 mm4) 齒寬 b1 ， b 2b = dd 1 = 0.8 ×64.53 = 51.624 mm 取 b 2 =55mmb1 =b +(5 10）mmb1 =60mm( 4) 校核齒面接觸疲勞強度o H = ZHZE Z Z H 2 KT1 µ ±1bd 1 2µ1）大小齒輪的接觸疲勞強度極限 H lim 1 ， H lim 2o H lim 1 = H lim 2 =1170 M P

43、 a2） 接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1 ， KHN 2查圖 6. 6（機械設(shè)計 徐錦康主編）得 KHN1 =0. 92， KHN 2 =0. 96 3）計算許用接觸應(yīng)力取安全系數(shù) SH =1 ，則 H 1 = KHN1 H lim 1 SH =1076.4MPa H 2 = KHN 2 H lim 2 SH =0.96×1170=1123.2MPa H = ( H 1+ H 2 ) 2 = (1123.2 +1176.4)2 =1099.8MPa4） 節(jié)點區(qū)域系數(shù) ZH查圖 6. 19（機械設(shè)計 徐錦康主編）得 ZH =2. 435） 重合度系數(shù) ZZ =0. 86） 螺旋角系數(shù) ZZ

44、 = 0.984cos cos14°24'33"7） 材料系數(shù) ZE查表 6. 3（機械設(shè)計 徐錦康主編）得ZE =189. 8 M P a8）校核計算2 KµT1±1bd 1 2 µoH = ZH ZE Z Z2 1.5772766003= 2.43 ×189.8 ×0.8 ×0.984 × ××.637 +1×MPa接 觸= 800.11MPa H 疲勞強度滿足要求4 軸及軸承裝置的設(shè)計計算4 .1 軸 的 設(shè) 計55 ×64.53 23.637軸是減速

45、器的主要零件之一，軸的結(jié)構(gòu)決定軸上零件的位置和有關(guān)尺寸。如圖 4- 1 為兩級圓柱齒輪減速器軸的布置狀況。圖 4 - 1兩 級 圓 柱 齒 輪 減 速 器 軸 的 布 置考慮相鄰齒輪沿軸向不發(fā)生干涉，計入尺寸 s ，可取 s =10mm。 考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，計入尺寸 k，可取 k=10mm。 為保證滾動軸承放在箱體軸承座孔內(nèi)，計入尺寸 c =5mm。初取軸承寬分別為 n1=20mm, n2=22mm, n3=22mm。3 根軸的支承跨距分別為4. 1. 1 中間軸的設(shè)計圖 4- 2 中間軸軸的材料選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表 11. 3（機械設(shè)計 徐錦康主編）確定 C 值。

46、d 0 min = c3 Pn =112 ×3 8.9461 276.60 = 35.6844mm（取 d 0 min = 36mm ）即取段上軸的直徑 d 1 = 40mm 。由 d 1 = 40mm 可初選軸承，查表 11- 4（機械設(shè)計課程設(shè)計王大康 盧頌峰主編） 選 7008C 型軸承，其內(nèi)徑 d = 40mm，外徑 D=68 mm , 寬度 B=15mm 。處軸肩的高度 h=( 0.07 0.1 ) d 1 = 2.8 4mm , 但因為該軸肩幾乎不受軸向力， 故取 h = 2mm ，則此處軸的直徑 d 2 = 44mm 。又因為此處與齒輪配合，故其長度應(yīng)略 小于齒寬，取

47、l 2 = 32mm。齒輪的定位軸肩高度 h = (0.07 0.1)d 2 = 3.08 4.4mm ，但因為它承受軸向力，故 取 h = 4mm ，即 d 3 = 4 4 + 2 ×4 = 5 2 mm 。而此處軸的長度：l 3 =1.4h =1.4 ×4 = 6.4mm （取 l 3 = 8mm ）處也與齒輪配合，其直徑與處相等，即 d 4 = 44mm。該處的長度應(yīng)略小于齒 輪寬度，取 l 4 = 57mm 。結(jié)合圖 4- 1 和圖 4- 2 可得段和段處軸的長度：l1 = B + c + k + 2.5 +(l齒寬 l 2 )+1 =15 + 5 +10.5 +

48、2.5 + 3 +1 = 37mml 5 = B + c + k +(l齒寬l 4 )+1 =15 + 5 +10 + 3 +1 = 34mm綜上，中間軸各段長度和直徑已確定：l1 = 37mml 2 = 3 2 m ml 3 = 8mml 4 = 57mml 5 = 34mmd 1 = 40mmd 2 = 44mmd 3 = 52mmd 4 = 44mmd 5 = 40mml總 = l1 + l 2 + l 3 + l 4 + l 5 = 37 + 32 +8 + 57 + 34 =168mm4. 1. 2 輸入軸的設(shè)計圖 4 - 3 輸 入 軸軸的材料選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。（1） 估算

49、軸的最小直徑 d 0 mind 0 min = C 3 P n查表 11. 3（機械設(shè)計 徐錦康主編）確定 C 值。d 0 min = C 3 P n =112 ×3 9.3159 1460 = 20.77mm單鍵槽軸徑應(yīng)增大 5% 7% 即增大至 21.8085 22.22mm（取 d 0 min = 22mm ）。（2）選擇輸入軸的聯(lián)軸器1）計算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩 TcaTca = KA T查表 10. 1（機械設(shè)計 徐錦康主編）確定工作情況系數(shù) KA =1.3Tca = KA T =1.3 ×60.9345 = 79.21485 N m選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，按 T Tca =

50、 79.21485 Nm ，n 1460 rmin ，查標(biāo)準GB/T5014- 1985，選用 HL2 型彈性聯(lián)軸器 T = 315 Nm ， n = 5 6 0 0 rm i n 。半聯(lián)軸器長度 LL = 52mm與軸配合轂孔長度 L1L1 = 3 8 m m半聯(lián)軸器孔徑 d 2d 2 = 22mm（3）確定軸的最小直徑 d 1 = d min應(yīng)滿足 d 1 = d min d 0 min （取 d min = 22mm）（4） 確定各軸段的尺寸段軸的長度及直徑l1 應(yīng)略小于 L1取 l1 = 36mmd 1 = 2 2 m m段軸的尺寸處軸肩高度 h = (0.07 0.1)d1 = 1.54 2.2mm（取 h = 2 m m ），則 d 2 = d1 + 2h = 22 + 2 ×2 = 26mm ；為便于軸承端蓋拆卸，取l 2 = 50mm 。段軸的尺寸該處安裝軸承，故軸的直徑應(yīng)與軸承配合，查表 11- 4 （機械 設(shè)計課程設(shè)計 王大康 盧頌峰主編）選 7006C 型軸承，其內(nèi) 徑 d = 30mm，外徑 D=55 mm , 寬度 B= 13mm 。d 3 = d = 30mm