二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、青島理工大學(xué)琴島學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課題名稱:二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)學(xué)院:機(jī)電工程系專業(yè)班級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化10-10班學(xué)號(hào)：20100201049學(xué)生:項(xiàng)慶康指導(dǎo)老師：周燕青島理工大學(xué)琴島學(xué)院教務(wù)處2013年7月5日機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)評(píng)閱書題目二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名項(xiàng)慶康學(xué)號(hào)20100201049指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)指導(dǎo)教師簽名：年月日答辯評(píng)語(yǔ)及成績(jī)答辯教師簽名：年月日教研室意見總成績(jī)：室主任簽名：年月日摘要機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，也是學(xué)生第一次較全面的在機(jī)械設(shè)計(jì)方面的訓(xùn)練，其目的是：第一、學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件部件、機(jī)械傳動(dòng)

2、裝置和簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過程。第二、通過機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其它有關(guān)先修課程的理論和知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問題的能力,并使學(xué)生知識(shí)得到鞏固，深化和擴(kuò)展。第三、進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖軟件、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和數(shù)據(jù)處理等.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的題目是二級(jí)直齒圓柱減速器設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：確定傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案，選擇電動(dòng)機(jī)；計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的參數(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)接件的選擇與校核計(jì)算；箱體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì);利用AutoCAD軟件繪制裝

3、配工作圖及零件工作圖；編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書；設(shè)計(jì)總結(jié)；最后完成答辯。關(guān)鍵字：機(jī)械設(shè)計(jì)、基本技能、繪圖目錄摘要I.I.1設(shè)計(jì)任務(wù)4傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定52.1方案的簡(jiǎn)要說(shuō)明及簡(jiǎn)圖5.2。2電動(dòng)機(jī)選擇6.2。3傳動(dòng)比分配7.2。4傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算7.2 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算93。1齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何參數(shù)計(jì)算9.3。2軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（初估軸頸、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核）1.63.3滾動(dòng)軸承選擇和壽命計(jì)算2.2.3.4鍵連接選擇和校核2.3.3。5聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算2.4.3。6潤(rùn)滑和密封形式的選擇2.4.3 箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇254。1箱體尺寸計(jì)算2.5.4。2附件的選擇及功用錯(cuò).誤!未定

4、義書簽?？偨Y(jié)27參考文獻(xiàn)281設(shè)計(jì)任務(wù)已知帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的圓周力（牽引力）F=2350N,帶速v=1.6m/s,卷筒直徑D=300mm。工作條件：?jiǎn)蜗蜻\(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動(dòng)，經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，兩班制工作,使用期限10年,輸送帶速度容許誤差為±5%。工作現(xiàn)場(chǎng)有三相交流電源.要求對(duì)該帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置進(jìn)行總體設(shè)計(jì).設(shè)計(jì)內(nèi)容:（1）確定傳動(dòng)裝置的類型，畫出機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖;（2）選擇電動(dòng)機(jī),進(jìn)行傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算；（3）傳動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算；（4）繪制減速器裝配圖1張A0.2傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定2.1方案的簡(jiǎn)要說(shuō)明及簡(jiǎn)圖為了估計(jì)傳動(dòng)裝置的總體傳動(dòng)比范圍，以便選擇合適的傳

5、動(dòng)機(jī)構(gòu)和擬定傳動(dòng)方案，可先由已知條件計(jì)算其驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速nw，即：601000V6010001.7nwr/min96r/minD340（2-1）一般常選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，因此傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為11。根據(jù)總傳動(dòng)比數(shù)值，可初步擬定出二級(jí)傳動(dòng)為主的多種傳動(dòng)方案如圖2-11所示的四種方案即可作為其中的一部分。就這四種方案而言方案b以用于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，且成本高。方案d制造成本比較高。根據(jù)帶式輸送機(jī)工作條件，可在a和c兩個(gè)方案中選擇。現(xiàn)選用結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、制造成本也較低的方案c。方案c如下圖所示圖21傳動(dòng)裝置1電動(dòng)機(jī)2聯(lián)軸器3減速器4聯(lián)軸器5卷筒6輸送帶帶式輸動(dòng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)

6、動(dòng)。電動(dòng)機(jī)1通過聯(lián)軸器2將動(dòng)力傳入減速器3,再經(jīng)聯(lián)軸器4將動(dòng)力傳至輸送機(jī)卷筒5,帶動(dòng)輸送帶6工作傳動(dòng)系統(tǒng)中采用兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承位置不對(duì)稱，因此要求軸有較大的剛度，高速級(jí)為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，低速級(jí)為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2.2電動(dòng)機(jī)選擇1。電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式按工作要求和工作條件，選用一般用途的丫(IP44)系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。2. 電機(jī)容量(1)卷筒軸的輸出功率Fv31.95(22)Pwkw3.1kw10001000(2)電動(dòng)機(jī)輸出功率：PdPw(2-3)傳動(dòng)裝置的總效率：422z1234(2-4)式中，i、2為電動(dòng)機(jī)至卷筒軸之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

7、和軸承的效率。由表2-24查的：滾動(dòng)軸承：i=0.99;圓柱齒輪傳動(dòng)：2=0。97;彈性聯(lián)軸器：3=0.99;滾筒軸滑動(dòng)軸承：4=0.96,則:40.9922(25)故PdPw3.763.6kw(26)0.86(3)電動(dòng)機(jī)額定功率由表20-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率Ped=5。5kw3.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速21查得V,單(27)為了便于選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，先推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。由表級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍i柱=36,貝皿動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：IIIndnwi1i18643456r/min根據(jù)表20-1可選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：丫132M2-6其中額定功率:速:1000r/min，滿載轉(zhuǎn)速：960r/min.4kw，同

8、步轉(zhuǎn)2。3傳動(dòng)比分配1.傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比nm960inw96102.分配各級(jí)傳動(dòng)比單級(jí)減速器的傳動(dòng)比i=36，根據(jù)i1(1.11.5)i2，得:i13.125，i23.13(2-8)所得h，i2值符合圓柱齒輪傳動(dòng)和單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比的常用范圍2.4傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算1.各軸轉(zhuǎn)速高速軸軸為軸，中間軸為軸，低速軸為III軸，各軸的轉(zhuǎn)速為nnm960r/minnmni2320rmin3.13102r/min10)n960nr/min320r/mini1311)2.各軸輸出功率按電動(dòng)機(jī)額定功率Ped計(jì)算各軸輸入功率，即：PPed37.5kw0.995.22kwPP125.22kw0

9、.99PiiP125.5kw0.995.44kw(29)(2(2(2-12)(2-13)3.各軸轉(zhuǎn)矩RT9550丄ni95505.44kw960r/min54.17Nm(215)PTII9550丄95505.22kw155.8Nm（216）320r/minPHI5.01kwT川9550川9550469.0Nm（2-17）n川102r/min將以上計(jì)算結(jié)果整理于表2。1中表2。1各軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速級(jí)軸1中間軸II低速級(jí)軸III轉(zhuǎn)速(r/min)960960320102功率（kw）5。55.225.015.44轉(zhuǎn)矩（Nm）54。1753。5155。8469.0傳動(dòng)比13.133.0效率

10、0。990.960。963傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3。1齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何參數(shù)計(jì)算A。高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1。選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及參數(shù)（1）按圖1所示傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)；（2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高,故選用7級(jí)精度（GB10095-88）;（3）材料選擇：由表10-1選得大、小齒輪的材料均為40Cr（調(diào)質(zhì)后表面淬火），齒芯部硬度280HBS齒面硬度為50HRC大齒輪齒芯部硬度240HBS齒面硬度為45HRC,二者硬度相差40HBS（4）初選小齒輪齒數(shù)乙=18,則大齒輪齒數(shù)Z23.132475.12，取乙=75（31）u13.32.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（1

11、0-9a）進(jìn)行試計(jì)算，即d1t2.323"Zeu1（32）：dHU（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)Kt1.32）小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩T173.84Nm3）由表107選取齒寬系數(shù)d=0。814）查圖表10-6選取彈性影響系數(shù)Ze=189.8MPa?5）由圖1021e查得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力為6）由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N,60njLh60970128300102.791093-2)N23.3（3-3）7）由表10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn10.92;Khn20.98。8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%安全系數(shù)S=1，由式（1012）得KHN1lim1

12、0.921100MPa1012MPaKHN2lim2S0.981100MPa1078MPa（2）計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑d1t，是代入h中較小的值.d1t2.323T1(ZE)dH山39.262mmu2）計(jì)算圓周速度v。d1tn1v6010002.0m/s3）計(jì)算齒寬bobdd1td1tZ1h模數(shù)mt齒高h(yuǎn)2.25mt10)b31.416.4h4.94）計(jì)算齒寬與齒高之比5）計(jì)算載荷系數(shù).0.84710(3-4)(35)(3-6)(3-7)(3-8)(3-9)(3(3-11)根據(jù)v2.0m/s,7級(jí)精度，由表10-2查得心1.25；由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv1.05；由表10-3查得Kh

13、Kf1,從表10-4中的硬齒面齒輪欄查得小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置、6級(jí)精度、用插值法得Kh1.286o考慮齒輪為7級(jí)精度、取Kh1.296,故載荷系數(shù)(3(3KKaKvKhKh112)另由圖10-13查得Kf1.226）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由式（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由式（1010a)得1.701d1d1t439.26231KtX1.342.943mm(3-13)7）計(jì)算模數(shù)m7）計(jì)算模數(shù)mdZ1dZ142.943c2.4mm18(3-14)3.按齒面彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-5）得彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)的公式為3'2KYFaYsa2-dZ1F(3-15)（1

14、）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）由圖10-20d查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限fe1fe2620MPa,取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1。4。2）由圖1018取得彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn10.86,Kfn20.92;3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.4,由式（1012）得F1KFN1fE1S380.86MPaF2KfN2fE2S407.43MPa4) 計(jì)算載荷系數(shù)K.KKaKvKfKf5) 查取齒形系數(shù)。由表105查得YFa12.91,YFa22.276.6) 查取應(yīng)力校正系數(shù).由表10-5查得用插值法求得Ysa11.53,Ysa2732(316)(3-17)7)計(jì)算大、小齒輪的丫SaYsa并加

15、以比較FYSa1YFa1380.860.0117丫Fa2丫Sa2407.430.0097小齒輪的數(shù)值大。(2) 設(shè)計(jì)計(jì)算21040210400.01172.2mm（3-19）對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞接觸強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)相差不大，取標(biāo)注值m2.5，取分度圓直徑d142.943mm，算出小齒輪齒數(shù)d1z1117.1818m大齒輪齒數(shù)Z23.319859.4，取Z?61（320）4.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑d1z-im45mm（3-21）d2z2m152.5mm（2）計(jì)算中心距plpla198.75mm（3-22）2（3）計(jì)算齒輪寬度bdd10.84536mm（

16、323）取B236mm,B141mm。B。低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)i3.0;n294r/min;P7.13kw1. 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及參數(shù)1 ）按圖1所示傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高,故選用7級(jí)精度（GB10095-88材料選擇.由表10-1選得大、小齒輪的材料均為40Cr（調(diào)質(zhì)后表面淬火），齒芯部硬度280HBS齒面硬度為50HRC大齒輪齒芯部硬度240HBS齒面硬度為45HRC二者硬度相差40HBS.(324)）初選小齒輪齒數(shù)z3=18，則大齒輪齒數(shù)Z43.01854，取Z2552=3。0按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（109a）進(jìn)行試計(jì)算，即K

17、T?KT?d2t2.323d2(ZE)H(325）（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)Kt1.32)2)小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩T223.61104Nmm3)由表10-7選取齒寬系數(shù):d=°。4)查圖表106選取彈性影響系數(shù)1Ze=189.8MPa2Hlim16）由式N1N27）由表8）1021e查得大、Hlim2110°MPa10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。60n1jLh6029412出0.2821094.1510-19取接觸疲勞壽命系數(shù)小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力為8300KHN1計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為100.8471090.95;Khn20.97(3-26)1%

18、安全系數(shù)S=1,由式（1012）得KHN1lim1H3V-1045MPa27)KHN2SKHN2SLIM21067MPa（2）計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑d2t，是代入H中較小的值d2t2.323d2t2.323(Ze)u1H58.31mm(328)2）計(jì)算圓周速度vd2t門2v601000d2t門2v6010000.9m/s3）計(jì)算齒寬bbdd2t46.6mm30)4)計(jì)算齒寬與齒高之比-。hd2t58.31小模數(shù)mt-3.2mmZ31831)齒高h(yuǎn)2.25mt7.29mm46.67.296.4(3-29)(3(3(3-32)(3-33)5）計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)v0.9m/s,7級(jí)精度，由表1

19、02查得Ka1.25；由圖108查得動(dòng)載系數(shù)Kv1.03；由表10-3查得KhKf1,從表10-4中的硬齒面齒輪欄查得小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置、6級(jí)精度、Kh1.288?？紤]齒輪為7級(jí)精度、取Kh1.298，故載荷系數(shù)KKaKvKhKh1（3-34）另由圖10-13查得Kf1.2246）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由式（1010a）得(3-35)7）計(jì)算模數(shù)md3Z3d3Z363.478"3.52mm(336）按齒面彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（105）得彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)的公式為(337)(337)32KT2YFaYsam器T.dZ3F（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）由圖10-20d查得齒

20、輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE3FE4620MPa；2）由圖1018取得彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn30.87,Kfn40.9；3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.4,由式（10-12）得F3KFN3FE3.S385.29MPa(338)F4KFN4FE4.S398.57MPa(3-39)4)計(jì)算載荷系數(shù)KoKKaKvKfKf(340)5)查取齒形系數(shù)。由表105查得YFa32.91;YFa32.3o6）查取應(yīng)力校正系數(shù).由表10-5查得Ysa4匸5%1.715.7）計(jì)算大、小齒輪的YSaYSa并加以比較.FYsa3YFa3Ysa3YFa3385.290.0116(3-41)丫Fa4YSa4

21、228470.0099F4398.57小齒輪的數(shù)值大。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算21040.818221040.81820.01163.2mm(342）對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞接觸強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)相差不大，取標(biāo)注值m=4m，取分度圓直徑d363.4mm,算出小齒輪齒數(shù)da63.4Z3m415.85,取Z317大齒輪齒數(shù)Z43.0174。幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑d3z3m68mmd4z4m208mm（2）計(jì)算中心距d3d4a-208mm2（3）計(jì)算齒輪寬度bdd3圓整后取B455mm,B360mm。da63.4Z3m415.85,取Z317大齒輪齒數(shù)Z43.0174。幾

22、何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑d3z3m68mmd4z4m208mm（2）計(jì)算中心距d3d4a-208mm2（3）計(jì)算齒輪寬度bdd3圓整后取B455mm,B360mm。(3-43)51取z4=52(344)(3-45)(3-46)(3-47)3。2軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（初估軸頸、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核）A.高速軸的設(shè)計(jì)1。輸入軸上的功率山，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩T1P17.425KWn1970r/m73.10Nm2. 高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為而Ft空273.110N3249N（3-48）d145FrFttan3249tan201183N（3-49）3。初步確定軸的最小直徑先按式152初步估算軸的最小直徑。選取軸的

23、材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表153,取Ao112,于是得d而Ft空273.110N3249N（3-48）d145FrFttan3249tan201183N（3-49）3。初步確定軸的最小直徑先按式152初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表153,取Ao112,于是得dminA03311237.42597022.1mm(350)輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑d12=24mm為了使所選的軸與聯(lián)軸器吻合，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩TcaKaT1查機(jī)械設(shè)計(jì)課本查表141取KA1.3TeaKaT1395030Nmm（351）因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)

24、矩，故選取HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩Tn為160Nm，半聯(lián)軸器的孔徑d224mm半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=52mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L138mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上，故2的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些,現(xiàn)取112=36mm.2. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，23軸段右端需制出一軸肩,故取23段的直徑d2326mm。1 ）初步選擇滾動(dòng)軸承因軸承受徑向力的作用,故選用深溝球軸承。選用6306型深溝球軸承.對(duì)于選取的軸承其尺寸為的dDB307219，故da4=d78=30mm左端滾動(dòng)軸承右端采用軸肩進(jìn)行軸向定位.45軸段為了軸段右端需制出一軸肩，故45的軸頸d4

25、537mm,134的長(zhǎng)度應(yīng)短于軸承2mm加上圭寸油盤的寬度為13mm取134=30mm右端滾動(dòng)軸承左端加擋油盤，需軸肩軸向定位，由手冊(cè)上查得軸承定位軸肩高度h0.07d取h6mm，則d67=37mm故17825mm，取16713mm。2 ）左端軸承的左端采用軸承蓋定位，取軸承蓋的總寬度約為22mm根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于軸承添加脂潤(rùn)滑的要求和外伸端裝有彈性套柱銷聯(lián)軸器時(shí)，應(yīng)留有裝拆彈性套柱銷的必要距離要求，應(yīng)該留有一定的距離。留出30mm的間距，故丨2352mm.4）取安裝齒輪的齒頂圓直徑為50mm齒根圓直徑為38.75mm初選d5630mm，試選實(shí)心式齒輪，齒輪需要周向定位，初選普通A型平鍵

26、8mm7mm，則轂t13.3mm，軸t4mm,則齒輪的齒根圓到鍵槽底部距離e38.75/230/22m5mm,把此軸制作成齒輪軸.取d5650mm，15641mm.5）軸上零件的周向定位，半聯(lián)軸器的連接選用A型普通平鍵bhL8mm7mm22mm,半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是過渡配合來(lái)保證的，此處軸的直徑尺寸公差為m6軸的結(jié)構(gòu)示意圖如3-1所示-J-12=4-7856圖31高速級(jí)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)B.中速級(jí)的設(shè)計(jì)1.輸入軸上的功率p2，轉(zhuǎn)速n2,轉(zhuǎn)矩T2p27.13KWn2294r/min2。初步確定軸的最小直徑先按式152初步估算軸的最小直徑。153,取Ao112，于是得d

27、minA03P'11237.13n3.294考慮到軸上裝有鍵槽，將直徑增大5%,T2231.6Nm選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)表33.3mm（352）dmin33.3(13.5%)dmin33.3(13.5%)34.5mm(3-53)取dmm35mm。此軸通過鍵槽與兩個(gè)齒輪連在一起.3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 ）軸段1-2和6-7處的直徑都為35mm軸的左右兩端分別裝有軸承，根據(jù)軸的直徑，選取圓柱滾子軸承NU307,對(duì)于選取的軸承其尺寸為的dDB35mm80mm21mm。左軸承的右端采用軸肩進(jìn)行周向定位。由手冊(cè)查得NU307型的定位軸肩高度h4.5mm，因此，取d2344mm,l23

28、13mm.。2 ）軸段3-4和5-6安裝齒輪，23處安低速軸的小齒輪,5-6處安高速軸的大齒輪。小齒輪的齒頂圓直徑為76mm齒根圓直徑為58mm初選d3450mm，試選實(shí)心式齒輪，齒輪需要周向定位，初選普通平鍵14mm8mm，則轂t13.8mm，軸t5.5mm,則齒輪的齒根圓到鍵槽底部距離e58/250/23.80.2mm<2m8mm,把此軸制作成齒輪軸。取d2376mm，l2360mm.56處的齒輪選用自由鍛齒輪，考慮輪轂的寬度要小于齒輪寬度的1-2mm左右，故取l5634mm,d5640mm，齒輪需要軸肩高度h0.07d取h6mm，則d4552mm，由于旋轉(zhuǎn)零件的軸向距離為10-15

29、mm,故取l4513mm。3）軸承需要脂潤(rùn)滑，故兩端需要加擋油盤，軸的左端擋油盤寬度取8mm軸的右端封油盤的寬度取14mm為了保證高速級(jí)軸承內(nèi)圈與高速級(jí)的內(nèi)圈在一條直線上，軸的又端需加上套筒，軸的右端取套筒的寬度為8mm故h230mm,50mm。3 ）軸上零件的周向定位，安裝大齒輪處選用A型普通平鍵bhL12mm8mm32mm，齒輪與軸的配合為H7/k6滾動(dòng)軸承與軸的周向定位C.低速級(jí)的設(shè)計(jì)1.輸入軸上的功率p36.85KWP3，轉(zhuǎn)速匕，n398r/min轉(zhuǎn)矩T3T3667.53Nm2。高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為d4208mmFtFr2T12667.53103“1Nd1208Fttan6419

30、tan206419N(3-54)2336N初步確定軸的最小直徑dmin685mm46.1mm98A。3112(355)考慮到軸上裝有鍵槽,將直徑增大則(13.5%)47.7mm(3-56)取dmin48mm。輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑42=48mm為了使所選的軸與聯(lián)軸器吻合，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩TeaKaT3查機(jī)械設(shè)計(jì)課本查表141取Ka1.5TeaKaT331001.3Nmm（3-57）因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，所以選取HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩Tn為1250Nm，半聯(lián)軸器的孔徑d248mm,半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=112mm為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)

31、軸器上而不壓在軸端上,故1-2的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取-884mm。4. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 ）滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，6-7軸段左端需制出一軸肩,故取67段的直徑d6753mm。2 ）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承受徑向力的作用，故選用圓柱滾子軸承NU311對(duì)于選取的軸承其尺寸為的dDB5512029，故d12655mm，右端滾動(dòng)軸承左端采用軸肩進(jìn)行軸向定位.45軸段為了軸段右端需制出一軸肩，故45的軸頸d4568mm,l56的長(zhǎng)度應(yīng)短于軸承寬度約2mm為了保證高速級(jí)軸承內(nèi)圈與高速級(jí)、中速級(jí)的內(nèi)圈在一條直線上，軸承需要脂潤(rùn)滑，故需要加封油盤，右端軸承的左端圭寸油盤的寬度取14mm故l56=41mm

32、3 ）軸段2-3是安裝齒輪的,取d2360mm，為了便于裝拆此處輪轂的寬度應(yīng)小于齒輪的寬度2mm故l2353mm，齒輪的右端用軸肩定位，取軸肩的寬度為10mmd3470mm。4 ）右端軸承的右端采用軸承蓋定位，取軸承蓋的總寬度約為20mm根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于軸承添加脂潤(rùn)滑的要求和外伸端裝有彈性套柱銷聯(lián)軸器時(shí)，應(yīng)留有裝拆彈性套柱銷的必要距離要求，應(yīng)該留有一定的距離。留出30mn的間距，故丨6750mm。5 ）軸上零件的周向定位，半聯(lián)軸器的連接選用A型普通平鍵bhL14mm9mm80mm，齒輪連接選用A型普通平鍵bhL18mm11mm45mm半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6滾動(dòng)軸承與軸的周向定位

33、是過渡配合來(lái)保證的，此處軸的直徑尺寸公差為m6軸的結(jié)構(gòu)示意圖如33所示圖33低速級(jí)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)r1:665. 軸的強(qiáng)度校核a.低速軸結(jié)構(gòu)和受力分析圖34如下:“苓構(gòu)國(guó)C；匝吉鬲登力因1(-J1IF13b(股力匪耳=*3173取=2336;*T10丸平匣詁革叭A%凹K平面瓷矩圖口前12417521>一：TTrrrV.nnMaEl盲旅音呃匱f"T=EEh53CJI.:vi圖34低速軸結(jié)構(gòu)和受力分析圖b.求軸的載荷1）計(jì)算齒輪受力齒輪4所受的力：3圓周力Ft牛2雲(yún)1。n6419N徑向力FrFttan6419tan202336N轉(zhuǎn)矩T3667.53Nm59)2）計(jì)算支承反力水平面反力F

34、nh1Ft1151714317N5£171水平面受力圖，如c）圖所示垂直面反力Fnv1Fr11556171FNH2Ft2102N1571NFnv2Ft765N171垂直面受力圖，如e）圖所示3）畫軸彎矩圖4）畫軸轉(zhuǎn)矩圖水平面彎矩圖，如d）圖所示垂直面彎矩圖，如f）圖所示合成彎矩圖，如g）圖所示合成彎矩軸受轉(zhuǎn)矩T=T3轉(zhuǎn)矩圖，見圖h）c.校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式（15-5），已知條件：軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力,0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力M2(T3)2caW2415722(0.666753°2MPa22.04MPa0.1603(3-58)(3(360)取(361)查表15-1

35、得160MPa，因此ca<1，故安全。3。3滾動(dòng)軸承選擇和壽命計(jì)算低速軸軸承校核所選滾動(dòng)軸承為圓柱滾子NU311型，查其基本額定動(dòng)載荷Cr128KN基本額定靜載荷C°r89.0KN該軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷PFr2336N已知預(yù)期得壽命10年，兩班制L10h28103004800h（3-62）該軸承所承受的動(dòng)載荷為Cp：60叫10h2336吊609864800KN12.9KN<Cr128KN（3-63）V106106故所選軸承NU311合格.其余兩軸上軸承得校核，具體方法同上，步驟略，軸承校核結(jié)果均合格。3。4鍵連接選擇和校核鍵、軸及轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力p1

36、00120MPa，取其平均值，p110MPa。a.低速軸普通平鍵的校核齒輪連接選用A型普通平鍵bhL18mm11mm45mm鍵的工作長(zhǎng)度ILb45mm18mm27mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式（61）可得2T103kld2T103kld2667.531035.52760MPa149.8MPa110MPa(3-64)可見連接的擠壓強(qiáng)度不夠?？紤]相差較大，因此改用雙鍵，相隔180布置.雙鍵的工作長(zhǎng)度I1.527mm48mm。由式（61）可得32T10kld32667.53105.54860MPa99.9MPa<110MPa(3-65)故，鍵合適。鍵標(biāo)記：鍵1845GB1096-79b。低

37、速軸聯(lián)軸器的鍵校核連接半聯(lián)軸器的連接半聯(lián)軸器的A型普通平鍵bhL14mm9mm80mm，鍵的工作長(zhǎng)度lLb80mm14mm66mm鍵與輪轂鍵槽的接觸高度2T103kid2667.531035.56648MPa93.6MPa110MPa故，鍵合適。鍵標(biāo)記：鍵1480GB1096-793。5聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算a.高速軸(軸I)的聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸I的設(shè)計(jì)，選用TH1型彈性柱銷聯(lián)軸器，其尺寸如下表3。1所示表3.1TH1型彈性柱銷聯(lián)軸器的參數(shù)型號(hào)公稱扭矩T(Nm)許用轉(zhuǎn)速n(r/min)d2(軸孔直徑mm)軸孔長(zhǎng)度L(mm)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kgm2)Dmm許用補(bǔ)償量mm軸向徑向HL116071002452

38、0。0064900.50.15b.低速軸(軸U)的聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸U的設(shè)計(jì),選用TL8型彈性柱銷聯(lián)軸器，其尺寸如下表所示3。2表3.2TL8型彈性柱銷聯(lián)軸器的參數(shù)型號(hào)公稱扭矩T(Nm)許用轉(zhuǎn)速n(r/min)d2(軸孔直徑mm)軸孔長(zhǎng)度L(mm)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kgm2)Dmm許用補(bǔ)償量mm軸向徑向HL412504000481123.41951.50.153.6潤(rùn)滑和密圭寸形式的選擇1.潤(rùn)滑方式的選擇傳動(dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，為了減小磨擦和磨損、降低工作的表面的溫度.我采用的是：潤(rùn)滑脂(半固體潤(rùn)滑脂)，這種潤(rùn)滑脂的黏著性好，正常工作時(shí)不漏油,密封性能好，使用方便，特別適用于滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑。采

39、用型號(hào)：通用鋰基潤(rùn)滑脂(SY73241987)由于低速級(jí)齒輪周向速度低，所以采用浸油潤(rùn)滑，浸油高度約為六分之一大齒輪半徑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤(rùn)滑,裝至規(guī)定高度2。密封形式的選擇密封裝置：軸伸端密封方式有接觸式和非接觸式兩種。為避免磨損，可采用非接觸式密封。油溝密封是其中常用的一種。使用油溝密封時(shí)，應(yīng)該用脂填滿間隙以加強(qiáng)密封性能。開設(shè)回油槽效果更好。油溝密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不夠可靠，適用于脂潤(rùn)滑及工作環(huán)境清潔的軸承中。選用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用密封圈實(shí)現(xiàn)密封。軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定4箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇4.1箱體尺寸計(jì)算表4.1結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號(hào)具體數(shù)值箱

40、座壁厚8mm箱蓋壁厚Si8mm箱蓋凸緣厚度bii2mm箱座凸緣厚度bi2mm箱座加強(qiáng)肋厚m6。8mm箱蓋加強(qiáng)肋厚m16.8mm地腳螺釘直徑dfi6mm地腳螺釘數(shù)目n4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑dii2mm箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓直徑d28mm聯(lián)接螺栓d2的間距l(xiāng)i50mm軸承端蓋螺釘直徑d38mm軸承端蓋螺釘數(shù)目n4定位銷直徑d8mm軸承旁凸臺(tái)半徑Ri50mmdf、di、d2至外箱壁距離C22i8i3df、d2至凸緣邊緣距離C22011大齒輪齒頂圓與內(nèi)箱壁距離135mm齒輪端面與內(nèi)箱壁距離213mm軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離（脂潤(rùn)滑）310mm旋轉(zhuǎn)零件間的距離413mm箱底至箱底內(nèi)壁距離520mm4.2附件的選擇及功用表4。2附件名稱規(guī)格或參數(shù)作用窺視孔視孔蓋46mm130mm38mm為了便于檢查箱內(nèi)傳動(dòng)零件的嚙合情況以及將潤(rùn)滑油注入箱體內(nèi)，在減速器箱體的箱