展開式二級(jí)圓柱斜齒輪傳動(dòng)范本解讀

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(計(jì)算說明書)計(jì)算結(jié)果計(jì)算及說明一設(shè)計(jì)任務(wù)書1. 設(shè)計(jì)題目用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器。傳動(dòng)裝置簡圖如右圖所示傳動(dòng)方案: 展開式 二級(jí)圓柱 斜齒輪 傳動(dòng)(1) 帶式運(yùn)輸機(jī)數(shù)據(jù) 見數(shù)據(jù)表格。d|i(2) 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土 5%(3) 使用期限工作期限為十年，檢修期間隔為 三年。(4) 生產(chǎn)批量及加工條件 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土 5%(3) 使用期限 工作期限為十年，檢修期間隔為三年。1 電動(dòng)機(jī)2 聯(lián)軸器3 二級(jí)圓柱齒輪減速器4 卷

2、筒5 帶式運(yùn)輸機(jī)(4) 生產(chǎn)批量及加工條件 小批量生產(chǎn)。2. 設(shè)計(jì)任務(wù)1) 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)；2) 確定帶傳動(dòng)的主要參數(shù)及尺 寸；3) 設(shè)計(jì)減速器；4) 選擇聯(lián)軸器。3. 數(shù)據(jù)表序號(hào)2.6運(yùn)輸帶工作拉力F/N2500運(yùn)輸帶工作速度v /(m/s)1.3運(yùn)輸帶滾筒直徑D/mm300零件圖要求A常世鵬零件圖要求B邢博海V=1.3m/sD=300mmF=2500設(shè)計(jì)要求1減速器裝配圖一張；2零件工作圖二張(輸出軸及輸出軸大齒輪)3設(shè)計(jì)說明書一份。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（計(jì)算說明書）計(jì)算結(jié)果:YFaiF Salfi2.491 1.636321.430.01268計(jì)算大小齒輪的宵,并加以比較YFa2F Sa2F

3、 22.232 1.7510.01548252.43大齒輪的數(shù)值大，選用大齒輪的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算模數(shù)mn2 1.6848 1.78 1050.797 cos212 0.015481 302 1.71mm1.6643 mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)g大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取叫=3mn但為 了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1=77.66 mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).77.66 cos12mn=25.321 取 Z3=30 ;Z4 =2.33 X 30=69.9取 z =70初算主要尺寸計(jì)算中心距

4、 a= (Z3 Z4)mn =(30 70) 3 =153.35 mm2cos 2 cos12將中心距圓整為153.35 mm修正螺旋角(3 Z4)mn=arccos arccos(3070 )3215511 .98因 值改變不多，故參數(shù)，k , Zh等不必修正分度圓直徑d3 = Z=92.01 mmcos cos11.98計(jì)算齒輪寬度b d d3 1 92.0192.01mm:d4=M圓整后取cos70 3cos11.98=214.69 mmB3 90mm B4 95mm標(biāo)準(zhǔn)模數(shù):=3mm取 Z3 =30取 Z4=70計(jì)算中心距a=155mm修正螺旋角=13.86分度圓直徑d 3=92.01

5、 mm d4 =214.69 mm齒輪寬度：B3 90mmB4 95mm7軸和軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果:第一節(jié)中間軸的受力分析一.求中間軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)前面已經(jīng)求得P2=3.61kW ；n2 =i93.34r/mi n；T2=178407.68N.mm；d2=179.19mm；d4 =214.69 mm二求作用在齒輪上的力2T22 178407.68Ft22N 1991.27 ；d2179.19Ft32T3d42 415217.39N214.693868.07 ；Fr2Ft2tancosFr21991.27tan 20Ncos14 52749.56Fr3Ft3tan ncos3868.07 tan20

6、Ncos15 121458.59Fa2Ft2 tan1991.27 tan 14 52 N 525.38Fa3 Ft3tan3868.07 tan 15 12 N 1047.47其中Ft2,Ft3分別為中間軸大齒輪和小齒輪受的圓周力；Fr2,Fr3分別為中間軸大齒輪和小齒輪受到的徑向力；Fa2，F(xiàn)a3分別為中間軸大齒輪和小齒輪受到的軸向力。Ft2 1991.27NFt3 =3686.07NFr2 749.56NFr3 1458.59NFa2 525.38NFa3=1047.47N第二節(jié)初步確定中間軸的最小直徑先按參考資料2式（15-2）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)

7、參考資料2表15-3，取A0=112,于是得d minA03 J *105%112 甲空105%V 32031.41 mm機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(計(jì)算說明書)計(jì)算結(jié)果:第三節(jié)中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一. 1 -n, w-%段軸的軸向和徑向尺寸的確定中間軸的最小直徑為兩端安裝軸承段的直徑，上已求得中間軸最小直徑為dmin=31.25mm,查3表 6-6 （GB/T 292-1994）選定內(nèi)徑為 40mm 的 7007C 角 接觸球軸承，故di-n =dw-v =35mm為對(duì)兩端的軸承定位的方便取取齒輪距箱體 內(nèi)壁之距離a=16.75mm,考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s,取

8、s=8mm,已知滾動(dòng)軸承寬度 T=18.25mm,則li n |v w =T+s+a=18.75+8+16.25=43.7 mm , Li-n=37mm。二. n -皿段軸的軸向和徑向尺寸的確定由于中間軸小齒輪的分度圓直徑為 d3=92.01mm,摸數(shù)為mnt=1mm,則其齒頂圓直徑為 hfh an c n=92.01+2x（ 1+0） mm=94.01mm,由于小齒輪的齒頂圓直徑和安裝軸承段的軸的直徑相差不多，故決定將其做成齒輪周的形式，dn-m=94.01mm,取其長度為 Ln-m=B4=90mm。三. m-w軸的軸向和徑向尺寸的確定m - w段軸主要用于安裝中間軸大齒輪，為安裝的方便在選

9、定dw-V =35的情 況下選取m -w段的直徑為dm-w =39,為使齒輪軸向定位可靠其長度應(yīng)比中間 軸大齒輪的寬度B2=55小，取段的長度為Lm-w =25。四. 確定軸上倒角和倒角尺寸查參照資料2表15-2,取軸端倒角為2 45，各軸肩處的圓角半徑見圖。至此中間軸的軸和徑向尺寸已基本確定。第四節(jié)軸上零件的定位鍵寬x鍵高=10x 8鍵長為L=22mm軸上需要定位的零件主要是中間軸大齒輪（小齒輪為齒輪軸的形式，故不需定位），對(duì)其周向采用普通平鍵定位，由于 dm-w =39mm,查2表6-1選取鍵寬x 鍵高=10x 8,選取鍵長為L=22m m,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì) 中性，故選擇

10、齒輪輪轂與軸配合為竺。n6第五節(jié) 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（見下圖）做出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取 a值。對(duì)于7007C型角接觸球軸承，由3表6-6 （ GB/T292-1994）查得 a=16.5mm。計(jì)算結(jié)果第二節(jié)初步確定輸入軸的最小直徑據(jù)2表15-3，取Ao=1O5,于是得dmin105% 105 3 62609105% 2036dmin=20.36mm先按2式(15-2)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Gr,調(diào)質(zhì)處理。根mm第三節(jié)輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一. 段軸的軸向和徑向尺寸的確定I -U用于安裝聯(lián)軸器，為輸出軸的最小直徑。故需同時(shí)選定聯(lián)軸器。連軸器

11、的計(jì) 算轉(zhuǎn)矩為Tca=2KAT,查3表14-1并考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 Ka=1.3，貝UTca=2KAT=1.3X 57047.71 N.mm根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于連軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件查3表14-1 (GB/T 4323-2002 )LT3聯(lián)軸器J 21 42J 22 42(GB/T 43232002)鍵長為L=50mm選用LT3型彈性套拄銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為301500N.mm取半連軸器的小端直徑為d2=21mm錐度為1:10,故I - U段的大端軸徑為18mmI - U段的錐 度為1:10.取半連軸器的長度為 L=42mm故Li-n =60mm查3表12-3選取電 動(dòng)機(jī)的軸徑為D=22

12、mm故最終確定選用的連軸器的型號(hào)為12142LT3 聯(lián)軸器(GB/T 4323-2002 )J22 42I - n段選用普通平鍵對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行周向定位，根據(jù)軸徑di-n =21mm選用鍵寬X鍵高bX h=10X 8,選取鍵長為L=50mm二. IV- V , V - W , Vffl - IX, IX- X段軸的軸向和徑向尺寸的確定V - W , Vffl - X段用于安裝軸承，故需同時(shí)選定軸承，上面已經(jīng)確定V - V段軸的軸徑為21mm,所以V - W段軸的軸徑應(yīng)該大于 21mm.查3表6-7(GB/T 297-1994)選 擇內(nèi)徑為d=27mm的30207C型圓錐滾子軸承 所以d呼K=dK.

13、 x=27mm.為安裝軸 承的方便，選定V - V段軸徑為dv-v =25mm其長度為Lv-V=37.375mm選定毗-X 段長度為 L- x =34.125mm二 .W -毗段軸的軸向和徑向尺寸的確定VD -毗段軸用于安裝齒輪，高速軸齒輪的分度圓直徑為d1=55.65mm,由于高速軸齒 輪的分度圓直徑和dv-燈相差較小，故決定將其作成齒輪軸的形式。高速軸齒輪的齒頂圓直徑為 da d1 2mn han O =55.65+2 X 1 X ( 1+0.25+0)計(jì)算結(jié)果mm=61.15m，故取 dv-w=61.15mm，取其長度為 Lv-w =B1=60mm。第章電動(dòng)機(jī)的選擇一 選擇電動(dòng)機(jī)類型按工

14、作要求和工作條件選用丫系列三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)為全封閉自扇 冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。選擇電動(dòng)機(jī)的容量FV工作機(jī)的有效功率為 Pw = 1000 =1800 1.35 W=2.43kW從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)書容1000帶間的總效率為：n總=n InninUnMnWniUnUMn w取聯(lián)軸器的效率1= 2=0.98，高速級(jí)滾動(dòng)軸承效率nl,中間軸軸承效率nU低 速軸軸承效率耳川和滾筒軸承效率nW為nl=nU = n = nW= 0.995,取一級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率nin,二級(jí)齒輪傳動(dòng)效率nnm為niu= nnm=0.97,取卷筒和帶傳動(dòng)的傳動(dòng)效率n w=0.94則n 總=0.982X 0.9954

15、X 0.972X 0.94=0.85由于電動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)，取使用系數(shù)Ka=1.0，則電動(dòng)機(jī)所需要的工作功率為PdKaPw 1 2.43=0.84kW=2.919k W二.確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速綜合考慮，電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使轉(zhuǎn)速傳動(dòng)裝置結(jié) 構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類型、容量和轉(zhuǎn)速，查參考資料2表12-1 （系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)）由電機(jī)產(chǎn)品目錄或有關(guān)手冊(cè)選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L2-4型，其主要性能如額定功滿載時(shí)轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)型號(hào)率n/(r /min)矩質(zhì)量Pd/kW額定轉(zhuǎn)矩kgr / min)Y100L2-4314302.238表1-1Y10

16、0L2-4型電動(dòng)機(jī)的主要性能nw =99.36r/mini 總=14.39i1=4.5i2 3.2n2=457.6r/minn1=1430r/mi nn3=99.36r/mi nPd=3 kWP1=2.84 kW下表所示。P3=2.50kW機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（計(jì)算說明書）Td =20034.69 N m第三章減速器的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的確定=19325.42 N m23.152V260n3.14()w = r =2=99.36r/mi n2.計(jì)算總傳動(dòng)比nD1430r /mi ni總=nw = 99.36r /min = 14.393.分配傳動(dòng)比i1取 i21.4則 i1 =4.5i2 3.2所以中

17、間軸的轉(zhuǎn)速n 2=i1n1 =4.5X 1430r/mi n=457.6r/min一.確定各級(jí)傳動(dòng)比1.滾筒轉(zhuǎn)速的確定二.確定各軸的功率電動(dòng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速nd=1430r/min1.輸入軸I的轉(zhuǎn)速T2=57162.26N mrT3=398477.14N mT=365.57225 N mn1=1430r/mi n2沖間軸U的轉(zhuǎn)速n2=5.54X 1430r/mi n=457.6r/min3輸出軸的轉(zhuǎn)速邙 nw 99.36r/min三.確定各軸的輸入功率1.電動(dòng)機(jī)軸的輸出功率為Pd=3 kW機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（計(jì)算說明書）2. 輸入軸I的功率P1=Pdn 1 nin =3x 0.98X 0.995X 0

18、.97=2.84 kW3. 中間軸U的功率P2= PlnHnnrn =2.84X 0.995X 0.97=2.74 kW4. 輸出軸的功率P3= PHnm =2.84X 0.995=2.72kW5卷筒軸的功率P 卷=P3n 2nWn w=2.72X 0.98X 0.995X 0.94=2.50kW四.各軸的輸入轉(zhuǎn)矩1. 電動(dòng)機(jī)軸的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩為Pd3Td = 9550X nm N m= 9550X 1430 N m = 20034.69 N mm2. 高速軸的轉(zhuǎn)矩pi2.84Tl = 9550X n1 = 9550X 1430 n m= 19325.42 N - mm3. 中間軸的轉(zhuǎn)矩P22.

19、74T2 = 9550 X n2=9550X 457.6 n m = 57162.26N mm4輸出軸的轉(zhuǎn)矩P32.72T3 = 9550 X n3=9550X 65.25 n m = 398477.14 N - m5.卷筒的轉(zhuǎn)矩P32.50T 卷=9550X n3=9550X 65.25 n m=365.57225 N m將上述計(jì)算結(jié)果匯總于下表，以備查用軸名功率P轉(zhuǎn)矩T轉(zhuǎn)速n傳動(dòng)比kwN mmr/mi ni電機(jī)軸320034.691430輸入軸2.84193254.2114304.5中間軸2.7457162.26457.63.2輸出軸2.72398477.1465.25卷筒軸2.50365

20、572.2565.25第四章減速器齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（計(jì)算說明書）第一節(jié)高速級(jí)及中間軸齒輪的設(shè)計(jì)及校核.選擇齒輪的精度等級(jí)材料和齒數(shù)1.材料及熱處理查參考資料2表10-1選小齒輪的材料均為40Gr,并經(jīng)調(diào)制處理及表面淬火后齒面硬度為48-55HRC。d1t=21.19mm2. 查參考資料1表10-4選用7級(jí)精度3. 選小齒輪的齒數(shù)為Z仁22，則大齒輪齒數(shù)乙 Zh=22x 4.5=991.59 m/s4.為提高齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性和承載能力選用斜齒輪傳動(dòng)，初選螺旋角B= 15o.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按查參考資料2式（10-21）計(jì)算，即d1t1 ZhZeH1. 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）試

21、選載荷系數(shù)Kt =1.6。12） 查參考資料2圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.425Mpa213）查參考資料2圖10-6選取材料的彈性系數(shù)Ze=189.8MPa24）查參考資料2圖 10-26 查得1 =0.75,2 =0.895,則12 1.645 5）由于兩齒輪均采用硬齒面，故選稍小的齒寬系數(shù)查參考資料2表10-7選取mnt =0.93mm齒寬系數(shù)d=1.06）查參考資料2圖10-21d按齒面硬度查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1 =1100 MPa,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim2=550 MPa。7）查參考資料2式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。N160n1jLh=60 1430

22、 1（8 365 10） =2.50X 109N2業(yè)i1 =4.52X 108=1.49查參考資料2圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn1=0.91，Khn 2=0.9558）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，查參考資料2式（10-得K HN 1 lim1s =0.88 1100=968MPaK HN 2 lim 2S =0.966 1100=525.25MPahL I “2968 525.25S =2 MPa =535 6MPa9）第三章已求得=57162.26N mi）試算高速級(jí)齒輪分度圓直徑dit，由計(jì)算公式得dit2 1.3 57162.261 1.64524.5

23、 1 2.433 189.84.5535.6=21.19mm2）計(jì)算圓周速度小吐 n 3.14 21.19 143060 1000 =60 1000=159 m/s）計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt。b= d d1t =0.8 21.19=16.95 mmd1t cos21.19 cos15mnt=Z=20=0.93mmh=2.25mnt=2.25 0.93=1.49mmb 16.95h = 1.49 =8.064）計(jì)算縱向重合度。Z tano=0.318 dZ1tan =0.318X0.8 22 tan 15 =1.495）計(jì)算載荷系數(shù)K。根據(jù)v=1.59m/s, 7級(jí)精度，由參考資料2圖10-8查得

24、動(dòng)載系數(shù)Kv=1.05;參 考資料2表10-3查得KHa KFa=1.2使用系數(shù)Ka=1 ；由參考資料2表10-4中的硬齒面齒輪欄查得小齒輪相對(duì)支撐（非對(duì)稱布置，7級(jí)精度）用插值法求得Kh =1.270;故載荷系數(shù)K= Ka Kv KHaKFa =11.05 1.2 1.27=1.6014另由圖10-3查得Kf =1.182式（10 10a）6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由查參考資料 得3 K3 1.675d1 = d1t kt =25.4 1.6 =25.8 mm7）計(jì)算模數(shù)mn。d1 cosB 21.19 cos15mnZ122=1.005 mm三.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由參考資料

25、2式（1017）計(jì)算| 23 2KTY cos YFaYsamnd1Z；1.確定計(jì)算參數(shù)1）計(jì)算載荷系數(shù)K= KAKvKHaKF =11.05 1.21.18=1.48682）根據(jù)縱向重合度Y丫 =0.85=1.4996,由參考資料2圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Z 22Z33j = cos = cos 15 =24.9Z299Z33Zv2=cos = cos 15 =105.3 4）查取齒型系數(shù)由參考資料2表10-5查得齒形系數(shù) YFa仁2.75;YFa2=2.165。5）查取應(yīng)力校正系數(shù)由參考資料2表10-5查得Ysa仁1.5725;Ysa2=1.8156）由參考資料2圖1

26、0-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限等于大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 FE1= FE2=620MPa 7） 由參考資料2圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN仁0.82 ; KFN2=0.888）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.2，由參考資料2式（10-得Kfni 0.82 620S =1.2=423.67 MPaKfn2 0.88 620S =12=454.67 MPaa 94mm9）計(jì)算大、小齒輪的丫FaiYsai2.75 1.5725f i =423.67F并加以比較0.01207214o52丫Fa2Ysa212.165 1.815f 2=454.670.00864比較可以看出

27、小齒輪的數(shù)值大。2計(jì)算mn3 2 1.4868 19325.42 0.85V0.8 222 1.622cos150.012070220.84mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 mn=1.0 mm,已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接 觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d仁22.72mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有d129.99mmd2158.39mmB1=34mm B2= 29 mm.d1 cosmn22.72 cos15128.49取Z1=29,則大齒輪齒數(shù) 乙4.5 28 130，為使大小齒輪齒數(shù)互質(zhì)，取Z2=131這樣設(shè)計(jì)出

28、的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞度, 并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。四.幾何尺寸計(jì)算1. 計(jì)算中心距a Z1外2cos28 13112 cos15o93.17mm將中心距圓整為94 mm。2. 將圓整后的中心距修正螺旋角arccosZ1 Z2 叫2a29 1311arccos2 9414o52因值改變不多，故參數(shù)、ZH等不必修正。3.計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑Z1 mn d1 = cos =29 1=cos14 52 =29.99 mmZ mn d2 = cos :11 1=cos14 52 =158.39 mmd d11 29.9929.99mm圓整后取 B仁34mm；

29、 B2= 29 mm4.計(jì)算齒輪寬度5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm,而又小于500mm,故以選用腹板式為宜。其他有關(guān)尺寸參看大齒輪零件圖名稱公式乙Z2齒數(shù)Z29131模數(shù)（mm）mn1壓力角n20螺旋角14 52齒頂咼系數(shù)han1分度圓直徑（mm）d zmt29.99158.39齒頂咼（mm）ham n han1齒根高（mm）h fh an C n1.25齒頂圓直徑（mm）dad2ha31.99160.39法面頂隙系數(shù)*Cn0.25齒根圓直徑（mm）df d 2hf27.49157.89第二節(jié)中間軸小齒輪和輸出軸齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算一選擇齒輪的精度等級(jí)材料和齒數(shù)1. 材料及

30、熱處理查參考資料2表10-1選大小齒輪的材料均為40Gr,并經(jīng)調(diào)制處理及表面淬火后齒面硬度為48-55HRC2. 查參考資料1表10-4選用7級(jí)精度3第一節(jié)求得高速級(jí)和中間軸大齒輪的傳動(dòng)比為131i1 = 29 =4.52,為?？倐鲃?dòng)比為1總=21.92,則中間軸和輸出軸之間的傳動(dòng)比應(yīng)為d3t22KtT u 1 ZhZe= 15oL 21.92 i2 i1 = 5.46 =3.17選小齒輪的齒數(shù)為Z3=30，則大齒輪齒數(shù)Z4 Z3i2 =30X 4.01=120.30 4.為提高齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性和承載能力選用斜齒輪傳動(dòng)，初選螺旋角B 二.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)試算，即按查參考資料2式（10-21）

31、1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)試選載荷系數(shù)KT=1.3。2）查參考資料2圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.433Mpa3）12。124）5）查參考資料2圖10-6選取材料的彈性系數(shù)ZE=189.8MPa 查參考資料2圖10-26查得a1 =0.8, a2 =0.90，則a a1 由于兩齒輪均采用硬齒面，故選稍小的齒寬系數(shù)查參考資料2 齒寬系數(shù)d =0.8a2 1.7表10-7選取6)查參考資料2圖10-21d按齒面硬度查大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限等于齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限即Hlim1 = Hlim2=1100 MPaV=0.5m/s7)查參考資料2式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。N360n2jLh

32、=6o 457.6 1(8 365 10) =4.52X 109N4i2 =1.14X 109查參考資料2圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN3=0.93 , KHN4=0.915。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，由查參考資料2式（10-12）得K HN 3 lim 3S =0.93 1100=1023MPaK HN 4 lim 4s =0.95 1100=1045MPah3 丨 h41023 1045S =2MPa =1034 MPa9) 第三章已求得T2=57162.26 N mm機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（計(jì)算說明書）2計(jì)算1）試算高速級(jí)齒輪分度圓直徑d3t，由計(jì)算公

33、式得2 1.3 57162.2613.18 122.433 189.8/0.8 1.73.181034d3t3=36.51mm乙=932）計(jì)算圓周速度dn36.51 258.1660 1000 = 3.14 60 1000 m/s=0.50 m/s 3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt ob= d d3t=0.8 36.51=29.21 mmd3t cos29.21 cos15mnt=Z3=30=1.21mmh=2.25m nt=2.25 1.21=2.64mmb 29.21h = 1.21 =11.044）計(jì)算縱向重合度。=0.318 dZ3tan =0.318X 0.8 30 tan 15 =2.0

34、45）計(jì)算載荷系數(shù)K o根據(jù)v=0.50m/s, 7級(jí)精度，由參考資料2圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.008 ;參考資料2表10-3查得KHa=KF a =1.2使用系數(shù)KA=1 ;由參考資料2 表10-4中的硬齒面齒輪欄查得小齒輪相對(duì)支撐（非對(duì)稱布置，7級(jí)精度）用差值法求得Kh =1.279;故載荷系數(shù) K= KA Kv KHaKFa=1 1.008 1.2 1.279=1.547另由圖10-3查得KF B =1.196） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由參考資料2式（10 10a） 得Z3=29薩 3申d3 = d3t kt =36.51 1.3 =38.69 mm7）計(jì)算模數(shù)m

35、n機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（計(jì)算說明書）dscosp 38.69 cos15mn30=1.28 mmKfN3 0.89 620.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由參考資料2式（1017）計(jì)算3 2KTY cos YFaYsad3zfF1.確定計(jì)算參數(shù)1）計(jì)算載荷系數(shù)K K K KK= KA Kv Ha F =1 1.08 1.2 1.19=1.4392） 根據(jù)縱向重合度=1.499,由參考資料2圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)=2.0453 .= cos 15 =33.29309633Zv4= cos= cos 15 =106.54）查取齒型系數(shù)由參考資料2表10-5查得齒形系數(shù) YFa3=2.52;YFa4=2.1

36、755）查取應(yīng)力校正系數(shù)由參考資料2表 10-5 查得 Ysa3=1.625;Ysa4=1.816）由參考資料2 圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限等于大即fe3 FE4=620MPa7） 由參考資料2圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN3=0.89; KFN4=0.91 ;8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.2，由參考資料2式（10-得1.2=459.83MPa機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（計(jì)算說明書）0.00890.00832.設(shè)計(jì)計(jì)算mn3 2 1.439 157162.26 0.75 cos15V0.8 302 1.720.008891.26Kfn4 0.91 620S =

37、2=470.17 MPa9）計(jì)算大、小齒輪的F并加以比較丫Fa3Ysa32.52 1.63f 3 = 459.83丫Fa4Ysa42.18 1.813F 4 =470.17中間軸小齒輪的數(shù)值大。2 95Z3d3 cos mn30 cos15o1.528.98a 113.36mm=15 12對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn小于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 mn=1.5 mm,已可滿足彎曲強(qiáng)度 但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d3=38.69mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有取Z3=29,則大齒輪齒數(shù)乙 乙12 =3.18x 29=92.8為使大小齒

38、輪齒數(shù)互質(zhì)，取Z4=93這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)四.幾何尺寸計(jì)算1.計(jì)算中心距Z3 Z mn a2cos將中心矩圓整到94mm2）將圓整后的中心距修正螺旋角29 93 1.52 cos15o113.36mmarccos Z2 mn2a28 1601.5arccos 15 12d345.13mmd4181.79mmB3=42mmB4= 37mm因 值改變不多，故參數(shù) 、K、ZH等不必修正。3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（計(jì)算說明書）Z3mn30 1d3 = cos = cos15 12 =45.13 mmZ

39、4mnd4 = cos =117 1.5=cos15 12 =181.79 mm4）計(jì)算齒輪寬度b d*0.8 45.13 36.12 mm圓整后取 B3=42mm； B4= 37 mm。5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑大于160mm,而又小于500mm,故以選用腹板式為宜。其他有關(guān)尺寸參看大齒輪零件圖。名稱公式乙Z2齒數(shù)Z2993模數(shù)（mm）mn1壓力角n20螺旋角15 12齒頂咼系數(shù)han1分度圓直徑（mm）d zmt45.13181.79齒頂咼（mm）hamnhan1齒根高（mm）h fh an C n1.25齒頂圓直徑（mm）dad2ha47.13183.79法面頂隙系數(shù)*c

40、n0.25齒根圓直徑（mm）df d 2hf42.63179.29第五章中間軸及其組件的設(shè)計(jì)與核校第一節(jié) 中間軸的受力分析一. 求中間軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)前面已經(jīng)求得P2=2.74kW; n2 =454.6r/mi n； T2=57162.26N.mm;d2=158.39mm；d3=45.15mm求作用在齒輪上的力Ft22T2d22 57162.26 N 2532.1145.15Ft32T3d32 398477.17 n181.794383.81Fr2tanFt2-cosnFr22532.11旦Jn 953.15cos14 52Fr3tan nF t3cos4383.81cos15 121653.05

41、Fa2Ftztan2532.11tan 14 52 N668.07Ft2=2532.11NFt3=4383.81NFr2=953.15NFr3=1653.05NFa2=668.07NFa3=1187.13NFa3Ft3ta n4383.81tan 15 12 N1187.13其中Ft2,Ft3分別為中間軸大齒輪和小齒輪受的圓周力；Fr2,Fr3分別為中間軸大齒輪和小齒輪受到的徑向力； Fa2，F(xiàn)a3分別為中間軸大齒輪和小齒輪受到的 軸向力。第二節(jié)初步確定中間軸的最小直徑先按參考資料2式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Gr,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)參考資料2表15-3,取A0=112，

42、于是得dm” A。3： 112 3；5； 31.25mmdmin=31.25mm第三節(jié)中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一. 1 - n,w -叫段軸的軸向和徑向尺寸的確定中間軸的最小直徑為兩端安裝軸承段的直徑，上已求得中間軸最小直徑為dmin=31.25mm,查3表 6-6(GB/T 292-1994)選定內(nèi)徑為 40mm 的 7007C角 接觸球軸承，故d I -H =dw- V =35mm為對(duì)兩端的軸承定位的方便取取齒輪 距箱體內(nèi)壁之距離a=16.75m m,考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位 置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s,取s=8mm,已知滾動(dòng)軸承寬度T=18.25mm, 則 I1 H lV =T+

43、s+a=18.75+8+16.25=43.7 mm , L I - H =37mm。二. H -川段軸的軸向和徑向尺寸的確定由于中間軸小齒輪的分度圓直徑為 d3=45.15mm,摸數(shù)為mnt=1mm,則其齒頂圓 直徑為 hfh an c n=45.15+2X(1+0) mm=48.15mm,由于小齒輪的齒頂圓直徑和安裝軸承段的軸的直徑相差不多，故決定將其做成齒輪周的形式，d H -川=48.15mm,取其長度為 L H -川=B4=42mm。三. m - w軸的軸向和徑向尺寸的確定川-W段軸主要用于安裝中間軸大齒輪，為安裝的方便在選定dW- V =35的情況下選取m -w段的直徑為dm-w =

44、39，為使齒輪軸向定位可靠其長度應(yīng) 比中間軸大齒輪的寬度B2=29小，取段的長度為Lm- W =25。四. 確定軸上倒角和倒角尺寸查參照資料2表15-2,取軸端倒角為2 45，各軸肩處的圓角半徑見圖。至此中間軸的軸和徑向尺寸已基本確定。第四節(jié)軸上零件的定位軸上需要定位的零件主要是中間軸大齒輪(小齒輪為齒輪軸的形式，故不需定位)，對(duì)其周向采用普通平鍵定位，由于dm-W =39mm,查2表6-1選取鍵寬X鍵高=10X 8,選取鍵長為L=22mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的H7對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸配合為n6。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（計(jì)算說明書）第五節(jié)求軸上的載荷鍵寬X鍵高=10x 8 首先根據(jù)

45、軸的結(jié)構(gòu)圖（見下圖）做出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，鍵長為L=22mm應(yīng)從手冊(cè)中查取 a值。對(duì)于7007C型角接觸球軸承，由3表6-6 （ GB/T292-1994）查得 a=16.5mm。21著力點(diǎn)位置確定和力的分析由軸上零件的裝配關(guān)系可得L1=54.5mmL2=35.5mmL3=45mm因此，作為簡支梁的軸的支撐L=L1+L2+L3=54.5+35.5+45mm=135mm2.水平面受力圖，彎距MV圖，見上圖Ft3 L L2Ft2 L1FNH 3L653.0554.5 35.52532.11 54.5=135n=2124.25 NFNH2=Ft2 +FNH3-Ft3=2532.1

46、-2124.25-4383.81N=322.54 Nd2M a2 Fa2 二2Ma3 Fa2d22668.07665.07 158.39 n.mm 15081.68N.mm2118713 4515N.mm 26799.46N.mmL1=54.5mmL2=35.5mmL3=45mmL=135mmFnh=2124.25NFnh=322.54NM2=15081.68N.mm3.做垂直面受力圖，彎矩圖，如圖所示機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（計(jì)算說明書）FnV2Fr2 L2L3 Fr3 L3 M a2 M a3953.1535.5 451653.05 45 15081.68 26799.46M3=26799.46N

47、.mm135=630.75 NFNV3Fr3Fnv2 Fr2=1653.05-953.15-630.75N=68.8NM1FNV2L1630.75X 54.5N.mm=51911.79N.mmM2M1M a2 =93776.38+51911.79N.mm=145688.17N.mmM3Fnv 3L3 68.8 X 45N.mm=3096N.mmM4M3 Ma3 26799.46+3096N.mm=68025.73N.mmM522_ M 1M a1107186.02N.mM6M222Ma1173260.07N.mmM 7.M 322M a249171.32N.mm4）做合成彎矩圖，如圖2所示73

48、114.39N.mm5）做扭矩圖，如圖3所示M8.M42 M a22Fnv=630.75NFnv3=68.8NM=51911.79N.mmM=145688.17N.m mM=3096N.mmM=68025.73N.mmT2=57162.26N.mm第八節(jié)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度按扭矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上的承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。根據(jù)2式（15-5 ）及第三節(jié)求得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。取其中所以ca6，則軸的計(jì)算應(yīng)力為M；ax(T2)2caW 0.1d3=0.1X 393mm3=4287.5mm3Mmax(T2)2173260.072 0.6 5716226 2M=107186.02N.m mM=173260.02N.m mM=49171.32N.mmM=73114.39N.mmT=57162.26N.mm4287.5Mpa=35 MPa選定軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理由表215-1得【1 60MPa , ca 1，故安全第七節(jié) 精確校核中間軸的強(qiáng)度一.判斷危險(xiǎn)截面n -川段軸徑雖然稍大，但其所受到的彎矩最大，同時(shí)它還受到較大的扭矩，