鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)設(shè)計(jì)

1、精品資料推薦XXX大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書2012-2013學(xué)年第二學(xué)期學(xué)院：專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：課程設(shè)計(jì)題目：鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：2013年01月10日目錄1設(shè)計(jì)任務(wù) 12傳動(dòng)方案分析和擬定 13原動(dòng)件的選擇與傳動(dòng)比的分配 13.1原動(dòng)件的選擇 13.2計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 33.3傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算34 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 44.1減速器外部傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算44.2減速器內(nèi)部傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 75 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算175.1減速器中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 175.2減速器高速軸的設(shè)計(jì)計(jì) 算 235.3減速器低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算296滾動(dòng)軸承及鍵聯(lián)

2、接的校核計(jì)算346.1滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算 347減速箱的潤(rùn)滑方式和密封種類的選擇 367.1潤(rùn)滑方式的選擇 367.2潤(rùn)滑油的選擇 367.3密圭寸方式的選擇 368 設(shè)計(jì)小結(jié) 409 參考資料 41一. 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)1. 工作條件運(yùn)輸機(jī)工作平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，兩班制工作，使用年限5年，每年300天，允許拽引鏈速度誤差為5%。2. 原始數(shù)據(jù)（所選題號(hào)一一6）已知條件：拽引鏈拉力 F=11500N拽引鏈速度V=0.38m/s拽引鏈鏈輪齒數(shù)Z=8 拽引鏈鏈節(jié)距p=80mm二. 傳動(dòng)方案的分析和擬定本傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比不大，采用二級(jí)傳動(dòng)。在電動(dòng)機(jī)與鏈傳動(dòng)之間布置 一臺(tái)兩級(jí)直齒圓柱齒輪減速器

3、，軸端連接選擇滑塊聯(lián)軸器。鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖64三. 電動(dòng)機(jī)的選擇1）電動(dòng)機(jī)類型的選擇：電動(dòng)機(jī)的類型根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用丫系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。2）計(jì)算和選擇電動(dòng)機(jī)的容量a. 求工作機(jī)的所需功率：FvPW1000 w11500 0.381000 0.944.46kW4.46kW式中w工作機(jī)構(gòu)的效率（含卷筒及軸承的效率）由手冊(cè)查得：軸承 0.98（滾子軸承），卷0.96，貝Uw 軸承卷=0.98 0.96=0.94。b .工作機(jī)所需要的有效功率為Pd Pw4.46 4.98kW總 0.895彈聯(lián)電動(dòng)機(jī)輸出軸與減速器輸入軸間聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，取彈聯(lián)099 ；軸

4、承一對(duì)滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率（3對(duì)），取 軸承 0.99 （球軸承）；嚙一對(duì)閉式圓柱齒輪的傳動(dòng)嚙合效率（2對(duì)），當(dāng)齒輪精度為8級(jí)（不含軸承效率）稀油潤(rùn)滑時(shí)取嚙0.98 ；鏈鏈傳動(dòng)效率，取鏈=0.97。則傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率總彈聯(lián)軸承嚙鏈0.99 0.990.980.970.895查手冊(cè)丫系列二相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)與技術(shù)數(shù)據(jù)表選取電動(dòng)機(jī)的額疋功率為比 5.5kW Pd 4.98kWc .電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇和型號(hào)的確定：根據(jù)電動(dòng)機(jī)的有關(guān)知識(shí)可知：通常設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先考慮選擇同步轉(zhuǎn)速為1500r/min 或 1000r/min 的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查丫系列二相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)與技 術(shù)數(shù)據(jù)表可知，電動(dòng)機(jī)

5、型號(hào)為 丫160M-4或丫160L-6。相據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載nm轉(zhuǎn)速nm和拽引鏈轉(zhuǎn)速nw可算出總傳動(dòng)比la?，F(xiàn)將此兩種電動(dòng)機(jī)nw的數(shù)據(jù)和總傳動(dòng)比列于下表中：Pd 4.98kW方 案 號(hào)電動(dòng)機(jī)型 號(hào)額定 功率 kW同步轉(zhuǎn) 速r/min滿載轉(zhuǎn) 速 r/min總傳動(dòng) 比堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩N m最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩N m1Y132S-45.51500144025.342.22.22Y160L-65.5100097016.842.02.0由上表可知，方案五中電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，價(jià)格低。故初選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132S-4。查表知，該電動(dòng)機(jī)中心高 H=160mm軸外伸軸徑為38mm軸外伸長(zhǎng)度為80mm3).計(jì)算總傳動(dòng)比和

6、各級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比1)由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速門皿和拽引鏈轉(zhuǎn)速nw，求出傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)I1440r/ min/35.625r /min40.42i=40.42其中 nm =1440r/min ；60 1000Vzp60 1000 0.388 8035.625r/min2)分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 由i= i齒 i鏈可知，要分配齒輪的傳動(dòng)比，先確定鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比。由于鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=2 3.5m/s,初步選定i鏈=3。i 齒=i/ i 鏈=40.42/3=13.47。按兩級(jí)大齒輪浸油深度相近，以使?jié)櫥?jiǎn)便的原則推薦高速級(jí)傳動(dòng)比于低速級(jí)傳動(dòng)比i2，其L 1. 31.4 i2。取 i11.3i2,則

7、i1齒 1.34.23.2i2 ii14.2,i23.24).傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算(1)各軸轉(zhuǎn)速：電動(dòng)機(jī)軸：I軸:n。ninm 1440r / min n01440r / minII軸:nii144042 342. 86r/minIII 軸:nHi342.83 2 107.14r/min(2) 各軸的輸入功率:電動(dòng)機(jī)軸：Po Rd 5.5kWI軸：Pi Rd?彈聯(lián) 5.5 0.99 5.44kWII軸：PIIp ?軸承？嚙5.440.990.985.28kWIII軸：p川P卷pl ?軸承?嚙5.280.990.99 5.12kW(3)各軸轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸：T0T edPed95509550

8、5.536.47N ?mnm1440I 軸：TiTed ?彈聯(lián)36.470.9936.1N ?mII 軸：TiiTi ?i1?軸承？嚙36.13.00.990.98105.07 N ?mIII 軸：TiiiTii ?i2 ? 軸承？ 嚙105.072.3 0.990.98234.45N ?m各傳動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸號(hào)轉(zhuǎn)速n / r / min功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/ N ?m傳動(dòng) 比i效率電動(dòng)機(jī) 軸14405.536.4710.99I14405.4436.474.20.96II342.865.28105.07-3-0.96Ill107.145.12234.45四傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 減速器外部

9、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 選定鏈輪齒數(shù)乙、Z2初步假設(shè)鏈速W0.6 3m/s,由表8-8查得小齒輪的齒數(shù)zi 17，取乙=21，根據(jù)初步選定的鏈傳動(dòng)比i鏈=3,所以i 3 2163（ <120 合適）。根據(jù)實(shí)用功率曲線，選鏈條型號(hào)初定中心距a04°P ,；鏈節(jié)數(shù)Lp為L(zhǎng)p2a°P40pP123.12ZiZ2221 632Pa。P40p2Z2 Z12 n63 21 22n取Lp=124節(jié)。由于中心距可調(diào)，可不算實(shí)際中心距。估計(jì)，鏈條鏈板可能產(chǎn)生疲勞破壞，由表86 查得 Kz=1.11，由表87查得Kp 1.0 (初取單排鏈)，由圖816查得 Kl=1.0，由表8

10、5 查得 Ka 1.0。該鏈條在實(shí)驗(yàn)條件下所需傳遞的功率PKaP0 金Kp KzKlKp5.12 1.34.90kw1.11 1.0 1.134.90kW16A，由圖8 14,按P°=4.90kw，n3=107.14r/min,選取鏈條型號(hào)為 p=25.40mm且與5的交點(diǎn)在曲線頂點(diǎn)左側(cè)，確系鏈板疲勞破壞，估計(jì)正確。 校核鏈速3P21 107.14 25.40v ()m/s 0.95m /s60 1000 60 1000與原假設(shè)v<0.6 3m/s范圍合適。 計(jì)算鏈長(zhǎng)和中心距鏈長(zhǎng)L=LpP/1000124 25.40/10003.15m25.4(12442163丁)221631

11、242263 218 2 n1027.36,取 1028mm。中心距調(diào)整量a 2p 2 25.4 50.8mm 計(jì)算作用在軸上的軸壓力工作拉力在軸上F=1000P/v=1000*5.12/0.95=5390N作用在軸上的壓軸力Fq 1.25F1.25 53906738N計(jì)算結(jié)果：鏈條型號(hào)16A 1X 124 GB/T 12431997 鏈輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)A.滾子鏈輪主要尺寸計(jì)算由于低速軸最小軸徑為35mm所以小鏈輪的輪轂直徑dk 35mm，滾子鏈鏈號(hào)為16A,查表8 1得：節(jié)距p=25.40mm排距Pt 29.29mm。根據(jù)上述計(jì)算，鏈節(jié)數(shù)為124,乙21,根據(jù)表8 2;滾子鏈主要尺寸計(jì)算公式:分度

12、圓直徑p.180sin齒da / mm170.42 mm .180 sin124圓d a max1.25p d1170.42 1.25 25.4 15.88185.17damin d16 Pzd1170.42 25.41 1.6 . 15.88177.9121分度圓齒高h(yuǎn)a/mmhamax0.625zp 0.5d10.6250.825.4 0.5 15.88 8.9214.76hamin0.5 p d10.525.4 15.88齒根圓直徑df /mmdf d-d1170.42 15.88 154.54齒側(cè)凸緣（或排間槽）直徑dg/mm（h2為內(nèi)鏈板高度）142.67a. dg p cot180

13、 1.04h20.7625.4 cot1801.04 24.13 0.76gz21B.滾子鏈鏈輪齒槽形狀計(jì)算最大齒槽形狀齒面圓弧半徑r / mme2 2r min 0.008d1(z 180)0.008 15.88 (21180)78.89e齒溝圓弧半徑ri / mmrimax0.505d1 0.0693 0.505 15.88 0.069 3 15.88 8.19齒溝角(°)90 °90 °a min 120。-120°115.71°z21最小齒槽形狀齒面圓弧半徑r /mmer max 0.21di(z 2)0.21 15.88 (212)4

14、3.83e齒溝圓弧半徑ri / mmrimin0.505di 0.505 15.88 8.02齒溝角(°)90 °90 °amin 140。-140°135.71°z21C.滾子鏈鏈輪軸向齒形計(jì)算取大齒槽形狀齒面圓弧半徑r / mme2 2r min 0.008d1(z 180)0.008 15.88 (21180)78.89e齒溝圓弧半徑ri / mmrimax 0.505d1 0.069二 0.505 15.88 0.069 V15.88 8.19齒溝角(°)90 °90 °amin 120。-120°

15、;115.71°z21最小齒槽形狀齒面圓弧半徑r / mmer max 0.21d1(z 2)0.21 15.88 (212)43.83e齒溝圓弧半徑ri / mmrimin0.505d1 0.505 15.88 8.02齒溝角(°)90 °90 °amin 140。-140°135.71°z212.減速器內(nèi)部傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中的雙級(jí)圓柱齒輪減速器是二級(jí)減速器中最簡(jiǎn)單的一種，由于工作載何不大，故咼速軸和低速軸均米用直齒圓柱齒輪，且設(shè)計(jì)中的減速 器為一般用途減速器，故選用軟齒面齒輪傳動(dòng)。已知輸入功率R 5.44kW ,小

16、齒輪的轉(zhuǎn)速ni 1440r / min ,壽命為5年(每年工作300天)，雙班制。1.高速級(jí)直齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）選擇材料。查表9-5，小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)處理，HBS1 241286 ;大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理HBS2 217255，計(jì)算時(shí)取HBS1 260，HBS2 230。（二者材料硬度差HBS1 HBS226023030，合適）（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)由式 d3766 3J KT3 2 u 1 dHU 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T336.47N ?m。 齒寬系數(shù)d。查課本表9-10知，軟齒面、非對(duì)稱布置取 d 0.8。 齒數(shù)比U：對(duì)減速運(yùn)動(dòng)u i14.2。 載荷系數(shù)K:初選K 2 （直齒

17、輪、非對(duì)稱布置）。 確定許用接觸應(yīng)力h由式H：limZNSha. 接觸疲勞極限應(yīng)力 Hlim由圖9-34c查得，Hlim3 710MPa， Hlim4 580MPa （按圖中 MQ查值）。b. 安全系數(shù)Sh查表9-11，取Sh 1 0c. 壽命系數(shù)ZN。由式（9 30） N 60ant計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，式中a 1 , n1 1440r / min , t 5 300 8h 2 24000hN160 a nt 60 1 1440 2400020.74 108N2% 20.74 10%2 4.94 108查圖9-35得，Zn1 0.86，Zn2 1.03 （均按曲線1查得）故H1 - Hlim3

18、ZN1 610.6MPaSh1H2 -ZN2 580 1.03597.4 MPaSh1 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1KT1 (u 1) J 2 36.47 (4.2 1)”di 766 3'766 3 'mm 52mm d h2u 0.8 597.42 4.2 初步確定主要參數(shù)a. 選取齒數(shù)。取 Z1 30, Z2 UZ1 3.0 30 90.d52b. 計(jì)算法向模數(shù)m。m11.72mm。選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m* 2mm。z130c. 計(jì)算分度圓直徑。d1 m Z12 3062.mm 52mm (合適)。d2 mnz22 90180mm。d. 計(jì)算中心距 a。a=1/2( d1 d2)=1

19、/2(60+180)=120mme. 輪齒寬度。b d ?d10.8 60 48mm.(3)驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度亠"c c 八l'2000KT1u 1由式(921)h ZeZhZ J ? HXdd1u 彈性系數(shù)Ze。由表9-9 查得，Ze 189.8 J MPa。 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh。由圖9-29 查得，Zh 2.5。 重合度系數(shù)Z。1.88 3.2丄由乙Z21 11.88 3.21.743090故z0.873載荷系數(shù)K。K KAKvKH Kha.使用系數(shù)Ka。由表9-6查得Ka 1.25。d仁 52mmb. 動(dòng)載系數(shù) Kv。由 v3.14 60 14404 52m/s60 100

20、0 60 1000查圖9-23 , Kv 1.18 (初取8級(jí)精度)。c. 齒向載荷分布系數(shù)Kh。由表9-7，按調(diào)質(zhì)齒輪、8級(jí)精度，非對(duì)稱 布置，裝配時(shí)不作檢驗(yàn)調(diào)整，可得2 2KhA B 10.6 C10 3bd1d12 2545431.23 0.18 1 0.6 0.61 105460601.42d. 齒間載荷分配系數(shù)Kh。先求Ft 2000 36.47/60 1112N由 KAFl 1.25 111228.96N/mm 100N/mmb54由前可知，所以3Z 0.87KHa 1/Z1.35故 KKaKvKh Kh1.25 1.18 1.42 1.35 2.83驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度12000

21、 KT 1 u 1h ZeZhZ J3?dd1u一 2000 2.83 33.47 3.0 1189.8 2.5 0.87 J30.8 6033.0499.3MPaH2 597.4MPa 安全(4)驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度kf由式FYFaYsaYFbm 由前已知：Ft 1112N,b54mm, m 2mm。 載荷系數(shù)Ko K KaKvKF KF。a.使用系數(shù)Ka同前，即Ka 1.25 ob. 動(dòng)載系數(shù)Kv同前，即Kv 1.18c. 齒向載荷分布系數(shù) 心。由圖9-25，當(dāng)Kh 1.42b 54h 2.25m542.25 210.67時(shí)，查出kf1.4d.齒間 載荷分配 系數(shù)KfoKaRb1.25 1

22、1125428.96N /mm100N /mm，查表98知，Kf1Y，又由Y0.250.75/0.250.75/1.740.68 ，Kf 1 Y 1.47。故由知得K KAKvKF Kf 1.25 1.18 1.4 1.473.04 齒形系數(shù)YFa。由乙30,Z290，查圖9 32得YFa1 2.52， YFa 2 2.22 齒根應(yīng)力修正系數(shù)YSa。由z1 30， z290，查圖9-32，得Ysa11.63，Ysa2 1.78 重合度系數(shù)Y。由前可知：Y 0.87。 許用彎曲應(yīng)力f。由式 fFlim YnYxFFSfa. 彎曲疲勞極限應(yīng)力F lim o由圖 9 36c，查得 Flim1 600

23、MPa， Flim2 430MPa。b. 安全系數(shù)Sf。由表9-11取Sf1.25 oc. 壽命系數(shù) Yn。由 弘 1.728 109，N2 1.67 108，查圖 9-37，得 丫血0.86, Yn20.9d. 尺寸系數(shù) Yx。由 mn2mm，查圖 9-38，Yx1 丫X2 1。600F1廠 IIH1 1YN1YX10.86 1412.8MPaSf1.25F2FlIm 2 xYN2YX24300.9 1310MPaSf1.25 驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度F1加YsalY3.04 111254 22.53 1.63 0.87126.3MPa412.8MPa1.78 0.87F2 bJYsa?丫彎：1

24、2 2.22bm54 2 121.6MPa 310MPa故彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。(5) 確定齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸分度圓直徑齒寬中心距d1mzi2 3（0 60mmd2m zS 290 180mmda1d12m60 2 2 64mmda2d22m180 2 2 184mmd f 1d12.5mn60 2.5 2 55mmd f 2d22.5mn 180 2.5 2 175mmb2b54mmb1b2510mm 59 64mm,取b1 62mma1 d1d21丄（60180）120mm22z130, z290, mn 2mm。齒頂圓直徑齒根圓直徑(6)確定齒輪制造精度由v 4.52m/s查表9-13

25、確定齒輪第U級(jí)公差組為8級(jí)精度。第I、川公差組與U組同為8級(jí)。按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦確定其齒厚偏差，小輪為GJ,在其工作圖上標(biāo)記為：8GJ GB/T 10095-1988，大齒輪齒厚偏差為 HK,在其工作圖上標(biāo)記為：8HK GB/T10095-198&(7)確定齒輪的結(jié)構(gòu)、尺寸并繪制零件工作圖(見附錄 1)2. 低速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)(1) 選擇材料查表9-5，小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)處理，HBS, 241 286 ;大齒輪選用45 鋼調(diào)質(zhì)處理 HBS2 217 255，計(jì)算時(shí)取 HBS1 260, HBS： 230（二者材料硬度差HBS HBS226023030，合適）（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)

26、度初步設(shè)計(jì)由式 d3766 J KT3 2 U 1 dHU 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T3105.07N ?m。 齒寬系數(shù)d。查課本表9-10知，軟齒面、非對(duì)稱布置取d 0.8。 齒數(shù)比u:對(duì)減速運(yùn)動(dòng)u i12.3。 載荷系數(shù)K:初選K 2 （直齒輪、非對(duì)稱布置）。 確定許用接觸應(yīng)力H由式hHlimZNShb.接觸疲勞極限應(yīng)力Hlim由圖9-34C查得，Hiim3 710MPa， Hlim4 580MPa （按圖中 MQ查值）。b. 安全系數(shù)Sh查表9-11，取SH 1。c. 壽命系數(shù)Zn。由式（9 30）N 60ant計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，式中a 1 , n1488.14r/min , t 5250822

27、0000hN360ant 60 1 488.14 200005.86 108N4 N3 'i 5.86 1072.23 2.63 108查圖9-35得，Zn3 1.03，Zn4 1.1 （均按曲線1查得） 故H3 ZN3 710 1.03731.3MPaSH1H4 甘Zn4 5801 1.1 638MPaSH1 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1d3766 J KT3 2 U 1766 3；2 105.°7 223 1 73mm、d H 2 uV0.8 63822.23 初步確定主要參數(shù)a.選取齒數(shù)。取 z3 38， Z4 uz3 2.23 38 86.26，取 Z2 87。b.計(jì)算模

28、數(shù)。m d3 73 92mm，取標(biāo)準(zhǔn)值2mm 兀38.C.計(jì)算分度圓 直徑。d 3 mz32 38 76mm 73mm （合適）；d4 mz42 87174mm。d. 計(jì)算中心距。a - d3 d41（76 174）125mm。2 2e. 計(jì)算齒寬。b d ?d30.8 76 60.1mm,兀整取 b=61mm（3）驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度由式Z Z Z F°°°KT3 u 13 7 H 厶E厶H厶J,3Hdd3u 彈性系數(shù)Ze由表9-9查得，ZE 189.87MPa。 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z 由圖9-29查得，Zh 2.5。HH 重合度系數(shù)z石1111由1.88 3.2 丄

29、丄 1.88 3.2 丄丄 1.76z3 z438 87則4：4 1.76Z V 3V 30.86 載荷系數(shù)k KKAKvKH Kha. 使用系數(shù)Ka。由表9-6查得Ka 1.25匚一小”燈,d3n33.14 76 488.14一 /b. 動(dòng)載系數(shù)Kv。由1.94m/ s60 1000 60 1000查圖9-23 Kv 1.14 （初選8級(jí)精度）。c. 齒向載荷分布系數(shù)Kh。由表9-7，按調(diào)質(zhì)齒輪、8級(jí)精度，非對(duì)稱 布置，裝配時(shí)不作檢驗(yàn)調(diào)整，可得22bbKhAB 1 0.6 C10 3bd3d322616131.23 0.18 1 0.6 0.61 1061 1.437676d. 齒間載荷分配

30、系數(shù)Kh。由表9-8牛十l200CT3 2000 105.07 crcz先求Ft2512Nd376KaR1.25 2512 uni/.51.5N /mm 100N/mmb61由前可知Z 0.86貝 UKh 1/Z2 1/0.862 1.35故KKaKvKh Kh 1.25 1.14 1.43 1.35 2.75驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度丁 2000KT3 u 1h ZeZhZ J3dd3u c c2000 2.75 105.07 2.23 1189.8 2.5 0.8630.8 11432.23547MPaH4638MPa（安全）（4）驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由式FYFaYsaYFbm 前可知，F(xiàn)t25

31、12N， b 61mm， m 2mm。 載荷系數(shù)Ko K KaKvKf Kf。a. 使用系數(shù)Ka同前，即Ka 1.25。b. 動(dòng)載系數(shù)Kv同前，即Kv 1.14。c. 齒向載荷分布系數(shù)Kf 。由圖9-25，當(dāng)Kh 1.44 ,b/h 61/2.25m 61/ 2.25 213.56 時(shí)，查出 kf 1.4。d. 齒間載荷分配系數(shù) Kf。由KAFt/b 51.5N /mm 100N /mm，查表9-8，知 Kf1/Y，又由Y 0.25 0.75/0.25 0.75/1.76 0.68 ， 得Kf1/Y1/0.68 1.47。故KKaKvKf Kf1.25 1.14 1.4 1.47 2.93。

32、齒形系數(shù) YFa。由Z3 38 , Z4 87，查圖 9-32，得丫（ 2.45 ,YFa4 2.2。 齒根應(yīng)力修正系數(shù)YS。由z3 38 , z4 87,查圖9-33得，Ysa3 1.66，Ysa4 1.78。 重合度系數(shù)Y。同前，Y 0.68。許用彎曲應(yīng)力 f 。由式 FF limSfYnYx式中彎曲疲勞極限應(yīng)力F lim，由圖9-36C，查得:F lim 3 600MPa ,Fiim4 430MPa（按 MQ查值）；安全系數(shù)Sf，由表9-11取Sf1.25 ；壽命系數(shù)Yn，由N35.86 108,N4 2.63 108，查圖 9-37，得 Yn3 0.9, Yn 4 0.9 ;尺寸系數(shù)Y

33、x，由m2mm，查圖 9-38，Yx3Yx4 1。則F3F lim 3 y yN3X3600 0.9 1432MPaSf1.25F4F lim 4 y YN“ X4430 0.91310MPaSf1.25驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度KFt2.93 2512F3 YFaaYsasY 2.45 1.66 0.68bm61 2167MPa F3 432 MPa1.78 0.68KFt2.93 2512F4 YFa4Ysa4Y 2.2bm61 2161MPa f4 310MPa故彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。（5）確定齒輪的主要參數(shù)及幾何尺寸z3d3mz3分度圓直徑d4mz4齒頂圓直徑da3d3da4d438, z487

34、, m 2mm2 38 76mm2 87 174mm2m 76 2 2 80mm2m 174 2 2 178mm齒根圓直徑d f 3d f 4d3d42.5m2.5m761742.5 22.5 271mm169mm齒寬b4b61mmb3 b45 10 mm 615 10 mm 66 71mm 取 b3 69mm11中心距 a _ d3 d4一 76 174 125mm22(6) 確定齒輪制造精度由前計(jì)算知v 1.94m/s查表9-13，確定齒輪第U公差組為8級(jí)精 度，第I、川公差組與第U組同為8級(jí)。按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦確定其齒 厚偏差，小齒輪為GJ,在其零件工作圖上標(biāo)記為：8GJGB/T1009

35、5-1988, 大齒輪齒厚偏差為 HK其在零件工作圖上標(biāo)記為：8HKGB/T10095-1988。(7) 確定齒輪的結(jié)構(gòu)、尺寸并繪制零件工作圖(見附錄1) 五.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算由于中間傳動(dòng)軸U上有大小兩個(gè)齒輪，輸入軸和輸出軸軸長(zhǎng)的確定應(yīng)以U軸為參照，故應(yīng)先設(shè)計(jì)U軸。1. 中間軸U的設(shè)計(jì)已知：P PII 5.28kW, n n“ 342.86r/min, T TII 105.07N ?m。軸上齒輪：齒輪2分度圓直徑d2180mm ,b2 54mm,齒輪3小直齒輪 分度圓直徑d3 76mm,寬度b3 69mm(1) 選擇軸的材料選用45鋼，正火處理。估計(jì)軸的直徑小于100mm由表13-1查得:b 60

36、0MPa, s 300MPa,1 275MPa,1 140MPa。(2) 按軸所承受的扭矩初估軸的最小直徑由式dC-,查表13-2得t'> n3040MPa, C 118107 ,取C 118 (此軸為轉(zhuǎn)軸，又是減速器的中間軸)。則29.36mm因最小直徑在裝齒輪處，此處有一鍵槽，故軸徑應(yīng)增大5%即d 1.05 29.36 30.82mm取標(biāo)準(zhǔn)值d 28mm(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定各軸段的直徑考慮軸上的兩個(gè)齒輪分別由軸的兩端裝拆，此處裝大齒輪和小齒輪處的軸頭直徑均取為28mm軸環(huán)和軸頭直徑過渡處的倒圓半徑取 1.5mm 與軸頭配合的齒輪孔的倒角尺寸為 2mm軸環(huán)和軸頭半徑差為2

37、3倍的 倒角尺寸，所以軸環(huán)直徑取 38mm兩端裝軸承處的軸頸應(yīng)小于 28mm 同時(shí)考慮滾動(dòng)軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)值，所以軸頸直徑取為 25mm 初選軸承類型及型號(hào)因軸承受徑向而不承受軸向載荷的作用，所以選用深溝球軸承。根 據(jù)軸頸直徑為25mm初選6205軸承，軸承采用飛濺潤(rùn)滑，軸上不設(shè)置 擋油板。 確定各段軸的長(zhǎng)度齒輪和軸承間采用套筒進(jìn)行軸向定位。為保證套筒與齒輪端面靠緊 而定位，裝齒輪處的軸頭長(zhǎng)度應(yīng)略小于齒輪輪轂寬度，所以裝大齒輪和 小齒輪處的軸頭長(zhǎng)度分別取為 52mm和67mm取軸環(huán)寬度b 8mm，小 齒輪端面到減速器內(nèi)壁距離取為13mm軸承端面到減速器內(nèi)壁的距離取 為5mm所以右端套筒長(zhǎng)度為14

38、mm左端套筒長(zhǎng)度為14mm由機(jī)械設(shè)計(jì) 手冊(cè)查得6205軸承的寬度為17mm軸端倒角尺寸取為1mm所以裝左 軸承的長(zhǎng)度為34mm裝右端軸承段軸的長(zhǎng)度為 34,軸的全長(zhǎng)為195mm 軸上零件的周向固定大齒輪及小齒輪處均采用 A型普通平鍵聯(lián)接，由手冊(cè)查得截面尺寸 b h為8mm 7mm，長(zhǎng)度取為45mn和60mm 確定軸上倒圓半徑及軸頭與軸頸表面粗糙度軸頸和軸頭過渡處的倒圓半徑取為1mm軸頭表面粗糙度&1.6 m，軸頸表面粗糙度由軸承標(biāo)準(zhǔn)查得 Ra 0.8 m。（4）軸的受力分析 軸上扭矩 由前可知：T 105.07N ?m 齒輪上的作用力2000T22000 105.07Ft21180Nd

39、2178Fr2 Ft2 tann 1180 tan20430 N2000T3 2000 105.07Ft3 2765 Nd376Fr3 Ft3 tan n 6300 tan 201006 N 確定跨距右端支反力作用點(diǎn)至大齒輪上力作用點(diǎn)間距離為13 17/2 14 54/2 49.5mm左端支反力作用點(diǎn)至小齒輪上力作用點(diǎn)間距離為l3 17/2 14 69/2 57 mm1兩齒輪上力作用點(diǎn)間的距離為l2' 54 69869.5mm2 作計(jì)算簡(jiǎn)圖（見圖6-1b)求水平面內(nèi)支反力Rah和Rbh ,并作水平面彎矩 Mh圖（見圖6-1c、d)RahFr3 1 31 2F r2l35769.549.

40、5RbhF r3RbhFr2100651243064N截面3的彎矩M3HRah?11512 5729184N ? mm截面2的彎矩M 2hRbh?116449.53168N ?mm100669.5 49.5430 49.5 杯111 213圖6-13XEF t£-1180l4IV8x 7 x 40RAHFr3 = iO06rr&=430NoJ1I43S9圖（見圖6-1e、1匚丸FCI忙噸7閃IfW 二2M7N求垂直面內(nèi)支RBV-193BNFt3 l 2 l 3RAVl1 l2 l3Ft2l 327656954951180 4952007N193RBVFt 2Ft3rav118

41、0276520071938N截面3的彎矩M 3VRav ? l12007 57114399N ?mm截面2的彎矩M2VRbV ?31938 49.5作合成彎矩M圖（見圖6-1g）截面3的合成彎矩I 22M 3' M 3HM 3V118062N ?mm截面2的合成彎矩M 2左-：:M 2H M 2V95983N ? mm作扭矩T圖（5）軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核計(jì)算確定危險(xiǎn)截面：由圖6-1a所示看出，軸上多個(gè)截面存在應(yīng)力集中, 但截面和截面所受載荷較小，可不考慮。截面和直徑相同，應(yīng) 力集中情況相同，但截面所受載荷較截面小，故課排除，截面和 直徑相同，應(yīng)力集中情況相同，但截面所受載荷較截面小

42、，也可 排除。所以只需對(duì)截面和進(jìn)行安全系數(shù)校核。A.截面的安全系數(shù)校核計(jì)算（見圖6-1h）名稱根據(jù)數(shù)值有效應(yīng)力集中系數(shù)查表13-9（ A型普通平鍵 b 600MPa）K 1.76, K 1.54絕對(duì)尺寸系數(shù)查表13-10 （軸徑 d 28mm）0.91,0.89表面狀態(tài)系數(shù)查表13-11 （精車、 表面粗糙度Ra 1.6 m表面未強(qiáng)化處理）10.93, 211 20.93應(yīng)力集中系數(shù)：等效系數(shù)查表13-13得 0.21 ；95931N ? mmJ143992291842、31682959312截面的抗彎、抗扭截面模量 W,Wt由軸的直徑d 28mm,鍵槽寬b 28mm，鍵槽深t 4mm，查表1

43、3-14得截面上的應(yīng)力：彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變化彎曲應(yīng)力幅m3W11806218256&53MPa，平均應(yīng)力扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變化，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T 10507WT397923.99MPa，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅與平均切應(yīng)力相等，Wd32bt d t2838 4 28 521825mm3322d32228Wd32bt d t2838 428 523979mm3162d16228t 239912.00MPa ；2 2安全系數(shù):彎曲安全系數(shù) S2751.760.931.9368.530.91140扭轉(zhuǎn)安全系數(shù)5,631.5412 0.21 12綜合安全系數(shù)0.93 0.89取 S 1.5 1.8，SS，

44、合適。B.截面的安全系數(shù)計(jì)算 應(yīng)力集中系數(shù)有效應(yīng)力集中系數(shù)：截面處有兩種應(yīng)力集中。軸直徑變化過渡圓角的應(yīng)力集中，由 r 2mm，按 Dd 38 28 1.36，rd 2 280.07，查表13-8得K 1.76,K1.35。由此可見過盈配合引起的應(yīng)力集中較大，應(yīng)按其計(jì)算安全系數(shù)。絕對(duì)尺寸系數(shù)、表面狀態(tài)系數(shù)及等效系數(shù)同前。截面上的應(yīng)力：截面的彎矩為 M520321N ? mm,故M 520321a -49.43MPa, m 0 ,d283232T105070am 11.08MPacdc282 216 16安全系數(shù)：_275彎曲安全系數(shù)：S1 烏12.43K2.52門am9.430.93 0.89

45、扭轉(zhuǎn)安全系數(shù)：S11405.25K1 82am11.080.2111.080.93 0.89綜合安全系數(shù)S / S2.43 5.254.84JS2 S2 J12.4325.252取 S 1.51.8 , S S，合適。(6)校核鍵連接的強(qiáng)度兩個(gè)齒輪間軸上所受的扭矩相同，安裝兩齒輪處的軸頭直徑及鍵的 截面尺寸也相同，大齒輪處鍵長(zhǎng)較短，故應(yīng)校核該處鍵聯(lián)接的強(qiáng)度。鍵長(zhǎng)L 45mm，工作長(zhǎng)度1 L b 45 8 37mm，鍵咼h 7mm， 接觸高度k h2 7/23.5mm擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度校核2000T2000105.07“皿p MPa 60.89 MPapdkl283.5 372000T20001

46、05.07“門TMPa 26.64MPadbl287 37由表 4-1 查得 P 100 120 MPa， T 90MPa， PP，TT，故合適。2.輸入軸I的設(shè)計(jì)已知：P P 5.44kW, n n, 1440r / min，T T, 36.47N ?m。 軸上齒輪：d d1 60mm, b d 62mm,。電動(dòng)機(jī)軸徑D 38mm。(1)選擇軸的材料i 140MPa o選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度217255HBS，由表13-1查得:b 600MPa， s 36 OOMPa，1 275MPa，(2) 按軸所承受的扭矩初估軸的最小直徑由式d查表13-2得3040MPa，C 118P5 44d C

47、31183 18.4mmYnM440因最小直徑在裝聯(lián)軸器處，此處有一鍵槽，故軸徑應(yīng)增大5% d 1.05 18.4 19.3mmo聯(lián)軸器的選擇為了隔離震動(dòng)與沖擊，選用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩T133.47 N m由表16 1選取載荷系數(shù)k=1.3，則計(jì)算轉(zhuǎn)型號(hào)選擇由與電動(dòng)機(jī)主軸直徑為 38mm長(zhǎng)80mm通過機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得,“門 YA38 80LZ3 JA25 4425mm大于前面最小直徑TcKT 1.3 33.47 43.37N.mLZ3型彈性柱銷齒式聯(lián)軸器，標(biāo)記為：因?yàn)榕c該聯(lián)軸器連接的傳動(dòng)軸直徑為19.3mm所以該軸的最小直徑取 25mm(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定各軸段的直徑考慮軸上有多

48、處需設(shè)軸肩，齒輪由軸端裝拆，安裝聯(lián)軸器處軸頭直 徑取為25mm安裝齒輪處軸頭直徑取為 32mm軸環(huán)和軸頭直徑過渡處 的倒圓半徑取2mm與軸頭配合的齒輪孔的倒角尺寸為 3mm軸環(huán)和軸 頭半徑差為23倍的倒角尺寸，所以軸環(huán)直徑取 42mm兩端裝軸承處 的軸頸應(yīng)小于30mm同時(shí)考慮滾動(dòng)軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)值， 所以軸頸直徑取 40mm 初選軸承類型及型號(hào)因軸只承受徑向而不承受軸向載荷的作用，所以選用深溝球軸承 根據(jù)軸頸直徑為30mm初選6206軸承，軸承采用飛濺潤(rùn)滑，軸上不設(shè) 置擋油板。 確定各段軸的長(zhǎng)度根據(jù)軸在減速箱內(nèi)的布置，箱內(nèi)部分等長(zhǎng)，外伸部分取為300，其中安裝聯(lián)軸器部分取為110mm總長(zhǎng)為548mm齒輪和軸承間采用套筒進(jìn)行軸向定位。為保證套筒與齒輪端面靠緊 而定位，裝齒輪處的軸頭長(zhǎng)度應(yīng)略小于齒輪輪轂寬度，所以裝齒輪處的軸頭長(zhǎng)度應(yīng)取為60mm取軸環(huán)寬度8mn,齒輪端面到減速器內(nèi)壁距離取 為24mm軸承端面到減速器內(nèi)壁的距離取為5mm所以左端套筒長(zhǎng)度為18mm右端套筒長(zhǎng)度為20mm由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得6206軸承的寬度為 16mm軸端倒角尺寸取為1mm所以裝左軸承段軸的長(zhǎng)度為36mm裝右 端軸承段軸的長(zhǎng)度為3 6 mm軸的全長(zhǎng)為548mm 軸上零件