二級(jí)減速器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、洛陽(yáng)理工學(xué)院洛陽(yáng)理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)機(jī)械設(shè)計(jì)(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ))設(shè)計(jì)題目 院(系) 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào) 設(shè) 計(jì) 人 指導(dǎo)教師 完成日期 年 月 日課程設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)系別: 機(jī)電工程系專(zhuān)業(yè)： 模具設(shè)計(jì)及制造專(zhuān)業(yè)課程名稱 ：機(jī)械原理設(shè)計(jì)題目 ：二級(jí)圓柱斜齒輪減速器班級(jí): Z090358班團(tuán)隊(duì) ： 白孟奇 Z09035820（第二組） 朱琳 Z09035802 胡高偉 Z09035824設(shè)計(jì)篇幅 ：圖紙4張 說(shuō)明書(shū)54頁(yè)指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)： 年 月 日 指導(dǎo)老師：前言減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置，在少數(shù)場(chǎng)合下也用作增速的傳動(dòng)裝置，這時(shí)就稱為增速器

2、，減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊，效率較高，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，使用維護(hù)簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用很廣。汽輪機(jī)的減速器都采用斜齒輪，斜齒一般具有漸開(kāi)形，新的減速器齒輪采用螺線形斜齒輪。汽輪機(jī)減速器齒輪是將斜齒輪成組的組裝在一起成為人字形齒輪組，用來(lái)平衡斜齒輪工作時(shí)的軸向推力，從而保證齒輪嚙合良好。在有些小型汽輪機(jī)的減速器上，靠發(fā)電機(jī)側(cè)的大齒輪軸承，除有支承作用外，在軸承兩側(cè)還澆鑄有烏金，并開(kāi)有傾斜油槽，與裝在大齒輪軸上的兩個(gè)推力盤(pán)組成推力軸承，來(lái)承受軸向推力。大齒輪工作時(shí)的軸向推力，可能來(lái)自發(fā)電機(jī)，也可能是斜齒輪工作時(shí)殘余的軸向不平衡推力。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目 設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)上兩級(jí)斜齒

3、輪減速器學(xué)生姓名_ 管玉超_ 指導(dǎo)教師_崔金磊_1、電動(dòng)機(jī) 2、小皮帶輪 3、減速箱 4、聯(lián)軸器 5、皮帶輪6、大帶輪 7、高速齒輪 8、低速齒輪 9運(yùn)輸帶設(shè)計(jì)參數(shù):運(yùn)輸帶工作拉力:F=1200N 運(yùn)輸帶工作速度:V=1.5m/s卷筒直徑:D=200mm工作條件: 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷有輕微振動(dòng)，室外工作，有粉塵； 運(yùn)輸帶速度允許誤差土5； 兩班制工作，3年大修，使用期10年。 (卷筒支承及卷筒與運(yùn)輸帶間的摩擦影響在運(yùn)輸帶工作拉力F中已考慮) 。加工條件: 生產(chǎn)20臺(tái)，中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工 78級(jí)齒輪。設(shè)計(jì)工作量: 1減速器裝配圖1張(A0或A1)； 2零件圖13張； 3設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份。目錄

4、第1章 工作機(jī)器特征的分析1第2章 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)1第3章 選擇電動(dòng)機(jī)13.1 求電機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率23.2計(jì)算電機(jī)所需功率23.3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速33.4電動(dòng)機(jī)的外形和安裝尺寸3第4章 確定傳動(dòng)機(jī)中傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比44.1計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比44.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的分傳動(dòng)比4第5章 帶輪設(shè)計(jì)5第6章 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)8第7章 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)97.1.高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)97.2.低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)15第8章 軸的設(shè)計(jì)218.1中間軸的設(shè)計(jì)228.2高速軸的設(shè)計(jì)328.3低速軸的設(shè)計(jì)42第9章 減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸52第10章 心得體會(huì)53第11章 參考文獻(xiàn)5456第

5、一章 工作機(jī)器特征的分析 由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)可知：該減速箱用于卷筒輸送帶，工作速度不高（V=1.5m/s）,輸送帶工作拉力不大(F=1200N),因而傳遞的功率也不會(huì)太大。由于工作運(yùn)輸機(jī)工作平穩(wěn),轉(zhuǎn)向不變,使用壽命不長(zhǎng)(10年),故減速箱應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成閉式,箱體內(nèi)用油液潤(rùn)滑,軸承用脂潤(rùn)滑.要盡可能使減速箱外形及體內(nèi)零部件尺寸小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,造價(jià)低廉,生產(chǎn)周期短,效率高。第2章 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中已給定的傳動(dòng)方案及傳動(dòng)簡(jiǎn)圖，分析其有優(yōu)缺點(diǎn)如下：優(yōu)點(diǎn)： (1)電動(dòng)機(jī)與減速器是通過(guò)皮帶進(jìn)行傳動(dòng)的，在同樣的張緊力下，V帶較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力，而且V帶允許的中心中距較平帶大，傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)

6、構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便，價(jià)格低廉。故在第一級(jí)（高速級(jí)）采用V帶傳動(dòng)較為合理，這樣還可以減輕電動(dòng)機(jī)因過(guò)載產(chǎn)生的熱量，以免燒壞電機(jī)，當(dāng)嚴(yán)重超載或有卡死現(xiàn)象時(shí)，皮帶打滑，可以起保護(hù)電機(jī)的作用。（2）斜齒圓柱齒輪較直齒圓柱齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力大、噪音小，能減輕振動(dòng)和沖擊，若設(shè)計(jì)時(shí)旋向選擇合理，可減輕軸的負(fù)荷，延長(zhǎng)使用壽命，故此減速器的兩對(duì)齒輪均采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（3）高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離扭矩輸入端，這樣可以減小軸在扭矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形，以及彎曲變形引起的載荷沿齒寬分布不均勻的現(xiàn)象。缺點(diǎn)：（1）皮帶傳動(dòng)穩(wěn)定性不夠好，不能保證精確的傳動(dòng)比，外廓尺寸較大。（2）齒輪相對(duì)軸和軸承不能對(duì)稱分布，因而對(duì)軸

7、的要求更高，給制造帶來(lái)一定麻煩。綜上所述，這種傳動(dòng)方案的優(yōu)點(diǎn)多，缺點(diǎn)少，且不是危險(xiǎn)性的缺點(diǎn)，故這種傳動(dòng)方案是可行的。第3章 選擇電動(dòng)機(jī)3.1 求電機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖3.1：圖3.1傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖總效率：（V帶）=0.96，（滾動(dòng)軸承）=0.99，（齒輪）=0.97，（聯(lián)軸器）=0.99，,（平摩擦傳動(dòng)）=0.90。（數(shù)據(jù)摘自參考文獻(xiàn)3）即： V帶傳動(dòng)效率：0.96滾動(dòng)軸承（潤(rùn)滑最佳時(shí)一對(duì)）傳動(dòng)效率：0.99齒輪傳動(dòng)效率：0.97彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率：0.99平面帶與卷筒摩擦傳動(dòng)效率：0.90 3.2計(jì)算電機(jī)所需功率已知運(yùn)輸帶工作拉力F=1200N、運(yùn)輸帶的速度V=1.

8、5m/s，求運(yùn)輸帶的功率已知平面帶與卷筒摩擦傳動(dòng)效率：0.90 求出工作機(jī)的功率 電動(dòng)機(jī)的功率： 3.3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速已知運(yùn)輸帶工作拉力F=1200N，平面帶與卷筒摩擦傳動(dòng)效率=0.90可以求得卷筒圓周力F1，卷筒的轉(zhuǎn)速n 二級(jí)減速器的傳動(dòng)比i=8-40，所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為: nd=in=（840）143.32=（1146.565732.8）r/min根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速查（機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)）符合條件的電動(dòng)機(jī)有：表3-1型號(hào)功率/KW轉(zhuǎn)速（r/min）Y100L2-4314203.4電動(dòng)機(jī)的外形和安裝尺寸 中心高度H長(zhǎng)寬高L×(安裝尺寸A×B軸伸尺寸D×

9、;E平鍵尺寸F×G100380×282.5×245160×14028×608×24圖3.2 Y100L24型電動(dòng)機(jī)外形圖第4章 確定傳動(dòng)機(jī)中傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 4.1計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 式為電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)轉(zhuǎn)速（r/min），n為卷筒轉(zhuǎn)速（r/min）4.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的分傳動(dòng)比已知中傳動(dòng)比，求兩級(jí)減速器傳動(dòng)比：因?yàn)闉樾饼X輪傳動(dòng)比 則取V帶傳動(dòng)比=1.2 由得： =3.067為高速級(jí)傳動(dòng)比，為低速級(jí)傳動(dòng)比第5章 帶輪設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算說(shuō)明計(jì)算結(jié)果5.1設(shè)計(jì)帶輪的功率，選取V帶類(lèi)型查表7-7得工作情況系數(shù),根據(jù)依據(jù)、，從圖7-9中選用A型普

10、通V帶。A型普通V帶5.2確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表7-8查得主動(dòng)輪的最小基準(zhǔn)直徑，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑系列，取。根據(jù)式，計(jì)算從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑： 根據(jù)基準(zhǔn)直徑系列，取。dd1=100mmdd2=118mm5.3驗(yàn)算帶的速度根據(jù)得 速度在5-25m/s內(nèi)，適合v1=7.432m/s5.4確定普通V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù)得初步確定中心距。根據(jù)計(jì)算帶的初選長(zhǎng)度：根據(jù)表7-3選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度根據(jù)式計(jì)算帶的實(shí)際中心距為根據(jù) 、，中心距可調(diào)整范圍為： a0=300mmL0=942.7mmLd=1000mma=328.65mm5.5驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角根據(jù) 主動(dòng)輪上包角大于1200，包角適合。=176.8605.

11、6計(jì)算V帶的根數(shù)Z由A型普通V帶，、，查表7-4得；由，查表7-6得;由，查表7-5得;由，查表7-3得.則根據(jù)有： 取Z=4根。Z=45.7計(jì)算初拉力F0根據(jù)式，查表7-2得q=0.010kg/m，有：F0=114N5.8計(jì)算作用在軸上的壓力FQ根據(jù)得：FQ=911.7N5.9帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與技術(shù)設(shè)計(jì) 注：以上表格及數(shù)據(jù)均摘自參考文獻(xiàn)1。 圖5.1帶輪的結(jié)構(gòu)示意圖第6章 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)對(duì)電動(dòng)機(jī)： 對(duì)于軸： 對(duì)于II軸： 對(duì)于III軸： 對(duì)工作機(jī)： 表6-1 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置各主軸主要參數(shù)計(jì)算結(jié)果參數(shù)軸名電動(dòng)機(jī)軸軸軸軸工作機(jī)軸轉(zhuǎn)速/(r/min71431

12、43功率P/kW32.851.742.632轉(zhuǎn)矩T/(N·m)202368175.6133傳動(dòng)比i1.23.0672.691效率0.960.970.970.99第7章 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)7.1.高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 已知傳遞功率，小齒輪轉(zhuǎn)速，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，雙班制工作，使用壽命10年。計(jì)算結(jié)果及步驟如下：計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算和說(shuō)明計(jì)算結(jié)果(1)選擇材料及熱處理查參考文獻(xiàn)3中表8-7，小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，HBS1=217255，取HBS1=240，大齒輪選用45鋼，正火，HBS2=162217，取HBS2=190。由表8-8知，HBS1HBS1=240HBS2=190精度等級(jí)齒數(shù)實(shí)際傳動(dòng)比齒數(shù)比誤差

13、初選螺旋角HBS2=40，合適。選8級(jí)精度（GB1009588）。 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，圓整取實(shí)際傳動(dòng)比為： 齒數(shù)比誤差為： 在允許誤差范圍內(nèi)（工程上允許±5%的變化范圍）。初選螺旋角(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定計(jì)算參數(shù)小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩齒輪材料彈性系數(shù)齒寬系數(shù)齒數(shù)比u節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)端面重合度螺旋角系數(shù)軸向重合度重合度系數(shù)初選載荷系數(shù)接觸應(yīng)力循環(huán)次數(shù)接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)最小安全系數(shù)SHmin接觸疲勞極限Hlim許用接觸應(yīng)力H試計(jì)算小齒輪分度圓直徑計(jì)算圓周速度v使用系數(shù)KA動(dòng)載系數(shù)KV齒間載荷分配系數(shù)齒向載荷分配系數(shù)確定載荷系數(shù)修正小齒輪分度圓直徑確定齒輪參數(shù)及主要尺寸法面模數(shù)中心

14、距確定螺旋角分度圓直徑、確定齒寬、（3）校核彎曲疲勞強(qiáng)度斜齒輪當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù)YFa1、YFa2應(yīng)力修正系數(shù)YSa1、YSa2重合度系數(shù)螺旋角系數(shù)彎曲疲勞強(qiáng)度極限，彎曲應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NF彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)YN彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)SFmin計(jì)算許用彎曲應(yīng)力校核齒面彎曲疲勞強(qiáng)度(4)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的其他幾何尺寸端面模數(shù)端面壓力角基圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒頂高齒根高全齒高端面齒厚端面齒距端面基圓齒距查參考文獻(xiàn)5中式818知設(shè)計(jì)公式：由式得： 查參考文獻(xiàn)3中表8-13得：查參考文獻(xiàn)3中表8-14，取u=3.067由參考文獻(xiàn)5中圖8-19得：=由參考文獻(xiàn)5中式（8-2）得：由參考文獻(xiàn)5中圖8-8得：Z

15、N1=1，ZN2=1由參考文獻(xiàn)3中表8-10 SHmin=1由參考文獻(xiàn)3中表8-9得接觸接觸疲勞極限Hlim1=350+HBS1=(350+240)MPa=590MPaHlim2=200+HBS2=(200+190)MPa=390MPa由參考文獻(xiàn)5中式8-3得：由于H2<H1，所以應(yīng)取較小值H2代入計(jì)算 = m/s查參考文獻(xiàn)5中表8-5得：KA=1根據(jù)vz1/100=2.489×30/100=0.7467m/s，查參考文獻(xiàn)5中圖810得：KV=1.07由參考文獻(xiàn)5中圖8-11得：由參考文獻(xiàn)5中圖8-13得：由參考文獻(xiàn)5中式8-10得：根據(jù)參考文獻(xiàn)3中表8-1，取標(biāo)準(zhǔn)值圓整為 =

16、15.60890圓整后取=50mm，=55mm由參考文獻(xiàn)5中式8-19知校核公式為：由，可得查參考文獻(xiàn)5中表8-7，YFa1=2.48，YFa2=2.18查參考文獻(xiàn)5中表8-7，YSa1=1.64，YSa2=1.79查參考文獻(xiàn)5中圖8-20得：由參考文獻(xiàn)3中表8-9得：=320+0.45HBS1=(320+0.45×240)MPa=416MPa=184+0.74HBS2=(184+0.74×190)MPa=324.60MPa由參考文獻(xiàn)5中式（8-2）得：/u=3.4×109/3.067=1.11×108由參考文獻(xiàn)5中圖8-9得：YN1=1，YN2=1由參

17、考文獻(xiàn)3中表8-10 ，SFmin=1 由得：da1= da2= mmT1=23NmZE=189.8u=3.067ZH=2.45ZN1=1ZN2=1SHmin=1dt1=40.19mmv=2.489m/sKV=1.07K=1.498d1=42.135mmd1=46.72mmd2=143.28mm=55mm=50mmYFa1=2.48YFa2=2.18YSa1=1.64YSa2=1.79YN1=1YN2=1=416MPa=324.6MPadb1=43.7mmdb2=134mmda1=49.72mmda2=146.27mmdf1=41.33mmdf2=137.87mmha=1.5mmhf1=2.7

18、mmh=4.2mmst=2.45mmpt=4.89mmptb=4.577mm7.2.低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)已知傳遞功率，小齒輪轉(zhuǎn)速r/min，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，雙班制工作，使用壽命10年。計(jì)算結(jié)果及步驟如下：計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算和說(shuō)明計(jì)算結(jié)果(1)選擇材料及熱處理精度等級(jí)齒數(shù)實(shí)際傳動(dòng)比齒數(shù)比誤差初選螺旋角查參考文獻(xiàn)3中表8-7，小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，HBS3=217255，取HBS3=240，大齒輪選用45鋼，正火，HBS4=162217，取HBS4=190。由表88知，HBS3HBS4=40，合適。選8級(jí)精度（GB1009588）。 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，圓整取實(shí)際傳動(dòng)比為： 齒數(shù)比誤差為： 在允許誤

19、差范圍內(nèi)（工程上允許±5%的變化范圍）。初選螺旋角HBS3=240HBS4=190(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定計(jì)算參數(shù)小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩齒輪材料彈性系數(shù)齒寬系數(shù)齒數(shù)比u節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)端面重合度螺旋角系數(shù)軸向重合度重合度系數(shù)初選載荷系數(shù)接觸應(yīng)力循環(huán)次數(shù)接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)最小安全系數(shù)SHmin接觸疲勞極限Hlim許用接觸應(yīng)力H試計(jì)算小齒輪分度圓直徑計(jì)算圓周速度v使用系數(shù)KA動(dòng)載系數(shù)KV齒間載荷分配系數(shù)齒向載荷分配系數(shù)確定載荷系數(shù)修正小齒輪分度圓直徑確定齒輪參數(shù)及主要尺寸法面模數(shù)中心距確定螺旋角分度圓直徑、確定齒寬、（3）校核彎曲疲勞強(qiáng)度斜齒輪當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù)YFa3、YFa4應(yīng)力修正系數(shù)

20、YSa3、YSa4重合度系數(shù)螺旋角系數(shù)彎曲疲勞強(qiáng)度極限，彎曲應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NF彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)YN彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)SFmin計(jì)算許用彎曲應(yīng)力校核齒面彎曲疲勞強(qiáng)度(4)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的其他幾何尺寸端面模數(shù)端面壓力角基圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒頂高齒根高全齒高端面齒厚端面齒距端面基圓齒距查參考文獻(xiàn)5中式8-18知設(shè)計(jì)公式：由式得：查參考文獻(xiàn)3中表8-13得：查參考文獻(xiàn)3中表8-14，取u=2.7由參考文獻(xiàn)5中圖8-19得：=由參考文獻(xiàn)5中式（8-2）得：由參考文獻(xiàn)5中圖8-8得：ZN3=1，ZN4=1由參考文獻(xiàn)3中表8-10 SHmin=1由參考文獻(xiàn)3中表8-9得接觸接觸疲勞極限Hlim3=

21、350+HBS3=(350+240)MPa=590MPaHlim4=200+HBS4=(200+190)MPa=390MPa由參考文獻(xiàn)5中式8-3得：由于H4<H3，所以應(yīng)取較小值H4代入計(jì)算 = m/s查參考文獻(xiàn)5中表8-5得：KA=1根據(jù)vz3/100=2.7×30/100=0.81m/s，查參考文獻(xiàn)5中圖8-10得：KV=1.08由參考文獻(xiàn)5中圖8-11得：6由參考文獻(xiàn)5中圖8-13得：由參考文獻(xiàn)5中式8-10得：根據(jù)參考文獻(xiàn)3中表8-1，取標(biāo)準(zhǔn)值圓整為 =15.1560圓整后取=60mm、=65mm由參考文獻(xiàn)5中式8-19知校核公式為：由，可得查參考文獻(xiàn)5中表8-7，Y

22、Fa3=2.51，YFa4=2.21查參考文獻(xiàn)5中表8-7，YSa3=1.62，YSa4=1.775查參考文獻(xiàn)5中圖8-20得：由參考文獻(xiàn)3中表8-9得：=416MPa =184+0.74HBS4=(184+0.74×190)MPa=324.60MPa由參考文獻(xiàn)5中式（8-2）得：/u=1.11×109/2.69=4.13×108由參考文獻(xiàn)5中圖8-9得：YN3=1，YN4=1由參考文獻(xiàn)3中表8-10 ，SFmin=1 由得：da3= da4= mmu=2.7ZN3=1ZN4=1SHmin=1KA=1KV=1.08=65mm=60mmYFa3=2.51YFa4=2

23、.21YSa3=1.62YSa4=1.775YN3=1YN4=1SFmin=1=324.6MPadb3=58.166mmdb4=157mmda3=66.16mmda4=1717.84mmdf3=54.96mmdf4=160.64mmha=2mmhf=3.6mmh=5.6mmst=3.25mmpt=6.51mmptb=6.09mm第8章 軸的設(shè)計(jì)各級(jí)齒輪傳動(dòng)參數(shù)如表8-1所列:表8-11234齒數(shù)z法向模數(shù)mn/mm端面模數(shù)mt/mm齒寬b/mm螺旋角齒向分度圓直徑d/mm轉(zhuǎn)速n/（r min-1）301.51.565515.60890右旋46.721183921.51.565015.60890

24、左旋143.28385.73022.076515.1560左旋62.16385.78122.076015.1560右旋167.841438.1中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算和說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1、 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力選擇軸的材料為45鋼，正火處理，由參考書(shū)5表15-2查得其強(qiáng)度值：，；許用應(yīng)力由表15-6查得：，=200MPa=95MPa=55MPa2、計(jì)算軸的載荷圓周力軸向力 徑向力高速軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩TI I=68000Nm軸上斜齒圓柱齒輪的圓周力Ft、軸向力Fa、徑向力Fr為：TII=68NmFt2=949NFt3=2188NFa2=65NFa3=596NFr2=358NFr3=825N3、

25、估算軸徑，選取軸承型號(hào)選取軸承型號(hào)軸的圓周速度軸承潤(rùn)滑由參考書(shū)5表15-3知：45鋼，由式知：考慮用到滑動(dòng)軸承，取，若選用角接觸軸承，型號(hào)為7306AC由參考書(shū)3查得有關(guān)數(shù)據(jù)為：外徑D=72mm，孔徑，軸承采用脂潤(rùn)滑，根據(jù)參考書(shū)3選用氈圈密封d軸徑=30mm4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選用鍵連接參考圖8.1，考慮到軸上零件從軸的兩端依次安裝（大齒輪、左套筒、左端軸承由左端裝配；小齒輪、右套筒和右端軸承由右端裝配）及軸向固定，各軸段相應(yīng)直徑和長(zhǎng)度為：軸承處直徑：（由轉(zhuǎn)矩粗估基本主軸頸，再考慮滑動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)定出）軸承處長(zhǎng)度：（為軸承寬度B+2mm+套筒長(zhǎng)度11mm+3mm，?。X輪處直徑：（考慮齒輪結(jié)構(gòu)尺寸和

26、裝拆方便，齒輪孔徑大于所通過(guò)的軸頸）齒輪處長(zhǎng)度：，（由齒輪輪轂寬度決定，為保證套筒緊靠齒輪端面，使齒輪在軸向固定，其軸段長(zhǎng)度應(yīng)略小于輪轂長(zhǎng)度） 軸環(huán)直徑： （兩齒輪分別用軸環(huán)兩端面定位，根據(jù)軸徑為28mm。按參考書(shū)3推薦值，取，故軸環(huán)直徑） 軸環(huán)處寬度：，（軸環(huán)寬度一般為，?。﹥奢S承間的總長(zhǎng)度： =163mm軸承與箱體內(nèi)壁距離S=5mm 齒輪與箱體內(nèi)壁距離a=10mm選用普通鍵連接，按參考書(shū)3按軸徑查相應(yīng)鍵的尺寸為：及，其中，軸上槽深轂上槽深做軸的結(jié)構(gòu)圖如圖8.1所示d1=d5=30mml1=l5=35mmd2=d4=34mml2=47mml4=62mmd3=40mml3=5mmS=5mma=

27、10mm5、 軸的受力分析確定跨度求軸的支反力，做軸的受力圖水平支反力垂直面支反力作彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖水平彎矩圖垂直面彎矩圖合成彎矩圖 轉(zhuǎn)矩圖 轉(zhuǎn)矩L1=49mmL2=59.5mmL3=56.5mmFBH=1720.6NFAH=146.4NFBV=-296NFAV=-171NMCH=69403.6NmmMDH=97213.9Nmm6、 按彎矩和轉(zhuǎn)矩的合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由圖8.1(f)知，截面D處彎矩最大，故校核該截面的強(qiáng)度。截面D的當(dāng)量彎矩： 由式得查參考書(shū)5表15-6得截面D的強(qiáng)度足夠=28.15MPa=55MPa7、 驗(yàn)算軸的疲勞強(qiáng)度截面的抗彎模量W抗扭截面模量WT彎矩作用下的安全系數(shù)轉(zhuǎn)矩

28、作用下的安全系數(shù)綜合安全系數(shù)由圖8.1(f)可知，D截面的彎矩值最大并有鍵槽，因此驗(yàn)算此截面的疲勞強(qiáng)度 該截面軸徑，槽寬，槽深，則此截面的抗彎、抗扭截面模量W、WT分別為： 此截面的應(yīng)力幅平均應(yīng)力（忽略由軸向力作用產(chǎn)生的）此截面的查參考書(shū)5得：由表1-10等效系數(shù)：， 由表1-7尺寸系數(shù)：， 由表1-8表面質(zhì)量系數(shù)： 由表1-12許用安全系數(shù)： 由表1-4應(yīng)力集中系數(shù)：鍵槽處: ，；配合處： ，；按規(guī)定取中最大值,則， 滿足疲勞強(qiáng)度要求W=3312mm3WT=7242mm3=56.62MPa8、軸承壽命校核計(jì)算內(nèi)部軸向力計(jì)算軸承所受的軸向載荷計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算軸的壽命徑向載荷: 軸向載荷方

29、向指向右側(cè)軸承對(duì)7306AC型軸承，查表參考書(shū)1表11-10，有故右側(cè)軸承有“壓緊“的趨勢(shì)，左側(cè)軸承有被”放松“的趨勢(shì)，于是查參考書(shū)1表11-6，知7306AC軸承（）的判別系數(shù)，故 再由參考書(shū)1表11-6，查得,因而軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為=2132.29N查參考書(shū)1表11-8，得，取中間值。查表11-7，得。查參考書(shū)3得7306AC的又因?yàn)橐?年一大修，故3年換一次軸承 所以左端軸承壽命約為222119.9h，右端軸承壽命約為20919.5h。這對(duì)軸承的工作壽命為20919.5hF1=1426.68NF2=1745.88NFa=658NS1=970.14NS2=1187.2NFa2=1628.1

30、4NFa1=970.14NP1=970.14NP2=2132.29N9、 軸的零件工作圖圖8.1中間軸的受力分析及彎矩圖(a)計(jì)算簡(jiǎn)圖；（b）水平面受力圖；（c）水平彎矩圖；（d）垂直面受力圖；（e）垂直面彎矩圖；（f）合成彎矩圖；（g）扭矩圖8.2高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算和說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1、 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力選擇軸的材料為45鋼，正火處理，由參考書(shū)5表15-2查得其強(qiáng)度值：，；許用應(yīng)力由表15-6查得：，=200MPaMPaMPa2、計(jì)算軸的載荷圓周力軸向力 徑向力高速軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩TI=23Nm軸上斜齒圓柱齒輪的圓周力Ft、軸向力Fa、徑向力Fr為：TI=23NmFt1=984.5

31、89NFa1=257.067NFr1=372.08N3、估算軸徑，選取軸承型號(hào)選取軸承型號(hào)軸的圓周速度軸承潤(rùn)滑由參考書(shū)5表15-3知：45鋼，由式知：考慮用到滑動(dòng)軸承，取，若選用角接觸軸承，型號(hào)為7305AC由參考書(shū)3查得有關(guān)數(shù)據(jù)為：外徑D=47mm，孔徑，軸承采用脂潤(rùn)滑，根據(jù)參考書(shū)3選用氈圈密封d軸徑=25mmv=1.55m/s4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選用鍵連接參考圖8.2，考慮到軸上零件從軸兩端依次安裝（齒輪、左套筒、左端軸承由左端裝配；右套筒和右端軸承由右端裝配）及軸向固定，各軸段相應(yīng)直徑和長(zhǎng)度為：軸承處直徑：（由轉(zhuǎn)矩粗估基本主軸頸，再考慮滑動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)定出）軸承處長(zhǎng)度：（為軸承寬度B+套筒長(zhǎng)度

32、15mm+3mm），（為軸承寬度B+套筒長(zhǎng)度15mm）齒輪處直徑：（考慮齒輪結(jié)構(gòu)尺寸和裝拆方便，齒輪孔徑大于所通過(guò)的軸頸）齒輪處長(zhǎng)度：（由齒輪輪轂寬度決定，為保證套筒緊靠齒輪端面，使齒輪在軸向固定，其軸段長(zhǎng)度應(yīng)略小于輪轂長(zhǎng)度） 軸環(huán)直徑： （兩齒輪分別用軸環(huán)兩端面定位，根據(jù)軸徑為27mm。按參考書(shū)3推薦值，取，故軸環(huán)直徑） 軸環(huán)處寬度：，（軸環(huán)寬度一般為，?。┭b端蓋處直徑： 長(zhǎng)度：（軸承端蓋和箱體之間應(yīng)有調(diào)整墊片，取其厚度為2mm，軸承端蓋厚度取17mm，端蓋和帶輪之間有一定間隙，取15mm。綜合考慮，取伸出箱體部分軸徑： 軸長(zhǎng)：自由段直徑： 長(zhǎng)度:(中間軸長(zhǎng)度減去軸承處長(zhǎng)度再減去軸環(huán)和齒輪處

33、長(zhǎng)度) 軸承與箱體內(nèi)壁距離S=5mm 齒輪與箱體內(nèi)壁距離a=10mm選用普通鍵連接，按參考書(shū)3按軸徑查相應(yīng)鍵的尺寸為：及，其中，軸上槽深轂上槽深則該處齒輪處齒根圓與轂孔鍵槽頂部的距離為：因?yàn)?.867<2.5mn,故該軸設(shè)計(jì)成齒輪軸，則有，做軸的結(jié)構(gòu)圖如圖8.2所示d3=d7=25mml3=34mml7=32mmd4=28mml4=52mmd5=32mml5=5mmd2=20mml2=48mmd1=18mml1=34mmd6=28mml6=59mmS=5mma=10mmt=3.5mmt1=2.8mm5、 軸的受力分析確定跨度求軸的支反力，做軸的受力圖水平支反力垂直面支反力作彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖

34、水平彎矩圖垂直面彎矩圖合成彎矩圖 , 轉(zhuǎn)矩圖 轉(zhuǎn)矩L1=73.5mmL2=51.5mmL3=113.5mmFBH=1025.4NFDH=-485.82NHBV=682.09NFDV=302.49N6、 按彎矩和轉(zhuǎn)矩的合成應(yīng)力校核州的強(qiáng)度由圖8.2(f)可知，截面C處彎矩最大，故校核該截面的強(qiáng)度。截面C的當(dāng)量彎矩： 由式得查參考書(shū)5表15-6得截面C的強(qiáng)度足夠=45.83MPa=55MPa7、 驗(yàn)算軸的疲勞強(qiáng)度截面的抗彎模量W抗扭截面模量WT彎矩作用下的安全系數(shù)轉(zhuǎn)矩 作用下的安全系數(shù)綜合安全系數(shù)由圖8.2(f)可知，C截面的彎矩值最大并有鍵槽，因此驗(yàn)算此截面的疲勞強(qiáng)度 該截面軸徑，槽寬，槽深，則

35、此截面的抗彎、抗扭截面模量W、WT分別為： 此截面的應(yīng)力幅平均應(yīng)力（忽略由軸向力作用產(chǎn)生的此截面的查參考書(shū)5得：由表1-10等效系數(shù)：， 由表1-7尺寸系數(shù)：， 由表1-8表面質(zhì)量系數(shù)： 由表1-12許用安全系數(shù)： 由表1-4應(yīng)力集中系數(shù)：鍵槽處: ，；配合處： ，；按規(guī)定取中最大值,則， 滿足疲勞強(qiáng)度要求W=1368.35mm3WT=2930.85mm3=51.41MPa8、軸承壽命校核計(jì)算內(nèi)部軸向力計(jì)算軸承所受的軸向載荷計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算軸的壽命徑向載荷:軸向載荷方向指向左側(cè)軸承對(duì)7305AC型軸承，查表參考書(shū)1表11-10，有故右側(cè)軸承有“壓緊“的趨勢(shì)，左側(cè)軸承有被”放松“的趨勢(shì)，于

36、是查參考書(shū)1表11-6，知7204AC軸承（）的判別系數(shù)，故 再由參考書(shū)1表11-6，查得,因而軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為 查參考書(shū)1表11-8，得，取中間值。查表11-7，得。查參考書(shū)3得7305AC的又因?yàn)橐?年一大修，故3年換一次軸承 所以左端軸承壽命約為14672h，右端軸承壽命約為77226h。這對(duì)軸承的工作壽命為14672hF1=1361.46NF2=558.19NFa=257NS1=925.79NS2=379.57NFa2=636.57NFa2=925.79NP2=782.67NP1=1361.46N8、 繪制軸的零件工作圖圖8.2高速軸的受力分析及彎矩圖(a)計(jì)算簡(jiǎn)圖；（b）水平面受力

37、圖；（c）水平彎矩圖；（d）垂直面受力圖；（e）垂直面彎矩圖；（f）合成彎矩圖；（g）扭矩圖8.3低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算和說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1、 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力選擇軸的材料為45鋼，正火處理，由參考書(shū)5表15-2查得其強(qiáng)度值：，；許用應(yīng)力由表15-6查得：，=200MPaMPa=55MPa2、計(jì)算軸的載荷圓周力軸向力 徑向力高速軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩TI=175600Nmm軸上斜齒圓柱齒輪的圓周力Ft、軸向力Fa、徑向力Fr為：TI=175.6NmFt4=2092.47NFa1=566.79NFr4=780.45N3、估算軸徑，選取軸承型號(hào)選取軸承型號(hào)軸的圓周速度軸承潤(rùn)滑聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)

38、速由參考書(shū)5表15-3知：45鋼，由式知：考慮用到滑動(dòng)軸承，取，若選用角接觸軸承，型號(hào)為7210AC，由參考書(shū)3查得有關(guān)數(shù)據(jù)為：外徑D=90mm，孔徑，軸承采用脂潤(rùn)滑，根據(jù)參考書(shū)3選用氈圈密封按帶式運(yùn)輸減速器的工作要求，軸上所支撐的零件主要是齒輪、軸端得聯(lián)軸器以及軸承,轉(zhuǎn)矩。查參考書(shū)4表4-3，取載荷系數(shù)，根據(jù)計(jì)算的轉(zhuǎn)矩、最小軸徑及軸的轉(zhuǎn)速，查參考書(shū)3得：聯(lián)軸器的型號(hào)選用凸緣聯(lián)軸器，YL9，螺栓用6個(gè)，螺栓型號(hào)M10因?yàn)?，?lián)軸器選擇合理d軸徑=50mmv=0.3744m/s4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選用鍵連接參考圖8.3，考慮到軸上零件從軸兩端依次安裝（齒輪、右套筒、右端軸承由右端裝配；左套筒和左端軸承由左端裝配）及軸向固定，各軸段相應(yīng)直徑和長(zhǎng)度為：軸承處直徑：（由轉(zhuǎn)矩粗估基本主軸頸，再考慮滑動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)定出）軸承處長(zhǎng)度：（為軸承寬度B+套筒長(zhǎng)度15mm+3mm），（為軸承寬度B+ 套筒長(zhǎng)度15mm+1mm）齒輪處直徑：（考慮齒輪結(jié)構(gòu)尺寸和裝拆方便，齒輪孔徑大于所通過(guò)的軸頸）齒輪處長(zhǎng)度：（由齒輪輪轂寬度決定，為保證套筒緊靠齒輪端面，使齒輪在軸向固定，其軸段長(zhǎng)度應(yīng)略小于輪轂長(zhǎng)度） 軸環(huán)直徑： （兩齒輪分別用軸環(huán)兩端面定位，根據(jù)軸徑為60mm。按參考書(shū)3推薦值，取，故軸環(huán)直徑） 軸環(huán)