機(jī)械設(shè)計(jì)減速器設(shè)計(jì)47963

1、設(shè)計(jì)題冃圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)任務(wù)書傳動方案的擬訂及說明電動機(jī)的選擇目錄計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算16滾動軸承的選擇及計(jì)算38鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算42聯(lián)軸器的選擇43減速器附件的選擇44潤滑與密封44設(shè)計(jì)小結(jié)44參考資料目錄45結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說明一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1. 設(shè)計(jì)題目：鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)傳動裝置鑄造車間用鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)。改運(yùn)輸機(jī)由電動機(jī)經(jīng)圓錐圓柱齒倫減速器、鏈傳動傳至運(yùn)輸鏈板以將落砂后的熱鑄件送至清理工部。工作平穩(wěn)，不逆轉(zhuǎn)。運(yùn)輸鏈速度允許誤差為5%o雙班制工作。2. 傳動簡圖3.數(shù)據(jù)已知運(yùn)輸鏈曳引力f=11.5kn,運(yùn)輸鏈速度v=0.36m/s,運(yùn)輸鏈鏈輪齒數(shù)z=9,

2、運(yùn)輸鏈節(jié)距p=70mm,工作年限為5年。二、傳動方案的擬訂及說明計(jì)算鏈輪輸出轉(zhuǎn)速hh = 34.29r/min60xl000v60x1000x0.36 八 znw = 34.29r / minp9x70選用同步轉(zhuǎn)速為1440r/min的電動機(jī)作為原動機(jī)，因此傳動裝置總傳動 比約為42。根據(jù)總傳動比數(shù)值，可擬定以下傳動方案:1）電動機(jī)類空和結(jié)構(gòu)空式按工作要求和工作條件，選用一般用途的y系列三相異步電動機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。2）電動機(jī)容量（1）鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)的輸出功率卩力11500x0.36pco =二二=4a4kw10001000（2）電動機(jī)輸出功率pdpd7傳動裝置的總效率7 = 71-723久5

3、人4式中/、/為從電動機(jī)至運(yùn)輸鏈輪的各傳動機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2-10查得:彈性柱銷聯(lián)軸器0=0.99； 8級 精度一般圓錐齒輪傳動（油潤滑，含軸承）"2=0.96； 8級精度一般闘 柱齒倫傳動（油潤滑，含軸承）7/3 =0.97；礒子鏈（正常潤滑）二0.96；套杯效率7/5=0.99；則7 = 0.857 = 0.99 x 0.96 x 0.97 x 0.96 x 0.99 a4 = 0.8501p</ = 4.87bv,>4.14. f故pd =487hv0.8501電動機(jī)額定功率pm由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2-8選取電動機(jī)額定功率ped = 5.5kw

4、03) 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速推算電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2-1查得圓錐齒倫傳動比范圍圍川=24,單級圓柱齒輪傳動比范圍力'=36,鏈輪傳動常用傳動比范n = 2-4,則電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：nd' = n(oxzi'xz*2'x1 = 931.2 5587.2r/min初選同步轉(zhuǎn)速分別為10()()i7min和15()()r/min的兩種電動機(jī)進(jìn)行比較，如下表：方案電動機(jī)型 號額定 功率(kw )電動機(jī)轉(zhuǎn) 速(r/min)電動機(jī)尺寸啟動/最大轉(zhuǎn)矩同步滿載1y132s-45. 51000960475x280x3152.22y132m2-65.5150014

5、40515x280x3152.0傳動裝置的傳動比總傳動比鏈輪傳 動二級減速器27. 99213.9941.99220. 997兩方案均可行，但方案1傳動比適中，電動機(jī)尺寸小，且電動機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩與最大轉(zhuǎn)矩都較人，過載能力也強(qiáng)，因此采川方案1,選定電動機(jī)的型號為y132s-44)電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形，安裝尺寸iii機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)20-8查得主要數(shù)據(jù)，并記錄備用。1)傳動裝置總傳動比竺42n® 34.2857rimi = 422)分配各級傳動比，選擇齒數(shù)z； =3.8$ = 21e =80比=3.81a. 錐齒輪傳動比、齒數(shù)的確定因?yàn)槭菆A錐圓柱齒倫減速器，為使人圓錐齒倫尺寸不致過人，應(yīng)使

6、高速級岡錐齒輪傳動比/；<3 4,因?yàn)獒娙∩菨櫥?，為了保證兩級傳動的人齒輪浸汕深度相近時(shí)a =3.5 4.2,取 z, =3.8由于選擇閉式傳動，小齒倫齒數(shù)在2()4()之間，為了保證不使同一對倫 齒固定噴合，小齒輪齒數(shù)盡量為奇數(shù)，選小闘錐齒輪齒數(shù)石=21,則 召二 z| x /| - 80齒數(shù)比坷=3.81b. 鏈輪傳動比、齒數(shù)的確定根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)，為了減少動載荷，z5>25,取z5=25 為了不發(fā)生脫鏈，乞不宜過大，又因?yàn)殒溄訑?shù)通常為偶數(shù)，因此乙最 好是奇數(shù)，山鏈輪齒數(shù)優(yōu)先序列選擇心=57迸詈2.28c. 圓林齒輪傳動比、齒數(shù)的確定関柱齒輪減速器傳動比12 = = 4.

7、8476/, x/；3.8x2.28選小圓柱齒輪齒數(shù)$ = 23 , 4 = x/2«lll齒數(shù)比陶=4.826d. 校核實(shí)際傳動比實(shí)際傳動比力=4.84765 = 234=111u2 =4.826z= 41.9224i = % x u2 x i = 41.9224校核運(yùn)輸連論的轉(zhuǎn)速謀差作鏈輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速n1440n n人仏=_- =1.85% <5%3）各軸轉(zhuǎn)速（軸號見圖一）n = nm = 1440r / minn 1440=377.953廠/mini/,3.81符合要求n = 1440r / minn2 =力.953r / minn3 =78.316" minh4

8、 = 34.349廠 / min旳上214403.81x4.826=78.316r/minh4 = = 34.349廠 / min4）各軸輸入功率轉(zhuǎn)速誤差按電動機(jī)額定功率pm計(jì)算各軸輸入功率，即p = ped x a = 5.445kwpi = pe(l x x 2 x = 5.175bvp3 = ped x a x “2 x 752 x tj3 = 4.969kwpa = ped x = 4.676rw5) 各軸轉(zhuǎn)矩t = 9550 = 3611x1o37v< mm n72 = 9550= 130.760 x 10? n mmp.門=9550 = 605.929 xlo3/v>

9、mm “3pa.pi=5.445bvpi 5 175bvp3 = 4.969mpa = 4.616kw八=36 .lllxlon加加?2 = 130.760 xlo3* mmt 3 = 605.929 x 10、n mm?4 = 1300.061 xlo3* mmta = 9550 = 1300.061 x 10 n mm h4項(xiàng)目軸1軸2軸3軸4軸5轉(zhuǎn)速 (r/min)96096031077.677.6功率 (kw)3. 363. 293. 163. 022. 98轉(zhuǎn)矩 (x*m)33. 4332. 7397. 35371.66366. 74傳動比113. 13. 991效率10.9780.

10、 960. 9580. 988五、傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算圓錐直齒輪設(shè)計(jì)已知輸入功率p2 = 5.445rw,小齒倫轉(zhuǎn)速1440r/min,齒數(shù)比嶼=3.81,由電動機(jī)驅(qū)動，工作壽命5年，兩班制，工作平穩(wěn)，不反轉(zhuǎn)選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù)1）圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用8級精度（gb10095-88）3 = 21z2 = 802）材料選擇由機(jī)械設(shè)計(jì)（笫八版）表10-1選擇小齒輪、大齒輪材 料均為（調(diào)質(zhì)，表而淬火），齒而硬度為4855hrc。3）z = 21, z2 = 801、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)k. = ,52

11、）計(jì)算小齒倫的轉(zhuǎn)矩= 3611 in mm3）選齒寬系數(shù)加=°33（/）r 0.334）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪、人齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限（th lim i = （th lim 2 = 1 iqqmpci5）由機(jī)械設(shè)計(jì)（笫八版）表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ze = 189.8mp«a0.56）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7vi = 6o/ilyl/, = 60x1440x1x(5x365x16) = 2.52x10 a9n2 =2.52x10 人 9181 = 6.63xl0a87） iii機(jī)械設(shè)計(jì)（笫八版）圖i0j9取接觸疲勞壽命系數(shù)khn = 0.

12、89, khni = 0.938）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=l,得(th(th（2）計(jì)算1)2)3)khnct h lim 1 c cc /cci = 0.89 x 600 = 919 mpaskhn2(th lim 2 ace .小2 = 0.93 x 550 = 1023mms試算小齒倫分度圓肓徑”，代入中較小的值du >2.923 (kt卸2“1.5x36111=292* 979)a 2(133(10.5x0.33)八2x3.81 = 3&59”計(jì)算圓周速度v7rdtm 38.59x1440 小“,v = 2.42m / s60x100060x100

13、0計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v = 2a2m/s, 8級精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-8查得(th iim i = 600mpa(jh iim 2 = 550mpaze = 189.8a/p6/a0.5i = 2.52xl()a92 = 6.63x10a8ei = 979mpg "2 = 1023mpqdt> 3&59mmv = 2.42m / sio動載系數(shù)kr = l.22直齒輪 kha = k = 1.4由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表102查得使用系數(shù)ka = 根據(jù)人齒倫兩端支撐，小齒倫作懸臂布置，5機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表得軸承系數(shù)k = 1.98,貝ijk = 1.67k =

14、3.38接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)k = kakkhukhp = 3.384）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得di権= 3&59x 棄| = 5057 訕di = 50.57加加5）計(jì)算模數(shù)md 50.57m =zi 21=2amrnm = 2.5mm取標(biāo)準(zhǔn)值加=2.5mm6）計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù)d i = mz = 2.5 x 21 = 52.5 di = mz2 = 2.5 x80 = 200mmarccos vwa2+l=arccos3,81v3.81a2 + 1= 14.71°& = 90。一 6 = 75.29。r = d&"2 + l2= 5

15、2.5x丁3.81八2 + 12=75.99mmdi = 52.5 d 2 = 200mm 6 = 14.71。& = 75.29。r = 75.99/w/t?b = 40mm圓整取 b2 = 35mm , b = 40mmbi = 35/777777）圓整并確定齒寬b = qrr = 0.33x103.4 = 34.46/im2)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)a： =2.852、校核齒根彎11|疲勞強(qiáng)度1）確左彎#1強(qiáng)度載荷系數(shù)k = kakksk卜卩= 1x1.22x1.4x1.67 = 2.85213)由機(jī)械設(shè)計(jì)（笫八版）表10-5查得齒形系數(shù)31=21.713=315.05zvi = = 21.

16、71cos si cos 14.71 °zv2 = = 315.05cos cos 75.29°yrcn = 2.72 yra. = 2.06應(yīng)力校匸系數(shù)燈= 1.57 k = l974）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖20-20c s得小齒倫、大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度 極限（tfe = （7fe2 = 500mpa5）由機(jī)械設(shè)計(jì)（笫八版）圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)險(xiǎn)汕=0.88kfn2 = 0.906）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)s = l4,得-1kfn(jfe 0.88x5006 i = 314.29mpa<tf. = 314.29a/pa6 = 321.43

17、mpgl s1.4 nk/n26遲2 0.90x500 r1.4er/- 2 = 321 a3mpa7）校核彎曲強(qiáng)度iktyraysa（j 卜、=根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式 加八2（1 - 0.5加）a 2z(jf =2ktymys“傷加a 2(1 0.500八2乙2x2.85x36111x2.72x1.57 40x 2.5 a 2 x (1 - 0.5 x 0.33)a 2 x 21= 240132mpd 牡6(jfi =2ktyf“ysa2/?2ma2(l-0.5)a2z22x2.85x36111x2.06x1,9735 x 2.5 a 2 x (1 - 0.5 x 0.33)a 2 x 80=

18、 68a5mpa(tf= 240mpci<<77'ictf2 = 68.45mp。滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。圓柱斜齒輪設(shè)計(jì)已知輸入功率p3 = 5.175rw,小齒倫轉(zhuǎn)速377.953r/min,齒數(shù)比u2 =4.826,由電動機(jī)驅(qū)動，工作壽命5年，兩班制，工作平穩(wěn)，不逆轉(zhuǎn)。1、選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù)1）圓錐圓柱齒輪減速器為通川減速器，速度不高，故選卅8級精度（gb10095-88）2）材料選擇由機(jī)械設(shè)計(jì)（笫八版）表10-1選擇大小齒輪材料均為40cr 鋼（調(diào)質(zhì)，表面淬火），齒面碩度4&55hrc。zi = 233）選小齒輪齒數(shù)卻=23,大齒輪齒數(shù)z2=ll

19、l4）選取螺旋角。初選螺旋角“ =14°3、按齒mi接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即kt = .6（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)k = 1.62）計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩t3 = l 30760/v mm3）選齒寬系數(shù)機(jī)二'4）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖1030選取區(qū)域系數(shù)z2.4335）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-26查得血= 0.767,加= 0.90,則£a £ar eai 1.667 6）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-6杳得材料的彈性影響系數(shù)ze = 1898mp"0.57）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)1 = 60mj£/, = 60

20、x377.953xlx(lx5x365xl6) = 6.62xl0a9n2 =6.62x10"_4.826-= 1.37x10 人 87vi = 6.62xl0a9“2 = 1.37x1088）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-2id按齒而硬度杳得小齒輪.人齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限"iim 1 = cxh iim 2 = 11 oompa9）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)khn = 0.93, khni = 0.9710）計(jì)算接觸疲芳許川應(yīng)力取失效概率為1 %，女全系數(shù)s=l,得khnqh lim 1小小小.小小-ear ri = 0.93 xll00 = 10

21、23mp。san2= khn6 皿 2 二 097 x1100 = 1067 mpam = hi + m. = 1023+i067 =1045"i = 1023mpa cth2 = 1061 mpacr n = i045 mpa1）試算小齒輪分度圓直徑d”，由計(jì)算公式得（2）計(jì)算dt > 38.97mm嚴(yán) l6xl30760x 整（2.433x189.8= 38.97v 1x1.6674.82610452）計(jì)算圓周速度vtrdunz兀 x3&97x377.953v 60x100060x1000= 0.77/?/53）計(jì)算齒寬b及模數(shù)曲b = 0 d ” = 1 x 38

22、.97 = 3&91mmd i/ cos fi 3&97 x cos 14°1 mm = 1 .mmmzi23h = 2.25 mm = 2.25 x 1.64 = 3.69mmb _ 38.97h 3.69= 10.56v = 0.11m/ sb = 38.97/wm mm = 1.64mm h = 3.69mmb- = 10.56 h4）計(jì)算縱向重合度戲£fi = o.318/zi tan /7 = 0.318xlx23xtanl4° = 1.8245）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v = 0.77m/s, 8級精度,由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖108查得動載系數(shù)

23、 k = 1.03由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-3查得kha = kla = la由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-2查得使用系數(shù)ka = 1.25由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-13查得kr = 1.405由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表104查得k砂= 1.495k =3.02接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) k = kkuakup = 1x1.03x1.4x1.495 = 3.026）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓肓徑，得3 02=38,97x.47.33di =47.33加舁7) 計(jì)算模數(shù)加”dicos0 47.33xcos 14°mn = 1 .yjmmz123取 mn - 2mm8）兒何尺寸計(jì)算（1） 計(jì)

24、算中心距mn = 2mm（z1 + z2）加2 cos 0(23 + 111)x22 x cos 14°=138.10mma = 138.1o/m?7（2） 按圓整后的中心距修正螺旋角q（zi + z2）mn（23 + 111）x2 1/1op = arccos= arccos= 14°2a2x1380因0值改變不多，故參數(shù)弘、zh等不必修正（3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑zmin 23x2d = = := 47.41也加cos/? cos 14°仝匕= 1112 = 228.80 泅1 =47.41 znm2 = 228.80mm（4）計(jì)算齒輪寬度dicosp c

25、os 14°b =(/)dd i = 1 x 47.41 = 47.4 mm圓整后取bi = 48m/nb = 54mm3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1)確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)k = kkkfgkfp = 1x1.03x1.4x1.405 = 2.031 = 54mm2 = 48/77/77=2.032)根據(jù)重合度切=1824,由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-28 s得螺旋角影響系數(shù) y = 0.863)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)z123-(cos0)八 3 - (cos 14。)人 3 25,17111= 25.17= 121.51z2(cos y?)a 3(cos14°)a3-121,514)由

26、機(jī)械設(shè)讓（第八版）表10-5查得齒形系數(shù)yfo. = 2.62 yfu2 = 2as應(yīng)力校忙系數(shù)燈= 1.59 人2 = 1.796）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖20-20c杳得小齒倫人齒倫的彎曲疲勞強(qiáng)度極限(jfe = (7fe2 - 5q0mpa 6）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)= °-88kfz 0.927）計(jì)算彎illi疲勞許用應(yīng)力取彎iii疲勞安全系數(shù)s = l4,得旦注込型= 314.2礙ls1.4-ikfnicfei0.92 x 50()z-71升2 二=328.57mpgls1.48）校核彎曲強(qiáng)度2kty0（cos0）八 2ymysa （jf =根據(jù)彎

27、曲強(qiáng)度條件公式0dz a 2£atnn a 3問進(jìn)行校核2k7y0(cos0)人 2”必(7f =0dzl a isamn a 32 x 2.03 x 130760 x0.88x (cos 14°) a2x2.62xl.59lx23a2xl.667x2a3= 259.72mpt7<crri升=314.28加ctf2 = 328.51 mpam = 259.72mpg2k7y0(cos0)人 2滄爍(7f =0dz2八2&j血人32x2.03xl30760x0.88x(cosl4°)a2x2.18xl.79,n<jf 0.44mpa<ot2

28、=1 oaampa <(jf21x111 人 2x1667x2 人 3l 滿足彎曲強(qiáng)度，所逸參數(shù)合適。六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算輸入軸設(shè)計(jì)1、求輸入軸上的功率片、轉(zhuǎn)速q和轉(zhuǎn)矩7；占=5a45kw na = 144（）廠 / min t = 3611 in mm2、求作用在齒輪上的力已知高速級小圓錐齒輪的分度圓半徑為e = 1618nfr = 570nfa = 50ndm = d 1(1 05如)=加/zi(l o.50r) = 2.5x 21x (1 0.5 x 0.33) = 44.625mm廠 2t,36.111xl0a3x2 1oxzfz=l = 1618ndnn44.625fr = ft

29、tan a cos 5i = 1618 x tan 20° x cos 14.71° = 570n岡周力e、徑向力斤及軸向力凡的方向如圖二所示圖二f(l = f/*tan(7*sini = 1618xtan 20° x sin 14.710 = 1503、初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小肓徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第4is 445八版）表153 取ao = 112f得dmin = a（）m = 17.45mm,輸入軸的最 v 1440d min = 1 la5mm小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑小2,為了使所選的軸直徑di2與聯(lián)軸器的孔徑相適

30、應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩= kat2,查機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表14-1,由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取叢=1.3,則tea = 46944n mm d i - 2 = 2qmm厶_2 = 38/nmtea = kat 2 = 1.3x36111 = 46944w mm查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表6-8,選hl1型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 160000“加加，半聯(lián)軸器的孔徑di = 20mmf故取d-2 = 20mm f半聯(lián)軸器 長度厶=52mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為38mm04、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 擬定軸上零件的裝配方案（見圖三）圖三di-3 = 21mm3-4 = 5-6=3

31、0 mm】3-4 = 20.75mmd 4 一 5 = 31mm6_7 = 25mm/s-6 = 9mm11-3 = 50mm/g-7 =/4-5 = 50mm（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端盂制出一軸肩，故取2-3段的 直徑d2_3 = 27 mm2）初步選擇滾動軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承,參照工作要求并根據(jù)2-3 = 27mm,由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表512 中初步選取0棊本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列鬪錐滾了軸承30306,其尺寸 為 j x dxt = 30mm x72mmx 20.15mmj3-4 =

32、 j5-6 = 3qmm ,而【3-4 = 20 j 5 mmo這對軸承均采用軸啟進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表5-12查得30306型軸承的定位軸肩高度h = 3.5mm ,因此取d4-5 = 31mm3）取安裝齒輪處的軸段67的直徑6-7 = 25mm .為使擋油環(huán)町靠地壓緊軸承,5-6段應(yīng)略短于軸承寬度，故取/5-6 = 19mmo4）軸承端蓋的總寬度為20mmo根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑汕的要求，求得端蓋外端而與半聯(lián)軸器右端而間的距離1 = 30mm ,故取z2-3 = 50/nm5）iii機(jī)械設(shè)計(jì)手冊錐齒輪輪轂寬度為1.2x6/6_7=30mm,為使套筒端而可靠地壓緊

33、齒輪取/6-7 =07） /4-5 = 50mm（3）軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按d6"由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表61 查得平鍵截而bxh = smmxlmm f鍵槽用鍵槽錐刀加工，長為20mm,同時(shí)為證齒輪與軸配合有良好的對屮性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為k6:滾動軸承少軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6o（4） 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為2x45。5、求軸上的載荷載荷水平面ii垂直面v支反力ffnh、= 534.5nfm = 39.43nfm2 = 1681.5nevv2 = 78.477v彎矩mmh = 6&56n 加mv

34、i = 6.222v mmvi = 13.28n m總彎矩m =68.56 a2 + 6.22 a2= 68.84n m扭矩tt2 = 36.111n加6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取° =軸的計(jì)算應(yīng)力處="2 + 如“2 = '52 + (0.6x36'x2 =(t(a = 26.63mp。o.lxo.o3a3前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表15-1查得cr-i = 60mpa,cea < cr-i故女全。(tea < ct-16、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1） 判

35、斷危險(xiǎn)截面截面5右側(cè)受應(yīng)力最大（2）截面5右側(cè)抗彎截面系數(shù)w =0.1 da3 = 0.1x30 人 3 = 2700加加八 3w =2700/71/7?a 3抗扭截血系數(shù)wt= 0.26/a3 =0.2 x 30 八 3 = 5400mm a 3wt -=5400m/n a 3截面5右側(cè)彎矩m為m 二=68560?/ mmm 二二 68560n mm截而5上的扭矩卩2為3611 n mm3611 n mm截而上的彎1111丿應(yīng)力m68560 小6 =-25.39mpa(jb =：25.39mpa2700截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力tt =二" = 6.69 mpatt =6.69mpavvr

36、5400軸的材料為45 鋼,調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 杳得a/i = 640mpa,a -=275mpa,r-i = 155mpa0截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)a”及s按機(jī)械設(shè)計(jì)（笫八版）r2 0d 37二 -0.067_ -l233附表32查取。因30，“30,經(jīng)插值后查得a(j =：1.93 心= 1.55乂由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖32可得軸的材料敏感系數(shù)為q(y -0.82,中=0.85故有效應(yīng)力集中系數(shù)為爲(wèi)=1 + qg 1) = 1 + 0.82 x (1.93 1) = 1.76kr = 1 + qr(ar -1) = 1 + 0.85 x (1.55 -1) = 1.4

37、7由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖3-2的尺寸系數(shù) = °71,扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)& = 0-87。軸按磨削加工，由機(jī)械設(shè)計(jì)（笫八版）附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為0<7 =0.92軸耒經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即w則綜合系數(shù)為1.76o5t唸亠2.571.47087心= 2.57k1.78計(jì)算安金系數(shù)sw值w = o.l® = 0.05sbk act a +(p(jo mt- 2.57x25.39 + 0.1x0 155krta + (prtm6.696.691.78x+ 0.05x-2 2sasr4.21x25.32俯異2 + s"2苗.21 人 2 + 25.32 人 2

38、275st =25.324.20 » 5=1.5s4.21sr = 25.32sea = 4.20 » s = 1.5又取碳鋼的特性系數(shù)(p(y = 0.1, (pt = 0.05故口j知安全。中間軸設(shè)計(jì)1、求中間軸上的功率篤、轉(zhuǎn)速斤2和轉(zhuǎn)矩人只=5175rw 弘=3力.953/7min 7； = 130760n加加2、求作川在齒輪上的力已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑d = mi z = 2.06 x23 = 47.38/?imd = 47.38mm2x13076047.38=55207v幾=幾叱= 5520x空竺= 2070ncos0cos 14°fax = fnt

39、an (3 = 5520x tanl4° = 13767v已知圓錐直齒輪的平均分度圓半徑dmi = d 2(1 o.50q = 0.5/?) = 2.5 x 80x(1 0.5x0.33) = 61mm27；2x130760ft2 = = 15667vcl.ni 167fr2 = fti tan a cos s2 = 1566 x tan 20° x cos 75.29° = 1502vfaz = f/atanasin 82 = 1566 x tan 20° x sin 75.29° = 570/v圓周力幾、幾，徑向力幾、幾及軸向力幾、凡2的方

40、向如圖四所示fn = 5520/vfn = 2070w= 13762vdmi = 167 mmf/2 = 1566/vfra = 150/vf«2 = 570/vmi圖四3、初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為4（）g （調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表g取心叭得的皿蕊 = 25中間軸d min = 25.84znm最小直徑顯然是安裝滾動軸承的直徑叢- 2和必一 64、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案（見下圖圖五）（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）初步選擇滾動軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)d

41、-2 = d5_625.84加加，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè) 計(jì)表5-12中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30306,其尺寸為dxdxt = 30/nmx72/n/z?x20.75/nm , d-i = ds-6 = 30m/? cd5-6 = 30 mm這對軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表5-12查得 d-230306型軸承的定位軸肩高度力=35加加,因此取擋油環(huán)直徑37mm o2）取安裝齒輪的軸段di-3 = d4-5 = 35mmf錐齒輪左端與左軸承之間采用擋汕壞定位，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊知錐齒輪輪轂長l = （l-1.2）xt/2_3=38/mn ,j4-5 = 3

42、5mm為了使套筒端面町靠地壓緊端而，此軸段應(yīng)略短于倫轂長，故取3 = 35mm ,6/2-3齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度力°°7d,故取h = 4mm ,則軸環(huán)處的3）已知圓柱肓齒輪齒寬bi = 54mm,為了使套筒端面町靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取/4-5 = 51m/no4）取辦_2 = 30mm,/3-4 = is-6 = 30mm。（3）軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接,按"j由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表6-1查得平鍵截而bxh = 0mmxsmm f鍵槽用鍵槽銃刀加工，長為28mm,同時(shí)h7為保證齒輪與軸配合有良好的對小性，故選擇齒

43、輪輪轂與軸的配合為加6；圓柱齒輪的周向定位釆用平鍵連接，按由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表6-1查得平鍵oi x/2 = 10/mnx8mm，鍵槽用鍵槽銃刀加工，長為40nmi,同時(shí)為h7保證齒輪與軸配合冇良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為加6 .滾動軸承與軸的周向定位是山過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為2x45。5、求軸上的載荷d 3 - 4 = 43mm/4-5 = 5 mmzi-2 = 30mm【3-4 = 10mm厶-6 = 30mm載荷水平面h垂直面v支反力ffaw. = 1785/vfnv = 335nfnh2 = 223nfw2 =

44、 1345n彎矩mmh = 133n mmh2 = 1677v /?mw = 20.69n 加mv2 = 52.75n 加mvy = 40.8 in 加mva = 92.59n m總彎矩m max = a/4 = v167a2 + 92.59a2=1 90.95/v m扭矩t7； =130.7606、按彎扭介成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取軸的計(jì)算應(yīng)力_ _八 2 + (處)八 2 _ j190.95 八 2 + (0.6 x 130.760)八 2(7 ca =wo.lxo.o35a3= 4sa5mpa前已選定軸的材料為40c（調(diào)質(zhì)），由機(jī)械設(shè)

45、計(jì)（第八版）表15-1査得cr-i = lqmpa,ac（l <cr-i故安全7、梢確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）判斷危險(xiǎn)截面截面5左右側(cè)受應(yīng)力最大(2)截面5右側(cè)抗彎截面系數(shù)w=0.1 人3 = 0.1x30 人 3 = 2700加加人 3抗扭截而系數(shù)w/ = 0.2d a3 = 0.2x30a3 = 5400mm a3aca = 4sa5mpaw = 21q0mm a 3wt = 5400mm a 3截面5右側(cè)彎矩m為m =967892 mmm = 96189n mm截面5上的扭矩7；為門=130760n mm丁3 = 130760n mm截面上的彎曲應(yīng)力m96789(th =:w二=35

46、.s5mpa2700(7b = 35.85mp。截而上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力ti1307601tr =二=24.2mpa5400tt = 24.2m pa軸的材料為40g,調(diào)質(zhì)處理。山表15-1查得6 = 735mpqq 1 = 355mp/ r-i = 200mpa截而上由于軸肩而形成的理論m力集屮系數(shù)血及處按機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）r 2.0 八八d 35 t=0.067=l. 167附表32杳取。因d 30, d 30,經(jīng)插值后查得aa = .90, ar = l .47又由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為" = 0.82, “ = 0.85故有效應(yīng)力集屮系數(shù)為爲(wèi)二 i +

47、如（血-l） = l + 0.82x（l.90-l） = l.74r = l + r（6zr-1） = 14-0.85x（1.47-1） = 1.40111機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖3-2的尺寸系數(shù)弘= 0.71,扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)& = 0.87o軸按磨削加工,由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖34得表面質(zhì)量系數(shù)為/?<7 = /?r = 0.92軸未經(jīng)表而強(qiáng)化處理，即w 則綜合系數(shù)為ka = - + -1 £(70<7kr= + 1 sr 0r罟需±2.54k a = 2.54kl70乂取合金鋼的特性系數(shù)計(jì)算安全系數(shù)s“值cf-1+-1=l7°(pa 0.,(

48、pr = 0.05q)a = 0.1,0 = 0.05355sa = 3.89kacja + (flactm 2.54 x 35 85 十 0 1 x 0st ="=?22= 9.23km + 061.74x+ 0.05x2 23.89x9.23sbs r, z 3.58 >5 = 1.5js 異 2 + s/2v3.89a2 + 9.23a2故可知安全。(3)截面5左側(cè)抗彎截而系數(shù)w=0.1ja3 = 0.1x35a3 = 4287.5加加 a 3抗扭截血系數(shù)ivr = 0.2d a3 = 0.2x35a3 = 8575mm a 3截面5左側(cè)彎矩m為sa = 3.89s9.23= 3.58>sw = 4287.5/7im a 3wt = 8575/nm a 3截面5上的扭矩卩2為t2 = 130760/v mm八=1307607v mm截血上的彎曲應(yīng)力m96789(jb =二w二=22" mpa4287.56 = 22" mpa截而上