機(jī)械設(shè)計(jì)課程電動(dòng)絞車傳動(dòng)裝置

1、設(shè)計(jì)題目十七：電動(dòng)絞車傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖：原始數(shù)據(jù):項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案12345剛繩牽引力F (N)75009200110001200013000鋼繩速度V ( m/s)0.60.650.50.60.55卷筒直徑D ( mm250250250250250目錄一. 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 41工作條件與技術(shù)要求 42設(shè)計(jì)內(nèi)容 43原始數(shù)據(jù) 4二傳動(dòng)方案的擬定 41 傳動(dòng)方案的擬定 -42傳動(dòng)方案的說(shuō)明 5三. 電動(dòng)機(jī)的選擇 51選擇電動(dòng)機(jī)類型 52選擇電動(dòng)機(jī)的容量 53選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 5四. 總傳動(dòng)比確定及各級(jí)傳動(dòng)比分配 -61計(jì)算總傳動(dòng)比 62分配各級(jí)傳動(dòng)比 6五. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 7六、齒輪

2、傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3.開(kāi)式低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)-七、高速軸的設(shè)計(jì)1. 求作用在齒輪上的力2. 初步確定軸的最小直徑-3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸上零件的周向定位 確定軸上圓角和倒角尺寸-求軸上的載荷按彎扭合成應(yīng)力校正軸的強(qiáng)度204.5.6.7.八. 中速軸的設(shè)計(jì)1 求作用在齒輪上的力 2. 初步確定軸的最小直徑3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4. 軸上零件的周向定位 5. 確定軸上圓角和倒角尺寸-6. 求軸上的載荷7. 按彎扭合成應(yīng)力校正軸的強(qiáng)度九. 低速軸的設(shè)計(jì)1 求作用在軸上的力 2 .初步確定軸的最小直徑-3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4. 求軸上的載荷5. 按彎扭合成應(yīng)力校正軸的強(qiáng)度6

3、. 精確校核軸的強(qiáng)度 十.軸承的選擇和校核計(jì)算十一 .鍵連接的選擇與校核計(jì)算1.輸入軸與聯(lián)軸器的鍵連接-2 .齒輪 2與軸2的鍵連接-3. 齒輪4與軸3的鍵連接-4. 聯(lián)軸器與軸3的鍵連接-十二、聯(lián)軸器的選擇1. 輸入軸的聯(lián)軸器的選擇-2. 輸出軸的聯(lián)軸器的選擇-十三、減速器附件設(shè)計(jì)1 .視孔蓋 2 .通氣器3. 油面指示器4. 油塞5. 起吊裝置6. 定位銷7. 起蓋螺釘40-4040-40-40-131620-2021222222242424252526262828282829303031323538-38-38-3838393939404040414243十四、潤(rùn)滑與密封 401. 齒輪

4、的潤(rùn)滑402. 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 403. 密封方法的選取 十五.箱體設(shè)計(jì)總結(jié)參考文獻(xiàn)設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果=24000hF=9200NV=0.65m/sD=250mm 展開(kāi)式二級(jí)圓 柱齒輪減速器一. 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1. 工作條件與技術(shù)要求：輸送帶速度允許誤差為土 5%。輸送機(jī)效率為n w=0.96;工作情況：?jiǎn)伟嘀?，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微沖擊，工作年限為5年(每年工作300天，每天16小時(shí))，工作環(huán)境：室內(nèi)，清潔；動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流，電壓380V ;檢修間隔期間：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修：制造條件極其生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠，小批量生產(chǎn)。2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容(1) 確定傳動(dòng)裝置的類型，畫(huà)出機(jī)

5、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) 繪制減速器裝配圖草圖和裝配圖各1張(A0)；(5) 繪制減速器箱體零件圖 1張(A1)、齒輪及軸的零件圖各 1張(A2)3. 原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶曳引力 F ( KN) : 9200運(yùn)輸帶速度V( m/s )： 0.65滾筒直徑 D (mm): 250二. 傳動(dòng)方案的擬定1. 傳動(dòng)方案的擬定：輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器2將動(dòng)力傳入減速器 3, 在經(jīng)聯(lián)軸器4傳至輸送機(jī)滾筒5,帶動(dòng)輸送帶6工作。傳動(dòng)系統(tǒng)中采用兩級(jí)分流式圓柱 齒輪減速器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，高速級(jí)齒輪相對(duì)于軸承位置對(duì)稱

6、，沿齒寬載荷分布較均勻， 高速級(jí)和低速級(jí)分別為斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱齒輪動(dòng)。2. 傳動(dòng)方案的說(shuō)明5.89kw =49.66r/mi n n =0.784 =7.63kw =11kw=1340.82r/min=10726.5r/min電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M1 2i=59.00h =5.2012 =3.6013 =3.15如圖電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器傳入減速器，減速器采用兩級(jí)展開(kāi)式減速器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪 位置不對(duì)稱。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩的輸入端，可使軸變形以抵消部分齒輪接觸 不均現(xiàn)象。在多級(jí)傳動(dòng)中，各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的布置順序不僅影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性，而且對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 的尺寸有很大影響，此次采用的傳動(dòng)裝置：高速級(jí)

7、采用圓柱斜齒輪傳動(dòng)，低速級(jí)采用 圓柱直齒輪傳動(dòng)，因?yàn)榇蟪叽绲男饼X輪難以制造，且費(fèi)用較高。減速器采用二級(jí)閉式傳動(dòng)，便于潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)，能適應(yīng)繁重和惡劣的條件下長(zhǎng) 期工作。原動(dòng)機(jī)采用Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)，是適用于一般用途的全封閉的自扇冷式電 動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)錢便宜，維修方便。三. 電動(dòng)機(jī)的選擇1 .選擇電動(dòng)機(jī)類型按已知工作條件和要求，選用丫系列一般用途的三相異步電動(dòng)機(jī)2 .選擇電動(dòng)機(jī)的容量1）滾筒所需功率：=FV/1000=9200X 0.65/1000=5.89 kw滾筒的轉(zhuǎn)速=60 x 1000V/ n D=49.66r/min2） 電動(dòng)機(jī)至滾筒之間傳動(dòng)裝置的總效率為n:-122324

8、45 w其中，口 4, 口 5分別為傳動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)式齒輪，中聯(lián)軸器，閉式齒輪傳動(dòng)及滾動(dòng)軸 承和滑動(dòng)軸承的效率，是滾筒的效率，=0.95，=0.99，=0.97，4 =0.99,5 =0.96， w =0.97=12232445 w = 0.7843）確定電動(dòng)機(jī)的額定功率電動(dòng)機(jī)的輸出功率為=/ n =5.89/0.784=7.63kw選定電動(dòng)機(jī)的額定功率 =11 kw3. 選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速=49.66 r/min18-1推薦傳動(dòng)比為 36該傳動(dòng)系統(tǒng)為展開(kāi)式圓柱齒輪傳動(dòng)，查閱教材表則總傳動(dòng)比可取27至216之間則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為=27=27X 49.66=1340.82r/min=60=216

9、x 49.66=10726.56r/min可見(jiàn)同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min, 1500r/min, 3000r/min的電動(dòng)機(jī)都符合，這里初選同步轉(zhuǎn)速為1000r/min, 1500r/min , 3000r/min的三種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，如下表：由參考文獻(xiàn)1中表16-1查得：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n/（r/mi n）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩案(KW同步 轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y160M1-211300029302.02.22Y160M-411150014602.22.23Y160L-6111000 J9702.02.04Y180L-8117507301.72.0由表中數(shù)據(jù)，綜合考慮電

10、動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量，價(jià)格以及總傳動(dòng)比即選方案1四. 總傳動(dòng)比確定及各級(jí)傳動(dòng)比分配1. 計(jì)算總傳動(dòng)比由參考文獻(xiàn)1中表16-1查得：滿載轉(zhuǎn)速 nm=2930 r / min ；總傳動(dòng)比 i=nm /=2930/49.66=59.002. 分配各級(jí)傳動(dòng)比查閱參考文獻(xiàn)1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中表2 3各級(jí)傳動(dòng)中分配各級(jí)傳動(dòng)比取開(kāi)式齒輪傳動(dòng)比=3.15,取高速級(jí)的圓柱齒輪傳動(dòng)比h二1.11.5 i2，取h =5.20則低速級(jí)的圓柱齒輪的傳動(dòng)比為i2 = i 芥i3 =3.6設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果五.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1. 各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸為軸I,減速器咼速級(jí)軸為軸n,中速軸為軸川低速級(jí)軸為軸w,

11、滾 筒軸為軸V,則宀=2930iymi nni 2930 “Q 口 f .n2 = 563.5 r min11 5.20n2563.5 彳廠廠廠n3 -156.5 r min12 3.60n4 =n 3 =156.5r/minn4156.5.n5 = = 49.68 r/min5 i33.15f2. 按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率P=Fed334 = 7.637.997.99 =7.48kwp2 =R 江口2 江口4 =7.48沢0.97 漢0.99 = 7.18kwP3 =P 宀2 小4 =7.18匯0.97 x 0.99 =6.90kwP4 =p3 小3 小4 =6.90 7.9&quo

12、t;0.99=6.76kwP5 =巳小1小5小w =6.76 汶 0.95 乂 0.96 汶 0.97 = 5.98kw3. 各軸轉(zhuǎn)矩P1=9550 匯=9550 X 7.63/2930 N mn1=24.38 N mp2T2 =9550 漢=9550X 7.18/563.5 N mn?=121.68 N mm =2930r minn2 =5635r' minr3=1565r minru =15650 min心=4968（/min=11kw=10.89 kw=10.245kw=9.639 kw=9.352 kw= 24.38N mT2 =121.68N mT3 =421.05N mT4

13、 =412.51N mT5 =1149.54N m7級(jí)精度（GB10095-88）小齒輪：40Cr （調(diào)質(zhì)）250 HBS大齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)）220HBS設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果T3P3= 9550 漢 一 =9550 X 6.90/156.5 N m 門3=26=135=5.2=421.05 N m3 =P4= 9550 乂 一= =9550 X 6.7& 156.5 N m=1.0T4=1.6n 4=24.38 N m=412.51 N m=2.44P5T5 = 9550 江丄=9550 X 5.89/49.68 N m n51= 189. MPa=1149.54 N m8a = 1.

14、60六、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)N 5.1E91.高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1 ）選擇材料、精度及參數(shù)N2 =1.0E9a .按圖1所示傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)kH 】=435Mpab .帶式運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不咼，故選用7級(jí)精度（GB10095-88）c .材料選擇。查圖表（P191表10-1）,選擇小齒輪材料為40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為250 HBS大齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為22030HBSHBS,二者的硬度差為d1t= 40.43mmd .初選小齒輪齒數(shù)=26,則大齒輪齒數(shù)=5.2 X 26=135=5.2V1 = 6.20m/ se .初選螺旋角3 =f.選取齒寬系數(shù)：=1.0（

15、2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)b=40.43 mm按下式試算=1.51 mmdit>j2ktT1 U1 +1ZhZe 丫 仏® U1 >h】Jh=3.39mm b/h=11.90 =2.0611）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值=1a .試選=1.6=1.18b.分流式小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 =24.38 N mK也=ktoc=1.6c.查圖表（P217圖10-30）選取區(qū)域系數(shù)=2.44（表10-6）選取彈性影響系數(shù) =189.8 MPa2Kh 斷=1.417d.查圖表（P215圖10-26）得=0.76 , =0.84® =1.36=陽(yáng) +暫2 =0.76+0.84=1.60=2.

16、68d1 = 48.04mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果e.許用接觸應(yīng)力 bH =510MPa, bH =480MPa=1.79mmf.由式K=2.57N=60nj =0.88計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)ZV1 = 28.46N<| = 600| jLh乙 2 =147.78=60 X 2930 X 1 X 29200=5.1E9N2hNj5.20T.0E9Yf =2.41g由圖10 19查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)Khni=086 Khn2=090沁=2.142h.計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力迄 1=1.615取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1，由式10 12得H1 一 KHN1°Hlm1 一 0.86x

17、510MPa 438MPaYS/2=1.828SS=1.4Kqrrv1HN 2 H lim 2Q QQ /tQn|/inoAQO|/IDnK fn1 =0.80 H 2 0.90 48UIVIP3 432MPaSKfn2 =0.85bH = (bH1 +bH 2) / 2 = (438 + 432) /2MPa = 435MPa丘 1=285.712）計(jì)算1a.按式計(jì)算小齒輪分度圓直徑Mpa312><1.<71.2 103x(4.15+1)2.433X89.8 2& 】2=230.71d1t 迖x() mm1.2x1.638x4.15565MPa=40.43mmYt1

18、YSi1b.計(jì)算圓周速度"1=M =9/6010000.01436=3.14X 40.43 X 2930/ (60X 1000) m/sYFOt2丫屯 2=6.20m/s毎】2 =c.計(jì)算齒寬b及模數(shù)b=1.0 X 40.43mm=40.43mm0.01697=cos 3 /= 1.51mm=1.5h =2.25=2.25 X 1.51mm=3.39mmZ1 =32b/h=40.43/3.39=11.90d.計(jì)算縱向重合度Z2 = 166=0.318tan 3=0.318 X 1.2 X 25 X tan=2.061e.計(jì)算載荷系數(shù)Ka1 = 153mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果使用系數(shù)=1

19、,根據(jù)=6.20m/s , 7級(jí)精度查圖表（P194圖10-8）得動(dòng)載系數(shù)=1.18P = 13.93°查圖表（P195表10-3）得齒間載荷分布系數(shù)K = K=1.6d1 = 49.45mm查表 10-4 查的 KHR =1.417H p256.54mm查圖表（P198 圖 10-13）得 Kf|5i =1.360 = 49.45mm由式=55mm=50mmK KAKV KhKh P7級(jí)精度得載荷系數(shù)=1x 1.18 X 1.6 X 1.417=2.68（GB10095-85f.按實(shí)際載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑）由式小齒輪：40Cr（調(diào)質(zhì)）d - dt 3j250HBSWk* lx

20、t大齒輪：45鋼j2.68（調(diào)質(zhì)）得 d1 =40.43mm=48.04mm220HBS; =241 1.6Z4 =86g.計(jì)算模數(shù)=cos 3 /=48.04 X cos/26 mm=1.0=1.79mm=1.3（3）.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)T3 = 121.68按式mn1 >2K嚴(yán)Cos ° 丫洱計(jì)算N m%憶12備此11）確定計(jì)算系數(shù)=189 MPa2a.計(jì)算載荷系數(shù)由式°Hiim3=575MpaK uKaKvKfmKfPGHlim4=550MPa得 K=1X 1.18X 1.6X 1.36=2.57N1.1C9b.根據(jù)縱向重合度=2.061查圖表（P圖10-2

21、8）得螺旋角影響系數(shù)=0.88C.計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)N4=2.86 勺（fZv1 =Z1/COS3 B =26/COS314° = 28.46Khn 3 =0.90ZV2 =z2 /cos3 P =135/COS314° = 147.78Khn4 =0.95d.查取齒形系數(shù)fcrH =518Mpa查圖表（P表 10-5） YfO1=2.41 , Yfq2=2.142設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果e.查取應(yīng)力校正系數(shù)kH 】4-525MPa查圖表（P 表 10-5） YSai=1.615 , Y電2=1.828f.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力c3t 6970mm取彎曲疲勞安全系數(shù)S-1.4,彎曲疲勞壽

22、命系數(shù)K FN1 -0.80 ,Kfn 2 -0.85 。£ =2.05mmfs查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限ctfe1-500 MPa，大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限= 69.70mmtyfei-380 MPa，由式R=KN®m m = 2.90mmShfe = 6.56mm得 1=0.80 X 500/1.4 MPa-285.71 MPap/hb =10.67b 】2=0.85X 380/1.4 MPa-230.71 MPaKv2-1.06Y Yg.計(jì)算大小齒輪的嚴(yán)晉并加以比較Kh pe -1.424-2.541 X 1.615/285.71-0.01436叫】1Kf02 -1.3

23、5-1.59522-2.142 X 1.828/230.7仁0.0169774.70mmm2 = 3.11mm大齒輪的數(shù)值大2).設(shè)計(jì)計(jì)算Q FE3-500Mpa.打2 漢 2.57 漢 24.38 匯 103 漢 0.88 漢 cos3mn1 詢21.0父262沃1.6014 匯 0.01697mm0 FE4 -380Mpa-1.165 mmKfn3 -0.85由以上計(jì)算結(jié)果，取 -1.5，按接觸疲勞強(qiáng)度得的分度圓直徑-48.04mm計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)Kfn 4 -0.88-1.Z_! = d1 X COS P / mn -48.04 X cos/1.5-324f3 = 296.4取-32，則

24、Z2 =5Z1-5.20 X 32-166MPa(4)幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算中心距®f】4 = 233.41.5 咒（32+166）印 一-153.05mm2 漢 COS14MpaK2 = 1.512將中心距圓整為 153mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2）按圓整的中心距修正螺旋角P =arccosmn1（Zl +Z2）=13.9302<a因值改變不多，故參數(shù)，等不必修正3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑d1 =乙mn/COS：=32X 1.5/cos13.93 :=49.45mmd2 = Z2 mn1 /co; =166 x 1.5/ cos 13.93:=256.54mm4）計(jì)算齒輪寬度Q

25、二 dd1=1.0 x 49.45mm=49.45mm圓整后取=55mm , =50mm5 ）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由ev2，小齒輪做成齒輪軸由160mm<<500mm，大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)2.低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1 ）選擇材料、精度及參數(shù)a. 按圖1所示方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)b. 選用7級(jí)精度（GB10095-85）c. 材料選擇小齒輪：40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為250HBS大齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為220HBSd. 初選小齒輪齒數(shù)=24 , Z4 =Z3i2=24X 3.60=86e. 選取齒寬系數(shù)=1.0（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按下式試算'd2氏1 ）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值a

26、. 試選=1.3b. 確定小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T3 =T|h =121.68 N m1c. 查圖表（P表10-6）選取彈性影響系數(shù) =189.8 MPa2d. 查圖表（P圖10-21d ）得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限' Hlim3 =575MPa ,YF：3YS：3IF 】30.01379Yf"Ys：4 =F I40.01646m2Z3=2.5mm二 108a2 = 172.5mmd3 =75mmd4 二 270mmB3 二 80mmB4 二 75mm7級(jí)精度(GB10095-85)大小齒輪：40Cr (調(diào)質(zhì)淬火)4855HBC;Z5 二 24Z6 二 77=0.7=1.3421

27、.05 N m=189.8MP?Hlim5=” Hlin =1000MPaN5=2.86 108N6 =9.1X107K HN5 =°.95,KhN6 = 1.0Bh 5=950Mpa &Hl=1000MPa d5t K 79.53mmV =0.65mmfsb5 = 55.67mmg3 = 3.31mmd = 7.46mm b5/h5 = 7.46K v3 = 1.05 心岳=1.299 心血=1.28K3 =1.364=80.81mmm3 = 3.37mm fe5 = 600Mpa 春6 = 500Mpa、-h lim 4 =550MPae. 由式確定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9N3 =

28、6On3jLh=60X 563.5 x 1X 24000=1.0 10N4 =N3/3.60=2.86 108f. 查圖表（P圖10-19）取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn 3=0.90 ， Khn4 =0.95g. 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，由式得匕 H 3 =0.90 x 575MPa=518MPalcH 4 =0.95 x 550MPa=525MPa2）計(jì)算a. 由式試算小齒輪分度圓直徑，代入I>h 1中的較小值I；h l4=518MPa得d3t -2.323&2T2 U2 1Ze 2d2U2J<H 1=69.70mmb. 計(jì)算圓周速度V3 二懐

29、d3tn川 /601000=3.14 x 69.70 x 563.5/60000m/s=2.05m/sc. 計(jì)算齒寬4 二 d2d3t =1.0 x 69.70mm=69.70 mmd. 計(jì)算模數(shù)、齒寬高比模數(shù)=/=69.70/24=2.90mm齒高=2.25=2.25 x 2.90 mm=6.53 mm則 /=169.70/6.53=10.67e. 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)=2.05 m/s , 7級(jí)精度，查圖表（P圖10-8）得動(dòng)載荷系數(shù) Kv2=1.12，直齒輪Kh ：Kf：2=1，由=1.0和=69.70 mm，根據(jù)表 10-4 得 Kh ：2 =1.424由/=10.67 和 Kh I2 =

30、1.424 查圖表（P 圖 10-13）得 K2=1.35故根據(jù)式 K =KAKvKh：Kh :一得=1.595設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果f.按實(shí)際載荷系數(shù)系數(shù)校正所得分度圓直徑。Kfn 5 = 0.88得d3=d = dt 3 j =74.70mmKfn 6 = 0.90討KtS3 = 1.4g.計(jì)算模數(shù)m2 =d3 / Z3 =74.70/24mm=3.11 mmB F =（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)377.14Mpa計(jì)算公式為6 F L =m如2仏YSO2 '321.43Mpa1)確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值K3 =1.344a.查圖表（P圖10-20C）得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限dFE3=500M

31、Pa，大齒輪的丫卩“5丫乞5彎曲疲勞強(qiáng)度極限crFE4 -380MPa。0.01110b.查圖表（P圖10-18）取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn3=0.85，KFN 4 =0.88匕匚Zfe得YFtt6YSx6c.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全糸數(shù)-1.4，田式FS0.01222丘F I _ FN3 FE3 -0.85 x 500/i.4MPa-303.57MPaS2m3 = 4mmlbF I - KfnFE4 =0.88 x 380/1.4MPa=238.86MPaZ5 = 20S2Z 6 = 63d.計(jì)算載荷系數(shù)。由K = KAKv KFOtKF pa3 = 166mme.得-1.12 x

32、 1.06 x 1 x 1.35-1.512d5 = 80mmf.查取齒形糸數(shù)。查圖表（P表10-5 ）得Yf慎-2.65Yfg4-2.215丫乞4 =1.775d6 = 252mmg.查取應(yīng)力校正糸數(shù)。查圖表（P表10-5）得 Yso3-1.58 ,B5 = 65mmh.計(jì)算大、小齒輪的 ¥氣，并加以比較肛F B6 =60mmFt985.05NYf riYsris& - =2.65 X 1.58/2303.57 =0.01379396.76 NFa1 =248.52 N設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果Yf r/Ys”嚴(yán) 廣=2.215 X 1.775/238.86=0.01646大齒輪的

33、數(shù)值大2）設(shè)計(jì)計(jì)算九蘭 15.31mmd2min =30 mm5、3 2x1.512x1.2168x10 7.01646m2 M3i2mm=2.19mm1.0 X 242由以上計(jì)算結(jié)果，取模數(shù) =2.5mm。按分度圓直徑=74.70mm計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)得 Z3 =d3/m2 =74.70/2.5=29.88 取=30，則 Z4 = U2Z3 =3.60X 30=108（4）幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算中心距m2（Z3 + Z4）a2 3=2.5X（ 30+108） /2 mm=172.5mm22）計(jì)算分度圓直徑d3 =m2Z3 =2.5X 30mm=75mmd4 = m2Z4 =2.5 X 108 mm

34、=270mm3）計(jì)算齒輪寬度b3 =°d2d3=1.0X 75 mm=75mm取 B3 =80mm, B4=75mm4 ）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪（齒輪3）采用實(shí)心結(jié)構(gòu)大齒輪（齒輪4 ）采用腹板式結(jié)構(gòu)3.開(kāi)式低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1 ）選擇材料、精度及參數(shù)a. 按圖1所示方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)b. 選用7級(jí)精度（GB10095-85）c. 材料選擇大齒輪小齒輪均為：40Cr （調(diào)質(zhì)和表面淬火），硬度為4855HRCd. 初選小齒輪齒數(shù) Z5 =24, Z6 =77e. 選取齒寬系數(shù)=0.7（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按下式試算。52.32叩丁5比+汀合j設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1 ）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)

35、值h. 試選=1.3i. 確定小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T5 =421.05 Nm1j. 查圖表（P表10-6）選取彈性影響系數(shù) =189.8 MPa2k. 查圖表（P圖10-21e）得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限叭誠(chéng)=<THlim6=1000MPal. 由式確定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)8N5 =60x m X j X Lh =60 x 156.5 x 1 x 24000= 2.86疋 10Z =N5/3.15=9.1x107m. 查圖表（P圖10-19）取接觸疲勞壽命系數(shù)K hn 5=0.95, Khn6=1.0n. 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，由式得bH 5 =0.95x 100

36、0MPa=950MPakH 6=1x 1000MPa=1000MPa2）計(jì)算a.由式試算小齒輪分度圓直徑，代入肛H】中的較小值 k H】4=950MPa得5 Tj £ 隔=79.53mmb. 計(jì)算圓周速度V3 =d3tn川 /60 勺000=3.14 x 79.53 x 156.5/60000m/s=0.65m/sc. 計(jì)算齒寬b5 = 3 x dt5 =0.7 x 79.53mm=55.67 mmd. 計(jì)算模數(shù)、齒寬咼比模數(shù)=/=79.53/24=3.31mm齒高 h5 = 2.25 匯 mt3 =2.25 x 3.31 mm=7.46 mm貝U d/l% =55.67 *7.46

37、 =7.46e. 計(jì)算載荷系數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果根據(jù)=0.65 m/s , 7級(jí)精度，查圖表（P圖10-8）得動(dòng)載荷系數(shù) Kv3=1.05,直齒輪 KhKf1，由=0.7 和 b5 55.67m m ,根據(jù)表 10-4 得g =1.299由 b5 / hs = 7.46 和 Kh b=1 .299 查圖表（P 圖 10-13 ）得 KF® = 1.28故根據(jù)式 K =KaKvKh（xKhR得 K3 =1x1.05x1x1.299 = 1.364f.按實(shí)際載荷系數(shù)系數(shù)校正所得分度圓直徑。得=d =dt 上=80.81mm%g.計(jì)算模數(shù)m3 =d5 迄5 =80.81-24 =3.37m

38、m（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公式為機(jī)3Z35（玩丿1 ）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值a.查圖表（P圖10-20c）得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限Ufe5 =600Mpa，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 crFE6 =500Mpa。b.查圖表（P圖10-18）取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn5 0.88，Kfn6 0.9K Q-c.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)-1.4，由式bFS得bF 5 FN5 FE5 =0.88X 600/1.4MPa=377.14MPa &F 】6 FN6 FE6 =0.90 X5S36S3500/1.4MPa=321.43MPad.計(jì)算載荷系數(shù)。由K =KaKvKfgKfP

39、e.得=1.0X 1.05 X 1 X 1.28=1.344f.查取齒形系數(shù)。查圖表（P表10-5 ）得Yfob -2.65Yfob - 2.226設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果g.查取應(yīng)力校正系數(shù)。查圖表（P表10-5）得丫覆=1.58 , 丫毬=1.764丫 丫h.計(jì)算大、小齒輪的嚴(yán) ¥，并加以比較g】丫 丫弦 S癥-=2.65 X 1.5&377.14=0.01110丫嚴(yán)丫潭 一-2.226 X 1.764/321.43=0.01222毎6大齒輪的數(shù)值大2）設(shè)計(jì)計(jì)算2如.344><4.1251><105 xO.012221 m3 王 312mm=3.23mm

40、0.7 x 242由以上計(jì)算結(jié)果，取模數(shù) =4mm。按分度圓直徑=80.81mm計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)得 Z5 =d5 斗口3=80.81/4=20.20 取=20，貝U Z6 = U3 漢Z5 = 3.15 X 20=63（3）幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算中心距m3(Z5+Z6)u3 -=4X( 20+63) /2 mm=166mm22）計(jì)算分度圓直徑d5 =m3Z5 =4 X 20mm=80mmd6 =m3Z6 =4 X 63mm=252mm3）計(jì)算齒輪寬度b = <ld<dt5=0.7X 80 mm=56mm取 B5 =65mm, B6=60mm4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪（齒輪3）采用實(shí)心結(jié)構(gòu)大齒輪

41、（齒輪4 ）采用腹板式結(jié)構(gòu)七.高速軸的設(shè)計(jì)1.求作用在齒輪上的力已知 R =7.48KW,m =2930r,/'mi nJ =24.38N m設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果d149.45coscos13.93Fn =片 xtan4n =985.05 匯一tan2生=396.76NFa1 =Ft1 tan 1： =985.05 tan 13.93 = 248.52N2. 初步確定軸的最小直徑。初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。查圖表（表 15-3），取=112，得 dmin = A 3|旦=112x.24"38 mm=15.31mmn1H 2930該軸直徑dmin

42、< 100mm有一個(gè)鍵槽，軸頸增大5%-7%,安全起見(jiàn)，取軸頸增大 5%則 d2min =1.05匯dmin =1.05x15.31 =16.08mm，圓整后取 d2=16mm輸入軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的直徑。選取聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩公式為(11)查圖表（P351 表 14-1 ）,取=2.3，貝U =2.3 X 24.38 N m=56.07N m根據(jù)=56.07 N m及電動(dòng)機(jī)軸徑 D=42mm查標(biāo)準(zhǔn)GB4323-84,選用HL3型彈柱銷聯(lián)軸器。確定軸最小直徑 d2min =30 mm3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案。經(jīng)分析比較，選用如圖所示的裝配方案h = 1

43、35mm12 二 147.5mm13 = 61.5mmFa =406.06NFB 二 732.69 NM a =47365.774N mmM b =45061.737N mmT =24.38N mca =4.087 MpaF2=948.62N巳=355.73NFa2 =23529NFt3 =3244 .80 NFr3 =1181 .0Nd2=40mmFa=177612NFb=2563.82NM a =130273.04N，mmM b =189722.05N mmM A1 =133978.67N mm根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1） 聯(lián)軸器采用軸肩定位，1-2段d2=30mm，由式h

44、=（0.07-0.14）d，取d?_3=34mm，軸端用軸端擋圈固定，查圖表（指導(dǎo)書(shū)表 13-19），取擋圈直徑=32mm， L1=58mm2）初步選擇滾動(dòng)軸承。該傳動(dòng)方案沒(méi)有軸向力，高速軸轉(zhuǎn)速較高，載荷不大，故選用深溝球軸承。根據(jù)d2 js =34mm，查GB276-89初步取0組游隙，0級(jí)公差的深溝球軸承 6307，其尺寸為 dx DX B=35mmx 80mm x 21mm，故 d3= d7 _8 =35mm3）取 d4_5 = d6 二=44mm , L5 6 =55mm4）由指導(dǎo)書(shū)表4-1知箱體內(nèi)壁到軸承座孔端面的距離L| =G C2 （5L 10） mm，取=50mm，采用凸緣式軸

45、承蓋，則L2 j3=70mm5） 取小齒輪距箱體內(nèi)壁的距離為 =20mm，旋轉(zhuǎn)零件的軸向之間的距離 =12.5mm ,滾動(dòng)軸承端面距箱體內(nèi)壁 =5mm貝UL3/=20mm , L 7-8 =34mm , L6”=10mmL4 5 =110mm4. 軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用普通 C型平鍵連接，按=30 mm , L1=58mm查 圖表（P表6-1）選用鍵b h l =8mm x 7mm x 45mm。滾動(dòng)軸承與軸的周向定 位采用過(guò)渡配合來(lái)保證，選用直徑尺寸公差為m6。5. 確定軸上圓角和倒角尺寸查圖表（P表15-12）,取軸端倒角為1.6 x 45°，各軸肩處圓角半

46、徑為 R1。6. 求軸上的載荷l1 = 135mm, l2 =147.5mm, l3 = 61.5mm（1）.計(jì)算支撐力在水平面上：設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果Ft1xl3 985.05x61.5Fax 一3 -289.85Nl2+l3147.5+61.5Fbx =Ft1 Fax =985.05 289.85 = 695.15NFay =Fa1 =248.52 N在垂直面上：Z Mb =0d49 45Fa 漢 1+F“xl3248.52 汽 *+369.76x61.5FAz =2=2=138.23Nl2+l3147.5 + 61.5FBz =Fr1 FAz =369.76138.23 =231.53N總

47、支承反力：,'2 2 2 ： 2 2 2Fa =#Fax +Fay +Faz =£298.85 +248.52 +138.23 =406.06NFb = JFbx2+Fbz2 = J659.152 + 231.532 = 732.69N(2).計(jì)算彎矩并作彎矩圖水平彎矩：MAx = Fax 漢12 =289.85 漢 147.5 = 42752.875N mmMbx =MAx =42752.875N mm垂直彎矩：M Az = FAz "2 =138.23漢147.5 = 20388.925N mmMbz =FBZ F3 =231.53x61.5 =14239.09

48、5N mm合成彎矩：G ca =18.38Mpa=6.90kw =156.5r/min =421.05 N mFt4 =3118.89N=1135.18N=112d3min =48mmh = 160mmI2 = 139.5mm b = 76.5mmM x =163980 N.mmMz =299030 N.mmm =341040 N .mmG ca =25.51Mpa= 9.98S = 11.85Sca =7.63S = 1.5務(wù)=7.41S = 11.09M A = Jm ax2 +M az2 =42752.8752 +20388.9252 =47365.774N mmMb = Jm bx2

49、+Mbz2 =$42752.8752 +14239.0952 =45061.737N mm(3).計(jì)算轉(zhuǎn)矩T =£ =24.38N m設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果-ca7.按彎扭合成應(yīng)力校正軸的強(qiáng)度校核軸上彎矩和扭矩最大的截面的強(qiáng)度，按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力取a=0.647365.7742 0.6 24380230.1 49.453=4.087Mpa已經(jīng)選定州的材料為 40cr，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查的匕70Mpa，因此匚ca - 1;-'軸強(qiáng)度安全6.求軸上的載荷7.按彎扭合成應(yīng)力校正軸的強(qiáng)度八.中速軸的設(shè)計(jì)1.求作用在齒輪上的力已知 P? =7.18Kw,n2 =563.05r min ,T2 = 121.68N m高速大齒輪6.16 > S = 1.5FAr -321.12NFAa 二 24852NP =804.03NLh =160196.4h29200hFb 二 732.60NP=879.12NLh 口143779.10h29200hFa