帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級直齒圓柱齒輪減速器

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級直齒圓柱 齒輪減速器專業(yè)班級：車輛工程102班姓名：指導(dǎo)老師：陳豐老師i1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書)2. 設(shè)計(jì)方案4)3. 傳動裝置的總體設(shè)計(jì)5)3.1電機(jī)選擇5)3.2傳動裝置的總傳動比及分配7)3.3傳動裝置各軸的運(yùn)動及動力參數(shù)7)4. 傳動件的設(shè)計(jì)9)4.1 V帶的設(shè)計(jì)9)4.2齒輪的設(shè)計(jì)11)5. 軸及軸上零件的設(shè)計(jì)22)5.1高速軸的設(shè)計(jì)22)5.2中速軸的設(shè)計(jì)24)5.3低速軸的設(shè)計(jì)26)5.4中間軸的校核28)6. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)32)7. 潤滑及密封類型的設(shè)計(jì)32)8. 其他附件的設(shè)計(jì)33)9. 參考文獻(xiàn)34)10. 課程設(shè)計(jì)心得34)1. 設(shè)

2、計(jì)任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)的目的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程最后一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán) 節(jié)，也是工科院校機(jī)械類專業(yè)學(xué)生第一次全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。課程設(shè)計(jì)的目 的為：1、綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其它先修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識進(jìn)行機(jī)械 設(shè)計(jì)訓(xùn)練，從而使這些知識得到進(jìn)一步的鞏固、加深和擴(kuò)展。2、在課程設(shè)計(jì)實(shí)踐中學(xué)習(xí)和掌握通用機(jī)械零部件、機(jī)械傳動及一般機(jī)械設(shè) 計(jì)的基本方法與步驟，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力，分析問題、解決問題的能力以 及創(chuàng)新能力。3、提高學(xué)生在計(jì)算、制圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算、考慮技術(shù)決策 等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能。二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與題目課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：電動機(jī)的選擇；計(jì)算傳動裝置

3、的運(yùn)動和動力參數(shù)； 傳動零件、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；軸承、聯(lián)軸器、潤滑、密封和連接件的選擇及校核 計(jì)算；箱體結(jié)構(gòu)及附件的設(shè)計(jì)；繪制裝配工作圖及零件工作圖；編寫設(shè)計(jì)計(jì)算 說明書。在規(guī)定的學(xué)時(shí)數(shù)內(nèi)，要求每個(gè)學(xué)生在設(shè)計(jì)中完成以下工作： 減速器裝配圖一張（A1號圖紙）； 零件工作圖2張（A3號圖紙，軸一張、齒輪一張）； 只對中間軸進(jìn)行校核計(jì)算； 設(shè)計(jì)說明書1份，50006000字。題目2 :設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級直齒圓柱齒輪減速器由于班級序號為13,故題號：F2，運(yùn)輸帶工作拉力F/N: 1600,運(yùn)輸帶工作速 度 v (m/s) : 1.15，卷筒直徑 D(mm) : 230，工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，

4、工作時(shí)有輕微振動，使用期限10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作，運(yùn)輸帶工作速度允許誤差為±5%。2. 設(shè)計(jì)方案jL根據(jù)任務(wù)書有以下設(shè)計(jì)方案:1-電動機(jī)；2-V帶倍動；3-二級圓柱齒輪減速器;4-聯(lián)軸器"卷筒；運(yùn)輸帶3傳動裝置的總體設(shè)計(jì)3.1電機(jī)選擇設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果1、選擇電按工作要求和工作條件選，選用用三相動機(jī)的籠型異步電動機(jī)，其機(jī)構(gòu)為封閉式結(jié)構(gòu)，類型電壓為380V,Y型。2、選擇電工作機(jī)的有效功率為：動機(jī)的容量Fv1600 X 1.15. _.Pw= 1000 kW= 1000 = 1.84kW從電動機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率為：Pw=1.84kW=42na = 5巾七伽

5、式中：n 1、n2、n3、n4、n5分別為帶 傳動、軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器和轉(zhuǎn)筒的 傳動效率。取m=0.96,勺=0.98 （滾子軸承），n3 = 0.96, n4 = 0.99，n5 = 0.96，所以：na = 0.96 X 0.984 X0.962 X 0.99 X 0.96= 0.78所以電動機(jī)所需的功率：na = 0.78Pd= Pw =詈=2.36kWna0.78Pd=2.36kW3、確定電 動機(jī)的 轉(zhuǎn)速卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為60 XIOOOv 60 X 1000 X1.15n =冗D3.14 X230=95.54 r?min根據(jù)傳動比的合理范圍，取 V帶傳動的傳 動比i, = 24，二

6、級圓柱齒輪減速器傳動比 i2 = 840,則總傳動比合理范圍為ia = 16160 ,故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd = ian = (16160 ) X 95.54=152915286 r?min根據(jù)電動機(jī)的類型、容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊選定電動機(jī)的型號為Y100L-2，其主要性能如下表所示：n=95.54r/m in電動機(jī)型號額定功率/kw、卄 +、，滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y100L-2328702.22.33.2傳動裝置的總傳動比及分配設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果1、總傳動nm2870ia = = = 30.04ia=30.04比an95.542、分配

7、傳ia = il x i2 Xi3動比考慮潤滑的條件，為使兩級大齒輪相近，取 i2 = i3 , il = 2,故：ii = 2i2 = 3.90j30.4i2 =a?2 = 3.902 2i3 = 3.90i2 = i3 = 3.903.3傳動裝置各軸的運(yùn)動及動力參數(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果1、各軸的I軸nmn =iii2870-小 =1435 r?2- minnI=1435 r?min轉(zhuǎn)數(shù)U軸nin =ni21435=3.90 = 367.95 ?minnn=367.5 r?minnTT367.95rn皿=95.54 r?min川軸11=.=3.90 = 95.54 ?min皿i 3n

8、87; =95.54 r?“卷-min卷筒軸門卷=n = 95.54 r?min 川min2、各軸的I軸:PI = Pd.n1 = 2.36 x 0.96 = 2.27kwP=2.27kwi輸出功率軸：pn=pi.n. n = 2.27 x 0.98 X0.96 =P=2.13kw n2.13kwP皿=2.°1kw川軸：p皿=P.n. n = 2.13 x 0.98 x0.96 =2.01kw卷筒軸：p卷=p m . n2. n = 2.01 x 0.98 x0.99 = 1.95kwp 卷=1.95kw3、各軸的 輸出轉(zhuǎn)矩Pd2.36Td 一 9550 x d 一 9550一 7.

9、85N.mn m2870p亠丄12.27故 I 軸：T = 9550 x一 = 9550 X-=In1435I15.11N. mp n2 13軸：T = 9550 x = 9550 x = nn“3367.95n55.28N.mp山2 01川軸：T = 9550 x = 9550 x =川n95.54200.92N. mp 卷1 95卷筒軸：K - 9550 x - 9550 x- - 卷n95.54卷194.92N. m將上述計(jì)算結(jié)果匯總與下表：帶式傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)Td = 7.85N. mT = 15.11N. m iTn = 55.28N. mTm = 200.92N. mT誓=

10、194.92N. m卷軸名功率P/k w轉(zhuǎn)矩T/N. m轉(zhuǎn)速r/min傳動比i電啊2.367.85287023.903.901I軸2.2715.111435n軸2.1355.28367.5川軸2.01200.9295.54卷筒軸1.95194.9295.544. 傳動件的設(shè)計(jì)4.1 V帶的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果1、帶的型號的確疋額定功率P=2.36 kW根據(jù)工作情況由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表 8 7查的Ka=1.2P ca=KA . p=2.832kw根據(jù)功率Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速nm=2870r/min 按機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-11選擇：普通V帶Z型普通V帶V帶Z型2、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速查機(jī)械設(shè)計(jì)表

11、8-6和表8-8圖8-11取小輪基準(zhǔn)直徑d di =80mm帶速 v = nX 80 x 287= 12.02 m?s160 x 100060 x 1000s因?yàn)? m?s < ?< 30 m?s,故帶速合適 大輪基準(zhǔn)直徑dd2 = i1 xdd1 = 2 X80 = 160mm根據(jù)表8-8可得dd2 = 160mm，不用圓整ddi =80mmdd2 = 160mmv = 12.02 m?s3、確定V帶的中 心距a和 基準(zhǔn)長度Ld根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)(8-20)0.7 ( ddi + dd2)< ao < 2 ( ddi + dd2)初定 中心距ao=4OOmm由式(8-22

12、)計(jì)算所需的基準(zhǔn)長度冗(ddi - dd2 )2Ldo &2ao +(ddi + dd2) +24aon=2 X4oo +x(8o + 16o) +(8o-16o )24X 4oo=118o.8mm由表82選帶的基準(zhǔn)長度Ld=ii20mm.按式(8-23 )計(jì)算實(shí)際中心距a;Ld - Ldo112o - 118o.8a ao + = 4oo +2 2& 370mm根據(jù)式(8-24)中心距的變換范圍353 404mmLd=1120mm a =370mm4、驗(yàn)算 小帶輪上 的包角 ai和計(jì) 算帶的根數(shù)z最小包角57.3 ° ai & 180 - (ddi - dd

13、2)a0/、57.3 °- 180。- (80 - 160)167.61 ° > 90 °計(jì)算帶的根數(shù)z由 dd1 =80mm 和 nm=2870r/min, 由表 8-4a得Po=o.56kW。根據(jù)n m=2870r/min , i=2和Z型帶，查表a1 167.61 °8-4b 得3o=O.O4kW。查表8-5的K尸0.96，表8-2得 Kl=1.18，于是Pr=(Po+ 仲0)K aKL=0.68kWp caZ= -=2.832/0.68=4.16.Pr取5根Z=55、計(jì)算 單根v帶 的初拉力 的最小值 壓軸力F p由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-3得Z型帶

14、的單位長度質(zhì)量q=0.06kg/m 所以(2.5 - K a)p ca2(Fo)min = 500+ q UK U=46.54N應(yīng)使帶的實(shí)際初壓力F0 > (?)min壓軸力的最小值為a(Fp)min = 2Z(F0)min Sin 了167.61 °=2 X 5 X 46.54 Xsin2=396.08N(F°)min = 46.54N(Fp)min = 396.08N4.2齒輪的設(shè)計(jì)高速級齒輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果1、選疋齒 輪類型、精 度等級、材 料及齒數(shù)1）選用直齒圓柱齒輪傳動2）選用8級精度3）材料選擇，由表10-1選擇小齒輪材料 為40Cr （調(diào)質(zhì)），

15、硬度為280HBS大齒輪直齒圓柱齒輪45鋼材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS4）試選小齒輪齒數(shù)zi=20，大齒輪齒數(shù)Z2=20 X3.9=78。小齒輪調(diào)質(zhì)處理大齒輪調(diào)質(zhì)處理8級精度z1=20Z2=782、按齒面 接觸強(qiáng) 度設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算，即3 KTi u ±1 Ze 2dit >2.32?（一）2? duOH確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)：Kt=1.3計(jì)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：T = 15.11N. mI由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10 7選取齒寬系數(shù)?d=1由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10 7查的材料的彈1性影響系數(shù)Ze=189 MPa2由機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖10

16、 21d按齒面 硬度差得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 0Hlim1 =600MP a；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極 限 0Hlim2 =550MP a。計(jì)算齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；N 1=60n 1jLh = 60 X 1435 X1 X（2 X8 X 300 X10 = 4.13 X 1094.13 X 1099N2 =- 1.06 X10923.9由教材圖10 19取接觸疲勞強(qiáng)度壽TI = 15.11N. mN1 = 4.13 X109N2 = 1.06 X109命系數(shù) Khni =0.90; Khn2 =0.95計(jì)算接觸疲勞需用力。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1,按教材許用力公式cH = KN；Lim

17、cH 1=0.90 X600=540MP acH2=0.95 X550=522.5MP a試算小齒輪分度圓直徑d 1，代入cH中 較小的值。d1tcH=540MP acH2=522.5MP a8922 d1t=34.39mmV= 2.58 m?sm t =1.72mmh=3.87mm3 1.3 X15.11 X 103 X4.9 / 189.8 X，>2.32 V(1 X 3.9522.5 X5=34.39mm計(jì)算圓周速度冗卯 n 1nX 34.39 X 1435meV= 60 X 1000 =60 X 1000= 2.58 ?s計(jì)算齒寬bb= ?d.d1t=1 X34.39=34.39

18、mm計(jì)算齒寬與齒高之比h。d模數(shù) m t - 1f=34.39/20=1.72mmZ1齒高 h=2.25m t=2.25 X1.72=3.87mm 其比為-=34.39/3.87=8.89h計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)v=2.58m/s,8級精度，由教材圖3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)10-8查的動載系數(shù)Kv=1.15;直齒輪，Kh a=K f a=1；由教材表10-2查的使用系數(shù)Ka=1；又由表10-4用插值法查的8級精度， 小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)，Kh p=1.173 o由$34.39/3.87=8.89, Kh 3=1.173查圖 10-13 的 Kf 3=1.19 ;故載荷系數(shù) K=K aKv Kh

19、 ocKh 3=1 X1.15 X1 X1.19=1.37按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直 徑，由式（10-10a ）得d1=d 1t 遵= 34.39 xW7=39.71mm計(jì)算模數(shù)m.m= d1=39.71/20=1.99mmz1由教材式（10-5 ）的彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式 m心甘）.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）由教材圖10-20C查的小齒輪的彎曲疲 勞強(qiáng)度極限$FE1=500MPa;大齒輪的彎曲 疲勞強(qiáng)度極限S FE2=300MPa.2）由教材圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn1 =0.85 , Kfn2=0.88;K=1.37 d1=39.71mmm=1.99mm3)計(jì)算彎曲疲勞安全系

20、數(shù)S=1.4，由式(10-12 )得r ,KfN1 oFE1 0.85 X 500of1 = S=-=303.57MPaKfn2 °FE2 0.88 X 300嚇2- fN2sE2 =14=238.86MPa計(jì)算載荷系數(shù)4) K=KaKv Kf uKfB=1 X1.15 X1 X1.19=1.3695) 查取齒形系數(shù)由教材表10-5查得YFa1=2.80;YFa2=2.226。6) 查取應(yīng)力校正系數(shù)由教材表10-5查的Ysa1=1.55;Ysa2= 1.756 o7) 計(jì)算大小齒輪的 字耳并加以比較。嚇YFa1Ysa1=0.01439肝1YFa2 YSa2 c ex ,2 =0.01

21、444嚇2大齒輪的數(shù)值大(2)計(jì)算3 2X 1.369 X 15.11 X310m"1 X 20X 20X°.°1444 =1.49mm對比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度 計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小注意取決 于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接 觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪oF1=303.57MPaoF2=238.86MPaK =1.369m =.49mm4、尺寸計(jì)算直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算的模數(shù) 1.49 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=1.5mm,按接觸強(qiáng) 度算的分度直徑di=39.71mm算的小齒輪齒數(shù)Z1 = dl=

22、39.71/1.5=27m大齒輪齒數(shù) Z2=27 X3.9=105這樣設(shè)計(jì)的齒輪傳動，即滿足齒面的接觸 疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并 做到結(jié)構(gòu)緊促，避免浪費(fèi)。(1)計(jì)算分度圓直徑d 1=z 1 m=27 X1.5=40.5mmd2=Z2m=105 X1.5=157.5mm計(jì)算中心距a=2=99mm(3)計(jì)算齒輪寬度b= ?dd1=1 X40.5=40.5mm取 B1=45.5mm,B 2=40.5mm。所以小結(jié)得由此設(shè)計(jì)有m=1.5mmZ1=27Z2=105d1 = 40.5mm d2 =157.5mm a=99mm b=40.5mmB1=45.5mmB2=40.5mm模數(shù)分度圓直徑齒

23、寬齒數(shù)小齒輪1.540.545.527大齒輪1.5157.540.5105低速齒輪的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果1、選疋齒1 ）選用直齒圓柱齒輪傳動直齒圓柱齒輪輪類型、精2）選用8級精度45鋼度等級、材料及齒數(shù)3 ）材料選擇，由表10-1選擇小齒輪材料 為40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒 輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為小齒輪調(diào)質(zhì)處理240HBS，二者材料硬度差為40HBS大齒輪調(diào)質(zhì)處理4 ）試選小齒輪齒數(shù)Z1=20，8級精度大齒輪齒數(shù)Z2=20 X3.9=78。Z1=20Z2=782、按齒面根據(jù)設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算，即接觸強(qiáng)3 KT1 u ± 1 Ze c度設(shè)計(jì)d1t >

24、2.322?（）2?dUCH確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)：Kt=1.3計(jì)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：Tz =比緲山由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10 7選取齒寬系 數(shù)?d=1由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10 7查的材料的彈1性影響系數(shù)Ze=189 MPa2由機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖10 21d按齒面 硬度差得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 OHlim1 =600MP a；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極T = 55,28N. mi，限 oHlim2 =550MP a。計(jì)算齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；N 1=60njLh = 60 X 367.5 X1 X(2 X8 X300 X10 = 1.06 X 1091.06 X1098N2 = 2.72 X1083.

25、9由教材圖10 19取接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) Khn1 =0.98; Khn2 =1.08計(jì)算接觸疲勞需用力。取失效概 率為1%，安全系數(shù)S=1,按教材許用力公式刖=曲1=0.98 X600=588MP aoH2=1.02 X550=561MP a試算小齒輪分度圓直徑d 1，代入出中 較小的值。d1tN1= 1,06 X109N2 = 2.72 X108cH=588MP a(TH|2=561MP a89i88 d1t =48.98mmV= 0.94 m?s3 /1.3 X55.28 X 103 X4.9 z 189.8 X，戸 2.32 »(1 X 3.9' 588 X5=48

26、.98mm計(jì)算圓周速度伯小=nX 48.98 x 36t.5 0 94 m?s60 X 100060 X 1000' s計(jì)算齒寬bb= ?d.d1t=1 X48.98=48.98mm3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)算齒寬與齒高之比h。hd模數(shù) m t = =48.98/20=2.45mm zi齒高 h=2.25m t=2.25 X2.45=5.51mm其比為 2=48.98/5.5仁8.89h計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)v=0.94m/s,8級精度，由教材圖10-8查的動載系數(shù)Kv=1.05;直齒輪，Kh a=K f a=1；由教材表10-2查的使用系數(shù)Ka=1；又由表10-4用插值法查的8級精度，小齒輪

27、相對支撐非對稱布置時(shí)，Kh p=1.173 o由£=48.98/5.51=8.89，Kh 3=1.173查圖 10-13 的 Kf 3=1.24 ;故載荷系數(shù) K=K aKv Kh ocKh 3=1 X1.05 X1 X1.73=1.82按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由式（10-10a ）得3 K3 1 82d1=d 1t V =48.98 x"H_54.79mm計(jì)算模數(shù)m.m= =54.79/20=2.74mmz1由教材式（10-5 ）的彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式m t =2.45mm h=5.51mmK=1.82d1=54,79mmm=2.74mm計(jì)、3 2KT i /

28、YFaYsa、m _F（"nFr）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）由教材圖10-20C查的小齒輪的彎曲疲 勞強(qiáng)度極限SFEi=500MPa;大齒輪的彎曲 疲勞強(qiáng)度極限S FE2=300MPa.2）由教材圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfni=0.88 , Kfn2 =0.95;3）計(jì)算彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-12 ）得of1 = KfnFE1=0.8814 50=314.29MPaof2= Kfn= 0-951-r30=203.57MPa計(jì)算載荷系數(shù)4） K=KaKv Kf uKfB=1 X1.05 X1 X1.173=1.8175）查取齒形系數(shù)由教材表10-5查得YFa1

29、=2.80;YFa2=2.226。6）查取應(yīng)力校正系數(shù)由教材表10-5查的Ysa1=1.55;Ysa2=1.756。7 ）計(jì)算大小齒輪的；丁并加以比較。F a11Sa1=0.01381肝12=0.02415嚇2大齒輪的數(shù)值大<F1=314.29MPa<F2=203,57MPaK =1.8174、尺寸計(jì)算(2) 計(jì)算3 2X 1.817 X 55.28 x310m"1X 20 x 20X0.02415 =2.30mm對比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì) 算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的 模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小注意取決于 彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸 疲勞強(qiáng)度

30、所決定的承載能力僅與齒輪直徑 有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算的模數(shù)2.30并就 近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5mm,按接觸強(qiáng)度算 的分度直徑d1=54.79mm算的小齒輪齒數(shù)d 1Z1= )=54.79/2.5=22m大齒輪齒數(shù)Z2=22 X3.9=89這樣設(shè)計(jì)的齒輪傳動，即滿足齒面的接觸 疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并 做到結(jié)構(gòu)緊促，避免浪費(fèi)。(1)計(jì)算分度圓直徑d 1=z 1 m=22 X2.5=55mmd2=z2m=89 X2.5=222.5mm計(jì)算中心距a= 2 =138.75mm(3) 計(jì)算齒輪寬度b= ?dd1=1 X55=55m2.30mmZ1=22Z2=89d1= 55mmd2 =22

31、2.5mm a=138.75mm b=55mm取 Bi=60mm,B 2=55mm。所以小結(jié)得由此設(shè)計(jì)有Bi=60mmB2=55mm模數(shù)分度圓直徑齒寬齒數(shù)小齒輪2.5556022大齒輪2.5222.555895. 軸及軸上零件的設(shè)計(jì)5.1高速軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果1、已知條件功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪齒寬2.27KW15.11 N m1435r/mi n45.5mm2、選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸 無特殊要求，故選用常用的材料 45鋼，調(diào) 制處理45鋼，調(diào)制處理3、初算軸的直徑先按機(jī)械設(shè)計(jì)教材式115-2初步估算軸的 最小直徑，選取軸的材料為 45號鋼。根據(jù)表115-3選取A

32、0=112。于是有:3 P73 9 27dmin =AcXn1 =化 x= 13.05mmd min=13.05mm4、選擇滾動軸承初步選擇滾動軸承。選6005深溝球軸 承；通過杳手冊可知6005深溝球軸承 d=25(mm), B=12 (mm )6005深溝球軸承5、根據(jù)軸 向定位的 要求確定 軸的各段 直徑和長 度于此軸的相配合的齒輪分度圓直徑比較 小，所以將此軸設(shè)計(jì)成齒輪軸。 ：軸向定位要求1-2軸段右端要求制出一軸肩，取 L1-2=37.5mm,且 d1-2=25mm,與 1-2段軸相配合的深溝球軸承，左端用軸端擋圈進(jìn) 行軸向疋位，右端米用套筒進(jìn)行軸向疋位 :2-3段軸要與齒輪配合，此

33、段齒輪與軸一體，故要有一個(gè)軸肩，這里我們?nèi)=5mm ，所以 d2-3=35mm ;又由于小齒輪齒寬 B=45.5mm ，根據(jù)與齒 輪相配合部分的軸段長度一般應(yīng)比輪轂長度短 23 (mm)，所以取 L2-3=45.5mm ; ：4-5段軸沒有什么與之相配合的零件，考慮到下段有個(gè)軸肩，但直徑仍設(shè)計(jì)為d4-5=35mm,L 4-5=63.5mm ：5-6段d5-6=25,L 5-6=40mm,右端用軸端擋 圈固定軸承。 ：6-7段,由于輸入端是與v帶輪的輪轂相 連，由于v帶為z型故v帶的寬度為4e+2f=65mm.d 6-7=25,L 6-7=75mm,其中末端的 的65mm與v帶的輪轂進(jìn)行連接，

34、中間與箱體 的10mm用檔圈進(jìn)行輪轂與左端軸承的定位。L1-2=37.5mmd1-2=25mmd2-3=35mmL2-3=45.5mm d4-5=35mmL4-5=63.5mm d5-6=25L5-6=40mm d6-7=25mmL6-7=75mm&確定軸的的倒角和圓角參考1表15-2，取軸端倒角為1.2 X45 °， 各軸肩處的圓角為1.6。7、軸的草圖755.2中速軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果1、已知條件功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速2.13KW55,28 Nm367.5r/min2、選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸 無特殊要求，故選用常用的材料 45鋼，調(diào) 制處理45鋼

35、，調(diào)制處理3、初算軸的直徑先按式機(jī)械設(shè)計(jì)教材15-2初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為根據(jù)表15 - 3選取A0 = 112。于是有： dmin =A0討2= 112 “367.5 =20.12mmdmin =20.12mm4、選軸承.初步選擇滾動軸承。選6006深溝球軸 承；通過杳手冊可知6006深溝球軸承 d=30(mm)， B=13 (mm )，c=13.2kN 。選6006深溝球軸承5、根據(jù)軸 向定位的 要求確定 軸的各段 直徑和長 度 :1-2段軸我們?nèi)長i-2=40mm , di- 2=30mm 。與1-2段軸相配合的深溝球軸 承，左端用軸端擋圈進(jìn)行軸向定位，右端 采用套筒進(jìn)行

36、軸向定位。 ：2-3段軸要與齒輪配合，故要有一個(gè)軸肩，這里我們?nèi)=5mm，所以d2- 3=40mm；又由于大齒輪齒寬B=40.5mm ，根據(jù) 與齒輪相配合部分的軸段長度一般應(yīng)比輪 轂長度短2"伽眄，所以取L2- 3=38mm ； ：為了實(shí)現(xiàn)齒輪的右端的軸向定位，應(yīng)將3-4段軸的直徑比2-3段稍微大一些， h>0.07d 這里取其直徑為d3-4=46mm ； 由于3-4段軸主要是起軸肩的作用，沒有 與之相配合的零件，且根據(jù)設(shè)計(jì)方案，這 里取 L3-4 =10mm。 ：4-5段軸要與小齒輪相配合，且為能 利用3-4段軸的軸肩，所以此段軸的直徑 要比4-5段軸要小一些，這里我們?nèi)?

37、d4- 5=40mm ;由于小齒輪的齒寬為 B=60mm，根據(jù)與齒輪相配合部分的軸段 長度一般應(yīng)比輪轂長度短25m），所 以取 1_4-5 =58mm0 ：5-6段軸與之相配合的零件是軸承， 所以其直徑和長度與軸最右端的軸承一 樣，故 d5-6 =30mm, L 5-6 =40 mm ，。L= L 1-2 +L 2-3+L 3-4 +L4-5 +L 5-6=40+38+10+58+40=186mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合得有良好得對中性，固選 擇齒輪輪轂與軸得配合選H7/n6。滾動軸 承與軸得周向定位，是借過渡配合來保證 的，此處選軸的尺寸公差為m6。L1-2 =40mmd1-2 =30mm

38、d2-3 =40mmL2-3 =38mmd3-4 =46mmL3-4 =10mmd4-5 =40mmL4-5 =58mmd5-6 =30mmL5-6 =40 mmL=186mm&倒角參考教材表15-2，取軸端倒角為1.2X45。，各軸肩處的圓角為27、軸的結(jié)構(gòu)草圖AHQQ1(*1F84DO11|二OO0V1010! 丿5.3低速軸的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié)果1、已知條件功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪齒寬2.01KW200.92 Nm95.54 r/min55mm2、選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選用常用的材料 45 鋼，調(diào)制處理45鋼，調(diào)制處理3、初算軸 直徑先按式機(jī)

39、械設(shè)計(jì)教材15-2初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為根據(jù)表15 - 3選取A0 = 112。于是有：3 P33 2°1dmin=Ao Vp；=112 X =30.92mmdmin=30.92mm4、選取聯(lián)軸器5、選擇軸 承6、根據(jù)軸 向定位的 要求確定 軸的各段 直徑和長 度輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器的， 為了所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適宜， 故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 T ca = KAT3,查教材表 14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩的變化很小，故取Ka=1.5，貝y： T ca=KAT3=1.5 X 200.92=301.38N.m按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩

40、的條 件，查手冊選用型號為LT7型聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為500N.m聯(lián)軸器的孔徑為40mm,故軸的最 小直徑選擇40mm , TcA=301.38N.m。聯(lián)軸器 的長度L=112mm,聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 Li=84mm.初步選擇滾動軸承。由于軸的直徑為40mm選6008深溝球軸承；通過查手冊可知6008 深溝球軸承 d=40(mm), B=15(mm )。 :1-2段軸由于與聯(lián)軸器的轂孔長度 Li=84m，為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸 器上而不壓在軸的端面上，故軸的長度比L1略短一些我們?nèi)長1-2=82+8mm, d1-2=40mm。，右端采用套筒進(jìn)行聯(lián)軸器和軸承的軸向定位。 ：2-3段軸上

41、要有一個(gè)擋圈固定軸承，下段軸設(shè)計(jì)個(gè)軸肩，所以d2-3=40mm，取 L2-3=25mm ; ：3-4段軸要進(jìn)行軸端配合，故要有一 個(gè)軸肩，這段軸沒有與之相配合的零件， 這里我們?nèi)=4mm，所以d2-3=48mm; L3-4=55.5mm ; ：為了實(shí)現(xiàn)齒輪的右端的軸向定位，應(yīng) 將5-6段軸的直徑比4-5段稍微小一些， h>0.07d這里取其直徑為d4-5=66mm ;選用型號為LT7型聯(lián)軸選6008深溝球軸承L1-2=90m d1-2 =40mmd2-3 =40mmL2-3=25mmd2-3 =48mmL3-4=55.5mmd4-5 =66mm由于5-6段軸主要是起軸肩的作用，沒有 與

42、之相配合的零件，且根據(jù)設(shè)計(jì)方案，這里取 L4-5 =10mm：5-6段軸要與齒輪配合，故要有一個(gè) 軸肩，這里我們?nèi)=5mm，所以d5- 6=58mm;又由于大齒輪齒寬B=55mm ，根據(jù)與 齒輪相配合部分的軸段長度一般應(yīng)比輪轂 長度短2 Y (mm)，所以取L5-6=53mm ;6; 6-7段只有與軸承相連接，所以取 d6-7=40mm L 6-7 =42.5mm.同時(shí)為了保證齒輪與軸配合得有良好得對 中性，固選擇齒輪輪轂與軸得配合選 H7/n6。滾動軸承與軸得周向定位，是借 過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差 為m6。軸上零件得周向定位齒輪，半軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按 d4-5 =

43、58mm， b xh=18 X11 ，L=40 (mm )。L4-5=10mm d5-6 =58mmL5-6=53mmd6-7 =40mmL6-7 =42.5mm7、確定軸 的的倒角 和圓角參考教材表15-2，取軸端倒角為1.2 X45。，各軸肩處的圓角為2。軸端倒角為1.2 X45。，各軸肩處的圓 角為25.4中間軸的校核2 X5528 X 103 2009.09N作用在兩個(gè)齒輪上的圓周力:匚2T255Ft 小=77d小2T22X 55.28 X 祀丁二二 -7777=701.97Nt 大 d 大157.5徑向力:Fr 小=Ft 小 tan a = 2009.°9 Xtan 20

44、° = 4496.47NFr 大=Ft 大 tan a= 701.97 Xtan20°= 1570.42N求垂直面的支反力：L3=6.5+24.5+20.25=51.25mm;Ft 小b+Ft 大(l2+l3)F1H = T+7兀2009.09 X 51.25 + 701.97(51.25 + 60.25)L2=20.25+10+30=60.25mm;=-F r 小 l3+ Fr 大(l2+ l3)1F =l1 +l 2 + l31570.42 X (51.25 + 60.25) - 4496.47 X 51.25 =51.25 + 60.25 + 61.5320N2V =

45、 Fr 小 + F1V - Fr 大4496.47 + 320 - 1570.423246.05N計(jì)算垂直彎矩：Mavm = F1Vl1 = 320 X61.5 X10-3 = 19.68N.m aM = F1V(l 1 + “)- Fr 大 l2=320 X(61.5+ 60.25) X10-3 - 1570.42 X 60.25 X10-35=.66N. mLi=30+25+6.5=61.5mm求水平面的支承力:F51.25 + 60.25 + 61.5=1047.58N2H = Ft 小 + Ft 大-F1h=009.09 + 701.97 - 1047.58=1663.48N計(jì)算、繪制

46、水平面彎矩圖：MaHm = F1HI1 = 1047.58 X61.5 X10-3 = 64.43N. mMaHn = F1H ( l1 + l2 ) - Ft 大 D=1047.58 X(61.5 + 60.25) X10-3 - 701.97 X60.25 X10-3=85.25N. m求合成彎矩圖，按最不利情況考慮:Mam = VlMvm + M|Hm = V19.682 + 64.432 = 63.37N. mMan =皿avn + MHn = %5.662 + 85.252 = 101.81N. m按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)。通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的界面，即危險(xiǎn)截

47、面的強(qiáng)度 根據(jù)以上的數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取a= 0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力V (63.37x 302+(0.6 x 55.28x 3020.1 x (40)3"M an 2+ (訂2)2WV (101.81x 13)2+(0.6 x 55.28x 302°cam11.18MPa°Can=16.76MPaMam + ( aT2)2-0.1 x (403前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表查得(T-1 = 60MPa。因此 C ca < 61 ， 故安全。軸承壽命校核：軸承壽命可由式Lh =若(護(hù))£h進(jìn)行校核，由

48、于軸承主要承受徑向載荷的P作用，所以P=Fr，查表f1 = 1,f p = 1.1,取尸3.Fr1 = “1V2 + F1H2 = 3202 + 1047.582 = 1095.36NFr2 = VF2v2 + F2h2 = 3246.05 2 + 1663.48 2=3647.46N106 Cft)1061 X13.2 X103 3Lh =( -) £h =()3h 60n vPf/60 X 367.5'1.1 X 3647.46 1= 28.03 年因此該軸承符合要求。鍵的設(shè)計(jì)與校核：軸上零件得周向定位（1）齒輪，軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按d4-5 =40mm ，由手

49、冊查得d2-3=40mm ，由手冊查得平鍵的截面b Xh=12（mm ）（比輪轂寬度小些）（2）:校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表 二=100 二二宀，取中間值，=110MPa 12=28 （ mm） ， 12= L-b=28-12=16mm.k=0.5h=0.5 X8=4mm 。平鍵的截面b Xh=12 X8mm 見表4-1,取L=40mm （比輪轂寬度小些）；按X8mm 見表 4-1,取 L=286-2查得許用擠壓用力 。鍵的工作長度l1=L-b=40- 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 由式機(jī)械設(shè)計(jì)（6-1 ）式2T X1033 °p = kid 仝%可得：cp1 = 2 X 55.28 X 1 = 17.275MPaPi4X 40 X 402 X 55.28 X 103 （rp2 = 2