帶式輸送裝置二級(jí)同軸式斜齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 3二、傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明 4三、電動(dòng)機(jī)的選擇 5四、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 7五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 8六、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 91. V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 92. 低速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 123. 高速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)計(jì)算 164. 齒輪的參數(shù)匯總 18七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 191. 高速軸的設(shè)計(jì) 192. 中速軸的設(shè)計(jì) 243. 低速軸的設(shè)計(jì) 28八、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 33九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 38十、聯(lián)軸器的選擇39十一、減速器附件的選擇和箱體的設(shè)計(jì) 40十二、設(shè)計(jì)小結(jié) 41十三、參考文獻(xiàn) 42十四、附錄（零件及裝配圖） 43計(jì) 算 及 說(shuō)明帶式

2、輸送機(jī)傳動(dòng)方案二1. 總體布置簡(jiǎn)圖2.工作條件與技術(shù)要求:輸送帶允許誤差為土 4%運(yùn)輸機(jī)效率w 0.96 ;工作情況：兩班制，連 續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)；工作年限：15年；工作環(huán)境：室，清潔；電力：三 相交流，電壓380V;檢修間隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次 小修；制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。3. 原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸機(jī)卷筒扭矩（N?m運(yùn)輸帶速度（m/s）卷筒直徑（mm帶速允許偏差（%使用年限（年）工作制度（班/日）13000.6536041524. 設(shè)計(jì)容（1）電動(dòng)機(jī)的選擇與參數(shù)計(jì)算計(jì) 算 及 說(shuō)明（2）斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算（3）軸的設(shè)計(jì)（4）滾動(dòng)軸承的選擇（5）鍵和聯(lián)

3、軸器的選擇與校核（6）裝配圖、零件圖的繪制（7）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫5. 設(shè)計(jì)任務(wù)（1）減速器總裝配圖1（0號(hào)或1號(hào)圖紙）（2）齒輪、軸零件圖各一（2號(hào)或3號(hào)圖紙）（3）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份二、傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明如任務(wù)書(shū)上布置簡(jiǎn)圖所示，傳動(dòng)方案采用V帶加同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速箱,采用V帶可起到過(guò)載保護(hù)作用，同軸式可使減速器橫向尺寸較小。60 1000 v 60 1000 0.65nw34.501r / minD3.14 360計(jì) 算 及 說(shuō)明三、電動(dòng)機(jī)的選擇1. 電動(dòng)機(jī)類型選擇按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y (IP44)系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。2. 電動(dòng)機(jī)容量(1) 滾

4、筒軸的輸出功率Pw2T 2 1300v 0.65Pwv D 0.3604.694kW1000 1000 1000(2) 電動(dòng)機(jī)的輸出功率PdPdPw傳動(dòng)裝置的總效率1 ； f 45式中，1、2、4、5為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸之間的各傳動(dòng)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2-2查得：V帶傳動(dòng)1 0.955 ；滾動(dòng)軸承2 0.9875;圓柱齒輪傳動(dòng)3 0.97 ;彈性聯(lián)軸器40.9925 ;卷筒軸滑動(dòng)軸承50.955，則0.955 0.987530.9720.9925 0.9550.820故Pw4.694 5.724kW0.820(3) 電動(dòng)機(jī)額定功率Ped由表16-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率Ped 7.

5、5kW。3. 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 V帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比圍 “'24，兩級(jí)同計(jì) 算 及 說(shuō)明軸式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比圍i2' 860，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選圍為nd' nw i1' i2'5528280r/min可見(jiàn)同步轉(zhuǎn)速為 750r/min、1000r/min、1500r/min 和 3000r/min 的電動(dòng)機(jī)均符合。這里初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min和1500r/min的兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn) 行比較，如下表:萬(wàn)案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率(kW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/mi n )電動(dòng)機(jī)質(zhì)量(kg)同步、卄 +、， 滿載1Y132M-47.515001440812Y

6、160M-67.51000970119方案1的電動(dòng)機(jī)質(zhì)量較小，且價(jià)格低。因此，可采用方案1,選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M-4計(jì) 算 及 說(shuō)明四、計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比1. 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比nm 1440nw34.50141.7372. 分配各級(jí)傳動(dòng)比取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i13，則兩級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為i2 i3i41.737i1313.912而兩級(jí)圓柱齒輪減速器部?jī)山M齒輪傳動(dòng)為同級(jí)傳動(dòng)，故i2 i3 i2 i33.730所得i2和 i 3符合一般圓柱齒輪傳動(dòng)和兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比的常用圍。計(jì) 算 及 說(shuō)明五、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1440r / min

7、電動(dòng)機(jī)軸為0軸，減速器高速軸為I軸，中速軸為U軸，低速軸為川軸, 各軸轉(zhuǎn)速為1440480r /min3no nmn。n11480128.690r/min3.730nin匸128-69034.502r/min3.73012n皿i32. 各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)額定功率Ped計(jì)算各軸輸入功率，即p。Ped7.5kWPiP0 17.5 0.9557.163kW巳P1 237.16250.98750.976.861 kWPrnP2 23 6.86080.98750.976.572kW3. 各軸轉(zhuǎn)矩T°9550 P°95507 549.74Nmn01440R7.163Ti9550955

8、0142.5Nmn480Pn6.861Tn95509550509.135 N m128.690Pm6.572T皿955095501819.045N mn m34.502-電動(dòng)機(jī)軸高速軸I中速軸n低速軸m轉(zhuǎn)速（r/mi n ）1440480128.69034.502功率（kW7.56.8616.572轉(zhuǎn)矩（N M49.74142.5509.1819.六、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算1. V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 確定計(jì)算功率由于是帶式輸送機(jī)，功率為v =7.5kW,每天工作兩班，查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-7得，工作情況系數(shù)KA 1.2Pea KaR 1.2 7.5 9kW(2) 選擇V帶的帶型查機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-11選用A

9、型(3) 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1。由表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1 118mm 驗(yàn)算帶速v。dd1 n0v 60 1000118 144060 10008.892m/ s因?yàn)閹賤在5 30m/s之間，故帶速合適 計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2dd2 i1dd1 3 118354 mm根據(jù)表8-8，圓整為dd2 355mm(4) 確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 初定中心距a0。由 0.7(dd1 dd2) a。2(dd1 dd2)可得331.1 a0946，可取 a0=500mm計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 0 2a°(d d1dd2)(

10、d d2dd1)224a°(3552118)2 500(118355)245002513.305mm由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 2500mm計(jì)算實(shí)際中心距a和變動(dòng)圍aaoLdLd05002500 2513.305493.348mmamin a 0.015Ld 由公式 amax a 0.03Ld可得中心距變化圍為 455.848568.348mm(5) 驗(yàn)算小帶輪上的包角157 31 180 (dd2 ddJ .a57.3180(355 118) 153.47490493.348(6) 確定帶的根數(shù) 計(jì)算單根V帶的額定功率由 dd1 118mm 和 n0 1440r/min ,查表

11、8-4a 得 P0 1.61kW 根據(jù)n01440r / min , i=3 和 A型帶，查表 8-4b 得 P00.17kW查表8-5，得K 93，查表8-2得Kl1.03,于是 Pr (F0P。)K Kl 1.705kW 計(jì)算V帶的根數(shù)z。Pr1.7055.279取6根。(7) 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值(Fo)min由表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=O.1kg/m，所以(2.5 K )PCa2(Fo)min500 qvK zv(2.5 0.93) 921K15000.1 8.8922N0.93 6 8.892150.296N對(duì)于新安裝的V帶，初拉力應(yīng)為 仆化人山225.445N(8)

12、 計(jì)算壓軸力FpFp 2zF°s in-153.4742 6 225.445 sin2633.181N22低速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩 Ti Tn 509.135N m，小齒輪轉(zhuǎn)速 ni nn 128.690r/min , 傳動(dòng)比 i1 i33.730。(1) 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 選用斜齒圓柱齒輪 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選 8級(jí)精度(GB10095-88 從機(jī)械設(shè)計(jì)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240HBS二者硬度差為40HBS 選小齒輪齒數(shù)Z124 :大齒輪齒數(shù)z2i 乙 3.730

13、 24 89.52取Z290。齒數(shù)比為u90203.917 初選取螺旋角14(2) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式(10-21 )試算，即d1t3 2K6 u 1/ZhZe、2 確定公式各計(jì)算數(shù)值a) 試選載荷系數(shù)Kt 1.6b) 由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Zh2.433c) 由圖 10-26 查得 10.7882 0.865，120.7880.8651.653d) 小齒輪傳遞的傳矩T1509.135N me）由表10-7選取齒寬系數(shù) d 1f）由表10-6查得材料彈性影響系數(shù)Ze 189.8, MPag）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限H lim1600MPa ;大齒輪的接觸疲

14、勞強(qiáng)度極限H lim 2 550MPah) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N160 n1 j Lh60 480 1 (2 8 365 15)2.523 109N2N1i12.523 1093.7306.764 108i)由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)K HN 1°.94 , K HN 204j）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（10-12）得k)hK HN 1H lim10.94600S1K HN 2H lim21.04550S1也應(yīng)力H1H 2564572MPa 564MPa;22MPa 572MPaH2H】1568MPa 計(jì)算a）試算小齒輪分度圓直徑d1t，由計(jì)

15、算公式得d1t322 1.6 509.135 1033.917 12.433 189.8mm1 1.663.91756893.514mmb）計(jì)算圓周速度dit niv 60 1000h）計(jì)算模數(shù)mnd1 cosZ194.473 cos1424mm3.819mm0.630m s93.514 128-690m s60 1000c) 齒寬b、模數(shù)mnt、齒高h(yuǎn)、b d d1t 1.0 93.514mm93.514mmdit cos 93.514 cos14mnt mm 3.781mmz124h 2.25mnt2.25 3.781mm 8.507mmb/h 93.514/8.50710.993d) 計(jì)

16、算縱向重合度0.318 d 乙 tan 0.318 1 24 tan14 1.903e）計(jì)算載荷系數(shù)K由表10-2查得使用系數(shù)KA 1，根據(jù)v=0.630m/s、7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv 1.03 ；由表10-4查得Kh的值與直齒輪的相同，故Kh 1.321，因 KAFt /b 1 509.135/(93.514/2)/93.514116.442N / mm 100N / mm表10-3查得Kh Kf 1.2 ;圖10-13查得Kf1.28故載荷系數(shù):f) KKA Kv KhKh1 1.03 1.2 1.3211.633g) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式(10-1

17、0a)得R11.633d1 d1t3 93.514 3 mm 94.473mmKt- 1.6(3) 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式(10-17)2KY COS2YFaYSamn 3；2V d Z1f 確定計(jì)算參數(shù)a)計(jì)算載荷系數(shù)K Ka Kv KfKf 1 1.03 1.2 1.281.582b)根據(jù)縱向重合度1.903，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Y 0.88c)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Zv1Z3cos2426.272d)Z2Zv23COS查取齒形系數(shù)cos314909098.521cos 14由表 10-5 查得YFa12.60,YFa22.18e)查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查得 YSa11.595

18、,YSa2 1.79f)查取彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖10-20c查得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fe2 380MPa由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn1 0.84,Kfn2 0.88取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則KfN1 FE1f1 sK FN 2 FE2f2S0.84 500300 MPa1.40.88 380238.857MPa1.4g）計(jì)算大、小齒輪的育a，并加以比較YFa1 Ysa1F】12.60 1.5953000.01382YFa2 YSa2F 22.18 1.79238.8570.01634大齒輪的數(shù)值大設(shè)計(jì)計(jì)算（按大齒輪）mn33

19、 22 1.582 509.135 103 0.88 cos141 242 1.6530.01634mm2.840mm對(duì)比計(jì)算的結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，由于齒輪模數(shù)mn的大小主要取決于彎曲強(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，僅與齒輪直徑（即 模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)。故可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.840mm并就近整園為標(biāo)準(zhǔn)值mn 3mm。為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的 分度圓直徑d194.473mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由Z1d1 cosmn94.473 cos14330.556取乙 31，則 z2

20、u乙 3.917 31 121.427取Z2 1220實(shí)際傳動(dòng)比為122/31=3.935,與原分配傳動(dòng)比基本一致(4)幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距乙 Z2 mn2 cos311223mm 236.526mm2 cos14將中心距圓整為236mm 按圓整后的中心距修正螺旋角arccos _乙 mn2aarccos(31 122) 313 28422 236 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑dd2乙mncosZ2 mcos31 3mm cos13 28 42122 3 mm cos13 28 4295.634mm376.366mm 計(jì)算齒輪寬度b d d11 95.634mm95.634mm圓整后取 B11

21、00mm, B2 95mm3.高速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)計(jì)算高速級(jí)斜齒輪設(shè)計(jì)過(guò)程與低速級(jí)些齒輪一樣，計(jì)算得到齒寬 B170mm, B2 65mm?？紤]到同軸式二級(jí)齒輪減速器，因此兩對(duì)齒輪的其他參數(shù)取成完全一樣，這樣保證了中心距完全相等的要求，且根據(jù)低速級(jí)傳動(dòng)計(jì) 算得出的齒輪接觸疲勞強(qiáng)度以及彎曲疲勞強(qiáng)度一定能滿足高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的 要求。為了使中間軸上大小齒輪的軸向力能夠相互抵消一部分，故高速級(jí)小齒輪采用左旋， 大齒輪米用右旋，低速級(jí)小齒輪右旋大齒輪左旋。4.齒輪的參數(shù)匯總咼速級(jí)低速級(jí)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪傳動(dòng)比3.935模數(shù)(mm)3螺旋角13° 28' 42中心距(mm)236齒數(shù)3

22、112231122齒寬(mm)706510095直徑(mm)分度圓95.63376.3795.63376.37齒根圓88.13368.8788.13368.87齒頂圓101.75382.37101.75382.37旋向左旋右旋右旋左旋七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.高速軸的設(shè)計(jì)(1) 高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速(r/min )高速軸功率(kw)轉(zhuǎn)矩T ( N m)4807.142.5(2) 作用在軸上的力已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為d =95.63 mm，貝q2T 2 142.5Ft 3 2908.236 Nd 95.63 10 3Fr 斤怕n n 2908.236 tan201088.490Ncos

23、cos13 2842Fa Ft tan 2908.236 tan13 28 42697.043NFp 2633.181N(3) 初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理根據(jù)表15-3，取A。112,于是得P(7 163dmin A03112 327.574mmV n 4801)擬訂軸上零件的裝配方案(如圖)2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足 v帶輪的軸向定位，i - n軸段右端需制出一軸肩，取n(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)In川IVV W-川段的直徑dn -m=32mm。V帶輪與軸配合的長(zhǎng)度 L1=96mm，為了保證軸端檔圈只壓在 v

24、帶輪上而不壓在軸的端面上，故i -n段的長(zhǎng)度應(yīng)比Li略短一些，現(xiàn)取Li - n =90mm初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) dn-m =32mm由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30307,其尺寸為dx DxT=35mmx 80mm< 22.75mm 故 dm-iv =dw-扯=35mm 而 Lm-iv=B+2仁21+21=42mmLv-可=10mm右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得30307軸承的定位軸肩高 度h=4.5mn,因此，套筒左端高度為 4.5mn, dv-可=44

25、mm 取安裝齒輪的軸段W - V的直徑dw v=40mm取 Lw v=103mn齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。 軸承端蓋的總寬度為36mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸 承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與 V帶輪右端面間的距離 L=24mm故取Ln-m =60mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3）軸上零件的軸向定位V帶輪與軸的周向定位選用平鍵 10mM 8mM 63mm, V帶輪與軸的配合為H7/r6 ;齒輪與軸的周向定位選用平鍵 12mm< 8mm< 63mn,為了保證齒輪與軸配 合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6;滾動(dòng)軸承與軸的周向

26、定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6計(jì)及 說(shuō)明4)確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角1.2 45軸段編號(hào)長(zhǎng)度(mrj)直徑(mrj)配合說(shuō)明I - n9030與V帶輪鍵聯(lián)接配合n -川6032定位軸肩川-IV4235與滾動(dòng)軸承30307配合，套筒定位IV - V7840與小齒輪鍵聯(lián)接配合V - W1044定位軸環(huán)W - VD2335與滾動(dòng)軸承30307配合總長(zhǎng)度303mm(5) 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè) 中查取a值。對(duì)于30307型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得 a=18mm因此，軸的 支撐跨距為L(zhǎng)1=118mm

27、L 2+L3=74.5+67.5=142mm根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭 矩圖可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面 C處的MH、MV及M的值列 于下表。計(jì)及 說(shuō)明載荷水平面H垂直面V支反力FF nh1 1358 N ，F(xiàn)nh2 1550NF nv 14111N ，F(xiàn)nv2 2566NC截面彎矩MM HFNH 2 L3120900 N mmM VFNV2L3M a233302N mm總彎矩r22M maxM HM VJ12090022333022262767N mm扭矩T 139057N mm(6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)

28、據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取0.6 ,軸的計(jì)算應(yīng)力V'M 2( T)2ca_W(262767?0.6 13905723MPa 43MPa0.1 403已選定軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得70MPa。因此ca -1，故安全。計(jì)算及說(shuō)明95.63mm，根據(jù)式(10-14)，則Ft22 如還 10648.02N95.63 102.中速軸的設(shè)計(jì)(1)中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速(r/min)中速軸功率(kw)轉(zhuǎn)矩T( N m)128.6906.861509.(2)作用在軸上的力已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為 di 367.37mm,根據(jù)式(10-14)，則F 2T2 5

29、09.1352771.78Nt1Fr 13d367.37 10Ft tan ncostan 202771.78 1037.42Ncos13 28 42Fa1Ft tan2771.78tan 13 28 42664.34N已知低速級(jí)齒輪的分度圓直徑為d2Ft tan nF r2tan 20cos10648.023985.33Ncos13 28 42Fa2Ft tan10648.02 tan 13 28 422552.11N初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初步估算軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理根據(jù)表15-3，取A。112,于是得112d minA068639.31mm153.6（

30、4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 ）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖）IV2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度故選用單列圓 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) di-n =dv-燈=45mm由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30309,其尺寸為dx DXT=45mrH 100mM27.25mm 故 Li-n=Lv-可=27+20=47mm兩端滾動(dòng)軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得30309型軸承的定位軸肩高度h=4.5mm因此，左邊套筒左側(cè)和右邊套筒右側(cè)的高度為4.5mm 取安裝大齒輪出的軸段n - m的直徑dn-m =50mm齒

31、輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。為了使大齒輪軸向定位，取dm-v=55mm又由于考慮到與高、低速軸的配合,取 Lm- v=100mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3）軸上零件的軸向定位大小齒輪與軸的周向定位都選用平鍵 14mnX 9mnX 70mm為了保證齒輪與軸配 合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6;滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m64）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角1.2 45，各圓角半徑見(jiàn)圖計(jì)及 說(shuō)明軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mi）直徑（m）配合說(shuō)明I - n4945與滾動(dòng)軸承30309配合，套筒定位n -川73

32、50與大齒輪鍵聯(lián)接配合川-IV9055定位軸環(huán)IV - V9850與小齒輪鍵聯(lián)接配合V - W4545與滾動(dòng)軸承30309配合，套筒定位總長(zhǎng)度355mm（5）求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè) 中查取a值。對(duì)于30309型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得 a=21mm因此，軸的 支撐跨距為L(zhǎng)i=76mm L 2=192.5， L3=74.5mm根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭 矩圖可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面 C處的MH、MV及M的值列 于下表。載荷水平面H垂直面V支反F nh i 537 NFnv1 1776N

33、力FFnh2 7339NFnv2 3247NC截M HFNH 2 L 3M VFNV2L3M a2面彎667849N mm444347N mm矩M總彎i122M maxV M hM V矩J66784924443472802163N mm扭矩T 509134N mm（6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取 0.6 ,軸的計(jì)算應(yīng)力M ( T)2W0.1 5038021632°.6 5091342 MPa 68.67MPa已選定軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得-1 70MPa。因此ca-1，故安全。3.低速軸的設(shè)計(jì)低速

34、軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速(r /min )中速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T( N m)34.5026.5721819.作用在軸上的力已知低速級(jí)齒輪的分度圓直徑為d 367.37mm，根據(jù)式（10-14），則FtFr2T 2 1819.045 d 367.37 10 3 Ftta n ncos9903.07 NFa9903.07Ft tan9903.07tan20cos13 28 42tan13 28 423706.51N2373.56N初步確定軸的最小直徑先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 15-3，取 A。112，于是得dmin A0"； 11

35、2 3：云 64.44mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖）計(jì)及 說(shuō)明i nmivvw2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，切-w軸段左端需制出一軸肩，故取v -切段 的直徑dv-可=64mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 Li=107mm為了保證軸端檔 圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上， 故切-W段的長(zhǎng)度應(yīng)比Li略短一些， 現(xiàn)取 -w=105mm 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓 錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) dw-w =65mq由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo) 準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30314,其尺寸為dx

36、 DXT=70mrH 150mM 38mm 故 di-n =dv-v =70mm 而 Li-n =38mm Lv-v =38+20=58mm左端滾動(dòng)軸承采用軸環(huán)進(jìn)行軸向定位。由表15-7查得30314型軸承的定位高度h=6mm因此，取得dn-m =82mm右端軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位，同理可得 套筒右端高度為6mm 取安裝齒輪出的軸段m - V的直徑dm-v =75mm齒輪的右端與右端軸承之間采 用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為 95mm為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪， 此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取I m-v =93mm 軸承端蓋的總寬度為30m m（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸

37、承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與聯(lián)軸器左端面間的距離 L=30mm故取Lv-燈=60mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3) 軸上零件的軸向定位半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為18mm< 11mrK 80mm半聯(lián)軸器與軸的配 合為H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵為 20mm< 12mM 80mm為了保證齒輪 與軸配合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6。4) 確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角2.0 45，各圓角半徑見(jiàn)圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度(mm直徑(mrj)配合說(shuō)明I - n3870與滾動(dòng)軸承30314配合n -川1082軸環(huán)川-IV9375與大齒輪以

38、鍵聯(lián)接配合，套筒定 位IV - V5870與滾動(dòng)軸承30314配合V - W6068與端蓋配合，做聯(lián)軸器的軸向定位W - VD10564與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接配合總長(zhǎng)度364mmFrFa598. 5Ft(5)求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè) 中查取a值。對(duì)于30314型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得 a=31mm因此，軸的 支撐跨距為L(zhǎng)i L288.5 98.5 187mm總彎矩扭矩根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭 矩圖可以看出截面B是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面 B處的MH、MV及M的值列 于下表。載荷水平面H垂直面V支反Fnh1

39、 5216NFnv1 1953N力FFnh2 4687NFnv2 1754NB截M HF NH1 L1MVFNV2L2面彎461616N mm172769N mm矩MM max ' M H M V46161621727692492888N mmT 1819045N mm(6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度0.6，根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取軸的計(jì)算應(yīng)力M 2(T)2W4616162°6 18190452 MPa0.1 75328.09MPa因此已選定軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得-1 70MPaca -1，故安全八、滾動(dòng)軸承的

40、選擇及計(jì)算軸承預(yù)期壽命Lh' 15 365 8 2 8.76 104h1.高速軸的軸承選用30307型圓錐滾子軸承，查課程設(shè)計(jì)手冊(cè)得 1151 35 , Cr 71.2kNe 1.5ta n1.5 ta n11 51 350.315(1) 求兩軸承所受到的徑向載荷Fr1和Fr2由高速軸的校核過(guò)程中可知：Fnh1 1358 N，F(xiàn)nh2 1550 NFnv1 -4111N，F(xiàn)nv2 2566 N2222Fr1Fnh1Fnv1、1358( 4111).4329 NFr2 Fnh 22FnV22.15502256622998 N(2) 求兩軸承的計(jì)算軸向力Fa1和Fa2由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-7得

41、FdFr2YF d1F d21136N787N43292 0.4ctg11 51 3529982 0.4ctg11 51 35因?yàn)?Fae 697 N所以 Fae Fd2 1484 NFd1Fa1Fae Fd2 1484NFa2Fd2 787N(3)求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷R和P2(1)求兩軸承的計(jì)算軸向力Fai和Fa2由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-7得FdFr2YF diF d2537N2307N18662 0.4ctg12 571082052 0.4ctg12 5710因?yàn)?Fae Fa2 Fa1 25526641888N所以 Fae Fd2 4195 NFd1Fa1 Fae Fd2 4195NFa2 Fd2

42、 2307N(2)求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷R和巳Fa1Fr1419518662.248 eFa2Fr2230782050.2814195)由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-6，取載荷系數(shù)f p 1.1P fp0.4Fr1 YFa1 1.1 (0.4 18660.4ctg12 57 108846NF2 fpFr2 1.1 82059026N(4)驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)镽 P2，所以按軸承1的受力大小驗(yàn)算106 C60n P10106102 '360 128.690 9.0264.19 105hLh'故所選軸承滿足壽命要求。3低速軸的軸承208kN選用30314型圓錐滾子軸承，查課程設(shè)計(jì)手冊(cè)得 12 57 10

43、 ,e 1.5ta n1.5 tan 12 57 100.345(1)求兩軸承所受到的徑向載荷FM和Fr2由低速軸的校核過(guò)程中可知：F NH 15216N，F(xiàn)nh 24687NF NV11953N，F(xiàn)NV21754 N: 22/ 22F r1 FNH 1F NV1”521619535570 NFr2.Fnh2 0.4ctg12 57 10因?yàn)?Fae 2374NF 2NV246872217545004 N(2)求兩軸承的計(jì)算軸向力Fa1和Fa2由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-7得FdFr2YF d1F d21601N1438N55702 0.4ctg12 57 105004所以 Fae Fd1 3975NF

44、d2Fa1 Fd1 1601NFa2 Fae Fj1 3975N(3) 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷R和烏Fa2Fa11601Fr155700.287 eFr25974 0.794 e由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-6，取載荷系數(shù)f p 1.1R fpFri 1.1 5570 6127NP2fp 0.4Fr2 YFa21.1 (0.4 5004 0.4ctg12 57 10 3975)9806N(4) 驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)镽 P2，所以按軸承2的受力大小驗(yàn)算106 C60n F2106 10 208 360 34.502 9.8061.28 1 07hLh'故所選軸承滿足壽命要求。九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算2T 1

45、03 由機(jī)械設(shè)計(jì)式(6-1 )得 pkidPa鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，參照機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2，取 p 110MPa(1)V帶輪處的鍵取普通平鍵10X 8X 63鍵的工作長(zhǎng)度i L b 63 10 53mm鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k 0.5h0.54mm2T 1032 142.5 103pkid44.81MPa4 53 30 p 110MPa高速軸上小齒輪處的鍵取普通平鍵12X 8X 63鍵的工作長(zhǎng)度i L b 63 12 51mm(3)鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k 0.5h0.52T 1032 142.5 103pkid34.93MPa4 51 40 p 110MPa中速軸上大齒輪處的鍵4mm取普通平鍵14X 9X 63鍵的工作長(zhǎng)度i L b 6314 49mm鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k0.5h0.54.5mm2T 1032 509.135p103kid92.36MPa4.5 49 50 p 110MPa中速軸上小齒輪處的鍵取普通平鍵 14X 9X 70