二級(jí)齒輪減速器的設(shè)計(jì)

1、 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目： 二級(jí)齒輪減速器的設(shè)計(jì) 專 業(yè)：工業(yè)工程 班級(jí)：2011-2班設(shè) 計(jì) 人： 豆春蕾 指導(dǎo)老師： 石永奎 山東科技大學(xué)2015年 01月10 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)院：礦業(yè)與安全工程專業(yè)：工業(yè)工程班級(jí)：2011-2姓名：豆春蕾一、課程設(shè)計(jì)題目：二、課程設(shè)計(jì)主要參考資料：（1）、 精密機(jī)械設(shè)計(jì) （2）、 基礎(chǔ)工業(yè)工程 三、課程設(shè)計(jì)主要要解決的問(wèn)題：（1）、 帶式運(yùn)輸機(jī)變速器經(jīng)常燒毀的問(wèn)題 （2）、 帶式運(yùn)輸機(jī)經(jīng)常跑偏的問(wèn)題 四、課程設(shè)計(jì)相關(guān)附件：（1）、 （2）、 五、任務(wù)發(fā)出日期：1月5日 完成日期：1月23日 指導(dǎo)老師簽字： 系主任簽字： 指導(dǎo)教師對(duì)課程設(shè)計(jì)的評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)教師

2、簽字： 年 月 日目錄1. 設(shè)計(jì)目的52. 傳動(dòng)方案分析63. 原動(dòng)件的選擇和傳動(dòng)比的分配 74. 各軸動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 95. 傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算（齒輪）10 6 軸的設(shè)計(jì) 21 7滾動(dòng)軸承的計(jì)算 29 8連接的選擇和計(jì)算 309潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌及密封裝置的選擇31 10.設(shè)計(jì)小結(jié)3211.參考文獻(xiàn) 33 1. 設(shè)計(jì)目的隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，運(yùn)輸機(jī)在經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中扮演著越來(lái)越重要的角色。其中，帶式運(yùn)輸機(jī)在實(shí)際生活中是最常見(jiàn)的一種運(yùn)輸機(jī)，它主要是由運(yùn)輸帶、電動(dòng)機(jī)、變速器和支架組成。但是，帶式運(yùn)輸機(jī)在使用過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，比如運(yùn)輸帶跑偏、電動(dòng)機(jī)燒毀等。其中，有很多問(wèn)題是由變速箱引起的?；诖?/p>

3、，我設(shè)計(jì)了一個(gè)新型的減速箱，以改善帶式運(yùn)輸機(jī)的使用狀況。設(shè)計(jì)一個(gè)用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的動(dòng)力及傳動(dòng)裝置。運(yùn)輸機(jī)三班制連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)。工作時(shí)載荷平穩(wěn)，小批量生產(chǎn)。已知數(shù)據(jù)：傳輸帶的圓周力F/N:900。二級(jí)齒輪減速器原理圖見(jiàn)圖1.1。 圖1.12.傳動(dòng)方案分析傳送帶帶速v/(m/s): 2.5 滾筒直徑D/mm: 300 使用期限/年：10 帶速允許公差：5% 1.電機(jī) 2.聯(lián)軸器 3.齒輪減速器 4.聯(lián)軸器 5.運(yùn)輸帶合理的傳動(dòng)方案，首先應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，其次應(yīng)滿足工作可靠，轉(zhuǎn)動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，工藝性好，使用和維護(hù)方便等要求。任何一個(gè)方案，要滿足上述所有要求是十分困難的，要

4、多方面來(lái)擬定和評(píng)比各種傳動(dòng)方案，統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要和最基本的要求，然后加以確認(rèn)。本傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比不大，采用二級(jí)傳動(dòng)。帶式運(yùn)輸機(jī)是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器2將力傳入減速器3，再經(jīng)聯(lián)軸器4將動(dòng)力傳輸至轉(zhuǎn)筒5。軸端連接選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。見(jiàn)圖1.2。圖1.23.原動(dòng)件的選擇和傳動(dòng)比的分配1.原動(dòng)件的選擇根據(jù)帶式運(yùn)輸機(jī)工作機(jī)的類型，可取工作機(jī)效率w=0.96。設(shè)計(jì)任務(wù)要求減速器的輸入功率為: Pw=Fv/1000w=(900×2.5)/(1000×0.96)=2.34kw。而傳動(dòng)裝置的效率：=12×23×32=0.992×0.993×

5、;0.972=0.895 式中：1-聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 2-滾動(dòng)軸承（一對(duì)）的效率 3-閉合齒輪傳動(dòng)效率，常見(jiàn)機(jī)械效率參見(jiàn)表3.1表3.1 傳動(dòng)類型表機(jī)械傳動(dòng)類型傳動(dòng)效率圓柱齒輪傳動(dòng)閉式傳動(dòng)開(kāi)式傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)閉式傳動(dòng)開(kāi)式傳動(dòng)平型帶傳動(dòng)V型帶傳動(dòng)滾動(dòng)軸承（一對(duì)）聯(lián)軸器電動(dòng)機(jī)所需功率為Pd= Pw/n=2.34/0.893=2.62kw 卷筒工作轉(zhuǎn)速：n=60×1000v/D=（60×1000×2.5）/(×300)=159.2r/min而兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比ia范圍為840。所有電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍：nd=n×ia=159.2×

6、（840）=1273.66368r/min。查精密機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)初步確定原動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y100L2-4，額定功率為p=3kw，滿載轉(zhuǎn)速為n0=1420r/min，額定轉(zhuǎn)矩為2.2N·mm，最大轉(zhuǎn)矩為2.3N·mm。2.傳動(dòng)比的分配由原始數(shù)據(jù)以及初步確定的原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可確定總傳動(dòng)比：I=no/n3=1420/159.2=8.92。對(duì)于二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器，當(dāng)二級(jí)齒輪的材質(zhì)相同，齒寬系數(shù)相等時(shí)，衛(wèi)視齒輪浸油深度大致相近，且低速機(jī)大齒輪直徑略大，高速級(jí)傳動(dòng)比i1=3.53。低速級(jí)傳動(dòng)比i2=i/ i1=8.92/3.53=2.524.各軸動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算1.各軸的轉(zhuǎn)速n=n0

7、=1420r/minn=n/i1=1420/3.53=402.27r/min n=n/i2=402.27/2.52=159.63r/min2.各軸的的輸入功率P0=3kwp= P0×(1×2)=3×(0.99×0.99) kw =2.94 kw p= p×(3×2)=2.94×(0.97×0.99) kw =2.82 kw p= p×(3×2×1 )=2.82×(0.97×0.99×0.99)=2.68 kw3.各軸的轉(zhuǎn)矩T0=9.55×610&

8、#215;p0/n0=9.55×610×3/1420=20.176 N·m T=9.55×610×p/n=9.55×610×2.94/1420=19.72 N·m T=9.55×610×p/n=9.55×610×2.82/402.27=66.947 N·m T=9.55×610×p/n=9.55×610×2.68/159.63=160.333 N·m計(jì)算結(jié)果如表4.1所示。表4.1 軸的參數(shù)表項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速軸1高速

9、軸2高速軸3轉(zhuǎn)速（r/min27159.63功率（kw）32.942.822.68轉(zhuǎn)矩（N·m）2.219.7266.947163.33傳動(dòng)比113.532.525. 傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算（齒輪）1.高速齒輪的計(jì)算對(duì)于高速齒輪，初步設(shè)計(jì)輸入功率、齒數(shù)比等參數(shù)如表5.1所示。表5.1 高速齒輪參數(shù)表輸入功率（kw）小齒輪轉(zhuǎn)速（r/min）齒數(shù)比小齒輪轉(zhuǎn)矩（N·m）載荷系數(shù)2.9414203.5319.721.32.選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1) 材料及熱處理；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2

10、40HBS，二者材料硬度差為40HBS。2) 精度等級(jí)選用7級(jí)精度；3) 試選小齒輪齒數(shù)z120，大齒輪齒數(shù)z220×3.53=70.6，取z2=71的；3.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過(guò)低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。按式（5.1）試算，即dt2.32×3KtTUdu+1uZep2 （5.1）(1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值，1) 試選Kt1.3 2) 選取尺寬系數(shù)d1 3) 查得材料的彈性影響系數(shù)ZE189.8Mpa 4) 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極Hlim1600MPa；大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限Hlim2550MPa；5) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)

11、N160n1jLh60×1420×1×（3×8×365×10）7500000000 N2N1/3.532100000000此式中j為轉(zhuǎn)一圈同一齒面的嚙合次數(shù)。Ln為齒輪的工作壽命，單位小時(shí) 6) 查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN10.90；KHN20.95 7) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，安全系數(shù)S1，得H10.90×600MPa540MPa H20.98×550MPa522.5Mpa試算小齒輪分度圓直徑d1t，見(jiàn)式5.2 與式5.3dt2.32×3KtTUdu+1uZep2 （5.2） dt=2.3

12、2×31.3×1975013.53+13.53189.8522.52=37.58mm 1） 計(jì)算圓周速度 v=d1tn160×1000=×37.58×142060×1000=2.794m/s 2） 計(jì)算齒寬b、模數(shù)m、齒高h(yuǎn)等參數(shù) b=1×37.58=37.58mm mt=d1tz1=37.5820=1.879 h=2.25mt=2.25×1.879=4.228mm bh=37.58÷4.228=8.894) 計(jì)算載荷系數(shù)K 已知載荷平穩(wěn)，所以取KA=1 根據(jù)v=2.794m/s,7級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)K

13、V=1.25；查得7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)KH=1.417 由b/h=8.89，KH=1.417 查得KF =1.33 直齒輪KH=KF=1。故載荷系數(shù)K=KAKVKHKH=1×1.25×1×1.417=1.7769 5) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，得d1=d1t×3kkt=37.58×31.77691.3=41.71mm 6）計(jì)算模數(shù)mm=d1z1=41.7120=2.094.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)m32KUd×（cos）2Z12×YfYsp （5.3）(1) 確定計(jì)算參數(shù)1) 由圖10-20c查得小齒輪

14、得彎曲疲勞強(qiáng)度極限F1=500Mpa；大齒輪得彎曲疲勞極限強(qiáng)度F2=380MPa 由10-18查得彎曲壽命系數(shù)KFN1=0.85 KFN2=0.88。計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1.4，可得F1=Kn1×F1S=0.85×5001.4=303.57MpaF2=Kn2×F2S=0.88×3801.4=238.86Mpa2)計(jì)算載荷系數(shù)K=KaKvKfKf=1×1.25×1×1.33=1.66 3） 查取應(yīng)力校正系數(shù)可得，Ysa1=1.55；Ysa2=1.77Yfa1=2.80；Yfa2=2.22。4） 計(jì)算大、小齒輪的

15、YfaYsap并加以比較Yfa1Ysa1p1=2.80×1.55303.57=0.014Yfa2Ysa2p2=2.22×1.77238.86=0.016（2）設(shè)計(jì)計(jì)算m32×1.6625×1.972×1041×4000.016=1.39 對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理，取m=2，Z1=d1m=41.712=21。 大齒輪齒數(shù) Z2=i×Z1=3.53×21=74.13 , 取Z2=75 。5.幾何尺寸計(jì)算 1） 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 d1=z1×m=21×2=42mm d2=z2×m=75

16、15;2=150mm 2）計(jì)算中心距 a=d1+d22=42+1502=96mm3）計(jì)算齒輪寬度 b1=47mm b2=42mm 備注齒寬一般是小齒輪的齒寬一般比大齒輪的齒寬多5-10mm，由此可得設(shè)計(jì)參數(shù)如表5.2所示。表5.2 齒輪參數(shù)表模數(shù)分度圓直徑（mm）齒寬（mm）齒數(shù)大齒輪2424721小齒輪21504275二齒輪因齒輪齒頂圓直徑小于160mm，故以都選用實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。6. 低速齒輪的計(jì)算對(duì)于低速齒輪，初步設(shè)計(jì)輸入功率、齒數(shù)比等參數(shù)如表5.3所示表5.3 低速齒輪參數(shù)表輸入功率（kw）小齒輪轉(zhuǎn)速（r/min）齒數(shù)比小齒輪轉(zhuǎn)矩（N·m）載荷系數(shù)2.82402.272.52

17、66.9471.37.選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1）材料及熱處理；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，二者材料硬度差為40HBS。2）精度等級(jí)選用7級(jí)精度；3）試選小齒輪齒數(shù)z120，大齒輪齒數(shù)z220×2.52=50.4，取51；8.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過(guò)低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算按式（1021）試算，即dt2.32×3KtTUdu+1uZep2 （5.4）(1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)試選Kt1.3 2)由表107選取尺寬系數(shù)d1 3)由表106查得材料的彈性影響系數(shù)ZE

18、189.8Mpa 4)由圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1600MPa大齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限Hlim2550MPa； 5)由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160n1jLh60×402.27×1×（3×8×365×10）2.114×109N2N1/2.528.39×108 此式中j為每轉(zhuǎn)一圈同一齒面的嚙合次數(shù)。Ln為齒輪的工作壽命，單位小時(shí)6) 由圖1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN10.90；KHN20.95 7) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，安全系數(shù)S1，得 H10.90

19、5;600MPa540Mpa H20.95×550MPa522.5Mpa(2) 計(jì)算1)試算小齒輪分度圓直徑d1td1t=2.32×3KtTUdu+1uZep2 d1t=2.32×31.3×66.95×10312.52+12.52189.8522.52=58.51mm2）計(jì)算圓周速度 v=d1tn160×1000=×58.51×402.2760×1000=1.23m/s3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)m b=1×58.5105mm=58.5105mm mt=2.9255 h=2.25mt=2.25×

20、;2.9255mm=6.5824mm b/h=58.5105/6.5824 =8.8889 4)計(jì)算載荷系數(shù)K 已知載荷平穩(wěn)，所以取KA=1 根據(jù)v=1.2324 m/s,7級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.14；7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)KH=1.426 。由b/h=8.8889，KH=1.426，查得KF =1.33 直齒輪KH=KF=1。故載荷系數(shù)K=KAKVKHKH=1×1.14×1×1.426=1.62564 。5) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，得d1=d1t3K/Kt=58.51×31.63/1.3=63.03mm 計(jì)算模數(shù)m，

21、可得m=d1z1=63.0320=3.159.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由精密機(jī)械設(shè)計(jì)參考書(shū)得： m32KT1UdZ1YfaYsaf (1)確定計(jì)算參數(shù)查得小齒輪得彎曲疲勞強(qiáng)度極限F1=500Mpa；大齒輪得彎曲疲勞極限強(qiáng)度F2=380MPa 由10-18查得彎曲壽命系數(shù)KFN1=0.85 KFN2=0.88 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S=1.4 見(jiàn)表10-12得F1=Kn1×F1S=0.85×5001.4=303.57MpaF2=Kn2×F2S=0.88×3801.4=238.86Mpa1 ) 計(jì)算載荷系數(shù)K= 1×1.14×1

22、15;1.33=1.5162 2）查取應(yīng)力校正系數(shù)查得YFa1=2.80; YFa2=2.28 查得Ysa1=1.55；Ysa2=1.733) 計(jì)算大、小齒輪的YfaYsaf并加以比較 Yfa1Ysa1f1=2.80×1.55303.57=0.14Yfa2Ysa2f2=2.28×1.73238.86=0.16所以，大齒輪的數(shù)值比較大。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算m32KT1UdZ1YfaYsaf=32×1.52×6.69×104400×010165=2.03對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理取m=2.5 ，（根據(jù)優(yōu)先使用第一序列，此處選用第一序列）小齒輪齒數(shù) Z1=d

23、1/m=63.0316/2.525.212626 大齒輪齒數(shù) Z2=i× Z1=2.52×26=65.526610.幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算齒輪寬度d1=z1m=26×2.5=65mm ， d2=z2m=66×2.5=165mm 2)計(jì)算中心距a=(d1+d2)/2=(65+165)/2=115 3)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑b=d×d1 b=65mm B1=70mm；B2=65mm備注齒寬一般是小齒輪得比大齒輪得多5-10mm 由此設(shè)計(jì)有表5.4所示。表5.4 齒輪參數(shù)表模數(shù)分度圓直徑（mm）齒寬（mm）齒數(shù)大齒輪2.5657026小齒輪2.51

24、65656611.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪因齒輪齒頂圓直徑又小于150m，故以選用實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。大齒輪齒頂圓直徑大于150mm，所以選用式結(jié)構(gòu)的齒輪。所有齒輪設(shè)計(jì)如表5.5所示表5.5 大、小齒輪基本參數(shù)表模數(shù)分度圓直徑（mm）齒寬（mm）齒數(shù)高速小齒輪2424721高速大齒輪21504275低速小齒輪2.5657026低速大齒輪2.516565666 軸的設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中由于要減輕設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)，在計(jì)算上只校核一根低速軸的強(qiáng)度1.低速軸3的設(shè)計(jì)根據(jù)精密機(jī)械設(shè)計(jì)參考書(shū)，對(duì)低速軸的參數(shù)初步設(shè)計(jì)如6.1所示表6.1 低速軸的基本參數(shù)表功率（kw）轉(zhuǎn)矩（N·m）轉(zhuǎn)速（r/min）分度圓直徑（mm）壓力角

25、2.38163.33159.63165202.求作用在齒輪上的力Ft=2T3d2=2×1.63×105165=1979.76 NFr=Ft×tan=1979.76×tan20=720.57 N初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45號(hào)鋼。選取A0=112。于是有dmin=A0×3pn=112×32.68159.63=28.69mm此軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑d1-2為了使所選的軸的直徑d1-2與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，固需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。3.聯(lián)軸器的型號(hào)的選取 取Ka=1.5則；Tca=Ka×T3=1.5&

26、#215;163.33=244.995N·m 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5843-2003，選用GY5 型凸緣式聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為400 N·m。半聯(lián)軸器的孔徑d1=30mm .固取d1-2=30mm。半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=82mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=82mm。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)擬定軸上零件的裝配方案，如圖6.1所示圖6.1 零件的裝配圖(3) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求1-2軸段右端要求制出一軸肩；固取2-3段的直徑d2-3=37mm;左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直

27、徑D=40。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1= 82mm ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，固取1-2斷的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取L1-2=80mm 2) 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)d2-3=37mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游細(xì)組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承6008，其尺寸為d×D×B=40mm×68mm×15mm,故d3-4=d7-9=40mm，L7-9=15mm。 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。定位軸肩高度h=4mm，因此取d6-7=48mm。3) 取安

28、裝齒輪處的軸段4-5的直徑d4-5=45mm，齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位，已知齒輪的輪轂的寬度為65，為了使套筒能可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，固取L4-5=62mm,齒輪的右端采用軸肩定位軸肩高度?。ㄝS直徑的0.070.1倍）這里取軸肩高度h=4mm.所以d5-6=53mm.軸的寬度取b1.4h,取軸的寬度為L(zhǎng)5-6=6mm.4) 軸承端蓋的總寬度為15mm（由減速器和軸承端蓋的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋外端面與聯(lián)軸器的,距離為25mm。固取L2-3=40mm。取齒輪與箱體的內(nèi)壁的距離為a=12mm，小齒輪與大齒輪的間距為c=15mm

29、，考慮到箱體的制造誤差，在確定軸承的位置時(shí)，應(yīng)與箱體的內(nèi)壁,有一段距離s,取s=8mm,已知滾動(dòng)軸承的寬度T=15m嗎，小齒輪的輪轂長(zhǎng)L=47mm，則L3-4 =T+s+a+(65-62)=38mm L6-7=L+c+a+s-L5-6=47+15+12+8-6=76mm 軸承采取脂潤(rùn)滑，考慮封油盤(pán)的長(zhǎng)度，L7-8=10mm，d7-8=43mm 至此已初步確定軸得長(zhǎng)度。5） 軸上零件得周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按d4-5=45mm ，由參考文獻(xiàn)1表6-1查得平鍵的截面 b×h=14×9 (mm)， L=50mm 同理按 d1-2=30mm. b

30、15;h=10×8 ,L=70。同時(shí)為了保證齒輪與軸配合得有良好得對(duì)中性，固選擇齒輪輪轂與軸得配合選H7/n6。半聯(lián)軸器與軸得配合選H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸得周向定位，是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。6） 確定軸的的倒角和圓角參考參考文獻(xiàn)2表15-2，取軸端倒角為1.2×45°。見(jiàn)圖6.2圖6.2 二級(jí)直齒減速器示意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。在確定軸的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查出a值參照參考文獻(xiàn)1圖15-23。對(duì)于6008，由于它的對(duì)中性好所以它的支點(diǎn)在軸承的正中位置。因此作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距為182mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)

31、圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖Ft=758.1979 Fr =720.573NFnh1=1327.091NFnh2=652.667 Mh=652.667×122×10-3=79.62337N·mFnv1=483.023N Fnv2=237.55NMv=483.023×60×10-3=228.98138N·mM總=Mh2×Mv2=79.622×28.982=84.734 Nm對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表6.1表6.1 軸的參數(shù)表載荷水平面 H垂直面V支反力F（N）Fnh1=1327.091Fnh2=652.667Fnv1=48

32、3.023Fnv2=237.55彎矩（N·m）MH=79.62337MV=228.98138總彎矩（N·m）M總=84.734扭矩（N·m）T3=163.3336.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)通常只校核承受最大彎矩核最大扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度）根據(jù)式5.4及表6.1中的取值，且0.6（式中的彎曲應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)取0.3；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)取0.6）7.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。選擇深溝球軸承6005號(hào)軸承8.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 擬定軸上零件的裝配方案，見(jiàn)圖

33、6.3圖6.3 高速軸的裝配方案圖（2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度由低速軸的設(shè)計(jì)知，軸的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)=15+76+6+62+38=197mm，由于軸承選定所以軸的最小直徑為25mm，直徑d1-2= d5-6=25mm。軸承采用軸肩定位由參考文獻(xiàn)2查得 6005號(hào)軸承的軸肩高度為2.5mm，所以d2-3=d4-5=30mm 。兩齒輪的中間采用軸肩定位軸肩高度取（軸直徑的0.070.1倍）這里取軸肩高度h=3mm.所以d3-4=36mm。根據(jù)低速軸齒輪位置和齒輪寬度，確定中間軸齒輪位置和軸長(zhǎng)。L1-2=35.5mm；L2-3=67mm，L3-4=17.5mm，L4-5=39mm, L

34、5-6=38mm（3） 軸上零件的周向定位齒輪軸的周向定位都采用平鍵聯(lián)接。按d4-5=30mm 由參考文獻(xiàn)1 表4-1查得平鍵的截面 b×h=10×8(mm),l2-3=50mm，l4-5=32mm 同時(shí)為了保證齒輪與軸配合得有良好得對(duì)中性，固選擇齒輪輪轂與軸得配合選H7/n6。滾動(dòng)軸承與軸得周向定位，是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。（4） 確定軸的的倒角和圓角參考參考文獻(xiàn)表15-2，取軸端倒角為1×45°。9.高速軸 1 的設(shè)計(jì)根據(jù)精密機(jī)械設(shè)計(jì)參考書(shū)，高速軸的參數(shù)初步設(shè)計(jì)如表6.2。表6.2 高速軸的參數(shù)表功率（kw）轉(zhuǎn)矩（N·

35、;m）轉(zhuǎn)速（r/min）分度圓直徑（mm）壓力角2.9419.721420422010.求作用在齒輪上的力Ft=2T1d2=2×1.972×10442=939.05 NFr=Ft×tan=939.05×tan20=341.79 N初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45號(hào)鋼。根據(jù)參考文獻(xiàn)1表15-3選取A0=112。于是有dmin=A0×3pn=112×32.941420=14.275 mm, 取Ka=1.5則；Tca=Ka×T3=1.5×19.72=29.58N·m 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱

36、轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB5843-2003，選用GY2 型凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為63N·m。半聯(lián)軸器的孔徑d1=16mm .固取d7-8=16mm11.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案，如圖6.4所示。圖6.4低速軸裝配方案圖（2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求7-8軸段右端要求制出一軸肩；固取6-7段的直徑d6-7=22mm;左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=25。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)L1= 42mm ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，固取7-8斷的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取L7-8=40mm

37、 1） 初步選擇滾動(dòng)軸承。選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) d6-7=22mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游細(xì)組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承6005，其尺寸為d×D×B=25m×47mm×12mm,故d5-6=d1-2=25mm右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。定位軸肩高度h=2.5mm，因此取d2-3=30mm。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度取軸肩高度h=3mm.所以d3-4=36mm.軸的寬度取b1.4h,取軸的寬度為L(zhǎng)3-4=5mm.3) 齒輪分度圓過(guò)小，故做成齒輪軸。齒輪的輪轂的寬度為47，分度圓直徑為42mm，所有L4-5=47mm，

38、d4-5=46mm。軸承端蓋的總寬度為15mm。根據(jù)軸承的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋外端面與聯(lián)軸器的距離為27mm。固取L6-7=42mm 根據(jù)中間軸和箱壁位置可知L1-6=197mm，L1-2=25mm，L2-3=87.5mm，L5-6=32.5mm 至此已初步確定軸得長(zhǎng)度（3） 軸上零件得周向定位半聯(lián)軸器與軸得配合選H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸得周向定位，是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。（4）確定軸的的倒角和圓角，取軸端倒角為1.0×45°。7滾動(dòng)軸承的計(jì)算根據(jù)要求對(duì)所選的在低速軸3上的兩滾動(dòng)軸承進(jìn)行校核，在前面進(jìn)行軸的計(jì)算時(shí)所選軸3上的兩滾動(dòng)

39、軸承型號(hào)均為6008，其基本額定動(dòng)載荷NCr17000，基本額定靜載荷NCr118000?，F(xiàn)對(duì)它們進(jìn)行校核。由前面求得的兩個(gè)軸承所受的載荷分別為Fnh1=1327.091N Fnv1=483.023NFnh2=652.667N Fnv2=237.55N由上可知軸承1所受的載荷遠(yuǎn)大于軸承2，所以只需對(duì)軸承1進(jìn)行校核，如果軸承1滿足要求，軸承2必滿足要求。1） 求比值軸承所受徑向力 Fr=1327.092×483.022=141226 N所受的軸向力Nfa=0，它們的比值為0。根據(jù)參考文獻(xiàn)2,深溝球軸承的最小e值為0.22，故此時(shí)FaFre2） 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P，根據(jù)參考文獻(xiàn)1式（13-

40、8a），p=fp（Xfr+Yfa）。按照參考文獻(xiàn)1表13-5，X=1，Y=0,按照參考文獻(xiàn)2表13-6，2.10.1Pf，取1.1Pf。則p=1553.4688連接的選擇和計(jì)算1.對(duì)連接齒輪4與軸3的鍵的計(jì)算（1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸一般8以上的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于齒輪不在軸端，故可選用圓頭普通平鍵（A型）。根據(jù)d=45mm從參考文獻(xiàn)1表6-1中查得鍵的截面尺寸為：寬度b=14mm，高度h=9mm。由輪轂寬度并參照鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)L=50mm。（2） 校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由文獻(xiàn)1表6-2查許用擠壓應(yīng)力=100120Mpa，取平均值，110Mpa。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=50mm-14mm=36mm。，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×9=4.5mm。根據(jù)文獻(xiàn)2可得p=2T×103kld=2×1.63×1054.5×36×45=44.81Mpap<p=110Mpa所以所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。鍵的標(biāo)記為：鍵14×