二級(jí)直齒圓錐斜齒圓柱齒輪減速器

1、目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 設(shè)計(jì)任務(wù)書3 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 傳動(dòng)方案的擬訂及說明3電動(dòng)機(jī)的選擇3 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算7軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.16 HYPERLINK l bookmark515 o Current Document 滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算.38

2、 HYPERLINK l bookmark543 o Current Document 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算.42 HYPERLINK l bookmark565 o Current Document 聯(lián)軸器的選擇.43 HYPERLINK l bookmark572 o Current Document 減速器附件的選擇.44潤(rùn)滑與密封.44設(shè)計(jì)小結(jié).44參考資料目錄.45nw = 77應(yīng)/min以下傳動(dòng)方案:圖一-、設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的圓錐圓柱齒輪減速器，已知帶式運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的圓周力（牽引力）F=2100N，帶速v=1.3m/s， 卷筒直徑D=320mm，輸送機(jī)常溫下經(jīng)常

3、滿載，空載起動(dòng)，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。工作壽命10年（設(shè)每年工作300天），一班 制。二、傳動(dòng)方案的擬訂及說明計(jì)算驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速60 x 1000v 60 x1000 x1.3 =77.6r / min 兀 Dk x 320選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，因此傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為13。根據(jù)總傳動(dòng)比數(shù)值，可擬定三、選擇電動(dòng)機(jī)1）電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 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)。結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說明2）電動(dòng)機(jī)容量 （1）卷筒的輸出功率PSPs = 2.73 知八 Fv2100 x1.3Ps = 2.73

4、kw10001000（2）電動(dòng)機(jī)輸出功率Pd傳動(dòng)裝置的總效率式中門1、門2為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表2-4查得：V帶傳動(dòng)門1 =0.96；滾動(dòng)軸承門2 =0.988；圓柱齒輪傳動(dòng)門3 =0.97；圓錐齒輪傳動(dòng)門4 =0.96；彈性聯(lián)軸器門5 =0.99；卷筒軸滑動(dòng)軸承門6 =0.96；則門=0.96 x 0.988人 3 x 0.97 x 0.96 x 0.99 x 0.99 x 0.96 = 0.81P = % = 273 = 3.36kwd 門 0.81（3）電動(dòng)機(jī)額定功率Ped由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表20-1選取電動(dòng)機(jī)額定

5、功率Ped = 4.0知。3）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選圍，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表2-1查得V帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比圍1 = 24，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比圍2 = 36，圓錐齒輪傳動(dòng)比圍、=23，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選圍為：設(shè)計(jì)計(jì)算及說明n = %，戶 i 2. i 3 = 931.25587少/min方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（k w）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 （r/min）電動(dòng)機(jī)質(zhì) 量（kg）同步滿載1Y132M1-641000960732Y112M-441500144043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:傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比總傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)二級(jí)減速器12

6、.373.13.9918.564.644兩方案均可行，但方案1傳動(dòng)比較小，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，因此采用方案1,選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132M1-64）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形，安裝尺寸由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表20-1、表20-2查得主要數(shù)據(jù)，并記錄備用。四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比.n 960i = q = % 77.6牝 12.372）分配各級(jí)傳動(dòng)比因?yàn)槭菆A錐圓柱齒輪減速器，所以 = 0.25i = 3.1圓錐圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i _ 12.37i = 3.1=3.99門=0.81Pd = 3.36kw結(jié)果i = 12.373）各軸轉(zhuǎn)速（軸號(hào)見圖一）n1

7、= nm = 960r / minn 2 = n1 = 960r /minn = n2 = 960 = 310r /min3.1n = n =旦9 = 77.6r / mini 2 3.99n5 = n 4 = 77.6r /min4）各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)所需功率Pd計(jì)算各軸輸入功率，即P1 = Pd = 3.36kwP 2 = P1.% .門 5 = 3.36 x 0.99 x 0.988 = 3.29kwP3 = P 2 .門 4 = 3.29 x 0.96 = 3.16kwP 4 = P 3.%3 = 3.16 x 0.988 x 0.97 = 3.02kwP5 = P 4.% = 3.

8、02 x 0.988 = 2.98kw5)各軸轉(zhuǎn)矩T = 9550 P = 9550 x 336 = 33.43N mn1960T = 9550 P = 9550 x 329 = 32.73N mn2960T = 9550 P = 9550 x 316 = 97.35N mn3310T, = 9550 P = 9550 x 302 = 371.66N mn477.6T = 9550 P = 9550 x 298 = 366.74N mn577.6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(N*m)33.4

9、332.7397.35371.66366.74傳動(dòng)比113.13.991效率10.9780.960.9580.988設(shè)計(jì)計(jì)算及說明五、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算圓錐直齒輪設(shè)計(jì)已知輸入功率P 2 = 3.29kw，小齒輪轉(zhuǎn)速960r/min，齒數(shù)比u=3.1，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作 壽命10年（設(shè)每年工作300天），一班制，帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作有 輕震，不反轉(zhuǎn)。1、選定齒輪精度等級(jí)、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7級(jí)精度（GB10095-88）2）材料選擇由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-1選擇小齒輪材料為40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為結(jié)果n1 = 960r /min

10、n2 = 960r /min n3 = 310r /min n 4 = 77.6r /min n5 = 77.6r /minP = 3.36kwP 2 = 3.29kwP 3 = 3.16kwP 4 = 3.02kwP 5 = 2.98kwT1 = 33.43N mT2 = 32.73N mT 3 = 97.35N m T 4 = 371.66N mT 5 = 366.74N m280HBS,大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。3）選小齒輪齒數(shù)zi = 25，大齒輪齒數(shù)z2 = 3.1x25 = 775，取整z2 = 78。則u =勺=78 = 3.12 z1 252、按齒面接觸強(qiáng)

11、度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即E r、KT i2 H * R(i - 0.5 * R2ru（1）確定公式的各計(jì)算數(shù)值 1）試選載荷系數(shù)Kt = X-82）計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩=竺 x5 P 2 = 95.5 x5 x3.29 = 32729n mmn23）選齒寬系數(shù)*R = 0.332-960* R = 0.33設(shè)計(jì)計(jì)算及說明4）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng) 度極限 h liml = 600MPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 h lim2 = 550MPa5）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Ze= 189.8MPa 人0.56）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)

12、次數(shù)N1 = 60n 2 jLh = 60 x 960 xlx (lx 8 x 300 x10) = 1.3824 x10A9L3824 x 9 = 4.459 x10A823.127)由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1 = 0.93, Khn 2 = 0.968）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，得c H 1 = hn 1；h 阮1 = 0.93 x 600 = 558MPac H 2 = HN S Hm2 = 0.96 x 550 = 528MPa（2） 計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑d 1，代入1中較小的值d 1f z 2.92A2 ,* r(1

13、-0.5* r )A2 ,uKT 11 1898=2.92(一) A2 = 64.29mm3 5280.33(1-0.5x0.33)A2 x3.1bH lim1結(jié)果=600MPabH lim2=550MPaZ = 1898Mpa A0.5N1 = 1.3824 x10A9N2 = 4.459 x 10A8H 1 = 558MPaH 2 = 528MPad 1tz 64.29mmv =衛(wèi)心=晝竺冬=3.23m / s60 x100060 x1000設(shè)計(jì)計(jì)算及說明3)計(jì)算載荷系數(shù)2)計(jì)算圓周速度v根據(jù)v = Em/s , 7級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) K = L12直齒輪KH

14、 a = KFa= 1由機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)表10-2查得使用系數(shù)Ka = L25根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置，查機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)表得軸承系數(shù)Kh阪=1.25，則 Kh廣 Kf&=L5Khpbe T.5x1-25 T.875接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)K = KaKWh p =技5 x1.12 x1x1.875 = 2.6254)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得d = d 3：K = 64.29 x 32.625 = 72.91mm1N Kt 1.85)計(jì)算模數(shù)mm =勺=W = 2.91mm z125取標(biāo)準(zhǔn)值m - 3mm6)計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù)d 1 = mz1 = 3 x 25 = 7

15、5mmd 2 = mz2 = 3 x 78 = 234mm-u3-1251 = arcco 2 1 = arccos312 人 2 j = 17。46 185 2 = 90。51 = 72。1342”d , 3人2 +1 _ 3.122 +1R = d= 75 x= 122.86mm1227)圓整并確定齒寬 b =4 Rr = .33 x 122.86 = 40.54mm圓整取 b2 = 49mm ， b1 = 53mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說明3、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 = KAKvKF. Kf p=1.25 xL12 xML875 = 2.6252)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)zz 1 = 2

16、6.25v1 cos 51 cos174618”z = z1 =78= 255.55v 2 cos 5 2 cos721342253)由機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)表10-5查得齒形系數(shù)結(jié)果K = 2.625d 1 = 72.91mmm = 3mmd1 = 75mmd2 = 234mm51 = 17。4618”5 2 = 72。1342”R = 122.8mmb = 53mmb2 = 49mm結(jié)果K = 2.625= 26.25v15 = 255.55v2應(yīng)力校正系數(shù)Y = 2.60Fa】YFa 2 = 2.06Y = 1.595saYsa 2 = 1.974）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖20-20c查得小齒

17、輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限b FE1 = 500MPa，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限b FE2 = 380MPa5）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn! = 0.88Kfn 2 =。.946）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b = Kfn。fe 1 = .88 x50 = 314.29MPa1 = 314.29 MPaF 11 = 255.14MPaF 2F 1 S 1.4b = Kfn2bFE2 = 0.94 x380 = 255.14MPaF 2 S 1.47）校核彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果2 KTYb =Fa Sa q 根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式bjn即-0

18、%）A2Z 進(jìn)行校核b =2 KTYFaYsai.F1 bn A 2(1-0.5R)A2Z2 x 2.625 x 32729 x 2.60 x 1.59553x3a 2x(1 0.5x0.33)人2x25=近70 b f i=F b!?85.70 MPa1b =2 KTYFa Y 2=29.07MPa 54.23mmv = 0.88m / sb = 54.2mm mnt = 2.29mm h = 5.15mm b=10.54 hp = 1.8245）計(jì)算載荷系數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算及說明根據(jù)V = 0.88m/s，7級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) K = L02由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表1

19、0-3查得Kh = KFa=L4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KFP =1.34由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-4查得KhP = 1.42接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) K = KaKKh K p=L25 孔02 x1.4 x1.42 = 2.536）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得d = d 3：K = 54.23 x 爭(zhēng)：253 = 63.18mm1t 1.67）計(jì)算模數(shù)mn=d 1cos p = 63.18 x cos140 = 7m = Z23= . mm取 mn = 3mm8）幾何尺寸計(jì)算（1） 計(jì)算中心距a = (4 + Z

20、 2)mn = (23 + 92) x 3 = 177.78mm 2cos p2 x cos140（2） 按圓整后的中心距修正螺旋角結(jié)果K = 2.53d 1 = 63.18mmmn = 3mma = 177.78mmp = arccos(弓 + Z 2)m = arccos (23 + 92) X 3 = 13。5956”p = 13。5956”2a2 x 177.78因P值改變不多，故參數(shù)ea ZH等不必修正(3)計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑設(shè)計(jì)計(jì)算及說明d = 1 =23x3=71.1mm1 cos pcos135956d = _92x3=284.4mm2 cos pcos135956（4）

21、計(jì)算齒輪寬度b =4 d 1 = 1x 71.1 = 71.1mm圓整后取 B2 = 71mmB1 = 76mm3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1）確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)結(jié)果d 1 = 71.1mmd 2 = 284.4mmB = 76mmB 2 = 71mmK = 2.39K = KAKKFa Kf p= 1.25 xL。2 x L4 x L34 = 2.392）根據(jù)重合度印T.824，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) Y p = .883）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZV1Z123=25.17(cosP)A3 (cos135956”)A3 92孔=25.17 zv 2 = 100.694）Zv2

22、= (cosP)A3 = (cos135956”)T =100.69由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-5查得齒形系數(shù)結(jié)果1 = 276.57MPaF 11 = 279.29MPaF 2YFa1 = 2.62 YFa 2 = 2.18應(yīng)力校正系數(shù)匕=1.59 Ysa 2 = 1.795）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖20-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE1 = 440MPa，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE2 = 425MPa6）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn 1 = J88設(shè)計(jì)計(jì)算及說明KFN 2 = 0.92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c = Kf

23、n?fe1 = 0.88 X 440 = 276.57MPa F 1S1.4c = Kfn2 FE2 = 0.92 X 425 = 279.29MPa F 2S1.48）校核彎曲強(qiáng)度 產(chǎn) 2KTY （：os 0 ）?f兀根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式Fd A 28 mn A3叢F 進(jìn)行校核 = 2 KTY 0 (cos。EfYF18 dV2% mn A3_ 2 x 2.39 x 97348 x 0.88 x (cos135956”)3 x 2.62 x 1.59 _ 6894MPa 1x 23人 2 x1.631x 3人 3= 2 KTY 0 (cos0 )A2Ya % 2F18 Z* mn 人3_ 2

24、x2.39x97348x0.88x(cos13o5956)人2x2.18x1.79 _6458MPa F = 68.94MPa 4 F 1x92人2x1.631x3人 3滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。 F = 64.58MPa 匕F 2六、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P2、轉(zhuǎn)速n 2和轉(zhuǎn)矩T 2P2 = 3.29知 n2 = 960,/min T2 = 32.73N m2、求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)小圓錐齒輪的分度圓半徑為設(shè)計(jì)計(jì)算及說明dm1= d 1(1-0.58 R) = mZ 1(1-0.58 r) = 3 x 25 x (1-0.5 x 0.33) = 62.625mmF

25、 _ 2T2 _ 32.73x10A3x2 t = d162.625Fr = Ft tan以 cos81 = 1045 x tan20 x cos721342 = 116NFa = Ft tan以 sin81 = 1045 x tan 20 x sin 721342” = 362N=1045N圓周力Ft、徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖二所示結(jié)果Ft = 1045NFr =116NFa =362N圖二設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果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45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表15-3，取A0 = 112d min = A0 得3.29=16.89 m

26、m960，輸入軸的最小直徑d min = 16.89mmTca = 42549N mm為安裝聯(lián)軸器的直徑d 12,為了使所選的軸直徑d 12與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca = 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Ka = L3，則Tca = KAT2 = 1.3 x 32730 = 42549N mm查機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表17-4，選HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器，其d.尸 20mm1 2公稱轉(zhuǎn)矩為160000 N mm，半聯(lián)軸器的孔徑d1 = 20mm，故取d1 2 = 20mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L = 52mm，半聯(lián)軸器與

27、軸配合的轂孔長(zhǎng)度為38mm。4、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）圖三結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說明（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，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑d, _ = 27mm2 3d, _ = 27mm2 32）初步選擇滾動(dòng)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，d 3 4 = d 5 6=30mmL . = 20.75mm3 4d, = = 37mm4 5d夫=25mm6 715 6 = 19mm參照工作要求并根據(jù)d2 3 = 27mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì) 表15-7中初步選取0基

28、本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30306，其 尺寸為 d x D x T = 30mm x 72mm x 20.75mmd 3 4 = d 5 6 = 30mm而13 4 = 2075mm。這對(duì)軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì) 表15-7查得30306型軸承的定位軸肩高度h = 3.5mm，因此取d4 5 = 37mm3）取安裝齒輪處的軸段6-7的直徑d6 7 = 25mm ；為使套筒可靠地壓緊軸承， 5-6段應(yīng)略短于軸承寬度，故取匕6 = 19mm。4）軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油 的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器

29、右端面間的距離1 = 30mm，故取L _ = 50mm2 3L _ = 50mm 2 3L =70mm6 714 5 = 116.76mm5）錐齒輪輪轂寬度為64.86mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取16 7 = 70mm。6）由于 Lb - 2La，故取14 5 = 116.76mm（3）軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按d 6 7由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表6-1 查得平鍵截面bx h = 8mm x 7mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為50mm，同時(shí)為保設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果H 7證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為k6 ；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來(lái)保證

30、的，此處選軸的尺寸公差為k6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為2 x 45b ca = 25.05MPa5、求軸上的載荷載荷水平面H垂直面V支反力FFnh . = 5225N膈,= 33.55nFnh 2 = 567.5NFnv 2 = 82.45N彎矩MMh = 64.71N mMV = 4.15N m MV / = 11.34 N m總彎矩M =。64.71人 2 + 4.15人2 = 64.84N m扭矩TT2 = 32.73N m6、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(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取a = 0.6的計(jì)算應(yīng)力bcaM A2 +(aT2)A2

31、 _ J64.71A 2 + (0.6x32.73)A2 = 25.05如0.1x 0.03A3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b _=60MPa,b ca S =1.5155= 27.951.78 x 業(yè) + 0.05 x 業(yè)224.46 x 27.95 = 4.40 S = 1.5Sb A2 + St a2 25.59mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表15-7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30306,其尺寸為d xDxT = 3mmx72mmx20.75mm，d 1 - 2 = d 5 - 6 30mm。d 1 - 2 d

32、5 - 6 30mm這對(duì)軸承均采用套筒進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì) 表15-7查得30306型軸承的定位軸肩高度h = 35mm，因此取套筒直徑37 mmO2）取安裝齒輪的軸段d 2 - 3 = d 4 - 5 = 35mm，錐齒輪左端與左軸承之間采用d 2 - 3 = d 4 - 5 = 35mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果套筒定位，已知錐齒輪輪轂長(zhǎng)L = 38-5mm ,為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取/2 - 3 = 35mm，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩12 - 3 = 35mm 高度h .07d，故取h = 4mm，則軸環(huán)處的直徑為d3-4 = 43

33、mm Od3-4 = 43mm3）已知圓柱直齒輪齒寬Bi = 76mm，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸L = = 72mm4 - 57= 55.67mm1 213- 4 = 1.8mm/ S = 1.5JS。A2 + S建 2 S = 1.5W = 4287.5mm AWT = 8575mm AM = 94581N mm結(jié)果T 3 = 97350N mm945814287.5=22.06MPa。b = 22.06MPaT 3 = 97350N mm截面上的彎曲應(yīng)力973508575=11.35MPat T = 11.35MPa于是得軸按磨削加工由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為

34、過盈配合處的en，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附表3-8用插值法求出，并取公=0.8罷8T8Tkb = 2.13, = 0.8 X 2.13 = 1.70 8 bPb = Pt = 0.92故得綜合系數(shù)為K b = 2.22K t= 1.79=k + -L -1 = 2.13 + 上-1 = 2.22b 8bPb0.92=1.70 + 上-1 = 1.790.92K = kT + 1 -18T PT計(jì)算安全系數(shù)Sca值355ST=7.25K bb a + Rb m2.22 x 22.06 + 0.1x 0T-1K TTa+mScaS b ST00= 20.1411.35 八心 11.351.70 x+

35、 0.05 x 227.25 x 20.14= 6.82 S = 1.5Sb A2 + St A2 S =1.5結(jié)果d2 = 284.45mmFt = 2613.2 NFr = 980.2NFa = 651.5 N設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果圖六設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果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45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第d min = A0 3.2 = 37.95mmd 血尸 37.95mm八版）表15-3，取A0 =112，得 皿 77.6，輸出軸的最 小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑d 12，為了使所選的軸直徑d 12與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的

36、計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca = 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Ka = 1.3，則Tca = KAT 2 = 1.3 X 371660 = 483158N mm查機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表17-4,選HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器， 其公稱轉(zhuǎn)矩為630000 N mm，半聯(lián)軸器的孔徑d 1 = 40mm，故取 d 1 - 2 = 40mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L = 112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為 84mm。4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案（見圖六）結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說明圖六（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，1-2軸

37、段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑d2 3 = 47mm，左端用軸端擋圈定位，按軸端擋圈直徑D = 48mm， d2 3 = 47mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1 = 84mm，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，故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短些，現(xiàn)取k 2 = 82mm。l1 2 = 82mm2）初步選擇滾動(dòng)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)d2 - 3 = 47mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基d, . = 47mm2 3礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表15-7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 30310，其尺寸為 d x D x

38、T = 50irnn x HOrnrn x 29.25mm，d3 - 4 = d7 - 8 = 50mm，而 13 - 4 = 29.25mm。d3 - 4 = d7 - 8 = 50mm左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程/ , = 29.25mm3 4結(jié)果d x = = 60mm- 5L =67 mm- 7星 .7d，故取h = 4mm，則軸環(huán)處的直徑 為 d5 一 6 = 63mm。軸環(huán)寬度 b 1.4h，取七 一 6 = 8mm。4）軸承端蓋的總寬度為20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油 的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離=30mm，故

39、取L _ = 50mm2 35）箱體一小圓錐齒輪中心線為對(duì)稱軸，則取/4 - 5 = 74.5mm，/7 _ 8 = 63.75mm。（3）軸上的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按d 6 - 7由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表6-1查得平鍵截面b x h =16mm x10mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為50mm， 同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H 7m6 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵12mm*8mmx70mm，半聯(lián)軸H 7器與軸的配合為m6，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來(lái)保證的，此處 選軸的尺寸公差為k6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸

40、端倒角為2 x 455、求軸上的載荷設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果載荷水平面H垂直面V支反力F膈1 = 957NFnv = 125NFnh =1669NFNV 2 = 1106 N彎矩MMh = 116.781N mMv = 15.246N m Mv 1 = 77.414 N m總彎矩M1 = J 116.781人 2 +15.246人 2 = 117.77N mM2 = J116.781人 2 + 77.414A2 = 140.11N m扭矩TT 4 = 371.66N m6、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(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取a = 0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力。ca =

41、、/M 營(yíng)印2)2 =串0.11*6,功.62 = 150.1x 0.055人3。ca=15.83MPa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查得嘰=60炒,孔 。，故安全。ca caI。一 I7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）判斷危險(xiǎn)截面截面7右側(cè)受應(yīng)力最大（2）截面7右側(cè)抗彎截面系數(shù)W = 0.1d 人3 = 0.1x 50人3 = 12500mm 人3W = 12500mm 人3抗扭截面系數(shù)WT = 0.2d 人3 = 0.2 x 50人3 = 25000mm 人3WT = 25000mm 人3截面7右側(cè)彎矩M為截面7上的扭矩廣2為截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力

42、設(shè)計(jì)計(jì)算及說明M = 69025N mmT4 = 37166N mmM 四=5.52MPaW 12500t =乙=37 = 1.49MPa t WT 25000軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得結(jié)果M = 69025N mmT 4 = 37166N mm。b = 5.52MPat T = 1.49MPa。B = 640MPa,。1 = 275MPa,T _ 1 = 155MPa截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)a。及ax按機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）r 2.0 = 0 04 D = 55 = 1 1附表3-2查取。因d50.，d 50.，經(jīng)插值后查得以。=2.00,強(qiáng)=1.32又由

43、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)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為%= 0.82, q廣 0.85k 1 + q。(1) = 1 + 0.82 x (2 -1) = 1.82k廣 1 + qT (氣1) = 1 + 0.85 x (1.32 1) = 1.27由機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)附圖3-2的尺寸系數(shù)ec = 0.73，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)、=0.86。軸按磨削加工，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果P. = P. = 0.92軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即P q = 1，則綜合系數(shù)為K =。+ -1。 P。K = J-1182 + - 1 = 2.580.73 0.92K。=

44、 2.58K t= 1.56些 + 上1 = 1.56 0.86 0.92又取碳鋼的特性系數(shù)R = 0.1以=0.05R= 0.1以=0.05計(jì)算安全系數(shù)Sca值275=19.31K 瑚 a + %。m2.58 x 5.52 + 0.1x 0J1K /a+ mSca1.56 x 些二05 x 絲=129.232219.31x129.23 = 19.10 S = 1.5VS。A2 + St A2、.19.31人 2 + 129.23A2S。= 19.31St= 129.23Sca = 19.10 S = 1.5故可知安全。七、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)

45、械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表15-7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 30306，其尺寸為d x D x T = 30mm x 72mm x 20.75mmFa = 362N載荷水平面H垂直面V支反力FFnh1 = 5225NFnv1 = 33.55n膈= 567.5NL. = 82.45ne = 1.5tan a = 1.5tan11 O5135 = 0.315Fr1 = 523.58N, Fr 2 = 1569.67NFr1 = 523.58NFr 2 = 1569.67N設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果Fr一F =1 = 137.44Nd 1272 x 0.4 x cot11。5135

46、F =也=1569.67= 412.04Nd 22Y2 x 0.4 x cot11 5135”523.58Fd1 = 137.44NFd 2 = 412.04 NFa1 = Fd + Fa = 1 37.44 + 362 = 499.44N Fa 2 = Fd 2 = 412.04 NF 499.44F 412.04a = 0.954 e 竺=0.263 eF 523.58, Fr21569.67Pr = 0.4Fr + 0.4cot a Fa=0.4 x523.58 + 0.4 x cot 1 1 5 1 35 x 499.44 = 1160.75N Pr2 = Fr2 = 1569.67N

47、r c 60 I Pr)10A6 55800、x 60 x 960 10a6h3故合格。中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算Fa1 = 499.44NFa 2 = 412.04 NPr： = 1160.75NPr2 = 1569.67NLh = 2.56 x10A6h 10A6h初步選擇滾動(dòng)軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表15-7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30306，其尺寸為Fa = 338Nd x D x T = 30mm x 72mm x 20.75mm載荷水平面H垂直面V支反力FFnh . = 1673NFnv 1 = 309NFNH 2 = 2061NFNV 2 =

48、 1225N,e = 1.5tan a = 1.5tan11 O5135 = 0.315則Fr 1 = 1701.30N, Fr 2 = 2397.57N則F _Fr1_1701.30d 1 = 2Y 2 x 0.4 xcotll。5135=446.59NF _ Fr _2397.57d 2 = 2Y _ 2 x 0.4 xcotll。5135=402.79NFa1 = Fd 1 + Fa = 446.59 + 338 = 784.59N Fa 2 = Fd 2 = 402.79N則F 784.59a1 =Fr11701.30=0.461 eF 402.79a2 =Fr 22397.57=0.

49、168 10 a6h3Lh = 1.94 x 10A6h 10A6h故合格。輸出軸軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表15-7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30310，其尺寸為d x D x T = 50mm x 110mm x 29.25mmFa = 651.5Ne = 1.5tan a = 1.5tan12。5710” = 0.3459載荷水平面H垂直面V支反力FFnh , =957NFnv , = 125NFNH2=1669NFNV 2 = 1106 N則Fr = 965.13N, Fr 2 = 2002.20NFr 1 = 965

50、.13NFr 2 = 2002.20NF _Fr 1_965.13d i = 2Y 2 x 0.4 xcot12。5710=277.48NF _ Fr _2002.20d 2 = 2Y _ 2 x 0.4 xcot12。5710=575.63NFa1 = Fd 1 + Fa = 277.48 + 651.5 = 928.98N Fa 2 = Fd 2 = 575.63NF 928.98 八八 F 575.63 a = 0.963 e 虹=0.287 10A6hFd 1 = 277.48N Fd 2 = 575.63NFa1 = 928.98NFa2 = 575.63NPr1 = 2001.67

51、NPr2 = 2002.20N故合格Lh = 14.10 x 10A6h 10A6h設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算輸入軸鍵計(jì)算1、校核聯(lián)軸器處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為b x h x 1 = 6mm x 6mm x 28mm，接觸長(zhǎng)度l =286=22mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：T = 0.25h d 卜=0.25 x 6 x 22 x 20 x120 + 1000 = 79.2N mT T2 =32.73n m，故單鍵即可。2、校核圓錐齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為b x h x l = 8mm x 7mm x 50mm，接觸長(zhǎng)度l = 50 8 = 42mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：T =