二級(jí)減速器中間軸的設(shè)計(jì)

1、二級(jí)減速器的設(shè)計(jì)說專業(yè)姓名學(xué)號(hào) 目錄一設(shè)計(jì)任務(wù)2題目2傳動(dòng)方案2原始數(shù)據(jù)2二低速齒輪的設(shè)計(jì)2TOC o 1-5 h z選精度等級(jí)材料2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)2按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)4幾何尺寸設(shè)計(jì)5三.中間軸及其軸承裝置和鍵的設(shè)計(jì)6作用在齒輪上的力6初定軸的最小直徑6確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度6軸的受力分析彎矩計(jì)算7受力彎矩和扭矩圖9選用校核鍵9校核軸的強(qiáng)度9校核軸承和計(jì)算壽命9四參考資料10設(shè)計(jì)內(nèi)容一.設(shè)計(jì)任務(wù)1.題目結(jié)果計(jì)算內(nèi)容與說明現(xiàn)已知輸入軸及高速級(jí)齒輪的各項(xiàng)數(shù)據(jù)如下，且經(jīng)校核均滿足強(qiáng)度要求。試設(shè)計(jì)一二級(jí)展開式斜齒輪圓柱齒輪減速器的中間軸。高速級(jí)齒輪中心距a119mm螺旋角卩=14。53/mm材

2、料齒數(shù)分度圓直徑齒厚小齒輪40Cr3674.580大齒輪45鋼79163.575 # 2.傳動(dòng)方案3.原始數(shù)據(jù)輸入端轉(zhuǎn)速為320r/min；輸出端轉(zhuǎn)速為67r/min；電機(jī)功率P=5000W。且各部位傳動(dòng)效率為：聯(lián)軸器（彈性）耳0.99,軸承耳0.99,齒輪耳0.97。123二.低速齒輪的設(shè)計(jì)1選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)，齒型確定齒輪類型：兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)圓柱直齒輪材料選擇：小齒輪材料為（調(diào)質(zhì)），硬度為，大齒輪材料為鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為。運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用級(jí)精度由輸入端轉(zhuǎn)速為320r/min,輸出端轉(zhuǎn)速為67r/min，可以得到傳動(dòng)比in：n32067=4.78總14令i1.4i，

3、則i1.848，取z26，則z=4812234i4.78總1.8482z263z4842.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即小齒輪分度圓直徑滿足:iTTd2.3231t3du+1.Z()2UH設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算內(nèi)容與說明結(jié)果 設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算內(nèi)容與說明結(jié)果 1）確定公式各計(jì)算數(shù)值，試選載荷系數(shù)K1.3t小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為：T3.67X105N，mm2由表可查得，齒寬系數(shù)ed1，彈性影響系數(shù)ZE198.8MPa1/2。小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限%li1600MPaHlim1大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限550MPaHlim2計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N60njL60X320 x1x（2x8x300 x15）

4、=1.481x10911hN1.481X109/18470.748x1092由表可得接觸疲勞強(qiáng)度系數(shù)KHN10.96KHN21.05KtL3T3.67x105Nmm2叫600MPa-55MPaHlim2KHN10.96計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力，取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1,得KHliml0.96x600MPa=576MPaH1SH2Khn2Hlim21.05x550MPa=577.5MPa2）試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入H中的較小值,KHN21.05d2.323367X105遁（空）294.43mm1t311.855763）計(jì)算圓周速度v：v兀仏二計(jì)算潭60.611m/s60 x10

5、0060 x10004）計(jì)算齒寬b：b二d1x94.43=94.43mmd1t計(jì)算齒寬與齒高之比b/h模數(shù)為mdiz94.43：26=3.63mmnt1/3齒高為h2.25m2.25x3.63=8.17mmnt1tv0.611m/sb94.5mmm3.63mmnth8.17mm 設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算內(nèi)容與說明故b/h=94.43/8.17=11.565）計(jì)算載荷系數(shù)K根據(jù)v=1.14加/s,7級(jí)精度，由表可查得動(dòng)載荷系數(shù)KV=1.07假設(shè)KAFt/b3-1-Fa半3dZ12gf3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)1）確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值由表可得，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限gFE1=500MPa大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限

6、gfe2=380MPa彎曲疲勞壽命系數(shù)為：KFN1=85KFN2=882）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)為S=1.4，由表可得g=Kfn1Gfe1=0.85x500MPa=303.57MPaf1S1.4g=Kfn2GFE2=0.88x380MPa=238.86MPaF2S1.43）計(jì)算載荷系數(shù)K=KKKK=1x1.07x1x1.35=1.4445AVFaFP4）查取齒形系數(shù)由表可查得YFa1=2.65YFa2=2.212結(jié)果KV=1.07KA=1k=k=1HaFaKFp=1.35K=1.429HPK=1.529m=3.83kfn1=0.85kfn2=88g=303.57MPaF

7、11Lg1=238.86MPaF2K=1.445 設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算內(nèi)容與說明結(jié)果5）查取應(yīng)力校正系數(shù) #由表可查得YSai1.58Y1.774Sa25）計(jì)算大小齒輪的YY心，并比較FaSaF # #Y2.65x1.58YY2.212x1.774238.860.01643Fa1Sal0.013/9,Fa2Saa303.57QF1F2可見，大齒輪的數(shù)據(jù)大。6）設(shè)計(jì)計(jì)算2XgX158X15,0.016432.27mmm2.27mm1,262 d94.5mm3z383z714對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.27,并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m

8、=2.5mm。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d94.43mm來3計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有Zd/m37.8，取Z38313大齒輪齒數(shù)ZiZ1.857x38=70.6取Z=714.幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算分度圓直徑dZm38x2.5=95mm3dZm71x2.5=177.5mm42）計(jì)算齒根圓直徑dm（Z一2.5）2.5x（38一2.5）=88.75mmf33dm（Z一2.5）2.5x（712.5）=171.25mmf443）計(jì)算中心距a（d+d）/2（95+177.5）/2=136.25mm34d95mm3d178mm4d89mmf3d171mmf4a136mmd1取B9

9、5mmB100mm432T2x3.67x1055）驗(yàn)算：F亍7726.3N954）計(jì)算齒寬bd1x94.43=94.43mm3B100mm3B95mm443434設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算內(nèi)容與說明結(jié)果Kf1x77263=81.82N/mm,100N/mm，故合適。b94.43滿足要求。三.中間軸及其軸承裝置鍵的設(shè)計(jì)1.作用在齒輪上的力中間軸上的功率P=4.8kw,轉(zhuǎn)速為n=123.6r/min22轉(zhuǎn)矩T=3.67105N-mm21）對(duì)于高速大齒輪，有Ft1Fr12T2x3.67x105=2=4489.3Nd163.52tana=Ftan20。n=4489.3x=1690.7Nt1coscos14.88F二

10、4489.3Nt1F=1690.7Nr1F二1192.8Na1F=Ftan=4489.3xtan14.88。=1192.8Na1t12）對(duì)于低速小齒輪:，有95F二呂=267105二7726.3N1232.初定軸的最小直徑選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表可得，取A。=112,于是由公式初步估算軸的最F二7726.3N12F二2812.INr2F=Ftana=7726.3xtan20。=2812.1Nr212 # #d=38mmmin3.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度中間軸的結(jié)構(gòu)布置）初選型號(hào)的深溝球軸承參數(shù)如下小直徑:d=A詁P/n=112護(hù)4.8/123.6=37.9mmmin

11、。22取整d=38mm,這是安裝軸承處軸的最小直徑dmin1 # #dxDxB=45x85x19d=52mmD=78mm基aa 設(shè)計(jì)內(nèi)容4.軸的受力分析、彎距的計(jì)算計(jì)算內(nèi)容與說明結(jié)果本額定動(dòng)載荷CrC20.5KNr31.5KN基本額定靜載荷故dd45mm。軸段和1-的長(zhǎng)度與軸承寬度相同故取l1ddd52mm，26aC31.5KNrC20.5KNrl19mm，7l24mm62）軸段上安裝低速級(jí)小齒輪為便于齒輪的安裝d3應(yīng)略大于J可取d355mm。齒輪左端用套筒固定為使套筒端面頂在齒輪左端面上即靠緊軸段的長(zhǎng)度13應(yīng)比齒輪轂長(zhǎng)略短若轂長(zhǎng)與齒寬相同已知齒寬b100mm，取l=95mm。13小齒輪右端用

12、軸肩固定由此可確定軸段的直徑軸肩高度h=0.07O.1d取d58mm/=1.4h故取l444）軸段上安裝高速級(jí)大齒輪為便于齒輪的安裝8mmd5應(yīng)略大與-可取d555mm。齒輪右端用套筒固定為使套筒端面頂在齒輪右端面上即靠緊軸段的長(zhǎng)度l應(yīng)比齒輪轂長(zhǎng)5略短若轂長(zhǎng)與齒寬相同已知齒寬b75mm，取l70mm。5取齒輪齒寬中間為力作用點(diǎn)，則可得L81mm,L=90mm，L=68mm1231）計(jì)算支承反力:在水平面上FaxXL3+F2x(L2+L3)6384.8NFAYF1192.8N，a1FF,F-F5830.5NBXt112AX在垂直面上:FL+Fdy2+Fx(L+L)M0,F=43si2r22324

13、69.8NBAZL+L+L123dd45mm17ll19mm17dd52mm26l24mm6d55mm3l95mm3l8mm4d55mm5l70mm5L81mm1L90mm2L68mm3F6384.8NAXF1192.8NAYF5830.5NBXF2469.8NAZF2033NBZ 計(jì)算內(nèi)容與說明結(jié)果故FF+FF2033NBZr1r2AZ總支承反力：F=Jf2+F2+F2=(6384.82+1192.82+2469.82=6949NAyAXAYAZF6949NAF6174.8NBF=JF2+F2=j5830.52+20332=6174.8NBVBXBZ2）計(jì)算彎矩在水平面上：M=FxL=583

14、0.5x68=396474N.mm1BXBX3MFxL6384.8x81=517168.8N.mm2AXAX1MM396474N.mm1X1BXMM517168.8N.mm2X2AX在垂直面上MFxL138244N.mm1BZBZ3MFxL+Fxdy/169256.8N.mm1BZBZ3a1/2MFxL200053.8N.mm2AZAZ1MM138244Nmm1z1BZMM169256.8Nmm1z1BZMM200053.8Nmm2Z2AZ故MJm2+M2419884.5Nmm11X1ZMJm2+M2431090.7Nmm1V1X1ZM419885Nmm1M二431091Nmm1M554512

15、Nmm2MJm2+M25545123Nmm22X2Z2）計(jì)算轉(zhuǎn)矩TT3.67x105Nmm2受力、彎距和扭距圖設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)內(nèi)容5受力彎矩和扭矩圖計(jì)算內(nèi)容與說明結(jié)果6.選用校核鍵1）低速級(jí)小齒輪的鍵由表選用圓頭平鍵（A型）bh=1610L=50mmk=0.5h=5mml=L-b=34mm2T由公式可得，c=2=32.6MPapkdl查表，得cp=100120MPacpcp，鍵校核安全2）高速級(jí)大齒輪的鍵由表選用圓頭平鍵（A型）bh=1610k=0.5h=5mml=L-b=54mm2T由公式，c=2=32.6MPapkdlL=70mm查表，得Qp=100120MPacpcp,鍵校核安全c=32.6MPap7.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，2處當(dāng)量彎矩最大，的應(yīng)力集中，為危險(xiǎn)截面。根據(jù)以下公式，取二0.6，得并且有較多c=；M2+（T）2/W=43.2MPa2a2由表可查得g_=60MPa,cQ，校核安全。丄2a1c=43.2MPa2acc2a，1 # #8.校核軸承和計(jì)算壽命1）校核軸承A和計(jì)算壽命徑向載荷F=x-F2+F2=6845.8NAr*AXAZ軸向載荷F=F=1192.8NAaAYF/F=0.174e，查表得X=1,Y=0,f=1.01.2,取AaArp 設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算內(nèi)容與說明f1.0,故pf(XF+YF)6845.8NpApArAa結(jié)果因?yàn)镻,C