二級(jí)減速器設(shè)計(jì)報(bào)告書

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目院系專業(yè)學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)人指導(dǎo)完成日期目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書 2機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目院系專業(yè)學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)人指導(dǎo)完成日期目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書 2第一部分傳動(dòng)方案簡述 3第二部分低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 71高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 14第三部分第四部分低速軸的設(shè)計(jì) 21第五部分高速軸的設(shè)計(jì) 24第六部分中速軸的設(shè)計(jì) 25低速軸的校核 28第七部分計(jì)算 32第八部分低速軸軸承鍵連接的校核 33第九部分第十部分器的潤滑與密封 35高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 14第三部分第四部分低速軸的設(shè)計(jì) 21第五部分高速軸的設(shè)計(jì) 24第六部分中速軸的設(shè)計(jì) 25低速軸的校核 28第七部分計(jì)算 32第八部分低速軸軸承鍵連接的校核 33第九部分第十部分器的潤滑與密封 35第十一部分器箱體及其附件 36附：資料索引 38第十二部分課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目3：設(shè)計(jì)一用于帶式一·總體布置簡圖機(jī)上的同軸式圓柱齒輪器2二．工作情況：工作平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)四．設(shè)計(jì)內(nèi)容1.電的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)五．設(shè)計(jì)任務(wù)1.1（01）（23）一．傳動(dòng)方案簡述二．工作情況：工作平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)四．設(shè)計(jì)內(nèi)容1.電的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)五．設(shè)計(jì)任務(wù)1.1（01）（23）一．傳動(dòng)方案簡述2.1 傳動(dòng)方案說明2.1.1將帶傳動(dòng)布置于高速級(jí)3工作情況載荷平穩(wěn)T（N?m）800(mm)300V（m/s）0.65帶速 偏差（%）5使用期限（年）5工作制度（班/日）2將帶傳動(dòng)布置在高速級(jí)有利于發(fā)揮其傳動(dòng)平穩(wěn)，緩沖吸振，減少噪聲的特點(diǎn)。2.1.2選用閉式斜齒圓柱齒輪閉式齒輪傳動(dòng)的潤滑及防護(hù)條件最好。而在相同的工況下，斜齒輪傳動(dòng)可獲得較小的幾何和較大的承載能力。采用傳動(dòng)較平穩(wěn)，動(dòng)載荷較小的斜齒輪傳動(dòng)，使結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。而且只比直齒輪多轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，工藝不復(fù)雜。2.1.3由于齒輪相對(duì)軸承為不對(duì)稱布置，使其沿齒寬方向載荷分布不均。固齒輪布置在距扭矩輸入端較遠(yuǎn)的地方，有利于減少因扭矩引起的載荷分布不均的現(xiàn)象，使軸能獲得較大剛度。綜上所述，本方案具有一定的合理性及可行性。2.2電的選擇2.2.1類型和結(jié)構(gòu)型式根據(jù)直流電選用三相交流電Y簡單、維護(hù)方便、起動(dòng)性能較好、價(jià)格優(yōu)點(diǎn)均能滿足工作條件和使用條件。根據(jù)需要運(yùn)送型砂，為防止型砂等雜物掉入電和防護(hù)要求，采用臥式封閉型電。Y(IP44)籠型封閉自扇冷式電,具有防止灰塵或Y。2.2.2已知條件T=800NV=0.65m/s4將帶傳動(dòng)布置在高速級(jí)有利于發(fā)揮其傳動(dòng)平穩(wěn)，緩沖吸振，減少噪聲的特點(diǎn)。2.1.2選用閉式斜齒圓柱齒輪閉式齒輪傳動(dòng)的潤滑及防護(hù)條件最好。而在相同的工況下，斜齒輪傳動(dòng)可獲得較小的幾何和較大的承載能力。采用傳動(dòng)較平穩(wěn)，動(dòng)載荷較小的斜齒輪傳動(dòng)，使結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。而且只比直齒輪多轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，工藝不復(fù)雜。2.1.3由于齒輪相對(duì)軸承為不對(duì)稱布置，使其沿齒寬方向載荷分布不均。固齒輪布置在距扭矩輸入端較遠(yuǎn)的地方，有利于減少因扭矩引起的載荷分布不均的現(xiàn)象，使軸能獲得較大剛度。綜上所述，本方案具有一定的合理性及可行性。2.2電的選擇2.2.1類型和結(jié)構(gòu)型式根據(jù)直流電選用三相交流電Y簡單、維護(hù)方便、起動(dòng)性能較好、價(jià)格優(yōu)點(diǎn)均能滿足工作條件和使用條件。根據(jù)需要運(yùn)送型砂，為防止型砂等雜物掉入電和防護(hù)要求，采用臥式封閉型電。Y(IP44)籠型封閉自扇冷式電,具有防止灰塵或Y。2.2.2已知條件T=800NV=0.65m/s4d=300mm2.2.2選擇電容量601000vw6010000.6541r/min(1)卷筒的轉(zhuǎn)速nwD(2Pw80041TwnwP3.65kw9550 95500.95d=300mm2.2.2選擇電容量601000vw6010000.6541r/min(1)卷筒的轉(zhuǎn)速nwD(2Pw80041TwnwP3.65kw9550 95500.95ww至工作機(jī)的總效率(3)由電查表得彈性聯(lián)軸器的效率η1=0.99滾動(dòng)軸承的效率η2齒輪傳動(dòng)的效率η3傳動(dòng)裝置的總效率2 4 2η=η1×η2×η3==0.990.97=0.89(4)電Pw3.654.12KWP 0.89d2.2.3電轉(zhuǎn)速i=3~6i=9~3641r/minnw工作機(jī)卷筒軸轉(zhuǎn)速：電ndnwi1i2=369~1476r/min2.2.4確定電的型號(hào)1000r/min1500r/min。電的主要參數(shù)522，選定電Y32M1-6。2.3總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配2.3.1理論總傳動(dòng)比i=nm/nw=960/41=23.412.3.2各級(jí)傳動(dòng)比的分配兩級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比i1=i2=i=4.842.4各軸轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩與輸入功率2.4.1各軸理論轉(zhuǎn)速(1)3軸和422，選定電Y32M1-6。2.3總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配2.3.1理論總傳動(dòng)比i=nm/nw=960/41=23.412.3.2各級(jí)傳動(dòng)比的分配兩級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比i1=i2=i=4.842.4各軸轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩與輸入功率2.4.1各軸理論轉(zhuǎn)速(1)3軸和4軸 n3n441r/min(2)2軸n2n3×i2=41×4.84=198r/mim(312.4.2各軸的輸入功率43P3=PW/η2η1η2=3.76KW6方案電 型號(hào)額定功率kw同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min1Y112M-44150014402Y132M1-641000960(3)2軸P2P3/η2η3=3.92KW(4)1軸P1=P2/η2η3=4.08KW2.4.3各軸的理論轉(zhuǎn)矩T9550P49.551066.3548(1)41445Nm4n42(3)2軸P2P3/η2η3=3.92KW(4)1軸P1=P2/η2η3=4.08KW2.4.3各軸的理論轉(zhuǎn)矩T9550P49.551066.3548(1)41445Nm4n424(2)3T(322n2(411n1軸P074Nm0n02.4.47軸號(hào)轉(zhuǎn)速（r/min）功率（kw）輸入轉(zhuǎn)矩(N·mm)4426.354814453426.5969149321286.854751113897.156217609737.499374二、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)選齒輪類、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)一1為提高傳動(dòng)平穩(wěn)性及強(qiáng)度，選用斜齒圓柱齒輪；2因?yàn)闄C(jī)為一般工作73為簡化齒輪工藝，選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)小齒輪材料：40CrHBS=280大齒輪材料：45HBS4=2404Z124大齒輪齒數(shù)Z2735初選螺旋角14，20二、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)選齒輪類、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)一1為提高傳動(dòng)平穩(wěn)性及強(qiáng)度，選用斜齒圓柱齒輪；2因?yàn)闄C(jī)為一般工作73為簡化齒輪工藝，選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)小齒輪材料：40CrHBS=280大齒輪材料：45HBS4=2404Z124大齒輪齒數(shù)Z2735初選螺旋角14，20二按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)22KT u1ZZZZH E 計(jì)算公式:mm3 Ht1d1tdu確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)數(shù)值KHt1.3T1176000N·mm齒寬系數(shù)d1Mpa1/2材料的彈性影響系數(shù)ZE189.8（P20210-6）ZH2.43（P20310-20）1st/12ans4s/421sz2st/z22ans3s/321sat1at11na1nt)z2nat2nt)/824(tan29.974tan20.562)73(tan24.210tan20.562)/21.636dz1tan/124tan14/1.905441.636(124(tan29.974tan20.562)73(tan24.210tan20.562)/21.636dz1tan/124tan14/1.905441.636(11.905)1.905z0.672331.636螺旋角系數(shù)z cos應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N60njL601281(183008)1.84310811 hN11.843108N6.060107273/24i2接觸疲勞KHN10.9650.975（機(jī)械設(shè)計(jì)P208圖10-23）KHN2小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限Hlim1830Mpa（機(jī)械設(shè)計(jì)P21110-25d）Hlim2接觸疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S1KHN1Hlim1H1S1KHN2Hlim2741MPa]H2S1取較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力[]H[]H2741Mpa：（1）試算小齒輪分度圓直徑d1t22KT u1ZZZZH E 3 Ht1d1tdu2.433189.80.6720.985221.351100073/241=3 166.973mm73/2474166.9731280.449m/s（2）計(jì)算圓周速度v6010006010009（3）計(jì)算齒寬b bdd1t166.97366.973mm（3）計(jì)算載荷系數(shù)KHKAKVKHKH1.KAKA（3）計(jì)算齒寬b bdd1t166.97366.973mm（3）計(jì)算載荷系數(shù)KHKAKVKHKH1.KAKA1（P19210-2）2.KVv=0449m/s7級(jí)精度KV1.03（機(jī)械設(shè)計(jì)P194圖10-8）3.齒輪圓周力F2Td251100066.9731.526104Nt1 1 1tKAFt1/b115260/66.973227.85N/mm100N/mm齒間載荷分配系數(shù)1.2（機(jī)械設(shè)計(jì)P195表10-3）kH7（P19610-4）KH4.載荷系數(shù)KHKAKVKHKH=1×1.03×1.2×1.413=1.746（4）實(shí)際載荷系數(shù)修正所算得的分度圓直徑d1d1t3KH/KHt66.97331.746/1.373.892mm齒輪模數(shù)mdcosz73.892cos14242.987n 11三按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)2KTYYcos2Y YFt1m 3Fa SantZ2F d11確定計(jì)算參數(shù)（1）KFt1.3（2）計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合系數(shù)Ybarctan(tancost)arctan(tan14cos20.562)13.140 v/cos21.728bY0.250.75/v0.68410（3）彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)Y14Y112011.9051200.778（4）計(jì)算YFaYSa[]FZ1cos324Z ，V1cos314Z273Z 79.91，V2cos3 14YFa12.62YFa2齒形系數(shù)（P20010-17）（3）彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)Y14Y112011.9051200.778（4）計(jì)算YFaYSa[]FZ1cos324Z ，V1cos314Z273Z 79.91，V2cos3 14YFa12.62YFa2齒形系數(shù)（P20010-17）1.77YSa2應(yīng)力修正系數(shù)（P20010-18）Flim1680MpaFlim2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度極限（P20910-24C）彎曲疲勞KFN10.9500.965KFN2（P20910-22）KFN1Flim1F1SKFN2Flim21.40..965580399.79MPaF2S1.4YFa1YSa1[]F12.621.600.00908YFa2YSa222.231.770.0097因?yàn)榇簖X輪YFaYSaYFaYSa=YFa2YSa2=0.00987[]F[]F[]F22KTYYcos2Y Y Ft13Fa SamntZ2F d121.35110000.6840.778cos2143 0.009872.251mm12422調(diào)整齒輪模數(shù)dmz/cos2.25124/cos1421.35110000.6840.778cos2143 0.009872.251mm12422調(diào)整齒輪模數(shù)dmz/cos2.25124/cos1455.678mm（1）圓周速度v1 nt1d1n155.6781280.373m/sv601000601000（2）b（3）齒高h(yuǎn)b/han n ntb/h55.678/5.06510.99（3）KFv=0.373m/s7級(jí)精度KV1.02（機(jī)械設(shè)計(jì)P194圖10-8）Ft12T1d1t251100055.67818360NKAFt1/b118360/55.678329.67N/mm100N/mmkF齒間載荷分配系數(shù)（P19510-3）7（P19610-4）KH結(jié)合b/h=10.99得1.22（P19710-13）KFKFKAKVKFKF=1×1.02×1.2×1.22=1.493KF（4）齒輪模數(shù)mnmnt32.357mmKFt四分析對(duì)比計(jì)算結(jié)果對(duì)比計(jì)算結(jié)果，取mn=2.5已可滿足齒根彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的d1=66.973mm來計(jì)算應(yīng)有的Z1Z2d1cos66.973cos1425.993取Z29Z89Z112m2.5n五幾何計(jì)算121計(jì)算中心距阿aa(Z1Z2)mn2cos2cos142.357mm2.5mm151mm。2按圓整后的中心距修正螺旋角βarccos(Z1Z2)mnarccos(2989)2.51計(jì)算中心距阿aa(Z1Z2)mn2cos2cos142.357mm2.5mm151mm。2按圓整后的中心距修正螺旋角βarccos(Z1Z2)mnarccos(2989)2.512.36021512a3計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑d1、d2292.5Z1mn74.22mmd1 cos12.3602.5Z2mnd2cos cos12.3604計(jì)算齒輪寬度bbdd1174.2274.22圓整后80mm六圓整中心距后的強(qiáng)度校核齒輪副的中心距在圓整之后，kH，ZKF，Y，Y等均產(chǎn)生了變化，應(yīng)重新校核齒輪強(qiáng)度，以明確齒輪的工作能力。（1）齒輪接觸疲勞強(qiáng)度校核d1，1.739，T2511000N/mm，按前面的做法，先計(jì)算式中各參數(shù)。計(jì)算結(jié)果：KH11m，9/9，ZH2，ZE8a2，0.988Z0.642，Z2KHT21ZZZZHEHd3d12912.42189.80.6420.988699MpaH174.223/2913滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件。（2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件1.518，T2511000N.mm，按前面的做法，先計(jì)算式中各參數(shù)。計(jì)算結(jié)果：KF0.792，YFa12.45，YFa22.20，YSa11.63，YSa滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件。（2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件1.518，T2511000N.mm，按前面的做法，先計(jì)算式中各參數(shù)。計(jì)算結(jié)果：KF0.792，YFa12.45，YFa22.20，YSa11.63，YSa21.80，Y0.677，Y12.360，d1，mn2.5mm，Z1292KTY YYcos212.360F2Fa1Sa1F112.5329221.5185110002.451.630.792cos212.36012.53292F12KTY YYcos212.360F2Fa1Sa1F212.5329221.5185110002.201.800.792cos212.360F12.532922齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。三、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)—選齒輪類、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1為提高傳動(dòng)平穩(wěn)性及強(qiáng)度，選用斜齒圓柱齒輪；2因?yàn)闄C(jī)為一般工作73為簡化齒輪工藝，選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)小齒輪材料：40CrHBS=280大齒輪材料：45HBS4=2404Z124大齒輪齒數(shù)Z273145初選螺旋角14，20二按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)22KT u1ZZZZH E 計(jì)算公式:3 Ht1mmd1tdu確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)數(shù)值KHt5初選螺旋角14，20二按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)22KT u1ZZZZH E 計(jì)算公式:3 Ht1mmd1tdu確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)數(shù)值KHt1.3T1176000N·mm齒寬系數(shù)d1材料的彈性影響系數(shù)ZE189.8Mpa1/2（P20210-6）ZH2.43（P20310-20）1st/12ans4s/421sz2st/z22ans3s/321sat1at11na1nt)z2nat2nt)/24(tan29.974tan20.562)73(tan24.210tan20.562)/21.636dz1tan/124tan14/1.905441.636(11.905)1.905z0.672331.636螺旋角系數(shù)z cos應(yīng)力循環(huán)次數(shù)10811 hN15.602108N1.8421082/24i2接觸疲勞系數(shù)KHN10.965（機(jī)械設(shè)計(jì)P208圖10-23）KHN215小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限Hlim1830MpaHlim2（機(jī)械設(shè)計(jì)P21110-25d）接觸疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S1KHN1Hlim10.955830793MPa]H1S1KHN2Hlim20.965760733MPa]H2小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限Hlim1830MpaHlim2（機(jī)械設(shè)計(jì)P21110-25d）接觸疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S1KHN1Hlim10.955830793MPa]H1S1KHN2Hlim20.965760733MPa]H2S1取較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力[]H（1）試算小齒輪分度圓直徑d1t2u1ZZZZ2KTH E 3 Ht1d1tdu221.317600073/2412.433189.80.6720.98547.287mm=31d1tn733/s（2）計(jì)算圓周速度v601000601000（3）計(jì)算齒寬b bdd1t147.28747.287mm（3）計(jì)算載荷系數(shù)KHKAKVKHKH1.KAKA1（P19210-2）2.KVv=0963m/s7級(jí)精度KV1.04（機(jī)械設(shè)計(jì)P194圖10-8）3.齒輪圓周力F2T/d t11 1tKAFt1/b17444/47.287157.4N/mm100N/mm齒間載荷分配系數(shù)（P19510-3）kHKH7（P19610-4）164.載荷系數(shù)KHKAKVKHKH=1×1.04×1.2×1.419=1.771（4）實(shí)際載荷系數(shù)修正所算得的分度圓直徑d1d1d1t3KH/KHt47.28731.771/1.352.420mmmdcosz4.載荷系數(shù)KHKAKVKHKH=1×1.04×1.2×1.419=1.771（4）實(shí)際載荷系數(shù)修正所算得的分度圓直徑d1d1d1t3KH/KHt47.28731.771/1.352.420mmmdcosz52.420cos14242.119n 11三按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)2KTYYcos2Y Y Ft1m 3Fa SantZ2F d11確定計(jì)算參數(shù)（1）KFt1.3（2）計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合系數(shù)Ybarctan(tancost)arctan(tan14cos20.562)13.140 v/cos21.636/cos213.1401.725bY0.250.75/v0.250.75/1.7250.685（3）彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)Y14Y112011.9051200.778（4）計(jì)算YFaYSa[]FZ1cos324Z ，V1cos314Z273Z 79.91，V2cos3 14YFa12.62YFa2齒形系數(shù)（P20010-17）171.77YSa2應(yīng)力修正系數(shù)（P20010-18）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度極限Flim1680MpaFlim2（P20910-24C）彎曲疲勞KFN10.9400.950KFN2（P20910-22）KFN1Flim1F1SKFN21.77YSa2應(yīng)力修正系數(shù)（P20010-18）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度極限Flim1680MpaFlim2（P20910-24C）彎曲疲勞KFN10.9400.950KFN2（P20910-22）KFN1Flim1F1SKFN2Flim21.40..950580393.57MPaF2S1.4YFa1YSa1[]F12.621.600.00918YFa2YSa222.231.770.0100因?yàn)榇簖X輪YFaYSaYFaYSa=YFa2YSa2=0.0100[]F[]F[]F22KTYYcos2Y Y Ft1Fa Sa3mntZ2d1F21.31760000.6850.778cos2143 0.01001.586mm12422調(diào)整齒輪模數(shù)dmz/cos1.58624/cos1439.299mm（1）圓周速度v1 nt1d1n139.2993890.80m/sv601000601000（2）b（3）齒高h(yuǎn)b/han n nt/3.569910.99（3）KF18根據(jù)v=0.80m/s 7級(jí)精度KV1.04（機(jī)械設(shè)計(jì)P194圖10-8）F2Td217600039.2298.973103Nt1 1 1tKAFt1/b18973根據(jù)v=0.80m/s 7級(jí)精度KV1.04（機(jī)械設(shè)計(jì)P194圖10-8）F2Td217600039.2298.973103Nt1 1 1tKAFt1/b18973/39.229228.73N/mm100N/mmkF齒間載荷分配系數(shù)（P19510-3）KH7（P19610-4）1.36KF結(jié)合b/h=10.99得（P19710-13）KFKAKVKFKF=1×1.04×1.2×1.36=1.697KF（4）齒輪模數(shù)mnmnt31.733mmKFt四分析對(duì)比計(jì)算結(jié)果對(duì)比計(jì)算結(jié)果，取mn=2已可滿足齒根彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的d1=52.420mm來計(jì)算應(yīng)有的Z1Z2d1cos52.420cos1425.431Z1m2n因?yàn)橐蟮钠鳛橥S式圓柱齒輪器，故高速級(jí)齒輪和低速級(jí)齒輪中心距要求相等。所以通過不斷校驗(yàn)得出Z136Z2111五幾何計(jì)算1計(jì)算中心距阿aa(Z1Z2)mn2cos2cos141.733mm2mm,151mm。2按圓整后的中心距修正螺旋角β19arccos(Z1Z2)mnarccos(36111)213.21721512a3計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑d1、d2362Z1mn73.96mmd1 cos13.2171112arccos(Z1Z2)mnarccos(36111)213.21721512a3計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑d1、d2362Z1mn73.96mmd1 cos13.2171112Z2mndcos cos13.21724計(jì)算齒輪寬度bbdd1173.9673.96mm圓整后79mm六圓整中心距后的強(qiáng)度校核齒輪副的中心距在圓整之后，kH，ZKF，Y，Y等均產(chǎn)生了變化，應(yīng)重新校核齒輪強(qiáng)度，以明確齒輪的工作能力。（1）齒輪接觸疲勞強(qiáng)度校核d1，2.037，1ZH2.55，ZE189.8Mpa2，T1176000N/mm，按前面的做法，先計(jì)算式中各參數(shù)。計(jì)算結(jié)果：KH0.987Z0.533，Zd173.96mm111/36，2KHT21ZZZZHEHd3d122.073176000111/3612.55189.80.5330.987390MpaH173.963111/36滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件。（2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件1.805，T1176000N.mm，按前面的做法，先計(jì)算式中各參數(shù)。計(jì)算結(jié)果：KF0.704，YFa12.42，YFa22.18，YSa11.67，YSa21.76，Y0.669，Y13.217，d1，mn2mm，Z136202KTY YYcos2F2Fa1Sa1F112.5329221.8051760002.421.670.669cos213.2172KTY YYcos2F2Fa1Sa1F112.5329221.8051760002.421.670.669cos213.217123362F12KTY YYcos2F2Fa1Sa1F212.5329221.8051760002.181.760.669cos213.217F1233622齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。3.4齒輪參數(shù)匯總表21高速級(jí)齒輪齒數(shù)d(mm)精度等級(jí)計(jì)算齒寬b2(mm)Z13673.96779Z2111228.0474amn螺旋角β151213.217低速級(jí)齒輪齒數(shù)d(mm)精度等級(jí)計(jì)算齒寬b4(mm)Z12974.22780Z289227.7875四、低速軸的設(shè)計(jì)1、確定軸的材料452、求作用在齒輪上的力根據(jù)輸入軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù),計(jì)算作用在輸入軸的齒輪上的力：輸入軸的功率輸入軸的轉(zhuǎn)速輸入軸的轉(zhuǎn)矩m2149300013109N2T3四、低速軸的設(shè)計(jì)1、確定軸的材料452、求作用在齒輪上的力根據(jù)輸入軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù),計(jì)算作用在輸入軸的齒輪上的力：輸入軸的功率輸入軸的轉(zhuǎn)速輸入軸的轉(zhuǎn)矩m2149300013109N2T3dFt227.8tan4884NFFtan13109tan12.3602873Na t4515—36.5659d A31123min 0424、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案22PInamn螺旋角β1512.512.360°低速軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選軸直徑與聯(lián)軸器直徑的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩TcaKAT3，查表14-1KA1.5，KA低速軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選軸直徑與聯(lián)軸器直徑的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩TcaKAT3，查表14-1KA1.5，KAT31.514930002239.5Nm，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-2003，選用LX4型彈性柱銷聯(lián)軸Tca器，公稱轉(zhuǎn)矩2500Nm半聯(lián)軸器孔徑d163mm，故取d6763mm，半聯(lián)軸器長度L142mm，半聯(lián)軸器與軸配合的輪轂長度L1107mm，為保證軸擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故6-7L67105mm。聯(lián)軸器采用軸肩0.08，求得d5630214，dDT7012526.25，故d45d12取安裝齒輪處的軸段直徑比前一段大0.08d3476mm齒輪的右端面與右端軸承采用套筒L3473mm齒輪左段采用軸肩，軸肩高度h23)R，由軸徑d76mm查表15-2R2，23故取h6mm，則軸環(huán)處的直徑d2388mm，軸環(huán)寬度b1.4hL2312mm低速級(jí)齒輪采用油潤滑（課程設(shè)計(jì)P284-5）216mm34mm（課程設(shè)計(jì)皮04-6）T故取h6mm，則軸環(huán)處的直徑d2388mm，軸環(huán)寬度b1.4hL2312mm低速級(jí)齒輪采用油潤滑（課程設(shè)計(jì)P284-5）216mm34mm（課程設(shè)計(jì)皮04-6）T23757348mmL45五、高速軸的設(shè)計(jì)1、確定軸的材料452、求作用在齒輪上的力根據(jù)輸入軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù),計(jì)算作用在輸入軸的齒輪上的力：輸入軸的功率輸入軸的轉(zhuǎn)速輸入軸的轉(zhuǎn)矩21760004759NFtd73.96tantan201779NFFtan4759tan13.2171118Na t24軸段1-22-33-44-55-66-7（mm）708876706863（mm）26127348由圖上量取1054515—37.1562A03 112329.6mmdminn3894、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案4515—37.1562A03 112329.6mmdminn3894、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案低速軸的最小直徑是安裝V帶帶輪處軸的直徑，取d1232mmL1275mm帶輪采用軸肩，軸肩后一段軸要比前一段軸的直徑大（0.07-0.1）倍，取直徑大0.08，求得d2335mm30208，dDT408019.75，故d34d6740mm，L6720mm取安裝齒輪處的軸段直徑比前一段大0.08d4544mm齒輪的右端面與右端軸承采用套筒L3477mm齒輪左段采用軸肩，軸肩高度h23)R，由軸徑d44mm15-2R1.0，故取h2.5mm，則軸環(huán)處的直徑d2349mm，軸環(huán)寬度b1.4hL23高速級(jí)齒輪采用油潤滑（課程設(shè)計(jì)P284-5）25216mm34mm（課程設(shè)表4-6）T23797742mmL45六、中速軸的設(shè)計(jì)1、確定軸的材料452、求作用在齒輪上的力根據(jù)輸入軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù),計(jì)算作用在輸入軸的齒輪上的力：輸入軸的功率輸入軸的轉(zhuǎn)速輸入軸的轉(zhuǎn)矩T2216mm34mm（課程設(shè)表4-6）T23797742mmL45六、中速軸的設(shè)計(jì)1、確定軸的材料452、求作用在齒輪上的力根據(jù)輸入軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù),計(jì)算作用在輸入軸的齒輪上的力：輸入軸的功率輸入軸的轉(zhuǎn)速輸入軸的轉(zhuǎn)矩T2511Nm25110004482N2T2dFt228.04tan1676NFFtan4482tan12.3601053Na t2T2251100013770NFtd74.22tantan20徑向力：26軸段1-22-33-44-55-66-7（mm）323540444940（mm）75由圖上量取42771020FFtan13770tan13.2173017Na t4515—3FFtan13770tan13.2173017Na t4515—36.8547A03 112342.2mmdminn1284、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案30209，dDT458520.75，故d12d5645mm取安裝齒輪處的軸段直徑比前一段大0.08d4550mm小齒輪的右端面與右端軸承采用套筒L4578mm大齒輪的左端面與左端軸承采用套筒L2372mm齒輪采用軸肩，軸肩高度h23)R，由軸徑d50mm查表15-2，R1.0，故取h2.5mm，則軸環(huán)處的直徑d34中速級(jí)齒輪采用油潤滑（課程設(shè)計(jì)P284-5）27左端軸承217mm35mm（4-6）T23左端軸承217mm35mm（4-6）T23245mm右端軸承213mm34mm（4-6）T23240mm七、低速軸校核28軸段1-22-33-44-55-6（mm）4550555045（mm）4572由圖上量取78401、作用在大齒輪上的力Ft13109Ntann0徑向力FF 4884Nr ts0軸向力FFn4n03N1、作用在大齒輪上的力Ft13109Ntann0徑向力FF 4884Nr ts0軸向力FFn4n03Na rL63mmL21L3120mm2．F，MTFNH1FNH2FtFNH1FNH2131098279N4830NFNH1FFLF70F 120FLNH12 NH23 1NH2NH2FNH1L2822970579530NmmMHM FaD2873227.78327206NmmH2FNV1FNV22FrFNV1FNV248844807NFNV1FLFLM120F327206 F 77N70FNV1NV12 NV23 a NV2NV2MV170FNV1336490Nmm29240NmmMV2MM2M2670135NmmMM2M2579604Nmm1HV12HV2160MPa（P35815-1）3．按彎矩應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核是，通常只取校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，根據(jù)所求數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取0.629M(2)26701352(0.61493000)2T131ca0.1763W4、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度截面4抗彎截面系數(shù)W0.1(d 0.170334300mm3)3抗扭截面系數(shù)W0.2(d)30.2M(2)26701352(0.61493000)2T131ca0.1763W4、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度截面4抗彎截面系數(shù)W0.1(d 0.170334300mm3)3抗扭截面系數(shù)W0.2(d)30.270364800mm3T截面4左側(cè)的彎矩M6701357035.5330281Nmm70截面4上的扭矩T31493000NmmM3302819.63MPa截面上的彎曲應(yīng)力 bW 34300截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 149300021.83MPaT3TW64800T軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，抗拉強(qiáng)度極限B=640MPa，彎曲疲勞極限1=275MPa扭轉(zhuǎn)疲勞極限1=155MPa（機(jī)械設(shè)計(jì)P35815-1）rd2.00.02970D761.09d 70，得2.0,1.34（機(jī)械設(shè)計(jì)P40附表3-2）軸的材料敏性系數(shù)0.85（機(jī)械設(shè)計(jì)P41附圖3-1）有效應(yīng)力集中系數(shù)K1q(1)10.82(2.001)1.82q(1)0.85(1.341)1.29系數(shù)0.66（機(jī)械設(shè)計(jì)P42附圖3-2）扭轉(zhuǎn)系數(shù)0.81（機(jī)械設(shè)計(jì)P43附圖3-3），表面質(zhì)量系數(shù)0.92（機(jī)械設(shè)計(jì)P44附圖3-4）軸按磨削軸表面強(qiáng)化處理q130k111.82 1綜合系數(shù)12.84K0.66 0.92k111.29 111.68K0.81 0.92碳鋼的特性系數(shù)安全系數(shù)0.10.2取0.10.050.1取0.051275S10.06K 2.849.630.10 a mk111.82 1綜合系數(shù)12.84K0.66 0.92k111.29 111.68K0.81 0.92碳鋼的特性系數(shù)安全系數(shù)0.10.2取0.10.050.1取0.051275S10.06K 2.849.630.10 a mS8.38K1.680.05a m2210.068.38SSS6.44s1.5S2S210.0628.382 故可知其安全截面4抗彎截面系數(shù)W0.1(d 0.176343898mm3)3抗扭截面系數(shù)W0.2(d 0.276387795mm3)3T截面4左側(cè)的彎矩M6701357035.5330281Nmm704M3302817.52MPa截面上的彎曲應(yīng)力 bW 43898 T3截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力TW87795TK過盈配合處的3.13（P433-8）取K0.8K0.83.132.5031，表面質(zhì)量系數(shù)0.92（機(jī)械設(shè)計(jì)P44附圖4-4）軸按磨削k11綜合系數(shù)K13.1313.220.92k1112.5012.59K0.92安全系數(shù)1275S11.36K 3.22，表面質(zhì)量系數(shù)0.92（機(jī)械設(shè)計(jì)P44附圖4-4）軸按磨削k11綜合系數(shù)K13.1313.220.92k1112.5012.59K0.92安全系數(shù)1275S11.36K 3.227.520.10 a mS6.90K2.590.05a m2211.366.90SSS5.90s1.5S2S211.3626.902 故可知其安全八.低速軸軸承計(jì)算321、求兩軸受到的徑向載荷2284884702873228F70Freae2 275.57NF r1V701207012075.574808.43N7070F F131904829.63Nr1Hte7012070120Fr1、求兩軸受到的徑向載荷2284884702873228F70Freae2 275.57NF r1V701207012075.574808.43N7070F F131904829.63Nr1Hte7012070120Fr2HFteFr1H131094829.638279.34NFF2F2 75.5724829.6324830.22Nr1r1V r1HF F2 4808.4328279.3429597.37NF2r2r2V r2H2、求兩軸的計(jì)算軸向力Fr2Y軸承為圓錐滾子軸承，軸承派生軸向F（31813-7）d（P315）3圓錐滾子軸承型號(hào)為30214，C132kN，C0175kN ，e0.42，Y1.4fd1.21.8，取fd1.5（P31813-6）Fr14830.221725.08N，F(xiàn)Fr19597.373427.63NFd1d22Y 21.42Y 22.8所以Fa1Fd11725.08N所以Fa2Fd1Fae4598.08N3、求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷Fa2Fr20.36e0.48e1X11X20.400Y21.4233P2fd(X2Fr2Y2Fa2)1.5(0.409597.371.44598.08)15414.39NP2fd(X2Fr2Y2Fa2)1.5(0.409597.371.44598.08)15414.39N4、驗(yàn)算軸承理論Lh103008124000h10106106132103CL( )P2(509829.26hLh24000h)360n6042 故此軸承滿足要求九.鍵連接的校核1、低速軸與聯(lián)軸器配合的鍵連接選Abh1811L90mmlLb901872mm100120MPa，取120MPa（機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2）p p40001393119.7MPa4000Tphld 117263p故鍵滿足強(qiáng)度要求2、高速軸與帶輪配合的鍵連接選Abh108L63mmlLb631053mm100120MPa，取120MPa（機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2）p pphld 85332故鍵滿足強(qiáng)度要求3、低速軸與大齒輪配合的鍵連接選Abh2214L70mmlLb702248mm100120MPa，取120MPa（機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2）p p3440001493116.9MPa4000Tpphld 144876故鍵滿足強(qiáng)度要求4、中速軸與小齒輪配合的鍵連接選Abh161040001493116.9MPa4000Tpphld 144876故鍵滿足強(qiáng)度要求4、中速軸與小齒輪配合的鍵連接選Abh1610L70mmlLb701654mm100120MPa，取120MPa（機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2）p p400051175.7MPa4000Tpphld 105450故鍵滿足強(qiáng)度要求5、中速軸與大齒輪配合的鍵連接選Abh1610L63mmlLb631647mm100120MPa，取120MPa（機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2）p p4000T 4000511pphld 104750故鍵滿足強(qiáng)度要求6、高速軸與小齒輪配合的鍵連接選Abh149L