二級(jí)圓柱直齒輪1

引言在工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)械傳動(dòng)是一種最基本的傳動(dòng)方式，幾乎各種機(jī)器都要利用齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于傳遞空間任意兩軸或多軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長(zhǎng)、傳動(dòng)比準(zhǔn)確；但制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，不宜用于兩軸見距離較大的場(chǎng)合。帶傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用較為廣泛的撓性傳動(dòng)當(dāng)主動(dòng)軸和從動(dòng)軸相距較遠(yuǎn)時(shí)，常采用這種傳動(dòng)方式。帶傳動(dòng)是利用帶與帶輪之間的摩擦力來(lái)傳動(dòng)和動(dòng)力的。它適用于圓周速度較高和圓周力（傳遞功率一般不超過(guò)40~50kw）較小時(shí)的工作條件下。鏈傳動(dòng)是一種以鏈條做中間撓性件的嚙合傳動(dòng)，一般用于兩軸相距較遠(yuǎn)的使用場(chǎng)合。與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)有能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比；張緊力小，作用在軸上的壓力??；強(qiáng)度高，承載力大；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工成本低，易于維護(hù)；對(duì)工作條件較低，能在高溫、多塵油污等惡劣的環(huán)境中工作；鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定，從動(dòng)鏈輪瞬時(shí)轉(zhuǎn)速不均勻，傳動(dòng)的平衡性較差，有沖擊和噪聲，不宜用于高速的場(chǎng)合等特點(diǎn)。齒輪按齒形可分為直齒和斜齒兩類。在齒輪設(shè)計(jì)中一般也要遵循齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則。實(shí)踐表明，在一般條件的閉式齒輪傳動(dòng)中，主要失效形式是點(diǎn)蝕和折斷。對(duì)于軟齒面（W350HBS）齒輪主要失效形式是點(diǎn)蝕，所以應(yīng)按解除疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，再按彎曲疲勞強(qiáng)度校核；對(duì)于硬齒面（＞350HBS）齒輪，主要失效形式是齒面折斷，所以一般先按彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，再按接觸疲勞強(qiáng)度校核。減速器是一種將由電動(dòng)機(jī)輸出的高轉(zhuǎn)速降至要求的轉(zhuǎn)速比較典型的機(jī)械裝置，主要優(yōu)點(diǎn)有瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、傳動(dòng)效率高、工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。第1章傳動(dòng)方案的擬定和電機(jī)的選擇傳動(dòng)方案的擬定設(shè)計(jì)一個(gè)用于帶式傳送機(jī)上的二級(jí)圓柱齒輪減速器，運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷變化不大，空載啟動(dòng)。卷筒效率0.96，減速器小批量生產(chǎn)，使用年限8年(300天/1年)兩班制工作，運(yùn)輸容許誤差5%。車間有3相交流，電壓380/220V，運(yùn)輸帶工作壓力2.2KN,運(yùn)輸帶工作速度1.4M/S，卷筒直徑500mm電動(dòng)機(jī)的選擇1．電動(dòng)機(jī)的類型選擇：按照工作要求和工作條件，選用一般用途的臥式封閉型Y系列的三相異步電動(dòng)機(jī)。PP=—w2?確定電動(dòng)機(jī)容量：電動(dòng)機(jī)所需工作功率Pd為 "“工作機(jī)所需功率Pw為 Pw=2200X1.4/1000X0.94=3.28KW按《機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2-4確定各部分效率為:聯(lián)軸器效率為"i—0.99，閉式齒輪傳動(dòng)效率1二^6，滾動(dòng)軸承"3二。朋，卷筒效率3二°.96，代入得耳二0.992x0.962x0.984x0.96二0.8所需電動(dòng)機(jī)功率為Pd=3.28/0.8=4.1KW3．選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：卷筒軸工作轉(zhuǎn)速Nw=60vw/3.14D=60X1000X1.4/400X3.14=66.88r/min兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比i=8-40，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為Nd=(8s40)X66.88=535.04s2675.2r/min4．選擇電動(dòng)機(jī)功率：綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重要、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為Y112M—4的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為4.0kw。滿載轉(zhuǎn)nm=1440r'min，同步轉(zhuǎn)速為1500門min。電動(dòng)機(jī)的其主要性能如表1。表1： Y112M-4型電動(dòng)機(jī)的主要性能電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/(kw)滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩(kw)最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩(kw)Y112-44144022圖1-1布置圖總傳動(dòng)比：由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n可得減速器總傳動(dòng)比i=1440/66.88=21.53分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比：減速器的傳動(dòng)比i為21.53,對(duì)于兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器的1=(1.1?l?5)i2，為了分配均勻取1=1.2i2，計(jì)算得兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比-=4.34，低速級(jí)的傳動(dòng)比「3.62。計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：．電動(dòng)機(jī)軸(0軸)P0=Pd=4.1KWN0=nm=1440r/minT0=9550P0/n0=9550X4.1/1440=27.19N*m．高速軸(1軸)P1=P0X0.99=4.1X0.99=4.059KWN1=n0=1440r/minTl=9550Pl/nl=9550X4.059/1440=26.91N*m3）．中間軸（2軸）P2二Pin2n3=0.96X0.98X4.059=3.81KWN2=N1/i1=1440/4.34=331.8r/minT3=9550P2/N2=i09.7N*m4） ．低速軸（3軸）P3=P2n2n3=3.8iX0.96X0.98=3.58KWN3=N2/i2=33i.8/3.62=9i.7r/minT4=9550P3/N3=372.83N*m5） ．卷筒軸（4軸）P4=P3n3n4=3.58X0.99X0.98=3.47KWN4=N3=9i.7r/minT4=9550P4/N4=36i.38N*m總傳動(dòng)比：由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n,可得減速器總傳動(dòng)比i=i440/66.88=2i.53分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比：減速器的傳動(dòng)比i為21.53,對(duì)于兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器的1=（1.1?l?5）i2，為了分配均勻取1=1.2i2，計(jì)算得兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比-=4.34，低速級(jí)的傳動(dòng)比「3.62。計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)：1） ．電動(dòng)機(jī)軸（0軸）P0=Pd=4.1KWN0=nm=1440r/minT0=9550P0/n0=9550X4.1/1440=27.19N*m2） ．高速軸（1軸）P1=P0X0.99=4.1X0.99=4.059KWN1=n0=1440r/minTl=9550Pl/nl=9550X4.059/1440=26.91N*m3）．中間軸（2軸）P2二Pin2n3=0.96X0.98X4.059=3.81KWN2=N1/i1=1440/4.34=331.8r/minT3=9550P2/N2=i09.7N*m4） ．低速軸（3軸）P3=P2n2n3=3.8iX0.96X0.98=3.58KWN3=N2/i2=33i.8/3.62=9i.7r/minT4=9550P3/N3=372.83N*m5） ．卷筒軸（4軸）P4=P3n3n4=3.58X0.99X0.98=3.47KWN4=N3=9i.7r/minT4=9550P4/N4=36i.38N*m第2章V帶設(shè)計(jì)和聯(lián)軸器的選擇V帶設(shè)計(jì)1） 、計(jì)算功率pa查表13-8得KA=1.2Pa=KA-P=I'2'4°曲二4.8曲、選擇V帶型根據(jù)p=4.8Kw、n=1440r/minam由《機(jī)械設(shè)計(jì)》書圖13-14查得此坐標(biāo)點(diǎn)位于A區(qū)域，故選擇A型帶。3）、求大，小帶輪基準(zhǔn)直徑d2,d1并驗(yàn)算帶速V由表13-9，dl應(yīng)不小于75mm，現(xiàn)取d1=100mmd=(n/n)d1(1-￡)III=(600/187)X100X(1-0.02)=314.4mm由表13-9知，取d2=315mm2）、2）、驗(yàn)算帶速v兀?d-n3.14x100x1440v=耳m= m/s=7.54m/s60x1000 60x10007.54m/s在5m/s-25m/s的范圍內(nèi)，符合。3）、確定V3）、確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld初選中心距：a=1.5(d1+d2)0=1.5X(100+315)=622.5mm取a=625mm0符合0.7(d+d)<a<2(d+d)12012由式8-22計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度兀 Cd-d》l=2a+—(d+d)+―2 i—0 021 2 4a=2X625+1(100+315)+氣晉=1920mm

由表13-2取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度l=2000mmd由式(13-6)計(jì)算實(shí)際中心距a?a+(l-1)/2=625+(2000-1920)/2=665mm0d0(4).驗(yàn)算小帶輪包角a，由式(13-15)得a1=180°d-d--2一X57?3°aX57.3=180315-100665=161°>120°包角合適5).求V帶根數(shù)單根V帶所能傳達(dá)的功率由n=1440r/min和d=100mm查表13-5m1得p=1.32kw0單根v帶的傳遞功率的增量△p0由式(13-9)得傳動(dòng)比i=啟j1315100x(1—0.02)=3.21查表13-5得△p=0.17kw0查表13-7得包角修正系數(shù)k=0.98a查表13-2得帶長(zhǎng)修正系數(shù)k=1.03LZ= 6.6 =4.4故取5根.(1.32+0.17)x0.98x1.03(6).計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力Fq查表13-1得m=0.1kg/m由式13-17得500P500PaZV2.5X(?-1)+mV2=192.62Nka=2ZFsin0ai=1899.78N2(7).帶的設(shè)計(jì)小帶輪小帶輪為實(shí)心式，中心孔的直徑d=38mm為電動(dòng)機(jī)的軸徑，輪轂長(zhǎng)度L=1.5d=57.大帶輪大帶輪為腹板式，中心孔d=25mm，輪轂長(zhǎng)度L=65mm2.2聯(lián)軸器的選擇．類型的選擇：為減小沖擊與振動(dòng)及安全方便，選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器；2．計(jì)算載荷：高速軸用聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算：由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為Ka二1.5T=9550P/n=27.19N*m計(jì)算轉(zhuǎn)矩為T二KT二1.5x27.19二40.785N-mcaA1所以考慮選用彈性柱銷聯(lián)軸器TL4(GB4323-84),但由于聯(lián)軸器一端與電動(dòng)機(jī)相連,其孔徑受電動(dòng)機(jī)外伸軸徑限制，所以選用TL5(GB4323-84)其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩T二125N-mn軸孔直徑d軸孔直徑di=38mm,d=25mm2軸孔長(zhǎng)L=82mm，七=60mm裝配尺寸A=45mm半聯(lián)軸器厚b=38mm第二個(gè)聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算：由于裝置用于運(yùn)輸機(jī)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，所以工作情況系數(shù)為ka=1?5,計(jì)算轉(zhuǎn)矩為Tca二KAT3=山X必2二1387.8"°m所以選用彈性柱銷聯(lián)軸器TL10(GB4323-84)其主要參數(shù)如下：材料HT200公稱轉(zhuǎn)矩Tn=2000"?m軸孔直徑di=d2二63mm軸孔長(zhǎng)L—142mm,氣=107mm裝配尺寸A—80mm半聯(lián)軸器厚b—58mm第3章二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器主體設(shè)計(jì)3.1齒輪設(shè)計(jì)1選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1）按以上的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2） 運(yùn)輸機(jī)為一般工作，速度不高，故選用8級(jí)精度（GB10095-88）。3） 材料選擇。考慮到制造的方便及小齒輪容易磨損并兼顧到經(jīng)濟(jì)性，兩級(jí)圓柱齒輪的大、小齒輪材料均用合金鋼，熱處理均為調(diào)質(zhì)處理且大、小齒輪的齒面硬度分別為240HBS,280HBS,二者材料硬度差為40HBS。4）選小齒輪的齒數(shù)z4）選小齒輪的齒數(shù)z=24，大齒輪的齒數(shù)為Z2二24x3.62二86.88，取丁86按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算，即d>1t2KTu土1zz、十. (E~H)2.d>1t①u[b]d H1）試選載荷系數(shù)Kt二1.52）由以上計(jì)算得小齒輪的轉(zhuǎn)矩T=27.19N*m13）查表及其圖選取齒寬系數(shù)①d二1，材料的彈性影響系數(shù)ZE二189?8MPa2，按齒面硬度的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限bHliml二600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限b =55OMPa.Hlim2 。4） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60njL=60x331.8x1x(2x8x300x10)=0.956427x10911h0.956473.620.956473.62=0.264x1095）按接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.96 K=0.99HN1 HN26）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

C]=Khnl^iimi=0.96x600=576MPaH1 SC]=Khn2^1込=0.99x550=544.5MPa得H2 S計(jì)算：1） 帶入匚丿中較小的值，求得小齒輪分度圓直徑dti的最小值為D1t=61.8mm2） 圓周速度：V=ndltn/60X1000=1.07m/s3） 計(jì)算齒寬： b二①-d=1x61.8=61.8mmdlt4） 計(jì)算齒寬與齒高比：模數(shù):d 61.8 2m--1t-- -2.575tZ 241齒高:h-2.25m-2.25x2.575-5.79375mmtb?:匕-10.66h5）計(jì)算載荷系數(shù)：查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.1對(duì)于直齒輪K對(duì)于直齒輪K二K二1Ha Fa查得使用系數(shù)K查得使用系數(shù)KA二1.25用插值法查得7級(jí)精度小齒輪非對(duì)稱布置時(shí)，KHP=1.43由h=h=8-89，kHP=1.43可查得KF廠1.43故載荷系數(shù)K=K?K?K?K=1.986故載荷系數(shù)AV Ha HP6）按實(shí)際載荷系數(shù)校正分度圓直徑：D1=67.98mm

按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算：彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為m>m>1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值查圖得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 °fei二500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限bFE2二380MPa；查圖取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN廣。恥KFN廣0.94；計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4,得■FN1FE1F1FN2FN2F2■FN1FE1F1FN2FN2F20.9x5001.4二321.43MPa0.94x3801.4二255.14MPa計(jì)算載荷系數(shù)KK=KKKK=1.25x1.1x1x1.3=1.7875AVFaF卩2） 查取齒形系數(shù).查表得Y=2.65；Y =2.21.Fa1 Fa23） 查取應(yīng)力校正系數(shù).查表得Y =1.58；Y =1.775Sa1 Sa2YY―Fa_SO-4）計(jì)算大、小齒輪的bF并加以比較。大齒輪的數(shù)值大.5）設(shè)計(jì)計(jì)算M=2.2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),由于齒輪模數(shù)的大小要取決于彎曲強(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)的成積）有關(guān),可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.2，并接近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m二2.5,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑61.&算出小齒輪齒z1=d1/ml=61.8/2.5=24.72，取zl=25大齒輪齒數(shù) z2=3.62X24.72=89.48，取做=90這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng),即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度,又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度,并做到結(jié)構(gòu)緊湊,避免浪費(fèi)。幾何尺寸計(jì)算（1） 分度圓直徑：D1二zlm=25X2.5=62.5mmD2=z2m=90X2.5=225mm（2） 中心距：A=d1+d2/2=63+225/2=144mm（3）齒輪寬度：b二①d=61.8mmd1取B=65mm ,B=60mm213.2軸設(shè)計(jì)高速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)結(jié)構(gòu)及使用要求,把該軸設(shè)計(jì)成階梯軸且為齒輪軸,共分七段,其中第5段為齒輪,如圖3-1所示:圖3-1由于結(jié)構(gòu)及工作需要將該軸定為齒輪軸,因此其材料須與齒輪材料相同,均為合金鋼,熱處理為調(diào)制處理，材料系數(shù)A0為110。所以,有該軸的最小軸徑為:

’ Pd>Cj—11 13nni=110X0.14=15.4mm考慮到該段開鍵槽的影響,軸徑增大6%,于是有:D1=(1+6%)D1'=16.324mm,標(biāo)準(zhǔn)化取Dl=20mm其他各段軸徑、長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過(guò)程見下表:表3高速軸結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)階梯軸段設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過(guò)程計(jì)算結(jié)果, l"Pd>C卜11 13n耳115.4第1段d11f-(1+6%)d11(考慮鍵槽影響)20L=601160d=d+2x0.09d12 11 1125第2段（由唇形密封圈尺寸確定）L二12二1—A—B+1+B+1+Al2 3 1 0 050"13由軸承尺寸確定35第3段B—14(軸承預(yù)選6007B1=14)L—B+B-Al13 1 h25d—d+2x0.09d14 13 1342.5(41.3)第4段L—L-A—B14 0 2 Z1145d=.一.，65100第5段15齒頂圓直徑15 齒寬d—d16 1441第6段L—A16 410第7段d—d17 1335L—B+B17 1 h25

軸的受力分析及計(jì)算軸的受力模型簡(jiǎn)化（見圖3-2）及受力計(jì)算Ft1圖3-2高速軸受力圖Fr1Ft1圖3-2高速軸受力圖Fr12T=——1d1=Ftanat1 n=T=1196=1196xtan20°=430.56FAHFLFAHFL=——11 3L+L23=430?56X40=74.07192.5+40FAVFrAFFAVFrAF(L+L+L)-FL (92.5+192.5+40)-212.84x40=y1 2 3 rl3=、 丿L+L2 3+F2=763.54AV192.5+40J：Fah2FBHFBH=——11_2—L+L23FBVF(L+L+L)+FL=一L 2 3 r1L=-FBVL+L2 3F=JF2+F2=1098.99rB BH BV軸承的壽命校核鑒于調(diào)整間隙的方便,軸承均采用正裝.預(yù)設(shè)軸承壽命為3年即12480h.校核步驟及計(jì)算結(jié)果見下表:表4軸承壽命校核步驟及計(jì)算結(jié)果計(jì)算步驟及內(nèi)容計(jì)算結(jié)果6007軸承A端B端由手冊(cè)查出Cr、C0r及e、Y值Cr=16.2kNC0r=10.5kNe=0.68計(jì)算Fs=eFr（7類）、Fr/2Y（3類）FsA=1809.55 FsB=1584.66計(jì)算比值Fa/FrFaA/FrA>e FaB/FrB<e確定X、Y值XA=1,YA=0,XB=1YB=0查載荷系數(shù)fP1.2計(jì)算當(dāng)量載荷P=Fp（XFr+YFa）PA=212.84 PB=212.84計(jì)算軸承壽命16670（ C ￥5321.7N小于16200N— r10h n\max(P?P)丿1 ' A B7由計(jì)算結(jié)果可見軸承6007合格.中間軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)結(jié)構(gòu)幾使用要求該軸設(shè)計(jì)成階梯軸且為齒輪軸,共分六段,其中第2段和第4段為齒輪,如圖3-3所示:圖3-3中間軸由于結(jié)構(gòu)及工作需要將該軸定為齒輪軸,因此其材料須與齒輪材料相同,均為合金鋼,熱處理為調(diào)制處理，取材料系數(shù)A0二110。所以,有該軸的最小軸徑為:d2=24.2mm因鍵槽開在中間，其影響不預(yù)考慮標(biāo)準(zhǔn)化取d21二30。其他各段軸徑、長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過(guò)程見下表:

表5中間軸結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)階梯軸段設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過(guò)程計(jì)算結(jié)果， iPd>C21 23n1230由軸承尺寸確定第1段B—15（軸承預(yù)選6008 2—）40L—B+B2521 1 hfd—d+2x0.07d35222121第2段f40d22 （1+12%M22（考慮鍵槽影響）L—齒寬+A+2.577.5222d—d+2x0.07d23 22 2260第3段L—A-2.512.512 4d—分度圓直徑6224第4段L—齒寬10924d—d3025 21第5段L—L-A—B-A—L+A+B3925 0 23 低z1 22 24 3 2d—d302621第6段L—B+B2521 1 h軸的受力分析及計(jì)算軸的受力模型簡(jiǎn)化（見圖3-4）及受力計(jì)算

圖3-4中間軸受力圖L1=51L2=105.75L3=106圖5F=2T1=2圖3-4中間軸受力圖L1=51L2=105.75L3=106圖5F=2T1=2x109700=112512由高速軸的受力分析知：ti d1951F=Ftana=1125.12xtan20°=405.04r1 t1 nFt2Fr22T 2x26910= 2= =1196d452=Ftana=1196xtan20°=430.56T2 nFAHFAVFrAFL+F(L+L)#13繪2 3=589.99L+L+L123F(L+L)-FL=2 3 =152.72L+L+L. 1 2 3=\.F2+F2=609.3'：AH AVFBHFBVFL+F(L+L) “t2+ 包1 2=931.89L+L+L123F(L+L)-FL178L+L+L1 2 3=948.7■2 r2F=■<'■F2+F2

rB1BH BV軸承的壽命校核鑒于調(diào)整間隙的方便,軸承均采用正裝.預(yù)設(shè)軸承壽命為3年即12480h。

校核步驟及計(jì)算結(jié)果見下表:表6軸承壽命校核步驟及計(jì)算結(jié)果計(jì)算步驟及內(nèi)容計(jì)算結(jié)果6007A端B端由手冊(cè)查出Cr、C0r及e、Y值Cr=16.2kNC0r=10.5kNe=0.68確定X、Y值X=1 Y=0查載荷系數(shù)fP1.2計(jì)算當(dāng)量載荷P=Fp(XFr+YFa)PA=1196 PB=1125.12計(jì)算軸承壽命C=P.fp/ftVnh/166679041N小于10500由計(jì)算結(jié)果可見軸承6007合格。低速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)結(jié)構(gòu)幾使用要求該軸設(shè)計(jì)成階梯軸,共分七段,如圖3-5所示:弋 TV J圖3-5低速軸考慮到低速軸的載荷較大，材料選用45，熱處理調(diào)質(zhì)處理，取材料系數(shù)Ao二112所以，有該軸的最小軸徑為：d^16.8mm考慮到該段開鍵槽的影響，軸徑增大6%，于是有:“ fd =(1+6%)d=1.06x51.16=17.808 標(biāo)準(zhǔn)化取d=20313131

他各段軸徑、長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過(guò)程見下表:表7低速軸結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)階梯軸段設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)和過(guò)程計(jì)算結(jié)果f 1Pd>C3j17.80831 33n1 3第1段d31ff f20（1+6%）d31（考慮鍵槽影響）L11（由聯(lián)軸器寬度尺寸確定）142d二d+2x0.07d32 31 3123第2段（由唇形密封圈尺寸確定）L=/—A—B+/+B+/+AZ50322 3 3 0 0d二d+2x0.07d2733 32 32第3段L二161633"34由軸承尺寸確定35第4段（軸承預(yù)選6007B4=14）L二B+B-Al2433 3 hd二d+84335 34第5段L二L-（B+B）/2-207534 0 低z1 低z2d二d+2x0.07d36 35 3650第6段L=35 2020d=d+2x0.07d5737 36 36第7段35 齒寬+10119d=d3538 34第8段L=B+B2438 3 h軸的受力分析及計(jì)算軸的受力模型簡(jiǎn)化（見圖3-6）及受力計(jì)算

Y LI L2-圖3-6低速軸受力圖L1=71.5L2=119由中間軸的受力分析知：Y LI L2-圖3-6低速軸受力圖L1=71.5L2=119由中間軸的受力分析知：Ft2Fr2二2T2二2X109700二3538.7d622二Ftana二3538.7xtan20°二1273.9T2 nF=t2—=2210.53AHL+L12F=r2—=795.7AVL+L12 F=yF2+F2=2349.53rA AH AVF= t2—=1328.17BHL+L12F=r2—=478.13BVL+L12F=■:F2+F2=1413.8rB'BH BV軸承的壽命校核鑒于調(diào)整間隙的方便,軸承均采用正裝.預(yù)設(shè)軸承壽命為3年即12480h.校核步驟及計(jì)算結(jié)果見下表:表8軸承壽命校核步驟及計(jì)算結(jié)果計(jì)算步驟及內(nèi)容計(jì)算結(jié)果6007A端B端由手冊(cè)查出Cr、C0r及e、Y值Cr=16.2kNC0r=10.5kNe=0.68計(jì)算比值Fa/FrFaA/FrA〈eFaB/FrB>e確定X、Y值XA=1YA=0查載荷系數(shù)fP1.2計(jì)算當(dāng)量載荷P=Fp(XFr+YFa)PA=1273.9 PB=1273.9計(jì)算軸承壽命C=P.fp/ftJnh/166676267.588N大于10500N由計(jì)算結(jié)果可見軸承6007合格，最終選用軸承6007。3.3軸的強(qiáng)度校核經(jīng)分析知C、D兩處為可能的危險(xiǎn)截面現(xiàn)來(lái)校核這兩處的強(qiáng)度：（1）合成彎矩F='：F2+F2=2349.53rA\AHAV M=FX11=167991.395F '廠 2?廠 2 CrB=.；F2+F2二1413.8'BH BVrA2）扭矩T圖T二372.833）當(dāng)量彎矩M'=.-M2+(dT)2=280000C C 3(4)校核由手冊(cè)查材料45的強(qiáng)度參數(shù)0 ]二59MPa_lbC截面當(dāng)量彎曲應(yīng)力：,M' 28000G= =—C0.1d3 0.1X(60)3C=12.96<Q]-1b由計(jì)算結(jié)果可見C截面安全。3.4鍵的選擇及校核因減速器中的鍵聯(lián)結(jié)均為靜聯(lián)結(jié),因此只需進(jìn)行擠壓應(yīng)力的校核圖3-7軸力圖1高速級(jí)鍵的選擇及校核:高速級(jí)大齒輪處鍵:按照輪轂處的軸徑及軸長(zhǎng)選鍵長(zhǎng)50,GB/T1096聯(lián)結(jié)處的材料分別為：45鋼（鍵）、40Cr（軸）2中間級(jí)鍵的選擇及校核:中間級(jí)大齒輪處鍵:按照輪轂處的軸徑及軸長(zhǎng)選鍵B9*5，GB/T1096聯(lián)結(jié)處的材料分別為：20Cr（輪轂）、45鋼（鍵）、20Cr（軸）此時(shí),鍵聯(lián)結(jié)合格.3低速級(jí)級(jí)鍵的選擇及校核（1） 低速級(jí)大齒輪處鍵：按照輪轂處的軸徑及軸長(zhǎng)選鍵B22X14，鍵長(zhǎng)GB/T1096聯(lián)結(jié)處的材料分別為：20Cr（輪轂）、45鋼（鍵）、45（軸）其中鍵的強(qiáng)度最低，因此按其許用應(yīng)力進(jìn)行校核，查手冊(cè)其Rp3］=11QMPag=巴4二2X372830二66.57MPavQ］，該鍵聯(lián)結(jié)合格p3dlk50x32x7 p336（2） 聯(lián)軸器處鍵：按照聯(lián)軸器處的軸徑及軸長(zhǎng)選鍵16X10,鍵長(zhǎng)100,GB/T1096聯(lián)結(jié)處的材料分別為： 45鋼（聯(lián)軸器）、45鋼（鍵）、45（軸）其中鍵的強(qiáng)度最低，因此按其許用應(yīng)力進(jìn)行校核，查手冊(cè)其［Gp4］=110MPag=玉二2X372830二93.2vQ］，該鍵聯(lián)結(jié)合格.p4dlk20x80x5 p4313.5箱體設(shè)計(jì)根據(jù)箱體的支撐強(qiáng)度和鑄造、加工工藝要求及其內(nèi)部傳動(dòng)零件、外部附件的空間位置確定二級(jí)齒輪減速器箱體的相關(guān)尺寸如下：（表中a=225）表9箱體結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號(hào)設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果箱座壁厚60.025a+3=8.99考慮鑄造工藝，所有壁厚都不應(yīng)小于8箱蓋壁厚&10.02a+3三88箱座凸緣厚度b1.5613.35箱蓋凸緣厚度b11.56112箱座底凸緣厚度b22.5622.25地腳螺栓直徑df0.036a+1220.1地腳螺栓數(shù)目naW250時(shí)，n=44軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d10.75df16箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑d2（0.5?0.6）df12軸承端蓋螺釘直徑和數(shù)目d3,n（0.4?0.5）df,n6,4窺視孔蓋螺釘直徑d4（0.3?0.4）df8

定位銷直徑d（0.7?0.8）d28軸承旁凸臺(tái)半徑R1c216凸臺(tái)高度h根據(jù)位置及軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)34外箱壁至軸承座端面距離11c1+c2+（5?10）42大齒輪頂圓距內(nèi)壁距離△1>1.2610齒輪端面與內(nèi)壁距離△2>610箱蓋、箱座肋厚ml、mm1~0.8561=7.565 m~0.856=6.87軸承端蓋凸緣厚度t（1?1.2）d310軸承端蓋外徑D2D+（5?5.5）d3120螺栓扳手空間與凸緣厚度安裝螺栓直徑dxM8M10M12M16至外箱壁距離clmin13161822至凸緣邊距離c2min11141620沉頭座直徑Dmin202426323.6潤(rùn)滑與密封1減速器潤(rùn)滑油的更換1）減速器第一次使用時(shí)，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)150~300h后須更換潤(rùn)滑油，在以后的使用中應(yīng)定期檢查油的質(zhì)量。對(duì)于混入雜質(zhì)或變質(zhì)的油須及時(shí)更換。一般情況下，對(duì)于長(zhǎng)期工作的減速器，每500~1000h必須換油一次。對(duì)于每天工作時(shí)間不超過(guò)8h的減速器，每1200~3000h換油一次。2）減速器應(yīng)加入與原來(lái)牌號(hào)相同的油，不得與不同牌號(hào)的油相混用。牌號(hào)相同而粘度不同的油