二級(jí)斜齒齒輪減速器

課程陵計(jì)COURSEPROJECT題目： 兩級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器系別： 機(jī)械工程系專(zhuān)業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及有動(dòng)化學(xué)制： 四年姓名： 戴建英 學(xué)號(hào)：1006013001 導(dǎo)師： 王勇 2012年1月5日目錄第1章 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。設(shè)計(jì)題目 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。設(shè)計(jì)要求 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。TOC\o"1-5"\h\z設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的主要內(nèi)容 1第2章傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 3傳動(dòng)方案擬定 3\o"CurrentDocument"電動(dòng)機(jī)的選擇 3\o"CurrentDocument"計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 4\o"CurrentDocument"運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 4第3章傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 7V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 10\o"CurrentDocument"低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 14\o"CurrentDocument"齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19第4章軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 22軸的材料選擇 22\o"CurrentDocument"軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22\o"CurrentDocument"軸的校核 24第5章滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 29滾動(dòng)軸承的選擇 29滾動(dòng)軸承校核 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。第6章鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算 30鍵連接的選擇 30\o"CurrentDocument"鍵連接的校核 30第7章聯(lián)軸器的選擇與校核 331低速軸上聯(lián)軸器的選擇與校核 31\o"CurrentDocument"第8章減速器潤(rùn)滑方式和密封類(lèi)型選擇 31\o"CurrentDocument"第9章減速器附件的選擇和設(shè)計(jì) 32\o"CurrentDocument"第10章減速器箱體設(shè)計(jì) 33設(shè)計(jì)小結(jié) 35參考文獻(xiàn) 36第1章《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名班級(jí)設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置（兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器），傳動(dòng)示意圖如下：W1—電動(dòng)機(jī) 2—V帶傳動(dòng) 3—減速器 4—軸器5—鼓輪6—輸送帶已知條件：1） 鼓輪直徑：D=250mm；2） 鼓輪上的圓周力：F=7000N；3） 輸送帶速度V=0.8m/s；技術(shù)條件與說(shuō)明：1）傳動(dòng)裝置的使用壽命預(yù)定為10年，每年按300天計(jì)，兩班制工作，每班按8小時(shí)計(jì)算；2） 工作機(jī)的載荷性質(zhì)為輕微沖擊；單向回轉(zhuǎn)；3）電動(dòng)機(jī)的電源為三相交流電，電壓為 380/220伏；4） 傳動(dòng)布置簡(jiǎn)圖是由于受車(chē)間地位的限制而擬訂出來(lái)的，不應(yīng)隨意修改，但對(duì)于傳動(dòng)件的型式，則允許作適宜的選擇；5）輸送帶允許的相對(duì)速度誤差《土5-10%。二、設(shè)計(jì)要求1）減速器裝配圖1張；2） 零件圖2?4張（具體畫(huà)什么零件，由指導(dǎo)老師指定）；3） 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份，按指導(dǎo)老師的要求書(shū)寫(xiě)；1.1.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的主要內(nèi)容封面（標(biāo)題及班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)、指導(dǎo)老師、完成日期）目錄（包括頁(yè)次）設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)第2章 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案擬定如圖1帶式運(yùn)輸機(jī)簡(jiǎn)圖所示，帶式運(yùn)輸機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)6帶動(dòng)V帶1通過(guò)帶動(dòng)減速器2運(yùn)轉(zhuǎn)將運(yùn)動(dòng)通過(guò)聯(lián)軸器3傳送到卷筒軸5上，帶動(dòng)運(yùn)輸帶4工作。帶傳動(dòng)承載能力較低，但傳動(dòng)平穩(wěn)，緩沖吸振能力強(qiáng)，故布置在高速級(jí)。斜齒輪傳動(dòng)比較平穩(wěn)，在傳動(dòng)系統(tǒng)中采用兩級(jí)展開(kāi)式斜齒圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且齒輪的位置不對(duì)稱(chēng)。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形部分的相互抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：減速器橫向尺寸較小，兩大齒輪浸油深度可以大致相同。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸較長(zhǎng)、剛度差，中間軸承潤(rùn)滑較困難電動(dòng)機(jī)的選擇項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1、 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型選擇2、 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算3、 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1、 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型選擇Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V。2、 電動(dòng)機(jī)所需功率計(jì)算由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為?戲（其中：門(mén)1——V帶輪的傳動(dòng)效率0.96；門(mén)2——滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率0.98；七 齒輪的傳動(dòng)效率0.95；七聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率0.98；七滾筒的傳動(dòng)效率0.96）故電動(dòng)機(jī)所需的功率為：Fv 7000x0.8Pd=1005一1000x0.752=7448W3、 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速60x1000v60x1000x0.8n= = =61.115r/min兀D 兀x250Pd=7.448KWn=61.115r/min

4、選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)總傳動(dòng)比i=18?100，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為n=i.n=1100.079?6111.550r/mind4、選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)上面所述以及綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格級(jí)傳動(dòng)比等，應(yīng)選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M-4。同步轉(zhuǎn)速為1500r/min；滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min；額定功率為P=7.5KW。Y132M-4滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為1440r/minP=7.5KW計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1、 總傳動(dòng)比計(jì)算2、 傳動(dòng)比分配1、 總傳動(dòng)比計(jì)算i=m= =23.56an61.1152、 傳動(dòng)比分配選取帶輪傳動(dòng)比為i。=2.000；則減速器傳動(dòng)比為i=飛=癸魚(yú)=11.78；i 2.0根據(jù)指導(dǎo)書(shū)圖12查得高速級(jí)齒輪傳動(dòng)比為i-=3.94；則低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比為i=-=117笠=3.032i3.94i=2.0i=3.94i=3.03運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1、轉(zhuǎn)速計(jì)算1、各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算I軸n=m= =720r/min；1i 2.0

2、 功率計(jì)算3、 轉(zhuǎn)矩計(jì)算軸n=~i= =184.14r/min;i1 3.94軸n=~^= =61.12r/min;卷筒軸n=n=61.12r/mini2 3.03 4 32、 各軸功率計(jì)算I軸輸入功率p=px門(mén)=7.5X0.96=7.20KW;II車(chē)由輸入功率p=px門(mén)x門(mén)=7.06x0.98x0.95=6.70KW;III軸輸入功率p=px^x^=6.57x0.98x0.95=6.24KW;卷筒軸輸入功率p=px^x^=6.12x0.98x0.98=5.99KW3、 各軸轉(zhuǎn)矩計(jì)算電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為T(mén)=9550xf=9550x =49.74N-md n 1440m車(chē)由輸入轉(zhuǎn)矩T=Txix門(mén)=49.74x2.0x0.96=93.59N-m;軸T=Txix門(mén)x門(mén)=93.59x4.94x0.98x0.95=340.69N-m;112 3III車(chē)由T=Txix門(mén)x門(mén)=340.59x3.09x0.98x0.95=955.67N-m2 2 2 3卷筒軸t=Tx門(mén)x門(mén)=955.67x0.98x0.98=917.83N-m則得傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如下表（注：輸出功率和轉(zhuǎn)矩分別等于各軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩乘軸承效率0.98）表3傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名效率P(KW)轉(zhuǎn)矩T(N?m)轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動(dòng)比i效率門(mén)輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸7.549.7414402.000.96I 軸7.207.0695.5093.59720.00II軸6.706.57347.64340.69184.143.940.95III軸6.246.12975.18955.67955.673.030.95

卷筒軸5.995.87936.56917.56917.831.000.97

第3章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果已知數(shù)據(jù)1、 確定設(shè)計(jì)功率2、選擇V帶型號(hào)3、確定V帶的基準(zhǔn)直徑ddi和dd2已知數(shù)據(jù)：額定功率P=7.5KW；轉(zhuǎn)速n=1440r/min；傳動(dòng)比10=2.001、 確定設(shè)計(jì)功率pd設(shè)計(jì)功率P表達(dá)式為：P=KP式中：P 所需傳遞的名義功率（KW），即為電機(jī)功率30KW;Ka——工作情況系數(shù)，按教材表選取Ka=1.3。所以：P=kp=1.3x7.5=9.36KW。2、 選擇V帶型號(hào)V帶的型號(hào)看根據(jù)設(shè)計(jì)功率Pd和小帶輪轉(zhuǎn)速ni選取。根據(jù)教材圖7.11普通V帶選型圖，可知應(yīng)選取B帶。3、 確定V帶的基準(zhǔn)直徑ddi和dd2一般取d『大于等于許用的最小帶輪基準(zhǔn)直徑dd.,所選帶輪直徑應(yīng)圓整為帶輪直徑系列表。根據(jù)教材表7.7知：d>d.=125mm故根據(jù)教材表7.3對(duì)小帶輪直徑圓整可取d=180mm。于是d=id=2.00x180=360mm故根據(jù)教材表7.3對(duì)大帶輪直徑圓整可取dd2=355mm。其傳動(dòng)比誤差A(yù)i0=1.3%<5%，故可用。K=1.3AP=9.36KWB帶d=180mmd=280mm

4、 驗(yàn)算帶的速度V5、 確定中心距a和V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld6、 計(jì)算小輪包角a7、 確定V帶根數(shù)z4、 驗(yàn)算帶的速度v由P=d可知，傳遞一定功率時(shí)，帶速愈高，圓周力愈1000小，所需帶的根數(shù)愈少，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使V<V。對(duì)于B型帶V=25m/s，根據(jù)帶的公式可求得：V=4^=V180X1440=6.88m/s<25m/s=V60X1000 60X1000 max故符合要求。5、 確定中心距a和V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld根據(jù)0.7(d +d)<a<2(d+d)初步選取中心距a:0.7〈180+355〉=374.5<a<2〈180+355〉=1070根據(jù)上述要求應(yīng)?。篴°=400mm計(jì)算V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度：L'=2a+生(d+d)+(dd2-d/2=1659.52mmd o2d1 d2 4a0由教材表7.2選V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度l=1800mm。則實(shí)際中心距為：a=a+—d——廠=400+ =470.24mm0 2 26、 計(jì)算小輪包角a根據(jù)教材式7.3得到：a=180?！?d7 drX57.30=180?！?x57.3。=158.68。a 470.247、 確定V帶根數(shù)z帶的根數(shù)z愈多，其受力愈不均勻，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)限制根數(shù)。一般z<10,否則應(yīng)改選型號(hào)，重新設(shè)計(jì)或改用聯(lián)組V帶。其計(jì)算公式為： p z= d(P+AP)KaK式中 Ka——包教修正系數(shù)，考慮包角a引80°對(duì)傳動(dòng)能力v=6.88m/s符合要求L=1800mma=470.24mma=158.68°

8、確定初拉力F的影響，由教材表7.8查取ka=0.94；帶長(zhǎng)修正長(zhǎng)度，考慮帶長(zhǎng)不為特定帶長(zhǎng)時(shí)對(duì)使用壽命的影響，由教材表7.2K=0.95；P——V帶基本額定功率，由教材表7.3P=2.60kw；功率增量，AP=Kn(1-—)=0.18KW0b1K

i8、確定初拉力F的影響，由教材表7.8查取ka=0.94；帶長(zhǎng)修正長(zhǎng)度，考慮帶長(zhǎng)不為特定帶長(zhǎng)時(shí)對(duì)使用壽命的影響，由教材表7.2K=0.95；P——V帶基本額定功率，由教材表7.3P=2.60kw；功率增量，AP=Kn(1-—)=0.18KW0b1K

i(其中，Kb一彎曲影響系數(shù)，教材表7.4知K=1.9875K—傳動(dòng)比系數(shù)，由教材表7.5知k=1.14)則帶的根數(shù)z=故應(yīng)取z=4根。8、確定初拉力F9.36〈2.60+0.18〉x0.94x0.95=3.77查取查取X10-3F0是保證帶傳動(dòng)正常工作的重要因素，它影響帶的傳動(dòng)能力和壽命。F。過(guò)小易出現(xiàn)打滑，傳動(dòng)能力不能充分發(fā)揮過(guò)大帶的使用壽命降低，且軸和軸承的受力增大。初拉力F計(jì)算如下:9.36=500x (2.5-0.94\+0.17x6.8820.18KWz=4根290.27N=290.27N9、計(jì)算作用在軸上的壓力Q式中m——V帶每米長(zhǎng)度的質(zhì)量，由教材表7.19、計(jì)算作用在軸上的壓力Qm=0.17kg/m。9、計(jì)算作用在軸上的壓力Q

10、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壓力Q等于松邊和緊邊拉力的向量和，如果不考慮帶兩邊的拉力差，可以近似地按帶兩邊所受初拉力的合力來(lái)計(jì)算。壓力Q的計(jì)算公式如下：Q=2zFsin=2x4x290.27xsin0 2 2=2282.06N帶初次安裝在帶輪上時(shí)，所需初拉力要比正常工作時(shí)大得多，故計(jì)算軸和軸承時(shí)，通常取：Q=1.5Q=1.5x2282.06=3423.09N10、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、帶輪材料：選用HT200、帶輪結(jié)構(gòu)尺寸：小帶輪ddi=180mm>2.5d=2.5x70=175mm，ddi<300mm(其中d為電動(dòng)機(jī)輸出軸的直徑)大帶輪dd2=355mm<400mm。因此大、小帶輪均采用腹板式。Q二1452.54NQ=max2178.81N均為腹板式高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果已知數(shù)據(jù)已知數(shù)據(jù)：額定功率P1=7.20KW；轉(zhuǎn)速n「720r/min；傳動(dòng)比i「3.94。1、選擇齒1、選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級(jí)輪材料、熱處理方(1)、齒輪材料：40Cr式和精度故此處大小齒輪均選擇40Cr，采用硬齒面。硬齒面等級(jí)(2)、熱處理方式:獲得軟齒面的熱處理方法有正火和調(diào)質(zhì)。由于小齒輪受小齒輪調(diào)質(zhì)大齒輪調(diào)質(zhì)力比大齒輪多，常采用調(diào)質(zhì)的小齒輪與正火的大齒輪配對(duì)，故由教材表8.2得：小齒輪、大齒輪均采用調(diào)質(zhì)處理。大、小齒輪面硬度分別為均為298.5HBW、319HBW小齒輪調(diào)質(zhì)大齒輪調(diào)質(zhì)⑶、精度等級(jí):2、初步確此處大小齒輪選用8級(jí)精度。8級(jí)精度定主要參初步確定主要參數(shù)2、初步確此處大小齒輪選用8級(jí)精度。8級(jí)精度定主要參初步確定主要參數(shù)小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩T=9.55x106P=93590N-mm；小齒輪齒數(shù)Z1小齒輪齒數(shù)Z1=17，大齒輪齒數(shù)Z2=67；Z1=18Z2=88傳動(dòng)比誤差A(yù)i傳動(dòng)比誤差A(yù)i1Z—Zr=0.80%<2%，故符合條件;i1螺旋角作12°；(5)、齒寬系數(shù)巾(5)、齒寬系數(shù)巾廣0.50由教材P144表8.6查得;。d=0.503、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算33、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算3、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算r11)】1.88-3.2—+—1ZZL112)」cosP=1.61；(6)、端面重合度Ea(7)、軸面重合度E=0.318巾ZtanP=0.57。p d1因?yàn)榇笮↓X輪均采用硬齒面，初步?jīng)Q定按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：m強(qiáng)度設(shè)計(jì)：m>2KTYYcos2pyY式中各參數(shù)如下所示:(1)、K=KKKpK=1.5264式中：使用系數(shù)"LOO由教材P130表8.3查得;動(dòng)載系數(shù)Kvt=1.20；齒向載荷分布系數(shù)Kp=1.08,由教材圖8.11查得；齒間載荷分布系數(shù)Ka=1.20，由教材表8.4查得。(2)、小齒輪當(dāng)量齒數(shù)Z.=Z/cos3p=18.17，大齒輪當(dāng)量齒數(shù)Z=Z/cos3p=71.59。⑶、小齒輪的齒形系數(shù)Yf1=2.89,由教材P139圖8.19查得，大齒輪的齒形系數(shù)YF2=2.24,由教材P139圖8.19查得。、小齒輪應(yīng)力修正系數(shù)YS1=1.52，由圖8.20查得，小齒輪應(yīng)力修正系數(shù)YS2=1.72，由圖8.20查得。、重合度系數(shù)Ys=0.84，由教材P140圖8.21查得。、螺旋角系數(shù)Yp=0.99，由教材P143圖8.26查得。⑺、小齒輪的許用彎曲應(yīng)力[b]=Ya ./S=256MPa，大齒輪的許用彎曲應(yīng)力[a]=Ya/S=248MPa式中：小齒輪壽命系數(shù)Yn1=1.00，由圖8.30查得，大齒輪壽命系數(shù)YN2=1.00，由圖8.30查得，小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60naL=172.80x107次大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=n!i.=43.84x107次，小齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力oFlim1=320Mpa，大齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力。Flim2=310Mpa，安全系數(shù)Sf=1.25，由P147表8.7查得。則初步算得齒輪的法面模數(shù)為：m>==3.03mm則初步選取m=3.03mm。m=3.03mmntnt算得小齒輪運(yùn)動(dòng)速度為:V=kmzn/(60x1000cosP)=2.01m/s由教材P131圖8.7查得KV=1.13，n ntVVtm=3.5mm對(duì)其進(jìn)行修正，修正模數(shù)m=m3K/K=n ntVVtm=3.5mm根據(jù)教材P124表8.1對(duì)其圓整為m=3.5mm。4、齒輪參4、齒輪參數(shù)計(jì)算數(shù)計(jì)算中心距a=mz)/(24、齒輪參4、齒輪參數(shù)計(jì)算數(shù)計(jì)算中心距a=mz)/(2cosP)=150.28mma=150mm圓整為a=150mmP=11.48。修整螺旋角p=arccos=11.48。b=4d=30mm所以：小齒輪分度圓直徑d=所以：小齒輪分度圓直徑d=mz/cosP=60.714mm；d1=60.714mm大齒輪分度圓直徑dmz/cosP=239.286mmd2=239.286mrnb2=40mm大齒輪分度圓直徑dmz/cosP=239.286mmd2=239.286mrnb2=40mm5、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算5、小齒輪寬度b2=40mm；齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算由式(8.20):q=zZ大齒輪寬度b］=30mm。2KT(i+1)I~ibd2<［q］進(jìn)行校b]=30mm式中各參數(shù):⑴、K、L、b、d］、i］值同前。

(2)、由表8.5查得彈性系數(shù)z=(2)、由表8.5查得彈性系數(shù)z=189.80\MPa。⑶、由圖8.14查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)z廣2.42。、由圖8.15查得重合度系數(shù)z/0.84。、由圖8.24查得螺旋角系數(shù)z§=0.99。(6)、許用接觸應(yīng)力[a]Hlim1.00x800 =800MPa1.00[a]H=730Mpa其中：由圖8.29查得壽命系數(shù)z=ZN2=1.00；由圖8.28查得接觸疲勞極限應(yīng)力a=800MPaa =730MPa；由表8.7查得安全系數(shù)Sh=1.00。所以:,2KT(i+1)ZZp1 ~1~r~

ibd2：2x1x1.83x93590x(3.94+1)=189.80x2.42x0.84x0.99x 3.94x35x60.712359.02Mpaa<[a]合格=570.35MPa<[a]H故滿(mǎn)足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果已知數(shù)據(jù)已知數(shù)據(jù)：額定功率P2=6.70KW；轉(zhuǎn)速n2=184.14r/min；1、選擇齒傳動(dòng)比i「3.03。1、選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級(jí)輪材料、(1)、齒輪材料：40Cr

熱處理方式和精度等級(jí)故此處大小齒輪均選擇熱處理方式和精度等級(jí)⑵、熱處理方式：獲得軟齒面的熱處理方法有正火和調(diào)質(zhì)。由于小齒輪受力比大齒輪多，故由教材表8.2得：小齒輪、大齒輪均采用小齒輪調(diào)質(zhì)

調(diào)質(zhì)處理。大、小齒輪面硬度分別為為298.5HBW、319HBW。大齒輪調(diào)質(zhì)⑶、精度等級(jí):此處大小齒輪選用8級(jí)精度。8級(jí)精度2、初步確定主要參小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩T=9.55x106P=340.69N-mm；小齒輪齒數(shù)Z1=20,大齒輪齒數(shù)Z2=8級(jí)精度2、初步確定主要參小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩T=9.55x106P=340.69N-mm；小齒輪齒數(shù)Z1=20,大齒輪齒數(shù)Z2=61；Z1=20傳動(dòng)比誤差A(yù)i2Z—Zr=1.23%<2%，故符合條件;i2Z2=61螺旋角作12°；(5)、齒寬系數(shù)。廣0.50由教材P144表8.6查得;。d=0.6°r11M1.88-3.2—+—1ZZLk12)」=0.68。cosp=1.63；(6)、端面重合度￡a⑺、軸面重合度七=0.318巾Z.tanP3、齒根彎3、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算曲疲勞強(qiáng)因?yàn)榇笮↓X輪均采用硬齒面，初步?jīng)Q定按齒根彎曲疲勞度計(jì)算強(qiáng)度設(shè)計(jì):2KTYYcos2pyY式中各參數(shù)如下所示:(1)、K=KKKpK=1.6686式中：使用系數(shù)"L25，由教材p130表8.3查得;

動(dòng)載系數(shù)、「1.03；齒向載荷分布系數(shù)％=1.08,由教材圖8.11查得；齒間載荷分布系數(shù)Ka=1.20，由教材表8.4查得。(2)、小齒輪當(dāng)量齒數(shù)Z.=Z/cos3P=21.37，大齒輪當(dāng)量齒數(shù)Z=Z/cos3&=65.18。⑶、小齒輪的齒形系數(shù)Yf1=2.75,由教材P139圖8.19查得，大齒輪的齒形系數(shù)YF2=2.28,由教材P139圖8.19查得。、小齒輪應(yīng)力修正系數(shù)YS1=1.56，由圖8.20查得，小齒輪應(yīng)力修正系數(shù)YS2=1.74，由圖8.20查得。、重合度系數(shù)Ys=0.71，由教材P140圖8.21查得。、螺旋角系數(shù)Yp=0.94，由教材P143圖8.26查得。、小齒輪的許用彎曲應(yīng)力[b]=YajS=288MPa，大齒輪的許用彎曲應(yīng)力[a]=Ya/S=288MPa式中：小齒輪壽命系數(shù)Yn1=1.00，由圖8.30查得，大齒輪壽命系數(shù)Yn2=1.00，由圖8.30查得，小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60naL=44.19x107次大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=n/i=14.49x107次，小齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力oFlim1=360Mpa，大齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力。Flim2=360Mpa，安全系數(shù)Sf=1.25，由P147表8.7查得。則初步算得小、大齒輪的法面模數(shù)為：32KTYYcos2pyYm>=J 2Gp 「f1]s1=3.83mmn， y oz2 [a]

4、 齒輪參數(shù)計(jì)算5、 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算則初步選取m=3.83mm。算得小齒輪運(yùn)動(dòng)速度為：V=兀mzn/(60x1000cosP)=0.76m/s由教材P131圖8.7查得KV=1.03，對(duì)其進(jìn)行修正，修正模數(shù)m=mtVKv/Ky=4.16mm,根據(jù)教材P124表8.1對(duì)其圓整為m=4mm。n4、 齒輪參數(shù)計(jì)算中心距 a=m(z+z)/(2cosP)=165.42mm圓整為 a=165mm修整螺旋角p=arccos「m(z+z)/2a]=10.94。Ln1 2 」b=^d=40.74mm所以：小齒輪分度圓直徑d=mz/cosP=81.481mm；大齒輪分度圓直徑d=mz/cosP=248.519mm；小齒輪寬度b2=45mm；大齒輪寬度b1=40mm。5、 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算由式(8.20):b=zzzZ! t^-2——)<[q]進(jìn)行校H EHep丫 -bd2 H核式中各參數(shù)：、K、T2、b、d]、i2值同前。、由表8.5查得彈性系數(shù)Z丁189.80JMPa。、由圖8.14查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z廣2.46。m=3.83mmm=4mmna=165mmP=10.94。d1=81.481mmd「248.519mmb2=45mmb]=40mm(4)、由圖8.15查得重合度系數(shù)z￡=0.83。(5)、由圖8.24查得螺旋角系數(shù)z廠0.99。(6)、許用接觸應(yīng)力[0]NHlimSH1.00x1200 =1200MPa1.00其中:由圖8.29查得壽命系數(shù)z=1.00Z=1.00；其中:由圖8.28查得接觸疲勞極限應(yīng)力[b]=1200MPa；Hlim1Hlim2=1200Mpa由表8.7查得安全系數(shù)s=1.00。所以:,2KT(i+1)ZP~1~~r~

ibd2=189.80x2.46x0.83x0.99x3.03x40x81.4812925.22Mpa=925.22MPa<[b]b<b<[b]故滿(mǎn)足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。合格高速級(jí)和低速級(jí)各個(gè)齒輪參數(shù)整理如下：表4齒輪參數(shù)表格(除齒數(shù)未注尺寸；mm)名稱(chēng)小齒輪1大齒輪2小齒輪3大齒輪4模數(shù)3.53.544齒數(shù)17672061螺旋角11.48°11.48°10.94°10.94°分度圓直徑60.71239.2981.48248.52齒寬40304540中心距150165齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4.1高速級(jí)齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1、小齒輪1、小齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)端面模數(shù)m=m/cosp=3.5/cos11.48。=3.57mm端面壓力角a=arctana tan12°—tan &=arctan 12.41。端面齒頂高系數(shù)h*廣h*cosp=1Xcos11.48。=0.9799端面頂隙系數(shù)c*=tc*COSp=0.25xcos11.48。=0.245齒頂高h(yuǎn)a=h*m=0.9799x3.57=3.498mmh=3.498mm齒根高h(yuǎn)f=(h*+c)m=(0.9799+0.245)x3.57=4.37mmh=全齒高h(yuǎn)==h+h=3.498+4.37=7.87mmf4.37mm齒頂圓直徑d=d+2h=60.71+2x3.498=67.706mmd=a1齒根圓直a1 1徑d=d-2h=60.71-2x4.37=51.97mm$可知小齒輪處直徑取d=40mm，則小67.706mmJ1 1由第4章軸的計(jì)算d=f151.97mm齒輪處的鍵選擇為12x8x40。則小齒輪的齒根圓到鍵槽地面的徑向距離de=f-rd 一)?-t+hI2 7=2.985mm<2.5m=8.75mm2、大齒輪所以I軸為齒輪軸，如圖3所示。選齒輪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2、大齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于d=239.29mm>200mm,故選擇腹板式結(jié)構(gòu)，如圖2所a2腹板式結(jié)構(gòu)?。ň唧w由教材圖8.23a所示）。d=齒頂圓直徑d2=d2+2h=239.29+2x3.498=232.294mma2232.294mm

齒根圓直徑d=d-2h=239.29-2x4.37=230.55mmd=f2230.55mm3.4.2低速級(jí)齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1、 小齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2、 大齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、 小齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)端面模數(shù)m=m/cosp=4/cos10.94。=4.07mm端面壓力角a=arctan n=arctan =12.22。t cosp cos10.94端面齒頂高系數(shù)h*=h*cosp-1xcos12.22。-0.977端面頂隙系數(shù)c*=c*cosp-0.25xcos12.22。-0.2443齒頂高h(yuǎn)=h*m=0.977x4.05=3.957mm齒根高h(yuǎn)=(h*+c*)m=(0.977+0.2443)x3.957-4.83mm全齒高h(yuǎn)=h+h=3.957+4.83=8.79mm齒頂圓直徑d=d+2h=81.48+2x3.957-89.394mm齒根圓直徑df1=d1-2hf=81.48-2x4.83-71.82mm由第4章軸的計(jì)算可知小齒輪處直徑取d-48mm，則小齒輪處的鍵選擇為14x9x48。則小齒輪的齒根圓到鍵槽地面的徑向距離d(d ,)… … -e=―^一—一t+h=8.42mm<2.5m=10mm選擇齒輪軸2、 大齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于d-248.52mm>200mm,故選擇腹板式結(jié)構(gòu)，a2齒頂圓直徑d=d+2h=248.52+2x4=256.52mm齒根圓直徑df2=d2-2hf=248.52-2x4-240.52mmh=3.003mmh=f3.7536mmd=a186mmd=f176.2464mm選擇齒輪軸腹板式結(jié)構(gòu)d=a2256.52mmd=f2240.52mm第4章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的材料選擇項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果軸的材料根據(jù)工作條件，初選I、11、III軸為40Cr,均調(diào)質(zhì)處理。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1、I軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、I軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（齒輪軸）⑴、初算軸徑d=C巨=110xJ72^=23.59mm1min Vn V720（由教材表10.2查得C=110）⑵、各軸段直徑的確定\ 號(hào)巨---「日一? 圖3輸入軸簡(jiǎn)圖如上圖所示，從左到右一次為第1、2、3、4、5、6、7段。d11:最小直徑，安裝帶輪的外伸段取24mm。d.:軸承端蓋處直徑為30mm。d:所以軸徑取35mm。13d.:過(guò)渡臺(tái)階段為40mm。d15:齒輪軸段，按所安裝的齒輪取值。d6:過(guò)渡臺(tái)階處，取40mm。d1=24mmd=24mmd=30mmd=35mm13d=40mm

d:滾動(dòng)軸承處，同樣取軸徑為35mm。172、II軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(由教材查得C=110)(2)、各軸段直徑的確定d=40mmd=35mm17d=40mm2、II軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)zXM ___/(由教材查得C=110)(2)、各軸段直徑的確定d=40mmd=35mm17d=40mm2、II軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)zXM ___/圖4L中間軸簡(jiǎn)圖如上圖所示，從左到右一次為第1、2、3、4、5段。d:由軸承、擋油環(huán)、套筒決定，最小軸徑處取40mm。d22:齒輪軸段，按所安裝的齒輪取值。d:軸肩處取為56mm。d:高速級(jí)大齒輪軸段取48mm。d:由軸承、擋油環(huán)、套筒決定，最小軸徑處取40mm。3、m軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑴、初算軸徑d=C『一=110x6.24 =51.52mm60.74d=40mm21l=48mm22d=56mmd=48mmdd=40mm(由教材查得C=110)考慮到有一個(gè)鍵直徑需加大5%，取整為d3=55mm。(2)、各軸段直徑的確定

―一一―——c J-d55mm3圖5輸出軸簡(jiǎn)圖如上圖所示，從左到右一次為第1、2、3、4、5、6、7段。d:最小軸徑處連接聯(lián)軸器決定，取為55mm。d=55mmd:軸承端蓋處軸段取60mm。31d:安裝軸承處取軸徑為65mm。d=60mmd:過(guò)渡臺(tái)階段取86mm。d=65mm3、111軸的d:低速級(jí)大齒輪處取70mm。d=86mm3534結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)d:軸承端蓋處軸段取80mm。d=70mm(3)、各軸段長(zhǎng)度確定d=80mmz：由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋，裝配關(guān)系等確定，取40mm。31z：由軸承，擋油環(huán)及裝配關(guān)系確定取50mm。Z：過(guò)渡臺(tái)階段取51mm。Z=40mmZ:由軸承、擋油環(huán)確定，取35mm。3431Z=50mmZ:比低速級(jí)大齒輪輪轂寬度小2，取為50mm。32Z=35mmZ:由聯(lián)軸器確定，取74mm。33Z=67.5mm34Z=35mm35Z=74mm軸的校核項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果已知數(shù)已知數(shù)據(jù)：以低速軸為例進(jìn)行校核，T=975.18N-m。

2、計(jì)算彎矩R=F-R=1642-2069.73=-427.73N由式可知R的方向與假設(shè)方向相反。在垂直平面上：R=R=F/2=7501.45/2=3750.775N軸承1的總支承反力R=(R2+R2=?，?'2069.732+3750.7752=4283.93N1 1H 1V軸承2的總支承反力R2=^R2+R2=4(-427.73)2+(3750.775)2=3775.08N2、計(jì)算彎矩在水平面上a-a剖面右側(cè)M=R-L=2069.73x138.32=286285.0536N-mma-a剖面左側(cè)M' =R-L=427.73x50.14=21446.3822N-mm在垂直平面上M=R-L=3750.775x76.69=287646.93475N-mm合成彎矩a-a剖面右側(cè)M=加2+M2=、'21446.38222+287646.934752=287654.9277N-mma-a剖面左側(cè)M'=\：'M'2+M'2=氣''286285.05362+287646.934752=405832.3434 -Nmm3、校核軸的強(qiáng)度a-a剖面的左側(cè)，因彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，還有鍵槽引起的3、校核應(yīng)力集中，故a-a剖面的左側(cè)為危險(xiǎn)面。由附表10.1得：2H-427.73NR1廣L=3750.775NR=14283.93NR=3775.08NM=

aH286.29N-mM'=aH21.45N-mM=

aV287.65N-mM=a287.65N-mM'=a405.83N-m軸的強(qiáng)度抗彎剖面模量bt(d-t)2W=0.1d3-2d22x9x(80-9)2=0.1x803- ' =44961.76mm32x80抗扭剖面模量bt(d-t)2W=0.2d3- \d22x9x(80-9)2=0.2x803一 =96161.7625mm32x80彎曲應(yīng)力 a=M=霍5832.3434 =9.026MPabW44961.7625a=a=9.026MPaa=0扭剪應(yīng)力 t= = =10.14MPaTW96161.7625t=t=t/2=5.07MPa對(duì)于調(diào)質(zhì)處理的40Gr鋼，由表10.1查得：a=750MPa,a=350MPa,t=200MPa查得材料的等效系數(shù)叩。=0.2,Wt=0.1鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)，由附表10.4查得：K=1.58,K=1.785。絕對(duì)尺寸系數(shù)，由附圖10.1查得：七=0.68,七=0.56。軸磨削加工時(shí)的表面質(zhì)量系數(shù)由附圖10.2查得：P=0.91所以求得安全系數(shù)：S= 一1 = =15.19aK 1.58aa+wa x9.026+0.1x0t 200S= -1 = =6.33tK 1.785—^a+wa 091―0^x9.026+0.1x0W=mm3W=Tmm3a=a=9.026MPaa=0t=T10.14MPaTa=Tm=5.07MPa

SS氣 15.19X6.33S=廠y 5.84山2+S2V15.192+6.332查表10.5得許用安全系數(shù)[s]=1.3~1.5,顯然S>[s]，故a-a剖面安全。S=5.84[s]=1.3~1.5S>[s]合格。滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算滾動(dòng)軸承的選擇軸承均采用角接觸型滾動(dòng)軸承，具體選擇如下表所示:表4滾動(dòng)軸承選擇位置軸徑類(lèi)型型號(hào)I軸35mm角接觸球軸承7207CII軸40mm角接觸球軸承7209CIII軸80mm角接觸球軸承7213C鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算鍵連接的選擇本設(shè)計(jì)中采用了普通A型平鍵和普通B型平鍵連接，材料均為45鋼，如下表:表5各軸鍵連接選擇表位置軸徑型號(hào)數(shù)量III軸80mmC型鍵22x14x451II軸48mmA型鍵14x9x45148mmA型鍵14x9x401鍵連接的校核項(xiàng)目計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1、 I軸上鍵的校核2、 II軸上鍵的校核2、 I軸上鍵的校核齒輪處的鍵連接壓力為：4T 4x975180°p—dhl—x80x14x38一'L7'"Pab=120-150MPa，b<b,故強(qiáng)度足夠。3、 II軸上鍵的校核、小齒輪處的鍵連接壓力為：4T 4x447480b= = =90.673MPapdhl48x9x35.5[b]=120-150MPa，顯然，bp<^b],故強(qiáng)度足夠。、大齒輪處的鍵連接壓力為：4T4x347640"廣dhl~48x9x40.5=79,48MPa[b]=120-150MPa，b<[b],故強(qiáng)度足夠。b<b合格bP<2p]合格bP<2p]合格第7章 聯(lián)軸器的選擇與校核低速軸上聯(lián)軸器的選擇與校核軸段直徑為55mm,可選為L(zhǎng)T9型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。選擇J型軸孔，A型鍵，聯(lián)軸器主動(dòng)端的代號(hào)為L(zhǎng)T9聯(lián)軸器JA55112GB/T5014-2003。其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為1000N?m，許用轉(zhuǎn)速為2850r/min，軸孔長(zhǎng)度為112mm，故符合要求，可以使用。第8章 減速器潤(rùn)滑方式和密封類(lèi)型選擇1、 潤(rùn)滑方式的選擇齒輪采用油潤(rùn)滑，滾動(dòng)軸承采用脂潤(rùn)滑。由于減速器是一般機(jī)床的齒輪變速箱，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表7.11查得潤(rùn)滑油可采用代號(hào)為L(zhǎng)-AN22的全損耗系統(tǒng)用油GB443-1989。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表7.12查得潤(rùn)滑脂可用代號(hào)為L(zhǎng)-XACMGA2的合成鋰基潤(rùn)滑脂GB/T492-1989。2、 密封類(lèi)型的選擇減速器的密封方式采用氈圈油密封。第9章 減速器附件的選擇和設(shè)計(jì)窺視孔和視孔蓋窺視孔用于檢查傳動(dòng)件的嚙合情況等，并可用該孔向箱內(nèi)注入潤(rùn)滑油，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開(kāi)窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6緊固。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如裝配圖中所示。油螺塞放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如裝配圖中所示。油標(biāo)油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出.其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如裝配圖中所示。通氣孔由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡.其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如裝配圖中所示。5吊鉤在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體。6?起蓋螺釘減速器在安裝時(shí)，為了加強(qiáng)密封效果，防止?jié)櫥蛷南潴w剖分面處滲漏，通常在剖分面上涂水玻璃，因而在拆卸時(shí)往往因粘接較緊而不易分開(kāi)，為了便于開(kāi)啟箱蓋，設(shè)置起蓋螺釘，只要擰動(dòng)此螺釘，就可頂起箱蓋。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如裝配圖中所示。7.定位銷(xiāo)為