設(shè)計(jì) SHANGHAI UNIVERSITY 機(jī)械零件設(shè)計(jì)

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1、 設(shè)計(jì) SHANGHAI UNIVERSITY 機(jī)械零件設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)說明書） MACHINED COMPONENT DESIGN (Design specifications ) 題 目: 用于螺旋輸送機(jī)的一級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì) 學(xué) 專 學(xué) 院 業(yè) 號(hào) 材料科學(xué)與工程學(xué)院 冶金 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 起訖日期 2013.7.1～2013.7.12 - - -0- 目 0．?1．?錄 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………………………3 電動(dòng)機(jī)的選擇………………………………………………………………4 1.1 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇………………………………………………4 1.2 電動(dòng)機(jī)容

2、量選擇…………………………………………………………4 1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速…………………………………………………………4 1.4 電動(dòng)機(jī)型號(hào)選擇…………………………………………………………5 2.?傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算………………………………………………………………5 2.1 確定傳動(dòng)比………………………………………………………………5 2.2 齒輪傳動(dòng)比………………………………………………………………6 2.3 計(jì)算傳動(dòng)參數(shù)……………………………………………………………6 3．?傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………6 3.1 閉式圓柱斜齒輪傳動(dòng)………………………………………

3、……………7 3.2 開式圓錐齒輪傳動(dòng)………………………………………………………12 4．?軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算…………………………………………………15 4.1 高速軸（小齒輪軸）設(shè)計(jì)………………………………………………15 4.2 低速軸（大齒輪軸）設(shè)計(jì)………………………………………………20 5．?軸承的壽命計(jì)算……………………………………………………………27 5.1 高速軸軸承壽命計(jì)算……………………………………………………27 5.2 低速軸軸承壽命計(jì)算……………………………………………………29 6．?其它零部件選擇及鍵的強(qiáng)度校核…………………………………………31 6.1 鍵

4、的選擇與校核…………………………………………………………31 6.?2 聯(lián)軸器的選用……………………………………………………………32 6.?3 鑄鐵減速箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸…………………………………………32 7．?技術(shù)要求……………………………………………………………………34 8．?參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………34 9．?設(shè)計(jì)小結(jié) ……………………………………………………………………35 10．課程設(shè)計(jì)任務(wù)書原件 ………………………………………………………37 -1- 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 班級(jí) 冶金 姓名 學(xué)號(hào) 一、項(xiàng)目設(shè)計(jì)：用于螺旋輸送機(jī)的一

5、級(jí)圓柱齒輪減速器 二、運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 1.電動(dòng)機(jī)；2、4.聯(lián)軸器；3.一級(jí)圓柱齒輪減速器；5.開式圓錐齒輪傳動(dòng)；6.輸送螺旋。 三、原始數(shù)據(jù)（B2 斜） 輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩 T 輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速 n 輸送機(jī)工作轉(zhuǎn)速允許誤差 工作年限 8 850 125 ± 5% 年 2 N·m r/min 班制。 四、設(shè)計(jì)任務(wù) 減速器裝配圖（A1 號(hào)圖紙） 零件工作圖（A3 號(hào)圖紙） 1 1 張； 張； 1.?大齒輪工作圖 1 張； 2.?減速器輸入軸工作圖 1 張； 設(shè)計(jì)說明書 五、設(shè)計(jì)期限 2013 年 6 月 17 日 至 2013 年 6 月 28 日 1 份。 指導(dǎo)教師： 發(fā)題日期： - - -2- 計(jì) 算

6、 及 1.?電動(dòng)機(jī)的選擇 說 明 主 要 結(jié) 果 1.1 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇 按工作要求和工作條件，選擇 Y 系列三相交流異步電動(dòng) 機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)。 1.2 電動(dòng)機(jī)容量選擇 1.2.1 輸送機(jī)所需功率 Pw=T·n / 9550 = 850×150/9550 = 11.126 kw 1.2.2 傳動(dòng)裝置總效率 η 總=η １4×η ２2×η ３×η ４ 式中：η 1、η 2、η 3、η 4 分別為滾動(dòng)軸承（4 對(duì)） 、聯(lián)軸器 （2 個(gè)） 、圓錐直齒輪和圓柱斜齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率。 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P9 表 2-3 查得 ： η １=0.99，η ２＝

7、0.99，η ３＝0.93，η ４=0.97。 ?總 ? 0.85 則： η 總=0.994×0.992×0.93×0.97=0.85 1.2.3 輸送機(jī)所需電動(dòng)機(jī)的功率 Pd =PＷ/η 總=11.126/0.85=13.09kw 由表 10-1 選取電動(dòng)機(jī)額定功率 Ped=15 kw。 1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 1.3.1 輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速為： nw＝[（1-5%）～（1+5%）]×125r/min ＝118.75～131.25 r/min 1.3.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 P5 表 2-1 推薦的傳動(dòng)比合理范 圍：取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍 I1=3~5。 取開式

8、圓錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 I2=2~4。 總傳動(dòng)比理論范圍為：I 總= I1 × I2 =（3~5）×（2~4） = 6~20 因此電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍： Nd= I 總× nＷ = (6～20)×(118.75～131.25) = 712.5～3150 r/min 根據(jù)表 10-1 可以確定：符合這一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速有： 1000、1500 和 3000r/min。查表 10-1 得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及計(jì)算出 總傳動(dòng)比列于附表 1-1 中。 Pd=13.09kW Ped=15kW - - -3- 計(jì) 算 及 說 明 1.4 電動(dòng)機(jī)型號(hào)選擇 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由相關(guān)手冊(cè)查出三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)： 附表 1

9、-1 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及傳動(dòng)比 額定 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 (r/min) 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 功率 kw 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y160M2-2 15 3000 2930 2 Y160L-4 15 1500 1460 3 Y180L-6 15 1000 970 主 要 結(jié) 果 質(zhì)量 總傳 /kg 動(dòng)比 125 19.53 144 9.733 195 6.47 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高， 價(jià)格越低， 而傳動(dòng)裝置的輪廓尺寸較大。 表中所列方案 1 與方案 2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量輕，價(jià)格便宜， 但方案 1 總傳動(dòng)比最大，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置外廓尺寸大，制造成本大； 方案 3 質(zhì)量大，轉(zhuǎn)速低，價(jià)格高，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置外廓尺寸小 。綜 合考慮電動(dòng)

10、機(jī)的價(jià)格和傳動(dòng)裝置尺寸條件， 為了合理地分配各 級(jí)傳動(dòng)比，使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案 2， 即選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Y160L-4。 電動(dòng)機(jī)型號(hào)： 其滿載轉(zhuǎn)速 n 滿 =1460r/min，Ped=15KW。 Y160L-4 由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P106 頁(yè)表 10-3 得： 電動(dòng)機(jī)軸中心高 H (mm) 160 電動(dòng)機(jī)軸伸出端長(zhǎng) E (mm) 110 電動(dòng)機(jī)軸直徑 D (mm) 42 H ? 160 mm E ? 110 mm D ? 42 mm 2．傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算 原始數(shù)據(jù)： 輸送機(jī)工作軸上轉(zhuǎn)矩 T (N·m) 850 輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速 N (r/min) 125 工作年限 8 年 2

11、班制 2.1 確定傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 2.1.1 總傳動(dòng)比： 總傳動(dòng)比： i總 ? 11.68 i ? 總 n總 1460 ? ? 11.68 nw 125 - - -4- 計(jì) 算 及 2.2 齒輪傳動(dòng)比 說 明 主 要 結(jié) 果 取減速箱內(nèi)閉式圓柱齒輪的傳動(dòng)比為 i 柱=3.20，則開式 圓錐齒輪傳動(dòng)比： i柱 ? 3.20 i錐 ? 3.65 i錐 ? i總 11.68 ? ? 3.65 i柱 3.20 2.3 計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 2.3.1 各軸轉(zhuǎn)速 1 軸(高速軸)： n1 ? n滿 ? 1460r min 2 軸(低速軸)： n2 ? n1 ? 1460r m

12、in n1 1460 ? ? 456.25 r min i柱 3.20 n2 ? 456.25 r min n3 ? 456.25 r min 3 軸(外傳動(dòng)軸)： n3 ? n2 ? 456.25 r min 4 軸(輸送機(jī)軸)： n4 ? n3 456.25 ? ? 150.082 r min i錐 3.04 n4 ? 150.082 r min 2.3.2 各軸輸入功率 聯(lián)軸器效率：?聯(lián) ? 0.99 球軸承效率：?軸承 ? 0.99 閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率：?柱 ? 0.97 開式圓錐齒輪傳動(dòng)效率：?錐 ? 0.93 1 軸： P1 ? Pd· ?聯(lián) ? 13.09 ? 0.99 ? 1

13、2.96KW 2 軸： P2 ? P1 ? ?軸承 · ?柱 ? 12.96 ? 0.99 ? 0.97 ? 12.445KW 3 軸： P3 ? P2 ? ?軸承 ? ?聯(lián) ? 12.445 ? 0.99 ? 0.99 ? 12.20KW 4 軸： P4 ? P3 ? ?軸承 ? ?錐 ? 12.20 ? 0.99 ? 0.93 ? 11.23KW P1 ? 12.96KW P2 ? 12.445 KW P3 ? 12.20KW P4 ? 11.23KW - - -5- 計(jì) 算 及 說 2.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 1 軸：T1 ? 9550 明 主 要 結(jié) 果 P1 12.96 ? 9550

14、 ? 84.773N ? m n1 1460 P2 12.445 ? 9550 ? 260?.493 N ? m n2 456?.25 P3 12.20 ? 9550 ? 255?.364 N ? m n3 456?.25 T1 ? 84.773N ? m 2 軸：T2 ? 9550 T2 ? 269.493N ? m 3 軸：T3 ? 9550 T3 ? 255.364 N ? m T4 ? 714.586N ? m 4 軸：T4 ? 9550 P4 11.23 ? 9550 ? 714?.586 N ? m n4 150?.082 附表 1-2 軸名 高速軸 低速軸 外傳 動(dòng)軸 輸送 機(jī)軸

15、 功率 P/kW 12.96 12.445 12.20 11.23 各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 轉(zhuǎn)矩 T(N· m) 轉(zhuǎn)速 n (r/min) 1460 456.25 3.04 0.98 0.92 456.25 150.082 1 傳動(dòng)比 ia 效率 ? 84.773 269.493 255.364 714.586 3.20 0.96 3．傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì) 3.1.1 選擇傳動(dòng)類型、齒輪材料及確定許用應(yīng)力 閉式圓柱斜齒輪傳動(dòng)。 小齒輪選用 40Cr 調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 241~286HBW， ? H lim1 ? 600Mpa,? FE1 ? 500Mpa ； 大齒輪選用

16、 45 調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 217~255HBW。 小齒輪 40Cr 調(diào)質(zhì) 大齒輪 45 調(diào)質(zhì) ? H lim2 ? 550Mpa, ? FE 2 ? 360Mpa 3.1.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)齒輪按 8 級(jí)精度制造（要求軟齒面粗糙度 Ra ? 3.2 ~ 6.3um ， v ? 10 m s ） 。 - 8 級(jí)精度 -6- 計(jì) 算 及 說 明 （1）確認(rèn)公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）由表 11-3 與表 11-5，查表得取載荷系數(shù) Kt ? 1.5 , 查表 13-26 得齒寬系數(shù) 2）轉(zhuǎn)矩 T1 與螺旋角 ? 因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用【 2】P171 頁(yè)公式 11-3 求 出 d 1 值

17、。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)： 主 要 結(jié) 果 K A ? 1.0 Kt ? 1.5 ?d ? 1.0 ?d ? 1.0 T1 ? 9.55 ? 106 初選螺旋角 P 12.96 ? 9.55 ? 106 ? ? 84772?.603N ? mm n1 1460 ? ? 14? 初選螺旋角 ? ? 14? 3）齒數(shù) Z 和傳動(dòng)比 i 初取 z1 ? 20 ，傳動(dòng)比 i ? 3.20 ，則 z 2 ? 20 ? 3.20 ? 64 ，則實(shí)際 實(shí)際傳動(dòng)比 64 ? 3.20 。 傳動(dòng)比 i ? i ? 3.20 20 4） 由表 13-25 得： Z E ? 189.8 ； 由圖 13-12 取區(qū)域系數(shù)

18、 Z H ? 2.435 查閱圖 10-26 得， ? ? 1 ? 0.748, ? ? 2 ? 0.852 ， 則 Z E ? 189.8 Z H ? 2.435 ? ? ? ? ? 1 ? ? ? 2 ? 0.748 ? 0.852 ? 1.60 ? ? ? 1.60 5）斜齒輪計(jì)算許用應(yīng)力 由圖 13-8 取 K HN 1 ? 0.89, K HN 2 ? 0.94 ，失效概率取 1%， K HN 1 ? 0.89 K HN 2 ? 0.94 ?? H 1 ? ? K HN1 ? ? H lim1 ? 0.89 ? 600 ? 534MPa S 1 ?? H 2 ? ? K HN 2 ?

19、 ? H lim 2 ? 0.94 ? 550 ? 517 MPa S 1 ?? H ? ? 1 ??? H 1 ? ? ?? H 2 ?? ? 1 ?534 ? 517 ? ? 525.5Mpa 2 2 ?? H 1 ? ? 534MPa ?? H 2 ? ? 517 MPa ?? H ? ? 525.5Mpa - - -7- 計(jì) 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 （2）計(jì)算 1）主要尺寸計(jì)算 d 1t ? 3 2 2KT1 u ? 1 ? Z E Z H Z ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ?d ? ? u H ? ? ? 3 2 ? 1.5 ? 84772?.603 3.20 ?

20、1 ? 189?.8 ? 2.435 ? cos 14? ? ? ? ?? ? ? 1 ? 1.60 3.20 525?.?5 ? ? 2 d 1t ? 53.90mm ? 53.90 mm 2）計(jì)算圓周速度 ?d 1t n1 3.14 ? 53.90 ? 1460 V ? ? ? 4.12m / s 60 ? 1000 60 ? 1000 mnt 3）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) v ? 4.12 m/s b ? ?dd1t ? 1 ? 53.90 ? 53.90mm m nt ? d 1 cos ? 53.90 ? cos 14? ? ? 2.78mm z1 20 b ? 53.90 mm m n

21、t ? 2.78mm h ? 2.25m nt ? 2.25 ? 2.78 ? 6.255mm 寬高比 : h ? 6.255 寬高比=8.62 b 53.90 ? ? 8.62 h 6.255 ?? 4）計(jì)算縱向重合度 ? ? ? 0.318 ?d z1 tan? ? 0.318?1? 20? tan14? ? 1.5857 5）計(jì)算載荷系數(shù) K。 由表 12-21 得使用系數(shù) KA=1.0；查圖 13-6 得動(dòng)載荷系數(shù) K H? ? 1.312 ? ? ? 1.5857 K A ? 1.0 KV ? 1.12 K H? ? 1.312 K F? ? 1.297 K H? ? K F? ?

22、1.4 Kv=1.12；查表 13-23，插值計(jì)算得 ；查圖 13-5 得 K F? ? 1.297 齒向載荷系數(shù) ；查表 13-22 得斜齒輪間載荷分配系 K H? ? K F? ? 1.4 數(shù) ； 因此載荷系數(shù) - -8- 計(jì) 算 及 說 明 K ? K A ? KV ? K H? ? K H? ? 1?1.12 ?1.4 ?1.312 ? 2.057 主 要 結(jié) 果 K ? 2.057 6）按 實(shí) 際 載 荷 系 數(shù) 校 正 所 算 得 的 分 度 圓 直 徑 。 d 1 ? d 1t 3 K 2.057 ? 53.90 ? 3 ? 59.883 mm Kt 1.5 mn d 1 ? 5

23、9.883mm mn ? 。 7）計(jì)算模數(shù) d 1 cos ? 59.883 ? cos 14? ? ? 2.905 mm z1 20 m n ? 2.905mm 3.1.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）確定計(jì)算參數(shù) ①計(jì)算載荷系數(shù)。 K ? K A KV K F? K F? ? 1?1.12 ?1.4 ?1.297 ? 2.0337 K ? 2.0337 ②根據(jù)縱向重合度 ? ? ? 1.5857，從圖 13-11 查得螺旋角影響系 數(shù) Y? ? 0.975 ③當(dāng)量齒數(shù) Y? ? 0.975 ZV 1 ? 21.894 z z v 1 ? ? v 2 z 1 3 cos z 2 3 cos

24、 ? ? ? ? 20 3 cos 14 ? 64 3 cos 14 ? ? ? 21?.894 ; 70.?06 ④查取齒形系數(shù)。由表 13-24 得： YFa1 ? 2.724, YFa2 ? 2.240 ZV 2 ? 70.06 ⑤查取應(yīng)力校正系數(shù)。由表 13-24 得 YSa1 ? 1.569, YSa2 ? 1.750 ⑥由圖 13-9c 查疲勞彎曲極限 ? FE1 ? 500Mpa, ? FE 2 ? 380Mpa.?⑦由圖 13-7 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) K FN 1 ? 0.85, K FN 2 ? 0.90 ⑧計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù) SF=1.4， YFa1

25、 ? 2.724 YFa2 ? 2.240 YSa1 ? 1.569 YSa2 ? 1.750 K FN 1 ? 0.85 K FN 2 ? 0.90 SF=1.4 ?? F1 ? ? K FN 1 ? ? FE1 ? 0.85 ? 500 ? 303.571MPa SF 1.4 ?? F 2 ? ? K FN 2 ? ? FE 2 SF ? 0.90 ? 380 ? 244.286 MPa 1.4 - - -9- 計(jì) 算 及 說 YFaYSa 明 主 要 結(jié) 果 ⑨計(jì)算大、小齒輪的 YFa1YSa1 ?? F ? ?? F1 ? ? 303.571MPa ?? F 2 ? ? 244.286

26、MPa 2.724 ?1.569 ? ? 0.01408 ?? F1 ? 303.571 YFa 2YSa 2 2.240 ?1.750 ? ? 0.01605 ?? F ?2 244.286 比較可知：大齒輪的數(shù)值大。 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 YFa1YSa1 mn ? ? 3 3 2KT1Y ? cos ? 2 ?z? 2 d 1 ? ? YFaYSa ?? F ? ?? F ?1 ? 0.01408 ? 0.01605 YFa 2YSa 2 2 ? 2.0337 ? 84772?.603 ? 0.975 ? cos 2 14? ? 0.01605 1 ? 202 ? 1.551 ? 2.86mm

27、 ?? F ?2 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) mn 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)， 由于齒輪法面模數(shù) mn 的大小主要取決于彎曲強(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 乘積)有關(guān)， 所以可取由彎曲強(qiáng)度算得的法面模數(shù) 2.86mm 并就 近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 mn=3 ，取按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 m n ? 2.86mm d 1 ? 59.883mm 。從而可算出小齒輪齒數(shù)和大齒輪齒數(shù)分別為 d1 59.883 ? ? 19.96 ? 20 m 3 z 2 ? i齒 ? z1 ? 3.20 ? 20 ? 64 z1 ?

28、3.1.5 幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算中心距。 a ? m n ? 3mm Z 1 ? 20 ?z 1 ? z 2 ?m n ?20 ? 64 ? ? 3 ? 129.857mm ，為了便于制造和 ? 2 cos ? 2 ? cos 14? Z 2 ? 64 測(cè)量，中心距應(yīng)盡量圓整成尾數(shù)為 0 和 5，故取 a ? 130 mm 。 a ? 130 mm （2）按圓整后的中心距修正螺旋角。 ?z ? z2 ?m n ? arccos (20 ? 64) ? 3 ? 14.25? ? 14?15? ? ? arccos 1 2a 130 ? 2 由于β 的變動(dòng)不多，因此 ? ?、K ?、Z H 等

29、不必修正。 - 10 - 計(jì) 算 及 說 明 （3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑： m ? z1 3 ? 20 d1 ? n ? ? 61.90 mm , cos ? cos 14.25? 主 要 結(jié) 果 ? ? 14?15? d2 ? 齒頂高 齒根高 全齒高 頂隙 m n ? z2 3 ? 64 ? ? 198.10 mm , cos ? cos 14.25? ha ? m n ? 3mm d 1 ? 61.90 mm d 2 ? 198?.10 mm hf ? 1.25m n ? 1.25 ? 3 ? 3.75mm h ? ha ? hf ? 3 ? 3.75 ? 6.75mm ha ? 3

30、mm hf ? 3.75 mm h ? 6.75 mm c ? 0.75 mm d a 1 ? 67?.9mm c ? hf ? ha ? 3.75 ? 3 ? 0.75mm 齒頂圓直徑： d a1 ? d 1 ? 2ha ? 61.90 ? 2 ? 3 ? 67.9mm d a 2 ? d 2 ? 2ha ? 198?.10 ? 2 ? 3 ? 204.10mm 齒根圓直徑： d f 1 ? d 1 ? 2hf ? 61.90 ? 2 ? 3.75 ? 54.4 mm d f 2 ? d 2 ? 2hf ? 198?.10 ? 2 ? 3.75 ? 190.6mm 齒輪寬度： b ? ?dd

31、 1 ? 61.90mm ，則 b2 ? 65mm, b1 ? 70mm 。 d a 2 ? 204?.10 mm 3.1.6 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪 1 由于直徑較小，所以采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。 大齒輪 2 采用腹板式結(jié)構(gòu)。 d f 1 ? 54?.4 mm d f 2 ? 190?.6mm b2 ? 65mm b1 ? 70mm 3.2 減速器外傳動(dòng)零件設(shè)計(jì) 3.2.1 選定齒輪傳動(dòng)類型、材料、熱處理方式、精度等級(jí)。 開式直齒圓錐齒輪傳動(dòng)。 小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面。 小齒輪：45 鋼。調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為 230HBS； ? H lim1 ? 580Mpa,? FE1 ? 550Mpa

32、； 大齒輪：45 鋼。正火處理，齒面硬度為 190HBS。 ? H lim2 ? 450Mpa, ? FE 2 ? 380Mpa 。 齒輪精度初選 8 級(jí)。 小齒輪 45、調(diào)質(zhì) - - - 11 - 計(jì) 算 及 說 明 3.2.2 初選主要參數(shù)及確定許用應(yīng)力 初取 z1 ? 18 ，傳動(dòng)比 i ? 3.04 ，則 z2 ? 18 ? 3.04 ? 54.72?? 55 i ? 55 / 18 ? 3.056 ? 3.06 由【2】表 11-5，齒輪為一般可靠度，取 SH=1, SF=1.25。 實(shí) 主 要 結(jié) 果 大齒輪 45、正火 8 級(jí)精度 z1 ? 18 z 2 ? 55 ?? H 1

33、? ? ? H lim1 SH ? ? 580 ? 580 MPa 1 550 ? 550 MPa 1 ?? H 2 ? ? ? H lim2 SH SH=1 SF=1.25 ?? F1 ? ? ? FE1 SF ? ? 450 ? 360MPa 1.25 380 ? 304MPa 1.25 ?? H 1 ? ? 580MPa ?? H 2 ? ? 550 MPa ?? F 2 ? ? ? FE 2 SF 3 3.2.3 按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 公式 ?? F1 ? ? 360MPa 4 KT1 2 2 m? YFa ? YSa ?R z1（1 ? 0.5?R） u ? 1 0.7?? F ? 2

34、 ? ?? F 2 ? ? 304MPa 確定各參數(shù)值 1） 試選載荷系數(shù) K=1.3， ? R =0.3 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T3 ? 9550000 P3 12.20 ? 9550000 ? 255364?.384 N ? mm n3 456?.25 K=1.3 3）齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) z 齒形系數(shù)與應(yīng)力修正系數(shù)按當(dāng)量齒數(shù) z v ? 計(jì)算。 cos? ?R ? 0.3 T3 ? 255364?.384 N ? mm ? 2 ? arctan z2 55 ? arctan ? 71.88? z1 18 ?1 ? 90? ? ? 2 ? 90? ? 71.88? ? 18.12?

35、zv 1 ? zv 2 ? z1 18 ? ? 18.94 cos ?1 cos 18.12? z2 55 ? ? 176?.84 cos ? 2 cos 71.88? ? 2 ? 71?.88 ? ? 1 ? 18?.12 ? 查【2】圖 11-8,11-9，得 YFa1 ? 2.84, YFa2 ? 2.17 YSa1 ? 1.82, YSa2 ? 1.82 - 12 - zv 1 ? 18.94 zv 2 ? 176?.84 計(jì) 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 YFa1 ? 2.84 YFa2 ? 2.17 比較小齒輪、大齒輪 YFaYSa 的大小： 0.7?? F ? YFa1YSa1

36、 2.64 ?1.82 Y Y 2.17 ?1.82 ? ? 0.02051 ? Fa 2 Sa 2 ? ? 0.01856 0.7?? F 1 ? 0.7 ? 360 0.7?? F 2 ? 0.7 ? 304 計(jì)算大端模數(shù)： 3 me ? 3 4KT1 ? z （1 ? 0.5?R） u ? 1 2 2 2 R 1 ? YFa ? YSa 0.7?? F ? ? 0.0205 ? 4 ? 1.3 ? 255364?.384 2 2 0.3 ? 18（ 1 ? 0.5 ? 0.3） 3.06 2 ? 1 ? 4.94 mm 選取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) me=8 m 8 2 2 外錐距 Re ? e

37、 z1 ? z2 ? 182 ? 552 ? 231?.48 mm 2 2 齒寬 分度圓直徑 m? ? 4.94mm b ? ?d ? Re ? 0.3 ? 231.48 ? 69.44mm ? 70mm me=8 d 1 ? me ? z1 ? 8 ? 18 ? 144 mm d 2 ? me ? z2 ? 8 ? 55 ? 440 mm Re ? 231.48mm b ? 70mm 3.2.4 按齒面疲勞強(qiáng)度校核 小齒輪齒寬中點(diǎn)的分度圓直徑 d 1 ? 144 mm d 2 ? 440 mm d m 1 ? d1 ? b sin ?1 ? 144 ? 70 ? sin 18.12? ? 1

38、22.23mm 小齒輪圓周力 Ft 1 ? 2T1 2 ? 255364?.384 ? ? 4178?.42N d m1 122?.23 由【2】171 頁(yè)表 11-4 得： Z E ? 189.8 ； 已知齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，所以 Z H ? 2.5 將上述參數(shù)代入【2】P181 公式 11-14 校核齒輪接觸疲勞強(qiáng)度 d m 1 ? 122.23mm Ft1 ? 4178。 42N Z E ? 189.8 Z H ? 2.5 - - - 13 - 計(jì) 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 ?H ? Z E Z H KFt 1 u2 ? 1 · bd（ φ R） u 1 1 ? 0.5 1.3 ?

39、4178?.42 3.062 ? 1 ? 70 ? 144 ? ?1 ? 0.5 ? 0.3? 3.06 ? H ? 387?.52 Mpa ? H ? ?? H ? ? 550 Mpa 安全 ? 189?.8 ? 2.5 ? 387?.52Mpa ? ?? H ? ? 550 Mpa 安全。 3.2.5 幾何尺寸計(jì)算 大端模數(shù) 齒數(shù) 齒寬 外錐距 分度圓直徑 me=8 me=8 z 1 ? 18 z 2 ? 55 z 1 ? 18 ， z 2 ? 55 b ? ?d ? Re ? 0.3 ? 231.48 ? 69.44mm ? 70mm Re ? me 8 2 2 z1 ? z2 ? 18

40、2 ? 552 ? 231?.48 mm 2 2 b ? 70mm Re ? 231.48mm d 1 ? me ? z1 ? 8 ? 18 ? 144 mm d 2 ? me ? z2 ? 8 ? 55 ? 440 mm d 1 ? 144 mm d 2 ? 440 mm 4．軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度 4.1 減速器輸入軸（高速軸）設(shè)計(jì) 4.1.1 初步確定軸的最小直徑 選用 40Cr 調(diào)質(zhì)處理，硬度為 241~286HBS。軸的輸入功 率為 P1=12.96kw，轉(zhuǎn)速 n1=1460r/min； 高速軸 40Cr 由【2】245 頁(yè)表 14-2，得 C=105。 代入公式 14-2 得 C=105

41、de ? C ? 3 P 12.96 ? 110 ? 3 ? 22.776 mm n 1460 考慮到連接聯(lián)軸器的一個(gè)鍵的存在,軸徑應(yīng)該擴(kuò)大 5%， d e ? ?1 ? 5%? ? 22.776 ? 23.915mm 4.1.2 齒輪上的作用力 - d e ? 23.915mm - 14 - 計(jì) 算 及 說 明 小齒輪分度圓直徑 d1=61.90mm 主 要 結(jié) 果 d1=61.90mm Ft1 ? Fr1 ? 2T1 2 ? 85969?.6 ? ? 2567.4 N d1 66.97 Ft1 tan? n 2567.4 ? tan 20? ? ? 962.77N cos ? cos13.

42、9305? Ft1 ? 2764.096 N Fr1 ? 1034.82 N 4.1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 1-1 高速軸示意圖 高速軸采用齒輪軸，齒輪部分安排在減速器箱體的中央， L4 與 L6 相等。由于軸不長(zhǎng)，所以軸承采用兩端固定方式?，F(xiàn) 軸承采用脂潤(rùn)滑，通過擋油環(huán)和軸承蓋雙向定位。高速軸示意 圖如上圖 1-1。 根據(jù)軸上零件的安裝和固定要求，將軸分為七段 軸段①：安裝聯(lián)軸器； 軸段②：軸身； 軸段③：安裝軸承； 軸段④：過渡段； 軸段⑤：小齒輪； 軸段⑥：過渡段； 軸段⑦：安裝軸承。 4.1.4 各軸段軸徑的確定 軸段① 根 據(jù) 最 小 軸 徑 d1 ? 24.188mm 及 計(jì) 算 轉(zhuǎn)

43、矩 Tc=KA·T1=1.5×88.773=127.1595 N·m，查【1】P192 表 15-7 ， 選 擇 彈 性 柱 銷 聯(lián) 軸 器 LX2-Y 型 ， 公 稱 轉(zhuǎn) 矩 Tn ? 560 N ? m ， 則Tc ? Tn 。軸孔直徑 32mm ，軸孔長(zhǎng)度 - 用 LX2-Y 型 聯(lián)軸器 - 15 - 計(jì) 算 及 82mm。 說 明 主 要 結(jié) 果 故取 ?1 ? 35mm。 軸段② 根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，定位軸肩為 ?1 ? 35mm d1 ? 32mm h = (0.07 ~ 0.1)d1 = (0.07 ~ 0.1) ×32 = 2.24 ~ 3.2mm 又考慮到密封圈的標(biāo)準(zhǔn)，

44、取 d 2 ? 40mm 該處軸的圓周速度 d 2 ? 40mm v? ?d1n1 60 ?1000 ? ? ? 40 ?1460 60 ?1000 ? 3.056 m/s ? 4m/s v ?? 3.056 m/s ? 4m/s 故可選用氈圈油封，由【1】P206 表 17-9，選取 氈圈 40JB/ZQ4606—1997。 軸段③和⑦ 考慮軸承的拆裝方便，使 d 3 ? d 2 。初步選取角接觸向 心軸承 7010AC。查【1】P177-178 表 14-6 得其基本尺寸 為 d ? D ? B ? 50 mm ? 80 mm ?16 mm ， 其 安 裝 尺 寸 為 d a ? 56mm

45、。 所以 d3 ? d7 ? 50mm。 軸段④和⑥ 這一部分為軸承和齒輪的過渡段，齒輪分度圓大小為 d3 ? d7 ? 50mm 64.28mm ，選取 d 4 ? d 6 ? 60mm 。 軸段⑤ 由于小齒輪直徑較小， 故采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。 這一部分為小 齒輪，分度圓直徑為 62.28mm ，齒頂圓直徑為 70mm 。 d 4 ? d 6 ? 60mm d 5 ? 70mm 4.1.4 各軸段長(zhǎng)度計(jì)算 軸長(zhǎng)① 半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為 82mm，故取 L1 ? 80m m。 軸長(zhǎng)③和⑦ - 16 - L1 ? 80mm 計(jì) 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 參考【 1 】 5-11a ，取擋油環(huán)端面到箱

46、體內(nèi)壁距離為 2mm，靠近箱體內(nèi)壁的軸承端面到箱體內(nèi)壁的距離取 ? 4 ? 14mm ；故取 L3 ? B ? ? 4 ? 2 ? 16 ? 14 ? 2 ? 32mm 。 由于對(duì)稱，L7=L3=32mm。 軸長(zhǎng)④和⑥ 觀察裝配圖可以得到： L4 ? L6 ? ? 2 ? 2 L3 ? 32mm L 7 ? 32mm 由【1】表 4-1 得： ? 2 ? ? ? 8mm ?。?? 2 ? 15mm 所以： L4 ? 13, L6 ? 13 L4 ? 13mm L6 ? 13mm 軸長(zhǎng)⑤ L5 ? B齒寬 ? 70mm L5 ? 70mm 軸長(zhǎng)② 地腳螺釘直徑取 M16，軸承旁連接螺釘直徑取 M

47、16，查 表 4-1 得相應(yīng)的 C1 ? 22mm, C2 ? 20mm 。 箱蓋與箱座連接 螺直徑取 M10；軸承端蓋螺釘直徑取 M8。由表 16-1 查 得軸承端蓋凸緣厚度 e ? 1.2d3 ? 1.2 ?10 ? 12mm 。軸承座 寬度 l2 ? ? ? C1 ? C2 ? 8 ? 8 ? 22 ? 20 ? 8 ? 58mm ；取端蓋 與軸承座尖的調(diào)整墊片厚度 ?t ? 2mm； 取起出螺釘?shù)谋?要距離 K 2 ? 32mm ，則有 L2 ? l2 ? ? t ? e ? K1 ? B ? ? 4 ? 58 ? 2 ? 12 ? 32 ? 16 ? 15 ? 74mm L2 ? 7

48、4mm 4.1.5 校核高速軸的強(qiáng)度 - 17 - 計(jì) 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 3.1?.按彎矩、轉(zhuǎn)矩合成強(qiáng)度計(jì)算軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 1-2 所示 圖 1-2 高速軸的簡(jiǎn)化圖及彎矩圖 a=122m， b=72m，c=72mm， T=88.848 N·m (1)確定作用在軸上的載荷： 圓圓周力 徑徑向力 軸軸向力 Ft= 2T1 d1 ? 2 ×88.848 ? 2764.096 N 64.287 ×0.001 a=122mm b=72mm c=72mm T=88.848 N·m Ft=2764.096N Fr=1034.82N Fa=665.45N Fr= Ft 2764.096 tga

49、 ? tg 20° ? 1034.82 N cos ? cos 13.5362° Fa= Fttgβ =2754.096×tg13.5362°=665.45N （2）確定支點(diǎn)反作用力及彎曲力矩 水平面中的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 1-2 所示。 支承反力 FRBH =FRCH =0.5Ft=0.5×2764.092=1382.048 N 齒輪中心截面的彎曲力矩 MIH=FRBH b=1382.049×72=98125.408 N·mm 垂直面中的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 1-2 所示。 支承反力 - 18 - FRBH =1382.048 N FRCH =1382.048 N 計(jì) 算 及 說 明 FRBV= Fa d

50、 ? Fr c 665.45 ×64.287/2 ? 962.68 ×72?2 ? ? 668.043 N b?c?72???72?主 要 結(jié) 果 MIH=98125.408 N·mm d Fr b ? Fa × 2 ? 1034.82 ×72?- 665.45 ×64.287/2 ? 376.777N FRCV= b?c?72??72?M 齒輪中心截面的彎曲力矩 M?IH =FRBV·b=668.043×72=47431.053N·mm M??IH =FRCV·c=366.777×72=26041.167N·mm 合成彎矩（圖 1c） M?WI = M 2 IV FRBV=668.043N

51、FRCV=376.777N M 2 2 M?IH = 47431.053N·mm M??IH = 26041.167N·mm M’WI= 108987.616N·mm M??WI= 101522?.106 N·mm ? M ′ ? 98125.048 ? 47431.053 2 IH ? 108987.616 N·mm 2 2 M IV ? M ′′ 98125.0482 ? 26041.167 2 IH ? M??WI= ? 101522.106 軸上的扭矩 T=88.848 N·m N·mm 畫出軸的當(dāng)量彎矩圖，從圖中可以判斷齒輪中心截面彎 矩值最大，而軸外伸段截面承受純扭，所以對(duì)這兩個(gè)危

52、險(xiǎn)截 面進(jìn)行計(jì)算。 (3)計(jì)算齒輪中心截面、軸外伸段的直徑 已知軸的材料為 40C r（調(diào)質(zhì)熱處理）,其σ B=750MPa； [σ -1b]=70MPa，[σ 0b]=120MPa。則 ?? [? ?1b ] ? 70/120=0.58 [? 0b ] 齒輪中心截面處的當(dāng)量彎矩 [σ 0b]=120MPa ? ? 0.58 - 19 - 計(jì) 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 2 M′ M′ ? (?T ) 2 ? 108987.616 2 ? (0.58 ×88848) 2 N ·mm 1 ? WI ? 120556.339 齒輪中心截面處的當(dāng)量彎矩 M′ (?T ) ? ?T ? 0.58

53、×88848 ? 51531.84 N·mm 2 ? 2 M′ 1 ? 120556.339 N ? mm 故齒輪中心截面處的直徑 dⅠ= 3 求； 軸外伸段截面的直徑 dⅡ= 3 M′ 51531.84 2 ?3 ? 19.453 mm 0.1[? -1b ] 0.1×70 M′ 120556.339 Ⅰ ?3 ? 25.824mm 0.1[? -1b ] 0.1×70 M′ 2 ? 滿足設(shè)計(jì)要 51531.84N ? mm d t ? 25.824mm 滿足設(shè)計(jì)要求 有一個(gè)鍵槽，則增大5%得20.20mm，也滿足設(shè)計(jì)要求。 d u ? 20.43mm 4.2 低速軸（大齒輪軸）設(shè)計(jì) 4.2

54、.1 初步確定軸的最小軸徑 選用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為 241~286HBS。軸的輸入功 率為 P1=13.583kw，轉(zhuǎn)速 n2=456.25r/min； 由【2】245 頁(yè)表 14-2，取 C=115。 代入公式 14-2 得 滿足設(shè)計(jì)要求 de ? C ? 3 P 13.583 ? 115 ? 3 ? 35.045mm n 456.25 考慮到兩個(gè)鍵的存在,軸徑應(yīng)該擴(kuò)大 6%， d e ? 1.06 ? 35.045 ? 37.148mm 4.1.2 齒輪上的作用力 大齒輪分度圓直徑 d2=205.72mm ? ? 2 d e ? 37.148mm ? 2623?.96 ? N 98

55、2?.35 N F t 1 ? ? 2 T 1 d 1 F t 1 ? ? n 270267?.616 205.72?? F r 1 tan cos 2623?.96 ? tan 20? cos 13.5362 ? - - - 20 - 計(jì) 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 d 2 ? 205.72mm 4.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Ft1 ? 2623.96 N Fr1 ? 982.35 N 圖 1-3 低速軸示意圖 大齒輪安排在箱體中央，軸承對(duì)稱分布在齒輪兩側(cè)。 軸外伸端安裝聯(lián)軸器，聯(lián)軸器靠軸肩向固定。齒輪靠軸環(huán)和套 筒實(shí)現(xiàn)軸向固定。軸承采用兩端固定，脂潤(rùn)滑，通過擋油環(huán)和 軸承蓋固定。低速軸示意圖如

56、上圖 1-3。 根據(jù)零件的安裝和固定要求，軸應(yīng)該分為六段： 軸段①：安裝聯(lián)軸器； 軸段②：軸身； 軸段③：安裝軸承； 軸段④：安裝大齒輪； 軸段⑤：軸肩； 軸段⑥：安裝軸承。 4.2.3 各軸段直徑 軸段① 查【1】P192 表 15-7，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器 LX3-Y 聯(lián) 軸器，軸孔直徑 40mm，軸孔長(zhǎng)度 112mm。 d1 ? 40m m 軸段② 根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，定位軸肩為 h = (0.07~ 0.1)d 40 = 2.8 ~ 4mm 1 = (0.07~ 0.1)× 又考慮到密封圈的標(biāo)準(zhǔn)，取 d 2 ? 45m m 該處軸的圓周速度 d1 ? 40mm v? ?d 2 n2

57、 60 ?1000 ? ? ? 45 ? 456.25 60 ?1000 - ? 1.074 m/s ? 4m/s - - 21 - 計(jì) 算 及 說 明 故可選用氈圈油封，由【1】P206 表 17-9，選取 氈圈 45 JB/ZQ4606—1997。 主 要 結(jié) 果 d2 ? 45mm 軸段③ 考慮裝拆方便， d 3 ? d 2 ，取 d3 ? 50mm，查【1】177 v ? 1.074 m/s ? 4m/s 頁(yè)表 14-6 得到，為使軸承外徑不致過大，選用角接觸向心 球軸承?7210AC，其基本尺寸為 選取氈圈 45 d ? D ? B ? 55mm ? 90mm ? 20mm ， 其安

58、裝尺寸為 d a ? 57 mm 。 軸段④ 此軸段用于安裝大齒輪，根據(jù)【1】P97 表 9-10 取大 于 55mm 的標(biāo)準(zhǔn)值，則取 d 4 ? 55mm。 軸段⑤ 軸環(huán)，為齒輪提供定位作用，定位軸肩為 d3 ? 50mm h = (0.07~ 0.1)d4 = (0.07~ 0.1)×55 = 3.85~ 5.5mm， 查 表 9-10 取標(biāo)準(zhǔn)值，取 d 5 ? 63mm 。 軸徑⑥ d6 ? d3 ? 50mm 。 d 4 ? 55m m 4.2.4 各軸段長(zhǎng)度 軸長(zhǎng)① 選用 LX4 型聯(lián)軸器，聯(lián)軸器軸孔長(zhǎng) 112 mm ，為了保 證軸向定位可靠， L1 ? 112 ? 2 ? 110m

59、m。 軸長(zhǎng)④ 此處安裝齒輪，為了保證定位可靠， L4 ? B大齒 - 2 d5 ? 64mm d 6 ? 50mm 已知 B 大齒 =65，所以： L1 ? 110mm L4 ? 65 ? 2 ? 63mm 軸長(zhǎng)② - 22 - 計(jì) 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 此段長(zhǎng)度除與軸上零件有關(guān)外， 還與軸承座寬度及軸承 L4 ? 63mm 蓋等零件有關(guān)。由裝配關(guān)系可知，軸承座寬度 l 2 、軸承蓋凸緣 厚度 e 、軸承端蓋連接螺栓長(zhǎng)度、軸承靠近箱體內(nèi)壁的端面至 箱體內(nèi)壁距離 ? 4 、端蓋與軸承座間的調(diào)整墊片厚度 ? t 均與高 速軸相同，取起出螺釘?shù)谋匾嚯x K 2 ? 45mm ，則有 L2

60、? l2 ? ? t ? e ? K 2 ? B ? ? 4 ? 58 ? 2 ? 12 ? 45 ? 20 ? 14 ? 83mm 軸長(zhǎng)⑤ 軸環(huán)寬度， b ? 1.4h(63 ? 55) / 2 ? 4mm ，取 L5 ? 10mm 軸長(zhǎng)⑥ K 2 ? 45mm L2 ? 83mm L6 ? ? 5 ? ? 4 ? B ? L5 ? 17.5 ? 14 ? 20 ? 10 ? 41.5mm 軸長(zhǎng)③ L3 ? B齒 ? L4 ? ? 5 ? ? 4 ? B ? 65 - 63 ? 17.5 ? 14 ? 20 ? 53.5mm L5 ? 10mm L6 ? 41.5mm 4.2.5 軸的強(qiáng)度校

61、核減速器輸出軸（Ⅱ軸） 3.?按彎矩、轉(zhuǎn)矩合成強(qiáng)度計(jì)算軸是否符合要求 根據(jù)上例高速軸的分析， 低速軸的受力情況跟高速軸的一 樣，只是力的大小有所變化，所以還是用高速軸的模型進(jìn)行設(shè) 計(jì)計(jì)算。受力簡(jiǎn)圖還是一樣，如下圖 1-4 所示： L3 ? 53.5mm - - - 23 - 計(jì) 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 圖 1-4 低速軸的簡(jiǎn)化及簡(jiǎn)化圖 圖 a=148mm， b=74mm，c=74mm，T=270.268 N·m (1)確定作用在軸上的載荷： 大齒輪分度圓直徑 d2=205.72mm 圓周力 Ft= 2T ? 2 ×270.268 ? 2627.54 N -3 徑向力 d 205.72?

62、× 10 Fr= Ft tga ? 2627.54 tg 20°? 983.693N cos ? cos13.5362° a=148mm b=74mm c=74mm T=270.268 N·m Ft=2627.54N Fr=983.693N Fa= 632.57N 軸向力 Fa= Fttgβ =2627.54×tg13.5362°=632.57N （2）確定支點(diǎn)反作用力及彎曲力矩 水平面中的計(jì)算。 支承反力 FRBH =FRCH =0.5Ft=0.5×2627.54=1313.27N 截面齒輪中心截面的彎曲力矩 MIH=FRBH b=1313.27×74=97218.98N·mm 垂直面中的計(jì)

63、算簡(jiǎn)圖如圖 1-4 所示。 - FRBH =1313.27N FRCH =1313.27N MIH= 97218.98N·mm - 24 - 計(jì) 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 支承反力 d ? Fr c 632.57 ×205.72/2 ? 983.693 ×74 FRBV= 2 ? ? 931.481N b?c 74 ? 74 d Fr b ? Fa × 2 ? 983.693 ×74 ? 632.57 ×205.72/2 ? 52.213 N FRCV= b?c 74 ? 74 Fa 齒輪中心截面的彎曲力矩 M?IH =FRBV·b=931.481×74=68929.594N·mm M?

64、?IH =FRCV·c=52.213×74=3863.762N·mm FRBV=931.481N FRCV=52.213N M?IH = 68929.594N·mm M??IH= 3863.762N·mm 合成彎矩 M?WI = 2 2 M IV ? M′ 97218.982 ? 68929.594 2 IH ? M?WI N·mm = 119175?.58 Nmm M??WI = 97294?.66 Nmm ? 119175.58 2 2 M IV ? M ′′ 97218.982 ? 84912 IH ? M??WI= ? 97294.66 N·mm 軸上的扭矩 T=270.268 N·m

65、 畫出軸的當(dāng)量彎矩圖。從圖中可以判斷齒輪中心截面彎 矩值最大，而軸外伸段截面 (安裝聯(lián)軸器)承受純扭，所以對(duì) 這兩個(gè)危險(xiǎn)截面進(jìn)行計(jì)算。 （3）計(jì)算齒輪中心截面、軸外伸段截面的直徑 已知軸的材料為 45 （調(diào)質(zhì)熱處理） , 其 σ B=650MPa ； [ σ -1b]=60MPa，[σ 0b]=102.5MPa。則 ?? [? ?1b ] ? 60/102.5=0.6 [? 0b ] [σ 0b]=102.5MPa ? ? 0?.6 - - - 25 - 計(jì) 算 及 說 明 主 要 結(jié) 果 齒輪中心截面處的當(dāng)量彎矩 2 M′ M′ ? (?T ) 2 ? 119175.582 ? (0.6 ×

66、270268) 2 1 ? WI N·mm ? 201243.494 M′ 1 ? 201243.494 N ? mm 軸外伸段截面處的當(dāng)量彎矩 M′ (?T ) 2 ? ?T ? 0.6 ×270268 ? 162160.8 N·mm 2 ? 故軸齒輪中心截面處的直徑 dⅠ= 3 M′ 201243.494 Ⅰ ?3 ? 32.25 mm 0.1[? -1b ] 0.1×60 M′ 2 ? 162160.8 N·mm 有一個(gè)鍵槽，則增大 5%得 33.86mm＜55mm 滿足設(shè)計(jì)要求； 軸外伸段截面處的直徑 dⅡ= 3 M′ 162160.8 Ⅰ ?3 ? 30.01 mm 0.1[? -1b ] 0.1×60 d1 ? 33.86mm 滿足設(shè)計(jì)要求 有一個(gè)鍵槽，則增大5%得31.51m，也滿足設(shè)計(jì)要求。 d 2 ? 31.51mm 滿足設(shè)計(jì)要求 5．軸承的壽命計(jì)算 5.1 高速軸軸承壽命計(jì)算 已知，采用八年兩班制工作，所以需要壽命： L ? 8 ? 2 ? 8 ? 300 ? 38400 h 選用 7010AC 軸承，由【1】177 頁(yè)表 14-6 得： Cr ? 25.2kN （