《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-展開(kāi)式雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器F=6000V=0.48D=400》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-展開(kāi)式雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器F=6000V=0.48D=400（45頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、43機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目: 展開(kāi)式雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器全套圖紙加扣3012250582機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 143班設(shè)計(jì)者：指導(dǎo)教師： 2016 年 10 月 26 日（ 大連民族大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院）目錄一設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及其傳動(dòng)方案的擬定2二傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明4三.齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算8四.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核16五. 軸、軸承、鍵的校核22六. 聯(lián)軸器的選擇35七. 減速器附件選擇及箱體的設(shè)計(jì)36八. 潤(rùn)滑與密封39九. 設(shè)計(jì)心得與體會(huì)40十. 參考資料41十一. 致謝42一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及其傳動(dòng)方案的擬定設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下：1、已知數(shù)據(jù)工作情況載荷平穩(wěn)鋼絲繩曳引力6000鋼絲繩速度V
2、（m/s）0.48滾筒直徑D/(mm)400滾筒長(zhǎng)度L/(mm)800運(yùn)輸帶速允許誤差5%2、工作條件 工作班制:2；工作環(huán)境:清潔;工作年限：8；載荷性質(zhì)：平穩(wěn)；3、 生產(chǎn)數(shù)量：批量4、要求完成工作量1.減速器裝配圖一張(A0)。2.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。3.零件圖一張。4.草圖一張。（三）設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算；2.斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算；3.軸的設(shè)計(jì)；4. 裝配草圖的繪制5.鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核；6.滾動(dòng)軸承的選擇；7.裝配圖、零件圖的繪制；8.設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。（四）設(shè)計(jì)進(jìn)度：1、 第一階段： 總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算。 2、 第二階段： 軸與軸系零件的設(shè)計(jì)。3、 第
3、三階段： 軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制。4、 第四階段： 裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。二、傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容主要結(jié)果一：傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)（一）對(duì)給定傳動(dòng)方案分析論證總體布置見(jiàn)任務(wù)書(shū)（二）選擇電動(dòng)機(jī) 選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按工作條件和要求選用 Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)1）工作機(jī)有效功率為：Pw=FV1000=60000.481000=2.88 KW 2）傳動(dòng)裝置總效率電動(dòng)機(jī)到工作傳輸帶間的總效率為：總=齒開(kāi)聯(lián)2軸5滾筒齒闊2取齒開(kāi)=0.95，聯(lián)=0.99，軸=0.99，滾筒=0.96，齒闊=0.98則： 總=
4、0.823） 所需電動(dòng)機(jī)功率電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為：Pd=Pw 總 =3.5KW4）確定電動(dòng)機(jī)額定功率所以應(yīng)選額定功率大于3.5kW的電機(jī)。計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍并選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)三級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i=40400。工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為： nw=601000vD=6010000.483.14400=22.92r/min電機(jī)符合正常傳動(dòng)時(shí)所需轉(zhuǎn)速：n=22.92*3*3*3=618.84r/min選用同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min的電動(dòng)機(jī)。由電機(jī)產(chǎn)品目錄或有關(guān)手冊(cè)選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為： Y132M1-6電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形，安裝尺寸由表145、表146查出Y132M1-6型電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外
5、形、安裝尺寸。型號(hào)額定功率轉(zhuǎn)速r/min額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/kgY132M1-649602.0733（三）計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i=ndnw = 15.51分配各級(jí)傳動(dòng)比因?yàn)槭钦归_(kāi)式二級(jí)齒輪傳動(dòng)，故，現(xiàn)取1.3，則則低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比為:傳動(dòng)裝置中個(gè)軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速n（r/min）：減速器高速軸為I軸，中速軸為II軸，低速軸為III 軸， IV軸：nIV=61.97r/min滾齒V軸：nV=22.95r/min各軸的輸入功率按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率，即； ； ； 卷筒機(jī)P卷 =3.58*0.95*0.99=3.37KW各軸的輸入轉(zhuǎn)矩T（N）和輸出轉(zhuǎn)矩T(k
6、W)匯總?cè)缦卤恚喉?xiàng)目電動(dòng)機(jī)軸高速軸I中間軸II低速軸III卷筒軸轉(zhuǎn)速（r/min）960960213.8161.9722.95功率（kW）43.963.803.653.37轉(zhuǎn)矩（Nm）39.39169.73562.49551.701402.33傳動(dòng)比14.493.452.7Pw=2.88KWPd=3.5KWnw=22.92r/min 電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y132M1-6=4.49=3.45三.齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容主要結(jié)果（一）高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)選定齒輪類型、精度、材料及齒數(shù)1)按圖所示傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度3) 材料：選擇小齒輪材料為40Cr（
7、調(diào)質(zhì)） 選擇大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）4)初選小齒輪齒數(shù)； 大齒輪齒數(shù)Z4=Z3i=85 選Z4=83.5)初選螺旋角=15.按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算m32KT3YCOS2dZ12YFYSF1） 初選各參數(shù)值初選載荷系數(shù) Kt=1.3,由表7-5得 d=1.由表7-6得，彈性影響系數(shù)端面重合度=1.88-3.21Z3+1Z4cos =1.88-3.2124+183cos14 =1.643 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖7-16得，F(xiàn)lim1=500MPa； Flim2=380MPa. 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （n為齒輪轉(zhuǎn)速，單位r/min；j為齒輪轉(zhuǎn)一圈，同一齒面嚙合次數(shù)，取1；Ln為齒輪的工作壽命，單位h） 小齒輪
8、:N1=60*960*1*(2*8*300*10)=6.18108 大齒輪: N2=N1u=1.78*108 則KFN1=0.95， 則KFN2=0.92 取安全系數(shù)SF =1.4 F3 =Flim1KFN1SF =339.29MPa F4 =Flim2KFN2SF =249.71MPa 齒形系數(shù)YF及應(yīng)力校正系數(shù)YS的選取 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： 由表7-4可得：YF3=2.62 ，YS3=1.6; YF4=2.24 , YS4=1.77 螺旋角系數(shù)Y的選取 =0.318dZ1tan =0.318119tan15=1.6205 Y由圖7-14選為0.79 試算YFYSF YF3YS3F3=2.621
9、.6339.29=0.0123 YF4YS4F4=2.241.77249.71=0.0158 代入較大值YFYSF=0.01582）確定傳動(dòng)尺寸mn321.3169113cos31511921.643算得mn=2.148 考慮到接觸疲勞強(qiáng)度，選mn=2.5 確定大小齒輪分度圓直徑 d3=mnz3cos =224cos14 =45.09mm d4=mnz4cos = 283cos14 =171.08mm 確定大小齒輪齒寬 b=dd3=145.09=50.09mm 取小齒輪齒寬b3=55mm 大齒輪齒寬b4=50mm 載荷系數(shù)的選取 由表7-2選使用系數(shù)KA=1齒輪圓周速度V=dn601000=6
10、1.8161.9601000=0.47m/s 由圖7-7選動(dòng)載系數(shù)Kv=1.02 由表7-3選擇齒間載荷分配系數(shù)K=1.2 由圖7-8選擇齒向載荷分配系數(shù)K=1.34. 故動(dòng)載系數(shù)K=KAKvKK=1.64 模數(shù)、螺旋角的修正 mn=mnt3KKt =2.0731.631.4 =2.32 仍取mn=2.5 中心距： 圓整為a=135mm 則=15.642 因值改變不多，故參數(shù)、不用更改。 計(jì)算大小齒輪分度圓直徑： d3=mnz3cos = 2.519cos15.642 =49.33mm d4= mnz4cos = 2.585cos15.642 = 220.67mm校核齒根接觸疲勞強(qiáng)度H=ZEZ
11、HKFtbd1u+1uH1） 許用接觸應(yīng)力的計(jì)算彈性影響系數(shù) 由圖7-19選ZN3=1 ZN4=1.07(允許局部點(diǎn)蝕) 由圖7-12查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.43 彎曲疲勞強(qiáng)度極限由圖7-16得，Hlim3=600MPa； Hlim4=550MPa. 安全系數(shù)SH=1 H3 =Hlim3ZN3SH = 588MPa H4 =Hlim4ZN4SH = 533.5MPa u=4.472） 齒根接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算H3=189.82.430.980.721.32169113149.3349.3349.334.47+14.47 =588MPa950MPaH4=189.82.430.980.721.321
12、691131262.861.81.6884.47+14.47 =533.5Pa988MPa故齒根接觸疲勞強(qiáng)度滿足。高速軸齒輪參數(shù)匯總齒輪小齒輪大齒輪材料40Cr45齒數(shù)1985直徑/mm45.09171.08螺旋角/15.642齒寬/mm5550模數(shù)2.5Z3=19Z4=85=1.643 KFN1=0.95KFN2=0.92YF3=2.62 YS3=1.6YF4=2.24 YS4=1.77mn=2.5a=135mm=15.642d3=49.33mmd4=220.67mm計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容主要結(jié)果（二）低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)選定齒輪類型、精度、材料及齒數(shù)1)按圖所示傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪2)運(yùn)輸機(jī)為一
13、般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度3) 材料：選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)）； 選擇大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）。4)初選小齒輪齒數(shù)； 大齒輪齒數(shù)Z2=Z1i =243.45=82.8， 選Z2=835)初選螺旋角=14.按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算m32KT3YCOS2dZ12YFYSF2） 初選各參數(shù)值初選載荷系數(shù) Kt=1.3,由表7-5得d=0.7.由表7-6得，彈性影響系數(shù)端面重合度=1.88-3.21Z1+1Z2cos =1.88-3.2124+183cos14 =1.643 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖7-16得，F(xiàn)lim1=500MPa； Flim2=380MPa. 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （n為齒輪
14、轉(zhuǎn)速，單位r/min；j為齒輪轉(zhuǎn)一圈，同一齒面嚙合次數(shù)，取1；Ln為齒輪的工作壽命，單位h） 小齒輪:N1=60214.591283008=4.94108 大齒輪: N2=N1/u=4.94108/3.45=1.43108 則YN1=0.95， 則YN2=0.92 取安全系數(shù)SF =1.4 F1 =Flim1YN1SF =339.29MPa F2 =Flim2YN2SF =249.71MPa 齒形系數(shù)YF及應(yīng)力校正系數(shù)YS的選取 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： 由表7-4可得：YF1=2.65 ，YS1=1.6; YF2=2.21 , YS2=1.79 螺旋角系數(shù)Y的選取 =0.318dZ1tan =0.31
15、80.724tan14=1.33 Y由圖7-14選為0.844 試算YFYSF YF1YS1F1=2.651.6339.29=0.012497 YF2YS2F2=2.211.79246.71=0.01584 代入較大值YFYSF=0.016622）確定傳動(dòng)尺寸mn321.3169113cos3140.72421.6430.01662=2.143算得mn1.21 考慮到接觸疲勞強(qiáng)度，選mn=2.14 確定大小齒輪分度圓直徑 d1=mnz1cos =324cos14=74.20mm d2=mnz2cos =383cos14=256.62mm 確定大小齒輪齒寬 b=dd1=0.774.20=51.9
16、4mm 取小齒輪齒寬b1=57mm 大齒輪齒寬b2=52mm 載荷系數(shù)的選取 由表7-2選使用系數(shù)KA=1齒輪圓周速度V=dn601000=74.2214.59601000=0.596m/s由圖7-7選動(dòng)載系數(shù)Kv=1.01 由表7-3選擇齒間載荷分配系數(shù)K=1.2 由圖7-8選擇齒向載荷分配系數(shù)K=1.5 故動(dòng)載系數(shù)K=KAKvKK=1.89 模數(shù)、螺旋角的修正 mn=mnt3KKt =1.2131.891.3 =2.427 取mn=3 中心距： 圓整為a=165mm 則=13.4 因值改變不多，故參數(shù)、不用更改。 計(jì)算大小齒輪分度圓直徑： d1=mnz1cos =324cos13.4=74
17、.02mm d2=mnz2cos =383cos13.4=255.98mm校核齒根接觸疲勞強(qiáng)度H=ZEZHZZ2KT2dd13u+1uH1)許用接觸應(yīng)力的計(jì)算彈性影響系數(shù) 由圖7-12查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.42 由圖7-19選ZN1=0.95 ZN2=0.93 Z=0.741 Z=0.985 彎曲疲勞強(qiáng)度極限由圖7-16得，Hlim1=600MPa； Hlim2=550MPa. 安全系數(shù)SH=1 H1 =Hlim1ZN1SH =570MPa H2 =Hlim2ZN2SH =511.5MPa u=3.452)齒根接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算H=189.82.421.8921691130.774.0274
18、.0274.023.45+13.45 =570MPa760MPa 故齒根接觸疲勞強(qiáng)度滿足。高速軸齒輪參數(shù)匯總齒輪小齒輪大齒輪材料40Cr45齒數(shù)2483直徑/mm74.02255.98螺旋角/13.412齒寬/mm5752模數(shù)3(三)開(kāi)式齒輪的設(shè)計(jì)選定齒輪類型、精度、材料及齒數(shù)1)按圖所示傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度3) 材料：選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)） 選擇大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）4)初選小齒輪齒數(shù)； 大齒輪齒數(shù)Z4=Z3i=55.5)初選螺旋角=14.按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算m32KT3YCOS2dZ12YFYSF3） 初選各參數(shù)值初選載荷
19、系數(shù) Kt=1.3,由表7-5得 d=0.7.由表7-6得，彈性影響系數(shù)端面重合度=1.88-3.21Z3+1Z4cos =1.88-3.2120+155cos14 =1.596 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖7-16得，F(xiàn)lim1=500MPa； Flim2=380MPa. 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （n為齒輪轉(zhuǎn)速，單位r/min；j為齒輪轉(zhuǎn)一圈，同一齒面嚙合次數(shù)，取1；Ln為齒輪的工作壽命，單位h） 小齒輪:N1=60*62.04*1*(2*8*300*8)=1.43108 大齒輪: N2=N1u=5.20*107 則KFN1=0.95， 則KFN2=0.92 取安全系數(shù)SF =1.4 F3 =Flim1KF
20、N1SF =339.29MPa F4 =Flim2KFN2SF =249.71MPa 齒形系數(shù)YF及應(yīng)力校正系數(shù)YS的選取 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： 由表7-4可得：YF3=2.65 ，YS3=1.6; YF4=2.21 , YS4=1.79 螺旋角系數(shù)Y的選取 =0.318dZ1tan =0.3180.720tan14=1.111 Y由圖7-14選為0.87 試算YFYSF YF3YS3F3=2.651.6339.29=0.0125 YF4YS4F4=2.211.79249.71=0.0158 得YFYSF=0.016622）確定傳動(dòng)尺寸mn321.3551080cos31412021.596算得mn
21、=3.646 考慮到接觸疲勞強(qiáng)度，選mn=4 確定大小齒輪分度圓直徑 d3=mnz3cos =420cos14 =82.45mm d4=mnz4cos = 455cos14 =226.73mm 確定大小齒輪齒寬 b=dd3=0.782.45=57.715mm 取小齒輪齒寬b3=63mm 大齒輪齒寬b4=58mm 載荷系數(shù)的選取 由表7-2選使用系數(shù)KA=1齒輪圓周速度V=dn601000=82.4562.04601000=0.24m/s 由圖7-7選動(dòng)載系數(shù)Kv=1.05 由表7-3選擇齒間載荷分配系數(shù)K=1.4 由圖7-8選擇齒向載荷分配系數(shù)K=1.42. 故動(dòng)載系數(shù)K=KAKvKK=2.0
22、0788 模數(shù)、螺旋角的修正 mn=mnt3KKt =3.64632.007881.3 =4.13 仍取mn=4 中心距： 圓整為a=155mm 則=14.593 因值改變不多，故參數(shù)、不用更改。 計(jì)算大小齒輪分度圓直徑： d3=mnz3cos = 420cos14.593 =82.67mm d4= mnz4cos = 455cos14.593 = 227.33mm校核齒根接觸疲勞強(qiáng)度H=ZEZHKFtbd1u+1uH3） 許用接觸應(yīng)力的計(jì)算彈性影響系數(shù) 由圖7-19選ZN3=0.95 ZN4=0.96 由圖7-12查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.43 彎曲疲勞強(qiáng)度極限由圖7-16得，Hlim3=6
23、00MPa； Hlim4=550MPa. 安全系數(shù)SH=1 H3 =Hlim3ZN3SH = 570Mpa H4 =Hlim4ZN4SH = 528Mpa u=2.7074） 齒根接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算H=189.82.430.950.961.32551080182.6782.6782.672.707+12.707 =570MPa950MPa故齒根接觸疲勞強(qiáng)度滿足。開(kāi)式軸齒輪參數(shù)匯總齒輪小齒輪大齒輪材料40Cr45齒數(shù)2055直徑/mm82.67227.33螺旋角/14.593齒寬/mm6358模數(shù)4Z1=24Z2=83=1.643YN1=0.95YN2=0.92YF1=2.65 YS1=1.6YF
24、2=2.21 YS2=1.79mn=3a=165mm=13.4d1=74.02mmd2=255.98mm四.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容主要結(jié)果（一） 高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（r/min）高速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T（）9603.961691132）初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表9-2，取C=106，于是得： 軸上有兩個(gè)鍵槽，則dmin=1.1dmint=18.69mm4） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注：本設(shè)計(jì)中定位軸肩直徑為d=d1+(0.07d10.1d1) 軸環(huán)的寬度l=1.4h(h為軸肩得而高度)，以下只寫(xiě)明計(jì)算結(jié)果。 a 擬訂軸上零件的裝
25、配方案，如圖I II III IV V VI VII 高速軸零件裝配方案圖b 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度各段直徑的確定： -：該段連接半聯(lián)軸器 選擇聯(lián)軸器： 計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KT=1.5169.113=253.669(Nm)又電機(jī)輸出軸直徑D=38mm,選擇LX3型聯(lián)軸器ZC3884JB4584GBT 5014-2003，故選擇高速軸外伸端直徑選為38mm。由半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=112mm，為了讓聯(lián)軸器與軸肩相配合，選擇外伸端軸段長(zhǎng)度為60mm.-：該段直徑選為45mm。-：該段軸要安裝軸承端蓋，即該段直徑定為51mm。-：這一段為齒輪軸軸段。軸段與齒輪齒頂圓同高。-：該段軸要安裝軸承
26、以及擋油環(huán)，同-。各段長(zhǎng)度的確定： -：由半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=52mm，為了讓聯(lián)軸器與軸肩相配合，選擇外伸端軸段長(zhǎng)度為60mm.-：軸環(huán)寬度根據(jù)規(guī)定L=1.4h（h為軸肩高度），軸環(huán)長(zhǎng)度為3mm. -：此段軸直徑為51mm-: 此段為齒輪軸直徑為54.34mm，齒輪寬為55mm，所以長(zhǎng)度為55mm-:此段軸直徑為51mm-：此段有軸承蓋 直徑為45mm軸段-直徑38455154.35145長(zhǎng)度60 5576551419配合聯(lián)軸器軸承蓋無(wú)齒輪軸無(wú)軸承蓋高速軸各段參數(shù)匯總表（二） 中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（r/min）高速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T（）213.813.80562490
27、2）初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表9-2，取C=112，于是得： 由于軸上有兩個(gè)鍵槽，因此修正后的最小直徑為： 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) a 擬訂軸上零件的裝配方案，如圖b 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度-&-：用于安裝軸承，查表15-4，選取圓錐滾子軸承（GB/T297-1994）軸承規(guī)格30307，基本尺寸為基本尺寸dDB=358022.75，則這兩段軸直徑為35mm，長(zhǎng)度為21mm。-：用于固定齒輪的軸向位置。故這一段直徑為45mm。綜合考慮軸承以及齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，這一段長(zhǎng)度為14mm。-：這一段與齒輪配合，直徑為50mm，長(zhǎng)度比齒輪齒寬57mm短2
28、.5mm，故這一段長(zhǎng)度為54.5mm。-：定位軸環(huán)。直徑選為56mm，長(zhǎng)度為7.5mm。-：與齒輪配合，直徑為50mm，長(zhǎng)度比齒輪齒寬50mm短2.5mm，這一段長(zhǎng)度為47.5mm。-：用于固定齒輪的軸向位置。故這一段直徑為43mm。綜合考慮軸承以及齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，這一段長(zhǎng)度為16.5mm。-：此段軸連接軸承蓋軸直徑為35mm，長(zhǎng)度為21mm中速軸各段參數(shù)匯總表 軸段-直徑35455056504335長(zhǎng)度211454.57.547.516.521配合軸承無(wú)齒輪無(wú)齒輪無(wú)軸承 （三） 低速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（r/min）高速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T（）61.973.65
29、5517002）初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表9-2，取C=110，于是得： 由于軸上有兩個(gè)鍵槽，因此修正后的最小直徑為： 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) a 擬訂軸上零件的裝配方案，如圖b 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度-：該段連接半聯(lián)軸器 選擇聯(lián)軸器： 計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KT=1.5551.70=827.55(Nm)查表17-4得,選擇彈性套柱聯(lián)軸器J3860J14560GB/T4323-2002，故選擇低速軸外伸端直徑選為45mm。由半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=60mm，為了讓聯(lián)軸器與軸肩相配合，選擇外伸端軸段長(zhǎng)度為84mm.-：該段軸與軸承端蓋配合，且左端定位軸肩起到固定聯(lián)軸
30、器的作用。該段直徑定為50mm，長(zhǎng)度為54mm。-：該段軸要安裝軸承，初選圓錐滾子軸承GB/T297-1994軸承規(guī)格30210，基本尺寸dDB=509020 ，故直徑選為50mm。長(zhǎng)度為21.75mm。-：這一段為軸環(huán)，直徑選為66mm，長(zhǎng)度為16.5mm，右端起到固定齒輪軸向位置的作用。-：這一段與齒輪配合，直徑為57mm，長(zhǎng)度比齒輪齒寬52mm短3mm，故這一段長(zhǎng)度為49mm。-：該段軸要安裝軸承，根據(jù)安裝方便和軸承內(nèi)徑的要求，初選圓錐滾子軸承GB/T297-1994軸承規(guī)格30210，基本尺寸dDB=509020 ，故直徑選為50mm。綜合考慮軸承以及齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，這一段長(zhǎng)度為
31、20mm。軸段-直徑45505066665750長(zhǎng)度8453.8521.7516.516.54920配合聯(lián)軸器無(wú)軸承無(wú)無(wú)齒輪軸軸承低速軸各段參數(shù)匯總表選擇LX3型聯(lián)軸器ZC3884JB4584GBT 5014-2003五. 軸、軸承、鍵的校核計(jì)算項(xiàng)目及內(nèi)容主要結(jié)果（一）高速軸及其軸承、鍵的校核1）齒輪受力分析2)V面上受力分析MA=0: -Fad2+FrL1-RVBL1+L2=0MB=0: -Fad2-FrL1+RVAL1+L2=0得：RVA=174.4N RVB=49.73N3)H面上受力分析RHA=FtL2L1+L2=395.7NRHB=FtL1L1+L2=199.1N4)彎矩計(jì)算此處只說(shuō)
32、明M合與Mca計(jì)算，其他計(jì)算結(jié)果見(jiàn)彎矩圖 根據(jù)軸的彎扭合成條件，取 =0.585）受力分析及其彎矩圖 A C B根據(jù)彎矩圖和扭矩圖，可判斷危險(xiǎn)截面為齒輪中心面。6）按彎扭合成強(qiáng)度校核根據(jù)表9-4，查得40Cr鋼：+1b=270MPa0b=130MPa-1b=75MPap=800Mpa =0.58則齒輪處的軸徑： d3Me0.1-1b=322.410000.175=14.4mm43.3mm故軸徑滿足強(qiáng)度要求。7）軸承壽命的校核軸承A：6205 軸承B：6205此處只需對(duì)軸承A進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)軸承型號(hào)取軸承基本額定動(dòng)載荷為： ；靜載荷為：此處iFac0r=0.02 故取e=0.203.取X=0.
33、56, Y=2.2 C=P360Ln106a1=0.5923603243659601061=6.8KNCr故軸承壽命符合要求。8)鍵校核同聯(lián)軸器相連的鍵校核：(1)鍵及鍵槽參數(shù)的確定 采用圓頭普通平鍵，其優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)中性好。 則根據(jù)軸的直徑d=20mm和軸段長(zhǎng)為50mm以及半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=52mm，選取鍵尺寸為：鍵的公稱尺寸鍵寬b/mm鍵高h(yuǎn)/mm鍵長(zhǎng)L/mm6648 (2)鍵的強(qiáng)度校核 鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩T=23143.8Nmm，軸的直徑d=20mm 鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=48-6=42mm 鍵與半聯(lián)軸器槽的接觸高度k=0.5h=0.56=3mm 則該鍵的強(qiáng)度符合要求。（二）
34、低速軸及其軸承、鍵的校核1）齒輪受力分析2 )V面上受力分析MA=0: -Fad2+FrL1-RVBL1+L2=0MB=0: -Fad2-FrL1+RVAL1+L2=0得：RVA=1.93KN RVC=-0.43KN5） H面受力分析RHA=FtL2L1+L2=2.48KNRHC=FtL1L1+L2=1.52KN4)彎矩計(jì)算此處只說(shuō)明M合與Mca計(jì)算，其他計(jì)算結(jié)果見(jiàn)彎矩圖 根據(jù)軸的彎扭合成條件，取 =0.585）受力分析及其彎矩圖根據(jù)彎矩圖和扭矩圖，可判斷危險(xiǎn)截面為B截面。6）按彎扭合成強(qiáng)度校核根據(jù)表9-4，查得45鋼：+1b=200MPa0b=95MPa-1b=55MPap=600Mpa =
35、0.58在B截面處：由于鍵槽（雙鍵）存在，此處抗彎界面模量W為：故軸徑滿足強(qiáng)度要求。7）軸承壽命的校核 軸承A：6213 軸承C：6213此處只需對(duì)軸承C進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)軸承型號(hào)取軸承基本額定動(dòng)載荷為： ；靜載荷為：此處iFac0r=0.025 故取e=0.195.取X=0.56, Y=2.06 C=P360Ln106a1=3.8236032436538.21061=14.97KNCr故軸承壽命符合要求。8)鍵校核同齒輪相連的鍵校核：(1)鍵及鍵槽參數(shù)的確定 采用圓頭普通平鍵，其優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)中性好。 則根據(jù)軸的直徑d=72mm和輪轂長(zhǎng)為32mm和，選取雙鍵尺寸為：鍵的公稱尺
36、寸鍵寬b/mm鍵高h(yuǎn)/mm鍵長(zhǎng)L/mm12831.5(2)鍵的強(qiáng)度校核 鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩T=525837.3Nmm，軸的直徑d=72mm 鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=31-8=23mm 鍵與半聯(lián)軸器槽的接觸高度k=0.5h=0.58=4mm 則該鍵的強(qiáng)度符合要求。同聯(lián)軸器相連的鍵校核：(1)鍵及鍵槽參數(shù)的確定 采用圓頭普通平鍵，其優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)中性好。 則根據(jù)軸的直徑d=55mm和軸段長(zhǎng)為170mm以及半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=173mm，選取鍵尺寸為：鍵的公稱尺寸鍵寬b/mm鍵高h(yuǎn)/mm鍵長(zhǎng)L/mm149150(2)鍵的強(qiáng)度校核 鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩T=525837.3Nmm，軸的直徑d=55mm
37、鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=150-14=136mm 鍵與半聯(lián)軸器槽的接觸高度k=0.5h=0.59=4.5mm 則該鍵的強(qiáng)度符合要求。(三)中間軸及其軸承、鍵的校核中間軸上有大齒輪2以及小齒輪31）齒輪受力分析 齒輪2：齒輪3：1) V面上受力分析 MA=0: Fa2d22+Fr2L1-Fa3d32+Fr3 (L1+L2)-RVBL1+L2+L3=0MB=0: Fa2d22-Fr3 L3-Fa3d32+Fr3 (L1+L2)+RVAL1+L2+L3=0得：RVA=0.86KN RVC=1.14KN3）H面受力分析MA=0: Ft2L1+Ft3(L1+L2)+RHBL1+L2+L3=0 MB=0:
38、 -Ft3L3-Ft2(L3+L2)- RHAL1+L2+L3=0)得：RHA=-2.34KNRHB=-3KN彎矩計(jì)算此處只說(shuō)明M合與Mca計(jì)算，其他計(jì)算結(jié)果見(jiàn)彎矩圖 根據(jù)軸的彎扭合成條件，取 =0.584）受力分析及其彎矩圖根據(jù)彎矩圖和扭矩圖，可判斷危險(xiǎn)截面為C、D截面。5）按彎扭合成強(qiáng)度校核根據(jù)表9-4，查得45鋼：+1b=200MPa0b=95MPa-1b=55MPap=600Mpa =0.58在D截面處：由于鍵槽（雙鍵）存在，此處抗彎界面模量W為：故軸徑滿足強(qiáng)度要求。在C截面處：由于鍵槽（雙鍵）存在，此處抗彎界面模量W為：故軸徑滿足強(qiáng)度要求。6）軸承壽命的校核 軸承A：6406 軸承B
39、：6406此處只需對(duì)軸承B進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)軸承型號(hào)取軸承基本額定動(dòng)載荷為： ；靜載荷為：此處iFac0r=0.031 故取e=0.262.取X=0.56, Y=1.96 C=P360Ln106a1=3.27360324365161.91061=20.7KNCr故軸承壽命符合要求。7)鍵校核同齒輪3相連的鍵校核：(1)鍵及鍵槽參數(shù)的確定 采用圓頭普通平鍵，其優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)中性好。 則根據(jù)軸的直徑d=42mm和輪轂長(zhǎng)為36mm，選取雙鍵尺寸為：鍵的公稱尺寸鍵寬b/mm鍵高h(yuǎn)/mm鍵長(zhǎng)L/mm10828 (2)鍵的強(qiáng)度校核 鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩T=130463.1Nmm，軸的直徑d=42m
40、m 鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=28-10=18mm 鍵與半聯(lián)軸器槽的接觸高度k=0.5h=0.58=4mm 則該鍵的強(qiáng)度符合要求。同齒輪2相連的鍵校核：(1)鍵及鍵槽參數(shù)的確定 采用圓頭普通平鍵，其優(yōu)點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，對(duì)中性好。 則根據(jù)軸的直徑d=42mm和輪轂長(zhǎng)為22mm和，選取雙鍵尺寸為：鍵的公稱尺寸鍵寬b/mm鍵高h(yuǎn)/mm鍵長(zhǎng)L/mm8720 (2)鍵的強(qiáng)度校核 鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩T=130463.1Nmm，軸的直徑d=42mm 鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=10-8=12mm 鍵與半聯(lián)軸器槽的接觸高度k=0.5h=0.57=3.5mm 則該鍵的強(qiáng)度符合要求。RVA=174.4N RVB=49.73NRHA=395.7NRHB=199.1N=0.58Mca=22.4NmC=6.8KN=18.4MPaRVA=1.93KN RVC=-0.43KN =0.58Mca=343.1Nm=107.3MPa=31.2MPa
機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-展開(kāi)式雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器F=6000V=0.48D=400
