同軸式兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書

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華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 1 同軸式兩級圓柱齒輪減速器設(shè)計說明書 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 1、 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一用于帶式運輸機上的同軸式兩級圓柱齒輪減速器（如圖），工作平穩(wěn)，單向運轉(zhuǎn)，兩班制工作。運輸帶容許速度誤差為 5%。減速器成批生產(chǎn)，使用期限 10 年。設(shè)計參數(shù)：運輸機工作軸扭矩 T=1500N· m，運輸帶速度 v=s，卷筒直徑 D=350㎜。 2、 傳動方案的分析與擬定 如設(shè)計任務(wù)書 上布置簡圖所示，傳動方案采用 V 帶加同軸式二級圓柱齒輪減速箱。采用V 帶可起到過載保護作用，同軸式可使減速器橫向尺寸較小。 3、 電動機的選 擇 動機類型的選擇 按已知工作要求和條件選用 Y 系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機，工作電壓為 380V。 擇電動機的容量 定電動機所需功率 工作機的有效功率 1000 10002 0 0 1 5 0 02 3???? ? 取 V 帶傳動效率 ?，滾動軸承傳遞效率 ?（三對），齒輪傳動效率 ?，卷筒傳動效率 ?，聯(lián)軸器傳動效率 ?。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 2 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 從電動機到工作機輸送帶間的總效率 424 ???????????? 聯(lián)卷齒滾帶 ?????? 電動機所需功率 2 9P ?? ?? 因載荷平穩(wěn)，電動 機額定功率需稍大于0表確定電動機功率1? 。 定電動機轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速 m i i 1 4 0 . 8 5100060 100060 vn w ?? ?????? ? V 帶傳動范圍 5~21 ??i ，二級圓柱齒輪減速器傳動比 60~82 ??i , 總傳動比范圍 3 0 0~1660~85~2 ?????i, 電動機轉(zhuǎn)速可選范圍 ?? ?0=（ 16~300） × r／ =（ 3920） r／ 合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為 750 r／ 1000 r／ 1500 r／ 3000 r／種。初選同步轉(zhuǎn)速為 1000 r／ 1500 r／ 兩種電動機比較。 方案 型號 同步轉(zhuǎn)速 r／ 載轉(zhuǎn)速 r／ 率 % 質(zhì)量 ㎏ 1 500 1460 88 123 2 000 970 87 147 由表中數(shù)據(jù) 知，兩個方案均可行，但方案 1 電動機質(zhì)量小，且比價低，故采用方案 1，選擇電動機型號為 定電動機參數(shù) 型號 功率 步轉(zhuǎn)速 r／ 載轉(zhuǎn)速 r／ 率 % 質(zhì)量 ㎏ 1 1500 1460 88 123 額定轉(zhuǎn)矩 大轉(zhuǎn)矩 機軸鍵槽寬 F( 12 鍵槽深 5 電機軸直徑 D( 電機軸長度 E(110 H(160 G( 37 ? 1? 電動機型號為 中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 3 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 4、 傳動裝置運動及動力參數(shù)計算。 動裝置總傳動比和分配各級傳動比 動裝置總傳動比 分配各級傳動比 ????????? ? 其中，為使兩級大齒輪直徑相近，取 ??????取 V 帶傳動的傳動比 i ，兩級圓柱齒輪減速器傳動比 ??????= 58 6 ?????????= 符合一般圓柱齒輪傳動和兩級圓柱齒輪減速器傳動比的常用范圍。 動裝置的運動和動力參考數(shù)的計算 各軸轉(zhuǎn)速 電動機軸為 0 軸，減速器高速軸為 Ⅰ 軸，中速軸為 Ⅱ 軸，低速軸為 Ⅲ 軸。 m m ?? ?n= m 4m 6 00 ??m 84 ???????m 4 ??????????m w ?? ??? i i ? ????? 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 4 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 各軸功率 ????? 帶? ?????? ??? 滾齒 ?? ?????? ????? 滾齒 ?? w 2 ????????? ??? 卷聯(lián)滾 ??? 各軸扭矩 6 5 09 5 5 0 00 ????N· m 05 8 5 09 5 5 0 ??????? m 5 09 5 5 0 ?????????? m 2 5 09 5 5 0 ????????????? m 0 5 09 5 5 0 ???m 運動和動力參數(shù)如下表： 軸名 參數(shù) 電動機軸 高速軸 Ⅰ 中速軸 Ⅱ 低速軸 Ⅲ 卷筒軸 轉(zhuǎn)速 n (r／ 1460 584 率 P（ 矩 T（ N· m） 動比 i 效率 η 中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 5 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 5、 傳動零件的設(shè)計 V 帶輪的設(shè)計 V 帶設(shè)計 電動機功率 ，轉(zhuǎn)速 14600 ?傳動比 5.2?i ，每天工作16 小時。 1、 確定計算功率械設(shè)計（第八版）》 156 頁表 8得工作情況 系數(shù) K ，故 ???? 2、 選擇 V 帶帶型 根據(jù)n，根據(jù) 《機械設(shè)計（第八版）》 157 頁圖 8用 B 型。 3、 確定 V 帶輪的基準(zhǔn)直徑1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑1《機械設(shè)計（第八版）》 155 頁表 8 157頁表 8小帶輪基準(zhǔn)直徑 321 ?。 2）驗算帶速 v d 460132100060 01 ?? ????? ?? 因為 05 ?? ，故帶速合適。 3）計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑2???? 由《機械設(shè)計（第八版）》 157 頁表 8帶輪基準(zhǔn)直徑圓整為 552 ?。 B 型 d 1321 ? d 3552 ? 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 6 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 4、 確定 V 帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長度式 ? ? ? ?21021 27.0 ???得， ?，初定中心距 500 ?。 2）計算帶所需的基準(zhǔn)長度 ? ?02122100 4)(22 ??? ? ? ? ???? ??????? 6504 )132355(35513226502 2? 由《機械設(shè)計（第八版）》 146 頁表 8帶的基準(zhǔn)長度 000?。 3）計算實際中心距 082 208420006502 00 ??????? ?????? 中心距的變化范圍是 78 5、 驗算小帶輪上的包角 1? ? ? ? ? ?????? 901 5 96 0 8 23 5 51 8 0 121 ????????? 6、 計算帶的根數(shù) z 1）計算單根 V 帶的額定功率 由 321 ?和 查 《機械設(shè)計（第八版）》 152 頁表 8。 d 2000? 08? ??1591? 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 7 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 根據(jù) ， 5.2?i 和 B 型帶，查表 8， ?，查表 8 K ，查表 8 K ，于是 ? ? ? ? r ????????? ? 2）計算 V 帶的根數(shù) z ??取 5 根帶。 7、 計算單根 V 帶的初拉力的最小值 ? ?械設(shè)計（第八版）》 149 頁表 8， B 型帶的單位長度質(zhì)量 ，故 ? ? ? ? 2m i 0 KF ????? ? N?????? ???? ???? 應(yīng)使帶的實際初拉力 ? ?F ?。 8、 計算壓軸力 壓軸力的最小值為 ? ? ? ? p 3 0 0 921 5 9s i 6522s i m i i n ?????? ?? 5 根 ? ? 06m ? ? NF p 3009m 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 8 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 電動機主軸直徑 2? ，長度 10? ，轉(zhuǎn)速 ，主軸上鍵槽深 ? ，鍵槽寬 2? 。選擇平鍵 00812 ?? 。 1、小 V 帶輪的設(shè)計 選材 200?由于 ?中 2?? ， 32?），故采用腹板式帶輪。 小 V 帶輪 ??? ， ??? 由《機械設(shè)計（第八版）》 161 頁表 8得， a ， f ， ? ， ， ??34? 。 則 3 9) 2(2 m i n ??????， 12(42 ????????? ，取 9? ， 1 ?????????? ，取 0?? 。 輪槽工作表面粗糙度取 者 2、大 V 帶輪的設(shè)計 選材 200?由于 300355 ??采用輪輻式帶輪。查表 10 ??38? 。 依小 V 帶輪取 9? ，取 5? ，則 ??? ， ??? ， 3 9) 2(2 m i n ?????? ， 31 ???? ， 腹板式帶輪 輪輻式帶輪 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 9 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 2 ???? ， 1 ???? ， 2 ???? ， 1 ?? ， 2 ?? ， 輪槽工作表面粗糙度取 者 齒輪傳動設(shè)計 低速級齒輪強度設(shè)計 輸入功率 ? ，扭矩 ?T N· m ，轉(zhuǎn)速 ?? ，齒數(shù)比 ，工作壽命 10 年兩班制（每天 16 h ）。 1、 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)。 1） 根據(jù)傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 2） 運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用 7 級精度（ 3） 材料選擇。由表 10擇小齒輪材料為 40質(zhì)，硬度為 280齒輪材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為 240者材料硬度差為 40 4） 選小齒輪齒數(shù) 241 ?z ，大齒輪齒數(shù) 1 5 ??? ，取852 ?z 。 2、 按齒面接觸強度設(shè)計 231 ][????????????直齒圓柱齒輪 7 級精度 241 ?z 852 ?z 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 10 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值。 ① 試選載荷系數(shù) 3.1? ② 計算小齒輪傳遞的扭矩， T ??????????????? 555 ③ 由表 10取齒輪寬系數(shù) 1?d?， ④ 由表 10得材料的彈性影響系數(shù) ? ， ⑤ 由圖 10 齒 面 硬 度 查 得 小 齒 輪 的 接 觸 疲 勞 強 度 極 限001? ，大齒輪的接觸疲勞強度極限 502? ， ⑥ 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 81 107 8 1 03 6 582( 46060 ?????????? ?? 8812 106 3 07 8 1 ???? ?⑦ 由圖 10接觸疲勞強度壽命系數(shù) ⑧ 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) 1?S ， M P 1l i ??? ?? M P 2l i ??? ?? 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 11 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 2） 計算 ① 試算小齒輪分度圓直徑入 ? ?H? 中較小的值 232 ][??????????? ??????????????? ② 計算圓周速度 v t ?? ???? ??? ?? ?? ③ 計算齒寬 b 1 86 1 812 ????? ? ④ 計算齒寬與齒高之比 ??齒高 ????⑤ 計算載荷系數(shù) 根據(jù) ， 7 級精度，由圖 10得動載系數(shù) 11.1? 直齒輪， 1???? K， 由表 10得使用系數(shù) 1? t t 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 12 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 由表 10插值法查得 7 級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置時， 由 0 ????? ?? ⑥ 按實際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑 322 ????⑦ 計算模數(shù) m 4 612 ???3、 按齒根彎曲強度設(shè)計 ????????? ][2 2121） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 由圖 10得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 001 ?? ，大齒輪的彎曲強度極限 802 ?? 。 ② 由圖 10彎曲疲勞壽命系數(shù) ③ 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ， M P 111 ???? ?? 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 13 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 M P 222 ???? ?? ④ 計算載荷系數(shù) K ????? ?? ⑤ 查取齒形系數(shù) 由表 10得 ⑥ 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 10得 ⑦ 計算大小齒輪的][ 并加以比較 111 ???Y ?， 0 1 5 2 7 7 7 222 ???Y ?， 大齒輪的數(shù)值大。 2） 設(shè)計計算 5 2 2 3 2 53 212 ??????????????????對比計算結(jié)果，由齒面接觸強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強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)，可取彎曲強度算的的模數(shù) 就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 ? ，按接觸強度算得的分度圓直徑 ，算出小齒輪齒數(shù) ? 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 14 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 ?? 取 291 ?z ， 大齒輪齒數(shù) 2295 4 ??? ，取 1032 ?z ， 這樣設(shè)計出的齒輪傳動既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 4、幾何尺寸計算 1） 計算分度圓直徑 1 642911 ???? 1 241 0 322 ???? 2） 計算中心距 642 4121162 21 ????? 3） 計算齒輪寬度 d 1 1 61 1 611 ???? ? ， 取 202 ? ， 251 ? 速級齒輪強度計算 輸入功率 ，扭矩 T N· m ，轉(zhuǎn)速 ? ，齒數(shù)比 ，工作壽命 10 年兩班制（每天 16 h ）。 1、 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)。 1） 根據(jù)傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 2） 運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用 7 級精度（ 291 ?z 1032 ?z 161 ? 122 ? 64? 251 ? 202 ? 直齒圓柱齒輪 7 級精度 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 15 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 3） 材料選擇。由表 10擇小齒輪材料為 40質(zhì)，硬度為 280齒輪材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為 240者材料硬度差為 40 4）選小齒輪齒數(shù) 241 ?z ，大齒輪齒數(shù) 1 5 ??? ，取852 ?z 。 2、 按齒面接觸強度設(shè)計 231 ][????????????1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值。 ① 試選載荷系數(shù) 3.1? ② 計算小齒輪傳遞的扭矩， T ???????????? 555 ③ 由表 10取齒輪寬系數(shù) 1?d? ， ④ 由表 10得材料的彈性影響系數(shù) ? ， ⑤ 由圖 10齒 面硬度 查得 小齒 輪的 接觸疲 勞強 度極 限001? ，大齒輪的接觸疲勞強度極限 502? ， ⑥ 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91 100 4 03 6 582(15 8 46060 ?????????? ?? 8912 107 6 00 4 ???? ?241 ?z 852 ?z 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 16 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 ⑦ 由圖 10接觸疲勞強度壽命系數(shù) ⑧ 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) 1?S ， M P 1l i ??? ?? M P 2l i ??? ?? 2） 計算 ① 試算小齒輪分度圓直徑入 ? ?H? 中較小的值 231 ][??????????? ?????????????? ② 計算圓周速度 v t ?? ???? ??? ? ?? ③ 計算齒寬 b ???? ? ④ 計算齒寬與齒高之比t 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 17 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 模數(shù) 0 ??齒高 ???1 ?⑤ 計算載荷系數(shù) 根據(jù) ， 7 級精度，由圖 10得動載系數(shù) 12.1? 直齒輪， 1???? K， 由表 10得使用系數(shù) 1?由表 10插值法查得 7 級精度，小齒輪相對支撐非對稱布置時， 由 0 載荷系數(shù)5 9 ????? ?? ⑥ 按實際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑 311 ????⑦ 計算模數(shù) m ?? 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 18 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 3、按齒根彎曲強度設(shè)計 ????????? ][2 21 （ 1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 由圖 10得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 001 ?? ，大齒輪的彎曲強度極限 802 ?? 。 ② 由圖 10彎曲疲勞壽命系數(shù) ③ 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ， M P 111 ???? ?? M P 222 ???? ?? ④ 計算載荷系數(shù) K 5 1 ????? ?? ⑤ 查取齒形系數(shù) 由表 10得 ⑥ 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 10得 ⑦ 計算大小齒輪的][ 并加以比較 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 19 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 111 ???Y ?， 0 1 5 5 2 7 7 222 ???Y ?， 大齒輪的數(shù)值大。 （ 2） 設(shè)計計算 5 5 2 3 2 53 211 ??????????????????對比計算結(jié)果，由齒面接觸強度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強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)，可取彎曲強度算的的模數(shù) 就近圓整 為標(biāo)準(zhǔn)值 ，按接觸強度算得的分度圓直徑 ，算出小齒輪齒數(shù) ?? 取 291 ?z ， 大齒輪齒數(shù) 2295 4 ??? ，取 1032 ?z ， 這樣設(shè)計出的齒輪傳動既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 4、幾何尺寸計算 （ 1） 計算分度圓直徑 2911 ???? 10322 ???? （ 2） 計算中心距 652 1 ????? 291 ?z 1032 ?z 65? 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 20 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 （ 3） 計算齒輪寬度 d ??? ? ， 取 52 ? ， 01 ? 。 由于減速器為同軸式，要求高低速級齒輪中心距相等。且根據(jù)低速級傳動計算得出的齒輪接觸疲勞強度以及彎曲疲勞強度一定能滿足高速級齒輪傳動的要求。 故高速級齒輪傳動選擇的齒輪與低速級相同。 輪結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)。 高速級 低速級 小齒輪 大齒輪 小齒輪 大齒輪 傳動比 數(shù) m （ 4 中心距 a （ 264 嚙合角 ? ??20? 齒數(shù) 29 103 29 103 齒寬 B （ 125 120 125 120 直徑 （ 分度圓 116 421 116 412 齒根圓 106 402 106 402 齒頂圓 124 420 124 420 01 ? 52 ? 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 21 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 6、 軸的設(shè)計計算 速軸 Ⅰ 的設(shè)計計算 轉(zhuǎn)矩確定 Ⅰ 軸的最小直徑 1、高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 功率（ 轉(zhuǎn)速（ 轉(zhuǎn)矩（ ） 84 、 作用在軸上的力 高速級小齒輪的分度圓直 徑 16? ， t 1610116 ????? ? a 1 6t a n ?????? ? o s o s ???? ? 3、 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，由表 15 1120 ?A，于是得 2 330m i n ???? 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）擬定軸上零件的裝配方案 NF t F r F n 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 22 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。 ① 為了滿足 V 帶輪軸向定位， 1軸右端需制出一軸肩， 521 ?? ，故取 2232 ??。 V 帶輪與軸的配合長度 11 ? ，為了保證軸擋圈只壓在 V 帶輪上而不壓在軸的端面上，故 1的長度應(yīng)比 1L 略段些，取 821 ?? 。按徑取擋圈直徑 2? 。 ② 初選滾動軸承。因軸承只受有徑向力的作用，故選用圓柱滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) 232 ??，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組。標(biāo)準(zhǔn)精度級的圓柱滾 子 軸 承 其 尺 寸 為 110055 ????? ， 故 取58743 ?? ?? ，而 187 ?? 。 右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位，由《機械設(shè)計實踐與創(chuàng)新》表 得 ，因此套筒左端高度為 且有 476 ??。 ③ 取安裝齒輪的軸段 4直徑 054 ??， 已知齒輪輪轂的寬度為 125使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂的寬度，取 2154 ??，齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位，右端用軸肩定位， ，取 ? ，軸 5065 ??，軸環(huán)寬度 ，故取 065 ??。 ④ 軸承端蓋的總寬度為 20 減速器及軸承端 蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 23 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 的裝拆，取端蓋的左端與 V 帶輪右端面間的距離 0? ，故取 032 ??。 取齒輪距箱體避之間距離 9? ，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取 ? ，滾動軸承寬度 1? ，則有 2)419821()1 2 11 2 5(43 ??????????? ， 考慮到軸承承受載荷的對稱性和高低兩級的齒輪距離，取 9)8211052(76 ??????。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 3） 軸上零件的周向定位。 V 帶輪與軸的周向定位選用平鍵 0914 ?? ， V 帶輪與軸的配合為67輪與軸的周向定位選用平鍵 1 01118 ?? ，為了保證齒輪與軸的配合有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為67動軸承與軸的周定定 位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 6m 。 4） 確定軸上圓角和倒角尺寸。 參考表 15軸端倒角 ?? 軸段編號 長度（ 直徑（ 配合說明 1— 2 78 45 與 V 帶輪鍵連接配合 2— 3 50 52 定位軸肩 3— 4 52 55 與滾動軸承 合，套筒定位 4— 5 121 60 與小齒輪鍵連接配合 5— 6 10 70 定位軸環(huán) 6— 7 29 64 定位軸肩 7— 8 21 55 與滾動軸承 合 總長度 361中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 24 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 5） 軸上載荷的計算 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖，確定支撐位置并計算。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 25 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F H H V V ? 彎矩 M ?? 9 6 9 1 v ??? 3069181 v ??? 1 9 6 42 總彎矩 ? 3069181 ， ? 扭矩 T ? 140140 彎矩合成應(yīng)力校核軸的強度 根據(jù)表中數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力應(yīng)為脈動循環(huán)應(yīng)力，取 ，軸的計算應(yīng)力 M P 06918)( 3 2212 ?? ????? ?? ， 已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 15得 1 ??? ，因此][ 1?? ?? 故安全。 速軸 Ⅱ 的設(shè)計計算 轉(zhuǎn)矩確定 Ⅱ 軸的最小直徑 1、中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 功率（ 轉(zhuǎn)速（ 轉(zhuǎn)矩（ ） 、作用在軸上的力 高速級 大齒輪分度圓直徑 121 ? ， F t 1 210412 11????? ， 安全 NF t 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 26 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 120t a 1 2t a ????? ? ， 6 020c o s 1 2c o s 11 ???? ? 。 高速級小齒輪分度圓直徑 162 ? ， F t 1 210116 22????? ， 8 920t a 1 2t a ????? ?， o s o s 22 ???? ? 。 3、 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，由表 15 1120 ?A，于是得 30m i n ???? 軸的設(shè)計計算 1）擬定軸上零件的裝配方案 NF r NF n NF t NF r NF n 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 27 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ① 初步選擇滾動軸承。因軸承只受有徑向力作用，故選用圓柱滾子軸承，參照工作要求確定 06521 ?? ??，據(jù)此由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙、標(biāo)準(zhǔn)精度級的圓柱滾子軸承 其尺寸 為 711050 ????? 。 左右兩端滾動軸承采用套筒進行軸向定位，由 1994276 ?得 軸承定位軸肩高度 ? ，因此左邊套筒左側(cè)和右邊套筒右側(cè)高度為 ② 取安裝齒輪的軸段 2 4徑 55432 ?? ??。齒輪與軸承之間采用套筒定位，大齒輪輪轂長 201 ? ，小齒輪輪轂長 252 ? ，為了使套筒壓緊齒輪端面故取 1632 ??， 2154 ??。 ③ 大齒輪右端和小齒輪左端用軸肩定位，軸肩高度 ，取 ? ，則743 ?? ，考慮高低速軸的配合，取 2043 ?? 。 ④ 大齒輪左端面與箱體間距 9? ，小齒輪右端面與箱體間距 9? ，考慮箱體鑄造誤差 ? ，故 4)27819(6521 ???????? ??。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 3）軸上零件的周向定位 大 小 齒 輪 與 軸 的周 向定 位 均 采 用 平 鍵連 接。 大 齒 輪 周 向 定位 按32?用平鍵 101016 ?? ，小齒輪周向定位按 54?d 查20031096 ?用平鍵 101016 ?? 。同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為67動軸承與軸的周定定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 6m 。 4） 確定軸上圓角和倒角尺寸。 參考表 15軸端倒角 ?? 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 28 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 軸段編號 長度（ 直徑（ 配合說明 1— 2 54 50 與滾動軸承 合 2— 3 116 55 與大齒輪鍵連接配合 3— 4 220 67 定位軸肩，保證高低速齒輪配合 4— 5 121 55 與小齒輪鍵連接配合 5— 6 54 50 與滾動軸承 合 總長度 565) 軸上載荷的計算 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖，確定支撐位置并計算。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 29 設(shè)計計算 及說明 計算結(jié)果 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F H H V V 彎矩 M ?? ?? 0 4 8 22 v ?? v ?? 總彎矩 ? 8 7 151 ， ? 扭矩 T ? 476340 彎矩合成應(yīng)力校核軸的強度 根據(jù)表中數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力應(yīng)為脈動循環(huán)應(yīng)力，取 ，軸的計算應(yīng)力 M P 3 22222 ?? ????? ??， 已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 15得 1 ??? ，因此][ 1?? ?? 故安全。 速軸 Ⅲ 的設(shè)計計算 轉(zhuǎn)矩確定 Ⅲ 軸的最小直徑 1、低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 功率（ 轉(zhuǎn)速（ 轉(zhuǎn)矩（ ） 、作用在軸上的力 高速級大齒輪分度圓直徑 12? ， 安全 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機械設(shè)計課程設(shè)計 30 設(shè)計計算及說明 計算結(jié)果 t ????? ? 7 320t a 9 4t a n ?????? ? o s o s ???? ? 3、 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，由表 15 1120 ?A，于是得 2 330m i n ???? 軸的設(shè)計計算 1）擬定軸上零件