1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：展開式兩級圓柱齒輪減速器學(xué) 校：井岡山大學(xué)院（系）：機(jī)電工程學(xué)院班 級：13機(jī)制本（1）班姓 名：劉波學(xué) 號:110618035指導(dǎo)教師：夏翔時 間：2015.12.142015.12.28一、設(shè)計(jì)任務(wù)書（2）二、傳動方案的擬定（2）三、電動機(jī)的選擇和計(jì)算（3）四、整個傳動系統(tǒng)運(yùn)動和動力參數(shù)的選擇與計(jì)算（4）五、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（5）六、軸的設(shè)計(jì) （17）七、軸的校核（20）八、軸承的校核（25）九、鍵的選擇與校核（26）十、聯(lián)軸器的選擇（28）十一、箱體及其附件設(shè)計(jì) （28）十二、心得體會 （30）十三、參考文獻(xiàn)（30）設(shè)計(jì)任務(wù)書1. 要求：三班制，使用年限

2、10年，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，小批量生產(chǎn)，運(yùn)輸鏈速度允許誤差為鏈速度的±5%。2. 已知：帶的圓周力f二650n,帶速度v=l. 6m/s,卷筒直徑d=280mnio3. 設(shè)計(jì)任務(wù)：減速器裝配圖一張； 零件工作圖23張； 零件說明書1份（60008000字）。二、傳動方案的擬定m傳動方案如下圖所示帀hi設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果三、電動機(jī)的選擇和計(jì)算一、電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇經(jīng)綜合分析，選用y系列三相交流異步電動機(jī)，此系列電動機(jī)具有高效節(jié)能、噪聲小、振動小、運(yùn)行安全可靠的待點(diǎn)。y系列電動機(jī)，額定電壓為380v,額定頻率為50h乙。本設(shè)計(jì)屮電動機(jī)采用封閉式結(jié)構(gòu)。二、電動機(jī)容量的選擇電

3、動機(jī)所需工作效率為：ppd= ”ha而工作機(jī)所需功率pu,由工作機(jī)的帶圓周力f和帶速v確定，即：cfvp=1000“根據(jù)帶式運(yùn)輸機(jī)工作機(jī)的類型，可取工作機(jī)效率7廣0. 96傳動裝置的總效率：=77,2葉；查表10-2機(jī)械傳動和摩擦副的效率概略值，確定各部分了率為：聯(lián)軸器效率產(chǎn)0.99，滾動軸承傳動效率（一對）2二°99，閉式齒輪傳動效率為3二0.97,代入得：二 o.992 x0.9-x0.972 = 0 895所需電動機(jī)功率為：fv700x2.5_p= =17 0.61 kw“ 1000幾 1000x0.96x0.895化二 1.5kw由載荷平穩(wěn)，電動機(jī)額定功率略大于pd即可由第1

4、9章表19-1所示y系列三相交流異步電動機(jī)的技術(shù)參數(shù)，選電動機(jī)額定功率卩皿為l5kw三、確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速：計(jì)算結(jié)果卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為:60xl000v60x1000x2.5 ,.n =r / minn=170.61r/min龍 x280= 170.61r/min查表可知，兩級圓柱齒輪減速器一般傳動比范圍為840,則總傳動比合理范圍 為=840,故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd = ia n= （840） x 170. 61 r/min =13664-6824 r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有3000 r/min和1500/7min兩種。由表19-1查得電 動機(jī)數(shù)據(jù)及計(jì)算出的總傳動比列于表1中。表

5、1電動機(jī)數(shù)據(jù)及總傳動比方案電動機(jī)型號額定功率電動機(jī)轉(zhuǎn)速總傳動比2；同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1y90s-21.5150014008.212y90l-41.53000284016. 65方案2中電動機(jī)傳動比比較大，傳動裝置外輪廓尺寸大，結(jié)構(gòu)不緊湊，制造成 本高，故不可取。而方案1的電動機(jī)總傳動比較合理，傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊。敬綜合 考慮，選用方案1較好，即選定電動機(jī)的型號為y100ll-4o四、整個傳動系統(tǒng)運(yùn)動和動力參數(shù)的選擇與計(jì)算一、傳動裝置所要求的總傳動比為：rti傳動方案可知，傳動裝置的總傳動比等于各級傳動比a丿2 ,3-的乘積,即:設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果= h考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相似，取z,

6、 = 1.4zn故；z二 j1.4?； =71.4x8.21-3.39ii =3.3948.21小zn =2.422n3.39二、傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)1各軸的轉(zhuǎn)速：i 軸：n = 1400 r/minii 軸：nn-1 - 1400-214.98 r/min° i、 3.39iii軸：/7in -，?n -170.51 r/minzn2.各軸的輸入功率(kw)i 軸：pj =1.21x0.99 = 1.2 rwii 軸：pn =1.2x0.99x0.97 = 1.15 kwiii軸：片二 pn 72 =15x0.99x0.97 = 1.1卷筒軸：pj = pn=1-1x0.99x

7、0.99 = 1.08 kw3.各軸輸入扭矩的計(jì)算(njw)電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩7；為：p1 21t-9550x j -9550x '-8.081nm1400故，1 軸：71=7； = 8.081x0.99 = 8 tv-/n計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容ii軸：菇=坊3詁=&081x0.99x0.97x3.39 = 26.307nm nmiii軸:心=坊2f'li =26.307x0.99x0.99x2.422 = 62.448 nm卷筒軸：丐二心“詡=62.448x0.99x0.99 = 61.205n /將各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)列于表2o表2各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)軸號功率p/kw

8、轉(zhuǎn)矩t/(n.m)轉(zhuǎn)速71(/7 min)傳動比，效率電動機(jī)軸1.5&081140010.99i軸1.2814003.390.99ii軸1.1526.307412.982.4220.97iii軸1.162.448170.5110.96卷筒軸1.0861.205170.51五、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算、高速級齒輪傳動設(shè)計(jì)1、選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)(1) 、按傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。(2) 、運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度(gb10095-98)。(3) 、材料選擇。由教材表10-1選擇小齒輪材料為40cr (調(diào)質(zhì))，硬度為280hbs,大齒輪材料為45鋼(調(diào)

9、質(zhì))，硬度為240hbs,二者材料硬度差為40hbs。(4)、選用小齒輪齒數(shù)z)=23,大齒輪齒數(shù)z? =乙=3.39x23=77. 97,取7xz2=78。齒數(shù)比為： =一 = 3.391232、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由教材式(109。)進(jìn)行計(jì)算，即:號 2.32 °設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果、確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)（=1.30計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。丁 95.5x10'片 95.5xl05xl.2 oni/1 in3 .t = = 8.014x10 n - mmnx1400由教材表107選収齒寬系數(shù) =1由教材表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)z£ = 189.8

10、 mp嚴(yán)。由教材圖10-21c1按齒面硬度查得小齒倫的接觸疲勞強(qiáng)度極限”如訕=600mpa;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限巧怙2二550lpa由教材式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。n、= 60® jlh =60x1430x1x(3 x 8 x 300x10) = 6.1776xl096.1776x109 = 733x109-3.565由教材圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)khn = 0.90 , khn2 = 0.95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二1,由教材式（10-12）得：ah, = khn% =0.9x600 mpa = 540mpa1 =540ah 1 = khn

11、2%2 = 0.95x550 mpa = 522.5 mpa可 l =522.5（2）、計(jì)算計(jì)算小齒輪分度圓直徑如代入幾中較小的值。du >2.32 lk,t .u±1( ze )2c ” 13x8.34x10 4.391 2.433x189.8x0.671x0.985 .=2.32 j.(y mmv13.391522.5=38.592 mm設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果 計(jì)算圓周速度y.龍”_x38.592xl400v 60x100060x1000=2.828 m/s 計(jì)算齒寬b。b二 ©/ 打=1x38. 592二38.592 mm 計(jì)算齒寬與齒高之比纟。h好好dt 38.

12、592模數(shù)- = 1.678 mm'z23齒高h(yuǎn) = 2.25 旳=2.25x1.678 = 3.776 mm= 31248 = 10.22h 3.776 計(jì)算載荷系數(shù)k根據(jù)v二2.828 m/s, 7級精度，由教材圖108查得動載系數(shù)k 廣 1.055；直齒輪，kha = kfa = ；由教材表10-2查得使用系數(shù)心=1;由教材表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時，心0 = 1.404 o由£=022，k=1.4047,查教材圖1013得 心盯1.34；故動載荷系數(shù)為：k=ka kv /c = lxl.055xl.2xl.404 = 1.777 按實(shí)際

13、的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由教材式(10-10a)得：cl, =3 = 38.592x3/12zz mm1 '叫v 1.3=42.82 mm 計(jì)算模數(shù)momz =1.678設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果da 42.8,m - -= 1.839 mmz, 233、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由教材式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為：q%：如（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值山教材圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限陽二500lpa,大齒輪的彎曲疲勞極限ofe2 =380mpa；由教材圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)kfn=o. 85, kfn2=0. 88；計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)s

14、二1.4,由教材式（10-12）得:k.(7rpl ().85x500厲嚴(yán)如陽二mpa303. 57 mpaf 1s1.40-88x380q fn2 fe2 =°mpa -238.86 mpa"2s1.4計(jì)算載荷系數(shù)。k=/ca/cva：f<za：f/7=lxl.o55xl.2xl.3 = 1.374查取齒形系數(shù)。由教材表 10-5 查得yfa= 2.62 ； yfa2 = 2.22查取應(yīng)力校正系數(shù)。由教材表10-5查得=1.6；71 = 1.78計(jì)算大小齒輪的丫皿人“并加以比較。厲yffllrsa2=2.62xi.78 = 00154|巧4303.57設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)

15、算結(jié)果«必2 _ 2“2 x 1.78 一0 065crf2238.86大齒輪的數(shù)值大。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算：/2x1.374x8x103 亦殛v1x232=0.882 mm對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)加大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，取m =lmm,已可滿足彎曲強(qiáng)度。按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 =69.995 mm,算出小齒輪齒數(shù)d、 42.82從“z = - = 42.82 ,取乙=431 m 1.25大齒輪齒數(shù) z2=43x3. 391=145. 78, 取 z2=146,4.幾何尺寸計(jì)算。(1)計(jì)算分度圓直徑：= zm = 43x1 mm - 43 mmd2

16、 = z2m = 146x1 mm = 146 mm(2)計(jì)算中心距：4+n43 + 146 wa = = 94.5 mm2 2(3)計(jì)算齒輪寬度：b = d = 1x43 mm = 43 mm収 b? = 35 mm ,= 40 mm5.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪1由于直徑比較小，釆用齒輪軸結(jié)構(gòu)；大齒輪2采用實(shí)心結(jié)構(gòu)。高速級齒輪傳動的尺寸如表3所示。計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容表3高速級齒輪傳動的尺寸名稱計(jì)算公式結(jié)杲/ mm模數(shù)m1壓力角a20°齒數(shù)乙43146傳動比13.395分度圓直徑43d2146齒頂圓直桎=心+ 2町m45da2 = 2 + 2ham148齒根圓直徑df = d - 2（町+

17、c*40df 2 二 d2 一 2（h； 4- c"）加143中心距a94.5兇見= + 548b2=b43二、低速級齒輪傳動設(shè)計(jì)1、選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)(1) 、按傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。(2) 、運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度(gb10095-98)。(3) 、材料選擇。由教材表10-1選擇小齒輪材料為40cr (調(diào)質(zhì))，硬度為280hbs,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240hbs,二者材料硬度差為40hbs。(4)、選用小齒輪齒數(shù)z產(chǎn)23,大齒輪齒數(shù)z2 =/n=2.422x23=58. 236,取z尸59。齒數(shù)比為：/ = = 2.

18、434232、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由教材式(10-9a)進(jìn)行計(jì)算，即:設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果g 2.32()2 lv “ s 0,（1）、確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)« =1.3。計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。丁 95.5x10再 95.5x105x1.15 ° “ 心“t = = 2.66x10 n mmnn412.98由教材表10-7選取齒寬系數(shù)“ =1由教材表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)zf = 189.8 mpa,/20由教材圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限”川曲產(chǎn)600mp&大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限（t/iini2 =550mpa由教材式1

19、0-13計(jì)算應(yīng)力循壞次數(shù)。n、= 60njlh =60 x403.27 xlx(3x8x300xl0) = 1.742xl091.742xl09(、 “9n. = 0.679xl0922.565由教材圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)k/inl = 0.90 , khn2 = 0.95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二1,由教材式（10-12）得：<jh , = khnis訕=0.9x6oompg = 54ompq s0 l =n20im2 = 0 95 x 550 mpa = 522.5 mpa（2）、計(jì)算計(jì)算小齒輪分度圓直徑血，代入力訂中較小的值。d “32kt &qu

20、ot;±1( ze 2c 胡 1.3x2.66x104 3.434 z2.434x 189.8x0.671 x0.985x2“ =2.32j(y mm = 59.237 mmv12.434522.5設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果計(jì)算圓周速度y.龍血如x59.237x412.98v 60x100060x1000= 1.28 mis計(jì)算齒寬bob二0 dt =1x59. 237=59. 237 mm計(jì)算齒寬與齒高之比色。h培好dt 59.237u”模數(shù)=2.576 mm'z23齒高h(yuǎn) = 2.25m, = 2.25x2.576 = 5.796 mm一 59.2371 v.zrzrh 5.7

21、96計(jì)算載荷系數(shù)k根據(jù)v=l. 28 m/s, 7級精度，由教材圖10-8查得動載系數(shù)k廣1. 015；直齒輪，kha = kfa=l.2；由教材表10-2查得使用系數(shù)ka=；由教材表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對支承非對稱布置吋，心“二 1.419。=10.22, kr0=1.419,查教材圖 10-13 得 k=1.47；故動載荷系數(shù)為：k 二心仏島仏匕”二 lxl.015xl.2xl.419 = 1.728按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由教材式(10-10a)得：r)1.728d = d 3/ = 59.237x iyiyyi1 l，kfv 1.3=6528 mm設(shè)計(jì)

22、計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果計(jì)算模數(shù)加。d、 65.128m = = 2.831 mmz233、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由教材式(10-5)得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為：'2kt m> 5 )忖;刁(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值由教材圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限(tfe1=500mpa,大齒輪的彎曲疲勞極限% =380mpa；由教材圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)kfn、=°85,陷池九88；計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)s二1.4,由教材式(10-12)得：kpzq 仆 0.85x500q廠=fz fei =mpa-303. 57 mpar 1s1.40.88x380qj

23、 = fn2 fe2 二ipa-238. 86 mpaf 2s1.4計(jì)算載荷系數(shù)。k二心心 滄 ©0 = 1x1.015x1.2x1.47 = 1.79查取齒形系數(shù)。由教材表 10-5 查得yfal = 2.69 : yfa2 = 2.284查取應(yīng)力校正系數(shù)。由教材表 105查得ysal = 1.575 : ys(d = 1.727計(jì)算大小齒輪的丫皿、人并加以比較。如緯就2.69x1.575 “ 01396別303.57設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果厶必2.284x1.727 “0聞crf2238.86大齒輪的數(shù)值大。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算：心kt；.“y他 z： 0j2xl.79x2.66xl04

24、八=jx0.01651vlx232=1.438 mm對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)加大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，取m =1.5 mm,已可滿足彎曲強(qiáng)度。按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d, =65.128 mm,算出小齒輪齒數(shù)d. 65.128. .口 rz. = l = 44 ,取 z. =44；1 m1.51大齒輪齒數(shù) z2=44x2.434二 108,取 z2=108；4.兒何尺寸計(jì)算。(1)計(jì)算分度圓直徑：/ =z,m = 44x1.5 mm = 66 mmd2 = z2m = 108x1.5 mm -162 mm(2)計(jì)算中心距：d. + d-,66 +162a

25、= = 114 mm2 2(3)計(jì)算齒輪寬度：b =“ -1x 66mm = 66 mm取 5 =66 mm , b, =71 mm5.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪1由于直徑比較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)；大齒輪2采用腹板式結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)尺寸按經(jīng)驗(yàn)公式和后續(xù)設(shè)計(jì)的中間配合段直徑計(jì)算，見表4。低速級齒設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果輪傳動的尺寸如表5所示。表4 低速級大齒輪結(jié)構(gòu)尺寸名稱結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式結(jié)果轂孔直徑d由中間軸設(shè)計(jì)而定d=d3245輪轂直徑d.d3 = 1.6 j72輪轂寬度厶厶= （1.2 1.5）56腹板最大直徑d（）14）m”124板孔分布圓直徑di“=（2 + 2）/298板孔直徑d2o2 "0.2

26、5 0.35）（2-03）15腹板厚度cc = （0.2 0.3）514表5低速級齒輪傳動的尺寸名稱計(jì)算公式結(jié)果/ mm模數(shù)m2壓力角a20°齒數(shù)乙44z2108傳動比12.455分度圓直徑心66162齒頂圓直徑叭】=% + 2h*m69血2=4+2h；m165齒根圓直徑d八=d、一 2（町 4- c ）m58.5df2 =d2 - 2（町 + c）m15.5中心距a114齒寬b. =b + 571ba = b66計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容六、軸的設(shè)計(jì)一、軸的材料選擇和最小直徑根據(jù)工作條件，初選軸的材料為40c；鋼，調(diào)質(zhì)處理。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即：t/min = a 3 - &

27、#176;初算軸徑時，若最小直徑軸段開有鍵槽，還要考慮鍵 v n槽對軸強(qiáng)度的影響。當(dāng)該軸段截面上有一個鍵槽時，d增大5%7%，兩個鍵槽時，d增大10%15%。ao值由表153確定：高速軸aoi=126,中間軸a°2=120,低速軸a（）3= 112。高速軸："'imin二傀崗片/ q = 120><丁¥ mm = 11.398 mm,因高速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸器，設(shè)有一個鍵槽，則：imin = d'imin(l + 7%) -11.398x(1 + 0.07) m/n =12.196 zwn,取為整數(shù)厶血=13。 11 1 c中間軸：川

28、2罰=歸師云= 20xqmm = 16.882mm ,因中間軸最小直徑處安裝滾動軸承，取為標(biāo)準(zhǔn)值2飾=20加加。 1 低速軸：3血=入3目p? /© = "2°xg70 5 mm = 22-339 mm,因低速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸器，設(shè)有一個鍵槽，則：仏罰=d'3min(1 + 7%) = 22.339x(1 + 0.07) mm =23.903 mm，取為聯(lián)軸器的孔徑，3罰二24 mm o二、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1、高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）各軸段直徑的確定：dxx :最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸段，n = lmin =13 771772 od2:密封處軸段，根據(jù)聯(lián)

29、軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（擬采設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果用氈圈密封），|2=20 mm。d3：滾動軸承處軸段，13=20 mm ,滾動軸承選擇7004ac,其尺寸為dxdxb = 20mmx42mmx 12mm。d、4：過渡軸段，|4=30 mm.齒輪處軸段：由于小齒輪處直徑比較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。所以軸和齒輪的材料和熱處理方式需一樣，均為40c,調(diào)質(zhì)處理。%6：軸環(huán)，|6=i4=30mm.17：滾動軸承處軸段，d7=i3=20mm.（2）各軸段長度的確定：zh :由聯(lián)軸器的轂孔寬厶=30確定，仏=28 mm.厶2：由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋，裝配關(guān)系等確定，/12=50/7?m./13：由滾

30、動軸承，擋油盤及裝配關(guān)系等確定，l3=10mm./|4 :由裝配關(guān)系，箱體結(jié)構(gòu)等確定，/|4 =90mm <>/|5:由高速級齒輪寬度b,=48mm確定，/15 =40mm。/|6 :収為 1=2 mm o/17:由滾動軸承，擋油盤及裝配關(guān)系等確定，/17=24mm .2、中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中間軸的結(jié)構(gòu)如圖1所示。（1） 各軸段直徑的確定：21：最小直徑，滾動軸承處軸段，21二2min =2°"兀，滾動軸承選取7004ac,其尺寸為dxdxb = 20mmx42mmx 12mm o2?:軸環(huán)，=48 nitn ©齒輪處軸段：由于小齒輪處直徑比較小，采用齒

31、輪軸結(jié)構(gòu)。所以軸和齒輪的材料和熱處理方式需一樣，均為40c,調(diào)質(zhì)處理。設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果“24：軸環(huán)，根據(jù)齒輪等軸向定位要求，d24=d22 =48mm.25：高速級大齒輪軸段，心5=35 mm?！?6：滾動軸承處軸段，26=21=20加加。（2）各軸段長度的確定：/2i:由滾動軸承,擋油盤及裝配關(guān)系等確定,12 =26 mm.仏：軸環(huán)寬度，/oo=10 mm./23:由低速級齒輪寬度bj=71 mm確定，/23 =61 mm.4：軸壞寬度，（22=!24=w mm。/25：由高速級大齒輪的轂孔寬度確定，l25=32mm./26：由滾動軸承，擋油盤及裝配關(guān)系等確定，金刁。mm o圖13、低速

32、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）各軸段直徑的確定：31 ：滾動軸承處軸段，31 =25 mm,滾動軸承選取6005,尺寸為dxdxb = 25mm x 47 mm x 12mm£2 :低速級人齒輪軸段“32 =30 mm。d33 :軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求，“33=40 mm。34：過渡軸段，考慮擋油盤的軸向定位要求，34 =35mm."35：滾動軸承處軸段，35 = “31 =25mm?！?6：密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（擬采用氈圈密封），必6=35 mm。£7：最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸段，仏7 = 3min = 24加加（2）各軸段長度的確

33、定：/31：由滾動軸承,套筒及裝配關(guān)系等確定，/31 =43 mm.厶2：由低速級大齒倫的轂寬66加加確定，32=66nrn.133:軸環(huán)寬度,/33 = 10 mm.z34:由裝配關(guān)系，箱體結(jié)構(gòu)等確定，z34 =5°mm 0/35:由滾動軸承確定，l35 = l3mm 0/36:由箱體結(jié)構(gòu),軸承端蓋，裝配關(guān)系等確定，z36 =50 mm 0/37:由聯(lián)軸器的轂孔寬厶=60 mm確定，取/37 =58 mm o七、軸的校核一、中間軸的校核（1）軸的力學(xué)模型的建立1、軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確立：齒輪對軸的力作用點(diǎn)按簡化原則應(yīng)在齒輪寬度的中點(diǎn)，因此可以決定軸上兩齒輪力的作用點(diǎn)位置

34、。支點(diǎn)跨距l(xiāng)= 140mm,低速級小齒輪的力作用點(diǎn)c到支點(diǎn)a距離l二52mm,兩齒車侖的力作用點(diǎn)之間的距離l2=57mm,高速級大齒輪的力作用點(diǎn)d到右支點(diǎn)b距離l3=31mmo2、繪制軸的力學(xué)模型圖據(jù)分析做出軸的受力圖，見圖2a。設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果llfc2 ftae43862a)力學(xué)模型圖c)v面彎矩圖 e)h面彎矩圖g)轉(zhuǎn)矩圖圖2軸的力學(xué)模型及轉(zhuǎn)矩、彎矩圖b)v面力學(xué)模型圖d)h面力學(xué)模型圖f)合成彎矩圖h)當(dāng)量彎矩圖（二）計(jì)算軸上的作用力：亠、亠丄“廠廠 2713.468x10° x2咼速級大齒輪 2： fl2=ftl=- = 769ndx35frl = fr = fri t

35、an 20°=170.92 n 亠丄"廠 27； 2x45.862x10' 1“彳低速級大齒輪3： f八=a = l.638xl03n/3£56耳3 = f（3 tan 20°=l.638*l03=596.183 n（三）計(jì)算支反力：i.垂直面支反力，見圖2b。由繞支點(diǎn)b的力矩和工m刖=0,得：frav （厶 + 厶2 + 厶3）= f3 + f3 （12 + 厶）=170.92*31-596.183*88=-47165.584frav = -47165.584/140 = -336.897v方向向下同理，由由繞支點(diǎn)a的力矩和工m戕=0,得：fr

36、bv （厶 + 厶2 + 厶3 ）=巴2 （，2 + “3 ）耳3厶=-12371.23627frbv = -12371.236 /140 = -88.336/v方向也向下由軸上的合力工凡=0,校核：frbv + frav + f心 + f” = 88.366 + 336.89 +170.92 596.183=0計(jì)算無誤2、水平面支反力，見圖2d。由繞支點(diǎn)b的力矩和工旳助=0,得：frah （厶 + 乙2 + 厶3）= f3 + f（3（j2 + 厶）設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果frah （厶 + 厶2 + 厶）=f3 + 刁3（，2 + 厶）=769.6*31+1638*88二 168001.6 n

37、=-168001.6/140 = -1200.01 in方向向下同理，由由繞支點(diǎn)a的力矩和工旳冊=0,得frbh (厶 + 厶2 + 厶3)= f/3厶一 f/3 (/| + <2)t69062.4nfrbv = 169062.4/140 = 1207.589n方向也向下由軸上的合力工為=0,校核：frbh + fra + 耳2 + 只3 = 769.6 +1638 -1200.011 -1207.589=0計(jì)算無誤3、a 點(diǎn)總支反力：fra = vf2rav + f2 rah 1246.403nb 點(diǎn)總支反力：frb = f2 rbv + f2 rbh =1210.818（四）繪轉(zhuǎn)矩、

38、彎矩圖：1、垂直面內(nèi)的彎矩圖，見圖2coc 處彎矩：mg防:fraf x 厶=336.89x 52= -1751828nmmcvti' rav h = 336.89x52 =二一 1751&28nmmd 處彎矩：mov： fkliv x z3 = -88.36 x 31 =二2739.16n 加加"dm： - frbv x3 = 88.36x31 =二-2739.16n 力772、水平面內(nèi)的彎矩圖，見圖2e.c 處彎矩：mch =-fravxi =-1200.011x52：=-62400.572/v - mmmdh = -fklill x/3 =-1207.589x3

39、1 =-3743502597v mm設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果3、合成彎矩圖，見圖2f。c 處：mc/. =m2cv +m2m- =j17518.23+62400.5722=64812.952 n.mmme右二me左d 處：=m?dv圧+m仏=72739.162 +37435.2592=37535.338 n.mm4、轉(zhuǎn)矩圖，見圖2g。t2 = tn = 45.862 n.mm5、當(dāng)量彎矩圖，見圖2h°因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)軸，所以扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力視為脈動循環(huán)變應(yīng)力，折算系數(shù)0 = 0.6 o込=0.6x45862 = 27517.2n.znmc處：m左=m c右m'c右二 jm 2c右+（00

40、）2 = 764812.8522 +27517.22=70412.464 n.mmd處：m °左=m d右m'd& =左 +（血）2 =737535.4382 +27517.22=37535.338 n.mm（五）彎扭合成強(qiáng)度校核進(jìn)行校核時，通常只校核軸承上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面c的）的強(qiáng)度。m ；右m c右70412.464（yca =r = = 5.098mp。w0.1 cp 0.1x403根據(jù)選定的軸的材料為40c.二70mpd ,因此，故安全。同理，髙速軸和低速軸徑校核，合乎要求。設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果八、軸承的校核一、高速軸滾動軸承的校核1、滾動

41、軸承的選擇。根據(jù)載荷及速度情況，擬選用角接觸球軸承，由高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)d7 = d門=20mm,選取 7004ac,其基本參數(shù)查資 cr = 11.5kw,c“ = 7.45kw2、當(dāng)量動載荷根據(jù)工況，載荷平穩(wěn)，由教材表136查出載荷系數(shù)/ = 1.00按教材表13-5, x = i,y = o,故當(dāng)量載荷p為，p、=fp（x® + 負(fù)）=fp xf” =184.862 npd xfj + 吒）二打 xfj m03.49n3、驗(yàn)算軸承壽命：因p<p2,故只需驗(yàn)算軸承2。軸承預(yù)期壽命與整機(jī)壽命相同，為10d x 300 x 24/? = 72000：r106 zcxr106

42、 al.5xlo.匚 =（一）=（）3=80648.362>72000h'60n p60x1430603.49故，所選軸承滿足壽命要求。二、中間軸滾動軸承的校核1、滾動軸承的選擇。根據(jù)載荷及速度情況，擬選用角接觸球軸承，由中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)j21= “26 = 20mm,選取 7004ac,其基本參數(shù)查資 cr = u.5kw,cor = 7.45kw2、當(dāng)量動載荷根據(jù)工況，載荷平穩(wěn)，由教材表136查出載荷系數(shù)/ = 1.00按教材表13-5, x = i,y = o,故當(dāng)量載荷p為，p =幾 * +yfj = /朋你=1246.403 n設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果£ =

43、 fp(xfj + yfa) = fpxfr2 =1210.818n3、驗(yàn)算軸承壽命：因片 鬥，故只需驗(yàn)算軸承1。軸承預(yù)期壽命與整機(jī)壽命相同，為1 od x 300 x 24/? = 72000/7：1061061 1.5x103lh =(一嚴(yán)=()=324616.7372>72000h“60" p60x1430 124.640故，所選軸承滿足壽命要求。三、低速軸滾動軸承的校核1、滾動軸承的選擇。根據(jù)載荷及速度情況，擬選用深溝球球軸承，由高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)厶二厶二25加加，選取6005,其基本參數(shù)查資= 17.0kw,c” =11.8kw2、當(dāng)量動載荷根據(jù)工況，載荷平穩(wěn)，由

44、教材表136查出載荷系數(shù)乙二10。按教材表13-5, x=l,r = 0,故當(dāng)量載荷p為，p = fp(xf + 比)=厶xf十93.654 n馬=fp(xf2 + 吒)=九 xfj =60.282n3、驗(yàn)算軸承壽命：因片厶，故只需驗(yàn)算軸承1。軸承預(yù)期壽命與整機(jī)壽命相同，為10dx300x24 = 72000/2：r106 zcxf10617.0x103s =()=(y >72000hh 6qn p60x143093.654故，所選軸承滿足壽命要求。九、鍵的選擇與校核設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果一、高速軸上鍵：由高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選定：高速軸伸出段軸端處鍵槽為：bxh- l = 5mmx5mm

45、- 25mm(t = 3.omm, r = 0.2mm), 標(biāo)記 為： 鍵5x25 gb1096-2003, 軸段 d=16 mm , 鍵的工作長度l - b/2 = 25 2.5 = 22.5mm ；鍵的接觸高度k=0.5h=2.5mm ；傳遞的轉(zhuǎn)矩7 = t、= 13.4687v.mm ；按教材表6-2查出鍵靜連接時的許用應(yīng)力q= 100mpa,2tx1032x13.468x1000r .=mpa =29.929mpa <100mpa =(jn卩 kld2.5x22.5x16"鍵連接強(qiáng)度足夠二、中間軸上鍵：由中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選定：中間軸大齒倫處鍵槽為：hxh 一厶=10加

46、加x8mm - 25mm(t = 5.0mm. r - 0.3mm), 標(biāo) 記為： 鍵10x25 gb1096-2003,軸段 d=35 mm,鍵的工作長度厶= 25-10 =；鍵的接觸高度k=0.5h=4mm；傳遞的轉(zhuǎn)矩7； = 7 = 45.862 n.mm :按教材表62查出鍵靜連接時的許用應(yīng)力ap = 100 mpa,2txl03 2x45.862x1000r .<7 =mpa =43.678 mpa < 100 mpa =(7, 1p kld4x15x35"鍵連接強(qiáng)度足夠三、中間軸上鍵：由低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選定：低速軸大齒輪處鍵1為：bxh 一厶=14"

47、;勸x9mm - 50mm(r = 5.5mm, r = 0.3mm), 標(biāo)記 為： 鍵14x50 gb096- 2003 ；低速軸伸出軸處鍵 2 為:bxh-l smmx 1mm -50mm標(biāo)記為：鍵8x50 gb1096-2003；*于是同一根軸上的鍵槽，傳遞的轉(zhuǎn)矩，所以只設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果需要校核鍵1即可，齒輪軸段處d=45 mm ,鍵的工作長度1 = l 一 b/2 = 50-7 = 43加加；鍵的接觸高度k=0.5h=4.5 mm ；傳遞的轉(zhuǎn)矩t3 = 45.862 n.mm ；按教材表62查出鍵靜連接時的許用應(yīng)力cr, = 100 mpa,一2c10_ 2x111.513x100

48、0p kld4.5x43x45"鍵連接強(qiáng)度足夠十、聯(lián)軸器的選擇一、高速軸（輸入軸）根據(jù)工作要求，載荷平穩(wěn)，保證減速器的正常工作，輸入軸選用彈性套柱銷聯(lián)軸器?？紤]到轉(zhuǎn)矩變化小，取心=1.5,則tca = kat. =1.5x13.468 =20.202n.mo按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩tca小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)gb/t4323 - 2002 ,選用lt3型彈性套柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為31.5 n.m ,孔徑d=16mm,l=42mm,li=30mm,許用轉(zhuǎn)速為6300r/min,故適用。標(biāo)注：lt3聯(lián)軸器jc16x3°gb4323 2002。 jc16x30二、低速軸（輸出軸）根據(jù)工作要求，為了緩和沖