1、機(jī)械設(shè)計(jì)減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)全套圖紙加V信153893706或扣 3346389411 系 別： 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職 稱：目 錄第一部分 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).4第二部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案.5第三部分 電動(dòng)機(jī)的選擇.5 3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇.5 3.2 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比.6第四部分 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù).7第五部分 圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì).8第六部分 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì).15第七部分 傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸承及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì).20 7.1 輸入軸的設(shè)計(jì).20 7.2 輸出軸的設(shè)計(jì).24第八部分 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算.29 8.1 輸入軸鍵選擇與校核.29 8.2

2、 輸出軸鍵選擇與校核.30第九部分 軸承的選擇及校核計(jì)算.30 9.1 輸入軸的軸承計(jì)算與校核.30 9.2 輸出軸的軸承計(jì)算與校核.31第十部分 聯(lián)軸器的選擇.32 10.1 輸入軸處聯(lián)軸器.32 10.2 輸出軸處聯(lián)軸器.32第十一部分 減速器的潤(rùn)滑和密封.33 11.1 減速器的潤(rùn)滑.33 11.2 減速器的密封.34第十二部分 減速器附件及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸.34設(shè)計(jì)小結(jié).37參考文獻(xiàn).37第一部分 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、初始數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)一級(jí)圓錐齒輪減速器，初始數(shù)據(jù)F = 2600N，V = 1.1m/s，D = 220mm，設(shè)計(jì)年限（壽命）：8年，每天工作班制（8小時(shí)/班）：2班制，每年工作天數(shù)

3、：300天，三相交流電源,電壓380/220V。二. 設(shè)計(jì)步驟1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案2. 電動(dòng)機(jī)的選擇3. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比4. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5. 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)6. 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)7. 滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)8. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)9. 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10. 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)11. 聯(lián)軸器設(shè)計(jì)第二部分 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案一. 傳動(dòng)方案特點(diǎn)1.組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、開(kāi)式齒輪、工作機(jī)組成。2.特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱分布。3.確定傳動(dòng)方案：根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，將開(kāi)式齒輪設(shè)置在低速級(jí)。選擇傳動(dòng)方案為電動(dòng)機(jī)-一級(jí)圓錐齒輪減速器-開(kāi)式齒輪傳動(dòng)-工作機(jī)。二. 計(jì)算傳動(dòng)裝

4、置總效率ha=h12h23h3h4h5=0.9920.9830.970.950.96=0.816h1為聯(lián)軸器的效率,h2為軸承的效率,h3為齒輪傳動(dòng)的效率,h4為開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的效率,h5為工作機(jī)的效率。第三部分 電動(dòng)機(jī)的選擇3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇圓周速度v:v=1.1m/s工作機(jī)的功率Pw:Pw=FV1000=26001.11000=2.86Kw電動(dòng)機(jī)所需工作功率為:Pd=Pwa=2.860.816=3.5Kw工作機(jī)的轉(zhuǎn)速為:n=601000VD=6010001.1220=95.5rmin 經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，開(kāi)式齒輪的傳動(dòng)比i1=36，一級(jí)圓錐齒輪減速器傳動(dòng)比i2=23，則總傳動(dòng)比合

5、理范圍為ia=618，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd = ian = (618)95.5 = 5731719r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和開(kāi)式齒輪、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為Y112M-4的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為4KW,滿載轉(zhuǎn)速nm=1440r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。電動(dòng)機(jī)主要外形尺寸：中心高外形尺寸地腳螺栓安裝尺寸地腳螺栓孔直徑電動(dòng)機(jī)軸伸出段尺寸鍵尺寸HLHDABKDEFG112mm40026519014012mm28608243.2 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比： 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n 和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)

6、比為:ia=nmn=144095.5= 15.08（2）分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比:ia=iik 式中ik、i分別為開(kāi)式齒輪傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。為使開(kāi)式齒輪外廓尺寸不致過(guò)大，初步取ik=4，則減速器傳動(dòng)比為:i=iaik=15.084=3.77第四部分 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（1）各軸轉(zhuǎn)速:輸入軸：nI= nm=1440rmin輸出軸：nII=nIi=14403.77=381.96rmin開(kāi)式小齒輪軸：nIII= nII=381.96rmin工作機(jī)軸：nIV=nIIIik=381.964=95.49rmin（2)各軸輸入功率:輸入軸：PI= Pd1=3.50.99=3.46Kw輸出軸：PII=

7、 PI23=3.460.980.97=3.29Kw開(kāi)式小齒輪軸：PIII= PII12=3.290.990.98=3.19Kw工作機(jī)軸：PIV= PIII4=3.190.95=3.03Kw則各軸的輸出功率：輸入軸：PI= PI2=3.460.98=3.39Kw輸出軸：PII= PII2=3.290.98=3.22Kw開(kāi)式小齒輪軸：PIII= PIII=3.19Kw(3)各軸輸入轉(zhuǎn)矩:電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩:Td=9550Pdnm=95503.51440=23.21Nm輸入軸：TI=9550PInI=95503.461440=22.95Nm輸出軸：TII=9550PIInII=95503.29381

8、.96=82.26Nm開(kāi)式小齒輪軸：TIII=9550PIIInIII=95503.19381.96=79.76Nm工作機(jī)軸：TIV=9550PIVnIV=95503.0395.49=303.03Nm輸出轉(zhuǎn)矩為：輸入軸：TI= TI2=22.950.98=22.49Nm輸出軸：TII= TII2=82.260.98=80.61Nm開(kāi)式小齒輪軸：TIII= TIII=79.76Nm第五部分 圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1.選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）材料選擇：由表選小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍取為280HBS，大齒輪材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度范圍取為240HBS。（2）一般工作機(jī)器，選用8級(jí)精度

9、。（3）選小齒輪齒數(shù)Z1 = 29，大齒輪齒數(shù)Z2 = 293.77 = 109.33，取Z2= 109。（4）壓力角a = 20。2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）由式(10-29)試算小齒輪分度圓直徑，即d1t34KHtT1R1-0.5R2uZHZEH21）確定公式中的各參數(shù)值。試選載荷系數(shù)KHt = 1.3。計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=9.55103P1n1=9.551033.461440=22.95Nm選取齒寬系數(shù)jR = 0.3。由圖10-20查取區(qū)域系數(shù)ZH = 2.5。由表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)ZE = 189.8 MPa1/2。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力sH由圖10-25d查得小

10、齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為sHlim1 = 600 MPa、sHlim2 = 550 MPa。由式（10-15）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1=60n1jLh=6014401828300=3.32109N2=N1i12=3.321093.77=8.8108由圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1 = 0.86、KHN2 = 0.89。取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,由式10-14得:H1=Hlim1KHN1S=6000.861=516MPaH2=Hlim2KHN2S=5500.891=489.5MPa取sH1和sH2中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即sH = sH2 = 489.

11、5 MPa2）試算小齒輪分度圓直徑d1t34KHtT1R1-0.5R2uZHZEH2=3410001.322.950.31-0.50.323.772.5189.8489.52=51.58mm（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度vdm1=d1t1-0.5R=51.581-0.50.3=43.843mmvm=dm1n1601000=43.8431440601000=3.304m s當(dāng)量齒輪的齒寬系數(shù)b=Rd1tu2+12=0.351.583.772+12=30.177mmd=bdm1=30.17743.843=0.6882）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KH由表10-2查得使用系數(shù)

12、KA = 1。根據(jù)Vm = 3.304 m/s、8級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)KV = 1.14。直齒錐齒輪精度較低，取齒間載荷分配系數(shù)KHa=KFa = 1。由表10-4用插值法查得8級(jí)精度、小齒輪懸臂時(shí)，得齒向載荷分布系數(shù)KHb = 1.172；于是KFb = 1.102。由此，得到實(shí)際載荷系數(shù)KH=KAKVKHKH=11.1411.172=1.3363）由式（10-12）可得按實(shí)際載荷系數(shù)算的的分度圓直徑為d1=d1t3KHKHt=51.5831.3361.3=52.052mm及相應(yīng)的齒輪模數(shù)m=d1Z1=52.05229=1.795mm模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)值m = 2 mm。3.按齒根彎曲

13、疲勞強(qiáng)度校核（1）由式（10-26），即F=KFT1YFaYSaR1-0.5R2m3Z12u2+1F1）確定公式中的各參數(shù)值計(jì)算載荷系數(shù)KF=KAKVKFKF=11.1411.102=1.256計(jì)算分錐角1=arctan1u=arctan13.77=14.9062=90-14.906=75.094計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Zv1=Z1cos1=29cos14.906=30Zv2=Z2cos2=109cos75.094=423.88由圖10-17查得齒形系數(shù)YFa1 = 2.53 YFa2 = 2.1由圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)YSa1 = 1.64 YSa2 = 1.91計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力由圖10-

14、24c查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為sFlim1 = 500 MPa、sFlim2 = 380 MPa。由圖10-22取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1 = 0.82、KFN2 = 0.85取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.7，由式（10-14）得F1=KFN1Flim1S=0.825001.7=241.18MPaF2=KFN2Flim2S=0.853801.7=190MPa2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核F1=KFT1YFa1YSa1R1-0.5R2m3Z12u2+1=10001.25622.952.531.640.31-0.50.32232923.772+1=21F1F2=KFT1YFa2YSa2R1

15、-0.5R2m3Z12u2+1=10001.25622.952.11.910.31-0.50.32232923.772+1=20F1齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。4.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑d1=mZ1=229=58mmd2=mZ2=2109=218mm（2）計(jì)算分錐角1=arctan1u=arctan13.77=14.906=1454222=90-14.906=75.094=75538（3）計(jì)算齒輪寬度b=Rd1u2+12=0.3583.772+12=33.93mm取b1 = b2 = 34 mm。主要設(shè)計(jì)結(jié)論 齒數(shù)Z1 = 29、Z2 = 109，模數(shù)m = 2 mm，壓力角a = 2

16、0，分錐角1 = 145422、2 = 75538，齒寬b1 = b2 = 34 mm。齒輪參數(shù)總結(jié)和計(jì)算代號(hào)名稱計(jì)算公式高速級(jí)小錐齒輪高速級(jí)大錐齒輪模數(shù)m2mm2mm齒數(shù)z29109齒寬b34mm34mm分度圓直徑d58mm218mm分錐距R112.792mm112.792mm齒頂高h(yuǎn)amha2mm2mm齒根高h(yuǎn)fm(ha+c)2.4mm2.4mm全齒高h(yuǎn)ha+hf4.4mm4.4mm齒頂圓直徑dad+2hacos161.87mm219.03mm齒根圓直徑dfd-2hfcos253.36mm216.76mm齒根角ff = arctan(hf/R)1131211312

17、頂錐角aa = +f16734761850根錐角ff = -f134110735226第六部分 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1.選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為240HBS。（2）一般工作機(jī)器，選用8級(jí)精度。（3）選小齒輪齒數(shù)z1 = 25，大齒輪齒數(shù)z2 = 254 = 100，取z2= 99。（4）初選螺旋角b = 14。（5）壓力角a = 20。2.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）由式試算齒輪模數(shù)，即1）確定公式中的各參數(shù)值。試選載荷系數(shù)KFt = 1.3。計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T4 = 79.76 N/m選取齒寬

18、系數(shù)d = 1。計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Y 。端面壓力角：at = arctan(tanan/cosb) = arctan(tan20/cos14) = 20.561aat1 = arccosz1cosat/(z1+2han*cosb) = arccos25cos20.561/(25+21cos14) = 29.683aat2 = arccosz2cosat/(z2+2han*cosb) = arccos99cos20.561/(99+21cos14) = 23.324端面重合度：ea = z1(tanaat1-tanat)+z2(tanaat2-tanat)/2 = 25(tan29.6

19、83-tan20.561)+99(tan23.324-tan20.561)/2 = 1.659軸向重合度：eb = dz1tanb/ = 125tan(14)/ = 1.984基圓螺旋角：bb = arctan(tanbcosat) = arctan(tan14cos20.561) = 13.141當(dāng)量齒輪重合度：eav = ea/cos2bb = 1.659/cos213.141= 1.749重合度系數(shù)：Ye = 0.25+0.75/eav = 0.25+0.75/1.749 = 0.679計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)YbYb = 1-eb = 1-1.984 = 0.769計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZV

20、1 = Z1/cos3b = 25/cos314 = 27.364ZV2 = Z2/cos3b = 99/cos314 = 108.363由當(dāng)量齒數(shù)，查圖得齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)YFa1 = 2.56 YFa2 = 2.17YSa1 = 1.62 YSa2 = 1.83計(jì)算齒根彎曲疲勞許用應(yīng)力sF查得小齒輪和大齒輪的彎曲疲勞極限分別為sFlim1 = 500 MPa、sFlim2 = 380 MPa。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1 = 60nkth = 60381.961830028 = 8.8108大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N2 = 60nkth = N1/u = 8.8108/4 =

21、 2.2108由圖查取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1 = 0.85、KFN2 = 0.87取安全系數(shù)S=1.4，得sF1 = = = 303.57 MPasF2 = = = 236.14 MPa = = .0137 = = .0168因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪，所以取 = = .01682）試算齒輪模數(shù) = 1.399 mm（2）調(diào)整齒輪模數(shù)1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度vd1 = mntz1/cosb = 1.39925/cos14= 36.045 mmv = = = .72 m/s齒寬bb = = = 36.045 mm齒高h(yuǎn)及寬高比b/hh = (2han*+cn*)mnt = (21+

22、0.25)1.399 = 3.148 mmb/h = 36.045/3.148 = 11.452）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)KF由表查得使用系數(shù)KA = 1。根據(jù)v = .72 m/s、8級(jí)精度，由圖查得動(dòng)載系數(shù)KV = 1.05。齒輪的圓周力Ft1 = 2T4/d1 = 2100079.76/36.045 = 4425.579 NKAFt1/b = 14425.579/36.045 = 122.78 N/mm 100 N/mm查表得齒間載荷分配系數(shù)KFa = 1.4。由表用插值法查得8級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，KHb = 1.17，結(jié)合b/h = 11.45查圖，得KFb = 1.14。則載

23、荷系數(shù)為：KF = KAKVKFaKFb = 11.051.41.14 = 1.6763）可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)mn = = = 1.523 mm模數(shù)取為標(biāo)準(zhǔn)值m = 2 mm。3.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距a = = = 127.792 mm中心距圓整為a = 130 mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角b = = = 17.484即：b = 17292（3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑d1 = = = 52.419 mmd2 = = = 207.58 mm（4）計(jì)算齒輪寬度b = sdd1 = 152.419 = 52.419 mm取b2 = 53 mm、b1 = 58 mm。

24、4.主要設(shè)計(jì)結(jié)論 齒數(shù)z1 = 25、z2 = 99，模數(shù)m = 2 mm，壓力角a = 20，螺旋角b = 17.484= 17292，中心距a = 130 mm，齒寬b1 = 58 mm、b2 = 53 mm。6.齒輪參數(shù)總結(jié)和計(jì)算代號(hào)名稱計(jì)算公式低速級(jí)小齒輪低速級(jí)大齒輪模數(shù)m2mm2mm齒數(shù)z2599螺旋角左17292右17292齒寬b58mm53mm分度圓直徑d52.419mm207.58mm齒頂高系數(shù)ha1.01.0頂隙系數(shù)c0.250.25齒頂高h(yuǎn)amha2mm2mm齒根高h(yuǎn)fm(ha+c)2.5mm2.5mm全齒高h(yuǎn)ha+hf4.5mm4.5mm齒頂圓直徑dad+2ha56.41

25、9mm211.58mm齒根圓直徑dfd-2hf47.419mm202.58mm第七部分 傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸承及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)7.1 輸入軸的設(shè)計(jì)1.輸入軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1P1 = 3.46 KW n1 = 1440 r/min T1 = 22.95 Nm2.求作用在齒輪上的力 已知高速級(jí)小圓錐齒輪的平均分度圓直徑為:dm1=d11-0.5R=581-0.50.3=49.3mm 則:Ft=2T1dm1=2100022.9549.3=931NFr=Fttancos1=931tan20cos14.906=327.3NFa=Fttansin1=931tan20sin14.906=87.1N3

26、.初步確定軸的最小直徑: 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表，取A0 = 112，得：dmin=A03P1n1=112 33.461440=15mm 輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d12，為了使所選的軸直徑d12與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca = KAT1，查表，考慮轉(zhuǎn)矩變化很小，故取KA = 1.3，則:Tca=KAT1=1.322.95=29.8Nm 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，同時(shí)考慮電機(jī)軸直徑28mm，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4323-2002或手冊(cè)，選用LT4型聯(lián)軸器。半聯(lián)軸器的孔徑為24 mm

27、故取d12 = 24 mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為38 mm。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖5.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩，故取II=III段的直徑d23 = 28 mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D = 34 mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L = 38 mm，為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故I-II段的長(zhǎng)度應(yīng)比聯(lián)軸器轂孔長(zhǎng)度L略短一些，現(xiàn)取l12 = 36 mm。 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d23 = 28 mm

28、，由軸承產(chǎn)品目錄中選擇單列圓錐滾子軸承30206，其尺寸為dDT = 306217.25 mm，故d34 = d56 = 30 mm，III-IV段和V-VI段均為安裝軸承段，長(zhǎng)度等于軸承寬度，所以取l34 = l56 = 17.25 mm。 軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得30206型軸承的定位軸肩高度h = 3 mm，因此，取d45 = 30+23 = 36 mm。取l45 = 90 mm。 3）為保證軸承的安裝取d67 = d56 - 5 = 25 mm。 4）根據(jù)軸承端蓋便于裝拆，保證軸承端蓋的外端面與大帶輪右端面有一定距離，取l23 = 45 mm。 5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離

29、 = 16 mm。考慮箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s = 8 mm，小錐齒輪輪轂長(zhǎng)度范圍為L(zhǎng) = (11.2)B = 3440.8，取小錐齒輪輪轂長(zhǎng)度L = 39 mm，為保證小錐齒輪定位可靠，軸長(zhǎng)度應(yīng)比小齒輪輪轂長(zhǎng)度小2mm，則：l67 = +s+L-2 = 16+8+39-2 = 61 mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。6.軸的受力分析和校核1）作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖: 根據(jù)30206軸承查手冊(cè)得a = 13.8 mm 輸入軸第一段中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L1 = (36/2+45+13.8)mm = 76.8 mm 兩軸承支點(diǎn)之間的距離L2 = 17.25+9

30、0+17.25-213.8)mm = 96.9 mm 齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3 = 61+13.8-39/2)mm = 55.3 mm2）計(jì)算軸的支反力：水平面支反力：FNH1=Fadm12-FrL3L2=87.149.32-327.355.396.9=-164.63NFNH2=Fr-FNH1=327.3-164.63=491.93N垂直面支反力：FNV1=FtL3L2=93155.396.9=531.31NFNV2=-Ft+FNV1=-931+531.31=-1462.31N左側(cè)軸承1的總支承反力：FH1=FNH12+FNV12=-164.632+531.312=556.23N右側(cè)軸承2的總

31、支承反力：FH2=FNH22+FNV22=491.932+-1462.312=1542.84N3）計(jì)算軸的水平彎矩并繪制彎矩圖：截面A處的水平彎矩：MAH=0截面B處的水平彎矩：MBH=-FrL3+Fadm12=-327.355.3+87.149.32=-15952.68Nmm截面C處的水平彎矩：MCH=Fadm12=87.149.32=2147.02Nmm截面D處的水平彎矩：MDH=04）計(jì)算軸的垂直彎矩并繪制彎矩圖：截面A處的垂直彎矩：MAV=0截面B處的垂直彎矩：MBV=FNV1L2=531.3196.9=51483.94Nmm截面C處的垂直彎矩：截面D處的垂直彎矩：MDV=05）計(jì)算合

32、成彎矩并繪制彎矩圖：截面A處的合成彎矩：MA=MAH2+MAV2=02+02=0Nmm截面B處的合成彎矩：MB=MBH2+MBV2=-15952.682+51483.942=53898.83Nmm截面C處的合成彎矩：MC=MCH2+MCV2=2147.022+02=2147.02Nmm截面D處的合成彎矩：MD=MDH2+MDV2=02+02=0Nmm6）繪制扭矩圖T=T1=22950Nmm7）計(jì)算當(dāng)量彎矩并繪制彎矩圖截面A處的當(dāng)量彎矩：MVA=MA2+T12=02+0.6100022.952=13770Nmm截面B處的當(dāng)量彎矩：MVB=MB2+T12=53898.832+0.6100022.9

33、52=55630Nmm截面C處的當(dāng)量彎矩：MVC=MC2+T12=2147.022+0.6100022.952=13936.38Nmm截面D處的當(dāng)量彎矩：MVD=MD2+T12=02+0.6100022.952=13770Nmm8）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度： 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面B）的強(qiáng)度。根據(jù)式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸旋轉(zhuǎn)方向，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取a = 0.6，則軸的計(jì)算應(yīng)力：ca=McaW=M22+T12W=(2+0.622.95100020.1303=5.1MPa-1=60MPa 故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度（注

34、：計(jì)算W時(shí)，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下：7.2 輸出軸的設(shè)計(jì)1.求輸出軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2P2 = 3.29 KW n2 = 381.96 r/min T2 = 82.26 Nm2.求作用在齒輪上的力 已知低速級(jí)大圓錐齒輪的平均分度圓直徑為:dm2=d21-0.5R=2181-0.50.3=185.3mm 則:Ft1=2T2dm2=2100082.26185.3=887.9NFr1=Ft1tancos2=887.9tan20cos75.094=83.3NFa1=Ft1tansin2=887.9tan20sin75.094=87.1N3.初步確定軸的最小直徑: 先初步估

35、算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表，取:A0 = 112，于是得dmin=A03P2n2=112 33.29381.96=23mm 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d12，為了使所選的軸直徑d12與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca = KAT2，查表，考慮轉(zhuǎn)矩變化很小，故取KA = 1.3，則:Tca=KAT2=1.382.26=106.9Nm 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4323-2002或手冊(cè)，選用LT5型聯(lián)軸器。半聯(lián)軸器的孔徑為25 mm故取d12 = 25 mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)

36、度為44 mm。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖5.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，I-II軸段右端需制出一軸肩，故取II-III段的直徑d23 = 29 mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D = 35 mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L = 44 mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故I-II段的長(zhǎng)度應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取l12 = 42 mm。 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d23 = 29 mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選取單列圓錐滾子軸承30206，其尺寸為dD

37、T = 30mm62mm17.25mm，故d34 = d67 = 30 mm，取擋油環(huán)的寬度為15，則l34 = 17.25+15 = 32.25 mm 左端滾動(dòng)軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得30206型軸承的定位軸肩高度h = 3 mm，因此，取d45 = 36 mm。 3）取安裝齒輪處的軸段V-VI段的直徑d56 = 35 mm；齒輪的右端與右軸承之間采用擋油環(huán)定位。大錐齒輪輪轂的寬度范圍L = (11.2)d56 = 3542 mm，取大錐齒輪輪轂寬度為B = 40 mm，為了使擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l56 = 38 mm。 4）根據(jù)軸承端蓋便于

38、裝拆，保證軸承端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面有一定距離K=25，取軸承凸臺(tái)距離箱體外壁距離L = 35 mm軸承端蓋厚度e = 6 mm箱座壁厚 = 8 mm軸承距離箱體內(nèi)壁距離s = 8 mm，則l23 = 25+6+2+35+8-8-17.25 = 51 mm 5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 = 16 mm。考慮箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s = 8 mm，已知滾動(dòng)軸承的寬度T = 17.25 mm，則l67 = T+s+2 = 17.25+8+16+2 = 43.25 mm取左側(cè)軸承擋油環(huán)寬度為15，為保證軸承兩側(cè)對(duì)于中心軸線對(duì)稱，取l45 = 86 mm。

39、至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。6.軸的受力分析和校核:1）作軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖: 根據(jù)30206軸承查手冊(cè)得a = 13.8 mm 齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L1 = (40/2-2+43.25-13.8)mm = 47.4 mm 齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L2 = (40/2+86+32.25-13.8)mm = 124.4 mm 第一段受力中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L3 = (42/2+51+13.8)mm = 85.8 mm2）計(jì)算軸的支反力：水平面支反力：FNH1=FrL1+Fadm22L1+L2=83.347.4+87.1185.3247.4+124.4=69.95NFNH2=Fr-FNH1=83.3-

40、69.95=13.35N垂直面支反力：FNV1=FtL1L1+L2=887.947.447.4+124.4=244.97NFNV2=FtL2L1+L2=887.9124.447.4+124.4=642.93N右側(cè)軸承1的總支承反力：FH1=FNH12+FNV12=69.952+244.972=254.76N左側(cè)軸承2的總支承反力：FH2=FNH22+FNV22=13.352+642.932=643.07N3）計(jì)算軸的水平彎矩并繪制彎矩圖：截面A處和B處的水平彎矩：MAH=MBH=0齒輪所在軸截面C在水平面上所受彎矩：MCH=FNH1L1=69.9547.4=3315.63Nmm截面D在水平面上

41、所受彎矩：MDH=04）計(jì)算軸的垂直彎矩并繪制彎矩圖：截面A在垂直面上所受彎矩：MAV=0截面B在垂直面上所受彎矩：MBV=0齒輪所在軸截面C在垂直面上所受彎矩：MCV=FNV1L1=244.9747.4=11611.58Nmm截面D在垂直面上所受彎矩：MDV=05）計(jì)算合成彎矩并繪制彎矩圖：截面A處的合成彎矩：MA=MAH2+MAV2=02+02=0N截面B處的合成彎矩：MB=MBH2+MBV2=02+02=0N齒輪所在截面C處的合成彎矩：MC=MCH2+MCV2=3315.632+11611.582=12075.69N截面D處的合成彎矩：MD=MDH2+MDV2=02+02=0N6）繪制扭

42、矩圖T=T2=82260Nmm7）計(jì)算當(dāng)量彎矩并繪制彎矩圖截面A處的當(dāng)量彎矩：MVA=MA2+T22=02+0.6100082.262=49356Nmm截面B處的當(dāng)量彎矩：MVB=MB=0Nmm截面C處的當(dāng)量彎矩：MVC=MC2+T22=12075.692+0.6100082.262=50811.78Nmm截面D處的當(dāng)量彎矩：MVD=MD2+T22=02+0.6100082.262=49356Nmm8）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度： 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸旋轉(zhuǎn)方向，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取a = 0

43、.6，則軸的計(jì)算應(yīng)力：ca=McaW=MC2+T22W=12075.692+0.682.26100020.1353=11.9MPa-1=60MPa 故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度（注：計(jì)算W時(shí)，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下：第八部分 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算8.1 輸入軸鍵選擇與校核1）校核聯(lián)軸器處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為：bhl = 8mm7mm32mm，接觸長(zhǎng)度:l = 32-8 = 24 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25hldF=0.25724241201000=121NmTT1，故鍵滿足強(qiáng)度要求。2）校核小錐齒輪處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為

44、：bhl = 8mm7mm50mm，接觸長(zhǎng)度:l = 50-8 = 42 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25hldF=0.25742251201000=220.5NmTT1，故鍵滿足強(qiáng)度要求。8.2 輸出軸鍵選擇與校核1）輸出軸與大錐齒輪處鍵 該處選用普通平鍵尺寸為：bhl = 10mm8mm32mm，接觸長(zhǎng)度:l = 32-10 = 22 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25hldF=0.25822351201000=184.8NmTT2，故鍵滿足強(qiáng)度要求。2）輸出軸與聯(lián)軸器處鍵 該處選用普通平鍵尺寸為：bhl = 8mm7mm36mm，接觸長(zhǎng)度:l = 36-8 = 28

45、 mm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為:T=0.25hldF=0.25728251201000=147NmTT2，故鍵滿足強(qiáng)度要求。第九部分 軸承的選擇及校核計(jì)算根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命：Lh=828300=38400h9.1 輸入軸的軸承計(jì)算與校核1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P: 因該軸承只受徑向力，有課本表12-5查得徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y分別為：X = 1，Y = 0所以:P=XFr+YFa=1327.3+087.1=327.3N2）求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C=P10360n1Lh106=327.310360144038400106=3726N3）選擇軸承型號(hào): 查課本表11-5，

46、選擇:30206軸承，Cr = 43.2 KN，由課本式11-3有：Lh=10660n1CP103=10660144043.21000327.3103=1.36108hLh所以軸承預(yù)期壽命足夠。9.2 輸出軸的軸承計(jì)算與校核1) 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P: 因該軸承只受徑向力，有課本表12-5查得徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y分別為：X = 1，Y = 0所以:P=XFr+YFa=183.3+087.1=83.3N2）求軸承應(yīng)有的基本額定載荷值C為:C=P10360n2Lh106=83.310360381.9638400106=637N3）選擇軸承型號(hào): 查課本表11-5，選擇:30206軸承

47、，Cr = 43.2 KN，由課本式11-3有：Lh=10660n2CP103=10660381.9643.2100083.3103=4.891010hLh所以軸承預(yù)期壽命足夠。第十部分 聯(lián)軸器的選擇10.1 輸入軸處聯(lián)軸器1.載荷計(jì)算公稱轉(zhuǎn)矩：T=T1=22.95Nm由表查得KA = 1.3，故得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：Tca=KAT1=1.322.95=29.8Nm2.型號(hào)選擇 選用LT4型聯(lián)軸器，聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩為T = 63 Nm，許用最大轉(zhuǎn)速為n = 5700 r/min，軸孔直徑為24 mm，軸孔長(zhǎng)度為38 mm。Tca=29.8NmT=63Nmn1=1440rminn=5700rmin聯(lián)軸器滿

48、足要求，故合用。10.2 輸出軸處聯(lián)軸器1.載荷計(jì)算公稱轉(zhuǎn)矩：T=T2=82.26Nm由表查得KA = 1.3，故得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：Tca=KAT2=1.382.26=106.9Nm2.型號(hào)選擇 選用LT5型聯(lián)軸器，聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)矩為T = 125 Nm，許用最大轉(zhuǎn)速為n = 4600 r/min，軸孔直徑為25 mm，軸孔長(zhǎng)度為44 mm。Tca=106.9NmT=125Nmn2=381.96rminn=4600rmin聯(lián)軸器滿足要求，故合用。第十一部分 減速器的潤(rùn)滑和密封11.1 減速器的潤(rùn)滑1）齒輪的潤(rùn)滑 通用的閉式齒輪傳動(dòng)，其潤(rùn)滑方法根據(jù)齒輪的圓周速度大小而定。由于大齒輪的圓周速度v 12

49、m/s，將大齒輪的輪齒浸入油池中進(jìn)行浸油潤(rùn)滑。這樣，齒輪在傳動(dòng)時(shí)，就把潤(rùn)滑油帶到嚙合的齒面上，同時(shí)也將油甩到箱壁上，借以散熱。 齒輪浸入油中的深度通常不宜超過(guò)一個(gè)齒高，但一般亦不應(yīng)小于10mm。為了避免齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將沉積在油池底部的污物攪起，造成齒面磨損，大齒輪齒頂距油池底面距離不小于30mm，取齒頂距箱體內(nèi)底面距離為30mm。由于大齒輪全齒高h(yuǎn) = 4.4 mm 10 mm，取浸油深度為10mm，則油的深度H為H = 30+10 = 40 mm 根據(jù)齒輪圓周速度查表選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB 5903-2011），牌號(hào)為320潤(rùn)滑油，粘度薦用值為266 cSt。2）軸承的潤(rùn)滑 軸承常用的潤(rùn)滑方式有油潤(rùn)滑及脂潤(rùn)滑兩類。此外，也有使用固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑的。選用哪一類潤(rùn)滑方式，