机械设计课程设计说明书(二级斜齿圆柱齿轮减速器设计).docx

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1、编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共35页第 1 页 共 35 页机械设计课程设计计算说明书目录机械设计课程设计计算说明书目录一、传动方案分析一、传动方案分析.5二、电动机的选择二、电动机的选择.5三、三、传动比的分配传动比的分配.6四、四、V 带传动的设计计算带传动的设计计算.8五、斜齿圆柱齿轮的设计计算五、斜齿圆柱齿轮的设计计算.11六、轴的设计与校核计算以及联轴器的选择六、轴的设计与校核计算以及联轴器的选择.21七、轴承的选择与计算七、轴承的选择与计算.31八、键的计算校核八、键的计算校核.32九、减速器的润

2、滑及密封选择九、减速器的润滑及密封选择.32十、减速器的附件选择及说明十、减速器的附件选择及说明.32十一、参考文献十一、参考文献.34编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页 共35页第 2 页 共 35 页传动装置总体设计计算过程及计算说明传动装置总体设计计算过程及计算说明设计一带输送机传动装置设计一带输送机传动装置工作条件：连续单向运转，使用期 10 年（每年 300 个工作日），小批量生产，两班制工作，输送机的传动效率为 1。（第 4 组数据）原始数据：输送带从动轴所需扭矩mNT950；输送带的运行速度smv/8.

3、0；输送带鼓轮直径mmD350。一、传动方案分析一、传动方案分析为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算其驱动传送带主动轴鼓轮的转速 nwmin3.6745038.0100060100060rDvnw二、电动机类型和结构型式的选择二、电动机类型和结构型式的选择1 1、电动机类型的选择、电动机类型的选择：根据用途选择 Y 系列一般用途的全封闭自冷式三相异步电动机。2 2、功率的确定：、功率的确定：工作机所需功率wP：)9550/(wwwTnP因为mNT 950；min/3.674rnw；1w，把数据带入式子中，所以kWPw4.34)19550/(3

4、.674950传动装置的总效率：V 带传动效率29.01，滚动球轴承效率89.02，斜齿圆柱齿轮效率（8 级精编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页 共35页第 3 页 共 35 页度）97.03，联轴器效率99.04，平带效率69.05。74.099.097.098.00.9296.0254235215所需电动机的功率dP：kWPPwd5.870474.0/4.34/电动机额定功率mP：按mPdP选取电动机型号。故选kWPm7.5的电动机3 3、电动机转速的确定：、电动机转速的确定：计算工作机轴工作转速：按机械设计课程

5、设计（高等教育出版社，该书以下简称设计手册）的表14-2(P196)推荐的传动比范围，取 V 带传动比范围为 24、斜齿圆柱齿轮的传动比范围为 35，展开式二级圆柱齿轮减速器21)5.13.1(ii 则总传动比范围为i=23150。故电动机转速的可选范围为min/6750103545)15023(rinnw符合这一范围的同步转速有 1500 r/min 和 3000r/min。4 4、电动机型号的确定、电动机型号的确定由上可见，电动机同步转速可选1500 r/min和3000r/min，额定功率为7.5kW。因为 1500r/min 的电动机较常用，且较符合工况要求，因此查机械设计课程设计表

6、853（P207）选择电动机型号为 Y132M-4。电动机的主要参数见下表型号额定功率/kW满载转速mn(r/min)额定转矩堵转转矩额定转矩最大转矩电动机工作功率mP=7.5KW，转速mn=1440r/min选择 Y132M-4三 相 异 步 电动机编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页 共35页第 4 页 共 35 页Y132M-47.514402.22.2三、传动比的分配三、传动比的分配计算总传动比及分配各级的传动比计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：总传动比：.97323.674/1440/wmnni2、

7、分配各级传动比分配各级传动比:设 V 带的传动比为vi，高速级斜齿轮传动比为Fi，低速级斜齿轮传动比为Si。取 V 带传动比2vi，则两级减速箱的传动比为：48.162/97.32/vziii，SFziii，zFii3.1由上述各式可解得：Fi=4.62，56.3Si3、各轴的转速各轴的转速 n n（r/minr/min）1电机轴的转速dn:min/1440rnnmd2高速轴的转速1n：min/7202/1440/1rinnVd3中速轴的转速2n：min/84.15562.4/720/12rinnF4低速轴的转速3n：min/67.4356.3/84.155/23rinnS5工作轴的转速4n：

8、4n=3nmin/67.43r4、各轴的输入功率各轴的输入功率 P P（kWkW）电机轴的输入功率dP：kWP5.7d高速轴的输入功率1P：kWPPd9.692.05.711中速轴的输入功率2P：62.4Fi56.3Si编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页 共35页第 5 页 共 35 页kWPP55.698.097.06.93212低速轴的输入功率3P:kWPP6.2398.097.06.5532236工作轴的输入功率：kWPP6.0498.099.06.2324345、各轴的输入扭矩各轴的输入扭矩 T T（N Nm

9、 m）电机轴的输入功率dT:mNnPTddd73.4914405.795509550高速轴的输入转矩1T:mNnPT52.917209.695509550111中速轴的输入转矩2T:mNnPT38.40184.15555.695509550222低速轴的输入转矩3T:mNnPT41.136267.4323.695509550333工作轴的输入转矩4T:mNnPT1320.8667.436.0495509550444dT、1T、2T、3T、4T依次为电动机轴，高速轴，中速轴，低速轴和工作机轴的输入转矩。参数轴名电动机轴轴轴轴工作机轴功率 P/kW7.56.96.556.236.04转矩T/N.m

10、49.7391.52401.381362.411320.86转速 r/min1440720155.8443.6743.67四、四、V V 带传动的设计计算带传动的设计计算编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第6页 共35页第 6 页 共 35 页1,确定计算功率 PcaPca=KAP由表 13-8（P218,机械设计第五版 高等教育出版社,该书以下简称课本）可知：KA=1.2由电动机选型可知:P=7.5kwkWpKpAca97.52.12,选择 V 带的带型根据传动的形式，选用普通 V 带；再根据 Pca、n1，由课本 p.

11、157 图 8-11 知：确定选用 A 型 V 带。3,确定带轮的基准直径 dd并验算带速 v。(1)初选小带轮的基准直径 dd1。由课本 p.155157 表 8-6 和表 8-8，取小带轮的基准直径 dd1=90mm。(2)验算带速 v。按课本 p.150 式 8-13 验算带的速度smndvd78.610006014409010006011因为smvsm305，所以所选的带速合适。(3)确定大带轮的基准直径。根据课本 p.150 式 8-15a，计算大带轮的基准直径 dd2。mmmmdiddvd27090312根据课本 p.157 表 8-8，圆整为mmdd2802(4)确定 V 带的中

12、心距 a 和基准长度 Ld。1)根据课本 p.152 式 8-20，得)(2)(7.021210ddddddadd)28090(2)28090(7.00a故得，7402590a初步定中心距为：mma50002)由课本 p.158 式 8-22 计算带所需的基准长度。dd1=90mmsmv/78.6mmdd2802mma5000编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第7页 共35页第 7 页 共 35 页0204)()(2212210addddaLdddddmm15995004)90280()28090(250022由课本 p.

13、146 表 8-2 选带的基准长度 Ld=1600mm。3)按课本 p.158 式 8-23 计算实际中心距 a。mmLLaadd501215991600500200根据课本 p.158 式 8-24 可得中心距的可变化范围为：mmLaad4771600015.0501015.0minmmLaad549160003.050103.0max所以中心距的变化范围为：477mm549mm。(5)验算小带轮上的包角1adddd0013.57)(180120000901585013.57)90280(180(6)计算带的根数 Z1)计算单根 V 带的额定功率 Pr由 dd1=90mm 和 nd1=144

14、0r/min，查课本 p.152 表 8-4a 得kWp07.10根据min14401rnd，3vi和 A 型带，查课本 p.153表 8-4b 得kWp17.00，查课本 p.155 表 8-5 可以得94.0K，查课本 p.146 表 8-2 得99.0LK，于是得，99.094.0)17.007.1()(00LrKKpppkW154.12)计算 V 带的根数 Z16.4154.18.4rcappZ，所以 Z 取 5 根。Ld=1600mmmma50101158编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第8页 共35页第 8

15、页 共 35 页(7)计算单根 V 带的初拉力的最小值(F0)min由课本 p.149 表 8-3 得 A 型带的单位长度质量 q=0.1kg/m所以由课本 p.158 式 8-27 得，2min0)5.2(500)(qvZvKpKFcaN09.12278.61.078.6594.08.4)94.05.2(5002应使带的实际初拉力min00)(FF(8)计算压轴力 Fp由课本 p.159 式 8-28 可得压轴力的最小值为：2sin)(2)(1min0minFZFpN47.11982158sin09.122520五、斜齿圆柱齿轮的设计计算五、斜齿圆柱齿轮的设计计算1 1、高速级、高速级已知输

16、入功率kWP84.31，齿数比为 3.73，小齿轮的转速为 480r/min，由电动机驱动，使用期为 10 年（每年工作 300 天），两班制，输送机连续单向运转。（1 1）选定齿轮类型、精度等级，材料及齿数）选定齿轮类型、精度等级，材料及齿数1）选用闭式斜齿圆柱齿轮传动。2）该减速器为通用减速器，速度不高，故选用 7 级精度。3）因传递功率不大转速不高，由课本 p191 表 10-1 选择小齿轮材料为 45（调质后表面淬火），硬度为 450HBS，大齿轮为 45 钢（调质后表面淬火），硬度为400HBS，二者材料硬度差为 40HBS。4）选小齿轮齿数241z，大齿轮52.892473.32z

17、，取902z。5）选取螺旋角。初选螺旋角141NF09.122)(min0NFp47.1198编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第9页 共35页第 9 页 共 35 页（2 2）按齿面接触疲劳强度进行设计计算）按齿面接触疲劳强度进行设计计算由设计公式进行计算，即321112HEHdtZZuuKTd,其中73.3 uiF1）小齿轮转矩mmNT 7640012）试取载荷系数6.1tK3）由课本 p217 图 10-30 选取区域系数433.2HZ4)由课本 p201 表 10-6 查得材料弹性影响系数218.189MPaZE5

18、）由课本 p205 表 10-7 选取齿宽系数1d6）由课本 p215 图 10-26 查得79.01，89.02，则68.1217)由课本 p209 图 10-21d 按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1600HMPa，大齿轮的接触疲劳极限lim2550HMPa8）计算应力循环次数911103824.1103008214806060hjLnN891210706.373.3/103824.1/uNN9）由课本 p207 图 10-19 查得接触疲劳寿命系数96.01HNK98.02HNK10）计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S=1，则MPaSKHNH5766009

19、6.0/1lim11MPaSKHNH53955098.0/2lim22则MPaHHH5.5372539576221mmNT 7640016.1tK433.2HZ218.189MPaZE1d68.1编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第10页 共35页第 10 页 共 35 页11）试算小齿轮分度圆直径td1mmZZuuTKdHEHdtt45.5112321112）计算圆周速度 vsmndvt/29.1)100060/()48045.51()100060/()(1113）计算齿宽b及模数ntmmmdbtd45.5145.511

20、1mmzdmtnt08.22414cos45.51cos111mmmhnt68.408.225.225.299.1068.4/45.51/hb14）计算纵向重合度903.114tan241318.0tan318.01zd15）计算载荷系数K根据齿轮工况，查课本 p193 表 10-2 得1AK，根据 v=1.29m/s,7 级精度，由课本 p194 图 10-8 查得动载系数05.1VK由课本 p195 表 10-3 查得齿间载荷分配系数2.1FHKK由课本p197 表 10-4 得接触疲劳计算的齿向载荷分布系数42.1HK由课本 p198 图 10-13 得弯曲强度计算的齿向载荷分布系数3.

21、1FK则接触强度载荷系数789.142.12.105.11HHVAKKKKK16）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径v=1.29m/smmmn16.2编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第11页 共35页第 11 页 共 35 页mmKKddtt43.536.1/789.145.51/3311mmzdmn16.224/14cos43.53/cos11（3 3）按齿根弯曲疲劳强度设计）按齿根弯曲疲劳强度设计1）确定弯曲强度载荷系数638.13.12.105.11FFVAKKKKK2）根据纵向重合度903.1，从图10-28查

22、得螺旋角影响系数88.0Y3）计算当量齿数272.2614cos/24cos/31311zzv521.9814cos/90cos/31322zzv4）查课本 p200 表 10-5 得2.60=1FaY,1.595=1SaY,2.18=2FaY，1.79=2SaY5）计算弯曲疲劳许用应力由课本 p206 图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数1FNK=0.89，2FNK=0.9取安全系数4.1FS由课本 p208 图 10-20c 查得齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFN5001MPaFN3802按脉动循环变应力确定许用弯曲应力MPaSKFFNFNF9.3174.1/50089.0/111MPaSK

23、FFNFNF3.2444.1/3809.0/2226）计算大小齿轮的/FSaFaYY并加以比较01304.09.317595.160.2111FSaFaYY01597.03.24479.118.2222FSaFaYY大齿轮的数值大7）模数nm88.0Y编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第12页 共35页第 12 页 共 35 页mmYYzYKTmFSaFadn507.1cos2321121对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数nm与由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数相差不大，取标准值mmmn2，已满足齿根弯曲疲劳强度

24、。但是为了同时满足齿面接触疲劳强度，需按接触强度算得的分度圆直径mmd43.531，来计算应有的齿数92.25214cos43.53cos11nmdz故取261z，则98.9673.32612Fizz，取972z。8）计算中心距mmmzzan765.12614cos22)9726(cos2)(1211将中心距圆整为mma12719）按圆整后的中心距修正螺旋角21521412722)9726(arccos2)(arccos211 amzzn因1值改变不多，故参数、K、HZ等不必修正。10）计算大、小齿轮的分度圆直径mmmzdn69.53215214cos226cos111,取mmd541.mmm

25、zdn31.200215214cos297cos122，取mmd200211）计算齿轮宽度mmdbd69.5369.5311斜 齿 轮 重 要参数：261z972zmmmn2mma12712152141 mmd541mmd2002mmB591mmB542编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第13页 共35页第 13 页 共 35 页圆整后取mmB542；mmB59112）计算齿顶高ah、齿根高fh、齿全高h、顶隙c：mmmmmccmmhhhmmmmmchhmmmmmhhnfanafnaa5.0225.05.425.25.22

26、)25.01()(221*13）计算齿顶圆直径21、aadd、齿根圆直径21、ffdd：mmmmhddmmmmhddmmmmhddmmmmhddffffaaaa195)5.22200(249)5.2254(2204)22200(258)2254(22211221114）齿轮旋向：小圆柱斜齿轮左旋，大圆柱斜齿轮右旋。（4 4）大齿轮结构设计）大齿轮结构设计因为齿轮齿顶圆直径大于 160mm，而又小于 500mm，故以选用腹板式结构为宜。有关尺寸按课本 p231 图 10-39 推荐用的结构尺寸设计。mmdDa176282042140，mmBC11543.03.0mmD464(由后面轴设计得)，故

27、mmDD74466.16.143mmDDD1252/)74176(2/)(301，mmDDD36)74176(35.0)(35.0302具体参照大齿轮零件草图(见下图)。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第14页 共35页第 14 页 共 35 页2 2、低速级、低速级已知输入功率kWP69.32，齿数比为 2.87，小齿轮的转速为 129r/min，由电动机驱动，使用期为 10 年（每年工作 300 天），两班制，输送机连续单向运转。（1 1）选定齿轮类型、精度等级，材料及齿数）选定齿轮类型、精度等级，材料及齿数1）选用

28、闭式斜齿圆柱齿轮传动。2）该减速器为通用减速器，速度不高，故选用 7 级精度。3）因传递功率不大转速不高，由课本 p191 表 10-1 选择小齿轮材料为 45（调质后表面淬火），硬度为 450HBS，大齿轮为 45 钢（调质后表面淬火），硬度为400HBS，二者材料硬度差为 40HBS。4）选小齿轮齿数233z，大齿轮01.662387.24z，取664z。5）选取螺旋角。初选螺旋角142（2 2）按齿面接触疲劳强度进行设计计算）按齿面接触疲劳强度进行设计计算由设计公式进行计算，即322312HEHdtZZuuKTd,其中87.2Si,编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，

29、学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第15页 共35页第 15 页 共 35 页1）小齿轮转矩mmNT419.27317422）试取载荷系数6.1tK3）由课本 p217 图 10-30 选取区域系数433.2HZ4)由课本 p201 表 10-6 查得材料弹性影响系数218.189MPaZE5）由课本 p205 表 10-7 选取齿宽系数1d6）由课本 p215 图 10-26 查得78.01，86.02，则64.1217)由课本 p209 图 10-21d 按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim1600HMPa，大齿轮的接触疲劳极限lim2550HMPa8）计算应力循

30、环次数813107152.3103008211296060hjLnN8834102945.187.2/107152.3/uNN9）由课本 p207 图 10-19 查得接触疲劳寿命系数86.03HNK88.04HNK10）计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S=1，则MPaSKHNH5161/)60086.0(/3lim33MPaSKHNH4841/)55088.0(/4lim44则MPaHHH500248451624311）试算小齿轮分度圆直径td3mmZZuuKTdHEHdt27.79123223smv/535.0824.1编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为

31、径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第16页 共35页第 16 页 共 35 页12）计算圆周速度 vsmndvt/535.0)100060/()12927.79()100060/()(2313）计算齿宽b及模数ntmmmdbtd270.79270.7913mmzdmtnt344.32314cos27.79cos3231mmmhnt524.7344.325.225.254.10524.7/270.79/hb14）计算纵向重合度824.114tan231318.0tan318.023zd15）计算载荷系数K根据齿轮工况，查课本 p193 表 10-2 得1AK，根据 v=0.5

32、35m/s,7 级精度，由课本 p194 图 10-8 查得动载系数05.1VK由课本 p195 表 10-3 查得齿间载荷分配系数2.1FHKK由课本 p197 表 10-4 得接触疲劳计算的齿向载荷分布系数426.1HK由课本 p198 图 10-13 得弯曲强度计算的齿向载荷分布系数3.1FK则接触强度载荷系数797.1426.12.105.11HHVAKKKKK16）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径mmKKddtt398.826.1/797.127.79/3333mmzdmn476.323/14cos82398/cos323编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学

33、海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第17页 共35页第 17 页 共 35 页（3 3）按齿根弯曲疲劳强度设计）按齿根弯曲疲劳强度设计1）确定弯曲强度载荷系数638.13.12.105.11FFVAKKKKK2）根据纵向重合度824.1，从图 10-28 查得螺旋角影响系数88.0Y3）计算当量齿数178.2514cos/23cos/32333zzv249.7214cos/66cos/32344zzv4）查课本 p200 表 10-5 得2.69=3FaY,1.575=3SaY,2.24=4FaY，1.75=4SaY5）计算弯曲疲劳许用应力由课本 p206 图 10-18 查得弯

34、曲疲劳寿命系数3FNK=0.89，4FNK=0.9取安全系数4.1FS由课本 p208 图 10-20c 查得齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFN5003MPaFN3804按脉动循环变应力确定许用弯曲应力MPaSKFFNFNF9.3174.1/50089.0/333MPaSKFFNFNF3.2444.1/3809.0/4446）计算大小齿轮的/FSaFaYY并加以比较01332.09.317575.169.2333FSaFaYY01605.03.24475.124.2444FSaFaYY大齿轮的数值大7）模数nmmmYYzYKTmFSaFadn39.2cos23232222对比计算结果，由齿面接触

35、疲劳强度计算的法面模数nm与由齿根弯曲疲劳编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第18页 共35页第 18 页 共 35 页强度计算的法面模数相差不大，取标准值mmmn4，已满足齿根弯曲疲劳强度。但是为了同时满足齿面接触疲劳强度，需按接触强度算得的分度圆直径mmd398.823，来计算应有的齿数99.19414cos398.82cos233nmdz故取203z，则4.5787.22034Sizz，取574z。8）计算中心距mmmzzan714.15814cos24)5720(cos2)(2432将中心距圆整为mma15929）

36、按圆整后的中心距修正螺旋角42421415924)5720(arccos2)(arccos432 amzzn因值改变不多，故参数、K、HZ等不必修正。10）计算大、小齿轮的分度圆直径mmmzdn011.80424214cos420cos233，故取mmd803mmmzdn033.228424214cos457cos244，故取mmd228411）计算齿轮宽度mmdbd011.80011.8013圆整后取mmB804；mmB85312）计算齿顶高ah、齿根高fh、齿全高h、顶隙c：mmmn4203z574zmma15924242142 mmd803mmd2284mmB853mmB804编号：时间

37、：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第19页 共35页第 19 页 共 35 页mmmmmccmmhhhmmmmmchhmmmmmhhnfanafnaa1425.095454)25.01()(441*13）计算齿顶圆直径43aadd?、齿根圆直径43ffdd?：mmmmhddmmmmhddmmmmhddmmmmhddffffaaaa218)52228(270)5280(2246)92228(298)9280(24433443314）齿轮旋向：小圆柱斜齿轮左旋，大圆柱斜齿轮右旋。（4 4）大齿轮结构设计）大齿轮结构设计因为齿轮齿顶圆直径

38、大于 160mm，而又小于 500mm，故以选用腹板式结构为宜。有关尺寸按课本 p231 图 10-39 推荐用的结构尺寸设计。mmdDa218282462140，mmBC24803.03.0mmD974(由后面轴设计得)，故mmDD155976.16.143mmDDD5.1862/)155218(2/)(301，mmDDD22)155218(35.0)(35.0302具体参照大齿轮零件草图(见下图)。编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第20页 共35页第 20 页 共 35 页六、轴的设计及校核计算六、轴的设计及校核计算

39、1 1、初算轴径、初算轴径输入轴的设计计算输入轴的设计计算1 1）已知：已知：KWP84.31,min/4801rn,mNT40.7612 2）选择材料并按扭矩初算轴径选择材料并按扭矩初算轴径选用45调质，硬度 280HBS，Mpab640，根据课本 P370（15-2）式，并查课本 p370 表 15-3，取1150A。mmd23480/84.31153min。考虑到最小直径处要连接带轮要有键槽，将直径增大 5%，则 d=23(1+5%)mm=24.15mm。则取mmdI25?。中间轴的设计计算中间轴的设计计算1 1）.已知：已知：KWP69.32,min/1292rn,mNT17.2732

40、2 2）选择材料并按扭矩初算轴径选择材料并按扭矩初算轴径mmdI25?mmd39?编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第21页 共35页第 21 页 共 35 页选用45调质，硬度 280HBS，Mpab640，根据课本 P370（15-2）式，并查课本 p370 表 15-3，取1150A。mmd168.35129/69.31153min。考虑到键对轴强度的削弱及轴承寿命的要求，有两个键槽，则将直径增大 10%，则 d=35.168(1+10%)mm=38.685mm。则取mmd39?。输出轴的设计计算输出轴的设计计算1

41、1）.已知：已知：KWP54.32,min/452rn,mNT27.75122 2）选择材料并按扭矩初算轴径选择材料并按扭矩初算轴径选用45调质，硬度 280HBS，Mpab640，根据课本 P370（15-2）式，并查课本 p370 表 15-3，取1150A。mmd276.4945/54.31153min。考虑到键对轴强度的削弱及轴承寿命的要求，有两个键槽，将直径增大 10%，则 d=49.276(1+10%)mm=54.204mm。则取mmd55min3?。3 3）.初步选择联轴器初步选择联轴器要使轴径 d12与联轴器轴孔相适应故选择连轴器型号，查课本 P351，,查5.1AK，mNTK

42、TACa905.112627.7515.13。查机械设计课程设计手册P101，取 LT10 弹性套柱销联轴器，其额定转矩2000Nm，半联轴器的孔径mmd631,故取mmd6321，轴孔长度 L=142mm，联轴器的轴配长度 L1=142mm。2.2.装配草图的初步绘制装配草图的初步绘制1）传动零件中心线、轮廓线及箱体内壁线的确定a.估算减速器的外轮廓尺寸二级圆柱斜齿轮减速器A=4a,B=2a,C=2a高速级mmA6001mmB3001mmC3001低速级mmA6002mmB3002mmC3002mmd55min3?编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路

43、勤为径，学海无涯苦作舟页码：第22页 共35页第 22 页 共 35 页b.画传动零件和外部轮廓c.确定箱体内壁线：为避免齿轮与箱体内壁干涉，齿轮与箱体的内壁应留有一定的距离，大齿轮齿顶圆与箱体内壁距离1（2.11），取箱体壁厚mm8，则mm101，小齿轮端面与箱体内壁2（2），取mm102，两级齿轮端面间距 c 要大于 2m(m 为齿轮的模数)，并不大于 8mm，则取mmc8，对于箱体底部的内壁位置，由于考虑齿轮润滑及冷却需要一定的装油量，并使油中脏物能沉淀，箱体底部内壁与最大齿轮顶圆的距离0b应大于 8mm，并应不大于 30mm。d.箱体轴承座及轴承的位置确定：对于剖分式齿轮减速器：箱体轴

44、承座内端面为箱体内壁，轴承座的宽度 L 为：mmCCL)105(21。1C及2C为扳手空间所决定的的尺寸，为箱体壁厚。（地脚螺栓直径724.1712159036.012036.02adfmm，取20Mdf，轴承旁连接螺栓直径mmddf1575.01，取 M16，）mmC221，mmC202，mm8，所以 L=60mm,轴承内端面至箱体内壁的距离为 5mm。3.3.轴的结构设计轴的结构设计（1）拟定轴的装配方案：（2）轴上零件的定位的各段长度，直径，及定位（见下图，从左到右每个轴端面分别标记 1,2,3,4,5,6）中间轴：中间轴：因最小轴径处装轴承，且由初估最小轴径mmd39?选用滚动轴承，中

45、间轴中间轴各段长度：mmL5.4221mmL5232mmL843mmL8354mmL5.4265内 壁 线 距内 壁 线 距离：离：mml172中间轴中间轴各段轴径：mmd4021编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第23页 共35页第 23 页 共 35 页因轴承同时承受有径向力和轴向力且受力不大，故选用系列角接触球轴承。查机械设计课程设计手册P78，表 6-6。选取标准精度约为 03，尺寸系列7308AC。尺寸：239040BDd因高速轴上小齿轮端面到内壁的距离mm102，及轴承内端面至箱体内壁的距离为 5mm，所以高速

46、轴上兼两用的挡油环宽度 B 为15mm15mm,而中速轴上大齿轮的宽度比高速轴的小齿轮宽度小 5mm，则中间轴上的挡油环宽度 B 为17.5mm17.5mm，所以mmL5.4225.172321,mmL5225432,mmL843,mmL8354,mmL5.4265,总 长L=42.5+52+8+83+42.5=228mm，内 壁 线 距 离l=228-2(23+5)=172mm，mmd4021，mmhh34007.052,则mmd4632，mmd4065；mmhh44607.043，则mmd5443，mmd4654；高速轴高速轴：（下图，从右到左每个轴端面分别标记 1,2,3,4,5,6，7

47、）1）由mmd25min，则取mmd2521，为了定位带轮，1-2 轴右端有一轴肩，mmd4632mmd5443mmd4654mmd4065高速轴高速轴的各轴段长度：mml7621mml5032mml3643mml9354mml5965mml3676高速轴高速轴的各段轴径：mmd2521mmd2932mmd3543mmd4154编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第24页 共35页第 24 页 共 35 页由mmh22507.02，则mmd2942532，因 为 带 轮 的 宽 度mmfeZB789215)15(2)1(，其

48、中 Z 为 V 带根数，查课本 p161表 8-10，得 e=15mm，f=9mm。则mml7627821。2）选滚动轴承：mmh22907.03,mmd3342943，因轴承同时承受有径向力和轴向力且受力不大，故选用系列角接触球轴承。由初估mmd3343。查机械设计课程设计手册P78，表 6-6。选取标准精度约为 03，尺寸系列7307AC。尺寸：35 80 21dD B故 取mmdd357643，而 由 上 面 知 挡 油 环 宽 度 15mm，则mmll3615217643，轴承端盖的总宽度为 20mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定），根据轴承端盖的装拆要求，取端盖的外端面与带轮端面

49、见的距离mml30,故取mml5032。3）因内壁线的距离mml172，齿轮的宽度 B=59mm，即mml5965，及齿轮端面与箱体内壁2（2.12），取mm102，则mml9310591017254，又mmh33507.04，则mmd4163554。低速轴低速轴：（下图，从右到左每个轴端面分别标记 1，2，3，4，5，6，7，8）由上面分析知，低速轴最小直径处安装联轴器，现已选出 LT10 弹性套柱销联轴mmd5865mmd3576低速轴低速轴的各段轴径：mmd6321mmd7332mmd8543mmd9754mmd11165mmd9776mmd8587低速轴低速轴的各段长度：mml1402

50、1mml5032编号：时间：2021 年 x 月 x 日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第25页 共35页第 25 页 共 35 页器，则mmd6321，mml140214221；mmh56307.02，mmd73106332；mmh67307.03，mmd85127343，故选滚动轴承：因轴承同时承受有径向力和轴向力且受力不大，故选用系列角接触球轴承。参考 d3-4=85mm。查机械设计课程设计手册P78，表 6-6。选取标准精度约为 03，尺寸系列 7317AC。尺寸：4118085BDd所 以mmdd858743；mmh68507.04，则mmd9712