二级斜齿圆柱齿轮减速器_课程设计论文.doc

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1、机械设计（论文）说明书 题 目：二级斜齿圆柱齿轮减速器 系 别： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称：目 录第一部分 课程设计任务书-3第二部分 传动装置总体设计方案-3第三部分 电动机的选择-4第四部分 计算传动装置的运动和动力参数-7第五部分 齿轮的设计-8第六部分 传动轴承和传动轴及联轴器的设计-17第七部分 键连接的选择及校核计算-20第八部分 减速器及其附件的设计-22第九部分 润滑与密封-24设计小结-25参考文献-25第一部分 课程设计任务书一、设计课题： 设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.

2、96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限11年(300天/年),2班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V。二. 设计要求:1.减速器装配图一张(A1或A0)。2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3或A2)。3.设计说明书一份。三. 设计步骤:1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 设计V带和带轮6. 齿轮的设计7. 滚动轴承和传动轴的设计8. 键联接设计9. 箱体结构设计10. 润滑密封设计11. 联轴器设计第二部分 传动装置总体设计方案1.组成：传动装置由

3、电机、减速器、工作机组成。2.特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3.确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。其传动方案如下：图一: 传动装置总体设计图初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。选择V带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。计算传动装置的总效率ha:ha=h1h23h32h4h5=32h1为V带的效率,h2为轴承的效率,h3为齿轮啮合传动的效率,h4为联轴器的效率,h5为滚筒的效率（包括滚筒和对应轴承的效率）。第三部分 电动机的选择1 电动机的选择皮带速度v:v=/s工作机的功率pw:pw= 2.43 K

4、W电动机所需工作功率为:pd= 3 KW执行机构的曲柄转速为:n = 33.6 r/min 经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比i1=24，二级圆柱斜齿轮减速器传动比i2=840，则总传动比合理范围为ia=16160，电动机转速的可选范围为nd = ian = (16160)33.6 = 537.65376r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选定型号为Y132S-6的三相异步电动机，额定功率为3KW,满载转速nm=960r/min，同步转速1000r/min。2 确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比： 由选定的电动机满载转速n

5、和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为:ia=nm（2）分配传动装置传动比:ia=i0i 式中i0,i1分别为带传动和减速器的传动比。为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i0=2，则减速器传动比为:i=ia/i0取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比为:i12 = 则低速级的传动比为:i23 = 第四部分 计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴转速:nI = nm/i0 = 960/2 = 480 r/minnII = nI/i12 = 480/4.47 = 107.4 r/minnIII = nII/i23 = 1nIV = nIII = 33.6 r/min（2)各轴输入功率:PI =

6、Pdh1 = 30.96 = 2.88 KWPII = PIh2h30.97 = 2.74 KWPIII = PIIh2h30.97 = 2.6 KWPIV = PIIIh2h40.99 = 2.52 KW 则各轴的输出功率：PI = PI0.98 = 2.82 KWPII = PII0.98 = 2.69 KWPIII = PIII0.98 = 2.55 KWPIV = PIV0.98 = 2.47 KW(3)各轴输入转矩:TI = Tdi0h1 电动机轴的输出转矩:Td = = 29.8 Nm 所以：TI = Tdi0h120.96 = 57.2 NmTII = TIi12h2h3 = 0

7、.97 = 243.1 NmTIII = TIIi23h2h30.97 = 739.5 NmTIV = TIIIh2h40.99 = 717.5 Nm 输出转矩为：TI = TI0.98 = 56.1 NmTII = TII0.98 = 238.2 NmTIII = TIII0.98 = 724.7 NmTIV = TIV0.98 = 703.1 Nm第五部分 V带的设计1 选择普通V带型号 计算功率Pc:Pc = KAPd3 = 3.3 KW 根据手册查得知其交点在A型交界线范围内，故选用A型V带。2 确定带轮的基准直径，并验算带速 取小带轮直径为d1 = 100 mm,则：d2 = n1d

8、1(1-e)/n2 = i0d1(1-e) = 2100(1-0.02) = 196 mm 由手册选取d2 = 200 mm。 带速验算：V = nmd1/(601000)= 960100/(601000) = 5.02 m/s介于525m/s范围内，故合适。3 确定带长和中心距a(d1+d2)a02(d1+d2)(100+200)a02(100+200)210a0600 初定中心距a0 = 405 mm，则带长为:L0 = 2a0+(d1+d2)/2+(d2-d1)2/(4a0)= 2405+(100+200)/2+(200-100)2/(4405)=1287 mm 由表9-3选用Ld =

9、1250 mm，确定实际中心距为：a = a0+(Ld-L0)/2 = 405+(1250-1287)/2 = 386.5 mm4 验算小带轮上的包角a1:a1 = 1800-(d2-d1)0/a= 1800-(200-100)0012005 确定带的根数：Z = Pc/(P0+DP0)KLKa)= 3.3/(0.78+0.12)0.930.96) = 4.11故要取Z = 5根A型V带。6 计算轴上的压力： 由初拉力公式有：F0 = 500Pca-1)/(ZV)+qV2= 500(2.5/0.96-1)/(52 = 108 N 作用在轴上的压力：FQ = 2ZF0sin(a1/2)= 251

10、08sin(165.2/2) = 1070.9 N第六部分 齿轮的设计（一） 高速级齿轮传动的设计计算1 齿轮材料、热处理及精度： 考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用软齿面渐开线斜齿轮。 1） 材料：高速级小齿轮选用40Cr钢调质，齿面硬度为小齿轮：274286HBW。高速级大齿轮选用45钢调质，齿面硬度为大齿轮：225255HBW。取小齿齿数：Z1 = 23，则：Z2 = i12Z1 取：Z2 = 103 2） 初选螺旋角:b = 160。2 初步设计齿轮传动的主要尺寸，按齿面接触强度设计：确定各参数的值: 1) 试选Kt 2) T1 = 57.2 Nm 3) 选取齿宽系数

11、yd = 1 4) 由表8-5查得材料的弹性影响系数ZE 5) 由图8-15查得节点区域系数ZH 6) 由式8-3得：ea(1/Z1+1/Z2)cosb.2(1/23+1/103)cos160 7) 由式8-4得：ebydZ1tanb123tan160 8) 由式8-19得:Ze = = = 9) 由式8-21得：Zb = = 10) 查得小齿轮的接触疲劳强度极限:sHlim1 = 650 MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限:sHlim2 = 530 MPa。 11) 计算应力循环次数：小齿轮应力循环次数：N1 = 60nkth = 604801113002109大齿轮应力循环次数：N2 = 6

12、0nkth = N1109108 12) 由图8-19查得接触疲劳寿命系数:KHN1 = 0.88,KHN2 13) 计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1,得:sH1 = 650 = 572 MPasH2 = 530 = 477 MPa许用接触应力:sH = (sH1+sH2)/2 = (572+477)/2 = 524.5 MPa3 设计计算:小齿轮的分度圆直径:d1t:= = 54.7 mm4 修正计算结果： 1) 确定模数：mn = = = 2.29 mm取为标准值:2.5 mm。 2) 中心距：a = = = 163.8 mm 3) 螺旋角：b = arccos =

13、arccos = 160 4) 计算齿轮参数：d1 = = = 60 mmd2 = = = 268 mmb = dd1 = 60 mmb圆整为整数为：b = 60 mm。 5) 计算圆周速度v:v = = = 1.51 m/s由表8-8选取齿轮精度等级为9级。 6) 同前，ZE。由图8-15查得节点区域系数为:ZH。 7) 由式8-3得：ea(1/Z1+1/Z2)cosb(1/23+1/103)cos160 8) 由式8-4得：ebydZ1tanb123tan160 9) eg = ea+eb = 3.744 10) 同前，取:eb = 1Ze = = = 11) 由式8-21得：Zb = =

14、 12) 由表8-2查得系数：KA = 1，由图8-6查得系数：KV。 13) Ft = = = 1906.7 N = = 31.8 100 Nmm 14) 由tanat = tanan/cosb得：at = arctan(tanan/cosb) = arctan(tan200/cos1600 15) 由式8-17得：cosbb = cosbcosan/cosat 16) 由表8-3得：KHa = KFa = ea/cos2bb2 17) 由表8-4得：KHb = 1.17+0.16yd210-3 18) K = KAKVKHaKHb = 1 19) 计算d1：d1 = = 54.9 mm实际

15、d1所以齿面接触疲劳强度足够。5 校核齿根弯曲疲劳强度：(1) 确定公式内各计算数值： 1) 当量齿数：ZV1 = Z1/cos3b = 23/cos3160ZV2 = Z2/cos3b = 103/cos3160 2) eaV(1/ZV1+1/ZV2)cosb(1/25.9+1/115.9)cos160 3) 由式8-25得重合度系数：Ye2bb/eaV 4) 由图8-26和eb查得螺旋角系数Yb 5) = 前已求得:KHa，故取：KFa 6) = = 且前已求得:KHb，由图8-12查得：KFb 7) K = KAKVKFaKFb = 1 8) 由图8-17、8-18查得齿形系数和应力修正

16、系数：齿形系数:YFa1 = 2.61 YFa2应力校正系数:YSa1 = 1.61 YSa2 9) 由图8-22c按齿面硬度查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限为：sFlim1 = 500 MPa sFlim2 = 380 MPa 10) 同例8-2：小齿轮应力循环次数:N1109大齿轮应力循环次数:N2108 11) 由图8-20查得弯曲疲劳寿命系数为：KFN1 = 0.84 KFN2 12) 计算弯曲疲劳许用应力，取S=1.3，由式8-15得：sF1 = = sF2 = = = = 大齿轮数值大选用。(2) 按式8-23校核齿根弯曲疲劳强度：mn = = 1.62 mm所以强度足够。(3) 各

17、齿轮参数如下：大小齿轮分度圆直径：d1 = 60 mmd2 = 268 mmb = ydd1 = 60 mmb圆整为整数为：b = 60 mm圆整的大小齿轮宽度为：b1 = 65 mm b2 = 60 mm中心距：a = 164 mm，模数：m = 2.5 mm（二） 低速级齿轮传动的设计计算1 齿轮材料、热处理及精度： 考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用软齿面渐开线斜齿轮。 1） 材料：高速级小齿轮选用40Cr钢调质，齿面硬度为小齿轮：274286HBW。高速级大齿轮选用45钢调质，齿面硬度为大齿轮：225255HBW。取小齿齿数：Z3 = 25，则：Z4 = i23Z32

18、5 = 80 取：Z4 = 80 2） 初选螺旋角:b = 150。2 初步设计齿轮传动的主要尺寸，按齿面接触强度设计：确定各参数的值: 1) 试选Kt 2) T2 = 243.1 Nm 3) 选取齿宽系数yd = 1 4) 由表8-5查得材料的弹性影响系数ZE 5) 由图8-15查得节点区域系数ZH 6) 由式8-3得：ea(1/Z3+1/Z4)cosb(1/25+1/80)cos150 7) 由式8-4得：ebydZ3tanb125tan150 8) 由式8-19得:Ze = = = 9) 由式8-21得：Zb = = 10) 查得小齿轮的接触疲劳强度极限:sHlim1 = 650 MPa

19、，大齿轮的接触疲劳强度极限:sHlim2 = 530 MPa。 11) 计算应力循环次数：小齿轮应力循环次数：N3 = 60nkth = 601113002108大齿轮应力循环次数：N4 = 60nkth = N3108108 12) 由图8-19查得接触疲劳寿命系数:KHN3 = 0.9,KHN4 13) 计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1,得:sH3 = 650 = 585 MPasH4 = 530 = 487.6 MPa许用接触应力:sH = (sH3+sH4)/2 = (585+487.6)/2 = 536.3 MPa3 设计计算:小齿轮的分度圆直径:d3t:= =

20、 89.3 mm4 修正计算结果： 1) 确定模数：mn = = = 3.45 mm取为标准值:3.5 mm。 2) 中心距：a = = = 190.2 mm 3) 螺旋角：b = arccos = arccos = 150 4) 计算齿轮参数：d3 = = = 90 mmd4 = = = 290 mmb = dd3 = 90 mmb圆整为整数为：b = 90 mm。 5) 计算圆周速度v:v = = = 0.51 m/s由表8-8选取齿轮精度等级为9级。 6) 同前，ZE。由图8-15查得节点区域系数为:ZH。 7) 由式8-3得：ea(1/Z3+1/Z4)cosb(1/25+1/80)co

21、s150 8) 由式8-4得：ebydZ3tanb125tan150 9) eg = ea+eb = 3.784 10) 同前，取:eb = 1Ze = = = 11) 由式8-21得：Zb = = 12) 由表8-2查得系数：KA = 1，由图8-6查得系数：KV = 1.1。 13) Ft = = = 5402.2 N = = 60 100 Nmm 14) 由tanat = tanan/cosb得：at = arctan(tanan/cosb) = arctan(tan200/cos1500 15) 由式8-17得：cosbb = cosbcosan/cosat 16) 由表8-3得：KH

22、a = KFa = ea/cos2bb2 17) 由表8-4得：KHb = 1.17+0.16yd210-3 18) K = KAKVKHaKHb = 1 19) 计算d3：d3 = = 89.9 mm实际d3所以齿面接触疲劳强度足够。5 校核齿根弯曲疲劳强度：(1) 确定公式内各计算数值： 1) 当量齿数：ZV3 = Z3/cos3b = 25/cos3150ZV4 = Z4/cos3b = 80/cos3150 2) eaV(1/ZV3+1/ZV4)cosb(1/27.7+1/88.8)cos150 3) 由式8-25得重合度系数：Ye2bb/eaV7 4) 由图8-26和eb查得螺旋角系

23、数Yb 5) = 前已求得:KHa，故取：KFa 6) = = 且前已求得:KHb，由图8-12查得：KFb 7) K = KAKVKFaKFb = 1 8) 由图8-17、8-18查得齿形系数和应力修正系数：齿形系数:YFa3 = 2.56 YFa4应力校正系数:YSa3 = 1.62 YSa4 9) 由图8-22c按齿面硬度查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限为：sFlim3 = 500 MPa sFlim4 = 380 MPa 10) 同例8-2：小齿轮应力循环次数:N3108大齿轮应力循环次数:N4108 11) 由图8-20查得弯曲疲劳寿命系数为：KFN3 = 0.86 KFN4 12)

24、计算弯曲疲劳许用应力，取S=1.3，由式8-15得：sF3 = = sF4 = = = = 大齿轮数值大选用。(2) 按式8-23校核齿根弯曲疲劳强度：mn = = 2.47 mm所以强度足够。(3) 各齿轮参数如下：大小齿轮分度圆直径：d3 = 90 mmd4 = 290 mmb = ydd3 = 90 mmb圆整为整数为：b = 90 mm圆整的大小齿轮宽度为：b3 = 95 mm b4 = 90 mm中心距：a = 190 mm，模数：m = 3.5 mm第七部分 传动轴承和传动轴及联轴器的设计轴的设计1 输入轴上的功率P1、转速n1和转矩T1:P1 = 2.88 KW n1 = 480

25、 r/min T1 = 57.2 Nm2 求作用在齿轮上的力: 已知高速级小齿轮的分度圆直径为:d1 = 60 mm 则:Ft = = = 1906.7 NFr = Ft = 721.9 NFa = Fttanbtan160 = 546.4 N3 初步确定轴的最小直径: 先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据机械设计（第八版）表15-3，取A0 = 112，得：dmin = A0 = 112 = 20.4 mm 显然，输入轴的最小直径是安装大带轮处的轴径，由于安装键将轴径增大4%，故选取:d12 = 21 mm。带轮的宽度：B = (Z-1)e+2f = (5-1)18+2

26、8 = 88 mm，为保证大带轮定位可靠取：l12 = 86 mm。大带轮右端用轴肩定位，故取II-III段轴直径为:d23 = 24 mm。大带轮右端距箱体壁距离为20，取:l23 = 35 mm。4 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度: 初选轴承的类型及型号。为能顺利地在轴端III-IV、VII-VIII上安装轴承，其段满足轴承内径标准，故取:d34 = d78 = 25 mm；因轴既受径载荷又受轴向载荷作用，查轴承样本选用：30205型单列圆锥滚子轴承，其尺寸为:dDT = 255216.25 mm，轴承右端采用挡油环定位，取:l34 = 16.25 mm。右端轴承采用挡油环定位，

27、由轴承样本查得30205。型轴承的定位轴肩高度：h = 3 mm，故取：d45 = d67 = 31 mm。 齿轮的定位及安装齿轮处轴段尺寸的确定。由于:d12d56 ，所以小齿轮应该和输入轴制成一体，所以:l56 = 65 mm；齿轮的左端与轴承之间采用套筒定位，则:l67 = s+a = 10+8 = 18 mml45 = b3+c+a+s = 95+12+10+8 = 125 mml78 = T =16.25 mm5 轴的受力分析和校核:1）作轴的计算简图（见图a）: 根据30205圆锥滚子轴承查手册得a = 13.5 mm 带轮中点距左支点距离L1 = (88/2+35+13.5)mm

28、 = 92.5 mm 齿宽中点距左支点距离L2 = (65/2+16.25+125-13.5)mm = 160.2 mm 齿宽中点距右支点距离L3 = (65/2+18+16.25-13.5)mm = 53.2 mm2）计算轴的支反力：水平面支反力（见图b）：FNH1 = = = 475.3 NFNH2 = = = 1431.4 N垂直面支反力（见图d）：FNV1 = = = -1278.3 NFNV2 = = = 929.3 N3）计算轴的弯矩，并做弯矩图：截面C处的水平弯矩：MH = FNH1L2160.2 Nmm = 76143 Nmm截面A处的垂直弯矩：MV0 = FQL192.5 N

29、mm = 99058 Nmm截面C处的垂直弯矩：MV1 = FNV1L2160.2 Nmm = -204784 NmmMV2 = FNV2L353.2 Nmm = 49439 Nmm分别作水平面弯矩图（图c）和垂直面弯矩图（图e）。截面C处的合成弯矩：M1 = = 218482 NmmM2 = = 90785 Nmm作合成弯矩图（图f）。4）作转矩图（图g）。5）按弯扭组合强度条件校核轴的强度： 通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面（即危险截面C）的强度。必要时也对其他危险截面（转矩较大且轴颈较小的截面）进行强度校核。根据公式（14-4），取a，则有：sca = = = MPa = 10.2

30、 MPas-1 = 60 MPa 故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度（注：计算W时，忽略单键槽的影响）。轴的弯扭受力图如下：II轴的设计1 求中间轴上的功率P2、转速n2和转矩T2：P2 = 2.74 KW n2 = 107.4 r/min T2 = 243.1 Nm2 求作用在齿轮上的力: 已知高速级大齿轮的分度圆直径为:d2 = 268 mm 则:Ft = = = 1814.2 NFr = Ft = 686.9 NFa = Fttanbtan160 = 519.9 N 已知低速级小齿轮的分度圆直径为:d3 = 90 mm 则:Ft = = = 5402.2 NFr = Ft = 203

31、5.5 NFa = Fttanbtan150 = 1446.7 N3 确定轴的各段直径和长度: 先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢（调质），根据机械设计（第八版）表15-3，取：A0 = 107，得:dmin = A0 = 107 = 31.5 mm 中间轴最小直径显然是安装滚动轴承的直径d12和d67,选定轴承型号为：30207型单列圆锥滚子轴承，其尺寸为：dDT = 357218.25 mm，则：d12 = d67 = 35 mm。取高速大齿轮的内孔直径为：d23 = 40 mm，由于安装齿轮处的轴段长度应略小于轮毂长度，则：l23 = 58 mm，轴肩高度：40 = 2.8 m

32、m，轴肩宽度：b2.8 = 3.92 mm，所以：d34 = d56 = 46 mm，l34 = 14.5 mm。由于低速小齿轮直径d3和2d34相差不多，故将该小齿轮做成齿轮轴，小齿轮段轴径为：d45 = 90 mm，l45 = 95 mm，则：l12 = T2+s+a+2.5+2 = 40.75 mml56 = 10-3 = 7 mml67 = T2+s+a-l56 = 18.25+8+10-7 = 29.25 mm4 轴的受力分析和校核：1）作轴的计算简图（见图a）: 根据30207圆锥滚子轴承查手册得a = 18.5 mm 高速大齿轮齿宽中点距左支点距离L1 = (60/2-2+40.

33、75-18.5)mm = 50.2 mm 中间轴两齿轮齿宽中点距离L2 = (60/2+14.5+b3/2)mm = 92 mm 低速小齿轮齿宽中点距右支点距离L3 = (b3/2+7+29.25-18.5)mm = 65.2 mm2）计算轴的支反力：水平面支反力（见图b）：FNH1 = = = 3073.4 NFNH2 = = = 4143 N垂直面支反力（见图d）：FNV1 = = = 530.5 NFNV2 = = = -1879.1 N3）计算轴的弯矩，并做弯矩图：截面B、C处的水平弯矩：MH1 = FNH1L150.2 Nmm = 154285 NmmMH2 = FNH2L3 = 4

34、14365.2 Nmm = 270124 Nmm截面B、C处的垂直弯矩：MV1 = FNV1L150.2 Nmm = 26631 NmmMV2 = FNV2L365.2 Nmm = -122517 Nmm分别作水平面弯矩图（图c）和垂直面弯矩图（图e）。截面B、C处的合成弯矩：M1 = = 156567 NmmM2 = = 296610 Nmm作合成弯矩图（图f）。4）作转矩图（图g）。5）按弯扭组合强度条件校核轴的强度： 通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面（即危险截面B）的强度。必要时也对其他危险截面（转矩较大且轴颈较小的截面）进行强度校核。根据公式（14-4），取a，则有：sca =

35、= = MPa = 33.4 MPas-1 = 60 MPa 故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度（注：计算W时，忽略单键槽的影响）。轴的弯扭受力图如下：III轴的设计1 求输出轴上的功率P3、转速n3和转矩T3：P3 = 2.6 KW n3 = 33.6 r/min T3 = 739.5 Nm2 求作用在齿轮上的力: 已知低速级大齿轮的分度圆直径为:d4 = 290 mm 则:Ft = = = 5100 NFr = Ft = 5100 = 1921.7 NFa = Fttanb = 5100tan150 = 1365.8 N3 初步确定轴的最小直径: 先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为

36、45钢（调质），根据机械设计（第八版）表15-3，取:A0 = 112，得:dmin = A0 = 112 = 47.7 mm 输出轴的最小直径为安装联轴器直径处d12，所以同时需要选取联轴器的型号，联轴器的计算转矩:Tca = KAT3，查机械设计（第八版）表14-1，由于转矩变化很小，故取:KA，则:Tca = KAT3739.5 = 887.4 Nm 由于键槽将轴径增大4%，选取联轴器型号为:LT9型，其尺寸为：内孔直径50 mm，轴孔长度84 mm，则：d12 = 50 mm，为保证联轴器定位可靠取：l12 = 82 mm。半联轴器右端采用轴端挡圈定位，按轴径选用轴端挡圈直径为：D =

37、 60 mm，左端用轴肩定位，故取II-III段轴直径为：d23 = 53 mm。4 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度： 初选轴承的类型及型号。为能顺利地在轴端III-IV、VII-VIII上安装轴承，其段满足轴承内径标准，故取：d34 = d78 = 55 mm；因轴既受径载荷又受轴向载荷作用，查轴承样本选用:30211型单列圆锥滚子轴承，其尺寸为：dDT = 55mm100mm。由轴承样本查得30211型轴承的定位轴肩高度为：h = 4.5 mm，故取：d45 = 64 mm。轴承端盖的总宽度为：20 mm，取端盖的外端面与半联轴器右端面的距离为：l = 20 mm，l23 = 3

38、5 mm。 齿轮的定位及安装齿轮处轴段尺寸的确定。取低速大齿轮的内径为：d4 = 64 mm，所以：d67 = 64 mm，为使齿轮定位可靠取：l67 = 88 mm，齿轮右端采用轴肩定位，轴肩高度：h 64 = 4.48 mm，轴肩宽度：b 4.48 = 6.27 mm，所以：d56 = 73 mm，l56 = 10 mm；齿轮的左端与轴承之间采用套筒定位，则：l34 = T3 = 22.75 mml4556 = 60+10+8+5+12+2.5-10 = 87.5 mml78 = T3+s+a+2.5+2 = 22.75+8+10+2.5+2 = 45.25 mm5 轴的受力分析和校核:1

39、）作轴的计算简图（见图a）: 根据30211圆锥滚子轴承查手册得a = 22.5 mm 齿宽中点距左支点距离L2 = (90/2+10+87.5+22.75-22.5)mm = 142.8 mm 齿宽中点距右支点距离L3 = (90/2-2+45.25-22.5)mm = 65.8 mm2）计算轴的支反力：水平面支反力（见图b）：FNH1 = = = 1608.7 NFNH2 = = = 3491.3 N垂直面支反力（见图d）：FNV1 = = = 1555.6 NFNV2 = = = -366.1 N3）计算轴的弯矩，并做弯矩图：截面C处的水平弯矩：MH = FNH1L2142.8 Nmm

40、= 229722 Nmm截面C处的垂直弯矩：MV1 = FNV1L2142.8 Nmm = 222140 NmmMV2 = FNV2L365.8 Nmm = -24089 Nmm分别作水平面弯矩图（图c）和垂直面弯矩图（图e）。截面C处的合成弯矩：M1 = = 319560 NmmM2 = = 230982 Nmm作合成弯矩图（图f）。4）作转矩图（图g）。5）按弯扭组合强度条件校核轴的强度： 通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面（即危险截面C）的强度。必要时也对其他危险截面（转矩较大且轴颈较小的截面）进行强度校核。根据公式（14-4），取a，则有：sca = = = MPa = 20.9 MPas-1 = 60 MPa 故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度（注：计算W时，忽略单键槽的影响）。轴的弯扭受力图如下：第八部分 键联接的选择及校核计算1 输入轴键计算： 校核大带轮处的键连接： 该处选用普通平键尺寸为：bhl = 6mm6mm80mm，接触长度:l = 80-6 = 74 mm，则键联接所能传递的转矩为:dsF67421120/1000 = 279.7 NmTT1，故键满足强度要求。2 中间轴键计算： 校核高速大齿轮处的键连接： 该处选用普通平键尺寸为：bhl = 12mm8mm50mm，接触长度:l = 50-12 = 38 mm，则键联接所能传递的转矩为:dsF8