1機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)圓錐圓柱二級齒輪減速器【F=1760N V=1.8 D=250】計(jì)算說明書指導(dǎo)教師院 系班 級學(xué) 號(hào)2姓 名3目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………………3傳動(dòng)方案的擬訂及說明………………………………………3電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………3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)件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………7軸的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………16滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算……………………………………38鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算…………………………………42聯(lián)軸器的選擇………………………………………………43減速器附件的選擇…………………………………………44潤滑與密封………………………………………………….44設(shè)計(jì)小結(jié)…………………………………………………….46參考資料…………………………………………………….4745678設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的圓錐圓柱齒輪減速器，已知帶式運(yùn)輸機(jī)輸送帶工作拉力F=1760N，帶速 v=1.8m/s，卷筒直徑 D=250mm，輸送機(jī)常溫下經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。工作壽命 10 年（設(shè)每年工作 300 天） ，一班制。簡圖如下：（圖 2）由圖可知，該設(shè)備原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置為減速器，減速器為兩級展開式圓錐—圓柱齒輪減速器9二、傳動(dòng)方案的擬訂及說明計(jì)算驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速 60101.837.5/min2wvn rD?????選用同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 或 1500r/min 的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，因此傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為 13。根據(jù)總傳動(dòng)比數(shù)值，可擬定以下傳動(dòng)方案：圖一三、 選擇電動(dòng)機(jī)1）電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的 Y（IP44 ）系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。137.58/minwnr?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果2）電動(dòng)機(jī)容量(1)卷筒的輸出功率 P?1760.831Fvkw???(2)電動(dòng)機(jī)輸出功率 ddP??3.168Pkw??10傳動(dòng)裝置的總效率查表 2-1，取一對軸承效率 軸承 =0.99，錐齒輪傳動(dòng)效率 錐齒輪 =0.96，斜齒圓柱齒??輪傳動(dòng)效率 齒輪 =0.97，聯(lián)軸器效率 聯(lián) =0.99，得電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)間的總效率為42=0.9.670.98?????軸 承 錐 齒 輪 齒 輪 聯(lián) 軸 器故 3.1.dPkw???(3)電動(dòng)機(jī)額定功率 ed由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 20-1 選取電動(dòng)機(jī)額定功率 。4edPkw?3）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 2-1 查得單級圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍 ，圓錐齒輪傳動(dòng)比范圍 ，則電動(dòng)機(jī)2'3~6i?3'2~i?轉(zhuǎn)速可選范圍為： -=-18ii???總 錐 齒 輪 齒 輪 （ ） （ ）0.8?dk11設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果'137.586~/min=24.dnir????錐 齒 輪 齒 輪（ ）初選同步轉(zhuǎn)速分別為 1000r/min 和 1500r/min 的兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，如下表：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率（ｋｗ）同步 滿載電動(dòng)機(jī)質(zhì)量(kg)總傳動(dòng)比1 Y132M1-6 4 1000 960 73 6.982 Y112M-4 4 1500 1440 43 10.47兩方案均可行，選定方案二 ，結(jié)構(gòu)尺寸相對較大，能適合卷筒相對重載的工況，選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y112M-44）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 20-1、表 20-2 查得主要數(shù)據(jù)，并記錄備用。四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 140.73.58mni???2）分配各級傳動(dòng)比因?yàn)槭菆A錐圓柱齒輪減速器，所以 10.27.9ii?那么 21435.i 10.47i?12.9i3.75?12設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果3）各軸轉(zhuǎn)速（軸號(hào)見圖一） 123142540/min56.13/i.79.n./mimnrinr??4）各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)所需功率 計(jì)算各軸輸入功率，即dP123450/min6.7/irr?12345.68.dPkwk?1312345.63.09.3.55687.26.2dPkwkwk????????軸 承 聯(lián) 軸 器錐 齒 輪軸 承 斜 齒 輪軸 承5）各軸轉(zhuǎn)矩 11223344553.69052.840.39062.51173.902.61PTNmnnPTNmn?????????項(xiàng)目 軸 1 軸 2 軸 3 軸 4 軸 5轉(zhuǎn)速(r/min) 1440 1440 516.13 137.63 137.63功率(kw) 3.6 3.53 3.38 3.26 3.22轉(zhuǎn)矩(N*m) 23.88 23.42 62.54 226.21 223.16傳動(dòng)比 1 1 2.79 3.75 112345.86.TNm???設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果五、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算圓錐直齒輪設(shè)計(jì)已知輸入功率 ，小齒輪轉(zhuǎn)速 1440r/min，齒數(shù)比 u=2.79，由電動(dòng)23.5Pkw?機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命 10 年（設(shè)每年工作 300 天） ，一班制，輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作平穩(wěn)。1、 選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù)1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用 7 級精度(GB10095-88)142） 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-1 選擇小齒輪材料為 (調(diào)40rC質(zhì))，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS。3） 選小齒輪齒數(shù) ，大齒輪齒數(shù) ，取整124z?2.7946.z??。則267z167.u2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 ??1132.9()^(0.5)^2Et RHZKTdu?????（1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù) 1.8tK?2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 23.59502.410PTNmn???3） 選齒寬系數(shù) .R??124z?670.3R??設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果4）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim160HMPa??lim250HMPa??5）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)89.^.5EZ6） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 1206901(8301).82410^9.384^.5^hNnjL??????7) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù)lim160HPa??li2589.^.EZ12.340^598N??15120.93,.6HNHNK?8) 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=1，得??12limli0.93658.2HNKMPaS????（2） 計(jì)算1） 試算小齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小的值1td??H???11323 2.9()(0.5)^48.32.() 6.9(.).75Et RHZKTdum???????2） 計(jì)算圓周速度 v 1264.9104.6/60tdns??????1258HMPa??164.29tdm?3.2/vs?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果3） 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) ，7 級精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-8 查得動(dòng)載.2/vms?系數(shù) 1K直齒輪 HF?由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-2 查得使用系數(shù) 1.25AK?根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表得軸承系數(shù) ，則1.25HbeK??.87HFHbe????接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) 1251526AvK??2.65K?164） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 12.65334.970.81tKdm???5） 計(jì)算模數(shù) m 170.82954z取標(biāo)準(zhǔn)值 3?6） 計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù) 12122212247360.79arcosarcos143'8907'5.06.7dmzmuRd???????????7） 圓整并確定齒寬 .3.831Rbm??圓整取 ，236m?16170.8dm?3121270943'865.7dmR????136bm2?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù) 1.251.8752.6AvFK??????2） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 122425.0cos93'86719.70'vz????3） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-5 查得齒形系數(shù)2.65K?125.0987vz?1712.60FaY?2.6Fa應(yīng)力校正系數(shù)1.59sa21.7sa4） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 20-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限150FEMP??2380FEMPa??5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 1.NK2.94FNK6） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) ，得1.S???11220.85314.29.9.FNEKMPaS????7）校核彎曲強(qiáng)度??1234.95FMPa??設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式 進(jìn)行校核??2^(10.5)^FaSF FRKTYbmZ????????11 1142^(.).653702.6598.70.^aSFR FbMPa?????????22224^(1.).65370.6197.0.^FaSFR FKTYbmZa?????????滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。??185.70FMPa?????29.F18圓柱斜齒輪設(shè)計(jì)已知輸入功率 ，小齒輪轉(zhuǎn)速 516.13r/min，齒數(shù)比 u=3.75，由電3.8Pkw?動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命 10 年（設(shè)每年工作 300 天） ，一班制，帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作平穩(wěn)。1、 選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù)1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用 7 級精度(GB10095-88)2） 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-1 選擇大小齒輪材料均為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，小齒輪齒面硬度為 250HBS，大齒輪齒面硬度為 220HBS。3） 選小齒輪齒數(shù) ，大齒輪齒數(shù) 取123z?23.7586.2z??z?4） 選取螺旋角。初選螺旋角 14??2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì),123z86?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 ??3121()^2tHEtdKTuZ???????(1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù) 1.6t?2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 33.389502.5416PTNmn???3） 選齒寬系數(shù) d??1.6tK?194） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) 2.43HZ?5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-26 查得 ， ，則10.765??2086??12.63????6） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)89.^0.5EZMPa7） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 813882616.3(01)7.40.40975hNnjL?????8） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim160HMPa??li2579） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù)120.,.98HNHNK?8127.409N??設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果10）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=1，得??12limli0.95670.8.HNKMPaS????????12570.654.3H Pa????（2）計(jì)算??125708.6HMPa??43201）試算小齒輪分度圓直徑 ，由計(jì)算公式得1td??3214 232().6510.7+.43189.()47.056tHEtdKTuZm????????????2） 計(jì)算圓周速度 v 1347.01.3.27/606tdns????3） 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) tm147.0.coscos14.98232.5.74701.dtntnt mZhb???????4） 計(jì)算縱向重合度 ??10.38tan0.3812tan41.82dZ??????5）計(jì)算載荷系數(shù)147.0tdm?.2/vs?47.0198.054ntbmh?1.824???設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果根據(jù) ，7 級精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-8 查得動(dòng)載系0.8/vms?數(shù) 12K由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-3 查得 1.4HFK??由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-2 查得使用系數(shù) 25A由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-13 查得 .3F?由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-4 查得 14HK?21接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) 1.250.412.53AvHK??????6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 12.53347.04.8016tdm???7） 計(jì)算模數(shù) nm1cos5.8cos2.3Z??取 3n?8） 幾何尺寸計(jì)算（1） 計(jì)算中心距 12()(386)1.5coscos4nzmam??????取得 a（2） 按圓整后的中心距修正螺旋角 12()(2386)arcosarcos137'4nzm????????因 值改變不多，故參數(shù) 、 等不必修正??HZ（3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑2.53K?154.80dm?3n168am?37'4??設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果12370.9cos1'48625.1'nzmdm?????（4）計(jì)算齒輪寬度 170.9.dbm????1270.965dm?22圓整后取 271Bm?1763、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù) 1.250.4132.9AvFK??????2） 根據(jù)重合度 ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-28 查得螺旋角影響系1.824??數(shù) 0.Y3） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 1212235.17(cos)^(cs17'4)^860.69'vvz????4）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-5 查得齒形系數(shù)12.6FaY?2.18Fa應(yīng)力校正系數(shù)1.59sa2.7sa5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 20-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限140FEMP??245FEMPa??6）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 10.8NK176Bm?2.39K?125.7069vz?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果20.9FNK?7） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) ，得1.4S?23??11220.84276.5.99.FNEKMPaS????8） 校核彎曲強(qiáng)度根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式 進(jìn)行校核??2(cos)^23FaSF FdnKTYYzm??????????11 112(cos)^3.397480.(cs59'6)^2.15968.42.3aSFdn FKTYzmMPa????? ??????????2122(cos)^3.397480.(cs159'6)^2.187964.58.3FaSFdn FTYYZ a????? ????????滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算輸入軸設(shè)計(jì)1、求輸入軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩2P2n2T3.5kw?140/mir3.42Nm??2、求作用在齒輪上的力已知高速級小圓錐齒輪的分度圓半徑為??1276.59FMPa??168.94FMPa?1264.58Fa?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果1 1(0.5)(0.5)32(10.53)62.5mRtRdZ m??????????而241213.40^2456tancostan0cos7213'46i i2tmraTFNd N?????????圓周力 、徑向力 及軸向力 的方向如圖二所示traF圖二1045632traFN?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果3、 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)） ，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八25版） 》表 15-3，取 ，得 ，輸入軸的最小直012A?30.5min1.04dAm?徑為安裝聯(lián)軸器的直徑 ，為了使所選的軸直徑 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故12 12d需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化2caATK?很小，故取 ，則1.3A 321.5704259caA Nm???查《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 17-4，選 HL1 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 160000 ，半聯(lián)軸器的孔徑 ，故取 ，Nm?1d120d??半聯(lián)軸器長度 ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 38mm。52L?4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 擬定軸上零件的裝配方案（見圖三）圖三min15.0d?4259caTNm??120d?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 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） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2 軸段右端需制出一軸肩，故取 2-3 段的直徑26237dm??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，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程237dm??設(shè)計(jì)》表 15-7 中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為 ，20.75DT??，而 。3456dm??34.lm??這對軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 15-7 查得 30306 型軸承的定位軸肩高度 ，因此取3.5h4537dm??3）取安裝齒輪處的軸段 6-7 的直徑 ；為使套筒可靠地壓緊軸承，672dm??5-6 段應(yīng)略短于軸承寬度，故取 。519l4）軸承端蓋的總寬度為 20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 ，故取30lm?2350lm??5）錐齒輪輪轂寬度為 64.86mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取 。67l?6） 由于 ，故取baL?4516.7lm??（3） 軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 6-167d?查得平鍵截面 ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 50mm，同時(shí)為保87bhm??237dm??34560d??342.7lm?45d??672m519l?2350lm??67451.l?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果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 ；滾動(dòng)軸承與76Hk軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 k6。27（4） 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 245??5、 求軸上的載荷6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ，0.6??軸的計(jì)算應(yīng)力 2^()64.71^2(0.637)^25.0caMT MPaW????????前已選定軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 15-1 查得，故安全。????1160,caP????6、 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1） 判斷危險(xiǎn)截面截面 5 右側(cè)受應(yīng)力最大（2）截面 5 右側(cè)載荷 水平面 H 垂直面 V152.NF?13.5NF?支反力 F 67284彎矩 M 4.Hm? 1VMm?2.總彎矩 1^24.56???扭矩 T 37TN? 25.0caMP????1ca??設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果抗彎截面系數(shù) 0.1^3.0^27^3Wdm???270^3Wm?28抗扭截面系數(shù) 0.2^3.0^54^3TWdm???截面 5 右側(cè)彎矩 M 為 68N?截面 5 上的扭矩 為2T2370m??截面上的彎曲應(yīng)力 648.1270bMPaW?截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 236.54T???軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得。11640,27,BMPaaMPa?????截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) 及 按《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》附???表 3-2 查取。因 ， ，經(jīng)插值后查得.0673rd?31.20Dd?.9,.5??又由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》附圖 3-2 可得軸的材料敏感系數(shù)為0.82,.q???故有效應(yīng)力集中系數(shù)為540^3TWm?68MN?2370Tm??4.1bMPa?6.0Ta??設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果1()10.82(.931).7654kq?????????????29由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》附圖 3-2 的尺寸系數(shù) ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)0.71???。0.87???軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為0.92????軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 ，則綜合系數(shù)為1q.7612.570.91.4.88.kK??????????又取碳鋼的特性系數(shù) 0.1,.5????計(jì)算安全系數(shù) 值caS1274.6.54.0127.9568244.01.^2.^.amcaKS SS???????????????????故可知安全。中間軸設(shè)計(jì)1、求中間軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩3P3n3T.8kw?516./mir62.54Nm??2.5718K???0.1,.5????4.62795.01.caSS????設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果302、求作用在齒輪上的力已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 12370.9cos1'4nzmdm?????而 111326.5273809tantan0127coscos'4163trtTFNd???????已知圓錐直齒輪的平均分度圓半徑 2 2(0.5)(0.5)378(0.5)19.mRtRdZ m??????????而 2223197.605tancostan20cos713'42ii5tmrTFNd N????????圓周力 、 ，徑向力 、 及軸向力 、 的方向如圖四所示1t2t1rF21aF2170.9dm?11273806traFN?295.3dm?2261345traFN?1機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)圓錐圓柱二級齒輪減速器【F=1760N V=1.8 D=250】計(jì)算說明書指導(dǎo)教師院 系班 級學(xué) 號(hào)2姓 名3目 錄設(shè)計(jì)任務(wù)書……………………………………………………3傳動(dòng)方案的擬訂及說明………………………………………3電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………3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)件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………7軸的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………16滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算……………………………………38鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算…………………………………42聯(lián)軸器的選擇………………………………………………43減速器附件的選擇…………………………………………44潤滑與密封………………………………………………….44設(shè)計(jì)小結(jié)…………………………………………………….46參考資料…………………………………………………….4745678設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的圓錐圓柱齒輪減速器，已知帶式運(yùn)輸機(jī)輸送帶工作拉力F=1760N，帶速 v=1.8m/s，卷筒直徑 D=250mm，輸送機(jī)常溫下經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。工作壽命 10 年（設(shè)每年工作 300 天） ，一班制。簡圖如下：（圖 2）由圖可知，該設(shè)備原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置為減速器，減速器為兩級展開式圓錐—圓柱齒輪減速器9二、傳動(dòng)方案的擬訂及說明計(jì)算驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速 60101.837.5/min2wvn rD?????選用同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 或 1500r/min 的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，因此傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為 13。根據(jù)總傳動(dòng)比數(shù)值，可擬定以下傳動(dòng)方案：圖一三、 選擇電動(dòng)機(jī)1）電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的 Y（IP44 ）系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。137.58/minwnr?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果2）電動(dòng)機(jī)容量(1)卷筒的輸出功率 P?1760.831Fvkw???(2)電動(dòng)機(jī)輸出功率 ddP??3.168Pkw??10傳動(dòng)裝置的總效率查表 2-1，取一對軸承效率 軸承 =0.99，錐齒輪傳動(dòng)效率 錐齒輪 =0.96，斜齒圓柱齒??輪傳動(dòng)效率 齒輪 =0.97，聯(lián)軸器效率 聯(lián) =0.99，得電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)間的總效率為42=0.9.670.98?????軸 承 錐 齒 輪 齒 輪 聯(lián) 軸 器故 3.1.dPkw???(3)電動(dòng)機(jī)額定功率 ed由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 20-1 選取電動(dòng)機(jī)額定功率 。4edPkw?3）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 2-1 查得單級圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍 ，圓錐齒輪傳動(dòng)比范圍 ，則電動(dòng)機(jī)2'3~6i?3'2~i?轉(zhuǎn)速可選范圍為： -=-18ii???總 錐 齒 輪 齒 輪 （ ） （ ）0.8?dk11設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果'137.586~/min=24.dnir????錐 齒 輪 齒 輪（ ）初選同步轉(zhuǎn)速分別為 1000r/min 和 1500r/min 的兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，如下表：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率（ｋｗ）同步 滿載電動(dòng)機(jī)質(zhì)量(kg)總傳動(dòng)比1 Y132M1-6 4 1000 960 73 6.982 Y112M-4 4 1500 1440 43 10.47兩方案均可行，選定方案二 ，結(jié)構(gòu)尺寸相對較大，能適合卷筒相對重載的工況，選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y112M-44）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 20-1、表 20-2 查得主要數(shù)據(jù)，并記錄備用。四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 140.73.58mni???2）分配各級傳動(dòng)比因?yàn)槭菆A錐圓柱齒輪減速器，所以 10.27.9ii?那么 21435.i 10.47i?12.9i3.75?12設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果3）各軸轉(zhuǎn)速（軸號(hào)見圖一） 123142540/min56.13/i.79.n./mimnrinr??4）各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)所需功率 計(jì)算各軸輸入功率，即dP123450/min6.7/irr?12345.68.dPkwk?1312345.63.09.3.55687.26.2dPkwkwk????????軸 承 聯(lián) 軸 器錐 齒 輪軸 承 斜 齒 輪軸 承5）各軸轉(zhuǎn)矩 11223344553.69052.840.39062.51173.902.61PTNmnnPTNmn?????????項(xiàng)目 軸 1 軸 2 軸 3 軸 4 軸 5轉(zhuǎn)速(r/min) 1440 1440 516.13 137.63 137.63功率(kw) 3.6 3.53 3.38 3.26 3.22轉(zhuǎn)矩(N*m) 23.88 23.42 62.54 226.21 223.16傳動(dòng)比 1 1 2.79 3.75 112345.86.TNm???設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果五、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算圓錐直齒輪設(shè)計(jì)已知輸入功率 ，小齒輪轉(zhuǎn)速 1440r/min，齒數(shù)比 u=2.79，由電動(dòng)23.5Pkw?機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命 10 年（設(shè)每年工作 300 天） ，一班制，輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作平穩(wěn)。1、 選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù)1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用 7 級精度(GB10095-88)142） 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-1 選擇小齒輪材料為 (調(diào)40rC質(zhì))，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS。3） 選小齒輪齒數(shù) ，大齒輪齒數(shù) ，取整124z?2.7946.z??。則267z167.u2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 ??1132.9()^(0.5)^2Et RHZKTdu?????（1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù) 1.8tK?2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 23.59502.410PTNmn???3） 選齒寬系數(shù) .R??124z?670.3R??設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果4）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim160HMPa??lim250HMPa??5）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)89.^.5EZ6） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 1206901(8301).82410^9.384^.5^hNnjL??????7) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù)lim160HPa??li2589.^.EZ12.340^598N??15120.93,.6HNHNK?8) 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=1，得??12limli0.93658.2HNKMPaS????（2） 計(jì)算1） 試算小齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小的值1td??H???11323 2.9()(0.5)^48.32.() 6.9(.).75Et RHZKTdum???????2） 計(jì)算圓周速度 v 1264.9104.6/60tdns??????1258HMPa??164.29tdm?3.2/vs?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果3） 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) ，7 級精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-8 查得動(dòng)載.2/vms?系數(shù) 1K直齒輪 HF?由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-2 查得使用系數(shù) 1.25AK?根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表得軸承系數(shù) ，則1.25HbeK??.87HFHbe????接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) 1251526AvK??2.65K?164） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 12.65334.970.81tKdm???5） 計(jì)算模數(shù) m 170.82954z取標(biāo)準(zhǔn)值 3?6） 計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù) 12122212247360.79arcosarcos143'8907'5.06.7dmzmuRd???????????7） 圓整并確定齒寬 .3.831Rbm??圓整取 ，236m?16170.8dm?3121270943'865.7dmR????136bm2?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù) 1.251.8752.6AvFK??????2） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 122425.0cos93'86719.70'vz????3） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-5 查得齒形系數(shù)2.65K?125.0987vz?1712.60FaY?2.6Fa應(yīng)力校正系數(shù)1.59sa21.7sa4） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 20-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限150FEMP??2380FEMPa??5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 1.NK2.94FNK6） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) ，得1.S???11220.85314.29.9.FNEKMPaS????7）校核彎曲強(qiáng)度??1234.95FMPa??設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式 進(jìn)行校核??2^(10.5)^FaSF FRKTYbmZ????????11 1142^(.).653702.6598.70.^aSFR FbMPa?????????22224^(1.).65370.6197.0.^FaSFR FKTYbmZa?????????滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。??185.70FMPa?????29.F18圓柱斜齒輪設(shè)計(jì)已知輸入功率 ，小齒輪轉(zhuǎn)速 516.13r/min，齒數(shù)比 u=3.75，由電3.8Pkw?動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命 10 年（設(shè)每年工作 300 天） ，一班制，帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作平穩(wěn)。1、 選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù)1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用 7 級精度(GB10095-88)2） 材料選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-1 選擇大小齒輪材料均為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，小齒輪齒面硬度為 250HBS，大齒輪齒面硬度為 220HBS。3） 選小齒輪齒數(shù) ，大齒輪齒數(shù) 取123z?23.7586.2z??z?4） 選取螺旋角。初選螺旋角 14??2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì),123z86?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 ??3121()^2tHEtdKTuZ???????(1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù) 1.6t?2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 33.389502.5416PTNmn???3） 選齒寬系數(shù) d??1.6tK?194） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) 2.43HZ?5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-26 查得 ， ，則10.765??2086??12.63????6） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)89.^0.5EZMPa7） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 813882616.3(01)7.40.40975hNnjL?????8） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim160HMPa??li2579） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù)120.,.98HNHNK?8127.409N??設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果10）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=1，得??12limli0.95670.8.HNKMPaS????????12570.654.3H Pa????（2）計(jì)算??125708.6HMPa??43201）試算小齒輪分度圓直徑 ，由計(jì)算公式得1td??3214 232().6510.7+.43189.()47.056tHEtdKTuZm????????????2） 計(jì)算圓周速度 v 1347.01.3.27/606tdns????3） 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) tm147.0.coscos14.98232.5.74701.dtntnt mZhb???????4） 計(jì)算縱向重合度 ??10.38tan0.3812tan41.82dZ??????5）計(jì)算載荷系數(shù)147.0tdm?.2/vs?47.0198.054ntbmh?1.824???設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果根據(jù) ，7 級精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-8 查得動(dòng)載系0.8/vms?數(shù) 12K由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-3 查得 1.4HFK??由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-2 查得使用系數(shù) 25A由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-13 查得 .3F?由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-4 查得 14HK?21接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) 1.250.412.53AvHK??????6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得 12.53347.04.8016tdm???7） 計(jì)算模數(shù) nm1cos5.8cos2.3Z??取 3n?8） 幾何尺寸計(jì)算（1） 計(jì)算中心距 12()(386)1.5coscos4nzmam??????取得 a（2） 按圓整后的中心距修正螺旋角 12()(2386)arcosarcos137'4nzm????????因 值改變不多，故參數(shù) 、 等不必修正??HZ（3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑2.53K?154.80dm?3n168am?37'4??設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果12370.9cos1'48625.1'nzmdm?????（4）計(jì)算齒輪寬度 170.9.dbm????1270.965dm?22圓整后取 271Bm?1763、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù) 1.250.4132.9AvFK??????2） 根據(jù)重合度 ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-28 查得螺旋角影響系1.824??數(shù) 0.Y3） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 1212235.17(cos)^(cs17'4)^860.69'vvz????4）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 10-5 查得齒形系數(shù)12.6FaY?2.18Fa應(yīng)力校正系數(shù)1.59sa2.7sa5） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 20-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限140FEMP??245FEMPa??6）由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 10.8NK176Bm?2.39K?125.7069vz?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果20.9FNK?7） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) ，得1.4S?23??11220.84276.5.99.FNEKMPaS????8） 校核彎曲強(qiáng)度根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式 進(jìn)行校核??2(cos)^23FaSF FdnKTYYzm??????????11 112(cos)^3.397480.(cs59'6)^2.15968.42.3aSFdn FKTYzmMPa????? ??????????2122(cos)^3.397480.(cs159'6)^2.187964.58.3FaSFdn FTYYZ a????? ????????滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算輸入軸設(shè)計(jì)1、求輸入軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩2P2n2T3.5kw?140/mir3.42Nm??2、求作用在齒輪上的力已知高速級小圓錐齒輪的分度圓半徑為??1276.59FMPa??168.94FMPa?1264.58Fa?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果1 1(0.5)(0.5)32(10.53)62.5mRtRdZ m??????????而241213.40^2456tancostan0cos7213'46i i2tmraTFNd N?????????圓周力 、徑向力 及軸向力 的方向如圖二所示traF圖二1045632traFN?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果3、 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)） ，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八25版） 》表 15-3，取 ，得 ，輸入軸的最小直012A?30.5min1.04dAm?徑為安裝聯(lián)軸器的直徑 ，為了使所選的軸直徑 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故12 12d需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化2caATK?很小，故取 ，則1.3A 321.5704259caA Nm???查《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 17-4，選 HL1 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 160000 ，半聯(lián)軸器的孔徑 ，故取 ，Nm?1d120d??半聯(lián)軸器長度 ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 38mm。52L?4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 擬定軸上零件的裝配方案（見圖三）圖三min15.0d?4259caTNm??120d?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 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） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2 軸段右端需制出一軸肩，故取 2-3 段的直徑26237dm??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，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程237dm??設(shè)計(jì)》表 15-7 中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為 ，20.75DT??，而 。3456dm??34.lm??這對軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)》表 15-7 查得 30306 型軸承的定位軸肩高度 ，因此取3.5h4537dm??3）取安裝齒輪處的軸段 6-7 的直徑 ；為使套筒可靠地壓緊軸承，672dm??5-6 段應(yīng)略短于軸承寬度，故取 。519l4）軸承端蓋的總寬度為 20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 ，故取30lm?2350lm??5）錐齒輪輪轂寬度為 64.86mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取 。67l?6） 由于 ，故取baL?4516.7lm??（3） 軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 6-167d?查得平鍵截面 ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 50mm，同時(shí)為保87bhm??237dm??34560d??342.7lm?45d??672m519l?2350lm??67451.l?設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果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 ；滾動(dòng)軸承與76Hk軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 k6。27（4） 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 245??5、 求軸上的載荷6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ，0.6??軸的計(jì)算應(yīng)力 2^()64.71^2(0.637)^25.0caMT MPaW????????前已選定軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》表 15-1 查得，故安全。????1160,caP????6、 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1） 判斷危險(xiǎn)截面截面 5 右側(cè)受應(yīng)力最大（2）截面 5 右側(cè)載荷 水平面 H 垂直面 V152.NF?13.5NF?支反力 F 67284彎矩 M 4.Hm? 1VMm?2.總彎矩 1^24.56???扭矩 T 37TN? 25.0caMP????1ca??設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果抗彎截面系數(shù) 0.1^3.0^27^3Wdm???270^3Wm?28抗扭截面系數(shù) 0.2^3.0^54^3TWdm???截面 5 右側(cè)彎矩 M 為 68N?截面 5 上的扭矩 為2T2370m??截面上的彎曲應(yīng)力 648.1270bMPaW?截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 236.54T???軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得。11640,27,BMPaaMPa?????截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) 及 按《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》附???表 3-2 查取。因 ， ，經(jīng)插值后查得.0673rd?31.20Dd?.9,.5??又由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》附圖 3-2 可得軸的材料敏感系數(shù)為0.82,.q???故有效應(yīng)力集中系數(shù)為540^3TWm?68MN?2370Tm??4.1bMPa?6.0Ta??設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果1()10.82(.931).7654kq?????????????29由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》附圖 3-2 的尺寸系數(shù) ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)0.71???。0.87???軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 》附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為0.92????軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 ，則綜合系數(shù)為1q.7612.570.91.4.88.kK??????????又取碳鋼的特性系數(shù) 0.1,.5????計(jì)算安全系數(shù) 值caS1274.6.54.0127.9568244.01.^2.^.amcaKS SS???????????????????故可知安全。中間軸設(shè)計(jì)1、求中間軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩3P3n3T.8kw?516./mir62.54Nm??2.5718K???0.1,.5????4.62795.01.caSS????設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果302、求作用在齒輪上的力已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑 12370.9cos1'4nzmdm?????而 111326.5273809tantan0127coscos'4163trtTFNd???????已知圓錐直齒輪的平均分度圓半徑 2 2(0.5)(0.5)378(0.5)19.mRtRdZ m??????????而 2223197.605tancostan20cos713'42ii5tmrTFNd N????????圓周力 、 ，徑向力 、 及軸向力 、 的方向如圖四所示1t2t1rF21aF2170.9dm?11273806traFN?295.3dm?2261345traFN?