同軸式兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 1 同軸式兩級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 1、 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的同軸式兩級(jí)圓柱齒輪減速器（如圖），工作平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，兩班制工作。運(yùn)輸帶容許速度誤差為 5%。減速器成批生產(chǎn)，使用期限 10 年。設(shè)計(jì)參數(shù)：運(yùn)輸機(jī)工作軸扭矩 T=1500N· m，運(yùn)輸帶速度 v=s，卷筒直徑 D=350。 2、 傳動(dòng)方案的分析與擬定 如設(shè)計(jì)任務(wù)書 上布置簡(jiǎn)圖所示，傳動(dòng)方案采用 V 帶加同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速箱。采用V 帶可起到過(guò)載保護(hù)作用，同軸式可使減速器橫向尺寸較小。 3、 電動(dòng)機(jī)的選 擇 動(dòng)機(jī)類型的選擇 按已知工作要求和條件選用 Y 系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，工作電壓為 380V。 擇電動(dòng)機(jī)的容量 定電動(dòng)機(jī)所需功率 工作機(jī)的有效功率 1000 10002 0 0 1 5 0 02 3 取 V 帶傳動(dòng)效率 ，滾動(dòng)軸承傳遞效率 （三對(duì)），齒輪傳動(dòng)效率 ，卷筒傳動(dòng)效率 ，聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 2 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率 424 聯(lián)卷齒滾帶 電動(dòng)機(jī)所需功率 2 9P 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng) 機(jī)額定功率需稍大于0表確定電動(dòng)機(jī)功率1 。 定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速 m i i 1 4 0 . 8 5100060 100060 vn w V 帶傳動(dòng)范圍 521 i ，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 6082 i , 總傳動(dòng)比范圍 3 0 01660852 i, 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍 0=（ 16300） × r =（ 3920） r 合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為 750 r 1000 r 1500 r 3000 r種。初選同步轉(zhuǎn)速為 1000 r 1500 r 兩種電動(dòng)機(jī)比較。 方案 型號(hào) 同步轉(zhuǎn)速 r 載轉(zhuǎn)速 r 率 % 質(zhì)量 1 500 1460 88 123 2 000 970 87 147 由表中數(shù)據(jù) 知，兩個(gè)方案均可行，但方案 1 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量小，且比價(jià)低，故采用方案 1，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 定電動(dòng)機(jī)參數(shù) 型號(hào) 功率 步轉(zhuǎn)速 r 載轉(zhuǎn)速 r 率 % 質(zhì)量 1 1500 1460 88 123 額定轉(zhuǎn)矩 大轉(zhuǎn)矩 機(jī)軸鍵槽寬 F( 12 鍵槽深 5 電機(jī)軸直徑 D( 電機(jī)軸長(zhǎng)度 E(110 H(160 G( 37 1 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 3 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 4、 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算。 動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 分配各級(jí)傳動(dòng)比 其中，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，取 取 V 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i ，兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比 = 58 6 = 符合一般圓柱齒輪傳動(dòng)和兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比的常用范圍。 動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參考數(shù)的計(jì)算 各軸轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)軸為 0 軸，減速器高速軸為 軸，中速軸為 軸，低速軸為 軸。 m m n= m 4m 6 00 m 84 m 4 m w i i 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 4 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 各軸功率 帶 滾齒 滾齒 w 2 卷聯(lián)滾 各軸扭矩 6 5 09 5 5 0 00 N· m 05 8 5 09 5 5 0 m 5 09 5 5 0 m 2 5 09 5 5 0 m 0 5 09 5 5 0 m 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如下表： 軸名 參數(shù) 電動(dòng)機(jī)軸 高速軸 中速軸 低速軸 卷筒軸 轉(zhuǎn)速 n (r 1460 584 率 P（ 矩 T（ N· m） 動(dòng)比 i 效率 中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 5 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 5、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) V 帶輪的設(shè)計(jì) V 帶設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)功率 ，轉(zhuǎn)速 14600 傳動(dòng)比 5.2i ，每天工作16 小時(shí)。 1、 確定計(jì)算功率械設(shè)計(jì)（第八版） 156 頁(yè)表 8得工作情況 系數(shù) K ，故 2、 選擇 V 帶帶型 根據(jù)n，根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 157 頁(yè)圖 8用 B 型。 3、 確定 V 帶輪的基準(zhǔn)直徑1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑1機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 155 頁(yè)表 8 157頁(yè)表 8小帶輪基準(zhǔn)直徑 321 。 2）驗(yàn)算帶速 v d 460132100060 01 因?yàn)?05 ，故帶速合適。 3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑2 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 157 頁(yè)表 8帶輪基準(zhǔn)直徑圓整為 552 。 B 型 d 1321 d 3552 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 6 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 4、 確定 V 帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長(zhǎng)度式 21021 27.0 得， ，初定中心距 500 。 2）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 02122100 4)(22 6504 )132355(35513226502 2 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 146 頁(yè)表 8帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 000。 3）計(jì)算實(shí)際中心距 082 208420006502 00 中心距的變化范圍是 78 5、 驗(yàn)算小帶輪上的包角 1 901 5 96 0 8 23 5 51 8 0 121 6、 計(jì)算帶的根數(shù) z 1）計(jì)算單根 V 帶的額定功率 由 321 和 查 機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 152 頁(yè)表 8。 d 2000 08 1591 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 7 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 根據(jù) ， 5.2i 和 B 型帶，查表 8， ，查表 8 K ，查表 8 K ，于是 r 2）計(jì)算 V 帶的根數(shù) z 取 5 根帶。 7、 計(jì)算單根 V 帶的初拉力的最小值 械設(shè)計(jì)（第八版） 149 頁(yè)表 8， B 型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 ，故 2m i 0 KF N 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 F 。 8、 計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值為 p 3 0 0 921 5 9s i 6522s i m i i n 5 根 06m NF p 3009m 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 8 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)主軸直徑 2 ，長(zhǎng)度 10 ，轉(zhuǎn)速 ，主軸上鍵槽深 ，鍵槽寬 2 。選擇平鍵 00812 。 1、小 V 帶輪的設(shè)計(jì) 選材 200由于 中 2 ， 32），故采用腹板式帶輪。 小 V 帶輪 ， 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 161 頁(yè)表 8得， a ， f ， ， ， 34 。 則 3 9) 2(2 m i n ， 12(42 ，取 9 ， 1 ，取 0 。 輪槽工作表面粗糙度取 者 2、大 V 帶輪的設(shè)計(jì) 選材 200由于 300355 采用輪輻式帶輪。查表 10 38 。 依小 V 帶輪取 9 ，取 5 ，則 ， ， 3 9) 2(2 m i n ， 31 ， 腹板式帶輪 輪輻式帶輪 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 9 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 2 ， 1 ， 2 ， 1 ， 2 ， 輪槽工作表面粗糙度取 者 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 低速級(jí)齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì) 輸入功率 ，扭矩 T N· m ，轉(zhuǎn)速 ，齒數(shù)比 ，工作壽命 10 年兩班制（每天 16 h ）。 1、 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。 1） 根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2） 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度（ 3） 材料選擇。由表 10擇小齒輪材料為 40質(zhì)，硬度為 280齒輪材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為 240者材料硬度差為 40 4） 選小齒輪齒數(shù) 241 z ，大齒輪齒數(shù) 1 5 ，取852 z 。 2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 231 直齒圓柱齒輪 7 級(jí)精度 241 z 852 z 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 10 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值。 試選載荷系數(shù) 3.1 計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩， T 555 由表 10取齒輪寬系數(shù) 1d， 由表 10得材料的彈性影響系數(shù) ， 由圖 10 齒 面 硬 度 查 得 小 齒 輪 的 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 極 限001 ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 502 ， 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 81 107 8 1 03 6 582( 46060 8812 106 3 07 8 1 由圖 10接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) 1S ， M P 1l i M P 2l i 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 11 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 2） 計(jì)算 試算小齒輪分度圓直徑入 H 中較小的值 232 計(jì)算圓周速度 v t 計(jì)算齒寬 b 1 86 1 812 計(jì)算齒寬與齒高之比 齒高 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) ， 7 級(jí)精度，由圖 10得動(dòng)載系數(shù) 11.1 直齒輪， 1 K， 由表 10得使用系數(shù) 1 t t 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 12 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 由表 10插值法查得 7 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)， 由 0 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑 322 計(jì)算模數(shù) m 4 612 3、 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 2 2121） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 由圖 10得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 001 ，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 802 。 由圖 10彎曲疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ， M P 111 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 13 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 M P 222 計(jì)算載荷系數(shù) K 查取齒形系數(shù) 由表 10得 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 10得 計(jì)算大小齒輪的 并加以比較 111 Y ， 0 1 5 2 7 7 7 222 Y ， 大齒輪的數(shù)值大。 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 5 2 2 3 2 53 212 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算的的模數(shù) 就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 ，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 ，算出小齒輪齒數(shù) 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 14 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 取 291 z ， 大齒輪齒數(shù) 2295 4 ，取 1032 z ， 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 4、幾何尺寸計(jì)算 1） 計(jì)算分度圓直徑 1 642911 1 241 0 322 2） 計(jì)算中心距 642 4121162 21 3） 計(jì)算齒輪寬度 d 1 1 61 1 611 ， 取 202 ， 251 速級(jí)齒輪強(qiáng)度計(jì)算 輸入功率 ，扭矩 T N· m ，轉(zhuǎn)速 ，齒數(shù)比 ，工作壽命 10 年兩班制（每天 16 h ）。 1、 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。 1） 根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2） 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度（ 291 z 1032 z 161 122 64 251 202 直齒圓柱齒輪 7 級(jí)精度 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 15 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 3） 材料選擇。由表 10擇小齒輪材料為 40質(zhì)，硬度為 280齒輪材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為 240者材料硬度差為 40 4）選小齒輪齒數(shù) 241 z ，大齒輪齒數(shù) 1 5 ，取852 z 。 2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 231 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值。 試選載荷系數(shù) 3.1 計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩， T 555 由表 10取齒輪寬系數(shù) 1d ， 由表 10得材料的彈性影響系數(shù) ， 由圖 10齒 面硬度 查得 小齒 輪的 接觸疲 勞強(qiáng) 度極 限001 ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 502 ， 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91 100 4 03 6 582(15 8 46060 8912 107 6 00 4 241 z 852 z 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 16 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 由圖 10接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) 1S ， M P 1l i M P 2l i 2） 計(jì)算 試算小齒輪分度圓直徑入 H 中較小的值 231 計(jì)算圓周速度 v t 計(jì)算齒寬 b 計(jì)算齒寬與齒高之比t 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 17 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 模數(shù) 0 齒高 1 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) ， 7 級(jí)精度，由圖 10得動(dòng)載系數(shù) 12.1 直齒輪， 1 K， 由表 10得使用系數(shù) 1由表 10插值法查得 7 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)， 由 0 載荷系數(shù)5 9 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的的分度圓直徑 311 計(jì)算模數(shù) m 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 18 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 2 21 （ 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 由圖 10得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 001 ，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 802 。 由圖 10彎曲疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ， M P 111 M P 222 計(jì)算載荷系數(shù) K 5 1 查取齒形系數(shù) 由表 10得 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 10得 計(jì)算大小齒輪的 并加以比較 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 19 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 111 Y ， 0 1 5 5 2 7 7 222 Y ， 大齒輪的數(shù)值大。 （ 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 5 5 2 3 2 53 211 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算的的模數(shù) 就近圓整 為標(biāo)準(zhǔn)值 ，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 ，算出小齒輪齒數(shù) 取 291 z ， 大齒輪齒數(shù) 2295 4 ，取 1032 z ， 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 4、幾何尺寸計(jì)算 （ 1） 計(jì)算分度圓直徑 2911 10322 （ 2） 計(jì)算中心距 652 1 291 z 1032 z 65 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 20 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 （ 3） 計(jì)算齒輪寬度 d ， 取 52 ， 01 。 由于減速器為同軸式，要求高低速級(jí)齒輪中心距相等。且根據(jù)低速級(jí)傳動(dòng)計(jì)算得出的齒輪接觸疲勞強(qiáng)度以及彎曲疲勞強(qiáng)度一定能滿足高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的要求。 故高速級(jí)齒輪傳動(dòng)選擇的齒輪與低速級(jí)相同。 輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。 高速級(jí) 低速級(jí) 小齒輪 大齒輪 小齒輪 大齒輪 傳動(dòng)比 數(shù) m （ 4 中心距 a （ 264 嚙合角 20 齒數(shù) 29 103 29 103 齒寬 B （ 125 120 125 120 直徑 （ 分度圓 116 421 116 412 齒根圓 106 402 106 402 齒頂圓 124 420 124 420 01 52 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 21 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 6、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 速軸 的設(shè)計(jì)計(jì)算 轉(zhuǎn)矩確定 軸的最小直徑 1、高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 功率（ 轉(zhuǎn)速（ 轉(zhuǎn)矩（ ） 84 、 作用在軸上的力 高速級(jí)小齒輪的分度圓直 徑 16 ， t 1610116 a 1 6t a n o s o s 3、 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15 1120 A，于是得 2 330m i n 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬定軸上零件的裝配方案 NF t F r F n 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 22 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 為了滿足 V 帶輪軸向定位， 1軸右端需制出一軸肩， 521 ，故取 2232 。 V 帶輪與軸的配合長(zhǎng)度 11 ，為了保證軸擋圈只壓在 V 帶輪上而不壓在軸的端面上，故 1的長(zhǎng)度應(yīng)比 1L 略段些，取 821 。按徑取擋圈直徑 2 。 初選滾動(dòng)軸承。因軸承只受有徑向力的作用，故選用圓柱滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) 232 ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組。標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的圓柱滾 子 軸 承 其 尺 寸 為 110055 ， 故 取58743 ，而 187 。 右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐與創(chuàng)新表 得 ，因此套筒左端高度為 且有 476 。 取安裝齒輪的軸段 4直徑 054 ， 已知齒輪輪轂的寬度為 125使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂的寬度，取 2154 ，齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位，右端用軸肩定位， ，取 ，軸 5065 ，軸環(huán)寬度 ，故取 065 。 軸承端蓋的總寬度為 20 減速器及軸承端 蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 23 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 的裝拆，取端蓋的左端與 V 帶輪右端面間的距離 0 ，故取 032 。 取齒輪距箱體避之間距離 9 ，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取 ，滾動(dòng)軸承寬度 1 ，則有 2)419821()1 2 11 2 5(43 ， 考慮到軸承承受載荷的對(duì)稱性和高低兩級(jí)的齒輪距離，取 9)8211052(76 。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 3） 軸上零件的周向定位。 V 帶輪與軸的周向定位選用平鍵 0914 ， V 帶輪與軸的配合為67輪與軸的周向定位選用平鍵 1 01118 ，為了保證齒輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為67動(dòng)軸承與軸的周定定 位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 6m 。 4） 確定軸上圓角和倒角尺寸。 參考表 15軸端倒角 軸段編號(hào) 長(zhǎng)度（ 直徑（ 配合說(shuō)明 1 2 78 45 與 V 帶輪鍵連接配合 2 3 50 52 定位軸肩 3 4 52 55 與滾動(dòng)軸承 合，套筒定位 4 5 121 60 與小齒輪鍵連接配合 5 6 10 70 定位軸環(huán) 6 7 29 64 定位軸肩 7 8 21 55 與滾動(dòng)軸承 合 總長(zhǎng)度 361中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 24 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 5） 軸上載荷的計(jì)算 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，確定支撐位置并計(jì)算。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 25 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F H H V V 彎矩 M 9 6 9 1 v 3069181 v 1 9 6 42 總彎矩 3069181 ， 扭矩 T 140140 彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)表中數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力應(yīng)為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取 ，軸的計(jì)算應(yīng)力 M P 06918)( 3 2212 ， 已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 15得 1 ，因此 1 故安全。 速軸 的設(shè)計(jì)計(jì)算 轉(zhuǎn)矩確定 軸的最小直徑 1、中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 功率（ 轉(zhuǎn)速（ 轉(zhuǎn)矩（ ） 、作用在軸上的力 高速級(jí) 大齒輪分度圓直徑 121 ， F t 1 210412 11 ， 安全 NF t 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 26 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 120t a 1 2t a ， 6 020c o s 1 2c o s 11 。 高速級(jí)小齒輪分度圓直徑 162 ， F t 1 210116 22 ， 8 920t a 1 2t a ， o s o s 22 。 3、 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15 1120 A，于是得 30m i n 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）擬定軸上零件的裝配方案 NF r NF n NF t NF r NF n 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 27 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只受有徑向力作用，故選用圓柱滾子軸承，參照工作要求確定 06521 ，據(jù)此由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的圓柱滾子軸承 其尺寸 為 711050 。 左右兩端滾動(dòng)軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位，由 1994276 得 軸承定位軸肩高度 ，因此左邊套筒左側(cè)和右邊套筒右側(cè)高度為 取安裝齒輪的軸段 2 4徑 55432 。齒輪與軸承之間采用套筒定位，大齒輪輪轂長(zhǎng) 201 ，小齒輪輪轂長(zhǎng) 252 ，為了使套筒壓緊齒輪端面故取 1632 ， 2154 。 大齒輪右端和小齒輪左端用軸肩定位，軸肩高度 ，取 ，則743 ，考慮高低速軸的配合，取 2043 。 大齒輪左端面與箱體間距 9 ，小齒輪右端面與箱體間距 9 ，考慮箱體鑄造誤差 ，故 4)27819(6521 。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 3）軸上零件的周向定位 大 小 齒 輪 與 軸 的周 向定 位 均 采 用 平 鍵連 接。 大 齒 輪 周 向 定位 按32用平鍵 101016 ，小齒輪周向定位按 54d 查20031096 用平鍵 101016 。同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為67動(dòng)軸承與軸的周定定位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 6m 。 4） 確定軸上圓角和倒角尺寸。 參考表 15軸端倒角 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 28 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 軸段編號(hào) 長(zhǎng)度（ 直徑（ 配合說(shuō)明 1 2 54 50 與滾動(dòng)軸承 合 2 3 116 55 與大齒輪鍵連接配合 3 4 220 67 定位軸肩，保證高低速齒輪配合 4 5 121 55 與小齒輪鍵連接配合 5 6 54 50 與滾動(dòng)軸承 合 總長(zhǎng)度 565) 軸上載荷的計(jì)算 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，確定支撐位置并計(jì)算。 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 29 設(shè)計(jì)計(jì)算 及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F H H V V 彎矩 M 0 4 8 22 v v 總彎矩 8 7 151 ， 扭矩 T 476340 彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)表中數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力應(yīng)為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取 ，軸的計(jì)算應(yīng)力 M P 3 22222 ， 已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 15得 1 ，因此 1 故安全。 速軸 的設(shè)計(jì)計(jì)算 轉(zhuǎn)矩確定 軸的最小直徑 1、低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 功率（ 轉(zhuǎn)速（ 轉(zhuǎn)矩（ ） 、作用在軸上的力 高速級(jí)大齒輪分度圓直徑 12 ， 安全 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 30 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 t 7 320t a 9 4t a n o s o s 3、 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15 1120 A，于是得 2 330m i n 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）擬定軸上零件