課程設(shè)計--二級齒輪減速器設(shè)計

1、<p>　　機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計計算說明書</p><p>　　題目: 二級齒輪減速器設(shè)計</p><p>　　學(xué)院：機(jī)械與汽車工程學(xué)院</p><p>　　班級： 熱能(車用發(fā)動機(jī))</p><p><b>　　設(shè) 計 者： </b></p><p><b>　　學(xué)號： &l

2、t;/b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　2013年 1 月 17日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設(shè)計任務(wù)書………………………………………………………………………………</p><p>

3、;　　1.1 機(jī)械課程設(shè)計的目的…………………………………………………………………</p><p>　　1.2 設(shè)計題目………………………………………………………………………………</p><p>　　1.3 設(shè)計要求………………………………………………………………………………</p><p>　　1.4 原始數(shù)據(jù)……………………………………………………………………

4、…………</p><p>　　1.5 設(shè)計內(nèi)容………………………………………………………………………………</p><p>　　二、傳動裝置的總體設(shè)計……………………………………………………………………</p><p>　　2.1 傳動方案………………………………………………………………………………</p><p>　　2.2 電動機(jī)選擇類型

5、、功率與轉(zhuǎn)速………………………………………………………</p><p>　　2.3 確定傳動裝置總傳動比及其分配…………………………………………………</p><p>　　2.4 計算傳動裝置各級傳動功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩………………………………………</p><p>　　三、傳動零件的設(shè)計計算……………………………………………………………………</p>

6、<p>　　3.1 V帶傳動設(shè)計……………………………………………………………………………</p><p>　　3.1.1計算功率……………………………………………………………………………</p><p>　　3.1.2帶型選擇……………………………………………………………………………</p><p>　　3.1.3帶輪設(shè)計………………………………………

7、……………………………………</p><p>　　3.1.4驗(yàn)算帶速……………………………………………………………………………</p><p>　　3.1.5確定V帶的傳動中心距和基準(zhǔn)長度………………………………………………</p><p>　　3.1.6包角及其驗(yàn)算………………………………………………………………………</p><p>　　

8、3.1.7帶根數(shù)………………………………………………………………………………</p><p>　　3.1.8預(yù)緊力計算…………………………………………………………………………</p><p>　　3.1.9壓軸力計算…………………………………………………………………………</p><p>　　3.1.10帶輪的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………

9、……</p><p>　　3.2齒輪傳動設(shè)計……………………………………………………………………………</p><p>　　3.2.1選擇齒輪類型、材料、精度及參數(shù)………………………………………………</p><p>　　3.2.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度或齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計…………………………………</p><p>　　3.2.3按齒根彎曲疲勞

10、強(qiáng)度或齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核…………………………………</p><p>　　3.2.4齒輪傳動的幾何尺寸計算…………………………………………………………</p><p>　　四、鑄造減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸………………………………………………………</p><p>　　五、軸的設(shè)計…………………………………………………………………………………</p>&

11、lt;p>　　5.1高速軸設(shè)計………………………………………………………………………………</p><p>　　5.1.1選擇軸的材料………………………………………………………………………</p><p>　　5.1.2初步估算軸的最小直徑……………………………………………………………</p><p>　　5.1.3軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計，初定軸徑及軸向尺寸………………

12、……………………………</p><p>　　5.2中間軸設(shè)計………………………………………………………………………………</p><p>　　5.2.1選擇軸的材料………………………………………………………………………</p><p>　　5.2.2初步估算軸的最小直徑……………………………………………………………</p><p>　　5.2

13、.3軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計，初定軸徑及軸向尺寸……………………………………………</p><p>　　5.3低速軸設(shè)計………………………………………………………………………………</p><p>　　5.3.1選擇軸的材料………………………………………………………………………</p><p>　　5.3.2初步估算軸的最小直徑……………………………………………………………&l

14、t;/p><p>　　5.3.3軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計，初定軸徑及軸向尺寸……………………………………………</p><p>　　5.4校核軸的強(qiáng)度……………………………………………………………………………</p><p>　　5.4.1按彎扭合成校核高速軸的強(qiáng)度……………………………………………………</p><p>　　5.4.2按彎扭合成校核中間軸的

15、強(qiáng)度……………………………………………………</p><p>　　5.4.3按彎扭合成校核低速軸的強(qiáng)度……………………………………………………</p><p>　　六、滾動軸承的選擇和計算…………………………………………………………………</p><p>　　6.1高速軸上的滾動軸承設(shè)計………………………………………………………………</p><

16、p>　　6.1.1軸上徑向、軸向載荷分析…………………………………………………………</p><p>　　6.1.2軸承選型與校核……………………………………………………………………</p><p>　　6.2中間軸上的滾動軸承設(shè)計………………………………………………………………</p><p>　　6.2.1軸上徑向、軸向載荷分析……………………………………

17、……………………</p><p>　　6.2.2軸承選型與校核……………………………………………………………………</p><p>　　6.3低速軸上的滾動軸承設(shè)計………………………………………………………………</p><p>　　6.3.1軸上徑向、軸向載荷分析…………………………………………………………</p><p>　　6.3.2軸

18、承選型與校核……………………………………………………………………</p><p>　　七、聯(lián)軸器的選擇和計算………………………………………………………………………</p><p>　　7.1聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩………………………………………………………………………</p><p>　　7.2許用轉(zhuǎn)速…………………………………………………………………………………</

19、p><p>　　7.3配合軸徑…………………………………………………………………………………</p><p>　　7.4配合長度…………………………………………………………………………………</p><p>　　八、鍵連接的選擇和強(qiáng)度校核………………………………………………………………</p><p>　　8.1高速軸V帶輪用鍵連接…………………

20、………………………………………………</p><p>　　8.1.1選用鍵類型…………………………………………………………………………</p><p>　　8.1.2鍵的強(qiáng)度校核………………………………………………………………………</p><p>　　8.2中間軸與齒輪用鍵連接…………………………………………………………………</p><p&g

21、t;　　8.2.1選用鍵類型…………………………………………………………………………</p><p>　　8.2.2鍵的強(qiáng)度校核………………………………………………………………………</p><p>　　8.3低速軸與齒輪用鍵連接…………………………………………………………………</p><p>　　8.3.1選用鍵類型……………………………………………………………

22、……………</p><p>　　8.3.2鍵的強(qiáng)度校核………………………………………………………………………</p><p>　　8.4低速軸與聯(lián)軸器用鍵連接………………………………………………………………</p><p>　　8.4.1選用鍵類型…………………………………………………………………………</p><p>　　8.4.2鍵的強(qiáng)度

23、校核………………………………………………………………………</p><p>　　九、減速器的潤滑……………………………………………………………………………</p><p>　　9.1齒輪傳動的圓周速度……………………………………………………………………</p><p>　　9.2齒輪的潤滑方式與潤滑油選擇…………………………………………………………</p>

24、;<p>　　9.3軸承的潤滑方式與潤滑劑選擇…………………………………………………………</p><p>　　十、繪制裝配圖及零件工作圖……………………………………………………………</p><p>　　十一、設(shè)計小結(jié)………………………………………………………………………………</p><p>　　十二、參考文獻(xiàn)………………………………………………

25、………………………………</p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　機(jī)械課程設(shè)計的目的</b></p><p>　　課程設(shè)計是機(jī)械設(shè)計課程中的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，也是第一次對學(xué)生進(jìn)行較全面的機(jī)械設(shè)計訓(xùn)練。其目的是：</p><p>　　通過課程設(shè)計，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計課

26、程和其他先修課程的理論和實(shí)際知識，來解決工程實(shí)際中的具體設(shè)計問題。通過設(shè)計實(shí)踐，掌握機(jī)械設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際問題的能力。</p><p>　　培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計的能力，通過傳動方案的擬定，設(shè)計計算，結(jié)構(gòu)設(shè)計，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范及編寫設(shè)計計算說明書等各個環(huán)節(jié)，要求學(xué)生掌握一般機(jī)械傳動裝置的設(shè)計內(nèi)容、步驟和方法，并在設(shè)計構(gòu)思設(shè)計技能等方面得到相應(yīng)的鍛煉。</p><p><b&g

27、t;　　設(shè)計題目</b></p><p>　　設(shè)計運(yùn)送原料的帶式運(yùn)輸機(jī)用的圓柱齒輪減速器。</p><p><b>　　設(shè)計要求</b></p><p>　　根據(jù)給定的工況參數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)碾妱訖C(jī)、選取聯(lián)軸器、設(shè)計V帶傳動、設(shè)計二級齒輪減速器（所有的軸、齒輪、軸承、減速箱體、箱蓋以及其他附件）和與輸送帶連接的聯(lián)軸器。滾筒及運(yùn)輸帶效率=

28、0.94。工作時，載荷有輕微沖擊。室內(nèi)工作，水分和顆粒為正常狀態(tài)，產(chǎn)品生產(chǎn)批量為成批生產(chǎn)，允許總速比誤差<4%，要求齒輪使用壽命為10年，二班工作制，軸承使用壽命不小于15000小時。</p><p><b>　　原始數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　表1 原始數(shù)據(jù)</b></p><p><b>

29、　　設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　確定傳動裝置的類型，畫出機(jī)械系統(tǒng)傳動簡圖。</p><p>　　選擇電動機(jī)，進(jìn)行傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計算。</p><p>　　傳動裝置中的傳動零件設(shè)計計算。</p><p>　　繪制傳動裝置中二級減速器裝配圖一張（A1）。</p><p>　　繪制高速軸、低速

30、大齒輪和箱蓋零件圖各一張（建議A3）。</p><p>　　編寫和提交設(shè)計計算說明書（電子版和紙版）各一份。</p><p>　　表2 電動機(jī)安裝及有關(guān)尺寸主要參數(shù)</p><p><b>　　傳動裝置設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1傳動方案</b></p><p

31、>　　根據(jù)本課程設(shè)計要求，采用一般的二級圓柱齒輪(斜齒)傳動方案，其傳動簡圖如下：</p><p><b>　　圖1 傳動裝置簡圖</b></p><p>　　2.2電動機(jī)選擇類型、功率與轉(zhuǎn)速</p><p>　　表3 電動機(jī)主要參數(shù)</p><p>　　表4 電動機(jī)安裝及有關(guān)尺寸主要參數(shù)</p>&

32、lt;p>　　2.3 確定傳動裝置總傳動比及其分配</p><p>　　1、總傳動比：i總=n電動/n筒=1460/25.510=57.232</p><p><b>　　2、分配各級傳動比</b></p><p>　　根據(jù)表2-4(以下無特殊說明則表格皆為《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》一書表格)分配兩級圓柱齒輪減速器的高速級傳動比與低速級傳動比&

33、lt;/p><p>　　∴i1=6.3 i2=3.55</p><p>　　根據(jù)傳動比關(guān)系式算得：V帶傳動比為：i帶=2.555</p><p>　　2.4 計算傳動裝置各級傳動功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩</p><p>　　1、計算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）(0軸為電動機(jī)軸)</p><p>　　n0=n電機(jī)=1460r/mi

34、n</p><p>　　nI=n0/i帶=1460/2.555=571.429(r/min)</p><p>　　nII=nI/i 1=571.429/6.3=90.703(r/min)</p><p>　　nIII=nII/i 2=90.703/3.55=25.550(r/min)</p><p>　　計算各軸的功率（KW）</p&g

35、t;<p><b>　　輸入功率計算：</b></p><p>　　P0=P工作=8.575KW</p><p>　　PⅠ=P0×η1=8.575×0.95=8.146KW</p><p>　　PⅡ=PI×η2=8.146×0.97=7.823KW</p><p>　

36、　PⅢ=PII×η3=8.146×0.97=7.512KW</p><p>　　PⅣ= PIII×η4=7.823×0.99=7.363 KW</p><p>　　計算各軸扭矩（N·mm）</p><p><b>　　輸入各軸的扭矩：</b></p><p>　　TⅠ=9

37、550PⅠ/nⅠ</p><p>　　=9550×8.146/571.429</p><p>　　=136.140N·m</p><p>　　TⅡ=9550PⅡ/nⅡ</p><p>　　=9550×7.823/90.703</p><p>　　=823.673N·m</p

38、><p>　　TⅢ=9550PⅢ/nⅢ</p><p>　　=9550×7.512/25.550</p><p>　　=2807.812N·m</p><p>　　運(yùn)動和動力參數(shù)的計算數(shù)值可以整理列表備查：</p><p><b>　　傳動零件的設(shè)計計算</b></p>

39、<p><b>　　V帶傳動設(shè)計</b></p><p><b>　　計算功率Pc</b></p><p>　　確定計算功率 Pca </p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》課本附表11.6得工作情況系數(shù)kA=1.3</p><p>　　Pca=KA Ped=1.3×8.575=

40、11.148KW</p><p><b>　　帶型選擇</b></p><p><b>　　選擇普通V帶截型</b></p><p>　　根據(jù)Pca、nI，由《機(jī)械設(shè)計》課本的附圖2.1確定選用B型V帶。</p><p>　　帶輪設(shè)計dd1、dd2</p><p>　　由教材

41、附表2.5a和附表2.7 得，選取小帶輪基準(zhǔn)直徑為D1=139mm，</p><p><b>　　帶的傳動比為：</b></p><p>　　i帶=425/180=3.04</p><p><b>　　驗(yàn)算帶速v</b></p><p>　　V=πD1 nI /（60×1000）</

42、p><p>　　=π×139×1460/（60×1000）</p><p>　　=10.626m/s <Vmax=25~30m/s。</p><p><b>　　帶速合適。</b></p><p>　　取D1=139mm。</p><p>　　從動輪的基準(zhǔn)直徑為D2

43、= i帶 D1=139×2.555=355.145mm</p><p>　　由附表2.7，取D2=362.</p><p>　　確定V帶的傳動中心距a和基準(zhǔn)長度Ld</p><p>　　根據(jù)0.7(D1+ D2)≤a0≤2(D1+ D2)</p><p>　　0.7(139+362)≤a0≤2×(139+362)</

44、p><p>　　所以有：350.7mm≤a0≤1002mm，初步確定中心矩a0=900mm</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》課本式（11.26）得：</p><p>　　Ld’≈2a0+π/2(D1+ D2)+( D2- D1)2/4a0</p><p>　　=2×900+1.57(139+362)+362-139)2/（4×

45、;900）</p><p>　　=2600.783mm</p><p>　　根據(jù)課本附表2.3取Ld=2500mm</p><p>　　根據(jù)課本式（11.27）計算實(shí)際中心矩a </p><p>　　a≈a0+(Ld- Ld’)/2=900+(2500-2600.783)/2</p><p>　　=849.609mm&

46、lt;/p><p><b>　　包角及其驗(yàn)算1</b></p><p>　　α1=1800-( D2-D1)/a×600</p><p>　　=1800-（362-139）/849.609×600</p><p>　　=164.2520>1200（適用）</p><p>&l

47、t;b>　　帶根數(shù)z</b></p><p>　　由nI=14600r/min、D1=139mm、i帶=2.555，</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》課本附表2.5a和附表2.5b得P0=2.788KW（由轉(zhuǎn)速800和轉(zhuǎn)速980插值而得），△P0=0.46KW</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》課本附表2.8得Kα=0.96</p>

48、;<p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》課本附表2.9得KL=1.03</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》課本式（11.29）得</p><p>　　Z= Pca/（（P0+△P0）KαKL）</p><p>　　=11.148/（（2.788+0.46）×0.96×1.03）</p><p><b>　　=

49、3.394</b></p><p><b>　　取Z=4根。</b></p><p><b>　　預(yù)緊力計算F0</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》課本附表2.2查得q=0.17kg/m，由式（11.30）得</p><p>　　F0=500（Pca/ZV）（2.5/Kα-1）+

50、qV2</p><p>　　=[500×（11.148/（10.626×4））×(2.5/0.96-1)+0.17×10.6262]N</p><p><b>　　=229.566N</b></p><p><b>　　壓軸力計算FQ</b></p><p>

51、　　由《機(jī)械設(shè)計》課本式（11.31）得</p><p>　　FQ=2ZF0sin（α1/2）</p><p>　　=2×4×229.566xsin（164.2520/2）</p><p>　　=1819.213N</p><p><b>　　帶輪的結(jié)構(gòu)</b></p><p>

52、;　　表5 帶輪結(jié)構(gòu)尺寸（mm）</p><p>　　V帶輪采用HT200制造，允許最大圓周速度為25m/s。</p><p><b>　　齒輪傳動設(shè)計</b></p><p>　　1）高速級斜齒輪傳動設(shè)計</p><p>　?。?）選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　A.大小

53、齒輪都選用硬齒面。由《機(jī)械設(shè)計》課本附表12.8選大、小齒輪的材料均為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒面硬度為HRC1=HRC2=45。</p><p>　　B.初選7級精度。(GB10095-88)</p><p>　　C.選小齒輪齒數(shù)z1=25，大齒輪齒數(shù)z2=i1 z1=6.3x25=157.25</p><p><b>　　取Z2=157</b

54、></p><p>　　D.初選螺旋角為=150</p><p>　　考慮到閉式硬齒輪傳動失效可能為點(diǎn)蝕，也可能為疲勞折斷，故分別按接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度設(shè)計，分析對比再確定方案。</p><p>　　(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　由d1≥ [2kT1（ZHZE）2(1)/（ [σH]2）]1/3</p>

55、<p>　　A. 確定公式內(nèi)的各計算值</p><p>　?、佥d荷系數(shù)K：試選Kt=1.5</p><p>　　②小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩TI=136.140N·mm</p><p>　?、埤X寬系數(shù)：由《機(jī)械設(shè)計》課本附表12.5選取=1</p><p>　?、軓椥杂绊懴禂?shù)ZE：由《機(jī)械設(shè)計》課本附表12.4查得ZE=189.8&

56、lt;/p><p>　?、莨?jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH：</p><p><b>　　ZH= </b></p><p><b>　　由得</b></p><p>　　=20.646900 （端面壓力角）</p><p>　　=14.076100 （基圓螺旋角）</p><

57、p><b>　　則ZH=2.425</b></p><p><b>　　⑥端面重合度：</b></p><p><b>　　=29.4190</b></p><p><b>　　=22.3400</b></p><p>　　代入上式得=1.670&l

58、t;/p><p>　　⑦接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim：由《機(jī)械設(shè)計》課本附圖12.6按硬齒面查得σHlim1=σHlim2=1000MPa</p><p><b>　?、鄳?yīng)力循環(huán)次數(shù)</b></p><p>　　N1=60n1jLh=60x571.429x1x(2x8x300x10)=1.6457×109</p><p&

59、gt;　　N2= N1/i1=1.6457x109/6.3=2.612x108</p><p>　?、峤佑|疲勞壽命系數(shù)KHN：由《機(jī)械設(shè)計》課本附圖12.4查得KHN1=0.9，KHN2=0.95</p><p>　?、饨佑|疲勞許用應(yīng)力[σH]</p><p>　　通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求（失效概率為1%），選取安全系數(shù)SH=1.0</p>

60、;<p>　　[σH1] =σHlim1 KHN1/SH</p><p>　　=1000×0.9/1.0Mpa</p><p><b>　　=900Mpa</b></p><p>　　[σH2] =σHlim2 KHN2/SH</p><p>　　=1000×0.95/1.0Mpa<

61、;/p><p><b>　　=950Mpa</b></p><p>　　因（[σH1]+ [σH2]）/2=925 Mpa <1.23[σH2]=1168.5MPa，故取[σH]=925 Mpa</p><p><b>　　B.計算</b></p><p>　　(1) 試算小齒輪分度圓直徑d<

62、;/p><p>　　dt1≥ [2kT1（ZHZE）2(1)/（ [σH]2）]1/3</p><p><b>　　=41.236mm</b></p><p>　　(2)計算圓周速度v＝ ＝1.234m/s</p><p><b>　　(3)齒寬b：</b></p><p>　　

63、b=φd dt1=41.236mm</p><p>　　計算齒寬與齒高比b/h：b/h＝＝11.963</p><p>　　(4)計算載荷系數(shù)K：由v＝1.228m/s，查《機(jī)械設(shè)計》課本附圖12.1，K=1.08 由附表12.2查得=1.2，由附表12.2查得使用系數(shù)=1.25</p><p>　　參考附表6.3中6級精度公式，估計>1.34</p&

64、gt;<p><b>　　=1.504</b></p><p>　　由附圖12.2查得徑向載荷分布系數(shù)=1.45</p><p>　　載荷系數(shù)K= K=2.436</p><p>　　(5)按實(shí)際的載荷系數(shù)驗(yàn)算分度圓直徑=48.470mm</p><p>　　模數(shù)：mn=cosxd1/Z1=48.470co

65、s15°/26=1.801mm</p><p>　　3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計</p><p><b>　　確定公式中的參數(shù)</b></p><p><b>　　載荷系數(shù)K</b></p><p>　　=1.2， KA=,1.25 Kv=1.08 =1.45</p>&

66、lt;p><b>　　K=2.349</b></p><p>　　2. 齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa</p><p>　　根據(jù)齒數(shù)Z1=25，Z2=157</p><p>　　當(dāng)量齒數(shù) zv1=z1/cos3β=28.8 Zv2=z2/ cos3β=183</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》課本

67、附表12.6查得</p><p>　　YFa1=2.53 YSa1=1.62</p><p>　　YFa2=2.127 YSa2=1.853</p><p>　　計算螺旋角影響系數(shù)Y：</p><p>　　軸面重合度 ＝0.318 ＝2.215>1，所以取 =1帶入下式運(yùn)算：</p><p>　

68、　Y＝1－1x15°/120 °＝0.723</p><p>　　3.許用彎曲應(yīng)力[σF]</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》課本附圖12-3查得：</p><p>　　KNF1=0.9， KNF2=0.95</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》課本附圖12-5查的：</p><p>　　σFlim1

69、=σFlim2 =500MPa</p><p>　　取安全系數(shù)SF＝1.4</p><p>　　4.計算兩輪的許用彎曲應(yīng)力</p><p>　　[σF]1= σFlim1 KNF1/SF=321.429MPa</p><p>　　[σF]2= σFlim2 KNF2/SF=339.286MPa</p><p>　　5.

70、計算確定YFαYSα/[σF]</p><p>　　YFα1YSα1/[σF]1=0.0128</p><p>　　YFα2YSα2/[σF]2=0.0116</p><p>　　所以選大值YFα1YSα1/[σF]1帶入公式計算</p><p>　　(2)計算齒輪模數(shù)：</p><p><b>　　=1.6

71、97</b></p><p>　　比較兩種強(qiáng)度校核結(jié)果，確定模數(shù)為mn＝2</p><p>　　由于模數(shù)比接觸強(qiáng)度要求的大，要增加齒數(shù)，取小齒輪齒數(shù)Z1=25，則大齒輪齒數(shù)為：Z2=i1Z1=157.5，取Z2=157.</p><p><b>　　4.幾何尺寸計算</b></p><p>　　計算齒輪傳動的

72、中心矩a</p><p>　　a=mn (Z1+Z2)/2cos =2*(31+110)/（2*cos150）=188.41mm</p><p><b>　　取a＝188mm</b></p><p><b>　　修正螺旋角：</b></p><p>　　＝arccos[mn*(z1+z2)/2*a]

73、=14.5140 </p><p>　　計算齒輪分度圓直徑：</p><p>　　d1＝mn*Z1/cos ＝51.648mm</p><p>　　d2＝mn*Z2/cos ＝324.351mm</p><p><b>　　計算齒輪齒寬：</b></p><p>　　b1＝ ＝51.648mm&l

74、t;/p><p>　　調(diào)整后取B1＝57mm ，B2＝52mm</p><p>　　1）低速級斜齒輪傳動設(shè)計</p><p>　?。?）選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　A.大小齒輪都選用硬齒面。由《機(jī)械設(shè)計》課本附表12.8選大、小齒輪的材料均為45鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒面硬度為HRC1=HRC2=45。</p&

75、gt;<p>　　B.初選7級精度。(GB10095-88)</p><p>　　C.選小齒輪齒數(shù)z1=31，大齒輪齒數(shù)z2=i2 z1=3.55x31=110.05</p><p>　　D.初選螺旋角為=150</p><p>　　考慮到閉式硬齒輪傳動失效可能為點(diǎn)蝕，也可能為疲勞折斷，故分別按接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度設(shè)計，分析對比再確定方案。</p&

76、gt;<p>　　(2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　由d1≥ [2kT1（ZHZE）2(1)/（ [σH]2）]1/3</p><p>　　A. 確定公式內(nèi)的各計算值</p><p>　　①載荷系數(shù)K：試選Kt=1.5</p><p>　?、谛↓X輪傳遞的轉(zhuǎn)矩TⅡ=823673N·mm</p>

77、<p>　?、埤X寬系數(shù)：由《機(jī)械設(shè)計》課本附表12.5選取=1</p><p>　?、軓椥杂绊懴禂?shù)ZE：由《機(jī)械設(shè)計》課本附表12.4查得ZE=189.8</p><p>　　⑤節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH：</p><p><b>　　ZH= </b></p><p><b>　　由得</b>&

78、lt;/p><p>　　=20.6470 （端面壓力角）</p><p>　　=14.07670 （基圓螺旋角）</p><p><b>　　則ZH=2.425</b></p><p><b>　?、薅嗣嬷睾隙龋?lt;/b></p><p><b>　　=29.4190&l

79、t;/b></p><p><b>　　=23.5770</b></p><p>　　代入上式得=1.647</p><p>　?、呓佑|疲勞強(qiáng)度極限σHlim：由《機(jī)械設(shè)計》課本附圖12.6按硬齒面查得σHlim1=σHlim2=1000MPa</p><p><b>　?、鄳?yīng)力循環(huán)次數(shù)</b>

80、;</p><p>　　N1=60n1jLh=60x90.703x1x(2x8x300x10)=2.612x108</p><p>　　N2= N1/i1=2.612x108/3.55=7.36x107</p><p>　　⑨接觸疲勞壽命系數(shù)KHN：由《機(jī)械設(shè)計》課本附圖12.4查得KHN1=0.95，KHN2=0.98</p><p>　　

81、⑩接觸疲勞許用應(yīng)力[σH]</p><p>　　通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求（失效概率為1%），選取安全系數(shù)SH=1.0</p><p>　　[σH1] =σHlim1 KHN1/SH</p><p>　　=1000×0.95/1.0Mpa</p><p><b>　　=950Mpa</b><

82、/p><p>　　[σH2] =σHlim2 KHN2/SH</p><p>　　=1000×0.98/1.0Mpa</p><p><b>　　=980Mpa</b></p><p>　　因（[σH1]+ [σH2]）/2=965 Mpa <1.23[σH2] ，故取[σH]=965 Mpa</p&g

83、t;<p><b>　　B.計算</b></p><p>　　(1) 試算小齒輪分度圓直徑d</p><p>　　dt1≥ [2kT1（ZHZE）2(1)/（ [σH]2）]1/3</p><p><b>　　=75.912mm</b></p><p>　　(2)計算圓周速度v＝ ＝0

84、.361m/s</p><p><b>　　(3)齒寬b：</b></p><p>　　b=φd dt1=75.912mm</p><p>　　計算齒寬與齒高比b/h：b/h＝＝11.96</p><p>　　(4)計算載荷系數(shù)K：由v＝0.361m/s，查《機(jī)械設(shè)計》課本附圖12.1，K=1.02 由附表12.2查得

85、=1.2，由附表12.2查得使用系數(shù)=1.25</p><p>　　參考附表6.3中6級精度公式，估計>1.34</p><p><b>　　=1.510</b></p><p><b>　　取=1.55</b></p><p>　　由附圖12.2查得徑向載荷分布系數(shù)=1.3</p>

86、;<p><b>　　載荷系數(shù)</b></p><p>　　(5)按實(shí)際的載荷系數(shù)驗(yàn)算分度圓直徑=88.441mm</p><p>　　模數(shù)：mn=cosxd1/Z1=88.441cos15°/26=3.286mm</p><p>　　3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計</p><p><b>

87、　　確定公式中的參數(shù)</b></p><p><b>　　載荷系數(shù)K</b></p><p>　　=1.2， KA=1.25 ，Kv=1.02 =1.3</p><p>　　K=1.25x1.02x1.2x1.3=1.989</p><p>　　2. 齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa</p>

88、<p>　　根據(jù)齒數(shù)Z1=31，Z2=110</p><p>　　當(dāng)量齒數(shù) zv1=z1/cos3β=28.8</p><p>　　Zv2=z2/ cos3β=102.083</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》課本附表12.6查得</p><p>　　YFa1=2.53 YSa1=1.62</p><p&

89、gt;　　YFa2=2.178 YSa2=1792</p><p>　　計算螺旋角影響系數(shù)Y：</p><p>　　軸面重合度 ＝0.318 ＝2.215>1，所以取 =1帶入下式運(yùn)算：</p><p>　　Y＝1－1x15°/120 °＝0.875</p><p>　　3.許用彎曲應(yīng)力[σF]</

90、p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》課本附圖12-3查得：</p><p>　　KNF1=0.90， KNF2=0.95</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》課本附圖12-5查的：</p><p>　　σFlim1=σFlim2 =500MPa</p><p>　　取安全系數(shù)SF＝1.4</p><p>　

91、　4.計算兩輪的許用彎曲應(yīng)力</p><p>　　[σF]1= σFlim1 KNF1/SF=321.429MPa</p><p>　　[σF]2= σFlim2 KNF2/SF=339.286MPa</p><p>　　5.計算確定YFαYSα/[σF]</p><p>　　YFα1YSα1/[σF]1=0.0128</p>

92、<p>　　YFα2YSα2/[σF]2=0.0115</p><p>　　所以選大值YFα1YSα1/[σF]1帶入公式計算</p><p>　　(2)計算齒輪模數(shù)：</p><p><b>　　=3.133</b></p><p>　　比較兩種強(qiáng)度校核結(jié)果，確定模數(shù)為mn＝3.5</p>&l

93、t;p><b>　　4.幾何尺寸計算</b></p><p>　　計算齒輪傳動的中心矩a</p><p>　　a=mn (Z1+Z2)/2cos =3.5*(31+110)/（2*cos150）=257.88m</p><p><b>　　取a＝258mm</b></p><p><b&

94、gt;　　修正螺旋角：</b></p><p>　?。絘rccos[mn*(z1+z2)/2*a]=14.7840 </p><p>　　計算齒輪分度圓直徑：</p><p>　　d1＝mn*Z1/cos ＝124.11mm</p><p>　　d2＝mn*Z2/cos ＝390.94mm</p><p>

95、<b>　　計算齒輪齒寬：</b></p><p>　　b1＝ ＝95.12mm</p><p>　　調(diào)整后取B2＝95mm，B1＝100mm</p><p>　　表6 高速級齒輪幾何尺寸</p><p>　　表7 低速級齒輪幾何尺寸</p><p>　　鑄造減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸</p&

96、gt;<p>　　表8 鑄造減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸計算結(jié)果</p><p><b>　　軸的設(shè)計</b></p><p><b>　　高速軸設(shè)計</b></p><p><b>　　1、按扭矩初算軸徑</b></p><p>　　選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217~255

97、HBS</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》課本9.14式，并查表10-2，取A=110</p><p>　　d≥110 (8.146/571.429)1/3mm=26.67mm</p><p>　　2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，初選軸承</p><p>　　（1）軸上零件的定位，固定和裝配</p><p>　　有一個鍵槽，d≥2

98、6.67*（1+3%）=27.47，取裝帶輪處軸徑=30mm，按軸的結(jié)構(gòu)要求，取軸承處軸徑d=35mm。根據(jù)軸的直徑初選軸承，由書附表13-1，選定圓錐滾子軸承，選定軸承30207，軸承參數(shù)如下：內(nèi)徑d=35mm，外徑D=72mm，T=18.25mm，B=17mm， e=0.37，Y=1.6，Cr=54KN。</p><p>　?。?）確定軸各段直徑和長度</p><p>　　整個軸的設(shè)計

99、結(jié)構(gòu)尺寸簡圖可見A1圖:</p><p><b>　　中間軸設(shè)計</b></p><p><b>　　1、按扭矩初算軸徑</b></p><p>　　選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》課本9.14式，并查表10-2，取A=110</p>&l

100、t;p>　　d≥110 (7.823/90.703)1/3mm=48.6mm</p><p>　　2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，初選軸承</p><p>　?。?）軸上零件的定位，固定和裝配</p><p>　　由于有一個鍵槽，d≥48.6（1+3%）=50.058mm取裝軸承處軸徑=55mm，根據(jù)軸的直徑初選軸承，由書附表13-1，選定圓錐滾子軸承，由軸頸d=55mm選

101、定軸承30211，軸承參數(shù)如下：內(nèi)徑d=55mm，外徑D=100mm，T=22.75mm，B=21mm，e=0.4，Y=1.5，Cr=90.8KN，</p><p>　?。?）確定軸各段直徑和長度</p><p>　　整個軸的設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸可見A1圖</p><p><b>　　低速軸設(shè)計</b></p><p><

102、b>　　1、按扭矩初算軸徑</b></p><p>　　選用45#調(diào)質(zhì)，，許用應(yīng)力[σ-1]b=60MPa</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》課本9.14式，并查表10-2，取A=110</p><p>　　d≥110 (7.512/25.550)1/3mm=73.144mm</p><p>　　2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，初選軸承

103、</p><p>　　（1）軸上零件的定位，固定和裝配</p><p>　　由于有3個鍵槽，則d≥72.4（1+3%）=74.572mm，取安裝聯(lián)軸器處軸徑=75mm，按軸的結(jié)構(gòu)要求，取軸承處軸徑d=80mm。根據(jù)軸的直徑初選軸承，由書附表13-1，選定圓錐滾子軸承，選定軸承30216，軸承參數(shù)如下：內(nèi)徑d=80mm，外徑D=140mm，T=28.25mm，B=26mm， e=0.42，Y

104、=1.4，Cr=180KN</p><p>　?。?）確定軸各段直徑和長度</p><p>　　整個軸的設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸簡圖可見A1圖</p><p><b>　　校核軸的強(qiáng)度</b></p><p>　　按彎扭合成校核高速軸的強(qiáng)度</p><p>　　1.繪出軸的計算簡圖</p>&l

105、t;p>　　LAB=67.5mm，LBC152mm，LCD=95mm</p><p>　　2.計算作用在軸上的力</p><p><b>　　小齒輪受力分析</b></p><p>　　圓周力 Ft1＝5271.64N</p><p>　　徑向力 Fr1＝1981.97N</p><

106、p>　　軸向力 Fa1＝Ft1tan =1364.71N</p><p>　　帶傳動作用在軸上的壓力為Q＝1819.213N</p><p><b>　　3.作彎矩圖</b></p><p>　　4.扭矩計算： T=136.140N*mm</p><p>　　5.當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，取系

107、數(shù) \* MERGEFORMAT ＝0.6</p><p>　　6.按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　由于軸材料選擇45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得 \* MERGEFORMAT =650MPa， \* MERGEFORMAT ，[ \* MERGEFORMAT ]=30MPa。</p><p>　　B,C為危險截面， McaB=216.042N.m

108、, McaC=216.65 N.m</p><p>　　σ=Mca/（0.1d3）代入求得</p><p>　　σcaB=39.48<</p><p>　　σcaC=30.25<</p><p><b>　　所以，軸強(qiáng)度足夠。</b></p><p>　　圖4 高速軸的受力、彎矩、合成

109、彎矩、轉(zhuǎn)矩、計算彎矩圖</p><p>　　按彎扭合成校核中間軸的強(qiáng)度</p><p><b>　　1.大齒輪受力分析</b></p><p>　　圓周力 Ft2=Ft1=6552.2N</p><p>　　徑向力 Fr2＝Fr1＝2468.1N</p><p>　　軸向力 Fa

110、2＝Fa1=1746.4N</p><p>　　2. 小齒輪受力分析</p><p>　　圓周力 Ft3＝（2*T/d）=17502.6 N</p><p>　　徑向力 Fr3＝＝6580.43N</p><p>　　軸向力 Fa3＝Ft3tan =4531.04N</p><p>　　3.扭矩計算：

111、 T=823.673N*mm</p><p><b>　　4. 作彎矩圖</b></p><p>　　5.當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，取系數(shù) ＝0.6</p><p>　　6.按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　由于軸材料選擇45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得 =650MPa， ，[ ]=30MPa&l

112、t;/p><p>　　B C 處為危險截面，McaB=1717.10N.m ，McaC=2172.94 N.m</p><p>　　σ=Mca/（0.1d3）</p><p>　　代入得，σcaB=50.06<,σcaC=26.06<</p><p><b>　　所以強(qiáng)度足夠。</b></p>&

113、lt;p>　　按彎扭合成校核低速軸的強(qiáng)度</p><p><b>　　小齒輪受力分析</b></p><p>　　圓周力 Ft4= Ft3=17502N，徑向力 Fr4= Fr3=6580.43N，</p><p>　　軸向力 Fa4＝Fa3=4531.04N</p><p><b>　

114、　3.作彎矩圖</b></p><p>　　4.扭矩計算： T=2807.812N*mm</p><p>　　當(dāng)扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，取系數(shù) ＝0.6</p><p>　　6.按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　由于軸材料選擇45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得許用應(yīng)力[σ-1]b=60MPa 。 </p

115、><p>　　B出為危險截面，該處的計算應(yīng)力為:</p><p>　　McaB=2112.12N.m</p><p>　　σ=Mca/（0.1d3）</p><p>　　σcaB=21.121<[σ-1]</p><p><b>　　所以軸強(qiáng)度足夠。</b></p><p&g

116、t;　　滾動軸承的選擇和計算</p><p>　　高速軸上的滾動軸承設(shè)計</p><p>　　軸上徑向、軸向載荷分析</p><p>　　計算軸承的徑向載荷：</p><p>　　FR1=(FAH2+FAV2)1/2=4306.4N</p><p>　　FR2=(FAH2+FAV2)1/2=3222.3N</p&

117、gt;<p><b>　　軸承選型與校核</b></p><p><b>　　軸承選型與安裝方式</b></p><p>　　選擇30207圓錐滾子軸承，正裝。</p><p>　　查表得Cr=54kN </p><p>　　e=0.37 Y=1.6 </p&g

118、t;<p>　　軸承內(nèi)部軸向力與軸承載荷計算</p><p>　　兩軸的派生軸向力為：</p><p>　　SA= FRA /2Y= 1345.5N</p><p>　　SB= FRB/2Y =1007N</p><p>　　因?yàn)镕a + SB=2371.4＞ SA</p><p>　　所以，軸承A被壓緊

119、，軸承B被放松。</p><p>　　軸承A的軸向力FA= SB+Fa=2371.4N</p><p>　　軸承B的軸向力FB= SB=1007N</p><p><b>　　軸承當(dāng)量載荷</b></p><p><b>　　計算軸承當(dāng)量載荷</b></p><p><

120、b>　　軸承A：</b></p><p>　　FA/ FRA =0.55>e</p><p>　　所以：X1=0.4，Y1=1.6</p><p><b>　　軸承B：</b></p><p>　　FB/ FRB=0.31<e</p><p>　　所以：X2=1，Y2

121、=0</p><p>　　因?yàn)楣ぷ鬏d荷有輕微沖擊，所以取載荷系數(shù)為fP=1.2</p><p>　　所以，軸承A的當(dāng)量工作載荷 PA=fP(X FRA+YFA)=6619N</p><p>　　軸承B的當(dāng)量工作載荷 PB=fP(X FRB+YFB)=3866.4N</p><p>　　因此取P=PA=6657N來校核軸承的壽命</p&g

122、t;<p><b>　?。?）軸承壽命校核</b></p><p>　　Lh=106/60n1(Cr/ PA)=31280.3h＞15000h</p><p><b>　　故所選軸承合適。</b></p><p>　　中間軸上的滾動軸承設(shè)計</p><p>　　軸上徑向、軸向載荷分析&

123、lt;/p><p>　　計算軸承的徑向載荷：</p><p>　　FRA=(FAH2+FAV2)1/2=4338.81N</p><p>　　FRB=(FAH2+FAV2)1/2=11148.15N</p><p>　　軸向載荷Fa2=1364.71N</p><p>　　Fa3 =4531.04N</p>

124、<p><b>　　軸承選型與校核</b></p><p><b>　　軸承選型與安裝方式</b></p><p>　　選擇30211圓錐滾子軸承，反裝。</p><p>　　查表得Cr=90.8kN e=0.4 Y=1.5</p><p>　　軸承內(nèi)部軸向力與軸承載荷計算<

125、/p><p>　　兩軸的派生軸向力為：</p><p>　　SA= FRA /2Y= 1446.27N</p><p>　　SB= FRB/2Y =3716.05N</p><p>　　因?yàn)镕a + SA＞ SB</p><p>　　所以，軸承B被壓緊，軸承A被放松。</p><p>　　軸承A的軸

126、向力FA= SA=1446.27N</p><p>　　軸承B的軸向力FB= SA+Fa3- Fa2=4612.6N</p><p><b>　?。?）軸承當(dāng)量載荷</b></p><p><b>　　軸承A：</b></p><p>　　FA/ FRA =0.33＜e</p><

127、;p>　　所以：X1=1，Y1=0</p><p><b>　　軸承B：</b></p><p>　　FB/ FRB=0.41＞e</p><p>　　所以：X2=0.4，Y2=1.5</p><p>　　因?yàn)楣ぷ鬏d荷有輕微沖擊，所以取載荷系數(shù)為fP=1.2</p><p><b>

128、;　　所以，</b></p><p>　　軸承A的當(dāng)量工作載荷 PA=fP(X FRA+YFA)=5206.57 N</p><p>　　軸承B的當(dāng)量工作載荷 PB=fP(X FRB+YFB)=13653.79N</p><p>　　因此取P=PB=13653.79 N來校核軸承的壽命</p><p><b>　?。?）

129、軸承壽命校核</b></p><p>　　Lh=106/60n1(Cr/ PB)=101625.46 h＞15000h</p><p><b>　　故所選軸承合適。</b></p><p>　　低速軸上的滾動軸承設(shè)計</p><p>　　軸上徑向、軸向載荷分析</p><p>　　計算

130、軸承的徑向載荷：</p><p>　　FRA=(FAH2+FAV2)1/2=10741.11N</p><p>　　FRB=(FAH2+FAV2)1/2=9003.06N</p><p>　　軸向載荷Fa=Fa4=4531.04N</p><p><b>　　軸承選型與校核</b></p><p>

131、;<b>　　軸承選型與安裝方式</b></p><p>　　選擇30216圓錐滾子軸承，正裝。</p><p>　　查表得Cr=180kN </p><p>　　e=0.42 Y=1.4 </p><p>　　軸承內(nèi)部軸向力與軸承載荷計算</p><p>　　兩軸的派生軸向力為：&

132、lt;/p><p>　　SA= FRA /2Y= 3836.11N</p><p>　　SB= FRB/2Y =3215.38N</p><p>　　所以，軸承B被壓緊，軸承A被放松。</p><p>　　軸承A的軸向力FA= SA =3836.11N</p><p>　　軸承B的軸向力FB= 8367.15N</