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高速斜齿轮低速直齿轮二级减速器设计【全套CAD图纸和毕业答辩论文】

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目         录


1.目录---------------------------------------------------2

2.摘要---------------------------------------------------4

3.任务书-------------------------------------------------5

4.传动方案的拟定-----------------------------------------6

4.1拟定传动方案--------------------------------------------6

  4.2确定减速器结构和零部件类型------------------------------6

5.电机的选择及传动装置的运动和动力参数的计算-------------7

  5.1电机类型和结构形式的选择--------------------------------7

5.2选择电机的容量------------------------------------------7

5.3确定电机转速--------------------------------------------7

5.4 传动比分配----------------------------------------------8

5.5 传动装置各轴的运动和动力参数----------------------------9

6.传动零件的设计计算-------------------------------------11

6.1高速级齿轮的设计计算------------------------------------11

6.2低速级齿轮的设计计算------------------------------------16

7.轴的计算-----------------------------------------------24

  7.1高速轴的计算--------------------------------------------24

7.2中间轴的计算--------------------------------------------27

7.3低速轴的计算--------------------------------------------30

8.键连接的选择和计算-------------------------------------31

8.1 高速轴(I轴)上键的选择及校核--------------------------31

8.2 中间轴(II轴)上键的选择及校核-------------------------31

8.3 高速轴(III轴)上键的选择及校核------------------------32

9.滚动轴承的选择和计算-----------------------------------33

10.联轴器的选择和计算-------------------------------------36

11.参考资料-----------------------------------------------37



2摘  要


机械设计课程设计主要是培养理论联系实际的设计思想。

本次设计包括的主要内容有:决定传动装置的总体设计方案;选择电动机;计算传动装置的运动和动力参数;传动零件、轴的设计计算;轴承、联接件、润滑密封和联轴器及校验计算;机体结构及其附件的设计;绘制装配图及零件工作图;编写计算说明书以及进行设计答辩。

设计的一般过程为:首先明确设计任务,制定设计任务书;其次,提供方案并进行评价;再次,按照选定的方案进行各零部件的总体布置,运动学和零件工作能力计算,结构设计和绘制总体设计图;然后,根据总体设计的结果,考虑结构工艺性等要求,绘出零件工作图;然后,审核图纸;最后,整理设计文件,编写说明书。


3.设计任务书

1、设计题目    (高速斜齿轮低速直齿轮)二级减速器 

2、主要内容    

(1)决定传动装置的总体设计方案;

(2)选择电动机,计算传动装置的运动和动力参数;

(3)传动零件以及轴的设计计算;轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择及校验计算;

(4)机体结构及其附件的设计;

(5)绘制装配图及零件图;编写计算说明书并进行设计答辩。

3、具体要求

(1)原始数据:运输带线速度v = 2.0(m/s)

                运输带拉力F = 3000(N)

卷筒直径D = 700    (mm)

(2)工作条件:

三班制  一年250天 工作10年  轴承之类的更换件按5000h算   

4、完成后应上交的材料

(1)机械设计课程设计计算说明书;

(2)减速器装配图一张;

(3) 两张a3零件图

5、推荐参考资料

(1)西华大学机械工程与自动化学院机械基础教学部编.机械设计课程设计指导书,2006

(2)濮良贵.机械设计(第八版).北京:高等教育出版社,2006


4.传动方案的拟定

机器一般由原动机、传动机、工作机组成。传动装置在原动机和工作机之间传递运动和动力,并籍以改变运动的形式、速度大小和转矩大小。传动装置一般包括传动件(齿轮传动、带传动、链传动等)和支承件(轴、轴承和机体等)两部分。它的重量和成本在机器中占很大的比例,其性能和质量对机器的工作影响也很大。因此合理设计传动方案具有重要意义。

4.1拟定传动方案

根据设计要求,拟定了如下两种传动方案:一种方案是电机-联轴器-减速器-带式传动机;一种方案是电机-带轮-减速器-联轴器-带式传动机。考虑到电机输出转度较大而工作所需要的转速较低,他们之间存在较大的减速比,这样会大大增加减速器的结构尺寸和材料使用。选定方案一电机-联轴器-减速器-带式传动机其布置形式如图4.1所示。


图4.1 传动方案:电机-带轮-减速器-联轴器-带式传动机

4.2确定减速器结构和零部件类型

(1)选定减速器传动级数

传动级数根据工作机转速机要求,由传动件类型、传动比以及空间位置尺寸要求而定。在本传动方案中,选择圆柱齿轮传动,为了使机构尺寸和重量较小,当减速器传动比i大于8是,宜采用二级以上齿轮传动型式。考虑到降速有一定的降速能力,本机构选用二级齿轮减速器。

(2)选定齿轮类型

选定直齿轮

(3)选定轴承类型和布置形式

     一般减速器都用滚动轴承,大型减速器也用滑动轴承的。轴承类型由载荷和转速决定。考虑到本次设计当中,轴承所受载荷不是很大,且受到一定的轴向力,选角接触球轴承较为合理。在确定轴承的布置时,考虑同一轴线上的两个安装孔能够一次加工完成和轴的轴向精度要求不高,轴承采用面靠面布置。

(4)决定减速器机体结构

通常没有特殊要求是,齿轮减速器机体都采用沿齿轮轴线水平剖分的结构,以便装配。

(5)选择联轴器类型


内容简介:
1课程设计(高速斜齿轮低速直齿轮)二级减速器 2目 录1.目录-2.摘要-43.任务书-54.传动方案的拟定-64.1 拟定传动方案-64.2 确定减速器结构和零部件类型-65.电机的选择及传动装置的运动和动力参数的计算-75.1 电机类型和结构形式的选择-75.2 选择电机的容量-75.3 确定电机转速-75.4 传动比分配-85.5 传动装置各轴的运动和动力参数-96.传动零件的设计计算-116.1 高速级齿轮的设计计算-116.2 低速级齿轮的设计计算-167.轴的计算-247.1 高速轴的计算-247.2 中间轴的计算-277.3 低速轴的计算-308.键连接的选择和计算-3138.1 高速轴(I 轴)上键的选择及校核-318.2 中间轴(II 轴)上键的选择及校核-318.3 高速轴(III 轴)上键的选择及校核-329.滚动轴承的选择和计算-3310.联轴器的选择和计算-3611.参考资料-3742 摘 要机械设计课程设计主要是培养理论联系实际的设计思想。本次设计包括的主要内容有:决定传动装置的总体设计方案;选择电动机;计算传动装置的运动和动力参数;传动零件、轴的设计计算;轴承、联接件、润滑密封和联轴器及校验计算;机体结构及其附件的设计;绘制装配图及零件工作图;编写计算说明书以及进行设计答辩。设计的一般过程为:首先明确设计任务,制定设计任务书;其次,提供方案并进行评价;再次,按照选定的方案进行各零部件的总体布置,运动学和零件工作能力计算,结构设计和绘制总体设计图;然后,根据总体设计的结果,考虑结构工艺性等要求,绘出零件工作图;然后,审核图纸;最后,整理设计文件,编写说明书。53.设计任务书1、设计题目 (高速斜齿轮低速直齿轮)二级减速器 2、主要内容 (1)决定传动装置的总体设计方案;(2)选择电动机,计算传动装置的运动和动力参数;(3)传动零件以及轴的设计计算;轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择及校验计算;(4)机体结构及其附件的设计;(5)绘制装配图及零件图;编写计算说明书并进行设计答辩。3、具体要求(1)原始数据:运输带线速度 v = 2.0(m/s)运输带拉力 F = 3000(N)卷筒直径 D = 700 (mm)(2)工作条件:三班制 一年 250 天 工作 10 年 轴承之类的更换件按 5000h 算 4、完成后应上交的材料(1)机械设计课程设计计算说明书;(2)减速器装配图一张;(3) 两张 a3 零件图5、推荐参考资料(1)西华大学机械工程与自动化学院机械基础教学部编.机械设计课程设计指导书,2006(2)濮良贵.机械设计(第八版).北京:高等教育出版社,200664.传动方案的拟定机器一般由原动机、传动机、工作机组成。传动装置在原动机和工作机之间传递运动和动力,并籍以改变运动的形式、速度大小和转矩大小。传动装置一般包括传动件(齿轮传动、带传动、链传动等)和支承件(轴、轴承和机体等)两部分。它的重量和成本在机器中占很大的比例,其性能和质量对机器的工作影响也很大。因此合理设计传动方案具有重要意义。4.1 拟定传动方案根据设计要求,拟定了如下两种传动方案:一种方案是电机-联轴器-减速器-带式传动机;一种方案是电机-带轮-减速器-联轴器-带式传动机。考虑到电机输出转度较大而工作所需要的转速较低,他们之间存在较大的减速比,这样会大大增加减速器的结构尺寸和材料使用。选定方案一电机-联轴器-减速器-带式传动机其布置形式如图 4.1 所示。图 4.1 传动方案:电机-带轮-减速器-联轴器-带式传动机4.2 确定减速器结构和零部件类型(1)选定减速器传动级数传动级数根据工作机转速机要求,由传动件类型、传动比以及空间位置尺寸要求而定。在本传动方案中,选择圆柱齿轮传动,为了使机构尺寸和重量较小,当减速器传动比 i 大于 8 是,宜采用二级以上齿轮传动型式。考虑到降速有一定的降速能力,本机构选用二级齿轮减速器。(2)选定齿轮类型选定直齿轮(3)选定轴承类型和布置形式一般减速器都用滚动轴承,大型减速器也用滑动轴承的。轴承类型由载荷和转速决定。考虑到本次设计当中,轴承所受载荷不是很大,且受到一定的轴向力,选角接触球轴承较为合理。在确定轴承的布置时,考虑同一轴线上的两个安装孔能够一次加工完成和轴的轴向精度要求不高,轴承采用面靠面布置。(4)决定减速器机体结构通常没有特殊要求是,齿轮减速器机体都采用沿齿轮轴线水平剖分的结构,以便装配。(5)选择联轴器类型由于本机构只需要在低速级安装联轴器,所以选择可移式刚性联轴器。联 轴 器 电 动 机减 速 器联 轴 器滚 筒 v输 送 带75.电机的选择及传动装置的运动和动力参数的计算5.1 电机类型和结构形式的选择由于直流电机需要直流电源,结构较复杂,价格较高,维护比较不便,因此选择交流电动机。我国新设计的 Y 系列三相笼型异步电机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机,其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便,适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上,如金属切削机床、运输机、风机、搅拌机等,由于启动性能较好,也适用于某些要求启动转矩较高的机械,如压缩机等。在这里选择三相笼式异步交流电机,封闭式结构,电压 380V,Y 型。5.2 选择电机的容量本次设计为设计不变(或变化很小)下长期连续运行的机械,只有所选电机的额功率 Ped 等于或稍大于所需的电动机工作功率 Pd,即 Ped P d ,电动机在工作时就不会过热,通常就不必校验发热和启动力矩。电动机传动装置的运动和动力参数计算公式引自【1】第 1220 页电机所需工作功率按式(1)为kwwd由式 = kwwP10Fv因此 ad设: 为联轴器的效率。 =0.99联 轴 器 联 轴 器对滚动轴承效率。 =0.99轴 承 轴 承为 7 级齿轮传动的效率。 =0.98齿 轮 齿 轮输送机滚筒效率。 =0.96滚 筒 滚 筒估算传动系统的总效率:工作机所需的2422420.9.0.98.60.8齿 轮联 轴 器 轴 承 滚 筒电动机功率为:kw30.6718dFvP5.3 确定电机转速卷筒工作转速为 8r/min6016012.54.603.7vnD按表 1 推荐的传动比合理范围,取二级圆柱齿轮减速器的传动比 =8-40,则总传动比合理范2i围为 =8-40,故电机转速的可选择范围为ir/min8405.643.821dan符合这一范围的同步转速为 1500r/min,3000r/min.根据容量和转速,由有关手册查出有两种适合的电机型号,因此有两种传动方案,如下页表一。表一电机转速r/min方案电动机型号额定功率kwedP同步转速满载转速1 Y160M-6 7.5 1000 9702 Y132M-4 7.5 1500 1440综合考虑电机和传动装置的尺寸,重量,价格,减速器的传动比,可见第 2 中方案比较合理,因此选择电机型号 Y160M-6,其主要性能表二。表二型号额定功率KW同步转速r/min满载转速r/min堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y160M-6 7.5KW 1000 970 2.0 2.05.4 传动比分配电机型号 Y160M-6,满载时转速 nm=970r/min.(1)总传动比 9701.654.ai(2)分配传动装置传动比:减速器的传动比为: 7.ai(3) 分配减速器的各级传动比按展开式布置,考虑润滑条件,为使两级大齿轮直径相近,由经验公式:21)4.3(ii取 25.且有: 21i9得 14.896i2375.5 传动装置各轴的运动和动力参数(1)各轴转速由式(9)-(10) 轴: r/min1097mni轴: r/min128.124.6i轴: r/min2395.0.7ni卷筒轴: r/min43.6(2)各轴输入功率:由式(12)-(15)轴: kw1 .970.723ddP联 轴 器 联 轴 器轴: kw212160.986.7013P 齿 轮轴 承轴: kw335齿 轮轴 承(3)各输入转矩由式(16-21)电动机轴输出转矩: N.m6.9795058.10ddmpTn到轴输入转矩:轴: 11 .2396.47Nm轴: 22 .01505.8pTn轴: 336.9937.204Nm运动和动力参数计算结果整理如表四:表四 传动装置各轴运动参数和动力参数表10项目轴号 功率 kw转速 minr转矩 mNT传动比0 轴 6.977 970 68.691 1轴 6.90723 970 68.004 4.896轴 6.7013 198.12 323.023轴 6.50169 54.60 1137.203.627116.传动零件的设计计算6.1 高速级齿轮的设计计算1)确定齿轮类型两齿轮均为标准圆柱斜齿轮2)材料选择材料选择 由表(10-1)选择小齿轮材料为 40Cr(调质) ,硬度为 280 HBS,大齿轮材料为 45 钢(调质) ,硬度为 240 HBS,二者硬度差为 40 HBS。)运输机为一般工作机器,速度不高,故选用 7 级精度4)初选小齿轮的齿数 , ,选124Z14.8962=17.504iZ217Z5)选取螺旋角。初选螺旋角 2按齿面接触强度设计按式(1021)试算,即 321)(12HEdtt ZuTk)确定公式内的各计算数值()试选 6.tK()由图 10-30,选取区域系数 43.2HZ()由图 10-26 查得 78.0112.65()计算小齿轮传递的转矩 411 .9072395068.46.810mpTNn()由表 10-7 选取齿宽系数 1d()由表 10-6 查得材料的弹性影响系数 2/18.9MPaZE()由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ,大齿轮的接触PaH60lim疲劳强度极限 lim250HMPa()由式 10-13 计算应力循环次数 9160971.10hNnjL(j 为齿轮转一圈,同一齿面啮合次数; 为工作寿命hl三班制,一年 250 天,工作 10 年,轴承之类的更换件按 5000h 算 )992.10/4.86.541012()由图 10-19 查得接触疲劳强度寿命系数 90.1HNK95.2HN()计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为%,安全系数为 S=1,由式 10-12 得:MPaSKHNH54069.01lim1 .25.2li2 PaaHH 5.31/).40(/)(21 )计算()试算小齿轮分度圆直径 ,由计算公式得td1231 2432().68105.96.43189.549.2tHEtdkTuZm()计算圆周速度 149.3270.38/6061tdnv ms()计算齿宽 b 及模数 nt149.32.dt1coscos1.935tntmmZ2.54.86/493/8610nthb()计算纵向重合度 903.14tan23.tan1.0 Zd()计算载荷系数 K已知使用系数 A根据 ,7 级精度,由图 10-8 查得动载荷系数smv/2.1 1.VK由表 10-4 查得13231.20.8(.6)0.1149.2.514HdKb 由图 10-13 查得 .34F假定 ,由表 10-3 查得10/AtNmb 4.1FHK故载荷系数 152.36AVHK()按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,由式 10-10a 得331/49.2.64/17ttd m()计算模数 nm1cos56.7cos12.74nZ3按齿根弯曲强度设计由式 10-17, 321csFSdn YZKTm)确定计算参数()计算载荷系数 .4.52.364AVFK()根据纵向重合度 ,从图 10-28 查得螺旋角影响系数90318.0Y()计算当量齿数 1332426.7cos18.0VZ()查取齿形系数14由表 10-5 查得 592.1FaY.15Fa(5)查取应力校正系数由表 10-5 查得 6.S2.738Sa()由图 10-20C 查得,小齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPaFE501大齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPFE02()由图查得弯曲疲劳强度寿命系数 85.01FNK8.02()计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S1.4,由式得 MPaFEF57.304.151SKN86.2.822()计算大小齿轮的 FSaY12.591.60.337.8.5FaSFY大齿轮的数据大)设计计算 42322.6.810.cos140.6351.65nm m对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模n15数,取 2mm,已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度,须按接触疲劳强度算得nm的分度圆直径 来计算应有的齿数。于是有156.7dm1coscos142.5nZ取 ,则12721.89673.192iZ4几何尺寸计算)计算中心距 12()(2)6.coscos4nma m将中心距圆整为 164mm)按圆整后的中心距修正螺旋角 12()(2713)arcsarcs.1846nZ因 值改变不多,故参数 、 、 等不必修正。KHZ)计算大、小齿轮的分度圆直径 12725.0cos4.831.3.nZmdm)计算齿轮宽度 15.70.db圆整后取 ;2Bm16齿轮参数表名 称 计 算 公 式 结 果 /mm模数 m 2Z1 27齿数Z2 132压力角 n20d1 55.70分度圆直径d2 272.30齿顶圆直径 naamh*211259.7630ad16齿根圆直径 nff mhd*2211250.763fd中心距 cos)(1za164齿 宽 mb)05(2121560b6.2 低速级齿轮的设计计算1 选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数。1)根据传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。2)运输机为一般工作机器,速度不高,选用 7 级精度(GB10095-88)3)材料选择 由表(10-1)选择小齿轮材料为 40Cr(表面淬火) ,硬度为 48-55HRC,大齿轮材料为 40Cr(调质) ,硬度为 280 HBS4)初选小齿轮齿数 , 。取124Z13.628.04Z287Z2 按齿面接触强度设计按设计计算公式(10-9a) 2231.*()t Ht dKTud(1)确定公式内各计算数值1)试选 1.3tK2)计算小齿轮转矩526.701395052.=3.21098pTNmn3)由表 10-7 选取齿宽系数 .d4)由表 10-6 查取材料弹性影响系数 1289.EaZMp5)由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ;大齿轮lim190HaMp的接触疲劳强度 lim2650Hap6)由式 10-13 计算应力循环次数 710198910hNnjL17725.41.63802Ni177)由图 10-19 取接触疲劳寿命系数 120.96,.08HNHNK8)计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%,安全系数为 S=1,由式 10-12 得 1lim2li0.96864537HNaaKMpS(2)计算1)试算小齿轮分度圆直径 ,由计算式1td得, mm21231. *()t Ht dKTiZdA167.58t2)计算圆周速度 2.9.21.2676010tn mV s3)计算齿轮 b 1.8754.dt m4)计算齿宽与齿高比 h模数 14.062.5ttmz齿轮高 *().6.085athcm齿高比 54.06178b5)计算载荷系数 K由 10-2 查得使用系数 , ;A根据 ,7 级精度,由图 10-8 查得动载系数 1.8mVs03v因为是直齿轮 所以 ; 1,HFK由表 10-4 用插值法查的 7 级精度,小齿轮相对轴承为非对称轴承时 .1426Hk由 查图 10-13 得.3FK故载荷系数18=1.4691.03.426AVHKK6)按实际的载荷系数校正所算分度圆直径,由式(10-10a)得=70.39mm331 .4697.581ttkdm7)计算模数 10.2.38dZ对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,终合考虑,满足两方面,对模数就近取整,则m=3取 。取170.392.46dzm124z13.678.04Z287Z4 几何尺寸计算(1)计算中心距12716.5Zam(2)分度圆直径 126dzm(3)算齿轮宽度1db0.875.60m圆整后取 26,B5.结构设计及齿轮零件草图见附件齿轮参数表名 称 计 算 公 式 结 果 /mm模数 m 2Z1 24齿数Z2 87压力角 n20d1 55.70分度圆直径d2 261齿顶圆直径 naamh*2112786ad19齿根圆直径 nff mhd*2211264.53fd中心距 cos)(1za166.5齿 宽 mb)05(2121605b综合,得出高速级和低速级大小齿轮参数所计算得齿轮的参数为: dzab*ah*c大 272.30 132 55高速级小 55.7022716460大 261 87 65低速级小 72324166.5601 0.25 20207 轴的计算7.1高速轴的计算输入轴上的功率 116.9023,n90/minPkwr转 速转矩 418.48TNm轴的计算公式及有关数据和图表皆引自【2】第 360385 页求作用在齿轮上的力4126.8013.57tantan2.50.8coscos.t1348t1437traTFdN初定轴的最小直径选轴的材料为钢,调质处理。根据表,取 12A(以下轴均取此值) ,于是由式初步估算轴的最小直径 33min1/26.907/21.5dAPm输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径 .为了使所选的轴直径 与联轴器的孔2d12d径相适应,故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩 Tca=KAT1,查表 14-1,考虑到转矩的变化很小 ,故取 KA=1.3,则,41.328603589.caATKNm查机械设计手册 ,选用 HL型弹性柱销联轴器,其公称转矩为 160000N。半联轴器的孔径 ,故取 半联轴器长度 L42,半联轴器1dm12d与轴配合的毂孔长度 。30L轴的结构设计)拟定轴上零件的装配方案(见下图)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度()为满足半联轴器的轴向定位要求,轴段右端需制处一轴肩,轴肩高度半联轴器与轴配合的毂孔长度 =30mm.,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故 的长1L 1l度应该比 略短一点,现取 128lm(3)取齿轮左端面与箱体内壁间留有足够间距,取 。为减小应力集中,并考虑右轴承49l21的拆卸,轴段 4 的直径应根据的深沟球轴承的定位轴肩直径 确定ad431am(4)轴段 5 上安装齿轮,为便于齿轮的安装, 应略大与 ,可取 .齿轮左端用套筒5d453固定,为使套筒端面顶在齿轮左端面上,即靠紧,轴段 5 的长度 应比齿轮毂长略短,若毂长与l齿宽相同,已知齿宽 ,故取 。齿轮右端用肩固定,由此可确定轴段 6 的直50bm548l径, 轴肩高度 ,取 , ,故取dh1.7.6061.lh65lm为减小应力集中,并考虑右轴承的拆卸,轴段 7 的直径应根据的深沟球轴承的定位轴肩直径 确定,即 ,ad73a2lm(5)取齿轮齿宽中间为力作用点,则可得 , ,15.L15.348.5L(6)参考表 152,取轴端为 ,各轴肩处的圆角半径见 CAD 图。04输入轴的结构布置225受力分析、弯距的计算()计算支承反力在水平面上3275.8tAXFLN972.5BXtAXFN.0Ya()在垂直面上 132, 5.3raBAZdFLMN故 50.8.90.ZrF总支承反力 222223715.348.AXAYZFN950BBF)计算弯矩并作弯矩图()水平面弯矩图237.81.4762.9AXMLNmBAX()垂直面弯矩图215.32.70.AZFL9485193BZMNm()合成弯矩图22276.0.45.6AXAZ4198391BB3)计算转矩并作转矩图 128.46TNm6作受力、弯距和扭距图联轴器:由式, 1 9446847.(253)10TMPapdhl查表,得 ,键校核安全MPa0 p23齿轮: 1 9428.146.5307(5)0TMPapdhl查表 62,得 ,键校核安全ap8按弯扭合成应力校核轴的强度由合成弯矩图和转矩图知,C 处左侧承受最大弯矩和扭矩,并且有较多的应力集中,故 c 截面为危险截面。根据式,并取 ,轴的计算应力6.0221()/4.7caAMTWMPa由表查得 , ,故安全1c9校核轴承和计算寿命() 校核轴承 A 和计算寿命径向载荷 2225.37.843.1rZAXFN轴向载荷 37AaN由 ,在表取 X0.56。相对轴向载荷为/0.8re,在表中介于 0.0400.070 之间,对应的 e 值为 0.240.27 之间,对037.42aFC应 Y 值为 1.81.6,于是,用插值法求得 ,(1.86)(0.742)1.78Y故 。.56,1.782X由表取 则,A 轴承的当量动载荷pf,校核安全()0.ApArarPfFYNC该轴承寿命该轴承寿命663 310140()()67.rAhAL hnP() 校核轴承 B 和计算寿命径向载荷 22290.57.5.rZXFN当量动载荷 ,校核安全1.18Bpr rPf C该轴承寿命该轴承寿命663 310140()()756028.rBhBL hnP7.2中间轴的计算241. 中间轴上的功率 226.7013,n198./minPkwr转 速转矩 523.TNm求作用在齿轮上的力高速大齿轮:52113.1027.4tantan. 8.5coscos.t12754t137traFNd低速小齿轮: 213.0295.tan.tan1.6trTFNd初定轴的最小直径 选轴的材料为钢,调质处理。根据表,取 ,于是由式初步估算轴的最小直径2A33min2/16.70/198.36.2dPm这是安装轴承处轴的最小直径 d4根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度( 1 )初选型号 7208 的角接触球轴承参数如下基本额定动载荷 基本额定静载荷 故4072dDB19.5rCKN1.5rCKN。轴段 1 和 7 的长度与轴承宽度相同,故取 ,173m176lm,26a260lm( 2 )轴段 3 上安装低速级小齿轮,为便于齿轮的安装, 应略大与 ,可取 。齿轮左端3d2340d用套筒固定,为使套筒端面顶在齿轮左端面上,即靠紧,轴段 3 的长度 应比齿轮毂长略短,若毂长l与齿宽相同,已知齿宽 ,取 。小齿轮右端用轴肩固定,由此可确定轴段 4 的175bm370l直径, 轴肩高度 ,取 , ,故取dh.0.4hl4.1ml64( 3)轴段 5 上安装高速级大齿轮,为便于齿轮的安装, 应略大与 ,可取 。齿轮右端5d50d用套筒固定,为使套筒端面顶在齿轮右端面上,即靠紧,轴段 5 的长度 应比齿轮毂长略短,若毂长l25与齿宽相同,已知齿宽 ,取 。大齿轮左端用轴肩固定,由此可确定轴段 4 的45bm541l直径, 轴肩高度 ,取 , ,故取 。dh.07. hl4.ml64取齿轮齿宽中间为力作用点,则可得 , ,163L2351L(4)参考表 152,取轴端为 ,各轴肩处的圆角半径见 CAD 图。0.245中间轴的结构布置5.轴的受力分析、弯距的计算1)计算支承反力:26在水平面上 1323()2514.ttAXFLLN18.7YaN205.BXttAXFF在垂直面上: 2132313()0, 108.7rarBAZdLLMN故 12597.4rAZFFN总支承反力: 222221.38.10.75.AXAYZ05794BBF2)计算弯矩在水平面上: 132.107.BXMLNm2154635829AF1097.XB282ANm在垂直面上: 130467.BZMFL 2158.ad2.391AZ Nm130467zB582.zZM291ANm故 2221104736.41093.XZ Nm272 2211049758.1096.7XZMNm223.63543)计算转矩并作转矩图 21390TNm8按弯扭合成应力校核轴的强度由合成弯矩图和转矩图知,2 处当量弯矩最大,并且有较多的应力集中,为危险截面根据式,并取 6.222()/8aMTWMPa由表查得 , ,校核安全。01219校核轴承和计算寿命
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