齿轮减速器中间轴.doc

目目录录 第第 1 1 章章二二级级斜斜齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮减减速速器器高高速速级级齿齿轮轮传传动动的的设设计计任任务务书书 1 1 1 设计题目 1 1 3 设计要求 1 1 4 作业目的 1 第第 2 2 章章二二级级斜斜齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮减减速速器器高高速速级级齿齿轮轮传传动动的的设设计计与与计计算算 2 2 1 选择齿轮材料 热处理方式和精度等级 2 2 2 初步计算传动主要尺寸 3 2 3 确定传动尺寸 4 2 4 校核齿根弯曲疲劳强度 5 2 5 计算齿轮传动其他几何尺寸 6 设设计计小小结结 7 参参考考文文献献 8 第第 1 1 章章 二二级级斜斜齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮减减速速器器中中间间轴轴的的 设设计计任任务务书书 1 1 1 1 设设计计题题目目 图示为二级斜齿圆柱齿轮减速器简图 该减速器用于机械加工车间起重机械 的起重机构的传动系统中 两班工作制 使用8 年 图 1 二级斜齿圆柱齿轮减速器 1 1 2 2 设设计计数数据据 表 1设计数据 高速级低速级 方 案 输入轴转 速 n1 r p m 输入轴 功率 p1 KW Z2 Z1 mn m m a1b2Z4 Z3 mn m m a2b4 101450880 1831506078 20420080 1 1 3 3 设设计计内内容容 1 传动方案的分析与拟定 2 电动机的选择与传动装置运动和运动参数计算 3 传动件设计 齿轮传动设计 4 轴的设计 轴承及其组合件的设计 5 键连接和连接器的选择与校核 6 润滑设计 箱体 机件及附件的设计 7 装配图和零件图的设计与绘制 CAD 8 设计 计算说明书的编写 提示 表中给出的 b2 b4为两级大齿轮的宽度 小齿轮的宽度应增加 5 10 mm 3 熟悉有关设计资料 学会查阅手册和运用国家标准 第第 2 2 章章 二二级级斜斜齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮减减速速器器中中间间轴轴的的设设计计与与计计算算 2 2 1 1 选选择择轴轴的的材材料料 热热处处理理方方式式和和精精度度等等级级 因为该减速器用于机械加工车间起重机械的起重机构的传动 系统中 故选用常用材料 45 钢 调制处理 2 2 结结构构设设计计 1 轴承部件的结构形式 采用两端固定型 2 确定各轴段直径 机械设计课程设计 数据单位 法面啮合角an 20 000 齿轮1齿数z1 18 000 齿轮2齿数z2 80 000 齿轮3齿数z3 20 000 齿轮4齿数z4 78 000 输入轴转速n1 1450 000 rpm 输入轴功率P1 8 000 KW 输入轴转矩 T152689 655 Nmm 高速级传动比 i14 444 低速级传动比 i23 900 高速级中心距a1 150 000 mm 低速级中心距a2 200 000 mm 高速级大齿轮宽度b2 60 000 mm 高速级小齿轮宽度b1 65 000 mm 低速级大齿轮宽度b4 80 000 mm 低速级小齿轮宽度b3 85 000 mm 高速级法面模数mn1 3 000 mm 低速级法面模数mn2 4 000 mm 高速级斜齿轮螺旋角 11 479 低速级斜齿轮螺旋角 11 479 高速级中间轴齿轮分度圆直径dd2 164 156 mm 低速级中间轴齿轮分度圆直径dd3 61 818 mm 中间轴转速 n2326 250 rpm 中间轴功率P2 P18 000 KW 中间轴转矩 T211855 172 Nmm 1 2 z z 3 4 z z 1 1 i n 22z mt 32z mt 1 1 i T 1 16 10 55 9 n P 1 2 1 211 2 arccos a zzm n 2 432 2 arccos a zzmn 机械设计课程设计 3 初步确定轴的各段尺寸 初算轴径 dmin31 957mm 初选d1d135 000mm 初选d2d237 000mm 初选d3d342 000mm 初选d4d437 000mm 初选d5d535 000mm 初选L1L143 000mm 初选L2L259 000mm 初选L3L310 000mm 初选L4L484 000mm 初选L5L543 000mm 高速级初选键 mm 低速级初选键 mm 3 2 2 3 2 26 2 0 1055 9 n P C n P 5178 A 4 7178 A 35mm 与轴承 角接触轴承 7207AC GB T 292 1994 配合 1 d 42mm 定位轴肩 取 h 5mm 3 d 3 确定各轴段长度 43mm 考虑轴承 套筒和间隙的要求 1 L 5 L 59mm 84mm 考虑齿轮厚度与间隙的要求 2 L 4 L 4 键的选择 键用于齿轮的轴向定位 由于 查mmdd37 42 GB T 1095 2003 选择普通平键 A 型 L 810 机械设计课程设计 轴的受 力分析 高速级中间轴齿轮转速 v2168 166 m s 低速级中间轴齿轮转速 v363 328 m s 高速级中间轴齿轮圆周力 Ft2641 946 N 高速级中间轴齿轮径向力 Fr2238 418 N 高速级中间轴齿轮轴向力Fa2 130 363 N 低速级中间轴齿轮圆周力 Ft31704 670 N 低速级中间轴齿轮径向力 Fr3633 113 N 低速级中间轴齿轮轴向力Fa3 346 174 N 计算l1l151 000 mm 计算l2l281 500 mm 计算l3l363 500 mm 高速级中间轴轴承圆周力 Rh1 877 531 N 低速级中间轴轴承圆周力Rh2 1469 086 N 高速级中间轴轴承径向力 Rv1 3 563 N 低速级中间轴轴承径向力Rv2 391 132 N 高速级中间轴水平弯矩Mh1 85057 863 Nmm 低速级中间轴水平弯矩Mh2 86938 187 Nmm 高速级中间轴垂直弯矩Mv1 31590 432 Nmm 低速级中间轴垂直弯矩Mv2 32288 783 Nmm 高速级中间轴弯矩 M190734 754 Nmm 低速级中间轴弯矩 M292740 573 Nmm 高速级中间轴当量弯矩 Mca191505 959 Nmm 低速级中间轴当量弯矩 Mca293495 235 Nmm 260 2 2 2 d d n 260 2 3 2 d d n 2 1 2 d d T cos tan 2 n t F tan 2t F 3 1 2 d d T cos tan 3 n t F tan 3t F 321 13212 lll lFllF rr 132vrr RFF 321 21213 lll llFlF tt 132htt RFF 212 llFt 13l Ft 212 llFr 13l Fr 2 1 2 1vh MM 2 2 2 2vh MM 2 2 2 1 TM 2 2 2 2 TM 机械设计课程设计 5 2 2 1 1 校校核核轴轴的的强强度度 项目计算及说明结果 校核轴的 强度 a a 剖面右侧 因当量弯矩大 且有键槽引起的应力集中 故 a a 剖面右侧为危险剖面 a a剖面右侧抗弯截面系数 W14499 407 mm3 a a剖面右侧抗扭截面系数 W1T9469 732 mm3 a a剖面右侧弯曲应力 20 166 Mpa 20 166 Mpa 0 000 Mpa a a剖面右侧剪切应力 1 252 Mpa 0 626 Mpa 0 626 Mpa 45号钢调制处理抗拉强度极限 由表10 1查得 p192650 000 Mpa 45号钢调制处理弯曲疲劳极限 由表10 1查得 p192300 000 Mpa 45号钢调制处理扭转疲劳极限 由表10 1查得 p192155 000 Mpa 碳素钢等效系数 由表10 1注查得 p1920 200 由表10 1注查得 p1920 100 键槽引起的应力集中系数 由附表10 4查得 p2071 825 由附表10 4查得 p2071 625 绝对尺寸系数 由附图10 1查得 p2070 800 由附图10 1查得 p2070 760 表面质量系数 由附图10 2查得 p2070 920 2 2 2 2 TM 4 2 4 3 4 232d tdbtd 4 2 4 3 4 216d tdbtd 1b 1 1 W M T W T 1 2 1a 11ba 1T 1a 2 1T 1m 1m 2 1T B 1 1 K K 机械设计课程设计 安全系数 3 733 92 570 S3 730 折合系数0 600 当量应力 23 486Mpa 碳素钢许用弯曲应力 由表10 4查得 p20160 000Mpa S 11 1 ma K S 11 1 ma K 22 SS SS e 2 1 2 1 4 Tb b1 因为 S 近似 S 所以轴的 a a 剖面右侧面的强度 be1 满足要求 2 2 2 2 校校核核键键连连接接的的强强度度 项目计算机说明结果 校核键连 接的强度 高速级齿轮处键连接的挤压应力 7 752 Mpa 键连接许用挤压应力 由表6 1查得 p85 120 150Mpa P bLhd T 4 2 4 P 因为 所以键连接满足强度要求 P P 2 3 校校核核轴轴承承寿寿命命 项目计算机说明结果 校核轴承 寿命 轴承内部轴向力的受力如图所示图 由计算 因此轴有右移趋势 但由轴承部件的结 12 SFS a 构图分析可知轴承将使轴保持平衡 故可计算出两轴承的轴 向力 进而校核轴承的寿命 机械设计课程设计 7 7207AC轴承基本额定动载荷Cr 由GB T 292 1994查得29000 000 N 7207AC轴承基本额定静载荷Cor 由GB T 292 1994查得19200 000 N 高速级中间轴轴承内部轴向力S1 138 212 N 低速级中间轴轴承内部轴向力S2 239 441 N 高速级中间轴轴承轴向力Ra1 S2 Fa287 999 N 低速级中间轴轴承轴向力Ra2 S2239 441 N 轴承动载荷径向系数 X由表11 12查得 p2200 410 轴承动载荷轴向系数 Y由表11 12查得 p2200 870 高速级中间轴轴承当量动载荷P1 331 512 N 低速级中间轴轴承当量动载荷P2 348 558 N 温度系数fT 由表11 9查得 p2181 000 载荷系数fP 由表11 10查得 p2191 500 高速级中间轴轴承预期寿命 8 2 250 832000 000 h 低速级中间轴轴承预期寿命 8 2 250 832000 000 h 高速级中间轴轴承寿命 Lh110132600 902 h 低速级中间轴轴承寿命 Lh28717520 185 h 1 7 0 R 2 7 0 R 11a YRXR 22a YRXR 1h L 2h L 3 12 6 60 10 Pf Cf n P rT 3 22 6 60 10 Pf Cf n P rT 很显然 故轴承满足寿命要求 11hh LL 22hh LL 机械设计课程设计 设设计计小小结结 本次设计中查表比较多 我们要准确的查询我们所要的数据才能设计出真确的齿轮结构 本次 设计使我对二级斜齿圆柱齿轮减速器中间轴有了一定的认识 同时也复习了书本上直齿圆柱齿轮的 一些知识 本次专业课程设计让我获益匪