带式运输机传动装置的二级圆柱齿轮减速器

1、机械设计课程设计（机械设计基础） 设计题目带式运输机传动装置的二级圆柱齿轮减速器机电工程学院 院（系）过程装备与控制工程专业班级控 07-1学号06陈明:设计人指导教师周瑞强老师完成日期 2009 年 12 月 21 日设计工作量：设计说明书1 份减速器装配图1减速器零件图2茂名学院机械设计课程设计任务书目录一、设计任务书3二、传动方案的拟定4三、电动机的选择4四、计算总传动比及配合的传动比5五、传动装置的运动和动力参数计算6六、传动零件的设计计算71、高速级齿轮传动的设计计算72、低速级齿轮传动的设计计算9七、轴的设计计算131、轴的材料选择和最小直径估算132、轴的结构设计143、轴的校核

2、17八、滚动轴承的选择及校核231、中间轴的滚动轴承232、高速轴的滚动轴承243、低速轴的滚动轴承25九、键连接的选择及核计算2627十、减速器机体结构尺寸十一、联轴器的选择29十二、润滑方式的确定29十三、其它有关数据30十四、参考资料目录30十五、课程设计总结30（一）、机械设计课程设计任务书题目：带式输送机传动装置中的二级圆柱齿轮减速器1 一电动机；2联轴器；3齿轮减速器;4一带式运输机;5一鼓轮；2、工作情况：载荷平稳、单向旋转，有轻微振动，经常满载，空载起动。3、原始数据输送带拉力F （N） : 1800;滚筒直径D （mm） : 340;运输带速度V （m/s） : 2.35;带

3、速允许偏差（） : ±5； 使用年限（年）：8;工作制度（班/日）:单班制。4、设计内容1.电动机的选择与运动参数计算；2.斜齿轮传动设计计算3.轴的设计4 .滚动轴承的选择5.键和连轴器的选择与校核；6.装配图、零件图的 绘制；7.设计计算说明书的编写。5 .设计任务1.减速器总装配图一张；2.齿轮、轴零件图各一张；3.设计说明书一 份6.设计进度第一阶段：总体计算和传动件参数计算；第二阶段：轴与轴系零件的设计；第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制；第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写。三）电动机选择1 .电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是：载荷平稳

4、、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y (IP44)系列的电动机。2 .电动机容量的选择1)工作机所需功率PwIV= Fv/1 ()()()= 1800 X 2.35/(1000 X 0.96)=4.41 KW2)电动机的输出功率Pd = Pw/7 a kW4a其中：%一带传动效率：0.96年一每对滚子轴承的传动效率：0.98%8级精度圆柱齿轮的传动效率：0.97小一弹性联轴器的传动效率：0.99%一卷筒的传动效率：0.96则总的效率：.ql .z/4 .775=().98x0.984 xO.972 xO.992 x 0.96 = 0.80Pd = Pw/ya =4.41/0.80=5.5125k

5、V从表22-1中可选出领定功率为5.5kw的电动机。3 .电动机转速的选择卷筒轴转速为 n=60 X 1 oo(w( 7t D)=60 X 1000 X 235/(3.14 X34()=132.07r/min按表2-2推荐的传动比合理范围，二级圆柱齿轮减速器传动比i '=840,则从电动机到卷筒子轴的总传动比合理范围为i=84()。故电动机转速的可选范围为：nrf=ifl*Xn=(8-40) X 132.07=1056.565282.8 r/min可见，电动机同步转速可选1500r/min和3000r/min三种。根据相同容量的三种转速，从表19-1中查出三个电动机型号，再将总传动比合

6、 理分配给V带传动和减速器，就得到三种传动比方案，如下表：其中总传动比为：“ 心。式中%-电动机满载转速,r/min；“ -工作机转速，r/min.一般推荐展开式二级圆柱齿轮减速器高速传动比il与低速级传动比i2 之间满足 il=(1.31.5)i2.表中取 il = 1.4Xi2;i=i2Xi2X1.4.两种不同的传动比方案：方案电动机型额定功率P"kw电动机转速r/min传动装置的传动比同步转速满载转速总传动比高速 *低速，221Y132S-45.51500144010.903.912.792Y132S1-25.53000292022.113.975.564 .电动机型号的确定由

7、表22-1查出电动机型号为Y 132S-4,其额定功率为5.5kV,满载转速1440r/min。 基本符合题目所需的要求。（四）计算总传动比及配各级的传动比1 .计算总传动比由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为：i 总=nm/nw= 1440/132.07= 10.902 .传动比分配分配原则：各级传动尺寸协调,承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便润滑.（浸油深度）i减减速器传动比i低减速器内低速级传nw工作机转速i 总二i 减=i 高*i 低=nm/nwi高一一减速器内高速级传动比动比nm电动机满载转速i高=1.4* i低，i低Xi高二i总由上表可得：i

8、高=i1=3.91 ; i低=i2=2.79 o速度偏差为0.2%v5%,所以可行。（五）运动参数及动力参数的计算1、计算各轴转速：I 轴 nl二 nm/l = 1440 r/minII 轴ii2= nl/ i 高=1440/3.91=368.29/minIII 轴n3=n2/ i 低=368.29/2.97=132.00 r/min滚筒n4=n3=132.00 r/min2)各轴输入功率：电动机轴：Pd=5.5kw1 轴:PI = Pd Xr;4=5.5X0.99=5.445kwII ®:PII=PI X t|2 X yj3=5.445 X 0.98 X 0.97=5.176kwI

9、II 轴:pHI= PI TXt2Xy3= 5.176X0.98X0.97=4.92kw滚筒:p IV = pill X/2X 44=4.92 X 0.98 X 0.99=4.774 kw各轴的输出功率为输入功率乘轴承效率0.98,分别为:1 轴 P = %、=5445x0.98=5337K*】1 轴 p口 = 5.176x0.98 = 5.072 kWI1H 轴 Pm =4.92 x0.98 = 4.82 kw滚筒轴 PR = p“2 = 4.774x0.98 = 4.68 kw3)各轴扭矩电动机轴：Td=955O X Pd/nm=955O X 5.5/1440=36.48 (Nm)I 轴：

10、TI= 9550XPI/ nl =9550X5.445/1440=36.11 (Nm)II 轴:Tll= 9550 X PlI/n2=955OX 5.176/368.29=134.22 (Nm)III 轴:Till =9550 X plIl/n3=9550 X 4.92/1321X)=355.95 (Nm) 滚筒：T 滚=9550 Xp 滚/ n4=9550X 4.774/132.00= 345.39(Nm)(六)传动零件的设计计算一）、高速级齿轮的设计计算设计参数：P1 =5.337 KwT1 =36.11 Nm；Nl = 1440 r/minN2=368.29 r/min;il=3.91;

11、1、选材：因要求结构紧凑，故采用硬齿面的组合。小齿轮用45号表面淬火钢，5加” = 113OM&，6芭= 690MP；大齿轮参数也一样。（书本表11-1）根据书本表11-5得：取5=1.25, SmE=l.（）；根据书本表11 -4得:Z = 25 Ze = 189.8;2、确定许用应力：（jrPl 690 51=161=等=尸=552”尸匕卜匕J =HimiSh= 113O/1 = 113OMP«3小齿轮的工作转矩:S 337ti = 9550史=9550x= 35.39N mh14404根据接触强度，求小齿轮分度圆直径： 设齿轮按8级精度制造。取载荷系数k=1.3,齿宽系

12、数4=0$选取Z百=188 , Z=2.5;初选螺旋角： 9=15°螺旋度系数：26=4 = 后 = 0.983选小齿轮齿数Z1二24,大齿轮齿数Z2=iZ尸3.91 x 19=93.84, 取Z2=94O实际传动比为i=74/19=3.9167,所以，取齿数Z = 24 ; Z2=94o齿数字数 z- =26.63 4，2 =104.3 西双小获"cos315COS315查书本图11-8得：Yf：产2.68, Yf迁=2.22,查书本图11-9得： 丫卬=1.60 , Y“=l,79.因,L = 0.007768 >- = 0.0071989故要对小齿轮进行弯曲强度

13、计算。法向模数:2x35.93x1000 乂0007768 xC215° =A3mm 0.8x242取根“ = L5"?m中心距：a =（Z + Z2 ）7“ /iCosp = 9 l &M取 a=92mm.确定螺旋角：=arcCOs口/小儿=15.85齿轮分度圆直径：4 =?z1/cos/7 = 1.5 xl9/cosl8.67u/?/ = 30mm d2 = fn,tZ2 / cosp = 1.5 x 101/cos 18.67。 = 159.92小齿轮齿顶圆：J加=4 + 2ha= d + 2ham =37.42+2 X 1.5=40.42mm大齿轮齿顶圆:&

14、quot;, = d)+2% =乩+2/7。 =146.57+2XI.5=149.57mm小齿轮齿根圆:d n = 4 -2 =4 -2(/?； +C=37.42-3X 1.25=34.92mm 大 齿轮齿 根圆：“ ="2-2力/=4-2(；+c")7 =146.57-3 X 1.25= 114.17mm齿轮宽度： b=(/)d =0.8X30.64=24mm,取瓦=30mm b2=25mm3、验算齿面接触强度将各参数代入下面得：齿面硬度：% = Ze z 。字=侬时2.5 Jcosl5.85。 ,*1.3*3.611 但 V bd- V iiV 30*47.42-i4

15、91» =68.163Mpa <1130Mpa故安全。4、齿轮的圆周速度展吆九=3"x30>d420=z23"s60x100060x1000对照书本表H-2,所以选8级制造精度合理的；结构设计：大齿轮采用腹板式，小齿轮制成实心式。二)、低速级齿轮的设计计算1、选择材料及许用应力因要求结构紧凑，故采用硬齿面的组合。小齿轮用45号表面淬火钢， 齿面硬度为45, CT/w/(1 = 1130MPa,(yIE = 690MPa ;大齿轮选用参数一样。根据书本表 11-5 得：取 SEn=L25, Smm=L（）；根据书本表 11-4 得:Z = 2.5, Ze

16、 = 189 .8；许用应力：=552MP”包包1 = 1130/1 = 1130”产。s2、按齿轮弯曲强度计算由上计算得：P=4.82kW, n= 132.00r/min,i=2.79齿轮按八级精度制造。取载荷系数K=1.3 （书本表11-3）,齿宽系数。"=0.8 （书本表11-6）小 齿 轮 的 转 距-5叼0.I。、器= 4.14x105A-zwtw初选螺旋角：P = 15°选小齿轮齿数Z尸24,大齿轮齿数Z2=iZ1=2.79x24=66.96,取Z2=67O 实际传动比为 =67/24=2.79,齿数系数Zv. = 7 = 26.63 =7434cos315&#

17、39;查书本图11-8得，齿形系数：Yf八=2.66, Yf,2=2.26,查书本图11-9得，齿形系数：Yr = L61 , 丫2=1.75因因= .2R1 .=0,007758 >= 0,0071648。2552aF2552故要对小齿轮进行弯曲强度计算。法向模数：2KTY,.alYM cos2 p l2*1,3*3.49*105 *0.007758*cos215m -；= ；2.42"臼 0.8* 2平mm取 =2.5mm中心距:a=(Z +Z 2 )mw /2cos p =(24+67)*25/2*cosl 50 = 117.763取 a= 120mm确定螺旋角：P=ar

18、ccos仁= arcc。户 +" "=母乃。 2a2*120齿轮分度圆直径：d! = m z 1 /cos p =25*24/cosl 8.57° =63.30mmd2 = m z2 /cosp =25*67/cosl8.57° =176.6mm小齿轮齿顶圆：= 4 + 2% = 4 + 2A/77 =63.30+2 X 2.5=68.30mm大齿轮齿顶圆:心=4 + 2/7, = 4 + 2/7/77 =176.70+2 X 3= 181.70mm小齿轮齿根圆:Q 门=4 -2勺=4 -2("； + c')7 =63.30-5X 1.

19、25=57.05mm大 齿轮齿 根圆： /2 = 4-2勺=4-2(力；+/)7 =176.70-5 X 1.25= 170.45mm齿轮宽度： b= (/)= 0.8 X 63.3=50.64mm,取 bj = 60mmb2=55mm3、验算齿面接触强度将各参数代入下面得：齿面硬度：3"牌怦= 189.825 Jcos 18.57° 6M H)30*4742?4.91191=68.163Mpa <1130Mpa故安全。4、齿轮的圆周速度v=Wi60*10003.14*63.30*132.0060*1000= 0.44m/s对照书本表11-2,所以选8级制造精度合理的

20、;结构设计：大齿轮采用腹板式，小齿轮制成实心式。三）得出国图尺寸数据表格:高速级齿轮传动的尺寸低速级齿轮传动的尺寸名称计算公式结果 /mm名称计算公式结果/mm模数mn1.5模数2.5压力角%20°压力角an20°螺旋角P15.85°螺旋角P18.570齿数ZiZ)一2494齿数J2467传动比1、3.91传动比，32.79分度 圆直 径4d237.42146.57分度圆 直径d3%63.30176.60齿顶 圆直径服=4 +4=4+2：/40.42149.57齿顶圆 直径da3 = da+ 2hjmda4 = d$+ 2h；m68.30181.70齿根 圆直 径

21、dfi =4-2(/?；+( “尸=4 - 2(：+/).')弭 92ni147.07齿根圆 直径(1e 二32(h； + Ldf4 = d4-2(hl + C*游 7.50 )11170.45中心距n“(Z|+Z2) 2cosy592中心距q/M+zJ 2 cos ?120齿宽B=b+5B2=b3025齿宽B = b+5B,=b6055（七）轴的设计计算一）轴的材料选择和最小直径估算根据工作条件，初选轴的材料为45钢，调质处理。按扭转强度法进行最小直径估算，即：初算轴径时，若最小直径周段开有键槽，还要考虑键槽对轴强度的影响。当该轴段截面上有一 个键槽时，d增大5%至7%,两个键槽时，

22、d增大10%至15%。&值由 书本表14-2确定高速轴 =110;中间轴% =115;低速轴口 =11°高速轴 小小杵=23.62,因高速轴最小直径处要 安装大带轮，设有一个键槽，则：dmin=dinin (1 +7 % )=23.62*(1 +0.07)=25.3mm,取整数 dmin =30mm中间轴：d2mm=A02四=115飞=42.65因中间轴最小直径处要安 & V 269.37装滚动轴承，则取为标准值：d=45低速轴：d3min=AO3后=11()*幅| 二63mm因高速轴最小直径处要安装连轴器，设有一个键槽，则：d3min=d3mm(1+7%)=63*(

23、l+0.07)=67.4mm取为联轴器 LT6 d3min=70mm二)轴的结构设计1、中间轴结构设计中间轴轴系的结构如下图：(1)各轴段直径确定外：最小直径，滚动轴承处轴段，0=45o根据表6-6得：角接触轴承选取 7209AC,尺寸为 d X D X B=45 X 85 X 19mm“22：高速级大齿轮轴段，&4=55mm%:轴环，根据齿轮的轴向定位要求，d23=65mm24：低速级小齿轮轴段42=55mm：滚动轴承处轴段，%=% =45mnu(2)各轴段长度的确定41：由滚动轴承、挡油环及装配关系等确定，4=55mm。4：由高速级大齿轮毂孔宽度B2=45mm确定，L24 =43m

24、mJ：轴环宽度，GklOmm%：由低速级小齿轮的毂孔宽度Bl=6Omm, L”=57mm。心：由滚动轴承、挡油盘及装配关系等确定，G5=4Omm(3)细部结构设计由课程设计表16-28可查的：高速大齿轮处取 A 键：b X H-L= 16mm X 10mm-50mm (轴深 t=6.Omm, 毂深 tl=4.3；半径 r=0.250.40mm)；低速小齿轮处取 A 键：b X H-L= 16mm X 10mm-50mm (轴深 t=6.0mm, 毂深 tl=4.3；半径 r=0.250.40mm)；齿轮轮毂与轴的配合选为。55Js9/N9;滚动轴承与轴的配合采用过渡配合,此轴段的直径公差选为。

25、45m6参考课程设计表14-27、14-29得：各轴肩处的过渡圆角半径 若 a=(0.07-l)d, a>R取 R2,倒角为 C2。2、高速轴的结构设计高速轴轴系的结构如下图：图3 高速轴(1)各轴段的直径的确定41：最小直径，安装联轴器的外伸轴段，4i=4min=3()mm(：密封处轴段，根据联轴器的轴向定位要求，定位高度 力= (0.07 0.1)4以及密封圈的标准(拟采用毡圈密封)，4?=33mm 九：角接触轴承处轴段，&3=40mm,角接触轴承选取72058AC,其尺 寸为 d X D X B=40mm X 80mm X X 18mm4：过渡轴段，由于高速齿轮传动的线速度

26、大于2m/s,角接触轴承可 采用飞溅式润滑。考虑到用轴肩定位轴承，所以44二50mm齿轮处轴段：由于小齿轮的直径较小，采用齿轮轴结构。所以轴 和齿轮的材料和热处理方式需一样，均为45钢，调质处理；九：滚动轴承处轴段，九=43= 40mm(2)各轴段长度的确定/,1：由连轴器的轴孔宽度Ll=84 (根据表19-5),确定加=90 mm/)2 -由箱体结构、轴承挡圈、装配关系等确定，G=55mm/” ：由滚动轴承、挡油盘及装配关系决定，/13 =50mm%：由装配关系、箱体结构等确定，u=60mm/15 由高速级小齿轮宽度8=65mm确定，%=65mm/16：由角接触轴承、挡油盘及装配关系等确定人

27、=50mm(3)细部结构联轴器处键取 C 型：bXh-L= 10mm8mm-l00mm (t-7.5，尸().40.6)在电处采用过盈配合，起到密封作用：角接触轴承与轴的配合采用过渡配合，此轴段的直径公差选为何40m6 参考课程设计查表1427、1429得：各轴肩处的过渡圆角半径，若 a=(0.07-l)d, a>c,取 R2,倒角为 C2。3、低速轴的结构设计低:速轴轴系的结构如下图：图4 低速轴(1)各轴段直径的确定41：动轴承处轴段，出产80mm。角接触轴承选取7211 AC,其尺寸为 d X D X B=80mm X 140mm X 26mm42：低速级大齿轮轴段，42=85mm

28、“33：轴环，根据齿轮的轴向地位要求，”33 =90mm4：过渡轴段，考虑挡油盘的轴向定位，"“二85mmd35:角接触轴承处轴段，45=3i =80mm46：密封处轴段，根据联轴器的轴向定位要求，以及密封圈的标准(拟采用毡圈密封)，&6=75mm，占：最小直径，安装联轴器的外伸轴段，d37=70mm(2)各轴段长度的确定/31：由滚动轴承、挡油环以及外伸轴段等确定，十产56mmIn -由低速大齿轮的毂孔宽度4 = 105,确定&=10()mmG：轴环宽度，G'lOmm，34 ：由装配关系、箱体结构等确定，34 =70mm公：由滚动轴承、挡油盘及装配关系等确定

29、，L=6()mm八6 ：由箱体结构、轴承端盖、装配关系等确定，36 =80mm右：由连轴器的轴孔宽度4 = 84?帆，确定= 82？(3)细部结构设计低速大齿轮处取 A 键：b X h-L=18mm X 1 lmm-45mm (t=7.0mm,r=0.250.40mm)；联轴器处键取 C 型：b X h-L=12mm X 8mm-70mm (t=5.0,0.2567).40)齿轮轮毂与轴的配合选为。60"7/6 ;滚动轴承与轴的配合采用过渡配 合.参考教材查表8-2得：各轴肩处的过渡圆角半径，若70>d>50取C2。三)轴的校核1)高速轴的校核L=40mm, L2=55m

30、m> Ly =46mm, L4 =58mm, L5 =30mm, L()=50mmL=57mm L2=ll 1mm U=78mm27作用在齿轮上的圆周力为：月=二/=2X36.il X 1000/3742= 1930N 4径向力为月.=Fttgd =193OXO.364=7O2.46N作用在轴1带轮上的外力：F=1800N求垂直面的支反力：L l,FrF. = - -=(111 X 702.46)/(57+111)=464.13 NF2v = £ - Fr =702.46-464.13=238.3N求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图：Mgv = F2y12 =238.3X lll/1

31、000=26.45N.m= FJa =464.13X57/1000=26.45 N.m求水平面的支承力：由 FH(Zi +，2)=取2 得= 卜 5=111 X1930/(57+111)=1275.2N h+12居 =E - Fxu =1930-1275.2=654.82N求并绘制水平面弯矩图：MaH = FxhIa = 1275.2 X 57/10()0=72.69N.mMfaH = F2M/2=654.82X lll/1000=72.69N.m求F在支点产生的反力：Kf = =78 X 1800/(111 +57)=853.7N 乙+4F2F = F1F + F =853.7+1800=2

32、635.7N求并绘制F力产生的弯矩图：M”. = H3 = 1800X78/100()= 140.4N.m= FlFl =853.7 X57/1000=48.6N.mF在a处产生的弯矩：= Fxpl =853.7 X57/1000=48.6N.m求合成弯矩图：考虑具不利的情况，把%与Qm：.+孤 直接相加。M” =M1f=48.6+ J（26.45）2 +（73.69）? =126.0N.mM： = M/ +4Mf+Mj =48.6+ 7（26.45）2 +（72.69）2 =126 N.m求危险截面当量弯矩：是危险截面其当呈弯矩为：（取折合系数。=0.6）M,=丁3；+（。丁）2 = 7（1

33、26）2+（0.6x36.1 1）2 =127.85N.m计算危险截面处轴的直径：因为材料选择45#调质，查课本第166页表11-1得分 =650Ma ,许用弯曲应力/g=60加7% ,则：八 I Me J 127.85_A'0.1x60因为4>4=55mm>d,所以该轴是安全的。轴承寿命校核：1 o6 Cf轴承寿命可由式4 = （£L）3?迸行校承受径向载荷核，由于轴承主要 60/7 PJp的作用，所以P = F,查课本279页表16-8,9, 10取，=1 J。= 1.2,取£ 二 3 按是不利考虑，则有：FrX = F： + F京 + Fif =/

34、463.132 +1275.2- +853.7=2210.4N工 2 =+ F；h + F2F = V23.832 + 654.822 +2635.7=3291 N则,106Lh = 77- 60Cft,106h =x60x1440lxl5.8xlO31.2x2210.4 73=5.5年5年因此所该轴承符合要求。4）、弯矩及铀的受力分析囱如下：2）中间轴的校校：L=52.5mmL2= 50mmL.=50.5mm作用在2、3齿轮上的圆周力：2r=2 XI 34.22 X 1000/146.57=1831.48N27Fti = - =2X 355.95 X 1000/63.3=1246.45N 3

35、径向力：Fr2 =方；2喈5= 1831.48X0.364=666.66NFr3 = Fg3tgd =1246.45X0.364=453.7 IN 求垂直面的支反力：L -F,/.+F, x(/.+/JFlv = - =-453.71 X 50.5+666.66 X (50+50.5)/(185)=285.3N/+/?+13F2v = F,3 + Fh. - Frl =453.71+285.3-666.66=72.34N计算垂直弯矩：Mavtt1 = FJ =285.3 X 52.5/1000=14.98N.mMavn =Fh.(/1 +/2)-Fr2/2 =285.3 X (52.5+50)

36、/1000-666.66 X 50/1000=-4.09N.m求水平面的支承力：= 1619N_ Ft3l3 + Ft2x (l2 +13) _ 1246.45 x 50.5+ 1831.48 x (50+ 50.5)u/ L+l,+l.52.5 + 50+ 50.5F2H =Ft2 + 心-Fn =1831.48+1246.45-1619=1458.9N 4 j JI X1 / J2)、计算、绘制水平面弯矩图：aHm = G/1=1619X52.5/1000=85N.mMain = 一用 & +/2)- "3/2=-1458.9 X (52.5+50)/1000-1246.

37、45 X 50/1000=-211.86N.m求合成弯矩图，按是不利情况考虑：= J%+ 尻加=J14.96+852 =86.3N.m+呜” =J(_ 4.09尸+(-211.8寸=21 L90N.m 求危险截面当量弯矩：是危险截面当量弯矩为：(取折合系数。= 0.6)Me = 4 M 丸= 86.3r +(O.6x43.22 = 121.79N.mM ； = Jm +(W)2 = 86.32 +(0.6 x 143.22 )2 =3976N.m计算危险截面处轴的直径:因为材料选择45#调质，查课本第166页表11-1得bs =650MPa ,许用弯曲应力"_6=60暇/% ,则：Y

38、e*'=25.74mm因为4=30mm>d,所以该轴是安全的。3）、弯矩及轴的受力分析图如下：b)d)3）低速轴的校核:L=58mmL>=106mmL5=l 47.5mm求作用力、力矩和和力矩、危险截面的当量弯矩。作用在齿轮上的圆周力：E = = 2 X 355.95 X 1000/63.3= 11246.4N “3径向力：入=56=11246.4XO.36=4O93.4N求垂直面的支反力： I PFlv = 106X418.75/(58+106)= 272.3mmFlv = Fr - Flv. =4093.4-272.3=3821.1mm计算垂直弯矩：M(n = 54 =

39、3821.1 X 106/1000=405.3 N.mM) =Flr/1=15.80N.m求水平面的支承力。I汗" =106 X 11246.4/(58+106)= 7269N +l2=F-FU. =11246.4-7269. =3977.4N 4 J JI1/J计算、绘制水平面弯矩图。MaU = / = 7269 X 58/1000=421.6N.m1800 x147.558 + 106M an = F2Hl2 = 3977.4 X106/1000 = 421.6 N.m 求F在支强A生的反力= 1618.9nF2F =Fif+F = 1618.9+1800=3419.9N求并绘制

40、F力产生的弯矩图：=180() X 147.5/1 OOO=265.5N.mM=1618.9X58/1000=93.9N.mF在a处产生的弯矩：M" =04 =1618.9x58/1000 =93.9 N.m求合成弯矩图：Matn = M “尸 +=93.9+ 7（405,3）2+（421.6）2 =1378.7N.m 求危险截面当量空矩： 是危险截面其当呈弯矩为：（取折合系数0 = 0.6）=呜+（6瑶=J（1378.7）2+（0.6x355.95）2 = 395. i N.m计算危险截面处轴的直径：因为材料选择45#调质，查课本第166页表11-1得bs =650M& ,

41、许用弯曲应力0_妨=60加7% ,则：,'M ! 1395.1d N 1 r-2 = ； = 15.2 mmVO.llJ V 0.1x60因为d=42mm>d,所以该轴是安全的。3）弯矩及轴的受力分析图如下：(A)滚动轴承的选择及校核计算一)中间轴的滚动轴承(1)、角接触球轴承的选择根据载荷及速度情况，拟定选用角接触球轴承。由中间轴的结构 设计，根据d25 = c/2i=30mm,角接触球轴承选取7206AC,根据表17-5得：尺寸为dXDX B=30 X62X16mmCr = 22kN °(2)、角接触球轴承的校核轴承受力图：暂略1、先计算轴承1、2的轴向力乙和居2齿

42、 轮 2 产 生 的 轴 向 力7T% = F.i tan A =- xtan 15.850 =2246.36 x 0.284 = 638. （MN d.齿轮2的产生轴向力FA2 =53 tan/73 = 3778 .3N外部轴向力利=/川+ Faz= 4416 3NFs =0.68Frl =0.68x817.6 = 556N （方向见图示）F31 =0.68Fr2 = 0.68 x 4093 4 = 2783 .5N (方向见图示)因为他+ Ea>F”所以轴承1为松端居I = & =556N所以轴承2为压紧端Fal = F” + & =4972.3N2、计算轴承1、2的

43、当量载荷查表得c=0.68 区= 0.68 = e g = 0.96 > 0.68查表得 =0.41=0.87;乂2 =0.41名=0.87 ,故当量动载荷为:q = X| /，+X/=0.41x938.8 + 0.87x556 = 868.64NP2 = X2Fr2+YFa2= 0.41x7312.2 + 0.87 x 4972.3 = 7323.9N 3、验算轴承寿命因外4,故只需验算2轴承。轴承预期寿命与整机寿命相同，为8 （年）X300 （天）X8 （小时）=19200ho熹55236加 >19200h其中，温度系数，=1 （轴承工作温度小于120。），4=1.1 （轻微冲

44、 击）轴承具有足够寿命。二）高速轴的滚动轴承（1）、角接触球轴承的选择根据载荷及速度情况，拟定选用角接触球轴承。由高速轴的结构设计, 角接触球轴承选取7205AC,根据表17-5得：尺寸为dXDXB=25X52 X 16mmC=15.8kN。（2）、角接触球轴承的校核轴承受力图：暂略4、先计算轴承1、2的轴向力储和工2外部轴向力Fa= Ft tan夕=621.3N电=0.680 =403.58N （方向见图示）Fa = 0.68Fr2 = 1002 .78N （方向见图示）因为 +所以轴承1为松端 居i =马=403.58N所以轴承2为压紧端工2 = Fi2 + Fa =1624.08N5、计

45、算轴承1、2的当量载荷查表得c=0.68& = 1.025 >0.68F.上=0.85 > 0.68%查表得乂= 0.41,X =0.87;X2 =0.41,X =0.87 ,故当量动载荷为:P=XlFrl+YFa = 594.5NP2 = X2Fr2+YFa2= 2017.6 6、验算轴承寿命因8尸2,故只需验算2轴承。轴承预期寿命与整机寿命相同，为,106Lii =60/7210660x14408 （年）X300 （天）X8 （小时）=19200hox（1?8xl° ）3h = 163239A> 19200h1.1x594.5其中，温度系数工=1 （轴承

46、工作温度小于120°）, /p=Ll （轻微冲击）轴承具有足够寿命。三）低速轴的滚动轴承（1）、角接触球轴承的选择根据载荷及速度情况，拟定选用角接触球轴承。由高速轴的结构设计, 角接触球轴承选取7211 AC,根据表17-5得：尺寸为dXDXB=55X100X21mmCr =50.5o（2）、角接触球轴承的校核轴承受力图：暂略先计算轴承1、2的轴向力以和工2外部轴向力& =耳tan /? = 3778 3N乙=0.683=-963.7N （方向见图示）Fi2 =0.68Fr, = 2630.852 N （方向见图示）因为以2+El所以轴承1为松端 心 = F、2 + Fa=

47、2814 .6N所以轴承2为压紧端Fa2 = Fs2 = 2630.85/V7、计算轴承1、2的当量载荷查表得c=0.68= 3,46 >0.68 ;"l = o.68=e吊尾查表得%,= 0.41,= 0.87; X? =l,K>=0,故当量动载荷为：/ =X1Frl+riFfll=1173.O97V尸,2+匕尸.2=4093.4"8、验算轴承寿命因片 >6，故只需验算1轴承。轴承预期寿命与整机寿命相同，为8 （年）X300 （天）X8 （小时）=19200ho心上=(60 21而染西x（器蛊）3匹2712助19200h其中，温度系数£=1 （

48、轴承工作温度小于120°）, 4=1.1 （轻微冲击）轴 承具有足够寿命。（九）键联接的选择及校核计算一）中间轴上键的选择与校核由中间轴的细部结构设计，选定：高速级大齿轮处的键为1键：b X H-L=12mm X 8mm-20mm （轴深 t=5.0mm,毂深 tl=3.3 ；半径 r=0.250.40mm）;标记：键 12X36 GB/T1096-1979圆头普通平键（A 型）；低速级小齿轮处取2键：bXH-L=12mm X 8mm-40mm （轴深t=5.（）mm, 毂深 口=3.3;半径0.250.40mm）;标记：« 12X40GB/T1096-1979ffl 头普

49、通平键（A型）;由于是同一轴的键，传递的扭矩相同，所以只需要校核短的键即可。齿轮轴段d=40mm,键的工作长度为l=L-b=36-12=28mm键的接触高度 k=（）.5h=（）.5 X 8=4.0mm;传递的转矩为：T2=134.42N/m;由书本表10-10查得键静连接时的挤压许用应力ap = 00Mpa （45 钢调质）6 =二x匕"吧.Mpa = 51.2Mpa<ap ,键联接强度足够。4.0x28x40二）高速轴由于取了齿轮轴所以无需校核三）低速轴上键的选择与校核 由低速轴的细部结构设计，选定：与联轴器联接处的键为5键：bX h-L=12mm X 8mm-70mm （t-5.0 ,尸0.2560.40）标记：键 12 X 70 GB/T1096-1979圆头普通平键（C型）；低速齿轮处的键为 6 键：b X h-L=18mm X 11 mm-50m （t=7.0mm,r=0.250.40mm）；标记：键18X63GB/T1096-1979圆头普通平键（A