哈工大机械设计课程设计方案一(同轴).

1、机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器目录一、设计任务书 1二、传动方案的拟定及说明 1三、电动机的选择 3四、计算传动装置总传动比和分配各级传动比 3五、 计算传动装置的运动和动力参数 4六、传动件的设计计算 51 V带传动设计计算52 斜齿轮传动设计计算7七、轴的设计计算 121 高速轴的设计122 中速轴的设计153 低速轴的设计19精确校核轴的疲劳强度 22八、滚动轴承的选择及计算 261 高速轴的轴承262 中速轴的轴承273 低速轴的轴承29九 键联接的选择及校核计算31十 联轴器的选择32十一 减速器附件的选择和箱体的设计32十二 润滑与密封33十三 设计小结34十四 参考资

2、料35设计计算过程及说明结果设计任务书设计一用于带式运输机上同轴式二级圆柱齿轮减速器1. 总体布置简图2. 工作情况工作平稳、单向运转3. 原始数据运输机卷筒 扭矩(N?m)运输带 速 度(m/s)卷筒直径(mr)带速允许 偏差(%使用年限(年)工作制度(班 / 日)13500.7032051024. 设计内容(1) 电动机的选择与参数计算(2) 斜齿轮传动设计计算(3) 轴的设计(4) 滚动轴承的选择(5) 键和联轴器的选择与校核(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1张(0号或1号图纸)(2) 齿轮、轴零件图各一张(2号或3号图纸)(3

3、) 设计计算说明书一份传动方案的拟定及说明如任务书上布置简图所示，传动方案采用V带加同轴式二级圆柱齿轮减速箱，采用V带可起到过载保护作用，冋轴式可使减速器横向尺寸较小。设计计算及说明结果3机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器60x1000vnw =nD60 1000 0.7兀 x 320= 41.778r/min设计计算及说明结果5机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器三、电动机的选择1. 电动机类型选择IP44）系列三相异步电动机。它为卧按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（ 式封闭结构。电动机容量设计计算及说明结果#

4、机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器(1)卷筒轴的输出功率 FW2Tv=DP亠w 1000 10002 13500.700.3201000二 5.90625kWPw =5.90625kW设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器电动机的输出功率 Pd传动装置的总效率r二訂 ； ； 4 5式中，1, 2为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由机械设计课程设计（以下未作说明皆为此书中查得）表 2-4查得：V带传动1 = 0.955 ；滚动轴承 2 =0.9875 ；圆柱齿轮传动0.97 ；弹性联轴器4

5、 =0.9925；卷筒轴滑动轴承5 =0.955，贝Ur =0.82015Pd 二7.2014kWPed =7.5kW32' .=0.955 0.98750.970.9925 0.955 ： 0.82015故 Pd = Pw = 59625 =7.2014kW 0.82015(3) 电动机额定功率Ped由第二十章表20-1选取电动机额定功率 Pd二7.5kW。2. 电动机的转速由表2-1查得V带传动常用传动比范围=24，由表2-2查得两级同轴式圆 柱齿轮减速器传动比范围i2' = 860，则电动机转速可选范围为nd nw m'=66810026r/min可见同步转速为

6、750r/min、1000r/min、1500r/min 和3000r/min 的电动机均符合。 这里初选同步转速分别为 1000r/min和1500r/min的两种电动机进行比较，如下表:方 案电动机型号额定功率（kW电动机转速（r/mi n ）电动机 质量（kg）传动装置的传动比同步满载总传动比V带传 动两级减速器1Y132M-47.5150014408134.4682.513.7872Y160M-67.5100097011923.2182.210.554由表中数据可知两个方案均可行，但方案1的电动机质量较小，且比价低。因此,可采用方案1，选定电动机型号为 Y132M-4。4.电动机的技术

7、数据和外形、安装尺寸由表20-1、表20-2查出Y132M-4型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸, 并列表记录备份。型号额定功率（kw）同步转速（r/mi n）满载转速（r/mi n）堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132M-47.5150014402.22.3HDEGKLFXGD质量（kg）1323880331251510X881四、计算传动装置总传动比和分配各级传动比nmnw144041.778= 34.468i = 34.468传动装置总传动比设计计算及说明结果7机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器2.5i2ii3_i134.4682.5= 13.787i2= i3 口3.7

8、131. 分配各级传动比取V带传动的传动比=2.5，则两级圆柱齿轮减速器的传动比为i2 =i3 =3.713所得i2 i3符合一般圆柱齿轮传动和两级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。五、计算传动装置的运动和动力参数1. 各轴转速电动机轴为o轴，减速器高速轴为I轴，中速轴为n轴，低速轴为川轴，各轴 转速为n0 = nm =1440r /minno 1440.576r/m in11 2.5n1576nn155.13r / min12 3713n2155.13/怎和 / -n 皿45.78r /mi n13 3.7132. 各轴输入功率按电动机额定功率 Ped计算各轴输入功率，即Po 二 Ped 二

9、7.5kWP 二 F0 1 = 7.5 0.955 =7.1625kWPn -P 2 3=7.1625 0.9875 0.97 =6.8608kWP皿二 P2 2 3 =6.8608 0.9875 0.97 =6.5718kW3. 各州转矩P07.5T° =9550 0 =955049.74 N mn01440T = 9550 P = 95507.1625 =118.75N mni576Tn = 9550 “ = 9550 6.8608 =422.36N mn155.13P6 5718T皿工9550 m -95501370.92N mn 皿45.78电动机轴高速轴I中速轴n低速轴川转

10、速（r/min ）1440576153.640.96功率（kW7.206.916.646.37转矩（N m）49.74118.75422.361370.92设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果9机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器六、传动件的设计计算1. V带传动设计计算(1) 确定计算功率由于是带式输送机，每天工作两班，查机械设计(V带设计部分未作说明皆查此书)表8-7得，工作情况系数Ka =1.2Pca = KaRi =1.2 7.5=9 kW(2)选择V带的带型由Pca、no由图8-11选用A型(3)确定带轮的基准直径 dd并验算带速v初

11、选小带轮的基准直径dd1。由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径dd1 = 125mm验算带速V。按式(8-13)验算带的速度-dd1 n060 1000二 125 144060 1000二 9.425m/sPea = 9kWA型dd1 二 125mm设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器因为5m/s < v : 30m/s ,故带速合适。计算大带轮的基准直径。根据式(8-15a),计算大带轮基准直径dd2dd2 二 hdd1 =2.5 125= 312.5mmdd2 二 315mm根据表8-8，圆整

12、为dd2 = 315mm(4) 确定V带的中心距a和基准长度Ld根据式(8-20)，初定中心距a0 = 500mm。由式(8-22)计算带所需的基准长度Ld0JT：2a0 2(dd1d d2)2.(dd2 - d d1 )4a°2(dd1dd2)2.(dd2 - dd1 )4a°jr=2 500(125315)2(315 -125)24 500:1709.2mm由表8-2选带的基准长度 Ld = 1800mmLd 二 1800mm设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器按式(8-23)计算实际中心距a。Ld 'Ldi= 50018°&

13、#176;一17°92545.4mma 545.4mm设计计算及说明结果11机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器中心距变化范围为 518.4599.4mm。(5) 验算小带轮上的包角:.1：r : 16057 3。57 3°宀:180 -(dd2 -dd1)180 -(315 -125) < 160 _ 90a545.4(6) 确定带的根数 计算单根V带的额定功率由 dd1 = 125mm 和 n0 =1440r/min，查表 8-4a 得 P0 =1.91kW根据 n0 = 1440r/ min ,

14、 i=2.5 和 A型带，查表 8-4b 得二 P0 = 0.03kW查表8一5得K 一.=0.95,表8一2得KL = 0.99于是P(P0P0) K- Kl =1.91kW 1.8246kW计算V带的根数z。设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器PeaZ =Pr-4.931.8246设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器取5根。(7) 计算单根V带的初拉力的最小值(F0)min由表8-3得A型带的单位长度质量 q=0.1

15、kg/m，所以(25 - K 一.) Pea2(F0)min =500qVKq(2.50.95) x92二500 '0.1 9.4252N0.95沢5沢9.425= 165N(Fo)min = 165N应使带的实际初拉力 F0 - (F0)min(8) 计算压轴力Fp円152°(Fp)min =1622N(Fp)min =2z(F°)minSin 2 = 2 5 165 sin ?=1622N2. 斜齿轮传动设计计算按低速级齿轮设计：小齿轮转矩人=T二422.36N m，小齿轮转速二 nn =155.13r/min，传动比 i 二 i3 =3.713。（1） 选定齿

16、轮类型、精度等级、材料及齿数 选用斜齿圆柱齿轮 运输机为一般工作机器，速度不高，故选7级精度（GB10095-88） 由机械设计（斜齿轮设计部分未作说明皆查此书）表 10-1选择小齿轮材料为 40Cr （调质），硬度为280HBS大齿轮材料为 45钢（调质），硬度为240HBS二者硬度差为40HBS 选小齿轮齿数 z<i = 24 :大齿轮齿数z2 = i z = 3.713 24 ：89初选取螺旋角=14斜齿圆柱齿轮7级精度乙=24' = 14（2）按齿面接触强度设计d1tu 1(ZhZe)2u (h)按式（10-21 ）试算，即设计计算及说明结果13机械设计课程设计一同轴式二

17、级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器确定公式内各计算数值a）试选载荷系数Kt =1.6b）由图10-30选取区域系数 Zh =2.433c) 由图 10-26 查得；“ =0.78, ：2 =0.88，二.“；：.2 = 0.78 0.88 = 1.66d) 小齿轮传递的传矩T, =422.36N me）由表10-7选取齿宽系数：、=11f）由表10-6查得材料弹性影响系数 Ze =189.8MPa2g）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限二Hlm1 =600MPa ;大齿轮的接触疲劳强度极限-Hlim550MPah)由式10-13计

18、算应力循环次数:设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器N1 =60 n1 j Lh =60 576 1 (2 8 365 10) = 2.02 109设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器N2N1i12.02 1093.713= 5.44 108设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器i）由图10-19查得接触疲劳寿命系数KHNi =°.90,KHn2 =0.94j）计算接触疲劳许用应力：取失

19、效概率为1%安全系数S=1，由式（10-12）得K HN 1 匸 H lim 10.90-600 MPa =540MPa;1k)K HN 2 J H lim 2"S-0.94 550 MPa =517MPa1许用接触应力_ '匚 j鳥-25405172= 528.5MPa15机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器计算a）试算小齿轮分度圆直径d1t，由计算公式得d1t3 2 1.6 422.36 10 1 x 1.663.713 13.7132.43189.8 fI528.5mm 二 92.40mmd1t _ 92.40mm#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器b）计

20、算圆周速度#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器60 1000二 9240 15513ms "7505ms60 1000v = 0.7505m s#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器c) 齿宽b及模数mtb ：= d1t =1.0 92.40mm = 92.40mm d1tCOsP92.40 汇 cos14mntmm 二 3.74mmz124h = 2.25mnt = 2.25 3.74mm = 8.41mmb/h =92.40/8.41 =10.76d）计算纵向重合度；一：；0.318：d 乙 tan0.318 1 24 t

21、an 14 =1.903e）计算载荷系数K由表10-2查得使用系数 Ka =1根据v=0.7505m s，7级精度，由图10-8查得动载系数Kv =1.04 ；由表10-4查得K.的值与直齿轮的相同，故Kh 1 =1.321KAFt/b =1 422.36/(92.4/2)/92.4 =98.9N /mm ： 100N/mm表 10-3查得 Kh：二 Kf=1.4 ;图 10-13 查得 =1.28设计计算及说明结果故载荷系数：K =Ka Kv Khj KhR =1 x 1.04x1.4 x 1.321= 1.92f)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式(10-10a)得di = d1

22、t 3= 90.40 x f 192 mm = 98.19mmg)计算模数mnd1 cosP98.19yos14 _mn =mm = 3.97 mmz124mn = 3.97mm(3)按齿根弯曲强度设计由式(10-17)打2灯1丫旷。£ 0YFaYsan X畑2备阵确定计算参数a)计算载荷系数K =Ka Kv Kfj KfB = 1 汽 1.04 汉 1.4 汉 1.28 =186b)根据纵向重合度gp =1.903，从图10-28查得螺旋角影响系数Yp = 0.88c)计算当量齿数_ z1 24 26 27Zv1 一3 R 一3 一 Q 一 2627cos P cos 14zz28

23、997 4cZv2 -3 R 一3 彳异 -97.43cos P cos 14d)查取齿形系数由表 10-5 查得 Ypa1 2.592, YFa 2 2.185e)查取应力校正系数由表 10-5 查得 YSa1 1.596,Ysa2 1.787f)计算弯曲疲劳许用应力由图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限crFE1 = 500MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限TFE2 =380MPa17机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数KFNi = 0.84, KFn2 = 0.88取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式(10-12)得FN1FE1

24、0.84 5001.4= 300.0MPaFN2ciFE 20.88 5001.4= 238.9MPa19机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果g)计算大、小齿轮的YFaYsa，并加以比较升Y Fa1 Ysa1I" *1Y Fa2 YSa2大齿轮的数值大设计计算mn2.592 1.5963002.185 1.787238.9二 0.01379二 0.0163432 丫1.86422.36103 x 0.88Mlcos141 x 241.660.01634mm = 2.81mmmn 亠 2.81mm#机

25、械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果对比计算的结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取 mn =3mm，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径a =98.19mm来计算应有的齿数。于是由#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果d1 cos :Z1 :mn98.19cos143-31.76取 z1 =32，则 z2 = uz-i = 3.713 24

26、119(4)几何尺寸计算计算中心距Z1 Z2 mn2 cos :3211932 cos14mm = 233.43mm将中心距圆整为 233mm按圆整后的中心距修正螺旋角乙=32z 119a = 233.43mm#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果21机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果Z2 mn2a二 arccos(32 119)空=心 33552x233因值改变不多，故参数.,K ,Zh等不必修正计算大、小齿轮的分度圆直径乙 mn 32 3dimm = 98.75mmcos：cos13 33 55Z2 mn1193d2 = =mm = 367

27、.24mmcos ： cos13 33 55计算齿轮宽度b -：d d1 =1 98.75mm = 98.75mm圆整后取 B1 = 105mm, B2 = 100mm由于是同轴式二级齿轮减速器，因此两对齿轮取成完全一样，这样保证了中心距完 全相等的要求，且根据低速级传动计算得出的齿轮接触疲劳强度以及弯曲疲劳强度 一定能满足高速级齿轮传动的要求。咼速级低速级小齿轮大齿轮小齿轮大齿轮传动比3.713模数(mm)3螺旋角13 "3355'中心距(mm)233齿数3211932119齿宽(mm)105100105100直径(mm)分度圆98.75367.2498.75367.24齿

28、根圆91.25359.7491.25359.74齿顶圆104.75373.24104.75373.24旋向左旋右旋右旋左旋为了使中间轴上大小齿轮的轴向力能够相互抵消一部分， 故高速级小齿轮采用左旋, 大齿轮米用右旋，低速级小齿轮右旋大齿轮左旋。d1 = 98.75mm d2 = 367.24mmBi = 105mmB2 = 100mm#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器23机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果七、轴的设计计算1.高速轴的设计（1）高速轴上的功率、转速和转矩转速（r/min）高速轴功率（kw）转矩T（ N m）5766.91118.75（2）作用在

29、轴上的力已知高速级齿轮的分度圆直径为d =98.75 mm，根据机械设计（轴的设计计算部分未作说明皆查此书）式 （10-14），则Ft2T _ 2 118.75d - 98.75 10= 2405.06NFt tanc(ntg20s巴 =七-n =2405.06900.49Ncos：cos13 33 55Fa = Ft tan ： =2405.06 tg20 = 875.37 NFp =1622N（3）初步确定轴的最小直径先按式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3，取A0 =112,于是得,P6 91dmin = A03=112 3 = 25.64m

30、mV n 576轴的结构设计1）拟订轴上零件的装配方案（如图）Ft 二 2405.06 NFr =900.49NFa 二 875.37NFp =1622Ndmin = 25.64mm#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了满足v带轮的轴向定位，I -n轴段右端需制出一轴肩， 故取n -川段的直径d n. =32mm。V带轮与轴配合的长度 Li=80mm ,为了保证轴端档圈只压在 V带轮上而 不压在轴的端面上，故I - n段的长度应比Li略短一些，现取 Li -n =75mm。 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力

31、的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据d n=32mm，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30307,其尺寸为 d x DX T=35mm x 80mm x22.75mm，故 dm=di.m=35mm ;而 Lm=21+21=42mm , Lv=10mm。右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得30308型轴承的定位轴肩高度h=4.5mm，因此，套筒左端高度为4.5mm , dv-可 =44mm。 取安装齿轮的轴段W - V的直径dw- v =40mm，取Lw. v=103mm齿轮的左端与左端 轴承之间采用套筒定位。 轴承端盖的总宽度为 36m

32、m （由减速器及轴承端盖的结构设计而定） 。根据轴承端 盖的装拆，取端盖的外端面与 V带轮右端面间的距离 L=24mm,故取Ln.m =60mm。 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。3）轴上零件的轴向定位V带轮与轴的周向定位选用平键10mm x 8mm x 63mm , V带轮与轴的配合为 Hr6 ;齿轮与轴的周向定位选用平键12mm x 8mm x 70mm ,为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选齿轮轮毂与轴的配合为H7n6 ;滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。4）确定轴上圆角和倒角尺寸参考表15-2，取轴端倒角1.2 45，各圆角半径见图轴段

33、编号长度（mm）直径（mm）配合说明I -n7530与V带轮键联接配合n -m6032定位轴肩m -w4235与滚动轴承30307配合，套筒定位IV-V10340与小齿轮键联接配合v -w1044定位轴环w -w2335与滚动轴承30307配合总长度313mm（5）求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取a值。对于30307型圆锥滚子轴承，由手册中查得a=18mm。因此，轴的支撑跨距为L1=118mm, L2+La=74.5+67.5=142mm。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。先计算出

34、截面 C处的Mh、Mv及M的值列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力FFnh1 =1143N , Fnh2 =1262NFnv1=2237N , Fnv2 =1516NC截面 弯矩MM H = FNH 2 汉 L3 =85185N mmM FNV'L*"Ma= 145551N mm总弯矩Mmax = JM： +M； = J851852 +1455512 =168646N mm扭矩T =118750N mm(6)按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取 算应力:-0.6，轴的计M2(：T)2WJ6864620.6 11875020

35、.1 x 403Mpa = 28.61Mpa:ca =28.61Mpa27机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果安全已选定轴的材料 为45Cr，调质处理。由 表15-1查得crJuiOMPa。因此-ca 4-1，故安全。2.中速轴的设计(1) 中速轴上的功率、转速和转矩转速(r/min )中速轴功率(kw )转矩T( N m)153.66.64422.36(2) 作用在轴上的力已知高速级齿轮的分度圆直径为dj = 367.24mm，根据式(10-14)，则Fr12T2 422.36367.24 10= 2300

36、.19NFt tancos := 2300.19861.22Ncos13°33 55Fa1 =Fttan：? =2300.19 tg20、837.20NFt1 =2300.19NF" = 861.22NFa1 二 837.20N#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果已知低速级齿轮的分度圆直径为d2 = 98.75mm，根据式(10-14)，则#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果2x422.36Ft2 ：3 -8554.13N98.75 10Ft tanantg20

37、°Fr2t= =8554.133202.79Ncos：cos13 33 55Fa2 =Ftta n 1 =8554.13 tg20 =3113.45N(3)初步确定轴的最小直径先按式(15-2)初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3，取A。-112,于是得dmin =Ao；| =112* 計 _ =39.31mmSn 153.6轴的结构设计1)拟订轴上零件的装配方案(如图)Ft2 =8554.13 NF2 =3202.79NFa2 =3113.45Ndmin=39.31mmin川ivvw2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 初步选择滚动轴承。因

38、轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据 d i_n =dv_w=45mm ,由轴承产品目录中初步选取标准精 度级的单列圆锥滚子轴承30309，其尺寸为 dx DX T=45mm x 100mm x 27.25mm ,故 Li_n=Lv_w =27+20=47mm。两端滚动轴承采用套筒进行轴向定位。由手册上查得30309型轴承的定位轴肩高度h=4.5mm ,因此，左边套筒左侧和右边套筒右侧的高度为4.5mm。 取安装大齿轮出的轴段n-川的直径d n=50mm ;齿轮的左端与左端轴承之间采用套筒定位。 为了使大齿轮轴向定位，取d=55mm，又由于考虑到与高、低

39、速轴的配合，取Lm-v =100mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。29机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果3）轴上零件的轴向定位大小齿轮与轴的周向定位都选用平键14mm x 9mm x 70mm，为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选齿轮轮毂与轴的配合为H7n6;滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。4）确定轴上圆角和倒角尺寸参考表15-2，取轴端倒角1.2 45，各圆角半径见图轴段编号长度（mm）直径（mm）配合说明I -n4945与滚动轴承30309配合，套筒定位n -川9850与大齿轮键联接配合川-W9055定位轴环

40、IV-V10350与小齿轮键联接配合V -W4545与滚动轴承30309配合总长度385mm（5）求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取a值。对于30309型圆锥滚子轴承，由手册中查得a=21mm。因此，轴的支撑跨距为Li=76mm , 匕=192.5, L3=74.5mm。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。先计算出截面 C处的Mh、Mv及M的值列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力FFNH1 =68NFnh2 =6186NFnv1 =1382NFnv2 = 2682NC截面 弯矩MM H

41、 = Fnh2 紅3 = 460875N mmM V = FNV2 汉 L3 + M a2=353536N mm总弯矩Mmax =«MH +M： = J4608752 +3535362 =580856N mm扭矩T =422360N mm31机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果(6) 按弯扭合成应力校核轴的强度二=0.6，轴的计根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取 算应力33机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说

42、明结果.M2(：T)2W/ 2 2,5808562 0.6 4223600.仆 503Mpa 二 50.70Mpa二 ca = 50.70Mpa#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果安全已选定轴 的材料为45Cr,调质处 理。由表15-1查得cr-1 = 70MPa。因此二 ca ： ，故安全。3.低速轴的设计(1)低速轴上的功率、转速和转矩转速(r/min )中速轴功率(kw )转矩T( N m)40.966.371370.92(2)作用在轴上的力已知低速级齿轮的分度圆直径为d = 367.24mm，根据式(10-14)，则Ft2T2 1370.92367.24 10

43、 -二 7466.07 N#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果Ft =746607 NFr =2791.54NFa =2717.43NFt tanantg20°Frt . n = 7466.072791.54Ncos：cos13 33 55Fa = Ft ta=7466.07 tg20 = 2717.43N(3) 初步确定轴的最小直径 先按式(15-2)初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3,1pI 6 37d min 二 60.23mm取 A。=112，于是得dmin 人。3112 3 60.23mm n 40.96(4) 轴

44、的结构设计1)拟订轴上零件的装配方案(如图)I n mivvwvn2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了满足半联轴器的轴向定位，W-四轴段左端需制出一轴肩，故取V-W段的直径d v=64mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度Li=i07mm，为了保证轴端档圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故W-四段的长度应比 Li略短一些，现取1=105mm。 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据d忙i =65m m,由轴承产品目录中初步选取标准精度级的单列圆锥滚子轴承 30314,其尺寸为 dx DX T=70mmX 150mm x 38

45、mm，故d:.n =dw .v=70mm ; 而 Li .n =38mm , Lw.v =38+20=58mm。左端滚动轴承采用轴环进行轴向定位。由表15-7查得30314型轴承的定位高度h=6m m,因此，取得d n=82mm。右端轴承采用套筒进行轴向定位，同理可得套筒 右端高度为6mm。 取安装齿轮出的轴段川-W的直径dm=75mm ;齿轮的右端与右端轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为 100mm ,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取h=98mm。 轴承端盖的总宽度为 30mm （由减速器及轴承端盖的结构设计而定） 。根据轴承端盖的装拆，取端盖的外端面与联轴

46、器左端面间的距离L=30mm,故取Lv=60mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。3）轴上零件的轴向定位半联轴器与轴的联接，选用平键为 18mm x 11mm x 80mm ,半联轴器与轴的配合为 H7k6。齿轮与轴的联接， 选用平键为20mm x 12mm x 80mm ,为了保证齿轮与轴配 合有良好的对中性，故选齿轮轮毂与轴的配合为H7n6。4）确定轴上圆角和倒角尺寸参考表15-2，取轴端倒角2.0 45，各圆角半径见图轴段编号长度（mm）直径（mm）配合说明i -n3870与滚动轴承30314配合n -m1082轴环m -w9875与大齿轮以键联接配合，套筒定位IV -V5870与

47、滚动轴承30314配合v -w6068与端盖配合，做联轴器的轴向定位w -110563与联轴器键联接配合总长度369mm35机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器设计计算及说明结果FrFtFaFt| FwilMhFaMvMvMM-7T.FnvzFnH2Fnv?FnviMhFmi-1Ma=FaD/237机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器#机械设计课程设计一同轴式二级圆柱齿轮减速器.M2 ： (T)2W结果；ca = 22.21Mpa安全设计计算及说明(5) 求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取a值。对于30314型圆锥滚子轴承，由手册中查得a=31mm。因此，轴的支撑跨距为Li L2 = 67 75 二 142mm根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面B是轴的危险截面。先计算出截面B处的Mh、Mv及M的值列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力FFNH1 =3943.35NFnh2 =35