《机械设计》课程设计-二级圆锥齿轮减速器.doc

- 0 - 机械设计机械设计课程设计课程设计 计算说明书计算说明书 - 1 - 河南机电高等专科学校河南机电高等专科学校 机械设计课程设计任务书机械设计课程设计任务书 一课程设计题目：一课程设计题目： 二级圆锥齿轮减速器 二课程设计时间：二课程设计时间： 2010 年 6 月 三课程设计地点：三课程设计地点： 河南机电高等专科学校 四课程设计要求：四课程设计要求： 1、设计计算部分 a.简述图示传动器传动方案选择依据 b.选择电动机 c.分配传动比及运动参数计算 d.传动零件设计计算 e.轴、轴承、联轴器、键等零件的计算与校核 f.减速器箱体设计 g.轴承的组合设计 h.选择减速器附件 i.选择润滑剂及润滑方法 2、设计图纸部分 绘制减速器装配图一张 轴零件图一张 编写设计说明书（5060 页） 3、设计建议 生产条件:中等规模机械加工厂 ，可加工 78 级精度齿轮 - 1 - 目录 课程任务书课程任务书 - 3 - 一、传动装置的总体设计一、传动装置的总体设计- 4 - 1、选择电动机- 4 - 2、确定传动装置的传动比的分配 - 6 - 二、标准直齿圆锥齿轮设计二、标准直齿圆锥齿轮设计- 8 - 1、选择齿轮材料- 8 - 2、按齿面接触疲劳强度设计- 8 - 3、确定齿轮传动主要参数和几何尺寸 - 9 - 4、校核齿根弯曲疲劳强度- 10 - 三、圆柱斜齿轮设计三、圆柱斜齿轮设计- 11 - 1、选择齿轮材料- 11 - 2、按齿面接触疲劳强度设计- 12 - 3、确定齿轮传动主要参数和几何尺寸 - 14 - 4、校核齿根弯曲疲劳强度- 15 - 四、高速齿轮轴四、高速齿轮轴的设计的设计.- 16 - 1、选择材料确定许用应力- 16 - 2、计算轴的载荷- 16 - 3、初估轴的最小直径选择联轴器 - 16 - 4、轴的结构设计- 17 - 五、中间齿轮轴五、中间齿轮轴的设计的设计 .- 18 - 1、选择材料确定许用应力- 18 - 2、计算轴的载荷- 18 - 3、初步估算轴的最小直径- 19 - 4、轴的结构设计- 19 - 六、低速齿轮轴六、低速齿轮轴的设计的设计- 20 - - 1 - 1、选择材料确定许用应力- 20 - 2、计算轴的载荷- 21 - 3、初估轴的最小直径选择联轴器 - 21 - 4、轴的结构设计- 22 - 七、高速速齿轮轴七、高速速齿轮轴的校核的校核.- 23 - 1、画轴的结构件图计算支反力- 23 - 2、求支反力：- 25 - 3、按弯扭组合强度条件校核轴的强度 - 26 - 八、中间轴八、中间轴的校核的校核.- 26 - 1、画轴的计算简图计算支反力- 28 - 2、求支反力：- 28 - 3、按弯扭组合强度条件校核轴的强度 - 30 - 九、低速轴九、低速轴的校核的校核 .- 30 - 1、画轴的计算简图计算支反力- 30 - 2、求支反力：- 32 - 3、按弯扭组合强度条件校核轴的强度 - 33 - 十、高速齿轮轴轴承的校核十、高速齿轮轴轴承的校核 - 34 - 1、轴径载荷计算- 34 - 2、派生轴向力计算- 34 - 3、根据当量动载荷计算 p 值- 35 - 4、计算轴承寿命- 35 - 十一、中间齿轮轴承的校核十一、中间齿轮轴承的校核 - 35 - 1、轴径载荷计算- 35 - 2、派生轴向力计算- 36 - 3、计算当量动载荷 p.- 36 - 4、计算轴承寿命- 37 - 十二、低速齿轮轴承的校核十二、低速齿轮轴承的校核 - 38 - 1、轴径载荷计算- 38 - 2、派生轴向力计算- 38 - - 2 - 4、计算轴承寿命- 39 - 十三、高速齿轮轴十三、高速齿轮轴平键的校核平键的校核- 40 - 1、高速轴联轴器段平键选择- 40 - 2、平键校核- 40 - 十四、中间轴十四、中间轴两平键的校核两平键的校核- 40 - 1、中间轴平键选择- 40 - 2、平键校核- 41 - 十五、低速轴十五、低速轴平键的校核平键的校核- 41 - 1、低速轴平键选择- 41 - 2、平键校核- 41 - 十六、联轴器的选择十六、联轴器的选择- 42 - 十七、润滑方法和密封形式十七、润滑方法和密封形式 - 42 - 1、润滑- 42 - 2、密封- 42 - 十八、减速器附件选择及箱体设计十八、减速器附件选择及箱体设计.- 43 - 1 、箱体的基本结构设计.- 43 - 2、 箱体的材料及制造方法.- 43 - 3、箱体各部分的尺寸- 43 - 十九、润滑与密封十九、润滑与密封 .- 45 - 1、齿轮的润滑- 45 - 参考文献参考文献 - 46 - - 3 - 课程任务书课程任务书 题目 8：设计带式运输机传动装置（两级锥齿轮圆柱齿轮减速器） 一、总体布置简图 二、工作条件：连续单向运转，工作时载荷稳定，工作寿命 15 年，每年 300 个工作日，每日工作 16 个小时。 三、原始数据：mmsmvnf383d,/4 . 0,7000卷筒直径 四、设计内容： 1、电动机选择与运动参数的计算 2、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、减速器润滑与密封 7、箱体的设计与计算 8、装配图、零件图的绘制 9、设计计算说明书的编写 五、设计任务 1、绘制装配图 1 张，1 号图纸。 2、零件工作图 1 张，中间轴，要求按 11 绘制。 3、写设计计算说明书一份装袋。 - 4 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 一、传动装置的总体设计 1、选择电动机 1、选择电动机系列 按工作要求及工作条件，选用三相异步电动机，封闭式扇式结构，即：电压为 380v y 系列的三相交流电源电动机。 2、选电动机功率 工作机的输出功率应由机械工作阻力和运动参数计算确定。 pwo 当已知工作机的带式输送机驱动卷筒的圆周力（即卷筒牵引力）和输 nf 送带速度，则工作机的输出功率 s/mv kw8 . 2 1000 410 . 0 7 1000 vf 3 wo p 考虑传动装置的功率损耗，电动机的输出功率为 wo p p 式中，为电动机到工作机输送带的总效率，即 987654321 式中： 为联轴器效率 99 . 0 1 为高速轴轴承效率 98. 0 2 为圆锥齿轮副效率 96 . 0 3 kw8 . 2 pwo 99 . 0 1 98 . 0 2 96 . 0 3 - 5 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 为中间轴轴承效率 98. 0 4 为圆柱齿轮副效率 97 . 0 5 为低速轴轴承效率 98 . 0 6 为链传动效率 96 . 0 7 为卷筒轴轴承效率 99 . 0 8 为卷筒效率 96 . 0 9 则 79 . 0 987654321 则所需电动机功率 kw p p wo d 5 . 3 79 . 0 8 . 2 电动机额定功率: dm pp 3、确定电动机转速 各级齿轮传动比 锥齿轮传动比范围：i=23 圆柱齿轮传动比范围：i=35 链传动传动比范围：i=25 总体传动比范围为 i=（23） （35） （25）=1275 卷筒转速 min/2095.19 38314 . 3 4 . 0100060100060 r d v nw 所以电动机转速为： min/1500240)7512(20rinn w 98 . 0 4 97 . 0 5 98 . 0 6 96 . 0 7 99 . 0 8 96 . 0 9 79 . 0 i=1275 min/20rnw - 6 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 4、确定电动机型号 因同步转速的电动机磁极多的，尺寸小，质量大，价格高，但可使传动比 和机构尺寸减小，其中=4kn，符合要求，但传动机构电动机容易制造且 m p 体积小。 由此选择电动机型号：y132m1-6 电动机额定功率：4kw 额定转速:n=1000r/min 满载转速:=960r/min 电动机型 号 额定 功率 满载转 速 极 数 (额定 转矩) 堵转转 矩 最大转 矩 (额定转 矩) y132m1-64 kw 960 r/min 42.0 kw2.0kw 2、确定传动装置的传动比的分配 1、计算分配传动比 48 20 960 w m n n i 考虑到各级传动大齿轮的浸油深度接近，所以传动比分配为 圆锥齿轮传动比为： 4 1 i 圆柱齿轮传动比为： 4 2 i 链传动比为： 3 3 i 电动机型号： y132m1-6 48 w m n n i 4 1 i 4 2 i 3 3 i - 7 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 2、计算传动装置的运动和动力参数 各轴的转速各轴的转速 n(r/min) 高速轴的转速：=960 r/min 1 n m n 中间轴的转速：=/=960/4=240 r/min 2 n 1 n 1 i 低速轴的转速：=/=240/4=60 r/min 3 n 2 n 2 i 滚筒轴的转速：=/=60/3=20 r/min 4 n 3 n 3 i 各轴的输入功率各轴的输入功率 p（kw） 高速轴输入功率： kwpp d 466 . 3 99 . 0 5 . 3 11 中间轴输入功率： kwpp261 . 3 96 . 0 98 . 0 466 . 3 2312 低速轴输入功率： kwpp099 . 3 97 . 0 98 . 0 261 . 3 5423 滚筒轴输入功率： kwpp945 . 2 96. 099 . 0 099 . 3 6734 各轴的输入转矩各轴的输入转矩 t(nm) 高速轴的输入转矩：m34.479n/9550 111 npt 中间轴的输入转矩： m129.761n/9550 222 npt 低速轴的输入转矩： m493.369n/9550 333 npt 滚筒轴的输入转矩：m1336.952n /9550 444 npt 轴号功率 p(kw)转速 n(r/min)转矩 t（n/m） 电动机轴3.50196034.828 轴3.46696034.479 轴3.261240129.761 轴3.099760493.369 卷筒轴2.945201406.237 =960 r/min 1 n =240 r/min 2 n =60 r/min 3 n =20 r/min 4 n kwp466 . 3 1 kwp261. 3 2 kwp099. 3 3 m34.479n 1 t m129.761n 2 t m493.369n 3 t m1336.952n 4 t - 8 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 二、标准直齿圆锥齿轮设计 1、选择齿轮材料 小齿轮 40cr（调质）硬度 270hbs 大齿轮 45 钢（调质）硬度 240hbs 选用 8 级精度 选择齿数 28 1 z112 2 z 因为选用软齿面传动，所以按齿面接触疲劳强度设计，然后按弯曲疲劳强度校核 2、按齿面接触疲劳强度设计 公式： 3 2 1 2 1 5 . 01 4 u ktzz d rr h eh t 初选载荷系数 t k4 . 1 t k 小齿轮传递扭矩 mmn n p t479.34479 960 466 . 3 1055 . 9 1055 . 9 6 1 16 1 选取齿宽系数 =0.3 r r 弹性系数 e zmpaze 8 . 189 接触疲劳强度极限 ，mpa h 730 1lim mpa h 590 2lim 寿命系数 1n z 2n z 1 12 nn zz 小齿轮 40cr （调质）70hbs 大齿轮 45 钢（调质） 40hbs 28 1 z 112 2 z 8 级精度 mmn t 4 . 34479 1 =0.3 r mpaze 8 . 189 mpa h 730 1lim mpa h 590 2lim 1 12 nn zz - 9 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 强度安全系数 h s2 . 1 h s 计算接触需用应力 mpa s z h hn h 3 . 608 1lim1 1 计算小齿轮分度圆直径mpa s z h hn h 7 . 491 2lim2 2 t d1 mm u ktzz d rr h eh t 748.57 5 . 01 4 3 2 1 2 1 平均分度圆直径 1m d mmdd trm 0858.49748.57)3 . 05 . 01 ()5 . 01 ( 11 齿轮的圆周速度 sm nd v m /466 . 2 100060 11 计算载荷系数 查表得：1 a k sm zvm /6165 . 0 100 1 根据查表 动载系数 100 1 zvm v k 045 . 1 v k 齿向载荷分布系数 k 2 . 1 k 接触强度载荷系数 k 254 . 1 kkkk va 按载荷系数校正分度圆直径 mmkkdd tt 62.554 . 1/254 . 1 748.57/ 3 3 11 3、确定齿轮传动主要参数和几何尺寸 确定模数 m 2 . 1 h s mpa h 3 . 608 1 mpa h 7 . 491 2 mmd t 748.57 1 mmdm0858.49 1 smv/466 . 2 1 a k 045 . 1 v k 2 . 1 k 254. 1k mmd62.55 1 - 10 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 mm z d m986 . 1 28 62.55 1 1 则 m 取 2 28 1 z112 2 z mmmmmzd62.5556228 11 可知已经满足齿面接触疲劳强度要求 计算分度圆直径 mmmmmzd62.5556228 11 mmmzd2242112 22 计算锥距 r mm z z dr447.11514 2 56 2 1)( 2 2 1 2 1 确定齿宽：mmrb r 634.34 则取： mmbb35 21 确定锥角 ， 49577596375.75arctan 2 1 1 z z 11 21490 12 4、校核齿根弯曲疲劳强度 校核公式： f rr safa f zm yykt 1)5 . 01 ( 4 2223 1 当量齿数，886.28 cos 1 1 1 z zv779.461 cos 2 2 2 z zv 齿形系数应力修正系数 mmm2 28 1 z 112 2 z mmd56 1 mmd224 2 mmr447.115 mmb634.34 mmbb35 21 495775 1 11 214 2 886.28 1 v z 779.461 2 v z - 11 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 查表得：，533 . 2 1 fa y619 . 1 1 sa y06 . 2 2 fa y97 . 1 2 sa y 得弯曲疲劳极限为：，mpa flim 590 1 mpa flim 440 2 查得弯曲疲劳寿命系数 =1,=1, 1n y 2n y 取安全系数 4 . 1 f s 许用应力mpa s y f flimn f 421 11 1 mpa s y f flimn f 314 22 2 校核齿根弯曲疲劳强度 f rr safa f mz yykt 215.125 17828)3 . 05 . 01 (3 . 0 97 . 1 06 . 2 479.3447924 . 1 4 1)5 . 01 ( 4 22 2322 1 1 f fafa safa ff yy yy 912.123 10619533 . 2 97 . 1 06 . 2 215.125 21 22 12 强度满足要求 三、圆柱斜齿轮设计 1、选择齿轮材料 小齿轮 45 钢（调质）硬度 240hbs 大齿轮 45 钢（调质）硬度 240hbs 选用 8 级精度 选择齿数 30 1 z120 2 z 533 . 2 1 fa y 619 . 1 1 sa y 06 . 2 2 fa y 97 . 1 2 sa y mpa flim 590 1 mpa flim 440 2 4 . 1 f s mpa f 421 1 mpa f 314 2 ff 1 ff 2 小齿轮 45 钢（调质） 40hbs 大齿轮 45 钢（调质 240hbs 8 级精度 30 1 z 120 2 z - 12 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 因为选用软齿面传动，所以按齿面接触疲劳强度设计，然后按弯曲疲劳强度校核 2、按齿面接触疲劳强度设计 设计公式： 3 21 1 ) ( 12 h he d t t zzzz u utk d 初选载荷系数 t k3 . 1 t k 计算小齿轮传递的扭矩：mmn n p t1297611055 . 9 1 16 初选螺旋角 10 取齿宽系数：8 . 0 d 计算端面重合度7205 . 1 10tan)120/130/1 (2 . 31088 计算纵向重合度 346 . 1 10tan318 . 0 1 z 重合度系数 6859 . 0 /75 . 0 25 . 0 y 螺旋角系数 93 . 0 y 弹性系数 e zmpaze 8 . 189 重合度 z7624 . 0 /1 z 节点区域系数 h z42 . 2 h z 螺旋角系数 z993 . 0 cos z 接触疲劳强度极限 3 . 1 t k mmnt129761 初选螺旋角 10 8 . 0 d 7205 . 1 6859 . 0 y 93 . 0 y mpaze 8 . 189 7624. 0/1 z 42 . 2 h z 993 . 0 z - 13 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 ，mpa h 590 1lim mpa h 400 2lim 计算应力循环次数： 9 11 100368 . 1 153001612406060 h jlnn 81 2 10592 . 2 u n n 接触疲劳强度寿命系数 1n z 2n z 1 12 nn zz 强度安全系数 h s1 h s 计算接触需用应力 mpa hhhh 492492,495min 23 . 1 ),( 2 1 min 2211 计算小齿轮分度圆直径 t d1 3 21 1 ) ( 12 h he d t t zzzz u utk d 2 ) 492 99 . 0 76 . 0 42 . 2 8 . 189 ( 48 . 0 51297613 . 12 mm704.64 齿轮的圆周速度 sm nzmnd v nm /957 . 0 cos100060100060 1111 计算载荷系数 查表得：1 a k sm zvm /2871 . 0 100 1 根据查表 动载系数 100 1 zvm v k 04 . 1 v k mpa h 590 1lim mpa h 400 2lim 9 1 100368 . 1 n 8 2 10592 . 2 n 1 12 nn zz 1 h s mpa h 492 1 mmd t 704.64 1 smv/957 . 0 1 a k 04 . 1 v k - 14 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 齿向载荷分布系数 k 1 . 1 k 4 . 1 k 065 . 3 r 故载荷系数 =1.6016 k a k v k k k 按载荷系数校正分度圆直径 mmkkdd tt 689.683 . 1/6016 . 1 074.64/ 3 3 11 3、确定齿轮传动主要参数和几何尺寸 确定模数 m mm z d m28 . 2 cos 1 1 圆整 m=2.5 计算中心距 mm zzm a n 39.190 cos2 )( 21 中心距圆整取 a=190mm 确定螺旋角 21 17189304824519 . 9 2 )( arccos a zzmn 计算分度圆直径 mmmzd76cos/ 11 mmmzd304cos/ 22 1 . 1 k 4 . 1 k 065 . 3 r 6016 . 1 k mmd689.68 1 m=2.5 mma39.190 17 189 mmd76 1 mmd304 2 - 15 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 确定齿宽：mmdb d 8 . 608 . 076 1 则取 mmb68 1 mmb62 2 4、校核齿根弯曲疲劳强度 校核公式： f safa f mbd yyyykt 1 2 齿形系数应力修正系数 查表得：，502. 2 1 fa y631 . 1 1 sa y06 . 2 2 fa y97 . 1 2 sa y 当量齿数 ，217.31 cos3 1 1 z zv869.124 cos3 2 2 z zv 弯曲疲劳极限为：，mpa flim 450 1 mpa flim 390 2 查得弯曲疲劳寿命系数 =1,=1, 1n y 2n y 取安全系数 4 . 1 f s 许用应力mpa s y f flimn f 4 . 321 4 . 1 1450 11 1 mpa s y f flimn f 5 . 278 4 . 1 1390 22 2 校核齿根弯曲疲劳强度 f safa f mbd yyyykt 88.91 5 . 27662 963 . 0 685 . 0 631 . 1 502 . 2 1297616016 . 1 2 2 1 111 1 mmb8 .60 mmb68 1 mmb62 2 502 . 2 1 fa y 631 . 1 1 sa y 06 . 2 2 fa y 97 . 1 2 sa y 217.31 1 v z 869.124 2 v z mpa flim 450 1 mpa flim 390 2 =1,=1 1n y 2n y 4 . 1 f s mpa f 4 .321 1 mpa f 5 .278 2 ff 1 - 16 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 f f 3398.91 5 . 27662 93 . 0 6859 . 0 97 . 1 06 . 2 1297616016 . 1 2 2 强度满足要求 四、高速齿轮轴 的设计 1、选择材料确定许用应力 45 钢 调质处理 2 /637mmn b 2 /353mmn s 2 1 /268mmn 2 1 /1565mmn 2 1 /216mmn 2 0 /98mmn b 2 1 /59mmn 2、计算轴的载荷 mmn n p t479.34479 960 466 . 3 1055 . 9 1055 . 9 6 1 16 1 n d t f m t 44.1451 51.47 3447922 nff ta 129.128sintan 11 nff ta 43.512costan 12 3、初估轴的最小直径选择联轴器 初步估算轴的最小直径。由于此轴为齿轮轴，选取轴的材料应同圆柱齿轮一样，为 45 钢，调质处理。根据表，取，于是得118107 0 a ff 2 mmn t 479.34479 1 nft44.1451 nfa129.128 1 nfa43.512 2 - 17 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 因轴上有键槽，故直径增大 5%，取 32mm 左右。mm n p ad 1 . 18 4 . 163 1 1 0min 1 d 联轴器 mmntt515 . 1 1 因输入轴与电动机相连，转速高，转矩小，选择弹性套柱销联轴器。查表选择 lt4 弹性套柱销联轴器 4、轴的结构设计 拟定轴上零件的装配方案 轴上零件装配方案先安装右端轴承和轴套，然后将轴连带右端轴承和轴套一起安装入 套杯，最后安装轴上左端轴承和轴承端盖。 根据轴向定位要求确定轴向各段直径即长度 a 装联轴器段 联轴器半轴长为保证轴端挡圈能够压紧联 mmd32 1 mml62 1 轴器，所以取 mml60 1 b 左侧轴承端盖段 mml68 2 mmd40 2 俩个轴承段 选择轴承 30309 轴承段还需要安 2510045 mmdd45 53 装套筒则 mml28 3 mml25328 5 mmd32 1 mml60 1 mml68 2 mmd40 2 mmdd45 53 mml28 3 mml25 5 mml63 4 mmd36 4 轴承 30309 - 18 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 c. 套筒段 mml63 4 mmd36 4 齿轮段 退刀槽 mml5 6 mmd40 6 轴肩 mml8 7 mmd54 7 五、中间齿轮轴 的设计 1、选择材料确定许用应力 45 钢 调质处理 2 /637mmn b 2 /353mmn s 2 1 /268mmn 2 1 /1565mmn 2 1 /216mmn 2 0 /98mmn b 2 1 /59mmn 2、计算轴的载荷 mmn n p t1297611055 . 9 1 16 2 圆柱齿轮 n zmd t f m t 45.4268 cos/ 12976122 2 nff ta 355.699304825 . 9 tan45.4268tan nff n tr 37.1574 304825 . 9 cos 20tan 45.4268 cos tan 11 圆锥齿轮 mml5 6 mmd40 6 mml8 7 mmd54 7 m129.761n 2 t 圆柱齿轮 nft45.4268 nfa355.699 nfr37.1574 1 圆锥齿轮 nft036.1363 - 19 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 n d t d t f r t 036.1363 22425 . 0 1297612 )5 . 01 ( 22 2 nfa433.512 nfr129.128 a=107118 3、初步估算轴的最小直径 mm n p ad158.2853.25 240 261 . 3 )118107( 33 1 考虑到轴上键槽削弱，轴径须增大 3%5% 取=35mm 1 d 4、轴的结构设计 nfr129.128 nfa433.512 a=107118 =35mm 1 d - 20 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 1 拟定轴零件装配方案 圆柱齿轮和左端套筒以及左端轴承由左侧装入，圆锥齿轮和右端轴承从右端装入 1、 根据箱体总体三根轴设计 2、 轴承选 7307c 358021mmll42 51 mmdd36 51 3、装圆柱齿轮段 mmhdd403508 . 0 2352 12 mml66 2 4 装圆锥齿轮段 mmdd40 24 mml56 4 5 定位轴肩段 mmddd481 . 02 223 mml28 3 六、低速齿轮轴 的设计 1、选择材料确定许用应力 45 钢 调质处理 2 /637mmn b 2 /353mmn s mmll42 51 轴承选 7307c mmdd36 51 mmd40 2 mml66 2 mmdd40 24 mml56 4 mmd48 3 mml28 3 - 21 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 2 1 /268mmn 2 1 /1565mmn 2 1 /216mmn 2 0 /98mmn b 2 1 /59mmn 2、计算轴的载荷 mmn n p t493369 960 0997 . 3 1055 . 9 1055 . 9 6 1 16 3 作用在齿轮上的力 n zmd t ft31.4057 cos/ 49336922 3 nff ta 761.664304825 . 9 tan31.4057tan nff n tr 494.1496 304825 . 9 cos 20tan 31.4057 cos tan a=107118 3、初估轴的最小直径选择联轴器 mm n p ad95.4386.39 60 0997 . 3 )118107( 33 1 考虑到轴上键槽，取mmd50 1 mmnt 493369 3 nft31.4057 nfa761.664 nfr494.1496 a=107118 mmd50 1 - 22 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明设计计算与说明计算结果计算结果 4、轴的结构设计 1 拟定轴上零件装配方案 齿轮和左端轴承及套筒从左端装入，右端轴承从右端装入 2 装轴承段 选轴承 7310c 5011027 mmdd50 51 根据箱体总体结构 mml45 1 mml25 5 3 齿轮段 mmd55 2 mml60 2 4 定位轴肩 mmd66552551 . 0 3 mml12 3 轴承 7310c mmdd50 51 mml45 1 mml25 5 mmd55 2 mml60 2 mmd66 3 mml12 3 - 23 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明设计计算与说明计算结果计算结果 5 光轴部分 mmd55 4 mml92 4 6 链轮部分 mmd48 6 mml40 6 mmd46 7 mml40 7 七、高速速齿轮轴 的校核 图 a 由简图 a 的机构可知：mml115 1 mml85 2 mml49 3 1、画轴的结构件图计算支反力 mmd55 4 mml92 4 mmd48 6 mml40 6 mmd46 7 mml40 7 mml115 1 mml85 2 mml49 3 - 24 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明设计计算与说明计算结果计算结果 cv m cv m ch m r f cv r r2 f bv r t f ch r bh r d cb a t f bh r bv r ch r mm115l1 mm49l3 mm85l2 r f a f cv r r2 f 图 b 图 c 图 d 图 e 图 f 图 g 图 h - 25 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明设计计算与说明计算结果计算结果 2、求支反力： 在水平面内，图 c n l lft 712.83644.1451 85 49 r 2 3 bh 在垂直面内：图 e 96.771 85 2/ 6 . 47129.128)4985(433.512 2/)( r 2 32 l dfllf ar cv nfr rcvbv 526.259r 2 画弯矩图、扭矩图 水平弯矩图内：图 d 截面 c 处 mmnlrm bhch 52.7112085712.836 2 垂直面内：图 f 截面 c 处 mmnlrm bvcv 71.2205985526.259 2 截面 d 左端 mmndfm adv 47.30492/ 6 . 47129.1282/ 合成弯矩：图 g 截面 c mmnmmm chcvc 139.74463 22 截面 d mmnmmm dhdvd 47.3049 22 n712.836rbh 96.771r cv n bv 526.259r mmnmch52.71120 mmnmcv71.22059 mmnmdv47.3049 mmnmc139.74463 - 26 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明设计计算与说明计算结果计算结果 转矩途径：图 h mmnt 34479 3、按弯扭组合强度条件校核轴的强度 由图可见 c 处弯矩最大校核该处的强度 mmn tmm cc 9 . 77301 )344796 . 0(139.74463)( 2222 式中：602 . 0 1 bo b 2 3 /568.16 361 . 0 9 . 77301 mmn w me e 校核结果： 2 1 /59mmn be 强度足够 八、中间轴 的校核 mmnmd47.3049 mmnt 34479 mmnmc 9 . 77301 602 . 0 1 bo b 2 1 be - 27 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明设计计算与说明计算结果计算结果 c2 m c1 m b2 m b1 m cv2 m cv1 m bv2 m bv1 m ch m bh m dv r r2 f 1 fr av r dh r ah r t2 f t1 f t2 f t1 f ah r dh r dv r av r a2 f a1 f 2 fr 1 fr mm 4 . 60l1 mm4 .55l3 mm85l2 aacd 图 b 图 c 图 d 图 e 图 f 图 g 图 h - 28 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明设计计算与说明计算结果计算结果 1、画轴的计算简图计算支反力 由简图 a 的机构可知：mml 4 . 60 1 mml85 2 mml 4 . 55 3 2、求支反力： 在水平面内，图 c 21 32 ah r ll lrlf dht 21ah r ttdh ffr 则： n57.3360rah nrdh915.2270 在垂直面内：图 e dvrrav rff 12 r 222211321 2/2/)(rlfdfdfllrl rmamadvav 则： -5.494n dv r n747.1440 av r 2 画弯矩图、扭矩图 水平弯矩图内：图 d 截面 b 处 mmnlrm ahbh 428.202978 1 mml 4 . 60 1 mml85 2 mml 4 . 55 3 n57.3360rah nrdh915.2270 -5.494n dv r n747.1440 av r - 29 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明设计计算与说明计算结果计算结果 截面 c 处 mmnlrm dhch 7137.125808 3 垂直面内：图 f 截面 b 左端 mmnlrm avbv 119.87021 11 截面 b 右端 mmn dfllrlfm madvrbv 9442.60445 2/)( | 2232222 截面 c 左 mmn lfdfllrm rmaavcv 6738.49087 2/)( 2111211 截面右左 mmnlrm dvcv 3676.304| 32 合成弯矩：图 g 截面 b 左边 mmnmmm bhbvb 91.220845 22 11 截面 b 右边 mmnmmm bhbvb 5 . 211787 22 22 截面 c 左端 mmnmmm chcvc 03.135046 22 11 截面 c 右端 mmnmmm chcvc 1 . 125809 22 22 mmnmbh428.202978 mmnmch7137.125808 mmnmbv119.87021 1 mmnmbv9442.60445 2 mmnmcv6738.49087 1 mmnmcv3676.304 2 mmnmb91.220845 1 mmnmb 5 . 211787 2 mmnmc03.135046 1 mmnmc 1 . 125809 2 - 30 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明设计计算与说明计算结果计算结果 转矩途径：图 h mmnt129761 3、按弯扭组合强度条件校核轴的强度 由图可见 c 处弯矩最大校核该处的强度 mmn tmm cc 96.234166 )1297616 . 0(220845)( 2222 式中：602 . 0 1 bo b 2 3 /589.36 401 . 0 96.234166 mmn w me e 校核结果： 2 1 /59mmn be 强度足够 九、低速轴 的校核 1、画轴的计算简图计算支反力 mmnt129761 mmnmc96.234166 602 . 0 1 bo b 2 1 be - 31 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明设计计算与说明计算结果计算结果 ch m bh m c m b2 m b1 m bv2 m bv1 m cv r r f av r q f r2 f ch r t f ah r cv r ch r t f ah r av r r f a f q f r2 f mm139l2mm80l3mm55l1 图 b 图 c 图 d 图 e 图 f 图 g 图 h - 32 - 河南机电高等专科学校机械设计用纸 设计计算与说明设计计算与说明计算结果计算结果 由简图 a 的机构可知：mml55 1 mml139 2 mml80 3 2、求支反力： 在水平面内，图 c n ll lflf qt 443.342 13955 80788013931.4057 r 21 32 ah 则： n rff ahqt 753.12279)44.342(788031.4057 rch 在垂直面内：图 e n ll dffl ar av 387.551 13955 2/304761.66444.146139 2/ r 21 2 则： nrfr avrcv 107.945387.551494.1496 2 画弯矩图、扭矩图 水平弯矩图内：图 d 截面 b 处 mmnlrm ahbh 37.1883455443.342 1 截面 c 处 mmnlfm qch 630400807880 3 垂直面内：图 f mml55 1 mml139 2 mml80 3 n443.342rah n753.12279rch n av 387.551r nrcv107.945 mmnmbh37.18834 mmnmch 630400 - 33