二级斜齿圆柱齿轮减速器中间轴设计.doc

i hefei university 项项目目设设计计 programm project 题目：二级斜齿圆柱齿轮减速器中间轴设计 系别： 机械工程系 专业： 机械设计制造及自动化 学制： 四年 姓名： 学号： 导师： 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 .2 1.1.设计题目 3 1.2.设计数据 3 1.3.作业内容 3 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.4 2.1.选择齿轮材料、热处理方式和精度等级4 2.2.初步计算传动主要尺寸 4 2.3. 确定传动尺寸 .4 2.4.校核齿根弯曲疲劳强度 6 2.5.计算齿轮传动其他几何尺寸 .6 2.6. 校核键连接的强度 .10 2.7. 校核轴承寿命 .10 2.8. 附图 13 设设计计小小结结 12 参参考考文文献献 12 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。该减速器用于矿石的输送设备 。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 61450681/1831506082/17420080 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（510） 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 项目计算机说明结果 选择轴的 材料、热 处理方式 和精度等 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。 选用常用 材料 45 钢,调制 处理。 2 2. .2 2. .初初算算轴轴径径 项目计算机说明结果 初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，查表10.2 的 c=106118，考虑轴端弯矩比转矩小，故取c=110，则 由于键的影响取 dmin=18.54mm n p cd66.171450/6110 3 3 min mmd54.18 min 2.3.结结构构设设计计 项目计算机说明结果 结构设计（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： 已知条件： 机械设计课程设计 3 数据单位 法面啮合角a 20.000 齿轮1齿数z 18.000 齿轮2齿数z 81.000 齿轮3齿数z 17.000 齿轮4齿数z 82.000 输入轴转速n 1450.000 rpm 输入轴功率p 6.000 kw 输入轴转矩 t39517.241 nmm 高速级传动比 i4.500 低速级传动比 i4.824 高速级中心距a 150.000 mm 低速级中心距a 200.000 mm 高速级大齿轮宽度b 60.000 mm 高速级小齿轮宽度b 68.000 mm 低速级大齿轮宽度b 80.000 mm 低速级小齿轮宽度b 88.000 mm 高速级法面模数m 3.000 mm 低速级法面模数m 4.000 mm 高速级斜齿轮螺旋角 8.110 低速级斜齿轮螺旋角 8.110 高速级中间轴齿轮分度圆直径d 158.000 mm 低速级中间轴齿轮分度圆直径d 68.000 mm 中间轴转速 n322.222 rpm 中间轴功率p p16.000 kw 中间轴转矩 t8781.609 nmm n 1 2 3 4 1 1 1 1 2 1 2 2 1 4 3 n1 n2 d2 d3 2 2 2 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 3 .57 2 arccos 1 211 a zzmn 3 .57 2 arccos 2 432 a zzmn 机械设计课程设计 初步确定轴的各段尺寸： a、e 段: =20mm, 与轴承（角接触轴承 7204ac，gb/t 292- 1 d 1994）配合 c 段: =30mm,定位轴肩，取 h=2.5mm 3 d （3）确定各轴段长度： a、e 段: =36mm, 考虑轴承、套筒和间隙的要求 1 l b、d 段: =44mm，考虑齿轮厚度与间隙的要求 2 l c 段: mm35 3 l （4）键的选择：键用于齿轮的轴向定位，由于，查mmdd2525 42 gb/t 1095-2003，选择普通平键（ a 型）。6378 2 2. .4 4. .轴轴的的受受力力分分析析 项目计算机说明结果 机械设计课程设计 5 轴的受力 分析 画轴的受力简图： 图 2 轴的受力简图及弯矩、扭矩图 机械设计课程设计 低速级中间轴齿轮转速 v68.801 m/s 高速级中间轴齿轮圆周力 f500.218 n 高速级中间轴齿轮径向力 f183.904 n 高速级中间轴齿轮轴向力f 71.283 n 低速级中间轴齿轮圆周力 f1162.272 n 低速级中间轴齿轮径向力 f427.306 n 低速级中间轴齿轮轴向力f 165.627 n 计算l l54.000 mm 计算l l100.000 mm 计算l l39.000 mm 高速级中间轴轴承圆周力 r-724.333 n 低速级中间轴轴承圆周力r -938.157 n 高速级中间轴轴承径向力 r27.185 n 低速级中间轴轴承径向力r -270.587 n 高速级中间轴水平弯矩m 77033.610 nmm 低速级中间轴水平弯矩m 62762.677 nmm 高速级中间轴垂直弯矩m 28321.195 nmm 低速级中间轴垂直弯矩m 23074.526 nmm 高速级中间轴弯矩 m82074.765 nmm 低速级中间轴弯矩 m66869.929 nmm 高速级中间轴当量弯矩 m82543.224 nmm 低速级中间轴当量弯矩 m67444.081 nmm 3 t2 r2 a2 t3 r3 a3 11 22 33 h1 h2 v1 v2 h1 h2 v1 v2 1 2 ca1 ca2 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 7 2 2. .5 5. .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。 机械设计课程设计 因为 ss,所以轴的 a-a 剖面右侧面的强度满足 be1 要求。 2 2. .6 6. .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 120150mpa p blhd t 4 2 4 p 因为，所以键连接满足强度要求。 p p 2.7.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： 机械设计课程设计 9 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。 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 通过此次对轴的设计了解了中间轴 .输入轴输出轴的区别和联系，学会 计算轴的机构设计，计算其结构和疲劳强度。这次关于带式运输