《机械设计》课程设计-二级圆锥齿轮减速器

1、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 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、

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 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 -

3、 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

4、齿轮轴的设计的设计.- 20 - 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、

5、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 -

6、1、轴径载荷计算.- 38 - 2、派生轴向力计算.- 38 - 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 -

7、 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 - 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：mmsmvN

8、F383D,/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。 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 3

9、80V 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

10、 . 0 3 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）=

11、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 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：Y1

12、32M1-6 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

13、 i 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 .

14、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3.50

15、196034.828 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 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 27

16、0HBS 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

17、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 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 2l

18、im2 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

19、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 . 1 K mmd62.55 1 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

20、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

21、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 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

22、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

23、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 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

24、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

25、 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 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

26、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

27、 /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 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 mmKKd

28、d 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 1

29、7 189 mmd76 1 mmd304 2 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

30、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

31、 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 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 /353

32、mmN 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

33、 2 mmN T 479.34479 1 NFt44.1451 NFa129.128 1 NFa43.512 2 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

34、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 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

35、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 37.157

36、4 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 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

37、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 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 m

38、mL56 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 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 0

39、997 . 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 NFr4

40、94.1496 A=107118 mmd50 1 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 河南机电高

41、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 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

42、 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 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 rCV

43、BV 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 mmNMCV71.2205

44、9 mmNMDV47.3049 mmNMC139.74463 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 mmN

45、MC 9 . 77301 602 . 0 1 bo b 2 1 be 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 mm 4 . 55l3 mm85l2 AACD 图 B 图 C 图 D 图 E 图 F 图 G 图 H 河南机电高等专科学校机械设计用纸

46、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

47、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 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 rmaAV

48、CV 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 mmNMCV6738.4

49、9087 1 mmNMCV3676.304 2 mmNMB91.220845 1 mmNMB 5 . 211787 2 mmNMC03.135046 1 mmNMC 1 . 125809 2 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

50、 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 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

51、 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 107.945387.55149

52、4.1496 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 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 B 左端 mmNlRM AVBV 285.3032655387.551 11 截面

53、 B 右端 mmN lRM CVBV 87.131369 139107.945 22 合成弯矩：图 G 截面 B 左边 mmNMMM BHBVB 98.35698 22 11 截面 B 右边 mmNMMM BHBVB 0856.132713 22 22 截面 C mmNMM CHC 6304000 2 1 转矩途径：图 H mmNT 493369 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 99.696442 )4933696 . 0(630400)( 2222 式中：602 . 0 1 bo b 2 3 /72.55 501 . 0 69

54、644299 mmN W Me e 校核结果： 2 1 /59mmN be 强度足够 mmNMBV285.30326 1 mmNMBV87.131369 2 mmNMB98.35698 1 mmNMB0856.132713 2 mmNMC 630400 1 mmNT 493369 mmNMC99.696442 602 . 0 1 bo b be 1 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 十、高速齿轮轴轴承的校核 mm49l2mm85l1 轴r F a F R2 F R2 F R1 F 1、轴径载荷计算 NRR BV BH876526.259712.836F 22 2 2 R

55、1 NRR CV CH86.241496.771152.2288F 22 2 2 R2 2、派生轴向力计算 N Y FR 65.257 7 . 12 876 2 F 1 S1 N Y FR 253.710 7 . 12 86.2414 2 F 2 S2 1S2 38.838129.128253.710F sa FF 则 1 被“压紧” ，2 被“放松” 则NFFF aSA 38.838129.128253.710 21 NFA253.710 2 N876FR1 N86.2414FR2 N65.257FS1 N253.710FS2 NFA38.838 1 NFA253.710 2 河南机电高等专

56、科学校机械设计用纸 设计计算与说明计算结果 3、根据当量动载荷计算 P 值 35 . 0 294 . 0 86.2414 253.710 2 2 e F F R A 则 1 2 X0 2 Y NFYFXP AR 86.2414 22222 35. 0957. 0 876 38.838 1 1 e F F R A 则 4 . 0 2 X7 . 1 2 Y NFYFXP AR 646.177538.8387 . 18764 . 0 11111 4、计算轴承寿命 因为所以只用校核轴承 2 12 PP Pf Cf n L p t h 16667 10 滚子轴承1 t f2 . 1 p f3/10 则轴

57、承 年37.554 6 . 2660988 86.24142 . 1 108000 960 1666716667 3 10 10 Pf Cf n L p t h 寿命满足要求 十一、中间齿轮轴承的校核 1、轴径载荷计算 e F F R A 2 2 1 2 X 0 2 Y NP86.2414 2 4 . 0 2 X 7 . 1 2 Y NP646.1775 1 1 t f 2 . 1 p f 滚子轴承 3/10 hL h 6 . 2660988 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 a2 F a1 F 2 F轴 1 F轴 R2 F R2 F R1 F mm4 .60l1

58、 mm 4 . 55l3 mm85l2 NRR AV AH39.3656747.144057.3360F 22 2 2 R1 NRR DV DH92.2270494 . 5 915.2270F 22 2 2 R2 2、派生轴向力计算 NFR658.122415tan39.365625 . 1 tan25 . 1 F 1S1 NFR61.76015tan92.227025 . 1 tan25 . 1 F 2S2 1S2 532.857922.18661.760F sa FF 则 2 被“压紧” ，1 被“放松” 则NFFF aSA 736.10377922.186658.1224 22 NFA6

59、58.1224 1 3、计算当量动载荷 P 6003872 . 0 26800 736.1037 2 or A C F 插值法得41 . 0 e N39.3656FR1 N92.2270FR2 N658.1224FS1 N61.760FS2 NFA736.10377 2 NFA658.1224 1 03872 . 0 2 or A C F 41 . 0 e 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 0456 . 0 26800 658.1224 1 or A C F 插值法得42 . 0 e 42 . 0 334 . 0 39.3656 658.1224 1 1 e F F R

60、 A 则 1 1 X0 1 Y NFFYFXP RAR 39.3656 111111 41 . 0 45 . 0 92.2270 736.1037 2 2 e F F R A 则 44 . 0 2 X366 . 0 2 Y N FYFXP AR 429.1447658.1224366 . 0 92.227044 . 0 22222 4、计算轴承寿命 因为所以只用校核轴承 1 21 PP Pf Cf n L p t h 16667 10 滚子轴承1 t f1 p f3 则轴承 年 8 . 11 6 . 56828 39.36561 34200 240 1666716667 3 10 Pf Cf