机械设计课程设计设计用于带式运输机的传动装置圆柱齿轮减速器（含全套CAD图纸）

1、 编编 号号0 9课课程程设设计计说说明明书书课程名称：课程名称： 机械设计机械设计 题题 目：目：设计用于带式运输机的传动装设计用于带式运输机的传动装置置 机械 学学 院院 （ 系系 ）机械工程及自动化 专专 业业全全套套设设计计，联联系系153893706班 级： 机自 0803 学 号： 学生姓名： 指导教师： ） （职称： ）2010 年年 6 月月目录目录一一 课题设计任务书课题设计任务书.3二二 电动机的选择电动机的选择.5三三 传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数计算.6四四 v 带传动设计带传动设计 .7五、减速器高速级齿轮设计五、减速器高速级齿轮设计.9六、低

2、速级齿轮设计六、低速级齿轮设计.15七、减速器机体结构尺寸七、减速器机体结构尺寸.20八、轴的结构设计八、轴的结构设计.22九、轴的计算及轴承的计算九、轴的计算及轴承的计算.25十、键的选择和计算十、键的选择和计算.33十一、减速器润滑方式及密封种类的选择十一、减速器润滑方式及密封种类的选择.35十二、联轴器的选择十二、联轴器的选择.36十三、减速器附件的选择与设计十三、减速器附件的选择与设计.36十四、减速器箱体的设计十四、减速器箱体的设计.36十五、设计小结十五、设计小结.37十六、参考文献十六、参考文献.37附录附录: :课程设计方案减速器的选择课程设计方案减速器的选择.38一一 课题设

3、计任务书课题设计任务书一、一、 目的及要求：目的及要求：机械设计课题的设计主要是培养学生的机械设计的综合能力。通过自己动手，可以体会和巩固先修课程的理论和实际知识，同时还能学习如何运用标准、规范、手册等有关国家标准及技术手册，更重要的是可以提高学生从机器功能的要求、尺寸、工艺、经济和安全等诸多方面综合考虑如何设计的能力，从而树立正确的设计思想。 。课程结束每个学生必须完成：1 一张减速器装配图（用 a1 或 a0 图纸绘制） ；2 齿轮和轴的零件图各一张；3 设计说明书一份（约 60008000 字） 。二、设计题目设计题目: 设计运送原料的带式运输机所用的圆柱齿轮减速器，具体内容是：1设计方

4、案论述。2选择电动机。3减速器外部传动零件设计。4减速器设计。1) 设计减速器的传动零件；2) 对各轴进行结构设计，按弯扭合成强度条件验算个轴的强度；3) 按疲劳强度条件计算输出轴上轴承的强度；4) 选择各对轴承，计算输出轴上轴承的寿命；5) 选择各键，验算输出轴上键连接的强度；6) 选择各配合尺寸处的公差与配合；7) 决定润滑方式，选择润滑剂；5. 绘制减速器的装配图和部分零件工作图；6. 编写设计说明书。三、三、 已知条件已知条件1. 展开式二级齿轮减速器产品。2. 动力来源 ：电力，三相交流，电压 380/220v。3. 输送带工作拉力 t=410nm。4. 输送带工作速度 =0.8m/

5、s。5. 滚筒直径 d=340mm。6. 工作情况：两班制，连续单向运行，载荷较平稳。四、四、分析减速器的结构分析减速器的结构1、传动系统的作用：、传动系统的作用：作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。2、传动方案的特点：、传动方案的特点：特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。由于电动机、减速器与滚筒并列，导致横向尺寸较大，机器不紧凑。但齿轮的位置不对称，高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消，以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。3、电机和

6、工作机的安装位置：、电机和工作机的安装位置：电机安装在远离高速轴齿轮的一端；工作机安装在远离低速轴齿轮的一端。4、画传动系统简图：、画传动系统简图： 二二 电动机的选择电动机的选择计算及说明计算及说明结果结果选择电动机类型选择电动机类型 按工作要求：连续单向运转，载荷平稳；选用 y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压 380v。稳定运转下运送带滚筒所需功率：运送带滚筒所需功率： 22 410 0.81.929340 10pt vkwkwd运送带滚筒转运送带滚筒转速为：为：60*100060*1000*0.844.96min3.14*340vrnd由 p5 表 1-7 查得 1（联轴器）

7、=0.99，2（球轴承）=0.99，3（齿轮传动 8 级精度）=0.97，4（v 带）=0.96。电动机至运送带滚筒之间的总效率为：电动机至运送带滚筒之间的总效率为： =13223499. 0320.990.970.960.868所以电动机所需功率为所以电动机所需功率为 1.9292.2220.868dppkw由表 12-1 查出符合设计要求并综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格等选定电动机型号为 y100l2-4，则所选取电动机：额定功率为 满载转速为 3edpkw1430minmrn p=1.929kw44.96minrn 0.8682.222dpkw型号为y100l24n =143

8、0r/minmp =3kwm 三三 传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数计算计算及说明计算及说明结果结果总传动比总传动比 143031.844.96mnin选用等浸油深度原则，查表 1-8 得 =2.9（带轮） ；=3.8；1i2i=2.93i名级效率：名级效率： 第一级效率： 第二级效率： 第三级效率：计算各轴的转速功率和转矩：计算各轴的转速功率和转矩：1、转速：、转速：轴 i： 轴 ii：轴 iii：n2、输出功率：输出功率：轴 i： 轴 ii： 轴 iii：3、输出转矩：输出转矩：轴 i：轴 ii： 轴 iii： 31.8i 010.95120.960493.1 / mi

9、ninr11430493.1 / min2.9minnri2493.1129.76 / min3.8iiinnri3129.7644.7 / min2.9iiiiinri013 0.952.85idppkw 122.85 0.99 0.972.737iiippkw2232.737 0.9512.603iiiiippkw 55.2itn m2.6039550955055644.7iiiiiiiiiptn mn01420.9512230.990.970.960231230.990.990.970.951 230.951129.76 / miniinr44.7 / miniiinr2.85ipkw2

10、.737iipkw2.603iiipkw2.859550955055.2493.1iiiptn mn2.73795509550201.6129.76iiiiiiptn mn201.6iitn m556iiitn m参数轴名输出功率p（kw）转速n(r/min)输出转矩t（n.m）传动比i效率轴 i 2.85493.155.23.80.960轴 ii2.737129.76201.6轴 iii2.60344.75562.90951四四 v 带传动设计带传动设计计算及说明计算及说明结果结果1确定计算功率cap 由表 8-6 查得工作情况系数，故1.1ak 1.1 33.3caapk pkw 2选取窄

11、 v 带带型 根据和转速，由图 8-11 确定 选用 a 型。cap3. 确定带轮基准直径 由表 8-8 初选主动轮基准直径。根据式185ddmm（8-15） ，从动轮基准直径。根据表 8-8， 212.9 85246.5dddidmmmm即为基准系列。2250ddmm 1 13.14 85 14306.36/35/60 100060 1000dd nvm sm s所以带的速度合适。4. 确定窄 v 带的基准长度和传动中心距3.3capkwv 带 a 型185ddmm2250ddmm6.36/vm s 根据，初步确定中心距120120.7()2()ddddddadd。0550amm计算带所需的

12、基准长度22121002()2()24(25085)2 550(85250)24 5501638.3dddddddladdammmm由表 8-2 选带基准长度。1600dlmm计算实际中心距 a 01600 1638.3(550)530.8522ddllaammmm5. 验算主动轴上的包角1 由式（8-6）得 2112508518057.518057.5555162.9120dddda所以主动轮上的包角合适。6. 计算窄 v 带的根数 z由式（8-22）知00()calpzpp k k由，查表 8-4a 和表11430 / minnr185ddmm2.9i 8-4b 得 01.00pkw00.

13、17pkw查表 8-5，得 ，查表 8-2，得 ，则0.955k0.99lk 3.32.98(1.000.17) 0.955 0.99z 取。3z 7. 计算预紧力0f 202.5500(1)capfqvvzk查表 8-3，得 ，故0.10/qkg m 203.32.5500(1)0.10 6.36 143.956.36 30.955fnn1600dlmm530.85amm1162.901.00pkw00.17pkw3z 8. 计算作用在轴上的压轴力pf 10162.92sin2 3 143.95 sin854.122pfzfnn 9查表 8-10，带轮宽度 b=（z-1） e+2f=(3-1

14、) 15+2 9=48mm10带轮结构设计 材料选用 ht200.0143.95fn854.1pfnb=48mm五、减速器高速级齿轮设计五、减速器高速级齿轮设计计算及说明计算及说明结果结果1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）选用斜齿圆柱齿轮传动如上图所示，有利于保障传动的平稳性；2）设备为一般工作机器，速度不高，故选用 8 级精度。3）材料选择。由表 10-1 选小齿轮材料为 40cr（调质） ，硬度为 280hbs，大齿轮为 45 钢（调质） ，硬度为240hbs，二者材料硬度差为 40hbs。4）选小齿轮齿数，大齿轮124z ，故选。22 13.8 2491.2zi z291z 5）初

15、选螺旋角 142按齿面接触强度设计齿面接触强度计算公式为：123121()thetdhktuz zdu 1）确定公式内的各计算数值 试选 kt=1.6。124z 291z 14kt=1.6 由图 10-30选取区域系数。hz =2.433 由图标准圆柱齿轮传动的端面重合度查得=0.775，=0.87，则=1.645。1212 由表 10-7 选取齿宽系数。1d 由表 10-6 查得材料的弹性影响系数。12189.8ezmpa 由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮。lim1600hmpalim2550hmpa 由式 10-13 计算应力循环次数 1919921260

16、60 493.1 1 (2 8 300 10)1.42 10/1.42 10 /3.80.37 10hnn jlnni 由图 10-19 查得接触疲劳寿命系数，10.90hnk。20.95hnk 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%，安全系数 s=1，由式得 lim21lim1122120.90 6005400.95 550522.5( )/2531.25hhnhhhnhhhhkmpaskmpasmpa2）计算 试算小齿轮分度圆直径 由计算公式得1td 42312 1.6 5.52 104.8 2.433 189.8()1 1.645 3.8531.2546.8tdmm 计算圆周速度 11

17、46.8 493.11.21/60 100060 1000td nvm shz =2.433=1.6451d12189.8ezmpalim1600hmpalim2550hmpa91921.42 100.37 10nn 10.90hnk20.95hnk12540522.5531.25hhhmpampampa146.8tdmm1.21/vm s 计算齿宽 b 及模数ntm1111 46.846.8cos46.8 cos141.89242.252.25 1.894.25/46.8/ 4.2511dttntntbdmmdmmmzhmmmb h 计算纵向重合度10.318tan0.318 1 24 ta

18、n141.903dz 计算载荷系数 k 取，根据，8 级精度，由图 10-81ak 1.21/vm s查得动载系数；由 表 10-4 查得；1.07vk 1.452k由图 10-13 查得；由表 10-3 查得1.38fk。故载荷系数1.4hfkk1 1.07 1.4 1.4522.17avhhkk k kk 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式(10-10a)得3311/46.82.17/1.652ttddkkmm 计算模数nm11cos52 cos142.0124ndmmmz3按齿根弯曲强度设计 由式（10-17） 213212cosfsandfkt yy ymz1）确定计算参数

19、计算载荷系数 1 1.07 1.4 1.4522.17avffkk k kk 根据纵向重合度，从图1.903查得螺旋角影响系数。 0.88y 计算当量齿数46.81.894.25/11ntbmmmmmhmmb h1.9031.452k1.38fk1.4hfkk2.17k 152dmm2.01nmmm2.17k 1.9030.88y 113322332426.3coscos 149199.6coscos 14vvzzzz 查取齿形系数 由表查得；12.65fy22.20fay 查取应力校正系数 由表查得；11.58say21.785say 查取弯曲疲劳强度极限 由图 10-20c 查得小齿轮 ，

20、大齿轮 1500fempa2380fempa 查取弯曲疲劳寿命系数 由图 10-18 查得 ，10.85fnk20.88fnk 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数，由式（10-12） ，得1.4s 1112220.85 500303.571.40.88 380238.861.4fnfeffnfefkmpaskmpas 计算大、小齿轮的并加以比较fasafy y 1112222.65 1.580.0138303.572.20 1.7850.0164238.86fasaffasafyyyy 大齿轮的数值大。2）设计计算32322 2.17 55.2 100.88 cos 140.01641.

21、5091 241.645nmmm 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法向模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法向模数，取nm1226.399.6vvzz12.65fy22.20fay11.58say21.785say10.85fnk20.88fnk12303.57238.86ffmpampa1112220.01380.0164fasaffasafyyyy1.509nmmm=2mmnm=2mm，可满足弯曲强度。为满足接触疲劳强度，按接nm触强度算得的分度圆直径，由152dmm，11cos52 cos14252ndzm取，则,取。125z 295z 295z 4.几何尺寸计算 1）计算中心距12(

22、)(2595) 2123.72cos2 cos14nzzmammmm 将中心距圆整为 124。mm 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 12()arccos14 2562nzzma因 值改变不多，故参数、等不必修正。akhz3）计算大、小齿轮的分度圆直径112251.5cos195cosnnz mdmmz mdmm4）计算齿轮宽度11 51.551.5dbdmm 圆整后取；。252bmm157bmm5.结构设计 小齿轮齿顶圆直径16omm 且满足齿根圆到键槽底部的距离 e16omm，而又小于 5oomm，故以选用腹板式结构为宜。其它有关尺寸按图荐用的结构尺寸设计齿根圆直径为 51.52*(1+0.

23、25)nnafmchdd)(2*11*2=46.5mm 2190fdmm152dmm125z 295z 124amm14 2561251.5195dmmdmm157bmm252bmm=46.5mm1fd2190fdmm齿顶圆直径为 *11251.52*1*255.5aannddh mmm 2199admm1ad55.5mm2199admm六、低速级齿轮设计六、低速级齿轮设计1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）选用斜齿圆柱齿轮传动2）设备为一般工作机器，速度不高，故选用 8 级精度。3）材料选择。在同一减速器各级小齿轮(或大齿轮)的材料，没有特殊情况，应选用相同牌号，以减少材料品种和工艺要求

24、,选小齿轮材料为 40cr（调质） ，硬度为 280hbs，大齿轮为 45 钢（调质） ，硬度为 240hbs，二者材料硬度差为40hbs。4）选小齿轮齿数，大齿轮130z ，故选。22 12.9 3087zi z287z 5）初选螺旋角 142按齿面接触强度设计齿面接触强度计算公式为：123121()thetdhktuz zdu 1）确定公式内的各计算数值 试选 kt=1.6。 由图 10-30选取区域系数。hz =2.433 由图标准圆柱齿轮传动的端面重合度查得=0.79，=0.86，则=1.65。1212 由表 10-7 选取齿宽系数。1d 由表 10-6 查得材料的弹性影响系数。121

25、89.8ezmpa 由图 10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮。lim1600hmpalim2550hmpa 由式 10-13 计算应力循环次数 130z 287z 14kt=1.6hz =2.433=1.651d12189.8ezmpalim1600hmpalim2550hmpa91920.37 100.128 10nn291992126060 129.76 1 (2 8 300 10)0.37 10/0.37 10 / 2.90.128 10hnn jlnni 由图 10-19 查得接触疲劳寿命系数，10.95hnk。20.97hnk 计算接触疲劳许用应力 取失效概

26、率为 1%，安全系数 s=1，由式得 lim21lim1122120.95 6005700.97 550533.5( )/ 2551.75hhnhhhnhhhhkmpaskmpasmpa2）计算 试算小齿轮分度圆直径 由计算公式得1td 32312 1.6 201.6 103.9 2.433 189.8()1 1.65 2.9551.7571.68tdmm 计算圆周速度 1171.68 129.760.4868/60 100060 1000td nvm s 计算齿宽 b 及模数ntm1111 71.6871.68cos71.68 cos142.32302.252.25 2.325.32/71.

27、68/5.5213dttntntbdmmdmmmzhmmmb h 计算纵向重合度10.318tan0.318 1 30 tan142.38dz 计算载荷系数 k 取，根据，8 级精度，由图 10-8 查1ak 0.4868/vm s得动载系数；由 表 10-4 查得；由图1.04vk 1.458k10-13 查得；由表 10-3 查得。故1.38fk1.4hfkk载荷系数 10.95hnk20.97hnk12570533.5551.75hhhmpampampa171.68tdmm0.4868/vm s71.682.325.32/13ntbmmmmmhmmb h2.381.458k1.38fk1

28、.4hfkk1 1.04 1.4 1.4582.123avhhkk k kk 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式(10-10a)得3311/71.682.123/1.678.7ttddkkmm 计算模数nm11cos78.7 cos142.54530ndmmmz3按齿根弯曲强度设计 由式（10-17） 213212cosfsandfkt yy ymz1）确定计算参数 计算载荷系数 1 1.04 1.4 1.4582.123avffkk k kk 根据纵向重合度，从图查得2.38螺旋角影响系数。 0.88y 计算当量齿数 113322333032.8coscos 148795.3cos

29、cos 14vvzzzz 查取齿形系数 由表查得；12.49fy22.21fay 查取应力校正系数 由表查得；11.625say21.775say 查取弯曲疲劳强度极限 由图 10-20c 查得小齿轮 ，大齿轮 1500fempa2380fempa 查取弯曲疲劳寿命系数 由图 10-18 查得 ，10.88fnk20.90fnk 计算弯曲疲劳许用应力2.123k 178.7dmm2.545nmmm2.123k 2.380.88y1232.895.3vvzz12.49fy22.21fay11.625say21.775say10.88fnk20.90fnk 取弯曲疲劳安全系数，由式（10-12）

30、，得1.4s 1112220.88 500314.31.40.90 380244.31.4fnfeffnfefkmpaskmpas 计算大、小齿轮的并加以比较fasafy y 1112222.57 1.600.01308314.32.21 1.7750.01606244.3fasaffasafyyyy 大齿轮的数值大。2）设计计算32322 2.123 201.6 100.88 cos 140.016061.9721 301.65nmmm 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法向模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法向模数，取=2mm，nmnm可满足弯曲强度。为满足接触疲劳强度，按接触强度算得的

31、分度圆直径，由178.7dmm，11cos78.7 cos1438.12ndzm取，则,取。138z 2110.2z 2110z 4.几何尺寸计算 1）计算中心距12()(38 110) 2152.52cos2 cos14nzzmammmm 将中心距圆整为 152.5。mm 2）按圆整后的中心距修正螺旋角 12()arccos13 57122nzzma因 值改变不多，故参数、等不必修正。akhz3）计算大、小齿轮的分度圆直径12314.3244.3ffmpampa1112220.013080.01606fasaffasafyyyy1.972nmmm=2mmnm178.7dmm138z 2110

32、z 152.5amm13 5712112278cos226cosnnz mdmmz mdmm4）计算齿轮宽度11 7878dbdmm 圆整后取；。278bmm183bmm5.结构设计 小齿轮齿顶圆直径16omm 且满足齿根圆到键槽底部的距离 etm16omm，而又小于 5oomm，故以选用腹板式结构为宜。其它有关尺寸按图荐用的结构尺寸设计齿根圆直径为 782*(1+0.25)*2=73mmnnafmchdd)(2*11 2221fdmm齿顶圆直径为 *112782*1*282aannddh mmm 2230admm1278226dmmdmm178bmm283bmm=73mm1fd2221fdm

33、m1ad82mm2230admm七、减速器机体结构尺寸七、减速器机体结构尺寸名称符号计算公式结果箱座厚度0.02538a 10箱盖厚度110.0238a 8箱盖凸缘厚度1b111.5b 12箱座凸缘厚度b1.5b 15箱座底凸缘厚度 2b22.5b 25地脚螺钉直径fd12036. 0adfm20地脚螺钉数目n查手册4轴承旁联结螺栓直径1d10.75fddm16盖与座联结螺栓直径2d=（0.5 0.6）2d:fdm10轴承端盖螺钉直径3d=（0.4 0.5）3d:fd8视孔盖螺钉直径4d=（0.3 0.4）4d:fd6定位销直径d=（0.7 0.8）d:2d8，至外箱壁fd1d2d的距离1c查

34、手册表 112262216，至凸缘边缘距fd2d离2c查手册表 1122414外箱壁至轴承端面距离1l=+（5 10）1l1c2c:47.4大齿轮顶圆与内箱壁距离11.2115齿轮端面与内箱 壁距离2213箱盖，箱座肋厚mm ,185. 0,85. 011mm78.5轴承端盖外径2d+（5 5.5）dd 2:3d120（1 轴）120（2 轴）160（3 轴）轴承旁联结螺栓距离s2ds 120（1 轴）120（2 轴）180（3 轴）八、轴的结构设计八、轴的结构设计按机械设计中式（152）初步计算轴的最小直径，选取ii、iii 轴的材料为 45 钢,调质处理。i 轴为 40cr。根据资料 1

35、表15-3，取，于是得0a112三根轴的最小直径确定: 133min101p2.85da11220.1mmn493.1mm233min202p2.737da11231n129.76mmmm333min303p2.603da11243.4n44.7mmmm 1d25mm2d35mm3d45mm（一）中间轴设计(1)选用 7307ac 的轴承,s=9.5,由箱体条件可知, 挡油圈213:长度取为 9.5+13=22.5mm,t1f2143.7n t1f2143.7n rf804naf536.1nmind20.1mm 12221 9.5 13245.5lbsmm :135d (2) 齿轮宽为,左侧有

36、 2mm 定位，故取 ,2b5222250lbmm右侧有一轴肩,取 h=3.5,l1.4h,故取 l=6，d=45（3）齿宽，故取，d=383b8343281lbmm（4），d=35mm。510.529.5 10.521243lsbmm（二）高速轴设计 根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度(1),选用 7307ac 的轴承,s=9.5,挡油圈长度取为9.5+10.5=20mm, 1221 9.5 10.541lbsmm :135d 210.5: (2) 齿轮宽为,故取 ,右侧 l3 由结构确1b572157lbmm定3d40（3）与相似，故取，4l1l4221 9.5 10.541lbs

37、mm :d=35（4） 512(510)0.52220 10(510)21 9.59.60.5 1855lccbselmm ，d=35mm。（5）大带轮与轴，d=26.6l246b（三）低速轴设计5、根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度（1）为了满足半联轴器安装的轴向定位要求，l1 轴段右端需制出一轴肩，故段的直径。2l56d mm 212(510)0.52220 10(510)31 9.5 120.520.650lccbselmm （2）查手册，选用型弹性套柱销联轴器9lt（3）初选滚动轴承 7312ac，则其尺寸为6013031.ddbmmmmmm故左边轴承安装处有挡油环,挡油圈长度

38、取为60.dmm9.5+13=22.5mm，则3231 9.5 1353.5.lbsmm :（4）挡油环右侧用轴肩定位，故可取,l4 由尺寸70dmm确定,右侧的轴肩 d=75,齿轮部分6lb278276mm（5）段与相似7l3l72lbs231 9.5 13255.5mm :九、轴的计算及轴承的计算九、轴的计算及轴承的计算（一）中间轴的计算（一）中间轴的计算(1)(1)进行强度校核进行强度校核, ,按弯扭组合进行校核按弯扭组合进行校核. .2t2322t2 201.6fn2067.7nd195 10nr2ttantan20ff2067.7n755.8ncoscos14.04a2t2ff ta

39、n2067.7tan14.04 n517.1n2t3332t2 201.6fn5169nd78 10nr3t3tantan20ff5169n1939ncoscos13.98a3t3ff tan5169 tan13.98 n1292.6n将轴系部件受到的空间力系分解到铅垂面和水平面上两个平面力系图 1t2f2067.7nr2f755.8na2f517.1nt3f5169nr3f1939na3f1292.6n图图 2图图 3其中图二中, 通过另加弯矩而平移到指向轴线ae2fae3f图三中 通过另加转矩而平移到作用轴线上2tefte3fr1ha33re3re2ae22r1hf* 4573.558f

40、*d / 2f* 4573.5f*45f*d / 20f1109.16nr1hf1109.16nr2h3r2r1hfff74.4refr1vt2t3r1vf* 4573.558f *45f * 4573.50f3997.6nr2vt2t3r1vffff3239.1n2222r111f3997.61109.164148.6r vr hffn2222r222f3239.174.43239.9r vr hffn对于型轴承，轴承的派生轴向力70000ac0.68drff110.680.68 4148.62821drffnn220.680.68 3326.72203.1drffnn算得123596.5a

41、eddffnf所以 213596.5adaefffn112821adffn求轴承的当量动载荷和1p2p对于轴承 11128210.684148.6arff对于轴承 2223596.51.110.683239.9arff查表可得径向载荷系数和轴向载荷系数分别为：对于轴承 1，11x 10y 对于轴承 2，20.41x 20.87y 111111 1 4148.604148.6prapfx fy fn222221 0.41 3239.90.87 3596.54457.3prapfx fy fn求该轴承应具有的额定载荷值因为则有21ppr2hf74.4nr1vf3997.6nr2vf3239.1nr

42、1f4148.6nr2f3239.9n23596.5afn12821afn14148.6pn24457.3pn332666060 129.76 2 8 10 3004457.310103210532800hrnlcpnc 故符合要求。7307ac轴的弯矩图的计算铅直面：。123997.6,3239.1nvnvfn fnab 段：m=fnv2*x 即 m=3239.1x(045)xbc 段:22(45)01171.493046.5nvtmfxfxmx45118.5xcd 段：223(45)(118.5)0nvttmfxfxfx 3996.9705573mx (118.5176.5)x水平面: 1

43、21109.16,74.4nhnhfn fnab 段2074.4nhmfxmx(045)xbc 段：2222(45)/ 20830.516406.25nhramfxfxf dmx(45118.5)xcd 段：12232233(45)(118.5)/ 2/ 20nhrraamfxfxfxf df d1108.8195776.35mx (118.5176.5)x截面处的、及的值列于下表chmvmm 表表 4 4载荷水平面h垂直面v支持力f11109.16r hfn274.4r hfn13997.6r vfn23239.1r vfn弯矩m1114820.5hmmm264383.55hmn mm231

44、857.4vmn mm总弯矩2211258730.7vhmmmn mm2222240622.6vhmmmn mm扭矩t2201600tn mm力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力0.622221232587300.6 20160052.10.1 38caamtmpw前已选定轴的材料为 45 钢，调质处理，查表可得，故安全。 160amp1ca（2 2）精确校核轴的疲劳强度）精确校核轴的疲劳强度判断危险截面分析各个截面上的弯矩与扭矩可知，b-d 段所承受的应力最大，考虑 bc 段轴的直径足够大，应力的集中不大。而对于 c 截面，由于 cd 段轴的直径比较小，致使 c 截面应力过于集中，所以判断为

45、危险截面，应予校核。截面 c 左侧抗弯截面系数3330.10.1 385487.2wdmm抗扭截面系数 3330.20.2 3810974.4twdmm截面 c 左侧的弯矩 m 为 43258730.7124853.682.5mn mm 3201600tn mm124583.622.75487.2bmmpampaw截面上的扭转切应力为220160018.3110974.4tttmpampaw18.319.1622tammpampa材料 45 钢，调质处理，。mpab640mpa2751mpa1551（2p362 表 15-1）综合系数的计算由，经直线插值，知道因轴肩1.50.0428635rd

46、381.08635而形成的理论应力集中为，1.801.32（2p40 附表 3-2 经直线插入）轴的材料敏感系数为，82. 0q85. 0q（2p41 附图 3-1）故有效应力集中系数为1(1)1 0.82 (1.80 1)1.656kq 35487.2wmm310974.4twmm124853.6mn mm3201000tn mm22.7bmpa18.31tmpa9.16ampa1(1)1 0.85 (1.32 1)1.272kq 查得尺寸系数为，扭转尺寸系数为，0.800.90（2p42 附图 3-2） （2p43 附图 3-3）轴采用磨削加工，表面质量系数为，92. 0（2p44 附图

47、3-4）轴表面未经强化处理，即，则综合系数值为1q 11.6561112.160.800.92kk 11.2721111.500.900.92kk 碳钢系数的确定碳钢的特性系数取为，1 . 005. 0安全系数的计算轴的疲劳安全系数为12755.6082.16 22.70.1 0amsk 11555.461.50 18.31 0.1 9.16amsk 22225.608 5.463.91.55.6085.46cas sssss故安全。截面 c 右侧抗弯截面系数3330.10.1 354287.5wdmm抗扭截面系数3330.10.2 358575twdmm截面 e-f 右侧的弯矩 m 为124

48、853.6mn mm 3201600tn mm124853.629.14287.5bmmpampaw截面上的扭转切应力为2.16k1.50k 220160023.58575tttmpampaw23.511.7522tammpampa材料 45 钢，调质处理，。mpab640mpa2751mpa1551（2p362 表 15-1）过盈配合处的，由附表 3-8 用插值法求出，并取k=0.8，=2.60，=0.8=kkkkk0.8 2.602.08轴采用磨削加工，表面质量系数为，92. 0（2p44 附图 3-4）轴表面未经强化处理，即，则综合系数值为1q1112.6012.6870.92kk 11

49、12.0812.1670.92kk 碳钢系数的确定碳钢的特性系数取为，1 . 005. 0安全系数的计算轴的疲劳安全系数为12753.62.63 29.1 0.1 0amsk 11557.92.12 23.50.1 11.75amsk 22223.6 7.93.271.53.67.9cas sssss右侧也是安全的故轴的选用安全。2.687k2.167k十、键的选择和计算十、键的选择和计算中间轴上键的校核中间轴上键的校核大齿轮上,一般的 8 级以上精度的齿轮有空心精度要求，应选用平键连接，由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键（a 型）取键长，38,10,8.dmm bmm hmm40lmm键、

50、轴承和轮毂材料都为钢查表可得 100 120pamp取其平均值， 110pamp键的工作长度401030llbmm键和轮毂键槽的接触高度0.50.5 84khmm则，故合适。5222.016 1088.4243038paptmpkld所以选用：键 gb/t 1096-200310840mmmmmm第三个齿轮,小齿轮选用圆头普通平键（a 型）取键长，38,10,8.dmm bmm hmm70lmm键、轴承和轮毂材料都为钢查表可得 100 120pamp取其平均值， 110pamp键的工作长度70 1060llbmm键和轮毂键槽的接触高度0.50.5 84khmm则，故合适。 522 2.016

51、1037.94 70 38paptmpkld所以选用：键 gb/t 1096-200310870mmmmmm高速轴上高速轴上带轮上,取取键长，8738bhlmmmmmm 38lmm键、轴承和轮毂材料都为钢查表可得 100 120pamp取其平均植， 110pamp键的工作长度38830llbmm键和轮毂键槽的接触高度0.50.5 73.5khmm则，故合适。 322 55.2 1040.43.5 30 26paptmpkld所以选用：键 gb/t 1096-8738bhlmmmmmm 2003低速轴上大齿轮上 取键长，1811bhmmmm70lmm键、轴承和轮毂材料都为钢查表可得 100 12

52、0pamp取其平均植， 110pamp键的工作长度70 1852llbmm键和轮毂键槽的接触高度0.50.5 115.5khmm则，故合适。 322 556 1059.85.5 52 65paptmpkld所以选用：键 gb/t 1096-2003181170bhlmmmmmm 联轴器上 14970bhlmmmmmm 键、轴承和轮毂材料都为钢查表可得 100 120pamp取其平均植， 110pamp键的工作长度70 1456llbmm键和轮毂键槽的接触高度0.50.5 94.5khmm则，故合适。 322 556 1088.254.5 56 50paptmpkld所以选用：键 gb/t 1096-200314970bhlmmmmmm 十一、减速器润滑方式及密封种类的选择十一、减速器润滑方式及密封种类的选择一、齿轮的润滑由于低速级周向速度为 0.4868m/s