【正文】 6. 設(shè)計(jì)任務(wù) (1) 減速器總裝配圖 1張（ 0號(hào)或 1號(hào)圖紙） (2) 齒輪、軸零件圖各一張（ 2號(hào)或 3號(hào)圖紙） (3) 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 2 一、電動(dòng)機(jī)的選擇： 1） 主動(dòng)星輪圓周力： F 14? KN 2） 主動(dòng)星輪速度 ： V ? m/s 3) 主動(dòng)星輪齒數(shù)： 9z? 4） 主動(dòng)星輪節(jié)距： 100?p mm 5) 傳動(dòng)裝置總效率： ① 選取 彈性柱銷聯(lián)軸器效率： ?聯(lián)? 圓 柱 齒輪傳動(dòng)效率： ? ? 滾動(dòng) 軸承效率： 軸 承 ? ? 鏈傳動(dòng) 效率： ? ?鏈 ② 總效率： 24聯(lián) 柱 鏈 軸 承? ? ? ? ?? ? ? ?a 420 .9 9 0 .9 7 0 .9 9 0 .9 6? ? ? ? = 6） 電動(dòng)機(jī)輸出功率： wdaF 1 4 1 0 0 0 0 .8 1 3 .0 3 81 0 0 0 1 0 0 0 0 .8 5 9 0?? ? ? ?? ? ? ??aP VP Kw 1） 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)所需額定功率 P 和電動(dòng)機(jī)輸出功率 dP關(guān)系為 dp k p?? 取 K= 則 1. 3 13 .0 38 16 .9 5? ? ? ? ?dp k p k w 所以： 選 擇 電動(dòng) 機(jī) 型號(hào) 為 :Y180M4 型 三相 異 步 電動(dòng) 機(jī) , 額 定功 率0 ?p Kw， 滿載 轉(zhuǎn)速 0 1470?n r/min。 （ 4） 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初定中心距 0 ( 3 0 ~ 5 0 ) 9 5 2 . 5 ~ 1 5 8 7 . 5a p m m??，取 0 40ap? 。 為了使中間軸上大小齒輪的軸向力能夠相互抵消一部分，故高速級(jí)小齒輪采用左旋，大齒輪采用右旋，低速級(jí)小齒輪右旋大齒輪左旋。 1=517MPa ? ? ? ? ? ?2 21 HHH ??? ??=(534+517)/2= （ 2）計(jì)算 22 2 . 2 9 8 3 . 0 1 1 0 0 0 4 . 3 2 2 . 4 3 3 1 8 9 . 8 3 7 1 . 3 . 5 3 8 3 . 5 3 1 . 6 3HH MPa??? ? ? ??? ? ? ? ? ? ???? 接觸強(qiáng)度滿足要求。 =； ? ??2F? 380247。半聯(lián)軸器輪轂總長度 82?L mm，（ J型軸孔），與軸配合的輪轂孔長度為 601?L mm。 軸段 45：此軸段為齒輪軸的齒輪部分， 齒輪齒根圓直徑為 。 在水平面上 112（ L2+L3 ） = F 31 9 8 7 . 5 6 9 . 5 ( 7 1 . 5 6 9 . 5 ) 9 7 9 . 6 51 9 8 7 . 5 9 7 9 . 6 5 1 0 0 7 . 8 5HtHHFLFN? ? ? ? ?? ? ? 在垂直面上 21 7 4 6 . 1 4 4 8 . 1 8 2 9 7 . 9v r vF F F N? ? ? ? ? 總支承反力 2 2 2 21 1 1 9 7 9 . 6 5 4 4 8 . 1 8 1 0 7 7 . 3HvF F F N? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 1 0 0 7 . 8 5 2 9 7 . 9 1 0 5 1HvF F F N? ? ? ? ? １） 畫彎矩圖 1 1 22 2 39 7 9 . 6 5 7 1 . 5 7 0 0 4 5 .1 0 0 7 . 8 5 6 9 . 5 7 0 0 4 5 . 6 .HHM F L N m mM F L N m m? ? ? ? ?? ? ? ? ? 1 1 2 4 4 8 . 1 8 7 1 . 5 3 2 0 4 4 . 8 7 .vvM F L N m m? ? ? ? ? 2 1 2 .2v v a dM F L F N mm? ? ? ? 故 2 2 2 21 1 1 7 0 0 4 5 3 2 0 4 4 . 8 7 7 7 0 2 7HvM M M N m m? ? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 7 0 0 4 6 . 5 2 0 7 0 5 . 6 7 7 3 0 4 3HvM M M N m m? ? ? ? ? ? 321 23 4 6 . 1 6 9 . 5 2 7 1 . 5220 , 4 4 8 . 1 87 1 . 5 6 9 . 5ravdF L FM F NLL? ? ? ?? ? ? ????機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 21 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 22 （ 6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 5)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 通常只校核軸上承受最大彎矩和最大扭矩的截面（即截面 c），有以上數(shù)據(jù)，以及軸單向扭轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ，則軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定材料為 45鋼，由表查的 11[ ] 6 0 ,[ ] 1 . 5 7 3M P a M P a????? ? ?，故安全。同樣為了保證定位精度，取軸 段 ②直徑 2 84?d mm ， 長度為 2 89?l mm 。因此，軸的支撐跨距為 L1=++42= L2=42+89/2+97= L3=++89/2= 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。 查表取 A=112 A=112 3m in 1 .0 7 1 1 2 1 1 .7 8 4 / 1 3 3 .3 6 5 3 .3 7? ? ? ?d mm 則： min ?d mm 圓整 ： Mpaca ?? 安全 2 2 2 2 311 / 5 0 0 3 7 . 8 ( 0 . 6 2 6 4 6 7 0 ) / ( 0 . 1 4 6 ) = 1 7 . 1 0 5 5 M P aca M T W??? ? ? ? ? ?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 28 從左至右以此為 1,2,3,4,5 （ 1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案： 該軸（輸出軸）左端先后裝入大圓柱齒輪、擋油 環(huán) 、軸承、軸承套，右端先裝入擋油 環(huán) 、軸承。 大齒輪分度圓直徑為，為便于齒輪的裝拆， 43d 5 70d mm? ? ?， 已知大齒輪齒寬為 84mm，為保證齒輪的軸向定位，則 L4== 軸段 5： 齒輪的另一端由軸肩定位，軸肩高 5mm，寬度 b 為 b,b=7mm，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 29 則 d5=79mm,L5=7mm， 軸段 6：其直徑與軸段 3 一致， d6=d3=65mm,考慮軸承的軸向定位，故加一高3mm，寬 10mm 的套筒，由于軸承選擇與軸段 3 一致， T=，則L4=+10=33mm。 取折合系數(shù) ?? 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 31 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 32 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 33 （ 6） 確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1） 判斷危險(xiǎn)截面 截面 1,2,3 既受扭矩作用又 受彎矩作用 ， 4,5僅受彎矩作用，而且彎矩力 與2,處 最大彎矩力一樣。 2） 截面 Ⅳ 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 3 3 30 . 1 0 . 1 6 5 2 7 4 6 3W d m m m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 3 30 . 2 0 . 2 6 5 5 4 9 2 5TW d m m m m? ? ? ? 截面 Ⅳ 左側(cè)的彎矩為 ,對(duì) 30213 圓錐棍子， a= 6 0 . 9 5 4 29 2 9 1 7 1 2 8 9 3 4 N m?? ? ? ? 截面 Ⅳ 上的扭矩為 843860T N mm?? 截面上的彎曲應(yīng)力 289346 b M M P a M P aW? ? ? ? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 843860 54925T TT M P a M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。 軸承壽命的校核 軸承 1 徑向 : 11 F N?? 軸向 : 1 F N?? 軸承 2 徑向 : 22 1051rF F N?? 軸向 : 02?aF 因此 ,軸承 1 為受載較大的軸承 ,按軸承 1 計(jì)算 11 rFF ?? 因其基本額定靜載荷為 18KN, 按表 136, ~?pf ,取 ?pf 按表 135 注 1,對(duì)深溝球軸承取 ?f ,則相對(duì)軸向載荷為 001 4 . 7 2 7 1 . 5 C ??? 在表 135 中介于 之間 , 對(duì)應(yīng)的 e 值為 ,X=1,Y=0 故 ( ) 1 . 0 ( 1 1 0 7 7 . 3 ) 1 0 7 7 . 3p r aP f X F Y F N? ? ? ? ? ? 663310 10 29500( ) ( ) 23280260 60 1470 h CLhnP? ? ? ?? 查表 133 得預(yù)期計(jì)算壽命 T=8*350*16=44800 hL ,故合適 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 37 軸承載荷 軸承 1 徑向 : 11 F N?? 軸向 : 1 F N?? 軸承 2 徑向 : 22 F N?? 軸向 : 2 ? 因此 ,軸承 2 為受載較大的軸承 ,按軸承 2計(jì)算 預(yù)選軸承型號(hào)為 30208的圓錐滾子 軸承 ， 寬度 ?T mm， 外圈直徑 D=80mm， 其內(nèi)圈直徑 40?d mm Cr=63kn 11 rF eF ? ? ?, 查表 135 得 X=1,Y=0, 按表136, ~?pf , 取 ?pf , 故( ) 1 . 2 8 6 5 . 8 1 0 3 8 . 9 6p r aP f X F Y F N? ? ? ? ?,6 310 ( ) 13 84 05 .760 rh CLhnP?? 查表 133 得預(yù)期計(jì)算壽命 ` 44800hhLL??z 過程分析 結(jié)果 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 38 1. 低速軸的軸承 選用 30213 型圓錐滾子軸承，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》表 132，得120rC kN? , ?? （ 1） 求兩軸承所受到的徑向載荷 1rF 和 2rF 由低速軸的校核過程中可知： 1 4552NHFN? ， 2 1510NHFN? 1 2211NVFN?? ， 2 14405NVFN? 221 1 1 5060r N H N VF F F? ? ? 222 2 2 14483r N H N VF F F? ? ? （ 2） 求兩軸承的計(jì)算軸向力 1aF 和 2aF 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 137 得 YFF rd 2? 125060 16872 1 . 514483 48282 1 . 5ddFN?????? 因?yàn)?? 所以 e d dF F N F? ? ? 1121482 8 817 .5 425 4828a d aeadF F F NF F N? ? ? ? ??? （ 3） 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 1P 和 2P 11 rF eF ? ? ? 224828 rF eF ? ? ? 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 136，取載荷系數(shù) ?pf 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) — 同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 39 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 22 1 . 1 1 4 4 8 3 1 5 9 3 1 . 3prP f F N? ? ? ? ? ?111 0 . 4 1 . 1 ( 0 . 4 5 0 6 0 1