【正文】 （ 3） 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩 T=9550 1460159550 ???mmnp 0955 01 ???? llnPT 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 7 222 ???? nPT mNnPT wnw ????? 5095 50 把上述計(jì)算結(jié)果列于下表： 參數(shù) 軸名 輸入功率 （ kW） 轉(zhuǎn)速 (r/min) 輸入轉(zhuǎn)矩 （ ） 傳動(dòng)比 傳動(dòng)效率 軸 0（電動(dòng)機(jī)軸） 15 1460 軸 1（高速軸） 4 軸 2（低速軸） 1206 1 軸 3（滾筒軸） 表五 二、 傳動(dòng)零件 的 設(shè)計(jì) 箱外傳動(dòng)件設(shè)計(jì) （ V 帶設(shè)計(jì)） （ 1） 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 Pd edAd PKP ? 根據(jù) V 帶的載荷有輕微振動(dòng)，一班工作制 （ 8 小時(shí) ） ， 查《機(jī)械基礎(chǔ)》 P296表 13－ 6，取 KA＝ 。根據(jù)算出的 Pd＝ 及 小帶輪 轉(zhuǎn)速 n1＝ 1420r/min ，查圖 得： d d=80～ 100 可知應(yīng)選取 Z 型 V帶。 （ 4） 確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角 由式 ? ? ? ?1 2 0 1 20. 7 2d d d dd d a d d? ? ? ? 可得 （ 80+250） ? 0a ? 2（ 80+250） 即 231? 0a ? 660，選取 0a =500mm 所以有： 由《機(jī)械基礎(chǔ)》 P293表 13－ 2 查得 Ld＝ 1600mm 實(shí)際中心距 0 1 6 0 0 1 5 3 2 . 8 1 35 0 0 5 3 3 . 5 9 m m22d d oLLaa ? ?? ? ? ? ? 211 2 5 0 8 0a 1 8 0 5 7 . 3 1 8 0 5 7 . 3 1 6 1 . 7 4 1 2 05 3 3 . 5 9o o o o o odddd a? ?? ? ? ? ? ? ? ＞ 符合要求。 由于 dd2300mm，所以宜選用 E 型輪輻式帶輪。 （ 7） 確定帶的張緊裝置 選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。 減速器內(nèi)傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)（齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)） （ 1） 選擇齒輪材料 、熱處理方法及精度等級(jí) ① 齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度 因?yàn)檩d荷中有輕微振動(dòng)，傳 動(dòng)速度不高，傳動(dòng)尺寸無特殊要求， 屬于一般的齒輪傳動(dòng)，故 兩齒輪均可用軟齒面齒輪。 ② 精度等級(jí) 初選 減速器為一般齒輪傳動(dòng)，圓周速度不會(huì)太大，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》 P145表 5－ 7，初選 8 級(jí)精度。 ③ 小齒輪的轉(zhuǎn)矩 1 1 1 2 . 0 99 5 5 0 / 9 5 5 0 4 2 . 7 5 8 4 2 7 5 84 6 6 . 7 9 8 / m inkWM P n N m N m mr? ? ? ? ? ? ? ④ 接觸疲勞許用應(yīng)力 ? ? limimHNHmP ZS?? ? ?。┙佑|疲勞極限應(yīng)力 由《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》 P150圖 5－ 30 中的 MQ 取值線，根據(jù)兩齒輪的齒面硬度，查得 45 鋼的調(diào)質(zhì)處理后的極限應(yīng)力為 lim1H? =600MPa ， lim2H? =560MPa ⅱ）接觸疲勞壽命系數(shù) ZN 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)公式為 N=60 n jth 工作壽命每年按 300 天 ，每天工作 8 小時(shí)，故 th=(300 10 8)=24000h N1=60 1 24000= 108 8 812 N 6 . 7 2 2 1 0N = 1 . 6 8 1 1 0i4 ?? ? ? 查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》 P151圖 5－ 31，且允 許齒輪表面有一定的點(diǎn)蝕 ZN1= ZN2= ⅲ ) 接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù) SHmin 查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》 P151表 5－ 10，得 SHmin＝ 1 ⅳ）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 HP? 。取 1d?? 。 （ 3） 主要參數(shù)選擇和幾何尺寸計(jì)算 ① 齒數(shù) 對(duì)于閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，通常 z1 在 20～ 40 之間選取。使兩齒輪的齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)，最后確定 z2=81。 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 12 ③ 分度圓直徑 d 11 3 20 60d mz mm mm? ? ? ? 22 3 8 1 2 4 3d m z m m m m? ? ? ? ④ 中心距 a 1211( ) ( 6 0 2 4 3 ) 1 5 1 . 522a d d m m m m? ? ? ? ? ⑤ 齒輪寬度 b 大齒輪寬度 21 1 60 60db d mm mm?? ? ? ? 小齒輪寬度 12 ( 5 10) 70b b mm mm? ? ? ⑥ 其他幾何尺寸的計(jì)算（ * 1ah? ， * ? ） 齒頂高 *aah h m? 由于正常齒輪 *1ah ? ， 所以 * 1 3 3aah h m mm mm? ? ? ? 齒根高 ( * *)fah h c m?? 由于正常齒 * ? 所以 ( * * ) ( 1 0 .2 5 ) 3 3 .7 5fah h c m m m m m? ? ? ? ? ? 全齒高 ( 2 * * ) ( 2 1 0 .2 5 ) 3 6 .7 5a f ah h h h c m m m m m? ? ? ? ? ? ? ? ? 齒 頂圓直徑 11 2 6 0 6 6 6aad d h m m? ? ? ? ? 22 2 243 6 249aad d h m m? ? ? ? ? 齒根圓直徑 11 2 60 2 3. 75 52 .5ffd d h m m? ? ? ? ? ? 22 24 3 2 3. 75 23 5. 5ffd d h m m? ? ? ? ? ? （ 4） 齒根校核 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核公式為 112F F FPKT Ybmd???? ① 齒形系數(shù) YF 根據(jù) Z Z2,查 《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》 P153表 5－ 11，得 YF1＝ ， YF2＝ ② 彎曲疲勞許用 應(yīng)力 FP?的 計(jì)算公式 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 13 FlimFP NFmin=YS?? ⅰ )彎曲疲勞極限應(yīng)力 limF? 根據(jù)大小齒輪的材料、熱處理方式和硬度，由 《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》 P154圖5－ 33 的 MQ 取值線查得 Flim1 =180MPa? ， Flim 2 =170MPa? ⅱ）彎曲疲勞壽命系數(shù) YN 根據(jù) N1= 810? 6310? 和 N2= ? 6310? ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》P156圖 5－ 34 得， YN1=1 , YN2=1 ⅲ )彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù) SFmin 本傳動(dòng)要求一般的可靠性，查 《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)》 P151表 5－ 10，取 SFmin＝ 。 軸的設(shè)計(jì) （ 1） 高 速軸的設(shè)計(jì) ① 選擇軸的材料和熱處理 采用 45 鋼 ， 并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理， 查 《機(jī)械基礎(chǔ)》 P369 表 16－ 1， 得其許用彎曲應(yīng)力機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 14 ? ?1 60MPa?? ? ， 118 106A? 。 13312 . 0 91 1 2 2 0 . 1 0 8 m m4 6 6 . 7 9 8PdA n? ? ? ?主 考慮到有一個(gè)鍵槽，將該軸徑加大 5%，則 d=2 08 10 5%=21 .11 m m 22 .4m m?? 查 《機(jī)械基礎(chǔ)》 P458附錄 1，取 d=25mm ③ 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高速軸初步確定采用齒輪軸，即將齒輪與軸制為一體。設(shè)有 7 個(gè)軸段。 2 段： 參考 《機(jī)械基礎(chǔ)》 P373， 取軸肩高度 h 為 ，則 d2=d1+2h=28mm。 3 段： 此段裝軸承，取軸肩高度 h 為 1mm，則 d3=d2+2h=30mm。查 《 機(jī)械基礎(chǔ) 》 P476 附錄 24，此處選用的軸承代號(hào)為6306，其內(nèi)徑為 30mm，寬度為 19 mm。取此段長(zhǎng) L3=17mm。 5 段：：此段 為 齒輪 軸段。 因?yàn)樾↓X輪的寬度為 70mm， 則 L5=70mm。 由上可算出，兩軸承的跨度 L＝ 17 5 2 70 97L ? ? ? ? ?mm ④ 高速軸的軸段示意 圖如下： 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 15 ⑤ 按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 A、 圓周力： 11 12 2 4 2 7 5 8 1 4 2 5 .360t MFNd ?? ? ? B、徑向力： 011 t a n t a n 20 F N?? ? ? ? ?。?繪制軸受力簡(jiǎn)圖 ⅱ） 繪制垂直面彎矩圖 軸承支反力： 1 5 1 8 .8 2 5 9 .422A Y B Y FrF F N? ? ? ? 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器 16 1 1 4 2 5 . 3 7 1 2 . 6 522A z B z FtF F N? ? ? ? 由兩邊對(duì)稱，知截面 C 的彎矩也對(duì)稱。 （ 2） 低速軸的設(shè)計(jì) ① 選擇軸的材料和熱處理 采用 45 鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理 ，查 《機(jī)械基礎(chǔ)》 P369 表 16－ 1， 得其許用彎曲應(yīng)力? ?1 60MPa?? ? ， 118 106A? 。 2 33222 . 0 0 71 0 6 2 7 . 3 61 1 6 . 7 0 0Pd A m mn? ? ? 考慮到有一個(gè)鍵槽，將該軸徑加大 5%，則 2 6 3d mm? ? ? 查 《機(jī)械基礎(chǔ)》 P458附錄 1，取 d=30mm ③ 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸上零件得安裝和固定要求， 并考慮配合高速軸的結(jié)構(gòu)， 初步確定 低速軸的結(jié)構(gòu)。 1 段： 此段裝聯(lián)軸器。根據(jù)聯(lián)軸器的軸孔長(zhǎng)度，又由《機(jī)械基礎(chǔ)》P475附錄 23，取軸伸段（即Ⅰ段）長(zhǎng)度 L1＝ 58mm。 3 段： 取軸肩高度 h 為 ，則 d3=d2+2h=35+2 ?? mm。 選用深溝球軸承。為了起