【正文】 （ 1） 計算各軸輸入功率 ① 0 軸（電動機(jī)軸）的輸出功率為： KWPP ed 40 ?? ② 1 軸（減速器高速軸）的輸入功率：從 0 軸到 1 軸， 經(jīng)過 V帶傳動和一個聯(lián)軸器，所以 ： KWKWPP ed ???? 帶? 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計 一級直齒圓柱齒輪減速器 10 ③ 2 軸（減速器低速軸）的輸入功率：從 1 軸到 2 軸，經(jīng)過一對軸承，一對齒輪傳動，一對齒輪嚙合傳動，所以： KWKWPP 6 4 12 ????? 齒承 ?? ④ 3 軸（滾筒軸）的輸入功率：從 2 軸到 3 軸，經(jīng)過一對軸承，一個聯(lián) 軸器，所以： KWKWPP ????? 聯(lián)承 ?? （ 2） 計算各軸轉(zhuǎn)速 ① 0 軸（電動機(jī)軸）的轉(zhuǎn)速： m in/960 rnn m ?? ② 1 軸（減速器高速軸）的轉(zhuǎn)速： m i n/ m i n/960/11 rrinn m ??? ③ 2 軸（減速器低速軸）的轉(zhuǎn)速： m i n/ m i n/960//21212 rriininn m ????? ④ 3 軸（滾筒軸）的轉(zhuǎn)速： m i n/ m i n/960//212123 rriininnn m ????? （ 3） 計算各軸轉(zhuǎn)矩 ① 0 軸（電動機(jī)軸）的轉(zhuǎn)矩： mNmNnPM m ??????? 00 ② 1 軸（減速器高速軸）的轉(zhuǎn)矩： mNmNnPM ??????? 111 ③ 2軸（減速器低速軸）的 轉(zhuǎn)矩 ： mNmNnPM ??????? 222 ④ 3 軸（滾筒軸）的 轉(zhuǎn)矩 ： 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計 一級直齒圓柱齒輪減速器 11 mNmNnPM ??????? 333 把上述計算結(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 （ ） 傳動比 傳動效率 軸 0（電動機(jī)軸） 4 960 軸 1（高速軸） 5 軸 2（低速軸） 1 軸 3（滾筒軸） 表五 二、 傳動零 件的設(shè)計 箱外傳動件設(shè)計（ V 帶設(shè)計） （ 1）計算設(shè)計功率 Pd edAd PKP ? 根據(jù) V帶的載荷有輕微振動，一班工作制（ 8 小時），取 KA＝ 。根據(jù)算出的 Pd＝ 及小帶輪轉(zhuǎn)速 n1＝ 960r/min ，查圖得： d d=112～ 140。 （ 4）確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長度并驗算小輪包角 由式 ? ? ? ?1 2 0 1 20. 7 2d d d dd d a d d? ? ? ? 可得 （ 140+530） ? 0a ? 2（ 140+530） 即 469? 0a ? 1340，選取 0a =1005mm 所以有： ? ? ? ? ? ? ? ? mma ddddaL 202122100 ?? ???????????? ? 查得 Ld＝ 3150mm 實際中心距 mmLLaa d 00 ??????? ?????????? 符合要求 （ 5）確定帶的根數(shù) z 取 P0=，△ P0= 查得，取 K? = 查得， KL＝ 則帶的根數(shù) ? ? ? ? ???????? ? Lc KKPP Pz 所以 z 取整數(shù)為 3 根 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計 一級直齒圓柱齒輪減速器 13 （ 6）確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 根據(jù) V帶輪結(jié)構(gòu)的選擇條件， Y132M16 型電機(jī)的主軸直徑為 d=38mm； “ V帶輪的結(jié)構(gòu) ”判斷：當(dāng) 3d＜ dd1(140mm)＜ 300mm，可采用 H 型孔板式或者 P 型輻板式帶輪，這次選擇 H 型孔板式作為小帶輪。 總之，小帶輪選 H 型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇 E 型輪輻式結(jié)構(gòu)。 （ 8）帶輪的材料 選用 灰鑄鐵， HT200。查得小齒輪選用 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 260HBS；大齒輪選用 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 220HBS。 （ 2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計齒輪 由于本設(shè)計中的減速器是軟齒面的閉式齒輪傳動，齒輪承載能力主 要由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度決定，其設(shè)計公式為： ? ?3 21112 ??????????HEHdtt ZZuuTKd ???? ② 確定載荷系數(shù) K 因為該齒輪傳動是軟齒面的齒輪，圓周速度也不大，精度也不高，而且齒輪相對軸承是對稱布置，根據(jù)電動機(jī)和載荷的性質(zhì)，得 K的范圍為 ~， 取 K＝ 。 將以上各數(shù)值代入許用接觸應(yīng)力計算公式得 MP aZS nHH I imH ???? ?? MP aZS nHH I imH ???? ?? ⅴ）齒數(shù)比 因為 Z2=i2 Z1，所以 Z2=5Z1 ⅶ）齒寬系數(shù) 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計 一級直齒圓柱齒輪減速器 15 由于本設(shè)計的齒輪傳動中的齒輪為對稱布置，且為軟齒面?zhèn)鲃?，查表得到齒寬系數(shù)的范圍為 ～ 。 ⅵ）計算小齒輪直徑 d1 由于 12 HH ?? ? ， 故應(yīng)將 1H? 代入齒面接觸疲勞設(shè)計公式，得 ? ?3211 12 ??????????HEHdtt ZZuuTKd ?? mmmm 151 23 ??????? ???????? ④ 圓周速度 v smsmndv t 11 ?? ????? ?? 查表得 v12m/s，該齒輪傳動選用 9 級精度。為了使重合度較大，取 z1＝ 20，則 z2＝ i2z1＝ 100。 ③ 分度圓直徑 d mmmmmzd 8020411 ???? mmmmmzd 400100422 ???? ④ 中心距 a mmmmdda 2402 400802 21 ????? ⑤ 齒輪寬度 b 大齒輪寬度 mmmmdb d 8080112 ???? ? 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計 一級直齒圓柱齒輪減速器 16 小齒輪寬度 mmmmbb 85521 ??? ⑥ 其他幾何尺寸的計算（ * 1ah? ， * ? ） 齒頂高 *aah h m? 由于正常齒輪 *1ah ? ， 所以 mmmmmhh aa 441* ???? 齒根高 mchh af )( ** ?? 由于正常齒 * ? 所以 ? ? mmmmmchh af )( ** ?????? 全齒高 ? ? mmmmmchhhh afa )2( ** ????????? 齒頂圓直徑 mmhdd aa 884280211 ?????? mmhdd aa 40842400222 ?????? 齒根圓直徑 mmhdd ff 705280211 ?????? mmhdd ff 39052400222 ?????? （ 4） 齒根校核 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核公式為 ? ?112 1111 2 FSaFaF zbm YYKT ?? ?? ① 齒形系數(shù) YF 根據(jù) Z Z2,查 表得 YFa1＝ ， YFa2＝ ， YSa1=， YSa2=。 ⅳ）彎曲疲勞許用應(yīng)力 將以上各參數(shù)代入彎曲疲勞許用應(yīng)力公式得 ? ? MP aMP aSYFFENF ???? ?? ? ? MP aMP aSY F FENF ???? ?? ⅴ）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 ? ?123121111 FSaFaF MP azbm YYKT ?? ???? ??????? ? ?211 2212 FSaFa SaFaFF MP aYY YY ??? ??????? 因此，齒輪齒根的抗彎強(qiáng)度是安全的。 ② 初步計算軸的直徑 由前計算可知： P1=,n1= 其中， C 取 112。 根據(jù)軸上零件的安裝機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計 一級直齒圓柱齒輪減速器 18 和固定要求，初步確定軸的結(jié)構(gòu)。 1 段：該段是小齒輪的左軸端與帶輪連接，該軸段直徑為 30mm，查取該 軸伸 L1＝ 80mm。 此軸段一部分用于裝軸承蓋，一部分伸出箱體外， L2=80mm。 選用深溝球軸承。 為了起固定作用，此段的寬度比軸承寬度小 1~2mm。 4 段：：此段為齒輪軸段。 因為小齒輪的寬度為 85， 則 L4=83 5：為了使齒輪與軸承不發(fā)生相互沖撞以及加工方便，齒輪與軸承之間要有一定距離，取軸肩高度為 2mm，則 d5=39mm， L5＝ 15mm。 由上可算出，兩軸承的跨度 L＝ 10+15+85+25=135mm ④ 高速軸的軸段示意圖如下： ⑤ 按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計算 A、 圓周力：NdMFt 0522 111 ???? B、徑向力：NFF tr 011 ???? ? ?。?繪制軸受力簡圖 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計 一級直齒圓柱齒輪減速器 19 ⅱ） 繪制垂直面彎矩圖 軸承支反力： NFFF rBYAY ???? NFFF tBZAZ ???? 由兩邊對稱，知截面 C 的彎矩也對稱。 （ 2）低速軸的設(shè)計 ① 選擇軸的材料和熱處理 機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計 一級直齒圓柱齒輪減速器 21 采用 45 鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查 表 得其許用彎曲應(yīng)力? ?1 60MPa?? ?， C=118～ 107。 mmnPAd 33 ????? 考慮到有一個鍵槽，將該軸徑加大 5%，則 mmd % ??? 取 d=48mm ① 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 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)