【正文】 輪的油甩出。取齒 輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=16 mm， 考慮到箱體的鑄造誤差 ， 在確定滾動軸承位置時 ，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s， 取 s=8mm ， 已知滾動軸承寬度 B=16 mm。 第 Ⅱ 根軸上有兩個齒輪 ， 其中大齒輪齒寬為 60 mm， 小齒輪齒寬 115 mm，取 lⅥ Ⅶ =6 mm， 則可計算： +l B S a?Ⅶ VIII +6=（ 16+8+166） mm=34 mm， 165 mml ?IVV 。 至此 ， 已初步確定了軸的各端 直徑和長度 。 3）確定軸上圓角和倒角尺寸 15 取軸端倒角為 45??， 其他 各處的倒圓角 為 R=3。 （ 4） 求軸上的載荷 1）求作用在齒輪上的力 已知高速級小齒輪的分度圓直徑為 1d =60 mm 切向力 1t 12 2 74 73 024 91 N60TF d ?? ? ? 徑向力 r t nta n = 2 4 9 1 ta n 2 0 = 9 0 6 . 6 5 NoFF ??? 軸向力 at2491 NFF?? 2）根據(jù)結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖 ： 圖 23 軸的強(qiáng)度分析 水 平支反力 3H 1 t23 55 .524 91 52 9. 7 N20 5. 5+ 55 .5LFFLL? ? ? ?? 2H 2 t2320 5. 524 91 19 61 .3 N20 5. 5+ 55 .5LFFLL? ? ? ?? 垂直支反力 r 2 V 2 2 3()F L F L L? ? ?? V2 NF ? V 1 r V 21 9 2 . 7 9 NF F F? ? ? 水平彎矩 H H 1 2 1 0 8 8 5 3 . 3 5 NM F L? ? ? 垂直彎矩 V 1 V 1 23 9 6 1 8 . 3 5 NM F L? ? ? 基于 Pro/E 的二級圓柱齒輪減速 器設(shè)計造型 16 V 2 V 2 3 3 9 6 1 9 .2 3 NM F L? ? ? 總 彎矩 221 H V 1 1 1 5 8 3 8 . 9 6 N m mM M M? ? ? ? 222 H V 2 1 1 5 8 3 9 . 2 6 N m mM M M? ? ? ? 表 24Ⅰ 軸的校核計算 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 H1 NF ? H2 NF ? V1 NF ? V2 NF ? 彎矩 H NM ? V1 NM ? V2 NM ? 總彎矩 1 1 1 5 8 3 8 .9 6 N m mM ?? 2 1 1 5 8 3 9 .2 6 N m mM ?? 扭矩 74730 N mmT ?? （ 5） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時通常只校核承受最大彎矩 和 最大扭矩的截面 。 根據(jù) 表 中的取值，且 ? ≈（式中的彎曲應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力。當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時取 ? ≈；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時取 ? ≈） 。 由 221ca ()MTW ?? ?? （ 28） 計算軸的應(yīng)力 22 221ca 3() 1 1 5 8 3 8 . 9 6 ( 0 . 6 7 4 7 3 0 ) 2 8 . 9 7 M P a0 . 1 3 5 m mMT W ?? ? ??? ? ?? 前已選定軸的材料為 45 號鋼，由 軸常用材料性能表 查得 [σ1]=60 MPa， 因此σca[σ1]。 即 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度足夠安全 [6]。 中間軸的 設(shè)計 （ 1） 由前計算列出 Ⅱ 軸上各數(shù)據(jù) 表 25 Ⅱ 軸設(shè)計參數(shù) 功率 /KW 轉(zhuǎn)矩 / Nmm 轉(zhuǎn)速 （ r/min） 直徑 / mm 壓力角 322970 110 20176。 （ 2） 初步確定軸的直徑 先由 參考文獻(xiàn) 6 表 2101 選取軸的材料為 45 鋼 ， 調(diào)質(zhì)處理 ， 根據(jù) 參考文獻(xiàn) 6表 2103 初步估算軸的最小直徑 ， 取 112?oA 。 由 參考文獻(xiàn) 6（式 2102） 有： 17 323m i n 2 7 . 2 91 1 2 3 6 . 2 2 m m2 1 5 .5 6o PdA n? ? ? ? （ 3） 軸結(jié)果的設(shè)計 1） 擬 定軸上零件的傳動方案。如圖 所示 圖 24 Ⅱ 軸設(shè)計方案 2） 根 據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ： 因軸承受有徑向力的作用 ， 故選用單列角接觸球軸承 。參照工作要求并根據(jù) min mmd ? ， 由 GB/T 2922020 中初步選單列角接觸球軸承 7208AC 型 。 其尺寸為 dDB=40 mm80 mm18 mm，故取 dd?Ⅰ Ⅱ Ⅴ Ⅵ =40 mm。 4 5 m mdd??Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ ， 左齒輪的左端與左軸承之間采用擋油環(huán) 定位 。 已知齒輪的寬度為 115 mm， 為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪 ， 此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度 ， 故取 111 mml ?Ⅱ Ⅲ 。 同理取右端軸 段 l ?Ⅳ Ⅴ 56 mm， 高速級齒輪的左端采用軸肩定位 ， 軸肩高 3 mm， 取 51 mmd ?Ⅲ Ⅳ 。 因齒輪之間應(yīng)相距一定距離，取 25 mml ?Ⅲ Ⅳ 。 a=16mm ， 考慮到箱體的鑄造誤差 ， 在確定滾動軸承 位置時 ， 應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s， 取 s=8mm ， 取滾動軸承寬度 B=18 mm ， 則 +l B S a?Ⅰ Ⅱ + +(115111)=(18+8+16+4) mm=46 mm。 考慮右端齒輪與 I 軸齒輪嚙合，取 39。a =18 mm， 39。+l B S a?Ⅴ Ⅵ + +(60 56)=(18+8+18+4) mm=48 mm。 至此 ， 已初步確定了軸的各端直徑和長度 。 3） 確定軸 上圓角和倒角尺 寸 取軸端倒角為 45??， 其他各處的倒圓角為 R=3。 低 速級軸的設(shè)計 （ 1） 由前計算列出 Ⅲ 軸上各數(shù)據(jù) 表 26 Ⅲ 軸設(shè)計參數(shù) 功率 /KW 轉(zhuǎn)矩 / N mm 轉(zhuǎn)速（ r/min） 直徑 / mm 壓力角 998660 360 20176。 基于 Pro/E 的二級圓柱齒輪減速 器設(shè)計造型 18 （ 2） 初步確定軸的直徑 先由 參考文獻(xiàn) 6 表 2101 選取軸的材料為 45 鋼 ， 調(diào)質(zhì)處理 ， 根據(jù) 參考文獻(xiàn) 6表 2103 初步估算軸的最小直徑 ， 取 112?oA 。 由 參考文獻(xiàn) 6（式 2102） 有： 333m i n37 .0 01 1 2 5 2 .7 7 m m6 6 .9 4o PdA n? ? ? ? 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 ⅡⅠ ?d ，取 56 mmd ? ?Ⅰ Ⅱ （ 3） 軸結(jié)果的設(shè)計 1） 擬 定軸上零件的傳動方案。如圖所示 圖 25 Ⅲ 軸設(shè)計方案 2） 根 據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ， Ⅰ Ⅱ 軸段右端需要制出一軸肩 ，故取 Ⅱ Ⅲ 的直徑 60 mmd ? ?Ⅱ Ⅲ ， 左端用軸端擋圈定位 ， 按軸端直徑取擋圈直徑60 mmD? ， 為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上 ， 故取70 mml? ?Ⅰ Ⅱ 。 ： 因軸承受有徑向力的作用 ， 故選用單列角接觸球軸承參照工作要求并根據(jù) 60 mmd ? ?Ⅱ Ⅲ ， 初步選取單列角接觸球軸承 7213AC 型 ， 尺寸為 dDB=65 mm120 mm23 mm，故取 dⅢ Ⅳ =65 mm， lⅢ Ⅳ =23 mm。 ，由 課程設(shè)計手冊查 軸肩的高度 h=5 mm，因此取 dⅣ Ⅴ =75 mm。 69 mmd ?Ⅴ Ⅵ ， 齒輪的右端采用套筒定位。已知齒輪的輪轂寬度為 110 mm，為了是套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸端應(yīng)該略短于輪轂寬度，故取 106 mml ?VIⅤ II 。 左端采用軸肩單位， h， 則 h=5, 79 mmV VId ? ? 。軸肩寬度 b， 取 10 mmV VIl ? ? 。 37 mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定 )。 根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求 ， 取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 23 mml? ， 故取 60 mml ? ?Ⅱ Ⅲ 。 f. l?Ⅱ Ⅲ 段的右端與左軸承之間采用擋油環(huán)定位 ， 防止小齒輪的油甩出。取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=16 mm ， 考慮到箱體的鑄造誤差 ,在確定滾動軸承位置時 ， 應(yīng) 19 距箱 體內(nèi)壁一段距離 s， 取 s=8 mm ， 已知滾動軸承寬度 b=23 mm 。 第 Ⅱ 根軸上有兩個齒輪 ， 其中大齒輪齒寬為 115 mm，小齒輪齒寬為 60 mm，則可計算：97 mml ?IVV ， 51 mml ?Ⅶ VIII 。 至此 ， 已初步確定了軸的各端直徑和長度 。 3）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 145??， 其他各處的倒圓角為 R=3。 鍵聯(lián)接的選擇 及校核計算 輸入軸上鍵的選擇及校核 （ 1）半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接，按其直徑為 23 mm，查GB10961979 得平鍵截面 bh=8 mm7 mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 40 mm。滾動軸承與軸的周向定 位 由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 k6。 （ 2）鍵的工作長度 l =Lb=408=32 mm，由 參考文獻(xiàn) 6 表 252 根據(jù)靜聯(lián)接及鍵的材料 為碳素鋼 ， 故 其許用擠壓應(yīng)力 為 [ p1? ]=100 MPa。由于齒輪的材料為調(diào)質(zhì)鋼， 其許用擠壓應(yīng)力 [ p3? ]=100 MPa， 故 聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力 [ p? ]=[ p3? ]=100 MPa。 由p 4Tdhl? ??[ p? ] （ 29） 得 聯(lián)軸器上p1 4Tdhl? ??4 74 73 0 58 .02 M P a23 7 32? ???＜ [ p? ] 故鍵聯(lián)接的強(qiáng)度足夠。 中間軸上鍵的選擇及校核 （ 1）齒輪與軸的定位用平鍵連接，按其直徑為 50 mm，查 GB10961979 得平鍵截面 bh=14 mm9 mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長分別為 100 mm、 50 mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 76Hk ， 滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 k6。 （ 2） 校核高速級上齒 輪對應(yīng)的鍵，其工作長度為 l =Lb=5014=36 mm，由 參考文獻(xiàn) 6 表 252，根據(jù)靜聯(lián)接及軸和鍵的材料均為碳素鋼，故兩者的許用擠壓應(yīng)力都為 [ p1? ]=[ p2? ]=100MPa。由于齒輪的材料為調(diào)質(zhì)鋼，故其許用擠壓應(yīng)力[ p3? ]=100 MPa，因而聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力取為 [ p? ]=[ p3? ]=100 MPa。 由 式 （ 29） 得： p1 4Tdhl? ??4 322970 88. 61 MP a45 9 36? ???＜ [ p? ] 故鍵聯(lián)接的強(qiáng)度足夠。 基于 Pro/E 的二級圓柱齒輪減速 器設(shè)計造型 20 輸出軸上鍵的選擇及校核 （ 1）半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接，查 GB10961979 查得平鍵截面bh=16 mm10 mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 63 mm；齒輪與軸的定位用平鍵截面 bh=20 mm12 mm，長為 90 mm。同時為保證齒輪與軸配合有良好的對 中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 76Hk ， 滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 k6。 （ 2） 鍵的長度為輪轂上 1l =Lb=9020=70mm，聯(lián)軸器上 2l =Lb=8016=64mm，由 參考文獻(xiàn) 6 表 252，根據(jù)靜聯(lián)接及軸和鍵的材料均為碳素鋼，故兩者的許用擠壓應(yīng)力都為 [ p1? ]=[ p2? ]=100 MPa。由于齒輪的材料為調(diào)質(zhì)鋼，故其許用擠壓應(yīng)力[ p3? ]=100 MPa，因而聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力取為 [ p? ]=[ p3? ]=100 MPa。 由 式 （ 2－ 9） 得： 輪轂上p1 4Tdhl? ??4 99 86 60 68 .92 M P a69 12 70? ???＜ [ p? ] 聯(lián)軸器上p2 4Tdhl? ??4 99 86 60 91 .46 M P a56 10 64? ???＜ [ p? ] 故鍵聯(lián)接的強(qiáng)度足夠 [6]。 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 箱體初步設(shè)計 減速器的箱體采用鑄造（ HT200）制成， 為 保證齒輪 嚙 合質(zhì)量 采用剖分式結(jié)構(gòu) ，上箱體與下箱體 采用 67isH 配合 。 （ 1）在機(jī)體 外增加加強(qiáng)筋，外輪廓為長方形，增強(qiáng) 軸承座 的 剛度 。 （ 2）考慮到機(jī)體內(nèi)零