齿轮减速器中间轴.doc

1、 目 录第 1 章 二 级 斜 齿 圆 柱 齿 轮 减 速 器 高 速 级 齿 轮 传 动 的 设 计 任 务 书 .11.1. 设 计 题 目 11.3. 设 计 要 求 11.4. 作 业 目 的 1第 2 章 二 级 斜 齿 圆 柱 齿 轮 减 速 器 高 速 级 齿 轮 传 动 的 设 计 与 计 算 .22.1. 选 择 齿 轮 材 料 、 热 处 理 方 式 和 精 度 等 级 22.2. 初 步 计 算 传 动 主 要 尺 寸 32.3. 确 定 传 动 尺 寸 42.4. 校 核 齿 根 弯 曲 疲 劳 强 度 52.5. 计 算 齿 轮 传 动 其 他 几 何 尺 寸 .6设

2、 计 小 结 .7参 考 文 献 .8第 1 章 二 级 斜 齿 圆 柱 齿 轮 减 速 器 中 间 轴 的 设 计 任 务 书1.1. 设 计 题 目图 示 为 二 级 斜 齿 圆 柱 齿 轮 减 速 器 简 图 。 该 减 速 器 用 于 机 械 加 工 车 间 起 重 机 械 的 起 重 机 构 的 传 动 系 统 中 。 两 班 工 作 制 ， 使 用 8 年 。图 1 二 级 斜 齿 圆 柱 齿 轮 减 速 器1.2. 设 计 数 据表 1 设 计 数 据高 速 级 低 速 级方案输 入 轴 转速 n1（ r.p.m）输 入 轴功 率 p1（ KW） Z2/Z1 mn（ mm） a1

3、 b2 Z4/Z3 mn（ mm） a2 b410 1450 8 80/18 3 150 60 78/20 4 200 801.3. 设 计 内 容1、 传 动 方 案 的 分 析 与 拟 定 ； 2、 电 动 机 的 选 择 与 传 动 装 置 运 动 和 运 动 参 数 计 算 ； 3、 传 动 件 设 计（ 齿 轮 传 动 设 计 ） ； 4、 轴 的 设 计 ， 轴 承 及 其 组 合 件 的 设 计 ； 5、 键 连 接 和 连 接 器 的 选 择 与 校 核 ；6、 润 滑 设 计 ， 箱 体 ， 机 件 及 附 件 的 设 计 ； 7、 装 配 图 和 零 件 图 的 设 计 与

4、 绘 制 （ CAD） ； 8、 设 计计 算 说 明 书 的 编 写 。提 示 ： 表 中 给 出 的 b2、 b4 为 两 级 大 齿 轮 的 宽 度 ， 小 齿 轮 的 宽 度 应 增 加 （ 5 10）mm。3. 熟 悉 有 关 设 计 资 料 ， 学 会 查 阅 手 册 和 运 用 国 家 标 准 。第 2 章 二 级 斜 齿 圆 柱 齿 轮 减 速 器 中 间 轴 的 设 计 与 计 算2.1 选 择 轴 的 材 料 、 热 处 理 方 式 和 精 度 等 级因 为 该 减 速 器 用 于 机 械 加 工 车 间 起 重 机 械 的 起 重 机 构 的 传 动系 统 中 ， 故 选

5、 用 常 用 材 料 45 钢 ,调 制 处 理 。2.2 结 构 设 计（ 1） 轴 承 部 件 的 结 构 形 式 ： 采 用 两 端 固 定 型（ 2） 确 定 各 轴 段 直 径 ：机 械 设 计 课 程 设 计数 据 单 位法 面 啮 合 角 an 20.000 齿 轮 1齿 数 z1 18.000齿 轮 2齿 数 z2 80.000齿 轮 3齿 数 z3 20.000齿 轮 4齿 数 z4 78.000输 入 轴 转 速 n1 1450.000 rpm输 入 轴 功 率 P1 8.000 KW输 入 轴 转 矩 T1 52689.655 Nmm高 速 级 传 动 比 i1 4.44

6、4低 速 级 传 动 比 i2 3.900高 速 级 中 心 距 a1 150.000 mm低 速 级 中 心 距 a2 200.000 mm高 速 级 大 齿 轮 宽 度 b2 60.000 mm高 速 级 小 齿 轮 宽 度 b1 65.000 mm低 速 级 大 齿 轮 宽 度 b4 80.000 mm低 速 级 小 齿 轮 宽 度 b3 85.000 mm高 速 级 法 面 模 数 mn1 3.000 mm低 速 级 法 面 模 数 mn2 4.000 mm高 速 级 斜 齿 轮 螺 旋 角 11.479 低 速 级 斜 齿 轮 螺 旋 角 11.479 高 速 级 中 间 轴 齿 轮

7、 分 度 圆 直 径 dd2 164.156 mm低 速 级 中 间 轴 齿 轮 分 度 圆 直 径 dd3 61.818 mm中 间 轴 转 速 n2 326.250 rpm中 间 轴 功 率 P2 P1 8.000 KW中 间 轴 转 矩 T2 11855.172 Nmm12z34zi2zt3mi160*5.9nP112arcosazn243n机 械 设 计 课 程 设 计3初 步 确 定 轴 的 各 段 尺 寸 ：初 算 轴 径 dmin 31.957 mm初 选 d1d1 35.000 mm初 选 d2d2 37.000 mm初 选 d3d3 42.000 mm初 选 d4d4 37.

8、000 mm初 选 d5d5 35.000 mm初 选 L1L1 43.000 mm初 选 L2L2 59.000 mm初 选 L3L3 10.000 mm初 选 L4L4 84.000 mm初 选 L5L5 43.000 mm高 速 级 初 选 键 mm低 速 级 初 选 键 mm32326.0159nPC57A.1=35mm, 与 轴 承 （ 角 接 触 轴 承 7207AC， GB/T 292-1994） 配 合1d=42mm,定 位 轴 肩 ， 取 h=5mm（ 3） 确 定 各 轴 段 长 度 ：= =43mm, 考 虑 轴 承 、 套 筒 和 间 隙 的 要 求1L5=59mm，

9、=84mm,考 虑 齿 轮 厚 度 与 间 隙 的 要 求2（ 4） 键 的 选 择 ： 键 用 于 齿 轮 的 轴 向 定 位 ， 由 于 ， 查md3742GB/T 1095-2003， 选 择 普 通 平 键 （ A 型 ） 。L810机 械 设 计 课 程 设 计轴 的 受力 分 析高 速 级 中 间 轴 齿 轮 转 速 v2 168.166 m/s低 速 级 中 间 轴 齿 轮 转 速 v3 63.328 m/s高 速 级 中 间 轴 齿 轮 圆 周 力 Ft2 641.946 N高 速 级 中 间 轴 齿 轮 径 向 力 Fr2 238.418 N高 速 级 中 间 轴 齿 轮 轴

10、 向 力 Fa2 130.363 N低 速 级 中 间 轴 齿 轮 圆 周 力 Ft3 1704.670 N低 速 级 中 间 轴 齿 轮 径 向 力 Fr3 633.113 N低 速 级 中 间 轴 齿 轮 轴 向 力 Fa3 346.174 N计 算 l1l1 51.000 mm计 算 l2l2 81.500 mm计 算 l3l3 63.500 mm高 速 级 中 间 轴 轴 承 圆 周 力 Rh1 -877.531 N低 速 级 中 间 轴 轴 承 圆 周 力 Rh2 -1469.086 N高 速 级 中 间 轴 轴 承 径 向 力 Rv1 -3.563 N低 速 级 中 间 轴 轴 承

11、 径 向 力 Rv2 -391.132 N高 速 级 中 间 轴 水 平 弯 矩 Mh1 85057.863 Nmm低 速 级 中 间 轴 水 平 弯 矩 Mh2 86938.187 Nmm高 速 级 中 间 轴 垂 直 弯 矩 Mv1 31590.432 Nmm低 速 级 中 间 轴 垂 直 弯 矩 Mv2 32288.783 Nmm高 速 级 中 间 轴 弯 矩 M1 90734.754 Nmm低 速 级 中 间 轴 弯 矩 M2 92740.573 Nmm高 速 级 中 间 轴 当 量 弯 矩 Mca1 91505.959 Nmm低 速 级 中 间 轴 当 量 弯 矩 Mca2 9349

12、5.235 Nmm2602dn321*dTcostant231dTcostant3321llFrr2vrR3213lltt1htt1lt321lFr31vh21T2机 械 设 计 课 程 设 计52.1. 校 核 轴 的 强 度项 目 计 算 及 说 明 结 果校 核 轴 的强 度a-a 剖 面 右 侧 ， 因 当 量 弯 矩 大 ， 且 有 键 槽 引 起 的 应 力 集 中 ，故 a-a 剖 面 右 侧 为 危 险 剖 面 。a-a剖 面 右 侧 抗 弯 截 面 系 数 W1 4499.407 mm3a-a剖 面 右 侧 抗 扭 截 面 系 数 W1T 9469.732 mm3a-a剖 面

13、 右 侧 弯 曲 应 力 20.166 Mpa20.166 Mpa0.000 Mpaa-a剖 面 右 侧 剪 切 应 力 1.252 Mpa0.626 Mpa0.626 Mpa45号 钢 调 制 处 理 抗 拉 强 度 极 限 由 表 10.1查 得 ， p192 650.000 Mpa45号 钢 调 制 处 理 弯 曲 疲 劳 极 限 由 表 10.1查 得 ， p192 300.000 Mpa45号 钢 调 制 处 理 扭 转 疲 劳 极 限 由 表 10.1查 得 ， p192 155.000 Mpa碳 素 钢 等 效 系 数 由 表 10.1注 查 得 ， p192 0.200由 表

14、10.1注 查 得 ， p192 0.100键 槽 引 起 的 应 力 集 中 系 数 由 附 表 10.4查 得 ， p207 1.825由 附 表 10.4查 得 ， p207 1.625绝 对 尺 寸 系 数 由 附 图 10.1查 得 ， p207 0.800由 附 图 10.1查 得 ， p207 0.760表 面 质 量 系 数 由 附 图 10.2查 得 ， p207 0.9202TM434dtb42346t1b1TW12aba1Ta1mm2TB1K机 械 设 计 课 程 设 计安 全 系 数3.73392.570S 3.730折 合 系 数 0.600当 量 应 力 23.48

15、6 Mpa碳 素 钢 许 用 弯 曲 应 力 由 表 10.4查 得 ， p201 60.000 MpaS11maK 1a2SeTbb1因 为 S 近 似 S, ,所 以 轴 的 a-a 剖 面 右 侧 面 的 强 度e满 足 要 求 。2.2. 校 核 键 连 接 的 强 度项 目 计 算 机 说 明 结 果校 核 键 连接 的 强 度 高 速 级 齿 轮 处 键 连 接 的 挤 压 应 力 7.752 Mpa键 连 接 许 用 挤 压 应 力 由 表 6.1查 得 ， p85120150 MpaPbLhdT42因 为 ， 所 以 键 连 接 满 足 强 度 要 求 。P2.3. 校 核 轴

16、 承 寿 命项 目 计 算 机 说 明 结 果校 核 轴 承寿 命轴 承 内 部 轴 向 力 的 受 力 如 图 所 示 图 ：由 计 算 ， ， 因 此 轴 有 右 移 趋 势 ， 但 由 轴 承 部 件 的 结12SFa构 图 分 析 可 知 轴 承 将 使 轴 保 持 平 衡 ， 故 可 计 算 出 两 轴 承 的 轴向 力 ， 进 而 校 核 轴 承 的 寿 命 。机 械 设 计 课 程 设 计77207AC轴 承 基 本 额 定 动 载 荷 Cr 由 GB/T 292-1994查 得 29000.000 N7207AC轴 承 基 本 额 定 静 载 荷 Cor 由 GB/T 292-

17、1994查 得 19200.000 N高 速 级 中 间 轴 轴 承 内 部 轴 向 力 S1 138.212 N低 速 级 中 间 轴 轴 承 内 部 轴 向 力 S2 239.441 N高 速 级 中 间 轴 轴 承 轴 向 力 Ra1 S2+Fa 287.999 N低 速 级 中 间 轴 轴 承 轴 向 力 Ra2 S2 239.441 N轴 承 动 载 荷 径 向 系 数 X 由 表 11.12查 得 ， p220 0.410轴 承 动 载 荷 轴 向 系 数 Y 由 表 11.12查 得 ， p220 0.870高 速 级 中 间 轴 轴 承 当 量 动 载 荷 P1 331.512

18、 N低 速 级 中 间 轴 轴 承 当 量 动 载 荷 P2 348.558 N温 度 系 数 fT 由 表 11.9查 得 ， p218 1.000载 荷 系 数 fP 由 表 11.10查 得 ， p219 1.500高 速 级 中 间 轴 轴 承 预 期 寿 命 8*2*250*8 32000.000 h低 速 级 中 间 轴 轴 承 预 期 寿 命 8*2*250*8 32000.000 h高 速 级 中 间 轴 轴 承 寿 命 Lh1 10132600.902 h低 速 级 中 间 轴 轴 承 寿 命 Lh2 8717520.185 h7.0a1h23126PfCnrT3260fr很

19、 显 然 ， ， ， 故 轴 承 满 足 寿 命 要 求 。1hL机 械 设 计 课 程 设 计设 计 小 结本 次 设 计 中 查 表 比 较 多 ， 我 们 要 准 确 的 查 询 我 们 所 要 的 数 据 才 能 设 计 出 真 确 的 齿 轮 结 构 。 本 次设 计 使 我 对 二 级 斜 齿 圆 柱 齿 轮 减 速 器 中 间 轴 有 了 一 定 的 认 识 ， 同 时 也 复 习 了 书 本 上 直 齿 圆 柱 齿 轮 的一 些 知 识 本 次 专 业 课 程 设 计 让 我 获 益 匪 浅 。 由 于 时 间 紧 迫 ， 所 以 这 次 的 设 计 存 在 许 多 缺 点 ，

20、 但 我 相 信 这次 课 程 设 计 会 让 我 在 以 后 的 设 计 中 避 免 很 多 不 必 要 的 麻 烦 。机 械 设 计 课 程 设 计9参 考 文 献1王 黎 钦 ， 陈 铁 鸣 主 编 .机 械 设 计 .哈 尔 滨 工 业 大 学 出 版 社 ,2010.1.2 吴 宗 泽 ， 罗 胜 国 .机 械 设 计 课 程 设 计 手 册 M.高 等 教 育 出 版 社 ,2006 3 大 连 理 工 大 学 工 程 画 教 研 室 .机 械 制 图 M.高 等 教 育 出 版 社 ,20034 郑 文 纬 ， 吴 克 坚 主 编 .机 械 原 理 ， 高 等 教 育 出 版 社 ， 1997 5 刘 鸿 文 主 编 .简 明 材 料 力 学 .高 等 教 育 出 版 社 ， 2008机 械 设 计 课 程 设 计