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一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175)

2021-10-31    作者:未知    来源:网络文摘

1.传动方案的分析及论证

    原理图如下图所示,该传动方案是常见的减速方案,高速级采用三角带轮传动,低速级采用一级圆柱齿轮减速器,该传动方案传递效率高,结构紧凑,制造简单,通用性好,承载能力强,具有过载保护能力,价格便宜,标准化1度高,能大幅降低成本。

   V带有缓冲吸振作用,能在振动环境中工作,能减小振动对工作机及减速器带来的影响,减速器部分为闭式传动,传递效率高,不受环境灰尘影响。

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图1

2.电动机选择

    工作条件场合有三相电源,采用Y系列三相交流异步电动机,

计算工作机所需功率:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图2


工作机所需转速:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图3

 计算传动装置总效率:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图4

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图5

 V带传动效率 一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图6

齿轮传动效率 一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图7

联轴器效率   一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图8      

轴承效率     一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图9

所以      一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图10

    电动机的输出功率:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图11

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图12  

取             一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图13

选择电动机为Y132S-4型  (见[2]表20-1)

技术数据:额定功率:5.5(一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图14)   

额定转速:1440  (一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图15)   

3. 传动装置的运动和动力参数的选择和计算

3.1 总传动比和各级传动比分配:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图16    

其中:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图17为齿轮传动比, 一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图18为V带传动比,

        取:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图19

3.2 各轴传动装置的运动和动力参数

1)高速轴:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图20

                  一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图21 ;

                    一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图22

2)低速轴:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图23

                  一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图24 ;

                    一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图25

4. V带传动0设计

1 确定计算功率 一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图26

由书表8-7得:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图27   故一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图28

2 选V带带型                   

根据一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图29一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图30

由〔1〕图8-11得:选择SPA型带

3 确定带轮基准直径一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图31并验算带速v

1)由〔1〕表8-6 8-8 取小带轮基准直径一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图32

2)验算带速v:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图33

因为一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图34 所以合适

3)根据〔1〕8-15a得:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图35

   由〔1〕表8-8 ,确定为250mm

4 确定V带中心0a和基准长度一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图36

据式 一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图37

           一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图38   取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图39

由〔1〕式8-22,计算所需基准长度

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图40

选取基准长度一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图41

按〔1〕式8-23,计算实际中心距

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图42

       变动范围一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图43

               一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图44

5 验算小带轮的包角

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图45

6 计算带的根数

1)计算单根一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图46

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图47一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图48根据〔1〕表8-4a得一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图49

根据一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图50一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图51,SPA型带,由〔1〕表8-4b得一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图52

〔1〕表8-5得:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图53,表8-2得:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图54

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图55

2) V带根数 一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图56根 取Z=3

7 计算单根V带的初拉力的最小值

根据〔1〕表8-3 SPA型带取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图57

所以一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图58

8 计算压轴力一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图59

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图60

5.齿轮传动设计(斜齿传动)

5.1 选精度等级、材料及齿数

1)为提高传动平稳性及强度,选用斜齿圆柱齿轮

小齿轮材料:45钢调质  HBS1=280

接触疲劳强度极限一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图61MPa      (由[1]P207图10-21d)

弯曲疲劳强度极限一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图62 Mpa      (由[1]P204图10-20c)

大齿轮材料:45号钢正火  HBS2=240

接触疲劳强度极限一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图63 MPa    (由[1]P206图10-21c)

弯曲疲劳强度极限一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图64 Mpa       (由[1]P204图10-20b)

2)精度等级选用7级精度

3)初选小齿轮齿数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图65

大齿轮齿数Z2 = Z1一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图66= 21×3.29=69.1 取 70

4)初选螺旋角一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图67

按齿面接触强度设计

     计算公式:

      一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图68 (由[1]P216式10-21)   

1)确定公式内的各计算参数数值

初选载荷系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图69

小齿轮传递的转矩一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图70 N·mm

齿宽系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图71                 (由[1]P201表10-7)

材料的弹性影响系数 一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图72 Mpa1/2    (由[1]P198表10-6)

区域系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图73            (由[1]P215图10-30)

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图74一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图75          (由[1]P214图10-26)

   一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图76

应力循环次数

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图77

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图78

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图79

接触疲劳寿命系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图80   一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图81

 (由[1]P203图10-19)

接触疲劳许用应力

取安全系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图82

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图83

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图84

           ∴ 取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图85

1.计算

(1)试算小齿轮分度圆直径一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图86

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图87

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图88

=55.44mm

(2)计算圆周速度

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图891.67mm/s

(3)计算齿宽b及模数mnt

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图90 mm

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图91

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图92

b/h=9.66

﹙4﹚计算纵向重合度一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图93

      一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图94=2.0932

(5) 计算载荷系数 一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图95

① 使用系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图96

<由[1] P190表10-2> 根据电动机驱动得一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图97

② 动载系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图98

<由[1] P192表10-8> 根据v=1.67m/s、 7级精度

1

③ 按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图99

<由[1]P194表10-4> 根据小齿轮相对支承为对称布置、7级精度、一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图100=1.0、一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图101 mm,得

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图102

=1.42

④ 按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图103

<由[1]P195图10-13> 根据b/h=9.66、一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图104

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图105

⑤ 齿向载荷分配系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图106一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图107

<由[1]P193表10-3> 假设一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图108,根据7级精度,软齿面传动,得

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图109

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图110=2.267

(6) 按实际的载荷系数修;所算得的分度圆直径 一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图111

<由[1]P200式(10-10a)>

         一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图112mm

(7) 计算模数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图113

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图114


三 按齿根弯曲强度设计 <由[1]P198式(10-5)>

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图115


1  确定计算参数

(1)计算载荷系数K

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图116

(2)螺旋角影响系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图117

<由[1]P215图10-28> 根据纵向重合系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图118,得

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图1190.91

(3)弯曲疲劳系数KFN

<由[1]P202图10-18> 得

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图120    一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图121

(4)计算弯曲疲劳许用应力一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图122

取弯曲疲劳安全系数S=1.2  <由[1]P202式(10-12)>得

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图123

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图124

(5)计算当量齿数ZV

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图125

取24

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图126

取78

(6)查取齿型系数YFα 应力校正系数YSα

<由[1]P197表10-5> 得

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图127   一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图128

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图129    一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图130

(7)计算大小齿轮的一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图131 并加以比较

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图132

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图133

比较

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图134<一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图135

所以大齿轮的数值大,故取0.014269。


2 计算

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图136

=1.86mm

取2

四 分析对比计算结果

对比计算结果,取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图137=2已可满足齿根弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得的d1=来计算应有的一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图138一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图139

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图140 取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图14131

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图142 取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图143103

需满足一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图144一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图145互质


五 几 尺寸计算

1 计算中心距阿a

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图146

将a圆整为140mm


2 按圆整后的中心距修正螺旋角β

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图147


3 计算大小齿轮的分度圆直径d1、d2

      一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图148mm

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图149mm

        4计算齿宽度

         B=一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图150mm

     取B1=70mm,B2=65mm

6 轴的设计

6.1高s轴的设计

1).已知输入轴上的功率P 、转速n 和转矩T

1)高速轴:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图151

                  一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图152 ;

                    一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图153

材料:选用45号钢调质处理。查课本第230页表14-2取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图154 C=108。

2)   确定轴的最小直径

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图155,(外伸轴,C=108),根据联轴器参数选择 一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图156

轴最小直径处与带轮配合,取配合的毂孔长度L =38mm

3)结构设计

1)拟定轴上零件的装配方

采用图示的装配方案

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图157

4)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

d2=d1+(3~5)mm  一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图158因为带轮要靠轴肩定位,且还要配合密封圈,所以查手册85页表7-12取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图159,L2=m+e+l+5=55。

d3=d2+(2~3)mm,一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图160段装配轴承且一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图161,所以查手册62页表6-1取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图162。选用30306轴承。

L3=B+一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图163+2=21。

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图164段主要是定位轴承,d4=d3+(5~10)mm,取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图165。L4根据箱体内壁线确定后在确定。

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图166齿轮段直径:判断是不是作成齿轮轴:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图167m查手册51页表4-1得:不做成齿轮轴形式

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图168段装配轴承所以  一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图169

5)校核该轴:

L1=63.3   L2=63.3  

作用在齿轮上的圆周力为:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图170

径向力为一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图171

轴向力一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图172

求垂直面的支反力:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图173

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图174

求垂直弯矩,并绘制垂直弯矩图:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图175

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图176

求水平面的支承力:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图177N

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图178N

求并绘制水平面弯矩图:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图179

求合成弯矩图:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图180

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图181

求危险截面当量弯矩:

从图可见,m-m处截面最危险,其合成弯矩为:(取折合系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图182

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图183

所以该轴是安全的。

6.2低速轴的设计

低速轴的设计:

⑴确定各轴段直径

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图184

①计算最小轴段直径。

因为轴主要承受转矩作用,所以按扭转强度计算,由式14-2得:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图185

同时,需要选取联轴器,跟据联轴器孔径来确定轴径,

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图186查〔2〕269表17-1取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图187一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图188查手册94页表8-7选用型号为HL3的弹性柱销联轴器。

并且考虑到该轴段上开有键槽,因此取

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图189 ,长度L1=58mm.

②为使联轴器轴向定位,在外伸端设置轴肩,则第二段轴径一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图190。查手册85页表7-2,此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值,因此取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图191

③设计轴段一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图192,为使轴承装拆方便,查手册62页,表6-1,取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图193,采用挡油环给轴承定位。选轴承30309。一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图194mm ,L3=51.8mm

④设计轴段一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图195,考虑到挡油环轴向定位,故取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图196, L4=61mm

⑤设计另一端轴颈一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图197,取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图198,轴承由挡油环定位,挡油环另一端靠齿轮齿根处定位。


⑵确定各轴段长度。

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图199有联轴器的尺寸决定一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图200(后面将会讲到).

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图201

因为一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图202,所以一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图203

其它各轴段长度由结构决定。

(4).校核该轴和轴承:

求作用力、力矩和和力矩、危险截面的当量弯矩。

作用在齿轮上的圆周力:                           

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图204

径向力:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图205

轴向力:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图206

求水平面的支承力。

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图207

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图208

计算、绘制水平面弯矩图。

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图209


求垂直面的支反力:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图210

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图211

计垂直弯矩:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图212

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图213

合成弯矩。

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图214

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图215

扭转切应力一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图216是脉动循环变应力,则折合系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图217,则      

       轴的计算应力:  
      一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图218

轴的材料为45钢,调质处理,由(2)表15-1查得:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图219,因此 一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图220,故安全。

六.精确校核轴的疲劳强度

判断危险截面

校核危险截面左侧:
抗弯截面系数:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图221
抗扭截面系数:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图222
弯矩及弯曲应力:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图223
                一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图224
扭矩及扭转切应力:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图225
                  一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图226
轴的材料为45钢,调质处理,由(2)表15-1查得:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图227一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图228一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图229


应力集中系数:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图230一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图231,查附表3-2得:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图232一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图233
    由附表3-1得轴的敏性系数为:
       一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图234,  一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图235

     故有效应力集中系数:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图236

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图23735

由附图3-2得尺寸系数:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图238

由附图3-3得扭转尺寸系数:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图239

查附图3-4表面质量系数为:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图240

轴未经表面强化处理,则:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图241

综合系数值:

  一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图242

  一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图243

碳钢的特性系数:

   一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图244,取:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图2455

    一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图246,取:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图247

则计算安全系数一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图248,得:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图249

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图250

    一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图251

  轴左截面安全

3.校核危险截面右侧
    抗弯截面系数:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图252
    抗扭截面系数:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图253
    弯矩及弯曲应力:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图254
                    一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图255
    扭矩及扭转切应力:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图256
                      一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图257
     过盈配合处的一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图258值,由附表3-8用插入法求出,并取
一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图259,于是得:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图260一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图261
     轴按磨削加工,由附图3-4得表面质量系数为:

      一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图262

故得综合系数为:

  一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图263

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图264

所以轴在危险截面右侧的安全系数为:
一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图265一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图266

   一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图267

故该轴在危险截面的右侧的强度也是足够的。(5).


7、轴承的校核

1 低速轴轴承校核

由于低速轴受力最大,传递转矩最大,本文只校核低速轴

轴承30309的校核

求两轴承受到的径向载荷

径向力一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图268一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图269

查[1]表15-1,得Y=1.6,e=0.37,一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图270

派生力一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图271一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图272

轴向力一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图273,右侧轴承压紧

由于一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图274

所以轴向力为一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图275一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图276

当量载荷

由于一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图277一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图278

所以一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图279一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图280一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图281一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图282

由于为一般载荷,所以载荷系数为一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图283,故当量载荷为

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图284

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图285

轴承寿命的校核

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图286

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图287


8 键的设计与校核:

(1)低速轴齿轮处的键校核:

因为d=50装联轴器查课本153页表10-9选键为一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图288查课本155页表10-10得一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图289

因为L1=90初选键长为,校核一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图290一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图291所以所选键为:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图292 安全合格。


(3)低速轴联轴器处的键校核:

因为d=80装联轴器查课本153页表10-9选键为一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图293查课本155页表10-10得一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图294

因为L1=56初选键长为,校核一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图295一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图296所以所选键为:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图297 安全合格。


9. 润滑方式的确定

因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图298,所以采用油润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度。


10箱体尺寸

由[机械设计课程设计手册p173]查得

箱体尺寸:

由[2]p173查得

箱座壁厚:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图299

所以,取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图300

       箱盖壁厚:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图301,所以,取一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图302

       箱座、箱盖、箱底座凸缘的厚度:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图303

       箱座、箱盖的肋厚:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图304

       轴承旁凸台的半径:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图305

       轴承盖外径:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图306(其中,D为轴承外径,一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图307为轴承盖螺钉的直径)。

中心高:

一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图308        取:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图309

              地脚螺钉的直径:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图310(因为:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图311);数目:4。

              轴承旁联接螺栓的直径:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图312

              箱盖、箱座联接螺栓的直径:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图313

              轴承盖螺钉的直径:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图314数目:4;

              窥视孔盖板螺钉的直径:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图315

              一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图316至箱外壁的距离:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图317

              一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图318至凸缘边缘的距离:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图319

              外箱壁到轴承座端面的距离:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图320

              齿轮顶圆与内箱壁距离:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图321,取:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图322

              齿轮端面与内箱壁距离:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图323,取:一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图324


一级斜齿圆柱齿轮减速器设计(p=4.5_n=175) 图325

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