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1、二级斜齿圆柱齿轮减速器中间 轴设计作者: 日期:Hefe i Un i v e r sity课程设计C OUR S E PRO JECT题目二级斜齿圆柱齿轮减速器中间轴设计系别：机械工程系专业：机械设计制造及自动化学制：四年姓名：学号：导师:2 010年1 2月15日目录第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.错误！未定义书签1.1 . ?设计题目 错误！未定义书签1.3. ?设计要求？错误！未定义书签。14 ?乍业目的 错误！未定义书签第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？错误！未定义书签。2.1 . ?选择齿轮材料、热处理方式和精度等级 错误！未定义书签2
2、. 2. ?初步计算传动主要尺寸？错误！未定义书签。2 3?确定传动尺寸 错误！未定义书签2.4 .校核齿根弯曲疲劳强度 错误！未定义书签2 . 5. ?计算齿轮传动其他几何尺寸 错误！未定义书签设计小结？错误！未定义书签。参考文献？错误！未定义书签。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。图错误！未定义书签。二级斜齿圆柱齿轮减速器12 设计数据表错误！未定义书签。设计数据方 案输入轴转速n 1 (r .P .m )输入轴 功率P1 (K W)高速级低速级Z2
3、/Z1mn( mm)a1b2Z4/Z3mn (mm)a2b 445 0 097 8/142 00807 8 /196300120913设计要求1、设计说明书一份，主要内容包括：中间轴的强度计算，轴承类型选择和寿命计算。2、画出中间轴的结构图。提示：表中给出的b 2、b4为两级大齿轮的宽度，小齿轮的宽度应增加 (5 10)m m14作业目的1 .熟悉二级斜齿圆柱齿轮减速器的工作原理，设计与计算的方法；2.运用所学的知识解决设计中所遇到的具体实际问题，培养独立工作能力，以及初步学会综合运用所学知识，解决材料的选择，强度计算和刚度计算，制造工艺与装 配工艺等方面的问题。3. 熟悉有关设计资料，学会查
4、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计算机说明结果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，故选用常用材料 45钢,调制处理。选用常 用材料45钢, 调制处 理。2.2. 初算轴径计算机说明结果对于转轴，按扭转强度初算轴径，查表10.2的C=1 06118 ,考虑轴端弯矩比转矩小，故取 C=11 0 ,则ipi 3dmin C；110 3g 32.01mm恥本00 18dmin =32.01mm23结构设计轴承部件的结构形式：采用两端固定型24轴的受力分析计算机说明结果画轴的受力简图：垂直面t 面）5
5、0562. 371合成锂J当量箜矩图2轴的受力简图及弯矩、扭矩图1?S3T 20205 20&Z Dragio 2621円 J高速级中间轴齿轮转速V22dd2n260 2129.893m/s低速级中间轴齿轮转速V32dd3n2 60 255.903m/s高速级中间轴齿轮圆周力Ft22*Tdd2377.769N高速级中间轴齿轮径向力Fr2tan nFt2cos140.303N高速级中间轴齿轮轴向力Fa2Ft2ta n76.715N低速级中间轴齿轮圆周力Ft32Tidd3877.757N低速级中间轴齿轮径向力Fr3l tan nFt3cos325.998N低速级中间轴齿轮轴向力Fa3Ft3 tan
6、178.250N计算lll54.000mm计算l1 2100.000mm计算l1 339.000mm高速级中间轴轴承圆周力R11Ft31 1Ft2 1112-547.022Nli12 13低速级中间轴轴承圆周力Rh2F t2Ft 3Rhi-708.504N高速级中间轴轴承径向力Rv1Fr2 11I2Fr31120.740Nll213低速级中间轴轴承径向力Rv2Fr2F r3Rv1-206.435N高速级中间轴水平弯矩MhlFt2 111 258176.424Nmm低速级中间轴水平弯矩Mh2Ft3147398.897Nmm咼速级中间轴垂直弯矩MViFr2 11 1221606.684Nmm低速级
7、中间轴垂直弯矩叫2Fr31117603.918Nmm高速级中间轴弯矩M曲mV62059.206Nmm低速级中间轴弯矩M2 22Mv250562.371Nmm高速级中间轴当量弯矩MaiJm 12T2262590.668Nmm低速级中间轴当量弯矩MCa2Jm 22 T2251213.280Nmm2.5. 校核轴的强度结果计算及说明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。2 2M 2T2a-a剖面右侧抗弯截面系数W32d4 bt d4 t322d41250.9633 mma-a剖面右侧抗扭截面系数Wt32d4 bt d4 t162d42784.166mma
8、-a剖面右侧弯曲应丿bl rMiW49.609Mpaalaib)149.609Mpam0.000Mpaa-a剖面右侧剪切应力T1JT2Wit2.923MpaalT121.462MpamlT121.462Mpa45号钢调制处理抗拉强度极限Lb艮i由表10.1查得，p192650.000Mpa45号钢调制处理弯曲疲劳极限由表10.1查得，p192300.000Mpa45号钢调制处理扭转疲劳极限艮i由表10.1查得，p192155.000Mpa碳素钢等效系数由表10.1注查得，p1920.200rK由表10.1注查得，p1920.100键槽引起的应力集中系数由附表10.4查得，p2)71.825K由
9、附表10.4查得，p2)71.625绝对尺寸系数由附图10.1查得，p2)70.800由附图10.1查得，p2)70.760表面质量系数由附图10.2查得，p2)70.920安全系数S1K2.439S1Ka1m143.745SS ?SJs2 S22.435折合系数0.600当量应力eJ b1 4T1 249.733Mpa碳素钢许用弯曲应力1b由表10.4查得，p20160.000Mpa因为SS, e1b,所以轴的a-a剖面右侧面的强度满足要求。26 校核键连接的强度计算机说明结果高速级齿轮处键连接的挤压应力P4T2 d4h L b7.752Mpa键连接许用挤压应力F由表6.1查得，p8刃201
10、50Mpa因为pp,所以键连接满足强度要求。2.7.校核轴承寿命计算机说明结果轴承内部轴向力的受力如图所示图：由计算，S2 Fa S1，因此轴有右移趋势，但由轴承部件的结 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。7204AC由承基本额定动载備1由GB/T 292-1994查得 14000.00()N7205AC由承基本额定静载由 GB/T 292-1994 查:得 7820.00CN高速级中间轴轴承内部轴向刖0.7R105.504N低速级中间轴轴承内部轴向S力0.7F2139.478N高速级中间轴轴承轴向力1S+E167.169N低速级中间轴轴承轴向力21
11、39.478N轴承动载荷径向系:数由表11.12查得，p：2200.410轴承动载荷轴向系:数由表11.12查得，p：2200.870高速级中间轴轴承当量动载XF Y&207.232N低速级中间轴轴承当量动载x& YFL203.040N温度系数fT由表11.9查得，p218 1.000载荷系数f P由表11.10查得，p：2191.500高速级中间轴轴承预期寿1 命8*2*250*832000.000)h低速级中间轴轴承预期寿1 命8*2*250*832000.000)h高速级中间轴轴承寿Lhi 命105 fT?Cr 360n2 fP?R5815533.130h低速级中间轴轴承寿k)2 命10 fT ?Cr60n2 fP ?P26183249.621h很显然，Lhi Lhi , Lh2 Lh2,故轴承满足寿命要求。设计小结此次对二级斜齿圆柱齿轮减速器中间轴的设计，不仅考察了我们对轴 的设计的相关要求，同样考察了我们在齿轮传动方面的知识一级键槽的尺 寸选择与轴的尺寸之间的关联性。通过此次的设计，也让我了解到，输出轴上大齿轮的轮缘部分的设计可依据由齿轮传动强度条件计算而得到的数据来进行，然而轮毂、轮辐
