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1、3.2齿轮结构设计及计算 3.2.1高速级齿轮设计 3.2.1.1选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数 1)按题目传动方案选择圆柱齿轮传动 2)运输机为通常工作机器，速度不变，所以选择8级精度 3)材料选择由表11-1选择 小齿轮用45号钢调质，齿面硬度为260HBS ;; 大齿轮用45号钢正火，齿面硬度为200HBS ;; 由表11-5取；； 按齿面接触强度设计计算 由表11-3取载荷系数 由表11-6取齿宽系数 小齿轮上转矩 由表11-4取；； mm 选小齿轮齿数为，则，则实际传动比 模数 ；按表4-1取 实际， 中心距； 齿宽；故取；=+(5
2、~10)mm 故取 8) 验算齿面接触强度 查图11-8得Y=2.76 Y=2.24 由图11-9得Y=1.57 Y=1.82 故安全 9) 齿轮圆周速度 ； 选8级制造精度是合宜 3.2.2低速级齿轮设计: 3.2.2.1选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数： 1.按题目传动方案选择直齿圆柱齿轮传动 2.运输机为通常工作机器，速度不变，所以选择8级精度 3.材料选择由表11-1选择 小齿轮用45号钢调质，齿面强度为260HBS ； 大齿轮用45号钢正火，齿面强度为200HBS ； 4.由表11-5取;； 5.按轮齿
3、弯曲强度设计计算 由表11-3取载荷系数 由表11-6取齿宽系数 小齿轮上转矩 选小齿轮齿数为，则，则实际传动比 7.模数 ；故取 则分度圆直径；； 8.中心距 齿宽；故取； 9.验算齿面接触强度 查图11-8得Y=2.65 Y=2.25 由图11-9得Y=1.63 Y=1.77 齿轮圆周速度； 选8级制造精度是合宜 四、箱体设计及说明： 减速器箱体结构尺寸(mm) 名称 符号 计算公式 结果 箱座厚度 9 箱盖厚度 8 箱盖凸缘厚度 12 箱座凸缘厚度 14 箱座底
4、凸缘厚度 23 地脚螺栓直径 地脚螺钉数目 4 轴承旁联接螺栓直径 箱盖和箱座联接螺栓直径 轴承端盖螺钉直径 M10 窥视孔盖螺钉直径 定位销直径 9 连接螺栓间距 ，，至外箱壁距离 课程设计表4-1 ，，至凸缘边缘距离 课程设计表4-1 外箱壁至轴承座端面距离 50 大齿轮顶圆和内箱壁距离 15 齿轮端面和内箱壁距离 12 箱盖，箱座肋厚 7,8.5 轴承端盖外径 轴
5、承旁联结螺栓距离 105（1轴） 105（2轴） 120（3轴） 五、轴设计计算及校核 5.1高速轴 5.1.1初步确定轴最小直径 选择轴材料为45钢，调质处理。依据表14-2，取[τ]=40MPa,，于是 d取18mm 5.1.2求作用在齿轮上受力圆周力 径向力 5.1.3轴结构设计 5.1.3.1确定轴上零件装配方案 1. 输出轴最小直径显然是安装V带直径（如上图），依据轴最小直径计算，和查阅书籍，故6段b1为30mm,d1为17mm。 2. 依据v带轴向定位要求d5取为25mm,由箱体结构和轴承段、端盖装配关系等确定，b2为60m
6、m. 3. 角接触轴承段，d3取为25mm,轴承型号为7206AC，档油环及装配关系等确定，b3为25mm。 4. 过渡轴段，考虑轴肩定位，故取d4为30mm,由装配关系，确定该段b4为77mm 5. 5为高速级齿轮轴段，b5为50mm。 6. 角接触轴承段和3相同，d2为25mm，b2为29mm。 5.1.4求轴上载荷 1．求垂直面支承反力 2．求水平面支承反力 3.F力在支点产生反力 4．绘垂直面弯矩图 5．绘水平面弯矩图 6.F力产生弯矩 7．合成弯矩图 8．轴转矩 9．求危险截面当量弯矩 从图中能
7、够看出，低速齿轮中心线处最危险，其当量弯矩为 10．计算危险截面处轴直径 轴材料为45号钢，调质处理。由表14-1查得 由表14-3查得 则 考虑到键槽对轴减弱，将d增加大 故 所以 高速轴安全合理 载 荷 水平面H 垂直面V 支承反力F 弯矩M 总弯矩 扭矩T 弯矩图图所表示 5.2中间轴： 5.2.1初步确定轴最小直径: 选择轴材料为45钢，调质处理。依据表15-3，取C=110，于是得 5.2.2求作用在齿轮上受力: 1.作用在大齿轮： 圆周力 径向力 2.作
8、用在小齿轮： 圆周力 径向力 N 5.2.3轴结构设计: 5.2.3.1确定轴上零件装配方案 1. 角接触轴承段处，d1取为35mm,轴承型号为7027AC，b1为41mm 2. 低速级小齿轮轴段，按和齿轮装配关系定d2为50mm，b2为60mm。 3. 轴环，依据齿轮轴向定位要求取d3为45mm，b3根据要求取为10mm。 4. 高速级大齿轮轴段，按和齿轮装配关系定d4为50mm，b4为18mm.。 5. 角接触轴承段同1相同，d5为40mm，b5为15mm。 5.2.4求轴上载荷: 1．求垂直面支承反力 2．求水平面支承反力
9、 3．绘垂直面弯矩图 4．绘水平面弯矩图 5．合成弯矩图 6．轴转矩 9．求危险截面当量弯矩 从图中能够看出，低速齿轮中心线处最危险，其当量弯矩为 10．计算危险截面处轴直径 轴材料为45号钢，调治质处理。 由表14-1查得 由表14-3查得 考虑到键槽对轴减弱，将d增加大 故 所以 中间轴安全合理 载 荷 水平面H 垂直面V 支承反力F 弯矩M 总弯矩 扭矩T 弯矩图如上图所表示 5.3低速轴 5.3.1 初步确定轴最小直径 选择轴材料为45号钢，调质处理。依据
10、表15-3，取C=118，于是得 所以，取最短直径为30mm 5.3.2求作用在齿轮上受力 圆周力 径向力 5.3.3.1确定轴上零件装配方案 1. 输出轴最小直径显然是安装联轴器处轴直径（如上图），为了使所选轴直径和联轴器孔径相适应，故需同时选择联轴器型号。联轴器计算转矩，查表17-1，考虑到转矩改变很小，故取1.3，则 转矩。根据计算转矩应小于联轴器公称转矩条件，查手册145页，选择凸缘联轴器GYS5，其公称转矩为400N。半联轴器和轴配合毂孔长度=112mm ,轴孔直径为40mm，故1段b1为110mm,d1为40mm 2. 密封处轴段，依据联轴器轴向定位要
11、求，和密封圈标准（采取毡圈油封）故d2取为43mm,由箱体结构和轴承段、端盖装配关系等确定，b2为60mm. 3. 滚动轴承处段，d3取为43mm,轴承型号为7026AC，由滚动轴承，档油环及装配关系等确定，b3为16mm 4. 过渡轴段，考虑挡油环轴向定位，故取d4为56mm,由装配关系，箱体结构等确定该段b4为83.1mm 5. 轴环，依据齿轮轴向定位要求取d5为58mm，b5根据要求取为12mm。 6. 低速级大齿轮轴段，按和齿轮装配关系定d6为52mm，b6为57mm.。 7. 滚动轴承段同3相同，d7为50mm，b7为41.5mm。 5.3.4求轴上载荷 1．求垂直面支
12、承反力 2．求水平面支承反力 3．绘垂直面弯矩图 4．绘水平面弯矩图 5．合成弯矩图 6．轴转矩 7．求危险截面当量弯矩 从图中能够看出，低速齿轮中心线处最危险，其当量弯矩为 8．计算危险截面处轴直径 轴材料为45号钢，调治质处理。由表14-1查得 由表14-3查得 则 考虑到键槽对轴减弱，将d增加大 故 所以 低速轴安全合理 载 荷 水平面H 垂直面V 支承反力F 弯矩M 总弯矩 扭矩T 弯矩图图所表示 六、键选择和校核 6.1低速
13、轴键选择 低速轴转矩 查表11-26 和联轴器联接处键为键 和齿轮接处键为键 6.2中间轴键选择 中间轴转矩 查表11-26 和小齿轮联接处键为键 和大齿轮联接处键为键 6.3高速轴键选择 中间轴转矩 查表11-26 和带轮联接处键为键 七、滚动轴承选择及校核 7.1低速轴轴承 取7010AC ， 。 1．先计算轴承载荷、内部轴向力 则1为紧端,2为松端 当量动载荷 7.2中间轴轴承 取7006AC， 。 1．先计算轴承载荷、内部轴向力 内部轴向力 则轴承1为松端
14、 轴承2为紧端 计算轴承1,2当量动载荷 则 2.计算轴承寿命为Lh 轴两端所选为同尺寸轴承，今故应以轴承1径向当量动载荷P2为计算依据。受中等冲击载荷 查表16-9得，工作温度正常 查表16-8得 3.查得：轴承径向基础额定动载荷.7.3高速轴轴承 取7005AC， 。 1．先计算轴承载荷、内部轴向力 轴向力 则轴承1为松端 轴承2为紧端 计算轴承1,2当量动载荷 则 2.计算轴承寿命为Lh 今故应以轴承2径向当量动载荷为计算依据 受中等冲击载荷 查表16-9得，工作温度正常 查表16-8得 3.查得：轴承径向基础额定动载荷
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