二级斜齿圆柱齿轮减速器中间轴设计讲解.docx
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二级斜齿圆柱齿轮减速器中间轴设计讲解
合艇摩改
HefeiUniversity
课程设计
COURSEPROJECT
题目:
二级斜齿圆柱齿轮癞速器中间轴设计系另H:
机械工程糸
专业：
机械设计制遂及自动化
学希g：
四年
姓名：
学号：
导师：
2010年12月15日
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1
1.1.
1.3.
1.4.
第2章二级斜齿圆柱齿轮滅速器高速级齿轮传动的设计与计算2
2.1.选择齿轮材料、热处理方式和精度等级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。
设计小结參考文献
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
方案
输入轴转速ni（r.p.m）
输入轴功率Pi（KW）
高速级
低速级
Zz/Zi
mn
（mm）
ai
b?
z4/z3
llln
（mm）
a：
b4
4
500
9
78/19
4
200
80
78/19
6
300
120
1.3.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b2、b4为两级大齿轮的宽度，小齿轮的宽度应增加（5〜10）mnio
1.4.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
对于转轴，按扭转强度初算轴径，查表10.2的0106X18,
故取0110,则
结果
mm
32.01〃?
〃?
考虑轴端弯矩比转矩小，
2.3.结构设计
轴承部件的结构形式：
采用两端固定型。
2.4.轴的受力分析
计算机说明
结果
画轴的受力简图：
合成礎
扭矩
水平面広-弄面）
垂直面c疋汗面）
62059.206
62590.688
当呈弯矩
图2
高速级中间轴齿轮转速
v2
2龙
X——X丄二
602
129.893
m/s
低速级中间轴齿轮转速
V3
2龙〃孑彳几X——X—
・602
55.903
m/s
高速级中间轴齿轮圆周力
Ft2
2*7；dd2
377.769
N
高速级中间轴齿轮径向力
Fr2
Ftana”
12COS0
140.303
N
高速级中间轴齿轮轴向力
Ff
Fi2tail0
76.715
N
低速级中间轴齿轮圆周力
Ft3
27；石
877.757
N
低速级中间轴齿轮径向力
跟
tana„
/3cosfl
325.998
N
低速级中间轴齿轮轴向力
Fa3
F,3tanp
178.250
N
计算h
11
54.000
mm
计算
12
100.000
mm
计算
*
39.000
mm
高速级中间轴轴承圆周力
Rhl
M+h
-547.022
N
低速级中间轴轴承圆周力
Rh2
-（件+你+R加）
-70&504
N
高速级中间轴轴承径向力
Rvl
F『2（h+L）-FJ1
20.740
N
h+4+b
低速级中间轴轴承径向力
艮
F『2-巴3-Ki
-206.435
N
高速级中间轴水平弯矩
Mhi
件（A+h）
58176.424
Nmm
低速级中间轴水平弯矩
Mh2
F晶
47398.897
Nmm
高速级中间轴垂直弯矩
Mvi
21606.684
Nmm
低速级中间轴垂直弯矩
M记
17603.918
Nmm
高速级中间轴弯矩
Mi
62059.206
Nmm
低速级中间轴弯矩
m2
50562.371
Nmm
高速级中间轴当量弯矩
Meal
Jm:
+肯
62590.668
Nmm
低速级中间轴当量弯矩
Mca2
Jm；+77
51213.280
Nmm
2.5.校核轴的强度
计算及说明结果
剖面右侧，因当量弯矩大，且有键槽引起的应力集中,■-
故8-&剖面右侧为危险剖面。
a-a剖而右侧抗弯截而系数
*'1
斶bt（d4-t^
322d°
1250.963
3rm
a-a剖而右侧抗扭截而系数
Wit
越bt（d4-ty
162d4
2784.166
3mm
a-a剖面右侧弓曲应力
49.609
Mpa
%
%5
1
49.609
Mpa
0.000
Mpa
a-a剖面右侧剪切应力
珀
t2W存
2.923
Mpa
「71
2
1.462
Mpa
2
1.462
Mpa
45号钢调制处理抗拉强度极限
由表10.1查得，pl92
650.000
Mpa
45号钢调制处理弯曲疲劳极限
由表10.1查得，pl92
300.000
Mpa
43号钢调制处理扭转疲劳极限
由表10.1查得，pl92
155.000
Mpa
碳素钢等效系数
由表10.1注查得，pl92
0.200
叭
由表10.1注查得，pl92
0.100
键槽引起的应力集中系数
心
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
5
由附图10.1查得，P207
0.760
表面质量系数
P
由附图10.2查得，p207
0.920
安全系数
6
Kaa：
%+/%
2.439
S,
J
恰J+m,“
43.745
S
S°・St底+S；
2.435
折合系数
a
0.600
当量应力
城+4（竹）2
49.733
Mpa
碳素钢许用弯曲应力
M-.I
由表10.4查得，p201
60.000
Mpa
因为S>[S],q<0仁，所以轴的a-a剖面右侧面的强度满足要求。
2.6.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
6
4人d4h（L-b）
7.752
Mpa
键连接许用挤压应力
[几
由表6.1查得，P85
120^150
Mpa
因为5<匕]八所以键连接满足强度要求。
2.7.
校核轴承寿命
由计算，二+代〉S-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轴承基本额定动载荷
Cr
由GB/T292-1994查得
14000.000
N
7205AC轴承基本额定静载荷
Cor
由GB/T292-1994查得
7820.000
X
高速级中间轴轴承内部轴向力
Si
0.7R
105.504
X
低速级中间轴轴承内部轴向力
s2
0.7R?
139.478
高速级中间轴轴承轴向力
Rai
S?
+Fa
167.169
\
低速级中间轴轴承轴向力
Ra2
S2
139.478
\
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査得,P220
0.870
高速级中间轴轴承当量动载荷
Pi
XRl+YRal
207.232
\
低速级中间轴轴承当量动载荷
P2
XR’+%
203.040
\
温度系数
fi
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
Lhi
106
60//2
"Pj
5815533.130
h
低速级中间轴轴承寿命
Lh2
106
60//2
工・cj
"pj
6183249.621
h
很显然，Lhl>LhlfLhl>Lhl,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、轮辐部分的设计却依赖于与之相配合的轴段的直径，同样，虽然与大齿轮相配合的轴段的直径可按轴的安装要求及前一轴段的直径来确定，但是该轴段的长度要依赖于齿轮轮毂的宽度。
因而，齿轮轮毂与相配合的轴段必须同时进行设计。
在完成此次大作业的过程中，也检查出自己课本知识点的不足之处，通过这次作业也正好在进行查询相关表格和公式的时候予以弥补。
参考文献
[1]王黎钦，陈铁鸣.《机械设计》，2010,1..
[2]吴宗泽，罗盛国.《机械设计课程设计手册》,2010,3.
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