材控专业课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书(编辑修改稿)

材控专业课程设计一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

60   d d h m m 22 2 22 4 4 22 8    d d h 齿根圆直径 2 56 2 51    ffd h m m 224 2 219    d m m （ 4） 齿根校核 齿根弯曲疲劳强度的校核公式为112Fa SaF FPKT YYbm d ① 齿形系数 YFa 和应力修正系数 YSa 根据 Z Z2,查 《机械设计学基础》表 13－ 4，得 YFa1＝ ， YSa1＝ YFa2= YSa2= ② 弯曲疲劳许用应力 FP的 计算 ⅰ )弯曲疲劳极限应力 limF 根据大小齿轮的材料、热处理方式和硬度，由 《机械设计学基础》图 13－ 14c 的 MQ 取值线查得 F lim 1 = 52 0M P a ， F lim 2 = 480 MP a ⅱ）弯曲疲劳寿命系数 YN 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 15 查《机械设计学基础》图 13－ 15 得， YN1= , YN2= ⅲ )弯曲疲劳强度的最小安全系数 SFmin 本传动要求一般的可靠性，查 《机械设计学基础》 1表 13－ 6，取 SFmin＝。 ⅳ）弯曲疲劳许用应力 将以上各参数代入弯曲疲劳许用应力公式得 F l im 1F P1 N 1F m in520= Y = a =34 aS   F l im 2F P2 N 2F m in480= Y = a =3 MP aS   ⅴ） 齿根弯曲疲劳强度校核 11 1 112 2 57565= a =11 a56 4 28   F F F PKT Ybm d 12 2 212 2 5755 556 4 28     F F F PKT Y M Pa M Pabm d 因此，齿轮齿根的抗弯强度是安全的。 轴的设计 此传送装置一共需要三个轴：高速轴（ 1 轴 )、低速轴（ 2 轴）、工作轴（ 3轴 ) 轴颈直径的估算： 选用 45 号钢，正火处理，估计直径 d≤100mm，查表的 σ b=600Mpa c=118 则有 33 111  33 222  np 33 333  npcd 因为各轴上都有键，所以为保证有足够的强度，直径要增大 5%，所以 d1=32 mm d2=36mm d3=50mm 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 16 （ 1） 低速轴的设计 ① 轴的结构设计 初定各轴段直径 位置 轴直径 /mm 说明 链轮处 36 按传递转矩估算得基本直径 油封处 42 为满足链轮的轴向固 定要求而设一轴肩，轴肩高度a=()d=,取 a=3 轴承处 45 选用深沟球轴承，为方便轴承从右端拆除，轴承内径应稍大于油封处轴颈，并符合滚动轴承标准内径，故取轴颈为 45mm,初定轴承型号为 6409，两端相同 齿轮处 48 考虑齿轮从右端装入，故齿轮孔径应稍大于轴承处直径，并为标准直径 轴环处 56 齿轮左端用轴环定位，按齿轮处轴颈 d=48mm，轴环高度h=()d=，取 h=4mm 左端轴承处 52 为方便轴承拆卸，轴 肩高度不能过高，按 6409 型轴承的安装尺寸，取轴肩高度为 确定各轴段长度（由右至左 ) 位置 轴段长度 /mm 说明 链轮处 58 求的链轮轮毂宽度为 60mm，为保证轴承挡圈能压紧链轮，此轴段长度应略小于链轮轮毂的宽度，取 58mm 油封处 45 此轴段包括两个部分：为方便轴承盖的拆卸，轴承盖外端面至链轮左端面的间距为 ；有减速器及轴承盖的结构设计，取轴承盖右端面与轴承盖外端面的间距为 ，故该轴段长为 +=45mm 齿轮处 54 已知轮毂宽为 56mm，为保证套筒能压紧齿轮，此轴段长应略小于齿轮轮毂的宽度，取 54mm 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 17 右端轴承处（含套筒） 53 此轴段包括四个部分：轴承内圈宽度为 29mm，考虑到箱体的铸造误差，装配时留有余地，轴承左端面与箱体内壁的间距取为 8mm，箱体内壁与齿轮右端面的间距取为 14mm，齿轮对称布置，齿轮左右两端上述两值取同值，齿轮轮毂宽度与齿轮处轴段长度之差为 2mm，故该轴段长度为 53mm 轴环处 10 轴环宽度 b==，取 b=10mm 左端轴承轴肩处 12 轴承右端面至齿轮左端面的距离与轴环宽度之差，即14+810=12mm 左端轴承处 29 等于 6409 型轴承的内圈宽度 全轴长 261 29+12+10+54+53+45+58=261mm 传动零件的周向固定 齿轮及链轮处均采用 A 型普通键，齿轮处为：键 GB/T 1096 键 14945；链轮处 GB/T 1096 键 10850 其他尺寸 为方便加工，并参照 6409 型轴承的安装尺寸，轴上过渡圆角半径全部取 r=1mm,轴段倒角为 C2。 （ 2）轴的受力分析 已知轴传递的转矩2 2 2 8955 0 / 955 0 215 .81242 .5 / m in    kWP n N mr 求轴上的作用力 齿轮上的切向力 N19272242158102d2TF 2t2  齿轮上的径向力 701tan201927tan20FF t2r2  N 链轮作用在轴上的力 N4100F Q  确定轴的跨距 左右轴承的支反力作用点至齿轮力作用点的间距皆为 56/2 +14+8+29/2= 链轮力作用点与右端轴承 支反力作用点的间距为 29/2+45+60/2= (3) 按当量弯矩校核轴的强度 做轴的空间受力简图 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 18 a) 29 12 10 54 53 45 58 FAH FT2 FBH FQH b) Fr2 FAV FBV FQV FAH Fr2 FQH c) FBH MH Ft2 FQV FAV FBV d) MV T e) 机械基础课程设计 一级直齿圆柱齿轮减速器 19 由图可知 B 点的弯矩最大，合弯矩最大，所以只需校核 B 点。 作水平面受力图及弯矩图 MH(图 c) N2397129 64. 5F89. 5FF r2QAH  7059129 64 . r20QBH  mmN 30QH 15FM 作垂直面受力图及弯矩 MV图（图 d) 227129 5F64 .5FF 0QtAV N 2761129 5F 0QBV  tFN mmN 30QV ④合成弯矩 M 3VH 10367MM 22  ⑤ 作转矩 T 图（图 e) T=215810 ⑥按当量弯矩校核轴的强度，由图知，截面 B的弯矩、转矩皆为最大，且相对尺寸较小，故应与校核。 截 面 B的当量弯矩为       32232BBe 2  T 查 《机械基础》表 15－ 5 得，对于 45 号钢， σ b=600 Mpa ,其中[σ b]=55Mpa，按式 153 得 103890. 1dM 333BeBe [σ b]=55Mpa 故轴的强度足够。