雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文】
雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文】,雙電機(jī),雙電機(jī)輸入,展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng),展開式,二級(jí),減速,斜齒輪,傳動(dòng),減速器,設(shè)計(jì),畢業(yè)論文,斜齒輪傳動(dòng)減速器,雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)
. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)1目 錄一、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求 ....................................................................................................21.工作機(jī)有效功率 ..................................................................................................22.查各零件傳動(dòng)效率值 ..........................................................................................23.電動(dòng)機(jī)輸出功率 ..................................................................................................34.工作機(jī)轉(zhuǎn)速 ..........................................................................................................35.選擇電動(dòng)機(jī) ..........................................................................................................36.理論總傳動(dòng)比 ......................................................................................................37.傳動(dòng)比分配 ..........................................................................................................38.各軸轉(zhuǎn)速 ..............................................................................................................49.各軸輸入功率： ..................................................................................................410.電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： ................................................................................................411.各軸的轉(zhuǎn)矩 ........................................................................................................4三、選擇齒輪材料，熱處理方式和精度等級(jí) ............................................................5四、齒輪傳動(dòng)校核計(jì)算 ................................................................................................5（一） 、高速級(jí) Z1/Z2............................................................................................5（二） 、低速級(jí) Z3/Z4............................................................................................9五、初算軸徑 ..............................................................................................................13六、校核軸及鍵的強(qiáng)度和軸承壽命： ......................................................................14（一） 、中間軸 .....................................................................................................14（二） 、輸入軸 .....................................................................................................20（三） 、輸出軸 .....................................................................................................24七、選擇聯(lián)軸器 ..........................................................................................................28八、潤(rùn)滑方式 ..............................................................................................................28九 、參考文獻(xiàn) ............................................................................................................29. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)2一、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求采用展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)，z1=40；z2=74; z3=20; z4=114; 減速比10.5；交流變頻電機(jī)功率 350kw，2000r/min；輸出轉(zhuǎn)速 0-200r/min；設(shè)計(jì)壽命和應(yīng)用條件參照重載石油裝備的要求；齒輪材料 40CrNi2Mo二、 確定各軸功率、轉(zhuǎn)矩及電機(jī)型號(hào)1.工作機(jī)有效功率 . 3509WTnwKP?2.查各零件傳動(dòng)效率值聯(lián)軸器（彈性） ，軸承 ，齒輪 滾筒 9.01??9.02??97.03??96.04??故： 85.=6.×..×.=ηη=242423421∑. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)33.電動(dòng)機(jī)輸出功率 KwXPd 9.28540.3??4.工作機(jī)轉(zhuǎn)速 min/r46.73=20×1.36dπv0×6=nw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍： 取i/2985)8(riw～～ ?????2000r/min.6.理論總傳動(dòng)比 5.1046.73?總i7.傳動(dòng)比分配故 ， ⅡⅠ取 i4.1?總ⅡⅠ又 i??263.4=iⅠ 478.?Ⅱi8.各軸轉(zhuǎn)速 min/20rind?Ⅰi/14.763.420in?Ⅰ ⅠⅡ in/5.98.2ri?Ⅱ ⅡⅢ. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)49.各軸輸入功率：KwPd9106.2.9421?????Ⅰ7950.23ⅠⅡ84.75.2?ⅡⅢ10.電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： mNnPTdd ??????19536220.415.9105.96611.各軸的轉(zhuǎn)矩 mNTd ????? 38.1950.195362?ⅠmNi? ?78.4 263.497.ⅠⅠⅡiT ?????? 56.19.290.789243ⅡⅡⅢ ?三、選擇齒輪材料，熱處理方式和精度等級(jí)考慮到齒輪所傳遞的功率不大，故小齒輪選用 40CrNi2Mo 鋼，表面淬火，齒面硬度為 40～55HRC，齒輪均為硬齒面，閉式。選用 8 級(jí)精度。. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)5四、齒輪傳動(dòng)校核計(jì)算（一） 、高速級(jí)1．傳動(dòng)主要尺寸因?yàn)辇X輪傳動(dòng)形式為閉式硬齒面，故決定按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)和尺寸。由參考文獻(xiàn)[1]P138 公式 8.13 可得：321][FdSzYKTm????式中各參數(shù)為：（1）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： mN??406.2895Ⅰ（2）初選 =40 則1z 52.17312?ziⅠ式中： ——大齒輪數(shù)； ——高速級(jí)齒輪傳動(dòng)比。Ⅰi（3）由參考文獻(xiàn)[1] P144 表 8.6，選取齒寬系數(shù) 。5.0?d?（4）初取螺旋角 。由參考文獻(xiàn)[1]P133 公式 8.1 可計(jì)算齒輪傳動(dòng)端面重合度：?12?? 63.12cos)]7401(2.381[cos)](.38[21 ?????? ????z由參考文獻(xiàn)[1] P140 圖 8.21 取重合度系數(shù) =0.72 ?Y由式 8.2 得 642.01tan45.0318.tan318.0 ?????????zd由圖 8.26 查得螺旋角系數(shù) 9（5）初取齒輪載荷系數(shù) =1.3。tK（6）齒形系數(shù) 和應(yīng)力修正系數(shù) ：FYSY. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)6齒輪當(dāng)量齒數(shù)為，30.21cos4331????zv 51.862cos74332????zv由參考文獻(xiàn)[1] P130 圖 8.19 查得齒形系數(shù) =2.79， =2.201FYF由參考文獻(xiàn)[1] P130 圖 8.20 查得應(yīng)力修正系數(shù) =1.56， =1.78S2SY（7）許用彎曲應(yīng)力可由參考文獻(xiàn)[1] P147 公式 8.29 算得： FNlim][??由參考文獻(xiàn)[1] P146 圖 8.28（h）可得兩齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力分別為：和 。3401lim?F?MPa3402lim?F?Pa由參考文獻(xiàn)[1] P147 表 8.7，取安全系數(shù) =1.25。FS小齒輪 1 和大齒輪 2 的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為： 81 1034.250821060 ?????haLnN782 4.523.Ⅰi式中： ——齒輪轉(zhuǎn)一周，同一側(cè)齒面嚙合次數(shù)；a——齒輪工作時(shí)間。 kL由參考文獻(xiàn)[1] P147 圖 8.30 查得彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)為： 0.121?NY故許用彎曲應(yīng)力為 MPaSYFN725.1340][lim1???=.][li2F016.75.9][1??FSY?4.28.][2FS所以 01.][2?FSY?初算齒輪法面模數(shù) tnm. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)7179.40.12cos195.05.07246283.1][cos1 ????????FSdtnt YzYTKm????2 ．計(jì)算傳動(dòng)尺寸（1）計(jì)算載荷系數(shù) K由參考文獻(xiàn)[1] P130 表 8.3 查得使用 0.1?AKsmnzmndvt /541.2cos1069647.32cos106011 ????? ????由參考文獻(xiàn)[1] P131 圖 8.7 查得動(dòng)載系數(shù) ；.vK由參考文獻(xiàn)[1] P132 圖 8.11 查得齒向載荷分布系數(shù) ；13.?由參考文獻(xiàn)[1] P133 表 8.4 查得齒間載荷分配系數(shù) ，則4??7.13.0.?????KvA（2）對(duì) 進(jìn)行修正，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)tm74.3.179.433???ttn由參考文獻(xiàn)[1] P124 按表 8.1，圓整為 m（3）計(jì)算傳動(dòng)尺寸。中心距 zman 23.01cos2)74(cos2)(1???????圓整為 105mm修正螺旋角 154cs)(cs)(ar21 ?????zn小齒輪分度圓直徑 mmdn 90.17o411 ??????大齒輪分度圓直徑 zn 1.345cs222 ??db09..911????. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)8圓整 b=105mm取 ， mb102?b105?式中： ——小齒輪齒厚；——大齒輪齒厚。23．校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度由參考文獻(xiàn)[1] P135 公式 8.7 ubdKTZHE12??Ⅰ???式中各參數(shù)：（1）齒數(shù)比 。263.4?Ⅰiu（2）由參考文獻(xiàn)[1] P136 表 8.5 查得彈性系數(shù) 。MPaZE8.19?（3）由參考文獻(xiàn)[1] P136 圖 8.14 查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 。32H（4）由參考文獻(xiàn)[1] P136 圖 8.15 查得重合度系數(shù) .0?（5）由參考文獻(xiàn)[1]P142 圖 8.24 查得螺旋角系數(shù) 97??Z（5）由參考文獻(xiàn)[1] P145 公式 8.26 計(jì)算許用接觸應(yīng)力HNSlim][?式中： ——接觸疲勞極限，由參考文獻(xiàn)[1] P146limH?圖 8.28（）分別查得 ，MPaH10lim??； PaH102lim?——壽命系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1] P147 圖 8.29 查得 NZ， ；1N2Z——安全系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1] P147 表 8.7 查得 。HS 0.1?HS故 21 ][0.][ HMPa?????. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)91 211][87.692 63.419.308574.29.03HHEMaubdKTZ???＜? ?????滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。（二） 、低速級(jí)1．傳動(dòng)主要尺寸因?yàn)辇X輪傳動(dòng)形式為閉式硬齒面，故決定按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)和尺寸。由參考文獻(xiàn)[1]P138 公式 8.13 可得：321][FdSzYKTm????式中各參數(shù)為：（1）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： mN??432.189Ⅱ（2）初選 =20, 則3z .61034?ziⅡ式中： ——大齒輪數(shù)； ——低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比。Ⅱi（3）由參考文獻(xiàn)[1] P144 表 8.6，選取齒寬系數(shù) 5.0?d?（4）初取螺旋角 。由參考文獻(xiàn)[1]P133 公式 8.1 可計(jì)算齒輪傳動(dòng)端面重合度：?12?? 659.12cos)]1420(.381[cos)](.38[4 ?????? ????z由參考文獻(xiàn)[1] P140 圖 8.21 取重合度系數(shù) =0.71 ?Y由式 8.2 得 7.tan5.318.0tan318.0 ?????????zd由圖 8.26 查得螺旋角系數(shù) 9（5）初取齒輪載荷系數(shù) =1.3。tK（6）齒形系數(shù) 和應(yīng)力修正系數(shù) ：FYSY齒輪當(dāng)量齒數(shù)為. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)10，039.241cos33????zv 586.721cos4334????zv由參考文獻(xiàn)[1] P130 圖 8.19 查得齒形系數(shù) =2.65， =2.283FY4F由參考文獻(xiàn)[1] P130 圖 8.20 查得應(yīng)力修正系數(shù) =1.57， =1.76SSY（7）許用彎曲應(yīng)力可由參考文獻(xiàn)[1] P147 公式 8.29 算得： FNlim][??由參考文獻(xiàn)[1] P146 圖 8.28（h）可得兩齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力分別為：和 。340lim?F?MPa340lim?F?Pa由參考文獻(xiàn)[1] P147 表 8.7，取安全系數(shù) =1.25。FS小齒輪 3 和大齒輪 4 的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為： 810693.25082194.560?????haLnNⅡ7834 ..2Ⅱi式中： ——齒輪轉(zhuǎn)一周，同一側(cè)齒面嚙合次數(shù)；a——齒輪工作時(shí)間。 kL由參考文獻(xiàn)[1] P147 圖 8.30 查得彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)為： 0.143?NY故許用彎曲應(yīng)力為 MPaSYFN275.140][lim3????=.3][4li4F015.27.65][3??FSY?47..8][4FS所以 015.][4?FSY?初算齒輪法面模數(shù) tnm. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)11217.045.12cos235.09.0718942][cos332 ????????FSdtnt YzYTKm????Ⅱ2 .計(jì)算傳動(dòng)尺寸（1）計(jì)算載荷系數(shù) K由參考文獻(xiàn)[1] P130 表 8.3 查得使用 3?AKsmnzmndvt /614.012cos069.57.214cos106033 ????? ??ⅡⅡ ??由參考文獻(xiàn)[1] P131 圖 8.7 查得動(dòng)載系數(shù) ；.?vK由參考文獻(xiàn)[1] P132 圖 8.11 查得齒向載荷分布系數(shù) ；.?由參考文獻(xiàn)[1] P133 表 8.4 查得齒間載荷分配系數(shù) ，則41?97..205.13??????KvA（2）對(duì) 進(jìn)行修正，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)ntm628.3.19742.3???ttn由參考文獻(xiàn)[1] P124 按表 8.1，圓整為 m（3）計(jì)算傳動(dòng)尺寸。中心距 mzan 3.281cos2)40(cos2)(43 ???????圓整為 145mm修正螺旋角 196cs)(cs)(ar43 ?????zmn小齒輪分度圓直徑 mdn 57.8213o033 ??????大齒輪分度圓直徑 zmn 14.9cs44 ??. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)12mdb478.95.813????圓整 b=98mm取 ， mb104?93式中： ——小齒輪齒厚；3——大齒輪齒厚。43.校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度由參考文獻(xiàn)[1] P135 公式 8.7 ubdKTZHE123??Ⅱ???式中各參數(shù)：（1）齒數(shù)比 。06.3?Ⅱiu（2）由參考文獻(xiàn)[1] P136 表 8.5 查得彈性系數(shù) 。MPaZE8.19?（3）由參考文獻(xiàn)[1] P136 圖 8.14 查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 。42H（4）由參考文獻(xiàn)[1] P136 圖 8.15 查得重合度系數(shù) 5.0?（5）由參考文獻(xiàn)[1]P142 圖 8.24 查得螺旋角系數(shù) 98??Z（5）由參考文獻(xiàn)[1] P145 公式 8.26 計(jì)算許用接觸應(yīng)力HNSlim][?式中： ——接觸疲勞極限，由參考文獻(xiàn)[1] P146limH?圖 8.28（）分別查得 ，MPaH10lim??； PaH102lim?——壽命系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1] P147 圖 8.29 查得 NZ， ；3N4Z——安全系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1] P147 表 8.7 查得 。HS 0.1?HS故 43 ][10.][ HMPa?????. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)131 231][85.64 06.31795.304.182984.0.291HHEMaubdKTZ???＜ Ⅱ? ?????滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。五、初算軸徑由參考文獻(xiàn)[1]P193 公式 10.2 可得：齒輪軸的最小直徑： ?？紤]到鍵對(duì)軸強(qiáng)度的mnPCd34.15960.2133???ⅠⅠⅠ削弱及聯(lián)軸器對(duì)軸徑的要求，最后取 5。中間軸的最小直徑： ?？紤]到鍵對(duì)軸強(qiáng)度.214.733ⅡⅡⅡ的削弱及軸承壽命的要求，最后取 md5?Ⅱ輸出軸的最小直徑： 。考慮到鍵對(duì)軸強(qiáng)度mnPC24.397.680133??ⅢⅢⅢ的削弱及聯(lián)軸器對(duì)軸徑的要求，最后取 。d5Ⅲ式中： ——由許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力確定的系數(shù)，由參考文獻(xiàn) [1]P193 表 10.2，取C 106?C. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)14六、校核軸及鍵的強(qiáng)度和軸承壽命：（一） 、中間軸1.齒輪 2（高速級(jí)從動(dòng)輪）的受力計(jì)算：由參考文獻(xiàn)[1]P140 公式 8.16 可知NdTFt 58.13901.742892 ???Ⅱttr 4.47costan5.3an22 ???NFra 12.01t49.t2 ????式中： ——齒輪所受的圓周力， N；t——齒輪所受的徑向力，N；2r——齒輪所受的軸向力，N； aF. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)152.齒輪 3（低速級(jí)主動(dòng)輪）的受力計(jì)算：由參考文獻(xiàn)[1]P140 公式 8.16 可知NdTFt 72.3510957.421823 ???Ⅱttr 91.4costan.an33 ???NFra 03.2913t.1254t3 ????式中： ——齒輪所受的圓周力，N；t——齒輪所受的徑向力， N；3r——齒輪所受的軸向力，N；aF3.齒輪的軸向力平移至軸上所產(chǎn)生的彎矩為：mNdMaH ????756.14320.71.322Fa ?9.895..033. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)164.軸向外部軸向力合力為： NFaA 91.2.1703.23 ????5.計(jì)算軸承支反力：豎直方向，軸承 1 NFRttv 09.2576.1723??軸承 2 ttv 1.4.38423?水平方向，軸承 1 ，與所設(shè)NMFRHaaH 04.766.72323 ??????方向相反。軸承 2 ，與所HaaH 95.2.14.8332??設(shè)方向相反。軸承 1 的總支撐反力： NRVH 4.308.570.622211 ?????軸承 2 的總支撐反力： 65149226.計(jì)算危險(xiǎn)截面彎矩a-a 剖面左側(cè)，豎直方向 mNRMVa ????? 97.03..5073.41水平方向 H5246b-b 剖面右側(cè)，豎直方向 Vb ?? 1..21..2水平方向 mNRH???368390531a-a 剖面右側(cè)合成彎矩為 MHaVa ??????? 79.105)2..68(7.095)( 2232b-b 剖面左側(cè)合成彎矩為 mNbVb ??38.)5.391.(3.4)( 2222故 a-a 剖面右側(cè)為危險(xiǎn)截面。7.計(jì)算應(yīng)力初定齒輪 2 的軸徑為 =38mm，軸轂長(zhǎng)度為 10mm，連接鍵由參考文獻(xiàn)[2]P135 表2d?11.28 選擇 =10×8，t=5mm, =25mm。齒輪 3 軸徑為 =40mm，連接鍵由 P135 表hb?l 3d?. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)1711.28 選擇 =12×8，t=5mm, =32mm，轂槽深度 =3.3mm。hb?3l1t由 mtmd 32.8293cos/25.1/)40957.((13 ???????????，故齒輪 3 可與軸分離。m.7.9cos2cos/5.2 ??????又 a-a 剖面右側(cè)（齒輪 3 處）危險(xiǎn)，故：抗彎剖面模量75.63402)(5140.2)()(1.0/ 23333 ????????dtbW抗扭剖面模量.12)(.)()(./ 33233 ????tmT彎曲應(yīng)力 MPaWMab .175.6908??0,2317?cba?扭剪應(yīng)力 aT1.95.482??MPTma6.38.計(jì)算安全系數(shù)對(duì)調(diào)質(zhì)處理的 40CrNi2Mo 鋼，由參考文獻(xiàn)[1]P192 表 10.1 知:抗拉強(qiáng)度極限 =650MPaB?彎曲疲勞極限 =300MPa1?扭轉(zhuǎn)疲勞極限 =155MPa?由表 10.1 注②查得材料等效系數(shù)： 1.0,2.????軸磨削加工時(shí)的表面質(zhì)量系數(shù)由參考文獻(xiàn)[1]P207 附圖 10.1 查得 92.0??絕對(duì)尺寸系數(shù)由附圖 10.1 查得： 78.,.???鍵槽應(yīng)力集中系數(shù)由附表 10.4 查得： （插值法）6512?K. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)18由參考文獻(xiàn)[1]P201 公式 10.5，10.6 得，安全系數(shù) 197.02.3.1782.0951 ????????maKS?????? 6.4.6.47.1?ma???? .0.19.222 ???????S查 P202 表 10.5 得許用安全系數(shù)[S]=1.5~1.8，顯然 S>[S]，故危險(xiǎn)截面是安全的9．校核鍵連接的強(qiáng)度齒輪 2 處鍵連接的擠壓應(yīng)力 MPablhdTP 3.104)25(83.194)(22 ??????Ⅱ?齒輪 3 處鍵連接的擠壓應(yīng)力 lP .7)(0.)(33?由于鍵，軸，齒輪的材料都為 45 號(hào)鋼，由參考文獻(xiàn)[1]查得 ，顯PaP150~2][??然鍵連接的強(qiáng)度足夠！10.計(jì)算軸承壽命由參考文獻(xiàn)[2]P138 表 12.2 查 7207C 軸承得軸承基本額定動(dòng)負(fù)荷 =23.5KN，基本額rC定靜負(fù)荷 =17.5KN0C軸承 1 的內(nèi)部軸向力為： NRS3.1024.58.04.11 ???軸承 2 的內(nèi)部軸向力為： 56922故軸承 1 的軸向力 ，NF3.1?軸承 2 的軸向力 NSA2.13.02 ???. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)19由 由參考文獻(xiàn)[1]P220 表 11.12 可查得：065.1723,05.17320 ??CFCF??4.21?e又 eReRVV ????503.64.2,4.0.5831 ??取 31,.;,2YXY故 NFPNP 6.24.13.2453.0,4.5082221 ?????????取根據(jù)軸承的工作條件，查參考文獻(xiàn)[1]P218~219 表 11.9，11.10 得溫度系數(shù) ，載荷0.Tf系數(shù) ，壽命系數(shù) 。由 P218 公式 11.1c 得軸承 1 的壽命0.1?Pf 3??hfCnLPTh 60824.50.1394.256062 ????????????????已知工作年限為 5 年 2 班,故軸承預(yù)期壽命 Lh8?，故軸承壽命滿足要求h??. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)20（二） 、輸入軸1.計(jì)算齒輪上的作用力由作用力與反作用力的關(guān)系可得，齒輪軸 1 所受的力與齒輪 2 所受的力大小相等，方向相反。即：軸向力 ，徑向力 ，圓周力NFa12.7?NFr49.53?NFt58.139?2.平移軸向力所產(chǎn)生的彎矩為： mdMaH ????84.3129.1.72113.計(jì)算軸承支撐反力豎直方向，軸承 1 NFRtv 87.39165.3981????軸承 2 tv 1.0.1?水平方向，軸承 1 ， NMFRHrH 62.31684.349.56311 ???????軸承 2 ，r 7.12..1軸承 1 的總支撐反力： VH 53.48.39.22 ?????軸承 2 的總支撐反力： NR104222. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)214.計(jì)算危險(xiǎn)截面彎矩a-a 剖面左側(cè)，豎直方向 mNRMV ?????4.30178.9731水平方向 H65962其合成彎矩為 V ???4.34.10.37221211a-a 剖面右側(cè)，豎直方向 mN??402水平方向MHH ????61.7958.3146.105912其合成彎矩為 mNHV ????? 2.3716.04.22222危險(xiǎn)截面在 a-a 剖面左側(cè)。5.計(jì)算截面應(yīng)力由參考文獻(xiàn)[1]P205 附表 10.1 知：抗彎剖面模量 12.63509.1/3??dmW抗扭剖面模量 4.7.5/3T彎曲應(yīng)力 MPaMb 4.12.6391???. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)220,45.??cbaMPa??扭剪應(yīng)力 WT28..127689Ⅰ?PaTma 4.??6．計(jì)算安全系數(shù)對(duì)調(diào)質(zhì)處理的 40CrNi2Mo 鋼，由參考文獻(xiàn)[1]P192 表 10.1 知:抗拉強(qiáng)度極限 =650MPaB?彎曲疲勞極限 =300MPa1?扭轉(zhuǎn)疲勞極限 =155MPa?由表 10.1 注②查得材料等效系數(shù)： 1.0,2.????軸磨削加工時(shí)的表面質(zhì)量系數(shù)由參考文獻(xiàn)[1]P207 附圖 10.1 查得 92.0??絕對(duì)尺寸系數(shù)由附圖 10.1 查得： 8.,4.???由參考文獻(xiàn)[1]P201 公式 10.5，10.6 得，安全系數(shù) 54.20.45.8.092131 ????????maS????? .931..1.1?ma???? 3.92.54.2???????S查 P202 表 10.5 得許用安全系數(shù)[S]=1.5~1.8，顯然 S>[S]，故危險(xiǎn)截面是安全的7.校核鍵連接的強(qiáng)度聯(lián)軸器處連接鍵由參考文獻(xiàn)[2]P135 表 11.28 選擇 =8×7，t=4mm, =40mm。軸hb?l徑為 =25mmd聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力 MPaldhTP 68.20)4(25.89)(4????Ⅰ?由于鍵，軸的材料都為 45 號(hào)鋼，由參考文獻(xiàn)[1]查得 ，顯然鍵連接P15~][?. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)23的強(qiáng)度足夠！8.計(jì)算軸承壽命由參考文獻(xiàn)[2]P138 表 12.2 查 7206C 軸承得軸承基本額定動(dòng)負(fù)荷 =17.8KN，基本額rC定靜負(fù)荷 =12.8KN0C軸承 1 的內(nèi)部軸向力為： NRS01.6753.41.0.11 ???軸承 2 的內(nèi)部軸向力為： 8222由于 21 .38.70.6SNFSa ????故軸承 1 的軸向力 ，NFSa 76.1.64121 ?????軸承 2 的軸向力 .由 由參考文獻(xiàn)[1]P220 表 11.12 可查得：034.128,0.18.30?CCF??4.,.21?e又 2211 4.015.863,63.05.7eRFeRVV ??????取 ,;4,1YXYX故 NFPNP 5.687.214.53174.0,5.0821112 ?????????取根據(jù)軸承的工作條件，查參考文獻(xiàn)[1]P218~219 表 11.9，11.10 得溫度系數(shù) ，載荷0.Tf系數(shù) ，壽命系數(shù) 。由 P218 公式 11.1c 得軸承 2 的壽命0.1?Pf 3??. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)24hPfCnLTh 726315.08.96016013??????????????????已知工作年限為 5 年 2 班,故軸承預(yù)期壽命 Lh40??，故軸承壽命滿足要求h??（三） 、輸出軸1.計(jì)算齒輪上的作用力由作用力與反作用力的關(guān)系可得，齒輪 4 所受的力與齒輪 3 所受的力大小相等，方向相反。即：軸向力 ，徑向力 ，圓周力NFa03.14?NFr91.25?NFt72.354?. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)252.平移軸向力所產(chǎn)生的彎矩為： mNdFMaH ????26.39204.13.2443.計(jì)算軸承支撐反力豎直方向，軸承 1 FRtv 9.410673.5734????軸承 2 NVtv 82..2.14?水平方向，軸承 1 ， MHrH 65.3071697354673???????軸承 2 ，RFr 2.8.09.124??軸承 1 的總支撐反力： NVH 36.475.73.21 ?????軸承 2 的總支撐反力： 9142224.計(jì)算危險(xiǎn)截面彎矩a-a 剖面左側(cè)，豎直方向 mNRMV ?????7.90253.131水平方向 H461074. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)26其合成彎矩為 mNMHV ?????? 56.1079.467.9025221211a-a 剖面右側(cè)，豎直方向 mNV?2水平方向 RH??? 8.32.83其合成彎矩為 mNV ?????? 54.916.17.905222危險(xiǎn)截面在 a-a 剖面左側(cè)。5.計(jì)算截面應(yīng)力初定齒輪 4 的軸徑為 =44mm，連接鍵由參考文獻(xiàn)[2]P135 表 11.28 選擇4d?=12×8，t=5mm, =28mm。hb?2l由參考文獻(xiàn)[1]P205 附表 10.1 知：抗彎剖面模量35.74812)(514.02)()(1.0/ 234343 ?????????dtbmW抗扭剖面模量.94)(.)()(./ 2342343???tT彎曲應(yīng)力 MPaWMb 61.35.78109???0,cba?扭剪應(yīng)力 aT81.275.19346???MPTma .026．計(jì)算安全系數(shù)對(duì)調(diào)質(zhì)處理的 40CrNi2Mo 鋼，由參考文獻(xiàn)[1]P192 表 10.1 知:抗拉強(qiáng)度極限 =650MPaB?彎曲疲勞極限 =300MPa1?扭轉(zhuǎn)疲勞極限 =155MPa?. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)27由表 10.1 注②查得材料等效系數(shù)： 1.0,2.????軸磨削加工時(shí)的表面質(zhì)量系數(shù)由參考文獻(xiàn)[1]P207 附圖 10.1 查得 92.0??絕對(duì)尺寸系數(shù)由附圖 10.1 查得： 78.,.???鍵槽應(yīng)力集中系數(shù)由附表 10.4 查得： （插值法）236?K由參考文獻(xiàn)[1]P201 公式 10.5，10.6 得，安全系數(shù) 49.02.918.09231 ???????maKS?????? 1.3.7.51 ??ma???? 8.21.349.622???????S查 P202 表 10.5 得許用安全系數(shù)[S]=1.5~1.8，顯然 S>[S]，故危險(xiǎn)截面是安全的7.校核鍵連接的強(qiáng)度聯(lián)軸器處連接鍵由參考文獻(xiàn)[2]P135 表 11.28 選擇 =10×8，t=5mm, =70mm。軸hb?l徑為 =35mmd聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力 MPaldhTP 0.3)17(359.46)(4?????齒輪選用雙鍵連接，180 度對(duì)稱分布。齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力 blP 92.)28(4.)(23?由于鍵，軸的材料都為 45 號(hào)鋼，由參考文獻(xiàn)[1]查得 ，顯然鍵連接PaP150~][??的強(qiáng)度足夠！8.計(jì)算軸承壽命由參考文獻(xiàn)[2]P138 表 12.2 查 7208C 軸承得軸承基本額定動(dòng)負(fù)荷 =26.8KN，基本額rC定靜負(fù)荷 =20.5KN0C. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)28軸承 1 的內(nèi)部軸向力為： NRS94.63.274.0.11 ???軸承 2 的內(nèi)部軸向力為： 5022由于 14 9.83.6.50SNFSa ????軸承 1 的軸向力 S491?故軸承 2 的軸向力 NFa 9.64503..62 ????由 由參考文獻(xiàn)[1]P220 表 11.12 可查1.05,46.05.901?CCF??得： .,43.21e又 2211 51.097.64,4.06.79eRFeRVV ??????取 .,.;,2YXY故 NFPNP 9.1456.4.197.254.0,86.372221 ?????????取根據(jù)軸承的工作條件，查參考文獻(xiàn)[1]P218~219 表 11.9，11.10 得溫度系數(shù) ，載荷0.Tf系數(shù) ，壽命系數(shù) 。由 P218 公式 11.1c 得軸承 2 的壽命0.1?Pf 3??hfCnLPTh 53636 10.86.70.194.720????????????????已知工作年限為 5 年 2 班,故軸承預(yù)期壽命 Lh24?，故軸承壽命滿足要求h??. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)29七、選擇聯(lián)軸器由于電動(dòng)機(jī)的輸出軸徑（d=38mm）的限制，故由參考文獻(xiàn) [2]P127 表 13-1 選擇聯(lián)軸器為 HL1 型彈性柱銷聯(lián)軸器聯(lián)，孔徑取 25mm。由于輸出軸上的轉(zhuǎn)矩大，所選聯(lián)軸器的額定轉(zhuǎn)矩大，故選 HL3 型，孔徑取 35mm。八、潤(rùn)滑方式由于所設(shè)計(jì)的減速器齒輪圓周速度較小，低于 2m/s，故齒輪的潤(rùn)滑方式選用油潤(rùn)滑，軸承的潤(rùn)滑方式選用脂潤(rùn)滑。考慮到減速器的工作載荷不是太大，故潤(rùn)滑油選用中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB5903——1986） ，牌號(hào)選 68 號(hào)。潤(rùn)滑油在油池中的深度保持在 68——80mm之間。軸承的潤(rùn)滑脂選用合成鋰基潤(rùn)滑脂（SY1413——1980） 。牌號(hào)為 ZL——2H。由于軸承選用了脂潤(rùn)滑，故要防止齒輪的潤(rùn)滑油進(jìn)入軸承將潤(rùn)滑脂稀釋，也要防止?jié)櫥魅缬统刂袑?rùn)滑油污染。所以要軸承與集體內(nèi)壁之間設(shè)置擋油環(huán)。九 、參考文獻(xiàn)[1]陳鐵鳴主編．機(jī)械設(shè)計(jì)．第 4 版．哈爾濱,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2006[2] 王連明,宋寶玉主編．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)．第 2 版.哈爾濱,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2005[3]陳鐵鳴, 王連明主編．機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)指導(dǎo)．哈爾濱,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2003[4]徐灝主編．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版） ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[5]陳鐵鳴主編．新編機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)．北京：高等教育出版社，2003[6]王知行，劉廷榮主編．.機(jī)械原理．.北京：高等教育出版社，2005[7]唐大放,馮曉寧,楊現(xiàn)卿.機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)(II)[M].徐州: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2001.[8]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1999.. 雙電機(jī)輸入展開式二級(jí)減速斜齒輪傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)30[9]鞏云鵬,田萬(wàn)祿,張祖立,黃秋波.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].沈陽(yáng):東北大學(xué)出版社,2000.[10]隗金文,王慧.液壓傳動(dòng)[M].沈陽(yáng):東北大學(xué)出版社,2001.[11]李貴軒.設(shè)計(jì)方法學(xué)[M].北京：世界圖書出版社，1989.[12] Foken.C.M.Dimensional Method and Their Application.london[M].1953.[13] 陶馳東.采掘機(jī)械[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1993.[14] 朱龍根 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第二版[M]. 2006.[15] 李曉豁，謝錫純.礦山機(jī)械與設(shè)備[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.[16] 沈慧芬 常之秋 高榮 萬(wàn)之奇 張衛(wèi)國(guó) 煤礦機(jī)械產(chǎn)品學(xué) [M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社, 1992.
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