河北工程大学毕业设计
YFa3YSa3YY=0.012927 Fa4Sa4=0.015192
[?F]3[?F]4大齿轮的数值大 2.3.6 法面模数设计计算
mn?32KT2Y?co2s?YFaYSa?dZ32?a[?F]=2.069mm
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数mn大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取mn=3.0mm，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径 d3?69.21mm来计算应有的齿数。于是有
Z3?d3cos?=22.385 取Z3=22 则Z4=uZ3=77 mn2.3.7 几何尺寸计算
(1)计算中心距
a=
(Z3?Z4)mn?153.05mm 圆整为 154 mm
2cos?(2)按圆整的中心距修正螺旋角
??arccos(Z3?Z4)mn?15.35888??15?21'32\
2a因β值改变不多，故参数?a、K?、ZH等不必修正。 (3)计算大、小齿轮的分度圆直径
d3?Z3mn?68.444mm 同理 d4=239.555mm cos?(4)计算齿轮宽度
b=?dd3=61.60mm 圆整后取B4?65mm B3=70mm
2.4 低速齿轮组的结构设计
**?Cn)mn?60.944mm 齿根圆直径为 df3?d3?2(ha
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df4?232.055mm
*mn?74.444mm 齿顶圆直径为 da3?d3?2han da4?245.555mm
2.5 校验传动比
实际传动比为 i实?总传动比 i?nmn?11177X?18.5 2122?144077.627?18.55
所以传动比相对误差为 (18.55-18.5)/18.55=2.695%
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3 设计计算轴
3.1 低速轴的设计与计算
3.1.1 轴的基本设计
（1）列出轴上的功率、转速和转矩
PⅢ?PⅡ?23?5.0982?0.98?0.98?4.8963kw nⅢ =
nⅡ271.70??77.628r/min
3.5i2TⅢ?602.355N?m
（2）求作用在齿轮上的力
因已知的低速级大齿轮的分度圆直径为
d4=239.555mm
??15.35888??15?21'32\ 而圆周力Ft?2T32X602355??5028.95N d4239.555径向力Fr?Fttanan?1898.18N cos?轴向力Fa?Fttan??1381.32N （3）初步确定轴的最小直径
选取轴的材料为45钢，调质处理。由文献[5]表15-3，取A0=120，则
dmin?A03P3?47.767mm n3
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图3-1低速轴
输入轴的最小直径显然是安装联轴器的直径d1?1处，如图3-1所示。为了使所选轴直径d1?1与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。。
查文献[5]表14-1，考虑到转矩变化较小，所以取KA=1.5，则： 联轴器的计算转矩为 Tca?KAT3?1.5?602.355?903.5325N?m
所以，查标准GB/T 5843-1986，选用YL11型凸缘联轴器，其公称转矩为1000Nm。轴孔长度L=112mm， L1=84mm，轴孔直径 D=50mm。故取dⅠ?Ⅱ=50mm。 3.1.2 拟定轴上零件的装配方案
根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
(1)为满足联轴器的轴向定位要求，Ⅰ-Ⅱ轴段左端需制出一轴肩，所以取dⅡ?Ⅲ=55mm，右端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D =60mm（GB891-892—1986）。为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的长度就比L1稍短一些，现取
lⅠ-Ⅱ=80mm。
(2)初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用圆锥滚子轴承。由工作要求及dⅡ?Ⅲ=55mm，查GB/T297-1994，选择30212型号，其尺寸为d×D×T=60mm×110mm×23.75mm，a=22.4mm。故dⅢ?Ⅳ?dⅦ?Ⅷ?60mm，而lⅦ?Ⅷ=23.75+15=38.75mm（取齿轮距箱体内壁间距为15mm），取为40mm。右端滚动轴承采用轴肩进行定位，由手册上查得30212型轴承的定位轴肩高为9.5mm，所以 dⅣ?Ⅴ=69mm。
(3)取安装齿轮处的轴段Ⅵ-Ⅶ的直径dⅥ?Ⅶ=65mm，齿轮与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮的轮毂宽度为65mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，
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故取lⅥ?Ⅶ=60mm，齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07d，取h=6mm，则轴环处的直径为dⅤ?Ⅵ=77mm，轴环宽度b≥1.4h，取lⅤ?Ⅵ=12mm。
(4)轴承端盖的总宽度为20mm，（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与联轴器右端面间的距离
l?30mm，故取lⅡ?Ⅲ?50mm。
(5)取中间轴上两齿轮间距为20mm，，则lⅢ?Ⅳ=23.75mm，取为23mm；lⅣ?Ⅴ=15+55+（20-12）=78mm。
至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 (6)轴向零件的周向定位
齿轮、联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。由键联接所在轴径的大小，查得，齿轮处：b ×h = 20mm ×12mm (GB/T 1096—1979)，长度为50mm；同时为保证齿轮与轴配合有良好 的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为H7/n6；同样，在联轴器与轴联接处，选用平键16mm×10mm×70mm，联轴器与轴的配合为H7/k6。滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。
(7)确定轴上圆角和倒角尺寸 取轴端倒角为2 ×45?。 3.1.3 求轴上的载荷
首先作轴的计算简图。由轴的计算简图作轴的弯矩图和扭矩图如下：