陕西科技大学毕业设计（论文）说明书 第22页
d2-3=67mm；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=68mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=107mm，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1-2端的长度应略小于L1，现取L1-2=104mm。
(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，故选用调心球轴承2214，其尺寸为d×D×T=70mm×125mm×31mm，故d3-4=d7-8=70mm，轴承与二极大齿轮间的轴向定位通过套筒来实现，且为了齿轮的装配方便须在3-4轴段右端制出一轴肩且4-5轴段的长度应略小于二极大齿轮的厚度（B=115mm），所以取L3-4=16mm+8mm+4mm+31mm+2.5mm=61.5mm，L4-5=115mm。
为满足二极大齿轮的轴向定位要求，同时也为了节省材料，须在4-5轴段制出一轴肩，取其直径为d5-685mm，长度L5-6=11.5mm，
为了满足另一轴承的轴向定位要求，须在6-7轴段制出一轴肩，又d7-8=70mm，所以取d6-7=79mm。长度为L6-7=84mm。
3) 零件的周向定位
半联轴器与轴的周向定位采用平键联接，按d1-2由机械零件手册查得平键b×h=22mm×14mm （GB/T 1095-1979），健槽用键槽铣刀加工，长为100mm，同时为了保证联轴器与轴配合有良好的对中性，故选择联轴器与轴的配合为H7/k7，滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。
4) 确定轴上圆角和倒角尺寸。 4． 轴上载荷分布
首先根据轴的结构图作出轴的计算简图（图2－7）
计算该轴的支反力（FNH,FNV），弯矩（M），扭矩（T）。 两支点到齿轮的距离：
31111??166.5mm 2231111?101.5mm L2?(61.5?)?22L1?11.5?84?计算水平面支反力：
.87N?FNH1?FNH2?Ft?FNH1?3600 ???F(l?l)?FlF?2201.83Nt1?NH212?NH2
计算水平面的弯矩：
MH?FNH1?l1?FNH2?l2?824862.1N?mm
计算垂直面的支反力：
.61N?FNV1?FNV2?Fr?FNV1?1314 ????FNV2(l1?l2)?Fr?l1?FNV2?801.4N计算垂直面的弯矩：
MV?FNV1?l1?FNV2?l2?1314.61?166.5?801.4?101.5?300224.67N?mm
计算总弯矩：
M?MH?MV?877799.71N?mm
6．按弯矩合成应力校核强度：
22?ca?M2?(?T)2877799.712?(0.6?1476680)2??9.89MPa
W0.1?763轴材料45钢，[??1]?60MPa??ca，故安全。 轴承寿命校核： 轴承型号 7208 C ：
Pr?0.65Fr?YFa?1.65?3611.87?3.7?1314.61?7211.77N
106C?10644?1033Lh?()?()?217841.72h?45.38年
60nP60?31.757211.77
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第三章 二级圆柱齿轮减速器的优化设计
3.1 减速器的数学模型
二级圆柱齿轮减速器的装配形式按输入轴和输出轴伸出端的不同可分为好几种类别。现选取其中异端输出的方式进行优化设计。
其装配简图如图3－1所示：
输出轴dⅡ1dⅠ1LDⅡ4DⅠ4BⅠ输入轴图3－1 已知参数为传动比i（TransmissionRatio），输入功率P kw（InputEfficiency），主动齿轮转速n r/min （InitiativeGearRotationalSpeed）,求在零件的强度和刚度得到保证的条件下使减速器最轻时的各项设计参数。
大齿轮选用腹板结构的齿轮 （如图3－2所示）） 齿轮宽度 B mm (GearWidth) 分度圆直径D mm (FdyDiameter) 腹板大圆直径 D2BⅡD0 mm (FbdyDiameter) 腹板孔分布直径 D1 mm D0D1D3D4D(FbkfbDiameter) 腹板圆直径D2 mm (FbCircleDiameter) 腹板小圆直径D3 mm (FbxyDiameter) B图3－2
装配轴直径D mm(AxisDiameter)
轮宽度 B mm (GearWidth)腹板式结构的齿轮体积为：
Vdcl??D2?D02??B4??D32?D42??B4??D02?D32?0.3?B?2?D2?0.3B?6 44小齿轮均采用实心结构（如图3－3所示）
b齿轮宽度b mm (Gearwidth) 分度圆直径d mm (FdyDiameter) 装配轴直径 d1 mmd1图3－3实心结构齿轮的体积为:
d Vxcl??d2?d12??轴一的体积为：Vzhou1?轴二的体积为：Vzhou2?轴三的体积为：Vzhou3??b4
?4dzhou12l1
?4dzhou22l2 dzhou32l3
?4由于齿轮和轴的尺寸是决定减速器总成大小和质量的原始依据，因此可按它们的体积之和为最小的原则来建立目标函数，而不考虑箱体和轴承的体积或质量。根据以上所述，则齿轮及轴的体积和可近似的表达为
Vall?Vcl?Vzhou?V?cl?V??cl?Vzhou1?Vzhou2?Vzhou3?V?xcl?V?dcl?V??xcl?V??dcl?Vzhou1?Vzhou2?Vzhou3?b4?B?B0.3?B????D?2?D?02????D?32?D?42????D?02?D?32??D?22?0.3B??6 4444?b??d??2?d??12??4?B?B0.3?B?????D??2?D??02?????D??32?D??42?????D??02?D??32??D??22?0.3B???64444????dzhou12l1?dzhou22l2?dzhou32l3444??d?2?d?12??
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公式中：
b??B??5d??m?z?D??m?z?i? D?0?m?z?i??8m?
D?0?D?32D?2?0.3?D?0?D?3?D?1?D?3?1.6D?4 i???i i?b???B???5d???m??z??D???m??z??i?? D??0?m??z??i???8m??
D??1?D??2
D??0?D??32?0.3?D??0?D??3?D??3?1.6D??4dzhou1?d?1 dzhou2?dzhou3D?4?d??1 2?D??4由上式可以看出，若传动比i已知，则齿轮和轴的体积之和Vall仅由齿宽B?，B??，小齿轮齿数z?，z??，模数m?，m??，齿轮装配孔直径d?1，D?4，d??1，D??4，齿轮在两轴承间的支承距离l1，l2，l3设为相等取为l，和齿轮的各级传动齿轮的传动比i?，i??所决定。即为这些参数的函数：
V?f?B?,B??,z?,z??,m?,m??,d?,D?4,d??,D??4,l，i??