从动齿轮2各个力与主动齿轮1上相应的力大小相等,作用方向相反。
7.2 低速级齿轮传动的作用力
1)已知条件
中间轴传递的转矩T2?368726转速n2?237.244r/min,低速级齿轮的螺旋角??10.94?,N?mm,为使齿轮3的轴向力与齿轮2的轴向力互相抵消一部分,低速级的小齿轮右旋,大齿轮左旋,小齿轮分度圆直径d3?101.85mm 2)齿轮3的作用力 圆周力
Ft3?2T22?368726??7240.57N,其方向与力作用点圆周速度方向相反 d3101.85径向力
tan?ntan20?Fr3?Ft3?7240.57??2684.13N,其方向为由力的作用点指向轮3的转动中心 ?cos?cos10.94轴向力为
Fa3?Ft3tan??7240.57?tan10.94??1399.557N,其方向可用左手法则确定,即用左手握住轮3的轴线,并使四指的方向顺着轮的转动方向,此时拇指的指向即为该力的方向 法向力为
Fn3?Ft37240.57??7847.88N ??cos?ncos?cos20?cos10.943)齿轮4的作用力
从动齿轮4各个力与主动齿轮3上相应的力大小相等,作用方向相反。
8 减速器装配图的设计 8.1 合理布置图画
该减速器的装配图绘在一张A1图纸上。根据图纸大小与减速器两级齿轮传动的中心距,绘图比例定为1:2,采用三视图表达装配的机构。
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8.2 绘出齿轮的轮廓尺寸
在俯视图上绘出两级齿轮传动的轮廓尺寸,如图3所示
图3 齿轮的轮廓
8.3 箱体内壁
在齿轮齿廓的基础上绘出箱体的内壁、轴承端面、轴承座端面,如图4所示
图4 箱体内壁
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9 轴的设计计算 9.1中间轴的设计计算
9.1.1已知条件
中间轴的传递的功率P2?9.16kw,转速n2?237.244r/min,传递转矩T2?368.726N?m,齿轮分度圆直径为d2?252.31mm,d3?101.85mm齿轮宽度b2?62mm,b3?107mm。
9.1.2选择轴的材料
因传递功率不大,并对重量及结构尺寸无特殊要求,故选常用的材料45钢,调质处理。
9.1.3初步确定轴的最小直径
3查表9-8[1]得,取C?120 故 d?CP29.16?120?40.558mm。 n2237.24439.1.4结构设计 1)轴承部件的结构设计
轴的初步构想设计及构想图如图5所示,该减速器发热小,轴不长,故轴承采用两端固定方式。按轴上零件的安装顺序,从最细处开始设计
图5 中间轴结构构想图
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2)轴承的选择与轴段①及轴段⑤的设计
该轴段上安装轴承,其设计应与轴承的选择同步进行。考虑齿轮有轴向力存在,选用角接触球轴承。轴段①、⑤上安装轴承,其直径应既便于安装,又应符合轴承内径系列。暂取轴承为7209C,由表11-9[1],查得轴承内径d?45mm,外径D?85mm,宽度B?19mm,内圈定位轴肩直径
da?52mm,外圈定位直径Da?78mm,轴上定位端面圆角半径最大为ra?1mm,对轴的力作用点与外圈大端面的距离a3?16.4mm,故取d1?45mm。 通常一根轴上的两个轴承取相同的型号,则d5?45mm。
3)轴段②和轴段④的设计
d2和d4应分别略大于d1和d5,在轴段②上安装齿轮3,轴段④上安装齿轮2,为便于齿轮的安装,
可初定d2?d4?50mm
齿轮2轮毂宽度范围为(1.2~1.5)d2=60~90,取其轮毂宽度与齿轮宽度b2?62mm相等,左端采用轴肩定位,右端采用套筒固定。由于齿轮3的直径比较小,采用实心式,取其轮毂宽度与齿轮宽度b3?107mm相等,其右端采用轴肩定位,左端采用套筒固定。为了使套筒端面能够顶到齿轮端面,轴段②和轴段④的长度应比相应齿轮的轮毂略短,故取L2?105mm, L4?60mm。
4)轴段③
该段为中间轴上的两个齿轮提供定位,其轴肩宽度范围为h?(0.07~0.1)d2?3.5~5mm,取其高度为h?4mm,故d3?58mm
齿轮3左端面与箱体内壁距离与高速轴齿轮右端面距箱体内壁距离均取为?1?10mm,齿轮2与齿轮3的距离初定为?3?9mm,则箱体内壁之间的距离为
BX?2?1??3?b3?b1?b2?2?10?9?107?64.5?200.5mm。齿轮2的右端面与箱体内壁的距离2?2??1?b1?b2?10?2.5?12.5mm,则轴段③的长度为L3??3?9mm 25)轴段①及轴段⑤的长度
该减速器齿轮的圆周速度小于2m/s,故轴承采用脂润滑,需要用挡油环阻止箱体内润滑油溅入
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轴承座,轴承内端面距箱体内壁的距离取为??10mm,中间轴上两个齿轮的固定均由挡油环完成,则轴段①的长度为L1?B????1?3?19?10?10?2?41mm,轴段⑤的长度为
L1?B????2?2?19?10?12.5?2?43.5mm
6)轴上力作用点的距离
轴承反力的作用点与外圈大端面的距离a3?16.4mm,
l1?L1?b3b?b3?a3?2?41?53.5?16.4?2?108.9mm l2?L3?2?9?84.5?93.5mm 22b2?a3?2?43.5?31?16.4?2?56.1mm 2l3?L5?9.1.5键连接
齿轮2与轴段④和齿轮3与轴段②间均采用A型普通平键连接,查表8-31得其型号分别为 键14?9?62 GB 1096-79,键14?9?107 GB 1096-79
9.2 高速轴的设计计算
9.2.1已知条件
高速轴的传递的功率P1?9.539kw,转速n1?1460r/min,传递转矩T1?62.396N?m,齿轮1分度圆直径为d1?63.31mm,齿轮宽度b1?67mm。
9.2.2选择轴的材料
因传递功率不大,并对重量及结构尺寸无特殊要求,故选常用的材料45钢,调质处理。
9.2.3初算直径
查表9-8[1]得,取C?120,低速轴外伸段的直径可按下式求得:
3d?CP39.539?120?22.434mm,轴与联轴器相连,有一个键槽,应增大轴径3%~5%,即n314603d?22.434?22.434?(0.03~0.05)?23.107~23.5557mm,圆整取dmin?24mm。
9.2.4结构设计
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