帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)機(jī)械工程學(xué)院院（系）農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動(dòng)化專業(yè)年級(jí)2010設(shè)計(jì)者指導(dǎo)教師 年月日寧夏大學(xué)目錄1傳動(dòng)方案的分析論證 41.1傳動(dòng)裝置的組成 41.2傳動(dòng)裝置的特點(diǎn) 41.3確定傳動(dòng)方案41.4傳動(dòng)方案的分析 42.電動(dòng)機(jī)的選擇 42.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型 42.2選擇電動(dòng)機(jī)的功率 42.3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 53傳動(dòng)比的計(jì)算及分配 53.1總傳動(dòng)比53.2分配傳動(dòng)比54. 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 64.1各軸的轉(zhuǎn)速64.2各軸的功率64.3各軸的轉(zhuǎn)矩65. 減速器的外傳動(dòng)件的設(shè)計(jì) 75.1選擇V帶型號(hào)75.2確定帶輪基準(zhǔn)直徑 75.3驗(yàn)算帶的速度

2、75.5驗(yàn)算小帶輪包角 85.6確定V帶根數(shù)85.7計(jì)算初拉力85.8計(jì)算作用在軸上的壓力 85.9帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)86. 高速級(jí)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 96.1選擇材料、熱處理方式和公差等級(jí) 96.2初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸 96.3確定傳動(dòng)尺寸 1.06.4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 .126.5計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他幾何尺寸 1.37. 低速級(jí)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 147.1選擇齒輪的材料 1.47.2確定齒輪許用應(yīng)力 .147.3計(jì)算小齒輪分度圓直徑 1.57.4驗(yàn)算接觸應(yīng)力157.5驗(yàn)算彎曲應(yīng)力 1.67.6計(jì)算齒輪傳動(dòng)的其他尺寸 1.67.7齒輪作用力的計(jì)算 178中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.78.1已

3、知條件178.3初算軸徑188.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)188.5鍵連接208.6軸的受力分析208.7校核軸的強(qiáng)度 228.8校核鍵連接的強(qiáng)度 228.9校核軸承壽命229. 高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 239.1已知條件239.2選擇軸的材料239.3初算最小軸徑239.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)249.5鍵連接269.6軸的受力分析269.7校核軸的強(qiáng)度289.8校核鍵連接的強(qiáng)度 299.9校核軸承壽命2910. 低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3010.1已知條件3010.2選擇軸的材料3010.3初算軸徑3010.5鍵連接3210.6軸的受力分析3210.7校核軸的強(qiáng)度3410.8校核鍵連接的強(qiáng)度3410.9校核軸承壽命3511潤滑

4、油與減速器附件的設(shè)計(jì)選擇 3511.1潤滑油的選擇3511.2油面指示裝置 3511.3視孔蓋3611.4通氣器 3611.5放油孔及螺塞 3611.6起吊裝置3611.7起蓋螺釘 3611.8定位銷3612箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3713設(shè)計(jì)小結(jié)3814參考文獻(xiàn)38附：裝配圖與零件圖設(shè)計(jì)任務(wù)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)。已知條件：1 .運(yùn)輸帶工作拉力 F = 2 kN ;2 .運(yùn)輸帶工作速度 v = 1.1 m/s ;3 .滾筒直徑 D = 300 mm ;4 .滾筒效率n=0.96 （包括滾筒與軸承的效率損失）；5 .工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；6 .使用折舊期：8年；7 .工作環(huán)境：室內(nèi)

5、，灰塵較大，環(huán)境最高溫度35 C;8 .動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓380/220V ;9 .檢修間隔期：4年一次大修，2年一次中修，半年一次小修;10 .制造條件與生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。4 F廠v脅X1動(dòng)力及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果1.傳動(dòng)方案的分析論證機(jī)器通常是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成。其中傳動(dòng)裝置是將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給工作機(jī)的中間裝置。它通常具備減速（或增速）改變運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)方向以及將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行傳遞與分配的作用。1.1傳動(dòng)裝置的組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。1.2傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱，故沿軸向載荷分布不均勻，要

6、求軸有較大的剛度。1.3確定傳動(dòng)方案：合理的傳動(dòng)方案首先應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，還要與工作條件相適應(yīng)。同時(shí)，還要求工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、傳動(dòng)效率高、使用維護(hù)方便、工藝性和經(jīng)濟(jì)性好。若要同時(shí)滿足上述各方面要求是比較困難的。因此，要分清主次，首先滿足重要要求，同時(shí)要分析比較多種傳動(dòng)方案，選擇其中既能保證重點(diǎn)，又能兼顧其他要求的合理傳動(dòng)方案作為最終確定的傳動(dòng)方案初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案為 二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器，設(shè)計(jì)圖如下:圖一：傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)圖1.4傳動(dòng)方案的分析結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用V帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)組合，即可滿足傳動(dòng)比要求，同時(shí)由 于帶傳動(dòng)具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩工況要

7、求，成本低， 使用維護(hù)方便。2. 電動(dòng)機(jī)的選擇2.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型根據(jù)用途選用 Y (IP44 )系列一般用途的全封閉式自冷式三相異步電動(dòng)機(jī)2.2選擇電動(dòng)機(jī)的功率由已知條件可知，傳送帶所需的拉力F=2KN，傳輸帶工作速度v=1.1 m/s，故輸送帶所需功率為Pw= -F二=2.2KW1000由【2】表1-7查得滾筒效率滾=0.96，軸承效率軸承=0.99，聯(lián)軸器效率 聯(lián)=0.99，帶傳動(dòng)的效率 帶=0.96，齒輪傳遞效率齒輪=0.97。電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率為4軸承 帶2齒輪 聯(lián)滾=°.8246Pw電動(dòng)機(jī)總的傳遞效率為P。=2.66kwF=2000N總查2表12-1，選

8、取電動(dòng)機(jī)的額定功率為Ped=3KW2.3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速P, =2200KW由已知，滾筒的直徑為 D=300mm ，工作速度為 v=1.1 m/s ，所以1000*60*v輸送帶帶輪的工作轉(zhuǎn)速為nw=70 r / minDV帶傳動(dòng)比i帶=24，二級(jí)減速器常用的傳動(dòng)比為i內(nèi)=840總傳動(dòng)比的范圍i總=i帶* i內(nèi) =16160總=0.96F0 =0.8246Rd =3000KW電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為n0=、*n W=112O112OOr / min查2表12-1 ,符合這一轉(zhuǎn)速的范圍的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速有1500 r/min ,3000 r/min 三種，初選 1500 r/min，滿載轉(zhuǎn)速 nm=i4

9、20 r/min 型號(hào)Y100L2-4 的電動(dòng)機(jī)。3. 傳動(dòng)比的計(jì)算及分配3.1總的傳動(dòng)比i總=nm = 1420 r/min=20.28 r/min nw70nw=70 r/minnm=1420 r/min3.2分配傳動(dòng)比根據(jù)帶傳動(dòng)比范圍，取V帶傳動(dòng)比為i帶=2.46，則i總減速器的傳動(dòng)比為i= =8.23i帶高速級(jí)傳動(dòng)比為i高=J（1.31.4）*i =3.273.39 。取i高=3.3i 8 23低速級(jí)傳動(dòng)比為i低=2.49i 高 3.34. 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4.1各軸的轉(zhuǎn)速I軸（高速軸）n° n1.|帶1420,.r / min 2.46577.23r/minn軸（

10、中間軸）n2577.23r / min174.91r / mini高3.3川軸（低速軸）n2174.91 ,.門3 r / mini 低 2.4970.24r /min"軸（滾筒軸）nw n370.24r / mini總=20.28 r/min4.2各軸的功率n軸（中間軸）P2 =*軸承齒輪 * p1 =0.99*0.97*2.55kw=2.45kw川軸（低速軸）P3 =*齒輪軸承 * p2 =0.45*0.99*0.97kw=2.35kw"軸（滾筒軸）pw =:p4 =聯(lián) * 軸承 * p3=0.99*0.99*2.35kw=2.31kwI軸（高速軸）Pi =帶 * Po

11、 4.3各軸的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸T°=9550*F0=9550* n266 N m=17.89 N1420mI軸（高速軸）T1 =9550*p1 =9550*255 Nm=42.19Nm577023n軸（中間軸）T2=9550*衛(wèi)2 =9550*2.45 Nm=133.77Nm174.91川軸（低速軸）T3=9550*p=9550*2.35 Nm=319.51Nmn370.24"軸（滾筒軸）pw2.31T4=9550*w =9550*Nm=314.07Nmnw70.24表一傳動(dòng)裝置各軸主要參數(shù)計(jì)算結(jié)果軸號(hào)輸入功率P/kW轉(zhuǎn)速 n/(r/min)轉(zhuǎn)矩T/N ?m電動(dòng)機(jī)軸2.6614

12、2017.89i軸（高速軸）2.55577.2342.19n軸（中間軸）2.45174.91133.77山軸（低速軸）2.3570.24319.51w軸（滾筒軸）2.3170.24314.07傳動(dòng)比ii帶=246i 高=3.3i 低 =249i 帶=2.46 i=8.23i 高=3.3i 低 =2.49n1577.23r / minn2174.91r / minn370.24r / minnw 70.24r /minp =2.55kwp2 =2.45kwP3 =2.35kwpw =2.31kw5. 減速器的外傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)5.1選擇V帶型號(hào)考慮到在和變動(dòng)較小，查【1】表7-5得工作情況系數(shù)KA=

13、1.1，則Pd = KA * p0根據(jù)nm=1420r/min, Pd =2.93kw，由【1】圖7-17選擇A型普通V帶。5.2確定帶輪基準(zhǔn)直徑由【1】圖7-17可知，A型普通V帶推薦小帶輪直徑 D1 =80100 ，選小 帶輪D1=100mm ，則大帶輪直徑為D2 = i 帶 * D1 =2.46*100mm=246mm，由【1】表7-7，取D2 =250mm。Dgv帶=60 1000100 1420=7.45m/s<25m/s60 10005.3驗(yàn)算帶的速度5.4確定中心距和 V帶長(zhǎng)度根據(jù) 0.7 ( D1 + D2) mm=245mm< a0<2( D1 + D2)m

14、m=700mm為了使結(jié)構(gòu)緊湊，取偏低值a°=350mmV帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度為，2 (D2 D1)L=2a+ ( D1+ D2)+ 一24aT0 =17.89 N mT|=42.19 N mT2 =133.77 N mT3=319.51 N m=2 X350+ (100+250 )2+ (250 100)2=1265.85mm4 350T4 =314.07 N由1表7-3選V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld =1250mm,則實(shí)際中心距為L(zhǎng)d l1250 1265.85a= a0+ -= ( 350+) mm=342.08mm2 25.5驗(yàn)算小帶輪包角D2 D11180 -21 x 57.3a180 -1463

15、42.0857.3=155.5 > 1205.6確定V帶根數(shù)查【1 】表 7-9 K =0.95,由表 7-3 得，K,=1.11，由表 7-10 得，p0 =0.17 ,由表 7-8，得 p° =0.63z=Pd(P0P0) K Kl2.93(0.63 0.17) 0.95 1.11=3.47選擇A型普通F0= 500 P(25) +mv2z v帶K=500 x2.934 7.452.5 0.95()0.95+0.1 x7.452=103.97N取整z=45.7計(jì)算初拉力由【1】表7-11查得V帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量 m=0.1kg/m,則單根V帶張緊力5.8計(jì)算作用在軸上的壓力Q=

16、2z F0sin 一 =2 X4 X103.7 Xsin 77.9 =813.3N25.9帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小帶輪采用實(shí)心質(zhì)，由【1】表7-4 , e=150.3 , fmin =9，取f=10.在【2】D1 =100mmD2 =250mm表 12-5 查得 D0=28mm輪轂寬：L帶輪=(1.52.0 ) D0=4256mm ，初選 L帶輪=50mm輪緣寬：B 帶輪=(z-1)*e+2f=65mm大帶輪采用孔板式結(jié)構(gòu)，輪緣寬可與小帶輪相同，輪轂寬可與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)帶速符合要求計(jì)同步進(jìn)行。6. 高速級(jí)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1選擇材料、熱處理方式和公差等級(jí)考慮到帶式運(yùn)輸機(jī)為一般機(jī)械，故大、小齒輪均選用

17、45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火處理，由【3】表8-17的齒面平均HBWj =236,HBW2=190HBW ，HBW- HBW2 =46HBW，在 3050HBW 之間。選用 8 級(jí)精度a0 =350mm6.2初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸因?yàn)槠骄捕刃∮?350HBW，則齒輪為軟面閉式傳動(dòng)，故按齒輪接觸強(qiáng)度 進(jìn)行設(shè)計(jì)(外嚙合)。3 2kT1 u 1 ZeZhZ Z 2d1忙(1)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為T|=42190N*mm初選k'=1.2，由【3】表8-18得 d=1.1初選3=12 o，由【3】圖9-2查得 查得節(jié)點(diǎn)系數(shù)Zh =1.72 。齒輪的傳動(dòng)比為u=3.3 ,初選 乙=23，則

18、Z2=u* 乙=3.3*23=75.9，取(8)整數(shù)76,則端面重合度為合度為1=1.88-3.2*( 一 乙=0.318* d*Z1 *tan由3圖8-3查得 重合度系數(shù)Z由3圖11-2查得 螺旋角系數(shù)Z許用接觸應(yīng)力可用下式計(jì)算hZn * H limSH=1.71=0.775=0.99)cos 3=1.66軸向重Z2Ld =1250mma=342.08mm1 =155.5>120合格計(jì)算H lim1 =2HBW+69=2*236+69=541MPaH |im2=2HBW+69=2*190+69=449 MPa大小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為N1 =60* n 1 *a Lh =60*57702

19、3*2*8*365*8=1.618*109hN2 =N19618*10=4.903* 108 h3.3由【3】圖8-5查得壽命系數(shù)Z N1 =1.0 ， Z n 2 =1.05取安全系數(shù)SH= 1.0則小齒輪的許用接觸應(yīng)力為7 *N H lim1H1= =541 MPaSh大齒輪的許用接觸應(yīng)力為Z *H2= zNHJjm =471.45 MPaShz=4 由【3】表8-19得彈性系數(shù) ZE =189.8故Hmin=472 MPa初算小齒輪的分度圓dit得dit32k£ ud1 ZeZhZ zh2 1.2 42190(3.3 1),189.8 2.46 0.775 0.99)21.13

20、.3(472=41.03mmF0 =103.97N6.3確定傳動(dòng)尺寸計(jì)算載荷系數(shù) 查得使用系數(shù) Ka=1.0v= d1t* *n1= 41.03* *577.23 =1.24m/s60*100060*1000由3圖8-6查得齒間載荷分配系數(shù)Kv=1.05由3圖8-7查得齒向載荷分配系數(shù)K =1.21由3表8-22查得齒間載荷分配系數(shù)K =1.2載荷系數(shù)k=K *K * Kv* KA=1.*1.05*1.21*1.2=1.52對(duì)d1t進(jìn)行修正，因k'與k有較大的差異，故需對(duì)由計(jì)算出的k'進(jìn)行修正Q=813.3N確定模數(shù) mn = d1 COS一 =1.89 取整 mn =2Z1圓

21、整 a1=100mm中心距 a1= Z1= 2376 =101.21mm2cos 2cos12螺旋角為3=arcos代（乙即=8.1 o2a1因B值與初選值相差較大，故對(duì)與B有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行修正，由【3】圖9-2查得，ZH =2.481 1端面重合度系數(shù)=1.88-3.2,( )cos 3=1.68Z1Z2軸向重合度為=0.318 d乙tan =1.37 o由【3】圖8-3查得重合度系數(shù) Z =0.774由【3】圖11-2查得螺旋角系數(shù)Z =0.992d1tZeZhZ zh3 2*1.52*42190V(3.3 1)*(3.3189.8*2.48*0.774*0.992472)2=44.66mm

22、精確計(jì)算圓周速度為d1t* *n 144.6*577.23v= = =1.35m/s60*1000 60*1000由圖8-6查得 動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.0945鋼小齒輪調(diào)質(zhì)處理大齒輪正火處理8級(jí)精度* KA =1.0*1.08*1.21*1.2=1.58358 =45.24mmV 1.2mn=d1*cos=1.95,取標(biāo)準(zhǔn)值 mn=2Z1,mn * Z12*23d1 = = mm=46.46mmcos cos8.1mm=116.68mmd2=mn*Z1= 2*76cos cos8.1b= d* d1 ，取整 b2=50mmb|=b2+ ( 510 ) mm 取 b| =60mm6.4校核齒根彎曲

23、疲勞強(qiáng)度齒根的疲勞強(qiáng)度條件2* k*Tb* mn* d1* YfYsYbYz123Zv1 =3 =COS3 =23.70 cos12 3Z =勺Zv2 =3 'COS76=3 =78.32cos12齒形系數(shù) Yf和應(yīng)力修正系數(shù) Ys，當(dāng)量齒數(shù)為乙=23乙=75.9其中 k=1.52 , T=42190N ?mm , mn =2 , d1 =46.46mm , b= 50mm由3圖 8-8 查得 Y =2.68，Ys=2.25由3圖 8-9 查得 Ys1=1.57，Ys2=1.76由3圖8-10查得 重合度系數(shù) Y =0.72由3圖11-3查得 螺旋角系數(shù) Y =0.93許用彎曲應(yīng)力v

24、*YnF limFSf由3表 8-11查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為Flim1 =1.8HBS=425MPaFiim2=1.8HBS=342 MPa由3圖8-11查得 壽命系數(shù) Yn1= Yn2=1由3表8-20查得 安全系數(shù)Sf =1.6V *F1-N1皿=265.6MPaSfY *f2 _=213.8MPaSfF12* k*T1b* mn *d1*YfiYsiYY50*2*45.24=83.03 MPaF1<F1,則F2 =YS2YF2Ys1Yf1=78.14 MPa F26.5計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他幾何尺寸端面模數(shù)mt =cos2=2.02015cos8.1齒頂高h(yuǎn)a =*hamn =1*2=2

25、齒根高h(yuǎn)f =(hac)mn= ( 1+0.25)*2=2.5mm全齒高h(yuǎn)= ha + hf =2+2.5=4.5mm頂隙c= c mn =0.285*2=0.5齒頂圓直徑da1 = d12ha46.46 2*250.46齒根圓直徑da2d22ha153.53 2*2157.53df 1d12hf(46.46 2*2.5) mm 41.46mmdf 2d22hf(157.53 2*2.5) mm 152.53mmH1=541 MPh2 =471.45MPaH min =472 MPa同前小齒輪調(diào)質(zhì) ，236HBW大齒輪正火 ，190HBWd1t 41.03mm7. 低速級(jí)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算

26、7.1選擇齒輪的材料7.2確定齒輪許用應(yīng)力許用接觸應(yīng)力：由1表8-39 知H lim bSHKhl由1表8-10查得Hlim1223669541MPaH Iim2219069449MPa故應(yīng)按接觸極限應(yīng)力較低的計(jì)算，只需求出大齒輪h2對(duì)于正火的齒輪H =1.0由于載荷穩(wěn)定，故按1表8-41，求輪齒應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Nh8Nh =60 n2t =60 X174.91 X2 X8 X365 X8=4.9 X10循環(huán)基數(shù)Nhl由1圖8-41查得當(dāng)HBS為300時(shí)，Nho 2.5 107因Nh Nh0 Khl 6 Nh0 =1V Nh449h2=MPa 449MPa1.0由1式 8-46知fF limSfk

27、FckFIFlim b11.8HBS424.8由1表 8-11知HBSFlim b21.8342許用彎曲應(yīng)力K=1.52fi得F 2取SF2單向傳動(dòng)取kFc1同Nfv Nfo所以kFc 1424.8MPa 212.4MPa2342MPa 171MPa27.3根據(jù)接觸強(qiáng)度，求小齒輪分度圓直徑由1式 8-38Fv kBu 1did h2d384初步計(jì)算kd 84in2 d 13 13377 1.18 3.491 4492 2.49d186.64 取 b486 mm(表 8-9)k 1.1886.644 mmd4215.21 mma1 =100mmb3 b2(5 10) mm 取 b3=95mm選定

28、 Z3 43 Z4uZ1 =43 X2.49=107.7取 107m d1瞼644 2.01mm 取 m=2Z 43a (Z1 Z2)150mm27.4驗(yàn)算接觸應(yīng)力由18-37 知ZhZeZ2T1k kv(u_1)d； dU取 Zh =1.76 Z =1ZE =271齒輪圓周速度Vd1n160 100040.216 174.9160 10000.368由圖8-39查得kv=1.15 （8級(jí)精度齒輪）H =1.76 X271 X12 133770 118 1.15 3.49(40.216)3 12.49 =421'92 *接觸強(qiáng)度足夠7.5驗(yàn)算彎曲應(yīng)力由1表8-43知f = Yf2T2K

29、 Kv2d1 dmd1t 44.66mm由1圖8-44查得 Z1=43Yf1=3.76Z2=107Yf2 =3.75F1 12702=N/ mm =65.21MPYf13.761F 2 = 270 MP=72MPYf23.75故應(yīng)驗(yàn)算小齒輪的彎曲應(yīng)力F1 = Yf2T2K Kv2d1 dm=3.76 x2 133770 1.18 1.152=4647MP86.641 2F1 VF彎曲強(qiáng)度足夠1 27.6計(jì)算齒輪傳動(dòng)的其他尺寸齒頂高h(yuǎn)a = ha m=1 x2=2mm齒根高 hf = h, C m= (1+0.25 ) 2=2.5mm全齒高 h= ha + hf =2+2.5mm=4.5mm頂隙

30、 C= c m=0.25 X2=0.5mmmn =2齒頂圓直徑da3 = d3 +2 ha =86.644+4mm=90.644mmda4 = d4+ 2ha =215.21+4mm=219.21mm齒根圓直徑 df3 = d4 2 hf =86.644-2 X2.5=81.644mmd1 =46.46mmd2 =116.68mmb2 =50mmb =60mmdf4 = d4 2hf =215.211 2 X2.5=201.211mm7.7齒輪作用力的計(jì)算高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的作用力已知高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 £=42190 X1mm 轉(zhuǎn)速n =577.23r/min螺旋角 =8.6小齒輪左旋，

31、大齒輪右旋，小齒輪分度圓直徑d1 =46.46mm 齒輪1的作用力廠如亠 l2T12 42190圓周力 Ft = = N=1816.2Nd146.46tanxntan20徑向力為 Fr2Ft1n =1816.2 XN=667.7Ncoscos8.1軸向力 Fa2Ft1 tan =1816.2 xtan8.1 =258.5N 齒輪2的作用力從動(dòng)齒輪2各個(gè)力與主動(dòng)齒輪1上相應(yīng)的力大小相等，作用力方向相反。低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的作用力已知條件低速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T2=133770N mm 轉(zhuǎn)速n2 =174.91r/min小齒輪右旋，大齒輪左旋，小齒輪分度圓直徑為d3 =86.64齒輪3的作用力圓周力2T22

32、 133770 =308.80Nd386.64徑向力Fr3 Ft2 tan 3088.0 tan20 1123.94齒輪4的作用力從動(dòng)齒輪4各個(gè)力與主動(dòng)齒輪 3上相應(yīng)的力大小相等， 作用力方向相反。8中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算8.1已知條件中間軸傳遞的功率 P2=2.45kW，轉(zhuǎn)速n2 174.91r /min，齒輪2分度圓 直徑 d2=153.53mm ，齒輪寬度 b2=50mm ， b3=95mm8.2選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故由表8-26選常用的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理8.3初算軸徑3查表9-8得C=106135 ，考慮軸端不承受轉(zhuǎn)矩，只承受少量的彎矩，故取小值 C

33、=110，則 dmin3P2C 110 寸 2.45 mm 26.52mmVn，V 174.918.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如圖軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸不長(zhǎng)，故軸承采用兩端固定方式。然后，按軸上零件的安裝順序，從dmin處開始設(shè)計(jì)滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度軸承的選擇與軸段及軸段的設(shè)計(jì)該段軸段上安裝軸承，其設(shè)計(jì)應(yīng)與軸承的選擇同步進(jìn)行，選擇深溝球軸承。軸段、上安裝軸承，其直徑既應(yīng)便于軸承安裝，又應(yīng)符合軸承內(nèi)經(jīng)系列。暫取軸承為 6208，經(jīng)過驗(yàn)算，軸承 6208的壽命符合減速器的預(yù)期壽命要求。由3表11-9得軸承內(nèi)徑d=40mm ，外徑D=80mm ，寬度B=18mm ，定位軸肩直徑da=47mm，外徑定位直徑

34、 Da=73mm ，對(duì)軸的力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離 a3 =9mm，故d! =40mm通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，則d5=40mm軸段和軸段的設(shè)計(jì)軸段上安裝齒輪 3，軸段上安裝齒輪 2，為便于齒輪的安裝，d2和d4應(yīng)分別略大于d1和d5，可初定d2= d4=42mm齒輪2輪轂寬度范圍為(1.21.5 ) d2=50.463mm ，取其輪轂寬度與齒輪寬度b2=50mm相等，左端采用軸肩定位，右端次用套筒固定。由于齒輪3的直徑比較小，采用實(shí)心式，取其輪轂寬度與齒輪寬度b3 =95mm 相等，其右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪 端面，軸段和軸段的長(zhǎng)度應(yīng)比相應(yīng)齒輪

35、的輪轂略短，故取L2=92mm ，L4 =48mm軸段該段為中間軸上的兩個(gè)齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為(0.070.1 )d2 =2.944.2mm ，取其高度為 h=4mm，故 d3 =50mm齒輪3左端面與箱體內(nèi)壁距離與高速軸齒輪右端面距箱體內(nèi)壁距離均取為1 =10mm ，齒輪2與齒輪3的距離初定為 3=10mm ，則箱體內(nèi)壁之間的距離為 Bx 2 13 b3b2 (2 10 10 95 60 50)mm 180mm2 2齒輪2的右端面與箱體內(nèi)壁的距離2=1 +( b1- b2)/2=10+(60-50)/2=15mm ，則軸段的長(zhǎng)度為L(zhǎng)33 10mm軸段及軸段的長(zhǎng)度該減速器齒輪的圓周速

36、度2m/s，故軸承采用脂潤滑，需要用擋油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤滑油濺入軸承座，軸承內(nèi)端面距箱體內(nèi)壁的距離取為=12mm ，中間軸上兩個(gè)齒輪的固定均由擋油環(huán)完成，則軸段的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1 B1 3mm (18 12 10 3)mm 43mmmt =2.02015ha =2hf =2.5mmh=4.5mmc=0.5da1 =50.46da2 =157.53d f 1 =41.46df 2=152.5345鋼小齒輪調(diào)質(zhì)處理大齒輪正火處理8級(jí)精度軸段的長(zhǎng)度為L(zhǎng)5 B2 2mm (18 12 15 2)mm 47mm軸上力作用點(diǎn)的間距a3=9mm ，則由3圖 11-6軸承反力的作用點(diǎn)距軸承外圈大端面的距離可得軸的支點(diǎn)

37、及受力點(diǎn)間的距離為951 L12a33mm(43923)mm78.5mmb2b350952L32(102)mm82.5mm3L5b2a32mm(4750 c 92)mm61mm228.5鍵連接齒輪與軸間采用A型普通平鍵連接，查3表8-31得鍵的型號(hào)分別為鍵12 X90GB/T 1096 1990 和鍵 12 X45GB/T 1096 1990h 2 449MPa8.6軸的受力分析(1) 畫軸的受力簡(jiǎn)圖軸的受力簡(jiǎn)圖如圖所示F1212.4MPaF2 171MPa(2) 計(jì)算軸承支承反力在水平面上為F r2l3R1XFr3(l213)Fa?l1 l2 l3k 1.18Z343667.7 61 112

38、3.94 (82.5 61) 258.5 2178.5 82.5 61567.5NR2XFr2Rh Fr3 667.7 ( 567.5) 1123.94 110.56 N式中的負(fù)號(hào)表示與圖中所畫力的方向相反 在垂直平面上為RzFt3(l2b) Ft2l3l1 l2 l33088(82.561) 1816.278.5826F61n2495.12 NR2z Ft3 Ft2 Rz (3088 1816.2 2495.12) N 2409.08NZ4=107m=2軸承1的總支承反力為a 150mmR1RZ、576.52 2495.122” 2558.84N軸承2的總支承反力為R2, R； R；z110

39、.562 2409.082N 2411.62N(3)畫彎矩圖彎矩圖如圖11-10c、d、e所示 在水平面上，a-a剖面右側(cè)M axR1xl1567.50 78.5N mm 44548.75N mmb-b剖面為M 'bxR2xl 3110.56 61N mm6744.16 N mmMbx M'bxFa26744.16258.5 N mm21315.66N mm在垂直平面上為M azR1zl12495.12 78.5 N mm195866.92 N mmM bz R2zl32409.08 61N mm 146953.88 N mm合成彎矩，a-a剖面左側(cè)接觸強(qiáng)度足夠Ma 、M； M

40、；z44548.75" 195866.92 mm200869.21N mmb-b剖面左側(cè)為MbMbz X315.662 16953.88" N mm146959.77N mmb-b剖面右側(cè)為Mb M '2x M bZ ,6744.16? 146953.882N mm 147108.55N mm(4)畫轉(zhuǎn)矩圖，T2133770N mm8.7校核軸的強(qiáng)度a-a剖面彎矩大，且作用有轉(zhuǎn)矩，其軸頸較小，故a-a剖面為危險(xiǎn)截面求當(dāng)量彎矩：一般認(rèn)為低速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩是按脈動(dòng)循環(huán)變化的?，F(xiàn)選用軸的材料為45鋼，并經(jīng)過調(diào)制處理。由教材表10-1查出其強(qiáng)度極限2 2b 650N /mm

41、，并由表10-3中查出與其對(duì)應(yīng)的 1b 60N /mm，取=0.58Mva M： T 2，200869.212(0.58 133770)2 N mm215332.58N mm根據(jù)a-a剖面的當(dāng)量彎矩求直徑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中該處的直徑 215332.58mm32.99mmd2 42mm，故強(qiáng)度足夠。8.8校核鍵連接的強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度足夠齒輪2處鍵連接的擠壓應(yīng)力為48.26MPa4T24 133770 MPad4hl 42 8 (45 12)取鍵、軸及齒輪的材料都為鋼，由3表8-33查得 p=125150MPa，強(qiáng)度足夠齒輪3處的鍵長(zhǎng)于齒輪2處的鍵，故其強(qiáng)度也足夠8.9校核軸承壽命計(jì)算軸承的軸向力 由3表1

42、1-9 查的深溝球軸承6208 軸承得Cr =29500N， Cor =18000N，F(xiàn)a2 =521.00N ，=890.2 N。Fr3=1123.74N，F(xiàn)a3=0N因?yàn)閺较蛄Ψ较蛳喾矗瑒t選最大的徑向力計(jì)算壽命。FaCor258.5180000.01436Fr258.51123.940.23利用插值法，計(jì)算徑向動(dòng)載荷系數(shù) X=0.56，軸向動(dòng)載荷系數(shù) Y=1.22.貝U當(dāng)量動(dòng)載荷P XFr YFa由1公式16670 Cn P16670 29500174.91 1133.71679161.886hL10h < L10h'，故軸承壽命足夠9.高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算9.1已知條件高速軸

43、傳遞的功率 P1=2.55kw，轉(zhuǎn)速r)1=577.23r/min，小齒輪分度圓直徑 d1 =32.33mm,齒輪寬度 b =60mmha =2mmhf =2.5mmh=4.5mmc=0.5mmda3 =90.644mmda4 =219.21mmd f3 =81.644mmd f4 =201.211mmFt2 =1816.2N9.2選擇軸的材料Fr2 =667.7N因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故由3表8-26選Fa2 =258.5N用常用的材料45鋼，調(diào)制處理9.3初算最小軸徑查3表9-8得C=106135 ，考慮軸端既承受轉(zhuǎn)矩，又承受彎矩，故取中dmin =C間值C=12

44、0，則2.55=19.68mm577.23軸與帶輪連接，有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增大3%5%，軸端最細(xì)處直徑為d! >19.68mm+19.68*(0.030.05) mm=20.2720.66取 dmin =21mm9.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Ft3=308.80NFr3 1123.94軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如圖所示（1）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體采用剖分式結(jié)構(gòu)，該減速器發(fā)熱小、軸不長(zhǎng)，故軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序，從軸的最細(xì)處開始設(shè)計(jì)（2）軸段軸段上安裝帶輪，此段軸的設(shè)計(jì)應(yīng)與帶輪輪轂軸空設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。根據(jù)第三步初算的結(jié)果，考慮到如該段軸徑取得太小，軸承的壽命可能滿足不了減

45、速器預(yù)期壽命的要求，初定軸段的軸徑di=25mm,帶輪輪轂的寬度為（1.52.0 ） d1 = （ 1.52.0 ） *25mm=33mm42mm, 結(jié)合帶輪結(jié)構(gòu)45，調(diào)質(zhì)處理L帶輪=37.550mm ，取帶輪輪轂的寬度 L帶輪=42mm,軸段的長(zhǎng)度略小于轂孔寬度，取L1 =40mm（3 ）密封圈與軸段d min26.52mm在確定軸段的軸徑時(shí)，應(yīng)考慮帶輪的軸向固定及密封圈的尺寸。帶輪用 軸 肩 定 位， 軸 肩 高 度 h=（0.070.1）d1 =（0.070.1）*25mm=1.752.5mm。軸段的軸徑 d2= d1 +2* （2.13）mm=29.231mm,其最終由密封圈確定。該處

46、軸的圓周素的小于3m/s,可選用氈圈油封， 查3表8-27 選氈圈35 JB/ZQ4606 1997，貝U d2=30mm（4 ）軸承與軸段及軸段考慮齒輪有軸向力存在，選用角接觸球軸承。軸段上安裝軸承，其直徑應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列。 現(xiàn)暫取軸承7207 ,由表11-9得軸承內(nèi)徑d=35mm, 外徑 D=72mm,寬度B=17mm ，內(nèi)圈定位軸肩直徑 da=42mm,外圈定位內(nèi)徑Da=65mm,在軸上力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離a3=15.7mm,故取軸段的直徑d3=35mm 。軸承采用脂潤滑，需要用檔油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤滑油濺 入軸承座。為補(bǔ)償箱體的鑄造誤差和安裝檔油環(huán)，軸承靠近箱體內(nèi)壁的端面 距箱體內(nèi)

47、壁距離取,檔油環(huán)的檔油凸緣內(nèi)側(cè)面凸出箱體內(nèi)壁12mm,檔油環(huán)軸孔寬度初定為 B1 =15mm,則 L3=B+ B =17+15=32mm通常一根軸上的兩個(gè)軸承應(yīng)取相同的型號(hào)，則d7=35mm,L7 =B+ B1=17+15=32mm(5) 齒輪的軸段該段上安裝齒輪，為便于齒輪的安裝，d5應(yīng)略大于d3，可初定 d5=42mm ，則由表8-31知該處鍵的截面尺寸為 b*h=12*8mm, 輪轂鍵槽深 度為t1 =3.3mm,由于df1與dq較為接近，故該軸設(shè)計(jì)成齒輪軸，則有d5= df1， L5 = 0 =60mm(6) 軸段和軸段的設(shè)計(jì)該軸段直徑可取略大于軸承定位軸肩的直徑，則d4 d6 =48

48、mm,齒輪右端面距箱體內(nèi)壁距離為1，則軸段的長(zhǎng)度 L61 E =(12+10-15)mm=7mm 。軸段的長(zhǎng)度為L(zhǎng)4Bx1 bB1 =(180+12-10-60-15)mm=107mm(7) 軸段的長(zhǎng)度該軸段的長(zhǎng)度除與軸上的零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。軸承座的寬度為 Lc1 c2 (5 8)mm，由3表4-1可知，下箱座壁厚 =0.025 a2 +3mm=(0.025*150+3)mm=6.75<8mm,取=8mm,a1 a2 =(100+150)=250mm<400mm,取軸承旁連接螺栓為M16 ,則 c =24mm,c2=20mm ,箱體軸承座寬度 L=【8+20+16+(58 )】mm=4952mm, 取L=50 ;可取箱體凸緣連接螺栓為M12，地腳螺栓為d =M20，