機(jī)械設(shè)計(jì)課設(shè)-最終設(shè)計(jì)一鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置

1、設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置一、傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的擬定3二、電動(dòng)機(jī)的選擇3三、傳動(dòng)比的分配5四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 7五、軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算 19六、軸承的選擇和計(jì)算35七、鍵連接的校核計(jì)算 38八、減速箱的設(shè)計(jì)40九、減速器的潤(rùn)滑及密封選擇 43十、減速器的附件選擇及說(shuō)明 43十一、設(shè)計(jì)總結(jié)46十二、參考書(shū)目47課程設(shè)計(jì)題目: 設(shè)計(jì)鏈板式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（簡(jiǎn)圖如下）原始數(shù)據(jù):輸送鏈的牽引力F/kN8運(yùn)輸機(jī)鏈速V/（m/s）0.37傳送鏈鏈輪的節(jié)圓直徑d/mm351工作條件：連續(xù)單向轉(zhuǎn)動(dòng)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用期 10年（每年300個(gè)工作日），小批量生產(chǎn)，兩班制工作，輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為&

2、#177;5%。鏈板式輸送機(jī)的傳動(dòng)效率為 0.95一、傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的擬定設(shè)計(jì)一鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用期 10年（每年300個(gè)工作日），小批量生產(chǎn)，兩班制工作，輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差為土 5%。鏈板式輸送機(jī)的傳動(dòng)效率為 0.95。第四組原始數(shù)據(jù)：輸送鏈的牽引力 F 8kN ;輸送鏈的速度v 0.37m/s;輸送鏈鏈輪 節(jié)圓直徑D 351mm。二、電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式的選擇1、電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇：根據(jù)用途選擇Y系列一般用途的全封閉自冷式三相異步電 動(dòng)機(jī)。2、功率的確定:工作機(jī)所需功率Pw：PwFwVw /( 1000 w)因?yàn)镕 8kN ; v 0.37m/

3、s ; w 0.95,把數(shù)據(jù)帶入式子中，所以Pw 8000 0.37 /(1000 0.95) 3.1158kW傳動(dòng)裝置的總效率”：聯(lián)軸器效率聯(lián)=0.99 ,滾動(dòng)球軸承效率 軸=0.99 ,錐齒輪效率錐=0.97 ,圓柱齒輪效率圓(8級(jí)精度)=0.97 ,滾子鏈效率 鏈=0.96。 3 聯(lián)軸器 錐 圓柱 球軸承 滾子鏈0.99 0.97 0.97 0.993 0.960.8677所需電動(dòng)機(jī)的功率Pd :Pd Pw/ 3.1158/0.8677 3.72kW電動(dòng)機(jī)額定功率Pm：按Pm>Pd選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)。故選Pm4kW的電動(dòng)機(jī)3、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定：計(jì)算工作機(jī)軸工作轉(zhuǎn)速：nw 60 1000

4、v/( d) 60 1000 0.37/(351)20.14r / min按推薦的傳動(dòng)比范圍，取錐齒輪、圓柱齒輪和鏈傳動(dòng)的一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍分別為23、35和25 ,則總傳動(dòng)比范圍為i=1275 。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n inw (12 75) 20.14 241.68 1510.5r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750、1000和1500r/min 。Pw4、電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定3.1158kW由上可見(jiàn)，電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速可選750、1000和1500r/min ,額定功率為4kW。因在本課程設(shè)計(jì)中，1000r/min1500r/min 的電動(dòng)機(jī)最常用，因此查表 14-5(P166)選擇電

5、動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M1-6 。電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)見(jiàn)下表型號(hào)額定功率/kW滿載轉(zhuǎn)速nm(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132M1-649602.02.2、傳動(dòng)比的分配1、總傳動(dòng)比：i nm/nw960/20.14 47.72、分配各級(jí)傳動(dòng)比:設(shè)減速器的傳動(dòng)比為i減高速級(jí)錐齒輪傳動(dòng)比為i 1 ,低速級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比為i 2鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比為i鏈。電動(dòng)機(jī)工按表推薦的傳動(dòng)比范圍,取錐齒輪、圓柱齒輪和鏈傳動(dòng)的一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍分作功率計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比別為23、35和25 。經(jīng)驗(yàn)公式i 10. 25i減。為使大錐齒輪不至于過(guò)大，i 13故i1% i鏈，取i鏈=4,則有i減i/i

6、鏈11.925=4KW ,錐齒輪嚙合的傳動(dòng)比：i1 025i減2.98,故i1 3。圓柱齒輪嚙合的傳動(dòng)比：i2=i減/ i 1=4.0111 , i24。鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比：i鏈=3.975。3、各軸的轉(zhuǎn)速n (r/min電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速nd :ndnm 960r / min高速軸的轉(zhuǎn)速n1 :n1nd960r /min中速軸的轉(zhuǎn)速ni /i1960/3320r/min轉(zhuǎn)速nm低速軸的轉(zhuǎn)速n3n2 / i2320/480r / min工作軸的轉(zhuǎn)速n4n3 /i 鏈80/3.975 20.13r/min960r/min4、各軸的輸入功率P(kW )電機(jī)軸的輸入功率Pd：Pd4kW高速軸的輸入功率Pi：P

7、iPd 聯(lián)軸器 40. 993. 96kW中速軸的輸入功率P2：P2 P1 錐齒輪球軸承 3.96 0.97 0.99 3.803kW低速軸的輸入功率P3：P3 P2 圓柱齒輪球軸承 3.803 0.97 0.99 3.65kW工作軸的轉(zhuǎn)速P4：3.47kWP4 P3滾子鏈球軸承 3.689 0.96 0.995、各軸的輸入扭矩T (N電機(jī)軸的輸入功率Td:Td9550 Pd nd4 一一9550 39.8N ?m960高速軸的輸入轉(zhuǎn)矩Ti：Ti9550 且9550366 39.4N?mY132M1中速軸的輸入轉(zhuǎn)矩T2:T2P29550 n23.803Kl9550 113.40N ?m320-

8、6三相異步電動(dòng)機(jī)低速軸的輸入轉(zhuǎn)矩 T3：T3 9550 P3 9550 3.650 435.7N?m n380P3 47工作軸的輸入轉(zhuǎn)矩 T4：T4 9550 4 9550 1646.2N ?mn420.14Td、Ti、T2、T3、T4依次為電動(dòng)機(jī)軸，高速軸，低速軸，鏈輪軸和工作機(jī)軸的輸入轉(zhuǎn)矩。參痢崢電動(dòng)機(jī)軸軸I軸口軸w工作機(jī)軸功率P/kW43.963.8033.653.47轉(zhuǎn)矩T/nm39.839.4113.4435.71646.2轉(zhuǎn)速r/min9609603208020.13傳動(dòng)比1343.975效率0.990.96030.96030.95046、驗(yàn)證帶速dn4351 20.13v 60

9、100060 1000誤差為0.37 0.36990.37100%0.3699m/s0.0012%5%,合適各級(jí)傳動(dòng)比：四、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算已知輸入功率R3. 96kW,齒數(shù)比為3,小齒輪的轉(zhuǎn)速為960r/min ,由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，使用期為10年（每年工作300天），兩班制，輸送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微震動(dòng)，空載啟動(dòng)。ii1）選用閉式直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，按齒形制GB/T123691990齒形角20°,頂隙3.975一二 * » _.、 一二 * 系數(shù)c 0.2,齒頂圖系數(shù)ha1,螺旋角14 ,軸夾角90 ,不變位，齒高用等頂隙收縮齒。2）該減速器為通

10、用減速器，速度不高故選用8級(jí)精度。3）因傳遞功率不大轉(zhuǎn)速不高，由表選擇小齒輪材料為45Gr （調(diào)質(zhì)），硬度為250HBS ,大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為200HBs ,二者材料硬度差為50HBS4）選小齒輪齒數(shù)Z1 22 ,大齒輪Z2 i1 z1 3 22 66（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算, 2由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算，即d1t 31 ZEZH H d 14K20.5 d u對(duì)標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪傳動(dòng)，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) Zh =2.51）小齒輪轉(zhuǎn)矩T139400 N ? mm2）試取載荷系數(shù)Kt1.63）由表7-5選取齒寬系數(shù)d 0.3 14）由表7-6（P139）查得材料彈性影響系數(shù) ZE189. 8

11、MPc2各軸轉(zhuǎn)速：n1=960r/min5）由圖7-18按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hiim1 600MPa,大 n2齒輪的接觸疲勞極限Him2 570MPa6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160njLh 60 960 12 8 300 102. 7648 109N2 N1/u 2.7648/3 9.216 108=320r/minn3=80r/minn4=20.13r/min（1）選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)，材料及齒數(shù)7)由圖7-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)Zhni 0.93 Zhn2 0.95 允許一定點(diǎn)蝕，8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)Sh =1H 1 Zhn1 lim1/SH0.93 6

12、00 558 MPaH 2 Zhn2 Iim2/SH0.95 570 541.5MPa各軸功率：Pi3. 96 kWP23.803 kWP33.65 kWP43 .47 kW9)試算小齒輪分度圓直徑代入H中的較小值得d1t 2.923. ZEKtT1270.863mm； h d 1 0.5 d u10)計(jì)算圓周速度v錐齒輪平均分度圓直徑 dm1 d1t 1 0.5 d 70.863 (1 0.5 0.3) 60.23mmV ( d mn) /( 601000 )(60 . 23960 ) /( 601000 )3 . 027 m / s11 )計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)工作載荷狀態(tài)(輕微沖擊)和原動(dòng)機(jī)類(lèi)

13、型(電動(dòng)機(jī))”查表10-2得Ka1.25根據(jù)v=3.027m/s,8 級(jí)精度，錐齒輪第一級(jí)精度，按照 9級(jí)精度，由圖7-7查得動(dòng)載系數(shù)Kv 1.1由表7-3查得齒間載荷分配系數(shù)KhKf1由大齒輪兩端支承，小齒輪懸臂布置，查圖取得齒向載荷分布系數(shù)由 Kh 1.8751.25 1.1 1 1.875 2.578則接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)K KaKvKh Kh12)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑di dit3/K/Kt70.863 3/2.578/1.6 83.07mmm d1 /z1 83.07/22 3.77mm取標(biāo)準(zhǔn)值m 3.75mm13)計(jì)算齒輪的相關(guān)參數(shù)d1 mz1 3.75 22 82.5

14、mmd2 mz2 3.75 66 247.5mm計(jì)算錐角 u = z2 = cot 6 = tan 6 =3 z1121 arctan 1 / u 18 43'2 901 71 57'Ju2 132 1計(jì)算錐距 R d182.5130.4mm22計(jì)可均分®HW徑dm1 = d1 (1 - 0.5? r) = 70.125dm2 = d2 (1 - 0.5? r) = 210.375計(jì)算平均模數(shù)mm = m(1 - 0.5? r) = 3.1875計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)zv1 = z1 = 23.23 zv2 = z2 = 213.01cos 8cos 81214)確定并圓整齒寬

15、b dR 0.3 130.4 39.12mm圓整取 B2 35mm, B140 mm15)結(jié)構(gòu)選擇。小齒輪齒頂圓直徑 160mm ,選用實(shí)心結(jié)構(gòu)。大齒輪齒頂圓直徑160mm ,選用腹板式結(jié)構(gòu)。各軸扭矩：T“39.8N ?mdT139.4N ? mT2113 .40T3435 .7 NT41646 .2 NN ? mm m高速級(jí)錐齒輪的主要設(shè)計(jì)參數(shù)小錐齒輪大錐齒輪小錐齒輪大錐齒輪齒數(shù)z2266錐距R130.4mmb39.12mm39.12mm模數(shù)m3.75mm錐角18.43 071.57 0平均模數(shù)3.1875mm分度圓直徑82.5mm247.5mm當(dāng)量齒數(shù)23.23213.01平均分度圓直徑7

16、0.125mm210.375m m結(jié)構(gòu)實(shí)心腹板式（3）按核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1）確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù) K KaKvKf Kf 1.25 1.1 1 1.875 2.5782）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Zv1 4/cos 123.2zv2z2 /cos 2 213.03）查表7-4得錐齒輪重要參數(shù)：z122z2 66YFa1 = 2.69 ,Ysa1 = 1.575 ”Fa2 = 2.06 , Ysa2 = 1.974）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖7-17查得彎曲疲勞壽命系數(shù)Yfni=0.82 , Yfn2=0.85取安全系數(shù)Sf1.4由圖7-18c查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FN1 550MPa FN2 510

17、MPa按脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲應(yīng)力F 1 YFN1 FN1/SF 0.82 550/1.4 322.1MPaF 2 YFN2 FN2/SF0.85 510/1.4 309.6MPa5）計(jì)算大小齒輪的YFa1Ysa1 /F1并加以比較322.1YFa2YSa2"70.01310309.6小齒輪的數(shù)值大P4KTYFaYsaI. d(1 0.5 d)2Z12 u2 1 f3.7X2.69 ,50.01315取標(biāo)準(zhǔn)值m=3.75 ,與接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)相同對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能 力,而

18、齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘 積）有關(guān),可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 3.7就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3.75 mm。按接觸強(qiáng)度所得的分度圓直徑di=82.5 mm ,算出小齒輪齒數(shù)d182.5Z1 = = = 221 m 3.75大齒輪齒數(shù)z2 = 3 X22 = 66這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。6）大錐齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因?yàn)殄F齒輪齒頂圓直徑大于160mm ,而又小于500mm ,故選用腹板式結(jié)構(gòu)為 宜有關(guān)尺寸按推薦的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)D0 173.2mm, C= （3-4 ） m=15mmD3 1.6D4

19、 56mm 故 D4 35mmD1D0 D3 /2 114.6mm,D2 0.25 0.35 D0 D3 40mml 1 I.2D4 422 .斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算已知輸入功率P23. 803kW,齒數(shù)比為4,小齒輪的轉(zhuǎn)速為320r/min ,由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，使用期為10年（每年工作300天），兩班制，輸送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí) 有輕微震動(dòng)，空載啟動(dòng)。（1）選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)，材料及齒數(shù)1）選用閉式斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2）該減速器為通用減速器，速度不高，故選用 8級(jí)精度。3）因傳遞功率不大轉(zhuǎn)速不高，由表 7-1選擇小齒輪材料為40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為 250HBS ,大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)）

20、，硬度為200HBs ,二者材料硬度差為50HBS。4）選小齒輪齒數(shù)Z124 ,大齒輪Z24 24 965）選取螺旋角。初選螺旋角14（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算，即d«3 2KT2幺2ZEI dUH1 ）小齒輪轉(zhuǎn)矩T2 113400N ?mm2）試取載荷系數(shù)Kt1.63）由圖7-12選取區(qū)域系數(shù)Zh 2. 43314）由表7-6查得材料彈性影響系數(shù)Ze189.8MpJ5）由表7-5選取齒寬系數(shù)d 16）由圖 7-15 查得 10. 79 ,20. 89 ,21. 68Hlm1 600MPa,大7）由圖7-18按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限齒輪的接

21、觸疲勞極限川而2 550MPa8）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1 60n2jLh 60 320 1 2 8 300 101.6128 109N2 N1/u 1.6128 109/4 4.032 1089）由圖7-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)Yhni0.96 Yhn20.9810)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力KHN1 lim 1 / S0. 96600576 MPaH 541.5MPaKhN2 lim 2 / S0. 98550539MPa576539537. 5MPad#試算小齒輪分度圓直徑11 )58.41mm12)計(jì)算圓周速度v(d1tn2)/(60 1000)(58.41 320)/(60 1000)0.98

22、m/s13)計(jì)算齒寬b及模數(shù)小dd1t 1 58.41 58.41mmd1t cos58.41 cos14 八”mnt242.36mmh 2.25mnt 2.25 2.36 5.31mmb/h 58.41/5.31 1114）計(jì)算縱向重合度0.318 dzitan0.318 1 24 tan 141.90315）計(jì)算載荷系數(shù)K齒輪工作時(shí)有輕微振動(dòng)，查表 7-2得Ka 1.25由圖7-7查得動(dòng)載系數(shù)Kv1.05由表7-3查得齒間載荷分配系數(shù)KhKf1.2由表7-8得軸承系數(shù)K H 1 . 42則接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)KKAKVKH Kh1.25 1.05 1.2 1.422.236516）按實(shí)際的載荷

23、系數(shù)校正所得的分度圓直徑d1 d1t3 K/Kt 58.41 3 2.2365/1.6 65.31mmm d1cos / z1 65.31 cos14 /24 2.64mm（3）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1）確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)KKAKVKF KF1.25 1. 05 1.2 1.352. 12632）根據(jù)縱向重合度1.903,從圖7-14查得螺旋角影響系數(shù)Y 0. 883）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)zv1Z1 / cos324 / cos3 1426. 272zv2z2 / cos396 / cos3 14105. 0894）查表7-4得YFa1 = 2.592 ,Ysa1 = 1.596= 2.176 ,

24、Ysa2 = 1.7945）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖7-17查得彎曲疲勞壽命系數(shù)Yfni =0.89 , Yfn2 =0.9取安全系數(shù)SF1. 4由圖7-16c查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限d182.5mmfni500MPa fn2380MPa按脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲應(yīng)力d2247.5mm18 436）計(jì)算大小齒輪的YFaYSa /f并加以比較YFa1YSa12. 592 1.596fi317. 90. 0130171 57'YFa2YSa2f22. 176 1. 794252. 4290. 01598F 1Kfni FN1 / Sf0.9500 / 1. 4317. 9MPaF 2

25、KFN2 FN2 / Sf0. 99380 / 1.4244.3MPa小齒輪的數(shù)值大7）模數(shù)nmnt322KT1Y cos22 dZ1?YFaYSa- f2.38mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，取mnt 2.5mm,已滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。但是為了同時(shí)滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度,需按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1 65.31mm,來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)d1 cos65.31 cos14B235mmZi mn2.525.3故取Z1 26 ,Z226 4104Bi40mm8）計(jì)算中心距(Zi Z2)mn a 2cos(26 104) 2 cos142.5167.48mm將中心距圓整為a 170mm9)按圓整后的中心距修正螺旋

26、角(Zl Z2)mnarccos一2a(26 104) 2.5arccos 17.082 17010)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑,926 2.5d1 68mmcos cos17.08Z2mn104 2.5d2 272mmcos cos17.0811)計(jì)算齒輪寬度b dd11 68 68mm取 B1 73mm; B2 68mm12)計(jì)算齒頂高h(yuǎn)a、齒根高h(yuǎn)f、齒全高h(yuǎn)、頂隙c：*ha hamn 1 2.5mm 2.5mm*.hf (ha c )mn (1 0.25) 2.5mm 3.125mmh ha hf 2.5 3.125 5.625mm*c c mn 0.25 2.5mm 0.625mm1

27、3)計(jì)算齒頂圓直徑da1、da2、齒根圓直徑df1、df2：da1 d1 2ha (68 2 2)mm 73mm da2 d2 2ha (272 2 2)mm 276mm df1 d1 2hf (68 2 3.12mm 61.75mm df2 d2 2hf (272 2 3.125)mm 262.625mm14)齒輪旋向：小圓柱斜齒輪左旋，大圓柱斜齒輪右旋。(4)大齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪結(jié)構(gòu)選擇。小齒輪齒頂圓直徑 160mm ,選用實(shí)心結(jié)構(gòu)。大齒輪齒頂圓直徑160mm ,選用腹板式結(jié)構(gòu)。中間級(jí)斜齒圓柱齒輪的主要設(shè)計(jì)參數(shù)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪齒數(shù)z2496中心距a170mmB73mm68mm當(dāng)量模數(shù)

28、mn2.5mm修正后螺旋角14.853°結(jié)構(gòu)實(shí)心腹板式分度圓直徑68mm272mm當(dāng)量齒數(shù)19.779.3齒頂圓直徑73mm276mm齒根圓直徑61.75m m262.625 mm3.鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知輸入功率P3 3.65kW ,傳動(dòng)比為3.975,小鏈輪的轉(zhuǎn)速為80r/min ,由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，使用期為10年（每年工作300天），兩班制，輸送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí) 有輕微震動(dòng)，空載啟動(dòng)。1）選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù)乙19大鏈輪的齒數(shù)Z2 i3乙 3.975 19 75.525 762）確定計(jì)算功率由表6-7 ,輕微沖擊，工況系數(shù) Ka=1.0。由表6-5 ,齒數(shù)19 ,假定工作點(diǎn)

29、落在圖6-12 某曲線的左側(cè)，則主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)1.08Kz419取單排鏈，則Kp 1Kl 1.06則計(jì)算功率為P0KaP3KzKlKp3.651 1 1.063.44KW3)選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距根據(jù)Pca 3.44kW和主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n3 80r/min,由表6-1得鏈條型號(hào)為20A ,得節(jié)距 p 31.75mm。4)計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距a0 (30 50)p (30 50) 31.75 952.5 1587.5mm取中心距為1000mm ,相應(yīng)的鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為L(zhǎng) 2也Lpo 2 pZiZ222Z2Zi2pa。2c 100019 7676 1931.75125.26mm231.7522100

30、0故取鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)Lp 126節(jié)由 Lpz1 126 19 1.877,查得 f1 0.24333, Z2 Zi76 19則鏈傳動(dòng)的最大中心距為afp2Lp (Zi Z2)0.24333 31.75 2 126 (19 76) 1212.9mm5)計(jì)算鏈速v,確定潤(rùn)滑方式zm3P19 80 31.75v 一 尸0.804m/s60 100060 1000又因?yàn)殒溙?hào)20A,查圖6-12得潤(rùn)滑方式為：滴油潤(rùn)滑6）計(jì)算壓軸力Fp有效圓周力:Fe 1000P/V 1000 3.65/0.804 4539.8N鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù) Kfp 1.15則 Fp KFPFe 1.15 4539.8 5220

31、.8N7)計(jì)算鏈輪主要幾何尺寸d1P,180 sinZi31.75192.90mm ,180sin19d2P,180sinZ231.75768.3mm,180 sin768)鏈輪材料的選擇與處理根據(jù)系統(tǒng)的工作情況來(lái)看，鏈輪的工作狀況采取兩班制，工作時(shí)有輕微振動(dòng)。每年300個(gè)工作日，齒數(shù)不多，根據(jù)表6-4得鏈輪材料選用40號(hào)鋼，淬火、回火，處理后的硬度為4050HRC。9)大鏈輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：大鏈輪齒頂圓直徑da2 max：查表得 p=31.75 d1 =19.05da2max d 1.25p d1 p/sin(180/z2) 1.25p d1 31.75/sin(180/76) 1.25 31.7

32、5 19.05 788.93mm小鏈輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：小鏈輪齒頂圓直徑daimax：dalmax d 1.25P diP/sin(180/z1) 1.25P d1 31.75/sin(180/19) 1.25 31.75 19.05 213.5mm齒全寬bf2：bf2Pt bf135.76 0.93 b135.76 0.93 18.953.337mm輪轂寬度：L (1.52)d,取 L 60mm低速級(jí)鏈輪的主要設(shè)計(jì)參數(shù)小齒輪大齒輪齒數(shù)z1976鏈號(hào)20A (節(jié)距 31.75mm )排數(shù)1鏈節(jié)數(shù)126最大中心距1212.9mm五、軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算1.初算軸徑。1.選擇材料選¥ 45剛，調(diào)質(zhì)

33、處理。取C 1152.按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件初步估算軸徑。電機(jī)軸軸I軸n軸田滾筒*由IV功率P/kw43.963.8033.653.47轉(zhuǎn)速 n/(r/min)9609603208020軸I :dC3-115, nV39696018.44軸H :dC31153' nV3.80332026.24軸出:dC31153J3.658041.09考慮到軸上鍵槽的影響，對(duì)于 d0100mm的軸，直徑放大5%。d1 = 18.44 X1.05 = 19.36mmd2 = 26.24 X1.05 = 27.6mmd3 = 41.09 X1.05 = 43.1mm2選擇聯(lián)軸器和軸承。選擇高速輸入軸聯(lián)軸器1 .

34、類(lèi)型選擇選擇彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，適用于連接兩同軸線的傳動(dòng)軸系，并具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移和一般減振性能。工作溫度-2070 C。2 .載荷計(jì)算公稱轉(zhuǎn)矩 T = 9550000 P = 9550000 X396 = 39.4N m 由表查得 Ka = n9601.5,由Tca= KaT計(jì)算得到計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca = 39.4 X1.5 = 59.1N mm3.型號(hào)選擇根據(jù)轉(zhuǎn)矩，軸最小直徑19.36mm 選擇型號(hào)。取LT4彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，具額定轉(zhuǎn)矩63N m ,半聯(lián)軸器的孔徑di24mm故取di224mm,軸孔長(zhǎng)度L=52mm ,聯(lián)軸器的軸配長(zhǎng)度L1 =38mm 。選擇軸承類(lèi)型考慮到有軸向、徑向載荷，選擇角

35、接觸球軸承，尺寸系列02。0級(jí)公差，0組游隙。a = 25。脂潤(rùn)滑。3:繪制基本結(jié)構(gòu)裝配底圖斜齒輪重要參數(shù)：4 26Z2 109m 2.5如圖為主要內(nèi)箱的裝配底圖，基于此圖進(jìn)行后邊的軸系設(shè)計(jì)。查手冊(cè)表5-1，表5-2 ,表5-3。箱座壁厚與箱蓋壁厚5=5= 8mm地腳螺栓直徑 df = 0.018(dm1 + dm2 ) + > 12mm。取 df = 12mm。箱蓋與箱座連接螺栓直徑d2 = (0.50.6)df= 67.2。根據(jù)螺栓標(biāo)準(zhǔn)取8mm 。對(duì)應(yīng)螺栓的扳手空間，至外箱壁距離 ci = 13mm,至凸緣邊緣直徑C2 = 11mm。?1= ?2= 8mm , ?4= 4.88mm

36、,??？4= 6mm。?5> 8mm,初取 8mm 。后邊設(shè)計(jì)時(shí)要保證小錐齒輪在箱體中心。輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1 ,已知：Pi3. 96KW,ni 960r / min ,Ti39. 4N ? m2 .選擇材料并按扭矩初算軸徑選用45#調(diào)質(zhì)，硬度217255HBs , b650Mpa,根據(jù)課本P235 (10-2 )式，并查表 10-2，取 Ao115。dmin115V3. 96 / 96018.44mm考慮到最小直徑處要連接聯(lián)軸器要有鍵槽，將直徑增大5%,則d=18.44 X (1+5%)mm=19.36mm3 .初步選擇聯(lián)軸器要使軸徑d12與聯(lián)軸器軸孔相適應(yīng)故選擇連軸器型號(hào)，查得Ka1.5

37、,TcKa T11. 5 39. 459. 7N ? m。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)P298 ,取LT4彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，具額定轉(zhuǎn)矩 63N m,半 聯(lián)軸器的孔徑d1 24 mm故取d12 24mm,軸孔長(zhǎng)度L=52mm ,聯(lián)軸器的軸配長(zhǎng)度L1 =38mm 。4 .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)擬定軸的裝配方案如下圖：(2)軸上零件的定位的各段長(zhǎng)度，直徑，及定位1為了定位半聯(lián)軸器，1-2軸右端有一軸肩，取d2-3=30mmL=50mm2選滾動(dòng)軸承：因軸承同時(shí)承受有徑向力和軸向力且受力不大，故選用系列角接觸球軸承。參考d2-3 =30mm。選取標(biāo)準(zhǔn)精度約為03,尺寸系列7307AC。尺寸：d D B 35 80 2

38、1故d3-4 = d 5-6 =35mm ,而舊=21mm。此兩對(duì)軸承均系采用軸肩定位， 查表，7307AC軸承軸肩定位高度h=9mm因此取 d4-5 =44mm 。取 LB (2.53)d 91mm 則 1=70mm3M安裝齒輪處的直徑 d6-7=30mm ,使套筒可靠的壓在軸承上，故156<B=21mm ,156=l9mm。43由承端蓋厚度為e=9.6mm ,套杯厚度s1=8mm ,由于裝拆及添加潤(rùn)滑油的要求，軸承端蓋與外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離1=27mm ,故123=27+9.6+8=45mm。5圓錐齒輪的輪轂寬度1h= (1.21.5 ) ds=48 ,取L=46mm ,擋油

39、環(huán)寬度取12mm , 故際=6 0mm 。B1 73mmB2 68mm水平面內(nèi)對(duì)右邊軸承處力矩平衡：73.5Fnhi - 44Ft = 0得：Fnhi = 558.9N,Fnh2 = 1682.4N,Fnvi = 169.2NFnv2 = 557.2N(2)畫(huà)彎矩圖根據(jù)上述簡(jiǎn)圖及求出的軸上各作用力，分別按水平面和豎直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎 矩，并按結(jié)果分別作出水平面上的彎矩 Mh圖和垂直面上的彎矩圖Mv圖；然后按式M 二 VM2 + mV并作出m圖及扭矩圖。畫(huà)水平方向和豎直方向彎矩圖：由圖可知，最大合成彎矩在右邊軸承處。最大彎矩為可以看出最大計(jì)算應(yīng)力處,M=，M2+ MV = "(654

40、.9 X 75.5) 2 + (19.2 X75.5)= 49466.2N ?mm轉(zhuǎn)矩圖：T=39.4N m(3).校核軸的強(qiáng)度。已知軸的彎矩及扭矩后，可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面做彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)a= 0.6,計(jì)算應(yīng)力(T = "(T + 4 (ar) ca從彎扭圖中可以看出，危險(xiǎn)截面為右邊軸承處，其軸徑為 d6=30mm ,4各彎曲應(yīng)力(t= W，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力r= 2W,帶入計(jì)算應(yīng)力公式，則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為22，M 訂屯=(W)+ 4 (麗)<(T-1 w為軸的抗彎截面系數(shù),mm3,查表15-1可得其值為

41、W =九d3 bt(d-t) 23810.209 ,其中d為軸承處直徑，b為鍵槽寬度，t為鍵槽深。查表 6-1 ,鍵寬 b=8mm ,高 h=7mm , t=h/2=3.5mm。代入。兀d3bt(d - t)2322d-代入公式兀 X353328 X 3.5(35 - 3.5)22 X35=3810.209mm 3鏈輪的重要參數(shù)：Zi 19Z27622_14.39MPa，M、/。=(而)+ 4(而)ca W2W查表 15-1 % , 45 鋼，調(diào)質(zhì)，% = 60Mpa。強(qiáng)度足夠。中間軸的設(shè)計(jì)1 .已知：Pi3. 8028KW, n1 320r/min ,Ti 113.4N ?m2 .選擇材料并

42、按扭矩初算軸徑選用 45# 調(diào)質(zhì)，硬度 217255HBs , b650Mpa根據(jù)課本P235 (10-2 )式，并查表10-2，取A)115dmin 1153.8028/320 26.24mm,考慮到最小直徑處要連接聯(lián)軸器要有鍵槽，將直徑增大 5%,貝U d=26.24 x(1+5%)mm=27.6mm取 d=28mm3 .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬 定 軸 的 裝 配 方 案 如 下 圖p 31.75mm(2)軸上零件的定位的各段長(zhǎng)度，直徑，及定位初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受到徑向力和軸向力，故選用單列角接觸球軸承，參照工作要求并根據(jù)di2 d56 28mm 。取 7306AC型，尺寸 d D T

43、30mm 72mm 19mm故d12= d56=30mm ,此兩對(duì)軸承均系采用套筒定位，查表 18-4 ,軸定位軸肩高度h=3.5mm,因此取套筒直徑為37mm。長(zhǎng)18,總長(zhǎng)39.采用凸緣式悶蓋。取安裝齒輪處的直徑：d23=d 45=35mm ,錐齒輪右端與左軸承之間采用套筒定位，已知錐齒輪輪轂長(zhǎng)lh= (1.21.5 ) ds,取lh=42mm 為了使套筒可靠的壓緊端面，故取l23=40mm,齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h>0.07d,取h=2.5mm,則此處軸環(huán)的直徑d34=40mm.已知圓錐斜齒輪的齒寬為b1=73mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪端面，此處軸長(zhǎng) l45<

44、lh ,取 l45 =71mm 。以箱體大圓錐齒輪中心線為對(duì)稱軸，取li2 40mm, I34 29mm, g 39mm。(3)軸上零件的周向定位：大錐齒輪與軸、小圓柱斜齒輪與軸采用平鍵連接，即過(guò)盈配合。由設(shè)計(jì)手冊(cè)，并考慮便于加工，取大錐齒輪與軸、小圓柱斜齒輪與軸處的鍵剖面尺寸b h 10 8mm齒輪鍵長(zhǎng)L=B- (510 ) =63mm。配合均用H7/K6 ,滾動(dòng)軸承采用軸肩及套筒定位。軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，軸尺寸公差為K6。(4)軸圓角：2 45度軸II強(qiáng)度校核。(1)計(jì)算受力。畫(huà)受力分析圖。L1 L.2 L3 L4 131T小產(chǎn)吃- J I 呵 J7/ - ?/，F(xiàn)p2J,t /

45、FFtI /m,rsHi，由軸I小錐齒輪受力分析，得到大錐齒輪上受力情況。2T1圓周力 Fti = H 1 = 1123.7N dmi徑向力？?i= ?Man ?寬os ? = 1123.7 xtan 20 ° x cos 18.43 ° = 388.0?軸向力？?i= ?1tan ?sin ? = 1123.7 xtan 20° xsin 18.43 ° = 122.67?小圓柱齒輪受力情況如下：圓周力?2=篝=234 = 3335.3?徑向力？?2 =?2tan ?3335.3 x tar20 °-c?二COS 14.853。= 1256?

46、軸向力？?2= ?2：an ?= 3335.3 xtan 14.853 ° = 884.5?水平面內(nèi)Z方向上力平衡：Fnhi + Fnh2 + Fti - Ft2 = 0豎直面內(nèi)力平衡 :FNV1 + F NV2 + Fr1 - Fr2 = 0水平面內(nèi)對(duì)軸與小圓柱齒輪連接處力矩平衡:(124.5) Fnh1 - 74.5Fnh2 - 112.5Fa1 + 74.5F。= 0豎直面內(nèi)對(duì)軸與小圓柱齒輪連接處力矩平衡：(124.5) Fnvi + 84.5 X、- 74.5Fnv2 = 0得:Fnh1 = 942.7N,d1192.89 mmFnh2 = 2590.4N ,Fnvi = 1

47、35.0NFnv2 =683N(2)畫(huà)彎矩圖。d2768.3mm根據(jù)上述簡(jiǎn)圖及求出的軸上各作用力，分別按水平面和豎直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎 矩，并按結(jié)果分別作出水平面上的彎矩 Mh圖和垂直面上的彎矩圖Mv圖；然后按式M 二VM2 + mV并作出m圖及扭矩圖。M = vH + mV = v84211 2 + 44674 2 = 95327N mm = 95.327N m轉(zhuǎn)矩圖（3）已知軸的彎矩及扭矩后，可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面做彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)口= 0.6,計(jì)算應(yīng)力（T = V （T + 4 （a T）2o從彎扭圖中可以看出，危險(xiǎn)

48、截面為 ca小圓柱齒輪安裝處，其軸徑為d=30mm,將彎曲應(yīng)力° =養(yǎng)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力r=2T，帶入計(jì)算應(yīng)力公式，則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為22°ca = "（W）+ 4 （一。1 W為軸的抗彎截面系數(shù)，mm3,查表15-1可得其值為三-b（呼一,其中 32 2dd為軸承處直徑，b為鍵槽寬度，t為鍵槽深。查表 6-1 ,鍵寬 b=8mm ,高 h=7mm , t=h/2=3.5mm。代入。兀d3bt(d - t)232-2d兀 X303-2""8 X 3.5(30 - 3.5)22 X30=2323.002mm 3代入公式22b ='(為)+

49、4(2)= 25.136MPaca W '2W查表 15-1 % , 45 鋼，調(diào)質(zhì)，,=60Mpa。強(qiáng)度足夠。輸出軸設(shè)計(jì)（田軸）已知：輸出軸功率為P3 3.65kw,轉(zhuǎn)速為 % 80r/min,轉(zhuǎn)矩為 T 1646.2N ?m,大圓柱齒輪的分度圓直徑為d 280mm,齒輪寬度B 70mm。1 .選擇軸的材料選取軸的材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，取A。100。2 .按扭矩初算聯(lián)軸器處的最小直徑口一則：dm. A0jn3 35.7mm,考慮到輸出軸與鏈輪相連有一個(gè)鍵槽，與圓柱斜齒輪相連有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)當(dāng)增大5%7%。，將直徑增大5%,則d=35.7 X(1+5%)mm=37.485mm,取軸端

50、最細(xì)處直徑為di40mnx3 .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)擬定軸的裝配方案如下圖：(2)軸上零件的定位的各段長(zhǎng)度，直徑，及定位按零件的安裝順序，從最小軸徑處開(kāi)始設(shè)計(jì)：輪輪轂與軸段：該軸段安裝鏈輪輪轂，此軸段設(shè)計(jì)與鏈輪輪轂同步設(shè)計(jì)。該處軸徑取di40mn軸的長(zhǎng)度略小于輪轂孔的寬度，取 Li 58mm。封圈與軸段：在確定軸段的軸徑時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮鏈輪的軸向定位以及密封圈的尺寸。鏈輪用軸肩定 位，軸肩高度2. 84mm。軸段的軸徑為48mm,最終由密封圈確定，該處軸的16-9 選氈圈 40JB/ZQ4606 1986，則(3.54)d3 35 40mm,取 lb 36mmh (0.070. 10)d(0.070

51、.1) 40d2 d12h 40 (5.68)mm 45.6圓周速度小于3m/s,可選用氈圈密封，查表d245mm軸承端蓋外緣到鏈輪距離為lb(d3 10mm)軸承與軸段的設(shè)計(jì)： 軸段及軸段6上安裝軸承，其軸徑應(yīng)滿足軸承內(nèi)徑系列。有徑向力存在，采用角接觸球軸承，由軸段到軸段需要有安裝軸肩，軸肩高度為 h 13mm取h2.5mm則軸段及軸段6的軸徑為d350mm查表15-1選取角接觸球軸承7310ACGBT292 1994。軸承內(nèi)徑為d50mm,軸承外徑為D110mm寬度為T(mén) 27mm軸承采用脂潤(rùn)滑，故需要甩油環(huán)，甩油環(huán)寬度定為B12mm則軸段的長(zhǎng)度為L(zhǎng)339mmt根據(jù)軸承外徑確定軸承端蓋：查圖，選取鑄