帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

1、完美格式整理版學(xué) 號(hào)：Hubei Polytechnical University課程設(shè)計(jì)題目帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)教學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械制造及自動(dòng)化班級(jí)機(jī)械制造及自動(dòng)化(專)2010(1)班姓名指導(dǎo)教師2012年 05月 28 日設(shè)計(jì)目的：機(jī)械設(shè)計(jì)課程是培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。課程設(shè)計(jì)則是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是高等工科院校大多數(shù)專 業(yè)學(xué)生第一次全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，其目的是：(1)通過(guò)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)綜合運(yùn) 用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的的理論與實(shí)際知識(shí)去分析和解決機(jī) 械設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力。(2)學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握機(jī)

2、械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律。(3)通過(guò)制定設(shè)計(jì)方案，合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和零件類型，正確計(jì)算零件的工 作能力，確定尺寸及掌握機(jī)械零件，以較全面的考慮制造工藝，使用和 維護(hù)要求，之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到了解和掌握機(jī)械零件，機(jī)械傳動(dòng)裝 置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程和方法。(4)學(xué)習(xí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練，例如：計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料 和手冊(cè)、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。學(xué)習(xí)好幫手目錄1、 確定傳動(dòng)方案 12、 選擇電動(dòng)機(jī) 11、 選擇電動(dòng)機(jī) 12、 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比 2三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù) 23、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3(1) 普通V帶傳動(dòng)4(2) 圓柱齒輪設(shè)計(jì)54、 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、7(1) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7(2) 確定各軸段的尺寸 8(3) 確定聯(lián)軸器的尺寸 10(4)按扭轉(zhuǎn)和彎曲組合進(jìn)行強(qiáng)度校核 105、 高速軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 136、 鍵的選擇及強(qiáng)度校核 137、 選擇軸承及計(jì)算軸承的壽命 148、 選擇軸承潤(rùn)滑與密封方式 169、 箱體及附件的設(shè)計(jì)17(1) 箱體的選擇17(2) 選擇軸承端蓋17(3) 確定檢查孔與孔蓋 17(4) 通氣孔 17(5) 油標(biāo)裝置17(6) 螺塞 17(7) 定位銷 17(8) 起吊裝置17(9) 設(shè)計(jì)小結(jié) 1819參考文獻(xiàn)一、確 定齒輪 傳動(dòng)方 案機(jī)械傳動(dòng)裝置一般由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、工作機(jī)和機(jī)架四部分 組成。單機(jī)圓柱齒輪減速器由帶輪和齒

4、輪傳動(dòng)組成，根據(jù)各種 傳動(dòng)的特點(diǎn)，帶傳動(dòng)安排在高速級(jí)，齒輪傳動(dòng)放在低速級(jí)。傳 動(dòng)裝置的布置如圖A-1所示二、選 擇電動(dòng) 機(jī)(1)選 擇電動(dòng) 機(jī)PW =5.68kwF0 =6.28k w圖A-1Fw(N)Vw(m/s)Dw(mm)4 w(%)20002.7：3800.95 1)選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式根據(jù)工作要求和條件，選用一般用途的Y系列三相異 步電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)為臥室封閉結(jié)構(gòu)2)確定電動(dòng)機(jī)功率工作機(jī)所需的功率Pw (kW按下式計(jì)算FWvW _ 2000 2.7Pw = =5.68kw1000 W 1000 0.95電動(dòng)機(jī)所需功率P0(kW版下式計(jì)算式中，”為電動(dòng)機(jī)到滾筒工作軸的傳動(dòng)裝置總效率，根

5、 據(jù)傳動(dòng)特點(diǎn)，由表2-4查的：刀帶傳動(dòng)=0.96, 一對(duì)滾動(dòng)軸承“ 軸承=0.99,彈性聯(lián)軸器”聯(lián)軸器=0.99, 一對(duì)齒輪傳動(dòng)刀齒輪 =0.97 ,因此總效率“為2 2 n = n帶 n齒輪 n聯(lián)軸器 n聯(lián)軸器=0.96 M 0.97 M 0.99 父 0.99 = 0.904Pw5.59P0=6.28kw0.904確定電動(dòng)機(jī)額定功率Pm(kW,使 Pm=(1 1.3) xPo =6.28 (1-1.3)=6.288.16查表 2-1 ,取 Pm=7.5(kW)3)確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速nw為nw=60x1000 Vw/3.14D=60X1000X2.7/3.14x380 =135

6、.77r/min取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i帶=24 一級(jí)齒輪減速器i齒輪=35 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i總=620 故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可取范圍為nm=i 總、= (620) x135.77=814.6r/min 2715.4r/min選擇同步轉(zhuǎn)速為1500r/m的Y系列電動(dòng)機(jī) Y132M-4,其中Pm=7.5kwnw= 135.77r/ minY132M-4 nm=1440r /min型號(hào)額定功率/kW滿載轉(zhuǎn) 速/r ?min-1額定 轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn) 矩Y132M-47.514402.22.2n=1440r/min電動(dòng)機(jī)的參數(shù)見(jiàn)表A-1（2）計(jì) 算傳動(dòng)1）傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為i總=n"nw=1440/

7、135.77=10.01I總= 10.1裝置的2）分配各級(jí)傳動(dòng)比總傳動(dòng)為了符合各種傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)緊湊，必須是各比級(jí)傳動(dòng)比都在各自的合理范圍內(nèi)，且使各自傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)合 理勻稱，傳動(dòng)裝置總體尺寸緊湊，重量最小，齒輪侵油深度合 理本傳動(dòng)裝置肩帶輪和齒輪傳動(dòng)組成， 因i總=i帶i齒輪，為使減速器部分設(shè)計(jì)方便，取齒輪傳動(dòng)比i齒輪=4.2,則帶傳i 齒輪動(dòng)的傳動(dòng)比為=4.2i>=i總/i齒輪i帶=10.01/4.2=2.53=2.53(3)計(jì)1）各軸轉(zhuǎn)速ni算傳動(dòng)I 軸 n i= nM i 帶=1440/2.53=569.17r/min=569.14r裝置的II 軸 n n= n J i

8、 齒輪=569.17/4.2=135.52r/min/min運(yùn)動(dòng)參滾筒*由 n 滾筒=n n=135.52r/minnn= n 滾數(shù)和動(dòng)筒力參數(shù)2）各軸功率=135.52rI 軸 PI =F0T 0= Pot >=6.28X0.96=6.03kW/minII軸 PH =PI n m= P I n 齒輪 n 軸承=6.03x0.97x0.99PI=5.79kW滾筒軸P滾筒=p n411滾二p n”軸承“聯(lián)軸器=5.79x0.99x0.99Kw=5.68 Kw3）各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸 T 0=9.55X106 Po/ n m=9.55x106x6.28/1440N ?m=41649?mI軸TI

9、=T0i 014oi=To i帶刀帶=41649x2.53x0.96N?m=101157?mII軸TH =TI i IHqI n = T I i齒輪刀齒輪”軸承=101157.09x4.2x0.97x0.99 N ?m=407992 N ?m滾筒軸t產(chǎn)t n i n mqnm = th4軸承“聯(lián)軸器=407992X0.99X0.99 N ?m=399873 N ?m根據(jù)以上計(jì)算列出本傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)數(shù)據(jù)表, 見(jiàn)表A-2=6.03kw P n =5.79kwP滾筒 =5.68kw T0=41649 N?m T I =101157N ?m t n =407992 N?m T 皿 =39

10、9873 N?m三、傳 動(dòng)零件 的設(shè)計(jì) 和計(jì)算表A-2參數(shù)軸號(hào)電動(dòng)機(jī) 軸I軸II軸滾筒軸轉(zhuǎn)速n/r ?一，- -1min1440569.17135.52135.52功率P/kW6.286.035.795.68轉(zhuǎn)矩T/N?m41649101157407992399873傳動(dòng)比i2.654.21效率40.960.960.98本題目高速級(jí)采用普通V帶傳動(dòng)，應(yīng)根據(jù)已知的減速器參數(shù)確 定帶的型號(hào)、根數(shù)和長(zhǎng)度，確定帶的傳動(dòng)中心距，初拉力及張 緊裝置，確定大小帶輪的直徑、材料、結(jié)構(gòu)尺寸等內(nèi)容表A-3項(xiàng)目Po/kWnMr ?_-1 mini o i參數(shù)6.2814402.651）計(jì)算 功率根據(jù)工作條件，查教材

11、表8-9取%=1.2P尸Ka Po=1.2X6.28=7.536 KwPc=7.5362）選擇由 nm=1440 r?min-1、Pc=7.536Kw,查教材圖 8-10,確定為 A型kwvi®V帶A型帶3）確定由表8-10,表8-11選帶輪基準(zhǔn)直徑，小帶輪 dd1=125mm大帶dd1=125mrV帶基輪dd2=315mr準(zhǔn)直徑dd1=125mm (n/n 2)x d d1=(1440/569.17)x125=331.64mm按表8-11將dd2取標(biāo)準(zhǔn)為315mm則實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速：n 2=nx( d dJ d d2)=1440x(125/315) r ?min-1=571.43r?

12、min-1轉(zhuǎn)速誤差：(571.43-569.17)/569.17x100%=0.040<5% 允許V=9.42m/ s4）驗(yàn)算由式 8-12 得 V=3.14x d d1x n 1/(即加)帶速V=3.14x125x1440/60x1000 =9.42m/s帶速在525m/s范圍內(nèi)，合適5）初定由式 8-13 0.7(dd1+ dd2)< a0<2 (dd+ dd2)a0=500mm中心距308V a0< 800ao根據(jù)前而所計(jì)算的取中心距a0=500mm6）初算由下式計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld0，巾 K Ld0Ld0=2 a0+3.14 (dd1+ dd2)/2+ (dd2

13、-dd0 2/4 a 0=2x500+3.14(125+315)/2+(315-125) 2/4x500Ld=1800m=1708.85mmm查表8-8得相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1800mma=545.575mm7）計(jì)算按式8-15計(jì)算實(shí)際中心距a中心距a=&+(L d-L d0)/2=500+(1800-1708.85)amin=518.a=545.575mm575mmamin=a-0.015L d=545.575-0.015x1800ama)=599.=518.575mmama=a+0.03 Ld=545.575+0.03x1800575mm（1）普 通V帶 傳動(dòng)帶傳動(dòng)的參數(shù)見(jiàn)表A-3

14、=599.575mm?=160.18)驗(yàn)算 小帶輪 的包角?=1800-( (ddi-dd2)/a)x57.3 0=180 0-(315-125)/545.575)x57.30=160.10包角?=160.10>1200 合適9)確定 帶的根 數(shù)查表8-5 ,用插值法求得單根 V帶的基本額定功率P0=1.91kW按 A 型帶和 dd1 查得 n二1200r/min 與 n二1460r/min 時(shí)，P0的值分別為 1.66、1.93,當(dāng) m=1400r/minP0=1.66+(1.93-1.66)/(1460-1200)x(1440-1200)=1.909kW查表8-6 ,用插值法求得增量

15、功率 AR=0.168kW查表8-7 ,用插值法求得包角系數(shù)K;=0.95查表8-8 ,帶長(zhǎng)修正系數(shù)"0.99由式8-17得Z >Pc/( P 0+ A P0) K?kL=7.536/(1.91+0.168)x0.95x0.99=3.866 取 Z=4根帶的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表A-4Z=4根10)計(jì) 算初拉 力11 )作 用在軸上的力(2)圓 柱齒輪 設(shè)計(jì)Dd1/m mDd2/m mV/m ?s-1Ld/m ma/mm?Z/根A1253159.421800545160.14F0=(500 Pc/ZV) (2.5/K?) -1+mv2=500x7.536/(4x9.42)(2.5/0.9

16、5) -1+0.11x(9.42)=172.92N式中 m=0.11kg/m由式8-19得Fc=2ZRsin?/2=2x5x172.92sin160.1° /2=1364.384N已知齒輪傳動(dòng)的系數(shù)，見(jiàn)表A-5表A-5表A-4F0=172.9 2NFq=1364.384N1）選擇 齒輪材 料項(xiàng)目P"kWn i / r ?_ _ , _ -1 mini齒輪參數(shù)6.03569.174.2減速器是閉式傳動(dòng)，可以采用齒面硬度0 350HBs勺軟齒面鋼制齒輪。該齒輪傳 動(dòng)無(wú)特殊要求，故可采用普通齒輪材料，根據(jù)表10-6,并考慮 小齒輪的齒面硬度大于大齒輪的齒面硬度 3050HBs的要

17、求， 選小齒輪的材料42SiMn,調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度 217286HBs 大齒輪的材料45鋼，正火處理，齒面硬度169217HBs選用 8級(jí)精度.小齒輪 42SiMn 調(diào)質(zhì) 大齒輪 45鋼正 火選用8精 度2）按齒 面接觸 疲勞強(qiáng) 度條件 計(jì)算小 齒輪直 徑di首先確定式10-24中各參數(shù);查表10-8取K=1.2查表10-10取d=1u=i=4.2T11=9.55 X 106 P /n 1 =9.55 X 106x6.03/569.17N mm=101176K=1.2d=1T1=10117 6 N - mmZe=189.8查表 10-11Sh =1=700 Mpa由式10-25計(jì)算得仃川所1

18、二 700 Mpa ，仃Hlm2=540hH 】=540 MpaMpad1 =61.44bH】使用較小的bH】=540 Mpamm按公式 10-24 計(jì)算小齒輪直徑：Z1=30,、八 “ KT1, ZE、2 u±1Z2=126d1 之 2.3231x (r 0 x 61.44mm1、dEh】um=2.5mm3）齒輪 的主要 參數(shù)和 計(jì)算幾 何尺寸a=195mmd二75mm d2=315mm b2=75mm b二80mmN - mm查表 10-9 取 Ze=189.8查圖 10-21 <皿1= 700 Mpa , 0Hlim2=540 Mpa. 1）確定齒輪齒數(shù)：取消齒輪 Z1=

19、30,則大齒輪Z2= Z1i=30 X 4.2=1262）確定齒輪模數(shù)：m=G/ Z 1=2.05mm查表10-1取標(biāo)準(zhǔn) m=2.5mm3）計(jì)算齒輪傳動(dòng)中心距：a=m（Z+ Z2）/2=195mm4）計(jì)算齒輪的幾何參數(shù)：分度圓直徑di=75m 乙二75mm,d=315mZ2=2.5x126=315mm區(qū)兒 b=C>ddi=1 x 75=75mm 取 b2=75mm bi=80mm查表 10-12,查取 YFi=2.52 , Ysi=1.625, Yf2=2.16 , Ys2=1.81查 10-22 得 仃Flimi =550MPa,QFiim2 =410MPa查表 1011 取 Smin

20、=1由式 10-28 計(jì)算得 值 ! = 550MPa> J = 410MPa按式10-26驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度2KT2M12M101176仃曰=TYh% =M25216257071cL 目F1 dibmT Y 7575252KT12M12M101176c”c r n仃 F2=UYF2Ys2=2161.86751MPabF21F2 4bm 1 1757525經(jīng)驗(yàn)算，齒輪彎曲強(qiáng)度滿足要求，故合格nd1nln x 75 M 569.17 ,2 222 2.23 m / s60 M 100060 M 1000根據(jù)圓周速度v=2.23m/s,查表10-7可取齒輪傳動(dòng)為8級(jí)精 度課程設(shè)計(jì)一般是先設(shè)

21、計(jì)低速軸，把低速軸設(shè)計(jì)出來(lái)后根據(jù)低速 軸的長(zhǎng)度尺寸就可以確定箱體的寬度等尺寸，故先設(shè)計(jì)低速軸 低速軸的參數(shù)見(jiàn)表A-6表A-6v = 2.23m/s 齒輪傳動(dòng)選8級(jí)精 度項(xiàng)目Pn /kWn" r ?min-1參數(shù)5.79135.521）軸上零件的布置：對(duì)于單級(jí)減速器，低速軸上安裝一個(gè)齒輪，一個(gè)聯(lián)軸器，齒輪 安裝在箱體的中間位置；兩個(gè)軸承安裝在箱體的軸承座孔內(nèi)， 相對(duì)于齒輪對(duì)稱布置；聯(lián)軸器安裝在箱體的外面一側(cè)。為保證 齒輪軸向位置，還應(yīng)在齒輪和軸承之間加一個(gè)套筒2）零件的裝拆順序軸上的主要零件是齒輪，齒輪的安裝可以從左側(cè)裝拆，也可以4）校核 輪齒彎 曲疲勞 強(qiáng)度5）驗(yàn)算 齒輪的 圓周速

22、度四、低 速軸的 結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)（1）軸 的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)從右側(cè)裝拆。本題目從方便加工的角度選軸上的零件從軸的右 端裝拆，之論，套筒，軸承。軸承蓋，聯(lián)軸器依次從軸的左端 裝入3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為便于軸上零件的安裝，把軸設(shè)計(jì)為階梯軸，后段軸的直徑大于前端軸的直徑，低速軸的具體設(shè)計(jì)如下軸段安裝聯(lián)軸器，用鍵周向固定軸段高于軸段形成軸肩，用來(lái)定位聯(lián)軸器軸段高于軸段，方便安裝軸承軸段高于軸段，方便安裝齒輪；齒輪在軸段上用鍵周向 固定軸段高于軸段形成軸環(huán)，用來(lái)定位齒輪軸段直徑應(yīng)該和軸段直徑相同，以使左右兩端軸承型號(hào)一致。軸段高于軸段形成軸肩用來(lái)定位軸承；軸段高于軸段的部分取決于軸承標(biāo)準(zhǔn)軸段與軸段的高低沒(méi)有什么直接影

23、響，只是一般的軸身連 接低速軸的結(jié)構(gòu)如圖A-2所示圖A-2(2)確 定各軸 段的尺d1=40mmd2=48mmd3=d7=55m md4=58mm1)各軸段的直徑因本減速器為一般常規(guī)用減速器，軸的材料無(wú)特殊要求，故選 擇45鋼，正火處理查教材知 45 鋼的A=118107帶入設(shè)計(jì)公式P579d 豈 A3j- =(118 107) 3=41.25 37.41mmnv 135.52考慮到該軸段上有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將軸徑增大5%d= (37.41741.25)父(1+0.05) = (39.28 43.31 ) mm查附錄F,按聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)直徑系列取d1=40mm軸段1的直徑確定為d1=40mm軸段2的

24、直徑d2應(yīng)在d1的基礎(chǔ)上加上兩倍的定位軸肩高。這里 取定位軸肩高 h12= ( 0.07 0.1 ) d1二4mm,即 d2=d+2h12=40+2 4=48mm軸段3的直徑d3應(yīng)在d2的基礎(chǔ)上增加兩倍的非定位軸肩高，但 因該軸段要安裝滾動(dòng)軸承，故其取直徑要與滾動(dòng)軸承內(nèi)徑相符 合。這里去 d3=d7=55mm軸段4上安裝齒輪，為安裝齒輪的方便，取h34=1.5mm取d4=58mm d5=68mm軸段 5 的直徑 d5=d4+2h45=68mm hi2= (0.07 0.1 ) d4=5mm軸段6的直徑d6應(yīng)根據(jù)所用的軸承類型及型號(hào)查軸承標(biāo)準(zhǔn)取d6=65mm得,預(yù)選該軸段用6311軸承(深溝球軸

25、承，軸承數(shù)據(jù)見(jiàn)附錄B),查得 d6=65mm2)各軸段的長(zhǎng)度計(jì)算軸段L4與齒輪寬度有關(guān)L4略小于齒輪輪廓的寬度L齒輪-L4=2L4=73mm3mmL 齒輪=75mmL4 =73mm軸段3的長(zhǎng)度包括三部分，再加上 L4小于齒輪輪廓的數(shù)值(L齒輪-L4)=(67.79-65.79)mm=2mm ,即 L3=B + A2+A3+2。B 為滾動(dòng)軸承的寬度，查附錄B可知6311軸承的B=29mm42為齒輪端面至箱體內(nèi)壁的距離，查表 5-2,通常取A2二1015mmA3為滾動(dòng)軸承內(nèi)端面至減速器內(nèi)壁的距離，軸承的潤(rùn)滑方式不同A 3的取值不同，這里選擇潤(rùn)滑方式為油潤(rùn)滑，查表 5-2,可取 A 3=3 5mm,

26、在止匕取 A 2=15mmA 3=5mm ,L3 = 51mL3 =B +與 +5 +2=29+15+5+2=51mmm軸段2的長(zhǎng)度包括三部分：L2 =1 +e + m ,其中I部分為聯(lián)軸器的內(nèi)端面至軸承端蓋的距離，查表5-2 ,通常取11 =1520mm e為軸承端蓋的厚度，查表5-7 (6311軸承D=120mmd3=10mrm, e=1.2d3 =1.2X10 = 12mm ；m部分為軸承蓋的止口端面至軸承 座孔邊緣距離，此距離應(yīng)按軸承蓋的結(jié)構(gòu)形式、密封形式及軸 承座孔的尺寸來(lái)確定，要先確定軸承座孔的寬度，軸承座孔的 寬度減去軸承寬度和軸承距箱體內(nèi)壁的距離就是這一部分的尺寸。軸承座孔的寬

27、度 L座孔=S +c1 +c2 +6mm , d為下箱座壁厚，應(yīng)查表5-3,這里取6=8mm C、C2為軸承座旁連接螺栓 到箱體外壁及箱邊的尺寸，應(yīng)根據(jù)軸承座旁連接螺栓的直徑查 表5-3,這里取軸承座旁連接螺栓Md=12mm查表5-3得：C1=20mm C2=16mm為加工軸承座孔端面方便，軸承座孔的端 面應(yīng)高于箱體的外表面，一般可取兩者的差值為510mm故最 終 的 L座孔=(8 +20 +16 +6 =50mm)反 算則L2 =43mmm = L座孔-d3 - B =(50 -5-29) = 16mm(3)確 定聯(lián)軸 器的型 號(hào)按扭轉(zhuǎn)和 彎曲組 合進(jìn)行 強(qiáng)度效 核L2 =11 +e + m

28、 = (15 +12 +16) = 43mm軸段1安裝聯(lián)軸器，其長(zhǎng)度Li與聯(lián)軸器的長(zhǎng)度后關(guān)，因此先選 擇聯(lián)軸器的型號(hào)和類型，才能確定L1的長(zhǎng)度。為了補(bǔ)償和安裝 等的誤差及兩軸線的偏差，優(yōu)先考慮彈性套柱銷聯(lián)軸器，根據(jù) 安裝聯(lián)軸器軸段的直徑，查附錄 F選聯(lián)軸器白型號(hào)為TL7,聯(lián) 軸器安裝長(zhǎng)度L=84mm考慮到聯(lián)軸器的鏈接和固定的需要，因 止匕取L1=82mm軸段5的長(zhǎng)度L5及軸環(huán)的寬度b (一 b=1.4h45), h45=5mn® L5=7mm軸段6長(zhǎng)度L6由42、A 3的尺寸減去 L5的尺寸來(lái)確定，L6 = 2 +& -L5 = (15 + 57)mm = 13mm軸段7的長(zhǎng)

29、度L7應(yīng)等于或略大于滾動(dòng)軸承的寬度 B,B=29mm 取 L7=31mm軸的總長(zhǎng)度L 總長(zhǎng)度=L1 + L2 + L3 + L4 + L5 + L6 + L7= 82 +43+51 +73 + 7 + 13+31=300mm低速軸軸承的支點(diǎn)之間的距離為B291 =b2 +(A2 +$+ /2=75+(15 + 5)M2+M2 = 144mm 221)繪制軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖為了計(jì)算軸的強(qiáng)度，應(yīng)將載荷化簡(jiǎn)處理，直齒圓柱齒輪，其受力可分解為圓周力F,徑向力F。倆端軸承可化簡(jiǎn)為一端 活動(dòng)皎鏈，一端固定皎鏈。如圖A-3b,為計(jì)算方便，選擇倆個(gè) 危險(xiǎn)截面，II, II II,I I危險(xiǎn)截面選擇安裝齒輪的軸段 中

30、心位置，位于倆個(gè)支點(diǎn)的中間，距B支座的距離為 144/2=72mm;II II危險(xiǎn)截面選擇在軸段4和軸段 的截面處，B距B支座的距離為l =一 + A2 +&3+2 = 36.5mm。 22)計(jì)算軸上的作用力T =9 55 x103 =408020 N ,mm nUL1=82mmL5=7mmL6 =13mmL7=31mm齒輪分度圓直徑為d= 315mm齒輪的圓周力F2T = 2 408020 d 315=2590.6 mm齒輪的徑向力Fr =Fttan - =2590.6 tan ； =942.9N .m3)計(jì)算支反力及彎矩(1)計(jì)算垂直平面內(nèi)的支反力及彎矩a、求支反力：對(duì)稱分布，只受

31、一個(gè)力，故Fav = Fbv = Fr 2 =471.45Nb、求垂直平面的彎矩I I 截面： M V =471.45 72mm =33944.41mmH -II截面： M 口 =471.45 36.5mm =17215.225mm(2)計(jì)算水平平面內(nèi)的支反力及彎矩 a、求支反力：對(duì)稱分布，只受一個(gè)力，故F AH=Fbh-FT 2 -1285.3Nb、求水平平面的彎矩I I 截面： M 1H =1285.3 72mm = 92541.6mmH -II截面： M _h =1285.3 36.5mm =46913.45N，m(3)求各截面的合成彎矩I - I截面22MI = (M IV) (M i

32、h) = 98571mmn -II截面22M u = ；'M Lv M Uh = 49972 mm(4)計(jì)算轉(zhuǎn)矩T=407992N ?mm(5)確定危險(xiǎn)截面及校核其強(qiáng)度按彎矩組合計(jì)算時(shí)，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化考慮，取a =0.6。按兩個(gè)危險(xiǎn)截面校核：II截面的應(yīng)力= 12.57MPaM I2 (: T)2 _ 172152 (0.6 407992)20.1d3-0.1 583H II截面的應(yīng)力err _ _二2 一，一、222.Mrj + (aT)、49972 + (0.6 父 407992)V 口- 1 15 02MPae Lf0.1df0.1x553查教材表知k】1= 55MPa 05

33、e、仃3都小于 b】=55MPa ,故軸的強(qiáng)度滿足要求高速軸的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)各軸段的直徑，為設(shè)計(jì)俯視圖做準(zhǔn) 備。有些軸段的長(zhǎng)度可以根據(jù)軸上的零件來(lái)確定；有些軸段的 長(zhǎng)度在確定低速軸處的箱體后，取和體內(nèi)基為一直線就可確止經(jīng)設(shè)計(jì)，高速軸可以做成單獨(dú)的軸向/、是齒輪軸。為使零件定位和固定，高速軸也和低速軸一樣設(shè)計(jì)為七段，各軸段直 徑尺寸為：高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)d1 =25mmd1d9五、Hjd2 =30mmvi2d3速軸的 設(shè)計(jì)各軸的直徑尺寸d3 =d4 =35mm38mmd4d5ds 45mmd6d6 =44 mmd7d7 =35mm(1)選擇鍵的尺寸低速軸上在軸段1和4各安裝有一個(gè)鍵，按一般使用情況

34、選擇 采用A型普通平鍵聯(lián)接，查教材表6-2選擇鍵的參數(shù)，見(jiàn)表A-7表A-7軸段1d二40mmbMh=12M8L二80mm軸段4d2=58mmbMh=16M10l_2=70mm六鍵的 選擇及 強(qiáng)度校 核標(biāo)記為鍵 1GB/T1096鍵12M8M80鍵 2GB/T1096鍵16父10父70(2)校核鍵的強(qiáng)度軸段1上安裝有聯(lián)軸器，聯(lián)軸器上安裝有鑄鐵，載荷性質(zhì)為輕微沖擊，查教材表6-3 1J=50 60MPa p二 25mm二 30mm= 35mm二 38mm=45mm=44mm= 35mm軸段4上安裝齒輪，齒輪的材料為鋼，載荷性質(zhì)為輕微沖擊,查教材表 6-3!二 p =100120MPa靜連接校核擠壓

35、強(qiáng)度：軸段 1；'=4T = 4 407992 = 63.75MPap dhl 40 8 80op1略大于許用應(yīng)力，因相差不大，尺寸可用4T 4 4079921鍵連接強(qiáng) 度滿足要 求軸段 4 c p240.20MPa _ 卜 p p dhl 58 10 70p所選鍵的強(qiáng)度滿足要求1）軸承型號(hào)的選擇高速軸選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為 6307低速軸選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為 63112）軸承的校核計(jì)算3）高速軸：高速軸的外端安裝有帶輪，中間安裝有齒輪，要 計(jì)算軸承的壽命，就要先求出軸承支座的支反力，進(jìn)一步求出 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷，然后計(jì)算軸承的壽命畫(huà)出高速軸的受力圖并確定支點(diǎn)之間的距

36、離見(jiàn)圖A-5,帶輪七、選 擇軸承 及校核 軸承安裝在軸上的輪懿寬 L= （1.52） L= （1.52） d0, %為安裝帶 輪處的軸徑，即高速軸的第一段軸徑，d0= d二25mm,L=37.550mm（第一段軸的長(zhǎng)度為 50mm第二段軸的 長(zhǎng)度取和低速軸的第二段軸長(zhǎng)一樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但考慮該軸段 上的軸承寬度（6307的B=21mm故該軸段的長(zhǎng)也為45mm帶輪 中心到軸承 A支點(diǎn)的距離 L3=45/2 + 50+21/2=83mm®速軸 兩軸承支點(diǎn)距離為原低速軸的兩支點(diǎn)的距離減去兩軸承寬度 之差，應(yīng)為138.79-5=134mm因?qū)ΨQ布置故L1=L2=70.5mmS速 軸上齒 輪的受

37、力和 低速軸的 大小相等，方向相反，即：Fr1=942.9N, fti=2590.6N注：高速軸上安裝有帶輪，帶對(duì)軸的壓力fr=1364.38N,作用在高速軸上，對(duì)軸的支反力計(jì)算有影 響，安裝不同，該力對(duì)軸的支反力影響不同。在這里有三種情 況，在這可選一種本示列具體情況不明，故方向不確定，采用在求出齒輪受力 引起的支反力后直接和該壓力引起的支反力相加來(lái)確定軸承 最后的受力因齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布置，A,B支座的支反力數(shù)值一樣，故 只計(jì)算一邊即可。求軸承A處支反力：水平平面：Fah =Fbh = Ft12 = 2590.62 =1295.3N垂直平面：Fav =Fbv =Fr22 = 942.92

38、 =471.45N求合力Fa =、；F 2AH + F AV = Jl295.32 +471.452 = 1295.39 N考慮到帶的壓力對(duì)軸承支反力的影響，因方向不定，以最不利因素考慮：' M B =0F(Li L2 L3)-Far(L2 Li) =0F(L3 L2 Li)1364.38 224Far = 2167.53NL2 L1141軸承受到的最大的力為 FAmax =1295.39 2167.53 = 3462.92N正常使用情況，查教材表14-5和14-7得：fT=1、fp=1.2、 p；二3查附錄B:軸承6307的基本額定動(dòng)載荷C = 33.2kN，代入公式1C1 = pf

39、-nL=30.2kN <33.2kN16670I J低速軸：正常使用情況，查教材表14-5和14-7得：fT=1、fp=1.2、 p8=3,查附錄B:軸承6311的基本額定動(dòng)載荷C=71.5kN,因 齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布置，軸承的受力一樣，可知算一處，計(jì) 算A處，當(dāng)量動(dòng)載荷P = 'F AH + F AV = 1.295kN 代入公式Lh =10_f£)=19700000N60n fpP從計(jì)算結(jié)果看，高速軸軸承使用時(shí)間較短。按最短時(shí)間算，如 按每天兩班制工作，每年按250天機(jī)算，約使用四年，這只是 理論計(jì)算，實(shí)際情況比較復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)使用情況，注意檢查， 發(fā)現(xiàn)破損及時(shí)更換。低速軸軸承因轉(zhuǎn)速太低，使用時(shí)間較長(zhǎng)， 實(shí)際應(yīng)用中會(huì)有多種因素影響，要注意觀察，發(fā)現(xiàn)破損及時(shí)更 換軸承的潤(rùn)滑方式取決于侵油齒輪的圓周速度，即大齒輪的 的圓周速度，大齒輪的圓周速度二dan60 10003.14 75 569.1760 1000=2.23m/s :> 2m/s 應(yīng)選擇油潤(rùn)滑因軸的轉(zhuǎn)速不高，高速軸軸頸的圓周速度為八、選 擇軸承 潤(rùn)滑及 密封方二dana =0.837 ； 5m/s60 1000選擇接觸式氈圈密封低速軸軸頸的圓周速度二dan60 10003.14 50 132.356