帶式輸送機(jī)的減速器

1、題目 院系 學(xué)生姓名 專業(yè) 班級 指導(dǎo)教師 起止日期東海科學(xué)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)成果說明書帶式輸送機(jī)的減速器工程系機(jī)械制造及其自動(dòng)化15 機(jī)械 1 班郝鴻雁201712.12-2018.1.3東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院教學(xué)科研部浙江海洋大學(xué)東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)成績考核表2017 2018 學(xué)年 第 一 學(xué)期系（院、部） 工程系 班級 15 機(jī)械一班 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化學(xué)生姓名 （ 學(xué) 號）課程設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)名稱題目帶式輸送機(jī)的減速器指導(dǎo)教師評語指導(dǎo)教師簽名：年月日答辯評語及成績評定答辯小組教師簽名： 年月日目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Curr

2、ent Document 設(shè)計(jì)任務(wù)書 5 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 設(shè)計(jì)題目 5 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 設(shè)計(jì)步驟 5 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 5 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 傳動(dòng)方案 5 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 該方案的優(yōu)缺點(diǎn) 5 HYPERLINK l bookmark14 o Cur

3、rent Document 選擇電動(dòng)機(jī) 6 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 電動(dòng)機(jī)類型的選擇 6 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 確定傳動(dòng)裝置的效率 6 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 選擇電動(dòng)機(jī)容量 6 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 7 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)

4、 8 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 電動(dòng)機(jī)輸出參數(shù) 8 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 高速軸的參數(shù) 8 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 低速軸的參數(shù) 8 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 工作機(jī)的參數(shù) 8 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 普通 V 帶設(shè)計(jì)計(jì)算 9 HYPERLINK l bookmark36 o Current Docu

5、ment 確定計(jì)算功率 Pca 9 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 選擇 V 帶的帶型 9 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 d 并驗(yàn)算帶速v 9確定 V帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長 Ld度 9 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 驗(yàn)算小帶輪的包角 a 10 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 計(jì)算帶的根數(shù) z 10 HYPERLINK l bookmark46 o Current

6、Document 計(jì)算單根 V 帶的初拉力 F0 10 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 計(jì)算壓軸力 Fp 10 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 主要設(shè)計(jì)結(jié)論 12 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 開式圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 12 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 選定齒輪類型、精度等級、材料

7、及齒數(shù) 12 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 12 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 確定傳動(dòng)尺寸 14 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 14 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 計(jì)算齒輪傳動(dòng)其它幾何尺寸 16 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 齒輪參數(shù)和幾何尺寸總結(jié) 16 HYPERLINK l b

8、ookmark68 o Current Document 減速器齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 17 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 17 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 17 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 確定傳動(dòng)尺寸 20 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 21 HYPERLINK l bookmark78 o Cur

9、rent Document 計(jì)算齒輪傳動(dòng)其它幾何尺寸 23 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 軸的設(shè)計(jì) 24 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document 高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算 24 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 低速軸設(shè)計(jì)計(jì)算 29 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 滾動(dòng)軸承壽命校核 35 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 高速軸上的軸承校核 35 HYPER

10、LINK l bookmark90 o Current Document 低速軸上的軸承校核 36 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 十 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)計(jì)算 37 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 高速軸與大帶輪鍵連接校核 37 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 低速軸與大齒輪鍵連接校核 37 HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 低速軸與開式圓柱齒輪鍵連接校核 38 HYPERLINK l bookma

11、rk100 o Current Document 十一 減速器的密封與潤滑 38 HYPERLINK l bookmark102 o Current Document 減速器的密封 38 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 齒輪的潤滑 38 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 軸承的潤滑 38 HYPERLINK l bookmark108 o Current Document 十二 減速器附件 39 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 12.1

12、 油面指示器 39 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 通氣器 39 HYPERLINK l bookmark114 o Current Document 放油塞 39 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 窺視孔蓋 39 HYPERLINK l bookmark118 o Current Document 定位銷 40 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 十三 減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸 40結(jié)果設(shè)計(jì)及說明設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目一級斜齒圓柱減速器，運(yùn)輸帶

13、拉力 F=5500N，運(yùn)輸帶速度 v=0.7m/s ，卷筒直徑 D=480mm， 每天工作小時(shí)數(shù)： 10 小時(shí)，工作年限（壽命） ： 6 年，每年工作天數(shù)： 240 天，配備有三 相交流電源，電壓 380/220V 。設(shè)計(jì)步驟傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案電動(dòng)機(jī)的選擇確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)普通 V 帶設(shè)計(jì)計(jì)算開式圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算減速器內(nèi)部傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承校核鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)聯(lián)軸器設(shè)計(jì)潤滑密封設(shè)計(jì)箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案傳動(dòng)方案傳動(dòng)方案已給定，前置外傳動(dòng)為普通 V 帶傳動(dòng)，后置外傳動(dòng)為開式圓柱齒輪傳動(dòng)， 減速器為一級圓柱齒輪減速器。該方案的優(yōu)缺

14、點(diǎn)由于 V帶有緩沖吸振能力，采用 V 帶傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來的影響，并且該工作機(jī)屬 于小功率、載荷變化不大，可以采用 V 帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度設(shè)計(jì)及說明結(jié)果高，大幅降低了成本。一級圓柱齒輪減速器中齒輪相對于軸承為對稱布置，因而沿齒向載荷分布均勻，相 較不對稱分布的減速器來講，軸的剛性相對較小。原動(dòng)機(jī)部分為 Y 系列三相交流異步電 動(dòng)機(jī)開式齒輪傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)： 1.圓周速度和功率范圍廣 ;2. 效率較高； 3.傳動(dòng)比穩(wěn)定； 4. 壽命 長； 5. 工作可靠性高；缺點(diǎn)： 1. 要求較高的制造和安裝精度，成本較高； 2. 不適宜遠(yuǎn)距 離兩軸之間傳動(dòng)。選擇電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)類型的選擇380V，

15、Y 型。按照工作要求和工況條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，電壓為確定傳動(dòng)裝置的效率查表得：滾動(dòng)軸承的效率： 2=0.99V 帶的效率： v=0.96閉式圓柱齒輪的效率： 3=0.97開式圓柱齒輪的效率： o=0.96工作機(jī)的效率： w=0.97選擇電動(dòng)機(jī)容量工作機(jī)所需功率為：電動(dòng)機(jī)所需最小名義功率電動(dòng)機(jī)所需額定功率 :工作轉(zhuǎn)速：經(jīng)查表按推薦的合理傳動(dòng)比范圍， V 帶傳動(dòng)比范圍為： 2 4，開式圓柱齒輪傳動(dòng)比 范圍為： 2 5，一級圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍為： 35，因此理論傳動(dòng)比范圍為： 12 100。 可選擇的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為nd=ia nw=（12 100） 27.87=334-2787r/min

16、 。進(jìn)行綜合考慮價(jià)格、重量、傳動(dòng)比等因素，選定電機(jī)型號為： Y160M-6 的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定 功結(jié)果設(shè)計(jì)及說明率 Pen=7.5kW，滿載轉(zhuǎn)速為 nm=970r/min ，同步轉(zhuǎn)速為 nt=1000r/min 。方案電機(jī)型號額定功率 (kW)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)1Y160L-87.57507202Y160M-67.510009703Y132M-47.5150014404Y132S2-27.530002900電機(jī)主要外形尺寸中心高外形尺寸地腳安裝尺 寸地腳螺栓孔 直徑軸伸尺寸鍵部位尺寸HLHDABKDEFG16060538525421014.5421101237確定

17、傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比( 1)總傳動(dòng)比的計(jì)算由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 nw，可以計(jì)算出傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為：(2)分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 取普通 V 帶的傳動(dòng)比： iv=2 取開式圓柱齒輪傳動(dòng)比： ic=5減速器傳動(dòng)比為：結(jié)果設(shè)計(jì)及說明計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)電動(dòng)機(jī)輸出參數(shù)高速軸的參數(shù)低速軸的參數(shù)工作機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)及說明結(jié)果各軸轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩列于下表：軸名稱 轉(zhuǎn)速 n/(r/min) 功率 P/kW 轉(zhuǎn)矩 T/(N ?mm)電機(jī)軸9706.4163108.76高速軸4856.15121097.94低速軸139.375.91404968.79工作機(jī)27.875.39

18、1846950.13普通 V 帶設(shè)計(jì)計(jì)算確定計(jì)算功率 Pca由表 8-8 查得工作情況系數(shù) KA=1.1，故選擇 V 帶的帶型根據(jù) Pca、 n1 由圖 8-11 選用 B型。確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 d 并驗(yàn)算帶速 v）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1。由表 8-7 和表 8-9 ，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1=125mm。）驗(yàn)算帶速 v 。按式（ 8-13 ）驗(yàn)算帶的速度因?yàn)?5m/s v30m/s，故帶速合適。）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)式（ 8-15a ），計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)表 8-9 ，取標(biāo)準(zhǔn)值為 dd2=250mm。設(shè)計(jì)及說明結(jié)果5.4. 確定 V帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長 Ld度根據(jù)式（

19、 8-20 ），初定中心距 a0=560mm。由式（ 8-22 ）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度由表選帶的基準(zhǔn)長度 Ld=1760mm。按式（ 8-23 ）計(jì)算實(shí)際中心距 a。按式（ 8-24 ）, 中心距的變化范圍為 556-635mm。驗(yàn)算小帶輪的包角 a計(jì)算帶的根數(shù) z1）計(jì)算單根 V 帶的額定功率 Pr。由 dd1=125mm和 n1=970r/min, 查表 8-4 得 P0=1.66kW。根 據(jù) n1=970r/min ，i=2 和 B型帶，查表 8-5 得 P0=0.306kW。查表 8-6 得 K=0.971 ，表 8-2 得 KL=0.94 ，于是2 ）計(jì)算帶的根數(shù) z取 4 根。計(jì)算

20、單根 V 帶的初拉力 F0結(jié)果由表 8-3 得 B 型帶的單位長度質(zhì)量 q=0.17kg/m ，所以設(shè)計(jì)及說明計(jì)算壓軸力 Fp帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 ）小帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小帶輪的軸孔直徑 d=42mm 因?yàn)樾л?dd1=125小帶輪結(jié)構(gòu)選擇為實(shí)心式。 因此小帶輪尺寸如下：L=2.0 dB（帶輪為實(shí)心式，因此輪緣寬度應(yīng)大于等于帶輪寬度）圖 5-1 帶輪結(jié)構(gòu)示意圖2）大帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 大帶輪的軸孔直徑 d=28mm 因?yàn)榇髱л?dd2=250mm 因此大帶輪結(jié)構(gòu)選擇為孔板式。 因此大帶輪尺寸如下：主要設(shè)計(jì)結(jié)論選用 B型普通 V 帶 4 根，基準(zhǔn)長度 1760mm。帶輪基準(zhǔn)直徑 dd1=125mm，dd2

21、=250mm， 中心距控制在 a=556 635mm。單根帶初拉力 F0=225.42N。帶型BV帶中心距582mm小帶輪基準(zhǔn)直徑125mm包角167.69 大帶輪基準(zhǔn)直徑250mm帶長1760mm帶的根數(shù)4初拉力225.42N帶速6.35m/s壓軸力1792.96N開式圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力取為=20。結(jié)果參考表 10-6 選用 8 級精度。設(shè)計(jì)及說明材料選擇 由表 10-1 選擇小齒輪 20Cr(滲碳淬火) ，齒面硬度為 58 62HRC，大 齒輪 20Cr(滲碳淬火) ，齒面硬度為 5862HRC選小齒輪齒數(shù) z1=

22、25，則大齒輪齒數(shù) z2=z1i=25 5=126。按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1)由式( 10-7 )試算模數(shù)，即確定公式中的各參數(shù)值。試選 KFt=1.3由式( 10-5 )計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Y計(jì)算 YFa YSa/ F 由圖 10-17 查得齒形系數(shù)由圖 10-18 查得應(yīng)力修正系數(shù)由圖 10-24c 查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為由圖 10-22 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.25，由式( 10-14 )得結(jié)果設(shè)計(jì)及說明兩者取較大值，所以試算齒輪模數(shù)調(diào)整齒輪模數(shù)1) 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度齒寬 b齒高 h 及齒寬比 b/h2) 計(jì)算實(shí)際載

23、荷系數(shù) KF根據(jù) v=0.43m/s ，8 級精度，由圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.059. 查表 10-3 得齒間載荷 分配系數(shù) KF =1.2由表 10-4 用插值法查得 KH =2.058 ，結(jié)合 b/h=8.889 查圖 10-13 ，得 KF =1.169 。 則載荷系數(shù)為結(jié)果設(shè)計(jì)及說明由式( 10-13 )，按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)取 m=3.5mm計(jì)算分度圓直徑確定傳動(dòng)尺寸計(jì)算中心距計(jì)算小、大齒輪的分度圓直徑計(jì)算齒寬取 B1=75mm B2=70mm校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件為KH 、T、d和 d1 同前由圖查取區(qū)域系數(shù) ZH=2.49查表得材料的彈性影

24、響系數(shù) ZE=189.8MPa由式計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Z結(jié)果設(shè)計(jì)及說明計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 H由圖查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為：計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由圖查取接觸疲勞系數(shù)：取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得接觸疲勞許用應(yīng)力齒輪的圓周速度結(jié)果設(shè)計(jì)及說明選用 8 級精度是合適的計(jì)算齒輪傳動(dòng)其它幾何尺寸1)計(jì)算齒頂高、齒根高和全齒高2) 計(jì)算小、大齒輪的齒頂圓直徑計(jì)算小、大齒輪的齒根圓直徑齒輪參數(shù)和幾何尺寸總結(jié)參數(shù)或幾何尺寸符號小齒輪大齒輪法面模數(shù)mn3.53.5法面壓力角n2020法面齒頂高系數(shù)ha*1.01.0法面頂隙系數(shù)c*0.250.25螺旋角左 0 00右 0 00齒數(shù)z

25、25126齒頂高h(yuǎn)a3.53.5齒根高h(yuǎn)f4.3754.375分度圓直徑d87.5441齒頂圓直徑da94.5448齒根圓直徑df78.75432.25齒寬B7570中心距a264264結(jié)果設(shè)計(jì)及說明減速器齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)根據(jù)傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力取為=20，初選螺旋角 =13。參考表 10-6 選用 8 級精度。材料選擇 由表 10-1 選擇小齒輪 40Cr (調(diào)質(zhì))，硬度為 280HBS，大齒輪 45(調(diào) 質(zhì))，硬度為 240HBS選小齒輪齒數(shù) z1=31，則大齒輪齒數(shù) z2=z1i=31 3.48=108。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1) 由式

26、( 10-24 )試算小齒輪分度圓直徑，即確定公式中的各參數(shù)值試選 KHt=1.3計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩由表 10-7 選取齒寬系數(shù) d=1由圖 10-20 查得區(qū)域系數(shù) ZH=2.46由表 10-5 查得材料的彈性影響系數(shù) ZE=189.8 MPa。由式（ 10-9 ）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Z。結(jié)果由公式可得螺旋角系數(shù) Z設(shè)計(jì)及說明計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 H由圖 10-25d 查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為由式（ 10-15 ）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：由圖 10-23 查取接觸疲勞系數(shù)取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得設(shè)計(jì)及說明取 H1 和 H2 中較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用

27、應(yīng)力，即2) 試算小齒輪分度圓直徑(2)1)調(diào)整小齒輪分度圓直徑計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。圓周速度齒寬 b計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) KH由表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1.25查得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.029根據(jù) v=1.086m/s 、 8級精度，由圖 10-8齒輪的圓周力。查表 10-3 得齒間載荷分配系數(shù) KH =1.4由表 10-4 用插值法查得 8 級精度、小齒輪相對支承對稱布置時(shí)，得齒向載荷分布系數(shù) KH =1.343結(jié)果設(shè)計(jì)及說明由此，得到實(shí)際載荷系數(shù)由式( 10-12 )，可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑確定模數(shù)確定傳動(dòng)尺寸計(jì)算中心距(2) 按圓整后的中心距修正螺旋角=1335

28、26計(jì)算小、大齒輪的分度圓直徑計(jì)算齒寬取 B1=70mm B2=65mm校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度結(jié)果齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為設(shè)計(jì)及說明1）T 、mn和 d1 同前 齒寬 b=b2=65 齒形系數(shù) YFa 和應(yīng)力修正系數(shù) YSa，當(dāng)量齒數(shù)為： 小齒輪當(dāng)量齒數(shù)：大齒輪當(dāng)量齒數(shù)：由圖 10-17 查得齒形系數(shù)由圖 10-18 查得應(yīng)力修正系數(shù)試選載荷系數(shù) KFt=1.3由式（ 10-18 ），可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù)Y結(jié)果設(shè)計(jì)及說明由式（ 10-19 ），可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)Y2）圓周速度3）寬高比 b/h根據(jù) v=1.62m/s ， 8級精度，由圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.

29、044查表 10-3 得齒間載荷分配系數(shù) KF =1.2由表 10-4 用插值法查得 KH=1.352 ，結(jié)合 b/h=70/4.5=15.556 查圖 10-13 ，得 KF =1.067 。則載荷系數(shù)為由圖 10-24c 查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為由圖 10-22 查取彎曲疲勞系數(shù)取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.25，由式（ 10-14 ）得結(jié)果設(shè)計(jì)及說明齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，并且小齒輪抵抗彎曲疲勞破壞的能力大于大齒輪。4）齒輪的圓周速度選用 8 級精度是合適的計(jì)算齒輪傳動(dòng)其它幾何尺寸（1）計(jì)算齒頂高、齒根高和全齒高（2）計(jì)算小、大齒輪的齒頂圓直徑（3）

30、計(jì)算小、大齒輪的齒根圓直徑結(jié)果設(shè)計(jì)及說明7.6 齒輪參數(shù)和幾何尺寸總結(jié)參數(shù)或幾何尺寸符號小齒輪大齒輪法面模數(shù)mn22法面壓力角n2020法面齒頂高系數(shù)ha*1.01.0法面頂隙系數(shù)c*0.250.25螺旋角左 13 3526右 13 3526齒數(shù)z31108齒頂高h(yuǎn)a22齒根高h(yuǎn)f2.52.5分度圓直徑d63.786222.222齒頂圓直徑da67.79226.22齒根圓直徑df58.79217.22齒寬B7065中心距a143143軸的設(shè)計(jì)高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 已經(jīng)確定的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)結(jié)果設(shè)計(jì)及說明轉(zhuǎn)速 n=485r/min ；功率 P=6.15kW；軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=121097.9

31、4N?mm軸的材料選擇并確定許用彎曲應(yīng)力由表選用 40Cr(調(diào)質(zhì))，齒面硬度 241286HBS，許用彎曲應(yīng)力為 =70MPa按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度概略計(jì)算軸的最小直徑 由于高速軸受到的彎矩較大而受到的扭矩較小，故取A0=112。由于最小軸段截面上要開 1 個(gè)鍵槽，故將軸徑增大 5%查表可知標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑為 28mm故取 dmin=28確定各軸段的直徑和長度。圖 8-1 高速軸示意圖1) 高速軸和大帶輪配合，查表選取標(biāo)準(zhǔn)軸徑d12=28mm，l12 長度略小于大帶輪輪轂長度 L，取 l12=54mm。選用普通平鍵， A型鍵， bh = 8 7mm(GB/T 1096-2003) ，鍵長 L=40mm。2)

32、初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸軸承。 。參照 工作要求并根據(jù) d23 = 33 mm ，由軸承產(chǎn)品目錄中選擇角接觸軸承7207AC，其尺寸為 dDB = 357217mm，故 d34 = d78 = 35 mm，取擋油環(huán)的寬度為 12，則 l34 = l78 = 17+12= 29 mm。軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。 由手冊上查得 7207AC型軸承的定位軸肩高度 h = 2.5 mm，因此，取 d45 = d67 = 40 mm 。由于齒輪的直徑較小，為了保證齒輪輪體的強(qiáng)度，應(yīng)將齒輪和軸做成一體而成為齒輪軸。 所以 l56 = 70 mm ，d56 = 6

33、7.79 mm軸承端蓋厚度 e=12，墊片厚度 t=2 ，根據(jù)軸承端蓋便于裝拆，保證軸承端蓋的外端面與 帶輪端面有一定距離 K=27，螺釘 C1=20mm， C2=18mm，箱座壁厚 =8mm，則結(jié)果設(shè)計(jì)及說明5）取小齒輪距箱體內(nèi)壁之距離1 =10 mm?？紤]箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取 = 10 mm ，擋油環(huán)寬度 s1=12mm，則 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。軸段1234567直徑2833354067.794035長度546529870829（5）軸的受力分析小 齒 輪 所 受 的 圓 周 力 （ d1 為 小 齒 輪 的 分 度 圓 直 徑

34、） 小齒輪所受的徑向力小齒輪所受的軸向力l2=51mm，第一段軸中點(diǎn)到軸承壓力中心距離l1=113mm，軸承壓力中心到齒輪支點(diǎn)距離 齒輪中點(diǎn)到軸承壓力中心距離 l3=51mm軸所受的載荷是從軸上零件傳來的，計(jì)算時(shí)通常將軸上的分布載荷簡化為集中力， 其作用點(diǎn)取為載荷分布段的中點(diǎn)。作用在軸上的扭矩，一般從傳動(dòng)件輪轂寬度的中點(diǎn)算 起。通常把軸當(dāng)做置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點(diǎn)與軸承的類型和布置方式有關(guān) 帶傳動(dòng)壓軸力（屬于徑向力） Q=1792.96N在水平面內(nèi) 高速軸上外傳動(dòng)件壓軸力（屬于徑向力） Q=1792.96N 軸承 A 處水平支承力：軸承 B 處水平支承力：在垂直面內(nèi) 軸承 A 處垂直

35、支承力：軸承 B 處垂直支承力：結(jié)果設(shè)計(jì)及說明軸承 A 的總支承反力為：軸承 B 的總支承反力為：繪制水平面彎矩圖截面 A 在水平面上彎矩：截面 B 在水平面上彎矩：截面 C左側(cè)在水平面上彎矩：截面 C右側(cè)在水平面上彎矩：截面 D在水平面上的彎矩：繪制垂直面彎矩圖 截面 A 在垂直面上彎矩：截面 B 在垂直面上彎矩：結(jié)果截面 C在垂直面上彎矩：設(shè)計(jì)及說明截面 C右側(cè)在水平面上彎矩：截面 D在水平面上的彎矩：繪制垂直面彎矩圖 截面 A 在垂直面上彎矩：截面 B 在垂直面上彎矩：設(shè)計(jì)及說明結(jié)果(6) 校核軸的強(qiáng)度因 C 彎矩大，且作用有轉(zhuǎn)矩，故 C 為危險(xiǎn)剖面 其抗彎截面系數(shù)為抗扭截面系數(shù)為最大彎

36、曲應(yīng)力為截面 C在垂直面上彎矩：截面 A處合成彎矩：截面 B 處合成彎矩：截面 C 左側(cè)合成彎矩：截面 D在垂直面上彎矩：繪制合成彎矩圖剪切應(yīng)力為按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對于單向傳動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合 系數(shù) =0.6 ，則當(dāng)量應(yīng)力為查表得 40Cr( 調(diào)質(zhì) ) 處理，抗拉強(qiáng)度極限 B=750MPa，則軸的許用彎曲應(yīng)力 -1b=70MPa， ca -1b ，所以強(qiáng)度滿足要求。低速軸設(shè)計(jì)計(jì)算已經(jīng)確定的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)轉(zhuǎn)速 n=139.37r/min ；功率 P=5.91kW；軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=404968.79N ?mm軸的材料選擇并確定許用彎曲應(yīng)力由表選用 45(調(diào)質(zhì))

37、，齒面硬度 217255HBS，許用彎曲應(yīng)力為 =60MPa按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度概略計(jì)算軸的最小直徑由于低速軸受到的彎矩較小而受到的扭矩較大，故取A0=112。由于最小軸段直徑安裝開式圓柱齒輪，其截面上要開1 個(gè)鍵槽，故將軸徑增大 7%設(shè) 計(jì)及說 明 結(jié) 果 查表可知標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑為 42mm故取 dmin=42確定各軸段的長度和直徑。查表選取標(biāo)準(zhǔn)軸徑 d1=42mm，取 L1=112mm。選用普通平鍵， A 型，bh = 12 8mm(GB T 1096-2003) ，鍵長 L=100mm。初步選擇滾動(dòng)軸承。 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用， 故選用角接觸軸承。 參 照工作要求并根據(jù) d23 = 4

38、7 mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選擇角接觸軸承7210AC，其尺寸為 dDB = 50 9020mm，故 d34 = d67 = 50 mm 。取安裝齒輪處的軸段的直徑 d45 = 53 mm；齒輪的左端與左軸承之間采用擋油環(huán)定位。已 知大齒輪輪轂的寬度為 B = 65 mm，為了使擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪 轂寬度，故取 l45 = 63 mm 。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h = (23)R ，由軸徑 d45= 53 mm 故取 h = 5 mm ，則軸環(huán)處的直徑 d56 = 63 mm 。軸環(huán)寬度 b 1.4h ，取 l56 = 7 mm 。軸承端蓋厚度 e=12，墊片厚度

39、 t=2 ，根據(jù)軸承端蓋便于裝拆，保證軸承端蓋的外端面與 開式圓柱齒輪端面有一定距離K=27，螺釘 C1=20mm， C2=18mm，箱座壁厚 =8mm，則取大齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 2 = 12.5 mm ，考慮箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承 位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取 = 10 mm ，已知滾動(dòng)軸承的寬度 B = 20 mm，則設(shè) 計(jì) 及 說 明 結(jié) 果 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。軸段123456直徑424750536350長度1126244.563735.5軸的受力分析大齒輪所受的圓周力( d2 為大齒輪的分度圓直徑)大齒輪所受的徑向力大齒輪所受的軸向力軸承壓力中 心到齒

40、輪支點(diǎn)距離 l1=49.7mm，齒輪中點(diǎn)到軸承壓力中心距離 l2=49.7mm ，軸承壓力中心到第一段軸支點(diǎn)距離 l3=144.3mm軸承 A 和軸承 B 在水平面上的支反力 RAH和 RBH 低速軸上外傳動(dòng)件施加在軸上的徑向力 Q=3369.065N結(jié)果設(shè)計(jì)及說明軸承 A和軸承 B 在垂直面上的支反力 RAV和 RBV軸承 A的總支承反力為：軸承 B的總支承反力為：計(jì)算彎矩在水平面上，軸截面 A處所受彎矩：在水平面上，軸截面 B 處所受彎矩：在水平面上，軸截面 C右側(cè)所受彎矩：在水平面上，軸截面 C 左側(cè)所受彎矩：結(jié)果設(shè)計(jì)及說明在水平面上，軸截面 D處所受彎矩：在垂直面上，軸截面 A處所受彎

41、矩：在垂直面上，軸截面 B處所受彎矩： 在垂直面上，齒輪 2 所在軸截面 C 處所受彎矩： 在垂直面上，軸截面 D處所受彎矩： 繪制合成彎矩圖截面 A處合成彎矩彎矩：截面 B處合成彎矩：截面 C左側(cè)合成彎矩：截面 C右側(cè)合成彎矩：截面 D處合成彎矩：結(jié)果設(shè)計(jì)及說明繪制扭矩圖繪制當(dāng)量彎矩圖截面 A處當(dāng)量彎矩：截面 B處當(dāng)量彎矩：截面 C左側(cè)當(dāng)量彎矩：截面 C右側(cè)當(dāng)量彎矩：截面 D處當(dāng)量彎矩：圖 8-4 低速軸受力及彎矩圖結(jié)果設(shè)計(jì)及說明校核軸的強(qiáng)度因 A 彎矩大，且作用有轉(zhuǎn)矩，故 A 為危險(xiǎn)剖面 其抗彎截面系數(shù)為 抗扭截面系數(shù)為最大彎曲應(yīng)力為結(jié)果設(shè)計(jì)及說明剪切應(yīng)力為按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對于單向傳動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取 折合系數(shù) =0.6 ，則當(dāng)量應(yīng)力為查表得 45( 調(diào)質(zhì) ) 處理，抗拉強(qiáng)度極限B=650MPa，則軸的許用彎曲應(yīng)力 -1b=60MPa， ca0.68 ， Pr=0.41Fr+0