帶式運(yùn)輸機(jī)電動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì)說明書模板

帶式運(yùn)輸機(jī)電動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì)說明書資料內(nèi)容僅供參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系本人改正或者刪除。摘要帶式輸送機(jī)自從創(chuàng)造至今已有一百五十年的歷史,依然被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)、生活中,被廣泛使用在石油、化工、塑料、橡膠、食品、建材、包裝、紡織、造紙、輕工、立體停車庫(kù)和流水線等機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域中。經(jīng)過本畢業(yè)設(shè)計(jì)將學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用,培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),計(jì)算能力,了解減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟及參數(shù)選擇的原則,熟悉減速器傳動(dòng)的基本原理,熟悉并掌握一套完整的機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)過程。了解減速器的參數(shù)數(shù)據(jù)的選擇原則對(duì)傳動(dòng)裝置效率的影響。由于減速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用,被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中,因此,減速器的使用還有很好的前景。經(jīng)過本畢業(yè)設(shè)計(jì),了解減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟及參數(shù)選擇的原則,熟悉減速器傳動(dòng)的基本原理,并設(shè)計(jì)了一套完整的電動(dòng)滾筒傳動(dòng)裝置。關(guān)鍵詞:帶式輸送機(jī);減速器設(shè)計(jì);主要部件前言隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,在機(jī)械制造中,運(yùn)輸工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一,其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占比重和作用越來(lái)越重要,世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程證明了這一點(diǎn)。改革開放以來(lái),隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,商品流通的增加,物質(zhì)的不斷豐富,生活水平的提高,人們?cè)谧非笊唐吠庠谫|(zhì)量提高的同時(shí),主要還是追求商品內(nèi)在質(zhì)量提高,保證內(nèi)在質(zhì)量就需要快速的運(yùn)輸來(lái)實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)人們的消費(fèi)需求的擴(kuò)大,運(yùn)輸工業(yè)隨之迅速發(fā)展,在中國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值中已占到10%以上,與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距正在逐步縮小。

運(yùn)輸機(jī)械在運(yùn)輸工業(yè)中的地位十分重要,對(duì)運(yùn)輸工業(yè)現(xiàn)代化具有舉足輕重的作用。它能夠提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,改進(jìn)生產(chǎn)環(huán)境,降低生產(chǎn)成本,減少環(huán)境污染,增加產(chǎn)品質(zhì)量,提高產(chǎn)品的檔次,增加附加值從而增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,帶來(lái)更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

中國(guó)的運(yùn)輸機(jī)械發(fā)展起步與20世紀(jì)40年代末,從改革開放前少數(shù)幾種水平落后的單機(jī)起,到70年代,在借鑒進(jìn)口設(shè)備和技術(shù)的基礎(chǔ)上,運(yùn)輸機(jī)械的生產(chǎn)發(fā)生了一個(gè)巨大的變化,大量填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的運(yùn)輸機(jī)械問世,品種規(guī)格不斷增加,出現(xiàn)了大量專業(yè)的運(yùn)輸機(jī)械生產(chǎn)企業(yè),形成了一批專業(yè)化生產(chǎn)的骨干企業(yè)。許多研究機(jī)構(gòu)著手研究運(yùn)輸機(jī)械,大專院校也紛紛設(shè)立運(yùn)輸專業(yè),先后成立了全國(guó)性的協(xié)會(huì),學(xué)會(huì),標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu),出版了各種專業(yè)期刊,形成了一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)輸行業(yè)部門,也是原機(jī)械工業(yè)部管理的14個(gè)大行業(yè)之一。進(jìn)入20世紀(jì)80年代,除繼續(xù)增加新品種外。在產(chǎn)品的技術(shù)水平和內(nèi)在質(zhì)量、性能等方面有了很大進(jìn)步,從注重?cái)?shù)量向注重質(zhì)量和性能方面發(fā)展,產(chǎn)品的技術(shù)水平與國(guó)外先進(jìn)水平的差距在縮小。本課題是聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際的課題。

當(dāng)前,帶式輸送機(jī)已廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)角落,如化工、建材、礦山開采,車站、碼頭以及農(nóng)產(chǎn)品貯運(yùn)等,操作方便、運(yùn)輸距離比較長(zhǎng)。隨著機(jī)械化和綜合機(jī)械化采煤工作面產(chǎn)量的不斷提高,帶式輸送機(jī)已經(jīng)逐漸成為煤礦生產(chǎn)中的一種主要輸送設(shè)備。

電動(dòng)滾筒是帶式輸送機(jī)的一個(gè)重要?jiǎng)恿Σ考?就冷卻形式而言有油冷式、油浸式及風(fēng)冷式等,就減速形式而言有齒輪減速式及擺線針輪式等,就電動(dòng)機(jī)的安裝位置而言有內(nèi)置式和外置式等。當(dāng)前應(yīng)用較多的是齒輪減速、內(nèi)置、油冷式電動(dòng)滾筒,特別是對(duì)于小型和微型電動(dòng)滾筒來(lái)說,這種電動(dòng)滾筒更具有不可替代的地位?？墒?齒輪減速油冷式電動(dòng)滾筒承載能力較差、傳動(dòng)效率低,右法蘭軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝性較差。因此,擬采用活齒減速技術(shù)方案對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。

活齒波動(dòng)傳動(dòng)是用來(lái)傳遞兩同軸間回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的一種新型傳動(dòng)形式,這與電動(dòng)滾筒的傳動(dòng)方式完全吻合。它由激波器V、中心輪K、活齒架H及一組活齒組成,工作時(shí),激波器周期性地推動(dòng)活齒,這些活齒與中心輪齒廓的嚙合點(diǎn)形成了蛇腹蠕動(dòng)式的切向波,從而與中心輪形成連續(xù)的驅(qū)動(dòng)關(guān)系?；铨X傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、承載能力大、傳動(dòng)效率高、基本構(gòu)件的工藝性好等優(yōu)點(diǎn),因此一出現(xiàn)就引起了人們極大的興趣。

1、系統(tǒng)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算1.1系統(tǒng)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)組成:傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。特點(diǎn):齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布,故沿軸向載荷分布不均勻,要求軸有較大的剛度。確定傳動(dòng)方案:考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高,傳動(dòng)功率大,故采用剛性聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)電機(jī)與減速器。其傳動(dòng)方案如下:1-電機(jī)2-聯(lián)軸器3-減速器4-聯(lián)軸器5-滾筒圖1-1帶式輸送機(jī)總體方案布局圖1.2系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算1.2.1選擇電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)類型的選擇:Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)功率選擇:η1—聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率:0.99η2—每對(duì)軸承的傳動(dòng)效率:0.99η3—圓柱直齒輪的傳動(dòng)效率:0.96η4—滾筒與傳送帶之間的傳動(dòng)效率:0.96傳動(dòng)裝置的總效率:η=η12×η24×η32×η4=0.992×0.994×0.962×0.96≈0.83電機(jī)所需的工作功率:==6KW確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速:n滾筒===76.43r/min查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P18-4表18.1-1得二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i=8～60,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是:n電=n滾筒×i=(8～60)×76.43r/min=611.44～4585.8r/min根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速,由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào),因此有2種傳動(dòng)比喻案如下:表1-1電機(jī)型號(hào)方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率KW額定轉(zhuǎn)速r/min重量Kg總傳動(dòng)比1Y132S1-26.529006722.312Y132S-46.58456811.08圖1-2電機(jī)安裝及外形尺寸表1-2電機(jī)外形尺寸型號(hào)ABCDEFGHKABACADHDBBLY132M-4216140893880103313212280275210315200475綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量和減速器的傳動(dòng)比,可見第二方案比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-4。1.2.2總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)總傳動(dòng)比==11.08分配傳動(dòng)比:i1=(1.3～1.5)i2,經(jīng)計(jì)算i1=(3.79～4.08),取i1=4,計(jì)算得i2=2.77I1為高速級(jí)傳動(dòng)比,i2為低速級(jí)傳動(dòng)比。1.2.3各軸功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩計(jì)算將傳動(dòng)裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸;η01,η12,η23,η34依次為電機(jī)與軸1,軸1與軸2,軸2與軸3,軸3與軸4之間的傳動(dòng)效率。各軸轉(zhuǎn)速:=845r/min==211.25r/min==76.43r/min=129.96r/min各軸輸入功率:P1=P電·η01=6×0.99＝5.94KWη01＝η1P2=P1·η12=5.94×0.99×0.96＝5.82KWη12＝η2η3P3=P2·η23=5.82×0.99×0.96＝5.53KWη23＝η2η3P4=P3·η34=5.53×0.99×0.99＝5.42KWη34＝η1η2各軸輸入轉(zhuǎn)矩:＝67.8N·mT1=Td·η01＝67.8×0.99＝67.13N·mT2=T1·i1·η12＝67.13×4×0.99×0.96＝255.21N·mT3=T2·i2·η23＝255.21×2.77×0.99×0.96＝671.87N·mT4=T3·η34＝671.87×0.99×0.99＝658.5N·m1-3軸的輸出功率、輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩乘以1對(duì)軸承的傳動(dòng)效率0.99。2.傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算2.1高速級(jí)大、小齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算2.2低速級(jí)大、小齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算2.2.1選擇齒輪材料載荷中等、速度不高且傳動(dòng)尺寸無(wú)特殊要求,因此大小齒輪都選軟齒面齒輪,小齒輪選用35MnB調(diào)質(zhì),硬度260HBS,大齒輪選用SiMn調(diào)質(zhì),硬度225HBS。根據(jù)兩齒面的硬度,由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表6-10中的算式得出兩齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度的許用應(yīng)力:265HBS=27.1HRC,225HBS=20HRC=380+HBS=640MPa=380+HBS=605MPa=155+0.3HRC=163MPa=155+0.3HRC=161MPa2.2.2選取設(shè)計(jì)參數(shù)小齒輪齒數(shù)z1=26,則z2=26×2.77=72.02,取z2=72;實(shí)際傳動(dòng)比為i12=72/26=2.769,傳動(dòng)比誤差Δi==0.0004％≤5％,在允許范圍內(nèi)。齒寬系數(shù)取=1.02.2.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)小齒輪的轉(zhuǎn)矩T1=121.10N·m載荷系數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表6-9取K=1.2d1≥766=766=60.01mm齒輪的模數(shù)為m=≥=2.31。查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表6-1取標(biāo)準(zhǔn)系列模數(shù)m=3。d1=mz1=26×3=78mm2.2.4齒輪的幾何尺寸計(jì)算d3=mz3=3×26=78mmd4=mz4=3×72=216mmda3=mz3+2ha*m=78+6=84mmda4=mz4+2ha*m=216+6=222mmdf3=mz3－2(ha*+c*)m=78－7.5=70.5mmdf4=mz4－2(ha*+c*)m=216－7.5=208.5mma=(d3+d4)/2=(78+216)/2=147mmb=ψdd3=1.0×66=78mm取b4=78,b3=78+4=82mm2.2.5校核彎曲疲勞強(qiáng)度由齒數(shù)查表6-12得兩齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)為:YFS1=4.30,YFS2=4．σF1===68.42Mpa＜=163MPa合格σF2===63.69Mpa＜=178MPa合格2.2.6精度設(shè)計(jì)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表6-8取8級(jí)精度．2.2.7.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.7.1.中間軸孔的厚度:大齒輪D0=da4-(10～14)mn=222-(10～14)×3=(180～192)mm,取D0=190mm.D4為軸徑,D4=52mm,D3=1.6D4=1.6×52=83.2mm,取D3=85,l=b=齒寬,D2=(0.25～0.35)(D0-D3)=(0.25～0.35)(190-85)=(26.25～36.75)mm,取D2=35.r=1mm.腹板孔厚度:C=(0.2-0.3)b≥8mm,選C=10mm.2.2.8.潤(rùn)滑方式==2.1m/s<12m/s,采用潤(rùn)滑油池潤(rùn)滑。見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P118.3.軸系零件的校核計(jì)算3.1Ⅰ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1材料的選擇及軸頸的確定圖3-1Ⅰ軸示意圖選擇軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》(成大先主編,化學(xué)工業(yè)出版社)表6-1-1得σb=650Mpa,σs=360Mpa,σ-1=270Mpa,τ-1=155Mpa,E=2.15×105Mpa根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-1-18公式初步計(jì)算軸徑,由于材料為45鋼,由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-1-19選取A=120則得d≥A=120×=17.99mm,因?yàn)榭紤]到裝聯(lián)軸器加鍵,有一個(gè)鍵槽,d≥17.99×(1+5％)=18.89mm3.1.2確定各軸段直徑表3-1各軸段直徑名稱依據(jù)確定結(jié)果(mm)大于軸的最小直徑18.89,電機(jī)軸徑D=38,d1=(0.8～1.2)D且考慮與聯(lián)軸器內(nèi)孔標(biāo)準(zhǔn)直徑配合,聯(lián)軸器選擇GY5型30聯(lián)軸器定位d2=d1+2(0.07～0.1)d1=30+(4.2～6)=34.2～3635考慮軸承d3>d2選用代號(hào)為6008軸承軸承內(nèi)徑d=40(mm)軸承外徑D=68(mm)軸承寬度B=15(mm)40考慮軸承定位d4＝da46考慮到齒輪分度圓與軸徑相差不大(da<2d),選用齒輪軸,此時(shí)d5=da1=5456d6＝da46d7＝d3(同一對(duì)軸承)403.1.3各軸段的長(zhǎng)度1軸段安裝聯(lián)軸器:聯(lián)軸器選擇GY5型(見《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》GB/T5843-)聯(lián)軸器寬度L聯(lián)軸器=82mm,使l1略小于L聯(lián)軸器,取l1=80mm.2軸段的長(zhǎng)度l2:包括三部分:l2=lS1+e+m,其中l(wèi)S1部分為聯(lián)軸器的內(nèi)端面至軸承端蓋的距離,查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P26表5-2,lS1=15-20mm,取lS1=20mm,e部分為軸承端蓋的厚度,查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P39表5-7,軸承外徑D=90mm,d3=8mm,e=1.2d3=9.6mm,m部分為軸承蓋的上口端面至軸承座孔邊緣的距離,軸承座孔的寬度L座孔=δ+C1+C2+(5～10mm),δ為下箱座壁厚,查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P27表5-3:δ=8mm,C1,C2為軸承座旁連接螺栓到箱體外壁及箱邊的尺寸,根據(jù)軸承座旁連接螺栓的直徑查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P27表5-3,(假設(shè)軸承座旁連接螺栓d1=14mm)得C1=20mm,C2=18mm,L座孔=δ+C1+C2+(5～10mm)=8+20+18+6=52mm另外為加工軸承座孔端面方便,軸承座孔的端面應(yīng)高于箱體,m=L座孔-△3-B=52-5-12=35,△3=5mm,見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P26表5-2。l2=20+9.6+35=64.6,取l2=65mm.3軸段的長(zhǎng)度l3:l3應(yīng)略小于深溝球軸承的寬度,軸承的型號(hào)為61908,軸承寬度B=12mm,l3=12mm.4軸段的長(zhǎng)度:減速器的內(nèi)壁尺寸:A=2△2+B1+B2+△4+2=2×10+82+52+14+2=170mm其中△2為齒輪斷面與箱體內(nèi)壁的距離,△4為Ⅱ軸上兩齒輪之間的距離,B1、B2風(fēng)別為Ⅱ軸上兩齒輪寬度。l4=A-l5-l6+2△3=170-56-15+10=109mm5軸段部位為齒輪軸,其長(zhǎng)度與齒寬相同:l5=56mm.6軸段長(zhǎng)度l6:l6=△2+△3=10+5=15mm.7軸段為軸承安裝段,l7等于滾動(dòng)軸承的寬度B,B=15mm,取l7=15mm.3.1.4Ⅰ軸的校核3.1.4.1軸的校核a+b=B/2+l4+l5+l6+B/2=6+99+56+15+6=182mma=B/2+l6+l5/2=6+15+28=49mm,b=133mm圖3-2Ⅰ軸的強(qiáng)度計(jì)算(1)計(jì)算切向力和徑向力:結(jié)構(gòu)參見圖3-2。(2)求水平平面內(nèi)的支反力:(3)計(jì)算水平平面的彎矩(4)求垂直平面的支反力(5)計(jì)算垂直平面的彎矩(6)該軸的轉(zhuǎn)矩T=32180Nmm(7)合成彎矩并繪制彎矩圖(8)確定危險(xiǎn)截面,校核該軸強(qiáng)度。結(jié)合上圖可看出。安裝齒輪處為危險(xiǎn)截面,根據(jù)公式,選擇最大彎矩進(jìn)行計(jì)算。此軸為單向運(yùn)轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力可按照脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力處理,得,W為抗彎截面系數(shù),,d為齒輪的齒根圓直徑,d=47mm,查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P211表12-2,得該軸的結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求。3.1.4.2.軸承的校核由公式其中:ft為溫度系數(shù):查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P246表14-3,得ft=1,fd為載荷系數(shù):查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P246表14-4,得fd=1.2,C為基本額定動(dòng)載荷:軸承選擇為深溝球軸承6008,查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》(GB/T276-94),得C=17.0KNn為軸承工作轉(zhuǎn)速:n=1440r/min,ε為壽命指數(shù):對(duì)于球軸承ε=3,見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P245.P為當(dāng)量動(dòng)載荷:P=XFr+YFa,對(duì)于此設(shè)計(jì)中的深溝球軸承,沒有軸向載荷,Fa=0,取X=1,見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P247.因此,P=XFr=Fr。選擇兩者中的大的:因此該軸承符合強(qiáng)度要求。3.1.4.3與聯(lián)軸器的連接軸的鍵的設(shè)計(jì)與校核(1)一般8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求,應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪在兩支撐點(diǎn)中間,故選用圓頭(A型)普通平鍵。選擇聯(lián)軸器GY5型:dz=38mm,d2=30mm,L=82mm.L1=60mm由參考文獻(xiàn)［機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)］P581,查得鍵的截面尺寸:b×h=8×7根據(jù)連接段取鍵長(zhǎng):L=L1-10=80-10=70mm,屬于標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。(2)鍵的校核查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P5-227表5-3-17,得鍵的工作長(zhǎng)度為:l=L-b=70-8=62mm,鍵的擠壓應(yīng)力為:,因此該鍵符合強(qiáng)度要求。選用鍵8×7,GB1906-查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P5-228表5-3-18鍵槽深:.3.2Ⅱ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1軸徑的確定圖3-3Ⅱ軸示意圖確定最小直徑:低速運(yùn)轉(zhuǎn),較大載荷,選用40Cr調(diào)質(zhì)處理。查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P211表12-2:許允彎曲應(yīng)力=70MPa。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-1-18公式初步計(jì)算軸徑,由于材料為40Cr鋼,由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-1-19選取A=100則得d≥A=100×=23.40mm,3.2.2各軸段直徑的確定表3-2Ⅱ軸各軸段直徑名稱依據(jù)確定結(jié)果(mm)d≥23.40mm,選軸承代號(hào):6306軸承內(nèi)徑d=30(mm)軸承外徑D=72(mm)軸承寬度B=19(mm)30安裝齒輪段d2>d1,h=1.5～2mm,取2mm33軸肩段h=(0.07～0.1)d,取h=3mm39d4＝d233d7＝d1(同一對(duì)軸承)303.2.3各軸段長(zhǎng)度的確定1軸段的長(zhǎng)度l1:l1=B+△2+△3+2=19+10+5+2=36mm,軸承的型號(hào)為6306,軸承寬度B=19mm,△2為齒輪斷面與箱體內(nèi)壁的距離,△3為軸承內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁之間的距離2軸段的長(zhǎng)度:l2=B2-2=82-2=80mm,齒輪寬B2=82mm3軸段的長(zhǎng)度:兩齒輪間距l(xiāng)3=14mm4軸段的長(zhǎng)度:l2=B1-2=52-2=50mm,齒輪寬B1=52mm5軸段的長(zhǎng)度:l5:l5=B+△2+△3+2=19+10+5+4=38mm,軸承寬度B=19mm,△2為齒輪斷面與箱體內(nèi)壁的距離,△3為軸承內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁之間的距離3.2.4Ⅱ軸的校核3.2.4.1軸的校核圖3-4Ⅱ軸的強(qiáng)度計(jì)算a=l4/2+△2+△3+2+B/2=26+10+5+2+9.5=52.5mmb=l2/2+l3+l4/2=41+14+26=81mm,c=B/2+△3+△2+l2/2=9.5+5+10+41=65.5mma+b+c=49.5+81+62.5=199mm(1)計(jì)算圓周力和徑向力,彎矩圖參見圖5.(1-1)計(jì)算齒輪2的圓周力(1-2)計(jì)算齒輪3的圓周力(1-3)計(jì)算齒輪2的徑向力(1-4)計(jì)算齒輪3的徑向力(2)求水平平面內(nèi)的支反力:,,(3)計(jì)算水平平面的彎矩對(duì)于B點(diǎn):對(duì)于C點(diǎn):(4)求垂直平面的支反力,,(5)計(jì)算垂直平面的彎矩對(duì)于B點(diǎn):對(duì)于C點(diǎn):(6)該軸的轉(zhuǎn)矩T=122320Nmm(7)合成彎矩并繪制彎矩圖對(duì)于B點(diǎn):對(duì)于C點(diǎn):(8)確定危險(xiǎn)截面,校核該軸強(qiáng)度。結(jié)合圖5可看出。安裝齒輪2處為危險(xiǎn)截面,根據(jù)公式,選擇最大彎矩進(jìn)行計(jì)算。查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P220表12-5,得,W為抗彎截面系數(shù),,d為齒輪2處軸的直徑,d=33mm,鍵槽尺寸b=10mm,.T=122320Nmm查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P211表12-2,得該軸的結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求。3.2.4.2.軸承的校核由公式見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P246(14-3)其中:ft為溫度系數(shù):查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P246表14-3,得ft=1,fd為載荷系數(shù):查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P246表14-4,得fd=1.2,C為基本額定動(dòng)載荷:軸承選擇深溝球軸承6306,查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P95附錄一,得C=27KNn為軸承工作轉(zhuǎn)速:n=360r/min,ε為壽命指數(shù):對(duì)于球軸承ε=3,見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P245.P為當(dāng)量動(dòng)載荷:P=XFr+YFa,對(duì)于此設(shè)計(jì)中的深溝球軸承,沒有軸向載荷,Fa=0,取X=1,見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P247.因此,P=XFr=Fr。選擇兩者中的大的:因此該軸承符合強(qiáng)度要求。3.2.5.3鍵的選擇與校核一般8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求,應(yīng)選用平鍵連接。選用圓頭(A型)普通平鍵。(1)大齒輪段l4=50mm.d4=33mm=d.由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P6-121,查得鍵的截面尺寸:b×h=10×8根據(jù)

輪轂段取鍵長(zhǎng):L=l4-10=50-10=40mm,屬于標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。(1-1)鍵的校核查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P204表11-13,得鍵的工作長(zhǎng)度為:l=L-b=40-10=30mm,鍵的擠壓應(yīng)力為:,因此該鍵符合強(qiáng)度要求。選用鍵10×8,GB/T1095-1979.鍵槽深:查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P6-121得.(2)小齒輪段l2=80mm.d2=33mm.由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P6-121,查得鍵的截面尺寸:b×h=10×8根據(jù)

輪轂段取鍵長(zhǎng):L=l2-10=80-10=88mm,屬于標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。(2-1)鍵的校核查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P204表11-13,得鍵的工作長(zhǎng)度為:l=L-b=80-10=70mm,鍵的擠壓應(yīng)力為:,因此該鍵符合強(qiáng)度要求。選用鍵10×8,GB/T1095-1979.鍵槽深:查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P6-121得.3.3Ⅲ軸的設(shè)計(jì)3.3.1軸徑的確定圖3-5Ⅲ軸示意圖1)確定最小直徑:選擇軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》(成大先主編,化學(xué)工業(yè)出版社)表6-1-1得σb=650Mpa,σs=360Mpa,σ-1=270Mpa,τ-1=155Mpa,E=2.15×105Mpa,=60MPa根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-1-18公式初步計(jì)算軸徑,由于材料為45鋼,由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-1-19選取A=120則得d≥A=120×=38.76mm,因?yàn)榭紤]到裝聯(lián)軸器加鍵,有一個(gè)鍵槽,d≥38.76×(1+5％)=40.70mm3.3.2各軸段直徑的確定表3-3Ⅲ軸段直徑名稱依據(jù)確定結(jié)果(mm)大于軸的最小直徑40.70,考慮與聯(lián)軸器內(nèi)孔標(biāo)準(zhǔn)直徑配合,聯(lián)軸器選擇GY6型,取d1=42mm42聯(lián)軸器定位d2=d1+2(0.07～0.1)d1=42+(5.88～8.4)=47.88～50.448考慮軸承d3>d2選用代號(hào)為6010軸承軸承內(nèi)徑d=50(mm)軸承外徑D=80(mm)軸承寬度B=16(mm)50考慮軸承定位d4≥da56h＝(0.07～0.1)d4＝(4.62～6.6),取h=6,d4＝56+2×668考慮到齒輪的軸向定位采用套筒,取d6=5252d7＝d3(同一對(duì)軸承)503.3.3各軸段長(zhǎng)度的確定1軸段安裝聯(lián)軸器:聯(lián)軸器選擇GY6型(見《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》GB/T5843-)聯(lián)軸器寬度L聯(lián)軸器=112mm,使l1略小于L聯(lián)軸器,取l1=110mm.2軸段的長(zhǎng)度l2:包括三部分:l2=lS+e+m,其中l(wèi)S部分為聯(lián)軸器的內(nèi)端面至軸承端蓋的距離,查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P26表5-2,lS=15-20mm,取lS=20mm,e部分為軸承端蓋的厚度,查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P39表5-7,軸承外徑D=90mm,d3=8mm,e=1.2d3=9.6mm,m部分為軸承蓋的上口端面至軸承座孔邊緣的距離,軸承座孔的寬度L座孔=δ+C1+C2+(5～10mm),δ為下箱座壁厚,查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P27表5-3:δ=8mm,C1,C2為軸承座旁連接螺栓到箱體外壁及箱邊的尺寸,根據(jù)軸承座旁連接螺栓的直徑查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P27表5-3,(假設(shè)軸承座旁連接螺栓d1=14mm)得C1=20mm,C2=18mm,L座孔=δ+C1+C2+(5～10mm)=8+20+18+6=52mm另外為加工軸承座孔端面方便,軸承座孔的端面應(yīng)高于箱體,m=L座孔-△3-B=52-5-12=35,△3=5mm,見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P26表5-2。l2=20+9.6+35=64.6,取l2=65mm.3軸段的長(zhǎng)度l3:l3應(yīng)略小于或等于深溝球軸承的寬度,軸承的型號(hào)為6010,軸承寬度B=16mm,l3=16mm.4軸段的長(zhǎng)度:減速器的內(nèi)腔寬為:A=170mml4=△3+A-(l5+l6+△2+4)=5+170-(10+76+10+4)=75mm5軸段部位為齒輪定位軸環(huán),其長(zhǎng)度為:l=1.4h=1.4×6=8.4mm取l5=10.6軸段為安裝齒輪段,其長(zhǎng)度略小于齒輪寬度,l6=76＜B4=78mm.7軸段為軸承安裝段并加套筒來(lái)保證齒輪和軸承的軸向定位,l7=4+△2+△3+B軸承=4+10+5+16=35mm.3.3.4第三軸的校核3.3.4.1軸的校核圖3-6Ⅲ軸的強(qiáng)度計(jì)算a=l7--2+=35-8-2+39=64mmb=+l5+l4+=39+10+75+8=132mma+b=64+132=196mm(1)計(jì)算齒輪4的圓周力Ft4和徑向力Fr4,參見圖7,查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P102(6-38)。(2)求水平平面內(nèi)的支反力:,(3)計(jì)算水平平面的彎矩(4)求垂直平面的支反力,(5)計(jì)算垂直平面的彎矩(6)該軸的轉(zhuǎn)矩T=322020Nmm(7)合成彎矩并繪制彎矩圖(8)確定危險(xiǎn)截面,校核該軸強(qiáng)度。結(jié)合圖3-6可看出。安裝齒輪處為危險(xiǎn)截面,根據(jù)公式,選擇最大彎矩進(jìn)行計(jì)算。此軸為單向運(yùn)轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力可按照脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力處理。查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P220表12-5,得,W為抗彎截面系數(shù),,d為齒輪4處軸的直徑,d=52mm,選擇軸承6010選擇鍵:b×h=16×10mm,b=16mm,h=10mm,.T=322020Nmm查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P211表12-2,得該軸的結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求。3.3.4.2軸承的校核由公式其中:ft為溫度系數(shù):查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P246表14-3,得ft=1,fd為載荷系數(shù):查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P246表14-4,得fd=1.2,C為基本額定動(dòng)載荷:軸承選擇為深溝球軸承6010,查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P95附錄一,得C=22KNn為軸承工作轉(zhuǎn)速:n=129.96r/min,ε為壽命指數(shù):對(duì)于球軸承ε=3,見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P245.P為當(dāng)量動(dòng)載荷:P=XFr+YFa,對(duì)于此設(shè)計(jì)中的深溝球軸承,沒有軸向載荷,Fa=0,取X=1,見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P247.因此,P=XFr=Fr。選擇兩者中的大的:因此該軸承符合強(qiáng)度要求。3.3.4.3鍵的選擇與校核(1)齒輪4安裝段的鍵的選擇:L6=76mm.d6=52mm=d.由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P6-121,查得鍵的截面尺寸:b×h=16×10根據(jù)輪轂段取鍵長(zhǎng):L=l6-6=76-6=70mm,屬于標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。(1-1)鍵的校核查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P204表11-13,得鍵的工作長(zhǎng)度為:l=L-b=70-16=54mm,鍵的擠壓應(yīng)力為:,因此該鍵符合強(qiáng)度要求。選用鍵16×10,GB/T1095-1979.鍵槽深:.(2)與滾筒連接的聯(lián)軸器的軸的鍵的設(shè)計(jì)與校核:一般8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求,應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪在兩支撐點(diǎn)中間,故選用圓頭(A型)普通平鍵。d6=42mm,查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P101附錄五選擇聯(lián)軸器GY6型:d1=42mm,L=112mm,L1=84mm。由參考文獻(xiàn)［機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)］P581,查得鍵的截面尺寸:b×h=12×8根據(jù)連接段取鍵長(zhǎng):L=L1-10=110-10=100mm,屬于標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。(2-1)鍵的校核查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P204表11-13,得鍵的工作長(zhǎng)度為:l=L-b=100-12=88mm,鍵的擠壓應(yīng)力為:,因此該鍵符合強(qiáng)度要求。選用鍵16×100GB/T1096-1979,鍵槽深:.3.4.聯(lián)軸器的選擇根據(jù)以上的計(jì)算與校核,選擇(1)電動(dòng)機(jī)與減速器連接的聯(lián)軸器型號(hào)為:GY5型,(見《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P22-17GB/T5843-)Tn=400N·m(1-1)轉(zhuǎn)矩TC=KAT,見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P224(12-4)TC-聯(lián)軸器所傳遞的計(jì)算轉(zhuǎn)矩T-聯(lián)軸器所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩,T=9550P/n。查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P102(6-37)。P–電動(dòng)機(jī)功率,P=5.5KWn-電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,n=1440r/minKA-工作情況系數(shù),查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P224表12-6,得KA=1.5.TC=1.5×9550×5.5/1440=54.7Nmm≤TP=400Nmm。(2)減速器與滾筒連接的聯(lián)軸器型號(hào)為:GY6型,(見《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P22-17GB/T5843-)Tn=900N·m(2-1)轉(zhuǎn)矩TC=KAT,見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P224(12-4)TC-聯(lián)軸器所傳遞的計(jì)算轉(zhuǎn)矩T-聯(lián)軸器所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩,T=9550P/n。查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P102(6-37)。P–減速器輸出功率,P=4.34KWn-第三軸轉(zhuǎn)速,n=129.96r/minKA-工作情況系數(shù),查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P224表12-6,得KA=1.5.TC=1.5×9550×4.34/129.96=478.4Nmm≤Tn=900Nmm。表3-4聯(lián)軸器的型號(hào)及參數(shù)型號(hào)許用轉(zhuǎn)矩TP/Nm許用轉(zhuǎn)速np/r/min軸孔直徑d1/mm,d2/mm軸孔長(zhǎng)度D/mmY型J、J1L/mmL1/mmGY5400800038,308260120GY6900680042,42112841404.潤(rùn)滑與密封的設(shè)計(jì)4.1潤(rùn)滑設(shè)計(jì)由于減速器內(nèi)的大齒輪傳動(dòng)的圓周速度:d2為齒輪2分度圓直徑,d2=208mm,n2為齒輪2的轉(zhuǎn)速,n2=360r/min采用潤(rùn)滑油池潤(rùn)滑,潤(rùn)滑油位高度為hs=d大/3+50=216/3+50=72+50=122,取hs=125mm,飛濺出的潤(rùn)滑油可潤(rùn)滑其它齒輪。同時(shí)箱蓋凸緣面在箱蓋接合面與內(nèi)壁相接的邊緣處制出倒棱,以便于潤(rùn)滑油流入油溝潤(rùn)滑軸承。也可達(dá)到散熱降溫的功能。油溝距內(nèi)壁的距離a=6mm,深度c=4mm,寬度b=6mm.4.2密封設(shè)計(jì)(1)高速軸軸頸的圓周速度為:,(見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P255表14-11),故高速軸軸頸采用接觸式氈圈密封。(2)低速軸軸頸的圓周速度為:,(見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］P255表14-11),故低速軸軸頸采用接觸式氈圈密封。5.機(jī)架設(shè)計(jì)與說明5.1箱體的設(shè)計(jì):一般使用情況下,為制造和加工方便,采用鑄造箱體,材料為鑄鐵。箱體結(jié)構(gòu)采用剖分式,剖分面選擇在軸線所在的水平面上。為了保證箱體軸承座處有足夠的壁厚,在外壁軸承蓋的附近加支撐肋。為了提高箱體軸承座孔處的連接剛度,座孔兩側(cè)的連接螺栓應(yīng)盡量靠近,(但不要與端蓋螺釘孔及箱內(nèi)導(dǎo)油溝發(fā)生干涉),為此,軸承座孔附近做出凸臺(tái),使凸臺(tái)高度有足夠的扳手空間。箱體中心的高度為:見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P36圖5-21,表5-6.da4為齒輪4的齒頂圓直徑,da2=222mm,H=da4/2+60=222/2+60=171mm,取箱體中心高度為:H=175mm.取箱體壁厚δ=8mm.見參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書］P27表5-3.5.2箱蓋頂部外表面輪廓的確定以R=Ra4+△1+δ1為半徑做出箱蓋頂部的部分輪廓。其中Ra4為齒輪4的齒頂圓半徑,δ1為上箱蓋的厚度,△1為齒輪4頂圓與箱體內(nèi)部的距離。5.3齒輪1處的箱蓋頂部外表面輪廓的確定保證小齒輪軸承處螺栓附近有足夠的扳手空間,同時(shí)也要使小齒輪軸承孔凸臺(tái)能在此輪廓內(nèi)。5.4底座凸緣厚度上下箱體的連接凸緣應(yīng)較箱壁厚些,寬度要有足夠的扳手空間。上下箱體連接螺栓的距離不大于150mm,但要保證有足夠的扳手空間。為了保證箱體底座的剛度,取底座凸緣厚度為2.5δ。δ為箱座壁厚。5.5箱體結(jié)構(gòu)尺寸表5-1箱體結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號(hào)推薦尺寸選取值一、減速器箱體厚度部分圓柱齒輪減速器下箱座壁厚δ0.025a+2≥88上箱座壁厚δ10.025a+2≥88下箱座剖分面處凸緣厚度bb=1.5δ12上箱蓋剖分面處凸緣厚度b1b1=1.5δ112地腳螺栓底腳厚度b2b2=2.5δ20箱蓋上的肋厚mδ1’≥0.85δ16.8箱座上的肋厚m1δ’≥0.85δ6.8二、安裝地腳螺栓部分二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)中心距a1+a2≤400地腳螺栓直徑df0.036a+12M18地腳螺栓通孔直徑df’25地腳螺栓沉頭座直徑D048底腳凸緣尺寸(扳手空間)c1’24c2’22三、安裝軸承座旁螺栓部分軸承座旁聯(lián)接螺栓直徑d1M16軸承座旁聯(lián)接螺栓通孔直徑d1’17.5軸承座旁聯(lián)接螺栓沉頭座直徑D033剖分面凸緣尺寸(扳手空間)c120c218四、安裝上下箱螺栓部分上下箱聯(lián)接螺栓直徑d2M12上下箱聯(lián)接螺栓通孔直徑d2’13.5上下箱聯(lián)接螺栓沉頭座直徑D026箱緣尺寸(扳手空間)c120c216軸承蓋(即軸承座)外徑D2D2=軸承孔直徑D+(5～5.5)d3=92箱體外壁至軸承座端面的距離ll=c1+c2+(5～10)=50軸承座旁凸臺(tái)的高度hD2=130軸承座旁凸臺(tái)的半徑RδRδ=c2軸承座旁聯(lián)接螺栓的距離ss=D2軸承蓋螺釘直徑d3(0.4～0.5)dfM8檢查孔蓋聯(lián)接螺栓直徑d4d4=0.4df≥6圓錐定位銷直徑d5d5=0.8d2減速器中心高HH=Ra+(60～80)mm,Ra為大齒輪頂圓半徑。175大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁的距離△1≥1.2δ14齒輪端面與箱體內(nèi)壁的距離△