帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)--二級展開式圓柱齒輪減速器

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目 錄 一、 課程設(shè)計(jì) 任務(wù) 書 2 二、 設(shè)計(jì)要求 2 三、 設(shè)計(jì)步驟 2 1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 3 2. 電動(dòng)機(jī) 的選擇 4 3. 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 5 4. 計(jì)算 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 5 5. 帶輪的設(shè)計(jì) 6 6. 齒輪 的 設(shè)計(jì) 8 7. 軸的設(shè)計(jì) 19 8. 滾動(dòng)軸承的選擇和校核 26 9. 聯(lián)軸器的選擇 27 30 30 四、 設(shè)計(jì)小結(jié) 31 五、 參考資料 32 - 1 - 111 一 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目：機(jī)械廠 裝配車間輸送帶傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) η 2η 3η 5η 4η 1:(傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖 ) 工作情況： 單向運(yùn)輸、輕度振動(dòng)、環(huán)境溫度不超過 35℃ 原始數(shù)據(jù)： 主動(dòng)滾筒扭矩 T（ N· m）： 1200； 主動(dòng)滾筒直徑 D（ 360； 主動(dòng)滾筒運(yùn)輸帶速度 V（ m/s）： 運(yùn)動(dòng)要求：輸送帶運(yùn)動(dòng)速度允許誤差不超過 5％； 使用壽命（年）：十年，每年 350 天，每天 16 小時(shí)； 檢修周期：一年小修，兩年大修； 生產(chǎn)批量：單件小批生產(chǎn)； 生產(chǎn)長型：中型機(jī)械廠。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)任務(wù) 圖（可附在說明書內(nèi)） 0號或 1 圖紙） 輪類零件圖 1張、軸類零件圖 1張） - 2 - 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)要求 （ 1）減速器設(shè)計(jì)成：展開式二級減速器 （ 2）對所設(shè)計(jì)的減速器：要求有兩對斜齒輪傳動(dòng) 設(shè)計(jì)進(jìn)度 一周）：《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》課本閱讀，總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算及強(qiáng)度校核； 二周）：裝配圖繪制及草圖繪制； 三周）：齒輪零件和軸零件零件圖的繪制 ,設(shè)計(jì)說明書的整理編寫。 設(shè)計(jì)步驟 置總體設(shè)計(jì) 方案 : 本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) ： 題號 參數(shù) 8 主滾筒扭矩 （ 1200 主滾筒速度 （ m/s） 滾筒 直徑（ 360 動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。 輪相對軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均 ，要求軸有較大的剛度。 慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將 V 帶設(shè)置在高速級。 其傳動(dòng)方案 簡圖 如下： η 2η 3η 5η 4η 1500? 50? - 3 - 2、電動(dòng)機(jī)的選擇 1）選擇 電動(dòng)機(jī) 的類型 2）選擇 電動(dòng)機(jī) 的容量 3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 圖 1:(傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖 ) 帶傳動(dòng)和二級圓柱斜齒輪減速器（展開式）。 1、 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇 因?yàn)楸緜鲃?dòng)的工作狀況是： 單向運(yùn)輸、輕度振動(dòng) 。所以選用常用的封閉式 Y（ 列的電動(dòng)機(jī)。 2、電動(dòng)機(jī)功率選擇： （ 1） 運(yùn)輸帶工作壓力： F=T/20000/60=2) 傳動(dòng)裝置的總功率：（查課程設(shè)計(jì)表 2 η =η 1 ×η 2 3× η3 2×η 4 ×η5= 1 →帶傳動(dòng)的效率，取 η 2 →滾動(dòng)軸承傳動(dòng)的效率，取 η3→ 8 級精度齒輪傳動(dòng)的齒輪副效率，取 4 →聯(lián)軸器的效率，取 3； η5→主動(dòng)滾筒效率，取 (3) 主動(dòng)滾筒輸出功率 由 2T*v/（ 1000*D）得： 4）電動(dòng)機(jī)工作功率 =、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 主動(dòng)滾筒 轉(zhuǎn)速 n =60*v/πD=60* =指導(dǎo)書 2 V 帶傳動(dòng)常用的傳動(dòng)比范圍 ～ 4，二 級展開式 圓柱齒輪減速器 傳動(dòng)比 范圍為 ～ 40,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 n=（ 2～ 4）×（ 8～ 40）× 合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)有 750r/1000r/1500r/3000r/ 種 方案 ，見下表： 表 1動(dòng)機(jī)參數(shù) 電動(dòng) 機(jī)型號 額定功率動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 /(r/電動(dòng)機(jī)質(zhì)量 考 價(jià)格 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 50 720 147 920 ? rn w ? - 4 - 3、計(jì)算傳動(dòng)裝000 970 119 760 500 1440 81 510 000 2900 70 330 4、確定電動(dòng)機(jī)型號 綜合考慮減輕電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)質(zhì)量、節(jié)約資金，選定電動(dòng)機(jī)型號為 要性能見表 1要外形尺寸和安裝尺寸見表 1表 1電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù) 電動(dòng)機(jī)型號 額定功率 步轉(zhuǎn)速(r/滿載轉(zhuǎn)速(r/堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 最大 轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 500 1440 1動(dòng)機(jī)主要外形尺寸和安裝尺寸 中心高 H 外形尺寸 L× 腳安裝尺寸A× B 軸伸尺寸 D× E 平鍵尺寸 F× G 132 515× 315 216× 178 38× 80 10× 33 1. 總傳動(dòng)比 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 主動(dòng)滾筒 轉(zhuǎn)速 n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為 n /n＝ 1440/. 傳動(dòng)系統(tǒng)的 傳動(dòng)比 i× i (10,開式二級斜齒圓柱齒輪 減速器的傳動(dòng)比 ) 為使 V 帶外廓尺寸不要太大， 初步取0i＝ 二級減速器 傳動(dòng)比為 i ＝ 0/ 足二級圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍。 動(dòng)比 按展開式布置，考慮潤滑條件，取高速級傳動(dòng)比 取 i= i1 .3 以 選定電動(dòng)機(jī)型 號 i - 5 - 置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比（ 1）總傳動(dòng)比?i(2) 分配傳動(dòng)比 1）各軸的轉(zhuǎn)速 2）各軸的輸入功率 . 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 該傳動(dòng)裝置從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)共有三軸，依次為Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸 （ 1） 各軸轉(zhuǎn)速 ?n＝0/1440/576r/n＝1/ ?、?576/n＝ Ⅱn/ 2i＝ r/n=Ⅲn= 2） 各軸輸入功率 ⅠP＝1? ＝ P＝Ⅰp× η2×3?＝ P＝ⅡP× η2×3?＝ P＝ⅢP× η4× η5=各軸的 輸出功率： ?ⅠP ＝ ⅠP × ⅡP ＝ ⅡP × ⅢP ＝ ⅢP × ⅣP ＝ ⅣP × 3） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 1T =i× 1? N·m 電動(dòng)機(jī) 軸的 輸出轉(zhuǎn)矩550550× 440=·m 所以 : ⅠT＝i× 1? =m ⅡT＝ⅠT× 1i × 1? × 2? =m ⅢT＝ⅡT× 2i × 2? ×3?=m ⅣT=ⅢT× η4× η5=·m 輸出轉(zhuǎn)矩 ： ?ⅠT＝ⅠT× m ?ⅡT ＝ ⅡT × ·m ?ⅢT ＝ ⅢT × m ?ⅣT ＝ ⅣT × 320 N·m 表 1運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 計(jì)算 結(jié)果 i ?i ? ?? ??? ? ?? - 6 - 3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 5. 齒輪的設(shè)計(jì) 功率 P 矩 T 速 r/入 輸出 輸入 輸出 電動(dòng)機(jī)軸 440 I 軸 76 軸 320 1. 確定計(jì)算功率 查課本表 8選擇工作情況系數(shù)為 ???? p 為傳遞的額定功率 ,既電機(jī)的額定功率 . 2. 選擇帶型號 根據(jù) 9?k ,選用 帶型為 B 型帶． 3. 選取帶輪基準(zhǔn)直徑21, dd 帶輪基準(zhǔn)直徑 251 ?， 則大帶輪基準(zhǔn)直徑 102 ?????,取 152 ?。 4. 驗(yàn)算帶速 v 25/414125100060 1 ??? ????? ?? 在 5～ 25m/s 范圍內(nèi)， 5. 確定中心距 a 和帶的基準(zhǔn)長度 由于 , 所以 初 步 選 取 中 心 距 a ：450)315125(02.10 ????? dd 初定中心距 500 ? ，所以帶長 , ?16144)()(22 0220 121 ????? 查表 選取 基準(zhǔn)長度 600?， 得實(shí)際中心距 ? ? 4 32/1 6 1 41 6 0 04 5 020 ??????? ?， 取 50? 6. 驗(yàn)算小帶輪包角1??? 155180180 121 ????? ?? a dd 角合適。 7. 確定 v 帶根數(shù) z 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 7 級精度 小齒輪材料 45鋼（調(diào)質(zhì)） 大齒輪材料 45鋼 (正火 ) 251 ?d - 7 - 齒輪的設(shè)計(jì) 1) 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 2) 初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 因 251 ?，帶速 ， 440r/動(dòng)比 i, 查 8b 表得 ?? 表 8 查表 8 K?=9)(00????????? 故選 Z=5 根帶。 8. 計(jì)算預(yù)緊力0 可得 ,故 : 單根普通Ｖ帶張緊后的初拉力為 7 . 2 009)00 220 ????????????⑼ 計(jì)算作用在軸上的 壓 軸 力p 1 7 3 0 . 62155s i . 2 61522s i 0 ??????? ? （一）高速級齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1， 齒輪材料，熱處理及精度 （ 1） 考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪 （ 2） 高速級小齒輪選用 40質(zhì) )，齒面硬度為 小齒輪 280速級大齒輪選用 45鋼正火，齒面硬度為 大齒輪 240者材料硬度相差 40 （ 3） 取 小齒齒數(shù) 1Z =24，則大齒輪齒數(shù) i× 24= 取 78。 （ 4） 齒輪精度 ： 按 10095－ 88，選擇 7級，齒根噴丸強(qiáng)化。 （ 5） 選取螺旋角：初選螺旋角為 β =14° 2， 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 2131 )][(12? ? ???? 確定各參數(shù)的值 : ① 由表 10 ε =1，選載荷系數(shù)課本圖 10取區(qū)域系數(shù) 由表 10????則 ????②計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù) 60n1 0× 576× 1×（ 16× 350× 10） =109 h 5.1?? 206? 101?602??N ?N 1 ?? - 8 - 1/108 h ③ ④齒輪的疲勞強(qiáng)度極限 由表 10齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限1600 大 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限2550 查 課本 10 得： = =全系數(shù)取 S=1 [H?]1= 1550× [ H? ]2 = 450× 432 許用接觸應(yīng)力 M P 7 1 . 7 52/)3241 1 . 55(2/)][]([][ 21 ????? ??? ⑤ 由表 10得材料的彈性影響系數(shù) =小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 T=105 × 11/105 × 76 =104 ①小齒輪的分度圓直徑 ][(12? ? ???? = . 9 2)4 7 1 . 7 2 . 9 43 ???????? ②計(jì)算圓周速度 ? ??? 100060 11　nd t?? 2 . 021 00 060 5 766 6. 9 ? ?? ③計(jì)算齒寬 b b=td =算模 數(shù) =14? t co ???，取計(jì)算齒寬與 高之比 2 ??t 圓整取 K K K t - 9 - 齒高 h== =計(jì)算縱向重合度 ??=d ?14t a a n ?????=計(jì)算載荷系數(shù) K 使用系數(shù) 根據(jù) ,7級精度 , 查圖 10 動(dòng)載系數(shù) K?H= )d???2d??+103? × b =+1) × 1+103? × 圖 10?F= 由圖 10?H=?載荷系數(shù) : K＝ K K K?=1× 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算 得 的分度圓直徑 =3 =⑧計(jì)算模數(shù) co ???4. 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式 )][(c ??? ?? ⑴ 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 ① 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ＝ m 確定齒數(shù) z 因?yàn)槭怯昌X面，故取 1Z =24，則大齒輪齒數(shù) i× 24= 取 78 傳動(dòng)比誤差 i＝ u＝ z / z ＝ 78/24＝ i＝ 1％ 5％，允許 ②計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) z ＝ z / 24/ 4? ＝ 251 ?z 1522 ?z 802 ? 整取 32 ? 01 ? 251? 072? S - 10 - z ＝ z / 78/ 4? ＝ 初選齒寬系數(shù) ＝ 1 ④ 初選螺旋角 初定螺旋角 ＝ 14 ⑤ 載荷系數(shù) K K＝ K K K K =1× 查取 齒形系數(shù) Y 和應(yīng)力校 正系數(shù) Y 查課本由1970 齒形系數(shù) Y ＝ Y ＝ 應(yīng)力校 正系數(shù) Y ＝ Y ＝ 重合度系數(shù) Y 端面重合度近似為 ＝ [2111 ） ] ? [ 1/24＋ 1/78） ]× ＝ ＝ ）＝ ＝ 因?yàn)?＝ /則重合度系數(shù)為 Y ＝ ＝ 螺旋角系數(shù) Y 軸向重合度 ＝??o＝ Y ＝ 1－ ＝ 計(jì)算大小齒輪的 ][ ??安全系數(shù)由表查得 S ＝ 齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 60 60× 576× 1× 10× 350× 16＝ 10 大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1/u＝ 10 由圖 10得小齒輪的 彎曲疲勞強(qiáng)度極限?； 大齒輪?彎曲疲勞壽命系數(shù)均取 1， 取彎曲疲勞安全系數(shù) S= 1 ?? 2 ?? 小齒輪的數(shù)值較大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 ][? ?? 彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 - 11 - (一 )[F?]1= 01 ??F?]2= ?11 111 ???Y ? ?? 222 ???Y ? ?? 大齒輪的數(shù)值大 ⑵ 設(shè)計(jì)計(jì)算 ① 計(jì)算模數(shù) n o 243??? ??????? 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 1357整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) ,取 為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要 按 接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù) z1= 取 34 那么 4= 110 ② 幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算中 心距 a=? 21 = ??? 14*)01143( =將中心距圓整為 149按圓整后的中心距 修正螺旋角 ? =)01143(a r c c o ( 21 ?? ?????? ? 因 ? 值改變不多 ,故參數(shù)??,?k, 計(jì)算大 度圓直徑 s 243co ??s 2011co ??計(jì)算 齒輪寬度 B= 0 7 0 11 ???? 圓整后 702 ?B 571 ?B - 12 - （二） 低速級齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ⑴材料： 低 速級小齒輪選用 45? 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 小齒輪 280取 小齒齒數(shù)1Z=30 高 速級大齒輪選用 45? 鋼正火，齒面硬度為 大齒輪 240 30=圓整取 0. ⑵ 齒輪精度 按 10095－ 1998，選擇 7級，齒根噴丸強(qiáng)化。 ⑶ 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ① 試選 查課本由2150取區(qū)域系數(shù) 試選 ,查得 1??= 2??=??=力循環(huán)次數(shù) 60× j× 0× 1× (16× 350× 10)=108 ???108 接觸疲勞壽命系數(shù)均取 1 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 001? , 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 501? 取失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1,則接觸疲勞許用應(yīng)力 [ H? ]1 = 6001600 ?[ H? ]2 =550/1=550 [ ???2 )(] 2??575查材料的彈性影響系數(shù) ?d?T=105 × 22 /105 × 104 242131 )[(12 ????????????? ?= ?5????? 選用 2? 01 ? - 13 - ?? ????? 1 0 0 060 0 060 21 ??? 　nd b=d?× 模數(shù) t 5 2 ???齒高 h==0 2 ????? ??? ? K?H=+2)?+10 3? × b =+ 10 3? × 用系數(shù) K A =1 同高速齒輪的設(shè)計(jì) ,查表選取各數(shù)值 K?F= K?H=K?F=載荷系數(shù) K＝?=1× 計(jì)算模數(shù) 3 7 ??? ?m≥][c ??? ???? ㈠確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 （ 1） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ＝ m （ 2） 確定齒數(shù) z 因?yàn)槭怯昌X面，故取 z ＝ 30， z ＝ i × z ＝ 30＝ 動(dòng)比誤 差 i＝ u＝ z / z ＝ 92/30＝ i＝ 5％，允許 0??ⅢⅡ選取 深溝 球軸承 6309 ?? ⅧⅦⅣⅢⅣⅢ ?? ⅦⅥⅤⅣ42??ⅤⅣ ⅢⅡ5??ⅦⅥ7??ⅧⅦ - 14 - （ 3） 初選齒寬系數(shù) 由表查得 ＝ 1 （ 4） 初選螺旋角 初定螺旋角 ? ＝ 12 （ 5） 載荷系數(shù) K K＝ K K K K =1× 6） 當(dāng)量齒數(shù) z ＝ z / 30/ 2? ＝ z ＝ z / 92/ 2? ＝ 課本1970形系數(shù) Y 和 應(yīng)力修正系數(shù) Y 1 ?? ?? Y 7 5 3 1 ?? ?? Y （ 7） 螺旋角系數(shù) Y 軸向重合度 ＝ ＝ ＝ 1－ ＝ 8 計(jì)算大小齒輪 的 ][ ??查得齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ??彎曲疲勞壽命系數(shù)均取 1 S= F? ]1 =?? [ F? ]2 =?? 計(jì)算大小齒輪的][ 并加以比較 0 1 1 4 2][111 ???Y ?0 1 4 4 222 ???Y ?大齒輪的數(shù)值大 ,選用大齒輪的尺寸 設(shè)計(jì)計(jì)算 . ① 計(jì)算模數(shù) n o 253??? ??????? - 15 - 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 1357整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) ,取 要 按 接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù) . z1= 取 30 30= 取 2 ② 初算主要尺寸 計(jì) 算中心距 a=? 21 = ?? ?? 12)9230( =將中心距圓整為 125 修正螺旋角 ? =)9230(a r c c o ( 21 ?? ?????? ? 因 ? 值改變不多 ,故參數(shù)??,?k,分度圓直徑 1230??1292??計(jì)算 齒輪寬度 d ??? ? 圓整 后取 02 ? 001 ? (5)首先考慮大齒輪，因齒輪齒頂圓直徑大于 160又小于 500以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其他有關(guān)尺寸按 課本 a） 薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，并繪制大齒輪零件圖如下。 其次考慮小齒輪，由于小齒輪齒頂圓直徑較小，若采用齒輪結(jié)構(gòu)，不宜與軸進(jìn)行安裝，故采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，其零件 圖見滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)部分。 (5)首先考慮大齒輪，因齒輪齒頂圓直徑大于 160又小于 500以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其他有關(guān)尺寸按 課本 圖 10用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，并繪制大齒輪零件圖如下。 ][ 1?? ?? - 16 - ( 三 )7. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 其次考慮小齒輪，由于小齒輪齒頂圓直徑較小，若采用齒輪結(jié)構(gòu)，不宜與軸進(jìn)行安裝，故采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，其零件圖見滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)部分。 設(shè)計(jì) (一 )根據(jù)工作條件，初定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸的最小直徑計(jì)算公式3m in o 10 1、 高速軸 1為高速軸最小直徑處裝大帶輪，設(shè)一個(gè)鍵槽，因此取 11+5%)= 125、 中間軸 2據(jù)軸承的選擇，取 240、 低速軸 3裝聯(lián)軸器設(shè)一個(gè)鍵槽，3 1+5%） =根據(jù)后面密封圈的尺寸，取34二）、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、高速軸 1）高速軸的直徑的確定 11d：最小直徑處 安裝大帶輪的外伸軸段，因此 1m 2 ? 12d：密封處軸段 根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，定位高度11( 0 . 0 7 0 . 1 )? ?，取 ?12d 363d：滾動(dòng)軸承軸段 ?13動(dòng)軸承選取 30208 ： d× D× B=4068184d:過渡段 由于各級齒輪傳動(dòng)的線速度為 2m/s 左右，滾動(dòng)軸承采用脂潤滑， 46720' ?2.1?0.1?r 14251982'2 1138822故滿足預(yù)期壽命。 - 17 - 結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì) 考慮擋油盤的軸向定位，取 ?14輪軸段：由于齒輪直徑較小，所以采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。 15d：滾動(dòng)軸承段， ?15d ?132）高速軸各段長度的確定 11l：由于大帶輪的寬度 B=99定11l=99 12l：由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋、裝配關(guān)系 等確定 12l =553l：由滾動(dòng)軸承確定13l=184l：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)確定 14l =1095l： 長度由軸肩確定，取15l=66l：由 高速齒輪寬度 B=62 確定 ?157l：滾動(dòng)軸承軸段，由裝配關(guān)系，和箱體結(jié)構(gòu)確定17l=32、中間軸 1）中間軸各軸段的直徑確定 21d：最小直徑處 滾動(dòng)軸承軸段，因此 ?21d 452滾動(dòng)軸承選取 30209 d× D× B=457519 22d：低速齒輪軸段 取 ?22d 503d： 軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 取 ?234d:高速帶齒輪軸段 ?24d ?22d 505d：滾動(dòng)軸承段， ?25d ?21）中間軸各軸段長度的確定 21l：由滾動(dòng)軸承，擋油盤及裝配關(guān)系 取 21l =302l：由低速小齒輪輪寬 B=97 取 ?22l 953l：軸環(huán)，23l=154l：由高速齒輪大齒輪輪寬 B=62 ?24l 605l： ?25l ?21- 18 - 3, 低速軸 1) 低速軸各軸段的直徑確定 31d： 滾動(dòng)軸承軸段，因此31d=0212 d× D× B=609522 32d：低速大齒輪軸段 取32d=643d：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 取33d=774d: 過度段取，考慮擋油盤的軸向定位： 34d=625d：滾動(dòng)軸承段，35d=606d：封密軸段處，，根據(jù)聯(lián)軸器的定位要求以及封面圈的的標(biāo)注，取35d=557d：最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段37d=50）低速軸各軸段長度的確定 31l：由滾動(dòng)軸承、擋油盤以及裝配關(guān)系等確定取31l=222l：由低速大齒輪輪寬 B=9732l=953l：軸環(huán)，33 10l 4l：由由裝配關(guān)系和箱體結(jié)構(gòu)取34l=905l：滾動(dòng)軸承、擋油盤以及裝配關(guān)系35l=346l：軸套及裝配關(guān)系36l=407l：由聯(lián)軸器的孔轂 L=107 取37 142l ?4. 軸上零件的周向固定 為了保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合 H7/軸承內(nèi)圈配合軸勁選用 輪與 大帶輪均采用 A 型普通平鍵聯(lián)接，分別為 16*63 鍵 10*80 5. 軸上倒角與圓角 為保證 6008 軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為 1他軸肩圓角半徑均為 2據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 的左右端倒角均為 1* ?45 。 （三）、中間軸的校核 - 19 - 9. 潤滑密封設(shè)計(jì) 10. 聯(lián)1、中間軸上作用力的計(jì)算 因?yàn)椴捎玫氖侵饼X圓柱齒輪，所以軸向力 0如下圖 ，中間軸的力學(xué)模型如圖 輪 2 21 3 1 6 8 . 7 5 N??21 1 1 5 3 . 3 3 N??齒輪 3 2332 2 4 6 8 7 7 0 7 3 6 0 . 1 81 2 7 . 3 8 ? ? 33 t a n 2 0 7 3 6 0 . 1 8 t a n 2 0 2 6 7 8 . 8 9 N? ? ? ?2、支反力的計(jì)算 由上面數(shù)學(xué)模型圖知 1 2 31 0 2 . 5 , 1 1 2 . 5 , 7 0L m m L m m L m m? ? ?總長 L=285)垂直面受力如圖 對于2得： 2 3 3 2 32 () L F L ??? 1 1 5 3 . 3 3 7 0 2 6 7 8 . 8 9 1 4 3 2 . 1 62851 4 3 2 . 1 6 N? ? ????方向向下 對于2得： ? ?2 1 2 3 121 1 5 3 . 3 3 1 0 5 . 5 1 1 2 . 5 2 6 7 8 . 8 9 1 0 2 . 5() 93285 L L F ? ? ???? ? ? ? 方向向下。 由上軸的合力2 0，校核 2 2 32 9 3 . 4 1 4 3 2 . 1 6 1 1 5 3 . 3 3 2 6 7 8 . 8 9 0A v B v r F F? ? ? ? ? ? ? ?計(jì)算無誤 2）水平 支反力如圖 于22 3 3 2 32 () L F L ??? 7 32 圖 223圖 - 20 - 軸器設(shè)計(jì) 3 1 6 8 . 7 5 7 0 7 3 6 0 . 1 8 1 8 2285? ? ?? =于2得： 2 1 2 3 12 () 7 3 6 0 . 1 8 1 0 2 . 5 3 1 6 8 . 7 5 2 1 5 5 0 3 7 . 5 4285 L L F ? ? ?? ? ?由上軸的合力2 0，校核： 2 2 2 32 5 4 9 1 . 9 3 5 0 3 7 . 5 4 3 1 6 8 . 7 5 7 3 6 0 . 1 8 0A H B H t F F? ? ? ? ? ? ? ?計(jì)算無誤。 3） 總支反力 2 2 2 22 1 4 3 2 . 1 6 5 4 9 1 . 3 9 5 6 7 5 . 0 7R A A V A F N? ? ? ? ?總支反力 2 2 2 22 9 3 3 0 3 7 . 5 4 3 0 3 8 . 4 1R B B V B F N? ? ? ? ?3、繪轉(zhuǎn)矩、彎矩圖 1）垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)矩圖如右圖 2 2 1C V A L??1 4 3 2 . 1 4 1 0 2 . 5 1 4 6 7 9 6 . 4 ? ? ? ? ? 2 2 3D V B L??9 3 . 4 7 0 6 5 3 8 ? ? ? 2）水平面彎矩圖如右圖 2 2 1C H A L??5 4 9 1 . 3 9 1 0 2 . 5 5 6 2 8 6 7 . 4 8 ? ? ? 2 2 3D H B L??5 0 3 7 . 5 4 7 0 3 5 2 6 2 7 . 8 ? ? ? 3)合成彎矩圖如右圖 222 2 2C C V C M??221 4 6 7 9 6 . 4 5 6 2 8 6 7 . 4 8 5 8 1 6 9 4 . 9 ? ? ? 222 2 2D D V D M?? 226 5 3 8 3 5 2 6 2 7 . 8 3 5 2 6 8 8 . 4 0 ? ? ? M 6538 M 468770 圖 - 21 - 4、轉(zhuǎn)矩圖 中間軸的轉(zhuǎn)矩圖如右圖 468770T N m m??5、彎矩強(qiáng)度校核 由上面可知 截面的轉(zhuǎn)矩最大，是危險(xiǎn)截面。根據(jù)選定的軸材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15得 ? ?1 60M ? ?? ? ? ?2 1335 8 1 6 9 4 . 9 2 3 4 . 9 6 6 00 . 1 0 . 1 5 5 M P a M P ?? ? ? ? ??故安全。 6、安全系數(shù)法疲勞強(qiáng)度校核 1）由上面可知 是危 險(xiǎn)截面 2）根據(jù)選定軸 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表 15定材料性能： 116 4 0 , 2 7 5 , 1 5 5B M P a M P a M P a? ? ???? ? ?3）抗彎截面系數(shù)： b× h=16× 10 t=6 ? ? ? ?223 33 21 6 6 4 5 63 . 1 4 4 5 8 9 0 0 . 0 43 2 2 3 2 2 4 5b t d m ? ? ??? ? ? ? ??抗扭截面系數(shù)： ? ? ? ?223 3 21 6 6 4 5 63 . 1 4 4 5 1 7 8 4 1 . 6 81 6 2 1 6 2 4 5Tb t d m ? ? ??? ? ? ? ??彎曲應(yīng)力 2 5 8 1 6 9 4 . 9 2 6 5 . 3 6 , 08 9 0 0 . 0 4 P ? ? ? ?扭轉(zhuǎn)應(yīng)力2 468770 2 6 . 2 71 7 8 4 1 . 6 8 P ? ? ? 2 6 . 2 7 P a???? 4)影響系數(shù) 截面上由于軸肩引起的理論應(yīng)力集中系數(shù)??和??按表 3取。由2 . 0 5 50 . 0 4 , 1 . 2 24 5 4 5? ? ? 取 ?? = ?? =附圖 3 . 8 2 , 0 . 8 5?? 故有效應(yīng)力集中系數(shù)： ? ?1 1 1 0 . 8 2 ( 2 . 1 0 1 ) 1 . 9 0 2? ??? ? ? ? ? ? ? ? ?1 1 1 0 . 8 5 ( 1 . 6 8 1 ) 1 . 5 7 8? ??? ? ? ? ? ? ? 由附圖 3尺寸系數(shù) ?由附圖 3的扭轉(zhuǎn)系數(shù) ? - 22 - 軸按磨削加工 由附圖 3表面質(zhì)量系數(shù) 0 ??????軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1q? ?則可得綜合系數(shù)： 1 1 . 9 0 2 11 1 2 . 7 6 50 . 7 1 0 . 9 2?????? ? ? ? ? ? ? 1 1 . 5 7 8 11 1 2 . 1 6 30 . 7 6 0 . 9 2?????? ? ? ? ? ? ? 取鋼的特性系數(shù)： 0 . 1 , 0 . 0 5??????則安全系數(shù) 1 275 1 . 52 . 7 6 5 6 5 . 3 6 + 0 . 1 0? ???? ? ??? ? ?? ? ? 1 275 4 . 82 . 1 6 3 2 6 . 2 7 + 0 . 0 5 2 6 . 2 7S K? ? ? ? ??? ? ??? ? ?? ? ? 2 2 2 21 . 5 4 . 8 2 . 4 61 . 5 4 . 8???? ? ??? S= 設(shè)計(jì)的軸安全。 （四）、低速軸的校核 1、低速軸上作用力的計(jì)算 因?yàn)椴捎玫氖侵饼X圓柱 齒輪，所以軸向力 0如圖 速軸的力學(xué)模型： 齒輪 1 43 736018 N??43 2 7 6 8 . 8 9 N??2、支反力的計(jì)算 由上面數(shù)學(xué)模型圖知 121 0 4 , 1 8 4L m m L m m??總長L=283)垂直面受力如右圖 9 33- 23 - 對于3得： 443 ? 2 6 3 8 . 8 9 1 8 4 1 7 1 1 . 5 1288 N?? ? ?方向向下。 對于4得： 443 2 6 7 8 . 8 9 1 0 4 9 6 7 . 3 7288? ? ? ?方向向下。 由上軸的合力3 0，校核 3 3 42 1 7 1 1 . 5 1 9 6 7 . 3 7 2 6 7 8 . 8 9 0A v B v F? ? ? ? ? ?計(jì)算無誤。 2）水平支反力如圖 于3423 ? 4 3 6 0 . 1 8