帶式運(yùn)輸機(jī)兩級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.pdf

天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目帶式運(yùn)輸機(jī)兩級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 汽車(chē)與交通學(xué)院（系）（系）汽服 1301班班 設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)者馬相斌 指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師 王亞明/楊斌 目目錄錄 第一章第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).1 1.1.設(shè)計(jì)題目1 1.2.設(shè)計(jì)要求1 1.3.原始數(shù)據(jù)1 第二章第二章電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇1 2.1.選擇電動(dòng)機(jī)的類型1 2.2.選擇電動(dòng)機(jī)的容量2 2.3.確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速2 第三章第三章 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算3 3.1.分配傳動(dòng)比3 3.2.運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.3 第四章第四章 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì). 4.1.齒輪設(shè)計(jì)6 第五章第五章 軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算14 5.1.中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).14 5.2.高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).15 5.3.低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).17 5.4.軸的校核.19 第六章第六章 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算21 第七章第七章 鍵連接的選擇和計(jì)算鍵連接的選擇和計(jì)算22 第八章第八章 減速箱體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì)減速箱體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì). 22 8.1.減速箱體結(jié)構(gòu)的具體參數(shù)和尺寸.22 8.2.減速箱附件及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).23 第九章第九章 心得體會(huì)心得體會(huì)24 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 25 1 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1.1、設(shè)計(jì)題目 帶式運(yùn)輸機(jī)兩級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 1.2、設(shè)計(jì)要求 （1）設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置。 （2）連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載起動(dòng)，運(yùn)輸帶允許誤差為 5%。 （3）使用期限為 10 年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作。 1.3、原始數(shù)據(jù) 運(yùn)輸機(jī)工作 軸轉(zhuǎn)矩 T/(Nm) 800850900950800850900800850900 運(yùn)輸帶工作 速度v/(m/s) 1.21.251.3 1.3 5 1.4 1.4 5 1.21.3 1.5 5 1.4 運(yùn)輸帶滾筒 直徑 D/mm 360370380390400410360370380390 2 選擇第 5 組數(shù)據(jù) 運(yùn)輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩：800 Nm 運(yùn)輸帶工作速度：1.4 m/s 運(yùn)輸帶滾筒直徑：400mm 第二章 電動(dòng)機(jī)的選擇 2.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按時(shí)間要求選用 Y 系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓為 380V。 2.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量 電動(dòng)機(jī)所需工作功率為11 Pw Pd 工作機(jī)所需功率為)21( 9550 w Tn Pw 滾動(dòng)軸承效率（一對(duì)）99. 0 2 , 閉式齒輪傳動(dòng)效率97. 0 3 , 傳動(dòng)滾筒效率96. 0 4 , 聯(lián)軸器效率99.0 5 ,代入式（1-3）得 滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：min/88.66 400 4.1100060100060 r D v nw ； 所需工作機(jī)功率： w P=800*66.88/9550=5.6kw 所需電動(dòng)機(jī)功率： d P= w P/ =5.6/0.903=6.02kw 3 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率Ped略大于Pd即可，由機(jī)械設(shè)計(jì)綜合 課程設(shè)計(jì) 第六章 Y 系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)， 選電動(dòng)機(jī)的額定功率為Ped=7.5kw。 2.3 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 二級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為 408 ,工作機(jī)轉(zhuǎn)速： 故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 720/970/1440r/min。3000r/min。由機(jī)械設(shè)計(jì) 綜合課程設(shè)計(jì)第六章相關(guān)資料查得的電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及計(jì)算出的總傳動(dòng)比列于 表 1-1 表表 1-11-1額定功率為額定功率為 7.5kw7.5kw 時(shí)電動(dòng)機(jī)選擇對(duì)總體方案影響時(shí)電動(dòng)機(jī)選擇對(duì)總體方案影響 方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速 w n/(r/min) 1Y160L-87.5720 Y132M-57.5970 2Y132M-47.51440 又因?yàn)楫?dāng)工作機(jī)轉(zhuǎn)速要求一定時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高將使傳動(dòng)比加大，則傳 動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)件數(shù)，整體體積將相對(duì)較大，這可能導(dǎo)致傳動(dòng)系統(tǒng)造價(jià)增加， 造成整體成本增加，所以選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y160L-8。 第三章 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 3.1 分配傳動(dòng)比 4 1.總傳動(dòng)比 / mw inn=720/66.88=10.465 2.分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比 83.3465.104.14.1 12 ii 則低速級(jí)的傳動(dòng)比 74.2 83.3 465.10 12 23 i i i 聯(lián)軸器的傳動(dòng)比為 1 34 i 注意：以上傳動(dòng)比的分配只是初步的。傳動(dòng)裝置的實(shí)際總傳動(dòng)比必須在各 級(jí)傳動(dòng)零件的參數(shù)，如帶輪直徑、齒輪齒數(shù)等確定以后才能計(jì)算出來(lái)。一般， 總傳動(dòng)比的實(shí)際值與設(shè)計(jì)要求值得允許誤差為 3%5%。 3.2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 0 軸（電動(dòng)機(jī)軸） ： mN n P T rnn kwPP w d 45 1440 79.6 95509550 min/1440 79.6 0 0 0 0 0 1 軸（高速軸） ： mN n P T r i n n kwPP 86 720 52.6 95509550 min/720 2 1440 52.696.079.6 1 1 1 01 0 1 0101 2 軸（中間軸） ： 5 mN n P T r i n n kwPPP 318 188 26.6 95509550 min/188 83.3 720 26.697.099.052.6 2 2 2 12 1 2 3211212 3 軸（低速軸） ： mN n P T r i n n kwPPP 837 61.68 01.6 95509550 min/61.68 74.2 188 01.697.099.026.6 3 3 1 23 2 3 3222323 4 軸（滾筒軸） ： mN n P T r i n n kwPPP 820 61.68 89.5 95509550 min/61.68 1 61.68 89.599.099.001.6 4 4 4 34 3 4 4233434 13 軸的輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入功率或輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承 效率 0.99。運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果列于表 3-1。 表表 3-13-1各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 軸名功率 P/kw轉(zhuǎn)矩 T/(mN )轉(zhuǎn)速 n(r/min) 傳動(dòng)比 i效率 輸入輸出輸入輸出 電機(jī)軸6.7945720 1 軸6.526.458685.67200.96 2 軸6.266.203183151883.830.96 3 軸6.015.9583782868.612.740.96 4 軸5.895.8382081268.6110.98 6 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 4.1 齒輪設(shè)計(jì) 4.1.1.高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 1.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) （1）按傳動(dòng)方案選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，精度等級(jí)為 8 級(jí) （2）初選螺旋角為12 （3）材料選擇 由附表 8-1 選擇大、小齒輪材料為 40Cr，并經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面 硬度為 HRC 4855 （4）對(duì)于閉式硬齒面齒輪，初選小齒輪齒數(shù)21 1 z，大齒輪齒數(shù)為 43.802183.3 1122 ziz 取80 2 z 2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（8-17）進(jìn)行齒輪尺寸的初步確定，即 3 2 1 1 1 )( 750 Hd KT d （1）確定式（8-17）內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1載荷系數(shù) t K，初選0.2 t K 2小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 1 T mN n P T86 720 52.6 95509550 1 1 1 3齒寬系數(shù)非對(duì)稱布置，由表 8-4 選取7.0 d 4應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 7 9 11 1052.2)1036582(17206060 h jLnN 89 212 1058.683.3/1052.2/iNN 5接觸疲勞壽命系數(shù) HN K 由附圖 8-6 得90.0 1 HN K，93.0 2 HN K 6接觸疲勞強(qiáng)度極限 limH 由附圖 8-7（i）按齒面硬度 HRC=50，根據(jù) MQ 延長(zhǎng)線查得小齒輪和大齒 輪 2 2lim1lim /1150mmN HH 7接觸疲勞許用應(yīng)力 H 由表 8-4，取安全系數(shù)05.1 H S，則 21lim1 1 /985 05.1 115090.0 mmN S K HHN H 22lim2 2 /6.1007 05.1 115093.0 mmN MPa S K HHN H 取許用接觸疲勞強(qiáng)度 2 1 /985mmN HH 為計(jì)算許用應(yīng)力 （2）試算 t d1，則 mmd68.51 83.3 183.3 )985(7.0 860.2 7503 2 1 3.修正計(jì)算 （1）計(jì)算高速軸齒輪圓周速度 v，則 smsm nd v t /948.1/ 60000 72068.51 100060 11 （2）計(jì)算高速軸齒輪的圓周力 t F，則 N d T F t t 3328 68.51 8622 1 1 8 （3）計(jì)算載荷系數(shù) K 根據(jù)smv/948.1，參考附表 8-12，選擇 8 級(jí)精度（GB10095-88），高 選一個(gè)精度等級(jí)， 完全可以滿足工作要求。 由附表 8-2， 查得使用系數(shù)1 A K。 由附圖 8-1 查得動(dòng)載荷系數(shù)1.1 v K，根據(jù) mmNmmN b FK tA /100/0.92 68.517.0 33281 ，并由附表 8-3，對(duì)經(jīng)表面硬化的 斜齒 8 級(jí)精度齒輪，查得齒間載荷分配系數(shù)4.1 FH KK，并由附表 8-4， 按硬齒面，裝配時(shí)不做檢驗(yàn)調(diào)整，8 級(jí)精度公式計(jì)算，則齒向載荷分布系數(shù)為 366.1)68.517.0(1061.07.0)7.06.01(18.023.1 322 H K 故10.2366.14.11.11 HHVA KKKKK 一般情況下，取 FH KK （4）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正小齒輪直徑 1 d，則 mm K K dd t t 53.52 0.2 1.2 68.51 3 3 11 （5）計(jì)算高速軸的斜齒輪的模數(shù) n m，則 mm z d mn45.2 21 12cos53.52cos 1 1 故取mmmn0.3 4.按齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 mm Y z KT m F S d n 3 2 1 1 4.12 確定上式中各計(jì)算參數(shù) （1）當(dāng)量參數(shù)為 4.22 12cos 21 cos 33 1 1 z zV 9 5.85 12cos 80 cos 33 2 2 z zV （2）復(fù)合齒形系數(shù) FS Y 根據(jù)附圖 8-4，按當(dāng)量齒數(shù)查得兩個(gè)齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)為 26.4 1 S Y，96.3 2 S Y （3）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（與接觸疲勞強(qiáng)度的循環(huán)次數(shù)相同）為 9 11 1052.2)1036582(17206060 h jLnN 89 212 1058.683.3/1052.2/iNN （4）彎曲疲勞壽命系數(shù) FN K 查附圖 8-5，得85.0 1 FN K，88.0 2 FN K （5）彎曲疲勞強(qiáng)度極限 limF 由附圖 8-8（e）按材料表面淬火 MQ 線和齒面硬度查得 2 2lim1lim /710mmN FF （6）彎曲疲勞許用應(yīng)力 F 由表 8-4，按一般可靠性取安全系數(shù)25.1 lim F S，則 2 lim 1lim1 1 /8.482 25.1 71085.0 mmN S K F FFN F 2 lim 2lim2 2 /8.499 25.1 71088.0 mmN MPa S K F FFN F 因此，有 00792.0 8.499 96.3 00882.0 8.482 26.4 2 2 1 1 F FS F FS YY 即小齒輪的彎矩疲勞強(qiáng)度較弱，所以計(jì)算時(shí)應(yīng)將小齒輪的 00882.0 1 1 F FS Y 代入 進(jìn)行計(jì)算。 10 （7）根據(jù)載荷系數(shù) K（按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)） ， 則根據(jù)68.6 325.2 )12cos/213(7.0 25.2 1 n d m d h b ，366.1 H K,查附圖 8-2，得27.1 F K，故 956.127.14.11.11 FFVA KKKKK （8）計(jì)算模數(shù) n m，則 mmmmmn09.200882.0 217.0 86956.1 4.12 3 2 對(duì)比后按接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果mmmn45.2，取高速級(jí)齒輪的模數(shù)為 mmmn0.3 5.幾何尺寸計(jì)算 （1）法向模數(shù)mmmn0.3 （2）齒數(shù)21 1 z，80 2 z （3）中心距 1 a為 mm mzz a n 88.154 12cos2 3)8021( cos2 )( 21 1 取中心距為 155mm。 （4）修正螺旋角為 1 21 561112199.12 1552 3)8021( arccos 2 )( arccos a mzz n （5）計(jì)算分度圓直徑，則 mm mz d n 46.64 199.12cos 321 cos 1 1 mm mz d n 54.245 199.12cos 380 cos 2 2 11 （6）齒寬為 mmdb d 1.4546.647.0 1 圓整后取mmb50 1 ，mmb45 2 （7）計(jì)算圓周速度，則 smsm nd v/43.2/ 60000 72046.64 100060 11 根據(jù)附表 8-12，選擇 8 級(jí)精度，高選了一級(jí)。 4.2.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 1.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) （1）按傳動(dòng)方案選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) （2）材料選擇 由附表8-1選擇小齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)， 硬度為241289HBS， 取270HBS。 大齒輪材料為 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，硬度為 217255HBS，取 240HBS，大小齒輪硬度 差為 30HBS。由于是低速級(jí)，速度不高，參考附表 8-12，選擇齒輪精度為 9 級(jí)。 （3）對(duì)于閉式軟齒面齒輪，齒數(shù)可以選擇較多些，故選小齒輪齒數(shù)25 3 z， 大齒輪齒數(shù)為 5.68 3234 ziz 取69 3 z 2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（8-7）進(jìn)行齒輪尺寸的初步確定，即 12 3 2 3 3 1 )( 766 Hd KT d （2）確定式（8-17）內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 8載荷系數(shù) t K，初選0.2 t K 9小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3 T mN n P T318 188 26.6 95509550 2 2 3 10齒寬系數(shù)由表 8-3 選取0.1 d 11低速級(jí)齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 8 21 106.6)1036582(11886060 h jLnN 88 2312 104.274.2/106.6/iNN 12接觸疲勞壽命系數(shù) HN K 由附圖 8-6 得92.0 1 HN K，95.0 2 HN K 13接觸疲勞強(qiáng)度極限 limH 由附圖 8-7（f），分別按合金鋼（40Cr）MQ 線和碳鋼 MQ 的延長(zhǎng)線及齒 面硬度得， 2 1lim /720mmN H ， 2 2lim /580mmN H 14接觸疲勞許用應(yīng)力 H 由表 8-4，取安全系數(shù)05.1 H S，則 21lim1 1 /631 05.1 72092.0 mmN S K HHN H 22lim2 2 /525 05.1 58095.0 mmN MPa S K HHN H 取許用接觸疲勞強(qiáng)度 2 1 /525mmN HH 為計(jì)算許用應(yīng)力 13 （2）試算 t d3，則 mmd3.112 74.2 174.2 )525(1 3180.2 7663 2 3 3.修正計(jì)算 （1）計(jì)算低速軸齒輪圓周速度 v，則 smsm nd v t /105.1/ 60000 1883.112 100060 23 （2）計(jì)算低速軸齒輪的圓周力 t F，則 N d T F t t 5663 103.112 31822 3 3 3 （3）計(jì)算載荷系數(shù) K 根據(jù)smv/105.1， 參考附表 8-12， 選擇 9 級(jí)精度 （GB10095-88） 合適。 由附表 8-2，查得使用系數(shù)1 A K。由附圖 8-1 查得動(dòng)載荷系數(shù)1.1 v K，根 據(jù)mmNmmN b FK tA /100/4.50 3.112 56631 ，并由附表 8-3，對(duì)未經(jīng)表面硬化 的直齒 9 級(jí)精度齒輪， 查得齒間載荷分配系數(shù)2.1 FH KK， 并由附表 8-4， 選擇軟齒面及裝配時(shí)不做檢驗(yàn)調(diào)整，可按 8 級(jí)精度公式計(jì)算，然后放大 10% 來(lái)考慮 9 級(jí)精度的齒向載荷分布系數(shù)，則齒向載荷分布系數(shù)為 )68.517.0(1061.07.0)7.06.01(18.023.1%)101( 322 H K 587.1 故09.2587.14.11.11 HHVA KKKKK （4）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正小齒輪直徑 3 d，則 mm K K dd t t 0.114 0.2 09.2 3.112 3 3 33 （5）計(jì)算高速軸的斜齒輪的模數(shù) 低 m，則 14 mm z d m561.4 25 0.114 3 3 低 根據(jù)附表 8-8，確定低速軸的齒輪傳動(dòng)模數(shù)為mmm5.4 低 4低速軸齒輪的幾何尺寸計(jì)算 (1)分度圓直徑為 mmmzd5.112255.4 33 mmmzd5.310695.4 44 (2)中心距為 mm dd a5.211 2 5.3105.112 2 43 (3)齒寬為 mmdb d 5.1125.1120.1 3 圓整后，取mmb118 3 ，mmb113 4 。 高速級(jí)與低速級(jí)齒輪所涉及的參數(shù)如表 4-2 所示 表表 4-24-2 計(jì)算齒輪所涉及的主要參數(shù)計(jì)算齒輪所涉及的主要參數(shù) 高速級(jí)低速級(jí) 小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪 齒數(shù)21802569 齒寬5045118113 分度圓直 徑 64.46245.54112.5310.5 齒頂圓直 徑 70.46251.54121.5319.5 15 齒根圓直 徑 56.96238.04101.25299.25 中心距155211.5 第五章 軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 5.1 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) P=6.26Kwn=188r/minT=318Nm 1、選擇軸的材料及熱處理方法 選擇軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。由機(jī)械設(shè)計(jì)附表 14-1 查得對(duì)稱循 環(huán)彎曲許用應(yīng)力。 2、計(jì)算最小軸徑 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 14-1 選取，根據(jù)式（14-3） ，得 圓整后取 3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）確定各軸段直徑 16 ：最小軸段因?yàn)橐c軸承相配合，查機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)表 6-63， 選軸承型號(hào) 6308，則， ：此段為齒輪 2 安裝段，軸肩 2 為過(guò)渡部位，區(qū)分加工表面， 所以 ：齒輪 2 的右端采用軸環(huán)定位，軸環(huán)高度應(yīng)滿足，故取 ，所以 ：同理，為齒輪 3 安裝段，取 ：同理，與軸承配合，選取 6308 型號(hào)滾動(dòng)軸承，故 2）確定各軸段長(zhǎng)度 ：與軸承配合段，取 ：與齒輪 2 配合段，配合軸段長(zhǎng)應(yīng)比齒輪寬略短，所以 ：與齒輪 3 配合段，取 ：與軸承配合，取 ：軸環(huán)寬度，為了有足夠的強(qiáng)度來(lái)承受軸向力，通常取，所以 3）確定軸上倒角和圓角 5.2 高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) P=6.52Kwn=720r/minT=86Nm 17 1、選擇軸的材料及熱處理方法 選擇軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 217255HBS。由機(jī)械設(shè)計(jì)附 表 14-1 查得對(duì)稱循環(huán)彎曲許用應(yīng)力。 2、計(jì)算最小軸徑 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 14-1 選取 C=115，根據(jù)式（14-3） ，得 因?yàn)橛墟I槽，則 圓整后，取 3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于齒輪 1 的尺寸相對(duì)較小，故將高速軸做成齒輪軸，無(wú)須對(duì)齒輪進(jìn)行定位。 1）確定各軸段的直徑 ：最小軸段， ：軸肩 2 處對(duì)帶輪定位，故 ：軸肩 3 處為過(guò)度部位，區(qū)分加工表面，軸段 34 與軸承配合，軸承僅承受 徑向力，查機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)表 6-63，選取軸承型號(hào) 6307， 18 其 主 要 參 數(shù)， 所 以， ：由于軸肩 4 對(duì)軸承有定位作用， ，查機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)表 6-63 型號(hào) 6307 滾動(dòng)軸承得，軸承的安裝直徑為 44mm，所以 ：同理，與軸承配合，選取型號(hào) 6307，故 2）確定各軸段的長(zhǎng)度 ：由與 12 軸段配合的帶輪寬 B=78mm， ：查機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)表 3-1 得 地腳螺栓 軸承旁連接螺栓取 由表 3-1 可得 箱體軸承孔長(zhǎng) 軸承端蓋厚 裝拆螺釘余量取 則 ：與型號(hào) 6307 滾動(dòng)軸承配合，取 ：與型號(hào) 6307 滾動(dòng)軸承配合，取 ：取 3）確定軸上倒角和圓角 5.3 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) P=6.02Kwn=68.61r/minT=837Nm 19 1、選擇軸的材料及熱處理方法 選擇軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 217255HBS。由機(jī)械設(shè)計(jì)附 表 14-1 查得對(duì)稱循環(huán)彎曲許用應(yīng)力。 2、計(jì)算最小軸徑 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 14-1 選取 C=110，根據(jù)式（14-3） ，得 因?yàn)槁?lián)軸器安裝在此軸段，且用鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩。考慮到鍵槽會(huì)削弱軸的強(qiáng) 度，故應(yīng)將計(jì)算軸徑適當(dāng)增大，所以 因?yàn)橐骖櫬?lián)軸器安裝孔的直徑系列，最終取 3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸上零件的定位及軸的主要尺寸的確定 （1）軸端聯(lián)軸器的選用和定位。軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為 20 由附表 15-4 查取聯(lián)軸器工作的情況系數(shù)，按式（15-1）求得計(jì)算轉(zhuǎn)矩 為 根據(jù)值，查國(guó)標(biāo) GB/T 5014-2003，選用 LX4 型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，J 型軸孔， 其安裝孔徑；聯(lián)軸器的轂孔長(zhǎng)，故取軸與其配合段長(zhǎng) ；按軸徑選用平鍵截面尺寸，鍵長(zhǎng)為 70 mm （GB/T1095-2003） 。 （2）軸承、齒輪的定位及軸段主要尺寸 1）計(jì)算各軸段的直徑 ：由以上分析計(jì)算可得 軸肩 2 處對(duì)半聯(lián)軸器有軸向定位， 軸肩 3 處為過(guò)渡部位，區(qū)分加工表面，軸段 34 與軸承配合，軸承僅承受 徑向力， 因， 查 機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì) 表 6-63， 選取 6313 滾動(dòng)軸承，其主要參數(shù)， 。 由于軸肩 4 對(duì)軸承有定位作用，查機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)表 6-63 型 號(hào) 6013 得，其安裝尺寸為 77mm，所以 同理， 對(duì)軸承的要求通過(guò)套筒來(lái)實(shí)現(xiàn)， 軸肩 6 對(duì)齒輪 4 有軸向定位要求，為保證齒輪端面能靠緊定位面，通常 取，取，故 2）計(jì)算各軸段的長(zhǎng)度 21 由于 12 軸段配合的半聯(lián)軸器孔長(zhǎng) 故 查機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)表 3-1 得 地腳螺栓 軸承旁連接螺栓直徑取 由表 3-1 可得 箱體軸承孔長(zhǎng) 軸承端蓋厚取 裝拆螺釘余量取 則 與軸承 6013 配合，取 軸環(huán)寬度，為了有足夠的強(qiáng)度來(lái)承受軸向力，通常取，故取 由于與之相配合的齒輪 4 寬，配合軸段長(zhǎng)應(yīng)比齒輪寬略短，所 以 故取 3）確定軸上倒角和圓角 5.4 軸的校核 這里只以高速軸為例進(jìn)行校核 1、軸的受力分析 22 1.1 軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定： 齒輪對(duì)軸的力作用點(diǎn)按簡(jiǎn)化原則應(yīng)在齒輪寬度的中點(diǎn)，因此可決定低速軸上 的齒輪的作用點(diǎn)位置。軸上安裝的 6313 軸承，為深溝球軸承，因此可知負(fù)荷 作用中心到軸承外端面的距離mma5.16， 故可計(jì)算出支點(diǎn)跨距和軸上各力作 用點(diǎn)相互位置尺寸。支點(diǎn)跨距mmlAC242；齒輪的力作用點(diǎn)到左支點(diǎn) A 的距 離為mmlAB152。齒輪的力作用點(diǎn)到右支點(diǎn) C 的距離為mmlBC90 1.2 繪制軸的力學(xué)模型圖 齒輪嚙合處作用有徑向力和圓周力，根據(jù)齒輪轉(zhuǎn)向，可確定兩者方向，畫(huà)出 受力簡(jiǎn)圖（圖 a）。取集中力作用于齒輪和軸承寬度的中點(diǎn)。齒輪嚙合力即為 作用于軸上的載荷，將其分解為垂直面受力（圖 b）和水平面受力（圖 d）。 1.3 軸上載荷計(jì)算 23 齒輪的圓周力：NN d T Ft5390 5.310 83700022 4 3 齒輪的徑向力：NNFF tr 27.196220tan5390tan 1.4 軸上支反力計(jì)算 水平面內(nèi)的支反力： 0 21 txx FFF 0 2 ACxABt lFlF 即05390 21 xx FF 02421525390 2 x F 解得：NFx55.2004 1 ，NFx45.3385 2 垂直面內(nèi)的支反力： 0 21 ryy FFF 0 2 ABrACy lFlF 即即027.1962 21 yy FF 015227.1962242 2 y F 解得：解得：NFy50.1232 1 ，NFy77.729 2 1.5 軸彎矩計(jì)算及彎矩圖繪制 計(jì)算截面 B 處的彎矩： 水平面內(nèi)的彎矩：mmNlFM ABxH 6.30469115255.2004 1 垂直面內(nèi)的彎矩：mmNlFM AByV 11092515277.729 1 分別畫(huà)出垂直面和水平面的彎矩圖（圖 c 和圖 e），求合成彎矩并畫(huà)出其彎矩 圖（圖 f），則 mmNMMM VH 324255)110925()6.304691( 2222 24 1.6 畫(huà)出扭矩圖（圖 g） 2.按彎矩合成校核軸的強(qiáng)度 截面 B 處的彎矩最大，以其為危險(xiǎn)截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式 （14-6） ，取6.0（單向轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力），考慮鍵 槽影響，將 B 截面軸徑乘以 0.94，則有 1 3 22 3 22 5.18 )7394.0(1.0 )8370006.0(324255 1.0 )( MPa d TM e B 截面強(qiáng)度足夠，故安全。 第六章 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 這里只以低速軸上的滾動(dòng)軸承為例 由計(jì)算軸時(shí)初選軸承型號(hào) 6313，因軸承支點(diǎn)跨距小于 300mm，故采用兩端固 定的軸承組合。 查機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)表 6-23 深溝球軸承可知， NCr93800,NC r 60500 0 1.計(jì)算軸承受到的徑向載荷 由前面的計(jì)算可知， NFFF yxr 23535.123255.2004 222 1 2 11 NFFF yxr 346377.72945.3385 222 2 2 22 2.計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 由于軸承只承受純徑向載荷，且載荷較平穩(wěn)，查機(jī)械設(shè)計(jì)附表 13-2 可得，沖擊載荷系數(shù)0.1 d f，所以 NFfP rd 235323530.1 11 25 NFfP rd 346334630.1 22 3.驗(yàn)算軸承的壽命 應(yīng)以 2 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為計(jì)算依據(jù)，軸承的預(yù)期壽命為 hL h 584002836510 10 所選軸承的壽命為 hLh P C n L h r h 58400108.4 3463 93800 61.6860 10 60 10 10 6 3 6 3 2 6 10 故所選軸承滿足要求。 第七章 鍵連接的選擇和計(jì)算 1.選擇鍵的類型和尺寸 因?yàn)榘惭b齒輪處軸徑mmd73，由機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)表 6-57 可 查得，當(dāng)軸徑mmd7565時(shí)，鍵的寬度為mmb20，高度為mmh12。由輪 轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)為mmL90（略小于輪轂寬度）。 2.校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，鍵的工作長(zhǎng)度mmbLl702090，接 觸高度mmhk8.4124.04.0，查機(jī)械設(shè)計(jì)表 5-2，按照有輕微沖擊， 取許用擠壓應(yīng)力 MPa110，則有 MPaMPa kld T PP 1102.68 73708.4 1083722 3 故鍵連接滿足擠壓強(qiáng)度條件。 26 第八章 減速箱體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì) 8.1 減速箱體結(jié)構(gòu)的具體參數(shù)和尺寸 見(jiàn)表 8-1 表表 8-18-1 減速箱體結(jié)構(gòu)的具體參數(shù)減速箱體結(jié)構(gòu)的具體參數(shù) 名稱符 號(hào)減速器型式及尺寸關(guān)系 箱座厚度15mm 箱蓋厚度112mm 箱蓋凸緣厚度b118mm 箱座凸緣厚度b22.5 mm 箱座底凸緣厚度b237.5mm 地腳螺釘數(shù)目n4 地腳螺釘直徑df20mm 軸承旁邊聯(lián)結(jié)螺 栓直徑 d116mm 蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓 直徑 d212 mm 聯(lián)接螺栓 d2 的間 距 l160 mm 軸承端蓋螺釘直 徑 d310 mm 27 視孔蓋螺釘直徑d48