帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算--機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).docx

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 東 莞 理 工 學(xué) 院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 系 別： 機(jī)械工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師：起止日期：2016年11月2日至2017年1月7日此文檔僅供學(xué)習(xí)與交流機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一 設(shè)計(jì)題目(一) 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算二、傳動(dòng)布置方案帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置如下圖所示,為一級(jí)帶傳動(dòng),兩級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。三、傳動(dòng)裝置工作條件已知帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒的圓周力(牽引力) F 、帶速V、卷筒直徑D，輸送機(jī)在常溫下連續(xù)單向工作, 載荷較平穩(wěn), 工作壽命8年，每年300個(gè)工作日，每日工作8小時(shí)。四、原始數(shù)據(jù)學(xué) 號(hào)123456789101112F(kN)2.52.82.131.92.32.52.722.82.22.1V(m/s)1.451.451.71.951.71.451.71.71.451.951.951.45D(mm)340280320380300380300300280380320320學(xué) 號(hào)131415161718192021222324F(kN)32.32.72.432.52.12.22.32.82.62V(m/s)1.71.71.451.451.71.451.451.451.71.71.951.7D(mm)340340320300280380380360380300340380學(xué) 號(hào)252627282930313233343536F(kN)2.91.922.921.92.22.32.52.92.22.4V(m/s)1.451.451.71.71.951.951.71.951.951.951.71.7D(mm)320360320380300300300360300320380300學(xué) 號(hào)373839404142434445464748F(kN)2.72.42.32.72.32.52.42.72.22.02.22.4V(m/s)1.951.951.951.951.451.451.71.951.71.451.71.7D(mm)360320300280340280320380300380300300學(xué) 號(hào)495051525354555657585960F(kN)2.351.852.752.252.852.652.352.552.752.152.12.65V(m/s)1.81.71.41.91.41.31.61.51.31.651.351.45D(mm)350340300320300290300360270310260280五、設(shè)計(jì)要求1.按比例繪制斜齒圓柱齒輪減速器裝配圖一張（A0或A1）2.按比例繪制零件圖兩張3.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)一份說(shuō)明：要求在設(shè)計(jì)計(jì)算中加強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用，至少采用計(jì)算機(jī)輔助繪圖完成一張圖紙。學(xué)生按表中學(xué)號(hào)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。目 錄1.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)11.1 選擇電動(dòng)機(jī) 11.2 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 21.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 21.4 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 42. 減速器內(nèi)部傳動(dòng)設(shè)計(jì) 62.1 高速級(jí)漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 62.2 低速級(jí)漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)123. 減速器外部傳動(dòng)設(shè)計(jì)184. 軸的設(shè)計(jì)194.1 I軸的設(shè)計(jì)194.2 II軸的設(shè)計(jì) 294.3 III軸的設(shè)計(jì)395. 減速器附件的選擇 486. 潤(rùn)滑與密封 50設(shè)計(jì)小結(jié) 52參考文獻(xiàn) 53設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1. 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)1.1 選擇電動(dòng)機(jī)1.1.1.選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V。1.1.2.確定電動(dòng)機(jī)所需功率Pw 按下試計(jì)算 式中Fw= 2700 N V= 1.95 m/s 工作裝置的效率考慮膠帶卷筒器及其軸承的效率取 =0.96 代入上式得=5.4844 KW電動(dòng)機(jī)的輸出功率功率 P按下式 P=從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶之間的總效率為 =據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表12-8 =0.95，=0.97，=0.99（8級(jí)精度一般齒輪傳動(dòng)），=0.96，則有：=0.8326 所以電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為： P=6.587 KW1.1.3 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速按推薦的兩級(jí)同軸式圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比i=35和帶的傳動(dòng)比i=24。則系統(tǒng)的傳動(dòng)比范圍為（24）*（35）*(35)=18100工作機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速為 n=133.00 r/min 所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 n=i=（18100）133.00 =239413300 r/min據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表19-1可選擇 Y132S2-2型三相異步交流電動(dòng)機(jī)，其主要參數(shù)如表1.1所示 表1.1 Y132S2-2型電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)電機(jī)型號(hào)額定功率/KW同步轉(zhuǎn)速/滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速/Y132S2-27.5300029002.02.31.2 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 i=2）分配到各級(jí)傳動(dòng)比 因?yàn)閕=已知帶傳動(dòng)比的合理范圍為24。故取i。分配減速器傳動(dòng)比，因?yàn)閕=i其中i為齒輪高速級(jí)的傳動(dòng)比，i為齒輪低速級(jí)的傳動(dòng)比。i=（1.31.5）i2.79故可先取i = 2.79 則i= 3.91.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)速：n= 2900 輸入功率：P=P= 6.587 kw輸出轉(zhuǎn)矩：T=9.55=9.55=216921軸：轉(zhuǎn)速：n=輸入功率：P=P輸入轉(zhuǎn)矩：T= 9.55=412162軸：轉(zhuǎn)速：n=輸入功率：P=P =6.01kw輸入轉(zhuǎn)矩：T= 9.55=1543743軸：轉(zhuǎn)速：n輸入功率：P 輸入轉(zhuǎn)矩：T9.55=413504 4軸（卷筒軸）：轉(zhuǎn)速：n輸入功率：P=P =5.770.990.96=5.484kw 輸入轉(zhuǎn)矩：T9.55393007 表4.1 各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸 號(hào)功率（KW）轉(zhuǎn)矩（N）轉(zhuǎn)速（）電機(jī)軸6.587 2169229001軸6.2584121614502軸6.01154374371.7953軸5.77413504133.26卷筒軸5.484393007133.261.4 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.4.1 確定計(jì)算功率P 據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表8-8查得工作情況系數(shù)K= 1 。故有： P=KP =6.587kw1.4.2 選擇V帶帶型 據(jù)P和n有機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-11選用A帶。1.4.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑d并驗(yàn)算帶速 （1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑d由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-7和8-9，取小帶輪直徑d=80mm （2）驗(yàn)算帶速v，有： v= 因?yàn)?v 在530之間，故帶速合適。 （3）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑d d1.4.4 確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度L (1)據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式8-20初定中心距a=324(2)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L2a+ 由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L=1100mm.（3）計(jì)算實(shí)際中心距 a 1.4.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角 1.4.6 計(jì)算帶的根數(shù)z（1）計(jì)算單根V帶的額定功率P由d和n查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-4a得 P=1.64kw據(jù)n= 2900，i=2和A型帶，查機(jī)械設(shè)計(jì)8-5得 P=0.34kw分別查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-6得K=0.98 、K= 0.91 ，于是： P=(P+P)KK =(1.64+0.34) 0.910.98 =1.766kw（2）計(jì)算V帶根數(shù)z z=3.73 故取 4 根。1.4.7 計(jì)算單根V帶的初拉力最小值（F）由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)質(zhì)量q= 0.105 。所以 （F）=500 = =120.627N應(yīng)使實(shí)際拉力F大于（F）1.4.8 計(jì)算壓軸力F壓軸力的最小值為： （F）=2（F）sin =24120.627 =959.032N2. 減速器內(nèi)部傳動(dòng)設(shè)計(jì)2.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.選定齒輪類(lèi)型，精度等級(jí)，材料及模數(shù) 1）按要求的傳動(dòng)方案，選用圓柱斜齒輪傳動(dòng)；2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故用8級(jí)精度； 3）材料的選擇。選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，大齒輪的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS； 4）選小齒輪齒數(shù)為Z= 23，大齒輪齒數(shù)Z可由Z=i 得Z= 89.7 取90 5）初選螺旋角=14。2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式： d （1）確定公式中各數(shù)值 1）試選K=1.3。 2）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20選取區(qū)域系數(shù)Z=2.433 3）由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-21）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Z =23.575 =1.643 4）由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7選取齒寬系數(shù)=1。 = =123tan14/3.14 =1.7925 =0.6845）由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-5查的材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP6）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-25d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600MP；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MP。 由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-23）可得螺旋角系數(shù)Z 7）由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-15）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)1091.670410923/90=4.2688108由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)K= 0.92 ； K= 0.94 。 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1，安全系數(shù)S=1，有 = = 取和中較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力 即 = =517MPa (2) 計(jì)算 1）計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d，由計(jì)算公式可得： = 36.525mm 2)計(jì)算圓周速度。 v= 3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)。 b=136.525=36.525mm 4）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)K。 已知使用系數(shù)K=1，據(jù)v= 2.773 ，8級(jí)精度。小齒輪是相對(duì)支承非對(duì)稱(chēng)布置，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8、表10-4得K= 1.14 ，K=1.449 （插值法）。 齒輪的圓周力=2 41216/0.36525=2256.865N 61.79N/mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-3得齒間載荷分配系數(shù)K=1.4故載荷系數(shù)： K=KKKK =1.14 1.0 1.4 1.449=2.3126 5)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： d=d=36.525 6）計(jì)算模數(shù)m m=44.256cos14。/23=1.867mm3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式： m（1）確定計(jì)算參數(shù) 1）選用載荷系數(shù)。 =1.3 2）由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-18），可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù)/cos2=1.643/0.948=1.733 由式（10-19），可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)YY=1-/120=1-1.64314/120=0.808 3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。 Z=23/=25.178 Z=90/=98.52 4）查取齒形系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-17查得Y=2.63 ，Y=2.19 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-18查得Y=1.59 ，Y=1.8 6）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極=500MP，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=380MP 7）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-22取彎曲疲勞壽命系數(shù)K= 0.9 ，K= 0.92 8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則有： = =9）計(jì)算大、小齒輪的 ，并加以比較 = = 因?yàn)?小 齒輪的大于 大 齒輪的，所以取=0.0238（2）計(jì)算齒輪模數(shù) m 4.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1)圓周速度v=1.35823/cos14=32.19mmv=2.444m/s b=32.19mm 2）齒高h(yuǎn)及寬高比 b/h 2.251.358=3.0555 b/h=10.535mm 3)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)K 據(jù)v= 2.444 ，8級(jí)精度。由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8、表10-4得K= 1.11 ，K=1.447 （插值法）。 齒輪的圓周力=241216/0.3219=2560.7953N 79.5525N/mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-3得齒間載荷分配系數(shù)K=1.4 結(jié)合b/h= 10.535 ，查圖10-13，得K=1.35 載荷系數(shù)K=KKKK=1.111.01.41.35=2.0979 由式（10-13）可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù) 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，從標(biāo)準(zhǔn)中取= 2mm = d1cos22 =875.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 a= 圓整為112mm（2）按圓整后的中心距修正螺旋角 =arccos=arccos=13.29（3）計(jì)算大，小齒輪的分度圓直徑 d d （4）計(jì)算齒輪寬度 b= 圓整后取b= 52mm ，b=46mm 6 .主要設(shè)計(jì)結(jié)論 齒數(shù)=22 ，= 87，模數(shù)= 2 ，壓力角，螺旋角=13.29 變位系數(shù) ，中心距a= 112mm ，齒寬b=52mm ，b=46mm小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)），齒輪按8級(jí)精度設(shè)計(jì)2.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1.選定齒輪類(lèi)型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù) 1）按選定的齒輪傳動(dòng)方案，選用圓柱斜齒輪； 2）選用8級(jí)精度； 3）材料的選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS二者的硬度差為40HBS； 4）初選小齒輪齒數(shù)為Z=23 ，大齒輪Z=65 5）初選螺旋角。2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式： d （1）確定公式中各數(shù)值 1）試選K=1.3。 2）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20選取區(qū)域系數(shù)Z=2.433 3）由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-21）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Z =arcos23cos20.562/(23+21cos14)=30.295 =arcos65cos20.562/(65+21cos14) =24.612 =23(tan30.295-tan20.562)+65(tan24.612-tan20.562)/2=1.6244）由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7選取齒寬系數(shù)=1。 = =123tan14/ =1.825 = =0.6875）機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP6）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-25d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600MP；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MP。 由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-23）可得螺旋角系數(shù)Z 7）由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-15）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 1081.51555081108由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)K= 0.9 ； K= 0.92 。9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%。安全系數(shù)S=1，有 =MPa =MPa 取和中較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力 即 = =506MPa (2) 計(jì)算 1）計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d，由計(jì)算公式可得： d 2)計(jì)算圓周速度。 v= 3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)。 b= 59.18mm 4）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)K。 已知使用系數(shù)K=1，據(jù)v= 1.152 ，8級(jí)精度。小齒輪是相對(duì)支承非對(duì)稱(chēng)布置，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8、表10-4得K= 1.08 ，K= 1.456 （插值法）。 齒輪的圓周力=5217.10N 88.156N/mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-3得齒間載荷分配系數(shù)K=1.4故載荷系數(shù)： K=KKKK =1.081.01.41.456 =2.2 5)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： d=d=59.181.19168=70.524 6）計(jì)算模數(shù)m m=70.524cos14/23=2.975mm3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式： m（1）確定計(jì)算參數(shù) 1）選用載荷系數(shù)。 =1.3 2）由機(jī)械設(shè)計(jì)式（10-18），可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù) 由式（10-19），可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)Y =1-1.82514/120 =0.787 3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。 Z= Z= 4）查取齒形系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-17查得Y= 2.65 ，Y=2.25 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18查得Y= 1.59 ，Y=1.76 6）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極=500MP，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=380MP 7）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-22取彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.88 ，K=0.9 8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則有： = =9）計(jì)算大、小齒輪的 ，并加以比較 = = 因?yàn)?大 齒輪的大于 小 齒輪的，所以取=0.0162（2）計(jì)算齒輪模數(shù) m = =1.838mm4.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1)圓周速度v=1.83823/cos14=43.568mmv= b=43.568mm 2）齒高h(yuǎn)及寬高比 b/h 2.251.838=4.135mm b/h=10.568mm 3)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)K 據(jù)v= 0.848 ，8級(jí)精度。由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-8、表10-4得K= 1.05 ，K= 1.451 （插值法）。 齒輪的圓周力=2154374/43.592=7082N 162.5N/mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)表10-3得齒間載荷分配系數(shù)K=1.4 結(jié)合b/h=10.535mm ，查圖10-13，得K=1.35 載荷系數(shù)K=KKKK =1.051.01.41.35 =1.9845 由式（10-13）可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù) 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，從標(biāo)準(zhǔn)中取=2.5 = 26 =i2=735.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 圓整為128mm（2）按圓整后的中心距修正螺旋角 =arccos=arccos=14.8（3）計(jì)算大，小齒輪的分度圓直徑 （4）計(jì)算齒輪寬度 b= 圓整后取b= 74mm ，b=68mm 6 .主要設(shè)計(jì)結(jié)論 齒數(shù)= 26 ，= 73 ，模數(shù)= 2.5 ，壓力角，螺旋角=14.8 變位系數(shù) ，中心距a=128mm ，齒寬b=74mm ，b=68mm小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪選用45鋼（調(diào)質(zhì)），齒輪按8級(jí)精度設(shè)計(jì) 誤差分析(誤差應(yīng)該在) 23.92.79=21.762 符合工程要求3. 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算箱座壁厚mm 取=8mm箱蓋壁厚6.4mm 取=6mm箱座凸緣厚度b=1.5=12mm箱蓋凸緣厚度=1.5=9mm箱座底凸緣厚度=2.5=20mm地腳螺栓直徑=16mm 取=20mm地腳螺栓數(shù)目：因a=112mm ，故n=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 取=16mm箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑20 取=12mm兩側(cè)箱體內(nèi)壁間距：l=（150200）mm，取l=150mm軸承端蓋螺栓直徑8mm 取=8mm視孔蓋螺釘直徑6mm 取=8mm定位銷(xiāo)直徑d=9.6mm 取d=10mm、到外箱壁距離：=22mm, =20mm, =26mm、到凸緣邊緣距離：=20mm =24mm軸承旁凸臺(tái)半徑： 20mm凸臺(tái)高度h=10mm外箱壁至軸承座斷面距離=47mm大齒輪頂圓（蝸輪外圓）與內(nèi)機(jī)壁距離 取12mm齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離，取=10mm箱蓋、箱座肋厚：5.1mm 6.8mm4. 軸的設(shè)計(jì)4.1 軸的設(shè)計(jì)4.1.1軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速N1和轉(zhuǎn)矩T1的計(jì)算在前面的設(shè)計(jì)中得到： 1軸：轉(zhuǎn)速：n=輸入功率：P=P輸入轉(zhuǎn)矩：T= 9.55=412164.1.2求作用在齒輪上的力因在前面的設(shè)計(jì)中得到高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為： 所以F=F=F=F=Ftan=1823.31tan13.29=430.68N壓軸力959.032N4.1.3初步確定軸的最小直徑初步估算軸的最小直徑。選取材料為45鋼，調(diào)制處理。有機(jī)械設(shè)計(jì)中的表15-3，取A= 120 ，于是就有d=A因?yàn)檩S上應(yīng)開(kāi)1個(gè)鍵槽，所以軸徑應(yīng)增大5%-7%故d= d=20.91mm又因?yàn)閹吞?hào)為A型，帶根數(shù)z=4 ，大帶輪基準(zhǔn)直徑D=160mm故軸最小直徑d=28mm4.1.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件的裝配方案（根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度）1.各段軸直徑的確定如表位置直徑(mm)理由28由前面算得帶輪的孔徑32為滿(mǎn)足帶輪軸向定位要求，軸段需制出一個(gè)軸肩， 2，故取=3235根據(jù) =32 選取7207AC角接觸球軸承其尺寸為35721738左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位由2上得軸承的定位軸肩高度h= 1.5 ，因此取=3844取安裝齒輪處的軸段直徑44 38齒輪右端采用軸肩定位，取h= 3 ，則軸環(huán)處直徑 38 。35見(jiàn)段理由。2.各軸段長(zhǎng)度的確定如表位置長(zhǎng)度（mm）理由52安裝的大帶輪輪轂寬度取，則可取該軸段長(zhǎng)度83該段軸長(zhǎng)度應(yīng)考慮軸承端蓋上的螺釘?shù)难b拆空間要求。軸承端蓋上螺釘, 可結(jié)合圖5-17和表14-81來(lái)選擇：螺栓GB/T 5781 M825，軸承端蓋凸緣厚度取10mm,調(diào)整墊圈厚度取2mm,軸承座孔加工凸臺(tái)高度取5mm，預(yù)留軸承端蓋外端面和大帶輪端面間距離35mm, 于是，確定第二段軸長(zhǎng)度：17可取軸承寬度B，即：mm90 52mm10mm29的確定應(yīng)考慮軸承寬度、擋油盤(pán)的安裝尺寸及倒角尺寸，取擋油盤(pán)為2mm薄板沖壓結(jié)構(gòu)，倒角取245，可取高速軸的裝配方案如下圖所示， 4.1.5求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（上圖）做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于7207AC 角接觸球軸承，由于手冊(cè)中查得a= 21mm。因此，確定簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距=131mm 、= 112mm 、=34mm根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖LAB=L1 =131mm LBC=L2= 112mm LCD=L3=34mm（1）計(jì)算小齒輪輪齒的作用力: F=F=F=F=Ftan=1823.31tan13.29=430.68N壓軸力959.032N（2）H面載荷分析建立力系的平衡條件：求解上述方程，可得：NN可計(jì)算出C截面的彎矩 Nmm（3）V面載荷分析集中力偶Nmm建立力系的平衡條件：求解上述方程，可得：NN可計(jì)算出：C左截面的彎矩 NmmC右截面的彎矩 Nmm在帶傳動(dòng)壓軸力作用下I軸的載荷分析N（方向未定）建立力系的平衡條件：求解上述方程，可得：NN可計(jì)算出彎矩： Nmm Nmm（5）合成彎矩計(jì)算由于帶傳動(dòng)壓軸力方向未定，計(jì)算合成彎矩時(shí)，假設(shè)作用下軸的彎矩方向與H面彎矩及V面彎矩的合力矩方向相同?？捎?jì)算如下截面的合成彎矩：B截面的合成彎矩： NmmC截面左側(cè)的合成彎矩： Nmm Nmm（6）轉(zhuǎn)矩計(jì)算取折合系數(shù)，則可計(jì)算： Nmm可繪制轉(zhuǎn)矩圖，如圖5-3所示。（7）計(jì)算彎矩的計(jì)算可計(jì)算如下截面的計(jì)算彎矩： Nmm Nmm Nmm 高速軸的受力分析 高速軸上的載荷分布載荷水平面H垂直面V支反力FNNNN彎矩M Nmm Nmm Nmm總彎矩 Nmm扭矩T Nmm4.1.6 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)2式（15-5）、表15-4及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6， 軸的計(jì)算應(yīng)力 前已選定軸的材料為45 ，調(diào)質(zhì)處理，由2表15-1查得=60 MPa。因此,故安全。4.1.7鍵連接的強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定鍵的主要尺寸軸的直徑d= 28mm ，鍵寬b鍵高h(yuǎn) 87mm ，鍵長(zhǎng)L= 50mm ，工作長(zhǎng)度=L-b=42mm前已選定軸的材料為鋼，載荷性質(zhì)為輕微沖擊，由2表6-2查得=100120 MPa。因此,故安全4.1.8軸承壽命計(jì)算查1表15-4可知7207AC 類(lèi)軸承的基本額定動(dòng)載荷29KN查2表13-4可知溫度系數(shù)N根據(jù)2中表13-6載荷系數(shù)、表13-7可知接觸時(shí)派生軸向力0.68434.49=295.45 N 0.681517.96=1032.21N 295.45+430.68 =726.13N通過(guò)比較可得軸承 被壓緊, 軸承 被放松=295.45N 295.45+430.68 =726.13N求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和因?yàn)?e ，e由表13-5分別進(jìn)行查表得徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y =1.2(1.0434.49+01532.73)=521.39N1.2(11517.96+0726.13)=1821.55N驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?e由表13-5分別進(jìn)行查表得徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y =1.2 （1 3069+0）=3682.8N1.2 （0.41 2133.77+0.87 2869.6）=3045.68N驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?,所以按軸承 的受力驗(yàn)算（球軸承）由2式1