畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）礦井提升機(jī)的總體設(shè)計(jì)

1、目錄目錄 前言.1 1 緒論.1 1.1 提升機(jī)的用途和發(fā)展概況.1 1.2 提升機(jī)的結(jié)構(gòu)和用途.2 2 總體方案設(shè)計(jì).4 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)說明.4 2.2 總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求.5 3 電動(dòng)機(jī)的選擇.7 4 減速器的設(shè)計(jì)及聯(lián)軸器的選型與校核.10 4.1.齒輪傳動(dòng).10 4.1.1 高速級(jí)齒輪.10 4.1.2 低速軸齒輪傳動(dòng).15 4.2 軸的設(shè)計(jì).20 4.2.1 輸入軸即高速軸的設(shè)計(jì).20 4.2.2 中間軸的設(shè)計(jì).27 4.2.3 輸出軸即低速軸的設(shè)計(jì).32 4.3 箱體設(shè)計(jì)及尺寸的計(jì)算.37 4.3.1 見下表.37 4.3.2 箱體附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).38 5 鋼絲繩的選擇.39 6

2、 滾筒的設(shè)計(jì).41 6.1 滾筒有關(guān)尺寸的計(jì)算.41 6.2 滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).41 6.3 滾筒的強(qiáng)度計(jì)算.43 6.3.1 筒殼的計(jì)算載荷.43 6.3.2 筒殼強(qiáng)度的校核.44 6.3.3 支輪處筒殼應(yīng)力的校核.45 6.3.4 支環(huán)處筒殼應(yīng)力的校核.47 6.4 筒殼的強(qiáng)度穩(wěn)定性校核.48 7 主軸的設(shè)計(jì).49 7.1 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).49 7.2 主軸的強(qiáng)度校核.50 7.2.1 求主軸的正常載荷.51 7.2.2 支反力的計(jì)算.53 7.2.3 按彎扭組合校核強(qiáng)度.54 7.2.4 正常載荷下主軸強(qiáng)度驗(yàn)算.56 8 其它部件的設(shè)計(jì)與選用.58 8.1 底座.58 8.2 其它部件.5

3、8 致 謝.59 主 要 參 考 文 獻(xiàn).60 前言前言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)畢業(yè)走向工作崗位之前，對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次檢驗(yàn)和鞏固，也是一次學(xué) 習(xí)各位師長(zhǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度的機(jī)會(huì)。做好畢業(yè)設(shè)計(jì)可以為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，因 此具有很重要的意義。 我所在小組設(shè)計(jì)題目是二級(jí)圓柱齒輪減速器提升機(jī)的設(shè)計(jì)。作為一個(gè)傳統(tǒng)工業(yè)基地， 焦作有著雄厚的機(jī)械制造基礎(chǔ)。特別是煤礦用絞車，提升機(jī)等產(chǎn)品以其類型齊全，制造工 藝成熟，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)享譽(yù)省內(nèi)外。礦井提升機(jī)的結(jié)構(gòu)可分為三個(gè)部分：原動(dòng)機(jī)部分 （即電動(dòng)機(jī)） ，與原動(dòng)機(jī)相連的減速機(jī)部分，以及與減速機(jī)相連的滾筒部分。 其中最主要的 部分是中間的減速機(jī)部分，它對(duì)提升機(jī)的性能起著

4、決定性的作用。滾筒中的主要部件有 主導(dǎo)輪、主軸等。此次設(shè)計(jì)中將對(duì)此部分進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)。 此次設(shè)計(jì)模式屬二級(jí)圓柱齒輪減速器提升型，但應(yīng)滿足使主機(jī)本身結(jié)構(gòu)尺寸、重量大 大減小，而且攜帶、轉(zhuǎn)移方便，掛結(jié)要求簡(jiǎn)單，自鎖性強(qiáng)，安全性高，符合作業(yè)時(shí)間短， 懸掛時(shí)間長(zhǎng)的要求。 為了對(duì)提升機(jī)有一個(gè)更全面的認(rèn)識(shí)，還介紹了提高提升機(jī)的安全性能，使用維護(hù)等 方面的內(nèi)容。為了清楚表現(xiàn)，在必要的地方配有插圖。 在設(shè)計(jì)過程中，多次經(jīng)童景琳老師耐心指導(dǎo)，在此表示深深的謝意！ 由于本人水平有限，時(shí)間倉(cāng)促，在設(shè)計(jì)中難免有不少缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，懇切的希望 童老師 和各位提出寶貴意見，給予批評(píng)指正！ 孫朝磊 2010 年 4 月 12 日

5、 1 緒論緒論 1.11.1 提升機(jī)的用途和發(fā)展概況提升機(jī)的用途和發(fā)展概況 提升機(jī)是礦山大型固定設(shè)備之一，是聯(lián)系井下與地面的主要運(yùn)輸工具，在礦山生產(chǎn) 建設(shè)中起著重要的作用。礦井提升機(jī)主要用于煤礦、金屬礦和非金屬礦中提升煤炭、礦 石和矸石、升降人員、下放材料、工具和設(shè)備。 礦井提升機(jī)與壓氣、通風(fēng)和排水設(shè)備組成礦井四大固定設(shè)備，是一套復(fù)雜的機(jī)械 電氣排組。所以合理的選用礦井提升機(jī)具有很大的意義。 礦井提升機(jī)的工作特點(diǎn)是在一定的距離內(nèi)，以較高的速度往復(fù)運(yùn)行。為保證提升工 作高效率和安全可靠，礦井提升機(jī)應(yīng)具有良好的控制設(shè)備和完善的保護(hù)裝置。礦井提升 機(jī)在工作中一旦發(fā)生機(jī)械和電器故障，就會(huì)嚴(yán)重地影響到礦

6、井的生產(chǎn)，甚至造成人身傷 亡。 熟悉礦井提升機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理，提高安裝質(zhì)量，合理使用設(shè)備，加強(qiáng)設(shè) 備維護(hù)，對(duì)于確保提升工作高效率和安全可靠，防止和杜絕故障及事故的發(fā)生，具有重 大意義。 礦井提升機(jī)已有很長(zhǎng)的發(fā)展歷史。早在八百多年以前，我國(guó)古代勞動(dòng)人民就發(fā)明了 轱轆，用手搖骨碌從地下提升煤炭和礦石，以后發(fā)展成畜力絞車。十九世紀(jì)，由于電力 的發(fā)展，電力拖動(dòng)的提升機(jī)逐漸代替蒸汽提升機(jī)。近幾十年來，礦井提升機(jī)有了更大的 發(fā)展，出現(xiàn)了多繩摩擦式提升機(jī)以及先進(jìn)的拖動(dòng)和控制系統(tǒng)。目前，國(guó)外的礦井提升機(jī) 正向體積小、重量輕和自動(dòng)化的方向發(fā)展，以適應(yīng)深井和大量的需要。 解放以前，我國(guó)根本不能制造大型礦井

7、提升機(jī)。解放以后，我國(guó)建立了礦井提升機(jī) 的制造工廠，并已由仿制和改進(jìn)國(guó)外產(chǎn)品發(fā)展到能自行設(shè)計(jì)和制造。目前，我國(guó)已能成 批生產(chǎn)近代化的大型礦井提升機(jī)。 1958 年，我國(guó)設(shè)計(jì)并試制成功第一臺(tái) dj2*4 多繩摩擦式提升機(jī)，為我國(guó)礦井提升機(jī) 的制造和使用開辟了一個(gè)新的領(lǐng)域。目前，我國(guó)已能成批生產(chǎn) jkm 型多繩摩擦式提升機(jī)， 并正在逐漸形成多繩摩擦式提升機(jī)的新系列。 1.21.2 提升機(jī)的結(jié)構(gòu)和用途提升機(jī)的結(jié)構(gòu)和用途 每臺(tái)提升機(jī)都由若干部分組成：主軸、纏繞機(jī)構(gòu)、軸承和主制動(dòng)器。這些便是基本 部分。纏繞機(jī)構(gòu)有好幾種，最常用的結(jié)構(gòu)是單圓柱形滾筒及雙圓柱形滾筒。對(duì)于單圓柱 形滾筒，兩根鋼絲繩功用一個(gè)滾筒

8、纏繞面；第一根鋼絲繩自滾筒松開而相應(yīng)地漏出的滾 筒面由另一根鋼絲繩纏上。對(duì)于雙圓柱形滾筒，沒根鋼絲繩都纏繞在特有的滾筒上，即 在任何時(shí)刻鋼絲繩都只是纏在兩支滾筒總纏繞面的一半上。在這種情形下，一個(gè)滾筒結(jié) 實(shí)地固定在主軸上，另一個(gè)則活套在主軸上，借助于離合器與主軸相連，以便在必須時(shí) 可使二滾筒作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。滾筒相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的可能行使得提升設(shè)備的操作變得容易，因?yàn)榭?以容易地調(diào)節(jié)由于鋼絲繩彈性變形而逐漸伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度。此外，還可以補(bǔ)償由于對(duì)鋼絲繩 做周期性的試驗(yàn)而截下的長(zhǎng)度。依次，在每個(gè)滾筒的表面除了等于提升高度的鋼絲繩長(zhǎng) 度外尚需附加 30 米長(zhǎng)的鋼絲繩，這樣才有可能當(dāng)滾筒作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)以使一根鋼絲繩的鉛垂

9、長(zhǎng)度增加時(shí)并不使另一根鋼絲繩縮短。當(dāng)有雙滾筒提升機(jī)時(shí)還可能更換操作水平。當(dāng)上 容器停在井口車場(chǎng)時(shí)而下容器移至新的位置。這在一個(gè)提升水平但有個(gè)承受臺(tái)時(shí)也是需 要的，例如翻轉(zhuǎn)式罐籠當(dāng)提升重物及提人時(shí)容器的終端位置是不同的。當(dāng)用單滾筒或滾 筒的離合器不作用時(shí)，除原定水平外，如要服務(wù)于另一水平或承受臺(tái)則僅能用一個(gè)提升 容器；第二個(gè)容器不過起著平衡錘的作用，此時(shí)，提升生產(chǎn)率驟然減少一半。 提升機(jī)的第二個(gè)重要部分為把電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳到安置有纏繞機(jī)構(gòu)的主軸上的減速器。 減速器結(jié)構(gòu)因其類型、用途不同而異。但無論何種類型的減速器，其基本結(jié)構(gòu)都是由軸 系部件、箱體及附件三大部分組成。軸系部件包括傳動(dòng)件、軸和軸承組合

10、，軸承組合包 括軸承、軸承蓋、密封裝置以及調(diào)整墊片等。減速器箱體上用以支持和固定軸系零件， 保證傳動(dòng)件的嚙合精度、良好潤(rùn)滑及密封的重要零件。箱體質(zhì)量約占減速器總質(zhì)量的 50/%。 因此，在箱體結(jié)構(gòu)對(duì)減速器的工作性能、加工工藝、材料消耗、質(zhì)量及成本等有很大影 響，設(shè)計(jì)時(shí)必須全面考慮。為了使減速器具備較完善的性能，如注油、排油、通氣、吊 運(yùn)、檢查油面高度、檢查傳動(dòng)件嚙合情況、保證加工精度和裝拆方便等，在減速器箱體 上常需設(shè)置某些裝置或零件，將這些裝置和零件及箱體上相應(yīng)的局部結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為減速器 附屬裝置或簡(jiǎn)稱為附件。它們包括：視孔與視孔蓋、通氣器、游標(biāo)、放游螺塞、定位銷、 啟蓋螺釘、吊運(yùn)裝置、油杯等。

11、 制動(dòng)器為提升機(jī)設(shè)備第三個(gè)重要部分。制動(dòng)器直接作用于制動(dòng)輪或制動(dòng)盤上產(chǎn)生制 動(dòng)力矩的部分按結(jié)構(gòu)分為盤式和塊式閘等；第四部分是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，是控制并調(diào)節(jié)制動(dòng)力 矩的部分。按傳動(dòng)能源分為油壓、壓氣或彈簧等；第五部分為深度指示器及與其相連的 控制保護(hù)裝置，其用途為給司機(jī)指出提升容器在井筒中的位置；第六部分為操作臺(tái)，電 動(dòng)機(jī)及制動(dòng)器的操縱手把均勻集中在這里，有時(shí)也有離合器操縱手把；提升機(jī)最后一部 分為油壓及壓氣設(shè)備前者為每一機(jī)器所必備的；并且在油壓制動(dòng)傳動(dòng)時(shí)，它需作為機(jī)器 潤(rùn)滑，同時(shí)也作為制動(dòng)裝置。當(dāng)用壓氣制動(dòng)時(shí)，油壓設(shè)備所起的作用僅限于機(jī)器的潤(rùn)滑， 而此時(shí)需要附加壓氣設(shè)備，而在油壓制動(dòng)時(shí)卻不需要附加壓氣

12、設(shè)備。 在本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，著重設(shè)計(jì)提升機(jī)減速器及滾筒，對(duì)本段所述五個(gè)部 分的內(nèi)容由于時(shí)間關(guān)系本次設(shè)計(jì)不予進(jìn)行。 2 2 總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì) 2.12.1 設(shè)計(jì)任務(wù)說明設(shè)計(jì)任務(wù)說明 某礦井，井深 232 米，裝載水平低于井下運(yùn)輸水平 18 米，卸載水平高于井口水平 16 米。單鉤箕斗提升，井筒直徑 4.5 米。 試根據(jù)下列條件，設(shè)計(jì)一礦井提升機(jī)： 1.年工作日 b=300 天 2.日工作時(shí) t=14h 3.提升鋼絲繩線速度 4.所選電機(jī)轉(zhuǎn)速約為 5.減速器級(jí)數(shù) 二級(jí)減速 6.所選提升機(jī)類型 纏繞式 7.提升箕斗自重 kgqz400 一次提升量 kgq800 8.提升不均勻系數(shù) 1

13、5 . 1 c 9.鋼絲繩出繩角 0 10 其他條件在計(jì)算是逐一給出或在圖中標(biāo)出。 （注：本處所給提升機(jī)的參數(shù)為設(shè)計(jì)參考 參數(shù)） 。 本次設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)遵循以下幾個(gè)規(guī)則： 由于傳動(dòng)系統(tǒng)要求的傳動(dòng)比不是十分精確，所以選擇聯(lián)軸器時(shí)不需要?jiǎng)傂月?lián)軸器。 工作制動(dòng)器之所以選擇在電動(dòng)機(jī)輸出軸端，是由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)高于減速器輸出 端，在功率一定的情況下所需的制動(dòng)矩明顯較小，從而有利于系統(tǒng)的準(zhǔn)確制動(dòng)。 在提高系統(tǒng)效率的同時(shí)，應(yīng)注意系統(tǒng)各部位轉(zhuǎn)速給電動(dòng)機(jī)帶來的影響。由于電動(dòng)機(jī) 的額定轉(zhuǎn)速越低，其輸出轉(zhuǎn)矩愈穩(wěn)定，工作起來愈平穩(wěn)。從而大大降低了系統(tǒng)的沖擊力， 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加以考慮。 35m/s 9101000r/

14、min 由于提升機(jī)主要工作部件主軸、滾筒部分所需要轉(zhuǎn)速要求較低，在選擇低轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)的前提下，經(jīng)過減速器降速，然后再由一級(jí)外嚙合齒輪傳動(dòng)降速，以達(dá)到所需要 工作轉(zhuǎn)速。其中，為確保工作正常進(jìn)行，有效防止意外事故的發(fā)生，在滾筒末端安裝工 作閘進(jìn)行調(diào)速，控制滾筒升降的速度；而同時(shí)在電機(jī)與減速器連接處安裝安全閘，以使 在其通電時(shí)放松閘輪，在意外事故發(fā)生時(shí)斷電抱緊閘輪，起到安全保護(hù)作用?？傮w傳動(dòng) 原理圖如圖 21 所示： 2.22.2 總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求 總體設(shè)計(jì)的步驟一般由總裝草圖分拆成部件零件草圖，經(jīng)審核無誤后，再由零件工 作圖、部件圖繪制總裝圖。本階段的主要任務(wù)是對(duì)確定的最佳

15、初步總體設(shè)計(jì)進(jìn)一步完善。 包括選擇材料、熱處理方法、進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)和有關(guān)計(jì)算，完成機(jī)械產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì) 圖?？傮w設(shè)計(jì)圖是零件設(shè)計(jì)的依據(jù)。不僅要求嚴(yán)格按比例繪圖，而且還要表示出重要部 件的主要結(jié)構(gòu)并標(biāo)注有關(guān)的重要尺寸。除此之外，還要完成部件和零件的設(shè)計(jì)，完成全 部生產(chǎn)圖，并編制設(shè)計(jì)說明書等有關(guān)技術(shù)文件。 總體設(shè)計(jì)時(shí)，要求部件滿足功能要求、零件結(jié)構(gòu)形狀要便于制造加工，常用零件盡 可能標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、組合化、對(duì)于總體設(shè)計(jì)還應(yīng)滿足總功能、人機(jī)工程、造型美學(xué)、 1 4 3 2 圖 2-1 傳動(dòng)原理圖 1 電動(dòng)機(jī) 2 聯(lián)軸器 3 減速器 4 滾筒 包裝運(yùn)輸?shù)确矫娴囊?。此外，還要擬訂工藝文件、擬訂制造、裝

16、配和使用規(guī)范，編制 技術(shù)文件。如實(shí)際說明書、標(biāo)準(zhǔn)件、外購(gòu)件明細(xì)表、備件、專用工具明細(xì)表等。以下是 本次設(shè)計(jì)的詳細(xì)步驟： 電動(dòng)機(jī)的選型設(shè)計(jì)減速器的設(shè)計(jì)及聯(lián)軸器的選型設(shè)計(jì)滾筒部件的 設(shè)計(jì)計(jì)算主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算其他零部件的選用與設(shè)計(jì)。 3 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 1. 電動(dòng)機(jī)是專業(yè)工廠批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)部件。電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。由 于直流電動(dòng)機(jī)需要電源，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高，因此，無特殊要求時(shí)不宜采用。生產(chǎn)單 位一般用三相交流電源。因提升機(jī)工作在經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)的場(chǎng)合，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 小，過載能力大，應(yīng)選用三相異步電動(dòng)機(jī) yz 型或 yzr 型。 2. 選擇電動(dòng)機(jī)的容量 )(1000/kw

17、fvpw 提升機(jī)所需工作效率 w p 由已知，n1200010)800400(f v 取sm/75 . 3 則kwp w 451000/75 . 3 12000 又電動(dòng)機(jī)所需工作功率即輸出功率為 )(/kwpp wd 其中，傳動(dòng)裝置的總效率為組成傳動(dòng)裝置的各部分運(yùn)動(dòng)副效率的乘積 即2 1 g 32 324 其中，為高速軸聯(lián)軸器的傳遞效率，為一對(duì)齒輪傳動(dòng)效率，為一對(duì)軸承 1 2 3 的傳動(dòng)效率，低速軸聯(lián)軸器的傳遞效率，為滾筒的傳遞效率。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè) 4 g 計(jì)指導(dǎo)書 （航空工業(yè)出版社）表 105，取為 0.99，為 0.97，為 0.99， 1 2 3 為 0.96 g 則 86. 099.

18、 096 . 0 99 . 0 97 . 0 96 . 0 322 )( 3 .52/kwpp wd 又由已知，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 9101000r/min，故查上述手冊(cè)表 121，選電動(dòng)機(jī)型號(hào) 為 yzr280s6，額定功率為 63kw，滿載轉(zhuǎn)速為 980r/min，最大轉(zhuǎn)矩亦額定轉(zhuǎn)矩為 2.0. 同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min，額定電壓為 380v。 3. 傳動(dòng)比的分配 根據(jù)生產(chǎn)要求及機(jī)械合理性，由上述手冊(cè)表 22，此次設(shè)計(jì)設(shè)定轉(zhuǎn)速比為i=18/1， 滾筒轉(zhuǎn)速min/4 .5418/980rng 分配傳動(dòng)比: 因提升機(jī)經(jīng)常啟動(dòng)或負(fù)載啟動(dòng)，故電動(dòng)機(jī)與減速器高速軸多用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接，故 傳動(dòng)比全部

19、由減速器來分配iia 式中，總傳動(dòng)比 a i 齒輪減速器的傳動(dòng)比i 又由已知條件，采用的是二級(jí)減速且提升機(jī)所受載荷較為平穩(wěn)，一般無沖擊性載荷， 古選用二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器，故傳動(dòng)比可按下式分配 ii)5 . 13 . 1 ( 1 式中，高速級(jí)傳動(dòng)比 1 i 則 2 . 58 . 418)5 . 13 . 1 ( 1 i 取 6 . 4 1 i 67. 39 . 4/18 2 i 4. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1）各軸轉(zhuǎn)速 軸： inn m / 式中， 電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速（r/min） m n 電動(dòng)機(jī)至軸的傳動(dòng)比i 則 min/9801/980rn 軸： min/2009 . 4/980

20、/ 1 rinn 軸： min/ 4 . 5467 . 3 /200/ 2 rinn 因減速器低速級(jí)轉(zhuǎn)速較底，且所需軸的剛度較大，故提升機(jī)主軸與減速器的聯(lián)接采 用齒輪聯(lián)軸器，故=54.4r/min z n 各軸功率: 軸： )(78.5199 . 0 3 . 52 1 kwpp d 軸： )(72.4999. 097 . 0 78.51 32 kwpp 軸： )(75.4799 . 0 97 . 0 72.49 32 kwpp )(38.4599. 096 . 0 75.47 4 kwpp gz 各軸轉(zhuǎn)矩: 電動(dòng)機(jī)軸： 3 . 529550/9550 mdd nptmn.66.509980/

21、軸： mnnpt. 6 . 504980/78.519550/9550 1 軸： mnnpt.13.2374200/72.499550/9550 2 軸： mnnpt.58.8382 4 . 54/75.479550/9550 3 mnnpt ggz .53.79664 .54/38.459550/9550 4 4 減速器的設(shè)計(jì)及聯(lián)軸器的選型與校核減速器的設(shè)計(jì)及聯(lián)軸器的選型與校核 4.1.4.1.齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng) 4.1.1 高速級(jí)齒輪高速級(jí)齒輪 由于軸轉(zhuǎn)速較高，若采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，則傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，容易產(chǎn)生較大 的沖擊、振動(dòng)和噪音，故采用斜齒輪傳動(dòng)，它具有傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力大的優(yōu)點(diǎn)。 1

22、. 選擇材料、熱處理、精度等級(jí)及齒數(shù) 1） 礦山機(jī)械中的齒輪傳動(dòng)，一般功率很大，工作速度較低，周圍環(huán)境中粉塵含量極高， 因此往往選擇鑄鋼或鑄鐵等材料。減速器屬于閉式傳動(dòng)，本次設(shè)計(jì)中載荷為中小功 率，轉(zhuǎn)速不高，對(duì)可靠性的要求一般，安全系數(shù)為 1.25，故從經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，采 用軟齒面，選價(jià)格較便宜的材料。查機(jī)械設(shè)計(jì) （高等教育出版社）表 101，選 擇小齒輪材料為 zg346640、?；ㄕ穑?、硬度為 210hbs；大齒輪材料為 zg340 640、調(diào)質(zhì)、硬度為 250hbs，二者材料硬度差為 40hbs。 2） 精度等級(jí)選 7 級(jí)精度，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 3） 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)為20

23、 1 z98209 . 8 112 ziz 4） 選取螺旋角，初選螺旋角 0 14 2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按機(jī)械設(shè)計(jì) （第七版） （高等教育出版社）式（102）計(jì)算， 即 3 21 1 ) ( 12 h eh ad t t zz u utk d 本小節(jié)下述所查內(nèi)容均出自此書。 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 試選6 . 1 t k 2） 查圖 1030，選取區(qū)域系數(shù)433 . 2 h z 3） 查圖 1026，得 70 . 0 1 89 . 0 2 則59 . 1 89 . 0 70 . 0 21 4） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mnnpt.60.504980/78.519550/9550 11

24、1 5） 由表 107 選取齒寬系數(shù)1 . 1 d 6） 由表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) 2/1 0 .188 mpaze 7） 由式 1013 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 9 11 107044. 3300151419806060 h jlnn 89 112 1056 . 7 9 . 4/107044 . 3 /inn 8） 由圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 92 . 0 1 hn k95 . 0 2 hn k 9） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為，安全系數(shù)%11s 由式（1012）得 mpampask hlinhnh 2 .28531092 . 0 / 111 mpampask hli

25、mhnh 58962095 . 0 / 222 mpa hh h 1 . 437 2 589 2 . 285 2 21 3 計(jì)算 1） 試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得 t d1 mmmmd t 78.106) 1 . 437 0 . 188433 . 2 ( 9 . 4 19 . 4 59 . 1 1 . 1 10 6 . 5046 . 12 2 3 1 2） 計(jì)算圓周速度 sm nd v t /48 . 5 100060 98078.106 100060 11 3） 計(jì)算齒寬及摸數(shù)b nt m mmdb td 46.11778.1061 . 1 1 mm z d m t nt 14 .

26、5 20 14cos78.106cos 0 1 1 16.10565.11/46.117/hb 4） 計(jì)算縱向重合度 744 . 1 14201 . 1318 . 0 tan318 . 0 0 1 tgz d 5） 計(jì)算載荷系數(shù)k 由表 102，查得使用系數(shù) 25 . 1 a k 根據(jù)，級(jí)精度，由圖 108 查得動(dòng)載系數(shù) ，smv/48. 5715 . 1 v k 由表 104 查得接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算用齒向載荷分布系數(shù) 52 . 1 1023. 0)6 . 01 (18 . 0 12. 1 3 22 bk ddh 由圖 1013 查得彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù) 42 . 1 f k 由表 1

27、03 查得 2 . 1 fh kk 故載荷系數(shù)622 . 2 52. 12 . 115 . 1 25 . 1 hhva kkkkk 6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 由式（1010a）得， mmkkdd tt 90.1256 . 1/622 . 2 78.106/ 3 3 11 7） 計(jì)算模數(shù) n m 10 . 6 20/14cos90.125/cos 0 11 zdmn 4. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（1017） 3 1 2 1 cos2 f safa d n yy z ykt m 1） 確定計(jì)算參數(shù) a. 計(jì)算載荷系數(shù) 50. 242. 12 . 115. 125. 1 ffva

28、 kkkkk b. 根據(jù)縱向重合度 ，從圖 1028 查得螺旋角影響系數(shù) 744 . 1 87. 0 y c. 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 90.2114cos/20cos/ 033 11 zzv 31.10714cos/98cos/ 033 22 zzv d. 查取齒形系數(shù) 由表 105 查得 71. 2 1 fa y40. 2 2 fa y e. 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 105 查得 56 . 1 1 sa y92 . 1 2 sa y 其余參數(shù)同上 f. 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 f safay y 01482. 0 2 . 285 56 . 1 71 . 2 1 11 f safay y 0078

29、2 . 0 589 92 . 1 40. 2 2 2 2 f safa yy 小齒輪的數(shù)值大 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 mmmmmn52 . 3 01482 . 0 59. 1201 . 1 14cos87 . 0 10 6 . 50450 . 2 2 3 2 02 3 對(duì)此計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面摸數(shù)=大于齒根疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面 模數(shù)，取已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞mmmn4 強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由mmd90.125 1 54.30 4 14cos90.125cos 0 1 1 n m d z 取，則31 1 z152319 . 4 1

30、12 ziz 5. 幾何尺寸計(jì)算 1） 計(jì)算中心矩 mm mzz a n 32.377 14cos2 4)15231( cos2 )( 0 21 將中心矩圓整為mm378 2） 按圓整后的中心矩修正螺旋角 021 48.14 3782 4)15231( arccos 2 )( arccos a mzz n 因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正 k h z 3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 mm mz d n 10.128 48.14cos 431 cos 0 1 1 mm mz d n 10.628 48.14cos 431 cos 0 2 2 4） 計(jì)算齒輪寬度 mmdb d 91.14010.1

31、281 . 1 1 圓整后取 mmb145 2 mmb150 1 5） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 見減速器裝配圖 4.1.2 低速軸齒輪傳動(dòng)低速軸齒輪傳動(dòng) 1.選定齒輪類型、精度等級(jí)及齒輪材料 1） 由于減速器輸出轉(zhuǎn)矩較大，轉(zhuǎn)速較低，故輸出軸采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2） 同斜齒輪的選擇原則一樣，仍選小齒輪材料為 zg340640、正火、硬度為 210hbs；大齒輪材料為 zg340640、調(diào)質(zhì)、硬度為 250hbs，二者材料硬度差為 40hbs。 3） 因提升機(jī)工作速度不高，為一般工作器，故選用 7 級(jí)精度（gb1009588） 。 4） 因兩齒輪是閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，故選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)為22 1 z ，

32、取 74.802267 . 3 122 ziz81 2 z 2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（109a）進(jìn)行試算， 即 2 3 1 1 ) ( 12 32 . 2 h e d t t z u utk d 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 a. 試選載荷系數(shù) 3 . 1 t k b. 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 111 /9550npt 其中， 軸的轉(zhuǎn)矩 1 t 軸的功率， 1 p 軸的轉(zhuǎn)速 1 n mmnt.10374. 2200/1072.499550 63 1 c. 由表 107 選取齒寬系數(shù) 1 . 1 d d. 由表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) mpaze0 .188 e. 由圖

33、1021d 按齒面強(qiáng)度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒mpa hlim 310 1 輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 mpa hlim 620 2 f. 由式 1013 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 8 11 1056 . 7 153001412006060 h jlnn 88 2 10060 . 2 67. 3/1056 . 7 n g. 由圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數(shù) ，95 . 0 1 hn k92 . 0 2hn k h. 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 ，安全系數(shù) ，由式（1012）得%11s mpampask hlinhnh 5 . 29431095. 0/ 111 mpampask hli

34、mhnh 4 . 57062092 . 0 / 222 2） 計(jì)算 a. 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值 t d1 h mm z u utk d h e d t t 312.113) ( 12 32 . 2 2 3 1 1 b. 計(jì)算圓周速度 v sm nd v t /19. 1 100060 200312.113 100060 11 c 計(jì)算齒寬 b mmdb td 643.124312.1131 . 1 1 d. 計(jì)算齒寬與齒寬之比 b/h 模數(shù) mmzdm tt 15 . 5 22/312.113/ 11 齒高 mmmmmh t 59.1115. 525 . 2 25. 2 75.

35、1059.11/643.124/hb e. 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v=1.19m/s，7 級(jí)精度，由圖 108 查得動(dòng)栽系數(shù) 08 . 1 v k 直齒輪，假設(shè)，由表 103 查得 mmnbfk ta /100/1 . 1 fh kk 由表 102 查得使用系數(shù) 25 . 1 a k 由表 104 查得 7 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí) bk ddh 3 22 1023. 0)6 . 01 (18 . 0 12 . 1 將數(shù)據(jù)代入后得 525 . 1 h k 由 ， 75.10/hb525 . 1 h k 查得 1013 得 40. 1 f k 故載荷系數(shù) 26. 2525 . 1 1 .

36、 108 . 1 25 . 1 hhva kkkkk f. 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 由式（1010a）得 mmkkdd tt 02.136/ 3 1 g. 計(jì)算模數(shù) m mmzdm18 . 6 22/02.136/ 11 3. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（105）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 )( 2 3 2 1 1 f safa d yy z kt m 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 a. 由圖 1020c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ，大齒輪的彎曲疲mpa fe 460 1 勞強(qiáng)度極限 mpa fe 550 2 b. 由圖 1018 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 92 . 0 1 fn k

37、90. 0 2 fn k c. 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，由式（1012）得 mpa s k fefn f 29.302 4 . 1 46092. 0 11 1 mpa s k fefn f 57.353 4 . 1 55090 . 0 22 2 d. 計(jì)算載荷系數(shù) k 02. 240 . 1 1 . 105. 125 . 1 ffva kkkkk e. 查取齒形系數(shù) 由表 105 查得 80 . 2 1 fa y25. 2 2 fa y f. 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 105 查得 55 . 1 1 sa y79 . 1 2 sa y g. 計(jì)算大、小齒輪的 并加以

38、比較 fsafay y/ 01436 . 0 29.302/55 . 1 80 . 2 / 111 fsafay y 01139 . 0 57.353/79. 125 . 2 / 222 fsafa yy 小齒輪的數(shù)值大 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 mmm37. 601436 . 0 22221 . 1 10374 . 2 02. 22 3 6 對(duì)此計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 小于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的模數(shù)。由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力而齒面接觸 疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的摸數(shù) 6.37，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=6mm

39、，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，mmd72.136 1 算得小齒輪齒數(shù) ，取67.226/02.136/ 11 mdz23 1 z 大齒輪齒數(shù) ， 取41.8467 . 3 23 12 uzz84 2 z 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度， 并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 4. 幾何尺寸計(jì)算 1） 計(jì)算分度圓直徑 mmmzd138623 11 mmmzd504684 22 2） 計(jì)算中心矩 mmdda3212/ )504138(2/ )( 21 3） 計(jì)算齒輪寬度 8 . 1511381 . 1 1 db d 圓整取 mmb155 2 mmb160 1 5.

40、驗(yàn)算 ndtft80.34405138/10374 . 2 2/2 6 11 mmnmmnmmnbfk ta /100/00.266.7 .161/80.3440525 . 1 / 合 適 6. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 因 ，mmd138 1 則 mmmmhdd aa 1601562 11 可做成實(shí)心結(jié)構(gòu)，見圖紙軸小齒輪 ，mmd504 2 則 mmhdd aa 5162 22 mmdmm a 1000400 2 可做成輪輻截面為“十”字形的輪輻式結(jié)構(gòu)的齒輪，圖略。 4.24.2 軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì) 4.2.14.2.1 輸入軸即高速軸的設(shè)計(jì)輸入軸即高速軸的設(shè)計(jì) 1. 減速器的傳動(dòng)功率不是很大

41、，對(duì)其材料無特殊要求，則選用常用材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處 理 2. 初步確定軸的最小直徑 由表 153 可知，按式（152 初步估算軸的最小直徑103126 0 a mmmm n p ad100)09.4028.47( 980 78.51 )103126(3 1 1 0 又考慮到軸段與聯(lián)軸器聯(lián)接，軸上有一個(gè)鍵槽，故軸徑應(yīng)增大5%7%，先 取6% 則 mmd)50.4212.50( 所以 mmd50.42 min 輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了是所選的軸直 徑 d 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 d 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ，查表 141，考慮到轉(zhuǎn)矩變化和沖擊載荷，故

42、1 tkt aca 9 . 1 a k 則 mmnmmntkt aca .958740.10 6 . 5049 . 1 3 1 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩=應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) （第 3 版） （機(jī)械工業(yè)出版社）表172，選用hl4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 1250000n.mm，半聯(lián)軸器的孔徑=45mm，故取=45mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 1 d d l=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度=84mm 1 l 3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 根據(jù)減速器結(jié)構(gòu)，軸承尺寸以及所有軸上零件軸向定位和固定的要求，逐段確定軸 的各段直徑長(zhǎng)度，畫出軸的結(jié)構(gòu)草圖。如圖4-1所示： 2） 根據(jù)軸向定位

43、的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 a. 為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，故取段的 直徑=52mm，左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑d=55mm。半聯(lián)軸 d 器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度=84mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸 1 l 圖 4-1 一軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 的端面上，故段的長(zhǎng)度應(yīng)比=短一些，現(xiàn)取=82mm。 l b. 初步選擇滾動(dòng)軸承 因軸轉(zhuǎn)速較高，且同時(shí)承受徑向和軸向載荷，故選用角接觸球軸承。參照工作要 求，并根據(jù)=52mm。查（第3版） （機(jī)械工業(yè)出版社） d 表154,初步選角接觸球軸承7211c，其尺寸為 ，故，而mmmmmmbdd2110055mmd

44、d vvv 55 mml vv 21 又右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。查上述手冊(cè)，角接觸軸承7211c vv 的定位軸肩高度h=4.5mm，因此，取=64mm。 vv d c. 取安裝齒輪處的軸段-的直徑=58mm，齒輪的左端與左軸承之間 采用套筒 vv d 定位。已知齒輪輪轂的寬度為150mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng) 略短于輪轂寬度，故取=146mm。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 vv l h=（0.070.1）d。取h=5mm，則軸環(huán)處的直徑=68mm，軸環(huán)寬度， vv dhb4 . 1 取=10mm。 vv l d. 軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋

45、的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定） 。根據(jù) 軸承端蓋 的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器由端面間的距 離=30mm，故取=50mm。l l e. 考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)句箱體內(nèi)壁一段距離 s，取 s=8mm，已知滾動(dòng)軸承寬度b=23mm，取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離為a為16mm，軸 大斜齒輪與小直齒輪的距離c為20mm， 則 mmasbl v 51)146150( 根據(jù)兩軸在箱體內(nèi)的裝配要求，取 mmsacll vv 194 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度 4. 軸上零件的周向固定 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接，按，查機(jī)械mmd vv 58 設(shè)計(jì)

46、課程設(shè)計(jì) （機(jī)械工業(yè)出版社）表1424，取平鍵截面 （gb/t10961979）。鍵用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為125mm（gb/t1096mmmm 1116 1979）。同時(shí)，為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 h7/n6；同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接選用平鍵為 ，半聯(lián)軸器mmmmmm70914 與軸的配合為h7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的 周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的 直徑尺寸公差為m6。 5.確定軸上圓角和倒角尺寸 查表152，取軸端倒角c為 0 452 軸肩a、b、c、d、e、f處的圓角半徑依次為r1.6、r2、r2、r2、r2。 6. 求軸上的載荷 a. 首先根

47、據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖如31，作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖,如圖4-2所示 在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，從機(jī)械設(shè)計(jì)課程 （機(jī)械工業(yè)出版社）中，查得 7211c型角觸球軸承a=20.9mm，因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨矩為。 32 ll 其中， mmlll vvv 1 .1025 . 09 .20 2 mmlllll vvvvvvvv 1 .277 9 . 205 . 0 3 b. 計(jì)算軸的圓周力，徑向力及軸向力 t f r f a f 由前面設(shè)計(jì)知， mmnt.540600 1 小斜齒輪分度圓直徑 mmd10.128 1 ，壓力角 0 14 0 20 所以， ndtft4220 1 . 128/540600/2 11

48、nff ntr 158314cos/20tan4220cos/tan 00 nff ta 105214tan4220tan 0 方向如圖4-2(a)所示 圖 4-2 一軸的載荷分析圖 c. 計(jì)算水平支反力及水平彎矩 由 t nh f f ll l 2 32 2 則， nfnh1136 1 . 277 1 . 102 1 . 1024220 2 nfff nhtnh 3084 21 水平面受力圖如圖4-2(b)所示 截面c處的水平彎矩 mmnlfm nhh .314785 31 水平彎矩圖如圖4-2（c）所示 d. 計(jì)算垂直支反力及垂直彎矩 由 r nv f f ll l 2 32 2 則， n

49、fnv426 1 .277 1 . 102 1 . 1021583 2 nfff nvrnv 1157 21 垂直面受力圖如圖4-2（d）所示 截面c處的垂直彎矩 mmnlfm nvv .118130 211 mmnlfm nvv .118002 322 垂直面彎矩圖如圖4-2（e）所示 e. 求總彎矩 mmnmmm vh .336220 2 1 2 1 mmnmmm vh .336176 2 2 2 2 總彎矩圖如圖4-2（f）所示 f. 作扭矩圖如圖4-2（g）所示 7. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面c是軸的危險(xiǎn)截面。進(jìn)行校核時(shí)， 通常只校核軸上承

50、受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面c）的強(qiáng)度，根據(jù)機(jī)械 設(shè)計(jì) （高等教育出版社）式（155）及上述中的數(shù)值，并取6 . 0 軸的計(jì)算應(yīng)力 w tm ca 2 1 2 1 )( 查表 154，取 3 1 . 0 dw 則， mpa mpa ca 2 . 23 581 . 0 )5046006 . 0(336220 3 22 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 151 查得 mpa60 1 很明顯 ，故安全。 1 ca 8. 鍵的校核 半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接處的平鍵的校核。mmmmmmlbb1251116 按書（同上）62式， pp kld t 3 102 其中， k為鍵與輪轂鍵槽的接觸高度

51、， k=0.5h，此處h為鍵的高度 l 為鍵的工作長(zhǎng)度，按圓頭平鍵計(jì)算， l=lb=12516=109mm d 為軸的直徑 則， mpa p 41.37 45109115 . 0 5046002 查書（同上）表62，知=6090mpa p 很明顯 ，適合。 pp 齒輪軸轂與軸聯(lián)接處平鍵的校核mmmmmmlbb70914 同上， mpa kld t p 05.69 58)1470(95 . 0 5046002102 3 p 合適 9. 聯(lián)軸器的校核 扭矩驗(yàn)算 1 /9550npkt dca k工作系數(shù)，如前所述，查表取3 . 2k 驅(qū)動(dòng)功率 d pkwpd 3 . 52 工作轉(zhuǎn)速 1 n min

52、/980rn mmnmmntc.1250000.1172000980/3 .5295503 . 2 故所選聯(lián)軸器符合要求。 4.2.24.2.2 中間軸的設(shè)計(jì)中間軸的設(shè)計(jì) 1. 材料的選擇同熱處理方式 仍選常用材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 2. 初步確定軸的最小直徑 仍按公式 mm n p ad)89.632 .78( 200 75.47 )103126( 3 3 2 2 0 故取 mmd89.63 min 因此段軸上裝有軸承，即承受徑向載荷也承受軸向載荷，初選圓錐滾子軸承，根據(jù) ，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 表15-1，選單列圓錐滾子軸承30313， mmd89.63 min 其尺寸為，故d=65mm。

53、又考慮到本軸大斜齒輪與mmmmmmtdd3614065 高速齒輪的嚙合傳動(dòng)，故選。mml33 3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 同高速軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法一樣，中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖如圖4-3所示： 圖4-3 二軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 a. 由前面設(shè)計(jì)結(jié)果，已知中間軸斜齒齒輪輪轂寬度為145mm，為了使套筒端 面可靠地 壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。mml142 b. 又由上述設(shè)計(jì)中知中間軸斜齒輪與直齒輪的距離為 20mm，故取。mml v 20 c. 已知中間軸直齒齒輪輪轂寬為160mm，同高速軸所述原因，取 。mml vv 156 考慮到兩軸在箱體內(nèi)的安裝，

54、結(jié)合高速軸的長(zhǎng)度尺寸及已選圓錐滾子軸承 30313的尺寸為，故， mmmmmmtdd3614065mmd vv 65 。mml vv 51 d. 又查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) （機(jī)械工業(yè)出版社）表151，型號(hào)為30313 軸承 的安裝尺寸為d=77mm，故。斜齒齒輪與直齒輪兩者中間采用軸mmdd vv 77 肩定位，軸肩高度h=（0.070.1）d=（0.070.1） 77，取h=6mm，則軸環(huán)處的 直徑。 mmd v 89 4. 軸上零件的周向定位，由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵，兩齒輪與軸均采用 平鍵連接。按，查冊(cè)（同上）表1424（gb/t1095 mmdd vv 77 10961979）

55、 選平鍵，為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故mmmmmmlhb1401422 選擇兩齒輪輪轂與軸的配合均為h7/n6，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保 證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 5. 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考機(jī)械設(shè)計(jì) （機(jī)械工業(yè)出版社）表152，取軸端倒角c為 。 0 452 a、b、c、d、e、f 處圓叫半徑依次為r2、r2、r2、r2.5、r2.5、r2。如圖4- 3所示 6. 求軸上的載荷 a. 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。如圖4-4所示： 確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，從機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) （機(jī)械工業(yè)出版社）表151 中查得，對(duì)于30313型圓錐滾子軸承，a=

56、29mm，故其中， ，mmlll955 . 029 1 mmllll vvv 1695 . 05 . 0 2 985 . 029 3 vvvv lll b.作用在大斜齒輪上的力 ndtft756010.628/1013.23742/2 3 222 nff ta 188514tan7560tan 0 2 作用在小直齒輪上的力 ndtft34408138/1013.23742/2 3 / 22 / 選平鍵。按，mmmmmmlhb1251422mmd vv 77 mml vv 156 nff tr 1252320tan34408tan 0 / 方向如圖4-4（a）所示 c.作出水平面受力圖并計(jì)算水平

57、面支反力，如圖 4-4（b）所示 0)()( 21 / 321212 llflllflf tnht 所以 n lll lfllf f tt nh 23109 )( 321 1221 / 2 n lll llflf f tt nh 3739 )( 321 3223 / 1 fr/ （g） (d) (b) (a) fnh2 fnh2 fr2 fnv1/ ft/ ft2 fnh1 fnv2 fr/ ft/ ft2 fa d cb a fnv1 1 fnh1 l1l2l3 fnv2 fr2 mhc t (f) (e) mb mvcmvb fnv1 mc 圖4-4 二軸的載荷分析圖 d. 求 b、c 面

58、的水平彎矩并作出水平面彎矩圖，如圖 4-4（c）所示 mmnlfm thb .718200957560 12 mmnlfm thc .33719849833408 3 / e. 作出垂直面受力圖并計(jì)算水平面支反力，如圖4-4（d）所示 由 0)()( 3 / 3223211 lfllflllf rrnv 得 n lll lfllf f rr nv 5482 )( 321 3 / 322 1 由 0)()( 1221 / 3212 lfllflllf rrnv 得 n lll lfllf f rr nv 8389 )( )( 321 1221 / 2 f. 求 b、c 面的垂直彎矩并做出垂直彎矩

59、圖，如圖4-4（e）所示 mmnlfm rvb .269420952836 12 mmnlfm rvc .12272549812523 3 / g. 求合成彎矩并作合成彎矩圖，如圖4-4（f）所示 mmnmmm vbhbb .347620 mmnmmm vchcc .2144730 h 作轉(zhuǎn)矩圖，如圖4-4（h）所示 7. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 可以看出截面 c 是軸的危險(xiǎn)截面，故只校核截面 c 處的強(qiáng)度 由式 w tmc ca 2 2 2 )( 其中， 6 . 0 3 1 . 0 dw 故 mpampa ca 604 .56 771 . 0 )2374306 . 0(2144730 1

60、 3 22 故安全 8. 鍵的校核 大斜齒輪與軸連接處的平鍵的校核mmmmmmlhb1251422 按機(jī)械設(shè)計(jì) （第 3 版） （高等教育出版社）61式 pp kld t 3 102 式中，k、l所代表意義如前所述 mpa p 5 . 85 77)22125(145 . 0 1013.23742 3 查書（同上）表62知， mpa p )9060( 很明顯， 合 適 pp 小直齒輪與軸連接處的平鍵的校核mmmmmmlhb1401422 同上， pp kld t 6 . 74 77)22140(145 . 0 1013.23742102 33 合 適 4.2.34.2.3 輸出軸即低速軸的設(shè)計(jì)輸