機械設(shè)計課程設(shè)計輸送帶

1、河北工程大學(xué)課 程 設(shè) 計題目電動輸送傳動裝置設(shè)計教 學(xué) 院河北工程大學(xué)科信學(xué)院專班姓業(yè)級名機械設(shè)計制造及其自動化 機制指導(dǎo)教師120102011 學(xué)年第 1 學(xué)期機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計名稱電動輸送傳動裝置設(shè)計班級 09 機制一班姓名何志軍一、課程設(shè)計目的課程設(shè)計是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計的基本目的是：1 綜合運用機械設(shè)計基礎(chǔ)和其它先修課程的知識，分析和解決機械設(shè)計問題，進一步鞏固、加深和拓 寬所學(xué)的知識。2 通過課程設(shè)計，逐步樹立正確的設(shè)計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉掌握機械設(shè)計的一般規(guī) 律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。3 通過設(shè)計計算、繪圖以及運用技術(shù)

2、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)設(shè)計資料，進行全面的機械設(shè)計基 本技能的訓(xùn)練。二、課程設(shè)計內(nèi)容課程設(shè)計的內(nèi)容主要包括：傳動裝置總體方案的分析；電動機的選擇；傳動系統(tǒng)的計算；傳動零件、 軸、軸承、聯(lián)軸器等的設(shè)計計算和選擇；裝配圖和零件圖的繪制；撰寫設(shè)計計算說明書。課程設(shè)計中要求完成以下工作：1 減速器裝配圖 1 張(a1 圖紙)；2 減速器零件圖 2 張(a3 圖紙)；3 設(shè)計計算說明書 1 份。附：（一）設(shè)計數(shù)據(jù)已知條件輸送帶拉力 f(n) 輸送帶速度 v(m/s) 卷筒直徑 d(mm)（二）工作條件題號：f76000.9365該傳動裝置要求采用單級斜齒圓柱齒輪傳動，單向連續(xù)傳送，載荷平穩(wěn)，空載起動

3、，每班 10 小時工 作制，每日兩班，使用期限 10 年（每年按 300 天計算），運輸帶允許速度誤差為 5%。2（三）運動簡圖（四）設(shè)計計算說明書內(nèi)容0、封面（題目、班級、姓名、學(xué)號、指導(dǎo)老師、時間，采用統(tǒng)一格式）1、 目錄（標(biāo)題、頁次）2、 設(shè)計任務(wù)書（裝訂原發(fā)的設(shè)計任務(wù)書）3、 前言（題目分析、傳動方案的擬訂等）4、 電動機的選擇，傳動系統(tǒng)計算（計算電動機所需的功率、選擇電動機、分配各級傳動比，計算各軸 轉(zhuǎn)速、功率和扭矩）5、 傳動零件的設(shè)計計算（確定帶傳動，齒輪傳動的主要參數(shù)）6、 軸的設(shè)計計算及校核7、 軸承的選擇和計算8、 鍵聯(lián)接的選擇和校核9、 聯(lián)軸器的選擇10、 箱體的設(shè)計（主

4、要結(jié)構(gòu)和設(shè)計計算及必要的說明）11、 潤滑和密封的選擇、潤滑劑的型號及容量、減速器的附件及說明12、 設(shè)計小結(jié)（設(shè)計體會、本次計的優(yōu)缺點及改進意見等）13、 參考資料（資料的編號 ，作者，書名，出版單位和出版年、月）3三、基本要求課程設(shè)計教學(xué)的基本要求是：1 能從機器功能要求出發(fā)，分析設(shè)計方案，合理地選擇電動機、傳動機構(gòu)和零件。2 能根據(jù)機器的工作狀況分析和計算作用在零件上的載荷，合理選擇零件材料，正確計算零件工作能 力和確定零件主要參數(shù)及尺寸。3 能考慮制造工藝、安裝與調(diào)整、使用與維護、經(jīng)濟性和安全性等問題，對零件進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。1. 繪制圖樣表達設(shè)計結(jié)果，圖樣符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)，尺寸及公差標(biāo)注

5、完整、正確，技術(shù)要求合理、全 面。2. 在客觀條件允許的情況下，初步掌握使用計算機進行設(shè)計計算和使用計算機繪制裝配圖、零件圖的 方法。4目錄前言1、 電動機的選擇 72、 總傳動比及各軸傳動比分配 83、 各軸運動參數(shù)和動力參數(shù)的計算 94、 帶傳動設(shè)計 105、 齒輪傳動設(shè)計 126、 軸的設(shè)計計算 157、 軸承的校核計算 238、 鍵的校核計算 269、 聯(lián)軸器的選擇 27十、減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 28一、 潤滑與密封 30二、 小結(jié) 31 參考文獻5前言（一）設(shè)計目的：通過本課程設(shè)計將學(xué)過的基礎(chǔ)理論知識進行綜合應(yīng)用，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算能力，熟悉一般的機械裝 置設(shè)計過程。（二）傳動方案的分析

6、：機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。合理的傳動方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、成本低廉、傳動效 率高和使用維護方便。本設(shè)計中原動機為電動機，工作機為皮帶輸送機。傳動方案采用了兩級傳動，第一級傳動為帶傳動， 第二級傳動為單級斜齒圓柱齒輪減速器。帶傳動承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護的優(yōu)點，還可緩和 沖擊和振動，故布置在傳動的高速級，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸。齒輪傳動的傳

7、動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機器中應(yīng)用最為廣泛的機 構(gòu)之一。本設(shè)計采用的是單級斜齒輪傳動。6一、電動機的選擇 設(shè)計說明及數(shù)據(jù)計算1選擇電動機的類型按照工作要求和條件選用 y 系列一般用途的全封閉自扇式籠型三相異步電動機。2選擇電動機的容量根據(jù)原始數(shù)據(jù)，運輸帶拉力 f 和運輸帶速度 v，可得運輸帶所需功率p = fv=7600x0.9=6.84kw 。卷筒備注電動機的所需的工作功率 p =wp卷筒hakw式中： 、 1 2 3 、 分別為卷 4 5由電動機至運輸帶的傳動總效率為 = x（ x ）x x x a 1 2 2 3 4 5筒、軸承、齒輪 傳動、聯(lián)軸器、v取 =

8、0.96(卷筒), =0.99(2 對深溝球軸承)， =0.97 （齒輪精度為 8 級，不包括 1 2 3軸承效果）， =0.99 （彈性聯(lián)軸器）， =0.96 （v 帶傳動），則4 5 =0.96x0.99x0.97x0.99x0.96=0.86a帶的傳動效率。可以求得電機的功率 p =w3確定電動機轉(zhuǎn)速p卷筒ha=6.84kw/0.86= 7.95 kw卷 筒 軸 的 工 作 轉(zhuǎn) 速 為 n = =85.99r/min60v x 1000（/ d）=60x0.9x1000/ （ 3.14x365 ）查表得傳動比的合理范圍，取 v 帶傳動的傳動比 i =24，單級圓柱齒輪減速器傳動比1i =

9、35，則總傳動比合理范圍為 i =620, 故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為2 an = i xn = (620)x85.99 = 515.94 1719.8r/mind a查機械設(shè)計手冊得符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1000r/min 和 1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由機械設(shè)計手冊查出適用的電動機型號所查表為機械設(shè) 計課程設(shè)計指導(dǎo) 書 第 167 頁 表 12-1 常 見 機 械 傳 動 的 主 要 性 能。電動機型號y160m-4y160l-6額定功率（kw ）1111滿載轉(zhuǎn)速(r/min)1460970堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩2.22.0最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩2.32.0質(zhì)量(kg)123147綜合考慮

10、傳動裝置的尺寸、重量和價格，選定電動機型號為 y160m-4 。7ma二、總傳動比及各軸傳動比分配 設(shè)計說明及數(shù)據(jù)計算因選定的電動機型號為 y160m-4 ，滿載轉(zhuǎn)速 n =1460r/min 和工作機主動軸轉(zhuǎn)速mn =85.99r/min ，可得傳動裝置總傳動比為：備注ni = =n146085.99=16.7總傳動比為各級傳動比 i 、i 、i i 的乘積，即1 2 3 ni = i xi xi in 1 2 3 n式中 i 、i 分 1 2因此分配傳動裝置傳動比i = i x i n 1 2別為帶傳動和為使 v 帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取 i = 3.2 （實際的傳動比要在設(shè)計 v

11、帶傳動1時，由所選大、小帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑之比計算），則減速器的傳動比為：減速器的傳動 比。i =2i 16.7n =i1 3.2=5.22i = 3.21i =5.2228n10011三、各軸運動參數(shù)和動力參數(shù)的計算設(shè)計說明及數(shù)據(jù)計算為進行傳動件的設(shè)計計算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩（或功率）。如將傳動裝置各軸由備注高速至低速依次定為 軸、軸，以及i , i ，為相鄰兩軸間的傳動比；1 2 ， ，為相鄰兩軸間的傳動效率；1 2p ，p ，為各軸間的輸入功率（kw）；1 2t ，t ，為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩（nm）;1 2n ，n ，為各軸的轉(zhuǎn)速（r/min ）,1 2按電動機軸至卷筒運動傳遞路線推算，得

12、到各軸的運動和動力參數(shù)。 1各軸轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速 n= 1460r/min( 取滿載時候的轉(zhuǎn)速)軸（高速軸）轉(zhuǎn)速 n = =1460/3.2 r/min =456.25r/mini1 軸 為 主 動齒輪軸， 軸 為 從 動齒輪軸。軸（低速軸）轉(zhuǎn)速 n =2n1i2=456.25/3.44 r/min =132.63r/min卷筒軸轉(zhuǎn)速 n = n =132.63r/min3 22各軸輸入功率p =pw=11kw0p = 11kwx =11x 0.96=10.56kw1 5p = p =10.56x0.99x0.97=10.14kw2 1 2 3p = p =10.14x0.99x0.99=9

13、.94kww 2 2 43各軸輸入轉(zhuǎn)矩pt = 9550x =9550x(11/1460)=71.95 nmnpt = 9550x =9550x(10.56/456.25)=221.04 nmn1t =9550x2p2n2= 9550x （10.14/132.63）=730.13 nmtw=9550xpw/n3=9550x6.785/132.63=488.55 nm 運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理于下表：軸名輸功率 p(kw)入 輸出輸轉(zhuǎn)矩 t(nm)入 輸 出轉(zhuǎn)速 nr/min傳動比i效率電動機軸1171.9514603.20.96軸1110.56 71.95221.04456.255.220.

14、93軸10.5610.14 221.04 730.13 85.99w 軸10.1410.14 730.13 488.5585.991 0.989四、帶傳動設(shè)計 設(shè)計說明及數(shù)據(jù)計算備注1選擇普通 v 帶型號查表得 k = 1.2，可得ap = k p=1.211kw=13.2kw。c a查機械設(shè)計基礎(chǔ)第 219 頁圖 13-15 可知應(yīng)選用 b 型 v 帶。2確定帶輪基準(zhǔn)直徑 d 和 d1 2查機械設(shè)計基礎(chǔ)第 219 頁表 13-15 取 d =140mm ，可得1d = nd (1-)/n = id (1-)=1460x140x(1-0.02)/456.25=439.04mm 2 1 1 1由

15、表 13-9 取 d =450mm2由 d =140mm，d =450mm 求得的實際傳動比 i1=d2/d1=450/140=3.211 2n1=n/i=1460/3.21=454.83r/min誤差：=（n1-n1）/n1x100%= （456.25-439.04）/456.25 x 100%=3.77% 5% 3驗算帶速查表為機械 設(shè)計 156 頁 表 8-7表 8-4a由帶速公式 v=n d p1 11000 60=(1460x140x3.14)/(60x1000)m/s=10.70m/s表 8-5表 8-6介于 525m/s 范圍內(nèi)，合適。4確定帶長和中心距由帶長公式可得 =1.5（

16、d +d )= 1.5x(140+450)=885mm 0 1 2有范圍 413mm = 0.7(d +d ) 2(d +d )=1180mm1 2 0 1 2圖 8-11初定中心距 =900mm，由帶長公式得帶長0l = 2 +0 0p2( d +d12)+( d -d ) 2 1402工作情況系數(shù) k 。a=2x900mm+p2(140 +450）mm+(450 -140)4 9002mm = 2753mm查表選用 l = 2500mm, 由公式得實際中心距 d= +（l -l ）/2=885mm+(2753-2500)/2=1011.5mm 0 d 05驗算小帶輪上的包角 由包角公式得1

17、 = 180-1d -d2 157.3= 180-(450-140)/1011.5 57.3=162.44163120,合適。6確定帶的根數(shù)10由帶的根數(shù)計算公式得 z =pc( p +dp ) k k 0 0 la今 n0=1460r/min ，d1=140mm 查表 13-3 得 p =2.82kw.0由式（13-9 ）得傳動比i=d2/d1(1- )=450/140x0.98=3.30 ; p = 0.46kw；0由= 163，查表 13-7 得 k =0.96；有表 13-2 得 k = 1.09。 lz =13.2(0.46 +2.82) 0.96 1.03=4.07 。帶數(shù)只能是整

18、數(shù)，故取 z=5所查表為機 械 設(shè) 計 158 頁圖 8-12取 5 根。7計算軸上的壓力查機械設(shè)計基礎(chǔ)第 212 頁表 13-1 得 q = 0.17kg/m，故可得初壓力表 8-9圖 8-14普通 v 帶的基f =0500 p 2.5c ( -1)zu ka+q2準(zhǔn)長度系列 ld及 長 度 系 數(shù) k 。l= （500x13.2 ）/(5x10.55)(2.5/0.96-1)+0.17x10.70 2=220.17n。 得作用于軸上的壓力為f =q2 zf sin0a12=2x5x220xsin81.5=2175.83n 。8帶輪的設(shè)計通過前面計算得知小帶輪直徑為 140mm ，大帶輪直徑

19、為 450mm ，故小帶輪結(jié)構(gòu)采用實 心式，大帶輪結(jié)構(gòu)采用輻板式。采用 ht150 鑄鐵制造，表面調(diào)質(zhì)處理。11 五、齒輪傳動設(shè)計設(shè)計說明及數(shù)據(jù)計算1選定齒輪傳動類型、材料、熱處理方式、精度等級。根據(jù)所選擇傳動方案，選用閉式軟齒面（硬度小于 350）直齒圓柱標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動。 大、小齒輪均選軟齒面。小齒輪的材料選用 45 調(diào)質(zhì)鋼，齒面硬度為 197 286hbs ，大 齒輪選用 45 鋼，正火處理，齒面硬度為 156217hbs。二者硬度差應(yīng)小于 50hbs 。 齒輪精度初選 8 級。2初步選取主要參數(shù)取 z =20，z =iz =3.4420=68.869,1 2 1備注取則 f d =0.8

20、，3按齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算 按下面公式計算小輪分度圓直徑所查表為機 械設(shè)計第 191 頁表 10-1d 132kt u +1 z z 1 ( e h ) 2f u sd h確定各參數(shù)值：1 ）載荷系數(shù)查表取 k=1.5；2 ）小齒輪名義轉(zhuǎn)矩t = 9550x1p1n1=9550x(10.56/456.25)=221.04 nmm所查表為機 械設(shè)計第 2053 ）材料彈性影響系數(shù) 4 ）區(qū)域系數(shù) z =2.5；h查表得 z =188； 頁公式 10-125 ）許用應(yīng)力查圖得 =620mpa, =400mpa ，查表，按一般可靠要求取 s =1.1, hlim1 hlim2 hs則 =h 1h

21、 lim1sh=620mpa/1.1=564mpa ，s所查圖為機 =h 2h lim 2sh=400mpa/1.1=364mpa,械設(shè)計第 166 頁圖 11-1取兩式計算中的較小值，即 =364mpa；h于是 d 132kt1fdu +1 z z ( e h ) 2u sh=32 1.5 1.146 10 5 4.7 +1 188 2.5 ( )0.8 4.7 3642mm=95.4mm 。4確定模數(shù)計算模數(shù) m=d1z195.4/20=4.7712p取標(biāo)準(zhǔn)值 m=5mm.5按齒根彎曲疲勞強度校核計算按彎曲疲勞強度公式校核 =(2kt y y )/(bm2z )f1 1 fa1 sa1 1

22、 =( y y )/ y y ) f2 f1 fa2 sa2 fa1 sa1式中：1）小輪分度圓直徑 d =mz =5x20mm=100mm ；1 12 ）齒輪嚙合寬度 b= f d =0.8x95.4mm=76.32mm ；d 13 ）取 b2=80,b1=85所查圖為機 械設(shè)計第 167 頁圖 11-14 ）許用應(yīng)力查圖得 =480mpa， =340mpa,flim1 flim2所查圖為機查表，取 s =1.3, f械設(shè)計第 171則sf1=sf lim1sf=480 mpa1.3=369 mpa ,頁圖 11-5sf 2=sf lim 2sf340 mpa= =262 mpa1.3；5

23、）計算齒輪的彎曲強度：齒形系數(shù) y =2.93 y =1.57 y =2.24 y =1.82 fa1 sa1 fa2 sa2 =(2kt y y )/(bm2z ) =39.6mpa f1 1 fa1 sa1 1 f1 =( y y )/(y y )=35.1mpa f2 f1 fa2 sa2 fa1 sa1 f2故滿足齒根彎曲疲勞強度要求。6幾何尺寸計算：d = mz =520mm=100mm ；1 1d = mz =594mm=470mm ；2 2所查表為機 械設(shè)計第 168 頁表 11-2a=m z + m z 122=285mm ；7驗算初選精度等級是否合適齒輪圓周速度 v=( d

24、n /(601000)=3.14100600/(601000)=3.14m/s1 1此速度 6m/s查表可知選擇 8 級精度合適。13六、軸的設(shè)計計算 設(shè)計說明及數(shù)據(jù)計算備注、低速軸設(shè)計1擬定軸上零件的裝配方案2確定軸上零件的定位和固定方式如上圖：軸上零件的軸向定位與固定用軸肩，套筒等來實現(xiàn)，零件的周向定位和固定 用鍵來實現(xiàn)，以防止軸上零件受力時發(fā)生沿軸向或周向的相對運動，保證其準(zhǔn)確的工作 位置。3按鈕轉(zhuǎn)強度估算軸的直徑選 45 號鋼，輸入功率 p1=10.56kw ；輸出軸轉(zhuǎn)速 n=456.25r/min 。查表 14-2 得到 c= （118-107 ）取 110查 機 械 設(shè) 計第 24

25、5 頁 表 14-2 取 cd c 3p1n=31.46mm值為 110考慮到有鍵槽，軸徑一般要增加 5%，故 d =(1+5%)31.46mm=33.03mmmin4根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度和直徑（參見上圖）1） 從聯(lián)軸器開始左起第一段，由于聯(lián)軸器處有一鍵槽，取軸徑 34mm ，2） 左起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段直徑取 52mm ，根據(jù)軸承蓋的裝拆及 便于對軸承添加潤滑脂的要求。根據(jù)軸承座的厚度 l=50mm 及軸承端蓋的厚度和墊圈的厚度則所 選 軸 承 尺 寸查機械設(shè) 計 基 礎(chǔ) 第 178 頁表 11-5所得取 l =k+e+l+ -b- , 2 tk=13，e=

26、10，l=50，b=21， =2，=10t,得 l =44mm214+mt3）左起第三段，該段裝滾動軸承，因為軸承僅有徑向力，選用深溝球軸承 6211 ，其尺寸為 d db=55mm100mm21mm，該段直徑為 55mm ，長度為 l =軸承寬+（0.08 0.1 ）a +(10320)mm ，取 l =45mm ；34）左起第四段，該段裝有齒輪，直徑取 58mm ，齒輪寬 b=80mm 為了保證定位的可靠性，取 軸段長度為 l =78mm45）左起的第五段，考慮齒輪的軸向定位，需要有定位軸肩，取軸肩直徑為 64mm ，長度為 l =1.4hh=0.07d+1) (0.1d+5)=10mm

27、；56）左起第六段，其直徑應(yīng)等于滾動軸承內(nèi)圈內(nèi)徑，取 55mm 長度 l =b+ +（23），取6 4l =35mm ；65求齒輪上作用力的大小、方向作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為： t =515.6n m2圓周力： f =2t /d =2515.6/470=2194n;t2 2 2徑向力： f =f *tan20 。=799n；法向力： fn= r2 t2ftcosa=2334nf ,f 的方向如下圖所示。 t2 r26軸承的支反力a 點為右端軸 承中心， c 點 為齒輪中心，根據(jù)軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立如下圖所示力學(xué)模型。 b 點為右端軸垂直面的支反力： r =f =f

28、 /2=1097 n ；1v 2v t2水平面的支反力： r =f = -399.5n;1h 2h彎矩計算： m =r l =-28963.8nmm2h 2h 3m =r l =79532.5nmm2v zv 3承中心， d 點 為 聯(lián) 軸 器 段 中心合成彎矩： m =2m2h2 22v=84642.3nmmt =473400nmm2抗彎截面系數(shù)： w= （3.14xd43）/32=17315.8mm 3抗扭截面系數(shù)： w =(3.14xdt43)、16=36461.2mm 3 =m /w=4.89mpab 2=t /w =14.14mpa2 t當(dāng)量應(yīng)力： = 2+4(0.6 )21/2=1

29、1.28mpa 60mpae b故確定的尺寸是安全的。15（1 ）低速軸材料的選擇低速軸選用 45# 鋼調(diào)質(zhì)處理硬度 217255hbs（2）低速軸尺寸的確定由于 dmin=33.03 ，故而取最小直徑 d1=34mm即最小直徑處軸長度，由聯(lián)軸器決定初步選擇 wh7 型滑塊聯(lián)軸器查【2】p16 表 1-27 得 c=1.6 d2=d1+2c+2=34+2x1.6+2=39.2mm16查 機 械 設(shè) 計第 205 頁 表 13-2 取 c值為 112由于選軸承考慮選用深溝球軸承 查【2】p65 表 6-1 選用 6211內(nèi)徑 55mm由軸承的寬度決定，故先初所 選 軸 承 尺 寸查機械設(shè) 計第

30、178 頁 表 11-5 所得17查表 13-10 確定 e,f故查【 2】p65 表 6-1 得 脂潤滑方式又因為選用18上安裝齒輪，考慮加工測量方便，故19由 齒 寬 決 定現(xiàn) 已 知 齒 寬故20（ 用 于 斷 面 限 徑 ）21低速軸受力分析低速軸受力分析與彎矩圖如下22分度圓直徑轉(zhuǎn)矩23圓周力徑向力24徑向力支承反力在水平面為25在垂直平面上為軸承 a 、b 的總支承反力為26在水平面上，齒輪所在軸截面為在垂直面上，齒輪所在軸截面為27合成彎矩，齒輪所在軸截面為 低速軸強度校核因齒輪所在軸截面彎矩大，同時截面還作用有轉(zhuǎn)矩，因此此截面為危險截面。其 抗彎截面系數(shù)為28抗扭截面系數(shù)為彎曲

31、應(yīng)力為29扭剪應(yīng)力為按彎扭合成強度進行校核計算，對于單向傳動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折30合系數(shù) ，則當(dāng)量應(yīng)力為查【1】p240 表 14-1 得31查【1】p246 表 14-3 得因為5求齒輪上作用力的大小、方向作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為： t =515.6n m2圓周力： f =2t /d =2515.6/470=2194n;t2 2 2故軸強度足夠徑向力： f =f *tan20 。=799n；法向力： fn= r2 t2f ,f 的方向如下圖所示。t2 r26軸承的支反力ftcos=2334n根據(jù)軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立如下圖所示力學(xué) 模型。垂直面的支

32、反力： r =f =f /2=1097 n ；1v 2v t232+m水平面的支反力： r =f = -399.5n;1h 2h彎矩計算： m =r l =-28963.8nmm2h 2h 3m =r l =79532.5nmm2v zv 3合成彎矩： m =2m2h2 22v=84642.3nmmt =473400nmm2抗彎截面系數(shù)： w= （3.14xd43）/32=17315.8mm 3抗扭截面系數(shù)： w =(3.14xdt43)、16=36461.2mm 3 =m /w=4.89mpab 2=t /w =14.14mpa2 t當(dāng)量應(yīng)力： = 2+4(0.6 t )21/2=11.28

33、mpa 60mpae b故確定的尺寸是安全的。11繪制軸的工作圖見軸工作圖。、高速軸設(shè)計1擬定軸上零件的裝配方案33如下圖：齒輪，套筒，右端軸承，軸承端蓋，帶輪依次從軸的右端向左端安裝，而 左端只安裝軸承 1 及其端蓋。2確定軸上零件的定位和固定方式如下圖：軸上零件的軸向定位與固定用軸肩，套筒等來實現(xiàn)，零件的周向定位和固 定用鍵來實現(xiàn)，以防止軸上零件受力時發(fā)生沿軸向或周向的相對運動，保證其準(zhǔn)確的工 作位置。3按鈕轉(zhuǎn)強度估算軸的直徑選 45 號鋼，輸入功率 p=7.2kw ；輸出軸轉(zhuǎn)速 n=600r/min ?？傻?d c 3pn=27mm考慮有鍵槽，則 d =27x （1+5% ）=28.37

34、mmmin4根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度和直徑（參見上圖） 1）從帶輪開始左起第一段，由于帶輪處有一鍵槽，取 30mm ，l =e(z-1)+2f-(213)=5859mm取 l =58mm12 ）左起第二段，考慮帶輪的軸向定位要求，該段直徑取 36mm ，根據(jù)軸承蓋的裝拆 及便于對軸承添加潤滑脂的要求， l =l+e+k+ t-b, 故取該段長 l =57mm ；根據(jù)箱體的2 2相關(guān)計算軸承底座為 l=50mm ，軸承蓋厚度為 12mm ，e 取 10mm ，墊片為 t =2mm. ，因為 是脂潤滑要加 10-15mm,k 取 28mm. 所以 l 取 74mm 。23）左起第三段，該

35、段裝滾動軸承，因為軸承僅有徑向力，選用深溝球軸承 6208 ，其尺 寸為 ddb=40mm80mm18mm，該段直徑為 40mm ， l =b+ +2.5=43mm .3 34）左起第四段，該段直徑是 42mm, 長度 l =83mm45）左起第五段，取軸段長度為 l =7.5mm ，為了保證定位的可靠性，直徑取 48mm ，；5由于齒頂圓減去齒根圓的一半減去 t1 大于 2.5 倍的模數(shù)（x 2.5m ），所以齒輪和軸之間 仍是鍵連接形式。6 ）左起第六段，其直徑應(yīng)等于滾動軸承內(nèi)圈內(nèi)徑，取 40mm ，長度 l =35mm ；6內(nèi)壁 bx=2 +l =2*10+78=98mm. 略大于 l

36、，取 10mm1 5 1 45求齒輪上作用力的大小、方向作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為： t =9.55101圓周力： f =2t /d =2292nt1 1 1徑向力： f =f tan20 。=834.22n ；r1 t1q=f =2439.1nqf ,f ,q 的方向如下圖所示。t1 r16軸承的支反力67.2/600=114.6nm根據(jù)軸承支反力的作用點以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立如下圖所示力學(xué) 模型。水平面的支反力： r =-q(l + l l )+f *l /(l +l )=-1874 n ；ah 1 2.+ 3 r1 3 2 3r =-q - r + f =1465 nbh ah

37、r134垂直面的支反力： r =r =-f l /(l +l )= -1465nav bv t1 2 2 3軸承 a 的支承反力： r =(r 2+r 2)1/2=2378.7na ah av軸承 b 的支承反力： r =(r 2+r 2)1/2=2098.5nb bh bv7畫彎矩圖齒輪鍵槽剖面處的彎矩：水平面彎矩： m =ql =11327.4nmmah 1m =r l =102176nmm1h bh 3垂直面的彎矩 :m =r l =-93574.2nmm,1v av 2合成彎矩: m =m =94257nmm.a ahm =(m 2+m 2)1/2=136012nmm1 1h 1v8畫

38、轉(zhuǎn)矩圖 t =117.64nm9判斷危險截面并驗算強度抗彎截面系數(shù)： w=3.14d3/32=5880mm 33抗扭截面系數(shù)： w =3.14dt33/16=11437mm3最大彎曲應(yīng)力： =m /w=15.13mpaa 1v最大抗扭應(yīng)力：=t x1000/w =12.72mpa1 t當(dāng)量應(yīng)力： = 2+4(0.6 )21/2=20.6mpae a35查表得 =60mpa,-1 =14.4mpa10x16x300=48000h a h 2 t p故所選軸承符合要求。2低速齒輪軸滾動軸承設(shè)計查表知在 100 。c 以下工作 f =1, f =1.5t p已選 6211 軸承，其 c =43.2k

39、nr不受軸向力 p =p =r =1558.62na b b用 p=p 校核 l =10 6/60n （f c/ f p）3=826000h48000ha h 2 t p故所選軸承符合要求。八、鍵連結(jié)的設(shè)計 設(shè)計說明及數(shù)據(jù)計算1電動機轉(zhuǎn)軸上的鍵連結(jié)備備注注1 ）選取平鍵尺寸因所選擇電動機的型號為 y132m-4 ，查機械設(shè)計手冊得知電動機轉(zhuǎn)軸直徑為 38mm ， 軸轂長度 =60mm ，故選擇 a 型普通平鍵，查表得知平鍵的剖面尺寸，寬度 =10mm ，高 =8mm ，取鍵長 l=50mm 。小帶輪上槽寬 =10mm ，槽深=3.3mm 。2 ）校核鍵的聯(lián)接強度所查表為機 械設(shè)計第 163 頁

40、表 10-6所查表為機36查表得 =50 60mpa 。p由公式得鍵上應(yīng)力 =4t/(dhl)=11.89mpap因 在 允許范圍內(nèi)，故校核后平鍵的強度符合要求。p p2 帶輪鍵連結(jié)1 ）選擇平鍵尺寸選擇 a 型普通平鍵，根據(jù)軸帶輪處直徑 d=30mm ，查表得知平鍵的剖面尺寸，寬度 =8mm ， 高 =7mm ，因裝帶輪軸段長 l=58mm ，取鍵長為 56mm 。2 ）校核鍵的聯(lián)接強度大帶輪使用鑄鐵制造，查表得 =50 60mpa 。p械設(shè)計第 165 頁表 10-7由公式得鍵上應(yīng)力 =4t/(dhl)=38.98mpa因 在 允許范圍內(nèi)，故校核后平pp p鍵的強度符合要求。3低速齒輪軸上

41、的鍵連結(jié)齒輪鍵連結(jié)1 ）選擇平鍵尺寸選擇 a 型普通平鍵，根據(jù)軸 4 處直徑 d=58mm ，查表得知平鍵的剖面尺寸，寬度 =16mm ， 高 =10mm ，因裝齒輪軸段長 l=80mm ，取鍵長為 70mm 。2 ）校核鍵的聯(lián)接強度齒輪使用鋼材料，查表得 =125 150mpa 。p由公式得鍵上應(yīng)力 =4t/(dhl)=50.8mpap因 在 允許范圍內(nèi)，故校核后平鍵的強度符合要求。p p聯(lián)軸器鍵連結(jié)1 ）選擇平鍵尺寸選擇 a 型普通平鍵，根據(jù)軸聯(lián)軸器處直徑 d=48mm ，查表得知平鍵的剖面尺寸，寬度 =14mm ，高 =9mm ，因裝聯(lián)軸器軸段長 l=110mm ，取鍵長為 100mm

42、。2 ）校核鍵的聯(lián)接強度聯(lián)軸器使用碳鋼材料，查表得 =125 150mpa 。p由公式得鍵上應(yīng)力 =4t/(dhl)=47.74mpap因 在 允許范圍內(nèi)，故校核后平鍵的強度符合要求。p p九、聯(lián)軸器的設(shè)計設(shè)計說明及數(shù)據(jù)計算1聯(lián)軸器類型選擇由于機組傳遞功率較小，單向運傳載荷不大，空載啟動，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)較為簡單， 為便于提高其制造和安裝精度，使其軸線偏移量較小，故選用彈性聯(lián)軸器，制造材料使 用碳鋼。備注2聯(lián)軸器的載荷計算 t=470.86nm其中 k 為工況a系數(shù)，查機 械設(shè)計基礎(chǔ) 第 218 頁 表3聯(lián)軸器型號選擇13-8 ，取37a根據(jù) t ，d =48mm 等條件，查機械設(shè)計手冊 gb/

43、t5272-2002 選用 hl3 型滑塊聯(lián)軸器， 許用轉(zhuǎn)速 n=3200r/min ，軸孔直徑為 48mm ，符合要求。k =1.2十、減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計說明及數(shù)據(jù)計算備注箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動零件的基座，應(yīng)具有足夠的強度和剛度。 本箱體采用灰鑄鐵制造?；诣T鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。 軸承座的聯(lián)接螺栓靠近軸承座孔。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐肋。 為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機械加工面積，箱體 底座采用兩縱向長條形加工基面。根據(jù)所設(shè)計齒

44、輪及軸的尺寸，初步確定減速箱的箱體尺寸為：長寬高 = 540mm 300mm440mm ，其余各尺寸如下表：減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸+名機機座蓋壁壁稱厚厚符 號1減速器形式及尺寸 mm0025a + 1 取 9002a + 1 ，因其小于 8，故取其為 8機座凸緣厚度 機蓋凸緣厚度 機座底凸緣厚度 地腳螺釘直徑 地腳螺釘數(shù)目 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑機蓋與機座聯(lián)接 螺栓直徑聯(lián)接螺栓 d2 的間 距軸承端蓋螺釘直 徑窺視孔蓋螺釘直 徑定位銷直徑df,d1,d2 至外機壁距離df,d2 至凸緣邊緣 距離軸承旁凸臺半徑凸臺高度 外機壁至軸承座bb1b2dfnd1d2ld3d4dc1c2r1hl11.5 = 13.5 取其為 141. 51 = 122. 5 = 22.50.036a + 12 = 24因 a=8 大齒輪取 12，小齒輪取 9.5機蓋，機座肋厚 軸承蓋外徑軸承端蓋凸緣厚 度m1,md1,d2tm1 0.85 1 =7 ， m 0.85 =8d1=120 ，d2=150 。d1 ，d2 分別為軸承 6208 ， 6211 外圈外徑。(11.2)d3 = 10軸承旁聯(lián)接螺