帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

1、 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院 課程設(shè)計(jì)說明書i課題名稱：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)學(xué) 院：機(jī)電工程系專業(yè)班級：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化134班學(xué) 號：20130251115學(xué) 生：張 勝指導(dǎo)老師：張慧杰 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院教務(wù)處 2015 年12月24日 I2機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)評閱書題目帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名張勝學(xué)號20130251115指導(dǎo)教師評語及成績指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日答辯評語及成績答辯教師簽名： 年 月 日教研室意見總成績： 室主任簽名： 年 月 日I2 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 摘 要 本次課程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)二級減速器，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定傳動(dòng)方案，通過比較所給的四種方案，選擇c方案，做

2、為設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)過程根據(jù)所給運(yùn)輸機(jī)工作軸的轉(zhuǎn)矩、帶速、卷筒直徑和傳動(dòng)效率。確定所選電動(dòng)機(jī)的功率，再確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍，進(jìn)而選出所需要的最佳電動(dòng)機(jī)。計(jì)算總傳動(dòng)比并分配各級傳動(dòng)比，計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和各軸的輸入功率。對傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)，先設(shè)計(jì)齒輪，從高速軸齒輪設(shè)計(jì)開始，根據(jù)功率要求、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比，及其其他要求，按齒輪的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)，最后確定齒輪的齒數(shù)，模數(shù)，螺旋角等一系列參數(shù)。本次課程設(shè)計(jì)我采用的是斜齒輪，斜齒輪的優(yōu)點(diǎn)是：（1）效率高，在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)的效率為最高；（2）結(jié)構(gòu)緊湊，在同樣的使用條件的下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較小；（3）工作可靠、壽命長，設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)

3、良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可長達(dá)一、二十年，這也是其它機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的；（4）傳動(dòng)比穩(wěn)定，傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是傳動(dòng)性能的基本要求。之后設(shè)計(jì)齒輪的結(jié)構(gòu)，按機(jī)械設(shè)計(jì)所講的那樣設(shè)計(jì)，按同樣的方法對低速級進(jìn)行設(shè)計(jì)，接下來對箱體進(jìn)行大體設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)軸的過程中將完成對箱體的總體設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)軸主要確定軸的各段軸徑及其長度，在此設(shè)計(jì)過程中完成了對一些附加件的設(shè)計(jì)包括對軸承的初選，主要是根據(jù)軸的軸向及周向定位要求來選定，然后對軸進(jìn)行強(qiáng)度校核，主要針對危險(xiǎn)截面。這個(gè)過程包括一般強(qiáng)度校核和精密校核。并對軸承進(jìn)行壽命計(jì)算，對鍵進(jìn)行校核。設(shè)計(jì)過程中主要依據(jù)課程設(shè)計(jì)，對一些標(biāo)準(zhǔn)件和其他的一些部件進(jìn)行選擇查取，依據(jù)數(shù)學(xué)

4、公式和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行對數(shù)據(jù)的具體確定。關(guān)鍵字：減速器 齒輪 軸 軸承 鍵 箱 目 錄1設(shè)計(jì)任務(wù)11.1課程設(shè)計(jì)的目的11.2課程設(shè)計(jì)要求12 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定22.1 組成22.2 特點(diǎn)22.3 確定傳動(dòng)方案22.4. 選擇二級圓斜齒輪減速器（展開式）23 電動(dòng)機(jī)選擇33.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型33.2選擇電動(dòng)機(jī)容量33.3電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速43.4電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸43.5計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)54 齒輪的設(shè)計(jì)64.1高速級齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算74.2低速級齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算135 軸的擬定185.1聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)及選擇185.2初選滾動(dòng)軸承的類型及軸的支承形式195.3軸承蓋的結(jié)構(gòu)195

5、.4滾動(dòng)軸承的潤滑與密封195.5確定齒輪位置和箱體內(nèi)壁線196 軸與滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)、校核計(jì)算206.1低速軸的設(shè)計(jì)216.2高速軸的設(shè)計(jì)226.3輸出軸的校核237 鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核247.1.選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸248 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)25 結(jié) 論27致 謝28 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 1設(shè)計(jì)任務(wù)1.1課程設(shè)計(jì)的目的 該課程設(shè)計(jì)是繼機(jī)械設(shè)計(jì)課程后的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，其主要目的是： 綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的知識，分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題，進(jìn)一 步鞏固和拓展所學(xué)的知識通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步樹立正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能

6、力。通過設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖以及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊等有關(guān)設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行全面的機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的能力的訓(xùn)練。1.2課程設(shè)計(jì)要求1.兩級減速器裝配圖一張（A0）2.零件工作圖兩張(A3)3.設(shè)計(jì)說明書一份課程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)課程設(shè)計(jì)的題目是：帶式輸送機(jī)減速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 工作條件：運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),有輕微振動(dòng),經(jīng)常滿載，空載起動(dòng), 兩班制工作，使用期限10年。卷筒直徑D=400mm，帶速=1.1m/s, 帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的圓周力（牽引力）F=2.5KN2 傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定2.1 組成 機(jī)器通常原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、工作機(jī)等三部分組成。傳動(dòng)裝置位于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間，用來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并可以改變轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)

7、矩的大小或改變運(yùn)動(dòng)形式，以適應(yīng)工作機(jī)功能要求。2.2 特點(diǎn) 齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。2.3 確定傳動(dòng)方案綜合比較帶式輸送機(jī)的四種傳動(dòng)方案，下圖的傳動(dòng)方案工作可靠、傳動(dòng)效率高、維護(hù)方便、環(huán)境適應(yīng)性好。2.4 選擇二級圓柱斜齒輪減速器（展開式） 圖2-1傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)簡圖初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如:傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖所示3 電動(dòng)機(jī)選擇3.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型 電動(dòng)機(jī)選擇包括選擇類型、結(jié)構(gòu)形式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速，并確定型號。電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式選擇 工業(yè)上一般用三相交流電源，無特殊要求一般應(yīng)選三相交流異步電動(dòng)機(jī)。最常用的電動(dòng)機(jī)是Y系列籠型三相異步交流電

8、動(dòng)機(jī)。其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、價(jià)格低，使用與不易燃、不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的場合。由于啟動(dòng)性能較好，頁適用于某些要求較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的機(jī)械。 常用的是封閉式Y(jié)（IP44）系列。3.2選擇電動(dòng)機(jī)容量 選擇電動(dòng)機(jī)容量就是合理確定電動(dòng)機(jī)的額定功率。電動(dòng)機(jī)容量主要由發(fā)熱條件而定。電動(dòng)機(jī)發(fā)熱與工作情況有關(guān)。對于載荷不變或變化不大，且在常溫下長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，只要其所需輸出功率不超過其額定功率，工作時(shí)就不會(huì)過熱，可不進(jìn)行發(fā)熱計(jì)算。這類電動(dòng)機(jī)按下述步驟確定： 3.2.1 工作機(jī)所需功率 工作機(jī)所需功率應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算確定。已知輸送帶速度V（m/s）與卷筒直徑D（mm

9、），則卷筒軸轉(zhuǎn)速為：= r/min= 52.55/min （3-1）已知帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的圓周力（牽引力）F(N)和輸送帶速V（m/s），則卷筒軸所需功率為： （3-2） 3.2.2電動(dòng)機(jī)的輸出功率電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率，即： （3-3）式中，,為電動(dòng)機(jī)至卷筒之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率，由表2-4查的其數(shù)值為：彈性聯(lián)軸器=0.99、滾動(dòng)軸承=0.96、圓柱齒輪傳動(dòng)=0.97、卷筒滑動(dòng)軸承=0.98。電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 (3-4) 3.2.3確定電動(dòng)機(jī)額定功率根據(jù)計(jì)算出的功率可選定電動(dòng)機(jī)的額定功率。應(yīng)使等于或稍大于。故，按表20-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率=4 kW3.3電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為了

10、便于選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，先推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。由表2-2查的兩級圓柱齒輪（展開式）傳動(dòng)比范圍=860,則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍為： 4203153r/min （3-5）選定的型號為Y132M1-63.4電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸圖3-1電動(dòng)機(jī)外形表3.1電動(dòng)機(jī)型號電動(dòng)機(jī)型號HABCDEFGDGKABADACHDAABBHALY132M13221617889388010833122802102703156023818515 由表20-1、表20-2查出Y132M-4型電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸，并列上表。3.2 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 對于二級圓柱齒輪減速器，為使兩級的大齒輪

11、有相近的浸油深度，高速級傳動(dòng)比和低速級傳動(dòng)比可按下列方法分配： （3-6） 總傳動(dòng)比為： （3-7）取，則低速級傳動(dòng)比為： 3.5計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 3.5.1各軸轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動(dòng)裝置的各軸轉(zhuǎn)速為： r/min (3-8) r/min （3-9） r/min （3-10） 3.5.2 各軸輸入功率P(kW)各軸輸入功率分別為： =3.3kw （3-11） =3.30.99 kW=3.267k W （3-12） =3.260.990.97 kW =3.105kW (3-13） 3.100.990.97 kW =3.01kW （3-14）3.5.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩T()各軸的輸入轉(zhuǎn)

12、矩分別為： （3-15） （3-16） (3-17)表3.2 方案對比表項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)高速軸中間軸低速軸轉(zhuǎn)速（r/min）960950.4205.1352.6功率（kW）43.2673.1053.01轉(zhuǎn)矩（）32830144560546500傳動(dòng)比4.683.9效率0.990.98030.9694 4 齒輪的設(shè)計(jì) 本次課程設(shè)計(jì)我采用的是斜齒軟齒面圓柱齒輪，齒輪的優(yōu)點(diǎn)是：（1）效率高，在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)的效率為最高；（2）結(jié)構(gòu)緊湊，在同樣的使用條件的下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較??；（3）工作可靠、壽命長，設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可長達(dá)一、二十年，這

13、也是其它機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的；（4）傳動(dòng)比穩(wěn)定，傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是傳動(dòng)性能的基本要求。 設(shè)計(jì)齒輪的要求是：（1）高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度；（2）齒面由較高硬度、耐磨性；（3）輪齒芯部要有足夠的強(qiáng)度和韌度。故齒輪的設(shè)計(jì)按下述步驟：4.1高速級齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1.1選齒輪類型、材料、精度等級及齒數(shù) （1）選擇齒輪類型；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）選擇齒輪材料及熱處理；高速級小齒輪選用40Cr鋼調(diào)質(zhì)淬火處理，小齒輪齒 硬度為 50HRC。大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)淬火，齒面硬度為45HRC,初選螺旋角 = 壓力角= （3）選擇齒輪精度等級；

14、按GB/T100951998，選擇6級。 （4）選擇齒輪齒數(shù)；取小齒輪齒數(shù)=18，大齒輪齒數(shù)=85 傳動(dòng)比誤差 u=4.72 4.1.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算； （4-1）（1）確定公式內(nèi)各參數(shù)的值:1）試選載荷系數(shù)=1.3。2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 （4-2）3）由課本表10-20選取=2.434)由課本表10-7選取齒寬系數(shù)。5）計(jì)算重合度系數(shù)arctan(tan/cos)=arctan(tan20/cos14)=20.562 (4-3) (4-4) (4-5) (4-6) (4-7) (4-8)6)計(jì)算螺旋角系數(shù) (4-9)7）由課本表10-6選取彈性影響系數(shù) =189.8MPa 。8

15、）由課本圖10-21按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。9）由課本公式10-13計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù) N=60nj =6014401（2830010）h=2.7610h （4-10） N= （4-11）10）查課本圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)： 11）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,應(yīng)用公式（10-12）得: = （4-12） =0.951000=874 （4-13） (2)設(shè)計(jì)計(jì)算1）試算小齒輪的分度圓直徑d，由計(jì)算公式得： （4-14）2）計(jì)算圓周速度。m/s1.48m/s （4-15）3)計(jì)算齒寬b。 =0.839.34mm=23.48

16、mm （4-16）4)計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù)m/s，6級精度，由課本圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)齒輪圓周力 （4-17） （4-18）查得課本 由課本表10-2查得使用系數(shù)；由課本表10-4用插值法查得6級精度、小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)，。載荷系數(shù)為： （4-19）6）按實(shí)際載荷系數(shù)所算得的分度圓直徑 d=d= （4-20）7）計(jì)算模數(shù) = （4-21）4.1.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式 （4-22）（1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1）試選2）計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù) （4-23） （4-24） （4-25）3）計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù) (4-26)4）由課本圖10-20c查得

17、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；5）由課本圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，；6)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲安全系數(shù)S=1.4，由式得 （4-27） （4-28）7）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較當(dāng)量齒數(shù) （4-29） （4-30）查課本由表10-5得 2.88； 2.21 查課本由表10-5得 1.54； 1.79 （4-31） （4-32）以為大齒輪的大于小齒輪，所以取=0.0120（2） 計(jì)算模數(shù) （4-33） （3）調(diào)整齒輪模數(shù) 1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的準(zhǔn)備 計(jì)算圓周速度 （4-34） （4-35） (4-36) (4-37) (4-38) 2)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)根據(jù)v

18、=1.29,6級精度，查得 （4-39）100N/mm (4-40) 查得齒間載荷分配系數(shù)有插值法查得，結(jié)合h/b=13.75，得則載荷系數(shù)為 （4-41）按實(shí)際載荷系數(shù)算的齒輪模數(shù) （4-42）對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大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)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（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)的算得的模數(shù)=1.43并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值=2，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑=29.36mm，算出小齒輪齒數(shù)= （4-43）取小齒輪齒數(shù)17 大齒輪的齒數(shù) （4-44） 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，

19、既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)。 4.1.4 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 （4-45） 考慮模數(shù)從1.43mm增大到2mm，將中心距圓整至100mm （2）按圓整后的中心距修正螺旋角 （4-46） （3）計(jì)算分度圓直徑 d=34.35mm （4-47） d= （4-48）（4）計(jì)算齒輪寬度 （4-49） 圓整后取 4.1.5 圓整中心距后的強(qiáng)度校核 1）齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 =1.25，根據(jù)， 6級精度，查得齒輪圓周力 （4-50）100N/mm （4-51）查得課本 由課本表10-4用插值法查得6級精度、小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)，載荷系數(shù)為：

20、 （4-52）計(jì)算重合度系數(shù)arctan(tan/cos)=arctan(tan20/cos17.64)=20.45 (4-53)arccos (4-54) (4-55) (4-56) (4-57) (4-58)計(jì)算螺旋角系數(shù) (4-59)滿足斜齒面解除疲勞強(qiáng)度條件2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)=1.25根據(jù)=1.5,6級精度，查得由 （4-60）100N/mm查得齒間載荷分配系數(shù)有插值法查得，結(jié)合h/b=6.92，得則載荷系數(shù)為 (4-61)由當(dāng)量齒數(shù) （4-62） （4-63）查課本由表10-5得 2.83； 2.20 查課本由表10-5得 1.55； 1.79計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)2度用重合度系數(shù)）=11

21、.83 （4-64） （4-65） （4-66）計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù) (4-67) (4-68) (4-69)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求4.2低速級齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.2.1 選齒輪類型、材料、精度等級及齒數(shù) （1）選擇齒輪類型；考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用軟齒 面漸開線斜齒輪。 （2）選擇齒輪材料及熱處理；高速級小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)淬火，小齒輪 齒面硬度為 50HRC。大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)淬火，齒面硬度為45HRC （3）選擇齒輪精度等級；按GB/T100951998，選擇6級。 （4）選擇齒輪齒數(shù)；為了保證低速級大齒輪的油浸深度，取=17，傳動(dòng)比誤差=3

22、.94，0.85。4.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 （4-70）（1）確定公式內(nèi)各參數(shù)的值:1）試選載荷系數(shù)=1.3。2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 （4-71）3）由課本表10-20選取=2.434)由課本表10-7選取齒寬系數(shù)。5）計(jì)算重合度系數(shù)arctan(tan/cos)=arctan(tan20/cos14)=20.562 (4-72)arccos (4-73) (4-74) (4-75) (4-76)6)計(jì)算螺旋角系數(shù) (4-77)7）由課本表10-6選取彈性影響系數(shù) =189.8MPa 。8）由課本圖10-21按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。9）由

23、課本公式10-13計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù)N=60nj =6014401（2830010）h=9.96108h （4-78） N= （4-79）10）查課本圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)：K=0.92 K=0.9611）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,應(yīng)用公式（10-12）得: =0.921000Pa=920 （4-80） =0.96950=912 （4-81）(2)設(shè)計(jì)計(jì)算1）試算小齒輪的分度圓直徑d，由計(jì)算公式得： （4-82）2）計(jì)算圓周速度。 m/s0.293m/s （4-83）3)計(jì)算齒寬b。 b=0.827.26mm=21.80mm （4-84）4)計(jì)算載荷系數(shù)。根

24、據(jù)m/s，6級精度，由課本圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)=1.01；齒輪圓周力 （4-85） （4-86）查得課本 由課本表10-2查得使用系數(shù)=1.25；由課本表10-4用插值法查得6級精度、小齒輪相對支撐非對稱布置時(shí)，=1.284。載荷系數(shù)為： （4-87）6）按實(shí)際載荷系數(shù)所算得的分度圓直徑 d=d=27.26=30.626 （4-88）7）計(jì)算模數(shù) = （4-89）4.2.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式 （4-90）（1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1）試選2）計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)）=13.140 （4-91） （4-92） （4-93）3）計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的螺旋角系數(shù) (4

25、-94)4）由課本圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；5）由課本圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，；6)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲安全系數(shù)S=1.4，由式得 （4-95） (4-96)7）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較由當(dāng)量齒數(shù) （4-97） （4-98）查課本由表10-5得 2.71； 2.24 查課本由表10-5得 1.57； 1.76 （4-99） （4-100）以為大齒輪的大于小齒輪，所以取=0.0114 （2） 計(jì)算模數(shù) （4-101） （3）調(diào)整齒輪模數(shù) 1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的準(zhǔn)備 計(jì)算圓周速度 （4-102） （4-103） b= (4-104)

26、 (4-105) (4-106)2)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)根據(jù)=0.425,6級精度，查得由 （4-107） (4-108)查得齒間載荷分配系數(shù)有插值法查得，結(jié)合h/b=6.043，得則載荷系數(shù) （4-109）按實(shí)際載荷系數(shù)算的齒輪模數(shù) （4-110）對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大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)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（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)的算得的模數(shù)=1.75并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值=2，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑=39.54mm，算出小齒輪齒數(shù)= （4-111）取小齒輪齒數(shù)23

27、 大齒輪的齒數(shù) （4-112）取大齒輪齒數(shù)90 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既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)。 4.2.4 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 （4-113） 考慮模數(shù)從1.74mm增大到2mm，將中心距圓整至120mm （2）按圓整后的中心距修正螺旋角 （4-114） （3）計(jì)算分度圓直徑 d=48.94mm （4-115） d= （4-116） （4）計(jì)算齒輪寬度 （4-117） 圓整后取 表4.1 方案對比表齒輪1齒輪2齒輪3齒輪4齒數(shù)z17802390齒寬B（mm）32274146中心距a(mm)100120模數(shù)（mm）2222壓力角20

28、202020齒頂高系數(shù)1111頂隙系數(shù)0.250.250.250.25分度圓直徑d34.35161.6448.94191.48變位系數(shù)0000齒頂高4444齒根高5555齒頂圓直徑38.36165.6452.94195.48齒根圓直徑32.78156.6443.94186.485軸的擬定5.1聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)及選擇5.1.1 類型選擇聯(lián)軸器的類型根據(jù)工作要求選定。聯(lián)接電動(dòng)機(jī)與減速器高速軸的聯(lián)軸器，由于軸的轉(zhuǎn)速較高，一般應(yīng)選用具有緩沖、吸振作用的彈性聯(lián)軸器，例如彈性套柱銷聯(lián)軸器，彈性柱銷聯(lián)軸器。減速器低速軸與工作機(jī)聯(lián)接用的聯(lián)軸器，由于軸的轉(zhuǎn)速較低，傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，又因?yàn)闇p速器軸與工作機(jī)軸之間往往有較

29、大的軸線偏移，因此常選用剛性可移式聯(lián)軸器。5.1.2 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）高速軸的聯(lián)軸器的選擇已知=3.267kw =960r/min =Nmm；選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理；查課本表15-3，取=112，所以得高速軸的最小直徑處算為： （5-1）輸出軸的最小徑安裝聯(lián)軸器處為使所選孔直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故要選取 相適應(yīng)的聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩查課本,選取,所以轉(zhuǎn)矩為: （5-2）按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(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)，選取LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為560Nm。半聯(lián)軸器的孔徑，長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)配合的半聯(lián)軸器選擇孔徑為，所以高

30、速軸的最小直徑選為。（2） 低速軸的聯(lián)軸器的選擇 已知=3.01kw =52.6r/min =546500Nmm；選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理；查課本表15-3，取=112，所以得高速軸的最小直徑處算為：聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩查課本,選取,所以轉(zhuǎn)矩為: （5-3） （5-4）按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(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)，選取LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250Nm。半聯(lián)軸器的孔徑，長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，所以低速軸的最小直徑選為42mm。5.2初選滾動(dòng)軸承的類型及軸的支承形式按照對軸系軸向位置的不同限定方法，軸的支承結(jié)構(gòu)可分為三種基本型式，即雙支點(diǎn)各單向固定，常用兩個(gè)

31、安裝的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，兩個(gè)軸承各限制軸載一個(gè)方向的軸向移動(dòng)。深溝球軸承也可用于雙支點(diǎn)各單向固定的支撐，主要用于無軸向力的支撐；一支點(diǎn)雙向固定，另一端支點(diǎn)游動(dòng)，用于跨距較大且工作溫度較高的軸，其熱伸長量大；兩端游動(dòng)支承，對于一對人字齒輪本身的相互軸向限位作用，它們的軸承內(nèi)外圈的軸向緊固應(yīng)設(shè)計(jì)成只保證其中一根軸向相對機(jī)座由過頂?shù)妮S向位置，而另一根軸上的兩個(gè)軸承都必須是游動(dòng)的以防止卡死或人字齒的兩側(cè)受力不均勻。普通齒輪減速器，其軸的支承跨距較小，常采用兩端固定支承。因?yàn)椴捎眯饼X圓柱齒輪，軸承僅承受徑向力的作用,故選用圓錐滾子軸承，軸承內(nèi)圈在軸上可用軸肩或套筒作軸向定位，軸承外圈用軸承蓋作

32、軸向固定。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意留有適當(dāng)?shù)妮S向間隙，以補(bǔ)充工作時(shí)軸的熱伸長量。5.3軸承蓋的結(jié)構(gòu)軸承蓋的作用是固定軸承、承受軸向載荷。密封軸承座孔、調(diào)整軸系位置和軸承間隙等。采用凸緣式軸承蓋。5.4滾動(dòng)軸承的潤滑與密封根據(jù)課本適用于脂潤滑和油潤滑的值界限（表值），因?yàn)椴捎脠A錐滾子軸承，所以本次設(shè)計(jì)軸承采用脂潤滑，為了防止軸承中的潤滑脂被箱內(nèi)齒輪嚙合時(shí)擠出的油沖刷、稀釋而流失，所以在軸承內(nèi)側(cè)設(shè)置擋油盤。在減速器的輸入軸與輸出軸的外伸端，應(yīng)在軸承蓋的軸孔內(nèi)設(shè)置密封件。5.5確定齒輪位置和箱體內(nèi)壁線箱座壁厚；;；;；。6 軸與滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)、校核計(jì)算6.1低速軸的設(shè)計(jì)6.1.1 軸的材料選擇已知kW，；選取

33、軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理；軸的最小直徑是聯(lián)軸器的孔徑，所以低速軸的最小直徑確定為42mm。 6.1.2 求作用在齒輪上的力已知低速級大齒輪的分度圓直徑為 而 （6-1） （6-2）N 6.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）為了滿足半聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求,-軸段左端需要制出一軸肩,由半聯(lián)軸器的孔徑可知，故取-的直徑;右端用軸端擋圈定位,由軸徑取擋圈的直徑為，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上, 故-的長度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取。 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)承受徑向力和軸向力作用,故選用圓錐滾子軸承。參照工

34、作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的圓錐滾子軸承30310，其尺寸為,故;考慮到擋油盤，取 。右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得30312型軸承定位軸肩高度。3）取安裝齒輪處的軸段;齒輪的左端與左軸承之采用套筒定位。已知齒輪的寬度為,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。 4）軸承端蓋的總寬度為25mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑油的要求,取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 ,故取。5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離a=16,兩圓柱齒輪間的距離。考慮到箱體的鑄造誤差,在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí),

35、應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離;已知滾動(dòng)軸承寬度T=29.25,高速齒輪輪轂長L=41,考慮到各個(gè)部分，取 ，；至此,已初步確定了低速軸的各端直徑和長度.6.2高速軸的設(shè)計(jì) 6.2.1高速軸的材料選擇 已知kW，；選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理；軸的最小直徑是聯(lián)軸器的孔徑，所以高速軸的最小直徑確定為30mm。 6.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）為了滿足半聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求,-軸段左端需要制出一軸肩,由半聯(lián)軸器的孔徑可知，故取-的直徑;右端用軸端擋圈定位,由軸徑取擋圈的直徑為，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上, 故-的長度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取。 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的圓錐滾子軸承30307，其尺寸為,故;考慮到擋油盤，取 。左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得30305型軸承定位軸肩高度。3）取安裝齒輪處的軸段;齒輪的右端與右軸承之間采用套筒定位。已知齒輪的寬度為,為了使