帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì) 姓 名 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 最終評(píng)定成績(jī) 目 錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)12 傳動(dòng)方案分析23 原動(dòng)件的選擇與傳動(dòng)比的分配23.1原動(dòng)件的選擇3.2傳動(dòng)比的分配4 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4.1各軸的轉(zhuǎn)速4.2各軸的輸入功率4.3各軸的轉(zhuǎn)矩5 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 5.1 確定計(jì)算功率 5.2 選擇V帶型號(hào) 5.3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速v5.4 確定帶長(zhǎng)V和中心距5.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角 5.6 確定V帶根數(shù)Z 5.7 計(jì)算單根V帶的初拉力F0 5.8 計(jì)算V帶對(duì)軸的壓力Q6. 標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒

2、輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算6.1第一對(duì)齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 6.2第二對(duì)齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 7. 軸的計(jì)算7.1高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算7.2中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算7.3低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算8. 減速器潤(rùn)滑及密封設(shè)計(jì)8.1齒輪的潤(rùn)滑8.2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑8.3減速器的密封9. 箱體及其附件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.1箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.2附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10設(shè)計(jì)總結(jié) 1.設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)如圖1.1所示，為用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)圓柱斜齒輪減速器。工作條件：帶式輸送機(jī)在常溫下連續(xù)工作、單向運(yùn)轉(zhuǎn)；空載啟動(dòng)，工作載荷有輕微沖擊；輸送帶工作速度v的允許誤差為；二班制（每班工作8h），要求減速器設(shè)計(jì)壽命為8年，大修期為23年，中批量生產(chǎn)；三相交流電

3、源的電壓為380/220V。已知數(shù)據(jù)：帶的圓周力F（N）：4500（N）帶速v（m/s）：0.48（m/s）滾筒直徑D（mm）：350（mm）1電動(dòng)機(jī)2.V帶傳動(dòng)3齒輪傳動(dòng)4聯(lián)軸器5.滾筒 6.傳送帶圖1.1帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖2.傳動(dòng)方案分析合理的傳動(dòng)方案，首先應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，其次應(yīng)滿足工作可靠，轉(zhuǎn)動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，工藝性好，使用和維護(hù)方便等要求。任何一個(gè)方案，要滿足上述所有要求是十分困難的，要多方面來擬定和評(píng)比各種傳動(dòng)方案，統(tǒng)籌兼顧，滿足最主要和最基本的要求，然后加以確認(rèn)。 本傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比不大，采用v帶傳動(dòng)和圓柱斜齒輪二級(jí)減速器傳動(dòng)，帶傳動(dòng)平穩(wěn)、吸振且能

4、起過載保護(hù)作用，故在高速級(jí)布置一級(jí)帶傳動(dòng)。在帶傳動(dòng)與帶式運(yùn)輸機(jī)之間布置一臺(tái)二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，軸端連接選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。3原動(dòng)件的選擇與傳動(dòng)比的分配3.1原動(dòng)件的選擇（1）電動(dòng)機(jī)類型的選擇按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)，它為臥式封閉結(jié)構(gòu)，電源電壓為380V。（2）電動(dòng)機(jī)容量的選擇根據(jù)已知條件，工作機(jī)所需要的有效功率為：P=設(shè)：1-V型帶傳動(dòng)效率 取0.95 2-圓柱齒輪傳動(dòng)效率 取0.993-滾動(dòng)軸承的效率 取0.97 4-聯(lián)軸器的效率 取0.99 5-運(yùn)輸機(jī)滾筒傳動(dòng)效率 取0.96估算傳動(dòng)比總效率為：=0.95*0.99*0.97*0.99*0.97*0.

5、99*0.99*0.99*0.96=0.8160電動(dòng)機(jī)所需功率為Pd= Pw/h=2.16/0.8160=2.65 kw依據(jù)表12-12選取電動(dòng)機(jī)額定功率應(yīng)取Pe=3kw（3）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇根據(jù)已知條件，可得輸送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速nw=60000*0.48/3.14*350=26.21KW初選同步轉(zhuǎn)速為1500（r/min）和1000（r/min）的電動(dòng)機(jī)，由表12-1可知，對(duì)應(yīng)于額定功率為Pe=3的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)分別為Y100L2-4和Y132S-6?，F(xiàn)將Y100L2-4和Y132S-6型電動(dòng)機(jī)的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)及相應(yīng)算得的總傳動(dòng)比列于表1。方案號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/ kw同步轉(zhuǎn)速/（r/min）

6、滿載轉(zhuǎn)速/（r/min）總轉(zhuǎn)動(dòng)比i外伸軸徑D/mm軸外伸長(zhǎng)度E/mm一Y100L2-43.01500142054.182860二Y132S-63.0100096036.633880通過對(duì)上述兩種方案進(jìn)行比較可以看出：方案一選用的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量輕、價(jià)格低，總傳動(dòng)比為54.18，這對(duì)三級(jí)減速傳動(dòng)而言不算大，故選用方案一較為合理。初步確定原動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132S-4，額定功率為Pe=3.0kw，滿載轉(zhuǎn)速為n0=1440轉(zhuǎn)每分鐘，由表1可知電動(dòng)機(jī)中心高H=112mm，軸伸出部分用于裝聯(lián)軸器軸段的直徑和長(zhǎng)度分別為D=28mm和E=60mm。3.2傳動(dòng)比的分配由原始數(shù)據(jù)以及初步確定的原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可確定

7、總傳動(dòng)比：i=nm/nw=1420/26.21=54.18帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比：i1=3齒輪傳動(dòng)的總傳動(dòng)比：i=18.06為了便于兩級(jí)圓柱斜齒輪減速器采用浸油潤(rùn)滑，當(dāng)兩級(jí)齒輪的配對(duì)材料相同、齒面硬度HBS350、齒寬系數(shù)相等時(shí)，考慮齒面接觸強(qiáng)度接近相等的條件，取高速級(jí)傳動(dòng)比為i12=4.845低速級(jí)傳動(dòng)比i34= i i12=3.7314.各軸動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算將各軸從高速級(jí)到低速級(jí)依次編號(hào)為軸、軸、軸。4.1各軸的轉(zhuǎn)速n=no/I1=1440/3=473.33r/minn=n/I2=480/4.994=97.69r/minn=n2/i3=20.163r/min4.2各軸的輸入功率=2.16kw=

8、 P0*1=(5.50.95) kw =2.5175 kw= p*(2*3)= (5.2250.970.99) kw =2.492 kw= p*0.99*0.97=2.393kw4.3各軸的轉(zhuǎn)矩=9.55*p/n=9.552.5175473.33=Nmm=9.55*p/n=9.552.49297.69=Nmm=9.55*p/n=9.55*106*2.393/20.163=Nmm5.V帶的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中第一級(jí)用的普通V帶傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的功率P=2.2KW，普通異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)速n1=1430r/min，傳動(dòng)傳動(dòng)比i=3，每天工作8h,兩班制。（1）確定計(jì)算功率查表得=1.

9、2=1.2x3=3.6 KW（2）選擇V帶型號(hào)=3.6KW =1420/min 查表知選A型V帶（3） 確定小帶輪直徑，并驗(yàn)算帶速V1.初選小帶輪直徑 查表知，小帶輪直徑基準(zhǔn)直徑的推薦值為80100mm 查表取=90mm2. 驗(yàn)算帶速V 查表知，帶速：=6.6882m/s V值在525m/s內(nèi)，帶速合適3. 計(jì)算大帶輪直徑 =270mm(4) 確定帶長(zhǎng)和中心距a1. 查表可知：0.7()a02（） 252720mm 初取中心距a0=500mm2.查表計(jì)算帶所需要的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=1581.4mm 查表取=1600mm3.由公式計(jì)算實(shí)際中心距a509.1mm(5).驗(yàn)算小帶輪上的包角159.75120

10、(6).確定V帶根數(shù)Z1. 計(jì)算單根V帶的許用功率 經(jīng)查表，由插值法可得：=0.93（1.15-1.07）(1660-1450）（1420-1200）=1.0532 經(jīng)查表，由插值法可得： =0.15（0.17-0.15）(14501200）（1420-1200）=0.1676 經(jīng)查表，由插值法可得：=0.93（0.950.93）(160155）（159.75155）=0.987 查表知，=0.99 =(）=1.2. 計(jì)算V帶的根數(shù) V帶的根數(shù)： Z= =3.3/1.=2.766 取整，Z=3（7）計(jì)算單根V帶的初拉力F0 查表得Z型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1(kg/m),得單根V帶的初拉力為

11、： =500*3.3/(3*6.6882)*(2.5/0.987-1)+0.1*0.6882131N（8）計(jì)算V帶對(duì)軸的壓力Q=2*3*131*sin159.75/2=N6.標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算6.1第一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)在常溫下連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，空載啟動(dòng)，工作時(shí)載荷有輕微沖擊；輸送帶工作速度v的允許誤差為5%；二班制（每班工作8小時(shí)），要求減速器設(shè)計(jì)壽命為8年，大修期為23年，中批量生產(chǎn)；三相交流電源的電壓為380/220V，電動(dòng)機(jī)的額定功率為2.5175KW，高速齒輪，傳動(dòng)比為4.845，轉(zhuǎn)速為473.33r/min1.選擇齒輪材料、熱處理方法，精度，等級(jí)及齒數(shù)（1）選擇齒

12、輪材料與熱處理。根據(jù)工作條件，一般用途的減速器可采用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)。查表7-1取小齒輪材料為40Cr鋼，調(diào)至處理，硬度HBS1=260；大齒輪材料為45鋼，調(diào)至處理，硬度HBS2=230；兩齒輪齒面硬度差為30HBS，符合軟齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求。（2）選擇齒輪的精度。此減速器為一般工作機(jī)，速度不高，參閱表7-7，初定為8級(jí)精度。（3）初選齒數(shù)。取齒數(shù)=24，= u*24=24*4.845=1172. 確定材料的許用應(yīng)力（1）確定接觸疲勞極限,由圖7-18（a）差MQ線得=720Mpa =580Mpa（2）確定壽命系數(shù)ZN小齒輪循環(huán)次數(shù) =60*473.33*1*(2*8*300*8)大齒輪循環(huán)次

13、數(shù) =/4.845=由圖7-19查得=1（3）確定尺寸系數(shù),由圖7-20取= =1（4）確定安全系數(shù)，由表7-8取=1.05。（5）計(jì)算許用接觸應(yīng)力，按式（7-20）計(jì)算，得=686Mpa=552Mpa3. 根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒面接觸強(qiáng)度按式（7-25）計(jì)算，其式為確定上式中的各計(jì)算數(shù)值如下。(1) 確定螺旋角b=15，并試選載荷系數(shù)=1.3.(2) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=9.55*2.5175/473.33=50794N.MM(3) 確定齒寬系數(shù)，由表7-6選取齒寬系數(shù)=1.2m/s(4) 確定材料彈性影響系數(shù)ZE，由表7-5查得=189.8(5)確定節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH，由圖

14、7-14得=2.43(6)確定重合度系數(shù)，由式（7-27）可得端面重合度為=1.581軸面重合度 =1.63因1，由式（7-26）得重合度系數(shù)=0.795(7)確定螺旋角系數(shù) =0.98試算所需小齒輪直徑=43.864.確定實(shí)際載荷系數(shù)K與修正系數(shù)所計(jì)算的分度圓直徑(1)確定使用系數(shù)KA，按電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，查表7-2取KA=1(2)確定動(dòng)載系數(shù)KV計(jì)算圓周速度=1.08m/s故前面取8級(jí)精度合理，由齒輪的速度與精度查圖7-8得=1.11(3)確定齒間載荷分配系數(shù)K.齒寬初定=35.088mm計(jì)算單位寬度載荷值為=71.48N/mm100N/mm查表7-3取=1.4(4)確定齒向載荷分布系

15、數(shù),由表7-4得=1.15+0.18+3.1*0.108=1.32(5)計(jì)算載荷系數(shù)K=1*1.4*1.1*1.32=2.0328按實(shí)際載荷系數(shù)修正所算的分度圓直徑，由式（7-12）得=54.85(7)計(jì)算模數(shù) m=54.85/24=2.286.齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算(1)由式（7-18）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為確定上式中的各計(jì)算數(shù)值如下(1)由圖7-21（a）取=300MPa =220MPa（2）由圖7-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)（3）由表7-8查得彎曲疲勞安全系數(shù)=1.25（4）由表7-23得尺寸系數(shù)=1（5）由式（7-22）得許用應(yīng)力=480MPa=325MPa(6)確定計(jì)算載荷K初步確定齒高

16、h=2.25m=2.25*2.286=5.14 b/h=0.8*54.845/5.14=8.54 查圖7-12得=1.23 計(jì)算載荷K=1*1.12*1.1*1.23=1.52（7）確定齒形系數(shù)當(dāng)量齒數(shù)為=26.6=129.82由圖7-16查得=2.6=2.22（8）由圖7-17查得應(yīng)力校正系數(shù)=1.59, =1.76（9）計(jì)算大小齒輪的值=2.6*1.59/480=0.0086 =2.22*1.76/352=0.0112大齒輪的數(shù)值大(10)求重合度系數(shù)Y端面壓力角=arctan(tan20/cos15)=20.647基圓螺旋角的余弦值為=cos15cos20/cos20.647=0.97當(dāng)

17、量齒輪端面重合度，由式（7-30）得=1.581/0.97 =1.680按式（7-30）計(jì)算=0.25+0.75/an=0.25+0.75/1.680=0.696(11)由圖7-25得螺旋角影響系數(shù)=0.86（12）將上式各值代入公式計(jì)算 得：=1.62mm由于齒輪的模數(shù)Mn的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度，所以將計(jì)算的6.29按國際圓整為Mn=2,并根據(jù)接觸強(qiáng)度計(jì)算出的分度圓直徑=50.54，協(xié)調(diào)相關(guān)參數(shù)與尺寸為=50.54*cos15/2=24.41=4.845*24.41=118.26這樣設(shè)計(jì)出來的齒輪能在保證滿足彎曲強(qiáng)度的前提下，取較多的齒數(shù)，做到結(jié)構(gòu)緊湊，減少浪費(fèi)，且重合度增加，傳動(dòng)平穩(wěn)6.

18、齒輪幾何尺寸里計(jì)算(1)中心距 =(25+119)*2/(2*cos15)=149.07mm把中心距圓整成150mm(2)修正螺旋角=16.260螺旋角變化不大，所以相關(guān)參數(shù)不必修正(3)分度圓直徑=25*2/cos16.260=52.08=119*2/cos16.260=247.92(4)確定齒寬。b=0.8*52.08=41.67mm 取=42mm =50mm6.2第二對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)在常溫下連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，空載啟動(dòng)，工作時(shí)載荷有輕微沖擊；輸送帶工作速度v的允許誤差為5%；二班制（每班工作8小時(shí)），要求減速器設(shè)計(jì)壽命為8年，大修期為23年，中批量生產(chǎn)；三相交流電源的電壓為380/

19、220V，電動(dòng)機(jī)的額定功率為2.5175KW，高速齒輪，傳動(dòng)比為4.845，轉(zhuǎn)速為473.33r/min1.選擇齒輪材料、熱處理方法，精度，等級(jí)及齒數(shù)（1）選擇齒輪材料與熱處理。根據(jù)工作條件，一般用途的減速器可采用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)。查表7-1取小齒輪材料為40Cr鋼，調(diào)至處理，硬度HBS1=260；大齒輪材料為45鋼，調(diào)至處理，硬度HBS2=230；兩齒輪齒面硬度差為30HBS，符合軟齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求。（2）選擇齒輪的精度。此減速器為一般工作機(jī)，速度不高，參閱表7-7，初定為8級(jí)精度。（3）初選齒數(shù)。取齒數(shù)=24，= u*24=24*3.73=902. 確定材料的許用應(yīng)力（1）確定接觸疲勞極限

20、,由圖7-18（a）差MQ線得=720Mpa =580Mpa（2）確定壽命系數(shù)ZN小齒輪循環(huán)次數(shù)=60*97.69*1*(2*8*300*8)大齒輪循環(huán)次數(shù) =/3.73=由圖7-19查得=1（3）確定尺寸系數(shù),由圖7-20取= =1（4）確定安全系數(shù)SH，由表7-8=1.05。（5）計(jì)算許用接觸應(yīng)力H，按式（7-20）計(jì)算，得=686Mpa=552Mpa3. 根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒面接觸強(qiáng)度按式（7-25）計(jì)算，其式為確定上式中的各計(jì)算數(shù)值如下。(1) 確定螺旋角b=15，并試選載荷系數(shù)Kt=1.3.(2) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=9.55*2.4176/97.69=N.MM(

21、3) 確定齒寬系數(shù)d，由表7-6選取齒寬系數(shù)=0.8(4) 確定材料彈性影響系數(shù)ZE，由表7-5查得=189.8MPa(5)確定節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH，由圖7-14得=2.43(6)確定重合度系數(shù)Z由式（7-27）可得端面重合度為=1.626軸面重合度 =1.63因1，由式（7-26）得重合度系數(shù)=(1/1.626)=0.784(7)確定螺旋角系數(shù)=0.98試算所需小齒輪直徑=73.784.確定實(shí)際載荷系數(shù)K與修正系數(shù)所計(jì)算的分度圓直徑(1)確定使用系數(shù)KA，按電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，查表7-2取KA=1(2)確定動(dòng)載系數(shù)KV計(jì)算圓周速度=0.377m/s故前面取8級(jí)精度合理，由齒輪的速度與精度查圖7

22、-8得=1.11(3)確定齒間載荷分配系數(shù)K.齒寬初定=59.024mm計(jì)算單位寬度載荷值為=88.98N/mm100N/mm（d1取85MM）查表7-3取=1.4(4)確定齒向載荷分布系數(shù),由表7-4得=1.15+0.18+3.1*0.108=1.15+0.18*0.8+3.1*0.0001*36.8+0.108*0.8*0.8*0.8*0.8=1.32(5)計(jì)算載荷系數(shù)K=1*1.4*1.1*1.32=2.0328按實(shí)際載荷系數(shù)修正所算的分度圓直徑，由式（7-12）得=91.69(7)計(jì)算模數(shù) m=d1/z1=91.69/24=3.82.齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算(1)由式（7-18）得彎曲強(qiáng)度

23、的設(shè)計(jì)公式為確定上式中的各計(jì)算數(shù)值如下(1)由圖7-21（a）取=300MPa =220MPa（2）由圖7-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù)（3）由表7-8查得彎曲疲勞安全系數(shù)=1.25（4）由表7-23得尺寸系數(shù)=1（5）由式（7-22）得許用應(yīng)力=480MPa=325MPa(6)確定計(jì)算載荷K初步確定齒高h(yuǎn)=2.25m=2.25*3.82=8.595 b/h=0.8*50.54/4.7475=8.53 查圖7-22得=1.23 計(jì)算載荷K=1*1.12*1.1*1.23=1.52（7）確定齒形系數(shù)當(dāng)量齒數(shù)為=26.6=99.94由圖7-16查得=2.6=2.22（8）由圖7-17查得應(yīng)力校正系數(shù)=

24、1.59=1.76（9）計(jì)算大小齒輪的值=2.6*1.59/480=0.0086 =2.22*1.76/352=0.0112大齒輪的數(shù)值大(10)求重合度系數(shù)Y端面壓力角=arctan(tan20/cos15)=20.647基圓螺旋角的余弦值為=cos15cos20/cos20.647=0.97當(dāng)量齒輪端面重合度，由式（7-30）得=1.626/0.97 =1.728按式（7-30）計(jì)算=0.25+0.75/an=0.25+0.75/1.728=0.684(11)由圖7-25得螺旋角影響系數(shù)=0.87（12）將上式各值代入公式計(jì)算 得：=2.13mm由于齒輪的模數(shù)Mn的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度，

25、所以將計(jì)算的6.29按國際圓整為Mn=2.5,并根據(jù)接觸強(qiáng)度計(jì)算出的分度圓直徑d1=91.69，協(xié)調(diào)相關(guān)參數(shù)與尺寸為=91.69*cos15/3=29.52=3.73*29.52=109.951這樣設(shè)計(jì)出來的齒輪能在保證滿足彎曲強(qiáng)度的前提下，取較多的齒數(shù)，做到結(jié)構(gòu)緊湊，減少浪費(fèi)，且重合度增加，傳動(dòng)平穩(wěn)6.齒輪幾何尺寸里計(jì)算(1)中心距 =(30+110)*2/(2*cos15)=180.83mm把中心距圓整成181mm(2)修正螺旋角=15.571螺旋角變化不大，所以相關(guān)參數(shù)不必修正(3)分度圓直徑=30*2/cos15.571=91.70=110*2/cos15.571=342.93 (4)

26、確定齒寬。b=0.8*63=73.6mm 取=74mm =80mm7，軸的計(jì)算7.1合理選擇軸的材料和熱處理方法，確定許用應(yīng)力。軸的材料選最常用的45調(diào)制鋼。許用彎曲應(yīng)力為1807.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪上的力7.1高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.初步確定軸的最小直徑按彎扭強(qiáng)度計(jì)算：最小直徑：=97式中：C由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1表12-3中查得C值，40Cr 為10697考慮扭矩大于彎矩，取小值C=97。P軸傳遞的功率（單位kW）。n軸的轉(zhuǎn)速。應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于直徑的軸，并且有一個(gè)鍵槽，故軸徑需增大。所以最終軸的最小直徑為20mm2. 擬定軸上零件的裝配方案按軸向定位要求確定軸的各段直徑（1

27、） 考慮到連接帶輪，取帶輪處的軸徑（2） 取軸承處的直徑為 (初選軸承為7205AC)（3） 齒輪安裝軸段的直徑（4） 需要有定位軸肩的軸身（5） 軸承按軸向定位要求確定軸的各段長(zhǎng)度至此已經(jīng)設(shè)計(jì)出軸的長(zhǎng)度和各段直徑。3.軸上鍵校核設(shè)計(jì)連接為動(dòng)連接，載荷輕微振動(dòng)，且鍵材料均選用45號(hào)鋼，查表可得：，取。需滿足：其中由軸的直徑30mm，可取鍵的尺寸bh=108mm。則: 故此平鍵滿足強(qiáng)度要求。4，軸的強(qiáng)度校核(1)軸傳遞轉(zhuǎn)矩T=9.549*P/n=9.549*2.2175/473.33=50788N*MM(2)齒輪上的圓周力：Ft=2T/d=2*5.788/50.08=2028N(3)齒輪上的徑向

28、力 (4)齒輪上的軸向力(5)軸承支反力V帶作用在軸上的力:Q=774.06N在ZY平面Rbz=Ft-Raz=2028-1414=614N在XY平面N=Q-Fr+Rax=774.06-764+984=994N5.彎扭矩ZY面：Mzy=Raz*e=1414*39=55146N.MMXY面Mmax=Q*g=774.06*93.5=72375N軸的受力簡(jiǎn)圖、彎扭矩圖、彎扭矩合成圖以及轉(zhuǎn)矩圖如下：確定危險(xiǎn)截面-截面所受彎矩和轉(zhuǎn)矩較大，且有與軸承過盈配合而產(chǎn)生的應(yīng)力集中及圓角所產(chǎn)生的應(yīng)力集中-截面彎矩雖然較大，但與-截面相比，沒有-大，所以危險(xiǎn)截面為-面-截面彎矩雖然較小，但是截面積也較小，又有鍵槽產(chǎn)生

29、的應(yīng)力集中，有可能是危險(xiǎn)截面校核-截面M=72375N.MM彎曲應(yīng)力應(yīng)力幅和平均應(yīng)力扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力（視為脈動(dòng)循環(huán)）扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力幅及平均扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力=1/2(-)=8.3MPa=1/2(+)=8.3MPa校核安全系數(shù)：-截面有兩個(gè)應(yīng)力集中源，即軸與軸承過盈配合引起的應(yīng)力集中及過渡圓角引起的應(yīng)力集中，取其中較大值。 由過渡圓角引起的應(yīng)力集中，根據(jù)軸徑直徑，軸肩直徑，表面粗糙度Ra1.25um，圓角直徑r=2mm,由圖12-20.附表12-3，附表12-4，附表12-5查得、預(yù)期應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60nt=60*120*20000=1.44*故去壽命系數(shù)，。于是：由過盈引起的應(yīng)力集中：根據(jù)軸，但軸承為特殊的基

30、孔制，實(shí)際配合性質(zhì)為過盈配合，按查附表12-2、附表12-4得，。于是由過盈聯(lián)接引起的應(yīng)力集中較大按此值計(jì)算，由附表12-6查得材料對(duì)盈利循環(huán)不對(duì)稱性的敏感系數(shù)，。 疲勞強(qiáng)度系數(shù)按材質(zhì)的不均勻，取許用系數(shù)S=1.51.8，SS,所以1-1截面是安全的。由于工作比較平穩(wěn)，不需作靜強(qiáng)度校核5校核高速軸軸承壽命由表12.3查得7207C軸承的。（1） 計(jì)算軸承的軸向力由高速軸計(jì)算得，將力合成，由高速軸設(shè)計(jì)齒輪上的軸向力為Fx=543N軸承I、II內(nèi)部軸向力分別為比較兩軸承的受力，因及，故只需校核軸承I。（2） 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷由，由表10.13查得。因?yàn)椋?。?dāng)量動(dòng)載荷為（3） 校核軸承壽命軸承在以

31、下工作，由表10.10查得。中等沖擊，由表10.11查得。軸承I的壽命為已知減速器使用8年兩班，23年大修，則預(yù)期壽命為，故軸承壽命充裕。7.2中間軸(即軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算1 選擇軸的材料選用45號(hào)鋼，熱處理方式為調(diào)質(zhì)，能獲得良好的綜合機(jī)械性能。2 初算軸徑.33.3892.2.95611233110min=nPCdC由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1表9.4中查得C值，45號(hào)鋼的值為11297考慮扭矩大于彎矩，取小值C=110。圓整為40mmP2軸傳遞的功率（單位kW）。n軸的轉(zhuǎn)速。軸上有兩個(gè)鍵槽，增大5%32.97*（1+5%）=34.62MM由表6-2取軸的標(biāo)準(zhǔn)值35.5MM各類數(shù)據(jù)如

32、下圖所示3 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按軸向定位要求確定軸的各段直徑(1) 取軸承處的直徑為d=35mm(初選軸承為7208AC)(2) 齒輪安裝的直徑d2=48mm(3) 考慮軸環(huán)的定位取軸環(huán)直徑d3=38m(4) 考慮到齒輪3的安裝直徑d4=38mm(5) 考慮齒輪3的軸肩定位d5=35mm按軸向定位要求確定軸的各段長(zhǎng)度（1）考慮到軸承寬度，取L1=27mm。（2）考慮到與小齒輪配合，取L2=40mm（3）軸環(huán)寬度取=10mm（4）考慮到與大齒輪配合，取L4=56mm（5）考慮軸肩到軸承寬度，取L5=35mm，至此已經(jīng)設(shè)計(jì)出軸的長(zhǎng)度和各段直徑4.軸上鍵校核設(shè)計(jì)連接為動(dòng)連接，載荷輕微振動(dòng)，且鍵材料

33、均選用45號(hào)鋼，查表可得：，取。需滿足：其中由軸的直徑34mm，可取鍵的尺寸bh=149mm。則大齒輪: 則小齒輪：故此平鍵滿足強(qiáng)度要求。7.3輸出軸(即軸)的設(shè)計(jì)計(jì)算1選擇軸的材料考慮使用45號(hào)鋼的時(shí)候軸可能會(huì)比較粗，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且第三根軸傳遞力矩較大，故選用40Cr，熱處理方式為調(diào)質(zhì)，能獲得良好的綜合機(jī)械性能。2初算軸徑按彎扭強(qiáng)度計(jì)算：.53.0720.163.2.39310833110min=nPAd考由表6-2取軸的標(biāo)準(zhǔn)值55MM軸承選7211AC 寬27MM，直徑100MM慮到軸上鍵槽適當(dāng)增加軸直徑，。式中：C由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)。由參考文獻(xiàn)1表9.4中查得C值，45號(hào)鋼的值為

34、考慮扭矩大于彎矩，取小值C=110。圓整為63mmP2軸傳遞的功率（單位kW）。n軸的轉(zhuǎn)速。3軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體用剖分結(jié)構(gòu)形式。因傳遞功率小，齒輪減速器效率高，發(fā)熱小，估計(jì)軸不會(huì)很長(zhǎng)，故軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設(shè)計(jì)的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖：中間軸的草圖1 所示，圖6-7 輸出軸示意圖2.擬定軸上零件的裝配方案 按軸向定位要求確定軸的各段直徑(1) 考慮軸承配合取軸徑=60mm(初選軸承為7215AC)(2) 考慮齒輪配合段軸徑取=48mm(3) 軸環(huán)處的直徑為d3=78mm(4) 考慮軸身的直徑d4=68mm(5) 考慮軸

35、承配合直徑d5=60mm 按軸向定位要求確定軸的各段長(zhǎng)度(1) 考慮到軸承伸出連接聯(lián)軸器的距離，取L1=45mm,(2) 考慮到軸與齒輪配合，取L2=48mm，(3) 軸環(huán)寬度取10mm(4) 考慮到裝配要求軸身=34mm至此已經(jīng)設(shè)計(jì)出軸的長(zhǎng)度和各段直徑。4，軸上鍵的校核連接為動(dòng)連接，載荷輕微振動(dòng)，且鍵材料均選用45號(hào)鋼，查表可得：，取。需滿足：其中由軸的直徑65mm，可取鍵的尺寸bh=2012mm。則大齒輪: 故此平鍵滿足強(qiáng)度要求。8. 減速器潤(rùn)滑及密封設(shè)計(jì)8.1 齒輪的潤(rùn)滑由于兩對(duì)嚙合齒輪中的大齒輪直徑徑相差不大，計(jì)算它們的速度：，由上述齒輪設(shè)計(jì)的陳述，閉式二級(jí)圓柱斜齒輪減速器，其高速級(jí)大

36、齒輪的齒頂圓上的線速度小于2m/s，所以齒輪傳動(dòng)可采用周期性手工加油或加脂進(jìn)行潤(rùn)滑。8.2 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑由于滾動(dòng)軸承的速度較低，所以可用脂潤(rùn)滑。8.3 減速器的密封密封件是減速器中應(yīng)用最廣的零部件之一，為防止減速器內(nèi)的潤(rùn)滑劑泄出，防止灰塵、切削微粒及其他雜物和水分侵入，減速器中的軸承等其他傳動(dòng)部件、減速器箱體等都必須進(jìn)行必要的密封，以保持良好的潤(rùn)滑條件和工作環(huán)境，使減速器達(dá)到預(yù)期的壽命。 一、 軸伸出端的密封 軸承的密封裝置，一般分為非接觸式和接觸式兩類，由于粗羊毛氈圈適用的圓周速度3m/s，所以軸承伸出端選粗羊毛氈圈。 二、 箱體結(jié)合面密封 箱蓋與箱座的密封常用在箱蓋與箱座的接合面上涂上密

37、封膠和水玻璃的方法實(shí)現(xiàn)，為了提高接合面的密封性，可在箱座接合面上開油溝，使?jié)B入接合面之間的潤(rùn)滑油重新流回箱體內(nèi)部。為了保證箱體座孔與軸承的配合，接合面上嚴(yán)禁加墊片密封。 三、 軸承靠近箱體內(nèi)外側(cè)的密封 軸承靠近箱體內(nèi)外側(cè)的密封作用可分為封油環(huán)和擋油環(huán)兩種。 擋油環(huán)用于脂潤(rùn)滑軸承的密封，作用是使軸承室與箱體內(nèi)部隔開，防止箱內(nèi)的稀油飛濺到軸承腔內(nèi)，是潤(rùn)滑脂變稀而流失。 甩油環(huán)用于潤(rùn)油潤(rùn)滑的軸承，甩油環(huán)與軸承座孔之間留有不大的間隙，其作用是防止過多的油雜質(zhì)等沖刷軸承，但同時(shí)又要保證有一定的油量仍能進(jìn)入軸承腔內(nèi)進(jìn)行潤(rùn)滑。第九節(jié) 箱體及其附件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.1 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)箱體采用剖分式結(jié)構(gòu)，剖分面通過軸

38、心。下面對(duì)箱體進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。9.1.1確定箱體的尺寸與形狀箱體的尺寸直接影響它的剛度，首先確定合理的箱體壁厚。為了保證結(jié)合面連接處的局部剛度與接觸剛度，箱蓋與箱座連接部分都有較厚的連接壁緣，箱座底面凸緣厚度設(shè)計(jì)得更厚些。9.1.2 合理設(shè)計(jì)肋板在軸承座孔與箱底接合面處設(shè)置加強(qiáng)肋，減少了側(cè)壁的彎曲變形。9.1.3 合理選擇材料因?yàn)殍T鐵易切削，抗壓性能好，并具有一定的吸振性，且減速器的受載不大，所以箱體可用灰鑄鐵制成。9.2 附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.2.1 檢查孔和視孔蓋檢查孔用于檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、潤(rùn)滑情況、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙，還可用來注入潤(rùn)滑油，檢查要開在便于觀察傳動(dòng)件嚙合區(qū)的位置，其尺寸大小應(yīng)便

39、于檢查操作。視孔蓋用鑄鐵制成，它和箱體之間加密封墊。9.2.2 放油螺塞放油孔設(shè)在箱座底面最低處，其附近留有足夠的空間，以便于放容器，箱體底面向放油孔方向傾斜一點(diǎn)，并在其附近形成凹坑，以便于油污的匯集和排放。放油螺塞為六角頭細(xì)牙螺紋，在六角頭與放油孔的接觸面處加封油圈密封。9.2.3 油標(biāo)油標(biāo)用來指示油面高度，將它設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。9.2.4 通氣器通氣器用于通氣，使箱內(nèi)外氣壓一致，以避免由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)箱內(nèi)溫度升高，內(nèi)壓增大，而引起減速器潤(rùn)滑油的滲漏。將通氣器設(shè)置在檢查孔上，其里面還有過濾網(wǎng)可減少灰塵進(jìn)入。9.2.5起吊裝置起吊裝置用于拆卸及搬運(yùn)減速器。減速器箱蓋上設(shè)有吊孔，箱座凸緣

40、下面設(shè)有吊耳，它們就組成了起吊裝置。9.2.6起蓋螺釘為便于起蓋，在箱蓋凸緣上裝設(shè)2個(gè)起蓋螺釘。拆卸箱蓋時(shí)，可先擰動(dòng)此螺釘頂起箱蓋。9.2.7 定位銷在箱體連接凸緣上相距較遠(yuǎn)處安置兩個(gè)圓錐銷，保證箱體軸承孔的加工精度與裝配精度。 由2表8-1設(shè)計(jì)減速器的具體結(jié)構(gòu)尺寸見下頁表格。表 8-1減速器各尺寸一覽表減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸名稱公式數(shù)值(mm)箱座壁厚=0.025a+388箱蓋壁厚1=0.02a+388箱體凸緣厚度箱座b=1.512箱蓋b1=1.5112箱座底b2=2.520加強(qiáng)肋厚箱座m0.857箱蓋m10.857地腳螺釘直徑和數(shù)目df=0.036a+12M16n=6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=0.72 dfM12箱蓋和箱座聯(lián)接螺栓直徑d2=0.6 dfM12軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目高速軸d3 =0.4-0.5 dfM8n=6中間軸M8低速軸M8軸承蓋外徑D2高速軸D2=D+5d3122中間軸112低速軸135觀察孔蓋螺釘直徑d4=0.4 dfM8df、d1、d2至箱外壁距離dfC120d112d212df、d1、d2至凸緣邊緣的距離dfC220d116d216大齒輪齒頂圓與內(nèi)壁距離11.215齒輪端面與內(nèi)壁距離215外壁至軸承座端面的距離l1=C2+C1+(510)45其他有關(guān)數(shù)據(jù)見裝配圖的明細(xì)表