帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置設(shè)計任務(wù)書

1、帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置設(shè)計任務(wù)書1帶式運(yùn)輸機(jī)工作原理帶式運(yùn)輸機(jī)傳動示意圖如下圖所示L2、已知條件1）工作條件：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度35C；2）使用折舊期：八年；3）檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修；4）動力來源：電力，三相交流，電壓 380/220V;5）運(yùn)輸帶速度允許誤差：土 5%6）制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。3、設(shè)計數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶工作拉力：F=2600N ; 運(yùn)輸帶工作速度：V=1.1m/s ; 卷筒直徑：D=220mm注：運(yùn)輸帶與卷筒直接按機(jī)卷筒軸承的摩擦影響已經(jīng)在F中考慮。4、傳動方案帶一單級直齒圓柱齒輪減速

2、器，傳動方案簡圖如圖1-2所示。5、設(shè)計內(nèi)容1）按照給定的數(shù)據(jù)和傳動方案設(shè)計減速器裝置；2）完成減速器裝配圖一張（ A1）；3）零件工作圖兩張；4）編寫設(shè)計計算說明書 1 份。一、選擇電動機(jī)電動機(jī)是常用的原動機(jī)，是已經(jīng)系列化的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制簡便和維護(hù)容易等優(yōu) 點(diǎn)。在接卸設(shè)計課程設(shè)計中，主要根據(jù)需電動機(jī)的輸出功率，工作條件及經(jīng)濟(jì)性要求，從產(chǎn)品目錄中選擇 其類型和結(jié)構(gòu)形式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速、確定具體型號。（ 1） 選擇電動機(jī)的類型：按工作要求和條件選取 Y 系列一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)。（ 2） 選擇電動機(jī)的容量：工作機(jī)所需的功率： P w = F*V/

3、1000=2600x1.1 / 1000=2.86 （ kW）由電動機(jī)至工作機(jī)之間的總效率（包括工作機(jī)的效率）為n = n 1* n 2 n 2 n 3 n 4* n 5機(jī)械傳動及摩擦副的效率概略表得各部分效率為：齒輪傳動效率 n1 = 0.96 ；滾動軸承傳動效率（一對） n2= 0.99 、；閉式圓柱齒輪傳動效率n3=0.97 ；彈性聯(lián)軸器傳動效率 n4=0.99 ；卷筒軸的軸承及卷筒的傳動效率 n5=0.96.n = 0.96 x 0.99 x 0.99 x 0.97 x 0.99 x 0.96 =0.867所以：P d = Pw/ n = 2.86 / 0.867 kW = 3.30

4、kW使Pm = (1 s i.3)Pd = 3.30 4.29kW根據(jù)Pm選取電動機(jī)的額定功率Pw,因?yàn)檩d荷較平穩(wěn)，由查表選得Y系列電動機(jī)的額定功率Pd = 4 kW P%=( Pm - Pd)/ P m =(4.29-4)/ 4.29 = 6.7%可以選用該功率的電動機(jī)(3)確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速：運(yùn)輸機(jī)卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：nw = 60 x 1000V/ n D = 60 x 1000x 1.1/(3.14 x 220) =95.54r/min按推薦傳動比范圍，取V帶傳動傳動比i 1 = 2 s 4，單級直齒圓柱齒輪傳動比i 2 = 3 s 5，則合理總傳動比的范圍為：i = 6 s 20故電動

5、機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為：nd = i*n w = (6 s20) x 95.54r/min = 573.24 s 1910.8 r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min 、1000 r/min , 1500 r/min.再根據(jù)計算出的容量，挑選出電機(jī)做比較選擇，取1000 r/min的電動機(jī)。所選電動機(jī)的主要外形尺寸和安裝尺寸如表-2和表-3所示。表-1 ,待選電動機(jī)參數(shù)：電動機(jī)型號同步轉(zhuǎn)速額定功率滿載轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩質(zhì)量(kg)總傳動比(r/min )(KW)(r/mi n)額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132M1-61000, 6 極49602.02.07318.27表-2外形尺寸(mr)i：

6、機(jī)座號極數(shù)ABCDEFGHKABACADHDBBL132M62161 788 942+0.0188 01 0331321 2280270210315238515表-3安裝尺寸(mm：中心高H外形尺寸Lx (AC/2+AD) x HD底腳安裝尺寸Ax B地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸Dx E裝鍵部位尺寸Fx G132515*(270/2+210)*315216x 1781242.018 x 8010*33、傳動裝置的總傳動比及分配各級傳動比電動機(jī)確定后，根據(jù)電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作裝置的轉(zhuǎn)速就可以計算傳動裝置的總傳動比。（ 1） 計算總傳動比：由前面計算的輸送機(jī)卷軸筒的轉(zhuǎn)速為nw=95.54 r/min

7、總傳動比 i = n m/ nw = 960 / 95.54 =10.05（ 2） 分配各級傳動比：按推薦傳動比范圍，V帶傳動傳動比i i = 2 s 4，單級圓柱齒輪傳動比i 2 = 3 s 5 ,為使傳動裝置外廊尺寸盡可能緊湊，滿足i i<i 2 ,按推薦i 21.3 i 1可取i 1 =2.60，則齒輪傳動比：i2= i / i 1=10.05/2.60 = 3.86（ 3） 計算傳動裝置的運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)：各軸的輸入功率電動機(jī)軸 :P0 = 3.30 kW主動軸 :P1 = Pd? 1= 3.30 * 0.96=3.17kW從動軸 :P2= P1? 2? 3 = 3.17* 0

8、.99 * 0.97=3.04 kW卷筒軸 :P3= P2? 2? 4 =3.04 * 0.99 * 0.99 =2.98 kW各軸輸出功率主動軸 :Pi' = P I * ? 2=3.17*0.99=3.14kw從動軸 :P2' = P2* ? 2=3.04*0.99=3.01kw卷筒軸 :P3' = P3* ? 5=2.98*0.95=2.86kw各軸的轉(zhuǎn)速電動機(jī)軸 :n。=960 r/min主動軸:n1 = n 。/ i 1 =960 / 2.60= 369.23 r/min卷筒軸： n3 = n 2 = 95.65r/min各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機(jī)軸(輸出):T 0

9、 = 9550 * P 0 / n 。 = 9550 * 3.30 / 960 = 32.83 N.m主動軸： T1= 9550 * P i / n i = 9550 * 3.17/369.23=81.99 N.m從動軸:T2= 9550 * P 2 / n 2= 9550 * 3.04 / 95.65 = 303.52 N.m卷筒軸:T3= 9550 * P 3 / n 3 = 9550 *2.98 / 95.65=297.53 N.m各軸的輸出轉(zhuǎn)矩主動軸：Ti' = 9550 * P i/ n 1 =9550 * 3.14 /369.23=81.21N.m從動軸:2 = 9550

10、* P 2/ n 2=9550 * 3.01 / 95.65=300.53N.m從動軸:2 = n i / i 2=369.23/ 3.86 = 95.65r/min卷筒軸:3' =9550 * P 3 / n 3=9550 * 2.86 / 把上述計算結(jié)果列于下表:軸名功率P (kW)轉(zhuǎn)矩T (N.m)轉(zhuǎn)速nr/mi n輸入輸出輸入輸出電動機(jī)軸3.3032.83960主動軸3.173.1481.9981.21369.23從動軸3.043.01303.52300.5395.65卷筒軸2.982.86297.53285.5595.65三、傳動零件的設(shè)計計算1、V帶傳動設(shè)計結(jié)果計算及說明1

11、）確定計算功率:考慮到載荷性質(zhì)和運(yùn)轉(zhuǎn)時間長短等因素影響，按輕型輸送機(jī)，載荷變動微小，每天工作小時數(shù)為1016h，查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 8-4，取工作系數(shù)kA=1.2,Pd=3.96 kw則計算功率Pd=Ka*P02) 選定帶型：根據(jù)計算功率Pd和小帶輪轉(zhuǎn)速n 1,由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 8-9初選定帶的型號為 A型、3) 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑di和d2：選定A系列V帶初取 d1=100mm 根據(jù)V帶截型參考機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 8-5選取小帶輪基準(zhǔn)直徑，要求di> dmin ,并取為標(biāo)準(zhǔn)值。初取 d1=100mm 驗(yàn)算帶的速度V。根據(jù) v= n d1*n1 / 60x1000 =3.14*100*960/

12、( 60*1000 ) =5.024(m選定 d1=100mm因?yàn)関=5.024(m/s)5,20 m/s符合實(shí)際的需要。265 確定大帶輪的基準(zhǔn)直徑d2。根據(jù)d2= i 1*d仁2.6*100=260 (mr)查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)d2= 265mm表 8-5，取 d2=265 (mm 驗(yàn)算傳動比i 帶=2.65符合要求i 帶=d2/ d 1=265/100=2.65 i%= (i 帶-i 1)/i 1 =(2.65 - 2.60)/2.6=1.9% < 5%符合要求4) 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度 Ld。a0 = 500 mm初定中心距為 0.7(d 計d2)< a 0 <2(d

13、1+d2),貝U： 255.56< a 0 <730取定 ao =500 mm根據(jù)帶傳動的幾何關(guān)系，按下式計算所需的基準(zhǔn)長度Ld '為：Ld'1586.7mmLd2 a0+n( d1+d2) / 2+ ( d1+d2) 2 / 4 a 0=2x500 +3.14x(100+265) / 2 + (265-100)2 / (4x500) =1586.7mm根據(jù)Ld'查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 8-6選取與之接近的 V帶基準(zhǔn)長度Ld,選取Ld=1600mmLd=1600mm根據(jù)Ld計算實(shí)際中心距為 a a0 + ( Ld - L d') / 2=500+(1600

14、-1586.7) / 2 =506.65 mma 510mm圓整至a=510 mmamin=486mmamax=558mma 仟 161.2 °滿足要求帶的根數(shù)Z=4帶的初拉力F0 =163.28N壓軸力Q=1286.40N小帶輪為實(shí)心 式結(jié)構(gòu)，大帶 輪為輪輻式結(jié) 構(gòu)為便于安裝和調(diào)整中心距，需留出一定的中心距調(diào)整余量。中心距的變動范圍為:amin= a - 0.015 L d =510- 0.015 x1600 = 486mm amax= a + 0.03 L d = 510+ 0.03 x 1600 = 558mm5) 驗(yàn)算小帶輪的包角 a 1a 仟 180 ° - (d

15、2-d 1)x57.5 ° / a=180 ° - (265-100)x57.5° / 510=161.27>120 °6) 確定帶的根數(shù) Z根據(jù)包角a仟161.27 °，帶長Ld=1600mm以及傳動比為i 1 =2.65 ,小帶輪轉(zhuǎn)速n 1=960r/min ;分別查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 8-3，表8-6，表8-7得到：包角系數(shù)Ka=0.95 ;長度系數(shù)Kl=0.99 ;單根V帶的基本額定功率 Fb=0.95kw ; Fb=0.11kw ;計算帶的根數(shù)：Z=R/( Po+AP0) K aKL=3.96 /(0.95+0.11)x0.99 x

16、 0.95=3.97因此取 Z=47) 確定帶的初拉力 F0初拉力的大小是保證帶傳動正常工作的重要因素，保證傳動正常工作單餓單根V帶合適的初拉力為：查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 8-1得，A截型V帶的單位長度質(zhì)量為 q=0.10kg/m,貝U：F0 =500 Pd (2.5/K a - 1 ) /Zv + qv 2=500 x 3.96 x (2.5 / 0.89 -1) / (4x5.024) + 0.10 x 5.0242 =163.28N8) 計算帶作用在軸上的力 Q壓軸力 Q=2Z F°sin (a 1/2 ) =2x4x163.28x sin(161.27 / 2)=1286.40N9

17、) 選定帶輪結(jié)構(gòu)由帶輪基準(zhǔn)直徑 d1=100mm d2= 265mm以及電動機(jī)軸直徑為D=42.018mm為依據(jù)，確定小帶輪為實(shí)心式結(jié)構(gòu)，大帶輪為輪輻式結(jié)構(gòu)。2、齒輪傳動的設(shè)計與計算計算及說明結(jié)果由之前計算得到數(shù)據(jù)有低速級齒輪的動力參數(shù)有：Pi= 3.17kw; n i=369.23r/min; T i=81990N - mm; i 2 = 3.861）選擇齒輪材料和確定許用應(yīng)力齒輪材料查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊第二章材料的參數(shù)，于表2-7優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中，選擇45號鋼材料，再參考機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表9-4齒輪常用材料及許用應(yīng)力，為使大小齒輪的壽命相近，選擇：小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，HBS=240;HB

18、S=240大齒輪選用45鋼，正火，HBS=200;HBS=200HBS-HBS=220-180=40合適許用應(yīng)力根據(jù)大小齒輪的 HBS查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 9-4得：小齒輪許用接觸應(yīng)力d h1 =380+0.7HBS 1=380+0.7x240=548 MPad h1=548 MPa許用彎曲應(yīng)力d f1=140+0.2HBS 1=140+0.2x200=188 MPad F1=188MPa大齒輪許用接觸應(yīng)力d h2 =380+0.7HBS 2=380+0.7x180=520MPad h2=520 MPa許用彎曲應(yīng)力d f2=140+0.2HBS 2=140+0.2x180=180 MPad F2=

19、 180 MPa2）設(shè)計齒輪參數(shù)對于HBS<350的閉式軟齒面齒輪傳動，可以先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 在本例中，鋼制齒輪的彈性模量E=2.06x105 MPa；壓力角a =20° ;工作系數(shù)K=1.31.6，因?yàn)辇X輪對稱布置，所以取K=1.3 ;對于閉式軟齒面?zhèn)鲃?，齒輪對稱靠近軸承，齒寬系數(shù)“ d=0.81.4，選擇“ d=1。K=1.3按照設(shè)計公式可得：Ip d=1.03670KTi i2 13670 1.3 81210 3.86 14H2di23 520138660.43mm 對于閉式軟齒面齒輪傳動，在滿足彎曲強(qiáng)度的條件下，應(yīng)去較多的齒數(shù)乙和

20、較小的模數(shù)，這樣可以增大重合數(shù)，提高傳動的平穩(wěn)度，還可以節(jié)省制造費(fèi)用，一般乙=2040。 在本例中選取：小齒輪的齒數(shù) 乙=31;大齒輪齒數(shù) Z2=i 2*Z2=3.86 x 31 =119.66；為使齒輪磨損均勻，應(yīng)使兩輪齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)，因此Z2=120驗(yàn)算傳動比 i%= |Z 2/ Z 1 - i2|/i 2 =|120 / 31-3.86| / 3.86=0.28%滿足條件 主要尺寸計算齒輪模數(shù) m= d1/ Z 1=60.43 / 31=1.95取標(biāo)準(zhǔn)值 m=2中心距 a2=m(乙 + Z 2)/ 2=2x(31+120) / 2=151m大齒輪齒寬 b1 = ® d*m* Z

21、1 =1x2x3仁62mm,為了便裝配，齒寬一般取小齒輪比大齒輪寬510mm因此：小齒輪齒寬 b1= b 2+5=62 +6 = 68mm3) 驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由之前的數(shù)據(jù)得：小齒輪許用彎曲屈服應(yīng)力b F1=188MPa；大齒輪許用彎曲屈服應(yīng)力b F2= 180 MPa ;載荷系數(shù)K=1.3 ;又由乙=31; Z2=120查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 9-8得到正常齒制標(biāo)準(zhǔn)外齒合齒輪的齒形 系數(shù)為：Yf1=2.5 ; Yf2=2.2應(yīng)用公式得：b F1=2KT1YF/b 2乙=68.66MPa < b F1=188MPab F2= b F1* Y F2/ Y F1/ 2.5 = 60.42MPa

22、<b F2= 180 MPa齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。4) 齒輪的精度等級根據(jù) V=n d160.43mm乙=31Z2=120m=2a2=151mmb2=62mmb1 =68mmb F1< b F1b F2< b F2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠9-6直齒參考機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表 9-5各類機(jī)器所用齒輪傳動的精度等級范圍，及表圓柱齒輪精度等級與圓周速度的關(guān)系，HBS<350選擇齒輪精度為等級 9。5)將齒輪的主要尺寸和幾何參數(shù)匯總成下表：名稱代號及公式小齒輪大齒輪齒輪精度為等級9齒數(shù)Z31120分度圓直徑d=mz62240齒頂咼ha=ha*m2齒根高h(yuǎn)f=(h a*+c*)2.5全齒高h(yuǎn)

23、=(2h a*+c*)4.5齒頂圓直徑da=(z+2h a*)m66244齒根圓直徑df=(z-2h a*-2c*)m57235基圓直徑db=d COS a58.26225.53齒距p= n m6.28齒厚s=p/23.14齒槽寬e=p/23.14中心距a=(d 1+d2)/2151傳動比i=z 2 / z i3.87注：對正常齒 ha*=1.0;c*_0.25 ;壓力角a =20° .6)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計因?yàn)樾↓X輪的齒頂圓直徑dai_62 mm < 160mm,因此暫定米用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。因?yàn)榇簖X輪的齒頂圓直徑da2=244mm< 500mm為減輕重量，節(jié)約材料和便于搬運(yùn)和裝

24、拆，采用腹板式結(jié)構(gòu)。四、校檢實(shí)際轉(zhuǎn)速各級傳動零件的參數(shù)確定后，應(yīng)計算執(zhí)行裝置的實(shí)際轉(zhuǎn)速，并驗(yàn)算實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)計要求的轉(zhuǎn)速偏差是構(gòu)在 許用范圍。本例帶式輸送機(jī)起傳動滾筒軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速為nW =nd/i 帶 x i 齒實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)計要求的轉(zhuǎn)速偏差 n%=|nw-nw' |/n wXlOO% = |93.57-95.54|/95.54x100%=2.1 % < 5%因此該傳動裝置可用。五、軸的計算主動軸的計算和設(shè)計計算及說明結(jié)果1）選擇軸的材料從經(jīng)濟(jì)性以及對之前的小齒輪所選的材料考慮，參考機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊第二章材料的參數(shù)，選擇 45號剛為高速軸材料，調(diào)質(zhì)處理，HBS=220查機(jī)械設(shè)計基

25、礎(chǔ)d -1=60MPa表13-1得到許用彎曲應(yīng)力d _i=60MPa并由之前的計算結(jié)果有：Pi = 3.14kw; n 1=369.23r/min; T 1' =81210N - mm;2）按轉(zhuǎn)矩估算軸的最小直徑查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 表13-2軸常用材料的許用切應(yīng)力t t及A值，對軸上彎矩較小，的載荷較平穩(wěn)，無軸向載荷，軸只做單向運(yùn)轉(zhuǎn)，A取較小值，反之 A取大值。對于45鋼有 A* 103,126.丄、亠|R1 3.14按公式 d1 Ai (103126)3 (21.0125.70)mm山 369.23軸端直徑查標(biāo)準(zhǔn)取標(biāo)準(zhǔn)得：d1=25mm3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)分析要點(diǎn)， 結(jié)合后述尺寸

26、確定，考慮到圓柱齒輪傳動， 選用深溝球軸承，d1=25mm米用凸緣式軸承蓋，依靠普通平鍵聯(lián)接實(shí)現(xiàn)周向固定，利用軸肩結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)軸與軸承的軸向固定?？紤]到小齒輪分度圓直徑與軸的直徑差距不大的情況，米用齒輪軸的結(jié)構(gòu)方案。軸與其它零部件相配合的具體情況見后裝配。軸的結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計圖如下圖所示，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要有三項(xiàng)內(nèi)容：各軸段徑向尺寸的確定； 各軸段軸向長度的確定；其它尺寸（如鍵槽、圓角、到角，退刀槽等）的確定。各軸段徑向尺寸的確定如草圖所示，從軸段 d1=25 mm開始，逐段選取相鄰軸段的直徑。d2起定位固定作用，考慮V帶大輪的內(nèi)孔倒角，定位軸肩高度取h=2.5，故d2 =d1 +2h=30 mm,取d

27、2 =30mm,該尺寸應(yīng)滿足密封件的直徑系列要求。d3與軸承內(nèi)徑相配合，考慮安裝方便，結(jié)合軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列并符合軸承內(nèi)徑系列，取d3=35 mm,初選定軸承代號為 6007。d4起定位作用，上套擋油環(huán)，按軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列和安裝尺寸，取d4 =42 mmd5即為小齒輪部分，將 d5作為分度圓的直徑，即 d5 =62 mm>根據(jù)對稱性 d6=d4=42mm; d 7=d3=35mm 軸向尺寸的確定從Li段開始，Li段與V帶的大輪配合，由之前的計算的大帶輪的輪緣寬為B=65± 3mm取 Li=65mmL2段，該段上要安裝密封部件，方便在不拆下帶輪的情況下打開箱蓋，估算可得，La=35

28、mmL3安裝軸承段，L3=30mmL4定位軸肩的長度為：L 4=8mmL5因采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，L5即為小齒輪的齒寬 L5=bi=68mm根據(jù)對稱性，有 L6= L4=8mm L7= L 3=30mm兩軸承中心距 L=2(L 3+L4)+ L 5 - 17 (軸承厚度)=135mmd2=30mmds=35mm初選軸承6007d4=42mmds=62mmd6 =42mmd7= 35mm 其他尺寸53頁關(guān)大帶輪與軸的周向固定采用A型普通平鍵，查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊第于鍵連接，由 di=25mm Li=65mm選 GB/T 1096 鍵 A 8 x 7 x 504)按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強(qiáng)度對軸進(jìn)行強(qiáng)度計算

29、齒輪的受力計算由 T1 =81.21N m=81210N mm圓周力 Ft=2 T1 '/d1=2x81210/62=2619.68N徑向力 Fr=Ft tan a =2619.68 x tan20° =953.48N因?yàn)檫x用的是直齒齒輪，因此不存在軸向力 根據(jù)之前的計算該軸還將受到V帶大輪所帶來的壓力Fq= Q=1286.40N。根據(jù)之前的計算，得到大帶輪和相近軸承的中心距為L' =L/2+L2+B(軸承寬)/2=65 / 2+ 35+ 14 / 2 = 79.5mm 求水平面支反力和彎矩支反力：Fb1=F C(L ' +L)+ F rL/2 / L=128

30、6.40x(79.5+135)+953.48 x 135/ 2 /135=2520.69NFA1=Fq+Fr- F B1 =1286.40+953.48-2520.69=-280.81NW= Fa1L/2=280.81x135/2 =18954.45N mmMB1= Fq L ' mm 求豎直面支反力和彎矩支反力：FafFbfF / 2=2619.68 / 2=1309.84N彎矩：M2= Fa2L/2=1309.84x135/ 2=88414.2 N mm 合成彎矩：MB 合=Mb1=102268.8 N mmMC 合M C12 M C22 d8954.45288414.229042

31、3.13N ? mm 由之前的計算得到該軸的扭矩為T1 =81210N - mmL1=65mmL2=35mmLs=30mmL4=8mmLs=62mmL6= 8mmL7=30mmL=135mmGB/T 1096鍵 A 8x7x50Ft=2619.68NFr =953.48N 計算當(dāng)量彎矩Fb1=2520.69由于扭矩不變，應(yīng)力校正系數(shù)a 0.3，根據(jù)當(dāng)量彎矩公式MebM B 合2 ( T)2-J02268.82(0.3 81210)2 105130.69N ? mmMec M 給2( T)2 j90423.132(0.3* 81210)293650.63N校檢軸的強(qiáng)度由當(dāng)量彎矩圖知道，B軸承處的

32、直徑較小，彎矩最大，該剖面存在危險，應(yīng)該進(jìn)行校核驗(yàn)算，根據(jù)軸的材料可得許用彎曲應(yīng)力d -1=60MPa,代入公式:Fai=-280.81Nd33；30.11 b.0.16025.97 mm因?yàn)閷?shí)際的d3=35mm>25.97mm|因此該軸滿足強(qiáng)度要求M1=18954.45N mmMB1=102268.8 N mmFa2=Fb2=1309.84NM2=88414.2N mmMB 合=102268.8 N mM 合=90423.13N mma 0.3Mb=105130.69N mmMc=93650.63 N mmds=35mm>25.97 mm該軸滿足強(qiáng)度要求從動軸的計算和設(shè)計計算及說

33、明結(jié)果1）選擇軸的材料基于和主動軸處相同的考慮，選擇45號鋼為從動軸材料， 調(diào)質(zhì)處理，HBS=220查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表13-1得到許用彎曲應(yīng)力d -i=60MPa并由之前的計算結(jié)果有：P2 = 3.01kw ; n 2=95.65r/min; T 2 =300530N mm2）按轉(zhuǎn)矩估算軸的最小直徑查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 表13-2軸常用材料的許用切應(yīng)力t t及A值，對軸上彎矩較小，的載荷較平穩(wěn)，無軸向載荷，軸只做單向運(yùn)轉(zhuǎn)，A取較小值，反之 A取大值。對于45鋼有 A* 103,126.卩'3 01按公式 d2丄 (103 126)卞 一 (32.52 39.78)mm n21 95.65因?yàn)檩S

34、端要安裝聯(lián)軸器，各軸端直徑查聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)取標(biāo)準(zhǔn)得：d1=35mm5c±>234.96B Jdi=35mm3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)分析要點(diǎn)，結(jié)合后述尺寸確定，考慮到圓柱齒輪傳動， 選用深溝球軸承，采用凸緣式軸承蓋，依靠普通平鍵聯(lián)接實(shí)現(xiàn)周向固定，利用軸肩結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)軸與軸承的 軸向固定。如上圖示。軸與其它零部件相配合的具體情況見后裝配。軸的結(jié)構(gòu)草圖設(shè) 計圖如圖所示，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要有三項(xiàng)內(nèi)容：各軸段徑向尺寸的確定；各軸段軸向長度的確定；其它尺寸（如鍵槽、圓角、到角，退刀槽等）的確定。 軸段徑向尺寸的確定如草圖所示，從軸段 d1=35 mm開始，逐段選取相鄰軸段的直徑。d2起定位固定作

35、用，定位軸肩高度取h=2.5，故d2 = di +2h=40 mm,該尺寸應(yīng)滿足密封件的直徑系列要求。d3與軸承內(nèi)徑相配合，考慮安裝方便，結(jié)合軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列并符合軸承內(nèi)徑系列，取d3=45 mm,初選定軸承代號為 6209。d4與大齒輪配合，由于大齒輪為腹板式結(jié)構(gòu)，考慮到齒輪裝拆的方便，將d4應(yīng)比d3略大，并按標(biāo)準(zhǔn)直徑選取，d 4=48mmd5采用軸環(huán)定位取軸肩高 4mm做定位面，選取最小過渡圓角半徑，r=1.5mm,取d5=55mm根據(jù)對稱性，安裝軸承的位置上d6=d3=45mm;d1 =35mmd2 =40mm 軸向尺寸的確定從Li段開始，Li段與聯(lián)軸器配合，根據(jù)該軸的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，初步選

36、取型號為LX3彈性柱銷聯(lián)軸器，查標(biāo)準(zhǔn)其Y型的軸孔長度為82mm取Li=70mmL2段，該段上要安裝密封部件，聯(lián)軸器內(nèi)側(cè)端面至軸承蓋連接螺釘頭頂面的距離應(yīng)滿按標(biāo)準(zhǔn)系列圓整為足聯(lián)軸器的裝拆要求，L3安裝軸承段，齒輪兩側(cè)對稱安裝一對軸承，選擇 定位，根據(jù)軸承對安裝尺寸的要求，軸承定位直徑 和箱體內(nèi)潤滑油隔絕，應(yīng)設(shè)置擔(dān)油環(huán)（兼做定位套筒） 取 L3=48mmL4該長度應(yīng)小于大齒輪輪殻寬度，取L4=60mmL5為軸環(huán)定位作用，取 L5=8mmL6段，為了使齒輪箱對殼題對稱布置，基于和軸段大小，取L6=35mm兩軸承中心距 L=L3+L4+L5 +Ls-18 （軸承厚度）=132mmL2=35mm6209

37、寬度為19mm左軸承用軸套62mm軸承采用脂潤滑，為使軸承，綜合考慮L3和L4段的關(guān)系，3同樣的考慮，并考慮軸端的倒角-1 （倒角） 其他尺寸聯(lián)軸器與軸的周向固定采用A型普通平鍵，查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊第 53頁關(guān)于鍵連接，由 di=35mm Li=70mm選 GB/T 1096 鍵 A 10x8x50由 d4=48mm L1=60mm選 GB/T 1096 鍵 A 14x9x364）按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強(qiáng)度對軸進(jìn)行強(qiáng)度計算 齒輪的受力計算由 T2 =300530N mm得圓周力 Ft=2 T2 '/d 1=2x300530 / 240=2504.42N徑向力 Fr=Ft tan a =2

38、504.42 x tan20° =911.53N因?yàn)檫x用的是直齒齒輪，因此不存在軸向力。 求水平面支反力和彎矩支反力：由于軸承是對稱安裝，所以FB1=FA1=Ft/2 = 1252.21N彎矩：MC1= Fa1L/2=1252.21x132 /2 =82645.86N mmd3 =45 mm,初選定軸承6209d4=48mmds=55mmd6=45mmLX3彈性柱銷聯(lián)軸器L1=70mmL2=35mmLs=48mmL4=60mmLs=8mmL6=35mmL=132mmGB/T 1096鍵 A 10x8x50 求豎直面支反力和彎矩支反力：Fa2=Fb2=F/ 2=911.53 / 2=4

39、55.77N彎矩：M2= F a2L/2=455.77x132 / 2=30080.82 N mm 合成彎矩：MC 合 v'M ci2 Mc22 J82645.86230080.82287949.95N ? mm 由之前的計算得到該軸的扭矩為T2 =300530N - mm 計算當(dāng)量彎矩由于扭矩不變，應(yīng)力校正系數(shù) a - 0.3 ,根據(jù)當(dāng)量彎矩公式2 2 | 2 2Mec <M C合( T)$87949.95(0.3 300530)200623.47N ? mm 校檢軸的強(qiáng)度由當(dāng)量彎矩圖知道，B軸承處的直徑較小，彎矩最大，該剖面存在危險，應(yīng)該進(jìn)行校核驗(yàn)算，根據(jù)軸的材料可得許用彎曲

40、應(yīng)力d -1=60MPa,代入公式：.MeB3(200623.47 “ d43 3 32.21mm0.11 bV 0.160因?yàn)閷?shí)際的d4=48mm>32.21mm因此該軸滿足強(qiáng)度要求GB/T 1096鍵 A 14x9x36Ft=2504.42NFr=911.53NFb1=Fa1= 1252.21NM1 =82645.86N mmFa2=Fb2=455.77NM2 =30080.82N mmMC合=87949.95N mmMc=200623.47N mmd4=48mm>32.21mm,滿足強(qiáng)度要求六、滾動軸承的選擇和計算結(jié)果初選型號為6007的軸承C=16200NP=1393.90

41、NL< Lh =81884.87h軸承滿足壽命要求6209的軸承，查標(biāo)準(zhǔn)表計算及說明得：基本額定動載荷 C=31500N初選型號為6209的軸承對于只承受徑向載荷 Fr的軸承，當(dāng)量動載荷為 P(斤2 F22)/2C=31500N則軸承的當(dāng)量載荷大約為P=1332.57NP=1332.57N已知該軸的轉(zhuǎn)速為n2=95.65r/min，根據(jù)該軸承的工作環(huán)境，取溫度系數(shù)ft和載荷系數(shù)fp為：ft = 1.0 ; fp=1.5，對于球軸承，壽命指數(shù)& =3,代入壽命計算公式：Lh=16667(ft C/ f p P) & /n=16667x(1x31500/1.2x1332.57

42、)3 / 95.656819148.48hL<Lh=6819148.48h按照每天兩班制的工作時間，每年工作360大，折舊期8年計算折舊小時數(shù)為：軸承滿足壽命要L=16x360x8=46080h < Lh=6819148.48h該軸承滿足壽命要求求七、連接的選擇和計算計算及說明結(jié)果1)選擇鍵的類型，材料和確定鍵的尺寸選擇鍵的材料為鋼，查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)表7-8得，按靜載荷連接選?。烘I的許用擠壓應(yīng)力為d p=120150MPa。在之前的設(shè)計過程中，根據(jù)軸直徑和軸長，保證穩(wěn)定性，初選鍵列出如下表 GB/T 1096:d p=39.46MPa<d p符合強(qiáng)度要求d p=107.55MP

43、a<d p符合強(qiáng)度要序鍵的位置型號(b x h x L )傳遞的轉(zhuǎn)矩所在的軸徑mm主動軸帶輪平鍵鍵 A 8x7x5081210N mm25從動軸聯(lián)軸器平鍵鍵 A 10x8x50300530N mm35從動軸齒輪平鍵鍵 A 14x9x36482)對靜連接校檢擠壓強(qiáng)度對于A型鍵d p=2T/dkl=4T/dh(L-b)，分別代入公式校檢： d p=4T/dh(L-b)=4x81210/ 28x7x(50-8)=39.46MPa< <r p符合強(qiáng)度要求求 b p=4T/dh(L-b)=4x300530/ 35x8x(50-10)b p=126.45MPa=107.55MPa <

44、;b p符合強(qiáng)度要求<b p符合強(qiáng)度要 b p=4T/dh(L-b)=4x300530 / 48*9*(36-14)求=126.45 MPa<b p符合強(qiáng)度要求3）由計算結(jié)果確定，可以對應(yīng)使用以上三個型號的平鍵。八、聯(lián)軸器的選擇計算及說明結(jié)果在從動軸和卷筒軸的連接中，將要使用聯(lián)軸器進(jìn)行連接，由于工作條件為連續(xù)單向工作，載荷較平穩(wěn)，且工作最高溫度為 35C .根據(jù)該軸工作時的名義轉(zhuǎn)矩T2=300.53N -rm轉(zhuǎn)速n2=95.65r/min,取工作系數(shù)K=1.1時，軸的計算轉(zhuǎn)矩為T=kT2= 330.58N - m查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊表8-7彈性柱銷聯(lián)軸器（GB/T 4323-20

45、02摘錄），選用型號為LX3聯(lián)軸器Y 35x70T=300.58N - mLX3彈性柱銷聯(lián)軸 器Y35x70GB/T 4323-2002九、潤滑方式、滑潤油牌號及密封裝置的選擇計算及說明結(jié)果在本設(shè)計中，有需要使用潤滑的部分為兩對軸承和一對齒輪。對相應(yīng)位置的軸承參 數(shù)匯集如下：轉(zhuǎn)速n內(nèi)徑dnd (mm - r/min)滑潤方式主動軸軸承369.23r/mi n35mm12923.05 <2x10脂滑潤從動軸軸承95.65r/mi n45mm4304.25 <2x10脂滑潤由于工作環(huán)境有粉塵，環(huán)境最高溫度為35 C,為了保證有較好的耐熱性能，選用鋰基滑潤脂，查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊表 7

46、-2，參考起主要用途，確定選用通用鋰基滑潤脂，代號 ZL-2 （ GB 7324-1994 ）。對于齒輪傳動部分，根據(jù)之前的計算數(shù)據(jù)可得齒輪分度圓上的圓周速度為：滑潤脂ZL-2V n n d/60x1000=3.14 x95.65 x 240 / 60000 1.2m/s,選用浸油潤滑，浸油潤滑適用于齒輪圓周速度VW 12m/s的減速器。為了減小齒輪的阻力和油的升溫，齒輪浸入油中的深度以1s 2個齒咼為宜，但至少要有 10mm且齒輪的載荷較小，參考機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)和機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊表7-1，關(guān)于各類潤滑油主要用途的介紹， 確定選用全損耗系統(tǒng)用油， 代號L-AN32 (GB443-1989)密封件的選擇主動軸的軸徑圓周速度為V n n d/60x1000=369.23 x 3.14x62 / 60000 1.2m/s < 3m/s參考機(jī)械設(shè)計指導(dǎo)第三十一頁。各種密封使用圓周速度的介紹，決定選用粗羊毛氈圈作為端蓋軸孔內(nèi)的密封方式。按照各自位置的軸承直徑，分別選用氈圈。全損耗系統(tǒng)用油代號L-AN32粗羊毛氈圈密封十、箱體尺寸的設(shè)計計算及說明結(jié)果參考機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊相關(guān)內(nèi)容設(shè)計以下箱體的有關(guān)數(shù)據(jù)： 在齒輪設(shè)計結(jié)果得到兩齒輪的中心距為a-151mm對于一級傳動的箱座厚度應(yīng)有：S 滿足 0.025a+1 > 8,代入得 0.025x151+ 仁4.775<