帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置課程設(shè)計(jì)

1、、設(shè)計(jì)題目帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置課程設(shè)計(jì)1、傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖；2 .課程設(shè)計(jì)任務(wù):已知二級(jí)減速器，運(yùn)輸機(jī)工作轉(zhuǎn)矩T/(N.m )為620N. m，運(yùn)輸帶工作速度 0.9m/s,卷陽(yáng)筒直徑:360mm.工作條 件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微震動(dòng)，使用期限為8年，中等批量生產(chǎn)，兩班制工作，運(yùn)輸速度允許誤差土5 %。二、電動(dòng)機(jī)的選擇1、按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)， 封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V,Y型。2、計(jì)算功率c2VT 0.9Pw=Fv/1000= =3.1 KwD360系統(tǒng)的傳動(dòng)效率i總效率n =0.82Y132S 4電動(dòng)機(jī)P=5.5KWN=1440(r.mi n-1)機(jī)構(gòu)V帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)滾動(dòng)

2、軸承（一對(duì)）聯(lián)軸器卷筒傳動(dòng)效率0.900.980.980.990.96符號(hào)12345所以：2351235=0.92 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 0.99= 0.82其中齒輪為8級(jí)精度等級(jí)油潤(rùn)滑所以 Pd=Pw/n = 3.8 kw確定轉(zhuǎn)速圉施十斤壯、擊60 1000v 60 1000 0.9任圏筒工作轉(zhuǎn)速 nw =47.77轉(zhuǎn)D3.14 360二級(jí)減速器的傳動(dòng)比為7.1 : 50 （調(diào)質(zhì)）所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍 339.4 : 2390通過(guò)比較，選擇型號(hào)為Y132S-4其主要參數(shù)如下：電動(dòng)機(jī)額定功率P電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm電動(dòng)機(jī)伸出端直徑電動(dòng)機(jī)伸出端安裝長(zhǎng)度5.5kw

3、1440(r.min-1)38mm80mm三、傳動(dòng)比的分配及轉(zhuǎn)動(dòng)校核總的轉(zhuǎn)動(dòng)比:i=旦=1440=30.1 m 47.8選擇帶輪傳動(dòng)比i1=3，一級(jí)齒輪傳動(dòng)比i2= 3.7,二級(jí)齒輪傳動(dòng)比i3=2.97、由于電動(dòng)帶式運(yùn)輸機(jī)屬通用機(jī)械，故應(yīng)以電動(dòng)機(jī)的額定功率Pe作為設(shè)計(jì)功率，用以計(jì)算傳動(dòng)裝置中各軸的功率。0軸（電動(dòng)機(jī)）輸入功率：P0 Pe=5.5kw1軸（高速軸）輸入功率：R P0 1=5.5 0.92=5.06kw2 軸（中間軸）的輸入功率：P2F01 23 =5.50.920.980.98 X =4.86kw3 軸（低速軸）的輸入功率：F3F01 2232=5.50.920.9820.983

4、=4.62kw4軸（滾筒軸）的輸入功率：3223F4F0 1 23 4 5=5.5 0.92 0.980.980.99 X0.96=4.484kw&各軸輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算：0軸（電動(dòng)機(jī)）的輸入轉(zhuǎn)矩：5 P5 53T0 95?5 10 丄-95?5 10=36.47 10 N mmn0'14401軸（高速軸）的輸入轉(zhuǎn)矩：5 P5 5.063T1 95?5 105丄=95?5 1 05=100.67 1 03 N mmm4802軸（中間軸）的輸入轉(zhuǎn)矩：5 F25 4.863T295?5 105=95?5 105 =357.66103 N mmn 2129.733軸（低速軸）的輸入轉(zhuǎn)矩：

5、5 F35 4.623T3 95?5 10=95?5 10=986.38 10 N mmn344.734軸（滾筒軸）的輸入轉(zhuǎn)矩：_ f_ 4 4843T495?5 105 丄= 95.5 105 =957.35 103 N mmn444.73軸編號(hào)名稱轉(zhuǎn)速 /（r/mi n）轉(zhuǎn)矩 /（N.mm）功率/KWI電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 軸144043.647X 105.5II高速軸4801.0067 X 1055.06III中間軸129.7353.5766 X 104.86IV低速軸44.739.8638 X 1054.62V卷筒軸44.7359.5735 X 104.484四、三角帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì)確定計(jì)算功功率FC

6、a1.由課表8-6查得工作情況系數(shù)K A =1.2，故Pea = KA Pe=1.25.5 =6.6 kw2. 選取窄V帶類(lèi)型根據(jù)Pea門(mén)。由課圖8-9確定選用SPZ型。3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑由2表8-3和表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd1 =80 mm根據(jù)2式（8-15 ）,從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd2 。dd2 = i ctn=3 80=240 mm根據(jù)2表 8-7 取 dd2 =250 mm按2式(8-13 )驗(yàn)算帶的速度dd1 n =80 1440 =6.29 m/s <25 m/sV =60 100 60 1004.確定窄V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距帶的速度合適根據(jù)0.7 ( dd1 + d

7、d2) <a0 <2 ( dd1 + dd2)，初步確定中心距a0 =500 mm根據(jù)2式（8-20 ）計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd1 =80 mm從動(dòng)輪基準(zhǔn) 直徑dd2 = 250 mmL'd =2ao+2(dd1 + dd2)2(dd2 dd1 )4aa=2 500+ 2(250+80)+ (250 80)24 500=1532.55mm由2表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld =1600 mm按2式(8-12 )計(jì)算實(shí)際中心距 aLd L'd 1600 1532.55 _ _ a = a。+=400+=533.73 mm25. 演算主動(dòng)輪上的包角1實(shí)際中心距a

8、533.73mm由2式(8-6 )得0 dd2 dd1o1 = 180。+ 57.50aZ =(RRaF0)K Kl由n0 =1440 r/mindd1=80 mm i =3 查課表 8-5c 和課表 8-5d 得P0=1.60 kwP0=0.22kw查課表8-8得K =0.95Kl =0.99，則6.6Z =(1.60 0.22) 0.95=3.8560.99包角1 = 161.7°=180。+250 8057 5°533.73161.7°>120°主動(dòng)輪上的包角合適6. 計(jì)算窄V帶的根數(shù)Z取 Z =4根。7.計(jì)算預(yù)緊力F0FCa 2.5 F0

9、= 500(1)VE K查課表 8-4 得 q =0.065 Kg/m,6.62qv故2 52F0 = 500(1) 0.065 6.292 =550.3N6.29 40.95V帶的根數(shù)Z = 4&計(jì)算作用在軸上的壓軸力Fp1Fp = 2ZF0 sinP 2o=2 4 550.3 sin161"2=4346.38 N9.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略。五、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)選擇齒輪精度為7級(jí)，小齒輪材料為40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS,大齒輪材 料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS,兩者材料硬度差為 40HBS.減速器采用圓柱斜齒輪傳動(dòng)，螺旋角初選為=14°

10、;初選小齒輪齒數(shù)為 2。那么大齒輪齒數(shù)為81 o3、由于減速器采用閉式傳動(dòng)，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)公式：d1t > 32KTU 1,ZhZe、2確定公式中各參數(shù)，選Kt=1.6,Zh=2 .433,=0.765,=0.945.1 2=0.765+0.945=1.710由表查得齒寬系數(shù)d = 1.0。1查表得：材料彈性影響系數(shù)Ze=189.8 MPa2再按齒面硬度查得：小齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1 = 590MPa大齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限：h im 2 = 560MPa.由計(jì)算公式：N=60nj jLh算出循環(huán)次數(shù)：N1 = 60x 480x 1 x( 2 x 8X 8

11、X 300)=2.76 x 109N2= N1 =4.38 x 108i再由N1,N2查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1 =0.94, K hN2 =1.05.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1,失效概率1 %。KHN1 H lim1H 1S-U.94 x 590=554.6IVipaKHN2 H lim2H 2S= 1.05 x 560=588MpaH 1H2554.6588H=571.3MPa224、計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t,由計(jì)算公式得:2KT U 1zZhZe、2dit32 161 1.71d1 = 53.87mmd1t > 53.87mmd2 d1 i =199.32mm計(jì)算

12、小齒輪圓周速度：dnv =3.14一 =1.35m/s60 100060 1000計(jì)算齒寬b及模數(shù)m.b=d1t d 153.87 mmd1t coscos14% 2.376Z122d2 =199.32mm模數(shù)M= 2.376齒寬B= 53.87齒高:h= 2.25mnt =2.25 x 2.376=5.346mmb 53.87=10.08h 5.346計(jì)算縱向重合度：0.318 dZ1 tan=0.318 x 1x 22 x tan 14 °=1.744計(jì)算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)KA=1已知V= 1.35m/s7級(jí)齒輪精度，由表查得動(dòng)載荷系數(shù)KV =1.05由表查得：Kh的計(jì)算公式

13、：Kh1.12 0.18(1 0.6 d2) d2 0.23 10 3b=1.12 + 0.18 (1 + 0.6 )+ 0.23 x 10 353.87=1.42再由表查的：Kf =1.33, Kh Kf =1.2公式：kkakvkh kh=1 x 1.2 x 1.05 x 1.42=1.789再按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得分度院圓直徑：didi計(jì)算模數(shù):mn =d1 cos乙cos1422=2.466mm53.87 3 1.789 =55.9immY 1.65、再按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)公式：2KTY cos2Yf Ys"n 3/-丁確定計(jì)算參數(shù)：計(jì)算載荷系數(shù)：KKaKvKf Kf=

14、1X 1.05 X 1.2 X 1.33=1.676根據(jù)縱向重合度：=1.744，從表查得螺旋角影響系數(shù)Y =0.88Tz rP量Zv1乙22=24.823 coscos314Zv2乙81=86.873 coscos314=2.206由課表10-5查取齒形系數(shù) Yf 1=2.63, Yf查取應(yīng)力校正系數(shù) YS 1 =1.588 , YS 2 =1.777再由表查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限:fe1 = 500MPa,大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限fe 2 = 380MPa再由表查得彎曲疲勞系數(shù)：Kfn1 =0.85, Kfn2 =0.9計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)：S=1.35KFN1 FE1

15、 0.85 500 rN1 =314.8MpaS1.35K fn 2 FE2 0.9 380FN2 FE2 =253.3MPa1.35F計(jì)算大，小齒輪的yf ys-，并加以比較:Yf Ys=0.01327314.8Yf Ys=0.0155253.3大齒輪的數(shù)值大,選用大齒輪丫f Ys =0.0155F設(shè)計(jì)計(jì)算:mn2KTY cos2 Yf YsdZi2mn105 °88 述2140.0155mn對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m =2mm既滿足彎曲強(qiáng)度，但為了滿足接觸疲勞強(qiáng)度需要按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得分度圓直徑d1 =53

16、.87mm來(lái)計(jì)算齒數(shù):_ d1 cosZ1cos14=26.1則 Z2iZi=976、幾何尺寸計(jì)算： 計(jì)算中心距:a(Z1Z2)m2cos(2697) 2126.76mm2 cos14將中心距圓整為：127 mm按圓整后中心距修正螺旋角：(Z1arc cos Z2)m(26 97)arccos2a2 127因的值改變不大，故參數(shù),Zh等不必修正。計(jì)算大小齒輪分度圓直徑:齒數(shù)z1 = 26z2 = 97中心距a=127 mm螺旋角= 14.4分度圓直徑d1 =53.69mmd2 =200.3mmZ1m2d1=53.69mmcoscos14.4d22=200.3mmcoscos14.4計(jì)算齒輪寬度

17、：bdd1=1 x 53.69=53.69mm取 B2 =54mm,B1 =60mm8、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸齒寬b=53.69mmB1 =60mmB2 =54mm,名稱計(jì)算公式結(jié)果/mm法面模數(shù)mn2面壓力角a n20o螺旋角B14.4o分度圓直徑d153.69d2200.3齒頂圓直徑da1=d1+2ha*mn=53.69+2Xlx 257.69da2=d2+2ha mn=200.3+2X 2204.3齒根圓直徑df1=d1 2hf mn=53.692X 1.25 X248.69df2=d2 2hf*mn=200.32X 2X 1.25195.3中心距a=mn(Z1+Z2)/ (2cosB

18、)127=2X (2 2+81)/ (2cos14.4°)齒寬b2=b54b1=b2+(5 10)mm603、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪由于直徑較小，米用齒輪軸結(jié)構(gòu)。 大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)。代號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算公式結(jié)果/mm輪轂處直徑DiDi=1.6d=1.6X 4572輪轂軸向長(zhǎng)LL=(1.2 1.5)d> B54倒角尺寸nn=0.5mn1齒根圓處厚度C 0(T 0=(2.5 4) mn8腹板最大直徑DoD0=df2 2(T 0216板孔分布圓直徑D2D2=0.5(D°+D1)144板孔直徑did1=0.25(D0 D1)35腹板厚CC=0.3b218（二）、低速齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

19、1、已知 g = 129.73r/min2、 選擇齒輪精度為 7級(jí)，小齒輪材料為 40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS,大齒 輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS,兩者材料硬度差為 40HBS.減速器采用圓柱斜齒輪傳動(dòng)，螺旋角初選為=14初選小齒輪齒數(shù)為 28。那么大齒輪齒數(shù)為81。3、由于減速器采用閉式傳動(dòng)，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。2KT U 1/ZhZe、2設(shè)計(jì)公式：d3t > 3.(he )V dUH確定公式中各參數(shù)，選Kt=1.6,Z h=2.433,=0.768, ,=0.9451 2=0.789+0.945=1.713選齒寬系數(shù)d = 1.0。1查表得：材料彈

20、性影響系數(shù)Ze=189.8 MPa2再按齒面硬度查得：小齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1 = 590MPa大齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限：h im 2 = 560MPa.由計(jì)算公式：N=60nj jLh算出循環(huán)次數(shù)：N3 = 60X 129.73 X 1 X( 2X 8X 8X 300)9=2.99 X 109N4N3=1X 109i再由N1,N2查得接觸疲勞壽命系數(shù)Khn 1 =0.90, K hn2 =0.95.S=1,失效概率1 %。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)X 590=531MpaKhN1 Hlim1 =0.90SKhn2 Hljm2 =0.95 X 560=532Mpa S531_=

21、531.5MPa2d(ZhZe)H4、計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d3t，由計(jì)算公式得:d3t2 1.61 1.713d3t> 87.86mm計(jì)算小齒輪圓周速度:dn3.14=0.596m/s60 1 00060 1000計(jì)算齒寬b及模數(shù)m.b=d3t87.86mmmintd1t coscos14283.04 mm齒高:h= 2.25mnt =2.25 x 3.04=6.85mmb 87.86=12.83h 6.85計(jì)算縱向重合度：0.318 dZ1 tan=0.318 x 1x 28 x tan14=2.22計(jì)算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)KA=1d3t =87.86mmb=87.86mmm=3.

22、04h=6.85已知V= 0.596m/s , 7級(jí)齒輪精度，由表查得動(dòng)載荷系數(shù)KV =1.03由表查得：Kh的計(jì)算公式：Kh 1.12 0.18(1 0.6 d2) d2 0.23 10 3b=1.15 + 0.18 (1 + 0.6 )+ 0.23 x 10 387.86=1.428再由課表 10 3 查的：Kf =1.33,KhKf =1.2公式：K KaKvKh Kh=1 x 1.03 x 1.428 x 1.2 =1.765d3d3t再按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑:87.86 3 1.765 =90.78mmV 1.6計(jì)算模數(shù)： mn = dcos C0Sl4 =3.146mm

23、Z3285、再按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)公式：2KTY cos2Yf Ysmn確定計(jì)算參數(shù)：計(jì)算載荷系數(shù)：K KaKvKf Kf=1X 1.03 x 1.2 x 1.33=1.644根據(jù)縱向重合度： =2.22，從課圖10 28查得螺旋角影響系數(shù) Y =0.88Tz rP量Zv3乙cos33=31.59cos314v4Z23cos81coTL38再由課表10 5查取齒形系數(shù) Yf 1=2.505, Yf=2.20查取應(yīng)力校正系數(shù) YS 1 =1.63 ,YS 2 =1.781Yf YS2.505 1.63 門(mén)=0.00769F 1531Yf Ys2.2 1.781=0.00737F 2532計(jì)算

24、大，小齒輪的 Yf Ys，并加以比較：FYf Ys小齒輪的數(shù)值大,選用小齒輪=0.00737F設(shè)計(jì)計(jì)算:mn2KTY cos2 Yf YsdZ12mn105 0.880 cos2140.00769mnmm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m =2mm既滿足彎曲強(qiáng)度，但為了滿足接觸疲勞強(qiáng)度需要按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得分度圓直徑d 3 =90.78mm來(lái)計(jì)算齒數(shù):d3 cosZ3m取 Z3 = 44cos142=44.04得乙 iZ3 = 1276、幾何尺寸計(jì)算：計(jì)算中心距:(Z3 乙)ma 2cos(44127)2 cos14177.3m

25、m將中心距圓整為：177mm按圓整后中心距修正螺旋角:arc cos(Z3 乙)m2a(44 127)arccos213.7因的值改變不大，故參數(shù),Zh等不必修正。計(jì)算大小齒輪分度圓直徑:d3Z3mcos=90.56mmcos13.7d4Z4mcos=263.44mmcos13.7計(jì)算齒輪寬度:bdd3=1 x 90.56=90.56mmZ3 = 44乙=127中心距a=177.3mm螺旋角= 13.7分度圓直徑d3 =90.56mmd4 =263.44 mmB2 =90mm,B1 =95mm結(jié)果/m2取 B2 =90mm,B1 =95mm7、低數(shù)級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸名稱計(jì)算公式面基數(shù)mn面壓

26、力角a n20o螺旋角13.70分度圓直徑ds90.56d4263.44齒頂圓直徑da1=d1+2ha* mn=90.56+2x 1 x 294.56da2=d2+2ha* mn=263.44+2x 1 x 2267.44齒根圓直徑df1=d1 2hf*mn=90.56 2x 1.25X 285.56df2=d2 2hf mn=263.44 2 x 1.25x 2258.44中心距a=mn(Z1+Z2)/2cosp177齒寬b2=b90b1=b2+(5 10)mm95六、軸的設(shè)計(jì)（一）、高速軸的設(shè)計(jì)1、 軸的材料與齒輪1的材料相同為40C調(diào)質(zhì)。2、按切應(yīng)力估算軸徑由表153查得，取 Ao=10

27、6軸伸出段直徑di> Ao（pi/ni）1/3=1O6 x（5.06/480） "3=23.2mm取 d1=32mm3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）、劃分軸段軸伸段d1；過(guò)密封圓處軸段 d2；軸頸d3,d7 ；軸承安裝定位軸段 d4,d6；齒輪 軸段。2）、確定各軸段的直徑由于軸伸直徑比強(qiáng)度計(jì)算的值要大許多，考慮軸的緊湊性，其它階梯軸段直徑應(yīng)盡可能從較小值增加，因此，取d2=34mm，選擇滾動(dòng)軸承 30207,軸頸直徑 d3=d7=35mm。齒輪段尺寸。分度圓直徑 d=53.69da=57.69df=48.693）、定各軸段的軸向長(zhǎng)度。40cr調(diào)質(zhì)軸承選30207由中間軸的設(shè)計(jì)知 軸長(zhǎng)L

28、= 253.5+L伸出伸出端的長(zhǎng)度由帶輪厚度確定L伸出=(1.5 2) d,取L伸出=64mm選取d2軸向長(zhǎng)度為20 Ld2 =( 20： 30)其余長(zhǎng)度根據(jù)中間軸各段長(zhǎng)度確定4、按許用彎曲應(yīng)力校核軸。(1) 、軸上力的作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距的確定。AC=57mm CD=170mmAB=227mm(2) 、繪軸的受力圖。F :-F立ri<1J#vrK(3) 、計(jì)算軸上的作用力:Fti=2Ti/di=2 X 100.67 X 10/54=3728.5NFri=FtiX tan a n/cos 3 1=3728.5 X tan 20°/cos14.4=1401N Fa 1=Ft1 X t

29、an 31=3728.5 X tan 14.4 °=957N(4)、計(jì)算支反力 繞支點(diǎn)B的力矩和mbz=0 ,得227Raz=F r1 X 170+Fa1 Xd 1/2 =(1401 X 70+957 X 27)=1163N同理：MAZ =0，得Rbz=Fr1 X 57-Fa1 Xd 3/2 227227=(1401 X 57-975 X 27)227=238N校核：z=Raz Fr什Rbz =238+1163-1401=0 計(jì)算無(wú)誤同樣，由繞支點(diǎn) B的力矩和MBy=0 ,得Ray=3728.5 X 170/227=2792由MAy=0，得Rby=3728.5 X 5/227=936

30、N校核：z=Ray+ Rby計(jì)算無(wú)誤(5)、轉(zhuǎn)矩，繪彎矩圖 垂直平面內(nèi)的彎矩圖。Fti =936+2792-3728=0Fa1A1(b) Ra；FRbzC 處彎矩：M cz 左=Raz X 57=66291NmmM cz 右=RbzX 170=40460NmmMcy=Ray X 57=2792 X 57=159144Nmm(6) 、合成彎矩M c 左=(M 2cz 左+M 2cy)1/2=(66291 2+404602)1/2=77663NmmMe右=(M 2cz右+M2cY)1/2=(404602+1591442)1/2=164207Nmm(7) 、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖。T 2=100670Nmm(

31、8) 、計(jì)算當(dāng)量彎矩應(yīng)力按正系數(shù) a = S -ib/ S ob=55/95=O.58a T2=0.58X 100670=58389NmmC處：M e左=皿左=159144' 2 2 1/2 2 2 1/2M e右=M e右+( a T2) =(164207 +159144)=174279Nmm(9) 、校核軸徑。'1/3i/3C 剖面：de= (M e右/0.1 S -ib)=(174279/0.1 X 55)=31mmr 43mm強(qiáng)度足夠。(10)、軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由表 61 查出鍵槽尺寸：bX h=14 X 9(t=5.5 , r=0.3);由表62查出鍵長(zhǎng)：L=45 ;

32、FalAerr.B(b) RazRbz.lllllllllllllllllllllllllllllrAF+；eBRtyRty(c).llllllllll 1I llllllllllrillr(d)（二）、中間軸的設(shè)計(jì)45鋼調(diào)質(zhì)1、選擇軸的材料。因中間軸是齒輪軸，應(yīng)與齒輪3的材料一致，故材料為 45鋼調(diào)質(zhì)。由表15 1查得：硬度 217255HBS S ob=95MPa S -ib=55MPa抗拉強(qiáng)度極限：S b =640MPa屈服強(qiáng)度極限：S s=355MPa彎曲疲勞極限：bi=275MPa 剪切疲勞極限：t -i=155MPa 許用彎曲應(yīng)力：b-i=60MPa2、軸的初步估算根據(jù)表15 3，

33、取Ao=112d > Ao 3 " =112=37.46mm02 129.73考慮該處軸徑應(yīng)當(dāng)大于高速級(jí)軸頸處直徑，取D1=dmin=40mm3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1 )、各軸段直徑的確定。選滾動(dòng)軸承30208初選滾動(dòng)軸承，代號(hào)為30208 .軸頸直徑d1=d5=dmin=40mm.齒輪2處軸頭直徑d2=45mm齒輪2定位軸角厚度。hmin=(0.07 0.1)d，取 hmin=5mm 該處直徑 d2=54mm 齒輪 3 的直徑：d3=90.54mm,da3=94.54mm,d f3=85.56mm由軸承表 5 11查出軸承的安裝尺寸 d4=49mm(2)、各軸段軸向長(zhǎng)度的確定。軸

34、承寬度B=19.75mm ,兩齒輪端面間的距離4=10mm其余的如圖4、按許用彎曲應(yīng)力校核軸。(1)、軸上力的作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距的確定。AC=57mm CD=88mm CB=72mm AD=217mm(2)、繪軸的受力圖。(3) 、計(jì)算軸上的作用力：3齒輪 2: Ft2=2T2/d2=2 X 357.66 X 10/200.3=3571.2N Fr2=Ft2X tan an/cos 3 2=3571.2 X tan20°/cos14.4=1342NFa 2=Ft2X tan 3 2=3571 X tan 14.4 °=917N齒輪 3: Ft3=2T3/d3=2 X 357.

35、66 X 10/90.56=7899N Fr3=Ft3 X tan n/cos 3 3=7899X tan20 °/cos13.7=2959NFa 3=Ft3X tan 3 3=7899 X tan13.7°=1926N(4) 、計(jì)算支反力繞支點(diǎn)B的力矩和MBZ=0,得RAz=Fr2(88+72)+Fa2Xd2/2+Fa3Xd3/2 Fr3 X 72217=(1342 X 160+917 X 100.15+1926 X 45.26-72 X 2959)217=833N同理：MAZ =0，得RBZ=Fr3(57+88)+Fa3Xd3/2+Fa2 Xd2/2 Fr2 X 572

36、17=(2959 X 165+917 X 100.15+1926 X 45.26-1342 X 57)217=2450N校核：Z=RAZ+Fr3 Fr2 Rbz =833+2959-1342-2450=0計(jì)算無(wú)誤同樣，由繞支點(diǎn) B的力矩和MBy=0 ,得Ray=(3571 X 160+7899 X 72)/217=5449N由MAy=0 ,得Rby= (3571 X 57+7899 X 145) /217=6021校核：z=Ray+ Rby Ft3 Ft2=5449+6021-3571-7899=0計(jì)算無(wú)誤(5) 、轉(zhuǎn)矩，繪彎矩圖垂直平面內(nèi)的彎矩圖。C處彎矩:D處彎矩:Ft3CI M 11AF

37、a2Fr2 BCDRbzzFr3Fa3RaMcz 左=Raz X 57=833 X 57=43316NmmMcz 右=Raz X 57 Fa2d2/2=833 X 57 917 X 100.15=-48522NmmM dz 左=只 bz X 72+Fa3 Xd 3/2=2450 X 72+1926 X 45.26=263609NmmM DZ 右=Rbz X 72=176400水平面彎矩圖。(c)Ft2McyMdy小III川川川川川Mcy=Ray X 57=5449 X 57=283348NmmMDY=RByX 72=6021 X 72433512Nmm(6)、合成彎矩處：Me左=(M 2cz左

38、+M 2cy)1/2=(433162+2833482)1/2=286640NmmMe右=(M 2cz右+M2cy)1/2=(485222+2833482)1/2=287473Nmm D處：Md 左=(M 2dz 左+M 2DY)1/2=(2636092+4335122)1/2=507368NmmMd 右=(M 2+M 2dy )1/2=(1764002+4335122) 1/2=468027Nmm(7)、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖。T 2=533660Nmm(8)、計(jì)算當(dāng)量彎矩應(yīng)力按正系數(shù) a = S -ib/ S ob=55/95=0.58a T2=0.58X 533660=309523NmmC處：M e

39、左=皿左=286640' 2 2 1/2 2 2 1/2M e右=M e右+( a T2) =(287473 +309523 )=422428NmmD處：M ' d*=M2d左+( a T2)2 1/2=(5073682+3095232)1/2=588346NmmM d右=Md右=468027Nmm(9)、校核軸徑。'1/31/3C 剖面：de= (M e右/0.1 S -1b)=(422428/0.1 X 55)=42.5mm< 45mm強(qiáng)度足夠。'1/31/3D 剖面：dD= (M d右/0.1 S -1b)=(588346/0.1 X 55)=46.

40、7mm v 85.56mm(齒根圓直徑)強(qiáng)度足夠。(10)、軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由表 6 1 查出鍵槽尺寸：bX h=14 X 9(t=5.5 , r=0.3);由表62查出鍵長(zhǎng)：L=45 ;.，1 n 1 r I I 1 fl 1Mcz£ .小 11 111111Mdz右minnTlrrir.Mcz右AFt2BFt3CD1(C)Rb3MdyMcyT | | | | | | | | | | | | | | | 1| |aT (e)山川山川山川山川(11)中間軸的精確校核：對(duì)照軸的晚矩圖和結(jié)構(gòu)圖，從強(qiáng)度和應(yīng)力集中分析I,n, G都是危險(xiǎn)段面,但是由于i,n還受到扭矩作用，再由 II斷面的彎

41、矩要大于I處，所以現(xiàn)在就 對(duì)II處進(jìn)行校核。軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由手冊(cè)查得：3b =640MPa3s 355MPa。由手冊(cè)查得：J :=275MPa.i155MPa=450MPa0288MPa(T2 3-i - 3 o2x275 4500.233o450£2 屮-i - %2x 1802880.25%288I剖面的安全系數(shù):抗彎斷面系數(shù)：WIbt(d t)3.14x 473抗扭斷面系數(shù):彎曲應(yīng)力幅:彎曲平均應(yīng)力322d3216沖(476)28470.87mm2x 47n d316Sa扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅:平均切應(yīng)力:bt(d t)3.14x 4732d16216xx (476)186

42、58.5mm 2x 47ma3.72x1058470.87也卿羽3.5766 x1°5 10MPa2WTI2x 18658.5Ta 10MPa鍵槽所引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)Ks1,Kt1.5再由手冊(cè)查得，表面狀態(tài)系數(shù)B=0.92，尺寸系數(shù) £s =0.80, »0.83.0.92x0.8 倔剪切配合零件的綜合影響系數(shù)(KQd2.52，?。↘s ）D2.52進(jìn)行計(jì)算:Kt1.50.92x0.831.96剪切配合零件的綜合影響系數(shù)(KJd 0.4 0.6(Ks )D 1.91 ,取（KJd 1.91進(jìn)行計(jì)算,由齒輪計(jì)算循環(huán)次數(shù) 4.38x108 >107，所以取壽

43、命系數(shù) Kn 1Ss I1x275(Ks )d/ m2.52x35.74 0 3.05X 180(Ks J%1.91 x 5 0.25x 5 麗綜合安全系數(shù)：Sc弓3.04 >S 1.5s2i+s2i所以具有足夠的強(qiáng)度。(三)、低速軸的設(shè)計(jì)45鋼調(diào)質(zhì)1、軸的材料與齒輪 4的材料相同為45鋼調(diào)質(zhì)。2、按切應(yīng)力計(jì)算軸徑。由表153查得，取 Ao=112軸伸出段直徑di> Ao(p3/n3)1/3=112 x( 4.62/44.73)"3=52.5mm考慮與卷筒軸半聯(lián)軸器相匹配的孔徑標(biāo)準(zhǔn)尺寸的選用，取d1=50mm,則軸孔長(zhǎng)度 L1=84mm3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1) 、劃分軸段d1

44、；過(guò)密封圓處軸段d2；軸頸d3,d8；軸承安裝定位軸段 d4；軸身d5,d7； 軸頭d6。2) 、確定各軸段直徑。取 d2=52mm選擇滾動(dòng)軸承30211選擇滾動(dòng)軸承 30211，軸頸直徑d3=d8=55mm.，軸承寬22.754、按許用彎曲應(yīng)力校核軸。(1) 、軸上力的作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距的確定。AC=67mm CB=141mmAB=208mm(2) 、繪軸的受力圖。(3) 、計(jì)算軸上的作用力：Ft4=2T4/d4=2 X 986380/263.44=7488NFr4=Ft4X tan an/cos 3 4=7488.5 X tan20°/cos13.7=2805N Fa 4=Ft4X

45、 tan B 4=7488 X tan 13.7 °=684N(4) 、計(jì)算支反力 繞支點(diǎn)B的力矩和MBZ=O,得Raz=F r4 X 141 +Fa4 Xd 4/2 208=2335N同理：MAZ =0，得Rbz=FmX 67-Fa4Xd4/2208=470N校核：z=Raz Fr1+RBZ =4708+2335-2805=0 計(jì)算無(wú)誤同樣，由繞支點(diǎn) B的力矩和MBy=0 ,得Ray=7488 X 141/2208=5076 由MAy =0，得Rby=7488X 67/208=2412N校核：z=Ray+ Rby Ft1=2412+5076-7488=0 計(jì)算無(wú)誤(5) 、轉(zhuǎn)矩，繪

46、彎矩圖 垂直平面內(nèi)的彎矩圖。Fa1A,(b) Ra；TRbzBC 處彎矩：M cz 左=Raz X 67=156445NmmMcz 右=RbzX 141=340374NmmMcy=Ray X 67=340092Nmm(6) 、合成彎矩2 2 1/2 2 2 1/2Mc左=(M 2cz左+M2cY)1/2=(1564652+3403742)=374614NmmMc右=(M 2cz右+M2cY)1/2=(3403742+340072)1/2=481162Nmm(7) 、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖。T 2=986380Nmm(8)、計(jì)算當(dāng)量彎矩應(yīng)力按正系數(shù) a = S -1b/ S 0b=55/95=0.58a

47、T2=0.58X 986380=572100NmmC 處：M c左=MC左=374614' 2 2 1/2 2 2 1/2M c右=M c右+( a T2) =(572100 +376414)=684826Nmm(9) 、校核軸徑。C 剖面：dc= (M c右/0.1 =50mmr 62mm強(qiáng)度足夠。(10) 、軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由表6 1查出鍵槽尺寸：1/3合-ib)=(684826/0.1bx h=18 x 11由表62查出鍵長(zhǎng)：L=70 ;1/3X 55)ACFrrB Raz|RbzlWnilHimg-Fa1(c)Rty. III llllll-1I 111 llllFliriilr.llllll ll1 1 llllllhn.AC(d)BRty七、滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算(一)中間滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算選用的軸承型號(hào)為 30208由表9- 16查得Cr=59.8 kN, C0r =42.8kN e=0.371、作用在軸承上的負(fù)荷。1) 、徑向負(fù)荷A 處軸承 Fri =(R2az+R2ay)1/2=(8332+54492)1/2=5512NB 處軸