帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置 兩級(jí)同軸式圓柱斜齒輪減速器 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)日期：20013 年 5月 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置（兩級(jí)同軸式圓柱斜齒輪減速器）方案圖如下：123456××××1電動(dòng)機(jī)2V帶傳動(dòng)3減速器4聯(lián)軸器5鼓輪6輸送帶目 錄1. 設(shè)計(jì)目的32. 設(shè)計(jì)方案43. 電機(jī)選擇54. 裝置運(yùn)動(dòng)動(dòng)力參數(shù)計(jì)算65.帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 86.齒輪設(shè)計(jì)107.軸類零件設(shè)計(jì)218.鍵連接的校核319.潤滑及密封類型選擇 3210.減速器附件設(shè)計(jì) 32 11.心得體會(huì) 3312參考文獻(xiàn) 341. 設(shè)計(jì)目的 機(jī)械設(shè)計(jì)課程是培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)械設(shè)計(jì)能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。課程設(shè)計(jì)則是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)

2、，同時(shí)也是高等工科院校大多數(shù)專業(yè)學(xué)生第一次全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，其目的是： （1）通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的理論與實(shí)際知識(shí)去分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題的能力。 （2）學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律。 （3）通過制定設(shè)計(jì)方案，合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和零件類型，正確計(jì)算零件工作能力，確定尺寸和掌握機(jī)械零件，以較全面的考慮制造工藝，使用和維護(hù)要求，之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到了解和掌握機(jī)械零件，機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)過程和方法。 （4）學(xué)習(xí)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)技能的訓(xùn)練，例如：計(jì)算，繪圖，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。2. 設(shè)

3、計(jì)方案 據(jù)所給題目：設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置（兩級(jí)同軸式圓柱斜齒輪減速器）方案圖如下：123456××××1電動(dòng)機(jī)2V帶傳動(dòng)3減速器4聯(lián)軸器5鼓輪6輸送帶技術(shù)與條件說明：1）傳動(dòng)裝置的使用壽命預(yù)定為 15 年每年按300天計(jì)算， 2 班制工作每班按8小 時(shí)計(jì)算2）工作機(jī)的載荷性質(zhì)是平穩(wěn)、輕微沖擊、中等沖擊、嚴(yán)重沖擊；單、雙向回轉(zhuǎn)；3）電動(dòng)機(jī)的電源為三相交流電，電壓為380/220伏；4）傳動(dòng)布置簡(jiǎn)圖是由于受車間地位的限制而擬訂出來的，不應(yīng)隨意修改，但對(duì)于傳動(dòng)件的型式，則允許作適宜的選擇；5）輸送帶允許的相對(duì)速度誤差±35%。設(shè)計(jì)要求 1）減速

4、器裝配圖1張； 2）零件圖2張（低速級(jí)齒輪，低速級(jí)軸）； 3）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，按指導(dǎo)老師的要求書寫 4）相關(guān)參數(shù)：F=2050N，V=1.2，D=300mm。設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算及說明結(jié) 果電動(dòng)機(jī)選擇裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)齒輪設(shè)計(jì)軸類零件的設(shè)計(jì)軸承的壽命計(jì)算軸承的壽命計(jì)算鍵連接的校核潤滑及密封類型的選擇減速器的附件設(shè)計(jì)心得體會(huì)參考文獻(xiàn)3.1 電動(dòng)機(jī)類型的選擇 按工作要求和工作條件選用Y系列鼠籠三相異步電動(dòng)機(jī)。其結(jié)構(gòu)為全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。3.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量工作機(jī)有效功率P=,根據(jù)任務(wù)書所給數(shù)據(jù)F=1320V，V=1.6。則有：P=2.112KW從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶之

5、間的總效率為 =式中，分別為聯(lián)軸器，軸承，齒輪傳動(dòng)，卷筒和V帶傳動(dòng)效率。據(jù)1表9.1知=0.99，=0.98，=0.98，=0.95，=0.96，則有： =0.99 =0.7998所以電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為： P=2.641KW3.3 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速按推薦的兩級(jí)同軸式圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比i=840和帶的傳動(dòng)比i=24。則系統(tǒng)的傳動(dòng)比范圍應(yīng)為：i=i=（840）（24）=16160工作機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速為 n=117.5 所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 n=i=（16160）117,5 =（1880188000）符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有3000，但是綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，質(zhì)量和價(jià)格因素，決定

6、選用同步轉(zhuǎn)速為3000的電動(dòng)機(jī)。據(jù)1表15.1和15.2可選擇Y112M4電動(dòng)機(jī)，其主要參數(shù)如表3.1所示 表3.1 Y100L2型電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/KW滿載轉(zhuǎn)速（）Y100L2328802.2 2.2電動(dòng)機(jī)型號(hào)中心高/mm總長/mm鍵/mmY100L2100 400 84.1 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 i=2）分配到各級(jí)傳動(dòng)比 因?yàn)閕=已知帶傳動(dòng)比的合理范圍為24。故取i則i在840的范圍內(nèi)故合適。分配減速器傳動(dòng)比，因?yàn)閕=i其中i為齒輪高速級(jí)的傳動(dòng)比，i為齒輪低速級(jí)的傳動(dòng)比。故可先取i=3則i=34.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算電動(dòng)機(jī)：轉(zhuǎn)速：

7、n=2880輸入功率：P=P=3.11KW輸出轉(zhuǎn)矩：T=9.55=9.55 =8.76N1軸：轉(zhuǎn)速：n=輸入功率：P=PKW輸入轉(zhuǎn)矩：T=Ti =2.29N2軸：轉(zhuǎn)速：n=輸入功率：P=P =2.41KW輸入轉(zhuǎn)矩：T=6.66N3軸：轉(zhuǎn)速：n輸入功率：P =2.31KW輸入轉(zhuǎn)矩：T =.1.92卷筒軸：轉(zhuǎn)速：n輸入功率：P=P =2.22KW輸入轉(zhuǎn)矩：T =1.86N 表4.1 各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸 號(hào)功率（KW）轉(zhuǎn)矩（N）轉(zhuǎn)速（）電機(jī)軸2.6418.7628801軸2.512.2910592軸2.416.663533軸2.311.92117,65卷同軸2.221.86117.655.1 確定

8、計(jì)算功率P 據(jù)2表8-7查得工作情況系數(shù)K=1.3。故有： P=KP5.2 選擇V帶帶型 據(jù)P和n有2圖8-11選用A帶。5.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑d并驗(yàn)算帶速 （1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑d有2表8-6和8-8，取小帶輪直徑d=90mm。 （2）驗(yàn)算帶速v，有： v=13.56 因?yàn)?3.56在530之間，故帶速合適。 （3）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑d d 圓整2505.4 確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度L (1)據(jù)2式8-20初定中心距a=500mm(2)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度 L2a+ =1533.8mm由2表8-2選帶的基準(zhǔn)長度L=1533.8mm（3）計(jì)算實(shí)際中心距 a 5.5 驗(yàn)算小帶輪上的包

9、角5.6 計(jì)算帶的根數(shù)z（1）計(jì)算單根V帶的額定功率P由d和n查2表8-4a得 P=1.64KW據(jù)n=2.880，i=2.72和A型帶，查28-4b得 P=0.34KW查2表8-5得K=0.97，K=0.93，于是： P=(P+P)KK =（1.64+0.34）0.970.93 =1.79KW（2）計(jì)算V帶根數(shù)z z=2.17 故取3根。5.7 計(jì)算單根V帶的初拉力最小值（F）由2表8-3得A型帶的單位長質(zhì)量q=0.1。所以 （F）=500 =145.22N應(yīng)使實(shí)際拉力F大于（F）5.8 計(jì)算壓軸力F壓軸力的最小值為： （F）=2（F）sin=876.74N5.9 帶輪設(shè)計(jì) （1）小帶輪設(shè)計(jì)

10、由Y100L2電動(dòng)機(jī)可知其軸伸直徑為d=28mm，故因小帶輪與其裝配，故小帶輪的軸孔直徑d=28mm。有4P表14-18可知小帶輪結(jié)構(gòu)為實(shí)心輪。 （2）大帶輪設(shè)計(jì) 大帶輪軸孔取22mm，由4P表14-18可知其結(jié)構(gòu)為輻板式。6.1 速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)1.選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及模數(shù) 1）按要求的傳動(dòng)方案，選用圓柱斜齒輪傳動(dòng)； 2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故用7級(jí)精度；（GB1009588） 3）材料的選擇。由2表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，大齒輪的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，兩者硬度差為40HBS； 4）選小齒輪齒數(shù)為Z=24，大齒輪齒數(shù)Z可

11、由Z=i 得Z=72，取72； 5）初選螺旋角=14。2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式： d （1）確定公式中各數(shù)值 1）試選K=1.3。 2）由2圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Z=2.433 3）由3圖16.2-10可得：=0.78，=0.85 則=0.78+0.85=1.63。 4）由2表10-7選取齒寬系數(shù)=1。 5）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，由前面計(jì)算可知： T=2.24N。 6）由2表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP 7）由2圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600MP；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MP。 8）由2圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.

12、86； K=0.89。 9）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，有 =516MP =489.5MP 所以= =502.75MP (2) 計(jì)算 1）計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d，由計(jì)算公式可得： d35.12mm 取40 2)計(jì)算圓周速度。 v=2.21 3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)。 b=40mm m=1.62mm h=2.25m=2.251.62=3.64mm b/h=11.00 4）計(jì)算縱向重合度。 =0.318 =0.318124tan14=1.903 5）計(jì)算載荷系數(shù)K。 已知使用系數(shù)K=1，據(jù)v=1.64，7級(jí)精度。由2圖10-8得K=1.07，K=1.309。由2圖10-1

13、3查得K=1.35，由2圖10-3查得K=K=1.4 故載荷系數(shù)： K=KKKK =1.68 6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑： d=d=43.57 7）計(jì)算模數(shù)m m=1.86mm3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式： m（1）確定計(jì)算參數(shù) 1）計(jì)算載荷系數(shù)。 K=KKKK=1.68 2）根據(jù)縱向重合度=1.903，由2圖10-28查得螺角影響系數(shù)Y=0.88。 3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。 Z=26.29 Z=78.82 4）查取齒形系數(shù) 由2表10-5查得Y=2.596，Y=2.228 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由2表10-5查得Y=1.596，Y=1.768 6）由2圖10-20c查得小齒輪

14、的彎曲疲勞強(qiáng)度極=500MP，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=380MP 7）由2圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.85，K=0.88 8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則有： =303.57Mp =238.86MP 9）計(jì)算大、小齒輪的 ，并加以比較 =0.01363 =0.01649 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 m 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) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 m =1.25mm，已可滿足彎曲疲勞強(qiáng)度，用接觸疲勞強(qiáng)度算得分度圓直徑d=43.75mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由： Z= = =33.96 取Z=34，則Z=3=1024.幾何

15、尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 a= =87.6mm 圓整為88mm（2）按圓整后的中心距修正螺旋角 =arccos=arccos=15 因值在允許范圍內(nèi)，故等參數(shù)比用修正 （3）計(jì)算大，小齒輪的分度圓直徑 d44.00mm d=132.00mm （4）計(jì)算齒輪寬度 b=44=44mm 圓整后取B=44mm，B=49mm 5. 大小齒輪各參數(shù)見下表 高速級(jí)齒輪相關(guān)參數(shù)名稱符號(hào)計(jì)算公式及說明法面模數(shù)端面模數(shù)法面壓力角端面壓力角螺旋角齒頂高齒根高全齒高分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑基圓直徑中心距6.2 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 1.選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù) 1）按選定的齒輪傳動(dòng)方案，選用圓柱斜齒輪； 2

16、）選用7級(jí)精度；（GB10095-88） 3）材料的選擇。由2表10-1選擇小齒輪材料為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二者的硬度差為40HBS； 4）初選小齒輪齒數(shù)為Z=24，大齒輪Z=3=72； 5）初選螺旋角。2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) d （1）確定公式內(nèi)各數(shù)值 1）初選K=1.3 2）由2圖10-30選區(qū)域系數(shù)Z=2.433 3）由3圖16.2-10可?。?0.78，=0.85 則=0.78+0.86=1.63 4）由2表10-7選取齒寬系數(shù)=15）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： T=6.3813Nmm6)由2表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Z

17、=189.8MP7）由2圖10-21d按齒面硬度得小齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度極限=600MP，大齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MP8）由2圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.88，K=0.919）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，有 =0.88600 =528MP =0.91550 =500.5MP 所以= =514.25MP（2）計(jì)算 1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑d。由公式得 d取502）計(jì)算圓周速度 V= =0.9243）計(jì)算齒寬b及模數(shù) b=150=50mm m=2.02mm h=2.25m=2.252.02=4.55mm b/h=10.994)計(jì)算縱向重合度 =0.

18、318=0.318 =1.9035）計(jì)算載荷系數(shù)K 已知使用系數(shù)K=1，據(jù)v=0.925，7級(jí)精度。由 2圖10-8得K=1.05，K=1.309由2圖10-13查得K=1.309，由2表10-13查得 K=1.2.故動(dòng)載系數(shù) K=KKKK=11.021.41.424 =1.686）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 d=d=50=54.46mm7）計(jì)算模數(shù)m m=2.203.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由2式10-17可知 m（1）確定計(jì)算參數(shù) 1）計(jì)算載荷系數(shù) K=KKKK =1.68 2）計(jì)算縱向重合度 =1.903，由2圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Y=0.88. 3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) Z

19、=26.29 Z=78.82 4）查取齒形系數(shù) 由2表10-5查得Y=2.596，Y=2.228 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由2表10-5查得Y=1.596，Y=1.768 6）由2圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500MP，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=380MP。 7）由2圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.85，K=0.88. 8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4。則有： =303.57MP =238.86MP 9）計(jì)算大小齒輪的，并加以比較 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算m=1.48 可取m=1.5mm，又由于兩級(jí)中心距相等，所以由Za=以及算得的a=88mm聯(lián)立解得Z=28，

20、Z=864.幾何尺寸計(jì)算 （1）按圓整后的數(shù)值修正螺旋角 =arccos= =13.69 因值相差不多，故參數(shù)等不用修正 （2）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 d=43.23mm d=132.78mm （3）計(jì)算齒輪寬度 b=143.23=43.23mm 圓整后取B=44mm，B=49mm5.大小齒輪各相關(guān)參數(shù)見下表 低速級(jí)大小齒輪各相關(guān)參數(shù)名稱符號(hào)計(jì)算公式及說明法面模數(shù)端面模數(shù)法面壓力角端面壓力角螺旋角齒頂高齒根高全齒高分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑基圓直徑中心距7.1 I軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由前面算得P=2.51KW，n=1059，T =2.29N 2.求作用在齒輪上的力

21、已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為 d=44mm 而 F=1040.91N F=F=1040.91=392.22N F=Ftan=1040.91=278.91N 3.初步確定軸的最小直徑 現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理據(jù)2表15-3，取A=126，于是得： d=A=17mm 因?yàn)檩S上應(yīng)開2個(gè)鍵槽，所以軸徑應(yīng)增大10%-15%故d=19.55mm，又此段軸與大帶輪裝配，綜合考慮兩者要求取d=22mm，查4P表14-16知帶輪寬B=59mm故此段軸長取55mm。 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案 通過分析比較，選用2圖15-1的裝配方案 I II III IV V

22、 VI VII VIII （2）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1）I-II段是與帶輪連接的其d=22mm，l=55mm。 2）II-III段用于安裝軸承端蓋，軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的拆卸及便于對(duì)軸承添加潤滑油的要求，取端蓋與I-II段右端的距離為30mm。故取l=50mm，因其右端面需制出一軸肩故取d=25mm。 3）初選軸承，因?yàn)橛休S向力和徑向力故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并據(jù)d=24mm，由軸承目錄里初選30206號(hào)其尺寸為d=30mm 62mm17.25mm故d=30mm。又右邊套筒長取32.75mm所以l=17.25+32.

23、75=50mm 4）取安裝齒輪段軸徑為d=35mm，齒輪左端與左軸承之間用套筒定位，已知齒輪寬度為52mm為是套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于齒輪寬度故取l48mm。齒輪右邊V-VI段為軸肩定位，軸肩高h(yuǎn)0.07d，故取h=4mm則此處d=45mm。寬度b1.4h取l=10mm 5）VI-VII段右邊為軸承用軸肩定位，因?yàn)檩S承仍選用圓錐滾子30206所以d=30mm，所以此處軸肩高h(yuǎn)0.07d取h=5mm故d=45mm軸肩寬度b1.4h，取l=8mm，l=18.25mm （3）軸上零件的周向定位 齒輪，帶輪與軸之間的定位均采用平鍵連接。按 d由5P表4-1查得平鍵截面b 鍵槽用鍵槽銑刀加

24、工長為45mm。同時(shí)為了保證帶輪與軸之間配合有良好的對(duì)中性，故選擇帶輪與軸之間的配合為，同樣齒輪與軸的連接用平鍵12齒輪與軸之間的配合為軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實(shí)現(xiàn)的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考2表15-2取軸端倒角為2.個(gè)軸肩處圓覺角見圖。 5.求軸上的載荷 先作出軸上的受力圖以及軸的彎矩圖和扭矩圖從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面C 是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面C處的M，M 和M的值如下： F=440N F=444N F=208N F=124N M=27720N M=13104N M=7788N M=30661N M=2879

25、3N T=2.29N 6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度，則根據(jù)2 式15-5及上面的數(shù)據(jù)，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 =9.2MP 前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由2表15-1 查得=60Mp，故安全。7.2 III軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由前面算得P=2.31KW，n=118，T=1.92N 2.求作用在齒輪上的力 已知低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為 d=43.23mm 而 F=4441.4N F=F=4441.4=1663.8N F=Ftan=4414.4=1075.3N 3.初步確定軸的最小直徑 現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為

26、45鋼，調(diào)質(zhì)處理據(jù)2表15-3，取A=112，于是得： d=A=30.2mm 顯然最小直徑處安裝聯(lián)軸器，為使所選軸直徑d與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)。故同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩T=K查2表14-1取K=1.3.則： T 按計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件查5P表8-7可選用LT6型彈性柱銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為 250000N。半聯(lián)軸器孔徑d=32mm，故取d=32mm半聯(lián)軸器長度L=82，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L=60mm 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案 通過分析比較，選用2圖15-8的裝配方案I II III IV V VI VII VIII （2）據(jù)軸向定位的要

27、求確定軸的各段直徑和長度 1）為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，I-II右端需制出一軸肩故II-III段的直徑d=40mm；左端用軸端擋圈定位取軸端擋圈直徑D=46mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長為60mm，為保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸上，故I-II段長度應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取l=58mm. 2）II-III段是固定軸承的軸承端蓋取其寬度為20mm。據(jù)d =40mm可取l=50mm。 3）初選軸承，因?yàn)橛休S向力和徑向力故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并據(jù)d=40mm，由軸承目錄里初選30209號(hào)其尺寸為d=45mm 80mm18mm故d=40mm。又右邊套筒長取20mm所以l=20+21.75=

28、42mm. 4）取安裝齒輪段軸徑為d=54mm，已知齒輪寬為65mm取l=63mm。齒輪右邊V-VI段為軸肩定位，軸肩高h(yuǎn)0.07d，故取h=6mm則此處d=54mm。寬度b1.4h取l=10mm 5）VI-VII段右邊為軸承用軸肩定位，因?yàn)檩S承仍選用圓錐滾子30209所以d=45mm，所以此處軸肩高h(yuǎn)0.07d取h=5mm故d=51mm軸肩寬度b1.4h，取l=8mm，l=21mm （3）軸上零件的周向定位 齒輪，半聯(lián)軸器與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由5P表4-1查得平鍵截面b鍵槽用鍵槽銑刀加工長為63mm。選擇半聯(lián)軸器與軸之間的配合為，同樣齒輪與軸的連接用平鍵16齒輪與軸之間的配合為

29、軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實(shí)現(xiàn)的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考2表15-2取軸端倒角為2.個(gè)軸肩處圓覺角見圖。 5.求軸上的載荷 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面C 是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面C處的M，M 和M的值如下： F=2199N F=2139N F=260N F=1365N M=156680N M=99986N M=18397N M=185865N M=157756N T=6.66N 6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度，則根據(jù)2 式15-5及上面的數(shù)據(jù)，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 =37.5

30、MP 前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由2表15-1 查得=60Mp，故安全。7.3 II軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1.求軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由前面算得P=2.41KW，n=353，T =6.66N 2.求作用在齒輪上的力 已知中間軸大小齒輪的分度圓直徑為 d=132mm d=44mm 而 F=1009.1N F=F=1009.1=380N F=Ftan=1009.1=270.4N 同理可解得： F=3027.3N，F(xiàn)=1140.7N，F(xiàn)=811.6N 3.初步確定軸的最小直徑 現(xiàn)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理據(jù)2表15-3，取A=114，于是得： d=A=21.6mm 因?yàn)檩S

31、上應(yīng)開2個(gè)鍵槽，所以軸徑應(yīng)增大10%-15%故d=24.8mm，又此段軸與軸承裝配，故同時(shí)選取軸承，因?yàn)檩S承上同時(shí)承受軸向力和徑向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作條件可選30205其尺寸為：d=25故d=25mm右端用套筒與齒輪定位，套筒長度取34.75mm所以l=51mm 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案 通過分析比較，轉(zhuǎn)配示意圖如下I II III IV V VI （2）據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1）I-II段為高速級(jí)大齒輪，由前面可知其寬度為44mm，為了使套筒端面與大齒輪可靠地壓緊此軸段應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度。故取l=42mm，d=30mm。 2）III-

32、IV段為大小齒輪的軸向定位，此段軸長度應(yīng)由同軸條件計(jì)算得l =110mm，d=40mm。 3）IV-V段為低速級(jí)小齒輪的軸向定位，由其寬度為44mm可取l=42mm，d=30mm 4）V-VI段為軸承同樣選用單列圓錐滾子軸承30205，左端用套筒與齒輪定位，取套筒長度為24.75mm則 l =24.75+16.25=41mm d=25mm （3）軸上零件的周向定位 兩齒輪與軸之間的定位均采用平鍵連接。按d由5P表4-1查得平b 按d得平鍵截面b=10其與軸的配合均為。軸承與軸之間的周向定位是用過渡配合實(shí)現(xiàn)的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 （4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考2表15-2取軸端倒

33、角為2.個(gè)軸肩處圓覺角見圖。 5.求軸上的載荷 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面C 是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面C處的M，M 和M的值如下： F=2355N F=3883N F=1438N F=900N M=274779N M=63675N M=-2266.6N M=282060N M=274788N T=2.06N 6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度，則根據(jù)2 式15-5及上面的數(shù)據(jù)，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 =29.6MP 前面選用軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由2表15-1 查得=60Mp，故安全。9.1 I軸上鍵的強(qiáng)度校核 查表4-5-7

34、2得許用擠壓應(yīng)力為I-II段鍵與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度 故此鍵能安全工作。 IV-V段與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度 故此鍵能安全工作。9.2 II軸上鍵的校核 查表4-5-72得許用擠壓應(yīng)力為 II-III段鍵與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度 故此鍵能安全工作。 9.3 III軸上鍵的校核 查表4-5-72得許用擠壓應(yīng)力為 I-II段鍵與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度 故此鍵能安全工作。 IV-V段與鍵槽接觸疲勞強(qiáng)度 10.1 潤滑方式 齒輪采用飛濺潤滑，在箱體上的四個(gè)軸承采用脂潤滑，在中間支撐上的兩個(gè)軸承采用油潤滑。10.2 密封類型的選擇1. 軸伸出端的密封 軸伸出端的密封選擇毛氈圈式密封。2. 箱體結(jié)合面的密封 箱蓋與箱座結(jié)合面上涂密封膠的方法實(shí)現(xiàn)密封。 3. 軸承箱體內(nèi)，外側(cè)的密封 （1）軸承箱體內(nèi)側(cè)采用擋油環(huán)密封。 （2）軸承箱體外側(cè)采用