帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置一級(jí)圓柱直齒輪減速器設(shè)計(jì)

1、鄭州大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題 目：學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：學(xué) 校：專 業(yè)：指導(dǎo)教師：計(jì)算說明書 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器楊澤坤 鄭州大學(xué) 汽車制造與裝配技術(shù) 王成明 李霞 張響 張軍200978030225目錄第1章 概述 . 31.1 設(shè)計(jì)的目的 . 31.2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù) . 31.2.1設(shè)計(jì)的內(nèi)容 . 41.2.2 設(shè)計(jì)的任務(wù) . 41.3 設(shè)計(jì)的步驟 . 5第2章 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) . 52.1 擬定傳動(dòng)方案 . 52.2選擇原動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī) . 62.2.1選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式. 62.2.2確定電動(dòng)機(jī)的功率 . 62.2.3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 . 82.3傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)

2、比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配 . 82.3.1計(jì)算總傳動(dòng)比 . 92.3.2合理分配各級(jí)傳動(dòng)比 . 92.4算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) . 92.4.1 0軸（電機(jī)軸）輸入功率 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 . 102.4.2 1軸（高速軸）輸入功率 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 . 102.4.3 2軸（低速軸）輸入功率 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 . 102.4.4 3軸（滾筒軸）輸入功率 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 . 110第3章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 123.1 減速箱外傳動(dòng)零件帶傳動(dòng)設(shè)計(jì).1323.1.1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)要求： .1323.1.2 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 .1323.2 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件-齒輪設(shè)計(jì).1653.2.1選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及

3、齒數(shù) .1653.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) .1763.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 . 183.2.4、齒輪幾何尺寸計(jì)算 .2103.3 軸的設(shè)計(jì)輸入軸的設(shè)計(jì) .2103.3.1確定軸的材料及初步確定軸的最小直徑 .2103.3.2初步設(shè)計(jì)輸入軸的結(jié)構(gòu) .2213.4軸的設(shè)計(jì)輸出軸的設(shè)計(jì) . 223.4.1初步確定軸的最小直徑 .2323.4.2初步設(shè)計(jì)輸出軸的結(jié)構(gòu) . 23第4章 部件的選擇與設(shè)計(jì) . 254.1軸承的選擇 . 254.1.1輸入軸軸承 . 254.1.2輸出軸軸承 . 254.2輸入軸輸出軸鍵連接的選擇及強(qiáng)度計(jì)算 . 264.3軸承端蓋的設(shè)計(jì)與選擇 . 274.3.1類型

4、 . 274.4 滾動(dòng)軸承的潤滑和密封 . 284.5聯(lián)軸器的選擇 . 294.5.1、聯(lián)軸器類型的選擇 . 294.5.2、聯(lián)軸器的型號(hào)選擇 . 294.6其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 294.6.1通氣器的設(shè)計(jì) . 294.6.2吊環(huán)螺釘、吊耳及吊鉤 . 304.6.3啟蓋螺釘 . 304.6.4定位銷 . 314.6.5油標(biāo) . 314.6.6放油孔及螺塞 . 314.7箱體 . 32第5章 結(jié) 論 . 33參考文獻(xiàn) . 34第1章 概述1.1 設(shè)計(jì)的目的設(shè)計(jì)目的在于培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)能力。設(shè)計(jì)是完成機(jī)械專業(yè)全部課程學(xué)習(xí)的最后一次較為全面的、重要的、必不可少的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的為：1. 通過設(shè)計(jì)培養(yǎng)綜

5、合運(yùn)用所學(xué)全部專業(yè)及專業(yè)基礎(chǔ)課程的理論知識(shí)，解決工程實(shí)際問題的能力，并通過實(shí)際設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使理論知識(shí)得以鞏固和提高。2. 通過設(shè)計(jì)的實(shí)踐，掌握一般機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和程序，培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。3. 進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工作基本技能的訓(xùn)練，包括訓(xùn)練、計(jì)算、繪圖能力、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能力，熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等）。1.2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù)1.2.1設(shè)計(jì)的內(nèi)容本設(shè)計(jì)的題目為一級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括以下幾方面：（1）擬定、分析傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；（2）選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；（3）進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，校核軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵等；（4）繪制減速器裝配圖

6、及典型零件圖；（5）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。1.2.2 設(shè)計(jì)的任務(wù)（1）減速器裝配圖1張（0號(hào)圖紙）（2）輸入軸輸出軸零件圖各1張（3）齒輪零件圖1張（4）減速器箱體零件圖1張（5）設(shè)計(jì)說明書1份1.3 設(shè)計(jì)的步驟遵循機(jī)械設(shè)計(jì)過程的一般規(guī)律，大體上按以下步驟進(jìn)行：1. 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 認(rèn)真研究設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)要求和條件，認(rèn)真閱讀減速器參考圖，熟悉設(shè)計(jì)對(duì)象。2. 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求擬定傳動(dòng)總體布置方案，選擇原動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。3. 傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)裝配圖前，先計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)件的參數(shù)確定其尺寸，并選好聯(lián)軸器的類型和規(guī)格。一般先計(jì)算外傳動(dòng)件、后計(jì)算內(nèi)傳動(dòng)件。4. 裝配圖繪

7、制 計(jì)算和選擇支承零件，繪制裝配草圖，完成裝配工作圖。5. 零件工作圖繪制 零件工作圖應(yīng)包括制造和檢驗(yàn)零件所需的全部內(nèi)容。6. 編寫設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)說明書包括所有的計(jì)算并附簡(jiǎn)圖，并寫出設(shè)計(jì)總結(jié)。第2章 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)，主要包括擬定傳動(dòng)方案、選擇原動(dòng)機(jī)、確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。2.1 擬定傳動(dòng)方案機(jī)器通常由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成。傳動(dòng)裝置將原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給工作機(jī)，合理擬定傳動(dòng)方案是保證傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)質(zhì)量的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)中，學(xué)生應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，擬定傳動(dòng)方案，分析傳動(dòng)方案的優(yōu)缺點(diǎn)?，F(xiàn)考慮有以下兩種傳動(dòng)方案如下圖所示：a)

8、 b)圖2-1 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)方案比較傳動(dòng)方案應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件，工作可靠，而且要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，成本低，傳動(dòng)效率高，操作維護(hù)方便。設(shè)計(jì)時(shí)可同時(shí)考慮幾個(gè)方案，通過分析比較最后選擇其中較合理的一種。下面為圖1中a、b兩種方案的比較。a方案 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，成本低，操作維護(hù)方便；b方案 相比較,寬度尺寸較大，成本高。根據(jù)傳動(dòng)要求，工作條件，故選擇方案a，同時(shí)加上V型帶傳動(dòng)。即采用V帶傳動(dòng)和一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)。 I2.2選擇原動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)，根據(jù)選擇的傳動(dòng)方案，合理選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)型式、容量和轉(zhuǎn)

9、速，提出具體的電動(dòng)機(jī)型號(hào)。2.2.1選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式電動(dòng)機(jī)有交、直流之分，一般工廠都采用三相交流電，因而選用交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)分異步、同步電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)又分為籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多，目前應(yīng)用較300廣的Y系列自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)， 電壓為380V，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、起動(dòng)性能好，工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體、無特殊要求的場(chǎng)合，如運(yùn)輸機(jī)、機(jī)床、農(nóng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、輕工機(jī)械等。2.2.2確定電動(dòng)機(jī)的功率電動(dòng)機(jī)功率選擇直接影響到電動(dòng)機(jī)工作性能和經(jīng)濟(jì)性能的好壞：若所選電動(dòng)機(jī)的功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作；若功率過大，則

10、電動(dòng)機(jī)不能滿載運(yùn)行，功率因素和效率較低，從而增加電能消耗，造成浪費(fèi)。1. 帶式輸送機(jī)所需的功率Pw由1中公式（2-1）得：Pw=FV/1000=48001.4/1000=6.72kW 設(shè)計(jì)題目給定：輸送帶拉力F（N）=4800N輸送帶速度V(m/s)=1.4m/s2. 計(jì)算電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pd根據(jù)文獻(xiàn)1（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)唐增寶 常建娥 主編 華中科技大學(xué)出版）表22確定個(gè)部分效率如下：彈性聯(lián)軸器：1=0.99（一個(gè)）滾動(dòng)軸承（每對(duì)）：2=0.99（共三對(duì)，兩對(duì)減速器軸承，一對(duì)滾筒軸承） 圓柱齒輪傳動(dòng)：3=0.98（精度7級(jí)）傳動(dòng)滾筒效率：4=0.96 V帶傳動(dòng)效率：帶=0.95得總1電22動(dòng)2

11、機(jī)34至帶工作機(jī)間的總效率：=0.990.990.990.990.980.960.95=0.8585電動(dòng)機(jī)的輸出功率：Pd=FV48001.4=7.83KW 1000總10000.85852.2.3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速同一類型、相同額定功率的電動(dòng)機(jī)低速的級(jí)數(shù)多，外部尺寸及重量較大，價(jià)格較高，但可使傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及尺寸減少；高速電動(dòng)機(jī)則與其相反，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮各方面因素，選取適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。三相異步電動(dòng)機(jī)常用的同步轉(zhuǎn)速有3000r/min，1500r/min，1000r/min，750r/min，常選用1500r/min或1000r/min的電動(dòng)機(jī)。1. 計(jì)算滾筒的轉(zhuǎn)速nw 由公式nw=10

12、0060V計(jì)算滾筒轉(zhuǎn)速nw： D100060V1000601.4=53.5r/min D500工作機(jī)的轉(zhuǎn)速：nw=設(shè)計(jì)題目給定：滾筒直徑D=500mm輸送帶速度V(m/s)=1.4m/s2. 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速nd由參考文獻(xiàn)2（機(jī)械設(shè)計(jì)）中表181可知一級(jí)圓柱齒輪減速器推薦傳動(dòng)比范圍為i=35，由參考文獻(xiàn)1 V帶傳動(dòng)比范圍為i=24，所以總傳動(dòng)比合理范圍為i總=620，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是：nd=(620)53.5r/min=3211072r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min、1500r/min 由參考文獻(xiàn)1中表161查得：表161中，考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的

13、尺寸、重量和總傳動(dòng)比，即選定3號(hào)方案，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y180L-8。其主要參數(shù)如下：表2-1電動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù)表2-2帶式輸送機(jī)相關(guān)參數(shù)2.3傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配由選定電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速nw可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i=nm/nw對(duì)于多級(jí)傳動(dòng)i=(i1i2i3in)計(jì)算出總傳動(dòng)比后，應(yīng)合理地分配各級(jí)傳動(dòng)比，限制傳動(dòng)件的圓周速度以減少動(dòng)載荷。2.3.1計(jì)算總傳動(dòng)比由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm=730r/min和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速53.5r/min， 可得： 總傳動(dòng)比i=nm/nw=2.3.2合理分配各級(jí)傳動(dòng)比由參考文獻(xiàn)1中表23，取帶傳動(dòng)比i帶=3，i=13.64，則

14、一級(jí)減速器傳動(dòng)比 730=13.64 53.5i減=ii帶=13.64=4.55 32.4算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)首先推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩，一般按由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間運(yùn)動(dòng)傳遞的路線推算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。 102.4.1 0軸（電機(jī)軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩Pd=7.83kWnm=730r/minTd=9550Pd/nm=95507.83=102.43Nm 7302.4.2 1軸（高速軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩PI=Pd01=Pd帶=7.830.95=7.44KWn1=nm/i帶=243.3r/minTI=Tdi帶帶=102.4330.95=291.93Nm2

15、.4.3 2軸（低速軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩243.3=53.47r/min 4.55 PII=PI3=7.440.98=7.29KWn2=n1/i12=TII=TIi123=291.934.550.98=1301.72Nm2.4.4 3軸（滾筒軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩PIII=PII12=7.290.990.99=7.145KWn3=n2=53.47r/minTII=ITII12=1301.720.990.99=1275.8Nm各項(xiàng)指標(biāo)誤差均介于+0.5%-0.5%之間。各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)見表4：率取0.99.第3章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 減速箱外傳動(dòng)零件帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 參考2中P163例題

16、3.1.1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)要求：1. 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 選擇合理的傳動(dòng)參數(shù)；確定帶的型號(hào)、長度、根數(shù)、傳動(dòng)中心距、安裝要求、對(duì)軸的作用力及帶的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸等。2. 設(shè)計(jì)依據(jù) 傳動(dòng)的用途及工作情況；對(duì)外廓尺寸及傳動(dòng)位置的要求；原動(dòng)機(jī)種類和所需的傳動(dòng)功率；主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速等。3. 注意問題 帶傳動(dòng)中各有關(guān)尺寸的協(xié)調(diào)，如小帶輪直徑選定后要檢查它與電動(dòng)機(jī)中心高是否協(xié)調(diào)；大帶輪直徑選定后，要檢查與箱體尺寸是否協(xié)調(diào)。小帶輪孔徑要與所選電動(dòng)機(jī)軸徑一致；大帶輪的孔徑應(yīng)注意與帶輪直徑尺寸相協(xié)調(diào)，以保證其裝配穩(wěn)定性；同時(shí)還應(yīng)注意此孔徑就是減速器小齒輪軸外伸段的最小軸徑。3.1.2 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1、確定計(jì)

17、算功率由2中表8-7查得工作情況系數(shù)KA=1.1由2中公式8-21：Pca=KAPdPca=KAPd=1.17.83=8.613kW2、選擇V帶的帶型kW及nm=730r/min,由2中圖8-11選用B型 根據(jù)Pca=8.6133、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1由2中表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=150mm 驗(yàn)算帶速v按2中公式8-13驗(yàn)算帶的速度v=dd1n601000=3.14150730=5.73m/s601000 因?yàn)?m/s<v<25m/s,故帶速合適。 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)2中公式8-15a計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2

18、dd2=idd1=3150=450mm由2中表8-8取dd2=450mm4、確定V帶的中心距a0和基準(zhǔn)長度Ld 根據(jù)2中公式8-20，0.7(dd1+dd2)a02(dd1+dd2), 初定中心距a0=500mm由2中公式8-22計(jì)算所需的基準(zhǔn)長度 Ld0=2a0+2(dd1+dd2)+2(dd2-dd1)24a0=1987mm =2500+2(450-150)(150+450)+4500由2中表8-2選帶的基準(zhǔn)長度Ld=2000mm 計(jì)算實(shí)際中心距a由2中公式8-23計(jì)算a=a0+ld-ld02000-1987=500+510mm 225、驗(yàn)算小帶輪上的包角1根據(jù)2中公式8-25計(jì)算：118

19、0-(dd2-dd1)6、計(jì)算帶的根數(shù)z 57.357.3=180-(450-150)146.2990 a510計(jì)算單根V帶的額定功率pr由dd1=150mm和nm=730r/min,查2中表8-4a得P0=1.93kw 根據(jù)nm=730r/min、n=970r/min、i=3和B型帶查2中表8-4b得P0=0.23kw查2中表8-5得K=0.914，查2中表8-2得KL=0.98, 于是由2中公式8-26：z=PcKAP=P0+P0KKL PrPr=(P0+P0)KKL=(1.93+0.23)0.9140.98=1.935kW 計(jì)算V帶的根數(shù)z z=Pc8.613=4.45 Pr1.935取

20、5根7、計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值(F0)min 根據(jù)2中公式8-27：(F0)min=(2.5-K)Pc+qv2 Kzv=500(2.5-0.914)8.613+0.185.732=266.74N0.91455.73 15其中q由2中表8-3得B型帶q=0.18kg/m 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力F0 (F0)min。 8、計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值由1中公式8-28得： (Fp)min=2z(F0)minsin9、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)查2中表8-10得大、小帶輪總寬度：B=419+211.5=99mm V型帶傳動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)見表3-0V。12=25266.74sin146.29=3063.39N 23.2 減

21、速器內(nèi)傳動(dòng)零件齒輪設(shè)計(jì) 2中P211題3.2.1選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)按照已經(jīng)選定的傳動(dòng)方案，高速級(jí)齒輪選擇如下： 1. 齒輪類型 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)2. 齒輪精度等級(jí) 帶式輸送機(jī)為一般機(jī)器速度不高，按照2中表10-8，選擇7級(jí)精度3. 材料 由2中表10-1選擇：兩者材料硬度差為40HBS 小齒輪 40Cr 調(diào)質(zhì) 硬度270HBS 大齒輪 45鋼 調(diào)質(zhì) 硬度230HBS4. 試選擇小齒輪齒數(shù) z1=25大齒輪齒數(shù) z2=i12Z1=4.5525=113.75取z2=114 齒數(shù)比u1=i12=4.553.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)1. 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)kt=1.

22、3 小齒輪轉(zhuǎn)矩T1=9.55106PI7.44=9.55106=2.92105Nmm n1243.312由文獻(xiàn)2中表10-6查得材料彈性影響系數(shù)zE=189.8MPa齒寬系數(shù)：由文獻(xiàn)2中表107知齒寬系數(shù)d=1由文獻(xiàn)2中圖10-21d 按齒面硬度查得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限： Hlim1=600MPa Hlim1=550MPa計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60n1jLh=60243.31(830010)=3.51083.5108N2=N1/u1=0.77108 4.55由文獻(xiàn)2中圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.90 KHN2=0.95計(jì)算接觸疲勞許應(yīng)力取失效概率為1% 安全系數(shù)S=1由文獻(xiàn)2中

23、式10-12H1=KHN1Hlim1S=0.90600=540MPaH2=KHN2Hlim2=0.95550=522.5MPa S2KT1u1±1ZE計(jì)算 由式d1t2.32 du1H試算小齒輪分度圓直徑d1t KtT1u1±1ZEd1t2.32 du1H2251.32.92104.55+1189.8=2.32 14.55522.52=90.83mm計(jì)算圓周速度v v=d1tn1601000=90.83243.3601000=1.16m/s計(jì)算齒寬b b=dd1t=190.83=90.83mm b計(jì)算齒寬與齒高比 h模數(shù) mt=d1t90.83=3.63 齒高 h=2.25

24、mt=2.253.63=8.17 Z125b90.83=11.12 h8.17 計(jì)算載荷系數(shù)據(jù)v=1.16m/s 7級(jí)精度。由圖10-8查動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.04 直齒輪KH=KF=1由文獻(xiàn)2中表10-2查得使用系數(shù)KA=1 由文獻(xiàn)2中表10-4用插入法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)非對(duì)稱布置時(shí) 18KH=1.12+0.18(1+0.6d)d+0.2310-3b=1.12+0.181.6+0.2310-390.83=1.43由b=11.12 KH=1.43 在文獻(xiàn)2中查圖10-13 得KF=1.35 h22故載荷系數(shù)K=KAKvKHKH=11.0411.43=1.49 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分

25、度圓直徑，由文獻(xiàn)2中式10-10a得 d1=d1tK1.49=90.83=94.47mm Kt1.3d194.47=3.78mm Z125 計(jì)算模數(shù)m m=3.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算由文獻(xiàn)1中10-5設(shè)計(jì)公式 mdZ12F2KT1YFaYSa1. 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 由文獻(xiàn)2中圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE1=500MPa 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE2=380MPa 由文獻(xiàn)2中圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=0.85 KFN2=0.88 計(jì)算彎曲疲勞許應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 由2中式10-12 F1=KFN1FE1=0.85500=303.57MPa

26、S1.4F2=KFN2FE2S=0.88380=238.86MPa1.4 計(jì)算載荷系數(shù)KK=KAKvKFKF=11.0411.35=1.404 查取齒形系數(shù)由2中表10-5查得 YFa1=2.62 YFa2=2.177 查取應(yīng)力校正系數(shù)由2中表10-5查得 YSa1=1.59 YSa2=1.793計(jì)算大小齒輪的YFa1YSa1F1=2.621.59=0.013723303.572.1771.793=0.016342238.86 YFa2YSa2F2=大齒輪的數(shù)值大2. 設(shè)計(jì)計(jì)算 2KT1YFaYSa21.4043.393105m=0.016342=2.92mm 22125dZ1F對(duì)比計(jì)算結(jié)果，

27、由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m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)m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)，可取由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)2.92并根據(jù)就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d=94.47mm， 1算出小齒輪的齒數(shù)z1=d194.47=32 m3大齒輪的齒數(shù)z2=4.5532=143.28 取z2=144實(shí)際傳動(dòng)比：i=144=4.5 32傳動(dòng)比誤差：i=4.5-4.14100%=1%5% 允許 4.143.2.4、齒輪幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑 d1=z1m=323=96m

28、m d2=z2m=1443=432mm 中心距a=96+432=264m 2 齒輪寬度b=dd1=96mm 取 B1=96mm B2=90mm 圓周力：Ft1=2T12291.93=6081.87N d19610-3徑向力：Fr1=Ft1tan20 =6081.87tan20 =2213.6N3.3 軸的設(shè)計(jì)輸入軸的設(shè)計(jì)3.3.1確定軸的材料及初步確定軸的最小直徑1、確定軸的材料輸入軸材料選定為40Cr，鍛件，調(diào)質(zhì)。2、求作用在齒輪上的力根據(jù)輸入軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù),計(jì)算作用在輸入軸的齒輪上的力： 21輸入軸的功率 PI=7.44KW輸入軸的轉(zhuǎn)速 n1=243.3r/min輸入軸的轉(zhuǎn)矩 TI=29

29、1.93Nm 圓周力：Ft1=2T12291.93=6081.87N d19610-3徑向力：Fr1=Ft1tan20 =6081.87tan20 =2213.6N3、初步確定軸的最小徑，選取軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制處理，根據(jù)2中表153，取A0=112dmin=A0PI7.44=112=35.18mm nI243.33.3.2初步設(shè)計(jì)輸入軸的結(jié)構(gòu)根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長度已知軸最小直徑為dmin=35.18mm，由于是高速軸，顯然最小直徑處將裝大帶輪，故應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)系列值dA=40mm，為了與外連接件以軸肩定位，故取B段直徑為dB=50mm。初選滾動(dòng)軸承。因該傳動(dòng)方案沒有軸向力，

30、高速軸轉(zhuǎn)速較高，載荷不大，故選用深溝球軸承（采用深溝球軸承的雙支點(diǎn)各單向固定）。參照工作要求并根據(jù)dB=50mm，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(jí)的深溝球軸承6211，其尺寸為dDB=5510021，為防止箱內(nèi)潤滑油飛濺到軸承內(nèi)使?jié)櫥♂尰蜃冑|(zhì)，在軸承向著箱體內(nèi)壁一側(cè)安裝擋油板，根據(jù)需要應(yīng)分別在兩個(gè)擋油板的一端制出一軸肩。由于軸承長度為21mm，根據(jù)擋油板總寬度為18mm故lC=lH=39mm，根 22據(jù)箱座壁厚，取12 且齒輪的右端面與箱內(nèi)壁的距離21，則取2=12mm，由于擋油板內(nèi)測(cè)與箱體內(nèi)壁取3mm，故lG=12-3=9mm。設(shè)計(jì)軸承端蓋的總寬度為45mm（由減速器及軸

31、承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定），根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與外連接件的右端面間的距離為30mm，故lB=75mm。根據(jù)根據(jù)帶輪寬度可確定lA=118mm圖3-1輸入軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖3.4軸的設(shè)計(jì)輸出軸的設(shè)計(jì)3.4.1初步確定軸的最小直徑 dmin=A0PII7.29=112=57.6mm n253.471、確定軸的材料輸出軸材料選定為45號(hào)鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)。2求作用在齒輪上的力根據(jù)輸出軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)、低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)幾何尺寸及參數(shù)，計(jì)算作用在輸出軸的齒輪上的力：輸出軸的功率 PII=7.29KW輸出軸的轉(zhuǎn)速 n2=53.47/min輸出軸的轉(zhuǎn)矩 TII=1301.72NmF

32、t2=2TII21301.72=6026.5N -3d243210Fr2=Ft2tan20 =6026.5tan20 =2193.5N.初步確定軸的最小直徑 dmin=A0PII7.29=112=57.579mm n253.473.4.2初步設(shè)計(jì)輸出軸的結(jié)構(gòu)輸出軸最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑dg，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1查2表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小故取KA=1.5，則：Tca=KATII=1.51301.72Nm=1952.58Nm初選聯(lián)軸器按照計(jì)算Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查1表13-5,選用型號(hào)為L

33、T10的Y型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為2000Nm。半聯(lián)軸器的孔徑dg=85mm,故取dg=85mm半聯(lián)軸器長度L=172mm。3根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長度圖3-4輸出軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長度根據(jù)已確定的dg=85mm，g段軸長與半聯(lián)軸器的軸轂長相同，為了使聯(lián)軸器以軸肩定位，故取f段直徑為df=115mm。初選滾動(dòng)軸承。因該傳動(dòng)方案沒有軸向力，故選用深溝球軸承（采用深溝球軸承的雙支點(diǎn)各單向固定）。參照工作要求并根據(jù)df=115m，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(jí)的深溝球軸承61924（參考文獻(xiàn)3），其尺寸為dDB=

34、12016522，根據(jù)需要在擋油板的一端制出一軸肩，取軸肩長為8mm。由于軸承長度為22mm，擋油板總寬為18mm故le=40mm。 設(shè)計(jì)軸承端蓋的總寬度為45mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定），根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與外連接件的右端面間的距離為30mm，故lf=75mm。第4章 部件的選擇與設(shè)計(jì)4.1軸承的選擇軸系部件包括傳動(dòng)件、軸和軸承組合。4.1.1輸入軸軸承1. 軸承類型的選擇由于輸入軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承。軸承承受的徑向載荷P=2213.6N；軸承轉(zhuǎn)速n1=243.3r/min；軸承的預(yù)期壽命Lh=8300

35、10=24000h2.軸承型號(hào)的選擇求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值C=P60n1Lh60243.324000=2213.6=15.61kN 106106按照3 表22-1選擇C=33.5kN的6211軸承4.1.2輸出軸軸承1.軸承類型的選擇由于輸入軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承。 軸承承受的徑向載荷 P=2193.5N；軸承承受的轉(zhuǎn)速 n3=53.4r/min軸承的預(yù)期壽命 Lh=830010=24000h2.軸承型號(hào)的選擇求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值C=P60n3Lh6053.424000=2193.5=9.33kN 661010按照3 表22-1選擇C=40.8kN

36、的61924軸承4.2輸入軸輸出軸鍵連接的選擇及強(qiáng)度計(jì)算1、輸入軸鍵連接由于輸入軸上齒輪1的尺寸較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，故只為其軸端選擇鍵。輸入軸軸端選擇A型普通平鍵。其尺寸依據(jù)軸頸d=40mm，由2中表6-1選擇bh=108。鍵長根據(jù)皮帶輪寬度B=99，選取鍵的長度系列取鍵長L=90. 校核鍵連接的強(qiáng)度鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由2中表6-2查得許用及壓應(yīng)力=100120MPap取平均值p=110MP。a鍵的工作長度l=L-b=90-10=80mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度K=0.5h=0.58=4mm32T2291.9310310=45.6MPa<p，強(qiáng)度由2中式6-1得p=Kld4804

37、0足夠。鍵bL=10902. 輸出軸端與聯(lián)軸器的鍵連接據(jù)輸出軸傳遞的扭矩TII應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩。查1表13-5。選用LT10型彈性聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為Tn=2000Nm。半聯(lián)軸器孔徑d1=85mm。 選擇鍵連接的類型及尺寸據(jù)輸出軸軸端直徑d=85mm，聯(lián)軸器Y型軸孔d1=85mm，軸孔長度L=172mm選取A型普通平鍵bhL=2514140 校核鍵連接的強(qiáng)度鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由2中表6-2查得許用及壓應(yīng)力=100120MPap取平均值p=110MPa。鍵的工作長度l=L-b=140-25=115mmK=0.5h=0.514=7mm。 ，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度2TII10321301.

38、72103=38.05MPa<p，由2中式6-1得p=強(qiáng)Kld711585度足夠。鍵bL=251404.3軸承端蓋的設(shè)計(jì)與選擇4.3.1類型根據(jù)箱體設(shè)計(jì)和所使用的軸承，選用凸緣式軸承端蓋。 各軸上的端蓋；悶蓋和透蓋：悶蓋示意圖 透蓋示意圖4.4 滾動(dòng)軸承的潤滑和密封當(dāng)浸油齒輪圓周速度v<2m/s,軸承內(nèi)徑和轉(zhuǎn)速乘積dn2105mmr/min時(shí)，宜采用脂潤滑。為防止箱體內(nèi)的油浸入軸承與潤滑脂混合，防止?jié)櫥魇?，?yīng)在箱體內(nèi)側(cè)裝擋油環(huán).根據(jù)1表15-4知:軸承選用鈉基潤滑脂4.5聯(lián)軸器的選擇4.5.1、聯(lián)軸器類型的選擇為了隔離振動(dòng)與沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。彈性柱銷聯(lián)軸器具有緩沖和吸震性，可頻繁的起動(dòng)和正反轉(zhuǎn)，可以補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移4.5.2、聯(lián)軸器的型號(hào)選擇（）計(jì)算轉(zhuǎn)矩由2中表14-1查得KA=1.5，故由2中式（14-1）得計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 Tca=KATII=1.51301.721952.58Nm式中K為工作情況系數(shù)，由工作情況系數(shù)表確定。（3）選擇聯(lián)軸器型號(hào)根據(jù)1表13-5中查得LT10型彈性柱銷聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為 2000Nm,許用最大轉(zhuǎn)速為2300r/min，軸徑為63