帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)-

...wd......wd......wd...畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕〔2011屆〕題目帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)目錄摘要第一章緒論…………31.1選題依據(jù)及意義……31.2研究?jī)?nèi)容……3第二章傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)………42.1傳動(dòng)方案分析……42.2電動(dòng)機(jī)的選擇……52.3傳動(dòng)比的分配……62.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算………………6第三章傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算…………83.1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)……83.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)…………………93.2.1高速級(jí)齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)…………123.2.2低速級(jí)齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)…………17第四章軸系零部件設(shè)計(jì)……………244.1軸的設(shè)計(jì)與校核………………244.2滾動(dòng)軸承的選擇及校核………264.3鍵的選擇與校核………………294.4聯(lián)軸器的選擇…………………31第五章箱體的設(shè)計(jì)…………………32第六章潤(rùn)滑及密封的設(shè)計(jì)…………34第七章設(shè)計(jì)總結(jié)……35第八章裝配圖及零件圖……………36參考文獻(xiàn)……………38致謝…………………40摘要在現(xiàn)代化的企業(yè)中，有大量的原料半成品和成品〔如，礦石、水泥等〕需要機(jī)械搬運(yùn)，除了起重機(jī)械搬送一局部可以裝箱或堆垛的大件物品外，大量的粒散料和小件物品的運(yùn)輸，是靠各種運(yùn)輸機(jī)來完成的，在很多工藝中運(yùn)輸機(jī)械是必不可少的生產(chǎn)機(jī)械。運(yùn)輸機(jī)械的形式有很多，通常根據(jù)有無擾性牽引件〔比方，鏈、繩、帶等〕等分為；〔1〕具有擾性牽引件的運(yùn)輸機(jī)；如帶式運(yùn)輸機(jī)、板式運(yùn)輸機(jī)、刮式運(yùn)輸機(jī)、提升機(jī)、空架鎖道等?！?〕無擾性牽引件的運(yùn)輸機(jī)；如螺旋運(yùn)輸機(jī)、滾柱運(yùn)輸機(jī)、氣力運(yùn)輸機(jī)。以及其他裝載機(jī)械等。帶式運(yùn)輸機(jī)是用途最為廣泛的一種運(yùn)輸機(jī)械，主要應(yīng)用在水平方向或沿坡度不大的傾斜方向，連續(xù)的大批量的運(yùn)送散狀物料或單件物品。它具有生產(chǎn)效率高，運(yùn)送距離長(zhǎng)，工作平穩(wěn)、構(gòu)造簡(jiǎn)單、可以在任意位置上裝載卸載、卸載自重小、工作可靠、操作簡(jiǎn)便、耗能少等重要優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是允許的傾角小〔一般小于30度〕，帶條磨損較快等。其傳動(dòng)裝置是其主要局部，它的設(shè)計(jì)和選型對(duì)帶式運(yùn)輸機(jī)起著關(guān)鍵性的作用。因此我們必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)展設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)；選型設(shè)計(jì)；主要部件AbstractInamodernenterprise,alargenumberofrawmaterialsbulkandfinishedproduct(e.g.,ore,cement,etc.),inadditiontoneedmechanicalhandlinghoistingmachinerypartcanmovesentpackingorstackingthelargegoodsoutside,alargenumberofgrainbulkmaterialandsmallarticletransportation,isaccomplishedbyvarioustransporters,inmanyprocesstransportationmachineryisindispensableproductionmachinery.Therearemanyformsoftransportmachinerywithoutinterference,normallyaccordingtosexualtractionpieces(forexample,chain,ropetape,etc)isdividedinto;OfconveyorbeltisUSESthemostwidelyatransportationmachinery,mainlyusedinhorizontaldirectionoralongtheslopenotslopingdirection,continuousmasstransportdispersestheshapematerialorpiecegoods.Ithashighproductionefficiency,longdistancetransport,smooth,simplestructure,canbeinanypositiononloadunloading,unloadingself-respectsmall,reliableoperation,simpleoperation,lowenergy-consumingsuchimportantadvantages;Defectisallowedobliquitysmall(generallylessthan30degree),takethewearfaster,etc.Itstransmissiondeviceisthemainpart,itsdesignandselectionofbeltconveyorplayakeyrole.Therefore,wemuststrictlyaccordingtothedesigncodeforitsdesign.Keywords:beltconveyor,Selectiondesign;Maincomponents第一章緒論1.1選題依據(jù)及意義隨著制造業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，生產(chǎn)批量的不斷增長(zhǎng)，生產(chǎn)線已經(jīng)越來越廣泛得應(yīng)用于車間。輸送機(jī)作為生產(chǎn)線的樞紐，其主要作用就是將工件從一個(gè)工序輸送到下一個(gè)工序，它是由馬達(dá)提供動(dòng)力，通過變頻器或變頻器調(diào)節(jié)到所需速度進(jìn)展工作。帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)行的運(yùn)輸設(shè)備，在冶金、采礦、動(dòng)力、建材等重工業(yè)部門及交通運(yùn)輸部門中主要用來運(yùn)送大量散裝貨物，如礦石、煤、砂等粉、塊狀和包裝好的成件物品。帶式輸送機(jī)是煤礦最理想的高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，與其它運(yùn)輸設(shè)備相比，不僅具有長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、連續(xù)輸送等優(yōu)點(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、集中化控制，特別是對(duì)高產(chǎn)高礦井，帶式輸送機(jī)已成為煤炭高效開采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。特別是近10年，長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高速度的帶式輸送機(jī)的出現(xiàn)，使其在礦山建設(shè)的井下巷道，礦井地表運(yùn)輸系統(tǒng)及露天采礦場(chǎng)、選礦廠中的應(yīng)用又得到進(jìn)一步推廣。選擇帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置這種通用機(jī)械的設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題，能培養(yǎng)我們獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)師對(duì)所學(xué)基本理論和專業(yè)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用，也使我們的設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖能力都等到了全面的訓(xùn)練。1.2研究?jī)?nèi)容傳動(dòng)裝置時(shí)輸送機(jī)的核心，研究其傳動(dòng)裝置時(shí)關(guān)鍵所在。我選用了減速器作為輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置，減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩一滿足各種工作機(jī)的需要。根據(jù)輸送機(jī)的特點(diǎn)。工作載荷比較平穩(wěn)。選用展開式齒輪減速器，展開式齒輪減速器，構(gòu)造簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱，因此要求較大的剛度。高速級(jí)齒輪布置在軸承轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣軸在轉(zhuǎn)矩的作用下產(chǎn)生的彎曲變形可局部相互抵消，以減緩高速齒輪載荷分布不均勻現(xiàn)象，因此展開式齒輪減速器就是就是通用輸送機(jī)所要設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，其傳動(dòng)裝置是其主要局部，它的設(shè)計(jì)和選型對(duì)帶式運(yùn)輸機(jī)起著關(guān)鍵性的作用。因此我們必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)展設(shè)計(jì)。第二章傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)2.1傳動(dòng)方案分析設(shè)計(jì)任務(wù)書以給定帶式運(yùn)輸機(jī)的的傳動(dòng)方案。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下：1、傳動(dòng)系統(tǒng)的作用：介于機(jī)械中原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間，主要將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工作機(jī)，在此起減速作用，并協(xié)調(diào)二者的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。2、該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于V帶有緩沖吸振能力，采用V帶傳動(dòng)能減小動(dòng)帶來的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采用V帶這種簡(jiǎn)單的構(gòu)造，而且價(jià)格廉價(jià)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器局部?jī)杉?jí)展開式圓柱齒輪減速，這是兩級(jí)減速器中應(yīng)用最廣泛的一種,而且采用高速機(jī)使用斜齒圓柱齒輪,斜齒輪能承受較大的人載荷,而且效率高,但是考慮到斜齒輪難于制造所以低速級(jí)使用直齒圓柱齒輪。齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱，要求軸具有較大的剛度。高速級(jí)齒輪常布置在遠(yuǎn)離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均現(xiàn)象。原動(dòng)機(jī)局部為Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)?？傮w來講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還構(gòu)造簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。2.2電動(dòng)機(jī)的選擇〔一〕選擇電動(dòng)機(jī)的類型按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式構(gòu)造，電壓380V?！捕尺x擇電動(dòng)機(jī)的容量①工作機(jī)有效功率工作機(jī)的有效功率為,F=630N,v=1.6m/s。②各零件傳動(dòng)效率值從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總功率為聯(lián)軸器〔彈性〕，軸承，齒輪，滾筒故：③電動(dòng)機(jī)的輸出功率電動(dòng)機(jī)所需工作功率為〔三〕確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比合理范圍，所以電動(dòng)機(jī)的可選范圍為。符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000r/min和1500r/min兩種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置構(gòu)造緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動(dòng)機(jī)。〔四〕選擇電動(dòng)機(jī)根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，查得選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y90L-4。其主要性能如下：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速Y90L-41.514002.22.2電動(dòng)機(jī)外形尺寸〔mm〕如下：中心高H外形尺寸L1×(b2/2+b1)×h底腳安裝尺寸A×B底腳螺栓直徑K軸伸尺寸D×E建聯(lián)接局部尺寸F×GD90335×〔90/2+155〕×190140×1251024×508×72.3傳動(dòng)比的分配〔一〕總傳動(dòng)比為〔二〕分配傳動(dòng)比考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，取，故2.4傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算參數(shù)：指各軸的轉(zhuǎn)速、功率p、轉(zhuǎn)矩T先將各軸編號(hào)：O軸〔電動(dòng)機(jī)〕、Ⅰ軸〔減速器高速軸〕、Ⅱ軸〔減速器低速軸〕、Ⅲ軸〔滾筒軸〕①各軸轉(zhuǎn)速Ⅰ軸：②各軸功率(電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率)Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸③各軸轉(zhuǎn)矩計(jì)算結(jié)果列表軸名參數(shù)O軸〔電動(dòng)機(jī)〕Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸〔滾筒〕轉(zhuǎn)速(r/min)9703889090輸入功率〔kw〕7.226.936.656.52輸入轉(zhuǎn)矩〔N.m〕71.08170.57705.64691.84傳動(dòng)比33.591效率0.960.960.98第三章傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)1、選擇V帶型號(hào)：由表11-7查得KA=1.1，PC=KA·pd=1.1×4.46=4.906kw根據(jù)PC=4.906kw，nm=960r/min，由圖11-8可選取普通B型的。2、確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速V：由圖11-8可知，小帶輪基準(zhǔn)直徑的推進(jìn)值為112～140由表11-8，那么取dd1=125mm由dd2=dd1·nm/n1=125×960/240=500mm由表11-8取dd2=500mm,實(shí)際傳動(dòng)比i為：i=dd2/dd1=500/125=4由(11-14)式得：v=兀dd1n0/60·1000=6.28m/sv值在5～25m/s范圍內(nèi)，帶速合格。3、確定帶長(zhǎng)Ld和中心距a：由(11-15)式得：0.7〔dd1+dd2〕≤a0≤2〔dd1+dd2〕437.5mm≤a0≤1250mm初選中心距：a0=550mm由(11-16)式得：L0=2a0+兀〔dd1+dd2〕/2+〔dd2－dd1〕2/4a0=2145.17mm由表11-2取Ld=2240mm由式〔11-17〕得實(shí)際中心距為：a≈a0+〔Ld－L0〕/2=597.415mm4、驗(yàn)算小帶輪的包角a1，由式〔11-18〕得：a1=1800－57.30×〔dd2－dd1〕/a=144.040＞1200〔滿足要求〕5、確定V帶的根數(shù)z：查表11-4，由線性插值法可得：p=1.64+[〔1.93－1.64〕/(1200－950)]·〔960－950〕=1.65kw查表11-5，由線性插值法可得：△p=0.25+[〔0.3－0.25〕/(980－800)]·〔960－800〕=0.294kw查表11-6，由線性插值法可得：ka=0.89+[〔0.92－0.89〕/(150－140)]·〔144.04－140〕=0.902查表11-2，可得kL=1.00由式〔11-19〕得V帶根數(shù)z為：z=pC/[〔p＋△p〕kakL]=4.906/[〔1.65＋0.294〕0.902·1.00]=2.8〔根〕取整數(shù)：故z=3〔根〕6、計(jì)算單根V帶預(yù)緊力F0:查表11-1得q=0.17kg/m，由式〔11-20〕得單根V帶的預(yù)緊力F0為：F0=500pC/zV[〔2.5/ka〕－1]＋qV2=500×4.906/[3×6.28(2.5/0.902－1)]＋0.17×6.282=237.15KN7、計(jì)算V帶對(duì)軸的壓力Q：由式〔11-21〕得V帶對(duì)軸的壓力Q為：Q=2zF0sin(a1/2)=2×3×237.15sin(144.04o/2)=1232.23N8、V帶輪的構(gòu)造設(shè)計(jì)，并繪制V帶輪的零件工作圖3.2齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)對(duì)于齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算主要有以下工作：選擇齒輪材料及精度等級(jí)、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)矩T1、載荷系數(shù)k、許用接觸應(yīng)力[σH]、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度、齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa、許用彎曲應(yīng)力[σF]、計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩a。1、選擇材料和熱處理方法，并確定材料的許用接觸應(yīng)力根據(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5-6得小齒輪45鋼調(diào)制處理齒面硬度HBS1=230大齒輪45鋼正火處理齒面硬度HBS2=190兩齒輪齒面硬度差為40HBS，符合軟齒面?zhèn)鲃?dòng)的設(shè)計(jì)要求2、確定材料許用接觸應(yīng)力查表5-11得，兩實(shí)驗(yàn)齒輪材料接觸疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力為：δhlim1=480+0.93(HBS1-135)=480+0.93(230-135)=568.4Mpaδhlim2=480+0.93(HBS2-135)=480+0.93(190-135)=531.2Mpa由表5-12按一般重要性考慮，取接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)：shlim1=1.0兩齒輪材料的許用接觸應(yīng)力分別為[δH1]=δhlim1/shlim1=568.4Mpa[δH2]=δhlim2/shlim1=531.2Mpa3、根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)展設(shè)計(jì)查表5-8，取載荷系數(shù)K=1.2；查表5-9，查取彈性系數(shù)ZE=189.8；取齒寬系數(shù)Ψd=1(閉式軟齒面)；[δH]取其中較小值為531.2Mpa代入。故d1≥=76.34mm4、幾何尺寸計(jì)算齒數(shù)由于采用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，小齒輪齒數(shù)的推薦值是20～40，取Z1=27，那么Z2=81模數(shù)m=d1/Z1=2.83mm由表5-2，將m轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取m=3mm中心距a=m(Z1+Z2)/2=162mm齒寬b2=Ψdd1=1×76.34=76.34mm，取整b2=76mmb1=76+〔5~10〕mm，取b1=80mm5、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由校核公式〔5-35〕δF=YFYs查表5-10，兩齒輪的齒形系數(shù)，應(yīng)力校正系數(shù)分別是〔YF2,Ys2由線性插值求出〕Z1=27時(shí)YF1=2.57Ys1=1.60Z2=81時(shí)YF2=2.218Ys2=1.77查表5-11，兩實(shí)驗(yàn)齒輪材料的彎曲疲勞極限應(yīng)力分別為δflim1=190+0.2(HBS1-135)=209Mpaδflim2=190+0.2(HBS2-135)=201Mpa查表5-12，彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)為sFlim1=1.0兩齒輪材料的許用彎曲疲勞應(yīng)力分別為[δF1]=δhlim1/shlim1=209Mpa[δF2]=δhlim2/shlim2=201Mpa將上述參數(shù)分別代入校核公式〔5-35〕，可得兩齒輪的齒根彎曲疲勞應(yīng)力分別為δF1=YF1Ys＜[δF1]=209MpaδF2=YF2Ys2＜[δF2]=201Mpa所以兩齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度均足夠。6、齒輪其他尺寸計(jì)算分度圓直徑d1=mZ1=3×27=81mmd2=mZ2=3×81=243mm齒頂圓直徑da1=d1+2ha=81+2×3=87mmda2=d2+2ha=243+2×3=249mm齒根圓直徑df1=d1-2hf=81-2×1.25=77.25mmdf2=d2-2hf=243-2×1.25=239.25mm中心距a=m(Z1+Z2)/2=162mm齒寬b1=80mmb2=76mm7、選擇齒輪精度等級(jí)齒輪圓周速度v1==1.36m/s查表5-7，選齒輪精度等級(jí)：第Ⅱ公差組為9級(jí)，由“齒輪傳動(dòng)公差〞查得小齒輪9-9-8GJGB10095-88大齒輪9-9-8HKGB10095-883.2.1高速級(jí)齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)①材料及齒輪精度：考慮到齒輪所傳遞的功率不大，且該機(jī)構(gòu)傳動(dòng)尺寸無嚴(yán)格限制，所以齒輪材料可選用中碳鋼，調(diào)質(zhì)處理。參照參考資料［１］中表6-2可得，小齒輪齒面硬度為230-240HBS，大齒輪齒面硬度為190-200HBS，且大小齒輪都采用斜齒圓柱齒輪閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，選用8級(jí)精度。②選取齒輪齒數(shù)和螺旋角閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，初選=24,那么，取=95。驗(yàn)算：〔符合要求〕。初選。③按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)對(duì)閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，承載能力一般取決于齒面接觸強(qiáng)度，故按接觸強(qiáng)度計(jì)算，校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。式中各參數(shù)為：〔1〕因?yàn)閱?dòng)載荷為名義載荷的1.5倍，故初取齒輪載荷系數(shù)=1.５?！?〕?！?〕由參考文獻(xiàn)[1]P133表6-6，因?yàn)樗O(shè)計(jì)的減速器為不對(duì)稱布置，故的取值范圍應(yīng)在0.6～1.2，為方便計(jì)算，選取齒寬系數(shù)。〔4〕由參考文獻(xiàn)[1]P122表6-5查得彈性系數(shù)。〔5〕由參考文獻(xiàn)[1]P124圖6-14查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)。〔6〕初取螺旋角。由參考文獻(xiàn)[1]P122公式〔6-7〕可計(jì)算齒輪傳動(dòng)端面重合度：由參考文獻(xiàn)[1]P127公式〔6-13〕取重合度系數(shù)，由式得，那么由參考文獻(xiàn)[1]P140圖6-28查得螺旋角系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1]P122圖6-13查得重合度系數(shù)〔7〕?！?〕齒數(shù)比?！?〕根據(jù)設(shè)計(jì)要求：?jiǎn)伟嘀乒ぷ?，每?小時(shí),減速器使用壽命5年,每年按300天計(jì)小齒輪1和大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為：，由參考文獻(xiàn)[1]P125圖6-15查得：，。由參考文獻(xiàn)[1]P124公式〔6-11〕計(jì)算許用接觸應(yīng)力。式中：——接觸疲勞極限，由參考文獻(xiàn)[1]P126圖6-16ｄ，按小齒輪齒面硬度230~240HBS，均值235HBS，在MQ和ML中間〔適當(dāng)延長(zhǎng)MQ和ML線〕查得；同理，由圖6—16c查得，——安全系數(shù)，查得?！獕勖禂?shù)，已由參考文獻(xiàn)[1]P125圖6-15查得：，；==又因?yàn)樵谶x擇許用接觸的時(shí)候，應(yīng)該選取其中較小的一個(gè)，即來進(jìn)展齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)。將確定后的各項(xiàng)數(shù)值代入設(shè)計(jì)公式，求得：修正：由參考文獻(xiàn)[1]P117表6-3查得使用系數(shù)；由參考文獻(xiàn)[1]P118圖6-7查得動(dòng)載系數(shù)；由參考文獻(xiàn)[1]P119圖6-10查得齒向載荷分布系數(shù)〔減速器軸的剛度較大〕；由參考文獻(xiàn)[1]P120表6-4查得齒間載荷分配系數(shù)，那么：。由參考文獻(xiàn)[1]P11３表6-1，選取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，同時(shí)，傳動(dòng)需滿足模數(shù)m≥1.5-2mm，取。齒輪主要幾何尺寸：中心距：，圓整為91mm≤120mm，滿足要求。修正螺旋角：小齒輪分度圓直徑：大齒輪分度圓直徑：，取，。④校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度式中各參數(shù)為：〔1〕因?yàn)閱?dòng)載荷為名義載荷的1.5倍，故初取齒輪載荷系數(shù)=1.５?！?〕。〔3〕齒寬b=36.71。〔4〕模數(shù)?！?〕小齒輪分度圓直徑：?！?〕齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)：齒輪當(dāng)量齒數(shù)：，由參考文獻(xiàn)[1]P128圖6-19查得齒形系數(shù)，。由參考文獻(xiàn)[1]P129圖6-20查得應(yīng)力修正系數(shù)，。〔7〕重合度系數(shù)由?機(jī)械原理?可得公式，由參考文獻(xiàn)[1]P126公式(6-13)計(jì)算可得：(8)由參考文獻(xiàn)[1]P140圖6-28查得螺旋角系數(shù)之前算得，小齒輪1和大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為：；由參考文獻(xiàn)[1]P130圖6-21查得彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)為：;由參考文獻(xiàn)[1]P126圖6-22c，按小齒輪齒面硬度230~240HBS均值235HBS，在ML線〔適當(dāng)延長(zhǎng)〕查得；同理，在圖6-22b上，查得；取;再將確定出來的數(shù)值代入彎曲強(qiáng)度校核公式，可得所以，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。⑤齒輪精度設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，以低速級(jí)畫裝配圖，所以以低速級(jí)為例。3.2.2低速級(jí)齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)①材料及齒輪精度：考慮到齒輪所傳遞的功率不大，且該機(jī)構(gòu)傳動(dòng)尺寸無嚴(yán)格限制，所以齒輪材料可選用中碳鋼，調(diào)質(zhì)處理。參照參考資料［１］中表6-2可得，小齒輪齒面硬度為230-240HBS，大齒輪齒面硬度為190-200HBS，且大小齒輪都采用斜齒圓柱齒輪閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)。選用8級(jí)精度。②選取齒輪齒數(shù)和螺旋角閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，初選=28,那么，取=85。初選。驗(yàn)算：〔符合要求〕。③按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)對(duì)閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，承載能力一般取決于齒面接觸強(qiáng)度，故按接觸強(qiáng)度計(jì)算，校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。式中各參數(shù)為：〔1〕因?yàn)閱?dòng)載荷為名義載荷的1.5倍，故初取齒輪載荷系數(shù)=1.５?！?〕?！?〕由參考文獻(xiàn)[1]P133表6-6，因?yàn)樗O(shè)計(jì)的減速器為不對(duì)稱布置，故的取值范圍應(yīng)在0.6～1.2，為方便計(jì)算，選取齒寬系數(shù)?！?〕由參考文獻(xiàn)[1]P122表6-5查得彈性系數(shù)?！?〕由參考文獻(xiàn)[1]P124圖6-14查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)?！?〕初取螺旋角。由參考文獻(xiàn)[1]P122公式〔6-7〕可計(jì)算齒輪傳動(dòng)端面重合度：由參考文獻(xiàn)[1]P127公式〔6-13〕取重合度系數(shù)，由式得，那么由參考文獻(xiàn)[1]P140圖6-28查得螺旋角系數(shù)，由參考文獻(xiàn)[1]P122圖6-13查得重合度系數(shù)〔7〕?！?〕齒數(shù)比?！?〕根據(jù)設(shè)計(jì)要求：?jiǎn)伟嘀乒ぷ?，每?小時(shí),減速器使用壽命5年,每年按300天計(jì)小齒輪1和大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為：，由參考文獻(xiàn)[1]P125圖6-15查得：，。由參考文獻(xiàn)[1]P124公式〔6-11〕計(jì)算許用接觸應(yīng)力。式中：——接觸疲勞極限，由參考文獻(xiàn)[1]P126圖6-16ｄ，按小齒輪齒面硬度230~240HBS，均值235HBS，在MQ和ML中間〔適當(dāng)延長(zhǎng)MQ和ML線〕查得；同理，由圖6—16c查得，——安全系數(shù)，查得?！獕勖禂?shù)，已由參考文獻(xiàn)[1]P125圖6-15查得：，；==又因?yàn)樵谶x擇許用接觸的時(shí)候，應(yīng)該選取其中較小的一個(gè)，即來進(jìn)展齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)。將確定后的各項(xiàng)數(shù)值代入設(shè)計(jì)公式，求得：修正：由參考文獻(xiàn)[1]P117表6-3查得使用系數(shù)；由參考文獻(xiàn)[1]P118圖6-7查得動(dòng)載系數(shù)；由參考文獻(xiàn)[1]P119圖6-10查得齒向載荷分布系數(shù)〔減速器軸的剛度較大〕；由參考文獻(xiàn)[1]P120表6-4查得齒間載荷分配系數(shù)，那么：。由參考文獻(xiàn)[1]P11３表6-1，選取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，同時(shí)，傳動(dòng)需滿足模數(shù)m≥1.5-2mm，取。齒輪主要幾何尺寸：中心距：，圓整為87mm≤140mm，滿足要求。修正螺旋角：小齒輪分度圓直徑：大齒輪分度圓直徑：，取，。④校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度式中各參數(shù)為：〔1〕因?yàn)閱?dòng)載荷為名義載荷的1.5倍，故初取齒輪載荷系數(shù)=1.５。〔2〕。〔3〕齒寬b=43.12。〔4〕模數(shù)。〔5〕小齒輪分度圓直徑：?！?〕齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)：齒輪當(dāng)量齒數(shù)：，由參考文獻(xiàn)[1]P128圖6-19查得齒形系數(shù)，。由參考文獻(xiàn)[1]P129圖6-20查得應(yīng)力修正系數(shù)，?！?〕重合度系數(shù)由?機(jī)械原理?可得公式，由參考文獻(xiàn)[1]P126公式(6-13)計(jì)算可得：(8)由參考文獻(xiàn)[1]P140圖6-28查得螺旋角系數(shù)之前算得，小齒輪1和大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為：；，由參考文獻(xiàn)[1]P130圖6-21查得彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)為：;由參考文獻(xiàn)[1]P126圖6-22c，按小齒輪齒面硬度230~240HBS均值235HBS，在ML線〔適當(dāng)延長(zhǎng)〕查得；同理，在圖6-22b上，查得；取;再將確定出來的數(shù)值代入彎曲強(qiáng)度校核公式，可得所以，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。⑤齒輪精度設(shè)計(jì)〔大齒輪〕按選擇的8級(jí)精度，查參考文獻(xiàn)[2]齒輪公差表可得，，，，，齒厚偏差計(jì)算〔由參考文獻(xiàn)[1]可知〕：分度圓弦齒高公稱值：分度圓弦齒厚公稱值：由參考文獻(xiàn)[1]P151中式〔6-35〕可確定最小側(cè)隙：齒后上偏差：，取負(fù)值，得。查齒輪公差表，齒輪徑向跳動(dòng)公差查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表，IT9=查參考文獻(xiàn)[1]P151表6-9，徑向進(jìn)刀公差：。齒厚公差：。齒厚下偏差：。各級(jí)齒輪的主要參數(shù)具體數(shù)值如下：高速級(jí)低速級(jí)齒數(shù)24952885中心距91107法面模數(shù)1.51.5螺旋角11°15′17″13°3′32″法面壓力角20°20°端面壓力角20.36°20.48°齒寬b43384742齒根高系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值11齒頂系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值0.250.25當(dāng)量齒數(shù)25.44100.728.11101.61分度圓直徑36.71145.2930.2991.95第四章軸系零部件設(shè)計(jì)4.1軸的設(shè)計(jì)與校核軸的設(shè)計(jì)(a〕從動(dòng)軸的設(shè)計(jì)1、選取材料和熱處理方法，并確定軸材料的許用應(yīng)力：由于為普通用途，中小功率，選用45鋼正火處理。查表15-1得σb=600Mpa，查表15-5得[σb]-1=55Mpa2、估算軸的最小直徑：由表15-2查得A=110，根據(jù)公式〔15-1〕得:d1≥A=42.295mm考慮軸端有一鍵槽，將上述軸徑增大5%，即42.295×1.05=44.40mm。該軸的外端安裝聯(lián)軸器，為了補(bǔ)償軸的偏差，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查手冊(cè)表選用柱銷聯(lián)軸器，其型號(hào)為為HL3，最小直徑d1=45mm(b)主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)1、選取材料和熱處理的方法，并確定軸材料的許用應(yīng)力根據(jù)設(shè)計(jì)要求，普通用途，中小功率，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，選用45鋼正火處理。查表15-1得δb=600Mpa,查表15-5[δ]0=55Mpa.2、估算軸的最小直徑由表[7]查取A=110，根據(jù)公式〔15-1〕得d1≥=26.2mm考慮軸端有一鍵槽，將上述軸徑增大5%，即26.2×1.05=27.51mm。該軸的外端安裝V帶輪，為了補(bǔ)償軸的偏差，選用腹板式帶輪，最后取軸的最小直徑為d1=30mm。3、軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)并繪制草圖。1〕確定軸上零件的布置方案和固定方式2〕參考一般減速器機(jī)構(gòu)3〕確定軸的各端直徑外端直徑d1=30mm按工藝和強(qiáng)度要求把軸制成階梯形，取穿過軸承蓋周段的軸徑為d2=d1+2h=d1+2×0.07d1=34.2mm，由于該處安裝墊圈，故取標(biāo)準(zhǔn)直徑d2=36mm考慮到軸承的內(nèi)孔標(biāo)準(zhǔn)。取d3=d7=45mm〔兩軸承類型一樣〕。初選深溝球軸承型號(hào)為6209。直徑為d4的軸段為軸頭，取d4=54mm軸環(huán)直徑d5=50mm，根據(jù)軸承安裝直徑，查手冊(cè)得d6=47mm。4、確定各軸的長(zhǎng)度：L4=84mm〔輪轂寬度為B2=82mm。L4比B2長(zhǎng)1~3mm〕L1=58mm〔HL3彈性注銷聯(lián)軸器J型軸孔長(zhǎng)度為B1=60mmL1比B1短1~3mm〕L7=20mm〔軸承的寬度B3為19mm，加1mm的擋油環(huán)〕L5=8mm〔軸環(huán)寬度為b≥1.4h〕根據(jù)減速器構(gòu)造設(shè)計(jì)的要求，初步確定Δ2=10~15mml2=5~10mmL6=△2+L2-L5=11mmL3=B3+L2+△2=42mmL2=55mm兩軸承的跨距L=B3+2L2+2△2+B2=22+2×〔5~10〕+2×〔10~15〕+56=135mm軸的校核根據(jù)總合成彎矩圖、扭矩圖和軸的構(gòu)造草圖的判斷a、b截面是否為為不安全截面，下面分別進(jìn)展校核：校核a截面da≥=23.96mm考慮鍵槽后，由于da=23.96×1.05=25.158mm<d1=32mm，故a截面安全?！?〕校核b截面Meb=M合=107767N·mmdb≥=26.96mm考慮鍵槽后，由于db=26.96×1.05=28.3mm<d4=47.5mm，故b截面安全。因?yàn)椴话踩孛鎍、b均安全，所以原構(gòu)造設(shè)計(jì)方案符合要求。4.2滾動(dòng)軸承的選擇及校核(a)滾動(dòng)軸承的選擇1、輸入軸承選用6209型深溝球軸承，其內(nèi)徑d為45mm,外徑D為85mm，寬度B為19mm.Cr=24.5kN根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命16×365×8=48720小時(shí)〔1〕nⅡ=458.2r/min兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N初先兩軸承為6209型深溝球軸承根據(jù)手冊(cè)P265〔11-12〕得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR那么FS1=FS2=0.63FR1=315.1N

(2)因?yàn)椋籉S1+Fa=FS2

Fa=0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端FA1=FS1=315.1N

FA2=FS2=315.1N

(3)求系數(shù)x、yFA1/FR1=315.1N/500.2N=0.63FA2/FR2=315.1N/500.2N=0.63根據(jù)手冊(cè)P263表〔11-8〕得e=0.68FA1/FR1<e

x1=1

FA2/FR2<e

x2=1

y1=0

y2=0

(4)計(jì)算當(dāng)量載荷P1、P2根據(jù)手冊(cè)P263表〔11-9〕取fP=1.5根據(jù)手冊(cè)P262〔11-6〕式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N

(5)軸承壽命計(jì)算因?yàn)椋籔1=P2

故取P=750.3N所以；角接觸球軸承ε=3根據(jù)手冊(cè)得7206AC型的Cr=23000N由手冊(cè)P264〔11-10c〕式得LH=16670/n(ftCr/P)ε=16670/458.2×(1×23000/750.3)3=1047500h>48720h所以預(yù)期壽命足夠2、輸出軸承選6213型深溝球軸承，其內(nèi)徑d為65mm，外徑D=120mm，寬度B為23mmCr=44.0kN(1)nⅢ=76.4r/min

Fa=0

FR=FAZ=903.35N試選6213型深溝球軸承根據(jù)手冊(cè)P265表〔11-12〕得FS=0.063FR,那么FS1=FS2=0.63FR=0.63×903.35=569.1N

(2)計(jì)算軸向載荷FA1、FA2∵FS1+Fa=FS2

Fa=0∴任意用一端為壓緊端，1為壓緊端，2為放松端兩軸承軸向載荷：FA1=FA2=FS1=569.1N

(3)求系數(shù)x、yFA1/FR1=569.1/903.35=0.63FA2/FR2=569.1/930.35=0.63根據(jù)手冊(cè)P263表〔11-8〕得：e=0.68因?yàn)?；FA1/FR1<e

所以；x1=1

y1=0因?yàn)?；FA2/FR2<e所以；x2=1

y2=0

(4)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P1、P2根據(jù)表〔11-9〕取fP=1.5根據(jù)式〔11-6〕得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×903.35)=1355NP2=fP(x2FR2+y2FA2)=1.5×(1×903.35)=1355N

(5)計(jì)算軸承壽命LH因?yàn)?；P1=P2

故P=1355

ε=3根據(jù)手冊(cè)P71

7207AC型軸承Cr=30500N根據(jù)手冊(cè)P264表〔11-10〕得：ft=1根據(jù)手冊(cè)P264

〔11-10c〕式得Lh=16670/n(ftCr/P)ε=16670/76.4×(1×30500/1355)3

=2488378.6h>48720h所以；此軸承合格(b〕滾動(dòng)軸承的校核1、中間軸上滾動(dòng)軸承正裝型號(hào)為6207深溝球軸承,查表得,,取A點(diǎn)總支反力B點(diǎn)總支反力2、外部軸向載荷3、派生軸向力,那么A被壓緊B被放松.當(dāng)量動(dòng)載荷據(jù)工況(工作平穩(wěn)),取載荷系數(shù)那么算得當(dāng)量動(dòng)載荷如下:驗(yàn)算軸承壽命,那么只用驗(yàn)算A軸承,預(yù)期壽命那么軸承的壽命滿足要求.4.3鍵的選擇與校核標(biāo)準(zhǔn)鍵的選擇包括鍵的選擇，聯(lián)軸器的選擇，螺栓、螺母、螺釘?shù)倪x擇，銷的選擇、墊圈、墊片的選擇。1、鍵的選擇查表4-1〔機(jī)械設(shè)計(jì)根基課程設(shè)計(jì)〕鍵1：圓頭普通平鍵〔A型〕b=8mmh=7mmL=28mm鍵2：圓頭普通平鍵〔A型〕b=14mmh=9mmL=45mm鍵3：圓頭普通平鍵〔A型〕b=14mmh=9mmL=63mm鍵4：圓頭普通平鍵〔A型〕b=20mmh=12mmL=56mm鍵5：圓頭普通平鍵〔A型〕b=16mmh=10mmL=40mm2、螺栓、螺母、螺釘?shù)倪x擇考慮到減速器的工作條件，后續(xù)想體的附件的構(gòu)造，以及其他因素的影響選用螺栓GB5782–86,M6*25和GB5782–86,M10*35，GB5782–86,M10*25三種。選用螺母GB6170–86,M10和GB6170–86,M12兩種。選用螺釘GB5782–86,M6*25和GB5782–86,M6*30兩種。3、鍵的校核設(shè)定輸入軸與聯(lián)軸器之間的鍵為1，齒輪2與中間軸之間的鍵為鍵2，齒輪3與中間軸之間的鍵為鍵3，齒輪4與輸出軸之間的鍵為鍵4，輸出軸與鏈輪之間的鍵為鍵5。校核鍵的承載能力因?yàn)椋烘I1受到的轉(zhuǎn)距T1=34.12N·m鍵2受到的轉(zhuǎn)距T2=97.78N·m鍵3受到的轉(zhuǎn)距T2=97.78N·m鍵4受到的轉(zhuǎn)距T4=357.58N·m鍵5受到的轉(zhuǎn)距T5=357.58N·m鍵的材料為鋼，輕微沖擊，[]為100~120Mp，取[]=110Mp鍵的校核公式：〔k=0.5hl=L-bd為軸的直徑〕所以：校核第一個(gè)鍵：≤[]校核第二個(gè)鍵：≤[]校核第三個(gè)鍵：≤[]校核第四個(gè)鍵：≤[]校核第五個(gè)鍵：≤[]4.4聯(lián)軸器的選擇查[1]表15-1得為了隔離振動(dòng)和沖擊，查[2]表13-6，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器；載荷計(jì)算：公稱轉(zhuǎn)矩：T=594.40N*m選取工作情況系數(shù)為：所以轉(zhuǎn)矩因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以選取LT9型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1000Nm，孔徑長(zhǎng)度為J型。第五章箱體的設(shè)計(jì)1〕減速器箱體的構(gòu)造設(shè)計(jì)箱體采用剖分式構(gòu)造，剖分面通過軸心。下面對(duì)箱體進(jìn)展具體設(shè)計(jì)：1.確定箱體的尺寸與形狀箱體的尺寸直接影響它的剛度。首先要確定合理的箱體壁厚。根據(jù)經(jīng)歷公式：〔T為低速軸轉(zhuǎn)矩，N·m〕可取。為了保證結(jié)合面連接處的局部剛度與接觸剛度，箱蓋與箱座連接局部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。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。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。2〕減速器附件的構(gòu)造設(shè)計(jì)〔1〕檢查孔和視孔