機(jī)械設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)

機(jī)械設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)

帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

院系：機(jī)械工程學(xué)院

專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

班級(jí)：機(jī)電BG111________

組長(zhǎng)：高全鋒____________

組員：李博、李雪、魏斌

指導(dǎo)教師：韓穎一

完成日期：2014年6月20日

目錄

一、設(shè)計(jì)任務(wù)書...............................................................2

二、傳動(dòng)方案的確定（如下圖）................................................2

三、確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào).........................................................4

四、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及各級(jí)分配........................................5

五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.......................................................7

1.普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算..............................................7

2.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算.....................................................10

3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)...............................................13

4幾何尺寸計(jì)算..........................................................16

5強(qiáng)度校核...............................................................16

6要緊設(shè)計(jì)結(jié)論..........................................................17

六、減速器鑄造箱體為要緊結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì).......................................19

七、軸的設(shè)計(jì)................................................................20

八、軸承的選擇..............................................................31

九、鍵聯(lián)接的選擇............................................................31

十、聯(lián)軸器得選擇與計(jì)算......................................................32

十一、減速器的潤(rùn)滑方式，牌號(hào)及密封件.......................................32

十二、課程設(shè)計(jì)小結(jié)..........................................................33

十三、參考文獻(xiàn)..............................................................35

一、設(shè)計(jì)任務(wù)書

設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)用單級(jí)圓柱齒輪減速器，傳動(dòng)轉(zhuǎn)置如圖所示,

電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶傳動(dòng)經(jīng)單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器，驅(qū)動(dòng)滾筒回轉(zhuǎn)。已知傳動(dòng)滾筒

直徑為D=450mm,滾筒的輸送拉力F=5.5KN,輸送帶工作速度V=l.4m/s（同意輸

送帶速度誤差為±5%）。滾筒效率77=0.96（包含滾筒與軸承德效率缺失）。

工作條件:兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；

使用折舊期：8年；

工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度35C；

電力：三相交流，電壓380/220V；

檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修；

制造條件及生產(chǎn)批量：通常機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。

二、傳動(dòng)方案的確定（如下圖）

使用普通V帶傳動(dòng)加一級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)

2.原始數(shù)據(jù)

帶拉力：F=5500N

帶速度：v=l.4m/s

滾筒直徑：D二450nmi

滾筒效率n=o.96o

同意輸送帶速度誤差為±5%,

要求齒輪使用壽命為8年，二班工作制；軸承使用壽命4年。

設(shè)計(jì)說明書

設(shè)計(jì)及說明結(jié)果

三、確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)

1.選擇電動(dòng)機(jī)類型：

選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。

2.選擇電動(dòng)機(jī)功率

運(yùn)輸機(jī)主軸上所需要的功率

Fv5500x1.4…山

=----=---------=7.7%W匕=1JKW

10001000

傳動(dòng)裝置的總效率：‘7=7%創(chuàng)4%

其中，查《課程設(shè)計(jì)》表2-3,

V帶傳動(dòng)的效率”,7=0.96

深溝球軸承的效率％,=0.98

圓柱齒輪的效率(精度等級(jí)7)%,%=。-97

彈性聯(lián)軸器的效率",=°"

工作機(jī)效率如，"w=0.96

因此.7]=0.96x0.983x0.97x0.99x0.96=().833

P,=生=工-=9.28府

電動(dòng)機(jī)所需功率：？°-8337；=0.833

查《課程設(shè)計(jì)》156頁的表12-1,取電動(dòng)機(jī)的額定功率為UkW。P1=9.28KW

3.選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

工作機(jī)的轉(zhuǎn)速：

vx60xl0001.4x60xl000.

*，==59J8r/mn

兀D3.14x450nw=59.78/7min

根據(jù)《課程設(shè)計(jì)》第16頁表2-3,

V帶傳動(dòng)比范圍4=2?4,

單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比i2=3?5,

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍:

\i2=59.78x(2~4)x(3~5)=358.68~1195.6r/min選擇電

動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速為750r/mino

查表19-1,取Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132S-4。

電動(dòng)機(jī)額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)矩功率因數(shù)

型號(hào)(kW)(r/min)nm(r/min)

Y180L-8117507301.70.77

查表19-2,得電動(dòng)機(jī)得安裝及有關(guān)尺寸。

中心高外形尺寸底腳安裝地腳螺栓軸伸尺鍵公稱

HLX(1AC+AD)KHD尺寸孔直徑寸尺寸

AxBKDxEFxh

132475X(270+210)216X1781238X8010X8

X315

四、確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及各級(jí)分配

.=7^=250=1229

傳動(dòng)裝置得總傳動(dòng)比：〃“-59?78

z=12.29

取單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比：’2=3.7

i=3.7

V帶傳動(dòng)比:2

z,=3.3

1.計(jì)算各軸的輸入功率

P=9.2SkW

電動(dòng)機(jī)軸tl

P}=S.9\kW

6=”島=0.96x9.28=8.9UW

軸I（高速軸）

P2=S.3kW

P=小?。?0.98x0.97x8.91=S.3kW

軸n（低速軸）2

匕=7.89AW

卷筒匕=%〃4優(yōu)=0.99x0.98x8.3=7.89A:IV

2.計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速

nm=730r/min

電動(dòng)機(jī)軸〃卅=730/7min

5rLZ^2.221,2r/min

===/?1=221.2r/nin

軸IZ'3.3

221.2.

/?,=-=--------=59.78r/min%=59.78r/nin

軸II%3.7

卷筒nw=%=59.78r/min

nw=59.78/7min

3.計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩

T=\2\.4Nm

po??d

電動(dòng)機(jī)軸Td=9550=9550?121AN-m

n

,n730

；〃

P?QI7=384.68N-z

軸IT.=9550-^=9550x-^-=384.68N?〃z

1勺221.2

PQaT2=1325.95N

軸HT、=9550=9550=1325.95N?/〃

?n259.78

T=1260.45N-m

p7gow

卷筒T=9550x*=9550x—=1260.45N?m

'nw59.78

4.上述數(shù)據(jù)制表如下：

^參數(shù)輸入功率轉(zhuǎn)速輸入轉(zhuǎn)矩

軸名、

（kW）(r/min)（N，m）

電動(dòng)機(jī)軸9.28730121.4

軸I8.91221.2384.68

（高速軸）

軸11

8.359.781325.95

（低速釉）

卷筒

7.8959.781260.45

五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算

I.普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算

①確定計(jì)算功率?

Pc=KAPF=1.2x9.28=11.136

K八，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-8,K八=1.2

②選擇V帶型號(hào)

根據(jù)匕、n向8-II選用B型

ddx=160mm

③確定帶輪的基準(zhǔn)直徑〃，的2

d=528mm

根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7與表8-9,取小帶輪的基準(zhǔn)直徑為小帶輪直徑d2

〃二160mm,大帶輪的直徑%=%=33x160=528mw

④驗(yàn)證帶速

血gm_3.14x160x73°

=6.1\m!sv=6.1bn/s

60x100()-60x10()0

在5m/s?30m/s之間。故帶的速度合適。

⑤確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度與傳動(dòng)中心距〃。

初選傳動(dòng)中心距范圍為：5?+%）242（4“+%）,

初定旬=600mm

g|j344-1376,初定"o=6OOmm

V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：

"j。V⑶+乙)+"泮

Lo=2410〃〃〃

=2x600+-x688+368=2410mm

24x600

根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2,選取帶的基準(zhǔn)直徑長(zhǎng)度。4=2410〃〃〃

實(shí)際中心距：

a~600mm

。=即+———=60(加加

°2

⑥驗(yàn)算主動(dòng)輪的包角

?二180?！狜^4x57.3。=141.8°>120°

a

故包角合適。

⑦計(jì)算V帶的根數(shù)Z

-優(yōu)+記)&般

由4=730r/min,d(n=160mm,

根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4、8-5,查得：P()=2A59kW

M)=0.23kW

根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-6,監(jiān)=0.89

根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2,七=1.02

11.136

=5.13取z=6根。

(2.159+0.23)x0.89x1.02

⑧計(jì)算V帶的合適初拉力入

「500?(2.51I2

入=-------1+以

2VIK”)

根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-3,q=0.170kg/m,

2之282..57N

6x6.11x0.89

⑨計(jì)算作用在軸上的載荷尼=282.57N

（工14.120

2=2z/^sin^=2x6x282.57xsin^—=3204.17.V

⑩帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Q=3204.17N

（根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5-1）（單位：面）

小帶輪大帶輪

尺寸

槽型BB

基準(zhǔn)寬度1111

基準(zhǔn)線上槽深也僦2.752.75

基準(zhǔn)線下槽深為*8.78.7

槽間距e15±0.315±0.3

槽邊距人訪99

輪緣厚￡加66

外徑4d〃=4n+2%=96乙=〃+24=348

內(nèi)徑43030

帶輪寬度24=27+4e=78=2/+4^=78

帶輪結(jié)構(gòu)實(shí)心式腹板式

V帶輪使用鑄鐵HT200制造，其同意的最大圓周速度為25m/s.

直徑較小的小帶輪使用實(shí)心式（圖a）；中等直徑的大帶輪使用腹板式（圖

b）；

b）腹板式

2,齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算

已知條件：直齒圓柱齒輪，小齒輪轉(zhuǎn)速221.2r/min,輸入功率8.91kw,

，=3.7,由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命8年，二班制。

1選擇材料及確定需用應(yīng)力

1）選取壓力角

按圖所示的傳動(dòng)方案，選直齒圓柱齒輪，壓力角取為20。

2）選取精度等級(jí)

帶式輸送機(jī)為通常工作機(jī)器，參考機(jī)械設(shè)計(jì)課本表10-6,選用7級(jí)精度。

3）材料的選擇

查表10—1,選擇小齒輪材料為40Gr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度

280HBs，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度240HBS。

4）齒數(shù)選擇選4=24

選小齒輪齒數(shù)4=24,大齒輪齒數(shù)Z2=z&=3.7x24=88.8,?z2=89oz?=89

2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)

（1）確定dlr

由式（10—1）試計(jì)算小齒輪分度圓直徑，即

dJ2K./（〃+1）X（Z，Xz,XZJ

，r~\%x〃x［為『

確定公式中的各參數(shù)值

①試選"=L3

T9550x8.91

/.=--------------=38468ON?/〃

②?221.2

③查表10-7選取齒寬系數(shù)的二1

④由圖10-20查得區(qū)域系數(shù)Z，=2.5

⑤由表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)2占=189.8MP/2

⑥計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度重合度系數(shù)Zg

a#=arccos匕cosa/（Z］+2〃；）］

a.=29.841。

=arccosf4xcos20°/（24+2xl）］

=29,841°

a=arccos[zcosa/(z

a222二心二23.214。

=arccosg9xcos20/(89+2xl)]

=23.214°

%=[24x(tan29.841°-tan20°)

+89x(tan23.214°-tan20°)]/2)

「1.72

=1.72

Zf=0.872

⑦計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力6〃］

由圖10-25d查得小齒輪與大齒輪的接觸疲勞極限分別為

=須知與、o-//lim2=550M2

由式（10—15）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：

M=60嘰=5.096x10s

=60x221.2x1x(18x300x8)

=5.096xl08

a...5.096xl08「％M=1.374x1()8

N、=N、/u=----------------=1.374x1i0n8

-89/24

由圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)%=0?93、七刈=0.96

取失效概率為1%、安全系數(shù)S=l,由式(10—14)計(jì)算

r10.93X600

L=——1-------=--------j-------=558MPa

匕=558MPa

r,K〃N2bHiim20.96X550._

UJ=——7-------=--------j-------=528oMPa

J1[crj=528MPa

取與UHL中較小的作為齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力,

[aH]=\(yH]2=528MPa°

試計(jì)算小齒輪分度圓直徑

d、j2K”/X7>(〃+l)x(Z"XZEXZ」)2

"V%X"X[b〃]2

_」2x1.3x384680x[(89/24)+1]x(2.5x189.8x0.872)2-

-V(89/24)x528:

=92.06〃"〃

(2)調(diào)整小齒輪分度圓直徑du=92.06〃〃〃

1)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。

①圓周速度u

叫X%3.14x92.06x221.2

v=1.066/??/5

60x100060x1000

=1.066〃z/s。

②齒寬〃

b—92.06〃〃〃

b=Mx4r=1x92.06=92.06〃〃〃

2)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)K”

①由表10-2查的使用系數(shù)a=1

②根據(jù)U=L°66〃，/S,7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)

Kv=1.02

③齒輪的圓周力U

2T

打=」

=2x384680/92.06=8357.2NF=83572N

4,ly

「耳1/b=1x8357.2/92.06

=90.78N/mm<l00N/mmK￡/b=

90.78N/mm

查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)"=L2

④由表10-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，

K_1Q1A

得齒向載荷分布系數(shù)加一.O由此，得到實(shí)際載荷系數(shù)

KH=KA*KVxxKHa

=1x1.02x1.2x1.310

=1.603K〃=1.603

3)按實(shí)際載荷系數(shù)算的分度園直徑

&=4,3叵=92.06x3/1^=98.72mm4=98.72〃〃〃

V1.3及相應(yīng)的齒

輪模數(shù)

加=%="4.11m=4.11nun

z24mm

3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)

(1)由式(10-7)計(jì)算模數(shù),即

加>j2K?x7>Nx(y"%)

'-V力xz；x［分］

確定公式中的各參數(shù)數(shù)值

初選KFI=13

由式(10-5)計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度重合度系數(shù)

075075

r=0.25+—=0.25+—=0.686

“1.72

Yo=0.686

計(jì)算應(yīng)］

由圖10-17查得齒形系數(shù)％?=2.65、YFa2=2,23

由圖10T8查得應(yīng)力修正系數(shù)％Li%、匕2=L76

由圖10-24C查得大齒輪與小齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為

分詢=500MPa、o-Flim2=380MPa

由圖10-22杳得彎曲疲勞壽命系數(shù)"FM=0.91,取彎曲疲

勞安全系數(shù)S=L4由式（10—14）得

i熱。.

r

U=—「

J

K——O.87X5OO=3]O,71M也

二

5

lb"=

(丫2分1出】20.91x380_..310.71MPa

[cr],=-----------=----------=247MPan

r-S1.4

=26*158=00135fbj=

[crr],310.71247MPa

"=2.23x1.76=0059

。尸12247

匕X=0.0159

由于大齒輪的"一大于小齒輪的，因此取

1）試算模數(shù)

2KQ7>，X(%X%)

必/XZ]x[aF]

J2x1.3x384680x0.686x0.0159

m=

Vlx242t

2.666/z?/?/

=2.666mm

2)①計(jì)算圓周速度u

4xZ]=2.666x24=63.984，〃/〃

v=

7idn

v=xx=0.741%0.741m/s

60x1000

②齒寬b

b=@x4=63.984nun

/?=63.984mm

③寬高比b/h

h=(2%;+c)xmt=5.9985機(jī)

40.16

b!h==10.67h=5.9985mm

3.76

3)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)0

根據(jù)以上數(shù)據(jù)查表得

由下式

二2x384680/63.984

44

=1.202xl0?7Ftx=1.202xlO

AT.xF./Z=1x1.202xlO4/63.984

/III?mm

=187.93AT/m>100N/m

計(jì)算結(jié)果，查表得

K砂=1.314

%=1.28

則右="心”1.422

對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)"2大于齒根彎曲疲

勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的加大小要緊取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所

決定的承載能力，可取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)Z747〃〃〃，并就近圓整

m=3mm

為標(biāo)準(zhǔn)〃?=3加〃，按接觸疲勞強(qiáng)度算的分度圓直徑"尸98.72〃〃〃，算出小

齒輪齒數(shù)4=4im=98.72/3=32.9,

Z1=33

取Z[=33、z2=wxz1=3.7x33=122.z2=123

z2=123

4幾何尺寸計(jì)算

4=99，〃/〃

(1)計(jì)算分度圓直徑

d2=369/77/77

di=Z)xm=33x3=%run

d2=z2xm=123x3=369/m?

(2)計(jì)算中心距a=234/"〃？

a=(d}+J2)/2=(99+369)/2=234〃”〃

(3)計(jì)算齒輪寬度

b=%xd、=1x99=99"〃〃

考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬〃與節(jié)約材料，通常

b=107〃〃〃

將小齒輪略微加寬(5T0mm),即小齒輪寬度為104mm—109mm,我們?nèi)

氏=107mm,大齒輪4b2=99nun

5強(qiáng)度校核

(1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核

先計(jì)算式(10—10)中的各參數(shù)

KH=1.603

由以上計(jì)算及查表得工=384680N?〃加

①〃二1

4=99mm

i2=3.7

Z//=2.36

ZE=\898dMpaz￡=0.872

12K也X?2+l)777

b"=J-------------xZHZEZe

VMu

=/2XL603X384680X(3.7T1)、如6X189.8X0,872

(y=496.31MPa

V1X993X3.7H

=496.31MP67<[CT//]

齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。

(2)齒面彎曲疲勞強(qiáng)度校核

°F=―—「一《[。]

z,

由以上計(jì)算及查表得心“551心=2.537>384680N?〃加？

Q=L63、1^2=2.17、%=L82、、m=3z[=33、%=0.686

Od=l

2KMy叩以匕%I二

0_/~~

(pdnrz~114.81MPa

2xl.551x384680x2.53xl.63x0.686

-1X33X332

=114.8IMP”[07J

o「=2KM21勺2匕。2=

z；109.95MPa

2x1,551x384680x2.17x1,82x0.686

1X33X332

=109.95MP?<[CTF]2

6要緊設(shè)計(jì)結(jié)論

齒數(shù)4=33、z?=123,模數(shù)桃=3,壓力角a=20°,中心距a=234m5，

齒寬々=107族〃，a=99〃3。小齒輪選用400（調(diào)質(zhì)），大齒輪選用鋼

45鋼（調(diào)質(zhì)）。齒輪按7級(jí)精度設(shè)計(jì)。

齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸，制表如下：（全面見零件圖）

名稱代計(jì)算公式結(jié)果

號(hào)小齒輪大齒輪

中心距aa=(&+%)/2234

傳動(dòng)比i3.7

齒頂高%ha=mn2mm

h

齒根局fhf=\.25mn2.5mm

全齒高h(yuǎn)h=ha4-hf4.5mm

齒數(shù)z33123

分度圓直徑dd=niz99mm369mm

齒頂圓直徑da=(z+2h^)m105mm375mm

91.5361.5

齒根圓直徑dfdf=(z-2h：-2c*)m

mmnun

齒輪寬bb=*-d\107mm99mm

（4）齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

齒頂圓直徑與軸徑接近，把小齒輪做成齒輪軸。

齒頂圓直徑daW500mm,用鍛造齒輪。

小齒輪使用齒輪軸結(jié)構(gòu)，大齒輪使用腹板式結(jié)構(gòu)。大齒輪尺寸:

代號(hào)計(jì)算公式結(jié)果

1.6d,104

(0.25?0.35)0-Q)

D240

(0,+。3)/2178

da(z+2h：)xm271

df(z-2〃：-2c*)xm262

D。251

c0.2?0.3b16

六、減速器鑄造箱體的要緊結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)

根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》17頁43T經(jīng)驗(yàn)公式，列出下表:

名稱代號(hào)尺寸計(jì)算結(jié)果（mm）

底座壁厚0.025a+1^7.512

箱蓋壁厚6(0.8?0.85)32814

底座上部凸緣厚度ho(1.5-1.75)620

箱蓋凸緣厚度hi(1.5-1.75)心20

底座下部凸緣厚度h2(2.25-2.75)330

底座加強(qiáng)肋厚度C(0.8-1)612

底蓋加強(qiáng)肋厚度ei(0.8-0.85)用10

地腳螺栓直徑d10

地腳螺栓數(shù)目n6

軸承座聯(lián)接螺栓直徑d20.75d12

箱座與箱蓋聯(lián)接螺栓宜徑d3(0.5?0.6)d10

軸承蓋固定螺釘直徑d4(0.4?0.5)d10（大）、8（?。?/p>

視孔蓋固定螺釘直徑d5(0.3~0.4)d6

軸承蓋螺釘分布圓直徑DiD+2.5d4{100{120

L120、160

軸承座凸緣端面直徑D2Di+2.5d4

螺栓孔凸緣的配置尺寸CI\C2\DO表3-2Ci=22,C2=20,

Do=3O

地腳螺栓孔凸緣的配置尺寸C'I'C'2\D'O表3-3c'i=28,C2=24,

Do=45

箱體內(nèi)壁與齒輪距離△21.2512

箱體內(nèi)壁與齒輪端面距離△12b12

底座深度H0.5da+(30~50)230

外箱壁至軸承座端面距離11CI+C2+(5-10)37

七、軸的設(shè)計(jì)

1.高速軸的設(shè)計(jì)

（1）選擇軸的材料：

選取45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，HBS=250,根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表107。

（2）初步估算軸的最小直徑

根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3,取&",

d>A>3—=112x3i'^Lx37.39〃〃〃d=38.39〃〃〃

H/?,V221.2

(3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于與V帶聯(lián)接處有一鍵糟，因此直徑應(yīng)增大5%,考慮帶輪的機(jī)構(gòu)

要求與軸的剛度，取裝帶輪處軸徑4通二40〃〃〃，根據(jù)密封件的尺寸，選

取裝軸承處的軸徑為〃

兩軸承支點(diǎn)間的距離：

L=+2A,+2A,+8+]

式中：用，小齒輪齒寬，Bi=1。7

工,箱體內(nèi)壁與小齒輪端面的間隙，4=15〃〃〃

4,箱體內(nèi)壁與軸承端面的距離，△2=U〃W?

B,軸承寬度，選取6010深溝球軸承，B=16mm

L,=211iwn

1,軸肩的寬度，klOnun

L,=107+30+22+32+20=211〃〃〃

透蓋上的軸段長(zhǎng)

通過查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》確定端蓋的厚度30nmi，考慮透蓋的

拆卸及扳手的寬度，取軸段長(zhǎng)為64mm

帶輪上軸段長(zhǎng)

通過計(jì)算帶輪的寬度，確定該段軸段長(zhǎng)為140mm

軸承上軸段長(zhǎng)

根據(jù)軸承尺寸，確定為32mm

(4)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度

①軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖

由n

WEl

^、FE

'L；L：\/\L,

%晚

■w-rmTHrnTrnnTnnrKirnnrnrnrnnTTT^

F.

'ert-rflTM不

^TTmnnnniTnfl

代||||n吁

M7

)廣

（2）軸上的載荷

載荷水平面H垂直面V

支反力FFW1=3886NFM，I"4N

FNHZ=3886NFW2=-14147V

彎矩MMV]=123725N?nun

MH=340025N?mmMV2=-123725N-mm

總彎矩M]=M2=361835N?mm

扭矩TT}=384680Ne

（3）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度

進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩與扭矩的截面（即危險(xiǎn)

截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)式及上表中的數(shù)據(jù)，與軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為

靜應(yīng)力，取。=0.3,軸的計(jì)算應(yīng)力

]”2*叫)2二361835?+(0.6x384680)2

MPa=5.6MPaa=5.6MPa

0.1x91.5'c(l

前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1查得

["=60M&。因此/“＜口"，故安全。

（4）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度

（1）推斷危險(xiǎn)軸面

截面A、II、山、B只受扭矩作用，盡管鍵槽、軸肩及過渡配合所引

起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)

度較為寬裕確定的，因此截面A、II、III、B均無需校核。

從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面IV與V處過盈配合引起的

應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看，截面C上的應(yīng)力最大。截面V的

應(yīng)力集中的影響與微面N的相近，但截面V不受扭矩作用，同時(shí)軸徑比

較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面C盡管應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過

盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截

面C不必校核。截面VI與VII顯然更不必校核。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第三章附

錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面

N左右兩側(cè)即可。

⑵截面IV左側(cè)

W=1250W〃〃3

抗彎截面系數(shù)W=°.1"'=0.1x50'mm?=12500mm3

WT=25000〃加73

抗扭截面系數(shù)=0.2x50'nvn3=250