帶式輸送機(jī)減速器的設(shè)計(jì)-展開式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)系統(tǒng)

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1、 帶式輸送機(jī)減速器設(shè)計(jì) 摘要 帶式輸送機(jī)是輸送能力最大連續(xù)輸送機(jī)械之一。其結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行平穩(wěn)、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、能耗低、對環(huán)境污染小、便于集中控制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、管理維護(hù)方便，在連續(xù)裝載條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)于帶式輸送機(jī)上減速器設(shè)計(jì)，減速機(jī)是帶式輸送機(jī)重要組成部分，其結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、傳動(dòng)精度高、工作可靠性及密封性好、維修簡單、批量大，已在現(xiàn)代機(jī)床中得到廣泛應(yīng)用。首先，簡單概述帶式輸送機(jī)減速器歷史發(fā)揮展及概念；其次，具體分析帶式輸送機(jī)運(yùn)行原則；之后總體設(shè)計(jì)，查找始數(shù)據(jù)以及普遍參數(shù)要求，進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)；接著說明輸送帶減速機(jī)選擇必要性。對主要部件進(jìn)行檢查，簡要說明減速器潤滑情況。所以本

2、論文對該輸送機(jī)研究對未來設(shè)計(jì)工作有幫助。 關(guān)鍵詞：帶式輸送機(jī)；減速器；齒輪；設(shè)計(jì) II - II - Abstract Belt conveyor is one of the most continuous conveying machines. It is simple in structure, stable in operation, reliable in operation, low in energy consumption, small in environmental pollution,

3、 convenient for centralized control and automation, convenient for management and maintenance, and can realize continuous transportation under the condition of continuous loading. This graduation design is about the belt conveyor on the reducer design, reducer is an important part of belt conveyor,

4、its compact structure, high efficiency, high transmission accuracy, good reliability and sealing, simple maintenance, large quantities, It has been widely used in modern machine tools. Firstly, the history and concept of belt conveyor reducer are briefly summarized. Secondly, Body analysis belt conv

5、eyor operation principle; after the overall design, search for starting data and general parameter requirements, reasonable design; then explain the conveyor belt reducer selection necessity. Check the main parts and give a brief description of the lubrication of the reducer. So this paper is helpfu

6、l to the future design of the conveyor. Keywords: belt conveyor; reducer; gear; design III - III - 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1課題的研究背景 1 1.2本文的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀 1 1.2.2國外研究現(xiàn)狀 2 1.3本文的研究目的和意義 3 1.4課題的研究思路及方法 3 1.4.1研究思路 3 1.4.2研究方法 3 第2章 帶式輸送機(jī)減速器概述 4 2.1常用帶式輸送機(jī)類型與特點(diǎn)

7、 4 2.2常用帶式輸送機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)及原理 8 2.2.1常用帶式輸送機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu) 8 2.2.2常用帶式輸送機(jī)的工作原理 9 2.3減速器的主要類型及組成結(jié)構(gòu) 9 2.3.1減速器的主要類型 9 2.3.2減速器的組成結(jié)構(gòu) 12 2.3.3減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 13 第3章 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 14 3.1設(shè)計(jì)任務(wù)書 14 3.2確定傳動(dòng)方案 14 3.3電動(dòng)機(jī)的選擇 15 3.3.1電動(dòng)機(jī)的容量選擇 15 3.3.2電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 16 3.3.3電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 17 3.3.4傳動(dòng)比的分配 17 3.3.5傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 18 第4章

8、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 19 4.1高速級(jí)齒輪的參數(shù)計(jì)算 19 4.1.1材料選擇及熱處理 19 4.1.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 19 4.2低速級(jí)齒輪的計(jì)算 22 4.3軸的設(shè)計(jì) 26 4.3.1輸入軸的設(shè)計(jì) 27 4.3.2中間軸的設(shè)計(jì) 28 4.3.3輸出軸的設(shè)計(jì) 29 4.4軸的校核 31 4.4.1輸入軸的校核 31 4.4.2中間軸的校核 36 4.4.3輸出軸的校核 39 4.5軸承的壽命計(jì)算 41 4.5.1 7006C型軸承的校核 41 4.5.2 7013C型軸承的校核 42 4.5.3 7008C型軸承的校核 43 4.6鍵的選擇及校核 4

9、4 4.6.1低速軸鍵的選擇 44 4.6.2連接強(qiáng)度校核 44 4.6.3高速軸上鍵的選擇 45 4.6.4連接強(qiáng)度校核 45 4.6.5中間軸上鍵的選擇 46 4.6.6連接強(qiáng)度校核 46 4.7滾動(dòng)軸承的潤滑和密封 47 4.7.1脂潤滑 47 4.7.2油潤滑 47 第5章 箱體設(shè)計(jì) 48 5.1箱體初步設(shè)計(jì) 48 5.2箱體附件設(shè)計(jì) 48 5.3箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 49 第6章 三維建模 51 結(jié) 論 54 參考文獻(xiàn) 55 致 謝 56 VII - VII - 第1章 緒論 1.1課題的研究背景 帶式輸送

10、機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。應(yīng)用它可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送。除進(jìn)行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線。所以帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。在礦山的井下巷道、礦井地面運(yùn)輸系統(tǒng)、露天采礦場及選礦廠中，廣泛應(yīng)用帶式輸送機(jī)。它用于水平運(yùn)輸或傾斜運(yùn)輸，使用非常方便。帶式輸送機(jī)因其具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高、噪聲低、使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、工作可靠性和密封性好、占據(jù)空間小等特點(diǎn)，并能適應(yīng)在各種惡劣工作環(huán)境下工作包括

11、潮濕、泥濘、粉塵多等，所以它已經(jīng)是國民經(jīng)濟(jì)中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。而研究帶式輸送機(jī)上面的減速器也刻不容緩，減速器是帶式輸送機(jī)上的重要組成部分。 隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對產(chǎn)品的需求是多樣化的，這就決定了未來的生產(chǎn)方式趨向多品種、小批量。在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著齒輪減速器，它是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置，它是機(jī)械設(shè)備的重要組成部分和核心部件。目前，國內(nèi)各類通用減速器的標(biāo)準(zhǔn)系列已達(dá)數(shù)百個(gè)，基本可滿足各行業(yè)對通用減速器的需求。國內(nèi)減速器行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及參數(shù)覆蓋范圍近幾年都在不斷擴(kuò)展，產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國外先進(jìn)工業(yè)國家同類產(chǎn)品水平，承擔(dān)起為國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供傳動(dòng)裝置配

12、套的重任，部分產(chǎn)品還出口至歐美及東南亞地區(qū)，推動(dòng)了中國裝配制造業(yè)發(fā)展。 1.2本文的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀 在引進(jìn)、消化、合作研究的基礎(chǔ)上，目前已經(jīng)能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)、制造大型帶式輸送機(jī)。我國生產(chǎn)制造的帶式輸送機(jī)的品種、類型較多。帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國內(nèi)空白，并對帶式輸送機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)

13、速型液力偶合器和行星齒輪減速。行業(yè)對通用減速器的需求。國內(nèi)減速器行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及參數(shù)覆蓋范圍近幾年都在不斷擴(kuò)展，產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國外先進(jìn)工業(yè)國家同類產(chǎn)品水平，承擔(dān)起為國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供傳動(dòng)裝置配套的重任，部分產(chǎn)品還出口至歐美及東南亞地區(qū)，推動(dòng)了中國裝配制造業(yè)發(fā)展。 1.2.2國外研究現(xiàn)狀 國外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一方面是帶式輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶式輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型；另一方面是帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運(yùn)量、高帶速等大型帶式輸送機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核

14、心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用了帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用的帶式輸送機(jī)，其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個(gè)特點(diǎn)： （1）設(shè)備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)300-500萬噸以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。 （2）應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)監(jiān)控等高新技術(shù)，采用大功率軟起動(dòng)與自動(dòng)張緊技術(shù)，對輸送機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動(dòng)張力，設(shè)備運(yùn)行性能好，運(yùn)輸效率高。 （3）采用多機(jī)驅(qū)動(dòng)與中間驅(qū)動(dòng)及其功率平衡、輸送機(jī)變向運(yùn)行等技術(shù)，使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長度在理論上已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性

15、、互換性及其單元驅(qū)動(dòng)的可靠性。 （4）新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。如包含CST等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動(dòng)裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾等。如英國FSW生產(chǎn)的FSW1200/（2-3）400（600）工作面順槽帶式輸送機(jī)就采用了液粘差速或變頻調(diào)速裝置，運(yùn)輸能力達(dá)3000t/h以上，它的機(jī)尾與新型轉(zhuǎn)載機(jī)（如美國久益公司生產(chǎn)的S500E）配套，可隨工作面推移而自動(dòng)快速自移、人工作業(yè)少、生產(chǎn)效率高。 1.3本文的研究目的和意義 帶式輸送機(jī)是輸送能力最大的連續(xù)輸送機(jī)械之一。其結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行平穩(wěn)、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、能耗低、對環(huán)境污染小、便于集中控制和

16、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、管理維護(hù)方便，在連續(xù)裝載條件下可實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸。通過本次設(shè)計(jì)的研究，希望可以為以后的研究提供參考價(jià)值。本論文主要是關(guān)于礦用帶式輸送機(jī)減速器的設(shè)計(jì)，目前，帶式輸送機(jī)正朝著長距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來出現(xiàn)的氣墊式膠帶輸送機(jī)就是其中的一個(gè)。在帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用方面,目前我國與國外先進(jìn)水平相比仍有較大差距,國內(nèi)在設(shè)計(jì)制造帶式輸送機(jī)過程中存在著很多不足，因此研究帶式輸送機(jī)減速器具有重大的意義。 1.4課題的研究思路及方法 1.4.1研究思路 本文首先對膠帶輸送機(jī)減速器作了簡單的概述；接著分析了帶式輸送機(jī)減速器；然后根據(jù)原始數(shù)據(jù)按照給定參數(shù)要求進(jìn)行傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)

17、；接著對所選擇的膠帶輸送機(jī)減速器各主要零部件進(jìn)行了校核。普通型帶式輸送機(jī)由六個(gè)主要部件組成：傳動(dòng)裝置，機(jī)尾和導(dǎo)回裝置，中部機(jī)架，拉緊裝置以及膠帶。最后簡單的說明了減速器的潤滑。 1.4.2研究方法 參照畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，按步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定帶式輸送機(jī)的整體布置，確定設(shè)計(jì)方案。對輸送帶寬度、帶速、帶型等基本參數(shù)的確定計(jì)算。進(jìn)行各區(qū)段阻力、輸送帶關(guān)鍵點(diǎn)張力、滾筒牽引力與電機(jī)功率的計(jì)算拉緊力與拉緊行程計(jì)算。根據(jù)初步設(shè)計(jì)結(jié)果選擇機(jī)械設(shè)備，部件和電器設(shè)備。 - 3 - 第2章 帶式輸送機(jī)減速器概述 2.1常用帶式輸送機(jī)類型與特點(diǎn) 帶式輸送機(jī)的種類很多，常用的主要有以下幾種： （1）

18、通用帶式輸送機(jī)（DT） 通用帶式輸送機(jī)是一種固定式帶式輸送機(jī)。其特點(diǎn)是托輥安裝在固定的機(jī)架上，由型鋼做成的機(jī)架固定在底板或地基上，整個(gè)機(jī)身成剛性結(jié)構(gòu)。因此，它廣泛用于要求設(shè)備服務(wù)年限長，地基平整穩(wěn)定的場合。例如，煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)、洗煤廠、井下主要運(yùn)輸大巷、港口、發(fā)電廠等生產(chǎn)地點(diǎn)。 圖2.1通用帶式輸送機(jī) （2） 鋼繩芯帶式輸送機(jī) 鋼繩芯帶式輸送機(jī)在結(jié)構(gòu)形式上相同于通用帶式輸送機(jī)，只是輸送帶由織物芯帶改為鋼絲繩芯帶。因此，它是一種強(qiáng)力型帶式輸送機(jī)，具有輸送距離長、運(yùn)輸能力大、運(yùn)行速度高、輸送帶成槽型好和壽命長等優(yōu)點(diǎn)。但其最大缺點(diǎn)是因鋼繩芯輸送帶的芯體無橫絲，故橫向強(qiáng)度低易造成縱向撕帶

19、。 圖2.2鋼繩芯輸送帶 （3） 吊掛式帶式輸送機(jī) 吊掛式帶式輸送機(jī)是一種將其機(jī)架用鋼絲繩或鐵鏈吊掛在頂板上的帶式輸送機(jī)。機(jī)架可以采用鋼絲繩或型鋼材，托輥組可以是絞接或固定支承。它通常用于底板或地基起伏不穩(wěn)定，服務(wù)時(shí)間較短的場合。如煤礦井下采區(qū)上、下山，順槽和集中運(yùn)輸巷。 圖2.3吊掛式帶式輸送機(jī) （4） 可伸縮帶式輸送機(jī) 可伸縮帶式輸送機(jī)的輸送長度可以根據(jù)工作的需要隨時(shí)縮短或加長。這是為滿足煤礦井下綜采工作面順槽輸送要求而設(shè)計(jì)的。 圖2.4可伸縮帶式輸送機(jī) （5） 移動(dòng)帶式輸送機(jī)（DY） 移動(dòng)帶式輸送機(jī)是一種按整機(jī)設(shè)計(jì)并且整機(jī)可在不同地點(diǎn)使用的帶式輸送機(jī)。按

20、移動(dòng)的方式不同又可分為移動(dòng)式與攜帶式帶式輸送機(jī)。前者式靠輪子、履帶或滑撬移動(dòng)的帶式輸送機(jī)；后者是可用人力或機(jī)械從一個(gè)位置抬到另一個(gè)位置的帶式輸送機(jī)。主要用作短距離輸送或轉(zhuǎn)載。如煤場、碼頭、倉庫等場所。 圖2.5移動(dòng)帶式輸送機(jī) （6） 彎曲帶式輸送機(jī) 彎曲帶式輸送機(jī)是一種在輸送線路上可變向的帶式輸送機(jī)。該種輸送機(jī)適用于煤礦井下彎曲巷道和地面越野輸送。 圖2.6彎曲帶式輸送機(jī) （7） 線摩擦帶式輸送機(jī) 在帶式輸送機(jī)某位置的輸送帶下面加裝一臺(tái)或幾臺(tái)短的帶式輸送機(jī)，主帶借助重力或彈性力壓在輔機(jī)的帶子上，輔帶可以靠摩擦力驅(qū)動(dòng)主帶，這樣主帶張力便可以大大降低而實(shí)現(xiàn)低強(qiáng)度帶完成長距離或大

21、運(yùn)量輸送。 圖2.7線摩擦帶式輸送機(jī) （8） 大傾角帶式輸送機(jī) 普通帶式輸送機(jī)的輸送傾角超過臨界角度時(shí)，物料將沿輸送帶下滑。大傾角帶式輸送機(jī)可以減小輸送距離、降低巷道開拓量，減少設(shè)備投資。在露天礦它可以直接安裝在非工作邊坡，節(jié)省大量土方工程和投資。 圖2.8大傾角帶式輸送機(jī) （9） 鋼繩牽引帶式輸送機(jī)（DS） 鋼繩牽引帶式輸送機(jī)從1951年起在許多國家得到應(yīng)用。它的優(yōu)點(diǎn)在于牽引體與承載體是分開的，可以跨越長距離和大高差。但缺點(diǎn)是輸送帶成槽性差，影響輸送截面積，鋼絲繩裸露在外，不易防腐蝕，維護(hù)費(fèi)用高。因此，國外一些國家不提倡使用。 圖2.9鋼繩牽引帶式輸送機(jī) （10）

22、 圓管式帶式輸送機(jī) 圓管式帶式輸送機(jī)是用托輥把輸送帶逼成管形，物料形成封閉運(yùn)輸，減少了環(huán)境污染，并能任意轉(zhuǎn)變和提高輸送傾角。它適用于有環(huán)保要求或物料不受外界環(huán)境影響的場合，如水泥、粉煤、谷物等物料的輸送。 圖2.10圓管式帶式輸送機(jī) 2.2常用帶式輸送機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)及原理 2.2.1常用帶式輸送機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu) 帶式輸送機(jī)的整機(jī)應(yīng)包括以下零部件（但不限于）： （1）膠帶 （2）托輥組 （3）滾筒組 （4）驅(qū)動(dòng)裝置（含電動(dòng)機(jī)、減速器、機(jī)械聯(lián)軸節(jié)、驅(qū)動(dòng)裝置底座等） （5）盤式制動(dòng)器 （6）逆止器 （7）拉緊裝置 （8）導(dǎo)料槽 （9）皮帶清掃器 （10）中間架、支

23、腿、滾筒支架、接料板、安全防護(hù)罩、護(hù)欄等鋼結(jié)構(gòu)件 （11）現(xiàn)場補(bǔ)漆用的涂料和溶劑，試運(yùn)轉(zhuǎn)用的油料、潤滑劑 （12）安裝、調(diào)試及試運(yùn)轉(zhuǎn)期間所需的全部易耗品、易損件 （13）設(shè)備安裝、維修、檢驗(yàn)及操作用專用工具、儀器、調(diào)試用儀器儀表 常用帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖如下圖2.11所示。 圖2.11帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)組成圖 2.2.2常用帶式輸送機(jī)的工作原理 帶式輸送機(jī)主要由兩個(gè)端點(diǎn)滾筒及緊套其上的閉合輸送帶組成。帶動(dòng)輸送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒稱為驅(qū)動(dòng)滾筒（傳動(dòng)滾筒）；另一個(gè)僅在于改變輸送帶運(yùn)動(dòng)方向的滾筒稱為改向滾筒。驅(qū)動(dòng)滾筒由電動(dòng)機(jī)通過減速器驅(qū)動(dòng)，輸送帶依靠驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦力拖動(dòng)。驅(qū)動(dòng)滾筒

24、一般都裝在卸料端，以增大牽引力，有利于拖動(dòng)。物料由喂料端喂入，落在轉(zhuǎn)動(dòng)的輸送帶上，依靠輸送帶摩擦帶動(dòng)運(yùn)送到卸料端卸出。 2.3減速器的主要類型及組成結(jié)構(gòu) 2.3.1減速器的主要類型 減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)或齒輪—蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速器的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)場合下也用作增速的傳動(dòng)裝置，這時(shí)就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)措中應(yīng)用很廣。 減速器類型很多，按傳動(dòng)級(jí)數(shù)主要分為：單級(jí)、二級(jí)、多級(jí)；按傳動(dòng)件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪—蝸桿、蝸桿—齒輪等。 （1）圓

25、柱齒輪減速器 當(dāng)傳動(dòng)比在8一下時(shí)，可采用單級(jí)圓柱齒輪減速器。大于8時(shí)，最好選用二級(jí)（i=8—40）和二級(jí)以上（i>40）的減速器。單級(jí)減速器的傳動(dòng)比如果過大，則其外輪廓將很大。二級(jí)和二級(jí)以上圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)布置形式有展開式、分流式和同軸式等數(shù)種。展開式最簡單，但由于齒輪兩側(cè)的軸承不是對稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。為此，在設(shè)計(jì)這種減速器時(shí)應(yīng)注意：1）軸的剛度宜取大些；2）轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠(yuǎn)的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；3）采用斜齒輪布置，而且受載荷大的低速級(jí)又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬分布情況顯然比展開的好。這種減速器的高速級(jí)齒輪常采用

26、斜齒，一側(cè)為左旋，另一側(cè)為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對斜齒輪能自動(dòng)調(diào)整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的齒輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動(dòng)。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。 圓柱齒輪減速器在所有減速器中應(yīng)用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至40000Kw，圓周速度也可從低至60m/s-70m/s,甚至高達(dá)150m/s。傳動(dòng)功率很大的減速器最好采用雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)。這兩種布置方式由兩對齒輪副分擔(dān)載荷，有利于改善受力情況和降低傳動(dòng)尺寸。設(shè)計(jì)雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)設(shè)法采取自動(dòng)平衡裝置使各對齒輪副的載荷能得到均勻分配，例如采用滑動(dòng)軸承和

27、彈性支承。 圓柱齒輪減速器有漸開線齒形和圓弧形兩大類。除齒輪不同外，減速器結(jié)構(gòu)基本相同。傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比相同時(shí)，圓弧齒輪減速器在長度方向的尺寸要比漸開線齒輪減速器約30%。 圖2.12圓柱齒輪減速器 （2）圓錐齒輪減速器 它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場合。二級(jí)和二級(jí)以上的圓錐齒輪減速器常由圓錐齒輪傳動(dòng)和圓柱齒輪傳動(dòng)組成，所以有時(shí)又稱圓錐—圓柱齒輪減速器。因?yàn)閳A錐齒輪減速器是懸臂裝在軸端的，為了使它受力小些，常將圓錐面作為高速級(jí)：山手面錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應(yīng)用不如圓柱齒輪減速器廣。 圖2.13圓錐齒輪減速器 （3）蝸桿減速器

28、 主要用于傳動(dòng)比較大（j>10）的場合。通常說蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸小，這只是對減速器的傳動(dòng)比簡答的蝸桿減速器才是正確的，當(dāng)傳動(dòng)比并不很大時(shí)，此優(yōu)點(diǎn)并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜用于在大功率傳動(dòng)的場合。 蝸桿減速器主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式。蝸桿圓周速度小于4m/s時(shí)最好采用蝸桿在下式，這時(shí)，在嚙合處能得到良好的潤滑和冷卻條件。但蝸桿圓周速度大于4m/s時(shí)，為避免攪油太甚、發(fā)熱過多，最好采用蝸桿在上式。 圖2.14蝸桿減速器 （4）齒輪—蝸桿減速器 它有齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)和蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí)兩種布置形式。前者結(jié)構(gòu)較緊湊，后者效率較高。 圖2.15齒輪—蝸桿

29、減速器 2.3.2減速器的組成結(jié)構(gòu) 減速器主要由傳動(dòng)零件（齒輪或蝸桿）、軸、軸承、箱體及其附件所組成。 （1）齒輪、軸及軸承組合 小齒輪與軸制成一體，稱齒輪軸。這種結(jié)構(gòu)用于齒輪直徑與軸的直徑差不多的情況下。如果相差很大，就采用齒輪與軸分開為兩個(gè)零件的結(jié)構(gòu)，如低速軸與大齒輪。此時(shí)齒輪與軸的周向固定采用平鍵聯(lián)接，軸上零件利用軸肩、軸套和軸承蓋作軸向固定。當(dāng)徑向載荷和軸向載荷不大時(shí)，兩軸采用深溝軸承；在軸向載荷較大的情況下，應(yīng)采用角接觸球軸承、圓錐滾子軸承或深溝球軸承與推力軸承的組合結(jié)構(gòu)。 （2）箱體 箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。箱體通常采

30、用灰鑄鐵制造，對于重載或有沖擊載荷的減速器也可采用鑄鐵箱體。單件生產(chǎn)的減速器，為了簡化工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體。 （3）附件 為了合格證減速器的正常工作。除了對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時(shí)箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。 (a)檢查孔 為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，并向箱體內(nèi)注入潤滑油。 (b)通氣器 減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱體內(nèi)膨脹氣體自由排出，以保持箱內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S身密封件滲漏。 (c)軸承蓋

31、 為固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。 (d)定位銷 為保證每次拆卸笨蓋，仍保持軸承座孔制造加式時(shí)的精度，應(yīng)在精工軸承孔前，在箱蓋與箱座的連接凸緣上配裝定位銷。 (e)油面指示器 檢查減速器油池油面的高度，經(jīng)常體質(zhì)有適量的油。 (f)放油螺塞 換油時(shí)，排放污油和清洗劑。 (g)起吊裝置 當(dāng)減速器超過25kg時(shí)，應(yīng)在箱體設(shè)置起吊裝置，便于搬運(yùn)。 2.3.3減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （1）在箱體上不沿著齒輪或渦輪軸線開設(shè)剖分面。為了便于轉(zhuǎn)動(dòng)零件的安裝，在適合部位有較大的開孔。 （2）在輸入軸和輸出軸端不采用法蘭式端蓋，而改用機(jī)械密封圈；在盲孔端則裝有

32、沖壓薄壁端蓋。 （3）在輸出端的尺寸加大了，鍵槽的開法和傳統(tǒng)的規(guī)定不同，甚至跨越了軸肩，有利于充分發(fā)揮輪轂的作用。 - 15 - 第3章 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 3.1設(shè)計(jì)任務(wù)書 （1）設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，采用兩級(jí)圓柱直齒齒輪減速器傳動(dòng)。 （2）設(shè)計(jì)要求 1）外形美觀，結(jié)構(gòu)合理，性能可靠，工藝性好； 2）多有圖紙符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求； 3）按畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求完成相關(guān)資料整理裝訂工作。 （3）原始數(shù)據(jù) 1）運(yùn)輸帶工作拉力 F=4KN 2）運(yùn)輸帶工作速度 V=2.0m/s 3）輸送帶滾筒直徑 D=450mm 4）傳動(dòng)效率 （4

33、）工作條件 兩班制工作，空載起動(dòng)，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵，中小批量生產(chǎn)，使用期限10年，年工作300天。 3.2 確定傳動(dòng)方案 圖3.1展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器 如圖3.1為展開式兩級(jí)圓柱齒輪減速器，其推薦傳動(dòng)比ī=8～40。展開式圓柱齒輪減速器的特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪的位置不對稱。高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎矩變形部分地互相抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均勻的現(xiàn)象。根據(jù)傳動(dòng)要求，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)簡單，尺寸緊湊，成本低，傳動(dòng)效率高，操作維護(hù)方便

34、。寬度尺寸較大，輸入軸線與工作機(jī)位置是水平位置，我將采用展開式圓柱齒輪減速器為設(shè)計(jì)模版。 3.3 電動(dòng)機(jī)的選擇 3.3.1 電動(dòng)機(jī)的容量選擇 根據(jù)已知條件可以計(jì)算出工作機(jī)所需有效功率 .0 設(shè) —— 輸送機(jī)滾筒軸至輸送帶間的傳動(dòng)效率； —— 聯(lián)軸器效率， —— 閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率， —— 一對滾動(dòng)軸承效率， —— 帶式輸送機(jī)滾筒效率。 估算運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)總傳遞效率： 式中： 得傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率 由表3.1所列Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中可以確定，滿足條

35、件的電動(dòng)機(jī)額定功率應(yīng)取為11。 表3.1電動(dòng)機(jī)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 / 滿載轉(zhuǎn)速 /（） Y100L-4 3 1420 2.2 2.2 Y112M-4 4 1440 2.2 2.2 Y132S-4 5.5 1440 2.2 2.2 Y132M-4 7.5 1440 2.2 2.2 Y160M-4 11 1460 2.2 2.2 Y160L-4 15 1460 2.2 2.2 Y160L-6 11 970 2.0 2.0 3.3.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 根據(jù)已知條件由計(jì)算得知輸送機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速

36、 由機(jī)械設(shè)計(jì)表3.1初選同步轉(zhuǎn)速為1500和1000的電動(dòng)機(jī)，對應(yīng)用于額定功率的電動(dòng)機(jī)型號(hào)應(yīng)分別為Y160M-4型和Y160L-6型。把Y160M-4型和Y160L-6型電動(dòng)機(jī)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)及相應(yīng)算得的總傳動(dòng)比列于表3.2: 表3.2 兩種不同方案 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 （） 同步轉(zhuǎn)速（） 滿載轉(zhuǎn)速（） 總傳動(dòng)比 Ⅰ Y160M-4 11.0 1500 1460 17.19 Ⅱ Y160L-6 11.0 1000 970 11.42 通過對這兩種方案比較可以看出：方案Ⅰ選用的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量輕、價(jià)值低，總傳動(dòng)比為17.19，比較合適，故

37、選用方案Ⅰ。 3.3.3 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 根據(jù)工作條件：兩班制工作，空載起動(dòng)，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵，中小批量生產(chǎn)，使用期限為10年，年工作300天，工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率及電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速等，選用Y系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)，型號(hào)為Y160M-4，其主要性能數(shù)據(jù)如下： 電動(dòng)機(jī)額定功率： 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速： 電動(dòng)機(jī)軸身直徑： 電動(dòng)機(jī)軸身長度： 3.3.4 傳動(dòng)比的分配 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比 由傳動(dòng)系統(tǒng)方案知 所以圓柱齒輪總傳動(dòng)比 為便于兩級(jí)圓柱齒輪減速器采用浸油潤滑，當(dāng)兩對齒輪材料相同、齒面硬度、齒寬系數(shù)相等時(shí)，考慮齒

38、面接觸強(qiáng)度接近相等的條件，取高速級(jí)傳動(dòng)比 低速級(jí)傳動(dòng)比 傳動(dòng)系統(tǒng)各傳動(dòng)比分別為 ，，， 3.3.5 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算： 0軸（電動(dòng)機(jī)軸）： 1軸（減速器高速軸）： 2軸（減速器中間軸）： 3軸（減速器低速軸）： 第4章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 高速級(jí)齒輪的參數(shù)計(jì)算 4.1.1 材料選擇及熱處理 減速器要求結(jié)構(gòu)緊湊，故小齒輪選用調(diào)質(zhì)HBS1=240～270的45鋼，大齒輪選用正火HBS2=200～230的45鋼；載荷穩(wěn)定，齒速不高，初選8級(jí)精度。 4.1.2

39、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1） 確定公式中的參數(shù)值 （4-1） 1） 載荷系數(shù) 試選=1.5 2） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3） 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限， ==380（查圖6.1 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） 4） 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 5） 彎曲疲勞壽命系數(shù)， =0.86 =0.90（查圖6.7機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） 6） 許用彎曲應(yīng)力計(jì)算（取彎曲疲勞安全系數(shù)，應(yīng)力修正系數(shù) ） 則/= 7） 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) 查表4.1取齒形系數(shù)和應(yīng)力

40、修正系數(shù) 表4.1 齒形系數(shù)及應(yīng)力修正系數(shù) 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 2.97 2.91 2.85 2.80 2.76 2.72 2.69 2.65 2.62 2.60 2.57 1.52 1.53 1.54 1.55 1.56 1.57 1.575 1.58 1.59 1.595 1.60 30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 150 2.52 2.45 2.40 2.35 2.32 2.28 2

41、.24 2.22 2.20 2.18 2.14 1.625 1.65 1.67 1.68 1.70 1.73 1.75 1.77 1.78 1.79 1.83 8） 計(jì)算大小齒輪的并加以比較 因?yàn)椋拾葱↓X輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9） 重合系數(shù)及螺旋角系數(shù) 取=0.7 ，=0.86 （2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 試計(jì)算齒輪模數(shù) （4-2） 2） 計(jì)算圓周速度 3） 計(jì)算載荷系數(shù) 查表6.2（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 ； 根據(jù)、8級(jí)精度，查圖6.10（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐

42、錦康主編）得；斜齒輪傳動(dòng)?。徊閳D6.13（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得。 則載荷系數(shù) 4） 校正并確定模數(shù) （取=2） （3） 計(jì)算齒輪傳動(dòng)幾何尺寸 1） 中心距 （圓整為=119mm） 2） 螺旋角β 3） 兩分度圓直徑， mm mm 4） 齒寬，mm 取=35mm =～10）mm =40mm （4） 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 （4-3） 1）大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限， ==1170

43、2）接觸疲勞壽命系數(shù)， 查圖6.6（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得=0.88，=0.92 3）計(jì)算許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù)，則 4） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖6.19（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得=2.44 5） 重合度系數(shù)=0.8 6） 螺旋角系數(shù)= 7）材料系數(shù) 查表6.3（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 =189.8 8）校核計(jì)算 接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求 4.2 低速級(jí)齒輪的計(jì)算 減速器要求結(jié)構(gòu)緊湊，故大齒輪用40Cr調(diào)質(zhì)處理后表面淬火，小齒輪用45鋼，載荷穩(wěn)定，齒速不高，初選8級(jí)精度，閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，齒數(shù)宜多，選=25，=（取=92

44、）。按硬齒面齒輪非對稱安裝，查表選齒寬系數(shù)。 初選螺旋角β= 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1） 確定公式中的參數(shù)值 （4-4） 1） 載荷系數(shù) 試選=1.5 2） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3） 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限， ==380（查圖6.1 機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） 4） 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 5） 彎曲疲勞壽命系數(shù)， =0.90 =0.92（查圖6.7機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） 6） 許用彎曲應(yīng)力計(jì)算（取彎曲疲勞安全系數(shù)，應(yīng)力修正

45、系數(shù) ） 則/= 7） 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) 查表3.1機(jī)械設(shè)計(jì)取齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) 8） 計(jì)算大小齒輪的并加以比較 因?yàn)?，故按小齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9） 重合系數(shù)及螺旋角系數(shù) 取=0.68 ，=0.86 （2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 試計(jì)算齒輪模數(shù) （4-5） 2） 計(jì)算圓周速度 3） 計(jì)算載荷系數(shù) 查表6.2（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 ； 根據(jù)、8級(jí)精

46、度，查圖6.10（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得；斜齒輪傳動(dòng)??；查圖6.13（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得。 則載荷系數(shù) 4） 校正并確定模數(shù) （取=2.5） （3） 計(jì)算齒輪傳動(dòng)幾何尺寸 1） 中心距 （圓整為=151mm） 2） 螺旋角β 3） 兩分度圓直徑， mm mm 4) 齒寬，mm 取=55mm =～10）mm =60mm (4) 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 （4-6） 1）大小齒

47、輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限， ==1170 2） 接觸疲勞壽命系數(shù)， 查圖6.6（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得=0.92，=0.96 3）計(jì)算許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù)，則 1） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖6.19（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得=2.43 2） 重合度系數(shù)=0.8 3） 螺旋角系數(shù)= 4） 材料系數(shù) 查表6.3（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 =189.8 5） 校核計(jì)算 接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求 4.3 軸的設(shè)計(jì) 軸是減速器的主要零件之一，軸的結(jié)構(gòu)決定軸上零件的位置和有關(guān)尺寸。如圖4.1為兩級(jí)圓柱齒輪減速器軸的布置狀況。

48、 圖4.1 兩級(jí)圓柱齒輪減速器軸的布置 考慮相鄰齒輪沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸s，可取s=10mm。 考慮齒輪與箱體內(nèi)壁沿軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸k，可取k=10mm。 為保證滾動(dòng)軸承放在箱體軸承座孔內(nèi)，計(jì)入尺寸c=5mm。 初取軸承寬分別為=20mm，=22mm，=22mm。 4.3.1 輸入軸的設(shè)計(jì) 軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 （1）估算軸的最小直徑 （4-7） 查表11.3（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）確定C值。 單鍵槽軸徑應(yīng)增大即增大至 （取）。 （2）選擇輸入軸的聯(lián)軸器 計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩

49、 （4-8） 查表10.1（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）確定工作情況系數(shù) 選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，按，，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-1985，選用HL2型彈性聯(lián)軸器，。 半聯(lián)軸器長度 與軸配合轂孔長度 半聯(lián)軸器孔徑 （3）確定軸的最小直徑 應(yīng)滿足（取） （4）確定各軸段的尺寸 Ⅰ段軸的長度及直徑 應(yīng)略小于 取 Ⅱ段軸的尺寸 Ⅱ處軸肩高度（?。?， 則；為便于軸承端蓋拆卸，取。 Ⅲ段軸的尺寸 該處安裝軸承，故軸的直徑應(yīng)與軸承配合，查表11-4 （機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編）選7006C

50、型軸承，其內(nèi)徑，外徑D=55,寬度B。 ，。 Ⅳ段軸的尺寸 該處軸的直徑應(yīng)略大于Ⅲ處軸的直徑，?。粎⒄? 圖4.2，可知。 Ⅴ段軸的尺寸 該軸處為齒輪軸，該處為齒輪，故 Ⅵ段軸的尺寸 由圖4.3可知， Ⅶ段軸的長度 ， 圖4.2 輸入軸 4.3.2 中間軸的設(shè)計(jì) 軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表11.3（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）確定C值。 （取） 即?、穸紊陷S的直徑。 由可初選軸承，查表11.4（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編）選7008C型軸承，其內(nèi)徑，外徑D=68,寬度B

51、。 Ⅱ處軸肩的高度h=(),但因?yàn)樵撦S肩幾乎不受軸向力，故取，則此處軸的直徑。又因?yàn)榇颂幣c齒輪配合，故其長度應(yīng)略小于齒寬，取。 齒輪的定位軸肩高度，但因?yàn)樗惺茌S向力，故取，即。而此處軸的長度： （?。? Ⅳ處也與齒輪配合，其直徑與Ⅱ處相等，即。該處的長度應(yīng)略小于齒輪寬度，取。 結(jié)合圖4.1和圖4.2可得Ⅰ段和Ⅴ段處軸的長度： 綜上，中間軸各段長度和直徑已確定： 圖4.3 中間軸 4.3.3 輸出軸的設(shè)計(jì) 軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 （1）估算軸的最小直徑 （4-9） 查表11.3（機(jī)械設(shè)

52、計(jì) 徐錦康主編）確定C值。 單鍵槽軸徑應(yīng)增大即增大至 （取）。 （2）選擇輸入軸的聯(lián)軸器 1）計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩 （4-10） 查表10.1（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）確定工作情況系數(shù) 選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，按，，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-1985，選用HL5型彈性聯(lián)軸器，。 半聯(lián)軸器長度 與軸配合轂孔長度 半聯(lián)軸器孔徑 （3）確定軸的最小直徑 應(yīng)滿足（?。? （4） 確定各軸段的尺寸 Ⅰ段軸的長度及直徑 應(yīng)略小于 取。 Ⅱ段軸的尺寸 Ⅱ處軸肩高度（取 ），則；為便于 軸承端蓋拆

53、卸，取。 Ⅲ段軸的尺寸 該處安裝軸承，故軸的直徑應(yīng)與軸承配合，查表11.4 （機(jī) 械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編）選7013C型軸承， 其內(nèi)徑，外徑D=100,寬度B。 ，。 Ⅳ段軸的尺寸 Ⅳ處軸肩高度（取 ），取。 Ⅴ段軸的尺寸 Ⅴ處軸肩高度（取 ），即；軸肩寬度（?。?。 Ⅵ段軸的尺寸 此處安裝齒輪，故其長度應(yīng)略小于齒輪寬度，； 。 Ⅶ段軸的長 ， 圖4.4 輸出軸 4.4 軸的校核 4.4.1 輸入軸的校核 （1） 求軸上受力 1） 計(jì)算齒輪受力

54、 齒輪分度圓直徑 圓周力 徑向力 軸向力 對軸心產(chǎn)生的彎矩 2） 求支反力 軸承的支點(diǎn)位置 由7006C型角接觸軸承可知 齒寬中心距左支點(diǎn)的距離 齒寬中心距右支點(diǎn)的距離 左支點(diǎn)水平面的支反應(yīng)力 ， 右支點(diǎn)水平面的支反應(yīng)力 ， 左支點(diǎn)垂直面的支反應(yīng)力 右支點(diǎn)垂直面的支反應(yīng)力

55、左支點(diǎn)的軸向支反力 （2） 繪制彎矩圖和扭矩圖 參見圖4.5 截面C處水平彎矩 截面C處垂直彎矩 截面C處合成彎矩 （3） 彎矩合成強(qiáng)度校核 通常只校核軸上受最大彎矩和最大扭矩的截面強(qiáng)度 截面C處計(jì)算彎矩 考慮啟動(dòng)，停機(jī)影響，扭矩為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力， ， 截面C處應(yīng)力計(jì)算 強(qiáng)度校核 45鋼調(diào)質(zhì)處理，由表11.2（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康

56、主編）查得 ，彎矩合成強(qiáng)度滿足要求 圖4.5 軸的力分析圖 （4） 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 1） 經(jīng)判斷，齒輪面為危險(xiǎn)截面 2） 截面左側(cè)截面校核 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面左側(cè)彎矩 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 平均應(yīng)力 ， 應(yīng)力幅 材料的力學(xué)性能 45鋼調(diào)質(zhì)查表11.2（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）

57、 ，， 軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) ， 查附表1.6（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）并經(jīng)插值 計(jì)算， 材料的敏感系數(shù) 由，查圖2.8 （機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）并經(jīng)插值得， 有效應(yīng)力集中系數(shù) 尺寸及截面形狀系數(shù) 由、查圖2.9 （機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 由查圖2.10 （機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 表面質(zhì)量系數(shù) 軸按磨削加工，由查圖2.12

58、 （機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 表面強(qiáng)化系數(shù) 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù) 等效系數(shù) 45鋼： 取 取 僅有彎曲正應(yīng)力時(shí)計(jì)算安全系數(shù) 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí)計(jì)算安全系數(shù) 彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù) 設(shè)計(jì)安全系數(shù) 材料均勻，載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時(shí)： 取 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 左側(cè)疲勞強(qiáng)度合格

59、 3） 截面右側(cè)疲勞強(qiáng)度校核 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面左側(cè)彎矩 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 平均應(yīng)力 應(yīng)力幅 材料的力學(xué)性能 45鋼調(diào)質(zhì)查表11.2（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編） ，， 軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù) ， 查附表1.6（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）并經(jīng)插值 計(jì)算，

60、 材料的敏感系數(shù) 由，查圖2.8 （機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）并經(jīng)插值得， 有效應(yīng)力集中系數(shù) 尺寸及截面形狀系數(shù) 由、查圖2.9 （機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù) 由查圖2.10 （機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 表面質(zhì)量系數(shù) 軸按磨削加工，由查圖2.12 （機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得 表面強(qiáng)化系數(shù) 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù)

61、 等效系數(shù) 45鋼： 取 取 僅有彎曲正應(yīng)力時(shí)計(jì)算安全系數(shù) 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí)計(jì)算安全系數(shù) 彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù) 設(shè)計(jì)安全系數(shù) 材料均勻，載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時(shí)： 取 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 右側(cè)疲勞強(qiáng)度合格 4.4.2 中間軸的校核 圖4.6 軸的受力分析圖 （1） 求軸上受力 1） 計(jì)算齒輪受力 齒輪的分度圓直徑 ，

62、 圓周力 徑向力 軸向力 對軸心產(chǎn)生的彎矩 2） 求支反力 軸承的支點(diǎn)位置 由7008C型角接觸軸承可知 截面在B處的支反力 左支點(diǎn)水平面的支反力 右支點(diǎn)水平面的支反力 左支點(diǎn)垂直面的支反力 右支點(diǎn)垂直面的支反力 左支點(diǎn)的軸向支反力

63、 截面在C處的支反力 左支點(diǎn)水平面的支反力 右支點(diǎn)水平面的支反力 左支點(diǎn)垂直面的支反力 右支點(diǎn)垂直面的支反力 左支點(diǎn)的軸向支反力 （2） 繪制彎矩圖和扭矩圖 截面B處水平彎矩 截面B處垂直彎矩 截面B處合成彎矩 截面C處水平彎矩 截面C處垂直彎矩 截面C處合成彎矩 （3） 彎矩合成強(qiáng)度校核

64、 通常只校核軸上受最大彎矩和最大扭矩的截面強(qiáng)度 截面B處計(jì)算彎矩 考慮啟動(dòng)，停機(jī)影響，扭矩為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力， ， 截面B處應(yīng)力計(jì)算 強(qiáng)度校核 45鋼調(diào)質(zhì)處理，由表11.2（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）查得 ，B處彎矩合成強(qiáng)度滿足要求 截面C處計(jì)算彎矩 考慮啟動(dòng)，停機(jī)影響，扭矩為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力， ， 截面C處應(yīng)力計(jì)算 強(qiáng)度校核 45鋼調(diào)質(zhì)處理，由表11.2（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）查得 ，C處彎矩合成強(qiáng)度滿足要求 圖4.7 軸的受力分析

65、圖 4.4.3 輸出軸的校核 （1） 求軸上受力 1） 計(jì)算齒輪受力 齒輪分度圓直徑 圓周力 徑向力 軸向力 對軸心產(chǎn)生的彎矩 2） 求支反力 軸承的支點(diǎn)位置 由7013C型角接觸軸承可知 齒寬中心距左支點(diǎn)的距離 齒寬中心距右支點(diǎn)的距離 左支點(diǎn)水平面的支反應(yīng)力 ， 右支點(diǎn)水平面的支反應(yīng)力 ，

66、 左支點(diǎn)垂直面的支反應(yīng)力 右支點(diǎn)垂直面的支反應(yīng)力 左支點(diǎn)的軸向支反力 （2） 繪制彎矩圖和扭矩圖 參見圖4.8 圖4.8軸的受力分析圖 截面C處水平彎矩 截面C處垂直彎矩 截面C處合成彎矩 （3） 彎矩合成強(qiáng)度校核 通常只校核軸上受最大彎矩和最大扭矩的截面強(qiáng)度 截面C處計(jì)算彎矩 考慮啟動(dòng)，停機(jī)影響，扭矩為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力， ， 截面C處應(yīng)力計(jì)算 強(qiáng)度校核 45鋼調(diào)質(zhì)處理，由表11.2（機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）查得 ，彎矩合成強(qiáng)度滿足要求 4.5 軸承的壽命計(jì)算 4.5.1 7006C型軸承的校核 （1） 確定7006C軸承的主要性能參數(shù) 查表11.4（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編）及表8.10 （機(jī)械設(shè)計(jì) 徐錦康主編）得：、、 、 （2） 計(jì)算派生軸向力、 ， （3）