二級圓錐--圓柱齒輪減速器_帶式輸送機傳動裝置的設(shè)計

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1、一、設(shè)計任務(wù)書一、項目名稱：機械產(chǎn)品設(shè)計二、項目的目的機械產(chǎn)品設(shè)計項目訓(xùn)練是為機械類專業(yè)的本科生在學(xué)完機械設(shè)計課程后所 設(shè)置的一個重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，也是學(xué)生首次結(jié)合模擬實際工程進行的一次綜 合性設(shè)計訓(xùn)練。項目涉及的主要核心課程有工程圖學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、金 屬工藝學(xué)、機械工程材料、互換性與技術(shù)測量、機械原理、機械設(shè)計、機械制造 技術(shù)基礎(chǔ)等。通過項目訓(xùn)練欲求達到以下目的：1 .培養(yǎng)學(xué)生綜合運用機械設(shè)計課程和其他先修課程的基礎(chǔ)理論和基本知 識，以及結(jié)合生產(chǎn)實踐分析和解決工程實際問題的能力，使所學(xué)的理論知識得以融會貫通，協(xié)調(diào)應(yīng)用；2 .訓(xùn)練學(xué)生熟悉和掌握常用機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設(shè)

2、計方 法、設(shè)計步驟，樹立正確的工程設(shè)計思想，培養(yǎng)獨立的、全面的、科學(xué)的工程設(shè) 計能力，為日后進行專業(yè)課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計及工程設(shè)計打好必要的基礎(chǔ)；3 .使學(xué)生在工程計算、機械制圖、運用設(shè)計資料、熟悉國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、 使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)、進行經(jīng)驗估算等方面得到全面訓(xùn)練，熟悉和掌握機械設(shè)計的基本 技能。三、項目任務(wù)要求1 .設(shè)計題目(1)典型機械產(chǎn)品設(shè)計：如打夯機設(shè)計，簡易機器人設(shè)計等等。(2)電動卷揚機傳動裝置設(shè)計。(3)電動輸送機傳動裝置設(shè)計。2 .任務(wù)要求(1)題目1:完成典型機械產(chǎn)品的總體設(shè)計和主要零部件的設(shè)計。(2)題目2和題目3:完成提升或運輸機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計和減速器 的主要零件的設(shè)計。

3、系統(tǒng)中應(yīng)包含齒輪或蝸輪減速器、帶傳動或鏈傳動、軸承、 聯(lián)軸器等機械設(shè)計課程中講授的主要內(nèi)容。3 .設(shè)計內(nèi)容機械產(chǎn)品設(shè)計課程設(shè)計內(nèi)容由理論分析與設(shè)計計算、 圖樣技術(shù)設(shè)計和技 術(shù)文件編制三部分組成。（1）理論分析與設(shè)計計算a）總體方案設(shè)計：設(shè)計方案的分析，最佳功能原理方案的確定。b）設(shè)計參數(shù)的確定：進行傳動系統(tǒng)運動設(shè)計和計算。c）基本尺寸的確定：根據(jù)設(shè)計方案和零部件選擇情況，進行有關(guān)動力計算和 能力校核。（2）圖樣技術(shù)設(shè)計a）機械系統(tǒng)總體布置圖。b）主要部件總裝配圖。c）典型零件加工圖。（3）編制技術(shù)文件：a）對設(shè)計方案進行經(jīng)濟技術(shù)評價。b）編制設(shè)計計算說明書。4 .項目實施過程要求本項目為機械產(chǎn)

4、品設(shè)計，要求學(xué)生完成一項完整的機械產(chǎn)品設(shè)計。 設(shè)計過程 中要以機械系統(tǒng)設(shè)計的思想，按照機械產(chǎn)品設(shè)計的一般程序和步驟進行設(shè)計工 作。設(shè)計成品方案完善合理，設(shè)計參數(shù)的選擇要有理有據(jù)，圖紙繪制要符合國家 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。設(shè)計完成后要提交設(shè)計圖紙和設(shè)計計算說明書。本項目結(jié)合機械設(shè)計課程進行，貫徹 CDIO “做中學(xué)”的教學(xué)理念，每一個 設(shè)計階段、每一項設(shè)計計算都要獲得一定的能力培養(yǎng)。四、學(xué)生的分組方式1 .為了培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神，學(xué)生以小組為單位協(xié)作完成項目訓(xùn)練。2 .項目組應(yīng)根據(jù)選題的復(fù)雜和難易程度合理確定小組人數(shù)，保證每個學(xué)生有自己承擔(dān)的設(shè)計內(nèi)容和適當(dāng)?shù)墓ぷ髁俊? .項目組成員強調(diào)男女分配均勻，優(yōu)

5、勢互補，能力搭配合理。4 .項目組推薦一名學(xué)生作為小組長，全程負責(zé)與老師、組員的溝通交流及相 關(guān)項目的任務(wù)管理。5 .項目組成員必須通過指導(dǎo)教師確認五、考核方式、標(biāo)準(zhǔn)考核一般分為三個階段：第一階段為總體設(shè)計與設(shè)計計算階段， 主要考核學(xué) 生的設(shè)計方案和運動與動力計算、主要傳動零件的設(shè)計計算；第二階段為結(jié)構(gòu)設(shè) 計階段，結(jié)構(gòu)設(shè)計在產(chǎn)品設(shè)計中占有主導(dǎo)地位，主要考核學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)考慮 的安裝、定位、加工、精度控制等方面知識和工程實際能力。第三階段為成果考 核，考核產(chǎn)品設(shè)計的總體完成情況，學(xué)生按要求提供設(shè)計圖紙和設(shè)計計算說明書。每一階段都要求有一份書面報告，書面報告可以是每個學(xué)生的，也可以是小 組團隊的

6、（討論、研討記錄形式），以培養(yǎng)和提高學(xué)生書面交流能力。本項目的考核以學(xué)生的書面報告，課堂討論加上最后的口頭報告為準(zhǔn)， 具體 的分配為：第一階段書面報告15%第二階段書面報告15%第三階段書面報告35%口頭報告（團隊報告）20%課堂討論表現(xiàn)15%六、完成時間要求在2011年12月16日之前上交設(shè)計成品，完成項目訓(xùn)練任務(wù)項目指導(dǎo)教師:、傳動方案的擬定簡圖如下：(圖2)由圖可知，該設(shè)備原動機為電動機，傳動裝置為減速器，工作機為型砂運輸設(shè)備。減速器為兩級展開式圓錐一圓柱齒輪減速器，軸承初步選用深溝球軸承。聯(lián)軸器2選用凸緣聯(lián)軸器，8選用齒形聯(lián)軸器。表二一一1原始數(shù)據(jù)運輸帶拉力F(KN)運輸帶速度V(m/

7、s)卷筒徑D (mm使用年限 (年)2.61.840010三、電動機的選擇計算項目計算及說明計算結(jié)果1.選擇電動 機的類型根據(jù)用途選用Y系列三相異步電動機運輸帶功率為Pw=Fv/1000=2600*1.8/1000 Kw=4.68KwPw=4.68Kw查表2-1 ,取一對軸承效率 “軸7=0.99 ,錐齒輪傳動效率 ”錐齒輪=0.96 ,斜齒圓柱齒輪傳動效率”齒輪=0.97 ,聯(lián)軸器效率 n聯(lián)2.選擇電動=0.99 ,得電動機到工作機間的總效率為機功率“總=刈 4軸承“錐齒輪 n 齒輪”2耳=0.99 4*0.96*0.97*0.992=0.88“總=0.88電動機所需工作效率為P0= Pw/

8、 n 總=4.68/0.88 Kw=5.32KwP0=5.32Kw根據(jù)表8-2選取電動機的額定工作功率為Ped=5.5Kw*5.5Kw3.確定電動 機轉(zhuǎn)速輸送帶帶輪的工作轉(zhuǎn)速為nw=(1000*60V)/ 兀 d=1000*60*1.8/ 兀 *400r/min=85.95r/min由表2-2可知錐齒輪傳動傳動比i錐=23,圓柱齒輪傳動傳 動比i齒=36,則總傳動比范圍為i總=i錐i齒=23*(36)=618電動機的轉(zhuǎn)速范圍為n0=nwi 總 w 85.95*(6 18)r/min=515.7 1547.1r/minnw=85.95r/min表二1備選電動機及其參數(shù)型號同步轉(zhuǎn)速 與級數(shù)額定功率

9、/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩顧里/kg額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132S1-41500 r/min,4 級5.514402.22.364Y132M2-61000 r/min,6 級5.59602.02.084Y160M2-8750 r/min,8 級5.57202.02.0119綜合考慮所以本例選用同步轉(zhuǎn)速1000r/min的電動機，其滿載轉(zhuǎn)速為nm=960r/min,其型號為 Y132M2-6。四、傳動比的計算及分配計算項目計算及說明計算結(jié)果1.總傳動比i=n m/nw=960/85.95=11.17i=11.172.分配傳動 比高速級傳動比為i1=0.25i=0.25*11.17

10、=2.79低速級傳動比為i2=i/i 1=11.17/2.79=4.00i 1=2.79i 2=4.00五、傳動裝置運動、動力參數(shù)的計算計算項目計算及說明計算結(jié)果1.各軸轉(zhuǎn)速nc=960r/minm=n0=960r/minn2=n，i 1=960/2.79r/min=344.08r/minn3=n2/i 2=344.08/4r/min=84.02r/minnw=n3=84.02r/minn1=n0=960r/minn2=344.08r/minnw=n3=84.02r/min2.各軸功 率pi=pon 聯(lián)=5.32*0.99kw=5.27kwB=pE i-2=pin 軸承 n 錐齒=5.27*0

11、.99*0.96kw=5.01kw P3=p2n 2-3=p2” 軸承“直齒=5.01*0.99*0.97kw=4.81kw Pw=p3rl 3-w=p3 n 軸承”耳=4.81*0.99*0.99kw=4.71kwpi=5.27kwP2=5.0ikwP3=4.8ikwPW=4.7ikwT0=9550p0/n 0=9550*5.32/960N mm=52.92N- mTg=52.92N - mTi=9550pi/n i=9550*5.27/960N mm=52.43N- mTi=52.43N - m3.各軸轉(zhuǎn)T2=9550P2/n 2=9550*5.0i/344.08N mm=i39.05N-

12、 mT2=i39.05N m矩T3=9550P3/n 3=9550*4.8i/84.02N mm=546.72N mT3=546.72N - mT=9550pJn 產(chǎn)9550*4.7i/84.02N- mm=535.35N mTw=535.35N m六、傳動件的設(shè)計計算一、高速級錐齒輪傳動的設(shè)計計算計算項目計算及說明計算結(jié)果i.選擇材 料、熱處理 方式和公差 等級考慮到帶式運輸機為一般機械，大、小錐齒輪均選用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火處理，由表8-i7得齒面硬度HBW=2i7 255 , HBW=i62 2i7.平 均硬度 HBW=236 , HBW=i90.HBWAHBW=46.在

13、3050HB此間。選用 8 級精度。45鋼小齒輪調(diào)質(zhì)處理 大齒輪正火處理8級精度2.初步計算 傳動的主要 尺寸因為是軟齒面閉式傳動，故按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計。其設(shè)計公式為3/4（ZEZH/）H）2di乒.9G.85*r（i-G.5*r）2i）小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為 Ti=52430N - mm2）因v值未知，Kv值不能確定，可初步選載荷系數(shù)Kt=i.33）由表8-i9 ,查得彈性系數(shù) ZE=i89.8 %；Mpa4）直齒輪，由圖9-2查得節(jié)點區(qū)域系數(shù) ZH=2.55）齒數(shù)比 N=ii=2.796）取齒寬系數(shù)%=0.37）許用接觸應(yīng)力可用卜式公式，H = Z N。H lim / SH由圖8-4e、

14、 a查得接觸疲勞極限應(yīng)力為仃Hiimi=580pa5Hiim2 =390 pa小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為N=60niaL=60*960T2*8*250*10=2.304*10N2=N/i 1=2.304*10 9/2.79=8.258*10 8由圖8-5查得壽命系數(shù) ZN1=1, Zn2=1.05 ;由表8-20取安全系 數(shù)Sh=1 ,則有t * =ZN1；=HiimSH =1*580/1 =580Mpat H2 =ZN20Hlim2/SH =1.05*390/1 = 409.5Mpa取 t.- H =409.5Mpa初算小齒輪的分度圓直徑d%有d 3 4E(ZeZh/!二 L)2d1

15、t 69.78mm1t 一 ； 0.85 r J(1 -0.5 r)24 1.3 52430 (189.8 2.5/409.5)2=3mm=69.78mm0.85 0.3 2.79 (1 - 0.5 0.3)2(1)計算載荷系數(shù)由表8-1查得使用系數(shù)Ka=1.0 ,齒寬中點分度圓直徑為dm1t=d1t (1-0.5R )=69.78*(1-0.5*0.3)mm=59.313mm故 vm=it dm1trn/60*1000=兀 *59.313*960/60*1000m/s=2.98m/s由圖8-6降低1級精度，按9級精度查得動載荷系 Kv=1.19 , 由圖8-7查得齒向載荷分配系數(shù)K?=1.1

16、3 ,則載荷系數(shù) K=KKK?=1.0*1.19*1.13=1.34(2 )對d1t進行修正 因K與Kt有較大的差異，故需對Kt計算 出的d1t進行修正，即d=d1t, 1.34 69.78 3 =70.485mm 1.3(3)確定齒數(shù) 選齒數(shù) Z1=23,Z2=uZ1=2.79*23=64.17，取 Zz=64,3.確定傳動 尺寸64 =2.7823u 2.79 - 2.78=0.4% ,在允許氾圍內(nèi)2.79(4)大端模數(shù)d1乙70.485 0 ” 卡士=3.06mm,查表 8-23 ,23取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3.5mm(5)大端分度圓直徑為1=mZ=3.5*23mm=80.5mm70.4852=

17、mZ=3.5*64mm=224mmd 1=70.485mmZ1=23Z2=64m=3.5mmd1=80.5mmd2=224mm(6)錐齒距為di80.52R=vu +1 =弋 2.79 +imm = 70.374mm22(7)齒范為 b= RR=0.3*70.374mm=21.112mm取 b=25mmR=70.374mmb=25mm4.校核齒根 彎曲疲勞強 度齒根彎曲疲勞強度條件為” -KFYfYs 卜 L0.85bm(1-0.5*R)(1) K、b、m和1*R 同前(2)圓周力為Ft =2T1=2-52430n = 1532 5Nd1(1-0.5*R)80.5父(10.5父0.3)(3)齒

18、形系數(shù)Yf和應(yīng)力修正系數(shù)YScos61 = 、 u =2.79= 0.9414如2 +1V2.792 +1-11cos62 =1= = 0.3374如2 +1J2.792 +1即當(dāng)量齒數(shù)為、Z123cZv1 = = 24.4cos610.9414ZV2 =-Z=-64一 = 189.7 cosd0.33374由圖 8-8 查得 Yf2.65,Y f2=2.13，由圖 8-9 查得 YS1=1.58 ,Ys2=1.88(4)許用甯曲應(yīng)力E =丫戶. Sf由圖 8-4 查得彎曲疲勞極限應(yīng)力為仃 Fim1 =215Mpa,仃 Fiim2=170Mpa由圖8-11查得壽命系數(shù) Yn產(chǎn)Yn2=1，由表8

19、-20查得安全系數(shù)Sf=1.25 ,故r YNi”imi1M215心 Fi = 172MpaSF1.25f YYN2G Flim 21x170 仆公0h F 2 = 136MpaSf1.251a * _KFtYF1Ys11 - 0.85bm(1 0.5%)_ 1.34-1532.5父2.65/1.58-0.85253.5(1-0.50.3)= 92.01Mpa 1YfiYsiccc. 2.13X1.88= 92.01 mMpa2.65 父 1.58= 87.99Mpa 2滿足齒根彎曲強 度5.計算錐齒 輪傳動其他 幾何尺寸ha=m=3.5mmhf=1.2m=1.2*3.5mm=4.2mmC=0

20、.2m=0.2*3.5mm=0.7m61 = arccos-j=u = arccos=2=79= = 18.667口 如2 十 142.792 +1E11八62 = arccos ,= arccos ,= 71.333如2+112.792 +1da1=d+2mcos61=80.5+2*3.5*0.9414mm=87.09mmda2=d2+2mcos62 =224+2*3.5*0.3374mm=226.362mmdf1 =d1-2.4mcos 61=80.5-2.4*3.5*0.9414mm=72.592mmdf2=d2-2.4mcos 之=224-2.4*3.5*0.3374mm=221.16

21、6mmha=3.5mmhf =4.2mmC=0.7ma=18.667口2 = 71.333 da1=87.09mmda2=226.362mmdf1 =72.592mmdf2=221.166mm、低速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計計算計算項目計算及說明計算結(jié)果1.選擇材大、小錐齒輪均選用 45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火45鋼料、熱處理處理，由表 8-17得齒面硬度 HB3=217255, HBW=162217.平小齒輪調(diào)質(zhì)處理方式和公差均硬度 HBW=236, HBW=190.HBW-HBW=46.在 3050HB此間。選大齒輪正火處理等級用8級精度。8級精度2.初步計算 傳動的主要 尺寸因為是軟齒面

22、閉式傳動，故按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計。其設(shè)計公式為d、3：2kT2U+l/EZHZ/B、2d3 V叫（口）1） 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為 T2=139050N - mm2）因v值未知，Kv值不能確定，可初步選載荷系數(shù)K-1.43）由表8-19 ,查得彈性系數(shù) Ze=189.8 JMpa4）初選螺旋角P =12-由圖9-2查得節(jié)點區(qū)域系數(shù) Zh=2.465） 齒數(shù)比N =i=46） 查表8-18,取齒寬系數(shù) a=1.17） 初選 Z3=23,貝U Z4=uZ3=4*23=92則端回重合度為一111n%= 1.88 3.2（一十） cosP:Z3 Z4一1114=口.88-3.2（一+ ）cos124!

23、23 92 J=1.67軸向重合度為鄧= 0.318%Z3tanP =0.318父1.1 父23父 tan12 = 1.71由圖8-13查得重合度系數(shù)Z弁= 0.7758） 由圖11-2查得螺旋角系數(shù) Zp=0.999）許用接觸應(yīng)力可用下式計算=ZNlm /Sh由圖 8-4e、 a 查得接觸疲勞極限應(yīng)力為OHlim1=580pa,bHlim2 =390pa小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為N3=60n2aLh=60*344.08*1*2*8*250*10=8.258*108N4=N/i 2=8.258*10 8/4 =2.064*10 8由圖8-5查得壽命系數(shù) Zn3=1.05 , Zn4=1

24、.13 ;由表8-20取安全系數(shù)Sh=1.0 ,則有Z3=23Z4=92t H3 =ZH30Hlm3/0 =1.05*580/1 =609Mpat H4 =ZH4；=Hlim4/SH = 1.13*390/1 = 440.7Mpa取 k H =440.7Mpa初算小齒輪的分度圓直徑d&,得d3td3t. 66.59mm2=32 1.4 139050 4 1 (189.8 2.46 0.775 0.99)221.1 4 (440.7)2=66.59mm(1)計算載荷系數(shù)由表8-21查得使用系數(shù) K=1.0mnd3tn26 x 66.59x34408 ,， 事用因丫=3_ =m/s=1.20m/s

25、,由圖60 M100060M10008-6查得動載荷系數(shù)Kv=1.08,由圖8-7查得齒向載荷分配系數(shù)鄧=1.11 ,由表8-22查得齒向載荷分配系數(shù)%=1.2,則載荷系數(shù)為K=K aK/KrK =1.0*1.08*1.11*1.2=1.44 P a(2)對d3t進行修正因K與Kt有較大的差異，故需對Kt計算出的d3t進行修正，即K=1.44d3 =d3t3心上66.59父3J.44 =67.22mm31Kt1 1.4(3)確定模數(shù)md3 cosP67.22 os12C 的mn=mm = 2.86mmZ323按表 8-23,取 m=3mm(4)計算傳動尺寸中心距為m=3mm3.確定傳動mn(Z

26、3+z4) 3M (23 +92)oca -凸m mm =176.35mm2cosP2cos12aa=176mm尺寸取整，a=176mm螺旋角為Bmnk+z- 3(23 +920a - arccos=-11.969P =11.9692a2M184因P值與初選值相差不大，故對與 P有美的參數(shù)無需進行修正則可得，,mnZ33x23d3 =土 =mm = 70.531mmcosP cosll.969。mnZ43M 92d4 = 4 =mm = 297.455mmcos P cos11.969b4 = %d3 =1.1 x 70.531 = 77.58mm,取 b4=78mmb3 =b4+(510)m

27、m,取 b3=85mmd3=70.531mmd4=282.134mmb4=78mmb3=85mm4.校核齒根 彎曲疲勞強 度齒根彎曲疲勞強度條件為% =: YfYsYPe Gbmnd31） K、T3、mn和 d3 同前2）齒見 b=b4=78mm3）齒形系數(shù)Yf和應(yīng)力修正系數(shù) Y當(dāng)量齒數(shù)為z323公Z、,3 =3 = 24.6cos Pcos3 11.9690Zv4 =zhr =92=103.6 cos 目 cos311.969 s由圖 8-8 查得 Yf3=2.62 , Yf4=2.24 ;由圖 8-9 查得 Ys3=1.59 ,Ys4=1.824）由圖8-10查得重合度系數(shù) 丫今=0.72

28、5）由圖11-23查得螺旋角系數(shù) Yp = 0.866）許用甯曲應(yīng)力為卜=45 SF由圖 8-4f 、 b 查得彎曲疲勞極限應(yīng)力*im3=215Mpa,，m4=170Mpa由圖8-11查得壽命系數(shù) 3=Yn4=1,由表8-20查得安全系數(shù)9=1.25,故& L = YNFlm3 = lr|15 Mpa = l72Mpab L = Y產(chǎn)=0Mpa = 136Mpa2kT2”3_-Yf3Ys3Y.Ybbmnd36 H2 X1.44M 139050。公。d八” c a、/icc=x 2.62 x 1.59 乂 0.72 x 0.86Mpa78M3M70.531=62.59Mpab l3YF4YS42

29、.24x1.82r i仃f4 =仃f3=62.59父Mpa =61.25Mpa 20.82+20.82* (0.03 0.05) mm=21.4421.86mmdmin=20.82mm(1)軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計為方便軸承部件的裝拆，減速器的機體采用剖分式結(jié)構(gòu)，該減速器發(fā)熱小，軸不長，故 軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序，從最細處開始設(shè)計(2)聯(lián)軸器與軸段。1 軸段上安裝聯(lián)軸器，此段設(shè)計應(yīng)與聯(lián)軸 器的選擇設(shè)計同步進行。為補償聯(lián)軸器所聯(lián)接兩軸的安裝誤差，隔離振動，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表8-37,取載荷系數(shù) K=1.5,計算轉(zhuǎn)矩為Tc=K A=1.5*52430Nmm=78645N- mm

30、由表8-38查得GB/T5014-2003中的LX1型聯(lián)軸器符合要求： 公稱轉(zhuǎn)矩為250Nmm許用轉(zhuǎn)速8500r/min，軸孔范圍為1224mm 考慮到d120.58mm,取聯(lián)軸器孔直徑為 22mm軸孔長度L耳=52mrm4.結(jié)構(gòu)設(shè)計Y型軸孔，A型鍵，聯(lián)軸器從動端代號為LX1 22*52GB/T5014 2003,相應(yīng)的軸段的直徑di=22mm其長度略小于孔寬度，取Li=50mm(3)軸承與軸段和的設(shè)計在確定軸段的軸徑時，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及密封圈的尺寸。若聯(lián)軸器采用軸肩定位，軸肩高度 h= (0.07 0.1 ) di= (0.07 0.1 ) *30mm=2.1 3mm 軸段 的軸徑

31、d2=di+2*(2.13) mm=34.136mm其值最終由密封圈 確定。該處軸的圓周速度均小于3m/s,可選用氈圈油封，查表8-27初選氈圈35JB/ZQ46061997,則d2=35mm軸承段直徑為 40mm 經(jīng)過計算，這樣選取的軸徑過大，且軸承壽命過長，故此處改用 軸套定位，軸套內(nèi)徑為 28mm外役既要滿足苗封要求，又要滿足 軸承的定位標(biāo)準(zhǔn)，考慮該軸為懸臂梁，且有軸向力的作用，選用 圓錐滾子軸承，初選軸承 30207,由表9-9得軸承內(nèi)徑d=35mm 外徑D=72mm寬度B=17mm T=18.25mm,內(nèi)圈定位直徑 da=42mm 外徑定位Da=65mmi!由上力作用點與外圈大端面的

32、距離as=15.3mm,故d2=35mm聯(lián)軸器定位軸套頂?shù)捷S承內(nèi)圈端面，則該處軸段長度應(yīng)略短于軸承內(nèi)圈寬度，取L2=16mm該減速器錐齒輪的圓周速度 大于2m/s,故軸承采用油潤滑，由齒輪將油甩到導(dǎo)油溝內(nèi)流入軸 承座中。通常一根軸上的兩個軸承取相同的型號，則d4=35mm其右側(cè)為齒輪1的定位軸套，為保證套筒能夠頂?shù)捷S承內(nèi)圈右端面，該 處軸段長度應(yīng)比軸承內(nèi)圈寬度略短，故取L4=16mm(4)軸段的設(shè)計該軸段為軸承提供定位作用，故取該段直徑為軸承定位軸肩直徑，即d3=42mm該處長度與軸的懸臂梁長度有關(guān)，故先確定其懸臂梁長度(5)齒輪與軸段的設(shè)計軸段上安裝齒輪， 小錐齒輪所處的軸段米用懸臂結(jié)構(gòu)，d

33、5應(yīng)小于d4,可初te d5=32mm小錐齒輪齒寬中點分度圓與大端處徑向端面的距離M由齒輪的結(jié)構(gòu)確定，由于齒輪直徑比較小，采用實心式，由圖上量得 M=32.9mm錐齒輪大端側(cè)徑向端面與軸承套杯端面距離取為 & 二10mm ,軸承外圈寬邊側(cè)距內(nèi)壁距離，即軸承套杯凸肩厚 C=8mm齒輪大端側(cè)徑向端面與輪轂右端面的距離按齒輪結(jié)構(gòu)需要 取為56mm齒輪左側(cè)用軸套定位，右側(cè)采用軸端擋圈固定，為使 擋圈能夠壓緊齒輪端面，取軸與齒輪配合段比齒輪轂孔略短，差 值為0.75mm,則L 5=56+ 4 +C+T-L4-0.75=( 56+10+8+18.25-16-0.75)mm=75.5mm(6)軸段與軸段的長

34、度軸段的長度除與軸上的零件有關(guān)外，還與軸承端蓋等零件有關(guān)。由表4-1可知，下箱座壁厚= =0.025a+3mm=0.025*184+3mm=7.6mm, 取壁厚 6= 10mm , R+a=70.374+184=254.374mm600mm 取軸承旁聯(lián)接螺栓為M20,箱體凸緣連接螺栓為 M16,地腳螺栓為d 4 = M 24 ,則有軸承端蓋d1=22mmL1=50mmd2=35mmL2=16mmd4=35mmL4=16mmd3=42mmd5=32mmL5=75.5mm1 = 10mm連接螺釘為 0.4d1 = 0.4m24mm = 9.6mm,取其值為 M1Q由表 8-30可取軸承端蓋凸緣厚度

35、為B=12mm取端蓋與軸承座間的調(diào)整墊片厚度為 At =2mm；告訴軸承端蓋連接螺釘，查表 8-29取螺栓GB/T5781 M10X35;其安裝基準(zhǔn)圓直徑遠大于聯(lián)軸器輪轂外 徑，此處螺釘?shù)牟鹧b空間足夠，取聯(lián)軸器轂孔端面距軸承端蓋表 面距離K=10mm為便于結(jié)構(gòu)尺寸取整，軸承端蓋凸緣安裝面與軸 承左端面的距離取為l4=25.5mm ,取軸段端面與聯(lián)軸左端面的距離為 1.75mm 貝 U 有 Li=L 聯(lián) +K+B+1 4+T-L2-1.75mm=(62+10+12+25.5+18.25-16-1.75) mm=110mm軸段段的長度與該軸的懸臂長度l 3有關(guān)。小齒輪的受力作用點與右端軸承對軸的力

36、作用點間的距離為|3=M+A+C+a=(32.9+10+8+15.3)mm=66.2mm則兩軸承對軸的力作用點間的距離為l2=(2 2.5) 13=(2 2.5)*66.2mm=132.4 165.5mmL3 =l 2+2a3-2T=(132.4-165.5 ) +2*15.36-2*18.25mm =126 159.1mm取L3=130mm則有l(wèi)2 =l 3+2T-2a 3=130+2*18.25-2*15.3mm=135.9mm在其取值范圍內(nèi)，合格(7)軸段力作用點與左軸承對軸力作用點的間距 由圖12-4可得l1 =L1+L2-T+a 3-31+1.75=110+16-18.25+15.3

37、-31+1.75mm=93.8mmL1=110mml 3=66.2mmLs=130mml 2=135.9mml 1=93.8mm5.鍵連接帶輪與軸段間米用 A型普通平鍵連接，查表8-31取其型號 為鍵8X7 GB/T1096-2003,齒輪與軸段間采用 A型普通平鍵 連接，型號為鍵 10X8 GB/T1096 -2003(1)畫軸的受力簡圖軸的受力簡圖如圖5所示(2)計算支承反力在水平面上為Fr1l3 Fa1dmi525.1M66.2-188.2M 68.425_22_R1H -2 -2 N 208.4l2135.9R，H=Fr1+RH=525.1+208.4N=733.5N在垂直平囿上為NR

38、1H=208.4NR2H=733.5N6.軸的受力 分析Ft1l31532.5x66.2R1v = JU =N = 746.5Nl2135.9R2v =Ft1 +Rv =1532.5+746.5N =2279N軸承1的總支承反力為R1 = JR1H 2 +R1v2 = J2.8042 +746.52 N =775.0N軸承2的總支承反力為R2 = Jr2H 2 +R2V2 = J733.52 + 22792 N =2394.1N（3）畫學(xué)矩圖彎矩圖如圖5c、d、e所示在水平面上，a-a剖面為M aH=-R1Hl 2=-208.4*135.9Nmm=-28321.6Nmmb-b剖卸左側(cè)為M bH

39、 = Fa1dm1 = 188.2m 68425mm = 6438.8Nmm 22在垂直平囿上為Mav = R1vl2 =746.5x135.9Nmm = 101449.4NmmM bv =0Nmm合成甯矩Ma 7M 2aH 十 M2ava-a 剖面為=，（-28321.6）2 +101449.42 Nmm= 105328.5Nmmi. . 2.2M b = M M bH + M bvb-b 剖畤側(cè)為=46438.82 +02Nmm= 6438.8Nmm（4）畫轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩圖如圖5f所示，T1=52430NmmR1v=746.5NRv=2279NRi=775NRa=2394.1NM=105328

40、.5NmmMb=6438.8NmmT1=52430Nmm7.校核軸的因a-a剖回號矩大，同時作用有轉(zhuǎn)矩，a-a剖面為危險面其抗彎截面系數(shù)為nd 34 n x 35333W -mm - 4207.1mm3232抗扭截面系數(shù)為3,3對 4nM 353WT -8414.2mm1616甯曲應(yīng)力為M, = J438Mpa=15MpaW 4207.1扭男應(yīng)力為強度T152430 一一1 _ =Mpa = 6 2MpaWT 8414.2按彎扭合成強度進行校核計算，對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)a =0.6,則當(dāng)量應(yīng)力為oe =7a2b +4(af)2 =Jl.52 +4M(0.6M6.

41、2)2Mpa =7.6Mpa由表8-26查彳導(dǎo)45鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強度極限 ctb =650Mpa ,則由表8-32查得軸的許用多曲應(yīng)力 kb】=60Mpa, iekb強度滿足要求軸的強度滿足要 求8.校核鍵連 接的強度聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為4T14父52430 一仃 pi =Mpa = 28.4Mpapdihl 22M 7 M (56-8)產(chǎn)產(chǎn)齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力為4Ti4 M52430-仃口2 =Mpa =15.5Mpapd5hl 32x8x(63-10)取鍵、軸及帶輪的材料都為鋼，由表8-33 查得 k】p =125Mpa150Mpa,仃426.86+26.86*(0.03 -0.0

42、5) mm=27.6728.20mm軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如圖 5所示(1)軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計為方便軸承部件的裝拆，減速器的機體采用剖分式結(jié)構(gòu)，該減速器發(fā)熱小，軸不長，故軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序，從最細處開始設(shè)計(2)軸段及軸段的設(shè)計該軸段上安裝軸承，此段設(shè)計應(yīng)與軸承的選擇設(shè)計同步進行。 考慮到齒輪上作用較大的軸向力和圓周力，選用圓錐滾子軸承。軸段及軸段上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又符合軸承內(nèi)徑系列。根據(jù)dmin=27.05mrn,暫取軸承 30206,由表 9-9得軸承內(nèi)徑 d=30mm外徑 D=62mm優(yōu)度 B=16mm 內(nèi)圈定1立直徑 da=36mm 外徑定位 Da=53

43、mm 軸上力作用點與外圈大端面的距離a3=13.8mm,故d1=30mmd1=30mm通常一根軸上的兩個軸承取相同的型號，則d5=30mmd5=30mm(3)齒輪軸段與軸段的設(shè)計軸段上安裝齒輪3,軸段上安裝齒輪2。為便于齒輪的安裝，d2和d4應(yīng)略大于d1和d5,此時安裝齒輪 3處的軸徑可選為 33mm經(jīng)過驗算，其強度不滿d2=d4=32mm足要求，可初te d2=d4=32mm由于齒輪的直徑比較小， 米用實心式，其右端米用軸肩定位，左端米用套筒固定，齒輪2輪廓的寬度范圍為(1.21.5 )d4=38.448mm取其輪轂優(yōu)度14=45mm其左布米用軸肩te位，4.結(jié)構(gòu)設(shè)計右端米用套筒固定。 為使

44、套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段長度應(yīng)比齒輪2的輪轂略短，b3=85mm故取L2=83mmL2=83mm L4=40mmL4=40mm(4)軸段的設(shè)計該段位中間軸上的兩個齒輪提供定位，其軸為(0.07 0.1)d 2=2.24 3.2mm,度 h=3mm故 d3=38mmd3=38mm齒輪3左端面與箱體內(nèi)壁距離和齒輪2的輪轂右端面與箱體內(nèi)壁的距離均取為 d,且使箱體兩內(nèi)側(cè)壁關(guān)于高速軸軸線對稱，量得起寬度為 Bx=193.92mm,取Bx=194mm則軸段的長度為L3 = Bx - L4 -24 - b3=194-40-2*10-85mm=49mm此時錐齒輪沒有處在正確安裝位置，在裝配時可以調(diào)節(jié)兩

45、端中的調(diào)整墊片使其處與正確的安裝位置(5)軸段及軸段的長度由于軸承采用油潤滑，故軸承內(nèi)端面距箱體內(nèi)壁距離取為 A=5mm,則軸段的長度為L =B 十十1十(0 -L2)= 17+5+10 + (85-83)mm=34mm軸段的長度為L5 = B+A+d+(L3-L4) = 17 + 5+10+(4940)mm 二 41mm(6)軸上力作用點的間距軸承反力的作用點距軸承外圈大端面的距離a3=13.8mm,則由圖12-7可得軸的支點與受力點間的 距離為11 =T ”3“85= 18.25 +5 +10+ -13.8mm2=61.95mm由裝配圖知 12=80.6mm, 13 = 56.35mm 幺

46、7 3Bx=194mmL3=49mmL1=34mmL5=41mm1i = 61.95mml = 80.6mm2l3 = 56.35m m鍵連接齒輪與軸段間采用 A型普通平鍵連接，查表 8-31取其型 號為鍵10X8 GB/T1096 2003,齒輪與軸段間米用 A型普通 平鍵連接，型號為鍵 12X10 GB/T1096- 20035.(1)畫軸的受力簡圖軸的受力簡圖如圖5所示(2)計算支承反力在水平面上為Fr3(l2 + l3 ) _ Fr2l3 + Fa2+ Fa3R _22R1Hl1 +l2 +l3121.13731.6 x (80.6+56.35) 111.7 黑 56.35 +120.

47、4 x+432 51.2 6M2 NRih=586.2NRh=33.7NRiv=1662.5NRzV=1179.8NRi=1762.8N3180.3N受力54.55+80.6 + 56.35= 586.2NRH=F3-R1H_Fr2=731.6-586.2-111.7N=33.7N在垂直平囿上為D _ Ft3(12 +I3)+ Ft213Rlv ,l1十 12 +L1962.9 x (80.6 + 56.35) +879.39 父 56.35=N54.55 +80.6+56.35= 1662.5N%=Ft3+Ft2-R1v= 1962.9 + 879.39-1662.5N= 1179.8N軸承

48、1的總支承反力為R = Jrh2 +Rv2 =也86.22 +1662.52 N =1762.8N軸承2的總支承反力為,22f。R2=VR2H +R2V =433.72 +1179.82N =1180.3N(4)畫學(xué)矩圖彎矩圖如圖5c、d、e所示在水平面上，a-a剖面為MaH=-R1bl 2=-586.2*54.55=-31977.2Nmma-a剖回右側(cè)為M aH - M aH +Fa3 d3 一31977.2+ 432.6父 51.2 Nmm aHaHa322=-20902.6Nmmb-b剖回右側(cè)為do1425M bH - MbH -Fa2 2 -1899-120.4NmmbHbHa2442

49、2=-6679.5NmmMbH = R2Hl3 = 33.7M56.35Nmm=1899Nmm6.軸的分析在垂直平囿上為Mav = R1vl1 =1662.5x54.55Nmm=90689.4NmmMbv =R2vl3 =1179.8x56.35 = 66481.7Nmm合成甯矩2. . 2M a = V M aH+M ava-a 剖畤側(cè)為 =p：( 41977.2)2 + 90689.42 Nmm= 96161.9NmmMa = JM %H +M 2ava-a 剖畤側(cè)為=v(-20902.6)2 +90689.42 Nmm= 93067.1NmmMb =M 2bH +M 2bvb-b 剖畤側(cè)為=q(-6679.5)2 +66481.72Nmm= 66816.4NmmM b = JM 2bH + M 2bvb-b 剖崎側(cè)為=418992 +66481.72Nmm= 66508.8Nmm(4)畫轉(zhuǎn)矩圖轉(zhuǎn)矩圖如圖5f所示，T2=50250NmmM=96161.9NmmMa=93067.1NmmMb=66816.4NmmM b=66508.8NmmT2=50250Nmm7.校核軸的 強度雖然a-a剖曲左側(cè)彎矩大，但a-a剖曲右側(cè)除作用后駕矩外還作用有轉(zhuǎn)矩，其軸頸較小，故 a-a剖面兩側(cè)均可能為危險面， 故分別計算a-a剖面的抗彎截面系數(shù)其抗彎截面系數(shù)為