帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 課程設(shè)計(jì)

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1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 計(jì)算說(shuō)明書(shū) 題 目 設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2011年12月29日

2、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 職 稱 教研室 題目 設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 傳動(dòng)系統(tǒng)圖： 原始數(shù)據(jù)： 運(yùn)輸帶工作力矩T/(Nm) 運(yùn)輸帶工作速度 卷筒直徑D/mm 610 0.9 360 工作條件： 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有

3、輕微振動(dòng)，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差為 要求完成： 1.減速器裝配圖1張（A0） 2.零件工作圖3張（箱體、齒輪和軸）。 3.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份，6000-8000字。 目錄 1 傳動(dòng)裝置總體分析 4 1.1 原始數(shù)據(jù) 4 1.2 方案分析 4 2 電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比的分配 6 2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 6 2.1.1 傳動(dòng)裝置的總效率 6 2.1.2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 6 2.1.3工作機(jī)所需的輸入功率 6 2.1.4確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 7 2.2計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 7 2.2.1總傳動(dòng)比 7 2.2.2分配傳動(dòng)

4、裝置傳動(dòng)比 7 2.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 8 2.3.1各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 8 2.3.2各軸輸入輸出功率的計(jì)算 8 2.3.3各軸的輸入輸出轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 8 3 V帶設(shè)計(jì) 9 3.1確定計(jì)算功率 10 3.2選取v帶帶型 10 3.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v 10 3.4確定v帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 10 3.4計(jì)算帶的根數(shù) 11 3.5計(jì)算壓軸力 12 3.6 V帶齒輪各設(shè)計(jì)參數(shù)附表 12 4 齒輪的設(shè)計(jì) 13 4.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的計(jì)算設(shè)計(jì) 13 4.1.1.選定高速級(jí)齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 13 4.1.2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1

5、4 4.1.3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 16 4.1.4.幾何尺寸計(jì)算 19 4.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 19 4.2.1.選材 19 4.2.2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 20 4.2.3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 22 4.2.4.幾何尺寸計(jì)算 24 5傳動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 25 5.1求出相應(yīng)的值 25 5.2傳動(dòng)軸承的校核 28 5.3軸上零件的周向定位 31 5.4確定軸上圓角和倒角尺寸 31 5.5輸入軸的設(shè)計(jì)和相關(guān)參數(shù) 32 5.5.1輸入軸的設(shè)計(jì) 32 5.5.2輸入軸(高速軸)的相關(guān)參數(shù) 32 5.6中間軸的設(shè)計(jì)和相關(guān)參數(shù) 33 5.6.1中間軸

6、的設(shè)計(jì) 33 5.6.2 中間軸的相關(guān)參數(shù) 33 6校核 35 6.1 輸出軸上的鍵的強(qiáng)度校核 35 6.2軸承的強(qiáng)度校核 35 6.2.1 輸出軸軸承的校核 35 7箱體的設(shè)計(jì)及其附件的選擇 38 7.1 箱體的設(shè)計(jì) 38 7.2聯(lián)軸器的選擇 39 7.3軸承的選擇 39 7.4潤(rùn)滑方式的選擇 39 7.4.1高速級(jí)齒輪的圓周速 39 7.4.2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 39 7.4.3齒輪的潤(rùn)滑 40 7.4.4密封方式選取 40 7.5 減速器附件的選擇 40 1）通氣器 40 2）油面指示器 40 3）起吊裝置 40 4）放油螺塞裝置 40 5）窺視孔及視

7、孔蓋 40 6）鍵的選擇 40 設(shè)計(jì)小結(jié) 41 參考資料 42 1 傳動(dòng)裝置總體分析 1.1 原始數(shù)據(jù) （1）運(yùn)輸帶工作拉力 ； （2）運(yùn)輸帶工作速度 ； （3）卷筒直徑 ； （4）卷筒工作效率 =0.96； （5）工作壽命 10年單班制； （6）工作條件 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)。 （7）傳動(dòng)系統(tǒng)圖 圖1-1 1.2 方案分析 本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。 　　帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過(guò)

8、載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。 　　齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長(zhǎng)，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是展開(kāi)式兩級(jí)直齒輪傳動(dòng)。 總體來(lái)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，此外還結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高。 2 電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比的分配 2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 2.1.1 傳動(dòng)裝置的總效率 其中為工作機(jī)傳動(dòng)效率。為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需功率,需確定傳動(dòng)裝置總功率η。 　,

9、 設(shè)各效率分別為：、η1（V帶傳動(dòng)效率）、η2（滾子軸承）、η3（閉式齒輪傳動(dòng)效率）、（聯(lián)軸器效率），查表得：，，,。 則傳動(dòng)裝置的總效率為： , 2.1.2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 查表2-1,,表2-2得,,,所以,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 2.1.3工作機(jī)所需的輸入功率 =； 工作機(jī)所需要的有效功率為 電動(dòng)機(jī)所需功率為： 。 2.1.4確定電動(dòng)機(jī)型號(hào) 根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。使電動(dòng)機(jī)的額定功率P ＝（1～1.3）P ，由查表19-1,得電動(dòng)機(jī)的額定功率 P＝5.5KW，電機(jī)型號(hào)有三種，現(xiàn)將三種方案列表如下 表1-1 三種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)比較

10、 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率（kw） 同步轉(zhuǎn)速 滿載（） 價(jià)格 電機(jī)重量 1 Y112M-4 4 1500 1440 低 輕 2 Y132M1-6 4 1000 960 低 輕 3 Y160M1-8 4 750 720 中 中 由上表的性價(jià)比和整體傳動(dòng)比綜合考慮，可知方案2更好，裝置結(jié)構(gòu)緊湊，因此選用方案2。 2.2計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 2.2.1總傳動(dòng)比 2.2.2分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 =0 為使帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大,初步取0，則減速器傳動(dòng)為 /0=20/2.8=7.14 2.2.3分配減速器的各級(jí)傳

11、動(dòng)比 按展開(kāi)式布置,考慮潤(rùn)滑條件,為使兩級(jí)大齒輪直徑相近, 取 所以： 2.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 2.3.1各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 2.3.2各軸輸入輸出功率的計(jì)算 =3.876kW 2.3.3各軸的輸入輸出轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 將各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列于下表： 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 軸名 轉(zhuǎn)速(r/min) 轉(zhuǎn)矩（） 傳動(dòng)比 i 效率 輸入 輸出 電動(dòng)機(jī) Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 滾筒軸 960 342.86 107.14 48 48 103.64 315.28 668.34 668

12、.34 39.8 101.57 308.97 654.97 654.97 2.80 0.95 3.20 0.95 2.23 0.95 1.00 0.97 3 V帶設(shè)計(jì) 3.1確定計(jì)算功率 由表8-7查得工作情況系數(shù)，故 3.2選取v帶帶型 根據(jù)、由圖8-11選用A型。 3.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v 1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由表8-7和表8-9，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑； 2）驗(yàn)算帶速v；按式8-13驗(yàn)算帶的速度 ； 因?yàn)?m/s

13、直徑； 根據(jù)表8-9取d=355mm. 3.4確定v帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 1）根據(jù)式8-20 初定中心距; 2）由式8-22計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 +(+)+(- )/4=1976 由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度； 3)按式8-23計(jì)算實(shí)際中心距 由式8-24 得中心距的變化范圍為553-640。 4）驗(yàn)算小帶輪上的包角 。 3.4計(jì)算帶的根數(shù) 1）.計(jì)算單個(gè)v帶的額定功率 由，查表8-4得。 根據(jù) 查表8-6得，表8-2得,于是 2）計(jì)算v帶的根數(shù)z 所以取4根。 3）計(jì)算單根v帶初拉力的最小值 由表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 所以

14、 3.5計(jì)算壓軸力 3.6 V帶齒輪各設(shè)計(jì)參數(shù)附表 (1).各傳動(dòng)比 V帶 高速級(jí)齒輪 低速級(jí)齒輪 2.8 3.2 2.23 (2).各軸轉(zhuǎn)速n (r/min) (r/min) (r/min) (r/min) 342.86 107.14 48 48 (3). 各軸輸入功率 P （kw） （kw） （kw） (kw) 3.721 3.537 3.362 3.262 (4). 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) 103.64 315.28 668.34 668.34

15、 (5). 帶輪主要參數(shù) 小輪直徑（mm） 大輪直徑（mm） 中心距a（mm） 基準(zhǔn)長(zhǎng)度（mm） 帶的根數(shù)z 125 355 582 1940 4 4 齒輪的設(shè)計(jì) 4.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的計(jì)算設(shè)計(jì) 4.1.1.選定高速級(jí)齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) （1）按傳動(dòng)方案選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 （2）輸送機(jī)為一般工作機(jī)械,故選用8級(jí)精度。 （3）材料選擇 ,有表10-1 選擇小齒輪材料為45Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS。大齒輪材料為45鋼（調(diào)制），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 （4）選小

16、齒輪齒數(shù)， 則：取。 （5）初選螺旋角。 4.1.2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按式（10-21）計(jì)算 （1)確定公式內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)值 ①試選載荷系數(shù) ②查圖10-30選取區(qū)域系數(shù) ③由式10-21計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度 1=arctan(tann/cos)=arctan(tan20。/cos14。)=20.562。 at1=arccos[z1cos1/(z1+2han*cos)]=arcos[24cos20.562。/(24+21cos14。)]=29.974。 at2=arccos[z2cos1/(z2+2han*cos)]=arcos[77cos20.562。/(77+

17、21cos14。)]=24.495。 [ z1(tanat1-tant′)+ z2(tanat2- tant′)]/2=1.641 dz1tan=1.905 =0.670 ④小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ⑤表10-7選取齒寬系數(shù)。 ⑥查圖10-21d，按齒面硬度查取齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限。 ⑦查圖10-19得接觸疲勞壽命系數(shù) ⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1， 由式（10-14） 取和中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力,即 許用接觸應(yīng)力 =523 (2)計(jì)算 ①計(jì)算小齒輪分度

18、圓直徑 =49.525mm (3)調(diào)整小齒輪分度圓直徑 ①計(jì)算圓周速度v== ②計(jì)算齒寬b ③計(jì)算載荷系數(shù)KH 查表10-2得：使用系數(shù)； 根據(jù)、8級(jí)精度，查圖10-8得動(dòng)載系數(shù)； 齒輪的圓周力: Ft1=2T1/d1t=21.017105/49.525=4.107103 N Ft1/b=14.107103/49.525=82.93 N/mm＜100 N/mm,查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)=1.4 查表10-3得； ④查表10-4用插值法查得8級(jí)精度,小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí),,則載荷系數(shù)為 KH==11.101.41.419=2.185 查表10-13根

19、據(jù)、得： 故載荷系數(shù) ⑤由式10-12,可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑： 即相應(yīng)的齒輪模數(shù) mn=d1cos/z1=2.380 4.1.3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（10-17）試算齒輪模數(shù),即 （1）確定公式中的各參數(shù)值. ①試選載荷系數(shù)=1.3 ②由式10-18,可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù) =arctan(tancost)=arctan(tan14。Cos20.562。)=13.140。 =/cos2=1.641/ cos213.140=1.730 =0.25+0.75/=0.25+0.75/1.730=0.778 ③由式10-19,可得計(jì)算彎

20、曲疲勞強(qiáng)度得螺旋角系數(shù) =1- /120。=1-1.90514。/120。=0.778 ④計(jì)算.由當(dāng)量齒數(shù)=/cos3=24/cos314。=26.27, =/cos3=77/cos314。=84.29 查圖10-17,地齒形系數(shù)=2.62, =2.22.由圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)=1.6, =1.78.由圖10-24c查得小齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為.由圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù),取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4.由式10-14得 ==0.0138 ==0.0165 因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪,所以取==0.0165 （2）試算齒輪模數(shù). = (3)調(diào)整齒

21、輪模數(shù) 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.=/cos=1.56024/cos14。=38.586 ②尺寬.=d=138.586=38.586 ③齒高及寬高比/. =(2an*+Cn*)=(21+0.25)1.560=3.51 /=38.586/3.51=10.99 2)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) ①根據(jù)=0.69,8級(jí)精度,由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)=1.07 ②由=2/=21.017105/38.586=5.271103, /=15.271103/38.586=136.60/＞100/ 查表10-3得載荷分配系數(shù)=1.4. ③由表10-4用插值法查得=1.462.

22、結(jié)合/=10.99查圖10-13,得=1.29,則載荷系數(shù)為==11.071.41.29=1.93 3)由式10-13,可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模 ==1.560=1.780 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，由于齒輪模數(shù)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)。故可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，而按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑=58.883來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有 ， 取 取 與互為質(zhì)數(shù) 4.1.4.幾何尺寸計(jì)算 （1）中心距計(jì)算 將

23、中心距圓整為125, . （2）按圓整后的中心距修正螺旋角 。 由于值變化不大，故參數(shù)， k,不必再進(jìn)行修正 （3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 （4）計(jì)算齒輪寬度， 圓整后取 4.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 4.2.1.選材 (1)選擇精度等級(jí)，材料及齒數(shù)。 小齒輪：40Cr調(diào)質(zhì)后表面淬火 ，硬度為280HBS 大齒輪：45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS 根據(jù)傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，因運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器速度不高，故選用8級(jí)精度。 (2)初選齒數(shù) 初選小齒輪齒數(shù)為Z1=24 則 Z2=Z1?i1==53.52, 取=54 (3)初選螺旋角為

24、 壓力角=20。。 4.2.2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）按式 ①試選載荷系數(shù)=1.3,由圖10-20,查取區(qū)域系數(shù)=2.433 ②由式10-21計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù) 1=arctan(tann/cos)=arctan(tan20。/cos14。)=20.562。 at1=arccos[z1cos1/(z1+2han*cos)]=arcos[24cos20.562。/(24+21cos14。)]=29.974。 at2=arccos[z2cos1/(z2+2han*cos)]=arcos[54cos20.562。/(54+21cos14。)]=24.495。 [ z

25、1(tanat1-tant′)+ z2(tanat2- tant′)]/2=1.615 dz1tan=1.905 =0.678 ③計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 9.551063.47/107.14=3.09105/ ④由式10-23可得螺旋角系數(shù),===0.985 ⑥計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力,由圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)=0.90 =0.95,取失效概率為1﹪,安全系數(shù)=1, 由式（10-14）得 取和中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力,即 許用接觸應(yīng)力 =523 (2)計(jì)算 ①計(jì)算小齒輪分度圓直徑 =73.895mm (3)調(diào)整小齒輪分度圓直徑 ①計(jì)算

26、圓周速度v== ②計(jì)算齒寬b ③計(jì)算載荷系數(shù)KH 查表10-2得：使用系數(shù)； 根據(jù)、8級(jí)精度，查圖10-8得動(dòng)載系數(shù)； 齒輪的圓周力: Ft1=2T1/d1t=23.09105/73.895=8.363103 N Ft1/b=18.363103/73.895=113.18 N/mm＞100 N/mm,查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)=1.4 查表10-3得； ④查表10-4用插值法查得8級(jí)精度,小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí),,則載荷系數(shù)為 KH==11.101.41.419=2.185 故載荷系數(shù) ⑤由式10-12,可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑： 即相應(yīng)的齒

27、輪模數(shù) mn=d1cos/z1=3.552 4.2.3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（10-17）試算齒輪模數(shù), （1）確定公式中的各參數(shù)值. ①試選載荷系數(shù)=1.3 ②由式10-18,可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù) =arctan(tancost)=arctan(tan14。Cos20.562。)=13.140。 =/cos2=1.615/ cos213.140=1.703 =0.25+0.75/=0.25+0.75/1.703=0.0.690 ③由式10-19,可得計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度得螺旋角系數(shù) =1- /120。=1-1.90514。/120。=0.778 ④計(jì)算

28、.由當(dāng)量齒數(shù)=/cos3=24/cos314。=26.27, =/cos3=54/cos314。=59.108 查圖10-17,地齒形系數(shù)=2.62, =2.22.由圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)=1.6, =1.78.由圖10-24c查得小齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為.由圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù),取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4.由式10-14得 ==0.0138 ==0.0165 因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪,所以取==0.0165 （2）試算齒輪模數(shù). = (3)調(diào)整齒輪模數(shù) 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.=/cos=2.26624/cos14

29、。=56.042 ②尺寬.=d=156.042=56.042 ③齒高及寬高比/. =(2an*+Cn*)=(21+0.25)2.266=5.0985 /=56.042/5.0985=10.99 2)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) ①根據(jù)=0.314,8級(jí)精度,由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)=1.07 ②由=2/=23.09105/56.042=1.103104, /=11.103104/56.042=196.77/＞100/ 查表10-3得載荷分配系數(shù)=1.4. ③由表10-4用插值法查得=1.462.結(jié)合/=10.99查圖10-13,得=1.29,則載荷系數(shù)為==11.071.41.29

30、=1.93 3)由式10-13,可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模 ==2.266=2.585 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，由于齒輪模數(shù)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)。故可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，而按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑=87.859來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有 ， 取 取 與互為質(zhì)數(shù) 4.2.4.幾何尺寸計(jì)算 （1）中心距計(jì)算 將中心距圓整為125, . （2）按圓整后的中心距修正螺旋角 。 由于值變化不大，故

31、參數(shù)， k,不必再進(jìn)行修正 （3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 （4）計(jì)算齒輪寬度， 圓整后取 （齒頂圓直徑齒根圓直徑，） 5傳動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 5.1求出相應(yīng)的值 (1)求輸出軸上的功率P，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩 P=3.91KW =50.77r/min =735.48N．m ⑵ 求作用在齒輪上的力 已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 =288 而 F= F= F F= Ftan=50180.256=1285N 圓周力F，徑向力F及軸向力F的方向如圖示: ⑶ 初步確定軸的

32、最小直徑 先按課本15-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)課本取 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑,為了使所選的軸與聯(lián)軸器吻合,故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào) 查課本,選取 因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 選取LT7型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為1250Nm,半聯(lián)軸器的孔徑 初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù)選用型號(hào)為30212型.其尺寸dDTB=6011023.7522

33、 (4) 求軸上的載荷 首先根據(jù)結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖, 確定頂軸承的支點(diǎn)位置時(shí), 課程設(shè)計(jì)127頁(yè). 對(duì)于30212型圓錐滾子軸承,a=22.4mm,因此,做為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距. 傳動(dòng)軸總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖: 5.2傳動(dòng)軸承的校核 (1) 按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù) d=64mm T=735.48 == 前已選軸材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 查表15-1得[]=60MP < [] 此軸合理安全 (2) 精確校核

34、軸的疲勞強(qiáng)度. 1> 判斷危險(xiǎn)截面 截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B無(wú)需校核.從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看,截面Ⅵ和Ⅶ處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重,從受載來(lái)看,截面C上的應(yīng)力最大.截面Ⅵ的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同時(shí)軸徑也較大,故不必做強(qiáng)度校核.截面C上雖然應(yīng)力最大,但是應(yīng)力集中不大,而且這里的直徑最大,故C截面也不必做強(qiáng)度校核,截面Ⅳ和Ⅴ顯然更加不必要做強(qiáng)度校核.由第3章的附錄可知,鍵槽的應(yīng)力集中較系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而,該軸只需膠合截面Ⅶ左右兩側(cè)需驗(yàn)證即可. 2> 截面Ⅶ左側(cè)。 抗彎系數(shù) W=0.1=0.1=21600

35、 抗扭系數(shù) =0.2=0.2=432000 截面Ⅶ的右側(cè)的彎矩M為 截面Ⅳ上的扭矩為 =735.48 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 == 軸的材料為45鋼。調(diào)質(zhì)處理。 由課本表15-1查得： 因 經(jīng)插入后得 2.0 =1.32 軸性系數(shù)為 =0.85 K=1+=1.82 K=1+（-1）=1.27 所以 綜合系數(shù)為： K=2.8 K=1.64 碳鋼的特性系數(shù) 取0.1 取0.05 安全系數(shù) S=26

36、.91 S13.79 ≥S=1.5 所以它是安全的 3>截面Ⅳ右側(cè) 抗彎系數(shù) W=0.1=0.1=26214.4 抗扭系數(shù) =0.2=0.2=52428.8 截面Ⅳ左側(cè)的彎矩M為 M=78716.3 截面Ⅳ上的扭矩為 =735480 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ==K=0 K= 所以 綜合系數(shù)為： K=2.8 K=1.62 碳鋼的特性系數(shù) 取0.1 取0.05 安全系數(shù) S=31.83 S13.26 ≥S=1.5 所以它是安全的 5.3軸上

37、零件的周向定位 齒輪，半聯(lián)軸器與軸的軸向定位均采用平鍵連接。根據(jù)由課程設(shè)計(jì)P122表14-24查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，；同樣，齒輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的。 5.4確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表15-2，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑為2.0 5.5輸入軸的設(shè)計(jì)和相關(guān)參數(shù) 5.5.1輸入軸的設(shè)計(jì) 圖5-2 5.5.2輸入軸(高速軸)的相關(guān)參數(shù) 輸入軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩 =3.721 Kw =342.86 r/min =103.64 N．M =62.41mm F= F= F F= Ftan

38、=1241.640.236=292.82N 選取軸的材料為45剛,調(diào)質(zhì)處理，取，于是得 。 I-II軸上的平鍵為。 5.6中間軸的設(shè)計(jì)和相關(guān)參數(shù) 5.6.1中間軸的設(shè)計(jì) 圖5-3 5.6.2 中間軸的相關(guān)參數(shù) F= F= F F= Ftan=1681.57N 選取軸的材料為45剛,調(diào)質(zhì)處理，取，于是得 II-III軸上平鍵為 ， IV-V軸上平鍵為 。 6校核 6.1 輸出軸上的鍵的強(qiáng)度校核 I-II軸上的鍵，L=70mm連接強(qiáng)度計(jì)算，根據(jù)式 查表得，因?yàn)椋舒I槽的強(qiáng)度足夠。 VI-VII軸

39、上的鍵，L=80mm 連接強(qiáng)度計(jì)算，根據(jù)式 查表得，因?yàn)?，故鍵槽的強(qiáng)度足夠。 其它軸上的鍵的驗(yàn)算方法同上，經(jīng)過(guò)計(jì)算可知它們均滿足強(qiáng)度要求。 6.2軸承的強(qiáng)度校核 6.2.1 輸出軸軸承的校核 軸上齒輪受力情況如圖所視 切向力 徑向力 軸向力 圖7-1 所以， 同理， 取 同理, 該軸可以滿足設(shè)計(jì)要求 7箱體的設(shè)計(jì)及其附件的選擇 7.1 箱體的設(shè)計(jì) 箱座壁厚：，取 。 箱蓋壁厚：，取。 箱座、箱蓋、凸緣的厚度：b=b1=,取b=b1=12mm 箱底座凸緣的厚度：

40、b2=2.5，b2=20mm 箱座、箱蓋的肋厚：取m=8mm 地腳螺釘?shù)闹睆剑? 取df=20mm；數(shù)目：n=4 軸承旁聯(lián)接螺栓的直徑：，d1=14； 箱蓋、箱座聯(lián)接螺栓的直徑：，取d2=10 mm，間距 L=150-200mm 軸承蓋螺釘?shù)闹睆剑?，取d3=8 mm； 窺視孔蓋板螺釘?shù)闹睆剑?，取d4=6mm; 定位銷直徑：d=10mm 軸承旁凸臺(tái)的半徑： 至箱外壁的距離： 至凸緣邊緣的距離：。 外箱壁到軸承座端面的距離：=42mm。 齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離：，?。?12mm。 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離：，?。?16mm。 軸承蓋外徑：（其中，D為軸承外徑，為軸承蓋螺釘

41、的直徑）。 高速軸： 中間軸： 低速軸： 7.2聯(lián)軸器的選擇 ,所以聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩查表14-1，取，則，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-1995，選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250，半聯(lián)軸器的孔徑，半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。 7.3軸承的選擇 高速軸：圓錐滾子軸承30207 GB/T 297-1994，d=35mm,D=72mm,T=18.25mm,B=17mm,c=15mm； 中間軸：圓錐滾子軸承3020 GB/T 297-1994，d=35mm,D=72mm,T=18.25mm,B=17mm,c=15mm； 低速軸：圓錐滾子軸承30211

42、 GB/T 297-1994, d=60mm,D=110mm,T=23.75mm,B=22mm,c=19mm。 7.4潤(rùn)滑方式的選擇 7.4.1高速級(jí)齒輪的圓周速 v==, 所以，軸承采用脂潤(rùn)滑；高速級(jí)小齒輪處用封油盤(pán)。 7.4.2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 采用脂潤(rùn)滑，并在靠近箱體內(nèi)壁處加封油盤(pán)。 7.4.3齒輪的潤(rùn)滑 因齒輪的圓周速度<12 m/s，所以采用浸油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑方式。高速齒輪浸入油里約為0.7個(gè)齒高，但不小于10mm，低速級(jí)齒輪浸入油高度約為1個(gè)齒高（不小于10mm），1/6齒輪。 7.4.4密封方式選取 選用凸緣式端蓋，易于調(diào)整軸承間隙，采用端蓋安裝氈圈油封實(shí)現(xiàn)密封。

43、 軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承外徑?jīng)Q定 7.5 減速器附件的選擇 1）通氣器：由于在外界使用，有粉塵，選用通氣室采用M161.5 2）油面指示器：選用油標(biāo)尺，規(guī)格M12 3）起吊裝置：采用箱蓋吊耳，箱座吊鉤 4）放油螺塞裝置：選用外六角細(xì)牙螺塞及墊片M161.5 5）窺視孔及視孔蓋：選用板結(jié)構(gòu)的視孔蓋 6）鍵的選擇：選普A型通平鍵，鑄鐵鍵，所有齒輪與軸的聯(lián)接中可采用此平鍵。 設(shè)計(jì)小結(jié) 在設(shè)計(jì)過(guò)程中用了《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》《機(jī)械設(shè)計(jì)》等書(shū)進(jìn)行設(shè)計(jì)，翻閱了學(xué)過(guò)的各種關(guān)于力學(xué)，制圖，公差方面的書(shū)籍,如:《理論力學(xué)》《材料力學(xué)》《機(jī)械制圖》《機(jī)械原理》，綜合運(yùn)用了這

44、些知識(shí)，尤其是在計(jì)算機(jī)軟件CAD 方面的運(yùn)用，深切感到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)的方便，各種設(shè)計(jì)，計(jì)算，制圖全套完成。 由于是第一次做全套設(shè)計(jì)工作，在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)了多次計(jì)算錯(cuò)誤，其次在線形，制圖規(guī)格，零件設(shè)計(jì)中的計(jì)算中也出現(xiàn)了多次錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的排版也難免混亂，等等。對(duì)圖層，線形不熟悉甚至根本不確定自己畫(huà)出的線實(shí)際上是什么概念都不知道 ，對(duì)于各種線寬度，更沒(méi)有實(shí)際的概念。標(biāo)注也較混亂，畢竟是第一次做整個(gè)設(shè)計(jì)工作，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)吧。 這次設(shè)計(jì)的目的是掌握機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)律，綜合運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，繪圖以及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)設(shè)計(jì)資料進(jìn)行全面的機(jī)械設(shè)計(jì)技能訓(xùn)練。目的已經(jīng)達(dá)到，有

45、許多要求、標(biāo)準(zhǔn)心中雖然明確理解掌握但是要全力，全面的應(yīng)用在實(shí)際中，還有待于提高水平。 參考資料 [1]《機(jī)械設(shè)計(jì)》，高等教育出版社，濮良貴，紀(jì)名剛主編，2006年5月第八版； [2]《簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，胡家秀主編，2006年第1版； [3]《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，陸玉主編，2008年6月第四版； [4] 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，國(guó)防工業(yè)出版社，張龍主編2006年5月第一版。 西安文理學(xué)院2011級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化1班 第43頁(yè)