二級直齒圓柱減速器論文.pdf

寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文論文）任務(wù)任務(wù) 書書 院（系）院（系）系系寶雞文理學(xué)院專業(yè)專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 班級班級 08 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造姓名姓名劉偉濤學(xué)號學(xué)號 107021124323 1.1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng) 2.2.題目背景和意義：題目背景和意義： 本次論文設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并完成帶式輸送機(jī)傳動裝置 中減速器裝配圖、 零件圖設(shè)計(jì)及主要零件的工藝。 綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)、 機(jī)械制圖、 機(jī)械制造基礎(chǔ)、金屬材料與熱處理、公差與技術(shù)測量、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī) 械原理。掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序、方法、設(shè)計(jì)規(guī)律、技術(shù)措施，并與生產(chǎn)實(shí)習(xí) 相結(jié)合，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí)際問題的能力，具備了機(jī)械傳動裝置、簡單 機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造的能力。 3.3.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)( (論文論文) )的主要內(nèi)容：的主要內(nèi)容： 帶式輸送機(jī)傳動總體設(shè)計(jì)；帶式輸送機(jī)傳動總體設(shè) 計(jì)；主要傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；主要零、部件設(shè)計(jì)；完成主要零件的工藝設(shè)計(jì)；撰寫設(shè) 計(jì)論文等； 4.4.設(shè)計(jì)的基本要求及進(jìn)度安排（含起始時間、設(shè)計(jì)地點(diǎn)設(shè)計(jì)的基本要求及進(jìn)度安排（含起始時間、設(shè)計(jì)地點(diǎn)） ： ，地點(diǎn)： 主要參 ：轉(zhuǎn)距 T=450Nm，滾筒直徑 D=350mm，運(yùn)輸帶工作轉(zhuǎn)速 V=0.8m/s 工作條件：送機(jī)連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載起動，每天兩班制工作， 每年按 300 個工作日計(jì)算，使用期限 10 年。 具體要求：主要傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；主要零、部件設(shè)計(jì)；撰寫設(shè)計(jì)論文等 5.5.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作量要求：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作量要求： 設(shè)計(jì)論文一份 6000-8000 萬左右字 裝配圖 1 張A0，除標(biāo)準(zhǔn)件外的零件圖 2 張A3 指導(dǎo)教師簽名：年月日 學(xué)生簽名：年月日 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 寶雞文理學(xué)院成人教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目題目：帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng) 院、系院、系( (站站) )： 寶雞文理學(xué)院寶雞文理學(xué)院 學(xué)科專業(yè)：學(xué)科專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 學(xué)學(xué)生：劉偉濤生：劉偉濤 學(xué)學(xué)號：號： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 侯玉科侯玉科 2010 年 04 月 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 目錄目錄 一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備4 二、傳動裝置總體設(shè)計(jì)二、傳動裝置總體設(shè)計(jì) 5 A、確定傳動方案5 B、電動機(jī)的選擇6 C、計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)8 、軸的大小齒輪9 、軸的大小齒輪 12 D、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及軸承的選擇計(jì)算 15 E、軸承的選擇計(jì)算 16 F、聯(lián)接件、潤滑密封和聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算 17 1、鍵連接17 2、聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算 17 3、潤滑方式、牌號及密封裝置 18 三、三、繪制減速器裝配圖繪制減速器裝配圖附圖 四、四、繪制零件圖繪制零件圖附圖 五、參考文獻(xiàn)五、參考文獻(xiàn)18 六、總結(jié)六、總結(jié) 18 七、個人體會七、個人體會19 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 緒論緒論 通過查閱一些文獻(xiàn)我可以了解到帶式傳動裝置的設(shè)計(jì)情況， 為我 所要做的課題確定研究的方向和設(shè)計(jì)內(nèi)容。 1.帶傳動 帶傳動是機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用較多的傳動裝置之一，主要有主動輪、 從動輪和傳動帶組成。工作是靠帶與帶輪間的摩擦或嚙合實(shí)現(xiàn)主、從 動輪間運(yùn)動和動力的傳遞。 帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、價格低廉、緩沖吸振及過載打 滑以保護(hù)其他零件的優(yōu)點(diǎn)。 2.圓柱齒輪傳動減速器 圓齒柱輪傳動減速器適合的工作條件：環(huán)境溫度為：4040 度； 輸入軸轉(zhuǎn)速不得大于 1500r/min,齒輪嚙合線速度不大于 25m/s,電機(jī) 啟動轉(zhuǎn)矩為減速器額定轉(zhuǎn)矩的兩倍。 特點(diǎn)： 采用一、 二圓柱齒輪及二、 三圓柱齒輪組合，齒輪均采用優(yōu)質(zhì) 45 鋼淬火、精加工而成，一級錐 齒齒輪精度達(dá)到 GB/T11365 中的 8 級，二、三圓柱齒輪精度達(dá)到 GB/T11365 中的 8 級； 減速器的選用原則： （1）按機(jī)械強(qiáng)度確定減速器的規(guī)格。減速器 的額定功率 Pi 是按載荷平穩(wěn)、每天工作小于等于 12h、每小時啟動 5 次、允許啟動轉(zhuǎn)矩為工作轉(zhuǎn)矩的兩倍、單向運(yùn)轉(zhuǎn)、單對齒輪的接觸強(qiáng) 度安全系數(shù)為 1、失效概率小于等于 1%等條件算確定。當(dāng)載荷性質(zhì)不 同，每天工作小時數(shù)不同時，應(yīng)根據(jù)工作機(jī)載荷分類按各種系數(shù)進(jìn)行 修正。 （2）熱功率的效核。減速器的許用的熱功率 PG 適用于環(huán)境溫 度 20 度，每小時 100%連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和功率利用率為 100%的情況，不符合 上述情況時，應(yīng)進(jìn)行修正。 （3）效核軸伸部位承受的徑向載荷。 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 摘要摘要 本人畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的題目是帶式輸送機(jī)的傳動系統(tǒng) 帶式輸送機(jī)傳動系統(tǒng)是有電動機(jī)通過聯(lián)軸器驅(qū)動減速器輸入 軸，減速器輸出軸通過拄銷聯(lián)軸器帶動滾筒輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn)，滾筒的兩端 為獨(dú)立支承。 在設(shè)計(jì)中先確定傳動方案，選擇電動機(jī)，計(jì)算總傳動比和合理 分配各級傳動比。計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動及參數(shù)，主要部件強(qiáng)度校核。 然后，繪制傳動原理圖，電器控制原理圖，減速器裝配圖及零件圖等 等。 本設(shè)計(jì)方案先由電動機(jī)通過一級聯(lián)軸器至減速器。減速器采用 單級開式直齒圓柱齒輪傳動，這樣整機(jī)即保證效率較高，工藝簡單， 精度容易保證，使主要部件標(biāo)準(zhǔn)化，并且選用優(yōu)先系列，容易更換， 維修等優(yōu)點(diǎn)外， 還具有過載保護(hù)的特點(diǎn)， 使用過程中更加安全， 可靠， 經(jīng)濟(jì)。 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備一、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)減速箱傳動裝置（兩級展開式直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)減速箱傳動裝置（兩級展開式直齒圓柱齒輪減速器） 。 原始數(shù)據(jù)：原始數(shù)據(jù)： A、已知條件、已知條件 1) 運(yùn)輸帶工作拉力 F=3500N； 2)滾筒速 n=65r/min(允許運(yùn)輸帶速度誤差為5%)； 3) 滾筒直徑 D=380mm； 4) 滾筒效率j=0.97 (包括滾筒與軸承的效率損失)； 5) 工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載起動； 6) 使用折舊期：10 y(每年按 300 個工作日計(jì)算)； 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 二、傳動裝置總體設(shè)計(jì)二、傳動裝置總體設(shè)計(jì) A、確定傳動方案、確定傳動方案 設(shè)計(jì)傳動方案應(yīng)滿足下列條件 （1） 工作機(jī)的工作要求； （2） 必須具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效 率高和使用維護(hù)方便等特點(diǎn)。 根據(jù)上述要求，初步選定的傳動方案為:二級閉式齒輪傳動方式。 傳動方案簡圖如下：傳動方案簡圖如下： 帶式輸動機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動。電動機(jī) 1 通過聯(lián)軸器 2 將動力傳入減速器 3，再 經(jīng)聯(lián)軸器 4 將動力傳至輸送機(jī)滾桶 5，帶動輸送帶 6 工作。傳動系統(tǒng)中采用兩級 展開式圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對于軸承位置不對稱，因此要求 軸有較大的剛度，高速級為直齒圓柱齒輪傳動，低速級為直齒圓柱齒輪傳動。 B、電動機(jī)的選擇、電動機(jī)的選擇 1、選擇電動機(jī)、選擇電動機(jī) 1）選擇電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式 5 1 1電動機(jī)電動機(jī) 2 2聯(lián)軸器聯(lián)軸器 3 3減速器減速器 4 4聯(lián)軸器聯(lián)軸器 5 5滾筒滾筒 6 6輸送帶輸送帶 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 由于一般普遍使用三相交流電源，電壓為 380V，所以一般選用三相交流異步電動機(jī)。 其中以三相鼠籠式異步電動機(jī)用最多，且 Y 系列全封閉鼠籠型三相異步電動機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡 單、工作可靠、起動特性好、價格低廉、維護(hù)等一系列優(yōu)點(diǎn)，適用于不含易燃、無腐蝕性氣 體的一般場所，故廣泛應(yīng)用于齒輪減速器等無特殊要求的一般機(jī)器上。 根據(jù)電動機(jī)的安裝和防護(hù)要求，選擇臥式封閉結(jié)構(gòu)。 2）選擇電動機(jī)的容量 電動機(jī)的功率選擇必須合適。選得小了，不能保護(hù)工作機(jī)的正常工作；選得大了，又增 加成本。 因此， 選擇電動機(jī)的功率時就應(yīng)滿足電動機(jī)的額定功率等于或稍大于電動機(jī)所需的 功率。 根據(jù)已知條件計(jì)算得工作機(jī)所需的功率 Pw為 2665 65 9550 /95504.53 65 Fd M n W kW P 設(shè)：5w輸送機(jī)滾筒軸（軸）之輸送帶間的傳動效率； c聯(lián)軸器效率，c=0.99； g閉式圓柱齒輪傳動效率，g0.97； b對滾動軸承效率，b=0.99； cy輸送機(jī)滾筒效率，cy0.96； 估算傳動系統(tǒng)總效率為 2346 c(g)2(b)3c(bcy) 0.99(0.97)2(0.99)30.99(0.990.96) 0.8504 工作機(jī)電動機(jī)所需功率 P0為 P0= Pw = 4.53 0.85 5.55kw ； 由表所列 Y 系列三項(xiàng)異步電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中可以確定， 滿足 PmPr 條件的電動機(jī)額定 功率 Pm 應(yīng)取 7.5 kW。 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速及有關(guān)手冊，查得兩種適用的電動機(jī)，因此有如下兩種方案。 型號型號額定功率額定功率 P/kW轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速/(r/min)效率效率(%) Y132M-47.5144087 Y160L-87.572386.5 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)、價格及減速器的傳動比，可見第一種 方案比較合適，因此應(yīng)選擇電動機(jī)的型號為 Y132M-4。 2、計(jì)算傳動裝置的總傳動比并分配各級傳動比、計(jì)算傳動裝置的總傳動比并分配各級傳動比 1） 傳動裝置的總傳動比為 1440 65 22.2 w n i n 機(jī) 2）因 ii i 齒齒21 ，按展開式布置，取 21 1.5 i 齒齒i 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 可算出 22.2 3.8 21 3.85.7 i ii 減 1.5 齒齒 ，則 3、傳動裝置的運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)、傳動裝置的運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù) 1） 各軸轉(zhuǎn)速：各軸轉(zhuǎn)速： 軸軸1440 /minr nn 機(jī) 軸軸 1 1440 5.7 252.63 /min n r i n 齒 軸軸 2 252.63 3.8 66.48 /min n r i n 齒 2）各軸功率：）各軸功率： 軸軸 0 5.5 99%5.49 b kw PP 軸軸5.49 97% 99%5.27 cq kw PP 軸軸 2 5.27 97% 97% 99%4.91 cq kw P P 3 3）各軸轉(zhuǎn)矩：）各軸轉(zhuǎn)矩： 軸軸 5.49 1440 9550955036.41 P Nm n T 軸軸 5.27 252.63 95509550119.22 P Nm n T 軸軸 4.91 66.48 95509550705.33 P NM n T 將運(yùn)動和動力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果整理成下表便于備查將運(yùn)動和動力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果整理成下表便于備查 參數(shù)高速軸中間軸低速軸 轉(zhuǎn)速 n/ -1 r min 1440252.6366.48 功率/P kW5.495.274.91 轉(zhuǎn)距/T Nm36.41199.22705.33 C、計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì) 、軸的大小齒輪：軸的大小齒輪： 1 1）選擇齒輪材料及精度等級：選擇齒輪材料及精度等級：考慮此對齒輪傳遞的功率不大，故大、小齒 輪都選用軟齒面。小齒輪選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 240260HBS；大齒輪選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 220HBS。選用 8 級精度。 2 2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 因兩齒輪均為鋼制齒輪，所以得 3 2 d 1 1 T d H u ) 1u(K 43.76 確定有關(guān)參數(shù)如下： （1）齒輪 z 和齒寬系數(shù) d 取小齒輪齒數(shù)的 z1=0，則大齒輪齒數(shù) 21 5.7 20114i ZZ 實(shí)際傳動比 2 1 114 20 5.7 o Z Z i 傳動比誤差為零固可用。 齒數(shù)比5.7 oi 查表取0 . 1 d (因非對稱布置及軟齒面) （2）轉(zhuǎn)矩T1 1 6 1 955036.41 10 P Nm n T （3）載荷系數(shù) K查表取 K=1.20 （4）許用接觸應(yīng)力 H S Z N NTHim H 由圖查得 1 610, Him MPa 2 500 Him MPa 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL 9 11 6060 1440 1 (16 300 10)4.15 10 Lh r Nn t 9 1 84.15 5.7 2 10 7.28 10 L i L N N 查表得接觸疲勞的壽命系數(shù) 1 1, NTZ 2 1 NTZ 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 按一般可靠度要求選擇安全系數(shù)0 . 1 SH 。所以計(jì)算兩輪的許用接觸應(yīng)力 11610 1 1 1 610 NTHim h H Z MPaMPa S 22500 1 1 2 500 NTHim H H Z MPaMPa S 故得 (1) 2 2 1.2 36410 6.7 3 3 5.7 1 671 76.4345.22 500 () u d K u T mm H d 模數(shù) 1 1 50 20 2.5 d mmmmm Z 查表得取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5mm 3)3)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 YY zm b T 2K FSaFa 1 2 1 F 確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù) (1) 分度圓直徑 11 2.5 2050mmmmm dZ 22 2.5 114285mmmmm dZ (2)齒寬 1 1 5050 d bmmmm d 取 b1=55mm b2=50mm （3）齒形系數(shù) YFa和應(yīng)力修正系數(shù) YSa 根據(jù)齒數(shù) z1=20，z2=114，查表得 1 4.35, FaY 1 4.00 SaY ， 2 1 FaY ， 2 1 SaY （4）許用彎曲應(yīng)力 F S YY F NTSTFlim F 查表得290MPa Flim1 ；210MPa Flim2 87. 0 YNT1 91. 0 YNT2 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)2 YST 按一般可靠度選擇安全系數(shù)25. 1 SF 計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 68MPa.403MPa 25. 1 87. 02290 S YY N NT1STFlim1 F1 76MPa.305MPa 25. 1 91. 02210 S YY N NT2STFlim2 F2 將求得的各參數(shù)代入下式 MPa20. 37 625MPa. 152. 2 30 2 60 10 95. 430. 12 YY zm b T 2K F1 2 4 Sa1Fa1 1 2 1 F1 95.69 MPa 1.6252.52 1.822.15 20.73 YY YY YY zm b T 2K F2 Sa1Fa1 Sa2Fa2 F1Sa2Fa2 2 2 1 F2 故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。 4 4）計(jì)算齒輪傳動的中心距計(jì)算齒輪傳動的中心距 1250 285 22 167.5 d d ammmm 5 5）計(jì)算齒輪的圓周速度計(jì)算齒輪的圓周速度 58m/s. 4s /m 100060 14606014. 3 100060 nd 11 查表可知，可選用查表可知，可選用 7 級或級或 8 級精度的齒輪級精度的齒輪， ，所以選用，所以選用 8 級精度合適。級精度合適。 、軸的大小齒輪：軸的大小齒輪： 1 1）選擇齒輪材料及精度等級：選擇齒輪材料及精度等級：考慮此對齒輪傳遞的功率不大，故大、小齒輪都 選用軟齒面。小齒輪選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 240260HBS；大齒輪選用 45 鋼， 調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 220HBS。選用 8 級精度。 2 2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 因兩齒輪均為鋼制齒輪，所以得 3 2 d 1 1 T d H u ) 1u(K 43.76 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 確定有關(guān)參數(shù)如下： （1）齒輪 z 和齒寬系數(shù) d 取小齒輪齒數(shù)的 z1=30，則大齒輪齒數(shù) 21 3.8 30114i ZZ 實(shí)際傳動比 2 1 114 30 3.8 o Z Z i 傳動比誤為零固可用。 齒數(shù)比3.8 o u i 查表取0 . 1 d (因非對稱布置及軟齒面) （5）轉(zhuǎn)矩T1 2 66 5.27 252.63 1 9.559.55199218.2 1010 P Nmm n T （6）載荷系數(shù) K 查表取 K=1.20 （7）許用接觸應(yīng)力 H S Z N NTHim H 由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 6-37 圖查得 1 610 Him MPa ， 2 500 Him MPa 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL 10t60nN 8 h1L1 60. 5)830016(193.42260r 1033. 9 10N N 8 8 0 L1 L2 6 60. 5 i 查表得接觸疲勞的壽命系數(shù)85. 0 ZNT1 ，94. 0 ZNT2 按一般可靠度要求選擇安全系數(shù)0 . 1 SH 。所以計(jì)算兩輪的許用接觸應(yīng)力 5 .637 0 . 1 85. 0750 S Z H NT1Him1 H1 8 .582 0 . 1 94. 0620 S Z H NT2Him2 H2 故得 1 2 2 (1) 1.2 199218.2 4.8 3 3 3.8 1 671 76.4373.53 510 () d Ku T H d 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 模數(shù) 1 1 75 30 2.5 d m Z 查表得取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=2.5mm 3)3)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 YY zm b T 2K FSaFa 1 2 1 F 確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù) (1) 分度圓直徑 11 2.5 3075mmmmm dz 22 2.5 114285mmmmm dz (2)齒寬 1 1 7575 d bmmmm d 取 b3=75mm b4=80mm （3）齒形系數(shù) YFa和應(yīng)力修正系數(shù) YSa 根據(jù)齒數(shù) z1=30， z2=139， 查表得52. 2 YFa1 ，625. 1 YSa1 ，15. 2 YFa2 ， 82. 1 YSa2 （4）許用彎曲應(yīng)力 F S YY F NTSTFlim F 查表得290MPa Flim1 ；210MPa Flim2 87. 0 YNT1 91. 0 YNT2 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)2 YST 按一般可靠度選擇安全系數(shù)25. 1 SF 計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力 68MPa.403MPa 25. 1 87. 02290 S YY N NT1STFlim1 F1 76MPa.305MPa 25. 1 91. 02210 S YY N NT2STFlim2 F2 將求得的各參數(shù)代入下式 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 MPa97.871 625MPa. 152. 2 30 3 60 10 86. 230. 12 YY zm b T 2K F1 2 5 Sa1Fa1 1 2 1 F1 62.179 MPa 1.6252.52 1.822.15 97.187 YY YY YY zm b T 2K F2 Sa1Fa1 Sa2Fa2 F1Sa2Fa2 2 2 1 F2 故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。 4 4）計(jì)算齒輪傳動的中心距）計(jì)算齒輪傳動的中心距 1275 285 22 180 d d ammmm 5 5）齒輪的圓周速度）齒輪的圓周速度 113.14 252.63 75 60 00060 1000 /0.99/ d n vm sm s 查表可知，可選用查表可知，可選用 7 級或級或 8 級精度的齒輪，級精度的齒輪，所以選用所以選用 8 級精度合適。級精度合適。 名稱符號計(jì)算公式結(jié)果 箱座厚度 83025. 0a 10 箱蓋厚度 1 8302. 0 1 a9 箱蓋凸緣厚度 1 b 11 5 . 1b12 箱座凸緣厚度 b5 . 1b 15 箱座底凸緣厚度 2 b5 . 2 2 b25 地腳螺釘直徑 f d12036. 0ad f M24 地腳螺釘數(shù)目 n 查手冊6 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直 徑 1 d f dd72. 0 1 M12 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直 徑 2 d 2 d=（0.50.6） f d M10 軸承端蓋螺釘直徑 3 d 3 d=（0.40.5） f d 10 視孔蓋螺釘直徑 4 d 4 d=（0.30.4） f d 8 定位銷直徑 d d=（0.70.8） 2 d8 f d， 1 d， 2 d至外 箱壁的距離 1 C查手冊表 11234 22 18 f d， 2 d至凸緣邊 緣距離 2 C查手冊表 11228 16 外箱壁至軸承端面 距離 1 l 1 l= 1 C+ 2 C+（510）50 大齒輪頂圓與內(nèi)箱 壁距離 1 1 1.215 齒輪端面與內(nèi)箱壁 距離 2 2 10 箱蓋，箱座肋厚mm , 1 85. 0,85. 0 11 mm9 8.5 軸承端蓋外徑 2 DDD 2 +（55.5） 3 d120（1 軸） 125（2 軸） 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 150（3 軸） 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距 離 S 2 DS 120（1 軸） 125（2 軸） 150（3 軸） D、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及軸承的選擇計(jì)算軸承的選擇計(jì)算 1、選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力、選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力 選 用 45 鋼 正 火 處 理 ， 查 表 得 知 強(qiáng) 度 極 限MPa600 B ， 許 用 彎 曲 應(yīng) 力 MPa b 55 1 。 2、確定軸輸出端直徑、確定軸輸出端直徑 考慮到齒輪在軸上有安裝及軸向定位，所以算出各軸段的相應(yīng)直徑。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸 輸出端直徑，查表取 C=118，則 1）高速高速軸軸 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸輸出羰直徑，查表取118： 5.49 33 1440 /min 1 11818.5 kwP nr Cmmmm d 此軸承不用鍵槽，軸的直徑和長度應(yīng)和聯(lián)軸器相符，選取 LZ3 型彈性柱銷聯(lián)軸器，其軸孔 直徑為 38mm，和軸配合部分長度為 60mm，故軸輸出端直徑 d1=35mm。 第 I 段為外伸端，其直徑 d1=25mm，其長度應(yīng)比聯(lián)軸器軸孔的長度稍短一些，取 L1=60mm。 第 II 段直徑 d2= 30mm。 選 6306 型深溝球軸承，其內(nèi)徑為 30mm，寬度為 19mm 。 考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁、軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離，則取套筒長為 20mm，通過 密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度， 并考慮聯(lián)軸器和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定的距離而定， 為此取 該段長為 30mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比齒輪寬度小 2mm，故第 II 段長 L2=40mm。 第 III 段為安裝小齒輪段，其直徑 d3=30mm，長度為 L3= 55mm。 第 IV 段為安裝套筒段，其直徑 d4=40mm，長度為 L4=30mm。 第 V 段為安裝軸承段，其直徑 d5=30mm，長度為 L5=130mm 2）中間軸）中間軸 同理： 5.27 33 252.63 /min 2 11832.5 kwP nr Cmmmm d 考慮有鍵槽，將直徑增大 5%，則 2d =35此軸通過鍵槽與兩個齒輪連在一起， 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 選 6207 型深溝球軸承，其內(nèi)徑為 35mm，寬度為 17mm ，即 d1=35mm。 考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁、軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離， ，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù) 密封蓋的寬度，并考慮軸和箱體壁應(yīng)有一定的距離而定，為此取該段長為 45mm，安裝齒輪 段長度應(yīng)比齒輪寬度小 2mm，故第 I 段長 L1=45mm。 第 II 段為安裝大齒輪段，其直徑 d2=40mm，長度為 L2=50mm. 第 III 段為安裝套筒段，其直徑為 d3=50mm，長度為 L3=35mm. 第 IV 段為安裝小齒輪段，其直徑 d4=40mm，長度為 L4=80mm 第 V 段安裝軸承段，其直徑為 d5=35mm，長度為 L5= 40mm。 3）低速低速軸軸 同理： 4.91 33 66.48 /min 3 11849.3 kwP nr Cmmmm d 考慮有鍵槽，將直徑增大 5%，則 3d =55mm,此軸通過鍵槽與一個齒輪連在一起， 選 6011 型深溝球軸承，其內(nèi)徑為 55mm，寬度為 18mm ，即 d1=55mm。 同理，取套筒長為 20mm，通過密封蓋軸段長應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度，并考慮箱體內(nèi)壁應(yīng)有一 定的距離而定，為此取該段長為 30mm，安裝齒輪段長度應(yīng)比齒輪寬度小 2mm，第 I 段長 L1=45mm。 第 II 段為安裝小齒輪段，其直徑 d2=60mm，長度為 L2=75mm. 第 III 段為安裝套筒段，其直徑 d3=68mm，長度為 L3=30mm。 第 IV 段為光軸段，其直徑 d4=60mm,取其長度為 L4= 60mm。 第段為安裝軸承段，其直徑 5d =55mm,其長度為 5L =50mm. E、軸承的選擇計(jì)算軸承的選擇計(jì)算 由于軸向力較小，已選出 6306、6207、6011 深溝球軸承。從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得軸 承的外徑D1=72mm、 D2=90mm、 D3=100mm、 額定動載荷Cr1=27.0kN、 Cr2=40.8kN、 Cr3=81.8kN， 額定靜載荷 COr1=15.2kN、COr2=24.0kN、COr3=51.8kN。由于軸頸圓周速度 v18.526，所以該軸是安全的。 4 彎矩及軸的受力分析圖如下： 軸1 3 校核中間軸校核中間軸 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 校核該軸和軸承：L1=74L2=117L3=94 作用在 2、3 齒輪上的圓周力： 3 2 2 2 22 470.3 10 2707 139 2.5 t T FN d 3 2 3 3 22 470.3 10 8709 27 4 t T F d N 徑向力： 22 270720985 rt FF tgtgN 33 8709203169 rt FF tgtgN 求垂直面的支反力 3 3223 1 123 ()985 (11794)3169 94 316 74 11794 rr V F lFll FN lll 2312 31693169852500 VrVr FFFFN 計(jì)算垂直彎矩： 3 11 316 74 1023.9 . aVmV MF lN m 3 1122 2 ()316 (74 117)985 1171053.5 . aVnVr MFllF lN m 求水平面的支承力： 3 3223 1 123 ()8709 942707 211 4586 74 11794 tt H F lFll FN lll 2231 2707870945866830 HttH FFFFN 計(jì)算、繪制水平面彎矩圖： 3 11 4586 74 10323 . aHmH MF lN m 3 2123 2 ()6830 (74 117)8709 11710295 . aHnHt MFllF lN m 求合成彎矩圖，按最不利情況考慮： 2222 23.9323323.8 . amavmaHm MMMN m 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 2222 53.5295300 . anavnaHn MMMN m 求危險截面當(dāng)量彎矩： 從圖可見，m-m,n-n 處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為： （取折合系數(shù)0.6 ） 2222 2 ()300(0.6 470.3)411 . ean MMTN m e M 2222 2 ()323.8(0.6 470.3)413 . am MTN m 計(jì)算危險截面處軸的直徑： n-n 截面: 3 3 3 1 411 10 40.9 0.10.1 60 e b M dmm m-m 截面: 3 3 3 1 413 10 40.9 0.10.1 60 e b M dmm 由于4 2 45ddmmd，所以該軸是安全的。 軸承壽命校核： 軸承壽命可由式 6 10 () 60 t h P Cf Lh n Pf 進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所 以 r PF，查課本 259 頁表 16-9，10 取1,1.2 tp ff 取3 2222 222 250068307273 rvH FFFN 則 66 2 3 3 60 252.63 60 118 11010 90.3 5.27 1.2 ()() k C f t y P f n p L ， 軸承使用壽命在90.391yy 年范圍內(nèi)，因此所該軸承符合要求。 彎矩及軸的受力分析圖如下： 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 3 低速軸的校核低速軸的校核 L1=147.5L2=82.5 作用在齒輪上的圓周力為： 2000 705.332 285 4949.7 T d t NN F 徑向力為tan4949.7 0.361781.9 rt NN FF 求垂直面的支反力： 1 12 147.5 1781.9 147.5 82.5 1 1142.7 r rAz L F NN L L F 2 1 1781.91142.7639.2 rAz rAz NNN r F FF 求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖： 111 1142.7 147.5168.5 cvrAz NmmNm MFL 222 63.92 82.552.734 cvrAz NmmNm MFL 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 求水平面的支承力： 1 12 147.5 4949.7 230 1 3174.3 Ht L NN L L FF N 21 4949.73174.31775.4 HtH NNN FFF N 求并繪制水平面彎矩圖： 111 3174.3 147.5468.21 aHH NmmNm MFL 222 1175.4 82.5146.47 aHH NmmNm MFL 求合成彎矩圖： 22 22 1 497.61 11 168.5468.21c Nm cvaHMMM 22 22 2 155.7 22 52.734 146.47c Nm cvaHMMM 求危險截面當(dāng)量彎矩： 從圖可見，m-m 處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為： 折合系數(shù) 1 60 102 0.59 bb o 222 2 648685 2 ()(0.59 705.33) 497.61e Nm c T MM 計(jì)算危險截面處軸的直徑： 因?yàn)椴牧线x擇 # 45調(diào)質(zhì)，查課本 225 頁表 14-1 得650 B MPa，查課本 231 頁表 14-3 得許用彎曲應(yīng)力 1 60 b MPa，則： 687542 3 3 0.1 60 0.1 48.6 1 e b C M mmmm d 55mm結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定的直徑為，所以強(qiáng)度足夠。 析圖如下： 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 F、聯(lián)接件、潤滑密封和聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算聯(lián)接件、潤滑密封和聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算 1 1、鍵聯(lián)接、鍵聯(lián)接 已知條件已知條件 依據(jù)題意及高速軸徑，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表 5138，5139 可知，采用普通平鍵， 其剖面尺寸 b=8mm,h=7mm。平鍵連接取 L=50mm 為宜。其標(biāo)記如下： 8 7 50 鍵 該 鍵 校 核 為 L1=55mmd=30mm 綜 合 考 慮 取l=50 得 1 4 4 36410 30 50 7 55.5 dlh p T MPa .所以該鍵滿足使用要求。 依據(jù)題意及中間軸徑，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表 5138，5139 可知，采用普通平鍵， ， 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 其剖面尺寸 b=10mm,h=8mm。參見表的平鍵連接取 L=45mm 為宜。其標(biāo)記如下： 45 鍵10 870 鍵10 8 50,35.45Lmm dmmlmm該鍵的校核為綜合考慮取得 2 4 4 199220 35 45 8 1 63.2 dlh p T MPa ，所以該鍵滿足使用要求。 2 4 4 199220 35 70 8 2 40.7 dlh p T MPa ，所以該鍵滿足使用要求。 依據(jù)題意及低速軸徑，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表 5138，5139 可知，采用普通平鍵， 其剖面尺寸 b=10mm,h=8mm。參見表的平鍵連接取 L=70mm 為宜。其標(biāo)記如下： 鍵16 10 63 70,55.63Lmm dmmlmm該鍵的校核為綜合考慮取得 3 4 4 705330 55 63 10 81.4 dlh p T MPa ，所以該鍵滿足使用要求。 2 2、聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算 聯(lián)軸器除了起到聯(lián)接兩軸并傳遞轉(zhuǎn)矩的作用外，有些還可以補(bǔ)嘗兩軸因制造和安裝誤 差而造成的軸線偏移的功能，以