二級(jí)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(shū)書(shū) 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(jí)班級(jí) 08 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造姓名姓名劉偉濤學(xué)號(hào)學(xué)號(hào) 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(dòng)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(dòng)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(cè)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(wèn)題的能力，具備了機(jī)械傳動(dòng)裝置、簡(jiǎn)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(dòng)總體設(shè)計(jì)；帶式輸送機(jī)傳動(dòng)總體設(shè) 計(jì)；主要傳動(dòng)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(shí)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(shí)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(dòng)，每天兩班制工作， 每年按 300 個(gè)工作日計(jì)算，使用期限 10 年。 具體要求：主要傳動(dòng)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(wàn)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(dòng)系統(tǒng)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)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(hào)：號(hào)： 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(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)二、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 5 A、確定傳動(dòng)方案5 B、電動(dòng)機(jī)的選擇6 C、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)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(rùn)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(rùn)滑方式、牌號(hào)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(gè)人體會(huì)七、個(gè)人體會(huì)19 寶雞文理學(xué)院成人繼續(xù)教育學(xué)院 緒論緒論 通過(guò)查閱一些文獻(xiàn)我可以了解到帶式傳動(dòng)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(dòng) 帶傳動(dòng)是機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用較多的傳動(dòng)裝置之一，主要有主動(dòng)輪、 從動(dòng)輪和傳動(dòng)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(dòng)輪間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。 帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉、緩沖吸振及過(guò)載打 滑以保護(hù)其他零件的優(yōu)點(diǎn)。 2.圓柱齒輪傳動(dòng)減速器 圓齒柱輪傳動(dòng)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(dòng)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(jí)錐 齒齒輪精度達(dá)到 GB/T11365 中的 8 級(jí)，二、三圓柱齒輪精度達(dá)到 GB/T11365 中的 8 級(jí)； 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(shí)啟動(dòng) 5 次、允許啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為工作轉(zhuǎn)矩的兩倍、單向運(yùn)轉(zhuǎn)、單對(duì)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(shí)數(shù)不同時(shí)，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(shí) 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(shí)，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(dòng)系統(tǒng) 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)是有電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)減速器輸入 軸，減速器輸出軸通過(guò)拄銷聯(lián)軸器帶動(dòng)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(dòng)方案，選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算總傳動(dòng)比和合理 分配各級(jí)傳動(dòng)比。計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及參數(shù)，主要部件強(qiáng)度校核。 然后，繪制傳動(dòng)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(dòng)機(jī)通過(guò)一級(jí)聯(lián)軸器至減速器。減速器采用 單級(jí)開(kāi)式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，這樣整機(jī)即保證效率較高，工藝簡(jiǎn)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(guò)載保護(hù)的特點(diǎn)， 使用過(guò)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(dòng)裝置（兩級(jí)展開(kāi)式直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)減速箱傳動(dòng)裝置（兩級(jí)展開(kāi)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(dòng)； 6) 使用折舊期：10 y(每年按 300 個(gè)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(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)二、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) A、確定傳動(dòng)方案、確定傳動(dòng)方案 設(shè)計(jì)傳動(dòng)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(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動(dòng)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(dòng)方案為:二級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)方式。 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖如下：傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖如下： 帶式輸動(dòng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī) 1 通過(guò)聯(lián)軸器 2 將動(dòng)力傳入減速器 3，再 經(jīng)聯(lián)軸器 4 將動(dòng)力傳至輸送機(jī)滾桶 5，帶動(dòng)輸送帶 6 工作。傳動(dòng)系統(tǒng)中采用兩級(jí) 展開(kāi)式圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承位置不對(duì)稱，因此要求 軸有較大的剛度，高速級(jí)為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，低速級(jí)為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 B、電動(dòng)機(jī)的選擇、電動(dòng)機(jī)的選擇 1、選擇電動(dòng)機(jī)、選擇電動(dòng)機(jī) 1）選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式 5 1 1電動(dòng)機(jī)電動(dòng)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(dòng)機(jī)。 其中以三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)用最多，且 Y 系列全封閉鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、工作可靠、起動(dòng)特性好、價(jià)格低廉、維護(hù)等一系列優(yōu)點(diǎn)，適用于不含易燃、無(wú)腐蝕性氣 體的一般場(chǎng)所，故廣泛應(yīng)用于齒輪減速器等無(wú)特殊要求的一般機(jī)器上。 根據(jù)電動(dòng)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(dòng)機(jī)的容量 電動(dòng)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(dòng)機(jī)的功率時(shí)就應(yīng)滿足電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或稍大于電動(dòng)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(dòng)效率； c聯(lián)軸器效率，c=0.99； g閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率，g0.97； b對(duì)滾動(dòng)軸承效率，b=0.99； cy輸送機(jī)滾筒效率，cy0.96； 估算傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中可以確定， 滿足 PmPr 條件的電動(dòng)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(cè)，查得兩種適用的電動(dòng)機(jī)，因此有如下兩種方案。 型號(hào)型號(hào)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(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)、價(jià)格及減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第一種 方案比較合適，因此應(yīng)選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y132M-4。 2、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比 1） 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 1440 65 22.2 w n i n 機(jī) 2）因 ii i 齒齒21 ，按展開(kāi)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(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)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(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果整理成下表便于備查將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)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(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)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(jí)：選擇齒輪材料及精度等級(jí)：考慮此對(duì)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(jí)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(dòng)比 2 1 114 20 5.7 o Z Z i 傳動(dòng)比誤差為零固可用。 齒數(shù)比5.7 oi 查表取0 . 1 d (因非對(duì)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(dòng)的中心距計(jì)算齒輪傳動(dòng)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(jí)或級(jí)或 8 級(jí)精度的齒輪級(jí)精度的齒輪， ，所以選用，所以選用 8 級(jí)精度合適。級(jí)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(jí)：選擇齒輪材料及精度等級(jí)：考慮此對(duì)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(jí)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(dòng)比 2 1 114 30 3.8 o Z Z i 傳動(dòng)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(duì)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(dòng)的中心距）計(jì)算齒輪傳動(dòng)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(jí)或級(jí)或 8 級(jí)精度的齒輪，級(jí)精度的齒輪，所以選用所以選用 8 級(jí)精度合適。級(jí)精度合適。 名稱符號(hào)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(cè)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(cè)表 11234 22 18 f d， 2 d至凸緣邊 緣距離 2 C查手冊(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度應(yīng)比聯(lián)軸器軸孔的長(zhǎng)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(zhǎng)為 20mm，通過(guò) 密封蓋軸段長(zhǎng)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(zhǎng)為 30mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比齒輪寬度小 2mm，故第 II 段長(zhǎng) L2=40mm。 第 III 段為安裝小齒輪段，其直徑 d3=30mm，長(zhǎng)度為 L3= 55mm。 第 IV 段為安裝套筒段，其直徑 d4=40mm，長(zhǎng)度為 L4=30mm。 第 V 段為安裝軸承段，其直徑 d5=30mm，長(zhǎng)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(guò)鍵槽與兩個(gè)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(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)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(zhǎng)為 45mm，安裝齒輪 段長(zhǎng)度應(yīng)比齒輪寬度小 2mm，故第 I 段長(zhǎng) L1=45mm。 第 II 段為安裝大齒輪段，其直徑 d2=40mm，長(zhǎng)度為 L2=50mm. 第 III 段為安裝套筒段，其直徑為 d3=50mm，長(zhǎng)度為 L3=35mm. 第 IV 段為安裝小齒輪段，其直徑 d4=40mm，長(zhǎng)度為 L4=80mm 第 V 段安裝軸承段，其直徑為 d5=35mm，長(zhǎng)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(guò)鍵槽與一個(gè)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(zhǎng)為 20mm，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)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(zhǎng)為 30mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比齒輪寬度小 2mm，第 I 段長(zhǎng) L1=45mm。 第 II 段為安裝小齒輪段，其直徑 d2=60mm，長(zhǎng)度為 L2=75mm. 第 III 段為安裝套筒段，其直徑 d3=68mm，長(zhǎng)度為 L3=30mm。 第 IV 段為光軸段，其直徑 d4=60mm,取其長(zhǎng)度為 L4= 60mm。 第段為安裝軸承段，其直徑 5d =55mm,其長(zhǎng)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(cè)查得軸 承的外徑D1=72mm、 D2=90mm、 D3=100mm、 額定動(dòng)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(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩： 從圖可見(jiàn)，m-m,n-n 處截面最危險(xiǎn)，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(xiǎn)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(yè)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(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩： 從圖可見(jiàn)，m-m 處截面最危險(xiǎn)，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(xiǎn)截面處軸的直徑： 因?yàn)椴牧线x擇 # 45調(diào)質(zhì)，查課本 225 頁(yè)表 14-1 得650 B MPa，查課本 231 頁(yè)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(rùn)滑密封和聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算聯(lián)接件、潤(rùn)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(cè)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(cè)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(jiàn)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(cè)表 5138，5139 可知，采用普通平鍵， 其剖面尺寸 b=10mm,h=8mm。參見(jiàn)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