帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置說明書 機(jī)械綜合設(shè)計(jì)

1、課 程 設(shè) 計(jì)機(jī)械綜合設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置說明書 指導(dǎo)教師 學(xué)院名稱工程學(xué)院專 業(yè) 名 稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化論文提交日期 年 月論文答辯日期年月答辯委員會(huì)主席 _評(píng) 閱 人 _目 錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)書52 傳動(dòng)方案的擬定53 電動(dòng)機(jī)的選擇63.1 類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇63.2 功率的確定63.2.1 工作機(jī)所需功率63.2.2 電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率63.2.3 所需電動(dòng)機(jī)的功率63.3 轉(zhuǎn)速的確定73.4 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)及參數(shù)74 傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算74.1 總傳動(dòng)比的計(jì)算和各級(jí)傳動(dòng)比的分配74.2 計(jì)算各軸的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩85 v帶傳動(dòng)85.1 確定計(jì)算功率95.2 選擇v帶的帶

2、型95.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速95.3.1 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑95.3.2 驗(yàn)算帶速95.3.3 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑95.4 確定v帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度105.4.1 初定中心距105.4.2 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度105.4.3 計(jì)算實(shí)際中心距105.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角105.6 計(jì)算帶的根數(shù)105.6.1 計(jì)算單根v帶的額定功率105.6.2 計(jì)算v帶的根數(shù)115.7 計(jì)算單根v帶的初拉力的最小值115.8 計(jì)算壓軸力115.9 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)115.9.1 小帶輪結(jié)構(gòu)115.9.2 大帶輪結(jié)構(gòu)125.10 v帶傳動(dòng)的張緊與防護(hù)125.10.1 v帶傳動(dòng)的張緊125.10.2

3、 v帶傳動(dòng)的防護(hù)126 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)126.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)126.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)136.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)156.4 幾何尺寸計(jì)算166.4.1 計(jì)算分度圓直徑166.4.2 計(jì)算中心距166.4.3 計(jì)算齒輪寬度166.5 齒輪上作用力的計(jì)算166.6 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)176.7 齒輪及齒輪副檢驗(yàn)參數(shù)計(jì)算176.7.1 齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目176.7.1 齒輪副檢驗(yàn)項(xiàng)目186.8 齒輪幾何尺寸及檢驗(yàn)參數(shù)表197 高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算207.1 選擇軸的材料207.2 初步確定軸的最小直徑207.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)207.3.1 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)207.3.2 軸段的設(shè)計(jì)

4、217.3.3 軸段軸徑設(shè)計(jì)217.3.4 軸段和的設(shè)計(jì)227.3.5 軸段的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)227.3.6 軸段和的設(shè)計(jì)237.3.7 軸段的設(shè)計(jì)237.3.8 箱體內(nèi)壁距離237.3.9 力作用點(diǎn)間的距離237.3.10 軸的結(jié)構(gòu)及尺寸圖247.4 鍵連接247.5 軸的受力分析247.5.1 畫軸的受力簡(jiǎn)圖247.5.2 求支承反力247.5.3 計(jì)算彎矩257.5.4 畫彎矩圖257.5.5 畫轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩圖267.6 校核軸的強(qiáng)度277.6.1 判斷危險(xiǎn)截面277.6.2 校核截面277.6.3 校核c截面277.7 校核鍵連接的強(qiáng)度287.8 校核軸承壽命297.8.1 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷297

5、.8.2 計(jì)算軸承壽命298 低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算308.1 材料選擇308.2 初定軸徑308.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)308.3.1 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)308.3.2 軸段的設(shè)計(jì)318.3.3 軸段軸徑設(shè)計(jì)328.3.4 軸段和的軸徑設(shè)計(jì)328.3.5 軸段的設(shè)計(jì)328.3.6 軸段的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)328.3.7 軸段的設(shè)計(jì)338.3.8 軸段和的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)338.3.9 軸上力作用點(diǎn)間距離338.3.10 軸的結(jié)構(gòu)及尺寸圖348.4 鍵連接348.5 受力分析348.5.1 畫軸的受力簡(jiǎn)圖348.5.2 求支承反力358.5.3 計(jì)算彎矩368.6 校核軸強(qiáng)度368.7 校核鍵強(qiáng)度378.8 校核軸承壽命37

6、8.8.1 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷388.8.2 計(jì)算軸承壽命389 裝配草圖、箱體設(shè)計(jì)及潤(rùn)滑方案399.1 裝配草圖399.2 減速器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸399.3 潤(rùn)滑方案4110 裝配圖和零件圖4110.1 附件設(shè)計(jì)4110.1.1 檢查孔及檢查孔蓋4110.1.2 油面指示裝置4110.1.3 通氣孔4110.1.4 放油孔及螺塞4110.1.5 起吊裝置4210.1.6 起箱螺釘4210.1.7 定位銷4310.2 繪制裝配圖和零件圖4311 參考資料431 設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：設(shè)計(jì)用于帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置給定條件：數(shù)據(jù)編號(hào)運(yùn)輸帶工作拉力 (n) 運(yùn)送帶的工作速度 (m/s) 卷筒直徑d(mm) a7

7、33001.2350工作條件：一班制，連續(xù)單向運(yùn)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵(運(yùn)輸帶與卷筒及支承間、包括卷筒軸承的摩擦阻力影響已在f中考慮) 。使用期限：十年，大修期三年。生產(chǎn)批量：10臺(tái)。生產(chǎn)條件：中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工78級(jí)精度齒輪和蝸輪。動(dòng)力來源：電力，三相交流(220/380v) 運(yùn)輸帶速度允許誤差：2 傳動(dòng)方案的擬定減速器類型選擇：選用單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。整體布置如圖1：圖1 傳動(dòng)方案的整體布置 注： 1-電動(dòng)機(jī),2-帶輪,3-齒輪傳動(dòng), 4-聯(lián)軸器，5-輸送帶卷筒i-輸入軸，ii-輸出軸，-卷筒軸.3 電動(dòng)機(jī)的選擇3.1 類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇 由工作條件及動(dòng)力來源，選擇y系列

8、的全封閉自扇冷式三相異步電動(dòng)機(jī)。3.2 功率的確定3.2.1 工作機(jī)所需功率，式中為工作機(jī)的效率，帶式運(yùn)輸機(jī)取。3.2.2 電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率查表確定各部分的效率：(參考文獻(xiàn)p13表3-1) v帶的傳功效率：0.96滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率(2對(duì)) ：0.98閉式圓柱齒輪的傳動(dòng)效率：0.97彈性柱銷聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率：0.99輸送帶卷筒的傳動(dòng)效率：0.96電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率 3.2.3 所需電動(dòng)機(jī)的功率 3.3 轉(zhuǎn)速的確定3.3.1 卷筒的轉(zhuǎn)速 3.3.2 所需電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由于v帶的傳動(dòng)比范圍為，單級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比范圍為，所以電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總傳動(dòng)比，故所需電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍為 3.

9、4 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)及參數(shù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速只有1500r/min。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定功率略大于所需功率的原則，選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)及參數(shù)如表1。表1 所選電動(dòng)機(jī)的型號(hào)及參數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速5.5kw1500r/min1440r/miny132s-4額定電流效率功率因數(shù)2.311.6a0.8550.844 傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4.1 總傳動(dòng)比的計(jì)算和各級(jí)傳動(dòng)比的分配總傳動(dòng)比，式中為電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，為工作機(jī)軸轉(zhuǎn)速。 取v帶傳動(dòng)比為，則齒輪減速器的傳動(dòng)比為。4.2 計(jì)算各軸的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩(1) 電機(jī)軸(0軸) ： (2) 輸入軸(1軸) ： (3) 輸出軸(2軸

10、) ： (4) 卷筒軸(3軸) ： 表2 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速輸入功率輸出功率輸入轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩電機(jī)軸4.8532.161440輸入軸4.664.5792.790.85480輸出軸4.434.34645.83632.9165.5卷筒軸4.34.21626.88614.3465.504軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果加以匯總，如表2，其中13軸的輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩則分別為各軸的輸入功率和輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承傳動(dòng)效率。5 v帶傳動(dòng)5.1 確定計(jì)算功率，式中-工作情況系數(shù)，查表取值1.1(參考文獻(xiàn)p156表8-7) -電動(dòng)機(jī)的額定功率5.2 選擇v帶的帶型根據(jù)由圖選用a型。(參考文獻(xiàn)p157圖8

11、-11) 5.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速5.3.1 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 取小帶輪的基準(zhǔn)直徑。(參考文獻(xiàn)p155表8-6、p157表8-8) 5.3.2 驗(yàn)算帶速因?yàn)?，故帶速合適。5.3.3 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)v帶輪的基準(zhǔn)直徑系列圓整為(參考文獻(xiàn)p157表8-8) 5.4 確定v帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度5.4.1 初定中心距一般初選帶傳動(dòng)的中心距為， 即 ，此處初定中心距。5.4.2 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度根據(jù)v帶的基準(zhǔn)直徑系列圓整為(參考文獻(xiàn)p146表8-2) 5.4.3 計(jì)算實(shí)際中心距 5.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角 5.6 計(jì)算帶的根數(shù)5.6.1 計(jì)算單根v帶的額定功率由，查表得。根據(jù)

12、和a型帶，查表得。查表得包角修正系數(shù)帶長(zhǎng)修正系數(shù)，于是(參考文獻(xiàn)p152表8-4a、p153表8-4b、p155表8-5、p146表8-2、p152式8-19) 5.6.2 計(jì)算v帶的根數(shù) ，取3根。5.7 計(jì)算單根v帶的初拉力的最小值查表得a型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量(參考文獻(xiàn)p149表8-3) ，所以應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。5.8 計(jì)算壓軸力帶正常張緊力取，新帶張緊力取。5.9 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.9.1 小帶輪結(jié)構(gòu)小帶輪的基準(zhǔn)直徑，采用腹板式。y132s電動(dòng)機(jī)軸，查表得，取，則輪轂寬：取輪緣寬：小帶輪的外徑5.9.2 大帶輪結(jié)構(gòu)大帶輪的基準(zhǔn)直徑，采用輪輻式。輪緣寬可與小帶輪相同，輪轂寬可與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同

13、步進(jìn)行。 大帶輪的外徑5.10 v帶傳動(dòng)的張緊與防護(hù)5.10.1 v帶傳動(dòng)的張緊采用滑道式定期張緊裝置，定期改變兩帶輪的中心距來調(diào)節(jié)帶的初拉力，使帶重新張緊。5.10.2 v帶傳動(dòng)的防護(hù)為安全起見，帶傳動(dòng)應(yīng)置于鐵絲網(wǎng)或保護(hù)罩之內(nèi)，使之不能外露。 6 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 已知輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速，齒數(shù)比。6.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)(1) 按圖1所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。(2) 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度(gb 10095-88)。(3) 材料選擇。選擇小齒輪材料為40cr(調(diào)質(zhì)) ，硬度為280 hbs，大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)) ，硬度為240 hbs

14、，二者材料硬度差為40 hbs。(4) 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取。6.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算。(1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1) 試選載荷系數(shù)。2) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。3) 選取齒寬系數(shù)。4) 材料的彈性影響系數(shù)。5) 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。6) 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ，式中為小齒輪的轉(zhuǎn)速(單位為)；為齒輪每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，同一齒面嚙合的次數(shù)；為小齒輪的工作壽命(單位為h)。 7) 按應(yīng)力循環(huán)次數(shù)選取接觸疲勞壽命系數(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)，得 (2) 計(jì)算1) 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。 2

15、) 計(jì)算圓周速度 3) 計(jì)算齒寬 4) 計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù) 齒高 ，式中為齒頂高系數(shù)（=1），為頂隙系數(shù)（=0.25）。5) 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，7級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)；直齒輪，；使用系數(shù)；用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承對(duì)稱布置時(shí)，。由，查得；故載荷系數(shù) 6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 7) 計(jì)算模數(shù) 6.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算公式為(1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1) 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；2) 彎曲疲勞壽命系數(shù)；3) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，得 4) 計(jì)算載荷系數(shù) 5) 查取齒形系數(shù) 6) 查取應(yīng)力校正系數(shù)

16、7) 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 大齒輪的數(shù)值大。(2) 計(jì)算設(shè)計(jì) 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(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)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.874并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)，取。 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。6.4 幾何尺寸計(jì)算6.4.1 計(jì)算分度圓直徑 6.4.2 計(jì)算中心距 6.4.3 計(jì)算齒輪寬度 取，。6.5

17、 齒輪上作用力的計(jì)算(1) 已知條件：高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為，轉(zhuǎn)速為，小齒輪分度圓直徑為。(2) 小齒輪1的作用力圓周力為，其方向與力作用點(diǎn)圓周速度方向相反。徑向力為,其方向由力的作用點(diǎn)指向輪1的傳動(dòng)中心。(3) 大齒輪2的作用力從動(dòng)輪2各個(gè)力與主動(dòng)輪1上相應(yīng)的力大小相等，方向相反。6.6 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大小齒輪分別與低速軸和高速軸配合，故其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與軸的設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。6.7 齒輪及齒輪副檢驗(yàn)參數(shù)計(jì)算6.7.1 齒輪檢驗(yàn)項(xiàng)目(1) 單個(gè)齒距極限偏差，(2) 齒距累計(jì)總公差，(3) 齒廓總公差,(4) 公法線跨齒數(shù)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，變位系數(shù)。又因?yàn)?，故公法線跨齒數(shù) 取，。(5) 公法線平均長(zhǎng)度

18、 計(jì)算得，(6) 公法線平均長(zhǎng)度極限偏差齒輪副最小法向側(cè)隙 齒輪副加工和安裝所引起的側(cè)隙減少量 齒厚上偏差 齒厚公差 故公法線平均長(zhǎng)度上偏差 公法線平均長(zhǎng)度下偏差 6.7.1 齒輪副檢驗(yàn)項(xiàng)目(1) 中心距極限偏差 (參考文獻(xiàn)p201 漸開線圓柱齒輪精度) (2) 接觸斑點(diǎn) 齒輪精度等級(jí)為it7，則接觸斑點(diǎn)占齒面高度百分比不小于40%，接觸斑點(diǎn)占齒寬的百分比不小于70%。6.8 齒輪幾何尺寸及檢驗(yàn)參數(shù)表表3 齒輪幾何尺寸及檢驗(yàn)參數(shù)（單位：mm）項(xiàng)目代號(hào)小齒輪大齒輪模數(shù)2壓力角齒數(shù)28205分度圓直徑56410齒頂高22齒根高2.52.5齒全高4.54.5齒頂圓直徑60414齒根圓直徑51405頂

19、隙0.5標(biāo)準(zhǔn)中心距及極限偏差傳動(dòng)比7.328齒寬6862精度單個(gè)齒距極限偏差齒距累計(jì)總公差0.0370.064齒廓總公差0.0120.017公法線跨齒數(shù)423公法線平均長(zhǎng)度及極限偏差7 高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算已知高速軸傳遞的功率，轉(zhuǎn)速，小齒輪分度圓直徑為，齒輪寬度，轉(zhuǎn)矩。7.1 選擇軸的材料 因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選用常用的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。7.2 初步確定軸的最小直徑因?yàn)楦咚佥S外伸段上安裝帶輪，所以軸徑可按下式求得，45鋼的值為103126，此處取，則 考慮到軸上有鍵槽，軸徑應(yīng)增大，則 取。7.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.3.1 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的初步結(jié)構(gòu)及構(gòu)想如圖2

20、所示。為方便軸承部件的拆裝，減速器的機(jī)體采用剖分式結(jié)構(gòu)。該減速器發(fā)熱小、軸不長(zhǎng)，故軸承采用兩端固定方式。然后，可按軸上零件的安裝順序，從處開始設(shè)計(jì)。圖2 高速軸的初步結(jié)構(gòu)及構(gòu)想7.3.2 軸段的設(shè)計(jì)軸段上安裝帶輪，此段設(shè)計(jì)應(yīng)與帶輪設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。由最小直徑可初定軸段的軸徑，帶輪輪轂的寬度為，取為，則軸段的長(zhǎng)度略小于轂孔寬度，取。7.3.3 軸段軸徑設(shè)計(jì)考慮帶輪的軸向固定及密封圈尺寸，帶輪用軸肩定位，軸肩高度為。軸段的軸徑，該處軸的圓周速度，可選用氈圈油封。查表選取氈圈35 jb/zq 46061997，則。由于軸段的長(zhǎng)度涉及的因素很多，稍后在確定。7.3.4 軸段和的設(shè)計(jì)軸段和安裝軸承，考慮齒輪

21、只受徑向力和圓周力，所以選用球軸承即可，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列?，F(xiàn)暫取軸承為6008，經(jīng)過計(jì)算軸承壽命不夠，改選6208軸承，由軸承手冊(cè)查得軸承內(nèi)徑，外徑，寬度，內(nèi)圈定位軸肩直徑，外圈定位凸肩內(nèi)徑，故。該減速器齒輪的圓周速度，故軸承采用脂潤(rùn)滑，需要擋油環(huán)，取擋油環(huán)端面到內(nèi)壁距離，為補(bǔ)償箱體的鑄造誤差和安裝擋油環(huán)，靠近箱體內(nèi)壁的軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離取，則。通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同型號(hào)，則，。7.3.5 軸段的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)軸段的長(zhǎng)度除與軸上零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。查表（減速器鑄造箱體結(jié)構(gòu)尺寸）可知箱座壁厚由公式計(jì)算，則，取，箱蓋壁厚由公式計(jì)算，則，

22、取。由于中心距，可確定軸承旁連接螺栓直徑m12，相應(yīng)的，箱體凸緣連接螺栓直徑m10，地腳螺栓直徑m16，軸承端蓋連接螺釘直徑m8，查表取螺栓gb/t 57812000 m825。查表（螺釘連接外裝式軸承蓋）計(jì)算軸承端蓋厚，取。軸承座寬度為 取，取端蓋與軸承座間的調(diào)整墊片厚度。為了在不拆卸帶輪的條件下，方便裝拆軸承端蓋連接螺栓，取帶輪凸緣端面至軸承端蓋表面的距離，大帶輪采用輪輻式，螺栓的拆裝足夠，則有 7.3.6 軸段和的設(shè)計(jì)該軸段間接為軸承定位，可取,齒輪兩端面與箱體內(nèi)壁距離取為，則軸段和的長(zhǎng)度為7.3.7 軸段的設(shè)計(jì)軸段上安裝齒輪，為便于安裝，應(yīng)略大于，可初定，查表（普通平鍵）得該處鍵的截面

23、尺寸為，輪轂鍵槽深度為，該處齒輪輪轂鍵槽到齒根的距離為故高速軸應(yīng)設(shè)計(jì)成齒輪軸，。7.3.8 箱體內(nèi)壁距離箱體內(nèi)壁之間的距離為 7.3.9 力作用點(diǎn)間的距離軸承力作用點(diǎn)距外圈距離，則 7.3.10 軸的結(jié)構(gòu)及尺寸圖畫出軸的結(jié)構(gòu)及相應(yīng)尺寸，如圖3所示。圖3 高速軸結(jié)構(gòu)及相應(yīng)尺寸7.4 鍵連接 帶輪與軸段間采用普通平鍵連接，查得鍵的型號(hào)為 鍵850 gb/t 10961990。7.5 軸的受力分析7.5.1 畫軸的受力簡(jiǎn)圖軸的受力簡(jiǎn)圖如圖4(a)所示。7.5.2 求支承反力1) 在水平面上為式中負(fù)號(hào)表示與圖中所示力的方向相反，以下同。 2) 在垂直面上為 3) 軸承的支承反力 3) 軸承的支承反力

24、7.5.3 計(jì)算彎矩 在垂直面上為 合成彎矩，有 7.5.4 畫彎矩圖高速軸彎矩圖如圖4(b)(d)所示。7.5.5 畫轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩圖 轉(zhuǎn)矩圖如圖4(e)所示。圖4 高速軸受力分析7.6 校核軸的強(qiáng)度7.6.1 判斷危險(xiǎn)截面 齒輪軸在處軸徑較小，在處彎矩最大，故截面和截面都有可能為危險(xiǎn)截面。7.6.2 校核截面抗彎截面系數(shù)為 抗扭截面系數(shù)為 最大彎曲應(yīng)力為 扭剪應(yīng)力為 按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故折合系數(shù)，則當(dāng)量應(yīng)力為查得45鋼調(diào)制處理抗拉強(qiáng)度極限，用插值法查得軸的許用彎曲應(yīng)力。，截面強(qiáng)度滿足要求。7.6.3 校核c截面抗彎截面系數(shù)為 抗扭截面系數(shù)為 最

25、大彎曲應(yīng)力為 扭剪應(yīng)力為 當(dāng)量應(yīng)力為 由于，所以截面也強(qiáng)度滿足要求。故齒輪軸強(qiáng)度足夠。7.7 校核鍵連接的強(qiáng)度帶輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力為 取鍵、軸及帶輪的材料都為鋼，查表得平鍵許用擠壓應(yīng)力，強(qiáng)度足夠。7.8 校核軸承壽命圖5 高速軸軸承的布置及受力7.8.1 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷查軸承手冊(cè)得6208軸承的基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷，軸承受力圖如圖4所示。因軸承不受軸向力，軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷分別為 7.8.2 計(jì)算軸承壽命因，故只需校核軸承，。軸承在以下工作，查表得溫度系數(shù)。對(duì)于減速器，查表得載荷系數(shù)。減速器預(yù)期壽命為 ，故軸承壽命夠用。8 低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算已知低速軸傳遞的功率，轉(zhuǎn)速，齒輪2分度圓直

26、徑為，齒輪寬度，轉(zhuǎn)矩。8.1 材料選擇 因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選用常用的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。8.2 初定軸徑取，低速軸外伸段的直徑可按下式求得： 考慮到軸與聯(lián)軸器連接，有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增大，即圓整，取。8.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8.3.1 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及構(gòu)想如圖6所示，該減速器發(fā)熱小、軸不長(zhǎng)，故軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序，從最細(xì)處開始設(shè)計(jì)。圖6 低速軸的初步結(jié)構(gòu)及構(gòu)想8.3.2 軸段的設(shè)計(jì)軸段上安裝聯(lián)軸器，此段設(shè)計(jì)應(yīng)與聯(lián)軸器的選擇設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差、隔離振動(dòng)，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表取載荷系數(shù)，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩

27、查表（彈性柱銷聯(lián)軸器）可知gb/t 50142003中l(wèi)x3型聯(lián)軸器符合要求:公稱轉(zhuǎn)矩為，許用轉(zhuǎn)速為，軸孔范圍為。結(jié)合伸出段直徑，取聯(lián)軸器轂孔直徑為，軸孔長(zhǎng)度，y型軸孔，a型鍵。聯(lián)軸器主動(dòng)端代號(hào)為lx3 4882 gb/t 50142003,相應(yīng)的軸段的直徑，其長(zhǎng)度略小于轂孔寬度，取。8.3.3 軸段軸徑設(shè)計(jì)在確定軸段的軸徑時(shí)，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及密封圈的尺寸兩個(gè)方面問題。聯(lián)軸器用軸肩定位，軸肩高度。軸段的軸徑，最終由密封圈決定。該處軸的圓周速度，可選用氈圈油封。查表選取氈圈55 jb/zq 46061997，則。8.3.4 軸段和的軸徑設(shè)計(jì) 軸段及軸段上安裝軸承，考慮齒輪沒有軸向力存在，

28、因此選用深溝球軸承。軸段和軸段直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列?，F(xiàn)暫取軸承為6012，由軸承手冊(cè)查得軸承內(nèi)徑，外徑，寬度，內(nèi)圈定位軸肩直徑，外圈定位凸肩內(nèi)徑，故選。通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，則。8.3.5 軸段的設(shè)計(jì) 軸段上安裝齒輪，為了便于齒輪的安裝，必須略大于，可初定。大齒輪的齒頂圓直徑，采用輪輻式結(jié)構(gòu)，其輪轂的寬度范圍為，即，取輪轂寬度為,其左端采用軸肩定位，右端采用套筒定位。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂略短，取。8.3.6 軸段的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)軸段的長(zhǎng)度除與軸上零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。軸承座寬度、軸承端蓋厚、軸承端蓋連接螺栓、軸承

29、靠近箱體內(nèi)壁的端面距箱體內(nèi)壁的距離、端蓋與軸承座間的調(diào)整墊片厚度均同高速軸，即，。為避免聯(lián)軸器輪轂外徑與端蓋螺栓的拆裝發(fā)生干涉，聯(lián)軸器輪轂端面與端蓋外端面的距離取，則有 8.3.7 軸段的設(shè)計(jì)該軸段為齒輪提供定位作用，定位軸肩的高度，取，則，齒輪輪轂端面距箱體內(nèi)部距離為。取擋油環(huán)端面到內(nèi)壁距離為，則軸段的長(zhǎng)度。8.3.8 軸段和的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)軸段的長(zhǎng)度軸段的長(zhǎng)度8.3.9 軸上力作用點(diǎn)間距離軸承反力的作用點(diǎn)距軸承外圈大端面的距離為，則由圖5可得軸的支點(diǎn)及受力點(diǎn)間的距離為 8.3.10 軸的結(jié)構(gòu)及尺寸圖畫出軸的結(jié)構(gòu)及相應(yīng)尺寸，如圖7所示。圖7 低速軸結(jié)構(gòu)及相應(yīng)尺寸8.4 鍵連接 聯(lián)軸器與軸段及齒輪與

30、軸段間都采用a型普通平鍵連接，查表可得其型號(hào)分別為 鍵1463 gb/t 10961990和 鍵1863 gb/t 10961990。8.5 受力分析8.5.1 畫軸的受力簡(jiǎn)圖軸的受力簡(jiǎn)圖如圖8(a)所示。圖8 低速軸受力分析8.5.2 求支承反力1) 在水平面上為2) 在垂直面上為 3) 軸承、的總支承反力為 8.5.3 計(jì)算彎矩1) 彎矩圖如圖8(b)、(c)和(d)所示。2) 在水平面上，齒輪所在截面為 3) 在垂直平面上，齒輪所在截面為 4) 合成彎矩，齒輪所在截面為 5) 轉(zhuǎn)矩圖如圖8(e)所示，。8.6 校核軸強(qiáng)度因齒輪所在軸截面彎矩最大，同時(shí)截面還作用有轉(zhuǎn)矩，所以此截面為危險(xiǎn)截面

31、。其抗彎截面系數(shù)為抗扭截面系數(shù)為彎曲應(yīng)力為扭剪應(yīng)力為按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故折合系數(shù)，則當(dāng)量應(yīng)力為查得45鋼調(diào)制處理抗拉強(qiáng)度極限，用插值法查得軸的許用彎曲應(yīng)力。，強(qiáng)度滿足要求。8.7 校核鍵強(qiáng)度齒輪2處鍵連接的擠壓應(yīng)力為 取鍵、軸及齒輪的材料都為鋼，查表得平鍵許用擠壓應(yīng)力，強(qiáng)度足夠。聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為 故其強(qiáng)度也足夠。8.8 校核軸承壽命圖9 低速軸軸承的布置及受力8.8.1 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷查軸承手冊(cè)得6012軸承的基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷，軸承受力圖如圖9所示。因軸承不受軸向力，有 8.8.2 計(jì)算軸承壽命軸承在以下工作，查表得溫度

32、系數(shù)，載荷系數(shù)。，故軸承壽命足夠。圖10 單級(jí)圓柱齒輪減速器俯視圖草圖9 裝配草圖、箱體設(shè)計(jì)及潤(rùn)滑方案9.1 裝配草圖減速器俯視圖草圖如圖10所示。9.2 減速器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸列于表4.表4 減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸名稱代號(hào)/計(jì)算公式尺寸/中心距233箱體壁厚8箱蓋壁厚8箱體剖分面處凸緣厚度12箱蓋剖分面處凸緣厚度12地腳螺栓底腳厚度20箱體上肋厚12箱蓋上肋厚12底腳螺栓直徑m16底腳螺栓通孔直徑20底腳螺栓沉頭座直徑35地腳凸緣尺寸（扳手空間）2725地腳螺栓數(shù)目4軸承旁連接螺栓直徑m12軸承旁連接螺栓通孔直徑13.5軸承旁連接螺栓沉頭座直徑26剖分面凸緣螺栓凸臺(tái)尺寸（扳手空間）2016上