機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 機(jī)電與信息工程學(xué)院 院（系） 測(cè)控技術(shù)與儀器 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 08 設(shè)計(jì)人 指導(dǎo)教師 完成日期 2011 年 1 月 12 日中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）目錄1傳動(dòng)方案的分析論證51.1傳動(dòng)裝置的組成51.2傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)51.3 確定傳動(dòng)方案51.4 傳動(dòng)方案的分析52.電動(dòng)機(jī)的選擇52.1選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型52.2選擇電動(dòng)機(jī)的功率52.3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速63.傳動(dòng)比的計(jì)算及分配63.1總傳動(dòng)比63.2分配傳動(dòng)比64.傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算74.1各軸的轉(zhuǎn)速74.2各軸的功率74.3各軸的轉(zhuǎn)矩75.減速器的外傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)85.1選擇v帶型號(hào)85.

2、2確定帶輪基準(zhǔn)直徑85.3驗(yàn)算帶的速度85.4確定中心距和v帶長(zhǎng)度85.5驗(yàn)算小帶輪包角 95.6確定v帶根數(shù)95.7計(jì)算初拉力95.8計(jì)算作用在軸上的壓力95.9帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)96.高速級(jí)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 106.1 選擇材料、熱處理方式和公差等級(jí)106.2 初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸106.3 確定傳動(dòng)尺寸 116.4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度136.5計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他幾何尺寸147.低速級(jí)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算157.1選擇齒輪的材料157.2確定齒輪許用應(yīng)力157.3計(jì)算小齒輪分度圓直徑167.4驗(yàn)算接觸應(yīng)力167.5驗(yàn)算彎曲應(yīng)力 177.6計(jì)算齒輪傳動(dòng)的其他尺寸177.7齒輪作用力的計(jì)算

3、188中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算188.1已知條件188.2選擇軸的材料198.3初算軸徑198.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)198.5鍵連接218.6軸的受力分析218.7校核軸的強(qiáng)度238.8校核鍵連接的強(qiáng)度238.9校核軸承壽命239.高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算249.1已知條件249.2選擇軸的材料249.3初算最小軸徑249.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)259.5鍵連接279.6軸的受力分析279.7校核軸的強(qiáng)度299.8校核鍵連接的強(qiáng)度309.9校核軸承壽命3010.低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算3110.1已知條件3110.2選擇軸的材料3110.3初算軸徑3110.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3110.5鍵連接3310.6軸的受力分析3310.7校核軸的強(qiáng)度3

4、510.8校核鍵連接的強(qiáng)度3510.9校核軸承壽命3611 潤(rùn)滑油與減速器附件的設(shè)計(jì)選擇3611.1潤(rùn)滑油的選擇3611.2油面指示裝置3611.3視孔蓋3711.4通氣器3711.5放油孔及螺塞3711.6起吊裝置3711.7起蓋螺釘3711.8定位銷(xiāo)3712箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3813設(shè)計(jì)小結(jié)3914參考文獻(xiàn)39附：裝配圖與零件圖設(shè)計(jì)任務(wù)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)。已知條件：1運(yùn)輸帶工作拉力f = 2 kn；2運(yùn)輸帶工作速度v = 1.1 m/s；3滾筒直徑d = 300 mm；4滾筒效率j=0.96（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)；6使用折舊期：8年；7工

5、作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度35；8動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流，電壓380/220v；9檢修間隔期：4年一次大修，2年一次中修，半年一次小修；10制造條件與生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。圖1動(dòng)力及傳動(dòng)裝置dvf設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1.傳動(dòng)方案的分析論證機(jī)器通常是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成。其中傳動(dòng)裝置是將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給工作機(jī)的中間裝置。它通常具備減速（或增速）、改變運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)方向以及將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行傳遞與分配的作用。1.1傳動(dòng)裝置的組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。1.2傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱(chēng)，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大

6、的剛度。1.3 確定傳動(dòng)方案：合理的傳動(dòng)方案首先應(yīng)滿(mǎn)足工作機(jī)的性能要求，還要與工作條件相適應(yīng)。同時(shí)，還要求工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、傳動(dòng)效率高、使用維護(hù)方便、工藝性和經(jīng)濟(jì)性好。若要同時(shí)滿(mǎn)足上述各方面要求是比較困難的。因此，要分清主次，首先滿(mǎn)足重要要求，同時(shí)要分析比較多種傳動(dòng)方案，選擇其中既能保證重點(diǎn)，又能兼顧其他要求的合理傳動(dòng)方案作為最終確定的傳動(dòng)方案。初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案為二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器，設(shè)計(jì)圖如下：圖一：傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)圖1.4 傳動(dòng)方案的分析：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用帶傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)組合，即可滿(mǎn)足傳動(dòng)比要求，同時(shí)由于帶傳動(dòng)具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩工況要求，成本

7、低，使用維護(hù)方便。2.電動(dòng)機(jī)的選擇2.1選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型根據(jù)用途選用y（ip44）系列一般用途的全封閉式自冷式三相異步電動(dòng)機(jī)2.2選擇電動(dòng)機(jī)的功率由已知條件可知，傳送帶所需的拉力f=2kn，傳輸帶工作速度 v=1.1 m/s，故輸送帶所需功率為 =2.2kw由【2】表1-7查得滾筒效率 =0.96，軸承效率 =0.99，聯(lián)軸器效率 =0.99，帶傳動(dòng)的效率 =0.96，齒輪傳遞效率 =0.97。電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率為=0.8246電動(dòng)機(jī)總的傳遞效率為 =2.66kw查2表12-1，選取電動(dòng)機(jī)的額定功率為 =3kw2.3確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由已知，滾筒的直徑為 d=300mm，工作速度

8、為 v=1.1 m/s，所以輸送帶帶輪的工作轉(zhuǎn)速為 =70v帶傳動(dòng)比 =24，二級(jí)減速器常用的傳動(dòng)比為 =840總傳動(dòng)比的范圍 =*=16160電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為 =*=112011200 查2表12-1，符合這一轉(zhuǎn)速的范圍的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速有 1500，3000三種，初選 1500，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速=1420型號(hào)y100l2-4的電動(dòng)機(jī)。3.傳動(dòng)比的計(jì)算及分配3.1總的傳動(dòng)比=20.283.2分配傳動(dòng)比根據(jù)帶傳動(dòng)比范圍，取v帶傳動(dòng)比為 =2.46，則減速器的傳動(dòng)比為 i=8.23高速級(jí)傳動(dòng)比為 =3.273.39。取=3.3低速級(jí)傳動(dòng)比為 =2.494.傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4.1各軸的轉(zhuǎn)速軸（高

9、速軸） 軸（中間軸） 軸（低速軸） 軸（滾筒軸）4.2各軸的功率軸（高速軸）=*=0.96*2.66kw =2.55kw軸（中間軸）=*=0.99*0.97*2.55kw=2.45kw軸（低速軸）=*=0.45*0.99*0.97kw=2.35kw軸（滾筒軸）=*=0.99*0.99*2.35kw=2.31kw4.3各軸的轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸 =9550*=9550*=17.89軸（高速軸）=9550*=9550*=42.19軸（中間軸）=9550*=9550*=133.77軸（低速軸）=9550*=9550*=319.51軸（滾筒軸）=9550*=9550*=314.07表一 傳動(dòng)裝置各軸主要參數(shù)計(jì)

10、算結(jié)果軸號(hào)輸入功率p/kw轉(zhuǎn)速n/(r/min)轉(zhuǎn)矩t/n m傳動(dòng)比i電動(dòng)機(jī)軸2.66142017.89=2.46=3.3=2.49軸（高速軸）2.55577.2342.19軸（中間軸）2.45174.91133.77軸（低速軸）2.3570.24319.51軸（滾筒軸）2.3170.24314.075.減速器的外傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)5.1選擇v帶型號(hào) 考慮到在和變動(dòng)較小，查【1】表7-5得工作情況系數(shù) =1.1，則=*=1.1*2.66kw=2.93kw根據(jù)=1420r/min，=2.93kw，由【1】圖7-17選擇a型普通v帶。5.2確定帶輪基準(zhǔn)直徑由【1】圖7-17可知，a型普通v帶推薦小帶輪直

11、徑=80100，選小帶輪=100mm，則大帶輪直徑為=*=2.46*100mm=246mm，由【1】表7-7，取=250mm。5.3驗(yàn)算帶的速度=7.45m/s25m/s5.4確定中心距和v帶長(zhǎng)度根據(jù)0.7（+）mm=245mm 5.6確定v帶根數(shù)查【1】表7-9 =0.95,由表7-3得，=1.11，由表7-10得，=0.17，由表7-8，得=0.63z= = =3.47取整z=45.7計(jì)算初拉力由【1】表7-11查得v帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量m=0.1kg/m,則單根v帶張緊力=500（）+0.1=103.97n5.8計(jì)算作用在軸上的壓力q=2zsin =24103.7sin =813.3n5.9帶

12、輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小帶輪采用實(shí)心質(zhì)，由【1】表7-4，e=150.3，=9，取f=10.在【2】表12-5查得=28mm輪轂寬：=（1.52.0）=4256mm，初選 =50mm輪緣寬：=(z-1)*e+2f=65mm大帶輪采用孔板式結(jié)構(gòu)，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)同步進(jìn)行。6.高速級(jí)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 選擇材料、熱處理方式和公差等級(jí)考慮到帶式運(yùn)輸機(jī)為一般機(jī)械，故大、小齒輪均選用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火處理，由【3】表8-17的齒面平均=236, =190hbw，hbw-=46hbw，在3050hbw之間。選用8級(jí)精度6.2 初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸因?yàn)槠骄捕刃∮?/p>

13、350hbw，則齒輪為軟面閉式傳動(dòng)，故按齒輪接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)（外嚙合）。(1) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為 =42190n*mm(2) 初選 =1.2，由【3】表8-18得 =1.1(3) 由【3】表8-19得彈性系數(shù) =189.8(4) 初選 =12，由【3】圖9-2查得 查得節(jié)點(diǎn)系數(shù) =1.72。(5) 齒輪的傳動(dòng)比為 u=3.3，初選 =23，則=u*=3.3*23=75.9，取整數(shù)76,則端面重合度為=1.88-3.2*()cos=1.66 軸向重合度為 =0.318*=1.71 (6) 由3圖8-3查得 重合度系數(shù) =0.775(7) 由3圖11-2查得 螺旋角系數(shù)=0.99(8) 許用接觸

14、應(yīng)力可用下式計(jì)算=計(jì)算=2hbw+69=2*236+69=541mpa =2hbw+69=2*190+69=449 mpa大小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為=60* *a =60*577023*2*8*365*8=1.618*h= =4.903*h由【3】圖 8-5 查得 壽命系數(shù) =1.0，=1.05取安全系數(shù) =1.0則小齒輪的許用接觸應(yīng)力為 =541 mpa大齒輪的許用接觸應(yīng)力為 =471.45 mpa故=472 mpa初算小齒輪的分度圓得 = =41.03mm6.3 確定傳動(dòng)尺寸計(jì)算載荷系數(shù) 查得使用系數(shù) =1.0v= = =1.24m/s由3圖 8-6 查得 齒間載荷分配系數(shù) =1.05由3圖

15、 8-7 查得 齒向載荷分配系數(shù) =1.21由3表 8-22 查得 齒間載荷分配系數(shù) =1.2載荷系數(shù) k=*=1.*1.05*1.21*1.2=1.52對(duì)進(jìn)行修正，因與k有較大的差異，故需對(duì)由計(jì)算出的進(jìn)行修正=*=41.03*=44.39mm確定模數(shù) =1.89 取整 =2中心距 =101.21mm 圓整 =100mm螺旋角為 =arcos=8.1因值與初選值相差較大，故對(duì)與有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行修正，由【3】圖9-2查得，=2.48端面重合度系數(shù) =1.88-3.2,()cos=1.68軸向重合度為 =0.318=1.37 由【3】圖8-3查得 重合度系數(shù) =0.774由【3】圖11-2查得 螺旋

16、角系數(shù)=0.992 = =44.66mm精確計(jì)算圓周速度為v= =1.35m/s由圖8-6 查得 動(dòng)載荷系數(shù) =1.09k=*=1.0*1.08*1.21*1.2=1.58=*=*=45.24mm=1.95,取標(biāo)準(zhǔn)值 =2=mm=46.46mm=mm=116.68mmb=*=1.1*46.46=50.11mm，取整 =50mm=+（510）mm 取=60mm6.4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根的疲勞強(qiáng)度條件其中 k=1.52，=42190nmm，=2，=46.46mm，b= 50mm齒形系數(shù) 和應(yīng)力修正系數(shù)，當(dāng)量齒數(shù)為=23.70=78.32由3圖 8-8 查得 =2.68，=2.25由3圖8-9

17、查得 =1.57，=1.76由3圖 8-10 查得 重合度系數(shù) =0.72由3圖11-3查得 螺旋角系數(shù) =0.93許用彎曲應(yīng)力 由3表 8-11 查得 彎曲疲勞極限應(yīng)力為=1.8hbs=425mpa=1.8hbs=342 mpa由3圖 8-11查得 壽命系數(shù) = =1由3表 8-20 查得 安全系數(shù) =1.6 =265.6mpa=213.8mpa= =83.03 mpa,則 = = =78.14 mpa 6.5計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他幾何尺寸端面模數(shù) = = =2.02015齒頂高 = =1*2=2齒根高 =（ ）=（1+0.25）*2=2.5mm全齒高 h=+=2+2.5=4.5mm頂隙 c=0.

18、285*2=0.5 齒頂圓直徑= 齒根圓直徑 7.低速級(jí)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算7.1選擇齒輪的材料同前小齒輪調(diào)質(zhì) ，236hbw 大齒輪正火 ，190hbw7.2確定齒輪許用應(yīng)力 許用接觸應(yīng)力：由1表8-39 知 =由1表8-10查得 故應(yīng)按接觸極限應(yīng)力較低的計(jì)算，只需求出大齒輪對(duì)于正火的齒輪 =1.0由于載荷穩(wěn)定，故按1表8-41，求輪齒應(yīng)力循環(huán)次數(shù)=60=60174.91283658=4.9循環(huán)基數(shù)由1圖8-41查得當(dāng)hbs為300時(shí)，因 =1=許用彎曲應(yīng)力由1式8-46 知 由1表8-11知取 單向傳動(dòng)取 同,所以得7.3根據(jù)接觸強(qiáng)度，求小齒輪分度圓直徑由1式8-38 初步計(jì)算 （表8-

19、9） 取mm mm 取=95mm選定 =432.49=107.7 取107 取m=2 7.4驗(yàn)算接觸應(yīng)力由18-37知 取=1.76 =1 =271齒輪圓周速度由圖8-39查得=1.15（8級(jí)精度齒輪）=1.762711 =421.892 接觸強(qiáng)度足夠7.5驗(yàn)算彎曲應(yīng)力由1表8-43知 =由1圖8-44查得 =43 =3.76 =107 =3.75 =n/=65.21mp =mp=72mp故應(yīng)驗(yàn)算小齒輪的彎曲應(yīng)力=3.76=4647mp彎曲強(qiáng)度足夠7.6計(jì)算齒輪傳動(dòng)的其他尺寸齒頂高 =m=12=2mm齒根高 =（1+0.25）2=2.5mm全齒高 h=+=2+2.5mm=4.5mm頂隙 =m=

20、0.252=0.5mm齒頂圓直徑 =+2=86.644+4mm=90.644mm =+=215.21+4mm=219.21mm齒根圓直徑=2=86.644-22.5=81.644mm =215.21122.5=201.211mm7.7齒輪作用力的計(jì)算高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的作用力已知高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩=421901mm 轉(zhuǎn)速=577.23r/min螺旋角 =8.6 小齒輪左旋，大齒輪右旋，小齒輪分度圓直徑 =46.46mm齒輪1的作用力圓周力 =n=1816.2n徑向力為 =1816.2n=667.7n軸向力 =1816.2=258.5n齒輪2的作用力從動(dòng)齒輪2各個(gè)力與主動(dòng)齒輪1上相應(yīng)的力大小相等，作用

21、力方向相反。低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的作用力已知條件低速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩=133770nmm轉(zhuǎn)速=174.91r/min小齒輪右旋，大齒輪左旋，小齒輪分度圓直徑為=86.64齒輪3的作用力 圓周力 =308.80n徑向力 齒輪4的作用力從動(dòng)齒輪4各個(gè)力與主動(dòng)齒輪3上相應(yīng)的力大小相等，作用力方向相反。8中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算8.1已知條件中間軸傳遞的功率=2.45kw，轉(zhuǎn)速，齒輪2分度圓直徑=153.53mm，齒輪寬度=50mm，=95mm8.2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(wú)特殊要求，故由表8-26選常用的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理8.3初算軸徑3查表9-8得c=106135，考慮軸端不承受轉(zhuǎn)矩，只

22、承受少量的彎矩，故取小值c=110，則 8.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如圖軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸不長(zhǎng)，故軸承采用兩端固定方式。然后，按軸上零件的安裝順序，從處開(kāi)始設(shè)計(jì)軸承的選擇與軸段及軸段的設(shè)計(jì) 該段軸段上安裝軸承，其設(shè)計(jì)應(yīng)與軸承的選擇同步進(jìn)行，選擇深溝球軸承。軸段、上安裝軸承，其直徑既應(yīng)便于軸承安裝，又應(yīng)符合軸承內(nèi)經(jīng)系列。暫取軸承為6208，經(jīng)過(guò)驗(yàn)算，軸承6208的壽命符合減速器的預(yù)期壽命要求。由3表11-9得軸承內(nèi)徑d=40mm，外徑d=80mm，寬度b=18mm，定位軸肩直徑=47mm，外徑定位直徑=73mm，對(duì)軸的力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離=9mm，故=40mm 通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相

23、同的型號(hào)，則=40mm軸段和軸段的設(shè)計(jì) 軸段上安裝齒輪3，軸段上安裝齒輪2，為便于齒輪的安裝，和應(yīng)分別略大于和，可初定=42mm齒輪2輪轂寬度范圍為（1.21.5）=50.463mm，取其輪轂寬度與齒輪寬度=50mm相等，左端采用軸肩定位，右端次用套筒固定。由于齒輪3的直徑比較小，采用實(shí)心式，取其輪轂寬度與齒輪寬度=95mm相等，其右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段和軸段的長(zhǎng)度應(yīng)比相應(yīng)齒輪的輪轂略短，故取=92mm，=48mm軸段 該段為中間軸上的兩個(gè)齒輪提供定位，其軸肩高度范圍為（0.070.1）=2.944.2mm，取其高度為h=4mm，故=50mm 齒

24、輪3左端面與箱體內(nèi)壁距離與高速軸齒輪右端面距箱體內(nèi)壁距離均取為=10mm，齒輪2與齒輪3的距離初定為=10mm，則箱體內(nèi)壁之間的距離為齒輪2的右端面與箱體內(nèi)壁的距離=+（-）/2=10+（60-50）/2=15mm，則軸段的長(zhǎng)度為軸段及軸段的長(zhǎng)度 該減速器齒輪的圓周速度2m/s，故軸承采用脂潤(rùn)滑，需要用擋油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤(rùn)滑油濺入軸承座，軸承內(nèi)端面距箱體內(nèi)壁的距離取為=12mm，中間軸上兩個(gè)齒輪的固定均由擋油環(huán)完成，則軸段的長(zhǎng)度為軸段的長(zhǎng)度為軸上力作用點(diǎn)的間距 軸承反力的作用點(diǎn)距軸承外圈大端面的距離=9mm，則由3圖11-6可得軸的支點(diǎn)及受力點(diǎn)間的距離為8.5鍵連接齒輪與軸間采用a型普通平鍵連接

25、，查3表8-31得鍵的型號(hào)分別為鍵1290gb/t 10961990和鍵1245gb/t 109619908.6軸的受力分析(1) 畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖 軸的受力簡(jiǎn)圖如圖所示(2) 計(jì)算軸承支承反力 在水平面上為式中的負(fù)號(hào)表示與圖中所畫(huà)力的方向相反在垂直平面上為軸承1的總支承反力為軸承2的總支承反力為（3）畫(huà)彎矩圖 彎矩圖如圖11-10c、d、e所示在水平面上，a-a剖面右側(cè) b-b剖面為在垂直平面上為 合成彎矩，a-a剖面左側(cè)b-b剖面左側(cè)為 b-b剖面右側(cè)為（4）畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖，8.7校核軸的強(qiáng)度a-a剖面彎矩大，且作用有轉(zhuǎn)矩，其軸頸較小，故a-a剖面為危險(xiǎn)截面求當(dāng)量彎矩：一般認(rèn)為低速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩是按

26、脈動(dòng)循環(huán)變化的。現(xiàn)選用軸的材料為45鋼，并經(jīng)過(guò)調(diào)制處理。由教材表10-1查出其強(qiáng)度極限，并由表10-3中查出與其對(duì)應(yīng)的，取=0.58根據(jù)a-a剖面的當(dāng)量彎矩求直徑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中該處的直徑，故強(qiáng)度足夠。8.8校核鍵連接的強(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，由3表8-33查得=125150mpa，強(qiáng)度足夠齒輪3處的鍵長(zhǎng)于齒輪2處的鍵，故其強(qiáng)度也足夠8.9校核軸承壽命計(jì)算軸承的軸向力 由3表11-9 查的深溝球軸承6208軸承得 =29500n，=18000n，=521.00n，=890.2 n。=1123.74n，=0n因?yàn)閺较蛄Ψ较蛳喾矗瑒t選最大的徑向力計(jì)算壽命。利用插值法，

27、計(jì)算徑向動(dòng)載荷系數(shù)x=0.56，軸向動(dòng)載荷系數(shù)y=1.22.則當(dāng)量動(dòng)載荷由1公式 =19.68mm+19.68*(0.030.05) mm=20.2720.66取=21mm9.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如圖所示（1）軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為方便軸承部件的裝拆，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。按軸上零件的安裝順序，從軸的最細(xì)處開(kāi)始設(shè)計(jì)（2）軸段 軸段上安裝帶輪，此段軸的設(shè)計(jì)應(yīng)與帶輪輪轂軸空設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。根據(jù)第三步初算的結(jié)果，考慮到如該段軸徑取得太小，軸承的壽命可能滿(mǎn)足不了減速器預(yù)期壽命的要求，初定軸段的軸徑=25mm,帶輪輪轂的寬度為（1.52.0）=（1.

28、52.0）*25mm=33mm42mm,結(jié)合帶輪結(jié)構(gòu)=37.550mm，取帶輪輪轂的寬度=42mm,軸段的長(zhǎng)度略小于轂孔寬度，取=40mm（3）密封圈與軸段 在確定軸段的軸徑時(shí)，應(yīng)考慮帶輪的軸向固定及密封圈的尺寸。帶輪用軸肩定位，軸肩高度h=(0.070.1) =(0.070.1)*25mm=1.752.5mm。軸段的軸徑=+2*（2.13）mm=29.231mm,其最終由密封圈確定。該處軸的圓周素的小于3m/s,可選用氈圈油封，查3表8-27選氈圈35 jb/zq46061997，則=30mm（4）軸承與軸段及軸段 考慮齒輪有軸向力存在，選用角接觸球軸承。軸段上安裝軸承，其直徑應(yīng)符合軸承內(nèi)徑

29、系列?，F(xiàn)暫取軸承7207，由表11-9得軸承內(nèi)徑d=35mm,外徑d=72mm,寬度b=17mm，內(nèi)圈定位軸肩直徑=42mm,外圈定位內(nèi)徑=65mm,在軸上力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離=15.7mm,故取軸段的直徑=35mm。軸承采用脂潤(rùn)滑，需要用檔油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤(rùn)滑油濺入軸承座。為補(bǔ)償箱體的鑄造誤差和安裝檔油環(huán)，軸承靠近箱體內(nèi)壁的端面距箱體內(nèi)壁距離取，檔油環(huán)的檔油凸緣內(nèi)側(cè)面凸出箱體內(nèi)壁12mm,檔油環(huán)軸孔寬度初定為=15mm,則=b+=17+15=32mm 通常一根軸上的兩個(gè)軸承應(yīng)取相同的型號(hào)，則=35mm, =b+=17+15=32mm(5)齒輪的軸段 該段上安裝齒輪，為便于齒輪的安裝，應(yīng)略

30、大于，可初定=42mm，則由表8-31知該處鍵的截面尺寸為b*h=12*8mm,輪轂鍵槽深度為=3.3mm,由于與較為接近，故該軸設(shè)計(jì)成齒輪軸，則有=，=60mm(6)軸段和軸段的設(shè)計(jì) 該軸段直徑可取略大于軸承定位軸肩的直徑，則=48mm,齒輪右端面距箱體內(nèi)壁距離為，則軸段的長(zhǎng)度=（12+10-15）mm=7mm。軸段的長(zhǎng)度為=(180+12-10-60-15)mm=107mm(7)軸段的長(zhǎng)度 該軸段的長(zhǎng)度除與軸上的零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。軸承座的寬度為，由3表4-1可知，下箱座壁厚=0.025+3mm=(0.025*150+3)mm=6.758mm,取=8mm, =(

31、100+150)=250mme,故x=0.44，y=1.40，則軸承2的當(dāng)量動(dòng)載荷為 =x+y=0.441419.8n+1.4567.92n=1419.8n(3)校核軸承壽命 因,故只需要校核軸承1的壽命，p=。軸承在100以下工作，查表8-34得=1,。查表8-35得載荷系數(shù)=1.5 軸承1的壽命為 =56671.8h，故軸承壽命足夠10.低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算10.1已知條件低速軸傳遞的功率=2.35kw，轉(zhuǎn)速，齒輪4分度元圓直徑=215.21mm，齒輪寬度=86mm10.2選擇軸的材料因傳遞功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，故查3表8-26選用常用的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。10.3初算軸

32、徑查3表9-8得c=106135，考慮軸端只承受轉(zhuǎn)矩，故取小值c=110則 軸與聯(lián)軸器連接，有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增大3%5%，軸端最細(xì)處直徑35.44+35.44(0.030.05)mm=36.5037.2110.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如圖所示（1） 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該減速器發(fā)熱小，故軸承采用兩端固定方式。按軸上零件的安裝順序，從最小軸徑處開(kāi)始設(shè)計(jì)（2） 聯(lián)軸器及軸段 軸段上安裝聯(lián)軸器，此段設(shè)計(jì)應(yīng)與聯(lián)軸器的選擇同步進(jìn)行為了補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差、隔離震動(dòng)，選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。查3表8-37，取=1.5，則計(jì)算轉(zhuǎn)距=1.5319510nmm=479265 nmm由3表8-38查得gb/

33、t 5014-2003中的lx3型聯(lián)軸器符合要求：公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為1250nmm，許用轉(zhuǎn)速4750r/min，軸孔范圍為3048mm ?？紤]d46.98mm，取聯(lián)軸器轂孔直徑為42mm，軸孔長(zhǎng)度84mm，j型軸孔，a型鍵，聯(lián)軸器主動(dòng)端代號(hào)為lx3 4284 gb/t 5014-2003,相應(yīng)的軸段的直徑=42mm，其長(zhǎng)度略小于轂孔寬度，取 =82mm（3） 密封圈與軸段 在確定軸段的軸徑時(shí)，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及軸承密封圈的尺寸。聯(lián)軸器用周肩定位，軸肩高度h=（0.070.1）=（0.070.1）42mm=2.944.2mm。軸段的軸徑=+2h=47.8850.4mm，最終由密封圈確定。該處軸的圓

34、周速度小于3m/s,可選用氈圈油封，查3表8-27，選氈圈50jb/zq4606-1997,則=50mm（4） 軸承與軸段及軸段的設(shè)計(jì) 軸段和上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列?？紤]齒輪無(wú)軸向力存在，選用深溝球軸承。現(xiàn)暫取軸承為6211c,由3表11-9得軸承內(nèi)徑d=55mm，外徑d=100mm，寬度b=21mm，內(nèi)圈定位軸肩直徑=64mm，外圈定位直徑=91mm,對(duì)軸的力作用點(diǎn)與外圈大端面的距離=27.5mm，故=55mm。故=21mm 通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，故=55mm（5） 齒輪與軸段 該段上安裝齒輪4，為了便于齒輪的安裝，應(yīng)略大于，可初定=58mm，

35、齒輪4輪轂的寬度范圍為（1.21.5），=69.687mm，小于齒輪寬度=86mm，取其輪轂寬度等于齒輪寬度，其右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段的長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂略短，故取=84mm。（6） 軸段 該軸段為齒輪提供定位和固定作用，定位軸肩的高度為h=（0.070.01）=4.065.8mm，取h=5mm，則=68mm，齒輪左端面距箱體內(nèi)壁距離為=+()/2=10mm+(95-86)/2mm=14.5mm,則該軸段的長(zhǎng)度=+=（8014.586+12）mm=91.5mm（7） 軸段與軸段的長(zhǎng)度 軸段的長(zhǎng)度除與軸上的零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。

36、軸承端蓋連接螺栓gb/t 5781 m825,其安裝圓周大于聯(lián)軸器輪轂端面與端蓋外端面的距離為=10mm。則有=+=（58+2+10+102112）mm=47mm則軸段的長(zhǎng)度=+2mm=21mm+12mm+14.5mm+ 2mm=49.5mm圓整取=50mm(8)軸上力作用點(diǎn)的間距 軸承反力的作用點(diǎn)與軸承外圈大端面的距離=27.5mm，則由圖11-12可得軸的支點(diǎn)及受力點(diǎn)的距離為=+=49.5mm+84mmmm27.5mm=63mm=+=36mm+76.5mm+mm27.5mm=128mm=+=27.5mm+47mm+42mm=116.5mm9.5鍵連接聯(lián)軸器與軸段及齒輪4與軸段間均采用a型普

37、通平鍵連接，查3表8-31得鍵的型號(hào)分別為鍵1270gb/t 10961990和鍵1870gb/t 109619909.6軸的受力分析畫(huà)軸的受力簡(jiǎn)圖 計(jì)算支承反力 在水平面上為在垂直平面上為軸承1的總支承反力為軸承2的總支承反力為畫(huà)彎矩圖 在水平面上，a-a剖面的彎矩為在垂直面上，a-a剖面的彎矩為a-a剖面上的合成彎矩為畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖 10.7校核軸的強(qiáng)度a-a剖面為危險(xiǎn)截面求當(dāng)量彎矩：一般可認(rèn)為高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩是按脈動(dòng)循環(huán)變化的?，F(xiàn)選用軸的材料為45鋼，并經(jīng)過(guò)調(diào)制處理。由教材表10-1查出其強(qiáng)度極限，并由表10-3中查出與其對(duì)應(yīng)的，取=0.58根據(jù)a-a剖面的當(dāng)量彎矩求直徑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中該處的直徑，故強(qiáng)度足夠。10.8校核鍵連接的強(qiáng)度聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為齒輪4處鍵連接的擠壓應(yīng)力為取鍵、軸及齒輪的材料都為鋼，由3表8-33查得=125150mpa，強(qiáng)度足夠 10.9校核軸承壽命計(jì)算軸承的軸向力 由表11-9 查的6211軸承得 =43200n=29200n， =2202.26n。因?yàn)橹挥袕较蛄](méi)有軸向力，則當(dāng)量動(dòng)載荷p=2202.26n ，由1公式 =1792051h 合格z=4=103.97nq=813.3n45鋼小齒輪調(diào)質(zhì)處理大齒