帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 新改

1、帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)目 錄引言11 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案31.1 方案的設(shè)定31.2 電動(dòng)機(jī)的選擇41.2.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型41.2.2選擇電動(dòng)機(jī)容量41.2.3選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速41.3確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比52 設(shè)計(jì)V帶和帶輪73 齒輪的設(shè)計(jì)83.1選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料、齒數(shù)并初選螺旋角83.2初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸93.3齒輪主要幾何尺寸103.4校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度103.5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)114傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)124.1軸的設(shè)計(jì)124.2齒輪軸的設(shè)計(jì)17 4.3滾動(dòng)軸承的校核185 鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)196 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)197 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)21設(shè)計(jì)小結(jié)21參考文獻(xiàn)23致謝24帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)

2、計(jì)引言帶式輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。主要由機(jī)架、輸送皮帶、皮帶輥筒、張緊裝置、傳動(dòng)裝置等組成。它可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送。除進(jìn)行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過(guò)程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線。 帶式輸送機(jī)可以用于水平運(yùn)輸或傾斜運(yùn)輸，使用非常方便，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中，如：礦山的井下巷道、礦井地面運(yùn)輸系統(tǒng)、露天采礦場(chǎng)及選礦廠中。 (1) 研究的意義帶式輸送機(jī)在科學(xué)進(jìn)步之生活歷史中,傳統(tǒng)之搬運(yùn)工具用于中國(guó)之萬(wàn)里長(zhǎng)城和埃及的金

3、字塔,雖然在當(dāng)時(shí)非常的輝煌,然而在時(shí)光的流轉(zhuǎn)下,漸漸的被淘汰.帶式輸送機(jī)在工業(yè)革命后漸進(jìn)的發(fā)展,由于帶式輸送機(jī)具備省力,經(jīng)濟(jì),快速安全的因素,被廣泛的使用,三十多年來(lái)轉(zhuǎn)向高能量,快速度之方向發(fā)展,每日從數(shù)萬(wàn)里外運(yùn)送數(shù)十萬(wàn)噸之材料并非難事,因此使帶式輸送機(jī)被加倍的重視.而且在工業(yè)中帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸方面已經(jīng)是不可或缺的了,在設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)時(shí)首先我們須要依照指導(dǎo)去推論及構(gòu)思輸送機(jī)的圖,經(jīng)過(guò)一再的審核才將圖面做出。(2) 國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：一方面是帶式輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種

4、機(jī)型；另一方面是帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高帶速等大型帶式輸送機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開(kāi)發(fā)應(yīng)用于了帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。目前，使用的帶式輸送機(jī)已達(dá)到主要技術(shù)指標(biāo)，其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1) 設(shè)備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)300500萬(wàn)t以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。2) 應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)監(jiān)控等高新技術(shù)，采用大功率軟起動(dòng)與自動(dòng)張緊技術(shù)，對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動(dòng)張力，設(shè)備運(yùn)行性能好，運(yùn)輸效率高。3) 采用多機(jī)驅(qū)動(dòng)與中間驅(qū)

5、動(dòng)及其功率平衡、輸送機(jī)變向運(yùn)行等技術(shù)，使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長(zhǎng)度在理論上已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動(dòng)的可靠性。4) 新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。包含CST等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動(dòng)裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾等。如英國(guó)FSW生產(chǎn)的FSW1200/（23）×400（600）工作面順槽帶式輸送機(jī)就采用了液粘差速或變頻調(diào)速裝置，運(yùn)輸能力達(dá)3000 t/h以上，它的機(jī)尾與新型轉(zhuǎn)載機(jī)（如美國(guó)久益公司生產(chǎn)的S500E）配套，可隨工作面推移而自動(dòng)快速自移、人工作業(yè)少、生產(chǎn)效率高。(3) 國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)的前景我國(guó)生產(chǎn)制造的帶

6、式輸送機(jī)的品種、類型較多。在“八五”期間，通過(guò)國(guó)家一條龍“日產(chǎn)萬(wàn)噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開(kāi)發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并對(duì)帶式輸送機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，研制成功了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器。1 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案1.1 方案的設(shè)定本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉力F=2300N。運(yùn)輸帶工作速度v=1.2m/s。 卷筒直徑D

7、=240mm。(1) 外傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為V帶傳動(dòng)。(2) 減速器為單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。圖1-1 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)圖1.V帶傳動(dòng) 2.運(yùn)輸帶 3.單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器 4.聯(lián)軸器 5.電動(dòng)機(jī) 6.卷筒(3) 方案簡(jiǎn)圖如上圖(4) 該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于V帶有緩沖吸振能力，采用V帶傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來(lái)的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采用V帶這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器部分為單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，這是單級(jí)圓柱齒輪中應(yīng)用較廣泛的一種。原動(dòng)機(jī)部分為Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。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

8、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。1.2 電動(dòng)機(jī)的選擇1.2.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，額定電壓380V。1.2.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量 工作機(jī)的有效功率為 從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為 可知7：V帶傳動(dòng)效率 0.96 ：滾動(dòng)軸承效率 0.99（球軸承） ：齒輪傳動(dòng)效率 0.97 （8級(jí)精度一般齒輪傳動(dòng)）：聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 0.99（彈性聯(lián)軸器）：卷筒傳動(dòng)效率 0.96所以電動(dòng)機(jī)所需工作功率為 1.2.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 單級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比1而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為 所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為符合這

9、一范圍的同步轉(zhuǎn)速有、1000r/min和1500r/min兩種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動(dòng)機(jī)1。根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L2-41。其主要性能如下表：表1-1 Y100L2-4型電動(dòng)機(jī)主要性能電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩Y100L2-4314302.22.3電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸和外形如下表：圖1-2 電動(dòng)機(jī)主要安裝尺寸和外形圖 表1-2電動(dòng)機(jī)主要安裝尺寸表中心高外型尺寸L×（AC/2+AD）×HD底腳安裝

10、尺寸A×B地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸D×E裝鍵部位尺寸F×GD100380× 332.5× 245160 ×1401228× 608 ×28.0091.3 確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比總傳動(dòng)比為 考慮潤(rùn)滑條件等因素1，初定計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) (1) 各軸的轉(zhuǎn)速I(mǎi)軸 II軸 III軸 卷筒軸 (2) 各軸的輸入功率 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 (3) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為 I軸 II軸 III軸 卷筒軸 將上述計(jì)算結(jié)果匯總于下表：表1-3各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/(N·mm

11、)轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動(dòng)比效率I軸3.212.14×10414303.70.95II軸3.057.53×104386.540.96III軸2.932.89×10596.610.98卷筒軸2.872.83×10596.62 設(shè)計(jì)V帶和帶輪電動(dòng)機(jī)輸出功率，轉(zhuǎn)速，帶傳動(dòng)傳動(dòng)比i=4，每天工作16小時(shí)。(1) 確定計(jì)算功率工作情況系數(shù)1，故 (2) 選擇V帶類型 由，選用A型帶1。(3) 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速1) 初選小帶輪基準(zhǔn)直徑 選取小帶輪基準(zhǔn)直徑1，而， 其中H為電動(dòng)機(jī)機(jī)軸高度，滿足安裝要求。2) 驗(yàn)算帶速因?yàn)?，故帶速合適1。3) 計(jì)算大帶輪的

12、基準(zhǔn)直徑選取2，則傳動(dòng)比，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 (4) 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 1) 由式得 ，取2) 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度選取V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度23) 計(jì)算實(shí)際中心距(5) 驗(yàn)算小帶輪上的包角 (6) 計(jì)算帶的根數(shù)Z 1) 計(jì)算單根V帶的額定功率 由和，得2。 根據(jù)，和A型帶，得2。 根據(jù)，2，于是 2) 計(jì)算V帶的根數(shù)Z 所以取4根。 (7) 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 由A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量2，所以應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。 (8) 計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為 (9) 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小帶輪采用實(shí)心式，大帶輪為輻條式，取單根帶寬為13mm，取帶輪寬為35mm2。3 齒輪的設(shè)計(jì)3.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)

13、、材料、齒數(shù)并初選螺旋角 (1) 按簡(jiǎn)圖所示的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 (2) 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，載荷較平穩(wěn)，速度不高，故選用8級(jí)精度3。 (3) 材料選擇。大小齒輪都選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為220HBS,260HBS,二者材料硬度差為40HBS3。 (4) 選小齒輪齒數(shù)3，則大齒輪齒數(shù) (5) 初選螺旋角=13°3.2 初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 (1) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則:先由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。(2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 確定式中各項(xiàng)數(shù)值：因載荷較平穩(wěn)，初選=1.53取 3；材料的彈性影響系數(shù)3；取 3；一般取Z=0.750.883，因齒

14、數(shù)較少，所以取由式N,3；，；取 4取 設(shè)計(jì)齒輪參數(shù)修正： 查得9 ；一般斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)取4，此處則 選取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)3.3 齒輪主要幾何尺寸： 圓整中心距，取則 計(jì)算分度圓直徑和齒寬 3.4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值取 =0.7，5小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限5；取彎曲疲勞壽命系數(shù)，5；計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，應(yīng)力修正系數(shù)Y=2,有計(jì)算載荷系數(shù)： 查取齒形系數(shù)： 查得應(yīng)力校正系數(shù)： 5 5(2) 校核計(jì)算因此齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。由于齒輪的模數(shù)m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

15、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)1.71并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)。 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)。3.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 首先考慮大齒輪，因齒輪齒頂圓直徑大于160mm，而又小于500mm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其次考慮小齒輪，由于小齒輪齒頂圓直徑較小，若采用齒輪結(jié)構(gòu)，不宜與軸進(jìn)行安裝，故采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，其零件圖見(jiàn)滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)部分。4 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)4.1 軸的設(shè)計(jì) (1) 輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由上可知， (2

16、) 求作用在齒輪上的力 因已知低速大齒輪的分度圓直徑 得 (3) 初步確定軸的最小直徑材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取6，于是，由于鍵槽的影響，故 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取6，則：按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，選用LX3型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為7。半聯(lián)軸器的孔徑，故取半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=82mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=60mm。(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 a.為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，由圖4-3得，-段右端需制出一軸肩，故取-

17、段的直徑；左端用軸端擋圈定位。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故-段的長(zhǎng)度應(yīng)比小，現(xiàn)取。 b.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，故選用深溝球軸承。按照工作要求并根據(jù)，選取軸承代號(hào)為7009AC的角接觸球軸承，其尺寸為7，故；而。 c.取安裝齒輪處的軸端-的直徑7；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的跨度為55mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。 d.軸承端蓋的總寬度為(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端

18、蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故。 e.取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取，已知滾動(dòng)軸承寬度，大齒輪輪轂長(zhǎng)度，則 至此，已初步確定了軸的各段和長(zhǎng)度。2) 軸上零件的周向定位輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。我們按查得平鍵的截面8，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配額為H7/n6；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。3) 確定軸

19、上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為8。(5) 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算處的截面C處的、及的值列于下表：表4-1 截面C處的MH、MV、及M的值載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩 ，扭矩T圖4-1 軸的彎矩圖圖4-2 軸的扭矩圖(6) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)表4-1的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力。前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，

20、由8，因此，故安全。(7) 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1) 判斷危險(xiǎn)截面由圖4-1、4-2可以看出，截面A、B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面A、B均無(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，截面和處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，截面C上的應(yīng)力最大。截面的應(yīng)力集中的影響和截面的相近，但截面不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面C上最然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截面C也不必校核。截面顯然更不必校核。截面為

21、危險(xiǎn)截面，截面的左右兩側(cè)均需校核。2) 截面左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面左側(cè)的彎矩M為 截面 上的扭矩T為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 彎曲正應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)彎應(yīng)力，扭曲切應(yīng)力為脈沖循環(huán)應(yīng)變力 ,軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理， ，9截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及，因， ，可得： ，9 又經(jīng)插值可得軸的材料的敏性系數(shù)為 ，9故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 已知10 ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)10按磨削加工，由， 10軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即10，則綜合系數(shù)為 已知碳鋼的特性系數(shù)10 ，取 ，取于是，計(jì)算安全系數(shù)值，則 故可知其安全。 3) 截面右側(cè)抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面右側(cè)的彎矩M為

22、 截面 上的扭矩T 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 彎曲正應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)彎應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)應(yīng)變力， ,過(guò)盈配合處的，取10，用插值法得 ， 軸按磨削加工，由，10，故得綜合系數(shù)為 所以軸在截面右側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。4.2 齒輪軸的設(shè)計(jì) (1) 輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由上可知， (2) 求作用在齒輪上的力因已知低速小齒輪的分度圓直徑 得 716.4N(3) 初步確定軸的最小直徑材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取C=12011，于是 的影響，故圖4-3 齒輪軸橫截圖輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑，取，根據(jù)帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸，取。(4) 齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

23、1) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度a.為了滿足帶輪的軸向定位要求，由圖4-3得，-段右端需制出一軸肩，故取-段的直徑； b.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，故選用深溝球軸承。按照工作要求并根據(jù)，選取軸承代號(hào)為7007AC的角接觸球軸承，其尺寸為6，故；而。 c.由小齒輪尺寸可知，齒輪處的軸端-的直徑，。軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。 d.軸承端蓋的總寬度為(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故。 e.取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離12，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定

24、滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取，已知滾動(dòng)軸承寬度，則 至此，已初步確定了軸的各段和長(zhǎng)度。2) 軸上零件的周向定位 帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為13。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。3) 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端圓角13。4.3 滾動(dòng)軸承的校核 軸承的預(yù)計(jì)壽命 (1) 已知，兩軸承的徑向反力由選定的角接觸球軸承7009AC，軸承內(nèi)部的軸向力 (2) 由輸出軸的計(jì)算可知因?yàn)椋瘦S承被“壓緊”，軸承被“放松”，得： (3) ，已知13， 由于 ，故; ,故 (4) 計(jì)算當(dāng)量載荷、取13，則 (5) 軸承壽

25、命計(jì)算 由于，取，取14，角接觸球軸承，取，取 7009AC型角接觸球軸承的7，則 故滿足預(yù)期壽命。5 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)(1) 帶輪與輸入軸間鍵的選擇軸徑，輪轂長(zhǎng)度，選A型平鍵，其尺寸為，(GB/T 1095-2003) 14。(2) 輸出軸與齒輪間鍵的選擇軸徑，輪轂長(zhǎng)度，選A型平鍵，其尺寸為，(GB/T 1095-2003) 14。(3) 輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇軸徑，輪轂長(zhǎng)度，選A型平鍵，其尺寸為，(GB/T 1095-2003) 14。6 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用H7/is6配合。(1) 機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體為

26、加肋，外輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)了軸承座剛度。(2) 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱因其傳動(dòng)件速度小于12m/s，故采用浸油潤(rùn)油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于40mm。為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為。(3) 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性鑄件壁厚為8mm，圓角半徑為R=5。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便。(4) 對(duì)附件設(shè)計(jì) 1) 視孔蓋和窺視孔:在機(jī)蓋頂部開(kāi)有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開(kāi)窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，

27、用M8緊固。2) 油螺塞:放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。3) 油標(biāo):油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出。4) 通氣孔:由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡。5) 位銷:為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度。.6) 吊鉤:在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)

28、較重的物體。表6-1 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果箱座壁厚10箱蓋壁厚18箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度15箱座底凸緣厚度25地腳螺釘直徑M16地腳螺釘數(shù)目查手冊(cè)154軸承旁聯(lián)接螺栓直徑M12機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑=（0.50.6）M8軸承端蓋螺釘直徑=（0.40.5）M8視孔蓋螺釘直徑=（0.30.4）M5定位銷直徑=（0.70.8）6，至外機(jī)壁距離查表11-21516 18 14，至凸緣邊緣距離查表11-21522 16外機(jī)壁至軸承座端面距離=+（812）48大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離>1.210齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離>11機(jī)座肋厚m軸承端蓋外徑D2D2=D+（55.5）11

29、57 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì)對(duì)于單級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤(rùn)滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤(rùn)滑，裝至規(guī)定高度。油的深度為H+，H=30 =34。所以H+=30+34=64其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤(rùn)滑效果好。從密封性來(lái)講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，凸緣應(yīng)有足夠的寬度，連接表面應(yīng)精刨，密封的表面要經(jīng)過(guò)刮研。而且，凸緣連接螺柱之間的距離不宜太大，并均勻布置，保證部分面處的密封性。軸承端蓋采用嵌入式端蓋，易于加工和安裝。設(shè)計(jì)小結(jié)設(shè)計(jì)時(shí)碰到的主要困難是，傳動(dòng)方案的選定：方案選擇的主要依據(jù)是性能和經(jīng)濟(jì)成本之間的權(quán)衡。從相關(guān)手冊(cè)中查各級(jí)

30、傳動(dòng)的傳動(dòng)比的合理范圍，進(jìn)而得到此裝置的總傳動(dòng)比。傳動(dòng)比太小不能有效地發(fā)揮其性能；傳動(dòng)比太大就會(huì)因材料性能達(dá)不到要求、結(jié)構(gòu)不合理產(chǎn)生危險(xiǎn)。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中要注意隨時(shí)整理計(jì)算結(jié)果，并在設(shè)計(jì)草稿本上記下重要的論據(jù)，結(jié)果，參考資料的來(lái)源以及需要進(jìn)一步探討的問(wèn)題，使設(shè)計(jì)的各方面都做到有理有據(jù)。設(shè)計(jì)中要正確處理參考已有資料和創(chuàng)新的關(guān)系。熟悉和利用已有的資料，既可避免許多重復(fù)的工作，加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，同時(shí)也是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要保證。善于掌握和使用各種資料，如參考和分析已有的結(jié)構(gòu)方案，合理選用已有的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，也是設(shè)計(jì)工作能力的重要方面。在教師的指導(dǎo)下訂好設(shè)計(jì)進(jìn)程計(jì)劃，注意掌握進(jìn)度，按預(yù)定計(jì)劃保證質(zhì)量完成設(shè)計(jì)任

31、務(wù)。機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)邊計(jì)算，邊繪圖，邊修改，設(shè)計(jì)計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)繪圖交替進(jìn)行，這與按計(jì)劃完成設(shè)計(jì)任務(wù)并不矛盾，應(yīng)從第一次設(shè)計(jì)開(kāi)始就注意逐步掌握正確的設(shè)計(jì)方法。 在這次的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,綜合運(yùn)用先修課程中所學(xué)的有關(guān)知識(shí)與技能,結(jié)合各個(gè)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行機(jī)械課程的設(shè)計(jì),一方面,逐步提高了我們的理論水平、構(gòu)思能力、工程洞察力和判斷力,特別是提高了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,為我們以后對(duì)專業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的設(shè)計(jì)打下了寬廣而堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一就是資料的整理查找。手中必須要有資料、手冊(cè)，要不憑空設(shè)計(jì)是不能設(shè)計(jì)出來(lái)什么有價(jià)值的東西的。相關(guān)的手冊(cè)。資料是億萬(wàn)從業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，自己不可能全部從生產(chǎn)中直接總結(jié)獲得，需要自己懂得借鑒前人的成果。這次的課程設(shè)計(jì),對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想;訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反系和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)等方面有重要的作用。參考文獻(xiàn) 1 徐錦康，機(jī)械設(shè)計(jì)M，北京：高等教育出版社，1996.4-9：68-224 2 朱理等，機(jī)械原理M，北京：高等教育出版社，2004.7（1）：241-265 3 霍光青 劉潔等，工程制圖M，北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2002.3：66-12