帶式輸送機(jī)二同軸式減速器設(shè)計(jì)()

1、機(jī)械設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1二、傳動(dòng)方案地?cái)M定及說(shuō)明 1三、電動(dòng)機(jī)地選擇 3四、計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 3五、計(jì)算傳動(dòng)裝置地運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 4六、傳動(dòng)件地設(shè)計(jì)計(jì)算 51. V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 52. 斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 7七、軸地設(shè)計(jì)計(jì)算 121. 高速軸地設(shè)計(jì)122. 中速軸地設(shè)計(jì)153. 低速軸地設(shè)計(jì) 19精確校核軸地疲勞強(qiáng)度 22八、滾動(dòng)軸承地選擇及計(jì)算 261. 高速軸地軸承262. 中速軸地軸承273. 低速軸地軸承29九、鍵聯(lián)接地選擇及校核計(jì)算 31十、聯(lián)軸器地選擇 32十一、減速器附件地選擇和箱體地設(shè)計(jì) 32十二、潤(rùn)滑與密封33十三、設(shè)計(jì)小結(jié)34設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明

2、結(jié)果設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器1. 總體布置簡(jiǎn)圖2. 工作情況工作平穩(wěn)、單向運(yùn)轉(zhuǎn)3. 原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸機(jī)卷筒 扭矩(N?m)運(yùn)輸帶 速 度(m/s)卷筒直徑(mr)帶速允許 偏差(%使用年限(年)工作制度(班 / 日)13500.7032051024. 設(shè)計(jì)內(nèi)容(1) 電動(dòng)機(jī)地選擇與參數(shù)計(jì)算(2) 斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算(3) 軸地設(shè)計(jì)(4) 滾動(dòng)軸承地選擇(5) 鍵和聯(lián)軸器地選擇與校核(6) 裝配圖、零件圖地繪制(7) 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)地編寫(xiě)5. 設(shè)計(jì)任務(wù)(1) 減速器總裝配圖1張(0號(hào)或1號(hào)圖紙)(2) 齒輪、軸零件圖各一張(2號(hào)或3號(hào)圖紙)(3) 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份傳

3、動(dòng)方案地?cái)M定及說(shuō)明如任務(wù)書(shū)上布置簡(jiǎn)圖所示，傳動(dòng)方案采用V帶加同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速箱，采用V帶可起到過(guò)載保護(hù)作用，冋軸式可使減速器橫向尺寸較小設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果60x1000vnw =nD60 1000 0.7兀 x 320= 41.778r/min三、電動(dòng)機(jī)地選擇1. 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型選擇按工作要求和工作條件，選用一般用途地丫（ IP44）系列三相異步電動(dòng)機(jī).它為臥式 封閉結(jié)構(gòu).2. 電動(dòng)機(jī)容量(1)卷筒軸地輸出功率 FW2Tv=DP亠w 1000 10002 13500.700.3201000二 5.90625kWPw =5.90625kW電動(dòng)機(jī)地輸出功率 Pdr = 0.82015Pd 二7.

4、2014kWPed =7.5kW傳動(dòng)裝置地總效率r二訂 ； ； 4 5式中，1, 2為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸之間地各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承地效率.由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（以下未作說(shuō)明皆為此書(shū)中查得）表 2-4查得：V帶傳動(dòng)1 = 0.955 ；滾動(dòng)軸承 2 =0.9875 ；圓柱齒輪傳動(dòng)0.97 ；彈性聯(lián)軸器4 =0.9925；卷筒軸滑動(dòng)軸承5 =0.955,則32' .=0.955 0.98750.970.9925 0.955 ： 0.82015故 Pd hPw 二 59625 =7.2014kW0.82015（3）電動(dòng)機(jī)額定功率ped由第二十章表20-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率 Pd二7.5kW .3.

5、電動(dòng)機(jī)地轉(zhuǎn)速由表2-1查得V帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍：=24,由表2-2查得兩級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比范圍i2' = 860,則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為nd nw m'=66810026r/min可見(jiàn)同步轉(zhuǎn)速為 750r/min、1000r/min、1500r/min 和3000r/min 地電動(dòng)機(jī)均符合.這里初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min和1500r/min地兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，如下表:方 案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率(kW電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/mi n )電動(dòng)機(jī) 質(zhì)量(kg)傳動(dòng)裝置地傳動(dòng)比同步滿載總傳動(dòng)比V帶傳 動(dòng)兩級(jí)減速器1Y132M-47.5150014408134.4682.5

6、13.7872Y160M-67.5100097011923.2182.210.554由表中數(shù)據(jù)可知兩個(gè)方案均可行，但方案1地電動(dòng)機(jī)質(zhì)量較小，且比價(jià)低因此,可采用方案1,選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M-4.4.電動(dòng)機(jī)地技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸由表20-1、表20-2查出Y132M-4型電動(dòng)機(jī)地主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸 并列表記錄備份.型號(hào)額定功率(kw)同步轉(zhuǎn)速(r/mi n)滿載轉(zhuǎn)速(r/mi n)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132M-47.5150014402.22.3HDEGKLFXGD質(zhì)量(kg)1323880331251510X881四、計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比1.

7、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比nmnw144041.778= 34.468i = 34.4682.5i2i134.4682.5= 13.7872.分配各級(jí)傳動(dòng)比取V帶傳動(dòng)地傳動(dòng)比i2.5,則兩級(jí)圓柱齒輪減速器地傳動(dòng)比為i2= i3 口3.713i2 =i3 =3.713所得i2 i3符合一般圓柱齒輪傳動(dòng)和兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比地常用范圍五、計(jì)算傳動(dòng)裝置地運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1. 各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸為o軸,減速器高速軸為I軸，中速軸為n軸，低速軸為川軸，各軸轉(zhuǎn)速 為n0 = nm =1440r /minno1440.576r/m in11 2.5n1576nn155.13r / min12 3713n2155.13

8、/怎和 / -n 皿45.78r /mi n13 3.7132. 各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)額定功率 Ped計(jì)算各軸輸入功率，即Po 二 Ped 二 7.5kWP 二 F0 1 = 7.5 0.955 =7.1625kWPn -P 2 3=7.1625 0.9875 0.97 =6.8608kWP皿二 P2 2 3 =6.8608 0.9875 0.97 =6.5718kW3. 各州轉(zhuǎn)矩P07.5T° =9550 0 =955049.74 N mn01440T = 9550 P = 95507.1625 =118.75N mni576Tn = 9550 “ = 9550 6.8608 =4

9、22.36N mn155.13P6 5718T皿工9550 皿-95501370.92N mn 皿45.78電動(dòng)機(jī)軸高速軸I中速軸n低速軸川轉(zhuǎn)速（r/min ）1440576153.640.96功率（kW7.206.916.646.37轉(zhuǎn)矩（N m）49.74118.75422.361370.92六、傳動(dòng)件地設(shè)計(jì)計(jì)算1. V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算(1)確定計(jì)算功率由于是帶式輸送機(jī)，每天工作兩班，查機(jī)械設(shè)計(jì)(V帶設(shè)計(jì)部分未作說(shuō)明皆查此書(shū))表8-7得,工作情況系數(shù) Ka =1.2Pca = KaRi =1.2 7.5=9 kW(2)選擇V帶地帶型由Pca、no由圖8-11選用A型(3)確定帶輪地基準(zhǔn)直徑

10、d d并驗(yàn)算帶速v初選小帶輪地基準(zhǔn)直徑dd1.由表8-6和表8-8,取小帶輪地基準(zhǔn)直徑dd1 = 125mm驗(yàn)算帶速v.按式(8-13)驗(yàn)算帶地速度Pea = 9kWA型dd1 二 125mm-dd1 n060 1000二 125 144060 1000二 9.425m/s因?yàn)?m/s < v : 30m/s ,故帶速合適.計(jì)算大帶輪地基準(zhǔn)直徑.根據(jù)式(8-15a),計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2dd2 二 hdd1 =2.5 125= 312.5mmdd2 = 315mm根據(jù)表8-8,圓整為dd2 = 315mm(4) 確定V帶地中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld根據(jù)式(8-20),初定中心距a0 =

11、500mm.由式(8-22)計(jì)算帶所需地基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld0JT：2a0 2(dd1d d2)2.(dd2 - d d1 )4a°Tt也02(dd1 dd2)2.(dd2 - dd1)4a°jr=2 500(125315)2(315 -125)24 500:1709.2mmLd = 1800mm由表8-2選帶地基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld = 1800mm按式(8-23)計(jì)算實(shí)際中心距a.Ld 'Ldi= 50018°°一17°92545.4mma 545.4mm中心距變化范圍為 518.4599.4mm.(5) 驗(yàn)算小帶輪上地包角:-157 3。57 3

12、°宀:180 -(dd2 -dd1)180 -(315 -125) < 160 _ 90a545.4(6) 確定帶地根數(shù) 計(jì)算單根V帶地額定功率由 dd1 = 125mm 和 n0 = 1440r / min ,查表 8-4a 得 P0 = 1. 91kW根據(jù) n0 = 1440r / min ,i=2.5 和 A型帶，查表 8-4b 得二 P0 = 0.03kW查表8一5得K 一.=0.95,表8一2得KL = 0.99于是P(P0P0) K- Kl =1.91kW =1.8246kW 計(jì)算V帶地根數(shù)乙:-1 : 160PeaZ =Pr-4.931.8246取5根.(7) 計(jì)

13、算單根V帶地初拉力地最小值(F0)min由表8-3得A型帶地單位長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.1kg/m,所以(25二 KJPea2(F0)min =500qVKzv(2.50.95) x92二500 '0.1 9.4252N0.95沢5沢9.425= 165N(Fo)min = 165N應(yīng)使帶地實(shí)際初拉力F0 - (F0)min(8) 計(jì)算壓軸力Fp円152°(Fp)min =1622N(Fp)min =2z(F°)minSin 2 = 2 5 165 sin ?=1622N2. 斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算按低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)：小齒輪轉(zhuǎn)矩人=T二422.36N m ,小齒輪轉(zhuǎn)速二 nn

14、= 155.13r / min ,傳動(dòng)比 i 二 i3 = 3.713 .（1）選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 選用斜齒圓柱齒輪 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選7級(jí)精度（GB10095-88） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（斜齒輪設(shè)計(jì)部分未作說(shuō)明皆查此書(shū)）表 10-1選擇小齒輪材料為 40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS,二者硬 度差為40HBS. 選小齒輪齒數(shù) z<i = 24 :大齒輪齒數(shù)z2 = i z = 3.713 24 ：89初選取螺旋角=14斜齒圓柱齒輪7級(jí)精度乙=24' = 14（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)d1tu 1(ZhZe

15、)2u (h)按式（10-21 ）試算，即確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值a）試選載荷系數(shù)Kt =1.6b）由圖10-30選取區(qū)域系數(shù) Zh =2.433c) 由圖 10-26 查得；“ =0.78, ；：.2 =0.88,- ；“：2 =0.78 0.88 =1.66d) 小齒輪傳遞地傳矩T, =422.36N me）由表10-7選取齒寬系數(shù)：、=11f）由表10-6查得材料彈性影響系數(shù) Ze =189.8MPa2g）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪地接觸疲勞強(qiáng)度極限二Hlm1 =600MPa ;大齒輪地接觸疲勞強(qiáng)度極限-Hlim550MPah)由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù):N1N2=60 n1

16、j Lh =60 576 1 (2 8 365 10) = 2.02 109 N12.02 10985.44 10i13.713i）由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)KHNi =°.90,KHn2 =0.94j）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,由式（10-12）得K HN 1 匸 H lim 10.90-600 MPa =540MPa;1k)K HN 2 J H lim 2"S-0.94 550 MPa =517MPa1許用接觸應(yīng)力_ '匚 j鳥(niǎo)-25405172= 528.5MPa計(jì)算a）試算小齒輪分度圓直徑d1t,由計(jì)算公式得d1t3 2

17、 1.6 422.36 10V 1 X 1.663.713 13.7132.43189.8 fI528.5mm 二 92.40mmd1t _ 92.40mmb）計(jì)算圓周速度v = 0.7505m s: d1t n-i: 92.40 155.13v一m s 二 0.7505m s60 1000 60 1000c) 齒寬b及模數(shù)mtb ：= d1t =1.0 92.40mm = 92.40mmd1tCOsP92.40 匯 cos14mntmm 二 3.74mmz124h = 2.25mnt = 2.25 3.74mm = 8.41mmb/h =92.40/8.41 =10.76d）計(jì)算縱向重合度；

18、一：；0.318：d 乙 tan0.318 1 24 tan 14 =1.903e）計(jì)算載荷系數(shù)K由表10-2查得使用系數(shù) Ka =1根據(jù)v = 0.7505m s,7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) Kv ".04 ；由表10-4查得K.地值與直齒輪地相同，故Kh 1 =1.321KAFt/b =1 422.36/(92.4/2)/92.4 =98.9N /mm ： 100N/mm表 10-3查得 Kh：二 Kf=1.4 ;圖 10-13 查得 =1.28故載荷系數(shù):K 二 KA KV Kh . Kh =1 1.04 1.4 1.321 =1.92f)g)計(jì)算模數(shù)d1= d1tmn

19、1 92= 90.40 ； ifnZ124(3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式(10-17)2KTMCOS2 'm3 n畑乜YFaYsa6a)確定計(jì)算參數(shù) 計(jì)算載荷系數(shù)d1 cos :98.19 cos14 mm = 3.97mmmn = 3.97 mm按實(shí)際地載荷系數(shù)校正所算得地分度圓直徑，由式(10-10a)得K 二 Ka Kv Kf：.=1 1.04 1.4 1.28 =1.86b) 根據(jù)縱向重合度=1.903,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) Y =0.88c) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)z = z1=24 = 26 27zv1 -3 ：_3 一 _ 26.27cos -cos 14z289Zv2

20、： 一3397.43cos Pcos 14d) 查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 YFa1 = 2.592,YFa2 = 2.185e) 查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查得 YSa1 =1.596,YSa2 - 1.787f) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖10-20c查得小齒輪地彎曲疲勞強(qiáng)度極限二FE1 =500MPa ；大齒輪地彎曲 疲勞強(qiáng)度極限匚fE2 =380MPa由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)KFNi = 0.84, KFn2 = 0.88取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由式(10-12)得FN1FE10.84 5001.4= 300.0MPaFN2ciFE 20.88 5001.4=

21、 238.9MPaY Fa1 Ysa12.592 1.596AL300Y Fa2 YSa22.185 1.787F2-238.9g)計(jì)算大、小齒輪地YFaYsa ,并加以比較升二 0.01379二 0.01634大齒輪地?cái)?shù)值大設(shè)計(jì)計(jì)算mn：2 匯1.86422.36 心03J<0.88j (cos14 了1 x242 漢1.660.01634mm 二 2.81mmmn 亠 2.81mm對(duì)比計(jì)算地結(jié)杲,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算地法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算地法面模數(shù)，取mn =3mm,已可滿足彎曲強(qiáng)度.但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度,需按接觸疲勞強(qiáng)度算得地分度圓直徑d1 = 98.19

22、mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有地齒數(shù).于是由Z1CO =98"9COS14 =31.76mn3取 z1 =32,則 z2 二 uz =3.713 24 119(4)幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距Z1 Z2 mn2 cos :3211932 cos14mm = 233.43mm將中心距圓整為 233mm按圓整后地中心距修正螺旋角乙=32z 119a = 233.43mmZ2 mn2a二 arccos(32 119)空=心 33552x233因值改變不多,故參數(shù)K .,Zh等不必修正計(jì)算大、小齒輪地分度圓直徑乙 mn 32 3dimm = 98.75mmcos：cos13 33 55Z2 mn1193d2 =

23、=mm = 367.24mmcos ： cos13 33 55計(jì)算齒輪寬度b -：d d1 =1 98.75mm = 98.75mm圓整后取 B1 = 105mm, B2 = 100mm由于是同軸式二級(jí)齒輪減速器，因此兩對(duì)齒輪取成完全一樣 ，這樣保證了中心距完全相等地要求，且根據(jù)低速級(jí)傳動(dòng)計(jì)算得出地齒輪接觸疲勞強(qiáng)度以及彎曲疲勞強(qiáng)度一 定能滿足高速級(jí)齒輪傳動(dòng)地要求.咼速級(jí)低速級(jí)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪傳動(dòng)比3.713模數(shù)(mm)3螺旋角13 "3355'中心距(mm)233齒數(shù)3211932119齒寬(mm)105100105100直徑(mm)分度圓98.75367.2498.

24、75367.24齒根圓91.25359.7491.25359.74齒頂圓104.75373.24104.75373.24旋向左旋右旋右旋左旋為了使中間軸上大小齒輪地軸向力能夠相互抵消一部分，故高速級(jí)小齒輪采用左旋大齒輪米用右旋，低速級(jí)小齒輪右旋大齒輪左旋d1 = 98.75mm d2 = 367.24mmBi = 105mmB2 = 100mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果七、軸地設(shè)計(jì)計(jì)算1.高速軸地設(shè)計(jì)（1）高速軸上地功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（r/min ）高速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T ( N m)5766.91118.75（2）作用在軸上地力已知高速級(jí)齒輪地分度圓直徑為d =98.75 mm ,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（

25、軸地設(shè)計(jì)計(jì)算部分未作說(shuō)明皆查此書(shū)）式 （10-14）,貝yFt2T _ 2 118.75d - 98.75 10= 2405.06NFt tanc(ntg20s巴 =七-n =2405.06900.49Ncos：cos13 33 55Fa = Ft tan ： =2405.06 tg20 = 875.37 NFp =1622N（3）初步確定軸地最小直徑先按式（15-2）初步估算軸地最小直徑.選取軸地材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取A。=112，于是得P6 91dmin =A。*=112 漢3 =25.64mm-n 576（4）軸地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬訂軸上零件地裝配方案（如圖）Ft = 2

26、405.06 NFr = 900.49 NFa =875.37NFp =1622Ndmin = 25.64mm2）根據(jù)軸向定位地要求確定軸地各段直徑和長(zhǎng)度 為了滿足 v帶輪地軸向定位，i - n軸段右端需制出一軸肩，故取n -川段地直徑dn. =32mm.V帶輪與軸配合地長(zhǎng)度 Li=80mm,為了保證軸端檔圈只壓在 V帶輪上而不壓 在軸地端面上，故I - n段地長(zhǎng)度應(yīng)比Li略短一些，現(xiàn)取Li .n =75mm. 初步選擇滾動(dòng)軸承因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力地作用，故選用單列圓錐滾子軸承參照工作要求并根據(jù) dn.m=32mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)地單列圓錐滾子軸承30

27、307,其尺寸為d x D x T=35mm x 80mm x22.75mm，故 dm-w =di.m =35mm ;而 Lm=21+21=42mm，L i=10mm.右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位由手冊(cè)上查得 30308型軸承地定位軸肩高度h=4.5mm，因此，套筒左端高度為 4.5mm，d山=44mm. 取安裝齒輪地軸段W - V地直徑dw-v =40mm，取Lw- v=103mm齒輪地左端與左端軸 承之間采用套筒定位. 軸承端蓋地總寬度為 36mm （由減速器及軸承端蓋地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）.根據(jù)軸承端蓋地裝拆，取端蓋地外端面與 V帶輪右端面間地距離 L=24mm，故取Ln-m =60mm.

28、 至此，已初步確定了軸地各段直徑和長(zhǎng)度.3）軸上零件地軸向定位V帶輪與軸地周向定位選用平鍵10mm x 8mm x 63mm，V帶輪與軸地配合為 H7r6 ;齒輪與軸地周向定位選用平鍵12mm x 8mm x 70mm，為了保證齒輪與軸配合有良好地對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸地配合為H7/n6 ;滾動(dòng)軸承與軸地周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證地，此處選軸地直徑尺寸公差為m6.4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2,取軸端倒角1.2 45，各圓角半徑見(jiàn)圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說(shuō)明i -n7530與V帶輪鍵聯(lián)接配合n -m6032定位軸肩m -w4235與滾動(dòng)軸承30307配合，套筒定位w-

29、V10340與小齒輪鍵聯(lián)接配合v -w1044定位軸環(huán)w -w2335與滾動(dòng)軸承30307配合總長(zhǎng)度313mm（5）求軸上地載荷首先根據(jù)軸地結(jié)構(gòu)圖作出軸地計(jì)算簡(jiǎn)圖.在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值.對(duì)于30307型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=18mm.因此，軸地支撐跨距為L(zhǎng)1=118mm，L2+L3=74.5+67.5=142mm.根據(jù)軸地計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸地彎矩圖和扭矩圖.從軸地結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸地危險(xiǎn)截面.先計(jì)算出截面 C處地Mh、Mv及M地值列于下表.載荷水平面H垂直面V支反力FFnh1 =1143N ,Fnh2 =1262NFnv1 = -2237N , Fn

30、v2 =1516NC截面 彎矩MM H = FNH 2 漢 L3 =85185N mmM FNV'L*"Ma= 145551N mm總彎矩Mmax =耳血：+M； = J851852 +1455512 =168646N mm扭矩T =118750N mm.M2(：T)2W16864620.6 11875020.1 x 403Mpa = 28.61Mpa:ca =28.61Mpa（6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸地強(qiáng)度根據(jù)式（15-5）及上表中地?cái)?shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取=0.6,軸地計(jì)算應(yīng) 力已選定軸地材料為 45Cr,調(diào)質(zhì)處理.由表15-1查得i-1=70MPa.因此cr

31、 cac.故安全.安全2.中速軸地設(shè)計(jì)（1）中速軸上地功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（r/min）中速軸功率（kw ）轉(zhuǎn)矩T( N m)153.66.64422.36（2）作用在軸上地力已知高速級(jí)齒輪地分度圓直徑為dr = 367.24mm,根據(jù)式（10-14）,則2T 2 漢 422.36Ft13 =2300.19Nd 367.24 10Ft ta nJtg20°Ft1 =2300.19NF" =861.22NFa 837.20 NFn 二七.n =2300.19861.22Ncos：cos 13 33 55FaFt tan 2 =2300.19 tg20、837.20N已知低速級(jí)

32、齒輪地分度圓直徑為d2 = 98.75mm,根據(jù)式（10-14）,則2x422.36Ft2 ：3 -8554.13N98.75 10Ft tanantg20°Fr2t= =8554.133202.79Ncos：cos13 33 55Fa2 =Ftta n 1 =8554.13 tg20 =3113.45N(3)初步確定軸地最小直徑先按式(15-2)初步估算軸地最小直徑.選取軸地材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取A。=112，于是得dmin =Ao；| =112*計(jì) _ =39.31mmSn 153.6(4)軸地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)擬訂軸上零件地裝配方案(如圖)in川ivvw甩=855

33、4.13NF2 =3202.79NFa2 =3113.45Ndmin=39.31mm2) 根據(jù)軸向定位地要求確定軸地各段直徑和長(zhǎng)度 初步選擇滾動(dòng)軸承因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力地作用，故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù) d i_n =dv_w =45mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí) 地單列圓錐滾子軸承 30309,其尺寸為d x DX T=45mm x 100mm x 27.25mm,故Li_n =Lv. vi=27+20=47mm.兩端滾動(dòng)軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位由手冊(cè)上查得 30309型軸承地定位軸肩高度h=4.5mm,因此，左邊套筒左側(cè)和右邊套筒右側(cè)地高度為4.5mm.

34、取安裝大齒輪出地軸段n-川地直徑dn=50mm ;齒輪地左端與左端軸承之間采用套筒定位 為了使大齒輪軸向定位，取d v=55mm,又由于考慮到與高、低速軸地配合，取Lm.v=100mm.至此,已初步確定了軸地各段直徑和長(zhǎng)度.3）軸上零件地軸向定位大小齒輪與軸地周向定位都選用平鍵14mm x 9mm x 70mm,為了保證齒輪與軸配合有良好地對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸地配合為H7n6;滾動(dòng)軸承與軸地周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證地，此處選軸地直徑尺寸公差為m6.4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2,取軸端倒角1.2 45 ,各圓角半徑見(jiàn)圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說(shuō)明I -n4945與滾

35、動(dòng)軸承30309配合，套筒定位n -川9850與大齒輪鍵聯(lián)接配合川-W9055定位軸環(huán)IV-V10350與小齒輪鍵聯(lián)接配合V -W4545與滾動(dòng)軸承30309配合總長(zhǎng)度385mm（5）求軸上地載荷首先根據(jù)軸地結(jié)構(gòu)圖作出軸地計(jì)算簡(jiǎn)圖.在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值.對(duì)于30309型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=21mm.因此，軸地支撐跨距為L(zhǎng)i=76mm, L2=192.5,L3=74.5mm.根據(jù)軸地計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸地彎矩圖和扭矩圖.從軸地結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸地危險(xiǎn)截面.先計(jì)算出截面 C處地Mh、Mv及M地值列于下表.載荷水平面H垂直面V支反力FFNH1 =68NFn

36、h2 =6186NFnv1 =1382NFnv2 = 2682NC截面 彎矩MM H = Fnh2 紅3 = 460875N mmM V = FNV2 漢 L3 + M a2=353536N mm總彎矩Mmax =HmH +M： =*4608752 +3535362 =580856N mm扭矩T =422360N mm(6) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸地強(qiáng)度根據(jù)式(15-5)及上表中地?cái)?shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取=0.6,軸地計(jì)算應(yīng) 力.M2(：T)2W/ 2 2,5808562 0.6 4223600.仆 503Mpa 二 50.70Mpa二 ca=50.70Mpa已選定軸地材料為 45C

37、r,調(diào)質(zhì)處理.由表15-1查得j = 70MPa .因此cr cajBi,安全故安全.3.低速軸地設(shè)計(jì)(1)低速軸上地功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速(r/min )中速軸功率(kw )轉(zhuǎn)矩T( N m)40.966.371370.92(2)作用在軸上地力已知低速級(jí)齒輪地分度圓直徑為d = 367.24mm,根據(jù)式(10-14),則Ft2T = 2 嚴(yán)= 7466.07Nd 367.24 10FrFt tanFa:n.n = 7466.072791.54Ncos：cos13 33 55= Ftta n：】=7466.07 tg20 =2717.43Ntg20初步確定軸地最小直徑先按式(15-2)初步估算軸

38、地最小直徑.選取軸地材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取Ft =7466.07NFr =2791.54NFa =2717.43NAo =112，于是得dmin "°3n = 112 3 40.96 =60.23mmd min 二 60.23mm(4)軸地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)擬訂軸上零件地裝配方案(如圖)I n mivvwvn2）根據(jù)軸向定位地要求確定軸地各段直徑和長(zhǎng)度 為了滿足半聯(lián)軸器地軸向定位，切-四軸段左端需制出一軸肩，故取V -W段地直徑dV -燈=64mm.半聯(lián)軸器與軸配合地轂孔長(zhǎng)度Li=i07mm,為了保證軸端檔圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸地端面上 ，故W 5段地長(zhǎng)

39、度應(yīng)比 L）略短一些,現(xiàn)取滬105mm. 初步選擇滾動(dòng)軸承因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力地作用，故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù)d.i =65mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)地單列圓錐滾子軸承30314,其尺寸為 d x DX T=70mm x 150mm x 38mm,故d i=dw.v=70mm；而 Li-n =38mm,Lw.v =38+20=58mm.左端滾動(dòng)軸承采用軸環(huán)進(jìn)行軸向定位.由表15-7查得30314型軸承地定位高度h=6mm,因此，取得d n=82mm.右端軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位 ，同理可得套筒右端 高度為6mm. 取安裝齒輪出地軸段川-W地直徑dm=75

40、mm ;齒輪地右端與右端軸承之間采用套筒定位.已知齒輪輪轂地寬度為 100mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取I皿=98mm. 軸承端蓋地總寬度為30mm （由減速器及軸承端蓋地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）.根據(jù)軸承端蓋地裝拆,取端蓋地外端面與聯(lián)軸器左端面間地距離L=30mm,故取Lv=60mm.至此,已初步確定了軸地各段直徑和長(zhǎng)度.3）軸上零件地軸向定位半聯(lián)軸器與軸地聯(lián)接 ，選用平鍵為 18mm x 11mm x 80mm,半聯(lián)軸器與軸地配合為 H7k6.齒輪與軸地聯(lián)接，選用平鍵為 20mm x 12mm x 80mm,為了保證齒輪與軸配合 有良好地對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸地配

41、合為 H7n6.4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2,取軸端倒角2.0 45，各圓角半徑見(jiàn)圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說(shuō)明i -n3870與滾動(dòng)軸承30314配合n -m1082軸環(huán)m -w9875與大齒輪以鍵聯(lián)接配合，套筒定位IV -V5870與滾動(dòng)軸承30314配合V -w6068與端蓋配合，做聯(lián)軸器地軸向定位w -i10563與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接配合總長(zhǎng)度369mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果(5)求軸上地載荷首先根據(jù)軸地結(jié)構(gòu)圖作出軸地計(jì)算簡(jiǎn)圖在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值.對(duì)于30314型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=31mm因此，軸地支撐跨距為L(zhǎng)i L2 = 67 75 二 1

42、42mm根據(jù)軸地計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸地彎矩圖和扭矩圖 看出截面B是軸地危險(xiǎn)截面先計(jì)算出截面.從軸地結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以 B處地Mh、Mv及M地值列于下表.,M2 ： (T)2W；ca = 22.21Mpa安全載荷水平面H垂直面V支反力FFNH1 =3943.35NFnh2 =3522.72NFNV1 = -2039.50NFNV2 = 4831.04 NB截面 彎矩MM H = FNH 勺 4 r = 264204 N mmM V = FNV2 匯 L2= 362325N mm總彎矩Mmax =JmH +M： = J2642042 +3623252 =448423N mm扭矩T = 13709

43、20N mm(6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸地強(qiáng)度根據(jù)式(15-5)及上表中地?cái)?shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取-0.6,軸地計(jì)算應(yīng) 力Mpa 二 22.21Mpa44842320.6 137092020.1 咒753已選定軸地材料為 45Cr調(diào)質(zhì)處理由表15-1查得二J =70MPa.因此匚ca ：；,故安全.(7) 精確校核軸地疲勞強(qiáng)度1)判斷危險(xiǎn)截面截面只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩及過(guò)渡配合引起地應(yīng)力集中將削弱軸地疲勞強(qiáng)度，但由于軸地最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定地，所以截面無(wú)需校核.從應(yīng)力集中對(duì)軸地疲勞強(qiáng)度地影響來(lái)看，截面川和”處過(guò)盈配合引起應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載情況來(lái)看，截面B上地應(yīng)力

44、最大.截面川地應(yīng)力集中影響和截面W地相近，但截面川不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核.截面B上雖然應(yīng)力最 大，但應(yīng)力集中不大(過(guò)盈配合及鍵槽引起地應(yīng)力集中均在兩端)，而這里軸地直徑也大，故截面B不必校核.截面in顯然更不必校核.由機(jī)械設(shè)計(jì)第三章附錄可 知，鍵槽地應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合地小，因而該軸只需校核截面”左右兩側(cè).結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明2）截面W左側(cè)抗彎截面系數(shù) W =0.1d = 0.1 753mm3 = 42187.5mm3抗扭截面系數(shù) WT =0.2d3 =0.2 753mm3 = 84375mm3截面w左側(cè)地彎矩為7548M =448423161432N m75截面w上地

45、扭矩為 T “370920N mm截面上地彎曲應(yīng)力 % = M = 161432 MPa =3 83MPaW 42187.5截面上地扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力.T二T = 1370920 MPa =16 25MPaWt84375軸地材料為45Cr調(diào)質(zhì)處理由表15-1查得匚b =735MPa,；二=355MPa, =200MPa截面上由于軸肩而形成地理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表3-2r 2.0D 一 75= 0.027,D 75d _ 70= 1.07經(jīng)插值后可查得、.：；. =2.3,： -1.32又由附圖3-1可得軸地材料地敏性系數(shù)為q .二 0.82, q = 0.85故有效應(yīng)力集中系數(shù)為11=1 0.822.

46、3-1 =2.07k =1 q ：-1 =1 0.851.32 -1 =1.27由附圖3-2得尺寸系數(shù)；=0.65 由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)；.=0.80軸按磨削加工，附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為- - - 0.922.07 .10.650.92軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即3 q=1,則得綜合系數(shù)值為一1 =3.27結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明1=1.671.271+0.800.92又由§ 3-1和§ 3-2查得碳鋼地特性系數(shù)唇冷=0.10.2, 取器丁 -0.15 ；:=0.05 0.1,取= 0.075 ;于是,計(jì)算安全系數(shù)Sea值,按式(15-6)(15-8)則得35528.353.

47、27 3.830.15 0S 二'a * m20016.2516.25 = 14.111.67 亠 0.075 28.35 14.112S228.35214.112= 12.63 S =1.5故可知其安全.3)截面W右側(cè)Sea =12.63S = 1.5安全抗彎截面系數(shù) W =0.1d 3 = 0.1 703mm3=34300mm3抗扭截面系數(shù) 州 =0.2d3 =0.2 703mm3 = 68600mm3截面W右側(cè)地彎矩為M =44842375 一 48 =161432 N m75截面w上地扭矩為T(mén) = 1370920N mm截面上地彎曲應(yīng)力cbM 161432 MPa =4 71M

48、Pa34300截面上地扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力.WT1370920 MPa =19 98MPa68600軸地材料為45Cr調(diào)質(zhì)處理由表15-1查得二b =735MPa,二 4 = 355MPa, * = 200MPa截面上由于軸肩而形成地理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表3-2r 2.0D750.029,1.0770d70經(jīng)插值后可查得.一 - 2.2.-1.30又由附圖3-1可得軸地材料地敏性系數(shù)為q 二 0.82, q 二 0.85故有效應(yīng)力集中系數(shù)為k ：；=1 q廣：廣 一 1戸1 0.82 2.2-1 =1.98k =1 q ：-1=1 0.85 1.30-1 =1.26由附圖3-2得尺寸系數(shù)=0.67 由附

49、圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)=0.82軸按磨削加工，附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為0.92KJL軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即3 q = 1,則得綜合系數(shù)值為1K1K 匚-：|CT CF981 亠 3.040.670.921.26 1J1K11=1.62珀人0.820.92又由§ 3-1和§ 3-2查得碳鋼地特性系數(shù)胃1=0.1 0.2,取=0.15 ;-=0.05 0.1,取= 0.075 ;于是,計(jì)算安全系數(shù)Sea值,按式(15-6)(15-8)則得3553.04 4.710.15 0二 24.79200SpS 丁 S,- S 2故可知其安全.1.6219.9820.07519.982=

50、 11.8124.79 11.8124.792 - 11.812= 10.66 S =1.5Sea = 10.66八 S = 1.5安全結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明'4Lh =5.84 10 h八、滾動(dòng)軸承地選擇及計(jì)算軸承預(yù)期壽命Lh =10 365 8 2=5.84 104h1. 高速軸地軸承選用30307型圓錐滾子軸承，查課程設(shè)計(jì)表15-7,得：.-11 51 35 ,C71.2kNe =1.5 ta n: =1.5 tan 115135 =0.315(1) 求兩軸承所受到地徑向載荷Fr1和Fr2由高速軸地校核過(guò)程中可知：FNh1 =1143N ,FNh2 =1262NFNV1 =-2237N , FNv