設(shè)計(jì)鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置

1、1電動(dòng)機(jī)的選擇 71.1 電動(dòng)機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 81.2 傳動(dòng)比的分配 91.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 91.4 軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)表 92帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 113齒輪的設(shè)計(jì) 133.1 高速級(jí)圓柱斜齒輪的設(shè)計(jì)133.2 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度153.3 低速級(jí)圓柱斜齒輪的設(shè)計(jì)203.4 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 224軸的設(shè)計(jì) 264.1 高速軸設(shè)計(jì) 264.2 低速軸設(shè)計(jì) 334.3 中間軸設(shè)計(jì)405滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算 455.1 高速軸的滾動(dòng)軸承校核計(jì)算 455.2 中間軸滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算 475.3 低速軸滾動(dòng)軸承校核計(jì)算 496平鍵聯(lián)接的選用和計(jì)算 516.1 輸入軸上平鍵聯(lián)接的

2、強(qiáng)度計(jì)算 516.2 中間軸上鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算 526.3 輸出軸上的兩個(gè)平鍵的強(qiáng)度計(jì)算 527聯(lián)軸器的選擇及計(jì)算538潤(rùn)滑方式及密封的選擇 538.1 齒輪采用油池潤(rùn)滑，選取的潤(rùn)滑油為工業(yè)CKC齒輪潤(rùn)滑油538.2 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑脂為 3號(hào)鈣基脂 53538.3 采有密封圈和氈圈密封9箱體及其附件設(shè)計(jì)計(jì)算 53參考文獻(xiàn) 60重要數(shù)據(jù)結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置1 .帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置如圖1-1所示：.資料.圖1-12 .已知條件(如表1-1所示)：表1-1輸送鏈拉力F/N輸送鏈速度V(m/s)驅(qū)動(dòng)鏈輪直徑D/mm工作條件35001.1400連續(xù)單向運(yùn)

3、轉(zhuǎn)，載 向平穩(wěn)，使用期限 為10年（每年300 大），單件小批量生 產(chǎn)，兩班制工作， 鏈速允許誤多為± 5%=3.85KW=0.757Pd =5.09KWnw = 52.55r/mini =18.27,電動(dòng)機(jī)的選擇1.電動(dòng)機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算：（1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)（2）電動(dòng)機(jī)功率的選擇：1）工作機(jī)所需要的后效功率為：pG=Fv=3500x 1.1W=3.85KW注：工作機(jī)構(gòu)的肩效阻力F, v為工作機(jī)構(gòu)的圓周轉(zhuǎn)速。2）傳動(dòng)裝置與工作機(jī)構(gòu)的總效率 列,傳動(dòng)裝置為串聯(lián)，總效率等于各 級(jí)傳動(dòng)效率和軸承、聯(lián)軸器效率的連乘積，即="12"

4、2TV."4f 5=0.962 黑0.99 乂 0.993 X 0.95 X 0.90=0.757注：齒輪傳動(dòng)分為2個(gè)7級(jí)精度的閉式圓柱斜齒輪傳動(dòng)，由資料1表3-4查 得：閉式圓柱斜齒輪傳動(dòng)（油潤(rùn)滑）”尸0.96，聯(lián)軸器為彈性聯(lián)軸器，1=0.99, 共1個(gè)；滾動(dòng)軸承（油潤(rùn)滑），=0.99，共3對(duì)；普通V帶傳動(dòng)效率，"5=0.95 鏈傳動(dòng)效率，"5 = 0.90。3）電動(dòng)機(jī)所需輸出的功率為：Pd = Pd KW=35- KW =5.09KW 0.757（3）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定：由資料1表9-39選電動(dòng)機(jī)白轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min的兩種。十方士口 “

5、隊(duì)的修、擊加60父1000v 60 M 1000父1.1_ _ .工作機(jī)鏈輪的轉(zhuǎn)速為nw- 52.55r/minnD4 X400則兩種電動(dòng)機(jī)的總的傳動(dòng)比分別為1440iI =5t 27.452.55960iII 上18.2752.55先將兩種電動(dòng)機(jī)的參數(shù)列于表2-1 :表2-1廳P型號(hào)額定功 率KW同步轉(zhuǎn) 速r/min滿載轉(zhuǎn) 速r/min總傳動(dòng) 比外伸軸徑mm軸外伸 長(zhǎng)度 mm1Y132S-45.51500144027.438802Y132M2-65.5100096018.273880對(duì)此兩種方案進(jìn)行標(biāo)萬(wàn)案1:總的傳動(dòng)比為27.4 進(jìn)行傳動(dòng)比分配：算普通V帶傳動(dòng)比取ii=2雙級(jí)圓柱斜齒輪減速器

6、高速級(jí)的傳動(dòng)比i2=0.25 - = 0.25 xi127.43.4252Y132M2-6 三相異步電動(dòng)機(jī)i327.427.4，=42 i12 3.425P=5.5KW由于低速級(jí)為圓柱齒輪，起傳動(dòng)比一般為 23,而i3 =4傳動(dòng)比過(guò)大，因此選擇方案2進(jìn)行計(jì)算。由表1可知，方案1雖然電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高、價(jià)格低，但是傳動(dòng)比大。為了能合理地 分配傳動(dòng)比，使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案2,既電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6。2.傳動(dòng)比的分配：雙級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為:ii =2i2=2.9則：i3i 18.27i1 i22 2.93.153.傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算:(1)各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算:

7、電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速：n0 = nm =960 r/min高速軸轉(zhuǎn)速：n1=no/i1=960/2=480r/minn=1000r/minii =2i2=2.9i3=3.15n0=960 r/minn1=480 r/minn2=165.52r/min期=52.55r/min中間軸轉(zhuǎn)速：n2 = ni/i2=480/2.9=165.52r/min低速軸轉(zhuǎn)速：n3 = n2/ i3=165.52/3.15=52.55r/min鏈輪軸轉(zhuǎn)速：n4 = n3 =52.55r/min(2)各軸的輸入功率計(jì)算：高速軸1輸入功率：p =P=5.09 m 0.95 KW=4.84 KW中間軸2的輸入功率：P2 = P。

8、1 % =4.84 義 0.96 義 0.99 KW=4.60 KW低速軸3的輸入功率：P3 = -3 =4.60 X 0.96 X 0.99 KW=4.37KW鏈輪軸4的輸入功率：P4 = PS% =4.37 X 0.99 X 0.99 KW=4.28 KW鏈輪輸入功率：P5 = P4 "5=4.28 X 0.9 KW=3.85 KW(3)各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算：高速軸1輸入轉(zhuǎn)矩P 4.843 一一3 T1=9550=9550父父10 N *mm=89.13 x 10 N mmn1480中間軸2的輸入轉(zhuǎn)矩P 4 633丁2 = 9550=9550父x 10 N *mm=265.41 x

9、10 N *mmn2165.52低速軸3的輸入轉(zhuǎn)矩P4.3733T3 = 9550=9550x父103 N *mm=794.17 103 N ,mmn352.55鏈輪軸4的輸入轉(zhuǎn)矩P 4.28,3. 3.T4 = 9550=9550mx 10 N *mm777.81 父 10 N ,mmn452.554.將各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)列于表 2-2中：表2-2r=4.84KWP2=4.60KWP =4.37KWP4=4.28KWP5=3.85KWT1 =89130N*mmT2=265410N *mmT3=794170N*mmT4=777810N,mm軸號(hào)轉(zhuǎn)速 nr/min功率PKW轉(zhuǎn)矩 Nm傳動(dòng)比i1

10、4804.8489.1322165.524.60265.412.9352.554.37794.173.15鏈輪52.554.28777.81二帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1 .確定計(jì)算功率Pca資料1表8-7查得工作情況系數(shù)Ka=1.1 ,則PCa = KAP =1.1 5.5=6.05KW2 .選擇V帶的帶型由PU、叫查資料1圖8-11選才? A型3 .確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1弁驗(yàn)算帶速V(1)確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1,由資料1表8-6和表8-8 ,取dd1=140mm(2)驗(yàn)算帶速VV= 一.。=二 140 960m s = 7.03ms60 100060 1000因5m/sWV <25m/s,故帶

11、速合適。(3)計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2dd2 =i1ddi =2 140mm = 280mm查資料1表8-8,圓整為dd2=280mm4.確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld(1)由經(jīng)驗(yàn)式 0.7(dd1 +dd2)Wa。£241 +dd2)得294mm Ea0 E840mm 初定 a0 =500mm(2)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度dd1=140mmV =7.03 m/sdd2=280mm，,，、2(dd1 + dd 2)Ldo -2ao 十小ddi +dd2)+ j_d2)-2 4aO2 n(280 -140)= 2x500 +_(140 +280) +：-mm24x500= 1669.2m

12、m查資料1表8-2,選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=1600mm3 3)計(jì)算實(shí)際中心距aLd -Ld0L” 1600 -1669.2，a 定 a0 += 500 +mm = 465.4mm22中心距變化范圍amin =a0.015Ld =465.40.015 父1600mm = 441.4mmamax =a +0.03Ld =465.4+0.03 父1600mm =513.4mm5 .驗(yàn)算小帶輪上的包角«157.3 ',57.31,a1 *180 C-(dd2-d d)=180，(280-140 )=162.76 >1200a465.46 .計(jì)算帶的根數(shù)Z(1)計(jì)算單根V帶的額定功

13、率R由 dd1=140m林口 n°=960 r/min 查資料1表 8-4a 得 P0 =1.65kw由 n°=960 r/min , i 二2和 A型帶，查資料1表 8-4b 得 AP° = 0.11kw查資料1表8-5得Kq = 0.96查資料1表8-2得Kl =0.99Fr =(P° +阻)*Ka»KL =(1.62+0.11)黑0.96M0.99KW =1.64KW(2) 計(jì)算帶的根數(shù)Zp Ra6.05 q pQZ -3.69Pr1.64取Z=4根7.計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值(F°)min查資料1表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度

14、質(zhì)量q=0.1Kg/mLd = 1600 mma = 465.4mmamin = 441.4mmamax = 513.4mmot 1 =162.76(2.5 -K .)2(2.5-0.96)2(F0)min =500- PCa qv =500_()6.05 0.1 7.03 N = 177.51NK.Zv0.96 4 7.038 .計(jì)算壓軸力Fp壓軸力的最小值1162.76(Fp)min =2Z(F°)minSin 1=2 4 177.51 sin 一 N -1404N 229 .帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪結(jié)構(gòu)如下圖三齒輪的設(shè)計(jì)小齒輪45鋼調(diào)質(zhì);大齒輪45鋼調(diào)質(zhì)（一）、第一對(duì)高速級(jí)圓柱斜齒輪

15、的設(shè)計(jì):1 .選定齒輪的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù):z1=28Z2 =81(1)按傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。(2)輸送機(jī)為一般工作機(jī)械，速度不高，由資料2表10-8可知，選用7 級(jí)精度。(3)材料選擇。由資料1表10-1查得，選擇小齒輪材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì) 后表面淬火，表面硬度為250 HBS大齒輪材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)后表面淬火， 硬度為210HBs二者材料硬度差為40HBS(4)選小齒輪齒數(shù)z1 =28;由12=2.9,大齒輪齒數(shù)為z2 = z1M i2 =28父2.9=81.2取 z2 =81(5)初選螺旋角P =15 ,法面壓力角% =20由于齒輪傳動(dòng)為閉式，按接觸疲勞強(qiáng)

16、度設(shè)計(jì)，彎曲疲勞強(qiáng)度校核。2 .按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：由設(shè)計(jì)計(jì)算公式(由資料110-9a )計(jì)算用 dKtT1»+1ZhZe則：% 至 3 1一(1).確定公式內(nèi)的各計(jì)算值:1)試選載荷系數(shù)Kt=1.6;2)由資料1圖10-30選取區(qū)域載荷系數(shù)：Zh =2.4253)由資料1圖 10-26 查得 % =0.78 ,沁=0.88則 二=；二1二2 -0.78 0.88 -1.664)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩P 4.8433Ti =9550=955010 N，mm=89.13 10 N，mmni4805)查資料1表10-7取齒寬系數(shù)*d=1; 16)確定彈性影響系數(shù)：由資料表10-6可知Z

17、e =189.8MPa27)按齒面硬度查資料1圖10-21 (d)得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限0Hlim1 =600MPaN1=1.38X109大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限二H lim2 =550MPaN2=4.76X1088）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9N1=60ni j.Lh=60X 480X 1 X8X300X 10X 2=1.38 X 10=4.76 義 108N1 1.38 109N2= 1 =i22.99）由資料1圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1 =0.99Khn2=1.0510）計(jì)算疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)：S=1.0Lh = KHN1；Hlim1 =0.99 x 600=594MPa1 =

18、KHN20Hlim2 =1.05 義 550=577.5MPa2 S,Ich 1kH 1594 577.5 0k-H .=MPa =585.75MP2211）齒數(shù)比=i2 =2.9（2）計(jì)算：1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1td1t _ 52.25mm2X1.68.913X104 2.9 +1 /2.425父189.8 %： mm1.00 1.662.9,585.75= 52.25mm2）計(jì)算圓周速度:m/s =1.31m/s二 dm =3.14 52.25 48060 100060 10003）計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt b= dd1t = 1.00 52.25mm =52.25mm圓整b=53mm

19、d1t cos : mnt =_52.25 cos1528mm = 1.80mm齒高 h=2.25 mnt=4.05mm534.05= 13.094）計(jì)算縱向重合度 印r： =0.318 dzitan B =0.318 1.00 28 tan15 =2.3865）計(jì)算載荷系數(shù)K原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，均勻平穩(wěn)，由資料1表10-2得Ka=1由 Ka =1 , V=1.31 m/s , 7級(jí)精度，由資料1圖 10-8 可知 Kv =1.05由資料1表10-3取心儀=心口=1.2由資料1表 10-4 KhP=1.417由資料1圖10-13查得KfP=1.5載荷系數(shù)：K = Ka Kv KhcKhP=X 1.

20、05 X1.2 X 1.417=1.7856）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑d1ndit 信=52.25” 1785 =54.20mm圓整 d1 =55mm7）計(jì)算模數(shù)mnmnd1cos : 55cos15、=z128mm=1.90 mmK =1.785mn =2mm取標(biāo)準(zhǔn)值mn =2mm3.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：2拉千F bmn 二（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1 ）確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)：K = Ka Kv KFaKFp=1X1.05X1.2 X 1.5=1.89Zv1=31.072)Ft2T1d12 8.913 10455N =3241.09N3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：Zv產(chǎn) _Z=28 =31

21、.07cos P cos 15Zv2 = |y = -81- =89.88cos P cos 15查資料1表10-5得小斜齒輪的齒形系數(shù)Y% =2.52 應(yīng)力校正系數(shù)Ya1 =1.625大斜齒輪的齒形系數(shù)Yfs2 =2.20 應(yīng)力校正系數(shù)Ysa2=1.78a 2a 24)螺旋角影響系數(shù)Yp由印=2.386查資料1圖10-28得Yp=0.75(2)計(jì)算由資料1圖 10-18 得 KFN1 =0.90Kfn2 =0.99取安全系數(shù)Sf =1.5- q KFN lim1 0.90 黑 600cccc% 1=-1= MPa =360MPaJ-Sf1.5W |=KFN2Hm2 = 0.99x550 MP

22、a =363MPa-2 -Sf1.5KFYfqYsqYP1.89父3241.09父2.52父1.625M 0.75 -2- n= o_o_h = MPa= 106.92 MPa < icrF1bmn%53M 2M1.66- 11KFYdsM=103241.09、2.20-1.78，0.75 MPa= 102.25 MPaF 2bmn%53x2x1.66- 2-滿足彎曲強(qiáng)度，以上所選參數(shù)合適。4幾何尺寸計(jì)算(1)計(jì)算中心距(Z1 +Z2)(28+81)a -M M n -2 x2mm -112.85mm2cos P2cos15圓整 a =113mm(2)按圓整后的中心距修正螺旋角Zv2=8

23、9.88oF=360MPay=363MPa5=106.92 MPa 1a f2 =102.25 MPaa = 113mm1 =15.29,Zi Z228 81 c ,:=arccosmn =arccos1 2 =15.292a2 113d1 = 58mmd2 = 168mmB2 = 60mmB1 = 65mm因P值改變不多，故參數(shù)不必修改(3)計(jì)算大小齒輪分度圓直徑乙mn28 2d1 =- =rmm = 57.98 mmcos -cos15.29'圓整 d1 =58mmZzmln81 2d2 =- =mm = 167.94mmcos -cos15.29圓整 d2 =168mm(4)計(jì)算

24、齒輪寬度b = dd1 =1.00 58mm =58mm取 B2 =60mmB1 = 65mm(5)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸歸于下表3-1表3-1名稱代號(hào)小齒輪大齒輪中心距a113mm傳動(dòng)比i2.89模數(shù)mn2mm法面壓力角an20端面壓力角%20.67,螺旋角P15.29齒數(shù)Z2881齒頂局ha2mm2mm齒根高h(yuǎn)f2.5mm2.5mm齒頂圓直徑da62mm172mm齒根圓直徑df53mm163mm分度圓直徑d58mm168mm基圓直徑db54mm157mm變位系數(shù)xn00B65mm60mm螺旋角旋1可左右大齒輪2的結(jié)構(gòu)和后續(xù)設(shè)計(jì)的軸孔直徑計(jì)算如下表表3-2代號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算公式結(jié)果/mm輪轂處直徑

25、D1D1 =1.6D =1.6父5690輪轂軸向長(zhǎng)ll =（1.2至M.5）D68倒角尺寸nn =0.5mn1板孔分布直徑DoD0 =0.5（D1 +D2 ）118腹板厚CC =B2 （6 到10）50大圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)草圖如下所示:輪小齒45鋼大齒輪45鋼;Z3=30 Z4=95(二)第二對(duì)高速級(jí)圓柱斜齒輪的設(shè)計(jì):1 .選定齒輪的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)：(1)按傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。(2)輸送機(jī)為一般工作機(jī)械，速度不高，由資料2表10-8可知，選用7級(jí)精 度。(3)材料選擇。由資料1表10-1查得，選擇小齒輪材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)后 表面淬火，表面硬度為250 HBS大齒

26、輪材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)后表面淬火，硬度 為210HBs二者材料硬度差為 40HBS(4)選小齒輪齒數(shù)z3=30;由13=3.15,大齒輪齒數(shù)為z4 = z3黑i3 =30乂 3.15=94.5取 z4 =95(5)初選螺旋角 ”5.3，,法面壓力角：n =20，由于齒輪傳動(dòng)為閉式，按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，彎曲疲勞強(qiáng)度校核2 .按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：由設(shè)計(jì)計(jì)算公式(由資料110-9a )計(jì)算貝U: I艮衛(wèi)於二(1).確定公式內(nèi)的各計(jì)算值：1）試選載荷系數(shù)Kt=1.6;2）由資料1圖10-30選取區(qū)域載荷系數(shù)：Zh =2.4253）由資料1圖 10-26 查得 加 =0.78 ,隈=0.89貝 二=

27、F=2 =0.78 0.89 =1.674）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T2 = 9550=95504.6103 N mm=265.41 103 N mmn2165.525）查資料1表10-7取齒寬系數(shù)如1；16）確定彈性影響系數(shù)：由資料表10-6可知Ze =189.8MPa'7）按齒面硬度查資料1圖10-21 （d）得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限二H lim3 =600MPa大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；：Hlim4 =550MPa8）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N3 =60n2 j.Lh =60X 165.52 X 1 X8X300X 10X2=4.77 X 108一 N3 4.77 108N4= 3 =i3

28、3.15=1.51 X 1089）由資料1圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn3=1.07Khn4=1.1310）計(jì)算疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)：S=1.0Lh = KHN1；Hlim1 =1.07 x 600=642MPakH =KHN40Hlim4 =1.13 x 550=565MPaH 41-h【；，h 3 ' h 4 =642 56522MPa =603.5MP11）齒數(shù)比=i2 =3.15（3）計(jì)算：1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t刈=4.77 X 108N4=1.51 X 108l<H 3=642PMaL-h l4=565MPakH l=603.5MPav = 0.63m/

29、sb =73.02mmmnt =2.35mm1 2 1.6 2.6541 105 3.15 12.425 189.8二31.00 1.673.15603.5=73.02mm2）計(jì)算圓周速度：m/s =0.63m/s二 dm1n1 =3.14 73.02 165.5260 100060 1000；：=2.613）計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntb= dd1t = 1.00 73.02mm = 73.02mm圓整b=74mmmnt二d1t cos -74 COS15.3mm = 2.35mm30齒高 h=2.25 mnt=5.29mm合言:13994）計(jì)算縱向重合度 郊=0.318 dZ tan ： =0.

30、318 1.00 30 tan15.3 = 2.615）計(jì)算載荷系數(shù)K原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，均勻平穩(wěn)，由資料1表10-2 得KA=1K =1.728d1 =75mm由 Ka =1 , V=0.63 m/s , 7級(jí)精度,由資料1圖 10-8 可知 Kv =1.01由資料1表10-3取0汽=小豆=1.2mn =2.5mm由資料1表 10-4KhB=1.426由資料1圖10-13查得KfP=1.35載荷系數(shù)：K = Ka Kv KHaKHp=1X 1.01 X 1.2 X 1.426=1.7286）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑d1 = d1t 3/ =73.02 X 3, 728 =74.92m

31、m.Kt' 1.6圓整 di =75mm7)計(jì)算模數(shù)mnd1 cos P 75cos15.3,n .mn = =mm=2.41 mm乙30取標(biāo)準(zhǔn)值mn =2.5mm3.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：仃KFYfoYsqY 0> bmn%(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1 )確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)：K = Ka Kv KFaKFp=1X 1.01 x 1.2 X 1.35=1.6365> L 2T12X2.6541X105 K1八22) Ft = =N = 7077.6Nd1753)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：ZV 3 = -Z1- = 一30一 =33.29 V 333cos P cos 15.3Zv4=

32、 Z4b=8La=105.41cos P cos 15.3查資料1表10-5得小斜齒輪的齒形系數(shù)Yf=2.45 應(yīng)力校正系數(shù)YS=1.65a3a 3大斜齒輪的齒形系數(shù)YF3 =2.18 應(yīng)力校正系數(shù)迄4=1.79a 3a 44)螺旋角影響系數(shù)Yp由邨=2.61查資料1圖10-28得Yp=0.75(2)計(jì)算由資料1圖 10-18 得 Kfn3=0.88Kfn4=0.95取安全系數(shù)Sf =1.5K =2.394Zv3 =33.29Zv4 =105.41bF 】3=352MPa =348MPa F 4仃 FE3 =113.63MPa仃 Fe4 =109.69MPaZ3=29匠3=¥=中 M

33、Pa =352MPa厚卜丁=卡 MPa =348MPa=KFYf/外=<636"077".45、5"75 Mpa= LB Mpa< 小 bn%74x2.5x1.67- -WsEP = L636'7077.6'2.1=/、0.75 Mpa= 109.69 Mpa< % 4bm1sa742.51.67- F2-滿足彎曲強(qiáng)度，以上所選參數(shù)合適。貝 n =2.5mm d1 =75mmZ3d1cos：75 cos15.3 “ 八=1=28.94mn2.5取 4=29貝U Z4 =i3Z3 =3.15父29=91.35,取 z4=924幾何尺

34、寸計(jì)算(1)計(jì)算中心距a=(Z3 Z4)Mn2cos -(29 92)二()一 : 2.5mm = 156.81mm2cos15.55、圓整 a =157mm(2)按圓整后的中心距修正螺旋角Z3 Z429 92 c /-=arccosmn = arccos 2.5=15.552a2 157因P值改變不多，故參數(shù)不必修改(3)計(jì)算大小齒輪分度圓直徑Z3mn29 2.5d3 = 一 =mm = 75.26mmcos :cos15.55、圓整 d3 = 76mm,Z4mn92 2.5d4 = 一 =, mm = 238.74mmcos :cos15.55"圓整 d4 = 239mmz4 =

35、 116a =157mm'' =15.55；d3 = 76mmd4 = 239mmB4 = 75mmB3 = 80mm(4)計(jì)算齒輪寬度b = dd3 =1.00 75mm = 75mm取 B4 =75mmB3 =80mm(5)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸歸于下表 3-3表3-3名稱代號(hào)小齒輪大齒輪中心距a157mm傳動(dòng)比i3.17模數(shù)mn2.5mm法面壓力角«n20端面壓力角20.70，螺旋角P15.55齒數(shù)Z2992齒頂局ha2.5mm2.5mm齒根高h(yuǎn)f3mm3mm齒頂圓直徑da81mm244mm齒根圓直徑df70mm233mm分度圓直徑d76mm239mm基圓直徑db7

36、1mm224mm變位系數(shù)xn00B80mm75mm螺旋角旋1可右左5.齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):大齒輪4的結(jié)構(gòu)和后續(xù)設(shè)計(jì)的軸孔直徑計(jì)算如表3-4表3-4代號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算公式結(jié)果/mm輪轂處直徑did1 =1.6d =1.6x72116輪轂軸向長(zhǎng)ll =(1.2至M.5)d88倒角尺寸nn =0.5mn1.25板孔分布宜徑DoD°=0.5(di+Di)164板孔直徑dodo =0.25( Do - Di )24腹板厚CC =0.3B422.5齒輪的草圖如下圖3-2所示:圖3-2di =28mm四.軸的設(shè)計(jì)(一)、高速軸設(shè)計(jì)：1 .軸的材料：軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。2 .軸的初步估算：由資料1

37、表15-3查得Ao=120,因此dmin 之 A0 3 但=120 父 J484 = 25.92mm=25.92mm ”1: 480考慮與大帶輪相匹配的孔徑標(biāo)準(zhǔn)尺寸的選用，取d1 =28mm3 .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)軸上零件的定位、裝配及軸的工藝性要求，初步確定出中間軸的結(jié)構(gòu)如圖 4-1。(1)劃分軸段：軸伸出段d1;過(guò)密封圈處軸段d2；軸承安裝定位軸段d3和d7；軸身d4, d6 ;齒輪軸段d5 .圖4-1（2）根據(jù)軸向定位的要求去也頂軸的各段直徑和長(zhǎng)度：1）初選大帶輪查資料12】表13-1-12得大帶輪孔徑28mm長(zhǎng)為56mm軸1的轉(zhuǎn)矩為89.13N.mni確定di=28mm ,l12 =5

38、6mm ,為了滿足大帶輪的軸向定位要求，1軸段右端需要制出一軸肩，故取2段的直徑為d2=32mm,左端用軸端擋圈定位。2）初步選擇滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)承受徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓 錐滾子軸承。根據(jù)d2=32mm由軸承產(chǎn)品目錄中初選型號(hào)為 33007的軸承，其尺寸為 dMDT =35mmx62mmM21mm 故 d3 = 35mml34=l78 = 23mmd7 = 35mm3）軸承安裝定位處的軸徑取 d4=d6=41mm;4）軸承端蓋的總寬度為20mm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)軸器右端面的距離l=20mm,故l23 =40mm5）軸承右端采

39、用軸肩進(jìn)行定位，軸肩高度 h>0.07d ,取h=3mm則軸段4的直徑d45 =41mm ,根據(jù)減速器箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，取軸段 6的長(zhǎng)度G =25mm(3)軸上零件的周向定位：齒輪、帶輪與軸的周向定位均米用平鍵聯(lián)接。按 di由手冊(cè)查得平鍵的截 面尺寸bxh =8mmx7mm,鍵槽用鍵槽銃刀加工，長(zhǎng)為 40mm同時(shí)為了保證 帶輪與軸有良好的對(duì)中性，選取配合 業(yè),滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡R6配合來(lái)保證的，故此處選軸的直徑公差為 j6(4).確定軸上圓角和倒角尺寸：取軸端倒角為"45，,各軸肩處的圓角半徑如圖所示。4.求軸上的載何：先根據(jù)結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，查手冊(cè)得周章的支點(diǎn)位

40、置a = 15.5mm,根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖，如圖 4-2所示。(1)計(jì)算作用在齒輪上的力:Fnh1 =1150NFnh2 = 2767NFnv1 =185.5NFnv2 = 954.5NMi W51963 N *mmM2 =15866冢mm圓周力:Ft12T12 89130徑向力:Fr1軸向力:Fa1d159二 3021NFt1 tan an=Fti tan(2)計(jì)算支反力:b）由FNH 1Ft1 - FNH2 - FP二03021 tan20 N =1140N cos15.29,=3021 tan15.29 N =826N代入數(shù)據(jù)FNH1 3021-FNH2 -14040

41、222Fnh1 3021 57.5-1404 305.5 = 0M h = 148867.5 N ,mmMV =54881.75N mT =89130N *mmFnhi =1150NFnh2 =2767NMha =83.5Fp =83.5 1404N *mm=117234N *mmM H =57.5FNH2 =57.5 2767N *mm =148867.5N *mm,F NV1 FNV2 - Fr1F NV1FNV 2 - 1140F NV1=185.5Nc）由M B F=0,代入數(shù)據(jù)59得826 2 =114。57.5 -222FNV1FNV2=954.5NMV1 =FNV1 164.5

42、=185.5 164.5N，mm = 30514.79 N，mmMV2 =MV1 M a =30514.79 N *mm 24367 N *mm =54881.75N *mmM1 = M2 M；1 = 148867.52 30514.7外 mm = 151963N，mmM 2 = JmH +M：2 = "148867.52 +54881.752N mm = 158662N mm從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖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)算出的截面C處的值列于表4-2:表4-1載荷水平向H垂直向V支反力Fnh1 =1150N Fnh2 =2767NFnv1 =185.5NFnv

43、2 =954.5N彎矩MMh =148867.5N ,mmMV =54881.75 N *mm總彎矩M =Jm； +M； =,148867.52+54881.752 =158662N *mm扭矩T =T =89130N *mm5.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的截面（既危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。 根據(jù)資料2式及上表中的數(shù)值，并取 值=0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力為：W2二 T1586622 +(0.6x89130 )0.1 413= 24.29MPa前已選定軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理，由資料1表15-1查得b=55MPa ,因此CTca < b,故安全6.精確校核軸的

44、疲勞強(qiáng)度:(1)判斷危險(xiǎn)截面：截面1、2、3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，但是由于周的最小直徑滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度要求，且較為富裕，所以截面1、2、3均無(wú)需校核。從應(yīng)力集中來(lái)看，截面4、7的過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，但截面4的彎矩比截面7的大，故只需校核界面4;從載荷來(lái)看，截面C上的應(yīng)力最大，但由于此處直徑很大，故不需校核；截面5和截面6的應(yīng)力集中差不多，但截面6不受扭矩，故截面6不必校核；截面5處的尺寸比截面4處的大，故只需要校核截面4的兩側(cè)即可。(2)截面4右側(cè)Kct=2.41抗彎矩截面系數(shù) W =0.1d3 =0.V<413 = 6892.

45、1mm3Kt = 1.49V r、 一，一 d,、. 一、333抗扭矩截面系數(shù) Wt =0.2d =0.2父41 =13784.2mm由于V截面左側(cè)離C截面很近，取V截面左側(cè)的彎矩M =117234N，mm截面V上的扭矩 Ti =89130Nmm截面上的彎曲應(yīng)力 仃b =M =117234 =17MPaW 6892.1截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力耳=三=89130 =6.47MPaW 13784.2軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，有資料2表15-1查得oB =590MPa=255MPat_, =140MPa截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)3仃 及口七Sca - 6.07 - S ca安全r2D41按負(fù)

46、料2附表3-2查取，因 一 =一= 0.057=1.17d 35d35經(jīng)插值后得到 ：c=2.14： =1.33又由資料2附圖3-1可得軸的材料敏性系數(shù)為q :-=0.72q.=0.62故有效應(yīng)力集中系數(shù)按資料1附3-4式為k. =1 q一 ： _-1 =1 0.72 2.14-1 =1.82k =1 q = 一1 二1 0.62 1.33-1 =1.20由資料1附圖3-2得尺寸系數(shù)%=0.78;由資料1附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)<.-0.85軸按磨削加工，由資料附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為P =P =0.93軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，既Pq =1 ,則按資料1式3-12及3-12a得綜合系數(shù)枝值

47、為kJ 1 一1二a er饞 1 一1二2.410.78 0.931.2011 =1.49 0.85 0.93又由資料13-1及3-2得碳鋼的特性系數(shù)中仃= 0.1到0.2取5仃= 0.1中 t = 0.05到 0.1 取 = 0.05于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按資料1式15-615-8則得S 二2552.41 17 0.1 0二= 6.221.491406.4720.056.472= 28.10ScSs2 S26.22 28.10. 6.222 28.102-6.07 -S -1.8Sca - 3.01 S ca安全故知其安全。(3)截面4左側(cè)：抗彎截面系數(shù)w按資料2表15-4中的公式計(jì)算_3_

48、 3_ _3W =0.1d3 =0.1 353 =4287.5mm3 抗扭截面系數(shù) W4 為 Wt =0.2d3 =0.2><353 =8575mm3彎矩 M = 117234N *mm彎曲應(yīng)力為二 b = M . J17234 =27.34MPa W 4287.5扭矩Ti及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為T(mén)1 =89130N *mmT189130W - 8575=10.39MPad67 =60mm過(guò)盈配合處的 Mt,由資料1附表3-8用插入法求出并取 4 = 0.84 ,于是得% , %k=2.90 握=0.8b=0.8 X2.90=2.32軸按磨削加工，有資料1附圖3-4查得表面質(zhì)量系數(shù)為- =0

49、.93 KJV故得綜合系數(shù)為K：-仁，-1 =2.90%仃11 =2.98 0.931= 2.32：1=2.400.93所以軸在截面右側(cè)的安全系數(shù)為255K 二二a '- 二二m 2.98 27.34 0.1 0= 3.131402.40 10.39 0.05 10.3922= 11.00S；：S_ 3.13 11%Sc2 S 2. 3.132 112=3.01S =1.8故該軸在截面右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的（二）低速軸設(shè)計(jì)：1 .軸的材料：軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理2 .軸的初步估算：由資料1表15-3查得Ao =110,因此dm. > Ao3 IP3- =110 x 3 4.37 = 48.01mm , n3 52.55輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器。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)選聯(lián)軸器型號(hào)。3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)軸上零件的定位、裝配及軸的工藝性要求，初步確定出中間軸的結(jié)構(gòu)如圖 4-1 0(1)劃分軸段：軸伸出段d1;過(guò)密封圈處軸段d