帶式運(yùn)輸機(jī)的減速傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)--西華大學(xué)

1、-課程設(shè)計(jì)說明書課 程 名 稱:機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課 程 代 碼:60100796010079題目:帶式運(yùn)輸機(jī)的減速傳動(dòng)帶式運(yùn)輸機(jī)的減速傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)裝置設(shè)計(jì)學(xué) 生 姓 名:李李健健學(xué)號(hào):312312年級(jí)/專業(yè)/班:20102010 級(jí)車輛工程級(jí)車輛工程 3 3 班班學(xué)院(直屬系):交通與汽車工程學(xué)院交通與汽車工程學(xué)院指 導(dǎo) 教 師:孫書民孫書民目錄目錄摘要.11設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。2傳動(dòng)方案的擬定.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。3 電機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì).錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇：.錯(cuò)誤！

2、未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量：.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4 綜合數(shù)據(jù).錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。4.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì).錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2 高速級(jí)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3 高速級(jí)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。5 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。5.1 確定機(jī)體內(nèi)壁和軸承座端面位置.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)

3、誤！未定義書簽。5.2 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)相關(guān)尺寸數(shù)據(jù).錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。6 軸的設(shè)計(jì).錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。6.1 高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2 中速軸設(shè)計(jì)計(jì)算.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2.1 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2.2 軸上的力.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2.3 校核危險(xiǎn)截面.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2.4 軸的精校核.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2.5 鍵的校核.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2.6 軸承的校核.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)

4、誤！未定義書簽。6.3 低速軸設(shè)計(jì)計(jì)算.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。7潤(rùn)滑油及潤(rùn)滑方式的選擇.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。7.1 齒輪潤(rùn)滑.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。7.2 軸承潤(rùn)滑.錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽?？偨Y(jié).錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。摘摘要要機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)主要是培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思。本次設(shè)計(jì)包括的主要內(nèi)容有：決定傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)方案；選擇電動(dòng)機(jī)；計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；傳動(dòng)零件、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；軸承、聯(lián)接件、潤(rùn)滑密封和聯(lián)軸器及校驗(yàn)計(jì)算；機(jī)體結(jié)構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì)；繪制裝配圖及零件工作圖；編寫計(jì)算說明書以及進(jìn)行設(shè)計(jì)答辯。設(shè)計(jì)的一般過程

5、為：首先明確設(shè)計(jì)任務(wù)，制定設(shè)計(jì)任務(wù)書；其次，提供方案并進(jìn)行評(píng)價(jià)；再次，按照選定的方案進(jìn)行各零部件的總體布置，運(yùn)動(dòng)學(xué)和零件工作能力計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和繪制總體設(shè)計(jì)圖；然后，根據(jù)總體設(shè)計(jì)的結(jié)果，考慮結(jié)構(gòu)工藝性等要求，繪出零件工作圖；然后，審核圖紙；最后，整理設(shè)計(jì)文件，編寫說明書。關(guān)鍵詞：減速器減速器機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)帶式運(yùn)輸機(jī)1設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求一、設(shè)計(jì)題目一、設(shè)計(jì)題目帶式運(yùn)輸機(jī)的減速傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)二、主要內(nèi)容二、主要內(nèi)容1、決定傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)方案；2、選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)；3、傳動(dòng)零件以及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算；軸承、聯(lián)接件、潤(rùn)滑密封和聯(lián)軸器的選擇及校驗(yàn)計(jì)算；4、機(jī)體結(jié)

6、構(gòu)及其附件的設(shè)計(jì)；5、繪制裝配圖及零件圖；編寫計(jì)算說明書并進(jìn)行設(shè)計(jì)答辯。三、具體要求三、具體要求1、原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶線速度 v = 0.75（m/s）運(yùn)輸帶牽引力 F = 5000（N）驅(qū)動(dòng)滾筒直徑 D = 510（mm）2、工作條件：使用期 5 年，雙班制工作，單向傳動(dòng)；載荷有輕微振動(dòng)；運(yùn)送煤、鹽、砂、礦石等松散物品。2傳動(dòng)方案的擬定傳動(dòng)方案的擬定機(jī)器一般由原動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)機(jī)，工作機(jī)組成。傳動(dòng)裝置在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并藉以改變運(yùn)動(dòng)的形式、速度大小和轉(zhuǎn)矩大小。傳動(dòng)裝置一般包括傳動(dòng)件（齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等）和支承件（軸、軸承、機(jī)體等）兩部分。它的重量和成本在機(jī)器中占很大比重，其

7、性能和質(zhì)量對(duì)機(jī)器的工作影響也很大。對(duì)于本機(jī)器，初步選擇原動(dòng)機(jī)為三相異步電動(dòng)機(jī)，根據(jù)任務(wù)書的要求，要求本機(jī)器的承載能力速度范圍大、傳動(dòng)比恒定、外廓尺寸小、工作可靠、效率高、壽命長(zhǎng)。根據(jù)參考書1第 7 頁(yè)常見機(jī)械傳動(dòng)的主要性能滿足圓柱齒輪傳動(dòng)要求。電機(jī)轉(zhuǎn)速一般很高，因此需要的傳動(dòng)比較大，根據(jù)初步計(jì)算, 傳動(dòng)比i稍大于 12、傳遞的功率略大于 4KW 遠(yuǎn)小于 750KW、速度在要求的 7 級(jí)精度之內(nèi)。對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)，為了使結(jié)構(gòu)尺寸和重量較小，當(dāng)減速比8i 時(shí)，宜采用二級(jí)以上的傳動(dòng)形式。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書第 7 頁(yè)常見機(jī)械傳動(dòng)的主要性能二級(jí)齒輪減速器傳動(dòng)比范圍為：i=840，滿足要求。因此采用

8、二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)減速器。在沒有特殊要求的情況下，一般采用臥式減速器。對(duì)二級(jí)齒輪減速器由傳遞功率大小和軸線布置要求來(lái)決定采用展開式、分流式和同軸式布置?？紤]到結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性、傳遞功率不大、齒輪相對(duì)于軸承布置的不對(duì)稱性等因素，根據(jù)參考書機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書第8 頁(yè)表 2 減速器的主要類型和特點(diǎn)選擇采用二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器。初步估計(jì)傳動(dòng)比大約為 30，比較大，一次在二級(jí)傳動(dòng)前加入帶傳動(dòng)以分擔(dān)一部分傳動(dòng)比。同時(shí)可以組織來(lái)自工作件的震動(dòng)傳遞到電動(dòng)機(jī)。在相同條件下斜齒圓柱齒輪比直齒圓柱齒輪的尺寸稍小，為了減小變速箱的尺寸，因此我們選擇斜齒圓柱齒輪。減速器的輸出端通過聯(lián)軸器與滾筒主軸聯(lián)接，由于本減速器傳

9、遞的速度較大，所以初選彈性連軸器。軸由軸承支撐，一般采用滾動(dòng)軸承，考慮到本機(jī)器用的斜齒圓柱齒輪，有軸向力的作用，初選圓錐滾子軸承軸承。為了便于裝配，齒輪減速器的機(jī)體采用沿齒輪軸線水平剖分的結(jié)構(gòu)。綜上所述，傳動(dòng)方案總體布局如圖一所示：計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果3 電機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)電機(jī)的選擇及傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)3.1 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇：電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇：由于直流電動(dòng)機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高，維護(hù)比較不便，因此選擇交流電動(dòng)機(jī)。我國(guó)新設(shè)計(jì)的 Y 系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)， 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)

10、格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械上，如金屬切削機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)、風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等，由于起動(dòng)性能較好，也適用于某些要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高的機(jī)械，如壓縮機(jī)等。由于 Y 系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)有如此多有優(yōu)點(diǎn)，且符合此減速器設(shè)計(jì)要求，因此選擇 Y 系列三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。3.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量：選擇電動(dòng)機(jī)容量：電動(dòng)機(jī)的容量主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件來(lái)決定。本次設(shè)計(jì)的運(yùn)輸機(jī)是不變載荷下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械， 只要所選電動(dòng)機(jī)的額定功率edP等于或稍大于所需的電動(dòng)機(jī)工作功率dP，即eddPP，電動(dòng)機(jī)不會(huì)過熱，不必較驗(yàn)發(fā)熱和起動(dòng)力矩。有電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為：a=1*23*

11、32*42*w1帶傳動(dòng)效率；2滾動(dòng)軸承效率；3齒輪傳動(dòng)效率4聯(lián)軸器效率Y 系列三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果查表可知1=0.962=0.983=0.974=0.99帶入，計(jì)算可得：a=0.96*0.983*0.972*0.99=0.8170.82如圖一所示的帶式運(yùn)輸機(jī)，其電動(dòng)機(jī)所需的工作功率dP根據(jù)公式有Pd=pwpaKW則有：pd=82. 075. 3=4.5894.6KW卷筒的轉(zhuǎn)速 n=60*1000vD=510*14. 375. 0*1000*60=28.65128.65r/min根據(jù)指導(dǎo)書第 7 頁(yè)表一常見機(jī)械傳動(dòng)的主要性能，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比的范圍為，故電動(dòng)機(jī)

12、轉(zhuǎn)速的可選范圍根據(jù)公式（6）有：i0=24 而 ia=840 故 i總=16160nd=i總(16160)=4584580根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，查指導(dǎo)書145P在這里我們選擇 1500r/min，因此選取 Y132S-4 型3.3 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比ni為選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速mn和工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速n之比即公式（7） ：總傳動(dòng)比ia=nmn=.65281440=51.24a=0.79Y132S-6 型計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果帶傳動(dòng) i0=24 取 i0=2.5I減=ini0=5 . 24.251=20.5按展開式布置?？紤]潤(rùn)滑條件，

13、為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，可由指導(dǎo)書圖 12 展開式曲線查得i1=5.55i2=3.69各級(jí)傳動(dòng)比i0=2.5i2=5.55i3=3.69各軸轉(zhuǎn)速軸 1n1=nmi0=.521440=576minr軸 2min2.71045.55576112rinn軸 3min38.289.632.7104223rinn(3)各軸傳動(dòng)效率01=1=0.9612=2*3=0.95123=2*3=0.95134=2*4=0.9702（4）各軸輸入功率軸 1KWPPd41. 496. 06 . 4*011軸 2KWPP.2234951. 042. 41212軸 3KWPP995. 3951. 0.242323卷筒軸K

14、WPP872. 39702. 099. 33434（1-3 軸的輸出功率分別為輸入功率乘軸承效率 0.98）各軸輸入轉(zhuǎn)矩i1=3.81i2=2.80計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩m.5063014406 . 495509550NnPTmdd1-3 軸的輸入轉(zhuǎn)矩軸 1mNT/224.7396. 05 . , 2.5301軸 2mNT285.386951. 055. 522.732軸 3mNT953.1354951. 069. 328.3863卷筒軸輸入轉(zhuǎn)矩mNT572.13149702. 095.13544（ 1-3 軸的輸出轉(zhuǎn)矩則分別為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承效率 0.98）3.4 綜

15、合數(shù)據(jù)綜合數(shù)據(jù)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表軸 名效率 P （KW） 轉(zhuǎn)矩 T (mN )轉(zhuǎn)速r/min傳 動(dòng)比i效 率輸入輸出輸入輸出0 軸4.630.50614402.50.95I 軸4.4214.33273.22471.7605700.985.55如表格計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果II 軸4.2234.122386.285378.559104.720.9313.69III 軸3.9953.9131354.9531327.50128.380.9311IV 軸3.8723.7941314.5721288.28128.380.9704 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)帶

16、傳動(dòng)設(shè)計(jì)1 確定計(jì)算功率 pca由表 8-7 （帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)所用圖表來(lái)自 機(jī)械設(shè)計(jì) 教材 （第八版） ） 查得工作情況系數(shù) KA=1.1故Pca=KaP=1.1*4.6=5.06KW2 選擇 V 帶的類型計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果根據(jù)數(shù)據(jù)由圖 8-10 選用 A 型帶3 確定基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速1） 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd。由表 8-6 和表 8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd=100mm2） 驗(yàn)算帶速 v，v=dd1n160*1000=1000*601440*.10*4.13=7.53m/s因?yàn)?5m/sv25m/s，故帶輪合適。3） 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑有 dd2=dd1*i=250mm4

17、 確定 v 帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度1） 初選 a0=1.521dd =525mm2） Ldo2a0+2+(dd1-dd2)24a0,帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得：Ldo=1610mm查表 8-2 選擇基準(zhǔn)長(zhǎng)度為 1800mm3） 計(jì)算實(shí)際中心距 a0aa0+dd-dd02=525+(1800-1610)/2=510mm5 驗(yàn)算小帶輪上的包角11180o-（dd1-dd2）57.3oa計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果帶入數(shù)據(jù)，1=167.4o90o6 計(jì)算帶的根數(shù)1） 計(jì)算單根 v 帶的額定功率 pr由 dd1和 n1，查表 8-4a得 p0=1.32kw由 n1，i 和 B 型帶，查表 8-4b得p0=0.17k

18、w查表 8-5 得 k=0.97KL=1.01于是： pr=( p0+p0)* k* KL=1.49*0.97*1.01=1.462) 計(jì)算根數(shù) zZ=pcapr=6.416.05=3.65故，應(yīng)該取 4 根。4.2 高速高速級(jí)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算級(jí)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1）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，速度不高，由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-8 知，選用 7 級(jí)精度（GB10095-88） 。3）材料選擇：由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-1 選擇小齒輪材料為 45#鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 250HBS，B 帶Z=4計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果大齒輪材料為 45#

19、鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 250HBS。二者材料硬度差為 40HBS。4) 選小齒輪齒數(shù)為 Z1=20，大齒輪齒數(shù) Z2=Z1*i1=205.55=1112 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-9a）進(jìn)行試算，即d1t3KtT1du1u(ZEH)2（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)Kt=1.6計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=732200Nmm由表 10-7 選取齒寬系數(shù)d=1有表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)218 .189 MPaZE由圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1=550 MPa， 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim2=500 MPa；由式 10-13

20、 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)hjLnNh9111022.52)536582(114406060N2=N1/N2=2.5221095.55=4.546108h由圖 10-19 查得結(jié)束疲勞壽命系數(shù) KHN1=1.05KHN2=1.1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H1=KHN1Hlim1S=1.05550=577.5 MPaH2=KHN2Hlim2S=1.1500=550 MPa（2）計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑td1，代入H中較小的值d1t3KtT1du1u(ZEZHH)2計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果=33.81+13.81(189.8*2.433540)2

21、=48.55mm2）計(jì)算圓周速度 vv=d1tn1601000=48.5557660000=1.46 m/s3）計(jì)算尺寬 b,尺寬與齒高比 b/hb=dd1t=148.55=48.55 mm模數(shù)mt= d1tcosZ1=48.55*cos15o20=2.34 mm齒高h(yuǎn)=2.25 mt=2.252.32=5.97mmb/h=48.555.97=8.13(4)計(jì)算縱向重合度=0.318dz1tan=0.318*1*20*tan15o=1.7045）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v=2.52 m/s，七級(jí)精度，由圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.09直齒輪，假設(shè)mmNbFKtA/100/。由表 10-3

22、查得2 . 1FaHaKK由表 10-2 查得使用系數(shù)1AK有表 10-4 查得七級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置式41. 11023. 0)6 . 01 (18. 012. 1322bKddH由 b/h=8.13,41. 1HK查圖 10-13 得3 . 1FK，故載荷系數(shù)K=KAKVKHaKHB=1.8443 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為m32KT1dZ12(YFaYSaF)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE1=450，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE2=360；根據(jù)縱向重合度=1.704 查圖 1

23、0-28 得螺旋角影響系數(shù) Y=0.85由圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=0.85, KFN2=0.88;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,由式（10-12）得F1=KFN1FE1S=.41450*5.80=273.21 MPaF2=KFN2FE2S=0.893801.4=226.29 MPa4)計(jì)算載荷系數(shù) KK=KAKVKFaKFB=1.735)查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 YFa1=2.715；YFa2=2.166）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查得YSa1=1.572；YSa2=1.817）計(jì)算大、小齒輪的FSaFaYY并加以比較YFa1YSa1

24、F1=1.227372.51*15.72=0.015624YFa2YSa2F2=9.22261.81*6.12=0.017273大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計(jì)計(jì)算：m32KT1Ycos2dZ12(YFaYSaF)計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果=321.7373280（cos15o）20.017273120201.645=1.76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) m 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) 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) 1.76 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=2m

25、m，按接觸強(qiáng)度算得分度圓直徑 d1=48.55，算出小齒輪齒數(shù)Z1=d1cos/m=48.55*cos15o/2=23.440取 Z1=24 齒大齒輪齒數(shù) Z2=Z1*i1=245.55=133.2取 Z2=133 齒這樣設(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)。=（z1+z2）mn2cos=（24+133）mn2cos15=162.53mm取 163mm=arcos（z1+z2）mn2a）= arcos（24+133）mn2*163）=15.5938o改變不多，故不用校正。4 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑d1=z1mncos=49.8

26、2mmm=2Z1= =33Z2=126計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果d2=z1mncos=276.17mm（2）計(jì)算中心距a1=d1+d22=49.82+276.172=163mm(3) 計(jì)算齒輪寬度b=dd149.8 mm取 B2=50 mm； B1=55 mm5，校驗(yàn)FT=2T1d1=2*12474060=4158KAFtb=1*415865=69.3N/mm100N/mm故，所設(shè)計(jì)計(jì)算合適。4.3 低速低速級(jí)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算級(jí)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1）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，速度不高，由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-8 知，選用 7 級(jí)精

27、度（GB10095-88） 。3）材料選擇：由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-1 選擇小齒輪材料為 45#鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45#鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS。二者材料硬度差為 40HBS。4) 選小齒輪齒數(shù)為 Z1=32，大齒輪齒數(shù) Z2=Z1*i1=323.69=1182 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-9a）進(jìn)行試算，即d1t3KtT1du1u(ZEH)2（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)Kt=1.6a1=206mmB2=65 mmB1=70 mm計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T2=3862800Nmm由表 10-7 選取齒寬系數(shù)d

28、=1有表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù)218 .189 MPaZE由圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1=550 MPa， 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim2=500 MPa；由式 10-13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)hjLnNh911103824. 1)530082(19606060N2=N1/N2=1.38241092.8=4.93108h由圖 10-19 查得結(jié)束疲勞壽命系數(shù) KHN2=0.9KHN2=1.1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H1=KHN1Hlim1S=1.05550=577.5 MPaH2=KHN2H

29、lim2S=1.1500=5 MPa（2）計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑td1，代入H中較小的值d1t3KtT1du1u(ZEZHH)2=321.638628001.713.69+13.69(189.8*2.45563.75)2=85.48 mm2）計(jì)算圓周速度 vv=d1tn1601000=85.48104.7260000=0.468 m/s3）計(jì)算尺寬 b,尺寬與齒高比 b/hb=dd1t=185.48=85.48mm計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果模數(shù)mt= d1tcosZ1=85.48*cos15.6269o32=2.58mm齒高h(yuǎn)=2.25 mt=2.252.58=5.81mmb/h=85

30、.485.81=14.7(4)計(jì)算縱向重合度=0.318dz1tan=0.318*1*32*tan15.6269o=2.7275）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v=0.468 m/s，七級(jí)精度，由圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.08直齒輪，假設(shè)mmNbFKtA/100/。由表 10-3 查得4 . 1FaHaKK由表 10-2 查得使用系數(shù)1AK有表 10-4 查得七級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置式43. 11023. 0)6 . 01 (18. 012. 1322bKddH由 b/h=14.7,38. 1HK查圖 10-13 得38. 1FK，故載荷系數(shù)K=KAKVKHaKHB=2.163 按齒

31、根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為m32KT1dZ12(YFaYSaF)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE1=450，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FE2=360；根據(jù)縱向重合度=2.727 查圖 10-28 得螺旋角影響系數(shù) Y=0.85由圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=0.85, KFN2=0.88;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,由式（10-12）得F1=KFN1FE1S=0.854501.4=273.21 MPa計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果F2=KFN2FE2S=0.883601.4=226.29

32、MPa4)計(jì)算載荷系數(shù) KK=KAKVKFaKFB=2.095)查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 YFa1=2.43；YFa2=2.1556）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查得YSa1=1.655；YSa2=1.8157）計(jì)算大、小齒輪的FSaFaYY并加以比較YFa1YSa1F1=2.431.655273.21=0.01471YFa2YSa2F2=2.1551.815226.29=0.0172大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計(jì)計(jì)算：m32KT1Ycos2dZ12(YFaYSaF)=322.09386000（cos15.6269o）20.8513232.1.710.0172 =2.32對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面

33、接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 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) 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) 2.2855 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=2.5mm，按接觸強(qiáng)度算得分度圓直徑 d1=101.04，算出小齒輪齒數(shù)計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果Z1=d1cos/m=94.47*cos15.6269o/2.5=36.5取 Z3=40大齒輪齒數(shù) Z2=Z1*i1=403.69=150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)。

34、=（z1+z2）mn2cos=（40+150）mn2cos15.6269=245.87mm取 246mm=arcos（z1+z2）mn2a）= arcos（40+150）mn2.5*246=15.6269o改變不多，故不用校正。4 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑d1=z1mncos=103.53mmd2=z1mncos=388.23mm(3) 計(jì)算齒輪寬度b=dd1103.53mm取 B2=100 mm； B1=105 mm5，校驗(yàn)FT=2T1d1=2*386280100=7365.6NKAFtb=1*7365.6105=70.14N/mm100N/mm故，所設(shè)計(jì)計(jì)算合適。m=2.5Z1=3

35、9Z2=109a1=190mm計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果5 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸5.1 確定機(jī)體內(nèi)壁和軸承座端面位置確定機(jī)體內(nèi)壁和軸承座端面位置最大齒輪：smdnv/7.50600008.3283.2388100060 2m/s所以采用脂潤(rùn)滑5.2 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)（a 為低速級(jí)中心距=246mm）名稱符號(hào)尺寸（mm）機(jī)座壁厚0.025*190+3=7.75取 8機(jī)蓋壁厚10.02a+3=7.92取 8機(jī)座凸緣厚度b1.5=15機(jī)蓋凸緣厚度1b1.51=15機(jī)座底凸緣壁厚2b2.5=25地腳螺釘直徑fd0.036a+12=20.85取 M2

36、4地腳螺釘數(shù)目na=246250，n=4軸承旁連接螺栓直徑1d0.75fd=15.6， 取 M16計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果3 其他參數(shù) （參看指導(dǎo)書 41 頁(yè) 圖 30）機(jī)座肋厚 m=0.85=0.858=6.8mm低速級(jí)大齒輪中心到機(jī)體外壁總距離102 . 112382/230211111adR為圓整 R,1取 12 此時(shí) R=123+12=135mm5 .13222224212342BBBL又821284為使結(jié)構(gòu)緊湊，且圓整 L，所以取1421446 軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì)機(jī) 蓋 與 機(jī) 座 連 接 螺 栓直徑2d（0.5 - 0.6）fd10 - 12，取 M10軸承端蓋螺釘直徑3d（0.

37、4 - 0.5）fd8 - 10 ，取 M8窺視孔蓋螺釘直徑4d（0.3 - 0.4）fd68取 M10定位銷直徑d（0.7 - 0.8）2d811取 M8軸承端蓋凸緣厚度t10計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果此運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置減速器為二級(jí)展開式，多采用階梯軸6.1 高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算高速軸設(shè)計(jì)計(jì)算由于減速器傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無(wú)特殊要求故選擇常用材料 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理.初步計(jì)算軸的最小直徑當(dāng)軸的支承距離未定時(shí)，無(wú)法由強(qiáng)度確定軸徑，要用初步估算，即按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑 d，高速軸軸 1 屬于外伸軸，初算直徑常作為軸的最小直徑，此時(shí) A0應(yīng)取較小的值。選用 45#調(diào)質(zhì)鋼，查機(jī)

38、械設(shè)計(jì)書表 15-3，取mmd9.0225762.441123更具最小軸徑，考慮到軸的結(jié)構(gòu)，適當(dāng)放大。選擇軸承 30206 型圓錐滾子軸承！其主要的尺寸參數(shù)為：代號(hào)dDTBC30206307220.251916其結(jié)構(gòu)大致如下：d28.2630207 型計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果其上鍵的選擇a 齒輪處選用 10*8*40 平鍵b 帶輪轂處選擇 10*8*40 平鍵6.2 中速軸設(shè)計(jì)計(jì)算中速軸設(shè)計(jì)計(jì)算6.2.1 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于減速器傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無(wú)特殊要求故選擇常用材料 45#鋼,調(diào)質(zhì)處理.初步計(jì)算軸的最小直徑，要用初步估算，即按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑 d

39、，高速軸軸 1 屬于外伸軸，初算直徑常作為軸的最小直徑，此時(shí) A0應(yīng)取較小的值。選用 45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼，查機(jī)械設(shè)計(jì)書表 15-3，取mmd.4382.7104.241123更具最小軸徑，考慮到軸的結(jié)構(gòu)，適當(dāng)放大。選擇軸承 30308 型圓錐滾子軸承！其主要的尺寸參數(shù)為：代號(hào)dDTBC30308409025.25232014*9*40 平鍵10*8*40 平鍵d43.130209 型計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果其結(jié)構(gòu)大致如下：其上所用的鍵的選擇為：a 大齒輪處為 14*9*40 平鍵b 小齒輪處為 14*9*36 平鍵6.2.2 軸上的力軸上的力左側(cè)齒輪中心軸為 1 面FT1=2Td=2*386.2

40、8276.17=2.653KNFr1=Fttancos1=2.653*tan20ocos15.5938o=1.003kNFa1=Ft1tan1=2.653*tan1.5.5938o=0.741KNFn1=Ftcoscos=2.653cos20ocos15。5938o=4.724KN右側(cè)齒輪中心軸為 2 面FT2=2Td=2*433.62101.04=8.583KNFr2=Fttancos=8.583*tan20ocos14o=3.21kNFa2=Ft2tan=8.583*tan14o=2.140KN20*12*50 平鍵20*12*80 平鍵計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果Fn2=Ftcoscos

41、=8.583cos20ocos14o=9.413KN受力分析：MH1=-Fa1*D12=-261N*MMH2=-Fa2*D22=-447N*MMV1=-Ft1*D12=-98.2N*MMV2=-Ft2*D22=-12.3N*M故可以算出：M1= M2H1+M2V1 =279.2N*MM2= M2H2+M2V2 =261.3N*MM3= M2H3+M2V3 =451.8N*MM4= M2H4+M2V4 =479.7N*MT=442.47N*MM1=456.44N*MM2=446.89N*MT=442.47N*M計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果6.2.3 校核危險(xiǎn)截面校核危險(xiǎn)截面面 1：軸單向旋轉(zhuǎn)，扭

42、轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 a=0.6car=(M2+(aT)2)0.5w=32.8Mpa其中 W=d3132-bt(d-t)22d=29471mm由材料為 45 鋼，查表【-1】=60Mpa32.8Mpa60Mpa故 該面安全面 2：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 a=0.6car=(M2+(aT)2)0.5w=42.6Mpa其中 W=d3132-bt(d-t)22d安全計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果=23132.7mm由材料為 45 鋼，查表【-1】=60Mpa22.47Mpa55Mpa故 該面安全6.2.4 鍵的校核鍵的校核a）左側(cè)鍵尺寸為 14*9*40許用應(yīng)力p=1001

43、20Mpa取中間值 110Mpa工作長(zhǎng)度 L=L-D=56-14=42mmK=0.5H=6mm由p=2T*103dkl=37.625Mpa110Mpa故該鍵安全b）右側(cè)鍵 尺寸 14*9*36許用應(yīng)力p=100120Mpa取中間值 110Mpa工作長(zhǎng)度 L=L-D=110-14=96mmK=0.5H=6mm由p=2T*103dkl=25.212Mpa110Mpa故該鍵安全6.2.5 軸承的校核軸承的校核軸承的工作時(shí)間h=2*8*5*260=208000h在軸上選擇的軸承為 30308 型，尺寸為 40*90*25.25在軸上軸承的布局如下圖所示：計(jì)計(jì)算算及及說說明明結(jié)結(jié)果果Fae=Fa1-Fa2=2.087-0.741=1.346KN（方向向左）FRa+Fr1+ FrB-Fr1=0Fr1l1- Fr2（l1+l2）+FRb(l1+l2+l3)=0帶入數(shù)據(jù)，連理求解得FRb=1.78KNFRA=0.15KN又，F(xiàn)D1=Fr12Y=0.59KNFD2=Fr22Y=0.05KN由 FD1+FaeFd1故Fa1=Fd1=0.59KNFA2=Fae-