帶式輸送機(jī)動裝置設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置1 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書22 設(shè)計(jì)要求23 設(shè)計(jì)步驟21 .傳動裝置總體設(shè)計(jì)方案32 .電動機(jī)的選擇43 .確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比54 .計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)65 .設(shè)計(jì)V帶和帶輪76 .齒輪的設(shè)計(jì)97 .滾動軸承和傳動軸的設(shè)計(jì)148 .鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)289 .箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)2910 .潤滑密封設(shè)計(jì)3111 .聯(lián)軸器設(shè)計(jì)324 設(shè)計(jì)小結(jié)325 參考資料31 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置（簡圖如下）1V帶傳動2 運(yùn)輸帶3 單級斜齒圓柱齒輪減速器4聯(lián)軸器5 電動機(jī)6 卷筒原始數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)編號12345678運(yùn)輸帶工作

2、拉力F/N15002200230025002600280033004000運(yùn)輸帶工作速度v/（m/s）1.11.11.11.11.11.41.21.6卷筒直徑D/mm220240300400220350350400已知條件1）工作條件：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫 度35攝氏度；2）使用折舊期：8年；3）檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修；4）動力來源：電力，三相交流，電壓 380/220V;5）運(yùn)輸帶速度允許誤差土 5%6）制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。2 .設(shè)計(jì)要求1 .減速器裝配圖一張。2 .繪制軸、齒輪零件圖各一張3

3、 .設(shè)計(jì)說明書一份三.設(shè)計(jì)步驟1.傳動裝置總體設(shè)計(jì)方案本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：2200N1.1ms第二組數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉力F/N 2200。運(yùn)輸帶工作速度v/（m/s）1.1240mm卷筒直徑D/mm2401）外傳動機(jī)構(gòu)為V帶傳動。2）減速器為單級斜齒圓柱齒輪減速器。3）方案簡圖如上圖4）該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：該工彳機(jī)有輕微振動，由于 V帶有緩沖吸振能力，采用 V帶傳動 能減小振動帶來的影響，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。減速器部分為單級斜齒圓柱齒輪減速器，這是單級圓柱齒輪中應(yīng)用較廣泛的一種。原動機(jī)部分為Y系列三相交流異步電

4、動機(jī)。總體來講，該傳動方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、 工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高。2、電動機(jī)的選擇1）選擇電動機(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機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，額定電壓380M2）選擇電動機(jī)的容量工作機(jī)的有效功率為Pw FvPw 2.42kw從電動機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為0.86由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊表17可知:V帶傳動效率0.962 :滾動軸承效率0.99 （球軸承）:齒輪傳動效率0.97（8級精度一般齒輪傳動）:聯(lián)軸器傳動效率0.99（彈性聯(lián)軸器）:卷筒傳動效率0.96所以電動機(jī)所需工作功率為Pd2.81kwPPdPw3

5、）確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速按表13 2推薦的傳動比合理范圍，單級圓柱齒輪減速器傳動比i 6 20而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為nw87.58rv nwD所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為ndi'nw (6 20) 87.58r min (525.48 1751.6) r min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有、1000/min和1500兩種。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1500/min的電動機(jī)。根據(jù)電動機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊表12-1選定電動機(jī)型號為Y100L2-4。其主要性能如下表:選定電動科型號 Y100L2-4電動機(jī)型號額定功率/k

6、w滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)啟動轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y100L2-4314302.22.3電動機(jī)的主要安裝尺寸和外形如下表:中心高外型尺寸L X ( AC/2+AD ) X HD底腳安裝尺寸AXB地腳螺 栓孔直徑K軸伸 尺寸 DXE裝鍵部位 尺寸FX GD100380X 332.5X245160 X1401228 X608 X28.0093.計(jì)算傳動裝置的總傳動比i并分配傳動比16 .33(1) .總傳動比i為i(2) .分配傳動比i i ii4i4.1考慮潤滑條件等因素，初定i 4i 4.1n 1430 r/ minn 357.5r min4.計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)1).各軸的

7、轉(zhuǎn)速I 軸 n nm 1430r/minii軸357.5r miniii 軸 n87.2r/min卷筒軸nwn 87.2r min2).各軸的輸入功率PPd2.81kwII 軸 P P 1 2 2.67kwIII 軸 P P 3 22.56kw卷筒軸P卷P 4 2 2.51kw3).各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩Td為Td9.5510 6 Pd1.88 10 4 Nmmn mI 軸TTd1,8810 4 N mmii 軸 T T 1 2i7.15 104N mm5 .iii 軸 TT 3 2i2.82 10 N mm5卷筒軸 T卷 T 4 2 2.76 10 N mmnnwPPPP卷87.2

8、r/ min87.2 r min2.81kw2.67kw2.56kw2.51kw軸名功率P/kw轉(zhuǎn)矩 T/(N - mm)轉(zhuǎn)速 n/(r/min)傳動比i效率I軸2.811.88 104143040.95將上述計(jì)算結(jié)果匯總與下表，以備查用II軸2.6747.15 10357.54.10.96III軸2.562.82 10587.210.98卷筒軸2.51一 一一 52.76 1087.25.設(shè)計(jì)V帶和帶輪電動機(jī)輸出功率Pd2.81kw ,轉(zhuǎn)速n1每天工作16小時(shí)。1) .確定計(jì)算功率Pca由機(jī)械設(shè)計(jì)表4.6查得工作情況系數(shù)2) .選if? V帶類型根據(jù)Pca ,門1 ,由機(jī)械設(shè)計(jì)圖4.113)

9、 .確定帶輪的基準(zhǔn)直徑內(nèi)并驗(yàn)算帶速nm 1430r/min，帶傳動傳動比i=4Ka 1.2,故 PcaKaR 3.37kw可知，選用A型帶(1).初選小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1由機(jī)械設(shè)計(jì)表4.4 ,選取小帶輪基準(zhǔn)直徑da 90mm ,dd1H 100 mm2H其中H為電動機(jī)機(jī)軸高度，滿足安裝要求。(2).驗(yàn)算帶速VRadd rv 16.74m s60 1000因?yàn)?m/s v 25m/s,故帶速合適。(3).計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2i dd1 360 mmdd2根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表4.4 ,選取dd2 355mm ,則傳動比i 7 3C ,dd1Pca 3.37kw選用A型帶dd90 mmd1v 6.7

10、4 msdd2360 mm選取d d2355 mm從動輪轉(zhuǎn)速也n11 3667 r min ia0 750mmLd 2240mma 759mmamax 826mmamin 725mm4) .確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度Ld.由式 0.7(dd1 dd2) a02(dd1 dd2XS312 a。890,取 a0750mm(2) .計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度Ld2(dd2 dd1 )Ld0 2a°(ddi c)，2222mm24a0由機(jī)械設(shè)計(jì)表4.2選取V帶基準(zhǔn)長度Ld 2240mm(3) .計(jì)算實(shí)際中心距aLd Ld0a a0 759mm2amax a 0.03Ld 826mmamin a

11、0.015Ld 725mm5) .驗(yàn)算小帶輪上的包角 i57.31 180 (dd dd ) 16090Id2d1 /aLdFr1.52kwZ 36) .計(jì)算帶的根數(shù)Z(1)計(jì)算單根V帶的額定功率Pr由dd1 90mm和n1 1430r/min，查機(jī)械設(shè)計(jì)表4.5得P0 1.05kw根據(jù)n1 1430r/min,i3.9和A型帶，查機(jī)械設(shè)計(jì)表4.7得P0 0.17kw查機(jī)械設(shè)計(jì)表4.8得K 0.95 ,查表4.2得K l 1.06,于是Fr(P0P0) K Kl1.23kw(2)計(jì)算V帶的根數(shù)ZPca zPr穩(wěn) 2.74取3根。7).計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值(F0)min(F0)min14

12、1N由機(jī)械設(shè)計(jì)表4.1得A型帶的單位長度質(zhì)量q 0.1kg/m,所以( F0 )min500(2.5 K )PcaK zv2qv141N應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力F0(F0 ) min o(Fp)min 147 N(Fp ) min2z(F0)min sin-12147N8) .計(jì)算壓軸力Fp壓軸力的最小值為9) .帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8級精度大小齒輪 材料均為45鋼(調(diào)質(zhì))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35mm 6.齒輪的設(shè)計(jì) 1)選定齒輪類型、精度等級、材料、齒數(shù)并初選螺旋角BZ124(1)按簡圖所示的傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，載荷較平穩(wěn)，速

13、度不高，故選用8級精度。z298(3)材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)表 6.1大小齒輪都選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別 為220HBS,260HBSC者材料硬度差為 40HBS選小齒輪齒數(shù)424,則大齒輪齒數(shù)Z2 i z1 98(5)初選螺旋角(二13 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)。(F0 ) mind1t 32KT1 u 1(ZeZhZZ (h)2確定式中各項(xiàng)數(shù)值:因載荷較平穩(wěn)，初選Kt=1.5FpTi9.55 106P7.13 104N mmv 0.83m s機(jī)械設(shè)計(jì)表機(jī)械設(shè)計(jì)表6.3查得材料的彈性影響系數(shù)

14、zE 189.8, MPa機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.19,查得 zH2.44股取Z ”0.750.88,因齒數(shù)較少，所以取z0.8、cos 0.99(6-12), N1 60n2jLh 60 357.5 1 16300 8 8.24 108NN2Ni24.1由圖6。6 查得，Khn11.08,Khn21.15按齒面硬度查圖6.8得Hiim1 600MPa , Hiim2 560MPa,取 SHminiK HN1lim 1S1.08600MPa 648MPaK HN2 lim 2S1.15 560MPa 644MPah (648644)/2 646MPajlH四4t2Kt【u 1/eZhZZ(h)22 1.

15、5 713003 14.1 12.44 189.8 0.8 0.99 24.1(646)mm 44.1mmdit44.1mm修正dit :d#n2 v 3.14 44.1 357.5 m / s 0.83m / s60 100060 1000由表6.2查得，KA1.00由圖6.10查得，Kv 1.03由圖6.13查得，K 1.05般斜齒圓柱齒輪傳動取，K 1 1.4 ,此處K 1.2則 KKAKVK K 1.00 1.03 1.05 1.2 1.30A Vd1d1t3 44.1 3 130mm 42.05mmKt1.5d1cos42.05 cos13mn mm 1.71mmZ124選取第一系列

16、標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn 2mm3)齒輪主要幾何尺寸：mn(Z1 Z2)2 (24 98)a1 mm 125.77mm2 cos 2 cos13圓整中心距，取a1126mmarccosmn(Z12alZ2)arccos2 (24 98) 14.482 126計(jì)算分度圓直徑和齒寬d1mnz1cos2 24 mm 49.48mm cos14.48mn z22 98d2 mm 202.06mmcos cos14.48dd11 49.48mm 49.48mmB2 55mm B1 60mm4)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度2KT1YYbd1f(1).確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值d1 49.48mmd2 202.06mmb 49.4

17、8mmB160mB2 55m由機(jī)械設(shè)計(jì)第127頁，取Y=0.7, Y 0.88由機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.9查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限Fimi 240MPa ;大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限Flim2 220MPa ;由機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.7取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfni 0.90, Kfn2 0.94;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F1 KFN1 Flim1丫 308.6MPa SF29N2lim2Y 295.4MPaS計(jì)算載荷系數(shù)K ;KKaKvK K1.00 1.03 1.05 1.2 1.30查取齒形系數(shù)；Zv1326cosZ2Zv2 3cos107由機(jī)械設(shè)計(jì)表6.4查得

18、YFa12.60 ; YFa2 2.191.30查取應(yīng)力校正系數(shù);由機(jī)械設(shè)計(jì)表6.4查得YSa11.595； YSa2 1.80(2).校核計(jì)算2KT1Y YF1-bd1mn-YFa1YSa1 則 2KT1Y YF2=廣丫"291.9 F2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)Zidim25大齒輪齒數(shù)，取z2 103。這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞

19、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)。(5) .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖首先考慮大齒輪，因齒輪齒頂圓直徑大于160mm而又小于500mm故以選用腹 m 2mm板式結(jié)構(gòu)為宜。繪制大齒輪零件圖如下。z 25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)，其零件圖見滾動軸承和傳動軸的設(shè)計(jì)部分。z2 103T/I”?同I產(chǎn)降回同工工匚4土二口二大山輪7.滾動軸承和傳動軸的設(shè)計(jì)(一).軸的設(shè)計(jì)I .輸出軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T由上可知 P2.56kw, n87.2r/min, T 2.82 105 N mmn.求作用在齒輪上的力因已知

20、低速大齒輪的分度圓直徑d2m z2cos2 103cmm 212.37 mmcos14.482T而Ft2737.86Nd2tanFrFt1027.32NcosFa 707 Nam.初步確定軸的最小直徑材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表 11.3，取C 110 ,于是PdminC3I 33.93mm,由于鍵槽的影響，故 dm. 1.05dmin 35.63mm1n輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d 0為了使所選的軸直徑d與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩TcaKaT ，查機(jī)械設(shè)計(jì)表10.1 ,取KA1.5,則:TcaKaT423000 N mm按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩

21、Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊，選用LX3型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 1250000N mm。半聯(lián)軸器的孔徑 d 38mm ,故取半聯(lián)軸器長度 L 82mm , 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L 60mmIV.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Ft 2737.86Fr 1027.32Fa707Ndmin 35.63md 38mmdn rn 42mI n 58mm選取軸承 代號為7009AC 的 角接觸球軸承dm !V 45mmdw 皿 45mm1Vl 皿 30mmdiv v 48mm11V v 53mmdv vi 56mml v w 10mm1n 皿 40mml 皿 1V 40mm(1) .根據(jù)軸向定位

22、的要求確定軸的各段直徑和長度1) .為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，I - R段右端需制出一軸肩，故取R -田段 的直徑du皿42mm；左端用軸端擋圈定位。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L 60mm ,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I - II段的 長度應(yīng)比L小2 3mm ,現(xiàn)取h n 58mm2) .初步選擇滾動軸承。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)d 42mm ,查手冊表6-1選取軸承代號為7009AC的角接 觸球軸承，其尺寸為 d D B 45mm 75mm 16mm,故 d4 1V dy11ra 45mm；而 lvi 皿 3

23、0mm o3) .取安裝齒輪處的軸端IV -V的直徑dwv 48mm ;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11V v 53mm。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h 0.07d , 故取h 4mm ,則軸環(huán)處的直徑dv胃56mm。軸環(huán)寬度b 1.4h，取%胃10mm。4) .軸承端蓋的總寬度為10mm (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軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的 距離l 30mm ,故皿40mm 05) .取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離a 12mm,考

24、慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承 位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s,取s 10mm ,已知滾動軸承寬度T 16mm ,大齒 輪輪轂長度L 55 mm,則l 皿 1V T s a (55 53) (16 10 12 2)mm 40mm至此，已初步確定了軸的各段和長度。(2) .軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按dw v由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊表4-1查得平鍵截面b h 14mm 9mm ,鍵槽用鍵槽銃刀加工，長為 45mm ,同 時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配額為巨工；同樣，n6半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為12mm 8mm 50mm,半

25、聯(lián)軸器與軸的配合為k6滾動軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。(3) .確定軸上圓角和倒角尺寸參考機(jī)械設(shè)計(jì)表11.4,取軸端倒角為2 45 oV .求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖。作為簡支梁的軸的支撐跨距L2 L3 44.6mm 44.6mm 89.2mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及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M h、M v及M的值列于下表。載荷水平向H垂直面V支反力FFnhi 1369N,Fnh 21369NFnvi 1330N,Fnv2303N彎矩MM H 61057N m

26、mMv1 59318N mm,MV2 13514N mm,總彎矩M1 85127N mm , M2 62535N mm扭矩TT 282000N mmVI .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。0.6,軸的計(jì)根據(jù)上表數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取 算應(yīng)力ca M12（T）211.98MPaW前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)表11.2查得i 60MPa因此ca l,故安全。VU .精確校核軸的疲勞強(qiáng)度(1) .判斷危險(xiǎn)截面截面A, R,田,B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均

27、 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, n, m,B均無需校核。從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面IV和v處過盈配合引起的應(yīng)力集中 最嚴(yán)重；從受載的情況來看，截面C上的應(yīng)力最大。截面v的應(yīng)力集中的影響和截面IV的相近，但截面v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VI顯然更不必校核。截面IV為危險(xiǎn)截 面，截面IV的左右兩側(cè)均需校核。(2) .截面IV左側(cè)抗彎截面系數(shù)W 0.1d3 0.1 453 9112.

28、5mm3抗扭截面系數(shù)WT 0.2d3 0.2 453 18225mm3截面IV左側(cè)的彎矩M為44 6 26M M1 44.626 35501N mm44.6截面IV上的扭矩T為T 282000N mm截面上的彎曲應(yīng)力b 3.9MPa W截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T T 15.47MPaWT彎曲正應(yīng)力為對稱循環(huán)彎應(yīng)力，m 0,扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)應(yīng)變力，15.47/2 7.74MPab 3.9MPa , a m 7.74MPa軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)表11.2 得 B 640MPa ,275MPa ,1 155MPa。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及 按機(jī)械設(shè)計(jì)附表1.6查取因

29、r 2.0d 450.04, D 竺1.07,可查得 d 451.30又由機(jī)械設(shè)計(jì)圖2.8并經(jīng)插值可得軸的材料的敏性系數(shù)為0.850.82故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由機(jī)械設(shè)計(jì)查圖2.91)1)1.751.260.75；由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)0.760.92軸按磨削加工，由 b 640MPa查圖2.12 ,軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q 1 ,則綜合系數(shù)為1 2.421 1.75已知碳鋼的特性系數(shù)0.1 0.2,取0.10.05 0.1 ,取0.05于是，計(jì)算安全系數(shù) Q值，則29.14m111.13K amS S-S-S 10.4 S 1.5 S2S2故可知其安全。(3).截面IV右側(cè)k11 3.5

30、1抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)W 0.1d3 0.1 483 11059.2mm3WT0.2d3 0.1 483 22118.4mm3截面IV右側(cè)的彎矩M為44.6 26M M135501N mm44.6截面IV上的扭矩T為T 282000N mm截面上的彎曲應(yīng)力b M 3.2MPa W截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T T 12.75MPaWT彎曲正應(yīng)力為對稱循環(huán)彎應(yīng)力，m 0,扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)應(yīng)變力，m 12.75/2 6.375MPaa b 3.2MPa , a m 6.375MPakk k過盈配合處的一,由機(jī)械設(shè)計(jì)附表1.4,取一 0.8一,用插值法得3.42, 2.74,軸按磨削加工，由 B 64

31、0MPa查圖2.12 ,0.92故得綜合系數(shù)為所以軸在截面IV右側(cè)的安全系數(shù)為1 2.831 24.5K amS 1 8.44K amS SSca 一 一 7.98 S 1.5 5a22y' S S故該軸在截面IV右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。VT繪制軸的工作圖，如下：（二）.齒輪軸的設(shè)計(jì)I .輸出軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩Tmm由上可知 P 2.67kw, n357.5r/min , T 7.15 104Nn.求作用在齒輪上的力因已知低速小齒輪的分度圓直徑,mnz12 25d1nfmm 51.55mmcos cos14.482T2774NFt3). 由小齒輪尺寸可知齒輪處的軸端V - VI的

32、直徑dv,53.55mmdi_ tan 一FrFt 1041NcosFa 716.4Nm.初步確定軸的最小直徑材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表 15-3,取C=12Q于是dmin C3i 23.46mm,由于鍵槽的影響，故 dm. 1.05dmin 24.6mm. nn力 %11【口idr，V用刊也1輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑ds ,取d 25mm ,根據(jù)帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸，取h n 35mm。IV.齒輪軸的結(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度1) .為了滿足帶輪的軸向定位要求，I- R段右端需制出一軸肩，故取R-田段的直徑dn 皿 30mm ；2) .初步

33、選擇滾動軸承。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)dn m 30mm,查手冊表6-1選取軸承代號為7007AC的角接 觸球軸承，其尺寸為d D B 35mm 62mm 14mm,故d4 1V d皿皿35mm；而 L 皿 32mm。lv , 60mm 。軸肩高度h 0.07d，故取h 3mm ,則軸環(huán)處的直徑div v dvi w 42mm。軸環(huán)寬度 b 1.4h，取 L v L w 6mm。4) .軸承端蓋的總寬度為15mm (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軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l 3

34、0mm ,故卜皿45mm。5) .取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離a 12mm,考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承 位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s,取s 6mm ,已知滾動軸承寬度T 14mm,則l 皿 1V T s a M v (14 12 6 6)mm 26mm至此，已初步確定了軸的各段和長度。(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。按 di由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊表 4-1查得平鍵截面b h 8mm 7mm ,鍵槽用鍵槽銃刀加工，長為 28mm。滾動軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m60(3) .確定軸上圓角和倒角尺寸參考機(jī)械設(shè)計(jì)表11.4,

35、取軸端圓角2 45 0(三).滾動軸承的校核 一一一一.軸承的預(yù)計(jì)壽命Lh 8 8 2 365 46720hI .計(jì)算輸出軸承(1) .已知n87.2r/min ,兩軸承的徑向反力FR1 FR2 513.2N由選定的角接觸球軸承7009AC軸承內(nèi)部的軸向力Fs 0.63FrFs1 FS2 0.63FR 323.3N(2) .由輸出軸的計(jì)算可知Fa 707N因?yàn)镕si Fa 323.3N 707N 1030.3N Fs2 ,故軸承II被“壓緊”，軸承I被“放松”，得： Fa2 FS1 Fa 323.3N707N 1030.3NFaiFsi 323.3N(3) .Fai/Fri 0.63, Fa2

36、/Fr2 2.01 ,查手冊可得 e 0.68由于 Fai/Fri e,故 Xi 1,Yi 0;FA2/Fr2 e，故 X2 0.41,Y2 0.87(4) .計(jì)算當(dāng)量載荷PP2由機(jī)械設(shè)計(jì)表8.7 ,取fp 1.5,則P1 fp(X1Fr 訴)769.8NP2 fp(XzFY2FA)829.5N(5) .軸承壽命計(jì)算由于P P2,取P 829.5N ,查表8.8取ft 1,角接觸球軸承，取3,查手冊得7009AC型角接觸球軸承的Cr 25.8 KN ,則106 fCLh k(士)5750416h Lh60n P故滿足預(yù)期壽命。8 .鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)I .帶輪與輸入軸問鍵的選擇軸徑d 25mm,輪轂長

37、度L 35mm,查手冊，選A型平鍵，其尺寸為b 8mm, h 7mm, L 28mm(GB/T 1095-2003)n .輸出軸與齒輪間鍵的選擇軸徑d 48mm,輪轂長度L 45mm,查手冊，選A型平鍵，其尺寸為b 14mm, h 9mm, L 45mm(GB/T 1095-2003)田.輸出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇軸徑d 38mm,輪轂長度L 50mm,查手冊，選A型平鍵，其尺寸為b 12mm, h 8mm, L 50mm(GB/T 1095-2003)9 .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HZ配合.is61 .機(jī)體有足

38、夠的剛度在機(jī)體為加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度2 .考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。因其傳動件速度小于12m/s,故采用浸油潤油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)?油池底面的距離H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6.33 .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)體外型簡單，拔模方便.4 . 對附件設(shè)計(jì)A視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(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)密圭t

39、蓋板用鑄鐵制成，用 M8緊固B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。C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 .D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.E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)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.F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)較重的物體 .減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下:名稱符號計(jì)算公式結(jié)果箱座壁厚0.025a 3 8i0箱蓋壁厚1i 0.02a 3 88箱蓋凸緣厚度bibii.5 ii2箱座凸緣厚度bb i.5i5箱座底凸緣厚 度b2b2 2.525地腳螺釘直徑dfdf 0.036a i2Mi6地腳螺釘數(shù)目n查手冊4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑didi 0.75dfMi2機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián) 接螺栓直徑d2d2= (