鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置

1、精選文檔機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：鏈板式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)1班設(shè)計(jì)者：侯曉雄指導(dǎo)老師：姚志平2015年7月4日星期六太原理工高校陽泉學(xué)院目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)說明2二、傳動(dòng)簡圖的擬定2三、電動(dòng)機(jī)的選擇2四、傳動(dòng)比的安排3五、傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算3六、減速器傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算41. 高速級(jí)直齒錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算42. 中間級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算83. 低速級(jí)鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算11七、初算軸徑13八、選擇聯(lián)軸器和軸承13九、繪制基本結(jié)構(gòu)裝配底圖14十、軸系零件設(shè)計(jì)校核15十一、軸承壽命校核24十二、鍵選擇及強(qiáng)度校核28十三、箱體結(jié)構(gòu)及附件設(shè)計(jì)30十四、潤滑和密封設(shè)計(jì)33十五

2、、設(shè)計(jì)心得體會(huì)33十六、參考書目34一、設(shè)計(jì)任務(wù)說明1.設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)鏈板式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置。2.原始數(shù)據(jù)題號(hào)5-C輸送鏈的牽引力F/kN7輸送鏈的速度 v/(m/s)0.4輸送鏈鏈輪的節(jié)圓直徑d/mm3833.工作條件 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有稍微振動(dòng)，使用期10年（每年300個(gè)工作日），小批量生產(chǎn)，兩班制工作，輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許誤差正負(fù)5%。二、傳動(dòng)簡圖的擬定三、電動(dòng)機(jī)的選擇1. 類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇選擇Y系列電動(dòng)機(jī)。具有結(jié)構(gòu)簡潔，價(jià)格低廉，維護(hù)便利，可直接接于三相溝通電網(wǎng)中等顯著特點(diǎn)。2. 功率的確定Pw=Fwvw1000w=70000.410000.95=2.947kW電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總

3、效率(串聯(lián)時(shí))。彈性聯(lián)軸器效率1=0.99，球軸承效率2=0.99，8級(jí)精度錐齒輪3=0.96，8級(jí)精度圓柱齒輪4=0.97，滾子鏈傳動(dòng)效率5=0.96。=124345=0.990.9940.960.970.96=0.850所需電動(dòng)機(jī)的功率Pd(kW)。Pd=Pw=2.9470.850=3.467電動(dòng)機(jī)額定功率Pm。依據(jù)PmPd來選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)。3. 轉(zhuǎn)速的確定依據(jù)Y系列常用轉(zhuǎn)速，選擇同步轉(zhuǎn)速1000r/min的電動(dòng)機(jī)。Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為Y132M16。機(jī)座帶底腳，端蓋無凸緣。 型號(hào)額定功率（kW）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）同步轉(zhuǎn)速（r/min）Y132M1-649601000四、傳動(dòng)比

4、的安排電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm=960r/min，工作機(jī)的轉(zhuǎn)速nw=601000vd=6010000.4383=19.946r/mini=nmnw=96019.946=48.13一般圓錐圓柱齒輪減速器，高速級(jí)錐齒輪傳動(dòng)比i1可按下式安排i1=0.25i=1212明顯過大，依據(jù)一般錐齒輪傳動(dòng)比的限制，取i1=3，再取圓柱齒輪傳動(dòng)比i2=4，取鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比i3=ii1i2=4.01。五、傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算1. 各軸轉(zhuǎn)速n（r/min）高速軸轉(zhuǎn)速 n=nm，中間軸轉(zhuǎn)速 n=n/i1，低速軸轉(zhuǎn)速 n=nm/(i1i2)，滾筒軸轉(zhuǎn)速 n=nm/(i1i2i3)2. 各軸的輸入功率P(kw)=124345高速軸輸入

5、功率 P=Pm1中間軸輸入功率 P=P23低速軸輸入功率 P=P24滾筒軸輸入功率 P=P253. 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩T（Nm）高速軸輸入轉(zhuǎn)矩 T=9550P/n中間軸輸入轉(zhuǎn)矩 T=9550P/n低速軸輸入轉(zhuǎn)矩 T=9550P/n滾筒軸輸入轉(zhuǎn)矩 T=9550P/n依據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)列出下表,供以后設(shè)計(jì)計(jì)算使用。電機(jī)軸軸軸軸滾筒軸功率P/kw3.4673.4323.2613.1322.977轉(zhuǎn)矩T/(Nm)34.14197.320373.8831421.518轉(zhuǎn)速n/(r/min)9609603208020傳動(dòng)比i1344效率0.990.95040.96030.9504六、減速器傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算1.

6、高速級(jí)錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 選擇材料，精度，齒數(shù)：小齒輪選擇40Cr,鍛鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度250-260HBS，大齒輪選擇45鋼，鍛鋼,硬度200-210HBS。8級(jí)精度。選小齒輪齒數(shù)20，大齒輪齒數(shù)60。(2) 按齒面接觸疲憊強(qiáng)度計(jì)算：d13(ZEZHH)24KHtT1R(1-0.5R)2u分別確定公式內(nèi)各個(gè)計(jì)算數(shù)值：參數(shù)依據(jù)結(jié)果載荷系數(shù)Kt試選1.6小齒輪轉(zhuǎn)矩T1前期計(jì)算34141Nmm彈性影響系數(shù)ZE鍛鋼配對189.8MPa1/2齒寬系數(shù)R通常取1/31/3齒數(shù)比u大小齒輪齒數(shù)3接觸疲憊強(qiáng)度極限Hlim1中等質(zhì)量,硬度250HBS700MPa接觸疲憊強(qiáng)度極限Hlim2中等質(zhì)量,200H

7、BS550MPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1N1=60n1jLh2.765109應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N2N2=N1/u9.22108接觸疲憊壽命系數(shù)KHN1和KHN2N1N2，允許肯定點(diǎn)蝕,調(diào)質(zhì)剛KHN1=0.92KHN2=1.01許用接觸應(yīng)力H1H1=KHN1lim1S失效概率1%，S=1644Mpa許用接觸應(yīng)力H2H2=KHN2lim2S失效概率1%，S=1555.5MPa參數(shù)確定完畢，將較小的H代入公式中，d13(ZEZHH)24KHtT1R(1-0.5R)2u=61.147mm錐齒輪平均分度圓直徑dm=d(1-0.5R)=50.955mm。計(jì)算圓周速度v，錐齒輪圓周速度需依據(jù)平均分度圓直徑計(jì)算。v=dmn

8、1601000=50.95596060000=2.561m/s計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)：載荷系數(shù)K=KAKvKKKA:依據(jù)工作載荷狀態(tài)(稍微沖擊)和原動(dòng)機(jī)類型(電動(dòng)機(jī))，KA=1.25；Kv:依據(jù)v=2.561m/s,8級(jí)精度，錐齒輪第一級(jí)精度，依據(jù)9級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.15；K: K=1；K:依據(jù)KH=KF=1.5KHbe 。由表10-9，KHbe=1.25。KH=KF=1.5KHbe=1.875。K=KAKvKK=1.251.151.875=2.695。校正分度圓直徑：d1=d1t3KKt=61.14732.6951.6=72.754計(jì)算模數(shù)：m1=d1z1=3.6377(3) 按齒根彎

9、曲疲憊強(qiáng)度計(jì)算：m3kFtT1R(1-0.5R)2z12u2+1YFaYSaF確定公式中參數(shù)：參數(shù)依據(jù)結(jié)果載荷系數(shù)KK=KAKvKK2.695小齒輪轉(zhuǎn)矩T1前期計(jì)算34141Nmm齒寬系數(shù)R通常取1/31/3齒數(shù)比u大小齒輪齒數(shù)3彎曲疲憊強(qiáng)度極限FE1中等質(zhì)量,硬度250HBS580MPa彎曲疲憊強(qiáng)度極限FE2中等質(zhì)量,200HBS420MPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1N1=60n1jLh2.765109應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N2N2=N1/u9.22108彎曲疲憊壽命系數(shù)KFN1和KFN2,N1 N2，調(diào)質(zhì)鋼KFN1=0.82KFN2=0.9許用彎曲應(yīng)力F1F1=KFN1FE1SS=1.5317MPa許用彎曲應(yīng)

10、力F2F2=KFN2FE2SS=1.5252MPa齒形系數(shù)YFa12.80應(yīng)力校正系數(shù)YSa11.55齒形系數(shù)YFa22.28應(yīng)力校正系數(shù)YSa21.73系數(shù)已經(jīng)確定。對比大小齒輪YFaYSaF。YFa1YSa1F1=0.0137YFa2YSa2F2=0.0157大齒輪數(shù)值較大。將大齒輪數(shù)值代入公式：m3kFtT1R(1-0.5R)2z12u2+1YFaYSaF=2.702對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲憊強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲憊強(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)度所打算的承載力量，而齒面接觸疲憊強(qiáng)度所打算的承載力量，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

11、得的模數(shù)2.702就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3 mm。按接觸強(qiáng)度所得的分度圓直徑d1=72.754mm，算出小齒輪齒數(shù)： z1=d1m=72.7543=24.25125大齒輪齒數(shù)：z2=325=75這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲憊強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲憊強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避開鋪張。(4) 幾何尺寸計(jì)算： 計(jì)算分度圓直徑 d1=z1m=253=75d2=z2m=753=225計(jì)算錐角 u=z2z1=cot1=tan2得1=18.43 2=71.57計(jì)算錐距 R=d122+d222=118.59計(jì)算齒寬 b=RR=39.5計(jì)算平均分度圓直徑 dm1=d11-0.5R=62.5 dm2=d

12、21-0.5R=187.5計(jì)算平均模數(shù) mm=m1-0.5R=2.5計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) zv1=z1cos1=26.35zv2=z2cos2=237.23(5) 結(jié)構(gòu)選擇：小齒輪齒頂圓直徑160mm，選用實(shí)心結(jié)構(gòu)。大齒輪齒頂圓直徑160mm，選用腹板式結(jié)構(gòu)。高速級(jí)錐齒輪的主要設(shè)計(jì)參數(shù)：小錐齒輪大錐齒輪小錐齒輪大錐齒輪齒數(shù)z2575錐距R118.59mm齒寬b39.5mm39.5mm模數(shù)m3mm錐角18.4371.57平均模數(shù)2.5mm分度圓直徑75mm225mm當(dāng)量齒數(shù)26.35237.23平均分度圓直徑62.5mm187.5mm結(jié)構(gòu)實(shí)心腹板式2 中間級(jí)圓柱齒輪的設(shè)計(jì)(1) 選精度等級(jí)，材料及齒：材

13、料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為250HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為200HBS。仍選用8級(jí)精度。該級(jí)齒輪傳動(dòng)比為4，選擇小齒輪齒數(shù)z1=18，大齒輪齒數(shù)z2=72，初選螺旋角=14(2) 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)：按式（10-11）試算，即d1t32ktT1du1u(ZZEZZHH)2分別確定公式內(nèi)各個(gè)計(jì)算數(shù)值：參數(shù)依據(jù)結(jié)果載荷系數(shù)Kt試選1.6小齒輪轉(zhuǎn)矩T1前期計(jì)算97320Nmm區(qū)域系數(shù)ZH=14.2.433彈性影響系數(shù)ZE鍛鋼配對189.8MPa1/2齒寬系數(shù)d1重合度=14,1=0.73 2=0.891.62齒數(shù)比u大小齒輪齒數(shù)3接觸疲憊強(qiáng)度極限

14、Hlim1中等質(zhì)量,硬度250HBS700MPa接觸疲憊強(qiáng)度極限Hlim2中等質(zhì)量,200HBS550MPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1N1=60n1jLh9.216108應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N2N2=N1/u3.072108接觸疲憊壽命系數(shù)KHN1和KHN2N1N2 允許肯定點(diǎn)蝕,調(diào)質(zhì)剛KHN1=1.02KHN2=1.06許用接觸應(yīng)力H1H1=KHN1lim1S失效概率1%，S=1714Mpa許用接觸應(yīng)力H2H2=KHN2lim2S失效概率1%，S=1583MPa重合度系數(shù)Z0.491將較小的值代入公式計(jì)算：d1t32ktT1du1u(ZZEZZHH)2=321.69732011.62313(2.433189.

15、8583)2=54.38計(jì)算圓周速度： v=d1tn1601000=54.3832060000=0.91m/s計(jì)算齒寬：b=dd1t=154.38=54.38mm計(jì)算齒寬與齒高比：bh=b2.25mt=b2.25d1tZ1=54.38/(2.2554.3818)=8計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)：載荷系數(shù)K=KAKvKKKA:依據(jù)工作載荷狀態(tài)(稍微沖擊)和原動(dòng)機(jī)類型(電動(dòng)機(jī))，KA=1.25；Kv:依據(jù)v=0.91m/s，8級(jí)精度，由圖10-8，錐齒輪第一級(jí)精度，依據(jù)9級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.1；K:由表10-3， KH=KF=1.2；K:由表10-4，非對稱分布，KH=1.454；由表10-13，

16、KF=1.37。接觸疲憊載荷系數(shù)：K=KAKvKK=1.251.11.21.454=2.399。彎曲疲憊載荷系數(shù)：K=KAKvKK=1.251.111.21.37=2.26。校正分度圓直徑：d1=d1t3KKt=54.3832.3991.6=62.242計(jì)算當(dāng)量模數(shù)：mn=d1cos14z1=3.355(3) 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)：mn32kFtT1YYcos2dz12YFaYSaF確定參數(shù)：參數(shù)依據(jù)結(jié)果彎曲疲憊載荷系數(shù)KK=KAKvKK2.26小齒輪轉(zhuǎn)矩T1前期計(jì)算97320Nmm齒寬系數(shù)d一般0.9-1.351齒數(shù)比u大小齒輪齒數(shù)4重合度=14,1=0.73 2=0.891.62彎曲疲憊

17、強(qiáng)度極限FE1中等質(zhì)量,硬度250HBS580MPa彎曲疲憊強(qiáng)度極限FE2中等質(zhì)量,200HBS420MPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1N1=60n1jLh9.216108應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N2N2=N1/u3.072108彎曲疲憊壽命系數(shù)KFN1和KFN2N1N2，調(diào)質(zhì)剛KFN1=0.9KFN2=0.95許用彎曲應(yīng)力F1F1=KFN1FE1SS=1.5348MPa許用彎曲應(yīng)力F2F2=KFN2FE2SS=1.5266MPa螺旋角影響系數(shù)Y0.88當(dāng)量齒數(shù)zv1zv1=z1cos319.70當(dāng)量齒數(shù)zv2zv2=z2cos378.81齒形系數(shù)YFa1當(dāng)量齒數(shù)2.80應(yīng)力校正系數(shù)YSa1當(dāng)量齒數(shù)1.55齒形系數(shù)Y

18、Fa2當(dāng)量齒數(shù)2.22應(yīng)力校正系數(shù)YSa2當(dāng)量齒數(shù)1.77重合度系數(shù)Y0.683系數(shù)已經(jīng)確定。對比大小齒輪YFaYSaF。YFa1YSa1F1=0.0125YFa2YSa2F2=0.0148大齒輪數(shù)值大。將較大數(shù)值代入公式中計(jì)算：mn32kFtT1YYcos2dz12YFaYSaF=2.174對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲憊強(qiáng)度計(jì)算的發(fā)面模數(shù)mn大于齒根彎曲疲憊強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，由于齒輪模數(shù)mn的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所打算的承載力量，而齒面接觸疲憊強(qiáng)度所打算的承載力量，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)度算得的法面模數(shù)2.174就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值2.5mm。按接觸強(qiáng)度所得的分度

19、圓直徑d1=62.242 mm，算出小齒輪齒數(shù) z1=d1cosmn=62.242cos142.5=24.1524大齒輪齒數(shù) z2=424=96這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲憊強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲憊強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避開鋪張。(4) 尺寸計(jì)算：計(jì)算中心距a：a=(z1+z2)mn2cos=154.59mm圓整為155mm修正螺旋角：=arccos(z1+z2)mn2a=143533轉(zhuǎn)變不多，其他不需要修正。 計(jì)算分度圓直徑：d1=z1mncos=242.5cos143533=58.06d2=z2mncos=962.5/cos143533=248.0計(jì)算齒輪寬度：b=dd1=5

20、8.06圓整后取B2=60mm，B1=65mm(5) 齒輪結(jié)構(gòu)選擇：小齒輪齒頂圓直徑160mm，選用實(shí)心結(jié)構(gòu)。大齒輪齒頂圓直徑160mm，選用腹板式結(jié)構(gòu)。中間級(jí)斜齒圓柱齒輪的主要設(shè)計(jì)參數(shù)：小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪齒數(shù)z2496中心距a155mm齒寬B65mm60mm當(dāng)量模數(shù)mn2.5mm修正后螺旋角143533結(jié)構(gòu)實(shí)心腹板式分度圓直徑58.06mm248.00mm當(dāng)量齒數(shù)19.7078.81齒頂圓直徑67.17mm253.17mm齒根圓直徑56.19mm242mm3 低速級(jí)鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算需要傳遞的功率為3.132kW，主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速n1=80r/min。（1） 選擇鏈輪齒數(shù)：取小鏈輪齒數(shù)z1=1

21、8，大鏈輪齒數(shù)z2=iz1=418=72。（2） 確定計(jì)算功率：由表9-6，稍微沖擊，工況系數(shù)KA=1.0。由圖9-13，齒數(shù)18，主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)KZ=1.45。取單排鏈。則計(jì)算功率為：Pca=KAKZP=1.01.453.132=4.5414kW（3） 選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距：依據(jù)Pca=4.5414kW和n1=80r/min。查圖9-11，可選擇20A。查表9-1，鏈條節(jié)距為p=31.75mm。（4） 計(jì)算鏈節(jié)距和中心距：初選中心距a0=3050p=305031.75=952.51587.5mm取a0=1000mm，相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為Lp0=2a0p+z1+z22+(z2-z12)2pa0=1

22、10.34取鏈長節(jié)數(shù)Lp為110節(jié)。查表9-7得到中心距計(jì)算系數(shù)f1=0.24087，則鏈傳動(dòng)的最大中心距為a=f1p2Lp-z1+z2=0.2408731.752110-90=994.19mm（5） 計(jì)算鏈速v，確定潤滑方式：v=n1z1p601000=901831.7560000=0.762m/s查圖9-14，選擇滴油潤滑。（6） 計(jì)算壓軸力Fp：有效圓周力為Fe=1000Pv=10003.1320.762=4110.24N鏈輪水平布置，壓軸力系數(shù)，KFp=1.15。壓軸力為 FpKFpFe=4726.776N。低速級(jí)鏈輪的主要設(shè)計(jì)參數(shù)小齒輪大齒輪齒數(shù)z1872鏈號(hào)20A（節(jié)距31.75m

23、m）排數(shù)1鏈節(jié)數(shù)104最大中心距994.19mm七、初算軸徑1. 選擇材料選擇45剛，調(diào)質(zhì)處理。許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T=35Mpa。2. 依據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件初步估算軸徑電機(jī)軸軸軸軸滾筒軸功率P/kw3.4673.4323.2613.1322.977轉(zhuǎn)速n/(r/min)9609603208020軸:d39550000P0.2Tn=16.959mm軸:d39550000P0.2Tn=24.046mm軸:d39550000P0.2Tn=37.66mm考慮到軸上鍵槽的影響，對于d100mm的軸，直徑放大5%。d1=16.9591.05=17.807mmd2=24.0461.05=25.248mmd3=37.

24、661.05=39.543mm八、選擇聯(lián)軸器和軸承1. 選擇高速輸入軸聯(lián)軸器(1)類型選擇：選擇彈性柱銷聯(lián)軸器，適用于連接兩同軸線的傳動(dòng)軸系，并具有補(bǔ)償兩軸相對位移和一般減振性能。工作溫度-2070。(2)載荷計(jì)算：公稱轉(zhuǎn)矩T=9550000Pn=95500003.467960=34489.427Nmm，由表14-1查得KA=1.5，由Tca=KAT計(jì)算得到計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tca=34489.4271.5=51734.14Nmm (3)型號(hào)選擇：依據(jù)轉(zhuǎn)矩，軸最小直徑17.807mm。選擇型號(hào)。查彈性柱銷聯(lián)軸器GB/T-5014-2003，LX1聯(lián)軸器可以滿足要求。主要參數(shù)如下：型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)

25、動(dòng)慣量質(zhì)量LX1250Nm8500r/min0.002kgm22kg輸出端軸孔長度輸出端軸徑52mm18mm2. 選擇軸承類型考慮到有軸向、徑向載荷，選擇角接觸球軸承，尺寸系列02，0級(jí)公差，0組游隙，=25，脂潤滑。九、繪制基本結(jié)構(gòu)裝配底圖如圖為主要內(nèi)箱的裝配底圖，基于此圖進(jìn)行后邊的軸系設(shè)計(jì)。查手冊表5-1，表5-2，表5-3。箱座壁厚與箱蓋壁厚=1=8mm。地腳螺栓直徑df=0.018dm1+dm2+12mm。取df=12mm。箱蓋與箱座連接螺栓直徑d2=0.50.6df=67.2。依據(jù)螺栓標(biāo)準(zhǔn)取8mm。對應(yīng)螺栓的扳手空間，至外箱壁距離c1=13mm，至凸緣邊緣直徑c2=11mm。1=2=

26、8mm，4=4.88mm，取4=6mm。58mm，初取8mm。后邊設(shè)計(jì)時(shí)要保證小錐齒輪在箱體中心。十、軸系零件設(shè)計(jì)校核1. 輸入軸設(shè)計(jì)選擇材料45鋼，調(diào)制處理，硬度HBS250。設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu)并且確定尺寸：軸最小直徑17.807，取d1=18mm。查聯(lián)軸器參數(shù)L1=52，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，L1取略短一些，L1=50。聯(lián)軸器右端需一個(gè)軸肩，故取d2=25mm。確定d3為軸承協(xié)作，需要5的倍數(shù)，取d3=30mm。查角接觸球軸承（GB/T 292-1994），取7206AC，內(nèi)徑30mm，外徑D=62mm，寬度B=16mm，安裝尺寸da=36mm，也就是d436mm

27、，取d4=38mm。d5=d3=30mm。有一個(gè)軸肩，取d6=24mm。接受軸端擋圈加雙螺釘固定錐齒輪的右端，查手冊34頁確定L4，L6。兩軸承距離為LB，與錐齒輪靠近的軸承與錐齒輪分度圓處距離為LC。如下圖：一般取LB=2LC，或LB=2.53d，d為安裝軸承處的直徑。我們?nèi)B=2.5d=75mm。取Lc=38mm。L4=LB-2B2=59mm查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-39，錐齒輪結(jié)構(gòu)，錐齒輪與軸協(xié)作部分長度L=（1-1.2）d，此處d=d6=24mm。取L=30mm。套杯伸出厚度為6mm，則L6約為30+6=36mm。取L6=36mm。L2長度為套杯凸緣厚度，軸承蓋厚度，加上一段距離。查手冊圖6

28、-29，依據(jù)套杯內(nèi)徑62mm，凸緣厚度取S=(0.080.1)D，取S=6mm。依據(jù)圖6-27凸緣式軸承蓋，軸承外徑62mm，螺釘直徑6mm，凸緣厚度e=1.2螺釘直徑=7.2mm,，圓整為8mm，L28+6=14mm取L2=30mm。套杯凸緣厚度，伸出后邊伸出長度，壁厚均為6mm。固定軸承蓋和套杯的螺釘為4個(gè)，對稱螺釘中心距為D0=D+2S2+2.5D3=62+4.56mm=89mm。套杯凸緣處直徑D2=D0+3d3=89+36=107mm。套杯總長103mm。L3與軸承協(xié)作。取L3=B=16mm。為了使甩油環(huán)與軸肩不接觸，直接頂?shù)捷S承內(nèi)圈，L5比B稍小一些。取L5=13mm。2. 輸入軸校

29、核受力分析畫受力分析圖。已知T1=34.141Nm，dm1=62.5mm，小錐齒輪的錐角1=18.43。(1) 計(jì)算錐齒輪部分受力：圓周力Ft=2T1dm1=1092.5N，徑向力Fr=Fttancos1=377.24N，軸向力Fa=Fttansin1=125.71N，計(jì)算軸承處作用力。水平面內(nèi)Z方向上力平衡：FNH1-FNH2+Ft=0垂直面內(nèi)力平衡：FNV1-FNV2+Fr=0豎直面內(nèi)對右邊軸承處力矩平衡：73.5FNV1+62.52Fa-38Fr=0水平面內(nèi)對右邊軸承處力矩平衡：73.5FNH1-38Ft=0得：FNH1=564.83N，F(xiàn)NH2=1657.33N，F(xiàn)NV1=141.59

30、N ，F(xiàn)NV2=518.83(2) 畫彎矩圖：依據(jù)上述簡圖及求出的軸上各作用力，分別按水平面和豎直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，并按結(jié)果分別作出水平面上的彎矩MH圖和垂直面上的彎矩圖MV圖；然后按式M=MH2+MV 2并作出M圖及扭矩圖。畫水平方向和豎直方向彎矩圖：由圖可知，最大合成彎矩在右邊軸承處。最大彎矩為可以看出最大計(jì)算應(yīng)力處，M=MH2+MV 2=（564.8373.5)2+（141.5973.5）2=42799.5Nmm轉(zhuǎn)矩圖：T=34.141Nm(3)校核軸的強(qiáng)度：已知軸的彎矩及扭矩后，可針對某些危急截面做彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力循環(huán)特性不同的影響，引入

31、折合系數(shù)=0.6，計(jì)算應(yīng)力ca=2+4（）2。從彎扭圖中可以看出，危急截面為右邊軸承處，其軸徑為d6=24mm，將彎曲應(yīng)力=MW，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力=T2W，帶入計(jì)算應(yīng)力公式，則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為 ca=（MW）2+4（T2W）2-1W為軸的抗彎截面系數(shù)，mm3，查表15-1可得其值為W=d332-bt(d-t)22d，其中d為軸承處直徑，b為鍵槽寬度，t為鍵槽深。查表6-1，鍵寬b=8mm，高h(yuǎn)=7mm，t=h/2=3.5mm。代入，W=d332-bt(d-t)22d=30332-83.5(30-3.5)2230=2323.002mm3代入公式：ca=（MW）2+4（T2W）2=20.043MP

32、a查表15-1-1，45鋼，調(diào)質(zhì)，-1=60Mpa。強(qiáng)度足夠。3. 軸設(shè)計(jì)選擇材料45鋼，調(diào)制處理，硬度HBS250。軸最小直徑為25.248mm，與軸承協(xié)作取d1=d3=30mm。一個(gè)軸肩，取d2=38mm。此軸各長度與箱體結(jié)構(gòu)有關(guān)，依據(jù)繪制的減速器裝配底圖，分析確定軸上各段長度。如圖，取大錐齒輪輪轂45mm，分度圓距離輪轂靠近內(nèi)側(cè)邊緣21mm，取輪轂內(nèi)側(cè)邊緣距離小圓柱齒輪a1=7mm。則距離大齒輪邊緣為7+5/2=9.5，可以保證平安距離。圖中a2=37.5-21-a1=9.5。則L=65-9.5+6=61.5mm。另外一側(cè)a3=L-37.5+(45-21)=0。即輪轂貼在甩油環(huán)上。由此分

33、析確定軸上各長度。L1為輪轂長度加上軸伸入箱壁長度。伸入箱壁長度為壁厚B減去軸承蓋腿長m，取m=5mm。L1=45+B-m=45+32-5=72mm。L2=a1=7mm。L3為小圓柱齒輪寬加上4，加上伸入箱壁長度。L3=65+6+32-5=98mm。4. 軸強(qiáng)度校核（1） 計(jì)算受力。畫受力分析圖：由軸小錐齒輪受力分析，得到大錐齒輪上受力狀況。圓周力Ft1=2T1dm1=1092.5N徑向力Fr1=125.71N軸向力Fa1=377.24N小圓柱齒輪受力狀況如下：圓周力Ft2=2T2d1=29732058.06=3352.4N徑向力Fr2=Ft2tanncos=3352.4tan20cos143

34、533=1260.8N軸向力Fa2=Ft2tan=3352.4tan143533=872.8N水平面內(nèi)Z方向上力平衡：FNH1-FNH2+Ft1-Ft2=0豎直面內(nèi)力平衡：FNV1+FNV2+Fr1-Fr2=0水平面內(nèi)對軸與小圓柱齒輪連接處力矩平衡：43+60.5FNH1-5.7.5FNH2-112.5Fa1+60.5Ft1=0豎直面內(nèi)對軸與小圓柱齒輪連接處力矩平衡：43+60.5FNV1+60.5Fr1-57.5FNV2=0得：FNH1=819N，F(xiàn)NH2=1440.9N，F(xiàn)NV1=358.15N， FNV2=776.94N。（2） 畫彎矩圖：依據(jù)上述簡圖及求出的軸上各作用力，分別按水平面和

35、豎直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，并按結(jié)果分別作出水平面上的彎矩MH圖和垂直面上的彎矩圖MV圖；然后按式M=MH2+MV 2并作出M圖及扭矩圖：M=MH2+MV 2=842112+446742=95327Nmm=95.327Nm轉(zhuǎn)矩圖：（3） 已知軸的彎矩及扭矩后，可針對某些危急截面做彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)=0.6，計(jì)算應(yīng)力ca=2+4（）2。從彎扭圖中可以看出，危急截面為小圓柱齒輪安裝處，其軸徑為d=30mm，將彎曲應(yīng)力=MW，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力=T2W，帶入計(jì)算應(yīng)力公式，則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為： ca=（MW）2+4（T2W）2-1W

36、為軸的抗彎截面系數(shù)，mm3，查表15-1可得其值為d332-bt(d-t)22d，其中d為軸承處直徑，b為鍵槽寬度，t為鍵槽深。查表6-1，鍵寬b=8mm，高h(yuǎn)=7mm，t=h/2=3.5mm。代入：d332-bt(d-t)22d=30332-83.5(30-3.5)2230=2323.002mm3代入公式：ca=（MW）2+4（T2W）2=25.136MPa查表15-1-1，45鋼，調(diào)質(zhì)，-1=60Mpa。強(qiáng)度足夠。5. 軸設(shè)計(jì)選擇材料45鋼，調(diào)制處理，硬度HBS250。初步設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下：軸最小直徑39.5mm，取d1=40mm。有一個(gè)軸肩定位小鏈輪，d2=45mm。與軸承協(xié)作，取d3=50

37、mm。定位軸肩，取d4=58mm，d5=53mm。同樣軸承協(xié)作,d6=d3=50mm。依據(jù)已經(jīng)選擇的鏈節(jié)號(hào)，計(jì)算鏈輪齒寬bf1=19.95mm，考慮到鏈板寬度、鏈輪結(jié)構(gòu)和鏈輪在軸端的固定，輪轂長度比鏈輪齒寬大一些，取L1=25mm。L2應(yīng)當(dāng)比軸承蓋腿長加上軸承蓋凸緣厚度長一些。腿長m=5mm，查得凸緣厚度e=9.6mm，取L2=25mm。L3約為箱體壁厚減去腿長，取L3=27mm。L5應(yīng)當(dāng)比大圓柱齒輪齒寬小一些，取L5=57mm。大齒輪距離內(nèi)壁平安距離為6mm，通過結(jié)構(gòu)打算L4=123-6-60=57mm。最終繪制裝配圖時(shí)發(fā)覺圓柱齒輪嚙合不好，修正為L4=53mm，L3=30mm，軸的裝配位置

38、整體向聯(lián)軸器方向移動(dòng)。轉(zhuǎn)變甩油環(huán)的長度。軸上受力不變。L6=6+(60-57)+L3=36mm。6. 軸強(qiáng)度校核（1） 計(jì)算受力。畫受力分析圖：由軸小圓柱齒輪受力分析，得到大圓柱齒輪上受力狀況如下：圓周力Ft2=3352.4N，徑向力Fr2=1260.8N，軸向力Fa=872.8N。鏈輪處受力狀況依據(jù)前邊滾子鏈傳動(dòng)計(jì)算，有效圓周力Fe=1000Pv=10003.1320.762=4110.24N。壓軸力為 FpKFpFe=4726.776N。即Ft1=4110.24N，F(xiàn)r1=4726.776N。水平面內(nèi)Z方向上力平衡：FNH1+FNH2+Ft1-Ft2=0豎直面內(nèi)力平衡：Fr1+Fr2-FN

39、V1-FNV2=0水平面內(nèi)對軸與大圓柱齒輪連接處力矩平衡：455+106Ft1+106FNH1-55FNH2=0豎直面內(nèi)對軸與大圓柱齒輪連接處力矩平衡：455+106Fr1-106FNV1+2482Fa+55FNV2=0得：FNH1=-4126.6N，F(xiàn)NH2=3368.8N，F(xiàn)NV1=7165.5N， FNV2=-1177.9N。（2） 畫彎矩圖：依據(jù)上述簡圖及求出的軸上各作用力，分別按水平面和豎直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，并按結(jié)果分別作出水平面上的彎矩MH圖和垂直面上的彎矩圖MV圖；然后按式M=MH2+MV 2并作出M圖及扭矩圖。M=MH2+MV 2=187.022+215.072=285.0

40、1Nm依據(jù)以前計(jì)算此處T=373.883Nm。（3） 計(jì)算校核：已知軸的彎矩及扭矩后，可針對某些危急截面做彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)=0.6，計(jì)算應(yīng)力ca=2+4（）2。從彎扭圖中可以看出，危急截面為左邊軸承安裝處，其軸徑為d=50mm，將彎曲應(yīng)力=MW，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力=T2W，帶入計(jì)算應(yīng)力公式，則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為： ca=（MW）2+4（T2W）2-1W為軸的抗彎截面系數(shù)，mm3，查表15-1可得其值為d332-bt(d-t)22d，其中d為軸承處直徑，b為鍵槽寬度，t為鍵槽深。查表6-1，鍵寬b=14mm，高h(yuǎn)=9mm，t

41、=h/2=4.5mm。代入：W=d332-bt(d-t)22d=50332-144.5(50-4.5)2250=10967.59mm3代入公式：ca=（MW）2+4（T2W）2=25.987MPa查表15-1-1，45鋼，調(diào)質(zhì)，-1=60Mpa。強(qiáng)度足夠。十一、軸承壽命校核預(yù)取軸承代號(hào)及重要參數(shù)如下：軸承代號(hào)及軸內(nèi)徑d/mm外徑D/mm寬B/mm基本額定動(dòng)負(fù)荷Cr/KN額定靜負(fù)荷Cor/KN7206AC（I軸）30621622.014.27206AC(II軸）30621622.014.27210AC(III軸)50902040.830.51 高速軸上軸承的校核 畫受力分析圖。由軸的計(jì)算可知：F

42、r1 =1736.6N，F(xiàn)r2 =582.3N，F(xiàn)a=125.71N。計(jì)算派生軸向力：7206AC，e=0.68。Fd2=0.68Fr2=359.96NFd1=0.68Fr1=1180.89N計(jì)算軸承軸向力：軸承2被壓緊，F(xiàn)a2=Fd1+Fa=1180.89+125.71=1306.6N軸承1被放松，F(xiàn)a1=Fd1=1180.89N計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：Fa1Fr1=0.68=e，F(xiàn)a2Fr2=2.24e查表13-5，X1=1，Y1=0，X2=0.41，Y2=0.87，稍微沖擊，fp=1.1。P1=1.1(X1Fr1+Y1Fa1)=1910.26NP2= 1.1(X2Fr2+Y2Fa2)=1513.

43、04N計(jì)算壽命：Lh=10660nCPmm=10660960(220001910.26)3=26519.7h10年，每年300天，每天16小時(shí)為48000h，壽命不足。改選圓錐滾子軸承30206，額定動(dòng)載荷43200N。計(jì)算系數(shù)e=0.37，Y=1.6。計(jì)算派生軸向力：Fd2=Fr2/(2Y)=181.97NFd1=Fr1/(2Y)=542.69N計(jì)算軸承軸向力：軸承2被壓緊，F(xiàn)a2=Fd1+Fa=542.69+125.71=668.4N軸承1被放松，F(xiàn)a1=Fd1=542.69N計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：Fa1Fr1=0.3125e，F(xiàn)a2Fr2=1.15e查圓錐滾子軸承(GB/T 297-1994)

44、，徑向當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，當(dāng)Fa/Fre時(shí)，Pr=Fr，即Pr1=Fr1=1736.6N當(dāng)Fa/Fre時(shí)，Pr=0.4Fr+YFa，即Pr2=0.4Fr2+1.6Fa2=1302.36將較大數(shù)值代入壽命公式：Lh=10660nCPmm=10660960(432001736.6)3=267257h符合壽命要求。2 中間軸上軸承的校核畫受力分析：由軸的計(jì)算可知：Fr1 =893.89N，F(xiàn)r2 =1636.23N，F(xiàn)a1=377.24N。Fa2=872.8N計(jì)算派生軸向力：7206AC，e=0.68。Fd1=0.68Fr1=607.85NFd2=0.68Fr2=1112.63N計(jì)算軸承軸向力：軸承2被壓緊

45、，F(xiàn)a22=Fd1+Fa2-Fa1=1103.41N軸承1被放松，F(xiàn)a11=Fd1=607.85N計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：Fa1Fr1=0.68=e，F(xiàn)a2Fr2=0.67e查表13-5，X1=1，Y1=0，X2=1，Y2=0，稍微沖擊，fp=1.1。P1=1.1(X1Fr1+Y1Fa11)=983.28NP2= 1.1(X2Fr2+Y2Fa22)=1799.85N計(jì)算壽命：Lh=10660nCPmm=10660320(220001799.85)3=95116h10年， 每年300天，每天16小時(shí)為48000h，壽命滿足要求。3 低速軸上軸承的校核畫受力分析圖：由軸的計(jì)算可知：Fr1 =3568.79

46、N，F(xiàn)r2 =8268.8N，F(xiàn)a=872.8N。計(jì)算派生軸向力：7206AC，e=0.68。Fd2=0.68Fr2=5622.78NFd1=0.68Fr1=2426.78N計(jì)算軸承軸向力：軸承2被壓緊，F(xiàn)a2=Fd1+Fa=2426.78+872.8=3299.58N軸承1被放松，F(xiàn)a1=Fd1=2426.78N計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：Fa1Fr1=0.68=e，F(xiàn)a2Fr2=0.399e查表13-5，X1=1，Y1=0，X2=1，Y2=0，稍微沖擊，fp=1.1。P1=1.1(X1Fr1+Y1Fa1)=3925.67NP2= 1.1(X2Fr2+Y2Fa2)=9095.68N計(jì)算壽命：Lh=106

47、60nCPmm=1066080(408009095.68)3=18803h10年，每年300天，每天16小時(shí)為48000h，壽命不足。改選圓錐滾子軸承30210，額定動(dòng)載荷43200N。代入計(jì)算：Lh=10660nCPmm=10660960(432001910.26)3=200794h不符合壽命要求。改選圓錐滾子軸承30210，額定動(dòng)載荷73200N。計(jì)算系數(shù)e=0.42，Y=1.4。計(jì)算派生軸向力：Fd2=Fr2/(2Y)=2953.14NFd1=Fr1/(2Y)=1274.57N計(jì)算軸承軸向力：軸承2被壓緊，F(xiàn)a2=Fd1+Fa=1274.57+872.8=2147.37N軸承1被放松，F(xiàn)

48、a1=Fd1=1274.57N計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷：Fa1Fr1=0.357e，F(xiàn)a2Fr2=0.26e查圓錐滾子軸承(GB/T 297-1994)，徑向當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，當(dāng)Fa/Fre時(shí)，Pr=Fr，即Pr1=Fr1=1736.6N，Pr2=Fr2=8268.8N將較大數(shù)值代入壽命公式：Lh=10660nCPmm=1066080(732008268.8)3=144532h大于48000h。符合壽命要求。最終選擇軸承狀況如下：軸承代號(hào)及軸內(nèi)徑d/mm外徑D/mm寬B/mm基本額定動(dòng)負(fù)荷Cr/KN額定靜負(fù)荷Cor/KN3206（I軸）30621643.250.57206AC(II軸）30621622.014

49、.23210(III軸)50902073.292.0十二、鍵選擇和鍵強(qiáng)度校核查表6-2，鋼，稍微沖擊，許用擠壓強(qiáng)度為p=120MPa。1. 高速軸上鍵的校核與聯(lián)軸器相連的鍵校核選擇一般A型平鍵，66，L=45mm。T=34.141Nm，b=6mm，h=6mm，L=45mm，k=0.5h=3mm，鍵的有效長度l=L-b=39mm。依據(jù)鍵的靜強(qiáng)度校核公式：p=2T103kld=28.1Mpap符合強(qiáng)度條件。與小錐齒輪相連的鍵校核選擇一般A型平鍵，87，L=32。T=34.141Nm，b=8mm，h=7mm，L=32mm，k=0.5h=3.5mm，鍵的有效長度l=L-b=24mm。依據(jù)鍵的靜強(qiáng)度校核

50、公式：p=2T103kld=25.4Mpap符合強(qiáng)度條件。2. 中間軸上鍵的校核與大錐齒輪相連的鍵校核選擇一般A型平鍵，87，L=40mm。T=97.320Nm，b=8mm，h=7mm，L=40mm，k=0.5h=3.5mm，鍵的有效長度l=L-b=32mm。依據(jù)鍵的靜強(qiáng)度校核公式：p=2T103kld=46.24Mpap符合強(qiáng)度條件。與小圓柱齒輪相連的鍵校核選擇一般A型平鍵，87，L=56mm。T=97.320Nm，b=8mm，h=7mm，L=56mm，k=0.5h=3.5mm，鍵的有效長度l=L-b=48mm。依據(jù)鍵的靜強(qiáng)度校核公式：p=2T103kld=33.1Mpap符合強(qiáng)度條件。3. 低速軸上鍵的校核與鏈輪相連的鍵校核選擇一般A型平鍵，128，L=20mm。T=373.88Nm，b=12mm，h=8mm，L=20mm，k=0.5h=4mm，鍵的有效長度l=L-b=8mm。依據(jù)鍵的靜強(qiáng)度校核公式：p=2T103kld=584.19Mpap不符合強(qiáng)度條件。改用兩個(gè)一般B型（平頭）平鍵，128， L=22mm，有效長度l=L=22mm。代入公式：p=2T1032kld=10