卷揚(yáng)機(jī)傳動裝置實施方案說明書

1、目錄1.背景6XX大學(xué)機(jī)械設(shè)計說明書目：卷揚(yáng)機(jī)傳動裝置設(shè)計系另I:班級:組另I:組員:指導(dǎo)教師：1.1機(jī)械傳動6帶傳動6齒輪彳專動6鏈傳動7蝸輪蝸桿傳動7螺旋傳動7電力傳動8液壓傳動8減速器發(fā)展?fàn)顩r8.設(shè)計任務(wù)書9設(shè)計題目9設(shè)計任務(wù)10具體任務(wù)10數(shù)據(jù)表10.方案擬定與論證比較 10方案擬定10 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 方案論證與定性比較12.詳細(xì)設(shè)計與計算13原動機(jī)選擇13 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 計算總傳動比并分配各級傳動比14 HYPERLI

2、NK l bookmark33 o Current Document 計算各軸地運動學(xué)及動力學(xué)參數(shù)14V帶設(shè)計15齒輪設(shè)計17高速級斜齒圓柱齒輪地設(shè)計17低速級直齒圓柱齒輪地設(shè)計20齒輪高速軸地設(shè)計22齒輪中間軸地設(shè)計27齒輪低速軸地設(shè)計29軸承地壽命校核31 TOC o 1-5 h z 軸地彎扭結(jié)合強(qiáng)度校核364.7整體結(jié)構(gòu)設(shè)計36確定箱體地尺寸與形狀36選擇材料與毛坯制造方法36箱體地潤滑與密封設(shè)計36減速器附件結(jié)構(gòu)設(shè)計36卷揚(yáng)機(jī)傳動裝置地設(shè)計.背景一般工程技術(shù)中使用地動力傳遞方式有機(jī)械傳動、電氣傳動、液體傳動、氣壓傳動以及由它們組合而成地復(fù)合傳動 .b5E2R機(jī)械傳動機(jī)械傳動按傳力方式分

3、，可分為摩擦傳動和嚙合傳動，摩擦傳動又分為摩擦輪傳動和帶傳動等，嚙合傳動可分為齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、鏈傳動等等；按傳動比又可分為定傳動比和變傳動比傳動.p1Ean帶傳動皮帶傳動是由主動輪、從動輪和緊張在兩輪上地皮帶所組成.由于張緊，在皮帶和皮帶輪地接觸面間產(chǎn)生了壓緊力，當(dāng)主動輪旋轉(zhuǎn)時，借摩擦力帶動從動輪旋轉(zhuǎn)，這樣就把主動軸地動力傳給從動軸.DXDiT。皮帶傳動地特點：1）可用于兩軸中心距離較大地傳動2）皮帶具有彈性、可緩沖和沖擊與振動，使傳動平穩(wěn)、噪聲小3）當(dāng)過載時，皮帶在輪上打滑，可防止其它零件損壞4）結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便.5）由于皮帶在工作中有滑動，故不能保持精確地傳動比齒輪傳動齒輪傳動是

4、由分別安裝在主動軸及從動軸上地兩個齒輪相互嚙合而成.齒輪傳動是應(yīng)用最多地一種傳動形式.它有如下特點：1）能保證傳動比穩(wěn)定不變.2）能傳遞很大地動力.3）結(jié)構(gòu)緊湊、效率高.4）制造和安裝地精度要求較高.5）當(dāng)兩軸間距較大時，采用齒輪傳動就比較笨重鏈傳動這是由兩個具有特殊齒形地地齒輪和一條閉合地鏈條所組成，工作時主動連輪地齒與 鏈條地鏈節(jié)相嚙合帶動與鏈條相嚙合地從動鏈輪傳動.這就是我們常見地自行車鏈輪鏈條傳動原理.RTCr鏈傳動地特點如下：1）能保證較精確地傳動比（和皮帶傳動相比較）2）可以在兩軸中心距較遠(yuǎn)地情況下傳遞動力（與齒輪傳動相比）3）只能用于平行軸間傳動4）鏈條磨損后，鏈節(jié)變長，容易產(chǎn)生

5、脫鏈現(xiàn)象.蝸輪蝸桿傳動蝸輪蝸桿傳動用于兩軸交叉成90度，但彼此既不平行又不相交地情況下，通常在蝸輪傳動中，蝸桿是主動件，而蝸輪是被動件.5PCzV蝸輪蝸桿傳動有如下特點：1）結(jié)構(gòu)緊湊、并能獲得很大地傳動比，一般傳動比為7-80.2）工作平穩(wěn)無噪音3）傳動功率范圍大4）可以自鎖5）傳動效率低，蝸輪常需用有色金屬制造.蝸桿地螺旋有單頭與多頭之分 .螺旋傳動螺旋傳動是利用螺桿和螺母組成地螺旋副來實現(xiàn)傳動要求地，主要用于將回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動，同時傳遞運動和動力.jLBHr。螺旋傳動地分類：1）傳力螺旋：以傳遞動力為主，要求以較小地轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大地軸向推力，用于克服工作阻力.如各種起重或加壓裝置地螺旋.

6、這種傳力螺旋主要是承受很大地軸向力，一般為簡寫工作，每次工作時間較短，工作速度也不高.xHAQX2）傳導(dǎo)螺旋：以傳遞運動為主，有時也承受較大地軸向載荷.如機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)地螺旋等.傳導(dǎo)螺旋主要在較長地時間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度較高，因此，要求具有較高地傳動精度.LDAYt3）調(diào)整螺旋：以調(diào)整、固定零件地相對位置.如機(jī)床、儀器、及測試裝置中地微調(diào)機(jī)構(gòu)地螺旋.調(diào)整螺旋不經(jīng)常轉(zhuǎn)動，一般在空載下調(diào)整.Zzz6Z。電力傳動電氣傳動，是指用電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，去帶動各種類型地生產(chǎn)機(jī)械、交通車輛以及生活中需要運動地物品.dvzfv。電氣傳動地優(yōu)點有：1）電機(jī)地效率高，運轉(zhuǎn)比較經(jīng)濟(jì)2）電能地傳輸和分配比較方便

7、3）電能容易控制.液壓傳動液壓傳動利用液壓泵，將原動機(jī)（馬達(dá)）地機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w地壓力能，然后利用液壓缸（或液壓馬達(dá)）將液體地壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，以驅(qū)動負(fù)載，并獲得執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需地運動速度.液壓傳動地理論基礎(chǔ)是液壓流體力學(xué).rqyn1。液壓傳動地優(yōu)點有：1）便于實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)速范圍比較大，可達(dá) 100:1 2000:1.2）在同等功率下，液壓傳動裝置地體積小、質(zhì)量輕、慣性小、結(jié)構(gòu)緊湊（如同功率液壓馬達(dá)地重量只有電動機(jī)地 10% 20%）,而且能傳遞較大地力或轉(zhuǎn)矩.Emxvx3）工作平穩(wěn)、反應(yīng)快、沖擊小，能頻繁啟動和換向.液壓傳動系統(tǒng)地?fù)Q向頻率，回轉(zhuǎn)運動每分鐘可達(dá)500次，往復(fù)直線運動每分鐘可達(dá)

8、400 1000次.SixE2。4）控制調(diào)節(jié)比較簡單，操作比較方便省力，易于實現(xiàn)自動化，與電氣控制配合使用能實現(xiàn)復(fù)雜地順序動作和遠(yuǎn)程控制 .6ewMy TOC o 1-5 h z 5）易于實現(xiàn)過載保護(hù)，系統(tǒng)超負(fù)載，油液經(jīng)溢流閥流回油箱.由于采用油液壓工作介質(zhì)，能自行潤滑，使用壽命長.kavU4。6）易于實現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，易于實現(xiàn)設(shè)計、制造和推廣使用7）易于實現(xiàn)回轉(zhuǎn)直線運動，且元件排列布置靈活8）在液壓傳動系統(tǒng)中， 功率損失所產(chǎn)生地?zé)崃靠捎闪鲃又赜蛶ё撸士杀苊鈾C(jī)械本體產(chǎn)生過度溫升.考慮到本專業(yè)地已進(jìn)行地課程學(xué)習(xí)，重點是是機(jī)械傳動.而在對機(jī)械傳動地學(xué)習(xí)地基礎(chǔ)上，針對題目地要求，我們選

9、取了三種傳動方案，并對之進(jìn)行比較，選取了帶傳動結(jié)合齒輪傳動方案，針對該方案進(jìn)行詳細(xì)地參數(shù)設(shè)計.因此一下主要針對機(jī)械傳動.y6v3A。減速器發(fā)展?fàn)顩r20世紀(jì)70年代，世界減速器技術(shù)有了大地發(fā)展.產(chǎn)品發(fā)展地總趨勢是小型化、高速化、 低噪聲和高可靠性；技術(shù)發(fā)展中最引人注目地是硬齒面技術(shù)、功率分支技術(shù)和模塊化技術(shù).M2ub6到80年代，國外硬齒面技術(shù)已日趨成熟.采用優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件、滲碳淬火磨齒地硬齒面齒輪，精度極高，綜合承載能力為中硬齒面調(diào)調(diào)質(zhì)齒輪地34倍，為軟齒面齒輪地 45倍.一個中等規(guī)格地硬齒面減速器地重量僅為中硬齒面減速器地1/3左右，且噪聲低，效率高，可靠性高.QYujCo減速器地種類繁多，

10、按照傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器;按照傳動級數(shù)不同可分為單機(jī)和多級減速器；按照傳動地布置形式可分為展開式、分流式和同軸式減速器.eUts8。以下是常用地減速機(jī)分類:1）擺線針輪減速機(jī)2）硬齒面圓柱齒輪減速器3）行星齒輪減速機(jī)4）軟齒面減速機(jī)5）三環(huán)減速機(jī)6）起重機(jī)減速機(jī)7）蝸桿減速機(jī) 8）軸裝式硬齒面減速機(jī)9)無級變速器對通用減速器而言，除普遍采用硬齒面技術(shù)外，模塊化設(shè)計技術(shù)已成為其發(fā)展地一個 主要方向.它旨在追求高性能地同時，即可能減少零部件及毛坯地品種規(guī)格和數(shù)量，以便于 組織生產(chǎn)，形成批量，降低成本，獲得規(guī)模效益.sQsAE2.設(shè)計任務(wù)書.設(shè)計題目設(shè)計一卷揚(yáng)機(jī)地傳動

11、裝置.傳動裝置簡圖如圖1所示.1)卷揚(yáng)機(jī)數(shù)據(jù)卷揚(yáng)機(jī)繩牽引力 F (N).繩牽引速度v (m/s)卷筒直徑 D(mm)見附表2)工作條件用于建筑工地提升物料，空載啟動連續(xù)運轉(zhuǎn)，三班制工作，工作平穩(wěn)3)使用期限工作期限為十年，每年工作 300天，三班制工作，每班工作4小時，檢修期間隔為三年4)產(chǎn)批量及加工條件小批量生產(chǎn)，無鑄鋼設(shè)備.設(shè)計任務(wù)確定傳動方案；選擇電動機(jī)型號；設(shè)計傳動裝置；選擇聯(lián)軸器具體任務(wù)減速器裝配圖一張，零件工作圖二張，設(shè)計說明書一份數(shù)據(jù)表牽引力F/KN121087牽引速度v/(m/s)0.3,0.4030.4,0.5,0.6卷筒直徑D/mm470,500420,430,450,47

12、0,500430,450,500440,460,4803.方案擬定與論證比較方案擬定根據(jù)設(shè)計任務(wù)里預(yù)給定地參數(shù)（卷筒直徑和牽引速度），結(jié)合一般原動機(jī)地轉(zhuǎn)速（千轉(zhuǎn)/min）,可以估算出傳動裝置所需地傳動比大致為70100,由此擬定出以下三種方案 .GMsIa方案一：電動機(jī)一閉式三級圓柱齒輪一工作機(jī)（卷筒），示意圖見圖2.圖2.方案一示意圖方案二：電動機(jī)一 V帶一閉式二級圓柱齒輪一工作機(jī)（卷筒），其中高速級為斜齒 齒輪，低速級為直齒齒輪.示意圖見圖3.TIrRG。圖3.方案二示意圖方案三：電動機(jī)一蝸輪蝸桿一閉式單級圓柱齒輪一工作機(jī)（卷筒），示意圖見圖4.圖4.方案三示意圖方案論證與定性比較方案一：

13、該方案地傳動部分為三級圓柱齒輪，其優(yōu)點在于傳動平穩(wěn)、 可靠，傳動效率高、精度高，傳遞功率大，使用壽命長；不足之處其一是沒有自鎖性能，其二是結(jié)構(gòu)不夠緊湊，使減速箱箱體過于笨重.7EqZc方案二：該方案用 V帶取代了方案一中最高速級地圓柱齒輪，從而縮小了齒輪箱地體積，此外，V帶還具有傳動較平穩(wěn)，傳動效率高，有一定過載保護(hù)作用等優(yōu)點；其缺點在于帶傳動不可避免地彈性滑動，由此會引起帶傳動圓周速度損失、傳動效率降低以及引起帶地磨損和溫升，降低使用壽命等缺點.lzq7I。方案三：該方案用一對蝸輪蝸桿取代了方案一中高速級地兩對圓柱齒輪，從而可以使傳動結(jié)構(gòu)更為緊湊，此外，還具有傳動精度較高、使用壽命長、具有自

14、鎖功能等優(yōu)點；而其最 大地缺點在于蝸桿與蝸輪間相對滑動速度地存在，這會造成較大地摩擦效率損失以及不得不考慮地摩擦發(fā)熱.zvpge。綜上，三種方案地優(yōu)劣比較如表1.方案序號傳動精度平穩(wěn)性傳動效率使用壽命箱體體積自鎖性能一高高高長大無一較局較局高較長中無三較局較低較長小有表1.三種方案地對比經(jīng)過綜合比較，確定方案二（ V帶+二級圓柱齒輪）為最佳方案4.詳細(xì)設(shè)計與計算聯(lián)軸器/圖5.所選最佳方案示意圖所選工作參數(shù)：F=12KN , v=0.3m/s , D=470mm.原動機(jī)選擇.計算原動機(jī)地實際輸出功率工作功率而該傳動裝置地總效率為X0.95則原動機(jī)實際輸出功率.計算原動機(jī)地適當(dāng)轉(zhuǎn)速范圍由工作參數(shù)可

15、得卷筒地轉(zhuǎn)速為而三級減速適當(dāng)?shù)貍鲃颖确秶鸀?8100,由此得原動機(jī)地轉(zhuǎn)速范圍為.選擇原動機(jī)型號根據(jù)以上功率和轉(zhuǎn)速參數(shù)，查手冊選擇Y132M2-6封閉籠型三相異步電動機(jī)，其主要參 數(shù)為：滿載轉(zhuǎn)速 960r/min,額定功率 5.5KW.NrpoJ。計算總傳動比并分配各級傳動比.計算總傳動比傳動裝置地總傳動比為.分配各級傳動比考慮到V帶級地傳動比過大會影響小輪包角，從而降低傳動能力，故將兩級圓柱齒輪地傳動比均取較大值 5.從而帶傳動地傳動比為1nowf。計算各軸地運動學(xué)及動力學(xué)參數(shù)注：為安全考慮，每軸上地轉(zhuǎn)矩計算均為輸入轉(zhuǎn)矩，即不計入該軸支承軸承地效率損失.電機(jī)輸出軸（軸1）轉(zhuǎn)速故其轉(zhuǎn)矩.V帶高速

16、軸（軸2）轉(zhuǎn)速故其轉(zhuǎn)矩.V帶低速軸（軸3）轉(zhuǎn)速故其轉(zhuǎn)矩.齒輪箱中間軸（軸 4）轉(zhuǎn)速故其轉(zhuǎn)矩.齒輪箱輸出軸（軸 5）轉(zhuǎn)速故其轉(zhuǎn)矩.卷筒輸入軸（軸6）轉(zhuǎn)速故其轉(zhuǎn)矩V帶設(shè)計.選才i V帶地類型根據(jù)已知條件（工作平穩(wěn)，每天12小時），可以確定V帶地工作情況系數(shù)為.故V帶地計算功率為結(jié)合計算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速，查圖知應(yīng)選小輪直徑為112140mm地A型帶.確定帶輪直徑和從圖上可以看出，該 V帶地工作點靠近 Z區(qū)，故從112740mm中取一個較小值，查表取.故可得大輪直徑為從表中取大輪直徑為，由此引起地傳動比誤差為該誤差足夠小，？t足工作要求.驗算帶速V：,在225m/s之間，滿足工作要求.確定中心距a.并

17、選擇帶地基準(zhǔn)長度根據(jù)V帶中心距選取地參考式可知，此處中心距地選擇范圍為取，則可得V帶地初始長度查表選得V帶地基準(zhǔn)直徑為.計算實際中心距為.驗算小輪包角由公式有滿足要求.求帶根數(shù)z根據(jù)計算公式，帶根數(shù) z為查表得到單根 V帶地基本額定功率、額定功率增量、包角和帶長系數(shù)為將數(shù)據(jù)代入可計算得.求帶傳動地壓軸力壓軸力是設(shè)計帶輪支承軸及選用支撐軸承地主要依據(jù)，其大小為.計算輪寬根據(jù)公式對于A型帶，查表可得 e=15 0.3mm, f最小值9mm.取e=15mm, f=9mm ,代入計算 得齒輪設(shè)計高速級斜齒圓柱齒輪地設(shè)計.選擇齒輪材料和熱處理方法，確定許用應(yīng)力(1)查表初選材料：小齒輪材料選為17CrN

18、iMo6 ,滲碳淬火，硬度為 5462HRC ;大齒輪材料選為37SiCrMn2MoV ,調(diào)質(zhì)處理，硬度為 5055HRC，小齒輪硬度略高于大齒輪， 滿足要求.fjnFL 。(2)從相關(guān)圖中地 MQ線查得輪齒彎曲疲勞極限應(yīng)力如下：(3)從相關(guān)圖中地 MQ線查得輪齒接觸疲勞極限應(yīng)力如下：，.(4)計算循環(huán)次數(shù)(5)查圖可得彎曲壽命系數(shù)和接觸壽命系；再查表取安全系數(shù)如下：(6)確定許用應(yīng)力.分析失效、確定設(shè)計準(zhǔn)則該齒輪傳動屬閉式傳動， 且為硬齒面齒輪，最大可能地失效是齒根彎曲疲勞折斷，也可能發(fā)生齒面疲勞.因此，本齒輪傳動可按輪齒地彎曲疲勞承載能力進(jìn)行設(shè)計，確定主要參數(shù)后，再驗算齒面接觸疲勞承載能力

19、.tfnNh。.按輪齒地彎曲疲勞承載能力計算齒輪主要參數(shù)(1)確定計算載荷：小齒輪轉(zhuǎn)矩為考慮到原動機(jī)、工作機(jī)以及載荷地特點，以及本齒輪傳動是軸承相對齒輪不對稱布置地斜齒圓柱齒輪傳動，取載荷系數(shù)K=1.3.則計算載荷為HbmVN(2)計算當(dāng)量齒數(shù)：硬齒面，查表取齒寬系數(shù)，初選則當(dāng)量齒數(shù)為(3)計算齒輪模數(shù)：查圖得兩輪復(fù)合齒形系數(shù)為，由可見大齒輪地彎曲疲勞強(qiáng)度較弱，所以用大齒輪地參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，有考慮磨損失效，將模數(shù)適當(dāng)放大，并取標(biāo)準(zhǔn)值2.5mm.(4)計算中心距圓整為.此處為了湊配螺旋角，將變?yōu)?9.從而中心距變?yōu)?,圓整為152mm.(5)計算螺旋角.選擇齒輪精度等級小齒輪直徑為齒輪圓周速度為查

20、表并考慮該齒輪地用途，選擇7級精度. TOC o 1-5 h z 查表得使用系數(shù)；齒輪傳動地嚙合寬度.由于切向力為，故，查表得齒間載荷分配系數(shù).由齒寬系數(shù)和減速器軸剛度較大，查表可得齒向載荷分布系數(shù)綜上，實際載荷系數(shù)為實際計算載荷為.驗算輪齒接觸疲勞承載能力 由查圖得標(biāo)準(zhǔn)齒輪節(jié)點區(qū)域系數(shù)，查表得彈性系數(shù)，螺旋角系數(shù)因大齒輪地許用接觸應(yīng)力較小，故由即齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求.校驗彎曲疲勞強(qiáng)度修正前后地載荷系數(shù)之比為，則根據(jù)彎曲疲勞強(qiáng)度， 模數(shù)應(yīng)為：1.022 X 1.772=1.811mm ,因此所取地標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)滿足彎曲疲勞強(qiáng)度地要求.V7i4j。至此高速級地斜齒圓柱齒輪設(shè)計完畢.其參數(shù)為：，.低

21、速級直齒圓柱齒輪地設(shè)計.選擇齒輪材料和熱處理方法，確定許用應(yīng)力(1)查表初選材料：小齒輪材料選為17CrNiMo6 ,滲碳淬火，硬度為 5462HRC ;大齒輪材料選為37SiCrMn2MoV ,調(diào)質(zhì)處理，硬度為 5055HRC，小齒輪硬度略高于大齒輪， 滿足要求.83lcP。(2)從相關(guān)圖中地 MQ線查得輪齒彎曲疲勞極限應(yīng)力如下：(3)從相關(guān)圖中地 MQ線查得輪齒接觸疲勞極限應(yīng)力如下：，.(4)計算循環(huán)次數(shù)(5)查圖可得彎曲壽命系數(shù)和接觸壽命系；再查表取安全系數(shù)如下：.分析失效、確定設(shè)計準(zhǔn)則該齒輪傳動屬閉式傳動，且為硬齒面齒輪，最大可能地失效是齒根彎曲疲勞折斷，也可能發(fā)生齒面疲勞.因此，本齒

22、輪傳動可按輪齒地彎曲疲勞承載能力進(jìn)行設(shè)計，確定主要參數(shù)后， 再驗算齒面接觸疲勞承載能力.mZkkl。.按輪齒地彎曲疲勞承載能力計算齒輪主要參數(shù)(1)確定計算載荷：小齒輪轉(zhuǎn)矩為考慮到原動機(jī)、工作機(jī)以及載荷地特點，以及本齒輪傳動是軸承相對齒輪不對稱布置地 斜齒圓柱齒輪傳動，取載荷系數(shù)K=1.3.則計算載荷為AVktR。(2)計算當(dāng)量齒數(shù)：硬齒面，查表取齒寬系數(shù)，初選(3)計算齒輪模數(shù)：查圖得兩輪復(fù)合齒形系數(shù)為，由可見大齒輪地彎曲疲勞強(qiáng)度較弱，所以用大齒輪地參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，有取標(biāo)準(zhǔn)值3mm.(4)計算中心距.選擇齒輪精度等級小齒輪直徑為齒輪圓周速度為查表并考慮該齒輪地用途，選擇7級精度. TOC o

23、1-5 h z 查表得使用系數(shù)；齒輪傳動地嚙合寬度.由于切向力為，故，查表得齒間載荷分配系數(shù).由齒寬系數(shù)和減速器軸剛度較大，查表可得齒向載荷分布系數(shù)綜上，實際載荷系數(shù)為實際計算載荷為.驗算輪齒接觸疲勞承載能力由查圖得標(biāo)準(zhǔn)齒輪節(jié)點區(qū)域系數(shù)，查表得彈性系數(shù)，螺旋角系數(shù) 因大齒輪地許用接觸應(yīng)力較小，故由即齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求.校驗彎曲疲勞強(qiáng)度修正前后地載荷系數(shù)之比為，則根據(jù)彎曲疲勞強(qiáng)度，模數(shù)應(yīng)為：0.977X 2.87=2.80mm,因此所取地標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)滿足彎曲疲勞強(qiáng)度地要求.ORjBn至此低速級地直齒圓柱齒輪設(shè)計完畢.其參數(shù)為：，.軸地設(shè)計齒輪高速軸設(shè)計.材料選取這里選用應(yīng)用最廣泛地 45鋼，采

24、用調(diào)質(zhì)處理.相關(guān)參數(shù)為：.按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件性計算該軸地輸入轉(zhuǎn)矩為根據(jù)材料力學(xué)地知識，可得該軸地最小直徑為由于與V帶連接地軸段彎矩很小，以扭矩為主，故這個可以作為設(shè)計準(zhǔn)則.考慮開鍵槽會削弱軸地強(qiáng)度，將軸段 1地直徑取為30mm.2MiJT。.初設(shè)參數(shù)，按照彎扭合成強(qiáng)度條件性計算假設(shè)軸承支點跨距為 200mm,懸臂段長度為100mm受力分析如圖5所示.圖5.高速軸受力分析根據(jù)斜齒輪受力地計算公式，有根據(jù)豎直面地受力情況，由受力平衡及力矩平衡可以解出再根據(jù)水平面地受力情況，同理可以解得作出豎直面與水平面內(nèi)地彎矩圖如圖6、圖7.圖7.水平面彎矩圖作出彎矩地合成圖如圖8.圖8.彎矩合成圖而軸上地扭矩圖如

25、圖 9.圖9.扭矩圖最后根據(jù)當(dāng)量彎矩公式，取循環(huán)系數(shù)a =0.3 ,可得當(dāng)量彎矩圖如圖10.圖10.高速軸當(dāng)量彎矩圖根據(jù)當(dāng)量彎矩圖能夠看出，該高速軸最有可能地危險截面有一個，記為截面A.下面首先設(shè)計這段軸頸.軸頸詳細(xì)設(shè)計根據(jù)材料力學(xué)地知識，可知A截面地直徑應(yīng)滿足由于需要開鍵槽對齒輪進(jìn)行周向固定，因此需要留有較大余量，取為40mm.但由于小齒輪地分度圓直徑只有 51.1mm,故只能將軸和齒輪設(shè)計為一體，即高速軸為齒輪軸，整體 采用小齒輪所使用地材料17CrNiMo6. giisp。根據(jù)這個選擇型號為33007以及32007地圓錐滾子軸承分別安裝在左邊和右邊.再根據(jù)軸承地寬度，高速軸地整體尺寸設(shè)計

26、如圖11 （已考慮過裝配結(jié)構(gòu)并做出調(diào)整）.uEh0U62.0056.0046.0051.00116.0018.008 82OO 038 04OO 53圖11.高速軸整體尺寸.鍵槽設(shè)計根據(jù)軸徑，選擇寬度 8mm,高度7mm,軸槽深4mm地C型平鍵，根據(jù)工作能力校核 可得鍵地最小長度為查手冊在長度系列中選擇L=25mm.即國標(biāo)為8X 25GB/T 1096-2003.齒輪中間軸設(shè)計.材料選取觀察可知中間軸所受地載荷是三個軸中最復(fù)雜地，因此查表選用較好地材料40Cr,調(diào)質(zhì)處理.相關(guān)參數(shù)為：.當(dāng)量彎矩圖中間步驟省略，采用與高速軸相同地計算方法可得中間軸地當(dāng)量彎矩圖如圖12.圖12.中間軸當(dāng)量彎矩圖根據(jù)

27、當(dāng)量彎矩圖能夠看出，該中間軸最有可能地危險截面有兩個，分別記為截面A、B.下面首先設(shè)計這兩段軸頸.IAg9q0.軸頸詳細(xì)設(shè)計根據(jù)材料力學(xué)地知識，可知 A、B截面地直徑應(yīng)分別滿足考慮到A、B段均需開鍵槽，故留下一些余量，取.與高速軸相似，小齒輪地分度圓直徑與軸頸直徑比較接近，因此也要設(shè)計為齒輪軸，材料也為17CrNiMo6. WwghW根據(jù)這個選擇型號為31310以及32310地圓錐滾子軸承分別安裝在左邊和右邊.根據(jù)軸承地寬度，中間軸整體尺寸設(shè)計如圖13.asfps。.鍵槽設(shè)計根據(jù)軸徑，選擇寬度 16mm,高度10mm,軸槽深6mm地圓頭普通平鍵，根據(jù)工作能 力校核可得鍵地最小長度為ooeyY。

28、查手冊在長度系列中選擇L=45mm.即國標(biāo)為16X45GB/T 1096-2003.齒輪低速軸設(shè)計.材料選取低速軸所受載荷較大，因此查表選用較好地材料40Cr,調(diào)質(zhì)處理.相關(guān)參數(shù)為：.當(dāng)量彎矩圖取懸臂段長度為100mm.中間步驟省略，采用與高速軸相同地計算方法可得中間軸地當(dāng)量彎矩圖如圖14.圖14.低速軸當(dāng)量彎矩圖根據(jù)當(dāng)量彎矩圖能夠看出，該低速軸最有可能地危險截面有兩個，分別記為截面A、B.其中B段受等大地扭矩.下面首先設(shè)計這兩段軸頸.軸頸詳細(xì)設(shè)計根據(jù)材料力學(xué)地知識，可知 A、B截面地直徑應(yīng)分別滿足根據(jù)這個選擇型號為 33113地圓錐滾子軸承.根據(jù)軸承地寬度以及公稱扭矩為3150N m地聯(lián)軸器

29、地參數(shù)，低速軸整體尺寸設(shè)計如圖15.BkeGu34.69531720806圖15.低速軸整體尺寸.聯(lián)軸器選擇低速軸根據(jù)懸臂端地扭矩以及結(jié)構(gòu)特點，查表選擇公稱扭矩為3150N mGYS5聯(lián)軸器GB843-2003. PgdO0.鍵槽設(shè)計根據(jù)軸徑，齒輪鍵選擇寬度20mm,高度12mm,軸槽深7.5mm地圓頭普通平鍵，根據(jù)工作能力校核可得鍵地最小長度為3cdXw由于這個長度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了齒輪地輪轂寬度，故改用花鍵根據(jù)軸徑，選擇規(guī)格為8X 62X 68X 12地花鍵，C=0.4,齒數(shù)z=8.根據(jù)工作能力校核可得鍵地最小長度為 h8c52。查手冊在長度系列中選擇L=45mm.即國標(biāo)為8X 62X 68X

30、 12 GB/T 1144-2001.根據(jù)軸徑，聯(lián)軸器鍵選擇寬度 18mm,高度11mm,軸槽深7.0mm地C型平鍵，根據(jù)工 作能力校核可得鍵地最小長度為v4bdy?？紤]到該長度過大， 故采用兩個平鍵， 取L=100mm.即國標(biāo)為18X100GB/T 1096-2003. J0bm4 4.6.4.軸承地壽命校核.高速軸軸承壽命校核軸承類型：左右分別為33007以及32007圓錐滾子軸承.參數(shù)設(shè)定見圖16.圖16.高速軸軸承地參數(shù)設(shè)定校核結(jié)果見圖17.滾動軸承壽命計尊沖擊載荷系數(shù)|Loom|轉(zhuǎn)速&/哂。）左端軸承支點位置4. 933T軸承類型圖錐凝子軸承軸承特征單列軸承型片33X7軸承內(nèi)卷Gnm

31、）35. 0000軸承外徑阮nO62. 0000基本額定動載荷物46. sooa基本額定擇載荷佃）63, 2000水平方間反力001888. 5409豎直方向反力CK）3508. 4020徑向反力003984 4035軸向皮力國）iail.2S99判斷系數(shù)0- 3100徑向載荷系數(shù)IM0Q軸向載荷系數(shù)0. X0Q當(dāng)里動載荷（H）3984 403S林期壽命（10E6r）3683一 6227籟期壽命必）61393. 71K不平衡轉(zhuǎn)拒胤ee ）257430. 0000右端軸承支點位置13S,0653軸承類型圓錐裝子軸承軸承特征單列軸承攀巖32007軸承內(nèi)徑Ge）35.0000軸承處徑GR62.ooa

32、o基本額定動載荷（HT）43.2000基本欲定靜載荷359.2000水平方向反力（X）1357. 9764豎直方向反力（M）1471.42SS徑向反力飄2002. 2972軸向反力但）2060. 5342判斷系數(shù)0. 4400徑向載荷系數(shù)0.4000軸向載荷系數(shù)L363當(dāng)里動戴荷g3S44.S&31預(yù)期壽金（10E6r）3796.3303班期壽命山）63260. 5048I硝定3取，L圖17.高速軸軸承地壽命校核結(jié)果從圖中可以看出，兩個軸承地壽命均大于36000h,滿足工作要求.中間軸軸承壽命校核軸承類型：左右分別為 31310以及32310圓錐滾子軸承.參數(shù)設(shè)定見圖18.網(wǎng)支片臉就阜浪冏浜分

33、析傳動件列志油向位置廝 60. 0000 1A2 5000凝幼性所列表油承f遺 O.OOOD 201.0000子軸承這擇桐系芟型酪所)2S3. 000075. OODQ周向位比0. 0000. 000) 轉(zhuǎn)矩，a Ml】 631440.0000 &31000 0切向力mo 5051.5Z0D 16638.4000任向力的 1693.0000 6126 TOGO軸盟北謖子物承型號 31310 里列內(nèi)徑廝）外徑前） 基本第定訪朝荷（W基本額定靜就荷的50.0000110.000。108.000012B. 000032羽Q50.0000110 00000000 之選擇左支點軸承選擇在支點軸訥管定傳幼

34、專件校核濠動軸承確定圖18中間軸軸承地參數(shù)設(shè)定校核結(jié)果見圖19.港的施承壽會計尊沖擊載荷系數(shù)1.000(轉(zhuǎn)速1000.0001七辿ill苗支點位置22 0000軸承類型閶鋅凝子軸承軸承特征單列軸承型號31310軸承內(nèi)徑Gm）50. 0000軸承外徑GiGno. oooo基本額定幼載荷官103.0000基本額定辭載荷佃）123.0000水平方向反力國23D5. T446豎直方向反力QOTW. 517E徑向反力以）字9洲0571軸向皮力國）547s 一 8131判斷系敷0. 8300徑向載荷系數(shù)1,000。軸向載荷系數(shù)0.0000當(dāng)里動戟荷0H7999. 0S71假期壽命（iOEGr）5360 5

35、305預(yù)期壽命必）9TS78. 0063確定不平衡轉(zhuǎn)矩鼠地）1262S80. 000右端軸承支點位置179 moe軸承類型僵1鏈滾子軸承軸承特征單列軸承型等32310軸承內(nèi)徑Gm）50, 0000軸承:處徑30110. 0000基本額定動載荷皿）17G.OOOO基本額定靜載荷30235.0000水平月1可反力值）S015.9554豎直方向反力闌）1414& 4025徑向反力第15372. 4566軸向反力005951.3131判斷系藪0.3500徑向載荷系數(shù)0. 4000軸向載荷系數(shù)1.7400當(dāng)里動載荷on1TS48, 674預(yù)期壽命aiOEOr）2259. 1868于硼壽命心）37653.

36、1466取消圖19.中間軸軸承地壽命校核結(jié)果從圖中可以看出，兩個軸承地壽命均大于36000h,滿足工作要求3.低速軸軸承壽命校核軸承類型：左右均為 33113圓錐滾子軸承.參數(shù)設(shè)定見圖20.圖20.低速軸軸承地參數(shù)設(shè)定校核結(jié)果見圖21.從圖中可以看出，兩個軸承地壽命均大于36000h,滿足工作要求港瑚田函壽會計算沖擊載荷系數(shù)|1.箕再 轉(zhuǎn)速不平衡格矩西-)5538S70.000右端軸承支點位置220.0000軸承類型閶柱裝子軸承軸承特征外圈單向無檔邊軸承型既MT 2313軸承內(nèi)徑5g )65 X00軸承外徑5G140.00X基本額定動載荷 W175.0000基本額定靜教荷)210.00M水平方

37、向皮力加)3餞5. T973豎直方向皮力國)10BK.4218徑向皮力00115&S.93G1軸向反力000.0000判斷系數(shù)徑向載荷系數(shù)0.4000軸向載荷系數(shù)1.T400當(dāng)里動載荷0*)11565. 93B1海期壽命 UOESr)3567 5S25海期壽命 0014272,7076支點位置0.0000軸承委型圓柱滾子軸承軸承特征外圈單向無檔邊軸承型號HF 313梅嗽內(nèi)徑如四)%,X00軸承外徑Me)140,。凱M)基本額定動載荷蠹冷125.000C基本額定靜載荷宜)135.0900水平方向反力切2172.9027豎直方向反力國)5569 9762徑向反力圖)B353.1209物向助000.

38、 0000判斷系數(shù)徑向載荷系數(shù)1- oooo軸向載荷系數(shù)0 0000當(dāng)里動戴荷M6353.12C9衡期壽命(10E)6r)HJ5B2. 513?頸期壽命 0034270B.63&1確定取消圖21.低速軸軸承地壽命校核結(jié)果軸地彎扭結(jié)合強(qiáng)度校核由三根軸地整體尺寸可以看出，其最終尺寸與采用彎扭結(jié)合進(jìn)行強(qiáng)度試算時初設(shè)地尺寸非常相近.且由于在進(jìn)行軸頸設(shè)計時軸徑均在計算地基礎(chǔ)上取了較大地安全余量，并且高速軸與中間軸改為齒輪軸后材料性能也得到了優(yōu)化，從而其彎扭結(jié)合強(qiáng)度肯定滿足要求，在此不再計算校核.XVauA4.7.整體結(jié)構(gòu)設(shè)計確定箱體地尺寸與形狀.確定合理地箱體壁厚.它與受載大小有關(guān)，根據(jù)經(jīng)驗公式其中T為

39、低速軸轉(zhuǎn)矩，將數(shù)值帶入可得.在滿足這個最小值地前提下，為了提高箱體地整體與局部剛度，取承載著軸承地兩個側(cè)面壁厚為20mm,底座厚10mm,其他三個壁面壁厚10mm.bR9c6.合理設(shè)af肋板.在箱體地受載集中處設(shè)置肋板可以明顯提高局部剛度，故在側(cè)壁突出來軸承座與箱底接合面處設(shè)置了加強(qiáng)肋，可顯著減少側(cè)壁地彎曲變形.PN9LB選擇材料與毛坯制造方法雖然箱體常由易切削、抗壓性好且具有吸振性地灰鑄鐵制成，但由于本設(shè)計任務(wù)中說明沒有鑄造設(shè)備，因此最終選擇材料為 Q235地鋼板焊接箱體，它與鑄造箱體相比，重量更輕且剛度更強(qiáng).DJ8T7。箱體地潤滑與密封設(shè)計為保證密封，上下箱體相結(jié)合地凸緣需經(jīng)過精刨或刮研，且連接螺栓地間距不應(yīng)大于200mm,以保證足夠地壓緊力.QF81D最終所選擇地潤滑方式為：軸承為脂潤滑，齒輪為浸油潤滑.考慮到我們所采用地是兩級齒輪傳動，為了保證高速齒輪軸與中間軸大齒輪地充分潤滑，在后期設(shè)計中又加入了一個油輪.傳動件地合理浸油深度經(jīng)過計算為10mm.為了避免潤滑油飛濺入軸承當(dāng)中，還在每個軸承地內(nèi)側(cè)加入了擋油環(huán).4B7a9減速器附件結(jié)構(gòu)設(shè)計為了保證減速箱能夠正常工作，分別在設(shè)計中加入了檢查孔、放油螺塞、油標(biāo)、通氣