單級齒輪減速器設(shè)計說明書解讀

1、課程設(shè)計題 目帶式運輸機傳動裝置設(shè)計教學(xué) 院 機電工程學(xué)院專業(yè)班級姓名指導(dǎo)教師2012年6月14日目錄一、課程設(shè)計要求 2二、確定傳動方案 5三、選擇電動機 6 （ 1）選擇電動機 （ 2） 計算傳動裝置的總傳動比并分配各級傳動比 （ 3） 計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù) 四、傳動零件的設(shè)計計算 8 （ 1）普通 V 帶傳動 （2）圓柱齒輪設(shè)計 五 、低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 （1）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （2）確定各軸段的尺寸 （3）確定聯(lián)軸器的型號 （ 4）按扭轉(zhuǎn)強度和彎曲組合進(jìn)行強度校核 六、高速軸 （ 主動軸）的結(jié)構(gòu)設(shè)計 21七、鍵的選擇及強度校核 22八、選擇軸承及計算軸承壽命 23九、選擇軸

2、承潤滑與密封方式 26 十、箱體及附件的設(shè)計 26 十一、 設(shè)計小結(jié) 27 十二、 參考文獻(xiàn) 2920112012 學(xué)年第 2 學(xué)期機械部件設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計名稱帶式運輸機 傳動裝置設(shè)計班級地點待定一、課程設(shè)計目的 課程設(shè)計是機械設(shè)計基礎(chǔ)課程重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。 課程設(shè)計的基本目的 是：1綜合運用機械設(shè)計基礎(chǔ)和其它先修課程的知識，分析和解決機械設(shè)計問 題，進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識。2通過設(shè)計實踐，逐步樹立正確的設(shè)計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意見， 熟悉掌握機械設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。3通過設(shè)計計算、繪圖以及運用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)設(shè)計資 料，進(jìn)行全面

3、的機械設(shè)計基本技能的訓(xùn)練。二、課程設(shè)計內(nèi)容 課程設(shè)計的內(nèi)容主要包括： 分析傳動裝置的總體方案； 選擇電動機； 傳動系統(tǒng)計算；傳動零件、軸、軸承、聯(lián)軸器等的設(shè)計計算和選擇；裝配圖和零件圖設(shè) 計；編寫設(shè)計計算說明書。課程設(shè)計中要求完成以下工作：1減速器裝配圖 1 張（A1 圖紙） ；2減速器零件圖 2 張（A3 圖紙） ； 3設(shè)計計算說明書 1 份。附：（一）設(shè)計原始數(shù)據(jù)組號運輸帶拉力 F（N）運輸帶速度 V（m/s）滾筒直徑 D（ mm）223002.2330（二）工作條件 該傳動裝備單向傳送，載荷有輕微沖擊，空載起動，兩班制工作，使用期 限 10 年（每年按 300 天計算），運輸帶容許速度誤

4、差為 5%。三）運動簡圖（四）設(shè)計計算說明書內(nèi)容0、封面（題目、班級、姓名、學(xué)號、指導(dǎo)老師、時間）1、目錄（標(biāo)題、頁次）2、設(shè)計任務(wù)書（裝訂原發(fā)的設(shè)計任務(wù)書）3、前言（題目分析、傳動方案的擬訂等）4、電動機的選擇，傳動系統(tǒng)計算（計算電動機所需的功率、選擇電動機、 分配各級傳動比，計算各軸轉(zhuǎn)速、功率和扭矩）5、傳動零件的設(shè)計計算（帶傳動設(shè)計計算，齒輪傳動設(shè)計計算）6、軸的設(shè)計計算及校核7、軸承的選擇和計算8、鍵聯(lián)接的選擇和校核9、聯(lián)軸器的選擇10、箱體的設(shè)計（主要結(jié)構(gòu)和設(shè)計計算及必要的說明）11、潤滑和密封的選擇、潤滑劑的型號及容量、減速器的附件及說明12、設(shè)計小結(jié)（設(shè)計體會、本次設(shè)計的優(yōu)缺點及

5、改進(jìn)意見等）13、參考資料（資料的編號 ，作者，書名，出版單位和出版年、月）、進(jìn)度安排第一周周一原動機選擇，機械傳動系統(tǒng)運動、動力參數(shù)計算周二帶傳動的設(shè)計計算、齒輪傳動的設(shè)計計算周三周五 減速器裝配草圖設(shè)計：軸的設(shè)計與校核、軸承的選擇與校核、普通平鍵的選擇及校核、聯(lián)軸器的選擇、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計、潤滑材料、潤滑方式和密封型式的選擇等第二周周一 周二 畫減速器裝配圖周三畫零件圖周四編寫課程設(shè)計說明書；課程設(shè)計總結(jié)周五答辯四、基本要求課程設(shè)計教學(xué)的基本要求是：1能從機器功能要求出發(fā)，分析設(shè)計方案，合理地選擇電動機、傳動機構(gòu) 和零件。2能按機器的工作狀況分析和計算作用在零件上的載荷，合理選擇零件材 料，

6、正確計算零件工作能力和確定零件主要參數(shù)及尺寸。3能考慮制造工藝、安裝與調(diào)整、使用與維護(hù)、經(jīng)濟(jì)性和安全性等問題， 對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。4. 繪圖表達(dá)設(shè)計結(jié)果，圖樣符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)，尺寸及公差標(biāo)注完整、正 確，技術(shù)要求合理、全面。5. 在客觀條件允許的情況下，初步掌握使用計算機進(jìn)行設(shè)計計算和使用計 算機繪制裝配圖、零件圖的方法。機電基礎(chǔ)教學(xué)部2012.05.05設(shè)計項目一、確定傳動計算結(jié)果計算機說明機械傳動裝置一般由原動機、 傳動裝置、 工作機和機 架四部分組成。單級圓柱減速器由帶傳動和齒輪傳動組 成，根據(jù)各種傳動的特點，帶傳動安排在高速級，齒輪傳 動安排在低速級。傳動裝置的布置如圖 A-1 所示

7、圖 A-11）選擇電動機類型和結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)工作要求和條件， 選用一般用途的 Y 系列三相異步電 動機，結(jié)構(gòu)形式為臥式封閉結(jié)構(gòu)2）確定電動機功率Pw =Fwv1000hw式中，F(xiàn)w =2100N，vw =2.5m/s，帶式輸送機的效率 hw=0.95，代入上式得Pw2300 2.21000 0.955.33 kw工作機所需的功率 Pw （kW）按下式計算電動機所選功率 P0 （kW）按下式計算設(shè)計項 目計算面及說明主要結(jié)果 主要結(jié)果P0=Pw/ h式中， h 為電動機到滾筒工作軸的傳動裝置總效率，根據(jù) 傳動特點，由表查得 :V 帶傳動 h帶 =0.96 ，一對齒輪傳動 h齒輪 =0.97 ，

8、一對滾動 軸承 h軸承 =0.99 ，彈性聯(lián)軸器 h聯(lián)軸器 =0.99 ，因此總效率h=h帶 h齒輪 h 軸承 h聯(lián)軸器 =0.96 0.97 0.99 0.99=0.904P0=Pw/ h =5.33/0.904 kw=5.896 kw 確定電動機額定功率 Pm（kW），使Pm =（11.3 ）P0 =（11.3 ） 5.896 5.8967.665kW，查表取 Pm =7.5kW 3）確定電動機轉(zhuǎn)速工作機卷筒軸的轉(zhuǎn)速 nw 為60 1000Vwnww =127.32 r/min3.14 D根據(jù)表 2-3 推薦的各類傳動比的取值范圍， 取 V 帶傳動的 傳動比 i帶 =24，一級齒輪減速器

9、i齒輪 =35，傳動裝置的總 傳動比 i總 =620，故電動機的轉(zhuǎn)速可取范圍為nm=i總 nw （ 620） 127.32r/min=763.92 2546.4 r/min 符合此轉(zhuǎn)速要求的同步轉(zhuǎn)速有 1000 r/min 、1500 r/min ， 選擇同步轉(zhuǎn)速 1000 r/min 的 Y 系列電動機 Y160M-6，其 滿載轉(zhuǎn)速為 nm =970 r/min電動機的參數(shù)見表 A-1表 A-1P0 =5.896 kWPm =7.5 kWnw =127.32r/min型號額定功率 /kW滿載轉(zhuǎn)速 /r min -1額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn) 矩Y160M-67.59702.02.0設(shè)計項計算及說明主要結(jié)

10、果 主要結(jié)果6目1）傳動裝置的總傳動比為i總 =nm / nw =970/127.32=7.6192）分配各級傳動比 為了符合各種傳動形式的工作特點和結(jié)構(gòu)緊湊， 必須使 各級傳動比都在各自的合理范圍內(nèi)， 且使各自傳動件尺寸 協(xié)調(diào)合理勻稱，傳動裝置總體尺寸緊湊，重量最小，齒輪 浸油深度合理本傳動裝置由帶傳動和齒輪傳動組成，因 i總=i帶 i齒輪 ，為了使減速器部分設(shè)計方便，取齒輪傳動比 i齒輪 =3.5 ，則帶傳動的傳動比為i帶 =i總 / i齒輪 =7.619/3.5=2.181）各軸轉(zhuǎn)速軸 n=nM / i帶=970/2.18=444.95 r/min軸 n = n/ i齒輪 =444.95

11、/3.5=127.13 r/min滾筒軸 n滾筒 = n =127.13r/min2）各軸功率軸 P=P0 h0=P0 h帶 =5.896 kW 0.96=5.66 kW軸 P = P h =Ph齒輪 h軸承 =5.66kW 0.97 0.99=5.435 kW滾筒軸P滾筒=Ph滾=Ph軸承 h聯(lián)軸器=5.435kW 0.99 0.99=5.327 kW3）各軸轉(zhuǎn)矩電 動 機 軸 T0 = 9.55106 P0 = 9.55106 nm5.89658048 N mm970 軸 T1 = T0 i0 h0 = T0 i帶 h帶 =58048 2.18 0.96N mm=121483 Nmm軸 T

12、=T1 ih=T1 i齒輪 h齒輪 h軸承=1214833.50.970.99 N mm=400186 Nmmi總 =7.619總i齒輪 =3.5i帶 =2.18n I 444 .95 r/min nII 127 .13 r/min nII 127 .13 r/minP=5.66kWP =5.435 kWP滾筒 5.327kwT0 =58048N .mmTI =121483N.mm7設(shè)計項 目計算及說明主要結(jié)果三、傳動 零件的 設(shè)計計 算（1）普 通 V 帶傳 動1） 計 算功率2）選擇 V 帶類型滾筒軸 T滾筒 =T i滾筒 h滾筒 =Th軸承 h聯(lián)軸器 =408312 0.99 0.99

13、N mm=400186 N mm 根據(jù)以上計算列出本傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)數(shù) 據(jù)表，見表 A-2表 A-2T =408312TIIN mmT滾筒=400186NmmPc =7.075kwA、B 型帶參數(shù)軸號電動機 軸軸軸滾筒軸轉(zhuǎn)速 n/ (r min -1 )970444.95127.13127.13功率 P/kW5.8965.665.4355.327轉(zhuǎn)矩 T/Nmm58048121483408312400186傳動比 i2.183.51效率h0.960.960.98本項目高速級采用普通 V 帶傳動，應(yīng)根據(jù)已知的減速器參 數(shù)確定帶的型號、根數(shù)和長度，確定帶傳動的中心距，初 拉力及張緊裝置

14、，確定大小帶輪的直徑、材料、結(jié)構(gòu)尺寸 等內(nèi)容帶傳動的計算參數(shù)見表 A-3表 A-3項目P0 /kWnm /-1 r mini0參數(shù)5.8969702.18根據(jù)工作條件，查教材表 8-9，取 KA =1.2Pc= K A P=1.25.896KW =7.075KW根據(jù) Pc =7.075KW 、 nm =970r/min ，查機械設(shè)計基礎(chǔ) 圖 8-10 可知處在 A、B的中間區(qū)域，可同時選擇 A、B 兩 種帶型來計算，最后根據(jù)結(jié)果來分析選擇。 由機械設(shè)計基礎(chǔ)表 8-11 可取A型帶d =140mm取, 滑動率 ?=0.02設(shè)計項 目計算及說明主要結(jié)果 主要結(jié)果3) 驗 算 帶速4)確 定 帶的基

15、 準(zhǔn)長度 Ld 和 實 際中心 距dd2=i0d (1- ?)=2.18 140( 1-0.02 )mm=299.096m 取 d d 2=315mmB型帶d =180mm取, 滑動率 ?=0.02dd2 i0I.dd1(1-?)=2.18180(1-0.02 )mm=384.552m 取 d d 2=400mmA型帶 dd1n1V= d1 1 =7.11m/s60 1000 帶速在 5 25m/s 范圍內(nèi)，合適 B型帶V= dd1n1 =9.14m/s60 1000 帶速在 5 25m/s 范圍內(nèi)，合適 A型帶因沒有給定中心距的尺寸范圍，按公式0.7( dd1+dd2) a0 2( dd1+

16、dd2 ) 計算中心 距 318.5mma0 120 合適B型帶1=180 - d2 d1 57.3 =163120 合適 aA型帶1=164A 型帶6)確定 V查教材表 8-5 ，用插值法求單根 V帶的基本額定功率 P0 =B型帶帶根數(shù)1.31+(970-730)x ( 1.66-1.31)/(980-730) =1.646kw1=163查教材表 8-6 ，用插值法求得增量功率 ， P0=0.109KW查教材表 8-7 ，用插值法求得包角系數(shù) K =0.958查教材表 8-8 ，帶長修正系數(shù) K L =1.031011由教材 8-17 式得Z Pc/( Po + P0 ) K KL=7.07

17、5/(1.646+0.109)0.958 1.03 =4.09取 Z=5B 型帶查教材表 8-5 ，用插值法求單根 V帶的基本額定功率 P0 =3.272 kw查教材表 8-6 ，用插值法求得增量功率 ， P0=0.297查教材表 8-7 ，用插值法求得包角系數(shù) K =0.9586查教材表 8-8 ，帶長修正系數(shù) K L =1.03由教材 8-17 式得Z Pc/( Po + P0 ) K KL=2.01, 取 Z=3由于 5 3，故取 Z=3且小于 5 根，合理。7)計 算 初拉力F0=214.8N由教材公式有500Pc 2.5 2F0=c 1 mv2 = 214.8 N0 zv K8)計算

18、 對軸的 壓力FQ = 2zF0 sin帶型d d 1 /mmdd2/mmV/ m/sLd /mmA /mm1Z/根B1804009.1425007861633=2 3 214.8sin 163 =1234.8N22FQ=1234.8N(2)圓 柱 齒輪設(shè) 計已知齒輪傳動的參數(shù)，見表 A-4 齒輪相對于軸承為對稱布置， 單向運輸、 輸送機的工作狀 況應(yīng)為輕微沖擊12A-41)選擇齒材料確定用應(yīng)輪及許項目PI /KWnI/r min 1iI II參數(shù)5.66444.953.5小齒輪 42SiMn 調(diào)質(zhì) 217286HBS由于該減速器無特殊要求，為制造方便，選用價格便宜、 貨源充足的優(yōu)質(zhì)碳素鋼，采

19、用軟齒面1) 選擇齒輪材料 查教材圖 10-22 b 得小齒輪 42SiMn 調(diào)質(zhì) 217 286HBS 大齒輪 45 鋼 正火 169217HBS 按齒面接觸疲勞強度條件計算小齒輪直徑 d1 首先確定教材 10-24 式中各參數(shù)： 查教材表 10-8 取 K=1.2查教材表 10-10 取 d=1u=i=3.5T1=9.55 106 P n1 =121483N.mm大齒輪45 鋼 正火 169217HBS查教材表 10-9 取 Z E =189.8查教材圖 10-21 得 H lim 1=700MPaH lim 2 =540MPa查教材表 10-11 SH min =1由 教 材 10-25

20、 式 計 算 得 H1 =700MPa H 2 =540MPa2) 按 齒 面接觸 強度設(shè) 計計算H 取較小的 H 2 =540MPa 按教材公式 10-24 計算小齒輪直徑d12.32KT1ZE 2 *d H u1u3 d1 2.321.2 121483133) 齒 輪 的主要 參數(shù)和 計算幾 何尺寸4)校核 齒輪彎 曲疲勞 強度確定齒輪的齒數(shù)：取 Z1=20，則大齒輪Z2 = Z1 i =203.5=70d1確定齒輪模數(shù)： m 1 =66.15/20=3.3075 查教材表 Z110-1 取 m 3.5計算齒輪傳動中心距： a = Z1 Z2 m/2=3.5 90/2=157.5mm。取

21、a =160mm計算齒輪的幾何參數(shù)：分度圓直徑 d1=mZ1=3.5 20=70mmd2 =mZ2=3.5 70=245 mm齒寬 b= d d1=1 70=70mm取 b1 75mmb2 70mm（ 齒寬 尺寸的尾 數(shù)應(yīng) 為 0 或 5；為便于 安裝， b1 b2 5mm）齒頂圓直徑 da1 m Z1 2 77mm da2 m Z2 2 252mm齒根圓直徑 df1=m Z1 2.5 =61.25mm df 2 m Z2 2.5 =243.25mm查教材表 10-12 ，取YF1 =2.80 YS1=1.55YF2 =2.24 YS2 =1.75查教材圖 10-22 得 F lim 1=55

22、0MPa Flim 2=410MPa 查教材表 10-11 取 SF min=1Z1=20Z2=70m 3.5d1 =70mmd2 245mmda1 77mmda2 252 mm145）驗算 齒輪的 圓周速 度四、低 速軸的 結(jié)構(gòu)設(shè) 計（1）軸 的結(jié)構(gòu) 設(shè)計由 教 材 10-26 式 計 算 得 F1 =530MPa F 2 =360MPa由教材 10-26 式驗算齒根疲勞強度2KT12 1.2 121483F1= 1 YF1YS1 =2.80 1.55F1 bd1m F1 S1 70 70 3.5=73.78MPaF12KT1F2=1 YF 2YS2bd1m2 1.2 121483= 2.2

23、4 1.7570 70 3.5=66.64MPa F2經(jīng)驗算，齒根彎曲疲勞強度滿足要求，故合格d1n170 444.95v = =1.63m/s60 1000 60 1000根據(jù)圓周速度 v =1.63m/s ，查教材齒輪的圓周速度表 10-7 可取齒輪傳動為 8 級精度 .低速軸的參數(shù)見下表F1 F1F2 F2v 1.63m /s項目p II /KWnII /r min 1參數(shù)5.435127.131） 軸上的零件布置對于單級減速器， 低速軸上安裝一個齒輪、 一個聯(lián)軸 器，齒輪安裝在箱體的中間位置； 兩個軸承安裝在箱體的 軸承座內(nèi)， 相對于齒輪對稱布置； 聯(lián)軸器安裝在箱體的外 面一側(cè)。 為保

24、證齒輪的軸向位置， 還應(yīng)在齒輪和軸承之間 加一個套筒2）零件的拆裝順序 軸上的主要零件是齒輪，齒輪的安裝可以從左側(cè)拆 裝，也可以從右側(cè)拆裝。從方便加工角度選從右端拆裝， 齒輪、套筒、軸承、軸承蓋、聯(lián)軸器依次從軸的右端裝入，15左端的軸承從左端裝入3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計為便于軸上零件的安裝， 把軸設(shè)計為階梯軸， 后段軸 的直徑大于前段軸的直徑，低速軸的具體設(shè)計如下軸段安裝聯(lián)軸器，用鍵周向固定軸段高于軸段形成軸肩，用來定位聯(lián)軸器 軸段高于軸段，方便安裝軸承 軸段高于軸段， 方便安裝齒輪； 齒輪在軸段上 用鍵周向固定軸段高于軸段形成軸環(huán)，用來定位齒輪 軸段直徑應(yīng)和軸段直徑相同， 以便使左右兩端軸 承型號

25、一致軸段高于軸段形成軸肩， 用來定位軸承； 軸段 高于軸段的部分取決于軸承標(biāo)準(zhǔn)軸段與軸段的高低沒有影響， 只是一般的軸身連 接低速軸的結(jié)構(gòu)如圖 2 所示(2) 確 定 軸的尺 寸d1 =42mm圖21 )各軸段的直徑 因本減速器為一般常規(guī)用減速器， 軸的材料無特殊要 求故選用 45 鋼 查教材 13-10 45 鋼的 A=118107 代入設(shè)計公式3Pd A = ( 118107 ) n3 5.43541.2637.41mm127.13 考慮該軸段上有一個鍵槽，故應(yīng)將軸徑增大 5%即d (37.4141.26)( 1+0.05)=39.2843.32mm軸段的直徑確定為 d1=42mm16軸段

26、的直徑 d2應(yīng)在 d1的基礎(chǔ)上加上兩倍的非定位軸肩高度。這里取定位軸肩高度 h12 =（0.070.1）d1 取 h12=4d2 = d1+2 h12 =42+2 4=50mm考慮該段軸安裝密封圈， 故其直徑 d2 還要符合密封圈 的標(biāo)準(zhǔn)取 d2 =50mm軸段的直徑 d3應(yīng)在 d2的基礎(chǔ)上加上兩倍的非定位 軸肩高度， 但因該軸段要安裝滾動軸承， 故其直徑要與滾 動軸承內(nèi)徑相符合。 這里取 d3=55mm 同一根軸上的兩個 軸承，在一般情況下應(yīng)取同一型號， 故安裝滾動軸承處的 直徑應(yīng)相同，即d7 = d3 =55mm軸段上安裝齒輪，為安裝方便取d4 =55+2 1.5=58 mm軸段5 的直徑

27、 d5 d 4 2h45 =70mm軸段 6的直徑 d6應(yīng)根據(jù)所用的軸承類型及型號查軸承標(biāo)準(zhǔn) 取得，預(yù)選該軸段用 6211 軸承（深溝球軸承，軸承數(shù)據(jù) 見附錄 B），查得 d6=64mm。d2 =50mmd3 =55mmd7 =55mmd4 =58 mm d 5 =70mm d6=64mmL4 =68mm2）各軸段的長度軸段 L4 與齒輪寬度有關(guān) L4略小于齒輪輪廓的寬度 L 齒輪-L4=23mm。 取 L 4 =68mm ,軸的各段長度如下所示：17軸段 3 的長度包括三部分，再加上 L4小于齒輪輪廓 的 數(shù) 值 ( L 齒 輪 -L 4 ) =(75-73)mm=2mm)， 即 L3 B

28、2 3 2。B 為滾動軸承的寬度，查附錄 B可 知 6211 軸承的 B=21mm；2為齒輪端面至箱體內(nèi)壁的距離， 查表 5-2，通常取2=1015mm；3 為滾動軸承內(nèi)端面至 減速器內(nèi)壁的距離，軸承的潤滑方式不同 3 的取值不同， 這里選擇潤滑方式為油潤滑，查表 5-2 ，可取 3=3 5mm ， 在 此 取 2=15mm ， 3=5mm ， L3 B 2 3 2 (21 15 5 2)mm 43mm 軸段 2的長度包括三部分： L2 l1 e m，其中 l1部分為 聯(lián)軸器的內(nèi)端面至軸承端蓋的距離，查表 5-2 ，通常取 l1 =1520mm。e為軸承端蓋的厚度， 查表 5-7(6211軸承

29、 D=100m，m d3=8mm)， e 1.2d3 1.2 8 9.6mm；m部分為 軸承蓋的止口端面至軸承座孔邊緣距離， 此距離應(yīng)按軸承 蓋的結(jié)構(gòu)形式、 密封形式及軸承座孔的尺寸來確定， 要先 確定軸承座孔的寬度， 軸承座孔的寬度減去軸承寬度和軸 承距箱體內(nèi)壁的距離就是這一部分的尺寸。則 L2 l1 e m (15 9.6 15) 40mm 軸段1安裝聯(lián)軸器，其長度L1與聯(lián)軸器的長度有關(guān)， 因 此先選擇聯(lián)軸器的型號和類型， 才能確定 L1的長度。 為了 補償和安裝等的誤差及兩軸線的偏差， 優(yōu)先考慮彈性套柱 銷聯(lián)軸器， 根據(jù)安裝聯(lián)軸器軸段的直徑， 查附錄 F選聯(lián)軸 器的型號為 TL7 彈性套

30、柱銷聯(lián)軸器，聯(lián)軸器安裝長度 L=84mm，考慮到聯(lián)軸器的鏈接和固定的需要，因此取 L1=82mm。軸段5的長度 L5及軸環(huán)的寬度 b(一般b=1.4h 45)，h45=5mm 取 L5=8mm軸段 6長度 L6由2、3 的尺寸減去 L5 的 尺寸來確定， L62 3 L5 (15 5 8)mm 12mmL1=82mmL2 40mmL3 43mmL5 =8mmL6 12mmL7=23mmL總長度 276 mm18（3）確 定聯(lián)軸 器型號（4）按 鈕轉(zhuǎn)和 彎曲組 合進(jìn)行 強度校 核軸段 7 的長度 L7 應(yīng)等于或略大于滾動軸承的寬度B,B=21mm ，取 L7=23mm 軸的總長度L總長度 L1

31、L2 L3 L4 L5 L6 L782 40 43 68 8 12 23 276mm 低速軸軸承的支點之間的距離為B 21l b2 （ 2 3） 2 2 70 （15 5） 2 2 131mm22為了補償由于制造、安裝等的誤差及兩軸線的偏移， 優(yōu)先考慮彈性套柱銷聯(lián)軸器，根據(jù)安裝聯(lián)軸器軸的的直 徑，查附錄 F 選聯(lián)軸型號為 TL7，聯(lián)軸器安裝長度 L=84mm（1）繪制軸的計算簡圖 為計算軸的強度，應(yīng)將載荷簡化處理，直齒圓柱齒輪， 其受力可分解為圓周力 Ft 、徑向力 Fr。兩端軸承可簡化 為一端活動鉸鏈。一端為固定鉸鏈，如圖 A-3b 所示。為 計算方便，選擇兩個危險截面 -、 -，- 危險

32、截面選擇安裝齒輪的軸段中心位置，位于兩個支點的中 間，距 B支座距離為 131/2=65.5mm；- 危險截面選擇 在軸段和軸段的截面處，距 B 支座的距離 21/2+20+2mm=32.5mm（2）計算軸上的作用力 從動輪的轉(zhuǎn)矩 T=408312N.mm 齒輪分度圓直徑 d2=245mm2T 2 408312齒輪的圓周力 Ft = =2 408312 N =3333Nt d2245齒輪的徑向力 Fr =Ft tan =3333tan 20 N=1083N選聯(lián)軸器 的型號為 TL7彈性 套柱銷聯(lián) 軸器1920FAV=FBV=Fr /2=1063/2=541.5Nb. 求垂直平面的彎矩- 截面：

33、 M V =541.5 65.5mm=35468.25N.mm- 截面： M V =541.5 32.5mm=17598.75N.mm2 計算水平平面內(nèi)的支反力及彎矩a. 求支反力：對稱布置，只受一個力，故FAH=FBH = Ft /2=3333/2=1666.5Nb. 求水平平面的彎矩- 截面： M H =1666.5 65.5mm=109155.75N.mm- 截面： M H =1666.5 32.5mm=54161.25N.mm3 求各截面的合成彎矩 - 截面：M= M I2V+ MI2H = 35468.252 109155.752 =114773.58N.mm- 截面：21M = M

34、 I2IV+ MI2IH = 17958.752 54161.252 =56948.72NmIII-III 截面處僅受轉(zhuǎn)矩，但其直徑較小，則該剖面也為危 險剖面。 M III ( T)2 =244987.2N.m 4計算轉(zhuǎn)矩T=408312N.mm 5 確定危險截面及校核其強度按彎矩組合計算時，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)變化考慮，取 =0.6. 按兩個危險截面校核其強度- 截面的應(yīng)力：M12 +(aT)2MI0.1dI30.1d13114773.580.1 583=13.86MPa- 截面的應(yīng)力：MII +(aT) M II3 = 30.1dI3I0.1dII 356948.720.1 553=15.12

35、MPaIII-III 截面的應(yīng)力IIIeM IIIe0.1d III244987.20.1 423=33.07Mpa速軸的 結(jié)構(gòu)設(shè) 計22查教材表 13-3 得 1 = 54MPa. Ie 、 IIe 、 IIIe 均小于 1 ，故軸的強度滿足要求 高速軸的設(shè)計主要是設(shè)計各軸段的直徑， 為設(shè)計俯視圖做 準(zhǔn)備。有些軸段的長度可以根據(jù)軸上的零件來確定； 有些 軸段的長度在確定低速軸處的箱體后， 取箱體內(nèi)壁為一直 線就可確定經(jīng)設(shè)計高速軸可以做成單獨的軸面而不是齒輪軸。 為使 零件定位和固定， 高速軸也和低速軸一樣設(shè)計為七段， 如 下圖。各軸段直徑尺寸為d1 =28mmd 2 =35mmd3=40mm

36、 （ 取軸承型號為 6208）d 4 =42mmd 5 =50mmd 7 =40mmd1 =28mmd2 =35mmd3 =40mmd4 =42mmd5 =50mmd6 =47mmd7 =40mmd 6 =47mm六、鍵 的選擇 及強度 校核1）選擇鍵的尺寸低速軸上在段軸和段軸兩處各安裝一個鍵， 按一 般使用情況選擇采用 A型普通平鍵連接， 查教材表選取鍵 的參數(shù)，見表段軸d1 =42mmbh=12mm8mmL1 =78mm段軸d2 =58mmbh =16mm 10mmL2 =64mm標(biāo)記為：鍵 1：GB/T 1096 鍵 12 878 鍵 2：GB/T 1096 鍵 16 1064232）校

37、核鍵的強度軸段上安裝聯(lián)軸器， 聯(lián)軸器的材料為鑄鐵， 載荷性質(zhì) 為輕微沖擊，查表得 p =5060MPa軸段上安裝齒輪， 齒輪的材料為鋼， 載荷性質(zhì)為輕微 沖擊， p =100120MPa靜聯(lián)接校核擠壓強度 :軸段： p1= 4T = 4 408312 63.32MPa 略大于許用p1 dhl 42 8 78 應(yīng)力，因相差不多可以用已經(jīng)確定的尺寸，合理 軸段： p2= 4T = 4 408312 44.00 MPa 小于許用應(yīng)力，p2 dhl 58 10 64 合理所以鍵連接強度滿足要求。1）軸承型號的選擇高速軸選軸七、選擇軸承及高速軸選軸承類型為深溝球軸承，型號為 6208低速軸選軸承類型為深

38、溝球軸承，型號為 6211承類型為深 溝球軸承， 型號為 6208計算軸承壽命2）軸承壽命計算低速軸選軸承類型為深高速軸各軸段的長度： 同低速軸計算方法一樣 算得溝球軸承， 型號為 6211L1 50mmL1 50mmL2 43mmL2 43mmL3 40mmL3 40mmL 4 72mmL4 72mmL5 8mmL5 8mmL 6 12mmL6 12mmL 7 20mmL7 20mm軸的總長度24L總長度245 mmL總長度 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L750 43 40 72 8 12 20 245mm高速軸軸承的支點之間的距離l b1 ( 2 3) 2 B 133mm. 因?qū)ΨQ

39、布置，故L1 = L 2 =133mm/2=66.5m，m帶輪中心到軸承 A 支點的距離L3 =50/2+43+18/2=77mm.高速軸上齒輪的受力和低速軸的 力大小相等，方向相反，即： Fr1 =1083N, Ft1 =3333N 注：高速軸上安裝有帶輪，帶對軸的壓力 FR=1234.8N 本示例具體情況不明， 故方向不確定， 采用在求出齒輪受 力引起的支反力后直接和該壓力引起的支反力想加來確 定軸承最后的受力 . 因齒輪相對于軸承對稱布置， A、B 支 座的支反力數(shù)值一樣，故只計算一邊即可 .齒輪FRAFt FrC25假設(shè)帶對軸的壓力和 Ft 作用在同一平面， 求軸承 A處支反 力：求軸

40、承 A 處的支反力 水平面： FAH FBH Ft1/ 2 1666 .5 N 垂直平面： FAV FBV Fr1/ 2 541.5N 求合力FAF AH F AV1666.52 541.52 1752N水平平面： MB=0FR( L3+ L2+ L1)- FAR (L1 L2)=0L1 L2 L3FAH = L1 L2 FR=1949.7N軸承受到的最大力為 FAmax 1752N 1949.7N =3701.7N=3.7017KN正常使用情況，查教材表 14-5 和 14-7 得:f t =1,f p=1.2, =3查附錄B:軸承 6208的基本額定載荷 C=29.5kw, 代入公式：Lh

41、 =106(fTC)3= 106( 1 29.5 )3hh高速軸 60n fPP 60 444.95 1.2 3.7017=10971h低速軸：正常使用情況，查教材表 14-5 和 14-7 得: f t =1,f p=1.2, =3查附錄 B: 軸承 6211 的基本額定載荷C=43.2kw,因齒輪相對于軸對稱分布，軸承的受力一樣， 可只算 A 處，當(dāng)量動載荷P= FA2H+ FA2V = FAH FAV1666.5 541.5 N=1752N=1.752KN代入公式：Lh高速軸 =10971hLh低速軸 = 1.14 106h.26八、選擇 軸承潤 滑與密 封方式九、箱體 及附件 的設(shè)計1

42、06 fTC 31061 43.2 3Lh = （ T ） = （ ）h低速軸 60n fPP 60 127.13 1.2 1.752=1.14 106 h.計算結(jié)果看，高速軸軸承使用時間較短。按最短時間算， 如按每天兩班制工作， 每年按 250天計算，約使用近兩年， 這只是理論計算，實際情況比較復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)使用情況， 注意觀察，發(fā)現(xiàn)損壞及時更換。低速軸軸承因轉(zhuǎn)速太低， 使用時間太長， 實際應(yīng)用中會有多種因素影響， 要注意觀 察，發(fā)現(xiàn)損壞及時更換軸承的潤滑方式取決于浸油齒輪的圓周轉(zhuǎn)速度， 即大齒輪 的圓周速度，大齒輪的的圓周速度 v= da nII /60000=3.14 245127.13/

43、 60000=1.67m/s接近于 2 m/s, 可選用油潤 滑高速軸的軸頸圓周速度v= d2 nI /60000=0.82m/s5m/s，故高速軸處選用接觸式氈圈密封低速軸軸頸的圓周速度為 v= d2n/60000=0.33m/s 5m/s， 故低速軸處也選用接觸式氈圈密封注：確定潤滑方式后就可確定、段的軸長，裝配 圖的俯視圖就基本完成，第一階段設(shè)計基本完成，可 以進(jìn)入第二階段的設(shè)計（1）箱體的選擇一般情況下， 為制造和加工方便， 采用鑄造箱體， 材料為鑄鐵。 箱體結(jié)構(gòu)采用剖分式， 剖分面選擇在軸 線所在的水平面箱體的中心高度 H=da2/2+（5070） mm=252/2 +（ 5070）mm=186