帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)2013 年七月十一號(hào)西北工業(yè)大學(xué) TOC o 1-5 h z 一 題目 4 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 二運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 5 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 電動(dòng)機(jī)選擇 5 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 傳動(dòng)比選擇 6 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 7（ 1）各軸的轉(zhuǎn)速n（r/min）的確定

2、7（ 2）各軸的輸入功率（KW ） 7 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document （ 3）各軸的輸入扭矩（N m.） 7 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document （ 4）根據(jù)以上的數(shù)據(jù)整理得下表： 8 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 三、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì) 8 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算 8 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document . 選定齒輪的

3、類型、材料及齒數(shù)，精度等級(jí) 8 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document .按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 9 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document . 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 11 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document .幾何尺寸計(jì)算 12 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document . 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算 13 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document . 選定齒輪的類型、材料及齒數(shù)，精度等級(jí)

4、 13 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document . 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 13 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document . 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 15 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document . 幾何尺寸計(jì)算 17 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 四、鏈傳動(dòng)計(jì)算 17 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 五、聯(lián)軸器的選擇 19 HYPERLINK l bookmark5

5、4 o Current Document 六、軸的設(shè)計(jì) 20 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 估算最小直徑 20 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 初選軸承： 21 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 軸的設(shè)計(jì) 2222 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document . 高速軸一的設(shè)計(jì)： 221）高速軸一的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark66 o Current

6、 Document （2 ）高速軸一的校核 23 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document （3 ）高速軸一的軸承壽命校核： 26 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document （4 ）高速軸一上的鍵的設(shè)計(jì)與校核 : 26 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document .中間軸二的設(shè)計(jì)： 27 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document （1 ）中間軸二的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 27 HYPERLINK l bookmark76 o Current

7、Document （2 ）中間軸二的強(qiáng)度校核 29 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document （3 ）中間軸二的軸承壽命校核： 32 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document （4 ）中間軸二上的鍵的設(shè)計(jì)與校核: 32 HYPERLINK l bookmark82 o Current Document .低速軸的三設(shè)計(jì)： 32 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document （1 ）低速軸三的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 33 HYPERLINK l bookmark86 o Current

8、Document （2 ）低速軸三的強(qiáng)度校核 34 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document （3 ）低速軸三的軸承壽命校核： 37 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document （4 ）低速軸三上的鍵的設(shè)計(jì)與校核: 37 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 七減速箱的設(shè)計(jì) 3940八、減速器的附件選擇及說(shuō)明題目（1）設(shè)計(jì)一個(gè)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)用的二級(jí)圓柱齒輪展開(kāi)式減速器。其工作條 件為：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作室有輕微的震動(dòng)， 使用期為十年（每年三百個(gè)工作日） ， 小批量生產(chǎn)

9、，兩班制，輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許的誤差為 5% 。帶式輸送機(jī)的傳 動(dòng)效率為 0.96.2）傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下圖所示：圖一.帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)圖為電動(dòng)機(jī)， 2 為聯(lián)軸器，為減速器， 4 為高速級(jí)齒輪傳動(dòng)， 5 為低速級(jí) 齒輪傳動(dòng)， 6 為鏈傳動(dòng)， 7 為輸送機(jī)滾筒輔助件有 :觀察孔蓋，油標(biāo)和油尺，放油孔和螺塞，通氣器，吊耳和吊鉤，定位銷，啟蓋螺釘，軸承套，密封圈等。3）已知條件題號(hào)輸送帶的牽 引力 F/（KN）輸送到的速度V/（m/s）輸送帶的滾筒的直 徑 D/（mm）4B2.21.3390連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作室有輕微的震動(dòng)；使用期為十年（每年 300 個(gè)工作日），小批量生產(chǎn)，兩班制； 輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速允許的誤

10、差為 5% ；帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)效率為 0.96 ；二運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 電動(dòng)機(jī)選擇帶式輸送機(jī)的效率為 5 ， 5= 0.96 ， 由已知條件得到工作機(jī)所需功率： Pw F V = 2.9792KWw 1000 5 高速級(jí)齒輪組和低速級(jí)齒輪組的效率為 1和 2 ，鏈傳動(dòng)的效率為 3，聯(lián)軸 器的效率為 4 ，軸承效率為 6我們?nèi)「咚偌?jí)和低速級(jí)的齒輪的精度為 IT=7 ，查表可得： 1= 2 = 0.98 剛性套柱銷聯(lián)軸器的效率為： 4 = 0.99選擇滾子鏈傳動(dòng)，其效率為： 3= 0.96選用深溝球軸承軸承，其效率為： 6= 0.99傳動(dòng)裝置的總效率 a 1 2 3 4 63 =0.8768ii電動(dòng)機(jī)所

11、需功率： PmPw =3.397KW a根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需的功率Pm 來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的參數(shù)如下 :工作功率 Pm= 4KW ，滿載轉(zhuǎn)速 nm= 1440r/min型號(hào)為 Y112M-4 的三相異步電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑 Dm = 28mm長(zhǎng)度 E=60mm鍵槽截面尺寸 FGD=8 2428 傳動(dòng)比選擇通過(guò)已知的數(shù)據(jù)可知：（ n4 為滾筒的轉(zhuǎn)速）滾筒的轉(zhuǎn)速： n4vd 63.66 r / min總的傳動(dòng)比： i nmn4144022.6263.66取鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：i3 =2.5由傳動(dòng)比分配公式：in 1.3 1.4 i 。對(duì)于二級(jí)圓柱齒輪減速器， in 表示高速級(jí)的傳動(dòng)比， i 表示減速器的傳

12、動(dòng)比。高速級(jí)的傳動(dòng)比為： i1 1.3 1.4 i 3.42 3.56取i1 3.5低速級(jí)的傳動(dòng)比為： i2 =2.5設(shè)計(jì)的傳動(dòng)比為 in=i1*i2* i3 =2.5*1.5*3.5=21.875工作軸的轉(zhuǎn)速允許誤差為3.2% 5% 傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算1）各軸的轉(zhuǎn)速n(r/min)的確定高速軸的轉(zhuǎn)速：nmi0144011440 r min中間軸的轉(zhuǎn)速：n2nmioi114401 3.5411.43 r min低速軸的轉(zhuǎn)速：n3ni2i2nmi0 i1i231440 164.57 r / min3.5 2.5滾筒軸的的轉(zhuǎn)速：n4 ni2i2nmi 0i1i2 i314403 3.5 2.52.5

13、65.83r / min2）各軸的輸入功率KW)高速軸的輸入功率： P1Pm44 0.993.96KW中間軸的輸入功率： P2P1163.960.980.993.86 KW低速軸的輸入功率： P3P2263.860.980.993.74KW滾筒軸的的輸入功率：P3P2 33.740.963.59KW3）各軸的輸入扭矩（ Nm ）高速軸的輸入扭矩： T1 9550中間軸的輸入扭矩： T2 9550低速軸的輸入扭矩： T3 9550滾筒軸的輸入扭矩： T3 9550P1 n195503.96144026.263 N mP295503.8689.59 N mn2411.43P395503.74217

14、.03 N mn3164.57P4n495503.5965.38524.39 N m(8)計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力4）根據(jù)以上的數(shù)據(jù)整理得下表：軸號(hào)電動(dòng)機(jī)兩級(jí)圓柱減速器滾筒軸軸軸軸轉(zhuǎn)速n(r/min)nm =1440n 1=1440n2=411.43n 3=164.57n 4 =65.83功率 P(kw)P=4P1=3.96P2=3.86P3=3.74P4=3.49轉(zhuǎn)矩T(N m)26.53T1=26.263T2=89.59T3=217.03T4=524.39兩軸聯(lián)接聯(lián)軸器齒輪齒輪鏈輪傳動(dòng)比 ii01 =1i 12=3.5i23 =2.5i34 =2.5傳動(dòng)效率01 =0.9912 =0.98

15、23 =0.9834 =0.96三、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì) 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算.選定齒輪的類型、材料及齒數(shù)，精度等級(jí)（1）確定齒輪類型兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)圓柱直齒輪2） 材料選擇。由表 10 1 選擇小齒輪材料為 40 r （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 。運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度 (GB10095 88) ( 4)選小齒輪齒數(shù) 119 ，大齒輪齒數(shù) Z2i1*Z13.5 19=66.5, 取 Z2=67.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式(1021)試算，即 d1t 3 2ktTt u 1(ZHZE )2

16、1t d u H 1).確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選 Kt 1.3計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1 26.263 N m由表 107 選取齒寬系數(shù) d 1(4)由表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) ZE189.8MPa1/ 2由 圖 10 21 按齒面硬度 查得 小 齒輪 的接觸疲 勞強(qiáng)度 極限H lim1 600MPa ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 Hlim2 550MPa由式 10 13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)9N1 60njL h 60 1440 1 (2 8 300 10) 4.1472 109 99N2 4.1472 109 / 3.5 1.1849 109由圖 1019 查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) K

17、HN1 0.90, KHN 2 0.95取失效概率為 1% ，安全系數(shù)為 S=1 ，由式 1012 得 H1KHN1 H lim 1S0.9 600MPa 540MPa H2KHN2 H lim 2S0.95 550MPa 522.5MPa2)計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑 d1t ，帶入 H 中較小的值d1t2 1.3 262632.323 2 1.31262634.53.52189.8 2522.540.01mm計(jì)算圓周速度d1tn160 100040.01 144060 10003.01m / s計(jì)算齒寬 bbd d1t 1 40.01 40.01mm(4)計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù)mtd1t40

18、.012.105z119齒高h(yuǎn)2.25m t 2.25 2.105 4.73 mmb40.018.46h4.73(5)計(jì)算載荷系數(shù)查表 102 可查得使用系數(shù)為 kA=1.25根據(jù)v 3.01m/ s ，7 級(jí)精度，由圖 108 查得動(dòng)載荷系數(shù) kv =1.07kHKF1由表 10 4 用插值法可查得 7 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)，bkH 1.417 ，由 kH 1.417 和 b 8.46可得 kF 1.35 ；故載荷系數(shù)H H h FK K AKVKF K F1.25 1.07 1 1.35 1.8056(1)計(jì)算分度圓直徑K K AKVKF K F1.25 1.07 1 1.3

19、5 1.8056(1)計(jì)算分度圓直徑k kA KV K HKH1.25 1.07 1 1.417 1.895(4)計(jì)算載荷系數(shù)(6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式10 10a 得d1 d1t 3 K / Kt 40.013 1.895/1.3 45.36mm(7) 計(jì)算模數(shù) mnmnd1 45.36Z1192.38mm.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式 105 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為mn1)確定公式內(nèi)的計(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 500MPa大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE2 380MPa由圖 10 18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)K FN 1 0.85 ，

20、K FN 2 0.88計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1% ，安全系數(shù)為 S=1.4 ，由式 10 12 得K FN 1 FE1 0.85 500 F1 F 2FN 1 FE1 MPa 303.57MPaS 1.4K FN 2 FE 2 0.88 380FN 2 FE2 MPa 238.86MPaS 1.4查取齒形系數(shù)由表 10 5 查得 YFa1 2.85， YFa2 2.26取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10 5 查得 YSa1 1.54 YSa2 1.74(7)計(jì)算大小齒輪的 YFaFYSa ，并比較YFa1YSa1 F 1YFa2YSa2 F 22.85 1.540.01445303.542.

21、26 1.740.01646238.86大齒輪的數(shù)據(jù)大2)設(shè)計(jì)計(jì)算3 2 1.8056 262631 1920.016291.623mm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)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 1.623 ，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值2。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓 直徑 d1 45.36mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有 Z1 d1 /m 45.36/2 22.68 ， 取 Z1 23大齒輪齒數(shù) Z2 i2Z1 3.5 23 80.5 取 Z2 81。.幾何尺寸計(jì)算(3)計(jì)算齒寬 b(3)計(jì)算齒寬 bd1 Z1m 23 2 46mmd

22、2 Z2m 81 2 162mm（2）計(jì)算中心距a （d1 d2） /2 （46 162） /2 104mm將中心距圓整后取 a 149mm 。（3）計(jì)算齒寬b dd1 1 46 46mm取 B2 46mm B1 52mm. 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)計(jì)算.選定齒輪的類型、材料及齒數(shù)，精度等級(jí)（1）確定齒輪類型兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)圓柱直齒輪。（ 2） 材料選擇。由表 10 1 選擇小齒輪材料為 40 r （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 。（3）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度 （GB10095 88）（4

23、）選小齒輪齒數(shù) 136 ，大齒輪齒數(shù) 2212.5 36=90 。.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式(1021)試算，即 d1t 3 2kdtTt uu1(ZHHZE)21）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選 Kt 1.3計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T126.263 N m由表 107 選取齒寬系數(shù) d 1(4)由表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) ZE189.8MPa1/ 2由 圖 10 21 按齒面硬度 查得 小 齒輪 的接觸疲 勞強(qiáng)度 極限H lim1 600MPa ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 Hlim2 550MPa由式 10 13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1 60njL h 60 1440 1 (2 8 300 1

24、0) 4.1472 109N2 4.1472 109 / 3.5 1.1849 109由圖 1019 查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) KHN1 0.90, KHN 2 0.95計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力取失效概率為 1% ，安全系數(shù)為 S=1 ，由式 1012 得 H1KHN1 H lim 1S H2KHN2 H lim 2S2)計(jì)算0.9 600MPa 540MPa0.95 550MPa 522.5MPa(1) 試算小齒輪分度圓直徑 d1t ，帶入 H 中較小的值d1t2.3232 1.3 2626314.53.52189.8 2522.540.01mm計(jì)算圓周速度d1tn160 100040.01

25、 144060 10003.01m / sbd d1t 1 40.01 40.01mm計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù)mtd1t40.011t 2.105 z119齒高 h2.25 m t 2.25 2.105 4.73 mmb h40.018.464.73(5)計(jì)算載荷系數(shù)查表 10 2 可查得使用系數(shù)為 k A =1.25根據(jù)v 3.01m/ s ，7 級(jí)精度，由圖 10 8查得動(dòng)載荷系數(shù) kv =1.07 kH KF 1由表 10 4 用插值法可查得 7 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)，kH 1.417 ，由 kH1.417 和 b 8.46可得 kF 1.35 ；故載荷系數(shù) hk kA KV

26、 K H KH 1.25 1.07 1 1.417 1.895(6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式10 10a 得d1 d1t 3 K / Kt 40.013 1.895/1.3 45.36mm計(jì)算模數(shù) mnmnd1 45.36Z1192.38mm.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式 105 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為mn2KT1 YF YSdZ12 F 1)確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值(1)由圖 10 20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE1 500MPa大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 FE2 380MPa由圖 10 18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)K FN 1 0.85 ， K FN 2 0.88計(jì)算彎曲疲

27、勞許用應(yīng)力取失效概率為 1% ，安全系數(shù)為 S=1.4 ，由式 10 12 得K FN 1 FE 1 F1 SK FN 2 FE 2 F 2S0.85 500MPa 303.57MPa1.40.88 380MPa 238.86MPa1.4(4)計(jì)算載荷系數(shù)K K AK V K F K F 1.25 1.07 1 1.35 1.8056查取齒形系數(shù)由表 10 5 查得 YFa1 2.85， YFa2 2.26取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10 5 查得 YSa1 1.54 YSa2 1.74(7)計(jì)算大小齒輪的 YFaFYSa ，并比較YFa1YSa1 F 12.85 1.54 0.01445303.54

28、YFa2YSa2 F 22.26 1.740.01646238.86大齒輪的數(shù)據(jù)大2）設(shè)計(jì)計(jì)算3 2 1.8056 262631 1920.016291.623mm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)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 1.623 ，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 2。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓 直徑 d1 45.36mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是有 Z1 d1 /m 45.36/2 22.68 ， 取 Z1 23大齒輪齒數(shù) Z2 i2Z1 3.5 23 80.5 取 Z2 81。.幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算分度圓直徑d1 Z1m 23 2

29、 46mmd2 Z2m 81 2 162mm2)計(jì)算中心距a (d1 d2) /2 (46 162) /2 104mm將中心距圓整后取 a 149mm。4)計(jì)算齒寬b d d1 1 46 46mm取 B2 46mm B1 52 mm四、鏈傳動(dòng)計(jì)算選擇材料 40,50.ZG310570. 熱處理回火熱處理硬度 4050HRC 無(wú)劇烈振動(dòng)及沖擊的鏈輪(1)選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù) Z1=18 取大鏈輪齒數(shù) Z2 i Z1=2.5*18=45(2)確定計(jì)算功率查表9-6 得KA=1, 查圖 9-13 得KZ =1.34,k p=1(單排鏈),則計(jì)算功率的kA KZ PKP1.1 1.34 3.741

30、5.01kw選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距根據(jù) Pca =5.01KW, n3 =164.57r/min可選 16A 在查 表 鏈條節(jié)距為P=25.4mm計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心矩初選中心矩 a0 =(3050)P=(3050)*25.4, 取 a0 =850mm鏈節(jié)數(shù) Lpo 2a0 z1 z2 (z1 z2)2 p =102.2 取Lp =100 。查表中心矩計(jì) po p 2 2a0算系數(shù) f1=0.248585最大中心矩 a f1 p 2Lp (z1+z2) =846mm計(jì)算鏈速 V, 確定潤(rùn)滑方式v n1z1p =1.32m/s60 1000由 V=1.79m/s 和鏈號(hào) 16A 查圖 9-14 可知應(yīng)采

31、用油池潤(rùn)滑 .計(jì)算壓軸力 Fp軸材料為 40Cr, 調(diào)質(zhì)處理有效圓周力 : Fe 1000 p =2833Nv鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù) KFP =1.15, 則壓軸力為FP K FP Fe =1.15*2833=3528N鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小直徑的鏈輪一般做成整體式；中等尺寸的鏈輪多做成孔板式，為便于搬運(yùn)、裝卡和減重，在輻板上開(kāi)孔；大直徑的鏈輪可做成組合式，?？蓪X 圈用螺栓連接或焊接在輪轂上，此時(shí)齒圈與輪芯可用不同材料制造。根據(jù)軸的尺寸可確定鏈輪軸孔 d=40mm ，輪轂長(zhǎng)度 L=80mm ，可與 減速器的相關(guān)尺寸協(xié)調(diào)。鏈輪的分度圓直徑小鏈輪用 15# 鋼， z=18. 分度圓直徑為 d1大鏈

32、輪用 45# 鋼， z=45. 分度圓直徑為 d1146mm TOC o 1-5 h z p25.5180180sin( ) sin( ) z18364mmp25.5180180sin( ) sin( ) z45五、聯(lián)軸器的選擇選定聯(lián)軸器的類型 :選軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由上文我們?nèi)。?dmin 20mm。輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 d1 2 ，為了使所選的軸直徑 d1 2 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(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca=K AT1,查表 14-1, 考慮到轉(zhuǎn)矩的變化很小 ,故取 KA=1.3, 則Tca K AT1 1.3 26.263

33、30.24N mm按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)手 7%）7%）冊(cè)，選用 LT4 （ J 型）彈性柱銷聯(lián)軸器型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 63N 。半聯(lián)軸器的孔徑 d1 20mm ，故取 d1 20mm ，半聯(lián)軸器長(zhǎng) 度 L52 的半聯(lián)軸器。與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 L1 40mm 。六、軸的設(shè)計(jì) 估算最小直徑（1）高速軸的最小軸徑的確定選取高速軸的材料為 40Cr ，熱處理為調(diào)質(zhì)。 =3040MPa由表 15-3 確定 0 =100mmd1min03 p1 =100*3 3.96 =14.01 （按一個(gè)鍵槽 ,軸頸增大 7%）1min 0 n11440d1 d1mi

34、n （1 7%） 14.99mm考慮到彈性套柱銷聯(lián)軸器的規(guī)格 , d1 d1min （1 7%） 14.99mm取最小軸徑為： d2min 20mm（2 ）中間軸的最小軸徑的確定選取軸的材料為 40Cr ，熱處理為調(diào)質(zhì)。 =3040MPa=100mmd2min23 p2 100 3 3.86 21.13mm （考慮到一個(gè)鍵槽,軸頸 增大n2411.43d2 d2min （1 7%） 23.54mm取最小軸徑為： d2min 24mm（3 ）低速軸的最小軸徑的確定選取軸的材料為 40Cr ，熱處理為調(diào)質(zhì)。 =3040MPa=100mmd3min33 p3 100 3 3.74 28.48mm （

35、考 慮到 一 個(gè)鍵 槽 ,軸 頸 增大n3 164.577%）d3 d3min （1 7%） 30.47 mm取最小軸徑為： d3min =31mm 初選軸承：軸高速軸選軸承為 6205 （ 2 系列）深溝球軸承軸中間軸選軸承為 6207 （ 2 系列）深溝球軸承軸低速軸選軸承為 6208 （ 2 系列）深溝球軸承各軸承參數(shù)見(jiàn)下表：軸承代號(hào)（深溝球軸承）基本尺寸 /mm基本額定負(fù)荷 /kNdDB動(dòng)載荷 Cr靜載荷 Cor6205 ( 2 系25521514.07.88列）6207 ( 2 系35721725.515.2列）6208 ( 2 系40801829.518.0列） 軸的設(shè)計(jì).高速軸一

36、的設(shè)計(jì)：我們選擇軸的材料為 40Cr 。其許用彎曲應(yīng)力為 1 70MPa 。熱處理為調(diào)質(zhì)處理。1）高速軸一的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：圖二.高速軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1）. 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度（從左向右） ：由于聯(lián)軸器一端連接電動(dòng)機(jī)， 另一端連接輸入軸， 所以該段直徑尺寸受到 電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑尺寸的限制，選為 20mm ?？紤]到聯(lián)軸器的軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá) 2.5mm ，所以該段直 徑選為 25 。該段軸要安裝軸承，我們采用兩段不同的配合要求的軸 25mm 來(lái)使軸承 便于安裝，不必增大軸的軸徑，則軸承選用 6205 （2 系列）深溝球軸承，即該 段直徑定為 25mm下一段軸，考慮到軸肩要

37、有 2.5mm 的圓角，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，定為 30mm 。下段軸為齒輪軸，所以該段直徑選為齒輪的齒頂圓直徑 48mm 。下一段軸安裝軸承，直徑為 30mm 。下一段軸要安裝軸承，直徑定為 25mm 。2）.各段長(zhǎng)度的確定： 各段長(zhǎng)度的確定從左到右分述如下：該段軸連接聯(lián)軸器，我們選擇 LT4 （J 型）彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器與 軸配合的轂孔長(zhǎng)度為 40mm ，該段長(zhǎng)度定為 40mm 。下一段要安裝軸承，其工作要求長(zhǎng)度為 B=16mm ，考慮軸承蓋零件的拆 裝，我們?nèi)?Lb=32 ；同時(shí)該段還要裝軸承蓋和墊片，兩者的高度我們?nèi)?12 ；軸 安裝在軸孔中，考慮到軸孔的長(zhǎng)度要求和軸的安裝。我們?nèi)≡摱屋S的長(zhǎng)

38、度為 101mm下一段綜合考慮齒輪與箱體內(nèi)壁的距離、 軸承與箱體內(nèi)壁距離（采用脂潤(rùn) 滑），還有二級(jí)齒輪的寬度，定該段長(zhǎng)度為 94mm 。下一段考慮齒輪的寬度，根據(jù)齒輪校核，選定該段 52mm 。下一段軸安裝軸承，以及考慮到軸承的潤(rùn)滑， 我們?nèi)≡摱蔚拈L(zhǎng)度為 37mm 。（2）高速軸一的校核輸入軸上的功率 P1 3.96kw,轉(zhuǎn)速n1 1440r /min轉(zhuǎn)矩 T1 26.263 N m求作用在齒輪上的力和彎矩：2T1 2 3.611 104Ft1 1250.6 Nt d149.45Fr Ft tan1460.5 tan20 455.19 N圓周力為 Ft ，徑向力為 Fr 。下圖是受力簡(jiǎn)圖：下面

39、計(jì)算力 Ft1、 Ft2、 Fr2、Fr1。L1=139L2=56 L3=195 （具體尺寸見(jiàn)圖 f）求垂直面的支反力： （受力簡(jiǎn)圖如 b 圖所示）Fr1 l2Fr56 455.19 130.7 Nr1 l1 l2 195Fr 2 Fr Fr1 455.19 130.7 322.5N 求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖： （彎矩簡(jiǎn)圖如圖 d 所示）M ar Fr2l 2 322.5 56 10 3 18.1N.m 3M ar Fr1l1 130.7 139 10 3 18.1N .m求水平面的支承力： （受力簡(jiǎn)圖如 a 圖所示）l256Ft12 Ft1250.6 359.14 Nt1 l1 l2 t

40、 195Ft2 Ft Ft1 1250.6 359.14 891.45N求并繪制水平面彎矩圖： （彎矩簡(jiǎn)圖如圖 c 所示）3M at Ft1l1 359.14 139 10 3 49.9N gm3M at Ft2l2 891.45 56 10 3 49.9N gm彎矩圖如圖 e 所示求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把 Mar 和 M at的最大值直接相加MaMa2r M a2t18.22 49.92 52.3Ngm按照軸的彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度：從圖可見(jiàn)，有齒輪處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為： （取折合系數(shù) 0.6 ）Me( T)2M2 T 2 ca W則計(jì)算得到的軸的計(jì)算應(yīng)力：52.32

41、0.6 26.263 230.1 0.04635.14 Mpa 1 70Mpa（3）高速軸一的軸承壽命校核：軸承壽命可由式 Lh 10 （Cft ） h 進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的 h 60n PfP作用（我們?nèi)∈芰ψ畲蟮妮S的） ，我們可以知道軸一上受力最大的軸承所受到的力為：FrmaxFr22 Ft22 322.52 891.452 900.9N 。工作機(jī)要求工作在輕微載荷下，可以查得其 fp =1.1故 p fp Fr max 1.1 900.9 991N根據(jù) 1 軸高速軸選軸承為 6205（2 系列）深溝球軸承可以查得其 Cr=14KN66則Lh 10 （Cr ） 10 （ 1

42、4 ）3 6.7年 因此所該軸承符合要求60n P 60 1440 0.991因此在生產(chǎn)過(guò)程中需要每隔 6.7 年換一次高速軸一的軸承。（4 ）高速軸一上的鍵的設(shè)計(jì)與校核 :根據(jù) d1 20mm,T1 26.263 N gm ，裝鍵處的輪轂的長(zhǎng)度為 L=40mm ，查表可以得到 d1軸段上采用鍵 b h l =6 6 32,采用 A 型普通鍵 :2T1kLd34 26.263 1030.5 6 (32 6) 2033.6Mpap 55Mpa故選用的鍵符合要求。.中間軸二的設(shè)計(jì)：我們選擇軸的材料為 40Cr 。其許用彎曲應(yīng)力為 1 70MPa 。熱處理為調(diào)質(zhì)處理。1）中間軸二的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：圖三.中

43、間軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1 ）.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度（從左向右） ：由于我們?cè)谏厦嬷虚g軸的最小軸徑我們?nèi)?d2min 24mm并且我們?cè)诖溯S的兩端裝軸承，軸承的內(nèi)徑最小為 20 ，并且為 5 的倍數(shù)，考慮到中間軸的受力較 大，并且受力較復(fù)雜，所以我們?nèi)〈硕屋S的直徑為 35mm 。此時(shí)的軸和軸承有 較大的載荷余量和壽命余量。下一段軸肩為非定位軸肩，我們?nèi)≥S肩的高度為1.5mm （單側(cè)），故此段軸的直徑為 38mm 。下一段軸要安裝軸齒輪，考慮到有配合關(guān)系的軸的直徑要滿足標(biāo)準(zhǔn)系列， 并且上一段的軸肩是非定位軸肩，我們?nèi)≈睆降脑隽繛?1mm （單側(cè)）。故我們 此段的直徑取 40mm 。下段

44、軸為定位軸肩，在這里我們?nèi)≥S肩的高度為4mm（ 單側(cè) ），所以該段直徑為 48mm 。下一段我們安裝直徑為 40 的齒輪，此時(shí)我們?nèi)≡摱屋S的直徑為 40mm 。下一段軸肩為非定位軸肩，我們?nèi)≥S肩的高度為 1mm （單側(cè)），故此段軸 的直徑為 38mm 。考慮到中間軸的受力較大，并且受力較復(fù)雜，并且安裝軸承的要求，此時(shí) 的軸和軸承有較大的載荷余量和壽命余量。 所以我們?nèi)〈硕屋S的直徑為 35mm 。2）各段長(zhǎng)度的確定：各段長(zhǎng)度的確定從左到右分述如下：該段軸連接 6208 （2 系列）軸承和甩油環(huán)，軸承的寬度為 18mm ，而且 甩油環(huán)的寬度為 13mm ，并且軸套的長(zhǎng)度為 12 ，還要使得定位穩(wěn)定

45、可靠，所以 我們?nèi)〈硕蔚拈L(zhǎng)度為 345mm 。下一段要安裝齒輪，其工作要求長(zhǎng)度為 B=74mm ，考慮到此段的定位要 求，。我們?nèi)≡摱屋S的長(zhǎng)度為 72mm下一段綜合考慮齒輪與軸的定位的穩(wěn)定以及可靠，我們?nèi)≥S肩的高度為4mm ，該段軸的長(zhǎng)度為 10mm 。下一段段考慮齒輪的安裝和齒輪的定位，故取此段的長(zhǎng)度為59mm 。下一段軸連接 6208 （2 系列）軸承和甩油環(huán)，軸承的寬度為 19mm ，而 且甩油環(huán)的寬度為 19mm ，定距環(huán)的長(zhǎng)度為 20 以及軸承蓋的長(zhǎng)度，還考慮到軸承端蓋上的螺釘?shù)娜菀撞鹦叮?并且還要使得定位穩(wěn)定可靠， 所以我們?nèi)〈硕蔚?長(zhǎng)度為 68mm 。2）中間軸二的強(qiáng)度校核1）輸

46、入軸上的功率 P1 3.74kw,轉(zhuǎn)速 n1 164.57r /min轉(zhuǎn)矩 T1 217.03 N m2）求作用在齒輪上的力4Fm 2T1 2 89.59 104 2434Nd174Fn Fm tan2434 tan20 885.9 NFt 1250.6NFr 455.19N圓周力為 Ft 、 Fm ，徑向力為 Fr 、Fn。下圖是受力簡(jiǎn)圖：下面計(jì)算力 Ft1、 Ft2、 Fr2、Fr1。L1=70 L2=70.5 L3=56.5 （具具體位置見(jiàn)圖 f）求垂直面的支反力： （受力簡(jiǎn)圖如 b 圖所示）Fr1l3Fr Fn （l3 l2）l4746.6 NFr 2 Fr Fn Fr1 455.19

47、 885.9 746.6 594.4 N 求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖： （彎矩簡(jiǎn)圖如圖 d 所示）M ar Fr1l1 746.6 70 10 3 52.2 N .m 13M a1r Fr 2l3 594.4 56.5 10 3 42.44N.m 求水平面的支承力： （受力簡(jiǎn)圖如 a 圖所示）Ft1 l3Ft Fm（l3 l2） 2051.4 Nt1l4Ft2 Fm Ft Ft1 2434 1250.6 2051.4 1633 N求并繪制水平面彎矩圖： （彎矩簡(jiǎn)圖如圖 c 所示）3M at Ft1l1 2054.1 70 10 3 143.6 N.m13M 1at Ft 2l 3 1633

48、56.5 10 3 92.13N.m彎矩圖如圖 e 所示求合成彎矩圖： 考慮最不利的情況，把 Mar 和 M at的最大值直接相加MaMa 0.04r M a2t52.22 143.62 152.9Ngm按照軸的彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度： 又由于最危險(xiǎn)截面在安裝齒輪處，通過(guò)一個(gè) b h l 12 8 40從圖可見(jiàn)，有齒輪處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為： (取折合系數(shù) 0.6 )Me M a2 ( T)2則計(jì)算得到的軸的計(jì)算應(yīng)力：M2ca( d3 bt(d t)2 ) ( 32 )2d52.3220.6 26.263 20.04320.012 0.005 0.035230.2 Mpa 1 70M

49、pa32中間軸二的軸承壽命校核：軸承壽命可由式 Lh 10 (Cft ) h 進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的 h 60n PfP作用(我們?nèi)∈芰ψ畲蟮妮S的) ，我們可以知道軸二上受力最大的軸承所受到的力為：Frmax Fr21 Ft12 746.62 2051.4 2183N 。工作機(jī)要求工作在輕微載荷下，可以查得其 fp =1.1故 p f p Frmax 1.1 2183 2407N根據(jù) 1 軸高速軸選軸承為 6207 (2 系列)深溝球軸承可以查得其 Cr=255KN 。66則Lh 10 (Cr)10( 25.5 )3 10年 因此所該軸承符合要求h 60n P 60 411.43

50、 2.407中間軸二上的鍵的設(shè)計(jì)與校核根據(jù) d1 40mm,T1 89.59N gm ，裝鍵處的輪轂的長(zhǎng)度為 L=46mm ，查表可 以得到 d1軸段上采用鍵 b h l =12 8 40。采用 A 型普通鍵 :2T1kLd4 89.59 1030.5 8 (40 12) 4040Mpap 55Mpa故選用的鍵符合要求。.低速軸的三設(shè)計(jì)：我們選擇軸的材料為 40Cr 。其許用彎曲應(yīng)力為70MPa 。熱處理為調(diào)質(zhì)處理1）低速軸三的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：圖四.低速軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1）. 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度（從右向左） ：由于我們?cè)谏厦嬷虚g軸的最小軸徑我們?nèi)?d2min 31mm 并且我們?cè)诖?/p>

51、軸的 一端裝軸承，另外一端裝一個(gè)鏈輪，鏈輪的直徑我們?nèi)∑渲睆綖?34mm ，然后 下一段的有一個(gè)定位軸肩，我們?nèi)《ㄎ惠S肩的高度為 3mm （單向），故下一段 軸的直徑為 40mm ，在這一軸段上我們安裝軸承、軸承蓋、甩油環(huán)、定距環(huán)等 零件下一段軸肩為定位軸肩，我們?nèi)≥S肩的高度為 3mm （單側(cè)），故此段軸 的直徑為 46mm 。下一段軸肩為定位軸肩， 我們?nèi)≥S肩的高度為 5mm （單側(cè)），故此段軸的 直徑為 56mm 。下一段軸要安裝軸齒輪，考慮到有配合關(guān)系的軸的直徑要滿足標(biāo)準(zhǔn)系列， 并且上一段的軸肩是定位軸肩，我們?nèi)≈睆降脑隽繛?6mm （單側(cè)）。故我們此 段的直徑取 48mm下段軸為非定位

52、軸肩，在這里我們?nèi)≥S肩的高度為4mm（ 單側(cè) ），所以該段直徑為 40mm 。2）各段長(zhǎng)度的確定：各段長(zhǎng)度的確定從左到右分述如下：該段軸連接 6208 （2 系列）軸承和甩油環(huán)，軸承的寬度為 17mm ，而且 甩油環(huán)的寬度為 21mm ，并且還要使得定位穩(wěn)定可靠，所以我們?nèi)〈硕蔚拈L(zhǎng)度 為 32mm 。下一段安裝定位環(huán)，此時(shí)取此段的長(zhǎng)度為 13mm 。下一段要安裝齒輪，其工作要求長(zhǎng)度為 B=46mm ，考慮到此段的定位要 求，。我們?nèi)≡摱屋S的長(zhǎng)度為 44mm下一段綜合考慮齒輪與軸的定位的穩(wěn)定以及可靠，我們?nèi)≥S肩的高度為 4mm ，該段軸的長(zhǎng)度為 8mm 。下一段段考慮齒輪的安裝和齒輪的定位， 在

53、這里我們用套筒定位，股取此 段的長(zhǎng)度為 87mm 。下一段軸連接 6207 （2 系列）軸承和甩油環(huán)，軸承的寬度為 17mm ，而 且甩油環(huán)的寬度為 21mm ，并且還要使得定位穩(wěn)定可靠，所以我們?nèi)〈硕蔚拈L(zhǎng) 度為 31mm 。（2）低速軸三的強(qiáng)度校核（1）輸入軸上的功率 P1 3.86kw,轉(zhuǎn)速 n1 411.43r /min轉(zhuǎn)矩 T1 89.59N m2）求作用在齒輪上的力Ft 2434NFn 3528NFr 885.9N圓周力為 Ft ，徑向力為 Fr ，壓軸力為 Fn下圖是受力簡(jiǎn)圖：下面計(jì)算力 Ft1、 Ft2、 Fr2、 Fr1。L1=70.5L2=127.5 L3=113.5 （具具

54、體位置見(jiàn)圖 f）求垂直面的支反力： （受力簡(jiǎn)圖如 b 圖所示）Fr1 l2Fr Fnl3 1451.89Nl1 l2Fr 2 Fr Fn Fr1 885.9 3528 1451.89 5865N求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖： （彎矩簡(jiǎn)圖如圖 d 所示）M ar Fr1l1 1451.89 70.5 10 3 102.35 N .mM a1r Fr2l3 3528 113.5 10 3 400.4 N .m求水平面的支承力： （受力簡(jiǎn)圖如 a 圖所示）l2Ftl1 l21567NFt2Ft Ft1 2434 1567 866N求并繪制水平面彎矩圖： （彎矩簡(jiǎn)圖如圖 c 所示）3M at Ft1l

55、1 1567 70.5 10 3 110.47 N.m 3M at Ft 2l 2 866 127.5 10 3 110.47 N.m 彎矩圖如圖 e 所示。求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把 Mar 和 M at的最大值直接相加MaMa2r M a2t 400.4Ngm按照軸的彎扭合成強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度：0.6)又由于最危險(xiǎn)截面在安裝齒輪處，通過(guò)一個(gè) b h l 12 8 63 從圖可見(jiàn)，有齒輪處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為： （取折合系數(shù) Me M a2 （ T）2則計(jì)算得到的軸的計(jì)算應(yīng)力：2d400.42 (0.6 217.03) 2M2 T 2 ( d3 bt(d t)2 ) ( 32 )(0.0483 0.012 0.005 0.04752)44.56Mpa 1 70Mpa2 0.048( 32 )3 ）低速軸三的軸承壽命校核：軸承壽命可由式 Lh 10 （Cft ） h 進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的 h 60n PfP作用（我們?nèi)∈芰ψ畲蟮妮S的） ，我們可以知道軸三上受力最大的軸承所受到的力為：Fr m