課程設計--帶式運輸機傳送裝置

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、傳動裝置的總體設計3</p><p><b>　　(一)設計題目3</b></p><p>　　1.設計數(shù)據(jù)及要求：3</p><p>　　2.傳動裝置簡圖：3</p><p>　　（二）選擇電動機

2、3</p><p>　　1.選擇電動機的類型3</p><p>　　2.選擇電動機的容量3</p><p>　　3.確定電動機轉速4</p><p>　?。ㄈ┯嬎銈鲃友b置的總傳動比5</p><p><b>　　1.總傳動比5</b></p><p><b

3、>　　2.分配傳動比5</b></p><p>　?。ㄋ模┯嬎銈鲃友b置各軸的運動和動力參數(shù)5</p><p><b>　　1.各軸的轉速5</b></p><p>　　2.各軸的輸入功率5</p><p>　　3.各軸的輸出轉矩5</p><p>　　二、傳動零件的設計

4、計算6</p><p>　?。ㄒ唬└咚冽X輪傳動6</p><p>　　1.選擇材料、熱處理方式及精度等級6</p><p>　　2.初步計算傳動主要尺寸6</p><p>　　3.計算傳動尺寸8</p><p>　?。ǘ┑退偎冽X輪傳動（二級傳動）10</p><p>　　1.選擇材

5、料、熱處理方式及精度等級10</p><p>　　2.初步計算傳動主要尺寸10</p><p>　　3.計算傳動尺寸12</p><p>　?。ㄈ炞C兩個大齒輪潤滑的合理性15</p><p>　?。ㄋ模└鶕?jù)所選齒數(shù)修訂減速器運動學和動力學參數(shù)。15</p><p>　　1.各軸的轉速15</p&g

6、t;<p>　　2.各軸的輸入功率15</p><p>　　3.各軸的輸出轉矩16</p><p>　　三.軸的設計計算16</p><p>　　(一)高速軸(軸Ⅰ)的設計計算16</p><p>　　1.軸的基本參數(shù)--Ⅰ軸：16</p><p>　　2.選擇軸的材料17</p>

7、<p><b>　　3.初算軸徑17</b></p><p>　　4.軸承部件的結構設計17</p><p>　　5.軸上鍵校核設計19</p><p>　　6.軸的強度校核19</p><p>　　7.校核軸承壽命22</p><p>　　(二)中間軸(軸Ⅱ)的設計計算

8、23</p><p>　　1.軸的基本參數(shù)--Ⅱ軸：23</p><p>　　2.選擇軸的材料23</p><p><b>　　3.初算軸徑23</b></p><p>　　4.軸承部件的結構設計24</p><p>　　5.軸上鍵校核25</p><p>　　6

9、.軸的受力分析25</p><p>　　7.校核軸承壽命29</p><p>　　(三)輸出軸(軸Ⅲ)的設計計算30</p><p>　　1.軸的基本參數(shù)--Ⅲ軸：30</p><p>　　2.選擇軸的材料30</p><p><b>　　3.初算軸徑30</b></p>

10、<p>　　4.軸承部件的結構設計31</p><p>　　6.軸的強度校核32</p><p>　　7.校核軸承壽命35</p><p>　　(四)整體結構的的最初設計36</p><p>　　1.軸承的選擇36</p><p>　　2.軸承潤滑方式及密封方式37</p><

11、;p>　　3.確定軸承端蓋的結構形式37</p><p>　　4.確定減速器機體的結構方案并確定有關尺寸37</p><p>　　四.設計參考文獻:38</p><p>　　一、傳動裝置的總體設計</p><p><b>　　(一)設計題目</b></p><p>　　課程設計題目：

12、帶式運輸機傳送裝置</p><p>　　1.設計數(shù)據(jù)及要求：</p><p>　　設計的原始數(shù)據(jù)要求：</p><p>　　F=1900N；d=250mm；v=0.9m/s</p><p>　　機器年產量：大批量；機器工作環(huán)境：有塵；</p><p>　　機器載荷特性：平穩(wěn)；機器最短工作年限：5年2班。</

13、p><p>　　2.傳動裝置簡圖： </p><p><b>　?。ǘ┻x擇電動機</b></p><p>　　1.選擇電動機的類型</p><p>　　根據(jù)參考文獻[2]，按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動機。全封閉自扇冷式結構，電壓為380V。</p><p>　　2.選擇電動機的容量

14、</p><p>　　工作機的有效功率為：</p><p>　　從電動機到工作機傳送帶間的總效率為：</p><p>　　式中：分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動、卷筒的傳動效率。聯(lián)軸器選用彈性聯(lián)軸器，軸承為角接觸球軸承，齒輪為8級精度齒輪，由參考文獻[2]表9.1取。則：</p><p>　　所以電動機所需要的工作功率為：</p>

15、<p><b>　　3.確定電動機轉速</b></p><p>　　按參考文獻[2]表9.2推薦的傳動比合理范圍，二級圓柱齒輪減速器傳動比，而工作機卷筒軸的轉速為：</p><p>　　所以電動機轉速的可選范圍為：</p><p>　　符合這一范圍的同步轉速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min三種。綜合考慮

16、電動機和傳動裝置的尺寸、質量及價格等因素，為使傳動裝置結構緊湊，決定選用同步轉速為1000r/min的電動機，另需要其中電機工作所需額定功率：。</p><p>　　根據(jù)電動機類型、容量和轉速，由參考文獻[2]表15.1以及有關手冊選定電動機型號為Y112M-6。其主要性能如下表：</p><p>　　由參考文獻[2]表15.2查得電動機的主要安裝尺寸及外形尺寸如下：</p>

17、<p>　　電動機的外形尺寸圖如下：</p><p>　?。ㄈ┯嬎銈鲃友b置的總傳動比</p><p><b>　　1.總傳動比為：</b></p><p><b>　　2．分配傳動比：</b></p><p>　　考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相接近，取，故：</p>

18、<p>　?。ㄋ模┯嬎銈鲃友b置各軸的運動和動力參數(shù)</p><p><b>　　1.各軸的轉速</b></p><p><b>　?、褫S</b></p><p><b>　?、蜉S</b></p><p><b>　?、筝S</b></p

19、><p><b>　　卷筒軸</b></p><p><b>　　2.各軸的輸入功率</b></p><p><b>　　Ⅰ軸</b></p><p><b>　?、蜉S</b></p><p><b>　?、筝S<

20、/b></p><p><b>　　卷筒軸</b></p><p><b>　　3.各軸的輸出轉矩</b></p><p>　　電動機軸的輸出轉矩為</p><p><b>　　所以： </b></p><p><b>　　Ⅰ軸<

21、;/b></p><p><b>　?、蜉S</b></p><p><b>　?、筝S</b></p><p><b>　　卷筒軸</b></p><p>　　將上述計算結果匯總于下表得:</p><p>　　二、傳動零件的設計計算</p

22、><p><b>　　（一）高速齒輪傳動</b></p><p>　　1．選擇材料、熱處理方式及精度等級</p><p>　　考慮到此考慮到高速級齒輪傳動傳遞功率約2.2kW，且該齒輪傳動為閉式傳動。故大、小齒輪均選用40Cr，熱處理方式為調質-表面淬火，由參考文獻[1]表6.2得到齒面硬度為，選用8級精度。</p><p>

23、;　　2.初步計算傳動主要尺寸</p><p>　　因為大、小齒輪均選用硬齒面，齒面抗點蝕能力較強所以初步決定按照齒根彎曲疲勞強度設計齒輪傳動的主要參數(shù)及尺寸。由參考文獻[1]式（6.25），即</p><p><b>　　式中各參數(shù)為：</b></p><p>　　1)小齒輪傳遞的扭矩</p><p>　　2) 初選,

24、（后面予以說明計算校驗，最小根切齒數(shù)）則，考慮中心距及減速器的結構尺寸問題，選取，則。</p><p><b>　　3)初選。</b></p><p>　　4)初選螺旋角，由參考文獻[1]式6.1得端面重合度:</p><p>　　則查參考文獻[1]圖6.22查得重合度系數(shù)</p><p>　　5)硬齒面非對稱布置，按

25、參考文獻[1]表6.6取</p><p>　　6)由參考文獻[1]式(6.2)，軸面重合度：</p><p>　　由參考文獻[1]圖6.28查得：螺旋角系數(shù)：</p><p><b>　　7) </b></p><p><b>　　當量齒數(shù)：</b></p><p>　　由參

26、考文獻[1]圖6.20查得：</p><p>　　由參考文獻[1]圖6.21查得：（均由線性插值法得到）</p><p>　　8) 許用彎曲應力可由參考文獻[1]式6.29，即算得。</p><p>　　由參考文獻[1]圖6.29h查得接觸疲勞極限應力</p><p>　　由參考文獻[1]表6.7查得安全系數(shù)</p><p

27、>　　小齒輪與大齒輪的應力循環(huán)系數(shù)分別為：</p><p>　　由參考文獻[1]圖6.32查得壽命系數(shù)</p><p><b>　　故需用彎曲應力</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　則，初算模數(shù)：</b></p>

28、<p><b>　　3.計算傳動尺寸</b></p><p>　　（1)計算載荷系數(shù)K</p><p>　　由參考文獻[1]表6.3查得使用系數(shù)（平穩(wěn)）</p><p>　　由參考文獻[1]表6.7查得動載系數(shù)</p><p>　　由參考文獻[1]圖6.12查得齒向載荷分布系數(shù)</p><p

29、>　　由參考文獻[1]表6.4查得齒間載荷分布系數(shù)</p><p><b>　　則</b></p><p>　?。?)對進行修正，并圓整為標準模數(shù)</p><p>　　由參考文獻[1]表6.1圓整后取</p><p><b>　?。?)計算傳動尺寸</b></p><p&g

30、t;<b>　　中心距：</b></p><p>　　由參考文獻[2]表9.4圓整為</p><p><b>　　則修整螺旋角</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　按參考文獻[2]表9.4圓整為b=22mm</p><p&g

31、t;<b>　　取 </b></p><p>　　(4)校核最小不根切齒數(shù)：</p><p><b>　　由，求得</b></p><p>　　則 ，則可知不會發(fā)生根切現(xiàn)象</p><p>　　(5)校核齒面接觸疲勞強度</p><p>　　由參考文獻[1]式(6.20)，即

32、</p><p><b>　　式中各參數(shù)：</b></p><p>　　1）K=1.648、、、</p><p><b>　　2)齒數(shù)比</b></p><p>　　3)查參考文獻[1]表6.5得材料彈性系數(shù)</p><p>　　4) 查參考文獻[1]圖6.15得節(jié)點區(qū)域系數(shù)

33、</p><p>　　5) 查參考文獻[1]圖6.16得重合度系數(shù)</p><p>　　6) 查參考文獻[1]圖6.26得螺旋角系數(shù)</p><p>　　7) 查參考文獻[1]式（6.26），許用接觸應力由算得</p><p>　　基礎疲勞接觸疲勞極限應力，由參考文獻[1]圖6.29g查得</p><p>　　由參考文

34、獻[1]圖6.30查得壽命系數(shù)</p><p>　　由參考文獻[1]表6.7查得安全系數(shù)，故</p><p><b>　　則</b></p><p>　　即滿足齒面接觸疲勞強度。</p><p>　　(6)計算齒輪傳動其他尺寸</p><p><b>　　高速級齒輪參數(shù)列表</b&

35、gt;</p><p>　?。ǘ┑退偎冽X輪傳動（二級傳動）</p><p>　　1．選擇材料、熱處理方式及精度等級</p><p>　　考慮低速級齒輪傳動傳遞功率約1.9kW，且該齒輪傳動為閉式傳動。大、小齒輪仍是選用40Cr，表面淬火，由參考文獻[1]表6.2得到齒面硬度為，選用8級精度。</p><p>　　2.初步計算傳動主要尺寸&l

36、t;/p><p>　　因為大、小齒輪均選用硬齒面，齒面抗點蝕能力較強所以初步決定按照齒根彎曲疲勞強度設計齒輪傳動的主要參數(shù)及尺寸。由參考文獻[1]式（6.25），即</p><p><b>　　式中各參數(shù)為：</b></p><p>　　1)小齒輪傳遞的扭矩</p><p>　　2) 初選（后面予以說明計算校驗，最小根切齒數(shù)

37、），則,則可選取，則。</p><p><b>　　則知：</b></p><p><b>　　，滿足傳動比要求。</b></p><p><b>　　3)初選。</b></p><p>　　4)初選螺旋角，由式(6.1)得端面重合度:</p><p>

38、　　則由參考文獻[1]圖6.22查得重合度系數(shù)</p><p>　　5)硬齒面非對稱布置，按參考文獻[1]表6.6</p><p>　　6)由參考文獻[1]式(6.2)，軸面重合度：</p><p>　　由參考文獻[1]圖6.28查得：螺旋角系數(shù)：</p><p><b>　　7) </b></p>&l

39、t;p><b>　　當量齒數(shù)：</b></p><p>　　由參考文獻[1]圖6.20查得：</p><p>　　由參考文獻[1]圖6.21查得：（均由線性插值法得到）</p><p>　　8) 許用彎曲應力可由參考文獻[1]式6.29，即算得。</p><p>　　由參考文獻[1]圖8.29h查得接觸疲勞極限應力

40、</p><p>　　由參考文獻[1]表8.7查得安全系數(shù)</p><p>　　小齒輪與大齒輪的應力循環(huán)系數(shù)分別為：</p><p>　　由參考文獻[1]圖8.32查得壽命系數(shù)</p><p><b>　　故需用彎曲應力</b></p><p><b>　　所以</b><

41、;/p><p><b>　　則初算模數(shù)：</b></p><p><b>　　3.計算傳動尺寸</b></p><p>　　（1)計算載荷系數(shù)K</p><p>　　由參考文獻[1]表6.3查得使用系數(shù)（平穩(wěn)）</p><p>　　由參考文獻[1]圖6.7查得動載系數(shù)</p

42、><p>　　由參考文獻[1]圖6.12查得齒向載荷分布系數(shù)</p><p>　　由參考文獻[1]表6.4查得齒間載荷分布系數(shù)</p><p><b>　　則</b></p><p>　?。?)對進行修正，并圓整為標準模數(shù)</p><p>　　由參考文獻[1]表6.1圓整后取</p>&

43、lt;p><b>　?。?)計算傳動尺寸</b></p><p><b>　　中心距：</b></p><p>　　由參考文獻[2]表9.4圓整為 </p><p><b>　　則修整螺旋角</b></p><p><b>　　所以</b></

44、p><p>　　按參考文獻[2]表9.4圓整為</p><p><b>　　取 </b></p><p>　　(4)校核最小不根切齒數(shù)：</p><p><b>　　由，求得</b></p><p>　　則 ，則可知不會發(fā)生根切現(xiàn)象。</p><p>　　

45、(5)校核齒面接觸疲勞強度</p><p>　　由參考文獻[1]式6.20，即</p><p><b>　　式中各參數(shù)：</b></p><p>　　1）K=1.62、、、</p><p><b>　　2)齒數(shù)比</b></p><p>　　3)查參考文獻[1]表6.5得材料

46、彈性系數(shù)</p><p>　　4) 查參考文獻[1]圖6.15得節(jié)點區(qū)域系數(shù)</p><p>　　5) 查參考文獻[1]圖6.16得重合度系數(shù)</p><p>　　6) 查參考文獻[1]圖6.26得螺旋角系數(shù)</p><p>　　7) 查參考文獻[1]式（6.26），許用接觸應力由算得</p><p>　　基礎疲勞接觸

47、疲勞極限應力由參考文獻[1]圖6.29g查得</p><p>　　由參考文獻[1]圖6.30查得壽命系數(shù)</p><p>　　由參考文獻[1]表6.7查得安全系數(shù)，故</p><p><b>　　則</b></p><p>　　即滿足齒面接觸疲勞強度。</p><p>　　(6)計算齒輪傳動其他尺

48、寸</p><p><b>　　低速級齒輪參數(shù)列表</b></p><p>　?。ㄈ炞C兩個大齒輪潤滑的合理性</p><p>　　兩個大齒輪直徑分別為：，。浸油深度不能過深也不能過淺，通常一般的推薦值為滿足浸油潤滑的條件為油的深度大于10mm，最高油面比最低油面高出，同時保證傳動件浸油深度最多不超過齒輪半徑的。。如下圖所示，88.24-62

49、.41=25.83mm<29.41mm，驗證可以知道，兩個齒輪滿足浸油條件，潤滑合理。</p><p>　?。ㄋ模└鶕?jù)所選齒數(shù)修訂減速器運動學和動力學參數(shù)。</p><p><b>　　1.各軸的轉速</b></p><p><b>　?、褫S</b></p><p><b>　　Ⅱ

50、軸</b></p><p><b>　?、筝S</b></p><p><b>　　卷筒軸</b></p><p><b>　　2.各軸的輸入功率</b></p><p><b>　?、褫S</b></p><p>

51、<b>　?、蜉S</b></p><p><b>　?、筝S</b></p><p><b>　　卷筒軸</b></p><p><b>　　3.各軸的輸出轉矩</b></p><p>　　電動機軸的輸出轉矩為</p><p>

52、<b>　　所以： </b></p><p><b>　?、褫S</b></p><p><b>　　Ⅱ軸</b></p><p><b>　?、筝S</b></p><p><b>　　卷筒軸</b></p>&l

53、t;p><b>　　三.軸的設計計算</b></p><p>　　(一)高速軸(軸Ⅰ)的設計計算</p><p>　　1. 軸的基本參數(shù)--Ⅰ軸：</p><p><b>　　作用在齒輪上的力：</b></p><p><b>　　2.選擇軸的材料</b></p&g

54、t;<p>　　考慮結構尺寸以及可能出現(xiàn)的特殊要求（1號小齒輪，有可能需要使用齒輪軸，而齒輪所選材料為40Cr，故軸的材料可能用到40Cr），第一級軸是高速軸同時傳遞力矩，選用40Cr材料，熱處理方式為表面淬火，以獲得良好的綜合機械性能。</p><p><b>　　3.初算軸徑</b></p><p><b>　　按彎扭強度計算：</b

55、></p><p>　　考慮到軸上鍵槽適當增加軸直徑，。</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　C——由許用扭轉剪應力確定的系數(shù)。由參考文獻[1]表9.4中查得C值，40Cr的系數(shù)為考慮扭矩大于彎矩，取小值C=97。</p><p>　　P——軸傳遞的功率（單位kW）。 \* MERGE

56、FORMAT </p><p>　　n——軸的轉速。 \* MERGEFORMAT </p><p>　　4.軸承部件的結構設計</p><p>　　(1)軸承部件的結構形式</p><p>　　為方便軸承部件的裝拆，減速器的機體用剖分結構形式。因傳遞功率小，齒輪減速器效率高，發(fā)熱小，估計軸不會很長，故軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所

57、設計的軸承部件的結構形式如圖：輸出軸的草圖1 所示，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端1開始設計。</p><p>　　(2)聯(lián)軸器及軸端1</p><p>　　上述所求的的，就是軸段1的直徑，又考慮到軸段1上安裝聯(lián)軸器，因此1的設計與聯(lián)軸器的設計同時進行。為補償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差，隔離振動，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查參考文獻[1]表12.1可?。篕=1.5，則計算轉矩：&

58、lt;/p><p><b>　　。</b></p><p>　　其中型號為LT4的聯(lián)軸器系列公稱轉矩滿足，取。軸段1的直徑為。</p><p><b>　　(3)軸段2</b></p><p>　　在確定軸段2的直徑時候，應該考慮聯(lián)軸器的固定與密封兩個方面。減速器工作環(huán)境為有塵環(huán)境，密封效果要求較好，故

59、減速器端蓋密封采用唇形密封圈。</p><p>　　考慮齒輪線速度，即軸承不可通過齒輪甩油進行潤滑，則軸承采用脂潤滑，需要擋油板裝置。聯(lián)軸器的右端軸肩固定，由參考文獻[1]圖9.8中的公式計算得軸肩高度，但考慮固定原因、唇形密封圈所在軸段直徑以及本軸段要安裝軸承的內徑，則可取h=2.5mm,則軸段2直徑?？紤]使用斜齒輪。齒輪有軸向力，軸承類型為角接觸球軸承軸，軸承型號取7205C,查得d=25mm,D=52mm,

60、B=15mm。</p><p><b>　　(4)軸段3</b></p><p>　　軸段2的軸肩應為。初取軸肩2.5mm,則可取直徑為。</p><p><b>　　(5)軸段4</b></p><p>　　軸段5安裝軸承，軸承型號與軸段2一樣取7205C,查得d=25mm,D=52mm,B=15

61、mm。軸段5的軸肩為，取軸肩為2.5mm, ，則算得直徑為。本軸段安裝齒輪，齒輪分度圓直徑為35.173mm，很明顯此處需要做成齒輪軸。</p><p><b>　　(6)軸段5</b></p><p>　　此段軸安裝軸承，。 </p><p><b>　　(7)軸段長度確定</b></p><p>

62、;　　軸段具體長度要綜合考慮其他2根軸的尺寸和聯(lián)軸器端面到箱體軸承透蓋的距離確定。軸段1長度略短于聯(lián)軸器長度，取，軸段5的長度等于軸承寬度與擋油板寬度之和（擋油板寬度等于齒輪端面與箱體內壁距離與軸承至箱體內壁距離之和，取26mm）則，軸段2長度等于聯(lián)軸器端面到箱體軸承透蓋的距離（取20mm）、軸承端蓋總厚度（取34mm）、軸承寬度、擋油板寬度之和，，軸段4長度等于齒輪寬度，，軸段3長度根據(jù)其他兩根軸確定為。</p><

63、;p><b>　　5.軸上鍵校核設計</b></p><p>　　輸入軸只有軸段1上有鍵，計算時計算軸上所需鍵最短長度，軸段1上鍵長大于所需最短工作長度即可。</p><p>　　連接為靜連接，載荷平穩(wěn)，且鍵材料均選用45號鋼，查參考文獻[1]表4.1可得：，取。由參考文獻[1]式4.1需滿足擠壓強度條件：</p><p>　　其中由軸的

64、直徑20mm，查參考文獻[2]表11.28，可取鍵的尺寸b×h=6×6mm。</p><p><b>　　則可解得: </b></p><p>　　其連接的聯(lián)軸器處長為52mm，則鍵可選長度為45mm。</p><p><b>　　6．軸的強度校核</b></p><p><

65、;b>　　（1）軸的受力簡圖</b></p><p><b>　?。?）計算支承反力</b></p><p><b>　　在水平面上</b></p><p><b>　　在垂直平面上</b></p><p>　　軸承I的總支承反力：</p>&l

66、t;p>　　軸承II的總支承反力：</p><p><b>　?。?）計算彎矩</b></p><p>　　取齒輪中心平面為a-a剖面，</p><p>　　在水平面上，a-a剖面左側：</p><p><b>　　a剖面右側：</b></p><p>　　在垂直平面上

67、，a-a剖面左側：</p><p><b>　　a-a剖面右側：</b></p><p>　　合成彎矩，a-a剖面左側：</p><p><b>　　a剖面右側：</b></p><p><b>　　(4)計算轉矩</b></p><p><b&g

68、t;　　(5)校核軸的強度</b></p><p>　　畫出彎矩轉矩圖，如下圖所示，分析得：a-a剖面右側，因彎矩大，有轉矩，故a-a剖面右側為危險剖面。</p><p>　　由參考文獻[1]表9.6查得，抗彎截面模量為：</p><p><b>　　抗扭截面模量為：</b></p><p><b>

69、;　　彎曲應力：</b></p><p><b>　　扭剪應力：</b></p><p>　　由參考文獻[1]表9.3可以查得；材料的等效系數(shù)。</p><p>　　由參考文獻[1]表9.10查得。</p><p>　　由參考文獻[1]表9.12查得絕對尺寸系數(shù)。</p><p>　　

70、由參考文獻[1]表9.9查得軸磨削加工時的表面質量系數(shù)。</p><p>　　由此，安全系數(shù)計算如下：</p><p>　　由參考文獻[1]表9.13查得許用安全系數(shù)，故安全。</p><p><b>　　7.校核軸承壽命</b></p><p>　　由參考文獻[2]表12.3，查得7205C軸承的。</p>

71、<p><b>　　計算軸承的軸向力</b></p><p>　　軸承I、II內部軸向力分別為</p><p>　　軸承如果面對面安裝：</p><p><b>　　，則</b></p><p>　　軸承如果背對背安裝：</p><p>　　比較兩種安裝情況受力

72、大小，選擇面對面安裝更合理。</p><p>　　比較兩軸承的受力，因，故只需校核軸承2。</p><p><b>　　計算當量動載荷</b></p><p>　　由，由參考文獻[1]表10.13查得。</p><p>　　因為，所以查表插值可得：。</p><p><b>　　當量動載

73、荷為</b></p><p><b>　　校核軸承壽命</b></p><p>　　軸承在以下工作，由參考文獻[1]表10.10查得。載荷平穩(wěn)，由參考文獻[1]表10.11查得。</p><p><b>　　軸承I的壽命為</b></p><p>　　已知減速器使用5年兩班，則預期壽命為

74、</p><p>　　>，故軸承壽命充裕。</p><p>　　(二)中間軸(軸Ⅱ)的設計計算</p><p>　　1. 軸的基本參數(shù)--Ⅱ軸：</p><p>　　計算得作用在齒輪2上的力：</p><p>　　計算得作用在齒輪3上的力：</p><p><b>　　2.選擇軸

75、的材料</b></p><p>　　考慮結構尺寸以及可能出現(xiàn)的特殊要求（3號小齒輪，有可能需要使用齒輪軸，而齒輪所選材料為40Cr，故軸的材料可能用到40Cr），第二級軸是速度較高同時傳遞更大力矩，選用40Cr材料，熱處理方式為表面淬火，以獲得良好的綜合機械性能。</p><p><b>　　3.初算軸徑</b></p><p>&

76、lt;b>　　按彎扭強度計算：</b></p><p>　　考慮到軸上鍵槽適當增加軸直徑，。</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　C——由許用扭轉剪應力確定的系數(shù)。由參考文獻[1]表9.4中查得C值，合金鋼40Cr的值為考慮扭矩大于彎矩，取小值C=97。</p><p>　　

77、P2——軸Ⅱ傳遞的功率（單位kW）。 \* MERGEFORMAT </p><p>　　n——軸Ⅱ的轉速。 \* MERGEFORMAT </p><p>　　4.軸承部件的結構設計</p><p>　　(1)軸承部件的結構形式</p><p>　　軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設計的軸承部件的結構形式如圖：中間軸的草圖如下圖所

78、示，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端1開始設計。</p><p><b>　　(2)軸段1</b></p><p>　　初選角接觸球軸承7206C,查得d=30mm,D=62mm,B=16mm。故取軸段1的直徑為。</p><p>　　(3)軸段2與軸段4</p><p>　　由參考文獻[1]圖9.8中的公

79、式計算得，軸段1和軸段5的軸肩應為，取軸肩，則算得直徑為。</p><p>　　考慮可能出現(xiàn)的齒輪軸問題，進行校核計算，分度圓直徑為53.571mm，其中鍵的尺寸為：b×h=10×8mm，則e=53.571/2-17.5-3.3=5,99mm<2.5×m=7.5mm，所以齒輪3需要做成齒輪軸。</p><p><b>　　(4)軸段3</

80、b></p><p>　　軸段3的軸肩也為，軸肩取,則直徑為。</p><p><b>　　(5)軸段長度確定</b></p><p>　　軸段4長度略短于齒輪2輪轂長度，齒輪2輪轂長度為42mm，則取，軸段3長度取10mm（考慮軸向力很大，所取長度比計算值大），即軸段2的長度等于齒輪3寬度，則，軸段5長度等于軸承寬度、擋油板寬度（擋油板

81、寬度等于齒輪2輪轂與箱體內壁距離與軸承至箱體內壁距離之和，取19mm）以及輪轂寬度與軸段4長度差值之和，則，軸段1長度等于軸承寬度、軸承端面至箱體內壁距離與齒輪3端面至箱體內壁的距離之和，取。</p><p><b>　　5.軸上鍵校核</b></p><p>　　中間軸軸段4上有鍵，計算時計算軸上所需鍵最短長度，其鍵長大于所需最短工作長度即可。</p>

82、<p>　　連接為靜連接，載荷平穩(wěn)，且鍵材料均選用45號鋼，查參考文獻[1]表4.1可得：，取。由參考文獻[1]式4.1需滿足擠壓強度條件：</p><p>　　其中由軸的直徑35mm，查參考文獻[2]表11.28，可取鍵的尺寸b×h=10×8mm。</p><p><b>　　則可解得: </b></p><p&g

83、t;　　查表得安全工作的最小鍵長為22mm。</p><p>　　此軸上兩個齒輪：2、3號齒輪，其中2號（高速軸上的大齒輪）齒寬為22mm，3號齒輪（低速軸上的小齒輪）齒寬為40mm。2號齒輪輪轂寬度為42mm，則取2號齒輪處鍵長36mm，3號齒輪為齒輪軸形式，不需要鍵連接。 </p><p><b>　　6．軸的受力分析</b></p><p&g

84、t;　　(1)畫軸的受力簡圖</p><p><b>　　中間軸受力：</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　(2)計算支承反力</b></p><p&g

85、t;<b>　　在水平面上</b></p><p><b>　　在垂直平面上</b></p><p>　　軸承3的總支承反力：</p><p>　　軸承4的總支承反力：</p><p><b>　　計算彎矩</b></p><p>　　設齒輪3中心平面為

86、a-a剖面，齒輪2中心平面為b-b剖面。</p><p>　　在水平面上，a-a剖面左側：</p><p><b>　　a-a剖面右側：</b></p><p><b>　　b-b剖面左側：</b></p><p><b>　　b-b剖面右側：</b></p>&

87、lt;p><b>　　在垂直平面上 </b></p><p>　　a-a剖面左右側彎矩相同</p><p>　　b-b剖面左右側彎矩相同</p><p>　　合成彎矩，a-a剖面左側：</p><p><b>　　a剖面右側：</b></p><p><b>

88、　　b-b剖面左側：</b></p><p><b>　　b-b剖面右側：</b></p><p><b>　　(4)計算轉矩</b></p><p><b>　　(5)校核軸的強度</b></p><p>　　畫出彎矩轉矩圖，如下圖所示，分析得：a-a剖面右側，因

89、彎矩大，有轉矩，故a-a剖面右側為危險剖面。</p><p>　　由參考文獻[1]表9.6查得，抗彎截面模量為</p><p><b>　　抗扭截面模量為</b></p><p><b>　　彎曲應力：</b></p><p><b>　　扭剪應力：</b></p>

90、<p>　　由參考文獻[1]表9.3可以查得；材料的等效系數(shù)。</p><p>　　由參考文獻[1]表9.10查得。</p><p>　　由參考文獻[1]表9.12查得絕對尺寸系數(shù)。</p><p>　　由參考文獻[1]表9.9查得軸磨削加工時的表面質量系數(shù)。</p><p>　　由此，安全系數(shù)計算如下：</p>

91、<p>　　由參考文獻[1]表9.13查得許用安全系數(shù)顯然>，故a-a剖面安全。</p><p><b>　　7.校核軸承壽命</b></p><p>　　由參考文獻[2]表12.3查得7206C軸承的。</p><p><b>　　計算軸承的軸向力</b></p><p>　　軸承

92、I、II內部軸向力分別為</p><p>　　軸承如果面對面安裝：</p><p><b>　　，則</b></p><p>　　軸承如果背對背安裝：</p><p>　　比較兩種安裝情況受力大小，選擇背對背安裝更合理。</p><p>　　比較兩軸承的受力，因，故只需校核軸承3。</p&g

93、t;<p><b>　　計算當量動載荷</b></p><p>　　由，由參考文獻[1]表10.13查得。</p><p>　　因為<，所以查表插值可得：。</p><p><b>　　當量動載荷為</b></p><p><b>　　校核軸承壽命</b>&

94、lt;/p><p>　　軸承在以下工作，由參考文獻[1]表10.10查得。載荷平穩(wěn)，由參考文獻[1]表10.11查得。</p><p><b>　　軸承I的壽命為</b></p><p>　　已知減速器使用5年兩班，則預期壽命為</p><p>　　>，故軸承壽命充裕。</p><p>　　(三

95、)輸出軸(軸Ⅲ)的設計計算</p><p>　　1. 軸的基本參數(shù)--Ⅲ軸：</p><p>　　則經過計算可得作用在齒輪上的力：</p><p><b>　　2.選擇軸的材料</b></p><p>　　考慮使用45號鋼的時候軸可能會比較粗，結構復雜，而且第三根軸傳遞力矩較大，故選用40Cr，熱處理方式為調質，能獲得良

96、好的綜合機械性能。</p><p><b>　　3.初算軸徑</b></p><p><b>　　按彎扭強度計算：</b></p><p>　　考慮到軸上鍵槽適當增加軸直徑，。</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　C——由許用

97、扭轉剪應力確定的系數(shù)。由參考文獻[1]表9.4中查得C值，合金鋼40Cr的值為，考慮扭矩大于彎矩，取小值C=97。</p><p>　　P3——軸III 傳遞的功率（單位kW）。 \* MERGEFORMAT </p><p>　　n——軸III的轉速。 \* MERGEFORMAT </p><p>　　4.軸承部件的結構設計</p><p

98、>　　(1)軸承部件的結構形式</p><p>　　軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設計的軸承部件的結構形式如圖：輸出軸的草圖如下圖所示，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端7開始設計。</p><p>　　(2)軸段7及聯(lián)軸器</p><p>　　軸段7的直徑，需要考慮到上述所求的及軸段1上安裝聯(lián)軸器，因此與聯(lián)軸器的設計同時進行。為補償聯(lián)軸器

99、所連接兩軸的安裝誤差，隔離振動，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查參考文獻[1]表12.1可?。篕=1.5，則計算轉矩：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　其中型號為LT7的彈性套柱銷聯(lián)軸器公稱轉矩滿足，但直徑不滿足，則定制直徑為32mm的聯(lián)軸器， 型號記作LT7 32×65 GB/T 4323-2002。則。</p><p

100、><b>　　(3)軸段6</b></p><p>　　考慮聯(lián)軸器的軸向固定，軸肩考慮唇形密封圈的內徑系列，取軸肩為3mm，軸段6直徑。</p><p>　　(4)軸段5和軸段1</p><p>　　軸段5與軸段1要安裝軸承，選軸承類型為角接觸球軸承。軸段5需要考慮軸承內徑及安裝，查參考文獻[2]表12.2角接觸球軸承，取7208C,查得

101、d=40mm,D=80mm,B=18mm。同一根軸上兩個軸承應該為相同型號，故取軸段5和軸段1的直徑為：。</p><p>　　(5)軸段2和軸段4</p><p>　　由參考文獻[1]圖9.8中的公式計算得，軸段5與軸段1的軸肩應為。取軸肩h=3.0mm,則初算可得直徑為46mm，</p><p><b>　　(6)軸段3</b></p

102、><p>　　軸段4的軸肩也為。軸肩取4mm,則直徑為=54mm。</p><p><b>　　(7)軸段長度確定</b></p><p>　　軸段3與軸2一樣，，軸段2長度略短于齒輪4的輪轂寬度，齒輪4的輪轂寬度為56mm，則，軸段1長度等于軸承寬度、擋油板寬度以及齒輪4輪轂長度與軸段2長度差值之和，，軸段5長度等于軸承寬度與擋油板寬度之和，，軸

103、段4長度根據(jù)前兩根軸確定為，軸段6長度等于軸承端蓋總長度與聯(lián)軸器端面到箱體軸承端蓋的距離，軸段7長度略短于聯(lián)軸器長度，聯(lián)軸器長度為65mm，則取。</p><p><b>　　5.軸上鍵校核</b></p><p>　　輸出軸軸段7與軸段2上有鍵，計算時計算軸上所需鍵最短長度，其鍵長大于所需最短工作長度即可。</p><p>　　連接為靜連接，

104、載荷平穩(wěn)，且鍵材料均選用45號鋼，查參考文獻[1]表4.1可得：，取。由參考文獻[1]式4.1需滿足擠壓強度條件：</p><p>　　(1) 軸段2與大齒輪連接處的鍵</p><p>　　其中軸段2的直徑46mm，可取鍵的尺寸b×h=14×9mm。</p><p><b>　　則可解得: </b></p>&

105、lt;p>　　查表得最短鍵長為36mm。</p><p>　　此軸段鍵槽處為低速齒輪大齒輪：4號齒輪，其齒寬為32mm，輪轂寬度取56mm。，取鍵長為50mm。</p><p>　　(2) 軸段7與聯(lián)軸器連接處的鍵</p><p>　　其中軸段7的直徑32mm，可取鍵的尺寸b×h=10×8mm。</p><p>&l

106、t;b>　　則可解得: </b></p><p>　　查表取鍵長為56mm。</p><p><b>　　6.軸的強度校核</b></p><p>　　(1)畫軸的受力簡圖</p><p><b>　　輸出軸的受力:</b></p><p><b>

107、;　　(2)計算支反力</b></p><p><b>　　水平面上:</b></p><p><b>　　垂直平面上:</b></p><p><b>　　軸承5的總支承反力</b></p><p><b>　　軸承6的總支承反力</b>&l

108、t;/p><p><b>　　(3)計算彎矩</b></p><p><b>　　在水平面上：</b></p><p><b>　　a-a剖面左側，</b></p><p><b>　　a-a剖面右側：</b></p><p><

109、b>　　在垂直面上：</b></p><p><b>　　合成彎矩：</b></p><p><b>　　a-a剖面左側: </b></p><p><b>　　a-a剖面右側：</b></p><p><b>　　(4)計算轉矩</b>

110、</p><p><b>　　(5)校核軸的強度</b></p><p>　　畫出彎矩轉矩圖，如下圖所示，分析得：a-a剖面右側，因彎矩大，有轉矩，還有鍵槽引起的應力集中，故a-a剖面右側為危險剖面。</p><p><b>　　抗扭剖面模量</b></p><p><b>　　彎曲應力：

111、</b></p><p><b>　　扭剪應力</b></p><p>　　由參考文獻[1]表9.3可以查得；材料的等效系數(shù)。</p><p>　　由參考文獻[1]表9.10查得。</p><p>　　由參考文獻[1]表9.12查得絕對尺寸系數(shù)。</p><p>　　由參考文獻[1]表

112、9.9查得軸磨削加工時的表面質量系數(shù)。</p><p><b>　　安全系數(shù)</b></p><p>　　由參考文獻[1]表9.13查得許用安全系數(shù)，故a-a剖面安全。</p><p><b>　　7.校核軸承壽命</b></p><p>　　由參考文獻[2]表12.3，查得7208C軸承的。<

113、;/p><p><b>　　計算軸承的軸向力</b></p><p>　　軸承I、II內部軸向力分別為</p><p>　　軸承如果背對背安裝：</p><p><b>　　，則</b></p><p>　　軸承如果面對面安裝：</p><p>　　比較兩

114、種安裝情況受力大小，選擇面對面安裝更合理。</p><p>　　比較兩軸承的受力，因，故只需校核軸承5。</p><p><b>　　計算當量動載荷</b></p><p>　　由，由參考文獻[1]表10.13查得。</p><p>　　因為，所以查表插值可得：。</p><p><b>

115、;　　當量動載荷為</b></p><p><b>　　校核軸承壽命</b></p><p>　　軸承在以下工作，由參考文獻[1]表10.10查得。載荷平穩(wěn)，由參考文獻[1]表10.11查得。</p><p><b>　　軸承I的壽命為</b></p><p>　　已知減速器使用5年兩班

116、，則預期壽命為</p><p>　　>，故軸承壽命充裕。</p><p>　　(四)整體結構的的最初設計</p><p><b>　　1.軸承的選擇</b></p><p>　　根據(jù)之前軸的結構計算設計， 可知三個軸選擇的軸承分別為：</p><p>　　2.軸承潤滑方式及密封方式</

117、p><p>　　齒輪1線速度與齒輪2的線速度相等，即：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　但是考慮此處線速度并不是很大，而且減速器的尺寸比較大，有六個軸承，綜合考慮采用脂潤滑，需要擋油環(huán)。 工作環(huán)境有塵，密封方式采用唇形密封方式。</p><p>　　3.確定軸承端蓋的結構形式</p>

118、<p>　　為方便固定軸承、實現(xiàn)較好的密封性能以及調整軸承間隙并承受軸向力的作用，初步選用凸緣式軸承端蓋。</p><p>　　4．確定減速器機體的結構方案并確定有關尺寸</p><p>　　由于需要大批量生產，需要考慮工作性能以及成本問題，機體采用剖分式，制造工藝選擇為鑄造。其機體結構尺寸初選如下表：</p><p><b>　　四.設計參考

119、文獻:</b></p><p>　　【1】.《機械設計》高等教育出版社 宋寶玉 王黎欽 主編</p><p>　　【2】.《機械設計課程設計》 哈爾濱工業(yè)大學出版社 王連明 宋寶玉 主編</p><p>　　【3】.《簡明機械設計課程設計圖冊》 高等教育出版社 宋寶玉 主編</p><p>　　【4】.《機械精度設計基礎》