課程設(shè)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(shè)計3</p><p><b>　　(一)設(shè)計題目3</b></p><p>　　1.設(shè)計數(shù)據(jù)及要求：3</p><p>　　2.傳動裝置簡圖：3</p><p>　?。ǘ┻x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(zhuǎn)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>　　（四）計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù)5</p><p><b>　　1.各軸的轉(zhuǎn)速5</b></p><p>　　2.各軸的輸入功率5</p><p>　　3.各軸的輸出轉(zhuǎn)矩5</p><p>　　二、傳動零件的設(shè)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>　　（三）驗證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(zhuǎn)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(zhuǎn)矩16</p><p>　　三.軸的設(shè)計計算16</p><p>　　(一)高速軸(軸Ⅰ)的設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計17</p><p>　　5.軸上鍵校核設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)的的最初設(shè)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(jié)構(gòu)形式37</p><p>　　4.確定減速器機體的結(jié)構(gòu)方案并確定有關(guān)尺寸37</p><p>　　四.設(shè)計參考文獻:38</p><p>　　一、傳動裝置的總體設(shè)計</p><p><b>　　(一)設(shè)計題目</b></p><p>　　課程設(shè)計題目：

12、帶式運輸機傳送裝置</p><p>　　1.設(shè)計數(shù)據(jù)及要求：</p><p>　　設(shè)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(chǎn)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(jié)構(gòu)，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(zhuǎn)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(zhuǎn)速為：</p><p>　　所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為：</p><p>　　符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)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(zhì)量及價格等因素，為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速，由參考文獻[2]表15.1以及有關(guān)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>　　（三）計算傳動裝置的總傳動比</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(zhuǎn)速</b></p><p><b>　?、褫S</b></p><p><b>　　Ⅱ軸</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>　?、褫S</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(zhuǎn)矩</b></p><p>　　電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩為</p><p><b>　　所以： </b></p><p><b>　?、褫S<

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(jié)果匯總于下表得:</p><p>　　二、傳動零件的設(shè)計計算</p

22、><p><b>　?。ㄒ唬└咚冽X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(diào)質(zhì)-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?jīng)Q定按照齒根彎曲疲勞強度設(shè)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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>　?。?)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>　　（3)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(yīng)力由算得</p><p>　　基礎(chǔ)疲勞接觸疲勞極限應(yīng)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?jīng)Q定按照齒根彎曲疲勞強度設(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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>　?。?)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(yīng)力由算得</p><p>　　基礎(chǔ)疲勞接觸

47、疲勞極限應(yīng)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(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　Ⅰ軸</b></p><p><b>　?、?/p>

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>　　Ⅲ軸</b></p><p><b>　　卷筒軸</b></p><p><b>　　3.各軸的輸出轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩為</p><p>

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

53、t;p><b>　　三.軸的設(shè)計計算</b></p><p>　　(一)高速軸(軸Ⅰ)的設(shè)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)剪應(yīng)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(zhuǎn)速。 \* MERGEFORMAT </p><p>　　4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　(1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　為方便軸承部件的裝拆，減速器的機體用剖分結(jié)構(gòu)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(shè)計的軸承部件的結(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)計與聯(lián)軸器的設(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yīng)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(nèi)徑，則可取h=2.5mm,則軸段2直徑。考慮使用斜齒輪。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(yīng)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(nèi)壁距離與軸承至箱體內(nèi)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(shè)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>　?。?）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(cè)：</p><p><b>　　a剖面右側(cè)：</b></p><p>　　在垂直平面上

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

68、t;　　(5)校核軸的強度</b></p><p>　　畫出彎矩轉(zhuǎn)矩圖，如下圖所示，分析得：a-a剖面右側(cè)，因彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，故a-a剖面右側(cè)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(yīng)力：</b></p><p><b>　　扭剪應(yīng)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(zhì)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(nèi)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(yù)期壽命為

74、</p><p>　　>，故軸承壽命充裕。</p><p>　　(二)中間軸(軸Ⅱ)的設(shè)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)剪應(yīng)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(zhuǎn)速。 \* MERGEFORMAT </p><p>　　4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　(1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設(shè)計的軸承部件的結(jié)構(gòu)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(shè)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(yīng)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(nèi)壁距離與軸承至箱體內(nèi)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(nèi)壁距離與齒輪3端面至箱體內(nèi)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(shè)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(cè)：</p><p><b>　　a-a剖面右側(cè)：</b></p><p><b>　　b-b剖面左側(cè)：</b></p><p><b>　　b-b剖面右側(cè)：</b></p>&

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

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

89、彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，故a-a剖面右側(cè)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(yīng)力：</b></p><p><b>　　扭剪應(yīng)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(zhì)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(nèi)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(yù)期壽命為</p><p>　　>，故軸承壽命充裕。</p><p>　　(三

95、)輸出軸(軸Ⅲ)的設(shè)計計算</p><p>　　1. 軸的基本參數(shù)--Ⅲ軸：</p><p>　　則經(jīng)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(jié)構(gòu)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(diào)質(zhì)，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(zhuǎn)剪應(yīng)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(zhuǎn)速。 \* MERGEFORMAT </p><p>　　4.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p

98、>　　(1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　軸承部件的固定方式采用兩端固定。由此所設(shè)計的軸承部件的結(jié)構(gòu)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(shè)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(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)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(nèi)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(yīng)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(yīng)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(cè)，</b></p><p><b>　　a-a剖面右側(cè)：</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(cè): </b></p><p><b>　　a-a剖面右側(cè)：</b></p><p><b>　　(4)計算轉(zhuǎn)矩</b>

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

111、</b></p><p><b>　　扭剪應(yīng)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(zhì)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(nèi)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(yù)期壽命為</p><p>　　>，故軸承壽命充裕。</p><p>　　(四)整體結(jié)構(gòu)的的最初設(shè)計</p><p><b>　　1.軸承的選擇</b></p><p>　　根據(jù)之前軸的結(jié)構(gòu)計算設(shè)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(jié)構(gòu)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(diào)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(jié)構(gòu)方案并確定有關(guān)尺寸</p><p>　　由于需要大批量生產(chǎn)，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(jié)構(gòu)尺寸初選如下表：</p><p><b>　　四.設(shè)計參考

119、文獻:</b></p><p>　　【1】.《機械設(shè)計》高等教育出版社 宋寶玉 王黎欽 主編</p><p>　　【2】.《機械設(shè)計課程設(shè)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(shè)計課程設(shè)計圖冊》 高等教育出版社 宋寶玉 主編</p><p>　　【4】.《機械精度設(shè)計基礎(chǔ)》