帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)（F=2.6KN V=2 D=320）【含CAD圖紙說(shuō)明書(shū)】,含CAD圖紙說(shuō)明書(shū),帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)（F=2.6KN,V=2,D=320）【含CAD圖紙說(shuō)明書(shū)】,運(yùn)輸機(jī),傳動(dòng),裝置,設(shè)計(jì),kn,cad,圖紙,說(shuō)明書(shū),仿單 設(shè) 計(jì) 課程名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 題目名稱__帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置__ 學(xué)生學(xué)院 材料與能源學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 材料加工（2）班 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 目 錄 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)……………………………….1 一、傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明………………………………….3 二、電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………….3 三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)……………………….4 四、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………..6 五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………….15 六、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算………………………………….23 七、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算……………………………….26 八、高速軸的疲勞強(qiáng)度校核……………………………….….27 九、鑄件減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算表及附件的選擇…..........30 十、潤(rùn)滑與密封方式的選擇、潤(rùn)滑劑的選擇……………….31 參考資料目錄 題目名稱 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 學(xué)生學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 設(shè)計(jì)一帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置（見(jiàn) 圖1）。設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括：傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)；傳動(dòng)零件、軸、軸承、聯(lián)軸器等的設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇；減速器裝配圖和零件工作圖設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。 圖2為參考傳動(dòng)方案。 圖1 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置 圖2 參考傳動(dòng)方案 二、課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù) 已知條件： 1．運(yùn)輸帶工作拉力： F = 2.6 kN； 2．運(yùn)輸帶工作速度： v = 2.0 m/s； 3．卷筒直徑： D = 320 mm； 4．使用壽命： 8年； 5．工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)； 6．制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量。 三、課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作 1．減速器裝配圖1張； 2．零件工作圖 2張（軸、齒輪各1張）； 3．設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1份。 四、課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排 序號(hào) 設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容 地點(diǎn) 起止日期 一 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備: 明確設(shè)計(jì)任務(wù)；準(zhǔn)備設(shè)計(jì)資料和繪圖用具 教1-201 第18周一 二 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì): 擬定傳動(dòng)方案；選擇電動(dòng)機(jī)； 計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算: 帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 教1-201 第18周一 至第18周二 三 減速器裝配草圖設(shè)計(jì): 初繪減速器裝配草圖；軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；軸、軸承、鍵聯(lián)接等的強(qiáng)度計(jì)算;減速器箱體及附件的設(shè)計(jì) 教1-201 第18周二 至第19周一 四 完成減速器裝配圖: 教1-201 第19周二 至第20周一 五 零件工作圖設(shè)計(jì) 教1-201 第20周周二 六 整理和編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 教1-201 第20周 周三至周四 七 課程設(shè)計(jì)答辯 工字2-617 第20周五 五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 1 孫桓, 陳作模. 機(jī)械原理[M]. 北京：高等教育出版社，2001. 2 濮良貴, 紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京：高等教育出版社，2001. 3 王昆, 何小柏, 汪信遠(yuǎn). 機(jī)械設(shè)計(jì)/機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M]. 北京：高等教育出版社，1995. 4 機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等書(shū)籍。 發(fā)出任務(wù)書(shū)日期： 指導(dǎo)教師簽名： 計(jì)劃完成日期： 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章： 主管院長(zhǎng)簽章： - 3 - 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明 結(jié)　　果 一、傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明 傳動(dòng)方案給定為三級(jí)減速器（包含帶輪減速和兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)減速），說(shuō)明如下： 為了估計(jì)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比范圍，以便選擇合適的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和擬定傳動(dòng)方案，可先由已知條件計(jì)算其驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速，即 一般常選用同步轉(zhuǎn)速為的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，因此傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為16--23。根據(jù)總傳動(dòng)比數(shù)值，可采用任務(wù)書(shū)所提供的傳動(dòng)方案就是以帶輪傳動(dòng)加二級(jí)圓錐斜齒輪傳動(dòng) 二、電動(dòng)機(jī)選擇 1．電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式 按工作要求和工作條件，選用一般用途的Y132M-4嗎系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu) 2．電動(dòng)機(jī)容量 1) 卷筒軸的輸出功率ＰＷ 2) 電動(dòng)機(jī)輸出功率Ｐd 傳動(dòng)裝置的總效率 式中，為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由參考書(shū)1表2-4查得： 彈性聯(lián)軸器；滾子軸承；圓柱齒輪傳動(dòng)；卷筒軸滑動(dòng)軸承；V帶傳動(dòng)=0.96 則 故 3．電動(dòng)機(jī)額定功率 由[1]表20-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率 4．電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 為了便于選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，先推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。由任務(wù)書(shū)中推薦減速裝置傳動(dòng)比范圍，則 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為 可見(jiàn)只有同步轉(zhuǎn)速為\3000r/min的電動(dòng)機(jī)均符合。選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132S2--2。主要性能如下表： 電機(jī)型號(hào) 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 起運(yùn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 Y132S2--2 7.5KW 2900r/min 2.0 2.2 5、計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比 1）、總傳動(dòng)比=24.29（符合24<<34） 2)、分配傳動(dòng)比 假設(shè)V帶傳動(dòng)分配的傳動(dòng)比，則二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器總傳動(dòng)比= 二級(jí)減速器中： 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)比i 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比 三、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1．各軸轉(zhuǎn)速 減速器傳動(dòng)裝置各軸從高速軸至低速軸依次編號(hào)為：Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸。 各軸轉(zhuǎn)速為： 2．各軸輸入功率 按電動(dòng)機(jī)所需功率計(jì)算各軸輸入功率，即 3．各軸輸入轉(zhuǎn)矩T(N?m) 將計(jì)算結(jié)果匯總列表備用。 項(xiàng)目 電動(dòng)機(jī) 高速軸Ⅰ 中間軸Ⅱ 低速軸Ⅲ N轉(zhuǎn)速（r/min） 2900 1450 352 119 P 功率（kW） 6.63 6.36 6.05 5.75 轉(zhuǎn)矩T(N?m) i傳動(dòng)比 2 4.12 2.95 效率 0.95 0.98 0.97 四、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 1．設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)的主要參數(shù)。 已知帶傳動(dòng)的工作條件：兩班制（共16h），連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，所需傳遞的額定功率p=6.63kw小帶輪轉(zhuǎn)速 大帶輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。 設(shè)計(jì)內(nèi)容包括選擇帶的型號(hào)、確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度、根數(shù)、中心距、帶的材料、基準(zhǔn)直徑以及結(jié)構(gòu)尺寸、初拉力和壓軸力等等（因?yàn)橹耙呀?jīng)按選擇了V帶傳動(dòng)，所以帶的設(shè)計(jì)按V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行） 1）、計(jì)算功率 = 2)、選擇V帶型 根據(jù)、由圖8-10《機(jī)械設(shè)計(jì)》p157選擇A型帶（d1=112—140mm） 3）、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v (1)、初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑，由（《機(jī)械設(shè)計(jì)》p155表8-6和p157表8-8，取小帶輪基準(zhǔn)直徑 （2）、驗(yàn)算帶速v 因?yàn)?m/s<19.0m/s<30m/s,帶輪符合推薦范圍 （3）、計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)式8-15 ， 初定=250mm （4）、確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 a、 根據(jù)式8-20 《機(jī)械設(shè)計(jì)》p152 0.7 0.7 262.5a750 初定中心距=500mm b、由式8-22計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =2+ =2×500+π×0.5×（125+250）+（250-125）（250-125）/4×500 ＝1597mm 由表8-2先帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=1600mm c.計(jì)算實(shí)際中心距 a＝+( -)/2＝500+（1600-1597）/2＝501.5mm 中心距滿足變化范圍:262.5—750mm （5）.驗(yàn)算小帶輪包角 ＝180°-（-）/a×57.3° ＝180°-（250-125）/501.5×57.3° ＝166°>90° 包角滿足條件 （6）.計(jì)算帶的根數(shù) 單根V帶所能傳達(dá)的功率 根據(jù)=2900r/min 和=125mm 表8-4a 用插值法求得=3.04kw 單根v帶的傳遞功率的增量Δ 已知A型v帶，小帶輪轉(zhuǎn)速=2900r/min 轉(zhuǎn)動(dòng)比 i==/=2 查表8-4b得Δ=0.35kw 計(jì)算v帶的根數(shù) 查表8-5得包角修正系數(shù)=0.96,表8-2得帶長(zhǎng)修正系數(shù)=0.99 =(+Δ)××=(3.04+0.35) ×0.96×0.99=5.34KW Z= =7.29/5.34=1.37 故取2根. （7）、計(jì)算單根V帶的初拉力和最小值 ＝500*+qVV=190.0N 對(duì)于新安裝的V帶,初拉力為:1.5=285N 對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)后的V帶,初拉力為:1.3=247N （8）．計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力 =2Zsin(/2)=754N （9）.帶輪的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) A.帶輪的材料為:HT200 B.V帶輪的結(jié)構(gòu)形式為:腹板式. C．結(jié)構(gòu)圖 （略） 2、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 選擇斜齒輪圓柱齒輪 先設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪傳動(dòng) 1）、選擇材料熱處理方式 根據(jù)工作條件與已知條件知減速器采用閉式軟齒面 計(jì)算說(shuō)明 (HB<=350HBS),8級(jí)精度,查表10-1得 小齒輪 40Cr 調(diào)質(zhì)處理 HB1=280HBS 大齒輪 45鋼 調(diào)質(zhì)處理 HB2=240HBS 2)、按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算: 取小齒輪=20，則=，=204.12=82.4，取=83并初步選定β＝15° 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值 a.因?yàn)辇X輪分布非對(duì)稱，載荷比較平穩(wěn)綜合選擇Kt=1.6 b.由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)Zh=2.425 c.由圖10-26查得, ,則 d.計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩:。確定需用接觸應(yīng)力 e.由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa f.由圖10-2查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 因軟齒面閉式傳動(dòng)常因點(diǎn)蝕而失效,故先按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式確定傳動(dòng)的尺寸,然后驗(yàn)算輪齒的彎曲強(qiáng)度,查表9-5得齒輪接觸應(yīng)力=600MPa大齒輪的為=550MPa h.由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) i.由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)=0.90 =0.96 =/S=540Mpa = /S=528 Mpa =(+)/2=543 Mpa 3）、計(jì)算 （1）計(jì)算圓周速度: V=лn1/60000=3.26m/s （2)計(jì)算齒寬B及模數(shù) B=φd=1X42.9mm=42.9mm =cosβ/=2.07mm H=2.25=4.66mm B/H=42.9/4.66=9.206 （3）、計(jì)算縱向重合度 =0.318φdtanβ=1.704 （4）、計(jì)算載荷系數(shù) 由表10-8.10-4.10-13.10-3分別查得: 故載荷系數(shù) （5）、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑， 由式10—10a 得 ==46.22mm （6）、計(jì)算模數(shù) = Cosβ/Z1=2.232mm 4）、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式10-17 (1)、計(jì)算載荷系數(shù): (2)、根據(jù)縱向重合度=1.704,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) (3)、計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 齒形系數(shù) ， （4）、由[1]圖10-5查得 由表10-5 查得 由圖10-20C但得=500 MPa =380 MPa 由圖10-18取彎曲疲勞極限=0.85,=0.88 計(jì)算彎曲疲勞應(yīng)力:取安全系數(shù)S=1.4,由10-12得: =/S=303.57 MPa =/S=238.86 MPa （5）、計(jì)算大小齒輪的，并比較 且，故應(yīng)將代入[1]式（11-15）計(jì)算。 （6）、計(jì)算法向模數(shù) 對(duì)比計(jì)算結(jié)果,為同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度,則需按分度圓直徑=46.22mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的數(shù),于是有: 取2mm； （7）、則，故取=22 .則==90.64，取 （8）、計(jì)算中心距 取a1=116mm （9）、確定螺旋角 （10）、計(jì)算大小齒輪分度圓直徑: = = （11）、確定齒寬 取 5）、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（略）配合后面軸的設(shè)計(jì)而定 低速軸的齒輪計(jì)算 1）、選擇材料熱處理方式（與前一對(duì)齒輪相同）(HB<=350HBS),8級(jí)精度,查表10-1得 小齒輪 40Cr 調(diào)質(zhì)處理 HB1=280HBS 大齒輪 45鋼 調(diào)質(zhì)處理 HB2=240HBS 2）、取小齒輪=20，則==59 取=59，初步選定β＝15° 3）、按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算: 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值 a.因?yàn)辇X輪分布非對(duì)稱，載荷比較平穩(wěn)綜合選擇Kt=1.6 b.由圖10-30選取區(qū)域系數(shù) c.由圖10-26查得 則 d.計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩: 確定需用接觸應(yīng)力 e.由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa f.由圖10-2查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 因軟齒面閉式傳動(dòng)常因點(diǎn)蝕而失效,故先按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式確定傳動(dòng)的尺寸,然后驗(yàn)算輪齒的彎曲強(qiáng)度,查表9-5得齒輪接觸應(yīng)力=600MPa大齒輪的為=550MPa h.由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) i.由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)=0.96 =0.97 =/S=576Mpa = /S=533.5 Mpa =(+)/2=554.8 Mpa 4）、計(jì)算 (1)、圓周速度: V=лn1/60000=1.21m/s （2）、計(jì)算齒寬b及模數(shù) B=φd=1X65.87=65.87mm =cosβ/ =3.18mm H=2.25=7.16mm b/h=65.87/7.16=9.200 (3)、計(jì)算縱向重合度 =0.318φdZ1tanβ=1.704 a 由表10-8.10-4.10-13.10-3分別查得: 故 載荷系數(shù) K=1*1.12*1.2*1.458=1.960 （4）、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑由式10-10a得 ==70.48mm （5）計(jì)算模數(shù) = cosβ/=3.404mm 5）、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式10-17 a上式中 b根據(jù)縱向重合度=1.704,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Yβ=0.85 c計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 齒形系數(shù) ， 由[1]圖10-5查得 由圖10-20C但得=500 MPa =380 MPa 由圖10-18取彎曲疲勞極限=0.86,=0.89 d計(jì)算彎曲疲勞應(yīng)力:取安全系數(shù)S=1.4,由10-12得: =/S=307.14 MPa =/S=241.57 MPa e比較 且，故應(yīng)將代入[1]式（11-15）計(jì)算。 f法向模數(shù) 對(duì)比計(jì)算結(jié)果,為同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度,則需按分度圓直徑=70.48mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的數(shù),于是有: 取2.5mm .則 g中心距 取a1=138mm h確定螺旋角 i計(jì)算大小齒輪分度圓直徑: = = J 齒寬 取 4)、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，（略）配合后面軸的設(shè)計(jì)而定 五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 為了對(duì)軸進(jìn)行校核，先求作用在軸上的齒輪的嚙合力。 第一對(duì)和第二對(duì)嚙合齒輪上的作用力分別為 1．高速軸Ⅰ設(shè)計(jì) 1）按齒輪軸設(shè)計(jì)，軸的材料取與高速級(jí)小齒輪材料相同，40Cr，調(diào)質(zhì)處理，查表15-31，取 2）初算軸的最小直徑 高速軸Ⅰ為輸入軸，最小直徑處跟V帶輪軸孔直徑。因?yàn)閹л嗇S上有鍵槽，故最小直徑加大6%，=18.375mm。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表22-1-17查得帶輪軸孔有20，22，24，25，28等規(guī)格，故取=20mm 高速軸工作簡(jiǎn)圖如圖(a)所示 首先確定個(gè)段直徑 A段：=20mm 有最小直徑算出） B段：=25mm，根據(jù)油封標(biāo)準(zhǔn)，選擇氈圈孔徑為25mm的 C段：=30mm，與軸承（圓錐滾子軸承30206）配合，取軸承內(nèi)徑 D段：=36mm， 設(shè)計(jì)非定位軸肩取軸肩高度h=3mm E段：=45.58mm，將高速級(jí)小齒輪設(shè)計(jì)為齒輪軸，考慮依據(jù)《課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》p116 G段， =30mm, 與軸承（圓錐滾子軸承30206）配合，取軸承內(nèi)徑 F段：=36mm, 設(shè)計(jì)非定位軸肩取軸肩高度h=3mm 第二、確定各段軸的長(zhǎng)度 A段：=1.6*20=32mm,圓整取=30mm B段：=54mm，考慮軸承蓋與其螺釘長(zhǎng)度然后圓整取54mm C段：=28mm, 與軸承（圓錐滾子軸承30206）配合,加上擋油盤(pán)長(zhǎng)度（參考《減速器裝配草圖設(shè)計(jì)》p24） =B+△3+2=16+10+2=28mm G段：=29mm, 與軸承（圓錐滾子軸承30206）配合,加上擋油盤(pán)長(zhǎng)度（參考《減速器裝配草圖設(shè)計(jì)》p24） F段：，=△2-2=10-2=8mm E段：，齒輪的齒寬 D段：=92mm, 考慮各齒輪齒寬及其間隙距離，箱體內(nèi)壁寬度減去箱體內(nèi)已定長(zhǎng)度后圓整得=92mm 軸總長(zhǎng)L=290mm 兩軸承間距離（不包括軸承長(zhǎng)度）S=174mm， 2、軸Ⅱ的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）、按齒輪軸設(shè)計(jì)，軸的材料取與高速級(jí)小齒輪材料相同，40Cr，調(diào)質(zhì)處理，查表15-31，取 2）初算軸的最小直徑 因?yàn)閹л嗇S上有鍵槽，故最小直徑加大6%，=27.325mm。根據(jù)減速器的結(jié)構(gòu)，軸Ⅱ的最小直徑應(yīng)該設(shè)計(jì)在與軸承配合部分，初選圓錐滾子軸承30206，故取=30mm 軸Ⅱ的設(shè)計(jì)圖如下： 首先，確定各段的直徑 A段:=30mm,與軸承（圓錐滾子軸承30206）配合 F段：=30mm，與軸承（圓錐滾子軸承30206）配合 E段：=38mm，非定位軸肩 B段：=48mm, 非定位軸肩，與齒輪配合 C段：=64.94mm, 齒輪軸上齒輪的分度圓直徑 D段：=50mm, 定位軸肩 然后確定各段距離： A段： =29mm, 考慮軸承（圓錐滾子軸承30207）寬度與擋油盤(pán)的長(zhǎng)度 B段：=8mm,根據(jù)軸齒輪到內(nèi)壁的距離及其厚度 C段：=75mm,根據(jù)齒輪軸上齒輪的齒寬 E段：=43mm, 根據(jù)高速級(jí)大齒輪齒寬減去2mm（為了安裝固定） F段：=41.5mm，考慮了軸承長(zhǎng)度與箱體內(nèi)壁到齒輪齒面的距離 D段：=9.5mm,由軸Ⅰ得出的兩軸承間距離（不包括軸承長(zhǎng)度）S=174mm減去已知長(zhǎng)度 得出 3、軸Ⅲ的設(shè)計(jì)計(jì)算 輸入功率P=5.58KW,轉(zhuǎn)速n =119r/min,T=460300Nmm 軸的材料選用40Cr（調(diào)質(zhì)），可由表15-3查得=110 所以軸的直徑: =39.65mm。因?yàn)檩S上有兩個(gè)鍵槽，故最小直徑加大12%，=44.408mm。 由表13.1(機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū))選聯(lián)軸器型號(hào)為L(zhǎng)H3 軸孔的直徑=45mm長(zhǎng)度L=84mm 軸Ⅲ設(shè)計(jì)圖 如下： 首先，確定各軸段直徑 A段: =45mm, 與軸承（圓錐滾子軸承30211）配合 B段: =60mm,非定位軸肩,h取2.5mm C段: =72mm,定位軸肩，取h=6mm D段: =68mm, 非定位軸肩，h=6.5mm E段: =55mm, 與軸承（圓錐滾子軸承30211）配合 F段: =60mm,按照齒輪的安裝尺寸確定 G段: =45mm, 聯(lián)軸器的孔徑 然后、確定各段軸的長(zhǎng)度 A段: =46.5mm,由軸承長(zhǎng)度，△3，△2，擋油盤(pán)尺寸 B段: =68mm，齒輪齒寬減去2mm，便于安裝 C段: =10mm, 軸環(huán)寬度，取圓整值 根據(jù)軸承（圓錐滾子軸承30212）寬度需要 D段: =57.5mm,由兩軸承間距減去已知長(zhǎng)度確定 E段: =33mm, 由軸承長(zhǎng)度，△3，△2，擋油盤(pán)尺寸 F段: =65mm, 考慮軸承蓋及其螺釘長(zhǎng)度，圓整得到 G段: =84mm,聯(lián)軸器孔長(zhǎng)度 軸的校核計(jì)算, 第一根軸: 求軸上載荷 已知： 設(shè)該齒輪軸齒向是右 旋，受力如右圖： 由材料力學(xué)知識(shí)可求得 水平支反力: 垂直支反力: 合成彎矩 由圖可知,危險(xiǎn)截面在C右邊 W=0.1=9469 =/W=14.49MPa<70MPa 軸材料選用40Cr 查手冊(cè) 符合強(qiáng)度條件! 第二根軸 求軸上載荷 已知： 設(shè)該齒輪軸齒向兩個(gè)都是左旋，受力如右圖： 由材料力學(xué)知識(shí)可求得 水平支反力: 垂直支反力: 合成彎矩 由圖可知,危險(xiǎn)截面在B右邊 W=0.1=33774 =/W=5.98MPa<70MPa 軸材料選用40Cr 查手冊(cè) 符合強(qiáng)度條件! 第三根軸: 求軸上載荷 已知： 設(shè)該齒輪齒向是右旋，受力如圖： 由材料力學(xué)知識(shí)可求得 水平支反力: 垂直支反力: 合成彎矩 由圖可知,危險(xiǎn)截面在B右邊 算得W=19300 =/W=19.77MPa<70MPa 軸材料選用40Cr 查手冊(cè) 符合強(qiáng)度條件! 六、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算 1.Ⅰ軸軸承 型號(hào)為30206的圓錐滾子軸承 1）計(jì)算軸承的徑向載荷： 2）計(jì)算軸承的軸向載荷 (查指導(dǎo)書(shū)p125) 30206圓錐滾子軸承的基本額定動(dòng)載荷Cr=43.3KN,基本額定靜載荷Cor=50.5KW，e=0.37，Y=1.6 兩軸承派生軸向力為： 因?yàn)? 軸左移，左端軸承壓緊，右端軸承放松 、 2）計(jì)算軸承1、2的當(dāng)量載荷,取載荷系數(shù) 因?yàn)? 因?yàn)椋? 所以取 3）校核軸承壽命 按一年300個(gè)工作日,每天2班制.壽命18年.故所選軸承適用。 2．Ⅱ軸軸承 1）計(jì)算軸承的徑向載荷： 2）計(jì)算軸承的軸向載荷 (查指導(dǎo)書(shū)p125) 30206圓錐滾子軸承的基本額定動(dòng)載荷Cr=43.3KN,基本額定靜載荷Cor=50.5KW，e=0.37，Y=1.6 兩軸承派生軸向力為： 因?yàn)? 軸右移，左端軸承放松，右端軸承壓緊 、 2）計(jì)算軸承1、2的當(dāng)量載荷,取載荷系數(shù) 因?yàn)? 因?yàn)椋? N 所以取 3）校核軸承壽命 按一年300個(gè)工作日,每天2班制.壽命29年.故所選軸承適用。 2．Ⅲ軸軸承 1）計(jì)算軸承的徑向載荷： 2）計(jì)算軸承的軸向載荷 (查指導(dǎo)書(shū)p125) 30211圓錐滾子軸承的基本額定動(dòng)載荷Cr=90.8KN,基本額定靜載荷Cor=114KW，e=0.4，Y=1.5 兩軸承派生軸向力為： 因?yàn)? 軸右移，左端軸承放松，右端軸承壓緊 、 2）計(jì)算軸承1、2的當(dāng)量載荷,取載荷系數(shù) 因?yàn)? 因?yàn)椋? 所以取 3）校核軸承壽命 按一年300個(gè)工作日,每天2班制.壽命26年.故所選軸承適用。 七、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 鋼 鑄鐵 1．Ⅰ軸上與帶輪相聯(lián)處鍵的校核 鍵A10×28，b×h×L=6×6×20 單鍵 鍵聯(lián)接的組成零件均為鋼，=125MPa =125MPa 滿足設(shè)計(jì)要求 2．Ⅱ軸上大齒輪處鍵 鍵 A12×25，b×h×L=10×8×36 單鍵 鍵聯(lián)接的組成零件均為鋼，=125MPa 滿足設(shè)計(jì)要求 3．Ⅲ軸上 １）聯(lián)軸器處 采用鍵A，b×h×L=14×9×70 單鍵 滿足設(shè)計(jì)要求 2）聯(lián)接齒輪處 采用A型鍵A 單鍵 ＝125Mpa 滿足設(shè)計(jì)要求 八、高速軸的疲勞強(qiáng)度校核 第一根軸結(jié)構(gòu)如下： （1）判斷危險(xiǎn)截面 在A-B軸段內(nèi)只受到扭矩的作用，又因?yàn)閑<2m 高速軸是齒輪軸，軸的最小直徑是按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕是確定的，所以A-B內(nèi)均無(wú)需疲勞強(qiáng)度校核。 從應(yīng)力集中疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，E段左截面和E段右截面為齒輪軸嚙合區(qū)域，引起的應(yīng)力集中最為嚴(yán)重，截面E左端面上的應(yīng)力最大。但是由于齒輪和軸是同一種材料所受的應(yīng)力條件是一樣的，所以只需校核E段左右截面即可。 （2）.截面右側(cè)： 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 左截面上的扭矩T3為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得： 截面上理論應(yīng)力系數(shù)按附表3-2查取。因 經(jīng)查之為：； 又由附圖3-1可查取軸的材料敏性系數(shù)； 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式（附表3-4）為： 皺眉經(jīng)過(guò)表面硬化處理，即，則按式（3-12）及（3-12a）得到綜合系數(shù)為： ； 有附圖3-2的尺寸系數(shù) 由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為 軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為：； 又由§3-1及§3-2得到40Cr的特性系數(shù) 則界面安全系數(shù)： 故可知道其右端面安全； 同理可知：E段左端面校核為： 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面IV上的扭矩T3為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 由表15-1查得： 又由附圖3-1可查取軸的材料敏性系數(shù)； 有附表3-8用插值法查得： 軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為：； ； 又由§3-1及§3-2得到40Cr的特性系數(shù) 則界面安全系數(shù)： 故E段左端截面的左端面都安全！ 九、鑄件減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算表及附件的選擇 1、鑄件減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算表 名稱 符號(hào) 減速器及其形式關(guān)系 機(jī)座壁厚 δ 0.025a+3mm=6.84mm,取8mm 機(jī)蓋壁厚 δ1 0.02a+3=6.06mm<8mm,取8mm 機(jī)座凸緣厚度 b 1.5δ=12mm 機(jī)蓋凸緣厚度 b1 1.5δ=12mm 機(jī)座底凸緣厚度 p 2.5δ=20mm取30mm 地腳螺釘直徑 df 0.036a+12=12.288mm取16mm 地腳螺釘數(shù)目 n a<250mm,n=4 軸承旁連接螺栓直徑 d1 0.75df=13.15mm取8mm 機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑 d2 (0.5~0.6)df=8.76~10.52mm取10mm 連接螺栓d2的間距 l 150~200mm取180mm 軸承端蓋螺釘直徑 d3 (0.4~0.5)df=7.01~8.76mm取M8 窺視孔蓋螺釘直徑 d4 (0.3~0.4)df=5.26~7.01mm取M6 定位銷(xiāo)直徑 d (0.7~0.8)df=12.27~14.02mm取M12 df、d2、d3至外機(jī)壁距離 c1 d1、d2至凸緣邊緣距離 c2 軸承旁凸臺(tái)半徑 R1 R1=C2=20 凸臺(tái)高度 h 外機(jī)壁至軸承座端面距離 L1 c1+c2+(5~8)=44 內(nèi)機(jī)壁至軸承座端面距離 L2 δ+c1+c2+(5~8)=52 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 △1 ≥1.2δ=9.6mm取14mm 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 △2 ≥δ=8mm取10mm 機(jī)蓋、機(jī)座肋厚 m1,m m1=m≈0.85δ1=6.8mm,取7mm 軸承端蓋外徑 D2 軸承端蓋凸緣厚度 e (1~1.2)d3=9mm取12mm 軸承旁連接螺栓距離 s s≈D2 2、減速器附件的選擇，在草圖設(shè)計(jì)中選擇 包括：軸承蓋，窺視孔，視孔蓋，壓配式圓形油標(biāo)，通氣孔，吊耳，吊鉤，螺塞，封油墊，氈圈等。 十、潤(rùn)滑與密封(潤(rùn)滑與密封方式的選擇、潤(rùn)滑劑的選擇) 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件采用浸油潤(rùn)滑，減速器滾動(dòng)軸承采用油脂潤(rùn)滑。 參考資料目錄 [1] 孫桓,陳作模，葛文杰主編. 機(jī)械原理[M]. 北京：高等教育出版社，2006年5月第7版 [2] 濮良貴,紀(jì)名剛主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京：高等教育出版社，2006年5月第8版 [3] 宋寶玉主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M]．北京：高等教育出版社，2006年8月第1版 [4] 左宗義，馮開(kāi)平主編． 畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖[M]．廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001年9月第1版 [5] 劉鋒，禹奇才主編. 工程力學(xué)·材料力學(xué)部分[M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2002年8月第1版 [6] 禹奇才,張亞芳，劉鋒主編. 工程力學(xué)·理論力學(xué)部分[M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2002年8月第1版 =24.29 =4.12 =2.95 V=19.0m/s =250mm =500mm =1600mm ＝166° V帶取2根. =190.0N =754N V=3.26m/s =1.704 K=2.001 =46.22 2mm a1=116mm = = V=1.21m/s K=1.960 2.5mm a1=138mm =69.64mm =206.36mm =20mm L=290mm S=174mm =30mm =45mm =14.49MPa =5.98MPa =19.77MPa - 33 -