《帶式輸送機(jī)減速器設(shè)計(jì)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《帶式輸送機(jī)減速器設(shè)計(jì)（56頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、帶式輸送機(jī)減速器設(shè)計(jì) ［鍵入文檔標(biāo)題］ HUNAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY - 3 - 帶式輸送機(jī) 設(shè)計(jì)說明書 二級錐齒輪減速器設(shè)計(jì) 起止日期：2012 年12月24日至2013 年1月6日 學(xué) 生 姓 名 班 級 學(xué) 號 成 績 指導(dǎo)教師（簽字） 機(jī)械工程學(xué)院 2012 年 12 月 20 日 湖南工業(yè)大學(xué) 學(xué)年論文任務(wù)書 2012—2013學(xué)年第一學(xué)期 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 機(jī)械工程及其自動化 專業(yè) 機(jī)工1002班級 課程名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 二級錐

2、齒輪減速器 起止日期：自 2012年12月24日至2013年1 月6 日共 2 周 內(nèi) 容 及 任 務(wù) 、設(shè)計(jì)任務(wù)： 二級錐齒輪減速器 一、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù) 運(yùn)輸帶工作拉力（F/N ） 運(yùn)輸帶工作速度（m/s） 卷筒直徑（mm ） 6550 0.65 320 工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載 起動，使用期10年，小批量生產(chǎn)，二班制工 作，運(yùn)輸帶速度允許誤差為 5%。 二、設(shè)計(jì)工作量 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，零件圖3張A3圖紙, 裝配圖1張A0圖紙 進(jìn) 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容 2012.12.24?2012.12.2 5 設(shè)計(jì)方案分析

3、，電動 機(jī)選擇，運(yùn)動和動力 參數(shù)設(shè)計(jì)  2012.12.26?2013.1.1 齒輪及軸的設(shè)計(jì) 2013.1.2?2013.1.3 軸承及鍵強(qiáng)度校核， 箱體結(jié)構(gòu)及減速器附 設(shè)計(jì) 2013.1.4 ?2013.1.6 零件圖和裝配圖繪制 主要參考資料 [1]、《機(jī)械設(shè)計(jì)》銀金光，劉揚(yáng)主編，清 華大學(xué)出版社 [2].《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》銀金光，劉 揚(yáng)主編，清華大學(xué)出版社 11 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)步驟 1. 2. 3. 4. 傳動裝置總體設(shè)計(jì)方案 4 電動機(jī)的選擇 5 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動

4、和動力參數(shù) 6 6 5. 齒輪的設(shè)計(jì) 6. 滾動軸承和傳動軸的設(shè)計(jì) 7. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 8. 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9. 潤滑密封設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)小結(jié) 7 19 26 34 35 31 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目： 帶式運(yùn)輸機(jī)圓錐 — 圓柱齒輪減速器 設(shè)計(jì)內(nèi)容： （ 1）設(shè)計(jì)說明書（一份） （ 2）減速器裝配圖（ 1 張） 3張 （ 3）減速器零件圖（不低于 系統(tǒng)簡圖： 原始數(shù)據(jù): □ 運(yùn)輸帶拉力 F=65

5、50N ,運(yùn)輸帶速度 0.65啖，滾筒直徑 D=320mm 工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，兩班制。 環(huán)境最高溫度 350C；允許運(yùn)輸帶速度誤差為 5%,小批量生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)步驟 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 （一）電動機(jī)的選擇 1.計(jì)算帶式運(yùn)輸機(jī)所需的功率：Pw = 里 =6550 0.65 =4.26kw 1000 1000 2.各機(jī)械傳動效率的參數(shù)選擇: 1=0.99 （彈性聯(lián)軸器）， 2=0.98 （圓錐滾子軸 3=0.96 （圓錐齒輪傳 承）， 動）， 4=0.97

6、（圓柱齒輪傳 動）， 5=0.96 (卷筒). 所以總傳動效率: _ 2 4 二 12 3 2 4 _ = 0.99 0.98 0.96 0.97 0.96 =0.808 3.計(jì)算電動機(jī)的輸出功率: Pw=4.26kw 5.27kw 0.808 4. 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速：查表選擇二級圓錐圓柱齒輪減速器傳動比合理范圍 i' =8~25,工作機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速nw = 60 1000v d 60 1000 0.65 3.14 320 =38.81 r/min , 所 以 電 動 機(jī)轉(zhuǎn) 速范 圍 為 ' / 、 / 、 一，， .?一 一. nd

7、 i nw (8~ 25) 76.43 (611.44 ~ 1910.75) r/min。則電動機(jī)同 步轉(zhuǎn)速選擇可選為 750r/min , 1000r/min , 1500r/min?？紤]電動機(jī)和 傳動裝置的尺寸、價(jià)格、及結(jié)構(gòu)緊湊和 滿足錐齒輪傳動比關(guān)系 （i 0.25i且i 3）,故首先選擇750r/min ,電動機(jī)選擇如表所示 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 表1 型號 額定功率 /kw 滿載轉(zhuǎn)速 r/min 軸徑 D/mm 伸出長 E/mm 啟動轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 Y160M2-8 5.5 715 42 11

8、0 2.0 2.0 （二）計(jì)算傳動比： 1.總傳動比：i nm 215- 18.42 nw 38.81 . i 18 42 2.傳動比的分配：i i i , i J1.3i 4.89,i — =3.77 , i 4.89 （三）計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速： I 軸 n nm 720r/min 正軸 n - -715- 146.22r/min i 4.89 e小 n 146.22 cc”，. 田軸 n 38.79r/min i 3.77 （四）計(jì)算各軸的輸入功率： I軸 P Pd 1 5.27 0.99 5.22kw II 軸 P P 2 3 5.22 0.9

9、8 0.96 4.9kw 2 3 田軸 P P 2 4=4.9 X 0.98 X0.97=4.66kw 卷筒軸 P卷 P 2 1 4.66 0.98 0.99 4.52kw （五）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 Td 9.55 106 里 9.55 106 5.27 7.04 104N ? mm nm 715 故 I 軸 T Td 1 7.04 0.99 6.97 104N?mm II 軸 T T 2 3i 6.97 0.98 0.96 2.355 104 2.98 105 N? mm 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 田軸 T T 2 4i 2.98 0.98 0.97

10、 3.77 105 1.068 106N?mm 卷筒軸 T卷 T 2 1 10.68 0.98 0.99 106 1.03 106N?mm 高速軸齒輪設(shè)計(jì) 直齒圓錐齒輪設(shè)計(jì) 1 .選擇齒輪材料、熱處理方法、齒數(shù) (1)選擇齒輪材料與熱處理 根據(jù)工作條件，一般用途的減速器可采用閉式軟齒面?zhèn)鲃印２楸?7-1?。盒↓X輪材 料為40Gr鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS=260;大齒輪材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS2=230; 兩齒輪齒面硬度差為30HBs符合軟齒面?zhèn)鲃拥脑O(shè)計(jì)要求。 (2)選齒數(shù) 取 Z1 25 , z UZ1 4.89 25 122 2 .確定材料許用接觸應(yīng)力 (1)

11、確定接觸疲勞極限Him ,由圖7-18 (a)查M俄得 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 17 Hiim1 720MPa , Hlim2 580MPa (2) 確定壽命系數(shù) Zn ,由已知條件，取Zn1 Zn2 (3) 確定尺寸系數(shù) Zx ,由圖 7-20 查得 Zx1 Zx2 (4) 確定安全系數(shù) Sh ,由表 7-8 取 Sh =1.05 (5) 計(jì)算許用接觸應(yīng)力[h], 按式(7-20) 計(jì)算得 H1 Zn Zx H lim2 Sh 1 1 720 || 686MPa 1.05

12、 ZN ZX Hlim2 H2 Sh  1 580 3 .根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按式(7-35)計(jì)算接觸強(qiáng)度，其公式為 d1 4KT1 Zh Ze 2 ( (1 0.5 r)* 2u [ h] )2 確定上式中的各計(jì)算數(shù)值如下: (1)試選載荷系數(shù)Kt =1.5 (2)選取齒寬系數(shù)r=0.3 (3)由表7-5得材料的彈性影響系數(shù)Ze 189.8MPa1/2 (4)由圖7-14確定節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh=2.5 (5)試算所需小齒輪直徑d1t 4KT1 ZhZe 2 4 1.5 6.97 1 04 2.5 1 89.8 2 d1t 3 2 (

13、_ ) 3 2 ( ) 112mm 、r(1 0.5 r)2u'[ h] , 0.3(1 0.5)2 3 , 552 ， 4.確定實(shí)際載荷系數(shù)K與修正所計(jì)算的分度圓 (1)確定使用系數(shù)KA ,按電動機(jī)驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，查表7 -2 M KA = 1 (2)確定動載系數(shù)Kv 計(jì)算平均圓周速度 dm1Q d1t(1 0.5 R)n 98.5(1 0.5 0.3) 715 vm 3.56m/s 60 1000 60 1000 60 1000 查表7-7 , 7級精度，由齒輪的速度與精度查圖 7-8得Kv = 1.19。 (3)確定齒間載荷分配系數(shù)K 錐距 R d1t u2 1 /

14、2 112 ..4.892 1 /2 279.4mm 齒寬初定 b rR=0.3 X279.4=83.83 mm 圓周力計(jì)算Ft 200011 dm1 2000 69.7 112(1 0.5 0.3) 1464.3N 17.46N /mm 100N / mm 單位載荷計(jì)算Ft 1464.3 b 83.83 由表7-11查得K =1.2。 (4)確定齒向載荷分布系數(shù)小 由表7-12取Kh e=1.1 ,有效工作齒寬be 0.85b ,按式(7-34)計(jì)算得 Kh 1.5KH e 1.5 1.1 1.65 (5)計(jì)算載荷系數(shù) K KaKvK Kh 1 1.19 1.

15、2 1.65 2.36 計(jì)算得 (6)按實(shí)際載荷系數(shù)修正所算的分度圓直徑，由式(7-12 ) d1 d1t 3IK/K 112，2.3615 130.26mm (7)試算模數(shù) m d1 130.26 5.2mm Z1 25 5.齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 按式(7-38)計(jì)算彎曲強(qiáng)度，其公式為 4KT (YFaYsa) 0.5 R)2z2 , u2 1 [ F ] 確定上式中的各計(jì)算數(shù)值如下： (1)由圖7-21 (a)確定彎曲極限應(yīng)力值，取 Flimi 300MPa , Fiim2 220MPa (2)由已知條件取彎曲疲勞壽命系數(shù) Yni Yn2 1 (3) (4)

16、由圖7-23確定尺寸系數(shù)，得Yx = 1 (5) 按式(7-22)計(jì)算彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力得 Flim1 YSTYNYX F1 Sf 300 2 1 1 480MPa 1.25 F2 Flim2 YSTYNYX Sf 220 2 1 1 , 352MPa 1.25 (6) 確定齒形系數(shù) YFa1、YFa 2 計(jì)算分度圓錐角 2 arctan u arctan 4.89 78.4° 1 90° 2 90° 78.4° 11.6o 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)Zv1 Z/2為 Z1 / cos 25/cos11.6o 25.5 Z/2 z2 / cos

17、 o 122/cos78.4 608.7 查圖7-16取YFa1 2.61 , YFa2 2.12 (7)確定應(yīng)力校正系數(shù)，根據(jù) 4、z 由圖7-17 查得 Ysa1 1.59, Ysa1 1.85 由表7-8確定彎曲疲勞安全系數(shù)，查得Sf 1.25 (8)計(jì)算大小齒輪的 必值 F YFa1Ysa1 2.61 1.59 Fa ? sai 480 0.0086 , YFa2Ysa2 2.12 1.85 0.01114 352 大齒輪的數(shù)值大。 (9)將以上各值代入公式計(jì)算得 4KT1 m 3 .r(1 0.5 r)2Z12 YFaY

18、sa ) [f] 3 ■ 4—2.36—6.97—104— ,0.3(1 0.5 0.3)2 252 32 由于齒輪的模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度， 0.01114 2.57 mm 1 所以將計(jì)算出來的3.27按表7-9圓 整為m=3再根據(jù)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算出的分度圓直徑 di =130mm協(xié)調(diào)相關(guān)參數(shù)與尺寸為 zi d1 130 m 3 Z UZ1 43.3, 4.89 44 212 錐齒輪分度圓直徑為d1 mz 3 44 132mm , d2 3 212 636mm ^1=80 ba = 74 這樣設(shè)計(jì)出來的齒輪能在保證滿足彎曲強(qiáng)度的前

19、提下，取較多的齒數(shù)，做到結(jié)構(gòu)緊 湊，減少浪費(fèi)，且重合度增加，傳動平穩(wěn)。 錐齒輪詳細(xì)參數(shù): 齒輪 1 2 錐角 11.56 78.44 法面模數(shù) 3 3 齒數(shù) 44 212 分度圓直徑 132 636 讖 80 74 錐距 279.4 傳動比 4.89 低速級齒輪設(shè)計(jì) 圓柱斜齒輪設(shè)計(jì) 齒輪3.4設(shè)計(jì)計(jì)算 1.選擇齒輪材料、熱處理方法、精度等級及齒數(shù) （1）選擇齒輪材料與熱處理 根據(jù)工作條件，一般用途的減速器可采用閉式軟齒面?zhèn)? 動。查表7-1取小齒輪材料為40Gr鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS=260;大齒輪材料為45鋼, 調(diào)質(zhì)處理，硬度H

20、BS2=230;兩齒輪齒面硬度差為30HBs符合軟齒面?zhèn)鲃拥脑O(shè)計(jì)要求。 材料牌號 45 40MnB 42SiMn 40Cr 調(diào)質(zhì) 20Cr 20CrMnTi 38CrMoAlA ZG310-570 HT300 QT500-5 調(diào)質(zhì) 正火 正火 表7-1 齒輪常用材料及其力學(xué)性能 HVMPa 硬 度 b s ，HBs 1 HRC 580 290 般 650 360 2275 40 ?50 正火 750 500 220 0 750 470 2279 45 ?55 700 50

21、0 2486 48 ?55 635 390 56 ?62 1080 835 56 ?62 1000 850 229 nV>85c 569 314 163 7 低度重 “蒸—— 300 吸 500 300 1471 代常鑄 19 夾

22、布膠木 100 茴 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 # 2)選擇齒輪的精度 此減速器為一般工作機(jī)，速度不高，參閱表 7-7,初定為8級精度 表7-7齒輪的精度等級的適用范圍 福輪精 鼠+m禧 侖的線速 4ms中的線速度 直齒輪 斜齒輪 直齒 曲齒 5級及以 >15 >30 >12 >20 6級 V 15 <30 <12 <20 7級 <10 V 15 <8 <10 8級 <6 <10 <4 <7 (3)初選齒數(shù) 取 z=24, Z2 uzi 3.7 24 89 2.確定材料許用接觸應(yīng)力 (1)確定接觸疲勞極限 Hi

23、im ,由圖7-18 (a)查M餓得 Hiimi 720MPa , Hiim2 580MPa (c)鍛鋼正火I 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 21 (2)確定壽命系數(shù)Zn 小齒輪循環(huán)次數(shù) N1 60nl jLh 60 300 1 (2 8 300 15) 1.3 109 大齒輪循環(huán)次數(shù)N2 9 8 1.3 10 /3.7 3.51 10  由圖7-19查得Zni Zn2 1 淮?彈火 威?；鸬男? (3)確定尺寸系數(shù) (4)確定安全系數(shù) Zx ,由圖 7-20 取 Zxi Zx2 1 Sh ,由表 7-8 取 Sh =1.05 (5)計(jì)算許用接觸應(yīng)力

24、 按式(7-20)計(jì)算, ZNZX H lim2 1 1 720 H1 Sh 1.05 686MPa Zn Zx H lim2 1 1 580 1.05 552MPa Sh 'mm a——調(diào)質(zhì)綱、正火銅b——默化車部 <——滲根辟火.表面淬火鋼1 圖7-20接觸強(qiáng)叟計(jì)算的尺寸系數(shù)U 可 靠 度 齒輪使用場合 最小安全系 數(shù) Smin Smin 要 求 高 特殊工作條件卜要求可 1.5? 可 靠 度 靠度很高的齒輪 1.6 2.0 較 長期運(yùn)轉(zhuǎn)和較長的維修 1.25 ? 高 間隔；齒輪失效會造成

25、1.3 可 靠 度 嚴(yán)重的事故和損失 1.6 一 通用齒輪和多數(shù)工業(yè)齒 1.0? 般 可 靠 度 輪 1.1 1.25 3.根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 齒面接觸強(qiáng)度按式（7-25）計(jì)算，其公式為 di 確定上式中的各計(jì)算數(shù)值如下： ’ 2 3 2KTi u 1 Z ZeZhZ . . * d U H (1)初定螺旋角 =15° ,并試選載荷系數(shù)Kt =1.3 (2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 9.55 106 P 9.55 106 5.25 1440 3.6 104 N mm (3)確定齒寬系數(shù)d,由表7-6選取齒寬系

26、數(shù)d=0.8 (4)確定材料彈性影響系數(shù)Ze,由表7-5查得Ze 189.8MPa1/2 (5)確定節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh ,由圖7-14得Zh =2.43 (6)確定重合度系數(shù)Z 由式(7-27)可得端面重合度為 1 1 1 1 o 1.88 3.2 — — cos 1.88 3.2 — — cos15 1.647 z1 z2 24 77 軸面重合度 dz1tan 0.8 24 tan15o 1.63 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 25 因 >1,由式(7-26)得重合度系數(shù)Z 1 0.779 1.647 (7)確定螺旋角系數(shù)Z cos— cosi50

27、0.98 (8)試算所需小齒輪直徑如 2 dit 2K「u 1 Z ZeZhZ .丁. H 39.25mm 2 1.3 3.6 105 4.7 0.779 189.8 2.43 0.98 3 0.8 3.7 552 取二.二242mm 4 .確定實(shí)際載荷系數(shù)k與修正所計(jì)算的分度圓直徑 (1)確定使用系數(shù)Ka,按電動機(jī)驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，查表7 -2取Ka=1 (2)確定動載系數(shù)Kv 計(jì)算圓周速度 v —d1tn1 70 715 5.28m/s 60 1000 60 1000 故前面取8級精度合理，由齒輪的速度與精度查圖 7-8得Kv = 1.11 (3

28、)確定齒間載荷分配系數(shù)k 齒寬初定 b dd1t =0.6 X 242=145mm 計(jì)算單位寬度載荷值為 KaF1 2KaTi 2 1 3.6 104 18.37 N / mm 100N / mm b bd1 56 70 查表 7-3 M K =1.4 (4)確定齒向載荷分布系數(shù)Kh ,由表7-4得 _ __2 _ _4 __2 Kh 1.15 0.18 d 3.1 10 b 0.108 d __2 _4__4 1.15 0.18 0.82 3.1 10 4 56 0.108 0.84 0.203 (5)計(jì)算載荷系數(shù) K KaKvK Kh 1 1.11 1.1 1.33 0

29、.326 (6)按實(shí)際載荷系數(shù)修正所算的分度圓直徑，由式( 7-12)得 d1 （7）計(jì)算模數(shù) m d1 z 145 24 6mm 29 5.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 由式（7-28）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 2 KT1cos2 mn 3 萬 .YY Y’Y (Fa Sa), [F] 確定上式中的各計(jì)算數(shù)值如下: (1)由圖 7-21 (a)取 Flim1 300MPa , Flim2 220MPa 2）由圖7-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù) Yni Yn2 1 *W<■擾體， ； 胃光忸可

30、■? v _L 1% — 一 承自的 落鼠的Mt［明；球 (3)由表7-8查得彎曲疲勞安全系數(shù)Sf 1.25 表7-8最小安全系數(shù)參考值 可靠 度要 求 齒輪使用場合 最小安全系 數(shù) SHmin SFmin 高可 靠度 特殊工作條件卜要求可靠度很 高的齒輪 1.5? 1.6 2.0 較高 可靠 度 長期運(yùn)轉(zhuǎn)和較長的維修間隔； 齒輪失效會造成嚴(yán)重的事故和 損失 1.25 ? 1.3 1.6 般 可靠 度 通用齒輪和

31、多數(shù)工業(yè)齒輪 1.0? 1.1 1.25 (4)由圖7-23得尺寸系數(shù)YX = 1 (5)由式(7-22)得許用彎曲應(yīng)力 「1 fmYstYNYX 300 2 1 14g^pa Sf 1.25 fi皿YstYnYx 220 2 1 1 F 2 Sf 1.25 352MPa (6)確定計(jì)算載荷K 初步確定齒高 h=2.25 m =2.25 X 6=13.5, b/h=0.8 X 145/13.5=8.59 查圖 7-12 得 Kf =1.23,計(jì)算載荷 K KAKvK KF 1 1.15 1.4 1.23 1.98

32、(7)確定齒形系數(shù)YFa當(dāng)量齒數(shù)為 3 o 3 0 zv1 24/cos 15 26.6, zv2 77 / cos 15 85.5 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 33 由圖 7-16 查得 YFai 2.6,YFa2 2.22 Jjfi ”力口入 II S7-1&外有檢齒形系數(shù)Hi (8)由圖7 -17查得應(yīng)力校正系數(shù) Ysa1 1.59, Ysa2 1.76 sa ? sa 2 *;?殺乜豌丹國 圉7-E7外齒輪的應(yīng)為校正案數(shù)F.. J, (9)計(jì)算大小齒輪的

33、丫上值 F 2* 0.0086， YFa2Ysa2 F2 2.22 1.76 0.0112 352 大齒輪的數(shù)值大。 (10)求重合度系數(shù)丫 端面壓力角 tan arctan —— cos 0 , tan 20 o arctan 0 20.647 cos15 基圓螺旋角的余弦值為 cos b cos cos n / cos t cos150cos200 /cos20.647 0 0.97 當(dāng)量齒輪端面重合度，由式(7-30 )得 a_ 1.647 1 75 an cos2 b 0.972 丫 0.25 喳 0.25 SI °

34、.679 按式(7-30)計(jì)算 (11)由圖7-25得螺旋角影響系數(shù)Y 0.87 (12)將上述各值代入公式計(jì)算，得 2 KT1 cos2 YY (YFa2Ysa2) dZ2 [ F2] _4 2 o 1.157mm 2 1.98 3.6 1 04 cos215o 0.87 0.679 小…小 (0.0112) 0.8 242 由于齒輪的模數(shù)mn的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度， 所以將計(jì)算出來的1.157按國標(biāo)取為mn=1.25。并根據(jù) 接觸強(qiáng)度計(jì)算出的分度圓直徑a=70mm 協(xié)調(diào)相關(guān)參數(shù)與尺寸為： di Cos 145 cosl? zi 112 mn 1.25

35、z2 uz 3.7 112 414 , 取 z2 414 這樣設(shè)計(jì)出來的齒輪能在保證滿足彎曲強(qiáng)度的前提 下，取較多的齒數(shù)，做到結(jié)構(gòu)緊湊，減少浪費(fèi)，且重 合度增加，傳動平穩(wěn)。 6.齒輪幾何尺寸計(jì)算 (1 )中心距 a 把中心距圓整成216mm (2)修正螺旋角 arccos⑵ * arccos(34 126)35 15, 2a 2 102 螺旋角變化不大，所以相關(guān)參數(shù)不必修正。 Z1 z2 mn 2 cos (3)分度圓直徑 d1 z1mn cos d2 (112 414) 3 340 mm o 2 cos15 112 1.25 o cos15 1

36、45mm Z2mn cos 414 1.25 cos15o 536 mm (4)確定齒寬 b d1 0.8 145 116mm1,取 b2=70mm , b〔二80mm 7.齒輪各部分詳細(xì)尺寸匯總 齒輪 3 4 ；分度圓直徑d 145 536 模數(shù)Mn 1.25 1.25 齒數(shù)Z 112 414 b 80 70 中心距a 340 螺旋角 15 15 旋問 左 右  設(shè)計(jì)軸的尺寸并校核 （一）軸材料選擇和最小直徑估算 軸采用材料45鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。則許用應(yīng)力確定的系數(shù) 103 A 126,取 高速軸 A01 126,

37、中間軸A02 120,低速軸Ao3 112。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初定該軸 3 P 的最小直徑dm.,即：dm. 4一。當(dāng)軸段截面處有一個(gè)鍵槽，就將計(jì)數(shù) :nm 值加大5%~7% ,當(dāng)兩個(gè)鍵槽時(shí)將數(shù)值增大到 10%~15%。 3 ... 3 P 3 5 27 1 .圖速軸：d1min A01 — 126 24.52mm,因圖速軸安裝聯(lián)軸器有一鍵 . 715 槽，則：d1min 1 0.07 24.52 26.23mm。對于連接電動機(jī)和減速器高速軸 的聯(lián)軸器，為了減少啟動轉(zhuǎn)矩，具聯(lián)軸器應(yīng)具有較小的轉(zhuǎn)動慣量和良好的減震 性能，故采用LX型彈性柱銷聯(lián)軸器（GB/T5014—2003）。 P

38、5 5 1） 聯(lián)軸器傳遞的名義轉(zhuǎn)矩 T =9550— 9550 —— 72.95N ?m n 720 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc KT 1.5 72.95 109.43 N ?m （K為帶式運(yùn)輸機(jī)工作系數(shù)， K=1.25~1.5,取 K=1.5 ）。 2）根據(jù)步驟1、2和電機(jī)直徑d電機(jī)二42 mm,則選取LX3型聯(lián)軸器。其中： 公稱轉(zhuǎn)矩 Tn 1250N ?m，許用轉(zhuǎn)速 n 4750r/min ,聯(lián)軸器孔直徑 d= （30、32、35、38、 40、42、45、48）滿足電機(jī)直徑 d電機(jī)二42 mm。 3）確定軸的最小直徑。根據(jù) ~軸=（0.8~1.2） d電機(jī)，所以d1min 33.6mm

39、 。 取 d1min 35 mm 2 .中間軸：d2min 120 3 4.9 146 38.7mm。該處軸有一鍵槽，則: d2min 1 0.07 38.7 41mm ,另考慮該處軸徑尺寸應(yīng)大于高速級軸頸處直 徑，取 d2min 45mm。 3 P _ 3 ； 4.66 3.低速軸：d3min A03 —— 112 J-- 55.16mm?？紤]該處有一聯(lián)軸器和大斜 ,n3 . 39 齒圓柱 齒輪，有兩個(gè)鍵槽，則：d3min 1 0.15 55mm 63.48mm ,取整： d3min 65mm。 （二）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)、定位、裝配關(guān)系、軸向?qū)?/p>

40、度及零件間的相對位置等要求， 參考表4-1、圖4-24 （《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》第3版哈爾濱理工大學(xué)出版社），初步設(shè)計(jì) 軸草圖如下 A.高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高速軸軸系的結(jié)構(gòu)如圖上圖所示。 1）各軸段直徑的確定 dn :最小直徑，安裝與電動機(jī)相連聯(lián)軸器的軸向外伸軸段， dn d1min 35mm 。 d12 :根據(jù)大帶輪的軸向定位要求以及密封圈標(biāo)準(zhǔn)，取 45mm 3 .軸承處軸段，根據(jù)圓錐滾子軸承 30210確定軸徑50mm 4 .軸環(huán)段取60mm 5 .軸承處根據(jù)軸承取50mm 6 .小錐齒輪處取40mm 2）軸各段長度 1 .由選擇的聯(lián)軸器取60mm 2 .由箱

41、體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定 40mm 3 .由圓錐滾子軸承確定20mm 4 .由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)確定110mm 5 .由圓錐滾子軸承確定20mm 6 .由套筒及小錐齒輪確定63mm B. 中間軸直徑長度確定 1）初步選定圓錐滾子軸承，因軸承同時(shí)承有徑向力和軸向力的作用，故選單列圓 錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) dmin=40mm,由課程設(shè)計(jì)表12.4軸承產(chǎn)品目錄中初步 選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承選用型號為 30209,其主要參數(shù)為： d=45 mm, D=85mm, T=20.75mm,B=19mm,C=16mm以取其直徑 45mm 2）因

42、為安裝小斜齒輪為齒輪軸，其齒寬為 80mm直彳全為77.006mm所以長80mm 直彳至77.006mm 3）軸的軸環(huán)段直徑60mm長10mm C.輸出軸長度、直徑設(shè)置。 44 0G5,5 1）初步選定圓錐滾子軸承，因軸承同時(shí)承有徑向力和軸向力的作用，故選單列圓 錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) dmin =40mm ,由課程設(shè)計(jì)表12.4軸承產(chǎn)品目錄中初步 選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承選用型號為 30209,其主要參數(shù)為: d=45 mm, D=85mm, T=20.75mm,B=19mm,C=16mm以取其直徑 45mm 2）因?yàn)榘惭b大斜齒輪，其齒寬為

43、 75mm所以長75mnfi彳至50mm 3）軸的軸環(huán)段直徑60mm長10mm 4）過渡軸直徑50mm 長度58mm 5）軸承端直徑45mm,長度42mm 6）箱蓋密封軸直徑40,長度35mm 7）選擇聯(lián)軸器的直接35mm ,長度60mm。 二、 軸的校核（中間軸） （一）軸的力學(xué)模型建立 B BV 3 BH 84 84 N.mm 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 43 （二）計(jì)算軸上的作用力 大錐齒輪 2: 圓周力 Ft2 Fti 21 2Ti 2 5.462 104 徑向力 Fr2 Fa1 軸向力 Fa2 Fr1 斜小圓齒 3:

44、圓周力 Ft3 2T2 d3 徑向力 Fr3 軸向力 Fa3 a3 （三）計(jì)算支反力 dm1 d1 1 0.5 R 99 1 0.5 0.333 1323.86N Ft1 tan cos Ft1 tan cos 2 1.2103 72.006 1323.86 tan20 cos23.199 1323.86 tan20 cos23.199 105 一 一 N 3361.66N 189.81N 442.88N F tan Ft3 cos Ft3tan 1.計(jì)算垂直面支反力 3361.66 3361.66 (XZ 如圖由繞支點(diǎn)A的力矩

45、和 Fr3 62 Fr2 62 74 Fbv F BV 同理: AV 一tan20 N 1256.52N cos13.155 tan13.155 N 785.69N 平面） M AV 189 189.81 136 1256.52 62 M BV 0 791.10N 189 0,計(jì)算無誤。 1.計(jì)算水平面支反力（XY平面） N 275.61N 與上步驟相似，計(jì)算得：Fah 2630.13N ,Fbh 2055.39N

46、 （四）繪扭矩和彎矩圖 1 .垂直面內(nèi)彎矩圖如上圖。 C處彎矩 M cv 左二 Fav 62 791.10 62N.mm -49048.20N .mm Mcv右 Fav 62 Fa3 49048.20 785.69 72.006 N .mm 77335.40N .mm 2 D處彎矩 Mdv左 Fbv 53 Fa2dm2 2 275.61 442.88 192.54 53 28028.73N.mm DV 右 F BV 53 275.61 53 14607.53N.mm

47、 2 .繪水平面彎矩圖，如圖所示 Mh . C處彎矩：Mch Fah 62 2630.13 62 163068.06N.mm D處彎矩： Mdh Fbh 53 2055.39 53 108934.84N.mm 3.合成彎矩圖如圖 C處最大彎矩值 Mcmax _2 2 _ _ ■163068.06 77335.40 180477.02N.mm D處最大彎矩值： MDmax 108934.842 28028.732 112482.93N.mm 1.轉(zhuǎn)矩圖T T T2 121030N.mm 2.彎扭合成強(qiáng)度校核 進(jìn)行校核時(shí)，根據(jù)選定軸的材料 45鋼

48、調(diào)質(zhì)處理。由所引起的教材15-1查得軸的許 用應(yīng)力 160MPa 應(yīng)用第三強(qiáng)度理論 32iMc2 T2 3’32、180477.022 1210302 ”2 33.29mm 3.14 60 dD 3 32 Md2 T2 32 112482.932 1210302 …八 30.39mm ■ 1 而C處采用的齒輪軸, 3.14 60 D處直徑50mm,遠(yuǎn)大于計(jì)算尺寸。故強(qiáng)度足夠。 （五）安全系數(shù)法疲勞強(qiáng)度校核 1.

49、2. 對一般減速器的轉(zhuǎn)軸僅適用彎扭合成強(qiáng)度校核即可，而不必進(jìn)行安全系數(shù)法校核。 判斷危險(xiǎn)截面 對照彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和結(jié)構(gòu)圖，從強(qiáng)度、應(yīng)力集中方面分析，因 C處是齒輪軸，故 C處不是危險(xiǎn)截面。D截面是危險(xiǎn)截面。需對 D截面進(jìn)行校核。 軸的材料的機(jī)械性能 根據(jù)選定的軸的材料45鋼， b 640MPa, 1 275MPa, 1 調(diào)質(zhì)處理，由所引用教材表15-1查得： 155Mpa。取 0.5 0.5 0.2 0.1 3. D截面上的應(yīng)力 因D截面有一鍵槽b h 14mm 9mm , t 5.5mm。所弓 I: d3 抗彎截面系數(shù)W 32 bt d 12 2d

50、一 一 _ 3 2 3.14 50 14 5.5 50 5.5 32 2 50 一 一一 3 10740.83mm d3 抗扭截面系數(shù)WT d 16 bt d t 2 2d 3 3.14 50 16 14 5.5 50 5.5 2 50 2 3 23006.46mm 47 彎曲應(yīng)力幅a MDmax W 11248293 MPa 10.47MPa,彎曲平均應(yīng)力 m 0； 10740.83 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅 2WT 12103

51、0 2 23006.46 MPa 2.63MPa , 平均切應(yīng)力 m a 2.63MPa o 4. 影響系數(shù) D截面受有鍵槽和齒輪的過盈配合的共同影響，但鍵槽的影響比過盈配合的影響小, k 所以只需考慮過盈配合的綜合影響系數(shù)。由教材表 3—8用插值法求出： 一 3.16, k k 一 0.8一 0.8 3.16 2.53,軸按磨削加工，由教材附圖3—4求出表面質(zhì)量系數(shù): 0.92。 故得綜合影響系數(shù)：K 1 1 ， — 1- 1 3.16 -- 1 3.25 0.92

52、 k 1 1 K — — 1 2.53 ——1 2.62 0.92 5.疲勞強(qiáng)度校核 軸在D截面的安全系數(shù)為： S 1 275 8.08 K a m 3.25 10.47 0.2 0 1 155 S 1 21.667 K a m 2.62 2.63 0.1 2.63 S S 8.08 21.667 Sca / = 7.57 %；S 2 S 2 18.082 21.6672 取許用安全系數(shù)S 2.0，有Sca S,故C截面強(qiáng)度足夠。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 滾動軸承的選擇及計(jì)算 1 .輸入軸滾動軸承計(jì)算 初步選擇滾動軸承，

53、由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表 15-3中初步選取，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單 列圓錐滾子軸承 30210,其尺寸為，d D T 50mm 90mm 21.5mm Fa 362N e 1.5tan 1.5tan11 51'35'' 0.315 P載荷 水平向H 垂直向V 支反力F Fnh1 522.5N Fnv1 33.55N Fnh2 1567.5N Fnv2 82.45N 則 Fn 523.58N,Fr 2 1569.67N Fd1 Fd2 446.59N 402.79 N Fn 1701.30 2Y 2 0.4 cot11 51'35'' Fr 2 2397.57

54、 2Y 2 0.4 cot11 51'35'' Fa1 Fd1 Fa 446.59 338 784.59N Fa2 Fd2 402.79N 則 Fa1 Fr1 784.59 1701.30 0.461 F a2 e — Fr2 402.79 2397.57 0.168 e Pn 0.4F「 0.4cot Fa1 0.4 1701.3 0.4 cot11 51'35'' 784.59 2174.98N Pr2 Fr2 2397.57N 10A 6 Cr 60n Pr 10A6 60 310 55800 A10 2397.57 3 1.94

55、10A6h 10 A6h 故合格。 2 .中間軸滾動軸承計(jì)算 初步選擇滾動軸承，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表 15-3中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精 度級 的單列 圓錐滾子軸承 30209，其 尺寸為d D T 45mm 85mm 20.78mm Fa 651.5N e 1.5tan 1.5tan12 57'10'' 0.345 Fdi Fri 2Y 965.13 2 0.4 cot12 57'10'' 277.48N Fd2 Fr 2 2Y 2002.20 2 0.4 cot12 57'10'' 575.63N 載荷 水平向H 垂

56、直向V 支反力F Fnh1 957N Fnv1 125N Fnh2 1669N FNV2 1106N 49 Fa1 Fd1 Fa 277.48 651.5 928.98N Fa2 Fd2 575.63N Fa1 F r1 928.98 965.13 Fa2 0.963 e Fr2 575.63 2002.20 0.287 e P「 0.4F「 0.4cot Fa1 Lh 0.4 965.13 0.4 cot12 57'10'' 928.98 2001.67N Pr2 Fr2 2002.20

57、N 10A6 Cr 人 60n Pr 10A6 60 77.6 55800 A10 2002.20 3 14.10 10A6h 10A6h 故合格 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 3.輸出軸設(shè)計(jì)計(jì)算 由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表15-3中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐 滾子軸承30215,其尺寸為d D T 75mm 130mm 2725mm 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 1 .輸入軸鍵計(jì)算 校核聯(lián)軸器處的鍵連接，該處選用普通平鍵尺寸為 b h l 10mm 8mm 55mm,接 觸長度l" 55 5 50mm,則鍵聯(lián)接所能

58、傳遞的轉(zhuǎn)矩為： T 0.25hl'd p 0.25 6 22 20 120 1000 79.2N?m T T3 97.35N?m,故單鍵即可。 2 .中間軸鍵計(jì)算 校核聯(lián)軸器處的鍵連接，該處選用普通平鍵尺寸為 b h l 14mm 9mm 44mm ,接 觸長度l" 44 14 30mm,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： T 0.25hl'd p 0.25 8 58 40 120 1000 556.8N?m T T4 371.66N?m,故單鍵即可。 3 .輸出軸鍵計(jì)算 校核圓柱齒輪處的鍵連接，該處選用普通平鍵尺寸為 b h l 14mm 9mm 55mm , 接觸長度l" 55

59、 14 41mm,則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： T 0.25hl'd p 0.25 10 34 55 120 1000 561N?m T T4 371.66N?m,故單鍵即可。 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明 結(jié)果 聯(lián)軸器的選擇 在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號。 1 .輸入軸選HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 160000N?mm,半聯(lián)軸器的孔 徑d1 20mm,故取d1 2 20mm,半聯(lián)軸器長度L 52mm,半聯(lián)軸器與軸配合的 轂孔長度為38mm。 2 .輸出軸選選HL5型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為2000000N?mm,半聯(lián)軸器的 孔徑di 75mm,故取di 2 75mm,

60、半聯(lián)軸器長度L 142mm,半聯(lián)軸器與軸配 合的轂孔長度為142mm。 潤滑與密封 齒輪采用浸油潤滑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表 20-3查得選用CKC68中負(fù)荷工業(yè) 齒輪油。當(dāng)齒輪圓周速度v 12m/s時(shí)，圓錐齒輪浸入油的深度約一個(gè)齒高，三分之一齒 輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x》30~60mm。由于大圓錐齒輪v 3.23m/s 2m/s, 可以利用齒輪飛濺的油潤滑軸承，并通過油槽潤滑其他軸上的軸承，且有散熱作用，效 果較好。密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦?。 設(shè)計(jì)主要尺寸及數(shù)據(jù) 表11-1鑄鐵減速器機(jī)體機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算表 名稱 符號 尺寸關(guān)系 結(jié)果m

61、m 機(jī)座壁厚 0.0i25 (di+d2) 8 8 機(jī)蓋壁厚 1 O.Oidim d2m i 8 8 機(jī)座凸緣厚度 b i.5 i2 機(jī)蓋凸緣厚度 bl i.5 i i2 機(jī)座底凸緣厚度 P 2.5 20 地腳螺釘直徑 df 0.0i8dim d2m i 8 i2 地腳螺釘數(shù)目 n 4 4 軸承旁連接螺栓直徑 di 0.75 df i0 機(jī)蓋機(jī)座連接螺栓直徑 d2 (0.5 ?0.6)df 6 連接螺栓d2的間距 1 i50 ?200 i80 軸承端蓋螺釘直徑 d3 (0.4 ?0.5)df 6 窺視孔

62、蓋螺釘直徑 d4 (0.3 ?0.4)df 4 定位銷直徑 d (0.7 ?0.8) d2 5 df d i d 2至外機(jī)壁距離 ci 20 20 df、d2之凸緣的距離 c2 i8 i8 軸承旁凸臺半徑 Ri 9 9 凸臺高度 h 40 40 外機(jī)壁至軸承座端面距離 Li ci+c2+(5 ?i0) 40 內(nèi)用L壁至軸承座端面距離 L2 G c2 5 ~ 8 58 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁跑離 i.2 i2 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁跑離 ii.5 機(jī)蓋、機(jī)座肋厚 mi,m2 mi = 0.85 i ,m2 = 0.

63、85 7 51 軸承端蓋外徑 D2 D+(5 ?5.5)d3 120 軸承端蓋凸緣厚度 e 1.2d3 8  機(jī)蓋、機(jī)座肋厚 m1,m2 ml = 0.85 1 ,m2 = 0.85 7 軸承端蓋外徑 D2 D+(5 ?5.5)d3 120 軸承端蓋凸緣厚度 e 1.2d3 8 軸承旁連接螺栓跑離 s 140 參考文獻(xiàn) [1]、 《機(jī)械設(shè)計(jì)》銀金光，劉揚(yáng)主編， 清華大學(xué)出版社 [2]. 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》銀金光，劉揚(yáng)主編， 清華大學(xué)出版社 設(shè)計(jì)小結(jié) 這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級圓錐圓柱齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)

64、 是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的實(shí)踐考 驗(yàn)， 對于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。 通過兩個(gè)星期的設(shè) 計(jì)實(shí)踐，使我對機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識 . 為我們以后的工作 打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) . 機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ) , 是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)課程， 它融《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《理論力學(xué)》、《材料力學(xué)》、 《互換性與技術(shù)測量》、《工程材料》、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》等， 于一體。 這次的課程設(shè)計(jì) , 對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想、 訓(xùn)練綜 合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論 , 結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際反應(yīng)和解決工 程實(shí)際問題的能力， 鞏固、 加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識等方 面有重要的作用。 設(shè)計(jì)中還存在不少錯(cuò)誤和缺點(diǎn)， 需要繼續(xù)努力學(xué)習(xí) 和掌握有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識， 繼續(xù)培養(yǎng)設(shè)計(jì)習(xí)慣和思維從而提高設(shè)計(jì) 實(shí)踐操作能力。 55 552MPa 1.05