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南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 目 錄 1 緒 論............................................................1 1.1帶式輸送機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀 ..................................1 1.2國外煤礦用帶式輸送機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) ..................2 1.3 國內(nèi)煤礦用帶式輸送機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問題： ............3 1.4我國煤礦用帶式輸送機(jī)的發(fā)展 ..............................4 2．傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) .................................6 2.1 擬定傳動(dòng)方案 ............................................6 2.2 選擇原動(dòng)機(jī)—— 電動(dòng)機(jī) ....................................6 2.3 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配 ................9 2.4 算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) .............................10 3 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................12 3.1 減速箱外傳動(dòng)零件—— 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .........................12 3.2 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件—— 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) .....................15 3.3 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件—— 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) .....................20 3.4 軸的設(shè)計(jì)—— 輸入軸的設(shè)計(jì) ...............................24 3.5 軸的設(shè)計(jì)—— 輸出軸的設(shè)計(jì) ...............................27 3.6 軸的設(shè)計(jì)—— 中速軸的設(shè)計(jì) ...............................31 4 部件的選擇與設(shè)計(jì) ...................................31 4.1 軸承的選擇 .............................................31 4.2 輸入軸輸出軸鍵連接的選擇及強(qiáng)度計(jì)算 .....................32 4.3 滾動(dòng)軸承的潤滑和密封 ...................................34 4.4 聯(lián)軸器和軸承端蓋的選擇 .................................35 4.5 其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...........................................35 4.6 箱體 ...................................................38 全文總結(jié)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．40 參考文獻(xiàn) .............................................41 致 謝 ...............................................42 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒 論 現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致能源消耗的激增，隨之而來的是與工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的運(yùn)輸 設(shè)備有了長足的進(jìn)步。在帶式輸送機(jī)方面，隨著運(yùn)行阻力計(jì)算方法、動(dòng)力學(xué)分 析、高張力輸送帶設(shè)計(jì)、接頭分析、清掃和監(jiān)控技術(shù)、PLC 技術(shù)的應(yīng)用，帶式 輸送機(jī)以廣泛應(yīng)用在礦山、冶金、煤炭等部門，并在長距離輸送機(jī)、轉(zhuǎn)彎輸送 機(jī)、雙向輸送機(jī)、垂直提升輸送機(jī)和氣墊帶式輸送機(jī)等方面取得了新的發(fā)展。 帶式輸送機(jī)由于具有長距離連續(xù)運(yùn)輸、運(yùn)輸量大、運(yùn)行可靠、效率高和易 于自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在國外高產(chǎn)高效礦井，順槽可伸縮帶式輸送機(jī)主要參數(shù)一 般為：運(yùn)距為 1200～2000～3000M，帶速為 3.5～ 4m/s，輸送量為 2500～3000t/h，驅(qū)動(dòng)總功率為 1500～3000kw、最大達(dá) 11000kw。目前國產(chǎn)帶 式輸送機(jī)的主要參數(shù)要比國外低得多，運(yùn)行性能尤其是工作可靠性差距更大。 輸送帶是帶式輸送機(jī)的承載構(gòu)件，帶上的物料隨帶一起運(yùn)行，根據(jù)需要物 料可在輸送機(jī)端部和中部位置卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn)地托輥支撐，運(yùn)行阻力小。 帶式輸送機(jī)可沿水平和傾斜路線布置，在輸送原煤時(shí)，設(shè)計(jì)向上的最大輸送角 一般為 17o～18o；向下最大輸送傾角一般為 15o～16o。當(dāng)采用花紋輸送帶加 之采取其他相應(yīng)措施上運(yùn)傾角可高達(dá) 28o～29o；下運(yùn)傾角可達(dá) 25o～28o。當(dāng) 采用某些特殊措施時(shí)，可實(shí)現(xiàn)更大的運(yùn)輸傾角，乃至垂直提升。 本課題的研究意義與目的在于，本課題所涉及的帶式輸送機(jī)為地面上運(yùn)、 長距離輸送機(jī)，其所需要解決的主要問題在于軟啟動(dòng)問題以及拉緊裝置的選取， 同時(shí)需要大工作量的計(jì)算，而且還需考慮多級(jí)驅(qū)動(dòng)與功率平衡問題。 [1] 1.1帶式輸送機(jī)的發(fā)展與現(xiàn)狀 長距離、大運(yùn)量、高速是帶式輸送機(jī)的最新發(fā)展方向。與其他運(yùn)輸設(shè)備 (如機(jī)車類)相比，帶式輸送機(jī)不僅具有長距離(單機(jī)長度可達(dá) 5000米，而且可 以實(shí)現(xiàn)多機(jī)進(jìn)行串聯(lián)搭接，運(yùn)距可達(dá) 206km )、大運(yùn)量、連續(xù)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)，而 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中控制，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。帶式輸送機(jī)運(yùn) 行維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于公路汽運(yùn)方式，而且只要生產(chǎn)時(shí)間超過 5年，帶式輸送機(jī) 輸送方式比公路汽運(yùn)的總投資要小得多，所以在企業(yè)的生產(chǎn)過程中，凡能實(shí)現(xiàn) 帶式輸送機(jī)輸送的場(chǎng)合，一般都采用連續(xù)的帶式輸送機(jī)輸送。與其他設(shè)備相比， 帶式輸送機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)輸送物料種類廣泛； (2)輸送能力范圍寬； (3)輸送線路的適應(yīng)性強(qiáng)； (4)靈活的裝卸料，可以靈活實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)或多點(diǎn)受料或卸料； (5)可靠性和安全性高； (6)費(fèi)用低。 1.2國外煤礦用帶式輸送機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 國外對(duì)于長距離地面輸送帶式輸送機(jī)的研究和使用較早，主要用于港口、 鋼廠、水泥廠、礦山等場(chǎng)合。帶式輸送機(jī)也是煤礦最為理想的高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè) 備，特別是煤礦高產(chǎn)高效現(xiàn)代化的大型礦井，帶式輸送機(jī)己成為煤炭高效開采 機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。 國外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在三個(gè)方面： (1)帶式輸送機(jī)功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如大傾角帶式輸送機(jī)、管 狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型； (2)帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)向長運(yùn)距、大運(yùn)量、高帶速等大型帶式輸送機(jī) 方向發(fā)展； (3)帶式輸送機(jī)本身關(guān)鍵零部件向高性能、高可靠性方向發(fā)展。 在煤礦井下，由于受環(huán)境條件的限制，其帶式輸送機(jī)的技術(shù)指標(biāo)要比地面 用帶式輸送機(jī)的指標(biāo)為低。國外通常使用的帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)如表 1.1所示。 [1] 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 表 1.1 國外帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 國外 300--500萬 t/a高產(chǎn)高效礦井 主要參數(shù) 順槽可伸縮帶式輸送機(jī) 大巷與斜井固定式強(qiáng)力帶式輸送機(jī) 運(yùn)距（m） 2000～3000 >3000 帶速（m/s） 3.5～4 4～5，最高達(dá) 8 輸送量（t/h） 2500～3000 3000～4000 驅(qū)動(dòng)總功率 （kw） 1200～2000 1500～3000，最大達(dá) 10100 1.3 國內(nèi)煤礦用帶式輸送機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問題： 從 20世紀(jì) 80年代起，我國煤礦用帶式輸送機(jī)也有了很大發(fā)展，對(duì)帶式輸 送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品的開發(fā)都取得了可喜的成果，輸送機(jī)產(chǎn)品系列不 斷增多，從定型的 SDJ, SSJ, STJ, DT等系列發(fā)展到多功能、適應(yīng)特種用途的 各種帶式輸送機(jī)系列，但這一階段的發(fā)展大都基于我國 70年代前后引進(jìn)帶式 輸送機(jī)的變形和改進(jìn)，主體結(jié)構(gòu)沒有大的變化。進(jìn)入 90年代后，隨著煤礦現(xiàn) 代化的發(fā)展和需要，我國對(duì)大傾角帶式輸送機(jī)、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶 式輸送機(jī)及長運(yùn)距、大運(yùn)量帶式輸送機(jī)及其關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵零部件進(jìn)行了理論 研究和產(chǎn)品開發(fā)，應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和中間驅(qū)動(dòng)與智能化控制等技術(shù)，研制成 功了軟啟動(dòng)和制動(dòng)裝置以及 PLC控制為核心的防爆電控裝置。隨著我國煤礦高 產(chǎn)高效礦井的發(fā)展，煤礦井下帶式輸送機(jī)到目前己達(dá)到表 1.2所示的主要技術(shù) 指標(biāo)。 表 1.2 國內(nèi)帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo) 主要參數(shù) 順槽可伸縮帶式輸送機(jī) 大巷與斜井固定式強(qiáng)力帶式輸送機(jī) 運(yùn)距（m） 2000～3000 >4500 帶速（m/s） 2.5～4.5 3-5 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 輸送量（t/h） 1500～3000 2000～3000 驅(qū)動(dòng)總功率（km） 900～1600 1500～3000 從表 1.1和表 1.2的比較可以看出，我國煤礦高產(chǎn)高效礦井配套國產(chǎn)帶式 輸送機(jī)的水平基本達(dá)到了國際水平。目前，在帶式輸送機(jī)產(chǎn)品中，主要存在的 問題但關(guān)鍵零部件的可靠性水平還有待于進(jìn)一步提高。 在煤礦井下，由于煤層和井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)等原因，有時(shí)不得不采用下運(yùn)帶式 輸送機(jī)。由于下運(yùn)方式對(duì)制動(dòng)技術(shù)、可靠性、安全性等要求較高，在礦井開拓 及運(yùn)輸方式設(shè)計(jì)時(shí)，大都盡量避免下運(yùn)運(yùn)輸方式，這也是目前下運(yùn)帶式輸送機(jī) 應(yīng)用較少的原因。 [1] 1.4我國煤礦用帶式輸送機(jī)的發(fā)展 （1）大型化、智能化 為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸能力要加大， 控制自動(dòng)化水平要提高，長運(yùn)距、高帶速、大運(yùn)量、大功率是帶式輸送機(jī)今后 發(fā)展的必然趨勢(shì)。在今后的 10年內(nèi)，輸送量要達(dá)到 4000～5000t/h，帶速要提 高到 6m/s，順槽可伸縮輸送機(jī)頭部集中驅(qū)動(dòng)要達(dá)到 3000米，對(duì)于固定強(qiáng)力帶 式輸送機(jī)要達(dá)到 5000米，單機(jī)驅(qū)動(dòng)功率 1000～1500KW,輸送帶要達(dá)到 PVG3150 和 ST6000以上。 （2）提高關(guān)鍵零部件的性能和可靠性 設(shè)備開機(jī)率的高低主要取決于輸送機(jī)關(guān)鍵零部件的性能和可靠性。而 要提高關(guān)鍵零部件的性能和可靠性，除了進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有零部件的性能 和可靠性外，還要不斷開發(fā)研究新的技術(shù)和零部件，如高性能可控軟啟動(dòng)技術(shù)、 動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效儲(chǔ)帶裝置、快速自移機(jī)尾、高壽命托輥等，使帶式 輸送機(jī)的性能進(jìn)一步提高。 （3）擴(kuò)大功能，一機(jī)多用化 帶式輸送機(jī)是一種理想的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，但目前其效能還沒有充分發(fā)揮， 資源有所浪費(fèi)。如將帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)作適當(dāng)修改，并采取一定的安全措施，就 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 可拓展到運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ埽龅揭粰C(jī)多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì) 效益。 （4）開發(fā)專用機(jī)種 圖１－１ｔｄ７５型固定式帶式輸送機(jī) 中國煤礦的地質(zhì)條件差異較大，在運(yùn)輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些特殊 要求，如彎曲、大傾角(>25°)直至垂直提升、長運(yùn)距下運(yùn)帶式輸送機(jī)等，而 有些場(chǎng)合常規(guī)的帶式輸送機(jī)是無法滿足要求的。為了滿足煤礦井下的某些特殊 要求，應(yīng)開發(fā)滿足這些特殊要求帶式輸送機(jī)，如波紋擋邊輸送機(jī)、管狀帶式輸 送機(jī)、平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)、線摩擦多驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)、大傾角上運(yùn)帶式輸送 機(jī)、打傾角下運(yùn)帶式輸送機(jī)等。 [1] 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 2．傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)，主要包括擬定傳動(dòng)方案、選擇原動(dòng)機(jī)、確定總傳動(dòng) 比和分配各級(jí)傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。 2.1 擬定傳動(dòng)方案 機(jī)器通常由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成。傳動(dòng)裝置將原動(dòng)機(jī)的 動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給工作機(jī)，合理擬定傳動(dòng)方案是保證傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)質(zhì)量的基礎(chǔ)。 課程設(shè)計(jì)中，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，擬定傳動(dòng)方案，分析傳動(dòng)方案的優(yōu)缺點(diǎn)。題目 中給定以下傳動(dòng)方案如下圖所示： 圖 2-1 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)方案簡圖 傳動(dòng)方案應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件，工作可靠，而且要求 結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，成本低，傳動(dòng)效率高，操作維護(hù)方便。 2.2 選擇原動(dòng)機(jī)——電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運(yùn)動(dòng)、 動(dòng)力參數(shù)，根據(jù)選擇的傳動(dòng)方案，合理選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)型式、容量和 轉(zhuǎn)速，提出具體的電動(dòng)機(jī)型號(hào)。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 2.2.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 電動(dòng)機(jī)有交、直流之分，一般工廠都采用三相交流電，因而選用交流電動(dòng) 機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)分異步、同步電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)又分為籠型和繞線型兩種， 其中以普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多，目前應(yīng)用較 300廣的 Y系列自扇冷式籠 型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓為 380V，其結(jié)構(gòu)簡單、起動(dòng)性能好，工作可靠、價(jià)格 低廉、維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體、無特殊要求的場(chǎng)合， 如運(yùn)輸機(jī)、機(jī)床、農(nóng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、輕工機(jī)械等。 2.2.2 確定電動(dòng)機(jī)的功率 電動(dòng)機(jī)功率選擇直接影響到電動(dòng)機(jī)工作性能和經(jīng)濟(jì)性能的好壞：若所選電 動(dòng)機(jī)的功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作；若功率過大，則電動(dòng) 機(jī)不能滿載運(yùn)行，功率因素和效率較低，從而增加電能消耗，造成浪費(fèi)。 1. 帶式輸送機(jī)所需的功率 wP 由[1]中公式（2-3）得： 3/102.1.5/03.FVKW??? 設(shè)計(jì)題目給定：輸送帶拉力 F（N）= N 輸送帶速度 V(m/s)=1.5 m/s 2. 計(jì)算電動(dòng)機(jī)的輸出功率 dP 根據(jù)文獻(xiàn)[1]（《機(jī)械零件設(shè)計(jì)指導(dǎo)》關(guān)陽等編 遼寧科學(xué)技術(shù)出版）表 2— 2確定部分效率如下： 彈性聯(lián)軸器： （兩個(gè)）9.01?? 滾動(dòng)軸承（每對(duì)）： （共三對(duì)，兩對(duì)減速器軸承，一對(duì)滾筒軸承）.2 圓柱齒輪傳動(dòng)： （精度 7級(jí)）98.03 傳動(dòng)滾筒效率： 64?? V帶傳動(dòng)效率： 5.帶 得電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)間的總效率: 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 85.09.608.9.032341 ??????帶?? 輸送機(jī)效率: 54?w 電動(dòng)機(jī)的輸出功率： 32.1..1dwFVPKW 2.2.3 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 同一類型、相同額定功率的電動(dòng)機(jī)低速的級(jí)數(shù)多，外部尺寸及重量較大， 價(jià)格較高，但可使傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及尺寸減少；高速電動(dòng)機(jī)則與其相反， 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮各方面因素，選取適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 三相異步電動(dòng)機(jī)常用的同步轉(zhuǎn)速有 ， ， ，min/30rin/150rmin/10r ，常選用 或 的電動(dòng)機(jī)。min/750rin/150r1 1. 計(jì)算滾筒的轉(zhuǎn)速 w 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速： 66.71.6/in40VrD?????? 設(shè)計(jì)題目給定：滾筒直徑 D=400mm 輸送帶速度 V(m/s)=1.5 m/s 2. 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 dn 由參考文獻(xiàn)[1] V帶傳動(dòng)比范圍為 ，所以總傳動(dòng)比合理范圍為4~2?i ，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是：20~6?總i()71.6/min429.6~13./mindnrr?? 表 2-1 電動(dòng)機(jī)性能 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 n/(r/min)方 案 電 動(dòng) 機(jī) 型 號(hào) 額 定 功率 （ KW） 同 步 轉(zhuǎn) 速 滿 載 轉(zhuǎn) 速 參 考 價(jià) 格 (元 ) 參 考 重 量 （ kg） 1 Y112M-4 4 1500 1440 230 45 2 Y132M1-6 4 1000 960 350 73 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 3 Y132M2-6 5.5 1000 960 500 84 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min 由參考文獻(xiàn)[1]中表 h1—1查出有三種使用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)： 表 2-1中，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量，價(jià)格以及總傳動(dòng)比， 即選定 2方案，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M1-6。其主要參數(shù)如下： 表 2-2電動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù) 表 2-3帶式輸送機(jī)相關(guān)參數(shù) 2.3 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配 由選定電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 可得傳動(dòng)裝置的總mnwn 傳動(dòng)比 對(duì)于多級(jí)傳動(dòng) 計(jì)算出總傳動(dòng)比后，應(yīng)合理地wmni/???nii???321 分配各級(jí)傳動(dòng)比，限制傳動(dòng)件的圓周速度以減少動(dòng)載荷。 2.3.1 計(jì)算總傳動(dòng)比 由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速960/minnr? 可得總傳動(dòng)比：71.6/miwnr? 96013.47.w? 型 號(hào) 額 定 功 率 滿 載 轉(zhuǎn) 速 計(jì) 算 輸 出 功 率 軸 伸 尺 寸 D E?中 心 高 裝 鍵 部 位 尺 寸F GD? Y132M2- 6 5.5kw 960 r/min 3.95kw 38 80mm 132mm 10 41mm 皮 帶 速 度 皮 帶 拉 力 滾 筒 直 徑 工 作 條 件 每 天 時(shí) 間 設(shè) 計(jì) 壽 命 轉(zhuǎn) 速 功 率 1.5/s N32.10?400m 平 穩(wěn) 連 續(xù) 16 小 時(shí) 8 年 71.66r /min 3.95kw 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 2.3.2 合理分配各級(jí)傳動(dòng)比 由參考文獻(xiàn)[1]中表 2—3，取帶傳動(dòng)比 ， ，則一級(jí)減速器傳3?帶i1.4i 動(dòng)比 。13.47i?減 帶 表 2-4傳動(dòng)比分配 總 傳 動(dòng) 比 電 機(jī) 滿 載 轉(zhuǎn) 速 帶 輪 傳 動(dòng) 比 為 齒 輪 傳 動(dòng) 比 為 滾 筒 轉(zhuǎn) 速13.4i? 960r/min =3vi=4.471i71.66 r/min 2.4 算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)首先推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩，一般 按由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間運(yùn)動(dòng)傳遞的路線推算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。 2.4.1 0軸（電機(jī)軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 3.95dPkW?6/minnr 3.9500.246ddTNm??? 2.4.2 Ⅰ軸（高速軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 013.950.7IddPKW??????帶 1/6/2/minmnir帶 01.4.12IdTN? ?帶 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 11 2.4.3Ⅱ軸（低速軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 1223.7509.83.64IIIPKW???????210/.6/min4.nir 12.709.851.3ITi Nm?????? 2.4.4Ⅲ軸（滾筒軸）輸入功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩 12.409.3.56IIPKW????? 327.6/minnr 158.3.08ITNm? ? 各項(xiàng)指標(biāo)誤差均介于+0.5%～-0.5%之間。各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)見表表 2- 5： 表 2-5各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 軸 名 功 率 P (/kw) 轉(zhuǎn) 矩 T（ N/ m） 轉(zhuǎn) 速 n (r/min) 傳 動(dòng) 比 i 效 率 ? 電 機(jī) 軸 3.95 39.294 960 3 0.95 Ⅰ 軸 3.75 112 320 4.77 0.97 Ⅱ 軸 3.64 518.3 71.6 滾 筒 軸 3.56 508 71.6 1 0.98 注：各軸輸出是依據(jù)該軸輸入乘以該軸承效率得出，一對(duì)滾動(dòng)球軸承效率取 0.99. 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 3 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 減速箱外傳動(dòng)零件——帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3.1.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)要求 (1) 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 選擇合理的傳動(dòng)參數(shù)；確定帶的型號(hào)、長度、 根數(shù)、傳動(dòng)中心距、安裝要求、對(duì)軸的作用力及帶的材料、結(jié)構(gòu)和尺寸等。 (2) 設(shè)計(jì)依據(jù) 傳動(dòng)的用途及工作情況；對(duì)外廓尺寸及傳動(dòng)位置的要求；原 動(dòng)機(jī)種類和所需的傳動(dòng)功率；主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速等。 (3) 注意問題 帶傳動(dòng)中各有關(guān)尺寸的協(xié)調(diào)，如小帶輪直徑選定后要檢查它 與電動(dòng)機(jī)中心高是否協(xié)調(diào)；大帶輪直徑選定后，要檢查與箱體尺寸是否協(xié)調(diào)。 小帶輪孔徑要與所選電動(dòng)機(jī)軸徑一致；大帶輪的孔徑應(yīng)注意與帶輪直徑尺寸相 協(xié)調(diào)，以保證其裝配穩(wěn)定性；同時(shí)還應(yīng)注意此孔徑就是減速器小齒輪軸外伸段 的最小軸徑。 3.1.2 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 確定計(jì)算功率 由[2]中表 8-7查得工作情況系數(shù) 1.?AK 由[2]中公式 8-21： dcaP?1.3954.caAdPKkW?? (2) 選擇 V帶的帶型 根據(jù) 及 ,由[2]中圖 8-11選用 A型4.cak60/minnr (3) 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 并驗(yàn)算帶速dv ①初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 1 由[2]中表 8-6和表 8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 12dm? ②驗(yàn)算帶速 v 按[2]中公式 8-13驗(yàn)算帶的速度 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 13 13.4129605.3/60dnv ms???? 因?yàn)?,故帶速合適。svsm/5/5? ③計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。 根據(jù)[2]中公式 8-15a計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2d 21326dim??? 由[2]中表 8-8取 5d (4) 確定 V帶的中心距 和基準(zhǔn)長度 0adL ①根據(jù)[2]中公式 8-20， ,????210217. dda??? 初定中心距 50? ②由[2]中公式 8-22計(jì)算所需的基準(zhǔn)長度 ????02121042addaLd ????2355763m???? 由[2]中表 8-2選帶的基準(zhǔn)長度 180dL ③計(jì)算實(shí)際中心距 a 由[2]中公式 8-23計(jì)算00187635518.22dla m?????? (5) 驗(yàn)算小帶輪上的包角 1? 根據(jù)[2]中公式 8-25計(jì)算：????12157.357.38080121.5908da???????????? (6) 計(jì)算帶的根數(shù) z ①計(jì)算單根 V帶的額定功率 rp 由 和 ,查[2]中表 8-4a并用插值法得12dm?960/inn? 01.58Pkw? 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 根據(jù) 和 A帶查[2]中表 8-4b并用插值法得960/min3nr??、 0.12Pkw?? 查[2]中表 8-5得 ，查[2]中表 8-2得 ,0.9K? 1.LK 于是由[2]中公式 8-26：??LArcPz?0????0(1.582)0.931.6rPKkW??? ②計(jì)算 V帶的根數(shù) z 4.32.76crz?? 取 3根 (7) 計(jì)算單根 V帶的初拉力的最小值 ??min0F 根據(jù)[2]中公式 8-27： ??2min05.2)( qvzKPFc????? 2.093.640.153.175N?? 其中 q由[2]中表 8-3得 A型帶 ，應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 。./qkgm??0minF? (8) 計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值由[1]中公式 8-28得： ????10minmin 153.2s23.7sin78.62pFz N?????? (9) 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 查[2]中表 8-10得大、小帶輪總寬度： 94Bm?? V型帶傳動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù)見表 3-1。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 15 表 3-1 V型帶傳動(dòng)相關(guān)數(shù)據(jù) 計(jì) 算 功 率 （ kw?cP ） 傳 動(dòng) 比 i 帶 速 V (m/s) 帶 型 根 數(shù) 單 根 初 拉 力 （ N） 壓 軸 力 （ N） 2.64 3 5.63 A 3 135.17 788.86 小 帶 輪 直 徑 (mm) 大 帶 輪 直 徑 (mm) 中 心 距 (mm) 基 準(zhǔn) 長 度 （ mm） 帶 輪 寬 度 (mm) 小 帶 輪 包 角 112 355 518.5 1800 48 153.150 3.2 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件——高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 3.2.1 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 按照已經(jīng)選定的傳動(dòng)方案，高速級(jí)齒輪選擇如下： (1) 齒輪類型 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) (2) 齒輪精度等級(jí) 帶式輸送機(jī)為一般機(jī)器速度不高，按照[2]中表 10-8， 選擇 7級(jí)精度（GB10095-88） (3) 材料 由[2]中表 10-1選擇：兩者材料硬度差為 40HBS 小齒輪 40Cr 調(diào)質(zhì) 硬度 280HBS 大齒輪 45 鋼 調(diào)質(zhì) 硬度 240HBS (4) 試選擇小齒輪齒數(shù) 241?z 大齒輪齒數(shù) 2.7.5ziZ?? 取 齒數(shù)比215z?1u 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 3.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) (1) 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 ①試選載荷系數(shù) 3.1?tk ②小齒輪轉(zhuǎn)矩 664112.89.509.50.103IPT Nmn????? ③由文獻(xiàn)[2]中表 10-6查得材料彈性影響系數(shù) 2.9MPazE ④齒寬系數(shù)：由文獻(xiàn)[2]中表 10—7知齒寬系數(shù) 1?d? ⑤由文獻(xiàn)[2]中圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 。MPaH601lim?? aH501lim? ⑥計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ??81320183052.4hNnjL?????821.4/.65u?? ⑦由文獻(xiàn)[2]中圖 10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 90.1HNK9.2HN ⑧計(jì)算接觸疲勞許應(yīng)力 取失效概率為 1% 安全系數(shù) S=1 由文獻(xiàn)[2]中式 10-12??MPaSKHNH 54069.01lim1 ?????.22li22 (2)計(jì)算 ①試算小齒輪分度圓直徑 td1 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 17 ??3 2112. ??????????HEdtt ZuTKd??243.6803.5189.2.1??????????57m ②計(jì)算圓周速度 v157.8320.96/6061tdnv ms?? ??? ③計(jì)算齒寬 b 1..dtb??? ④計(jì)算齒寬與齒高比 h 模數(shù) 157.82.ttdmZ? 齒高 2..5.146th??5718..46b? ⑤ 計(jì)算載荷系數(shù) 據(jù) ，7 級(jí)精度。由圖 10-8查動(dòng)載荷系數(shù) ，直齒輪0.9/vms 1.04vK? ，由文獻(xiàn)[2]中表 10-2查得使用系數(shù) ，由文獻(xiàn)[2]中表1??FHKA 10-4 用插入法查得 7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)非對(duì)稱布置時(shí)： 23.208(.6)0.1Hdb???????31..157.842???? 由 ， ，在文獻(xiàn)[2]中查圖 10-13，得 ，故載.hb.42HK?? 35.1??FK 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 荷系數(shù) 。1.04.214768AvHK?????? ⑥ 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由文獻(xiàn)[2]中式 10-10a得 ： 331 .7685.59.ttdm? ⑦ 計(jì)算模數(shù) m 19.62.85Z? 3.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 (1) 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 ① 由文獻(xiàn)[2]中圖 10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE501?? 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 。MPaFE3802?? ② 由文獻(xiàn)[2]中圖 10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) ， 。8.01FNK8.2FN ③ 計(jì)算彎曲疲勞許應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) 由[2]中式 10-124?S?? PaSKFENF 57.304.18501????MFEF 86.2.22 ④ 計(jì)算載荷系數(shù) K 1.04.35140AvF?????? ⑤ 查取齒形系數(shù) 由[2]中表 10-5查得： ， 。62.1FaY.Fa ⑥ 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由[2]中表 10-5查得： ， 。59.1?Sa21.78Sa 計(jì)算大小齒輪的 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 19 ?? 01372.5.39621???FSaY?28.64.aSF? 大齒輪的數(shù)值大 (2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 ??41332 21.06.80.169.735FaSdYKTm mZ??????? 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)，由于齒輪模數(shù) 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，m 而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積 有關(guān)，可取由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) 1.7136并根據(jù) GB1357-87就近圓 整為標(biāo)準(zhǔn)值 ，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 。2m? 159.6dm? 算出小齒輪的齒數(shù)： 圓整取 30159.6.83dz 1z? 大齒輪的齒數(shù) 圓整取205.9z??2106z 實(shí)際傳動(dòng)比： 163.i 傳動(dòng)比誤差： 允許.5.10%.85i?????? 3.2.4 高速級(jí)齒輪幾何尺寸計(jì)算 ①分度圓直徑 13026dzm????21062dzm???? ② 中心距 62a? 表 3-2 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)幾何尺寸及參數(shù) 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 齒 輪 壓 力角 模數(shù) 中 心 距 齒 數(shù) 比 齒 數(shù) 分 度 圓 直 徑 齒 根 圓 直 徑 齒 頂 圓 直 徑 齒 寬 小 齒 輪 30 60 55 64 60 大 齒 輪 20° 2 136 3． 54 106 212 207 216 55 ③ 齒輪寬度 取 10dbm??Bm?5 圓周力： 4126.8267tTFN? 徑向力： 1tan0tan085.12r?? ??? 3.3 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件——低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 3.3.1 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) ⑴ 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) ⑵ 傳動(dòng)速度不高，選擇 7級(jí)精度（GB10095-88） ⑶ 材料選擇 小齒輪 40Cr 調(diào)質(zhì) 硬度 280HBS 大齒輪 45 調(diào)質(zhì) 硬度 240HBS ⑷ 選擇小齒輪齒數(shù) 263?z 大齒輪齒數(shù) 圓整取 6942.8.1iZ?4z? 3.3.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) (1)確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 試選載荷系數(shù) 3.1?tk 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 21 小齒輪傳遞的扭矩 555239.109.102..3106PT Nmn????? 由[2]中表 10-6查得材料彈性影響系數(shù) 28.MPazE 由[2]中表 10-7選取齒寬系數(shù) 1d? 由[2]中圖 10-21d 按齒面硬度查得 小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 aH603lim?? 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 P54li ⑥ 由[2]中式 10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ??7326090.61806.310hNnjL?????7742.52.u? ⑦ 由[2]中圖 10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 94.03?HNK98.04?HN ⑧ 計(jì)算接觸疲勞許應(yīng)力 取失效概率為 1% 安全系數(shù) S=1 由[2]中式 10-12??MPaSKHN56409.3lim3 ????? H 398.4li4? (2)計(jì)算 ① 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ，代入td3??2H?342312. ??????????Edt ZuKTd? 2531.0.6189.. 53??????86.54m 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 ② 計(jì)算圓周速度 3286.5490..1/6011tdnv ms????? ③ 計(jì)算寬度 b 3..dt?? ④ 計(jì)算齒寬與齒高比 n 模數(shù) m 386.54.32tt mZ? 齒高 ..7.5th??86.541.7b? ⑤ 計(jì)算載荷系數(shù) 據(jù) 7級(jí)精度。由[2]中圖 10-8查動(dòng)載荷系數(shù) ；0./vms 01.?vK 直齒輪 。由[2]中表 10-2查得使用系數(shù) 。1??FHKA 由[2]中表 10-4用插入法查得 7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)非對(duì)稱布置時(shí) bd?????3210.)6.0(8.2.1?? 3.0.18.549???? 由 查[2]中圖 10-13得 1.54bh.279HK??4.1??FK 故載荷系數(shù) 1.0.4279.AvH??? ⑥ 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由[2]中式 10-10a得333 .4286.589.5ttKdm?? ? ⑦ 計(jì)算模數(shù) m 3..dZ 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 23 3.3.3 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 （1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 ① 由[2] 中圖 10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒MPaFE503?? 輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE3802?? ② 由[2]中圖 10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 9.3FNK98.4FN ③ 計(jì)算彎曲疲勞許應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) 由[2]中式 10-124.1?S?? PaKFENF 29.3.50933???MSFEF 64.1844 ? ④ 計(jì)算載荷系數(shù) K 41.01.????FVAK ⑤ 查取齒形系數(shù) 由[2]中表 10-5查得 6.23?FaY42.8Fa ⑥ 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由[2]中表 10-5查得 59.13Sa41.79SaY? 計(jì)算大小齒輪的 ??FSaY?? ??0123.9.35623???FSaY?4187.469aSF? 大齒輪的數(shù)值大 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 ??532 211.4.310.4692.176FaSYKTm mdZ??????? 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 根據(jù)[2]中表 10—1就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 2.5m? 計(jì)算小齒輪齒數(shù) 圓整取389.5.2dZ?36Z 計(jì)算大齒輪齒數(shù) 圓整取4.64?49 實(shí)際傳動(dòng)比： 95.3i? 傳動(dòng)比誤差： 允許2.6410%.765i????? 3.3.4 低速級(jí)齒輪幾何尺寸計(jì)算 ① 分度圓直徑 362.590dZm????4952.37.dZmm??? ② 中心距 4290713a? ③ 齒輪寬度 31db?B48 表 3-3低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)幾何尺寸及參數(shù) 齒 輪 壓 力角 模數(shù) 中 心距 齒 數(shù)比 齒數(shù) 分 度 圓直 徑 齒 根 圓直 徑 齒 頂 圓直 徑 齒 寬 小 齒 輪 36 90 83.75 95 90 大 齒 輪 20° 2.5 163.75 2.64 95 237.5 231.25 242.5 85 3.4 軸的設(shè)計(jì)——輸入軸的設(shè)計(jì) 3.4.1 確定軸的材料及初步確定軸的最小直徑 1、確定軸的材料 輸入軸材料選定為 40Cr，鍛件，調(diào)質(zhì)。 2、求作用在齒輪上的力 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 25 根據(jù)輸入軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù),計(jì)算作用在輸入軸的齒輪上的力： 輸入軸的功率 2.8IPKW? 輸入軸的轉(zhuǎn)速 130/minnr 輸入軸的轉(zhuǎn)矩 46.TN??? 圓周力： 128267tFd?? 徑向力： 1tan0tan085.12r N???? 3、初步確定軸的最小徑，選取軸的材料為 45號(hào)鋼，調(diào)制處理，根據(jù)[2]中表 15 —3，取 20?A 33min0.8121.50IPdm???? 3.4.2 初步設(shè)計(jì)輸入軸的結(jié)構(gòu) 根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長度 ①已知軸最小直徑為 ，由于是高速軸，顯然最小直徑處將min21.5d? 裝大帶輪，故應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)系列值 ，為了與外連接件以軸肩定位，故取A B段直徑為 。35Bd? ②初選滾動(dòng)軸承。因該傳動(dòng)方案沒有軸向力，高速軸轉(zhuǎn)速較高，載荷不大， 故選用深溝球軸承（采用深溝球軸承的雙支點(diǎn)各單向固定） 。參照工作要求并 根據(jù) ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深35Bdm 溝球軸承 6307（參考文獻(xiàn)[3]） ，其尺寸為 ，為防止箱內(nèi)35821dDB??? 潤滑油飛濺到軸承內(nèi)使?jié)櫥♂尰蜃冑|(zhì)，在軸承向著箱體內(nèi)壁一側(cè)安裝擋油 板，根據(jù)需要應(yīng)分別在兩個(gè)擋油板的一端制出一軸肩，故： 。5056DEFdd??、 ③由于軸承厚度為 21mm，根據(jù)[4]中圖 5.3擋油板總寬度為 18mm故 ，根據(jù)箱座壁厚，取 12 且齒輪的右端面與箱內(nèi)壁的距離mlHC39 ，則取 ，根據(jù)[4]中圖 5.3，而擋油板內(nèi)測(cè)與箱體內(nèi)壁取12???12 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 3mm，故 。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表 3-1知中間軸的兩齒輪間的距mlG9312?? 離 ，估取 ，且中間軸的小齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離為5~0?10? ，因 ， ， 。?3B25?160FBlm? 故 。6129394.5Dl???? ④設(shè)計(jì)軸承端蓋的總寬度為 45mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定） ， 根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與外連 接件的右端面間的距離為 30mm，故 。根據(jù)根據(jù)帶輪寬度可確定mlB75?48Alm? 圖 3-1輸入軸結(jié)構(gòu)簡圖 3.4.3 按彎曲合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 （１）計(jì)算支座反力 H面 0??Am1(1627.5)6209.5BHrpRF???1.82.109.578.695.218rpB N???? ? 0 xF1??AHBprR958.217.8625.19.68AHBrR??? V面 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 27 16271620.49.5.tAVFRN??? （２）計(jì)算 H面及 V面的彎矩，并作彎矩圖 ①H 面 DA段： ()78.6pMxx(19.5)? 當(dāng) 時(shí)，在 D處0?0?H 當(dāng) 時(shí)，在 A處19.5x92.80.2.17Nm??? BC段： ()51HBRxx(65)? 當(dāng) 時(shí)，在 B處0?x0?HM 當(dāng) 時(shí)，在 C處67.598.27.420.7Nm??? ②V 面 0?VBAVD16.2459238.CMRx???? （３）計(jì)算合成彎矩并作圖 0?BD0.17ANm22264(5938.)670CHVC Nm????? （４）計(jì)算 并作圖T?0.36810I???? （5）校核軸的強(qiáng)度 按彎矩合成強(qiáng)度條件，校核危險(xiǎn)點(diǎn)即 C截面圓周表面處應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 為靜應(yīng)力，取 ，由[2]中表 15-1查得，軸彎曲疲勞極限3.0?a ??MPa351??? 結(jié)論：?? 22 223670415.6.1CIcaMTMPaW???????? 強(qiáng)度足夠。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 28 3.5 軸的設(shè)計(jì)——輸出軸的設(shè)計(jì) 3.5.1 初步確定軸的最小直徑 33min02.14.96IPdAm???? 1、確定軸的材料 輸出軸材料選定為 45號(hào)鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)。 2．求作用在齒輪上的力 根據(jù)輸出軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)、低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)幾何尺寸及參數(shù)，計(jì)算作用 在輸出軸的齒輪上的力： 輸出軸的功率 2.14PKW?Ⅲ 輸出軸的轉(zhuǎn)速 36/min 輸出軸的轉(zhuǎn)矩 I59.TN?432148.267.0ItFd????4tan9.tan014.r?? ? ３.初步確定軸的最小直徑 33min02.41.96IPdAm???? 3.5.2 初步設(shè)計(jì)輸出軸的結(jié)構(gòu) １．輸出軸最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 ，為了使所選的軸直徑與gd 聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 查表 14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小故取 ，則：1TKAca? 3.1?AK.359.679.548INm???? 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 29 ２．初選聯(lián)軸器 按照計(jì)算 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn) GB/T5014-2003,選用型caT 號(hào)為 LX3的 Y型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。半聯(lián)軸器的孔徑1250Nm? ,故取 半聯(lián)軸器長度 。 45gdm?45gdm?L? 3．根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長度 圖 3-4輸出軸結(jié)構(gòu)簡圖 4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）根據(jù)軸向定位要求初步確定軸的各處直徑和長度 ①根據(jù)已確定的 ，由于 g段軸長與半聯(lián)軸器的軸轂長相同，為45gdm? 了使聯(lián)軸器以軸肩定位，故取 f段直徑為 。70fdm? ②初選滾動(dòng)軸承。因該傳動(dòng)方案沒有軸向力，故選用深溝球軸承（采用深 溝球軸承的雙支點(diǎn)各單向固定） 。參照工作要求并根據(jù) ，由軸承產(chǎn)70fd 品目錄中初步選取 0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承 61915（參考文獻(xiàn) [3]） ，其尺寸為 ，根據(jù)需要在擋油板的一端制出一軸肩，75106dDB??? 故 。87dm? ③由于軸承厚度為 16mm，擋油板總寬為 18mm故 ，根據(jù)兩齒輪中34elm? 心定位，且中速軸上的小齒輪端面與箱體內(nèi)壁為 12mm，而擋油板內(nèi)測(cè)與箱體內(nèi) 壁取 3mm，另外為了使大齒輪更好的固定，則令軸端面在大齒輪空內(nèi)，距離取 3mm，綜上得出 ， 。取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=16mm,圓柱齒輪49al?82blm 之間的距離 c=20mm,再根據(jù)高速軸的尺寸和低速軸的部分尺寸可以算出 。96dl? 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 30 ④設(shè)計(jì)軸承端蓋的總寬度為 44mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定） ， 根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與外連 接件的右端面間的距離為 30mm，故 。mlf74? 5．按彎曲合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 （1）繪制空間受力圖 （2）作水平面 H和垂直面 V內(nèi)的受力圖，并計(jì)算支座反力 ①H 面 0??Bm4821.482576.5rAFRN?? 4.76.3HrH?? ②V 面 4829.82154.5tAV????4.630.6BtAVRFN?? （3）計(jì)算 H面及 V面內(nèi)的彎矩，并作彎矩圖 ①H 面 0?BAM82576.428.9HCAHRNm????? ②V 面 0?VBA821584.362917.5CM??? （4）計(jì)算合成彎矩并作圖 0?BA 2 22(4786.9)17.513860CHVC Nm????? （5）計(jì)算 并作圖T?0.6591.035Nm????Ⅲ （6）校核軸的強(qiáng)度 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 31 按彎矩合成強(qiáng)度條件，校核危險(xiǎn)點(diǎn)即 C截面圓周表面處應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 為靜應(yīng)力，取 ，由 [2]中表 15-1查得，軸彎曲疲勞極限3.0?a ??MPa351??? 所以，?? 22 22131860517.4.CIcaMTMPaW?? ??????? 強(qiáng)度是足夠的。 3.6 軸的設(shè)計(jì)——中速軸的設(shè)計(jì) （1）中速軸的功率 2.1PK?Ⅱ 中速軸的轉(zhuǎn)速 9065/minn 中速軸的轉(zhuǎn)矩 3.8TN?Ⅱ （2）初步確定軸的最小徑 33min02.21.49065PdA????中 因?yàn)橹虚g軸最小徑與滾動(dòng)軸承配合，故同時(shí)選取滾動(dòng)軸承，根據(jù)軸的最小 徑初步選取型號(hào)為 6407的深溝球軸承，其尺寸為 。根35102dDB??? 據(jù)前兩個(gè)軸的尺寸，不難得出中速軸的尺寸，故其各部分計(jì)算省略。 。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 32 4 部件的選擇與設(shè)計(jì) 4.1 軸承的選擇 軸系部件包括傳動(dòng)件、軸和軸承組合 4.1.1 輸入軸軸承 1. 軸承類型的選擇 由于輸入軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承。 軸承承受的徑向載荷 ；軸承轉(zhuǎn)速 ；軸承的預(yù)期壽命825.1PN?1320/minnr? 。8130hLh?? 2.軸承型號(hào)的選擇 求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值 1336 600210825. 5.8hnLCP kN??? ? 按照[3] 表 22-1選擇 的 6007軸承。 .CkN? 4.1.2 輸出軸軸承 1.軸承類型的選擇 由于輸入軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承。 軸承承受的徑向載荷 ；184.PN? 軸承承受的轉(zhuǎn)速 36/minnr 軸承的預(yù)期壽命 0512hLh?? 2.軸承型號(hào)的選擇 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 33 求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值 336 6004.12018. 5.3hnLCPkN??? ? 按照[3] 表 22-1選擇 的 6015軸承。.CkN? 4.1.3 中間軸軸承 1.軸承類型的選擇 由于中間軸承受的載荷為中等，且只受徑向載荷，于是選擇深溝球軸承。 軸承承受的徑向載荷 ；79.64PN? 軸承承受的轉(zhuǎn)速 205/minnr 軸承的預(yù)期壽命 81320hLh?? 2.軸承型號(hào)的選擇 求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值 2336 6009.512079.43.1hnCP kN????? 按照[3]表 22-1選擇 的 6007軸承.1CkN 4.2 輸入軸輸出軸鍵連接的選擇及強(qiáng)度計(jì)算 1、輸入軸鍵連接 由于輸入軸上齒輪 1的尺寸較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，故只為其軸端選擇鍵。 輸入軸軸端選擇 A型普通平鍵。其尺寸依據(jù)軸頸 ，由[2]中表 6-1選25dm? 擇 鍵。鍵長根據(jù)皮帶輪寬度 B=48選取鍵的長度系列取鍵長 L=40。87bh?? ② 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由[2]中表 6-2查得許用及壓應(yīng)力 取平均值 。鍵的工作長度??MPap120~???MPap10?? ，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度483lLbm???0.5.73.5Khm??? 由[2]中式 6-1得 ，強(qiáng)度足夠。 332684.7.5p pTaKld?????????Ⅰ 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 34 2、輸出軸鍵連接 ⑴ 輸出軸與齒輪 4的鍵連接 ①選擇鍵連接的類型與尺寸 一般 8級(jí)以上的精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪 不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A 型） 。據(jù) ，由[2]中表 6-1選擇80dm? 鍵。由輪轂寬度 及鍵的長度系列取鍵長 。214bh??85B?70Lm? ② 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵、齒輪和輪轂的材料都是鋼，由[2]中表 6-2查得許用及壓應(yīng)力 取平均值 。鍵的工作長度??MPap120~???MPap10? ，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度748lLbm???0.5.147Kh??? 由[2]中式 6-1得 ，強(qiáng)度足 33259.64.78p pTPaKld??????????Ⅲ 夠。 ⑵ 輸出軸端與聯(lián)軸器的鍵連接 據(jù)輸出軸傳遞的扭矩 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩。查國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 5014-ⅢT 85。選用 LX3型彈性聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為 。半聯(lián)軸器孔徑1250Nm? 。145dm? ① 選擇鍵連接的類型及尺寸 據(jù)輸出軸軸端直徑 ，聯(lián)軸器 Y型軸孔 ，軸孔長度45dm?145d? 選取 A型普通平鍵 。2L1490bhL? ② 校核鍵連接的強(qiáng)度 鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由[2]中表 6-2查得許用及壓應(yīng)力 取平均值 。鍵的工作長度??MPap120~????MPap10?? ，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 。486lLbm??0.5.94.5Khm??? 由[2]中式 6-1得 ，強(qiáng)度足夠。 3321059.6107.9848p pTPaKld?????????Ⅲ 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 35 4.3 滾動(dòng)軸承的潤滑和密封 當(dāng)浸油齒輪圓周速度 ,軸承內(nèi)徑和轉(zhuǎn)速乘積12/vms? 時(shí)，宜采用脂潤滑。為防止箱體內(nèi)的油浸入軸承與潤滑in/1025rmdn??? 脂混合，防止?jié)櫥魇?，?yīng)在箱體內(nèi)側(cè)裝擋油環(huán)。 4.4 聯(lián)軸器和軸承端蓋的選擇 4.4.1 聯(lián)軸器的選擇 為了隔離振動(dòng)與沖擊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。彈性柱銷聯(lián)軸器具有緩沖和 吸震性，可頻繁的起動(dòng)和正反轉(zhuǎn)，可以補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。根據(jù)以上的計(jì)算 選擇 LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器。 4.4.2 軸承端蓋的選擇 根據(jù)箱體設(shè)計(jì)，選用凸緣式軸承端蓋。 4.5 其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.5.1 通氣器的設(shè)計(jì) 通氣器多裝在箱蓋頂部或窺視孔蓋上，其作用是將工作時(shí)箱內(nèi)熱漲氣體及 時(shí)排出。其結(jié)構(gòu)基本如下： 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 36 圖 4-1通氣器結(jié)構(gòu)圖 4.5.2 吊環(huán)螺釘、吊耳及吊鉤 為便于拆卸及搬運(yùn)，應(yīng)在箱蓋上鑄出吊耳，并在箱座上鑄出吊鉤。 圖 4-2吊耳吊鉤結(jié)構(gòu)圖 4.5.3 啟蓋螺釘 啟蓋螺釘?shù)闹睆揭话愕扔谕咕壜?lián)接螺栓的直徑，螺紋有效長度大于凸緣厚 度。螺桿端部要做成圓柱形或大倒角、半圓形，以免啟蓋時(shí)頂壞螺紋。 圖 4-3啟蓋螺釘結(jié)構(gòu)圖 4.5.4 定位銷 定位銷有圓柱形和圓錐形兩種結(jié)構(gòu)，一般取圓錐銷。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 37 圖 4-4定位銷 4.5.5 油標(biāo) 油標(biāo)用來指示油面高度，常見的有油尺、圓形油標(biāo)、長形油標(biāo)等。一般采 用帶有螺紋部分的油尺。油尺安裝位置不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出， 不能太高以免與吊耳相干涉，箱座油尺座孔的傾斜位置應(yīng)便于加工和使用。 圖 4-5油標(biāo) 4.5.6 放油孔及螺塞 在油池最低位置設(shè)置放油孔，螺塞及封油墊圈的結(jié)構(gòu)尺寸按照國標(biāo)型號(hào)選 擇。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 38 圖 4-6放油孔和螺塞 4.6 箱體 采用 HT200鑄造箱體，水平剖分式箱