分流式圓柱直齒二減速器

1、2018級機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)二級減速器課程設(shè)計2018級機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)1、課程設(shè)計題目設(shè)計帶式輸送機中的傳送設(shè)備。該傳送設(shè)備的傳動系統(tǒng)由電動機、減速器和輸送帶組成。每日三班制工作 每班制8小時/天），工作期限為_10年計300天/年）。已知條件：輸送帶帶輪直徑d=380_mm輸送帶運行速度v=_0.9 m/s，輸送帶軸所需拉力F=2800 N。教師姓名：平芳1234567輸送帶帶輪直徑d<mm 口40018211436420400400380輸送帶運行速度v<m/s)20J 182 114360.90.91.31.31.1P91.1輸送帶軸所需拉力姓名3000

2、李W智0030003000350028002800專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化指導(dǎo)老師：平芳MiItffi 1陶級展開式IN柱悔輪威速器傳動裝鬣簡圖1-電功機2帯恂動3離速器4-談鈾話3-1* iS帶裕輪5輸選帝2、分組名單題號1234567一班制楊帆楊其峰張登輝張爽章偉趙輝左霖兩班制楊密尹炎焜張俊張文龍趙成勇趙清左澤青三班制楊峰袁峰張青松張祥趙東培朱露翔李智目錄一、設(shè)計任務(wù)書二、傳動方案擬定三、電動機的選擇 四、計算總傳動比及分配各級的傳動比五、運動參數(shù)及動力參數(shù)計六、傳動零件的設(shè)計計七、軸的設(shè)計計八、滾動軸承的選擇及校核計九、鍵聯(lián)接的選擇及計十、聯(lián)軸器的選擇十一、潤滑與密十三、附錄 零件及

3、裝配圖）Lh=24000hF=3500NV=1.1m/sD=400mm分流式二級圓柱 齒輪減速器一.設(shè)計任務(wù)書1,技術(shù)條件與說明以及設(shè)計要求1.1 技術(shù)條件與技術(shù)要求：設(shè)計一帶式運輸機，用分流式直齒圓柱齒輪傳動二級減速器。單向傳動，單班 制，每天工作 8小時，工作壽命十年，每年按 300天計算，封閉式環(huán)境，電源 方式為三相交流，電壓為380伏，聯(lián)軸器采用 HL型。采用軟齒面，材料為45號鋼調(diào)質(zhì)，軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。轂輪直徑400mm運輸帶的帶速V=1.1m/s。1.2設(shè)計要求1. 1)輸出軸零件圖<A4);2)設(shè)計計算說明書一份 < 標(biāo)準格式)；2. 原始數(shù)據(jù)運輸帶曳引力

4、 F<N : 2800 運輸帶速度V<m/s): 0.9 滾筒直徑D (mm> 380.傳動方案的擬定輸送機由電動機驅(qū)動，電動機1通過聯(lián)軸器2將動力傳入減速器 3，在經(jīng)聯(lián)軸器4傳至輸送機滾筒5，帶 動輸送帶6工作。傳動系統(tǒng)中 采用兩級分流式圓柱齒輪減速 器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，高速級齒輪相 對于軸承位置對稱，沿齒寬載 荷分布較均勻，高速級和低速 級分別為斜齒圓柱齒輪和直齒 圓柱齒輪傳動。運輸機傳動方槃"1電動機2聯(lián)軸器3毎速器4聯(lián)軸器5-離筒 6-傳送帶 a計算及說明結(jié)果三.電動機的選擇1選擇電動機類型按已知工作條件和要求，選用Y系列一般用途的三相異步電動機2選擇電動機的容量

5、1)轂輪所需功率pw:Pw=FV/1000=<2800 沃 0.9/1000)kw=2.52kw轂輪的轉(zhuǎn)速nwnw =(60 x V/ n D>r/min=45.26r/min2)電動機至轂輪之間傳動裝置的總效率為n :234H =叫漢“3 匯口2 漢口閒= 0.99 漢0.97 匯0.99 漢0.97 =0.83其中叫，“2，口3 , nw分別為傳動系統(tǒng)中聯(lián)軸器，軸承及齒輪傳動的效 率， 是轂輪的效率，H1 =0.99 , n2 =0.99，林3 =0.97 , nw =0.973)確定電動機的額定功率Ped設(shè)電動機的輸出功率為PdPd =巳/ n =2.52/0.83=3.04

6、kw確定電動機的額定功率Fed選定電動機的額定功率巳=4 kw3、選擇電動機的轉(zhuǎn)速因：nw=45.26r/min該傳動系統(tǒng)為分流式圓柱直齒輪傳動，查閱教材表18-1推薦傳動比為i<2=8 40則總傳動比可取 8至40之間 則電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為1nd1 =8 nw=8 x 45.26=362.08r/min1nd 2 =40 nw =40 x 45.26=1810.4r/min可見同步轉(zhuǎn)速為1000r/min , 1500r/min的電動機都符合，這里初選同步轉(zhuǎn)速為1000r/min , 1500r/min的兩種電動機進行比較，如下表：由參考文獻1中表16-1查得：Pw=2.52kwn

7、w=45.26r/minn =0.83R =3.04kwRd =4 kwnd1 =362.08r/min1n d2 =1810.4r/mi n電動機型號為Y132S-4i=31.8211 = 6.5512 =4.86方 案電動機型 號額定功 率<KW)電動機轉(zhuǎn)速n/(r/mi n>堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩質(zhì) 量/kg額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩同步 轉(zhuǎn)速滿載 轉(zhuǎn)速1Y112M-44150014402.22.3432Y132M1-6410009602.02.273由表中數(shù)據(jù)，綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量，價格以及總傳動比， 即選疋方案1.四.總傳動比確定及各級傳動比分配4.1 計算總傳動比計算及

8、說明結(jié)果由參考文獻1中表16-1查得：滿載轉(zhuǎn)速 nn=1440 r / min;總傳動比 i=n m/ nw =1440/45.26=31.824.2 分配各級傳動比 查閱參考文獻1機械設(shè)計課程設(shè)計中表2 3各級傳動中分配各級傳動比取咼速級的圓柱齒輪傳動比i1 =寸(1.3 1.4)i =6.55，則低速級的圓柱齒輪的傳動比為i2 = i / i1=31.82/6.55=4.86m =1440r/minn2 = 219.85r/ minn3 = n4 二 45.24r /minP =3.96 kwP? =3.8kwPs =3.65 kwP =3.58kw=26.26 N mT2 =165.07

9、 N mT3 =770.5 N mT =755.73 N m7 級精度 <GB10095-88)齒輪：45鋼 < 調(diào)質(zhì))240HBS乙=25 乙=163.75比=6.55kt1=1.3£=13.13 N md =1.01Ze=189.8 MPa2二 Him = 600MpaN6.21 x8109 N2 =9.48x 10Knh * 1 .°；JH I - 600MpaV2.19m/sb=29.08mmmb = 1.163mmh=2.617mm b/h=11.11Ka=1Kv=1.12Kh：二心、£=1Kh' =1.285=26.26NmT2 =

10、9550 良= 9550 x 3.8/219.85N m=165.07N mF3T3 =9550 -= 9550x 3.65/45.24N mg=770.5N mT4 = 9550 P4=9550 x 3.58/45.24N m=755.73N m2. 各軸轉(zhuǎn)矩P1T1 =9550 = 9550 x 3.96/1440 N m項目電動機軸0高速級軸1中間軸2低速級軸3帶輪軸4轉(zhuǎn)速 <r/mi n 8545.2445.24功率kw)43.963.83.653.58轉(zhuǎn)矩(N m>26.5326.26165.07770.5755.73傳動比16.554.861效

11、率n0.990.960.960.98表3軸的運動及動力參數(shù)五計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1. 各軸轉(zhuǎn)速設(shè)電動機軸為軸0，減速器高速級軸為軸1，中速軸為軸2,低速級軸為軸3,滾筒軸為軸4，則 Mm =1440 r/minn 2 =巴= 1440/6.55 r/min=219.85 r/mi n iin2 n4 = n3 =219.85/4.86 r/mi n= 45.24r/mi ni2解得滾筒速度在輸送帶速度允許誤差為土5%范圍內(nèi)2.按電動機額定功率巳計算各軸輸入功率巳=4kwP = P；/11 =< 0.99kw=3.96kwR = F1n/,3=3.96 x 0.99 x 0.97

12、kw=3.8kwF3 =P2 2 3=3.8 x 0.99 x 0.97 kw=3.65kwR 1 2=3.65 x 0.99 x 0.99kw=3.58 kw六、齒輪傳動設(shè)計計算及說明結(jié)果1.高速級齒輪傳動設(shè)計<1）選擇材料、精度及參數(shù)a .選用直齒圓柱齒輪傳動b .帶式運輸機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度<GB10095-88）c .材料選擇。齒輪材料為 45鋼 <調(diào)質(zhì)），硬度為240 HBS。d .初選小齒輪齒數(shù) Zi=25，則大齒輪齒數(shù)Z2=6.55 X 25=163.75q =6.55e .選取齒寬系數(shù) :札=1.0<2）按齒面接觸強度設(shè)計按下式試算

13、dit =2.32寸務(wù)也（禹21 ）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值a .試選 kt1 =1.3b.分流式小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 71=1； /2=13.13 N mc. 由表查取齒寬系數(shù) =1.01d. 查圖表選取彈性影響系數(shù)ZE =189.8 MPa 2e. 按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限<yHim =600Mpaf. 由式N=60njLh 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N60n1jLh=60X 1440 X 1X 72000=6.21 X 109N2 = NJh8=6.21 X 109/6.55 =9.48 X 10g. 由圖，取接觸疲勞壽叩系數(shù)Knh 1.0；h. 計算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%

14、安全系數(shù)S=1，得玩】=仏旦虹= 1.0疋600Mpa =600MpaS2）計算a.按式計算小齒輪分度圓直徑d1t帶入數(shù)據(jù)計算：.、2 32打1"13.13 匯 103 "6.55+1） 189.8、2d1t 仝 2.32 汎勺x （） mmbV6.55600=29.08 mm心0=1.18K1=1.439d1 = 27.52mm m=1.10mm o>e =640MpaKFN = 0.88S=1.25kF 】=450.56 MpaK1=1.552YF 癥=2.74YF搭=2.20YS01 =1.59YS0 =1.83=0.01406 乍¥ =0.01300

15、mn1 =1.5Z"i =30Z2 =196 dr = 45mm d2 = 294mm a1 = 170mmB| =45mm ,B2 =40mm7 級精度 <GB10095-85)齒輪：45鋼 < 調(diào)質(zhì))240HBS;Z3 =25Z4 = 117d2=1.2Kt2=1.3T3 =1.6507X510 N mm1Ze=189.8 MPa2 Hiim =600Mpa9N3 = 1.04177X 10計算及說明結(jié)果b.計算圓周速度N4 =2.4628X108Vi =jrd1tn1 /60"000Khn =.O=3.14X 29.08 X 1440/<60 X 1

16、000)m/sla h 】=600Mpa=2.19m/sc.計算齒寬bd3t 啟 10.68mmb=% d1t =1 X 29.08mm=29.08mmV3 =0.12mm/sd.計算齒寬與齒高之比b/hb3 = 12.816mm模數(shù) m1t =d1t /召=1.163mmh =2.25m1t =2.617mm叫2 = 2.2732mm32.450 = 5.1147mmb/h=11.112.921R 小= 13.33e.計算載荷系數(shù)KKV2=1.06使用系數(shù)KA =1，根據(jù)V1 =2.19m/s，7級精度查圖表得動載系數(shù)Kv=1.12Kg =気2=1查圖表得齒間載荷分布系數(shù)Kh = K=1.1

17、Kh 血=1.255查得7級精度、小齒輪相對支承對稱布置時，K 叩=1.285 ;心皆1.24由 b/h=11.11 KhB = 1.285查得心0=1.18；©=1.3302由式d3 = 57.27 mmm2 = 2.29 mm得載荷系數(shù) K1=1X 1.12 X 1X 1.285=1.4390 fe =440MPaf.按實際載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑Kfn =0.9由式$=1.25IkBF 】=316.8MPad-訶KtK2 =1.3144/曰1.439丫F«3 =2.74 丫尸刖=2.22得 d1 =26.60 漢 3mm=27.52mm1 1.3Ys(/3 =1.5

18、9 Yt4 =1.82g.計算模數(shù)mYFa 3Ysa3.一m=d1 / 乙=27.52/25 mm=1.10 mmk =0.013753)按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計丫Fa4 丫Sa4八"一，按式m=%：答普mm計算& =0.02954"dZ； "f】丿m2 = 3.0mm1)確定計算系數(shù)乙=25a.由圖表查得齒輪的彎曲疲勞強度極限 fe =640Mpa ；乙=106b.由圖表取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn= 0.88 ；a2 = 190mmc.計算彎曲疲勞許用應(yīng)力d3 =75mm去彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.25，得d4 = 318mm屛=450.56MpaB3=90

19、 mmS1.25B 4 =85mmd.計算載荷系數(shù)片=451.5N由式Fr1 =164.33N計算及說明結(jié)果K -KaKvKfAfBd2 min A 15.69mm得 K1=1X 1.12 X 1.1 X 1.26=1.552d1min =28 mme.查取齒形系數(shù)查圖表 Yf已=2.74 , 丫電2=2.20f.查取應(yīng)力校正系數(shù)查圖表 丫01=1.59 , 丫進=1.83丫 丫g.計算大小齒輪的丫事丫単并加以比較+Gf 1丫 丫Fa1 Sa1 =2.74 X 1.59/309.76=0.01406環(huán)丫雪丫5：2 =2.20 X 1.83/309.76=0.01300bF小齒輪的數(shù)值大(2&g

20、t;設(shè)計計算3 cmn1 M f2x 0.01406 mmH1 x 252=0.95mm由以上計算結(jié)果，取m=1.5，按接觸疲勞強度得的分度圓直徑d1 =29.08mm計算應(yīng)有的齒數(shù)取 Z1 =30，則 乙=口乙=6.55 X 30=196(4)幾何尺寸計算1)計算分度圓直徑d1 =zm =301.5= 45mmd2 = z2m =196 漢 1.5 = 294mm2)計算中心距1.5 漢（30+196）-169.5mm2將中心距圓整為 170mm3)計算齒輪寬度bi =°抽=1 X 45mm=45mm圓整后取 R=45mm , B2 =40mm4)結(jié)構(gòu)設(shè)計由ev 2 mt1，小齒輪

21、做成齒輪軸由160mm<da2<500m m,大齒輪米用腹板式結(jié)構(gòu)2.低速級齒輪傳動設(shè)計<1)選擇材料、精度及參數(shù)a.按圖1所示方案，選用直齒圓柱齒輪傳動b. 選用7級精度<GB10095-85）c. 材料選擇：齒輪：45鋼 <調(diào)質(zhì))，硬度為240HBSd.初選小齒輪齒數(shù) Z3=25 , Z4=Z3i2=25X 4.51=117e.選取齒寬系數(shù)*d2=1.2<2)按齒面接觸強度設(shè)計計算及說明結(jié)果按下式試算 KT 3 卩 2 十 1 # Z E 2d3t>2.323 _32V*d2比易丫1) 確定公式內(nèi)各計算數(shù)值a.試選 Kt2=1.3b.確定小齒輪傳遞

22、的轉(zhuǎn)矩 T3=T2 =165.07 N m=1.6507x 105 N mmc.取表10-7選取齒寬系數(shù) 2=1.21d.查圖表選取彈性影響系數(shù) ZE =189.8 MPa2e.查圖表得齒輪的接觸疲勞強度極限bHiim =600Mpa ；f.由式確定應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N3=60n2jLh =60x 241.15 x 1X 72000=1.04177 x 109 +N4 = N3 /4.23=1.04177 x 109/4.23=2.4628 x 108g.查圖表，取接觸疲勞壽命系數(shù)Khn =1.0 ；h.計算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為1%安全系數(shù)S=1，由式得bH 1=1.0 x 600MPa=

23、600MPa2)計算a.由式試算小齒輪分度圓直徑d3t，代入丘H =600MPa得K2T3 巴Ze、2d®32仏=10.68mmb.計算圓周速度V3V3 =帀3七門口=3.14 x 10.68 x 219.85/60000m/s=0.12m/sc. 計算齒寬b3b3 =°d2d3t =1.2 x 10.68 mm=12.816mmd.計算模數(shù)、齒寬咼比b/h模數(shù) mt2 = d3t / Z3=10.68/25=2.2732mm齒高 h3=2.25 叫2=2.25 x 2.2732mm=5.1147 mm則 b3/ h3 =68.196/5.1147=13.33e.計算載荷系

24、數(shù)根據(jù)V3 =0.72 m/s , 7級精度，查圖表得動載荷系數(shù)Kv2 =1.06 ，直齒輪 KHQ2=KFQg=1 ,由 2 =1.2 和 b3 =100 mm，根據(jù)式得KH匾=1.255由 b3/ hfe =10.666 和 Kh 血=1.255 查圖表得 Kf檢=1.24故根據(jù)式得K2 =1.3302f.按實際載荷系數(shù)系數(shù)校正所得分度圓直徑。由式得計算及說明結(jié)果,IKds =d=ct 3 =57.27mmKtg. 計算模數(shù)m2m2 =d3/Z3 =57.27/25mm=2.29mma）按齒根彎曲強度設(shè)計計算公式為m2坯丫當(dāng)丫竽1）確定公式內(nèi)各計算數(shù)值a.查圖表得齒輪的彎曲疲勞強度極限cf

25、Fe =440MPa。b.查圖表P圖10-18 ）取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn=0.90c.計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S2 =1.25 ，由式屛】-得Sr 1 Kfnfe0.9° 疋 440bF=316.8MpaS1.25d.計算載荷系數(shù) K2。由式得 K2=1X 1.06 X 1 X 1.24=1.3144e.查取齒形系數(shù)。查圖表得 YFq3 =2.74 , YFa4=2.22f.查取應(yīng)力校正系數(shù)。查圖表得 Yw=1.59 , 仏=1.82g.計算大、小齒輪的YY，并加以比較虹F J丫 丫Fa3 曽3 =2.74 X 1.59/316.8 =0.01375tyj丫 丫Fa

26、4 字=2.22 X 1.82/316.8=0.02954大齒輪的數(shù)值大2）設(shè)計計算、3 2心.3144漢1.0969匯105 門12 工時2x 0.02954 mm=2.25mm1.2 漢 252由以上計算結(jié)果，取模數(shù)m2 =3.0mmb按分度圓直徑 d3 =56.83mm計算應(yīng)有的齒數(shù)得 Z3 =d3 /m2 =56.83/3.0=18.94取 Z3=25，則 Z4 = U2Z3=4.23 X 25=106b）幾何尺寸計算1）計算中心距叫（乙+ Z4）a? = 3 =3.0 X <25+106） /2 mm=196.5mm2厶2）計算分度圓直徑d3 =m2Z3 = 3.0 X 25m

27、m=75.0mmd4 = m2Z4 =3.0 x 106 mm=318mm3）計算齒輪寬度b3 = d2d3 =1.2 x 75.0mm=90mm取 B3=90mm, B4 =85mm5）結(jié)構(gòu)設(shè)計小齒輪 齒輪3）采用實心結(jié)構(gòu)大齒輪 齒輪4）采用腹板式結(jié)構(gòu)軸的設(shè)計< 一)高速軸的設(shè)計已 知 R =3.96 kw ，ni=1440r/min，Ti=26.26 N mT( =/2=i3.13 N m1.求作用在齒輪上的力2T1Ft11 =451.5Nd1Fr1 = Ft1 tan ： = 164.33NNH2圖7-1圓周力Ft1 ，徑向力Fr1的方向如圖所示2）初步確定軸的最小直徑。先按式d

28、_ A° 3P ；n初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查圖表，取 A01 =112，得d1min = 旦=112 鋼 3.96 mm=15.69mmV ni、1440輸入軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的直徑。選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計 算轉(zhuǎn)矩公式為J 二 KaT1J）查圖表，取 KA=1.5，貝U Tea =1.5 x 26.26 N m=39.39N m根據(jù)Tea =39.39 N m及電動機軸徑D=28mm查標(biāo)準 GB4323-84，選用HL2型彈性套柱銷聯(lián)軸器。確定軸最小直徑d1min =28 mm3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計擬定軸上零件的裝配方案。經(jīng)分析比較，選用如圖

29、所示的裝配方案根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1） 聯(lián)軸器采用軸肩定位，1-2段d1-2 =28mm，由式h=<0.07-0.1 ）d ，取=32mm，軸端用軸端擋圈固定，查圖表，取擋圈直徑D1 =35mm L1-2=44mm2）初步選擇滾動軸承。該傳動方案沒有軸向力，高速軸轉(zhuǎn)速較高，載荷不大，故選用深溝球軸承。根據(jù) d2-3=32mm查GB276-1994初步取0 組游隙，0級公差的輕系列深溝球軸承6007，其尺寸為 d X DXB=35mmc 62mnX 14mm,故 d®4 = d7=35mm3）取 d5-6=40mm L4j = L6_z =50mm4） 采用凸

30、緣式軸承蓋，取軸承蓋的總寬度為37.2mm,到聯(lián)軸器的距離為 12.8mm,貝V L2=50mm5）大齒輪2和2與齒輪3之間的距離 c=10mm滾動軸承端面距箱體內(nèi) 壁 S1 =4mm則 L7=L3A =14+4+10-3=25 mmL5£ =B3 2c-5=90+20-5=105mm<3）軸上零件的周向定位按 d1-2=28mm滾動軸承與軸的周向定半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用普通C型平鍵連接，L1-2=44mm查圖表選用鍵 b漢h漢丨=8mnX 7mnK 36mm。位采用過渡配合來保證，選用直徑尺寸公差為m64）確定軸上圓角和倒角尺寸R1查圖表，取軸端倒角為 1.6 x 45】

31、，各軸肩處圓角半徑為<二）中速軸VII軸）的設(shè)計已知 P2=3.8kw , T2 =165.07 N m ,巳=219.85r/min1 求作用在齒輪上的力Ft2 二 Ft1 =440.67 N , Fr2 二 Fr1 =160.39N ,2T22"65.07x103R32=4401.87Nd375Fr3 =Ft3ta n200 =1602.15 N軸上所受力的方向如下圖所示ri>4s圖7-3初步確定軸的最小直徑根據(jù)式<10）初步確定軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查圖表，取Aq2=112，于是得I 2 77d2min _112 x 3mm=25.27

32、mm。該軸的最小直徑為安裝軸承處的直徑，241.15取為 d2min =30mm3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計<1 ）擬定軸上零件的裝配方案，如圖1 ）根據(jù)d2min =30mm取di-2 =30mm軸承與齒輪2, 2之間采用套筒定位，取d2 3二d5_6=32mm齒輪 2與齒輪 3之間用套筒定位，取 d3-4 =34mm，齒輪 3采用軸肩定位，取h=2mm，貝U d4_5=38mm，取L4-5 =12mm 因為 B3 =90 mm , B2 =85mm 取 L3-4 =89 mm ,則 L2-3 =52mmL5 _e = B2 - 2=39mm2 ）初步選擇滾動軸承因為無軸向力作用，選取深溝球軸承，

33、初步選取0組游隙，0級公差的輕系列的深溝球軸承6006，其尺寸為 d x DX B=30mn¥ 55mnK13mm。由 a =13mm S| =4mm取 a2 =12.5mm, S2 =4mm ,貝VJ n = L6 口 二 a2 S2 B 3 2=13+4+12.5+3-2mm=30.5mm選用嵌入式軸承蓋，取軸承端蓋的總寬度為？?mm3 ）軸上零件的周向定位齒輪的周向定位都采用普通平鍵連接按d3 4 =34mm , L3 4 =89mmd2=32mm , L2=52mmd5 _e =32mm , L5 6 =39mm查圖表，取各鍵的尺寸為3-4 段：bx h x L=10mnX

34、8mrX 80mm2-3 段及 5-6 段：bx hx L=10mnX 8mmX 32mm滾動軸承的周向定位靠過渡配合來保證,選公差為m61）確定軸上圓角和倒角尺寸查圖表，取軸端倒角為 1.0 x 45：,各軸肩處的圓角半徑為R1三）低速軸 軸3）的設(shè)計已知 P3=3.65kw , T3=770.5 N m , n3=45.24r/min1 求作用在軸上的力Ft 4 二 Ft3 =4401.87NFr4 二 Fr3=1602.15N2初步確定軸的最小直徑按式10）初步確定軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理。查圖表，取代3=112 ,于是得d3min -112 x 3' 2.66

35、 mm=40.32mm=該軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器處的直徑，57.00選取聯(lián)軸器的型號。根據(jù)式<11）,查圖表，取 KA=1.5 ，貝VTca3 =1.5 X 445.70 N m =668.55 N m根據(jù)Tca3 =668.55 N m，查標(biāo)準 GB5014-85<導(dǎo)書表17-4 ）考慮到帶式運輸機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，帶具有緩沖的性能，選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器。選取軸孔直徑d=45mm其軸孔長度L=112mm則軸的最小直徑 d3min =45mm3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計<1 ）擬定軸上零件的裝配方案。經(jīng)比較，選取如下圖所示的方案II叭即V vVI '.'11皿 I）：圖7

36、-4<2）根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑和長度1 ）取d8=45mm為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，采用軸肩定位，由h=<0.07-0.1 ） d，取d7$=48mm聯(lián)軸器用軸端擋圈緊固，查圖表，取D2=50mm H=5mm, L8 9 =84mm2 ）初步選擇滾動軸承根據(jù)軸上受力及軸頸，初步選用0組游隙，0級公差的輕系列的深溝球軸承 6010,其尺寸為 dX DX B=50mrX 80mnX 16mm 故 d1 = d6=50mm3 ）軸承采用套筒定位，取 d2-3 = d5一6 =52mm Lu = L6_?=28mm4 ）根據(jù)軸頸查圖表，取安裝齒輪處軸段d3=d4，/=54

37、mm齒輪采用軸肩定位，根據(jù) h=<0.07-0.1 ） d=5.74mm-8.2mm,取 h=7mm 則 d4-5 =58mm , 軸環(huán)寬度 b> 1.4h=1.4 X4mm=5.6mm取 J# =6mm5 ） 查圖表，已知 B4 =85 mmo 取 d3,4 =52mm , L3，/ =2.5mm<S=2mr） Lr 4 =85mm, L3-3, =5.5mm6）根據(jù)軸2,軸3的設(shè)計，取滾動軸承與內(nèi)壁之間的距離S3 =4mm則L2_3=51mmL5.6 =53mm7>杳表知S3 =4mm取軸承蓋的總寬度為35mm軸承蓋與聯(lián)軸器之間的距離為S蓋罪=15mm則 L7-8

38、=50mm3）軸上零件的周向定位齒輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位都采用普通平鍵連接，根據(jù) d4' _4=54mm , L4, / =85mmd8-9 =45mm, L8-9 =84mm查圖表，得計算及說明結(jié)果4' -4 段：bx h x L=16mnX 10mm< 80mm8-9 段：bx h x L=14mnX 9mnX 80mm滾動軸承與軸的周向定位靠過渡配合來保證，選用直徑尺寸公差為m6<4）確定軸上圓角和倒角尺寸查圖表，取軸端倒角尺寸為1.6 x 45。軸上圓角& =農(nóng)=R7 = f =l.Omm R3 = R4 =甩=1.6mm4.求軸上的載何 軸的計

39、算簡圖如下圖所示，由機械設(shè)計圖15-23知，深溝球軸承 6010,a=10mm從軸的結(jié)構(gòu)圖及彎矩圖和扭矩圖<見下圖）可以看出 Ft作用處是危險截面，L=243mm將該截面的所受彎矩和扭矩列于下表表4危險截面所受彎矩和扭矩水平面H垂直面V支反力FFnh1 = Fnh 2 =1462.54NFnvi = Fnv 2 =532.32N彎矩N mmMh =177698.61MV =6467.88 N mm總彎矩MM =189102.9 N mm扭矩TT=465090.0 N mmMMl TTTtt>-圖7-55.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度根據(jù)上表對危險截面進行校核，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)

40、力為脈動循環(huán)變應(yīng) 力，取a =0.6，軸的計算應(yīng)力a *M 2 +0T）2J189102.92 十（0.6漢 465090.0）2飛一 W 一:543/32=21.82MPa前已選定軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查圖表 <P表15-1 ）得krJ=60MPa因此 ca v 丘4】，故軸安全。/八、軸承的選擇和校核計算計算及說明結(jié)果已知軸承的預(yù)計壽命為Lh =72000h1 輸入軸承的選擇與計算由軸1的設(shè)計知，初步選用深溝球軸承6209，因為受力對稱，只需要計算一個，其受力 Fr = jFri2 +Fti2 =1195.42 N， Fa =0，£ =3 ,轉(zhuǎn)速n=970r/m i

41、n1）查滾動軸承樣本 指導(dǎo)書表15-3 ）知深溝球軸承6209的基本額定動載荷C=24500N基本額定靜載荷C0=17500N2 ）求軸承當(dāng)量動載荷 P因為Fa=0，徑向載荷系數(shù)X=1，軸向載荷系數(shù) Y=0,因工作情況平穩(wěn)，按課本P表13-6 )，取 fp=1.2，則P=fp<xFr+YFa ) =1.2 X <1X 1195.42+0 ) N=1434.504N3 ）驗算軸承壽命,106 (C、名106尹,3(24500 1 xh60n f 丿60 7701 11訂434.504 丿=85599.25h> Lh =72000h故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承62

42、092.軸2上的軸承選擇與計算由軸2的設(shè)計已知，初步選用深溝球軸承6208，因為受力對稱，故只需要校核一個。其受力 Fr =*Fr3+Ft3匚2匚 2匚=2(Fr2 + Ft2 =2174.35N, Fa=0,£ =3, n=225.6r/min1）查滾動軸承樣本 指導(dǎo)書表15-5 ）知深溝球軸承6208的基本額定動載荷C=22800N基本額定靜載荷C0=15800N2）求軸承當(dāng)量動載荷 P因為Fa=0，徑向載荷系數(shù)X=1，軸向載荷系數(shù) Y=0,因工作情況平穩(wěn)，按課本P表13-6)，取 P=fp<XFr+YFa) =1.2 X <1X 2174.35+0 ) N=2609

43、.22N3）驗算軸承壽命,106(C、芯106(22800Lh -r60n <P 丿60 疋 225.612609.22 丿=89292.6h> Lh=72000h故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承6208.3.輸出軸上的軸承選擇與計算由軸川的設(shè)計知，初步選用深溝球軸承6214，因為受力對稱，只需要計算一個，其受力 Fr=JF2 2r4 +Ft4 /2=3369.772 N , Fa =0, £ =3 ,轉(zhuǎn)速n=70.5/m in1 ）查滾動軸承樣本 指導(dǎo)書表15-3 ）知深溝球軸承6214的基本額定動載荷C=46800N基本額定靜載荷C0=37500N2）求軸

44、承當(dāng)量動載荷 P因為Fa=0，徑向載何系數(shù)X=1，軸向載荷系數(shù) Y=0,因工作情況平穩(wěn)，按計算及說明結(jié)果課本<P表13-6 )，取fp=l.2，則P=fp<XFr+YFa ) =1.2 X <1X 3369.772+0 ) N=4043.7264N3)驗算軸承壽命,1O6C¥106( 46800 仁Lh = l ='心1 h60n f 丿 60 x 70.5<4043.7264 丿=366481h> Lh=72000h故所選用軸承滿足壽命要求。確定使用深溝球軸承6214。九、鍵連接的選擇與校核計算1.輸入軸與聯(lián)軸器的鍵連接1>由軸1的設(shè)計知

45、初步選用鍵C12X 80GB109-79，T1 =67.4 N m2>校核鍵連接的強度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本 <P表6-2 ）查得許用應(yīng)力二 p =100-i20MPa 取卜rp | =110MPa 鍵的工作長度 I =L-b/2=80mm-6mm=74mm 鍵與2T x 103輪轂鍵槽的接觸咼度 k=0.5h=0.5 X 8mm=4mmi由式；_-p可得p kid2110P -kid3=2 X 67.4103/4 X 74X 42MPa=10.843MPa< 囤 可見連接的強度足夠，選用鍵C12X 80GB1096-792.齒輪2<2'）與軸2的鍵連

46、接1> 由軸 2 的設(shè)計知初步選用鍵 12X 50GB109-79 , T =T2/2=137.745 N m 2>校核鍵連接的強度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本 <P表6-2 ）查得許用應(yīng)力卜i =100-'5 p |=110MPa 鍵的工作長度 I =L-b=50mm-12mm=38mm鍵與輪120MPa 取=110MPa轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=0.5 X 8mm=4mm由式二p2T 10可得 kid32T 103二 P - =2X 137.74510 /4 X 38 X 42MPakid=110MPa=43.16MPa<p可見連接的強度足夠，選用

47、鍵12X 50GB109-793 .齒輪3與軸2的鍵連接1> 由軸12 X 90GB109-79II 的設(shè)計知初步選用鍵T =T2 =275.49 N m2>校核鍵連接的強度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本 <P表6-2 ）查得許用應(yīng)力12 X 90GB109-79 ,二 p =100-120MPa 取何 p=110MPa 鍵的工作長度 I =L-b=90mm-12mm=78mm鍵與輪2T x103轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=0.5 X 8mm=4mmi由式二p可得p kid2T2 1033匚P =2=2 X 275.4910 /4 X 78 X 44MPakid=110

48、MPa=40.14MPa< |：二 p |可見連接的強度足夠，選用鍵12X 90GB109-794 .齒輪4與軸3的鍵連接1>由軸3的設(shè)計知初步選用鍵 22 X 90GB109-79 , T =T3=863.97 N m計算及說明結(jié)果2>校核鍵連接的強度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本<P表6-2 ）查得許用應(yīng)力<ip=100-120MPa 取a p=110MPa 鍵的工作長度 1 =L-b=90mm-22mm=68mm鍵與輪 2T x 103轂鍵槽的接觸咼度 k=0.5h=0.5 x 14mm=7mm由式<rp可得pkld2T103“3CTp =2 x 8

49、63.97 "0 /7 x 68 x 82MPakld=44.27MPa< ep=110MPa可見連接的強度足夠，選用鍵22 x 90GB109-795.聯(lián)軸器與軸皿的鍵連接1>由軸4的設(shè)計知初步選用鍵 C16x 90GB109-79 , T =T3=863.97 N m2>校核鍵連接的強度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由課本<P表6-2 ）查得許用應(yīng)力p =100-120MPa 取 e p=110MPa 鍵的工作長度 l =L-b=90mm-8mm=82mm與輪 2T x 103轂鍵槽的接觸咼度 k=0.5h=0.5 x 10mm=5mm由式p =可得pkld2

50、T103“3CTp = =2 x 863.97 =<10 /5 x 82 x 55MPakld=76.63MPa< ep=110MPa可見連接的強度足夠，選用鍵C16x 90GB109-79、聯(lián)軸器的選擇十、聯(lián)軸器的選擇1 .輸入軸由I ）的聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸1的設(shè)計，選用HL3型彈性套柱銷聯(lián)軸器 <35鋼），其尺寸如下 表所示型號T< N m)n 】<r/min)d2<mmL<mm轉(zhuǎn)動慣量2 <kg m ）HL36305000421120.62.輸出軸 <軸3）的聯(lián)軸器的選擇根據(jù)軸3的設(shè)計，選用HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器<35鋼），其尺寸如下 表所示型號T< N m)tn 】<r/min)d2 <mmL<mm轉(zhuǎn)動慣量. 2 <kg m )HL412504000551123.4計算及說明結(jié)果十、減速器附件設(shè)計1 .視孔蓋