同軸式減速器的課程設(shè)計(jì)【6張CAD圖紙+說明書】

同軸式減速器的課程設(shè)計(jì)【6張CAD圖紙+說明書】,6張CAD圖紙+說明書,同軸,減速器,課程設(shè)計(jì),CAD,圖紙,說明書 機(jī)械課程設(shè)計(jì)已知條件工作情況：兩班工作制，單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，輸送帶水平放置。工作環(huán)境：室內(nèi)，有灰塵，最高環(huán)境溫度35，通風(fēng)條件一般。動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓380V/220V。工作壽命：8年。檢修間隔期：4年一次大修，2年一次中修，半年一次小修。制造條件：一般機(jī)械制造廠，小批量生產(chǎn)。齒輪減速器浸油潤滑：取大齒輪的攪油效率攪=0.98 取滾筒-輸送帶效率w=0.96輸送帶拉力：F=4.5kN輸送帶速度：=1.8（m/s）滾筒直徑：D=400 mm輸送帶速度允許誤差：5%傳動(dòng)方案考慮考斜齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性較直齒輪好，常用于高速級(jí)或要求傳動(dòng)平穩(wěn)的場合。在減速器箱體應(yīng)該盡量減小幾何尺寸，節(jié)省材料，同時(shí)由于斜齒輪軸向力，將軸向力相互抵消，采用兩對(duì)斜齒輪，機(jī)構(gòu)系統(tǒng)簡單。所以選用：兩級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)方案簡圖如下：1-電動(dòng)機(jī) 2、6-聯(lián)軸器 3-減速箱 4、5-斜齒輪 7-滾筒電動(dòng)機(jī)選擇1，選擇電動(dòng)機(jī)的類型根據(jù)用途選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2，電動(dòng)機(jī)的功率 輸送帶所需拉力為 Pw=F1000w=45001.810000.96=8.4375Kw 總=聯(lián)2滾3嚙2攪2滑經(jīng)過查表得：聯(lián)軸器效率為：聯(lián)=0.99滾動(dòng)軸承效率為：滾=0.99齒輪傳動(dòng)效率為：嚙=0.98輪齒攪油效率為：攪=0.98滑動(dòng)軸承效率為：滑=0.97 總=聯(lián)2滾3嚙2攪2滑=0.8595電動(dòng)機(jī)的功率為：Pd=pw總=8.43750.8595Kw=9.81675Kw查表選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率為：Ped=11Kw3，確定電機(jī)轉(zhuǎn)速 輸送帶滾筒的轉(zhuǎn)速為：n滾=100060d=1000601.8400rmin=85.944rmin 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：i=58 電機(jī)的轉(zhuǎn)速為：n電=i2n滾（773.452148.5）rmin 符合這一要求的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速為：1000rmin和1500rmin兩種。因?yàn)殡姍C(jī)的轉(zhuǎn)速越大，則傳動(dòng)比越大，機(jī)構(gòu)的尺寸也就越大，為了節(jié)省材料優(yōu)化機(jī)構(gòu)尺寸，選用同步轉(zhuǎn)速為1000rmin的電動(dòng)機(jī)。其滿載轉(zhuǎn)矩為970rmin，其型號(hào)為Y160L-6。傳動(dòng)比的計(jì)算和分配1,總傳動(dòng)比： i總=n電n滾=97085.944=11.2862，分配傳動(dòng)比： 為使傳動(dòng)尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理，選用推薦傳動(dòng)，即： i1為齒輪1、2的傳動(dòng)比 i2為齒輪3、4的傳動(dòng)比 i1=i2=i總=3.3595傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算1，各軸轉(zhuǎn)速：n電=970rminn=n電=970rmin n=ni1=9703.3595rmin=288.733rminn=ni2=288.7333.3595rmin=85.945rminn滾=n=85.945rmin2，各軸功率：Pd=9.81675KwP=Pd聯(lián)=9.816750.99Kw=9.71858KwP=P滾嚙=9.718580.980.99=9.42897KwP=P滾嚙攪=9.428970.980.990.98=8.96503KwP滾=P滾攪聯(lián)=8.5239Kw3，各軸轉(zhuǎn)矩：Td=9550Pdnd=95509.81675970Nm=96.6495NmT=9550Pn=95509.71858970Nm=95.9783NmT=9550Pn=95509.42897288.733Nm=331.8683NmT=9550Pn=95508.9650385.945Nm=996.1724NmT滾=9550P滾n滾=95508.523985.945Nm=947.1551Nm高速軸斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1，材料的選擇、熱處理方式和公差等級(jí)考慮到帶式輸送機(jī)為一般機(jī)械，故大小齒輪均選用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火處理，查表得HBW1=217255, HBW2=162217。小齒輪的硬度比大齒輪硬度高3050HBW。滿足要求，選用8級(jí)精度。2初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。其計(jì)算公式為：d132KT1du+1uZHZEZH21) 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為：T=95.9783Nm=95978.3Nmm2）因未知，Kv值不能確定，查表可以初選載荷系數(shù)Kv=1.43）由于齒輪1、2為非對(duì)稱布置，初選齒寬系數(shù)d=1.04）查表得彈性系數(shù)ZE=189.8MPa5）初選螺旋角=12，查表得區(qū)域系數(shù)ZH=2.46，螺旋角系數(shù): Z=cos=0.9896）齒數(shù)比u=i=3.35957）初選Z1=25，則Z2=uZ1=253.3595=83.987，取Z2=848）需用接觸應(yīng)力可用下面的公式計(jì)算：H=ZNHlimSH其中，Hlim1=580MPa，Hlim2=390MPa大小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：N1=60n1ht=609701826016=1.937109N2=N1i1=5.765108查得壽命系數(shù)ZN1=1,ZN2=1.05,選擇安全系數(shù)為SH=1.0所以：H1=ZN1Hlim1SH=15801MPa=580MPaH2=ZN2Hlim2SH=1.053901MPa=409.5MPa取H=H1+H22=494.75MPa小齒輪的分度圓為d1t32KT1du+1uZHZEZH2=321.495978.313.3595+13.3595189.90.9892.46494.752=67.2478mm3,確定傳動(dòng)尺寸1） 計(jì)算載荷系數(shù)由表查得使用系數(shù)KA=1.0。因?yàn)?d1n1601000=3.416ms，查得動(dòng)載荷系數(shù)為Kv=1.16。查表的齒向載荷分配系數(shù)K=1.08，齒間載荷分配系數(shù)K=1.4，則載荷系數(shù)為：K=KAKvKK=1.75392) 對(duì)d1進(jìn)行修正，即：d1=d1tKKv73.4943mm3) 確定模數(shù)mn.mn=d1cosZ1=72.4943cos1225=2.836mm查標(biāo)準(zhǔn)取mn=3mm4）計(jì)算傳動(dòng)尺寸 中心距為：a1=mnZ1+Z22cos=31092cos12=167.152mm圓整中心距得a1=170mm。則螺旋角=arccosmnZ1+Z22a1=15.895因?yàn)橹蹬c初選值相差較大，對(duì)及有關(guān)參數(shù)進(jìn)行修正，區(qū)域系數(shù)ZH=2.46，螺旋角系數(shù)Z=cos=0.9807。d132KT1du+1uZHZEZH2=321.753995978.313.3595+13.3595189.90.98072.42494.752=71.3mmmn=d1cosZ1=71.3cos15.89525=2.743mm取mn=3mm中心距：a1=mnZ1+Z22cos=31092cos15.895=170mm螺旋角：=arccosmnZ1+Z22a1=15.895修正完畢。故：d1=mnZ1cos=325cos15.895=77.98mmd2=mnZ2cos=384cos15.895=262.02mmb=dd1=177.98=77.98mm 取b2=80mm， b1=80+510，取b1=85mm。4，校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為:F=2KT1bmnd1YFYF1）K，mn，T1和d1同前。2）齒寬b=b2=80mm3）齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YFs。當(dāng)量齒數(shù)為：ZV1=Z1cos3=25cos315.859=28.08ZV2=Z2cos3=84cos315.859=94.37查的齒形YF1=4.16，YF2=3.95。4）查得螺旋角系數(shù)Y=0.985）許用彎曲應(yīng)力為： F=YNFIimSFYST 查表得彎曲疲勞極限應(yīng)力為FIim1=215MPa, FIim2=170MPa.查得壽命系數(shù)YN1=YN2=1, YST=2,安全系數(shù)SF=1.3F1=YN1FIim1SFYST=12151.32=330.77MPaF2=YN2FIim2SFYST=11701.32=261.54MPa所以，彎曲應(yīng)力為：F1=2KT1bmnd1YF1Y=21.753995978.380377.984.160.98=73.34MPaF1F2=2KT1bmnd1YF2Y=21.753995978.380377.983.950.98=69.64MPaF2所以滿足彎曲強(qiáng)度。低速軸斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1，材料的選擇、熱處理方式和公差等級(jí)低速級(jí)齒輪由于所受的力矩大，所以應(yīng)選用強(qiáng)度更高的材料，小齒輪選用40CrNi，調(diào)質(zhì)處理，大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得HBW3=270300, HBW4=217255。小齒輪的硬度比大齒輪硬度高3050HBW。滿足要求，選用8級(jí)精度。2初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。其計(jì)算公式為：d332KTdu+1uZHZEZH21）小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為：T=331.8683Nm=331868.3Nmm2）因未知，Kv值不能確定，查表可以初選載荷系數(shù)Kv=1.43）由于齒輪3、4為非對(duì)稱布置，初選齒寬系數(shù)d=1.24）查表得彈性系數(shù)ZE=189.8MPa5）初選螺旋角=12，查表得區(qū)域系數(shù)ZH=2.46，螺旋角系數(shù): Z=cos=0.9896）齒數(shù)比u=i=3.35957）初選Z3=25，則Z4=uZ3=253.3595=83.987，取Z4=848）需用接觸應(yīng)力可用下面的公式計(jì)算：H=ZNHlimSH其中，Hlim3=750MPa，Hlim4=580MPa大小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：N3=60nht=60288.7331826016=5.765108N4=N3i2=1.72108查得壽命系數(shù)ZN3=1.05,ZN4=1.25,選擇安全系數(shù)為SH=1.0所以：H3=ZN3Hlim3SH=1.057501MPa=787.5MPaH4=ZN4Hlim4SH=1.255801MPa=725MPa取H=H3+H42=756.25MPa小齒輪的分度圓為d3t32KTdu+1uZHZEZH2=321.4331868.31.23.3595+13.3595189.90.9892.46756.252=72.1155mm3,確定傳動(dòng)尺寸1，計(jì)算載荷系數(shù)由表查得使用系數(shù)KA=1.0。因?yàn)?d3n601000=1.09ms，查得動(dòng)載荷系數(shù)為Kv=1.05。查表的齒向載荷分配系數(shù)K=1.12，齒間載荷分配系數(shù)K=1.4，則載荷系數(shù)為：K=KAKvKK=1.64642，對(duì)d3進(jìn)行修正，即：d3=d3tKKv76.1198mm3，確定模數(shù)mn.mn=d3cosZ3=76.1198cos1225=2.978mm查標(biāo)準(zhǔn)取mn=3mm4，計(jì)算傳動(dòng)尺寸 中心距為：a2=mnZ3+Z42cos=31092cos12=167.152mm圓整中心距得a2=170mm。則螺旋角=arccosmnZ3+Z42a2=15.895因?yàn)橹蹬c初選值相差較大，對(duì)及有關(guān)參數(shù)進(jìn)行修正，區(qū)域系數(shù)ZH=2.46，螺旋角系數(shù)Z=cos=0.9807。d332KTdu+1uZHZEZH2=321.6464331868.31.23.3595+13.3595189.90.98072.42756.252=74.87mmmn=d1cosZ1=74.87cos15.89525=2.88mm取mn=3mm中心距：a2=mnZ3+Z42cos=31092cos15.895=170mm螺旋角：=arccosmnZ3+Z42a2=15.895修正完畢。故：d3=mnZ3cos=325cos15.895=77.98mmd4=mnZ4cos=384cos15.895=262.02mmb=dd3=1.277.98=93.576mm 取b4=95mm， b3=95+510，取b1=100mm。4，校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為:F=2KTbmnd3YFYF1，K，mn，T和d3同前。2，齒寬b=b4=80mm3，齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YFs。當(dāng)量齒數(shù)為：ZV3=Z3cos3=25cos315.859=28.08ZV4=Z4cos3=84cos315.859=94.37查的齒形YF1=4.16，YF2=3.95。4，查得螺旋角系數(shù)Y=0.985，許用彎曲應(yīng)力為： F=YNFIimSFYST 查表得彎曲疲勞極限應(yīng)力為FIim3=320MPa, FIim4=215MPa.查得壽命系數(shù)YN3=YN4=1, YST=2,安全系數(shù)SF=1.3F3=YN3FIim3SFYST=13201.32=492.3MPaF4=YN4FIim4SFYST=12151.32=330.77MPa所以，彎曲應(yīng)力為：F3=2KTbmnd3YF3Y=21.6464331868.380377.984.160.98=238.04MPaF1F2=2KTbmnd3YF2Y=21.6464331868.380377.983.950.98=226.03MPaF2所以滿足彎曲強(qiáng)度。斜齒圓柱齒輪上作用力的計(jì)算1,高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的作用力1，已知條件高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為T=95978.3Nmm，轉(zhuǎn)速為n=970rmin，高速級(jí)齒輪的螺旋角=15.895，小齒輪左旋，大齒輪右旋，小齒輪分度圓直徑為d1=77.98mm2，齒輪1上的作用力 圓周力為Ft1=2T1d1=295978.377.98N=2461.613N其方向與作用點(diǎn)圓周速度方向相反。 徑向力為Fr1=Ft1tanncos=2461.613tan20cos15.895=931.57N其方向?yàn)橛闪Φ淖饔命c(diǎn)指向輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)中心 軸向力為Fa1=Ft1tan=2461.613tan15.895=700.977N其方向可由左手法則確定，即用左手握住輪1的軸線，并用四指的方向順著輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，此時(shí)拇指的指向?yàn)樵摿Φ姆较颉?法向力為Fn1=Ft1cosncos=2461.613cos20cos15.895=2723.74N3,齒輪2的作用力 從動(dòng)輪2各個(gè)力與主動(dòng)輪1上相應(yīng)的各力大小相等，方向相反。2，低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的作用力1，已知條件中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為T=331868.3Nmm，轉(zhuǎn)速為n=288.733rmin，低速級(jí)齒輪的螺旋角=15.895，為使齒輪3的軸向力與齒輪2相互抵消，齒輪3右旋，齒輪4左旋，齒輪3分度圓直徑為d3=77.98mm2，齒輪3上的作用力 圓周力為Ft3=2TIId3=2331868.3288.733N=8511.626N其方向與作用點(diǎn)圓周速度方向相反。 徑向力為Fr3=Ft3tanncos=8511.626tan20cos15.895=3221.138N其方向?yàn)橛闪Φ淖饔命c(diǎn)指向輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)中心 軸向力為Fa3=Ft3tan=8511.626tan15.895=2423.797N其方向可由左手法則確定，即用左手握住輪3的軸線，并用四指的方向順著輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，此時(shí)拇指的指向?yàn)樵摿Φ姆较颉?法向力為Fn3=Ft3cosncos=8511.626cos20cos15.895=9417.977N3,齒輪4的作用力 從動(dòng)輪4各個(gè)力與主動(dòng)輪3上相應(yīng)的各力大小相等，方向相反。軸的設(shè)計(jì)計(jì)算高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算1已知條件高速軸傳遞的功率P=9.71858Kw，轉(zhuǎn)速n=970rmin，小齒輪的分度圓直徑為d1=77.98mm，齒輪寬度b1=85mm。2選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選用常用的軸用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3處算軸徑查表得A0=103135，考慮到軸端只承受轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩，故選擇中間值，A0=120，則 dmin=A03Pn=12039.71858970mm=25.87mm軸與聯(lián)軸器之間連接有一個(gè)鍵槽，軸徑增加3%5%，軸端最細(xì)處的直徑為 d125.871.031.05=26.627.2mm所以dmin=28mm4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如下圖為使軸承部分便于拆裝，減速箱采用剖分結(jié)構(gòu)，該減速箱發(fā)熱小、軸不長，故軸承采用兩端固定方式?？砂摧S上零件的安裝順序，從最細(xì)處開始設(shè)計(jì)。1軸端的設(shè)計(jì) 軸端上安裝聯(lián)軸器，由于電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)，開始工作時(shí)有震動(dòng)，選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器。由電動(dòng)機(jī)的輸出軸直徑為42mm可以查表選擇聯(lián)軸器LT6系列的J型軸孔，所以選擇d1=35mm，L1=60mm。2密封圈和軸段的設(shè)計(jì) 確定軸段的直徑時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮聯(lián)軸器的軸向定位和密封圈的直徑。聯(lián)軸器定位高度h=0.070.1d1=0.070.135=2.453.5mm，軸段的直徑d2=d1+2h=39.942mm，再根據(jù)密封圈確定直徑。該處的圓周速度小于5m/s，可選擇氈圈油封，查表取d2=40mm。3軸承與軸段和軸段的設(shè)計(jì) 考慮到齒輪上有軸向力的存在，且有較大的圓周力和徑向力作用，選擇圓錐滾子軸承，軸段上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又符合軸承內(nèi)徑系列。初選軸承30209，內(nèi)徑d=45mm，外徑D=85mm，寬度T=20.75mm，內(nèi)圈定位直徑da=52mm。因此選用d3=45mm。因?yàn)閐n2105mmr/min，所用軸承采用脂潤滑，需要擋油環(huán)。箱體內(nèi)壁到軸承斷面的距離=10mm。 通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，則d6=45mm，同軸式減速器該處軸承座完全處于箱體內(nèi)部，該處軸承采用油潤，潤滑油由低速級(jí)大齒輪輪緣上刮取，可使軸承內(nèi)圈端面與軸承座端面共面，故可取L4=B=19mm4 齒輪與軸段的設(shè)計(jì) 該段軸上安裝齒輪，為便于齒輪的安裝，d4應(yīng)略大于d3，可初定d4=47mm。齒輪2分度圓直徑比較小，采用實(shí)心安裝，齒輪寬度為b1=85mm,為保證套筒能訂到齒輪左端面，該處軸徑長度應(yīng)比齒輪寬度略短，取L4=83mm5 軸段的設(shè)計(jì) 齒輪右側(cè)采用軸肩定位，定位軸肩的高度h=(0.070.1)d4=0.070.142mm=2.944.2mm，取h=3mm，則d5=63mm，取D5=10mm。齒輪左端面與箱體的距離2=10mm。6 軸段和軸段的長度，軸段的長度除了與軸上的零件有關(guān)，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。軸承座的厚度L=+C1+C2+(510)mm，箱壁=8mm，軸承旁連接螺栓為M14，則C1=20mm，C2=18mm，箱體軸承座的寬度L=8+20+18+(510)mm=5156mm，取L=51mm，箱體尺寸1箱座壁厚82箱蓋壁厚183箱蓋凸緣厚度b1124箱座凸緣厚度b125箱座底凸緣厚度b2206地腳螺釘直徑df18.12(M20)7地腳螺釘數(shù)目n48軸承旁連接螺栓直徑d113.59(M14)9蓋與座連接螺栓直徑d29.06-10.872(M10)10連接螺栓d2的間距l(xiāng)150-20011軸承端蓋螺釘直徑d37.248-9.06(M8)12視孔蓋螺釘直徑d45.436-7.248(M8)13定位銷直徑d7-814df,d1,d2至外箱壁距離C1查表15df,d2至凸緣邊緣距離C2查表16軸承旁凸臺(tái)半徑R1R1C217凸臺(tái)高度hh根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定18外箱壁至軸承座斷面距離l1C1+C2+（5-10）19鑄造過度尺寸X、y表1-3820大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離11021齒輪端面與內(nèi)箱壁距離21022箱蓋、箱座肋厚m1,m6.8，6.823軸承端蓋外徑D2D+(5-5.5)d324軸承旁連接螺栓距離sD2低速軸斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1，材料的選擇、熱處理方式和公差等級(jí)低速級(jí)齒輪由于所受的力矩大，所以應(yīng)選用強(qiáng)度更高的材料，小齒輪選用40CrNi，調(diào)質(zhì)處理，大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得HBW3=270300, HBW4=217255。小齒輪的硬度比大齒輪硬度高3050HBW。滿足要求，選用8級(jí)精度。2初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。其計(jì)算公式為：d332KTdu+1uZHZEZH21) 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為：T=331.8683Nm=331868.3Nmm2）因未知，Kv值不能確定，查表可以初選載荷系數(shù)Kv=1.43）由于齒輪3、4為非對(duì)稱布置，初選齒寬系數(shù)d=1.24）查表得彈性系數(shù)ZE=189.8MPa5）初選螺旋角=12，查表得區(qū)域系數(shù)ZH=2.46，螺旋角系數(shù): Z=cos=0.9896）齒數(shù)比u=i=3.35957）初選Z3=25，則Z4=uZ3=253.3595=83.987，取Z4=848）需用接觸應(yīng)力可用下面的公式計(jì)算：H=ZNHlimSH其中，Hlim3=750MPa，Hlim4=580MPa大小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：N3=60nht=60288.7331826016=5.765108N4=N3i2=1.72108查得壽命系數(shù)ZN3=1.05,ZN4=1.25,選擇安全系數(shù)為SH=1.0所以：H3=ZN3Hlim3SH=1.057501MPa=787.5MPaH4=ZN4Hlim4SH=1.255801MPa=725MPa取H=H3+H42=756.25MPa小齒輪的分度圓為d3t32KTdu+1uZHZEZH2=321.4331868.31.23.3595+13.3595189.90.9892.46756.252=72.1155mm3,確定傳動(dòng)尺寸1） 計(jì)算載荷系數(shù)由表查得使用系數(shù)KA=1.0。因?yàn)?d3n601000=1.09ms，查得動(dòng)載荷系數(shù)為Kv=1.05。查表的齒向載荷分配系數(shù)K=1.12，齒間載荷分配系數(shù)K=1.4，則載荷系數(shù)為：K=KAKvKK=1.64642) 對(duì)d3進(jìn)行修正，即：d3=d3tKKv76.1198mm3) 確定模數(shù)mn.mn=d3cosZ3=76.1198cos1225=2.978mm查標(biāo)準(zhǔn)取mn=3mm4）計(jì)算傳動(dòng)尺寸 中心距為：a2=mnZ3+Z42cos=31092cos12=167.152mm圓整中心距得a2=170mm。則螺旋角=arccosmnZ3+Z42a2=15.895因?yàn)橹蹬c初選值相差較大，對(duì)及有關(guān)參數(shù)進(jìn)行修正，區(qū)域系數(shù)ZH=2.46，螺旋角系數(shù)Z=cos=0.9807。d332KTdu+1uZHZEZH2=321.6464331868.31.23.3595+13.3595189.90.98072.42756.252=74.87mmmn=d1cosZ1=74.87cos15.89525=2.88mm取mn=3mm中心距：a2=mnZ3+Z42cos=31092cos15.895=170mm螺旋角：=arccosmnZ3+Z42a2=15.895修正完畢。故：d3=mnZ3cos=325cos15.895=77.98mmd4=mnZ4cos=384cos15.895=262.02mmb=dd3=177.98=77.98mm 取b4=80mm， b3=80+510，取b1=85mm。4，校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為:F=2KTbmnd3YFYF1）K，mn，T和d3同前。2）齒寬b=b4=80mm3）齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YFs。當(dāng)量齒數(shù)為：ZV3=Z3cos3=25cos315.859=28.08ZV4=Z4cos3=84cos315.859=94.37查的齒形YF1=4.16，YF2=3.95。4）查得螺旋角系數(shù)Y=0.985）許用彎曲應(yīng)力為： F=YNFIimSFYST 查表得彎曲疲勞極限應(yīng)力為FIim3=320MPa, FIim4=215MPa.查得壽命系數(shù)YN3=YN4=1, YST=2,安全系數(shù)SF=1.3F3=YN3FIim3SFYST=13201.32=492.3MPaF4=YN4FIim4SFYST=12151.32=330.77MPa所以，彎曲應(yīng)力為：F3=2KTbmnd3YF3Y=21.6464331868.380377.984.160.98=238.04MPaF1F2=2KTbmnd3YF2Y=21.6464331868.380377.983.950.98=226.03MPaF2所以滿足彎曲強(qiáng)度。低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算1已知條件低速軸傳遞的功率P=8.96503Kw，轉(zhuǎn)速n=85.945rmin，小齒輪的分度圓直徑為d4=262.02mm，齒輪寬度b4=95mm。2選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選用常用的軸用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3處算軸徑查表得A0=103135，考慮到軸端只承受轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩，故選擇較低值，A0=103，則 dmin=A03Pn=10338.960585.945mm=48.48mm軸與聯(lián)軸器之間連接有一個(gè)鍵槽，軸徑增加3%5%，軸端最細(xì)處的直徑為 d148.481.031.05=49.9450.91mm所以dmin=51mm4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如下圖為使軸承部分便于拆裝，減速箱采用剖分結(jié)構(gòu)，該減速箱發(fā)熱小、軸不長，故軸承采用兩端固定方式?？砂摧S上零件的安裝順序，從最細(xì)處開始設(shè)計(jì)。1軸段的設(shè)計(jì) 軸端上安裝聯(lián)軸器，聯(lián)軸器連接滾筒，由于滾筒在運(yùn)行過程中可能突然加載貨物由震動(dòng)，所以選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。軸段的直徑最小值可以查表選擇聯(lián)軸器LT8系列的J型軸孔，所以選擇d1=55mm，L1=84mm。2密封圈和軸段的設(shè)計(jì) 確定軸段的直徑時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮聯(lián)軸器的軸向定位和密封圈的直徑。聯(lián)軸器定位高度h=0.070.1d1=0.070.155=3.855.5mm，軸段的直徑d2=d1+2h=62.766mm，再根據(jù)密封圈確定直徑。由于該處的圓周速度小于5m/s，可選擇氈圈油封，查表取d2=65mm。3軸承與軸段和軸段的設(shè)計(jì) 考慮到齒輪上有軸向力的存在，且有較大的圓周力和徑向力作用，選擇圓錐滾子軸承，軸段上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又符合軸承內(nèi)徑系列。初選軸承30214，內(nèi)徑d=70mm，外徑D=125mm，寬度T=26.25mm，內(nèi)圈定位直徑da=79mm。因此選用d3=70mm。因?yàn)閐n2105mmr/min，所用軸承采用脂潤滑，需要擋油環(huán)。箱體內(nèi)壁到軸承斷面的距離=10mm。 通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，則d6=70mm，同軸式減速器該處軸承座完全處于箱體內(nèi)部，該處軸承采用油潤，潤滑油由低速級(jí)大齒輪輪緣上刮取，可使軸承內(nèi)圈端面與軸承座端面共面，故可取L4=B=24mm，該處軸承與高速軸右端軸承共用一個(gè)軸承座，兩軸承座之間的距離為6.5mm。則軸承座的寬度l=6.5+26.25+20.75=53.5mm。4 齒輪與軸段的設(shè)計(jì) 該段軸上安裝齒輪，為便于齒輪的安裝，d4應(yīng)略大于d3，可初定d4=72mm。齒輪寬度為b4=95mm,為保證套筒能訂到齒輪左端面，該處軸徑長度應(yīng)比齒輪寬度略短，取L4=93mm。5 軸段的設(shè)計(jì) 齒輪右側(cè)采用軸肩定位，定位軸肩的高度h=(0.070.1)d4=0.070.172mm=5.047.2mm，取h=7mm，則d5=79mm，足夠軸承定位。取D5=10mm。齒輪右端面與箱體的距離1=10mm。6 軸段和軸段的長度，軸段的長度除了與軸上的零件有關(guān)，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。因?yàn)檩S承座的厚度L=51mm。軸承端蓋厚度為Bd=10mm，調(diào)整墊片的厚度為1mm，軸承端蓋到聯(lián)軸器凸緣的距離K=1020mm所以L2=L-T-+Bd+K=51-24-10+10+(1020)mm=3747mm。取L2=45mm。L3=+B+1+2=10+24+10+2=46mm。5，軸上作用力點(diǎn)間距由上述分析知，取齒輪中點(diǎn)為受力點(diǎn)，兩軸承的作用力點(diǎn)是距離斷面為25.8mm。所以，受力圖如下：6，鍵的選擇根據(jù)GB/T1096-2003,在聯(lián)軸器處根據(jù)直徑選擇鍵C161080，在齒輪處選擇鍵201280。7，軸的受力分析1受力簡圖如上圖所示，計(jì)算支撐反力：其中，F(xiàn)a4=2423.797N, Fr4=3221.138N, Ft4=8511.626N在水平面上：R2H=-Fa4d12-Fr4l1l1+l2=-2423.797131.01-3221.13855.755.7+65.7=-4093.567NR1H=Fr4-4093.567=872.429N，方向向上。在垂直面上：R2V=Ft4l1l1+l2=8511.62655.755.7+65.7=3905.252NR1V=Ft1-R2V=4606.374N軸承1的支承反力為：R1=R1H2+R1V2=4688.26N軸承2的支承反力為：R2=R2H2+R2V2=5657.58N2計(jì)算彎矩在水平面上，齒輪中點(diǎn)位置的彎矩為：MHL=R1HI1=48594.29NmmMHR=-R2HI2=-268926.66Nmm在垂直面上，齒輪中點(diǎn)位置的彎矩為：MVL=MVR=R1VI2=256575.03Nmm合成彎矩，在齒輪中點(diǎn)的左端彎矩為：ML=MHL2+MV2=261136.29NmmMR=MHR2+MV2=371688.44Nmm方向均一個(gè)向上，一個(gè)向下。3計(jì)算轉(zhuǎn)矩T=9550Pn=95508.9650385.945Nm=996.1724Nm8，校核軸的強(qiáng)度因?yàn)樵邶X輪中點(diǎn)位置所受的彎矩最大，且有鍵槽，故齒輪中點(diǎn)位置為危險(xiǎn)截面?？箯澖孛嫦禂?shù)為：W=d4332-btd4-t22d4=72332-207.572-7.52272=32309.94mm3抗扭截面系數(shù)為：WT=d4316-btd4-t22d4=68953.48mm3彎曲應(yīng)力為：b=MLW=11.50MPa剪切應(yīng)力為：=T1WT=14.45MPa按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)度校核，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)=0.6，則當(dāng)量應(yīng)力為：e=b2+42=11.502+40.614.452=20.81MPa由表查得45鋼調(diào)質(zhì)處理的抗拉強(qiáng)度極限B=650MPa，則軸的許用彎曲應(yīng)力-1b=60MPa，e-1b，則強(qiáng)度滿足要求。9，校核鍵連接的強(qiáng)度聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為：p1=4Td1hl=100.62MPa齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力為：p2=4Td4hl=65.88MPa鍵的材料為45鋼，p=125150MPa，p1S2所以兩軸承的軸向力為：Fa1=1674.38NFa2=4098.177N2計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷Fa1R1=0.35e，P2=0.4R2+1.4Fa=8000.48N3校核軸承壽命因?yàn)镻1Lh1=33280h軸承壽命足夠。軸承的受力簡圖如下： 軸的受力簡圖：已知條件工作情況：兩班工作制，單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，輸送帶水平放置。工作環(huán)境：室內(nèi)，有灰塵，最高環(huán)境溫度35，通風(fēng)條件一般。動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓380V/220V。工作壽命：8年。檢修間隔期：4年一次大修，2年一次中修，半年一次小修。制造條件：一般機(jī)械制造廠，小批量生產(chǎn)。齒輪減速器浸油潤滑：取大齒輪的攪油效率 取滾筒-輸送帶效率輸送帶拉力：F=4.5kN輸送帶速度：=1.8（m/s）滾筒直徑：D=400 mm輸送帶速度允許誤差：5%傳動(dòng)方案考慮考斜齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性較直齒輪好，常用于高速級(jí)或要求傳動(dòng)平穩(wěn)的場合。在減速器箱體應(yīng)該盡量減小幾何尺寸，節(jié)省材料，同時(shí)由于斜齒輪軸向力，將軸向力相互抵消，采用兩對(duì)斜齒輪，機(jī)構(gòu)系統(tǒng)簡單。所以選用：兩級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)方案簡圖如下：1-電動(dòng)機(jī) 2、6-聯(lián)軸器 3-減速箱 4、5-斜齒輪 7-滾筒電動(dòng)機(jī)選擇1，選擇電動(dòng)機(jī)的類型根據(jù)用途選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2，電動(dòng)機(jī)的功率 輸送帶所需拉力為 經(jīng)過查表得：聯(lián)軸器效率為：滾動(dòng)軸承效率為：齒輪傳動(dòng)效率為：輪齒攪油效率為：滑動(dòng)軸承效率為： 電動(dòng)機(jī)的功率為：查表選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率為：3，確定電機(jī)轉(zhuǎn)速 輸送帶滾筒的轉(zhuǎn)速為： 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：i=58 電機(jī)的轉(zhuǎn)速為：符合這一要求的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速為：1000和兩種。因?yàn)殡姍C(jī)的轉(zhuǎn)速越大，則傳動(dòng)比越大，機(jī)構(gòu)的尺寸也就越大，為了節(jié)省材料優(yōu)化機(jī)構(gòu)尺寸，選用同步轉(zhuǎn)速為1000的電動(dòng)機(jī)。其滿載轉(zhuǎn)矩為970，其型號(hào)為Y160L-6。傳動(dòng)比的計(jì)算和分配1,總傳動(dòng)比： 2，分配傳動(dòng)比： 為使傳動(dòng)尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理，選用推薦傳動(dòng)，即： 為齒輪1、2的傳動(dòng)比 為齒輪3、4的傳動(dòng)比 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算1，各軸轉(zhuǎn)速： 2，各軸功率：3，各軸轉(zhuǎn)矩：高速軸斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1，材料的選擇、熱處理方式和公差等級(jí)考慮到帶式輸送機(jī)為一般機(jī)械，故大小齒輪均選用45鋼，小齒輪調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火處理，查表得,。小齒輪的硬度比大齒輪硬度高3050HBW。滿足要求，選用8級(jí)精度。2初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。其計(jì)算公式為：1）小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為：=95978.3Nmm2）因未知，值不能確定，查表可以初選載荷系數(shù)3）由于齒輪1、2為非對(duì)稱布置，初選齒寬系數(shù)4）查表得彈性系數(shù)5）初選螺旋角=，查表得區(qū)域系數(shù)，螺旋角系數(shù): 6）齒數(shù)比u=i=3.35957）初選，則，取8）需用接觸應(yīng)力可用下面的公式計(jì)算：其中，大小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：查得壽命系數(shù),選擇安全系數(shù)為所以：取小齒輪的分度圓為3,確定傳動(dòng)尺寸1）計(jì)算載荷系數(shù)由表查得使用系數(shù)。因?yàn)?，查得動(dòng)載荷系數(shù)為。查表的齒向載荷分配系數(shù)，齒間載荷分配系數(shù)，則載荷系數(shù)為：K=2）對(duì)進(jìn)行修正，即：3）確定模數(shù).查標(biāo)準(zhǔn)取4）計(jì)算傳動(dòng)尺寸 中心距為：圓整中心距得。則螺旋角因?yàn)橹蹬c初選值相差較大，對(duì)及有關(guān)參數(shù)進(jìn)行修正，區(qū)域系數(shù)，螺旋角系數(shù)。取中心距：螺旋角：修正完畢。故：取，取。4，校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為:1）K，和同前。2）齒寬3）齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)。當(dāng)量齒數(shù)為：查的齒形，。4）查得螺旋角系數(shù)5）許用彎曲應(yīng)力為： 查表得彎曲疲勞極限應(yīng)力為,.查得壽命系數(shù),安全系數(shù)所以，彎曲應(yīng)力為：所以滿足彎曲強(qiáng)度。5，計(jì)算齒輪其他尺寸端面模數(shù)齒頂高齒根高全齒高h(yuǎn)=頂隙c=齒頂圓直徑為：齒根圓直徑為：低速軸斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1，材料的選擇、熱處理方式和公差等級(jí)低速級(jí)齒輪由于所受的力矩大，所以應(yīng)選用強(qiáng)度更高的材料，小齒輪選用40CrNi，大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得,。小齒輪的硬度比大齒輪硬度高3050HBW。滿足要求，選用8級(jí)精度。2初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。其計(jì)算公式為：1）小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩為：2）因未知，值不能確定，查表可以初選載荷系數(shù)3）由于齒輪3、4為非對(duì)稱布置，初選齒寬系數(shù)4）查表得彈性系數(shù)5）初選螺旋角=，查表得區(qū)域系數(shù)，螺旋角系數(shù): 6）齒數(shù)比u=i=3.35957）初選，則，取8）需用接觸應(yīng)力可用下面的公式計(jì)算：其中，大小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：查得壽命系數(shù),選擇安全系數(shù)為所以：取小齒輪的分度圓為3,確定傳動(dòng)尺寸1，計(jì)算載荷系數(shù)由表查得使用系數(shù)。因?yàn)?，查得動(dòng)載荷系數(shù)為。查表的齒向載荷分配系數(shù)，齒間載荷分配系數(shù)，則載荷系數(shù)為：K=2，對(duì)進(jìn)行修正，即：3，確定模數(shù).查標(biāo)準(zhǔn)取4，計(jì)算傳動(dòng)尺寸 中心距為：圓整中心距得。則螺旋角因?yàn)橹蹬c初選值相差較大，對(duì)及有關(guān)參數(shù)進(jìn)行修正，區(qū)域系數(shù)，螺旋角系數(shù)。取中心距：螺旋角：修正完畢。故： 取， ，取。4，校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件為:1，K，和同前。2，齒寬3，齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)。當(dāng)量齒數(shù)為：查的齒形，。4，查得螺旋角系數(shù)5，許用彎曲應(yīng)力為： 查表得彎曲疲勞極限應(yīng)力為,.查得壽命系數(shù),安全系數(shù)所以，彎曲應(yīng)力為：所以滿足彎曲強(qiáng)度。5，計(jì)算齒輪其他尺寸端面模數(shù)齒頂高齒根高全齒高h(yuǎn)=頂隙c=齒頂圓直徑為：齒根圓直徑為：斜齒圓柱齒輪上作用力的計(jì)算1,高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的作用力1，已知條件高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為，轉(zhuǎn)速為，高速級(jí)齒輪的螺旋角，小齒輪左旋，大齒輪右旋，小齒輪分度圓直徑為2，齒輪1上的作用力 圓周力為其方向與作用點(diǎn)圓周速度方向相反。 徑向力為其方向?yàn)橛闪Φ淖饔命c(diǎn)指向輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)中心 軸向力為其方向可由左手法則確定，即用左手握住輪1的軸線，并用四指的方向順著輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，此時(shí)拇指的指向?yàn)樵摿Φ姆较颉?法向力為3,齒輪2的作用力 從動(dòng)輪2各個(gè)力與主動(dòng)輪1上相應(yīng)的各力大小相等，方向相反。2，低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的作用力1，已知條件中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為，轉(zhuǎn)速為，低速級(jí)齒輪的螺旋角，為使齒輪3的軸向力與齒輪2相互抵消，齒輪3右旋，齒輪4左旋，齒輪3分度圓直徑為2，齒輪3上的作用力 圓周力為其方向與作用點(diǎn)圓周速度方向相反。 徑向力為其方向?yàn)橛闪Φ淖饔命c(diǎn)指向輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)中心 軸向力為其方向可由左手法則確定，即用左手握住輪3的軸線，并用四指的方向順著輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，此時(shí)拇指的指向?yàn)樵摿Φ姆较颉?法向力為3,齒輪4的作用力 從動(dòng)輪4各個(gè)力與主動(dòng)輪3上相應(yīng)的各力大小相等，方向相反。高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算1已知條件高速軸傳遞的功率，轉(zhuǎn)速，小齒輪的分度圓直徑為，齒輪寬度。2選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選用常用的軸用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3處算軸徑查表得，考慮到軸端只承受轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩，故選擇中間值，則 軸與聯(lián)軸器之間連接有一個(gè)鍵槽，軸徑增加3%5%，軸端最細(xì)處的直徑為 所以4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如下圖為使軸承部分便于拆裝，減速箱采用剖分結(jié)構(gòu)，該減速箱發(fā)熱小、軸不長，故軸承采用兩端固定方式?？砂摧S上零件的安裝順序，從最細(xì)處開始設(shè)計(jì)。1軸段的設(shè)計(jì) 軸端上安裝聯(lián)軸器，由于電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)，開始工作時(shí)有震動(dòng)，選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器。由電動(dòng)機(jī)的輸出軸直徑為42mm可以查表選擇聯(lián)軸器LT6系列的J型軸孔，所以選擇，。2密封圈和軸段的設(shè)計(jì) 確定軸段的直徑時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮聯(lián)軸器的軸向定位和密封圈的直徑。聯(lián)軸器定位高度，軸段的直徑，再根據(jù)密封圈確定直徑。該處的圓周速度小于5m/s，可選擇氈圈油封，查表取。3軸承與軸段和軸段的設(shè)計(jì) 考慮到齒輪上有軸向力的存在，且有較大的圓周力和徑向力作用，選擇圓錐滾子軸承，軸段上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又符合軸承內(nèi)徑系列。初選軸承30209，內(nèi)徑d=45mm，外徑D=85mm，寬度T=20.75mm，內(nèi)圈定位直徑。因此選用。因?yàn)?，所用軸承采用脂潤滑，需要擋油環(huán)。箱體內(nèi)壁到軸承斷面的距離=10mm。 通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，則，同軸式減速器該處軸承座完全處于箱體內(nèi)部，該處軸承采用油潤，潤滑油由低速級(jí)大齒輪輪緣上刮取，可使軸承內(nèi)圈端面與軸承座端面共面，故可取4 齒輪與軸段的設(shè)計(jì) 該段軸上安裝齒輪，為便于齒輪的安裝，應(yīng)略大于，可初定。齒輪2分度圓直徑比較小，采用實(shí)心安裝，齒輪寬度為,為保證套筒能訂到齒輪左端面，該處軸徑長度應(yīng)比齒輪寬度略短，取5 軸段的設(shè)計(jì) 齒輪右側(cè)采用軸肩定位，定位軸肩的高度，取h=3mm，則，取。齒輪左端面與箱體的距離。6 軸段和軸段的長度，軸段的長度除了與軸上的零件有關(guān)，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。軸承座的厚度L=+(510)mm，箱壁=8mm，軸承旁連接螺栓為M14，則，箱體軸承座的寬度L=8+20+18+(510)mm=5156mm，取L=51mm。軸承端蓋厚度為=10mm，調(diào)整墊片的厚度為1mm，軸承端蓋到聯(lián)軸器凸緣的距離K=1020mm所以。取。5，軸上作用力點(diǎn)間距由上述分析知，取齒輪中點(diǎn)為受力點(diǎn)，兩軸承的作用力點(diǎn)是距離斷面為18.6mm。所以，受力圖如下：6，鍵的選擇根據(jù)GB/T1096-2003,在聯(lián)軸器處根據(jù)直徑選擇鍵C10856，在齒輪處選擇鍵14970。7，軸的受力分析1受力簡圖如上圖所示，計(jì)算支撐反力：在水平面上：，方向向下。在垂直面上：軸承1的支承反力為：軸承2的支承反力為：2計(jì)算彎矩在水平面上，齒輪中點(diǎn)位置的彎矩為：在垂直面上，齒輪中點(diǎn)位置的彎矩為：合成彎矩，在齒輪中點(diǎn)的左端彎矩為：方向均向下。3計(jì)算轉(zhuǎn)矩8，校核軸的強(qiáng)度因?yàn)樵邶X輪中點(diǎn)位置所受的彎矩最大，且有鍵槽，故齒輪中點(diǎn)位置為危險(xiǎn)截面?？箯澖孛嫦禂?shù)為：抗扭截面系數(shù)為：彎曲應(yīng)力為：剪切應(yīng)力為：按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)度校核，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)=0.6，則當(dāng)量應(yīng)力為：由表查得45鋼調(diào)質(zhì)處理的抗拉強(qiáng)度極限，則軸的許用彎曲應(yīng)力，則強(qiáng)度滿足要求。9，校核鍵連接的強(qiáng)度聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為：齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力為：鍵的材料為45鋼，所以鍵的強(qiáng)度足夠。10，校核軸承的壽命1計(jì)算軸承的軸向力由表差的軸承30209的C=67800N，,e=0.4，Y=1.5。由圓錐滾子軸承的軸向力計(jì)算公式的軸承1、2的軸向力為：外部軸向力A=N，各軸的軸力方向如圖。所以兩軸承的軸向力為：2計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷3校核軸承壽命因?yàn)?，所以只需要校核軸承1，軸承在100以下工作，,工作平穩(wěn)，載荷系數(shù)為，軸承的壽命為：軸承壽命足夠。軸承的受力簡圖如下：高速軸的彎矩簡圖：低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算1已知條件低速軸傳遞的功率，轉(zhuǎn)速，小齒輪的分度圓直徑為，齒輪寬度。2選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選用常用的軸用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3處算軸徑查表得，考慮到軸端只承受轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩，故選擇較低值，則 軸與聯(lián)軸器之間連接有一個(gè)鍵槽，軸徑增加3%5%，軸端最細(xì)處的直徑為 所以4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如下圖為使軸承部分便于拆裝，減速箱采用剖分結(jié)構(gòu)，該減速箱發(fā)熱小、軸不長，故軸承采用兩端固定方式?？砂摧S上零件的安裝順序，從最細(xì)處開始設(shè)計(jì)。1軸段的設(shè)計(jì) 軸端上安裝聯(lián)軸器，聯(lián)軸器連接滾筒，由于滾筒在運(yùn)行過程中可能突然加載貨物由震動(dòng)，所以選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。軸段的直徑最小值可以查表選擇聯(lián)軸器LT8系列的J型軸孔，所以選擇，。2密封圈和軸段的設(shè)計(jì) 確定軸段的直徑時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮聯(lián)軸器的軸向定位和密封圈的直徑。聯(lián)軸器定位高度，軸段的直徑，再根據(jù)密封圈確定直徑。由于該處的圓周速度小于5m/s，可選擇氈圈油封，查表取。3軸承與軸段和軸段的設(shè)計(jì) 考慮到齒輪上有軸向力的存在，且有較大的圓周力和徑向力作用，選擇圓錐滾子軸承，軸段上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承安裝，又符合軸承內(nèi)徑系列。初選軸承30214，內(nèi)徑d=70mm，外徑D=125mm，寬度T=26.25mm，內(nèi)圈定位直徑。因此選用。因?yàn)椋幂S承采用脂潤滑，需要擋油環(huán)。箱體內(nèi)壁到軸承斷面的距離=10mm。 通常一根軸上的兩個(gè)軸承取相同的型號(hào)，則，同軸式減速器該處軸承座完全處于箱體內(nèi)部，該處軸承采用油潤，潤滑油由低速級(jí)大齒輪輪緣上刮取，可使軸承內(nèi)圈端面與軸承座端面共面，故可取，該處軸承與高速軸右端軸承共用一個(gè)軸承座，兩軸承座之間的距離為6.5mm。則軸承座的寬度l=6.5+26.25+20.75=53.5mm。4 齒輪與軸段的設(shè)計(jì) 該段軸上安裝齒輪，為便于齒輪的安裝，應(yīng)略大于，可初定。齒輪寬度為,為保證套筒能訂到齒輪左端面，該處軸徑長度應(yīng)比齒輪寬度略短，取。5 軸段的設(shè)計(jì) 齒輪右側(cè)采用軸肩定位，定位軸肩的高度，取h=7mm，則，足夠軸承定位。取。齒輪右端面與箱體的距離。6 軸段和軸段的長度，軸段的長度除了與軸上的零件有關(guān)，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)。因?yàn)檩S承座的厚度L=51mm。軸承端蓋厚度為=10mm，調(diào)整墊片的厚度為1mm，軸承端蓋到聯(lián)軸器凸緣的距離K=1020mm所以。取。5，軸上作用力點(diǎn)間距由上述分析知，取齒輪中點(diǎn)為受力點(diǎn)，兩軸承的作用力點(diǎn)是距離斷面為25.8mm。所以，受力圖如下：6，鍵的選擇根據(jù)GB/T1096-2003,在聯(lián)軸器處根據(jù)直徑選擇鍵C161080，在齒輪處選擇鍵201280。7，軸的受力分析1受力簡圖如上圖所示，計(jì)算支撐反力：其中，,在水平面上：，方向向上。在垂直面上：軸承1的支承反力為：軸承2的支承反力為：2計(jì)算彎矩在水平面上，齒輪中點(diǎn)位置的彎矩為：在垂直面上，齒輪中點(diǎn)位置的彎矩為：合成彎矩，在齒輪中點(diǎn)的左端彎矩為：方向均一個(gè)向上，一個(gè)向下。3計(jì)算轉(zhuǎn)矩8，校核軸的強(qiáng)度因?yàn)樵邶X輪中點(diǎn)位置所受的彎矩最大，且有鍵槽，故齒輪中點(diǎn)位置為危險(xiǎn)截面?？箯澖孛嫦禂?shù)為：抗扭截面系數(shù)為：彎曲應(yīng)力為：剪切應(yīng)力為：按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)度校核，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)=0.6，則當(dāng)量應(yīng)力為：由表查得45鋼調(diào)質(zhì)處理的抗拉強(qiáng)度極限，則軸的許用彎曲應(yīng)力，則強(qiáng)度滿足要求。9，校核鍵連接的強(qiáng)度聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為：齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力為：鍵的材料為45鋼，所以鍵的強(qiáng)度足夠。10，校核軸承的壽命1計(jì)算軸承的軸向力由表差得軸承30214的C=132000N，,e=0.42，Y=1.4。由圓錐滾子軸承的軸向力計(jì)算公式的軸承1、2的軸向力為：外部軸向力A=N，各軸的軸力方向如圖。所以兩軸承的軸向力為：2計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷，3校核軸承壽命因?yàn)?，所以只需要校核軸承2，軸承在100以下工作，,工作平穩(wěn)，載荷系數(shù)為，軸承的壽命為：軸承壽命足夠。軸承的受力簡圖如下：低速軸的彎矩簡圖：中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算1已知條件中間軸傳遞的功率，轉(zhuǎn)速，小齒輪的分度圓直徑為，齒輪寬度。2選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選用常用的軸用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3處算軸徑查表得，考慮到軸端既承受轉(zhuǎn)矩，又承受彎矩，故選擇較高值，則 軸與聯(lián)軸器之間連接有一個(gè)鍵槽，軸徑增加3%5%，軸端最細(xì)處的直徑為 所以4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如下圖該減速箱發(fā)熱小、軸不長，故軸承采用兩端固定方式?？砂摧S上零件的安裝順序，從最細(xì)處開始設(shè)計(jì)。1軸段和軸段的設(shè)計(jì) 軸端和軸段上安裝軸承，其設(shè)計(jì)與軸承的設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，考慮到齒輪上有軸向力的存在，且有較大的圓周力和徑向力作用，選擇圓錐滾子軸承，其直徑既便于安裝，又應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列?？紤]中間軸的彎矩大，初選軸承30211，。其外徑為100mm，軸承寬度為T=22.75mm，內(nèi)圈寬度為B=21mm。 2軸段和軸段的設(shè)計(jì) 軸段上安裝齒輪2，軸段上安裝齒輪3，為了便于安裝，和應(yīng)該大于和?？梢猿踹x=，該處應(yīng)選用鍵1811mm，查表得齒輪3上的齒根圓與鍵頂?shù)母叨葹?。故齒輪3應(yīng)該設(shè)計(jì)成齒輪軸，材料和齒輪材料相同，為40CrNi。軸段的長度應(yīng)該比相應(yīng)齒輪的輪轂長度短，便于軸向定位，所以3軸段的設(shè)計(jì) 軸段為齒輪2提供軸肩定位，則，齒輪2左端面的距離為，箱體中軸承座的寬度為l=6.5+26.25+20.75=53.5mm。齒輪2比齒輪1段2.5mm，齒輪3比齒輪4長2.5mm，因此。3軸段軸段和軸段的長度 軸承采用脂潤滑，軸承內(nèi)端面距離箱體內(nèi)壁的距離為=10mm，內(nèi)箱壁至齒輪2的距離為12.5mm，由于定位齒輪2，軸段的長度小于齒輪2的長度2mm，所以，。5，軸上作用力點(diǎn)間距由上述分析知，取齒輪中點(diǎn)為受力點(diǎn)，兩軸承的作用力點(diǎn)是距離斷面為25.8mm。所以，受力圖如下：6，鍵的選擇根據(jù)GB/T1096-2003,在齒輪處選擇鍵181170。7，軸的受力分析1受力簡圖如上圖所示，計(jì)算支撐反力：其中，,，,在水平面上：，方向向上。在垂直面上：軸承1的支承反力為：軸承2的支承反力為：2計(jì)算彎矩a在水平面上，齒輪2中點(diǎn)位置的彎矩為：在齒輪3中點(diǎn)位置的彎矩為：b在垂直面上，齒輪2中點(diǎn)位置的彎矩為：在齒輪3中點(diǎn)位置的彎矩為：合成彎矩，由于以上計(jì)算可以得出，最大彎矩將發(fā)生在齒輪2的右側(cè)或者齒輪3的左右側(cè)，在齒輪中點(diǎn)2的右側(cè)彎矩為： 在齒輪3的左側(cè)彎矩為在齒輪3的右側(cè)彎矩為：方向均指向一個(gè)方向。3計(jì)算轉(zhuǎn)矩8，校核軸的強(qiáng)度因?yàn)樵邶X輪3中點(diǎn)位置左側(cè)所受的彎矩最大，且有鍵槽，故齒輪中點(diǎn)位置為危險(xiǎn)截面?？箯澖孛嫦禂?shù)為：抗扭截面系數(shù)為：彎曲應(yīng)力為：剪切應(yīng)力為：按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)度校核，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)=0.6，則當(dāng)量應(yīng)力為：由表查得40CrNi的抗拉強(qiáng)度極限，則軸的許用彎曲應(yīng)力，則強(qiáng)度滿足要求。9，校核鍵連接的強(qiáng)度齒輪2處鍵連接的擠壓應(yīng)力為：鍵的材料為45鋼，所以鍵的強(qiáng)度足夠。10，校核軸承的壽命1計(jì)算軸承的軸向力由表差得軸承30211的C=90800N，,e=0.42，Y=1.5。由圓錐滾子軸承的軸向力計(jì)算公式的軸承1、2的軸向力為：外部軸向力A=N，各軸的軸力方向如圖。所以兩軸承的軸向力為：2計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷，3校核軸承壽命因?yàn)?，所以只需要校核軸承2，軸承在100以下工作，,工作平穩(wěn)，載荷系數(shù)為，軸承的壽命為：軸承壽命足夠。軸承的受力簡圖如下： 中間軸的彎矩簡圖：滾筒軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算1已知條件高速軸傳遞的功率，轉(zhuǎn)速，有標(biāo)準(zhǔn)傳輸帶的寬度為B=500mm，滾筒寬度為550mm， 2選擇軸的材料因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選用常用的軸用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。3處算軸徑查表得，考慮到軸端只承受轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩，故選擇中間值，則 軸與聯(lián)軸器之間連接有一個(gè)鍵槽，軸徑增加3%5%，軸端最細(xì)處的直徑為 所以4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想如下圖為使軸承部分便于拆裝，軸中間安放滾筒，在第二段和第六段之間放置軸承，故軸承采用兩端固定方式?？砂摧S上零件的安裝順序，從最細(xì)處開始設(shè)計(jì)。 1軸段的設(shè)計(jì) 軸端上安裝聯(lián)軸器，此處與減速箱的輸出軸連接，考慮滾筒的貨物加載，選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器。由減速箱的輸出軸直徑為55mm可以查表選擇聯(lián)軸器LT8系列的J型軸孔，所以選擇，。2軸段和軸段的設(shè)計(jì) 確定軸段的直徑時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮聯(lián)軸器的軸向定位和密封圈的直徑。聯(lián)軸器定位高度，軸段的直徑，再根據(jù)軸承確定直徑。因?yàn)闈L筒是工作部件，長期暴露在惡劣的環(huán)境中，且受到帶的拉力，考慮安全、使用壽命和載荷沖擊，選擇滑動(dòng)軸承，查標(biāo)準(zhǔn)JB/T2563-2007，選擇對(duì)開式四螺柱斜滑動(dòng)軸承座 ，軸承材料為ZSnSb11Cu6，內(nèi)徑d=70mm，寬度為B=105mm，b=90mm?？紤]安全和不要相互干涉，軸承座距離聯(lián)軸器的距離為50mm，軸承座到滾筒的距離為50mm。在滾筒中，輪轂部分3和5段距離滾筒端部的距離為60mm，所以軸段的長度為，軸段的長度為。3軸段和軸段的設(shè)計(jì) 為了便于安裝，軸段和軸段的長度與滾筒的輪轂部分長度相同，既，同樣考慮此處的直徑應(yīng)該大于軸段和軸段的直徑，因此。4軸段的設(shè)計(jì) 為了便于加工，軸段的直徑選擇與軸段和軸段的直徑相同，既，長度。5，軸上作用力點(diǎn)間距由上述分析知，取滾筒輪轂中點(diǎn)為受力點(diǎn)，兩軸承的作用力點(diǎn)是軸承的中點(diǎn)，所以，受力圖如下：6，鍵的選擇根據(jù)GB/T1096-2003,在聯(lián)軸器處根據(jù)直徑選擇鍵2012110mm。滾筒輪轂處的選擇鍵2214110 7，軸的受力分析1受力簡圖如上圖所示，計(jì)算支撐反力：由公式：，選擇f=0.3，=，可以計(jì)算出，再由公式，所以輪轂3和輪轂5處所受到的力為。對(duì)軸段2處取矩，可以得出。2計(jì)算彎矩在輪轂3和5處的彎矩=222.5=1256401.87Nmm。畫出彎矩圖。3計(jì)算轉(zhuǎn)矩8，校核軸的強(qiáng)度因?yàn)樵跐L筒輪轂中點(diǎn)位置所受的彎矩最大，且有鍵槽，故齒輪中點(diǎn)位置為危險(xiǎn)截面?？箯澖孛嫦禂?shù)為：抗扭截面系數(shù)為：彎曲應(yīng)力為：剪切應(yīng)力為：按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)度校核，對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，故取折合系數(shù)=0.6，則當(dāng)量應(yīng)力為：由表查得45鋼調(diào)質(zhì)處理的抗拉強(qiáng)度極限，則軸的許用彎曲應(yīng)力，則強(qiáng)度滿足要求。9，校核鍵連接的強(qiáng)度聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為：滾筒輪轂處鍵連接的擠壓應(yīng)力為：鍵的材料為45鋼，所以鍵的強(qiáng)度足夠。10，校核滑動(dòng)軸承強(qiáng)度1平均壓強(qiáng)計(jì)算 ，B=105mm，d=70mm。所以：滿足要求P2 P值的驗(yàn)算滾筒軸的轉(zhuǎn)速為，軸承處的轉(zhuǎn)速為=0.36m/s，所以：P=0.7680.36=0.276MPam/s 滿足要求P=203 值的驗(yàn)算 計(jì)算得：=0.36m/s滿足要求=80m/s。通過計(jì)算，滑動(dòng)軸承在安全范圍內(nèi)。滾筒軸的彎矩簡圖：45鋼小齒輪調(diào)質(zhì)處理，大齒輪正火處理8級(jí)精度K滿足彎曲強(qiáng)度h=6.75mmc小齒輪選用40CrN大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理8級(jí)精度K=1.6464滿足彎曲強(qiáng)度h=6.75mmc45鋼，調(diào)質(zhì)處理， 強(qiáng)度滿足要求鍵的強(qiáng)度足夠軸承壽命足夠45鋼，調(diào)質(zhì)處理，軸的強(qiáng)度滿足要求鍵的強(qiáng)度足夠軸承壽命足夠=軸的材料和齒輪3相同40CrNi軸的強(qiáng)度滿足要求鍵的強(qiáng)度足夠軸承壽命足夠45鋼，調(diào)質(zhì)處理，軸的強(qiáng)度滿足要求鍵的強(qiáng)度足夠滑動(dòng)軸承在安全范圍內(nèi)減速器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸1箱座壁厚82箱蓋壁厚83箱蓋凸緣厚度124箱座凸緣厚度b125箱座底凸緣厚度206地腳螺釘直徑18.12(M20)7地腳螺釘數(shù)目n48軸承旁連接螺栓直徑13.59(M14)9蓋與座連接螺栓直徑9.06-10.872(M10)10連接螺栓的間距l(xiāng)150-20011軸承端蓋螺釘直徑7.248-9.06(M8)12視孔蓋螺釘直徑5.436-7.248(M8)13定位銷直徑d7-814至外箱壁距離查表15至凸緣邊緣距離查表16軸承旁凸臺(tái)半徑17凸臺(tái)高度hh根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定18外箱壁至軸承座斷面距離+（5-10）19鑄造過度尺寸X、y表1-3820大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離1021齒輪端面與內(nèi)箱壁距離1022箱蓋、箱座肋厚6.8，6.823軸承端蓋外徑D+(5-5.5)24軸承旁連接螺栓距離s潤滑油的選擇軸承選擇ZN-3鈉基潤滑脂潤滑。齒輪選擇全損耗系統(tǒng)用油L-AN68潤滑滾動(dòng)軸承速度較低（dn2mmr/min，d為軸承內(nèi)徑，n為轉(zhuǎn)速）時(shí)，采用脂潤滑。密封圈的選擇當(dāng)線速度5m/s時(shí)，采用氈圈密封。47