鏈板輸送機(jī)課程設(shè)計(jì)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 題 目 螺旋輸送機(jī)傳動(dòng)裝置 指導(dǎo)教師 楊金勇 院 系 機(jī)電學(xué)院 班 級(jí) 機(jī)自2012級(jí)10班 學(xué) 號(hào) 姓 名 梁 威 目錄 一、機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)………………….… 1.1.1螺旋輸送機(jī)傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖 1.1.2，原始數(shù)據(jù)

2、 1.1.3，工作條件與技術(shù)要求 1.2.4，設(shè)計(jì)任務(wù)量 二、電動(dòng)機(jī)的選擇………………………………………. 2.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式 2.2 選擇電動(dòng)機(jī)的功率 2.3 初選電動(dòng)機(jī) 三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比……………… 3.1 計(jì)算總傳動(dòng)比 3.2 分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 四、計(jì)算各軸的功率，轉(zhuǎn)數(shù)及轉(zhuǎn)矩……………………… 4.1 已知條件 4.2 電動(dòng)機(jī)軸的功率，轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩 4.3 Ⅰ軸的功率，轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩 4.4 Ⅱ軸的功率，轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩 4.5 Ⅲ軸的功率，轉(zhuǎn)速

3、及轉(zhuǎn)矩 五、齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………… … 5.1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 5.2 斜齒1、2齒輪的設(shè)計(jì) 5.3 斜齒3、4齒輪的設(shè)計(jì) 5.4 開式錐齒輪的設(shè)計(jì) 六、鑄造齒輪結(jié)構(gòu)尺寸………………………………………. 七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………….. 7.1軸的尺寸設(shè)計(jì)及滾動(dòng)軸承的選擇 7.2軸的強(qiáng)度校核 八、軸承端蓋的選擇…………………………………………… 九、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算………………………………….. 十、聯(lián)軸器的選擇…………………………………………… 十一、減速器箱體的設(shè)計(jì)………………………

4、…………. 十二、潤(rùn)滑及密封設(shè)計(jì)……………………………………. 十三、減速器的維護(hù)和保養(yǎng)……………………………… 十四、附錄（零件及裝配圖）………………………….. 專心---專注---專業(yè) 計(jì) 算 及 說 明 結(jié) 果 一、機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 1.1螺旋輸送機(jī)傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖 1—螺旋輸送機(jī)；2—減速器 3—電動(dòng)機(jī)；4—開式齒輪傳動(dòng) 1.2減速器裝置運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 1.3原始數(shù)據(jù) 螺旋軸上的功率 P = 6.5kW 螺旋筒軸上的轉(zhuǎn)速 n=100 r/min 1.4工作條件與技術(shù)要求 1)機(jī)器

5、功用：輸送散裝物料 2)工作情況：?jiǎn)蜗蜣D(zhuǎn)動(dòng)，連續(xù)工作，工作平穩(wěn)； 3)運(yùn)動(dòng)要求：輸送機(jī)轉(zhuǎn)速允許誤差為±7%； 4)使用壽命：5年，每年300天，每天8小時(shí)； 5)檢修周期：兩年大修，半年小修； 6)生產(chǎn)廠型：中小型機(jī)械制造廠； 7)生產(chǎn)批量：中批生產(chǎn)。 1.5，設(shè)計(jì)任務(wù)量 減速器裝配圖一張（A1）、零件工作圖2張、說明書1份 二、電動(dòng)機(jī)的選擇 1.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式 生產(chǎn)單位一般用三相交流電源，如無特殊要求(如在較大范圍內(nèi)平穩(wěn)地調(diào)速，經(jīng)常起動(dòng)和反轉(zhuǎn)等)，通常都采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。我國(guó)已制訂統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的Y系列是一般用途的

6、全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、風(fēng)機(jī)、輸送機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械和食品機(jī)械等。由于Y系列電動(dòng)機(jī)還具有較好的起動(dòng)性能，因此也適用于某些對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩有較高要求的機(jī)械(如壓縮機(jī)等)。在經(jīng)常起動(dòng)，制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小和過載能力大，此時(shí)宜選用起重及冶金用的YZ型或YZR型三相異步電動(dòng)機(jī)。 三相交流異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)其額定功率(指連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下電機(jī)發(fā)熱不超過許可溫升的最大功率，其數(shù)值標(biāo)在電動(dòng)機(jī)銘牌上)和滿載轉(zhuǎn)速(指負(fù)荷相當(dāng)于額定功率時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速略有升高，但不會(huì)超過同步轉(zhuǎn)速——磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速)的不同

7、，具有系列型號(hào)。為適應(yīng)不同的安裝需要，同一類型的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)又制成若干種安裝形式。各型號(hào)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)(如額定功率、滿載轉(zhuǎn)速、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比、最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比等)、外形及安裝尺寸可查閱產(chǎn)品目錄或有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。 按已知的工作要求和條件，選用Y型全封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的功率 工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)輸出功率為： 彈性聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率 η=0.99（0.98） （2對(duì)） 圓柱齒輪的傳動(dòng)效率 η=0.97 （2對(duì)） 球軸承的傳動(dòng)效率 η=0.99 （4對(duì)） 錐齒輪的傳動(dòng)效率

8、 η=0.95 （1對(duì)） 螺旋筒的傳動(dòng)效率 η=0.96 （1個(gè)） 電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶之間總效率 = =0.800 1.3 初選電動(dòng)機(jī) 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-4 其額定功率為11kw，滿載轉(zhuǎn)數(shù)為1460r/min（《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》P215） 三、計(jì)算總的傳送比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 3.1 計(jì)算總傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比 3.2 分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 考慮兩級(jí)齒輪潤(rùn)油問題，兩級(jí)齒輪應(yīng)有相近的浸油深度，所以高速級(jí)齒輪傳動(dòng)比與低速

9、級(jí)齒輪傳動(dòng)比的比值取1.3，即=1.3 取=1.3; if =16.2/1.3=11.2 =3.8； 四、計(jì)算各軸的功率，轉(zhuǎn)數(shù)及轉(zhuǎn)矩 4.1 已知條件 4.2 電動(dòng)機(jī)軸的功率，轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩 N·mm 4.3 Ⅰ軸的功率，轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩 kw r/min N·mm 4.4 Ⅱ軸的功率，轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩 kw r/min N·mm 4.5 Ⅲ軸的功率，轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩 kw r/min N·mm 傳動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果 軸 參數(shù) 電機(jī)軸 軸Ⅰ 軸Ⅱ 軸Ⅲ 螺旋軸 功率P/KW 8.125

10、7.96 7.64 7.34 6.5 轉(zhuǎn)矩T/（N·mm） 53.15 52.07 189.90 529.88 620.75 轉(zhuǎn)速n/（r/min） 1460 1460 384.21 132.49 100 傳動(dòng)比i 4 3.1 1.3 效率 0.99 0.97 0.97 0.95 五、齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 齒輪傳動(dòng)是靠輪齒的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，齒輪失效是齒輪常見的失效形式。由于傳動(dòng)裝置有開式、閉式，齒面硬度有軟齒面（硬度≤350HBS）、硬齒面（硬度＞350HBS），齒輪轉(zhuǎn)速有高與低，載荷有輕與重之

11、分，所以實(shí)際應(yīng)用中常會(huì)出現(xiàn)各種不同的失效形式。分析研究試銷形式有助于建立齒輪設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則，提出防止和減輕失效的措施。 設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)應(yīng)根據(jù)齒輪傳動(dòng)的工作條件、失效情況等，合理地確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，以保證齒輪傳動(dòng)有足夠的承載能力。工作條件、齒輪的材料不同，輪齒的失效形式就不同，設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)方法也不同。 對(duì)于閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，齒面點(diǎn)蝕是主要的失效形式，應(yīng)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定齒輪的主要參數(shù)和尺寸，然后再按彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根的彎曲強(qiáng)度。 閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)常因齒根折斷而失效，故通常先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定齒輪的模數(shù)和其他尺寸，然后再按接觸疲勞強(qiáng)度校核齒面的接觸強(qiáng)度。

12、 對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)中的齒輪，齒面磨損為其主要失效形式，故通常按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定齒輪的模數(shù)，考慮齒輪的模數(shù)，考慮磨損因素，再將模數(shù)增大10%～20%，而無需校核接觸強(qiáng)度。 5.2 斜齒1、2齒輪的設(shè)計(jì) (一)根據(jù)已知條件選擇材料 1、 kw 2、 r/min （二）選擇齒輪材料及精度等級(jí) 小齒輪選用 40Cr （合金鋼） 調(diào)質(zhì) 硬度為280HBS 大齒輪45（碳鋼） 調(diào)質(zhì) 硬度為240HBS （《機(jī)械設(shè)計(jì)》P191查表10-1） 精度等級(jí)：8級(jí) (三)按齒輪接觸疲勞強(qiáng)

13、度設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)矩 N·mm ； (四）載荷系數(shù)和材料彈性影響系數(shù) 試選載荷系數(shù)=1.6 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P201表10-6得材料的彈性影響系數(shù) (五）齒寬系數(shù) 齒輪齒面為軟齒面，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P205表10-7得， (六)許用接觸疲勞許用應(yīng)力 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P209圖10-2(d)查得， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P207圖10-19得， ， 安全系數(shù) MPa MPa =594 MPa （七）選小齒輪齒數(shù)Z1=23,則大齒輪齒數(shù)Z2=23*4=92.圓整=90 初選螺旋角 （八） 查圖選取區(qū)域系數(shù)

14、 （九）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P215圖10-26得 則 1.試算小齒輪分度圓直徑 ， mm 2.計(jì)算圓周速度V 圓周速度v=3.2m/s 3.計(jì)算齒寬b及模數(shù) mm mm 4.縱向重合度 5. 查課本P193表10-2得使用系數(shù) 由精度等級(jí)為8，V=3.2m/s查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》P194圖10-8得 動(dòng)載系數(shù)=1.15 查課本P195表10-3得斜齒輪.4 查課本P196表10-4以及采用插值法得小齒輪相對(duì)于軸承非對(duì)稱布置時(shí)，1

15、 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P198圖10-13得 =1.45 因此，載荷系數(shù)K==2.336 6.按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑(選=1.6) 7.計(jì)算模數(shù) mm 8.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核設(shè)計(jì) 由式： 1）確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù) （1）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P208圖10-20（c）得 小齒輪（40Cr）彎曲疲勞強(qiáng)度極限mpa； 大齒輪（45鋼）彎曲疲勞強(qiáng)度極限mpa （2）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P206圖10-18圖得 彎曲疲勞壽命系數(shù)； （3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P206取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，得

16、 MPa MPa （4）.計(jì)算載荷系數(shù)K （5）查齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 查圖10-28得螺旋角影響系數(shù) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P200表10-5得 ，，， （6）.計(jì)算齒輪的 由此得知大齒輪的數(shù)值較大 設(shè)計(jì)計(jì)算 由計(jì)算公式得： mm 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，所以取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的m=1.50，并取圓

17、整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2，前面計(jì)算得=47.82mm,得小齒輪的齒數(shù) 取 則,大齒輪齒數(shù) 幾何尺寸計(jì)算 齒頂高： 齒根高： 全齒高： 中心距：133.980mm 取134mm 螺旋角： 分度圓直徑： mm 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 齒寬： 取 5.3 斜齒3、4齒輪的設(shè)計(jì) (一)根據(jù)已知條件選擇材料 1， kw 2， r/min （二） 齒輪材料及精度等級(jí)。 小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì) 硬度HB3=280HBS 大齒輪選

18、用45鋼調(diào)制 硬度HB4=240HBS 精度等級(jí)：8級(jí) (三)按齒輪接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)矩 N·mm ； （四）載荷系數(shù)和材料彈性影響系數(shù) 選載荷系數(shù)=1.6, 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P201表10-6得材料的彈性影響系數(shù) (五)齒寬系數(shù) 因二級(jí)齒輪傳動(dòng)為非對(duì)稱布置，而齒輪齒面又為軟齒面， (六)許用接觸應(yīng)力 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P209圖10-21（d）查得， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P207圖10-19得， ， 安全系數(shù) MPa MPa MPa （七）選小齒輪齒數(shù)Z3=25則大齒輪齒數(shù)Z4=25*3.1=77.5，取Z

19、=78 初選螺旋角 （八）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P217圖10-30選取區(qū)域系數(shù) （九）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P215圖10-26得 端面重合度 則 1.試算小齒輪分度圓的直徑， 2.計(jì)算圓周速度v V===1.280m/s 3.計(jì)算載荷系數(shù) 縱向重合度 根據(jù)v=1.280m/s，8級(jí)精度，由課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》P194圖10-8查得動(dòng)載荷系 由課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》P195圖10-3查得斜齒輪， 查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》P193表10-2得使用系數(shù) 查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》P196表10-4得小齒輪相對(duì)于軸承非對(duì)稱布置時(shí)， 查

20、《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得 得，載荷系數(shù)K==2.242 4.按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 =64.04 = 71.25（取1.6） mm 5.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式： 1）確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù) （1）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20c得，小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 （2）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18得，彎曲疲勞壽命系數(shù)； （3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P206表10-6得彎曲疲勞安全系數(shù) MPa MPa （4）計(jì)算載荷系數(shù)K （5）查齒

21、形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 查圖得螺旋角影響系數(shù) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P200表10-5得， ，，， （6）計(jì)算兩齒輪的 并比較 由此得知，取大齒輪數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，所以取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的m=2.22，并取圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5，前面計(jì)算得=71.66mm,得小齒輪的齒數(shù) 得 取28 則大齒輪齒數(shù) 取87 齒頂高： 齒根高： 全齒高： 中心距：148.1

22、5mm 取148mm 螺旋角： 分度圓直徑： mm 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 齒輪寬度： 圓整后取 高速級(jí)齒輪參數(shù) 低速級(jí)齒輪參數(shù) 模數(shù) 2 2.5 小輪分度圓/d3 53.6 72.07 大輪/d4 214.4 223.93 中心距 134 148 小輪/df3 48.6 65.82 大輪/df4 209.4 217.68 小輪/da3 57.6 77.07 大輪/da4 218.4 228.92

23、 小輪/b3 60 78 大輪/b4 54 72 小輪齒數(shù) 26 28 大輪齒數(shù) 104 87 5.4.外傳動(dòng)（開式直齒錐齒輪傳動(dòng)） 1.齒輪材料，確定許用應(yīng)力 小齒輪 40Cr 調(diào)質(zhì) 硬度280HBS 大齒輪 45 正火 硬度240HBS 2.許用接觸應(yīng)力[] 由式6-6， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P209圖10-21d得 工作條件：使用壽命5,每天8小時(shí)，每年300天。連續(xù)工作，工作平穩(wěn) 接觸疲勞極限，查圖6-4 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)： 3.按齒輪接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)

24、 轉(zhuǎn)矩 N·mm ； 4.載荷系數(shù)和材料彈性影響系數(shù) 選載荷系數(shù)=1.6, 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P201表10-6得材料的彈性影響系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P207圖10-19得， ， 安全系數(shù) MPa MPa MPa 選小齒輪齒數(shù)Z=25則大齒輪齒數(shù)Z=25*1.3=33， 5.試算小齒輪分度圓的直徑 mm 6.計(jì)算圓周速度v V==1.056m/s 齒寬 B=53.48 根據(jù)v=1.005m/s，8級(jí)精度，由課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》P194表10-8查得 動(dòng)載荷系 由課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》P226 查課本

25、《機(jī)械設(shè)計(jì)》P193表10-2得 使用系數(shù) 查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》P 226 得，載荷系數(shù)K==2.1 7..按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 （取1.6） 8..按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式： 1）確定有關(guān)系數(shù)與參數(shù) （1）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P108圖10-20c得，小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 （2）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P206圖10-18得，彎曲疲勞壽命系數(shù)； （3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 查表得彎曲疲勞安全系數(shù) MPa MPa （4）.計(jì)算載荷系數(shù)K （5）查齒形系數(shù)和應(yīng)力

26、校正系數(shù) 得 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表得，，，， （6）計(jì)算兩齒輪的 并比較 (2)設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，所以取由彎曲疲勞強(qiáng)度算得的m=6.227，并取圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=7，前面計(jì)算得=207.909mm,得小齒輪的齒數(shù) 得 取30 則大齒輪齒數(shù) mm 錐距mm 六、鑄造齒輪結(jié)構(gòu)尺寸 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》P155表12-10與由齒頂圓直徑選擇腹板

27、式（200≤da≤500）得到 齒輪2： d0=126.2mm，δ1=10.5mm，dk=31.1,mm，l≥b=54mm，C=18.9mm 齒輪4： d0=146.465mm，δ1=10.375mm，δ=16，dk=25.2325mm，l≥b=54mm，C=25.2mm 七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 7.1 軸選40Cr 調(diào)質(zhì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P370確定 高速軸 A01=100，中間軸 A02=112，低速軸 A03=112 高速軸：=17.60mm 有聯(lián)軸器d=30mm 中間軸：=30.34mm 因中間軸最小直徑處安裝滾動(dòng)軸承，取為標(biāo)準(zhǔn)值d2min=35mm 低速軸：=

28、42.70mm 有聯(lián)軸器d=45mm 1）高速軸 各軸直徑 d11:最小直徑，安裝HL3彈性柱銷聯(lián)軸器，d11=d1min=30mm（由電動(dòng)機(jī)機(jī)座號(hào)160M依次參考《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》P217、P192得出） d12:密封處軸段，定位高度h=（2.1～3），所以d12=30+5=35mm,該處與密封圈標(biāo)準(zhǔn)（氈圈密封）取d12=35mm d13：角接觸球軸承處軸段， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》P170表13-4 軸承選7008C其尺寸為 d*D*B=40*68*15，d13=40mm d14：過渡軸段，由于各級(jí)齒輪傳動(dòng)的線速度 d14=46mm d15：d15為齒輪軸

29、 d16：d16=46mm d17：角接觸球軸承軸段，d16=40mm 各軸長(zhǎng)度 L11：由半聯(lián)軸器和軸配合的轂孔寬L=82mm確定 L11=80mm（比L短一些） l12：由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋，裝配關(guān)系等確定，L12=90mm L13：由角接觸球軸承，檔油盤：L13=36mm L14：由高速小齒輪B1=60mm，由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋，裝配關(guān)系等確定L14=87mm L15：齒輪軸段L16=60mm L16：L16=10mm L17：角接觸球軸承軸段，由滾動(dòng)軸承，檔油盤：L17=26mm 2)中間軸 各軸直徑 d21:最小直徑，角接觸球軸承處軸段，應(yīng)與

30、軸承的內(nèi)徑孔一致查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》P170表13-4取d21=35mm，角接觸球軸承選7007C其尺寸為d*D*B=35*62*14 d22:高速級(jí)大齒輪軸段，d22=40mm d23：軸承，根據(jù)齒輪的軸向定位要求，d23=46mm d24：低速小齒輪軸段，d24=d22=40mm d25：d25=d21=35mm 各軸長(zhǎng)度 L 21：由角接觸球軸承，檔油盤，l21=38mm L22：由低速級(jí)小齒輪的轂孔寬度B2=78mm確定，所以L22=75mm L23：l23=12mm L 24：由高速速級(jí)大齒輪的轂孔寬度B3=54確定，所以l24=51mm L2

31、5：由滾動(dòng)軸承擋油盤及裝配關(guān)系確定l25=41mm 3）低速軸 各軸直徑 d31:聯(lián)軸器段，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tca=KA×T3=1.3*529.07=687.791N/m按計(jì)算Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》P192表14-6，選用HL4彈性柱銷聯(lián)軸器，d31=45mm, d32:密封處軸段，根據(jù)定位要求以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)取，=50mm, d33：角接觸球軸承段選7011c其尺寸為d*D*B=55*90*18， d34：低速級(jí)大齒輪軸段d34=60mm， d35：過度軸段d35=68mm， d36：，d36=60mm， mm。 各軸長(zhǎng)度

32、 L31：安裝HL4彈性柱銷聯(lián)軸器，由半聯(lián)軸器和軸配合的轂孔寬L=112mm確定（比L短一些）mm， L32：由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋，裝配關(guān)系等確定，mm， L33：由角接觸球軸承擋油盤及裝配關(guān)系確定mm， L34：由低速級(jí)大齒輪的轂孔寬度B4=72確定取mm， L35：過度軸段mm， L36：由箱體結(jié)構(gòu)mm， ：由角接觸球軸承擋油盤及箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋裝配關(guān)系確定mm。 7.2軸的校核 1.高速軸的校核： r/min 已知軸材料40Cr調(diào)制，

33、 故符合強(qiáng)度要求 2.中間軸校核 kw r/min N·mm 而作用在小齒輪上的圓周力Ft2=2T2/d2=2*/214.4=1771.46N 徑向力：Fr2=Ft2*tan α/cosβ1=664.60N 作用在大齒輪上的圓周力Ft3=2T2/d3=2*/72.07=5269.88N 徑向力：Fr3=Ft3*tan α/cosβ2=1974.75N 軸向力：Fa2=Ft2*tanβ1=442.82N Fa3=Ft3*tanβ2=1363.97N 求水平面的支承力: FNH1=(Ft3(L1+L2)+Ft2*L3)/

34、(L1+L2+L3)=4087.54N FNH2=(Ft2(L1+L2)+Ft3*L1)/(L1+L2+L3)=2953.80N 求垂直面的支反力： FNV1=(Fr3(L2+L3-Fr2*L3)/(L1+L2+L3)=1166.56N FNV2=Fr3-Fr2-FNH1=143.59N 計(jì)算水平彎矩 MH1=FNH2*(L2+ L3)-Ft2* L2=.02N*mm MH3=FNH1*(L1+ L2)-Ft3* L2=.65N*mm 計(jì)算垂直彎矩 MV1=FNV2*(L2+ L3)+Fr2* L2=70577.30N*mm MV2=FNV1*(L1+ L2)-Fr3

35、* L2=6707.06N*mm 總彎矩： 其軸的力學(xué)模型及轉(zhuǎn)矩、彎矩如圖所示 抗彎扭合成力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和最大轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。由軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6， 軸的當(dāng)量力矩為： 軸的計(jì)算應(yīng)力： 故符合強(qiáng)度要求 低速級(jí)軸的校核: 輸出軸上的功率 kw N·mm 由于軸上所受的扭矩相同，故軸直徑最小的一段為危險(xiǎn)截面 故危險(xiǎn)截面的直徑d=45mm 由于只受扭矩作用，故按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算。 r/min 圓周力：Ft4=2T3/d2=2*529.07/60=1763.57N

36、 徑向力：Fr4:=Ft4*tan α/cosβ2=660.85N 求水平面的支承力: FNH1=Ft4 *L2/(L1+L2)=1206.11N FNH2=Ft4 - FNH1=557.46N 求垂直面的支反力： FNV1=Fr *L3/(L1+L2)=451.96N FNV2=Fr4 -FNV1=208.89N 計(jì)算水平彎矩 MH=FNH1*L1 =1206.11*59.3=71522.32N*mm 計(jì)算垂直彎矩 MV=FNV1*L1=451.96*59.3=26801.23N*mm 總彎矩： 軸的材料45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表8.

37、2得=60 故軸的強(qiáng)度滿足要求 八、軸承端蓋的選擇 根據(jù)軸承外徑的大小，按照《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》P202表15-3得到： 高速軸：軸承外徑D1=68mm，螺栓直徑d3=8，4個(gè)螺栓。計(jì)算結(jié)果如下： 螺栓孔d0=d3+1=11mm，D0=D1+2.5d3=88mm，D2=D0+2.5d3=108mm， 厚e=1.2d3=9.6mm，D4=D-（10-15） 中速軸：軸承外徑D2=62mm，螺栓直徑d3=8，4個(gè)螺栓。計(jì)算結(jié)果如下： 螺栓孔d0=d3+1=9mm，D0=D1+2.5d3=82mm，D2=D0+2.5d3=102mm， 厚e=1.2d3=9.6mm

38、 低速軸：軸承外徑D3=62mm，螺栓直徑d3=10，4個(gè)螺栓。計(jì)算結(jié)果如下： 螺栓孔d0=d3+1=11mm，D0=D1+2.5d3=115mm，D2=D0+2.5d3=140mm， 厚e=1.2d3=12mm 九、鍵聯(lián)接的選擇及其校核計(jì)算 7.1鍵的選擇與強(qiáng)度驗(yàn)算 選取45鋼作為平鍵材料，連接方式為靜鏈接， 取載荷性質(zhì)為沖擊 高速軸 連接聯(lián)軸器的鍵： 選 中速軸 大齒輪： 選 小齒輪： 選 低速軸 連接聯(lián)軸器的鍵：

39、 選 大齒輪： 選 十、聯(lián)軸器的選擇 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P370表15-3確定 高速軸 A01=100，中間軸 A02=112，低速軸 A03=112。 根據(jù)許用轉(zhuǎn)矩TP和最小直徑，按照《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》P192表14-6得到 高速軸：=17.60mm 選擇聯(lián)軸器：HL3，d=30mm 低速軸：=42.70mm 選擇聯(lián)軸器：HL4，d=45mm 十一、減速器箱體的設(shè)計(jì) 減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu),為了保證齒輪配

40、合質(zhì)量， 大端蓋分機(jī)體采用配合. 1.機(jī)體有足夠的剛度 在機(jī)體為加肋，外輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)了軸承座剛度 2.考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱。 因其傳動(dòng)件速度小于12m/s，故采用侵油潤(rùn)油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm 為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為 3.機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性. 鑄件壁厚為10，圓角半徑為R=3。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便. 4.對(duì)附件設(shè)計(jì) A 視孔蓋和窺視孔 在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開

41、窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6緊固 B 油螺塞： 放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。 C 油標(biāo)： 油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。 油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出. D 通氣孔： 由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡. E 蓋螺釘： 啟蓋螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚

42、度。 釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋. F 位銷： 為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度. 潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 對(duì)于二級(jí)圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤(rùn)滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤(rùn)滑，裝至規(guī)定高度. 密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接 凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度應(yīng)為 密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大,并勻均布置，保證部分面處的密封性. 鑄鐵主要結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 符號(hào) 減速器

43、形式及尺寸關(guān)系/mm 齒輪減速器 箱座壁厚 10 箱蓋壁厚 10 箱蓋凸緣厚度 15 箱座凸緣厚度 15 箱座底凸緣厚度 25 地腳螺釘直徑 24 地腳螺釘數(shù)目 6 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 18 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 14 軸承端蓋螺釘直徑 10 檢查孔蓋螺釘直徑 6 定位銷直徑 12 箱蓋、箱座肋厚 8.5 至外機(jī)壁距離 34,24,20 28,22,18 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 20 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 15 軸承端蓋外徑 軸1-3分別為108,1

44、02,140 十二、潤(rùn)滑密封設(shè)計(jì) 對(duì)于二級(jí)圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤(rùn)滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤(rùn)滑，裝至規(guī)定高度. 密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接 凸緣應(yīng)有足夠的寬度，表面粗超度應(yīng)為 密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大,并勻均布置，保證部分面處的密封性. 十三、減速器的維護(hù)與保養(yǎng) 對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)實(shí)行定期維護(hù)保養(yǎng)的目的是。減少機(jī)器的故障，延長(zhǎng)機(jī)器使用壽命；縮短機(jī)器的停機(jī)時(shí)間；提高工作效率，降低作業(yè)成本。 齒輪的維護(hù) （1）使用齒輪傳動(dòng)時(shí)，在啟動(dòng)、加載、

45、卸載及換檔的過程中應(yīng)力求平穩(wěn)，避免產(chǎn)生沖擊載荷，以防引起斷齒等故障。 （2）經(jīng)常檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)的狀況（如潤(rùn)滑油的油面高度等）。油面過底則潤(rùn)滑不良，油面過高會(huì)增加攪油功率的損失。對(duì)于壓力噴油潤(rùn)滑系統(tǒng)還需檢查油壓狀況，油壓過底會(huì)造成供油不足，油壓過高則可能是因?yàn)橛吐凡粫惩ㄋ拢杓皶r(shí)調(diào)整油壓，還應(yīng)按照使用規(guī)則定期更換或補(bǔ)充規(guī)定牌號(hào)的潤(rùn)滑油。 （3）注意檢查齒輪傳動(dòng)的工作狀況，如有無不正常的聲音或箱體過熱現(xiàn)象。潤(rùn)滑不良和裝配不符合要求是齒輪失效的重要原因。聲響監(jiān)測(cè)和定期檢查是發(fā)現(xiàn)齒輪損傷的主要方法。 軸的維護(hù) 在工作過程中，對(duì)機(jī)械要定期檢查和維修，對(duì)于軸的維護(hù)重點(diǎn)注意三個(gè)方面。 （1）認(rèn)

46、真檢查軸和軸上零件的完好程度，若發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)維修或更換。軸的維修部位主要是軸頸及軸端。對(duì)精度要求較高的軸，在磨損量較小時(shí)，可采用電鍍法或熱噴涂（或噴焊）法進(jìn)行修復(fù)。軸上花鍵、鍵槽損傷，可以用氣焊或堆焊修復(fù)，然后再銑出花鍵或鍵槽。也可以將原鍵槽焊補(bǔ)后再銑制新鍵槽。 （2）認(rèn)真檢查軸以及軸上主要傳動(dòng)零件工作位置的準(zhǔn)確性、軸承的游隙變化并及時(shí)調(diào)整。 （3）軸上的傳動(dòng)零件（如齒輪、鏈輪等）和軸承必須保證良好的潤(rùn)滑，應(yīng)當(dāng)根據(jù)季節(jié)和工作地點(diǎn)，按規(guī)定選用潤(rùn)滑劑并定期加注。要對(duì)潤(rùn)滑油及時(shí)檢查和補(bǔ)充，必須及時(shí)更換。 十四、附錄（零件1張及裝配圖2張）

47、 =0.800 =8.125kw =1460r/min =14.6 =1.3 =3.8 =2.9 N·mm =7.96kwr/min 52.07 7.57k

48、w =365r/min 189.90N·mm 7.34kw =132.49r/min mm m=

49、2 =26 104 a=134mm =53.6mm mm mm HB3=280HBS HB4=240HBS V=1.280m/s m=2.5 =28 =87

50、 a=148mm =72.07mm =223.93mm mm + 硬度280HBS 硬度240HBS V=1.056m/s mm R=171.57mm

51、 A01=100 A02=112 A03=112 d11=30mm d12=35mm d13=40mm d14=46mm d15=d13 L11=80mm L12=90mm l13=36mm L14=87mm L15=60mm L16=60mm L16=10mm L17=26mm d21=35mm d22=40mm d23=46mm d24=d22=40mm d25=d21=35mm L21=38mm L22=75mm l23=12mm L24=51mm

52、 L25=41mm d31=45mm d32=50mm d33=55mm d34=60mm d35=68mm d36=60mm mm L31=112mm L32=107mm L33=45mm L34=69mm L35=10mm L36=62mm L37=32mm

53、

54、 計(jì) 算 及 說 明 結(jié) 果 參考文獻(xiàn) [1]程志紅、唐大放.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì)》.南京：東南大學(xué)出版社，2007 [2]程志紅.《機(jī)械設(shè)計(jì)》.南京：東南大學(xué)出版社，2007 [3]金清肅.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007 [4]吳宗澤.《機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)》（上、下冊(cè)）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [5]韓正銅、王天熠.《機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)》.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2009 [6]李愛軍、陳國(guó)平.《畫法幾何及機(jī)械制圖》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008 [7]孫海波、姚新港.《AutoCAD2008使用教程》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008 計(jì) 算 及 說 明 結(jié) 果