V帶——單級(jí)圓柱減速器【1300-1.4-250】

1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一、傳動(dòng)方案擬定 .2二、原始數(shù)據(jù).2三、確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào). .2四、確定傳動(dòng)裝置得總傳動(dòng)比及分配 .3五、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算. .41、V 帶. .42、齒輪.63、減速箱箱體. 114、軸及滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 12六、鍵聯(lián)接得選擇和強(qiáng)度校核. .16七、滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)選擇和計(jì)算. . .17八、減速器密封和潤(rùn)滑的設(shè)計(jì). . 18九、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算. 218設(shè)計(jì)題目：V 帶單級(jí)圓柱減速器設(shè)計(jì)者： 學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師： 2016 年 1 月 6 日帶式運(yùn)輸機(jī)一級(jí)齒輪減速器設(shè)計(jì)一、帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)圖如下：3二、原始數(shù)據(jù)1輸送帶工作拉力：F=1300N ； 2輸送帶工作速度：V=1.4m/s ； 3滾筒直徑：D=250mm ；6運(yùn)輸機(jī)連續(xù)工作，使用壽命 10 年，每年 365 天，兩班制，傳動(dòng)不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，輸送帶速度允許誤差為+_5%。三、確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)(1) 選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型： 選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)(2) 選擇電動(dòng)機(jī)功率運(yùn)輸機(jī)主軸上所需要的功率： P=FV/1000=13001.4/1000=1.82KW傳動(dòng)裝置的總效率： 213456， ， ， ， ， 分別是：V 帶傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)（閉式，精度等123456級(jí)為 7） ，滾動(dòng)軸承（圓錐滾子軸承一對(duì)） ，聯(lián)軸器（彈性聯(lián)軸器） ，滾筒軸承效率，運(yùn)輸帶的效率。查課程設(shè)計(jì)表 2-3，?。?1234560.98.,0.98,.,0.9,.8所以： 2電動(dòng)機(jī)所需功率：Pd=KPw/=1 1.82/0.905=2.015kW 式中，取載荷系數(shù) 1K（3）選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滾筒的轉(zhuǎn)速： n 筒 =601000V/D=60 10001.40/250r/min=106.9r/min電動(dòng)機(jī)的合理同步轉(zhuǎn)速： 取 V 帶傳動(dòng)比范圍(表 2-2) 24；單級(jí)齒輪減速1i器傳動(dòng)比 36.則總傳動(dòng)比合理時(shí)范圍為=523。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍2i為 n=（ 523）106.9r/min=534.52448.7r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1000 和 1500r/min。 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳動(dòng)比方案：如指導(dǎo)書(shū) P15 頁(yè)第一表。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選 n=1500r/min 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)：根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132S-4。查表 16-1 得 電動(dòng)機(jī)得型號(hào)和主要數(shù)據(jù)如下（同步轉(zhuǎn)速符合）電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率(kW)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速 nm(r/min)堵載轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y100L1-4 2.2 1500 1440 2.2 1.54四、確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比及分配傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 ： i =nm/n=20.61分配各級(jí)傳動(dòng)比初取齒輪 i=3.9帶 i總 齒 帶 /2.61/5.總齒 帶（1）計(jì)算各軸的輸入功率電動(dòng)機(jī)軸： P=Pd=2kW軸（減速器高速軸 IP=20.96=184KWA軸（減速器低速軸） I .908=1.73A（2） 計(jì)算各軸得轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸 nI =nm=1440 r/min軸 I=i1403.9=6.2r/min帶軸 In/51齒 輪（3）計(jì)算各軸得轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸 29506.53140ddmPTNmn軸 11.89.3軸 22.7 95056.42PTNmn上述數(shù)據(jù)制表如下：參數(shù)軸名輸入功率（ ）kW轉(zhuǎn)速（ /inr）輸入轉(zhuǎn)矩（ ）傳動(dòng)比i效率 電動(dòng)機(jī)軸 2 1440 26.53 3.9 0.96軸（減速器高速軸）1.84 369 99.385.9 0.995軸（減速器低速軸）1.73 63 565.42五、傳動(dòng)零件得設(shè)計(jì)計(jì)算1. 普通 V 帶傳動(dòng)得設(shè)計(jì)計(jì)算 確定計(jì)算功率 CP則： ，式中工作情況系數(shù)取 1.21.2.4aAdKkWAK 根據(jù)計(jì)算功率 與小帶輪的轉(zhuǎn)速 ，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 10-10，選C1n擇 A 型 V 帶。 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 12,d取小帶輪直徑 ，大帶輪的直徑10dm213.90dim根據(jù)國(guó)標(biāo)：GB/T 13575.1-1992 取大帶輪的直徑 2 4d 驗(yàn)證帶速 ,在13.407.56/6061dnv s之間。故帶的速度合適。5/2/s確定 V 帶的基準(zhǔn)直徑和傳動(dòng)中心距 0a初選傳動(dòng)中心距范圍為： ，取1212dd04amV 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度： 0 22110 124056.544dddLaa查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 10-2，選取帶的基準(zhǔn)直徑長(zhǎng)度 0dLm實(shí)際中心距： 0041.2579.32dLa 驗(yàn)算主動(dòng)輪的最小包角 1814.9da故主動(dòng)輪上的包角合適。 計(jì)算 V 帶的根數(shù) z由 ， ，0CaLPzK140/minr10d查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 10-5，得 ，由 ，查表 10-6，得0.32P.9i，0.17P查表 10-7，得 ，查表 10-2，得0.8.LK6， 取 根。4.83.71.32070.9z4z 計(jì)算 V 帶的合適初拉力 F查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 10-1，取205.1CaPFqvzvK 0.1/qkgm得 204.850.1754.187N 計(jì)算作用在軸上的載荷 10 .2sin245.18sin158.2pFz 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（單位）mm帶輪尺寸小帶輪 大帶輪槽型 A A基準(zhǔn)寬度 db11 11基準(zhǔn)線上槽深 minah2.75 2.75基準(zhǔn)線下槽深 if 8.7 8.7槽間距 e15 0.315 0.3槽邊距 minf 9 9輪緣厚 i6 6外徑 ad1205.adah2405.adah內(nèi)徑 s 30 30帶輪寬度 3B3263Bfe3263Bfe帶輪結(jié)構(gòu) 實(shí)心式 輪輻式V 帶輪采用鑄鐵 HT150 或 HT200 制造，其允許的最大圓周速度為 25m/s.2.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算（1）擇齒輪類(lèi)型，材料，精度，及參數(shù)7 選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)（外嚙合） 選擇齒輪材料；小齒輪材料都取為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)， （考慮到1230HBS齒輪使用壽命較長(zhǎng) (GB699-1988)；大齒輪材料取為： ZG310-570,調(diào)質(zhì)，240HBS選取齒輪為 7 級(jí)的精度（GB 100951998） 初選螺旋角 14 選小齒輪的齒數(shù) ；大齒輪的齒數(shù)z2175.90z（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 2t131t2udkTHEd1 選初選載荷系數(shù) Kt=1.6 2 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 554119.9.3.849.N6010mpn3 選取齒寬系數(shù) d=4 有表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) ，由圖 1030 選取區(qū)12E=89.MpaZ域系數(shù) 。H2.43Z5 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ：大齒輪的接觸Hlim160 Pa疲勞強(qiáng)度極限 Hlim=50 MPa6 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91hj639128301)=.627NnL（82.0597 接觸疲勞壽命系數(shù) 12.9;0.95HNHNK8 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1.則 11540HNLimMPaSK225.HNLimMPaS812531.HMPa9 計(jì)算小齒輪分度圓直徑查表的 120.78,.65=55.43mm2t31t2u1dkThedz10 計(jì)算圓周速度 1.45.3691./600dnv ms11 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) nt15.43.td1coscos3.167tnt mmZ2.5.36.nth4807.1b12 計(jì)算重合度 10.3tan.317tan41.38bdz13 計(jì)算載荷系數(shù) k已知使用系數(shù) ，根據(jù) v=1.1m/s，7 級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)AK=1.07； =1.42， =1.32， 。VHF1.2HFK1.0421.8AV14 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 331 .85.45.216tTKmd15 計(jì)算模數(shù) n91cos58.2cos143.7n mdmz（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)2132FaSndKCOTYZ1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的彎曲疲勞150FEMPa強(qiáng)度極限 ；彎曲疲勞壽命系數(shù)2380FEMPa12.8,0.8FNFNK2 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，110.85289.4FNEaPaSK22.3.61FEM3 計(jì)算載荷系數(shù) .072.19AVHFYK4 根據(jù)縱向重合度 =1.348，查得螺旋角影響系數(shù)b0.8Y5 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 1 233 33811.6, .56cos4cos4V VZZ 6 查取齒形系數(shù) 12.7,.FaFaY7 查取應(yīng)力校正系數(shù)12.536,1.9SaSa8 計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較FSaY12.871.5360.29FaSY102.18.7920.1633FaSY大齒輪的數(shù)值大9 設(shè)計(jì)計(jì)算： 423221.693810.(cos14)0.6372.1765nm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 大于齒根nm彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 =2.5，以滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足n接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 =58.28 來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒1d數(shù)。于是由 1cos58.2cos142.6ndZm取 ，則 ，取1 =2321.935.7iZ齒 2 =136Z（4）幾何尺寸計(jì)算1 計(jì)算中心距12n()(6).m204.83coscos14Za圓整后后中心距為 205mm2 按圓整后的中心距修正螺旋角12nz+23+6.5=arcos=arcos=1408“ （ ）因 改變不多，故參數(shù) 、 、 等不必修正。kHZ3 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑1nzm23.5d=m=9.3cos4108“2n6.0.4 計(jì)算齒輪寬度mmd1b=59.3圓整后取 21B60m=5，11 齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸，制表如下：(詳細(xì)見(jiàn)零件圖)結(jié)果名稱(chēng) 代號(hào)計(jì)算公式小齒輪 大齒輪中心距 a12cosnzm205mm傳動(dòng)比 i2 5.9法面模數(shù) n設(shè)計(jì)和校核得出 2.5端面模數(shù) tm cosnt2.58法面壓力角 n略 20螺旋角 一般為 820 148“全齒高 h afh4.5mm齒數(shù) Z 略 23 136分度圓直徑 d 查表 7-6 59.3mm 350.9mm齒頂圓直徑 a略 63.3mm 354.9mm齒根圓直徑 df 查表 7-6 54.3mm 345.9mm齒輪寬 b 查表 7-6 65mm 60mm螺旋角方向 查表 7-6 左旋 右旋3、減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)：查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 11-1 及結(jié)果列于下表：名稱(chēng) 符號(hào) 尺寸大小 結(jié)果(mm)機(jī)座壁厚 一級(jí) 0.2518a二級(jí) 38機(jī)蓋壁厚 1一級(jí) 二級(jí) .8機(jī)座凸圓厚度 b 12機(jī)蓋凸圓厚度 1 1512機(jī)座底凸圓厚度 2 2. 20地腳螺釘直徑 fd0.036a+12 2012地腳螺釘數(shù)目 n25046an時(shí) ， 時(shí) ，時(shí) ， 84軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1d.7fd15機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑2(05)f 10聯(lián)接螺栓 的間距2dl150200 150軸承端蓋螺釘直徑 3 (.4)fd10窺視孔蓋螺釘直徑 4d 03f 8定位銷(xiāo)直徑 2(.78)8至外箱壁f12d、 、距離1C略至凸緣邊緣距f、離2略軸承旁凸臺(tái)半徑 1R 2C凸臺(tái)高度 h 略外箱壁至軸承座端面距離l12(50)鑄造過(guò)度尺寸 xy、 略大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間距1.10齒輪端面與內(nèi)箱壁距離2 10箱蓋、箱座肋厚 1m、 110.85;.m6.8,6.8軸承端蓋外徑 2D3(.d軸 承 外 徑 ）（ ）軸承旁聯(lián)接螺栓距離 s2sD一 般 取4、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、輸入軸的設(shè)計(jì)求作用在齒輪上的力： P3.84T=9509509382n6Nm因已知小齒輪的分度圓直徑為： 1d=5而 t12382Fd.13rtantan20F=35158coscos14“Nat t8=7(1)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，硬度 217255HBS 軸的輸入功率為 ，轉(zhuǎn)3.84IPKW速為 r/min369IN取 A=112，于是得： 330.84d122.5IPAm(2)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度1 從大帶輪開(kāi)始右起第一段，由于帶輪與軸通過(guò)鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加 5%，取 D1=30mm，又帶輪的寬度 。則(1)2(41)52963BZef m第一段長(zhǎng)度取 165L2 右起第二段直徑取 D2=38mm 根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為30mm，則取第二段的長(zhǎng)度 L2=70mm3 右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用 6208 型軸承，其尺寸為 dDB=408018，那么該段的直徑為 D3=40mm，長(zhǎng)度為 L3=18mm4 右起第四段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取 D4=48mm，長(zhǎng)度取 L4= 10mm5 右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為 63.3mm，分度圓直徑為 59.3mm，齒輪的寬度為 65mm，則，此段的直徑為D5= 44mm，長(zhǎng)度為 L5=63mm6 右起第六段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取 D6=48mm 長(zhǎng)度取 L6= 10mm7 右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為 D7=40mm，長(zhǎng)度L7=18mm （3）求齒輪上作用力的大小、方向141 小齒輪分度圓直徑：d1=59.3mm2 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1 =99382Nmm3 求圓周力：Ftt1T9382F=5d5.N4 求徑向力 Frrtantan01258coscos14“N（4）軸長(zhǎng)支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。水平面的支反力： /235/167ABtRF垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則 Fa=0那么 /215869ABrN（5）畫(huà)彎矩圖第四段剖面 C 處的彎矩：面的彎矩： 72/103.912cAMmN面的彎矩： 12 8Rm彎矩：22121()3.98.0.CC（7）畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖： T= Ftd1/2=99.39Nm（8）畫(huà)當(dāng)量彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6可得右起第四段剖面 C 處的當(dāng)量彎矩：22222()10.9(.306)1eCMTNm（9）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度1 右起第四段剖面 C 處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面 C 為危險(xiǎn)截面。已知 由設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-1 有:26eNm-1 =60Mpa 則： 22343/(0.1)10.891eCeCMWDMPa2 右起第一段 D 處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面： 25.6TNm（ ）31/(0)59.631.2.91e Pa所以確定的尺寸是安全的.2、 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算15（1）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，硬度 217255HBS軸的輸入功率為 =3.73Kw，轉(zhuǎn)速為 =63 r/minIPIN據(jù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P205 （13-2）式，并查表 13-2，取 01Ad 330.7142.86IAmN(2)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度1 從聯(lián)軸器開(kāi)始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過(guò)鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取 45mm，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查標(biāo)準(zhǔn) GB/T 50142003，2CaA3.7T=K.950N=5.047m6選用 LX3 型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為 L=84mm,軸段長(zhǎng) L1=82mm2 右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取 52mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面的距離為 30mm，故取該段長(zhǎng)為 L2=74mm3 右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用 6211 型軸承，其尺寸為 dDB=5510021，那么該段的直徑為 55mm，長(zhǎng)度為 L3=364 右起第四段，該段裝有齒輪，并且齒輪與軸用鍵聯(lián)接，直徑要增加 5%，大齒輪的分度圓直徑為 350.9mm，則第四段的直徑取 60mm,齒輪寬為b=60mm，為了保證定位的可靠性，取軸段長(zhǎng)度為 L4=58mm5 右起第五段，考慮齒輪的軸向定位,定位軸肩，取軸肩的直徑為D5= 66mm ,長(zhǎng)度為 L5=10mm6 右起第六段，考慮定位軸肩，取軸肩直徑為 D6=61mm，長(zhǎng)度為 L6=5mm.7 右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為 D7=55mm，長(zhǎng)度L7=21mm(3)求齒輪上作用力的大小、方向 1 大齒輪分度圓直徑： =350.9mm2d2 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為： T2 =5.65105Nmm3 求圓周力：FtFt=2T2/d2=25.65105/350.9=3220.29N164 求徑向力 FrFr=Fttan=3220.29 N=813.66Ntan1408“（4）軸長(zhǎng)支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。水平面的支反力： /230.9/160.5ABtRFN垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則 Fa=0那么 /2813.648ABrRFN（5）畫(huà)彎矩圖右起第四段剖面 C 處的彎矩：水平面的彎矩： 2/09.3AMm垂直面的彎矩： 1/125.RN合成彎矩： 22810.97CC Nm（6）畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖： T= Ftd2/21000=565 Nm（7）畫(huà)當(dāng)量彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6可得右起第四段剖面 C 處的當(dāng)量彎矩：22222()10.97(.65)354.29eMTNm（8）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度1 右起第四段剖面 C 處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面 C 為危險(xiǎn)截面。已知 ,由設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-1 有:2354.9eNm-1 =60Mpa 則： 2234/(0.1).16.1eCeCMWDMPa2 右起第一段 D 處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面：20.539DTNm（ ） 13/()391.47.21e Pa所以確定的尺寸是安全的 。六、鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)1輸入軸與大帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接此段軸徑 d1=30mm,L1=65mm，查手冊(cè)得選用 C 型平鍵，得：A 鍵 87 GB1096-79 L=L1-b=65-8=57mm， =26.53Nm ，h=7mm。根據(jù) p dT=4 T/(dhL)式得17 p =4 T/(dhL)=426.531000/（307 57）=8.87Mpa R (110Mpa)2輸入軸與齒輪 1 聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑 d2=44mm L2=63mm =99.38Nm，查手冊(cè) P53 選 A 型平鍵，得 B 鍵 128 GB1096-79。L=L 2-b=63-1T12=51mm，h=8mm。 p =4 /（ dhl）1T=499.381000/（448 51）= 22.143Mpa p (110Mpa)3輸出軸與齒輪 2 聯(lián)接用平鍵聯(lián)接，軸徑d3=60mm，L 3=58mm， =565.42Nm。查手冊(cè) P53 選用 A 型平鍵，得 B 鍵IT1811 GB1096-79 ，L=L 3-b=60-18=42mm， h=11mm 得 p =4 /（ dhl）I=4565.421000/（60 1142）=81.59Mpa p (110Mpa) 4輸出軸與聯(lián)軸器聯(lián)接用平鍵聯(lián)接，d 4 =45mm，L 4=82mm， =565.42Nm。查手冊(cè) P53 選用 A 型平鍵，得 B 鍵IT128，128 GB1096-79 ，L=L 4-b=82-12=70mm，h=8mm. p =4 /（dh l）I=4565.421000/（45 870）= 89.749Mpa p (110Mpa)七、滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)根據(jù)條件：軸承預(yù)計(jì)壽命 1036082=57600 小時(shí)1.輸入軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P因該軸承在此工作條件下只受到 Fr 徑向力作用，所以 P=Fr=1258N（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值,由于是球軸承 =3181 1d 36 6f0.25809C=(570)961tpn N（3）選擇軸承型號(hào)查設(shè)計(jì)手冊(cè)表 6-1，選擇 6208 軸承 Cr=29.5KN 由式 11-3 有663101095() 148259633.2thdfLnP （ ）預(yù)期壽命足夠此軸承合格2.輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P因該軸承在此工作條件下只受到 Fr 徑向力作用，所以 P=Fr=813.66N（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值,球軸承 =31 1d 36 6f0.283.0C=(57)841tpn N（3）選擇軸承型號(hào)查設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 11-5，選擇 6211 軸承 Cr=43.2KN 由設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式 11-3 有66310105874() 6015743.21.thdfLnP （ ）預(yù)期壽命足夠此軸承合格八、密封和潤(rùn)滑的設(shè)計(jì)1密封由于選用的電動(dòng)機(jī)為低速，常溫，常壓的電動(dòng)機(jī)則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲(chǔ)存潤(rùn)滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛氈又可以將潤(rùn)滑油自行刮下反復(fù)自行潤(rùn)滑。2潤(rùn)滑（1）對(duì)于齒輪來(lái)說(shuō)，由于傳動(dòng)件的的圓周速度 v 12m/s,采用浸油潤(rùn)滑，因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠的潤(rùn)滑油，用以潤(rùn)滑和散熱。同時(shí)為了避免油攪動(dòng)時(shí)泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x H 不應(yīng)小于 3050mm。對(duì)于單級(jí)減速器，浸油深度為一個(gè)齒全高，這樣就可以決定所需油量，單級(jí)傳動(dòng),每傳遞 1KW 需油量V0=0.350.7m3。（2）對(duì)于滾動(dòng)軸承來(lái)說(shuō)，由于傳動(dòng)件的速度不高，且難以經(jīng)常供油，所以選用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。這樣不僅密封簡(jiǎn)單，不宜流失，同時(shí)也能形成將滑動(dòng)表面完全分開(kāi)的一層薄膜。九、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)（1）類(lèi)型選擇由于兩軸相對(duì)位移很小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)緩沖要求不高，故選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。（2）載荷計(jì)算19計(jì)算轉(zhuǎn)矩 TC=KAT=1.3565.42=735.05Nm，其中 KA 為工況系數(shù)，由設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 14-1 得 KA=1.3（3）型號(hào)選擇根據(jù) TC，軸徑 d，軸的轉(zhuǎn)速 n， 查標(biāo)準(zhǔn) GB/T 50142003，選用 LX2 型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)，其額定轉(zhuǎn)矩T=1250Nm, 許用轉(zhuǎn)速n=6300r/min ,故符合要求。1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一、傳動(dòng)方案擬定 .2二、原始數(shù)據(jù).2三、確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào). .2四、確定傳動(dòng)裝置得總傳動(dòng)比及分配 .3五、傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算. .41、V 帶. .42、齒輪.63、減速箱箱體. 114、軸及滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 12六、鍵聯(lián)接得選擇和強(qiáng)度校核. .16七、滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)選擇和計(jì)算. . .17八、減速器密封和潤(rùn)滑的設(shè)計(jì). . 18九、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算. 218設(shè)計(jì)題目：V 帶單級(jí)圓柱減速器設(shè)計(jì)者： 學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師： 2016 年 1 月 6 日帶式運(yùn)輸機(jī)一級(jí)齒輪減速器設(shè)計(jì)一、帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)圖如下：3二、原始數(shù)據(jù)1輸送帶工作拉力：F=1300N ； 2輸送帶工作速度：V=1.4m/s ； 3滾筒直徑：D=250mm ；6運(yùn)輸機(jī)連續(xù)工作，使用壽命 10 年，每年 365 天，兩班制，傳動(dòng)不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，輸送帶速度允許誤差為+_5%。三、確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)(1) 選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型： 選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)(2) 選擇電動(dòng)機(jī)功率運(yùn)輸機(jī)主軸上所需要的功率： P=FV/1000=13001.4/1000=1.82KW傳動(dòng)裝置的總效率： 213456， ， ， ， ， 分別是：V 帶傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)（閉式，精度等123456級(jí)為 7） ，滾動(dòng)軸承（圓錐滾子軸承一對(duì)） ，聯(lián)軸器（彈性聯(lián)軸器） ，滾筒軸承效率，運(yùn)輸帶的效率。查課程設(shè)計(jì)表 2-3，?。?1234560.98.,0.98,.,0.9,.8所以： 2電動(dòng)機(jī)所需功率：Pd=KPw/=1 1.82/0.905=2.015kW 式中，取載荷系數(shù) 1K（3）選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滾筒的轉(zhuǎn)速： n 筒 =601000V/D=60 10001.40/250r/min=106.9r/min電動(dòng)機(jī)的合理同步轉(zhuǎn)速： 取 V 帶傳動(dòng)比范圍(表 2-2) 24；單級(jí)齒輪減速1i器傳動(dòng)比 36.則總傳動(dòng)比合理時(shí)范圍為=523。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍2i為 n=（ 523）106.9r/min=534.52448.7r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1000 和 1500r/min。 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳動(dòng)比方案：如指導(dǎo)書(shū) P15 頁(yè)第一表。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選 n=1500r/min 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)：根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132S-4。查表 16-1 得 電動(dòng)機(jī)得型號(hào)和主要數(shù)據(jù)如下（同步轉(zhuǎn)速符合）電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率(kW)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速 nm(r/min)堵載轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y100L1-4 2.2 1500 1440 2.2 1.54四、確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比及分配傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 ： i =nm/n=20.61分配各級(jí)傳動(dòng)比初取齒輪 i=3.9帶 i總 齒 帶 /2.61/5.總齒 帶（1）計(jì)算各軸的輸入功率電動(dòng)機(jī)軸： P=Pd=2kW軸（減速器高速軸 IP=20.96=184KWA軸（減速器低速軸） I .908=1.73A（2） 計(jì)算各軸得轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸 nI =nm=1440 r/min軸 I=i1403.9=6.2r/min帶軸 In/51齒 輪（3）計(jì)算各軸得轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸 29506.53140ddmPTNmn軸 11.89.3軸 22.7 95056.42PTNmn上述數(shù)據(jù)制表如下：參數(shù)軸名輸入功率（ ）kW轉(zhuǎn)速（ /inr）輸入轉(zhuǎn)矩（ ）傳動(dòng)比i效率 電動(dòng)機(jī)軸 2 1440 26.53 3.9 0.96軸（減速器高速軸）1.84 369 99.385.9 0.995軸（減速器低速軸）1.73 63 565.42五、傳動(dòng)零件得設(shè)計(jì)計(jì)算1. 普通 V 帶傳動(dòng)得設(shè)計(jì)計(jì)算 確定計(jì)算功率 CP則： ，式中工作情況系數(shù)取 1.21.2.4aAdKkWAK 根據(jù)計(jì)算功率 與小帶輪的轉(zhuǎn)速 ，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 10-10，選C1n擇 A 型 V 帶。 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 12,d取小帶輪直徑 ，大帶輪的直徑10dm213.90dim根據(jù)國(guó)標(biāo)：GB/T 13575.1-1992 取大帶輪的直徑 2 4d 驗(yàn)證帶速 ,在13.407.56/6061dnv s之間。故帶的速度合適。5/2/s確定 V 帶的基準(zhǔn)直徑和傳動(dòng)中心距 0a初選傳動(dòng)中心距范圍為： ，取1212dd04amV 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度： 0 22110 124056.544dddLaa查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 10-2，選取帶的基準(zhǔn)直徑長(zhǎng)度 0dLm實(shí)際中心距： 0041.2579.32dLa 驗(yàn)算主動(dòng)輪的最小包角 1814.9da故主動(dòng)輪上的包角合適。 計(jì)算 V 帶的根數(shù) z由 ， ，0CaLPzK140/minr10d查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 10-5，得 ，由 ，查表 10-6，得0.32P.9i，0.17P查表 10-7，得 ，查表 10-2，得0.8.LK6， 取 根。4.83.71.32070.9z4z 計(jì)算 V 帶的合適初拉力 F查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 10-1，取205.1CaPFqvzvK 0.1/qkgm得 204.850.1754.187N 計(jì)算作用在軸上的載荷 10 .2sin245.18sin158.2pFz 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（單位）mm帶輪尺寸小帶輪 大帶輪槽型 A A基準(zhǔn)寬度 db11 11基準(zhǔn)線上槽深 minah2.75 2.75基準(zhǔn)線下槽深 if 8.7 8.7槽間距 e15 0.315 0.3槽邊距 minf 9 9輪緣厚 i6 6外徑 ad1205.adah2405.adah內(nèi)徑 s 30 30帶輪寬度 3B3263Bfe3263Bfe帶輪結(jié)構(gòu) 實(shí)心式 輪輻式V 帶輪采用鑄鐵 HT150 或 HT200 制造，其允許的最大圓周速度為 25m/s.2.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算（1）擇齒輪類(lèi)型，材料，精度，及參數(shù)7 選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)（外嚙合） 選擇齒輪材料；小齒輪材料都取為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)， （考慮到1230HBS齒輪使用壽命較長(zhǎng) (GB699-1988)；大齒輪材料取為： ZG310-570,調(diào)質(zhì)，240HBS選取齒輪為 7 級(jí)的精度（GB 100951998） 初選螺旋角 14 選小齒輪的齒數(shù) ；大齒輪的齒數(shù)z2175.90z（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 2t131t2udkTHEd1 選初選載荷系數(shù) Kt=1.6 2 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 554119.9.3.849.N6010mpn3 選取齒寬系數(shù) d=4 有表 106 查得材料的彈性影響系數(shù) ，由圖 1030 選取區(qū)12E=89.MpaZ域系數(shù) 。H2.43Z5 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ：大齒輪的接觸Hlim160 Pa疲勞強(qiáng)度極限 Hlim=50 MPa6 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91hj639128301)=.627NnL（82.0597 接觸疲勞壽命系數(shù) 12.9;0.95HNHNK8 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1.則 11540HNLimMPaSK225.HNLimMPaS812531.HMPa9 計(jì)算小齒輪分度圓直徑查表的 120.78,.65=55.43mm2t31t2u1dkThedz10 計(jì)算圓周速度 1.45.3691./600dnv ms11 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) nt15.43.td1coscos3.167tnt mmZ2.5.36.nth4807.1b12 計(jì)算重合度 10.3tan.317tan41.38bdz13 計(jì)算載荷系數(shù) k已知使用系數(shù) ，根據(jù) v=1.1m/s，7 級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)AK=1.07； =1.42， =1.32， 。VHF1.2HFK1.0421.8AV14 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 331 .85.45.216tTKmd15 計(jì)算模數(shù) n91cos58.2cos143.7n mdmz（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)2132FaSndKCOTYZ1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的彎曲疲勞150FEMPa強(qiáng)度極限 ；彎曲疲勞壽命系數(shù)2380FEMPa12.8,0.8FNFNK2 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，110.85289.4FNEaPaSK22.3.61FEM3 計(jì)算載荷系數(shù) .072.19AVHFYK4 根據(jù)縱向重合度 =1.348，查得螺旋角影響系數(shù)b0.8Y5 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 1 233 33811.6, .56cos4cos4V VZZ 6 查取齒形系數(shù) 12.7,.FaFaY7 查取應(yīng)力校正系數(shù)12.536,1.9SaSa8 計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較FSaY12.871.5360.29FaSY102.18.7920.1633FaSY大齒輪的數(shù)值大9 設(shè)計(jì)計(jì)算： 423221.693810.(cos14)0.6372.1765nm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 大于齒根nm彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 =2.5，以滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足n接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 =58.28 來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒1d數(shù)。于是由 1cos58.2cos142.6ndZm取 ，則 ，取1 =2321.935.7iZ齒 2 =136Z（4）幾何尺寸計(jì)算1 計(jì)算中心距12n()(6).m204.83coscos14Za圓整后后中心距為 205mm2 按圓整后的中心距修正螺旋角12nz+23+6.5=arcos=arcos=1408“ （ ）因 改變不多，故參數(shù) 、 、 等不必修正。kHZ3 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑1nzm23.5d=m=9.3cos4108“2n6.0.4 計(jì)算齒輪寬度mmd1b=59.3圓整后取 21B60m=5，11 齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸，制表如下：(詳細(xì)見(jiàn)零件圖)結(jié)果名稱(chēng) 代號(hào)計(jì)算公式小齒輪 大齒輪中心距 a12cosnzm205mm傳動(dòng)比 i2 5.9法面模數(shù) n設(shè)計(jì)和校核得出 2.5端面模數(shù) tm cosnt2.58法面壓力角 n略 20螺旋角 一般為 820 148“全齒高 h afh4.5mm齒數(shù) Z 略 23 136分度圓直徑 d 查表 7-6 59.3mm 350.9mm齒頂圓直徑 a略 63.3mm 354.9mm齒根圓直徑 df 查表 7-6 54.3mm 345.9mm齒輪寬 b 查表 7-6 65mm 60mm螺旋角方向 查表 7-6 左旋 右旋3、減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)：查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 11-1 及結(jié)果列于下表：名稱(chēng) 符號(hào) 尺寸大小 結(jié)果(mm)機(jī)座壁厚 一級(jí) 0.2518a二級(jí) 38機(jī)蓋壁厚 1一級(jí) 二級(jí) .8機(jī)座凸圓厚度 b 12機(jī)蓋凸圓厚度 1 1512機(jī)座底凸圓厚度 2 2. 20地腳螺釘直徑 fd0.036a+12 2012地腳螺釘數(shù)目 n25046an時(shí) ， 時(shí) ，時(shí) ， 84軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1d.7fd15機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑2(05)f 10聯(lián)接螺栓 的間距2dl150200 150軸承端蓋螺釘直徑 3 (.4)fd10窺視孔蓋螺釘直徑 4d 03f 8定位銷(xiāo)直徑 2(.78)8至外箱壁f12d、 、距離1C略至凸緣邊緣距f、離2略軸承旁凸臺(tái)半徑 1R 2C凸臺(tái)高度 h 略外箱壁至軸承座端面距離l12(50)鑄造過(guò)度尺寸 xy、 略大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間距1.10齒輪端面與內(nèi)箱壁距離2 10箱蓋、箱座肋厚 1m、 110.85;.m6.8,6.8軸承端蓋外徑 2D3(.d軸 承 外 徑 ）（ ）軸承旁聯(lián)接螺栓距離 s2sD一 般 取4、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1、輸入軸的設(shè)計(jì)求作用在齒輪上的力： P3.84T=9509509382n6Nm因已知小齒輪的分度圓直徑為： 1d=5而 t12382Fd.13rtantan20F=35158coscos14“Nat t8=7(1)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，硬度 217255HBS 軸的輸入功率為 ，轉(zhuǎn)3.84IPKW速為 r/min369IN取 A=112，于是得： 330.84d122.5IPAm(2)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度1 從大帶輪開(kāi)始右起第一段，由于帶輪與軸通過(guò)鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加 5%，取 D1=30mm，又帶輪的寬度 。則(1)2(41)52963BZef m第一段長(zhǎng)度取 165L2 右起第二段直徑取 D2=38mm 根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為30mm，則取第二段的長(zhǎng)度 L2=70mm3 右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用 6208 型軸承，其尺寸為 dDB=408018，那么該段的直徑為 D3=40mm，長(zhǎng)度為 L3=18mm4 右起第四段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取 D4=48mm，長(zhǎng)度取 L4= 10mm5 右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為 63.3mm，分度圓直徑為 59.3mm，齒輪的寬度為 65mm，則，此段的直徑為D5= 44mm，長(zhǎng)度為 L5=63mm6 右起第六段，為滾動(dòng)軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈外徑，取 D6=48mm 長(zhǎng)度取 L6= 10mm7 右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為 D7=40mm，長(zhǎng)度L7=18mm （3）求齒輪上作用力的大小、方向141 小齒輪分度圓直徑：d1=59.3mm2 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1 =99382Nmm3 求圓周力：Ftt1T9382F=5d5.N4 求徑向力 Frrtantan01258coscos14“N（4）軸長(zhǎng)支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。水平面的支反力： /235/167ABtRF垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則 Fa=0那么 /215869ABrN（5）畫(huà)彎矩圖第四段剖面 C 處的彎矩：面的彎矩： 72/103.912cAMmN面的彎矩： 12 8Rm彎矩：22121()3.98.0.CC（7）畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖： T= Ftd1/2=99.39Nm（8）畫(huà)當(dāng)量彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6可得右起第四段剖面 C 處的當(dāng)量彎矩：22222()10.9(.306)1eCMTNm（9）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度1 右起第四段剖面 C 處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面 C 為危險(xiǎn)截面。已知 由設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-1 有:26eNm-1 =60Mpa 則： 22343/(0.1)10.891eCeCMWDMPa2 右起第一段 D 處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面： 25.6TNm（ ）31/(0)59.631.2.91e Pa所以確定的尺寸是安全的.2、 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算15（1）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的直徑選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，硬度 217255HBS軸的輸入功率為 =3.73Kw，轉(zhuǎn)速為 =63 r/minIPIN據(jù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P205 （13-2）式，并查表 13-2，取 01Ad 330.7142.86IAmN(2)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度1 從聯(lián)軸器開(kāi)始右起第一段，由于聯(lián)軸器與軸通過(guò)鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取 45mm，根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查標(biāo)準(zhǔn) GB/T 50142003，2CaA3.7T=K.950N=5.047m6選用 LX3 型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度為 L=84mm,軸段長(zhǎng) L1=82mm2 右起第二段，考慮聯(lián)軸器的軸向定位要求，該段的直徑取 52mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面的距離為 30mm，故取該段長(zhǎng)為 L2=74mm3 右起第三段，該段裝有滾動(dòng)軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用 6211 型軸承，其尺寸為 dDB=5510021，那么該段的直徑為 55mm，長(zhǎng)度為 L3=364 右起第四段，該段裝有齒輪，并且齒輪與軸用鍵聯(lián)接，直徑要增加 5%，大齒輪的分度圓直徑為 350.9mm，則第四段的直徑取 60mm,齒輪寬為b=60mm，為了保證定位的可靠性，取軸段長(zhǎng)度為 L4=58mm5 右起第五段，考慮齒輪的軸向定位,定位軸肩，取軸肩的直徑為D5= 66mm ,長(zhǎng)度為 L5=10mm6 右起第六段，考慮定位軸肩，取軸肩直徑為 D6=61mm，長(zhǎng)度為 L6=5mm.7 右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為 D7=55mm，長(zhǎng)度L7=21mm(3)求齒輪上作用力的大小、方向 1 大齒輪分度圓直徑： =350.9mm2d2 作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為： T2 =5.65105Nmm3 求圓周力：FtFt=2T2/d2=25.65105/350.9=3220.29N164 求徑向力 FrFr=Fttan=3220.29 N=813.66Ntan1408“（4）軸長(zhǎng)支反力根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上的安裝位置，建立力學(xué)模型。水平面的支反力： /230.9/160.5ABtRFN垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則 Fa=0那么 /2813.648ABrRFN（5）畫(huà)彎矩圖右起第四段剖面 C 處的彎矩：水平面的彎矩： 2/09.3AMm垂直面的彎矩： 1/125.RN合成彎矩： 22810.97CC Nm（6）畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖： T= Ftd2/21000=565 Nm（7）畫(huà)當(dāng)量彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，=0.6可得右起第四段剖面 C 處的當(dāng)量彎矩：22222()10.97(.65)354.29eMTNm（8）判斷危險(xiǎn)截面并驗(yàn)算強(qiáng)度1 右起第四段剖面 C 處當(dāng)量彎矩最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面 C 為危險(xiǎn)截面。已知 ,由設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-1 有:2354.9eNm-1 =60Mpa 則： 2234/(0.1).16.1eCeCMWDMPa2 右起第一段 D 處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險(xiǎn)截面：20.539DTNm（ ） 13/()391.47.21e Pa所以確定的尺寸是安全的 。六、鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)1輸入軸與大帶輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接此段軸徑 d1=30mm,L1=65mm，查手冊(cè)得選用 C 型平鍵，得：A 鍵 87 GB1096-79 L=L1-b=65-8=57mm， =26.53Nm ，h=7mm。根據(jù) p dT=4 T/(dhL)式得17 p =4 T/(dhL)=426.531000/（307 57）=8.87Mpa R (110Mpa)2輸入軸與齒輪 1 聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑 d2=44mm L2=63mm =99.38Nm，查手冊(cè) P53 選 A 型平鍵，得 B 鍵 128 GB1096-79。L=L 2-b=63-1T12=51mm，h=8mm。 p =4 /（ dhl）1T=499.381000/（448 51）= 22.143Mpa p (110Mpa)3輸出軸與齒輪 2 聯(lián)接用平鍵聯(lián)接，軸徑d3=60mm，L 3=58mm， =565.42Nm。查手冊(cè) P53 選用 A 型平鍵，得 B 鍵IT1811 GB1096-79 ，L=L 3-b=60-18=42mm， h=11mm 得 p =4 /（ dhl）I=4565.421000/（60 1142）=81.59Mpa p (110Mpa) 4輸出軸與聯(lián)軸器聯(lián)接用平鍵聯(lián)接，d 4 =45mm，L 4=82mm， =565.42Nm。查手冊(cè) P53 選用 A 型平鍵，得 B 鍵IT128，128 GB1096-79 ，L=L 4-b=82-12=70mm，h=8mm. p =4 /（dh l）I=4565.421000/（45 870）= 89.749Mpa p (110Mpa)七、滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)根據(jù)條件：軸承預(yù)計(jì)壽命 1036082=57600 小時(shí)1.輸入軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P因該軸承在此工作條件下只受到 Fr 徑向力作用，所以 P=Fr=1258N（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值,由于是球軸承 =3181 1d 36 6f0.25809C=(570)961tpn N（3）選擇軸承型號(hào)查設(shè)計(jì)手冊(cè)表 6-1，選擇 6208 軸承 Cr=29.5KN 由式 11-3 有663101095() 148259633.2thdfLnP （ ）預(yù)期壽命足夠此軸承合格2.輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P因該軸承在此工作條件下只受到 Fr 徑向力作用，所以 P=Fr=813.66N（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值,球軸承 =31 1d 36 6f0.283.0C=(57)841tpn N（3）選擇軸承型號(hào)查設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 11-5，選擇 6211 軸承 Cr=43.2KN 由設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式 11-3 有66310105874() 6015743.21.thdfLnP （ ）預(yù)期壽命足夠此軸承合格八、密封和潤(rùn)滑的設(shè)計(jì)1密封由于選用的電動(dòng)機(jī)為低速，常溫，常壓的電動(dòng)機(jī)則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲(chǔ)存潤(rùn)滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毛氈又可以將潤(rùn)滑油自行刮下反復(fù)自行潤(rùn)滑。2潤(rùn)滑（1）對(duì)于齒輪來(lái)說(shuō)，由于傳動(dòng)件的的圓周速度 v 12m/s,采用浸油潤(rùn)滑，因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠的潤(rùn)滑油，用以潤(rùn)滑和散熱。同時(shí)為了避免油攪動(dòng)時(shí)泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x H 不應(yīng)小于 3050mm。對(duì)于單級(jí)減速器，浸油深度為一個(gè)齒全高，這樣就可以決定所需油量，單級(jí)傳動(dòng),每傳遞 1KW 需油量V0=0.350.7m3。（2）對(duì)于滾動(dòng)軸承來(lái)說(shuō)，由于傳動(dòng)件的速度不高，且難以經(jīng)常供油，所以選用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。這樣不僅密封簡(jiǎn)單，不宜流失，同時(shí)也能形成將滑動(dòng)表面完全分開(kāi)的一層薄膜。九、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)（1）類(lèi)型選擇由于兩軸相對(duì)位移很小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)緩沖要求不高，故選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。（2）載荷計(jì)算19計(jì)算轉(zhuǎn)矩 TC=KAT=1.3565.42=735.05Nm，其中 KA 為工況系數(shù)，由設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 14-1 得 KA=1.3（3）型號(hào)選擇根據(jù) TC，軸徑 d，軸的轉(zhuǎn)速 n， 查標(biāo)準(zhǔn) GB/T 50142003，選用 LX2 型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)，其額定轉(zhuǎn)矩T=1250Nm, 許用轉(zhuǎn)速n=6300r/min ,故符合要求。