帶式運輸機上同軸式二級圓柱齒輪減速器

1、帶式運輸機上同軸式二級圓柱 齒輪減速器機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器一、減速器設計任務及分析 21.1 零件的用途及基本原理 21.2 零件設計任務 51.3 零件的工藝分析 6二、項目組織與分工 2三、課程設計 23.1 總體設計方案 73.2 電動機的選擇 93.3 計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比 113.4 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 113.5 傳動件的設計計算 133.51V 帶傳動設計計算 133.62 中速軸的設計 163.63 低速軸的設計 163.64 精確校核軸的疲勞強度 163.7 滾動軸承的選擇及計算 163.71 高速軸的軸承 173.72

2、 中速軸的軸承 173.73 低速軸的軸承 173.8 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 173.9 聯(lián)軸器的選擇 173.61 高速軸的設計 183.63 低速軸的設計 373.7 滾動軸承的選擇及計算 583.72 中速軸的軸承 583.73 低速軸的軸承 58機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器3.8 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 583.71 高速軸的軸承 583.72 中速軸的軸承 603.73 低速軸的軸承 643.8 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 673.9 聯(lián)軸器的選擇 67四、課設總結 2機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器一、 減速器設計任務及分析1.1 零件的用途及

3、基本原理 帶式輸送機帶式輸送機 (belt conveyor) 又稱膠帶輸送機，廣泛應用于家電、電子、電器、機械、煙草、注塑、郵電、印刷、食品等各行各業(yè)，物件的組裝、檢測、調試、包裝及運輸?shù)?。線體輸送可根據(jù)工藝要求選用： 普通連續(xù)運行、 節(jié)拍運行、 變速運行等多種控制方式； 線體因地制宜選用：直線、彎道、斜坡等線體形式 輸送設備包括：皮帶輸送機也叫帶式輸送機或膠帶輸送機等，是組成有節(jié)奏的流水作業(yè)線所不可缺少的經濟型物流輸送設備。 皮帶機按其輸送能力可分為重型皮帶機如礦用皮帶輸送機，輕型皮帶機如用在電子塑料， 食品輕工， 化工醫(yī)藥等行業(yè)。 皮帶輸送機具有輸送能力強， 輸送距離遠， 結構簡單易于維

4、護， 能方便地實行程序化控制和自動化操作。 運用輸送帶的連續(xù)或間歇運動來輸送 100KG 以下的物品或粉狀、顆狀物品，其運行高速、平穩(wěn)，噪音低，2機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器并可以上下坡傳送。工作原理帶式輸送機主要由兩個端點滾筒及緊套其 上的閉合輸送帶組成。 帶動輸送帶轉動的滾筒 稱為驅動滾筒（傳動滾筒） ；另一個僅在于改 變輸送帶運動方向的滾筒稱為改向滾筒。 驅動 滾筒由電動機通過減速器驅動， 輸送帶依靠驅 動滾筒與輸送帶之間的摩擦力拖動。 驅動滾筒 一般都裝在卸料端， 以增大牽引力， 有利于拖 動。物料由喂料端喂入， 落在轉動的輸送帶上， 依靠輸送帶摩擦帶動運送到卸料

5、端卸出。 聯(lián)軸器的作用 :是用來聯(lián)接不同機構中的兩根軸 （主動軸 和從動軸） 使之共同旋轉并傳遞扭矩， 部分聯(lián) 軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作 用。聯(lián)軸器由兩半部分組成， 分別與主動軸和 從動軸聯(lián)接。一般動力機大都借助于聯(lián)軸器與 工作機相聯(lián)接，是機械產品軸系傳動最常用的 連接部件。 常用聯(lián)軸器有膜片聯(lián)軸器， 齒式聯(lián) 軸器， 梅花聯(lián)軸器， 滑塊聯(lián)軸器， 鼓形齒式聯(lián)機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器軸器， 萬向聯(lián)軸器， 安全聯(lián)軸器， 彈性聯(lián)軸器 及蛇形彈簧聯(lián)軸器。V 帶傳送機理：該工作機有輕微振動， 由于 V 帶有緩沖吸 振能力，采用 V 帶傳動能減小振動帶來的影 響，并

6、且該工作機屬于小功率、 載荷變化不大， 可以采用 V 帶這種簡單的結構，并且價格便 宜，標準化程度高， 大幅降低了成本。 減速器 部分兩級展開式圓柱齒輪減速， 這是兩級減速 器中應用最廣泛的一種。 齒輪相對于軸承不對 稱，要求軸具有較大的剛度。 高速級齒輪常布 置在遠離扭矩輸入端的一邊， 以減小因彎曲變 形所引起的載荷沿齒寬分布不均現(xiàn)象。 原動機 部分為 Y 系列三相交流 ?異步電動機 ?總體來講，該傳動方案滿足工作機的性能 要求，適應工作條件、 工作可靠， 此外還結構 簡單、尺寸緊湊、成本低傳動效率高 同軸式二級減速器：同軸式減速器的輸入軸與輸出軸在同一 軸線上，箱體較短，但箱體內須設置軸承

7、支座， 使箱體軸向尺寸增大， 中間軸加長， 結構變得 復雜。減速器軸向尺寸和重量較大， 高速級齒機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器輪的承載能力難于充分利用。 中間軸承潤滑困 難。中間軸較長， 剛性差，載荷沿齒寬分布不 均勻。由于兩伸出軸在同一軸線上， 在很多場 合能使設備更為方便。1.2 零件設計任務設計一用于帶式運輸機上同軸式二級圓柱齒輪減速器1. 總體布置簡圖2. 工作情況 工作平穩(wěn)、單向運轉3. 原始數(shù)據(jù)機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器輸卷扭N 運 機 筒 矩 ?m運 輸 帶 速 度 (m /s )卷筒 直徑 (mm)帶速 允許 偏差 (%)使用 年限

8、(年 )工作 制度 (班 / 日)18001.230051024. 設計內容(1) 電動機的選擇與參數(shù)計算(2) 斜齒輪傳動設計計算(3) 軸的設計(4) 滾動軸承的選擇(5) 鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核(6) 裝配圖、零件圖的繪制(7) 設計計算說明書的編寫1.3 零件的工藝分析機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器項目組織與分工姓名學號職位職責楊洋6136206組長對項目進行總體的安 排與分工，主要承擔螺 栓的設計計算部分，以及任務書的打印和遞 交馮 秀霞6136232組員資料的搜集和繪制螺 栓的工作圖湛 小雪61361組員寫零件課程設計任務 書以及最后的排版及 打印劉 月洋613

9、6207組員資料的搜集和繪制螺 栓的工作圖我們是根據(jù)自己的特長，結合彼此間的優(yōu)勢互補而組成的，大家態(tài)度認真，分工明確，互幫互助，相互探討，積極準備，團結一致，大家都積 極完成自己的分工， 總之，整個過程中大家統(tǒng)籌兼顧， 具體分工如下表：6.38 kW三、 課程設計3.1 總體設計方案機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器0.8417Pd 7.58kWPed 11kW當速比分配適當時， 兩對齒輪浸入油中深度大 致相同。減速器軸向尺寸和重量較大，高速級 齒輪的承載能力難于充分利用。 中間軸承潤滑 困難。中間軸較長，剛性差，載荷沿齒寬分布 不均勻。傳動方案的確定 要求：運輸機連續(xù)工作，單

10、向運轉，載荷較平 穩(wěn)，空載起動， 輸送帶速度為 1.2m/s ，允許誤 差 5%，每天兩班制工作，載荷平穩(wěn)，環(huán)境要 求清潔 , 每年按 360 個工作日計算，使用期限 10 年。如同任務書布置簡圖所示， 傳動方案采用 V 帶加同軸式二級圓柱齒輪減速箱，采用 V 帶 可以起到緩沖吸振和過載保護作用； 同軸式可 使減速器橫向尺寸較小。齒輪相對于軸承位置不對稱，當軸產生彎曲變 形時，在和在齒寬上分布不均勻，因此，軸應 設計得具有較大的剛度， 并盡量使高速級齒輪 遠離輸入端。高速級可制成斜齒，低速級可制 成直齒?？傮w設計方案設計二級減速器步驟如下：1. 由于該減速機為皮帶傳動滾筒用的減 速機故不需要設

11、計為立式結構， 可采用臥式減機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器速器的型式進行設計。2. 行星傳動減速器結構雖然緊湊， 但成本 也高，故在本次設計中不考慮采用，而錐齒輪 及蝸桿傳動型式的輸入輸出軸垂直， 這樣與傳 動滾筒配合起來布置不夠緊湊， 而且加工起來 也較困難，故擬采用圓柱齒輪傳動。3.2 電動機的選擇由于本傳動的工作狀況是：載荷平穩(wěn)、單向運轉，調速范圍寬。綜合考 慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和減速器的傳動比，減小振動和噪 聲，提高運轉效率，所以選用 Y 系列封閉式三相異步電動機。卷筒軸所需功率pw FV 100D0TV 14.4kw2通過查找機械設計手冊得出 V

12、帶傳動1 0.955 ，滾動軸承 2 0.9875 ，齒輪 3 0.97 ，聯(lián)軸器（彈性） 4 0.9925，卷筒軸滑動軸承 5 0.955232 3 21223324 5 0.9925 0.987530.9720.955 0.955 0.82014電動機的輸出功率 pd pw 17.56kw卷筒輸入軸的轉速 nw 60V 60 1.2 76.43 r minw D 3.14 0.3已知 V帶傳動的傳動比為 i1 2-4， 二級同軸式直齒圓柱 齒輪減速器的傳動比 i 2 7.1-50 所以，電動機轉速的可選范圍：機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器nd nw i2 76.43 (

13、7.150) 542.63821.5r / min暫取值為 1000選 電 動 機 型 號 為 Y200L1-6 ， 同 步 轉 速 1000r/min ，滿載轉速 970r/min ，額定功率 18.5Kw電動機外形尺寸中外形尺寸底腳底軸伸鍵聯(lián)心L1 (b2 / 2 b1) h安裝腳尺寸接高尺寸螺D部分HAB栓E尺寸直F徑CDK2770 (420 /2 305) 480318 195516 030510011010機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器3.3 計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比理論總傳動比 i總 7967.403 12.69 分配各級傳動比 取 V 帶傳動的傳動

14、比i13，則二級圓柱齒輪減速器的傳動比i2 i3i總 12.694.23i13而二級同軸式圓柱齒輪減速器內部兩組齒輪傳動為同級傳動，故i2所得 i2和 i3符合一般圓柱齒輪傳動和二級 圓柱齒輪減速器傳動比的常用范圍。3.4 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)3.41 確定各軸轉速 首先定義電動機軸為 0 軸，減速器高速軸 為軸，中速軸為軸，低速軸為軸根據(jù)公式ni 1 i ni 可得ii (i 1)n0 970r/ minn1n0i970323.33r /min32 n1 323.33 156.96r /min2 i2 2.06n3n2i3156.96 76.19r /min2.0611機械設計課程設

15、計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器3.42 確定各軸輸入功率p0pd17.56kw高速軸P1Pd1 17.56 0.955 16.769Kw中間軸P2P12 3 16.769 0.9875 0.97 16.063Kw低速軸P3P22 3 16.063 0.9875 0.97 15.386Kw3.43 確定各軸輸出轉矩由于電機輸出轉矩T0 Td 9.55 103 Pd 9.55 103 17.56 172.88N mnd970所以各軸的輸出轉矩T19.55103P10316.769n19.55323.33495.296Nm3P2316.063T29.551039.55103977.329 Nm

16、n2156.963P3315.386T39.551039.551031928.550Nmn376.19帶式傳動裝置的運動和動力參數(shù)如下表所示軸名功率 P/Kw轉 T/ N轉速 n/ r/min傳動比i電 機 軸17.56172.8897012.6912機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器高速16.7495.2323軸6996.332.06中速16.0977.3156軸6329.96低速15.31928.76.軸86550193.5 傳動件的設計計算3.51 V 帶傳動設計計算3.511 確定計算功率由于是帶式運輸機，功率 90a3.526 確定帶的根數(shù) 因為單根 V帶的基本額定功

17、率 P 是在特定條件 下由實驗得到的， 當帶的實際工作情況與特定 的條件不同時，需要對 P 進行修正，修正后的 單根 V 帶所能傳遞的額定功率 P （P0 P0）kakl 根據(jù) dd1 200mm和 n0 970r / min ，查機械設計基礎 表 31-3 可得 P0 3.85kw 再根據(jù) i=3 ，B型帶， n0 970r / min ，查機械設計 基礎表 31-4 可得 P0 0.28kw 根據(jù)包角值，查機械設計手冊表 13-1-22 可得包角系數(shù) k =0.91 ，根據(jù)基準長度 Ld 2800mm， 查機械設計手冊表 13-1-23 可得長度系數(shù) kl =1.04所以 P （ P0 P

18、0）kakl （3.85 0.28） 0.91 1.04 3.9086kw15機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器已知計算載荷 Pc 20.35kwV 帶的根數(shù)由公式 z pc 20.35 5.206 10 ，并且 z 值p 3.9086介于 37 之間，綜合可得 z=5。3.527 確定帶的初拉力 F0 其中的單位長度質量 l 由機械設計手冊表 13-1-24 可得 l 0.17對于 V 帶傳動，單根帶的初拉力為P 2.5 2 20.35 2.5 2F0 500 c（ 1） lv2 500 （ -1） 0.17 10.1532 367.73N v1z k10.153 5 0.9

19、1由于新帶容易松弛， 因此安裝新帶時的預緊力 應為上述的初拉力的 1.5 倍。3.528 確定傳動帶作用在軸上的壓軸力 FQ根據(jù)公式 FQ 2zF0 sin 1 2 5 367.73 sin 145.27 3509.7 N223.62 中速軸的設計3.63 低速軸的設計3.64 精確校核軸的疲勞強度3.7 滾動軸承的選擇及計算16機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器3.71 高速軸的軸承3.72 中速軸的軸承3.73 低速軸的軸承3.8 鍵聯(lián)接的選擇及校核計算3.9 聯(lián)軸器的選擇結果設計計算及說明17機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器3.6 軸的設計計算3.61

20、高速軸的設計(1) 高速軸上的功率、轉速和轉矩轉速( r /min )高速軸功率( kw )轉矩 T( N m)486.6710.56207.22(2) 作用在軸上的力已知高速級齒輪的分度圓直徑為 d =98.75 mm ，根據(jù)機械設計 (軸的設 計計算部分未作說明皆查此書)式(10-14) ，則2T2 207.22Ft33658.55Nd 113.28 10FrFt tann 3658.55tg20 1371.37Ncoscos13 3355FaFt tan3658.55tg20 907.51NFp 1936 .4 N(3) 初步確定軸的最小直徑Ft 3658.55NFr 1371.37NF

21、a 907.51NFp 1936.4N先按式 (15-2) 初步估算軸的最小直徑。 選 取軸的材料為 45 鋼，調質處理。根據(jù)表 15-3，取 A0 112, 于是得d A0 3 P 112 3 10.54 31.21mm0 n 486.67因為 d 100mm ，軸上有一個鍵槽，所 以增大 5%dmin d(1 0.05) 31.21 1.05 32.77mm取 d 35mm(4) 軸的結構設計18dmin32.77mm機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器19機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑 和長度 為了滿足 V 帶輪的軸

22、向定位， - 軸 段右端需制出一軸肩，故取 - 段的直 徑 d- =37mm。 V 帶輪與軸配合的長度 L1=99mm，為了保證軸端檔圈只壓在 V 帶輪 上而不壓在軸的端面上，故 - 段的長 度應比 L1 略短一些，現(xiàn)取 L-=95mm。 初步選擇滾動軸承。 因軸承同時受有徑 向力和軸向力的作用， 故選用單列圓錐滾 子軸承。參照工作要求并根據(jù) d- =37mm， 由軸承產品目錄中初步選取 0 基本游隙 組、 標 準 精度 級 的 單 列圓 錐 滾 子 軸承 30308，其尺寸為 dD T=40mm90mm 25.25mm，故 d- =d - =40mm；而 L- =24+24=48mm，L-

23、=15mm。 右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。 由 手冊上查得 30308型軸承的定位軸肩高度 h=5mm，因此，套筒左端高度為 5mm，d- =50mm。取安裝齒輪的軸段 - 的直徑 d- =45mm，取 L- =115mm齒輪的左端與左端20機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器軸承之間采用套筒定位。軸承端蓋的總寬度為 36m（m由減速器及 軸承端蓋的結構設計而定） 。根據(jù)軸承端 蓋的裝拆， 取端蓋的外端面與 V 帶輪右端 面間的距離 L=24mm，故取 L- =60mm。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長 度。3）軸上零件的軸向定位V 帶輪與軸的周向定位選用平鍵 10mm

24、 8mm80mm，V 帶輪與軸的配合為 H7/r6 ； 齒輪與軸的周向定位選用平鍵 14mm 9mm90mm，為了保證齒輪與軸配合有良好的 對 中 性 ， 故選 齒 輪 輪 轂與 軸 的 配 合為 H7/n6；滾動軸承與軸的周向定位是由過 渡配合來保證的， 此處選軸的直徑尺寸公 差為 m6。4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表 15-2 ，取軸端倒角 1.2 45 ，各圓角 半徑見圖軸段 編號長度（mm）直徑（mm）配合說明21機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器 -9535與 V 帶輪鍵聯(lián)接配 合 -6037定位軸肩- 4840與滾動軸承 30307配合，套筒定位- 11545與小

25、齒輪鍵聯(lián)接配 合- 1550定位軸環(huán)- 2640與滾動軸承 30307 配合總長 度359mm（1） 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結構圖作出軸的計算簡圖。 在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a 值。對于 30307 型圓錐滾子軸承，由手冊 中查得 a=19.5mm。因此，軸的支撐跨距為 L1=129mm， L 2+L3=83.5+76.5=160mm。 根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭22機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器矩圖。從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖可 以看出截面 C是軸的危險截面。 先計算出 截面 C 處的 MH、MV及 M的值列于下表。23機械設計課程設計帶式輸送機

26、同軸式二級圓柱齒輪減速器結果24機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器25機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器設計計算及說明結果26ca 30.72Mpa機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器載 荷水平面 H垂直面 V支 反 力FFNH1 1749N ， FNH2 1909NFNV1 2964N ，F(xiàn)NV 2 2398NC截 面 彎 矩MM H FNH 2 L3 14638 N mmM VFNV 2 L3 M a203865N mm總彎矩M maxM H2 M V21460382 2038652 250775N mm扭矩T 207220N mm2) 按彎扭

27、合成應力校核軸的強度安全根據(jù)式 (15-5) 及上表中的數(shù)據(jù)， 以及軸單 向旋轉，扭轉切應力，取 0.6，軸的計算 應力caM 2 ( T)2W2507752 0.6 207220 20.1 453Mpa30.72Mpa27機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器已選定軸的材料為 45Cr，調質處理。 由表15-1 查得 -1 70MPa。因此 ca -1，故安全。Ft1 3472.92NFr1 1301.79NFa1 1264.04N3.62 中速軸的設計中速軸上的功率、轉速和轉矩轉速（ r /min ）中速軸功率（ kw ）轉矩 T（ N m）140.6510.14688.49（

28、1） 作用在軸上的力 已知高速級齒輪的分度圓直徑為d1 396.49mm ，根據(jù)式 (10-14) ，則Ft12Td2 688.49396.49 103472.92NFr1Ft tan n cos3472 .92tg20cos13 33551301 .79 NFa1 Ft tan3472.92 tg20 1264 .04 N已知低速級齒輪的分度圓直徑為d2 113.28mm，根據(jù)式 (10-14) ，則28機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器設計計算及說明結果29機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器Ft22 688.49113.28 1012155 .54 NFr2

29、 Ft tan n 12155.54 tg20 4555 .89 Ncos cos13 3355Fa2 Ft tan 12155.54 tg20 4424.25N(2) 初步確定軸的最小直徑先按式 (15-2) 初步估算軸的最小直徑。 選 取軸的材料為 45 鋼，調質處理。根據(jù)表 15-3，取 A0 112, 于是得d A03 P 112 3 10.14 46.61mm0 n 140.65因為 d 100mm，軸上有一個鍵槽，所 以增大 5%dmin d(1 0.05) 46.61 1.05 48.94mm(3) 軸的結構設計Ft2Fr2Fa2dmin12155.54N4555.89N4424

30、.25N48.94mm1 ）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 初步選擇滾動軸承。 因軸承同時受有徑 向力和軸向力的作用， 故選用單列圓錐滾 子軸承。參照工作要求并根據(jù) d- =d- 30機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器=50mm，由軸承產品目錄中初步選取標準 精度級的單列圓錐滾子軸承 30310，其尺 寸為 dDT=50mm110mm 29.25mm，故 L - =L - =29+20=49mm。 兩端滾動軸承采用套筒進行軸向定位。 由 手冊上查得 30310型軸承的定位軸肩高度 h=5mm，因此，左邊套筒左側和右邊套筒 右側的高度

31、為 5mm。 取安裝大齒輪出的軸段 - 的直徑 d - =50mm；齒輪的左端與左端軸承之間采用 套筒定位。 為了使大齒輪軸向定位， 取 d- =66mm， 又由于考慮到與高、低速軸的配合，取 L -=110mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。31機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器設計計算及說明結果32機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器3）軸上零件的軸向定位大小 齒輪 與軸 的周 向定位 都選 用平鍵 18mm11mm90mm，為了保證齒輪與軸配 合有良好的對中性， 故選齒輪輪轂與軸的 配合為 H7/n6；滾動軸承與軸的周向定位 是由過渡配合來保證的，

32、此處選軸的直徑 尺寸公差為 m6。4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表 15-2 ，取軸端倒角 1.2 45 ，各圓角 半徑見圖軸段編號長度（mm）直徑（mm）配合說明-5450與滾動軸承 30309配合，套筒定位-11060與大齒輪鍵聯(lián)接配 合- 11065定位軸環(huán)- 11560與小齒輪鍵聯(lián)接配 合33機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器- 5450與滾動軸承 30309 配合總長 度433mm（5）求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結構圖作出軸的計算簡圖。 在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a 值。對于 30309 型圓錐滾子軸承，由手冊 中查得 a=23mm。因此，軸的支撐跨距為 L

33、1=78.5mm， L 2=217.5 ，L3=81mm。 根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭 矩圖。從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖可 以看出截面 C 是軸的危險截面。 先計算出 截面 C處的 MH、MV 及 M的值列于下表。載荷水平面 H垂直面 V支FNH 1 790NFNV1 2262N反FNH 2 9065NFNV 2 3597N34機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器F 力C截 面 彎 矩Mm m3L2HNFHM2aML3 mm2NNV 84F 08V4M總彎矩m m 22V M 2H M ax m M扭矩m m T35機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器36

34、機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器ca46.38Mpa(6) 按彎扭合成應力校核軸的強度 根據(jù)式(15-5) 及上表中的數(shù)據(jù)， 以及軸單 向旋轉，扭轉切應力，取 0.6，軸的計算 應力ca M2 ( T)2 8479342 0.6 3 688490 2 Mpa 46.38Mpaca W0.1 603安全已選定軸的材料為 45Cr，調質處理。 由表 15-1 查得 -1 70MPa。因此 ca -1，故安全。3.63 低速軸的設計低速軸上的功率、轉速和轉矩轉速( r /min )中速軸功率( kw )轉矩 T( N m)40.669.742288.24(1) 作用在軸上的力 已知

35、低速級齒輪的分度圓直徑為d 367.24mm，根據(jù)式 (10-14) ，則Ft2Td2 2288.24396.49 1011542 .49 NFrFt tan n cos11542.49tg20cos13 33554326.12NFa Ft tan11542 .49 tg20 4201.12N(3) 初步確定軸的最小直徑Ft 11542.49NFr 4326.12NFa 4201.12N先按式 (15-2) 初步估算軸的最小直徑。 選 取軸的材料為 45 鋼，調質處理。根據(jù)表 15-3 ， 取 A0 112 ， 于 是 得37機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器dminA03 P

36、n 112 n3 9.7440.6669.56mmdmin 73.03mm因為d 100mm，軸上有一個鍵槽，所 以增大 5% dmin d（1 0.05） 69.56 1.05 73.03mm(4) 軸的結構設計1) 擬訂軸上零件的裝配方案(如圖)38機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器設計計算及說明結果39機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器2) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各 段直徑和長度 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位， - 軸段左端需制出一軸肩，故取 - 段的 直徑 d -=75mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂 孔長度 L1=107mm，為了保證軸端檔圈只壓 在半聯(lián)軸

37、器上而不壓在軸的端面上，故 - 段的長度應比 L1 略短一些，現(xiàn)取 L- =105mm。 初步選擇滾動軸承。 因軸承同時受有徑 向力和軸向力的作用， 故選用單列圓錐滾 子軸承。參照工作要求并根據(jù) d- =75mm， 由軸承產品目錄中初步選取標準精度級 的單列圓錐滾子軸承 30317，其尺寸為 d D T=85mm 180mm 44.5mm，故 d - =d- =80mm；而 L- =45mm， L - =45+20=65mm。 左端滾動軸承采用軸環(huán)進行軸向定位。由 表 15-7 查得 30317 型軸承的定位高度 h=6mm，因此，取得 d- =97mm。右端軸承 采用套筒進行軸向定位，同理可

38、得套筒右40機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器端高度為 6mm。 取安裝齒輪出的軸段 - 的直徑 d- =95mm；齒輪的右端與右端軸承之間采用 套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為 115mm， 為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段 應略短于輪轂寬度，故取 l - =110mm。 軸承端蓋的總寬度為 30m(m由減速器及 軸承端蓋的結構設計而定) 。根據(jù)軸承端 蓋的裝拆， 取端蓋的外端面與聯(lián)軸器左端 面間的距離 L=30mm，故取 L- =60mm。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長 度。20mm3) 軸上零件的軸向定位 半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為 12mm 85mm，半聯(lián)軸

39、器與軸的配合為 H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接， 選用平鍵為 25mm 14mm95mm，為了保證齒輪與軸配合有 良好的對中性， 故選齒輪輪轂與軸的配合 為 H7/n6 。4) 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 15-2 ，取軸端倒角 3.0 45 ，各圓角41機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器半徑見圖軸段 編號長度（mm）直徑（mm）配合說明 -455與滾動軸承 30314 配合 -1597軸環(huán)- 11090與大齒輪以鍵聯(lián)接配合，套筒定位- 6585與滾動軸承 30314 配合- 6079與端蓋配合， 做聯(lián)軸器的軸向定位- 10574與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接配合總長 度400mm42機械設計

40、課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器設計計算及說明結果43機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器44機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器設計計算及說明結果45機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器（5）求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結構圖作出軸的計算簡圖。 在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a 值。對于 30314 型圓錐滾子軸承，由手冊 中查得 a=36mm。因此，軸的支撐跨距為 L1 L2 66.5 81.5 148mm 根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭 矩圖。從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖可 以看出截面 B 是軸的危險截面。 先計算出 截面 B

41、處的 MH、 MV及 M的值列于下表。載 荷水平面 H垂直面 V支 反 力FFNH1 6356NFNH2 5186NFNV1 1105NFNV 2 3221NB截 面 彎 矩MM H FNH 1 L1 422674 N mmM V FNV 2 L2262512N mm總M maxM H2 M V24226742 2625122497560N mm462(T)49756020.6 22882400.1 903Mpa20.03Mpa機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器彎矩ca扭矩m m T安全合 扭 彎 按 ）6根據(jù)式 (15-5) 及上表中的數(shù)據(jù)， 以及軸單 向旋轉，扭轉切應力，取

42、 0.6，軸的計算 應力已選定軸的材料為 45Cr，調質處理。由表 15-1 查得 -1 70MPa。因此 ca -1 ，故安全。3.64 精確校核軸的疲勞強度1) 判斷危險截面 截面只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸 肩及過渡配合引起的應力集中將削弱軸 的疲勞強度， 但由于軸的最小直徑是按扭 轉強度較為寬裕確定的， 所以截面 無需校核。 從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看， 截面和處過盈配合引起應力集中最 嚴重；從受載情況來看，截面 B 上的應力47機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器最大。截面的應力集中影響和截面的 相近，但截面不受扭矩作用，同時軸徑 也較大，故不必做強度校核。截面 B 上雖 然應力最大，但應力集中不大（過盈配合 及鍵槽引起的應力集中均在兩端） ，而這 里軸的直徑也大，故截面 B 不必校核。截 面顯然更不必校核。由機械設計 第三章附錄可知， 鍵槽的應力集中系數(shù)比 過盈配合的小， 因而該軸只需校核截面 左右兩側。48機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器設計計算及說明結果49機械設計課程設計帶式輸送機同軸式二級圓柱齒輪減速器2) 截面左側抗彎截面系數(shù) W 0.1d3 0.1 903mm