哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-帶式運(yùn)輸機(jī)-二級齒輪

1、一、傳動裝置的總體設(shè)計(jì) （一）設(shè)計(jì)題目課程設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)傳送裝置1 .設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求:設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)要求:F=2200N d=250m； m v=s機(jī)器年產(chǎn)量：小批量； 機(jī)器工作環(huán)境：清潔；機(jī)器載荷特性：平穩(wěn)； 機(jī)器最短工作年限：6年2班。2 .傳動裝置簡圖：（二）選擇電動機(jī)1 .選擇電動機(jī)的類型根據(jù)參考文®2,按工作要求和工作條件選小系列三相籠型異步電動機(jī)。全封閉 自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V2 .選擇電動機(jī)的容量工作機(jī)的有效功率為:PWFv10002200 0.9 ,kW10001.98KW從電動機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為:式中：1、2、& 4分別為聯(lián)軸器、軸承、

2、齒輪傳動、卷筒的傳動效率。聯(lián)軸器選 用彈性聯(lián)軸器，軸承為角接觸球軸承，齒輪為8級精度齒輪，由參考文獻(xiàn)2表取 I =。99.皿二 0. 99, 13 二 0 97a n 4 = 0.96。則：二 « X 幫 X Tl X T4 = 0,99? X 0.994 X 0,977 X 0 96 二 0 846所以電動機(jī)所需要的工作功率為：P* 1.983 .確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速按參考文獻(xiàn)2表推薦的傳動比合理范圍，二級圓柱齒輪減速器傳動用上二8r40 ,而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為:60 X 1000 X yn X d60 x 1000 x 0.9n X 25068 755r/min所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范

3、圍為：,：.-符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000r/min、1500r/min三種。綜合考慮電 動機(jī)和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素,為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速 為1000r/min的電動機(jī)，另需要其中電機(jī)工作所需額定功率Fed Pd。根據(jù)電動機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由參考文獻(xiàn)2表以及有關(guān)手冊選定電動機(jī)型號為Y132S-6其主要性能如下表：起動轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩電動機(jī)型號額定功率kW滿載轉(zhuǎn)速(r/min)額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩960Y132S-6由參考文獻(xiàn)2表查得電動機(jī)的主要安裝尺寸及外形尺寸如下:HABCDEFX GDGKY132S13221614070388010X 833

4、12bb1b2hAABBHAL12802101353156020018475（三）計(jì)算傳動裝置的總傳動比%96068,75513,9631.總傳動比i為:2,分配傳動比:考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相接近，取=1.4in ,故:17T7 = <1.4 X 13,963，4,42113. 963（四）計(jì)算傳動裝置各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)1 .各軸的轉(zhuǎn)速I 軸 n I 二所 二 960 “minI 96cII 軸- *，1/口 一""LM ,.田軸 - 一 一 Y .卷筒軸1” ，：12 .各軸的輸入功率I 軸-''II 軸 -i . .，： )，：,7田

5、軸-I - .：1：， ' L w卷筒軸，. I 一. .，；. Il3 .各軸的輸出轉(zhuǎn)矩電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)好d為A g 234Td 二 9 55 X 106-二 9 55 X 106 X 二 23273 N , e 詢960所以：I軸. ，. ： I N 1In軸|lii = T| TI2II31 I = 23045 X 0.99 X 0. 97 X 4 421 :97839 N mm軸|Tiii = Th TI2II3111 = 97839 X 0.99 X 0. 97 X 3.153 二 296708N irm卷筒軸JN L將上述計(jì)算結(jié)果匯總于下表得軸名功率kW轉(zhuǎn)矩T/(N - m

6、m)轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動比i效率4電機(jī)軸232789601I軸23045960II軸97839田軸296708卷筒軸2908041二、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）高速齒輪傳動1 .選擇材料、熱處理方式及精度等級考慮到帶式運(yùn)輸機(jī)為一般機(jī)械，故大小齒輪均選用5鋼，采用軟齒面，小齒輪調(diào)質(zhì) 處理，齒面硬度為215255HB而均硬度236HBW：齒輪正火處理，齒面硬度162217HB W 平均硬度190HBW大、小齒輪齒面平均硬度差為6HBW在3050HBW圍內(nèi)。選用8級 精度。2 .初步計(jì)算傳動主要尺寸由于是軟齒面閉式傳動，故按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行。由參考文就式（），即d,，式中各參數(shù)為：1）小齒

7、輪傳遞的扭矩= 2300 - mm2）設(shè)計(jì)時，因v值未知，“不能確定，故可初選載荷系數(shù)二本題初選 七二 1.43）由參考文獻(xiàn)1表取齒寬系麴d=L0o4）由參考文獻(xiàn)1表查得彈性系數(shù)e二189-8 JMP&。5）初選螺旋角0二12",由參考文頓1圖查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)月二2.46。6）初選口 二 19,貝晅二打 X “二 4 421 X 19 二 83.99,峽2 二 84。7）齒數(shù)比u = */19 二 4.421。由參考文獻(xiàn)1式（）得端面重合度E 二 183 - 3. 2（ + -1 cos & 二 t 88 - 3.2 X + 口 X cosIZ.H工明【1984/二

8、1. 67由參考文獻(xiàn)1式（）得軸面重合度£ - 0,3180 czitaii S 0,318 X t 1 X 19 X tan12 = 1.418）由參考文獻(xiàn)1圖查得螺旋角系數(shù)R二0 99。9）許用接觸應(yīng)力由參考文的式（），gPalH;空”算得。由參考文獻(xiàn)1圖，圖得解除疲勞極限應(yīng)力 HIH1=570MP詼OHiimi=390MPa。小齒輪1和大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為如二 60al 明二 60 X 960 X 1,0X2X8X 250 X6 = 1.3824 X W9Hi 1.3924 X 109oN? = = = 3.1269 X 10B» 4 421由參考文獻(xiàn)1圖查得

9、壽命系投小二L0SN2=1.11（允許局部點(diǎn)均。由參考文獻(xiàn)1表，取安全系綾H = 1.0,得2附仃卅|m tO X 570 = -MPa = 570MPa5H,4工。Hlimi111 X 390仃膻二；=rrMPa " 432 9MpgSuI。故取0H =gh2 = 432. 9MPa 0初算小齒輪1的分度圓直役lit,得12KTiu + 1 依ZmZ、口 U I - 1_ j 2 X 1,4 X 230454.421 + 1/189.8 X 2.46 X 0.775 X 0 99, - I L0 4 421143Z9jnm = 37. 840 rrm3.確定傳動尺寸1）計(jì)算載荷系數(shù)

10、。由參考文的表查得使用系教:a二1為。ndim n X 37.840 X 960V =血5 = 1一 9 加/寫60 X 100060 X 1000由參考文獻(xiàn)1圖得動載荷系數(shù)二L 12。由參考文獻(xiàn)1圖得齒向載荷分布系頻"二L臨（設(shè)軸剛性?。Ｓ蓞⒖嘉墨I(xiàn)1表得齒間載荷分布系魏口二1.2,則K = KAK.KpKQ = L 0 X 1, 12 X 1. 15 X 1,2 = 1.54562）對di：進(jìn)行修正。因K于心有較大差異，故需對接t值計(jì)算出的ht進(jìn)行修正，即3）確定模數(shù)3diens B 39. 109 X cqs12= = -am = 2. Olrmi由參考文獻(xiàn)1表，取二2皿1。4

11、）計(jì)算傳動尺寸-、,2+2 X 19 r捌 f中心距： n圓整為a二105（1叫則螺旋角%（為 + Z2）2 X （19 + 84）B = arccos = arccos? 乂 - 11.201所以岫昂 2 X 19di 二 -mm - 38.738nniCQ5 0 cos11.201叫 2 X 84d2 - -mni - 171. 262rnncosp cosit 201b = 0 a * 山二 1,0 X 38.73&wn = 38.738（nm取bz 二 40i叫 bi =七 + （51。）叫取: 45e。4.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由參考文獻(xiàn)1式，即2KT,OF = YfVsY &

12、#163; V D S 101r式中各參數(shù):1) K= T = 23045N - rnn、b 二 40m、出二 38. 738mm > mri = 2mm 02）齒形系教V和應(yīng)力修正系教占。當(dāng)量齒數(shù)zi19% 二H =2°J3cosl 1.201484取二一R = 3 8& 源8” CQS11.201由參考文獻(xiàn)1圖查得伍=2.79JF2=2H由參考文獻(xiàn)1圖查慎二L55,Y髓二1783）由參考文獻(xiàn)1圖查得重合度系麴E=?！?）由參考文獻(xiàn)1圖查得螺旋角系數(shù)R=0.91。5）許用彎曲應(yīng)力可由參考文的式（），gPaf =與上算得由參考文獻(xiàn)1圖，圖查得彎曲疲勞極限應(yīng)力OFIIml

13、 = 220 MPa,。2相二 170田。由參考文獻(xiàn)1圖查得壽命系翻N1二Y版二1.0。由參考文獻(xiàn)1表查得安全系嬖二L 25,故丫附吶1 10 X 220。*二二MPa = 176 'Pa onl QY 僵口 Flim2to X 170。后二二MPa = 13Wa Sr21 心0 Fl2KTi2 X 1.5456 X 23045二胡YWYL- X ? 79 X 3 X。79 X。9MPa = 7L46MP3 < ari丫城贄2 22 X 1.78np? = nFi - 71.46 XMPa - 65. 30MPa < 仃欣TlY$1£, fV X L g滿足齒根彎

14、曲疲勞強(qiáng)度。5.齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）小齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由軸的設(shè)計(jì)計(jì)算知小齒輪設(shè)計(jì)成齒輪軸的結(jié)構(gòu)形式。齒頂高, ”.-齒根Wv =（h ；+ c* ） X m= 1 25X 2 工工 5Mm齒頂圓 I ,-I，齒根圓 , J ，；2）大齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒頂圖1' "'-齒根時f :h；+ c " ） X m = 1 25 X 2 ; N 5mm齒頂圓 I. .' 'I I 1： r齒根圓 , . 1 1111由于齒頂圓直彳獨(dú)W 200rm1,采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。高速級齒輪參數(shù)列表齒輪法向模數(shù)分度圓直徑齒數(shù)螺旋角中心距a小26019Up- F 911 123 |

15、105大5577（二）低速級直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計(jì)1 .選擇材料、熱處理方式及精度等級經(jīng)多次計(jì)算，并考慮到減速器總體尺寸I +盟W 250, S - ai孑15的要求，選取齒輪材料為40Cg采用中硬齒面，即小齒輪調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為06332HBW均 硬度319 HBW大齒輪亦調(diào)質(zhì)處理，齒面硬煦83314HBW均硬度298HBW由于沒有 軸向力，故選用直齒輪。選地級精度。2 .初步計(jì)算傳動主要尺寸由于是中硬齒面閉式傳動放按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)曲參考文獻(xiàn)1式（）,m孑of式中各參數(shù)為:1）小齒輪傳遞的扭矩|l| = 97839 N - urn2）設(shè)計(jì)時，因v值未知，后不能確定，故可初選載荷系

16、數(shù)二1丁8,本題初遜：二L33）由參考文獻(xiàn)1表取齒寬系頻d二。.5。4）初選口 二 25,則雙二 i2 乂工1 二 3J58 義 25 二 78 95 ,聯(lián)工二 79。5）齒數(shù)也二2二3一 160 。由參考文獻(xiàn)1式（）得端面重合度：E 二 1.8S - 3.+ -1 cos p 二 L 88 - 3. 2 X （ + 口 X cos 1*Vi 刈3 79-1.674由參考文獻(xiàn)1圖查得重合度系數(shù)e=0.727）齒形系您f和應(yīng)力修正系教3的確定。當(dāng)量齒數(shù)I 2125Zvl = ； = - 26. 71cos Bcos12“793 - ； = 7； = 84 41cosp cos 12由參考文獻(xiàn)1圖

17、查郊F1:2隊(duì)恬，2 23。由參考文獻(xiàn)1圖查得他=1回 3二1-778）許用彎曲應(yīng)力可由參考文的式（），即bF= 手算得014244由圖得彎曲疲勞極限應(yīng)為Fl舊二CTFlin2=360 MPa由參考文獻(xiàn)1表，取安全系鏘二1.25小齒輪1和大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為:即:60niiaLich 60 X 217 14 X 1,0 X 2 X 8 X 250 X 63 1268 X MNi 3.1268 X 10s電二一二-=9.9012 X 10 II 3.158由圖查得仙二Y般二1.0,故MPa 二 288明丫僵”|皿 L0 X 360YfiVsi 2 58 X 1.59=二 0.014244

18、cFi 288Yf*2 2.23 X L77LT 二=0-013705 。必288因此,綜上，可初算法面模數(shù):3.確定傳動尺寸1）計(jì)算載荷系數(shù)K。由參考文薊1表查得使用系期A二10n d3tn3 tt X 217. 14 X 2.21 X 25=叫% = 0 一63叫60 X 100060 乂 1000由參考文獻(xiàn)1圖得動載荷系皴，二108由參考文獻(xiàn)1圖得齒向載荷分布系頻口二L 13（設(shè)軸剛性小max0 014244YrY5 Q X 1,Tx 97839由參考文獻(xiàn)1表得齒間載荷分布系魏口二1.1,則K = KAK.KpKQ = kO X 1,08 X 1. 13 X 1.1 = 1.34242）

19、對此進(jìn)行修正。并圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，即水.T. 3424m = hi- i = 2. 21 X "- - = 2. 23<rni* &J 1.3按表，圓整為二2 5e=13cmm3）計(jì)算傳動尺寸中心距：因此，di = mzi = 2.5 X 25 = 62. 5mrdz = mz2 = 2 5 X 79 = 197. 5raub 二十 Ji 二 0, 5 X 62. 5 = 3L25*明取助二 35mmbi = 5 + (5*10)(00,取bi - 40nm4.校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度由式（） 5KT + 1 , r、 仃H 二注入工£ 2 - S a Jhboi

20、u式中各參數(shù)：1） K、Th b、小、u值同前。2）由表查得彈性系數(shù)E二189.8% M.由圖查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)什二2-45由圖查得重合度系覆上=6 8力許用接觸應(yīng)力:0 hbnir7N口H 二 5H由參考文獻(xiàn)1圖，得3+h二。用睢=1200MPa由參考文獻(xiàn)1圖，邵ni二加二L0,由表查得安全系額H二1川|,故仃%上 1200 X 1.0rH ;=1200MPa聞1. U因此有OH冬。小滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度要求。5.計(jì)算齒輪傳動其他尺寸1）小齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒頂高 I, 1, 齒根高I-1 -齒頂圓I.:' li齒根圓 I1'''1，n2）大齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒頂高, ”

21、. ； T齒根高1 1齒頂圓 , , ,-111“齒根圓 ，',I' ' ' ' ： 11采用腹板式結(jié)構(gòu)，如下圖所示。dk = 53mm, Di = 1.6d(t = 04.8nmt 取口i = 85nm02 % 心 10n = 177一 5e,取Da = I77irm,c = (0. 2'0. 3)b = 7“10. Sim.取u = 1OwnDq 弋 0 5(Di + Dj) - 131mda ' o 25(D2 - D。= 23m,取曲=22nm6 a = (2 54)m = (6. 25 1C) mmlOim,取 6 0二 lOr

22、tm低速級齒輪參數(shù)列表齒輪法向模數(shù)分度圓直徑齒數(shù)螺旋角中心距a小40250130mm大3579三、減速器裝配圖設(shè)計(jì)考慮工藝性能、材料消耗和制造成本，選用剖分是機(jī)體，鑄鐵材料鑄造成型，與機(jī)體有關(guān)的零件結(jié)構(gòu)尺寸如下表所示名稱符號計(jì)算公式結(jié)果機(jī)座壁厚0.025a 3 88機(jī)蓋壁厚1i 0.02a 3 88機(jī)座凸緣厚度bb11.512機(jī)蓋凸緣厚度bib 1.5 i12機(jī)座底凸緣厚度Pb22.520地腳螺釘直徑dfdf 0.036a 12M20地腳螺釘數(shù)目na W 2504軸承旁聯(lián)接螺栓直徑did10.75dfM12機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接d2山=(0. 5"0. 6) dfM10螺栓直徑連接螺栓叱的間

23、距l(xiāng)150200mm軸承端蓋螺釘直徑d3d3 = (0.<0, 5)dJM8窺視孔蓋螺釘直徑d4d4= () dfM6定位銷直徑dd =()d203外機(jī)壁至軸承座端面距離11l1=C1 +C2+(5/47內(nèi)機(jī)壁至軸承座端面距離1 2ci + c; + 5 + (58)55大四牝頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離1|Ai 1.2610齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離210機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m,m£ 0. 85 &卜比0. 85 5i8（一）高速軸（軸I）的設(shè)計(jì)計(jì)算1 .軸的基本參數(shù)I軸:r)i - nm = 960 r/min忻-23045 N e作用在齒輪上的力:11S9 8N2Tl 2 X 23045

24、 珀二了二 36 738 Ntan atan20COS §二 1189.8 XN = 44L5Ncosl 1.201Fa（二 Ftitanp = 1189 8 X tanl 1.201° N = 235. 6N2 .選擇軸的材料考慮到結(jié)構(gòu)尺寸以及可能出現(xiàn)的特殊要求1號小齒輪Ji二38 738m ,有可能需要 使用齒輪軸，而齒輪所選材料為45鋼，第一級軸是高速軸同時傳遞力矩）故軸的材料選 用45鋼，熱處理方式為調(diào)質(zhì)，以獲得良好的綜合機(jī)械性能。3 .初算軸徑按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件初算軸的最小直徑，t 9.55 X 102 Pd 11n 二 C J -J 02t&式中 d軸的直

25、徑；軸剖面中最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力,MPaP-一軸傳遞的功率，kWn軸白轉(zhuǎn)速，r/min; 許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa;C由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù);軸的材料初定為45號鋼，根據(jù)參考文棘1表查得C=118106,考慮軸端彎矩比轉(zhuǎn) 矩小，取C=108Pl = Z 22kWn - r> = 960 r/min所以.)9. 55 X 10G-d 2n0 2E,2 22二 103 X J. inn = 14 3nninx 960本方案中，軸頸上有一個鍵槽，應(yīng)將軸徑增充%即d 14 3 X （1 + 5 酚而=15 Own4 .選擇聯(lián)軸器。為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差隔離振動,擬選用LX型彈性柱銷聯(lián)軸器（

26、GB/T5014-2003。計(jì)算轉(zhuǎn)矩為（TC - K1 = 1,5 X 21 28N - m = 34. 92N - m式中：T聯(lián)軸器所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩p2 34T 二 9550-二 9550 X -N - m 二 2& 28N - 1r n960K工作情況系數(shù)。查參考文第表可取：K-根抻c二34 92N 明查參考文前2表型聯(lián)軸器中LX1型聯(lián)軸器就能滿足傳遞轉(zhuǎn) 矩的要求 前二250N m > TC）O但其軸孔直徑范圍為二（1222）e ,滿足不了電動 機(jī)的軸頸要求，故選用LX3®聯(lián)軸器二1250N . m > Tg，川二4750r/min 2 n。其 軸孔直徑d二（

27、3048）e,可滿足電動機(jī)的軸頸要求。最后確定減速器高速軸軸伸出的直徑5 .確定滾動軸承的類型及其潤滑與密封方式考慮軸向力的影響，本方案選用角接觸球軸承。因?yàn)辇X輪1的線速度 v二 晨二1T 黑 飛 二2JOWs >加"，靠機(jī)體內(nèi)油的飛濺可以直接潤滑 軸承。由于該減速器的工作環(huán)境清潔，且已選定油潤滑,故滾動軸承采用接觸式密封中的 唇形圈密封。6 .確定軸承端蓋的結(jié)構(gòu)形式軸承端蓋用以固定軸承，調(diào)整軸承間隙并承受軸向力和承端蓋的結(jié)構(gòu)形式選用凸緣 式，用螺釘與機(jī)體軸承座連接。調(diào)整軸向間隙比較方便，密封性能好。7 .軸承部件的設(shè)計(jì)取機(jī)體的鑄造壁厚S=8e,機(jī)體上軸承旁連接螺栓直徑連接螺栓

28、直便二12mrn, 裝拆螺栓所需要的扳手空詡廟用二1對,C浙皿二1瓶，故軸承座內(nèi)壁至座孔外端面距離 L = 6 + Ci + C? + （5%）rrn = 55581Tlm,取_ 二 55mm。為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體用剖分結(jié)構(gòu)形式。因傳遞功率小，齒輪減速器 效率高，發(fā)熱小，估計(jì)軸不會很長，故軸承部件的固定方式采用兩端固定由此所設(shè)計(jì)的軸 承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖：輸出軸的草圖所示，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端1開始設(shè)計(jì)(1)軸段直徑確定軸段1的直徑為二3clmm聯(lián)軸器的右端軸肩固定,由參考文獻(xiàn)1圖和表計(jì)算得到軸肩高度h = 0. 070. 1)di = (0.07*0.

29、1) X 30rml = Q. 1”3)nwi"二出 + 2h = 30 + 2 X (2 r3>nm = (34 2飛6)rm»按標(biāo)準(zhǔn)GB/T,選取唇形圈油封的軸基本尺寸d二35e,其基本外徑和寬度分別為D二50nm b二Srnn,所以對軸段2有必二35mm 0軸段3和軸段7安裝軸承，尺寸由軸承確定。考慮使用斜齒輪宓輪有軸向力，軸承 類型選用角接觸球軸承軸，根據(jù)GB/T 276-1994,初選軸承7208c d=40mm外形尺寸 D=80m，mB=18mm軸件安裝尺寸4二47mm ,采用油潤滑。故取也二山二40ml 0 山二由二 47nHi軸段5做成齒輪軸的形式，取

30、5二40m。(2)軸段長度確定軸段具體長度要綜合考慮其他2根軸的尺寸和聯(lián)軸器端面到箱體軸承透蓋的距離確 定。軸段1長度略短于聯(lián)軸器長度，取1=加m。軸段3和軸段7的長度等于軸承寬度，既了二值二1&nm。軸段2長度等于聯(lián)軸器端面到箱體軸承透蓋的距離(取6mm軸承端蓋總厚度(取9mm與基座外端面到軸承外側(cè)距離之和J z=16 + 9+ 55 - 4-18=58rrni0軸段4和軸段6為軸承定位軸肩的長度取4二I七二10加。軸段5長度需要在齒輪箱體軸承和其他軸系部件位置固定后綜合確定考慮到滾刀 在加工該軸段上的齒輪時，有與軸曲軸肩相碰的可能，應(yīng)當(dāng)避免。辰=47m如上圖所示，滾刀直徑按標(biāo)用Bn

31、6083-2001M = 63e,為保證加工到齒輪最右端時滾刀不碰及軸段6的軸肩，I。應(yīng)滿足:故安全起見，取I。=25mm（二）中間軸（軸H ）的設(shè)計(jì)計(jì)算1.軸的基本參教-II軸:Tn 二 97839 N - mmnil = 217, 14 r/min計(jì)算得作用在齒輪2上的力:2TnFt?二丁二出2 X 97839tan artan20F± 二 F由=1142.6 X = 423. 9N” 8sBcos11.201F袁=%tanB = 1142.6 X tan11.20r N = 226 3N計(jì)算得作用在齒輪3上的力:2Tli 2 X 9783962 53130. 8NF3 二 Fd

32、tanan = 3130.8 F tart204 N = 1139 5N%313O.SF而= 3331. 8Ncos a cos zu2 .選擇軸的材料考慮結(jié)構(gòu)尺寸且第二級軸是速度較高同時傳遞更大力矩，選國0Cr材料，熱處理方 式為表面淬火，以獲得良好的綜合機(jī)械性能。3 .初算軸徑按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件初算軸的最小直徑，t 9.55 X 102 Pd 11n 二 C J -J 02t&軸的材料初定為40Cr材料，根據(jù)參考文瞰表查得C=9戶106,考慮軸端彎矩比轉(zhuǎn)矩小，取C=100所以.p1 - 2. 22d 2 C 3 - = 100 X nw = 21. 70mmJn217J4本方案中，按

33、軸上有兩個鍵槽處理，應(yīng)將軸徑增大0%即d 21.70 X （1 + 1 找）加m = 23.87m4 .確定滾動軸承的類型及其潤滑與密封方式考慮軸向力的影響，本方案亦選用角接觸球軸承。采用油潤滑，唇形圈密封。5 .確定軸承端蓋的結(jié)構(gòu)形式軸承端蓋用以固定軸承，調(diào)整軸承間隙并承受軸向力。選用凸緣式端蓋結(jié)構(gòu),用螺釘 與機(jī)體軸承座連接。調(diào)整軸向間隙比較方便，密封性能好。6.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式軸承部件的固定方式采用兩端固定曲此所設(shè)計(jì)的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖中間軸 的草圖如下圖所示，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端桿始設(shè)計(jì)。234(2)軸段直徑確定軸承類型選用角接觸球

34、軸承軸，根胎B/T276-1994,初選軸承7208c d=40mm外 形尺寸D=80m)mB=18m)mf由件安裝尺寸t = 47mm，故di二必二40mm 0軸承內(nèi)測可用套 筒軸向定位。軸段2的直徑應(yīng)為tt承的定位尺寸，電二47e。考慮可能出現(xiàn)的齒輪軸問題，進(jìn)行 校核計(jì)算，分度圓直徑為，所用鍵的尺寸為：bx h=14X 9mm轂槽深匕二3. 8e則 x冠6'5/2 - 3, 125 - 3,8 - 47/2=Q 575e,顯然齒輪3需要做成齒輪軸。軸段 4 取山二4張m , 則軸段 3 的軸肩為 h二3。7石1)必二9 07*0.1) X 44nlm二(3444 4)扁,軸肩取4m

35、m則直徑為 43 二 52rm1。(3)軸段長度確定陽=58mm軸段4長度略短于齒輪2輪轂長度，齒輪2輪轂長度為40mm則取4=38rm ,軸段 3長度取 15mm 即二 15mm。軸段5長度由軸承寬度、箱體與其他軸系部件位置固定后綜合確定,（三）輸出軸（軸田）的設(shè)計(jì)計(jì)算1 .軸的基本參教-m軸:nm - 68.76 r/mi n(Till = 296708 N - rmPm = 2. 14kW則經(jīng)過計(jì)算可得作用在齒輪上的力：2Tin 2 X 296708Fm 二二二一77N : 3004. 6N 為 197.5F4 - Futan a r = 3004 6 X tan20* N = 1093

36、. 6N%3004.62kB37“2 .選擇軸的材料考慮使用45號鋼的時候軸可能會比較粗，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且第三根軸傳遞力矩較大, 故選用40Cg熱處理方式為調(diào)質(zhì)，能獲得良好的綜合機(jī)械性能。3 .初算軸徑按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件初算軸的最小直徑,”55 X 1O&- 小 d 2 "n = C 'J ONE 、根據(jù)參考文®1表查得C=9/106,考慮軸端彎夕!比轉(zhuǎn)矩小，%=100所以本方案中，設(shè)軸頸上有兩個鍵槽，應(yīng)將軸徑增大0%即d 3 32.205 X (1 + 10X)nm = 34, 60m4 .選擇聯(lián)軸器由于該軸轉(zhuǎn)速較低,傳遞轉(zhuǎn)矩較大，考慮到本設(shè)計(jì)不易保證同心度，

37、采用具有良好補(bǔ) 償位移偏差的金屬滑塊聯(lián)軸器JB/ZQ 4384-1997。查參考文頓1表可?。篕-計(jì)算轉(zhuǎn)矩為厄二 Kim = 1.5 X 296708N m = 445, IN - m根據(jù)k二445.1N，明 查參考文獻(xiàn)2表中確定選取許用轉(zhuǎn)矩為500 . m的金屬滑塊聯(lián)軸器即可滿足要求n = 250r/min > n)。其軸孔直徑取I二40m, Li=70mm5 .確定滾動軸承的類型及其潤滑與密封方式在該軸上已無軸向力，或軸向力很小，本方案選用深溝球軸承。需要考慮軸承內(nèi)徑及 安裝，查參考文前2表深溝球軸承，取6210查得d=50mm,D=90mm,B=20mm根軸上 兩個軸承應(yīng)該為相同型

38、號，采用油潤滑，唇形圈密封。7.軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)軸承部件的結(jié)構(gòu)形式軸承部件的固定方式采用兩端固定曲此所設(shè)計(jì)的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖輸出軸 的草圖如下圖所示，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸8桿始設(shè)計(jì)。(2)軸段直徑設(shè)計(jì)軸段8的直徑，需要考慮到上述確定的聯(lián)軸器直往二40hiti ,貝腐=Ai"4Mm?？紤]聯(lián)軸器的軸向固定和唇形圈密封的內(nèi)徑系列，取軸肩，軸段直律，二451nl»。軸段6與軸段1要安裝軸承選軸承類型為深溝球軸承故軸段6和軸段1的直徑為: 為二小二50m。軸段5的直徑應(yīng)為軸承的定位尺寸，眥二57mo軸段4為非工作軸 段，故取 .：丁軸段2安裝齒輪

39、為保證軸段3軸肩與齒輪2齒頂部位保持一定距離)(10m),取I 1.； I(3)軸段長度確定軸段3與軸5同為定位軸頸，取3二1$二10m。軸段2長度略短于齒輪4的輪轂寬度，齒輪4的輪轂寬度為35mm則I之二33mm,軸段1長度等于軸承寬度、軸承與箱體內(nèi)壁間隙、齒輪與箱體內(nèi)壁間隙和齒物與其所在軸段長的差值組成，即二20+3 + 12 + 2=37m。軸段5長度等于軸承寬度與擋油板寬度(A2 + A3=15 + 9=24e)之和，二 19 + 24 = 43Mo軸段4長度根據(jù)前兩根軸確定為。二75rm1。軸段7長度由軸承端蓋寬度、聯(lián)軸器端面到軸承端蓋的距離(取6mm機(jī)座外表面與軸承外側(cè)距離組成，艮

40、k=16 + 9 + 55 - 22:58m,軸段8長度略短于聯(lián)軸器長度，聯(lián)軸器長度如4mm則取注二53mm 0(4)軸上鍵強(qiáng)度校核輸出軸軸段8與軸段2上有鍵，連接為靜連接，載荷平穩(wěn)，且鍵材料均選用45號鋼，查參考文獻(xiàn)1表取。卜=100陋a。由參考文®1式需滿足擠壓強(qiáng)度條件：2Tnp = 。 k Id1)軸段2與大齒輪連接處的鍵其中軸段2的直徑53mm可取鍵的尺寸bx h=16X 10mm選取B型鍵(I 二 L 二 32rm), k 二% 二 5imn)則可解得2T|U 2 X 2967080P = Ti7 = 5 X 32 X 53 = 70 °UPa 石小2)軸段8與聯(lián)

41、軸器連接處的鍵其中軸段8的直徑40mm可取鍵的尺寸b x h=12X 8mm選取A型鍵(L 二 50titi. I - L - b = 38mm, k -卜/2二 4nm ,)則可解得2T|ii2 X 2967084 X 38 X 4097. 5MPa8.輸出軸的強(qiáng)度校核(1)軸的受力簡圖(2)計(jì)算支反力21 in 2 X 296708=N197.53004. 6NFr4 - Ft4tan a n = 3004 6 X tan20h N = 1093 6N%3004.6F醇=R = 3197. 5N cos acos zu計(jì)算支反力，在水平面上:RihW93.6 X 42 5122. 5 +

42、42 5W = 286. 7NRzh = Fr - Rih = 1093.6 - 286 7N = 801. 9N在垂直平面上774.ON3004.6 X 42.542.5 + 122 5R九二(Ft - RiJ = (3004. 6 - 774. 0)N - 2230.軸承 1 的總支反力Ri = JR/ + 二(286.72 + 774 = g25 4N軸承1的總支反力?2二、端 +即，二 , + 2230. 6%二2368 5M(3)畫彎矩圖水平面上軸承處：Mm = Ri- 286,7 X 122,5 = 35120. 75N - am二比人3 = 801.9 X 42.5 = 3408

43、0. 75N 加垂直面上，彎矩為：Mm 二 Ri人之二 774 0 X 122, 5 = 94815N 刖二 R2Xa = 2230. 6 X 42. 5 = 94300. 5N m因此,Mam2 + M第2 = J35120.752 + 948152 = 101110 6N - mm, 34080. 752 + 948QQ.5, = 100740.4N ,rwri(4)畫扭矩圖由彎矩圖和扭矩圖可知，軸的危險(xiǎn)截面是齒輪中心剖面，因彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，還有鍵槽引起的應(yīng)力集中，故剖面左側(cè)為危險(xiǎn)截面?？箯澖孛婺Ａ縭un抗扭截面模量bti(d - ti)2run彎曲應(yīng)力M 101110.6九二 0b 二 7, 61 MPa口 m 二。扭剪應(yīng)力T 296708J 二1二=10 53MPa 比 28178t T 13. 34T a = Tr = =2 MPa = 5.26MPa危險(xiǎn)截面的當(dāng)