同軸式減速器的課程設(shè)計(jì)【6張CAD圖紙+說(shuō)明書(shū)】

同軸式減速器的課程設(shè)計(jì)【6張CAD圖紙+說(shuō)明書(shū)】,6張CAD圖紙+說(shuō)明書(shū),同軸,減速器,課程設(shè)計(jì),CAD,圖紙,說(shuō)明書(shū) 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(lái)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(rùn)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：ν=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(chǎng)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(jiǎn)單。所以選用：兩級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)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(guò)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=5~8 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30~50HBW。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： =95978.3N?mm 2）因ν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β=，查表得區(qū)域系數(shù)，螺旋角系數(shù): 6）齒數(shù)比u=i=3.3595 7）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)棣?，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)棣轮蹬c初選值相差較大，對(duì)β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30~50HBW。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ν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β=，查表得區(qū)域系數(shù)，螺旋角系數(shù): 6）齒數(shù)比u=i=3.3595 7）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)棣?，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)棣轮蹬c初選值相差較大，對(duì)β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(wú)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(zhǎng)，故軸承采用兩端固定方式。可按軸上零件的安裝順序，從最細(xì)處開(kāi)始設(shè)計(jì)。 1軸段①的設(shè)計(jì) 軸端①上安裝聯(lián)軸器，由于電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)，開(kāi)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②的設(shè)計(jì) 確定軸段②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②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③和軸段⑥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③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(rùn)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(rùn)，潤(rùn)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④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(zhǎng)度應(yīng)比齒輪寬度略短，取 5 軸段⑤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②和軸段③的長(zhǎng)度，軸段②的長(zhǎng)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=δ+++(5~10)mm，箱壁δ=8mm，軸承旁連接螺栓為M14，則，，箱體軸承座的寬度L=8+20+18+(5~10)mm=51~56mm，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=10~20mm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C10×8×56，在齒輪處選擇鍵14×9×70。 7，軸的受力分析 1受力簡(jiǎn)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。 抗彎截面系數(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)α=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(jiǎn)圖如下： 高速軸的彎矩簡(jiǎn)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(wú)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(zhǎng)，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(kāi)始設(shè)計(jì)。 1軸段①的設(shè)計(jì) 軸端①上安裝聯(lián)軸器，聯(lián)軸器連接滾筒，由于滾筒在運(yùn)行過(guò)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①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②的設(shè)計(jì) 確定軸段②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②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③和軸段⑥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③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)?，所用軸承采用脂潤(rùn)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(rùn)，潤(rùn)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④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(zhǎng)度應(yīng)比齒輪寬度略短，取。 5 軸段⑤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②和軸段③的長(zhǎng)度，軸段②的長(zhǎng)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=10~20mm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C16×10×80，在齒輪處選擇鍵20×12×80。 7，軸的受力分析 1受力簡(jiǎn)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。 抗彎截面系數(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)α=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(jiǎn)圖如下： 低速軸的彎矩簡(jiǎn)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(wú)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(zhǎng)，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(kāi)始設(shè)計(jì)。 1軸段①和軸段⑤的設(shè)計(jì) 軸端①和軸段⑤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②和軸段④的設(shè)計(jì) 軸段②上安裝齒輪2，軸段④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18×11mm，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②的長(zhǎng)度應(yīng)該比相應(yīng)齒輪的輪轂長(zhǎng)度短，便于軸向定位，所以 3軸段③的設(shè)計(jì) 軸段③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(zhǎng)2.5mm，因此。 3軸段軸段①和軸段⑤的長(zhǎng)度 軸承采用脂潤(rùn)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③的長(zhǎng)度小于齒輪2的長(zhǎng)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18×11×70。 7，軸的受力分析 1受力簡(jiǎn)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。 抗彎截面系數(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)α=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(jiǎn)圖如下： 中間軸的彎矩簡(jiǎn)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(wú)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(kāi)始設(shè)計(jì)。 1軸段①的設(shè)計(jì) 軸端①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②和軸段⑥的設(shè)計(jì) 確定軸段②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②的直徑，再根據(jù)軸承確定直徑。因?yàn)闈L筒是工作部件，長(zhǎng)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(kāi)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。考慮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②的長(zhǎng)度為，軸段⑥的長(zhǎng)度為。 3軸段③和軸段⑤的設(shè)計(jì) 為了便于安裝，軸段③和軸段⑤的長(zhǎng)度與滾筒的輪轂部分長(zhǎng)度相同，既，同樣考慮此處的直徑應(yīng)該大于軸段②和軸段⑥的直徑，，因此。 4軸段④的設(shè)計(jì) 為了便于加工，軸段④的直徑選擇與軸段②和軸段⑥的直徑相同，既，長(zhǎng)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20×12×110mm。滾筒輪轂處的選擇鍵22×14×110 7，軸的受力分析 1受力簡(jiǎn)圖如上圖所示，計(jì)算支撐反力： 由公式：，選擇f=0.3，α=π，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=1256401.87N?mm。畫(huà)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。 抗彎截面系數(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)α=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P 2 Pν值的驗(yàn)算 滾筒軸的轉(zhuǎn)速為，軸承處的轉(zhuǎn)速為ν=0.36m/s，所以： Pν=0.768×0.36=0.276MPam/s 滿足要求Pν<=20 3 ν值的驗(yàn)算 計(jì)算得： ν=0.36m/s 滿足要求ν<=80m/s。 通過(guò)計(jì)算，滑動(dòng)軸承在安全范圍內(nèi)。 滾筒軸的彎矩簡(jiǎn)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=6.75mm c 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=6.75mm c 45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 δ 8 2 箱蓋壁厚 8 3 箱蓋凸緣厚度 12 4 箱座凸緣厚度 b 12 5 箱座底凸緣厚度 20 6 地腳螺釘直徑 18.12(M20) 7 地腳螺釘數(shù)目 n 4 8 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 150-200 11 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 d 7-8 14 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h h 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(guò)度尺寸 X、y 表1-38 20 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 10 21 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 10 22 箱蓋、箱座肋厚 6.8，6.8 23 軸承端蓋外徑 D+(5-5.5) 24 軸承旁連接螺栓距離 s 潤(rùn)滑油的選擇 軸承選擇ZN-3鈉基潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。齒輪選擇全損耗系統(tǒng)用油L-AN68潤(rùn)滑 滾動(dòng)軸承速度較低（dn<2×mm?r/min，d為軸承內(nèi)徑，n為轉(zhuǎn)速）時(shí)，采用脂潤(rùn)滑。 密封圈的選擇 當(dāng)線速度ν<5m/s時(shí)，采用氈圈密封。 47