帶式輸送機(jī)課程設(shè)計(jì)

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1、帶式輸送機(jī)_課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 一、確定傳動(dòng)方案 二、選擇電動(dòng)機(jī) （1）選擇電動(dòng)機(jī) 機(jī)械傳動(dòng)裝置一般由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、工作機(jī)和機(jī)架四部分組成。單機(jī)圓柱齒輪減速器由帶輪和齒輪傳動(dòng)組成，根據(jù)各種傳動(dòng)的特點(diǎn)，帶傳動(dòng)安排在高速級(jí)，齒輪傳動(dòng)放在低速級(jí)。傳動(dòng)裝置的布置如圖A-1所示，帶式輸送機(jī)各參數(shù)如表A-1所示。 圖 A-1 表 A-1 (N) (m/s) (mm) w(%) 200 2.7 380 0

2、.95 1)選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式 根據(jù)工作要求和條件，選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)為臥室封閉結(jié)構(gòu) 2)確定電動(dòng)機(jī)功率 工作機(jī)所需的功率（kW）按下式計(jì)算 = 式中，=2000N,=2.7m/s，帶式輸送機(jī)=0.95，代入上式得 ==5.68KW 電動(dòng)機(jī)所需功率P0(kW)按下式計(jì)算 = 式中，為電動(dòng)機(jī)到滾筒工作軸的傳動(dòng)裝置總效率，根據(jù)傳動(dòng)特點(diǎn)，

3、 =5.68KW 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 由表2-4查的：V帶傳動(dòng)=0.96,一對(duì)滾動(dòng)軸承=0.99，彈 性聯(lián)軸器= 0.99，一對(duì)齒輪傳動(dòng)=0.97，因此總效率為 ==0.96x0.97x0.992x0.99=0.904 = /=5.68/0.904=6.28KW 確定電動(dòng)機(jī)額定功率Pm（kW），使

4、=（1～1.3) =6.28(1～1.3) =6.28～8.164KW 查表2-1，取=7.5(kW) 3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為 = = =135.77r/min 根據(jù)表2-3各類傳動(dòng)比的取值范圍，取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比=2 ~ 4，一級(jí)齒輪減速器=3 ~ 5，傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比=6 ~ 20，故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可取范圍為 ==（6 ~ 20）135.77r/min=8

5、14.62 ~ 2715.4r/min 符合此轉(zhuǎn)速要求的同步轉(zhuǎn)速有1000r/min,1500r/min兩種，考慮綜合因素，查表2-1，選擇同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的Y系列電動(dòng)機(jī)Y132M-4，其滿載轉(zhuǎn)速為=1440r/min 電動(dòng)機(jī)參數(shù)見(jiàn)表A-2 A-2 型號(hào) 額定功率 /KW 滿載轉(zhuǎn)速 /r 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 Y132M-4 7.5 1440 2.2 2.2 計(jì)算及說(shuō)明 =6.28KW

6、=7.5KW =135.77r/min Y132M-4 =1440r/min 主要結(jié)果 （2）計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比 (3)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù) 1)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 = / =1440/135.77=10.61 2)分配各級(jí)傳動(dòng)比 為了符合各種傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)緊湊，必須使各級(jí)傳動(dòng)比都在各自的合理范圍內(nèi)，且使各自傳動(dòng)尺寸協(xié)調(diào)合理勻稱，傳動(dòng)裝置總體尺寸緊湊，重量最小，

7、齒輪浸油深度合理。 本傳動(dòng)裝置由帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)組成，因=，為使減速器部分設(shè)計(jì)合理方便，取齒輪傳動(dòng)比=3.5則帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 =/=10.61/3.5=3.03 1)各軸轉(zhuǎn)速 I軸=/=1440r/min/3.03=475.25r/min II軸=/=475.25r/min/3.5=135.79r/min 滾筒軸==135.79r/min 2)各軸功率 I軸===6.280.96=6.03KW II軸===6.030.970.99 =5.7

8、9KW 滾筒軸== =5.790.990.99 =5.67KW 3)各軸承轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)軸 =9.55=9.55=41648.61N·mm I軸 ===41648.613.030.96 =121147.48N·mm II軸 == =10.61 =3.5 =3.03 =475.25r/min =135.79r/min =

9、135.79r/min =6.03KW =5.79KW =5.67KW =41648.61N·mm =121147.48N·mm 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 3、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1) 普通V帶傳動(dòng) =121147.483.50.970.99 =407182.74N·mm 滾筒軸 =

10、 = =407182.740.990.99 =399079.8N·mm 根據(jù)以上計(jì)算列出本傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)數(shù)據(jù)表，見(jiàn)表A-3 A-3 參數(shù) 軸號(hào) 電動(dòng)機(jī)軸 I軸 II軸 滾筒軸 轉(zhuǎn)速n (r) 1440 475.25 135.79 135.79 功率P/KW 6.28 6.03 5.79 5.67 轉(zhuǎn)矩T (N·mm) 41648.61

11、 121147.48 407182.74 399079.8 傳動(dòng)比 3.03 3.5 1 效率 0.96 0.96 0.98 帶傳動(dòng)的計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表A-4 A-4 項(xiàng)目 /KW /r 參數(shù) 6.28 1440 3.03 1)計(jì)算功率 根據(jù)工作條件，查教材表8-9取=1.2 ==1.26.28KW=7.536KW =407182.74N·mm

12、 =399079.8N·mm 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 2)選擇V帶類型 由=7.536KW、=1440r/min查教材圖8-10處于A、B區(qū) 域,綜合機(jī)器使用年限因素各方面因素,這里選擇B型帶 3)確定V帶基準(zhǔn)直徑 查教材表8-11，可取=125mm ===378.75mm 按教材表8-11將取標(biāo)準(zhǔn)為400mm，則實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 ==1400=450r/min 4)驗(yàn)算帶速 轉(zhuǎn)速誤差[(475.25-

13、450)/475.25]100%=5.3% 在5%允許的 誤差范圍內(nèi) 由教材8-12式得 ===9.42m/s 在5 ~ 25m/s之間 合適 5)初定中心距 由教材8-13式得 0.7(+)≤≤2(+) 367.5≤≤1050 取=600mm 6)初算帶長(zhǎng) 由下式計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =2+(+)+ =2600+(125+400)+ =1.2 =7.536KW =125mm =400mm

14、 =600mm 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 =2056mm 7)計(jì)算中心距 由教材表8-8查得相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=2000mm =+=600+=572mm 考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償緊力的需要，中心距應(yīng)有一定的調(diào)節(jié)范圍 ==572-0.0152000=542mm ==572+0.032000=632mm 8)驗(yàn)算小帶輪的包角 =180°-=180°-

15、 =152.5º>120º 合適 9)確定V帶根數(shù) 查教材表8-5，用插值法求得單根V帶的基本額定功率=2.18KW =1.93+=2.18KW 查教材表8-6，用插值法求得增量功率 Δ=0.45KW Δ==0.15KW 查教材表8-7，用插值法求得包角系數(shù)=0.925 ==0.925 查教材表8-8，帶長(zhǎng)修正系數(shù)=0.98 由教材8-17式得 Z≥/[(+Δ)] =2000mm

16、 =572mm =542mm =632mm 152.5º>120º 合適 =2.18KW Δ=0.15KW =0.925 =0.98 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 (2)圓柱齒輪設(shè)計(jì) Z≥=3.16 取Z=4 10)計(jì)算初拉力 查教材表8-2，B型V帶質(zhì)量m=0.19kg/m

17、 由教材8-18式得 = = =187N 9)計(jì)算對(duì)軸壓力 ===1493N 已知齒輪傳動(dòng)的參數(shù)，見(jiàn)表A-5 齒輪相對(duì)于軸承為對(duì)稱布置，單向運(yùn)輸、輸送機(jī)的工作狀況應(yīng)為輕微沖擊 A-5 項(xiàng)目 /KW /r 參數(shù) 6.03 475.25 3.5 由于該減速器無(wú)特殊要求，為制造方便，選用價(jià)格便宜、貨源充足的優(yōu)質(zhì)碳素鋼，采用軟齒面 1)選擇齒輪材料 查教材圖1

18、0-22 b得 小齒輪 42SiMn調(diào)質(zhì) 217~286HBS 大齒輪 45鋼 正火 169~217HBS B型帶Z=4根 =187N =1493N 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件計(jì)算小齒輪直徑 首先確定教材10-24式中各參數(shù)： 查教材表10-8取K=1.2 查教材表10-10取=1 u=i=3.5 ==9.56××6.03/475.25

19、 =121171N·mm 查教材表10-9取=189.8 查教材圖10-21得=700MPa =540MPa 查教材表10-11=1 由教材10-25式計(jì)算得[]=700MPa []=540MPa [H]取較小的[]=540MPa 按教材公式10-24計(jì)算小齒輪直徑 ≥ ≥ ≥66.07mm 3）齒輪的主要參數(shù)和計(jì)算幾何尺寸 確定齒輪的齒數(shù)：取=20，則大齒輪==20×3.5=70 確定齒輪模數(shù)：=66.07/20=3.3 查教材表10-1取

20、mm 計(jì)算齒輪傳動(dòng)中心距：=/2=3.5×90/2=157.5mm =121171N·mm =20 ==70 =157.5mm 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 計(jì)算齒輪的幾何參數(shù)： 分度圓直徑==3.5×20=70mm ==3.5×70=245mm 齒寬==1×70=70mm 取75mm 70mm (齒

21、寬尺寸的尾數(shù)應(yīng)為0或5；為便于安裝，mm） 齒頂圓直徑77mm 252mm 齒根圓直徑==61.25mm =236.25mm 4）校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度 查教材表10-12，取=2.8 =1.55 =2.2 =1.78 查教材圖10-22得=550MPa =410MPa 查教材表10-11取=1 由教材10-26式計(jì)算得[]=550MPa []=410MPa 由教材10-26式驗(yàn)算齒根疲勞強(qiáng)度 []==

22、 =73.6MPa<[] []== =66.4MPa<[] 經(jīng)驗(yàn)算，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，故合格 5）驗(yàn)算齒輪的圓周速度 =70mm =245mm 75mm 70mm =77mm 252mm 61.25mm =236.25mm <[] <[] 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 4、 低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

23、 (1)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ==1.74m/s 根據(jù)圓周速度=1.74m/s，查教材齒輪的圓周速度表10-7可取齒輪傳動(dòng)為8級(jí)精度 低速軸的參數(shù)見(jiàn)表A-6 A-6 項(xiàng)目 /KW /r 參數(shù) 5.79KW 135.79 1)軸上的零件布置 對(duì)于單級(jí)減速器，低速軸上安裝一個(gè)齒輪、一個(gè)聯(lián)軸器，齒輪安裝在箱體的中間位置；兩個(gè)軸承安裝在箱體的軸承座內(nèi)，相對(duì)于齒輪對(duì)稱布置；聯(lián)軸器安裝在箱體的外面一側(cè)。為保證齒輪的軸向位置，還應(yīng)在齒輪和軸承之間加一個(gè)套筒 2)

24、零件的拆裝順序 軸上的主要零件是齒輪，齒輪的安裝可以從左側(cè)拆裝，也可以從右側(cè)拆裝。從方便加工角度選從右端拆裝，齒輪、套筒、軸承、軸承蓋、聯(lián)軸器依次從軸的右端裝入，左端的軸承從左端裝入 3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為便于軸上零件的安裝，把軸設(shè)計(jì)為階梯軸，后段軸的直徑大于前段軸的直徑，低速軸的具體設(shè)計(jì)如下 軸段①安裝聯(lián)軸器，用鍵周向固定 軸段②高于軸段①形成軸肩，用來(lái)定位聯(lián)軸器 軸段③高于軸段②，方便安裝軸承 軸段④高于軸段③，方便安裝齒輪；齒輪在軸段④上用鍵周向固定 軸段⑤高于軸段④形成軸環(huán)，用來(lái)定位齒輪 軸段⑦直徑應(yīng)和軸段③直徑相同，以便使左右兩端軸承型號(hào)一致 軸段⑥高于軸段⑦形成

25、軸肩，用來(lái)定位軸承；軸段⑥高于軸段⑦的部分取決于軸承標(biāo)準(zhǔn) 軸段⑤與軸段⑥的高低沒(méi)有影響，只是一般的軸身連接 低速軸的結(jié)構(gòu)如圖A-2所示 =1.74m/s 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 （2）確定各軸段的尺寸 圖 A-2 1）各段軸的直徑 因本減速器為一般常規(guī)用減速器，軸的材料無(wú)特殊要求故選用45鋼 查教材13-10 45鋼的 A=118~107 代入設(shè)計(jì)公式 =（118~107）×41.22~3

26、7.38 考慮該軸段上有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將軸徑增大5%即 （37.38~41.22）×（1+0.05）=39.25~43.28mm 軸段①的直徑確定為=42mm 軸段②的直徑應(yīng)在的基礎(chǔ)上加上兩倍的非定位軸肩高度。這里取定位軸肩高度=(0.07~0.1)=3mm，即 =+2=42+2×3=48mm 考慮該段軸安裝密封圈，故其直徑還要符合密封圈的標(biāo)準(zhǔn)取=50mm 軸段③的直徑應(yīng)在的基礎(chǔ)上加上兩倍的非定位軸肩高度，但因該軸段要安裝滾動(dòng)軸承，故其直徑要與滾動(dòng)軸承內(nèi)徑相符合。這里取=55mm 同一根軸上的兩個(gè)軸承，在一般情況下

27、應(yīng)取同一型號(hào)，故安裝滾動(dòng)軸承處的直徑應(yīng)相同，即==55mm 軸段④上安裝齒輪，為安裝方便取=58mm ④軸段高于③ =42mm =48mm ==55mm =58mm 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 (3)確定各軸段長(zhǎng)度 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 軸段只是為了安裝齒輪方便，不是定位軸肩，應(yīng)按非定

28、位軸肩計(jì)算=1.5mm 軸段⑤的直徑=+2 是定位環(huán)的高度取=(0.07~0.1)=5.0mm 即=58+2×5=68mm 軸段⑥的直徑應(yīng)根據(jù)所用的軸承類型及型號(hào)查軸承標(biāo)準(zhǔn)取得，預(yù)選該段軸承用6311軸承(深溝球軸承，軸承數(shù)據(jù)見(jiàn)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)附錄B)，查得=65mm 2）各段軸的長(zhǎng)度 如圖A-3 A-3 軸段④安裝有齒輪，故該段的長(zhǎng)度與齒輪寬度有關(guān)，為了使套筒能頂緊齒輪輪廓應(yīng)使略小于齒輪輪廓的寬度，一般情況下－=2~3mm，=70mm，取=68mm 軸段③包括三部分：= ， 為滾動(dòng)軸

29、承的寬度，查得指導(dǎo)書(shū)附錄B可知6311軸承B=29mm 為齒輪端面至箱體的內(nèi)壁的距離，查指導(dǎo)書(shū)表5-2，通?？扇?10~15mm；為滾動(dòng)軸承內(nèi)端面的至減速器內(nèi)壁的距離，軸承的潤(rùn)滑方式不同，的取值也不同，這里選油潤(rùn)滑方 式，查指導(dǎo)書(shū)表5-2，可取=3~5mm，這里取=10mm， 計(jì)算及說(shuō)明 =68mm =65mm =68mm 主要結(jié)果 =5mm ，即 =

30、 =29+10+5+2 =46mm 軸段②的長(zhǎng)度應(yīng)包含三部分：=，為聯(lián)軸器的內(nèi)端面至軸承端蓋的距離，查指導(dǎo)書(shū)表5-2，通?？扇?5~20mm。部分為軸承端蓋的厚度，查指導(dǎo)書(shū)表5-7(6311軸承D=120mm，=10mm)，=1.2=1.2×10=12mm；部分則為軸承蓋的止口端面至軸承座孔邊緣距離，此距離應(yīng)按軸承的結(jié)構(gòu)形式、密封形式及軸承座孔的尺寸來(lái)確定，軸承座孔的寬度=+++5~10mm，為下箱座壁厚，應(yīng)查指導(dǎo)書(shū)表5-3，這里取=8mm，、為軸承座旁聯(lián)接到箱體外壁及箱邊的尺寸，應(yīng)根據(jù)軸承座旁連接螺栓的直徑查表5-3，這里取軸承座旁

31、連接螺栓=10mm，查表5-3得：=20mm、=16mm；為加工軸承座孔端面方便，軸承座孔的端面應(yīng)高于箱體的外表面，一般可取兩者的差值為5～10mm；故最終的 =（8+20+16+6）=50mm,反算==（50-5-29）=16mm，==15+12+16=43mm 軸段①安裝聯(lián)軸器，其長(zhǎng)度L1與聯(lián)軸器的長(zhǎng)度有關(guān)，因此先選擇聯(lián)軸器的型號(hào)和類型，才能確定的長(zhǎng)度。為了補(bǔ)償和安裝等的誤差及兩軸線的偏差，優(yōu)先考慮彈性套柱銷聯(lián)軸器，根據(jù)安裝聯(lián)軸器軸段的直徑，查附錄指導(dǎo)書(shū)F選聯(lián)軸器的型號(hào)為TL7型軸孔，聯(lián)軸器安裝長(zhǎng)度L=84mm，考慮到聯(lián)軸器的鏈接和固定的需要，因此取=82mm 軸段⑤的長(zhǎng)

32、度軸環(huán)的寬度b（一般b=1.4），取=7mm 軸段⑥長(zhǎng)度由、的尺寸減去的尺寸來(lái)確定，= +-=10+5-7=8mm 軸段⑦的長(zhǎng)度應(yīng)等于或略大于滾動(dòng)軸承的寬度B,B=29mm，取=30mm 軸的總長(zhǎng)度等于各軸段長(zhǎng)度之和即 =46mm =43mm =82mm =7mm =8mm 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 （4） 按扭轉(zhuǎn)和彎曲強(qiáng)度組合進(jìn)行強(qiáng)度校核

33、 =++++++ =82+43+46+68+7+8+30 =284mm 軸段⑥⑦之間的砂輪越程槽包含在軸段⑦的長(zhǎng)度之內(nèi) 低速軸軸承的支點(diǎn)之間距離為 =70+15×2+29=129mm 1）計(jì)算軸上的作用力 從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩 T=4027182.74 N?mm 齒輪分度圓直徑=245mm 齒輪的圓周力Ft==N?mm=3323.9 N?mm 齒輪的徑向力Fr=N?mm=1209.8 N?mm 2

34、）計(jì)算支反力及彎矩 ①計(jì)算垂直平面內(nèi)的支反力及彎矩 a.求支反力；對(duì)稱布置，只受一個(gè)力，故FAV=FBV=Fr/2= 1209.8/2=604.9N b.求垂直平面的彎矩 Ⅰ-Ⅰ截面：=604.9×64.5mm=39016.05N·mm Ⅱ-Ⅱ截面：=604.9×31.5mm=19054.35N·mm ②計(jì)算水平平面內(nèi)的支反力及彎矩 a.求支反力：對(duì)稱布置，只受一個(gè)力，故 ==Ft/2=3323.9/2N=11661.95N b.求水平平面的彎矩 Ⅰ-Ⅰ截面：=1661.95

35、5;64.5=107195.78N·mm Ⅱ-Ⅱ截面：=1661.95×31.5=52351.43N·mm =284mm =129mm T=4027182.74 N?mm Ft=3323.9 N?mm Fr=1209.8 N?mm FAV=FBV=604.9N =39016.05N·mm =19054.35N·mm ==11661.95N =107195.78N·mm =52351.43N·mm 設(shè)計(jì)項(xiàng)目

36、 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 ③求各截面的合成彎矩 Ⅰ-Ⅰ截面：== =114075.7N·mm Ⅱ-Ⅱ截面：== =55711.2N·mm ④計(jì)算轉(zhuǎn)矩 T=407182.74N·mm ⑤確定危險(xiǎn)截面及校核其強(qiáng)度 按彎矩組合計(jì)算時(shí)，轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化考慮，?。?0.6.按兩個(gè)危險(xiǎn)截面校核: Ⅰ-Ⅰ截面的應(yīng)力： == =16.21MPa Ⅱ-Ⅱ截面的應(yīng)力： ==

37、 =15.06MPa 查教材表13-3得 [] =54MPa. 、 均小于 [] ，故軸的強(qiáng)度滿足要求 3）繪制軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 為計(jì)算軸的強(qiáng)度，應(yīng)將載荷簡(jiǎn)化處理，直齒圓柱齒輪，其受力可分解為圓周力Ft、徑向力Fr。兩端軸承可簡(jiǎn)化為一端活動(dòng)鉸 =114075.7N·mm =55711.2N·mm T=407182.74N·mm =16.21MPa =15.06MPa 設(shè)計(jì)項(xiàng)目

38、 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 五、高速軸的設(shè)計(jì) 鏈。一端為固定鉸鏈，如圖A-4 所示。為計(jì)算方便，選擇兩個(gè) 危險(xiǎn)截面Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅰ-Ⅰ危險(xiǎn)截面選擇安裝齒輪的軸段中 心位置，位于兩個(gè)支點(diǎn)的中間，距B支座距離為129/2=64.5mm； Ⅱ-Ⅱ危險(xiǎn)截面選擇在軸段④和軸段③的截面處，距B支座的距 離為29/2+15+2mm=31.5mm

39、 圖A-4 軸的強(qiáng)度計(jì)算 高速軸的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)各軸段的直徑，為設(shè)計(jì)俯視圖做準(zhǔn)備。有些軸段的長(zhǎng)度可以根據(jù)軸上的零件來(lái)確定；有些軸段的長(zhǎng)度在確定低速軸處的箱體后，取箱體內(nèi)壁為一直線就可確定 經(jīng)設(shè)計(jì)高速軸可以做成單獨(dú)的軸面而不是齒輪軸。為使零件定位和固定，高速軸也和低速軸一樣設(shè)計(jì)為七段,如下圖A-5 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 （1） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

40、 圖A-5 高速軸的參數(shù)見(jiàn)如下表A-7 A-7 項(xiàng)目 /KW /r 參數(shù) 6.03 475.25 1) 軸上的零件布置 對(duì)于單級(jí)減速器，低速軸上安裝一個(gè)齒輪、一個(gè)V帶輪，齒輪安裝在箱體的中間位置；兩個(gè)軸承安裝在箱體的軸承座內(nèi)，相對(duì)于齒輪對(duì)稱布置；V帶輪安裝在箱體的外面一側(cè)。為保證齒輪的軸向位置，還應(yīng)在齒輪和軸承之間加一個(gè)套筒 2)零件的拆裝順序 軸上的主要零件是齒輪，齒輪的安裝可以從左側(cè)拆裝，也可以從右側(cè)拆裝。從方便加工角度選

41、從右端拆裝，齒輪、套筒、軸承、軸承蓋、V帶輪依次從軸的右端裝入，左端的軸承從左端裝入 3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為便于軸上零件的安裝，把軸設(shè)計(jì)為階梯軸，后段軸的直徑大于前段軸的直徑，低速軸的具體設(shè)計(jì)如下 軸段①安裝V帶輪，用鍵周向固定 軸段②高于軸段①形成軸肩，用來(lái)定位V帶輪 軸段③高于軸段②，方便安裝軸承 軸段④高于軸段③，方便安裝齒輪；齒輪在軸段④上用鍵周 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 （2）確定各軸段的尺寸 向

42、固定 軸段⑤高于軸段④形成軸環(huán)，用來(lái)定位齒輪 軸段⑦直徑應(yīng)和軸段③直徑相同，以便使左右兩端軸承型號(hào)一致 軸段⑥高于軸段⑦形成軸肩，用來(lái)定位軸承；軸段⑥高于軸段⑦的部分取決于軸承標(biāo)準(zhǔn) 軸段⑤與軸段⑥的高低沒(méi)有影響，只是一般的軸身連接 1）各段軸的直徑 因本減速器為一般常規(guī)用減速器，軸的材料無(wú)特殊要求故選用45鋼 查教材13-10 45鋼的 A=118~107 代入設(shè)計(jì)公式 =（118~107）×27.5~24.9 考慮該軸段上有一個(gè)鍵槽，故應(yīng)將軸徑增大7%即 （27.5~24.9）×（1+0.07）=26.6~29

43、.4mm 軸段①的直徑確定為=28mm 軸段②的直徑應(yīng)在的基礎(chǔ)上加上兩倍的非定位軸肩高度。這里取定位軸肩高度=(0.07~0.1)=2mm，即 =+2=28+2×2=32mm 考慮該段軸安裝密封圈，故其直徑還要符合密封圈的標(biāo)準(zhǔn)取=35mm 軸段③的直徑應(yīng)在的基礎(chǔ)上加上兩倍的非定位軸肩高度，但因該軸段要安裝滾動(dòng)軸承（6308），故其直徑要與滾動(dòng)軸承內(nèi)徑相符合。這里取=40mm 同一根軸上的兩個(gè)軸承，在一般情況下應(yīng)取同一型號(hào)，故安裝滾動(dòng)軸承處的直徑應(yīng)相同，即==40mm 軸段④上安裝齒輪，為安裝方便取=43mm ④軸段高于③軸段

44、只是為了安裝齒輪方便，不是定位軸肩，應(yīng)按非定位軸肩計(jì)算=1.5mm 軸段⑤的直徑=+2 是定位環(huán)的高度取=(0.07~0.1)=6mm 即=43+2×6=55mm =28mm =32mm ==40mm =43mm =55mm 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 （3）確定各段軸的長(zhǎng)度

45、 軸段⑥的直徑應(yīng)根據(jù)所用的軸承類型及型號(hào)查軸承標(biāo)準(zhǔn)取得，預(yù)選該段軸承用6308軸承(深溝球軸承，軸承數(shù)據(jù)見(jiàn)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)附錄B)，查得=49mm 2）各段軸的長(zhǎng)度 如圖A-6 A-6 軸段④安裝有齒輪，故該段的長(zhǎng)度與齒輪寬度有關(guān)，為了使套筒能頂緊齒輪輪廓應(yīng)使略小于齒輪輪廓的寬度，一般情況下－=2~3mm，=75mm，取=75-3=72mm 軸段③包括三部分：= ， 為滾動(dòng)軸承的寬度，查得指導(dǎo)書(shū)附錄B可知6308軸承B=23mm 為齒輪端面至箱體的內(nèi)壁的距離，查指導(dǎo)書(shū)表5-2，通?？扇?10

46、~15mm；為滾動(dòng)軸承內(nèi)端面的至減速器內(nèi)壁的距離，軸承的潤(rùn)滑方式不同，的取值也不同，這里選油潤(rùn)滑方 式，查指導(dǎo)書(shū)表5-2，可取=3~5mm，這里取=7.5mm，=5mm均由前面低速軸距離而確定，即 = =23+7.5+5+3 =38.5mm 軸段②的長(zhǎng)度應(yīng)包含三部分：=，為V帶輪的內(nèi)端面至軸承端蓋的距離，查指導(dǎo)書(shū)表5-2，通?？扇?5~20mm。部分為軸承端蓋的厚度，查指導(dǎo)書(shū)表5-7(6308軸承 D=90mm， =49mm

47、=72mm =38.5mm 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 6． 鍵的選擇及強(qiáng)度校核 （1）選擇鍵的尺寸 =8mm)，=1.2=1.2×8=9.6mm；部分則為軸承蓋的止口端面至軸承座孔邊緣距離，此距離應(yīng)按軸承的結(jié)構(gòu)形式、密封形式及軸承座孔的尺寸來(lái)確定，軸承座孔的寬度=+++5~10mm，為下箱座壁厚，應(yīng)查指導(dǎo)書(shū)表5-3，這里取=8mm，、為軸承座旁聯(lián)接到箱體外壁及箱邊的尺寸，

48、應(yīng)根據(jù)軸承座旁連接螺栓的直徑查表5-3，這里取軸承座旁連接螺栓=10mm，查表5-3得：=20mm、=16mm；為加工軸承座孔端面方便，軸承座孔的端面應(yīng)高于箱體的外表面，一般可取兩者的差值為5～10mm；故最終的 =（8+20+16+6）=50mm,反算==（50-5-23）=22mm，==15+9.6+2=46.6mm 軸段⑤的長(zhǎng)度軸環(huán)的寬度b（一般b=1.4），=8.4mm 軸段⑥長(zhǎng)度由、的尺寸減去的尺寸來(lái)確定，=+-=7.5+5-8.4=4.1mm 軸段⑦的長(zhǎng)度L7應(yīng)等于或略大于滾動(dòng)軸承的寬度B,B=23mm，取=24mm 軸的總長(zhǎng)度等于各軸段長(zhǎng)度之和即

49、 =++++++ =50+46.6+38.5+72+8.4+4.1+24 =243.6mm 低速軸上在段軸①和段軸④兩處各安裝一個(gè)鍵，按一般使用情況選擇采用A型普通平鍵連接，查教材表選取鍵的參數(shù)，見(jiàn)表A-8 A-8 段軸① d1=42mm b×h=12mm×8mm L1=80mm 段軸④ d4=58mm b×h =16mm×10mm L2=64mm 鍵1：GB/T1096-79 鍵 12×8 鍵

50、2：GB/T1096-79 鍵 18×11 =46.6mm =8.4mm =4.1mm =24mm =243.6mm 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 （2) 校核鍵的強(qiáng)度 7． 選擇軸承及計(jì)算軸承壽命 （1） 軸承型號(hào)的選擇 （2）軸承壽命計(jì)算 軸段①上安裝聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的材料為鑄鐵，載荷性質(zhì)為輕微沖擊，查教材表6-3[]=50

51、~60MP 軸段④上安裝齒輪，齒輪的材料為鋼，載荷性質(zhì)為輕微沖擊，[]=100~120MPa 靜聯(lián)接校核擠壓強(qiáng)度: 軸段①：===60.59MPa ,計(jì)算應(yīng)力 略大于許用應(yīng)力，因相差不大，可以用以確定的尺寸，不必修改 軸段④：===43.2MPa 小于許用應(yīng)力 合理 所以鍵連接強(qiáng)度滿足要求 高速軸選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6308 低速軸選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6311 高速軸： 高速軸的外端安裝有帶輪，中間安裝有齒輪，要計(jì)算軸承的壽命，就要先求出軸承支座的支反力，進(jìn)一步求出軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷，然后計(jì)算軸承的壽命 畫(huà)出高速軸的受

52、力圖并確定支點(diǎn)之間的距離見(jiàn)圖A-7 圖A-7 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 帶輪安裝在軸上的輪轂寬L=（1.5～2）d0，d0為安裝帶輪處的軸徑，即高速軸的第一段軸徑，d0=d1=25mm，L=（1.5～2）×28mm=42～56mm，取第一段軸的長(zhǎng)度為50mm。第二段軸的長(zhǎng)度取低速軸的第二段軸長(zhǎng)一樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但考慮該軸段上的軸承寬度（6308的B=

53、23mm），故取該軸段的長(zhǎng)度為46.6mm，帶輪中心到軸承A支點(diǎn)的距離L3=50mm/2+46.6m+23mm/2=83.1mm。高速軸兩軸承之間的支點(diǎn)距離為原低速軸的兩支點(diǎn)的距離減去兩軸承寬度之差，應(yīng)為129－6mm=123mm，因?qū)ΨQ布置，故L1=L2=123mm/2=61.5mm 高速軸上齒輪的受力和低速軸的力大小相等，方向相反，即：Fr1=1209.8 N,Ft1=3323.9 N 注：高速軸上安裝有帶輪，帶對(duì)軸的壓力FH=1493N作用在高速軸上，對(duì)軸的支反力計(jì)算有影響，安裝不同，該力對(duì)軸的支反力影響不同。 具體情況不明，故方向不確定，采用在求出齒輪受力引起的支

54、反力后直接和該壓力引起的支反力想加來(lái)確定軸承最后的受力 因齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布置，A、B支座的支反力數(shù)值一樣，故只計(jì)算一邊即可。求軸承A處支反力： 水平平面：FAH=FBH=Ft1/2=1661.95N 垂直平面：FAV=FBV=Fr1/2=604.9N 求合力：FA===1768.6N 考慮帶的壓力對(duì)軸承支反力的影響，因方向不定，以最不利因素考慮：∑MB=0 =0 == =2206.8N 當(dāng)量動(dòng)載荷P===1.77KN 軸承受到的最大力為=1768.6+2206.8=3975.5N 正常使用情況，查教材表14-7和14-

55、8得: ft= 1,fp=1.2,=3 查指導(dǎo)書(shū)附錄B:軸承6308的基本額定載荷C=40.8kW,代入公式： 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 8、 選擇軸承的潤(rùn)滑方式與密封形式 ===21939h 低速軸： 正常使用情況，查教材表14-7和14-8得: ft= 1,fp=1.2,=3 查附錄B:軸承6311的基本額定載荷C=71.5kw,因

56、齒輪相對(duì)于軸 對(duì)稱分布，軸承的受力一樣，可只算A處，當(dāng)量動(dòng)載荷P===1.77KW代入公式： ===4.6×h 從計(jì)算結(jié)果看，高速軸軸承使用時(shí)間較短。按最短時(shí)間算，如按每天兩班制工作，每年按300天計(jì)算，約使用四年，這只是理論計(jì)算，實(shí)際情況比較復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)使用情況，注意觀察，發(fā)現(xiàn)損壞及時(shí)更換。低速軸軸承因轉(zhuǎn)速太低，使用時(shí)間太長(zhǎng)，實(shí)際應(yīng)用中會(huì)有多種因素影響，要注意觀察，發(fā)現(xiàn)損壞及時(shí)更換。 1）潤(rùn)滑方式 軸承的潤(rùn)滑方式取決于浸油齒輪的圓周轉(zhuǎn)速度，即大齒輪的圓周速度，大齒輪的的圓周速度v=dan/60000=1.8m/s接近2m/s,可選用脂潤(rùn)滑也可選用油潤(rùn)滑，

57、這里選擇油潤(rùn)滑。 2）密封形式 因軸的轉(zhuǎn)速不高，高速軸的軸頸圓周速v=d2n/60000=0.87 m/s＜5m/s，故高速軸處選用接觸式氈圈密封 低速軸軸頸的圓周速度為v=d2n/60000=0.35m/s＜5m/s，故 低速軸處也選用接觸式氈圈密封 注：確定潤(rùn)滑方式后就可確定②、③、⑥段的軸長(zhǎng)，裝配圖的俯視圖就基本完成，第一階段設(shè)計(jì)基本完成，可以進(jìn)入第二階段的設(shè)計(jì) 一般情況下，為制造和加工方便，采用鑄造箱體，材料為鑄鐵。箱體結(jié)構(gòu)采用剖分式，剖分面選擇在軸線所在的水平面 =21939h =4.6×h

58、 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 九、箱體及附件的設(shè)計(jì) （1）箱體的選擇 （2） 軸承端蓋的選擇 (3)確定檢查孔與孔蓋 (4) 確定通氣器 (5) 油標(biāo)裝置 (6) 螺塞 (7) 定位銷 (8) 起吊裝置 箱體的中心高度 H=da2/2+（50~70）mm=252 /2+（50~70）=176~196mm取中心高度H=180mm ，取箱體厚度=8mm 選用凸緣式軸承端蓋，根據(jù)軸承型號(hào)設(shè)計(jì)軸承蓋的尺寸： 高速軸：D=9

59、0mm，d3=8mm，D0=110mm，D2=130mm 低速軸：D=120mm，d3=10mm，D0=145mm，D2=120mm 根據(jù)減速器中心距a=157.5mm，查指導(dǎo)書(shū)表5-15得： 檢查孔尺寸：L=120mm，b=70mm 檢查孔蓋尺寸：l1=150mm，b1=100mm，b2=85mm，l2=135mm，d4=8mm 材料：Q235，厚度取6mm 選用指導(dǎo)書(shū)表5-15中通氣器1，選用M16×1.5 選用表5-16中M12 選用表5-19中M16×1.5 選用圓錐銷

60、。查指導(dǎo)書(shū)表5-20可得：銷釘公稱直徑d=8mm 按中心距查表5-21得，箱體重量85kg，選用吊環(huán)螺釘為M8 中心高度H=180mm 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 計(jì)算及說(shuō)明 主要結(jié)果 10、 設(shè)計(jì)小結(jié) 這次課程設(shè)計(jì)，由于理論知識(shí)的不足，再加上平時(shí)沒(méi)有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一開(kāi)始的時(shí)候有些手忙腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導(dǎo)，和同學(xué)們的熱情

61、幫助下，使我找到了信心?，F(xiàn)在想想其實(shí)課程設(shè)計(jì)當(dāng)中的每一天都是很累的，其實(shí)正向老師說(shuō)得一樣，機(jī)械設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)沒(méi)有那么簡(jiǎn)單，你想copy或者你想自己胡亂蒙兩個(gè)數(shù)據(jù)上去來(lái)騙騙老師都不行，因?yàn)槟愕拿恳粋€(gè)數(shù)據(jù)都要從機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)上或者機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上找到出處。雖然種種困難我都已經(jīng)克服，但是還是難免我有些疏忽和遺漏的地方。完美總是可望而不可求的，不在同一個(gè)地方跌倒兩次才是最重要的。抱著這個(gè)心理我一步步走了過(guò)來(lái)，最終完成了我的任務(wù)。 在此要感謝我們的指導(dǎo)老師趙老師、袁老師對(duì)我們悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我們的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知

62、識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 參考文獻(xiàn) [1] 柴鵬飛. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程指導(dǎo)書(shū). 機(jī)械工業(yè)出版社，2009. 2 [2] 周亞焱. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 化學(xué)工業(yè)出版社，2008. 6 - 36 -