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二级传动滚筒设计 本本 科科 生生 毕毕 业业 论论 文（设文（设 计）计） 题题 目目： 二级传动滚筒设计二级传动滚筒设计 学习中心：学习中心： 层层 次：次： 专专 业：业： 年年 级：级： 年 春/秋 季 学学 号：号： 学学 生：生： 指导教师：指导教师： 完成日期：完成日期： 年 月 日 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 目录目录 目录 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 摘要 . 4 引言 . 5 第一章 国内外研究现状 . 7 一、电动滚筒选用原则 7 二、本课题已知条件 8 第二章 电动滚筒总体设计 . 9 第三章 传动方案设计 11 一、电动机的选择 . 11 二、确定总传动比 . 12 第四章 传动机构结构设计 13 一、高速级齿轮传动的几何计算 . 13 二、低速级齿轮传动的几何计算 . 22 三、齿轮轴的设计计算 . 33 四、齿轮轴上轴承的设计计算 . 37 五、法兰轴的设计计算 . 39 六、法兰轴上的轴承设计 . 44 七、弹性挡圈的选用 . 46 八、吊环的选用及几何参数 . 47 九、键的选用及几何参数 . 47 十、螺母的计算 . 48 第六章 滚筒其它结构设计 50 一、滚筒设计 . 50 二、端盖设计 . 50 总结 53 致谢 54 参考文献 55 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 本本 科科 生生 毕毕 业业 论论 文（设文（设 计）计） 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 摘要摘要 电动滚筒是一种将电机和减速器共同置于滚筒体内部的新型驱动装 置。它主要应用于固定式和移动式带式输送机、替代传统的电动机，减速 器在驱动滚筒之外的分离式驱动装置。 电动滚筒具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转平 稳、工作可靠、密封性好、占据空间小、安装维修方便等优点，并且适合 在各种恶劣环境下工作，包括潮湿、泥泞、粉尘多的工资环境，所以目前 国内外已经将电动滚筒广泛用于采矿、治金、煤炭、交通、能源、粮食、 烟草、化工、建材、邮电、航空、林业、印刷、商业等各个生产建设领域。 本文主要是针对二级传动内置电机型电动滚筒。通过查阅国内外大量现有 相关文献资料，了解电动滚筒的工作原理，传动特点及分类，针对课题要 求进行配齿计算。然后确定各齿轮副的几何尺寸，最后对所设计的电动滚 筒进行装配条件的验算及传动效率的计算，结果表明：所设计的电动滚筒 能达到课题要求。 关键词关键词：电动滚筒；减速器；传动； 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 引言引言 通过大学四年公共文化课程、设计基础和零件设计等课程的学习，比 较系统地学习了所需的专业知识，已初步掌握本专业的各类专门技能，根 据教学目标和教学计划要求，进行了这次毕业设计课程。 电动滚筒是一种将电动机和减速器共同置于滚筒体内部的新型装置。 它主要应用于固定式和移动式带式输送机，替代传统的电动机、减速器在 驱动滚筒之外的分离式驱动装置。 带式输送机是最重要的现代散状物料输送设备，它广泛的应用电力、 粮食、冶金、化工、煤炭、矿山、港口、建材等领域。近年来，带式输送 机因为它所拥有的输送料类广泛、 输送能力范围宽、输送路线的适应性强 以及灵活的装卸料和可靠性强费用低的特点，已经在某些领域逐渐开始取 代汽车、机车运输。成为散料运输的主要装备，在社会经济结构中扮演越 来越重要的角色。特别是电动滚筒驱动的带式输送机在粮库的散料输送过 程中更加有无可比拟的优势和发展潜力因此我们开拓思维、努力创新并结 合自己原有的知识和现有的资料对其进行创新完善。在此过程中检验自己 的创新能力使其应用的范围更加广泛,在国民经济的各个领域起到更加重 要的作用。 以电动滚筒作为驱动装置的带式输送机有着极其重要的意义。因其拥 有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性 和密封性好、占据空间小等特点，并能适应在各种恶劣工作环境下工作包 括潮湿、泥泞、粉尘多等。因此国内外将带式输送机（电动滚筒驱动）广 泛应用于采矿、粮食、冶金等各个生产领域，思维的不断开阔、制造技术 的不断提高和制造材料的不断改进， 带式输送机将以前所未有的速度发展。 保障散料输送工作高效、安全、可靠的运转，并将在社会和经济发展领域 继续起到更加重要的意义。 近年来，根据带式输送机的某些特殊场合需要，又出现了介于分离式 驱动和电动滚筒驱动形式之间的减速装置在滚筒体内部、电动机在滚筒体 外面的外装式电动滚筒。外装式电动滚筒多用于固定式带式输送机上。国 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 外称这种滚筒为齿轮滚筒。 电动滚筒作为驱动装置用在输送机上是从 20 世纪 20 年代才开始， 比 带式输送机的开始使用时间 1795 年晚了一百多年。 电动滚筒首先应用是在 德国。电动滚筒的德文名称为“Trommel Motoren”或“Trommel Automet”。 电动滚筒的英文名称为 “Drum Motor” 、 “Electric Rollor” 或 “Electrical Pulley”。最早的中文译名为“滚筒马达”或“鼓形马达”，1961 年以后 统一定名为“电动滚筒”。 毕业设计是所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实 际的训练，因此，它在大学生活中占据着重要的地位。此外，通过毕业设 计使我得到了以下三个方面的综合性锻炼： （1） 正确的运用运动机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实 习中学到的知识，解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排， 工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 （2）通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出 高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具。并通过这次设计提高结 构设计能力。 （3）通过使用手册以及图表资料，熟练的掌握与本设计有关的各种资 料的名称，出处。 通过这次毕业设计，对自己未来将从事的工作进行了一次适应性的训 练，从中锻炼了自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加 工作打下了一个良好的基础。 本次毕业设计由于知识水平有限，设计经验不足，设计中会出现不少 错误，也诚恳希望老师和同学批评指正。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 第一章第一章 国内外研究现状国内外研究现状 一、电动滚筒选用原则一、电动滚筒选用原则 选用电动滚筒时，应遵循如下几条原则： 1）按照主机的使用实际工况条件，确定电动滚筒功率。现制造厂可以 生产功率数为 0.03， 0.06， 0.09， 0.12， 0.18， 0.25， 0.37， 0.55， 0.75， 1.1， 1.5， 2.2， 3.0， 4.0， 5.5，7.5， 11， 15， 18.5，22， 30， 37， 45， 55， 75， 90， 110， 160KW 或更大的电动滚筒（包括外装式） 2）按照主机的结构安装尺寸，电动滚筒的功率（当主机为带式输送机 或斗式提升机时，还应考虑输送带的允许弯曲度）、滚筒线速度等选取最 小滚筒直径。电动滚筒直径尺寸已标准化，其值有 60， 90， 112， 132， 160， 200， 215， 250， 315， 400， 500，630， 800， 1000， 1250， 1400mm。 3）电动滚筒宽度通常应大于输送带 100150mm。其标准宽度有 200， 250，300，350，4002350，2400mm，以级差 50mm 递增。 4）按照主机的输送能力、输送带宽或确定的电动滚筒功率及其筒径， 确定电动滚筒线速度。现制造厂可以生产的电动滚筒线速度值有 0.05， 0.08，0.10，0.125，0.16，0.20，0.25， 0.315，0.40，0.50，0.63，0.80， 1.00，1.25，1.60，2.00，2.50，3.15，4.0 m/s 或更高。 5）电动滚筒应当水平安装，最大倾角不应超过 5。 6）电动滚筒通常工作在环境温度为-20-40,海拔高度不超过 1000m，输送物料温度不超过 60的环境条件下。如工作环境条件与上述 条件不符时，应选用耐热、耐寒或高绝缘等级的电动滚筒。 7）限制一个方向旋转时，应选用带逆止器的电动滚筒。 8）要求断电立即停车时，应选用带电磁制动器的电动滚筒。 9）如在隔爆、防腐等特殊条件下工作时，应选用相应的隔爆型、防腐 型电动滚筒。 10）在其他特殊条件下，选用的非标特殊电动滚筒，使用者与制造者 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 可以通过双方协商设计、制造。 二、本课题已知条件二、本课题已知条件 经过查阅相关资料，滚筒的大致尺寸如下： 图 1 滚筒外观尺寸 其它原始数据： 滚筒直径 D 1000mm 胶带运行速度 v=2m/s 传递功率 4kW 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 第二章第二章 电动滚筒总体设计电动滚筒总体设计 本课题是设计电动滚筒，主要由电机、传动系统和滚筒体组成。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 上图为油冷式电动滚筒装置图。图中 1接线盒；2支座；3 端盖；4滚筒；5、11法兰轴；6电机；7、8齿轮；9 齿轮轴；10内齿轮。 1995 年行业标准 JB/T733094 公布实施，统一了电动滚筒型号、规 格的表示方法。 标准规定电动滚筒的型号由七项内容组成 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 第三章第三章 传动方案设计传动方案设计 一、电动机的选择一、电动机的选择 下图即为传动装置减速器的简图 图 3 传动装置 传动顺序为外啮合小齿轮外啮合大齿轮内啮合小齿轮内 齿轮滚筒。 滚筒线速度=滚筒转速滚筒直径3.14 即得：滚筒转速=滚筒线速度/(3.14滚筒直径)=2/（3.141） =38r/min。 按工作条件和要求， 选用三相型异步电动机， 封闭式结构， 电压380V，Y型， 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 试选电机型号Y160M2-8，其转速为720r/min。 二、确定总传动比二、确定总传动比 滚筒轴工作转速为 n 60 1000v D 式中v胶带运行速度，/m s ； D滚筒直径，mm。 min/38 100014. 3 2100060 rn 由选定电动机满载转速 m n和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传 动比为 19 38 720 滚筒 电机 总 n n i 21 iii总 式中 1 i、 2 i分别为高速级和低速级的传动比。 由于滚筒内部结构受空间的限制，传动比分配原则为： 1）使各级传动的承载能力大致相等，即吃面接触强度大致相等； 2）使减速机构获得最小的外形尺寸和重量 3）使各级传动的大齿轮浸油深度大致相等。 综上所述，反复选择，最终确定取高速级和低速级的传动比分别为 4 1 i ， 75. 4 2 i。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 第四章第四章 传动机构结构设计传动机构结构设计 一、高速级齿轮传动的几何计算一、高速级齿轮传动的几何计算 小齿轮 40Cr，调质处理，硬度 241HB-286HB，平均取为260HB；大齿 轮用45钢， 调质处理， 硬度 229HB-286HB， 平均取为 240HB。 计算步骤如下: 表 1 高速级齿轮的校核计算 计算项目 计算内容 计算结果 齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算 1.初步计算 转矩 1 T 720 5 . 5 1055. 91055. 91 6 1 6 n p T 式中P电机功率，kW 1 n高速轴转速,r/min mmNT729511 齿宽系数 d 由机械设计表12.13，取1.0 d 1.0 d 接触疲劳极限 limH 由机械设计图12.17c lim1 710 Ha MP lim2 580 Ha MP 初步计算的许用接 触应力 H 1H lim1 0.9 H 0.9 710 2H lim2 0.9 H 0.9 580 1H 639 a MP 2H 522 a MP d A值 由机械设计表12.16，取85 d A 85 d A 初步计算小齿轮直 径直径 1 d 49 ) 4 14 () 5221 72951 (85 ) 1 (1 3 1 2 3 1 2 1 u uT Ad Hd d 取 1 60dmm 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 初步齿宽b 1d bd=1 60 b 60mm 2.校核计算 圆周速度v 3 . 2 100060 7206014. 3 100060 11 nd v smv/3 . 2 精度等级 由机械设计表12.6 选8级精度 齿数z和模数m 初取齿数 1 z=20 80204 12 izz 3 20 60 1 1 z d m 3m 20 1 z 80 2 z 使用系数 A K 由机械设计表12.9 1.5 A K 动载系数 v K 由机械设计图12.9 1.16 v K 齿间载荷分配系数 H k 由机械设计表12.10，先求 N d T Ft7 .2431 60 7295122 1 1 mmNmmN b FK tA /100/8 .60 60 7 .24315 . 1 68. 11) 80 1 20 1 (2 . 388. 1 cos) 11 (2 . 388. 1 21 zz n 88. 0 3 68. 14 3 4 n z Z 由此得29. 1 88. 0 11 22 z H Z K 68. 1 88. 0 z Z 29. 1 H K 齿向载荷分布系数 H K 由机械设计表12.11 bC d b BAKH 3 1 10)( 23 1.170.16 10.61 1060 1.37 H K 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 载荷系数K 37. 129. 116. 15 . 1 HHBA KKKKK 08. 3K 弹性系数 E Z 由机械设计表12.12 189.8 Ea ZMP 节点区域系数 H Z 由机械设计图12.16 2.5 H Z 接触最小安全系数 minH S 由机械设计表12.14 min 1.05 H S 总工作时间 h t 10 300 8 h t h t24000h 应力循环次数 L N 24000720160 60 11 hL trnN 4/1004. 1/1 9 2 iNN LL 9 2 1004. 1 L N 9 2 1026. 0 L N 接触寿命系数 N Z 由机械设计图12.18 1 0.97 N Z 2 1.1 N Z 许用接触应力 H 1 lim11 min 710 0.97 1.05 HN H H Z S 2 lim22 min 580 1.1 1.05 HN H H Z S 1 H 688.7 a MP 2 H 607 a MP 验算 4 14 6060 7295108. 32 88. 05 . 28 .189 ) 1 ( 2 2 2 1 1 u u bd KT ZZZ zHH MPa H 4 .573 2 H 计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。 3.确定传动主要尺寸 实际分度圆直径d mmmzd60203 11 mmmzd240803 22 mmd60 1 mmd240 2 中心距a 2 21 dd a mma150 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 齿宽b 1 1 6060 d bdmm 为了便于装配和调整，根据 1 d和 d 求出齿宽 b后，将小齿轮宽度再加大510mm: 取 1 65bmm 齿根弯曲疲劳强度验算齿根弯曲疲劳强度验算 重合度系数Y 0.750.75 0.250.25 1.71 Y Y0.67 齿间载荷分布系数 F K 由机械设计表12.10 11 0.67 F K Y F K 1.49 齿向载荷分布系数 F K /65/(2.25 2.5)10.7b h 由机械设计图12.14 F K 1.45 载荷系数K AVFF KK K KK 1.5 1.16 1.49 1.45 K3.76 齿形系数 Fa Y 由机械设计图12.21 1 2.65 Fa Y 2 2.23 Fa Y 应力修正系数 Sa Y 由机械设计图12.22 1 1.57 Sa Y 2 1.77 Sa Y 弯曲疲劳极限 limF 由机械设计图12.23c lim1 600 Fa MP lim2 450 Fa MP 弯曲最小安全系数 minF S 由机械设计表12.14 min 1.25 F S 应力循环次数 L N 24000720160 60 11 hL trnN 4/1004. 1/1 9 2 iNN LL 9 2 1004. 1 L N 9 2 1026. 0 L N 弯曲寿命系数 N Y 由机械设计图12.24 1 0.87 N Y 2 1.07 N Y 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 尺寸系数 X Y 由机械设计图12.25 1.0 X Y 许用弯曲应力 F lim11 1 min FNX F F Y Y S 600 0.87 1 1.25 lim22 2 min FNX F F Y Y S 450 1.07 1 1.25 1 F 417.6 a MP 2 F 385.2 a MP 验算 67. 057. 165. 2 36060 7295176. 32 2 11 1 1 1 YYY mbd KT SaFaF 57. 165. 2 77. 123. 2 2 .283 1 12 1 22 SaFa SaFa YY YY FF MPa F 2 .283 1 1 F MPa F 7 .268 2 2 F 传动无严重过载，故不作静强度校核 齿轮图形及其几何参数如下： 图 4 外啮合小齿轮 表 2 外啮合小齿轮的基本尺寸 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 齿轮项目名称 几何参数 齿形角 20 齿顶高系数 a h 1 a h 顶隙系数c 0.25c 齿根圆半径系数 f p 0.38 f p 分度圆螺旋角 0 齿宽b 65bmm 齿顶高 a h aa hh m =13=3mm 齿顶圆直径 a d mmmzda663)220()2( 齿根高 f h mmmchh a f 75. 33)25. 01 (*)( * 齿高h mmhhh fa 75. 675. 33 基圆直径 b d mmdddb4 .5620coscos 精度等级(10095 88)GB 9 8 8HK 齿圈径向跳动公差 r F 0.071 r Fmm(查 互换性与技术测量 表11 8得) 公法线长度变动公差 w F 0.056 w Fmm(查互换性与技术测量表11 7得 ) 齿形公差 f f 0.014 f fmm(查 互换性与技术测量 表11 11得 ) 基节极限偏差 pb f 0.018 pb fmm (查互换性与技术测量表11 13 得) 齿向公差F 0.025Fmm (查 互换性与技术测量 表11 14得 ) 公法线长度W 0.205 0.283 19.29W ，其计算过程如下： 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 1.476(21)0.014Wmkz 2.51.476(2 3)0.014 24 19.29 查互换性与技术测量表11 12得0.02 pt fmm 1010 20200 sspt Efm 1616 20320 sipt Efm cos0.72sin wsssr EEF 200cos200.72 71sin20 oo 205 m cos0.72sin wisir EEF 205 m 式中 pt f齿距极限偏差 ss E齿厚上偏差 si E齿厚下偏差 ws E公法线平均长度上偏差 wi E公法线平均长度下偏差 跨齿数k /90.5kz24/90.53 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 图 5 外啮合大齿轮 表 3 外啮合大齿轮基本尺寸 齿轮项目名称 几何参数 齿形角 20 齿顶高系数 a h 1 a h 顶隙系数c 0.25c 齿根圆半径系数 f p 0.38 f p 分度圆螺旋角 0 齿宽b 60bmm 齿顶高 a h mmmhh aa 331* 齿顶圆直径 a d mmmzda2463)280()2( 齿根高 f h mmmchh af 75. 33)25. 01 (*)*( 齿高h mmhhh fa 75. 675. 33 基圆直径 b d mmddb5 .22520cos240cos 精度等级(10095 88)GB 9 8 8HK 齿圈径向跳动公差 r F 0.08 r Fmm(查互换性与技术测量表11 8得) 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 公法线长度变动公差 w F 0.071 w Fmm(查互换性与技术测量表11 7得) 齿形公差 f f 0.018 f fmm(查互换性与技术测量表11 11得) 基节极限偏差 pb f 0.020 pb fmm (查互换性与技术测量表11 13得) 齿向公差F 0.025Fmm (查互换性与技术测量表11 14得) 公法线长度W 0.227 0.311 59.93W ，其计算过程如下： 1.476(21)0.014Wmkz 2.51.476(2 9 1)0.014 80 59.93 查互换性与技术测量表11 12得0.022 pt fmm 1010 22220 sspt Efm 1616 22352 sipt Efm cos0.72sin wsssr EEF 220cos200.72 80sin20 oo 227 m cos0.72sin wisir EEF 352cos200.72 80sin20 oo 311 m 式中 pt f齿距极限偏差 ss E齿厚上偏差 si E齿厚下偏差 ws E公法线平均长度上偏差 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 wi E公法线平均长度下偏差 跨齿数k /90.580/90.59kz 二、低速级齿轮传动的几何计算二、低速级齿轮传动的几何计算 小齿轮用 40Cr，调质处理，硬度 241HB-286HB，平均取为260HB；大 齿轮用45钢，调质处理，硬度 229HB-286HB，平均取为240HB。计算步骤如 下: 表 4 低速级齿轮传动的校核计算 计算项目 计算内容 计算结果 齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算 1.初步计算 转速 2 n 4 720 1 1 2 i n n min/180 2 rn 转矩 2 T 97. 0472591 112 iTT 式中传动效率 mmNT2816532 齿宽系数 d 由机械设计表12.13，取1.1 d 1.1 d 接触疲劳极限 limH 由机械设计图12.17c lim1 710 Ha MP lim2 580 Ha MP 初步计算的许用接 触应力 H 1H lim1 0.9 H 0.9 710 2H lim2 0.9 H 0.9 580 1H 639 a MP 2H 522 a MP d A值 由机械设计表12.16，取85 d A 85 d A 初步计算小齿轮直 径直径 1 d 1 3 2 1 2 1 d dH Tu dA u g 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 3 1 2 ) 8 . 4 18 . 4 5221 . 1 281653 (85 =77mm 取 1 d=80mm 初步齿宽b 1d bd b 88mm 2.校核计算 圆周速度v sm nd v/75. 0 100060 1808014. 3 100060 21 v=0.75m/s 精度等级 由机械设计表12.6 选8级精度 齿数z和模数m 初取齿数 z1=20 952075. 4 122 ziz 4 20 80 1 1 z d m m=4 Z1=20 Z2=95 使用系数 A K 由机械设计表12.9 1.5 A K 动载系数 v K 由机械设计图12.9 1.15 v K 齿间载荷分配系 数 H k 由机械设计表12.10，先求 N d T Ft7041 80 2816532 1 2 2 sm b KAFt /120 88 70415 . 1 100/m s cos) 2 1 1 1 (2 . 388. 1 zz 6 .12cos) 2 1 1 1 (2 . 388. 1 zz =1.4 9 . 0 3 4 . 14 3 4 z 由机械设计表12.10 4 . 1 9 . 0Z 1.2 H K 齿向载荷分布系 数 H K 由机械设计表12.11 3 1 ()10 H b KABCb d 1.36 H K 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 881061. 01 . 116. 017. 1 32 载荷系数K AVHH KK K KK 1.5 1.15 1.2 1.36 2.82K 弹性系数 E Z 由机械设计表12.12 189.8 Ea ZMP 节点区域系数 H Z 由机械设计图12.16 2.5 H Z 接触最小安全系 数 minH S 由机械设计表12.14 min 1.05 H S 总工作时间 h t 10 300 8 h t h t24000h 应力循环次数 L N 1 1 60 Lh Nrnt 60 1 297 24000 21 9 /1.4 10 /3.3 LL NNi 8 1 4.3 10 L N 7 2 0.9 10 L N 接触寿命系数 N Z 由机械设计图12.18 2 1.1 N Z 2 1.31 N Z 许 用 接 触 应 力 H lim11 1 min 710 1.1 1.05 HN H H Z S lim22 2 min 580 1.31 1.05 HN H H Z S 1 H 743.8 a MP 2 H 723.6MP 验算 2 2 1 21 HEH KTu Z Z Z bdu g 2 2 2.82 171564 4.8 1 189.9 2.5 0.995 75 684.8 g 699 Ha MP 2 H 计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。 3.确定传动主要尺寸 实际分度圆直径d 80204 11 mzd 380954 22 mzd 1 d=80mm 2 d=380 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 中心距a 150 2 80380 2 12 dd a a=150mm 齿宽b mmdb d 88801 . 1 1 为了便于装配和调整，根据 1 d和 d 求 出齿宽b后，将小齿轮宽度再加大 510mm: 取 1 b 90mm 齿根弯曲疲劳强度验算齿根弯曲疲劳强度验算 重合度系数Y 78. 0 4 . 1 75. 0 25. 0 75. 0 25. 0 Y Y=0.78 齿间载荷分布系数 F K 由机械设计表12.10 F K 1.2 齿向载荷分布系数 F K /75/(2.25 4)8.3b h 由机械设计图12.14 F K 1.28 载荷系数K AVFF KK K KK 1.5 1.15 1.2 1.28 K2.65 齿形系数 Fa Y 由机械设计图12.21 1 2.95 Fa Y 2 2.26 Fa Y 应力修正系数 Sa Y 由机械设计图12.22 1 1.52 Sa Y 2 1.78 Sa Y 弯曲疲劳极限 limF 由机械设计图12.23c lim1 600 Fa MP lim2 450 Fa MP 弯曲最小安全系数 minF S 由机械设计表12.14 min 1.25 F S 应力循环次数 L N 1 1 60 Lh Nrnt 60 1 980 24000 21 9 /1.4 10 /3.3 LL NNi 1 9 1.4 10 L N 2 L N 9 0.424 10 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 弯曲寿命系数 N Y 由机械设计图12.24 1 0.95 N Y 2 0.99 N Y 尺寸系数 X Y 由机械设计图12.25 1.0 X Y 许用弯曲应力 F lim11 1 min FNX F F Y Y S 600 0.95 1 1.25 lim22 2 min FNX F F Y Y S 450 0.99 1 1.25 1 F 456 a MP 2 F 356.4 a MP 验算 2 111 1 2 FFaSa KT YY Y bd m 2 2.65 171564 2.95 1.52 0.98 75 68 4 22 21 11 FaSa FF FaSa YY YY 2.23 1.77 196 2.65 1.57 1F 196 a MP 1 F 2F 104 a MP 2 F 传动无严重过载，故不作静强度校核 齿轮图形及其几何参数如下： 锻造小齿轮结构适用于内啮合小齿轮，适用于ad200mm的齿轮。当 2.5tXm时，齿轮与轴做成一体；当2.5tXm时，齿轮与轴分开制造。 若内啮合小齿轮与轴分开制造，则齿轮轴直径选为40mm，键槽尺寸 13.8tmm，齿轮分度圆直径为 d1=80mm，齿根圆直径为 (22)(172 1 2 0.25) 2.558 fa dzhc mmm 。 如 图 （ 6 ） 所 示 1 22 f d d Xt ，式中d为轴的直径，故 5840 3.85.2 22 Xmm 2.510m， 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 所以齿轮与轴做成一体。 图 6 图 7 齿轮轴 表 5 外齿轮几何参数 齿轮项目名称 几何参数 齿形角 20 齿顶高系数 a h 1 a h 顶隙系数c 0.25c 齿根圆半径系数 f p 0.38 f p 分度圆螺旋角 0 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 齿宽b B=90mm 齿顶高 a h aa hh m 1 44mm 齿顶圆直径 a d (2)(172) 476 a dzmmm 齿根高 f h ()(1 0.25) 45 fa hhc m mm 齿高h 459 af hhhmm 基圆直径 b d cos68cos2063.899 b ddmm o 精度等级(10095 88)GB 9 8 8HK 齿圈径向跳动公差 r F 0.08 r Fmm(查互换性与技术测量表11 8得) 公法线长度变动公差 w F 0.056 w Fmm(查互换性与技术测量表11 7得 ) 齿形公差 f f 0.020 f fmm(查 互换性与技术测量 表11 11得 ) 基节极限偏差 pb f 0.022 pb fmm (查互换性与技术测量表11 13 得) 齿向公差F 0.025Fmm (查 互换性与技术测量 表11 14得 ) 公法线长度W 0.227 0.311 59.93W ，其计算过程如下： 1.476(21)0.014Wmkz 41.476(2 1.4 1)0.014 17 11.58mm 查 互换性与技术测量 表11 12得0.025 pt fmm 1010 25250 sspt Efm 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 1616 25400 sipt Efm cos0.72sin wsssr EEF 250cos200.72 80sin20 oo 255 m cos0.72sin wisir EEF 352cos200.72 80sin20 oo 378 m 式中 pt f齿距极限偏差 ss E齿厚上偏差 si E齿厚下偏差 ws E公法线平均长度上偏差 wi E公法线平均长度下偏差 跨齿数k /90.517/90.52kz 表 6 内齿轮几何参数 齿轮项目名称 几何参数 齿形角 20 齿顶高系数 a h 1 a h 顶隙系数c 0.25c 齿根圆半径系数 f p 0.38 f p 分度圆螺旋角 0 齿宽b 75bmm 齿顶高 a h aa hh m 1 44mm 齿顶圆直径 a d (2)(822) 4336 a dzmmm 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 齿根高 f h ()(1 0.25) 45 fa hhc m mm 齿高h 459 af hhhmm 基圆直径 b d cos68cos20308.219 b ddmm o 精度等级(10095 88)GB 9 8 8HK 齿圈径向跳动公差 r F 0.100 r Fmm(查互换性与技术测量表11 8得) 公法线长度变动公差 w F 0.071 w Fmm(查互换性与技术测量表11 7得) 齿形公差 f f 0.022 f fmm(查互换性与技术测量表11 11得) 基节极限偏差 pb f 0.025 pb fmm (查 互换性与技术测量 表11 13得 ) 齿向公差F 0.025Fmm (查 互换性与技术测量 表11 14得) 公法线长度W 0.396 0.289 116.77W ，其计算过程如下： 1.476(21)0.014Wmkz 41.476(2 1.4 1)0.014 17 11.58mm 查互换性与技术测量表11 12得0.028 pt fmm 1010 28280 sspt Efm 1616 28448 sipt Efm cos0.72sin wssir EEF 448cos200.72 100sin20 oo 396 m cos0.72sin wissr EEF 280cos200.72 100sin20 oo 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 288 m 式中 pt f齿距极限偏差 ss E齿厚上偏差 si E齿厚下偏差 ws E公法线平均长度上偏差 wi E公法线平均长度下偏差 跨齿数k /90.582/90.510kz 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 图 8 内齿轮 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 三、齿轮轴的设计计算三、齿轮轴的设计计算 图 9 齿轮轴 轴的材料为40 r C，轴速为min/180 2 rn 。设计过程如下： 表 7 齿轮轴的计算 计算项目 计算内容 计算结果 计算齿轮受力计算齿轮受力 估算轴径 由机械设计表16.2得102C ，故 33 5.5 10210226.7 297 P dmm n d 26.7mm 外 啮 合 大 齿 轮 圆周力 2 2 22 171564 200 t T F d 2t F1715.64N 径向力 22tan 1715.64tan20 rt FF 2r F624.5N 法向力 2 2 1715.64 coscos20 t n F F 2n F1826N 内 啮 合 小 齿 轮 圆周力 2 3 22 171564 68 t T F d 3t F5046N 径向力 33tan 5046tan20 rt FF 3r F1837N 法向力 3 3 5046 coscos20 t n F F 3n F 5370N 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 画 齿 轮 轴 受 力图 计算支撑反力计算支撑反力 水平面反力 32 1 49142.5 98.5 rr R FF F 1837 49624.5 142.5 98.5 2123 10.4624.5 1837 RRrr FFFF 1R F10.4N 2R F1202N 垂直面反力 “ 23 1 142.549 98.5 tt R FF F 1715.64 142.55046 49 98.5 “ 2231 1715.64 504628.2 RttR FFFF “ 1R F28.2N “ 2R F3302.2N 水 平 面 受 力 图 垂 直 面 受 力 图 画轴弯矩图画轴弯矩图 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 水 平 面 弯 矩 图 垂 直 面 弯 矩 图 合成弯矩图 合成弯矩 22 XyXz MMM 画轴转矩图画轴转矩图 轴受转矩 2 TT T171564N mm 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 转矩图 许用应力许用应力 许用应力值 用插入法由机械设计表16.3查得： 0 102.5 ba MP； 1 60 ba MP 应 力 校 正