615 链式输送机传动装置设计（有cad图）
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链式输送机传动装置设计（有cad图）
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初步设计和制造研究混合轻质高速风洞模型党国，张政宇，孙岩空气动力学国家重点实验室，中国空气动力研究与发展中心，四川绵阳，中国朱炜君国家重点实验室，西安交通大学，西安，中国机械制造系统工程抽象 目的 - 在高的气动载荷，这样做的目的，目前的光敏树脂树脂模型下的强度和刚度不足纸是引进与内部金属的初步设计和制造技术，混合动力轻型高速风洞模型基于快速原型（RP）的框架和表面光聚合物树脂。设计/方法/方式 - 内部的金属框架结构设计，可以方便地制作的常规配置传统的机械制造方法。外层树脂成分设计，以满足配置的保真度和表面质量，制备反相设备。空气动力学和结构相结合，利用完成结构设计，强度和刚度校准和振动分析。验证混合AGARD-B型的结构优化设计和制造方法进行了研究制造精度，表面加工质量和力学性能的分析。结果 - 与内部的金属框架和外层树脂的方法，大大提高整体实力和RP的部分混合刚度AGARD-B型，它是适合高速风洞模型构造复杂的内部结构。该方法可显着降低模型的重量和防止共振的发生之间的模型，风洞和支持系统，缩短加工周期，也导致减少制造周期和成本。研究限制/影响 - 配置外层树脂的薄膜组件的刚度是有点差，在高的气动载荷下高速风洞试验，对实验结果的组成部分变形的影响，应该予以考虑。独创性/价值 - 这种方法可以提高使用RP技术在高速风洞模型制造的多功能性，特别是对于结构复杂的实验模型。气动和结构组合设计和结构优化的混合模型，使反相用于制造高速风洞模型更实用的技术。关键词：设计，制造系统，快速原型，树脂，模型，抗风1 生产一个新产品的设计和制造技术，混合动力基于快速原型（RP）的轻量级模型进行，以确定内部模型的适用性金属框架和表面光聚合物树脂材料（雅各布，1996年，斯普林格和库珀，1997）。在1997年，一个研究空气动力特性的实验模型制作RP技术是由斯普林格和库珀。他们表明，RP技术可以降低处理成本，实验模型的时期，尽管存在一些问题，如RP模型的结构强度和刚度（斯普林格和Cooper，1997）。此外，它允许一步复杂的风洞模型制作表面高压水龙头，内部通道和外部轮廓（希尔德布兰等，2003; Heyes和史密斯，2004）。特别是，它已被证明，可以利用RP技术纳入模型，将引起内部功能大量的额外工程在设计和制造传统技术（Heyes和史密斯，2004）。此外，反相技术允许制造复杂的3-D模型结构（蔡等，2003;。Quincieu等，2005）。这是clearthat增加RP的组件在风洞试验中的使用模型可显着降低相关的成本和时间亚音速和跨音速风洞模型制作（Aghanajafi等，2006）。然而，在设计中的应用RP技术风洞模型制作仍然有一定的局限性，如利用材料的能力，使短缺基于RP，特别是轻量级的风洞模型变形的高速风洞测试模型满足高的气动载荷。也有一些要求RP模型的结构强度和刚度，还其表面的有效性和高配置的保真度配置表面RP技术制造（泰勒等人，2005年）。另一个问题是如何获得有效气动数据和合适的基地。此外，组件高速风洞模型由目前的树脂制造基于RP技术，尤其是薄的部分，如材料翼尖，仍然表现出微弱的力学性能，这阻碍其进一步的应用程序功能的风洞负载条件下的模型（Zhou等，2008）。本文的目的是提出一个初步的设计和制造混合轻量级的模型与方法内部的金属框架和外光聚合物树脂基于RP配置为高速风洞试验，并讨论结构设计和优化选择通过空气动力学和结构分析相结合。最后，由一个混合的例子验证方法AGARD-B型。2. 设计和制造方法2.1要求和目标高速风洞试验 实验模型通常满足更高的空气动力载荷比在低速。因此，满足强度和刚度要求非常显着的轻型高速风洞基于RP技术（海牙，2004年）等。模型。混合法提出的文件来解决这个问题，混合模型包含两个关键组件，嵌套固定模式，一种是利用内部的金属框架承受在风洞试验，气动载荷和其他外树脂配置用来模拟飞机保真配置（图1）。设计与制造内部的金属框架，以提供强度和刚度在高速风洞试验条件的要求。外层树脂配置分成许多根据零部件的RP设施的一些特点和制造技术。据一些参考的一些研究成果和RP技术（泰勒，2005年沃勒斯，2006;斯普林格1998年），一般也有一些设计要求和目标如下： 内部的金属框架。他们必须提供足够的结构强度和刚度，和合适的位置空间测量仪器和支持刺痛。此外，一些结构形式的设计，例如模型中的孔，以减少模型的重量和降低制造成本。他们应该由传统的生产制造方便设施，以降低生产周期。 外层树脂的配置。它应分为尽可能少尽可能避免组合精密组件应确定损失和位置分为的位置，有几个流量特性的影响根据风洞试验要求的模型表面。 组合结构。它应满足组合和拆卸的要求，并能提供足够的模型组件之间的连接强度。图12.2 气动/结构组合 根据高速风洞试验要求和混合结构强度的差异轻量级模型和整体金属模型（竹和汤姆森，1998年），一般分为混合模式几部分组成。利用中空结构机身模型，以减少模型的重量，这是提供一些空间，平衡，刺痛和压力管安装。金属框架构造薄元件以提高模型的强度和刚度。气动和结构分析相结合利用验证的结构设计，如果能满足实验要求（泰勒，2004年，泰勒等人，2004年）。空气动力学的通过计算流体模型上的负载动力学（CFD），负载是用来完成由计算的强度，刚度和振动校准结构动力学（CSD）的。分析结果是验证结构模型设计的有效性，它可以防止现象发生，混合轻质高速风洞模型可能被摧毁机械师在风洞试验能力异常。2.3 结构优化设计 一个机械产品的设计方案确定估计，类比或以能力测试对产品的要求和申请条件传统的设计方法。在此之后，该产品是向执行的强度，刚度的静态标定和分析，并动态特性。在最后，进一步优化设计根据上述分析，开展产品结果。处理的工作效率和效果的浪费（贝茨，1998）。然而，在机械结构设计优化是一个可行的方法，结合机械设计和数学规划理论，广泛应用于许多领域，结构优化设计的目标方法是，以获得最佳的设计方案和取决于当前先进的最佳设计参数电脑和高效的计算能力（迦特和Calise，2001），。摆在首位，是一个数学基于优化设计的模型需要兴建图1混合模型的结构示意图外层树脂配置内部的金属框架混合动力轻型高速风洞模型杨党国，张征宇，孙岩，朱伟军快速原型杂志17卷1号201145-5446according的实际问题。在一个普遍研究结果，一种普遍的数学模型描述非线性静态和动态力学编程问题，配置和拓扑优化问题，或可靠性和控制问题（贝茨，2001; Prasanna等，2005）。该模型可以描述在表一图1混合模型的结构示意图2.4制造方法 内部的混合轻质金属框架结构模型通常设计为常规配置，这制造优势和方便。内部的金属框架可以由传统的制造处理方法，如车床，铣床，钻床和线切割，以缩短加工周期，降低结构分析中的制造成本和便利。外层树脂混合轻量级模型配置往往是捏造出来的RP技术和设施。外树脂的配置可满足高配置的保真度飞机和表面质量，可以实现铣削。此外，该方法制造混合轻质基于RP技术的模型，可以制造一些模型成分复杂，缩短加工周期，降低制造成本。目前，这种材料利用RP技术是液体感光树脂树脂，这表明一些承诺，使一些高强度的组件。和能承受高气动元件载荷和忍受高温（Aghanajafi等，2006;阿扎罗夫等，2002）。在RP技术，有三个关键生产加工用，首先是要处理的CAD绘制外层树脂配置，并追加一些配置适当的支持，第二是完成切割层处理。最后，外层树脂配置制造由反相设施。3. 验证范例3.1 AGARD-B型 AGARD-B模型是一个配置的翼身组合。翼是在一个等边的三角跨度三角体直径的4倍。身体一个革命的圆柱形机身与卵形缸头（Damljanovic“等，2006）。 图2是一个草图模型中的条款给予相关尺寸体直径D.一些典型的流动现象，如图，流量传递时，会发生分离，涡生成等该模型。因此，模型的实验数据可以用来验证设计和制造方法混合动力轻型高速风洞模型。 图 23.2 结构设计 验证AGARD-B型是一个混合结构设计内部的金属框架和外光聚合物树脂配置，其中包含了三个部分，即，头，机身和两个对称的翅膀。渐变气缸的形式和螺栓被用来修复的结构之间的头和机身的金属框架，以及一个凹槽形式和螺栓之间的机身和机翼的框架。头和机身框架革命空心机构其中平衡，支持刺痛和一些用于收集管数据被安装。可以是内部的金属框架的两个组合类型初步选定在设计之初。一个是内部的金属框架插入树脂配置和螺栓固定牢固（图3（a），另一个是，外层树脂配置上贴上金属架的表面（图3（b）。第二个内部固定困难，组合框架确定中的位置之间的差异和压力收敛机翼和机身。最后，结构设计草图混合轻质AGARD-B模型如图4所示。图 3图 43.3 翼结构优化 内部的金属框架的强度，刚度和重量超过外层树脂配置，所以结构机翼设计优化是提高金属翼帧。金属翼框架的一个数学模型优化可以成立，如表二。它的位置和大小确定空气动力模型和结构形式翅膀下金属机翼气动载荷帧能满足强度要求。的结构形式翅膀显示在图5（a）项和（b）。在结构设计优化，参数模型的机翼框架需要兴建。参数模型中的一些变量，如强度，刚度，长度等原值。在一个给定的范围内可以改变的变量被定义为一些元素分析的灵敏度结构优化设计。在纸张，五翼的基本维度变量帧选择performsensitivity分析（图5（c）条）。结果表明，强度参数的敏感性为每一个变量是不同的，分别。通过分析和上述结果五个维度变量法影响机翼帧力学性能获得。被选中的一个关键维度变量执行由机翼的框架结构设计优化Pro / Mechanica软体Pro / Engineer的结合。翼的框架材料是40Cr钢，安全系数3和容许应力300MPa。五分析优化维变量为2毫米厚的翼帧根据对象的优化和限制，以完成条件，其结果是：长度144毫米，angletrail1208，Lengthfront的63毫米的，Lengthtrail1毫米Distancetrail7毫米。然而，有没有结果实现1毫米厚的机翼框架的优化设计因为强度短缺。通过分析，主要原因是是不合适的，强大的压力，以满足限制变量，如RP厚度$ 0.25。因此，12毫米的结构设计介绍和分析，结构设计优化。翼帧两种类型，如2毫米和1厚度2mm，图5（d），其在气动载荷的最大应力和变形1.2马赫数和攻角88给出表三。结果表明，两种结构类型满足强度和刚度要求。图2配置和AGARD-B模型的基本尺寸图3内部的金属结构设计图 53.4内部的金属框架制造 组件内部的金属头和机身框架制备了由传统的车床，钻床设施，翼帧的生产线切口和铣床。镜架材质为40Cr钢。刚性框架表面的要求是28-32 HRC和某人。 900MPa左右，这是由热处理满足帧。翼帧的变形，可以通过面粉，因为机翼的厚度铣。因此，利用一些助手夹，以防止这一点，如区块枕头。帧的表面质量通过一些精密的治疗。一个锥孔钻在机身，这是捏造利用辅助匹配校准锥核实，是为了接触表面之间的机身和支持，在风洞中使用的平衡蜇测试。其表面粗糙度精密车床1.6mmby。孔径和轴之间的组合公差等级机身和头部H7/g6（0.02毫米），并匹配机身和头部之间的表面制造精密车床，其粗糙度1.6毫米。此外，组合公差之间的机翼导向阶段和机身槽0.02毫米，匹配的表面粗糙度3.2毫米。其余的表面粗糙度6.3毫米。完成制造和装配后帧，平整度的两个侧对称的翅膀校准。结果表明，增加不匀逐步沿翼展达到最大值0.11毫米在翼尖，可满足设计高速风洞试验模型的要求。内部的金属框架，关键力量结构，承受最气动载荷。为了确保无裂纹热处理和制造的金属框架，所有的金属框架的组成部分，受到裂纹检查工业CT设备名为jtomejxl450，由德国凤凰公司。结果表明：没有发生裂纹金属框架。3.5外树脂配置制造外的混合轻质树脂配置AGARD-B模型制作反相名为设施SPS600B（图6（a）项）利用SOMOS14120光敏树脂树脂材料。魔法RP7.0软件利用完成数据准备包含的组件搭配，支持加入和切削层治疗前完成外树脂配置的基础上RP技术制造。制造业方向和组件搭配是非常显着在制造加工的步骤。他们有关键性的影响外层树脂配置的成型精度。这样他们就可以根据制造业的便利和选择为RP元件的精度要求。在造纸，树脂混合轻质翼配置一层一层AGARD-B模型制作逐渐沿下倾斜角度308的翼展，和RP的头部和机身的制造方向因为需要在符合其轴向方向装配精度之间的金属框架和外层树脂配置，在图6（b）所示。图6（c）显示的RP混合轻量级AGARD-B型元件。制造方法，确保气动外层树脂配置的质量和成型精度配置。因此，RP的方法，给出了一些承诺树脂在成型精度和制造配置高速风洞试验模型有合适的尺寸和精度要求。图6外树脂配置4。强度和刚度标定和振动分析4.1强度和刚度校准 CFD和CSD的组合被利用来执行校准混合轻量级的强度和刚度AGARD-B型。对于差价，平均的3-D雷诺兹可压缩Navier-Stokes方程（1）利用一个解决有限体积空间discretization.The计算是第二责令准确的空间。粘通量建模利用中央差分格式，并采用两阶无粘通量迎风Roe格式（Aradag和骑士（2004）的影响几个数字参数，包括数值通量方案审查Aradag和骑士（2004年）和罗伊计划的结论有更可靠和更密切的结果比其他几个数值方案的实验：利用纸张的两equationmodel aturbulentmodel。湍流动能k和输运方程第二个W（湍流动能耗散率解决能源每单位体积和时间）（威尔科克斯，1993年）。萨瑟兰粘度法采用的计算。自由流边界层的厚度，在数值给予模拟测试。自由流边界条件是远场的边界，并传入的压力，根据给定的温度和马赫数验证试验条件。对固体边界，无滑移条件适用于：图7给出了半AGARD-B模型计算网格。AGARD-B模型是对称的模型，所以升力约在08攻击角为零。 “表四中的CFD计算结果表明，升力是接近于零，在三个不同的马赫0.6，0.95和1.2的数字，它显示了有效性和可靠性计算结果。惩教署，结构振动控制方程（3）通过有限元方法解决。本M表示质量矩阵C阻尼矩阵K】刚度矩阵。 F（T）是一个力矢量和有一个气动载荷的关系和Q（t）是一个位移向量。计算负荷结构分析的边界是从表面压力分布的CFD图7 AGARD-B模型计算网格内部的金属框架材料是40Cr钢，其实力的限制（某人）约900MPa左右。外配置材料是光聚合物树脂，其SB45MPa。从表四，在马赫的气动载荷1.288和攻击角度是最高的，利用一些负载进行结构强度AGARD-B模型的刚度和校准。混合轻量级AGARD-B型，可以被毁灭，在翼根在应力集中。当马赫数小于1.8，安全因素的高速风洞模型（f）根据气动载荷为3。最大许可应力（SM）金属框300MPa（SB / F），允许的最大树脂配置的权限应力（SR）是15MPa的。图8显示了一些有关的应力分布结果内部的金属框架和外层树脂配置。 “内部的金属框架的最大压力是115MPa在翼根，这是比SM的发生。最大外层树脂配置的压力7.80MPa现有翼尖，这也是比SR少。从上面的分析，结构设计和材料选择制造混合轻质AGARD-B型可满足强度用于高速风洞测试环境的要求。在高速风洞试验，变形的测试机型后掠三角翼的表示开启角度（U），角度小于0.58下测试条件。它的定义如下：在这里，m表示最大的机翼变形。图9显示了关于变形的计算结果内部的金属框架和外层树脂的分布配置。可以看出，金属架（40Cr钢）thatm0.42毫米翼尖和U0.238，而外层树脂米配置2.94mmat翼尖和U1.658。因此，内部的金属框架，能满足刚度要求混合轻质AGARD-B型。和也，外层树脂配置除了能满足刚度要求翼尖有一个小麻烦，但测试结果验证表明不拆的翅膀。但刚度树脂的翼尖必须在今后的研究加以改进。图8内部的金属框架（40Cr钢）的应力分布和树脂配置图9内部的金属框架（40Cr钢）变形分布和树脂配置4.2振动分析 在大尺寸的流量波动的峰值频率高速风洞通常是有点低。重量测试模型是一个非常关键的因素之间的共振试验模型，流，风洞和支持系统。据一些以前的测试结果，减幅在试验模型重量可以减少共振的可能性在测试系统。因此，混合轻量级模型显示一个非常令人振奋的前景。在纸，一个模式以上两种结构类型的Y方向的振动频率AGARD-B的模型支持系统的分析，并与金属相比，结果列于表五。模型（40Cr钢），重量轻量级AGARD-B型下降约38.9，其固有的频率增加约73.2，其中表明轻量级模型能够避免共振发生。一般来说，混合轻量级模型接受的高速风洞试验。5。验证测试结果图10（a） -（c）所示的混合组件轻量级AGARD-B的模型，在T-38的金属试验模型在俄罗斯和FL-21的混合模型风洞在CARDC的风洞。图11（a） -（三）提出的测试空气动力特性的结果。马赫数为0.6，它被证明，气动混合模式的特点是类似金属模型。特别是，在一攻小攻角（22828），模型这两种类型的空气动力系数显示良好的协议。 28，88，但其价值空气动力系数有一些分歧，变化规律是相似的。其原因在于僵硬的混合模型是小于金属模型和变形混合模型在气动载荷风洞试验。图10混合轻质AGARD-B测试模型6。成本和时间 AGARD-B的混合轻量级模型的基础上的RP金属框架制造国家重点实验室西安交通大学系统工程。从3 - DCAD模型来实现轻量级测试模型，它处理了3和3.5个星期之间，与成本300美元之间，美元和500.HowevermetalAGARD-Bmodels（40Cr合金材料）花了三个月的设计和制造，成本1500元左右。因此，设计技术降低制造成本和时间大大。此外，在这项研究的时间，不同的设计方法和制造轻量级模型的模式进行了转换的翅膀轻量级模型，所以满意的优点是方便基于RP技术的SL模型制作的部分。每个模型的RP制造成本是$100和$ 150之间，转换到风洞模型是200美元左右，而平衡适配器售价为100美元。所提出的成本大多是由引号一些次要的来源，如RP模型设计和后加工等专门在RP组件制造业。应当指出的是，最新报价轻量级的RP模型转换到高速风洞模型，包括模型设计，制造使用光聚合物树脂和金属材料，是为400元的平衡适配器（50美元和350元的模型零件和劳动力转换模型）。模型设计引述服用一个星期。在此之后，随着标准RP的轻量级模型制作，风洞5个工作日内模型可以在一个星期内建造。7。结论和未来工作 初步设计和制造混合动力的研究基于RP的轻量级模型的高速风洞测试已进行实际验证混合轻量级AGARD-B型。它采用的方法内部的金属框架和外光聚合物树脂制作混合轻量级测试模型的配置降低模型重量和提高固有频率该模型支持系统，以避免共振的可能性之间的模型，气流，风隧道和支持系统。此外，该方法将导致模型设计减少制造周期和成本。验证测试结果表明，混合模型显示一些承诺制造高速风洞飞机试验模型。然而，这种现象可以发现，混合模式基于RP有高气动有些僵硬短缺高转速下的负荷和变形的混合模型，特别是瘦如翼尖组件，导致一些空气动力特性的差异。因此，混合模型的变形将是一个关键的任务今后的工作。 链式输送机传动装置链式输送机传动装置毕业设计毕业设计指导老师：李文燕姓名：胡明轩学号： 161002 专业：机械设计制造机器自动化 链式输送机链式输送机概述概述链式输送机是利用链条牵引、承载，或由链条上安装的板条、金属网带、辊道等承载物料的输送机 减速器 减速器是原动机和工作机之间的独立闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要。 简介工作条件： 连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期 10 年（每年 300 个工作日），两班制工作，输送机工作轴转速允许误差为 5% ，链板式输送机的传送效率为 0.95 。 特点及应用名称：二级圆柱锥齿轮减速器 其结构简单、但齿轮相对与轴承位置不对称，因此要求轴承有较大的刚度。高速级齿轮布置在远离转矩输入端，这样轴在转矩作用下产生的扭矩变形和 弯矩弯矩作用下产 生的弯曲变形可部 分抵消，以减缓沿 齿宽载荷分布不均 匀的现象。用于载 荷比较平稳的场合。 原始数据 输送链的牵引力 F ： F=8kN 输送链的速度 v ： V=0.5m/s 输送链链轮的节圆直径 d d=399mm 减速器的基本构造减速器主要由齿轮、轴、轴承、箱体及其附件所组成。 齿轮、轴及轴承组合 输入轴由于齿轮直径和轴的直径相差不大，所以输入轴采用齿轮轴，如下图所示。 中间轴由于齿轮直径和轴的直径相差不大，所以输入轴采用齿轮轴，如下图所示。 输出轴采用齿轮与轴分开为两个零件的结构，此时齿轮与轴的周向固定采用平键联接，轴向利用轴肩、轴套和轴承端盖固定。 轴承类型及润滑 根据传动功率的大小及各种因素，齿轮采用圆柱斜齿轮传动。斜齿在传递运动的过程中会产生轴向力，所以三轴均采用角接触球轴承，这种组合，用于承受径向载荷和较大的轴向载荷的情况。轴承是利用齿轮旋转时溅起的稀油，进行润滑。箱座中油池的润滑油，被旋转的齿轮溅起飞溅到箱盖的内壁上，沿内壁流到油槽再流入轴承。 箱体 箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座，具有足够的强度和刚度。 箱体采用 HT200 制造， HT200 具有良好的铸造性能和减震性能。为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。上箱盖和下箱盖用螺栓联接成一体。 附件 为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计，我们应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。 轴承盖 作用：为了固定轴承轴向位置并承受轴向载荷，防止灰尘进入轴承内。 类型：轴承盖有凸缘式和嵌入式两种结构。我们采用凸缘式结构，利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴处的轴承盖是通孔，其中装有密封装置 优点：拆装、调整轴承方便，和嵌入式相比，零件数目较多、尺寸较大、外观不平整。 定位销 为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时的精度，在精加工轴承孔前，在箱盖与箱座的联接凸缘上配装定位销。该减速器采用个定位圆锥销，安置在箱体纵向左侧联接凸缘上，成非对称布置。 油面指示器 检查减速器内油池油面的高度，经常保持油池内有适量的有。在箱体右侧处设有油标，该处便于观察、油面较稳定（如图所示）。 通气冒 减速器在工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为了使箱内热胀空气能够自由排除，以保持箱体内外压力平衡，不至使润滑油沿分箱面或轴密封件等其它处渗漏，在箱体顶部装设通气器（如下图所示）。 放油螺塞 换油时，排放污油和清洗剂，设在箱体底部、油池的最低位置处，平时用螺塞将放油孔堵住。放油螺塞和箱体结合面添加防油漏垫圈。（如图所示） 启盖螺钉 为加强密封效果，通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，所以在拆卸时往往因胶结紧密难以开盖。为此在箱盖联接凸缘处，加工出螺纹孔，旋入启盖螺钉便可将上箱盖顶起。 吊耳 功用：由于减速器的质量较大，所以设有吊耳，便于安装或搬运。吊耳和箱体一起铸出，设在箱体的两端（如图所示） 齿轮的润滑 润滑对于齿轮传动十分重要。润滑不仅可以减少摩擦、减轻磨损，还可以起到冷却、防锈、降低噪声、改善齿轮的工作状况、延缓轮齿失效和延长齿轮使用寿命等作用。 通过计算得知，高速级齿轮的线速度 v=1.64m/s ， v12m/s 。所以，齿轮将采用浸油润滑，在减速器内装有一定容量的润滑油，将齿轮浸入油中。 由于转速较低，采用黏度较小的润滑油，选用机械油（ N15 ）润滑油。浸油高度没过 3 个齿高， H=105mm 。 减速器的维护保养 目的：是保持减速器的正常技术状态，延长减速器的使用寿命所必须进行的工作。 方法：通过擦 拭、清扫、润滑、调整等方法对减速器进行护理。 要求：要清洁、整齐、润滑良好、安全。 自述结束谢谢各位答辩老师！谢谢各位答辩老师！ 答辩人：胡明轩-设计论文 毕业 任务书一、题目机械设计制造及其自动化二、指导思想和目的要求 毕业设计是学生在校期间进行最后一次理论结合实际的较全面和基本的训练，是对几年来所学知识的系统运用和检验，也是走向工作岗位之前的最后一次的过渡性练兵。通过这次毕业设计要求达到以下基本目的：1）巩固、加强、扩大和提高以往所学的有关基础理论和专业知识。2）培养学生综合运用所学的知识以解决实际工程问题的独立工作能力，并初步掌握机械装备或部件设计的思想、设计程序、设计原则、步骤和方法。3）培养学生使用有关设计规范、手册、参考文献以及分析计算、绘图和编写设计说明书等项能力的基本技能训练。 对本次毕业设计的基本要求是：设计者必须充分重视和熟悉原始资料，明确设计任务，在学习和参考他人经验的基础上，发挥独立思考能力，创造性地完成设计任务；合理利用标准零件和标准部件，非标准件应满足工艺性好、操作方便、使用安全等要求，降低成本提高效益；绘制图纸应符合国家标准，各项技术要求和尺寸标注应符合规范，说明书论述要充分，层次清楚，文字简洁，计算步骤正确。三、主要技术指标输送链的牵引力F/KN： F=8kN输送链的速度v/(m/s)： V=0.5m/s输送链链轮的节圆直径d/mm d=399mm设计工作量： 设计说明书1份 减速器装配图1张 零件工作图13张工作条件： 连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期10年（每年300个工作日），两班制工作，输送机工作轴转速允许误差为5% ，链板式输送机的传送效率为0.95。四、进度和要求1. 熟悉题目背景、查阅相关资料、复习有关知识；查找与课题相关的英文资料并翻译成中文；完成开题报告。 寒假2. 确定主要技术参数：进行参数计算，确定原动机型号； 第1-2周3. 绘制装配草图，并对重要零件（如轴、轴承等）进行工作能力校核； 第3-5周4. 绘制传动部件装配图； 第6-8周5. 绘制非标准件零件图； 第9-11周6. 撰写说明书初稿； 第12-13周7. 修改说明书，准备答辩。 第14周5、 主要参考书及参考资料 1陈作模.机械原理M.高等教育出版社,2011. 2刘鸿义.材料力学M.第四版.上海科学技术出版社,2009. 3吴宗泽.机械设计D.高等教育出版社,2011. 4赵康.机械设计课程设计手册D.华中科技大学出版社,2005. 5刘朝儒.机械制图J.高等教育出版社,2007. 6徐学林.互换性与测量技术基础D.湖南大学出版社,2012. 7张建中.机械设计基础M.中国矿业大学出版社,2011. 8邓方英.金属工艺学M.高等教育出版社,2006. 9刘兴.金属学与热处理原理M.哈尔滨工业大学出社,2013. 摘要 齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高（一般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%），传递功率范围广（从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动）速度范围广（齿轮的圆周速度可以从0.1m/s到200m/s或高，转速可以从1r/min到20000r/min或更高），结构紧凑，维护方便等优点。因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用。本文设计的就是一种典型的二级锥齿轮圆柱直齿轮减速器的传动装置。其中小齿轮材料为40Cr（调质），硬度约为240HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度约为215HBS，齿轮精度等级为8级。轴、轴承、键均选用钢质材料。 关键词：链式输送机；锥齿轮；轴、轴承；IABSTRACT Gear is a wide range of applications, and a particularly important form of mechanical transmission, which can be used for any axis in space to pass between the movement and power, is currently gearing gradually to small, high-speed, low noise, high reliability Hardened technical direction and development of stable and reliable gear with the transmission, high transmission efficiency (typically up to 94% and high precision cylindrical gear up to 99%), transmission power range (from the meter gear small power transmission to large machinery and tens of thousands of kilowatts of power transmission) speed range (speed of the circumference of gear from 0.1m / s to 200m / s or higher, the rotational speed or higher from 1r/min to 20000r/min ), compact, and easy maintenance. Therefore, it is in a variety of mechanical equipment and instrumentation is widely used. This is a typical design of a cylindrical gear reducer gear. One small gear material 40Cr (quenched), the hardness is about 240HBS, gear material is 45 steel (quenched and tempered), hardness of about 215HBS, gear accuracy grade 8 level. Shafts, bearings, keys are made of steel material. KEY WORDS: reducer; gear; shafts, bearings; key; coupling目 录第一章 绪论 61.1 分析和拟定传动方案61.2方案的确定及优缺点分析7第二章 电动机的选择与传动比的分配 72.1 电动机的选择计算72.2 计算传动装置的总传动比i并分配传动比82.3 计算传动装置各轴的运动和动力参数8第三章 链传动的设计计算 93.1选择链轮齿数93.2确定计算功率93.3 确定链条型号和节距，初定中心距a0，取定链节数Lp103.4 求作用在轴上的力103.5 选择润滑方式10第四章 齿轮的设计计算 104.1 圆柱斜齿轮的设计 114.2 锥齿轮的设计 14第五章 轴的设计计算与校核 175.1高速轴的设计175.2中间轴的设计215.3低速轴的设计26第六章 轴承的计算与校核 306.1 轴承1的计算与校核306.2 轴承2的计算与校核316.3 轴承3的计算与校核31第七章 箱体的设计32第八章 键的选择34第九章 润滑与密封35参考文献36致谢信37毕业设计小结38附录39VIII第一章 绪论 1.1 分析和拟定传动方案： 机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。 满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。众所周知，齿轮传动的传动装置由电动机、减速器、链传动三部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以，如果要设计输送机的传动装置，必须先合理选择它各组成部分，下面我们将一一进行选择。1.2 方案的确定及优缺点分析1.在高速端应用圆锥齿轮，可以减小锥齿轮的尺寸，减小其模数，降低加工难度。2.在输出端，即低速端采用链传动，因为链传动的瞬时传动比是变化的，引起速度波动和动载荷，故不适宜高速运转。3.在高速输入端应用联轴器，结构紧凑，但启动电动机时，增大了电动机的负荷，因此，只能用于小功率的传动。4.由于V带的传动工作平稳性好，具有过载保护作用并具有缓冲吸振能力，所以选用V带传动。5.圆锥齿轮传动结构紧凑且宽度尺寸较小传递的效率也高，所以减速器选择圆锥与圆柱齿轮。第二章 电动机的选择与传动比的分配 电动机是常用的原动机，具体结构简单、工作可靠、控制简单和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量和转速、确定具体型号。按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭三相异步电动机。2.1电动机的选择计算： 工作机的有效功率为： Pw =FwVw /=8*0.5/0.95=4.211kw从电动机到工作机间的总效率为：=12345678=0.99*0.96*0.97*0.994*0.96=0.877式中，1为联轴器效率0.99，2为锥齿轮效率（7级）0.97，3圆柱齿轮的效率（7级）0.98，4567为角接触球轴承的效率0.99，8滚子链传动效率0.96。所以，电动机所需工作功率为pd =4.211/0.877= 4.802KW选择电动机的类型 ：电动机额定功率pmpd因同步转速的电动机磁极多的，尺寸小，质量大，价格高，但可使传动比和机构尺寸减小，比较Y132M1-4与Y112M-4两电动机，其中pm=5kw，符合要求，但后者容易制造且体积小。故选Y112M-4。由此选择电动机型号：Y112M1-4电动机额定功率pm=5kN,满载转速nm=1440r/min工作机转速nw=60*V/(pi*d)=28.570r/min 电动机型号额定功率满载转速起动转矩最大转矩Y112M4514402.22.3 2.2 计算传动装置的总传动比并分配传动比 ：总传动比：链传动比6。取链传动的传动比为4.5，则整个减速器的传动比为 ：I总=nm/nw=1440/28.570=50.403=I总 / 4.5=11.201分配传动比：= 高速级圆锥齿轮传动： =3.2 中间级圆柱齿轮传动比： =3.52.3 计算传动装置各轴的运动和动力参数 ：各轴的转速 ：轴: n1=1440 r/min轴: n2=1440/3.2=450r/min轴: n3=128.571 r/min链轮的转速：n4=28.571 r/min各轴的输入功率 ：轴: p1=pm*1=4*0.99=3.96kw轴: p2= p1*2 *4=3.960.970.99=3.803kw轴: p3= p2*3*5=3.689kw各轴的输入转矩 ： 电动机轴的输出转矩：Td=9.55104/1440=26.5N.m轴: T1=9550*p1/n1=26.2625Nm轴: T2=9550*p2/n2=80.7Nm轴: T3=9550*p3/n3=274.012Nm第三章 链传动的设计计算 3.1由3.2知链传动速比：i=4.5 输入功率： p=3.689KW选小链轮齿数z1=17。大链轮齿数 z2=iz1=4.517=76，z2120，合适。3.2确定计算功率 :已知链传动工作时有轻微振动，选kA =1.0，设计为双排链取kP=1.75,由主动链轮齿数Z=17，查主动链轮齿数系数，取kZ=1.55计算功率为 : Pca=p3kAkZ/kP=1.01.553.689/1.75kW=3.27kW3.3确定链条型号和节距，初定中心距a0，定链节数Lp由计算功率Pca和主动链轮转速n3=128.571r/min，选用链条型号为:16A，确定链条节距p=25.4mm。初定中心距a0=(3050)p=7201270，取a0=1000。 =78.7+46.5+2.8=128 取Lp =128节(取偶数)。链传动的最大中心距为a=f1p2Lp-(z1+z2)由(Lp-z1)/(z2-z1)=(128-17)/(76-17)=1.88查得f1=0.24312.a=0.2431225.4(2128-93)=1006.57mm3.4求作用在轴上的力 :平均链速 : v=z1n3p/601000=17128.57125.4/60000=0.925m/s工作拉力:F=1000P/v=10003.689/0.925=3988.2N工作时有轻微冲击，取压轴力系数 : KFP=1.15轴上的压力:Fp=KFPF =1.153988.2N=4586.3N3.5选择润滑方式 :根据链速v=0.925m/s，链节距p=25.4mm，链传动选择滴油润滑方式。设计结果：滚子链型号16A -2128GB1243.1-83，链轮齿数 z1=17，z2=76，中心距a=1006.57mm，压轴力Fp =5502.4N。第四章 齿轮的设计计算齿轮传动是应用最广泛的一种传动形式，其传动的主要优点是：传递的功率大、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑、能保证传动比恒定，齿轮的设计主要围绕传动平稳和承载能力高这两个基本要求进行的。4.1 圆柱直齿轮的设计4.1.1选择材料热处理齿轮精度等级和齿数 :由表得：选择小齿轮材料40Cr钢，调质处理，硬度280HBS；大齿轮材料45钢，调质处理，硬度240HBS，精度7级。取Z1=19，i=3.5, Z2=Z1i=193.5=66.5,取Z2=674.1.2按齿面接触疲劳强度设计 :计算公式：d1t T1=80.7Nm 试选Kt为1.3查表10-6得=189.8mpa由图10-21d按齿面硬度差得小齿轮德接触疲劳强度极限=600mpa;大齿轮的接触疲劳强度极限=550mpa由式10-13计算应力循环次数N1=60n1jLh=60*450*1*2*8*300*10=12.96N2= N1/4=3.09查取接触疲劳寿命系数KHN1=0.95，KHN2=0.98计算接触疲劳许用应力 :取失效概率为1%，安全系数S=1，得 :=0.95600=570 Mpa2=0.98550=539 Mpa取为537.25 Mpa试算小齿轮分度圆直径d1t:d1t =59.624mm计算圆周速度V : V=0.335m/s计算齿宽B：B=* d1t =0.9*59.624=53.6616mm计算齿宽与齿高之比：模数：mn= d1t /z1=3.138齿高：h=2.25 mn =7.061mmb/h=7.60算载荷系数 :根据v 、7级精度 由图可得动载系数=1.1。直齿轮=1.0 查表得使用系数=1.25， Kv=1.866按实际的在和系数校正所得的分度圆直径，得 : 69.58mm计算模数mn: 4.1.3 按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式是查的小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500mpa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限=380mpa取弯曲疲劳寿命系数=0.82 =0.85;计算弯曲疲劳许用应力:取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得 :292.86 Mpa238.86 Mpa计算载荷系数K : 1.251.0511.3=1.706查取齿形系数 : 得2.85， 2.22查取应力校正系数 :得 1.54 1.77计算大小齿轮的并加以比较 : 0.01498 0.01645由上只大齿轮的数值得设计计算mn : =2.39按圆柱直齿轮的标准将模数mn圆整为2.527 4.227=1134.1.4 几何尺寸计算 :计算中心距a :a=（d1+d2）/2=175mm计算分度圆直径 d1=z1 mn=67.5mm d2 =z2 mn =282.5mm计算齿轮宽度：b=d1=60.75mm取小齿轮宽度B1=60mm，取大齿轮宽度B2=65mm。4.2 锥齿轮4.2.1 选择材料热处理齿轮精度等级和齿数由表得：选择小齿轮材料40Cr钢，调质处理，硬度280HBS；大齿轮材料45钢，调质处理，硬度240HBS，精度8级。选取齿数：Z1=24，i=3.2, Z2=Z1i=243.2=76.8 取Z2=774.2.2 按齿面接触疲劳强度设计：计算公式：d 2.92T1=26.2625Nmm 试选Kt为1.3查表10-6得=189.8mpa按齿面硬度差得小齿轮的接触疲劳强度极限=600mpa;大齿轮的接触疲劳强度极限=550mpa计算应力循环次数N1=60n1jLh=60*1440*1*2*8*300*10=41.472N2= N1/3.2=1.296取接触疲劳寿命系数KHN1=0.9，KHN2=0.95由表查得: 软齿面齿轮,对称安装,取齿宽系数=1/3计算接触疲劳许用应力：取失效概率为1%，安全系数S=1，得：=0.9600=540 Mpa2=0.95550=522.5 Mpa为2中的较小值=522.5 Mpa试算小齿轮分度圆直径d1t对于直齿锥齿轮 ：d1t 2.92 =53.29mm计算圆周速度V ： V=计算载荷系数 :查表得， 的值使用系数，查得=1.25，动载荷系数，查得=1.18。齿间载荷分配系数=1.5KHbe轴承系数KHbe查得KHbe=1.25。得=1.51.25=1.875 1.251.1811.875=2.766按实际的在和系数校正所得的分度圆直径，得: 68.2112mm4.2.3按齿根弯曲强度设计 :弯曲强度的设计公式是:查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限=500mpa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限=380mpa取弯曲疲劳寿命系数=0.85 =0.88;计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4，得 303.57 Mpa 238.86 Mpa 计算载荷系数K 2.766查取齿形系数 得2.65， 2.226查取应力校正系数。得 1.58 1.764计算大小齿轮的并加以比较 算得 0.01379 0.01644由上知大齿轮的数值大设计计算mn =1.8959按圆锥齿轮的标准将模数mn圆整为2 分度圆直径=2=68i=Z2/Z1=tan2=cot1=2得2= 72.6453=723843 1=17.3547=172117平均模数m=/Zv1=2大端模数m=mn/(1-0.5)=2.4取大端模数2.5分度圆处圆柱直齿轮：模数m=2，小齿轮齿数Zv1=34 分度圆直径dv1=68平均模数mn=2 端面模数m=2.5 小齿轮齿数Z1=Zv1cos1=32.45 取32 分度圆直径dm1=dVcos1=64.9 d1= dm1/(1-0.50.333)=77.88大齿轮的参数：Z2= Z1i=102.4,取Z2=102 d2= d1i=249.216 锥距R=131.125mm 齿宽B=43mm 齿顶高 ha=m=2.5mm 齿根高 hf=3.125齿根角 f tanf=hf/R=3.125/131.125 f=130分锥角1=172117 2=723843 第五章 轴的设计计算与校核轴主要用来支撑作旋转运动的零件，如链轮、带轮，以及传动运动和动力。本减速器有三根轴，根据设计要求，设计具体步骤、内容如下：5.1高速轴的设计齿轮机构的参数：Z1=32，Z2=102.轴上功率: p=3.96 KW转速: n=1440r/min转矩：T26.2625 N.m按转矩法初定该轴的最小直径：17.64 mm 最小端与联轴器相连，联轴器的转矩T1=K*T=1.3*26.2625*1000=34141.25N.mm 选取H2,公称转矩：160N.M，半联轴器的孔径=30 mm。长度L=30mm，半联轴器与轴配合毂长度L1=25mm6.1.1轴的结构设计:轴的结构设计主要有三项内容：(1)各轴段径向尺寸的确定；(2)各轴段轴向长度的确定；(3)其他尺寸如键槽、圆角、倒角、退刀槽等的确定。拟定草图如下：径向尺寸的确定:从轴段d1=30 mm开始，逐段选取相临轴段的直径。d2=25mm，d3与轴承内径相配合，所以d3=30mm，由于轴承右端定位d4=36， d5=d3=30mm，d6=25mm。轴的轴向尺寸的确定: 从轴段L1=36mm,L2=50mm,L3=19mm,L4=66mm,L5=16mm,L6=36mm5.1.2轴的强度校核(第一根轴) 计算齿轮受力:弯扭组合图如下： 齿轮切向力:=2T/dm=2*26252.5/64.9=809N 径向力：=Fttan20cos1=249.25N 轴向力：=tan20sin1=75.41N 计算支反力和弯矩并校核： 垂直平面上：=348 N 向上 =98 N 向下 MV=8036 N.mm 垂直弯矩图如下： 水平面上: =1243N 向上 =434 N 向下 MH= 35596 N.mm水平弯矩如图： 求合成弯矩,画出合成弯矩图: M=( MV2+ MH2)1/2=36500 N.mm 画出转矩T图: T=26262.5 Nmm校核轴的强度:按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时只校核轴上的最大弯矩和扭矩的截面的强度扭转切应力为脉动循环应力，取a=0.3. =（M2+(aT)2）1/2/W轴上的抗弯截面系数W d=22mm W=0.1d3=1064.8 mm3 =（M2+(aT)2）1/2/W=13.85 MP前已经选定了轴的材料为45钢，调质处理。得=60 MP1.5安全故该轴在最危险截面也是安全的，此截面的左侧直径大，其他情况相同，故安全。因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。5.2中间轴的设计 5.2.1已知参数：轴上功率: p=3.81 KW大锥齿轮的齿数z1=102小圆柱齿轮的齿数z1=19, 对应的大齿轮齿数z2=80转速: n=450r/min转矩：T=80700 N.mm按转矩法初定该轴的最小直径：25.83 mm根据最小端与角接触球轴承配合，取7206C型，故选取=30 mm。计算齿轮圆周速度：0.70655齿轮和轴承均采用脂润滑。 5.2.2轴的结构设计轴的结构设计主要有三项内容：(1)各轴段径向尺寸的确定；(2)各轴段轴向长度的确定；(3)其他尺寸如键槽、圆角、倒角、退刀槽等的确定。拟定草图如下：径向尺寸的确定：从轴段d1=30 mm开始，逐段选取相临轴段的直径。 起周端固定作用故d2=36mm， 固定轴肩d3=42mm，d4=36，与第一段相同d5 =30mm。可知此轴为对称结构。轴的轴向尺寸的确定： 从轴段L1=42mm,L2=63mm,L3=20mm,L4=38mm,L5=48mm5.2.3轴的强度校核(第二根轴)计算齿轮受力受力分析图如下： 圆锥齿轮： 齿轮切向力:1=2T/dm1=809N 径向力：1=Fttan20cos2=75.41N 轴向力：1=tan20sin2=249.25N 圆柱直齿轮： 齿轮切向力:2=2T/dm2=2390N 径向力：2=Ft2tan20/cos2=870N 计算支反力和弯矩并校核 (a)垂直平面上：=725.4N 向下 =69.49 N 向下 MV=44254.89 N.mm垂直面上的弯矩图： (b)水平面上: =1782.6N 向上 =1416.4N 向上 MH= 108738.6N.mm水平扭矩图如下： (c)求合成弯矩: M=( MV2+ MH2)1/2=117400 N.mm (d)画出转矩T图: T=80700Nmm (e)校核轴的强度:按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时只校核轴上的最大弯矩和扭矩的截面的强度扭转切应力为脉动循环应力，取a=0.3. =（M2+(aT/2w)2）1/2/W轴上的抗弯截面系数W d=36mm W=0.1d3=4665.6 mm3 =（M2+(aT)2）1/2/W=36.581 MP前已经选定了轴的材料为45钢，调质处理。得=60 MP1.5安全故该轴在最危险截面也是安全的，因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。5.3低速轴的设计5.3.1已知参数：轴上功率: p=3.689 KW转速: n=107.141r/min转矩：T328850N.mm链轮的分度圆直径d=138.19mm，齿数z=19；齿轮毂长离外壁10mm，总长54mm。链轮轴受到的轴向力F=5502.4N按转矩法初定该轴的最小直径：40.95 mm周端与轴承或链轮，取轴承的型号为7210C，故选d1=50 mm。计算齿轮圆周速度：0.285齿轮和轴承均采用脂润滑。5.3.2轴的结构设计： 草图拟定如下：径向尺寸的确定：从轴段d1=50 mm开始， 轴承的轴肩轴向固定取d2=54mm， 对齿轮起轴向定位作用d3=58mm，与第一段相同d4=50mm， d5=48mm ，d6 =45mm。轴的轴向尺寸的确定：从轴段L1=47mm,L2=58mm,L3=74mm,L4=31mm,L5=50mm,L6=54mm轴的强度校核(第三根轴)：计算齿轮受力：受力图如下： 齿轮切向力: =2T/dm1=5502.4N 径向力：=Fttan20/cos=870N 轴向力：=tan=2390N5.3.3计算支反力和弯矩并校核 (a)垂直平面上： 垂直面上弯矩图如下：=2874.55N 向下 =9246.95 N 向上 MV=624522.4 N.mm (b)水平面上: 弯矩图如下：=1529.86 N 向上 =860 N 向上 MH= 100205.83 N.mm (c)求合成弯矩,画出合成弯矩图: M=( MV2+ MH2)1/2=624522.4N.mm (d)校核轴的强度:按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时只校核轴上的最大弯矩和扭矩的截面的强度扭转切应力为脉动循环变应力，取a=0.6=（M2+(aT)2）1/2/W轴上的抗弯截面系数W d=50mm W=0.1d3=12500 mm3 =（M2+(aT)2）1/2/W=52.39 MP前已经选定了轴的材料为45钢，调质处理。=60 MP安全。5.3.4精确校核轴的疲劳强度：判断轴承的右端面为危险截面，故只校核右截面。抗弯截面系数W=0.1d3=11059.2mm3抗扭截面系数WT=0.2d3=22118.4mm3弯矩M及弯曲应力为 : M=572249.6N.mm=M/W=51.744 MP扭矩T及扭转切应力 : T=328850N.mm t=T/WT=14.87 MP轴的材料为45钢，调质处理，查得=640 MP =275 MP t-1=155 MP 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数 aa及at，查得aa=1.72，at=1.09,又查得轴的材料灵敏系数为：qa=0.8，qt=0.82故有效应力集中系数为： ka=1+qa(aa-1)=1.576 kt=1+qt(at-1)=1.035尺寸系数a=0.72，扭转尺寸系数b=0.85轴按磨削加工，表面质量系数a=t=0.92，轴未经表面处理，即取=1.综合系数Ka=ka/a+1/a-1=2.268 Kt= kt/t+1/t-1=1.307取碳钢的特性系数：a=0.15, t=0.08计算安全系数Sca: Sa=/(Ka*aa+a*am)=2.343 St=t-1/( Kt*ta+t*tm)=15.36 Sca= Sa *St/ ( Sa2+ St2)1/2.=2.3161.55安全故该轴在最危险截面也是安全的，因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。第六章 轴承的计算与校核: 6.1 轴承1的计算与校核: 第一对轴承的当量动载荷P: 查手册取=1.1 取7206C轴承 计算步骤与内容计算结果1.查手册查得:、值(GB/T 276)2.由前面轴得:两轴承所受的力分别为F1 =1290.8N F2=444.9N3.两轴的计算轴向力Fa1=231.115N Fa2=155.7N4.计算Fa1/Cor=0.0157 Fa2/ Cor =0.01075.查手册e值:6.计算Fa1/ F1=0.183e1 Fa2/F2=0.36=e27.查手册:X、Y的值8.查载荷系数:fp=1.19. 10.计算轴承的寿命:Lh=106/(60n) (C/P1)3=49207.5h11.结论:符合要求,选用此轴承.但需及时更换=23KW =15KWF1 =1290.8N F2=444.9NFa1=231.115N Fa2=155.7NFa1/Cor=0.016 Fa2/ Cor =0.0107e1=0.38 e2=0.36Fa1/ F1=0.183 Fa2/F2=0.36X1=1,Y1=0 X2=1,Y2=048000h 6.2 轴承2的计算与校核: 第二对轴承的当量动载荷P: 查手册取=1.1 取7206C轴承 计算步骤与内容计算结果1.查手册查得:、值(GB/T 276)2.由前面轴得:两轴承所受的力分别为F1 =1924.5N F2=1418N3.两轴的计算轴向力Fa1=828.96N Fa2=579.96N4.计算Fa1/Cor=0.05526 Fa2/ Cor =0.03865.查手册e值:6.计算Fa1/ F1=0.429e1 Fa2/F2=0.409=e27.查手册:X、Y的值8.查载荷系数:fp=1.19. 10.计算轴承的寿命:Lh=106/(60n) (C/P1)3=40487.6h11.结论:基本符合要求,选用此轴承.但需及时更换=23KW =15KWF1 =1924.5N F2=1418NFa1=828.96N Fa2=579.96NFa1/Cor=0.05526 Fa2/ Cor =0.0386e1=0.426 e2=0.409Fa1/ F1=0.429 Fa2/F2=0.409X1=0.44,Y1=1.31 X2=1,Y2=0e1 Fa2/F1=e2P1=2125.99N P2=1559.8N40487.6he1 Fa2/F2=0.409=e27.查手册:X、Y的值8.查载荷系数:fp=1.19. 10.计算轴承的寿命:Lh=106/(60n) (C/P1)3=11457.96h11.结论:基本符合要求,选用此轴承.但需及时更换=42.8KW =32KWF1 =3256.3N F2=9286.86NFa1=4420.5N Fa2=4420.5NFa1/Cor=0.138 Fa2/ Cor =0.138e1=0.476 e2=0.476Fa1/ F1=0.358 Fa2/F2=0.138X1=0.44,Y1=1.165 X2=1,Y2=0e1 Fa2/F1=e2P1=7288.6N P2=10215.5NP2P140487.6h48000h第七章 箱体的设计 箱体是减速器的一个重要零件,它用与支持和固定减速器中的各种零件,并保证传动件的齿合精度,使箱体内有良好的润滑和密封.箱体的形状较为复杂,其重量约见减速器的一半,所以箱体结构对减速器的工作性能加工工艺材料消耗重量及成本等有很大的影响.箱体结构与受力均较复杂,目前尚无成熟的计算方法.所以,箱体各部分尺寸一般按经验设计公式在减速器装配草图的设计和绘制过程中确定。 箱体选用球墨铸铁QT400-18,=18,布氏硬度130180HBS ,根据工作条件的要求,箱体各尺寸如下: 名称符号尺寸关系取值箱座壁厚0.0125（dm1+dm2）+1mm8mm8mm箱盖壁厚(0.800.85)8mm8mm箱盖凸缘厚度1.512mm箱座凸缘厚度1.512mm箱底座凸缘厚度2.520mm地脚螺钉直径0.018（dm1+dm2）+1mm12mm12mm地脚螺钉数目查手册4轴承旁联接螺栓直径0.7510mm盖与座联接螺栓直径(0.50. 6) 8mm联接螺栓的间距15
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