二同轴式圆柱齿轮减速器课程实施方案说明书

个人收集整理 仅供参考 1 36 课程设计说明书 目录 一 课程设计任务书 3 二 电动机选择 4 三 传动装置地总传动比及其分配 5 四 计算传动装置地运动和动力参数 5 五 齿轮设计 6 六 轴及其轴承装置 键地设计 12 6 1 输入轴及其轴承装置 键地设计 12 6 2 中间轴及其轴承装置 键地设计 18 6 3 输出轴及其轴承装置 键地设计 25 七 箱体结构及减速器附件设计 30 八 润滑与密封 34 九 设计总结 35 十 参考文献 36 一 课程设计任务书 课程设计题目 带式输送机传动装置地设计学生姓名 指导教师 个人收集整理 仅供参考 2 36 原始数据 数据编号 A6 传动方案编号 方案 3 参数表 工作条件 一班制 连续单向运转 载荷平稳 室内 工作 有粉尘 运输带与卷筒及支承间 包括卷筒轴承地摩擦阻力影响已在 F 中考虑 b5E2R 使用年限 十年 大修期三年 生产批量 10 台 生产条件 中等规模机械厂 可加工 7 8 级精度齿轮及涡轮 动力来源 电力 三相交流 220 380V 运输带速度运行误差 5 设计工作量 1 减速器装配图 1 张 A0 或 A1 2 减速器零件图 1 3 张 运输带工作拉力 F kN 2800 运输带工作速度 v m s 1 4 卷筒直径 D mm 350 个人收集整理 仅供参考 3 36 3 设计说明书 份 二 电动机选择 1 电动机类型选择 根据一般带式输送机以及该减速箱地运作环境选用 Y IP44 系列封闭式三相异步电动机p1Ean 2 电动机容量选择 1 工作机地输出功率 2800 1 43 92 W PF VKW 查 机械基础 附录 3 得 联轴器地动效率 1 0 99 1 每对轴承地传动效率 2 0 98 2 3 齿轮传动地传动效率 3 0 98 4 输送机滚筒效率 4 0 96 所以电动机输出地有效功率 2 4 1 2 3 4 4 798 W R P PKW 查 机械设计手册 选取电动机地额定功率为 5 5KW d P 2 确定电动机地转速 卷筒地转速 60 60 1 4 1000 76 43r min 3 14 350 V nw D 由设计手册查得二级圆柱齿轮减速器传动比 i 8 60 所以电动机转速范围为 611 44 4585 8 r min DXDiT 符合这一范围地同步转速为 750r min 1000r min 1500r min 3000r min 四 种 RTCrp 根据电动机地功率以及转速 查 机械设计手册 表 32 1 9 可得出只有 Y132S1 2 Y132S1 4 Y132M2 6 Y160M2 8 这四种电机合适 综合考虑电动机地重量 价 格等因素 最终选用 Y132M2 6 型电动机 根据表 32 1 9 可得 Y132M2 6 型电动 机地主要参数如下 5PCzV 个人收集整理 仅供参考 4 36 电动机 型号 额定 功率 KW 满载转 速 r min 启动转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩 Y132M 2 6 5 59602 02 2 三 传动装置地总传动比及其分配 1 计算总传动比 i 由电动机地满载转速 nm和工作机主动轴转速 nw可确定传动装置应有地总 传动比为 i nm nw 960 76 43 12 56 2 分配传动比 由于减速箱是同轴式布置 所以 i1 i2 因为 i 12 56 取6 3 21 iii 速度偏差为 0 5 5 所以可行 四 计算传动装置地运动和动力参数 1 各轴转速 轴 nm 1440 r min n 轴 1440 4 34 331 80 r min n 1 in 轴 331 80 4 34 76 45 r min n n 2 i 76 45 r min n n 2 各轴输入功率 5 5 0 99 5 445kW P d p 1 2 5 445 0 98 0 98 5 229kW P p 3 个人收集整理 仅供参考 5 36 2 5 229 0 98 0 98 5 022kW P P 3 2 4 5 022 0 98 0 96 4 725kW P P 3 各轴输入转矩 电动机轴地输出转矩 9550 9550 5 5 960 45 6 N m d T m d n P 所以 45 6 0 99 45 3N m T d T 1 2 45 3 3 6 0 98 0 98 156 56N m T T 1 i 3 156 56 3 6 0 98 0 98 541 07N m T T 2 i 2 3 T卷 1 2 541 07 0 99 0 98 510 77N m T 项目电动机轴高速轴 I中间轴 II低速轴 III卷同轴 转速 r min 960960266 6774 0874 08 功率 kW 5 55 4455 2295 0224 725 转矩 N m 45 645 3156 56541 07510 77 传动比113 63 61 效率10 990 950 950 97 五 齿轮设计 1 齿轮选材 1 按低速级齿轮设计 2 选用 级精度 3 材料选择 小齿轮材料为 40 调质 硬度为 280 大齿轮材料 为 45 钢 调质 硬度为 240HBS 二者材料硬度差为 40HBS jLBHr 4 选小齿轮齿数 1 24 大齿轮齿数 2 1 1 3 6 24 86 4 取 Z2 86 选取螺旋角 初选螺旋角 14 2 接触强度计算 因为低速级地载荷大于高速级地载荷 所以通过低速级地数据进行计算 个人收集整理 仅供参考 6 36 6 即 dt 3 2 1 2 H EH d t ZZ u uTK 确定公式内地各计算数值 1 试选6 1 t K 2 由图 10 30 选取区域系数433 2 H Z 3 由图 10 26 查得78 0 1 88 0 2 66 1 21 4 计算小齿轮传递地转矩 mmNmNT 4 1 10656 15566 15 5 由表 10 7 选取齿宽系数1 d 6 由表 10 6 查得材料地弹性影响系数 2 1 8 189 MPaZE 7 由图 10 21 按齿面硬度查得小齿轮地接触疲劳强度极限 大齿轮地接触疲劳强度极限MPa H 600 1lim MPa H 550 2lim 8 由式 10 13 计算应力循环次数 9 1 6060 266 67 1 2 10 300 8 0 6 10 h NnjL 99 2 1016 0 6 3 100 6 N 9 由图 10 19 查得接触疲劳强度寿命系数90 0 1 HN K95 0 2 HN K 10 计算接触疲劳强度许用应力 取失效概率为 安全系数为 S 1 由式 得 MPaMPa S K HHN H 5406009 0 1lim1 1 MPaMPa S K HHN H 5 52255095 0 2lim2 2 MPaMPa HHH 25 5312 5 522540 2 21 3 计算 个人收集整理 仅供参考 7 36 1 试算小齿轮分度圆直径 由计算公式得 t d1 mmd t 33 43 25 531 8 189433 2 6 3 6 4 66 1 1 1037 4 612 3 2 4 1 2 计算圆周速度 11 0 6 60 1000 t d n vm s 3 计算齿宽 及模数 nt m mmdb td 33 4333 431 1 mm Z d m t nt 75 1 24 14cos33 43cos 1 1 114 93 33 43 4 9375 1 25 2 25 2 hb mmmh nt 4 计算纵向重合度 903 1 14tan241318 0 tan318 0 1 Z d 5 计算载荷系数 K 已知使用系数1 A K 根据 级精度 由图 查得动载荷系数smv 60 08 1 V K 由表 查得 42 1 33 431023 0 1 16 01 18 0 12 1 1023 0 6 01 18 0 12 1 322 322 bK ddH 由图 查得35 1 F K 假定 由表 查得mmN d FK tA 100 1 4 1 FH KK 故载荷系数15 2 42 1 4 108 1 1 HHVA KKKKK 6 按实际地载荷系数校正所算得地分度圆直径 由式 得 mmKKdd tt 1 8476 1 15 233 43 3 3 11 7 计算模数 n m 个人收集整理 仅供参考 8 36 mm Z d mn3 91 24 14cos1 847cos 1 1 由式 10 17 3 2 1 2 1 cos2 F SF d n YY Z YKT m 1 确定计算参数 1 计算载荷系数 04 2 35 1 4 108 1 1 FFVA KKKKK 2 根据纵向重合度 从图 查得螺旋角影响系数903 1 88 0 Y 3 计算当量齿数 4 194 14cos 86 cos 27 26 14cos 24 cos 33 2 2 33 1 1 Z Z Z Z V V 4 查取齿形系数 由表 10 5 查得592 2 1 Fa Y194 2 2 Fa Y 5 查取应力校正系数 由表 10 5 查得596 1 1 Sa Y783 1 2 Sa Y 6 由图 10 20 查得 小齿轮地弯曲疲劳强度极限MPa FE 500 1 大齿轮地弯曲疲劳强度极限MPa FE 380 2 7 由图 10 18 查得弯曲疲劳强度寿命系数 85 0 1 FN K88 0 2 FN K 8 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S 1 4 由式 10 12 得 个人收集整理 仅供参考 9 36 MPa S K FEFN F 57 303 4 1 50085 0 11 1 MPa S K FEFN F 86 238 4 1 38088 0 22 2 9 计算大小齿轮地 F SaFaY Y 01638 0 86 238 783 1 194 2 01363 0 57 303 596 1 592 2 2 22 1 11 F SaFa F SaFa YY YY 大齿轮地数据大 2 设计计算 mmmn08 2 01638 0 66 1 241 14cos88 0 10656 1504 2 2 3 2 24 对比计算结果 由齿面接触疲劳强度计算地法面模数大于由齿根弯曲疲 n m 劳强度计算地法面模数 取 2 5mm 已可满足弯曲强度 但为了同时满足接 n m 触疲劳强度 须按接触疲劳强度算得地分度圆直径来计算应有地mmd3 348 1 齿数 于是由xHAQX 423 2 14cos3 348cos 1 1 n m d Z 取 则23 1 Z83 882236 3 2112 zZiZ取 4 计算几何尺寸 1 计算中心距mm mZZ a n 25 109 14cos2 2 8323 cos2 21 将中心距圆整为 109mm 2 按圆整后地中心距修正螺旋角 47 13 1092 2 8323 arccos 2 arccos 21 a mZZ n 圆整后取 mmB60 2 mmB65 1 个人收集整理 仅供参考 10 36 3 计算齿轮地分度圆直径 mm mZ d mm mZ d n 7 170 47 13cos 283 cos 1 59 47 13cos 5 223 cos 22 2 1 1 4 计算 齿轮地齿根圆直径 mmmdd mmmdd nf nf 45 1645 25 2 7 1705 2 85 525 25 2 1 595 2 22 11 5 计算齿轮宽度 mmdb d 1 59 1 591 1 所以取 mmB60 2 mmB65 1 5 验算 N d T Ft5298 1 59 15656022 1 1 mmNmmN b FK tA 100 6 89 1 59 52981 所以此齿轮设计符合要求 由于是同轴式二级齿轮减速器 因此两对齿轮取成完全一样 这样保证了中心 距 完全相等地要求 且根据低速级传动计算得出地齿轮接触疲劳强度以及弯曲疲 劳强度一定满足高速级齿轮传动地要求 LDAYt 所以齿轮地各参数如下表 齿轮 参数 高速级齿轮 1中间轴齿轮 2中间轴齿轮 3低速级齿轮 4 材料45Cr 调质 硬度为 280HBS 45 钢 调质 硬度为 240HBS 45Cr 调质 硬度为 280HBS 45 钢 调质 硬度为 240HBS 齿数 23832383 螺旋角13 47 13 47 个人收集整理 仅供参考 11 36 模数 2 52 5 齿宽 mm 65606560 中心距 mm 109 6 齿轮结构设计 根据后面地轴设计计算 大齿轮做出下图地 a 图形式 而小齿轮由于直径与轴 地直径相差不远 所以设计成齿轮轴地形式 Zzz6Z 六 轴设计 6 1 输入轴地设计 个人收集整理 仅供参考 12 36 1 输入轴上地功率min 960n 5 54 11 rkwP 转速mmNT 4 1 103 54 2 求作用在齿轮上地力 NFF N a FF N d T F ta n tr t 36747 13tan1533tan 574 47 13cos 20tan 1533 cos tan 1533 59 1 103 5422 4 1 1 3 初定轴地最小直径 选轴地材料为 钢 调质处理 根据表 取于是由式112 A 初步估算轴地最小直径mmnPAd 818960 5 54112 3 3 11min 这是安装联轴器处轴地最小直径 由于此处开键槽 校正值 21 d 联轴器地计算转矩 查表 14 1 取mmd4 719 51 818 21 1 TKT Aca 则3 1 A KmmNTKT Aca 58890103 543 1 4 1 查 机械设计手册 软件版 选用 GB5014 2003 中地 LX1 型弹性柱销联轴器 其公称转矩为 250 000N 半联轴器地孔径 轴孔长度mm24 L 38 Jdvzfv 型轴孔 相应地 轴段 1 地直径 轴段 1 地长度应比联轴器主动端轴孔mmd24 1 长度略短 故取mml36 1 个人收集整理 仅供参考 13 36 4 轴地结构设计 1 拟定轴上零件地装配方案 见前图 2 根据轴向定位地要求确定轴地各段直径和长度 1 为满足半联轴器地轴向定位要求 轴段右端需制出一轴肩 轴肩高 度 故取 段地直径dh1 0 07 0 mmd27 2 2 初选型号 6 6 地深沟球轴承 参数如下 基本额定动载荷135530 BDdmmda36 mmDa49 基本额定静载荷KNCr 213 KNC r 3 8 故 轴段 7 地长度与轴承宽度相同 故取mmdd30 73 mml13 7 3 轴段 4 上安装齿轮 为便于齿轮地安装 应略大与 可取 4 d 3 dmmd36 4 齿轮左端用套筒固定 为使套筒端面顶在齿轮左端面上 即靠紧 轴段 4 地长度 应比齿轮毂长略短 若毂长与齿宽相同 已知齿宽 故取 4 lmmb60 rqyn1 mml58 4 4 齿轮右端用肩固定 由此可确定轴段 5 地直径 轴肩高度 dh1 0 07 0 取 故取mmd40 5 hl4 1 5 mml6 5 为减小应力集中 并考虑右轴承地拆卸 轴段 6 地直径应根据 6006 深沟球轴承 地定位轴肩直径确定 即 a dmmdd a 36 6 5 取齿轮端面与机体内壁间留有足够间距 H 取 取轴承上靠近机mmH12 体内壁地端面与机体内壁间地距离 S 8mm 取轴承宽度 C 50mm 由机械设计手册 可查得轴承盖凸缘厚度 e 10mm 取联轴器轮毂端离 K 20mm Emxvx 故 mmlsHl mmlbHsBl mmKeBsCl 14 35 59 56 43 2 取齿轮齿宽中间为力作用点 则可得 mmL78 1 mmLL 5 56 32 6 键连接 个人收集整理 仅供参考 14 36 齿轮 半联轴器与轴地周向定位均采用平键连接 由表 6 1 查得 平键截面 b h 10mm 8mm 键槽用键槽铣刀加工 长为 45mm 同 时为保证齿轮和轴地配合有良好地对中性 故选择齿轮轮毂与轴地配合 为 H7 n6 同样 半联轴器与轴地连接 选用平键为 8mm 7mm 28mm 半联轴器与轴地配合为 H7 k6 5 轴地受力分析 1 画轴地受力简图 2 计算支承反力 在水平面上 N F FF t HH 5766 2 1533 2 21 在垂直面上 个人收集整理 仅供参考 15 36 N LL d FLF FM ar v 383 5 56 5 56 2 159 367 5 56574 2 0 32 3 12 故NFFF vrv 191383574 12 总支承反力 NFFF vH 857383 5766 222 1 2 11 NFFF vH 790191 5766 222 2 2 22 3 画弯矩图 mmNLFMM HHH 5 243307 5 56 5766 2121 mmNLFM vv 521639 5 56383 211 mmN d FLFM avv 5 610794 2 212 mmNMMM vH 7 649412 5216395 243307 222 1 2 11 mmNMMM vH 3446325 6107945 243307 222 2 2 22 4 画扭矩图 见前图 6 校核轴地强度 C 剖面左侧 因弯矩大 有转矩 还有键槽引起地应力集中 故 C 剖面左侧 为危险剖面 3 2 3 2 3 2179 302 530 510 301 0 2 1 0mm d tdbt dW 3 2 3 2 3 4879 302 530 510 302 0 2 2 0mm d tdbt dWT mpa W M ba 22 2 2179 7 648412 0 m mpa W T T T 8 29 mpa T ma 4 64 2 轴地材料为 45 刚 调质处理 由 表 15 1 查得 mpa B 640 截面上由于轴肩而形成地理论应力集中系数及mpa275 1 mpa155 1 个人收集整理 仅供参考 16 36 按附表 3 2 查取 因 经插值后可查得 03 0 30 1 d r 2 1 30 36 d D 09 2 66 1 又由附图 3 1 可得轴地材料地敏性系数为 74 0 q77 0 q 故有应力集中系数按式 附 3 4 为 81 1 109 2 74 0 1 1 1 qk 51 1 166 1 77 0 1 1 1 qk 由附图 3 2 得尺寸系数由附图 3 3 得扭转尺寸系数 77 0 88 0 由附图 3 4 得 92 0 轴未经表面强化处理 即 则按式 3 12 及 3 12a 得综合系数值为1 q 44 2 1 92 0 1 77 0 81 1 1 1 k K 81 1 1 92 0 1 88 0 51 1 1 1 k K 由3 1 及3 2 得碳钢地特性系数 取2 0 1 0 1 0 取1 0 05 0 05 0 于是 计算安全系数值 按式 15 6 15 8 则得 ca S 09 6 01 0 5 1844 2 275 1 ma K S 15 23 6 305 06 381 1 155 1 ma K S 故安全5 1 3 189 5 22 S SS SS Sca 7 按弯矩合成应力校核轴地强度 个人收集整理 仅供参考 17 36 对于单向转动地转轴 通常转矩按脉动循环处理 故取折合系数 则6 0 mpa W TM ca 8 425 22 查表 15 1 得 60mpa 因此 故安全 1 1 ca 8 校核键连接强度 联轴器 mpa hld T p 944 2 8 28 724 4530044 1 1 查表得 故强度足够 mpa p 150 120 pp 齿轮 mpa hld T p 18 1045 836 4530044 1 1 查表得 故强度足够 mpa p 150 120 pp 9 校核轴承寿命 轴承载荷 轴承 1 径向 NFFr857 11 轴向 NFF aa 367 1 轴承 2 径向 NFFr790 22 轴向 0 2 a F 因此 轴承 1 为受载较大地轴承 按轴承 1 计算 e F F r a 42 0 857 367 1 1 按表 13 6 取按表 13 5 X 1 Y 02 1 0 1 p f2 1 p f 故 NYFXFfP arp 8688 36705741 2 1 h P C n L r h 53 6 3 6 10 21 8688 13200 96060 10 60 10 个人收集整理 仅供参考 18 36 查表 13 3 得预期计算寿命 hh LL 12000 6 2 中间轴设计 1 中间轴上地功率 转矩min 7 6266n 7 34 22 rkwP 转速 mmNT 4 2 10656 15 2 求作用在齿轮上地力 高速大齿轮 NFF N a FF N d T F ta n tr t 39447 13tan1834tan 866 47 13cos 20tan 1834 cos tan 1834 0 717 1056 61522 11 11 4 2 2 1 低速小齿轮 NFF N a FF N d T F ta n tr t 126947 13tan5298tan 1983 47 13cos 20tan 5298 cos tan 5298 59 1 1056 61522 11 11 4 2 2 1 3 初定轴地最小直径选轴地材料为 钢 调质处理 根据表 取于是由式 初步估算轴地最小直径112 A mmnPAd 4287 6266 7 34112 3 3 22min 这是安装联轴器处轴地最小直径 取轴段 1 地直径 21 dmmd29 1 个人收集整理 仅供参考 19 36 4 轴地结构设计 1 拟定轴上零件地装配方案 见前图 2 根据轴向定位地要求确定轴地各段直径和长度 1 初选型号 6307 地深沟球轴承 参数如下 基本额定动载荷218035 BDdmmda44 mmDa71 基本额定静载荷 KNCr2 33 KNC r 2 19 1 d35 5 d 1 lmml41 5 2 轴段 2 上安装大齿轮 取 齿轮左端与左端轴承采mmd40 2 mml58 2 用套筒定位 为使大齿轮轴向定位 取mm 又由于考虑到与高 低速轴45 3 d 地配合 取 轴段 4 上安装小齿轮 取 SixE2 mml90 3 40 4 dmml63 4 3 键连接 大小齿轮与轴地周向定位都选用平键 12mm 8mm 50mm 为了保证齿轮与轴配 合有良好地对中性 故选齿轮轮毂与轴地配合为 H7 n6 滚动轴承与轴地周向 定位是由过渡配合来保证地 此处选轴地直径公差为 m66ewMy 5 求轴上地载荷 首先根据轴地结构图作出轴地计算简图 轴地支撑跨距为 mml54 1 5mm152 2 lmm 5 52 3 l 根据轴地计算简图作出轴地弯矩图和扭矩图 从轴地结构图以及扭矩和弯 矩图可以看出截面 C 是轴地危险截面 1 画轴地受力简图 个人收集整理 仅供参考 20 36 2 计算支承反力 在水平面上 N LLL LLFLF F tt H 2524 321 32132 1 NFFFF HttH 4608 1212 在垂直面上 个人收集整理 仅供参考 21 36 N LLL LLF d FLF FM rar v 995 2 0 321 321 1 132 12 故NFFFF vrrv 1674 1212 3 总支承反力 NFFF vH 27139952524 222 1 2 11 NFFF vH 490316744608 222 2 2 22 4 画弯矩图 mmNLFMM H H H 136296542524 11 1 1 mmNLFM vv 5373054995 111 mmN d FLFM av v 40758 2 111 1 mmNMMM vH 16042 2 1 2 11 mmNLFM HH 241920 5524608 32 2 mmNLFMM vvv 87885 5521674 32 22 mmNMMM vH 257389 2 2 2 22 5 画扭矩图 如前图 6 校核轴地强度 低速小齿轮剖面 因弯矩大 有转矩 还有键槽引起地应力集中 故低速小齿 轮剖面为危险剖面 3 2 3 2 3 5328 402 540 512 401 0 2 1 0mm d tdbt dW 3 2 3 2 3 11728 402 540 512 402 0 2 2 0mm d tdbt dWT mpa W M ba 348 5328 257389 0 m mpa W T T T 313 mpa T ma 5 66 2 个人收集整理 仅供参考 22 36 轴地材料为 45 刚 调质处理 由 表 15 1 查得mpa B 640 截面上由于轴肩而形成地理论应力集中系数及mpa275 1 mpa155 1 按附表 3 2 查取 因 经插值后可查得 kavU4 038 0 40 5 1 d r 13 1 40 45 d D 09 2 66 1 又由附图 3 1 可得轴地材料地敏性系数为 78 0 q83 0 q 故有应力集中系数按式 附 3 4 为 85 1 109 2 78 0 1 1 1 qk 55 1 166 1 83 0 1 1 1 qk 由附图 3 2 得尺寸系数由附图 3 3 得扭转尺寸系数 72 0 85 0 由附图 3 4 得 92 0 轴未经表面强化处理 即 则按式 3 12 及 3 12a 得综合系数值为1 q 44 2 1 92 0 1 77 0 81 1 1 1 k K 81 1 1 92 0 1 88 0 51 1 1 1 k K 由3 1 及3 2 得碳钢地特性系数 取2 0 1 0 1 0 取 1 0 05 0 05 0 于是 计算安全系数值 按式 15 6 15 8 则得 ca S 09 6 01 0 5 1844 2 275 1 ma K S 15 23 6 305 06 381 1 155 1 ma K S 个人收集整理 仅供参考 23 36 故安全5 1 3 189 5 22 S SS SS Sca 7 按弯矩合成应力校核轴地强度 对于单向转动地转轴 通常转矩按脉动循环处理 故取折合系数 则6 0 mpa W TM ca 451 22 查表 15 1 得 60mpa 因此 故安全 1 1 ca 8 校核键连接强度 高速齿轮 mpa hld T p 551 1250 840 15656044 3 2 查表得 故强度足够 mpa p 150 120 pp 低速齿轮 mpa hld T p 551 1250 840 15656044 3 2 查表得 故强度足够 mpa p 150 120 pp 9 校核轴承寿命 轴承载荷 轴承 1 径向 NFFr2713 11 轴向 NFF aa 830 1 轴承 2 径向 NFFr4903 22 轴向 0 2 a F 因此 轴承 1 为受载较大地轴承 按轴承 1 计算 查表 13 5 得 X 1 Y 0 按表 13 6 取 e F F r a 31 0 2713 830 1 1 2 1 0 1 p f2 1 p f 故 NYFXFfP arp 2713 h P C n L r h 114535 60 10 3 6 查表 13 3 得预期计算寿命 hh LL 12000 个人收集整理 仅供参考 24 36 6 3 输出轴设计 1 输出轴上地功率min 08 74n 24 33 rkwP 转速 转矩mmNT 4 1 10107 54 2 求作用在车轮上地力 NFF N a FF N d T F ta n tr t 438647 13tan18310tan 6853 47 13cos 20tan 18310 cos tan 18310 59 1 1007 15422 4 1 1 3 初定轴地最小直径 选轴地材料为 钢 调质处理 根据表 取于是由式112 A 初步估算轴地最小直径这是安装联轴器处轴mmnPAd72 3 33min 地最小直径 由于此处开键槽 取 联轴器地计 21 dmmd 42805 127 min 算转矩 查表 14 1 取 y6v3A 1 TKT Aca 3 1 A K 则mmNTKT Aca 7033911007 1543 1 4 1 查 机械设计手册 选用 GB5014 2003 中地 LX3 型弹性柱销联轴器 其公 称转矩为 1250N 半联轴器地孔径 轴孔长度 L 60 J 型轴孔 mm32 相应地 轴段 1 地直径 轴段 1 地长度应比联轴器主动端轴孔长度略mmd32 1 短 故取M2ub6 mml58 1 个人收集整理 仅供参考 25 36 4 轴地结构设计 1 拟定轴上零件地装配方案 见前图 2 根据轴向定位地要求确定轴地各段直径和长度 1 为满足半联轴器地轴向定位要求 轴段右端需制处一轴肩 轴肩高 度 故取 段地直径dh1 0 07 0 mmd36 2 2 初选型号 6308 地深沟球轴承 参数如下 239040 BDdKNCr 840 KNC r 24 故 轴段 7 地长度与轴承宽度相同 故取mmdd40 73 mml23 7 3 轴段 4 上安装齿轮 为便于齿轮地安装 应略大与 可取 4 d 3 dmmd45 4 齿轮左端用套筒固定 为使套筒端面顶在齿轮左端面上 即靠紧 轴段 4 地长度 应比齿轮毂长略短 若毂长与齿宽相同 已知齿宽 故取 4 lmmb60 0YujC mml56 4 4 齿轮右端用肩固定 由此可确定轴段 5 地直径 轴肩高度 dh1 0 07 0 取 故取mmd52 5 hl4 1 5 mml8 5 为减小应力集中 并考虑右轴承地拆卸 轴段 6 地直径应根据 6308 深沟球轴承 地定位轴肩直径确定 即 a dmmdd a 49 6 5 取齿轮端面与机体内壁间留有足够间距 H 取 取轴承上靠近mmH12 机体内壁地端面与机体内壁见地距离 S 8mm 取轴承宽度 C 50mm 由机械设计手 册可查得轴承盖凸缘厚度 e 10mm 取联轴器轮毂端面与轴承盖间地距离 K 20mm eUts8 故 mmlsHl mmlbHsBl mmKeBsCl 12 46 49 56 43 2 取齿轮齿宽中间为力作用点 则可得 mmL 5 92 1 mmLL 559 32 5 轴地受力分析 1 画轴地受力简图 个人收集整理 仅供参考 26 36 2 计算支承反力 在水平面上 N F FF t HH 9155 2 18310 2 21 在垂直面上 N LL d FLF FM ar v 64515 5 59 5 59 2 159 4386 5 596853 2 0 32 3 12 故NFFF vrv 42337 645156853 12 总支承反力 NFFF vH 10208 645159155 222 1 2 11 NFFF vH 9449 423379155 222 2 2 22 3 画弯矩图 mmNLFMM HHH 5 544722 5 599155 2121 个人收集整理 仅供参考 27 36 mmNLFM vv 2268678 5 59 64515 211 mmN d FLFM avv 9139071 2 212 故 mmNMMM vH 1607380 2268678 5544722 222 1 2 11 mmNMMM vH 3562195 9139071 5544711 222 2 2 22 4 画转矩图 见前图 6 校核轴地强度 C 剖面左侧 因弯矩大 有转矩 还有键槽引起地应力集中 故 C 剖面左侧 为危险剖面 3 2 3 2 3 5014 402 5 740 5 714 401 0 2 1 0mm d tdbt dW 3 2 3 2 3 11414 402 5 740 5 714 402 0 2 2 0mm d tdbt dWT mpa W M ba 4 1121 5014 1607380 0 m mpa T ma 723 2 轴地材料为 45 刚 调质处理 由 表 15 1 查得 mpa B 640 截面上由于轴肩而形成地理论应力集中系数及mpa275 1 mpa155 1 按附表 3 2 查取 因 经插值后可查得sQsAE 03 0 40 1 d r 21 40 45 d D 又由附图 3 1 可得轴地材料地敏性系数为 09 2 66 1 74 0 q 故有应力集中系数按式 附 3 4 为77 0 q 81 1 109 2 74 0 1 1 1 qk 51 1 166 1 77 0 1 1 1 qk 由附图 3 2 得尺寸系数由附图 3 3 得扭转尺寸系数 77 0 88 0 由附图 3 4 得 92 0 个人收集整理 仅供参考 28 36 轴未经表面强化处理 即 则按式 3 12 及 3 12a 得综合系数值为1 q 44 2 1 92 0 1 77 0 81 1 1 1 k K 81 1 1 92 0 1 88 0 51 1 1 1 k K 由3 1 及3 2 得碳钢地特性系数 取2 0 1 0 1 0 取1 0 05 0 05 0 于是 计算安全系数值 按式 15 6 15 8 则得 ca S 9 06 01 0 51844 2 275 1 ma K S 15 23 6305 0 6381 1 155 1 ma K S 5 1 3 19 85 22 S SS SS Sca 故安全 7 按弯矩合成应力校核轴地强度 对于单向转动地转轴 通常转矩按脉动循环处理 故取折合系数 则6 0 mpa W TM ca 7 654 22 查表 15 1 得 60mpa 因此 故安全 1 1 ca 8 校核键连接强度 联轴器 mpa hld T p 5103 2 10 45 832 54107044 1 3 查表得 故强度足够 mpa p 150 120 pp 个人收集整理 仅供参考 29 36 齿轮 mpa hld T p 7112 1045 945 54107044 1 3 查表得 故强度足够 mpa p 150 120 pp 9 校核轴承寿命 轴承载荷 轴承 1 径向 NFFr10208 11 轴向 NFF aa 4386 1 轴承 2 径向 NFFr9449 22 轴向 0 2 a F 因此 轴承 1 为受载较大地轴承 按轴承 1 计算 e F F r a 43 0 10208 4386 1 1 按表 13 5 取 X 1 Y 0 按表 13 6 取 故0 1 p f NYFXFfP arp 10208 43860102081 0 1 h P C n L r h 14365 10208 40800 8 07460 10 60 10 3 6 3 6 查表 13 3 得预期计算寿命 hh LL 12000 7 箱体结构及减速器附件设计 7 1 箱体架构 1 箱体材料选择 减速器地箱体采用铸造 HT200 制成 采用剖分式结构 为了保证齿轮配 合质量 大端盖分机体采用配合 6 7 is H 2 箱体地性能 1 机体有足够地刚度 在机体外加肋 外轮廓为长方形 增强了轴承座刚度 个人收集整理 仅供参考 30 36 2 考虑到机体内零件地润滑 密封散热 因其传动件速度小于 12m s 故采用侵油润油 同时为了避免油搅得沉渣 溅起 齿顶到油池底面地距离 H 为 40mm 为保证机盖与机座连接处密封 联接凸缘应有足够地宽度 联接表面应精创 其表面粗糙度为 GMsIa 3 6 3 机体结构有良好地工艺性 铸件壁厚为 10 圆角半径为 R 3 机体外型简单 拔模方便 3 箱体地尺寸如下 目地分析过程结论 机座壁厚 0 025a 5 8mm 机盖壁厚 1 1 0 025a 5 8mm 机座凸缘壁厚 b 1 5 12mm 机盖凸缘壁厚 b1 1 5 1 12mm 机座底凸缘壁厚 b2 2 5 20mm 地脚螺钉直径df 0 036a 1216 3mm 地脚螺钉数目a1 2 12mm 齿轮端面与箱体内壁 距离 2 2 10 mm 两齿轮端面距离 4 20 20 mm df d1 d2 至外机壁距离C1 1 2d 5 8 C1f 28mm C11 23mm C12 21mm df d1 d2 至凸台边缘距 离 C2C2f 24mm C21 19mm C22 15mm 机壳上部 下部 凸 缘宽度 K C1 C2Kf 48mm K1 38mm K2 33mm 轴承孔边缘到螺钉 d1 中心线距离 e 1 1 2 d113mm 轴承座凸起部分宽度 L1 C1f C2f 3 5 52 mm 吊环螺钉直径dq 0 8df13mm 4 箱体地结构 个人收集整理 仅供参考 32 36 7 2 附件设计 1 视孔盖和窥视孔 个人收集整理 仅供参考 33 36 在机盖顶部开有窥视孔 能看到传动零件齿合区地位置 并有足够地空间 以便于能伸入进行操作 窥视孔有盖板 机体上开窥视孔与凸缘一块 有便于 机械加工出支承盖板地表面并用垫片加强密封 盖板用铸铁制成 用 M6 紧固 TIrRG 2 油螺塞 放油孔位于油池最底处 并安排在减速器不与其他部件靠近地一侧 以便 放油 放油孔用螺塞堵住 因此油孔处地机体外壁应凸起一块 由机械加工成 螺塞头部地支承面 并加封油圈加以密封 7EqZc 3 油标 油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处 油尺安置地部位不能太低 以防油进入油尺座孔而溢出 4 通气孔 由于减速器运转时 机体内温度升高 气压增大 为便于排气 在机盖顶 部地窥视孔改上安装通气器 以便达到体内为压力平衡 lzq7I 5 盖螺钉 启盖螺钉上地螺纹长度要大于机盖联结凸缘地厚度 钉杆端部要做成圆柱形 以免破坏螺纹 6 定位销 为保证剖分式机体地轴承座孔地加工及装配精度 在机体联结凸缘地长度 方向各安装一圆锥定位销 以提高定位精度 zvpge 7 吊钩 在机盖上直接铸出吊钩和吊环 用以起吊或搬运较重地物体 8 润滑与密封 1 齿轮地润滑 个人收集整理 仅供参考 34 36 采用浸油润滑 由于低速级周向速度为 所以浸油高度约为六分之一大齿 轮半径 2 滚动轴承地润滑 由于轴承周向速度为 所以宜开设油沟 飞溅润滑 3 润滑油地选择 齿轮与轴承用同种润滑油较为便利 考虑到该装置用于小型设备 选用 L AN15 润滑油 4 密封方法地选取 选用凸缘式端盖易于调整 采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密 封 9 设计总结 带式输送机传动装置设计 是我们大学里所接触到地第一次最全面地设计 从电 动机地选择到齿轮地选择 再到轴地选择 箱体地选择 从力地分析到材料地 选择 再到几何尺寸地计算 全部都要我们自己来完成 其中地艰辛是难以比拟 但是在这次课程设计中我们也是受益匪浅