TDY型油冷式电动滚筒设计（全套含CAD图纸）
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下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396说明书毕业生姓名：专业：学号：指导教师:所属系（部）：下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396I毕业设计评阅书题目：TDY型油冷式电动滚筒机电系机电一体化专业姓名设计时间：评阅意见：成绩：指导教师：（签字）职务：下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396II答辩记录卡机电系机电一体化专业姓名答辩内容问题摘要评议情况记录员：（签名）成绩评定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。专业答辩组组长：（签名）下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396i摘要本次设计题目是TDY型油冷式电动滚筒，电动滚筒是将电动机和减速齿轮装在滚筒内的一种驱动型式。内齿轮固装在滚筒端盖上，电动机经两级减速齿轮带动滚筒旋转。油冷式电动滚筒，在滚筒空腔内装有润滑油，滚筒旋转时，油液冲刷电机外壳进行冷却，并润滑齿轮传动系统。电动滚筒结构紧凑，带式输送机采用这种形式，能使整机体小轻便。说明书对运输设备电动滚筒设计作了系统的论述，任务书已给定了合适的电动机。我主要对齿轮和轴等传动部件进行设计。首先，画出了电动滚筒的传动简图，其次，对其高速级齿轮和低速级齿轮进行设计，再次是轴的设计，最后总结这次设计。关键词：轴齿轮、内啮合、法兰轴。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396iiAbstractThedesignisentitledTDY-oil-coolelectricdrum,theelectricmotorandthedrumistheslowdowninthedrumgearmountedonadrivetype.GearSolid,installedintherollercover,reducespeedgearmotordrivenbytworotatingdrum.Oil-coolelectricdrum,drumcavitycontentsarelubricants,rotatingdrum,motoroilwashedshellforcoolingandlubricatinggeartransmissionsystem.Compactelectricdrum,beltconveyorsusethisformtoenablesmallCancausethecompletemachinebodysmallfacile.Manualfortransportationequipment,electricalsystemsdesignofthedrumon,thetaskhasbeengiventheappropriatemotor.Mymainaxisofgearandtransmissioncomponents,suchasthedesign.First,drawadiagramoftransmissionofelectricdrum,andsecondly,itshigh-levelandlow-speedgear-geardesign,onceagainistheaxisofdesign,summedupthefinaldesign.Keywords:AxisGear,Internal,flangeaxis.下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396iii目录第一篇概述1第一章冷式电动滚筒介绍1第二章使用范围及焦点1第三章工作条件1第四章吊用安装1第五章使用、维修及故障排除2第一节用前准备2第二节生产使用2第三节维护与保养3第二篇机械传动的选择和设计原则5下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396iv第一章机械传动类型的选择原则5第二章机械传动系统的选择原则5第三章机械传动设计原则6第三篇油冷式电动滚筒传动部分设计7第一章传动简图7第二章齿轮的设计8第一节高速级齿轮的设计8第二节高速级齿轮的变位14第三节低速级齿轮的设计与校核18第四篇减速系统轴的设计与校核26第一章轴的特点及设计步骤26第二章轴的设计27第五篇轴承的寿命计算34第一章计算轴承4230P的使用寿命34第二章计算42311轴承的使用寿命34结束语35参考资料36致谢37下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396v下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396vi下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396vii1第一篇概述第一章冷式电动滚筒介绍油冷式电动滚筒是以电动机为动力，靠胶带的连续运动传送各种物料的一种新型内部驱动装置。第二章使用范围及焦点1、可以代替目前广泛使用着的电机减速器型式的外驱动装置，用来构成胶带输送机，可输送煤炭、矿石、沙子、面粉等散装物料，也可以输送麻包、设备等成件物品。2、结构简单紧凑，占用空间面积小。3、密封良好，适用于粉尘浓度大、潮湿泥泞的工作场所。4、使用维修方便，操作安全可靠，寿命长。5、能源消耗少，且容易实现集中控制。6、可满足各种逆止、制动、包胶等需求。第三章工作条件1、使用环境温度为-15、+40；2、海拔不超过1000米；3、输送物料的温度不超过60；4、电压380V，频率50Hz。第四章吊用安装1、通过两个支座上的吊环即可用起重机械将电动滚筒韵致安装现场。2、将两支座用螺栓固定在运输机机架上。个螺栓均必须加垫圈并拧紧，母机架2必须牢固的安装在基础上。3、安装时应使支座底平面处于水平位量，需要倾斜时倾斜角不得超过5度。4、通过电动滚筒左端盖上的注油孔向滚筒内注XN46号机油，并使其液面达到滚筒直径的1/3高度。5、完成以上步骤后，用手旋转滚筒，应转动灵活，无卡滞现象。6、旋开接线盒，使电机引线与电器控制柜中的旋转方向是否正确，反转时应予以调整。7、接通电源，启动滚筒。检查滚筒的旋转方向是否正确，反转时应予以调整。8、单向旋转滚筒装有逆止装置。电机接线时应根据滚筒的旋转方向查出电机的旋转方向，电机的旋转方向与滚筒的转向相反，不能查出电机的转向时，可带电点动查出。逆止装置在外部的，可将逆止装置紧固螺栓拆下，使止口与滚筒端盖脱开即可点动查出。第五章使用、维修及故障排除第一节用前准备1、电动滚筒应在不高于40的环境温度下工作。2、电器控制线路中应安装与所选用的电动滚筒相配套的过载、单相运行及紧急制动等保护装置，并使机体外壳有良好的接地。3、输送机的所有零部件均应按照有关规定准确无误地进行安装，然后即可进车。4、分为空载和负载两各阶段进行。空载时，整机应运转平稳，无冲击及较大的周期性噪音。负载试车应在空载试车一切正常后进行。5、试车时，应先开车后投料、并使物料均匀、连续和缓慢地投入，停车前应先停止加料，待物料排空后再停车。第二节生产使用1、送机输料前，应先空转片刻，带运转正常后方可投料。32、物料的投放应均匀、连续，并避免超载。3、生产过程中应尽量避免输送机的频繁启动和制动。4、生产人员应严格遵守操作规程，以免发生安全事故。5、使用过程中，一旦发生故障，应立即停车检查，予以排除。第三节维护与保养（一）维护1、生产过程中应根据被输送物料的性质，适时进行清除，保持输送机的各部位的清整洁。2、电动滚筒每一年更换一次润滑油，发现有渗漏现象，应检查密封部位，并更换一摩损的密封件。3、检查、调整、清扫等工作不允许在运转情况下进行。（二）保养1、通过滚筒左端盖上的放油孔将滚筒内的润滑油排放干净。2、将滚筒拆开，其步骤是：将左法兰轴端接线盒极左支座和左端盖螺栓拆下，再将右端盖螺栓机油支座拆下用吊环吊起，右法兰轴就可吊出。3、将滚筒内的各部件及其内壁清洗干净。4、重新为各轴承（包括电机轴承在内共六只），注入足够量的钙钠基润滑脂。5、更换电机及滚筒体上的各密封圈和油封，所更换的密封圈及油封必须完整无损，光滑整圆，没有微小的凸起和凹陷，也不能有褶皱，其材质必须用耐油橡胶。6、电机绕组对机壳及相互间的绝缘电阻应不小于5兆欧，否则应进行浸漆及烘干处理。7、检查各轴承、逆止器及齿轮的磨损情况，不能用的予以更换。8、滚筒的组装应按拆开时的相反步骤进行，并由专门人员负责，以保证质量。9、湘滚筒内注入新的N46号机油，并使液面高度达到滚筒直径的1/3。10、照5.1条进行试车，一切正常后可投入生产。故障排除（见表）4故障情况检查部位分析原因维修方法1电路因超载导致断电或电路故障减少输送量和检修电路滚筒停转2电机电机损坏检修电机1电机轴伸端油封油封磨损更换油封机油渗入电机2润滑油液面高度注入润滑油过多使页面保持滚筒直径的1/31两端纸垫或油封纸垫或油封损坏更换纸垫或油封滚筒渗油2两端各坚固螺栓紧固螺栓松动紧固各螺栓滚筒噪音异常各紧固螺栓、轴承、齿轮紧固螺栓松动，轴承、齿轮损坏1拧紧各部螺栓2不能使故障排除时则应建厂各轴承及齿轮，若有损坏，更换之1安装不良建厂安装质量，重新调整2投料不对中调节投料装置3张紧装置调节不均匀调节张紧装置4胶带过松张紧胶带胶带跑偏或打滑胶带、滚筒或张紧装置5滚筒外壳粘料清除粘料反向不逆止逆止器逆止器损坏检修若不能检修就更换5第二篇机械传动的选择和设计原则第一章机械传动类型的选择原则机械传动类型的选择关系到整个机器的运动方案设计和工作性能参数，只有经过多种方案的分析与比较，才能较合理的选用机械传动的类型。机械传动类型的选择依据：1、工作机构的性能参数；2、动力机的机械特性；3、机械传动系统在性能、尺寸、重量和布置上的要求；4、工作环境，如高温、低温、潮湿、多尘、易燃及防爆等；5、制造工艺性和经济要求，如制造和维修费用，生产批量，使用寿命和传动效率等。第二章机械传动系统的选择原则1、当动力机的功率，转速或运动形式完全符合工作机构的工矿要求时，可将动力机的输出轴与工作机构的输入轴用联轴器直接连接。这种直接连接方式不仅结构简单，而且传动效率也高。但是，当动力机输出轴和工作机构的输入轴不在同一轴线上时，如两轴平行，相互或交错，也需要采用一定的机械传动装置。2、在一般情况下，尽管动力机的输出功率满足工作机构的要求，但输出的转速、扭矩和运动形式很难符合工作机构的多种需求。这时就需要采用某种机械传动装置。这是绝大多数机器设计的共同特点。3、在固定传动比传动系统，当输入轴的转速保持不变时，其输出轴的转速也是不变的，即在这种情况下，如动力机可调速而工作机构的载荷变化不大，或者工作机构有调速要求并与动力机的调速范围相适宜，可采用固定传动比传动装置。4、当工作机构要求的调速范围较大，或用动力机调速的机械特性不能满足要求时，可采用可调传动比传动，无级变速传动结构复杂，造价较高，因而，在满足工6作要求的前提下应尽量采用有级变速传动。第三章机械传动设计原则1、机械传动应满足机器生产过程和工艺动作的要求。2、机械传动系统应力求简单，并尽可能采用最适合的传动级数，以减小传动装置的外轮廓尺寸和提高传动系统的运动精度及效率。设计时，既要考虑各种传动的特点和使用场合，又要注意各类传动在传动比、圆周速度、功率和效率等方面允许的最大值和常用范围。这时确定传动级数的主要依据。3、当机械需要长期连续运转或功率较大时，应选用高效率的机械传动系统。4、在机械系统中，确定各种传动的先后次序应充分考虑各自的传动特点和使用条件，如圆柱齿轮传动，为缩小传动装置的尺寸，闭式传动应放在高速级，而开式传动可放在低速级。5、当机械传动系统只进行减速、增速或变速，而对其尺寸、结构没有特殊要求时，可将机械传动装置作成独立部件，如减速器、增速器或变速器等。设计时应力求采用各种型号的标准系列部件。对于矿山机械，如刮板输送机、胶带输送机提升机、和各种小型绞车等，一般采用专门设计的矿用非标准减速器。6、当工作机构对机械系统有特殊要求时，如结构应特别紧凑或运动方式需要特殊变换时，通常机械传动系统与工作机构做成一个整体部件，或者将整体传动系统组装于机体之内成为机器不可分割的一部分。我们设计的油冷式电动滚筒，传动简图见图2-1，其中电机已经给定，只设计齿轮减速部分，其包括齿轮和轴，考虑到滚筒结构我们需把第一级齿轮传动设计成外啮合齿轮传动，第二级传动设计成内啮合齿轮传动。图2-1油冷式电动滚筒结构简图71、电动机2、高速级齿轮传动3、低速级齿轮传动4、运输机主动滚筒5、支座第三篇油冷式电动滚筒传动部分设计第一章传动简图功率带宽带速滚径电机转速18kw1000mm2.8m/s630mmYG180L980r/min两轴中心距A145mm传动简图如下：图3-1齿轮机构一般用于传递任意两轴之间的运动和动力，是应用最广，同时也是最古老的传动机构之一，它是通过齿轮的啮合来实现传动要求的。因此同摩擦轮、带轮等机械传动相比较，其显著特点是：传动比稳定，工作可靠，效率高（一般可达94%96%以上），寿命较长，使用的模数范围、直径范围、圆周速度和功率范围广（模数0.05mm75mm,直径从1mm10mm，圆周速度从0.1m/s300m/s，从微型齿轮的百分之几千瓦到大型动力机械的百万千瓦）。齿轮传动的特点：1、瞬间传动比恒定。非圆齿轮传动的瞬间传动比又能按需要的变化规律来设计；82、传动比范围大，可由于减速或增速；3、速度（直节圆圆周速度）和传递功率的范围大，可用于高速（V40m/s）,中速和低速（V25m/s）的传动；4、传动效率高，一对高精度的渐开线圆柱齿轮，效率可达99%以上；5、结构紧凑，使用用于近距离传动；6、执照成本较高，某些具有特殊齿形或精度很高的齿轮，因需要专用或高精度的机床，刀具和仪量等，故执照工艺复杂，成本高；7、精度不高的齿轮，传动时噪声、震动和冲击大，污染环境；8、无过载保护作用。按齿轮的工作条件，可分为闭式传动和开式传动两种。必使传动是将齿轮安装在密闭良好的刚性齿轮箱内；并得到良好润滑的齿轮转动，如汽车、机床的变速箱及常用的齿轮减速器等；开始齿轮没有箱体齿轮外露，且不能保证良好的润滑，齿面易磨损，这种窗洞多用于某些农业机械，建筑以及其它简单的机械。按齿轮的硬度可分为软齿面（350HBS）齿面和硬齿面（350HBS）齿轮。第二章齿轮的设计第一节高速级齿轮的设计（一）分配传动比1、计算转速n601000v/D6010002.5/3.1463075.83r/min2、确定总传动比i980/75.8312.92注：电动机转速n2：电动滚筒的转速3、各级传动比的分配9电动滚筒的运转电动机经过第一级外啮合减速，第二级内啮合减速（内齿圈与滚筒连接为一体）从而实现的，这就要求内啮合的结构尺寸很大，而内齿圈的中心距又是确定的（A=135mm），因此，第二级的传动比很大，而第一级传动为啮合中心距145mm，所以第一级传动比不宜过小，根据上述原因，认为选取=2.3，1i=5.8，较为合理并能满足传动要求。2i（二）齿轮传动的计算齿轮传动设计时的参数较多，但不是所有参数都需要进行选择，如压力角、（n）和齿制参数等，是由标准决定的，而模数m、分度圆直径d*,(,)anhc或中心距a等，则是由强度计算决定的，齿数z、尺宽系列和螺旋角等式设计a中的自选参数，在自选参数的选取上，应从承载能力，传动的平稳性和结构尺寸的要求方面来考虑。1、齿数比齿数比=，对于一般减速传动，取68；开式传动和21z手动传动，有时可达68；812。2、齿数z当中心距一定时，齿数取多，则重合度a增大，改善了传动的平稳性，同时，齿数多则模数小，齿顶圆直径小，可使滑动比减小，因此磨损小，胶合的危险性也小，并且又能减少金属切削量，节省材料，降低加工成本。但是齿数增多则模数变小，轮齿的抗弯强度降低，因此，在满足抗弯强度的条件下，易取较多的齿数。通常取1830，闭式传动，硬度小于350HBS，过载不大，易取较大值；对1z负荷平稳，不重要的手动机构甚至可取到=1112，而对高速胶合危险性大的传动，1z推荐用2527。一般减速器中常取+=100200。1z2当齿轮的齿数Z100时，为了便于加工，尽量不使齿数z为质数，在满足传动要求的前提下，尽量使、互为质数，以便分散和齿轮制造误差对传动的影响。1z23、模数m模数有强度计算或结构设计决定，要求圆整为标准值，传递动力的齿轮传动m2mm。初步确定模数时，一般对于软齿面齿轮（齿面硬度350HBS）外啮合传动m=(0.0070.002)a;对于硬齿面齿轮齿面（齿面硬度350HBS）外啮合传动m=(0.0160.0315)a;载荷平稳，中心距大时取小值，反之取大值，开式齿轮传动10m=0.02a左右。4、螺旋角角太小，将失去斜面齿轮的优点；但太大将会引起很大的轴向力。一般取=815，常取812；人字齿轮一般取=2540常取稍大于30。5、齿宽系数齿宽系数取大些，可是中心距及直径d减小，但齿宽系数越大，载荷沿齿宽分布不均匀得现象越严重。齿宽系数常表示为：,admbb一般=0.11.2，闭式传动常用=0.30.6，通用减速器常取=0.4变速aaa箱中换档齿轮常用=0.120.15，开式传动常用=0.10.3，在设计标准减速器aa时，要符合标准中规定的数值，其值为：a0.2、0.25、0.3、0.4、0.5、0.6、0.8、1.0、1.2。一般=0.5（i1），一般=0.42.4。对闭式传动：当齿面硬度小于dad350HBS时，齿轮对称轴承布置并靠近轴承时，=0.81.4；齿轮不对称轴承或悬d臂布置，结构钢度较大时，取=0.61.2，结构钢度较小时，取=0.40.9，当dd齿面硬度大于350HBS时，的数值应降低一倍，对开式齿轮传动=0.30.5。m=0.5（i1）=一般=825。当加工和安装精度高时，可取大些；a1zdm对开式齿轮传动可取=815；对重载低速齿轮传动，可取=2025。mm（一）齿轮精度等级，材料及齿数1、电动滚筒属于一级机械，且转速不是很高，故选择8级精度。2、应载荷平稳，传递功率小，可采用软齿面齿轮，小齿轮运用40Cr调制处理，大齿轮运用45钢调制处理，参考机械零件表T取小齿轮硬度为241286HBS，计算时取小齿轮硬度为260HBS。a大齿轮硬度为230HBSb小齿轮数=24，则=i=2.324=55.2，取=60，=6024=2.5，闭式1z2z12z传动对于齿面硬度小于350HBS的闭式齿轮传动，应按齿面接触强度设计，再按赤根弯曲强度校核。11（二）按齿面接触强度设计设计公式：1312tHEtdkZvm注：弹性制数EZH：节点区域系数标准直齿a=20并确定安装时，=2.5：齿面接触应力HZHQ相啮合的两个齿轮的接触应力是相等的，即=,由于两个齿轮的材料与热12处理一般是不同的，即,故只需对许用接触应力降低的齿轮进行设计计算1HQ2或校核。1、试选载荷系数=1.3（下标t表示试选）tK2、小齿轮传递的转矩：6129.5098T*2437.Nm3、据表7-8，齿轮对称布置，取齿宽系数=0.4；d4、由表7-6查得弹性系数=189.8MPa；EZ5、节点区域系数=2.5；H6、接触疲劳许用应力（按图中MQ线）a)由表7-16b，查得：12705HLimMPab）计算应力循环次数按每日工作两班，每班8小时，工作寿命为十年，每年300工作日计算160NnljLh9(28301)2.8注：nl：齿轮的转速；J：齿轮每转一周时，同一侧齿面啮合齿数；12Lh：齿轮的工作寿命；9921/.80/2.310Nic)由表7-18曲线，得（不许出现点蚀）2,Zd)查表7-9，取许用接触应力.HS11HLimNZS570/.9MPa取最小值带入2He)初步计算小轮轴的直径83dA1112tdHTv32487.6.098059f)初步齿宽1.47.6dbmg)圆周速度1/08Vn3.49/607.3/sh)计算载荷系数按表7-3，取=1；1aK根据6.11m/s和8级精度，按图7-8查得=1.2；2vK按表7-4，有软齿面，8级精度，对称支承；3k=1.15+0.184+0.13b2d310=1.15+0.1152+0.0236382=1.298根据413360/./10/19KAFbNm式中12487.63tTde、计算主要尺寸模数m=/=119/24=4.96取标准值m=4mm11dz分度圆直径21249602dmzm中心距312168a齿宽410.493.dbm取124,m(三)齿根弯曲强度校核按式（7-6a）校核12FasFkTYbd1、齿形系数查表7-712.65.3FasaY2、应力修正系数查表7-781703、许用应力查表7-16MQ线得1lim12604FMPa查图7-19得212NY查表得314lim11li2.56048.5329.HFNHSYMPaS校核计算41112.856437.256.89.FFaSFKTYBmdMP2212.370.69586.aSFFYPa弯曲强度足够（四）结构计算通过齿轮传动的强度计算，只能确定齿轮的主要尺寸和参数如齿数、齿宽分度圆直径、齿顶圆直径等，而轮圈、轮毂、轮辐等的结构形式和尺寸大小，通常由结构设计决定，齿轮的结构形式主要由毛坯材料、几何尺寸、生产批量、经济等四个元素确定，各部分尺寸则有经验公式求得。直径较小的刚制圆柱齿轮，齿根圆至键槽底部的距离e或圆锥称为齿轮轴。若e超过上述尺寸，则无论从制造还是从节约材料来看，都应把齿轮和轴分开，齿顶圆直径500mm时齿轮通常经锻造或铸造而成，可作为腹板式结构，腹板式ad圆孔是为了减轻重量和加工运输上的需要。小齿轮：因此可做成实心结构齿轮，或根据轴径尺寸考虑做成齿轮轴；大齿轮：选用腹板式齿轮结构第二节高速级齿轮的变位一、变位齿轮的概念（一）标准齿轮的局限性151、标准齿轮受最小根切齿数限制，不能过少。2、标准齿轮中中心距不能按实际中心距要求调整。3、配对的标准齿轮中，大小齿轮的齿根弯曲强度相差较大，无法进行均衡和调整。上述这些局限可以采用变位齿轮来弥补。（二）变为齿轮的切制当被加工齿轮齿数小于时，为避免根切，可采用刀具移离齿坯，使刀具顶线minZ低于极限啮合点的办法开切齿。这种采用改变刀具与齿坯位置的办法称为变位。1N刀具中线相对齿坯移动的距离称为变位量，常用表示，x称为变位系数。刀具移m离齿坯称正变位，x0;刀具移向齿坯称负变位，x145所以采用负变位2、计算啮合角根据中心距方程3、变为系数变位系数的分配要考虑的因素标准刀具切制齿数较少的齿轮避免切根;1在中心距的情况下实现正确啮合；2zam提高齿轮传动的承载能力，减少或均衡齿面的磨损以提高传动使用寿命；3满足某些特殊要求和增大重合度等。4根据以上条件及查表得：120.,.584x分度圆直径1296,dm正常齿制*,0.5ahc齿顶高17*11*220.643ayayhxvmxvm齿根高*11*220.5.441.8735fafahcxcxm齿高11223.5.4871.5afafhm齿顶圆直径1122963.50741.8aaaahdm齿根圆直径1122965.4807.35ffffdhm18公法线长度由表7-44查得跨齿距12,k公法线长度111122222.950.40.6.3wmzxkzx第三节低速级齿轮的设计与校核一、选择齿轮精度等级，材料及齿数1、选择8级精度；2、应载荷平稳，传递功率小，可采用软齿面齿轮。小齿轮选用30CrMnSi调制处理，大齿轮选用45Cr调制处理，参考机械零件表7-1，取小齿轮硬度为320HBS，大齿轮硬度为270HBS。3、选小齿轮齿数滚筒直径630mm，除去固定左端盖及内齿圈的径向长度，估算齿圈的外径为530mm左右，因此，齿圈的直径为480mm左右。小齿轮分度圆（480/2145）/2=47.5左右，另外还有两个限制条件。a:43/5.1zb:2/4m通过初步估算：34215.471.zi取：齿数为72对于齿面硬度小于350HBS的闭式齿轮传动，应按齿面接触强度设计，再按齿根弯曲强度校核。二、按齿面接触强度设计设计公式为：1921312()EHtdkTZvm注：弹性系数EZH：节点区域系数d：齿宽系数1，试选载荷系数=1.3（下标t表示试选）tk2，小齿轮传递的转矩：69.510438pTnN3，根据表7-8，齿轮对称布置，去齿宽系数.8d4，由表7-6，查得弹性系数129.EZMPa5节点区域系数2.5H6，接触疲劳许用应力（按图中MQ线）由表7-16b，查得1lim12705HPaM计算应力循环次数219218604.7(301).3/.6hNnjLi由表7-18曲线，得（不允许出现点蚀）312,NZ查表7-9，取4.HS许用接触应力11790.8HlimNZSMPa20取小值代入2H7、计算31.485()0638.6tdm8、圆周速度102.5/dnVms9、计算载荷系数按表7-3，取11Ak根据和8级精度，按图7-8查得249/Vs1.2rk按表7-4，有软齿面、8级精度、对称支承；3231.508.07.26dkb根据4143856.9.0/AtkFbNm其中183.6dbm3aArak与假设不符，对进行修正1td31189.4tkdm计算主要尺寸5A、模数1/89.4/6.mdz21取值标准m=5mmB、分度圆直径1245703.FadmYC、中心距123570142.5dD、齿宽1.86bm取126,5bm三、齿根弯曲强度效核按式（7-6a）效核12FasFkTYbdm齿形系数查表7-711.97.4Fasa应力修正系数查表7-7225Y许用应力查表7-16MQ线得lim12807FMPa1、查图7-19得12NY2、查表7-9，取lim11li22.58064.57.HFNHSYMPaS3、效核计算2211122122.734856.97.529.45.973.FFaSFaSFFKTYbmdMPYPa弯曲强度足够四、结构计算通过齿轮传动的强度计算，只能确定齿轮的主要尺寸和参数如齿数、齿宽分度圆直径、齿顶圆直径等，而轮圈、轮毂、轮辐等的结构形式和尺寸大小，通常由结构设计决定，齿轮的结构形式主要由毛坯材料、几何尺寸、生产批量、经济等四个元素确定，各部分尺寸则有经验公式求得。直径较小的刚制圆柱齿轮，齿根圆至键槽底部的距离e或圆锥称为齿轮轴。若e超过上述尺寸，则无论从制造还是从节约材料来看，都应把齿轮和轴分开，齿顶圆直径500mm时齿轮通常经锻造或铸造而成，可作为腹板式结构，腹板式ad圆孔是为了减轻重量和加工运输上的需要。小齿轮：因此可做成实心结构齿轮，或根据轴径尺寸考虑做成齿轮轴；大齿轮：选用腹板式齿轮结构四、低速级齿轮变位该中心距小于所求中心距，且要发生根切，故齿轮需要变位，3min147Z方能满足要求。对齿轮采取正变位，可以提高齿轮的弯曲强度。但由于机械设计手册可知，内啮合齿轮推荐采用高度位齿轮，高变位齿轮传动具有以下几方面特点：1、轮的结构尺寸，采用高变位传动，使小齿轮正变位，其齿轮可以小于标准1Z齿轮时最小齿数。minZ2、提高齿轮传动的承载能力只要选择适当的变位系数，就可以使两齿轮的轮齿23弯曲强度接近相等，这样便提高了齿轮的抗强度的承载能力。3、修复大齿轮：如果在一队齿轮中，小齿轮的尺寸较小，而大齿轮的尺寸很大时，则大齿轮的轮坯成本较贵，为了使齿轮在磨损后仍能利用，可采用高变位齿轮切削加工，同时，对新配置的小齿轮进行变位切削加工，两齿轮的变位系数大小相等，这样修配后两齿轮的中心距仍保持原来的中心距。4、两齿轮磨损情况，齿面磨损与两啮合齿面的相对滑动有关，高变位齿轮传动，可以调整两齿轮在啮合过程中的相对滑动，从而该善两齿轮齿面磨损情况，也提高了抗磨损的能力。因为a=142.5145所以采用正变位根据中心距方程coss142.5ar(co20)s0.93)22.5581223329变位系数的选择：变位系数的分配要考虑的因素1、标准刀具切制齿数较少的齿轮而避免根切；2、中心距的情况下实现正确的啮合；zam3、提高齿轮传动的承载能力，减少或均衡齿面的磨损以提高传动使用寿命；4、满足某些特殊要求和增大重合度等。根据以上条件及查表得：120.76,.13x分度圆直径12,5dm正常齿制*,0.ahc齿顶高24*11*220.76.8945431.6ayayhxvmxvm齿根高*11*220.57631.8fafahcxcxm齿高11224.357986.afafhm齿顶圆直径112270417aaaahdm齿根圆直径11225.83607.59.ffffdhm公法线长度由表7-44查得跨齿距12,k25公法线长度11112.5wmkzxkzx第四篇减速系统轴的设计与校核第一章轴的特点及设计步骤轴是组成机械的一个重要零件。它支撑着其他传动件回转并传递转矩，同时他又通过轴承和机架联结。所有轴上零件都围绕轴心线作回转运动，形成了一个以轴26为基准的组合体轴系部件。所以在轴的设计中，不能只考虑轴本身，还必须和轴类零部件的整个结构密切联系起来。轴按承载情况分：转轴、心轴、传动轴；按结构形状分：光轴、阶梯轴、实心轴、空心轴等；按几何轴线分：直轴、曲轴、钢丝软轴。轴设计的特点是：在轴系零部件的具体结构没确定之前，轴上力的作用点和支点之间的跨距无法精确确定，故弯矩大小和分布情况不能求出。因此在轴的设计中，必须把轴的强度计算和轴系零部件结构设计交错进行，边画图，边计算，边修改。通常轴设计的程序是：根据机械传动方案的整体布局，拟定轴上零件的布置和装配方案；1选择轴的合适材料；2初步估算轴的直径；3进行轴系零部件的结构设计；4进行强度计算；5进行刚度计算；6校核键的连接强度；7验算轴承；8根据计算结果修改数据；9绘制轴的零件工作图。10对于一些不太重要的轴，上述程序中的某些内容可以省略。第二章轴的设计一、轴的实际装配方案27图4-1求轴上的输入功率和输出功率，转矩和转速，取齿轮传递效率，n=0.97,则：12126116220.97.438/min.4/i9.50387.45pkwnrpTnm二、求作用在齿轮上的力11331296/.4570/.26tttdZFTNg三、初步估算轴的最小直径2DdAn=（107118）321.4628=31.742.25mm由于轴上开有键槽，为增加其强度，要相应地增加轴径，取400mm四、轴的设计轴端位置轴的直径和长度说明装大齿轮段121240d1284l中间轴承2356齿轮段34734l右轴承段45d27五、轴上零件的轴向固定按轴径尺寸由手册查得，大齿轮处键的尺寸为bh1201610同时为了保证齿轮与轴有良好的对中性故采用H7/r6的配合；小齿轮除选用平键221456，半联轴器的配合为H7/r6。滚动轴承与轴的轴向固定是采用过盈连接来保证的，此采用H7/m6。定出轴肩处的圆角半径r的值，见下图，轴端倒角取245六、选择轴的材料，确定需要应力轴的材料，该轴应选用40Cr钢，调制处理后淬火。由于轴尺寸较大，性能数据按毛坯直径200mm的选用，有表查得：抗拉强度极限：750BmPa屈服极限：s弯曲疲劳强度：13剪切疲劳强度：20Pa七、画轴的计算简图，计算反力由轴的结构简图，可确定这个支点距离12354.7lml由此可画轴的受力简图，如图所示：1、受力简图29图4-22、水平面受力图图4-33、水平弯矩图图4-44、直面受力图图4-55、垂直面弯矩图30图4-66、会成弯矩图图4-77、扭矩图图4-8水平面支撑反力1312313()159.476.(54.7)538.2409.ttRBHRDttRBHFllN垂直面反支撑力231123331()65.4.74560.7929.4560.245.67HrBVDVrBVFlllRNF水平面弯矩C：3截面B处：146.5246.5BHtMFlkNm截面C处：3097103DR垂直弯矩图E：4截面B处：1625.48.2BVrlk截面C处：122().9.564.51730.8rBVMFlRlkNm合成弯矩图F：5截面B处：2228948BHVk截面C处：2226.37.360.CHVMNm八、按弯曲扭和成应力校核轴的强度由图可知截面B处，弯曲最大，应校核该截面的强度，对于脉动循环扭矩:1075.3截面B处的当量弯矩：2221336147.98.546.3195.895.70.10eBVMkNmMPabPad因此，截面B的强度足够。九、按疲劳强度精确校核轴的安全系数321、判断危险剖面，截面A、C、D主要受扭矩作用，虽然键槽轴肩及过盈配合所引起的应力集中均消弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽的确定的，所以，这些截面均无校核;2、从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面B处过盈配合引起的应力集中现象是最严重，从受载的情况来看，B处的弯曲最大，因此，只需校核B处即可。校核采用列表如下计算公式及内容计算结果扭矩S2(*)TNm438546.5合成弯矩CM261427轴的直径(mm)71抗弯截面系数30.1ZVWd23()/Cbtdm47455.2抗扭截面系数33/160.TCd9
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