带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器

1、韶关市职工大学成人高等学历教育毕业设计（论文）说明办学单位：班 级：学 生：指导教师：提交日期：年月日毕业设计（论文）任务书1、毕业设计（论文）题目：带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器。2、 毕业设计（论文）目的及成果要求（包括图表、实物等硬件要求）：1）树立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。2）掌握斜齿圆柱齿轮减速器传动部件设计过程和方法，包括参数拟定、传 动设计、零件计算、结构设计等，培养结构分析和设计的能力。3）了解机械设计的最新动态。4）综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力。5）提高的设计的能力。如计算、制图，应用设计资料、标准和规范、编写

2、技术文件（说明书）等。6）设计手段和方法的不断更新不断完善。机械设计的综合程度越来越高， 与其它学科交叉越来越广泛和深入一一机电一体化。 机械设计的实验研究技术有 了很大的发展和提高，实验与理论相互促进。3、 毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：运动简图:工作条件：输送机连续工作，单向运转，载荷变化不大，空载启动，使用期 限10年，两班制，输送带速度容许误差为土 5%。原始数据：输送机主轴功率 P=2.8KW，输出转速n=60r/min。设计任务：A0图纸一张A2图纸一张A3图纸一张A4 纸 3050 页减速器装配图一份 齿轮零件图一份 轴零件图两份 设计说明书一

3、份4、主要参考文献1 机械设计课程设计指导书2 机械设计基础.清华大学出版社出版，19863 互换性与技术测量4 工程力学5、毕业设计（论文）工作进度计划：2010年9月8日 2009年9月10日了解圆柱齿轮减速器的结构和工作 原理2009年9月11日 2010年10月31日 传动系统的设计和验算2009年11月1日 2010 年11月5日 绘画装配图、零件图和毕业论文本任务书于年_月_日发出，毕业设计（论文）应于 年_月_日前完成，由指导老师审阅后，提交毕业设计（论文）指导小组进行答辩。指导教师制定年月一日毕业设计（论文）指导小组组长审核年-月一日办学单位负责人签发年一月日1、指导教师评语:

4、2、评阅教师评语:3、答辩小组评语毕业设计（论文）评语指导教师签名年 月 日评阅教师签名：年 月 日答辩小组组长签名第一章 绪 论设计说明书是使人们能够了解设计者所设计产品的内容与目的，及产品的功能，表达设计者的设计思路与具体过程。本书是关于带式输送机传动装置设计，带式输送机的带传动是通过挠性件一 带，把主动轴的运动和动力传给从动轴的一种机械形式，常用于两轴相距较远的场合，与其他机械传动相比，带传动结构简单，成本低廉，是一种应用很广泛 的机械传动。带式输送机传动装置主要有电动机、减速器、联轴器等组成。带传动由于承 载能力低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他型式大，故应放在系统的高速级， 此时速

5、度较高，在传递相同功率时的转矩减小，从而使带传动获得较为紧凑的结 构尺寸，此外，带传动工作平稳，能缓冲、吸振，被广泛采用。本说明书分为七部分。第一部分“传动方案的总体设计”主要是确定传动方案，选定电动机的型号，合理分配传动比及计算传动装置的运动和动力参数，为计算各级传动件作准备条件；第二部分“传动零件的设计计算”主要进行确定传 动件中带、齿轮的尺寸参数、材料和结构；第三部分“减速箱的结构设计”主要 进行箱体的材料及各部分结构尺寸设计；第四部分“减速器轴的设计”进行轴的材料及各部分结构和主要参数的确定，强度计算校核；第五部分“减速器轴承的设计”进行了轴承的选择、寿命计算、强度计算；第六部分“减速

6、器键的设计” 进行了键的型号尺寸及材料的选择、强度的计算；第七部分“联轴器的选择和减速器的润滑”进行了联轴器的选择计算和减速器各部分的润滑方式和润滑油的选 用。所引用的参考文献资料有：机械设计课程设计指导书、机械零件、机 械原理、机械制图、互换性与技术测量0韶关市职工大学08数控双高（3 ）班一级斜齿圆柱齿轮传动减速器的设计第二章传动装置的总体设计2.1选择电动机.2.1.0拟定传动方案1.满足工作机性能要求的传动方案，可以由不同传动机构类型以不同的组合形式和布置顺序构成。合理的方案应保证工作可靠，并结构简单，尺寸紧凑，加工方便，成本低廉，传动效率 高和使用维护便利。如图 a和b所示为面粉螺旋

7、输送机的两种传动方案；以上两种不同类型传 动机构的外廊相对比。因此选图a传动装置比较合适，此传动采用普通v带传动和单级圆柱齿轮减速器。其传动装置如图 a 所示去2确定减速器结构类型和零部件类型选择减速器传动级速，确定传动件布置形式，初选轴承类型，决定减速器机体结构，选择联 轴器类型2.1.1选择电动机的类型和结构形式电动机分交流电动机和支流电动机两种。由于支流电动机需要直流电源，结构叫复杂，价 格较高，维护比较不便，因此无特殊要求不宜采用。生产单位一般用三相交流电源，因此，如特殊要求都应选择交流电动机。交流电动机有异 步电动机和同步电动机两类。异步电动机有笼型和铙线型两面三刀种，其中以普通笼型

8、异步电 机应用最多。其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不宜燃，不宜爆，无腐蚀 性气体和无特殊要求的机械上。根据不同防护要求，电动机结构还有启式，防护式，封闭式和 防爆式区别。电动机的额定电压一般为380V。电动机类型根据电源种类（交流或直流）。由于此传动装置是工作在传动平稳，载荷均匀，运动方向不变转速高工作时间长的环境下，因此选 择Y系列三相鼠笼式交流异步电动机。2.1.2选择电动机的容量因电动机的容量选得合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。容量小于工作 要求。就不能保证工作的正常工作，或使电动机长期过载而过早损坏，容量过大则 电动机价格高，能力又不能充分利用，由于经常不满

9、载运行，效率和功率因数都较 低，增加电能消耗，造成很大浪费。电动机的容量主要根据电动机选择时的发热条 件来决定。电动机的发热与其运动状态有关。又由于此传动是在载荷额定下长期连 续运行的情况下工作效率 Pd；即Pcd>Pd'电动机在工作时就不会过热。通常可以不 必按验发热和启动力矩。式中n为电动机至滚筒主轴各传动装置的总效率(包括两对齿轮传动，三对滚动球轴承及两个联轴器等的效率)，n值按下列公式计算：_ 2n = n i n 2 n 3 n 4由资料查得，V带传动的效率n 1=0.96，齿轮传动的效率n 2=0.98，滚动轴承的 效率n 3=0.99，十字滑块联轴器效率n 4=0.

10、97，式子中PW =2.8n =0.96x 0.98X 0.992 x 0.97=0.894PPdw = 3/0.894 : 3.56 kw查机械零件手册选取Pcd =4KW2.1.3确定电动机的转速输出的转速为：n w= 60 r/min根据输送机主轴转速n和常用机械传动比范围，普通V带传动的传动比11 =2-4，单极圆柱齿轮减速器的传动比I 2 =3-6可计算电动机转速的合理范围为；Na = i n w = (2 4) x (3 -6 )X 60 = 360 1440 r/min电动机同步转速符合这一范围的有750 r / min、1000 r /min和1500r/min三种，为降低电动

11、机的重量和价格，选取常用的同步转速为1000 r/min的丫系列电动 机 丫132m1-6，其满载转速 nw =960 r/min。其型号和主要数据如下表电动机型号额定功率（KW）同步转速（r/mi n）满载转速（r/mi n）最大转矩额定转矩Y132M1-6410009602电动机的安装及有关尺寸中心高H外形尺寸Lx(AC+AD)HD底脚安装尺寸AXB地脚螺栓 孔直径K轴伸尺寸DXE装键部位 尺寸FXGD132515x(175+210)x315216x1781238x8010x52.1.4确定传动装置的总传动比及其分配传动装置的总传动比 i=n m/ n w=960/60=16（2）分配各级

12、传动比由于分配传动比是应考虑（1）使各级的传动的承载能力接近相同，既要达到接近等强度。（2）使各级传动中的大齿轮浸在油中的深度大致相等从而使润滑简便。（3 ）使减速器获得最小的外形尺寸和重量。对于同轴式圆柱齿轮减速器，为使二级传动的大齿直径相近，传动比一般推荐为 ii = .16 - （0.010.05）X16=3.843.2 故选取 V 带传动比li=3.2则单级圆柱齿轮减速器的传动比为12 =5（3）计算传动装置的运动和动力参数（按通用减速器计算）1各轴的转速为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩，现将传动装置各轴由高速至低速依次22定为I轴和II轴以及n1, n2为各轴转速Ti

13、 , T2 为各轴的输入转矩Pi , P2为各轴的输入功率I1, 12 为相邻两轴件的传动比电动机轴I轴II轴n= n m = 960 r/minni= n / i 1 = 960 / 3.2 =300 r/minn2 =n 1/ i 2 60 r/min2各轴的功率电动机主轴I轴（减速器的高速轴）II轴（减速器的低速轴）P=3.5kwP1=P n 1 = 3.16X 0.96=3 .36kwP2=P1 n 2 n 3 = 3.36X 0.98X 0.99=3.26 KW3.各轴的转矩电动机轴 T=9550Pd /nm =9550X 3.5/960=34.8NmI 轴T1=9550Pi /n

14、1 =9550X 3.36/300=107NmU 轴T2 =9550Pn /nn =9550X 3.26/ 60=519Nm参数轴名电动机轴I轴n轴转速 n(r/min)96030060输入功率P（kw）3.53.363.26转距T(Nm)34.8107519传动比i3.25效率n0.920.92第三章传动零件的设计计算传动装置包括各种类型的零、部件，其中决定工作性能、结构布置和尺寸大小 的主要是传动零件。支承零件和联接零件都要根据传动零件的要求来设计，因此设 计计算传动零件，确定其尺寸、参数、材料和结构。减速器是独立、完整的传动部 件，为了使设计减速器时的原始条件比较合理， 通常应先设计减速

15、器外的传动零件, 即V带传动。3.1普通V带传动的设计计算8-8查得工作情况系数1确定计算功率Pc根据该机器的工作要求由教材机械设计基础表KA=1.2，故Pc = KaP=1.2X 4=4.8KW2选普通V带型号由教材P166图8-12,根据Pc =4.8 KW和n1=960r/min，确定选A型V带注:丫型生要传逼运动，故未列入图内设计功率Pd普通寸带选型图小带轮转速H103.1.3确定带轮基准直径ddi和dd2取主动轮基准直径 D1=100 mm则从动轮基准直径D 2为D 2 =iD i=32x100=320mm按带轮直径系列取D 2 =355 mm，这样就会使n 2减小所以d din2

16、= 口 4（1 - ；）=960 100/355 （1 - 0.02） = 265r / mindd2转速的相对误差为：（300-265） /300X 100%= 1.17 %<5%，允许3.1.4验算带速vv = n dd1n1 / (60 X 1000)= n X 100X 960/(60X 1000)=5.024 m/s5<v<25m/s合适3.1.5确定V带的的基准长度Ld和中心距a根据 O.7(ddi+dd2)<ao<2 (ddi+dd2)0.7X (1OO+355)<ao<2X (100 +355) 318.5 <ao<91O初

17、定 a o= 400 mm计算带所需的基准长度LdLd= 2a° -(dd1(dd2 dd1)4a°JI=2 400 捫 355)(355 -100)4 400二 1555 mm查机械设计基础表8-3选择带的基准长度Ld=1600 mm计算实际中心距aa = a0+(Ld-Ld')/2=400+(1600-1555)/2=422.5 mm中心距的的调整范围damin=a-0.015Ld=422.5-0.015X 1600=398.5 mmamax=a+0.03Ld=422.5+0.03X 1600=470.5 mm3.1.6验算主动轮包角aa =180°(

18、 1-dd2-dd1/a 兀)=180°【1- (355-100)/ 422.5X 3.14】=145° >120°合适。3.1.7计算V带根数zPC（巳 po）k：Kl根据A型V带n1=960 r/min和dd1=100 mm i=3.2，查教材机械设计基础表 8-5 和表 8 -7 得 P0=0.97 kw; P0=0.11kw;根据 a =145°,查教材表 8-6 得K a =0.91(插值)；根据 Ld=1600,查教材表 8-3 得 Kl=0.99;则得:= 4.94.8(0.970.11 )0.910.99取z=5根。3.1.8计算初

19、拉力F。p 2 5F 500 (1) qv2vz Kq查机械设计基础表 8-11得V带单位长度q=0.1kg/m；a on cF0 500 5 (両一 ° m 50242= 169N3.1.9 计算轴上压力Fq«145Fq =2ZF0sin= 2 5 169 sin1612N2 23.1.10 V 带轮的机构设计 带轮材料，选用铸铁HT150; 主动轮结构尺寸，结构形式采用实心轮，其余尺寸从略; 从动轮结构尺寸，结构形式采用孔板轮，确定尺寸如下; 查机械设计基础表8-4得2X9=78mm ,Hfmin=13.75mm, hamin=2.75mm, e=15±0.3

20、mm, fmin =9mm , bo=15.2mm S min=6mm,忻380,料同1) e+2f= 由资料得；取d=30(又轴轴的强度和带所以2x2.75=360.5mx30=6DH+ Sd2doS=16mmi+di)=Di-di)=愛x3O=6OmmV带轮的结构图见2P171 (画出结构图)3. 11齿轮传动的设计(1) 选择齿轮传动的类型材料，并计算大小齿轮的许用应力选取大小齿轮材料都为40Cr,调质，小齿轮齿面硬度 HBS1=280 大齿轮齿面硬度HBS2=250(2) 查机械设计手册P221图10-38,10-39(T Hlim1=750MPa(T Hlim2=700MPa (T

21、Flim1=300MPa(T Flim2=289MPa(T h 1=0.9 C Hliml =0.9X750=675MPac h 2= 0.9 c Hiim2 =0.9X700=630MPac f 1= 1.4 c Fiim仁 1.4X300=420MPac f 2=1.4 c Flim2= 1.4x289=405MPa3.12选取自选参数 由软齿面计算取 Z仁22则Z2=I 1x Z1 =5X22= 110; 齿数比U=Z?/Z1 =110/22=5由于传动比的相对误差| u-i/i | x100%=0<3%-5%所以齿数选择合理； 查教材机械设计基础表10-11，单级传动，齿轮对称布

22、置，取齿宽系数由=0.9; 初选螺旋角B =10°查教材表10-8选取计算参数Am=12.4 A d =7563.13计算设计参数 计算小齿轮的额定转矩T1=9550Pi /n i =9550X 3 .36/300=107Nm 根据工作情况及寿命的要求选取K=1.4 计算满足齿面接触强度的小齿轮分度圆的直径d 1d1 > Ad3 KT1(U 1)八 d.u(；H)2-畀 1.4"07x(5+1)dt1 - 7563' 20.9x5x675=57.43m m 计算中心距a和鑒= 57.43x(1 耳210"74.9圆整中心距取a=176mm计算设计模数

23、Mn2acos PMn -乙 Z22 176xcos102.6mm22 110取标准值M n =2.5 （第一系列） 计算螺旋角1（z1 +z2）mn（22+110）x2.5.1 二 arccosarccos20.362a2。76符合螺旋角的选用范围8< - <25 计算分度圆的直径当量齿数和齿宽di = Mn Z1/cos： = 58665mmd2 =Mn Z2/cos： = 293325mm33Zv1 =Z1/cos B = 22/cos 20.36° =26.733ZV2=Z2/cos3 B = 110 /cos320.36o =133.49B2=' d.d

24、1 = 0.9x58.665= 52.8mm取 B2=54mm,B1=B2 + （5 10）=60mmMnAm 3k.YFsdZ 21 C F ）1 .4x107 x4.20.9x222 x4201 .87 校核齿面的弯曲强度由前面计算出来的数据教材机械设计基础表10-10得出Yfs1=4.2 （插入法）丫 FS2 =3.88根据M n = Am小齿轮数值大，按小因为它小于设计结果Mn =2.5所以该齿轮的设计是符合轮齿的弯曲疲劳的强度的,五. 精度选择；V1=3.14xd1X m/60x1000=3.14x58.665x300/6000=0.921m/s由题意与V1齿轮选择8级。六 ;外力合

25、标准斜齿轮的基本尺寸的计算名称符号小齿轮大齿轮分度圆直径d58.665293.325基圆直径db55.13275.6齿顶圆直径da63.67298.33齿根圆直径df52.42251.67齿顶咼ha2.5齿根高hf3.125齿高h5.625端面齿厚st4.187端面齿距Pt8.373中心距a176传动比i5螺旋角P20.36端面基圆齿距pbt7.868小齿轮采用齿轮轴结构。大齿轮采用腹板式的结构。 d由轴的强度确定按扭转估算 d - 115 3 P = 115 3 2.9 = 42 mm V nV 60查教材表14-2取标准值d=45mm结构设计得安装齿轮的轴径为d=58mm D1=1.6d=

26、1.6X 58=92.8mm D2=da- 10 mn=298.33-10x2.5=273.33mm Do( D什D2) /2=(92.8+273.33)/2=183.065mm C1= (0.20.3) b=(0.20.3) X 54=10.816.2mm取 C=14mm d0=0.25 *(D2-D1)=0.25 X (273.33-92.8)=45.13mm B=(11.5) ds =58mm n1 0.5mn=0.5 X 2.5=1.25 r 5mm第四章减速箱的结构设计4.1减速器各部位及附属零件的名称和作用4.1.1窥视孔和窥视孔盖在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔，以便

27、检查齿面接触斑点和 齿侧间隙，了解啮合情况。润滑油也由此注入机体内。窥视孔上有盖板，以防止污物进入箱体内和润滑油飞溅出来。4.1.2放油螺塞减速器底部设有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞堵住。4.1.3油标油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量。油标有各种结构类型，有的已 定为国家标准件。4.1.4通气器减速器运转时，由于磨擦发热，使机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从 缝隙向外渗漏。所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热气体自由 逸出，达到机体内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能。4.1.5启盖螺钉机盖与机座接合面上常涂有水玻璃或密封胶，联接后接合较紧，不易分开。为 了

28、便于取下机盖，在机盖凸缘上常装有一至二个启盖螺钉，在启盖时，可先拧动此 螺钉顶起机盖。4.1.6定位销为了保证轴承座孔的安装精度，在机盖和机座用螺栓联接后，镗孔之前装上两韶关市职工大学08数控双高（3 ）班一级斜齿圆柱齿轮传动减速器的设计个定位销，销孔位置尽量远些。4.1.7调整垫片调速垫片由多片很薄的软金属制成，用以调整轴承间隙。有的垫片还要起调整 传动零件轴向位置的作用。4.1.8吊钩在机盖上装有吊钩，是用以搬运或拆卸机盖。4.1.9密封装置在伸出轴与端盖之间有间隙，必须安装密封件，以防止漏油和污物进入机体内。 密封件多为标准件，其密封效果相差很大，应根据具体情况选用。4.2机体结构减速器

29、机体是用以支持和固定轴系零件， 是保证传动零件的的啮合精度、良好润 滑及密封的重要零件，其重要约占减速器总重量的50%。因此，机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影响，设计时必须全面考 虑。机体材料多用铸铁（HT200）制造。此减速器采用剖分式机体。剖分面取传动 件轴线所在平面的一个水平剖分面。减速器铸造的主要结构尺寸，按经验公式计算，其结构列于名称符号尺寸计算机座壁厚0.025a+1> 8机盖壁厚S10.025a+1> 8机座凸缘壁厚b1.5 S机盖凸缘壁厚bi1.5S 115结果881212韶关市职工大学08数控双高（3 ）班一级斜齿圆柱齿轮传动减

30、速器的设计机座底凸缘壁厚b22.5S20地脚螺钉直径d0.036a+1216地脚螺钉数目na< 250 时，n=44轴承旁联接螺栓直径di0.75d12机盖与机座联接螺栓直径d2(0.50.6)d10轴承端盖的螺钉直径d3(0.40.5)d8窥视孔盖螺钉直径d4(0.30.4)d6定位销直径d(0.70.8)d 210df,di,d2至机座外壁距离Ci查机械零件手册22df,d2至凸缘边缘距离C2同上20轴承旁凸台半径RiC220凸台高度h根据低速级轴承座外径确定45外机座至轴承座端面距离liCi+C2+(812)50大齿轮齿顶圆与机座内壁距离 i>1.2 310齿轮端面与机座内壁

31、距离 2>312机盖、机座肋板厚度m,mim 0.85 3 , m10.853 17轴承端盖外径D2轴承孔直径+(55.5)d3140轴承旁联接螺栓距离S尽量靠近以di和d3互不干 涉为准,一般取S=D2140轴承端盖凸缘厚度tt=(11.2)d3=(11.2)810第五章减速器轴的设计51 .1选择轴的材料选取40Cr，调质，280HBS5.1.2初步计算轴的最小直径查机械设计基础表14-2，取C=112根据公式得d 3C 宀氏“代壮；336 = 25.06mm niV 3005.1.3轴的结构设计，初定轴径及其各段尺寸in=30m m，因为该轴设计成P290 得 B=18mm考虑带轮

32、的结构要求及轴的刚度，取带轮的轴径d阶梯轴所以按轴的结构要求，取轴承处轴径d=40mm。两轴承支点间的距离：Li=B 什2 什2 2+T式中Bi 小齿轮齿宽B1=60; i箱体内壁至齿轮端面的距离，取 1=14 2箱体内壁至轴承端面的距离，取 2=12B轴承宽度，初选定7208AC角接触球轴承查手教材代入上式计算得L1=60+2x 14+2x12+18=130mm带轮的对称线至轴承支点的距离为L2=B/2+b+K+l3+B3/2式中12轴承盖的长度：12= S +C1 +C2+5+t- 2-B=8+22+20+5+10-12-18=35mmt 轴承盖凸缘厚度t=1.2dt=1.2X 8 10m

33、mK轴承盖 M8螺栓头的高度，查4得K=5.6mml3螺栓头端面至带轮端面的距离，取b=15mmB3带轮宽度，B3=78m代入上式得L2=18/2+35+5.6+15+78/2=104mm5.1.4按弯扭合成力矩校核轴的强度计算轴的受力小齿轮受力分析；主动轮传递的转矩T仁107000N.m 圆周力：Fti2Tidi2 10700059= 3627N37径向力：2Ft1 tanr3627 tan20FM1408NcosPCOS20.36轴向力：Fa1=Ft1ta nB =3627xta n20.36=1346N带传动作用在轴上的压力:Q=1612N转矩 T仁 107000Nmm计算支承力（对称）

34、水平面：Rah 二 Rbh = 21 二 2=1813.5N2 2垂直面：艺Mb=0则L1R才 FQ（L2 丄）=。Fr2/I -Fa1 虫rav2L11408 130/2T346X59/2130= 398.6NRBv=Fri-Rav=1408-398.6=1009.4N 计算弯矩及扭矩水平面弯矩 McH=RAHL/2=1813.5x130/2=117877.5N.mm垂直面弯矩 Mcv=RAvL/2=398.6x130/2=25909N.mm垂直弯矩图C处右侧弯矩为Mcv1=RavL/2=398.6x130/2=25909N.mmMcv2=Rbv X L1/2=1009.4X 130/2=6

35、5611N.mm弯矩突变值 Mcv2-Mcv仁39702N.mm集中力偶 Fa1.d1/2=1346x59/2=39707N.mm合成弯矩：M C1 = Jm CH + M CV1 = J117877.52 +25909 2 =120691 N .mmM C2 = v'M CH +M 和2 = J117877.52 +65611 2 =134907 N.mm可见C处右侧的合成弯矩Me”较大变速轴在CD段承受的扭矩等于它传递的转矩，所以转矩：T1=107000Nmm 作弯矩图、扭矩图及合成弯矩图nABFa輕Fr1j(a)受力简图Rah |(b)水平面受力图I Rbh（C）水平面弯矩图Fa

36、1 J Fr1RavRbv（f）合成弯矩图Ti 计算危险截面的当量弯矩由弯矩图可见，C处是危险截面（内力最大）按照式（14-3）计算该处的当量弯 矩（对一般转轴力视其扭矩为脉动循环性质，其扭矩校正系数a=0.6）Mel hJm/'CTJ2 = “206912 （0.6 107000 ）2 =136704 N.mmMe2 = Qm C + (otTJ $ = J134907 $ +(0.6x107000)2 = 149404 N .mm 按弯扭合成应力校核轴的强度参照表14-1和表14-4得到40Cr调质（280HBS）的轴在对称循环变应力为（T -1w=69Mpa。按式14-5有de=

37、3.Me0.1、- 1w3 149404 0.16927 .87 mm弯矩大的应力为Me1 Me1W0.1d3哼二 6.65MPa0.1 593小于该处实际直径30mm 故强度足够。4）画轴的结构图二减速器低速轴的设计1选材并确定轴径 选取40Cr调质，硬度250HBS 计算最小直径查机械设计基础表14-2,取C=112根据公式得42.42mm考虑到轴上应开有键槽用以安装齿轮和联轴器，所以其相应的尺寸要加大 3%5%。参照教材表 14-2，取 d=45mm2确定其各段尺寸。两轴承支点间的距离：L3=B 2+2 i+2 A 2+T式中Bi 大齿轮齿宽B2=54m;A i箱体内壁至大齿轮端面的距离

38、，取 A i=14mA 2箱体内壁至轴承端面的距离，取 A 2=12mmT轴承宽度，初选定 7211AC型角接触球轴承P290表13-6得B=21mm代入上式计算得L1=54+14+ 12 +21= 101计算轴承盖的长度12 = （T +C1+C2+5+t- A2-B=35（1）斜齿轮圆周力Ft2作用在水平面上（使轴在H面上产生弯曲变形）因此水平面 上的支座反力为圆周力：2T22 519000Ft 223543Nd2293径向力：Ft2ta3543 tan20Fr21-1375Ncos -cos20.36轴向力：Fa2=Ft2 .tanB =3543.ta n20.36=1315N 计算支承

39、力（对称）Ft2 3543水平面：Rah 二 Rbh 二1772N2 2Mch=Rahx L/2=1772 X 101/2=89486N.mm垂直面：艺Mb=O则-RavL - Fa2 冬F2 丄=02 2R AV= 1375101/21315 汉 293/2 2eM = . MC2 (aT2)2 二 1534022 (0.6X519000) =347134Nmm计算C处需要轴径de；参照P289表14-4得到40Cr(250HBS)的轴在对称状态下的许用弯曲应力(T-1W=69MPadc = 3=3 327298/0.1 69 = 36.2mmx它小于该处实际直径45mm,所以该轴的弯扭组合

40、的强度是足够的第六章减速器轴承的设计6.1滚动轴承的型号选择和设计6.1 .1计算轴承载荷轴承A径向载荷 Ra 二 RAhRAv 二 1813.52 398.62 = 1857N轴向载荷 FAA=Fa1=1346N轴承B径向载荷 Rb = JrBhRBv = ；"813.52 1009.42 =2073N轴向载荷Fab=0对比轴承B承受的载荷大，应验算轴承 B。6.1.2计算轴承A径向当量动载荷 初选7028AC型角接触球轴承，查教材 P289表13-15得，a. 基本额定静载荷：Cor=24.5KNb. 基本额定动载荷：Cr=35.2KNc. 极限转速能较好胜任。 计算内部轴向力a

41、. 轴承支反力：R av =Fr1=398.6N, R bv =Fr2=1009.4Nb. 查教材机械设计基础P284表13-9,得e=0.68C.内部轴向力：Si=0.68Rav =0.68X398.6=271NS2=0.68Rbv =0.68X1009.4=686N 计算单个轴承的轴向力a. 比较 Si+Fa与 Fs2； Fa=1346N271N+1346N=1617N>686 Nb. 查教材得：Fa1=S1=271NFa2=S1+Fa=271+1346=1617 N6.1.3计算当量动载荷Fa 271Fr1 3986=0.68 二 e詈辭©小68查教材机械设计基础 P28

42、2表14-12，得X1=1，丫1=0, X2=0.41，丫2=0.87（表13-15）P1=X1Fr1+Y1Fa1=1 X 398.6+0=398.6NP2=X2Fr2+Y2Fa2=0.41 X 1009.4+0.87X 1617=1820.6 N6.1 .4寿命,106/ 、ftC106F3（仆 35200、Lh =1 =232364h60nJP丿60 TOOi1.2"820.6 丿合适。6.1.5静载荷验算查教材资料得，Xo1=Xo2=O.5, Yo1=Yo2=O.3轴承1PoRi'= XoiFri+YoiFai=O.5X 398.6+0.3X 271=280.6NPoR

43、i= F ri =398.6NPoR1 ' Pori取 PoRi= 398.6 N轴承2PoR2= X02Fr2+Y02Fa2=0.5X 1009.4+0.3X 1617=989.8NPoR2= Fr2=1009.4NPoR2> PoR2 取 PoR2= 989.8N减速器低速轴的轴承计算1计算轴承载荷轴承A径向载荷 Ra 二.rAhrAv 二.17722 (-1220)2 =2151N轴向载荷 FAA = Fa2=1315N轴承B径向载荷 Rb = RBh rBv 二 d7722 25952 =3142N轴向载荷Fab=0对比轴承B承受的载荷大，应验算轴承B2计算轴承A径向当量

44、动载荷 初选7211AC角接触球轴承，查教材P291表13-16 得,a. 基本额定静载荷：Cor=38.5Nb. 基本额定动载荷：Cr=50.5Nc. 极限转速能较好胜任。 计算内部轴向力b.轴承支反力：Rav=Fm= -1220N, RBv=Fr2=2595Nb. 查教材机械设计基础P284表13-9,得e=0.68。c. 内部轴向力：S1 = 0.68Rav = 0.68 （T220 8296NS2 二 0.68RBV 二 0.68 2595 仃646N计算单个轴承的轴向力a. 比较 S1+Fai 与 S2； Fa2=1315N-829.6+1315=485.4N<S2=1764.

45、6Nb. 查教材得：Fai=S2-F a2 =1764.6-1315=449.6NFa2=S2=1764.6N.3计算当量动载荷Fa? 17646Fr2 - 25950.684496 = -0.37 ：e = 0.68Fr1-1220查教材机械设计基础 P284表13-9，得 X1=1, 丫1=0, X2=1，丫2=0P1=X1Fr1+Y1Fa1=1 X (-1220)+0=-1220NP2=X2Fr2+Y2Fa2=1 X 2595+0=2595N6.1 .4寿命106'ftC'106y仆 50500 “60nJpP丿一60沢300J.2X2595 丿h二 236944合适。.

46、5静载荷验算查教材资料得，X01=X02=0.5, 丫01=丫02=0.3轴承1PoR1' X01Fr1+Y01Fa1=0.5X (-1220)+0.3X 449.6=744.88NPoR1= Fr1 = -1220NPoR1 ' POR1取 PoR1= -1220 N 比较，小于 Cor=38500N安全。轴承2PoR2= X02Fr2+Y02Fa2=0.5X 2595+0.3X 1764.6=1826.88NPoR2= Fr2=2595NPoR2> P0R2取PoR2= 2595N比较，小于 Cor=38500N安全第七章减速器键的选择与校核7.1高速轴与V带轮用键的

47、选择7.1 .1选用圆头普通平键（A型）按轴径d=30mm用轮毂长B3=78mm,由手册（上）P255表8-4查得, 选键 A8 X 70 （GBT1095-1979）7.1.2强度校核键的材料选用45钢，V带轮材料为铸铁，查手册资料得键联接的 许用应力（T P=5060Mpa。键的工作长度：l=L-b=70-8=62mmk=h/2=7/2=3.5mm挤压应力:= 32.87MPa :二P2T12 107 10 100kid 一 3.5 62 30安全7.2低速轴与齿轮用键的选择7.2.1选用圆头普通平键（A型）按轴径d=58mm及轮毂长B2=54mm,查手册P255表8-4, 选键 A16 X 45 （GBT1095-1979）7.2.2强度校核键材料选用45钢，齿轮材料为40Cr,查手册得，许用应力 （T p=100200Mpa。键的工作长度：l=L-b=45-16=29mmk=h/2=10/2=5mm挤压应力:2T2kld2 5190005 29 58= 123.42MPa 十P安全第八章联轴器的选择和减速器的