单级课程设计计算参考剖析

1、课程设计带式运输机传动装置设计带式运输机传动简图如图17-1所示，其主要用于运输散1 带式运输机工作原理1）工作条件：两班制，空载起动，状物料，如型砂、煤等。2已知条件连续单向运转，载荷较平稳，室内工 作，有粉尘，环境最高温度 35 C ;2）使用折旧期：0年；3）检修间隔期：四年一次大修，两 年一次中修；4 ）动力来源：电力，三相交流，电压380/220V ; 5 ）运输带速度允许 误差:?% ;图17-1带式运输机传动简图6 ）制造条件和批量：一般机械厂制1 动机2/带传动3一一级圆柱齿轮减速器 造，小批量生产。4 联轴器5 滚筒6 运输带3设计参数参数题号12345678910运输带拉力

2、F kN ）1.91.42.01.33.52.43.72.47.05.0运输带速度v m/s）1.21.71.52.41.21.71.52.41.21.7滚筒直径D mm ）3002803504003002803504003002804设计任务1 ）绘制减速器装配图1张A1 ）；2）绘制典型零件工作图2张A3 ）;3）编写设计计算说明书1份。4 ）草图一张A0）1 传动装置总体设计1. 已知参数运输带拉力 F = 2.9 kN ; 运输带速度 v = 1.1 m/s;滚筒直径 D = 270 mm。2. 设计内容1）选择电动机；提示：当滚筒转速 nwv 100r/min时，建议选择同步转速为1

3、000r/min的电机；当滚筒 转速nw> 100r/min 时，建议选择同步转速为1500r/min 的电机。）2）计算总传动比，分配各级传动比；3）计算各轴的运动和动力参数。01 .计算执行部分的运动和动力参数Fv 2.93丿丿10 1.1运输带的工作功率PkW 3.19kWW1000100060000 r / min 78r /滚筒的工作转速nW60000v1 1 . minn Dn 2702.选择电动机1）选择电动机的类型带式运输机为一般机械设备，查手册，选择通用的 Y系列三相交流异步电动机。 考虑到 环境灰尘较大，安装无特殊要求，选用IP44封闭型式和卧式结构。 2）选择电动机

4、的额定功率该传动系统各部分的机械效率如图所示。查教材表6-2可知，V带传动效率1 0.96 ;滚动轴承效率一对球轴承）2 0.99 ;闭式 圆柱齿轮传动效率8级精度）3 0.97 ;滚动轴承效率一对球轴承）4 0.99 ;联轴器效率弹性联轴器）5 0.99 ;滚筒效率包括滚筒轴承该传动系统近似为串联系统，故其总效率为1234560.96 0.99 0.97 0.99 0.99 0.960.86PdPW 3.19 kW 3.7kW0.86电动机需输出的功率为查手册，选择电动机的额定功率为 4kW。3)选择电动机的满载转速 设电动机满载转速为nd ,系统总传动比为i ,一一nd带传动比为i1 ，齿

5、轮传动比为i2，则有i -ryi2 nW-2 -机械原理及零件课程设计带式运输机传动装置设计查教材表6-1可知，,带传动比的推荐值为ii = 2 4 ,圆柱齿轮传动比的推荐值为i2 =35。由此可估计电机转速范围为ndiii2nw（2 4）（3 5）78r/min468 1560r/min查手册可知，Y系列电机有三种同步转速可供选择，分别为1500r/min 、1000r/min 和750r/min 。比较可知，高转速电机的质量小，但系统的总传动比大，会使传动部分的轮廓 尺寸 变大。相反，低转速电机的自身质量大 ，但总传动比小，传动部分的外廓尺寸小。所以，电机转速不宜过高或过低。这里选择电动机

6、Y132M1-6，其满载转速nd 960r/min 。根据机座号查手册可得其它相关参数，列入下表备用。电动机额定功率实际输岀功率满载转速轴伸直径轴伸长度轴中心高型号Pd (kW)Pm (kW)nd (r/min)D (mm)E (mm)H (mm)Y132M1-643.796038801323.计算总传动比匕96分配各级传动比总传动比i d12.3 nW78V带传动比选取范围为i1 = 24 ,圆柱齿轮传动比选取范围为i2 = 3 - 5。另外，考虑到带传动的承载能力比齿轮低，为了减小带传动的尺寸，带的传动比i1宜小于齿轮的传动比i2。取 i12.8 , i 12.3则 i24.4i12.8I

7、轴，输出轴为n轴，如图所4.计算减速器内各轴的运动和动力参数设减速器的输入轴为示。以下按电动机的实际输出功率Pm=3.7 kW 计算。I 轴的输入功率 nP 960m 13.70.96kW3.55kWI 轴的转速 n dr/min 343r/mini12.8PI轴的输入转矩 T 9550 n n轴的输入功率 p p239550N m98.84N m3433.550.990.97kW3.41kWn轴的转速nn343 r/min78r/mini24.4n轴的输入转矩T 95509550 出N m 418N m78机械原理及零件课程设计带式运输机传动装置设计2带传动设计1 已知条件 根据前面的设计结

8、果）1）小带轮功率 即电动机实 际输出功率）P=Pm= 3.7 kW ； 2）小带轮转速 即电动机满载转 速）n 1 = nd= 960 r/min ； 3）带传动比 i=ii= 2.8 ；4）电机轴伸直径 ds = 38 mm ；5 ）两班制，空载起动，载荷较平稳；6 ）运输带速度允许误差为 ±5%。2设计内容1 ）选择普通 V带的规格；2 ）确定普通 V带轮的材料、结构和尺寸；3）确定中心距、张紧方法、初拉力、压轴力。01.确定计算功率 Pc由教材表 13-8 查得 KA = 1.2，则 PC = KAP = 1.2?.7kW =4.44kW 2.选择 V带的型号根据Pc、n1由

9、教材图13-6选用A型带，且d1 = 112 140mm。 3.确定带轮基准直径dd?查教材表 13-9 , d1> 75mm，且 d1 = 112140mm。选择小带轮的基准直径d1 = 125mm。 大带轮的基准直径d2 = id1 = 2.8?25m = 350mm。查教材表 13-9，取d2 = 355mm。带轮直径靠系列后，其引起的运输带速度误差肯定在？以内，故可用。4.验算带速v60n125960m/s6.28m/s1000 60 1000带速在525 m/s范围内，符合要求。5. 确定V带中心距 a和带的基准长度Ld估算中心距 0.7（d1 d 2 ） a0 2（d1 d2

10、 ） 0.7（125 355） ao 2（125 355）336 a0960初定中心距 a0 700mm初步计算带的基准长度Ld02 n d12 2a0d2 )(dd1)2 700n (125355)(3552mm 2173mm4 ao4700由教材表13-1，选带的基准长度计算实际中心距 aaoLd = 2240mm2240中心距的调整范围为LdLdO2(70021732)mm733mmamina 0.01amax5 Ld (733 a 0.03 Ld(7336.验算小带轮的包角1d2d1-a57.3带的根数3-4查得由教材表1 1807.确定V由教材表1 得 K? = 0.95 ;Pc8.

11、(P0KlIz = 3。确定VPo )Ka由教材表13F500P c(00.0150.031802240)mm699.4mm2240)mm800.2mm355125733 57.3162120P0 = 1.4kW13-1查得4.44;由教材表 13-5查得 P0 = 0.11kW ;由教材表 13-6查Kl= 1.06。贝U(1.40.11)2.910.951.06带的初拉力Fo-2 查得 q = 0.10kg/m。5004.442.5 1)Ka2 qv1) 0.1(2.5 6.28 2N 196Nzv9.计算压轴力Fp6.280.95F 2zF sinp01 (2sin2196162)N 1

12、161N210.带轮的结构设计 因带轮线速度125 mm ,与小；基准直径d213-3和图13v = 6.28 m/s ,小于25m/s ,故其材料采用 HT150。因小带轮基准直径 d1 = 带轮配合的电机轴伸直径ds = 38mm , d 1 >3ds，故采用腹板式结构；因大带轮=355mm ,大于300mm ,故采用轮辐式结构。其余细节设计可参考教材表 -3完成，最后绘制出带轮零件图。11.选择带传动的张紧方式 暂选滑道式定期张紧方式。该带传动对安装和调整未作明确要求，故参考教材表7-93 减速器 斜齿）圆柱齿轮传动设计1 已知条件根据前面的设计结果）1）小齿轮转速即减速器输入轴，

13、I轴转 速）n nI = 343 r/min ; 2）小齿轮转矩 即减速器输入轴,I轴转矩）= T I = 98840 N mm ;3）齿轮传动比i=i2=4.4;4）空载起动，单向运转，载荷较平稳；5）运输带速度允许误差为 ±5%。2.设计内容1） 选择齿轮的材料和精度等级；2） 确定齿轮的基本参数、主要尺寸和结构型式；3）确定齿轮的作用力；4）选择齿轮的润滑方式和润滑剂。解 按斜齿圆柱齿轮传动设计1 .选定齿轮的精度等级和材料1 ）运输机为一般机器，速度不高，估计齿轮圆周速度 v 9m / s，参照教材表 9-5初选8级 精度。2）选择材料。因系一般传动，为了便于制造，采用软齿面

14、齿轮。由教材表9-4选择小齿轮材 料为45钢调质处理，硬度为230HBW ;大齿轮材料为 45钢正火处理，硬度为190HBW 两齿轮硬度差为 40HBW。(u 1)3052KT1H au1）齿数比u i 4.4。2）该齿轮传动为外啮合，故取“ +”3）两齿轮材料均为钢，故系数305不用修正。4）确定许用接触应力。由教材图9-30c按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳极限Hlim1 560MPa ;大齿轮的接触疲劳极限 Hiim2 530MPa 。由教材表9-7声得安全系数 Sh 1.1，由式9-21）得Hlim1 560h 1 _MPa 509MPaShH 2 Hlim2 MPa 482MPa1.1

15、Sh取厂厂厂厂H2482MPa2.按齿面接触疲劳强度设计5） 由教材表9-6查得载荷系数K 1.1。6）已知小齿轮转矩 Ti 98840N mm 。-6 -机械原理及零件课程设计一带式运输机传动装置设计7）取齿宽系数a 0.4 。将以上参数代入，得初算中心距a (4.4 i)303051.1 98840mm 157.3mm4820.4 4.43 确定基本参数，计算主要尺寸1）初选螺旋角122）选择模数和齿数。根据中心距公式及其初算值,模数和齿数应满足mn (Z1aZ2)a02cos2a0 cosmn Z11 i因系闭式软齿面传动mn Z1(1i)2cos2157.3cos12 mm57mm14

16、.4,取小齿轮齿数Z12040 ,动力齿轮模数 m 2mm。则当时，代入上式求得 Z1 29 ;同理，当 取 mn 2mm , z1 29 ,则大齿轮齿数 圆整引起的运输带速度误差肯定在mn 2.5mm 时，Z1 23 ;当 mn 3mm z2 iz1 4.4 29 127.6,圆整后 z2± 5%以内，故可用。3)确定时，Z1128 。mn 2mm19。这里 因齿数中心距。将模数、齿数和螺旋角代入中心距公式得mn (Z1 aZ2)-2 cos2(29128)-需.5mm2cos12中心距取为整数4）修正螺旋角。m arccos na 160mm,大于初算值 a。157.3mm。z

17、z2 29 1281 2 arccos11 6 452a 2 1605）计算两齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径did22 29-mm 59.108mmcos11 6 452 128.a1 d1 d2ha59.10822 1mm 63.108mma2 d22ha260.89222 1mm 264.892mmd59.10822(10.25)mmf1 d12hf54.108mmd260.89222(10.25)mmf2 d22hf255.892mmcos11 6 45coscos m zn 2mm 260.892mm6）计算齿宽b a a 0.4160mm 64mm为便于安装和调整，使小轮齿

18、宽略大于大轮，故取b2 65mm , bi 70mm4.校核齿根弯曲疲劳强度ga, 量1.6KT1YF coszv2由教材表9-8查得齿形系数 YF1 2.51 ，丫F2 。3）确定许用弯曲应力。2）按2.15由教材图9-32c查得由教材表f 1 Flim1MPa 139MPafJ180f 2MPa 129MPa1.4将以上参数代入得Zv1Flim19-95查得安全系数195MPa ， Fiim2 180MPa。Sf 1.4，由式 9-24 ）得SfSfzZ129v13330.7coscos 11 6 45zZ2128v233135.5coscos 11 6 45fbm zn 11）计算当2.

19、51 cos11 6 45MPa 57.7MPa f652229F11.6KT1YF1 cos 1.6 1.1 98840F2 F1 Yf2 57.72.15MPa 49.4MPa f 2 Yf12.51可见，取mn2mm ，齿根弯曲疲劳强度已足够。女口取 mn 2.5mm 或mn 3mm ，弯曲疲劳强度将会更富余。5.验算圆周速度nn 59 .108nd1 1343vm s 1.06 m s/60 100060 10001bm2 zn 1由教材表9-5知v 9m / s，取8级精度合适。6计算齿轮之间的作用力由式9-35可求得两齿轮的受力Ft1 Ft2 1为2 98840_N 3344N d

20、i1240N59.108FriFr2Fti tan cos 3344 tan 20 ' cosll 6 45 NFa1Fa2Fti tan3344 tanll 645 N 657N7 结构设计及绘制齿轮零件图因小齿轮的齿根圆直径比较小，故初定为齿轮轴结构；因大齿轮的齿顶圆直径200mm da2 500mm ，故采用腹板式结构。齿轮的零件图可参考机械设计手册绘制。8 .选择润滑方式和润滑剂因减速器为闭式齿轮传动，且齿轮圆周速度 v 12m/s，故采用浸油润滑。根据0 1.06 m s查教材表 9-9 ,润滑油的运动粘度为220(mm 2 / s)。4减速器螺纹联接设计1 已知条件根据前面

21、的设计结果）齿轮传动中心距 a = 160 mm ； 2 .设计内容1 ）查手册，参考图17-2，在表17-2中按经验公式确定减速器各处螺栓及定位销的直径 和数目；2）查表17-1，在表17-2中确定螺栓联接的扳手空间尺寸。3）参考图17-2，在表17-2中按经验公式确定箱体壁厚和轴承孔长度等。吊环附油牙尺'外肋片图17-2 单级圆柱齿轮减速器表17-1螺栓凸台结构尺寸mm螺栓直径M8M10M12M14M16M18M20M22M24C1mi n141618202224263034C2mi n121416182022242628表17-2 减速器螺纹联接及相关尺寸计算mm齿轮传动中心距

22、a =160 mm名称经验公式及计算过程标准号标准直径数目螺栓凸台尺寸C1C2地脚螺栓df = 0.036 a + 12=0.036 X160 + 12=17.76GB/T799 1988M1662422轴承旁螺栓d1 = 0.75 df = 0.75X6 = 12GB/T5782 2000M1262018箱座壁厚5=0.025 a + 1= 0.025>160 + 1= 5 ;取 5 = 8当? v 8mm 时，取？ = 8)箱盖壁厚51= 0.02 a + 1 = 0.02160 + 1= 4.2 mm ，取 5 = 8 mm当?1v 8mm 时，取？ = 8)扳手空间决定的轴承孔长

23、度L = 5 + C1+ C2 + 5 10 = 8 + 20 + 18 + 6 = 52L公式中的C1、C2与d1对应)上下箱联接螺栓d2 = 0.50.6 )df=0.50.6 )16=8 9.6GB/T5783 2000M1041816启盖螺钉d2 =10GB/T5783 2000M1011816大轴承盖联接螺钉d3 = 0.4 0.5 )df=0.4 0.5 ) 16=6.4 8GB/T5783 2000M84不填小轴承盖联接螺钉d3 = 0.40.5 )df=0.4 0.5 ) 16=6.4 8GB/T5783 2000M84视孔盖螺钉d4 = 0.30.4 )df=0.3 0.4

24、) 16=4.8 6.4GB/T5783 2000M64油塞螺塞）d5 = 18无M181定位销d6 = 0.70.8 )d2=0.7 0.8 ) 10=78GB/T117 200082机械原理及零件课程设计一带式运输机传动装置设计5减速器轴系结构方案设计1 已知条件根据前面的设计结果）1）小齿轮齿宽 b1 = 70 mm ;小齿轮圆周速度 v1 = 1.06 m/s。2 .设计内容拟定输入轴和输出轴系的结构方案。设计步骤如下：1选择减速器输出轴处的联轴器单选）0滚子链联轴器B.弹性柱销联轴器C.梅花形联轴器 D.弹性套柱销联轴器2. 选择轴的支承形式单选）0 双支点各单向固定B. 一支点双向

25、固定，一支点游动C.双支点游动3. 选择轴承类型 单选）0 深沟球轴承 B.角接触球轴承 C.圆锥滚子轴承D.调心球轴承 4 .选择轴承盖类型单选）A. 凸缘式轴承端盖;B.嵌入式轴承端盖5.选择轴承游隙调整方式单选）A.调整垫片调整 B.调整环调整 C.螺钉调整 D.圆螺母调整 6.选择轴承的 润滑剂和润滑方式单选）A. v1 <2m/s ,齿轮溅油效果差，轴承只能采用脂润滑B. v1=25m/s ,齿轮溅油效果较好，轴承可采用油润滑，但须在箱体上开输油沟C.V1>5m/s，齿轮溅油激烈，轴承采用油润滑，可以开输油沟，也可以不开输油沟7.选择轴承的密圭寸方式单选）A. 轴承采用脂

26、润滑时，在轴承与齿轮之间必须装挡油环，以封闭脂并隔离油；在轴承透 盖与轴之间采用毛毡密封 ，或橡胶圈密封，或隙缝密封B. 轴承采用油润滑时，在轴承与小齿轮之间可装上挡油环，以防齿轮上的润滑油 高温，含杂质）沿齿槽进入轴承，而在轴承与大齿轮之间则无须装挡油环 ；在轴承透盖与轴 之间 采用橡胶圈密封&确定输入轴的结构形式与齿轮的装入方向单选）A. 小齿轮与轴一体，即齿轮轴，采用阶梯轴B. 小齿轮与轴分开制造，采用阶梯轴，齿轮从轴的左端装入C. 小齿轮与轴分开制造，采用阶梯轴，齿轮从轴的右端装入9.确定输出轴的结构形式与齿轮的装入方向单选）A. 大齿轮与轴分开制造，采用阶梯轴，齿轮从轴的左端

27、装入B. 大齿轮与轴分开制造，采用阶梯轴，齿轮从轴的右端装入10 .绘制两轴系的结构方案草图图17-3，用铅笔绘制）1 ）如图所示，齿轮、轴、轴承、轴承座的轮廓及位置已绘出；2）现需绘制带轮、联轴器，以及其它用于定位、联接、调整、润滑、密封零件的轮廓；3）现需根据定位、装拆等要求一,将光轴修改为阶梯轴。注意,轴承配合处轴径不改。-12 -机械原理及零件课程设计一带式运输机传动装置设计袪Aj弧I皿蔵X片F1I料沁-1M活1阳 *4-疋妬和*黛£li注网-诫-1fl-图17-3 减速器轴系结构方案设计SG机械原理及零件课程设计一带式运输机传动装置设计6减速器输入轴系结构尺寸设计1. 已知

28、条件根据前面的设计结果)1) 输入轴系结构方案，见图17-3 ； 2)输入 轴输入功率 P=P I = 3.55 kW ;输入轴转速 n= n i =343 r/min ;3)普通V带型号A ;根数z = 3;查教材表 7-3，计算带轮轮缘宽度B=(z-1)e+2f= (3-1)15+2 X 10=50 mm ; 4)小齿轮模数 mn=2mm ;齿宽b = 70 mm ;齿根圆直径df1 = 54.108 mm。5) 箱体壁厚 3=8 mm ;大齿轮齿顶圆与箱体内壁的运动间隙> 1.2? , 1 = 15 mm ;齿轮端面与箱体内壁的运动间隙 2绍, 2= 15 mm ;6) 轴承旁螺栓

29、扳手空间决定的轴承座孔长度L = 52 mm ;2. 设计内容 确定输入轴系零件的主要尺寸，包括轴、轴承、轴承座、键、密封圈、轴承盖等。参考教材例题完成，并将设计结果标注在图17-3上。01估算轴的最小直径即轴段的直径)C = 115。轴工作时承受转矩选择输入轴材料为45钢调质，查教材表15-5得材料系数T的作用，其最小直径d 1应满足扭转强度条件考虑到轴段 上有一个键槽，为了补偿键槽对轴强度的削弱，将该直径放大 7% ,即d 1 =(1+7%)25.06mm=26.8mm。参照设计手册所列标准直径系列，取d1=28mm 。2.确定各段轴的直径(1 )轴段的直径 轴段、间的轴肩为定位轴肩，轴肩

30、高度a=(0.070.1) d1 = (0.070.1)28 =22.8mm，取 a 2.5mm，贝U d2=d1+2a=28+2X 2.5=33mm。为了使所选的轴径与密封圈内径相适应，故需同时选取密封圈的型号。按d2 33mm查手册，选用毡圈35型密封圈，可确定轴的直径 d2 35mm。2)轴段、37mm 。的直径 该两段轴的直径相同。轴段 、间的轴肩为非定位轴肩，轴a 1 2mm时选取滚动轴承的型号。按d3 37mm查手册，考虑到该轴上既有斜齿轮又有带轮，轴承受力较大，转速又较高，故选用深沟球轴承 6308，其内径、外径和宽度为 d D B 40mm 90mm 23mm ，故d3 d7

31、40mm。3）轴段、的直径 该两段轴的直径相同。轴段 、间的轴肩为定位轴肩，轴肩-14 -机械原理及零件课程设计带式运输机传动装置设计高度 a=(0.070.1) d3=(0.070.1)40 =2.84mm，取 a 4mm，贝U d4=d3+2 a=40+2?=48mm。 因为该轴肩间接给轴承内圈定位 ，故也可由手册查轴承的安装尺寸 ，得d4min 49mm。综合 考虑取 d4 d6 50mm 。4) 轴段的直径 轴段为齿轮轴，故其直径与齿轮相同。因齿根圆直径 dfi 54.108mm ，可以看出，若将小齿轮与轴分开制造 ，取轴段的直径ds 42mm ，由此查手册选择键 b h L 12mm

32、 8mm 56mm ，则轮毂键槽底部和齿根圆 之间的厚 度 x (d f1 d5 h) 2 (54.108 42 8) 2 2.054mm ，厚度太薄，小于 2.5mn=2.5 >2 =5mm。所以， 选择齿轮轴方案是正确的。i/ -I3. 确定各段轴的长度，.如图所示,已知齿轮轮齿宽度 b1 70mm ;由减速器轴承旁螺栓装拆空间决定的轴承座孔长度为L 52mm 。为保证齿轮自由转动，齿轮 两端面与机座两内壁之间分别留 1=15mm的间隙。同理，在带轮轮缘左端面与右轴承盖之间留18mm 的间隙。为了能挡住飞溅过来切=3 5mml2mm纳轴承油润滑b)轴承聃润滑的润滑油，并将其甩在箱体内

33、，挡油环和轴承 应按图布置。这里取 3 10mm ，挡油 环伸出内壁线 3mm。估计轴承端盖凸缘 厚度为10mm。由此可推算出各轴段的 长度。(1)轴段的长度 参照教材图 7-4 带轮结构尺寸经验公式，带轮轮毂宽度L1=(1.52) d1=(1.52) 28=4256mm ，考虑到键联接的强度 ，取 L1 =58mm。为保证轴端挡圈可靠的压在带轮轮毂的端面上，而不是压在轴的端面上，取轴段的长 度l1 = 56mm。查手册选取键的尺寸为b h L 8mm 7mm 50mm;轴端挡圈的型号为B40。2) 轴段的长度 从图中可推出1250mm 。3) 轴段、的长度 该两段轴的长度相同。从图中可推出

34、13 17 38mm。4)轴段、的长度 该两段轴的长度相同。从图中可推出 14 16 12mm 。6)轴段的长度即为齿轮宽度，15 70mm 。最后，作出齿轮、带轮轮缘、轴承各自宽度的中截面与轴线的交点A、B、C、D，它们 为轴所受外力和支反力的作用点，并标出其间的跨距，以备下面校核轴的强度用。4. 标注尺寸将以上设计尺寸及选择的标准件规格标注在轴系结构方案图中，如图17-3所示。7减速器输出轴系结构尺寸设计1 已知条件根据前面的设计结果）1）输出轴系结构方案，见图17-3 ; 2）输 出轴输入功率 P = P n = 3.41 kW ;输出轴转速n= n n=78 r/min ;输出轴输入转

35、矩T= Tn=418 N m3）大齿轮齿宽 b2 =65 mm ;,包括轴、轴承、轴承座、键、密封圈、轴承上。2 设计内容 确定输出轴系零件的主要尺寸盖等。参考教材例题完成，并将设计结果标注在图17-301估算轴的最小直径即轴段的直径）C = 110。轴工作时承受转矩,将该直径放大 5%，即d ,故需同时选取联轴器1的型选择输出轴材料为 45钢调质，查教材表15-5得材料系数 T的作用，其最小直径d 1应满足扭转强度条件d C 丁-110 31' nEmm38.8mm78考虑到轴段 上有一个键槽，为了补偿键槽对轴强度的削弱1 5% ）38.8 40.7mm 。为了使所选的轴径与联轴器孔

36、径相适应 号。境 材表转因带式运输机制造精度一般，两轴的对中性不会太好，又因轴的转速低、转矩较大及环多尘，故为了补偿偏差、承载、防尘，参照设计手册选择带罩壳的滚子链联轴器。查教14-5取载荷系数 K=1.35，则计算转矩为 Tc=KT=1.35?18=564 N m。根据计算转矩、 速和初算直径，参照设计手册选择 GL7F联轴器J1A42 84，即短圆柱形轴孔，孔径42mm , 孔长84mm。故取d1 42mm 。0确定各段轴的直径0 1 ）轴段的直径 轴段、间的轴肩为定位轴肩，轴肩高度a=（0.070.1） d1 =（0.070.1）42 =2.94.2mm，取 a 3.5mm，贝U d2

37、d1 2a 49mm 。为了使所选的轴径与密封圈内径相适应，故需同时选取密封圈的型号。按d2 49mm 查手册，选用毡圈50型密封圈，可确定轴的直径 d2 50mm。2）轴段、的直径 该两段轴的直径相同。轴段 、间的轴肩非定位轴肩，轴肩高度a1-2mm即可，取-d3 52mm。但为了使所选直径与滚动轴承内径相适应,故需同时选取滚动轴承的型号。按d3 52mm查手册，考虑到该轴上只有斜齿轮，轴承受力比输入轴小，转速又低，故选 用深沟球轴承 6211 ，其内径、外径和宽度为 d D B 55mm 100mm 21mm ，故d3 d6 55mm 。3) 轴段的直径 轴段、间的轴肩为非定位轴肩，轴肩高

38、度a 1 2mm 即可，为便 于齿轮中心孔的加工和检验，取d4 60mm 。4) 轴段的直径 轴段、间的轴肩为定位轴肩，轴肩高度a=(0.070.1) d4=-16机械原理及零件课程设计带式运输机传动装置设计（0.070.1）60 =4.26mm，取a 5mm ，贝U d5 d4 2a 70mm 。因为该轴肩间接给轴承内圈定位，故也可由手册查轴承的安装尺寸，得d5min 64mm。综合考虑取 d5 70mm 。3.确定各段轴的长度如图所示，已知齿轮轮齿宽度 b2 65mm ;由减速器轴承旁螺栓装拆空间决定的轴承座孔长度为L 52mm 。为保证齿轮自由转动，齿轮两端面与机座两内壁之间分别留17.

39、5mm 的间隙因为大齿轮比小齿轮窄 5mm）。为了能挡住飞溅过来的润滑油 ，并将其甩在箱体 内， 挡油环和轴承应按图布置。这里取3 10mm ，挡油环伸出内壁线 3mm。 估计轴承端盖凸缘厚度为 10mm。由此 可推算出各轴段的长度。（1）轴段的长度 为保证两半联轴 器的端面能紧贴，该段轴长应短于联轴 器内孔长84mm，故取轴段的长度1182mm。查手册，根据轴径选取键的尺寸为 段的长度 从图中可推出I2 45mm3）轴段的长度 从图中可推出I3b h L 12mm 8mm 70mm52.5mm。2 ）轴4） 轴段的长度 为保证挡油环能压紧齿轮的左端面，而不是压在轴肩上，故该段轴 长应 短于齿

40、轮轮毂宽度 65mm，故取I4 63mm。查手册，根据轴径选取键的尺寸为b h L 18mm 11mm 56mm 。5）轴段的长度 从图中可推出，15 14.5mm。6）轴段的长度 从图中可推出，16 36mm 。最后，作出齿轮、联轴器轮毂、轴承各自宽度的中截面与轴线的交点E、A、B、C,它 们为轴所受外力和支反力的作用点，并标出其间的跨距，以备下面校核轴的强度用。4标注尺寸将以上设计尺寸及选择的标准件规格标注在轴系结构方案图中，如图17-3所示。机械原理及零件课程设计带式运输机传动装置设计8减速器输入轴系键联接的强度校核1.已知条件1）输入轴输丿2）大带轮处车3）大带轮材料根据前面的设计结果

41、）、转矩 T= T i =98.84 N -m ;占径*为d =28 mm，键 A b;轴的材料为HT150h L 8mm x 7mm x 50mm ;45;键的材料为 45。2.设计内容 校核大带轮与 解因键、轴轴之间键联接的挤压强度。的材料为钢，大带轮的材料为铸铁，故按铸铁材料、载荷为轻微冲击 ，查教材表13-1得许用挤压应力p 55 MPa。键联接的挤压强度为h(L b)dL 4000 98.84 MPa 48MPa p ,安全。 7(50 -8)289减速器输1. 已知条件1）输入轴输丿入轴的强度校核 根据前面的设计结果)*转矩 T= T i =98840 N -mm ;N;59.10

42、8 mm;54.108 mm ;2）带的压轴力 Fp=11613）小齿轮分度圆直径 d小齿轮齿根圆直径df1 = 小齿轮的小齿轮的小齿轮的圆周力径向力轴向力Ft1 =3344 N;Fr1=1240 N;Fa1=657 N ;直齿轮时为零)4）轴的材料为仝5）轴的尺寸见图17-3。2. 设计内容 轴的强度。01.作岀参考教材例题，按弯扭组合强度条件校核输入轴的受力计算简图如图a所示。带的压轴力方向暂不确定。反力，作轴的弯矩图 空间力系平面化）1）仅考虑齿轮 作用力时作水平面的弯矩图如图b所示，水平面上两支点的径向反力为1 F 1 3344N1672NRH1 RH22 t1 2水平面上截面B处的弯

43、矩为M BH Frhi 71.5167271.5N mm 119548N mm机械原理及零件ii'r遷:IVf F软说2）仅考虑齿轮作用力时作垂直面的弯矩图如 图c所示，垂直面上两支点的径向反力为F"71.5Fa1FRV1FRV2di2124071.5 59.1086572271.5271.5N 484NFr1 FRV1 (1240 - 484)N756N垂直面上支点 2即右支点）的轴向反力为FA2Fa1657N垂直面上截面 B左侧处的弯矩为-19 -机械原理及零件课程设计带式运输机传动装置设计M FRV1 71.548471.5N mm 34606NBV mm垂直面上截 B

44、右侧处的弯矩为MFRV2BV mm71.575671.5N mm 54054N轮作用力时作合成弯矩图如图d3）仅考虑齿所示,轴上截面B左侧处的合成弯矩为M MBHV轴上截面E，2 M 2；'bh BV 11984834606 N mm 124744N mm右侧处的合成弯矩为MBHV11984854054N mm 131474N mm压轴力时作轴的弯矩图4）仅考虑带e所示，此时轴两支点的径向反力为如图FRP1FP79.5271.5116179.5N271.5 645NFrP2轴上截面FpBFrp1处的弯矩为(1161645)N1806NM bp轴上截面RP1 71.5处的弯矩为64571

45、.5N mm46118N mmM CP5）作总弯矩P 88.5图116179.5N mm92300N mm按最不利的情况考虑同向，将两者直接相加，则得到轴的总弯矩图如图 轴上截面B，假设图c所示的合成弯矩与图 e所示带压轴力引起的弯矩共面且 f所示。左侧处的总弯矩为M MBBHV轴上截面BMBP （12474446118）N右侧处的总弯矩为M C3 .作车如图4 校核MM B BHV轴上截面CM BP N处的总弯矩为mm 170862N mm从总弯矩图和扭矩图看，齿轮的中截面 B右侧处的弯矩最大，且有扭矩，应该是一个危险 截面。从图17-3所示轴系结构图看，轴右边的轴

46、颈中截面 C处也可能比较危险，因此处0.6，分别将轴B截df1 54.108mm、C 截面的直径 d 40mm 代入式Q5-3 ）有Be2277592(0.698840)0.154.108 3MPa 12MPa1直径较小，且弯矩比较大。下边按式15-3 ）分别校核轴上 B、C截面的强度。按45钢由教材表14-6查得1 60MPa ，取扭剪应力折算系数 面的直径即齿根圆直径CeMC2(T)2W92300 2 (0.6 98840)詡卩317MPa 0.1401所以轴的强度满足要求。5.计算轴的总支反力参考图b、c、e中轴所受支反力的方向，按照受力最不利的情况考虑 ，支点1即左支 点） 的总径向反力为FR1-一 2 2Frh1 Frv1Frp1(、1672 24842719)N2386N支点2即右支点）的总径向反力Fr2、总轴向反力Fa2分别为75621806)N3641N_ " 2 2 2FR2 FrH2FrV2 FrP2(、1672FA2Fa1 657N轴的支反力即为轴承受到的作用力，在进行轴承寿命计算时要用到。-21 -机械原理及零件课程设计一带式运输机传动装置设计10减速器输入轴轴承的寿命校核1 已知条件根据前面的设计结果）1）输入轴轴承名称及代号：深沟球轴承 63082） 左轴承受到的径向力FR1= 2386 N ;右轴承受到的径向力Fr2