1、1緒論12擬定傳動(dòng)方案23電機(jī)的選用33.1類型的選擇33.2功率的確定33.3轉(zhuǎn)速的確定44分配傳動(dòng)比64.1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 64.2分配各級(jí)傳動(dòng)比65確定運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)75.1確定各軸的轉(zhuǎn)速75.2確定各軸的功率75.3確定各軸的轉(zhuǎn)矩76傳動(dòng)零部件設(shè)計(jì)86.1 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)86.2 一級(jí)減速器的設(shè)計(jì) 116.2.1圓柱齒輪的設(shè)計(jì)116.2.2傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)156.2.3滾動(dòng)軸承的選擇 226.2.4密封裝置的選擇 236.2.5端蓋的選擇 236.2.6鍵的選擇236.2.7箱體的設(shè)計(jì) 256.3聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)277輸送裝置的設(shè)計(jì) 287.1運(yùn)輸帶的設(shè)計(jì)287.2滾筒的設(shè)計(jì)307.2.1傳

2、動(dòng)滾筒的選擇307.2.2改向滾筒的選擇 317.3托輥的設(shè)計(jì) 317.4機(jī)架的設(shè)計(jì)328結(jié)論33致謝34參考文獻(xiàn)35附：零件圖及裝配圖1緒論目的近年來，我國的工業(yè)水平發(fā)展得越來越快，機(jī)器的自動(dòng)化更是普遍。目前，使用自 動(dòng)化的帶式輸送機(jī)的工廠多得數(shù)不勝數(shù)，正因?yàn)樗妮斔湍芰Υ?、能耗低、結(jié)構(gòu)簡單、 維護(hù)方便這些特點(diǎn)深受廣大企業(yè)的青睞。本文是經(jīng)過不斷查閱資料后確定的題，然后結(jié) 合自己在學(xué)校所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)并通過在圖書館找到的相關(guān)手冊資料進(jìn)行的設(shè)計(jì)， 是使自己設(shè)計(jì)的自動(dòng)送料機(jī)具有實(shí)用價(jià)值。2擬定傳動(dòng)方案本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的是“自動(dòng)送料機(jī)”，也稱為“自動(dòng)帶式運(yùn)輸機(jī)”，其由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝 置及工作機(jī)三部分組成。

3、由于運(yùn)動(dòng)簡圖能明確地表示這三部分之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞關(guān) 系，且為傳動(dòng)裝置、輸送裝置中各零、部件的設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)，故“自動(dòng)送料機(jī)” 的傳動(dòng)方案由運(yùn)動(dòng)簡圖圖1表示：廠滾筒軸I圖1傳動(dòng)簡圖7 、聯(lián)軸器、傳動(dòng)滾筒、運(yùn)輸帶1、滾筒軸承2、圓柱齒輪3、V帶傳動(dòng)4 、電動(dòng)機(jī)5、帶輪6、一級(jí)減速器3電機(jī)的選用經(jīng)查閱相關(guān)資料，本設(shè)計(jì)的“自動(dòng)送料機(jī)”所送的物料為30cm長、15cm寬、10cm 高的鋁制棒料。故有關(guān)原始數(shù)據(jù)及工作條件如下：1 、原始數(shù)據(jù)：輸送帶工作拉力F: 7KN ；輸送帶速度V: 1M/S ；卷筒直徑D: 500mm；2 、工作條件：（1）工作情況：兩班制工作（每班按 8h計(jì)算），連續(xù)單向運(yùn)

4、轉(zhuǎn)，載荷變化不大， 空載起動(dòng)；輸送帶速度允許誤差 凸;滾筒效率n筒=0.96。（2）工作環(huán)境：室內(nèi)，環(huán)境溫度 26 ?C左右。（3）使用期限：折舊期8年，4年一次大修。（4）制造條件及批量：普通中、小制造廠，小批量。3 、根據(jù)以上工作條件所選傳動(dòng)零件及其機(jī)械傳動(dòng)的效率值如下：8 級(jí)精度的一般圓柱齒輪（油潤滑）n齒=0.97, V帶傳動(dòng)n帶=0.96,滾動(dòng)軸承（球軸承）n承=0.99 （一對(duì)），彈性聯(lián)軸器耳聯(lián)=0.99，（以上數(shù)據(jù)在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的 P10 表23查得）。3.1類型的選擇根據(jù)已知的工作條件，所選的電機(jī)的類型為 丫系列（2923）籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 3.2功率的確定電動(dòng)機(jī)功率的

5、確定主要根據(jù)工作機(jī)的功率來確定：Pd= Pw/ 準(zhǔn)（1 ）Pw=FV/1000 n（2）則 Pd=FV/1000 n總其中 n總=耳帶州承育齒耳聯(lián)，筒n （m為軸承對(duì)數(shù)）本設(shè)計(jì)中，m=3，且：Pd電動(dòng)機(jī)工作功率（KW）， Pw工作機(jī)的功率（KW）;F工作機(jī)的阻力（N），V 工作機(jī)的線速度（m/s）;n總一電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的傳動(dòng)裝置總效率； nw 工作機(jī)的效率（即滾筒的效率）；因此，可以求得：(1) n總=耳帶州承齒聯(lián).筒=0.96 0.993 0.97 0.99 0.96=0.86(2) Pw=FV/1000 nw= (7000 1) / (1000 0.96) =7.29 (KW)(3) Pd

6、=Pw/ n總=7.29/0.86=8.48 ( KW)所以，計(jì)算得電動(dòng)機(jī)的工作功率 Pd為8.48KW。3.3轉(zhuǎn)速的確定因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)速范圍的確定可由工作機(jī)的轉(zhuǎn)速要求和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理傳動(dòng)比范圍來確定，即：nd= (ii i2 in) nw(3)式中：nd為電機(jī)的可選轉(zhuǎn)速范圍；ii in為各級(jí)傳動(dòng)比的合理范圍；nw為工作機(jī)的轉(zhuǎn)速；又因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)(即卷筒軸)的工作轉(zhuǎn)速為：nw=(60 1000v)/ nD且v=1m/s,D=500mm所以可求得 nw= (60 1000 1) / (3.14 500) =47.77 (r/min /又根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)教材 P5的表2 1推薦的合理傳動(dòng)比范圍，初

7、選V帶傳動(dòng)比i 1=2 4,齒輪傳動(dòng)比i2=35。所以 i 總=h i2= (2 4) (35) =6 20。因?yàn)閕總二門/門，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd=i總nw= (6 20) 47.77=286.62-955.4 ( m/s)。由于本設(shè)計(jì)中，工作機(jī)是長期運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷不變的，所以選擇電動(dòng)機(jī)功率的原則是其額定功率Ped應(yīng)稍大于其工作功率Pd，且符合這一范圍電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速范圍為：750r/min。所以，經(jīng)查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊P824表19-8,選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：Y180& 所以電機(jī)主要性能和外觀尺寸見表1和表2：表1 電動(dòng)機(jī)(型號(hào) Y180M-8 /的主要性能額定功率Ped/kW

8、同步轉(zhuǎn)速 n/(r/min /滿載轉(zhuǎn)速nm/(r/min /電動(dòng)機(jī)總量/N啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩1175072721501.82.0表2 電動(dòng)機(jī)(型號(hào)Y180M-8)的主要外形尺寸和安裝尺寸中心高H (mm外形尺寸L ( AC/2+AD)HD (mm)地腳安裝尺寸A(mm)地腳螺栓孔直徑K (mm)軸伸出端直徑D/ ( mm) /軸伸出端長度(mm)180595 535 445279 2411555/1104分配傳動(dòng)比4.1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nw和工作機(jī)的轉(zhuǎn)速nw,可計(jì)算出傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：i總二門皿/門(4)或i 總=ii in(5)因?yàn)橛梢陨蟽?nèi)容可知：n

9、m=727r/mi n, nw=47.77r/mi n所以:i 總=門m/nw=727/47.77=15.22即傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比i總為15.22。4.2分配各級(jí)傳動(dòng)比由式i總=ii i2，取V帶傳動(dòng)比ii=3.5,則齒輪的傳動(dòng)比為：i2=i 總/ii=15.22/3.5=4.35所以，分配的傳動(dòng)比V帶為3.5,齒輪為4.35。5確定運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5.1確定各軸的轉(zhuǎn)速由 ii2=n i/n2 ,n 2=ni/ii2 可計(jì)算得：I 軸(輸入軸)：n 1=nm/ii=727/3.5=207.71 (r/min)n 軸(輸出軸):n2=ni/i2=207.71/4.35=47.75 (r/min)滾筒

10、軸：nw=n2=47.75 (r/min)5.2確定各軸的功率由PP2=n(6)可計(jì)算得：(注：式中Pm為電動(dòng)機(jī)額定功率)I 軸：P1/Pm=n>,則 P1=Pm 帶=11 0.96=10.56 (kw)n 軸：P2/P1= n 齒泵,則 P2=P1 齒=Pm 帶齒泵=11 0.96 0.97 0.99=10.14 (kw)滾筒軸：Pw/P2= n聯(lián)承,則 Pw=P2 聯(lián)承=10.14 0.99 0.99=9.94 (kw)5.3確定各軸的轉(zhuǎn)矩由T=9550 -P/n(7)可計(jì)算得：電動(dòng)機(jī)軸：T0=9550 Pm/nm=9550 11/727=144.50 (n/m)I 軸：T1=955

11、0 P1 /nw=9550 10.56/207.71=485.52 (n/m)n 軸：T2=9550 P2/n2=9550 10.74/47.75=2028 ( n/m)滾筒軸：Yw=9550 Pw/nw=9550 9.94/47.75=1988 (n/m)現(xiàn)將以上算得的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)列表如下：表3各軸的動(dòng)力參數(shù)參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸I軸n軸滾筒軸轉(zhuǎn)速 n(r/min)727207.7147.7547.75功率P/kw1110.5610.149.94轉(zhuǎn)矩T/ (n m)144.50485.5220281988傳動(dòng)比i3.54.351效率n0.960.960.986傳動(dòng)零部件設(shè)計(jì)6.1 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)該

12、設(shè)計(jì)是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中的高速級(jí)普通V帶傳動(dòng)，根據(jù)之前的已知條件及設(shè)計(jì)出的結(jié)果有以下已知條件：所需傳遞的額定功率Ped=11kw，帶的傳動(dòng)比ii=3.5。電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nw=727r/min,兩 班制工作(每班8h計(jì)算)，載荷變化不大。設(shè)計(jì)如下：(1) 確定計(jì)算功率PcPc可按公式(8)求得：Pc=Ka P(8)式中：P需要傳遞的名義功率(即額定功率)(KW);Ka工作情況系數(shù)。Ka經(jīng)查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊P603表148后取：Ka=1.1因?yàn)?P=Ped=11kW所以 Pc=1.1 11=12.1 (kw)(2) 選擇帶的型號(hào)因?yàn)樾л嗈D(zhuǎn)速即為電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，即 n /小帶=727r/mi

13、 n.又根據(jù)計(jì)算功率：Pc=12.1kw,由機(jī)械手冊P62圖14-2選帶型則所選V帶型號(hào)為：B型。(3) 確定帶輪基準(zhǔn)直徑1) 自定小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1并符合機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P226表164的基準(zhǔn)直徑系 列要求，取dd1=125mm.2) 驗(yàn)算帶速 v: v= ( nd1 n1)/ (60 1000) = (nd1 n 帶)/ (60 1000) = (3.14 125 727) / (60 1000) =4.76 (m/s)因?yàn)閹偬≌f明所選dd1太小，這將使所需圓周力過大，從而使所需帶根數(shù)過多， 一般不應(yīng)小于5m/s，若速度過大，則會(huì)因離心力過大而降低帶和帶輪間的正應(yīng)力，從而 降低摩擦力和傳

14、動(dòng)的工作能力，同時(shí)離心力過大又降低了帶的疲勞強(qiáng)度，所以通常5m/s < v < 25m/s所以，由于取ddi=125mm,則v<5m/s,故重選。經(jīng)同樣方法驗(yàn)算后，取 ddi=180mm, v=6.85m/s。3) 計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑。由公式i=d2/di( 9)可得：dd2=i 帶 ddi=3.5 180=630 (mm)同上參考表164,取dd2=630mm。(4) 確定中心距a和膠帶長度Ld1 )初步確定中心距a0：因?yàn)橹行木嘈‰m能使傳動(dòng)緊湊，但帶長太小，單位時(shí)間內(nèi)膠帶繞過帶輪次數(shù)增多， 即帶的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加，將降低帶的壽命。中心距又減小包角a 1降低摩擦力和傳動(dòng) 能

15、力。中心距過大除有相反的利弊外，高速時(shí)還易引起帶的顫動(dòng)，故一般按式(10)初步定中心距a0:0.7(dd1+dd2) <0<2(dd1+dd2)(10)則 0.7 (180+630) <0<2( 180+630)即567mm< 0< 162mm初取 a°=800mm.2)初選a0后，根據(jù)式(11)初選帶的長度Ld0：2Ld0=2a0+( dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)/(4a0)(11)貝U Ld0=2 800+3.14 /180+630) /2+ /630-180) 2/ /4 800)=1600+1271.7+63.281=2934.

16、98 / mm)由簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊P294表11-2查得，選取和Ld0相近的標(biāo)準(zhǔn)帶基準(zhǔn)長度：Ld=2800mm。/ 5)計(jì)算出實(shí)際中心距由a=aj+( Ld-Ld0)/2/12)可得 a=800+ /2934.98-2800) /2=867.49 / mm)因?yàn)榭紤]到安裝調(diào)整和帶松弛后張緊的需要，應(yīng)給中心距留出一定的調(diào)整余量，中心距的變動(dòng)范圍為：-0.015Ld+0.03Ld貝Ua-0.015Ld< a< a+0.03L即 867.49-0.015 2800< a< 867.49=0.03 2800所以a=825.49- 951.49。(6) 驗(yàn)算小帶輪包角a

17、可按式(13)計(jì)算：a=180257.3?(dd2-ddi) /a > 120?(13)若小于此值，應(yīng)增大中心距。因?yàn)椋篴=180257.3?(630-180) /867.49所以：a=150.28? > 120?所以初選的中心距是符合要求的。(7) 確定帶根數(shù)z帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：單根V帶傳遞的計(jì)算功率小于或等于單根 V帶的許可額定功率。zPP'0=Pc/ (P1+AP1) K JKl(14)式中：Pc計(jì)算功率(kw);P1當(dāng)包角等于180?時(shí)、確定帶長、工作平穩(wěn)的單根普通V帶的額定功率(kw), 可根據(jù)V帶的型號(hào)查表；AP1當(dāng)包角不等于180?時(shí)，單根普通V帶額定功率的增

18、量(kw),可根據(jù)V帶 的型號(hào)查表；K a包角系數(shù)，可查表； Kl 長度系數(shù)，可查表。因?yàn)橐阎狿c=12.1kw，且由查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊表并通過“插值法”求得：P1 =2.6kw, AP1=0.23kw且同樣查機(jī)械手冊P604表14 9和表1411分別得到；K 尸0.92, Kl=1.05所以按公式可得：z> 12.1/(2.6+0.23) 0.92 1.05=2.73則取z=3。即確定帶根數(shù)為3。/ 8)計(jì)算預(yù)拉力F0預(yù)拉力越大，帶對(duì)輪面的正應(yīng)力和摩擦力也越大，不易打滑，即傳遞載荷的能力越 大；但太大會(huì)增大帶的拉應(yīng)力，從而降低其使用壽命，同時(shí)作用在軸上的載荷也大，故 單根帶的預(yù)拉力按式

19、（15）計(jì)算：Fo=5OO（ Pc/vz） （2.5/K al） +qv2（15）式中：Fo初拉力（N）; V 帶速（m/s）;Z帶根數(shù)；Pc計(jì)算功率（kw）;K廠包角系數(shù)；q帶每米長的質(zhì)量（kg /m）。因?yàn)橐阎篜c=12.1kw，V=6.85m/s, z=3, K a=0.92q經(jīng)查機(jī)械手冊P604表1410,得q=0.17 kg/m所以得：Fo=5OO - （12.1/6.85 3） （2.5/0.92-1） +0.17 6.852 得：Fo=514.35 （N）（9）帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力FQ （為了設(shè)計(jì)安裝帶輪的軸和軸承）可按式（16）計(jì)算：Fq 2z0sin （ a/2）（16）

20、貝UFq2 3 514.35（ 15Sh28?/23086.1 sin 75.14根據(jù)以上設(shè)計(jì)結(jié)果，有關(guān) V帶參數(shù)列表如下：表4 V 帶參數(shù)功率 Pc (kw) :12.1預(yù)拉力 F0 (N) :514.35帶型號(hào)：B軸上壓力 FQ ( N) :3086.1 sin75.14?中心距 a (mm) :867.49小帶輪包角 a：150.28?膠帶長度 Ld (mm) :2800大帶輪基準(zhǔn)直徑（mm ）:180帶根數(shù)z:3小帶輪基準(zhǔn)直徑（mm ）:6306.2 一級(jí)減速器的設(shè)計(jì)6.2.1圓柱齒輪的設(shè)計(jì)由以上設(shè)計(jì)結(jié)果作為已知條件，則已知：傳遞功率P=10.56kw。傳動(dòng)比i=4.35。主動(dòng)輪（小齒

21、輪）轉(zhuǎn)速 n1=207.71r/mi n。本設(shè)計(jì)中，齒輪傳動(dòng)為閉式傳動(dòng)，且由于傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速不高，對(duì)結(jié)構(gòu)無特 殊要求，故采用軟齒面的閉式齒輪傳動(dòng)，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核彎曲疲勞強(qiáng) 度。（1）選擇材料，確定許用應(yīng)力。按軟齒面定義，查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊P264表1017,小齒輪選用45鋼，調(diào)制, 硬度為260HBS;大齒輪選用45鋼，正火，硬度為210HBS (為減小膠合的可能性，并 使配對(duì)的大小齒輪壽命相當(dāng)，通常小齒輪齒面硬度比大齒輪的高出 30 50HBS)，由機(jī) 械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)查得。所確定許用應(yīng)力包括接觸疲勞許用應(yīng)力沏和彎曲疲勞許用應(yīng)力的：出=SHlim/SH( 17)式中：Slim

22、 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限(Mpa，與材料及硬度有關(guān)；(可查圖得)Sh 齒面接觸疲勞安全系數(shù)，可查表。&= Slim/SF( 18)式中：Slim 試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限(Mpa)，對(duì)于雙側(cè)工作的齒輪傳動(dòng)，齒根承受 對(duì)稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，應(yīng)將查得圖中數(shù)據(jù)乘以0.7;Sf齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度安全因數(shù)，可查表。由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P179圖13 35查得：Slim 主=595Mpa，Slim 從=550MpaSlim 主=200Mpa，Slim 從=2185Mpa由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表查得：Sh=1.0, Sf=1.3所以由公式可計(jì)算得：S主 =SHlim/SH=595/1.0=595 ( Mpa)H從=SHl

23、im/SH=550/1.0=550 ( Mpa)F主=8Flim/SF=200/1.3=153.85 (Mpa)F從=8Flim/SF=185/1.3=142.31 (Mpa)(2) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：按設(shè)計(jì)公式a>( i+1) (335/鬧)2 ( KT1/ 曲i) 1/3(19)計(jì)算中心距。式中：也一齒面最大接觸應(yīng)力(Mpa)a齒輪中心距(mm)k載荷因數(shù)T1 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩(Nmm)b齒寬（mm）i 大輪與小輪的齒數(shù)比“± 一分別標(biāo)表內(nèi)嚙合和外嚙合a 齒寬系數(shù)（s=b/a）歯不同,(20)1）因?yàn)橐粚?duì)齒輪嚙合，兩齒輪面接觸應(yīng)力相等，但兩輪的許用接觸應(yīng)力 故計(jì)算時(shí)帶入兩

24、輪中的較小值。所以 問=550Mpa。2）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩按公式Ti =9.55 106 （Pi/ni）計(jì)算。式中：Ti小齒輪轉(zhuǎn)矩（Nmm）;Pi 齒輪傳遞的功率（kw）;ni小齒輪轉(zhuǎn)速（r/min ）。因?yàn)椋?Pi=10.56kwni=207.71r/mi n所以：Ti=9.55 i06 （I0.56/207.7I） （ N-mm）故小齒輪轉(zhuǎn)矩得：Ti=4.86 i05 （N -mm）3 ）對(duì)一般減速器，取齒寬系數(shù) a =0.4,又由i=4.35。因?yàn)辇X寬選8級(jí)精度且載荷運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。故由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)Pi83表i3 9查得：選K=i.i。將以上數(shù)據(jù)代入設(shè)計(jì)公式（i9）:aa（4.35+i） （33

25、5/550） 2 （i.i 4.8 i05/0.44；35） i/3=259.i7則初得中心距a0=259.i7mm。（3）確定基本參數(shù)，計(jì)算主要尺寸。i）選擇齒數(shù)。對(duì)閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，通常zi=40 20,故取z主=20。因?yàn)?Z2=i zi,i=4.35所以 z 從=4.35 20=872 ）確定模數(shù)。由計(jì)算公式:(21)a=m (zi+z2)12可得：m=2ao/z 主+z 從=(2 259.17) / (20+87) =4.84 (mm)由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P160表13 1查得標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取 m=5mm3 )確定實(shí)際中心距。按公式(21)算得：a=m (z 主+z 從) /2=5 (20+87

26、) /2=267.5 (mm)4 )計(jì)算齒寬由公式：=b/a(22)算得從動(dòng)輪(大齒輪)的齒寬。貝U b 從=Oa a=0.4 267.5=107 (mm)為保證接觸齒寬，圓柱齒輪的小齒輪齒寬比大齒輪齒寬b2略大，b1=b2+(35) mm故取 b主=110mm。(4) 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。按公式»= (2KYfs) / (bm2z)(23)來校核式中：沖一齒根最大彎曲應(yīng)力。Yfs復(fù)合齒形因數(shù)，反映輪齒的形狀對(duì)抗能力的影響，同時(shí)考慮齒根部應(yīng)力集 中的影響。 2 2貝U沖主=(2KYfs1)/ (b 從 mz 主)，沖從=(2KT 1Yfs2) / (b 從 mz 從)按 z主=20

27、，z從=87由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P185表1310查得：丫 fs1=4.38,Y fs2=3.88.代入上式得：&主(2 1.1 4.86 105 4.38)/(107 52 20)=87.53( Mpa) < FJ主=153.85Mpa52圧從=/ 2 1.1 4.86 105 3.88) / / 107 52 87) =17.83 / Mpa) < 引從=142.31Mpa所以是安全的。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得兩齒輪的相關(guān)基本參數(shù)，列表如下:表5 齒輪的基本參數(shù)參數(shù)齒輪(主)齒輪(從)中心距a/模數(shù)m (mm)267.5/5傳動(dòng)比i4.35齒距P (mm)P=mr15.7齒厚S (m

28、m)S=mr /27.85槽寬e (mm)e=mn /27.85齒頂咼ha (mm)ha=ha m5齒根高h(yuǎn)f (mm)ha=ha+c= (ha+c ) m6.25全齒高h(yuǎn) (mm)ha=ha+hf=( 2ha +C ) m11.25分度圓直徑d (mm)d=mz100435齒頂圓直徑da (mm)da=d+2ha=m (z+2ha 110445齒根圓直徑df ( mm)df=d-2h f=m (z-2ha -2c)87.5422.5齒寬 b1,b2 (mm)110107注釋：齒頂高系數(shù)ha =1，頂隙系數(shù)C=0.25，壓力角a =20。6.2.2傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)1 、高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算。根據(jù)以上設(shè)

29、計(jì)結(jié)果，已知高速軸(I軸)傳遞功率P=10.56kw,轉(zhuǎn)速n =207.71r/min(1) 因?yàn)檩S的傳遞功率不大，對(duì)材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)制處理。(2) 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度并結(jié)合軸的設(shè)計(jì)計(jì)算公式：d>Ao (P/n) 1/3(24)估算軸的最小直徑。據(jù)所選材料由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P268表203查得：取 A0=126.又已知 P=10.56，n=207.71。代入公式(24)推得：d> 126 10.56/207.71) 1/3=46.42 (mm).因?yàn)樽钚《屋S徑可增大3%5%,所以當(dāng)d增大3%后，d=47.81mm。經(jīng)圓整后取d=48mm。(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并附結(jié)構(gòu)草圖。由于

30、設(shè)計(jì)的是單級(jí)減速器，將齒輪布置在箱體內(nèi)部，軸承對(duì)稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端與大帶輪相連。草圖如圖2：圖2 高速軸<1>確定軸上零件的位置和固定方式：齒輪從軸的右端裝入，其左端用軸肩(或軸 環(huán))定位，右端用套筒定位。齒輪的周向固定采用平鍵連接。軸承對(duì)稱安裝于齒輪的兩 側(cè)，軸向采用軸肩定位，外端蓋安裝于左軸承上，內(nèi)端蓋于右端軸承，且內(nèi)含密封圈。<2>確定各軸段的直徑d (從右端開始設(shè)計(jì))。1 )di=d+2hi: di段與密封圈內(nèi)徑相配合，且hi為定位軸肩高度，hi=( 0.07 0.1) d.因?yàn)?hi=(0.07 0.1)d=( 0.07 0.1)48=3.364.8

31、( mm)則 d1=48+2(3.36 4.8)=54.7257.6( mm)由于與密封圈配合，經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)P96表12 1后，選擇密封圈為氈圈，則取d1=55mm2 )d2=d1+( 1 3): d2段與軸承內(nèi)孔相配合，無定位、裝配要求等。貝U d2=55+( 1 3)=56 58( mm).由于與軸承內(nèi)孔相配合，且因結(jié)構(gòu)無特殊要求，同上查課程設(shè)計(jì)P85表11 1后，選擇深溝球軸承，則取 d2=60mm,即選擇的軸承代號(hào)為6212。3 ) d3=d2+ (1 3): d3段僅為裝配方便。則 d3=60+ (1 3) =6163 (mm).取 d3=63mm.4 ) d4=d3+2

32、h2:該段為齒輪定位段，h2為齒輪定位軸肩高度，h2= (0.07 0.1) d3.因?yàn)?h2= (0.07 0.1) d3= (0.07 0.1) 62=4.346.2 (mm).所以 d4=62+2 (4.34 6.2) =70.68 74.4 (mm)取 d4=72mm.5 ) d5為軸承內(nèi)圈的安裝高度。所以同上查課程設(shè)計(jì)P85表11 1后，軸承6212的安裝高度為69mm.所以 d5=69mm.6 ) d7=d2,則 d7=60mm.(4) 確定各軸段的長度L。(從左端開始設(shè)計(jì))。<1> Ld7=B軸承：Ld7段由課程設(shè)計(jì)P85表11 1查取后，軸承6212的B=22mm。

33、 則 B=22mm.<2>因?yàn)檩S環(huán)寬度b=( 1 1.5)h，h為軸肩，一般取1.4h。又因?yàn)?d7=60mm，d5=69mm 所以 h57= (d5-d7)/2=4.5mm。所以 Ld5=1.4h57=6.3( mm)<3> 因 h43=h2=2.944.2mm，所以 Ld4=1.4h2=4.116 5.85mm。所以取 Ld4=5.5mm。<4>因?yàn)長d3段與傳動(dòng)零件齒輪相配合，為保證其定位可靠，該段應(yīng)比與之相配合的輪轂寬度 b1 小( =13) mm，即 Ld3=b1- (1 3) (mm) ,b1=110mm.貝U Ld3=110- (1 3) =1

34、09107 (mm),取 Ld3=108mm。注:設(shè)計(jì)到此先設(shè)計(jì)低速軸部分再返回來繼續(xù)，因?yàn)橐韵碌脑O(shè)計(jì)會(huì)用到低速軸的相關(guān)數(shù)據(jù)。<5> Ld2=A2+A3+B+2 (經(jīng)查課程設(shè)計(jì)P44圖62減速器裝配草圖后定)&箱體內(nèi)壁距小齒輪端面的距離(mm)。As軸承內(nèi)端面主箱體內(nèi)壁的距離，與軸承的潤滑方式有關(guān)(mm)。B 低速軸上軸承6220的寬度(mm)。2齒輪寬度比Ld3段長的部分。經(jīng)低速軸設(shè)計(jì)后已知，A2=9mm,B=34mm, A3=10mm貝U Ld2=9+10+34+2=55 (mm).<6> Ld1=e+m+L1同低速軸，Ld1段經(jīng)查課程設(shè)計(jì)P44圖62裝配草

35、圖后確定。 式中e、m、L1的含義同低速軸的一樣，L1 一般取15 20 (mm)。高速軸的軸承端蓋同樣選擇凸緣式。取e=1.2cb, d3為端蓋連接螺釘直徑。同低速軸 d3=8.65210.815 (mm)又由軸承6212的外徑經(jīng)查課程設(shè)計(jì)P101表1211后，取d3=10mm。貝U e=1.2 10=12mm.因?yàn)橐话闳= (0.10 0.15) D.D為低速軸軸承座孔直徑。經(jīng)查課程設(shè)計(jì)P85表 11 1 后，得 D=180mm。則 m= (0.10.15)180=1827 (mm).又需要滿足 m>e，則取m=15mm。同低速軸，取L仁15mm。則 Ld1=e+m+L1=12+2

36、7+15=54 (mm)。<7> Ld=L- (1 3) (mm).該式中，L為帶輪孔長度，即帶輪寬。經(jīng)查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊P620表1416知：L= (z-1) e+2f.式中z輪槽數(shù)(即帶根數(shù))；e槽間距；F第一槽對(duì)稱面至端面的最小距離。已知 z=3，經(jīng)查表 1416 的：e=19mm,f=11.5 代入上式：L=61mm.貝U Ld= (3 1) 19+2 11.5- (1 3) =5860 ( mm),取 Ld=59mm。2、低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算。根據(jù)以上設(shè)計(jì)結(jié)果，已知低速軸(n軸)傳遞功率Pn=10.14kw,轉(zhuǎn)速nn=47.75r/min(1) 同高速軸一樣，對(duì)材料無特殊要求

37、，也選45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。(2) 按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度并結(jié)合軸的設(shè)計(jì)計(jì)算公式(24)估算軸的最小直徑。同前，據(jù)所選材料由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P268表203查得：取 A0=126,又已知 P=10.14kw, n=47.75r/min。代入公式推得：d> 126( 10.14/47.75) 1/3 ( mm).d 增大 3%后得：d>77.38nm.因?yàn)樵摱闻c聯(lián)軸器相配，故先確定聯(lián)軸器的類型及型號(hào)。根據(jù)聯(lián)軸器的工作特點(diǎn)，所選類型為彈性柱銷聯(lián)軸器，其型號(hào)的選擇需根據(jù)軸的直徑。計(jì)算鉆具和轉(zhuǎn)速確定。計(jì)算轉(zhuǎn)矩由下式確定：Tc=KaT(25)式中T名義轉(zhuǎn)矩，即穩(wěn)定狀態(tài)下聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩(Nm)。Ka 工作情況系

38、數(shù)，可查表。又因?yàn)門cW T T為聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩，且 T名=丁軸=2028Nm。故經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P304表22 1后，得Ka=1.5。則 Tc=1.5 2028=3042N m,為滿足 Tc< T。經(jīng)查課程設(shè)計(jì)P107表13 4后，T=T p=6300N m所以選擇的聯(lián)軸器型號(hào)為LX6，Y型軸孔。故確定，最小直徑d=80mm。(3) 設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并附結(jié)構(gòu)草圖，低速軸的大致結(jié)構(gòu)同高速軸類似，但該軸的外 伸端同聯(lián)軸器相連。草圖如圖3：圖3低速軸<1> 確定軸上零件的位置和固定方式：同高速軸類似。<2>確定各軸段的直徑d：(從右端開始設(shè)計(jì))。1)di=d+2hi:d

39、i段與密封圈內(nèi)徑相配合，hi為定位軸肩高度，hi=(0.07 0.1)d.因?yàn)?hi= (0.07 0.1) d,所以 hi= (0.07 0.1) 80=5.6 8 (mm)所以 di=80+2 ( 5.6 8) =91.2 96 (mm)同高速軸，經(jīng)查課程設(shè)計(jì)P96表12 1后，選擇密封圈為氈圈，則取 di=95mm。2 ) d2=di+ (1 3) :d2段與軸承內(nèi)孔相配合。貝U d2=95+ (1 3) =96 98 (mm).同前，由于與軸承內(nèi)孔相配合，且結(jié)構(gòu)無特殊要求，經(jīng)查課程設(shè)計(jì)P85表11 1后，選擇深溝球軸承，其軸承代號(hào)為 6220,則取 d2=100mm。3 ) d3=d2

40、+ (1 3) :d3段僅為裝配方便d3=100+ (1 3) =101 103 (mm)，取 d3=103mm.4 ) d4=d3+2h2：d4段為齒輪定位段，h2為齒輪定位軸肩高度，h2= (0.070.1) d3.所以 h2= (0.07 0.1) 102=7.1410.2 (mm).貝U d4=102+2 - (7.1410.2) =116.28122.4 ( mm).取 d4=120mm.5 ) d5為軸承內(nèi)圈安裝高度，所以同前查課程設(shè)計(jì)P85表11 1后，軸承6220的安裝高度da=112mm,則 d5=112mm.6 ) d7=d2=100mm.所以d7段為100mm.(4) 確

41、定各軸段的長度L (從左端開始設(shè)計(jì))。<1> Ld7=B軸承，Ld7段由課程設(shè)計(jì)P85查表11 1后，軸承6220的B=34mm。 貝U Ld7=34mm。<2>因?yàn)橥咚佥S一樣，軸環(huán)寬度 b= (1 1.5) h, h為軸肩，一般取1.4h。又因?yàn)?d7=100mm,c5=112mm,所以 h57= (d5-d7)/2= (112-100) /2=6 (mm).貝U Ld5=1.4h57=1.4 6=8.4 (mm).<3> 因?yàn)?h43=h2=4.34 6.2mm,所以 Ld4=1.4h2=6.088.68 (mm).取 Ld4=7mm.<4>

42、; Ld3=b2- (1 3):同高速軸，因?yàn)閐3段與齒輪箱配合，為保證其定位可靠，該 段應(yīng)比與之相合的輪轂寬度 b2小(4 =13) mm,又b2=107mm.貝U Ld3=107- (1 3) =104106 (mm).取 Ld3=105mm.<5> Ld2=A2+A3+B+2+ (b1-b2) /2, Ld2段經(jīng)查課程設(shè)計(jì)P44圖62減速器裝配草 圖后確定。A2箱體內(nèi)壁距小齒輪端面的距離(mm)。A3軸承內(nèi)端面主箱體的距離，與軸承的潤滑方式有關(guān)(mm)。B 軸承6212的寬度(mm)。2齒輪寬度比Ld3段長的部分(mm)。(b1-b2)/2高速軸齒輪比低速軸齒輪長的部分(mm

43、)因?yàn)榭紤]鑄造和安裝精度，一般取 &S為箱座壁厚，且S =0.025a+1并5>,8即要求 S =0.025a+1 青8已知 a=267.5mm。所以 S =0.025a+1=7.69 故取 S =mm。因?yàn)?&> S,所以取 &=9mm。因?yàn)锳3與軸承的潤滑方式有關(guān)，而潤滑方式取決于軸頸圓周速度V頸，若V頸大于2m/s,則采用油潤滑；若小于2m/s，則采用脂潤滑，可按下式求 V頸。V 頸=(n dn / (60 1000) ( m/s)(26)式中，d軸承內(nèi)徑；n軸轉(zhuǎn)速。已知軸承 6220 d=100mm,n=47.75r/min.所以 V 頸=(3.14

44、 100 47.75) / (60 1 000) =0.25 (m/s) <2m/s.故低速軸采用脂潤滑，則 A=10 15mm。取A3=10mm 。且 b1-b2=110 107=3mm， B=34mm.將以上結(jié)果代回Ld2= A+A3+B+2+ (b1-b2)/2中，則 Ld2=9+10+34+2+3/2=56.5mm.<6> Ld1=e+m+L1丄d1段經(jīng)查課程設(shè)計(jì)P44圖6 2裝配草圖后確定。式中e端蓋凸緣厚度(mm)；m端蓋定位止口的寬度(mm)；L1軸上零件與端蓋間的距離，一般取 L1=1520mm.因?yàn)樗x密封圈為氈圈，所以選擇凸緣式軸承端蓋。一般取e=1.2c

45、b,d3為端蓋連接螺釘直徑。經(jīng)查課程設(shè)計(jì)P26表4 1后，得d3= (0.4 0.5) df, df為地腳螺釘直徑。又 df=0.036a+12,且 a=267.5mm。所以 df=0.036 267.5+12=21.63 (mm)。貝U d3= (0.4 0.5) 21.63=8.652-10.815 (mm)又由軸承6220的外徑經(jīng)查課程設(shè)計(jì)P101表1211后，取d3=12mm.貝U e=1.2cb=1.2 12=14.4 (mm)。因?yàn)橐话闳= (0.10 0.15) D, D為軸承座孔直徑。經(jīng)查課程設(shè)計(jì)P85表11 1 后，得 D=180mm。貝U m= (0.10.15)180=

46、1827 (mm)。又因?yàn)?m>e,則取m=23mm。又 Li 一般為 15 20mm,則取 Li=15mm。貝U Ldi=e+m+Li=14.4+23+15=52.4 (mm)。<7> Ld=L- (13) (mm).式中，L為聯(lián)軸器軸孔長度，經(jīng)查課程設(shè)計(jì)P107表13 4后得：L=142mm則 Ld=142-( 1 3)=139 141mm,取 Ld=140mm。根據(jù)已設(shè)計(jì)得到的結(jié)果，列出軸的相關(guān)參數(shù)表如下：表6兩傳動(dòng)軸的基本參數(shù)(mm)高速軸低速軸直徑長度直徑長度d段485980140d1段55549552.4d2段605510056.5d3段63108103105d4

47、段725.51207d5段696.31128.4d7段602210034總長290.8398.3經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P265表202可知高、低速軸各段的圓角 R或倒角C,其大小如附零件圖所示。6.2.3滾動(dòng)軸承的選擇1 、高速軸的軸承選擇：根據(jù)已設(shè)計(jì)的高速軸，已選擇軸承類型為深溝球軸承，代號(hào)為6212,采用油潤滑,其相關(guān)參數(shù)如下表：表7 軸承6212的相關(guān)參數(shù)(mm)軸承代號(hào)基本尺寸/mm安裝尺寸/ mm基本額定動(dòng)載荷基本額定靜 載荷極限轉(zhuǎn) 速r/min原軸 承代 號(hào)dDBramindaminDamaxCr/KNCor/KN油潤滑621260110221.56910147.832.87002122

48、 、低速軸的軸承選擇：根據(jù)以設(shè)計(jì)的低速軸，已選擇軸承類型為深溝球軸承，代號(hào)為6220,采用脂潤滑,其相關(guān)參數(shù)如下表:表8 軸承6220的相關(guān)參數(shù)(mm)軸承代號(hào)基本尺寸/mm安裝尺寸/mm基本額定 動(dòng)載荷基本額定 靜載荷極限轉(zhuǎn)速r/min原軸 承代 號(hào)dDBramindaminDamaxCr/KNCor/KN脂潤滑6220100180342.111216812292.834002206.2.4密封裝置的選擇根據(jù)已設(shè)計(jì)的軸，已選擇密封裝置為氈圈，其相關(guān)參數(shù)列表如下：表9氈圈的相關(guān)參數(shù)（mm）軸徑氈圭寸油圈槽dDd1B1D。d0bBmin 鋼Bmin 鐵高速軸5574538725671215低速軸

49、95117931011597815186.2.5端蓋的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)的軸及密封裝置，已選擇端蓋的類型為凸緣式軸承端蓋，其相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸 列表如下：表10端蓋的相關(guān)參數(shù)符號(hào)尺寸關(guān)系符號(hào)尺寸關(guān)系高速軸低速軸高速軸低速軸D （軸承外徑）110180D5110105180174d3 （螺釘直徑）1012e1214.4n （螺釘數(shù)）66e1 (e1 >e)11 16.518 27d011 121314m2723D0 （無套杯時(shí)）135210b8 10810D0 （有套杯時(shí)）D0=D+2.5d 3+2S2h(0.8 1) b(0.8 1) bD0 （套杯厚度）S2=7 12透蓋密封槽 的結(jié)構(gòu)尺寸見氈圈尺

50、寸D2160165240246S34 64 66.2.6鍵的選擇根據(jù)已設(shè)計(jì)的軸，齒輪及帶輪可對(duì)高速軸和低速軸進(jìn)行鍵的選擇。1、高速軸上與帶輪連接段（d段）上鍵的選擇：因?yàn)橐训胐=48mm,經(jīng)查簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊P169表6 1得：鍵寬b=14mm.又因?yàn)閹л唽?B=61mm，則鍵長 L=B-（510）=61-（510）=51 56（mm）。由 長鍵的長度系列取L=56mm。所以，所選的鍵的型號(hào)為：鍵 14 56GB1096。2 、高速軸上與齒輪連接段（d3段）上鍵的選擇：因?yàn)橐训胐3=62mm,經(jīng)查簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊P16表6 1得：鍵寬b=110mm。 又因?yàn)樾↓X輪寬 B=110mm,則

51、鍵長 L=B-(510) =110-(510)=100105(mm), 結(jié)合鍵的長度系列取L=100mm。所以，所選的鍵的型號(hào)為：鍵 18 100GB1096。3 、低速軸上與聯(lián)軸器連接段(d段)上鍵的選擇：因?yàn)橐训胐=80mm,經(jīng)查簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊P169表6 1得：鍵寬b=22mm。 又因?yàn)槁?lián)軸器寬 B=142mm.則鍵長 L=B- (510) =142-( 510) =132137(mm), 結(jié)合鍵的長度系列取L=125mm。所以，所選的鍵的型號(hào)為：鍵 22 125GB1096。4 、低速軸上與齒輪連段(d3段)上鍵的選擇：因?yàn)橐训胐3=102mm,經(jīng)查簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊P169表6 1得：鍵寬b=28mm, 又因?yàn)榇簖X輪寬 B=107mm,則鍵長 L=B- (510) =107- (510) =97102 (mm), 結(jié)合鍵的長度系列，取L=100mm所以，所選的鍵的型號(hào)為：鍵 28 100GB1096?，F(xiàn)將以上所選鍵的相關(guān)參數(shù)列表如下：表11鍵的相關(guān)參數(shù)鍵 型軸鍵鍵槽寬度深度半徑r號(hào)公公稱尺公極限偏差軸t穀t1稱寸稱較松鍵連接一般鍵連接較緊鍵公極公極minmax直b