二級(jí)-帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置（5）

二級(jí)-帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置（5）,二級(jí),輸送,傳動(dòng),裝置 中間軸的精確校核：對(duì)照軸的晚矩圖和結(jié)構(gòu)圖，從強(qiáng)度和應(yīng)力集中分析，G都是危險(xiǎn)段面，但是由于，還受到扭矩作用，再由II斷面的彎矩要大于I處，所以現(xiàn)在就對(duì)II處進(jìn)行校核。軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由手冊(cè)查得： 。由手冊(cè)查得：剖面的安全系數(shù)： 抗彎斷面系數(shù)：抗扭斷面系數(shù)：彎曲應(yīng)力幅：彎曲平均應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅：平均切應(yīng)力：鍵槽所引起的有效應(yīng)力集中系數(shù) 再由手冊(cè)查得，表面狀態(tài)系數(shù)=0.92，尺寸系數(shù)剪切配合零件的綜合影響系數(shù)，取進(jìn)行計(jì)算：剪切配合零件的綜合影響系數(shù)，取進(jìn)行計(jì)算，由齒輪計(jì)算循環(huán)次數(shù)，所以取壽命系數(shù) 綜合安全系數(shù)：所以具有足夠的強(qiáng)度。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化年 級(jí) 2004級(jí) 學(xué)生姓名 何 君 指導(dǎo)教師 陳永強(qiáng) 設(shè)計(jì)時(shí)間 2006 年 1 2 月 28 日 機(jī)電工程學(xué)院目錄一、 選擇電動(dòng)機(jī)，確定傳動(dòng)方案及計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù) 1(一)、電動(dòng)機(jī)的選擇 1(二)、傳動(dòng)比的分配及轉(zhuǎn)動(dòng)校核 2 (三)、確定各軸的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩2二、V帶的設(shè)計(jì).4三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算5 (一)、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 5(二)、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)11四、軸的設(shè)計(jì) 16(一)、高速軸設(shè)計(jì)16(二)、中間軸設(shè)計(jì)19(三)、低速軸設(shè)計(jì)26五、滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算29六、平鍵聯(lián)接的選用和計(jì)算30七、聯(lián)軸器的選擇計(jì)算30八、箱體及其附件的設(shè)計(jì)選擇30(一)、零部件 30(二)、油標(biāo)尺的尺寸設(shè)計(jì)31九、參考文獻(xiàn) 32 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 32一、設(shè)計(jì)題目帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置課程設(shè)計(jì)1、 傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖；2課程設(shè)計(jì)任務(wù)：已知二級(jí)減速器，運(yùn)輸機(jī)工作轉(zhuǎn)矩T/（N.m ）為620N. m，運(yùn)輸帶工作速度0.9m/s,卷陽(yáng)筒直徑:360mm.工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微震動(dòng)，使用期限為8年，中等批量生產(chǎn)，兩班制工作，運(yùn)輸速度允許誤差5。二、電動(dòng)機(jī)的選擇1、按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V,Y型。2、計(jì)算功率 =Fv/1000=3.1 Kw 系統(tǒng)的傳動(dòng)效率 機(jī)構(gòu)V帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)滾動(dòng)軸承（一對(duì)）聯(lián)軸器卷筒傳動(dòng)效率0.900.980.980.990.96符號(hào)所以： 0.920.980.980.980.980.980.980.990.82其中齒輪為8級(jí)精度等級(jí)油潤(rùn)滑所以Pd=Pw/3.8 kw確定轉(zhuǎn)速?lài)补ぷ鬓D(zhuǎn)速=47.77轉(zhuǎn)二級(jí)減速器的傳動(dòng)比為7.150（調(diào)質(zhì)）所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍 339.42390通過(guò)比較，選擇型號(hào)為 Y132S-4其主要參數(shù)如下：電動(dòng)機(jī)額定功率P電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm電動(dòng)機(jī)伸出端直徑電動(dòng)機(jī)伸出端安裝長(zhǎng)度 5.5kw1440(r.min-1)38mm80mm三、傳動(dòng)比的分配及轉(zhuǎn)動(dòng)校核總的轉(zhuǎn)動(dòng)比:i= =30.1選擇帶輪傳動(dòng)比i1=3，一級(jí)齒輪傳動(dòng)比i2= 3.7,二級(jí)齒輪傳動(dòng)比i3=2.97、由于電動(dòng)帶式運(yùn)輸機(jī)屬通用機(jī)械，故應(yīng)以電動(dòng)機(jī)的額定功率作為設(shè)計(jì)功率，用以計(jì)算傳動(dòng)裝置中各軸的功率。0軸（電動(dòng)機(jī)）輸入功率：=5.5kw1軸（高速軸）輸入功率：=5.50.92=5.06kw2軸（中間軸）的輸入功率：=5.50.920.980.98=4.86kw3軸（低速軸）的輸入功率：=5.50.92=4.62kw4軸（滾筒軸）的輸入功率: =5.50.920.990.96=4.484kw8、各軸輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算：0軸（電動(dòng)機(jī)）的輸入轉(zhuǎn)矩：=36.47 Nmm1軸（高速軸）的輸入轉(zhuǎn)矩：=100.67 Nmm2軸（中間軸）的輸入轉(zhuǎn)矩：=357.66 Nmm3軸（低速軸）的輸入轉(zhuǎn)矩：=986.38 Nmm4軸（滾筒軸）的輸入轉(zhuǎn)矩: =957.35 Nmm軸編號(hào)名稱(chēng)轉(zhuǎn)速/(r/min)轉(zhuǎn)矩/(N.mm)功率/KWI電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸14403.6475.5II高速軸4801.00675.06III中間軸129.733.57664.86IV低速軸44.739.86384.62V卷筒軸44.739.57354.484四、三角帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì)確定計(jì)算功功率1 由課表8-6 查得工作情況系數(shù)=1.2，故 =1.25.5 =6.6 kw2.選取窄V帶類(lèi)型 根據(jù) 由課圖8-9 確定選用SPZ型。3確定帶輪基準(zhǔn)直徑由2表8-3和表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 =80 mm根據(jù)2式（8-15）， 從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 。=380=240 mm根據(jù)2表8-7 取=250 mm按2式（8-13）驗(yàn)算帶的速度=6.29 m/s 25 m/s 帶的速度合適4確定窄V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 根據(jù) 0.7（+） 主動(dòng)輪上的包角合適6計(jì)算窄V帶的根數(shù) 由 =1440 r/min =80 mm =3 查課表8-5c 和課表8-5d得 =1.60 kw =0.22kw查課表8-8得 =0.95 =0.99 ，則 =3.856取 =4 根。7計(jì)算預(yù)緊力查課表8-4得 =0.065 Kg/m, 故=550.3N 8計(jì)算作用在軸上的壓軸力 = =4346.38 N9.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略。五、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)選擇齒輪精度為7級(jí)，小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS,兩者材料硬度差為 40HBS.減速器采用圓柱斜齒輪傳動(dòng)，螺旋角初選為=14初選小齒輪齒數(shù)為2。那么大齒輪齒數(shù)為81。3、由于減速器采用閉式傳動(dòng)，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)公式：確定公式中各參數(shù)，選Kt=1.6,ZH=2.433, ,=0.765, ,=0.945. =0.765+0.945 =1.710由表查得齒寬系數(shù)1.0。查表得：材料彈性影響系數(shù)ZE=189.8再按齒面硬度查得：小齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限590MPa，大齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限：560MPa. 由計(jì)算公式：N=算出循環(huán)次數(shù)：604801（288300） 2.76=4.38再由N1,N2查得接觸疲勞壽命系數(shù)=0.94, =1.05.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1,失效概率1。=0.94590=554.6Mpa=1.05560=588Mpa=571.3MPa4、計(jì)算小齒輪分度圓直徑,由計(jì)算公式得：53.87mm=199.32mm計(jì)算小齒輪圓周速度：v=1.35m/s計(jì)算齒寬b及模數(shù)m.b=齒高:h=2.252.376=5.346mm =10.08計(jì)算縱向重合度：0.318122tan14 1.744計(jì)算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)=1已知V1.35m/s7級(jí)齒輪精度，由表查得動(dòng)載荷系數(shù)=1.05由表查得：的計(jì)算公式： 1.120.18（10.6）0.2353.87 1.42再由表查的： =1.33, =1.2公式： =11.21.051.42=1.789再按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得分度院圓直徑： =55.91mm計(jì)算模數(shù)：=2.466mm5、再按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)公式：確定計(jì)算參數(shù)：計(jì)算載荷系數(shù)：=11.051.21.33 =1.676根據(jù)縱向重合度：1.744，從表查得螺旋角影響系數(shù)=0.88計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： =24.82 =86.87由課表105查取齒形系數(shù)=2.63, =2.206查取應(yīng)力校正系數(shù)=1.588， =1.777再由表查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限：500MPa,大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限380MPa再由表查得彎曲疲勞系數(shù)： =0.85, =0.9計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)：S=1.35 =314.8Mpa =253.3MPa計(jì)算大，小齒輪的，并加以比較：=0.01327=0.0155大齒輪的數(shù)值大，選用大齒輪 =0.0155設(shè)計(jì)計(jì)算： 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=2mm，既滿足彎曲強(qiáng)度，但為了滿足接觸疲勞強(qiáng)度需要按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得分度圓直徑=53.87mm來(lái)計(jì)算齒數(shù)： =26.1取26則=976、幾何尺寸計(jì)算：計(jì)算中心距：將中心距圓整為：127 mm 按圓整后中心距修正螺旋角： 因的值改變不大，故參數(shù)等不必修正。計(jì)算大小齒輪分度圓直徑：=53.69mm=200.3mm計(jì)算齒輪寬度：=153.69=53.69mm取=54mm,=60mm8、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸名稱(chēng)計(jì)算公式結(jié)果/mm法面模數(shù)mn2面壓力角n20o螺旋角14.4o分度圓直徑d153.69d2200.3齒頂圓直徑da1=d1+2ha*mn=53.69+21257.69da2=d2+2ha*mn=200.3+22204.3齒根圓直徑df1=d12hf*mn=53.6921.25248.69df2=d22hf*mn=200.3221.25195.3中心距a=mn(Z1+Z2)/（2cos）127=2(22+81)/（2cos14.4o）齒寬b2=b54b1=b2+(510)mm603、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪由于直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。大齒輪采用腹板式結(jié)構(gòu)。代號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算公式結(jié)果/mm輪轂處直徑D1D1=1.6d=1.64572輪轂軸向長(zhǎng)LL=(1.21.5)dB54倒角尺寸nn=0.5mn1齒根圓處厚度00=(2.54) mn8腹板最大直徑D0D0=df220216板孔分布圓直徑D2D2=0.5(D0+D1)144板孔直徑d1d1=0.25(D0D1)35腹板厚CC=0.3b218 （二）、低速齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1、已知129.73r/min 2、選擇齒輪精度為7級(jí)，小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS,兩者材料硬度差為 40HBS.減速器采用圓柱斜齒輪傳動(dòng)，螺旋角初選為=14初選小齒輪齒數(shù)為28。那么大齒輪齒數(shù)為81。3、由于減速器采用閉式傳動(dòng)，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)公式：確定公式中各參數(shù)，選Kt=1.6,ZH=2.433,=0.768, ,=0.945 =0.789+0.945 =1.713選齒寬系數(shù)1.0。查表得：材料彈性影響系數(shù)ZE=189.8再按齒面硬度查得：小齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限590MPa，大齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限：560MPa. 由計(jì)算公式：N=算出循環(huán)次數(shù)：60129.731（288300） 2.99=1再由N1,N2查得接觸疲勞壽命系數(shù)=0.90, =0.95.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù)S=1,失效概率1。=0.90590=531Mpa=0.95560=532Mpa=531.5MPa4、計(jì)算小齒輪分度圓直徑,由計(jì)算公式得：87.86mm計(jì)算小齒輪圓周速度：v=0.596m/s計(jì)算齒寬b及模數(shù)m.b=mm齒高:h=2.253.04=6.85mm =12.83計(jì)算縱向重合度：0.318128tan14 2.22計(jì)算載荷系數(shù)K已知使用系數(shù)=1已知V0.596m/s，7級(jí)齒輪精度，由表查得動(dòng)載荷系數(shù)=1.03由表查得：的計(jì)算公式： 1.150.18（10.6）0.2387.86 1.428再由課表103查的： =1.33, =1.2公式： =11.031.4281.2=1.765再按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑： =90.78mm計(jì)算模數(shù)：=3.146mm5、再按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)公式：確定計(jì)算參數(shù)：計(jì)算載荷系數(shù)：=11.031.21.33 =1.644根據(jù)縱向重合度：2.22，從課圖1028查得螺旋角影響系數(shù)=0.88計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： =31.59 =91.38再由課表105查取齒形系數(shù)=2.505, =2.20查取應(yīng)力校正系數(shù)=1.63， =1.781計(jì)算大，小齒輪的，并加以比較：=0.00769=0.00737小齒輪的數(shù)值大，選用小齒輪 =0.00737設(shè)計(jì)計(jì)算： mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)=2mm，既滿足彎曲強(qiáng)度，但為了滿足接觸疲勞強(qiáng)度需要按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得分度圓直徑=90.78mm來(lái)計(jì)算齒數(shù)： =44.04取44得1276、幾何尺寸計(jì)算：計(jì)算中心距：將中心距圓整為：177mm 按圓整后中心距修正螺旋角： 因的值改變不大，故參數(shù)等不必修正。計(jì)算大小齒輪分度圓直徑：=90.56mm=263.44mm計(jì)算齒輪寬度：=190.56=90.56mm取=90mm,=95mm7、低數(shù)級(jí)齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸 名稱(chēng) 計(jì)算公式結(jié)果/mm 面 基數(shù) mn2 面壓力角 n20o螺旋角13.7o分度圓直徑d390.56d4263.44齒頂圓直徑da1=d1+2ha*mn=90.56+21294.56da2=d2+2ha*mn=263.44+212267.44齒根圓直徑df1=d12hf*mn=90.5621.25285.56df2=d22hf*mn=263.4421.252258.44中心距a=mn(Z1+Z2)/2cos177齒寬b2=b90b1=b2+(510)mm95六、軸的設(shè)計(jì)（一）、高速軸的設(shè)計(jì)1、軸的材料與齒輪1的材料相同為40Cr調(diào)質(zhì)。2、按切應(yīng)力估算軸徑由表153查得，取A0=106軸伸出段直徑d1A0(p1/n1)1/3=106(5.06/480)1/3=23.2mm取d1=32mm3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)、劃分軸段軸伸段d1；過(guò)密封圓處軸段d2；軸頸d3,d7；軸承安裝定位軸段d4,d6;齒輪軸段。2)、確定各軸段的直徑由于軸伸直徑比強(qiáng)度計(jì)算的值要大許多，考慮軸的緊湊性，其它階梯軸段直徑應(yīng)盡可能從較小值增加，因此，取 d2=34mm，選擇滾動(dòng)軸承30207，軸頸直徑d3=d7=35mm。齒輪段尺寸。分度圓直徑d=53.69 da=57.69df=48.693)、定各軸段的軸向長(zhǎng)度。由中間軸的設(shè)計(jì)知 軸長(zhǎng)L253.5+伸出端的長(zhǎng)度由帶輪厚度確定（1.52）d,取64mm選取軸向長(zhǎng)度為20 （2030）其余長(zhǎng)度根據(jù)中間軸各段長(zhǎng)度確定4、按許用彎曲應(yīng)力校核軸。(1)、軸上力的作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距的確定。AC=57mm CD=170mm AB=227mm(2)、繪軸的受力圖。( 3)、計(jì)算軸上的作用力：Ft1=2T1/d1=2100.67103/54=3728.5NFr1=Ft1tann/cos1=3728.5tan20o/cos14.4=1401NF1=Ft1tan1=3728.5tan14.4o=957N (4)、計(jì)算支反力繞支點(diǎn)B的力矩和MBZ=0，得RAZ=Fr1170+Fa1d1/2227 =(140170+95727) 227 =1163N同理：MAZ=0 ,得RBZ=Fr157-Fa1d3/2 227=(140157-97527) 227 =238N校核：Z=RAZFr1+RBZ =238+1163-1401=0計(jì)算無(wú)誤同樣，由繞支點(diǎn)B的力矩和MBy=0，得RAY=3728.5170/227=2792由MAy=0，得RBY=3728.55/227=936N校核：Z=RAY+ RBY Ft1=936+2792-3728=0計(jì)算無(wú)誤(5)、轉(zhuǎn)矩，繪彎矩圖垂直平面內(nèi)的彎矩圖。C處彎矩：MCZ左= RAZ57=66291NmmMCZ右= RBZ170=40460NmmMCY=RAY57=279257=159144Nmm (6)、合成彎矩MC左=(M2CZ左+M2CY)1/2=(662912+404602)1/2=77663NmmMC右 =(M2CZ右+M2CY)1/2=(404602+1591442)1/2=164207Nmm (7)、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖。T2=100670Nmm(8)、計(jì)算當(dāng)量彎矩應(yīng)力按正系數(shù)=-1b/0b=55/95=0.58T2=0.58100670=58389NmmC處：MC左=MC左=159144MC右=M2C右+(T2)21/2=(1642072+1591442)1/2=174279Nmm (9)、校核軸徑。C剖面：dC= (MC右/0.1-1b)1/3=(174279/0.155)1/3=31mm43mm強(qiáng)度足夠。 (10)、軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由表61查出鍵槽尺寸：bh=149(t=5.5，r=0.3)；由表62查出鍵長(zhǎng)：L=45；（二）、中間軸的設(shè)計(jì) 1、選擇軸的材料。因中間軸是齒輪軸，應(yīng)與齒輪3的材料一致，故材料為45鋼調(diào)質(zhì)。由表151查得：硬度217255HBS 0b=95MPa-1b=55MPa抗拉強(qiáng)度極限：=640MPa屈服強(qiáng)度極限：s=355MPa彎曲疲勞極限：b-1=275MPa剪切疲勞極限：-1=155MPa許用彎曲應(yīng)力：b-1=60MPa2、軸的初步估算根據(jù)表153，取A0=112d=112=37.46mm考慮該處軸徑應(yīng)當(dāng)大于高速級(jí)軸頸處直徑，取D1=dmin=40mm3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）、各軸段直徑的確定。初選滾動(dòng)軸承，代號(hào)為30208 .軸頸直徑d1=d5=dmin=40mm.齒輪2處軸頭直徑d2=45mm齒輪2定位軸角厚度。hmin=(0.070.1)d，取hmin=5mm該處直徑d2=54mm齒輪3的直徑：d3=90.54mm,da3=94.54mm,df3=85.56mm由軸承表511查出軸承的安裝尺寸d4=49mm(2)、各軸段軸向長(zhǎng)度的確定。軸承寬度B=19.75mm ,兩齒輪端面間的距離4=10mm其余的如圖4、按許用彎曲應(yīng)力校核軸。(1)、軸上力的作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距的確定。AC=57mm CD=88mm CB=72mm AD=217mm(2)、繪軸的受力圖。( 3)、計(jì)算軸上的作用力：齒輪2：Ft2=2T2/d2=2357.66103/200.3=3571.2NFr2=Ft2tann/cos2=3571.2tan20o/cos14.4=1342NF2=Ft2tan2=3571tan14.4o=917N齒輪3：Ft3=2T3/d3=2357.66103/90.56=7899NFr3=Ft3tann/cos3=7899tan20o/cos13.7=2959N F3=Ft3tan3=7899tan13.7o=1926N(4)、計(jì)算支反力繞支點(diǎn)B的力矩和MBZ=0，得RAZ=Fr2(88+72)+Fa2d2/2+Fa3d3/2Fr372217 =(1342160+917100.15+192645.26-722959) 217 =833N同理：MAZ=0 ,得RBZ=Fr3(57+88)+Fa3d3/2+Fa2d2/2Fr257 217=(2959165+917100.15+192645.26-134257) 217 =2450N校核：Z=RAZ+Fr3Fr2RBZ =833+2959-1342-2450=0計(jì)算無(wú)誤同樣，由繞支點(diǎn)B的力矩和MBy=0，得RAY=(3571160+789972)/217=5449N由MAy=0，得RBY=（357157+7899145）/217=6021校核：Z=RAY+ RBY Ft3Ft2=5449+6021-3571-7899=0計(jì)算無(wú)誤(5)、轉(zhuǎn)矩，繪彎矩圖垂直平面內(nèi)的彎矩圖。C處彎矩：MCZ左=RAZ57=83357=43316NmmMCZ右=RAZ57Fa2d2/2=83357917100.15=-48522NmmD處彎矩：MDZ左=RBZ72+Fa3d3/2=245072+192645.26=263609NmmMDZ右=RBZ72=176400水平面彎矩圖。MCY=RAY57=544957=283348NmmMDY=RBy72=602172433512Nmm(6)、合成彎矩處：MC左=(M2CZ左+M2CY)1/2=(433162+2833482)1/2=286640NmmMC右 =(M2CZ右+M2CY)1/2=(485222+2833482)1/2=287473NmmD處：MD左=(M2DZ左+M2DY)1/2=(2636092+4335122)1/2=507368NmmMD右 =(M2+M2DY)1/2=(1764002+4335122)1/2=468027Nmm(7)、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖。T2=533660Nmm(8)、計(jì)算當(dāng)量彎矩應(yīng)力按正系數(shù)=-1b/0b=55/95=0.58T2=0.58533660=309523NmmC處：MC左=MC左=286640MC右=M2C右+(T2)21/2=(2874732+3095232)1/2=422428NmmD處：MD左=M2D左+(T2)21/2=(5073682+3095232)1/2=588346NmmMD右=M2D右=468027Nmm(9)、校核軸徑。C剖面：dC= (MC右/0.1-1b)1/3=(422428/0.155)1/3=42.5mm45mm強(qiáng)度足夠。D剖面：dD= (MD右/0.1-1b)1/3=(588346/0.155)1/3=46.7mm85.56mm(齒根圓直徑)強(qiáng)度足夠。(10)、軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由表61查出鍵槽尺寸：bh=149(t=5.5，r=0.3)；由表62查出鍵長(zhǎng)：L=45； (11)中間軸的精確校核：對(duì)照軸的晚矩圖和結(jié)構(gòu)圖，從強(qiáng)度和應(yīng)力集中分析，G都是危險(xiǎn)段面，但是由于，還受到扭矩作用，再由II斷面的彎矩要大于I處，所以現(xiàn)在就對(duì)II處進(jìn)行校核。軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由手冊(cè)查得： 。由手冊(cè)查得：剖面的安全系數(shù)： 抗彎斷面系數(shù)：抗扭斷面系數(shù)：彎曲應(yīng)力幅：彎曲平均應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅：平均切應(yīng)力：鍵槽所引起的有效應(yīng)力集中系數(shù) 再由手冊(cè)查得，表面狀態(tài)系數(shù)=0.92，尺寸系數(shù)剪切配合零件的綜合影響系數(shù)，取進(jìn)行計(jì)算：剪切配合零件的綜合影響系數(shù)，取進(jìn)行計(jì)算，由齒輪計(jì)算循環(huán)次數(shù)，所以取壽命系數(shù) 綜合安全系數(shù)：所以具有足夠的強(qiáng)度。（三）、低速軸的設(shè)計(jì)1、軸的材料與齒輪4的材料相同為45鋼調(diào)質(zhì)。2、按切應(yīng)力計(jì)算軸徑。由表153查得，取A0=112軸伸出段直徑d1A0(p3/n3)1/3=112(4.62/44.73)1/3=52.5mm考慮與卷筒軸半聯(lián)軸器相匹配的孔徑標(biāo)準(zhǔn)尺寸的選用，取d1=50mm,則軸孔長(zhǎng)度L1=84mm3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)、劃分軸段d1;過(guò)密封圓處軸段d2;軸頸d3,d8;軸承安裝定位軸段d4；軸身d5,d7；軸頭d6。2)、確定各軸段直徑。取d2=52mm選擇滾動(dòng)軸承30211，軸頸直徑d3=d8=55mm.，軸承寬22.754、按許用彎曲應(yīng)力校核軸。(1)、軸上力的作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距的確定。AC=67mm CB=141mm AB=208mm(2)、繪軸的受力圖。( 3)、計(jì)算軸上的作用力：Ft4=2T4/d4=2986380/263.44=7488NFr4=Ft4tann/cos4=7488.5tan20o/cos13.7=2805NF4=Ft4tan4=7488tan13.7o=684N (4)、計(jì)算支反力繞支點(diǎn)B的力矩和MBZ=0，得RAZ=Fr4141+Fa4d4/2208 =2335N同理：MAZ=0 ,得RBZ=Fr467-Fa4d4/2 208 =470N校核：Z=RAZFr1+RBZ =4708+2335-2805=0計(jì)算無(wú)誤同樣，由繞支點(diǎn)B的力矩和MBy=0，得RAY=7488141/2208=5076由MAy=0，得RBY=748867/208=2412N校核：Z=RAY+ RBY Ft1=2412+5076-7488=0計(jì)算無(wú)誤(5)、轉(zhuǎn)矩，繪彎矩圖垂直平面內(nèi)的彎矩圖。C處彎矩：MCZ左= RAZ67=156445NmmMCZ右= RBZ141=340374NmmMCY=RAY67=340092Nmm (6)、合成彎矩MC左=(M2CZ左+M2CY)1/2=(1564652+3403742)1/2=374614NmmMC右 =(M2CZ右+M2CY)1/2=(3403742+340072)1/2=481162Nmm (7)、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩圖。T2=986380Nmm(8)、計(jì)算當(dāng)量彎矩應(yīng)力按正系數(shù)=-1b/0b=55/95=0.58T2=0.58986380=572100NmmC處：MC左=MC左=374614MC右=M2C右+(T2)21/2=(5721002+3764142)1/2=684826Nmm (9)、校核軸徑。C剖面：dC= (MC右/0.1-1b)1/3=(684826/0.155)1/3=50mm62mm強(qiáng)度足夠。 (10)、軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由表61查出鍵槽尺寸：bh=1811由表62查出鍵長(zhǎng)：L=70； 七、滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算（一）中間滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算選用的軸承型號(hào)為30208由表916查得Cr=59.8 kN,=42.8kNe=0.371、作用在軸承上的負(fù)荷。1)、徑向負(fù)荷A處軸承FR=(R2AZ+R2AY)1/2=(8332+54492)1/2=5512NB處軸承FR=(R2BZ+R2BY)1/2=(24502+60212)1/2=6500N2)、軸向負(fù)荷3)、軸承受力簡(jiǎn)圖。外部軸向力FA=Fa3Fa2=1926917=1009N從最不利受力情況考慮FA指向B處軸承，如上圖所示。軸承內(nèi)作軸向力S=Fr=0.375512=2039NS=0.4Fr=0.376500=2405N因FA+S=1009+2039=30482405=S軸承被壓緊，為緊端，故Fa=S=2039NFa=FA+S=3048N2、計(jì)算當(dāng)量功負(fù)荷。軸承，F(xiàn)a/Cor=2039/42800=0.04764查課表13-5，=0.42Fa/Fr=2039/5512=0.37,X1=1Y1=0動(dòng)載荷系數(shù)fp=1.1當(dāng)量動(dòng)載荷pr=fp(X1Fr+Y1Fa)=1.15512=6063N軸承：Fa/Cor=3048/42800=0.071=0.44Fa/Fr=3048/6500=0.47=0.44，X2=0.44，Y2=1.26當(dāng)量功載荷Pr=fa(X2Fr+Y2Fa)=1.1(0.446500+1.263048)=7371N3、驗(yàn)算軸承壽命因PrPr,故只需驗(yàn)算軸承。軸承預(yù)期壽命與整機(jī)壽命相同，為：830016=38400h軸承實(shí)際壽命Lh10=16670/n2(Cr/Pr)=16670/129.73(59800/7371)3=128554h38400具有足夠使用壽命。4、軸承靜負(fù)荷計(jì)算經(jīng)計(jì)算，滿足要求；計(jì)算過(guò)程略。經(jīng)校核，高、低軸的軸承均滿足要求八、平鍵聯(lián)接的選用和計(jì)算1、中間軸與齒輪的鍵聯(lián)接運(yùn)用及計(jì)算。由前面軸的設(shè)計(jì)已知本處軸徑為：d2=45由表61選擇鍵14950鍵的接觸長(zhǎng)度 L=d2b=5014=36,接觸度h=h/2=9/2=4.5mm由機(jī)械設(shè)計(jì)表62查出鍵靜聯(lián)接的擠壓作用應(yīng)力p=120MPap=2T2/d2lh=(2357.66103)/(45364.5)=98MPaP鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠2、低速軸與齒輪4的鍵聯(lián)接選用及計(jì)算。由前面軸的設(shè)計(jì)已知本處軸徑為：d4=62由表61選擇鍵181170鍵的接觸長(zhǎng)度 L=d2b=7018=52,接觸度h=h/2=11/2=5.5mm由機(jī)械設(shè)計(jì)表62查出鍵靜聯(lián)接的擠壓作用應(yīng)力p=120MPap=2T2/d2lh=(2986.38103)/(62525.5)=111MPaP鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠九聯(lián)軸器的選擇計(jì)算由于低速級(jí)的轉(zhuǎn)矩較大，故選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，型號(hào)為HL5計(jì)算轉(zhuǎn)矩：K=1.5986380=1479.6Nm轉(zhuǎn)速 n=44.73 d=50所以由表可知：強(qiáng)度和轉(zhuǎn)速均滿足要求十、箱體及其附件的設(shè)計(jì)選擇 1、零部件名稱(chēng)符號(hào)件速器的尺寸關(guān)系箱座壁厚18箱蓋壁厚18箱蓋凸緣厚度b130箱座凸緣厚度b13地腳螺釘直徑dfM20地腳螺釘數(shù)量n6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑d1M6蓋與座聯(lián)接螺栓直徑d2M14聯(lián)接螺栓d2的間距L125200軸承端蓋螺釘直徑d3M8檢查孔蓋螺釘直徑d4M8定位銷(xiāo)直徑d83、油標(biāo)尺的尺寸設(shè)計(jì)如圖 由表721，選取為M12d 的。D=20 b=6 h=28 d2=12 a=10 D1=16 d1=4參考文獻(xiàn)：1、沒(méi)有注明的為機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)書(shū)。2、機(jī)械設(shè)計(jì)教材。3、機(jī)械原理教材。總效率=0.82Y132S4電動(dòng)機(jī)P=5.5KWN=1440(r.min-1)主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 =80 mm從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 250 mm實(shí)際中心距533.73mm包角V帶的根數(shù)453.87mm=199.32mm模數(shù)M2.376齒寬B53.87齒數(shù)2697中心距a=127 mm螺旋角=分度圓直徑=53.69mm=200.3mm齒寬b=53.69mm=60mm=54mm, =87.86mmb=87.86mmm=3.04h=6.8544=127中心距a=177.3mm螺旋角=分度圓直徑=90.56mm=263.44mm=90mm,=95mm40Cr調(diào)質(zhì)軸承選3020745鋼調(diào)質(zhì)選滾動(dòng)軸承3020845鋼調(diào)質(zhì)選擇滾動(dòng)軸承30211