1、目錄設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求1一、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)21.1 電動(dòng)機(jī)的選擇21.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型21.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量21.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速21.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比31.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)31.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速31.3.2 各軸的輸入功率31.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩3二、傳動(dòng)件設(shè)計(jì)42.1 高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)42.1.1 選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級(jí)42.1.2初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸42.1.3確定傳動(dòng)尺寸52.1.4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度62.1.5 齒輪傳動(dòng)其它幾何尺寸82.2 低速級(jí)齒輪尺寸設(shè)計(jì)82.2.1 選擇齒輪材料、熱處理方

2、式和精度等級(jí)82.2.2 初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸82.2.3 確定傳動(dòng)尺寸92.2.4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度102.2.5 齒輪其他幾何尺寸計(jì)算12三、減速器裝配草圖設(shè)計(jì)133.1 草圖準(zhǔn)備133.1.1 選定聯(lián)軸器類型133.1.2 確定滾動(dòng)軸承類型133.1.3 確定滾動(dòng)軸承的潤滑和密封方式133.1.4 確定軸承端蓋的結(jié)構(gòu)形式133.1.5 確定減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)方案133.2 草圖第一階段143.2.1 間距確定153.2.2 高速軸軸系部件設(shè)計(jì)153.2.2 中間軸軸系部件設(shè)計(jì)163.2.3 低速軸軸系部件設(shè)計(jì)173.2.4 軸系部件校核計(jì)算183.3 草圖第二階段213.3.1 傳動(dòng)件

3、的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)213.3.2 軸承端蓋的設(shè)計(jì)223.3.3 套筒設(shè)計(jì)223.4 草圖第三階段233.4.1減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)233.4.2 減速器的附件設(shè)計(jì)23一、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)1.1 電動(dòng)機(jī)的選擇1.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型根據(jù)設(shè)計(jì)要求和工作條件選用Y系列三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)為全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380 V。1.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，工作機(jī)的有效功率為Pw=F*v1000=2000N×1.2ms1000=2.4KW從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶之間的總效率為：=1222324式中，1、2、3、4分別為聯(lián)軸器、軸承、齒輪傳動(dòng)和卷筒的傳遞效率。由表9.1取1=0.9

4、9、2=0.98、3=0.97、4=0.96，則=1224324=0.992*0.982*0.972*0.96=0.85所以電動(dòng)機(jī)所需工作功率為Pd=Pw=2.4 kW0.85=2.824 kW1.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速按表2.1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i'=840，而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為nw=60×1000×vd=60×1000×1.2*280rmin81.85 rmin所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=inw=840×81.85rmin=654.813274.04 rmin符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min

5、、1000r/min、1500r/min和3000r/min四種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量、及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000 r/min的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，查表15.1選定電動(dòng)型號(hào)為Y132S-6，其主要性能如下表：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/Kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132S-639602.02.0電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸和外形尺寸如下表：型號(hào)HABCDEF×GDGKbb1b2AAHAL1Y132S-6 13221614089388010×8331228021013560184751.2

6、計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比總傳動(dòng)比i為i=nmnw=96081.85=11.73分配傳動(dòng)比i=iI*iII考慮潤滑條件，為使結(jié)構(gòu)緊湊，各級(jí)傳動(dòng)比均在推薦值范圍內(nèi)，取iI=1.4iII，故iI=1.4i=1.4*11.73=4.05iII=iiI=11.734.05=2.891.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)1.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速I軸： nI=nm=960rminII軸： nII=nIiI=960rmin4.05=237.04 rminIII軸： nIII=nIIiII=237.04rmin2.89=82.02 rmin卷筒軸：nW=nIII=82.02 rmin1.3.2 各軸的輸

7、入功率I軸： PI=Pd1=2.824 kW×0.99=2.796 kWII軸： PII=PI23=2.796 kW×0.98×0.97=2.658 kWIII軸： PIII=PII23=2.658kW×0.98×0.97=2.526 kW卷筒軸：P卷=PIII12=2.526×0.99×0.98=2.451kW1.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩Td為 Td=9.55×106Pdnm=9.550×106×2.824 kW960 rmin=28092.9N·mm 所以： I軸：

8、 TI=Td1=28092.9N·mm*0.99=27812.0N·mm II軸： TII=TI12iI=27812.0N·mm×0.99×0.98×4.05=109281.9N·mm III軸： TIII=TII23iII=109281.9N·mm×0.98×0.97×2.89=300223.0N·mm 卷筒軸：T卷=TIII12=300223.0N·mm×0.99×0.98=291276.4N·mm 將以上結(jié)果匯總到表，如下軸名參數(shù)

9、電動(dòng)機(jī)軸I軸II軸III軸滾筒軸轉(zhuǎn)速n/（r/min）960.0960.0237.0482.0282.02功率P/(kW)2.8242.7962.6582.5262.451扭矩T/(N·mm)2.81×1042.78×1041.01×1053.00×1052.91×105傳動(dòng)比i14.052.891效率0.990.970.950.97二、傳動(dòng)件設(shè)計(jì)2.1 高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)2.1.1 選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級(jí)考慮到帶式運(yùn)輸機(jī)為一般機(jī)械，故大、小齒輪均選用45鋼，采用軟齒面，由文獻(xiàn)1表8.2得：小齒輪調(diào)制處理，齒面硬度

10、為21725HBW，平均硬度為236HBW；為保證小齒輪比大齒輪具有更好的機(jī)械性能，大齒輪正火處理，齒面硬度為162217HBW，平均硬度為190HBW。大小齒輪齒面評(píng)價(jià)硬度差為46HBW，在3050HBW之間。選用8級(jí)精度。2.1.2初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。由d132KTdu+1uZEZHZH2式中各參數(shù)為：參數(shù)結(jié)果Kt1.4d0.9z120z2811.6441.217(1) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T。由前面設(shè)計(jì)可知，T=27812.0 N·mm(2) 設(shè)計(jì)時(shí)，因v值未知，Kv不能確定，故可初選載荷系數(shù)Kt = 1.11.8，此處初取Kt

11、= 1.4。(3) 由表6.6取齒寬系數(shù)d=0.9。(4) 由表6.5查得彈性系數(shù)ZE=189.8 MPa。(5) 初選螺旋角=12°由圖8.14查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.46。(6) 齒數(shù)比u= i2=4.05 。(7) 初選z1= 20, 則z2=uz1=4.05×20=81 ，取z2=81。傳動(dòng)比誤差<5%，符合設(shè)計(jì)要求。由式6.1得端面重合度=1.88 -3.21z1+1z2cos= 1.88 -3.2120+181×cos12°=1.644。由式6.2得軸面重合度=0.318dz1tan=0.318*0.9*20*tan12°=

12、1.217由圖6.16查得重合度系數(shù)Z=0.90由圖6.26查得螺旋角系數(shù)Z=0.989(8) 接觸許用應(yīng)力可由H= ZNHlimSH求得，由圖8.28（e）、（a）得接觸疲勞極限應(yīng)力Hlim1=570MPa，Hlim2=390MPa，SH=1.0。大小齒輪1、2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為N1=60n1aLh=60×960×1.0×2×8×360×5=1.659×109N2= N1i= 1.659×1094.05=4.096×108由圖8.29查得壽命系數(shù)ZN1=1.0，ZN2=1.1（允許有局部點(diǎn)蝕）；由表8

13、.7，取安全系數(shù)SH=1.0。H1= ZN1HlimSH= 1.0×5701.0 =570.0參數(shù)結(jié)果d1t45.00KA1.0v2.26KV1.13K1.16K1.2K1.57mn2.5H2= ZN2HlimSH= 1.1×3901.0 =429.0故取H= H2= 429.0計(jì)算小齒輪1的分度圓直徑d1t， 得d1t32KtTdu+1uZEZHZZH2=32×1.4×27812.01.04.05+14.05189.8×2.46×0.90×0.989429.02 =45.00mm2.1.3確定傳動(dòng)尺寸(1) 計(jì)算載荷系數(shù)K

14、。由表8.3查得使用系數(shù)KA=1.0。齒輪線速度如下式v= d1tn160×1000=×45×96060000=2.26m/s由圖8.7查得動(dòng)載荷系數(shù)KV = 1.07；由圖8.11查得齒向載荷分布系數(shù)K=1.16；由表8.4查得齒間載荷分布系數(shù)K=1.2，故K=KAKVKK=1.0×1.13×1.16×1.2=1.57(2) 對(duì) d1t進(jìn)行修正。因?yàn)镵與Kt有較大差異，故需對(duì)按照Kt值設(shè)計(jì)出來的 d1t進(jìn)行修正，即d1= d1t3KKt=46.75 mm(3) 確定模數(shù)mnmn= d1cosz1= 45.00×cos12&

15、#176; 20=2.29 （按表6.1，取mn=2.5）(4) 計(jì)算傳動(dòng)尺寸。中心距參數(shù)結(jié)果a129.07a'13013°47'd151.48d2208.51b2 38b143a= mnz1+z22*cos= (2.5×(20+81)/(2×cos12° )=129.07 mm圓整為a'=130 mm,則螺旋角=arccosmnz1+z22a=arccos2.5×20+812×130=13.79°=13°47'43''因?yàn)橹蹬c初選值相差較大，故與有關(guān)的數(shù)值需修正，修

16、正后的結(jié)果是=1.632，=1.405，Z=0.825， Z=0.99，d1t=42.49， d1=44.10。顯然值改變后，d1的計(jì)算值變化很小，因此不再修正mn和a。故d1=mnz1cos=2×2013.79°=51.48 mmd2=mnz2cos=2×8613.79°=208.51 mmb=d×d1=0.9×41.187=37.07 mm圓整為b=38 mm。取b2=b=38 mm，b1=43 mm。2.1.4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度F= 2KTbmnd1YFYsYYF式中各參數(shù)：(1) K、T、mn同前。(2) 齒寬b = b2

17、=40 mm。(3) 齒形系數(shù)YF與應(yīng)力修正系數(shù)Ys。當(dāng)量齒數(shù)zv1=z1cos3=20cos313.79°=21.83zv2=z2cos3=81cos313.79°=88.43查圖8.19得齒形修正系數(shù)YF1=2.74，YF2=2.30。由圖8.20查得應(yīng)力修正系數(shù)Ys1=1.56，Ys2=1.78。(4) 查圖8.21得重合度系數(shù)Y=0.70。(5) 查圖8.26得螺旋角系數(shù)Y=0.87 。(6) 許用彎曲應(yīng)力可由下式算得F= YNFlimSF查得彎曲疲勞極限應(yīng)力Flim1=220 MPa，F(xiàn)lim2=170 MPa查得壽命系數(shù)YN1= YN2=1.0。查得安全系數(shù)SF

18、=1.25，故F1= YN1Flim1SF= 1.0×220 1.25=176 MPaF2= YNFlim2SF= 1.0×170 1.25=136 MPa故F1= 2KTbmnd1YF1Ys1YY= 2×1.57×2781238×2.5×44.1×2.74×1.56×0.70×0.87=54.26 MPa <F1F2= F1YF2Ys2YF1Ys1=45.36×2.30×1.782.74×1.56=51.97 MPa<F2 滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求。2

19、.1.5 齒輪傳動(dòng)其它幾何尺寸各齒輪的尺寸及參數(shù)計(jì)算詳見下表。圓柱齒輪幾何尺寸表序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪1z1/20齒輪2z2/812法面模數(shù)(mm)mn/2.53端面模數(shù)(mm)mtmn/cos2.574法面壓力角（度)n/205端面壓力角（度)tn/cos20.596齒頂高系數(shù)han*/17頂隙系數(shù)cn*/0.258標(biāo)準(zhǔn)中心距(mm)amnz1+z22cos129.799實(shí)際中心距(mm)a'13010螺旋角/13°48'11變位系數(shù)齒輪1x10齒輪2x2012齒頂高(mm)齒輪1ha1han*cos*mt2.5齒輪2ha22.513齒根高(mm)齒

20、輪1hf1han*+cn*cos*mt3.125齒輪2hf23.12514分度圓直徑(mm)齒輪1d1mt*z51.4齒輪2d2208.1715齒頂圓直徑(mm)齒輪1da1da= d+2×ha56.4齒輪2da2213.1716齒根圓直徑(mm)齒輪1df1df= d-2×hf45.5齒輪2df2201.9217重合度（mm）=1.88 -3.21z1+1z2cos=1.632=0.318*dz1tan=1.405=+3.0372.2 低速級(jí)齒輪尺寸設(shè)計(jì)2.2.1 選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級(jí)與高速級(jí)一樣，低速級(jí)大、小齒輪均選用45#鋼，采用軟齒面，小齒輪調(diào)制處理，

21、齒面硬度為21725HBW，平均硬度為236HBW；為保證小齒輪比大齒輪具有更好的機(jī)械性能，大齒輪正火處理，齒面硬度為162217HBW，平均硬度為190HBW。大小齒輪齒面評(píng)價(jià)硬度差為46HBW，在3050HBW之間。選用8級(jí)精度。2.2.2 初步計(jì)算傳動(dòng)主要尺寸因是閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)d332KT3du+1uZEZHZH2參數(shù)結(jié)果Kt1.3d1.0z124z2701.70式中各參數(shù)為：(1) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T3。TII=109281.9N·mm(2) 設(shè)計(jì)時(shí)，因v值未知，Kv不能確定，故可初選載荷系數(shù)Kt = 1.11.8，此處初取Kt = 1.3。

22、(3) 由參考文獻(xiàn)1表8.6取齒寬系數(shù)d=1.0。(4) 由參考文獻(xiàn)1表8.5查得彈性系數(shù)ZE=189.8MPa。(5) 由參考文獻(xiàn)1圖8.14查得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.5。(6) 齒數(shù)比u= iII=2.94。(7) 初選z3= 24, 則z4=uz3=2.89*24=69.36 ，取z4=70。傳動(dòng)比誤差<5%，符合設(shè)計(jì)要求。由參考文獻(xiàn)1式8.1得=1.88 -3.21z3+1z4cos= 1.88 -3.2124+170×1.0=1.70。由圖8.5查得重合度系數(shù)Z= 0.88(8) 接觸許用應(yīng)力可由H= ZNHlimSH算得，由高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)可知Hlim3=570MPa

23、，Hlim4=390MPa，SH=1.0。而N3=N2，故壽命系數(shù)ZN3=ZN2=1.10（允許有局部點(diǎn)蝕），N4= N3iII= 4.096×1082.94=1.392×108，由參考文獻(xiàn)1圖8.29查得壽命系數(shù)ZN4=1.16（允許有局部點(diǎn)蝕）；則H3= ZN3HlimSH= 1.10*5701.0 =627.0 MPaH4= ZN2HlimSH= 1.16*3901.0 =452.4 MPa故取H= H4= 452.4 MPa計(jì)算小齒輪3的分度圓直徑d3t d3t32KtTIIdu+1uZEZHZH2=32×1.3×109281.91.0×

24、;2.89+12.89×189.8×2.5×0.88452.42 =68.811 mm參數(shù)結(jié)果d3t68.811KA1.0v0.854KV1.07K1.16K1.1K1.36m3a142.5a'145'22°33'29x40.8332.2.3 確定傳動(dòng)尺寸(1) 計(jì)算載荷系數(shù)K。由參考文獻(xiàn)1表8.3查得使用系數(shù)KA=1.0。齒輪線速度如下式v= d3tnII60×1000=×68.811×237.0460×1000=0.854 m/s由參考文獻(xiàn)1圖8.7查得動(dòng)載荷系數(shù)KV = 1.07；由參

25、考文獻(xiàn)1圖8.11查得齒向載荷分布系數(shù)K=1.16；由參考文獻(xiàn)1表8.4查得齒間載荷分布系數(shù)K=1.1，故K=KAKVKK=1.0×1.07×1.16×1.1=1.36(2) 因?yàn)镵與Kt相差較大，故需按Kt值計(jì)算出的d3t進(jìn)行修正，即d3=d3t3KKt=68.811× 31.361.3=69.945mm(3) 確定模數(shù)mm= d3z3= 69.945 24=2.91 mm （按表6.1，取m=3 mm）(4) 計(jì)算傳動(dòng)尺寸。中心距a= 12mz3+z4= 12×3×24+70=141 mm (5)計(jì)算傳動(dòng)尺寸 d3=mz3=3&#

26、215;24=72 mm d4=mz4=3×70=210 mmb= dd3=72取b3=80 mm，b4=75 mm 。2.2.4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度F= 2KTbmdYFYsYF式中各參數(shù)：(1) K、TII、m同前。(2) 齒寬b = b3 = 80mm。(3) 齒形系數(shù)YF與應(yīng)力修正系數(shù)Ys。查參考文獻(xiàn)1 圖8.19得YF3=2.68，YF4=2.25參數(shù)結(jié)果1.70d372d4210b380b475b143查參考文獻(xiàn)1 圖8.20得Ys3=1.55，Ys4=1.72查參考文獻(xiàn)1 圖8.15得重合度系數(shù)Y=0.713。許用彎曲應(yīng)力可由下式算得F= YNFlimSF查得彎曲疲勞

27、極限應(yīng)力Flim3=220 MPaFlim4=170 MPa由前面計(jì)算N3=N2=4.096×108 ，N4=1.393×108查參考文獻(xiàn)1 圖8.30得壽命系數(shù)YN3= YN4=1.0。查參考文獻(xiàn)1 表8.7得安全系數(shù)SF=1.25，故F3= YN3Flim3SF= 1.0×220 1.25=176 MPaF4= YNFlim4SF= 1.0×170 1.25=136 MPa故F3= 2KTIIbmd3YF3Ys3Y= 2×1.36×109281.980×3×72×2.68×1.58×

28、;0.71351.93 MPa F4= F3YF4Ys4YF3Ys3=52.89×2.25×1.721.55×2.6848.37 MPa 容易看出F1<F3F2<F4設(shè)計(jì)滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求。2.2.5 齒輪其他幾何尺寸計(jì)算各齒輪的尺寸及參數(shù)計(jì)算詳見下表。圓柱齒輪幾何尺寸表序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1齒數(shù)齒輪1z3/24齒輪2z4/702模數(shù)(mm)m/34壓力角（度)/206齒頂高系數(shù)ha*/17頂隙系數(shù)c*/0.258標(biāo)準(zhǔn)中心距(mm)amz3+z421419實(shí)際中心距(mm)a'/14111變位系數(shù)齒輪3x30齒輪4x4012齒頂高

29、(mm)齒輪3ha3ha=ha*m3齒輪4ha4313齒根高(mm)齒輪3hf3hf=ha*+c*m 3.75齒輪4hf43.7514分度圓直徑(mm)齒輪3d3m*z72齒輪4d421015齒頂圓直徑(mm)齒輪3da3da= d+2*ha78齒輪4da421616齒根圓直徑(mm)齒輪3df3df= d-2*ha64.5齒輪4df4202.517重合度（mm）=12*z3*tana3-tan'+z4*tana4-tan'1.70三、減速器裝配草圖設(shè)計(jì)3.1 草圖準(zhǔn)備3.1.1 選定聯(lián)軸器類型對(duì)于連接電動(dòng)機(jī)和減速器高速軸的聯(lián)軸器，為了減小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，其聯(lián)軸器類型應(yīng)具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)

30、慣量和較好的減震性能，故采用彈性柱銷聯(lián)軸器，對(duì)于低速軸和工作機(jī)相連的聯(lián)軸器，因其轉(zhuǎn)速較低，轉(zhuǎn)矩較大，考慮到本設(shè)計(jì)安裝時(shí)不易保證同心度，采用具有良好補(bǔ)償位移偏差的金屬滑塊聯(lián)軸器。3.1.2 確定滾動(dòng)軸承類型對(duì)于高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，因有軸向力，選擇角接觸軸承；低速級(jí)采用深溝球軸承。3.1.3 確定滾動(dòng)軸承的潤滑和密封方式由前面計(jì)算可知高速級(jí)齒輪線速度v1= 2.26m/s，低速級(jí)齒輪線速度v2=0.734 m/s，并非均小于2 m/s，故滾動(dòng)軸承各端均采用油潤滑，考慮減速器工作環(huán)境清潔，軸頸圓周速度v<45 m/s，故采用唇形密封圈密封。3.1.4 確定軸承端蓋的結(jié)構(gòu)形式凸緣式軸承端蓋調(diào)

31、整軸承間隙比較方便，密封性能也好，故選用凸緣式軸承端蓋，采用鑄鐵鑄造成型。3.1.5 確定減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)方案考慮工藝性能、材料消耗和制造成本，選用剖分式機(jī)體，鑄鐵材料鑄造成型。結(jié)構(gòu)示例圖如下圖所示：與機(jī)體有關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸見下表：鑄鐵減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算表名稱符號(hào)尺寸關(guān)系尺寸大小基座壁厚0.025a+3810 mm機(jī)蓋壁厚10.02a+3810 mm機(jī)座凸緣厚度b1.212 mm機(jī)蓋凸緣厚度b11.2112 mm機(jī)座底凸緣厚度p2.525 mm地腳螺釘直徑df0.036a+12M20地腳螺釘數(shù)目nn=4/軸承旁連接螺栓直徑d10.75dfM16機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑d2(0.50.6) d

32、fM10連接螺栓d2的間距l(xiāng)150200軸承端蓋螺栓直徑d3(0.40.5) dfM8窺視孔蓋螺栓直徑d4(0.30.4) dfM6定位銷直徑d(0.70.8) d28 mmdf、d1、d2至外壁距離c1/26、22、16 mmdf、d2至凸緣距離c2/24、14 mm軸承旁凸臺(tái)半徑R1c220 mm凸臺(tái)高度H根據(jù)低速級(jí)軸承外徑確定外機(jī)壁至軸承座端面距離l1c1+c2+(58)48 mm內(nèi)機(jī)壁至軸承座端面距離l2+c1+c2+(58)56 mm大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離1>1.210 mm齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離210 mm機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1、mm10.851,m0.85m1=m=8 mm軸承端

33、蓋外徑D2軸承座孔徑+(55.5)d3視具體軸承而定軸承端蓋凸緣厚度e(11.2)d38 mm軸承旁連接螺栓距離ssD2視具體軸承而定3.2 草圖第一階段參數(shù)結(jié)果410310C11510dmin15.14KA1.53.2.1 間距確定(1) 取中間軸上兩齒輪軸向間距4=68mm。(2) 取中間軸上齒輪2端面至機(jī)體內(nèi)壁的距離5=5 mm3.2.2 高速軸軸系部件設(shè)計(jì)(1) 選擇軸的材料因傳遞功率不大，且對(duì)質(zhì)量與結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選用45鋼并進(jìn)行調(diào)制處理。(2) 初步軸徑dmin，并根據(jù)相配聯(lián)軸器的尺寸確定軸徑d1和長度L1對(duì)于轉(zhuǎn)軸，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑，由參考文獻(xiàn)3第759頁得，C=10611

34、8，考慮軸端彎矩比轉(zhuǎn)矩小，取C= 106，則dmin=C3Pn=106×32.796960=15.14 mm考慮鍵槽影響，取dmin=15.14×1+5% mm=15.89 mm。(3) 確定軸的軸向固定方式因?yàn)辇X輪減速器輸出軸的跨距不大，且工作溫度變化不大，故軸向固定采用兩端固定方式。(4) 聯(lián)軸器及軸段軸1參數(shù)結(jié)果d130l160d235l261d340l318d448l4106l543d648l615d740l718前面計(jì)算的dmin即為軸段的直徑，又考慮軸段上安裝聯(lián)軸器，因此軸段的設(shè)計(jì)與聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。由前面設(shè)計(jì)可知，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查文獻(xiàn)1表13.1取K

35、A=1.5，計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc1= KAT=1.5×28.0929=42.14N·m由參考文獻(xiàn)2表13.1查詢可得GB/T 5014-2003中的LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器符合要求，其參數(shù)為：公稱轉(zhuǎn)矩630 N·m，許用轉(zhuǎn)速為6300 r/min，軸孔直徑范圍是3048mm。滿足電動(dòng)機(jī)軸徑要求。取與軸相連端軸徑30 mm，軸孔長度60 mm，J型軸孔，選用A型鍵，聯(lián)軸器主動(dòng)端代號(hào)為HL2 28×44 GBT5014-2003。相應(yīng)的，軸段的直徑d1=30mm，軸段長度應(yīng)該比聯(lián)軸器略短，故取其長度為l1=59 mm(5) 密封圈與軸段聯(lián)軸器右端采用軸肩固定，取軸肩高

36、度h=2.453.5 mm，相應(yīng)的軸段的直徑范圍為34.937 mm，查文獻(xiàn)2表14.4，則軸段的直徑d2=35 mm。(6) 軸承與軸段及軸段由前面設(shè)計(jì)知，軸承類型為角接觸軸承，暫取軸承型號(hào)為7208C，由文獻(xiàn)2表12.2查得內(nèi)徑d=40 mm，外徑D=80 mm，寬度B=18 mm，定位軸肩直徑damin=47mm，Damax=73 mm。故軸段的直徑d3=40 mm。軸段的直徑應(yīng)與軸段相同，即d7=40 mm。(7) 軸段由于齒輪齒根圓直徑較小，選擇d4=48mm(8) 齒輪軸段取l5=b1=43 mm。(9) 軸段在軸段和齒輪軸段間取過渡軸段段d6=48 mm(10) 機(jī)體與軸段的長度

37、因采用凸緣式軸承蓋，其凸緣厚度e=10mm。由于所選聯(lián)軸器不影響軸承端蓋螺栓的拆卸，軸肩與軸承端蓋之間的間隙取K=10 mm。在確定齒輪、機(jī)體、軸承、軸承蓋的相互位置與尺寸之后，即可確定各軸段的長度。取軸段的長度l3=l7=18mm；軸段的長度l2=61mm；軸段的長度l6=15mm；軸段的長度l4=106 mm。軸的各部分尺寸均確定。完成的結(jié)構(gòu)草圖如下所示。(11) 鍵連接設(shè)計(jì)聯(lián)軸器與軸之間采用A型普通平鍵連接，型號(hào)為：鍵 10×56GB/T 10962003，h=7，t1=3.3 mm。3.2.2 中間軸軸系部件設(shè)計(jì)(1) 選擇軸的材料因傳遞功率不大，且對(duì)質(zhì)量與結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求

38、，故選用45鋼并進(jìn)行調(diào)制處理。(2) 初步軸徑dmin，并根據(jù)相配聯(lián)軸器的尺寸確定軸徑d1和長度L1對(duì)于轉(zhuǎn)軸，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑，由參考文獻(xiàn)3第759頁得，C=106118，考慮軸端彎矩比轉(zhuǎn)矩小，取C= 103，則軸2參數(shù)結(jié)果dmin24.2d140l140d245l278d352l310d445l436d540l540dmin=C3Pn=106×32.658237.04=23.73mm考慮鍵槽影響，取dmin=20.11×1+5% mm=24.2 mm。(3) 確定軸的軸向固定方式因?yàn)辇X輪減速器輸出軸的跨距不大，且工作溫度變化不大，故軸向固定采用兩端固定方式。(4) 軸承

39、與軸段及軸段由前面設(shè)計(jì)知，軸承類型為角接觸軸承，暫取軸承型號(hào)為7208C，由文獻(xiàn)2表12.2查得內(nèi)徑d=40 mm，外徑D=80 mm，寬度B=18mm，定位軸肩直徑damin=47 mm，Damax=73 mm。故軸段的直徑d1=40 mm。軸段的直徑應(yīng)與軸段相同，即d5=30 mm。(5) 齒輪3與軸段為了便于齒輪的安裝，d2應(yīng)略大于d1，取d2=45 mm，齒輪3左端用套筒固定，則軸段的長度應(yīng)略小于齒輪3的寬度b3，取l2=78 mm。(6) 軸段齒輪3右端用軸肩固定，由文獻(xiàn)1圖10.9中公式得到軸肩高度h=2.453.5 mm，相應(yīng)的軸段的直徑范圍為49.952 mm，取d3=52 m

40、m。l3=4=10 mm(7) 齒輪2與軸段齒輪2左端也用軸肩固定。可取d4=45 mm，齒輪2右端用套筒固定，則軸段的長度應(yīng)略小于齒輪2的寬度b2，取l4=36 mm。取l5=b1=45 mm。(8) 軸段的長度l1=l5=B+2+b3+2=40 mm完成的結(jié)構(gòu)草圖如下所示。(9) 鍵連接設(shè)計(jì)齒輪2、齒輪3與軸之間采用A型普通平鍵連接，型號(hào)分別為：鍵 14×70 GB/T 10962003，h=8，t1=3.3 mm；參數(shù)結(jié)果dmin34.88KA1.2d136l150d242l245d345l330d450l453d555l510d648l673d745l740L181L2118

41、.5L371鍵 14×32 GB/T 10962003，h=8，t1=3.3 mm。3.2.3 低速軸軸系部件設(shè)計(jì)(1) 選擇軸的材料因傳遞功率不大，且對(duì)質(zhì)量與結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選用45鋼并進(jìn)行調(diào)制處理。(2) 初步軸徑dmin，并根據(jù)相配聯(lián)軸器的尺寸確定軸徑d1和長度L1對(duì)于轉(zhuǎn)軸，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑，由參考文獻(xiàn)3第759頁得，C=106118，考慮軸端彎矩比轉(zhuǎn)矩小，取C= 106，則dmin=C3Pn=106×32.52682.02=33.23 mm考慮鍵槽影響，取dmin=28.34×1+5% mm=34.88 mm。(3) 確定軸的軸向固定方式因?yàn)辇X輪減

42、速器輸出軸的跨距不大，且工作溫度變化不大，故軸向固定采用兩端固定方式。(4) 聯(lián)軸器及軸段前面計(jì)算的dmin即為軸段的直徑，又考慮軸段上安裝聯(lián)軸器，因此軸段的設(shè)計(jì)與聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行。由前面設(shè)計(jì)可知，選用金屬滑塊聯(lián)軸器。查文獻(xiàn)1表13.5取KA=1.2，計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc1= KAT=1.5×300=450 N·m由參考文獻(xiàn)2表13.5查詢可得JB/ZQ 4384-1997中公稱轉(zhuǎn)矩500 N·m的金屬滑塊聯(lián)軸器滿足要求，其許用轉(zhuǎn)速為250 r/min，軸孔直徑范圍是36-40 mm。取與軸相連端軸徑36 mm，軸孔長度為L1-h=70-16=54 mm，J型軸孔。相

43、應(yīng)的，軸段的直徑d1=36mm，取其長度為l1=60 mm。(5) 密封圈與軸段聯(lián)軸器右端采用軸肩固定，取軸肩高度h=2.523.6 mm，相應(yīng)的軸段的直徑范圍為41.0443.2 mm，查文獻(xiàn)2表14.4，選用唇形密封軸徑為42 mm，則軸段的直徑d2=42 mm。(6) 軸承與軸段及軸段由前面設(shè)計(jì)知，軸承類型為深溝球軸承，暫取軸承型號(hào)為6209C，由文獻(xiàn)2表12.1查得內(nèi)徑d=45 mm，外徑D=85 mm，寬度B=19 mm，定位軸肩直徑damin=52 mm，Damax=78 mm。故軸段的直徑d3=45 mm。軸段的直徑應(yīng)與軸段相同，即d7=45 mm。(7) 軸段為了便于齒輪的安裝

44、，d6應(yīng)略大于d7，取d6=50 mm，齒輪3右端用軸肩固定，則軸段的長度應(yīng)略小于齒輪4的寬度b6，取l6=71 mm。(8) 軸段齒輪4右端用軸肩固定，由文獻(xiàn)1圖10.9中公式得到軸肩高度h=3.364.8 mm，相應(yīng)的軸段的直徑范圍為54.7257.6 mm，取d5=62 mm。(9) 軸段取過渡軸段直徑d4=52 mm。(10) 機(jī)體與軸段的長度因采用凸緣式軸承蓋，其凸緣厚度e=8 mm。由于所選聯(lián)軸器不影響軸承端蓋螺栓的拆卸，軸肩與軸承端蓋之間的間隙取K=1620 mm。在確定齒輪、機(jī)體、軸承、軸承蓋的相互位置與尺寸之后，即可確定各軸段的長度。取軸段的長度l3=19 mm；軸段的長度l

45、2=62mm；軸段的長度l7=42 mm；取軸段的長度l5=6 mm；軸段的長度l4=61 mm。軸的各部分尺寸均確定。取聯(lián)軸器輪轂中間位置為力的作用點(diǎn)，可得跨距L1=101.5mm；L2=111 mm；L3=67.5 mm。完成的結(jié)構(gòu)草圖如下所示。(11) 鍵連接設(shè)計(jì)聯(lián)軸器、和齒輪4與軸之間采用A型普通平鍵連接，型號(hào)分別為：鍵 10×56 GB/T 10962003，h=8，t1=3.3 mm。鍵 16×63 GB/T 10962003，h=8，t1=3.8 mm。3.2.4 軸系部件校核計(jì)算本設(shè)計(jì)已完成高、中、低速軸的軸系部件校核計(jì)算，均滿足設(shè)計(jì)要求，此處只給出低速軸校

46、核計(jì)算過程。(1) 軸的受力分析a. 畫受力簡(jiǎn)圖圓周力Ft=2Td= 2×3.00×105210=2857. 14 N 徑向力Fr=Ft*tan=2857.14×tan20°=1039.91 Nb. 計(jì)算支反力FH1=Fr×L3L2+L3=393.24 NFH2=Fr-FH1=646.67N FV1=Ft×L3L2+L3=1080.42 NFV2=Ft-FV1=1776.72 N軸承1的總的支反力為FR1=2FV12+FH12=2(1080.42)2+(393.24)2=1149.76 N軸承2的總的支反力為FR2=2FV22+FH2

47、2=2(1776.72)2+(646.67)2=1890.73 Nc. 畫彎矩圖在水平面上,軸承1處，A-A面左側(cè)MaH1=FH1L2=393.24N×111mm=43649.64 N·mmA-A面右側(cè)MaH2=FH2L3= 646.67 N×67.5mm=43650.23 N·mm垂直面上，彎矩為MaV= FV1L2= 1080.42N×111mm=119926.6N·mmMaV'=FV2L3=1776.72N×67.5mm=119928.6 N·mmA-A面左側(cè)Ma= MaH12+MaV2= 12762

48、3.2N·mmA-A面右側(cè)Ma'= MaH22+MaV2=127625.26N·mm300223127625.26127623.2122841.8119926.644710.443649.64d. 畫轉(zhuǎn)矩圖T=300223.0N·m(2) 校核軸的強(qiáng)度A-A剖面左側(cè)彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，為危險(xiǎn)截面。該截面抗彎模量為W=0.1d63-btd6-t22d6=0.1×503-16×650-622×50=10641.44 mm3該截面的抗扭截面模量為WT=0.2d63-btd6-t22d6=0.2×503-16×650-

49、622×50=23141.44 mm3彎曲應(yīng)力b= MW= 127625.26N·mm10641.44 mm3=11.99MPaa=b=11.99 MPam=0扭剪應(yīng)力T=TWT=300223.0N·m23141.44 mm3=12.97MPa a=m=T2 =6.49MPa調(diào)質(zhì)處理的45鋼，由參考文獻(xiàn)3可以查得b=650 MPa，-1=300 MPa，-1=155 MPa；材料等效系數(shù)=0.2，=0.1。鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)可由參考文獻(xiàn)1附表10.3得：K=1.825，K=1.625。查參考文獻(xiàn)1附圖10.1得=0.8，=0.76。查參考文獻(xiàn)1附圖10.1與附

50、表10.2得=0.92。由此，安全系數(shù)計(jì)算如下：S= -1Ka+m=3001.8250.92*0.8×11.99+0.2×0=10.09S=-1Ka+m=1551.6250.92*0.76×6.49+0.1×6.49=9.85S= SSS2+S2=7.048由參考文獻(xiàn)1表10.5得許用安全系數(shù)S=1.31.5，顯然S>S，故A-A截面安全。(3) 校核鍵連接的強(qiáng)度滾筒與軸連接處為平鍵連接，擠壓應(yīng)力p=4Tdhl式中：d鍵連接處的軸徑，mm； T傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·mm； h鍵的高度，mm； l鍵連接長度，mm；故p=4Tdhl=4×

51、300223.036×8×56=74.46MPa鍵、軸材料均為45鋼，p= 120150MPa。p< p，故強(qiáng)度滿足需要。(4) 校核軸承強(qiáng)度由參考文獻(xiàn)3查得6209軸承的Cr=25700 N,C0=20700N。軸承工作環(huán)境無軸向力，軸承1的工作環(huán)境比軸承2工作環(huán)境惡劣，故只需校核軸承2。計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P=XFr其中，X為動(dòng)載荷徑向系數(shù)，F(xiàn)r為軸承徑向載荷。由參考文獻(xiàn)1表11.12可知，X=1。則P=XFr= Fr= FR2=1951.12 N(5) 校核軸承壽命軸承在100下工作，fT=1。根據(jù)其載荷性質(zhì)，取fP=1.1。軸承壽命為Lh=10660*nfTCrPf

52、P3=10660*77.79*1×257001.1×1951.123=3.68×105 h已知減速器使用五年，二班工作制，則預(yù)期壽命為Lh=8*2*360*5=28800 h軸承壽命很充裕。3.3 草圖第二階段3.3.1 傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 齒輪2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪2 齒頂圓直徑da2=207.5 mm，為了減少質(zhì)量和節(jié)約材料，采用腹板式結(jié)構(gòu)。考慮本設(shè)計(jì)生產(chǎn)批量較大，采用模鍛毛坯結(jié)構(gòu)，如下圖所示。圖中各尺寸如下：dh=45 mmD11.6dh=1.6×45=72 mm取D1=80mmD2da-10m=207.5-10×2.5=182.5 mm，

53、為增強(qiáng)齒根部強(qiáng)度，取取D2=170 mmc=0.20.3b=0.20.3×38=7.611.4 mm取c=10 mmr=0.5c=0.5×10=5 mmD0=0.5D1+D2=0.5×170+80=125 mmd00.25D2-D1=0.25×180-78=26 mm(2) 齒輪3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪2 齒頂圓直徑da2=78 mm<200 mm，做成實(shí)心式結(jié)構(gòu)。(3) 齒輪4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪4 齒頂圓直徑da2=216 mm，為了減少質(zhì)量和節(jié)約材料，采用腹板式結(jié)構(gòu)。考慮本設(shè)計(jì)生產(chǎn)批量較大，采用模鍛毛坯結(jié)構(gòu)，如前圖所示。圖中各尺寸如下：dh=50 mmD11.6dh=1.6×50=80 mm取D1=90mmD2da-10m=221.058-10×3=191.058 mm， 為增強(qiáng)齒根部強(qiáng)度，取取D2=180 mmc=0.20.3b4=0.20.3×75=1522.5 mm取c=16 mmr=0.5c=0.5×16=8 mmD0=0.5D1+D2=0.5×90+180=129 mmd00.25D2-D1=0.25×180-90=22.5mm取d0=22 mm3.3.2 軸承端蓋的設(shè)計(jì)采用凸緣式軸承端