自動送料裝置傳動系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　2 擬定傳動方案2</p><p><b>　　3 電機(jī)的選用3</b></p><p>　　3.1 類型的選擇3</p><p>　

2、　3.2 功率的確定3</p><p>　　3.3 轉(zhuǎn)速的確定4</p><p><b>　　4 分配傳動比6</b></p><p>　　4.1 傳動裝置的總傳動比6</p><p>　　4.2 分配各級傳動比6</p><p>　　5 確定運(yùn)動和動力參數(shù)7</p>&

3、lt;p>　　5.1 確定各軸的轉(zhuǎn)速7</p><p>　　5.2 確定各軸的功率7</p><p>　　5.3 確定各軸的轉(zhuǎn)矩7</p><p>　　6 傳動零部件設(shè)計8</p><p>　　6.1 V帶傳動設(shè)計8</p><p>　　6.2 一級減速器的設(shè)計11</p><p&

4、gt;　　6.2.1 圓柱齒輪的設(shè)計11</p><p>　　6.2.2 傳動軸的設(shè)計15</p><p>　　6.2.3 滾動軸承的選擇22</p><p>　　6.2.4 密封裝置的選擇23</p><p>　　6.2.5 端蓋的選擇23</p><p>　　6.2.6 鍵的選擇23</p>

5、<p>　　6.2.7 箱體的設(shè)計25</p><p>　　6.3 聯(lián)軸器的設(shè)計27</p><p>　　7 輸送裝置的設(shè)計28</p><p>　　7.1 運(yùn)輸帶的設(shè)計28</p><p>　　7.2 滾筒的設(shè)計30</p><p>　　7.2.1 傳動滾筒的選擇30</p>

6、<p>　　7.2.2 改向滾筒的選擇31</p><p>　　7.3 托輥的設(shè)計31</p><p>　　7.4 機(jī)架的設(shè)計32</p><p><b>　　8 結(jié)論33</b></p><p><b>　　致謝34</b></p><p><b&

7、gt;　　參考文獻(xiàn)35</b></p><p><b>　　附：零件圖及裝配圖</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　近年來，我國的工業(yè)水平發(fā)展得越來越快，機(jī)器的自動化更是普遍。目前，使用自動化的帶式輸送機(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

8、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)知識并通過在圖書館找到的相關(guān)手冊資料進(jìn)行的設(shè)計，目的是使自己設(shè)計的自動送料機(jī)具有實(shí)用價值。</p><p><b>　　2 擬定傳動方案</b></p><p>　　本設(shè)計設(shè)計的是“自動送料機(jī)”，也稱為“自動帶式運(yùn)輸機(jī)”，其由原動機(jī)、傳動裝置及工作機(jī)三部分組成。由于運(yùn)動簡圖能明確

9、地表示這三部分之間的運(yùn)動和動力傳遞關(guān)系，且為傳動裝置、輸送裝置中各零、部件的設(shè)計提供了重要依據(jù)，故“自動送料機(jī)”的傳動方案由運(yùn)動簡圖圖1表示：</p><p><b>　　圖1 傳動簡圖</b></p><p>　　1、滾筒軸承 2、圓柱齒輪 3、V帶傳動</p><p>　　4、電動機(jī)

10、 5、帶輪 6、一級減速器</p><p>　　7、聯(lián)軸器 8、傳動滾筒 9、運(yùn)輸帶</p><p><b>　　3 電機(jī)的選用</b></p><p>　　經(jīng)查閱相關(guān)資料，本設(shè)計的“自動送料機(jī)”所送的物料為30cm長、15cm寬、10cm高

11、的鋁制棒料。故有關(guān)原始數(shù)據(jù)及工作條件如下：</p><p><b>　　1、原始數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　輸送帶工作拉力F：7KN； 輸送帶速度V：1M/S； 卷筒直徑D：500mm；</p><p><b>　　2、工作條件：</b></p><p>　　（1）工作情況：兩班制

12、工作（每班按8h計算），連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷變化不大，空載起動；輸送帶速度允許誤差±5%；滾筒效率η筒 =0.96。</p><p>　?。?）工作環(huán)境：室內(nèi)，環(huán)境溫度26 ?C左右。</p><p>　?。?）使用期限：折舊期8年，4年一次大修。</p><p>　?。?）制造條件及批量：普通中、小制造廠，小批量。 </p><p>

13、;　　3、根據(jù)以上工作條件所選傳動零件及其機(jī)械傳動的效率值如下：</p><p>　　8級精度的一般圓柱齒輪（油潤滑）η齒=0.97，V帶傳動η帶=0.96，滾動軸承（球軸承）η承=0.99（一對），彈性聯(lián)軸器η聯(lián)=0.99，（以上數(shù)據(jù)在《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》的P10表2—3查得）。</p><p><b>　　3.1 類型的選擇</b></p><

14、p>　　根據(jù)已知的工作條件，所選的電機(jī)的類型為Y系列（2923）籠型三相異步電動機(jī)。</p><p><b>　　3.2 功率的確定</b></p><p>　　電動機(jī)功率的確定主要根據(jù)工作機(jī)的功率來確定：</p><p>　　Pd= Pw/η總

15、 （1）

16、 </p><p>　　Pw=FV/1000ηw

17、 （2）

18、 &l

19、t;/p><p>　　則 Pd=FV/1000η總</p><p>　　其中 η總=η帶·ηm 承· η齒· η聯(lián)· η筒 （m為軸承對數(shù)）</p><p><b>　　本設(shè)計中，m=3，</b></p><p>　　且： Pd—電動機(jī)工作功率（KW）， Pw—工作機(jī)的功率（KW

20、）；</p><p>　　F—工作機(jī)的阻力（N）， V—工作機(jī)的線速度（m/s）；</p><p>　　η總—電動機(jī)到工作機(jī)的傳動裝置總效率；</p><p>　　ηw —工作機(jī)的效率（即滾筒的效率）；</p><p><b>　　因此，可以求得：</b></p><p>　?。?）η總

21、=η帶·ηm 承·η齒·η聯(lián)·η筒 =0.96·0.993·0.97·0.99·0.96=0.86</p><p>　　（2）Pw=FV/1000ηw=（7000·1）/（1000·0.96）=7.29（KW）</p><p>　?。?）Pd=Pw/η總=7.29/0.86=8.48（KW）

22、</p><p>　　所以，計算得電動機(jī)的工作功率Pd為8.48KW。</p><p><b>　　3.3 轉(zhuǎn)速的確定</b></p><p>　　因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)速范圍的確定可由工作機(jī)的轉(zhuǎn)速要求和傳動機(jī)構(gòu)的合理傳動比范圍來確定，即 ：</p><p>　　nd=（i1·i2·……·in）nw

23、 （3） </p><p>　　式中：nd為電機(jī)的可選轉(zhuǎn)速范圍； </p><p>　　i1—in為各級傳動比的合理范圍；</p><p>　　nw為工作機(jī)的轉(zhuǎn)速； </p>

24、<p>　　又因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)（即卷筒軸）的工作轉(zhuǎn)速為： nw=（60·1000v）/πD且v=1m/s,D=500mm</p><p>　　所以可求得 nw=（60·1000·1）/（3.14·500）=47.77（r/min）</p><p>　　又根據(jù)《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》教材P5的表2—1推薦的合理傳動比范圍，初選V帶傳動比i1=2—4

25、，齒輪傳動比i2=3—5。</p><p>　　所以i總=i1·i2=（2—4）·（3—5）=6—20。</p><p>　　因?yàn)閕總=nd/nw，</p><p>　　所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd=i總·nw=（6—20）·47.77=286.62—955.4（m/s）。</p><p>　　由于

26、本設(shè)計中，工作機(jī)是長期運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷不變的，所以選擇電動機(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機(jī)的同步轉(zhuǎn)速范圍為:750r/min。</p><p>　　所以，經(jīng)查《機(jī)械零件設(shè)計手冊》P824表19—8，選擇電動機(jī)的型號為：Y180—8。所以電機(jī)主要性能和外觀尺寸見表1和表2：</p><p>　　表1 電動機(jī)（型號Y180M--8）的主要性能</p

27、><p>　　表2 電動機(jī)（型號Y180M--8）的主要外形尺寸和安裝尺寸</p><p><b>　　4 分配傳動比</b></p><p>　　4.1 傳動裝置的總傳動比</p><p>　　由電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nw和工作機(jī)的轉(zhuǎn)速nw,可計算出傳動裝置的總傳動比為：</p><p>　　i總=nm

28、/nw （4） </p><p>　　或 i總=i1·i2……in （5）

29、 </p><p>　　因?yàn)橛梢陨蟽?nèi)容可知：nm=727r/min, nw=47.77r/min</p><p>　　所以 ：i總=nm/nw=727/47.77=15.22</p><p>　　即傳動裝置總傳動比i總為15.22。</p><p>

30、;　　4.2 分配各級傳動比</p><p>　　由式i總=i1·i2，取V帶傳動比i1=3.5,則齒輪的傳動比為：</p><p>　　i2=i總/i1=15.22/3.5=4.35</p><p>　　所以，分配的傳動比V帶為3.5,齒輪為4.35。</p><p>　　5 確定運(yùn)動和動力參數(shù)</p><p&

31、gt;　　5.1 確定各軸的轉(zhuǎn)速</p><p>　　由 i12=n1/n2,n2=n1/i12可計算得：</p><p>　　Ι軸（輸入軸）：n1=nm/i1=727/3.5=207.71（r/min）</p><p>　　Π軸（輸出軸）：n2=n1/i2=207.71/4.35=47.75（r/min）</p><p>　　滾筒軸：nw

32、=n2=47.75（r/min） </p><p>　　5.2 確定各軸的功率</p><p>　　由 P1/P2=η （6） </p><p>　　可計算得：（注：式中Pm為電動機(jī)額定功

33、率）</p><p>　　Ι軸：P1/Pm=η帶,則P1=Pm·η帶=11·0.96=10.56（kw）</p><p>　　Π軸：P2/P1=η齒·η泵,則P2=P1·η齒=Pm·η帶·η齒·η泵=11·0.96·0.97·0.99=10.14（kw）</p><p&g

34、t;　　滾筒軸：Pw/P2=η聯(lián)·η承,則Pw=P2·η聯(lián)·η承=10.14·0.99·0.99=9.94（kw）</p><p>　　5.3 確定各軸的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　由 T=9550·P/n （7）<

35、/p><p><b>　　可計算得：</b></p><p>　　電動機(jī)軸：T0=9550·Pm/nm=9550·11/727=144.50（n/m）</p><p>　　Ι軸：T1=9550·P1/nw=9550·10.56/207.71=485.52（n/m）</p><p>　　

36、Π軸：T2=9550·P2/n2=9550·10.74/47.75=2028（n/m）</p><p>　　滾筒軸：Yw=9550·Pw/nw=9550·9.94/47.75=1988（n/m）</p><p>　　現(xiàn)將以上算得的運(yùn)動參數(shù)和動力參數(shù)列表如下：</p><p>　　表3 各軸的動力參數(shù)</p>

37、<p><b>　　6 傳動零部件設(shè)計</b></p><p>　　6.1 V帶傳動設(shè)計</p><p>　　該設(shè)計是由電動機(jī)驅(qū)動帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中的高速級普通V帶傳動，根據(jù)之前的已知條件及設(shè)計出的結(jié)果有以下已知條件：</p><p>　　所需傳遞的額定功率Ped=11kw，帶的傳動比i1=3.5。電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nw=727r/min,兩

38、班制工作（每班8h計算），載荷變化不大。</p><p><b>　　設(shè)計如下：</b></p><p>　　（1）確定計算功率Pc</p><p>　　Pc可按公式（8）求得： </p><p>　　Pc=Ka·P

39、 （8）</p><p>　　式中：P—需要傳遞的名義功率（即額定功率）（KW）；</p><p>　　Ka—工作情況系數(shù)。</p><p>　　Ka經(jīng)查《機(jī)械零件設(shè)計手冊》P603表14—8后?。篕a=1.1</p><p>　　因?yàn)?p=ped=11kw</p><p>　　所以 Pc=1.1·

40、11=12.1（kw）</p><p><b>　?。?）選擇帶的型號</b></p><p>　　因?yàn)樾л嗈D(zhuǎn)速即為電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，即n小帶=727r/min.</p><p>　　又根據(jù)計算功率： Pc=12.1kw， 由《機(jī)械手冊》P62圖14--2選帶型</p><p>　　則所選V帶型號為：B型。</p&

41、gt;<p>　?。?）確定帶輪基準(zhǔn)直徑</p><p>　　1）自定小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1并符合《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》P226表16—4的基準(zhǔn)直徑系列要求，取dd1=125mm.</p><p>　　2）驗(yàn)算帶速v：v=（πdd1n1）/（60·1000）=（πdd1n帶）/（60·1000）=（3.14·125·727）/（60·

42、1000）=4.76（m/s）</p><p>　　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動的工作能力，同時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。</p><p>　　所以，由于取dd1=125mm,則v<5m/s,故重選。經(jīng)

43、同樣方法驗(yàn)算后，取dd1=180mm，v=6.85m/s。</p><p>　　3）計算大帶輪基準(zhǔn)直徑。</p><p><b>　　由公式 </b></p><p>　　i=d2/d1 （9）</p><p>　　可得: dd2=i帶·dd1=3.5·180=630（mm）</p&

44、gt;<p>　　同上參考表16—4，取dd2=630mm。</p><p>　?。?）確定中心距a和膠帶長度Ld</p><p>　　1）初步確定中心距a0:</p><p>　　因?yàn)橹行木嘈‰m能使傳動緊湊，但帶長太小，單位時間內(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α1，降低摩擦力和傳動能力。中心距過大除有相

45、反的利弊外，高速時還易引起帶的顫動，故一般按式（10）初步定中心距a0：</p><p>　　0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2） （10）</p><p>　　則 0.7（180+630）≤a0≤2（180+630）</p><p>　　即 567mm≤a0≤1620mm</p>

46、<p>　　初取 a0=800mm.</p><p>　　2）初選a0后，根據(jù)式（11）初選帶的長度Ld0：</p><p>　　Ld0=2a0+π（dd1+dd2）/2+（dd2-dd1）2/（4a0） （11）</p><p>　　則 Ld0=2·800+3.14（180+630）/2+（630-18

47、0）2/（4·800）</p><p>　　=1600+1271.7+63.281</p><p>　　=2934.98（mm）</p><p>　　由《簡明機(jī)械零件設(shè)計實(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。</p><p>　?。?）計算出實(shí)際中心距</p><

48、;p>　　由 a=a0+（Ld-Ld0）/2 （12） </p><p>　　可得a=800+（2934.98-2800）/2=867.49（mm）</p><p>　　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，中心距的變動范圍為： -0.015Ld

49、—+0.03Ld</p><p>　　則 a-0.015Ld≤a≤a+0.03Ld</p><p>　　即 867.49-0.015·2800≤a≤867.49=0.03·2800</p><p>　　所以 a=825.49—951.49。</p><p>　?。?）驗(yàn)算小帶輪包角α1</

50、p><p>　　可按式（13）計算： </p><p>　　α1=180?-57.3?（dd2-dd1）/a≥120? （13）</p><p>　　若小于此值，應(yīng)增大中心距。</p><p>　　因?yàn)椋害?=180?-57.3?（630-180）/867.49</p><p>　　所

51、以：α1=150.28?≥120?</p><p>　　所以初選的中心距是符合要求的。</p><p><b>　?。?）確定帶根數(shù)z</b></p><p>　　帶傳動設(shè)計準(zhǔn)則是：單根V帶傳遞的計算功率小于或等于單根V帶的許可額定功率。</p><p>　　z≥Pc/P'0=Pc/（P1+ΔP1）KαKL

52、 （14）</p><p>　　式中：PC—計算功率（kw）；</p><p>　　P1—當(dāng)包角等于180?時、確定帶長、工作平穩(wěn)的單根普通V帶的額定功率（kw），</p><p>　　可根據(jù)V帶的型號查表；</p><p>　　ΔP1—當(dāng)包角不等于180?時，單根普通V

53、帶額定功率的增量（kw），可根據(jù)V帶的型號查表；</p><p>　　Kα—包角系數(shù)，可查表；</p><p>　　KL—長度系數(shù)，可查表。</p><p>　　因?yàn)橐阎?Pc=12.1kw，且由查《機(jī)械零件設(shè)計手冊》表并通過“插值法”求得：</p><p>　　P1=2.6kw, ΔP1=0.23kw</p><p&g

54、t;　　且同樣查《機(jī)械手冊》P604表14—9和表14—11分別得到;</p><p>　　Kα=0.92, KL=1.05</p><p><b>　　所以按公式可得：</b></p><p>　　z≥12.1/（2.6+0.23）·0.92·1.05=2.73</p><p>　　則取 z=3

55、。即確定帶根數(shù)為3。</p><p>　?。?）計算預(yù)拉力F0</p><p>　　預(yù)拉力越大，帶對輪面的正應(yīng)力和摩擦力也越大，不易打滑，即傳遞載荷的能力越大；但太大會增大帶的拉應(yīng)力，從而降低其使用壽命，同時作用在軸上的載荷也大，故單根帶的預(yù)拉力按式（15）計算：</p><p>　　F0=500·（Pc/vz）·（2.5/Kα-1）+qv2

56、 （15）</p><p>　　式中： F0—初拉力（N）； V—帶速（m/s）； Z—帶根數(shù)；</p><p>　　Pc—計算功率（kw）； Kα—包角系數(shù)； q—帶每米長的質(zhì)量（㎏/m）。</p><p>　　因?yàn)橐阎?Pc=12.1kw ，V=6.85m/s，z=3，Kα=0.92</p&g

57、t;<p>　　q經(jīng)查《機(jī)械手冊》P604表14—10，得q=0.17㎏/m</p><p>　　所以得：F0=500·（12.1/6.85·3）·（2.5/0.92-1）+0.17·6.852</p><p>　　得：F0=514.35（N）</p><p>　　（9）帶傳動作用在軸上的壓力FQ（為了設(shè)計安裝帶

58、輪的軸和軸承）</p><p>　　可按式（16）計算： </p><p>　　FQ≈2zF0sin（α1/2） （16）</p><p>　　則 FQ≈2·3·514.35·sin（150.28?/2）</p><p>　　≈3086.1·sin

59、75.14 </p><p>　　根據(jù)以上設(shè)計結(jié)果，有關(guān)V帶參數(shù)列表如下：</p><p>　　表4 V帶參數(shù) </p><p>　　6.2 一級減速器的設(shè)計</p><p>　　6.2.1 圓柱齒輪的設(shè)計</p><p>　　由以上設(shè)計結(jié)果作為已知條件，則已知：傳遞功率P=10.56kw。傳動比i=4.35。

60、主動輪（小齒輪）轉(zhuǎn)速n1=207.71r/min。</p><p>　　本設(shè)計中，齒輪傳動為閉式傳動，且由于傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速不高，對結(jié)構(gòu)無特殊要求，故采用軟齒面的閉式齒輪傳動，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，再校核彎曲疲勞強(qiáng)度。</p><p>　　（1）選擇材料，確定許用應(yīng)力。</p><p>　　按軟齒面定義，查《機(jī)械零件設(shè)計手冊》P264表10—17，小齒輪選用4

61、5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)計基礎(chǔ)》查得。</p><p>　　所確定許用應(yīng)力包括接觸疲勞許用應(yīng)力[δH]和彎曲疲勞許用應(yīng)力[δF]：</p><p>　　[δH]=δHlim/SH（17）</p><p>

62、　　式中： δHlim— 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）</p><p>　　SH— 齒面接觸疲勞安全系數(shù)，可查表。</p><p>　　[δF]=δFlim/SF（18）</p><p>　　式中： δFlim—試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限（Mpa），對于雙側(cè)工作的齒輪傳動，齒根承受對稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，應(yīng)將查得圖中數(shù)據(jù)乘以0.7；<

63、;/p><p>　　SF—齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度安全因數(shù)，可查表。</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》P179圖13—35查得：</p><p>　　δHlim主=595Mpa， δHlim從=550Mpa</p><p>　　δFlim主=200Mpa， δFlim從=2185Mpa </p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)

64、》表查得：</p><p>　　SH=1.0， SF=1.3</p><p>　　所以由公式可計算得：</p><p>　　[δH]主=δHlim/SH=595/1.0=595（Mpa）</p><p>　　[δH]從=δHlim/SH=550/1.0=550（Mpa）</p><p>　　[δF]主=δFlim/SF

65、=200/1.3=153.85（Mpa）</p><p>　　[δF]從=δFlim/SF=185/1.3=142.31（Mpa）</p><p>　?。?）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計：</p><p>　　按設(shè)計公式 </p><p>　　a≥（i+1）[（335/[δH]）2·（KT1/Φai）]1/3

66、 （19）</p><p><b>　　計算中心距。</b></p><p>　　式中： δH—齒面最大接觸應(yīng)力（Mpa）</p><p>　　a—齒輪中心距 （mm） </p><p><b>　　k—載荷因數(shù)</b></p><p>　　T1 —小齒

67、輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（N·mm）</p><p>　　b—齒寬 （mm）</p><p>　　i— 大輪與小輪的齒數(shù)比</p><p>　　“±”—分別標(biāo)表內(nèi)嚙合和外嚙合</p><p>　　Φa — 齒寬系數(shù)（Φa=b/a）</p><p>　　1）因?yàn)橐粚X輪嚙合，兩齒輪面接觸應(yīng)力相等，但兩輪的許用接

68、觸應(yīng)力[δH]不同，故計算時帶入兩輪中的較小值。</p><p>　　所以 [δH]=550Mpa。</p><p><b>　　2）計算小齒輪轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　按公式 </p><p>　　T1 =9.55·106·（P1/n1）

69、 （20）</p><p><b>　　計算。</b></p><p>　　式中： T1—小齒輪轉(zhuǎn)矩（N·mm）；</p><p>　　P1— 齒輪傳遞的功率（kw）；</p><p>　　n1— 小齒輪轉(zhuǎn)速（r/min）。</p><p>　　因?yàn)椋?P1=10.56kw

70、 n1=207.71r/min</p><p>　　所以： T1=9.55·106（10.56/207.71）（N·mm）</p><p>　　故小齒輪轉(zhuǎn)矩得： T1=4.86·105（N·mm）</p><p>　　3）對一般減速器，取齒寬系數(shù)Φa =0.4，又由i=4.35。</p><p>　

71、　因?yàn)辇X寬選8級精度且載荷運(yùn)動平穩(wěn)。</p><p>　　故由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》P183表13—9查得：選K=1.1。</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)代入設(shè)計公式（19）：</p><p>　　a0≥（4.35+1）[（335/550）2（1.1·4.8·105/0.4·4.35）]1/3=259.17</p><p&

72、gt;　　則初得中心距a0=259.17mm。</p><p>　?。?）確定基本參數(shù)，計算主要尺寸。</p><p><b>　　1）選擇齒數(shù)。</b></p><p>　　對閉式軟齒面?zhèn)鲃?，通常z1=40—20,故取z主=20。</p><p>　　因?yàn)閦2=i·z1,i=4.35</p>&

73、lt;p>　　所以z從=4.35·20=87</p><p><b>　　2）確定模數(shù)。</b></p><p><b>　　由計算公式： </b></p><p>　　a=m（z1+z2）/2 （21）</p><p>　　

74、可得：m=2a0/z主+z從=（2·259.17）/（20+87）=4.84（mm）</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》P160表13—1查得標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，</p><p><b>　　取 m=5mm</b></p><p>　　3）確定實(shí)際中心距。</p><p>　　按公式（21）算得：</p>

75、<p>　　a=m（z主+z從）/2=5·（20+87）/2=267.5（mm） </p><p><b>　　4）計算齒寬</b></p><p><b>　　由公式： </b></p><p>　　Φa=b/a （22）</p><p>　　算得從動輪（大

76、齒輪）的齒寬。</p><p>　　則 b從=Φa·a=0.4·267.5=107（mm）</p><p>　　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+（3—5）mm</p><p>　　故取 b主=110mm。</p><p>　?。?）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。</p>&l

77、t;p><b>　　按公式 </b></p><p>　　δF=（2KT1YFS）/（bm2z） （23）</p><p><b>　　來校核</b></p><p>　　式中： δF— 齒根最大彎曲應(yīng)力。</p><p>　　YFS—復(fù)合齒形

78、因數(shù)，反映輪齒的形狀對抗能力的影響，同時考慮齒根部應(yīng)力集中的影響。</p><p>　　則 δF 主 = （2KT1YFS1）/（b從m2z主）， δF從=（2KT1YFS2）/（b從m2z從）</p><p>　　按 z主 =20，z從=87由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》P185表13—10查得：</p><p>　　YFS1=4.38, YFS2=3.88.&l

79、t;/p><p>　　代入上式得：δF主=（2·1.1·4.86·105·4.38）/（107·52·20）=87.53（Mpa）< [δF]主=153.85Mpa </p><p>　　δF從=（2·1.1·4.86·105·3.88）/（107·52·87）=17

80、.83（Mpa）< [δF]從=142.31Mpa </p><p><b>　　所以是安全的。</b></p><p>　　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：</p><p>　　表5 齒輪的基本參數(shù)</p><p>　　注釋：齒頂高系數(shù)ha·=1，頂隙系數(shù)c·=0.25，

81、壓力角α=20?。</p><p>　　6.2.2 傳動軸的設(shè)計</p><p>　　1、高速軸的設(shè)計計算。</p><p>　　根據(jù)以上設(shè)計結(jié)果，已知高速軸（Ι軸）傳遞功率PΙ=10.56kw，轉(zhuǎn)速nΙ=207.71r/min。</p><p>　?。?）因?yàn)檩S的傳遞功率不大，對材料無特殊要求，故選用45鋼并經(jīng)調(diào)制處理。</p>

82、<p>　?。?）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度并結(jié)合軸的設(shè)計計算公式：</p><p>　　d≥A0（P/n）1/3（24）</p><p><b>　　估算軸的最小直徑。</b></p><p>　　據(jù)所選材料由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》P268表20—3查得：</p><p>　　取A0=126.又已知P=10.56，n=207

83、.71。</p><p>　　代入公式（24）推得： d≥126·（10.56/207.71）1/3=46.42（mm）.</p><p>　　因?yàn)樽钚《屋S徑可增大3%—5%，所以當(dāng)d增大3%后，d=47.81mm。</p><p>　　經(jīng)圓整后取d=48mm。</p><p>　　（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計并附結(jié)構(gòu)草圖。由于設(shè)計的是單級

84、減速器，將齒輪布置在箱體內(nèi)部，軸承對稱安裝在齒輪兩側(cè)，軸的外伸端與大帶輪相連。</p><p><b>　　草圖如圖2：</b></p><p><b>　　圖2 高速軸</b></p><p>　　<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

85、向固定采用平鍵連接。軸承對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。</p><p>　　<2>確定各軸段的直徑d（從右端開始設(shè)計）。</p><p>　　1）d1=d+2h1：d1段與密封圈內(nèi)徑相配合，且h1為定位軸肩高度，h1=（0.07—0.1）d.</p><p>　　因?yàn)閔1=（0.07—0.1

86、）d=（0.07—0.1）48=3.36—4.8（mm）</p><p>　　則d1=48+2（3.36—4.8）=54.72—57.6（mm）</p><p>　　由于與密封圈配合，經(jīng)查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》P96表12—1后，選擇密封圈為氈圈，則取d1=55mm</p><p>　　2）d2=d1+（1—3）：d2段與軸承內(nèi)孔相配合，無定位、裝配要求等。<

87、;/p><p>　　則d2=55+（1—3）=56—58（mm）.</p><p>　　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》P85表11—1后，選擇深溝球軸承，則取d2=60mm，即選擇的軸承代號為6212。</p><p>　　3）d3=d2+（1—3）：d3段僅為裝配方便。</p><p>　　則d3=60+（1—3）

88、=61—63（mm）.</p><p><b>　　取d3=63mm.</b></p><p>　　4）d4=d3+2h2：該段為齒輪定位段，h2為齒輪定位軸肩高度，h2=（0.07—0.1）d3.</p><p>　　因?yàn)閔2=（0.07—0.1）d3=（0.07—0.1）62=4.34—6.2（mm）.</p><p&g

89、t;　　所以d4=62+2（4.34—6.2）=70.68—74.4（mm）</p><p><b>　　取d4=72mm.</b></p><p>　　5）d5為軸承內(nèi)圈的安裝高度。</p><p>　　所以同上查《課程設(shè)計》P85表11—1后，軸承6212的安裝高度為69mm.</p><p>　　所以d5=69mm

90、.</p><p>　　6）d7=d2,則d7=60mm.</p><p>　?。?）確定各軸段的長度L。（從左端開始設(shè)計）。</p><p>　　<1> Ld7=B軸承：Ld7段由《課程設(shè)計》P85表11—1查取后，軸承6212的B=22mm。</p><p><b>　　則B=22mm.</b></

91、p><p>　　<2> 因?yàn)檩S環(huán)寬度b=（1—1.5）h，h為軸肩，一般取1.4h。</p><p>　　又因?yàn)閐7=60mm，d5=69mm所以h57=（d5-d7）/2=4.5mm。</p><p>　　所以Ld5=1.4h57=6.3（mm）</p><p>　　<3> 因h43=h2=2.94—4.2mm，所以Ld

92、4=1.4h2=4.116—5.85mm。</p><p>　　所以取Ld4=5.5mm。</p><p>　　<4> 因?yàn)長d3段與傳動零件齒輪相配合，為保證其定位可靠，該段應(yīng)比與之相配合的輪轂寬度b1?。é?1—3）mm，即Ld3=b1-（1—3）（mm）,b1=110mm.</p><p>　　則Ld3=110-（1—3）=109—107（mm），

93、取Ld3=108mm。</p><p>　　注：設(shè)計到此先設(shè)計低速軸部分再返回來繼續(xù)，因?yàn)橐韵碌脑O(shè)計會用到低速軸的相關(guān)數(shù)據(jù)。</p><p>　　<5> Ld2=Δ2+Δ3+B+2（經(jīng)查《課程設(shè)計》P44圖6—2減速器裝配草圖后定）</p><p>　　Δ2—箱體內(nèi)壁距小齒輪端面的距離（mm）。</p><p>　　Δ3—軸承內(nèi)端

94、面主箱體內(nèi)壁的距離，與軸承的潤滑方式有關(guān)（mm）。</p><p>　　B—低速軸上軸承6220的寬度（mm）。</p><p>　　2—齒輪寬度比Ld3段長的部分。</p><p>　　經(jīng)低速軸設(shè)計后已知，Δ2=9mm,B=34mm, Δ3=10mm</p><p>　　則Ld2=9+10+34+2=55（mm）.</p>&

95、lt;p>　　<6> Ld1=e+m+L1同低速軸，Ld1段經(jīng)查《課程設(shè)計》P44圖6—2裝配草圖后確定。式中e、m、L1的含義同低速軸的一樣，L1一般取15—20（mm）。</p><p>　　高速軸的軸承端蓋同樣選擇凸緣式。</p><p>　　取e=1.2d3，d3為端蓋連接螺釘直徑。</p><p>　　同低速軸d3=8.652—10.81

96、5（mm）</p><p>　　又由軸承6212的外徑經(jīng)查《課程設(shè)計》P101表12—11后，取d3=10mm。</p><p>　　則e=1.2·10=12mm.</p><p>　　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》P85表11—1后，得D=180mm。</p><p>　　則m=（

97、0.1—0.15）·180=18—27（mm）.</p><p>　　又需要滿足m>e，則取m=15mm。</p><p>　　同低速軸，取L1=15mm。</p><p>　　則Ld1=e+m+L1=12+27+15=54（mm）。</p><p>　　<7> Ld=L-（1—3）（mm）.</p>

98、<p>　　該式中，L為帶輪孔長度，即帶輪寬。</p><p>　　經(jīng)查《機(jī)械零件設(shè)計手冊》P620表14—16知：</p><p>　　L=（z-1）e+2f.</p><p>　　式中 z—輪槽數(shù)（即帶根數(shù)）；</p><p><b>　　e—槽間距；</b></p><p>

99、　　F—第一槽對稱面至端面的最小距離。</p><p>　　已知z=3，經(jīng)查表14—16的：e=19mm,f=11.5,代入上式：L=61mm.</p><p>　　則Ld=（3—1）·19+2·11.5-（1—3）=58—60（mm）,取Ld=59mm。</p><p>　　2、低速軸的設(shè)計計算。</p><p>　　根

100、據(jù)以上設(shè)計結(jié)果，已知低速軸（Π軸）傳遞功率PΠ=10.14kw，轉(zhuǎn)速nΠ=47.75r/min。</p><p>　　（1）同高速軸一樣，對材料無特殊要求，也選45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　（2）按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度并結(jié)合軸的設(shè)計計算公式（24）估算軸的最小直徑。</p><p>　　同前，據(jù)所選材料由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》P268表20—3查得：</p>

101、<p>　　取A0=126,又已知P=10.14kw，n=47.75r/min。</p><p>　　代入公式推得：d≥126·（10.14/47.75）1/3（mm）.</p><p>　　d增大3%后得:d≥77.38mm.</p><p>　　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。</p><p>　　

102、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，其型號的選擇需根據(jù)軸的直徑。計算鉆具和轉(zhuǎn)速確定。計算轉(zhuǎn)矩由下式確定:</p><p>　　Tc=KAT （25）</p><p>　　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（N·m）。</p><p>　　KA—工作情況系數(shù)，可查表。</p><p>　　又因?yàn)?/p>

103、Tc≤[T]，[T]為聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩，且T名=T軸=2028N·m。</p><p>　　故經(jīng)查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》P304表22—1后，得KA=1.5。</p><p>　　則Tc=1.5·2028=3042N·m，為滿足Tc≤[T]。</p><p>　　經(jīng)查《課程設(shè)計》P107表13—4后，[T]=TP=6300N·m&

104、lt;/p><p>　　所以選擇的聯(lián)軸器型號為LX6，Y型軸孔。</p><p>　　故確定，最小直徑d=80mm。</p><p>　　（3）設(shè)計軸的結(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。</p><p><b>　　草圖如圖3：</b></p><p><

105、;b>　　圖3 低速軸</b></p><p>　　<1> 確定軸上零件的位置和固定方式：同高速軸類似。</p><p>　　<2> 確定各軸段的直徑d：（從右端開始設(shè)計）。</p><p>　　1）d1=d+2h1:d1段與密封圈內(nèi)徑相配合，h1為定位軸肩高度，h1=（0.07—0.1）d.</p><

106、;p>　　因?yàn)閔1=（0.07—0.1）d，所以h1=（0.07—0.1）·80=5.6—8（mm）</p><p>　　所以d1=80+2·（5.6—8）=91.2—96（mm）</p><p>　　同高速軸，經(jīng)查《課程設(shè)計》P96表12—1后，選擇密封圈為氈圈，</p><p>　　則取d1=95mm。</p><p

107、>　　2）d2=d1+（1—3）:d2段與軸承內(nèi)孔相配合。</p><p>　　則d2=95+（1—3）=96—98（mm）.</p><p>　　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》P85表11—1后，選擇深溝球軸承，其軸承代號為6220，</p><p>　　則取d2=100mm。</p><p>　　3）

108、d3=d2+（1—3）:d3段僅為裝配方便</p><p>　　d3=100+（1—3）=101—103（mm）,取d3=103mm.</p><p>　　4） d4=d3+2h2:d4段為齒輪定位段，h2為齒輪定位軸肩高度，h2=（0.07—0.1）d3.</p><p>　　所以h2=（0.07—0.1）102=7.14—10.2（mm）.</p>

109、<p>　　則d4=102+2·（7.14—10.2）=116.28—122.4（mm）.</p><p>　　取d4=120mm.</p><p>　　5）d5為軸承內(nèi)圈安裝高度，</p><p>　　所以同前查《課程設(shè)計》P85表11—1后，軸承6220的安裝高度da=112mm,</p><p>　　則d5=112

110、mm.</p><p>　　6） d7=d2=100mm.</p><p>　　所以d7段為100mm.</p><p>　?。?）確定各軸段的長度L（從左端開始設(shè)計）。</p><p>　　<1> Ld7=B軸承，Ld7段由《課程設(shè)計》P85查表11—1后，軸承6220的B=34mm。</p><p>　

111、　則Ld7=34mm。</p><p>　　<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。</p><p>　　又因?yàn)閐7=100mm,d5=112mm,所以h57=（d5-d7）/2=（112-100）/2=6（mm）.</p><p>　　則Ld5=1.4h57=1.4·6=8.4（mm）.</p&

112、gt;<p>　　<3> 因?yàn)閔43=h2=4.34—6.2mm,所以Ld4=1.4h2=6.08—8.68（mm）.</p><p><b>　　取Ld4=7mm.</b></p><p>　　<4> 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（Δ=1—3）mm

113、,又b2=107mm.</p><p>　　則Ld3=107- （1—3）=104—106（mm）.取Ld3=105mm. </p><p>　　<5> Ld2=Δ2+Δ3+B+2+（b1-b2）/2,Ld2段經(jīng)查《課程設(shè)計》P44圖6—2減速器裝配草圖后確定。</p><p>　　Δ2—箱體內(nèi)壁距小齒輪端面的距離（mm）。</p

114、><p>　　Δ3—軸承內(nèi)端面主箱體的距離，與軸承的潤滑方式有關(guān)（mm）。</p><p>　　B—軸承6212的寬度（mm）。</p><p>　　2—齒輪寬度比Ld3段長的部分（mm）。</p><p>　?。╞1-b2）/2—高速軸齒輪比低速軸齒輪長的部分（mm）。</p><p>　　因?yàn)榭紤]鑄造和安裝精度，一般取

115、Δ2>δ。δ為 箱座壁厚，且δ=0.025a+1，并δ≥8，即要求δ=0.025a+1≥8，已知a=267.5mm。</p><p>　　所以δ=0.025a+1=7.69，故取δ=8mm。</p><p>　　因?yàn)棣?>δ，所以取Δ2=9mm。</p><p>　　因?yàn)棣?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

116、用油潤滑；若小于2m/s，則采用脂潤滑，可按下式求V頸。</p><p>　　V頸=（πdn）/（60·1000）（m/s） （26）</p><p>　　式中，d—軸承內(nèi)徑；n—軸轉(zhuǎn)速。</p><p>　　已知軸承6220 d=100mm,n=47.75r/min.</p><p>　　所以 V頸=（3.14·

117、100·47.75）/（60·1000）=0.25（m/s）<2m/s.</p><p>　　故低速軸采用脂潤滑，則Δ3=10—15mm。取Δ3=10mm 。</p><p>　　且b1-b2=110—107=3mm，B=34mm.</p><p>　　將以上結(jié)果代回Ld2=Δ2+Δ3+B+2+（b1-b2）/2中，</p>

118、<p>　　則Ld2=9+10+34+2+3/2=56.5mm.</p><p>　　<6> Ld1=e+m+L1,Ld1段經(jīng)查《課程設(shè)計》P44圖6—2裝配草圖后確定。</p><p>　　式中 e—端蓋凸緣厚度（mm）；</p><p>　　m—端蓋定位止口的寬度（mm）；</p><p>　　L1—軸上零件與端蓋

119、間的距離，一般取L1=15—20mm.</p><p>　　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=1.2d3,d3為端蓋連接螺釘直徑。</p><p>　　經(jīng)查《課程設(shè)計》P26表4—1后，得d3=（0.4—0.5）df,df為地腳螺釘直徑。</p><p>　　又 df=0.036a+12,且a=267.5mm。</p><p

120、>　　所以df=0.036·267.5+12=21.63（mm）。</p><p>　　則d3=（0.4—0.5）·21.63=8.652—10.815（mm）</p><p>　　又由軸承6220的外徑經(jīng)查《課程設(shè)計》P101表12—11后，取d3=12mm.</p><p>　　則e=1.2d3=1.2·12=14.4（mm）

121、。</p><p>　　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》P85表11—1后，得D=180mm。</p><p>　　則m=（0.1—0.15）·180=18—27（mm）。</p><p>　　又因?yàn)閙>e,則取m=23mm。</p><p>　　又L1一般為15—20mm,則取L1=

122、15mm。</p><p>　　則Ld1=e+m+L1=14.4+23+15=52.4（mm）。</p><p>　　<7> Ld=L-（1—3）（mm）.</p><p>　　式中，L為聯(lián)軸器軸孔長度，經(jīng)查《課程設(shè)計》P107表13—4后得：L=142mm。</p><p>　　則Ld=142-（1—3）=139—141mm,&

123、lt;/p><p>　　取Ld=140mm。</p><p>　　根據(jù)已設(shè)計得到的結(jié)果，列出軸的相關(guān)參數(shù)表如下：</p><p>　　表6 兩傳動軸的基本參數(shù) （mm） </p><p>　　經(jīng)查《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》P265表20—2可知高、低速軸各段

124、的圓角R或倒角C，其大小如附零件圖所示。 </p><p>　　6.2.3 滾動軸承的選擇</p><p>　　1、高速軸的軸承選擇：</p><p>　　根據(jù)已設(shè)計的高速軸，已選擇軸承類型為深溝球軸承，代號為6212，采用油潤滑，其相關(guān)參數(shù)如下表：</p><p>　　表7 軸承6212的相關(guān)參數(shù)

125、 （mm）</p><p>　　2、低速軸的軸承選擇：</p><p>　　根據(jù)以設(shè)計的低速軸，已選擇軸承類型為深溝球軸承，代號為6220，采用脂潤滑，其相關(guān)參數(shù)如下表：</p><p>　　表8 軸承6220的相關(guān)參數(shù) （mm） </p><p>　　6.2.4 密封裝置的選擇</p