630刮板输送机减速器的设计

前 言毕业设计是在高校教学环节中最后一个环节，它是学生学习了一系列专业基础课程和专业课程，并在实习、观察基础上，利用自己所学知识，结合生产实践，在老师的知道帮助下，自行设计与解决实际问题的过程。它是学生三年大学课程的一次全面总结和综合利用。通过毕业设计不仅可以巩固所学，而且可以接触实际发现不足，开拓视野，在实践中检验和丰富所学知识，增强分析和解决问题能力。由于设计者水平、时间、资料有限，设计中错误在所难免，恳请各位老师指正。 本次设计是一次综合性的练兵设计，是对我们三年来所学知识的一次检验，在设计中既巩固了所学的知识，又为走向工作岗位奠定了良好的基础。因此，我们必须认真、谨慎、踏实、一步一步、绝不马虎地完成设计。从而给这太原理工大学阳泉学院的三年大学生活画上一个句号！毕业设计是一个重要的教学环节，通过毕业实习使我们了解到一些实际与理论之间的差异。在各位老师及有关技术人员的指导下锻炼自己独立思考、分析、解决的能力，把我们所学的课本知识与实践结合起来，起到温故而知新的作用。本次设计综合三年所学的专业课程，以设计任务书的指导思想为中心，参照有关资料，有计划、有头绪、有逻辑地把这次设计搞好！该设计力求内容精练，重点突出。在整个设计过程中，指导老师李老师给予我许多指导与帮助。在此，我们表示深深的感激。由于时间仓促，再加上所学知识有限，设计中，难免出现错误或不当之处，恳请各位教师给予一定的批评建议，我们非常感激，并诚恳地接受，以便将来在不断的商讨和探索中，有更好的改进！以便在今后的人生道路上，不断完善，不断成熟. 目 录前 言1摘要31. 刮板输送机41.1 组成部分及传动系统41.2 主要部件结构，特点及其作用41.3 刮板输送机的安装及运转71.4 刮板输送机的维护及润滑101.5 刮板输送机故障及处理方法122. 传动装置设计142.1 刮板输送机参数142.2 确定传动方案142.3 电动机的选择142.4 传动比的计算和分配传动比，计算传动装置的运动和动力参数152.4.1 传动比的分配152.4.2 计算传动装置的运动和动力参数153. 齿轮的设计183.1 圆锥齿轮的设计与计算183.2 斜齿圆柱齿轮的设计与计算214. 轴的设计264.1 轴的设计与计算264.2 轴的设计与计算315. 减速器的润滑和密封355.1 润滑355.2 密封356. 减速器的箱体和附件376.1 箱体376.2 附件38总 结39参考文献40致 谢41摘要630可弯曲刮板输送机，它是采煤工作面重要的运煤设备，与双滚筒联合采煤机、液压支架等配合组成综采工作面。其工作尺寸空间小，可在煤层以下的工作面完成运煤工作。 本次设计主体是刮板输送机减速器，主要针对刮板输送机减速器的轴及轴上齿轮轴承等的设计计算及校核。关键词：减速器；齿轮轴；箱体；刮板输送机1. 刮板输送机1.1 组成部分及传动系统1. 组成部分本机由机头传动部，机尾部，溜槽及附件，刮板链，紧链装置，液力偶合器，推移装置组成。2. 传动系统本输送机的传动系统是由电动机，弹性联轴器传递给减速器，再有减速器输出轴通过渐开线花键传递给机头或机尾传动部的链轮，由链轮带动封闭的刮板链使刮板链按需要的方向运行，进行输送煤炭。 1.2 主要部件结构，特点及其作用1. 机头传动部机头传动部为双速端卸，是输送机头驱动装置，主要组成部件是机头部，链轮，盲轴，减速器，双速电机组成。（1）机头架 机头架是用来支承，安装传动装置链轮，盲轴，舌板，减速器并且卸掉煤炭的框架式焊接结构件。（2）链轮 链轮由链轮体和滚筒焊接而成，链轮体整体锻造，齿行为成形铣刀加工而成，齿面淬火处理。滚筒的内孔为内花键孔，一端与减速器输出轴联结，另一端与盲轴联结，安装链轮时，应将花键表面擦洗干净并涂上黄油。（3）盲轴 盲轴由花键轴，箱体，轴承，轴承盖，油封等组成，主要作用是支承链轮。安装盲轴使，先将花键表面擦洗干净并涂上黄油，安装机头架壁侧，轴上花键插入链轮花键内。使用前应用量油尺检查盲轴中的油位和迷宫环上的注油孔中是否畅通，盲轴中注油量约为4升，注入150号工业齿轮油；迷宫环上利用注油枪通过油环注入，注入黄油量足以使边宫环上挤出新鲜黄油为止。2. 尾传动部 机尾传动部是输送机机尾驱动装置，主要组成部件是，机尾架，链轮，盲轴，舌板组件，减速器，联结罩，双速电机，左右导向体及紧固连接件等。 机尾传动部主要部件的结构，特点和作用均类似于机头传动部，需要时可查阅。机尾传动部比机头传动部多了左右导向体及回煤罩，左右导向体安装在机尾传动部的刮板链道上方，防止刮板链在运行过程中受到意外情况干扰而越出槽帮上沿。并把机尾处张紧的刮板链顺移导入过度槽槽帮内，因此承受强力磨损，需要定期检修更换。3.过渡槽 过渡槽主要有左右侧板，左右前上翼板，左右顶板，中板，底版焊接而成的过渡槽体，插板，螺栓，螺母组成，机尾过渡槽通用4.中部槽中部槽采用整体铸造槽帮钢封底版结构，主要包括挡板槽帮，铲板槽帮，中板，底版，接连板，左右轨座，前后接口板等零件。挡板槽帮，铲板槽帮包括端头对接部分采用整体铸造结构，使中部槽突破了传统的设计结构，实现了无螺栓联结，便于井下安装及维护，接口板与中板焊接，增加了中板的耐磨性，从而保证过煤量的要求，中部槽之间采用联接环联接，并使用限位销限位防止接环脱落，相邻中部槽指甲不能允许在水平方向弯曲1度，垂直方向弯曲3度。5.开天窗槽开天窗槽是由槽体和活动槽体及螺栓，螺母，垫圈组装而成，主要功能基本上类似于中部槽。在槽体中部按扎的活动槽体，在输送机底链发生工作故障时，可很方便地卸下，用来观察和检修槽体内部的刮板链。开天窗槽早输送机总装时，每隔67节中部槽安装一节，沿整个输送机长度方向均匀布置，方便检修。开天窗槽由铸造挡，铲板，两块中板，高强度耐磨前后接板，联接板，支撑板，左右轨座等组焊而成。活动槽体由铸造活动槽帮，插板焊接而成。6. 抬高槽抬高槽共八节，是为保证机头尾过渡槽与中部槽平缓过渡而特殊设计的，有四节与中部槽结构大致相同，只是轨座位置有些变化，其中两节在封底板下面加有垫块，另外四节由加高的中部槽和推移卡梁构成，与过渡槽相联，并作为过渡槽的推移支点，使过渡槽与成为抬高槽一体，增加了联接强度，在正常使用中，根据工作面方向，只采用其中两种。7.刮板链本输送机刮板链为双中心链形式，链条为2692毫米矿用高强度圆环链，链间距为120毫米，每条上有199个环，长18.308米，每10处安装一个刮板，既刮板间距为920毫米，刮板装在平环上，同过E型螺栓固定在圆环链上。链条之间是用2692接链环联接。刮板采用摸锻制造，以保证强度及特殊形状的要求，该机所采用的刮板，中间具有足够的强度，两端提高耐磨性受力分布更加合理。锯齿接连环，是由两个相同的带锯齿的半链环，利用弹性销组装在一起。安装锯齿接连环时，先将两个半环上各自挂上要联接的链段半环，然后对准锯齿安装，在装上弹性销。拆卸时先用冲销工具冲掉弹性销，轻轻用手锤敲既可拆开。这种联接环的半环是配对出厂的，使用时不得混装。调节链是用来调节刮板链长度，适应输送机长度的变化，调节链的结构形式完全与刮板链相同，只是每条长度不同而已。安装刮板链时请注意下列几点：1）固定刮板时用的E型螺栓头指向朝背离溜槽中板方向，既上链螺栓头向上。2）刮板安装时，刮板大弧面侧向刮板链运行方向。3）圆环链的立环焊口背离溜槽中板，即上链立环焊口朝上，下链立环焊口朝下。4）每段两条链总节距长选择配时，两条链子总节距差不得大于8毫米；相邻刮板之间两条链子总节距差，以及调节链的相配两条99环，39环，29环和19环圆环 链的总节距差不得大于4.8毫米。 5）接连环的安装位置最好处于平环处，以便接链环通过链轮时处于水平位置。 6）使用中要经常检查固定刮板的螺栓与螺母是否松动，如发现松动应立即拧紧。 8 .推移部推移部由机头推移部和机尾推移部组成，机头推移部安装在机头架下部，用于支撑机头传动部，并使机头达到一定的卸载高度，将煤炭顺利运至装载机上。机尾推移部安装在机尾架下面，用于机尾推移。安装顺序（1）上铰接座，下铰接座用销轴组件，螺栓M2090垫圈先装在一起，再用联结件与机头架组装，最后将传动装置装好。（2）联接梁，特殊联接销分别与推移横梁用销轴和联接件组装好后，再与第一要求中装配好组件用销轴组件及联接全部组装完毕。9. 电缆槽电缆槽组装在中部槽上面，电缆槽的V型槽是采煤机电缆的脱拽槽，V型槽深350毫米，宽220毫米两端通过立板的长孔用内外夹板联接起来，这样在整个工作面，就形成连续的电缆槽，从而保证了采煤机电缆的树立拖拽。1.3 刮板输送机的安装及运转输送机在未升安静之前，为了检查其机械性能，使安装，维修和操作人员熟练地掌握操作技术，应在地面进行安装和试运转。1. 前应做好的准备工作（1）参加安装，试运转的工作人员。应熟悉本输送机的结构，工作原理，安装程序和注意事项。 （2）按照制造厂商的发货明细，对个零部件，附件，备件以及专用工具等核对检查，应完整无缺。 （3）安装前应对各部件进行检查，如有碰伤，变形应予以修复。（4）准备好安装工具及润滑。2. 输送机的安装程序及注意事项（1）凡是参加安装的工作人员，要始终严格遵守安全操作规程的规定，要注意人身和设备的安全。（2）把输送机各零部件运到安装地点，按总体安装书许放好。 （3）组装机头，机尾传动部及 机头，机尾推移部，并将机头（尾）传动部安装在机头（尾）推移部上，按工作面和运输长度摆好。（4）将 机头，机尾，过渡槽分别与机头，机尾推移梁联接后，与 机头，机尾传动部件组装在一起。（5）安装溜槽和刮板链a）将刮板链绕过机头传动部的链轮，从机头架和过渡槽底版上面穿过67米。b）按照主机规定的顺序，依次安装各种溜槽，并将下刮板链从溜槽中板下面穿过，直至机尾传动部。将下刮板链穿过机尾架底板上面拉出。安装时，溜槽之间应靠紧，并用联接环联接。组装刮板链时，应注意刮板方向。c）将下刮板链从机尾传动部下面穿过，绕过机尾传动部链轮，放在溜槽的中板上面，组装好上刮板链直到机头传动部。（6）安装组装挡板，组装齿条。 （7）安装机头，尾挡，铲板。（8）安装闸盘紧链器。（9）安装冷却水管。 （10）安装电气控制系统。（11）张紧输送机刮板链。 3. 输送机地面运转，配套安装运行及其检查。（1）输送机安装好之后，对安装情况应进行全面检查。a. 减速器注油量是否合适。b. 检查各螺栓是否拧紧。c. 溜槽间搭线是否平滑。d. 检查个润滑处是否有油。e. 刮板链组装是否正确，刮板的方向是否正确。f. 电源和操作线路是否正确，减速器冷却水管是否与水源接通。g. 检查组装销轨，夹板等各种零部件的螺栓是否紧固。（2）做空载实验a. 点动电动机看机头传动部，机尾传动部的电动机旋转方向是否一致b. 点动电动机看有无卡链现象存在。c. 开动电动机，检查机尾电动机应比机头电动机先启动0.52秒钟，促使底板刮板链比上刮板链先动，并且张紧。从而让底板刮板链的松弛段移到上链道上。d. 输送机启动后检查减速器，电动机有无异常音响，其温度不应忽然升高。e. 检查刮板链的松紧程度，安装是否正确。链条与链齿齿合是否正确，有无跳链现象存在。 （3）输送机与配套设备安装与运行 输送机试运转后应与配套的采煤机，转载机及液压支架进行配套组装并检查配套尺寸是否正确，然后进行联合运行试验。4. 输送机下井和工作面铺设安装（1）输送机下井需注意事项：a. 整机下井的不见紧固螺栓联接应牢固。b. 各零部件应完好无损，否则应在地面修好在下井。c. 减速器和电动机在矿井运输条件允许下，应用联接罩将其组装赞成一体下井，因井下组装较困难。d. 应根据工作面的开采方向确定机头，机尾传动装置的安装位置，以及过渡槽左右挡板和铲煤板的种类。 （2）输送机在工作面安装前的准备工作a. 工作面应严格按照测量线重新检查，并去掉多余的煤，以保证工作面的直线性。b. 维护好顶板，底板必须适当清扫，去掉杂物，若发现有底鼓，安装前应找平。c. 各零件下井之前应标明运输地点。（3）工作面输送机的铺设安装a. 输送机的铺设安装基本与地面铺设方法一样，参照地面的安装程序及注意事项。b. 输送机的传动装置应装在采空区一侧。c. 所有联接的螺栓必须逐条拧紧。（4）安装后的检查及试运转输送机在工作面铺设安装后，为了使安装中存在的为体能及早的发现，及时处理，在运转之前做试转，并在试运转之前按地面安装的检查项目进行检查，然后进行0.5到1小时的空运转。输送机试运转的检查应按地面安装试运转检查项目进行，试运转后检查输送机各部件的紧固件有无松动。试运转后使输送机消除了间隙，刮板链产生了松弛需要进行紧链，并用调节链调节到合适的松弛程度。一般在机头链轮下面下垂的链环数应不小于两个链环。5.输送机的运转（1）输送机的负载试运转a. 输送机在井下工作面安装后要4小时的负载试验，负载试验运转主要做两点试验在机头传动部和机尾传动部电动机上接两个电流表，检查两个电机的负载分配是否均匀。如果两个表的读数值之前达到或超过10%，则必须调整负载分配。b. 检查输送机的传动装置是否过热，检查刮板链松紧程度，一般在机尾链轮上面堆积的链环数应小于两个，如果在机尾链轮上面堆积两个链环，就应重新张紧链条。（2）输送机的运转输送机在运转时应注意下列问题：a. 输送机向前推进不能超过水平弯曲1度的设计要求，否则销轨联接处受力将影响寿命。b. 输送机在停车之前，不许先空运转几个循环，使粉末从中部槽链道中清扫干净，如果不这样做，煤粉结块边硬将增加启动负载。c. 大块岩石或大块煤不能放入工作面输送机内，否则会发生事故，发现大块岩石或大块煤应及时处理。d. 减速器链轮组件和电动机等机件附近保持清洁，以防止过热，否则可能引起轴承，齿轮，电动机等损坏。e. 输送机的功率消耗，工作面倾角及工作面长度有关系。f. 输送机的功率与工作面倾角和工作面铺设长度有一定的关系，在使用中应加以注意，否则将发生压溜，闷车和零部件损坏等故障。1.4 刮板输送机的维护及润滑为了保证输送机的安全运行，发挥最佳性能，必须按要求定期维修输送机的各零部件，需对各润滑部位进行定期注油，调整各零部件和拧紧紧固件。1. 工作面输送机的日常维护（1）每班检查a. 日测检查中部槽，拔链器，舌板，压链块，齿条有无损坏。b. 检查挡板，电缆槽有无错位，在运转中电缆槽与电缆之间的过渡应保持平滑。c. 检查联接环是否脱落，如果脱落则需要重新装好，检查固定联接环的销子是否缺少。d. 检查输送机的刮板链的链条，刮板和联接环是否损坏，任何弯曲刮板必须重新更换，如果联接的螺栓已经松动必须去掉，并换上新的螺栓和螺母。e. 清扫机头传动部，机尾传动部，电缆槽中的溢煤。f. 检查各部联接螺栓是否松动，发现松动应立即拧紧。（2）每日检查a. 进行每班检查的各项内容b. 检查减速器c. 开动输送机，检查链条的张力检查方法按负载运转要求进行。d. 检查链条是否能顺利通过链轮，拨链器的功能是否良好。e. 检查减速器是否漏油。（3）每周检查a. 进行每日检查的各项内容。b. 检查传动装置是否安全有无损坏，检查各紧固件，松动的要拧紧。c. 检查电动机和电流表负载分配是否均匀，当读数值差额达到或超过10%应当调整负载分配。d. 检查电动机接线端是否清洁，检查电缆插销，插座是否完全有无损坏。e. 检查输送机刮板链，刮板与E型螺栓的联接螺母是否松动，如有松动及时拧紧。（4）每月检查a. 进行每周检查的各项内容。b. 去输送机每边的一段链子测量其长度，检查其伸长量是否一致，如果伸长量达到或超过原始长度的2.5%，则必须更换。每段刮板链组件是由一对链条组成，如果有必要拆卸和更换链条时，必须成对进行更换。（5）每季检查a. 进行每月检查的各项内容。b. 打开减速器观察孔盖，放出减速器内的油，彻底清洗，目测检查齿轮和轴承有无磨损，更换已磨损件，确保箱体各联接处表面清洁。c. 检查电动机轴承等部位有无损坏。2. 工作面刮板输送机的润滑输送机的减速器试车运转时必须按规定加油，在发货时需将油放出，检查时须在输送机静止和油在冷态下进行。具体润滑部位及要求见下表1-1：表1-1 润滑部位及要求项目润滑油号数量加油周期减速器Q/SY807383，18号双曲线齿轮油见减速器说明书每日检查油面，不足加油，第一次200小时后放油换新油，以后每6个月换新油盲轴150号工业齿轮油4升每周检查油面，不足加油。第一次205小时换油，以后每2000小时换新油。迷宫槽黄油每日注油，出现新油为止1.5 刮板输送机故障及处理方法输送机故障及处理方法见下表1-2。表1-2 故障及处理方法序号故障原因处理方法1电动机启动不起来或启动后有缓慢停止1负荷过大2电气线路损坏3电压下降1减去负荷，将上槽煤去掉一部分。2检查线路，更换损坏零件。3检查电压。2电动机及端部轴承部位发热1超负荷运转时间过长。2通风散热情况不好。3轴承缺油或损坏。1减轻负荷，缩短超负荷运行时间。2清扫电机周围浮煤杂物。3注油，检查轴承是否损坏。3电动机声音不正常1单项运转2接线头不好1检查单项定转原因。2检查线路。4减速器声音不正常1齿轮齿合不好2轴承或齿轮过渡槽磨损或损坏。3减速器内的油有金属等杂物。4轴承游隙过大。1检查调整齿合齿轮情况。2更换损坏或磨损的轴承和齿轮。3清除减速器油中的金属杂物等。4检查第一轴承的润滑。5调整好轴承轴向游隙量。5减速器油温过高1润滑油不合格或润滑剂不干净2润滑油过多。3冷却不良，散热不好。1按规定更换新的润滑油。2去掉多余润滑油。3检查冷却水管是否通冷却水。4清除减速器周围煤粉及杂物。6 减速器漏油1密封圈损坏。2减速器箱体合口面不严各轴承盖螺栓拧的不紧。1更换损坏密封圈。2拧紧箱体合口面和各轴承盖螺栓。7链子止在链轮上拨链器损坏。换新拨链器 8刮板链在链轮上跳牙或掉链，链环在链轮上损坏1圆环链拧麻花或联接环接反。2两条链长度超过规定公差。3链轮过渡槽损坏。4刮板链过渡松弛。5刮板链过度弯曲6链条卡进金属物。1更换链条联接环.2更换较差的刮板链轮。3更换链轮4重新进链。5更换刮板6检查链条是否卡进金属物，有去掉。9刮板掉道1刮板链过度松弛。2刮板严重变形。3工作面不直输送机过度弯曲，刮板链的一条链受力使刮板倾斜一定角度。1重新紧链。2换新的刮板。3使工作面保持直线性。10刮板链过度震动溜槽脱开或搭接不平。接好溜槽，调平溜槽接口。11电缆与电缆槽刮卡1联接螺栓松动。2电缆槽变形。1拧紧各螺栓。2修理或更换变形的电缆槽。2. 传动装置设计2.1 刮板输送机参数 型号： SGW630型可弯曲刮板输送机 运动能力t/h：150出厂长度m：100 刮板链速m/s：0.86中部槽尺寸(长宽高) mm：1500630180 紧链方式：摩擦轮机器总体质量t：17.6刮板链参数： a.型式：圆环链b.规格mm：1846(B级)c.破断拉力KN：320d.单位长质量Kg：18.8液力偶合器参数： a.型号：YL400A4b.额定功率Kw：40c.工作液体：22号汽轮机油d.充液量L：92.2 确定传动方案由任务书所给资料可知，此减速器为圆锥圆柱三级齿轮减速器。第一级：直齿圆锥齿轮传动(高速级)第二级：斜齿圆柱齿轮传动第三级：直齿圆柱齿轮传动(低速级)2.3 电动机的选择按已知工作要求和条件选DBY系列减速器，主要用于输入轴与输出轴呈垂直布置的传动装置。根据以上条件选DSB630型。电动机的容量：P0=90 KW电动机额定电压：U=660/1140 V电动机转速：n=1480 r/min链轮牵引力：F=3400 N链轮直径：D=300 mm2.4 传动比的计算和分配传动比，计算传动装置的运动和动力参数2.4.1 传动比的分配 按“前大后小”的原则进行，相邻两级传动比相差不易过大，且高速传动略低于低速级的传动比，这样逐级减速，可使机构较为紧凑。 滚筒轴的工作转速为：n=50.4 r/min式中，电动机转速，m/s1. 传动装置总传动比u=29.362. 分配各级传动比对圆锥圆柱齿轮减速器，可取圆锥齿轮传动的传动比u10.25u，并尽量使u13，以保证大锥齿轮尺寸不致过大。查机械设计实践6表10.6，取u1=3，圆弧齿轮传动一般安排在高速级，考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，取u2=1.4u3。故：u1=3，u2=3.70，u3=2.642.4.2 计算传动装置的运动和动力参数1. 各轴的转速轴 n=nm=1480 r/min轴 n= =493.3 r/min轴 n=133.3 r/min轴 n=50.4 r/min滚筒轴 n滚 = 50.4 r/min 2. 各轴的输入功率连轴器的效率1 =0.99,一对滚动轴承的效率2 =0.99，各级齿轮传动的率3 =0.97，链传动的效率4=0.96。电动机到各级齿轮轴的功率为：轴 P= P01=900.99=89.1 Kw轴 P= P23=89.10.990.97=84.7 Kw轴 P= P23=384.70.990.97=80.51 Kw轴 P= P23=80.510.990.97=76.54 Kw滚筒轴 P滚= P24=76.540.990.96=74.26 Kw3. 各轴输入转矩电动机轴的输出转矩T0为：T0=9.55106=9.55106=580.7 Nm轴 T=9.55106=9.55106=574.9 Nm轴 T=9.55106=9.55106=1639.7 Nm轴 T=9.55106=9.55106=5768.0 Nm轴 T=9.55106=9.55106=14124.1 Nm滚筒轴 T滚=9.55106=9.55106=14071.1 Nm 表2-1 传动装置的动力和运动参数 参数轴 功率PKw转矩TNm转速nr/min电动轴90580.71480轴89.1574.91480轴84.701639.7493.3轴80.515768.0133.3轴76.5414124.150.4滚筒轴74.2614071.150.4 3. 齿轮的设计3.1 圆锥齿轮的设计与计算使用条件分析：输入功率： P1=89.1 Kw主动轮转速：n1=1480 r/min转矩： T=574935.8 Nmm圆周速度： 估计v17 m/s齿数比： u=3属工作载荷稳定，高速，重要性、可靠性一般的齿轮传动。1.选择齿轮材料热处理方式及计算许用应力（1）按使用条件属高速、重要性和可靠性一般的齿轮传动。可选用软齿齿轮，也可选用硬齿齿轮，此处选用硬面齿轮。小齿轮：40Gr，调质处理，硬度为241286 HBS。大齿轮：40Gr，调质处理，硬度为241286 HBS。（2）确定许用应力a 确定极限应力和。齿面硬度：小齿轮按270 HBS，大齿轮按250 HBS。查机械设计2(第二版)图3-16，得：Hlim1=720 MPa Hlim2=700 MPa查机械设计2(第二版)图3-17，得：Flin1=300 MPa Flin2=280 MPab 计算应力循环次数N，确定寿命系数。 查机械设计2(第二版)图3-18，得：。 查机械设计2(第二版)图3-19，得：。c 计算许用应力：由机械设计2(第二版)表3-4，取=1.1, =1.5由机械设计2 (第二版)式(3-11)，得：Hp1= =655 MPaHp2= =636 MPa由机械设计2 (第二版)式(3-12)，得:Fp1= =400 MPaFp2= =373 MPa式中，为试验齿轮的修正系数，按国家标准取=22. 初步确定出轮的基本参数和主要尺寸（1）选择齿轮类型根据齿轮传动的工作条件，选用直齿圆锥齿轮传动。（2）选择齿轮精度等级按估计的圆周速度，由机械设计2 (第二版)表3-5，初步选用7级精度。（3）初选参数x1=x2=0, z1=21, z2=z1u=63, r=0.255，1+2=90（4）初步计算齿轮的主要尺寸由公式 cos1=，得：1=18.4 2=71.5当量齿数 zv1=22 zv2=199因电机驱动，工作机载荷平稳，查机械设计2 (第二版)表(3-1)，得KA=1，因齿轮转速不高，取Kv=1.1,因不对称布置，轴的刚性不大，取K=1.13，K=1.2，则：K=KAKvKK=11.11.131.2=1.49由机械设计2 (第二版)图(3-11)，查得：ZH=2.5由机械设计2 (第二版)表(3-2)，查得：ZE=188由机械设计2 (第二版)式(3-22)，可初步计算出齿轮的分度圆直径d1(齿宽中点处)： d1=138.088 mm齿宽中点模数：mm=6.6 mm2 mm大端模数：m=7.54 mm,取标准模数为：m=8则大、小齿轮的大端分度圆直径分别为：d1=168mm, d2=504 mm则大、小齿轮的齿宽中点分度圆直径分别为：d=140 mm, d=420 mm则圆周速度： 齿宽：b=rR1=0.2550.5221.564=66.456 mm圆整后取, b2=70 mm, b1= b2+(510)=75 mm3. 验算轮齿弯曲强度条件 查机械设计2 (第二版)图3-14，得：YFa1=2.83 YFa2=2.35查机械设计2 (第二版)图3-15，得：YSa1=1.56 YSa2=1.74由机械设计2 (第二版)式(3-23)，得：F1381 MPaFp1F2352 MPaFp23.2 斜齿圆柱齿轮的设计与计算由使用条件分析：输入功率： P=84.70 Kw主动轮转速：n=493.3 r/min转矩： T=741 =1639742.5 Nmm圆周速度： 估计v24 m/s齿数比： u=3.70属工作载荷稳定，高速，重要性、可靠性一般的齿轮传动。1. 选择齿轮材料热处理方式及计算许用应力（1）按使用条件属高速、重要性和可靠性一般的齿轮传动。可选用软齿齿轮，也可选用硬齿齿轮，此处选用硬齿轮。小齿轮：20Gr，淬火渗碳，硬度为5662 HRC。大齿轮：40Gr，表面淬火，硬度为4855 HRC（2）确定许用应力 a 确定极限应力和。齿面硬度：小齿轮按58 HRC，大齿轮按54 HRC。查机械设计2 (第二版)图3-16，得：Hlim1=1500 MPa Hlim2=1210 MPa查机械设计2 (第二版)图3-17，得： Flin1=430 MPa Flin2=370 MPa b 计算应力循环次数N，确定寿命系数。查机械设计2 (第二版)图3-18，得：。 查机械设计2 (第二版)图3-19，得：。 c 计算许用应力：由机械设计2 (第二版)表3-4，取=1.1, =1.5。由机械设计2 (第二版)式(3-11)，得：Hp1= =1364 MPaHp2= =1100 MPa由机械设计2 (第二版)式(3-12)，得:Fp1= =610 MPaFp2= =525 MPa式中，为试验齿轮的修正系数，按国家标准取=22. 初步确定出轮的基本参数和主要尺寸（1）选择齿轮类型 根据齿轮传动的工作条件，选用斜齿圆柱齿轮传动。（2）选择齿轮精度等级按估计的圆周速度，由机械设计2 (第二版)表3-5，初步选用8级精度。（3）初选参数=12, z1=26, z2=z1u2=263.70=96.2,取z2=98,d=0.9(由机械设计2 (第二版)表3-6查得)，x1=x2=0,（4）初步计算齿轮的主要尺寸因电机驱动，工作机载荷平稳，查机械设计2 (第二版)表(3-1)，得KA=1，因齿轮转速不高，取Kv=1.1,因不对称布置，轴的刚性不大，取K=1.13，K=1.2，则：K=KAKvKK=11.11.131.2=1.49由机械设计2 (第二版)图(3-11)，查得：ZH=2.5由机械设计2 (第二版)表(3-2)，查得：ZE=188取Z=0.8, Z=0.8根据机械设计2 (第二版)式(3-16)和式(3-18)，可初步计算出分度圆直径和模数没mn： d1 136.15mmmn5.15 mm按机械设计2 (第二版)表表(3-7)，取标准模数mn6，amm圆整后取：a=348 mm。修改螺旋角：d1=mmd2=mmv=m/s与估计值相近。齿宽： b=dd1=0.9147.8=133.02 mm，取b2=132 mm b1= b2+(510)=132+8=140 mm3. 验算轮齿弯曲强度条件 按机械设计2 (第二版)式(3-17)验算轮齿弯曲强度条件。 计算当量齿数： zv1 mm zv2 mm查机械设计2 (第二版)图3-14，得：YFa1=2.68 YFa2=2.2查机械设计2 (第二版)图3-15，得：YSa1=1.6 YSa2=1.78取Y=0.7，Y=0.9由机械设计2 (第二版)式(3-17)，计算弯曲应力得： F1320 MPaFp1F2216 MPaFp24. 验算轮齿接触疲劳强度条件 按机械设计2 (第二版)式(3-15)验算。查机械设计2 (第二版)图3-11，得：ZH=2.46取Z=0.8, Z=0.8, ZE=188H12.461880.80.989862 MPaHp1H22.461880.80.989101.5 MPaHp2所以,满足疲劳强度。4. 轴的设计4.1 轴的设计与计算轴的使用条件：传递功率： P=89.1 Kw转 速： n=1480 r/min齿 宽： B=70 mm 模 数： m=8 mm 1. 选择轴的材料选择轴的材料20CrMnTi，经渗碳淬火+低温回火，其机械性能由机械设计2 (第二版)表(6-1)查得： 查机械设计2 (第二版)表(6-4)得： 2. 初步计算轴径 选c=110, 考虑到轴端需开键槽，故取轴的直径为80 mm。3. 轴的结构设计按工作要求，轴上所支承的零件主要有齿轮、以及滚动轴承。根据轴的受力，选取32220滚动轴承，其尺寸为。根据轴上零件的定位，加工要求以及不同的零件装配方案，参考轴的结构设计的基本要求，可确定轴的各段尺寸，得出轴的结构如图41所示。 图4-1 轴的结构图4-2 轴受力图图4-3 水平面受力图（xy 平面）图4-4 水平面弯矩图图4-5 垂直面受力图(xz平面)图4-6 垂直面弯矩图图 4-7 合成弯矩图图4-8 转矩图图4-9当量弯矩图4轴的受力分析计算小齿轮受力和转矩： 切向力：径向力； 轴向力：计算作用轴上的支反力水平面内支反力： N 垂直面内支反力： N N 水平面（xy）受力图 见图 4-3垂直面 (xz) 受力图 见图 4-5水平面弯矩： 垂直面弯矩： 合成弯矩：水平弯矩图 见图 4-4垂直弯矩图 见图 4-6合成弯矩图 见图 4-7许用应力 应力校正系数 当量弯矩 当量弯矩 转矩图 见图(h) 校核轴径齿根圆直径 轴径 =32.25mm73.52mm =37.11mm73.52mm符合要求4.2 轴的设计与计算轴的使用条件：传递功率： P=84.70 Kw转 矩： T=1639742.55 Nmm转 速： n=493.3 r/min齿 宽： B