螺旋输送机传动装置的设计说明.doc

学习好帮手 X X X X 本科毕业设计 题题 目目 螺旋输送机传动装置 的设计及三维建模 院院 系系 机械学院 专专 业业 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 姓姓 名名 XXXXXX 学学 号号 XXXXXX 学习年限学习年限 201X 年 9 月至 201X 年 6 月 指导教师指导教师 XXXXX 职称职称 副教授 申请学位申请学位 工学学士学位 2015 年 X 月 XX 日 学习好帮手 螺旋输送机传动装置的设计 学生姓名 XXX 指导教师 XXX 摘 要 在本次设计中 我设计了螺旋输送机机的传动装置 先进行了传动方案的选 取 通过选定的传动方案进行了一系列计算和设计 电动机 联轴器 键和轴承的选择主 要通过查表并结合与其他零件的配合要求选择 然后进行校核计算 在齿轮的设计中详细 介绍了齿轮材料的选择及许用应力的确定 按齿根弯曲疲劳强度和齿面弯曲疲劳强度设计 计算确定齿轮参数及主要尺寸 并且对齿轮进行了校核 其后对轴进行了轴的设计 确定了 各阶梯轴的尺寸 对轴 轴承 键 联轴器等进行校核 并画出受力图 弯矩图 转矩图 最后对减速器的外形进行了设计 应用 Solidworks 软件对传动装置进行 3D 建模 为传 动系统的结构设计提供了有价值的参数依据 关键词 螺旋输送机 传动装置 斜齿轮 solidworks 学习好帮手 ABSTRACT In this design I designed the plate mill of transmission device first it has carried on the transmission scheme selection through the selected transmission scheme and design of a series of transmission parts The choice of motor coupling keys and bearing mainly through the look up table and combine with other parts of coordination and asked subjects to choose and then the motion parameters and dynamic parameters is calculated In gear was introduced in detail in the design of the gear material selection and determination of allowable stress calculate and determine the gear parameters is designed according to the tooth root bending fatigue strength and main dimensions Followed by designing of shaft and determine the size of the ladder shaft the shaft bearing key and coupling for checking Finally it has carried on the design to the shape of the reducer Application of Solidworks software modeling technology realizing the three dimensional modelling and main reducer parts modeling to complete the 3 d modeling of the machine for the structure of transmission system design provides valuable parameter basis KEYWORDS plate mill transmission device bevel gear solidworks 学习好帮手 目目 录录 1 引言引言 1 1 1 螺旋输送机的课题研究背景 4 1 2 螺旋输送机的课题研究意义 4 2 设计任务书设计任务书 2 2 1 设计任务 2 2 2 系统的传动原理图 5 3 电动机的选择 传动系统的运动和动力参数计算电动机的选择 传动系统的运动和动力参数计算 3 3 1 电动机类型的选择 3 3 2 电动机功率选择 3 3 3 确定电动机转速 3 3 4 确定电动机型号 4 3 5 计算总传动比及分配各级的传动比 4 3 6 传动参数的计算 4 4 传动零件的设计计算传动零件的设计计算 5 4 1 锥齿轮的设计和计算 5 4 2 高速级斜齿轮的设计和计算 8 4 3 低速级斜齿轮的设计和计算 5 轴的设计计算轴的设计计算 5 1 高速轴的设计计算 5 2 中间轴的设计计算 24 5 3 低速轴的设计计算 29 6 键连接的选择和计算键连接的选择和计算 6 1 高速轴上的键的设计与校核 6 2 中间轴上的键的设计与校核 6 3 低速轴上的键的设计与校核 7 滚动轴承的选择和计算滚动轴承的选择和计算 7 1 计算高速轴的轴承 7 2 计算中间轴的轴承 7 3 计算低速轴的轴承 学习好帮手 8 联轴器的选择联轴器的选择 9 箱体设计箱体设计 9 1 箱体尺寸 37 9 2 减速器附件设 38 10 润滑和密封设计润滑和密封设计 39 11 基于基于 SolidWorks 的三维建模的三维建模 40 11 1 SolidWorks 软件介绍 40 11 2 对齿轮 轴及小齿轮轴的三维建模 40 11 3 滚动轴承和螺栓垫片各种标准件三维建模 42 11 4 对箱座 箱盖的三维建模 42 11 5 利用 Solidworks 对减速器进行装配仿真 44 总结与致谢 48 参考文献 49 附录 50 学习好帮手 1 引言引言 1 1 螺旋输送机传送装置的课题研究背景螺旋输送机传送装置的课题研究背景 最早的应该是古代的高转筒车和提水的翻车 这也是斗式提升机和刮板输送 机的雏形 随着技术的逐渐发展 到 17 世纪 人们开始架高空索道输送散状物 料 后来 现代结构的输送机慢慢出现 阿基米德在 1887 年发明了螺旋输送机 后来逐渐改进 在工业上 工程上使用开来 设计出了一系列的螺旋输送机 螺旋输送机的发展分为无轴螺旋输送机和有轴螺旋输送机两种型式的发展过程 无轴螺旋输送机在 U 型槽内装有可换衬体 结构简单 物料有进料口经螺旋推 动后由出料口输出 整个传输过程可在一个密封的槽中进行 而有轴螺旋输送 机主要由螺杆 U 型料槽 进出料口 盖板和驱动装置组成 另外 一般还有 倾斜式 垂直式和水平式三种 我们平常所说的螺旋输送机一般为有轴型式的 螺旋输送机 而对于许多输送比较困难的物料 我们还一直在寻求一种可靠的 输送方法 而无轴螺旋输送机则是一种较好的解决方法 1 2 螺旋输送机传送动装置的课题研究意义螺旋输送机传送动装置的课题研究意义 螺旋输送机特点是密封传动 结构简单 螺旋输送机是冶金 建材 化工 粮食及机械加工等部门广泛应用的一种连续输送设备 螺旋输送机一般由输送机本体 进出料口及驱动装置三大部分组成 螺旋 输送机的螺旋叶片有实体螺旋面 带式螺旋面和叶片螺旋面三种形式 其中 叶片式螺旋面应用相对较少 主要用于输送粘度较大和可压缩性物料 这种螺 悬面型 在完成输送作业过程中 同时具有并完成对物料的搅拌 混合等功能 从输送物料位移方向的角度划分 螺旋输送机分为水平式螺旋输送机和垂直式 螺旋输送机两大类型 主要用于对各种粉状 颗粒状和小块状等松散物料的水 平输送和垂直提升 该螺旋输送机不适宜输送易变质 粘性大 易结块或高温 怕压 有较大腐蚀性的特殊物料 螺旋输送机与其它输送设备相比 具有整机截面尺寸小 密封性能好 运 行平稳可靠 可中间多点装料和卸料及操作安全 维修简便等优点 减速机是一种动力传达机构 利用齿轮的速度转换器 将电动机的回转数减速 到所要的回转数 并得到较大转矩的机构 一般用于低转速大扭矩的传动设备 把电动机等高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴 上的大齿轮来达到减速的目的 大小齿轮的齿数之比 就是传动比 作为一个 相对精密的机械 使用它的目的是降低转速 增加转矩 而对于螺旋输送机而 学习好帮手 言设计一个合适的传动装置是尤为必要的 为了使传动装置更加直观 形象 生动 因此需要进行三维建模 动画仿真 2 设计任务书设计任务书 2 1 设计任务设计任务 1 设计螺旋输送机传动装置 2 传动装置三维建模 技术参数如下表2 1所示 表2 1 螺旋输送机的技术参数 工作机轴的转速36 r min 工作机轴的功率3 2 kW 工作机效率0 94 每日工作时数8h 传动工作年限10 2 2 系统的系统的传动原理图传动原理图 方案图如下 图 2 1 传动原理图 3 3 电动机的选择 传动系统的运动和动力参数计算电动机的选择 传动系统的运动和动力参数计算 学习好帮手 3 13 1 电动机类型的选择电动机类型的选择 工作机为单向连续运转 载荷较平稳 工作环境为室外 灰尘较大 环境 温度 35 故动力来源选 Y 系列三相异步电动机 3 23 2 选择电动机容量选择电动机容量 电动机所需的功率为 3 1 d P a w P 式中 为电动机所需效率 为工作机所需功率 为总工作效率 d P w P a 传动装置的总效率 3 2 a j 4 3 3 2 2 1 816 0 式中 联轴器效率 齿轮效率 8 级 滚动轴承效率 1 990 2 970 3 工作机效率99 0 j 94 0 故 d P a w P 8160 23 kw 923 3 23 2 确定电动机转速确定电动机转速 工作机转速 min 36rn 查 机械设计 表 15 1 得 二级圆柱减速器传动比为 齿轮传40 8 1 i 动比为 故总传动比为 所以电机的选择范围5 1 2 i200 8 a i min 7200 288rnx 3 43 4 确定电动机型号确定电动机型号 考虑到电动机和传动装置的传动比 尺寸 重量 因此选电动机型号为 Y132M 6 960r min KwPe4 n 3 53 5 计算总传动比及分配各级的传动比计算总传动比及分配各级的传动比 高速级齿轮传动比为 低速级齿轮传动比为 外齿轮传动比 因为 12 i 34 i 56 i 所以 3412i iij 3412 3 1 ii 传动链总传动比 3 3 6726 36 960 n n i e a 学习好帮手 式中 为传动链总传动比 为总转速 为工作机转速 取 a i 563412 iiiia nn 3 56 i 故 898 3 6722 ij 4389831 12 i 6 2 34 i 3 63 6 传动动力参数的计算传动动力参数的计算 电动机轴转矩 kWPP e 4 0 min 960 0 rnn mm67 397911055 9 0 06 0 N N P T 高速轴转矩 kW PP9639904 01 r minnn960 01 mmN n P T 813899910559 1 1 6 1 中间轴转矩 kW PP803970990963 3212 r min i n n35282 43 960 12 1 2 mmN n P T 5012732310559 2 2 6 2 低速轴转矩 kW PP613990970803 3223 r min i n n 34 6108 62 5282 2 3 mmN n P T 9831751910559 3 3 6 3 4 4 传动零件的设计计算传动零件的设计计算 4 14 1 齿轮的材料选择齿轮的材料选择 初选齿轮材料为 45 钢 大齿经过正火处理 齿面硬度取 240HBS 齿轮通过调 制处理 齿面硬度取 280HBS 因工作机为单向连续运转 载荷较平稳 所以选用 学习好帮手 圆柱斜齿轮 15 8 4 24 2 传动齿轮的计算传动齿轮的计算 4 2 14 2 1 齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算 1 初步计算 转矩 mm98 317517 3 NT 转速 r min60 108n3 齿宽系数 由 表 12 13 取 10 1 d 接触疲劳极限 由图 12 17c 取 1aMP lim5H 650 aMP lim6H 580 值 由表 12 16 取 90 d A 1 d A 初步计算需用接触应力 PaM lim5HH 58590 5 PaM lim6HH 52290 6 初步计算小齿轮直径 3 4 mm i 1iT Ad 56 Hd d5 31043 56 2 6 3 式中 为传动齿轮小齿轮直径 为输出轴的转矩 接触疲劳极限 5 d 3 T 6H 为传动齿轮的传动比 为齿宽系数 56 i3i56 d 取mm104d5 初步齿宽 mm104db 5d 2 校核计算 圆周速度 s m59 0 100060 nd 35 3 精度等级 由表 12 6 取 8 级精度 1 齿数和模数 初取齿数 34z5 102ziz 5566 08 3zdm 55t 螺旋角 由表 12 3 取715111 m m arccos t n 13mn 学习好帮手 使用系数 由表 12 9 取 125 1 A K 由图 12 9 取 105 1 K V 齿间载荷分配系数 由表 12 9 式 12 6 表 12 8 先求 1 N115 6106 d T2 F 5 3 t3 100N mmmm 39 73 b t3 N FKA 72 1 cos z 1 z 1 2 388 1 65 式中 为端面重合度 分别为小齿轮和大齿轮的齿数 为齿轮螺旋 5 z 6 z 角 15 2 tan z m bsin 5d n 87 3 731220 cos tan arctan n t 98 0 cos coscoscos tnb 由此可得79 1 cos b 2 FH KK 齿向载荷分布系数 由表 12 11 139 1 b10 d b 3 2 5 CBAKH 载荷系数 由式 12 5 127 3 v HHA KKKKK 弹性系数 由表 12 12 1a 8 189MPZE 节点区域系数 由图 12 16 146 2 H Z 学习好帮手 重合度系数 由式 12 31 因 取 故 11 1 610 1 1 3 4 Z 螺旋角系数 99 0 cos Z 接触寿命系数 由图 12 18 113 1 5 N Z18 1 6 N Z 接触最小安全系数 由表 12 14 105 1 min H S 许用接触应力 a52 699 min 55lim 5 MP S Z H NH H a81 651 min 6lim6 6 MP S Z H NH H 3 验算 3 5 2 5 3 84446 2 aMP i 1i bd KT ZZZZ 56 56 HEH 5 式中 为弹性系数 为间点区域系数 为重合度系数 为螺旋 E Z H Z Z Z 角系数 为载荷系数 各系数结果均由上边计算得出 K 齿根弯曲疲劳强度足够 4 确定传动主要尺寸 中心距 取 mm208 2 1id a 565 3 mm208a3 分度圆直径 取 mm104 1i a2 d 56 3 5 mm80d5 mm312did 5566 学习好帮手 齿宽 取 mm80db 5d mm114b5 mm104b6 4 2 24 2 2 齿根弯曲疲劳强度计算齿根弯曲疲劳强度计算 1 校核计算 齿型系数 04 36 cos z z 3 5 v5 12 108 cos z z 3 6 v6 由图 12 21 取 144 2 a5 F Y19 2 a6 F Y 应力修正系数 由图 12 22 取 163 1 a5 S Y81 1 a6 S Y 重合度系数 73 1 cos z 1 z 1 2 388 1 v6v5 av 由式 12 18 168 0 75 0 25 0 av Y 螺旋角系数 由式 12 36 1 75 025 01 min Y11 故 min 80 0 120 1 YY 齿间载荷分配系数 由表 12 10 前面已经求得 131 3 Y 31 3 79 1 a F K 故79 1 a F K 齿向载荷分配系数 由图 12 14 141 15b h 35 1 F K 载荷系数 17 3 FFVA KKKKK 学习好帮手 应力循环次数 由表 12 15 估计 指数 1 106 10 103 91 49m 9 9149 1 11 1068160 t t T T tnNN h hi n i max i VL 8 1 10954 u N N L t2 弯曲寿命系数 由图 12 24 取 192 0 5 N Y95 0 6 N Y 尺寸系数 由图 12 25 取 10 1 X Y 弯曲最小安全系数 由表 12 14 125 1 min F S 许用弯曲应力 a 4 478 min 5lim5 5 MP S YY F XNF F a52 431 min 6lim6 6 MP S YY F XNF F 2 验算 3 6 5 5 5 2213 2 Fa5Sa5F n55 F aMP YYYY mdb KT 式中 为小齿轮 5 的齿形系数 为小齿轮 5 的应力修正系数 为重合 5aF Y 5aS Y Y 度系数 为螺旋角系数 Y 2 a5a5 a6a6 66 a68 134 F SF SF FF MP YY YY 齿根弯曲疲劳强度足够 4 34 3 高速齿轮的计算高速齿轮的计算 4 3 14 3 1 齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算 1 初步计算 学习好帮手 转矩 mm81 38999 1 NT 转速 r min960n1 传动比 4 3i12 齿宽系数 由 表 12 13 取 10 1 d 接触疲劳极限 由图 12 17c 取 1a650 lim1 MP H a580 lim2 MP H 值 由表 12 16 取 90 d A 1 d A 初步计算需用接触应力 Pa5859 0 lim11 M HH Pa5229 0 lim22 M HH 初步计算小齿轮直径 mm47 51 4 3 14 3 5221 75 39393 90 i 1i d 3 2 3 12 12 2 2d 1 d1 H T A 取mm52d1 初步齿宽 mm52db 1d 2 校核计算 圆周速度 s m6 2 100060 96052 100060 nd 11 精度等级 由表 12 6 取 8 级精度 1 齿数和模数 初取齿数 34z1 116izz 12 52 1 3452zdm 11t 由表 12 3 取 15 1mn 615111 m m arccos t n 使用系数 由表 12 9 取 125 1 A K 由图 12 9 取 115 1 K V 齿间载荷分配系数 由表 12 9 式 12 6 表 12 8 先求 1 学习好帮手 N14 1515 d T2 F 1 1 t 100N mmmm 42 36 b t N FKA 72 1 cos z 1 z 1 2 388 1 21 19 2 tan z m bsin 1d n 91 3 617320 cos tan arctan n t 985 0 cos coscoscos tnb 由此可得77 1 cos b 2 FH KK 齿向载荷分布系数 由表 12 11 136 1b10 d b 3 2 1 CBAKH 载荷系数 由式 12 5 146 3 v HHA KKKKK 弹性系数 由表 12 12 1a 8 189MPZE 节点区域系数 由图 12 16 145 2 H Z 重合度系数 由式 12 31 因 取 故 11 1 580 1 1 3 4 Z 螺旋角系数 990 cosZ 学习好帮手 接触寿命系数 由图 12 18 193 0 1 N Z05 1 2 N Z 接触最小安全系数 由表 12 14 105 1 min H S 许用接触应力 a71 575 min 11lim 1 MP S Z H NH H a580 min 22lim 2 MP S Z H NH H 3 验算 a427 i 1i bd 2 12 12 2 1 1 MP KT ZZZZ HEH 面弯曲疲劳强度足够 4 确定传动主要尺寸 中心距 取 mm 4 114 2 1id a 121 mm115a 分度圆直径 mm52 1i a2 d 12 1 mm178udd 12 齿宽 取 mm52db 1d mm62b1 mm52b2 4 3 24 3 2 齿根弯曲疲劳强度计算齿根弯曲疲劳强度计算 1 校核计算 齿型系数 36 cos z z 3 1 v1 123 cos z z 3 2 v2 由图 12 21 取 144 2 a1 F Y18 2 a2 F Y 学习好帮手 应力修正系数 由图 12 22 取 167 1 a1 S Y82 1 a2 S Y 重合度系数 73 1 cos z 1 z 1 2 388 1 v2v1 av 由式 12 18 168 0 75 0 25 0 av Y 螺旋角系数 由式 12 36 1 其中75 025 01 min Y11 故 min 9 0 120 1 YY 齿间载荷分配系数 由表 12 10 前面已经求得 134 3 Y 34 3 77 1 a F K 故77 1 a F K 齿向载荷分配系数 由图 12 14 1 80 6 4 325 2 52b h 40 1 F K 载荷系数 56 3 FFVA KKKKK 弯曲疲劳极限 由图 12 23c 取 1a600 lim1 MP F a450 2lim MP F 应力循环次数 由表 12 15 估计 指数 1 106 10 103 91 49m 9 h hi 91 49 n 1i max i 11 1068 1 t t T T tn60 VL NN 81 t2 1095 4 u L N N 弯曲寿命系数 由图 12 24 取 185 0 1 N Y93 0 2 N Y 尺寸系数 由图 12 25 取 10 1 X Y 学习好帮手 弯曲最小安全系数 由表 12 14 125 1 min F S 许用弯曲应力 a442 min 11lim 1 MP S YY F XNF F a52 431 min 22lim 2 MP S YY F XNF F 2 验算 1a1a1 n1 1 1 a 5 440 mbd 2 FSFF MPYYYY KT 2 a1a1 a2a2 12 a19 427 F SF SF FF MP YY YY 齿根弯曲疲劳强度足够 4 44 4 低速齿轮的计算低速齿轮的计算 4 4 14 4 1 齿面接触疲劳强度计算齿面接触疲劳强度计算 1 初步计算 转矩 mm42 128528 2 NT 转速 r min35 282n2 传动比 6 2i34 齿宽系数 由 表 12 13 取 10 1 d 接触疲劳极限 由图 12 17c 取 1a650 lim3 MP H a580 lim3 MP H 值 由表 12 16 取 90 d A 1 d A 初步计算需用接触应力 Pa5859 0 lim33 M HH Pa5229 0 lim44 M HH 初步计算小齿轮直径 学习好帮手 mm09 78 6 2 16 2 5221 42 128528 90 i 1i d 3 2 3 34 34 2 3d 2 d3 H T A 取mm80d3 初步齿宽 mm80db 3d 2 校核计算 圆周速度 s m2 1 100060 35 28280 100060 nd 23 2 精度等级 由表 12 6 取 8 级精度 1 齿数和模数 初取齿数 39z3 101izz 34 05 2 3980zdm 33t 由表 12 3 取 12mn 910512 m m arccos t n 使用系数 由表 12 9 取 125 1 A K 由图 12 9 取 11 1K V 齿间载荷分配系数 由表 12 9 式 12 6 表 12 8 先求 1 N60 3295 d T2 F 3 2 t2 100N mmmm 81 52 b t2 N FKA 72 1 cos z 1 z 1 2 388 1 43 90 2 tan z m bsin 3d n 62 4 618220 cos tan arctan n t 学习好帮手 978 0 cos coscoscos tnb 由此可得80 1 cos b 2 FH KK 齿向载荷分布系数 由表 12 11 138 1 b10 d b 3 2 3 CBAKH 载荷系数 由式 12 5 142 3 v HHA KKKKK 弹性系数 由表 12 12 1a 8 189MPZE 节点区域系数 由图 12 16 145 2 H Z 重合度系数 由式 12 31 因 取 故 11 1 49 0 1 1 3 4 Z 螺旋角系数 99 0 cos Z 接触寿命系数 由图 12 18 105 1 3 N Z05 1 4 N Z 接触最小安全系数 由表 12 14 105 1 min H S 许用接触应力 a650 min 33lim 3 MP S Z H NH H aMP S Z minH Nlim4H H 67618 4 4 3 验算 3 2 3 2 9364 2 aMP i 1i bd KT ZZZZ 34 34 HEH 齿根弯曲疲劳强度足够 学习好帮手 4 确定传动主要尺寸 中心距 取 mm 1id a 34 2 4140 2 3 mma2140 分度圆直径 取 mm 1i a d 34 2 7777 2 3 mm80d3 mmdid 34 208 34 齿宽 取 mmdb d 80 3 mmb90 3 mmb80 4 4 4 24 4 2 齿根接触疲劳强度计算齿根接触疲劳强度计算 齿型系数 08 42 cos z z 3 3 v3 40 109 cos z z 3 4 v4 由图 12 21 取 143 2 a3 F Y19 2 a4 F Y 应力修正系数 由图 12 22 取 166 1 a3 S Y81 1 a4 S Y 重合度系数 73 1 cos z 1 z 1 2 388 1 v4v3 av 由式 12 18 168 0 75 0 25 0 av Y 螺旋角系数 由式 12 36 175 025 01 min Y 11 故 min 89 0 120 1 YY 齿间载荷分配系数 由表 12 10 1 前面已经求得95 3 Y 34 3 80 1 a F K 故80 1 a F K 齿向载荷分配系数 由图 12 14 1 33136225280 b h 35 1 F K 学习好帮手 载荷系数 34 3 FFVA KKKKK 弯曲疲劳极限 由图 12 23c 取 1a600 lim1 MP F a450 2lim MP F 应力循环次数 由表 12 15 估计 指数 1 106 10 103 91 49m 9 9149 1 11 1068160 t t T T tnNN h hi n i max i VL 8 1 10954 u N N L t2 弯曲寿命系数 由图 12 24 取 191 0 3 N Y93 0 4 N Y 尺寸系数 由图 12 25 取 10 1 X Y 弯曲最小安全系数 由表 12 14 125 1 min F S 许用弯曲应力 a 2 473 min 3lim3 3 MP S YY F XNF F a52 431 min 4lim4 4 MP S YY F XNF F 2 验算 1a3a3 n33 3 3 a19 174 mdb 2 FSFF MPYYYY KT 2 a3a3 a4a4 34 a17 171 F SF SF FF MP YY YY 齿根弯曲疲劳强度足够 4 54 5 齿轮的基本参数齿轮的基本参数 表 4 1 齿轮的基本参数 名称符号公式齿 1齿 2齿 3齿 4 学习好帮手 齿数zz 3411639101 螺旋角 615111 910512 分度圆直径d 1i a d 2 5217880208 中心距 a 2 1id a 115144 模数 n m n m 1 52 法相齿距 n P nn mP 4 716 28 齿顶高 a h na mh 1 52 齿根高 f h nf m h251 1 8752 5 齿高h n m h52 3 755 齿顶圆直径 a d na mdd2 5518184212 齿根圆直径 f d nf mdd2 4917579207 齿宽bdb 62529080 轮毂处直径 1 D 轴 d D61 1 无 72 无 89 6 轮毂轴向长L 轴 d L5121 无 54 无 67 学习好帮手 倒角尺寸n n m n50 无 0 75 无 1 齿根圆处厚度 n m 52 无 3 75 无 5 腹板最大直径 0 D na mdD10 0 无 166 无 192 孔板分布直径 2 D 102 50DD D 无 119 无 141 腹板厚cb c30 无 16 无 24 孔板直径 1 d 101 250DD d 无 21 无 33 5 轴的设计计算轴的设计计算 5 1 高速轴的设计计算高速轴的设计计算 5 1 15 1 1 轴的结构设计轴的结构设计 1 最小直径 5 1 mm0 17 n d 3 1 P C 式中 C 为与轴材料有关的系数 可由 1 表 16 2 查得 P 为高速轴的传 递功率 n 为高速轴的转速 考虑到符合强度 联轴器的内径 故取 24 为最小直径 选材 选用调制处理的 45 钢 2 高速轴示意图 学习好帮手 图 5 1 高速轴的设计示意图 2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1 高速轴最小直径的选择与联轴器的内径息息相关 考虑到强度的符合 故选用 GY3 Y 型联轴器 其尺寸为 mmN TT 8138999 1连轴器 mmd24 联轴器 轴孔长度为 52mm 考虑到轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上 故与联轴器链接的轴段要小于 52mm 所以 mmL VIIIVII 50 2 2 初步选择滚动轴承 参照工作要求并根据 选轴承型号 6007 mmd24 其尺寸 d D B 35 mm 62 mm 14 mm 故 mmL III 29 mmL VIV 27 3 因为高速轴上的小齿轮的尺寸较小 故通常设计成齿轮轴 4 轴承端盖的总宽度取为 47 mm 取联轴器端面与端盖的外端面间的距 离为 40 mm 则 mmL87 mmL VIIVI 87 5 取齿轮距箱体内壁的距离 a 10 mm 已知滚动轴承的宽度 B 14mm 低速级小齿轮轮毂长 L 62mm 由二级减速器的图纸可得 mmL IIIII 100 3 轴上零件的周向定位 半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接 按由 2 表 14 26mmL VIIIVII 50 查得平键截面 b h 8 mm 7 mm 40mm 滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配 合来保证的 此处选轴的直径尺寸公差为 m6 4 确定轴上的圆角和倒角尺寸 根据设计要求 取轴端倒角为 1 45 5 1 25 1 2 校核计算校核计算 1 计算齿轮受力 转矩 mm81 38999 1 NT 圆周力 N T F1500 d 2 1 t 径向力 N F F557 cos tan nt r 学习好帮手 轴向力 NFF299tan ta 画小齿轮轴受力图 见图 5 2a 2 计算支撑反力 水平反力 N L FLF F AC AB R 448 2 d ar 1 1 N L FLF F AC AB R 109 2 d ar 1 2 垂直反力 N L L FF AC BC R 400 t 2 1 N L L FF AC AB R 1100 t 2 2 画水平面 xy 受力图 见图 5 2b 画垂直面 xz 受力图 见图 5 2c 3 画轴弯矩图 水平面弯矩图 见图 5 2b 垂直面弯矩图 见图 5 2c 合成弯矩图 合成弯矩 见图 5 2d 2 xz 2 xy MMM 4 画轴转矩图 轴受转矩 mm81 38999 1 NTT 转矩图 见图 5 2e 许用应力 由表 16 3 查得 1 a110 b0 MP 许用应力值 a65 b1 MP 应力校正系数 59 0 b0 b1 学习好帮手 5 画当量弯矩图 当量转矩 mm2301081 3899959 0 NT 当量弯矩 在小齿轮中间截面处 mm89784 2 2 NTMMB 当量弯矩图 见图 5 2f 6 校核轴径 齿根圆直径 mm25 48df mm25 48mm24 1 0 d3 b1 b B M 强度符合标准 学习好帮手 图 5 2 高速轴的校核示意图 学习好帮手 5 25 2 中间轴的设计计算中间轴的设计计算 5 2 15 2 1 轴的结构设计轴的结构设计 1 最小直径 5 2 mm n P Cd 2 2125 2 2 式中 C 为与轴材料有关的系数 可由 1 表 16 2 查得 为中间轴的传 2 P 递功率 为中间轴的转速 2 n 考虑到符合强度 故取 40 为最小直径 选材 选用调制处理的 45 钢 2 中间轴示意图 图 5 3 中间轴的设计示意图 3 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1 由于 轴上开有两键槽 增加后轴径取安装mm dmin2125 mmd40 轴 承处 该轴直径最小处 轴径 则 mmd40 mmdd VIVIII 40 2 初步选择滚动轴承 根据要求选深沟球轴承 参照工作要求并根据 选轴承型号为 6208 其尺寸为 d D B 40mm 80 30dmm mm 18mm 考虑到箱体铸造误差 使轴承距箱体内壁 10 mm 3 取轴上安装大齿轮和小齿轮处的轴段 II III 和 IV V 的直径 两端齿轮与轴承之间采用挡油板定位 为了使套筒可靠mmdd VIVIIIII 45 学习好帮手 地 压紧齿轮 故 齿轮一端采用轴肩定位 轴肩高mmL IIIII 88 mmL VIV 50 度 故取 考虑到轴的总长 d h070 55 IVIII dmmL IVIII 8 4 由二级减速器的内部轴上的装配可得 mmLmmL VIVIII 4742 4 轴上零件的周向定位 齿轮与轴的周向定位均采用平键连接 按和分别由 2 表 11 27d d 查 得平键截面 b h 14 mm 9 mm 长度分别为 70mm 40mm 滚动轴承与轴的 周向定位是由过渡配合来保证的 此处选轴的直径尺寸公差为 m6 5 确定轴上的圆角和倒角尺寸 根据设计要求 取轴端倒角为 2 45 5 1 25 1 2 校核计算校核计算 1 计算齿轮受力 转矩 mmNT 320971 3 圆周力 N d T Ft3086 2 3 3 径向力 N cos tanF F nt r 1152 轴向力 NtanFF ta 703 画小齿轮轴受力图 见图 5 4a 2 计算支撑反力 水平反力 t32t 1 2 1 1 FFFF RR 0 t32t 1 1 CDBDADR LFLFLF NFR2884 1 1 NFR1773 1 2 垂直反力 r32r 2 2 2 1 FFFF RR 学习好帮手 0 a3r3a22r 2 1 MLFMLFLF CDBDADR mm29280 2 d2 a2 a2 N F M mm25543 2 d3 a3 a3 N F M NFR390 2 1 NFR1345 2 2 画水平面 xy 受力图 见图 5 4b 画垂直面 xz 受力图 见图 5 5c 3 画轴弯矩图 水平面弯矩图 见图 5 4b 垂直面弯矩图 见图 5 5c 合成弯矩图 合成弯矩 见图 5 5c 2 xz 2 xy MMM 4 画轴转矩图 轴受转矩 mm128528 2 NTT 转矩图 见图 5 5d 许用应力 由表 16 3 查得 1 a110 b0 MP 许用应力值 a65 b1 MP 应力校正系数 59 0 b0 b1 5 画当量弯矩图 当量转矩 mm7594812852859 0 NT 学习好帮手 当量弯矩 在小齿轮中间截面处 mm181578 2 2 b NTMMB mm145307 2 2 c NTMMC 当量弯矩图 见图 5 5e 6 校核轴径 齿根圆直径 mm25 48df mm45mm30 1 0 d3 b1 b B M mm45mm28 1 0 d3 b1 c C M 强度符合标准 学习好帮手 图 5 4 中间轴的校核示意图 学习好帮手 图 5 5 中间轴的校核示意图 学习好帮手 5 3 低速轴的设计计算低速轴的设计计算 5 3 15 3 1 轴的结构设计轴的结构设计 1 最小直径 5 1 mm34 n d 3 3 P C 式中 C 为与轴材料有关的系数 可由 1 表 16 2 查得 P 为高速轴的传 递功率 n 为高速轴的转速 考虑到符合强度 故取 40 为最小直径 选材 选用调制处理的 45 钢 2 高速轴示意图 图 5 1 高速轴的设计示意图 3 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1 低速轴的最小直径要与传动齿轮通过平键链接 传动齿轮轮毂宽为 114mm 故最小轴径为 mmLmmd VIIIVIIVIIIVII 11440 2 初步选择滚动轴承 根据设计要求选则深沟球轴承 参照工作要求并根 据 选轴承型号 6010 其尺寸为 d D B 50 mm 80 mmdd VIVIII 50 mm 16 mm 3 取安装齿轮处的轴段 II III 的直径 齿轮的的左端与左mmd IIIII 56 端轴承之间采用挡油板和套筒定位 已知齿轮毂的宽度为 80mm 为了使套筒 端面可靠地压紧齿轮 此轴段应略短于轮毂宽度 故取 齿轮的mmL IIIII 78 右端采用轴肩定位 轴肩高度 h 0 07d 则 III IV 处的直径 轴mmd IVIII 66 环宽度 所以宽度为 取 1 4bh mmL IV III 10 mmL VIV 56 4 取轴承端盖外端面与联轴器端面的距离为 80mm 端盖厚 47mm 则 mmL VIIVI 87 学习好帮手 4 轴上零件的周向定位 齿轮轴的周向定位采平键连接 由 2 表 14 26 查得平键 键槽用键槽铣刀 加 工 b h L 16mm 10mm 70mm 传动齿轮与轴的连接 选用平键 为 12mm 8mm 100mm 同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中 性 故选择齿轮轮毂与轴的配合为 7 n6 H 4 确定轴上的圆角和倒角尺寸 根据设计要求 取轴端倒角为 2 45 5 3 25 3 2 低速轴的校核低速轴的校核 1 计算齿轮受力 转矩 mm320971 1 NT 圆周力 N T F3086 d 2 3 t 径向力 N F F1152 cos tan nt r 轴向力 NFF703tan ta 画小齿轮轴受力图 2 计算支撑反力 水平反力 2 d4 ar 1 1 FLFLF ABACRNFR18 1 1 2 d4 ra 1 2 FLFLF BCACR NFR1170 1 2 垂直反力 N L L FF AC BC R 785 t 2 1 N L L FF AC AB R 367 t 2 2 画水平面 xy 受力图 画垂直面 xz 受力图 学习好帮手 3 画轴弯矩图 水平面弯矩图 垂直面弯矩图 合成弯矩图 合成弯矩 2 xz 2 xy MMM 齿轮轴向力引起的弯矩mm73112 2 d4 a a N F M 4 画轴转矩图 轴受转矩 mm189373 3 NTT 转矩图 许用应力 由表 16 3 查得 1 a110 b0 MP 许用应力值 a65 b1 MP 应力校正系数 59 0 b0 b1 5 画当量弯矩图 当量转矩 mm2301081 3899959 0 NT 当量弯矩 在小齿轮中间截面处 mm89784 2 2 NTMMB 当量弯矩图 6 校核轴径 齿轮轴直径 mm56d 轴 mm56mm62 33 1 0 d3 b1 b B M 强度符合标准 学习好帮手 学习好帮手 6 键连接的选择和计算键连接的选择和计算 6 1 高速轴上的键的设计与校核高速轴上的键的设计与校核 轴径为 查表得 安放键的mm24d mmN T 8138999 1 120 100 轴段长为 50mm 由表 14 26 查得键尺寸为 b h L 8 7 40 mm 联轴器 2 采取过渡配合 故选择 H7 k6 式中 a27 kld 2 p MP T b Ll0 5h k p 所以所选键符合强度要求 6 2 中间轴上的键的设计与校核中间轴上的键的设计与校核 已知轴径为 查表得 安mm45dd CB mm128528 2 NT 120 100 放键的轴段长分别为 88mm 50mm 由表 14 26 查得键尺寸轴 尺寸 2 B d b h L 14 9 80 mm 轴 尺寸 b h L 14 9 40 mm C d a67 39 kld 2 Bp MP T a85 17 kld 2 Cp MP T p 所以所选键全部符合强度条件 6 3 低速轴上的键的设计与校核低速轴上的键的设计与校核 已知轴径为 查表得mm56d B mm40d D mm45 320971 1 NT 安放键的轴段长分别为 88mm 50mm 由表 14 26 查得键 120 100 2 尺寸轴 尺寸 b h L 16 9 70mm 轴 尺寸 b h L 12 8 100 B d D d mm a75 32 kld 2 Bp MP T a12 40 kld 2 Dp MP T p 所选键全部符合强度要求 7 滚动轴承的选择和计算滚动轴承的选择和计算 学习好帮手 7 1 计算高速轴的轴承计算高速轴的轴承 初选轴承为 6008 高速轴转数min r960n1 两轴承径向反力 NFFF NFFF RR RR 1105 600 2 2 2 2 1 2r2 2 2 1 2 1 11r 轴向力 N299 a F 初步计算当量动载荷 P 根据 ard YFXFfP 根据机械设计表 13 6 取 2 1 0 1 d f2 1 d f 根据机械设计表 18 7 33 1 56 0 27 0 1105 299 01 1 56 0 5 0 600 299 215 0 025 0 18000 299 2 1 YXe F F YXe F F e C F r a r a or a 12 22 11 1220 766 PP NYFXFfP NYFXFfP ard ard 计算轴承 6008 的寿命 Ehh Lh P C n L 4 3 66 1069 4 1220 17000 96060 10 60 10 许用轴承寿命 hLEh29200 故可以选用 7 2 计算中间轴的轴承计算中间轴的轴承 初选轴承为 6208 高速轴转数min r35 282n2 两轴承径向反力 NFFF NFFF RR RR 2194 2910 2 2 2 2 1 2r2 2 2 1 2 1 11r 学习好帮手 轴向力 N732 a F 初