[机械毕业论文]电动滚筒结构设计

1、二级传动滚筒设计本科生毕业论文（设计）题 目：二级传动滚筒设计学习中心：层 次：专 业：年 级：年 春/秋 季学 号：学 生：指导教师：完成日期：年目录1摘2引言3第一章 国内外研究现状5一、电动滚筒选用原则5二、本课题己知条件6第二章 电动滚筒总体设计7第三章 传动方案设计10一、电动机的选择10二、确定总传动比11第四章 传动机构结构设计12一、高速级齿轮传动的儿何计算12二、低速级齿轮传动的几何计算21三、齿轮轴的设计计算32四、齿轮轴上轴承的设计计算36五、法兰轴的设计计算38六、法兰轴上的轴承设计43七、弹性挡圈的选用45八、吊环的选用及几何参数46九、键的选用及几何参数46十、螺母

2、的计算47第六章 滚筒其它结构设计49一、滚筒设计49二、端盖设计4952翻53辦嫌54摘要电动滚筒是一种将电机和减速器共同置于滚筒体内部的新型驱动装 置。它主要应用于固定式和移动式带式输送机、替代传统的电动机，减速 器在驱动滚筒之外的分离式驱动装置。电动滚筒具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转平 稳、工作可靠、密封性好、占据空间小、安装维修方便等优点，并且适合 在各种恶劣环境下工作，包括潮湿、泥泞、粉尘多的工资环境，所以目前 国内外已经将电动滚筒广泛用于采矿、治金、煤炭、交通、能源、粮食、 烟草、化工、建材、邮电、航空、林业、印刷、商业等各个生产建设领域。 本文主要是针对二级传

3、动内置电机型电动滚筒。通过查阅国内外大量现有 相关文献资料，y解电动滚筒的工作原理，传动特点及分类，针对课题要 求进行配齿计算。然后确定各齿轮副的几何尺最后对所设计的电动滚 筒进行装配条件的验算及传动效率的计算，结果表明：所设计的电动滚筒 能达到课题要求。关键词：电动滚筒；减速器：传动；引言通过大学四年公共文化课程、设计基础和零件设计等课程的学习，比 较系统地学习了所需的专业知识，已初步掌握木专业的各类专门技能，根 据教学目标和教学计划要求，进行了这次毕业设计课程。电动滚筒是一种将电动机和减速器共同置于滚筒体内部的新型装置。 它主要应用于固定式和移动式带式输送机，替代传统的电动机、减速器在 驱

4、动滚筒之外的分离式驱动装置。带式输送机是最重要的现代散状物料输送设备，它广泛的应用电力、 粮食、冶金、化工、煤炭、矿山、港口、建材等领域。近年来，带式输送 机因为它所拥有的输送料类广泛、输送能力范围宽、输送路线的适应性强 以及灵活的装卸料和可靠性强费用低的特点，匕经在某些领域逐渐开始取 代汽车、机车运输。成为散料运输的主要装备，在社会经济结构中扮演越 来越重要的角色。特别是电动滚筒驱动的带式输送机在粮库的散料输送过 程中更加有无可比拟的优势和发展潜力因此我们开拓思维、努力创新并结 合自己原有的知识和现有的资料对其进行创新完善。在此过程中检验自己 的创新能力使其应用的范围更加广泛，在国民经济的各

5、个领域起到更加重 要的作用。以电动滚筒作为驱动装置的带式输送机有着极其重要的意义。因其拥 有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性 和密封性好、占据空间小等特点，并能适应在各种恶劣工作环境下工作包 括潮湿、泥泞、粉尘多等。因此国内外将带式输送机（电动滚筒驱动）广 泛应用于采矿、粮食、冶金等各个生产领域，思维的不断开阔、制造技术 的不断提高和制造材料的不断改进，带式输送机将以前所未存的速度发展。 保障散料输送工作高效、安全、可靠的运转，并将在社会和经济发展领域 继续起到更加重要的意义。近年来，根据带式输送机的某些特殊场合需要，又出现了介于分离式 驱动和电动滚筒驱动形式之间

6、的减速装置在滚筒体内部、电动机在滚筒体 外面的外装式电动滚筒。外装式电动滚筒多用于闹定式带式输送机上。国 外称这种滚筒为齿轮滚筒。电动滚筒作为驱动装置用在输送机上是从20世纪20年代冰开始，比 带式输送机的开始使用时间1795年晚了一百多年。电动滚筒首先应用是在 徳国。电动滚筒的德文名称为“trommel motoren”或“trommel automet”。 电动滚筒的英文名称为“drummotor”、“electric rollor”或“electrical pulley”。最早的中文译名为“滚筒马达”或“鼓形马达”，1961年以后 统一定名为“电动滚筒”。毕业设计是所学各课程的深入综合性

7、的总复习，也是一次理论联系实 际的训练，因此，它在大学生活中占据着重要的地位。此外，通过毕业设 计使我得到了以下三个方面的综合性锻炼：(1) 正确的运用运动机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实 习中学到的知识，解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排， t艺尺寸确定等问题，保证零件的加t质量。(2) 通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出 高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具。并通过这次设计提高结 构设计能力。(3) 通过使用手册以及图表资料，熟练的掌握与本设计有关的各种资 料的名称，出处。通过这次毕业设计，对自己未来将从事的工作进行了一次适应性的训 练，

8、从中锻炼了自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加 工作打下了一个良好的基础。本次毕业设计由于知识水平有限，设计经验不足，设计中会出现不少 错误，也诚恳希望老师和同学批评指正。第-章内外研究现状一、电动滚筒选用原则选用电动滚筒时，应遵循如下几条原则：1）按照主机的使用实际工况条件，确定电动滚筒功率。现制造厂可以 生产功率数为0. 03，0. 06, 0. 09, 0. 12, 0. 18, 0. 25, 0. 37, 0. 55, 0. 75, 1.1, 1.5, 2.2, 3.0, 4.0, 5.5, 7.5, 11, 15, 18.5, 22， 30， 37， 45， 55, 7

9、5，90，110，160kw或更大的电动滚筒（包括外装式）2）按照主机的结构安装尺寸，电动滚筒的功率（当主机为带式输送机或斗式提升机时，还应考虑输送带的允许弯曲度）、滚筒线速度等选取最 小滚筒直径。电动滚筒直径尺寸匕标准化，其值存60，90,112，132,160，200，215，250，315，400，500, 630,800,1000，1250,1400mi3）电动滚筒宽度通常应大于输送带10（tl50mni。其标准宽度有200, 250，300, 350, 4002350, 2400mm,以级差 50酮递增。4）按照主机的输送能力、输送带宽或确定的电动滚筒功率及其筒径， 确定电动滚筒线速

10、度。现制造厂可以生产的电动滚筒线速度值右0.05, 0.08, 0. 10, 0. 125, 0. 16, 0. 20, 0. 25，0. 315, 0.40, 0.50, 0.63, 0.80,1. 00, 1. 25, 1. 60, 2. 00, 2.50，3.15，4.0 m/s 或更高。5）电动滚筒应当水平安装，最大倾角不应超过5°。6）电动滚筒通常工作在环境温度为-20qc-40°c，海拔高度不超过 1000m,输送物料温度不超过60°c的环境条件下。如工作环境条件与上述 条件不符时，应选用耐热、耐寒或高绝缘等级的电动滚筒。7）限制一个方向旋转时，应选用

11、带逆止器的电动滚筒。8）要求断电立即停车时，应选用带电磁制动器的电动滚筒。9）如在隔爆、防腐等特殊条件下工作时，应选用相应的隔爆型、防腐 型电动滚筒。10）在其他特殊条件下，选用的非标特殊电动滚筒，使用者与制造者 可以通过双方协商设计、制造。二、本课题已知条件经过查阅相关资料，滚筒的大致尺寸如下：图1滚筒外观尺寸其它原始数据：滚筒直径d = 1000mm胶带运行速度v=2m/s传递功率4kw本课题是设计电动滚筒，主要由电机、传动系统和滚筒体组成。yl1上图为油冷式电动滚筒装置图。图中1 一一接线盒；2一支座；3 一端盖；4滚筒；5、11法兰轴；6电机；7、8齿轮；9一 一齿轮轴；10内齿轮。1

12、995年行业标准jb/t733094公布实施，统一了电动滚筒型号、规格的表示方法。标准规定电动滚筒的型号由七项内容组成n-tm：x筒长，mm名义直径，mm滚筒表®线速,m/s电机功率，kw特性代号：隔爆型为b，防腐型为f，带制动器为z,带逆止器为n传动型式代号：定轴齿轮为d;行星齿轮为t， 摆线针轮为z冷却方式代号：油冷式为丫；风冷式为f第三章传动方案设计一、电动机的选择下图即为传动装置减速器的简图3传动装置传动顺序为外啮合小齿轮外啮合大齿轮内啮合小齿轮内 齿轮一一滚筒。滚筒线速度=滚筒转速x滚筒直径x 3. 14即得：滚筒转速=滚筒线速度/(3. 14x滚筒直径)=2/ (3.14

13、x1) =38r/min。按工作条件和要求，选用三相型异步电动机，封闭式结构，电压，r型，试选电机型号y160m2-8，其转速为720r/min。二、确定总传动比滚筒轴工作转速为60x1ooov n 冗d式中v胶带运行速度，;1）滚筒立径，mm。60x1000x2.n = 38r/min3.14x1000由选定电动机满载转速和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传 动比为n电机 720n滚筒38=19式中/,、&分别为高速级和低速级的传动比。由于滚筒内部结构受空间的限制，传动比分配原则为：1）使各级传动的承载能力大致相等，即吃面接触强度大致相等；2）使减速机构获得最小的外形尺寸和秉量3）

14、使各级传动的大齿轮浸油深度大致相等。综上所述，反复选择，最终确定取高速级和低速级的传动比分别为=4 z2 =4.75。第四章传动机构结构设计一、高速级齿轮传动的几何计算小齿轮40cr，调质处理，硬度241hb-286hb，平均取为260hb;大齿 轮用45钢，调质处理，硬度229hb-286hb，平均取为240hb。计算步骤如下:表1高速级齿轮的校核计算计算项目计算内容计算结果齿面接触疲劳强度计算1.初步计算转矩7；t = 9.55xl06x p = 9.55x 106 x 5.5n,720式中p电机功率，kw高速轴转速,r/mint = 7295177 mm齿宽系数由机械设计表12.13,取

15、wl.o接触疲劳极限由机械设计图12.17chnu=710mpzlim2=580a/初步计算的许用接触应力,1-0.9,= 0.9x710<7"2 = 0.9lini2= 0.9x580=639咐.c7ll2=522mpa4值由机械设计表12.16,取4 =854=85初步计算小齿轮直径直径名d>ad(_ t|u= 85x( 7295)x(4 +，)1x52224=49取 4 = 60mm初步齿宽ab = y/(lda = lx6qb= 60 mm2.校核计算圆周速度v瓜/i«i3.14x60x720 - ov =二 2.360x100060x1000v = 2

16、.3m/ s精度等级由机械设计表12.6选8级精度術数z和模数m初取齿数&二20z2 = zz, =4x20 = 80m = 3z, = 20d 60 . m = = = 3z, 20z2 =80使用系数由机械设计表12.9'=1.5动载系数由机械设计图12.9.=1.16齿间载荷分配系数由机械设计表12.10,先求ha27； = 2x72951 =2431 ?'d'60kaf 1.5x2431.7oxz .,=60.87v/ mm < 1qqn / mmb60£n = 1.88 - 3.2 x ( + ) cos2i z2= 1.88 3.2x

17、( 1 + 1 )xl = 1.6820 80£ = 1.68z. =0.88z _ l4en _ 卜-1.682叫 3 叫 3-0.88k29由此得尺恥= = = 1.29z-0.882齿向载荷分布系数由机械设计表12.11khp= a + s() + cxlo-3/?= 1.17 + 0.16xl2+0.61xl03x60 = 1.37载荷系数k = kakrkhakh(= 1.5x1.16x1.29x1.37a： = 3.08弹性系数义。由机械设计表12.12z£=189.87节点区域系数z。由机械设计图12.16zh = 2.5接触最小安全系数由机械设计表12.14

18、min=>-05wmin总工作时间th =10x300x8th= 24000/?应力循环次数/vanli =6qm'thnl2 = 1.04 x 109= 60x1x720x24000nl2 =0.26x109nf2 =/v, 1/z二 1.04x109/4接触寿命系数zw由机械设计图12.18z' : 0.97z乂 =1.1许用接触应力710x0.975hmin1.05<twi =688.7l _ hm2n2 _ 580x1.17/2 " 5wmin 1.05=607mp,验算erh=zfzwz(jh = 513 ampa bd；u< a2x3.0

19、8x729514+1-189.8x2.5x0风，xv 60x6024计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。3.确定传动主要尺寸实际分度圆直径6/d' = mz = 3 x 20 = 60mmdx = 60mmd2 - mz2 =3x80 = 240mmd2 = 240mm中心距fzdx + drya =2a = 150mm齿宽bb =(pd d' = 1 x 60 = 60mm为了便于装配和调整，根据和求出齿宽后，将小齿轮觉度再加大5: 10mm取 /?丨=65mm齿根弯曲疲劳强度验算重合度系数w0.750.75y =0.25 + = 0.25 4-1-71ye

20、= 0.67齿间载荷分布系数kfa由机械设计表12.10厂-1 -1y, 0.67k,a = 1.49齿向载荷分布系数kfpz?/z = 65/(2.25x2.5) = 10.7由机械设计图12.14kfp = 1.45载荷系数k = kakvkfakfp= 1.5x1.16x1.49x1.45尺=3.76齿形系数由机械设计阁12.21= 2.65么2 = 2.23应力修正系数由机械设计图12.22么=1.57y .77弯' 曲疲劳极限(ja.iiin由机械设计图12.23cnn=600么im2 = 5qmpa弯曲最小安全系数心min由机械设计表12.14心 min=1.25应力循环次

21、数nia =60/72,= 60x1x720x24000nl2 =7v£1/z = 1.04x109 /4nl2 =1.04x109nl2 =0.26x109弯曲寿命系数。由机械设计阁12.24=0.87匕2=1.07尺寸系数&由机械设计图12.25匕=1.0许用弯曲应力crfxfmin 600x0.87x11.25:丁么心fmincrfl=4l7.6mpa2二3852咐，450x1.07x11.25验算2kt'°f =-yeaysayebd'm2x3.76x72951八，。(jf1 = 283.2mpa-x 2.65x1.57x0.6760 x 6

22、0 x 3<o-flof2-oflusa22.23x1.77(jf2 = 268.7 mpa= 283.2x2.65x1.57<(yf2传动无严重过载，故不作静强度校核齿轮图形及其儿何参数如下:1x45°图4外啮合小齿轮表2外啮合小齿轮的基本尺寸齿轮项目名称儿何参数齿形角6z汉= 20°齿顶高系数¥'<='顶隙系数c*= 0.25齿根圆半径系数p;二 0.38分度1员1螺旋角/3 = 0齿宽bb = 65 mm齿顶高么ha = kam- x 3=3mm齿顶阙直径4da = (z + 2)m = (20 + 2) x 3 = 66m

23、m齿根高h = (ha + c*)m = (1 + 0.25) x3 = 3.15mm齿高/zh - ha + hf =3 + 3.75 = 6.15mm基圆直径dh - d cos 3-d cos 20° = 56amm精度等级(gb10095-88)9-s-shk齿圈径向跳动公差=0.071znm （査互换性与技术测量表11-8得）公法线长度变动公差fu.fw = 0.056mm （查互换性与技术测量表11 - 7得）齿形公差/,.= 0.014mm （査互换性与技术测量表11-11得）基节极限偏差人/7=±0.018腳/（查互换性与技术测量表11-13得）齿向公差仏=

24、0.025mm （査互换性与技术测量表11-14得）公法线长度wiv = 19.29； ,其计算过程如下：w = ml .476(2a 1) + 0.014x z=2.51.476(2 x 3) + 0.014x24= 19.29查互换性与技术测星表11-12得=±0.02mm£、=-io/?z =-10x20 = -200卿esj = 16fpr = 16x20 = 320/zm£cos6t-0.72f sin <7=-200 cos 20° -0.72x71 sin 20°=-205/zme. = e. cos a+0.72f sin

25、amr.vir-205/zm式中t 一一齿距极限偏差ess齿厚上偏差esi遗厚下偏差ews一一公法线平均长度上偏差ewi 一一公法线平均长度下偏差跨齿数)t = z/9 + 0.5 =24/9 + 0.5-369图5外啮合大齿轮表3外啮合大齿轮基本尺寸齿轮项目名称几何参数齿形角6z6z = 20°齿顶高系数圮h>顶隙系数c*c= 0.25齿根圆半径系数6<=0.38分度圆螺旋角a = 0齿宽bb = 60mm齿顶高么ha =ha * m = 1 x 3 = 3mm齿顶圆直径da = (z + 2)/7? = (80 + 2)x3 = 246m/7?齿根高hf = (ha

26、* +c*)/7t = (1 + 0.25)x3 = 3.15mm齿高/zh = ha + hj = 3 + 3.75 = 6.15mm基圆直径dh - d cos 6 = 240cos 20° = 225.5mm精度等级(gb10095-88)9-8-shk齿圈径向跳动公差fr=0.08mm （查互换性与技术测量表11-8得）公法线长度变动公差fm.= 0.071mm （查互换性与技术测量表11-7得）齿形公差心=0.018画（查互换性与技术测量表11-11得）基节极限偏差= ±0.0瓜丽（查互换性与技术测量表11-13得）齿向公差44=0.025而（查互换性与技术测量表

27、11-m得）公法线长度ww =59.93:3，其计算过程如下：w = m .476(2z:-l) + 0.014xzl=2.51.476(2x9 -1) + 0.014x 80= 59.93查互换性与技术测景表11-12得人/=±0.022，丽e、'、. = 一10人,=-10x22 = -220鄉esi = -i6fpt = -16x22 = -352"m£ .v =cos a- 0.72f sin 汉=-220 cos 20° - 0.72 x 80 sin 20°=-221 jumew： = e. cos a+0.72f sin

28、a=-352 cos 20° + 0.72x80 sin 20°= -31 l/m式中人一一齿距极限偏差£、.,齿厚上偏差£.,齿厚下偏差ews_公法线平均长度上偏差ewi公法线均长度下偏差跨齿数 = z/9 + 0.5 = 80/9 + 0.5 = 9二、低速级齿轮传动的几何计算小齿轮用40cr，调质处理，硬度241hb-286hb，平均取为260洲；大 齿轮用45钢，调质处理，硬度229hb-286hb,平均取为240/7b。计算步骤如表4低速级齿轮传动的校核计算计算项目计算内容计算结果齿面接触疲劳强度计算1.初步计算转速720n，=一 i'

29、 4n, = 180r/min转矩r2t2 二7»72591x4x0.97式中一一传动效率t2 = 2816537v mm齿宽系数由机械设计表12.13,取wl.lk:l.l接触疲劳极限由机械设计图12.17c,inn=710a/phm2 =580a初步计算的许用接触应力-0.9o綱= 0.9x710(th2 5=1= 0.9x580(7川=639咐_ah2l=522mp(l4值由机械设计表12.16,取4 =854=85初步计算小齿轮直径直径彳1a ( t2d)2g2816534.8-1=85(-x)3 =7 7mm1.1x52224.8取 < =80min初步齿宽办b =

30、vab = 88mm2.校核计算圆周速度v3.14x80xl80 n/ev w. / uui /60x100060x1000v 二0. 75m/s精度等级由机械设计表12.6选8级精度齿数z和模数m初取齿数zl=20m =4z2=z2z, =4.75x20 = 95zl=20z2:95d, 80,m -=4z, 20使用系数由机械设计表12.9尺，1.5动载系数&由机械设计图12.9尺、=1.15齿间载荷分配系由机械设计表12.10，先求数272x281653 = 7画 d80kaft 1.5x7041,=1 20/72 / sb88> 100m/5ea =1.88 - 3.2(

31、 -)cos zi z2=1.4= 1.88-3.2(-)cos 12.6 zl z24.4ze = 0.9=1.2.-4 一- 4la -no厶广一 aa wf v 3v 3由机械设计表12.10齿向载荷分布系由机械设计表12.11数尺叩k = a+b() + o103b 1=1.36=1.17 + 0.16x1.12 +0.61xl(t3 x88载荷系数&k = kakvkhakhp= 1.5x1.15x1.2x1.36尺= 2.82弹性系数之£由机械设计表12.12ze = s9.sm节点区域系数z,y由机械设计图12.16zh = 2.5接触最小安全系由机械设计表12

32、.14u.05数min总工作时间10x300x8th= 24000a应力循环次数tv,.tv = 60/z,= 60x1x297x24000nl =4.3x108nl、=/v/ = 1.4x109/3.37vl2=o.9x1o7接触寿命系数zy由机械设计图12.18zl.l=1.31许用接触应力i_ 710x1.1hl shmin 1.05j =743.8呎 580x1.31h2_ u _1.05|cr/2l =723.6ayp验算i2kt, u-i= 189.9x2.5x0.995 f2x2 82x，7?56 75x6824.8gh = 699a1p,<2计算结果表明，接触疲劳强度较为

33、合适，齿轮尺寸无需调整。3.确定传动主要尺寸实际分度閫直径dd = mz' = 4 x 20 = 80d' =80mmd2 mz2 = 4x95 = 380e/2=380中心距dd, d、 380 80a = l = 1502 26/= 150mm齿宽bb = i/ddi =1.1x80 = 88mm为了便于装配和调整，根据6/,和求出齿宽后，将小齿轮宽度再加大 5:10mm取 /?丨=90mm齿根弯曲疲劳强度验算重合度系数. me 0.75 me 0.75 m _oye = 0.25 + =0.25 + =0.781.4y£.:0. 78齿间载荷分布系数由机械设计表

34、12.10齿向载荷分布系数 k/?/? = 75/(2.25x4) = 8.3由机械设计图12.14= 1.28载荷系数7ck = kakvkfakfp= 1.5x1.15x1.2x1.28k= 2.65齿形系数由机械设计图12.21l = 2.95y,a2=2.26应力修正系数由机械设计图12.22,=1.52么2=1.78弯曲疲劳极限o>lim由机械设计阁12.23c心，=600紙,i,n2 =450mpz弯曲最小安全系数fmin由机械设计表12.14min=l-25应力循环次数/va=60/?= 60x1x980x24000nl、=n/i/z = 1.4x109/3.3=1.4xl

35、09= 0.424xlo9弯曲寿命系数由机械设计图12.24ym= 0.95yn2= 0.99尺寸系数由机械设计图12.25yx=i.o许用弯曲应力fmin_ 600x0.95x1 -1.25(7a=afyn2yxfmin_ 450x0.99x1 -1.25crn=456mpao>2 =356.4mp“验算bdxmcrf1 =196mp2x2.65x171564=x 2.95 x 1.52 x 0.98r ia75x68x4ny yiea1sa2.23x1.77<fi= 196x2.65x1.57(jf2 =104mpt<o>2传动无严重过载，故不作静强度校核齿轮图形及

36、其几何参数如下:锻造小齿轮结构适用于内啮合小齿轮，适用于4 s 200mm的齿轮。当 x<2.5m,时，齿轮与轴做成一体；当寸，齿轮与轴分开制造。若内啮合小齿轮与轴分开制造，则齿轮轴直径选为40mm，键槽尺寸 = 3.8mm,齿轮分度圆直径为df80mm,齿根圆直径为. = (z -2z< -2c)z?7 = (17- 2x 1 -2x0.25)x2.5 = 58mm o 如图(6 )所示+ 式中 d 为轴的直径，故 jv=-fa + 3.8 = 5.2mm<2.5m = 10, 2 u )22)所以齿轮与轴做成一体。图7齿轮轴表5外齿轮几何参数齿轮项目名称几何参数齿形角汉a

37、 = 20°齿顶高系数圮/z:=l顶隙系数c*c = 0.25齿根閫半径系数4p;=0.38分度圆螺旋角/?/3 = 0織bb=90mm齿顶高么ha = kam - 1x4 = 4mm齿顶阙直径da = (z + 2)m = (17 + 2)x4 = 76 mm齿根高hf = (ji:t +c*)m = (1 + 0.25)x4 = 5 mm齿高/zh = ha + hf =4 + 5 = 9 m m基圆直径dh = d cos 0 = 68 cos 20° = 63.899mm精度等级(gb10095-88)9-8-shk齿圈径向跳动公差尺=0.08mm （杳互换性与技术

38、测量表11-8得）公法线长度变动公差fu.= 0.056mm （查互换性与技术测量表11-7得）齿形公差/ff= 0.020mm （査互换性与技术测量表11 -11得）基节极限偏差fph = ±0.022"而（查互换性与技术测量表11 -13得）齿向公差 = 0.025mm （査互换性与技术测量表11-14得）公法线长度ww = 59.93:;，其计算过程如下：w = ml .476(2/:-l) + 0.014xz=41.476(2 x 1.4 -1) + 0.014 x 17=11.58mm查互换性与技术测量表11-12得=±0.025mmess = -0f/

39、n =-10x25 = -250/zmesi = -16，戸=-16 x 25 = -400卿ews = ess cos6z-0.72fr sin6r=-250 cos 20° -0.72x80 sin 20°= -255/m£ . = e. cos a + 0.72f sin amrsif= -352 cos 20° + 0.72x80 sin 20°=-378/zm式中t 一一齿距极限偏差齿厚上偏差esj齿厚卜偏差ews一一公法线平均长度_h偏差ewi 一一公法线平均长度下偏差跨齿数女= 2/9 + 0.5 = 17/9 + 0.5 = 2

40、齿轮项目名称表6内齿轮几何参数几何参数齿形角汉a = 20°齿顶高系数圮圮=1顶隙系数c*c = 0.25齿根閫半径系数4/?；=0.38分度圆螺旋角/?/3 = 0齿宽bb = 15 mm齿顶高久ha = kam =1x4 = 4mm齿顶圆直径4da = (z + 2)m = (82 +2)x4 = 336 mm齿根高hf = (/?* + c* )m = (1 + 0.25) x 4 = 5 mm齿高/zh = ha + hf =4 + 5 = 9 m m基圆直径4dhcos 沒=68 cos 20° = 308.219mm精度等级(gb10095 - 88)9-8-s

41、hk齿圈径向跳动公差f>0.100mzn （杳互换性与技术测量表11-8得）公法线长度变动公差fm =0.071mm（查互换性与技术测量表11-7得）齿形公差/7.人.=0.022mm （查互换性与技术测量表11-11得）基节极限偏差fpb = ±0.025mm （查互换性与技术测量表11 -13得）齿向公差&& = 0.025mm （查互换性与技术测量表11-14得）公法线长度ww = 116.77,其计算过程如下：w = m.476(2 -1) + 0.014 x z=41.476(2 x 1.4-1) + 0.014x17=11.58mm查互换性与技术测量

42、表11-12得/7/=±0.028mm£s=-10/;z =-10x28 = -280/zm£5.=-16/?z =-16x28 = -448/m£ ,v = -e. cos6z-0.72f sin am.s.sit=448 cos 20° -0.72x100 sin 20°=+396"me. = cos6r + 0.72f sinzr><ssj=280 cos 20° + 0.72 x 100 sin 20°=+288/?式中一一齿距极限偏差ess一一齿厚上偏差一一齿厚下偏差ews一一公法线

43、平均长度±偏差ewi 一一公法线平均长度下偏差跨齿数zr = z/9 + 0.5 = 82/9 + 0.5 = 100377032883200434图8内齿轮三、齿轮轴的设计计算185图9齿轮轴轴的材料为40c,.，轴速为n2 =180r/min。设计过程如k:表7齿轮轴的计算i项算计容内算计果结算计力受轮齿算计径轴算估故，02m172 一-7zc6.得7鶴备o1 11m -机021>1由 jzn/776.2>1j外啮合大齿轮力周圆謂sr2x2 1ii2 dii.645.7-1力径o20tan.64t5.iinta2f,iir2524.6 -2e,力向法4 06 05.2

44、710.n c iif,osc-2ff,n628ii2f"内啮合小齿轮力周圆645187 6xi2-271t -z36045ii2力向径n°】2nta645 一 1ntaf3iir3378-r3力法6 04 2os5 0cii3f,osc=<27035-3f"岡齿轮轴受 力图1jlft3 'fr2frl*fr2*计算支撑反力水平面反力f _fr3x49-fr2xl42.5 穴198.5_ 1837x49-624.5x142.5nfr =10.4 nfr2 =-12o22v98.5fr2 =fr; + fr2 - fr3 = 10.4 + 624.5

45、-183垂直面反力f/2 x 142.5-fr3x 49/?1 -98.5_ 1715.64x142.5-5046x49 -98.5fr2' = fi2 - fty - fr, =1715.64-5046 + 28.2fr: =-28.27vfr2' =-3302.27v水平而受力 图fr3fr2fr2垂直面受力 图ft2frrfb2*ft31w画轴弯矩图水平面弯矩 图58898垂直面弯矩 图合成弯矩图合成弯 h/n mmz/ /画轴转矩图轴受转矩t = t2r = 171564# 誦转矩图许用应力许用应力值用插入法由机械设计表16.3查得：er0j

46、= 102.5mprt； cr_,b = 60mpa应力校正系 数60oc a =0.59102.5画当量弯矩图当量转矩ar = 0.59x171564,见转矩图at =101223n-mm当量弯矩在轴齿轮中间截面处= 7l721942 + 1012232m = 1997427v mm当量弯矩图199742n mm校核轴径齿根圆直径dt' = d' -2、h:t + c ) m= 68-2(1 + 0.25)x4d f' = 58mm轴径1 m/l 99742d = 32.2mm0.1<7_1/;0.1x60< 58/72/72齿轮轴上轴承的设计计算的深沟球

47、轴承。其尺寸和主要根据轴径，分别选用内径45 mm和40mm参数如下:表8轴承参数轴承代基本尺寸基本额定载荷极限转速号/ mm/knddbcr月旨/r/ min620945851931.520.57000620840801829.518.08000图10轴承示意图 表9轴承计算寿命计算x、r值& = 0<由机械设计表18.7得x,=x2=1冲击载荷系数fd考虑屮等冲击，由机械设计表18.8得z/=l-5当量动载荷= 1.5x1x10.4p2=fd(x2fr2 + y2fa2)/= 15.67v= 1.5x1x1202p2 = 1803a轴承寿命因p2/,只计算轴承2的寿命:il_

48、16670(29500丫動=245843/12971 1803 )> 24000/7静载荷计算人、y0由机械设计表18.12xo = 0.6= 0.5当量静载荷p=xqfr p0rl = frj取大者则 =4=10.477p0rl=10.4/vpor2 = x0fr2 por2 = fr2,>取大者则心2 =12022vp0r2 = fr2=l202n安全系数5(>正常使用球轴承，由机械设计表18.14s() = 1.3计算额定静载 荷c()r2 = 00r2= 1.3x1202co； = 1562.6w0r2 > orl >只计算轴承2)轴承c2许用转速验算载荷系数_ 15.6 crl 31500'=0.0005fw -'由机械设计图18.19p2 _ 1803 cr2 29500= 0.06几=i由机械设计图18.19载荷分布系数机械设计，.2。a, =1.54 = 0,由机械设计图18.20pr2f22 = 1.5许用转速=/l/21()=1xl-5x700°7v,=10500r/minn2 = /1/220 = 1x 1.5x8000/v2 =12000r/min均大于工作转速 297r/min结论：所选轴承满足寿命、静载荷与许用转速的要求，且各项指标潜力都很大。五