功率160kw带式输送机垂直式传动系统设计

1、图书分类号：密 级：毕业设计(论文)功率160kw带式输送机垂直式传动系统设计Power of 160 kw vertical transmission belt conveyor system学生姓名班 级学院名称专业名称指导教师 学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权协议书本人完全了解

2、关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘要一名即将毕业的机械专业学生，在其修习完了大学四年的所有科目并且掌握了相关的知识，已经具备了一名合格毕业生所应学得的必备技能与资格时，毕业设计是学生一个非常重要的环节。作为一个实践性的教学环节

3、，这是高等院校学生能够获得全面性训练的复习与实践。毕业设计的主要目的培养学生的一种设计思想，即理论能够与实际相结合的重要思想，同时还能够通过联系生产中的实际分析和解决实际工程问题时的锻炼来训练学生的有关专业课程的理论成果。并且能够综合运用机械设计来扩展、加深、深化和彻底掌握有关的机械设计方面的知识。这一次要进行的题目是“带式输送机垂直传动系统设计”。进行输送机的总体结构设计并完成输送机传动装置的装配、设计零件图和加速器的设计及装配工作。这次的设计的具体内容主要包括：实际调研，收集相关资料；结合生产实际，设计带式输送机传动系统；设计带式输送机传动系统原理图；设计带式输送机传动系统的结构图；设计所

4、有零件的工作图；编写开题报告；撰写毕业设计说明书；翻译外文资料等。培养分析和解决普通实际工程问题的能力，并且能够与实际相结合掌握机械设计的设计规律和一般程序方法，具备机械传动系统的设计和制造的能了。 到现在为止，虽然我国的机械制造、设计水平在不断的进步，但是带式输送机的设计制造以及实际应用等诸多方面，与国外的先进技术相比较仍然很多的不足之处。这一次的带式输送机的垂直传动系统设计代表了此类机械设计的普通过程，希望能够对于以后的选型设计工产生一定的参考价值。关键词 带式输送机；传动系统；减速器；齿轮；轴承Abstract Mechanical professional a graduat

5、ing student, in the practice through the university four years of all subjects and mastered the related knowledge, already have a qualified graduates should learn the necessary skills and qualifications, the graduation design is a very important link of the students. As a practical teaching link, th

6、is is the college students can obtain comprehensive training to review and practice. Graduation design the main purpose of cultivating students of a kind of design thought, the theory can be combined with the actual important thoughts, but also can be produced by contacting the practical analysis an

7、d solve practical engineering problems in the exercise to train the students' theoretical achievements of relevant professional courses. And the integrated use of mechanical design to extend, deepen, deepen and thoroughly to master relevant knowledge of mechanical design.This time the topic is &

8、quot;vertical transmission belt conveyor system design". Overall structure design of conveyor and complete the conveyor drive device, design, assembly parts diagram and the design of accelerator and assembly work. This design mainly includes: the specific content of the actual research, collect

9、 related data; Combined with production practice, the design of belt conveyor drive system; The principle diagram of the design of belt conveyor drive system; Design of belt conveyor drive system structure; A working drawing design all parts; Write the opening report; Write the graduation design ins

10、truction; Foreign language translation materials. Cultivate the ability to analysis and solve practical engineering problems of ordinary, and be able to master the mechanical design combining with actual design method and the general procedure, with the design and manufacture of mechanical transmiss

11、ion system can.So far, although our country's machinery manufacturing, design level is constantly progress, but the design and manufacture of belt conveyor as well as the practical application and so on many aspects, compared with foreign advanced technology is still a lot of shortcomings. This

12、time of the belt conveyor design represents the mechanical design of vertical transmission system of ordinary process, hope to be able to design work in after selection produce certain reference value.Keywords belt conveyor The transmission system moderator gear bearing全套图纸 外文文献扣扣 1411494633目 录摘要IAb

13、stractII目 录III1 绪论11.1课题的研究背景和意义1国内外研究情况11.1.2课题研究背景21.1.3 课题研究意义21.2带式输送机机体设计的研究31.2.1 凹弧段的带式输送机31.2.2 多点受料情况31.2.3 多点连续卸料31.3带式输送传动系统设计41.4带式输送机的爬升角度41.5本章小结42课题题目及主要技术参数方案说明62.1课题题目62.2主要技术参数说明62.3传动系统工作条件62.4带式输送机传动装置型式62.5传动方案选择72.6本章小结73减速器结构选择及相关性能参数计算83.1减速器结构83.2电动机选择8传动比分配8动力运动参数计算83.3本章小结

14、94齿轮的设计计算104.1选择齿轮材料和热处理的工艺104.2设计计算齿轮的几何尺寸10根据接触强度进行齿轮主要尺寸的初步设计10对齿轮的弯曲强度进行校核11对齿轮的几何尺寸进行计算12对载荷系数进行设计计算124.3设计齿轮的结构134.4本章小结145轴的设计计算155,1选择轴的材料和热处理工艺155.2设计计算轴的几何尺寸15根据强度准则初步对轴的最小直径进行计算15设计轴的结构16对轴的强度进行校核165.4本章小结206轴承、键及联轴器的选择校验216.1对于轴承进行选择并且强度校核216.2计算键并对强度进行校核226.3选择联轴器22选择电动机与高速轴之间的联轴器226.3.

15、2输出轴与工作机之间的联轴器236.4本章小结237减速器及箱体的设计计算257.1确定润滑的问题25选择润滑方式25关于润滑油用量及牌号的选择257.2选择密封的方式257.3计算箱体额主要结构尺寸257.4确定减速器附件267.5本章小结26第8章 选择减速器的附件278.1通气器278.2油面指示器278.3起吊装置278.4油塞278.5窥视孔及视孔盖278.6轴承盖278.7定位销288.8放油孔和螺塞288.9起盖螺钉28结论29致谢30参考文献311 绪论1.1课题的研究背景和意义国内外研究情况1.1.1.1国外研究情况对国外带式输送机的现状进行探寻，发现其先进的方面大体有以下几

16、点：首先是带式输送机的功能上，带式输送机使用的领域不断增光广，运用的性能更加多。其次是带式输送机技术就有了长足的发展，特别是在带速升高、运量变大、距离变成长三方面的发展成为主要发展方向，重要的关键技术是进行开发带式输送机的监控技术与可靠性检验，这样就可以加强带式输送机可靠性。现在，工矿企业下使用的带式输送机大体达到了基础的技术指标，而在这方面的关键技术通常都有这样几个特点： 设施倾向大型化； 使用大功率的软起动和主动张紧的技术，可以监控输送机的行动路线等状况，从而可以很方便的减少输送带的张力 ；使用多机驱动、中间驱动、输送机变向运行等技术，以此保证了传动系统的通用性和可靠性； 采用新型的高可靠

17、性的技术。如高效率的贮带、高速长寿命的托辊、快速的自动机尾、可以清洗的滚筒等。1.1.1.2 国内研究现状目前我国本身设计生产的带式输送机品种很多。特别是在“八五”期间，在当时的国家大力支持下，一些列的家一条龙项目开始实施，使得带式输送机的发展有了长足的进步。例如工矿产业所需要的大批量、大功率、超远距离的带式输送机的研究开发有了恨大的提高。在距离比较长倾角比较大的带式输送机的研究，以及更加高产更加更加高效方面的研究方面，一定程度上弥补了国内的缺陷。而且在减低等核心关键技术的理论探索和研究上，也得到了很大的提高。1.1.1.3 国内外带式输送机技术的差距我国与国外在关于带式输送机大批量远距离的传

18、送技术上存在差距。制约着大型的带式输送机发展的关键是将动态监测与大批量、远距离的带式输送机相结合的动态设计。现在我国正在通过用理论研究来分析大批量带式输送机的设计，同时也制订计算的规范和设计的标准。在技术性能上，我国的带式输送机与国外的先进技术仍就存在差距，国产的带式输送机的主要性能很能满足对于效率和产量要求很高工矿企业，特别是在关于是能够伸缩的带式输送机的核心元部件和相关的技术，比如自动张紧装置高效率的带储装置和可自动移位的机尾等在驱动方式上也有差距， 我国的带式输送机主要通过液力偶合器以及硬减速器来组成控制系统，而国外则有比较多样的传动方式，比如采用高级的PLC控制器等，可以得到较高的控制

19、精度。并且在带式输送机的可靠性钻研上 ，国外的带式输送机除研发了很多的安全装置，可以安装防止输送带震动、带偏的保护装置，还有自动除尘装置，近来的这些年又已经在研发新型的监测控制系统：比如温度监测系统、烟雾防止自动报警装置和自动灭火装置。我国目前基本还没有研究这些新型的保护系统。现有的防打滑、防跑偏、自动洒水调节温度系统和烟雾避免主动报警装置的运用效率、可靠性都比较低，结果也不够理想。1.1.2课题研究背景当今的物料尤其是大批量的散装物品在进行持续的输送时，带式输送机是使用十分广阔的一种主要输送器械，并且其使用的范围十分宽广。同时拥有很多的优点，包括运送量大、成本低廉、维修时条件很低及地形限制小

20、。在煤炭、化工、建材、港口、矿山、电力等矿工企业中其重要的地位越来越突出。特别是在当今人力成本节节攀升、自动化水平提高的情况下，要求研发出更加能适应现况的先进的带式输送机，实际需要希望能够设计出利用率更高的生产器械，能够承担起大批量物料运输的重任。如今的带式输送机技术的发展必然朝着高效化、大型化的方向发展。不断的提高运输能力，包括大批量的物料运送和超远距离进行输送等。特别是工矿企业所需的输送技术的发展，伴随着高效率工作面的出现和相关开采技术的飞速发展，原来的带式输送机，不论是在主要参数还是相应的技术水平都不能满足当前的实际要求1.1.3 课题研究意义本篇论文主要内容是进行二级圆柱。齿轮加速器的

21、设计计算，在本次的设计计算中运用到机械制图、机械设计、理论力学、材料力学机械制造原理等多门课程知识，并能够熟练运用AUTOCAD软件，比较的顺利的对图纸进行绘制。可以知道这是一个十分重要的综合训练过程,同时也是一次较为标准和十分有尺度的实践性培训环节。经过这次的训练，能够使大家在许多的方面得到锤炼和培育。大部分可以在以下几个方面中展现：1提升了大家理论联系实际的设计能力，培养了综合应用机械设计课程和其余相干课程的基础理论并联系现实存在的制造问题来剖析和处理实际工程中会遇到的困难的才能。2经过此次的设计，对于一些普通的通用机械零件更加熟悉，同时常用的机械传动的设计和普通的简单机械设备的设计，也能

22、使我们获得机械制造设计的通用的规范设计和方法，提高了我们独立、标准、全面的机械设计能了以及创新的能力，更统一了准确的机械设计思维。3除此之外还加强了我们独立查阅相关文献、搜索有关资料的能力，对于相应常用的图册、使用标准、手册、规范及资料等也更加熟悉，同时还加深了计算即辅助设计及计算机绘图、数据计算能力也得到了提高。4最后，对于常用的办公软件如office的功能认识和使用也得到了相当程度的加深1.2带式输送机机体设计的研究1.2.1 凹弧段的带式输送机比如说在原本一样的一条带式输送机传送带上，一般来说输送带先进行平行然后再进行一定角度的向上爬行，然而因为运输量较大的缘由，经常会导致在输送带的弧点

23、处产生很大的胶带张力。于是就会产生很大曲率半径的向下凹的一段弧，与此同时也会使水平方向的投影长度十分长。从而造成很大的平行方向上的空间损失。因此，在设计总的平面图的时候必须想到这一点。而在做施工图的时候，向下凹的一段弧是不能够选常见的标准件，必须进行非标准件的设计，不然的话很容易就产生如胶带脱离上托辊的失误，从而产生胶带跑的偏了这样的事情，进而影响了生产。1.2.2 多点受料情况多点受料这种状况通常来说是指带式输送机有两个、三个甚至更多的收料点，像这种类型的方式经常在类似于冶金厂业或者一些码头需要卸船的地方中出现。一般来说，在各种矿槽的槽下，这种系统能够按照已经设定好的流量比较均匀的进行下料；

24、而在码头时这种系统比较容易造成断断续续的下料，而且会造成下料的不均匀。在这种不连续的下料情况下，很容易出现带输送机上的物料洒落更甚者会出现物料压带耳朵状况。此时，因为多点受料，从而导致料槽的数量也是非常多，会形成的很大的附加阻力。假如不依照这种状况采用相关的设计，就会容易形成像滚筒空转、传送带打滑的情形。1.2.3 多点连续卸料在实际生产中经常会有需要进行多个地方连续不间断的下料。像这种多点连续卸料通常来说都会使用卸料车，而另外一种常用的方法就是安装犁式卸料器。通常来讲像大批量的带式输送机，都需要思考一下这两种机械部件的选用。 1犁式卸料器的选用：因为是大批量的物料运送，一般的平行式托辊带式输

25、送机会有一定的难度来完成设计好的指标额定量，因而必需利用带有槽角的上托辊。但是这样的话像一般平时用的犁式卸料器就不能使用了，但是能够使用可以变成槽角式的卸料器。这样的话，当不需要开始卸料的时间，卸料器底下的托辊是带有槽角的托辊，可以使物料平安的经过。而当需要进行卸料的时候，就可以将带有槽角的托辊放平，然后就可以进行正常而且安全的卸料了。另外有一点必需考虑到，不要安装压平式可变槽角犁式卸料器，而是应用能够用机械推杆带动从而放平的可变的带槽角的犁式卸料器，如不这样，将会形成很大的资源损耗，因为要增大传动的功率。 2卸料车的选用：在使用卸料车来进行多点连续卸料时有几个地方需要注意。第一个是因为大批量

26、运输的缘故，很可能会导致卸料的槽的水平截面会存在较为严重的问题，必须进行流量方面的安全计算。如果需要的话就要扩大卸料槽的截面积。第二个问题是应当将卸料车的尾部地方用胶带挑起来。因为当卸料车尾太过于逼近卸料槽的时候，会造成导料槽与胶带的剧烈摩擦，减少相关部件比如胶带的使用年限。1.3带式输送传动系统设计在一般的情况下，带式输送机可以依据计算出来的功率来设计传动系统、传送带的带宽、滚筒的直径、传送带的速度等特征参数。然后根据机械设计通用设计手册，依据相应的国家机械设计标准来选用标准件部件等。然而在大批量运输的情况下，由于会需要很大的传动功率，比较难以在标准部件中找到相应的减速箱等传动部件，因此需要

27、根据实际的情况，结合具体的参数来设计非标准的传动系统，以此来开始带式输送机的传动系统设计。机构工程师在设计时还应考虑尽可能的与国家标准件相匹配，要注意到各个标准件、非标准件之间的装配问题。尽最大的可能做到国内外部件的组合安装问题，否则的话会出现大量的状况。比如在选择液力耦合器的时候，如果用的是国内的减速器，而电动机却选择了国外生产的，由于两者之间的轴颈不同会很麻烦。因为国外的液力耦合器无法正常的与电动机连接，而国内的重量和体积又太过于大，安装国外的减速器时，由于其轴颈相对较小，比较容易振抖，甚至会有轴断裂的危险。1.4带式输送机的爬升角度带式输送机的极限角度与很多的方面有密切相关的联系。比如说

28、物料的粒度就很重要，同样重要的还有物料的含水率。输送机的爬升角度的极限与物料的粒度是成反比的。在运输物品的粒度比较小的时候，带式输送机的的极限角度就比较大，不一样的是，当运输物品的粒度很大时，带式输送机的极限角就会比较小。而当物料的含水率越小时，带式输送机的极限角度更就会大，和粒度一样，当含水率大时则会比较大。例如：运送尾矿的带式输送机向上仰角的极限角度绝对较高，而运送油母页岩成品矿的带式输送机则比较低。 总而言之大批量运输的带式输送机是在比较常见的普通运输机上依据普通的原理考虑到大批量所带来的一系列问题，解决并探索优化而设计成的。在设计时要考虑诸多的方面，小心谨慎。1.5本章小结虽然目前我国

29、的带式输送机的发展并没有达到国际顶尖水平，但是却是一个上升式快速发展的状态。随着我国的现代化进程逐渐加深，工业化水平不断提高，经济发张的越来越好，各个工厂企业的经济发展也会更加强烈，从而对生产设备产生更高的要求，这也需要机械设计制造的工程师的能力与技术水平更高，能在原来的基础上不断的发展与进取，只有这样才能获得更好的发展，立于残酷的市场战争中。2课题题目及主要技术参数方案说明2.1课题题目160kw带式输送机垂直传动系统设计2.2主要技术参数说明采用防爆电动机，电动机功率160kw，带式2.5米/秒，传动滚筒直径1.2米。2.3传动系统工作条件首先，可以接通电压为380/220V的三相交流电源

30、。其次，要求带式输送机能够在常温的工作任务中一直保持工作状态。即使没有载荷时启动，工作载荷也能够较为平稳。在三班制的工作状态下，需要减速器的使用年限为6年，每2年进行一次大修。最后要求可以中小批量的生产。2.4带式输送机传动装置型式一般来说，带式输送机的传动系统里面包含了括逆止器、联轴器、减速器、液力耦合器和电动机等零、部件。而依据传动系统中的减速器的连接形式，大多能够分为轴装式、平行轴式和垂直式。大部分的带式输送机的传动系统采用垂直式减速器或者平行轴式减速器，但由于一些使用情况需要在较短的距离运送小批量的物料，因此要把传动系统的机构设计的更为紧凑，像这种情况大都会采用轴装式传动。至于通常情况

31、下的带式输送机，不但运送的距离很长而且运送的物料量十分巨大，此时在用轴装式传动系统就很不明智了。图 2-1 带式输送机传动装置2.5传动方案选择图2-2 传动方案2.6本章小结本章的主要内容是讲述了传动系统的类型，以及设计时所需要的初试条件，还工作时的状况，以及浅略的介绍了一下传动系统的设计方案，这次所设计的带式输送机传动系统，按照任务书所安排将才用垂直式传动系统。3减速器结构选择及相关性能参数计算3.1减速器结构本次减速器设计为二级圆柱齿轮减速器，垂直式传动系统。3.2电动机选择由于已知电动机的功率为160kw,且为防爆电动机，综合考虑后初选型号为YB315L1-4的电动机。1.功率为160

32、kw;2.额定转速为1485r/min;3.总效率为= =传动比分配工作机的转速 n=2.5×60/(D) =2.5×60/(1.2×3.14) =39.78r/mini=n总/n=1485/39.78 =37.33取i12=1.3i23 则i122×1.3=37.33得i23=5.36 i12=1.3i23=1.3×5.36=6.97动力运动参数计算1转速n=1485（r/min）=/ i12=1485/6.97=213.06（r/min） =/i23=213.06/5.36=39.75（r/min） =39.75（r/min） 2功率P P

33、0=Pd=160(kw) P1= P0联轴器=160×0.99=158.4（kw） P2= P1齿轮轴承=158.4×0.98×0.99=153.68（kw） P3= P2齿轮轴承=153.68×0.98×0.99=149.1（kw） PW= P3联轴器=149.1×0.99=147.61（kw）3转矩T T0=9550 P0/n0=9550×160/1485 =1028.96(N.m) T1= T0联轴器=1028.96×0.99=1018.67（N.m） T2= T1齿轮轴承i12=1018.67×0

34、.98×0.99×6.97 = 6888.55(N.m) T3= T2齿轮轴承i23=6888.55×0.98×0.99×5.36 = 35822.33(N.m )表 3-1 动力运动参数轴号功率P/kW N /(r.min-1) /(Nm) i 016014851028.96 10.99 1158.414881018.67 2153.68213.066888.556.970.97 3149.139.7535827.33、5.360.973.3本章小结减速器在整个传动装置中是最为重要的一部分，也是使用最多的一种常用部件，它在整个系统中常常起着调

35、节转速进行装配和传递功与力的重要作用。减速器的组成部分包括箱体、轴承、轴、齿轮、蜗杆以及其它的一些传动零部件。但总结起来主要就是箱体；齿轮、轴和减速器附件这三大部分。本章的对于传动比的分配进行了设计计算，较为合理的设计了减速的结构类型，这也是本次设计中最为重要的环节4齿轮的设计计算4.1选择齿轮材料和热处理的工艺根据工作要求，须要采纳齿面硬度 350HBS。小齿轮可以选用 40Cr 钢，进行调质处理，硬度为 260HBS； 大齿轮可以选用 42Si 钢，进行正火处理，硬度为 220HBS4.2设计计算齿轮的几何尺寸根据接触强度进行齿轮主要尺寸的初步设计根据机械零件设计手册查得结果 MPa MP

36、a SHlim = 1 MPa MPa i=n1/n2=1485/213.06=6.97同时根据机械零件设计手册，得 ZN1 = ZN2 = 1 YN1 = YN2 = 1.1由 MPa MPaMPa MPa1计算较小齿轮的转矩 T1= T0联轴器=1028.96×0.99 =1018.67 (N.m)2选择载荷系数K 因为采用电动机作为动力源，带式输送机作为工作部分。因此需要有较为平稳的载荷，并且使得齿轮可以在轴承中间对称分布按照教材机械原理与机械零件，可以查得K1.13计算尺数比 =4.0254选择齿宽系数由于需要齿轮能够在两个轴承间对称的分布，并且齿轮设计为软齿面齿轮，按照教材

37、机械原理与机械零件，可以查得15对小齿轮分度圆直径进行设计计算 766=766 = 125.325( mm)6进行齿轮模数m的计算 (mm) m =(0.0070.02)a = (0.0070.02)×250.907 取m=27进行齿轮的齿数和的计算 取 Z1 =19 取 Z2 = 1528计算实际的齿数比 计算齿数比的相对误差 <±2.5% 允许9确定齿轮的主要尺寸 (mm) (mm)中心距 (mm)齿轮宽度 (mm) B1 = B2 + (510) = 4348(mm) 取B1 =47 (mm)10计算圆周转速v (m/s)11. 选择齿轮精度按照教材机械原理与机

38、械零件选取9级为齿轮的等级，但是依据设计时的计算与条件选择7级为齿轮的精度等级4.2.2对齿轮的弯曲强度进行校核1依据421中的式子可以得知两齿轮的许用弯曲应力为： MPa MPa2对两齿轮齿根的弯曲应力进行计算 根据教材机械零件设计手册可以查得 =2.63 =2.19比较的值 /=2.63/244=0.0108>/=2.19/204=0.0107 对大齿轮齿根弯曲应力计算得 因此可以确定齿轮的弯曲强度足够4.2.3对齿轮的几何尺寸进行计算1 .对齿顶圆直径进行计算按照机械零件设计手册可以得知 h*a =1 c* = 0.25(mm)(mm)2. 对齿距进行计算 P = 2×3

39、.14=6.28(mm)3. 对齿根高进行计算 (mm)4. 对齿顶高进行计算 (mm)5. 对齿根圆直径进行计算 (mm) (mm)4.2.4对载荷系数进行设计计算 根据已知的设计条件和7级精度的要求，依据机械通用设计手册查得动载荷系数KV=1.12，关于直齿轮KHa=KFa=1.1依据机械零件设计手册查得使用系数Ka=1.25根据机械零件设计手册得当采用非对称布置的方式安排设计小齿轮且小齿轮的精度等级为7级时，KH=1.44.根据b/h=8.67, KH=1.44, 依据机械零件设计手册得KF=1.32因此载荷系数为 K=KAKVKHKB=1.25×1.1×1.12&#

40、215;1.44=2.214.3设计齿轮的结构 根据计算的结果，对于小齿轮可以采用轴齿轮的结构。而对于大齿轮，最好采用腹板式结构，因此决定采用毛坯锻造的大结构齿轮。对大齿轮的相干尺寸设计计算：1计算轴孔直径 d=50(mm)2计算轮毂直径 =1.6d=1.6×50=80(mm)3计算轮毂长度 (mm)4计算轮缘厚度 0 = (34)m = 68(mm) 取 =85计算轮缘内径 =-2h-2=308-2×4.5-2×8= 287(mm)可以得D2 = 280(mm) 6 计算腹板厚度 c=0.3=0.3×38=14.4 取c=15(mm)7计算腹板中心孔直

41、径=0.5(+)=0.5(170+80)=125(mm)8计算腹板孔直径=0.25（-）=0.25（280-80）=50(mm) 可以得=50(mm)9计算齿轮倒角n=0.5m=0.5×2=1齿轮的工作状态如下图：图 4-1 齿轮工作图××4.4本章小结1.齿轮传动绝对须要警决的是齿轮功能损失，这是齿轮最可能的危险情况。齿轮失效的方式主要有齿轮的折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形五种。   2选择齿轮材料 （1）选取齿轮材料的两个基准原则：第一是齿面要有一定的硬度，第二是齿轮芯部分要有足够的韧性； （2）

42、可以按照齿轮齿面的硬度差异细分为硬齿面（350HBS）和软齿面（350HBS）两种；   （3）轮芯的材料要有一定的韧性以及强度，这样才可以在载荷（循环载荷和冲击载荷）的作用下有足够的齿根弯曲强度，并且应该拥有良好的机械加工和热处理工艺性；   （4）制造齿轮常用的材料是各种钢材料，其次是铸铁在某些场合也有用有色金属和非金属材料。3.齿轮传动的计算载荷   （1） 在齿轮传动中，由于齿轮传递的额定功率计算出的载荷称为名义载荷。但是，因为原动机及工作功能、齿轮制作及装配误差、齿轮及其撑持件变形等要素的影响，

43、真正作用于齿轮上的载荷大于名义载荷，因而需要将其乘以载荷系数K。 （2）K=KaKcKAKc4.齿轮传动主要参数选择齿轮几何参数对齿轮的尺寸和传动质量有很大的影响，在满足强度的条件下，应合理选择。（1）模数。模数主要影响齿根弯曲强度，但是不能够直接影响到齿面接触强度。（2）齿宽系数。增大齿轮宽度可以使齿轮直径和中心距减小；但齿宽过大，将使载荷沿齿向分布更趋不匀。所以，应合理选择齿宽系数。（3）分度圆压力角。增大分度圆压力角，增大齿轮的齿根厚度，增大齿面曲率半径，提升齿根弯曲强度和齿面接触强度。（4）齿数比。 选择齿数比时，要综合考虑整个传递系统中各级传动之间的尺寸比例，应使整个传动的尺寸最小、

44、质量最轻。（5）螺旋角。 螺旋角选得太小，斜齿轮传动平稳及承载能力提高的优越性会不明显；若选得太大，则轴向力会增大，影响轴承部件构造。5轴的设计计算5,1选择轴的材料和热处理工艺根据手册机械零件设计手册，可以查到最好选则45号钢，而且应该采用调质处理，HB217255 =650MPa =360MPa =280MPa5.2设计计算轴的几何尺寸5.2.1根据强度准则初步对轴的最小直径进行计算1.计算从动轴=c=115=29.352.计算键槽=29.35×1.05=30.82根据教材选取直径=32（mm）5.2.2设计轴的结构依照轴上的零部件的定位以及键和销的位置，考虑到拆卸装配的方便性。

45、并且还能够遵守强度准则有足够的强度，因此应该设计为阶梯轴。5.2.2.1左侧1. 从左边开始设计计算齿轮与箱体内壁的距离为18 mm，同时注意到铸造可能产生的误差，因此在选择滚动轴承在轴上的位置时，可以设计一段距离L在距箱体内壁处，取L=5mm。因为最小的距离dmin=35 mm，所以先大体选则型号为6207的深沟球轴承，该滚动轴承宽度为12 mm，装配的尺寸60 mm，因而应该在最左端保存一段40mm的间隔。2. 设计计算低速级的主动轮的轮宽B=105 mm，轴的直径应该为43 mm，用套筒定位来确定轮宽左端与轴承之间的对应的距离关系。同时考虑到使套筒的端面可以固定地压紧齿轮，这个轴段应该要

46、比轮毂的宽度还短一些，因而能够设计第二段的间隔为100 mm。至于齿轮的右端可以采用轴肩定位的方法，轴肩的高度h>0.07d，可以取h=2，因而轴环处的直径为50 mm，轴环的宽度b>1.4h，因此设计第四段的间隔为14 mm，并且轴环和轴上与齿轮相配合的区域应该存在一段适应轴，设计其长度为38，直径为46。3. 两个齿轮之间应该根据轴肩定位的方法，设计宽度为15 mm，由于高速级的从动轮右端已定位，而且其轮毂宽度设计为55 mm，取用轴的直径为40 mm，并且轮毂的右端应该运用套筒定位，同时为了可以使套筒的端面能够压紧齿轮，应该取第五段距离为55mm。4. 关于于轴右端装的滚动轴

47、承能够使用6209，计算设计第六段为40 mm。这样的话各段长度的直径基本可以确定。5. 关于轴上周向的零件定位，可以采用平键链接来对两齿轮于轴的周向定位，这样的话既保证了轴与齿轮之间的配合有良好的对中性，同时能够选取齿轮和轴之间的配合为H7/n6，关于于周向的滚动轴承定位可以通过渡配合来完成。5.2.2.2右侧1. 先初步的进行滚动轴承的选择，由于轴承基本上受径向力的影响比较大，因而应该安装深沟球轴承，按照设计的要求，并且依据滚动轴承的特点，应该将其安装处选择在直径的35mm处，根据轴承产品使用说明和机械设计基本手册，可以先初步选取基本的游隙组0距离标准精度级的6207号深沟球轴承，能够查得

48、其尺寸为d×D×B=34×70×15,因而轴承右端的直径应设计为34mm。至于轴的第三段的右端可以采用轴肩定位的方式，根据手册查得滚动轴承的定位处轴肩的高度为3.4mm，可以设计轴这一段的直径为30mm。2. 先设计齿轮处即轴的第六段的直径为40mm，根据轴肩定位的方式对齿轮的左端进行设计，已知轴肩的高度h>0.07d，所以采用h=4.6mm，如此的话轴环处的直径应该设计为d=48mm，而且可以得知轴环的宽度b>1.4h，因而取用L=14mm。对于齿轮的右端可以采用套筒定位的方式，则套筒滚动轴承和齿轮相连，依据滚动套筒的宽度与滚动轴承的宽度，

49、采取轴右端的长度为L=38mm，至于齿轮的宽度则设计为65mm3. 对于轴承端盖的总宽度设计为20mm，依据便于装配以及拆卸的要求，最好端盖的外端面和带轮右端面之间的间隔设计为68mm，这样的话轴左端的第二段长度设计为L=80mm5.2.3对轴的强度进行校核1.校核从动轴的强度 （1）计算圆周力 =2000×158.872/192=1654.92（2）计算径向力 =tan=1654.92×tan20°=602.34因为是直齿轮，所以轴向力=0图5-1从动图受力简图=0.5=0.5×1654.92=827.46(N)=0.5L=827.46×11

50、0×0.5/1000=51.72(N.m)=0.5=0.5×602.34 =301.17(N.m)=0.5L=501.17×110×0.5/1000=36.4(N.m) 转矩T=158.872(N.m) 校核=55.04(N.m) =118.42(N.m) =55MPa d10=10=29.21(mm) 对键槽的安全性进行考率d=29.21mm < 45mm 计算抗弯截面系数：W=0.1=0.1 计算抗扭截面系数：=0.2 计算截面左侧的弯矩M为：M=285053.6197085N·m 计算截面左侧的扭矩为：=1253140N·

51、mm 计算截面上的弯曲应力： 计算截面上的扭转切应力： 因为轴的材料，并且应经进行了调质处理。由机械设计手册可以查得 ，。 并且因为过盈配合处的，根据机械设计手册插值法求的，可以得出 =2.72，2.18 同时轴采用磨削的工艺进行加工，由机械设计手册得表面质量系数为 因为轴的表面没有经过强化处理，所以，既综合系数值为 查设计手册得碳钢的特性系数：； 最后计算安全系数值：轴在截面左侧的强度是足够的 计算抗弯截面系数：W=0.1=0.1 计算抗扭截面系数：=0.2 计算截面左侧的弯矩M为：M=285053.6197085N·m 计算截面左侧的扭矩为：=1253140N·mm 计

52、算截面的弯曲应力： 计算截面扭转切应力： 因为轴的材料，并且进行调质处理，根据设计手册查得 ，。 计算截面上因为轴环故形成的理论应力集中系数及设计手册查取 ， 设计计算后可选取 =2.43，=1.93 同时可以查得轴的材料敏感系数：， 因此轴的有效应力集中系数应该为 同时轴的尺寸系数，计算得扭转尺寸系数 因为轴采用磨削的工艺进行加工，可以查得表面质量系数为 但是轴表面未经强化处理，即，那么轴的综合系数值为 那么碳钢的特性系数：； 最后计算安全系数值： 因此该轴在截面右侧的强度也是足够的。5.4本章小结轴作为组成机器的重要部分之一，它用于支撑传动件和轴上其他零件，并传递运动和动力。轴是本次设计最为重要的环节之一。主要内容包括：轴的强度计算；轴的机构设计和轴的刚度计算。为了保证轴具有足够的承载能力，要根据轴的工作要求对轴进行强度计算，有些轴还要进行刚度或震动计算。根据轴上零件装卸、定位和加工等