带式输送机课程方案.pdf

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1、-1-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 一、确定传动方案 二、选择电动机 （1）选择电动机 机械传动装置一般由原动机、传动装置、工作机和机架四部分组成。单机圆柱齿轮减速器由带轮和齿轮传动组成，根据各种传动的特点，带传动安排在高速级，齿轮传动放在低速级。传动装置的布置如图 A-1 所示，带式输送机各参数如表 A-1 所示。图 A-1 表 A-1 WF(N)WV(m/s)WD(mm)w(%)200 2.7 380 0.95 1)选择电动机类型和结构形式 根据工作要求和条件，选用一般用途的 Y系列三相异步电动机，结构为卧室封闭结构 2)确定电动机功率 工作机所需的功率WP（kW）按下式计算 W

2、P=WWWvF1000 式中，WF=2000N,Wv=2.7m/s，带式输送机W=0.95，代入上式得 WP=95.010007.22000=5.68KW 电动机所需功率P0(kW)按下式计算 0P=wP 式中，为电动机到滚筒工作轴的传动装置总效率，根据传动特点，WP=5.68KW -2-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 由表 2-4 查的：V 带传动带=0.96,一对滚动轴承轴承=0.99，弹 性联轴器联轴器=0.99，一对齿轮传动齿轮=0.97，因此总效率为=带2轴承齿轮联轴器=0.96x0.97x0.992x0.99=0.904 0P=WP/=5.68/0.904=6.28KW 确

3、定电动机额定功率Pm（kW），使mP=（11.3)0P =6.28(11.3)=6.288.164KW 查表 2-1，取mP=7.5(kW)3）确定电动机转速 工作机卷筒轴的转速Wn为 Wn=Dvw100060 =3807.2100060 =135.77r/min 根据表 2-3 各类传动比的取值范围，取 V 带传动的传动比带i=2 4，一级齿轮减速器齿轮i=3 5，传动装置的总传动比总i=6 20，故电动机的转速可取范围为 mn=总iWn=（6 20）135.77r/min=814.62 2715.4r/min 符合此转速要求的同步转速有1000r/min,1500r/min 两种，考虑综合

4、因素，查表 2-1，选择同步转速为 1500r/min 的 Y 系列电动机Y132M-4，其满载转速为mn=1440r/min 电动机参数见表 A-2 A-2 型号 额定功率 /KW 满载转速/r1min 额定转矩 最大转矩 Y132M-4 7.5 1440 2.2 2.2 oP=6.28KW mP=7.5KW Wn=135.77r/min Y132M-4 mn=1440r/min -3-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 （2）计算传动装置的总传动比并分配各级传动比 (3)计算传动装置的运动参数和动力参数 1)传动装置的总传动比为 总i=mn/Wn=1440/135.77=10.61 2

5、)分配各级传动比 为了符合各种传动形式的工作特点和结构紧凑，必须使各级传动比都在各自的合理范围内，且使各自传动尺寸协调合理匀称，传动装置总体尺寸紧凑，重量最小，齿轮浸油深度合理。本传动装置由带传动和齿轮传动组成，因总i=齿轮i带i，为使减速器部分设计合理方便，取齿轮传动比齿轮i=3.5 则带传动的传动比为 带i=总i/齿轮i=10.61/3.5=3.03 1)各轴转速 I轴In=mn/带i=1440r/min/3.03=475.25r/min II 轴IIn=mn/齿轮i=475.25r/min/3.5=135.79r/min 滚筒轴滚筒n=IIn=135.79r/min 2)各轴功率 I轴I

6、 P=0PI0=0P带=6.280.96=6.03KW II 轴II p=I PII I=I P齿轮轴承=6.030.970.99 =5.79KW 滚筒轴滚筒P=II p滚筒 II=II p轴承联轴器 =5.790.990.99 =5.67KW 3)各轴承转矩 电动机轴 0T=9.55mnP0610=9.55144028.6106=41648.61Nmm I轴 IT=0TI0iI0=0T带i带=41648.613.030.96 =121147.48Nmm II 轴 IIT=ITII IiII I=IT齿轮i齿轮轴承 总i=10.61 齿轮i=3.5 带i=3.03 In=475.25r/min

7、 IIn=135.79r/min 滚筒n=135.79r/min I P=6.03KW II p=5.79KW 滚筒P=5.67KW 0T=41648.61Nmm IT=121147.48Nmm-4-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 三、传 动 零件的设计计算 (1)普通 V 带传动 =121147.483.50.970.99 =407182.74Nmm 滚筒轴 滚筒T=IIT滚筒 II i滚筒 II =IIT轴承联轴器 =407182.740.990.99 =399079.8Nmm 根据以上计算列出本传动装置的运动参数和动力参数数据表，见表 A-3 A-3 参数 轴号 电动机轴 I轴

8、II 轴 滚筒轴 转速 n(r1min)1440 475.25 135.79 135.79 功率 P/KW 6.28 6.03 5.79 5.67 转矩 T(Nmm)41648.61 121147.48 407182.74 399079.8 传动比i 3.03 3.5 1 效率 0.96 0.96 0.98 带传动的计算参数见表 A-4 A-4 项目 oP/KW mn/r1min I0i 参数 6.28 1440 3.03 1)计算功率 根据工作条件，查教材表 8-9 取AK=1.2 cP=AKoP=1.26.28KW=7.536KW IIT=407182.74Nmm 滚筒T=399079.8

9、Nmm-5-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 2)选择 V 带类型 由cP=7.536KW、mn=1440r/min 查教材图 8-10 处于 A、B 区 域,综合机器使用年限因素各方面因素,这里选择 B 型带 3)确定 V 带基准直径 查教材表 8-11，可取1dd=125mm 2dd=121ddnn=12525.4751440=378.75mm 按教材表 8-11 将2dd取标准为 400mm，则实际从动轮转速 2n=211ddddn=1400400125=450r/min 4)验算带速v 转速误差(475.25-450)/475.25100%=5.3%在5%允许的 误差范围内 由教

10、材8-12式得 v=10006011ndd=1000601440125=9.42m/s v在 5 25m/s 之间 合适 5)初定中心距0a 由教材 8-13 式得 0.7(1dd+2dd)0a2(1dd+2dd)367.50a1050 取0a=600mm 6)初算带长0dL 由下式计算带的基准长度0dL 0dL=20a+2(1dd+2dd)+02124adddd =2600+2(125+400)+60041254002 AK=1.2 cP=7.536KW 1dd=125mm 2dd=400mm 0a=600mm -6-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 =2056mm 7)计算中心距a

11、由教材表 8-8 查得相近的基准长度dL=2000mm a=0a+20LLd=600+220562000=572mm 考虑安装调整和补偿紧力的需要，中心距应有一定的调节范围 mina=dLa015.0=572-0.0152000=542mm maxa=dLa03.0=572+0.032000=632mm 8)验算小带轮的包角1 1=180-3.5712add=180-3.57572125400 =152.5120 合适 9)确定 V 带根数 查教材表 8-5，用插值法求得单根 V 带的基本额定功率oP=2.18KW oP=1.93+120014401200146093.120.2=2.18KW

12、 查教材表 8-6，用插值法求得增量功率 0P=0.45KW 0P=120014401200146015.017.015.0=0.15KW 查教材表 8-7，用插值法求得包角系数K=0.925 K=1505.15215015592.093.092.0=0.925 查教材表 8-8，带长修正系数LK=0.98 由教材 8-17 式得 ZcP/(oP+0P)KLK dL=2000mm a=572mm mina=542mm maxa=632mm 152.5120 合适 oP=2.18KW 0P=0.15KW K=0.925 LK=0.98-7-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 (2)圆柱齿轮设

13、计 Z 98.0925.045.018.2536.7=3.16 取 Z=4 10)计算初拉力0F 查教材表 8-2，B 型 V 带质量 m=0.19kg/m 由教材 8-18 式得 0F=215.2500mvKzvPc =242.919.01925.05.242.94536.7500 =187N 9)计算对轴压力QF QF=2sin20zF=25.152sin18742=1493N 已知齿轮传动的参数，见表 A-5 齿轮相对于轴承为对称布置，单向运输、输送机的工作状况应为轻微冲击 A-5 项目 I P/KW In/r1min II Ii 参数 6.03 475.25 3.5 由于该减速器无特殊

14、要求，为制造方便，选用价格便宜、货源充足的优质碳素钢，采用软齿面 1)选择齿轮材料 查教材图 10-22 b 得 小齿轮 42SiMn 调质 217286HBS 大齿轮 45 钢 正火 169217HBS B 型带 Z=4 根 0F=187N QF=1493N-8-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 2）按齿面接触疲劳强度条件计算小齿轮直径1d 首先确定教材 10-24 式中各参数：查教材表 10-8 取 K=1.2 查教材表 10-10 取d=1 u=i=3.5 1T=161055.9nP=9.566106.03/475.25 =121171Nmm 查教材表 10-9 取EZ=189.8

15、 查教材图 10-21 得1limH=700MPa 2limH=540MPa 查教材表 10-11minHS=1 由教材 10-25 式计算得1H=700MPa 2H=540MPa H取较小的2H=540MPa 按教材公式 10-24 计算小齿轮直径 1d32H1132.2uuZKTEd 1d325.315.35408.18911211712.132.2 1d66.07mm 3）齿轮的主要参数和计算几何尺寸 确定齿轮的齿数：取1Z=20，则大齿轮2Z=1Zi=203.5=70 确定齿轮模数：11Zdm=66.07/20=3.3 查教材表 10-1 取5.3mmm 计算齿轮传动中心距：a=21Z

16、Z/2=3.590/2=157.5mm 1T=121171N mm 1Z=20 2Z=70 5.3m a=157.5mm-9-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 计算齿轮的几何参数：分度圆直径1d=1mZ=3.520=70mm 2d=2mZ=3.570=245mm 齿宽b=1dd=170=70mm 取1b75mm 2b70mm(齿宽尺寸的尾数应为 0 或 5；为便于安装，521bbmm）齿顶圆直径211Zmda77mm 2ad22Zm252mm 齿根圆直径1fd=5.21Zm=61.25mm 5.222Zmdf=236.25mm 4）校核齿轮弯曲疲劳强度 查教材表 10-12，取1FY=2

17、.8 1SY=1.55 2FY=2.2 2SY=1.78 查教材图 10-22 得1limF=550MPa 2limF=410MPa 查教材表 10-11 取minFS=1 由教材 10-26 式计算得1F=550MPa 2F=410MPa 由教材 10-26 式验算齿根疲劳强度 1F=11112SFYYmbdKT=55.18.25.370701211712.12 =73.6MPa1F 2F=22112SFYYmbdKT=78.12.25.370701211712.12 =66.4MPa2F 经验算，齿根弯曲疲劳强度满足要求，故合格 5）验算齿轮的圆周速度 1d=70mm 2d=245mm 1

18、b75mm 2b70mm 1ad=77mm 2ad252mm 1fd61.25mm 2fd=236.25mm 1F1F 2F2F-10-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 四、低 速 轴的结构设计 (1)轴的结构设计 10006011ndv=10006025.47570=1.74m/s 根据圆周速度v=1.74m/s，查教材齿轮的圆周速度表10-7 可取齿轮传动为 8 级精度 低速轴的参数见表 A-6 A-6 项目 II p/KW IIn/r1min 参数 5.79KW 135.79 1)轴上的零件布置 对于单级减速器，低速轴上安装一个齿轮、一个联轴器，齿轮安装在箱体的中间位置；两个轴承安

19、装在箱体的轴承座内，相对于齿轮对称布置；联轴器安装在箱体的外面一侧。为保证齿轮的轴向位置，还应在齿轮和轴承之间加一个套筒 2)零件的拆装顺序 轴上的主要零件是齿轮，齿轮的安装可以从左侧拆装，也可以从右侧拆装。从方便加工角度选从右端拆装，齿轮、套筒、轴承、轴承盖、联轴器依次从轴的右端装入，左端的轴承从左端装入 3)轴的结构设计 为便于轴上零件的安装，把轴设计为阶梯轴，后段轴的直径大于前段轴的直径，低速轴的具体设计如下 轴段安装联轴器，用键周向固定 轴段高于轴段形成轴肩，用来定位联轴器 轴段高于轴段，方便安装轴承 轴段高于轴段，方便安装齿轮；齿轮在轴段上用键周向固定 轴段高于轴段形成轴环，用来定位

20、齿轮 轴段直径应和轴段直径相同，以便使左右两端轴承型号一致 轴段高于轴段形成轴肩，用来定位轴承；轴段高于轴段的部分取决于轴承标准 轴段与轴段的高低没有影响，只是一般的轴身连接 低速轴的结构如图 A-2 所示 v=1.74m/s-11-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 （2）确定各轴段的尺寸 图 A-2 1）各段轴的直径 因本减速器为一般常规用减速器，轴的材料无特殊要求故选用 45 钢 查教材 13-10 45钢的 A=118107 代入设计公式 3nPAd=（118107）379.13579.541.2237.38 考虑该轴段上有一个键槽，故应将轴径增大 5%即 d（37.3841.22

21、）（1+0.05）=39.2543.28mm 轴段的直径确定为1d=42mm 轴段的直径2d应在1d的基础上加上两倍的非定位轴肩高度。这里取定位轴肩高度12h=(0.070.1)1d=3mm，即 2d=1d+212h=42+23=48mm 考虑该段轴安装密封圈，故其直径2d还要符合密封圈的标准取2d=50mm 轴段的直径3d应在2d的基础上加上两倍的非定位轴肩高度，但因该轴段要安装滚动轴承，故其直径要与滚动轴承内径相符合。这里取3d=55mm 同一根轴上的两个轴承，在一般情况下应 取 同 一 型 号，故 安 装 滚 动 轴 承 处 的 直 径 应 相 同，即7d=3d=55mm 轴段上安装齿轮

22、，为安装方便取4d=58mm 轴段高于 1d=42mm 2d=48mm 7d=3d=55mm 4d=58mm-12-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 (3)确定各轴段长度 轴段只是为了安装齿轮方便，不是定位轴肩，应按非定位轴肩计算34h=1.5mm 轴段的直径5d=4d+245h 45h是定位环的高度取45h=(0.070.1)4d=5.0mm 即5d=58+25=68mm 轴段的直径6d应根据所用的轴承类型及型号查轴承标准取得，预选该段轴承用 6311 轴承(深沟球轴承，轴承数据见课程设计指导书附录 B)，查得6d=65mm 2）各段轴的长度 如图 A-3 A-3 轴段安装有齿轮，故该

23、段的长度4L与齿轮宽度有关，为了使套筒能顶紧齿轮轮廓应使4L略小于齿轮轮廓的宽度，一般情况下齿轮L4L=23mm，齿轮L=70mm，取4L=68mm 轴段包括三部分：3L=432L齿轮LB，B 为滚动轴承的宽度，查得指导书附录 B 可知 6311 轴承 B=29mm 2为齿轮端面至箱体的内壁的距离，查指导书表 5-2，通常可取2=1015mm；3为滚动轴承内端面的至减速器内壁的距离，轴承的润滑方式不同，3的取值也不同，这里选油润滑方 式，查指导书表5-2，可取3=35mm，这里取2=10mm，5d=68mm 6d=65mm 4L=68mm -13-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 3=5

24、mm，即 3L=432L齿轮LB =29+10+5+2 =46mm 轴段的长度应包含三部分：2L=mel1，1l为联轴器的内端面至轴承端盖的距离，查指导书表 5-2，通常可取1520mm。e部分为轴承端盖的厚度，查指导书表 5-7(6311 轴承D=120mm，3d=10mm)，e=1.23d=1.210=12mm；m部分则为轴承盖的止口端面至轴承座孔边缘距离，此距离应按轴承的结构形式、密封形式及轴承座孔的尺寸来确定，轴承座孔的宽度座孔L=+1c+2c+510mm，为下箱座壁厚，应查指导书表5-3，这里取=8mm，1c、2c为轴承座旁联接到箱体外壁及箱边的尺寸，应根据轴承座旁连接螺栓的直径查表

25、 5-3，这里取轴承座旁连接螺栓1dM=10mm，查表 5-3 得：1c=20mm、2c=16mm；为加工轴承座孔端面方便，轴承座孔的端面应高于箱体的外表面，一般可取两者的差值为510mm；故最终的 座孔L=（8+20+16+6）=50mm,反算m=BL3座孔=（50-5-29）=16mm，2L=mel1=15+12+16=43mm 轴段安装联轴器，其长度 L1与联轴器的长度有关，因此先选择联轴器的型号和类型，才能确定1L的长度。为了补偿和安装等的误差及两轴线的偏差，优先考虑弹性套柱销联轴器，根据安装联轴器轴段的直径，查附录指导书 F 选联轴器的型号为TL71J型轴孔，联轴器安装长度L=84m

26、m，考虑到联轴器的链接和固定的需要，因此取1L=82mm 轴段的长度5L轴环的宽度b（一般b=1.445h），取5L=7mm 轴段长度6L由2、3的尺寸减去5L的尺寸来确定，6L=2+3-5L=10+5-7=8mm 轴段的长度7L应等于或略大于滚动轴承的宽度B,B=29mm，取7L=30mm 轴的总长度等于各轴段长度之和即 3L=46mm 2L=43mm 1L=82mm 5L=7mm 6L=8mm-14-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 （4）按 扭 转 和弯曲强度组合进行强度校核 总L=1L+2L+3L+4L+5L+6L+7L =82+43+46+68+7+8+30 =284mm 轴段

27、之间的砂轮越程槽包含在轴段的长度之内 低速轴轴承的支点之间距离为 Bbl2)(322=70+152+29=129mm 1）计算轴上的作用力 从动轮的转矩 T=4027182.74 Nmm 齿轮分度圆直径2d=245mm 齿轮的圆周力 Ft=dT2=245407182.742Nmm=3323.9 Nmm 齿轮的径向力 Fr=tantFNmm=1209.8 N mm 2）计算支反力及弯矩 计算垂直平面内的支反力及弯矩 a.求支反力；对称布置，只受一个力，故FAV=FBV=Fr/2=1209.8/2=604.9N b.求垂直平面的弯矩 -截面：IVM=604.964.5mm=39016.05N mm

28、 -截面：IIVM=604.931.5mm=19054.35N mm 计算水平平面内的支反力及弯矩 a.求支反力：对称布置，只受一个力，故 AHF=BHF=Ft/2=3323.9/2N=11661.95N b.求水平平面的弯矩 -截面：IHM=1661.9564.5=107195.78Nmm -截面：IIHM=1661.9531.5=52351.43Nmm 总L=284mm l=129mm T=4027182.74 Nmm Ft=3323.9 Nmm Fr=1209.8 Nmm FAV=FBV=604.9N IVM=39016.05Nmm IIVM=19054.35Nmm AHF=BHF=11

29、661.95N IHM=107195.78Nmm IIHM=52351.43Nmm -15-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 求各截面的合成弯矩-截面：IM=22IHIVMM=22107195.7839016.95 =114075.7Nmm-截面：IIM=22IIHIIVMM=2252351.4319054.35 =55711.2Nmm 计算转矩 T=407182.74Nmm 确定危险截面及校核其强度 按弯矩组合计算时，转矩按脉动循环变化考虑，取=0.6.按两个危险截面校核:-截面的应力：e I=31.0)(221dTM=322581.0)7182.74406.0(114075.7 =1

30、6.21MPa -截面的应力：e II=31.0)(222dTM=322551.0)7182.74406.0(55711.2 =15.06MPa 查教材表 13-3 得 1=54MPa.e I、e II 均小于 1，故轴的强度满足要求 3）绘制轴的计算简图 为计算轴的强度，应将载荷简化处理，直齿圆柱齿轮，其受力可分解为圆周力 Ft、径向力 Fr。两端轴承可简化为一端活动铰 IM=114075.7Nmm IIM=55711.2Nmm T=407182.74Nmm e I=16.21MPa e II=15.06MPa -16-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 五、高速轴的设计 链。一端为固定

31、铰链，如图 A-4 所示。为计算方便，选择两个 危险截面-、-、-危险截面选择安装齿轮的轴段中 心位置，位于两个支点的中间，距 B 支座距离为129/2=64.5mm；-危险截面选择在轴段和轴段的截面处，距B 支座的距 离为29/2+15+2mm=31.5mm 图 A-4 轴的强度计算 高速轴的设计主要是设计各轴段的直径，为设计俯视图做准备。有些轴段的长度可以根据轴上的零件来确定；有些轴段的长度在确定低速轴处的箱体后，取箱体内壁为一直线就可确定 经设计高速轴可以做成单独的轴面而不是齿轮轴。为使零件定位和固定，高速轴也和低速轴一样设计为七段,如下图 A-5 -17-/26 设计项目 计算及说明

32、主要结果 （1）轴 的 结 构设计 图 A-5 高速轴的参数见如下表 A-7 A-7 项目 I p/KW IIn/r1min 参数 6.03 475.25 1)轴上的零件布置 对于单级减速器，低速轴上安装一个齿轮、一个 V 带轮，齿轮安装在箱体的中间位置；两个轴承安装在箱体的轴承座内，相对于齿轮对称布置；V 带轮安装在箱体的外面一侧。为保证齿轮的轴向位置，还应在齿轮和轴承之间加一个套筒 2)零件的拆装顺序 轴上的主要零件是齿轮，齿轮的安装可以从左侧拆装，也可以从右侧拆装。从方便加工角度选从右端拆装，齿轮、套筒、轴承、轴承盖、V 带轮依次从轴的右端装入，左端的轴承从左端装入 3)轴的结构设计 为

33、便于轴上零件的安装，把轴设计为阶梯轴，后段轴的直径大于前段轴的直径，低速轴的具体设计如下 轴段安装 V 带轮，用键周向固定 轴段高于轴段形成轴肩，用来定位 V 带轮 轴段高于轴段，方便安装轴承 轴段高于轴段，方便安装齿轮；齿轮在轴段上用键周 -18-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 （2）确定各轴段的尺寸 向固定 轴段高于轴段形成轴环，用来定位齿轮 轴段直径应和轴段直径相同，以便使左右两端轴承型号一致 轴段高于轴段形成轴肩，用来定位轴承；轴段高于轴段的部分取决于轴承标准 轴段与轴段的高低没有影响，只是一般的轴身连接 1）各段轴的直径 因本减速器为一般常规用减速器，轴的材料无特殊要求故选用

34、 45 钢 查教材 13-10 45钢的 A=118107 代入设计公式 3nPAd=（118107）325.47503.627.524.9 考虑该轴段上有一个键槽，故应将轴径增大7%即 d（27.524.9）（1+0.07）=26.629.4mm 轴段的直径确定为1d=28mm 轴段的直径2d应在1d的基础上加上两倍的非定位轴肩高度。这里取定位轴肩高度12h=(0.070.1)1d=2mm，即 2d=1d+212h=28+22=32mm 考虑该段轴安装密封圈，故其直径2d还要符合密封圈的标准取2d=35mm 轴段的直径3d应在2d的基础上加上两倍的非定位轴肩高度，但因该轴段要安装滚动轴承（6

35、308），故其直径要与滚动轴承内径相符合。这里取3d=40mm 同一根轴上的两个轴承，在一般情况下应取同一型号，故安装滚动轴承处的直径应相同，即7d=3d=40mm 轴段上安装齿轮，为安装方便取4d=43mm 轴段高于轴段只是为了安装齿轮方便，不是定位轴肩，应按非定位轴肩计算34h=1.5mm 轴段的直径5d=4d+245h 45h是定位环的高度取45h=(0.070.1)4d=6mm 即5d=43+26=55mm 1d=28mm 2d=32mm 7d=3d=40mm 4d=43mm 5d=55mm -19-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 （3）确定各段轴的长度 轴段的直径6d应根据所

36、用的轴承类型及型号查轴承标准取得，预选该段轴承用 6308 轴承(深沟球轴承，轴承数据见课程设计指导书附录 B)，查得6d=49mm 2）各段轴的长度 如图 A-6 A-6 轴段安装有齿轮，故该段的长度4L与齿轮宽度有关，为了使套筒能顶紧齿轮轮廓应使4L略小于齿轮轮廓的宽度，一般情况下齿轮L4L=23mm，齿轮L=75mm，取4L=75-3=72mm 轴段包括三部分：3L=432L齿轮LB，B 为滚动轴承的宽度，查得指导书附录 B 可知 6308 轴承 B=23mm 2为齿轮端面至箱体的内壁的距离，查指导书表 5-2，通常可取2=1015mm；3为滚动轴承内端面的至减速器内壁的距离，轴承的润滑

37、方式不同，3的取值也不同，这里选油润滑方 式，查指导书表 5-2，可取3=35mm，这里取2=7.5mm，3=5mm 均由前面低速轴距离而确定，即 3L=432L齿轮LB =23+7.5+5+3 =38.5mm 轴段的长度应包含三部分：2L=mel1，1l为 V 带轮的内端面至轴承端盖的距离，查指导书表 5-2，通常可取 1520mm。e部分为轴承端盖的厚度，查指导书表 5-7(6308 轴承 D=90mm，6d=49mm 4L=72mm 3L=38.5mm -20-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 六键的选择及强度校核 （1）选择键的尺寸 3d=8mm)，e=1.23d=1.28=9.

38、6mm；m部分则为轴承盖的止口端面至轴承座孔边缘距离，此距离应按轴承的结构形式、密封形 式 及 轴 承 座 孔 的 尺 寸 来 确 定，轴 承 座 孔 的 宽 度座孔L=+1c+2c+510mm，为下箱座壁厚，应查指导书表5-3，这里取=8mm，1c、2c为轴承座旁联接到箱体外壁及箱边的尺寸，应根据轴承座旁连接螺栓的直径查表 5-3，这里取轴承座旁连接螺栓1dM=10mm，查表 5-3 得：1c=20mm、2c=16mm；为加工轴承座孔端面方便，轴承座孔的端面应高于箱体的外表面，一般可取两者的差值为510mm；故最终的 座孔L=（8+20+16+6）=50mm,反算m=BL3座孔=（50-5-

39、23）=22mm，2L=mel1=15+9.6+2=46.6mm 轴段的长度5L轴环的宽度 b（一般 b=1.445h），5L=8.4mm 轴段长度6L由2、3的尺寸减去5L的尺寸来确定，6L=2+3-5L=7.5+5-8.4=4.1mm 轴段的长度L7应等于或略大于滚动轴承的宽度 B,B=23mm，取7L=24mm 轴的总长度等于各轴段长度之和即 总L=1L+2L+3L+4L+5L+6L+7L =50+46.6+38.5+72+8.4+4.1+24 =243.6mm 低速轴上在段轴和段轴两处各安装一个键，按一般使用情况选择采用 A 型普通平键连接，查教材表选取键的参数，见表A-8 A-8 键

40、 1：GB/T1096-79 键 128 键 2：GB/T1096-79 键 1811 段轴 d1=42mm bh=12mm8mm L1=80mm 段轴 d4=58mm bh=16mm10mm L2=64mm 2L=46.6mm 5L=8.4mm 6L=4.1mm 7L=24mm 总L=243.6mm -21-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 （2)校核键的强度 七选择轴承及计算轴承寿命 （1）轴 承 型 号的选择 （2）轴承寿命计算 轴段上安装联轴器，联轴器的材料为铸铁，载荷性质为轻微冲击，查教材表 6-3p=5060MP 轴段上安装齿轮，齿轮的材料为钢，载荷性质为轻微冲击，p=100

41、120MPa 静联接校核挤压强度:轴段：1p=dhlT4=8082474.4071824=60.59MPa,计算应力1p 略大于许用应力，因相差不大，可以用以确定的尺寸，不必修改 轴段：2p=dhlT4=65105874.4071824=43.2MPa 小于许用应力 合理 所以键连接强度满足要求 高速轴选轴承类型为深沟球轴承，型号为 6308 低速轴选轴承类型为深沟球轴承，型号为 6311 高速轴：高速轴的外端安装有带轮，中间安装有齿轮，要计算轴承的寿命，就要先求出轴承支座的支反力，进一步求出轴承的当量动载荷，然后计算轴承的寿命 画出高速轴的受力图并确定支点之间的距离见图 A-7 图 A-7

42、-22-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 带轮安装在轴上的轮毂宽 L=（1.52）d0，d0为安装带轮处的轴径，即高速轴的第一段轴径，d0=d1=25mm，L=（1.52）28mm=4256mm，取第一段轴的长度为 50mm。第二段轴的长度取低速轴的第二段轴长一样的对应关系，但考虑该轴段上的轴承宽度（6308 的 B=23mm），故取该轴段的长度为 46.6mm，带轮中心到轴承A支点的距离L3=50mm/2+46.6m+23mm/2=83.1mm。高速轴两轴承之间的支点距离为原低速轴的两支点的距离减去两轴承宽度之差，应为 1296mm=123mm，因对称布置，故 L1=L2=123mm/

43、2=61.5mm 高速轴上齿轮的受力和低速轴的力大小相等，方向相反，即：Fr1=1209.8 N,Ft1=3323.9 N 注：高速轴上安装有带轮，带对轴的压力 FH=1493N 作用在高速轴上，对轴的支反力计算有影响，安装不同，该力对轴的支反力影响不同。具体情况不明，故方向不确定，采用在求出齿轮受力引起的支反力后直接和该压力引起的支反力想加来确定轴承最后的受力 因齿轮相对于轴承对称布置，A、B 支座的支反力数值一样，故只计算一边即可。求轴承A 处支反力：水平平面：FAH=FBH=Ft1/2=1661.95N 垂直平面：FAV=FBV=Fr1/2=604.9N 求合力：FA=22AHAVFF=

44、22604.91661.95=1768.6N 考虑带的压力对轴承支反力的影响，因方向不定，以最不利因素考虑：MB=0 )()(12123LLFLLLFARR=0 ARF=12123)(LLLLLFR=12361.3)61.5317(83.11 =2206.8N 当量动载荷 P=22AVAHFF=22605.066.1=1.77KN 轴承受到的最大力为maxAF=1768.6+2206.8=3975.5N 正常使用情况，查教材表 14-7 和 14-8 得:ft=1,fp=1.2,=3 查指导书附录B:轴承6308的基本额定载荷C=40.8kW,代入公式：-23-/26 设计项目 计算及说明 主

45、要结果 八、选择轴承的润滑方式与密封形式 1hL=n601063pfcfPT=75.254601063975.32.18.401=21939h 低速轴：正常使用情况，查教材表 14-7 和 14-8 得:ft=1,fp=1.2,=3 查附录 B:轴承 6311 的基本额定载荷 C=71.5kw,因齿轮相对于轴 对称分布，轴承的受力一样，可只算 A 处，当量动载荷P=22AVAHFF=22605.066.1=1.77KW 代入公式：2hL=n601063pfcfPT=135.7960106377.12.15.711=4.6610h 从计算结果看，高速轴轴承使用时间较短。按最短时间算，如按每天两班

46、制工作，每年按 300 天计算，约使用四年，这只是理论计算，实际情况比较复杂，应根据使用情况，注意观察，发现损坏及时更换。低速轴轴承因转速太低，使用时间太长，实际应用中会有多种因素影响，要注意观察，发现损坏及时更换。1）润滑方式 轴承的润滑方式取决于浸油齿轮的圆周转速度，即大齿轮的圆周速度，大齿轮的的圆周速度 v=dan/60000=1.8m/s 接近 2m/s,可选用脂润滑也可选用油润滑，这里选择油润滑。2）密封形式 因轴的转速不高，高速轴的轴颈圆周速 v=d2n/60000=0.87 m/s5m/s，故高速轴处选用接触式毡圈密封 低速轴轴颈的圆周速度为 v=d2n/60000=0.35m/

47、s5m/s，故 低速轴处也选用接触式毡圈密封 注：确定润滑方式后就可确定、段的轴长，装配图的俯视图就基本完成，第一阶段设计基本完成，可以进入第二阶段的设计 一般情况下，为制造和加工方便，采用铸造箱体，材料为铸铁。箱体结构采用剖分式，剖分面选择在轴线所在的水平面 1hL=21939h 2hL=4.6610h-24-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 九、箱体及附件的设计 （1）箱体的选择 （2）轴 承 端 盖的选择 (3)确定检查孔与孔盖 (4)确定通气器 (5)油标装置 (6)螺塞 (7)定位销(8)起吊装置 箱体的中心高度 H=da2/2+（5070）mm=252/2+（5070）=17

48、6196mm取中心高度 H=180mm，取箱体厚度=8mm 选用凸缘式轴承端盖，根据轴承型号设计轴承盖的尺寸：高速轴：D=90mm，d3=8mm，D0=110mm，D2=130mm 低速轴：D=120mm，d3=10mm，D0=145mm，D2=120mm 根据减速器中心距 a=157.5mm，查指导书表 5-15 得：检查孔尺寸：L=120mm，b=70mm 检查孔盖尺寸：l1=150mm，b1=100mm，b2=85mm，l2=135mm，d4=8mm 材料：Q235，厚度取 6mm 选用指导书表 5-15 中通气器 1，选用 M161.5 选用表 5-16 中 M12 选用表 5-19

49、中 M161.5 选用圆锥销。查指导书表 5-20 可得：销钉公称直径 d=8mm 按中心距查表 5-21 得，箱体重量 85kg，选用吊环螺钉为 M8 中心高度H=180mm -25-/26 设计项目 计算及说明 主要结果 十、设计小结 这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在老师的谆谆教导，和同学们的热情帮助下，使我找到了信心。现在想想其实课程设计当中的每一天都是很累的，其实正向老师说得一样，机械设计的课程设计没有那么简单，你想 copy 或者你想自己胡乱蒙两个数据上去来骗骗老师都不行，因为你的每一个数据都要从机械设计书上或者

50、机械设计手册上找到出处。虽然种种困难我都已经克服，但是还是难免我有些疏忽和遗漏的地方。完美总是可望而不可求的，不在同一个地方跌倒两次才是最重要的。抱着这个心理我一步步走了过来，最终完成了我的任务。在此要感谢我们的指导老师赵老师、袁老师对我们悉心的指导，感谢老师们给我们的帮助。在设计过程中，我通过查阅有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难