機械設計基礎課程設計--帶式運輸機傳動裝置的設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 176。 176。 179。 49795280? =176。 120176。 （適用） 為保證傳動能力，應使小帶輪包角 α 1≧ 120176。；若包角過小 ，可加大中心距或增設張緊輪。 確定帶的根數 ： 查 [2]P199表 187 得： 小帶輪包角修正系數 Kα = 285mm≤ a0≤ 760mm 初定 a0=500mm L= L d=1600mm 確定 a≈497mm α 1=176。 湖南工業大學機械 設計基礎課程設計 13 查 [2]P197表 184 得： 單根 V帶傳遞的額定功率 P1= 查 [2]P198表 185 得： i≠1 時單根 V帶的額定功率增量 △ P1= 查 [2]P195表 182 得： KL= Z≧Lac KKPP P )(11 ?? = )( ??? = (至少 取 2根 ) 確定單根帶的 初拉力 。 初拉力 F0小，則帶傳動的傳動能力小，易打滑；初拉力 F0過大，則帶的壽命低，對軸及軸承的拉力大。一般認為，既能發揮帶的傳動能力，又能保證帶的壽命的單根 V帶的初拉力應為 查 [2]P199表 188 得 V帶每米長的質量 q=F0=500179。ZVK PKa ca)( ?+qv2 =500179。 )( ?? ?? +179。 = kN 計算軸上壓力 為了設計軸和軸承，應該計算 V帶對軸的壓力 FQ。 FQ可以近似按帶兩邊的初 拉力 F0的合力計算 FQ≈ 2ZF0sin(21a ) =2179。 2179。 179。 sin( ? ) = V帶帶輪。 Z=2 F0= kN FQ≈ 湖南工業大學機械 設計基礎課程設計 14 帶輪常用材料為灰鑄鐵。當帶速小于 30m/s時，一般采用鑄鐵 HT150或 HT200；轉速較高時可用鑄鐵或鋼板沖壓焊接結構；小功率時可用鑄鋁或塑料。 六、 齒輪傳動設計 結果 材料選擇 帶式輸送機的工作載何比較平穩，對減速器的外廓 尺寸沒有限制，為了便于加工，采用軟齒面齒輪傳動。小齒輪選用 45號鋼，調質處理，齒面平均硬度為 240HBS；大齒輪選用 45號鋼，正火處理，齒面平均硬度為190HBS。 參數選擇 ① 由于采用軟齒面閉式傳動 ,故齒數取 z1=24 z2=i12z2=179。 24= 取整 z2=92 ② 根據工況查 [1]P147表 112，取載荷系數 K=。 ③ 由于是單級齒輪傳動，且兩支承相對齒輪為對稱布置，兩輪均為軟齒面，查 [1]P151表 115，取齒寬系數 Фd=。 ④ 采用單級減速傳 動，齒數比 u=i12=。 ⑤ 由于兩齒輪都是鋼制的，查 [1]P148表 113，取彈性影響系數 ZE= 確定許用應力 小齒輪的齒面平均硬度為 240HBS。許用應力可根據 查 [1]P145111通過線性插值來計算，即 [σ H]1=[513+ 217255 217240?? 179。（ 545513） ]MPa=532 MPa [σ F]1=[301+ 217255 217240?? 179。（ 315301） ]MPa=309 MPa 大齒輪的齒面平均硬 度為 190HBS，由 查 [1]P145 表 111通過線性插值求得許用應力分別為 取 z1=24 取 z2=92 湖南工業大學機械 設計基礎課程設計 15 [σ H]2=491 MPa， [σ F]2=291 MPa 前面已算出 ： T1== 按齒面接觸疲勞計算 取較小的許用應接觸應力 [σ H]2代入 [1]P148（ 117） 式 中，得小齒輪分度圓直徑為 d1≥ 179。 ? ?3 221 1 ?????????HEdZuuKT ? =（ 179。 3 2491 ??????????） = 齒輪的模數為 m= 11zd ≥ = 查 [1]P54表 42 取標準模數 m=2mm 計算齒輪的主要幾何尺寸 分度圓直徑 d1=mz1=(2179。 24)mm=48mm d2=mz2=(2179。 92)mm=184mm 齒頂圓直徑 da1=(z1+2ha*)m=[(24+2179。 1)179。 2]mm=52mm da2=(z2+2ha*)m=[(92+2179。 1)179。 2]mm=188mm 齒根圓直徑 df1=d12hf=(z12ha*2c*)m=(242179。 12179。 )179。 2=43mm df2=d22hf=(z22ha*2c*)m=(922179。 12179。 )179。 2=179mm 中心距 a= 2 21 dd? = 2 )18448( ? mm=116mm 齒寬 b=Фdd1=1179。 48mm=48mm 故取 b2=48mm,b1=b2+(5～ 10)mm，取 b1=55mm 按齒根彎曲疲勞強度校核 確定有關關系如下 d1≥ m= 取標準模數 m=2mm d1=48mm d2=184mm da1=52mm da2=188mm df1=43mm df2=179mm a=116mm b=48mm 故取 b2=48mm 取 b1=55mm 湖南工業大學機械 設計基礎課程設計 16 ① 齒形系數 YFa 查 [1]P149表 114得 YFa1= YFa2= ② 應力修正系數 YSa 查 [1]P149表 114得 YSa1= YSa2= 帶入 [1]P149（ 119） 式中 ，得 σF1= SaFaYYzbmKT ?12 12= 2 ???? ??MPa =≤ [σF] 1=309MPa σF2=11221SaFaSaFaF YY YY? = 78 ? ?? =≤ [σF] 2=291MPa 齒根彎曲強度校核合格。 σF1= σF2= 湖南工業大學機械 設計基礎課程設計 17 七、 軸的設計 結果 （一）、 輸出 軸設計 選擇軸的材料 ， 確定許用應力 選軸的材料為 45號鋼， 正火 處理。查 [1] P224 表 151可知： 強度極限 σ b=600Mpa, 屈服極限 σ s=300Mpa, 許用彎曲應力 [σ]= 55Mpa 按扭轉強度估算軸的最小直徑 當作用在軸上的彎矩比扭矩小，或軸只受扭矩時， [? ]值取較大值，即 [? ]=40， A值取較小值，即 A=118。 單級齒輪減速器的低速軸為轉軸，輸出端與聯軸器相接，從結構要求考慮，輸出端軸徑應最小，最小直徑為： d≥ ? ? 33 6 nPII??? = 3nPA II?= 3?≈ 查 [2]P121表 1213 并且 考慮鍵槽的影響以及聯軸器孔徑系列標準， 當 軸上開有鍵槽時，軸徑還應增大 5%～ 7%（一個鍵槽）或 10%～ 15%（兩個鍵槽）所以 取 d=30mm 確定各段軸的直徑 將估算軸 d=30mm作為外伸端直徑 d1與 聯軸器相配（如圖 62（ a） ），考慮聯軸器用軸肩實現軸向定位，取第二段直徑為 d2=35mm 齒輪和 右 端軸承從 右 側裝入，考慮裝拆方便以及零件固定的要求，裝軸處 d3應大于 d2，取 d3=40mm，為便于齒輪裝拆與齒輪配合處軸徑 d4應大于 d3，取 d4=45mm。齒輪 右 端用用套筒固定 ,左 端用軸環定位 ,軸環直徑滿足齒輪定位的同時 ,還應滿足 左 側軸承的安裝要求 ,所以 d5=55mm，d6=46 mm， 根據選定軸承型號確定 .右端軸承型號與左端軸承相同 ,取d7=40mm. 選擇軸承型號 . 初選深溝球軸承 ,代號為 6008,查 [2]P130表 132可得 : 內徑為 d=40mm,軸承寬度 B=15mm,安裝尺寸 da=46,故軸環直徑 d6=46mm. 確定軸各段直徑和長度 Ⅰ 段： d1=30mm 長度取 L1=51mm Ⅱ 段 :d2=35mm 考慮聯軸器和箱體外壁應有一定 距 離而定，為此，取該段長為 55mm， III段： d3=40mm 考慮齒輪端面和箱體內壁，軸承端面和箱體內壁應有一定距離。取套筒長為 10mm，通過密封蓋軸段長應根據密封蓋的寬 湖南工業大學機械 設計基礎課程設計 18 度，并安裝齒輪段長度應比輪轂寬度小 2mm,還要加上一個封油盤（取寬為 12mm）， 故 III 段長： L3=（ 2+10+15+12） =39mm Ⅳ 段直徑 d4=45mm L4= 482=46mm Ⅴ 段直徑 d5=55mm L5=5mm Ⅵ 段直徑 d6=46mm. 長度與右面的套筒相同，即長度 L6=5mm Ⅶ段直徑 d7=40mm 考慮到還要加一個封油盤，封油盤寬取 12mm所以 L7=12+15=28mm 由上述軸各段長度可算得軸支承跨距 L=107mm 根據以上數據，作出輸出軸的結構簡圖如圖 ： 圖 齒輪上作用力的計算 齒輪所受 的轉矩： 查 [設計說明書 ]P9 知： TⅡ =178。 m=126070N178。 mm 齒輪作用力： 圓周力： Ft=2TⅡ /d2=2179。 126070/184=1370N 徑向力： Fr=Ft178。 tan20176。 =1370179。tan20 176。 =499N 求作用在軸上的外力和支反力 軸上所受的外力有：作用在齒輪上的兩個分力，圓周力 Ft和徑向力 Fr，方向如圖所示；作用在齒輪和半聯軸器之間軸段上的扭矩為 T。 將作用在軸上的力向水平面和垂直面分解，然后按水平和垂直面分別計算。 ① 垂直面的支反力（見圖 62（ b）） RAV=RBV=2rF = 2499 = ② 水平面上的支反力（見圖 62(c)） RAH=RBH=2tF = 21370 =685N 作彎矩圖 d1=30mm L1=51mm d2=35mm L2=55mm d3=40mm L3=39mm d4=45mmL4=46mm d5=55mmL5=5mm d6=46mmL6=5mm d7=40mmL7=28mm L=107mm 湖南工業大學機械 設計基礎課程設計 19 圖 ① 作垂直彎矩圖 （見圖 （ b）） 垂直面上截面的 D處的彎矩 MDV=－ RAV179。 67=－ 179。 67=－ N178。 mm ② 作水平面彎矩圖 （見圖 （ c）） 水平面上截面 D處的彎矩 MDH=RAH179。 67=685179。 67=45895 N178。 mm ③ 作合成彎矩圖 （見圖 （ d）） 把水平面和垂直面上的彎矩按矢量和合成起來，其大小為 MD= 22 DHDV MM ? = 22 ? = N178。 mm ④ 作扭矩圖 （見圖 （ e）） 扭矩只作用在