【正文】 承 輸入軸和中間軸有一定的軸向力， 輸出軸的軸向力較小。一般展開(kāi)式 二級(jí)圓柱齒輪減速器，高速級(jí)的傳動(dòng)比應(yīng)比底速級(jí) 傳動(dòng)比略高一些，其值為 21 )~( ii ? ，再考慮到外部的開(kāi)式齒輪尺寸不能太大， 故取減速器中高速級(jí)齒輪 ?齒i ，底速級(jí)的齒輪傳動(dòng)比為 2 5 ??? 齒齒 ii ，則外部開(kāi)式齒輪的傳動(dòng)比為 ?齒i 。 幾何尺寸計(jì)算 １） 計(jì)算中心距 mmmZZa n 14c os2 )9432(c os2 )( 21 ?? ????? ?? 將中心距圓整為 81mm ２） 按圓整后的中心距修正螺旋角 ? )9432(a rc c os2 )(a rc c os 21 ?? ????? a mZZ n? 因 ? 值改變不多，故參數(shù) ?? 、 ?K 、 HZ 等不必修正 。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 mmd ? 來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。1 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（軟件版），選用 YL4 型 聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 40000N查得其參數(shù)為： mmmmmmTDd ????? ，所以 lⅢ Ⅳ =。 １） 計(jì)算支反力（以 B為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系向右，向上為正水平為 X 軸） 水平面 Σ MB＝ 0,RDH － Ft ＝ 0 , 而 Ft=,則 RDH= Σ F＝ 0 , RBH＝ Ft－ RDH＝ = 彎矩 M為： M（ x） = (0≤ x≤ ) = () (≤ x≤ 所以： McH= = 27 設(shè)計(jì)目的 說(shuō)明計(jì)算及設(shè)計(jì) 備注 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 垂直面 Σ MB＝ 0, RDV － Fr + Fa21d＝ 0 , RDV= Σ F＝ 0, RBV＝ Fr－ RDV＝ = 彎距 : Mv(x)＝ (o≦ x≦ ) = (≦ x≦ ) 所以： MCV1＝ = MCV2= MCV1 Fa21d= = 2) 合成彎距 MC1＝ 122 CVCH MM ? ＝ mm 此軸上的截面都較安全 28 中間 軸的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)目的 說(shuō)明計(jì)算及設(shè)計(jì) 備注 軸的 軸結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) (1) 擬定軸上零件的裝配方案 (2) 計(jì)算 1) 輸入軸上的功率 m i n/, 22 rkwP ?? 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 mNTT ?????? 2239。 大 、小 齒輪 的輪轂寬度分別 為 40mm、 65mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度約為 2～ 3ｍｍ ,故取 lⅤ Ⅵ =38mm ， l Ⅲ － Ⅳ =62mm。平鍵的選擇將在以后討論 。 mm MD1＝ 122 DVDH MM ? ＝ mm 總彎距 MC= 3－ 1及 167。根據(jù)表 １５－３， 取 112??A （以下軸均取此值），于是由式 １５－２ 初步估算軸的最小直徑 mmnPAd ??? ? 這是 軸的最小直徑 21?d ， 又因此軸上有兩個(gè)鍵槽，所以， mmd 41%)121( ????? （ 3） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 初步選擇滾動(dòng)軸承 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承 。 3) 軸承端蓋的總寬度為 15mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定），再考慮到軸出來(lái)后一段距離才到臺(tái)階軸 ,則取 l Ⅵ － Ⅶ =50mm 4)為使 底速軸 上的大齒輪與 中間軸 上的小齒輪對(duì)齊和兩端軸承的支持點(diǎn)在同一平面，即要滿足 L1= ,即 L2′ =L2+L3 經(jīng)計(jì)算得 :lⅡ －Ⅲ =Ⅴ Ⅵ = dⅦ Ⅷ =36mm,取 lⅦ Ⅷ =40mm 至此 ,已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 mm MDV2＝ MDV1 Fa222d=843849N根據(jù)課本式 15－ 5及上表中的值，并扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 α ＝ ，軸的計(jì)算應(yīng)力 : M P aW TMca c 13 3222 )3 29 1 ( 59 7 3)( ??? ? ??? ?? 已由前面查得 許用彎應(yīng)力 11 ][,60][ ?? ?? ??? caM P a 則. 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 RAH＝ RBH＝ RAV= RBV= 彎距 M MCH=hP Cn fL th 3103 ????????? ???????????? ? 由課本表 13－ 3 知軸承的預(yù)期計(jì)算壽命 L hˊ 為 12020～ 20200h, L hL hˊ ，所選軸承合適。 基本額定動(dòng)載荷 C＝ 48KN，軸向動(dòng)載荷系數(shù)為： Y=2(Fa/Fre 時(shí)的值 )，判斷系數(shù) e= 1） 軸承的徑向載荷 軸承 D RD＝ DVDH RR 22 ? ＝ 軸承 B RB＝ BVBH RR 22 ? ＝ 2） 軸承的軸向載荷 軸承的派生軸向力 YFS 2? 所以有： SD＝ NYR D ??? SB＝ NYR B ??? 外部軸向力 Fa＝ ,因?yàn)?SB+Fa＝ +SD，軸承 D 被壓緊，所以兩軸承的軸向力為 AB＝ SB＝ AD＝ SB+Fa＝ 3） 3) 計(jì) 算徑向當(dāng)量動(dòng)載荷 課本表 13－ 6 取載荷 fp＝ 軸承 D AD/RD=e= 查課本表 13－ 5 取 X＝ ， Y＝ 2，則 PrD＝ fp（ XRD＋ YA D）＝ 軸承 B AB/RB=e= 故取 X＝ 1， Y=0。 mm 由以上得軸的彎距和扭距圖可以看出截面 C 是軸的危險(xiǎn)截面。 mm 垂直面彎距 M(x)＝ (0≤ x≤ ) =(≤ x≤ ) =(≤ x≤ ) MCV= =軸肩高度 h～ ，取 h＝ 4mm，則軸環(huán)處的直徑 dⅣ － Ⅴ ＝ 60mm。34?????????????????? 小齒輪： NFNFFNdTFtFntrt a a n 20c o s 6 5 7c o s5555139。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ασ及 ατ 按課本附表 3－ 2 查取。根據(jù)課本式 15－ 5及上表中的值，并扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 α ＝ ，軸的計(jì)算應(yīng)力 : MP aW TMca c 3222 45.\ )1 09 8 ( 14 9 18)( ??? ? ??? ?? 已由前面查得 許用彎應(yīng)力 11 ][,60][ ?? ?? ??? caM P a 則 （ 5） 判斷危險(xiǎn)截面 由彎距圖和扭距圖可知，受載最大的截面為 C、 Ⅳ 、 Ⅴ 、 D，其中截面 C上的彎距最大，但從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看 ， 截面 Ⅲ 、 Ⅳ 處的過(guò)盈配合引起的 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 RAH＝ RBH＝ RAV= RBV= 彎距 M MCH= mm MDV2＝ MDV1 Fa222d=至此 ,已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 參照工作 要求，因 dmin＝ ，初選軸承型號(hào)為 32206 的圓錐滾子軸承，由機(jī)械設(shè) 計(jì)手 冊(cè) (軟件版 ) 查得其軸承參數(shù)： d D T =30mm 62mm . 所以 dΙ — Ⅱ = dⅦ － Ⅷ =30 mm,l Ι — Ⅱ =l Ⅶ － Ⅷ =,左右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，軸承軸肩高度 h＝（ ~） d=~3mm,故取 h=，因此，取 dⅡ － Ⅲ ＝ dⅥ － Ⅶ ＝ 30＋ 2 ＝ 35mm。 mm MC2＝ N在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，由 機(jī) 械設(shè)計(jì)手冊(cè) (軟件版 ) 查取 30305型滾動(dòng)軸承的 C值： c＝ 15mm。故選用單列圓錐滾子軸承。1?????????????????? 3) 初定軸的最小直徑 選軸的材料為４５鋼，調(diào)質(zhì)處理。初選螺旋角 ?14?? 562521??zz 兩齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪，所以法向壓力角 ??20? 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（ 10 — 21）試算，即 3 222 )][(12HEHdtt ZZuuTkd ??????? （ 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算 數(shù)值 1)試選 ?tK 2)由圖 １０－３０ ，選取區(qū)域系數(shù) ?HZ 3)由圖 １０－２６ 查得 ??? ??? ??? ??? ??? 4)取 齒寬系數(shù) 1??d 。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 mmd 411 ? 來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。在 1000 r/min 與1500 r/min 兩種中選取，見(jiàn)下表： 方 案 電 動(dòng) 機(jī) 型 號(hào) 額定功率 （ KW） 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n（ r/min） 電 動(dòng) 機(jī) 質(zhì)量 kg 參考價(jià)格（￥） 總傳動(dòng)比ai 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y132S12 3000 2900 64 2 Y132S4 1500 1440 68 3 Y132M26 1000 960 84 4 Y160M28 750 720 119 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和 減速 器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第 2種方案比較適合 。 減速器各主要部件選擇如下表： 目的 過(guò)程分析 備注 動(dòng)力源 三相交流電 機(jī) 電動(dòng)機(jī) 齒輪 斜齒轉(zhuǎn)動(dòng)比較平穩(wěn)，沖擊，振動(dòng) 和燥聲較小 。 自定條件：帶式輸送機(jī)提升物料為谷物、型沙、碎礦石、煤等等，輸送機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向不變，工作載荷穩(wěn)定，輸送帶鼓輪的傳動(dòng)效率取 ，工作壽命為 12 年，每年 300 個(gè)工作日，每日工作 8 小時(shí)。 圓錐滾子軸承和 深溝球 軸承 聯(lián)軸器 經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性并存 彈性聯(lián)軸器 第三篇：電機(jī)的選擇計(jì)算 選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)型式 無(wú)特殊要求時(shí)應(yīng)選用交流電機(jī)，交流電機(jī)常用 Y系列三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，屬于一般用途的自扇冷式電動(dòng)機(jī) ，同一類型的電動(dòng)機(jī)有幾種安裝行式，根據(jù)安裝條件選擇。 第五篇 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 將傳動(dòng)裝置中各軸從高速軸到低速軸依次編號(hào)為 0軸（電機(jī)軸）， 1 軸， 2軸?，相鄰兩軸之間的傳動(dòng)比為 01i , 12i ,23i ,相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率為 01? , 12? , 23? ,各軸輸入功率為 0P , 1P , 2P , 3P ,各軸的轉(zhuǎn)速為 0n , 1n , 2n , 3n ,各軸輸入轉(zhuǎn)矩為0T ,1T , 2T ,3T . 電動(dòng)機(jī)的輸出功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)距分別為： dpp ?0 m in/1 4 4 00 rnn m ?? 009 5 5 09 5 5 00 npnpmdT ?? 0軸（電機(jī)軸） 0P = r/m in14400 ?? mnn 0T =9550 0P / 0n = mN? 1軸 (高速軸 ) 1P = 01? 0P = = KW r/ m in144 01144 00101 ??? inn 1T =9550 ? 2軸 (中間軸 ) 2P =1P 12? = = 7 2n =1440/ = r/min 2T =9550 ? 3 軸（低速軸） 3P = 23? 2P = = KW 3n =3T =9550 ? 4 軸（滾筒軸） P4= 3P = KW n4=T4=9550 ? 0～ 4軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果加以匯總，列出表格，如下： 軸 名 功 率 P（ KW） 轉(zhuǎn) 矩 T（ mN? ） 轉(zhuǎn) 速 n（ r/min） 傳 動(dòng) 比 效 率 η 輸入功率 輸出功率 輸入轉(zhuǎn)矩 輸出轉(zhuǎn)矩 電機(jī)軸 1440 高速軸 1440 1 中間軸 低速軸 卷筒軸 第六篇 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪 目的 過(guò)程分析 備注 8 選精度等級(jí)、材料和齒數(shù) 1） 選用斜齒圓柱齒輪傳