【正文】 齒輪設(shè)計 高速級齒輪傳動設(shè)計 已知輸入功率 1 P kW? ，小齒輪轉(zhuǎn)速 1 940 minnr? ，齒數(shù)比 1 ??? ，由電動機驅(qū)動，工作壽命 15 年（設(shè)每年工作 300 天），兩班制。根據(jù)軸的材料和表 [15]15 3? ，取 0 149A? ，所以根據(jù)公式有： 31min 0 1 1d A P n? (20) 11 即 31 m i n 1 4 9 2 . 1 7 8 9 1 0 1 9 . 5 1 1 m md ? ? ? 由于此軸上開有一個鍵槽，所以應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度的削弱；再者直徑小于 100 mm，因此 1 m i n 1 m i n (1 7 % ) 2 0 . 8 7 6 m mdd? ? ? ? ?。 3) 初步選擇滾動軸承。根據(jù)式 [15]155? 及上述數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力，取 ?? ，軸的計算應(yīng)力 2 2 2 2 31( ) 4 0 5 4 1 . 6 9 (0 . 6 2 2 3 5 0 ) 0 . 1 5 0 3 . 4 1 ca M T W M P a??? ? ? ? ? ? ? （ 24） 前已選定軸的材料為 Q235A，調(diào)質(zhì)處理，由表 [15]15 1? 查得 1[ ] 40 MPa?? ? ， 因此 1[]ca???? ，故安全。由于1 .6 4 8 0 .0 3 3rd ??， 50 48 4Dd ??，經(jīng)插值后可查得 ?? ? ?? ? 又由附圖 [15]31? 可得軸的材料敏性系數(shù)為 ? ? ? ? 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式附表 [15]34? 為 1 ( 1 ) 1 0 .7 5 ( 1 .8 4 1 ) 1 .6 3kq? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? 1 ( 1 ) 1 0. 8 ( 1. 32 1 ) 1. 26kq? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? 由附圖 [15]32? 的尺寸系數(shù) ?? ? ；由附圖 [15]33? 的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? ? 。 （ 11）軸的剛度校核計算 1）軸的彎曲剛度校核計算 由于此軸為階梯軸，則需算出其當量直徑，即 7441Vii iLdld?? ? (31) 由于載荷作用于兩支承之間，則有 L 為支承跨距，即 23L L L??，代入 l 系列的尺寸和 d 系列尺寸，有 7 444 4 4 4 4 4 4411 5 5 6 4 3 2 .6 7 m m8 0 5 0 4 3 9 3 .5 6 0 8 3 7 .53 0 3 5 4 0 4 8 5 0 4 8 4 0Vii iLdld??? ? ?? ? ? ? ? ?? 根據(jù)圖 [18] 且 ab? ，則有根據(jù)式 [18]()t 得此軸的最大轉(zhuǎn)角和最大撓度為max ()6Fab l aEIl? ?? 2 2 3m a x ()93Fbw l bEI l?? 根據(jù)軸的材料和表 [18] 得 200 aE GP? 464VdI ?? 2aL? 3bL? l a b?? 由于 trFF? ，因此取 tFF? 代入上述數(shù)據(jù)有 4m ax 10 rad? ??? 14m ax 10 m mw ??? 根據(jù)表 [15]155? ，查得 [ ] ( 0 .0 1 0 .0 3 ) m 0 .0 2 0 .0 6 m mnw ?? [ ] rad? ? 顯然 max []??? max []ww? 故滿足軸的彎曲剛度條件。應(yīng)用范圍最廣。這樣就可以符合我設(shè)計里面的要求和最終選擇 . 鍵的選型 小齒輪軸與電動機的聯(lián)接，選平鍵。） 首先校核見的剪切強度。 5. 螺旋輸送機機體的設(shè)計 機體主要部件的介紹 水平螺旋輸送機如圖 9 所示，其構(gòu)造包括有半圓形的料槽 2 和在其內(nèi)安置的裝在軸承 3上的、帶螺旋葉片的轉(zhuǎn)動軸 1。 22()L D h??? （ m） (43) 由于螺旋線 L 和 l 在平面上是圓心角相同的兩條同心圓弧，若此兩圓弧的直徑為DL和 dl,則 LlD Ldl? 由于 DL=2b+dl,代人則有： 24 (2 )22 ( )2lllllll b d d Lbl l d d Lbl d L lbldLl? ? ?? ? ? ????? 根據(jù) DL和 dl的大小，可以對鋼板圓周進行下料，α的大小為： 360L LDLD?? ? ?? ? ? 輸送機的螺旋可以是右旋 (普通的形式 )或左旋的，單線、雙線或三線的。 求得的螺旋軸轉(zhuǎn)速，應(yīng)圓整為表 8所列的螺旋軸標準轉(zhuǎn)速。 a全葉式； b帶式； c葉片式； d齒形 a Leaf type； b drapertype； cVane type； dtooth outline 圖 11螺旋葉片形狀 Spiral blade shape 1管形軸； 2螺旋面； 3襯套； 4圓軸； 5螺釘 1 The tubular shaft； 2The helical surface； 3 lining； 4 circular shaft；5screw 圖 12管形螺旋軸各節(jié)段的聯(lián)接 Tubular screw axis each section of the connection 螺旋輸送機輸送物料時，螺旋在一定的轉(zhuǎn)數(shù)之前，對物料顆粒運動的影響并不顯著。若需要在線路中間處卸料時，則在卸料口處裝設(shè)能關(guān)閉的閘門。因為假設(shè)在 nn 截面上切應(yīng)力均勻分布，故 nn 截面上的剪力Fs為： Fs=Aτ =blτ (36) 21 圖 8鍵受力圖 Key by trying to 對軸心取矩，由平衡方程 0 0M ?? ,得 22seddF bl M?? ? ? ? 故有 6932 2 ( 2 1 4 . 0 7 ) 3 1 . 8 6 1 0 3 1 . 8 6 [ ]1 2 2 8 4 0 1 0eM Nm p a M p ab ld m????? ? ? ? ? ?? ? ? 可見平鍵滿足剪切強度條件。將平鍵沿 nn 截面分成兩部分，并把 nn 以下部分和軸作為一個整體來考慮?；剞D(zhuǎn)時，因鋼球離心力與保持架摩擦發(fā)熱， 故極限轉(zhuǎn)速較低。 所以軸徑檢驗合格 軸承的選型 小齒輪軸上的軸承選用一對 GB/T276－ 6112 的深溝球軸承。 3）齒輪右端的截面右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 3 30 . 1 0 . 1 4 8 1 1 0 5 9 . 2 m mWd? ? ? ? 抗牛截面系數(shù) 3 3 30 . 2 0 . 2 4 8 2 2 1 1 8 . 4 m mTWd? ? ? ? 彎矩 M及彎曲應(yīng)力為 6 0 3 04 0 5 4 1 . 6 9 2 0 2 7 0 . 8 4 560M N m m?? ? ? ? 2 0 2 7 0 . 8 4 5 1 . 8 3 2 1 1 0 5 9 . 2b M M P aW? ? ? ? 扭矩 1T 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 1 22 35 0 T N mm?? 1 22350 1 .0 1 2 2 1 1 8 .4TTT M P aW? ? ? ? 過盈配合處的 k???，由附表 [15]38? ，用插值 法求出，并取 ?????，則有 ???? 0 .8 0 .8 2 .1 7 1 .7 4kk????? ? ? ? 軸按磨削加工，由附圖 [15]34? 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?????? 16 故得綜合系數(shù)為： 1 1 1( 1 ) 2 . 1 7 1 2 . 2 60 . 9 2qkK ????? ? ?? ? ? ? ? ? ? 1 1 1( 1 ) 1 . 7 4 1 1 . 8 30 . 9 2qkK ????? ? ?? ? ? ? ? ? ? 所以軸在截面右側(cè)的安全系數(shù)為： 1 170 2 3 . 7 32 . 2 6 3 . 1 7 0 . 2 0amS K????? ? ??? ? ?? ? ? ? 1 105 6 5 .9 41 .6 5 1 .6 51 .8 3 0 .122amS K? ???? ? ??? ? ?? ? ? ? 2 2 2 22 3 . 7 3 6 5 . 9 4 2 2 . 3 3 1 . 3 1 . 52 3 . 7 3 6 5 . 9 4ca SSSSSS?????? ? ? ? ? ??? 故該軸在截面右側(cè)的強度也是足夠的。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，齒輪兩端處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴重；從受載的情況來看，齒輪中心處 的應(yīng)力最大。根據(jù)[14]61? ，選擇 6308 型軸 承其 尺寸 為 4 0 m m 9 0 m m 2 3 m md D B? ? ? ? ?，因此3 40 mmd ? 。半聯(lián)軸器的孔徑為30 mm，故取 1 30 mmd ? ，半聯(lián)軸器與軸配合的長度為 82 mm。 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計 機體結(jié)構(gòu) 減速器機體是用以支持和固定軸系的零件 ,是保證傳動零件的嚙合精度 ,良好潤滑 10 及密封的重要零件 ,其重量約占減速器總重量的 50%。 選擇電動機的容量 電動機的容量（功率）選的合適與否，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響?？沙惺茌斔臀锪蠒r產(chǎn)生的軸 向 力。一般情況下 ,出廠總裝時將中間節(jié)按長度長短依次排列 ,最長的中間節(jié)靠近頭節(jié)，相同 長度的中間節(jié)則挨在 一起，如果有特殊要求，則在訂貨時給出排列順序。它的某些變形常被用作喂料、計量、攪拌、烘干、仁殼分離、卸料以及連續(xù)加壓等設(shè)備。 螺旋輸送機的主要缺點：在輸送過程中，由于物料與機槽及螺旋體的摩擦以及螺旋體對物料的攪拌翻動，致使機槽和螺旋葉片易于磨損，同時對物料具有一定的破碎作用，且輸送功率消耗較大。進出料口位置布置靈活 ,并增設(shè)電動型出料口，便于自動控制，還可根據(jù)用戶要求，配置測速報警裝置。主要是用來運送大宗散貨物料，如煤、礦石、糧食、砂、化肥等。 電動機是通過 螺旋輸送機的功率來計算選型。 本設(shè)計以建筑業(yè)為背景，對此工況下所要求的螺旋輸送機結(jié)構(gòu)進行設(shè)計與計算，對整個 裝置中的傳動系統(tǒng)進行了運動力學分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計，對其驅(qū)動裝置做了深入設(shè)計，并著重對其主要零部件進行了具體設(shè)計，包括 螺旋輸送機的螺旋直徑，螺距，軸徑進出料口，葉片形式，中間懸掛軸承，槽體，螺旋軸的計算選型。它是利用工作構(gòu)件即螺旋體的旋轉(zhuǎn)運動使物料向前運送，是現(xiàn)代化生產(chǎn)和物流運輸不可缺少的重要機械設(shè)備之一，在國民經(jīng)濟的各個部門中得到了相當廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)遍及冶金、采礦、動力、建材、輕工、碼頭等一些重工業(yè)及交通運輸?shù)炔块T。吊軸承機外側(cè)置式油杯 ,便于集中加油潤滑。 螺旋輸送機的主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，易于維修，機槽密閉性較好，可以多點進料和多點卸料，一臺輸送機可同時向兩個方向輸送物料，在輸送過程中還可以進行物料的混合、攪拌、松散、加熱和冷卻等工藝過程。垂直輸送高度一般不大于 8m。 螺旋機本體由頭節(jié)、中間節(jié)、尾節(jié)三種組成。頭節(jié)前部裝有止推軸承 。由于直流電動機需要直流電源，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價格較高，維護比較不便，因此無特殊要求時不宜采用。 （ 1）選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 7 1） 選用直齒圓柱齒輪傳動 2） 起重機為一般工作機器，速度不高，故選用 7 級精度（ GB 1009588） 3） 材料選擇：由表 [15]10 1? 選擇小齒輪材料為 40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS 4） 選小齒 輪齒數(shù) 1 23z? ，大齒輪齒數(shù) 21 23 ?? ? ? ?，取 2 126z ? （ 2）按齒面接觸強度設(shè)計 由設(shè)計計算公式 [15](10 9 )a? 進行計算，即 2131 12 .3 2 ( )[]EtdHK T Zud u????? (7) 1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①試選載荷系數(shù) ?