【導讀】設計帶式運輸機的減速器

　　

【正文】 8 229 .13 268 272H l B H adM R l FN m m? ? ?? ? ? ? ? ? ? （圖見草稿紙） 6）求垂直面內(nèi)支反力 AVR 和 BVR ，并作出垂直彎矩 VM 圖 3 2 3 2 31 2 3()2 7 9 3 .7 ( 9 1 4 8 .8 ) 1 0 0 5 .8 4 8 .86 9 .8 9 1 4 8 .82 0 9 7 .5ttAVF l l F lRl l lN?????? ? ? ????? 第 32 頁 共 60 頁 322 7 9 3 . 7 1 0 0 5 . 8 2 0 9 7 . 5 1 7 0 2B V t t A VR F F RN? ? ?? ? ? ? 截面 3 的彎矩 31 2 0 9 7 . 5 6 9 . 8 1 4 6 4 1 0V A VM R l N m m? ? ? ? ? ? 截面 2 的彎矩 23 1 7 0 2 4 8 . 8 8 3 0 5 8V B VM R l N m m? ? ? ? ? ? 7)作出合力彎矩 M 圖 截面 3 的合成彎矩 33223222 8 5 0 0 1 4 6 4 1 0 1 4 9 1 6 0HVM M MN m m??? ? ? ? 截面 2 的合成彎矩 22222221 1 3 5 8 8 3 0 5 8 8 3 8 3 1Vr H rM M MN m m??? ? ? ? 22222222 6 8 2 7 8 3 0 5 8 8 7 2 8 3Vl H lM M MN m m??? ? ? ? （圖見草稿紙） 8）作出扭矩 T 圖（圖見草稿紙） ：軸的疲勞強度安全系數(shù)校核計算 確定危險截面：由圖中不難看出，軸上多處截面存 在應力集中， 第 33 頁 共 60 頁 但截面①和截面⑥所受載荷較小，可以不考慮。截面②和③直徑相同，應力集中情況相同，但截面②所受載荷較截面③小，故可排除。截面④和⑤直徑相同，應力集中群毆那個框相同，但截面④所受載荷較截面⑤小，也可排除。所以只需對截面③和⑤進行安全系數(shù)校核。 1）截面③的安全系數(shù)校核計算 (1)應力集中系數(shù)： :查表 139【 2】， , ???? ：查表 1310【 2】， , ?????? 數(shù)：查表 1311【 2】，（精車、表面未強化處理、表面粗糙度 ?? ） 1 2 1 20 . 9 3 , 1 , 0 . 9 3? ? ? ? ?? ? ? ? ：查表 1313【 2】， ?? ? (2)截面的抗彎、抗扭截面模量（ TWW、 ） 軸的直徑 34d mm? 鍵槽寬 10b mm? 鍵槽深 5t mm? 32323()32 2 4 34 10 5 ( 34 5 )32 2 34d bt d tWdmm? ???? ? ? ????? 第 34 頁 共 60 頁 32323()16 2 4 34 10 5 ( 34 5 )16 2 347095Td bt d tWdmm? ???? ? ? ????? (3)截面上的應力 彎曲應力為對稱循環(huán)變化，彎曲應力幅 3 149160 4 6 . 0 63 2 3 8 . 3a M M P aW??? ? ? ?, 平均應力 0m? ? ； 扭轉切應力為脈動循環(huán)變化，扭轉切應力 167620 2 3 . 6 37095T TT M P aW? ? ? ? 扭轉應力幅與平均切應力相等， 2 3 . 6 3 1 1 . 8 1 522Tam M P a???? ? ? ? （ 4）安全 系數(shù) 彎曲安全系數(shù) 1 275 2 . 7 81 . 7 6 4 6 . 0 60 . 9 3 0 . 8 8amS k?????? ? ????? ? ???? 扭轉安全系數(shù) 第 35 頁 共 60 頁 1140 5 411. 815 1 11. 815 3 1amSk?????? ? ????????? ? ?? 綜合安全系數(shù) 2222 8 5 5 8 5SSSSS?????????? 取 [ ] 1 .5 ~ 1 .8 , [ ]S S S??,合適 2）截面⑤的安全系數(shù)校核計算 (1)應力集中系數(shù)： : 軸直徑變化過度圓角的應力集中，由 2r mm? ，按 / 4 4 / 3 4 1 .2 9 ,Dd ??/ 2 / 3 4 0 .0 5 8 8rd ?? 查表 138【 2】， , ???? 過盈配合處的應力集中，由 7/ 6Hr查表 【 2】得 2 .5 2 , 1 .8 2KK???? 由此可見過盈配合引起的應力集中較大，應按其計算安全系數(shù) ：查表 1310【 2】， , ?????? ：查表 1311【 2】，（精車、表面未強化處理、表 第 36 頁 共 60 頁 面粗糙度 ?? ） 1 2 1 20 . 9 3 , 1 , 0 . 9 3? ? ? ? ?? ? ? ? ：查表 1313【 2】， ?? ? (2) 截面上的應力 截面⑤的彎矩 51 4 9 1 6 0 8 7 2 8 3 4 0 8 7 2 8 3 1 1 4 4 8 091M M P a?? ? ? ? 故彎曲應力幅 53 311 44 80 32 29 .6 83. 14 3432aM M P ad? ??? ? ??, 平均應力 0m? ? ； 扭轉切應力為脈動循環(huán)變化，扭轉切應力 3 3167 620 16 3 3416TT M Pad? ??? ? ?? 扭轉應力幅與平均切應力相等， 2 1 . 7 3 1 0 . 8 722Tam M P a???? ? ? ? （ 3）安全系數(shù) 彎曲安全系數(shù) 1 275 3 . 0 12 . 5 2 2 9 . 6 80 . 9 3 0 . 8 8amS k?????? ? ????? ? ???? 扭轉安全系數(shù) 第 37 頁 共 60 頁 1140 0 210. 87 1 10. 87 3 1amSk?????? ? ????????? ? ?? 綜合安全系數(shù) 2222 SSSSS?????????? 取 [ ] 1 .5 ~ 1 .8 , [ ]S S S??,合適 ：低速軸Ⅲ的設計 總結之前的一些本計算階段可能用到的數(shù)據(jù) 傳遞功率： 3 KW? ；轉速： / minr?3n ； 轉矩 3 6 9 4 .2 8T N m?? 齒輪 4（大直齒輪）： 分度圓直徑 4 468d mm? ；齒輪寬度 4 96b mm? ； ：選擇軸的材料 選用最常用 45 鋼，正火處理，估計軸的直徑小于 100mm，由表 第 38 頁 共 60 頁 131【 2】查得： 6 0 0 , 3 0 0 ,bsM P a M P a????1 2 7 5 ,M Pa? ? ? 1 1400 M Pa? ? ? ：按軸所承受的扭矩初估軸的最小直徑 由式（ 132）【 2】， 3 PdCn? ，查表 132， 1 1 8 ~ 1 0 7 ,C ? 取118,C? （此軸為轉軸，又是減速器的中間軸），則 3 3 . 5 81 1 8 3 9 . 8 39 3 . 1d m m?? 又因為最小直徑在裝齒輪處，此處有一鍵槽，故軸徑應增大 5%，即 3 9 .8 3 1 .0 5 4 1 .8 2d m m? ? ? 圓整取標準值為 42d mm? ：聯(lián)軸器的型號的選取 由前面計算可知 3 6 9 4 .2 8T N m??，為了保證聯(lián)軸器的可靠性，我們增加 50%的需用轉矩，即 6 9 4 .2 8 1 .5 1 0 4 1 .4 Nm? ? ?。還要考慮低速軸的最小直徑。 綜合以上因素，查標準 JB/T70062020(見表 36【 3】 )，選用 PLH3型滑動軸承平行軸聯(lián)軸器。半聯(lián)軸器的外孔徑 12 35d d m m?? ，軸孔長度 12 85L L m m?? ，故裝聯(lián)軸器段軸頭長度應略小于 85mm，取 83mm，軸頭直徑為 35mm。 第 39 頁 共 60 頁 ：軸的結構設計 1）初步設計軸的結構（如草稿） 2）確定各段軸的直徑 由前面計算可知裝齒輪軸頭⑤直徑為 42mm，軸環(huán)和軸頭直徑過渡處的倒圓半徑取 2mm，與軸頭配合的齒輪孔的倒角半徑取為； 軸環(huán)和軸頭半徑差為 2~3倍的倒角尺寸，故軸環(huán)④直徑為 50mm。 兩端裝軸承處的軸徑直徑應小于 42mm，同時考慮到軸承內(nèi)徑的標準值，所以軸徑直徑取 40mm。 根據(jù)半聯(lián)軸器的外孔徑，確定裝聯(lián)軸器段軸頭直徑為 35mm。 右端軸頸③與軸頭①間軸身②的直徑取為 37mm。 3）初選軸承類型及及代號 因軸承徑向和軸向均受載荷的作用，所以選用角接觸軸承。根據(jù)軸徑為 40mm，查表 66【 1】初選 7208C 軸承，軸承采用飛濺潤滑，軸上不設置擋油板。 4）確定各軸段的長度 齒輪和軸承間采用套筒進行軸向定位。為了保證套筒與齒輪端面靠緊而定位，裝齒輪處的軸頭長度應略小于齒輪輪轂的寬度，所以裝齒輪的軸頭長度分別取 94mm。 根據(jù)前面中軸的設計，齒輪端面到減速器壁的距離為 15mm（ 102/2+1296/2=15mm），軸承端面到減速器內(nèi)壁面的距離取 3mm， 第 40 頁 共 60 頁 故左端套筒的長度為 18mm。由手冊【 1】查得 7208C 軸承的寬度為18mm，軸端倒角尺寸取 2mm，所以裝左軸承段的長度為 40mm（ 2+18+18+2=40mm）。 軸環(huán)④右端面應與右軸承內(nèi)端面重合。軸承端面到減速器內(nèi)壁面的距離取 3mm，則根據(jù)前面中軸的計算，軸環(huán)的長度取 88mm（ 51+10+60+17+164818=88mm）。由手冊【 1】查得 7208C 軸承的寬度為 18mm，軸端倒角尺寸取 2mm。 右端裝軸承段軸頸③長度為 18mm。 軸身②的長度初選為 40mm。 根據(jù)半聯(lián)軸器的軸孔長度，裝聯(lián)軸器段軸頭長度應略小于85mm，取 83mm。 低速軸總長度為 363mm 4）軸上零件的周向定位 齒輪采用 A 型普通平鍵鏈接，由手冊【 1】查表 51 得截面尺寸bh? 為 12 8mm mm? ，長度取為 90mm。 聯(lián)軸器采用 C 型普通平鍵鏈接，由手冊【 1】查表 51 得截面尺寸 bh? 為 10 8mm mm? ，長度取為 80mm。 5）確定軸上倒角半徑及軸頸表面粗糙度 軸頸和軸頭過渡處的倒圓半徑取為 1mm，軸頭表面粗糙度?? ，軸頸表面粗糙度 ?? 。 第 41 頁 共 60 頁 ：軸的受力分析 1）軸上的扭矩 3 6 9 4 .2 8T N m?? 2）求齒輪上的作用力 3442020 2 0 0 0 6 9 4 . 2 8 2967468tTFNd?? ? ? 44 ta n2 9 6 7 ta n 2 01 0 7 9 .3rtFFN????? 3）確定跨距 右端支反力作用點至聯(lián)軸 器上力的作用點間距離為 3 1 7 4 0 8 5 / 2 9 9 . 5l m m? ? ? ? 左端支反力作用點至齒輪上力的作用點間距離為 1 ( 1 8 1 7) 1 8 9 6 / 2 6 7l m m? ? ? ? ? 兩齒輪上作用點間的距離為 2 9 6 / 2 8 8 ( 1 8 1 7) 1 3 7l m m? ? ? ? ? 4）作出計算簡圖（見草稿紙） 5）求出水平面內(nèi)支反力 AHR 及 BHR ,并作出水平彎矩 HM 圖 第 42 頁 共 60 頁 42121 0 7 9 .3 1 3 76 7 1 3 77 2 4 .8 2 4rAHFlRllN?????? 41 0 7 9 . 3 7 2 4 . 8 2 4 3 5 4 . 4 7 6B H r A HR F R N??? ? ? 截面 4 的彎矩 41 7 2 4 . 8 2 4 6 7 4 8 5 6 3H A HM R l N m m? ? ? ? ? ? 6）求垂直面內(nèi)支反力 AVR 和 BVR ，并作出垂直彎矩 VM 圖 4212296 7 13767 137t