【正文】 減速機的最大減速比為 1:5133,蝸桿減速器傳動比為 1:1080,故決定采用二級擺線針輪減速機。 小齒輪選 40Cr 鋼，調(diào)質(zhì)， HBS=241~286；大齒輪選 40Cr 鋼，調(diào)質(zhì)， HBS=241~286。 （一） 按齒根彎曲強度初算齒輪模數(shù) m 齒輪模數(shù) m的初算公式為 )(3 2 l im2111 mmz YKKKTKmFdFaFpFAm ?? ?? 式中 Kd— 算式系數(shù)，對于直齒輪傳動 Km= T1— 嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩， N赫茲應力是齒面間應力的主要指標，但不是產(chǎn)生點蝕的唯 一原因。 齒面接觸強度校核計算時，取節(jié)點和單對齒捏合區(qū)內(nèi)界點的應力中的較大值，而小齒輪和大齒輪的許用接觸應力 Hp? 要分別計算。 （四） 開式對滾齒輪齒輪軸的設計 1． 輸入軸 1)、圓周向力 Ft和徑向力 Fr的大?。? 轉(zhuǎn)矩 T ???T ≈ N mm (5)、按彎扭合成強度校核軸的強度： 當量彎 Mca= 22 )(aTM ? ，取折合系數(shù) a=, Mca= 22 ) 3 7 7 4 0 3 (8 4 1 4 6 3 8 ?? = 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 23 軸的材料為 40CrNi 合金鋼，調(diào)質(zhì)處理。 由式得軸的計算應力為 N / 1 79 4 3 5 50 . 1dMWMσ 334cacaca ????? 由計算結(jié)果可知 ,該軸滿足強度要求 6)、精確校荷軸的疲勞強度 A：軸的細部結(jié)構設計 圓角半徑：各肩部處圓角半徑見圖紙 鍵槽：半聯(lián)軸器與軸周向固定采用 A型平鍵連接，按 GB10952020， GB10962020半聯(lián)軸器處的鍵為 25 14 160 配合：參考設計圖紙和設計手冊 MV= 精加工方法：參考設計圖紙和設計手冊 B：選取危險截面： 如圖所示： 11 截面所受的力最大，應力集中教嚴重， 22 截面雖說受力不是最大，但截面尺寸小，仍很危險需要進行校荷。 mm 軸上大齒輪分度圓直徑： d1=460mm 圓周向力： Ft1=2T1/d1 =2 = 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 26 徑向力： a= 20? Fr1=Ft1 tanα = tan20? = 2)、初步估算軸最小的直徑 選取 40CrNi 合金鋼作為軸的材料 ,調(diào)質(zhì)處理，由表查得材料力學性能數(shù)據(jù)為： MPab 900?? MPas 735?? MPa4301 ??? MPa2601 ??? 由式 3 nPA?d 計算軸的最小直徑 ,由表選取 A=106，則得 mmmmd 1 125 . 20 . 817 . 5601nPA 33m i n ????? 3)、 軸的結(jié)構設計 軸段 1： 此軸段安裝軸承，由于受到徑向載荷，選擇調(diào)心滾子軸承 d D B B0=130 280 93 ,軸承固定座 103，軸段 1 的長度 L=91mm 軸段 2： 此段為軸肩，起直徑 d3=140,長度 L3=13mm 軸段 3： 此軸段安裝大齒輪，大齒輪齒寬 b=92mm,該軸段直徑 d4=135,長度L4=922=90mm 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 27 軸段 4： 此軸段安裝軸承，由于受到徑向載荷，選擇調(diào)心滾子軸承 d D B B0=130 280 93 ,軸承固定座 103，軸套長度為 5mm，軸段 5的長度 L=359mm 輥 輪輪寬系數(shù) ,輪寬 b=300 =180,直徑 d=300 4)、繪制軸的彎矩圖和扭矩圖： （ 1）求軸承反力： H水平面： Ft=RHBRHA ?????? HBHAC RRM RHA=－ 37475 RHB=11028 V垂直面 ： Fr=RVB－ RVA 01 4 898 ?????? VBVAE RRM RVA=－ 13640 RVB=4014 （ 2）求齒寬中心處彎矩： H水平面： MH= RHA － RHB =－ V垂直面： MV= RVA － RVB =－ （ 3）合成彎矩： M= 22 VH MM ? = 22 ? = （ 4）扭矩 T： T= N由表查得σ b=900 N/mm2,由表查得材料許用應力[σ 1]b=80 N/mm。 C：計算危險截面工作應力 截面 11： 截面彎矩： M1= 截面扭矩： T= 抗彎截面系數(shù)： W== 1003=100000mm3 抗扭截面系數(shù)： 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 31 WT== 1003=202000mm3 截面上彎曲應力： σ b=M/W=截面上扭剪應力： τ =T/WT= N/mm2 彎曲應力幅： σ a=σ b= 彎曲平均應力： σ a=0 扭切應力： τ a=τ m=τ /2=截面 22： 截面彎矩： M2=（ 7312） M/73= 截面扭矩： T= 抗彎截面系數(shù)： W== 903=72900mm3 抗扭截面系數(shù)： WT== 1003=145800mm3 截面上彎曲應力： σ b=M/W=截面上扭剪應力： τ =T/WT= N/mm2 彎曲應力幅： σ a=σ b=彎曲平均應力： σ a=0 扭切應力： τ a=τ m=τ /2=選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 32 D：確定材料特性系數(shù) ??? ?? ?? ?? E：確定綜合影響系數(shù) ?K 、 ?K 軸肩圓角處的有效應力集中系數(shù) ?k 、 ?k ，根據(jù) ： r/d=， D/d=100/90= 查機械設計手冊插值計算得： ??k ， ??k 配合處綜合影響系數(shù) ?K 、 ?K ， 根據(jù) d 和σ b， 查機械設計手冊插值計算得： ??K ，2 .4 7 ??? ?? KK 鍵槽處有效應力集中系數(shù) ?k 、 ?k ， 根據(jù)σ b， 查機械設計手冊插值計算得： ??k ， ??k 尺寸系 數(shù) ?? ， ?? ， 根據(jù) d由機械設計手冊查得 ： ??? , ??? 表面狀況系數(shù) ?? ,根據(jù)σ b,表面加工方法 ,查機械設計手冊得 : ?? ?? ?? 軸肩處綜合影響系數(shù) ?K 、 ?K 為 : ????? ?? ?? ?? kK 69 ????? ?? ?? ?? kK 同一截面如有兩個以上的應力集中源 ,則選取其中較大的系數(shù)來計算安全系數(shù) ,本題中每個危險截面只有一個應力集中源 ,所以不需要比較 . F：計算安全系數(shù) 取許用的安全系數(shù)為 [S]= 11 截面 : 4301 ??????? ? maKS ??? ? ??? 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 33 2601 ??????? ? maKS ??? ? ??? 2222 ?????????? SS SSS ca 22 截面： 4301 ??????? ? maKS ??? ? ??? 2601 ??????? ? maKS ??? ? ??? 2222 ?????????? SS SSS ca 由計算結(jié)果可知 ,軸疲勞強度安全 （五） 滾動軸承的選擇和計算 1． 輸入軸 選用調(diào)心磙子軸承 查機械設計手冊得該軸承的主要性能參數(shù)為 : C=1050000N,C0=1440000N 1） 計算軸承合成支反力 A：水平支反力： RHA=－ 37475 RHB=11028 B：垂直支反力： RVA=－ 13640 RVB=4014 C： 合成支反力 ： NRRR VAHAA 39880)13640()37475( 2222 ??????? NRRR VBHBB 1173 640141102 8 2222 ????? 2）計算軸承當量動載荷 P0： P0A=RA=39880N 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 34 P0B=RB=11736N 根據(jù)手冊 ,選擇強度系數(shù) S0=2 C0=1050000NS0P0A=79760N C0=1050000NS0P0B=23472N 3）計算軸承壽命 Lh： 軸承溫度不高，溫度系數(shù) ft=1 Lh1= ?)(601016pcfn t = 36 )( 10 ?? =65647898 h Lh`=16 350 10 =56000 h Lh Lh` 所以 ， 軸承滿足要求 2． 輸出軸 選用調(diào)心磙子軸承 查機械設計手冊得該軸承的主要性能參數(shù)為 : C=1050000N,C0=1440000N 1） 計算軸承合成支反力 A：水平支反力： RHA=－ 37475 RHB=11028 B：垂直支反力： RVA=－ 13640 RVB=4014 C： 合成支反力 ： NRRR VAHAA 39880)13640()37475( 2222 ??????? NRRR VBHBB 1173 640141102 8 2222 ????? 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 35 2）計算軸承當量動載荷 P0： P0A=RA=39880N P0B=RB=11736N 根據(jù)手冊 ,選擇強度系數(shù) S0=2 C0=1050000NS0P0A=79760N C0=1050000NS0P0B=23472N 3）計算軸承壽命 Lh： 軸承溫 度不高，溫度系數(shù) ft=1 Lh1= ?)(601016pcfn t = 36 )( 10 ?? =65647898 h Lh`=16 350 10 =56000 h Lh Lh` 所以 ， 軸承滿足要求 （六） 鍵聯(lián)接的計算 擠壓強度校核：軸的材料一般為鋼，而輪轂材料可能是鋼或鑄鐵，當載荷性質(zhì)為輕微沖擊時鋼的許用擠壓應力 [σ p]=110N/mm2，用擠壓強度條件σ p=4T/dbl≤ [σ p]校核本次設計中所采用的鍵， l為鍵的工作長度， A型鍵 l=Lb。 σ p=4T/dbln =4 11156948/120 18 90 10 =52N/mm2≤ [σ p] （七） 聯(lián)軸器的設計 聯(lián)軸器是用于連接不同機構中兩軸，使之同回轉(zhuǎn)，并傳遞轉(zhuǎn)矩的一種部件。聯(lián)軸器在電動裝置中占有重要位置，若選擇不當，會直接影響電動裝置的振動、噪聲和傳動效率，嚴重時會產(chǎn)生較大附加載荷，影響電動裝置的使用壽命。其最高轉(zhuǎn)速應滿足工作轉(zhuǎn)速的要求。聯(lián)軸器所具有的補償兩軸相對位移的能力，包括能補償兩軸由受載和溫升產(chǎn)生的變形和部件間的相對位移以及因聯(lián)軸器自身制造和安裝誤差引起的兩軸相對位移。對大型設備和不便檢修的場合，還應能在不需軸向移動的情況下裝拆聯(lián)軸器或更換易損件。 目前，常用的聯(lián)軸器都已經(jīng)標準化或規(guī)格化了，在一般的情況下，選定聯(lián)軸器的類型后，可按轉(zhuǎn)矩、軸徑和轉(zhuǎn)速等條件確定標準聯(lián)軸器的型號和主要尺寸。 1． 聯(lián)軸器的分類 1）剛性聯(lián)軸器 （ 1）套筒聯(lián)軸器 （ 2）凸緣聯(lián)軸器 （ 3）夾殼聯(lián)軸器 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動濃縮機的設計 37 （ 4）緊箍咒夾殼聯(lián)軸器 2）撓性聯(lián)軸器 （ 1）無彈性元件撓性聯(lián)軸器 （ 2）非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器 （ 3）金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器 2． 選擇應考慮的問題 在深知所設計產(chǎn)品的工況及技術要求的情況下，選擇聯(lián)軸器應考慮以下問題： a．所需傳遞轉(zhuǎn)矩大小、載荷性質(zhì)及產(chǎn)品對緩沖和減振方面的要求； b．軸的轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大?。? c．兩軸對位移大?。◤较蛭灰?、軸向位移、角位移）； d．聯(lián)軸器的制造、安裝、維修、成本。 電動裝置是在