带式运输机传动装置的设计机械设计基础课程设计说明书(编辑修改稿)

带式运输机传动装置的设计机械设计基础课程设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

按齿面接触疲劳强度计算 小齿轮选用 45钢 ,调质处理 大齿轮选用 45钢 ,正火调质处理 Z1=20 Z 2 =66 K= d = [σH] 1=532MPa [σ F]1=309MPa [σ H]2=491MPa [σF] 2=291MPa T1=44344N•mm 景德镇陶瓷学院 机械设计基础课程设计 12 由【 1】 (P148表 113),知 EZ =,取较小的许用接触应力 [σH] 2代 入： d1=[KT/ d (u+1)/u( EZ /[σH] 2)2]1/3 =51(mm) 式中： d 1—— 小齿轮的分度圆直径 ,T 1—— 小齿轮的转矩 ,u—— 齿数比 ,u= Z 2/ Z1 d —— 齿宽系数 ,[σH] 2—— 许用接触应力。 齿轮的模数为 ： m=d 1/Z1 51/20mm= 取标准模数 m=。 计算齿轮的主要几何尺寸 分度圆直径 :d 1 = m Z1 =179。 20mm=50mm ， d 2 = m Z 2 =179。 66mm=165mm 齿顶圆直径 :d a1=( Z1+ 2h *a)m=[(20+2179。 1)179。 ]mm =55mm d a2=( Z2+ 2h *a)m =[(66+2179。 1)179。 ]mm=170mm 中心距： a=(d 1+d 2)/2=(50+165)/2mm= 齿宽 :b=φ bd 1=50 mm 故取 b2=50mm,b1=b2+(5~10)mm,取 b1=60mm。 按齿根弯曲疲劳强度校核 确定有关系数如下： (1)、齿形系数 FaY 查【 1】 (P149表 114), 1FaY =, 2FaY = (2)、应力修正系数 SaY 查【 1】 (P149表 114), 1SaY =, 2SaY = 代入： σ F1 =2KT1/(bm2Z1)YFa1 YSa2=2179。 179。 44344/(50179。 179。 20)179。 179。 MPa =  [σ F]1 =309MPa σ F2=σ F1179。 YFa2YSa2/ YFa1 YSa1=179。 179。 (179。 ) MPa = [σF] 2=291 MPa 齿根弯曲强度校核合格。 计算齿轮的圆周速度 V 齿轮 ： V 齿轮 =π d1n1/(60179。 1000)= EZ = m= d 1 =50mm d 2 =165mm d a1=55mm d a2=170mm a= b2=50mm b1=60mm σ F1 = σ F2= V 齿轮 = 景德镇陶瓷学院 机械设计基础课程设计 13 七、轴的设计 结 果 （一） 输出轴的设计计算 轴的设计要求 在进行轴的设计时 ,为了保证其具有足够的工作能力 ,必须根据使用条件对轴进行强度计算；对于有刚度要求的轴 ,还要进行刚度计算；对于高速运转的轴 ,要进行 震动稳定性的计算。 但对于一般的机械设备中的轴 ,因转速不高 ,只要保证强度或刚度要求就行了。 另外 ,还要根据装配、加工等具体要求 ,合理的进行轴的结构设计。 轴的材料的选择 由于工作时轴上的应力多为交变应力 ,所以轴的失效一般为疲劳断裂 ,因此轴的材料首先应有足够的疲劳强度；对应力集中敏感性低；还应满足刚度、耐磨性、耐腐蚀性的要求了 ,并具有良好的加工性。 轴的常用材料主要有碳钢、合金钢、球墨铸铁、和高强度铸铁。 因此 ,轴的材料选择为 45 钢 ,调质处理。 查【 1】 (P224表 151)可知： 强度极限 σb=650MPa ,屈服极限 σs=360MPa ,许用弯应力 [σ ]=60 MPa, 硬度 217～ 255 HBS。 按扭转强度估算轴的最小直径 轴径 d的设计计算公式为 d≥ A(P2/n2) 1/3 查【 1】 (P230表 153),取 A=115,代入上面公式 ,得 : d≥ 28mm 考虑键槽影响以及联轴器孔径系列标准 ,将直径增大 5%,则 d=28179。 (1+5%)mm=2 取 d=30mm合适。 因此 ,可取最细的轴径 d1=30mm。 轴的结构设计 (1) 轴上零件的定位 ,固定和装配 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央 ,相对两轴承对称分布 ,齿轮左面由轴肩定位 ,右面用套筒轴向固定 ,联接以平键作过渡配合固定 ,两轴承分别以轴肩和大筒定位 ,则采用过渡配合固定。 (2) 确定轴各段直径 绘制轴的计算简图 45钢调质处理 σb=650MPa σs=360MPa [σ ]=60 MPa P2= n2= (r/min) A=115 d=30mm d1=30mm 景德镇陶瓷学院 机械设计基础课程设计 14 图 输出轴的结构 图 查【 2】 (P42),定位轴肩：当直径变化时为了固定轴上零件或承受轴向力时 ,其轴肩高度要大些 ,如图 d1与 d2,d4与 d5, d6与 d7的轴肩 . 查【 1】 (P226表 152),可知 ,为保证零件与定位面靠紧 ,轴上的过度圆角半径 r应小于轴上的零件圆角半径 R和倒角 C。 一般取定位轴肩高度 a=(～ )d,轴环宽度 b。 所以 ,d2= d1+2(～ )d1=～ 36mm 取： d2=34mm 查【 2】 (P42),有配合或安装标准件的直径：轴上有轴、孔配合要求的直径 ,如图 所示的安装齿轮和联轴器处的直径 d d1,一般应取标准值 (见 查【 2】 表 107表 141)。 另外 ,安装轴承及密封元件处的轴径 d d7和 d3 ,应与轴承及密封元件孔径的标准尺寸一致 (查【 2】 表132和表 175)。 查【 2】 (P43),非定位轴肩： 轴径变化仅为装拆方便时 ,相邻直径要小些 ,一般为 (1～ 3)mm,如图 71中的 d2与 d3,d3与 d4,d5与 d6处的直径变化。 因此 ,由初算并考虑键影响及联轴器孔径方位等 ,d1=30mm,考虑前面所述决定径向尺寸的各种因素 ,其他各段直径可确定为： 求 d3： 齿轮和左端轴承从左侧装入 ,考虑装拆方便以及零件固定的要求 ,装轴处 d3应大于 d2, 所以 ,d3=d2+(1～ 3)=35mm～ 37mm ，取 d3=35mm。 求 d4： 为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径 d4应大于 d3， 所以 ,d4= d3+(1～ 3)=38mm～ 40mm d4处安装齿轮一般取标准值 ,查【 2】 (P97表 107).可知取 d4=40mm。 求 d5： 考虑 在 d4与 d5处 用轴肩实现轴 向定位 ， d2=34mm d3=36mm d4=40mm 景德镇陶瓷学院 机械设计基础课程设计 15 所以， d5=d4+2(～ )d4=～ 48mm ，取 d5=46mm。 求 d7： 满足齿轮定位的同时 ,还应满足右侧轴承的安装要求 ,根据选定轴承型号确定 .右端轴承型号与左端轴承相同 ,取 d7=35mm 求 d6： d6与 d7用轴肩实现轴向定位 ,齿轮在左 端用轴环定位 ,轴环直径 d6, 所以 ， d6=d7+2(～ )d7=～ 42mm，取 d6=42mm。 (3)选择轴承型号 由于 d7和 d3两处都安装轴承 ,且 d7=35mm,初选深沟球轴承 ,查【 2】 (P130表 132),可知 ,轴承代号可为 6007,轴承宽度 B=14mm,安装尺寸为 damin=41mm。 所以 d6 =41mm。 (4)确定轴各段 的长度 如图 d d d7处的长度由齿轮、联轴器的轮毂宽度及轴承宽度确定。 轮毂宽度 L0与孔径有关 ,查【 2】 (P43).知 ,一般情况下 ,轮毂宽度 L0=(～ )d,最大宽度 Lmax (～2)d,轮毂过紧则轴向尺寸不紧凑 ,装拆不便 ,而且键连接不能过长 ,键长一般不大于 (～)d,以免压力沿键长分布不均匀现象严重 .轴上零件靠套筒或轴端挡圈轴向固定时 ,轴段长度 L应较轮毂宽 L0短 (2～ 3)mm,以保证轴上零件定位可靠 .因此可以得到 L1=(～ 2)d2=(～ 2)179。 303=51mm～ 57mm 取 L1=52mm L4=(～ )d43=(～ )179。 403=45mm～ 61mm 取 L4=48mm 因为轴端倒角 45度 ,所以 ， L7=B+2=16mm。 考虑齿轮端面和箱体内壁 ,轴承端面和箱体内壁 的 距离 取为 2mm(采用脂润滑 ),取套筒长L 套筒 =16mm；所以 ， L3= B+L 套筒 +2=16+16+2=34mm。 齿轮位于轴的中间 ,即 L5+ L6=L 套筒 ,所以可得 L5=6mm,L6=10mm。 在图 中 ,L2与箱体轴承座孔的长度、轴承的宽度及伸出轴承盖外部分的长度 .轴承座孔及轴承的轴向位置和宽度在前面已确定。 此次设计的为凸缘式轴承盖 ,查【 2】 (表 415),伸出端盖外部分的长度 LB 与伸出端安装的零件有关 ,与端盖固定螺钉的装拆有关 ,查【 2】(P44)。 可取 B (～ 4) d3 螺钉 ,此处 d3为轴承端盖固定螺钉直径 ,轴上零件不影响螺钉等的拆卸 ,查【 2】 (P44),这时可取 LB=(～ ) d3 螺钉。 由装拆弹性套销距离 B确定 (B值可由联轴器标准查出 ).轴承盖轴段长应根据轴承盖的宽度 ,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定。 查【 2】 (P21),可知 地脚螺栓直径： df=+12=179。 +12= d5=46mm d7=35mm d6=42mm L1=52mm L4=48mm B=14mm L7=16mm L3=34mm L5=6mm L6=10mm df= 景德镇陶瓷学院 机械设计基础课程设计 16 轴承盖螺钉直径： d3 螺钉 =(～ ) df =～ ， 取 d3 螺钉 =7mm 所以 LB=(～ ) d3 螺钉 =～ LB=。 查【 2】 (P37表 415).可知 ： e=(1～ )d3螺钉 =7mm～ 取 e=8mm,同时取 m=。 则 L2 =e+m+LB=8++=26mm 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距 ： L=L3+L4+L5+L6=60+34+6+10=110mm 求作用在轴上的外力和支反力 根据轴系机构图绘制轴的计算简图 ,。