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1、.机械设计目 录1 传动简图的拟定 12 电动机的选择 33 传动比的分配 44 传动参数的计算 45 链传动的设计与计算 56 圆锥齿轮传动的设计计算 77 圆柱齿轮传动的设计计算 118 轴的设计计算 169 键连接的选择和计算 2810 滚动轴承的设计和计算 2911 联轴器的选择 3112 箱体的设计 3113 润滑和密封设计 34设计总结 35参考文献 35.1、传动简图的拟定1.1、技术参数：输送链的牵引力 F： 5 kN 输送链的速度 v： 0.6 m/s输送链链轮的节圆直径 d： 399 mm1.2、工作条件： 连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期 10 年（每年 300 个
2、工作日，小批量生产，两班制工作，输送机工作轴转速允许误差5%。链板式输送机的传动效率为 95%。1.3 拟定传动方案传动装置由电动机，减速器，工作机等组成。减速器为二级圆锥圆柱齿轮减速器。外传动为链传动。方案简图如图。方案图.2 电动机的选择2.1 电动机的类型：因为本传动的工作状况是：两班制，工作环境较恶劣，380v 交流电，选用 Y 系列全封闭自扇冷式笼形三相异步电动机，它为卧式封闭结构。2.2 功率的确定2.2.1 工作机所需功率 (kw):wP/(10)50.6/(10.95) 3.17kwwPFv2.2.2 电动机至工作机的总效率 ：1234567 0.9.609.890.6.87
3、（ 为联轴器的效率， 为轴承的效率， 为圆锥齿轮传动的效率， 为234轴承的效率， 为圆柱齿轮的传动效率， 为轴承的效率, 为链传动的5 67效率）2.2.3 所需电动机的功率 (kw):dPP/3.1579Kw/0.863.9kwdw2.2.4 电动机额定功率: dm2.4 确定电动机的型号由机械设计（机械设计基础）课程设计表 20-1 选取电动机额定功率 ，满载转速 =1440r/min。因同步转速的电动机磁极多的，尺寸小，质量大，价格高，但可使传动比和机构尺寸减小，其中 =4kN，符合要求，但mP传动机构电动机容易制造且体积小。=3.1579kwwP=0.8676.由此选择电动机型号：Y
4、112M4电动机额定功率 =4kN,满载转速 =1440r/minmP工作机转速 =60*V/(*d)=28.7343r/min 筒n电动机型号 额定功率(kw)满载转速(r/min)起动转矩/额定转矩Nm最大转矩/额定转矩NmY112M1-4 4 1440 2.2 2.3选取 B3 安装方式3 传动比的分配总传动比： = / =1440/28.7343=50.1143总imn筒设高速轮的传动比为 ,低速轮的传动比为 ,链传动比为 ，减速器的传1i 2i3i动比为 ,链传动的传动比推荐21.46mm，由指导书表 15-112d56中初步选取 02 系列，标准精度级的单列圆锥滚子轴承 7206A
5、C，其尺寸为dDB=306216mm，所以 = =30mm。这对轴承均采用套筒进行轴向1256定位，由表 15-7 查得 7206AC 型轴承的定位轴肩高度，因此取套筒外直径36mm，内直径 35mm。8.2.6 取安装圆锥齿轮的轴段 ，锥齿轮左端与左轴承之间md35423采用套筒定位，已知锥齿轮轮毂长 L=38mm，为了使套筒端面可靠地.压紧端面，此轴段应略短于轮毂长，故取 ，齿轮的右端采235lm用轴肩定位，轴肩高度 2.45，故取 ，则轴环处的直dh07.h径为 。md4138.2.7 已知圆柱直齿轮齿宽 =60mm，为了使套筒端面可靠地压紧端面，此1B轴段应略短于轮毂长，故取 。456
6、0(23)57lm8.2.8 箱体以小圆锥齿轮中心线为对称轴，由圆锥齿轮的啮合几何关系，经过草图推算出各部分轴的长度。 由草图推算取轴环 341lm综合求出 ,569l258.2.9 轴上的周向定位圆锥齿轮的周向定位采用平键连接，按 由课本表 6-1 查得平键截面23d，键槽用键槽铣刀加工，长为 28mm，同时为保证齿轮mhb810与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；圆柱67mH齿轮的周向定位采用平键连接，按 由课本表 6-1 查得平键截面45d，键槽用键槽铣刀加工，长为 63mm，同时为保证齿轮hb810与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；滚动7n6轴承与
7、轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。8.2.10 确定轴上圆角和倒角尺寸参考表 15-2，取轴端倒角为 。4528.3 输出轴的设计8.3.1 求输入轴上的功率 、转速 和转矩1p1n1T=3.6514kW =120r/min =290.5906Nm3P338.3.2 求作用在齿轮上的力md301256d32m5423ld41.已知大圆柱直齿轮的分度圆半径 =224mm2d=23dTFt905.64.N=2594.6 /cos15.36=979.3Nntacosr20tant712.aF8.3.3 初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为 45 钢（调
8、质），根据课本表 15-3，取 ，得120A33min0.6514.9720Pdm中间轴的最小值显然是安装滚动轴承的直径。因轴上有一个键槽，故直径增大 5%7%，故 min40d8.3.4 拟定输出轴结构设计8.3.5 由图可得 为整个轴直径最小处选 =40 mm 。12d12d为了满足齿轮的轴向定位，定位轴肩高度 h=（0.07-0.1） ,取12d。根据链轮宽度及链轮距箱体的距离综合考虑取 ，2345dm 70lm=57mm45l31m569l123轴总长：180.8mm.。234lm8.3.6 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力，故选用圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据 = ，
9、由指导书表 15-112d6740m中初步选取 02 基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承7210AC，其尺寸为 ，所以 = =50mm。这对509dDB34d67轴承均采用套筒进行轴向定位，由表 15-7 查得 7210AC 型轴承的定位轴肩高度，因此取 。取安装支持圆柱齿轮处直径4562m。56dm8.3.7 已知圆柱直齿轮齿宽 =55mm，为了使套筒端面可靠地压紧端面，2B此轴段应略短于轮毂长，故取 =52mm。56l8.3.8 由于中间轴在箱体内部尺寸间相互协调，根据草图得，轴承 7210AC宽为 20mm，可以得出 ， ， 。348lm451l674lm至此，已经初步确定了轴的各
10、段直径和长度。8.3.9 轴上的周向定位圆柱齿轮的周向定位采用平键连接，按 由课本表 6-1 查得平键截面56d，键槽用键槽铣刀加工，长为 45mm，同时为保证齿轮mhb106与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；链轮7n6H的周向定位采用平键连接，按 由课本表 6-1 查得平键截面12d，键槽用键槽铣刀加工，长为 56mm，同时为保证齿轮hb812与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；滚动76n轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。8.3.10 确定轴上圆角和倒角尺寸参考表 15-2，取轴端倒角为 。452=40 mm12d345m
11、1270l34=50mm34d=50mm67.8.3.11 求轴上的载荷根据轴的结构图，做出轴的计算简图，支承从轴的结构图，以及弯矩和扭矩图中可以看出圆柱齿轮位置的中点截面是轴的危险截面。计算出的圆柱齿轮位置的中点截面处的 、 及 的值列于下表HMV8.3.12 按弯扭合成应力校核轴的强度根据上表中的数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取 ，轴的计算应力6.02 2223 34.50.69.5N6.1caMT MPaW前已选定轴的材料为 45 钢，调质处理，由课本表 15-1 查得许用弯曲应力 ，因此 ，故安全。Pa601 1ca8.3.13 判断危险截面：截面 A 右侧受应力最大
12、8.3.14 截面 A 右侧抗弯截面系数 3331250.01. mdW抗扭截面系数 2t4562dm6=52mm5l348m51l674载荷 水平面 H 垂直面 V支反力 F193.N2654.7H1746.NVF2-90.3弯矩 M 10.m4.8vMm总弯矩 22.3.5N扭矩 T =290.5906Nm3T.截面 A 右侧弯矩 mNM136725.8027截面 A 上的扭矩 =360.32Nm 3T截面上的弯曲应力 MPaWb1.925067截面上的扭转切应力 T4.3.轴的材料为 45，调质处理。由表 15-1 查得MPaB640Pa2751MPa15截面上由于轴肩而形成的理论应力集
13、中系数 及 按课本附表 3-2查取。因 ， ，经插值后查得04.52dr12.56dD=2.018 =1.382又由课本附图 3-1 可得轴的材料敏感系数为81.0q85.0rq故有效应力集中系数为 =1k82.10.2.=1qk 3.82.5.0由课本附图 3-2 查得尺寸系数 ，附图 3-3 查得扭转尺寸系数7.。轴按磨削加工，由课本附图 3-4 得表面质量系数为84.0= =0.92轴未经表面强化处理，即 ，则综合系数为1q/ +1/ =1.82/0.73+1/0.92 =2.58Kk1/ +1/ =1.32/0.84+1/0.92 =1.661计算安全系数 值caS.mbKS1 53.
14、10.2958.7a1 8.2/4./4.16.S=1.52Sca 9.85.23.故可知安全。8.3.15 截面 A 左侧抗弯截面系数 3336.175.01. mdW抗扭截面系数 22t截面 A 左侧弯矩 NM1367807截面 A 上的扭矩 =360.32Nm3T截面上的弯曲应力 MPaWb4.6175截面上的扭转切应力 T28.0.3由课本附表 3-8 用插值法求得/ =3.75，则 / =0.8 3.75=3kk轴按磨削加工，有附图 3-4 查得表面质量系数为 = =0.92故得综合系数为/ +1/ =3.75+1/0.92 =3.84Kk11./ +1/ =3+1/0.92 =3.09Kk11又取碳钢的特性系数 05.,.所以轴的截面 5 右侧的安全系数为maKS1 8.
