矿山摇摆式输送机

摘要当今社会，随着科技的发展，矿山摇摆式输送机的应用越来越广泛，人们对输送机的研究从来没有停止过,为了满足不同的需求，出现了各式各样的输送机，有摇摆式输送机和带式输送机，平板式输送机等为了把自己所学的专业知识理论更好的应用于实际，以摇摆式输送机为目标，该输送机主要有三部分组成：连杆机构，电动机，还有个减速器，它的设计是在连杆机构运动分析的基础上，进行电动机的选择，减速器零件的设计，其中包含有：轴，齿轮，轴承的设计和校核，材料的选择和附件的设计，最后完成减速器装配，从而构建了矿山摇摆式输送机，相比其他几类传输机而言，该减速器结构简单，装拆使用都很方便，适用范围也比较广，一般可应用于煤矿运输，也可用于矿山一类的材料运输。关键词 减速器；传输机；摇摆Abstract Todays society, along with the development of technology, mining sway conveyor application of more and more extensive. People on the conveyor of the study have never stopped. In order to meet different requirements for a wide range of conveyor. A swing-and conveyor belt, such as concrete mixers. With the progress of mankind, more and more and more good swing-conveyor will be manufactured to meet the needs of production development. Through this study and research the subject so that students learn knowledge on a systematic grasp and understanding. They found that training and problem-solving abilities. In order to study their expertise in theory better applied to practical, to sway for the transmission of goals. The design of transmission linkage is in motion analysis on the basis of the choice of motors, parts of the design reducer (shaft, gear, bearing the design and verification), the complete reducer assembly, which built a swing-transfer machine.Keywords Reduction gear Transmission machine SwingII目 录1绪论.11.1毕业设计的目的，内容和进行形式11.2机械设计的一般过程.11.2.1选定设计的课题12机构简介和设计数据22.1机构简介23连杆机构与物料的运动分析33.1机构进行速度分析.33.2对机构进行速度加速度分析43.3连杆机构与物料的动态静力分析.54传动装置的总体设计94.1动力机的机械特性.94.2电动机的选择.94.2.1 确定电动机的转速.94.3总传动比的计算与分配114.3.1总传动比的计算.114.3.2传动比的分配.115传动零件的设计计算135.1带传动的设计135.2齿轮的设计155.2.1对高速级齿轮的参数计算.155.2.2对低速级齿轮的参数计算.186轴和轴承的设计.226.1绘制装配图前的准备工作226.2对轴的设计226.2.1概述.236.2.2初步设计.236.3轴的校核246.4轴承的设计267减速器的附件和机体297.1附件概述297.1.1附件.297.1.2轴承端盖设计.307.1.3轴承的润滑与密封.3072箱体的设计.307.2.1箱体的结构.307.2.2箱体的结构尺寸.317.2.3箱体设计时应满足的要求.327.3承盖、套杯、调整垫片组设计与选择327.3.1轴承盖.327.4速器的润滑与密封337.4.1齿轮油的选择.337.4.2润滑济的选择.337.4.3减速器的密封.348机架的设计.35结论37致谢.38附录.39英文原文：.39中文翻译：.50II1绪论1.1毕业设计的目的，内容和进行形式 培养理论联系实际的设计思想,训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固，加深和扩展有关机械设计方面的知识；通过制定设计方案合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和选择材料，以及较全面的考虑加工制造工艺，使用和维护等要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法； 进行设计基本技能的训练。例如计算，绘图，熟悉和运用资料（手册，图册，标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和处理数据的能力。 1.2机械设计的一般过程 任何一部新机器都要经过设计，研制，生产和使用等四个阶段。其中设计阶段通常没有固定的程序，典型的顺序： （1）明确设计任务，制定设计任务书 （2）提供方案并进行评价 （3）按照选顶的方案进行各零部件的总体布置，运动学，动力学和零件工作能力计算，结构设计和绘制总体设计图 （4）施工设计：根据总体设计的结果，考虑结构工艺性等要求，绘出零件工作图 （5）审核图纸 （6）整理设计文件，包括：编写计算书，使用说明书等。 1.2.1选定设计的课题 摇摆式传输机一般在矿山采煤，或者用于矿山运输，整个机器的工作过程就包括了运动学，动力学和零件工作能力，通过对摇摆式传输机的设计可以让我们了解整个机器的设计过程，也能够加深和巩固运动学，动力学，还有零件设计的能力，更加熟悉机械设计的计算机设计工具（auto-cad）和资料。 明确设计的目的和设计的一般过程。 2机构简介和设计数据2.1机构简介 摇摆式输送机一种是水平传送材料用的矿山运输机械（如图2-1）。电动机通过齿轮Z5-Z6，Z3-Z4，与Z1-Z2 使曲柄 2在经过六连杆机构使输料槽 6作往复移动，放置在槽上的物料 7 借助摩擦力随输料槽一起运动。无聊的输料是利用机构在某些位置输料槽有相当大的加速度，使物料在惯性力的作用下克服摩擦力而发生滑动，滑动的方向恒自左往右，从而达到输送的目的。在该位置时，物料正好和槽有相对滑动，也就是说，此时物料具有最大的速度，而槽此时有向左的加速度，使得物料能够脱离小车达到输送的目的。 2-1输送机构原理图设计的数据如下表2-1所示：表2-1设计数据设计连杆机构与物料的运动分析符号N2LHH1L01ALABL02BL02CLAS3L02S4F0fG7单位r/mmmm数据57.52829347590302160270110400.450.3550000N3连杆机构与物料的运动分析连杆机构与物料的运动分析:已知：各构件的尺寸及重心S的位置（构件2的重心与轴O1重合），曲柄2每分钟转数n2，物料对槽的静、动摩擦系数f0、f，以及物料的重量G。要求：分析机构5位置的运动简图、速度、加速度多边形在该位置时，物料正好和槽有相对滑动，也就是说，此时物料具有最大的速度，而槽此时有向左的加速度，使得物料能够脱离小车达到输送的目的。3.1机构进行速度分析图3-1 A点的速度分析图由图3-1可以知道:W01A=2n/60=57.56.28/60r/min 式（3.1）VA=W01AL01A=57.56.280.09/60=0.53m/s 式（3.2）VB = VA + VBA 式（3.3）大小 ？ 0.53 ？方向 O O1A BA由于这个速度矢量方程只含有二个未知量，因此可以用矢量图解法求解。具体步骤如下：选定适当的速度比例尺Uv ,Uv=速度大小/代表速度大小的线段（m/s）/mm 在图纸上任选一点p作矢量VA的起点，画线段pa=VA/uvmm方向O1A，所得矢量表示VA的大小和方向，沿VA矢量端a作VBA的方向线(AB)以表示VBA的方向，过矢量端p点作VB的方向线(O2C)则二线交点b就是矢量VB的端点所以其大小为VBA=0.55m/s,VB=0.69m/s因为VB和VC是同一杆O2上的两点，所以其速度大小与VB成比例，其方向与VB相同,VC =(270/160)VB1.16m/s由VC速度可以得到VD，VC是在D杆上的滑块，速度沿两个方向运动，水平方向和垂直方向，利用VC的正交分解可以得到VDX=VD=1.1m/s方向水平向右此前物料和槽没有相对滑动,即槽的速度和加速度就是物料的速度和加速度在此时5位置时，物料的惯性力uN=500000.45=22500N，当稍过5后，物料的惯性力大于静摩擦力，故物料开始滑动滑动以后其速度不在等于槽的速度加速度，此时物料在大小，方向都不变的动摩察力f=500000.35=17500N作用下做等速运动。3.2对机构进行速度加速度分析B点的加速度aB W02B=VB/L02B=0.69/0.16=431r/min 式（3.4） aBn=W02B2L02B=4.314.310.16=2.98m/s2 式（3.5） aB = aBn + aBt大小 ？ 2.98 ?方向 ？ BO O2B因为该等式具有3个未知量，所以无法求解，但是以下等式可以等同上式： anA=wo1A2L01A=3.26m/s2 因为 VBA =0.55m/s 所以 WBA=V BA/LBA =0.55/0.3021.82r/min a nBA=WBA2LBA=1.821.820.3021.0 m/s2 aB = anB + atB 式（3.6）aB = anBA + atBA + anA = anB + atB大小 ？ 1 ？ 6 ? 2.98方向 ？ BA BA AO1 ? BO2该等式只有两个未知量，可求解，具体作图如下：选定适当的加速度比例迟uaua=加速度的大小/代表加速度大小的线段（m/s2）mm图3-2 AB杆和CD杆加速度分析图在图纸上任选一点p,过p作矢量pn1代表anA，方向AO1过 n1作矢量 n1n2，代表anBA，方向BA，过n 2作直线BA，在过p作矢量pn3代表anB方向，过O2作直线O2B，两直线交于B,所以由图知道，pb代表aB, n2B代表atBAn3b代表atB，所以： a B=pbua=3m/s2 式（3.7）a BA=n2bua=5.7 m/s2atB=n3bua=0.4 m/s2图3-3 加速度分析图因为B和C是位于同一杆上的两点，所以其加速度的大小成相应的比例，如图3-3所示，其方向应相同： aC=aB270/260=5.2 m/s2，由此可以得出来连杆2在5位置时，小车的速度为1.1m/s2方向向右的加速度大小为0.8 m/s2，方向和速度方向相反，所以该时候物料由于惯性力的作用继续向右运动，使得物料达到输送的目的。当刚过 5位置时候，小车就具有向左的加速度，使得小车作减速运动，我们就把这个时候 5位置当作是小车有最大的速度。 3.3连杆机构与物料的动态静力分析 在进行机构的动态静力分析时候，必须考虑如何先确定各构件的惯性力。机构的动态静力分析的步骤如下：(1) 分析各构件的惯性力，并把它们视为外力加于产生这些惯性力的构件上.(2) 根据静定条件将机构分解为若干个构件组和平衡力作用的构件，进行力的分析其顺序一般是由外力全部已知的构件组开始，逐步推算到平衡力（为未知外力）作用的构件。求构件杆AB的质心S3处的惯性力利用上面的已经求出来的条件和加速度分析图示，可以得出来，质心S3处的加速度确定各构件的惯性力和惯性力偶矩作用在构件AB上的惯性力Fi3和惯性力偶矩Mi3为 Fi3=G3/g=356/10N 式（3.8）Mi3=0.556.92/0.32=12Nm 式（3.9）由图将通过质心S3的G3和作用在构件AB上的Mi3合成一个总惯性力Fi3，其大小和方向仍为Fi3，但是作用线从质心S3偏移一实际距离hi3，值hi3=Mi3/Fi3=12/=0.21m=207mm 式（3.10）同样对于构件O2C上质心S4的偏移距离 hi4其大小为： Fi4=G4/g=136=136N 式（3.11） Mi4=116.2/0.16=100Nm 式（3.12） Mi4/ Fi4 =100/136=700mm 式（3.13）对杆AB和O2C进受力分析：AB杆的力的图示：以构件AB和构件O2C作为示力体，将其运动副中的反力分解为沿构件和垂直构件轴线的两个分力，则考虑构件AB平衡时，由MB=0得: Fi3179+FAt 302G3167=0 式（3.14）如要合适的分析该图，能找到F66就可以求出来F01t的大小，所以对小车进行分析：小车上50000N的物料对小车具有向左的摩擦力f76,以及小车下面的托滚对小车也有摩擦力 f,而此时小车没有加速度，所以小车没有惯性力，及： F66=F66=f76+ f 式（3.15）对小车下的托滚进行受力分析 N=G7+G6=50000+2940=52940N 式（3.16）由 N 和 F所产生的转动力矩相等得到： F252=N2 式（3.17）F252=529402F3180N而 f76=N7f=500000.35=17500N 式（3.18）所以： F66= F66=f76+ fma=175003179294017170N 式（3.19）由MB=0得：图3-4杆4的受力分析F660.1+Fi40.011F01t 0.16G40.03=0 式（3.20）17170 0.11360.011- F01t0.16-1360 0.03=0F01t=1297N以整个杆组 AB 和O2C作为示力体，可画出下图3-5是所示，最后由力得平衡条件FB=0得：图3-5 杆3杆4的受力分析 FAn+ FAt+Fi3+G3+Fo1t+ Fo1n +G4+Fti4+F66=0 式（3.21）FAn=4626N所以 My=4814Nm此时已经求出来O1A杆的最大力矩。通过对连杆机构的速度分析，加速度分析和静态动力分析，得到杆O1的最大力矩，为传动装置的设计做准备。4传动装置的总体设计传动装置总体设计的目的是确定传动方案。选定电动机型号，合理分配传动比及计算传动装置的运动和动力参数，为计算各级传动件准备条件。机器一般由原动机，传动装置和工作机三部分组成，常见机械传动的主要性能，在布置传动顺序时，一般考虑以下几点：(1) 带传动的承载能力小，传递相同转距时结构尺寸其他传动形式大，但传动平稳，能缓冲减振，因此宜布置在高速区。(2) 链传动运转不均匀时，有冲击，不适合高速度传动，应布置在底速级(3) 圆锥齿轮加工困难，特别是大直径，大摸数的圆锥齿轮，所以只有在需改变轴的布置方向时采用，并尽量放在高速级和限制传动比，以减小圆锥齿轮的直径和摸数。(4) 开式齿轮传动的工作环境差，润滑条件不好，磨损严重，寿命短，应布置在底速级(5) 一般将改变运动形式的机构（螺旋传动，连杆机构，凸轮机构）布置在传动系统的最后一级，并常用于工作机的执行机构。4.1动力机的机械特性此机器设计可把电动机看作为二次动力机。二次动力机是用一次动力机驱动发电机等变能机产生的各种形态的能，转变为机械的机械能机器。如发电机液压马达等。机械特性的一般都用转矩T（或功率P）与转速n 的关系曲线，即：T=f(n)或 P=f(n)曲线表示该输送机采用电动机作为动力源，一下对电动机性能作介绍尺寸：大功率/重量：大调速方法和性能：交流电动机通常是不可调速的，需要时则可通过变频、变级或变转差率进行调速。运行温度的控制：在正常环境下使用，电动机采用风冷，温低于允许值。高温使用性能：受缘的限制，采用耐热的缘材料和特殊设计可提高使用温度。防燃爆性能：需要采用防爆电动机。恶劣环境适应性：采用封闭式电动机。故障反应：运转故障或严重过载可能烧坏电动机，加需有过载保护装置。噪声：噪声小。初始成本：低。维护费用：少。4.2电动机的选择电动机是最常用的原动机，具有结构简单，工作可靠，控制简便和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量（功率）和转速，确定具体型号。 4.2.1 确定电动机的转速额定功率相同的电动机有四种同步的转速可以选用，电动机的转速越高，则磁极越少，尺寸及重量越轻，价格也就越低，但是电动机的转速较高也引起传动装置的尺寸和重量的增大，使成本增加，因此该电动机选择合理的转速为1480r/min电动的功率主要根据工作装置的功率来确定，工作装置的功率根据工作阻力的速度确定，即： PW=TWnW/9550=481857.5/9550=29kw 式（4.1）其中：PW表示工作机所需工作功率；TW表示工作机的阻力矩，Nm；nW工作机的转速，r/min；电动机的额定功率应等于或略大于电动机所需的输出功率，以便电动机工作时不会过在载过热，所以取电动机的功率：P0= PW /0.885=33.84kw查相关的手册得：电动机的型号： Y225S-4额定功率： P0=37 kw同步转速： n=1500r/min满载转速： nw=1480r/min其具体实例见下图:E=225mmL=820mmF=18X16mmG=53mmC=149mm图4-1电动机示意图4.3总传动比的计算与分配4.3.1总传动比的计算电动机确定以后，根据电动机的满载转速nm=1480r/min，和工作机构O1A的转速 57.5r/min，可以计算传动装置的总传动比: i=nm/nw=1480/57.5=25.7 式（4.2）该传动比较大，一级传动无法实现，传动装置由多级串联而成，则必须设计合理的各级传动比的乘积和总传动比相等4.3.2传动比的分配总传动比的分配是个比较重要的问题，它将影响到传动装置的外廓尺寸、重量、润滑等许多的问题，具体分配时应考虑以下的问题：个级传动比最好在其范围内选取，平带 i=24,imax=6,圆柱齿轮i=35,imax=10应使各级传动结构的尺寸协调，匀称利于安装，防止相干涉，在有带传动的传动装置中，为防止大带轮和底盘相碰撞，通常使带的传动比小于齿轮的传动比ibig在卧式减器中，应使各级大齿轮的直径相近，便于齿轮浸油润滑，由于低速级的圆周速度低，大齿轮直径可稍大些，传动级数较多时，按前小后大的原则，即从高速轴到低速轴的传动比依次增加，这样可使中间轴具有较高的转速和较小的转矩，从而减小其尺寸和重量（1） 计算总传动比i=25.7 （2） 分配各级传动比为了使带的尺寸不至过大，满ibi.可取ib=2。则齿轮的传动比i=25.7/2=12.8由于齿轮采用二级传动分配12.8的传动比取第一级传动比：i12=3.21因为： i =i23i12 式（4.3）所以：i23=4（3） 计算传动装置的运动和动力参数各轴的转速 n1=nm/ib=1480/2=740r/min 式（4.3）n2=n1/i12=740/3.21=231r/minn3=n2/i23=231/4=57.75 r/min（4） 各轴的功率 P1=Pm=370.98=36.26kw 式（4.4）P2=P1=36.260.95=34.45kwP3=P2=34.450.95=32.73kw（5） 各轴的转矩 T0=9550Pm/nm=955037/1480=238.75Nm 式（4.5）T1=9550P1/n1=955036.26/740=467.95NmT2=9550P2/n2=955034.45/231=1424.23NmT3=5412 Nm把上面计算的数据，综合到下表4-1中：表4-1 运动和动力参数参数电动机轴1 级轴2 级轴3 级轴转速n/(r/min)148074023157.75功率P/kw3736.2634.4532.73转矩T/Nm238.75467.951424.235412 传动比i23.214效率0.980.950.955传动零件的设计计算传动装置包括各种类型的零部件，其中决定其工作性能，结构布置和尺寸大小的主要是传动零件。支承零件和联接零件都要根据传动零件的要求来设计，因此一般先应先设计计算传动零件，确定其尺寸，参数，材料和结构。减速器是独立，完整的传动部件。为了使设计减速器时的原始条件比较准确，通常应先设计减速器以外的传动部件，例如 V 带传动，链传动和开式齿轮传动。5.1带传动的设计此处用 V 带有一下的优点：（1）电动机的主轴与一级轴的皮带设计，该从动轮常用 V 带，V 带已经标准化、系列化主要设计内容是 V 带型号和根数，带轮的材料、直径和轮缘宽度、中心距。（2）注意带轮的大小与其他机件的装配或协调关系，如小带轮直径与电动机中心距高是否相称，其轴孔直径与电动机是否一致，大带轮直径是否过大导致与机架相碰，大小带轮直径及带长均应符合标准系列（3）应计算出 V 带对轴的压力，因为在分析轴的受力时还要使用（4）能缓和载荷冲击（5）运行平稳无噪声（6）制造和安装精度不像啮合传动那样严格（7）过载时将引起带在带轮上的打滑，因而可防止其他的零件的损坏（8）可增加带长的以适应中心距较大的工作条件此处用 V 带有一下的缺点：（1）有弹性滑动和打滑，使效率低和不能保持准确的传动比传递（2）传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动大（3）带寿命短由上面的计算可以知道，电动机为Y系列三相异步电动机，功率为37kw，转速为 1480r/min，轴1上的转速为 493r/min，因为矿山输送机，所以每天工作不低于16h，载荷变动较大。工作状况系数：KA=1.5计算功率： PC =KAP=1.537=55.5kw 式（5.1）选带的型号可以根据上面的数据查相关手册，选C型带小带轮的直径：D1=250mm大带轮的直径： D2=(1A) D1n1/n2=494mm 式（5.2）设 A=1% 选D2=500mm大带轮的转速: n2=(1A) D1n1/ D2= (10.01) 2501480/500=732r/min 式（5.3）计算带长: Dm=(D1+D2)/2=(250+500)/2=375mm 式（5.4）=( D2D1)/2=250/2=125mm初取中心距:2(D1+D2)a0.55(D1+D2)+h1500mma564mm取: a=700mm带长:基准长度: Ld=3150mm求中心角和包角：中心距： 式（5.5）=780mm1200求带的根数：带速： 式（5.6） =19.36m/s传动比： i=2 带根数： =55.5/（9.1+1.3）0.90.97 =6.5所以取带的根数为7根轴上的载荷： 式（5.7）=带的材料：以涤纶为带的承载层V型带。带轮的结构设计（小带轮）：带轮采用的是HT200。由选的电机型号可知：其轴伸直径为140mm，长度为L=225mm,故小带轮的轴孔直径应取140mm。5.2齿轮的设计（1）齿轮传动的设计需要确定齿轮的材料，模数，齿数，分度圆螺旋角，转向，变位系数，分度圆，顶圆，根圆齿宽和中心距等。（2）材料选择的时候应注意毛坯的制造方法，当齿轮直径d500mm时，多采用锻造毛坯，当直径d500mm时，多采用铸造毛坯，小齿轮齿根圆直径与轴劲接近时，多做成齿轮轴，材料应兼顾轴的要求。（3）齿轮设计时，应注意在确定齿数，模数和分度圆螺旋角时，不能独立的一个一个决定，而应综合考虑，当齿轮传动中心距一定时，齿数多，模数小，既能增加重合度，又能降低齿高，减小滑动系数，减轻摩损胶合。（4）要正确处理设计计算的尺寸数据，应分别不同情况进行标准化，整圆或求出精确数值。5.2.1对高速级齿轮的参数计算由于传动装置带有连杆机构，则设计为闭试传动，每天工作不低于16小时，两班制，预期寿命10年，每年300个工作日，在使用期间内工作时间占50%，动力为电动机，工作中有中等振动，传动不逆转，齿轮对称布置，传动尺寸无严格限制，齿面允许少量点噬，无严重过载。故小齿轮采用40Cr，调治处理，硬度为240HB286HB，平均取260HB，与轴1相啮合的大齿轮用45号钢调质处理，硬度229HB286HB，平均取240HB齿面接触疲劳强度计算初步计算转矩： 式（5.8）齿宽系数:d=b/d1=0.81.4,选d=1.0接触疲劳极限:min1=710MPamin2=580MPa初步计算的许用接触应力: H1=0.9710=639MPa H2=0.9580=522MPaAd值查表得： Ad=85初步计算小齿轮1的直径: 式（5.9） 114.4mm d1取113mm初步取齿宽： b=mm 式（5.10）校核计算：圆周速度 v= 式（5.11）精度等级为：8级初选齿数:z1=20, z2=iz1=3.2120=64.264 m=d1/z1=113/20=5.65 式（5.12）m取5.5z1=113/5.5=21，z2=213.21=67使用系数KA： 查表可得：KA=1.5载荷系数Kv：查表可得：Kv=1.2 Ft=2T1/d1=2467950/113=8282N 式（5.13）KAFt/b=1.59550/113=136.8N 式（5.14） =1.7 KH=A+B(b+d1)+Cb=1.4 式（5.15）载荷系数： 式（5.14）弹性系数： 节点区域系数： ZH=2.5接触最小安全系数: SHmin=1.05总工作时间: th=接触寿命系数： 接触许用应力： 式（5.15）验算: 式（5.16）上述表明接触疲劳强度适合，无需调整确定传动主要尺寸实际分度圆直径： mm 式（5.17）mm中心距： 式（5.18）齿宽： b=d 式（5.19）取 b1=126mm，b2=116mm齿根弯曲疲劳强度验算：重合度系数Y：Y=0.25+0.75/=0.7齿间载荷分配系数：，弯曲疲劳极限：，应力循环次数NL： ，弯曲寿命系数： 许用弯曲应力： 式（5.20）验算: 式（5.21）综上，弯曲疲劳强度符合要求所以可得参数数据如表5-1所示：表5-1 圆柱齿轮高速轴传动参数表名称代号小齿轮大齿轮中心距a242传动比i3.21齿数Z2167分度圆直径D116368.5节圆直径d116368.5齿顶圆直径da126379齿根圆直径df103354齿宽B1261165.2.2对低速级齿轮的参数计算小齿轮采用40Cr，调治处理，硬度为240HB286HB，平均取260HB，与轴1相啮合的大齿轮用45号钢调质处理，硬度229HB286HB，平均取240HB转矩： 齿宽系数：d=b/d1=0.81.4,选d=1.0接触疲劳极限： min1=710MPamin2=580MPa初步计算的许用接触应力： H1=0.9710=639MPa H2=0.9580=522MPaAd值查表得： Ad=85初步计算小齿轮1的直径： 158.9mm d1=160mm初步取齿宽： b=mm校核计算：圆周速度： v=精度等级为：9级初选齿数 z1=30, z2=iz1=430=120m=d1/z1=160/30=5.33m取5z1=120/5=24，z2=244=96使用系数KA: 查表可得：KA=1.5载荷系数Kv: 查表可得：Kv=1.2Ft=2T1/d1=21424.231000/160=NKAFt/b=1.5/160=166.9N =1.75KH=A+B(b+d1)+Cb=1.32载荷系数： 弹性系数： 节点区域系数： ZH=2.5接触最小安全系数: SHmin=1.05总工作时间: th=接触寿命系数: 接触许用应力：验算 ：上述表明接触疲劳强度适合，无需调整确定传动主要尺寸实际分度圆直径：mmmm中心距：齿宽:b=db1=190mm，b2=180mm齿根弯曲疲劳强度验算：重合度系数Y ：Y=0.25+0.75/=0.7齿间载荷分配系数： 弯曲疲劳极限： 应力循环次数NL : 弯曲寿命系数: 许用弯曲应力: 验算:综上，弯曲疲劳强度符合要求所以可得参数数据如表5-1所示：表5-2 圆柱齿轮低速轴传动参数表名称代号小齿轮大齿轮中心距a450传动比i4 续表5-2齿数Z30120分度圆直径D180720节圆直径d180720齿顶圆直径da192732齿根圆直径df165707齿宽B1801706轴和轴承的设计装配图是反映各个零件的相互关系，结构形状以及尺寸的图纸，因此，设计通常是画装配图着手，确定所有零件的位置，结构和尺寸，并以此为依据绘制零件工作图，装配图也是机器组装，调试，维护等的技术依据，所以绘制装配图是设计过程中的重要环节，必须综合考虑对零件的材料，强度，刚度，加工，装拆，调整和润滑等要求，用足够的试图和跑面图表达清楚。减速器主要由传动零件，轴，轴承，箱体及其附件所组成，其基本结构有三部分组成：(1) 齿轮，轴及抽承组合;(2) 箱体;(3) 减速器附件齿轮，轴及轴承组合。小齿轮一轴制成一体，称齿轮轴，这种结构用于齿轮直径与轴的直径相关不的情况下，如果轴的直径为d,齿轮齿根圆的直径为df，则当dfd67mn时，应采用这种结构，而当df-d67mn时，采用齿轮与轴分开为两个饿零件的结构，如低速轴与大齿轮，此时齿轮与轴的周向固定平键联结，轴上零件利用轴肩，轴套和轴承盖作轴向固定，两轴均采用了深沟球轴承，这种组合，用语承受径向载荷和不大的轴向载荷的情况，当轴向载荷叫大时，应采用角接触球轴承，圆锥滚子轴承或深沟球轴承，轴承是利用齿轮选状时溅起的稀油，进行润滑，箱座中油池的润滑油，被选状的齿轮溅起飞溅到箱盖的内壁上，沿内壁流到分箱面坡口后，通过导油槽流入轴承，当浸油齿轮圆周速度v2m/s,时，应采用润滑脂润滑轴承，为避免可能溅起的稀油冲掉润滑脂，可采用挡油环将其分开，为防止润滑油流失和外界回程进入箱内，在轴承端盖和外伸轴之间装有密封元件。6.1绘制装配图前的准备工作在画装配图前，应看有关资料，装拆实际减速器。弄懂各部分的功用，做到都设计内容心中有数，选择计算出有关零部件的结构和主要尺寸，具体内容有：(1) 确定各类传动零件的中心距，最大圆直径和宽度，我们可以知道中心距离是260mm360mm(2) 选出电动机型号和类型并查出轴径和伸出长度(3) 按工作情况和转矩选出联轴器类型和型号(4) 确定滚动轴承类型，我们用的是深沟球轴承(5) 根据轴上零件的受力，固定和定位等要求，初步确定轴的阶梯段(6) 确定机体的结构方案(7) 计算有关机体的尺寸6.2对轴的设计这一阶段的设计内容是通过绘图设计轴的结构尺寸及选出轴承型号，确定轴的支点距离和轴上零件力的作用点，计算轴的强度和轴承寿命传动零件轴和轴承是减速器的主要部件，其他零件的结构和尺寸是根据主要零件的位置和结构而定的。6.2.1概述作回转运动的零件都要装在轴上来实现其回转运动，大多数轴还起着传递转矩的作用，此处的轴用语齿轮的传动，所以只有转矩不受弯矩或弯矩很小。轴材料主要采用碳素钢和合金钢，碳素钢比合金钢价廉，对应力集中敏感性小，所以应用较为广泛，常用的碳素钢有3050钢，最常用的是45号钢，为了保证其力学性能，应进行调质处理，不重要的或较小的轴以及一般传动轴可以使用Q235Q275钢，合金钢具有较高的机械强度，可淬性好，可以在传递大功率并要求减少质量和提高轴径耐磨性时使用。轴设计主要注意的问题有：在不一般情况下，轴的工作能力取决于它的强度和刚度，对机床主轴后者犹为重要，高速轴还决定于踏青的震动稳定性。多数轴上的零件不允许在轴上作轴向移动，需要用轴向固定的方法使弹压们在轴上有确定的位置(1) 为传递转矩，轴上零件还应该作轴向固定(2) 对轴与其他零件间有华东的表面有耐磨性的要求(3) 轴的加工，热处理，装配，检验，维修等都应有良好的工艺性对重要的轴还必须考虑毛坯的制造，探伤，起重等问题6.2.2初步设计初步计算轴径当轴的支撑点没有确定时，无法由强度确定轴径，要用初步古段的办法，即按纯扭矩并降低叙用扭转切应力确定轴径d，计算公式为: dC 式（6.1）式中: P表示轴所传递的功率；n表示转速A为轴的许用应力；可以得到：d143mmd262mm d386mm分别为大齿轮顶圆和 齿轮端面与机体内壁间应留有的空间，以避免铸造机体时的误差造成间隙过小甚至齿轮与机体相碰，L内壁距离，其值应圆整l2内壁至轴承座端面的距离，与考虑扳手空间的c1,c2值有关，取l2=25mmB轴承座端面的距离，其值应圆整轴承内壁至机体之间的距离轴的结构设计即要满足强度的要求也要满足轴上零件的定位，固定和装配的要求，并有良好的加工工艺，所以在轴的结构一般都做成阶梯，并轴的结构设计是以初步计算轴径为基础的，可分为轴的轴向设计和径向设计。6.3轴的校核根据一直条件，设计各级轴的尺寸：对于齿轮轴2(1) 计算两齿轮分度圆直径及其受力 式（6.2）大齿轮： 式（6.3）