青島大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書.doc

《青島大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《青島大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書.doc（47頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

QINGDAO UNIVERSITY 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 計(jì)算說明書 題 目： 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2012年11月26日至2012年12月14日 目錄 一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 （一）設(shè)計(jì)目的 1 （二）設(shè)計(jì)題目 1 （三）設(shè)計(jì)內(nèi)容 2 二、設(shè)計(jì)要求 2 三、設(shè)計(jì)步驟 2 （一）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 3 （二）電動(dòng)機(jī)的選擇 3 （三）計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比、并分配傳動(dòng)比 4 （四）計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 4 （五）V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 5 （六）各級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 7 1、減速器高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 7 2、減速器低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 11 3、四個(gè)齒輪的參數(shù)列表 15 4、驗(yàn)證兩個(gè)大齒輪潤滑的合理性 15 （七）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核及軸承和鍵的校核 16 1、初步確定軸的最小直徑 16 2、中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核及中間軸軸承和鍵的校核 16 3、輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核及輸出軸軸承和鍵的校核 28 4、輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核及輸入軸軸承和鍵的校核 34 （八）箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 38 （九）潤滑方式、潤滑油牌號(hào)的選擇及密封 39 （十）減速器附件的選擇 40 四、設(shè)計(jì)總結(jié) 41 五、參考文獻(xiàn) 42 六、致謝 42 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì)算及說明 結(jié)果 一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 （一）設(shè)計(jì)目的 （二）設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) （三）設(shè)計(jì)內(nèi)容 二、設(shè)計(jì)要求 三、設(shè)計(jì)步驟 （一）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 1、本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：第4組數(shù)據(jù) 2、傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖 （二）電動(dòng)機(jī)的選擇 1、選擇電動(dòng)機(jī)的類型 2、確定電動(dòng)機(jī)功率 3、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 （三）計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 并分配傳動(dòng)比 1、傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 2、分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 （四）計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1、各軸轉(zhuǎn)速 2、各軸輸入功率 3、 各軸轉(zhuǎn)矩 （五）V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、確定計(jì)算功率 2、選擇V帶的帶型 3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑d，并驗(yàn)算帶速v 4、確定v帶中心距a和基準(zhǔn)長度 5、驗(yàn)算小帶輪包角 6、計(jì)算單根v帶的額定功率 7、計(jì)算帶的概數(shù)z 8、計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 9、計(jì)算作用在軸上的壓軸力 （六）各級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1、減速器高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) （1）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) （2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 （3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1）確定計(jì)算參數(shù) 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 （4）幾何尺寸計(jì)算 1）計(jì)算中心距 2）按圓整后的中心距修正螺旋角 3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 4）計(jì)算齒寬 5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2、減速器低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) （1）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) （2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 （3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1）確定計(jì)算參數(shù) 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 （4）幾何尺寸計(jì)算 1）計(jì)算中心距 2）按圓整后的中心距修正螺旋角 3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 4）計(jì)算齒寬 5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3、四個(gè)齒輪的參數(shù)列表 4、驗(yàn)證兩個(gè)大齒輪潤滑的合理性 （七）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核及軸承和鍵的校核 1、初步確定軸的最小直徑 2、中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核及中間軸軸承和鍵的校核 （1）中間軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩 （2）求作用在齒輪上的力 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2）擬定軸上零件的裝配方案 3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 4）軸上零件的周向定位 5）確定軸上圓角和倒角尺寸 （4）求軸上的載荷 （5）計(jì)算支承反力 （6）畫彎矩圖 (7)畫轉(zhuǎn)矩圖。 (8) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 (9) 精確校核該軸的疲勞強(qiáng)度 1）判斷危險(xiǎn)截面 2）V面的精確校核 3）IV面的精確校核 (10) 校核軸承壽命 1) 計(jì)算軸承的軸向力 2) 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 3) 校核軸承壽命 （11）軸上鍵校核 3、輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核及輸出軸軸承和鍵的校核 （1）輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩 （2）求作用在齒輪上的力 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）前面算得軸的最小直徑 2）選聯(lián)軸器 3）擬定軸上零件的裝配方案 4）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 5）軸上零件的周向定位 6）確定軸上圓角和倒角尺寸 （4）求軸上的載荷 （5）計(jì)算支承反力 （6）畫彎矩圖 (7)畫轉(zhuǎn)矩圖 (8) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 (9) 校核軸承壽命 1) 計(jì)算軸承的軸向力 （10）軸上鍵校核 4、輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核及輸入軸軸承和鍵的校核 （1）輸入軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩 （2）求作用在齒輪上的力 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）由前面算得軸的最小直徑 2）擬定軸上零件的裝配方案 3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 4）軸上零件的周向定位 5）確定軸上圓角和倒角尺寸 （4）求軸上的載荷 （5）計(jì)算支承反力 （6）畫彎矩圖 (7)畫轉(zhuǎn)矩圖 (8) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 (9) 校核軸承壽命 1) 計(jì)算軸承的軸向力 2) 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 3) 校核軸承壽命 （10）軸上鍵校核 （八）箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) （九）潤滑方式、潤滑油牌號(hào)的選擇及密封 （十）減速器附件的選擇 1、選擇檢查孔及檢查孔蓋 2、選擇通氣器 3、選擇放油孔及放油螺塞 4、選擇油面指示器 5、選擇吊耳和吊鉤 6、選擇定位銷 7、選擇起蓋螺釘 四、設(shè)計(jì)總結(jié) 一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 （一）設(shè)計(jì)目的 1、提高零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算能力； 2、熟悉查閱資料和設(shè)計(jì)手冊(cè)； 3、綜合運(yùn)用前期課程的理論，進(jìn)行一次理論聯(lián)系實(shí)際的全面鍛煉。 （二）設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖1所示。 1—電動(dòng)機(jī) 2—V帶傳動(dòng) 3—減速器4—聯(lián)軸器 5—鼓輪 6—輸送帶 7—滑動(dòng)軸承 圖1 傳動(dòng)方案示意圖 原始設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。 表1 項(xiàng) 目 設(shè) 計(jì) 方 案 1 2 3 4 5 輸送帶曳引力F(N) 3500 4200 4400 5400 5500 輸送帶速度V(m/s) 0.58 0.55 0.48 0.41 0.40 鼓輪直徑D1=D2(mm) 450 400 350 320 380 每天工作時(shí)數(shù)（h） 16 16 16 16 16 傳動(dòng)系統(tǒng)工作年限（y） 10 10 10 10 10 項(xiàng) 目 設(shè) 計(jì) 方 案 6 7 8 9 10 輸送帶曳引力F(N) 3700 4000 4600 4800 5000 輸送帶速度V(m/s) 0.57 0.56 0.46 0.45 0.44 鼓輪直徑D1=D2(mm) 430 420 340 335 330 每天工作時(shí)數(shù)（h） 16 16 16 16 16 傳動(dòng)系統(tǒng)工作年限（y） 10 10 10 10 10 項(xiàng) 目 設(shè) 計(jì) 方 案 11 12 13 14 15 輸送帶曳引力F(N) 5200 5700 5900 3300 3000 輸送帶速度V(m/s) 0.43 0.37 0.36 0.60 0.62 鼓輪直徑D1=D2(mm) 325 310 300 470 480 每天工作時(shí)數(shù)（h） 16 16 16 16 16 傳動(dòng)系統(tǒng)工作年限（y） 10 10 10 10 10 注：傳動(dòng)不逆轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)。輸送帶速度允差5%。 （三）設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、基礎(chǔ)計(jì)算部分 （1）電動(dòng)機(jī)選擇—根據(jù)電動(dòng)機(jī)計(jì)算功率確定其型號(hào)、額定功率及滿載轉(zhuǎn)速。 （2）分配傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比。 （3）運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算—確定減速器各軸所傳遞的功率、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速。 2、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算。 3、各級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算。 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核計(jì)算（按彎扭合成應(yīng)力校核各軸的強(qiáng)度，并對(duì)中間軸進(jìn)行疲勞強(qiáng)度精確校核）。 5、滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算（預(yù)期額定壽命2年左右）。 6、聯(lián)軸器的選擇。 7、潤滑方法及潤滑油的選擇。 二、設(shè)計(jì)要求 （一） 繪制減速器裝配總圖一張（M1:1 ，0號(hào)圖紙或M1:2 ，1號(hào)圖紙）。 （二）繪制中間軸大齒輪及輸出軸零件工作圖各一張（3號(hào)圖紙）。 （三）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，按課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書要求的格式書寫，并要求書寫清晰工整。 三、設(shè)計(jì)步驟 （一）傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 1、本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：第4組數(shù)據(jù) 輸送帶曳引力F(N)： 5400 輸送帶速度V/(m/s)： 0.41 鼓輪直徑D1=D2(mm)： 320 每天工作時(shí)數(shù)（h）： 16 傳動(dòng)系統(tǒng)工作年限（y）： 10 （設(shè)每年工作300天） 2、傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖如下： 1—電動(dòng)機(jī) 2—V帶傳動(dòng) 3—減速器4—聯(lián)軸器 5—鼓輪 6—輸送帶 7—滑動(dòng)軸承 （二）電動(dòng)機(jī)的選擇 1、選擇電動(dòng)機(jī)的類型 按已知工作要求和工作條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。 2、確定電動(dòng)機(jī)功率 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P18表2-4選取 ：V帶傳動(dòng)效率0.96； ：聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 0.993（彈性聯(lián)軸器）； ：滾動(dòng)軸承效率 0.995（球軸承）； ：齒輪傳動(dòng)效率 0.98（7級(jí)精度一般齒輪傳動(dòng)）。 工作裝置所需功率： 電動(dòng)機(jī)軸至卷筒軸的傳動(dòng)裝置總效率η： 電機(jī)所需的工作功率： 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率只需略大于即可。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P327表8-184選取電動(dòng)機(jī)額定功率 3、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 卷筒軸作為工作軸，其轉(zhuǎn)速為： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P11表2-1,V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍為，由P13表2-3，兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比合理范圍為，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P327表8-184，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min和3000 r/min四種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min的電動(dòng)機(jī)，滿載轉(zhuǎn)速1430r/min的Y100L2-4型電動(dòng)機(jī)，質(zhì)量35kg, 其主要性能如下表： 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) 額定功 率kw 滿載轉(zhuǎn)速 (r/min) Y100L2-4 3 1430 2.2 2.2 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P329表8-186，電動(dòng)機(jī)采用基本安裝型B3，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P331續(xù)表8-187可知，其中心高為1000-0.5 ,外形尺寸為:AA=40，AB=205，AC=205，AD=180，BB=180，HA=15，HB=145,HD=245，L=380；安裝尺寸為:A=160，B=140，C=63，D=28j6，E=60，F(xiàn)GD=87，G=24。 （三）計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 并分配傳動(dòng)比 1、傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 2、分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 由，式中,，分別為帶傳動(dòng)，高速級(jí)齒輪和低速級(jí)齒輪的傳動(dòng)比。為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過大，初步取，而，取,則: ，，。 （四）計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1、各軸轉(zhuǎn)速 高速軸為I軸，中間軸為II軸，低速軸為III軸，各軸轉(zhuǎn)速為： 2、 各軸輸入功率 按電動(dòng)機(jī)所需的工作功率計(jì)算各軸輸入功率： 3、 各軸轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩為： 將以上計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表如下： 軸名 參數(shù) 電機(jī)軸 I軸 II軸 III軸 工作軸 轉(zhuǎn)速（r/min） 1430 476.67 94.7233 24.4708 24.4708 功率（kw） 2.485 2.3856 2.3262 2.2683 2.241 轉(zhuǎn)矩（N?m） 16.5956 47.7951 234.5274 885.2291 874.575 傳動(dòng)比i 3 5.0322 3.8709 1 效率 0.96 0.9751 0.9751 0.988 （五）V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、確定計(jì)算功率 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P156表8-7，查的工作情況系數(shù)。計(jì)算功率 2、選擇V帶的帶型 由 ，,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P157圖8-11，選用A型帶。 3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑d，并驗(yàn)算帶速v (1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P155表8-6，A型帶輪 ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P157表8-8取小帶輪基準(zhǔn)直徑 。 (2）驗(yàn)算帶速V, ,故帶速合適。 (3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P157表8-8，圓整為,傳動(dòng)比誤差為,符合條件。 4、確定v帶中心距a和基準(zhǔn)長度 (1）由于, 所以初步， (2）帶所需基準(zhǔn)長度為 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P146表8-2選取基準(zhǔn)長度，帶長修正系數(shù)。 (3）計(jì)算實(shí)際中心距 中心距變化范圍為：。 5、驗(yàn)算小帶輪包角 ，包角合適。 6、計(jì)算單根v帶的額定功率 由，,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P152表8-4a得。 由，和A型帶，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P153表8-4b得 △查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P155表8-5得，又有，則=（P0+△P0）=（1.0640+0.1684）0.951 1.01=1.1837kw 7、計(jì)算帶的概數(shù)z 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P158公式8-26得 故選Z=3根帶。 8、計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P149表8-3可得, 故單根普通Ｖ帶張緊后的初拉力為 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 9、計(jì)算作用在軸上的壓軸力 利用《機(jī)械設(shè)計(jì)》P159公式8-28可得: 壓軸力的最小值為677.9896N （六）各級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1、減速器高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) （1）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）按圖1所示的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095-88）。 3）材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P191表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 4）選小齒輪齒數(shù)， 大齒輪齒數(shù)取。 5）選取螺旋角。初選螺旋角 （2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P218公式10-21試算，即 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①選載荷系數(shù) 。 ②由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P217圖10-30，取區(qū)域系數(shù) 。 ③由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P215圖10-26，查得 ,， 則。 ④小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 。 ⑤由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P205表10-7取齒寬系數(shù) 。 ⑥由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P201表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 。 ⑦由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P209圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 ⑧由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P206式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ⑨由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P207圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) ， ⑩計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力。取失效概率為1％，安全系數(shù)S=1，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P205式10-12得： 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 ①試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得： ②計(jì)算圓周速度 ③計(jì)算齒寬b及模數(shù) ④計(jì)算縱向重合度 ⑤計(jì)算載荷系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P193表10-2得載荷系數(shù)。 根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P194圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P196表10-4查得：，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P198圖10-13查得。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P195表10-3查得。故載荷系數(shù) 。 ⑥按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P204式(10-10a)得 ⑦計(jì)算模數(shù) 　　 （3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P216式（10-17） 1）確定計(jì)算參數(shù) ①計(jì)算載荷系數(shù) ②根據(jù)縱向重合度，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》P217圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)。 ③計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) ④查取齒形系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P200表10-5查得 ⑤查取應(yīng)力校正系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P200表 10-5查得 ⑥由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P208圖10-20C查得 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限； 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ⑦由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P206圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ， ⑧計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P205式10-12得： ⑨計(jì)算小、大齒輪的加以比較 大齒輪的數(shù)值較大。 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由： 取，則,取 （4）幾何尺寸計(jì)算 1）計(jì)算中心距 將中心距圓整為163mm。 2）按圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。 3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 4）計(jì)算齒寬 圓整后??；。 5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪齒頂圓直徑<16Omm且滿足齒根圓到鍵槽底部的距離e<2,故小齒輪為齒輪軸結(jié)構(gòu)。因大齒輪齒頂圓直徑>16Omm，而又小于5OOmm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其它有關(guān)尺寸按圖<腹板式結(jié)構(gòu)的齒輪>薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。大小齒輪齒根圓直徑為 大小齒輪齒頂圓直徑為 繪制大齒輪零件圖如下。 2、減速器低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) （1）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）按圖1所示的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故仍選用7級(jí)精度（GB10095-88）。 3）材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P191表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 4）選小齒輪齒數(shù)， 大齒輪齒數(shù)取。 5）選取螺旋角。初選螺旋角 （2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P218公式10-21試算，即 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①選載荷系數(shù)。 ②由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P217圖10-30，取區(qū)域系數(shù) 。 ③由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P215圖10-26，查得 ,， 則。 ④小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 。 ⑤由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P205表10-7取齒寬系數(shù) 。 ⑥由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P201表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 。 ⑦由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P209圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 ⑧由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P206式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ⑨由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P207圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) ， ⑩計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力。取失效概率為1％，安全系數(shù)S=1，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P205式10-12得： 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 ①試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得： ②計(jì)算圓周速度 ③計(jì)算齒寬b及模數(shù) ④計(jì)算縱向重合度 ⑤計(jì)算載荷系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P193表10-2得載荷系數(shù)。 根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P194圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P196表10-4查得：，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P198圖10-13查得。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P195表10-3查得。故載荷系數(shù) 。 ⑥按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P204式(10-10a)得 ⑦計(jì)算模數(shù) 　　 （3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P216式（10-17） 1）確定計(jì)算參數(shù) ①計(jì)算載荷系數(shù) ②根據(jù)縱向重合度，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P217圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)。 ③計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) ④查取齒形系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P200表10-5查得 ⑤查取應(yīng)力校正系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P200表 10-5查得 ⑥由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P208圖10-20C查得 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限； 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ⑦由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P206圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ， ⑧計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P205式10-12得： ⑨計(jì)算小、大齒輪的加以比較 大齒輪的數(shù)值較大。 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由： 取，則,取 （4）幾何尺寸計(jì)算 1）計(jì)算中心距 將中心距圓整為187mm。 2）按圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。 3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 4）計(jì)算齒寬： 圓整后??；。 5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 因大齒輪齒頂圓直徑>16Omm，而又小于5OOmm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其它有關(guān)尺寸按圖<腹板式結(jié)構(gòu)的齒輪>薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。 因此，大小齒輪齒根圓直徑為 大小齒輪齒頂圓直徑為 3、四個(gè)齒輪的參數(shù)列表如下表 齒輪 參數(shù) 高速級(jí)小齒輪 高速級(jí)大齒輪 低速級(jí)小齒輪 低速級(jí)大齒輪 旋向 右 左 左 右 齒寬B 輪轂L 材質(zhì) 40Cr 45鋼 40Cr 45鋼 熱處理 調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì) 結(jié)構(gòu)形式 實(shí)體式 腹板式 實(shí)體式 腹板式 硬度 280HBS 240HBS 280HBS 240HBS 表1 齒輪 參數(shù) 高速級(jí)小齒輪 高速級(jí)大齒輪 低速級(jí)小齒輪 低速級(jí)大齒輪 模數(shù) 1.5 1.5 2 2 齒數(shù)Z 35 176 37 144 壓力角 螺旋角 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 表2 4、驗(yàn)證兩個(gè)大齒輪潤滑的合理性 兩個(gè)大齒輪直徑分別為： ， 浸油深度不能過深也不能過淺，通常一般的推薦值為滿足浸油潤滑的條件為油的深度大于10mm，小于三個(gè)全齒高。斜齒輪4的全齒高： 即三個(gè)全齒高。 由圖，驗(yàn)證可以知道，兩個(gè)齒輪可以同時(shí)滿足浸油條件。 （七）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核及軸承和鍵的校核 1、初步確定軸的最小直徑 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P370式（15－2）初步計(jì)算軸的最小直徑，選取I軸的材料為40Cr,選取II、III軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)資料1表15-3，取，于是得 三根軸的最小直徑確定: 考慮到鍵對(duì)軸強(qiáng)度的削弱、軸承壽命的要求及聯(lián)軸器對(duì)軸徑的要求，將直徑增大5%，則 2、中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核及中間軸軸承和鍵的校核 （1）中間軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩,由前面算得： （2）求作用在齒輪上的力 已知第（II）軸上高速級(jí)大齒輪分度圓直徑 式中：——齒輪所受的圓周力， ——齒輪所受的徑向力， ——齒輪所受的軸向力； 已知第（II）軸上低速級(jí)小齒輪分度圓直徑 式中：——齒輪所受的圓周力， ——齒輪所受的徑向力， ——齒輪所受的軸向力； （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）由前面算得軸的最小直徑為 即為安裝軸承處軸的最小直徑。 2）擬定軸上零件的裝配方案（見下圖） 3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ①初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。按照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的角接觸球軸承7007AC，其尺寸為 ， 故； ②取安裝大齒輪處的軸端的直徑；大齒輪的左端與左軸承之間采用封油環(huán)定位。已知大齒輪輪轂的跨度為55mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。 ③取安裝小齒輪處的軸端的直徑；大齒輪的右端與右軸承之間采用封油環(huán)定位。已知大齒輪輪轂的跨度為85mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。 ④取大齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取，已知滾動(dòng)軸承寬度，則 至此，已初步確定了軸的各段和長度。 故各段軸直徑的確定如表 位置 直徑（mm） 長度（mm） 35 38.5 40 51 48 12 40 81 35 36 4）軸上零件的周向定位 大齒輪的周向定位采用平鍵連接。按由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P106表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配額為；同樣，小齒輪與軸的連接，選用平鍵為，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配額為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 5）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》P365表15-2，取軸端圓角。各軸肩處的圓角半徑見圖。 （4）求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P300表8-159，對(duì)于7007AC型角接觸球軸承，。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距 （5）計(jì)算支承反力 在水平面上 在垂直平面上 軸承3的總支承反力： 軸承4的總支承反力： （6）畫彎矩圖 在水平面上，a-a剖面右側(cè)： a-a剖面左側(cè)： b-b剖面右側(cè)： b-b剖面左側(cè)： 在垂直平面上，彎矩為 合成彎矩，a-a剖面右側(cè)： 合成彎矩，a-a剖面左側(cè)： 合成彎矩，b-b剖面右側(cè)： 合成彎矩，b-b剖面左側(cè)： (7)畫轉(zhuǎn)矩圖。 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。 中間軸的彎矩圖和扭矩圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面a是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算處的截面a處的、及的值列于下表。 載荷 水平面 垂直面 支反力 彎矩 總彎矩 扭矩 (8) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核該軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，a處右側(cè)承受最大彎矩和扭矩，并且有較多的應(yīng)力集中，故a截面為危險(xiǎn)截面。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P373式15-5及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前面已經(jīng)選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P362表15-1查得，因此，故安全。 (9) 精確校核該軸的疲勞強(qiáng)度 1）判斷危險(xiǎn)截面 從軸的受載情況來看及來看，大小齒輪中心線截面處受力最大。雖然兩截面處應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大而且這里軸徑也最大，故兩中心截面不必校核。截面II，III，IV，V處應(yīng)力集中的影響接近，但截面III處軸徑也比II，V處軸徑大。所以校核II，V截面就行了。由于截面II處受力大些，所以需要校核II左右截面。IV截面受較大的彎矩和扭矩，故也需校核IV截面。 2）V面的精確校核 ①截面V左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面左側(cè)的彎矩為 截面上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P362表15-1查得，，。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P40附表3-2查取。 因，，經(jīng)插值可查得 ， 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P41附圖3-1可得軸的材料敏感系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P42式（附3-4）為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P42附圖3-2尺寸系數(shù)，又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P43附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P44附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，及，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P42式（3-2）及式（3-12a）得綜合系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》3-1及3-2得碳的特性系數(shù) ，取 ，取 于是，計(jì)算安全系數(shù) 值，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P374式（15-6）~（15-8）則得 故可知其安全。 ②截面V右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面左側(cè)的彎矩為 截面上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P362表15-1查得，，。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P40附表3-2查取。 因，，經(jīng)插值可查得 ， 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P41附圖3-1可得軸的材料敏感系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P42式（附3-4）為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P42附圖3-2尺寸系數(shù)，又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P43附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P44附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，及，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P42式（3-2）及式（3-12a）得綜合系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》3-1及3-2得碳的特性系數(shù) ，取 ，取 于是，計(jì)算安全系數(shù) 值，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P374式（15-6）~（15-8）則得 故該軸在截面V右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。因無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱，故可略去靜強(qiáng)度校核。 3）IV面的精確校核 ①截面IV左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面左側(cè)的彎矩為 截面上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P362表15-1查得，，。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P40附表3-2查取。 因，，經(jīng)插值可查得 ， 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P41附圖3-1可得軸的材料敏感系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P42式（附3-4）為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P42附圖3-2尺寸系數(shù)，又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P43附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P44附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，及，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P42式（3-2）及式（3-12a）得綜合系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》3-1及3-2得碳的特性系數(shù) ，取 ，取 于是，計(jì)算安全系數(shù) 值，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P374式（15-6）~（15-8）則得 故可知其安全。 ②截面IV右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面左側(cè)的彎矩為 截面上的扭矩為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P362表15-1查得，， 。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P40附表3-2查取。 因，，經(jīng)插值可查得 ， 又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P41附圖3-1可得軸的材料敏感系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P42式（附3-4）為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P42附圖3-2尺寸系數(shù)，又由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P43附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 軸按磨削加工，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P44附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，及，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P42式（3-2）及式（3-12a）得綜合系數(shù)為 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》3-1及3-2得碳的特性系數(shù) ，取 ，取 于是，計(jì)算安全系數(shù) 值，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P374式（15-6）~（15-8）則得 故該軸在截面IV右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。因無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱，故可略去靜強(qiáng)度校核。 (10) 校核軸承壽命 由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P298表8-158查得7007AC軸承的 1) 計(jì)算軸承的軸向力 軸承3的總支承反力： 軸承4的總支承反力： 軸承3、4內(nèi)部軸向力分別為 比較兩軸承的受力，因及，故只需校核軸承3。 2) 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 由且工作平穩(wěn)，取，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P320式13-8a 3) 校核軸承壽命 軸承在以下工作，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P320表13-4查得 軸承3的壽命為 已知滾動(dòng)軸承預(yù)期額定壽命2年，則預(yù)期壽命為 ，故軸承壽命充裕。 （11）軸上鍵校核 計(jì)算時(shí)計(jì)算軸上所需鍵最短長度，其鍵長大于所需最短工作長度即可。連接為動(dòng)連接，載荷平穩(wěn)，且鍵材料均選用45號(hào)鋼，查表可得：，取需滿足 大齒輪的平鍵截面，長為，小齒輪的平鍵為，長為。 故鍵強(qiáng)度滿足要求。 3、輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核及輸出軸軸承和鍵的校核 （1）輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩，由前面算得： （2）求作用在齒輪上的力 已知第（III）軸上低速級(jí)大齒輪分度圓直徑 式中：——齒輪所受的圓周力， ——齒輪所受的徑向力， ——齒輪所受的軸向力； （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）由前面算得軸的最小直徑為 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 2）選聯(lián)軸器 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P351表14-1,考慮到轉(zhuǎn)矩的變化很小,故取,則， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，選用LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器 與軸配合的轂孔長度。 3）擬定軸上零件的裝配方案（見下圖） 4）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ①為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ段右端需制出一軸肩，故?、?Ⅲ段的直徑；半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取 ②初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。按照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的角接觸球軸承7013AC，其尺寸為 ， 故。取 左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得7013AC型軸承的定位軸肩高度，因此取。 ③取安裝齒輪處的軸端的直徑；齒輪的右端與右軸承之間采用封油環(huán)定位。已知齒輪輪轂的跨度為80mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。 ④軸承端蓋的總寬度為(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故。 ⑤取大齒輪距箱體內(nèi)壁的距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取，已知滾動(dòng)軸承寬度，高速級(jí)大齒輪輪轂長度，則 至此，已初步確定了軸的各段和長度。 故各段軸直徑的確定如表 位置 直徑（mm） 長度（mm） 55 82 62 50 65 36 77 60 82 12 70 76 65 42.5 5）軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P106表6-1查得大齒輪平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配額為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 6）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》P365表15-2，取軸端圓角。各軸肩處的圓角半徑見圖。 （4）求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P300表8-159，對(duì)于7013AC型角接觸球軸承，。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距 （5）計(jì)算支承反力 在水平面上 在垂直平面上 軸承1的總支承反力： 軸承2的總支承反力： （6）畫彎矩圖 在水平面上，a-a剖面右側(cè)： a-a剖面左側(cè)： 在垂直平面上，彎矩為 合成彎矩，a-a剖面右側(cè)： 合成彎矩，a-a剖面左側(cè)： (7)畫轉(zhuǎn)矩圖 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面a是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算處的截面a處的、及的值列于下表。 載荷 水平面 垂直面 支反力 彎矩M 總彎矩 扭矩 (8) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核該軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，由合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖知，a處右側(cè)承受最大彎矩和扭矩，并且有較多的應(yīng)力集中，故a截面為危險(xiǎn)截面。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P373式15-5及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 前面已經(jīng)選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P362表15-1查得，因此，故安全。 繪制輸出軸的零件圖如下 (9) 校核軸承壽命 由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》P298表8-158查得7007AC軸承的 1) 計(jì)算軸承的軸向力 軸承1的總支承反力： 軸承2的總支承反力： 軸承1、2內(nèi)部軸向力分別為 比較兩軸承的受力，因及，故只需校核軸承1。 2) 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 由,且工作平穩(wěn)，取，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P320式13-9a 3) 校核軸承壽命 軸承在以下工作，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P320表13-4查得 軸承1的壽命為 已知滾動(dòng)軸承預(yù)期額定壽命2年，則預(yù)期壽命為 ，故軸承壽命充裕。 （10）軸上鍵校核 計(jì)算時(shí)計(jì)算軸上所需鍵最短長度，其鍵長大于所需最短工作長度即可。連接為動(dòng)連接，載荷平穩(wěn)，且鍵材料均選用45號(hào)鋼，查表可得：，取。需滿足 大齒輪的平鍵截面，長為，同樣，半聯(lián)軸器的平鍵為，長為。 故鍵強(qiáng)度滿足要求。 4、輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核及輸入軸軸承和鍵的校核 （1）輸入軸上的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩， 由前面算得： （2）求作用在齒輪上的力 已知第（I）軸上高速級(jí)小齒輪分度圓直徑 式中：——齒輪所受的圓周力， ——齒輪所受的徑向力， ——齒輪所受的軸向力； （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）由前面算得軸的最小直徑為 輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處軸的直徑。 2）擬定軸上零件的裝配方案（見下圖） 3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ①為了滿足帶輪的尺寸