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第1章 初始參數(shù)及其設(shè)計(jì)要求 保證機(jī)構(gòu)件強(qiáng)度前提下，注意外形美觀，各部分比例協(xié)調(diào)。 初始參數(shù)：功率P=2.8kW，總傳動(dòng)比i=5 第2章 電動(dòng)機(jī) 2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)粉碎機(jī)的工作條件及生產(chǎn)要求，在電動(dòng)機(jī)能夠滿足使用要求的前提下，盡可能選用價(jià)格較低的電動(dòng)機(jī)，以降低制造成本。由于額定功率相同的電動(dòng)機(jī)，如果轉(zhuǎn)速越低，則尺寸越大，價(jià)格越貴。粉碎機(jī)所需要的功率為，故選用Y系列（Y100L2-4）型三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。 Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)是按照國(guó)際電工委員會(huì)（IEO）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，具有國(guó)際互換性的特點(diǎn)。其中Y系列（Y100L2-4）電動(dòng)機(jī)為全封閉的自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，具有防灰塵、鐵屑或其它雜務(wù)物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部之特點(diǎn),B級(jí)絕緣,工作環(huán)境不超過(guò)＋40℃,相對(duì)溫度不超過(guò)95%,海拔高度不超過(guò)1000m,額定電壓為380V,頻率50HZ,適用于無(wú)特殊要求的機(jī)械上，如農(nóng)業(yè)機(jī)械。 Y系列三相籠型異步電動(dòng)具有效率高、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、且提高了防護(hù)等級(jí)為IP54、提高了絕緣等級(jí)、噪音低、結(jié)構(gòu)合理產(chǎn)品先進(jìn)、應(yīng)用很廣泛。其主要技術(shù)參數(shù)如下： 型號(hào)： 同步轉(zhuǎn)速： 額定功率： 滿載轉(zhuǎn)速： 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩： 最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩： 質(zhì)量： 極數(shù)：4極 機(jī)座中心高： 該電動(dòng)機(jī)采用立式安裝，機(jī)座不帶底腳，端蓋與凸緣，軸伸向下。 2.2 電機(jī)機(jī)座的選擇 表2-1機(jī)座帶底腳、端蓋無(wú)凸緣Y系列電動(dòng)機(jī)的安裝及外型尺寸（mm） 機(jī)座號(hào) 級(jí)數(shù) A B C D E F G 100L 4 160 140 63 28 60 8 24 H K AB AC AD BB HD L - 100 12 205 205 180 170 245 380 - 第3章 傳動(dòng)比及其相關(guān)參數(shù)計(jì)算 3.1 傳動(dòng)比及其相關(guān)參數(shù)的分配 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y100L2-4，功率P=3kw，轉(zhuǎn)速n=1420r/min。輸出端轉(zhuǎn)速為n=300r/min。 總傳動(dòng)比： ； （3-1） 分配傳動(dòng)比：取； 齒輪減速器： ； （3-2） 高速傳動(dòng)比： ； （3-3） 低速傳動(dòng)比： 。 （3-2） 3.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 3.2.1 各軸轉(zhuǎn)速 電機(jī)輸出軸： 軸I： （3-4） 軸II： （3-4） 軸III： （3-4） 3.2.2 功率計(jì)算 Y型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓380伏，閉式。 查手冊(cè)取機(jī)械效率：，聯(lián)軸器 軸承 動(dòng)載荷系數(shù)：K=1 輸出功率： 總傳動(dòng)效率： （3-5） 電動(dòng)機(jī)所需功率：即 軸I： （3-6） 軸II： 軸III： 3.2.3 轉(zhuǎn)矩計(jì)算 （3-7） 3.2.4 參數(shù)列表 表3-1傳動(dòng)系統(tǒng)及其運(yùn)動(dòng)參數(shù) 軸 參數(shù) 電機(jī)軸 I軸 II軸 III軸 功率P（kw） 2.46 2.34 2.2 轉(zhuǎn)速n(r/min) 1420 473.33 315.6 300 轉(zhuǎn)矩T(N.mm) 第4章 帶及帶輪的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)方案及結(jié)構(gòu)，該機(jī)選用普通V帶傳動(dòng)。它具有緩和載荷沖擊、運(yùn)行平穩(wěn)、無(wú)噪音、中心距變化范圍較大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、使用安全等優(yōu)點(diǎn)。 4.1 普通V帶傳動(dòng)的計(jì)算 已知：電動(dòng)機(jī)功率 ， 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 ，粉碎機(jī)主軸轉(zhuǎn)速。 4.1.1 確定V帶型號(hào)和帶輪直徑 工作情況系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表8.21工作情況 計(jì)算功率 選帶型號(hào) 由圖8.12普通V帶選型圖 A型普通V帶 小帶輪直徑 取 大帶輪直徑 帶傳動(dòng)滑動(dòng)率ε一般為1%～2% 取ε=1% （4-1） 取 大帶輪轉(zhuǎn)速 （4-2） 結(jié)果在5—25m/s之間，滿足要求。 4.1.2 確定帶長(zhǎng) 求 （4-3） 求 （4-4） （4-5） = 取標(biāo)準(zhǔn)值 4.1.3 確定中心距a 初定中心距 （4-6） 根據(jù)實(shí)際確定：初定中心距 計(jì)算實(shí)際中心距 4.1.4 確定帶輪包角 小帶輪包角 （4-7） ，滿足要求 4.1.5 確定帶根數(shù)Z 帶速 取 傳動(dòng)比 取 帶根數(shù) 由表8.9A型單根V帶的基本額定功率 由圖8.11小帶輪包角系數(shù) 取 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表8.4查得 由表8.19普通V帶傳動(dòng)比系數(shù) 取 由式 （4-8） 取 4.1.6 確定軸上載荷 單根V帶張緊力 由式8.19，由表11.4 （4-9） = =169.24N 軸上載荷 =1003.08 （4-10） 4.1.7 選擇帶型 選用3根A—4000GB/T 11544-1997的V帶，中心距a=470mm，帶長(zhǎng)1400mm 4.2 帶輪結(jié)構(gòu) 帶速時(shí)的帶傳動(dòng)，其帶輪內(nèi)一般用HT200制造，高速時(shí)應(yīng)使用鋼制造，帶輪的速度可達(dá)到。由于該機(jī)帶速為，故帶輪材料選用HT200。在設(shè)計(jì)帶輪結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)使帶輪易于制造，能避免因制造而產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力，重量要輕。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大帶輪選用腹板式結(jié)構(gòu)；小直徑的帶輪可以制造為圓柱形。故該機(jī)小帶輪制造為圓柱形。 帶截面尺寸和帶輪輪緣尺寸： 帶型號(hào)：A型 頂部寬：13㎜ 節(jié)寬：11.0㎜ 高度： 帶輪基本參數(shù)： 基準(zhǔn)寬度，基準(zhǔn)線上槽深，基準(zhǔn)線下槽， 槽間距，槽邊距，最小輪緣厚， 帶輪寬度=48mm（—輪槽數(shù)），外徑 第5章 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 5.1 齒輪傳動(dòng)概述 齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)形式。其主要優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長(zhǎng)；主要缺點(diǎn)是制造成本高，不適宜于遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。按照工作條件，齒輪傳動(dòng)可分為開(kāi)式傳動(dòng)和閉式傳動(dòng)兩種。開(kāi)式傳動(dòng)：齒輪外露，不能保證良好的潤(rùn)滑，且易于落入灰塵、異物等，齒輪面易磨損。閉式傳動(dòng)：齒輪被密封在剛性的箱體內(nèi)，密封潤(rùn)滑條件好，安裝精度高。重要的齒輪傳動(dòng)大多數(shù)采用閉式傳動(dòng)。 5.2 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.2.1 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1.根據(jù)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8級(jí)精度（GB10095-88）。 3.材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-1選擇小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為ZG310-570（正火），硬度為235HBS，二者材料硬度差為45HBS。 4.選小齒輪齒數(shù)=41，大齒輪齒數(shù) 圓整后齒數(shù)取=193。 5.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按照下式試算： （5-1） 1.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①轉(zhuǎn)矩 ②試選載荷系數(shù)1.6 ③由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-7選取齒寬系數(shù) ④由表《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) ⑤由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》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 ⑥由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （5-2） ⑦由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)， ⑧計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力 取失效概率為1％，安全系數(shù)S=1，由式10-12得： （5-3） 因此，許用接觸應(yīng)力 （5-4） ⑨由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》圖10-30選取區(qū)域系數(shù) 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 （5-5） ③計(jì)算齒寬b及模數(shù) （5-6） （5-7） （5-8） ④計(jì)算縱向重合度 （5-9） ⑤計(jì)算載荷系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-2得載荷系數(shù)=1 根據(jù)V=3.28m/s，8級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)=1.16 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-4查得： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-13查得=1.325 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-3查得= =1.2 因此，載荷系數(shù) （5-10） ⑥按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 （5-11） ⑦計(jì)算模數(shù) （5-12） 5.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按下式計(jì)算： （5-13） 1. 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 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)基礎(chǔ)（第三版）》圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) 3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) （5-14） 4)查取齒形系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-5查得， 5)查取應(yīng)力校正系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表 10-5查得， 6)由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》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)基礎(chǔ)（第三版）》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，由式10-12得： （5-15） 9)計(jì)算小、大齒輪的并加以比較 （5-16） 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)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取mn=1.25mm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d1=51.25mm，來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由： （5-17） 取，則，取。 5.2.4 幾何尺寸計(jì)算 1. 計(jì)算中心距 （5-18） 將中心距圓整為146mm。 2. 修正螺旋角 （5-19） 因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。 3.小、大齒輪的分度圓直徑 （5-20） 4.計(jì)算齒寬 圓整后，小齒輪齒寬，大齒輪齒寬。 5.2.5 齒輪的主要幾何參數(shù) 表5-1 齒輪各主要參數(shù) 參數(shù)名稱(chēng) 小齒輪 大齒輪 齒數(shù)Z 41 193 模數(shù)m 1.25 1.25 齒輪分度圓直徑d mm 51.25 241.25 齒輪齒頂圓直徑mm 53.75 243.75 齒輪基圓直徑mm 48.2 226.7 齒寬b mm 53 58.4 齒輪中心距 5.3 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)與計(jì)算 5.3.1 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1.根據(jù)傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2.精度等級(jí)仍選用8級(jí)精度（GB10095-88）。 3.材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-1選擇小齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為ZG310-570（正火），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 5.3.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按照下式試算： （5-1） 1.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1)轉(zhuǎn)矩 2)試選載荷系數(shù) 3)由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-7選取齒寬系數(shù) 4)由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 5)由圖《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表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 6)由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （5-2） 7)由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)， 8)計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力 取失效概率為1％，安全系數(shù)S=1，由式10-12得： （5-3） 因此，許用接觸應(yīng)力 （5-4） 9)由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》圖10-30選取區(qū)域系數(shù) 10)由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》圖10-26查得， 因此有 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 （5-6） 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)基礎(chǔ)（第三版）》表10-2得載荷系數(shù)=1 根據(jù)v=0.96m/s，8級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷 數(shù)=1.04 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-4查得： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-13查得=1.35 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-3查得= =1.2 因此，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 （5-11） 7)計(jì)算模數(shù) （5-12） 5.3.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按下式計(jì)算： （5-13） 1.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 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)基礎(chǔ)（第三版）》圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)。 3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) （5-14） 4)查取齒形系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表10-5查得， 5)查取應(yīng)力校正系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》表 10-5查得， 6)由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）》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)基礎(chǔ)（第三版）》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，得： （5-15） 9)計(jì)算小、大齒輪的并加以比較 （5-16） 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)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取mn=2mm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d3=86mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由： （5-17） 則。 5.3.4 幾何尺寸計(jì)算 1.計(jì)算中心距 （5-18） 2.修正螺旋角 （5-19） 因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。 3.小、大齒輪的分度圓直徑 （5-20） 4.計(jì)算齒寬 圓整后，小齒輪齒寬，大齒輪齒寬 5.3.5 齒輪的主要幾何參數(shù) 表5-2齒輪各主要參數(shù) 參數(shù)名稱(chēng) 小齒輪 大齒輪 齒數(shù)Z 43 142 模數(shù)m 2 2 齒輪分度圓直徑d mm 86 284 齒輪齒頂圓直徑mm 90 288 齒輪基圓直徑mm 80.81 266.87 齒寬b mm 79.6 73.6 齒輪中心距 第6章 傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸承的設(shè)計(jì) 6.1 軸的概述 軸是組成機(jī)器的重要零件之一，其功用是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，因此大多數(shù)軸都要承受轉(zhuǎn)矩和彎矩的作用。 軸的分類(lèi)：按照承受彎、扭載荷的不同，軸可以分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸三類(lèi)。 軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼。碳素鋼比合金鋼廉價(jià)，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小，又可以通過(guò)熱處理提高其耐磨性及疲勞強(qiáng)度，故應(yīng)以較為廣泛，其中最常用的是45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼。為保證力學(xué)性能，一般應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)和正火處理。合金鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能，可以再傳遞大功率并要求減小尺寸與質(zhì)量和提高軸頸耐磨性時(shí)采用。 6.2 高速軸的設(shè)計(jì)及校核 6.2.1 選擇軸的材料 考慮到本軸輸入功率不大，轉(zhuǎn)速較低，對(duì)材料無(wú)特殊要求，因此決定選擇使用45鋼，硬度217~255HBS。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，。 6.2.2 初估直徑 查表14.1常用材料的值和C值得材料系數(shù)C=112 于是 （6-1） 考慮到軸上有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增加3~5%，所以 ，圓整取20mm 6.2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) I軸結(jié)構(gòu)及格部分尺寸如下圖所示： 圖6.1 高速軸 6.2.4 強(qiáng)度校核 齒輪上作用力： (6-2) (6-3) 如圖，計(jì)算水平支反力： 圖6.2彎矩圖 如圖，計(jì)算垂直支反力： 繪制水平彎矩圖如圖，最高點(diǎn)彎矩為 繪制垂直彎矩圖如圖，從左往右折點(diǎn)彎矩分別為： 繪制合成彎矩圖如圖，從左往右點(diǎn)彎矩分別為： 注意到，由表可得，， 于是， (6-4) 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 據(jù)此，繪制轉(zhuǎn)矩及當(dāng)量轉(zhuǎn)矩繪圖如圖所示。 求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩并繪制當(dāng)量彎矩圖如圖，自左向右折點(diǎn)依次對(duì)應(yīng)以下數(shù)據(jù)： (6-5) 確定危險(xiǎn)截面校核軸徑尺寸，危險(xiǎn)截面I，危險(xiǎn)截面校核II，危險(xiǎn)截面校核III： 符合要求 符合要求 符合要求 由此得出結(jié)論，用當(dāng)量彎矩法校核所得結(jié)果強(qiáng)度要求。 另外，考慮到安裝齒輪軸的直徑與齒輪齒根圓直徑相差約四個(gè)模數(shù)，因此可以把該軸段做成齒輪軸，其左邊定位軸肩不變，輪齒兩端角至軸肩。 6.3 高速軸軸承校核 選擇軸承的型號(hào)為：角接觸球軸承7207C。其中軸承參數(shù)為：D=72mm，B=17mm，Cr=19.8KN，Cor=13.5KN。 (6-6) 根據(jù)公式計(jì)算得可得e=0.394 則 注意到，可知軸承1被壓緊，軸承2放松。 則， 對(duì)軸承1，，取，查得 對(duì)軸承2，，取， 由表得沖擊載荷系數(shù) 因?yàn)?，這里僅校核軸承1的壽命。 軸承符合強(qiáng)度要求。 6.4 中間軸設(shè)計(jì)及校核 6.4.1 選擇軸的材料 考慮到本軸輸入功率不大，轉(zhuǎn)速較低，對(duì)材料無(wú)特殊要求，因此決定選擇使用調(diào)質(zhì)45鋼，硬度為217~255HBS。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知 6.4.2 初估直徑 由表可得材料系數(shù)C=112 于是 （6-1） 考慮到軸上有鍵槽，軸徑應(yīng)增加3%，所以 ，圓整取35mm 6.4.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) II軸結(jié)構(gòu)尺寸如下圖，倒角均為C1，各軸段過(guò)渡處圓角均R1，齒輪處過(guò)渡圓角R2。 圖6.3中間軸 6.4.4 強(qiáng)度校核 齒輪上作用力： （） （）(6-2) （） (6-3) 圖6.4彎矩圖 如圖，計(jì)算水平支反力： 如圖，計(jì)算垂直支反力： 繪制水平彎矩圖如圖，從左往右折點(diǎn)彎矩分別為： 繪制垂直彎矩圖如圖，從左往右折點(diǎn)彎矩分別為： 繪制合成彎矩圖如圖，從左往右折點(diǎn)彎矩分別為： 注意到，有表可得， 于是 (6-4) 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 據(jù)此，繪制轉(zhuǎn)矩及當(dāng)量轉(zhuǎn)矩如圖所示。 求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩并繪制當(dāng)量彎矩如圖，從左往右折點(diǎn)依次對(duì)應(yīng)以下數(shù)據(jù)： (6-5) 確定危險(xiǎn)截面校核軸徑尺寸，危險(xiǎn)截面I，危險(xiǎn)截面II： 符合要求 符合要求 由此得出結(jié)論，用當(dāng)量彎矩法校核所得結(jié)果符合強(qiáng)度要求。 6.5 中間軸軸承校核 根據(jù)表，選擇軸承型號(hào)為：7207C。其中軸承系數(shù)為：D=72mm，B=17mm，Cr=19.8KN，Cor=13.5KN。 (6-6) （方向同） 根據(jù) e=0.4 則 注意到，可知軸承1被壓緊，軸承2放松。 則， 對(duì)軸承1，，取， 對(duì)軸承2，，取， 由表沖擊載荷系數(shù)得 因?yàn)?，這里僅校核軸承1的壽命。 軸承符合強(qiáng)度要求。 6.6 低速軸設(shè)計(jì)及校核 6.6.1 選擇軸的材料 考慮到本軸輸入功率不大，轉(zhuǎn)速較低，對(duì)材料無(wú)特殊要求，因此決定選擇使用調(diào)質(zhì)45鋼，硬度為217~255HBS。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知 6.6.2 初估直徑 由表材料系數(shù)得C=112 于是， 考慮到軸上有一鍵槽，軸徑應(yīng)增加3%，所以，同時(shí)考慮聯(lián)軸器孔徑標(biāo)準(zhǔn)系列，這里III軸最端直徑圓整取50mm。 6.6.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) III軸結(jié)構(gòu)尺寸如下圖，倒角均為C1，各軸段過(guò)渡處圓角均R1，齒輪處過(guò)渡圓角R1.5。聯(lián)軸器的軸向固定可以采用套筒。 圖6.5低速軸 6.6.4 強(qiáng)度校核 齒輪上作用力： （） （） (6-2) （） (6-3) 如圖，計(jì)算水平支反力： 圖6.6彎矩圖 如圖，計(jì)算垂直支反力： 繪制水平彎矩圖如圖，最高點(diǎn)彎矩為： 繪制垂直彎矩圖如圖，從左往右折點(diǎn)彎矩分別為： 繪制合成彎矩圖如圖，從左往右折點(diǎn)彎矩分別為： 注意到，有表可得， 于是 (6-4) 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 據(jù)此，繪制轉(zhuǎn)矩及當(dāng)量轉(zhuǎn)矩如圖所示。 求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩并繪制當(dāng)量彎矩如圖，從左往右折點(diǎn)依次對(duì)應(yīng)以下數(shù)據(jù)： (6-5) 確定危險(xiǎn)截面校核軸徑尺寸，危險(xiǎn)截面I，危險(xiǎn)截面II： 符合要求 符合要求 由此得出結(jié)論，用當(dāng)量彎矩法校核所得結(jié)果符合強(qiáng)度要求。 6.7 低速軸軸承校核 根據(jù)表，選擇軸承型號(hào)為：7212C。其中軸承系數(shù)為：D=110mm，B=22mm，Cr=7.05KN，Cor=6.65KN。 (6-6) 根據(jù) e=0.426 則 注意到，可知軸承1被壓緊，軸承2放松。 則， 對(duì)軸承1，，取， 對(duì)軸承2，，取， 由表沖擊載荷系數(shù)得 因?yàn)?，這里僅校核軸承2的壽命。 軸承符合強(qiáng)度要求。 第7章 鍵的選擇和校核 7.1 平鍵的概述 平鍵可分為普通平鍵、薄型平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵四種。其中普通平鍵和薄型平鍵用于靜連接，導(dǎo)向平鍵和滑鍵用于動(dòng)連接。 平鍵連接的工作原理：平鍵的下半部分裝在軸上的鍵槽中，上半部分裝在輪轂的鍵槽中。鍵的頂面與輪轂之間有少量間隙，鍵靠側(cè)面?zhèn)鬟f扭矩。輪轂與軸通過(guò)圓柱表面配合實(shí)現(xiàn)輪轂中心與軸心的對(duì)中。 7.2 鍵的選擇 7.2.1 電動(dòng)機(jī)小帶輪端的鍵 考慮到電機(jī)輸出軸直徑D=28mm，輸出軸外伸端長(zhǎng)度E=60mm，決定選擇使用圓頭普通平鍵，尺寸,長(zhǎng)度。型號(hào)1096 鍵的接觸長(zhǎng)度。，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： (7-1) 符合強(qiáng)度要求。 7.2.2 高速軸大帶輪端的鍵 高速軸帶輪端尺寸：，決定選擇使用圓頭普通平鍵， 長(zhǎng)度。型號(hào) 1096 鍵的接觸長(zhǎng)度。，則鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為： (7-1) 符合強(qiáng)度要求。 7.2.3 中間軸的鍵 大齒輪端：大齒輪輪段尺寸：，決定選擇使用圓頭普通平鍵，材料為鍛鋼，尺寸，長(zhǎng)度。型號(hào) 1096 鍵的接觸長(zhǎng)度。，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： (7-1) 符合強(qiáng)度要求。 小齒輪端：小齒輪輪段尺寸：，決定選擇使用圓頭普通平鍵，材料為鍛鋼，尺寸，長(zhǎng)度。 鍵的接觸長(zhǎng)度。，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： (7-1) 符合強(qiáng)度要求。 7.2.4 低速軸的鍵 低速軸帶輪端尺寸：，決定選擇使用圓頭普通平鍵，材料鍛鋼， ，長(zhǎng)度。型號(hào) 1096 鍵的接觸長(zhǎng)度。，則鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為： 不符合強(qiáng)度要求，可以采用對(duì)稱(chēng)雙鍵結(jié)構(gòu)，則強(qiáng)度即可符合要求，此時(shí)此處軸徑需繼續(xù)增大3%，即。同時(shí)，最小軸徑增大到52mm。 7.2.5 聯(lián)軸器的鍵 聯(lián)軸器處相關(guān)尺寸：，決定選擇使用圓頭普通平鍵，材料鍛鋼， ，長(zhǎng)度。型號(hào) 1096 鍵的接觸長(zhǎng)度。，則鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為： 不符合強(qiáng)度要求，可以采用對(duì)稱(chēng)雙鍵結(jié)構(gòu)，則強(qiáng)度即可符合要求，此時(shí)此處軸徑需繼續(xù)增大3%，即。 第8章 聯(lián)軸器的選擇和校核 8.1 聯(lián)軸器的概述 用來(lái)聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減震和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器按照被聯(lián)接兩軸的相對(duì)位置和位置的變動(dòng)情況，可分為：固定式聯(lián)軸器和可移動(dòng)式聯(lián)軸器。 8.2 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 聯(lián)軸器允許的公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩：。據(jù)此，決定選擇使用ML8型梅花形彈性聯(lián)軸器GB5272-85，彈性硬度C>94。 主動(dòng)端：Z型軸孔，C型鍵槽， 從動(dòng)端：Y型軸孔，B型鍵槽， (8-1) 取，所以ML8型聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)為： ，聯(lián)軸器符合強(qiáng)度要求。 第9章 潤(rùn)滑與密封 傳動(dòng)系統(tǒng)中的齒輪等傳動(dòng)件采用油浴潤(rùn)滑，帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)等開(kāi)式傳動(dòng)裝置各軸承采用脂潤(rùn)滑。轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)軸承采用飛濺潤(rùn)滑，氈圈密封，在下箱體上端面加工出油溝。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（第三版）》附表7.1工業(yè)常用潤(rùn)滑油的性質(zhì)和用途查得潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)粘度為220cSt，據(jù)此決定選擇采用牌號(hào)為220的L-CKC工業(yè)閉式齒輪油，浸油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油油面添加到指定高度。 主要采用的潤(rùn)滑劑（《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（第三版）》附表7.2常用潤(rùn)滑脂的主要性質(zhì)和用途）： 1.稀油潤(rùn)滑 優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)摩擦系數(shù)小，所以克服摩擦力的能量消耗少，適用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的零部件：稀油流動(dòng)性好，易進(jìn)入各潤(rùn)滑點(diǎn)的摩擦表面，當(dāng)采用循環(huán)供油時(shí)有良好的冷卻作用，并可將粘附在摩擦表面上的雜志和金屬顆粒帶走。 缺點(diǎn)：油膜不能承受大的單位壓力，否則潤(rùn)滑油將會(huì)從摩擦表面擠走變成干摩擦，起不到潤(rùn)滑作用：由于稀油流動(dòng)性好，對(duì)密封的要求就高。 2.干油潤(rùn)滑 優(yōu)點(diǎn)：易于密封，在垂直的摩擦表面流失少：受溫度的影響不像潤(rùn)滑油那么大，對(duì)載荷性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)速度的變化有較大的適應(yīng)范圍。 缺點(diǎn)：流動(dòng)性不好，內(nèi)摩擦系數(shù)大，在高溫下長(zhǎng)期工作時(shí)會(huì)失去潤(rùn)滑性能。