《帶式運輸機上二級圓柱齒輪減速器課程設(shè)計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《帶式運輸機上二級圓柱齒輪減速器課程設(shè)計（67頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

0 封面 1 目錄 一、設(shè)計任務(wù)書 ..................................................................................................、傳動方案的擬定及說明 ..............................................................................、電動機的選擇 ..............................................................................................、計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比 ..............................................、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) ..............................................................、傳動件的設(shè)計計算 ....................................................................................... V 帶傳動設(shè)計計算 .......................................................................................... 斜齒輪傳動設(shè)計計算 ....................................................................................、軸的設(shè)計計算 ............................................................................................. 高速軸的設(shè)計 ............................................................................................... 中速軸的設(shè)計 ............................................................................................... 低速軸的設(shè)計 ..............................................................................................確校核軸的疲勞強度 ...........................................................................、滾動軸承的選擇及計算 ............................................................................. 高速軸的軸承 ............................................................................................... 中速軸的軸承 ..............................................................................................2 3. 低 速軸的軸承 ..............................................................................................、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算 ........................................................................、聯(lián)軸器的選擇 ............................................................................................一、減速器附件的選擇和箱體的設(shè)計 ........................................................二、潤滑與密封 ............................................................................................三、設(shè)計小結(jié) ................................................................................................四、參考資料 ................................................................................................3 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 一、 設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計一用于帶式運輸機上同軸式二級圓柱齒輪減速器 1. 總體布置簡圖 2. 工作情況 工作平穩(wěn)、單向運轉(zhuǎn) 3. 原始數(shù)據(jù) 運輸機卷筒扭矩（ N?m） 運輸帶速度（ m/s） 卷筒直徑（ 帶速允許偏差（ %） 使用年限（年） 工作制度（班 /日） 1350 20 5 10 2 4. 設(shè)計內(nèi)容 4 (1) 電動機的選擇與參數(shù)計算 (2) 斜齒輪傳動設(shè)計計算 (3) 軸的設(shè)計 (4) 滾動軸承的選擇 (5) 鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核 (6) 裝配圖、零件圖的繪制 (7) 設(shè)計計算說明書的編寫 5. 設(shè)計任務(wù) (1) 減速器總裝配圖 1張（ 0 號或 1 號圖紙） (2) 齒輪、軸零件圖各一張（ 2號或 3 號圖紙） (3) 設(shè)計計算說明書一份 二、 傳動方案的擬定及說明 如任務(wù)書上布置簡圖所示，傳動方案采用 V 帶加同軸式二級圓柱齒輪減速箱，采用 V 帶可起到過載保護作用，同軸式可使減速器橫向尺寸較小。 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 5 m rD vn w ?? ????? ?? 三、 電動機的選擇 1. 電動機類型選擇 按工作要求和 工作條件，選用一般用途的Ｙ（ 列三相異步電動機。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 2. 電動機容量 (1) 卷筒軸的輸出功率w 3502100021000 ?????? (2) 電動機的輸出功率dP? 傳動裝置的總效率5423321 ?????? ?????式中， ?21,?? 為從電動機至卷筒軸之間的各傳動機構(gòu)和軸承的效率。由《機械設(shè)計課程設(shè)計》（以下未作說明皆為此書中 查得）表 2得： V 帶傳動 ? ；? ；圓柱齒輪傳動 ? ；彈性聯(lián)軸器 ? ；卷筒軸滑動軸承 ?，則 8 2 0 1 2 7 3 ??????? 故 0 1 0 1 6 2 ?? ?(3) 電動機額定功率0 6 3. 電動機的轉(zhuǎn)速 由表 2帶傳動常用傳動比范圍 42'1 ～?i，由表 208'2 ～?i，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 7 m 0 0 2 6668''' 21 ???? 可見同步轉(zhuǎn)速為 750r/1000r/1500r/ 3000r/里初選同步轉(zhuǎn)速分別為 1000r/1500r/兩種電動機進行比較， 如下表： 方案 電動機型號 額定功率（ 電動機轉(zhuǎn)速（ r/ 電動機質(zhì)量（ 傳動裝置的傳動比 同步 滿載 總傳動比 兩級減速器 1 500 1440 81 000 970 119 表中數(shù)據(jù)可知兩個方案均可行，但方案 1 的電動機質(zhì)量較小，且比價低。因此，可采用方案 1，選定電動機型號為 4. 電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸 由表 20 20出 電動機的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸，并列表記錄備份。 型號 額定功率(同步轉(zhuǎn)速 (r/滿載轉(zhuǎn)速 (r/堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 8 轉(zhuǎn)矩 500 1440 D E G K L Ｆ×ＧＤ 質(zhì)量（ 132 38 80 33 12 515 10 ×８ 81 四、 計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比 1. 傳動裝置總傳動比 ??2. 分配各級傳動比 取 V 帶傳動的傳動比 i ，則兩級圓柱齒輪減速器的傳動比為 7 8 6 ?? ? 所得32 符合一般圓柱齒輪傳動和兩級圓柱齒輪減速器傳動比的常用范 圍。 i i 2??設(shè)計計算及說明 結(jié)果 9 五、 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 1. 各軸轉(zhuǎn)速 電動機軸為 0 軸，減速器高速軸為Ⅰ軸，中速軸為Ⅱ軸，低速軸為Ⅲ軸，各軸轉(zhuǎn)速為 m 44032Ⅲ21Ⅱ10Ⅰ0?????????2. 各軸輸入功率 按電動機額定功率 21Ⅱ10Ⅰ0?????????????????????3. 各州轉(zhuǎn)矩 ??????????????????ⅢⅡⅡⅡⅠⅠⅠ000電動機軸 高速軸Ⅰ 中速軸Ⅱ 低速軸Ⅲ 轉(zhuǎn)速 1440 576 10 （ r/ 功率（ 矩（ ） 計計算及說明 結(jié)果 11 六、 傳動件的設(shè)計計算 1. V 帶傳動設(shè)計計算 （ 1） 確定計算功率 由于是帶式輸送機，每天工作兩班，查《機械設(shè)計》（ V 帶設(shè)計部分未作說明皆查此書 ）表 8， 工作情況系數(shù) ??? （ 2） 選擇 V 帶的帶型 由 0用 （ 3） 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑v ① 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑1表 8表 8小帶輪的基準(zhǔn)直徑 d 1251 ? ② 驗算帶速 v。按式 (8算帶的速度 d /440125100060 01 ?? ????? ?? 30/5 ??因為 ,故帶速合適。 ③ 計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)式 (8計算大帶輪基準(zhǔn)直徑2 21 2 ??? 根據(jù)表 8整為 152 ?（ 4） 確定 V 帶的中心距 根據(jù)式 (8初定中心距 000 ?。 ? A 型 d 1251 ? 12 ② 由式 (8算帶所需的基準(zhǔn)長度 25315()315125(250024)()(224)()(222021221002122100?????????????????????由表 8800?d 3152 ? 800? 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 13 ③ 按式 (8算實際中心距 a。 0 ??????? 中心距變化范圍為 （ 5） 驗算小帶輪上的包角1??????????????? 90160545 . 25315(180a 180 121 dd （ 6） 確定帶的根數(shù) ① 計算單根 V 帶的額定功率 由 251 ?和 4400 ，查表 8 根據(jù) 4400 ， i= A 型帶，查表 8 ? 于是得，表得查表 ???? ? r 8 2 4 00 ??????? ? ② 計算 z。 ???取 5 根。 （ 7） 計算單根 型帶的單位長度質(zhì)量 q=m，所以 00[)00)(22m ????????????應(yīng)使帶的實際初拉力(（ 8） 計算壓軸力 ??? 1601? 5 根 14 p 1 6 2 22152s 2)( 1m i i n ??????? ? 65)( NF p 1622)( 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 15 2. 斜齒輪傳動設(shè)計計算 按低速級齒輪設(shè)計：小齒輪轉(zhuǎn)矩 ?? ，小齒輪轉(zhuǎn)速 ? ，傳動比 ? （ 1） 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) ① 選用斜齒圓柱齒輪 ② 運輸機為一般工作機器，速度不高，故選 7 級精度（ ③ 由《機械設(shè)計》（斜齒輪設(shè)計部分未作說明皆查此書）表 100質(zhì)），硬度為 280齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240者硬度差為 40 ④ 選小齒輪齒數(shù) 241 ?z ：大齒輪齒數(shù) ???? ⑤ 初選取螺旋角 ??14? （ 2） 按齒面接觸強度設(shè)計 按式 (10算，即 3 211 )][(12?????? ① 確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 a) 試選載荷系數(shù) 6.1?由圖 10取區(qū)域系數(shù) Z c) 由圖 10得 ? ?? ??， ???? ??? ???d) 小齒輪傳遞的傳矩 ? e) 由表 10取齒寬系數(shù) 1??7 級精度 241 ?z ??14? 16 f) 由表 10得材料彈性影響系數(shù) ? g) 由圖 10齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限001? ；大齒輪的接觸疲勞強度極限 502? h) 由式 10算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 036582(15766060??????????????????h 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 17 i) 由圖 10得接觸疲勞壽命系數(shù) 1 ?? K j) 計算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由式 (10 ? ?? ? M P ????????????k) 許用接觸應(yīng)力 ? ? ? ? ? ? M P 175402 21 ????? ??? ② 計算 a) 試算小齒輪分度圓直徑計算公式得 t ?????? ????????? b) 計算圓周速度 t 1 ?? ???? ??? ?? c) 齒寬 b 及模數(shù) o o ??????????????d) 計算縱向重合度??a a ????????? ??? ? e) 計算載荷系數(shù) K 由表 10得使用系數(shù) 1?根據(jù) ， 7級精度，t 18 由圖 10得動載系數(shù) 04.1?表 10得? 輪 的 相 同 ， 故 1231.??]2/??? 100? 表 10得 ?? K；圖 10得 結(jié)果 19 故載荷系數(shù)： ???????? ?? f) 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式 (10 311 ????g) 計算模數(shù)n 4c o o ???? ?? （ 3） 按齒根彎曲強度設(shè)計 由式 (103 2121][co ???? ?? ① 確定計算參數(shù) a) 計算載荷系數(shù) ???????? ?? b) 根據(jù)縱向重合度 ?，從圖 10Y c) 計算當(dāng)量齒數(shù) o o o o ????????查取齒形系數(shù) n 20 由表 10得 ? 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 10得 ? 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 由圖 10得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 001 ??；大齒輪的彎曲疲勞強度極限 802 ?? 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 21 由圖 10得彎曲疲勞壽命系數(shù) ? =式 (10 ? ?? ? M P ????????????g) 計算大、小齒輪的][ 并加以比較 ? ?? ? 0 1 6 3 3 7 9.?????? 大齒輪的數(shù)值大 ② 設(shè)計計算 ? ? o ?? ?????? ? 對比計算的結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) ?，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑 來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 4c o o ??? 取 321 ?z ，則 ??? （ 4） 幾何尺寸計算 ① 計算中心距 ? ? ? ? n 314co 1 1 932co 1 ?? ???????n 22 將中心距圓整為 233 按圓整后的中心距修正螺旋角 321 ?z 1192 ?z 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 23 ? ? 5533132332 3)11932(a r c c o r c c o s 21 ?????? ????? a n? 因 ? 值改變不多， 故參數(shù), ???等不必修正 ③ 計算大、小齒輪的分度圓直徑 o o o o ?????????????????? ④ 計算齒輪寬度 d ????? 圓整后取 00,105 21 ?? 由于是同軸式二級齒輪減速器，因此兩對齒輪取成完全一樣，這樣保證了中心距完全相等的要求，且根據(jù)低速級傳動計算得出的齒輪接觸疲勞強度以及彎曲疲勞強度一定能滿足高速級齒輪傳動的要求。 為了使中間軸上大小齒輪的軸向力能夠相互抵消 一部分，故高速級小齒輪采用左旋，大齒輪采用右旋，低速級小齒輪右旋大齒輪左旋。 高速級 低速級 ?? 24 小齒輪 大齒輪 小齒輪 大齒輪 傳動比 數(shù) (3 螺旋角 中心距 (233 齒數(shù) 32 119 32 119 齒寬 (105 100 105 100 直徑(分度圓 根圓 頂圓 向 左旋 右旋 右旋 左旋 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 553313 ???? 25 七、 軸的設(shè)計計算 1. 高速軸的設(shè)計 (1) 高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速（ r ） 高速軸功率（ 轉(zhuǎn)矩 T（ ） 576 2) 作用在軸上的力 已知高速級齒輪的分度圓直徑為 d =，根據(jù) 《機械設(shè)計》（軸的設(shè)計計算部分未作說明皆查此書）式 (10 則 a o o st a ?????????????????????NF p 1622? (3) 初步確定軸的最小直徑 先按式 (15步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 15 1120 ?A,于是得 30m ??? (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） ? 622? 26 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 27 2）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 V 帶輪的軸向定位，Ⅰ -Ⅱ軸段右端需制出一軸肩，故取Ⅱ -Ⅲ段的直徑 d Ⅱ - Ⅲ =32V 帶輪與軸配合的長度0了保證軸端檔圈只壓在 V 帶輪上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ -Ⅱ段的長度應(yīng)比 短一些，現(xiàn)取 LⅠ -Ⅱ =75 ② 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) dⅡ -Ⅲ =32軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承 30307，其尺寸為 d× D× T=3580 dⅢ -Ⅳ =dⅦ -Ⅷ =35 LⅢ -Ⅳ =21+21=42LⅤ -Ⅵ=10 右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。由手冊上查得 30308 型軸承的定位軸肩高度 h=此，套筒左端高度為 dⅤ -Ⅵ =44 ③ 取安裝齒輪的軸段 Ⅳ -Ⅴ 的直徑 dⅣ -Ⅴ =40 LⅣ -Ⅴ =103 ④ 軸承端蓋的總寬度為 36減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與 V 帶輪右端面間的距離 L=24取 LⅡ -Ⅲ =60 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 3）軸上零件的軸向定位 V 帶輪與軸的周向定位選用平鍵 10863V 帶輪 28 與軸的配合為 H7/輪與軸的周向定位選用平鍵 1270了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為 H7/動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 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 15軸端倒角 ??各圓角半徑見圖 軸段編號 長度（ 直徑（ 配合說明 Ⅰ -Ⅱ 75 30 與 V 帶輪鍵聯(lián)接配合 Ⅱ -Ⅲ 60 32 定位軸肩 Ⅲ -Ⅳ 42 35 與滾動軸承 30307 配合，套筒定位 Ⅳ -Ⅴ 103 40 與小齒輪鍵聯(lián)接配合 Ⅴ -Ⅵ 10 44 定位軸環(huán) Ⅵ -Ⅶ 23 35 與滾動軸承 30307 配合 總長度 313 5） 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a 值。對于 30307 型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 a=18此，軸的支撐跨距為 29 18 3=42 根據(jù)軸的計算簡圖作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可以看出截面 C 是軸的危險截面。先計算出截面 C 處的 的值列于下表。 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 30 設(shè)計計算及說 明 結(jié)果 31 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F H 11431 ? ， H 12622 ? V 22371 ?? ， V 15162 ? C 截面彎矩 M ??? 8 5 1 8 532 ???145551 32總彎矩 H ?????? 168 646145 551851 85 2222m a x 扭矩 ? 118750 （ 6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 根據(jù)式 (15上表中 的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取 ，軸的計算應(yīng)力 ? ? M 46)(32222 ?????? ?? ＝ 已選定軸的材料為 45質(zhì)處理。由表 15得 70 1- ?? 。因此 ][1? ?，故安全。 2. 中速軸的設(shè)計 (1) 中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速中速軸功率 轉(zhuǎn)矩 安全 32 （ r ） （ （ ） 2) 作用在軸上的力 已知高速級齒輪的分度圓直徑為 ，根據(jù) 式 (10則 a o o st a ?????????????????????已知低速級齒輪的分度圓直徑為 ，根據(jù) 式 (10則 ? 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 33 a o o st a ????????????????????(3) 初步確定軸的最小直徑 先按式 (15步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 15 1120 ?A,于是得 30m ??? (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ① 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) dⅠ - Ⅱ =dⅤ -Ⅵ=45 軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承 30309，其尺寸為 d× D× T=45100 LⅠ -Ⅱ =LⅤ -Ⅵ =27+20=47 兩端滾動軸承采用套筒進行軸向定位。由手冊上查得 30309 型軸承的定位軸肩高度 h=此，? Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 34 筒右側(cè)的高度為 ② 取安裝大齒輪出的軸段Ⅱ -Ⅲ的直徑 dⅡ -Ⅲ =50輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。 ③ 為了使大齒輪軸向定位，取 dⅢ -Ⅳ =55又由于考慮到與高、低速軸的配合，取 LⅢ -Ⅳ =100 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 35 3）軸上零件的軸向定位 大小齒輪與軸的周向定位都選用平鍵 14970了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為 H7/動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 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 15軸端倒角 ??各圓角半徑見圖 軸段編號 長度（ 直徑（ 配合說明 Ⅰ -Ⅱ 49 45 與滾動軸承 30309 配合，套筒定位 Ⅱ -Ⅲ 98 50 與大齒輪鍵聯(lián)接配合 Ⅲ -Ⅳ 90 55 定位軸環(huán) Ⅳ -Ⅴ 103 50 與小齒輪鍵聯(lián)接配合 Ⅴ -Ⅵ 45 45 與滾動軸承 30309 配合 總長度 385 5） 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a 值。對于 30309 型圓錐滾子軸承，由手冊 36 中查得 a=21此， 軸的支撐跨距為 6 根據(jù)軸的計算簡圖作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可以看出截面 C 是軸的危險截面。先計算出截面 C 處的 的值列于下表。 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 81 ? H 61862 ? V 13821 ? V 26822 ? C 截面彎矩 M ??? 4 6 0 8 7 532 ? ???3 5 3 5 3 6 232 總彎矩 H ?????? 580 8 56353 5 36460 8 752222m a x 扭矩 ? 422360 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 37 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 38 （ 6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 根據(jù)式 (15上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取 ，軸的計算應(yīng)力 ? ? M p aM p 32222 ?????? ?? ＝ 已選定軸的材料為 45質(zhì)處理。由表 15得 701- ??。因此 ][1? ?，故安全。 3. 低速軸的設(shè)計 (1) 低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速（ r ） 中速軸功率（ 轉(zhuǎn)矩 T（ ） 2) 作用在軸上的力 已知低速級齒輪的分度圓直徑為 ，根據(jù) 式 (10則 a o o st a ?????????????????????(3) 初步確定軸的最小直徑 先按式 (15步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào) 質(zhì) 處 理 。 根 據(jù) 表 15取 1120 ?A，于是得 30m ??? 安全 ? 39 (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1） 擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 40 2） 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，Ⅵ -Ⅶ軸段左端需制出一軸肩，故取Ⅴ -Ⅵ段的直徑 dⅤ -Ⅵ =64聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 07了保證軸端檔圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故Ⅵ -Ⅶ段的長度應(yīng)比 短一些，現(xiàn)取 LⅥ -Ⅶ=105 ② 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) dⅥ -Ⅶ =65軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30314，其尺寸為 d× D× T=7015038 dⅠ -Ⅱ =dⅣ -Ⅴ =70 LⅠ -Ⅱ =38LⅣ -Ⅴ =38+20=58 左端滾動軸承采用軸環(huán)進行軸向定位。由表 15得 30314 型軸承的定位高度 h=6此，取得 dⅡ -Ⅲ =82端軸承采用套筒進行軸向定位，同理可得套筒右端高度為 6 ③ 取安裝齒輪出的軸段Ⅲ -Ⅳ的直徑 dⅢ -Ⅳ =75輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為 100了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 lⅢ -Ⅳ =98 ④ 軸承端蓋的總寬度為 30減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與聯(lián)軸器左端面間的距離 L=30取 LⅤ -Ⅵ =60 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 41 3） 軸上零件的軸向定位 半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為 181180聯(lián)軸器與軸的配合為 H7/輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵為 201280了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為 H7/ 4） 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 15 軸端倒角 ??各圓角半徑見圖 軸段編號 長度（ 直徑（ 配合說明 Ⅰ -Ⅱ 38 70 與滾動軸承 30314 配合 Ⅱ -Ⅲ 10 82 軸環(huán) Ⅲ -Ⅳ 98 75 與大齒輪以鍵聯(lián)接配合，套筒定位 Ⅳ -Ⅴ 58 70 與滾動軸承 30314 配合 Ⅴ -Ⅵ 60 68 與端蓋配合，做聯(lián)軸器的軸向定位 Ⅵ -Ⅶ 105 63 與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接配合 總長度 369計計算及說明 結(jié)果 42 43 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 （ 5） 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié) 構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a 值。對于 30314 型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 a=31此，軸的支撐跨距為 42756721 ???? 根據(jù)軸的計算簡圖作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可以看出截面 B 是軸的危險截面。先計算出截面 B 處的 的值列于下表。 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F H H V ? V B 截面彎矩 M ??? 2 6 4 2 0 411 ? ??362325 22 總彎矩 H ?????? 448 4 23362 3 25264 2 042222m a x 扭矩 ? 1370920 （ 6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 根據(jù)式 (15上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取 ，軸的計算應(yīng)力 44 ? ? M 32222 ?????? ?? ＝ 已選定軸的材料為 45質(zhì)處理。由表 15 得 701- ??。因此 ][1? ?，故安全。 （ 7） 精確校核軸的疲勞強度 1） 判斷危險截面 截面ⅤⅥⅦ只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩及過渡配合引起的應(yīng)力集中將削弱軸的疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕確定的，所以截面ⅤⅥⅦ無需校核。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面Ⅲ和Ⅳ處 過盈配合引起應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載情況來看，截面 B 上的應(yīng)力最大。 截面Ⅲ的應(yīng)力集中影響和截面Ⅳ的相近，但截面Ⅲ不受扭矩作用，同時軸徑也較大，故不必做強度校核。截面 B 上雖 然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而這里軸的直徑也大，故截面 B 不必校核。截面ⅠⅡ顯然更不必校核。由《機械設(shè)計》第三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面Ⅳ左右兩側(cè)。 安全 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 45 2） 截面 Ⅳ 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3333 ??? 抗扭截面系數(shù) 3333 8 4 3 7 ???截面 Ⅳ 左側(cè)的彎矩為 ???? 1 6 14 3 275 48754 4 84 2 3 截面 Ⅳ 上的扭矩為 ? 1370920 截面上的彎曲應(yīng)力 M P 18 71 6 14 3 2 ????截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 M P T 3 7 51 3 7 0 9 2 0 ????軸的材料為 45質(zhì)處理。由表 15得 2 0 0 M P a,3 5 5 M P a,7 3 5 M P a 11b ??? ?? ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表 3??? 經(jīng)插值后可查得 ??? ??又由附圖 3得軸的材料的 敏性系數(shù)為 ? ?? 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ? ? ? ?? ? ? ????????????????????? ??qk 由附圖 3尺寸系數(shù) ?由附圖 3扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?軸按磨削加工，附圖 3表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ??軸未經(jīng)表面強化處理，即β q=1，則得綜合系數(shù)值為 46 ?????????? ??結(jié)果 47 ?????????? ??33得碳鋼的特性系數(shù) ? , 取 ? ； ? , 取 ? ； 于是，計算安全系數(shù)式 (15 (15得 5 51 ??????? ??? ?????????? ??? ????222 ????????? SS ??故可知其安全。 3） 截面 Ⅳ 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3333 3 4 3 0 ??? 抗扭截面系數(shù) 3333 6 8 6 0 ???? 截面 Ⅳ 右側(cè)的彎矩為 ???? 1 6 14 3 275 48754 4 84 2 3 截面 Ⅳ 上的扭矩為 ? 1370920 截面上的彎曲應(yīng)力 M P 30 01 6 14 3 2 ????截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 M P T 6 0 01 3 7 0 9 2 0 ????軸的材料為 45質(zhì)處理。由表 15得 2 0 0 M P a,3 5 5 M P a,7 3 5 M P a 11b ??? ?? ??? ? ?安全 48 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附 表 3??? 設(shè)計計算及說明 結(jié)果 49 經(jīng)插值后可查得 ??? ??又由附圖 3得軸的材料的敏性系數(shù)為 ? ?? 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ? ? ? ?? ? ? ? ???????????????????? ??qk 由附圖 3尺寸系數(shù) ?由附圖 3扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?軸按磨削加工，附圖 3表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ??軸未經(jīng)表面強化處理，即β q=1，則得綜合系數(shù)值為 ?????????? ???????????? ??33得碳鋼的特性系數(shù) ? , 取 ? ； ? , 取 ? ； 于是，計算安全系數(shù)式 (15 (15得 5 51 ??????? ??? ??????