課程設(shè)計(jì)--卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

1、<p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p>　　題目：卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　班級(jí)：機(jī)制11級(jí)02班</p><p><b>　　學(xué)號(hào)： </b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)者： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老

2、師： </b></p><p><b>　　目   錄</b></p><p>　?。ㄒ唬﹤鲃?dòng)方案的擬定2</p><p>　　（二）選擇電動(dòng)機(jī)3</p><p>　?。ㄈ┯?jì)算總傳動(dòng)比及配合各級(jí)的傳動(dòng)比4</p><p>　　1.計(jì)算總傳動(dòng)比4&l

3、t;/p><p>　　2.傳動(dòng)比分配4</p><p>　?。ㄋ模┰O(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件5</p><p>　　1.高速齒輪組的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核5</p><p>　　2.低速齒輪組的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核11</p><p>　　3.開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)16</p><p>　　（五）設(shè)計(jì)計(jì)算

4、軸20</p><p>　　1.低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算20</p><p>　　2.中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算28</p><p>　　3.高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算30</p><p>　　（六）選擇滾動(dòng)軸承及壽命計(jì)算33</p><p>　　1.高速軸的滾動(dòng)軸承校核計(jì)算33</p><p>

5、;　　2.低速軸滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算35</p><p>　　3.中間軸滾動(dòng)軸承校核36</p><p>　?。ㄆ撸┻x擇和校核鍵聯(lián)接38</p><p>　?。ò耍┻x擇聯(lián)軸器39</p><p>　?。ň牛┻x擇潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑劑牌號(hào)及密封件39</p><p>　?。ㄊ┰O(shè)計(jì)計(jì)算箱體的結(jié)構(gòu)尺寸40&

6、lt;/p><p>　?。ㄊ唬﹨⒖紩?shū)目42</p><p>　?。ㄒ唬﹤鲃?dòng)方案的擬定</p><p>　　1．設(shè)計(jì)題目 ：卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.系統(tǒng)總體方案的確定</p><p>　　系統(tǒng)總體方案：電動(dòng)機(jī)→傳動(dòng)系統(tǒng)→執(zhí)行機(jī)構(gòu)；</p><p><b>　　3．

7、原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　牽引力F= 1.7KN速度v= 0.3m/s,卷筒的直徑D= 480mm；</p><p><b>　　4．工作條件</b></p><p>　　用于建筑工地提升物料，空載啟動(dòng)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作平穩(wěn)。作期限為十年，每年工作300天，三班制工作，每班工作4小時(shí)，檢修期間隔為三年。</p>

8、<p><b>　　5．設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　(1) 電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算；</p><p>　　(2)斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　(3) 軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(4) 滾動(dòng)軸承的選擇</p>

9、<p>　　(5) 鍵和連軸器的選擇與校核；</p><p>　　(6) 裝配圖、零件圖的繪制；</p><p>　　(7) 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě) 。</p><p><b>　　6．設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　(1)減速器裝配圖一張；</p>&

10、lt;p>　　(2)零件工作圖二張（大齒輪，輸出軸）；</p><p>　　(3)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份</p><p><b>　　7．設(shè)計(jì)進(jìn)度</b></p><p>　　第一階段：總體計(jì)算和傳動(dòng)件參數(shù)計(jì)算； </p><p>　　第二階段：軸與軸系零件的設(shè)計(jì)；</p><

11、;p>　　第三階段：軸、軸承、聯(lián)軸器、鍵的校核及草圖繪制； </p><p>　　第四階段：裝配圖、零件圖的繪制及計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。</p><p><b>　?。ǘ┻x擇電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)下工件機(jī)主軸所需功率：</p><p><b>　　工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為：</b>

12、;</p><p>　　工作機(jī)主軸上的轉(zhuǎn)矩： </p><p>　　初選聯(lián)軸器為彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，滾動(dòng)軸承為角接觸軸承，傳動(dòng)齒輪為閉式軟齒面圓柱齒輪和開(kāi)式直齒輪傳動(dòng)，因其速度不高，選用7級(jí)精度(GB10095-88)，則機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副的效率分別如下：</p><p>　　彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器： 　 = 0.99</p><p>　　圓柱齒輪（7級(jí)

13、）：　 = 0.98</p><p>　　角接觸軸承： = 0.99</p><p>　　開(kāi)式齒輪傳動(dòng) 　　 = 0.96 </p><p>　　工作機(jī)效率： 　　　= 0.98</p><p>　　所以，電動(dòng)機(jī)至工件機(jī)主軸之間的總效率為：</p><p>　　η = 0.99 ×0.9

14、8× 0.99×0.96×0.98=0.904</p><p>　　所以電動(dòng)機(jī)所需功率為 </p><p>　　由【1】表2-1各級(jí)傳動(dòng)副傳動(dòng)比的合理范圍：</p><p>　　I’總=（3~5）×（3~5）×（3~5）=27~125</p><p>　　則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是：n=(2

15、7~125) ×12.197=329~1525r/min</p><p>　　故選取電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 n = 1000，查[2]表9-39 ，取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6</p><p>　　(三)計(jì)算總傳動(dòng)比及配合各級(jí)的傳動(dòng)比</p><p><b>　　計(jì)算總傳動(dòng)比</b></p><p><b>

16、;　　傳動(dòng)比分配</b></p><p>　　初選開(kāi)式齒輪傳動(dòng)比i=3,則減速器傳動(dòng)比，查資料[2]式（2-8） 雙級(jí)減速器傳動(dòng)總傳動(dòng)比搭配，選高速級(jí)傳動(dòng)比i1=4.7,低速級(jí)i2=3。</p><p>　　各軸轉(zhuǎn)速： </p><p><b>　　=960r/min</b></p><p>　　9

17、60/4.7=204.26r/min</p><p><b>　　66.1r/min</b></p><p><b>　　各軸的輸入功率： </b></p><p>　　=0.411×0.99×0.98²×0.99²=0.383KW</p><p>

18、　　=0.411×0.99²×0.98²×0.99³=0.375KW</p><p>　　=0.411×0.99²×0.98²××0.96=0.357KW</p><p>　　各軸的輸入轉(zhuǎn)矩： 　</p><p>　　（四）設(shè)計(jì)計(jì)

19、算傳動(dòng)零件</p><p>　　1．高速齒輪組的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核</p><p>　　1．1選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)</p><p>　?、龠x用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，四個(gè)齒輪均為斜齒，有利于保障傳動(dòng)的平穩(wěn)性；</p><p>　　②卷?yè)P(yáng)機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095—88）；</p><p&

20、gt;　?、鄄牧线x擇。由表10—1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBW，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBW。</p><p>　?、艹踹x小齒輪齒數(shù)=23，大齒輪齒數(shù)為=4.7×=108。</p><p><b>　　⑤初選螺旋角β=</b></p><p><b>　　1．2確定許用應(yīng)力</

21、b></p><p>　　查【2】圖4.19-3，=600MPa；=560MPa</p><p>　　查【2】圖4.21-3，=610MPa；=470MPa</p><p>　　查【2】表4-10， 取=1</p><p><b>　　=1.25</b></p><p><b>

22、　　計(jì)算壽命： </b></p><p><b>　　2.07×109</b></p><p>　　同理N2=8.8×108 </p><p>　　查【2】圖4.20， </p><p>　　查【2】圖,4.22, </p><p>　　查【2】圖

23、4.23,</p><p>　　= /=570MPa</p><p>　　= /=543.2MPa</p><p>　　= /=448.96MPa</p><p>　　= /=357.2MPa</p><p>　　1．3齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　已知</b

24、></p><p>　　初步計(jì)算小齒輪直徑，有式（4.10）得</p><p>　　查【2】表4-8,取=90</p><p>　　查【2】表4-7,齒寬系數(shù)</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　則齒寬b=</b></p>

25、<p><b>　　取</b></p><p>　　1．4按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：</p><p>　　由【2】式（4.21）得 </p><p>　　因工作機(jī)有中等沖擊，查表4－4得， </p><p><b>　　查【2】圖4.9取</b></p><p&

26、gt;　　齒輪對(duì)稱(chēng)布置，；查【2】圖4.12取</p><p><b>　　查表4－5取 </b></p><p><b>　　計(jì)算齒面接觸應(yīng)力：</b></p><p>　　查【2】圖4.14，</p><p><b>　　查【2】表4－6,</b></p>&

27、lt;p><b>　　取</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=43.73</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　取</b></p>&

28、lt;p>　　1．5校核輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　由【2】圖4.18查得，； </p><p>　　查【2】圖4.16得，；</p><p><b>　　因得</b></p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　，取<

29、;/b></p><p>　　由【2】式（4.22）得</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=95.07=448.96MPa</p><p><b>　　同理</b></p><p><b>　　MPa</b></p&

30、gt;<p>　　大小輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求</p><p>　　1．6確定傳動(dòng)主要尺寸</p><p><b>　　1．7計(jì)算齒輪寬度</b></p><p>　　b==48mm B2 =50mm， B1=55mm</p><p>　　1．8高速齒輪組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p>&

31、lt;p>　　齒根圓直徑：48－2×1.25×2=43mm </p><p>　　齒頂圓直徑： </p><p><b>　　=230mm</b></p><p>　　小齒輪1由于直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu);</p><p>　　大齒輪2的結(jié)構(gòu)尺寸和后續(xù)設(shè)計(jì)出的軸孔直徑

32、計(jì)算如下表</p><p>　　2.低速齒輪組的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核</p><p>　　2.1選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)</p><p>　?、龠x用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，有利于保障傳動(dòng)的平穩(wěn)性；</p><p>　?、诰?yè)P(yáng)機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095—88）；</p><p>　　③材料選

33、擇。由[2]表4—2選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為260HBW，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為230HBW。</p><p>　?、艹踹x小齒輪齒數(shù)=26，大齒輪齒數(shù)為=3×=78。</p><p><b>　?、莩踹x螺旋角β=</b></p><p><b>　　2.2確定許用應(yīng)力</b></

34、p><p>　　查【2】圖4.19-3，=710MPa；=580MPa</p><p>　　查【2】圖4.21-3，=600MPa；=450MPa</p><p>　　查【2】表4-10， 取=1</p><p><b>　　=1.25</b></p><p><b>　　計(jì)算壽命： &

35、lt;/b></p><p><b>　　4.41×108</b></p><p><b>　　同理 </b></p><p>　　查【2】圖4.20， </p><p>　　查【2】圖,4.22, </p><p>　　查【2】圖4.23,

36、</p><p>　　= /=692.25MPa</p><p>　　= /=604.94MPa</p><p>　　= /=424.32MPa</p><p>　　= /=325.08MPa</p><p>　　2.3齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　已知</b

37、></p><p>　　初步計(jì)算小齒輪直徑，有式（4.10）得</p><p>　　查【2】表4-8,取=90</p><p>　　查【2】表4-7,齒寬系數(shù)</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　則齒寬b=</b></p>

38、<p><b>　　取</b></p><p>　　2.4按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：</p><p>　　由【2】式（4.21）得 </p><p>　　因工作機(jī)有中等沖擊，查表4－4得， </p><p><b>　　查【2】圖4.9取</b></p><p&

39、gt;　　齒輪對(duì)稱(chēng)布置，；查【2】圖4.12取</p><p><b>　　查表4－5取</b></p><p><b>　　計(jì)算齒面接觸應(yīng)力：</b></p><p>　　查【2】圖4.14，</p><p><b>　　查【2】表4－6,</b></p>&l

40、t;p><b>　　取</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=75.52mm取</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　2.5校核輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p&

41、gt;　　由【2】圖4.18查得，； </p><p>　　查【2】圖4.16得，；</p><p><b>　　因得</b></p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　，取</b></p><p>　　由【2】式（4.22）

42、得</p><p><b>　　=（）MPa</b></p><p>　　=103.37=424.32MPa</p><p><b>　　同理</b></p><p><b>　　MPa</b></p><p>　　大小輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求</

43、p><p>　　2.6確定傳動(dòng)主要尺寸</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　2.7計(jì)算齒輪寬度</b></p><p>　　b==81mm B2 =85mm， B1=90mm</p><p>　　2.8低速齒輪組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p>

44、;<p>　　齒根圓直徑： 73.5mm</p><p><b>　　齒頂圓直徑： </b></p><p>　　小齒輪3由于直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu);</p><p>　　大齒輪4的結(jié)構(gòu)尺寸和后續(xù)設(shè)計(jì)出的軸孔直徑計(jì)算如下表</p><p>　　5.3 開(kāi)式齒輪組的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核</p>&l

45、t;p>　　5.3.1選定齒輪的類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)</p><p>　?、侔磦鲃?dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　②卷?yè)P(yáng)機(jī)為一般工作機(jī)械，速度不高，由資料[2]得表10-8可知,選用8級(jí)精度（G B10095-88）.</p><p>　?、鄄牧线x擇。由資料[2]得表10-8可知，選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280

46、HBS，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。</p><p>　　選小齒輪齒數(shù)=18；由=3.48，大齒輪齒數(shù)為= =62.64；取=62</p><p>　　由于齒輪傳動(dòng)為開(kāi)式，按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，按接觸疲勞強(qiáng)度校核。</p><p>　　5.3.2按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由資料[2

47、]得查得設(shè)計(jì)計(jì)算公式(10-5)計(jì)算：</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　①確定公式內(nèi)的各計(jì)算值，</p><p>　?、诔踹x螺旋角β=14°</p><p>　　彎曲疲勞極限，由資料[1]圖10-20查得小齒輪的彎曲疲勞極限=500MPa；</p><p

48、>　　大齒輪的彎曲疲勞極限 =380mpa</p><p>　　K= KAKVKαKβ=2.765</p><p><b>　　小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　T4 =481.6 ×103 N·mm</p><p>　　由資料[2]得圖10—26查得 =0.75 =0.75 所

49、以 =1.5</p><p>　?、?由資料[2]得表10-7查得，選取齒寬系數(shù)=1；</p><p>　　由縱向重合度=1.427，查[1]圖10-28得螺旋角影響系數(shù)=0.88</p><p>　?、?由資料[2]得表10-6查得，得材料的彈性影響系數(shù)=189.8 </p><p>　　⑤ 由資料[2]得10-13公式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次

50、數(shù)：N=60nj</p><p>　　=60j=6067.6417200=2.92</p><p>　　=/= 2.92/3.1= 9.4</p><p>　?、?由資料[2]得圖10-18查得，得彎曲疲勞系數(shù)：</p><p>　　=0.96； =0.98；</p><p>　　⑦ 計(jì)算彎曲疲勞應(yīng)力</p>

51、;<p>　　由資料[2]得安全系數(shù)S=1.4，有公式：</p><p>　　則：==342.857MPa</p><p><b>　　==266MPa</b></p><p><b>　　=19.12</b></p><p><b>　　=65.85</b>&l

52、t;/p><p>　?、?由資料[2]得表10-5查得齒形系數(shù) </p><p>　　YFa5=2.91，YFa6=2.28</p><p>　?、?由資料[2]得表10-5查得應(yīng)力校正系數(shù) </p><p>　　YSa5=1.53， YSa6=1.73</p><p>　　計(jì)算大、小齒輪的并加以比較</p&g

53、t;<p><b>　　=0.012986</b></p><p><b>　　=0.014633</b></p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p>　　由資料[2]得公式(10-5)計(jì)算</p><p><b>　　=3.8

54、9mm</b></p><p>　　取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=4mm</p><p><b>　　=164.90mm</b></p><p><b>　　=74.20mm</b></p><p><b>　　=255.59mm</b></p><p>

55、<b>　　計(jì)算齒輪寬度</b></p><p>　　=74.20mm 圓整后取B4=75mm =80mm</p><p>　　5.3.3校驗(yàn)傳動(dòng)比</p><p><b>　　實(shí)際傳動(dòng)比為 </b></p><p><b>　　=62.7</b><

56、;/p><p><b>　　實(shí)際卷筒轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　=1440/67.7=22.95r/min</p><p>　　所以轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差為（23.3-22.95）×100%/23.3=1.5%<5%</p><p><b>　　符合要求</b></p><

57、;p><b>　?。ㄎ澹┰O(shè)計(jì)計(jì)算軸</b></p><p>　　1．低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　1.1列出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　1.2求作用在齒輪上的力</p><p>　　因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為</p><p><b>　　=243 m

58、m</b></p><p>　　圓周力： </p><p>　　徑向力： </p><p>　　軸向力： </p><p>　　1.3初步確定軸的最小直徑</p><p>　　選取軸的材料為45鋼，

59、調(diào)質(zhì)處理。由【2】表6-1，取=110，則</p><p>　　輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器的直徑處。為了使所選軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。</p><p>　　考慮到轉(zhuǎn)矩變化較小，所以取=1.5，則：聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 </p><p>　　所以，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5843-1986，選用HL4型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為1250Nm。

60、軸孔長(zhǎng)度L=112mm， =84mm，軸孔直徑 D=42mm。故取=42mm。</p><p><b>　　1.4初見(jiàn)各段直徑</b></p><p><b>　　1.5確定各段長(zhǎng)度</b></p><p>　　1.6軸向零件的周向定位</p><p>　　齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。

61、由鍵聯(lián)接所在軸徑的大小，查得，齒輪處：b × h = 16mm × 10mm (GB/T 1096—1979)，長(zhǎng)度為70mm；同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好 的對(duì)中性，故選擇齒輪輪與軸的配合為H7/r6；同樣，在聯(lián)軸器與軸聯(lián)接處，選用平鍵12mm×8mm×70mm，聯(lián)軸器與軸的配合為n6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。</p><p&

62、gt;　　1.7確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　取軸端倒角為2 × 。</p><p><b>　　1.8求軸上的載荷</b></p><p>　　首先作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。由軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖如下：</p><p><b>　　=2496N</b></

63、p><p><b>　　=1335N</b></p><p>　　=172224Nmm</p><p><b>　　=1525N</b></p><p><b>　　= -88N</b></p><p>　　=×69=105225Nmm&l

64、t;/p><p>　　=×129= -11352 Nmm</p><p>　　=201825Nmm</p><p>　　=172598Nmm</p><p>　　1.9按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行彎鈕校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。取a=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力為：&

65、lt;/p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得 =60MPa，因此是安全的。</p><p>　　1.10精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 </p><p><b>　　①判斷危險(xiǎn)截面</b></p><p>　　截面A、Ⅱ、Ⅲ、B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合引起的應(yīng)力集中均將削弱軸

66、的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地確定的，所以這幾個(gè)截面均不需要校核。</p><p>　　從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面Ⅵ和Ⅶ處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，截面C上的應(yīng)力最大。截面Ⅵ和Ⅶ的應(yīng)力集中的影響相近，但截面Ⅶ不受扭矩作用，故不必作強(qiáng)度校核。截面C上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截面C也不必校核

67、。截面Ⅴ、Ⅳ更不必校核。由第三章可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而該軸只需校核截面Ⅵ的左右兩側(cè)即可。</p><p>　?、诮孛姊鲎髠?cè)抗彎截面系數(shù)W=0.1=0.1×=15746</p><p>　　抗扭截面系數(shù)=0.2=31492</p><p>　　截面Ⅵ左側(cè)的彎矩M為M=172598×（129-40）/129=119079Nmm

68、</p><p><b>　　截面Ⅵ上的扭矩 </b></p><p>　　截面Ⅵ上的彎曲應(yīng)力 =7.56MPa</p><p>　　截面Ⅵ上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 =14.88MPa</p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查得=640MPa，=275MPa，=155MPa。</p><p>　

69、　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及查取。因?yàn)閞/d=2/54=0.037；D/d=77/54=1.148所以=2.05，=1.5</p><p>　　軸的材料敏感系數(shù)為=0.82，=0.85</p><p>　　所以有效應(yīng)力集中系數(shù)為</p><p><b>　　=1.861</b></p><p><b&

70、gt;　　1.425</b></p><p>　　尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)=0.82。</p><p>　　軸按磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即=1，則得綜合系數(shù)值為</p><p><b>　　==2.708</b></p><p><b>

71、;　　=1.825</b></p><p>　　取碳鋼的特性系數(shù) ，</p><p><b>　　1.11求安全系數(shù)</b></p><p>　　=13.43 </p><p>　　=11.11 </p><p>　　=8.56

72、 >> S=1.5 </p><p><b>　　故可知其安全</b></p><p>　?、劢孛姊鲇覀?cè)抗彎截面系數(shù)W公式計(jì)算，</p><p>　　W=0.1=23833</p><p>　　抗扭截面系數(shù) =0.2=47666</p><p&g

73、t;　　彎矩M及彎曲應(yīng)力為 M=119079Nmm</p><p><b>　　=4.996MPa</b></p><p>　　截面Ⅵ上的扭矩 </p><p>　　截面Ⅵ上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 =9.83MPa </p><p>　　用插入法求出=3.20；=0.8 

74、5; 3.20 = 2.56</p><p>　　軸按磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù) </p><p>　　故得綜合系數(shù) =3.287</p><p><b>　　=2.647</b></p><p><b>　　求安全系數(shù)</b></p><p><b>　　=16.

75、746</b></p><p><b>　　=11.693</b></p><p>　　=9.587 >> S=1.5</p><p>　　故可知其安全 </p><p>　　2中間軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　2.1列出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)

76、矩</p><p>　　2.2求作用在齒輪上的力</p><p>　　因已知高速軸小齒輪的分度圓直徑為</p><p>　　圓周力 </p><p>　　徑向力 </p><p><b>　　軸向力 </b></p

77、><p>　　2.3初步確定軸的最小直徑</p><p>　?、龠x取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取，則</p><p><b>　　2.4初見(jiàn)各段直徑</b></p><p><b>　　2.5確定各段長(zhǎng)度</b></p><p>　　2.6軸向零件的周向定位</p>

78、<p>　　齒輪采用平鍵聯(lián)接。由鍵聯(lián)接所在軸徑的大小，查得，齒輪處：b × h =12mm × 8mm (GB/T 1096—1979)，長(zhǎng)度為40mm；同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好 的對(duì)中性，故選擇齒輪輪與軸的配合為H7/r6； </p><p>　　確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　取軸端倒角為1 × 。</p>&l

79、t;p>　　2.7按許用彎曲應(yīng)力強(qiáng)度校核軸</p><p>　　繪軸的受力圖，見(jiàn)下圖</p><p><b>　?、谟?jì)算支反力 </b></p><p><b>　　垂直面支反力：</b></p><p>　　繞支點(diǎn)B的力矩和 ，得</p><p><b>

80、;　　同理 ，得。</b></p><p>　　校核：水平面支反力：</p><p>　　同樣由支繞B點(diǎn)力矩和，得</p><p><b>　　同理 ，得</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p>　　③轉(zhuǎn)矩.繪彎矩圖： </

81、p><p>　　垂直平面內(nèi)的彎矩圖： </p><p><b>　　C處彎矩：</b></p><p><b>　　D處彎矩：</b></p><p>　　水平面內(nèi)的彎矩圖： </p><p><b>　　C處彎矩</b></p><p&

82、gt;<b>　　D處彎矩</b></p><p><b>　?、芎铣蓮澗兀?</b></p><p><b>　　C處：</b></p><p><b>　　D處：</b></p><p>　?、菪：溯S上承受最大彎矩和扭矩的截面（危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度<

83、;/p><p>　　取=0.6，根據(jù)以上求得的數(shù)值</p><p>　　由已選定軸的材料45鋼調(diào)質(zhì)，</p><p>　　3．高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　3.1列出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　求作用在齒輪上的力</b></p><p>　　因

84、已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為：</p><p>　　圓周力 </p><p>　　徑向力 </p><p><b>　　軸向力 </b></p><p>　　3.2初步確定軸的最小直徑</p><p>　　選取軸的材料為45

85、鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-3，取，則</p><p><b>　　3.3初見(jiàn)各段直徑</b></p><p><b>　　3.4確定各段長(zhǎng)度</b></p><p>　　3.6軸向零件的周向定位</p><p>　　在聯(lián)軸器與軸聯(lián)接處，選用平鍵8mm×7mm×45mm，聯(lián)軸器與軸的

86、配合為n6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。</p><p>　　3.7確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　圓角R=1.6mm，倒角2×45°。 </p><p><b>　　3.8求軸上的載荷</b></p><p>　　首先作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。由軸

87、的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖如下：</p><p>　　由水平面 =1419×51.9/186.8=394N =1025N</p><p><b>　　= </b></p><p>　　由垂直面=101N= -431N</p><p>　　=×69=105225Nmm=×1

88、29= -11352 Nmm</p><p>　　==201825Nmm=172598Nmm.</p><p>　　3.9校核軸上承受最大彎扭矩的截面強(qiáng)度</p><p><b>　　取 ，.</b></p><p>　　根據(jù)前面選取的材料45鋼調(diào)質(zhì)[]=60MPa,</p><p>　?。?/p>

89、）選擇滾動(dòng)軸承及壽命計(jì)算</p><p>　　1．高速軸的滾動(dòng)軸承校核計(jì)算</p><p><b>　　1.1.徑向負(fù)荷</b></p><p><b>　　1處軸承：</b></p><p><b>　　,,</b></p><p><b>

90、　　2處軸承：</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　1.2.軸向載荷</b></p><p>　　對(duì)于60000型軸承，軸承派生軸向力，其值由的大小來(lái)確定，但現(xiàn)在軸承軸向力未知，故先選取e=0.4,因此估算　　　

91、 </p><p>　　故軸承1“放松”，軸承2“壓緊。</p><p><b>　　插值計(jì)算</b></p><p>　　兩次計(jì)算的值相差不大，確定</p><p>　　1.3計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</p><p><b>　　徑向動(dòng)載荷系數(shù)，。</b></p>

92、<p><b>　　軸向動(dòng)載荷系數(shù)</b></p><p>　　因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，取,軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷=(+)=1.5</p><p>　　=(+)=1835.9N </p><p><b>　　1.4驗(yàn)算軸承壽命</b>&l

93、t;/p><p>　　因?yàn)?故只需校核2處軸承即可.</p><p>　　軸承預(yù)期壽命與整機(jī)壽命相同,為:7200h</p><p>　　軸承的實(shí)際壽命: 球軸承=3</p><p>　　具有足夠的使用壽命.</p><p>　　2．低速軸滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算</p><p>　　選用的軸承型

94、號(hào)為代號(hào)為6007, =16.2KN =10.5KN</p><p>　　2.1作用在軸承上的載荷</p><p><b>　?、?gòu)较蜇?fù)荷</b></p><p><b>　　1處軸承 ，</b></p><p><b>　　2處軸承, ， </b></p>&l

95、t;p><b>　?、谳S向載荷</b></p><p>　　對(duì)于60000型軸承，軸承派生軸向力，其中e為表13-5中的判斷系數(shù)，其值由的大小來(lái)確定，但現(xiàn)在軸承軸向力未知，故先選取e=0.4,因此估算</p><p>　　故軸承2“放松”，軸承1“壓緊。</p><p><b>　　插值計(jì)算</b></p>

96、;<p><b>　?、塾?jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p>　　徑向動(dòng)載荷系數(shù)，。</p><p><b>　　軸向動(dòng)載荷系數(shù)</b></p><p>　　因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，取,軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷=(+)=1.5</p><p>　　=(+)=2007N</p>

97、;<p><b>　?、茯?yàn)算軸承壽命</b></p><p>　　因?yàn)?故只需校核1處軸承即可.</p><p>　　軸承預(yù)期壽命與整機(jī)壽命相同,為:7200h</p><p>　　軸承的實(shí)際壽命: 球軸承=3</p><p>　　具有足夠的使用壽命.</p><p>　　3

98、．中間軸滾動(dòng)軸承校核</p><p>　　中間軸滾動(dòng)軸承型號(hào)為：7008C， Cr=17.0 KN Cur=11.8KN</p><p>　　3.1作用在軸承上的負(fù)荷</p><p><b>　?、?gòu)较蜇?fù)荷</b></p><p><b>　　A處軸承</b></p><p>

99、;<b>　　B處軸承</b></p><p><b>　?、谳S向負(fù)荷</b></p><p>　　對(duì)于60000型軸承，軸承派生軸向力，其中e為表13-5中的判斷系數(shù)，其值由的大小來(lái)確定，但現(xiàn)在軸承軸向力未知，故先選取e=0.4,因此估算</p><p><b>　　外部軸向力</b></p&

100、gt;<p>　　故軸承1“放松”，軸承2“壓緊”。</p><p><b>　　插值計(jì)算</b></p><p>　　3.2計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</p><p><b>　　徑向動(dòng)載荷系數(shù)，</b></p><p><b>　　軸向動(dòng)載荷系數(shù)</b></p&g

101、t;<p>　　因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，取,軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷=(+)=1.5</p><p>　　=(+)=5205.65N</p><p><b>　　3.3驗(yàn)算軸承壽命</b></p><p>　　因?yàn)?故只需校核2處軸承即可.</p><p>　　軸承預(yù)期壽命與整機(jī)壽命相同,為:7200h<

102、/p><p>　　軸承的實(shí)際壽命: 球軸承=3</p><p><b>　　具有足夠使用壽命。</b></p><p>　?。ㄆ撸┻x擇和校核鍵聯(lián)接</p><p>　　1．高速軸與聯(lián)軸器相連的鍵連接選用及計(jì)算</p><p><b>　　由軸設(shè)計(jì)可知 </b></p

103、><p>　　選用單圓頭平鍵（C型），由【2】表6-6，鍵8×7×45</p><p>　　鍵接觸長(zhǎng)度l=L-b/2=50-4=46mm,k=0.5h=3.5mm,查【2】表6-7 </p><p>　　,鍵強(qiáng)度足夠。 </p><p>　　2.中間軸與齒輪的鍵連接選用及計(jì)算</p><p>　　由

104、前面軸的設(shè)計(jì)知本處軸徑為，由【2】表6-6選擇：</p><p>　　鍵12×8×40（GB1096-79），圓頭普通平鍵（A型）</p><p>　　鍵接觸長(zhǎng)度l=L-b=45-12=33mm,k=0.5h=4mm, 查【2】表6-7 </p><p><b>　　,鍵強(qiáng)度足夠。</b></p><

105、p>　　3.低速軸與齒輪的鍵連接選用及計(jì)算</p><p>　　由前面軸的設(shè)計(jì)知本處軸徑為，由【2】表6-6選擇：</p><p>　　鍵16×10×70（GB1096-79），圓頭普通平鍵（A型）</p><p>　　鍵接觸長(zhǎng)度l=L-b=70-16=54mm,k=0.5h=5mm, 查【2】表6-7 </p><

106、p><b>　　,鍵強(qiáng)度足夠。</b></p><p>　　4.低速軸與聯(lián)軸器的鍵連接選用及計(jì)算</p><p>　　由前面軸的設(shè)計(jì)知本處軸徑為，由【2】表6-6選擇：</p><p>　　鍵12×8×70（GB1096-79），單圓頭普通平鍵（C型）</p><p>　　鍵接觸長(zhǎng)度l=L-b=

107、80-6=74mm,k=0.5h=4mm, 查【2】表6-7 </p><p><b>　　,鍵強(qiáng)度足夠。</b></p><p><b>　?。ò耍┻x擇聯(lián)軸器</b></p><p><b>　　由軸的設(shè)計(jì)可知：</b></p><p>　　高速軸端選用低速軸端選用<

108、;/p><p>　?。ň牛┻x擇潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑劑牌號(hào)及密封件</p><p>　　閉式齒輪圓周速度v12,采用浸油潤(rùn)滑方式。傳動(dòng)件浸在油中的深度，最少為1個(gè)齒高。</p><p>　　工業(yè)齒輪用油220，運(yùn)動(dòng)黏度中心值220，凝點(diǎn) ， 閃點(diǎn).</p><p><b>　　滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑</b></p><p

109、>　　軸頸徑 轉(zhuǎn)速 </p><p><b>　　，故采用脂潤(rùn)滑</b></p><p>　　開(kāi)式齒輪也采用脂潤(rùn)滑；軸承端面與箱體內(nèi)壁一側(cè)應(yīng)加擋油環(huán)</p><p>　　減速器的密封；軸伸出端的密封選擇氈圈密封。</p><p>　?。ㄊ┰O(shè)計(jì)計(jì)算箱體的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　箱

110、體材料采用灰鑄鐵HT150制造，它具有良好的鑄造性能和減振性能。</p><p>　　鑄鐵減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸如下表</p><p>　　箱體要具有足夠的剛度，箱體加強(qiáng)肋采用外筋 。 </p><p>　　箱體結(jié)構(gòu)要有良好的工藝性</p><p><b>　?。ㄊ唬﹨⒖紩?shū)目</b></p><p