帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置設(shè)計(jì)--二級展開式圓柱齒輪減速器

目 錄 一、 課程設(shè)計(jì) 任務(wù) 書 2 二、 設(shè)計(jì)要求 2 三、 設(shè)計(jì)步驟 2 1. 傳動裝置總體設(shè)計(jì)方案 3 2. 電動機(jī) 的選擇 4 3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 5 4. 計(jì)算 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 5 5. V帶 和帶輪的設(shè)計(jì) 6 6. 齒輪 的 設(shè)計(jì) 8 7. 軸的設(shè)計(jì) 19 8. 滾動軸承的選擇和校核 26 9. 聯(lián)軸器的選擇 27 10.箱體的設(shè)計(jì) 30 11.潤滑與密封的設(shè)計(jì) 30 四、 設(shè)計(jì)小結(jié) 31 五、 參考資料 32 - 1 - 111 一 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目：機(jī)械廠 裝配車間輸送帶傳動裝置設(shè)計(jì) 2 3 5 4 1IIIIIIIVPdPw 圖 1:(傳動裝置總體設(shè)計(jì)圖 ) 工作情況： 單向運(yùn)輸、輕度振動、環(huán)境溫度不超過 35 原始數(shù)據(jù)： 主動滾筒扭矩 T（ N m）： 1200； 主動滾筒直徑 D（ mm）： 360； 主動滾筒運(yùn)輸帶速度 V（ m/s）： 0.8； 運(yùn)動要求：輸送帶運(yùn)動速度允許誤差不超過 5； 使用壽命（年）：十年，每年 350 天，每天 16小時(shí)； 檢修周期：一年小修，兩年大修； 生產(chǎn)批量：單件小批生產(chǎn)； 生產(chǎn)長型：中型機(jī)械廠。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.電動機(jī)選型 2.帶傳動設(shè)計(jì) 3.減速器設(shè)計(jì) 4.聯(lián)軸器選型設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù) 1.傳動裝置安 裝圖（可附在說明書內(nèi)） 2.減速器總裝配圖一張（ 0號或 1 圖紙） 3.零件工作圖（齒輪類零件圖 1張、軸類零件圖 1張） 4.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份 - 2 - 傳動裝置總體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)要求 （ 1）減速器設(shè)計(jì)成：展開式二級減速器 （ 2）對所設(shè)計(jì)的減速器：要求有兩對斜齒輪傳動 設(shè)計(jì)進(jìn)度 1.第一階段（第一周）：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課本閱讀，總體計(jì)算和傳動件參數(shù)計(jì)算及強(qiáng)度校核； 2.第二階段（第二周）：裝配圖繪制及草圖繪制； 3.第三階段（第三周）：齒輪零件和軸零件零件圖的繪制 ,設(shè)計(jì)說明書的整理編寫。 設(shè)計(jì)步驟 1.傳動 裝置總體設(shè)計(jì) 方案 : 本組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) ： 題號 參數(shù) 8 主滾筒扭矩 （ Nm） 1200 主滾筒速度 （ m/s） 0.8 主滾筒 直徑（ mm） 360 1.組成：傳動裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。 2.特點(diǎn)：齒輪相對軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均 ，要求軸有較大的剛度。 3.確定傳動方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動功率大，將 V帶設(shè)置在高速級。 其傳動方案 簡圖 如下： 2 3 5 4 1IIIIIIIVPdPw NF 8500 smv 3.1 mmD 450 - 3 - 2、電動機(jī)的選擇 1）選擇 電動機(jī) 的類型 2）選擇 電動機(jī) 的容量 3）確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 圖 1:(傳動裝置總體設(shè)計(jì)圖 ) 4.選擇 V 帶傳動和二級圓柱斜齒輪減速器（展開式）。 2.電動機(jī)的選擇 1、 電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇 因?yàn)楸緜鲃拥墓ぷ鳡顩r是： 單向運(yùn)輸、輕度振動 。所以選用常用的封閉式 Y（ IP44）系列的電動機(jī)。 2、電動機(jī)功率選擇： （ 1） 運(yùn)輸帶工作壓力： F=T/0.5d=120000/0.5*360=6666.67N (2) 傳動裝置的總功率：（查課程設(shè)計(jì)表 2-1） = 1 2 3 32 4 5=0.96 0.983 0.972 0.99 0.96=0.807 1 帶傳動的效率，取 0.96； 2 滾動軸承傳動的效率，取 0.98； 3 8級精度齒輪傳動的齒輪副效率，取 0.97 4 聯(lián)軸器的效率，取 0.99（表 3-1） ； 5主動滾筒效率，取 0.96. (3) 主動滾筒輸出功率 Pw 由 Pw =2T*v/（ 1000*D）得： Pw 5.33kW （ 4）電動機(jī)工作功率 Pd Pd= PW/ =5.33 kW /0.807= 6.72kW 3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速： 主動滾筒 轉(zhuǎn)速 n =60*v/D=60*0.8/（ 3.14*0.36） =42.46r/min 按指導(dǎo)書 P5表 2-1推薦的傳動比合理范圍，取 V帶傳動常用的傳動比范圍 i0=2 4，二 級展開式 圓柱齒輪減速器 傳動比 范圍為 ia=8 40,故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 nd= i0 ia n=（ 2 4）（ 8 40） 42.46=679.36 6793.6r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速電動機(jī)有 750r/min, 1000r/min ,1500r/min 和3000r/min四 種 方案 ，見下表： 表 1-1 電動機(jī)參數(shù) 電動 機(jī)型號 額定功率Ped/kW 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 /(r/min) 電動機(jī)質(zhì)量 Kg 參考 價(jià)格 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 Y160L-8 7.5 750 720 147 920 kwPw 05.11 87.0 kwPd 70.12 min55 rn w - 4 - 3、計(jì)算傳動裝Y160M-6 7.5 1000 970 119 760 Y132M-4 7.5 1500 1440 81 510 Y132S2-2 7.5 3000 2900 70 330 4、確定電動機(jī)型號 綜合考慮減輕電動機(jī)及傳動系統(tǒng)質(zhì)量、節(jié)約資金，選定電動機(jī)型號為 Y132M-4，主要性能見表 1-2，主要外形尺寸和安裝尺寸見表 1-3. 表 1-2 電動機(jī)主要性能參數(shù) 電動機(jī)型號 額定功率 kW 同步轉(zhuǎn)速(r/min) 滿載轉(zhuǎn)速(r/min) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 最大 轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 Y132M-4 7.5 1500 1440 2.2 2.2 表 1-3 電動機(jī)主要外形尺寸和安裝尺寸 中心高 H 外形尺寸 L HD 低腳安裝尺寸A B 軸伸尺寸 D E 平鍵尺寸 F G 132 515 315 216 178 38 80 10 33 3.計(jì)算傳動裝置的總傳動比i并分配傳動比 1. 總傳動比 由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 nm 和主動滾筒 轉(zhuǎn)速 n，可得傳動裝置總傳動比為 ai n /n 1440/42.46 33.91 2. 傳動系統(tǒng)的 傳動比 ai0i i (10,ii分別為帶傳動和 展開式二級斜齒圓柱齒輪 減速器的傳動比 ) 為使 V帶外廓尺寸不要太大， 初步取0i 2.5，則 二級減速器 傳動比為 i 0/iia 33.91/2.5 13.57，滿足二級圓柱齒輪傳動比范圍。 3.分配減速器的各級 傳動比 按展開式布置，考慮潤滑條件，取高速級傳動比 取 i1=1.3i2 而 i= i1 i2=1.3 i22，所以 選定電動機(jī)型 號 Y160L-4 55.26i - 5 - 置的總傳動比和分配傳動比（ 1）總傳動比i (2) 分配傳動比 4.計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 1）各軸的轉(zhuǎn)速 2）各軸的輸入功率 i1=3.1i =3.23 i2=4.11 4. 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 該傳動裝置從電動機(jī)到工作機(jī)共有三軸，依次為軸軸軸 （ 1） 各軸轉(zhuǎn)速 n 0/inm 1440/2.5 576r/min n1/ in 576/3.23 178.33r/min n n/ 2i 178.33/4.11=43.39 r/min n=n=43.39r/min （ 2） 各軸輸入功率 Pdp 1 7.5 0.96 7.2kW Pp 23 7.2 0.98 0.97 6.84kW PP 23 6.84 0.98 0.97 6.51kW PP 4 5=6.51 0.99 0.96 6.18kW 則各軸的 輸出功率： P P 0.98=7.06 kW P P 0.98=6.71 kW P P 0.98=6.38kW P P 0.98=6.06 kW （ 3） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 1T =dT0i 1 Nm 電動機(jī) 軸的 輸出轉(zhuǎn)矩dT=9550mdnP =9550 7.5/1440=49.74 Nm 所以 : TdT0i 1 =49.74 2.5 0.96=119.376Nm TT 1i 1 2 =119.376 3.23 0.96 0.98=362.76Nm TT 2i 2 3=362.76 4.11 0.98 0.97=1417.28Nm T=T 4 5=1417.28 0.99 0.96=1346.98 Nm 輸出轉(zhuǎn)矩 ： TT 0.98=48.74Nm T T 0.98=355.5 Nm T T 0.98=1388.9Nm T T 0.98=1320 Nm 表 1-4 運(yùn)動和動力參數(shù) 計(jì)算 結(jié)果 09.6i 35.4i min1460 rn min74.239 rn min55 rn min55 rnw kwP 45.12 kwP 08.12 kwP 72.11 kwP 49.11卷 - 6 - 3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 5. 齒輪的設(shè)計(jì) 1.高速級大小 軸名 功率 P KW 轉(zhuǎn)矩 T Nm 轉(zhuǎn)速 r/min 輸入 輸出 輸入 輸出 電動機(jī)軸 7.5 49.74 1440 I軸 7.2 7.06 119.376 48.74 576 II軸 6.84 6.71 362.76 355.5 178.33 III軸 6.51 6.38 1417.28 1388.9 43.39 軸 6.18 6.06 1346.98 1320 43.39 5.設(shè)計(jì)帶和帶輪 1. 確定計(jì)算功率 查課本表 8-7可選擇工作情況系數(shù)為 1.2 故 95.72.1 PkPAca 為工作情況系數(shù)， p 為傳遞的額定功率 ,既電機(jī)的額定功率 . 2. 選擇帶型號 根據(jù) 9caP， 2.1Ak ,選用 帶型為 B型帶 3. 選取帶輪基準(zhǔn)直徑21, dd dd 查表得 小帶輪基準(zhǔn)直徑 mmdd 1251 ， 則大帶輪基準(zhǔn)直徑 mmdiddd 5.3121255.2102 ,取 mmdd 3152 。 4. 驗(yàn)算帶速 v smsmndV md /25/42.9100060 0414125100060 1 在 5 25m/s 范圍內(nèi)， V帶充分發(fā)揮。 5. 確定中心距 a 和帶的基準(zhǔn)長度 由于 , 所以 初步選取中心距 a ：450)315125(02.1)(02.1 210 dd dda ，初定中心距 mma 4500 ，所以帶長 , dL= 16144)()(22 0220 121 adddda dddd mm . 查表 選取 基準(zhǔn)長度 mmLd 1600， 得實(shí)際中心距 mm LLaa dd 4 4 32/1 6 1 41 6 0 04 5 020 ， 取 mma 450 6. 驗(yàn)算小帶輪包角1 155180180 121 a dd dd，包角合適。 7. 確定 v 帶根數(shù) z 選用直齒圓柱齒輪傳動 7 級精度 小齒輪材料 45鋼（調(diào)質(zhì)） 大齒輪材料 45鋼 (正火 ) 251 z1522 z0.1d - 7 - 齒輪的設(shè)計(jì) 1) 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 2) 初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸 因 mmdd 1251 ，帶速 smv /42.9 ， n1=1440r/min,傳動比 5.20 i, 查 8-4a/b表得 46.0.92.100 pp,查表 8-2得 LK =0.92, 查表 8-5得 K=0.93 41.439.029.0)46.092.1( 9)(00lca kkpp pZ。 故選 Z=5 根帶。 8. 計(jì)算預(yù)緊力0F 查 8-3表 可得 mkgq /81.0 ,故 : 單根普通帶張緊后的初拉力為 NqvkzvPF ca 7 7 . 2 6142.981.0)139.0 5.2(42.95 5009)15.2(500 220 計(jì)算作用在軸上的 壓 軸 力pF NFzF p 1 7 3 0 . 62155s i n7 7 . 2 61522s i n2 10 6.齒輪的設(shè)計(jì) （一）高速級齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 1， 齒輪材料，熱處理及精度 （ 1） 考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪 （ 2） 高速級小齒輪選用 40Cr(調(diào)質(zhì) )，齒面硬度為 小齒輪 280HBS,高速級大齒輪選用 45鋼正火，齒面硬度為 大齒輪 240HBS,兩者材料硬度相差 40HBS。 （ 3） 取 小齒齒數(shù) 1Z =24，則大齒輪齒數(shù) Z2 =i Z1 =3.23 24=77.52 取 Z2 =78。 （ 4） 齒輪精度 ： 按 GB/T10095 88，選擇 7級，齒根噴丸強(qiáng)化。 （ 5） 選取螺旋角：初選螺旋角為 =14 2， 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動的主要尺寸 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 2131 )(12HEHdtt ZZuuTKd 確定各參數(shù)的值 : 由表 10-7選取齒寬系數(shù) =1，選載荷系數(shù)tK=1.6 由課本圖 10-21 選取區(qū)域系數(shù) ZH =2.433 由表 10-26查得 78.01 82.02 則 6.182.078.0 計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù) N1 =60n1 jhL =60 576 1（ 16 350 10） =1.935 109 h 5.1tK mmNT411014.8 MpaZ E 206 MPaH 6101lim MPaH 5602lim 911009.4 N 821072.6 N 94.01 HNK98.02 HNK MPaH4.573 1 - 8 - N2 =N1 /i1 =5.99 108 h 齒輪的疲勞強(qiáng)度極限 由表 10-21a 按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 1limH =600 MPa ；大 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 2limH =550 MPa ； 查 課本 10-19 圖 得： K1=0.93 K2=0.96安全系數(shù)取 S=1 H 1 =K1 1limSH=550 0.93MPa =511.5MPa H 2 =K2 SH 2lim=450 0.96MPa =432MPa 許用接觸應(yīng)力 M P aHHH 4 7 1 . 7 52/)3241 1 . 55(2/)( 21 由表 10-6查得材料的彈性影響系數(shù) EZ =189.8MPa 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 T=95.5 105 11/nP =95.5 105 7.2/576 =11.94 104 N.mm 3.設(shè)計(jì)計(jì)算 小齒輪的分度圓直徑 dt1 2131 )(12HEHdtt ZZuuTKd = mm6 6 . 9 2)4 7 1 . 7 58.189433.2(23.34 . 2 36.11101 1 . 9 46.12 243 計(jì)算圓周速度 100060 11nd t sm /2 . 021 00 060 5 766 6. 9 214.3 計(jì)算齒寬 b和模數(shù)ntm 計(jì)算齒寬 b b=td d1=66.92mm 計(jì)算模 數(shù) mn 初選螺旋角 =14 ntm= mmZd t 71.22414co s6 6 .9 2co s11 ，取ntm=2.8mm 計(jì)算齒寬與 高之比 hb MPaH8.548 2 mmd t 01.631 smv 82.4 圓整取 mmb 00.63 05.1VK 25.1AK 09.1K 43.1K mmd t 01.62 mmm 5.2 - 9 - 齒高 h=2.25 ntm=2.25 2.71=6.087mm hb = 6.08766.92 =10.99 計(jì)算縱向重合度 =0.3181d 14t a n2413 1 8.0t a n =1.903 計(jì)算載荷系數(shù) K 使用系數(shù) AK =1 根據(jù) smv /2.02 ,7級精度 , 查圖 10-8得 動載系數(shù) KV=1.07, KH= )6.01(18.012.1 2d 2d+0.23 103 b =1.12+0.18(1+0.6 1) 1+0.23 103 66.92=1.44 由圖 10-13查得 KF=1.35 ， 由圖 10-3 查得 KH=FK=1.2 故載荷系數(shù) : K K K KH KH =1 1.07 1.2 1.44=1.85 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算 得 的分度圓直徑 d1 =dt1 tKK/3 =66.926.158.13 =70.23mm 計(jì)算模數(shù)nm nm= mmZd 84.22414co s7 0 .2 3co s11 4. 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式 nm )(c os212213FSFadYYZYKT 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 119.4kNm 確定齒數(shù) z 因?yàn)槭怯昌X面，故取 1Z =24，則大齒輪齒數(shù) Z2 =i Z1 =3.23 24=77.52 取 Z2 =78 傳動比誤差 i u z / z 78/24 3.25 i 1 5，允許 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) z z /cos 24/ cos3 14 26.27 251 z 1522 z mmd 5.621 mmd 3802 mma 25.221 圓整取 mmb 00.63 mmB 632 mmB 701 mmh 625.5 MPaF 2251lim MPaF 2072lim 90.01 FNK 95.02 FNK 4.1FS 0.2STY - 10 - z z /cos 78/ cos3 14 85.38 初選齒寬系數(shù) 1 初選螺旋角 初定螺旋角 14 載荷系數(shù) K K K K K K =1 1.07 1.2 1.35 1.73 查取 齒形系數(shù) Y 和應(yīng)力校 正系數(shù) Y 查課本由197P表 10-5得 : 齒形系數(shù) Y 2.592 Y 2.182 應(yīng)力校 正系數(shù) Y 1.596 Y 1.784 重合度系數(shù) Y 端面重合度近似為 1.88-3.2（2111 ZZ ） cos 1.88 3.2（ 1/24 1/78） cos14 1.655 arctg（ tg /cos ） arctg（ tg20 /cos14 ） 20.64690 14.07609 因?yàn)?/cos ，則重合度系數(shù)為 Y 0.25+0.75 cos / 0.673 螺旋角系數(shù) Y 軸向重合度 43.2 14sin669.2 o 2.12, Y 1 0.71 計(jì)算大小齒輪的 FSFFY 安全系數(shù)由表查得 S 1.35 小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1 60nkt 60 576 1 10 350 16 19.35 10 大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N2 N1/u 4.89 10 由圖 10-20c 查得小齒輪的 彎曲疲勞強(qiáng)度極限aFF MP5001 ； 大齒輪aFF MP3802 彎曲疲勞壽命系數(shù)均取 1， 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4 MPaF28.289 1 MPaF92.280 2 43.1K 62.21 FaY 139.22 FaY 59.11 SaY 78.12 SaY 小齒輪的數(shù)值較大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 31.9911FFMpa 彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 - 11 - (一 ).齒輪軸的設(shè)計(jì) F 1 = 14.3 5 74.15 0 01 SFF F 2 = 43.2714.13802 SFF 011 58.014.357 596.1592.2111 FSF FY 01434.043.271 784.1181.2222 FSF FY 大齒輪的數(shù)值大 .選用 . 設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算模數(shù) mmmmm n 45.1713.1241 01434.014c o s79.01044.973.12 2 243 對比計(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)，按 GB/T1357-1987 圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) ,取 mn=2mm但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要 按 接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1 =70.23mm 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù) .于是由 : z1=nm 14cos70.23 =34.07 取 z1 =34 那么 z2 =3.23*34=109.82，取 z2 =110 幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算中 心距 a=cos2)( 21 nmzz = 14cos2 2*)01143( =148.4mm 將中心距圓整為 149mm 按圓整后的中心距 修正螺旋角 =arccos 88.144912 2)01143(a r c c o s2 )( 21 nm 因 值改變不多 ,故參數(shù),k,hZ等不必修正 . 計(jì)算大 .小齒輪的 分度圓直徑 d1 =88.14co s 243co s1 nmz =70.36mm d2 =88.14co s 2011co s2 nmz =227.63mm 計(jì)算 齒輪寬度 B= mmmmd 7 0 .3 67 0 .3 611 圓整后 702 B 571 B - 12 - （二） 低速級齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 材料： 低 速級小齒輪選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 小齒輪 280HBS 取 小齒齒數(shù) 1Z =30 高 速級大齒輪選用 45 鋼正火，齒面硬度為 大齒輪 240HBS z2 =2.33 30=69.9 圓整取 z2 =70. 齒輪精度 按 GB/T10095 1998，選擇 7級，齒根噴丸強(qiáng)化。 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 試選 Kt=1.6 查課本由215P圖 10-30選取區(qū)域系數(shù) ZH =2.45 試選 o12 ,查得 1=0.83 2=0.88 =0.83+0.88=1.71 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1 =60 n2 j Ln=60 145.49 1 (16 350 10)=4.89 108 N2 = 05.3 1045.481iN1.61 108 接觸疲勞壽命系數(shù)均取 1 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 6001lim , 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 5501lim 取失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1,則接觸疲勞許用應(yīng)力 H 1 =SH 1lim= 6001600 MPa H 2 =SH 2lim=550/1=550 MPa 2 )( 2lim1lim HHH 575MPa 查材料的彈性影響系數(shù) ZE =189.8MPa 選取齒寬系數(shù) 1d T=95.5 105 22 /nP =95.5 105 5.30/145.49=34.79 104 N.m 3 242131 )5758.18945.2(05.305.471.111079.346.12)(12 HEHdtt ZZuuTKd =77.47mm 2.計(jì)算圓周速度 NFt 8.2604 NFr 1.9480aF mmd 35 選用 LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器 mmL 82 mmL 601 - 13 - 1 0 0 060 49.14547.771 0 0 060 21 nd t0.590 sm/ 3.計(jì)算齒寬 b=ddt1=1 77.47=77.47mm 4.計(jì)算齒寬與齒高之比 hb 模數(shù) mnt= mmZd t 5 2 6.23012co s47.77co s11 齒高 h=2.25 mnt=2.25 2.526=5.6835mm hb =77.47/5.6835=14.40 5.計(jì)算縱向重合度 0 2 8.212t an303 1 8.0t an3 1 8.0 1 zd 6.計(jì)算載荷系數(shù) K KH=1.12+0.18(1+0.6 22)dd +0.23 10 3 b =1.12+0.18(1+0.6)+ 0.23 10 3 77.47=1.4772 使用系數(shù) KA =1 同高速齒輪的設(shè)計(jì) ,查表選取各數(shù)值 vK=1.04 KF=1.35 KH=KF=1.2 故載荷系數(shù) KHHvA KKKK =1 1.04 1.2 1.4772=1.844 7.按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 d1 =dt1 tKK3 =77.47 mm04.873.1844.13 計(jì)算模數(shù) mmzdmn 8 3 7 9.23012co s04.87co s11 3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) mc os212213FSFdYYZYKT 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 （ 1） 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 347.9kNm （ 2） 確定齒數(shù) z 因?yàn)槭怯昌X面，故取 z 30， z i z 3.05 30 91.5 傳動比誤 差 i u z / z 92/30 3.07 i 0.66 5，允許 mmd 40選取 深溝 球軸承 6309 mmdd45 mml 5.33 mmdd54 mml 142mml 5.103 mml 15mml 37 - 14 - （ 3） 初選齒寬系數(shù) 由表查得 1 （ 4） 初選螺旋角 初定螺旋角 12 （ 5） 載荷系數(shù) K K K K K K =1 1.04 1.2 1.35 1.6848 （ 6） 當(dāng)量齒數(shù) z z /cos 30/ cos3 12 32.056 z z /cos 92/ cos3 12 98.30 由課本197P表 10-5查得 齒形系數(shù) Y 和 應(yīng)力修正系數(shù) Y 232.2,491.2 21 FF YY 7 5 1.1,6 3 6.1 21 SS YY （ 7） 螺旋角系數(shù) Y 軸向重合度 2.03 Y 1 0.797 （ 8 計(jì)算大小齒輪 的 FSFFY 查得齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 aFE MP5001 aFE MP3802 彎曲疲勞壽命系數(shù)均取 1 S=1.4 F 1 =aFE MPS 14.3574.15001 F 2 =aFF MPS 43.2714.13802 計(jì)算大小齒輪的 FSaFaFY,并加以比較 0 1 1 4 1.014.357 636.1491.2111 FSaFa FY 0 1 4 4 0.043.271 751.1232.2222 FSaFa FY 大齒輪的數(shù)值大 ,選用大齒輪的尺寸 設(shè)計(jì)計(jì)算 . 計(jì)算模數(shù) mmmmm n 03.271.1301 01440.012c o s797.010479.36848.12 2 253 - 15 - 對比計(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)，按 GB/T1357-1987 圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) ,取 mn=3mm但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要 按 接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1 =87.04mm 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù) . z1=nm 12cos04.87 =28.38 取 z1 =30 z2 =3.05 30=91.5 取 z2 =92 初算主要尺寸 計(jì) 算中心距 a=cos2)( 21 nmzz = 12cos2 2)9230( =124.726mm 將中心距圓整為 125 mm 修正螺旋角 =arccos 58.121032 2)9230(a r c c o s2 )( 21 nm 因 值改變不多 ,故參數(shù),k,hZ等不必修正 分度圓直徑 d1 =12cos 330cos1 nmz =92.01mm d2 =12cos 392cos2 nmz =282.17 mm 計(jì)算 齒輪寬度 mmdb d 01.9201.9211 圓整 后取 mmB 802 mmB 1001 (5).結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 首先考慮大齒輪，因齒輪齒頂圓直徑大于 160mm，而又小于 500mm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其他有關(guān)尺寸按 課本 P136圖 6.26（ a） 薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，并繪制大齒輪零件圖如下。 其次考慮小齒輪，由于小齒輪齒頂圓直徑較小，若采用齒輪結(jié)構(gòu)，不宜與軸進(jìn)行安裝，故采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，其零件 圖見滾動軸承和傳動軸的設(shè)計(jì)部分。 (5).結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 首先考慮大齒輪，因齒輪齒頂圓直徑大于 160mm，而又小于 500mm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其他有關(guān)尺寸按 課本 圖 10-39 薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，并繪制大齒輪零件圖如下。 MPaca64.14 1 ca - 16 - ( 三 ).滾動軸承的校核 7. 鍵聯(lián)接設(shè)計(jì) 其次考慮小齒輪，由于小齒輪齒頂圓直徑較小，若采用齒輪結(jié)構(gòu)，不宜與軸進(jìn)行安裝，故采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，其零件圖見滾動軸承和傳動軸的設(shè)計(jì)部分。 7.軸 的 設(shè)計(jì) (一 ).軸的材料選擇和最小直徑估計(jì) 根據(jù)工作條件，初定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸的最小直徑計(jì)算公式3m in o PdAn Ao的值確定為 110 1、 高速軸 1mind =23.60因?yàn)楦咚佥S最小直徑處裝大帶輪，設(shè)一個(gè)鍵槽，因此取 1mind =23.60*(1+5%)=24.78，取 1mind =25mm 2、 中間軸 2mind =36.46，根據(jù)軸承的選擇，取 2mind =40mm 3、 低速軸 3mind=51.62mm，安裝聯(lián)軸器設(shè)一個(gè)鍵槽，3mind=51.62*（ 1+5%） =54.20mm，再根據(jù)后面密封圈的尺寸，取3mind=54mm （二）、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、高速軸 1）高速軸的直徑的確定 11d：最小直徑處 安裝大帶輪的外伸軸段，因此 1m in11 32 dmmd 12d：密封處軸段 根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，定位高度11( 0 . 0 7 0 . 1 )hd ，取 12d 36mm 13d：滾動軸承軸段 13d40mm，滾動軸承選取 30208 ： d D B=40mm 68mm 18mm 14d:過渡段 由于各級齒輪傳動的線速度為 2m/s 左右，滾動軸承采用脂潤滑， hL H 46720 NFNFRR39.204305.72821NP 05.7281 NP 93.20432 2.1pf 0.1tf KNC r 8.5214251982HHLhL2 1138822HHLhL故滿足預(yù)期壽命。 - 17 - 8.箱體 結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì) 考慮擋油盤的軸向定位，取 14d 42mm 齒輪軸段：由于齒輪直徑較小，所以采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。 15d：滾動軸承段， 15d 13d40mm 2）高速軸各段長度的確定 11l：由于大帶輪的寬度 B=99mm，確定 11l =99 12l：由箱體結(jié)構(gòu)，軸承端蓋、裝配關(guān)系 等確定 12l =55mm 13l：由滾動軸承確定13l=18mm 14l：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)確定 14l =109mm 15l： 長度由軸肩確定，取15l=6mm 16l：由 高速齒輪寬度 B=62 確定 15l60mm 17l：滾動軸承軸段，由裝配關(guān)系，和箱體結(jié)構(gòu)確定17l=32mm 2、中間軸 1）中間軸各軸段的直徑確定 21d：最小直徑處 滾動軸承軸段，因此 21d 45mm 2mind .滾動軸承選取 30209 d D B=45mm 75mm 19mm。 22d：低速齒輪軸段 取 22d 50mm 23d： 軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 取 23d75mm 24d:高速帶齒輪軸段 24d 22d 50mm 25d：滾動軸承段， 25d 21d45mm 2）中間軸各軸段長度的確定 21l：由滾動軸承，擋油盤及裝配關(guān)系 取 21l =30mm 12l：由低速小齒輪輪寬 B=97 取 22l 95mm 23l：軸環(huán)，23l =15mm 14l：由高速齒輪大齒輪輪寬 B=62mm，取 24l 60mm 25l： 25l 21l 30mm - 18 - 3, 低速軸 1) 低速軸各軸段的直徑確定 31d： 滾動軸承軸段，因此31d=60mm.滾動軸承選取 30212 d D B=60mm 95mm 22mm。 32d：低速大齒輪軸段 取32d=64mm 33d：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求 取33d =77mm 34d: 過度段取，考慮擋油盤的軸向定位： 34d=62mm 25d：滾動軸承段，35d=60mm 36d：封密軸段處，根據(jù)聯(lián)軸器的定位要求以及封面圈的的標(biāo)注，取35d=55mm 37d：最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段37d=50mm 2）低速軸各軸段長度的確定 31l：由滾動軸承、擋油盤以及裝配關(guān)系等確定取31l=22mm 32l：由低速大齒輪輪寬 B=97mm 取32l=95mm 33l：軸環(huán)，33 10l mm 34l：由由裝配關(guān)系和箱體結(jié)構(gòu)取34l=90mm 35l：滾動軸承、擋油盤以及裝配關(guān)系35l=34mm 36l：軸套及裝配關(guān)系36l=40mm 37l：由聯(lián)軸器的孔轂 L=107 取37 142l 4. 軸上零件的周向固定 為了保證良好的對中性，齒輪與軸選用過盈配合 H7/r6。與軸承內(nèi)圈配合軸勁選用 k6，齒輪與 大帶輪均采用 A 型普通平鍵聯(lián)接，分別為 16*63 GB1096-1979 及鍵 10*80 GB1096-1979。 5. 軸上倒角與圓角 為保證 6008 軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為 1mm。其他軸肩圓角半徑均為 2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB6403.4-1986，軸的左右端倒角均為 1* 45 。 （三）、中間軸的校核 - 19 - 9. 潤滑密封設(shè)計(jì) 10. 聯(lián)1、中間軸上作用力的計(jì)算 因?yàn)椴捎玫氖侵饼X圓柱齒輪，所以軸向力 0aF 如下圖 ，中間軸的力學(xué)模型如圖 f-13 齒輪 2 21 3 1 6 8 . 7 5ttF F N 21 1 1 5 3 . 3 3rrF F N 齒輪 3 2332 2 4 6 8 7 7 0 7 3 6 0 . 1 81 2 7 . 3 8tTFNd 33 t a n 2 0 7 3 6 0 . 1 8 t a n 2 0 2 6 7 8 . 8 9oortF F N 2、支反力的計(jì)算 由上面數(shù)學(xué)模型圖知 1 2 31 0 2 . 5 , 1 1 2 . 5 , 7 0L m m L m m L m m 總長 L=285mm 1)垂直面受力如圖 f-14： 對于2B點(diǎn)2 0BM得： 2 3 3 2 32 ()rrAv F L F L LF L 1 1 5 3 . 3 3 7 0 2 6 7 8 . 8 9 1 4 3 2 . 1 62851 4 3 2 . 1 6 N 方向向下 對于2A點(diǎn)2 0AM得： 2 1 2 3 121 1 5 3 . 3 3 1 0 5 . 5 1 1 2 . 5 2 6 7 8 . 8 9 1 0 2 . 5() 93285rrBv F L L F LFNL 方向向下。 由上軸的合力2 0vF ，校核 2 2 32 9 3 . 4 1 4 3 2 . 1 6 1 1 5 3 . 3 3 2 6 7 8 . 8 9 0A v B v r rF F F F 計(jì)算無誤 2）水平 支反力如圖 f-15 對于2B點(diǎn)2 0BM 2 3 3 2 32 ()ttAH F L F L LF L AF BF 102.5 112.5 67 3tF 3rF 2rF 2tF C2 D2 圖 f-13 2AvF 2BvF 2rF 3rF 圖 f-14 2AHF 2BHF 2tF 3tF 圖 f-15 - 20 - 軸器設(shè)計(jì) 3 1 6 8 . 7 5 7 0 7 3 6 0 . 1 8 1 8 2285 =5491.39N 對于2A點(diǎn)2 0AM得： 2 1 2 3 12 () 7 3 6 0 . 1 8 1 0 2 . 5 3 1 6 8 . 7 5 2 1 5 5 0 3 7 . 5 4285ttBH F L L F LFNL 由上軸的合力2 0HF ，校核： 2 2 2 32 5 4 9 1 . 9 3 5 0 3 7 . 5 4 3 1 6 8 . 7 5 7 3 6 0 . 1 8 0A H B H t tF F F F 計(jì)算無誤。 3） A2 點(diǎn)總支反力 2 2 2 22 1 4 3 2 . 1 6 5 4 9 1 . 3 9 5 6 7 5 . 0 7R A A V A HF F F N B2 點(diǎn)總支反力 2 2 2 22 9 3 3 0 3 7 . 5 4 3 0 3 8 . 4 1R B B V B HF F F N 3、繪轉(zhuǎn)矩、彎矩圖 1）垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)矩圖如右圖 f-16： C2點(diǎn) 2 2 1C V A VM F L 1 4 3 2 . 1 4 1 0 2 . 5 1 4 6 7 9 6 . 4 Nm D2點(diǎn) 2 2 3D V B VM F L 9 3 . 4 7 0 6 5 3 8 Nm 2）水平面彎矩圖如右圖 f-17： C2點(diǎn) 2 2 1C H A HM F L 5 4 9 1 . 3 9 1 0 2 . 5 5 6 2 8 6 7 . 4 8 Nm D2點(diǎn) 2 2 3D H B HM F L 5 0 3 7 . 5 4 7 0 3 5 2 6 2 7 . 8 Nm 3)合成彎矩圖如右圖 f-18： C2點(diǎn) 222 2 2C C V C HM M M 221 4 6 7 9 6 . 4 5 6 2 8 6 7 . 4 8 5 8 1 6 9 4 . 9 Nm D2點(diǎn) 222 2 2D D V D HM M M 226 5 3 8 3 5 2 6 2 7 . 8 3 5 2 6 8 8 . 4 0 Nm M 581694.9 352688.40 圖 f-18 M 6538 -146796.4 圖 f-16 M M 468770 圖 f-19 562867.48 圖 f-17 352627.8 - 21 - 4、轉(zhuǎn)矩圖 中間軸的轉(zhuǎn)矩圖如右圖 f-19 2 468770T N m m 5、彎矩強(qiáng)度校核 由上面可知 C2 處截面的轉(zhuǎn)矩最大，是危險(xiǎn)截面。根據(jù)選定的軸材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15-1查得 1 60M Pa 2 1335 8 1 6 9 4 . 9 2 3 4 . 9 6 6 00 . 1 0 . 1 5 5Cca M M P a M P ad 故安全。 6、安全系數(shù)法疲勞強(qiáng)度校核 1）由上面可知 C2處是危 險(xiǎn)截面 2）根據(jù)選定軸 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表 15-1確定材料性能： 116 4 0 , 2 7 5 , 1 5 5B M P a M P a M P a 3）抗彎截面系數(shù)： C截面有一個(gè)鍵槽 b h=16 10 t=6 223 33 21 6 6 4 5 63 . 1 4 4 5 8 9 0 0 . 0 43 2 2 3 2 2 4 5b t d tdW m md 抗扭截面系數(shù)： 223 3 21 6 6 4 5 63 . 1 4 4 5 1 7 8 4 1 . 6 81 6 2 1 6 2 4 5Tb t d tdW m md 彎曲應(yīng)力 2 5 8 1 6 9 4 . 9 2 6 5 . 3 6 , 08 9 0 0 . 0 4CamM M P aW 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力2 468770 2 6 . 2 71 7 8 4 1 . 6 8aTT M P aW 2 6 . 2 7ma M P a 4)影響系數(shù) 截面上由于軸肩引起的理論應(yīng)力集中系數(shù)和按表 3-2 查取。由2 . 0 5 50 . 0 4 , 1 . 2 24 5 4 5rDdd 取 =2.10 =1.68 由附圖 3-1可得軸的材料的敏性系數(shù) 0 . 8 2 , 0 . 8 5qq 故有效應(yīng)力集中系數(shù)： 1 1 1 0 . 8 2 ( 2 . 1 0 1 ) 1 . 9 0 2kq 1 1 1 0 . 8 5 ( 1 . 6 8 1 ) 1 . 5 7 8kq 由附圖 3-2的尺寸系數(shù) 0.71 由附圖 3-4得的扭轉(zhuǎn)系數(shù) 0.76 - 22 - 軸按磨削加工 由附圖 3-4得表面質(zhì)量系數(shù) 0 .9 2 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1q 則可得綜合系數(shù)： 1 1 . 9 0 2 11 1 2 . 7 6 50 . 7 1 0 . 9 2kK 1 1 . 5 7 8 11 1 2 . 1 6 30 . 7 6 0 . 9 2kK 取鋼的特性系數(shù)： 0 . 1 , 0 . 0 5 則安全系數(shù)caS如下： 1 275 1 . 52 . 7 6 5 6 5 . 3 6 + 0 . 1 0amS K 1 275 4 . 82 . 1 6 3 2 6 . 2 7 + 0 . 0 5 2 6 . 2 7S K 2 2 2 21 . 5 4 . 8 2 . 4 61 . 5 4 . 8caSSSSS caS S=1.4 故 設(shè)計(jì)的軸安全。 （四）、低速軸的校核 1、低速軸上作用力的計(jì)算 因?yàn)椴捎玫氖侵饼X圓柱 齒輪，所以軸向力 0aF 如圖 f-20，低速軸的力學(xué)模型： 齒輪 1 43 736018ttF F N 43 2 7 6 8 . 8 9rrF F N 2、支反力的計(jì)算 由上面數(shù)學(xué)模型圖知 121 0 4 , 1 8 4L m m L m m 總長L=283mm 1)垂直面受力如右圖 f-21： BF C3 AF 3tF 214 69 3rF f-20 3BvF 3AvF 4rF f-21 - 23 - 對于3B點(diǎn)3 0BM得： 443 rAv FLF L 2 6 3 8 . 8 9 1 8 4 1 7 1 1 . 5 1288 N 方向向下。 對于4A點(diǎn)4 0AM得： 443 2 6 7 8 . 8 9 1 0 4 9 6 7 . 3 7288rBv FLFNL 方向向下。 由上軸的合力3 0VF ，校核 3 3 42 1 7 1 1 . 5 1 9 6 7 . 3 7 2 6 7 8 . 8 9 0A v B v rF F F 計(jì)算無誤。 2）水平支反力如圖 f-22 對 于3B點(diǎn)1 0BM 423 tAH FLF L 4 3 6 0 . 1 8 1 8 4 4 7 0 2 . 3 4288 N 對于3A點(diǎn)3 0AM得： 41 7 3 6 0 . 1 8 1 0 42882 6 5 7 . 8 4tBHFLFLN 由上軸的合力3 0HF ，校核： 3 3 42 4 7 0 2 . 3 4 2 6 5 7 . 8 4 7 3 6 0 . 1 8 0A H B H tF F F 計(jì)算無誤。 3） A3 點(diǎn)總支反力 2 2 2 23 3 3 1 7 1 1 . 5 1 4 7 0 2 . 3 4 5 0 0 4 . 1 3R A A V A HF F F N B3 點(diǎn)總支反力2 2 2 23 3 3 9 6 7 . 3 7 2 6 5 7 . 8 4 2 8 2 8 . 4 1R B B V B HF F F N 3、繪轉(zhuǎn)矩、彎矩圖 1）垂直平面內(nèi)的轉(zhuǎn)矩圖如右圖 f-23： C3點(diǎn) 3 3 1C V A VM F L 1 7 1 1 . 5 1 1 0 4 1 7 7 9 9 7 . 0 4 Nm 2）水平面彎矩圖如右圖 f-24： C3點(diǎn) 3 3 1C H AHM F L 4 7 0 2 . 3 4 1 0 4 4 4 8 9 0 4 3 . 3 6 Nm 圖 f-25 520429 M 3AHF 3BHF 4tF f-22 圖 f-23 M -177997.04 圖 f-24 M 489043.36 - 24 - 3)合成彎矩圖如右圖 f-25： C1點(diǎn) 223 3 3C C V C HM M M 221 7 7 9 9 7 . 0 4 4 8 9 0 4 3 . 3 6 5 2 0 4 2 9 Nm 4、轉(zhuǎn)矩圖 高速軸的轉(zhuǎn)矩圖如右圖 f-26 T=3 1532690T N m m 5、彎矩強(qiáng)度校核 由上面可知 C1 處截面的轉(zhuǎn)矩最大，是危險(xiǎn)截面。據(jù)選定的軸材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15-1查得 1 60M Pa 33133520429 6 . 0 7 6 00 . 1 0 . 1 9 5CCa M M P a M P ad 故是安全的。 6、安全系數(shù)法疲勞強(qiáng)度校核 1）由上面可知，所以 C3處是危險(xiǎn)截面 2）根據(jù)選定軸 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表 15-1確定材料性能： 116 4 0 , 2 7 5 , 1 5 5B M P a M P a M P a 3） C3處設(shè)一鍵槽 b h=25 14 t=9 抗彎截面系數(shù)： 223 33 22 5 9 9 5 93 . 1 4 9 5 7 5 3 7 1 . 5 03 2 2 3 2 2 9 5b t d tdW m md 抗扭截面系數(shù)： 223 3 22 5 9 9 5 93 . 1 4 9 5 1 5 9 5 0 1 . 4 21 6 2 1 6 2 9 5b t d tdW m md 彎曲應(yīng)力 : 3 520429 6 . 9 0 5 , 07 5 3 7 1 . 5 0CamM M P aW 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 : 3 1532690 9 . 6 0 91 5 9 5 0 1 . 4 2aTT M P aW 9 . 6 0 9ma M P a 4)影響系數(shù) 截面上由于軸肩引起的理論應(yīng)力集中系數(shù)和按表 3-2 查取。由3 . 0 9 50 . 0 4 , 1 . 1 1 79 5 8 5rDdd 取 =2.01 =1.45 由附圖 3-1可 得軸的材料的敏性系數(shù) 0 . 8 2 , 0 . 8 5qq M 1532690 圖 f-26 - 25 - 故有效應(yīng)力集中系數(shù)： 1 1 1 0 . 8 2 ( 2 . 0 1 1 ) 1 . 8 2 8kq 1 1 1 0 . 8 5 ( 1 . 4 5 1 ) 1 . 3 8 3kq 由附圖 3-2的尺寸系數(shù) 0.71 由附圖 3-4得的扭轉(zhuǎn)系數(shù) 0.76 軸按磨削加工 由附圖 3-4得表面質(zhì)量系數(shù) 0 .9 2 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1q 則可得綜合系數(shù)： 1 1 . 8 2 8 11 1 2 . 6 60 . 7 1 0 . 9 2kK 1 1 . 3 8 3 11 1 0 . 9 3 10 . 7 6 0 . 9 2kK 取鋼的特性系數(shù)： 0 . 1 , 0 . 0 5 則安全系數(shù)caS如下： 1 275 1 4 . 9 72 . 6 6 6 . 0 9 5 + 0 . 1 0amS K 1 275 2 9 . 1 7 60 . 9 3 1 9 . 6 0 9 + 0 . 0 5 9 . 6 0 9S K 2 2 2 21 4 . 9 7 2 9 . 1 7 1 3 . 3 11 4 . 9 7 2 9 . 1 7caSSSSS caSS =1.4 故 設(shè)計(jì)的軸安全。 7、鍵的選擇和校核 （一）、高速軸上鍵的選擇和校核 高速軸 上只有安裝大帶輪的鍵。根據(jù)安裝大帶輪處直徑 d=32 ，查（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)）表 10-1 選擇普通平鍵。因?yàn)閹л喌膶?B=99mm，所以選擇的鍵尺寸： b h l=10 8 90 （ t=5.0r=0.25）。標(biāo)記：鍵 10 8 90 GB/T1096-2003。鍵的工作長度 L=l-b=90-10=80mm,鍵的接觸高度 k=0.5h=0.5 8=4mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 1TT =94.39Nm。按表 6-2差得鍵的輕度沖擊連接時(shí)需用應(yīng)力則 p =120MPa - 26 - kldTp3102 =18.44MPap,因此設(shè)置雙鍵pp*1.5=180MPa, 故軸上的鍵強(qiáng)度足夠。 再校驗(yàn)長軸，強(qiáng)度也符合。 （三）、低速軸的鍵選擇和校核 低速 上有兩個(gè)鍵，一個(gè)是用來安裝低速級大齒輪，另一個(gè)是用來安裝聯(lián)軸器。齒輪選用圓頭普通平鍵，齒輪的軸段的直徑 d=64mm，輪寬 B=92mm 查表（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)）選鍵的參數(shù)： b h l=18 11 90（ t=7.0， r=0.3） 標(biāo)記 鍵 18 1190GB/T1096-2003 。鍵的工作 長度 L=l-b=90-18=72mm,鍵的接觸高度 k=0.5h=0.511=5.5mm，傳遞的轉(zhuǎn)矩 4TT =910.57則 kldTp3102 =71.87MPa56000h 所以，軸承壽命足夠。 （二）、中間軸軸承的選擇和校核 1、 滾動軸承的選擇 根據(jù)載荷及速度情況，選用深溝球軸承。由中間軸的設(shè)計(jì)，根據(jù)2 1 2 5 45dd，選軸承型號為30209，其基本參數(shù)： 5 2 . 8 , 3 1 . 8r o rCC 2、滾動軸承的校核 1）軸承受力圖如右圖 32425 6 7 5 . 0 75 0 3 8 . 4 1RARBF F NFF 2）當(dāng)量動載荷 根據(jù)工作情況（無沖擊或輕微沖擊），由表 13-6 查得載荷系數(shù) 1.1pf 33441 . 1 5 6 7 5 . 0 7 6 2 4 2 . 5 81 . 1 5 0 3 8 . 4 1 5 5 6 2 . 2 5ppP f F NP f F N 3F 4F 軸承 3 軸承 4 1F 2F 軸承 1 軸承 2 - 28 - 3）驗(yàn)算軸承的壽命 因?yàn)?4PP，所以，只需驗(yàn)算軸承 3，軸承預(yù)期壽命與整機(jī)相同， l=10 350 16=56000h 2166010PCfnL rt=7749056000h 所