同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器

1、機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè) 計(jì) 題 目： 同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師： 2016年 6月 30日目 錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書0二、傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明0三、電動(dòng)機(jī)的選擇1四、計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比2五、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)3六、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算4七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算10八、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算28九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算33十、聯(lián)軸器的選擇35十一、減速器附件的選擇和箱體的設(shè)計(jì)35十二、潤(rùn)滑與密封36十三、設(shè)計(jì)小結(jié)37十四、參考資料38機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果一、

2、設(shè)計(jì)任務(wù)書題目：用于帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置的同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器。1. 基本數(shù)據(jù)： 已知輸送帶的工作拉力F=2800N,輸送帶速度v=1.2m/s,及卷筒直徑D=360mm；2. 工作情況：兩班制工作，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)3.工作壽面：使用期限為10年，每年300個(gè)工作日，每日工作16小時(shí)；4.制作條件及生產(chǎn)批量：中等規(guī)模機(jī)械廠制造，可加工7-8級(jí)齒輪，小批量生產(chǎn)：5.部件：（1） 電動(dòng)機(jī)（2）減速器（3）聯(lián)軸器 （4）輸送帶 （5）輸送帶鼓輪6.設(shè)計(jì)工作量：（1）繪制減速器裝配圖一張（A0或A1）。（2）繪制減速器零件圖2兩張。（3）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份。二、傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明 如圖一所

3、示，傳動(dòng)方案采用同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速箱，減速器的軸向尺寸較大，中間軸較長(zhǎng)，剛度較差。常用于輸入和輸出軸同軸線的場(chǎng)合。圖一 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖1電動(dòng)機(jī)； 2，4聯(lián)軸器； 3減速器； 5滾筒；6輸送帶設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3、 電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算1.電動(dòng)機(jī)類型選擇按工作要求和工作條件，選用一般用途的（IP44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。2.電動(dòng)機(jī)容量(1) 卷筒軸的輸出功率(2) 電動(dòng)機(jī)的輸出功率傳動(dòng)裝置的總效率式中，為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（以下未作說(shuō)明皆為此書中查得）表2-2查得：圓柱齒輪傳動(dòng)；彈性聯(lián)軸器；運(yùn)輸機(jī)滾筒；滾動(dòng)軸承，則 故 (

4、3) 電動(dòng)機(jī)額定功率由第16章表16-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率。3.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速工作機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速為 經(jīng)考慮，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-6。設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1. 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸由表16-1、表16-2查出Y132M1-6型電動(dòng)機(jī)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(hào)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Y132M1-6410009602.02.2HDEGKL13238803312515四、計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比1. 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比2. 分配各級(jí)傳動(dòng)比因?yàn)闇p速器為同軸式減速器，所以兩級(jí)減速比相同

5、i=15.07。設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果五、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)速減速器高速軸為軸，中速軸為軸，低速軸為軸，各軸轉(zhuǎn)速為2. 各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率，即 3. 各軸轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸高速軸中速軸低速軸卷桶軸轉(zhuǎn)速（r/min）960960247.4263.7663.76功率（kW）43.963.8033.6523.436轉(zhuǎn)矩（）39.7939.39146.78546.95530.62設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果六、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算按低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)：小齒輪轉(zhuǎn)矩，小齒輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。（1） 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選用斜齒圓柱齒輪運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)

6、器，速度不高，故選7級(jí)精度（GB10095-88）由機(jī)械設(shè)計(jì)（斜齒輪設(shè)計(jì)部分未作說(shuō)明皆查此書）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，二者硬度差為40HBS。選小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)初選取螺旋角（2） 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式(10-21）試算，即確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值a) 試選載荷系數(shù)b) 由圖10-20選取區(qū)域系數(shù)c) 由圖10-26查得，d) 小齒輪傳遞的傳矩e) 由表10-7選取齒寬系數(shù)f) 由表10-6查得材料彈性影響系數(shù)g) 由圖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h) 由式

7、10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：斜齒圓柱齒輪7級(jí)精度設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果i) 由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)j) 計(jì)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(10-12)得k) 許用接觸應(yīng)力計(jì)算a) 試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得b) 計(jì)算圓周速度c) 齒寬b及模數(shù)mntd) 計(jì)算縱向重合度e) 計(jì)算載荷系數(shù)K由表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)；由表10-4查得的值與直齒輪的相同，故；因表10-3查得；圖10-13查得設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果故載荷系數(shù)： f) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式(10-10a)得g) 計(jì)算模數(shù)（3） 按齒

8、根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式(10-17)確定計(jì)算參數(shù)a) 計(jì)算載荷系數(shù)b) 根據(jù)縱向重合度，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)c) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)d) 查取齒形系數(shù)由表10-5查得e) 查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得f) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖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)度極限設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式(10-12)得g) 計(jì)算大、小齒輪的，并加以比較大齒輪的數(shù)值大設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算的結(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

9、接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取，則（4） 幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距將中心距圓整為241mm按圓整后的中心距修正螺旋角設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果因值改變不多，故參數(shù)等不必修正計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑計(jì)算齒輪寬度圓整后取由于是同軸式二級(jí)齒輪減速器，因此兩對(duì)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(jí)傳動(dòng)計(jì)算得出的齒輪接觸疲勞強(qiáng)度以及彎曲疲勞強(qiáng)度一定能滿足高速級(jí)齒輪傳動(dòng)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(jí)小齒輪采用左旋，大齒輪采用右旋，低速級(jí)小齒輪右旋大齒輪左旋。高速級(jí)低速級(jí)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪傳動(dòng)比3.88模數(shù)(mm)3螺旋角中心

10、距(mm)241齒數(shù)3212532125齒寬(mm)105100105100直徑(mm)分度圓98.75381.7998.75381.79齒根圓91.25375.0491.25375.04齒頂圓104.75388.54104.75388.54旋向左旋右旋右旋左旋設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 高速軸的設(shè)計(jì)(1) 高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（）高速軸功率（）轉(zhuǎn)矩T（）9603.9639.39(2) 作用在軸上的力已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為=98.75 ，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算部分未作說(shuō)明皆查此書）式(10-14)，則(3) 初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初步估算軸的最小

11、直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取,于是得(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位，-軸段右端需制出一軸肩，故取-段的直徑d-=32mm。聯(lián)軸器與軸配合的長(zhǎng)度L1=80mm。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，故選用角接觸軸承。參照工作要求并根據(jù)d-=18mm，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7204AC軸承，其尺寸為d×D×B=20mm×47mm×14mm，故d-=d-=20mm；

12、而L-=14+20=34mm，L-=10mm。右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得7204AC軸承的定位軸肩高度h=3mm，因此，套筒左端高度為3mm，d-=26mm。取安裝齒輪的軸段-的直徑d-=45mm，取L-=102mm齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。軸承端蓋的總寬度為36mm（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，端蓋的外端面與聯(lián)軸器右端面間有一定距離，故取L-=60mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3）軸上零件的軸向定位聯(lián)軸器與軸的周向定位選用平鍵6mm×6mm×63mm，聯(lián)軸器與軸的配合為H7/r6；齒輪與軸的周向定位

13、選用平鍵6mm×6mm×70mm，為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角，各圓角半徑見(jiàn)圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說(shuō)明-7518與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接配合-6019定位軸肩-3520與7204AC軸承配合，套筒定位-10245與小齒輪鍵聯(lián)接配合-1049定位軸環(huán)-3020角接觸球軸承7204AC軸承總長(zhǎng)度311mm（5） 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于7

14、204AC型角接觸球軸承，由手冊(cè)中查得a=14.9mm。因此，軸的支撐跨距為L(zhǎng)1=118.5mm， L2+L3=67+57=124mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)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(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面C處的MH、MV及M的值列于下表。載荷水平面H垂直面V支反力F，C截面彎矩M總彎矩扭矩設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果（6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)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，取，軸的計(jì)算應(yīng)力已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。2. 中速軸的設(shè)計(jì)(1) 中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（）中速軸功率

15、（）轉(zhuǎn)矩T（）247.423.83146.78(2) 作用在軸上的力已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則已知低速級(jí)齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果(3) 初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初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15-3，取,于是得(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） 02）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度初步選擇滾動(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。參照工作要求并根據(jù)d-=d-=30mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的7206AC型角接觸球

16、軸承，其尺寸為d×D×B=30mm×62mm×16mm，故L-=L-=16+20=36mm。兩端滾動(dòng)軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得7206AC型角接觸球軸承的定位軸肩高度h=3mm，因此，左邊套筒左側(cè)和右邊套筒右側(cè)的高度為3mm。取安裝大齒輪出的軸段-的直徑d-=45mm；齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。為了使大齒輪軸向定位，取d-=50mm，又由于考慮到與高、低速軸的配合，取L-=100mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果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10mm×8mm×

17、70mm，為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角，各圓角半徑見(jiàn)圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說(shuō)明-3630與7209AC型角接觸球軸承配合，套筒定位-9845與大齒輪鍵聯(lián)接配合-9050定位軸環(huán)-10345與小齒輪鍵聯(lián)接配合-3630與7209AC型角接觸球軸承配合總長(zhǎng)度363mm（5） 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于7206AC型角接觸球軸承，由手冊(cè)中查得a=18.

18、7 mm。因此，軸的支撐跨距為L(zhǎng)1=65.3mm， L2=190.5，L3=65.8mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)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(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面C處的MH、MV及M的值列于下表。載荷水平面H垂直面V支反力FC截面彎矩M總彎矩扭矩設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果（6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)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，取，軸的計(jì)算應(yīng)力已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。3. 低速軸的設(shè)計(jì)(1) 低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（）中速軸功率（）轉(zhuǎn)矩T（）63.763.6

19、52546.95(2) 作用在軸上的力已知低速級(jí)齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則(3) 初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初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15-3，取，于是得 (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） 安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，-軸段左端需制出一軸肩，故取-段的直徑d-=50mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=107mm，為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-段的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取L-=105mm。初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承

20、同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用7210AC型角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)d-=45mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的7210AC型角接觸球軸承，其尺寸為d×D×B=50mm×90mm×20mm，故d-=d-=50mm；而L-=20mm，L-=20+20=40mm。左端滾動(dòng)軸承采用軸環(huán)進(jìn)行軸向定位。由表15-7查得7210AC型角接觸球軸承的定位高度h=3.5mm，因此，取得d-=52mm。右端軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位，同理可得套筒右端高度為3.5mm。取安裝齒輪出的軸段-的直徑d-=50mm；齒輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。已知齒

21、輪輪轂的寬度為100mm，為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l-=98mm。軸承端蓋的總寬度為30mm（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，取端蓋的外端面與聯(lián)軸器左端面間的距離L=30mm，故取L-=60mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。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14mm×9mm×80mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵為16mm×10mm×80mm，為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6。4） 確定軸上圓角和倒角尺

22、寸參考表15-2，取軸端倒角，各圓角半徑見(jiàn)圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說(shuō)明-2050與7214AC型角接觸球軸承配合-1054軸環(huán)-4052與大齒輪以鍵聯(lián)接配合，套筒定位-4450與7214AC型角接觸球軸承配合-6047與端蓋配合，做聯(lián)軸器的軸向定位-10545與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接配合總長(zhǎng)度333mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)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(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于7210AC型角接觸球軸承，由手冊(cè)中查得a=26.3mm。因此，軸的支撐跨距為根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)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

23、面B是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面B處的MH、MV及M的值列于下表。載荷水平面H垂直面V支反力FB截面彎矩M總彎矩扭矩（6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)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，取，軸的計(jì)算應(yīng)力已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。（7） 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1） 判斷危險(xiǎn)截面截面只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩及過(guò)渡配合引起的應(yīng)力集中將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面無(wú)需校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面和處過(guò)盈配合引起應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載情況來(lái)看，截面B上的應(yīng)力最大。截面的應(yīng)力

24、集中影響和截面的相近，但截面不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面B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），而這里軸的直徑也大，故截面B不必校核。截面顯然更不必校核。由機(jī)械設(shè)計(jì)第三章附錄可知，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左右兩側(cè)。安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2） 截面左側(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)按附表3-2 經(jīng)插值后可查得軸的材料的敏性系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為尺寸系數(shù)扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按

25、磨削加工，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，即q=1，則得綜合系數(shù)值為設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果又由§3-1和§3-2查得碳鋼的特性系數(shù), 取；, ?。挥谑?，計(jì)算安全系數(shù)值，按式(15-6)(15-8)則得故可知其安全。3） 截面右側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面右側(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45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表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)按附表3-2 安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果經(jīng)插值后可查得又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由附圖3-2得尺寸系數(shù)由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，

26、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，即q=1，則得綜合系數(shù)值為又由§3-1和§3-2查得碳鋼的特性系數(shù), ??；, ??；于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按式(15-6)(15-8)則得故可知其安全。安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果八、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算軸承預(yù)期壽命 1. 高速軸的軸承選用7204AC型角接觸球軸承，查表13-5，得 （1） 求兩軸承所受到的徑向載荷和由高速軸的校核過(guò)程中可知：，（2） 求兩軸承的計(jì)算軸向力和由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-7得 因?yàn)樗裕?） 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果 由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-6，取載荷系數(shù) （4） 驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)椋园摧S承1的受力大小驗(yàn)算

27、故所選軸承滿足壽命要求。2. 中速軸的軸承選用7206AC角接觸球軸承，查課程設(shè)計(jì)表13-5，得 ， （1） 求兩軸承所受到的徑向載荷和由中速軸的校核過(guò)程中可知：，（2） 求兩軸承的計(jì)算軸向力和滿足壽命要求設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-7得 因?yàn)樗裕?） 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和 由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-6，取載荷系數(shù) （4） 驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)椋园摧S承1的受力大小驗(yàn)算故所選軸承滿足壽命要求。滿足壽命要求設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3. 低速軸的軸承選用7210AC角接觸球軸承，查課程設(shè)計(jì)表13-5，得 e=0.68（1） 求兩軸承所受到的徑向載荷和由低速軸的校核過(guò)程中可知：，（2） 求兩軸承的計(jì)算軸向力和由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-7得 因?yàn)樗裕?） 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-6，取載荷系數(shù) （4） 驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?，所以按軸承2的受力大小驗(yàn)算故所選軸承滿足壽命要求。滿足壽命要求設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算由機(jī)械設(shè)計(jì)式(6-1）得 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2，?。?） 聯(lián)軸器處的鍵取普通平鍵6×63GB1096-2003鍵的工作長(zhǎng)度鍵與輪轂鍵槽的接觸高度（2） 高速軸上小齒輪處的鍵取普通平鍵6×70GB1096