機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)鏈板式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 設(shè)計(jì)題目：鏈板式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置1 電動(dòng)機(jī)；2、4聯(lián)軸器；3圓錐-圓柱斜齒輪減速器；5開式齒輪傳動(dòng)；6輸送鏈的小鏈輪二、 原始數(shù)據(jù)及工作要求組別鏈條有效拉力F（N）鏈條速度V（m/s）鏈節(jié)距P(mm)小鏈輪齒數(shù)Z1 i開壽命（年）2100000.3550.80193610每日兩班制工作，傳動(dòng)不逆轉(zhuǎn)，有中等沖擊，鏈速允許誤差為±5%三、 設(shè)計(jì)工作量 設(shè)計(jì)說明書1份；減速器裝配圖，零號(hào)圖1張；零件工作圖2張機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃表設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)內(nèi)容摘要計(jì)劃時(shí)間15準(zhǔn)備工作1、布置設(shè)計(jì)任務(wù)；說明設(shè)計(jì)題目的性質(zhì)及設(shè)計(jì)內(nèi)容；2、研究設(shè)計(jì)題目；3、閱讀機(jī)械設(shè)計(jì)課程指導(dǎo)書

2、05計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù)1、分析并確定傳動(dòng)方案；2、計(jì)算傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所需的總功率；3、選擇電動(dòng)機(jī);4、記下所需電動(dòng)機(jī)的參數(shù)尺寸；5、確定總傳動(dòng)比; 6、分配各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比；7、計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩。1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)支承零件的初步計(jì)算1、帶傳動(dòng)計(jì)算;2、確定必要的數(shù)據(jù)；3、齒輪（或蝸桿）傳動(dòng)計(jì)算;4、確定主要參數(shù)；5、初計(jì)算軸;6、聯(lián)接及軸承；7、設(shè)計(jì)二級(jí)傳動(dòng)減速器時(shí);8、當(dāng)高處出各級(jí)齒輪的主要尺寸后。即應(yīng)檢查空間尺寸是否過大或高速級(jí)的大齒輪是否與低速軸相干涉;9、以及浸油深度各潤(rùn)滑方式是否合適等.15減速器裝配圖設(shè)計(jì)1、參觀減速器陳列室或觀看課程設(shè)計(jì)錄像片2、繪制減速器裝配草圖（1）合理分布視圖及

3、選擇比例；（2）確定齒輪（或蝸桿）及軸承的相對(duì)位置;（3）確定軸的跨距（4）畫出零件的外廓及有關(guān)尺寸；（5）軸的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)圖.3、精確計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)支承零件（1）根據(jù)軸承跨距求反力;（2）畫彎距;（3）扭矩圖；（4）驗(yàn)算軸承及鍵；（5）精確計(jì)算和校核軸。4、畫好裝配草圖后，應(yīng)逐一檢查軸結(jié)構(gòu)、支承結(jié)構(gòu)、箱緣尺寸等設(shè)計(jì)的正確性、合理性，修改草圖、完善各零件的初步結(jié)構(gòu)（考慮固定方法、安裝、拆卸、調(diào)整、制造、潤(rùn)滑等要求）然后交教師審查。4繪制零件圖根據(jù)教師指定的零件進(jìn)行零件結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)并繪制零件工作圖（標(biāo)注尺寸、公差、表面粗糙和技術(shù)要求）。15完圖成裝配1、結(jié)構(gòu)工藝性；2、選擇標(biāo);3、準(zhǔn)零件（螺釘

4、、銷釘）;4、根據(jù)制圖要求完成必要的視圖;5、編排零件號(hào);6、標(biāo)注外廓尺寸、定位尺寸及配合尺寸。7、加注減速器技術(shù)特性及技術(shù)要求;8、填寫標(biāo);9、題欄和零件明細(xì)表。25編制設(shè)計(jì)說明書1、根據(jù)計(jì)算底稿;2、按規(guī)定格式編寫設(shè)計(jì)說明書；3、自己設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)應(yīng)附簡(jiǎn)要的說明及簡(jiǎn)圖；4、除教科書上級(jí)的資料外;5、所用其他資料均應(yīng)注明來源、說明書上的數(shù)據(jù)應(yīng)與圖尺寸相符。2答辯進(jìn)行課程設(shè)計(jì)答辯上交設(shè)計(jì)成果11.電動(dòng)機(jī)的選擇傳遞功率的計(jì)算 有題意可知：Fe=10000N V=0.35m/s P=50.80 Z1=19由文獻(xiàn)【1】鏈傳動(dòng)式（9-11）知 FE=1000* ,則：P=則：查閱文獻(xiàn)【6】知：鏈傳動(dòng)的

5、效率 ，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率 圓柱齒輪的傳動(dòng)效率 ，圓錐直齒齒輪傳動(dòng)效率 電動(dòng)機(jī)輸出功率 傳動(dòng)裝置的總效率： 因此電動(dòng)機(jī)的功率為：Pd = 電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇由文獻(xiàn)【4】表20-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：Y132s-4 n=1440r/min2.傳動(dòng)比的分配 2.1計(jì)算小鏈輪的轉(zhuǎn)速n1 參見【1】式（9-1）知 v=2.2系統(tǒng)的總傳動(dòng)比：i= 2.3各級(jí)傳動(dòng)比的分配： 開式圓柱直齒齒輪的傳動(dòng)比由題意知i1在36之間因此選擇i1=4 斜齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比選擇為：i2=6 圓錐直齒齒輪的傳動(dòng)比選擇為：i3=2.83計(jì)算各軸的計(jì)算 轉(zhuǎn)速的計(jì)算 計(jì)算各軸的功率計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩4.開式齒輪的設(shè)計(jì)

6、計(jì)算已知輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速21.42r/min，齒數(shù)比u=4，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命10年（設(shè)每年工作300天），兩班制，鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。4.1選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB10095-88)2） 材料選擇 由文獻(xiàn)【1】表10-1選擇小齒輪材料為(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。3） 選小齒輪齒數(shù)18，大齒輪齒數(shù)724.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即（1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù)kt=1.732） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)

7、矩T=3） 選齒寬系數(shù)4）由文獻(xiàn)【1】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5）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)6） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7) 由文獻(xiàn)【1】圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 8) 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，得(2)計(jì)算1）. 試算小齒輪分度圓直徑,代入中較小的值 2).計(jì)算圓周速度 3)計(jì)算齒寬b 4)計(jì)算齒寬與齒高之比 模數(shù) 齒高 5).計(jì)算載荷系數(shù)K，由文獻(xiàn)【1】表10-2查得使用系數(shù)根據(jù)v=0.563m/s，7級(jí)精度，由文獻(xiàn)【1】圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù),由文獻(xiàn)【1】表10-4查得,由圖10

8、-13查得,由表10-3查得 故載荷系數(shù) 6).按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑7).計(jì)算模數(shù)m 4.3. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）. 確定公式內(nèi)的個(gè)各算數(shù)值1)由文獻(xiàn)【1】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2).由文獻(xiàn)【1】圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)3).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，故4)計(jì)算載荷系數(shù)K 5).查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)，由文獻(xiàn)【1】表10-5查得6）. 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 大齒輪的數(shù)值大。（2）. 設(shè)計(jì)計(jì)算 圓整 ，可滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，為滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度取故 ，圓整為 25 則4.4.幾何尺

9、寸計(jì)算（1）. 計(jì)算分度圓直徑 （2）. 計(jì)算中心距 （3）. 計(jì)算齒輪寬度 圓整后取 5. 斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算已知輸入功率p3=5.227kw，小齒輪轉(zhuǎn)速514.3r/min，齒數(shù)比u=6，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命10年（設(shè)每年工作300天），兩班制，鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作有中等沖擊，不反轉(zhuǎn)。5.1選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB10095-88)2） 材料選擇 由文獻(xiàn)【1】表10-1選擇大小齒輪材料均為45鋼（調(diào)質(zhì)），小齒輪齒面硬度為280HBS，大齒輪齒面硬度為240HBS。3） 選小齒輪齒數(shù)Z1=20，大

10、齒輪齒數(shù)Z2=20*6=1204） 選取螺旋角。初選螺旋角 5.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）.公式內(nèi)各計(jì)算值1).試選2).由文獻(xiàn)【1】圖10-30選取區(qū)域系數(shù)ZH=2.433 3).由文獻(xiàn)【1】圖10-26查得，則4).小齒輪傳遞轉(zhuǎn)距5).由文獻(xiàn)【1】表10-7選取齒寬系數(shù) 6).由文獻(xiàn)【1】表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)7).由文獻(xiàn)【1】圖10-21d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8).應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 9).由文獻(xiàn)【1】圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)10).計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效率為1%，安全系數(shù)S=1，故11).許用接觸應(yīng)力（2）.計(jì)算1). 試算小齒輪分度圓直

11、徑 2).計(jì)算圓周速度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)K由表10-2查得使用系數(shù)，根據(jù)v=1.1m/s，7級(jí)精度，由文獻(xiàn)【1】圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù),由表10-4查得,由文獻(xiàn)【1】圖10-13查得,由表10-3查得 故載荷系數(shù) 6).按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 7).計(jì)算模數(shù)5.3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）.確定計(jì)算參數(shù) 1）.計(jì)算載荷系數(shù) 2）.根據(jù)縱向重合度，從文獻(xiàn)【1】圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) 3）.計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 4）.查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)，由表10-5查得 5）由文獻(xiàn)【1】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

12、勞強(qiáng)度極限 6）由文獻(xiàn)【1】圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 7）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，得 8）.計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 大齒輪的數(shù)值大。（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大于由齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，因此取mn=2.5，但是為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度算的分度圓直徑d1=64.02mm 故 取，則(3).幾何尺寸計(jì)算1）.計(jì)算中心距 將中心距圓整為225mm2）按圓整后的中心距修正螺旋角 因值改變不多，故等值不必修正。 3）.計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 4）.計(jì)算齒輪寬度 ，圓整后取 6. 圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算已知輸入功率p3

13、=5.5kw，小齒輪轉(zhuǎn)速1440r/min，齒數(shù)比u=2.8，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命10年（設(shè)每年工作300天），兩班制，鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作有中等沖擊，不反轉(zhuǎn)。 6.1.選定齒輪的精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用7級(jí)精度 2）材料選擇 由文獻(xiàn)【1】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，二者材料硬度差為40HBS 3）選小齒輪齒數(shù)為,大齒輪齒數(shù)6.2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1).確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1）.試選載荷系數(shù)1.82）.小齒輪傳遞轉(zhuǎn)距 3）.由文獻(xiàn)【1

14、】表10-7選取齒寬系數(shù)0.32 4）.由文獻(xiàn)【1】表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)5）.由文獻(xiàn)【1】圖10-21d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）.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)7).由文獻(xiàn)【1】圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)8).計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效率為1%，安全系數(shù)S=1，故(2).計(jì)算1).試算小齒輪分度圓直徑,2).計(jì)算圓周速度 3).計(jì)算載荷系數(shù)，根據(jù)5.38m/s，7級(jí)精度，由文獻(xiàn)【1】圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)1.15 直齒輪 =1,由文獻(xiàn)【1】表10-2查得使用系數(shù)1.5根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置，查表得，1.5接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)3.234).按實(shí)際

15、的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑5).計(jì)算模數(shù) 6.3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算1)確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù) 3.23 2).查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)，由文獻(xiàn)【1】表10-5查得 3)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4).查文獻(xiàn)【1】圖10-18得,失效概率為1%，安全系數(shù)取為s=1.4 5)彎曲疲勞許用應(yīng)力：6）.計(jì)算大小齒輪的并比較大小 小齒輪的值較大7）計(jì)算由此可知，mn=2.5即可滿足要求彎曲疲勞強(qiáng)度要求，按照接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算d1=86.69mm 則：Z1=d1/mn=34.676 取Z1=35，Z2=98 6.4計(jì)算錐齒輪的有關(guān)參數(shù) 1）分度圓直徑

16、 d1=z1*m=35*2.5=87.5mm d2=z2*m=98*2.5=245mm 2)計(jì)算錐頂角7 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算. 7.1輸入軸設(shè)計(jì)1、求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩2、求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)小圓錐齒輪的分度圓直徑為而cot=u=2.8, 故，有F1NV17544FNH1FNV1FNV2FNH2FrFaFtFNH1FNH2FtFNV1FNV2F1nv1FaFrMa-4469.252458.420700.7-2458.46-7166.25設(shè)計(jì)內(nèi)容3.初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)文獻(xiàn)【1】表15-3，取，得，輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器

17、的直徑d-，為了使所選的軸直徑d-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)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查文獻(xiàn)【1】表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取kA=1.9，則按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件。由于所選擇的電動(dòng)機(jī)Y132S-4的輸出軸直徑為d=38mm，因此，查文獻(xiàn)【4】選LTZ6型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為250000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=82mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為。4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）. 擬定軸上零件的裝配方案如下(2). 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1）.為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，I-II軸段右端需制出一軸肩，故取II-III段的

18、直徑2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由文獻(xiàn)【4】初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30309，其尺寸為，而。這對(duì)軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由文獻(xiàn)【4】表15-7查得30309型軸承的定位軸肩高度，因此取3）取安裝齒輪處的軸段VI-VII的直徑；為使套筒可靠地壓緊軸承，V-VI段應(yīng)略短于軸承寬度，故取。4）軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取5）錐齒輪輪轂寬度為45mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取6）由于，故取l-=65（3）.軸

19、上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按d-=38mm由文獻(xiàn)【1】表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為36mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。（4）. 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為,各軸肩處的圓角半徑R2.5.求軸上的載荷 參考文獻(xiàn)【3】載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力，前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由文獻(xiàn)【1】表15-1查得，故安全。7. 精

20、確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1）. 判斷危險(xiǎn)截面截面A,II,III,B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按強(qiáng)度寬裕確定的，所以截面A,II,III,B均無需校核。 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面II過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，從受載的情況來看，截面上的應(yīng)力最大截面D上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故截面D不必校核，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而只需校核截面VI左右兩側(cè)即可。（2）. 截面VI左側(cè) 抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面VI右側(cè)彎矩M為截面VI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。

21、由文獻(xiàn)【1】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)及按附表3-2查取。因，經(jīng)插值后查得又由附圖3-1可得軸的材料敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由文獻(xiàn)【1】附圖3-2查得尺寸系數(shù)，由文獻(xiàn)【1】附圖3-3查得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，由文獻(xiàn)【1】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，則綜合系數(shù)為 又取碳鋼的特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值故可知安全。（3）截面VI右側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面VI左側(cè)彎矩M為截面VI上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力過盈配合處的，由文獻(xiàn)【1】附表3-8，用插值法，并取，有 =2.32 軸按磨削加工，由文獻(xiàn)【1】附圖3-4得表面質(zhì)

22、量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為 又取碳鋼的特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值故可知安全。7.2中間軸設(shè)計(jì)1、求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩2、求作用在齒輪上的力已知圓柱斜齒輪的分度圓直徑為 而已知圓錐齒輪與輸入軸的錐齒輪之間的力為作用力和反作用力因而圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖所示3.初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40（調(diào)質(zhì)），根據(jù)文獻(xiàn)【1】表15-3，取，得，中間軸的最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑和4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）. 擬定軸上零件的裝配方案如下(2). 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1 ）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故

23、選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)d-和d-，由文獻(xiàn)【6】初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30305，其尺寸為，這對(duì)軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由文獻(xiàn)【6】查得30305型軸承的定位軸肩高度，因此取套筒直徑32mm。2）取安裝齒輪處的軸段；錐齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位，已知錐齒輪轂長(zhǎng)L=42mm，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取，齒輪的右端面采用軸間定位，軸間高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為d-。3）已知圓柱斜齒輪齒寬，為使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取。， 4）取齒輪距箱體壁內(nèi)之距,錐齒輪與軸之上的圓柱齒輪間的距離，考慮到箱

24、體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承的位置上，應(yīng)距箱體內(nèi)壁有一段距離。（3）.軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由文獻(xiàn)【1】表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為32mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為56mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故參考文獻(xiàn)【5】選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為。（4）. 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為,各軸肩處的圓角半徑R2.5.求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做

25、出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置上a的值，對(duì)于30305型圓錐滾子軸承，有機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中查得a=13mm,故作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距。參考文獻(xiàn)【3】軸的計(jì)算列于下表：載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T6.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 FtFr1Fa1FtFaFrFnv1Fnh1F/NV1F/NV2FNH2FNV250.257464.25Fr1Ft1FNH1FtFNH264179.3124696.5FNV1Fr1Fa1FrFaMa1FaT-55512.1136494.7-21749-5642MHMVM

26、前已選定軸的材料為40（調(diào)質(zhì)），由文獻(xiàn)【1】表15-1查得，故安全。7. 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1）. 判斷危險(xiǎn)截面由圖知、截面為應(yīng)力集中面，其中、受到的彎矩最大，但是較的直徑大，但是由于還受到扭矩，因此是危險(xiǎn)截面，校核該截面即可。（2）. 截面左側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面右側(cè)彎矩M為截面VI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。由文獻(xiàn)【1】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)及按文獻(xiàn)【1】附表3-2查取。因，經(jīng)插值后查得又由文獻(xiàn)【1】附圖3-1可得軸的材料敏感系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 由文獻(xiàn)【1】附圖3-2查得尺寸系數(shù)，由附圖

27、3-3查得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，由文獻(xiàn)【1】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，則綜合系數(shù)為 又取碳鋼的特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值故可知安全。（3）截面右側(cè) 抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù) 截面VI左側(cè)彎矩M為 截面VI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 過盈配合處的，由文獻(xiàn)【1】附表3-8，用插值法，并取，有 =1.86 軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為 又取碳鋼的特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值故可知安全。7.3輸出軸設(shè)計(jì)1、求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩2、求作用在齒輪上的力已知圓柱斜齒輪的分度圓直徑為而 圓周力、徑向力及軸

28、向力的方向如圖所示3.初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)文獻(xiàn)【1】表15-3，取，得，輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取連軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則查文獻(xiàn)【4】選LT9型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為100000N.mm，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)。軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）. 擬定軸上零件的裝配方案如下(2). 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1）.為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，I-II軸段右端需制出一軸肩，故取I

29、I-III段的直徑，左端用軸端擋圈定位，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故取I-II段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短些，現(xiàn)取。2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，由文獻(xiàn)【4】初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30312，其尺寸為，而 。3）左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由文獻(xiàn)【6】查得30311型軸承的定位軸肩高度，因此取，齒輪右端和右軸承之間采用套筒定位，已知齒輪齒寬為65mm，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。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的

30、直徑為。軸環(huán)寬度，故取4）軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距，故取5）取齒輪距箱體壁內(nèi)之距,錐齒輪與軸之上的圓柱齒輪間的距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承的位置上，應(yīng)距箱體內(nèi)壁有一段距離。則 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。（3）.軸上的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位采用平鍵連接，按由表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為56mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良 好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣半聯(lián)軸器與軸連接，選用平鍵截面,半聯(lián)軸器與軸的配合為；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保

31、證的，此處選軸的尺寸公差為。（4）. 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑R2.5.求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置上a的值，對(duì)于30305型圓錐滾子軸承，文獻(xiàn)【6】查得a=21.5mm,故作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距。從軸的結(jié)構(gòu)圖和彎矩圖及扭矩圖中可以看出截面C是危險(xiǎn)截面，先將計(jì)算出的的結(jié)果列于下表：載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由文獻(xiàn)【1】表15-1查得，故安全。7精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）. 判斷危險(xiǎn)截面FNH1

32、FtFNH2118155.75FNV1FrFaFNV2F.,NV1TMa=FaD/2175209.5118167.1075118155.751638.3FNV1FNH1FrFtFaFNV2FNH1L1L2L3ACDB截面A,II,III,B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按強(qiáng)度寬裕確定的，所以截面A,II,III,B均無需校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面VI,VII過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，從受載的情況來看，截面C上的應(yīng)力最大截面VI和VII的應(yīng)力集中相近，但截面VII不受扭矩作用，故截面VII不必做強(qiáng)度校核。截面

33、上的應(yīng)力最大截面C、上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故截面C不必校核，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而只需校核截面VI左右兩側(cè)即可。（2）. 截面VI左側(cè)抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面VI右側(cè)彎矩M為截面VI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。由文獻(xiàn)【1】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)及按文獻(xiàn)【1】附表3-2查取。因，經(jīng)插值后查得 又由附圖3-1可得軸的材料敏感系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由附圖3-2查得尺寸系數(shù)，由附圖3-3查得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為

34、 又取碳鋼的特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值故可知安全。3）截面VI左側(cè)抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面VI左側(cè)彎矩M為 截面VI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 過盈配合處的，由文獻(xiàn)【1】附表3-8，用插值法，并取，有 =3.1 軸按磨削加工，由文獻(xiàn)【1】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，則綜合系數(shù)為 又取碳鋼的特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)值故可知安全。8.滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)及計(jì)算8.1輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承，由文獻(xiàn)【4】初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30309，其尺寸為， 載荷水平面H垂直面V支反力F故 故 ， 故合格8.2中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算

35、初步選擇滾動(dòng)軸承，由文獻(xiàn)【4】初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30305，其尺寸為， 而 故合力為 載荷水平面H垂直面V支反力F故 故 ， 故合格8.3輸出軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承，由文獻(xiàn)【4】初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30312，其尺寸為，載荷水平面H垂直面V支反力F則 故 故 故合格9.鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算9.1輸入軸鍵計(jì)算1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：，故單鍵即可。2、 校核圓錐齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：，故單鍵即可9.2中間軸鍵計(jì)算1

36、.校核圓錐齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：，故單鍵即可。2.校核圓柱齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，與大圓錐處的鍵型號(hào)相同，而且其長(zhǎng)度為56mm,大于32mm,故單鍵即可.9.3輸出軸鍵計(jì)算1.校核聯(lián)軸器處的鍵連接，該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：，故單鍵即可2.校核圓柱齒輪處的鍵連接該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長(zhǎng)度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：，故單鍵即可10.聯(lián)軸器的選擇在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號(hào)。1.輸入軸選LTZ6型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為250000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=82mm，半聯(lián)

37、軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為。2.輸出軸選LT9型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為100000，半聯(lián)軸器的孔徑，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為。11、減速器附件的選擇通氣器由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M16×1.5油面指示器選用游標(biāo)尺M(jìn)16起吊裝置采用箱蓋吊耳、箱座吊耳，雙螺釘起吊螺釘放油螺塞選用外六角油塞及墊片M14×1.5根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表13-7選擇適當(dāng)型號(hào)：起蓋螺釘型號(hào)：GB578386 M6×20,材料Q235高速軸軸承蓋上的螺釘：GB578386 M6×20,材料Q235低速軸軸承蓋上的螺釘：GB578386 M6

38、×20,材料 Q235螺栓：GB578286 M10×80，材料Q2312.潤(rùn)滑與密封 齒輪采用浸油潤(rùn)滑，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)選用N220中負(fù)荷工業(yè)齒輪油（GB5903-86）。當(dāng)齒輪圓周速度時(shí)，圓錐齒輪浸入油的深度約一個(gè)齒高，三分之一齒輪半徑，大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x3060mm。由于小圓錐齒輪，可以利用齒輪飛濺的油潤(rùn)滑軸承，并通過油槽潤(rùn)滑其他軸上的軸承，且有散熱作用，效果較好。對(duì)于滾動(dòng)軸承，由于傳動(dòng)件的速度不高，且難以經(jīng)常供油，所以選用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。這樣不僅密封簡(jiǎn)單，不易流失，同時(shí)也能形成滑動(dòng)表面完全分開的一層薄膜。密封防止外界的灰塵、水分等侵入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦А?/p>