北航機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目 院（系） 班設(shè)計(jì)者 指導(dǎo)教師 年 月 日 北京航空航天大學(xué) 前言本設(shè)計(jì)為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，是先后學(xué)習(xí)過(guò)畫(huà)法幾何、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料、加工工藝學(xué)等課程之后的一次綜合的練習(xí)和應(yīng)用。本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是對(duì)搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的說(shuō)明，搓絲機(jī)是專業(yè)生產(chǎn)螺絲的機(jī)器，使用廣泛，本次設(shè)計(jì)是使用已知的使用和安裝參數(shù)自行設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)形式以及具體尺寸、選擇材料、校核強(qiáng)度，并最終確定形成圖紙的過(guò)程。通過(guò)設(shè)計(jì)，我們回顧了之前關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)的課程，并加深了對(duì)很多概念的理解，并對(duì)設(shè)計(jì)的一些基本思路和方法有了初步的了解和掌握。目錄前言1目錄2軸輥搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)4一 課程設(shè)計(jì)題目

2、41軸輥搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)42數(shù)據(jù)表5二 擬定傳動(dòng)方案5三 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)71 機(jī)構(gòu)初步設(shè)計(jì)72 設(shè)計(jì)參數(shù)7四 帶傳動(dòng)主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算10五 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算111低速級(jí)112高速級(jí)15六 軸的設(shè)計(jì)與校核161初估軸徑162軸強(qiáng)度校核171 高速軸172 中間軸193 低速軸21七 軸承的選擇與校核241 高速軸軸承30209242 中間軸軸承30212253 低速軸軸承3021726八 鍵的選擇與校核27九 減速器箱體各部分結(jié)構(gòu)尺寸291 箱體292 潤(rùn)滑及密封形式選擇303 箱體附件設(shè)計(jì)30十 參考文獻(xiàn)31軸輥搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)一 課程設(shè)計(jì)題目1軸輥搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)（1）設(shè)計(jì)背景搓

3、絲機(jī)用于加工軸輥螺紋，基本結(jié)構(gòu)如上圖所示，上搓絲板安裝在機(jī)頭4上，下搓絲板安裝在滑塊3上。加工時(shí)，下挫絲板隨著滑塊作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在起始（前端）位置時(shí)，送料裝置將工件送入上、下搓絲板之間，滑塊向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，工件在上、下搓絲板之間滾動(dòng)，搓制出與搓絲板一致的螺紋。搓絲板共兩對(duì)，可同時(shí)搓制出工件兩端的螺紋?；瑝K往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，加工一個(gè)工件。（2）室內(nèi)工作，生產(chǎn)批量為5臺(tái)。（3）動(dòng)力源為三相交流380/220V，電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。（4）使用期限為十年，大修周期為3年，雙班制工作。（5）專業(yè)機(jī)械廠制造，可加工7、8級(jí)精度的齒輪、蝸輪。2數(shù)據(jù)表最大加工直徑/mm最大加工長(zhǎng)度/mm滑塊行程/mm搓絲動(dòng)力/

4、kN生產(chǎn)率/（件/min）10160320340932二 擬定傳動(dòng)方案根據(jù)系統(tǒng)要求可知：滑塊每分鐘要往復(fù)運(yùn)動(dòng)32次，所以機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的原動(dòng)件的轉(zhuǎn)速應(yīng)為32 r/min。以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，則需要機(jī)構(gòu)系統(tǒng)有減速功能。運(yùn)動(dòng)形式為連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)上述要求，有以下幾種備選方案，在所有方案中齒輪1、2可看作傳動(dòng)部分的最后一級(jí)齒輪。方案一：方案二：方案一采用了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄長(zhǎng)度僅為滑塊行程的一半，故機(jī)構(gòu)尺寸較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔。利用曲柄和連桿共線，滑塊處于極限位置時(shí)，可得到瞬時(shí)停歇的功能。同時(shí)該機(jī)構(gòu)能承受較大的載荷。方案二采用凸輪機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)隨能滿足運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然而系統(tǒng)要求的滑塊行程為320340mm，

5、因而凸輪的徑向尺寸較大，于是其所需要的運(yùn)動(dòng)空間也較大，同時(shí)很難保證運(yùn)動(dòng)速度的平穩(wěn)性。綜合分析可知：方案一最為可行，應(yīng)當(dāng)選擇曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。整個(gè)搓絲機(jī)由電動(dòng)機(jī)、帶傳動(dòng)、二級(jí)減速器、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。三 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)1 機(jī)構(gòu)初步設(shè)計(jì)采用同軸式的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度較小，兩對(duì)齒輪的吃油深度可大致相等，利于潤(rùn)滑等。曲柄長(zhǎng)取滑塊行程的一半，即160mm，初取箱體浸油深度為50mm，箱體底座厚30mm，初取滑塊所在導(dǎo)軌厚度為60mm，連桿與滑塊接觸點(diǎn)距導(dǎo)軌高為30mm，則可大致得出減速器中心軸的高度為160+50+30=230mm，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的偏心距e=170mm，考慮到留下足夠的

6、空間防止減速器箱體與滑塊干涉接觸，初取連桿長(zhǎng)度為1000mm，此時(shí)可以計(jì)算出急回特性為1.038，傳動(dòng)平穩(wěn)?；瑝K行程約為325mm。2 設(shè)計(jì)參數(shù)（1）工作機(jī)輸出功率計(jì)算： 已知水平搓絲力大小為9KN，生產(chǎn)率為32件/min，則滑塊需要功率為P輸出=F·2rT=9×2××160×10-36032kW=4.825kW又滑塊效率為0.9，鉸鏈效率為0.95，帶傳動(dòng)效率0.96，齒輪傳動(dòng)效率0.97，軸承效率0.98，則0=0.9×0.952×0.96×0.983×0.973=0.6698電動(dòng)機(jī)所需實(shí)際功率為Pd

7、=P輸出0=4.8520.6698=7.204kW 要求Ped略大于Pd，則選用Y系列電動(dòng)機(jī)，額定功率7.5KW( 2 ) 工作機(jī)轉(zhuǎn)速32r/min傳動(dòng)比范圍:V型帶：i1=2-4；減速器：i2=8-40;總傳動(dòng)比i= i1*i2=16-160電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：nd=i*n w=384-3840r/min 可知電動(dòng)機(jī)應(yīng)選型號(hào)為Y132M4，同步轉(zhuǎn)速1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min（3）總傳動(dòng)比i=nm/nw=1440/32=45初步取帶輪傳動(dòng)比i1=2.5，則減速器傳動(dòng)比i2=i /i1=18取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)傳動(dòng)比i12=i23=i=4.2426取i12=4.2

8、i23=4.3（4）各軸轉(zhuǎn)速n0=nm=1440rminn1= n0/i1=576r/minn2=n1i12=137.14rminn3=n2/ i23=31.89r/min（5）各軸輸入功率P0=Pd=7.20kWP1=Pd×帶=7.2×0.96=6.90kWP2=P1×承×齒=6.9×0.99×0.97=6.64kWP3=P2×承×齒=6.64×0.99×0.97=6.37kW（6）各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)所需實(shí)際轉(zhuǎn)矩及電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為T0=9550 Pd / nm=47.75N·mT1

9、= 9550P1/ n1=114.40N·mT2= 9550 P2 / n2=462.39N·mT3= 9550 P3/n3=1907.6N·m軸輸入功率輸出功率輸入轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比效率電機(jī)軸7.20kW47.75Nm1440r/min高速軸6.90kW114.40Nm576r/min2.50.96中間軸6.64kW462.39Nm137.14r/min4.20.96低速軸6.37kW1907.6Nm31.89r/min4.30.96四 帶傳動(dòng)主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算注：以下計(jì)算過(guò)程中所用圖表均出自機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)下冊(cè)（第2版）（吳瑞祥 王之櫟 郭衛(wèi)東 劉靜華主編

10、）。計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果確定計(jì)算功率由表31-7由公式Pc=kAP=1.1×7.2kW=7.92kWkA =1.1Pc=7.92kW選取帶型由圖31-15選用A帶選取小帶輪直徑由表31-3dd1=125mm大帶輪直徑dd2=i×dd1=2.5×125mm=312.5mmdd2=312.5mm小帶輪帶速1=dd1n160×10001=9.424m/s初選中心距a00.55(dd1+dd2)a02(dd1+dd2)240.625mma0875mm初選a0=800mm帶初步基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld'Ld'=2a0+2dd1+dd2+(dd1-dd2)2

11、4Ld'=2298.2mm帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld由表31-2Ld=2240mm實(shí)際中心距aa0+(Ld-Ld1)2=770.9mmamin=a0-0.015Ld=766.4mmamax=a0+0.03Ld=867.2mma=770.9mm選取a=775mm小帶輪包角1=180°-2180°-dd1-dd2a×57.31=166.14>120帶的根數(shù)由表31-3求額定功率P0由表31-4的基本額定功率增量P0由表31-9取包角系數(shù)k由表31-2取長(zhǎng)度系數(shù)kLP0=1.93kWP0=0.17kWk=0.97kL=1.06帶的初拉力z=Pc(P0+P0)kkLz=

12、3.7取z=4帶的壓軸力由表31-1取l=0.10初壓力:F0=500pz2.5k-1+l2FQ=2zF0sin12F0=159.5NFQ=1266.7N五 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1低速級(jí)材料選?。盒↓X輪使用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241-286HBS；大齒輪使用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度217-255HBS；精度等級(jí)均為8級(jí)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果（1）初步計(jì)算轉(zhuǎn)矩T1T1=462.3Nm齒寬系數(shù)d由表27-11d=1.2接觸疲勞極限Hlim由表27-14Hlim1=710MPaHlim2=580MPa許用接觸應(yīng)力計(jì)算HPHP1=0.9Hlim1HP2=0.9Hlim2HP1=639MPaHP2=52

13、2MPaAd由表B1，估計(jì)14 Ad=756動(dòng)載荷系數(shù)K K=1.4初步計(jì)算小齒輪直徑d1d1Ad3KT1dHP2i+1i=756×31.4×500.9771.2×52224.4+14.4d1=101.78mm取d1=105mm初步齒寬bb=dd1=126mmb=126mm（2）校核計(jì)算圓周速度=d1n260×1000=0.754m/s精度等級(jí)由表27-1選取8級(jí)精度8級(jí)精度齒數(shù)z取z1=34z2=iz1=146取z1=34 z2=146 模數(shù)mt=d1z1查表27-4取標(biāo)準(zhǔn)值確定齒數(shù)z1=d1mtz2=iz1=arccosmnmtd2=mtz2mt=3

14、.0882mmd2=450.88mm取mn=3=13.73使用系數(shù)KA由表27-7KA=1.25動(dòng)載系數(shù)KV由表27-6KV=1.1區(qū)域系數(shù)ZH由圖27-18ZH=2.43彈性系數(shù)ZE由表27-15ZE=189.8MPa重合度系數(shù)Z由表27-5t=tan-1tanncosat1=cos-1db1da1=cos-1d1costda1at2=cos-1db2da2=cos-1d2costda2由于無(wú)變位，端面嚙合角t'=t=12z1tanat1- tant+ z2tanat2- tant=bsinmnz=1t=20.540°at1=27.649°at2=22.396&#

15、176;t'=20.540°=1.6766=3.173>1z=0.7723螺旋角系數(shù)ZZ=cosZ=0.9856齒間載荷分配系數(shù)Ft=2T2d2KAFtb=87.38<100N/mm非硬齒面斜齒輪，8級(jí)精度，由表27-8知： KH=KF=cos2bFt=8807.43NKH=1.7644齒向載荷分配系數(shù)KHKH=A+B0.6bd12+1+C10-3bA=1.17,B=0.16,C=0.61KH=1.676許用接觸應(yīng)力由表27-17取最小安全系數(shù)SHlim總工作時(shí)間th=3×300×8×2盈利循環(huán)次數(shù)NL1=60n2th 單向運(yùn)轉(zhuǎn)=1N

16、L2=NL1i2由圖27-27取接觸壽命系數(shù)ZNT齒面工作硬化系數(shù)ZW由表27-18接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)ZX潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)取值HP=HlimZNTZLZVZRZWZXSHlimSHlim=1.05th=14400hNL1=1.185×108NL2=2.756×107ZNT1=1.14ZNT2=1.22ZW1=ZW2=1.14ZX1=ZX2=1.0ZL1=ZL2=1.0ZR1=ZR2=1.0ZV1=ZV2=1.0HP1=878.8MPaHP2=755.7MPa驗(yàn)算H=ZHZEZZKAKVKHKHFtbd1u+11H=641.33 MPaH<HP1H<HP2合格（3）

17、確定主要傳動(dòng)尺寸中心距a=d1+d22=277.94mm取整a=275mm螺旋角=cos-1mnz1+z22a=10°56'33"端面模數(shù)mt=mn/cosmt=3.0889分度圓直徑d=mnz/cosd1=103.889mmd2=446.111mm齒寬b1=130mmb2=125mm當(dāng)量齒數(shù)ze1=z1/cos3=35.92ze2=z2/cos3=154.26取ze1=36取ze2=154（4）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒形系數(shù)YFa由當(dāng)量齒寬查圖27-20取值YFa1=2.51YFa2=2.17應(yīng)力修正系數(shù)由圖27-21取值YSa1=1.63YSa2=1.73螺旋角系

18、數(shù)Y由圖27-22取值Y=0.88重合度系數(shù)YY=0.25+0.75cos2bY=0.675齒向載荷分配系數(shù)bh=1253×2.25=18.52由圖27-9取值KF=1.6許用彎曲應(yīng)力由圖27-30取試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限Flim由表27-17取最小安全系數(shù)SFmin由表27-33確定尺寸系數(shù)YX由圖27-32確定彎曲壽命系數(shù)YNT另外取值如右FP=FlimYNTYSTYVrelTYRrelTYXSFlimFlim1=300N/mm2Flim2=270N/mm2SFmin=1.25YX1=YX2=1.0YNT1=0.92YNT2=0.98YST1=YST2=2YVrelT1=YV

19、relT2=1.0YRrelT1=YRrelT2=1.0FP1=441.6N/mm2FP2=423.36N/mm2驗(yàn)算F=KAKVKFKFYFaYSaYYFtb1mnF1=219.80MPaF2=201.68MPa合格（5）齒輪主要傳動(dòng)尺寸列表壓力角n20°螺旋角10°56'33"分度圓直徑dd1=103.889mmd2=446.111mm齒頂高h(yuǎn)aha=ha*mha=3mm齒根高h(yuǎn)fhf=hf*mhf=3.75mm齒頂間隙CC=0.25mC=0.75mm中心距aa=d1+d22a=275mm2高速級(jí)材料選取：小齒輪分度圓直徑較小，采用齒輪軸形式，調(diào)質(zhì)處理

20、，硬度217-255HBS；大齒輪使用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度217-255HBS；精度等級(jí)均為8級(jí)。計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果（1）初步計(jì)算轉(zhuǎn)矩T1T1=462.3Nm齒寬系數(shù)d由表27-11d=1.2接觸疲勞極限Hlim由表27-14Hlim=580MPa許用接觸應(yīng)力計(jì)算HPHP1=0.9HlimHP2=0.9HlimHP1=522MPaHP2=522MPaAd由表B1，估計(jì)14 Ad=756動(dòng)載荷系數(shù)K K=1.4初步計(jì)算小齒輪直徑d1d1Ad3KT1dHP2i+1i =756×31.4×500.9771.2×52224.4+14.4d163.991mm取d1=

21、65mm初步齒寬bb=dd1=78mmb=78mm（2）校核計(jì)算圓周速度=d1n160×1000=1.96m/s精度等級(jí)由表27-1選取8級(jí)精度8級(jí)精度齒數(shù)z取z1=32z2=iz1=134.4取z1=34 z2=135 模數(shù)mt=d1z1查表27-4取標(biāo)準(zhǔn)值確定齒數(shù)z1=d1mtz2=iz1d2=mtz2=arccosmnmtmt=2.03125mmd2=274.219mm取mn=2=10.0633使用系數(shù)KA由表27-7KA=1.25動(dòng)載系數(shù)KV由表27-6KV=1.17區(qū)域系數(shù)ZH由圖27-18ZH=2.46彈性系數(shù)ZE由表27-15ZE=189.8MPa重合度系數(shù)Z由表27-

22、5t=tan-1tanncosat1=cos-1db1da1=cos-1d1costda1at2=cos-1db2da2=cos-1d2costda2由于無(wú)變位，端面嚙合角t'=t=12z1tanat1- tant+ z2tanat2- tant=bsinmnz=1t=20.287°at1=27.921°at2=22.410°t'=20.287°=1.734=2.169>1z=0.7594螺旋角系數(shù)ZZ=cosZ=0.9923齒間載荷分配系數(shù)Ft=2T1d1KAFtb=67.7<100N/mm非硬齒面斜齒輪，8級(jí)精度，由表27

23、-8知： KH=KF=cos2bFt=3520NKH=1.782齒向載荷分配系數(shù)KHKH=A+B0.6bd12+1+C10-3bA=1.17,B=0.16,C=0.61KH=1.647許用接觸應(yīng)力由表27-17取最小安全系數(shù)SHlim總工作時(shí)間th=3×300×8×2盈利循環(huán)次數(shù)NL1=60n2th 單向運(yùn)轉(zhuǎn)=1NL2=NL1i1由圖27-27取接觸壽命系數(shù)ZNT齒面工作硬化系數(shù)ZW由表27-18接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)ZX潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)取值HP=HlimZNTZLZVZRZWZXSHlimSHlim=1.05th=14400hNL1=4.98×108NL2=

24、1.185×108ZNT1=1.06ZNT2=1.15ZW1=ZW2=1.135ZX1=ZX2=1.0ZL1=ZL2=1.0ZR1=ZR2=1.0ZV1=ZV2=1.0HP1=694.6MPaHP2=721.0MPa驗(yàn)算H=ZHZEZZKAKVKHKHFtbd1u+11H=675.83 MPaH<HP1H<HP2合格（3）確定主要傳動(dòng)尺寸中心距a=d1+d22=169.610mm取整a=170mm螺旋角=cos-1mnz1+z22a=10°46'48"端面模數(shù)mt=mn/cosmt=2.0359分度圓直徑d=mnz/cosd1=65.149mm

25、d2=274.847mm齒寬b1=85mmb2=80mm當(dāng)量齒數(shù)ze1=z1/cos3=33.76ze2=z2/cos3=142.4取ze1=34取ze2=143（4）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒形系數(shù)YFa由當(dāng)量齒寬查圖27-20取值YFa1=2.48YFa2=2.16應(yīng)力修正系數(shù)由圖27-21取值YSa1=1.63YSa2=1.81螺旋角系數(shù)Y由圖27-22取值Y=0.91重合度系數(shù)YY=0.25+0.75cos2bY=0.671齒向載荷分配系數(shù)bh=1252×2.25=17.33由圖27-9取值KF=1.6許用彎曲應(yīng)力由圖27-30取試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限Flim由表27-17取

26、最小安全系數(shù)SFmin由表27-33確定尺寸系數(shù)YX由圖27-32確定彎曲壽命系數(shù)YNT另外取值如右FP=FlimYNTYSTYVrelTYRrelTYXSFlimFlim1=270N/mm2Flim2=270N/mm2SFmin=1.25YX1=YX2=1.0YNT1=0.88YNT2=0.92YST1=YST2=2YVrelT1=YVrelT2=1.0YRrelT1=YRrelT2=1.0FP1=380.16N/mm2FP2=397.44N/mm2驗(yàn)算F=KAKVKFKFYFaYSaYYFtb1mnF1=232.24MPaF2=224.61MPa合格（5）齒輪主要傳動(dòng)尺寸列表壓力角n20&

27、#176;螺旋角10°46'48"分度圓直徑dd1=65.149mmd2=274.847mm齒頂高h(yuǎn)aha=ha*mha=2mm齒根高h(yuǎn)fhf=hf*mhf=2.5mm齒頂間隙CC=0.25mC=0.5mm中心距aa=d1+d22a=170mm六 軸的設(shè)計(jì)與校核1初估軸徑C取112電機(jī)軸d0C3P0n0=19.15mm取d00=25mm高速軸d1C3P1n1=25.63mm取d11=30mm中間軸d2C3P2n2=40.82mm取d22=45mm低速軸d3C3P3n3=65.47mm取d33=70mm2軸強(qiáng)度校核1 高速軸受力分析：垂直面 水平面彎矩圖：垂直面 水平

28、面Ft=114.40×265.149=3511.95NFr=Fttanncos=1301.21NFa=Ft×tan=668.66N由受力分析知FAV=2577.11N FBV=934.84N FCH=1425.7N FAH=1620.40N FBH=1744.89NMVC=259884.3Nmm MHC=199789.9NmmMc=MV2+MH2=327804.6Nmm查表26-2：b=600MPa -1b=55MPa 0b=95MPa=-1b0b=5595=0.579脈動(dòng)Mec=Mc2+T12=347193Nmmbc=Mec0.1d3=Mec0.1×403=54

29、.25<-1b安全2 中速軸受力分析：垂直面 水平面彎矩圖：垂直面 水平面Ft1=462.39×2103.89=8901.50NFt2=462.39×2274.847=3512.95NFr1=Ft1tanncos1=3299.88NFr2=Ft1tanncos2=1301.21NFa1=Ft1×tan1=1721.01NFa2=Ft2×tan2=668.66N由受力分析知FAV=5016.62N FBV=373.05N FAH=1230.28N FBH=768.29NMVC=FAN×96.5mm=484103.83Nmm MHC=2081

30、19.88NmmMc=MV2+MH2=526944.40Nmm查表26-2：b=600MPa -1b=55MPa 0b=95MPa=-1b0b=5595=0.579脈動(dòng)Mec=Mc2+T22=591264.95Nmmbc=Mec0.1d3=Mec0.1×503=47.30<-1b安全3 低速軸受力分析：垂直面 水平面彎矩圖：垂直面 水平面Ft=1907.6Nm×2446.11=8552.15NFr=Fttanncos=3170.37NFa=Ft×tan=1653.46N由受力分析知FAV=5633.33N FBV=2918.82N FAH=3347.08N

31、FBH=176.71NMVC=563333Nmm MHC'=334708Nmm MHC''=34105.03NmmMC'=MV2+MHC'2=655265.99NmmMC''=MV2+MHC''2=564364.44Nmm查表26-2：b=600MPa -1b=55MPa 0b=95MPa=-1b0b=5595=0.579脈動(dòng)Mec'=MC'=655265.99NmmMec''=MC''2+T32=1242032.96NmmMec=1242032.96Nmmbc=Mec0.1

32、d3=Mec0.1×403=20.22<-1b安全七 軸承的選擇與校核1 高速軸軸承6309計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果軸承主要性能參數(shù)軸承6309性能參數(shù) 軸承受力情況FrA=FAH2+FAV2,FrB=FBH2+FBV2FaA=Fa,FaB=0NFrA=3044.2NFrB=1979.5NFaA=668.66NFaB=0NFFFaBC0=668.66N31.8kN=0.021FaBFrB=0.22>e=0.21e=0.21X=0.4Y=1.6沖擊載荷系數(shù) 由表38-4得fd=1.4當(dāng)量動(dòng)載荷PB=fdXFr+YFaPB=2815.37NFFFaAFrA=0.312<

33、eX=1Y=0沖擊載荷系數(shù) 由表38-4得fd=1.3當(dāng)量動(dòng)載荷PA=fdXFr+YFaPA=2771.3NPB=4399.3NPmaxP=maxPA,PBP=4399.3N軸承壽命L10h=16670nCrP =103L10=50023h>14400h結(jié)論：所選用軸承可用。1 高速軸軸承6309計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果軸承主要性能參數(shù)軸承6309性能參數(shù) e=0.21Fr=31.8kNCr=52.8kN軸承受力情況FrA=FAH2+FAV2,FrB=FBH2+FBV2FaA=Fa,FaB=0NFrA=3044.2NFrB=1979.5NFaA=668.66NFaB=0N軸承AFFFaA

34、FrA=0.22>eX=0.56Y=2.15沖擊載荷系數(shù) 由表38-4得fd=1.4當(dāng)量動(dòng)載荷PA=fdXFr+YFaPA=4399.3N軸承BFFFaBFrB=0<eX=1Y=0沖擊載荷系數(shù) 由表38-4得fd=1.4當(dāng)量動(dòng)載荷PB=fdXFr+YFaPB=2771.3NPmaxP=maxPA,PBP=4399.3N軸承壽命L10h=16670nCrP =103L10=50023h>14400h極限轉(zhuǎn)速PC=4399.352800=0.0833f1=0.99 =arctanFAFrA=12.39°f2=1.0n=f1f2nlimn=6237r/min>576

35、r/min 合格結(jié)論：所選用軸承可用。2 中速軸軸承6309計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果軸承主要性能參數(shù)軸承6309性能參數(shù) e=0.21Fr=31.8kNCr=52.8kN軸承受力情況FrA=FAH2+FAV2,FrB=FBH2+FBV2FaA=0N,FaB=Fa1-Fa2FrA=5165.27NFrB=854.07NFaA=0NFaB=1052.35N軸承AFFFaAFrA=0<eX=1Y=0沖擊載荷系數(shù) 由表38-4得fd=1.4當(dāng)量動(dòng)載荷PA=fdXFr+YFaPA=7231.38N軸承BFFFaBFrB=1.23>eX=0.56Y=2.15沖擊載荷系數(shù) 由表38-4得fd=1

36、.4當(dāng)量動(dòng)載荷PB=fdXFr+YFaPB=3837.16NPmaxP=maxPA,PBP=7231.38N軸承壽命L10h=16670nCrP =103L10=47307h>14400h極限轉(zhuǎn)速PC=7231.3852800=0.137f1=0.92 =arctanFAFrA=0f2=1.0n=f1f2nlimn=5796r/min>137.14r/min 合格結(jié)論：所選用軸承可用。3 低速軸軸承6216計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果軸承主要性能參數(shù)軸承6216性能參數(shù) e=0.22Fr=54.2kNCr=71.kN軸承受力情況FrA=FAH2+FAV2,FrB=FBH2+FBV2Fa

37、A=1653.46N,FaB=0NFrA=6552.66NFrB=2924.16NFaA=1653.46NFaB=0N軸承AFFFaAFrA=0.25>eX=0.56Y=1.99沖擊載荷系數(shù) 由表38-4得fd=1.4當(dāng)量動(dòng)載荷PA=fdXFr+YFaPA=9743.83N軸承B 受力明顯比A小，故無(wú)需校核軸承壽命L10h=16670nCrP =103L10=206502h>14400h結(jié)論：所選用軸承可用。八 鍵的選擇與校核高速軸鍵的選擇和參數(shù)選用普通平鍵,圓頭, d=30,選用鍵b×h=10×8轉(zhuǎn) 矩T1= 114.40N·m鍵長(zhǎng)L= 45mm接觸長(zhǎng)度l=L-b/2=40mml=40mm許用擠壓應(yīng)力查表鑄鐵許用擠壓應(yīng)力為P=70-80MPaP=4ThldP=54.01MPaP<P滿足要求，可用中速軸鍵的選擇和參數(shù)選用普通平鍵,圓頭,d1=50mm,d2=50mm,選用鍵b×h=16×10, b×h=16×10轉(zhuǎn) 矩T2= 462.39N·m鍵長(zhǎng)L1= 110mmL2= 70mm接觸長(zhǎng)度l1=L1