同軸式二級圓柱齒輪減速器

1、機械工程學(xué)院機械設(shè)計課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：同軸式二級圓柱齒輪減速器專班業(yè)： 級：機械設(shè)計制造及其自動化姓名：學(xué) 號指導(dǎo)教師：2016年 6月 30日目 錄一、設(shè)計任務(wù)書0二、傳動方案的擬定及說明0三、電動機的選擇1 HYPERLINK l _TOC_250008 四、計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比2 HYPERLINK l _TOC_250007 五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)3六、傳動件的設(shè)計計算4 HYPERLINK l _TOC_250006 七、軸的設(shè)計計算10 HYPERLINK l _TOC_250005 八、滾動軸承的選擇及計算28 HYPERLINK l _TOC_2

2、50004 九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計算33 HYPERLINK l _TOC_250003 十、聯(lián)軸器的選擇35 HYPERLINK l _TOC_250002 十一、減速器附件的選擇和箱體的設(shè)計35 HYPERLINK l _TOC_250001 十二、潤滑與密封36 HYPERLINK l _TOC_250000 十三、設(shè)計小結(jié)37十四、參考資料38設(shè)計計算及說明結(jié)果一、設(shè)計任務(wù)書題目：用于帶式輸送機傳動裝置的同軸式二級圓柱齒輪減速器?；緮?shù)據(jù)： 已知輸送帶的工作拉力 F=2800N,輸送帶速度 v=1.2m/sD=360mm；工作情況：兩班制工作，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)工作壽面：使用期

3、限為10年，每年300個工作日，每日工作16小時；7-8部件：（1）電動機（2）減速器（3）聯(lián)軸器（4）輸送帶6.設(shè)計工作量：繪制減速器裝配圖一張A0或A。21二、傳動方案的擬定及說明如圖一所示，傳動方案采用同軸式二級圓柱齒輪減速箱，減速器的軸向尺寸較大， 中間軸較長，剛度較差。常用于輸入和輸出軸同軸線的場合。圖一 帶式輸送機傳動系統(tǒng)簡圖1電動機； 2，4聯(lián)軸器； 3減速器； 5滾筒；6輸送帶設(shè)計計算及說明結(jié)果三、電動機的選擇和計算電動機類型選擇按工作要求和工作條件，選用一般用途的（IP44）系列三相異步電動機。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。電動機容量卷筒軸的輸出功率PwP Fvw1000 2800 1.

4、21000 3036kWP 3.36kWw電動機的輸出功率PdPPwd傳動裝置的總效率 2 2 21234 ,12, ,3為從電動機至卷筒軸之間的各傳動機構(gòu)和軸承的效率。由機械設(shè)計課程設(shè)計（以下未作說明皆為此書中查得表2-2查得圓柱齒輪傳 0.98；1彈性聯(lián)軸器0.99；運輸機滾筒 0.96；滾動軸承，則234 0.86 0.86P3.36d故 P w d 3.681kWP 3.618kWdPed由第 16 章表 16-1 選取電動機額定功率Ped 4kW 。P 4kWed電動機的轉(zhuǎn)速工作機滾筒的轉(zhuǎn)速為n 601000vwD 59.68r / min經(jīng)考慮，選定電動機型號為Y132M1-6。設(shè)

5、計計算及說明結(jié)果電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸額 定 功率(kw)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型號四、計算傳動裝置總傳動比和分配各級傳動比傳動裝置總傳動比n96i m 15.07n63.69w分配各級傳動比因為減速器為同軸式減速器，所以兩級減速比相同i=15.07i i1i 。i 15.07i 3.881i 2 3.88設(shè)計計算及說明結(jié)果五、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)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n n 960

6、r /min1n n1i22n n2i960 247.42r / 3.88 247.42 63.76r / min 3.883各軸輸入功率ed按電動機額定功率Ped計算各軸輸入功率，即P P 4 0.98 3.960kWd 1P P 3.960 0.98 0.98 3.803kW1 1 4P P 3.803 0.98 0.98 3.652kW2P P出1 4 3.652kW各軸轉(zhuǎn)矩P4T 9550dn 9550 m960T T d1 mT T i 124T T i m mT T卷23 13 546.95 0.99 0.98 530.65N m電動機軸高速軸中速軸低速軸卷桶軸轉(zhuǎn)速（r/min）9

7、60960247.4263.7663.76功率（kW）43.963.8033.6523.436（N m）39.7939.39146.78546.95530.62設(shè)計計算及說明結(jié)果六、傳動件的設(shè)計計算1. 斜齒輪傳動設(shè)計計算按低速級齒輪設(shè)計：小齒輪轉(zhuǎn)矩T1 T 146.78N m，小齒輪轉(zhuǎn)速n n1 247.42r / min，傳動比i i2 3.88。斜齒圓柱齒輪選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)選用斜齒圓柱齒輪運輸機為一般工作機器，速度不高，故選7 級精度（GB10095-88）7 級精度（斜齒輪設(shè)計部分未作說明皆查此書）表10-1 選擇小齒輪材料為 2440Cr（調(diào)質(zhì)，硬度為280HB；大

8、齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)，硬度為240HB，二者硬度差為 40HBS。選小齒輪齒數(shù)z 24：大齒輪齒數(shù)z i z 3.88 24 93121初選取螺旋角 14按齒面接觸強度設(shè)計按式(10-21）試算，即1 141d2KtT1u1(ZHZE )23 duH確定公式內(nèi)各計算數(shù)值K 1.6t由圖10-20選取區(qū)域系數(shù)Z 2.433Hc)由圖10-26查得0.88， 0.78 0.88 1.661212T1 146.78N m由表10-7選取齒寬系數(shù)11d110-6ZE 189.8MPa210-21d H lim1 600MPa 大齒輪的接觸疲勞強度極限 H lim2 550MPa10-13N 60 n

9、1 j Lh 60 576 1(2 8 365 10) 2.02 109N 2i2.02 109 5.441083.7131設(shè)計計算及說明結(jié)果10-19K0.90,K 0.94HN1HN2計算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為 1%，安全系數(shù)S=1，由式(10-12)得H 1KHN1H lim1S 0.90 1MPa 540MPa; H 2KHN2H lim S 0.94 550 MPa 517MPa1 H計算 H1H2 540 517 528.5MPa2試算小齒輪分度圓直徑d，由計算公式得1t21.6422.361033.7131 2.433 189.82d92.40mmd mm 92.40mm

10、11.663.713528.5計算圓周速度v dv 1 92.40155.13m s 0.7505 m sv 1.196 ms601000601000b 及模數(shù)mntb dd 1.0 92.40mm 92.40mm1m d1cos 92.40 cos14 mm 3.74mmntz241h 2.25mnt 2.25 3.74mm b / h 92.40 / 8.41 10.76計算縱向重合度 z tan 0.3181 24 tan14 1.9031計算載荷系數(shù)K由表10-2查得使用系數(shù)K1 根v 1.196ms級精度，由圖10-8A查得動載系數(shù)K1.04；由表 10-4 查得K的值與直齒輪的相同

11、，故vK 1.321；因KF /b 1422.36/(92.4/2)/92.4 98.9N /mm 100N/mm10-3AtKH KF 1.4 10-13K 1.28設(shè)計計算及說明結(jié)果故載荷系數(shù)：K KKKK11.041.41.3211.92AVHH(10-10a)得d1K3 Kt90.401.92mm 98.19mm 1.6計算模數(shù)mn1m d1cos 919cos14 mm 97mmm3.97mmnnz241按齒根彎曲強度設(shè)計由式(10-17)m2KT Y1 cos2 YYFaSand確定計算參數(shù)z 21F計算載荷系數(shù)K KKKK11.041.41.28 1.86AVFF根據(jù)縱向重合度

12、1.903 10-28Y 0.88計算當(dāng)量齒數(shù)1z z1 26.27v1cos3 zz2cos393 101.80v2cos3 cos3 14查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得YFa1 2.592,YFa 2 2.185查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查得YSa1 1.596,YSa 2 1.787計算彎曲疲勞許用應(yīng)力10-20c FE1 500MPa 疲勞強度極限 FE 2 380MPa設(shè)計計算及說明結(jié)果由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)K 0.84,K 0.88FN1FN2取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式(10-12)得KFN1FE1 0.84 300.0MPaF1FSKFN2FES1.4

13、 0.88500 238.9MPa 1.4YYFaSa ，并加以比較YF2.592 1.5961 S1 300 0.01379F1Y2.1851.7872 Sa2 238.9 0.01634F 2大齒輪的數(shù)值大設(shè)計計算2m 2.81mmm n28642.36103 088 s41 242 1.66 0.01634mm n對比計算的結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強n度計算的法面模數(shù)，取m 3mm ，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞n強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d98.19mm來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于1是由1z d1cos 98.19cos14 31.

14、761m3zn1 32取z 32 ， 則 z uz 3.88 24 125121幾何尺寸計算計算中心距z 1252a Z n 125 mm 2241.16mm2cos2 cos14a 按圓整后的中心距修正螺旋角 arccosZ 2設(shè)計計算及說明結(jié)果n arccos 124) 3 1313552 233因 值改變不多，故參數(shù),K,Z等不必修正H計算大、小齒輪的分度圓直徑1d Z mn132 3mm 98.75mm1coscos131355d 98.75mm12d Z mn2124 3mm 381.79mmd 381.79mm22coscos131355計算齒輪寬度b dd1198.75mm 98

15、.75mmB1圓整后取 B1105mm, B2 100mmB100mm2由于是同軸式二級齒輪減速器，因此兩對齒輪取成完全一樣，這樣保證了中心距完全相等的要求，且根據(jù)低速級傳動計算得出的齒輪接觸疲勞強度以及彎曲疲勞強度一定能滿足高速級齒輪傳動的要求。為了使中間軸上大小齒輪的軸向力能夠相互抵消一部分，故高速級小齒輪采用左旋， 大齒輪采用右旋，低速級小齒輪右旋大齒輪左旋。高速級小齒輪大齒低速級小齒輪大齒輪傳動比3.88傳動比3.88模數(shù)(mm)螺旋角3中心距(mm)241齒數(shù)3212532125齒寬(mm)105100105100分度圓98.75381.7998.75381.79徑齒根圓91.253

16、75.0491.25375.04齒頂圓104.75388.54104.75388.54旋向左旋右旋右旋左旋設(shè)計計算及說明結(jié)果七、軸的設(shè)計計算高速軸的設(shè)計高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)（r/min）高速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩T（Nm9603.9639.39作用在軸上的力已知高速級齒輪的分度圓直徑為d =98.75mm，根據(jù)機械設(shè)計（軸的設(shè)計計部分未作說明皆查此書）(10-14)，則F 2 39.39 797.77Ntd98.75 10 F tan tg20F 797.77NF tn 797.77 298.53Ntrcoscos131355F 298.53NrF Fatan 797.77 tan 20

17、108.66NF 108.66Na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015-3，0 112 ,于是得d AP 112 3.96 17.96mmmin0 3 n3 960d min 17.96mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖 設(shè)計計算及說明結(jié)果根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位， -軸段右端需制出一軸肩，故取 -d =32mmL=80mm。-1初步選擇滾動軸承。因軸承同時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

18、本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球軸承 7204AC 軸承，其尺寸為 dDB=20mm47mm14mm=d - -=20mm - =14+20=34mm，L=10mm。-右端滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得 7204AC 軸承的定h=3mm，3mm，d =26mm。=45mm，-=102mm 齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。-由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定=60mm。-至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。軸上零件的軸向定位6mm6mm63mm，m6。確定軸上圓角和倒角尺寸參考表 15-2，取軸端倒角1.2 45，各圓角半徑見圖軸段編號長度75直徑（mm）18配合說明與聯(lián)軸器鍵聯(lián)

19、接配合6019定位軸肩35207204AC配合，套筒定位10245與小齒輪鍵聯(lián)接配合1049定位軸環(huán)30207204AC總長度（5） 求軸上的載荷311mm首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a 7204AC，由手冊中查得a=14.9mm撐跨距為L1=118.5mm， L2+L3=67+57=124mm?？闯鼋孛鍯C 處的MH、MV 及M載荷水平面HF 1143N ，F(xiàn)1262NNH1NH2垂直面VF 2237 N，F(xiàn)1516NNV1NV 2支反力FM HLNH23 85185 N M F L MVNV23aC 145551N mmMmaxM2HMV8518

20、52 168646N mm總彎矩T mm扭矩設(shè)計計算及說明結(jié)果（6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度根據(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 0.6 ，軸的計算應(yīng)力 M 2 T)2 1686462 6Mpa 28.61MpacaW0.1403已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1 查得 70MPa 。因此-1ca，故安全。-1中速軸的設(shè)計中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩（r/min）（kw）TNm） 28.61Mpaca247.423.83146.78安全作用在軸上的力d 381.79mm(10-14)，則1F 2 146.78 768.90Nt1d381.79 10

21、3F tantan20F tn 768.90 288.42Nr1coscosF F tan 768.90 tan 14 191.70Na1td2 98.75mm(10-14)，則設(shè)計計算及說明結(jié)果F 2 146.78 2970.76Nt298.75 10 3F tan Ftn 2970.76 tan 20 1115.12Nr2F coscos154tan 2970.76 tan 14 741.19Na2t初步確定軸的最小直徑(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A0 112,于是得dmin 27.85mmPd A3 112 3.803 27.8

22、5mmmin0n247.42軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計擬訂軸上零件的裝配方案（如圖）0根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度初步選擇滾動軸承。因軸承同時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-度級的7206AC型角接觸球軸承，其尺寸為dDB=30mm62mm16mm，故L-=L-=16+20=36mm。兩端滾動軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得 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

23、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度。設(shè)計計算及說明結(jié)果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 10mm8mm70mm，為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。確定軸上圓角和倒角尺寸參考表 15-2，取軸端倒角1.2 45，各圓角半徑見圖軸段編號 長度（mm）直徑（mm）配合說明與7209AC配3630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36

24、30與7209AC配合總長度363mm（5） 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 7206ACa=18.7 支撐跨距為L=65.3mm， L=190.5，L=65.8mm。123根據(jù)軸的計算簡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 是軸的危險截面。先計算出截面C 處的M 、M 及M 的值列于下表。HV載荷水平面H垂直面V支反力FF68NNH 1F 6186NNH 2F1382NNV 1F 2682NNV 2CM FL 460875 N mmHNH 23M F L MVNV23a2 353536N mm總彎矩MmaxM

25、2HMV4608752 3535362 580856N mm扭矩T mm設(shè)計計算及說明結(jié)果設(shè)計計算及說明結(jié)果（6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度根據(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 0.6 ，軸的計算應(yīng)力 M 2 (T )2 5808562 6Mpa 50.70Mpa50.70MpacaW0.1503ca已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1 查得 70MPa 。因此-1ca，故安全。安全-1低速軸的設(shè)計低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)（r/min）中速軸功率（kw）轉(zhuǎn)矩（N m 63.763.652546.95作用在軸上的力d (10-14)，則F 2 546

26、.95 2865.19Ntd381.79 10 3F tantg20F tn 2865.19 1074.771NrcoscosF F tan 2865.19 tan 14 714.37Nat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112，于是得P A3 112 3.652 43.17mmdmin 43.17mm00n63.76軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） 設(shè)計計算及說明結(jié)果根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足半聯(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度 L =

27、107mm，為了保證軸端檔圈只壓-1半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故 -段的長度應(yīng)比 L 略短一些，現(xiàn)取 L1-=105mm。初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用7210AC型角接觸球軸。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)精度級的 7210AC 型角接觸球軸承，其尺寸為 dDB=50mm90mm20mm，故d=d=50mm；而L=20mm，L=20+20=40mm。-左端滾動軸承采用軸環(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

28、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)計而定蓋的裝拆，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度。軸上零件的軸向定位半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接14m9m80mH7/k中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6。確定軸上圓角和倒角尺寸參考表 15-2，取軸端倒角2.0 45 ，各圓角半徑見圖軸段編號長度（mm）直徑（mm

29、）配合說明 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)接配合總長度333mm設(shè)計計算及說明結(jié)果設(shè)計計算及說明結(jié)果求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a值。對于7210AC 撐跨距為型角接觸球軸承，由手冊中查得a=26.3mm。因此，軸的支L L1 47.9 62 109.9mm根據(jù)軸的計算簡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B 是軸的危險截面。先計算出

30、截面B 處的M 、M 及M 的值列于下表。HV載荷水平面H垂直面V支反力F3943.35NNH 1F 2039.50NNV 1FFNH 2 3522.72NFNV 2 4831.04NBM FL 264204 N mmHNH11M FLVNV22 362325N mm總彎矩扭矩MmaxM2HMV2642042 3623252 448423N mmT 1370920N mm按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度根據(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 ，軸的計算應(yīng)力 22.21Mpa M 2(T )2 4484232 0.6 1370920 2Mpa 22.21MpacaW0.175

31、3安全45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1 查得故安全。1） 70MPa 。因此，-1需校核。重；從受載情況來看，截面B 上的應(yīng)力最大。截面的應(yīng)力集中影響和截面的相近，但截面不受扭矩作用，同時軸徑也較大，故不必做強度校核。截面B 上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端B 不必校核。截面顯然更不必校核。由機械設(shè)計第右兩側(cè)。設(shè)計計算及說明結(jié)果截面左側(cè)W 3 0.1 503 mm3 12500mm3W T截面左側(cè)的彎矩為 0.2 503mm 25000mm3M 448423 50 48 17936.92N m50截面上的扭矩為T 1370920N mm截面上的彎曲應(yīng)力 M

32、17936.92MPa 1.43MPabW12500截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力TTWT 25000MPa 5.48MPa軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得 735MPa, 355MPa, 200MPab截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表3-2r 2.0 0.027,D 75 1.07D75d70經(jīng)插值后可查得 2.3,1.32軸的材料的敏性系數(shù)為q 0.85故有效應(yīng)力集中系數(shù)為k1q 110.821 2.07k1q1 10.851.32 1 1.27尺寸系數(shù) 0.65扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 0.80軸按磨削加工，附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 0.92軸未經(jīng)表面強化處理，即q=1，則得綜

33、合系數(shù)值為kK k 1112.07 113.270.650.92設(shè)計計算及說明結(jié)果k11.271K10.801 1.670.92又由3-1 和3-2 查得碳鋼的特性系數(shù) 0.1 0.2 , 取 0.15 ； 0.05 0.1 0.075 ；于是，計算安全系數(shù)S值，按式(15-6)(15-8)則得caS 1355 7.485K a 3.27 1.43 0.15 0S 1Ka2001.67 5.48 0.075 22 4.78SSScaS 2 S7.485 4.78 8.88 S 1.57.4852 4.782S 8.88ca S 1.5故可知其安全。截面右側(cè)安全W 3 0.1 503 mm3 1

34、2500mm3W T截面右側(cè)的彎矩為 0.2 503mm 25000mm3M 448423 50 48 17936.92N m50截面上的扭矩為T 1370920N mm截面上的彎曲應(yīng)力 M 17936.92MPa 1.43MPabW12500截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力TTWT 25000MPa 54.83MPa軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得 b 735MPa, 1 355MPa, 1 200MPa截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表3-2r 2.0 0.040,D 52 1.04D50d50設(shè)計計算及說明結(jié)果經(jīng)插值后可查得 2.2,1.30又由附圖 3-1 可得軸的材料

35、的敏性系數(shù)為q 0.85故有效應(yīng)力集中系數(shù)為k1q 110.8211.98k1q1 10.851.301 1.263-2 0.673-3 0.82軸按磨削加工，附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 0.92軸未經(jīng)表面強化處理，即q=1，則得綜合系數(shù)值為kK k 1 111.98 113.040.670.92kK k 1 111.26 111.620.820.92又由3-1 和3-2 查得碳鋼的特性系數(shù) 0.1 0.2 , 取 0.15 ； 0.05 0.1, 取 0.075；于是，計算安全系數(shù)S值，按式(15-6)(15-8)則得caS 1355 81.66K a 3.04 1.43 0.15 0S 1

36、Ka2001.62 54.83 0.075 22 4.3SSScaS 2 S81.66 4.3 4.2 S 1.581.662 4.32S 4.2ca S 1.5故可知其安全。安全設(shè)計計算及說明結(jié)果八、滾動軸承的選擇及計算軸承預(yù)期壽命 L h高速軸的軸承1036582 5.84104 hL 5.84 104 hh選用7204AC 型角接觸球軸承，查表 13-5，得e 0.68求兩軸承所受到的徑向載荷F和Fr1r2由高速軸的校核過程中可知：FNH 1F 1143N ，F(xiàn)NH 2 2237 N ，F(xiàn) 1262N 1516NNV1NV2FF2r1NH1FFF2NV 1F11432 (2237).2

37、2512N12622 15162 1973Nr2NH2NV2F Fa1a2dr由機械設(shè)計表13-7得 F Fdr2YF2512659Nd12ct151973d F2ct15d 518N因為 Fae 875NF F所以 aed 1393N Fd1F FFaed 1393NF Fa2d 518NF1393Na1P PF518N12a2設(shè)計計算及說明結(jié)果aF 1 1393 0.5545 eaF2512r1aF 2 518 0.2625 eaF1973r 2由機械設(shè)計表13-6，取載荷系數(shù) f1.1pP 1pr1 YFa11.1 (0.4 2512 0.4ctg11 5135 1393) 4024NP

38、 4024N1P 2Fpr 1.11973 2170NP 2170N2驗算軸承壽命P1P 12106 C 106293L 4.18105 hL 4.18105 h L hh60n P607304.024h故所選軸承滿足壽命要求。L h滿足壽命要求中速軸的軸承7206AC13-5，得 e 0.68，求兩軸承所受到的徑向載荷F和Fr1r2由中速軸的校核過程中可知：FNH 1 68N ，NH 2 6186NFNV 11382N ，NV 2 2682NFF2r1NH1FFF2NV 1F682 1382.2 1384N61862 26822 6742Nr2NH2NV2F Fa1a2設(shè)計計算及說明結(jié)果Fd

39、由機械設(shè)計表13-7得 FrFdF1384d12ct1270F6742d22ct1270 398N 1938N因為 Fae F Fa2 3113 837 2276NF F所以 aed 4214 N Fd1F FFaed 4214NF4214Na1F Fa2d 1938NF1938Na 2PP12aF 1 4214 3.045 eaF1384r1aF 2 1938 0.2875 eaF6742r 2由機械設(shè)計表13-6，取載荷系數(shù) f1.1pP 1pr1 YFa11.1(0.413840.4ct1257104214) 8671NP 8671N1P 2Fpr1.16742 7416NP 7416N

40、驗算軸承壽命2P1P 12106 C106 102 L 4.02105 h10L 3 4.02 105 h L 10h60n P60 153.68.671h故所選軸承滿足壽命要求。hL h滿足壽命要求設(shè)計計算及說明結(jié)果低速軸的軸承選用 7210AC 角接觸球軸承，查課程設(shè)計表13-5，得 e=0.68求兩軸承所受到的徑向載荷F和Fr1r2由低速軸的校核過程中可知：FNH 1 3943N ，NH 2 3522NFNV 1 2039 N ，NV 2 4831NFF2r1NH1FFF2NV 1F39432 (2039).2 4439N35232 48312 5979Nr2NH2NV2F Fa1a2d

41、r由機械設(shè)計表13-7得 F Fdr2YF4439d12ct1270F5979d22ct12701276N1719N因為 Fae 2717 NFaeFF 3993N Fd1d2F1276Nd1F FFa2ae 3993NP PF1276N12F1276a1F3993Na 2a1 0.2875 F4439r1aF 2 3993 0.6678 eaF5979r 2設(shè)計計算及說明結(jié)果由機械設(shè)計表13-6，取載荷系數(shù) f1.1pP f1Fp 1.1 4439 4883NP1 4883NP f2pr 2 YFa1.1(0.459790.4ctg12 57103993)P 10270N2 10270N驗算軸承壽命P1 P 2210106 C 10610 208 3L 9.21106 h L h60nP26040.961.027hL 9.21106 hhL h故所