二級展開式圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書.doc

1、課程機(jī)械設(shè)計(jì)說明書題目：二級展開式圓柱齒輪減速器學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院班級：過程 1102姓名：馬嘉宇學(xué)號：0402110211指導(dǎo)教師：陸鳳翔目錄一課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1二設(shè)計(jì)要求2三設(shè)計(jì)步驟21.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案32.電動(dòng)機(jī)的選擇43.確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比54.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)65.齒輪的設(shè)計(jì)76.滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)117.鍵聯(lián)接設(shè)計(jì)288. 聯(lián)軸器的計(jì)算29帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書DFv動(dòng)力及傳動(dòng)裝置已知條件1. 工作條件： 8h/ 天，兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵，環(huán)境最高溫度 35；2. 使用折舊期： 8 年；3. 動(dòng)力來源：電

2、力，三相電流，電壓 380/220V；4. 運(yùn)輸帶速度允許誤差： 5%5. 制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（ 1 號數(shù)據(jù)）運(yùn)輸帶工作拉力F=1500N運(yùn)輸帶工作速度v=1.1m/s卷筒直徑 D=220mm一、傳動(dòng)裝置傳動(dòng)方案擬定和傳動(dòng)方案的確定1. 二級展開式圓柱齒輪減速器：優(yōu)點(diǎn)：齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣， 使用壽命較長，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之。缺點(diǎn)：減速器橫向尺寸較小， 兩大齒輪浸油深度可以大致相同。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸較長、 剛度差，中間軸承潤滑較困難。2. 錐圓柱齒輪減速器：優(yōu)點(diǎn)：齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍

3、廣， 使用壽命較長。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，橫向尺寸小，軸向尺寸大， 間軸較長，剛度差，中間軸潤滑比較困難。3. 單級蝸桿減速器優(yōu)點(diǎn)：在輪廓尺寸和結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下，可得到較大的傳動(dòng)比（可大于 7）； 在任何轉(zhuǎn)速下使用均能工作得非常平穩(wěn)且無噪聲；能傳遞大的載荷，使用壽命長；在一定條件下，蝸桿傳動(dòng)可以自鎖，有完全保護(hù)作用；結(jié)構(gòu)簡單且緊湊，拆裝方便，調(diào)整容易。缺點(diǎn)：由于蝸輪齒圈要求用高質(zhì)量的錫青銅制作，故成本較高；另外，傳動(dòng)效率較低并且摩擦發(fā)熱大。絕大多數(shù)是蝸桿為主動(dòng)，蝸輪為從動(dòng)。4. 帶 - 單級圓柱齒輪減速器：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，帶傳動(dòng)易加工、 成本低，可吸振緩沖， 應(yīng)用較廣泛。缺點(diǎn)：外廓尺寸大， 帶

4、的壽命短， 需經(jīng)常更換。最終確定的方案為：方案1. 二級展開式圓柱齒輪減速器111電動(dòng)機(jī)的選擇1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型按工作要求和工作條件選用Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380/220V。2）選擇電動(dòng)機(jī)的容量工作機(jī)的有效功率為PwFv從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)傳送帶間的總效率為4221234由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊表1-7 可知：1 ：滾動(dòng)軸承效率 0.98 （滾子軸承）2 ： 齒輪傳動(dòng)效率 0.97（8 級精度一般齒輪傳動(dòng)）3：聯(lián)軸器傳動(dòng)效率0.995 （彈性聯(lián)軸器）4：卷筒傳動(dòng)效率0.96所以電動(dòng)機(jī)所需工作功率為PwPdF 1500Nv 1.1m sD220mmPw1.65kw0.8253）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

5、按表 13-2 推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i 9252.0kwPd而工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為vnwD所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd i nw (9 25)95.54 r min (859.86 2388.5) r min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000r min 、1500 r minnw 95 .54 r兩種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1500r min 的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊表12-1 選定電動(dòng)機(jī)型號為 Y100L1-4。其主要性能如下表：電動(dòng)機(jī)型號額定功率 /kw滿載轉(zhuǎn)速

6、 /(r/min)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y100L1-42.214302.22.33. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i并分配傳動(dòng)比選定電動(dòng)機(jī)型號 Y100L1-4(1). 總傳動(dòng)比 i為i n m =15 n w(2). 分配傳動(dòng)比ii i考慮潤滑條件等因素，初定i4.6i 3.34. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1). 各軸的轉(zhuǎn)速錯(cuò)誤！未找到引用源。 軸nnm1430 r minnn錯(cuò)誤！未找到引用源。 軸310.87 r minin94.20 r min錯(cuò)誤！未找到引用源。 軸ni卷筒軸nw n94.20 r min2). 各軸的輸入功率錯(cuò)誤！未找到引用源。 軸P Pd1 3 1.9

7、5kwi15 .0i4.6i3.3n 1430 r min n 310.87r minn94.20r minnw94.20 r min錯(cuò)誤！未找到引用源。軸PP 121.854kw錯(cuò)誤！未找到引用源。軸PP121.762kw卷筒軸P卷P134 1.649kw3）. 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 Td 為T d9. 5510 6Pd1 .34104Nmmn m錯(cuò)誤！未找到引用源。 軸TT d1 31 .31104Nmm錯(cuò)誤！未找到引用源。 軸 TT1i5.73104 N mm2錯(cuò)誤！未找到引用源。 軸 TT1 2 i1.797 105 Nmm卷筒軸 T卷T13 41.682105 Nmm將上

8、述計(jì)算結(jié)果匯總與下表，以備查用。軸名功率 P/kw轉(zhuǎn)矩 T/(N mm) 轉(zhuǎn)速 n/(r/min)傳動(dòng)比 i效率錯(cuò)誤！1.951.3110414304 60.95未找到引用源。軸錯(cuò)誤！1.8545.73104310.87未找3.30.96到引用源。P1.95kwP1.854 kwP1.762kwP卷1.649kw軸錯(cuò)誤！1.7621.79710594.20未找10.98選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)到引用源。8 級精度軸小齒輪材料卷筒軸1.6491.68210594.2045 鋼（調(diào)質(zhì)）大齒輪材料45 鋼(調(diào)質(zhì) )5. 齒輪的設(shè)計(jì)z125一第一級齒輪計(jì)算z2821) 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)

9、,1) 按簡圖所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。(2) 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8 級精度。(3) 材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)表 6.1 選擇小齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。(4) 選小齒輪齒數(shù) z125 ，則大齒輪齒數(shù) z2i z1822) 初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸(1) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 : 先由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。(2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，即d1t 2.323KT1 u 1( ZE)2du H1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值. 試選載荷系數(shù) K t 1.3 。

10、. 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T9.55 106 P5.696 104 Nmm1n2 . 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 6.5選取齒寬系數(shù)d 1。1 . 由機(jī)械設(shè)計(jì)表6.3查得材料的彈性影響系數(shù) ZE189.8MPa 2 。 . 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.8b 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限H lim 1635MPa ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 H lim 2585MPa 。 . 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160n jLh7.16 1082N 2N12.17108i . 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.6取接觸疲勞壽命系數(shù) K HN 1 0.93； K HN2 0.98 。 . 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力d1t50.95mm取安全系數(shù) S=1H

11、1K HN1lim 10.93635MPa590.55MPaSv 0.83 m sH 2KHN2lim 20.98585MPa573.3MPaSK V1.052. 計(jì)算 . 試 算 小 齒 輪 分 度 圓 直 徑 d1t ， 代 入 K A1H中較小的值。d1t 2.323KT1u 1( ZE )250.95mmK1.17duH . 計(jì)算圓周速度 vvd1t n20.83 m sK1.2360 1000 . 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v 0.82m s ， 級精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.10查得動(dòng)載系數(shù)K V1.05d150.02m；8由機(jī)械設(shè)計(jì)表6.2 查得使用系數(shù) K A 1；由機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.13 用插

12、值法查得小齒輪非對稱分布時(shí)， K1.17 ；m2.5mm故載荷系數(shù)KKAKV K1.23IV. 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑d1 d1t 3K50.02mmK t(3) 計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸1. 計(jì)算模數(shù)d1m2.0008mm ，按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù) m=2.5 mm z12. 計(jì)算分度圓直徑d1z1m 62.5mmd2z2 m 205mm3. 計(jì)算中心距ad1 d2133.75mm24. 計(jì)算齒輪寬度bd d162.5mm取 B2 65mm， B1 70mm 。5. 計(jì)算齒高h(yuǎn)=2.25m=5.625mmd162.5md2205mma133.75mB265mmB170mmh=5.625m

13、m(3). 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式 6.12 ，F(xiàn)2KT1YFa YSaFz 2m3d 11. 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值. 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 6.9b 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限F lim 1225MPa ；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限F lim 2220MPa ；. 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.7 取彎曲疲勞壽命系數(shù) K FN 10.95， KFN20.93 ； . 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 ，應(yīng)力修正系數(shù) YST=2.0K FN 1YSTF lim 1305.4MPaF 1SKFN 2YSTF lim 2292.3MPaF 2S.查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)；由機(jī)械設(shè)計(jì)表6.4 查得 Y

14、Fa12.62 ； YFa 22.21YSa11.59 ； YSa21.773. 計(jì)算大、小齒輪的 YFa YSa 并加以比較；F YFa 1YSa10.014， YFa 2YSa20.013 F1F 2 小齒輪的數(shù)值較大。2. 校核計(jì)算21.235.6961042.621.59F 112522.53MPa 59.77MPaF1二第二級齒輪的計(jì)算（ 1) 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1) 按簡圖所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。(2) 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8 級精度。(3) 材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)表 6.1 選擇小齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大

15、齒輪為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。(4) 選小齒輪齒數(shù) Z1=24，則大齒輪齒數(shù) Z2=892) 初步設(shè)計(jì)齒輪主要尺寸(1) 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 : 先由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。(2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，即d1t 2.323KT1 u 1( ZE)2du H2 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值. 試選載荷系數(shù) K t1.3 。. 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T9.55 106 P5.696 104 Nmm1n2 . 由機(jī)械設(shè)計(jì)表6.5選取齒寬系數(shù)d 1。1 . 由機(jī)械設(shè)計(jì)表6.3查得材料的彈性影響系數(shù) ZE189.8MPa 2 。 . 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖

16、6.8b 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限H lim 1635MPa ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 H lim 2585MPa 。 . 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N160n jLh7.16 1082N 2N12.17108Ft1750 Ni . 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 6.6取接觸疲勞壽命系數(shù) K HN 10.93； K HN2 0.98。Fr636.9N . 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力Fa0取安全系數(shù) S=1K HN1lim 1H 1SKHN2lim 2H 2S0.93635MPa590.55MPa0.98585MPa573.3MPa2. 計(jì)算 . 試 算 小 齒 輪 分 度 圓 直 徑 d1t，代入H中較小的值

17、。d1t 2.323KT1 u1( ZE )250.95mmdu H . 計(jì)算圓周速度 vd1t n2d30mmv0.83 m s601000.計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v0.82m s ，8 級精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.10 查得動(dòng)載系數(shù) K V1.05 ；由機(jī)械設(shè)計(jì)表6.2 查得使用系數(shù) K A 1；由機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.13 用插值法查得小齒輪非對稱分布時(shí)， K1.17 ；故載荷系數(shù)KKAKV K1.23IV. 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑d1 d1t 3K50.02mmK t(3) 計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸1. 計(jì)算模數(shù)d1m2.0008mm ，按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù) m=2.5 mm z12. 計(jì)算分度

18、圓直徑d1z1m 62.5mmd2z2 m 205mm3. 計(jì)算中心距ad1 d2133.75mm24. 計(jì)算齒輪寬度bd d162.5mm取 B2 65mm， B1 70mm 。5. 計(jì)算齒高h(yuǎn)=2.25m=5.625mml 58mmd 36mmdd -d =45mmd 52mml 8mml 32(3). 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未指定書簽。2KT1YFa YSaF由式 6.12 ， F2d z1m31. 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值. 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 6.9b查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限F lim 1225MPa ；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 F lim 2220MPa ；. 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.7取彎曲疲

19、勞壽命系數(shù) K FN 10.95 ， K FN20.93 ； . 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 ，應(yīng)力修正系數(shù) YST=2.0K FN 1YSTF lim 1305.4MPaF 1SKFN 2YSTF lim 2292.3MPaF 2S.查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)；由機(jī)械設(shè)計(jì)表6.4 查得 YFa12.62 ； YFa 22.21YSa11.59 ； YSa21.773. 計(jì)算大、小齒輪的 YFa YSa 并加以比較；F YFa 1YSa10.014， YFa 2YSa20.013 F1F 2 小齒輪的數(shù)值較大。2. 校核計(jì)算F 12 1.23 5.696104 2.6

20、2 1.59 MPa 59.77MPaF112522.53(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)尺寸按機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.26 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(dòng)軸承和傳動(dòng) .6. 滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)( 一). 軸的設(shè)計(jì). 輸出軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T由上可知P1.762kw ， n94.20r min ， T1.797105Nmm . 求作用在齒輪上的力因已知低速大齒輪的分度圓直

21、徑d2mz22.582 205mm而Ft2T1750 Nd2FrFttan636.9NcosFa0. 初步確定軸的最小直徑材料為 45 鋼，正火處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.3 ，得dminC 3P28.16 mm ，由于鍵槽的影響，故 dmin 1.06dmin29.85mmn輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑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。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 TcaK A T ，查機(jī)械設(shè)計(jì)表10.1 ，取 K A1.5 ，則：Tca K AT269550 N mm按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊，選用 LX2 型彈性柱銷聯(lián)軸器

22、，其公稱轉(zhuǎn)矩為560000 N mm 。半聯(lián)軸器的孔徑d30 mm ，故取 d30mm ，半聯(lián)軸器長度 L82mm ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L 60mm. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1). 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1). 為保證半聯(lián)軸器軸向定位的可靠性，l 應(yīng)略小于 L ，故取 l =58）處軸肩高h(yuǎn)=(0.070.1）d,故取則 d36 mm2h=3mm, 2).初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承受徑向力，故選用圓錐滾子軸承。按照工作要求并根 據(jù)d 36mm ， 查 手 冊 選 取 型 號 為30208的軸承，其尺寸為dDB40mm80mm 18mm ，故 d d -40 mm3 ）為方便安裝

23、，d 應(yīng)略大于d - ，取 d =45mm4)為使套筒端面可靠的壓緊齒輪，l 應(yīng)略小于齒輪輪轂的寬度 b2, 故取 l 605)齒輪的定位軸肩高度 h=(0.07 0.1 ）d, 取 h=3.5, 取 d 52mm5）參見表 11.6 ，軸環(huán)的寬度 b 1.4h=4.9, 故取 l 8mm6）取 l 327）參考資料， a=10,s=10, 則 l Bsal30mm(2). 軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按 d 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得平鍵截面 b h 14 mm 9mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為45mm ，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸

24、的配額為H 7 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連n6接，選用平鍵為 8mm 7mm 45mm ，半聯(lián)軸器與軸的配合為H 7 。滾動(dòng)軸承與軸的周k 6向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。(3). 確定軸上圓角和倒角尺寸參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，取右軸端圓角 1.6 45 ，左軸端為 1.045 . 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊中查取 a 值。對于 7008AC型角接觸球軸承，由手冊中查得a15mm 。因此。作為簡支梁的軸的支撐跨距L2L346mm46mm92mm 。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做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中可以

25、看出截面C 是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算處的截面 C處的 M H 、 MV 及 M 的值列于下表。載荷水平面H垂直面 V支反力 FFNH 1 480.66N, FNH 2 1311 .97FNV 1 174.95N , FNV 2 477.52 N彎矩 MM H57246.6N mmM V 120836.5 N mm, M V 221536.2N mm,總彎矩M 160920.7 Nmm， M 261163 .56 N mm扭矩 TT179700 Nmm. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度根據(jù)上表數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈

26、動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取0.6 ，軸的計(jì)算應(yīng)力caM 12( T)216.28MPaW前已選定軸的材料為45 鋼，正火處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)表15-1查得 1 55 MPa因此ca1 ，故安全。. 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度(1).判斷危險(xiǎn)截面截面 A， , ,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A, , ,B 均無需校核。從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面和處過盈配合引起的應(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。截面的應(yīng)力集中的影響和截面的相近，但截面不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度

27、校核。截面C 上最然應(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），而且這里軸的直徑最大，故截面C 也不必校核。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)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面左右兩側(cè)即可。(2). 截面左側(cè)抗彎截面系數(shù)W0.1d 30.14539112 .5mm3抗扭截面系數(shù)WT0.2d 30.145318225 mm 3截面左側(cè)的彎矩 M 為M M 1119.127.5119 .146854.2 N mm截面上的扭矩 T 為T179700 N mm截面上的彎曲應(yīng)力Mb5.14 MPaW截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力TT9.86MPaWT軸的材料為4

28、5 鋼，正火處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)表11.2, 得B590 MPa ，1 255MPa ， 1 140 MPa 。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按機(jī)械設(shè)計(jì)附表 3-2 查取。因 r1.600.04 ， D451.125，經(jīng)差值后可查得d4045d402.20 ，1.43又由機(jī)械設(shè)計(jì)附圖 3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為q0.80 ， q0.83故有效應(yīng)力集中系數(shù)為k1q(1)1.816k1q(1)1.3569由機(jī)械設(shè)計(jì) 附圖 3-2的尺寸系數(shù)0.74 ；由附圖 3-3 的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)0.85軸按磨削加工，由附圖2.12 得表面質(zhì)量系數(shù)為0.93軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即q1，則綜合系數(shù)為k11

29、2.53Kk11 1.67K查手冊得碳鋼的特性系數(shù)0.1 0.2 ，取0.1,0.05 0.1 ，取0.05于是，計(jì)算安全系數(shù)Sca 值，則S119 .61KamS116.51KamScaS S12.63 S 1.5S2S2故可知其安全。(3). 截面右側(cè)抗彎截面系數(shù)W0.1d 30.14036400 mm3抗扭截面系數(shù)WT0.2d 30.240312800 mm3截面右側(cè)的彎矩M 為M M119.127.5146854.2 N mm119 .1截面上的扭矩 T 為T179700 N .mm截面上的彎曲應(yīng)力Mb7.32MPaW截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力TT14.04 MPaWT過盈配合處的 k，由附表

30、 1.4 用插值法求出，并取k0.8 k，于是得kk2.4223.027 ，軸按磨削加工，由附圖3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為0.93故得綜合系數(shù)為k11 3.10Kk11 2.50K所以軸在截面右側(cè)的安全系數(shù)為S111.24KamS17.82KamS S6.42 S 1.5ScaS2S2故該軸在截面右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。. 繪制軸的工作圖，如下：( 二). 齒輪軸的設(shè)計(jì). 輸出軸上的功率 P 、轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 T由上可知 P2.25kw ， n444r min ， T4.8410 4 Nmm . 求作用在齒輪上的力因已知低速大齒輪的分度圓直徑d1mz1225 50mm而Ft2T1936 Nd1F

31、rFttan704.6NcosFa0. 初步確定軸的最小直徑材料為45 鋼，正火處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3 ，取A0115 ，于是d minA0 3P19.75mm ，由于鍵槽的影響，故d min1.03d min20.3mmn輸出軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑d ，取 d 22mm ，根據(jù)帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸，取 l 35mm 。. 齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1). 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1). 為了滿足帶輪的軸向定位要求，- 段右端需制出一軸肩，故取- 段的直徑d 26mm ；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的作用，故選用角接觸球軸承。按照工作要求并根據(jù) d

32、26mm ，查手冊選取單列角接觸球軸承 7006AC，其尺寸為 d D B 35mm 62mm14 mm ，故 d d 30 mm ；而 l 28mm 。3).由小齒輪尺寸可知，齒輪處的軸端 - 的直徑 d 54 mm ， l 55mm 。軸肩高度 h 0.07d，故取 h3mm ，則軸環(huán)處的直徑 d d 36mm 。軸環(huán)寬度 b1.4h ，取 l l 6mm 。4).軸承端蓋的總寬度為35mm ( 由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定 ) 。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 l15mm ，故 l 50mm 。5).取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離a8.

33、5mm ，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s ，取 s10.5mm ，已知滾動(dòng)軸承寬度T13mm ，則l Tsal (1310.58.56) mm26mm至此，已初步確定了軸的各段和長度。(2). 軸上零件的周向定位帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d 由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-1 查得平鍵截面bh6mm6mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為27mm 。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6 。(3). 確定軸上圓角和倒角尺寸參考機(jī)械設(shè)計(jì)表15-2 ，取軸端圓角 245 。. 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承的支點(diǎn)位

34、置時(shí)，應(yīng)從手冊中查取 a 值。對于 7008AC型角接觸球軸承，由手冊中查得a13mm。因此。作為簡支梁的軸的支撐跨距 L 2L346.5mm46.5mm93mm 。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做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中可以看出截面C 是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算處的截面 C處的 M H 、 MV 及 M 的值列于下表。載荷水平面 H垂直面 V支反力 FFNH1 484N,FNH2 484NFNV1 176N, FNV 2 176N彎矩 MM H21540 N mmM V 17840Nmm, M V 27840Nmm,總彎矩M 122900 Nmm， M 22290 Nmm扭矩 TT48400 Nmm. 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面 C）的強(qiáng)度。根據(jù)上表數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切