設(shè)計計算說明書模板課程設(shè)計

1、機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計設(shè)計計算說明書設(shè)計題目兩級斜齒圓柱齒輪減速器（）機(jī)電動力與信息工程系機(jī)械工程及自動化專業(yè)10級（2）班學(xué)生姓名杜文龍完成日期指導(dǎo)教師（簽字）目 錄一、初步設(shè)計.011 設(shè)計任務(wù)書012 原始數(shù)據(jù)023 傳動系統(tǒng)方案的擬定02二、電動機(jī)的選擇.031 電動機(jī)的容量選擇032 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速033 電動機(jī)型號的選定03三、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù). . 031 計算總傳動比032 合理分配各級傳動比033 各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩的計算04四 、傳動件設(shè)計計算. . .051 高速級斜齒輪的設(shè)計計算. . .052 低速級斜齒輪的設(shè)計計算. 10五 、軸的設(shè)計141 低速軸

2、的設(shè)計142 中間軸的設(shè)計183 高速軸的設(shè)計21六 、滾動軸承的設(shè)計計算251 低速軸上軸承的計算252 中間軸上軸承的計算253 高速軸上軸承的計算26七 、連接的選擇和計算271 低速軸上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計計算272 中間軸上鍵的設(shè)計計算283 高速軸上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計計算29八 、減速器潤滑方式、潤滑劑及密封方式的選擇301 齒輪的潤滑方式及潤滑劑的選擇302 滾動軸承的潤滑方式及潤滑劑的選擇303 密封方式的選擇31九、 設(shè)計小結(jié)及參考文獻(xiàn)32機(jī)械設(shè)計課程任務(wù)書設(shè)計人 杜文龍 院（系） 機(jī)電動力與信息工程系 專業(yè)（班級） 10級機(jī)械（2）班 學(xué)號120100508134 設(shè)計題目 兩級

3、斜齒圓柱齒輪減速器（） 題號 54 原始數(shù)據(jù)：一、 設(shè)計一個用于帶式運輸機(jī)上的兩級圓柱齒輪減速器1、總體布置簡圖：2、工作條件：輸送機(jī)連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微震動，空載啟動，滾筒效率為0.96，輸送帶工作速度允許誤差為±5%；每年按300個工作日計算，兩班制工作，使用期限為10年，大修期4年，在專門工廠小批量生產(chǎn)。3、原始數(shù)據(jù)：運輸機(jī)卷筒拉力（N）運輸帶速度（m/s）卷筒直徑（mm）帶速允許偏差（%）使用年限（年）工作制度（班/日）19001.7038051024、設(shè)計內(nèi)容：（1）、電動機(jī)的選擇與參數(shù)計算（2）、齒輪傳動設(shè)計計算（3）、軸的設(shè)計（4）、滾動軸承的選擇（5）、鍵和聯(lián)軸

4、器的選擇與校核（6）、裝配圖、零件圖的繪制（7）、設(shè)計計算說明書的編寫5、設(shè)計任務(wù)： 每個學(xué)生應(yīng)完成： （1）減速器總裝配工作圖1張（A0或A1圖紙）; （2）零件工作圖25張（傳動零件如低速軸，低速齒輪，箱體等，根據(jù)設(shè)計方法由教師決定。A2或A3圖紙）。（3）設(shè)計說明書1份（約60008000字）。 完成時間 年 月 日 簽字 主 要 步 驟設(shè) 計 計 算 與 說 明主 要 結(jié) 果一、總體設(shè)計1、電動機(jī)類型選擇2、電動機(jī)的容量選擇3、電動機(jī)轉(zhuǎn)速4、選擇電動機(jī)型號5、總傳動比計算6、傳動比分配7、轉(zhuǎn)速計算8、功率計算9、轉(zhuǎn)矩計算二、高速級齒輪傳動設(shè)計1、選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級2、按

5、齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計4、幾何尺寸計算三、低速級齒輪傳動設(shè)計1、選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計4、幾何尺寸計算四、軸的設(shè)計（一）低速軸III的設(shè)計1、總結(jié)以上數(shù)據(jù)2、求作用的齒輪上的力3、初步確定軸的直徑4、聯(lián)軸器的型號選取5、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度（二）中間軸II的設(shè)計1、總結(jié)以上數(shù)據(jù)2、求作用在齒輪上的力3、初步確定軸的直徑4、選取軸承5、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度（三）高速軸I的設(shè)計1、總結(jié)以上數(shù)據(jù)2、求作用在齒輪上的力3、初步確定軸的直徑4、聯(lián)軸器的型號選取5、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計五、滾

6、動軸承的計算（一）低速軸III上的軸承計算（二）中間軸II上的軸承計算（三）高速軸I上的軸承計算六、連接的選擇和計算（一）低速軸III上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計計算1、對連接齒輪與軸的鍵的計算2、對聯(lián)軸器及其鍵的計算（二）中間軸II上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計計算1、對連接小齒輪與軸的鍵的計算2、對連接大齒輪與軸的鍵的計算（三）高速軸I上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計計算1、對連接齒輪與軸的鍵的計算2、對聯(lián)軸器及其鍵的計算七、減速器潤滑方式，潤滑劑及密封方式的選擇1、齒輪的潤滑方式及潤滑劑的選擇2、滾動軸承的潤滑方式及潤滑劑的選擇3、密封方式的選擇八、設(shè)計體會與小結(jié)九、參考文獻(xiàn)一、傳動裝置的總體設(shè)計1、電動機(jī)類型選擇Y系列（

7、IP44）三相異步電動機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V2、電動機(jī)的容量選擇由電動機(jī)至運輸帶的傳動總效率為0.80（其中：1聯(lián)軸器的傳動效率0.99；2滾動軸承的傳動效率0.98；3圓柱齒輪的傳動效率0.96；4滾筒的傳動效率0.96）故電動機(jī)所需的功率為4.04KW3、電動機(jī)轉(zhuǎn)速85.48r/min總傳動比840，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為683.843419.24、選擇電動機(jī)型號根據(jù)上面所述以及綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格及傳動比等，應(yīng)選電動機(jī)型號為Y132S4。同步轉(zhuǎn)速為1500r/min；額定轉(zhuǎn)速為1440r/min；額定功率為5.5KW5、總傳動比計算16.856、傳動比分配聯(lián)軸

8、器的傳動比為1則減速器傳動比為16.85根據(jù)優(yōu)先數(shù)級取高速級齒輪傳動比為4.75；則低速級齒輪傳功比為3.557、各軸轉(zhuǎn)速計算I軸1440r/minII軸303.16r/minIII軸85.40 r/min滾筒軸85.40 r/min8、功率計算I軸輸入功率 4.00KWII軸輸入功率3.76KWIII軸輸入功率3.54KW滾筒軸輸入功率3.43KW9、各軸轉(zhuǎn)矩計算電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為27.56I軸輸入轉(zhuǎn)矩27.28II軸輸入轉(zhuǎn)矩121.91III軸輸入轉(zhuǎn)矩407.16滾筒軸輸入轉(zhuǎn)矩395.03則得傳動裝置運動和動力參數(shù)如下表（注：輸出功率和轉(zhuǎn)矩分別等于各軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩乘軸承效率0.98）表：

9、傳動裝置運功和動力參數(shù)軸名效率P（KW）轉(zhuǎn)矩T（N·）轉(zhuǎn)速（r/min）傳動比效率輸入輸出輸入輸出電動機(jī)軸4.0427.5614401.000.99I軸4.003.9227.2826.731440II軸3.763.68121.91119.47303.164.750.94III軸3.543.47407.16399.0285.403.550.94滾筒軸3.433.36395.03387.1385.401.000.97二、高速級齒輪傳動設(shè)計1、選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級（1）齒輪材料及熱處理小齒輪1選用45號鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)280大齒輪2選用45號鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)240兩者皆為軟齒

10、面（2）精度等級運輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度（3）齒數(shù)選擇小齒輪齒數(shù)20大齒輪齒數(shù)95（4）選取螺距角14°2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計（1）試選1.6（2）由機(jī)械設(shè)計圖1030得區(qū)域系數(shù)2.42（3）由機(jī)械設(shè)計圖1026得0.770.871.64（4）小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 26527.78（5）由機(jī)械設(shè)計表107得齒寬系數(shù)1（6）由機(jī)械設(shè)計表106得彈性系數(shù)189.80（7）由機(jī)械設(shè)計圖1021得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=600MPa大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MPa（8）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（9）由機(jī)械設(shè)計圖1019得

11、接觸疲勞壽命系數(shù)小齒輪接觸疲勞壽命系數(shù)0.88大齒輪接觸疲勞壽命系數(shù)0.92（10）計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1528MPa506MPa517MPa（11）計算小齒輪分度圓直徑36.71mm（12）計算圓周速度2.77m/s（13）計算齒寬及模數(shù)36.71mm1.78mm4.01mm9.15（14）計算縱向重合度1.59（15）計算載荷系數(shù)已知使用系數(shù)1，根據(jù)2.77m/s，7級精度由機(jī)械設(shè)計圖108得動載系數(shù)1.09由機(jī)械設(shè)計表104得1.417由機(jī)械設(shè)計圖1013得1.35由機(jī)械設(shè)計表103得1.2故載荷系數(shù)1.85（16）按實際的載荷校正所得的分度圓直徑38.53

12、mm（17）計算模數(shù)1.873、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計（1） 確定計算參數(shù)1）計算載荷系數(shù)1.772）根據(jù)縱向重合度1.59，由機(jī)械設(shè)計圖1028得 螺旋角影響系數(shù)0.863）計算當(dāng)量齒數(shù)小齒輪當(dāng)量齒數(shù)21.98大齒輪當(dāng)量齒數(shù)104.404）查取齒形系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計表105得）小齒輪齒形系數(shù)2.72大齒輪齒形系數(shù)2.185）查取應(yīng)力校正系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計表105得）小齒輪應(yīng)力校正系數(shù)1.57大齒輪應(yīng)力校正系數(shù)1.796）查取彎曲疲勞強(qiáng)度極限（由機(jī)械設(shè)計圖1020c得）小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限500MPa大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限380MPa7）查取彎曲疲勞壽命系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計圖1018得）小齒輪彎曲疲勞壽

13、命系數(shù)0.88大齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù)0.908）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4得：314.29MPa244.29MPa9）計算大、小齒輪的并加以比較0.013590.01597大齒輪的數(shù)值大（2）設(shè)計計算1.22mm對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)，取1.5mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑38.53mm來計算應(yīng)有齒數(shù)。于是由24.92取25，則118.751194、幾何尺寸計算（1）計算中心距111.34mm（2）按圓整后的中心距修正螺旋角15.36°因值改變不多，

14、故參數(shù)、等不必修正（3）計算大、小齒輪的分度圓直徑39.06mm185.93mm（4）計算齒輪寬度39.06mm圓整后取40mm；45mm。（5）主要設(shè)計計算結(jié)果中心距：111.34mm法面模數(shù)：1.5mm螺旋角：15.36°分度圓直徑：39.06mm，185.93mm齒頂圓直徑：42.06mm，188.93mm齒根圓直徑：35.31mm，182.18mm全齒高：3.375mm，3.375mm三、低速級齒輪傳動設(shè)計1、選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級（1）齒輪材料及熱處理小齒輪1選用45號鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)280大齒輪2選用45號鋼，熱處理為調(diào)質(zhì)240兩者皆為軟齒面（2）精度等級運輸

15、機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度（3）齒數(shù)選擇小齒輪齒數(shù)25大齒輪齒數(shù)89（4）選取螺距角14°2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計（1）試選1.6（2）由機(jī)械設(shè)計圖1030得區(qū)域系數(shù)2.42（3）由機(jī)械設(shè)計圖1026得0.770.871.64（4）小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 115610.59（5）由機(jī)械設(shè)計表107得齒寬系數(shù)1（6）由機(jī)械設(shè)計表106得彈性系數(shù)189.80（7）由機(jī)械設(shè)計圖1021得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=600MPa大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MPa（8）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（9）由機(jī)械設(shè)計圖1019得接觸疲勞壽命系數(shù)小

16、齒輪接觸疲勞壽命系數(shù)0.92大齒輪接觸疲勞壽命系數(shù)0.98（10）計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1552MPa539MPa545.5MPa（11）計算小齒輪分度圓直徑58.96mm（12）計算圓周速度0.94m/s（13）計算齒寬及模數(shù)58.96mm2.29mm5.15mm11.45（14）計算縱向重合度1.98（15）計算載荷系數(shù)已知使用系數(shù)1，根據(jù)0.94m/s，7級精度由機(jī)械設(shè)計圖108得動載系數(shù)1.02由機(jī)械設(shè)計表104得1.417由機(jī)械設(shè)計圖1013得1.35由機(jī)械設(shè)計表103得1.2故載荷系數(shù)1.73（16）按實際的載荷校正所得的分度圓直徑60.52mm（17）

17、計算模數(shù)2.353、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計（2） 確定計算參數(shù)1）計算載荷系數(shù)1.662）根據(jù)縱向重合度1.98，由機(jī)械設(shè)計圖1028得 螺旋角影響系數(shù)0.863）計算當(dāng)量齒數(shù)小齒輪當(dāng)量齒數(shù)27.47大齒輪當(dāng)量齒數(shù)97.804）查取齒形系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計表105得）小齒輪齒形系數(shù)2.62大齒輪齒形系數(shù)2.205）查取應(yīng)力校正系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計表105得）小齒輪應(yīng)力校正系數(shù)1.59大齒輪應(yīng)力校正系數(shù)1.786）查取彎曲疲勞強(qiáng)度極限（由機(jī)械設(shè)計圖1020c得）小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限500MPa大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限380MPa7）查取彎曲疲勞壽命系數(shù)（由機(jī)械設(shè)計圖1018得）小齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù)0.88

18、大齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù)0.908）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4得：314.29MPa244.29MPa9）計算大、小齒輪的并加以比較0.013250.01603大齒輪的數(shù)值大（2）設(shè)計計算1.59mm對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的法面模數(shù)，取2mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑60.52mm來計算應(yīng)有齒數(shù)。于是由29.36取30，則106.51074、幾何尺寸計算（1）計算中心距141.24mm（2）按圓整后的中心距修正螺旋角13.68°因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正（

19、3）計算大、小齒輪的分度圓直徑61.86mm220.62mm（4）計算齒輪寬度61.86mm圓整后取62mm；67mm。（5）主要設(shè)計計算結(jié)果中心距：141.24mm法面模數(shù)：2mm螺旋角：13.68°分度圓直徑：61.86mm，220.62mm齒頂圓直徑：65.86mm，224.62mm齒根圓直徑：57.36mm，216.12mm全齒高：8.5mm，8.5mm齒輪參數(shù)表格（除齒數(shù)未注尺寸：mm）名稱小齒輪1大齒輪2小齒輪3大齒輪4模數(shù)1.51.522齒數(shù)2511930107螺旋角15.36°15.36°13.68°13.68°分度圓直徑39.

20、06185.93 61.86220.62齒寬40456267中心距111.34141.24四、軸的設(shè)計（一）低速軸III的設(shè)計1、總結(jié)以上數(shù)據(jù)功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪分度圓直徑壓力角3.54KW407.16N·m85.40r/min220.62mm20°2、求作用在齒輪上的力3684.71N1380.28N896.74N3、初步確定軸的直徑由機(jī)械設(shè)計式152初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。由機(jī)械設(shè)計表153取112，于是得38.76mm此軸的最小直徑分明是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑。為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，固需同時選取聯(lián)軸器的型號。4、聯(lián)軸器的

21、型號選取由機(jī)械設(shè)計表141得1.3則529.308 按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)或手冊，選用HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為630。半聯(lián)軸器的孔徑40mm，故取=42mm，半聯(lián)軸器的長度112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度84mm。5、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）軸向定位要求軸段右端要求制出一軸肩，取112mm，且=42mm，段的直徑43mm，50mm，因為段軸要做一個軸肩，所以取45mm，19mm；段安裝軸承，右端用軸端擋圈定位，左端用軸肩定位，按軸端直徑取擋圈直徑51mm，53mm，4mm。2）考慮到軸承

22、同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用圓錐滾子軸承，又根據(jù)43mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的圓錐滾子軸承30209。查手冊可知45mm，19mm，所以19mm。因為段軸也要安裝一個相同軸承，故45mm，72mm，與段軸相配合的軸承其右端需要軸肩來軸向定位，所以段軸的直徑比段軸要稍微小一些，這里取43mm，50mm。3）段也可為輸出端，故也可安裝聯(lián)軸器，所以42mm，112mm。4）取安裝大齒輪處的軸段段軸的直徑49mm，齒輪的右端與右軸承之間采用套筒定位，已知齒輪的輪轂的寬度為67mm，為了使套筒能可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取65mm。5）軸承透蓋的總寬

23、度為20mm，根據(jù)軸承的拆裝及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取透蓋外端面與聯(lián)軸器的距離為30mm。至此已初步確定軸得長度。（3）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位都采用平鍵連接。按由機(jī)械設(shè)計表61查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為56mm，同時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的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為。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。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸由機(jī)械設(shè)計表152，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑為。（5）求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖。在確定軸承

24、的支點位置時，應(yīng)從手冊中查取值。對于30209型圓錐滾子軸承，由手冊中查得18.6mm。因此，作為簡支梁的軸的支撐跨距137mm。根據(jù)軸的計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是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算出的截面處的、及的值計算于下。因為已經(jīng)計算出：3684.71N1380.28N896.74N所以：1）水平面支反力2555.09N1129.62N2）垂直面支反力1130.59N249.69N3）水平面彎矩107313.784）垂直面彎矩47484.7823720.555）總彎矩117350.12109904.106）扭矩6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時

25、，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強(qiáng)度。根據(jù)機(jī)械設(shè)計式155及上述的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取0.6，軸的計算應(yīng)力：23.04MPa前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計表151得60MPa。因此，故安全。（二）中間軸II的設(shè)計1、總結(jié)以上數(shù)據(jù)功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪分度圓直徑壓力角3.76KW121.91N·m303.16r/min185.93mm61.86mm20°2、求作用在齒輪上的力1）作用在大齒輪上的力1311.35N494.97N360.22N2）作用在小齒輪上的力3941.48N1476.47N959.37N3、

26、初步確定軸的直徑由機(jī)械設(shè)計式152初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。由機(jī)械設(shè)計表153取112，于是得25.93mm此軸的最小直徑分明是安裝軸承處軸的最小直徑。為了使所選的軸的直徑與軸承的孔徑相適應(yīng)，固選取軸承的型號。4、選取軸承初步選取滾動軸承。選30206圓錐滾子軸承；通過查手冊可知30206圓錐滾子軸承30mm，16mm，所以16mm，30mm。5、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度由低速軸III的設(shè)計知，軸的總長度為：164mm（此為低速軸III在箱體中的軸長）1）段軸我們?nèi)?9mm，30mm。與段軸相配合的圓錐

27、滾子軸承，右端采用套筒進(jìn)行軸向定位。2）段軸要與齒輪配合，故要有一個軸肩，所以36mm；又由于大齒輪齒寬62mm，根據(jù)與齒輪相配合部分的軸段長度一般應(yīng)比輪轂長度短mm，所以60mm。3）為了實現(xiàn)齒輪的右端的軸向定位，應(yīng)將段軸的直徑比段稍微大一些，這里取其直徑為39mm；由于段軸主要是起軸肩的作用，故其長度要短些，這里取8mm。4）段軸要與小齒輪相配合，且為能利用的軸肩，所以此段軸的直徑要比段軸要小一些，這里我們?nèi)?6mm；由于小齒輪的齒寬為45mm，根據(jù)與齒輪相配合部分的軸段長度一般應(yīng)比輪轂長度短mm，所以取43mm。5）段軸與之相配合的零件是套筒和軸承，套筒主要實現(xiàn)大齒輪和圓錐滾子軸承的軸向

28、定位，軸承的直徑和長度與軸最左端的軸承一樣，故30mm，21mm。（3）軸上零件的周向定位齒輪、軸的周向定位都采用平鍵連接。按由機(jī)械設(shè)計表61查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為50mm；按由機(jī)械設(shè)計表61查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為36mm，同時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的配合為。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。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸由機(jī)械設(shè)計表152，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑為。（5）求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置時，應(yīng)從手冊中查取值。對于30206型圓錐滾子軸

29、承，由手冊中查得13.8mm。因此，作為簡支梁的軸的支撐跨距145mm。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。因為已經(jīng)計算出：（1）作用在齒輪上的力1）作用在大齒輪上的力1311.35N494.97N360.22N2）作用在小齒輪上的力3941.48N1476.47N959.37N所以：1）水平面支反力5252.83N2943.06N 2309.77N2）垂直面支反力1476.47N869.49N 112.01N3）水平面彎矩150096.0679681.074）垂直面彎矩44343.993864.355）總彎矩156509.4879774.726）扭矩6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核

30、時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強(qiáng)度。根據(jù)機(jī)械設(shè)計式155及上述的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取0.6，軸的計算應(yīng)力：37.03MPa前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計表151得60MPa。因此，故安全。（三）高速軸I的設(shè)計1、總結(jié)以上數(shù)據(jù)功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速齒輪分度圓直徑壓力角4.00KW27.28N·m1440r/min39.06mm20°2、求作用在齒輪上的力1396.83N527.24N383.70N3、初步確定軸的直徑由機(jī)械設(shè)計式152初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。由機(jī)械設(shè)計表153取11

31、2，于是得15.74mm此軸的最小直徑分明是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑。為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，固需同時選取聯(lián)軸器的型號。4、聯(lián)軸器的型號選取由機(jī)械設(shè)計表141得1.3則35.464 按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)或手冊，選用TL4型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為63。半聯(lián)軸器的孔徑20mm，故取=20mm，半聯(lián)軸器的長度52mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度38mm。5、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）軸向定位要求軸段右端要求制出一軸肩，取52mm，且=20mm，段的直徑22mm，50mm，因為段軸要做一

32、個軸肩，所以取25mm；段安裝軸承，右端為高速軸I上的小齒輪，安裝套筒頂住齒輪，所以102mm。2）考慮到軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用圓錐滾子軸承，又根據(jù)22mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的圓錐滾子軸承30205。查手冊可知25mm，15mm，所以102mm。因為段軸也要安裝一個相同軸承，故25mm，15mm，與段軸相配合的軸承其左端需要擋圈來軸向定位，所以段軸的直徑比段軸要稍微大一些，這里取31mm，3mm。3）段也可為輸出端，故也可安裝聯(lián)軸器，所以20mm，52mm。22mm，50mm。4）取安裝小齒輪處的軸段段軸的直徑29mm，齒輪的右端采用擋圈定位，

33、擋圈的直徑要比齒輪的直徑略大，取33mm，3mm，已知齒輪的輪轂的寬度為40mm，為了使套筒能可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取38mm。5）軸承透蓋的總寬度為20mm，根據(jù)軸承的拆裝及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取透蓋外端面與聯(lián)軸器的距離為30mm。至此已初步確定軸得長度。（3）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位都采用平鍵連接。按由機(jī)械設(shè)計表61查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為32mm，同時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的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為。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

34、的直徑尺寸公差為。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸由機(jī)械設(shè)計表152，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑為。（5）求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置時，應(yīng)從手冊中查取值。對于30205型圓錐滾子軸承，由手冊中查得12.5mm。因此，作為簡支梁的軸的支撐跨距127mm。根據(jù)軸的計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是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算出的截面處的、及的值計算于下。因為已經(jīng)計算出：1396.83N527.24N383.70N所以：1）水平面支反力357.46N1039.37N2）垂直面支反力184.77N324.47N3）水平面彎

35、矩33779.974）垂直面彎矩17460.7710545.285）總彎矩38025.8435357.706）扭矩6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強(qiáng)度。根據(jù)機(jī)械設(shè)計式155及上述的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取0.6，軸的計算應(yīng)力：16.97MPa前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計表151得60MPa。因此，故安全。五、滾動軸承的計算（一）低速軸III上的軸承計算在前面計算軸時采用30209號圓錐滾子軸承，其主要參數(shù)如下：基本額定靜載荷：83.5KN基本額定動載荷：67.8KN2555.09N11

36、29.62N1130.59N249.69N由上可知軸承左端所受的載荷遠(yuǎn)大于右端的載荷，所以只需對左端軸承進(jìn)行校核，如果左端軸承滿足要求，右端軸承必滿足要求。（1）求比值軸承所受徑向力：2794.05N（2）初步計算當(dāng)量動載荷按照機(jī)械設(shè)計表135得1，0，按照機(jī)械設(shè)計表136得，取。則：3073.46N（3）驗算軸承的壽命按要求軸承的最短壽命為：48000（工作時間）根據(jù)機(jī)械設(shè)計式135得（對于滾子軸承）5875768.02h因為所以所選的軸承滿足要求。（二）中間軸II上的軸承計算在前面計算軸時采用30206號圓錐滾子軸承，其主要參數(shù)如下：基本額定靜載荷：50.5KN基本額定動載荷：43.2KN

37、2943.06N2309.77N869.49N112.01N由上可知軸承右端所受的載荷遠(yuǎn)大于左端的載荷，所以只需對右端軸承進(jìn)行校核，如果右端軸承滿足要求，左端軸承必滿足要求。（1）求比值軸承所受徑向力：3068.81N（2）初步計算當(dāng)量動載荷按照機(jī)械設(shè)計表135得1，0，按照機(jī)械設(shè)計表136得，取。則：3375.69N（3）驗算軸承的壽命按要求軸承的最短壽命為：48000（工作時間）根據(jù)機(jī)械設(shè)計式135得（對于滾子軸承）269513.68h因為所以所選的軸承滿足要求。（三）高速軸I上的軸承計算在前面計算軸時采用30205號圓錐滾子軸承，其主要參數(shù)如下：基本額定靜載荷：37.0KN基本額定動載荷

38、：32.2KN357.46N1039.37N184.77N324.47N由上可知軸承右端所受的載荷遠(yuǎn)大于左端的載荷，所以只需對右端軸承進(jìn)行校核，如果右端軸承滿足要求，左端軸承必滿足要求。（1）求比值軸承所受徑向力：1088.84N（2）初步計算當(dāng)量動載荷按照機(jī)械設(shè)計表135得1，0，按照機(jī)械設(shè)計表136得，取。則：1197.72N（3）驗算軸承的壽命按要求軸承的最短壽命為：48000（工作時間）根據(jù)機(jī)械設(shè)計式135得（對于滾子軸承）673733.52h因為所以所選的軸承滿足要求。六、連接的選擇和計算（一）低速軸III上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計計算1、對連接齒輪與軸的鍵的計算（1）選擇鍵連接的類型和尺寸

39、一般7級以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A）型。根據(jù)49mm從機(jī)械設(shè)計表61中查得鍵的截面尺寸為：寬度14mm，高度9mm，由于輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長56mm（2）校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼。由機(jī)械設(shè)計表62查得許用擠壓應(yīng)力，取中間值，。鍵的工作長度為42mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度4.5mm。由機(jī)械設(shè)計式61得：所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。鍵的標(biāo)記為2、對聯(lián)軸器及其鍵的計算（1）選擇鍵連接的類型和尺寸根據(jù)42mm從機(jī)械設(shè)計表61中查得鍵的截面尺寸為：寬度12mm，高度8mm，由于輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長90mm

40、（2）校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼。由機(jī)械設(shè)計表62查得許用擠壓應(yīng)力，取中間值，。鍵的工作長度為78mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度4mm。由機(jī)械設(shè)計式61得：所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。鍵的標(biāo)記為（二）中間軸II上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計計算1、對連接小齒輪與軸的鍵的計算（1）選擇鍵連接的類型和尺寸一般7級以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A）型。根據(jù)36mm從機(jī)械設(shè)計表61中查得鍵的截面尺寸為：寬度10mm，高度8mm，由于輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長50mm（2）校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼。由機(jī)械設(shè)計表62查得許用擠壓應(yīng)力，

41、取中間值，。鍵的工作長度為40mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度4mm。由機(jī)械設(shè)計式61得：所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。鍵的標(biāo)記為2、對連接大齒輪與軸的鍵的計算（1）選擇鍵連接的類型和尺寸一般7級以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A）型。根據(jù)36mm從機(jī)械設(shè)計表61中查得鍵的截面尺寸為：寬度10mm，高度8mm，由于輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長36mm（2）校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼。由機(jī)械設(shè)計表62查得許用擠壓應(yīng)力，取中間值，。鍵的工作長度為26mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度4mm。由機(jī)械設(shè)計式61得：所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。鍵的標(biāo)記為（

42、三）高速軸I上鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計計算1、對連接齒輪與軸的鍵的計算（1）選擇鍵連接的類型和尺寸一般7級以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A）型。根據(jù)29mm從機(jī)械設(shè)計表61中查得鍵的截面尺寸為：寬度8mm，高度7mm，由于輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長32mm（2）校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼。由機(jī)械設(shè)計表62查得許用擠壓應(yīng)力，取中間值，。鍵的工作長度為24mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度3.5mm。由機(jī)械設(shè)計式61得：所選的鍵滿足強(qiáng)度要求。鍵的標(biāo)記為2、對聯(lián)軸器及其鍵的計算（1）選擇鍵連接的類型和尺寸根據(jù)20mm從機(jī)械設(shè)計表61中查得鍵的截面尺寸為：寬度6mm，高度6mm，由于輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長45mm（2）校核鍵連接的強(qiáng)度鍵、軸和輪轂的材料都是鋼。由機(jī)械設(shè)計