機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的展開式二級圓柱齒輪減速器

1.設(shè)計(jì)目的機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)是機(jī)械原理及設(shè)計(jì)課程的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校期間第一次較全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，在實(shí)現(xiàn)學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要地位。本課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的是：1．綜合運(yùn)用《機(jī)械原理及設(shè)計(jì)》課程及其它有關(guān)先修課程的理論和生產(chǎn)實(shí)踐知識進(jìn)行實(shí)踐，使理論知識和生產(chǎn)知識密切地有機(jī)結(jié)合起來，從而使這些知識得到進(jìn)一步鞏固、加深和擴(kuò)展。2．在設(shè)計(jì)實(shí)踐中學(xué)習(xí)和掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡單機(jī)械的一般設(shè)計(jì)方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題的能力，為以后進(jìn)行的設(shè)計(jì)工作打下初步基礎(chǔ)3．通過設(shè)計(jì)，使學(xué)生在計(jì)算、繪圖、運(yùn)用并熟悉設(shè)計(jì)資料（包括手冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等工程師在機(jī)械設(shè)計(jì)方面必須具備的基本訓(xùn)練進(jìn)行一次訓(xùn)練。2.設(shè)計(jì)任務(wù)書及方案帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的展開式二級圓柱齒輪減速器1）系統(tǒng)簡圖2）工作條件單向運(yùn)轉(zhuǎn)，有輕微振動(dòng)，經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，單班制工作，使用期限5年，輸送帶速度容許誤差為±5%。3）原始數(shù)據(jù)輸送帶拉力F（N）2.6x103輸送帶速度v（m/s）1.0滾筒直徑D（mm）3004）設(shè)計(jì)工作量（1）設(shè)計(jì)說明書2）減速器裝配圖（3）減速器零件

計(jì)算及說明結(jié)果3.電機(jī)選擇和傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1)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系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V.(2)選擇電動(dòng)機(jī)的容量此帶式運(yùn)輸機(jī)，其電動(dòng)機(jī)所需功率為P二耳d耳式中：p—工作機(jī)的有效功率，即工作機(jī)的輸出功率，單位為kW。wns—從電動(dòng)機(jī)到工作輸送帶間的總效率。n是組成傳動(dòng)裝置和工作機(jī)的各部分運(yùn)動(dòng)副或傳動(dòng)副的效率乘積。設(shè)n、為1n,n,n分別為聯(lián)軸器、滾動(dòng)軸承、齒輪傳動(dòng)、及卷筒傳動(dòng)的效率，則234n=n2n毋羽工1234查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表9-1取n=0.99,n=0.98，n=0.97，123n=0.96,則n=0.992x0.984x0.972x0.96=0.8174工Fv1.8x103x1.1一…P—的右站丁土松P==—198kW工作機(jī)的有效功率P="CC="CC—1*98kWw100010001.98kWP1.98kWc…PEJU、〕rh丘匚冃=丁土松P—w——242kWd所以電動(dòng)機(jī)所需功率P一W=cc一—mc”dn0.817s—2.42kW(3)確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速二級圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比1—8~40,工作機(jī)卷筒軸的轉(zhuǎn)速為60x1000v60x1000x1.1“?—一一k/minr\(Ik/minn————/丨丄丄丄丄丄丄?uur/nnnw兀d兀x350所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍為n—in—(8-40)x60rjmin—(480-2400)rjmindSw'所選電機(jī)Y112M-4綜合考慮，決定選用1500^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)械手冊選定電動(dòng)機(jī)型號為Y112M-4,其主要性能如下：電動(dòng)機(jī)型號額定功率/滿載轉(zhuǎn)速/啟動(dòng)轉(zhuǎn)距最大轉(zhuǎn)矩kW(r/min)額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y112M-4414402.22.2主要安裝尺寸及外形尺寸:型號HABCDEFXGDGKBY112M1121901407028608X724122452)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比一.n1440—總傳動(dòng)比為1二m二二24其中n為滿載轉(zhuǎn)速。I工n60mw總傳動(dòng)比分配傳動(dòng)比i二ii總傳動(dòng)比為12考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相近。取i二1-考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相近。取i二1-4i12故i=J1.4i=、1.4x24=5.80245.80=4.14i=5.801=4.142各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)⑴各軸的轉(zhuǎn)速=1440rminII軸14405.80r;min=248.3rminIII軸248.34.1460rmin卷筒軸n

=60rmin(2)各軸的輸入功率I車由p=p耳=2.42kWx0.99=2.39kWTOC\o"1-5"\h\zd1I車由p=pnn=2.39kWx0.98x0.97=2.27kW123III車由p=pnn=2.27kWx0.98x0.97=2.16kW223卷筒軸p=pnn=2.16kWx0.98x0.99=2.10kW卷321(3)各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為

p242kWT=9.55xl06x存二9.55x106x二1.60493x104N-mmdn1440rminmI軸T=T耳=16049.3N-mmx0.99=1.58888x104N-mmd1II軸T=Tq耳i=15888.8x0.98x0.97x5.80=8.76026x104N-mm1231III軸T二Tqqi二87602.6x0.98x0.97x4.14二3.447586x105N?mm2232卷筒軸T=Tqq=344758.6x0.98x0.99=3.34484x105N?mm卷321現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦?軸名功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/(Nmm)轉(zhuǎn)速n(r/min)電機(jī)軸2.421.605x1041440I軸2.391.589x1041440II軸2.278.760x104248.3III軸2.163.448x105460卷筒軸2.103.345x10560齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算1）高速級齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪材料45鋼（齒輪材料45鋼考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪材料：高速級小齒輪選用45#鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪（217~255）HBS取小齒齒數(shù)Z1=21高速級大齒輪選用45#鋼正火，齒面硬度為大齒輪（162~217）HBSZ=iXZ=5.80X21=121.8取Z=1222112齒輪精度按GB/T10095—1998（《機(jī)械設(shè)計(jì)》以下簡稱教材），選擇7級，齒根噴丸強(qiáng)化。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算①設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪要正常工作必須滿足一定的強(qiáng)度以免失效，因此要通過強(qiáng)度計(jì)算來設(shè)計(jì)1717齒輪的尺寸，先分別按齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算出最小分度圓直徑進(jìn)而算出模數(shù)，比較兩者的大小，然后按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取值，再根據(jù)模數(shù)算出最后的分度圓直徑等齒輪尺寸?？紤]到裝配時(shí)兩齒輪可能產(chǎn)生軸向誤差，常取大齒輪齒寬b2=b，而小齒輪寬b]=b+（5?10）mm,以便于裝配。②按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)113>_1±+X113>_1±+X試選K=1.6，初選螺旋角B=14。t教材圖10-30對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，區(qū)域系數(shù)Z二2.433H大齒輪按教圖10-21e小齒輪接觸疲勞極限b二600MPa,大齒輪HlimlbHlim2bHlim2二360MPa，取失效效率100,Sh二1許用接觸應(yīng)力b]=9許用接觸應(yīng)力b]=9護(hù)卄二600MPa，b]=H1SH2H「]b]+b]則b」=—H1h^==480MPah22°Hlim2二360MPaSH1彈性系數(shù)Z=189.8MPa2Edu=-2=5.80,按教材非對稱布置鶴=11轉(zhuǎn)矩T=1.589x104N-mm1于是有小齒輪的分度圓直徑初取小齒輪的分度圓直徑d=38.8mm3>-1112x1.63>-1112x1.6x1.589x1045.80+1(2.5x189.8\2Ixx5.80480丿=38.8mm計(jì)算圓周速度v=旦J=Kx38.8x1440=2.9360x100060x1000齒寬b1=38.8mm模數(shù)m=2.3計(jì)算幾何尺寸齒寬b=Qxd=38.8mm1d1模數(shù)m==2.21mmnt17h=2.25m=2.25x2.21=4.97mmnt66④校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度、3i'2KTYY根據(jù)教材p173m刁1FaSamm忖Z2Q]d1F轉(zhuǎn)矩T=1.589x104N-mm,01d由教材圖10-20取二1.K二1.6,Z二17,Z二9812小齒輪彎曲疲勞oFE1=450MPa,大齒輪oFE2=300MPa取S二1.25,F則0]=FE1F1SF二處二360MPa1.250]=°-FEF2SFr\

~2查教材表10-5得Y二2.97,Y二2.1&Y二1.52,Y二1.79Sa1Sa2Fa1Fa2呼二0.01254,Fa1Sa1—[o]F1大齒輪的數(shù)值較大，選用。、3i'2KTYYI于是有m三1嚴(yán)即mm=3'0Z2[o]d1FYYFa2Sa2[o]F2二21護(hù)二0?016259；2X1?6小89x1°4x0.0162591x172=1.43mm對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，按教材P57GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取m=2mm但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d388d1=38.8mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).于是Z==19.411m取z=201貝yZ=Zi=5.80x20=116211⑤計(jì)算幾何尺寸中心距a=大小齒輪分度圓直徑d廣Z1m=20X2=40mmd=Zm=116x2=232mm22齒輪寬度b=0dd1-40mm由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》以下簡稱指導(dǎo)書，取管45,b2二40齒頂圓直徑d=d+2m=40+4=44mma11最終取模數(shù)m=2mmZ—201Z—1162中心距a=136mmd—40mm1d=232mm2b=40mmb—45mm1b—40mm2齒頂圓直徑d—44mma1d—a2236mm齒根圓直徑d—35mmf1d=

f2227mmd=d+2m=232+4=236d=

f2227mmTOC\o"1-5"\h\za22齒根圓直徑d=d-2.5m=40-2.5x2=35mmf11d=d一2.5m=232一2.5x2=227mmf22低速級齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)齒輪材料、精度、齒數(shù)材料：低速級小齒輪選用45#鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪(197~286)HBS取小齒齒數(shù)Z1=24低速級大齒輪選用45#鋼正火，齒面硬度為大齒輪(156~217)BSZ=Zi=24x4.14=99.36圓整取Z=992122齒輪精度:按教材P168GB/T10095T998,選擇7級，齒根噴丸強(qiáng)化(2)設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)準(zhǔn)則齒輪要正常工作必須滿足一定的強(qiáng)度以免失效，因此要通過強(qiáng)度計(jì)算來設(shè)計(jì)齒輪的尺寸，先分別按齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算出最小分度圓直徑進(jìn)而算出模數(shù)，比較兩者的大小，然后按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取值，再根據(jù)模數(shù)算出最后的分度圓直徑等齒輪尺寸?？紤]到裝配時(shí)兩齒輪可能產(chǎn)生軸向誤差，常取大齒輪齒寬b2=b，而小齒輪寬b1=b+(5~10)mm,以便于裝配。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)3>-11Ke2?，1取K=1.6,標(biāo)準(zhǔn)齒輪Z二2.5Hdu==3>-11Ke2?，1取K=1.6,標(biāo)準(zhǔn)齒輪Z二2.5Hdu==4.14,Z=189.=1

dEd1d>1t75.7mm失效概率取1/100,SH同高速齒輪一樣L]=HT-8.76026x104N-mm2二1,L]+L]心H1h^=480MPa2則有初取b=75.7m=3.153>-11TKe2?izZT■2x1.6x8.76026x104=69.8mm(■2x1.6x8.76026x104=69.8mmxx(480丿計(jì)算幾何尺寸齒寬b=0d=69.8mmd11212d698模數(shù)m=—1==2.9mm241④按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)JI2KTYYm三2FaSamm0Z2[o]

d1F其中T=8.76026x104N?mm,0=1?2d由教材圖10-20取小齒輪彎曲疲勞極限oFE1=450MPa,大齒輪oFE2=300取S二1.25,F則0]=FE1F1SF二蘭0二360MPa1.25m±2.180]=°-FEF2SFc~2鶴二240MPa查教材的表得Y二2.65,Y二2.25,Y二1.6,Y二1.8Fa1Fa2Sa1Sa2亠YY2.65x1.6于是有Fa1Sa1--[o]F1大齒輪的數(shù)值較大，計(jì)算模數(shù)360二0?01178,二F2YY警=0016875選用。2KTYY；2x1.6x8.76026x1042FaSa=3x0.016875二2.02mm\：0Z2[o]d1F對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度

計(jì)算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取m=3mm但為了同時(shí)滿"21x242足接觸疲勞強(qiáng)度,需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d廣75.7mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).Z=698=23.313⑤計(jì)算幾何尺寸；m\Z中心距a=+_厶取Z廣24,Z2=4?14X24=99?36'取Z2=100二）=如型）=186mm大小齒輪分度圓直徑d=Zm=24x3=72mm1=Zm=100x3=300mm2齒輪寬度b=0dd1-72mm《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》以下簡稱指導(dǎo)書，取b=80,b=7512最終m=3mmZ=241Z二1002a=186mmd=72mm1d=300mm2齒寬b=80mm1b=72mm2d=78mma1d=306mma2d=64.5mmf1d=f2292.5mmF二994.29tNFr292.5mmF二994.29tNFr=361.89N切向力Ft2T

——1

d12x2.088x10442二994.29Nd>14.52mm齒頂圓直徑d=d+2m=72+6=78mmal1d=d+2m=300+6=306mmTOC\o"1-5"\h\za22齒根圓直徑d=d-2.5m=72-2.5x3=64.5mmfiid=d一2.5m=300一2.5x3=292.5mmf22軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)⑴高速軸P=3.15kW,n=1440r;min,T=2.088x104N-mmii'i作用在齒輪上的力：小齒輪分度圓直徑d二42mm1LT4型彈性套柱銷聯(lián)軸器LT4型彈性套柱銷聯(lián)軸器6205深溝球軸承l(wèi)=42mmi-iid=20mmi-iil=42mmiid=23mmiii徑向力F=Ftana=994.29xtan20°=361.89Nrta為標(biāo)準(zhǔn)壓力角20°⑵初步確定軸的最小直徑先按教材p241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)IPi'3.15p245取C=112,d>C『j=112x/=14.52mm\n31440'1高速軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的軸頸d為了使所選的軸與聯(lián)軸器吻1一11合,故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號。參考教材p291選擇K=L5A轉(zhuǎn)矩T二KT二1.5x2.088x104二31320N?mmcA1因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，所以查指導(dǎo)書綜合電動(dòng)機(jī)的軸頸選取LT4型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為63Nm,半聯(lián)軸器的孔徑d=20mm,d=20mm,半聯(lián)軸器長度L=62mm,半聯(lián)軸器1一11與軸配合的轂孔長度L二44mm1⑶根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度①為了滿足半聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求，1-11軸段右端需要制出一軸肩,根據(jù)h>0.07d,取h=1.5,故取IITII的直徑d=23mm；左端用軸端11—111擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=25mm,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端上，故I-II的長度應(yīng)比L］略短一些，現(xiàn)取l=42mmi—11

d—30mmw-vd—30mmwld—30mmw-vd—30mmwl—42mmwd—35mmv-vl—30mmii—iiiII—III的6205深溝球軸承。對于選取的深溝球軸承其尺寸為dxDxB=25mmx52mmx15mm,故d=d=25mm.iii=w^—w右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位?高度h>0.07d,取h=2.5mm,因此d=30mmw—v38mm取安裝齒輪處的軸段d帀二30mm;齒輪的右端與左軸承之間采用套筒38mmVI—VUl=w—v定位.已知齒輪轂的寬度為45mm,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=w—vVI—VU103mm2.5,取d=35mm.軸環(huán)寬度b>1.4h，取b=5mm.103mm軸承端蓋的總寬度為10mm(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，考慮軸承座的寬度，故取l=50mm.ii-iii取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離a=12mm,兩圓柱齒輪間的距離c=16mm.考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s,取s=8mm,已知滾動(dòng)軸承寬度B=15mm,低速齒輪輪轂長L=40mm,則l=B+s+a+(45—42)=(15+8+12+3)mm=38mm切—w/—L+c+a—/IV-vV—V—(80+16+12—5)mm—103mm至此，已初步確定了軸的各端直徑和長度.⑷高速軸周向固定根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》p200齒輪和半聯(lián)軸器的軸向H定位均采用平鍵連接。根據(jù)V-W段軸頸由指導(dǎo)書p116查得截面尺寸bXh=8X7o鍵槽用銑刀加工，取長為32mm,為了保證齒輪與軸有良好的對中性，選擇齒輪輪轂與軸的配合為Hn6o半聯(lián)軸器與軸的連接選用平鍵bXhXL=6X6X32,半聯(lián)軸器與軸配合為H7/k6o滾動(dòng)軸承與軸的周向定位靠過渡配合，diwdww的尺寸公差為m6。⑸倒角與圓角由指導(dǎo)書p85軸上的圓角II、III、W、W處R=1.0,v、V處R=1.6.左軸端倒角1.2x45。，右軸端倒角1.6x45。。⑹高速軸結(jié)構(gòu)圖如下J5&?J5&?2）中間軸結(jié)構(gòu)[pi2.99先計(jì)算軸的最小直徑，取C等于110,d—q'T=110x3=24.9mmn256.72最小直徑取25mm,最小直徑為軸承處的直徑，于是也選用深溝球軸承6205,其尺寸為dxDxB=25mmx52mmx15mm。軸的結(jié)構(gòu)圖如下3）輸出軸結(jié)構(gòu)i'pi284最小直徑d—C3‘t=110x3=38.2，選聯(lián)軸器K取1.5,可n\64AY3「KxT3-L5x424.4二636.6N-m計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩，于是選擇LT8,公稱轉(zhuǎn)矩710，孔徑選取45mm,L=112mm,L^二84根據(jù)指導(dǎo)書p120選擇深溝球軸承6211，dxDxB二55x100x21鍵選用bxhxL二18x11x63和bxhxL二14x9x70輸出軸的結(jié)構(gòu)如下

39893.9NmmFF9943x5039893.9Nmm⑶水平面支撐反力F二十==253.6NhiL+L146+50TOC\o"1-5"\h\z23F二F-F二994.3-253.6二740.7NH2tH1c<In],e-1⑷垂直面彎矩M=FxL-92.3x146=13475.8Nc<In],e-1V1V12此軸合理安全M=FxL=296.6x50=14830N-mm此軸合理安全V2V23⑸水平面彎矩M=FxL=253.6x146=37025.6N-mmH1H12危險(xiǎn)截面截面⑷M=FxL=740.7x50=37035N-mm危險(xiǎn)截面截面⑷H2H23⑹總彎矩M=2+M2=；13475.82+37025.62=39401.7Nmm1*V1H1M=<M2+M2=1148302+370352=39893.9N-mm2V2H25）按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核高速軸的強(qiáng)度根據(jù)教材p246，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，取d=0.6c=0:+（叫）2「39893.92+（°.6x2088蘭=15.5MPaeW0.1x302查p246表14-3得[c]=60MP-1ac<C],此軸合理安全。e-16）軸的安全系數(shù)校核⑴判斷危險(xiǎn)截面截面A,II,III,B只受扭矩作用。所以AIIIIIB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W處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，從受載來看，截面C上的應(yīng)力最大?截面"的應(yīng)力集中的影響和截面⑷的相近,但是截面“不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核?截面C上雖然應(yīng)力最大，但是應(yīng)力集中不大，而且這里的直徑最大，故C截面也不必做強(qiáng)度校核，截面W和V顯然更加不必要做強(qiáng)度校核?鍵槽的應(yīng)力集中較系數(shù)比過盈配合的小，因而，該軸只需校核截面⑷左右兩側(cè)即可.⑵截面⑷左側(cè)抗彎系數(shù)W=0.13=0.1x303=2700抗扭系數(shù)W=0.2d3=0.2x303=5400T50一19550一195彎矩M=Mx——=39893.9x-=24335.3N-mm25050轉(zhuǎn)矩T=2.088x104N-mm1

卄4宀丄M24335.3nni彎曲應(yīng)力bb=W^270^=9.01MPaT20880扭轉(zhuǎn)應(yīng)力b二話二三扇二3.87MPa

卄4宀丄M24335.3nni彎曲應(yīng)力bb=W^270^=9.01MPaT20880扭轉(zhuǎn)應(yīng)力b二話二三扇二3.87MPa

tW5400T材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》p187查得。b=637MPab=268MPa,T=155MPa，因-=10=0.04,—=30=1.2ttd25d25查p211表得有效應(yīng)力集中系數(shù)k二1.94,k二1.39bt查p213表取尺寸系數(shù)￡二0.91,8二0.89，取加工表面質(zhì)量系數(shù)bT01二0.93，因軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，表面強(qiáng)化處理系數(shù)02二1故表面質(zhì)量系數(shù)0-0102二0.93，碳鋼受拉伸和扭轉(zhuǎn)平均應(yīng)力折算系數(shù)甲=0.1?0.2,取甲=0.1,甲=0.05?0.1,取甲=0.05bbtt安全系數(shù)[sL1.3~1.5彎曲應(yīng)力幅b=W=9.01MPa，對于轉(zhuǎn)軸是對稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，所以平aW均應(yīng)力bm-0。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅Ta三二罟=1.935'T只考慮彎矩作用時(shí)的安全系數(shù)二t二1.935maS==13bk1.94—b+?bx9.0108abm0.93x0.91b只考慮轉(zhuǎn)矩作用時(shí)安全系數(shù)TS=-k——1——tk+申T08aTmT最后得計(jì)算安全系數(shù)cSS13x46.3“r\\「c]―S=bt==12.5》IS」=1.5所以截面⑷左側(cè)安全。X；'S2+S21132+46.32'bT⑶截面⑷右側(cè)155=46.3x1.935+0.05x1.9350.93x0.891.39左側(cè)S=12.5》kL1.5安全抗彎系數(shù)W=0.1d3=0.1x253=1562.5抗扭系數(shù)W=0.2d3=0.2x253=3125T

彎矩M=Mx50—19.5=39893.9x50—19.5=24335.3N-mm25050轉(zhuǎn)矩T=2.088x104N-mm1=M=器=15.6MPaW1562.5T=―=WT沁二6.68MPa3125材料為45#鋼，調(diào)質(zhì),由《機(jī)械設(shè)計(jì)》p187查得bp二637MPaD30=T=―=WT沁二6.68MPa3125材料為45#鋼，調(diào)質(zhì),由《機(jī)械設(shè)計(jì)》p187查得bp二637MPaD30=0.04,==1.2d25b=268MPa,T=155MPa，因-=10t-1d25查p211表得有效應(yīng)力集中系數(shù)k二1.94,kbt二1.39查p213表取尺寸系數(shù)￡二0.91,￡二0.89，bT取加工表面質(zhì)量系數(shù)01二0.93，因軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，表面強(qiáng)化處理系數(shù)02二1故表面質(zhì)量系數(shù)0-0102二0.93，碳鋼受拉伸和扭轉(zhuǎn)平均應(yīng)力折算系數(shù)q=0.1?0.2,取甲=0.1,甲=0.05?0.1,取甲=0.05bbtt安全系數(shù)[s]=1.3~1.5彎曲應(yīng)力幅b=M=15.6MPa，對于轉(zhuǎn)軸是對稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，所以平W均應(yīng)力b二0。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅tma只考慮彎矩作用時(shí)的安全系數(shù)=t=3.34MPama右側(cè)S=7.2》kL1.5安全268S=二bk—b+qbx15.60￡abm0.93x0.91b1.94=7.5只考慮轉(zhuǎn)矩作用時(shí)安全系數(shù)TS=htk—tTS=htk—t+qt

0￡atm

t最后得計(jì)算安全系數(shù)SS155=26.8x3.34+0.05x3.340.93x0.891.397.5x26.8rI-「S=,bt===7.2》1S」=1.5，所以截面⑷右側(cè)安全。，-S2+S27.52+26.82'bT6.高速軸鍵的校核計(jì)算鍵1：8X32AGB/T1096-2003已經(jīng)選擇：齒輪b=&h=7,L=32.聯(lián)軸器b=6,h=6,L=32111222根據(jù)教材p158已經(jīng)選擇：齒輪b=&h=7,L=32.聯(lián)軸器b=6,h=6,L=32111222根據(jù)教材p158取許用擠壓應(yīng)力L嚴(yán)］二110MPa工作長度l=L一b=32一8=24,l=L一b=32一6=26111222P14T二4x20880二16.6丄]30x7x24p=4T

dhl222兩者都合適，取鍵標(biāo)記為：鍵1：8X32AGB/T1096-2003鍵2：6X32AGB/T1096-2003P2=4x20880二26.8<L]20x6x26p7.高速軸軸承壽命計(jì)算根據(jù)指導(dǎo)書查得已選的深溝球軸承6205的額定動(dòng)載荷C二1.4x104Nr所受軸承力FV1=化=幣第=92.3N23F二F-FV2二361.9-92.3二269.6N鍵鍵2：6X32AGB/T1096-2003L=48728h>5年可見軸承2所受力大于軸承1受力，所以只需算軸承2高速軸選取LT4型彈性套柱銷聯(lián)軸器壽命Lh=106(fC￥60nIfP丿Py106(14000丫60x1440(1.1x788.2丿=48728>43800=5年994.3x50二253.6N146+50TOC\o"1-5"\h\z23二F-F二994.3-253.6二740.7NtH1軸承2當(dāng)量動(dòng)載荷P=F=\：F2+F2=<269.62+740.72=788.2NrvV2H2根據(jù)教材p279取溫度系數(shù)f=1，載荷系數(shù)fp=1.1，￡=3齒輪傳動(dòng)可采用浸油潤滑齒輪傳動(dòng)可采用浸油潤滑聯(lián)軸器的選擇1）輸入軸聯(lián)軸器為了隔離振動(dòng)和沖擊，選用彈性聯(lián)軸器，參考教材P291選擇K二1.5A轉(zhuǎn)矩T二KT二1.5x2.088x104二31320N?mmcA1因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，所以滾動(dòng)軸承采用脂潤滑查指導(dǎo)書綜合電動(dòng)機(jī)的軸頸選取LT4型彈性套柱銷聯(lián)軸器其公稱轉(zhuǎn)矩為63N?m滾動(dòng)軸承采用脂潤滑2）輸出軸聯(lián)軸器取K二1.5，T二KT二1.5x424.4N-m二636.6N-mAcA3因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩，根據(jù)指導(dǎo)書p134選擇LT8彈性聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為710N?m減速器的潤滑和密封1）齒輪的潤滑由于兩對嚙合齒輪中的大齒輪直徑徑相差不大，且它們的速度都不大，低速級大齒輪圓周速度v=也3=nx300x64=1ms<12ms，所以齒60x100060x1000輪傳動(dòng)可采用浸油潤滑，由于齒面接觸應(yīng)力＜500MPa，由指導(dǎo)書p95的表（GB443-1989）選擇L-AN32潤滑油。2）滾動(dòng)軸承潤滑根據(jù)教材p284,由于高速軸滾動(dòng)軸承dn=25x1440=3.6x104mm-r;min《（1.5~2）x105mm-rmin，所以采用脂潤滑，由指導(dǎo)書p96選擇滾珠軸承脂（SY1514—1998）ZGN69-2.3）密封⑴為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度應(yīng)為密封的表面要經(jīng)過刮研。而且