板栗脫殼機(jī)設(shè)計(jì)說明書

西南科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書目錄第一章任務(wù)書 31.1課程設(shè)計(jì)說明 31.1.1題目及原始數(shù)據(jù)的確定 31.1.2課程設(shè)計(jì)的概述 31.2課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 31.2.1運(yùn)動(dòng)簡圖 31.2.2原始數(shù)據(jù) 41.2.3已知條件 41.2.4設(shè)計(jì)工作量 4第二章設(shè)計(jì)步驟 52.1電機(jī)的選擇 52.1.1選擇電機(jī)的類型 52.1.2選擇電機(jī)的容量 52.1.3確定電機(jī)轉(zhuǎn)速 72.2傳動(dòng)轉(zhuǎn)置總體設(shè)計(jì) 92.2.1確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 92.2.2分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 92.2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 102.3V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 122.3.1.確定計(jì)算功率Pca 122.3.2.選擇V帶的帶型 122.3.3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v 132.3.4.確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長度Ld 132.3.5驗(yàn)算小帶輪上的包角 142.3.6計(jì)算V帶的根數(shù)z 142.3.7.計(jì)算單根V帶的初拉力F0 162.3.8.計(jì)算壓軸力Fp 162.3.9.主要設(shè)計(jì)結(jié)論 162.3.10帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 172.4二級(jí)減速器的齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 192.4.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 192.4.2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 282.5傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸承及聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 362.5.1輸入軸的設(shè)計(jì) 362.5.2中間軸的設(shè)計(jì) 422.5.3輸出軸的設(shè)計(jì) 492.6鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 552.6.1輸入軸鍵選擇與校核 552.6.2中間軸鍵選擇與校核 552.6.3輸出軸鍵選擇與校核 552.7軸承的選擇及校核計(jì)算 562.7.1輸入軸的軸承計(jì)算與校核 562.7.2中間軸的軸承計(jì)算與校核 582.7.3輸出軸的軸承計(jì)算與校核 592.8聯(lián)軸器的選擇 612.9減速器的潤滑和密封 612.9.1減速器的潤滑 612.9.2減速器的密封 622.10減速器附件及箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸 632.10.1減速器附件的設(shè)計(jì)與選取 632.10.2減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸 68第三章設(shè)計(jì)總結(jié) 70致謝 71參考文獻(xiàn) 72第一章任務(wù)書1.1課程設(shè)計(jì)說明1.1.1題目及原始數(shù)據(jù)的確定本人因?qū)W號(hào)為，學(xué)號(hào)的個(gè)位數(shù)是2，十位數(shù)是0，學(xué)號(hào)后兩位數(shù)與兩位同學(xué)相同，且我的學(xué)號(hào)排序靠后，故依據(jù)規(guī)定課程設(shè)計(jì)題目是題目10，采用的原始數(shù)據(jù)是該課題的第7組原始數(shù)據(jù)。1.1.2課程設(shè)計(jì)的概述本設(shè)計(jì)為課程設(shè)計(jì)，通過板栗脫殼機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)這個(gè)課題的實(shí)際設(shè)計(jì)，來培養(yǎng)自己理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想和解決實(shí)際工程的問題的能力，加深和鞏固自己的設(shè)計(jì)方面的相關(guān)知識(shí)，達(dá)到了解和掌握基本的機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)過程和方法，并進(jìn)行基本的設(shè)計(jì)技能的訓(xùn)練，如計(jì)算機(jī)繪圖，熟悉《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》等資料，以及相關(guān)數(shù)據(jù)的處理能力。在設(shè)計(jì)的過程中體會(huì)和感悟理論與實(shí)際運(yùn)用的差距，以及運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)解決實(shí)際中產(chǎn)生的問題的樂趣和成就感。我相信這一次獨(dú)立設(shè)計(jì)個(gè)人經(jīng)歷和解決問題的方法、思路將會(huì)為自己大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)和方法。1.2課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1.2.1運(yùn)動(dòng)簡圖圖1-1板栗脫殼機(jī)裝置設(shè)計(jì)學(xué)院名稱制造科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名蒙靜學(xué)號(hào)20085481指導(dǎo)教師陳曉勇1.2.2原始數(shù)據(jù)題號(hào)參數(shù)12345678910工作機(jī)軸上的功率PW

（KW）0.60.650.70.811.21.51.822.5工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速n

（r/min）12141618202225283035每日工作時(shí)數(shù)T

（h）888161616881616使用期限（y）10101010101010888表1-1原始數(shù)據(jù)表1.2.3已知條件（1）作情況：單向轉(zhuǎn)動(dòng),載荷較平穩(wěn)；（2）工作環(huán)境：室內(nèi)；（3）動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓380/220V；

（4）工作機(jī)效率：ηj=0.92（包括脫殼主軸和劃口機(jī)構(gòu)，以及相關(guān)零件的效率損失）；

（5）制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠生產(chǎn)制造，對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸無嚴(yán)格要求，小批量；

（6）V帶傳動(dòng)接近水平布置，中心距約650mm，可以調(diào)整；

（7）鏈傳動(dòng)與水平面夾角為45°，中心距約700mm，可調(diào)。1.2.4設(shè)計(jì)工作量（1）減速器裝配圖1張（A0或A1）；

（2）零件工作圖1～3張；

（3）設(shè)計(jì)說明書1份。第二章設(shè)計(jì)步驟2.1電機(jī)的選擇2.1.1選擇電機(jī)的類型由1.2.3已知條件中的(3)動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓380/220V，（2）工作環(huán)境：室內(nèi)，且該機(jī)械要求氣動(dòng)性能好，擁有較大的轉(zhuǎn)矩，，故可以確定電機(jī)采用：我國新設(shè)計(jì)的Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，電壓380V。2.1.2選擇電機(jī)的容量電機(jī)所需要的工作效率的公式為(2-1)式中:——工作機(jī)所需的工作效率，指工作機(jī)軸上的功率，kW；——由電機(jī)至工作機(jī)軸上的總效率。傳動(dòng)裝置到主軸上的傳動(dòng)總效率應(yīng)為組成傳動(dòng)裝置的各部分運(yùn)動(dòng)副效率的乘積，即(2-2)η1為V帶的效率,η2為軸承的效率,η3為齒輪嚙合傳動(dòng)效率,η4為工作裝置的效率。常用機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副的效率概略值如下表所示表2-1機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副的效率概略值選用V帶η1為0.96,滾子軸承η2為0.98,齒輪嚙合傳動(dòng)效率η3為圓柱齒輪傳動(dòng)中的7級(jí)精度：0.98,鏈傳動(dòng)η4為滾子鏈：0.96工作裝置的效率η5為0.92η工作機(jī)轉(zhuǎn)速n：n=工作機(jī)的功率Pw：P電動(dòng)機(jī)所需工作功率為:Pd表2-2Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)因?yàn)檩d荷較平緩，電機(jī)功率應(yīng)和Pd相差不大，參考Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)（表2-2）給出的功率，所以應(yīng)選用最接近的額定功率為2.22.1.3確定電機(jī)轉(zhuǎn)速表2-3傳動(dòng)比合理范圍經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i0=2~4，二級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比i2=8~40，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i2=2~6，則總傳動(dòng)比合理范圍為ia=32~960，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=ia×n=(32~960)×25根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，查表得出有三種電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此可以設(shè)計(jì)出有三種傳動(dòng)比方案，從而得出下表方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率P(kw）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min電機(jī)重量N傳動(dòng)轉(zhuǎn)置的傳動(dòng)比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)減速器1Y90L-22.230002840250113.62Y100L1-42.21500143034057.23Y112M-62.2100094045037.6表2-4電機(jī)型號(hào)綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為Y100L1-4的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為2.2KW，滿載轉(zhuǎn)速nm=1430r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。其主要性能如下表(表2-5表2-5電機(jī)性能及外形和安裝尺寸型號(hào)額定功率kW滿載時(shí)額定電流A額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩電壓V轉(zhuǎn)速r/min電流A效率%功率因數(shù)Y100L1-42.215005810.8272.02.2380電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸列于下表單位（mm）中心高H外形尺寸L×HD底腳安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑K軸伸尺寸D×E裝鍵部位尺寸F×GD100385×270160×1401228×608×242.2傳動(dòng)轉(zhuǎn)置總體設(shè)計(jì)2.2.1確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為（2-3）式中，nm為電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，r/min；nw為工作機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速，r/min由表1-1可知工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為25r/min，表2-4可知電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速為1430r/min，故i2.2.2分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比根據(jù)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比有V帶傳動(dòng)i0、減速器傳動(dòng)i1和鏈傳動(dòng)i2三部分組成，即式中i0，i1，i2分別為帶傳動(dòng)，i取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為:i12則低速級(jí)的傳動(dòng)比為:i232.2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)傳動(dòng)轉(zhuǎn)置從電機(jī)到工作機(jī)有三軸，故將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為I軸、II軸、III軸，IV軸(工作機(jī)主軸)，以及，，為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比；，，，為相鄰兩軸的傳動(dòng)效率；，，，為各軸的輸入功率(kW)；，，，為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩()；，，，為各軸的轉(zhuǎn)速()；（1）各軸轉(zhuǎn)速：輸入軸：n中間軸：n輸出軸：n工作機(jī)軸：n（2）各軸輸入功率：輸入軸：P中間軸：P輸出軸：P工作機(jī)軸：P則各軸的輸出功率：輸入軸：P中間軸：P輸出軸：P工作機(jī)軸：P（3）計(jì)算各軸輸入、輸出轉(zhuǎn)矩為電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，按照下式計(jì)算：(2-4)電機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)距：T各軸輸入轉(zhuǎn)矩：輸入軸：T中間軸：T輸出軸：T工作機(jī)軸：T則各軸的輸出轉(zhuǎn)矩為：輸入軸：T中間軸：T輸出軸：T工作機(jī)軸：T2.3V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)2.3.1.確定計(jì)算功率Pca工作情況KA空、輕載啟動(dòng)重載啟動(dòng)每天工作小時(shí)數(shù)/h<1010~16>16<1010~16>16載荷變動(dòng)微小1.01.11.21.21.21.3載荷變動(dòng)小1.11.21.31.31.31.4載荷變動(dòng)較大1.21.31.41.41.51.6載荷變動(dòng)很大1.31.41.51.51.61.8表2-6工作情況系數(shù)KA由表2-6查得工作情況系數(shù)KA=1.1；P2.3.2.選擇V帶的帶型表2-7普通V帶選型圖從圖中看出，應(yīng)該選擇A型的V帶，帶輪直徑dd1=75~100mm。2.3.3.確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速v（1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1由表2-7，考慮帶數(shù)不宜過低，以免帶的根數(shù)過多，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=100mm。（2）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。d查表知，取標(biāo)準(zhǔn)值為dd2=200mm。（3）計(jì)算帶速VV=因?yàn)?m/s<V=7.5m/s<30m/s，所以帶速合適。2.3.4.確定V帶的中心距a0和基準(zhǔn)長度Ld（1）根據(jù)已知條件，初步確定中心距a0=650mm，可調(diào)（2）計(jì)算帶所需要的基準(zhǔn)長度L由表2-8選帶的基準(zhǔn)長度Ld=1750mm。表2-8普通V帶基準(zhǔn)長度Ld及帶長修正系數(shù)（3）計(jì)算實(shí)際中心距a0a≈amin=a-0.015Ld≈611mmamax=a+0.03Ld≈690mm所以中心距變化范圍為611~690mm。2.3.5驗(yàn)算小帶輪上的包角α≈2.3.6計(jì)算V帶的根數(shù)z（1）計(jì)算單根V帶的額定功率Pr由dd1=100mm和nm=1460r/min，查表2-9得P0=1.32KW由nm=1460r/min，i0=2和A型帶，查表2-9得ΔP0=0.17kW表2-9單根普通V帶的基本額定功率和額定功率的增量運(yùn)用插值法，查（2-10）表可知：當(dāng)小帶輪包角=171°時(shí)，=0.98。表2-10包角修正系數(shù)查表（2-8）可知：基準(zhǔn)長度=1750mm的A型V帶的帶長修正系數(shù)=1.00。P（2）計(jì)算V帶的根數(shù)zz=PcaPr=2.3.7.計(jì)算單根V帶的初拉力F0由表查得A型帶的單位長度質(zhì)量q=0.105kg/m，所以2.3.8.計(jì)算壓軸力Fp2.3.9.主要設(shè)計(jì)結(jié)論V帶帶型A型V帶根數(shù)2根小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1100mm大帶輪基準(zhǔn)直徑dd2200mmV帶中心距a637.6mm帶基準(zhǔn)長度Ld1750mm小帶輪包角α171°V帶帶速6.9m/s單根V帶初拉力F117.58N壓軸力F468.87N表2-11V帶主要設(shè)計(jì)結(jié)論2.3.10帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.小帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖2-1小帶輪結(jié)構(gòu)圖代號(hào)名稱計(jì)算公式代入數(shù)據(jù)尺寸取值內(nèi)孔直徑d電動(dòng)機(jī)軸直徑DD=28mm28mm分度圓直徑dd1100mmdadd1+2ha100+2×2.75105.5mmd1(1.8~2)d(1.8~2)×2856mmB(z-1)×e+2×f(2-1)×15+2×933mmL(1.5~2)d(1.5~2)×2856mm表2-12小帶輪主要尺寸計(jì)算2.大帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖2-2大帶輪結(jié)構(gòu)圖代號(hào)名稱計(jì)算公式代入數(shù)據(jù)尺寸取值內(nèi)孔直徑d輸入軸直徑DD=23mm23mm分度圓直徑dd2200mmdadd2+2ha200+2×2.75205.5mmd1(1.8~2)d(1.8~2)×2346mmB(z-1)×e+2×f(2-1)×15+2×933mmL(1.5~2)d(1.5~2)×2346mm表2-13大帶輪主要尺寸計(jì)算2.4二級(jí)減速器的齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)2.4.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)1.選材料、精度等級(jí)及齒數(shù)（1）選擇齒輪材料；大小齒輪材料均選用40Cr，小齒輪表面淬火齒面硬度為50~53HRC，大齒輪調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為300HBW。（2）通用減速器，選用7級(jí)精度。（3）確定許用應(yīng)力。（a）許用接觸應(yīng)力：[表2-13齒輪接觸極限應(yīng)力由表2-13得σσ所以應(yīng)該按接觸極限應(yīng)力較小的大齒輪計(jì)算，即只需求出[σ對(duì)于調(diào)質(zhì)處理的齒輪，SH按載荷穩(wěn)定計(jì)算，求輪齒的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N其中j=1,n2=715r/min,t=8×365×N循環(huán)基數(shù)NH由表2-14中查得，當(dāng)硬度為300HBW時(shí)，NHO=2.5×107。因NH>[表2-14N(b)許用彎曲應(yīng)力：[表2-15齒根彎曲極限應(yīng)力由表2-15得σσ取SF=2，單向傳動(dòng)取KPC=1，NFv仍按NH=60jnt計(jì)算得，NF0=4×106，則[[(4)齒輪的工作轉(zhuǎn)矩T(5)初選z1=26，z2=u2z1(6)按齒數(shù)接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：d初步選KtZZZ由L∑min表2-16彈性系數(shù)Z由εαεZ表2-17齒寬系數(shù)?取?dd圓周速度：v=表2-18動(dòng)載荷系數(shù)K表2-19使用系數(shù)K表2-20齒間載荷分配系數(shù)K表2-21載荷分布系數(shù)K由表2-18查得Kv=1.05，由表2-19查得KA=1.25，由表2-20查得KHα=1.36，KFKdm(7)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)下式mK=YY當(dāng)量齒數(shù)zz表2-22齒形系數(shù)曲線根據(jù)上表2-22查得YF1=4.01,YF2=3.75mn對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)；取mn=1mm即可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)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d1=z取z1=34，中心距：α將中心距圓整為94mm。按圓整后的中心距修正螺旋角β因?yàn)棣轮底兓淮?，所以不做?qiáng)度驗(yàn)算。大、小齒輪分度圓直徑：ddb考慮不可避免的安裝誤差，為了保證設(shè)計(jì)齒寬b，一般將小齒輪加寬5~10滿名，即圓整后齒寬取B(8)齒輪參數(shù)總結(jié)和計(jì)算代號(hào)名稱計(jì)算公式高速級(jí)小齒輪高速級(jí)大齒輪模數(shù)m1mm1mm齒數(shù)z34147螺旋角β左15.684°右15.684°齒寬b40mm35mm分度圓直徑d35.315mm152.685mm表2-23高速級(jí)齒輪參數(shù)總結(jié)和計(jì)算2.4.2低速級(jí)直齒圓柱齒輪的計(jì)算1.選材料、精度等級(jí)及齒數(shù)（1）選擇齒輪材料；小齒輪材料均選用40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為300HBW；大齒輪材料選用45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為260HBW。（2）選用7級(jí)精度。（3）確定許用應(yīng)力。（a）許用接觸應(yīng)力：[由表2-13得σσ所以應(yīng)該按接觸極限應(yīng)力較小的大齒輪計(jì)算，即只需求出[σ對(duì)于調(diào)質(zhì)處理的齒輪，SH按載荷穩(wěn)定計(jì)算，求輪齒的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N其中j=1,n2=49.97r/min,t=8×365×N循環(huán)基數(shù)NH由表2-14中查得，當(dāng)硬度為260HBW時(shí)，NHO=1.7×107。因NH>[(b)許用彎曲應(yīng)力：[由表2-15得σσ取SF=2，單向傳動(dòng)取KPC=1，NFv仍按NH=60jnt計(jì)算得，NF0=4×106，則[[(4)齒輪的工作轉(zhuǎn)矩T(5)初選z1=32，(6)按齒數(shù)接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：d初步選Kt=1.5,直齒ZH=2.5，Z所以d圓周速度：v=ε由表2-18查得Kv=1.02，由表2-19查得KA=1.25，由表2-20查得KHα=1.17，KFKdm(7)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)下式mK=直齒Yε=1，YF1[σ因?yàn)?.0169>0.0143,所以選擇大齒輪的值進(jìn)行帶入，即mn對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)；取m=3mm即可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)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d1=101.80mm來計(jì)算應(yīng)有的齒z取z1=34，中心距：α將中心距圓整為221mm。大、小齒輪分度圓直徑：ddb圓整后齒寬取B(8)齒輪參數(shù)總結(jié)和計(jì)算代號(hào)名稱計(jì)算公式低速級(jí)小齒輪低速級(jí)大齒輪模數(shù)m3mm3mm齒數(shù)z34113齒寬b110mm105mm分度圓直徑d102mm339mm表2-24低速級(jí)齒輪參數(shù)總結(jié)和計(jì)算2.5傳動(dòng)軸和傳動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)2.5.1輸入軸的設(shè)計(jì)1.輸入軸上的功率P1、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1P1=1.88KWn1=715r/minT1=25.11×103N?2.求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑d1=35.315mm,螺旋角β=15.684°，則圓周力為:F徑向力為:F軸向力為:F3.初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑d再選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表2-25，取C=112，得：d輸入軸的最小直徑是安裝大帶輪處的軸徑，由于安裝鍵將軸徑增大5%，故選取d12=17mm為輸入軸的最小直徑表2-25軸常用材料的許用切應(yīng)力[τT軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖（1）根據(jù)軸上所需裝配的零件進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)先畫出軸的草圖：圖2-1軸結(jié)構(gòu)方案草圖一①一帶輪段；②一伸出箱體軸段；③一軸承段：④一軸向定位段：⑤一軸環(huán)；⑥一齒輪段；⑦一軸套及軸承段下面就草圖結(jié)構(gòu)和尺寸加以分別說明，在這里先主要考慮軸的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)的徑向尺寸。1）為了滿足大帶輪的軸向定位要求，①－②軸段右端需制出一軸肩，故?、?③段的直徑d23=21mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=15.7mm。大帶輪輪轂寬度L=46mm，為了保證軸端擋圈只壓在大帶輪上而不壓在軸的端面上，故①-②段的長度應(yīng)比大帶輪輪轂寬度L略長一些，現(xiàn)取①段長度L=44mm。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，故選用圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d23=21mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選擇圓錐滾子軸承30205，其尺寸為d×D×T=25×52×16.25mm，故d34=d78=25mm。取擋油環(huán)的寬度為15mm，則l34=l78=16.25+15=31.25mm軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得30205型軸承的定位軸肩高度h=3.5mm，因此，取d45=32mm。3）軸段⑥是安裝齒輪段，從左邊安裝，選階梯軸φ30mm，則齒輪輪轂孔徑的公稱尺寸也為φ30mm。另外，此時(shí)還得考慮軸段⑦上有個(gè)軸套用于齒輪和軸承之間的軸向定位。4）軸段⑤取軸徑φ38mm，即d56=38mm5）根據(jù)軸承端蓋便于裝拆，保證軸承端蓋的外端面與大帶輪右端面有一定距離，取l236）由于齒輪的直徑較小，所以設(shè)計(jì)⑥段的l67=B=40mm，d67=d1=7）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ=15mm，低速小齒輪和高速小齒輪之間的距離c=12mm?？紤]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，已知低速小齒輪的寬度b3=110mm，則LL至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。8）軸的結(jié)構(gòu)5.軸的受力分析和校核1）作軸的計(jì)算簡圖（見圖a）:根據(jù)30205軸承查手冊(cè)得距離壓力點(diǎn)a=13mm帶輪中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L2）計(jì)算軸的支反力：圓周力Ft1=1422.06N，軸向力Fa1垂直面支反力（見圖b）：FF水平面支反力（見圖c）：V帶壓軸力FQ=468.87FF3）計(jì)算軸的彎矩，并做彎矩圖：求垂直面內(nèi)彎矩：M求水平面內(nèi)彎矩：MMM分別作垂直面彎矩圖（圖b）和水平面彎矩圖（圖c）。求合成彎矩：MMM繪出合成彎矩圖（圖d）4）求轉(zhuǎn)矩圖：T軸單向旋轉(zhuǎn)，為脈動(dòng)循環(huán)轉(zhuǎn)矩，取α=0.6。則α繪出轉(zhuǎn)矩圖（圖e）。求當(dāng)量彎矩：MMMM做出當(dāng)量轉(zhuǎn)矩圖（圖f）6）按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度：根據(jù)當(dāng)量彎矩圖可知，軸的危險(xiǎn)截面為裝滾動(dòng)軸承的B處，根據(jù)B處的當(dāng)量彎矩求直徑。根據(jù)齒輪軸材料45鋼，由表2-26查得[σ?1則有：d此處軸徑為φ32，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度（注：計(jì)算W時(shí)，忽略單鍵槽的影響）。表2-26軸的常用材料及其主要力學(xué)性能軸的彎矩受力圖：2.5.2中間軸的設(shè)計(jì)1.求中間軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2P2=1.81KWn2=165.89r/minT2=104.202.求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)大齒輪的分度圓直徑d2=152.685mm,螺旋角β則圓周力為:F徑向力為:F軸向力為:F已知低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為：d3=102mm則:圓周力為F徑向力為F軸向力為F3.初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直徑d再選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表2-25，取C=110，得：d4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖（1）根據(jù)軸上所需裝配的零件進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)先畫出軸的草圖：圖2-2軸結(jié)構(gòu)方案草圖二①一軸套及軸承段；②一齒輪段；③一軸環(huán)：④一齒輪段：⑤一軸套及軸承段下面就草圖結(jié)構(gòu)和尺寸加以分別說明，在這里先主要考慮軸的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)的徑向尺寸。1）初步選擇滾動(dòng)軸承。中間軸最小直徑是安裝滾動(dòng)軸承的直徑d12和d56因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)dmin=24.40mm由軸承產(chǎn)品目錄中選取圓錐滾子軸承32006，其尺寸為d×D×T=30×55×17mm，故d12=d56=30mm2）取安裝大齒輪處的軸段④的直徑d45=40mm；齒輪的左端與左軸承之間采用擋油環(huán)定位。已知高速大齒輪齒輪輪轂的寬度B=35mm，為了可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l45=33mm。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h=(2~3)R，由軸徑d45=40mm。查手冊(cè)，得R=1.6mm，故取h=4mm，則軸環(huán)處的直徑d34=48mm。軸環(huán)寬度b≥1.4h，取l34=12mm。3）右端滾動(dòng)軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得32006型軸承的定位軸肩高度h=3mm，因此，取d23=36mm。4）考慮材料和加工的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)將低速小齒輪和軸分開設(shè)計(jì)與制造。已知低速小齒輪的輪轂寬度為B=110mm，為了使擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l23=108mm。5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ=15mm，低速小齒輪和高速小齒輪之間的距離c=12mm?？紤]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T=17mm，則ll初步確定了軸的各段直徑和長度。5.軸的受力分析和校核1）作軸的計(jì)算簡圖（見圖a）:根據(jù)32006型軸承查手冊(cè)得距離壓力點(diǎn)a=13.1mm低速小齒輪齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L中間軸兩齒輪齒寬中點(diǎn)距離L高速大齒輪齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L2）計(jì)算軸的支反力：圓周力Ft2=1364.90N，軸向力F圓周力Ft3=2043.14N，軸向力Fa垂直面支反力（見圖b）：FF水平面支反力（見圖c）：FF3）計(jì)算軸的彎矩，并做彎矩圖：截面B、C處的水平彎矩：MM截面B處的垂直彎矩：MM截面C處的垂直彎矩：MM分別作水平面彎矩圖（圖c）和垂直面彎矩圖（圖b）。截面B處的合成彎矩：MM截面C處的合成彎矩：MM作合成彎矩圖（圖d）。4）求轉(zhuǎn)矩圖：T軸單向旋轉(zhuǎn)，為脈動(dòng)循環(huán)轉(zhuǎn)矩，取α=0.6。則α繪出轉(zhuǎn)矩圖（圖e）。求當(dāng)量彎矩：MMMM6）按彎扭組合強(qiáng)度條件校核軸的強(qiáng)度：根據(jù)當(dāng)量彎矩圖可知，軸的危險(xiǎn)截面為裝滾動(dòng)軸承的B處，根據(jù)B處的當(dāng)量彎矩求直徑。根據(jù)齒輪軸材料45鋼，由表2-26查得[σ?1則有：d此處軸徑為φ36，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度，并有一定的裕度（注：計(jì)算W時(shí)，忽略單鍵槽的影響）。軸的彎扭受力圖如下：2.6.3.輸出軸的設(shè)計(jì)1、輸出軸上的功率P3、轉(zhuǎn)速n3和轉(zhuǎn)矩T3P3=1.74KWn3=49.97r/minT3=332.54×103N?m2、求作用在齒輪上的力已知低速大齒輪的分度圓直徑為:d4=339mm則圓周力為:F徑向力為F軸向力為F初步確定軸的最小直徑先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2-25，取C=108，得：d輸入軸的最小直徑是安裝小鏈輪處的軸徑，由于安裝鍵將軸徑增大5%，故選取d12=37mm為輸入軸的最小直徑4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖（1）根據(jù)軸上所需裝配的零件進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)先畫出軸的草圖：①一鏈輪段；②一伸出箱體軸段；③一軸承段：④一軸向定位段：⑤一軸環(huán)；⑥一齒輪段；⑦一軸套及軸承段下面就草圖結(jié)構(gòu)和尺寸加以分別說明，在這里先主要考慮軸的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)的徑向尺寸。1）為了滿足小鏈輪輪的軸向定位要求，①－②軸段右端需制出一軸肩，故?、?③段的直徑d23=42mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=47mm。將小鏈輪輪轂寬度設(shè)計(jì)為L=120mm，為了保證軸端擋圈只壓在小鏈輪上而不壓在軸的端面上，故①-②段的長度應(yīng)比小鏈輪轂寬度L略長一些，現(xiàn)?、俣伍L度L12=124mm2）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，故選用圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d23=42mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選擇圓錐滾子軸承32009，其尺寸為d×D×T=45×75×20mm，故d34=d78=45mm,取擋油環(huán)的寬度為15，則L34=20+15=35軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得32009型軸承的定位軸肩高度h=4.5mm，因此，取d45=54mm。3）取安裝齒輪處的軸段⑥-⑦段的直徑d67=50mm；齒輪的右端與右軸承之間采用擋油環(huán)定位。已知低速大齒輪齒輪輪轂的寬度B=105mm，為了可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l67=103mm。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h=(2~3)R，由軸徑d67=50mm。查表，得R=2mm，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑d56=62mm。軸環(huán)寬度b≥1.4h，取l56=10mm。4）根據(jù)軸承端蓋便于裝拆，保證軸承端蓋的外端面與小鏈輪右端面有一定距離，取l23=405）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離Δ=15mm，低速小齒輪和高速小齒輪之間的距離c=12mm?？紤]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)軸承的寬度T=20已知低速小齒輪的寬度B=105mm，則：ll至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。6.軸的受力分析和校核:1）作軸的計(jì)算簡圖（見圖a）:根據(jù)32009軸承查手冊(cè)得a=16.5mm第一段受力中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離L齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離L2）計(jì)算軸的支反力：圓周力Ft4=1961.89N，徑向力垂直面支反力（見圖b）：FF水平面支反力（見