用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì) 機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)

《用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì) 機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì) 機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)（75頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）1目錄目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)3傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明3電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算7軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.16滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算.38鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算.42聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇.43減速器附件的選擇減速器附件的選擇.44潤(rùn)滑與密封潤(rùn)滑與密封.44設(shè)計(jì)小結(jié)設(shè)計(jì)小結(jié).44參考資料目錄參考資料目錄.45機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）2設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果一、一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)

2、任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上的圓錐圓柱齒輪減速器， 已知帶式運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的圓周力（牽引力）F=2100N，帶速 v=1.3m/s，卷筒直徑 D=320mm，輸送機(jī)常溫下經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。工作壽命 10 年（設(shè)每年工作 300 天） ，一班制。二、傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明傳動(dòng)方案的擬訂及說(shuō)明計(jì)算驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速60 100060 1000 1.377.6 /min320wvnrD選用同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 或 1500r/min 的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，因此傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比約為 13。根據(jù)總傳動(dòng)比數(shù)值，可擬定以下傳動(dòng)方案：圖一三、三、 選擇電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)1）電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)

3、構(gòu)型式按工作要求和工作條件，選用一般用途的 Y（IP44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。77.6 /minwnr機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）3設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2）電動(dòng)機(jī)容量(1)卷筒的輸出功率P2100 1.32.7310001000FvPkw(2)電動(dòng)機(jī)輸出功率dPdPP傳動(dòng)裝置的總效率12 3345 26 式中1、2為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 2-4 查得：V 帶傳動(dòng)1=0.96；滾動(dòng)軸承2=0.988；圓柱齒輪傳動(dòng)3=0.97；圓錐齒輪傳動(dòng)4=0.96；彈性聯(lián)軸器5=0.99；卷筒軸滑動(dòng)軸承6=0.96；則

4、0.96 0.9883 0.97 0.96 0.99 0.99 0.960.81故2.733.360.81dPPkw(3)電動(dòng)機(jī)額定功率edP由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 20-1 選取電動(dòng)機(jī)額定功率4.0edPkw。3）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 2-1查得帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍12 4i ，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍23 6i，圓錐齒輪傳動(dòng)比范圍32 3i，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：2.73Pkw0.813.36dPkw機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）4設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果123931.2 5587.2 /mindnniiir初選同

5、步轉(zhuǎn)速分別為 1000r/min 和 1500r/min 的兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，如下表：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)電動(dòng)機(jī)質(zhì)量(kg)同步滿載1Y132M1-641000960732Y112M-441500144043傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比總傳動(dòng)比V 帶傳動(dòng)二級(jí)減速器12.373.13.9918.564.644兩方案均可行,但方案 1 傳動(dòng)比較小,傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小,因此采用方案 1,選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y132M1-64）電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形,安裝尺寸由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 20-1、表 20-2 查得主要數(shù)據(jù)，并記錄備用。四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)四、

6、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比96012.3777.6mnin2）分配各級(jí)傳動(dòng)比因?yàn)槭菆A錐圓柱齒輪減速器，所以10.253.1ii圓錐圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比2112.373.993.1iii12.37i 13.1i 23.99i 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）5設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3）各軸轉(zhuǎn)速（軸號(hào)見(jiàn)圖一）12123134254960 /min960 /min960310 /min3.131077.6 /min3.9977.6 /minmnnrnnrnnrinnrinnr4）各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)所需功率dP計(jì)算各軸輸入功率，即1212532443235423.36

7、3.36 0.99 0.9883.293.29 0.963.163.16 0.988 0.973.023.02 0.9882.98dPPkwPPkwPPkwPPkwPPkw5）各軸轉(zhuǎn)矩1112223334445553.369550955033.439603.299550955032.739603.169550955097.353103.0295509550371.6677.62.9895509550366.7477.6PTNmnPTNmnPTNmnPTNmnPTNmn項(xiàng)目軸 1軸 2軸 3軸 4軸 5轉(zhuǎn)速(r/min)96096031077.677.6功率(kw)3.363.293.163.0

8、22.98轉(zhuǎn)矩(N*m)33.4332.7397.35371.66366.74傳動(dòng)比113.13.991效率10.9780.960.9580.98812345960 /min960 /min310 /min77.6 /min77.6 /minnrnrnrnrnr123453.363.293.163.022.98PkwPkwPkwPkwPkw1234533.4332.7397.35371.66366.74TNmTNmTNmTNmTNm機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）6設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果五、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算五、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算圓錐直齒輪設(shè)計(jì)已知輸入功率23.29Pkw，小齒輪轉(zhuǎn)速 9

9、60r/min，齒數(shù)比 u=3.1，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命 10 年（設(shè)每年工作 300 天） ，一班制，帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。1、 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度(GB10095-88)2） 材料選擇 由 機(jī)械設(shè)計(jì) （第八版） 表 10-1 選擇小齒輪材料為40rC(調(diào)質(zhì))，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS。3） 選小齒輪齒數(shù)125z ，大齒輪齒數(shù)23.1 2577.5z ，取整278z 。則21783.1225zuz2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公

10、式進(jìn)行試算，即1132.92 ()2(1 0.5)2EtRRHZKTdu（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù)1.8tK 2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩22295.5 10595.5 105 3.2932729960PTNmmn3） 選齒寬系數(shù)0.33R125z 278z 0.33R機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）7設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果4）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim1600HMPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim 2550HMPa5 ） 由 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) （ 第 八 版 ） 表 10-6 查 得 材 料 的 彈 性 影 響

11、 系 數(shù)189.80.5EZMPa6） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)1226060 960 1 (1 8 300 10)1.3824 1091.3824 1094.459 1083.12hNn jLN 7)由 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) （ 第 八 版 ） 圖 10-19 取 接 觸 疲 勞 壽 命 系 數(shù)120.93,0.96HNHNKK8) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得12lim11lim 220.93 6005580.96 550528HNHHHNHHKMPaSKMPaS（2）計(jì)算1） 試算小齒輪分度圓直徑1td，代入H中較小的值11332.92 ()2(1 0.5)2189.8

12、1.8 327292.92 ()264.290.33(1 0.5 0.33)2 3.1528EtRRHZKTdumm2） 計(jì)算圓周速度 v1264.29 9603.23/60 100060 1000td nvm slim1600HMPalim 2550HMPa189.80.5EZMPa121.3824 1094.459 108NN12558528HHMPaMPa164.29tdmm3.23/vm s機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）8設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3） 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)3.23/vm s，7 級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù)1.12vK 直齒輪1HFKK

13、由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-2 查得使用系數(shù)1.25AK 根據(jù)大齒輪兩端支撐，小齒輪作懸臂布置，查機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表得軸承系數(shù)1.25HbeK，則1.51.5 1.251.875HFHbeKKK接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)1.25 1.12 1 1.8752.625AvHHKK K KK 4） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得112.6253364.2972.911.8ttKddmmK5） 計(jì)算模數(shù) m1172.912.9125dmmmz取標(biāo)準(zhǔn)值3mmm6） 計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù)112212113 25753 782343.12arccosarccos17 46182 13.122 1907

14、2 13422 13.122 175122.8622dmzmmdmzmmuuuRdmm 7） 圓整并確定齒寬0.33 122.8640.54RbRmm圓整取249bmm，153bmm2.625K 172.91dmm3mmm12127523417 461872 1342122.86dmmdmmRmm153bmm249bmm機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）9設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)1.25 1.12 1 1.8752.625AvFFKK K KK 2） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)1111222526.25coscos17 461878255.55cos

15、cos72 1342vvzzzz3） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-5 查得齒形系數(shù)12.60FaY22.06FaY應(yīng)力校正系數(shù)11.595saY21.97saY4） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖 20-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1500FEMPa，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限2380FEMPa5） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù)10.88FNK20.94FNK6） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)1.4S ，得1112220.88 500314.291.40.94 380255.141.4FNFEFFNFEFKMPaSKMPaS7）校核彎曲強(qiáng)度2.625K

16、 1226.25255.55vvzz12314.29255.14FFMPaMPa機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）10設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式22(1 0.5)2FaSaFFRKTY YbmZ進(jìn)行校核11111122(1 0.5)22 2.625 32729 2.60 1.59585.7053 32 (1 0.5 0.33)2 25FaSaFRFKTY Yb mZMPa22222222(1 0.5)22 2.625 32729 2.06 1.9729.0749 32 (1 0.5 0.33)2 78FaSaFRFKTYYb mZMPa滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。圓柱斜

17、齒輪設(shè)計(jì)已知輸入功率33.16Pkw，小齒輪轉(zhuǎn)速 310r/min，齒數(shù)比 u=4，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命 10 年（設(shè)每年工作 300 天） ，一班制，帶式輸送機(jī)工作經(jīng)常滿載，空載起動(dòng)，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。1、 選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1） 圓錐圓柱齒輪減速器為通用減速器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度(GB10095-88)2） 材料選擇 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-1 選擇大小齒輪材料均為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，小齒輪齒面硬度為 250HBS，大齒輪齒面硬度為 220HBS。3） 選小齒輪齒數(shù)123z ，大齒輪齒數(shù)24 2392z 4） 選取螺旋角。初選螺旋角142、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)

18、計(jì)1185.70FFM P a222 9 .0 7FFM P a123z ,292z 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）11設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即31321()2tHEtdHKTuZ Zdu (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù)1.6tK 2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩33395.5 10595.5 105 3.1697348310PTNmmn3） 選齒寬系數(shù)1d4） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù)2.433HZ 5） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖 10-26 查得10.765，20.866，則121.6316） 由 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) （ 第

19、 八 版 ） 表 10-6 查 得 材 料 的 彈 性 影 響 系 數(shù)189.80.5EZMPa7） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)1326060 310 1 (1 8 300 10)4.464 1084.464 1081.116 1084hNn jLN 8） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 極 限lim1600HMPa， 大 齒 輪 的 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度 極 限lim 2570HMPa9） 由 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) （ 第 八 版 ） 圖 10-19 取 接 觸 疲 勞 壽 命 系 數(shù)120.95,0.98HNHNKK1.6tK 124.464 1081.116

20、 108NN機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）12設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得12lim11lim 220.95 6005700.98 570558.6HNHHHNHHKMPaSKMPaS12570558.6564.322HHHMPa（2）計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑1td，由計(jì)算公式得313321()22 1.6 973485 2.433 189.8()254.231 1.6314564.3tHEtdHKTuZ Zdumm 2） 計(jì)算圓周速度 v1354.23 3100.88/60 100060 1000td nvm s3）

21、 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù)ntm1111 54.2354.23cos54.23 cos142.29232.252.25 2.295.1554.2310.545.15dttntntbdmmdmmmZhmmmbh 4） 計(jì)算縱向重合度10.318tan0.318 1 23 tan141.824dZ 5）計(jì)算載荷系數(shù)12570558.6HHMPaMPa564.3HMPa154.23tdmm0.88/vm s54.232.295.1510.54ntbmmmmmhmmbh1.824機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）13設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果根據(jù)0.88/vm s，7 級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖

22、 10-8 查得動(dòng)載系數(shù)1.02vK 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-3 查得1.4HFKK由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-2 查得使用系數(shù)1.25AK 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-13 查得1.34FK由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-4 查得1.42HK接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)1.25 1.02 1.4 1.422.53AvHHKK K KK6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得112.533354.2363.181.6ttKddmmK7） 計(jì)算模數(shù)nm11cos63.18 cos142.6723ndmmmZ取3nmmm8） 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距12()(2392) 3177.7

23、82cos2 cos14nzz mamm（2）按圓整后的中心距修正螺旋角12()(2392) 3arccosarccos13 595622 177.78nzz ma因值改變不多，故參數(shù)、HZ等不必修正（3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑2.53K 163.18dmm3nmmm177.78amm13 5956機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）14設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果112223 371.1coscos13 595692 3284.4coscos13 5956nnz mdmmz mdmm（4）計(jì)算齒輪寬度11 71.171.1dbdmm 圓整后取271Bmm176Bmm3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)

24、度1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)1.25 1.02 1.4 1.342.39AvFFKK K KK2） 根據(jù)重合度1.824，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù)0.88Y3） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)12122325.17(cos)3(cos13 5956)392100.69(cos)3(cos13 5956)3vvzzzz4）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 10-5 查得齒形系數(shù)12.62FaY22.18FaY應(yīng)力校正系數(shù)11.59saY21.79saY5） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖 20-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1440FEMPa，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限2425FEMPa6）

25、由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù)10.88FNK1271.1284.4dmmdmm176Bmm271Bmm2.39K 1225.17100.69vvzz機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）15設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果20.92FNK7） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)1.4S ，得1112220.88 440276.571.40.92 425279.291.4FNFEFFNFEFKMPaSKMPaS8） 校核彎曲強(qiáng)度根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式2(cos)223FaSaFFdnKTYY Yzm進(jìn)行校核111112(cos)2232 2.39 97348 0.88 (

26、cos13 5956)2 2.62 1.5968.941 232 1.631 33FaSaFdnFKTYY YzmMPa221222(cos)2232 2.39 97348 0.88 (cos13 5956)2 2.18 1.7964.581 922 1.631 33FaSaFdnFKTYYYZmMPa滿足彎曲強(qiáng)度，所選參數(shù)合適。六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算輸入軸設(shè)計(jì)1、求輸入軸上的功率2P、轉(zhuǎn)速2n和轉(zhuǎn)矩2T23.29Pkw2960 /minnr232.73TNm2、求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)小圓錐齒輪的分度圓半徑為12276.57279.29FFMPaMPa1168.94FFMPa1

27、264.58FFMPa機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）16設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果111(1 0.5)(1 0.5)3 25 (1 0.5 0.33)62.625mRtRddmZmm 而1211232.73 103 2104562.625tancos1045 tan20cos72 1342116tansin1045 tan20sin72 1342362tmrtatTFNdFFNFFN圓周力tF、徑向力rF及軸向力aF的方向如圖二所示圖二1045116362traFNFNFN機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）17設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3、 初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直

28、徑。選取軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 15-3，取0112A ，得303.29min16.89960dAmm，輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑12d，為了使所選的軸直徑12d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(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩2caATK T，查機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取1.3AK ，則21.3 3273042549caATK TNmm查機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 17-4，選 HL1 型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 160000Nmm，半聯(lián)軸器的孔徑120dmm，故取1220dmm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度52Lmm，半聯(lián)軸

29、器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為 38mm。4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案（見(jiàn)圖三）圖三min16.89dmm42549caTNmm1220dmm機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）18設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2 軸段右端需制出一軸肩，故取 2-3 段的直徑2327dmm2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力， 故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)2327dmm，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 15-7 中初步選取 0 基本游隙組， 標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30306

30、， 其尺寸 為307220.75dD Tmmmmmm，345630ddmm， 而3420.75lmm。這對(duì)軸承均采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 15-7 查得 30306 型軸承的定位軸肩高度3.5hmm，因此取4537dmm3）取安裝齒輪處的軸段 6-7 的直徑6725dmm；為使套筒可靠地壓緊軸承，5-6 段應(yīng)略短于軸承寬度，故取5619lmm。4）軸承端蓋的總寬度為 20mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離30lmm，故取2350lmm5）錐齒輪輪轂寬度為 64.86mm，為使套筒端面可靠地壓緊齒輪取67

31、70lmm。6） 由于2baLL，故取45116.76lmm（3）軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按67d由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 6-1查得平鍵截面87bhmmmm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 50mm，同時(shí)為保2327dmm345630ddmm3420.75lmm4537dmm6725dmm5619lmm2350lmm6770lmm45116.76lmm機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）19設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為76Hk；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為 k6。（4）確定軸上圓角和倒

32、角尺寸取軸端倒角為2 455、 求軸上的載荷6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力22()264.712(0.6 32.73)225.050.1 0.033caMTMPaW前已選定軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 15-1 查得1160,caMPa，故安全。6、 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）判斷危險(xiǎn)截面截面 5 右側(cè)受應(yīng)力最大（2）截面 5 右側(cè)載荷水平面 H垂直面 V支反力 F1522.5NHFN133.55NVFN21567.5NHFN282.45NVFN彎矩 M64.71HMNm14.15VM

33、Nm211.34VMNm總彎矩64.7124.15264.84MNm扭矩 T232.73TNm25.05caMPa1ca機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）20設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果抗彎截面系數(shù)0.1 30.1 30327003Wdmm抗扭截面系數(shù)0.2 30.2 30354003TWdmm截面 5 右側(cè)彎矩 M 為64840MNmm截面 5 上的扭矩2T為232730TNmm截面上的彎曲應(yīng)力6484024.012700bMMPaW截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力2327306.065400TTTMPaW軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得11640,275,155BMPaMPaMPa。截面上

34、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)（第八版） 附表3-2 查取。因2.00.06730rd，371.23330Dd，經(jīng)插值后查得1.93,1.55又由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 附圖 3-2 可得軸的材料敏感系數(shù)為0.82,0.85qq故有效應(yīng)力集中系數(shù)為27003Wmm54003TWmm64840MNmm232730TNmm24.01bMPa6.06TMPa機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）21設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1(1)1 0.82 (1.93 1)1.761(1)1 0.85 (1.55 1)1.47kqkq 由 機(jī)械設(shè)計(jì) （第八版） 附圖 3-2 的尺寸系數(shù)0.71， 扭轉(zhuǎn)

35、尺寸系數(shù)0.87。軸按磨削加工，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為0.92軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即1q，則綜合系數(shù)為11.761112.570.710.9211.471111.780.870.92kKkK 又取碳鋼的特性系數(shù)0.1,0.05計(jì)算安全系數(shù)caS值112754.462.57 24.01 0.1 015527.956.066.061.780.05224.46 27.954.401.5224.46227.952amamcaSKSKS SSSSS 故可知安全。中間軸設(shè)計(jì)1、求中間軸上的功率3P、轉(zhuǎn)速3n和轉(zhuǎn)矩3T33.16Pkw3310 /minnr397.35TNm2.

36、571.78KK0.1,0.054.4627.954.401.5caSSSS機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）22設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2、求作用在齒輪上的力已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑113.0918 2371.11tdmzmm而111113122 97.3527380.07111tantan2027381027coscos13 5956tan2738 tan13 5956683tnrtatTFNdFFNFFN已知圓錐直齒輪的平均分度圓半徑222(1 0.5)(1 0.5)3 78 (1 0.5 0.33)195.39mRtRddmZmm 而22222231122 97.359960.

37、19539tancos996 tan20cos72 1342111tansin996 tan20sin72 1342345tmrtatTFNdFFNFFN圓周力1tF、2tF，徑向力1rF、2rF及軸向力1aF、2aF的方向如圖四所示171.11dmm11127381027683traFNFNFN2195.39mdmm222996111345traFNFNFN機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）23設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果圖四3、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40rC（調(diào)質(zhì)） ， 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) （第八版） 表 15-3，取0108A ，得303.16min2

38、5.59310dAmm，中間軸最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑12d和56dmin25.59dmm機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）24設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案（見(jiàn)下圖圖五）（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)125625.59ddmm，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 15-7 中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30306，其尺寸為307220.75dD Tmmmmmm，125630ddmm。這對(duì)軸承均采用套筒

39、進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 15-7 查得 30306 型軸承的定位軸肩高度3.5hmm，因此取套筒直徑37mm。2）取安裝齒輪的軸段234535ddmm，錐齒輪左端與左軸承之間采用125630ddmm234535ddmm機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）25設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果套筒定位， 已知錐齒輪輪轂長(zhǎng)38.5Lmm， 為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取2335lmm，齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度0.07hd，故取4hmm，則軸環(huán)處的直徑為3443dmm。3） 已知圓柱直齒輪齒寬176Bmm，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)

40、略短于輪轂長(zhǎng)，故取4572lmm。4） 箱體一小圓錐齒輪中心線為對(duì)稱軸， 則取123455.67,10.08,lmm lmm5652.75lmm。（3）軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按23d由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 6-1查得平鍵截面108bhmmmm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 22mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為76Hm；圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接，按45d由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 6-1 查得平鍵截面108bhmmmm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 56mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為76Hm；滾動(dòng)

41、軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為 m6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為2 455、 求軸上的載荷2335lmm3443dmm4572lmm123455.6710.08lmmlmm5652.75lmm機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）26設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力22()2166.452(0.6 97.35)241.140.1 0.0353caMTMPaW前已選定軸的材料為40rC（調(diào)質(zhì)） ，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 15-1 查得1170,c

42、aMPa，故安全。7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）判斷危險(xiǎn)截面截面 5 左右側(cè)受應(yīng)力最大（2）截面 5 右側(cè)抗彎截面系數(shù)0.1 30.1 30327003Wdmm抗扭截面系數(shù)0.2 30.2 30354003TWdmm載荷水平面 H垂直面 V支反力 F11673NHFN1309NVFN22061NHFN21225NVFN彎矩 M12102143HHMNmMNm123418.9348.4836.6185.19VVVVMNmMNmMNmMNm總彎矩max4143285.192166.45MMNm扭矩 T397.35TNm41.14caMPa1ca27003Wmm54003TWmm機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)

43、計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）27設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果截面 5 右側(cè)彎矩 M 為94581MNmm截面 5 上的扭矩3T為397350TNmm截面上的彎曲應(yīng)力9458135.032700bMMPaW截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力29735018.035400TTTMPaW軸的材料為40rC，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得11735,355,200BMPaMPaMPa。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)（第八版） 附表 3-2 查取。因2.00.06730rd，351.16730Dd，經(jīng)插值后查得1.90,1.47又由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 附圖 3-2 可得軸的材料敏感系數(shù)為0.82,0.85qq故有效

44、應(yīng)力集中系數(shù)為1(1)1 0.82 (1.90 1)1.741(1)1 0.85 (1.47 1)1.40kqkq 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 附圖 3-2 的尺寸系數(shù)0.71，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)0.87。軸按磨削加工，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為94581MNmm397350TNmm35.03bMPa18.03TMPa機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）28設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果0.92軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即1q，則綜合系數(shù)為11.741112.540.710.9211.401111.700.870.92kKkK 又取合金鋼的特性系數(shù)0.1,0.05計(jì)算安全系數(shù)caS值11

45、3553.992.54 35.030.1 020012.3918.0318.031.740.05223.99 12.393.401.5223.992 12.392amamcaSKSKS SSSSS 故可知安全。（3）截面 5 左側(cè)抗彎截面系數(shù)0.1 30.1 3534287.53Wdmm抗扭截面系數(shù)0.2 30.2 35385753TWdmm截面 5 左側(cè)彎矩 M 為94581MNmm2.541.70KK0.1,0.053.9912.393.401.5caSSSS4287.53Wmm85753TWmm94581MNmm機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）29設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果截面 5

46、 上的扭矩2T為397350TNmm截面上的彎曲應(yīng)力9458122.064287.5bMMPaW截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力39735011.358575TTTMPaW過(guò)盈配合處的k，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 附表 3-8 用插值法求出，并取0.8kk，于是得2.13,0.8 2.131.70kk軸按磨削加工，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為0.92故得綜合系數(shù)為1112.1312.220.921111.7011.790.92kKkK 計(jì)算安全系數(shù)caS值113557.252.22 22.060.1 020020.1411.3511.351.700.05227.25 20.146.821

47、.5227.25220.142amamcaSKSKS SSSSS 397350TNmm22.06bMPa11.35TMPa2.221.79KK7.2520.146.821.5caSSSS機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）30設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果故可知安全。輸出軸設(shè)計(jì)1、求輸出軸上的功率4P、轉(zhuǎn)速4n和轉(zhuǎn)矩4T43.02Pkw477.6 /minnr4371.66TNm2、求作用在齒輪上的力已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑223.0918 92284.45tdmzmm而4122 371.662613.20.28445tantan202613.2980.2coscos13 5956tan261

48、3.2 tan13 5956651.5tnrtatTFNdFFNFFN圓周力tF、徑向力rF及軸向力aF的方向如圖六所示2284.45dmm2613.2980.2651.5traFNFNFN機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）31設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果圖六機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）32設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3、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)） ， 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) （第八版） 表 15-3，取0112A ，得3min03.0237.9577.6dAmm，輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑12d，為了使所選的軸直徑12d與聯(lián)軸器

49、的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩2caATK T，查機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 14-1，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取1.3AK ，則21.3 371660483158caATK TNmm查機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 17-4，選 HL3 型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 630000Nmm，半聯(lián)軸器的孔徑140dmm，故取1240dmm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度112Lmm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為84mm。4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案（見(jiàn)圖六）min37.95dmm1240dmm機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）33設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果圖六（2）根據(jù)軸

50、向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2 軸段右端需制出一軸肩，故取 2-3 段的直徑2347dmm，左端用軸端擋圈定位，按軸端擋圈直徑48Dmm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度184Lmm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故 1-2 段的長(zhǎng)度應(yīng)比1L略短些，現(xiàn)取1282lmm。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，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)2347dmm，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 15-7 中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30310，其尺寸為5011029.25dD Tmmm

51、mmm，347850ddmm，而3429.25lmm。左端軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程2347dmm1282lmm2347dmm347850ddmm3429.25lmm機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）34設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果表 15-7 查得 30310 型軸承的定位軸肩高度5hmm，因此取4560dmm；齒輪右端和右軸承之間采用套筒定位，已知齒輪輪轂的寬度為 71mm，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6767lmm。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度0.07hd，故取4hmm，則軸環(huán)處的直徑為5663dmm。軸環(huán)寬度1.4bh，

52、取568lmm。4）軸承端蓋的總寬度為 20mm，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離30lmm，故取2350lmm5） 箱體一小圓錐齒輪中心線為對(duì)稱軸， 則取457874.5,63.75lmm lmm。（3）軸上的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按67d由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表6-1查得平鍵截面1610bhmmmm， 鍵槽用鍵槽銑刀加工， 長(zhǎng)為50mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為76Hm；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵12870mmmmmm，半聯(lián)軸器與軸的配合為76Hm，滾動(dòng)軸承與軸的

53、周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為 k6。（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為2 455、求軸上的載荷4560dmm6767lmm5663dmm568lmm2350lmm457874.563.75lmmlmm機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）35設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果6、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力22()2140.112(0.6 371.66)215.830.1 0.0553caMTMPaW前已選定軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 表 15-1 查得1160,caM

54、Pa，故安全。7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）判斷危險(xiǎn)截面截面 7 右側(cè)受應(yīng)力最大（2）截面 7 右側(cè)抗彎截面系數(shù)0.1 30.1 503125003Wdmm抗扭截面系數(shù)0.2 30.2 503250003TWdmm載荷水平面 H垂直面 V支反力 F1957NHFN1125NVFN21669NHFN21106NVFN彎矩 M116.781HMNm115.246VMNm277.414VMNm總彎矩12116.7812 15.2462117.77116.781277.4142140.11MNmMNm扭矩 T4371.66TNm15.83caMPa1ca125003Wmm250003TWmm機(jī)電工程學(xué)

55、院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）36設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果截面 7 右側(cè)彎矩 M 為69025MNmm截面 7 上的扭矩2T為437166TNmm截面上的彎曲應(yīng)力690255.5212500bMMPaW截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力2371661.4925000TTTMPaW軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得11640,275,155BMPaMPaMPa。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)（第八版） 附表 3-2 查取。因2.00.0450rd，551.150Dd，經(jīng)插值后查得2.00,1.32又由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 附圖 3-2 可得軸的材料敏感系數(shù)為0.82,0.85qq故有

56、效應(yīng)力集中系數(shù)為1(1)1 0.82 (2 1)1.821(1)1 0.85 (1.32 1)1.27kqkq 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 附圖 3-2 的尺寸系數(shù)0.73，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)0.86。軸按磨削加工，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為69025MNmm437166TNmm5.52bMPa1.49TMPa設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果0.92機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）37軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即1q，則綜合系數(shù)為11.821112.580.730.9211.271111.560.860.92kKkK 又取碳鋼的特性系數(shù)0.1,0.05計(jì)算安全系數(shù)caS值1127519

57、.312.58 5.520.1 0155129.231.491.491.560.052219.31 129.2319.101.52219.312 129.232amamcaSKSKS SSSSS 故可知安全。七、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算七、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算輸入軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 15-7 中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30306，其尺寸為307220.75dD Tmmmmmm，362aFN，1.5tan1.5tan11 51350.315e則12523.58,1569.67FrN FrN載荷水平面 H垂直面 V支反力

58、 F1522.5NHFN133.55NVFN21567.5NHFN282.45NVFN2.581.56KK0.1,0.0519.31129.2319.101.5caSSSS12523.581569.67FrNFrN設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果則機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）381122523.58137.4422 0.4 cot11 51351569.67412.0422 0.4 cot11 5135ddFrFNYFrFNY則1212137.44362499.44412.04adaadFFFNFFN則11499.440.954523.58arFeF，22412.040.2631569.6

59、7arFeF則111Pr0.40.4cot0.4 523.580.4 cot11 5135 499.441160.75FrFaN22Pr1569.67rFN則10610655800102.56 1061066060 9601569.673rhrCLhhnP故合格。中間軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 15-7 中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30306，其尺寸為307220.75dD Tmmmmmm，338aFN，1.5tan1.5tan11 51350.315e載荷水平面 H垂直面 V支反力 F11673NHFN1309NVFN2

60、2061NHFN21225NVFN12137.44412.04ddFNFN12499.44412.04aaFNFN1Pr1160.75N2Pr1569.67N2.56 106106hLhh設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果則121701.30,2397.57FrN FrN121701.302397.57FrNFrN機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）39則11221701.30446.5922 0.4 cot11 51352397.57402.7922 0.4 cot11 5135ddFrFNYFrFNY則1212446.59338784.59402.79adaadFFFNFFN則11784.590

61、.4611701.30arFeF，22402.790.1682397.57arFeF則111Pr0.40.4cot0.4 1701.30.4 cot11 5135 784.592174.98FrFaN22Pr2397.57rFN則10610655800101.94 1061066060 3102397.573rhrCLhhnP故合格。輸出軸軸滾動(dòng)軸承計(jì)算初步選擇滾動(dòng)軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)）課程設(shè)計(jì)表 15-7 中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30310，其尺寸為5011029.25dD Tmmmmmm，651.5aFN，1.5tan1.5tan12 57100

62、.345e，12446.59402.79ddFNFN1Pr2174.98N2Pr2397.57N1.94 106106hLhh設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果載荷水平面 H垂直面 V支反力 F1957NHFN1125NVFN21669NHFN21106NVFN機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）40則12965.13 ,2002.20FrN FrN則1122965.13277.4822 0.4 cot12 57102002.20575.6322 0.4 cot12 5710ddFrFNYFrFNY則1212277.48651.5928.98575.63adaadFFFNFFN則11928.980.

63、963965.13arFeF，22575.630.2872002.20arFeF則111Pr0.40.4cot0.4 965.130.4 cot12 5710 928.982001.67FrFaN22Pr2002.20rFN則106106558001014.10 1061066060 77.62002.203rhrCLhhnP故合格12965.132002.20FrNFrN12277.48575.63ddFNFN12928.98575.63aaFNFN1Pr2001.67N2Pr2002.20N14.10 106106hLhh設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)

64、算輸入軸鍵計(jì)算機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）411、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接該 處 選 用 普 通 平 鍵 尺 寸 為6628bh lmmmmmm ， 接 觸 長(zhǎng) 度28622lmm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：0.250.25 6 22 20 120 100079.2pThl dNm 232.73TTNm，故單鍵即可。2、 校核圓錐齒輪處的鍵連接該 處 選 用 普 通 平 鍵 尺 寸 為8750bh lmmmmmm ， 接 觸 長(zhǎng) 度50842lmm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：0.250.25 7 42 25 120 1000220.5pThl dNm 232.73TTNm，故單

65、鍵即可。中間軸鍵計(jì)算1、 校核圓錐齒輪處的鍵連接該 處 選 用 普 通 平 鍵 尺 寸 為10822bh lmmmmmm ， 接 觸 長(zhǎng) 度22 1012lmm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：0.250.25 8 12 35 120 1000100.8pThl dNm 397.35TTNm，故單鍵即可。2、 校核圓柱齒輪處的鍵連接該 處 選 用 普 通 平 鍵 尺 寸 為10856bh lmmmmmm ， 接 觸 長(zhǎng) 度56 1046lmm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：0.250.25 8 46 35 120 1000386.4pThl dNm 設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果397.35TTNm，故單鍵即可。輸

66、出軸鍵計(jì)算機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械制造）421、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接該 處 選 用 普 通 平 鍵 尺 寸 為12870bh lmmmmmm ， 接 觸 長(zhǎng) 度70 1258lmm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：0.250.25 8 58 40 120 1000556.8pThl dNm 4371.66TTNm，故單鍵即可。2、 校核圓柱齒輪處的鍵連接該 處 選 用 普 通 平 鍵 尺 寸 為161050bh lmmmmmm ， 接 觸 長(zhǎng) 度50 1634lmm，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：0.250.25 10 34 55 120 1000561pThl dNm4371.66TTNm，故單鍵即可。九、聯(lián)軸器的選擇九、聯(lián)軸器的選擇在軸的計(jì)算中已選定聯(lián)軸器型號(hào)。輸入軸選 HL1 型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 160000Nmm，半聯(lián)軸器的孔徑120dmm，故取1220dmm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度52Lmm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為 38mm。輸出軸選選 HL3 型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 630000Nmm，半聯(lián)軸器的孔徑140dmm，故取1240dmm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度11