減速箱課程設(shè)計(jì)說明書

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　序 言1</b></p><p>　　第一張 傳動(dòng)方案擬定2</p><p>　　1.1傳動(dòng)方案擬定2</p><p>　　1.2傳動(dòng)系統(tǒng)的作用及傳動(dòng)方案的特點(diǎn)：2</p><p><

2、;b>　　1.3方案分析3</b></p><p>　　第二章 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算4</p><p>　　2.1選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式4</p><p>　　2.2電動(dòng)機(jī)容量的選擇5</p><p>　　第三章 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算7</p><p>　　3.1計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的

3、傳動(dòng)比7</p><p>　　3.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)7</p><p>　　第四章 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算9</p><p>　　4.1 V帶的設(shè)計(jì)9</p><p>　　第五章 斜齒輪的計(jì)算11</p><p>　　5.1 齒輪參數(shù)計(jì)算11</p><p>　　第六章

4、 軸的設(shè)計(jì)16</p><p>　　6.1 軸的概述16</p><p>　　6.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17</p><p>　　6.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算19</p><p>　　6.4 低速軸的設(shè)計(jì)21</p><p>　　6.5 高速軸的校核32</p><p>　　第七章 軸承的設(shè)

5、計(jì)及校核39</p><p>　　7.1主動(dòng)軸軸承的設(shè)計(jì)與校核39</p><p>　　7.2從動(dòng)軸軸承的設(shè)計(jì)與校核41</p><p>　　第八章 鍵連接的選擇和校核45</p><p>　　第九章 聯(lián)軸器的選用47</p><p>　　9.1 聯(lián)軸器的功用47</p><p>

6、;　　9.2 聯(lián)軸器的類型特點(diǎn)47</p><p>　　9.3 聯(lián)軸器的選用48</p><p>　　9.4 聯(lián)軸器材料48</p><p>　　第十章 箱體設(shè)計(jì)50</p><p>　　10.1箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)50</p><p>　　10.2減速箱附件的選擇52</p><p>

7、　　第十一章 減速器潤(rùn)滑密封57</p><p>　　第十二章 PRO/E展示58</p><p>　　第十三章 結(jié)論63</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)64</b></p><p><b>　　致 謝65</b></p><p><b>

8、;　　序 言</b></p><p>　　減速器作為一種傳動(dòng)裝置廣泛用于各種機(jī)械產(chǎn)品和裝備中，因此，提高其承載能力，延長(zhǎng)使用壽命，減小其體積和質(zhì)量等，都是很有意義的，而目前在單級(jí)傳動(dòng)齒輪減速器的設(shè)計(jì)方面，許多企業(yè)和研究所都是應(yīng)用手工設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，設(shè)計(jì)過程瑣碎而且在好多方面都是通過先估計(jì)出參數(shù)然后再校核計(jì)算的過程。這對(duì)于設(shè)計(jì)者來說是枯燥無味的，進(jìn)行的是重復(fù)性工作，基本沒有創(chuàng)造性；對(duì)于企業(yè)來說增加了產(chǎn)

9、品的成本且不易控制產(chǎn)品質(zhì)量。這些對(duì)提高生產(chǎn)力，提高經(jīng)濟(jì)效益都是不利的。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)就是針對(duì)單級(jí)圓柱齒輪減速器的體積進(jìn)行設(shè)計(jì)，其意義在于利用已學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，熟悉工程設(shè)計(jì)的一般過程，同時(shí)把先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法、理念應(yīng)用于設(shè)計(jì)中，為新技術(shù)時(shí)代的到來打下基礎(chǔ)。</p><p>　　第一張 傳動(dòng)方案擬定</p><p><b>　　1.1

10、傳動(dòng)方案擬定</b></p><p>　　第35組：設(shè)計(jì)單級(jí)圓柱齒輪減速器和一級(jí)帶傳動(dòng)。</p><p><b>　　總體布置簡(jiǎn)圖如下：</b></p><p>　　圖 1-1 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖</p><p>　　工作條件：帶式輸送機(jī)連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作平穩(wěn)無過載，空載起動(dòng)，輸送帶速度允許誤差±5

11、% ；三班制工作（每班按8小時(shí)計(jì)算），使用期限10年，小批量生產(chǎn)。 原始數(shù)據(jù)：</p><p>　　帶送帶拉力F=220N；</p><p>　　傳送帶帶速V=1.80m/s；</p><p>　　滾筒直徑D=450mm；</p><p>　　每日工作時(shí)數(shù)H=24；</p><p><b>　　工作年

12、限：10年。</b></p><p>　　1.2傳動(dòng)系統(tǒng)的作用及傳動(dòng)方案的特點(diǎn)：</p><p>　　機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外，還要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高

13、和使用維護(hù)方便。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。</p><p>　　帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　

14、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(zhǎng)，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。</p><p><b>　　1.3方案分析</b></p><p>　　傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)的目的是確定傳動(dòng)方案、選定電機(jī)型號(hào)、合理分配傳動(dòng)

15、比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，為計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)件準(zhǔn)備條件。</p><p>　　設(shè)計(jì)這種減速器時(shí)應(yīng)注意：</p><p>　　1)軸的剛度宜取大些；</p><p>　　2)轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠(yuǎn)的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；</p><p>　　3)采用斜齒輪布置，而且受載大的低速級(jí)又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯

16、然比展開好。這種減速器的高速級(jí)齒輪常采用斜齒，一側(cè)為左旋，另一側(cè)為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對(duì)斜齒輪能自動(dòng)調(diào)整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的齠輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動(dòng)。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長(zhǎng)度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。 </p><p>　　第二章 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算</p><p>　　合理的選擇電動(dòng)機(jī)是正確使用的先決條件。選擇恰當(dāng)，電動(dòng)機(jī)

17、就能安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行；選擇得不合適，輕者造成浪費(fèi)，重者燒毀電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　2.1選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的型號(hào)很多，如無特殊要求通常選用Y系列異步電動(dòng)機(jī)。與單相異步電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛

18、的應(yīng)用。</p><p>　　Y系列電動(dòng)機(jī)是全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，是全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)的基本系列，它同時(shí)是符合JB/T9616-1999和IEC34-1標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，具有國際互換的特點(diǎn)。Y系列電動(dòng)機(jī)具有高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動(dòng)小、可靠性高、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)。 Y系列電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于不含易燃、易爆或腐蝕性氣體的一般場(chǎng)合和特殊要求的機(jī)械設(shè)備上，如金屬切削機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械、攪拌機(jī)

19、食品機(jī)械等。</p><p>　　圖2-1 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)</p><p>　　使用條件：環(huán)境溫度：-15℃＜θ＜40℃ 額定電壓：380V，可選220-760V之間任何電壓值 連接方式：3KW及以下Y接法、4KW及以上為△接法</p><p>　　2.2電動(dòng)機(jī)容量的選擇</p><p>&l

20、t;b>　　電動(dòng)機(jī)功率的選擇</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)功率的選擇對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。電動(dòng)機(jī)的功率不能選擇過小，否則難于啟動(dòng)或者勉強(qiáng)啟動(dòng)，使運(yùn)轉(zhuǎn)電流超過電動(dòng)機(jī)的額定電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱以致燒損。電動(dòng)機(jī)的功率也不能選擇太大，否則不但浪費(fèi)投資，而且電動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行，其功率和功率因數(shù)都不高，造成功率浪費(fèi)。 </p><p><b>　　傳動(dòng)裝置

21、的總功率：</b></p><p>　　由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)書表10-2選取</p><p>　?。簬л喌膫鲃?dòng)效率 =0.96</p><p>　?。航墙佑|軸承傳動(dòng)效率 （一對(duì)） =0.99</p><p>　　：齒輪傳動(dòng)效率 =0.97</p>&l

22、t;p>　?。郝?lián)軸器效率 =0.99</p><p>　?。簜鲃?dòng)卷筒效率 =0.96</p><p><b>　　η總××××</b></p><p>　?。?）電機(jī)所需的工作功率：</p><p>　　

23、根據(jù)帶式運(yùn)輸機(jī)的工作機(jī)的類型，可取工作機(jī)的效率 ηw=0.96，則： </p><p>　　=FV/(1000ηw)==4.125KW</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的輸出功率：</b></p><p>　　因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率略大于即可。由表19-1所示Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)，選取的大局的額定功率Pe為5.5

24、 </p><p>　?。?）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：</p><p><b>　　計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　n筒=60×1000×V/πD=60×1000×1.4/π×450=73.38r/min</p><p>　　按書表

25、2－2推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍I’a=3~6。取V帶傳動(dòng)比I’1=2~4，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為I’a=6~24。則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：</p><p>　　n筒=（6~24）×73.38=440.25~1761r/min</p><p>　　符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。 同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min、1

26、000r/min和750r/min電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)額定功率=5.5kw的電動(dòng)機(jī)型號(hào)分別為Y132S-4型,Y132M2-6和Y160M2-8型電動(dòng)機(jī)有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)及相應(yīng)算得</p><p><b>　　方案比較</b></p><p><b>　　表 1—1</b></p><p>　　根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的

27、電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳支比方案：綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第1方案比較適合，則選n=1500r/min，即選Y132s-4三相異步電動(dòng)機(jī)，</p><p>　　圖2-2 電動(dòng)機(jī)的有關(guān)參數(shù)</p><p>　　Y132S-4型的技術(shù)參數(shù)見表1-2。</p><p>　　表1-2 Y132S-4型電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)<

28、;/p><p>　　第三章 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算</p><p>　　3.1計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 </p><p>　　(1)總傳動(dòng)比： </p><p>　　根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n電動(dòng)及工作機(jī)轉(zhuǎn)速n筒，可得傳動(dòng)裝置所要求的總傳動(dòng)比為：</p><p>　　i總=n電動(dòng)/n筒=1440/73.38=19

29、.62</p><p><b>　　分配各級(jí)傳動(dòng)比 </b></p><p>　　據(jù)指導(dǎo)書表2-1，斜齒輪i齒輪=5.5（單級(jí)減速器斜齒輪i=3~6合理） ∵i總=i齒輪×i帶 ∴i帶=i總/i齒輪=19.624/5.5=3.6 </p><p>

30、;　　3.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)</p><p><b>　?。?）各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　軸1：</b></p><p>　　=n=1440 r/min</p><p><b>　　軸2：</b></p><p>　　

31、=/=1440/3.6=400 r/min</p><p><b>　　軸3：</b></p><p>　　=/=400/5.5 =72.73 r/min</p><p><b>　　卷筒軸: </b></p><p>　　==72.73 r/min</p><p><

32、;b>　　(2)各軸功率</b></p><p><b>　　軸1：</b></p><p>　　==4.7578 kW</p><p><b>　　軸2：</b></p><p>　　=. =4.7578×0.96=4.5675 kW</p><p&

33、gt;<b>　　軸3：</b></p><p>　　==4.5675×0.99×0.97=4.3862 kW</p><p>　?。?）計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩（N?;m） </p><p>　　T1=9550×/=9550×4.7578/1440= 31554 N?mm</p><p>　

34、　T2=9550×/=9550×4.5675/400= 109049 N?mm</p><p>　　T3=9550×/=9550×4.3862/72.73= 575941 N?mm</p><p>　　將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表：</p><p>　　表3.1 帶式傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p>

35、<p>　　第四章 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　4.1 V帶的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、確定計(jì)算功率</b></p><p>　　由表8-7查的工作情況系數(shù)=1.3，故</p><p><b>　　2、選擇V帶的帶型</b>&

36、lt;/p><p>　　根據(jù)、nI由課本圖8-10選用A型</p><p>　　3、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速V</p><p>　?。?）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑由表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑=85 mm。</p><p>　?。?）驗(yàn)算帶V。按式（8-13）驗(yàn)算帶的速度</p><p><b>　　m

37、/s</b></p><p>　　因?yàn)? m/s<V<30m/s,故帶速合適。</p><p>　?。?）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑</p><p>　　=I帶×=3.6×85=306 mm</p><p>　　查表8-8，圓整為=315 mm。</p><p>　　4、確定V帶的

38、中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度</p><p>　　確定帶長(zhǎng)和中心矩 根據(jù)課本得 即 0.7(85+315)≤a0≤2×(85+315) 所以有：280mm≤a0≤800mm</p><p>　　初定中心距a0=500</p><p>　　由課本式（8-22）

39、得計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 L0=2a0+1.57(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0 =2×500+1.57(85+315)+(315-85)2/4×500 =1650.45 mm</p><p>　　由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L0=1600 mm</p><p>　　根據(jù)課本式（8

40、-23）計(jì)算實(shí)際中心距a。</p><p>　　=500+（1600-1650.45）/2=474.78 mm</p><p>　　中心距的變化范圍為443至515mm。</p><p>　　驗(yàn)算小帶輪包角 </p><p>　　所以包角合適。6、確定帶的根數(shù)Z</p>

41、<p>　　(1)計(jì)算單根V帶的額定功率。</p><p>　　由= 90 mm 和= 1440(r/min)，根據(jù)課本表（8-4a）得=0.94KW</p><p>　　再由= 1440(r/min)和i=3.6和A帶型，根據(jù)課本表8-4b得 =0.17KW</p><p>　　根據(jù)課本表8-5得 =0.84 ，查表8-2得 =0.99 。</p&

42、gt;<p>　　由課本式 Pr=(+) 得</p><p>　　Pr=(+) =（0.94+0.17）×0.84×0.99=0.923KW</p><p>　?。?）計(jì)算V帶的根數(shù)Z</p><p>　　Z= =3.9/0.923=7.7465</p><p><b>　　圓整去8根</b&

43、gt;</p><p>　　7、計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值</p><p>　　由表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1kq/m，所以</p><p>　　===176.72 N</p><p>　　應(yīng)使帶的設(shè)計(jì)初拉力。</p><p><b>　　8、計(jì)算壓軸力</b></p>

44、<p><b>　　壓力軸的最小值為</b></p><p>　　=2508.04 N</p><p>　　第五章 斜齒輪的計(jì)算</p><p>　　齒輪傳動(dòng)的適用范圍很廣，傳遞功率可高達(dá)數(shù)萬千瓦，圓周速度可達(dá)150m／s(最高300m／s)，直徑能做到10m以上，單級(jí)傳動(dòng)比可達(dá)8或更大，因此在機(jī)器中應(yīng)用很廣。 </p&g

45、t;<p>　　5.1 齒輪參數(shù)計(jì)算 </p><p>　　1、選精度等級(jí)、材料及齒數(shù) </p><p>　　運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用6級(jí)和7級(jí)精度（GB10095-88）。</p><p>　　材料選擇。由表10-1選擇小齒輪40C r（調(diào)質(zhì)）硬度280HBs ，大齒輪45#鋼（調(diào)質(zhì)）硬度240HBs；（硬度差40HBs）。</

46、p><p>　　選擇初選螺旋角β=14度，取Z1=20，Z2=20*5.5=110。</p><p>　　2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　按式（10-21）試算，即</p><p><b>　　d1t≥</b></p><p>　?。?）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><

47、;p>　　試選載荷系數(shù)kt=1.6。</p><p>　　查閱圖10-30查得，選取區(qū)域系數(shù)zH=2.433。</p><p>　　查閱圖10-26查得，=0.74, =0.9,則：</p><p>　　=+=0.74+0.9=1.64</p><p>　　查閱圖10-21d可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=600Mpa，大

48、齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550Mpa</p><p>　　查閱表10-7可得，選取持寬系數(shù)=1</p><p>　　查閱表10-6可得，材料的彈性影響系數(shù)zE=189.8</p><p>　　查閱式10-13可得，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>　　查閱圖10-19可得，接觸疲勞強(qiáng)度系數(shù)kHN1=0.9，kHN2=0.95</p>

49、;<p>　　計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。</p><p>　　取失效概率為1％，安全系數(shù)s=1（《簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》）</p><p>　　==0.9×600＝540 Mpa</p><p>　　==0.95×550＝522.5 Mpa</p><p><b>　　計(jì)算</b></

50、p><p>　　試算小齒輪分度圓直徑d1t，由計(jì)算公式d1t≥得d1t=59.48mm</p><p><b>　　計(jì)算圓周速度</b></p><p>　　v===1.245m/s</p><p>　　計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt.</p><p>　　b=φdd1t=1×59.48=59.48

51、mm </p><p>　　mnt===2.886</p><p>　　h=2.25mnt=2.25×2.886=6.4927mm</p><p>　　=59.48/6.4927=9.161</p><p><b>　　計(jì)算縱向重合度</b></p><p>　　=0.318×

52、1×20×=1.5857</p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)k</b></p><p>　　查閱資料可得使用系數(shù)kA=1，根據(jù)v=1.245 m/s，7級(jí)精度，</p><p>　　查閱圖10-8可得動(dòng)載荷系數(shù)kv=1.11，查閱表10-4可得， =1.42，</p><p>　　查閱圖10-1

53、3可得，</p><p>　　查閱表10-3可得，</p><p><b>　　計(jì)算動(dòng)載荷系數(shù)</b></p><p>　　按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑由試（10-10a）得，</p><p>　　d1=d1t=59.48=66.24 mm</p><p><b>　　計(jì)算模數(shù)

54、mn</b></p><p><b>　　mn==</b></p><p><b>　　按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　由式（10-17）</b></p><p><b>　　mn≥</b></p><

55、;p><b>　　確定計(jì)算參數(shù)</b></p><p>　　由圖10-20c查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度=560Mpa，大齒輪的彎曲疲勞極限=531Mpa</p><p>　　由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，KFN1=0.85，KFN2=0.88</p><p>　　計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲疲

56、勞安全系數(shù)s＝1.4，由式10-12得：</p><p>　　===303.57 Mpa</p><p>　　===238.86Mpa</p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)k。</b></p><p>　　根據(jù)縱向重合度εβ＝1.5857，查閱圖10-38可得，螺旋角影響系數(shù)Yβ=0.88。</p>&

57、lt;p><b>　　計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。</b></p><p><b>　　==21.8938</b></p><p><b>　　==120.416</b></p><p><b>　　查取齒形系數(shù)。</b></p><p>　　由表10-5可得：Y

58、Fa1=2.72，YFa2=2.16</p><p><b>　　查取應(yīng)力校正系數(shù)。</b></p><p>　　由表10-5可得：Ysa1=1.55，Ysa2=1.81</p><p>　　計(jì)算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p>&l

59、t;p><b>　?。?）設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　mn≥=2.147mm</p><p>　　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大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，mn＝2.5，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=66.24 mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由</p><p>　　z1

60、===25.71mm</p><p>　　取z1=25，則z2=uz1=5.5×25=137.5，圓整取z2=137。</p><p><b>　　5.幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　　計(jì)算中心矩</b></p><p>　　a===209.4mm</p>&

61、lt;p>　　圓整中心矩 a=210mm</p><p>　　按圓整中心矩修正螺旋角</p><p>　　β=arccos= arccos=14.70°</p><p>　　因β值改變不多，故參數(shù)、、zH等不必修正。</p><p>　　計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑</p><p>　　d1===64.6

62、15mm</p><p>　　d2===355.385mm</p><p><b>　　計(jì)算齒輪寬度</b></p><p>　　b==1×64.615=64.615mm</p><p>　　圓整后取 B2=65mm，B1=70mm</p><p>　　驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p&

63、gt;<p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖</p><p>　　斜齒輪傳動(dòng)各參數(shù)見表5-1。</p><p>　　表5-1 斜齒輪參數(shù)表</p><p><b>　　第六章 軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　機(jī)器上所安裝的旋轉(zhuǎn)零件，例如帶輪、齒輪、聯(lián)軸器和離合器等都必須用軸來支承，才能正常工作，因此

64、軸是機(jī)械中不可缺少的重要零件。本章將討論軸的類型、軸的材料和輪轂聯(lián)接，重點(diǎn)是軸的設(shè)計(jì)問題，其包括軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理確定軸的形狀和尺寸，它除應(yīng)考慮軸的強(qiáng)度和剛度外，還要考慮使用、加工和裝配等方面的許多因素。</p><p><b>　　6.1 軸的概述</b></p><p><b>　　軸的分類</b></p>

65、<p>　　按軸受的載荷和功用可分為：</p><p>　　1.心軸：只承受彎矩不承受扭矩的軸，主要用于支承回轉(zhuǎn)零件。如.車輛軸和滑輪軸。</p><p>　　2.傳動(dòng)軸：只承受扭矩不承受彎矩或承受很小的彎矩的軸,主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩。如汽車的傳動(dòng)軸。</p><p>　　3.轉(zhuǎn)軸：同時(shí)承受彎矩和扭矩的軸，既支承零件又傳遞轉(zhuǎn)矩。如減速器軸。</p>

66、<p><b>　　圖6.1 軸</b></p><p><b>　　軸的材料</b></p><p>　　主要承受彎矩和扭矩。軸的失效形式是疲勞斷裂，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。軸的材料從以下中選?。?lt;/p><p>　　1. 碳素鋼　　優(yōu)質(zhì)碳素鋼具有較好的機(jī)械性能，對(duì)應(yīng)力集中敏感性較低，價(jià)格便宜，

67、應(yīng)用廣泛。例如：35、45、50等優(yōu)質(zhì)碳素鋼。一般軸采用45鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)或正火處理；有耐磨性要求的軸段，應(yīng)進(jìn)行表面淬火及低溫回火處理 。輕載或不重要的軸，使用普通碳素鋼Q235、Q275等。</p><p><b>　　2. 合金鋼</b></p><p>　　合金鋼具有較高的機(jī)械性能，對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，淬火性較好，熱處理變形小，價(jià)格較貴。多使用于要求重量輕和軸頸耐

68、磨性的軸。例如：汽輪發(fā)電機(jī)軸要求，在高速、高溫重載下工作，采用27Cr2Mo1V、38CrMoAlA等。滑動(dòng)軸承的高速軸，采用20Cr、20CrMnTi等。</p><p><b>　　3. 球墨鑄鐵</b></p><p>　　球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好，對(duì)應(yīng)力集中敏感低，價(jià)格低廉，使用鑄造制成外形復(fù)雜的軸。例如：內(nèi)燃機(jī)中的曲軸。</p><p&g

69、t;　　6.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　擬定軸上零件的裝配方案 </p><p>　　擬定軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提，它決定著軸的基本形</p><p><b>　　式，例如圖7-2。</b></p><p><b>　　圖 6-2 </b></p><

70、;p>　　如圖7-2所示為一齒輪減速器中的的高速軸。軸上與軸承配合的部份稱為軸頸，與傳動(dòng)零件配合的部份稱為軸頭，連接軸頸與軸頭的非配合部份稱為軸身，起定位作用的階梯軸上截面變化的部分稱為軸肩。</p><p>　　軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求有：</p><p>　　便于軸上零件的裝配 </p><p>　

71、　軸的結(jié)構(gòu)外形主要取決于軸在箱體上的安裝位置及形式，軸上零件的布置和固定方式，受力情況和加工工藝等。為了便于軸上零件的裝拆，將軸制成階梯軸，中間直徑最大，向兩端逐漸直徑減小。近似為等強(qiáng)度軸。</p><p>　　保證軸上零件的準(zhǔn)確定位和可靠固定</p><p>　　軸上零件的軸向定位方法主要有：軸肩定位、套筒定位、圓螺母定位、軸端擋圈定位和軸承端蓋定位。</p><p&

72、gt;<b>　　軸向定位的固定</b></p><p><b>　　圖 6-3</b></p><p>　　① 軸肩或軸環(huán)：軸肩定位是最方便可靠的定位方法，但采用軸肩定位會(huì)使軸的直徑加大，而且軸肩處由于軸徑的突變而產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此，多用于軸向力較大的場(chǎng)合。定位軸肩的高度h=(0.07—0.1)d，d為與零件相配處的軸徑尺寸。要求r軸<

73、R孔或r軸<C孔</p><p>　?、?套筒和圓螺母：定位套筒用于軸上兩零件的距離較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠。圓螺母用于軸上兩零件距離較大，需要在軸上切制螺紋，對(duì)軸的強(qiáng)度影響較大。</p><p>　?、坌該跞途o定螺釘： 這兩種固定的方法，常用于軸向力較小的場(chǎng)合。</p><p>　?、茌S端擋圈圓錐面： 軸端擋圈與軸肩、圓錐面與軸端擋圈聯(lián)合使用，常用于軸端起

74、到雙向固定。裝拆方便，多用于承受劇烈振動(dòng)和沖擊的場(chǎng)合。</p><p>　　（二）周向定位和固定</p><p>　　軸上零件的周向固定是為了防止零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。常用的固定方式有：a.鍵聯(lián)接、b.過盈配合聯(lián)接、c.圓錐銷聯(lián)接 、d.成型聯(lián)接、e.銷聯(lián)接、f.過盈聯(lián)接。定位圖如圖6-4所示。</p><p>　　過盈配合是利用軸和零件輪轂孔之間的配合過盈量來聯(lián)接

75、，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)周向和軸向固定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)中性好，對(duì)軸削弱小，裝拆不便。成型聯(lián)接是利用非圓柱面與相同的輪轂孔配合，對(duì)中性好，工作可靠，制造困難應(yīng)用少。</p><p><b>　　圖 6-4</b></p><p>　?。ㄈ┲圃旌脱b配工藝性</p><p>　　1）. 軸為階梯軸便于裝拆。軸上磨削和車螺紋的軸段應(yīng)分別設(shè)有砂輪越程槽和螺紋退刀

76、槽。</p><p>　　2）. 軸上沿長(zhǎng)度方向開有幾個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)將鍵槽安排在軸的同一母線上。同一根軸上所有圓角半徑和倒角的大小應(yīng)盡可能一致，以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)。為使軸上零件容易裝拆，軸端和各軸段端部都應(yīng)有45°的倒角。為便于加工定位，軸的兩端面上應(yīng)做出中心孔。</p><p>　　3）. 減小應(yīng)力集中，改善軸的受力情況</p><p>　　軸大多在

77、變應(yīng)力下工作，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)減少應(yīng)力集中，以提高軸的疲勞強(qiáng)度，尤為重要。軸截面尺寸突變處會(huì)造成應(yīng)力集中，所以對(duì)階梯軸，相鄰兩段軸徑變化不宜過大，在軸徑變化處的過渡圓角半徑不宜過小。盡量不在軸面上切制螺紋和凹槽以免引起應(yīng)力集中。盡量使用圓盤銑刀。此外，提高軸的表面質(zhì)量，降低表面粗糙度，采用表面碾 壓、噴丸和滲碳淬火等表面強(qiáng)化方法，均可提高軸的疲勞強(qiáng)度。</p><p>　　6.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p>

78、<p><b>　　一、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　這種方法是只按軸所受的扭矩來計(jì)算軸的強(qiáng)度。如果還受不大的彎矩時(shí)，則采用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。并且應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。</p><p>　　在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常用這種方法初步估算軸徑。對(duì)于不大重要的軸，也可作為最后計(jì)算結(jié)

79、果。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：</p><p><b>　　強(qiáng)度條件：</b></p><p><b>　　Mpa </b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)公式：</b></p><p><b>　?。╩m）</b></p><p>　

80、　軸上有鍵槽： 放大：3~5%一個(gè)鍵槽；7~10%二個(gè)鍵槽，并且取標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>　　式中：[τ]——許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力（N/mm2），</p><p>　　C為由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)。</p><p>　　二、按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置

81、均已確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可以求得，因而可按彎扭合成強(qiáng)度條件對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。</p><p>　　對(duì)于鋼制的軸，按第三強(qiáng)度理論，強(qiáng)度條件為：</p><p><b>　　設(shè)計(jì)公式：</b></p><p><b>　　（mm）</b></p><p>　　式中、：為當(dāng)量應(yīng)力，Mpa。

82、 d為軸的直徑，mm; 為當(dāng)量彎矩；M為危險(xiǎn)截面的合成彎矩；； MH為水平面上的彎矩；MV為垂直面上的彎矩；W為軸危險(xiǎn)截面抗彎截面系數(shù)；——為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)</p><p>　　∵彎矩引起的彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)的變應(yīng)力，而扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力往往為非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力</p><p>　　∴與扭矩變化情況有關(guān)</p><p>　　——扭矩對(duì)稱循環(huán)變化&

83、lt;/p><p>　　= ——扭矩脈動(dòng)循環(huán)變化</p><p><b>　　——不變的扭矩</b></p><p>　　，，分別為對(duì)稱循環(huán)、脈動(dòng)循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力。</p><p>　　對(duì)于重要的軸，還要考慮影響疲勞強(qiáng)度的一些因素而作精確驗(yàn)算。內(nèi)容參看有關(guān)書籍。</p><p>

84、;　　三、軸的剛度校核計(jì)算</p><p>　　軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過允許的限度，就會(huì)影響軸上零件的正常工作，甚至?xí)适C(jī)器應(yīng)有的工作性能。軸的彎曲剛度是以撓度y或偏轉(zhuǎn)角θ以及扭轉(zhuǎn)角ф來度量，其校核公式為：</p><p>　　y≤[y]; θ≤[θ]; ф≤[ф]</p><p>　　式中：[y]、 [θ]、 [ф]分別為軸

85、的許用撓度、許用轉(zhuǎn)角和許用扭轉(zhuǎn)角。</p><p><b>　　四、軸的設(shè)計(jì)步驟</b></p><p>　　設(shè)計(jì)軸的一般步驟為：</p><p>　?。?）選擇軸的材料 根據(jù)軸的工作要求，加工工藝性、經(jīng)濟(jì)性，選擇合適的材料和熱處理工藝。</p><p>　?。?）初步確定軸的直徑 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算公式，計(jì)算出軸的

86、最細(xì)部分的直徑。</p><p>　　（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：</p><p>　?、佥S和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固的工作位置；</p><p>　　②軸上零件裝拆、調(diào)整方便；</p><p>　　③軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等；</p><p>　　④盡量避免應(yīng)力集中；</p><p>　　根據(jù)軸上

87、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，首先要預(yù)定出主要零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，它是軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，擬定裝配方案，應(yīng)先考慮幾個(gè)方案，進(jìn)行分析比較后再選優(yōu)。</p><p>　　原則：1）軸的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單越合理；</p><p>　　2）裝配越簡(jiǎn)單越合理。</p><p>　　6.4 低速軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩&l

88、t;/p><p>　　由前面的計(jì)算可得下面已知數(shù)據(jù)：</p><p>　　低速軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖6.5</p><p>　　圖6-5 軸的結(jié)構(gòu)與裝配</p><p>　　2、求作用在齒輪上的力</p><p>　　因已知低速級(jí)的大齒輪的分度圓直徑為</p><p><b>　　齒輪所受的

89、轉(zhuǎn)矩為</b></p><p><b>　　=575941</b></p><p><b>　　則可得：</b></p><p><b>　　圓周力：</b></p><p><b>　　徑向力： </b></p><p&g

90、t;　　橫向力：=850.32N</p><p>　　3、初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。根據(jù)工作條件選軸的材料45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-3查得=110，由公式可得</p><p>　　其最小直徑顯為安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d1-2，考慮軸與聯(lián)軸器連接有鍵槽，軸徑增加3%，則</p><p>

91、　　計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩，由表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則</p><p>　　按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》根據(jù)上面的已知條件選取GYH6凸輪式聯(lián)軸器。</p><p>　　GYH6凸輪式聯(lián)軸器各參數(shù)如下：</p><p><b>　　4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </b></p><p&g

92、t;　　軸上零件的定位，固定和裝配 單級(jí)減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡，配合或過盈配合，軸呈階狀，左軸承從左面裝入，齒輪套筒，右軸承和皮帶輪依次從右面裝入。軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖如圖6.6。</p><p>　　圖6.6 軸的結(jié)構(gòu)與裝配</p><p>

93、;　　根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段直徑和長(zhǎng)度</p><p><b>　?、穸危郝?lián)軸器安裝處</b></p><p>　　左端軸與聯(lián)軸器通過鍵連接，考慮到裝配方便及強(qiáng)度的要求，應(yīng)大于，則取=45mm，由半聯(lián)軸器L=112mm，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故長(zhǎng)度取L1-2 =90mm。</p><p><b>　　

94、II段：端蓋裝配處</b></p><p>　　由端蓋的總寬度為20，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求取L2-3=35mm，d2-3=50mm。</p><p>　　III段：軸承安裝處 初選7211c型角接球軸承，其內(nèi)徑為55mm，寬度為21mm，安裝尺寸為da=64mm?？紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定矩離取22mm，考慮軸承要安裝進(jìn)

95、去則取套筒長(zhǎng)為24mm，安裝齒輪段長(zhǎng)度為輪轂寬度為2mm，則該段長(zhǎng)L3-4=50mm，直徑等于角接觸軸承的內(nèi)徑取d3-4=55mm。</p><p><b>　?、舳危糊X輪安裝處</b></p><p>　　取安裝齒輪處軸段的直徑d4-5=62mm，由大齒輪的齒寬為65，而此軸段應(yīng)略小于輪轂寬度，故去L4-5=62mm。</p><p><

96、;b>　　Ⅴ段：軸環(huán)處</b></p><p>　　齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩的高度h>0.07d，故取h=4mm，則軸環(huán)的直徑取d5-6=70mm，軸環(huán)的寬度b>1.4h 取L5-6=15mm。</p><p><b>　　2）零件的周向定位</b></p><p>　　齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接

97、。齒輪按安裝大齒輪處軸的直徑為62mm，由機(jī)械零件手冊(cè)查得平鍵b×h=18mm×11×50mm（ GB/T 1095-1979），健槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為50mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇聯(lián)軸器與軸的配合為H7/n6；同樣半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵b×h=14mm×9mm×70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。角接觸軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保

98、證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>　　確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考表15-2.，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖。</p><p><b>　　5、確定軸上的載荷</b></p><p>　　計(jì)算該軸的支反力（），彎矩（M），扭矩（T）受力圖如圖7-7所示。<

99、;/p><p><b>　　水平面支反力：</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　垂直平面支反力：</b></p><p><b>　　=1910.2N</b></p><p><b>　

100、　=690.54N</b></p><p><b>　　確定軸上的彎矩</b></p><p><b>　　做彎矩圖</b></p><p>　　水平彎矩圖，如圖6-7 c所示。</p><p>　　38.1=94157.6153</p><p>　　垂直面彎矩圖

101、，如圖6-7 e所示。</p><p><b>　　C點(diǎn)左邊：</b></p><p><b>　　110982.62</b></p><p><b>　　C點(diǎn)右邊：</b></p><p><b>　　40120.374</b></p>&

102、lt;p>　　求合成彎矩M,作出合成彎矩圖，如圖6-7 f所示。</p><p><b>　　C點(diǎn)左邊：</b></p><p>　　145543.115</p><p><b>　　C點(diǎn)右邊：</b></p><p><b>　　102348.92</b></p&

103、gt;<p>　　作扭矩T圖，如圖6-7 g所示。</p><p><b>　　T2=575941</b></p><p>　　作合成彎矩如圖7-7 k所示，該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力考慮，取。</p><p><b>　　C點(diǎn)左邊：</b></p><p><

104、;b>　　C點(diǎn)右邊：</b></p><p>　　根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖（圖6-7）。</p><p>　　圖6-7 軸的載荷分析圖</p><p>　　6、按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度：</p><p>　　軸的材料40Cr，查表得：</p><p><b>　　，故安全

105、。</b></p><p>　　7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　判斷危險(xiǎn)截面：</b></p><p>　　軸1的危險(xiǎn)截面為上圖所示的截面C和截面B，其中截面C為高危截面。所以校核截面C兩側(cè)即可。</p><p><b>　　截面C右側(cè)：</b></p>

106、<p><b>　　抗彎截面系數(shù)：</b></p><p>　　抗扭截面系數(shù)： </p><p>　　截面C右側(cè)的彎矩： </p><p><b>　　截面C上的扭矩：</b></p><p>　　截面上的彎曲應(yīng)力： </p><p>　　截面上的扭轉(zhuǎn)

107、切應(yīng)力： </p><p>　　軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得：</p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表3-2查取。由， ，經(jīng)插值后可查得：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　由由附表3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為：</p><p&g

108、t;<b>　　，</b></p><p>　　故可得有效應(yīng)力集中系數(shù)：</p><p>　　由附表3-2的尺寸系數(shù)，由附表3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)：。</p><p>　　軸按磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為：</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，得綜合系數(shù)值為：</p><p>　　合金鋼的特性系

109、數(shù)： </p><p>　　于是，可計(jì)算安全系數(shù)Sca值如下：</p><p><b>　　故安全。</b></p><p><b>　　截面C左側(cè)</b></p><p>　　抗彎截面系數(shù)w按表15-4中的公式計(jì)算。</p><p><b>　　抗扭截面系數(shù)&l

110、t;/b></p><p><b>　　彎矩及彎曲應(yīng)力為</b></p><p><b>　　截面C上的扭矩T</b></p><p><b>　　截面上的彎曲應(yīng)力</b></p><p><b>　　扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</b></p>

111、<p>　　過盈配合處的,由附表3-8用插值法求出，并取</p><p>　　軸按磨削加工，得表面質(zhì)量為：</p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)，由， ，可查得：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　軸的材料的敏性系數(shù)為：</p><p>&

112、lt;b>　　，</b></p><p>　　故可得有效應(yīng)力集中系數(shù)：</p><p>　　尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)：。</p><p>　　軸按磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為：</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，得綜合系數(shù)值為：</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，得綜合系數(shù)值為：<

113、/p><p><b>　　材料特性系數(shù)：</b></p><p>　　所以軸在截面B右側(cè)的安全系數(shù)為：</p><p>　　計(jì)算安全系數(shù)Sca值如下：</p><p><b>　　故安全。</b></p><p>　　繪制軸的工作圖，如圖6-8所示</p><

114、p>　　圖6-8 軸的工作圖</p><p>　　6.5 高速軸的校核</p><p>　　圖6-9 高速軸的結(jié)構(gòu)與裝配</p><p>　　求軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　由前面的數(shù)據(jù)可知：</b></p><p>　　2、求齒輪上的作用力</p>

115、<p><b>　　小齒輪分度圓直徑：</b></p><p>　　d1=64.615mm</p><p>　　作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：</p><p>　　=109049N?mm</p><p><b>　　求圓周力：Ft</b></p><p>　　求徑向力Fr

116、 </p><p>　　Fr=Ft·tanα=3375.346×tan200=1270.065N</p><p><b>　　求橫向力Fa</b></p><p><b>　　=885.5N</b></p><p>　　Ft，F(xiàn)r、Fa的方向如圖6-11所示</p>

117、;<p>　　確定軸各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　圖6-10 軸的結(jié)構(gòu)與裝配</p><p>　　1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段自己與長(zhǎng)度</p><p>　　從大帶輪開始右起第一段。</p><p>　　由于帶輪與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取，故取D1-1=27mm。由于在L1-1這段上所連接的是大帶輪，根據(jù)

118、它的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度已經(jīng)計(jì)算得到此處的最小直徑，在這個(gè)直徑下是滿足大帶輪所傳遞的扭矩的強(qiáng)度，故。此處軸段的長(zhǎng)度由大帶輪的輪轂的寬度所決定又帶輪的寬度 B=（Z-1）·e+2·f =（8-1）×15+2×9=123 mm 。為了使帶輪上的擋板壓緊帶輪而不是壓到軸，所以軸段長(zhǎng)度可小于其輪轂值，取根據(jù)公式L=（1.5--2.0）d 則取L1-1=54mm。</p><p><b

119、>　　右起第二段。</b></p><p>　　直徑取D2-3=Φ32mm。根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為62mm，則取第二段的長(zhǎng)度L2-3=82mm</p><p><b>　　右起第三段。</b></p><p>　　初選滾動(dòng)軸承。一般運(yùn)輸機(jī)傳遞載荷不是很大

120、，由斜齒產(chǎn)生的軸向力不是很大，再根據(jù)這段軸的尺寸，可選擇7007C型軸承。查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表13.3得，7007C的基本尺寸：d=35mm、D=62mm、b=14。安裝尺寸為：=41mm、=56mm，則D3-4=35mm。故，要求在這此處的定位套筒的長(zhǎng)度為10，因此取L3-4=26mm。</p><p><b>　　右起第四段。</b></p><p>　　為套

121、筒的定位軸肩，取D4-5=Φ40mm，由于齒輪距箱體的內(nèi)壁有一段距離，長(zhǎng)度取L4-5= 16.5mm。</p><p><b>　　右起第五段。</b></p><p>　　該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為Φ69.615mm，分度圓直徑為Φ64.615mm，齒輪的寬度為70mm，則，此段的直徑為D5=Φ69.615mm，長(zhǎng)度為L(zhǎng)5-6=70mm。</p&g

122、t;<p><b>　　右起第六段。</b></p><p>　　為滾筒的定位軸肩，與第四段一樣，取D6=Φ40mm，長(zhǎng)度取L6-7= 16.5mm</p><p>　　右起第七段，該段為滾動(dòng)軸承安裝出處，取軸徑為D7=Φ35mm，長(zhǎng)度L7-8=26mm</p><p><b>　　2）零件的周向定位</b>

123、</p><p>　　帶與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。齒輪按安裝大齒輪處軸的直徑為27mm，由機(jī)械零件手冊(cè)查得平鍵b×h=8mm×7mm（ GB/T 1095-1979），健槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為50mm，同時(shí)為了保證帶與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇聯(lián)軸器與軸的配合為H7/n6；</p><p>　　確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考

124、表15-2.，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖。</p><p><b>　　4、計(jì)算各點(diǎn)支反力</b></p><p>　　(6)計(jì)算極點(diǎn)彎矩：</p><p><b>　　總的彎矩：</b></p><p>　　高速軸的受力圖與彎矩圖如圖6-11</p><

125、p>　　圖6-11 軸的載荷分析圖</p><p>　　按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度：</p><p>　　由軸做單向旋轉(zhuǎn)，扭矩切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力</p><p>　　由軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查的。因此，故安全。</p><p>　　精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p>

126、<b>　　判斷危險(xiǎn)截面：</b></p><p>　　軸1的危險(xiǎn)截面為圖所示的截面C和截面B，其中截面C為高危截面。而這里C面為齒輪軸，在齒輪上的直徑比軸左側(cè)的直徑要大很多，因此校核截面C右側(cè)即可。</p><p>　　精確校核截面C右側(cè)：</p><p>　　抗彎截面系數(shù)： </p><p>　　抗扭截面系數(shù)：

127、 </p><p>　　截面C左側(cè)的彎矩： </p><p>　　截面C上的扭矩： </p><p>　　截面上的彎曲應(yīng)力： </p><p>　　截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：</p><p>　　軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。查得：</p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)，

128、由與 ，可查得：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　軸的材料的敏性系數(shù)為：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　故可得有效應(yīng)力集中系數(shù)：</p><p>　　尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)：。</p><p>

129、　　軸按磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為：</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，得綜合系數(shù)值為：</p><p>　　合金鋼的特性系數(shù)： </p><p>　　于是，可計(jì)算安全系數(shù)值如下：</p><p><b>　　故安全。</b></p><p>　　7、繪制軸的工作圖，見圖6.12。<

130、/p><p>　　圖6.12 圓柱齒輪軸</p><p>　　第七章 軸承的設(shè)計(jì)及校核</p><p>　　7.1主動(dòng)軸軸承的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　由前面的數(shù)據(jù)選取從動(dòng)軸軸承選擇70007C。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表13-3可知角接觸球軸承70007C的基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷，B=14mm，D=62mm，d=35mm。<