機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書二級(jí)傳動(dòng)教材

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)題目 ：帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)專 業(yè)：包裝工程班級(jí)：包工 1101 班學(xué)生姓名 :鄭朝位學(xué) 號(hào) :1112020121起迄日期 :2013-5-18指導(dǎo)教師 :戴進(jìn)湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院教務(wù)部 制- 0 -設(shè)計(jì)計(jì)算說明書目錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)書(附傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖) (2)2 傳動(dòng)方案的分析 (4)3 電動(dòng)機(jī)的選擇 (4)4 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析 (6)5 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 (7)6 減速器箱體基本尺寸設(shè)計(jì)算(11)7 軸的計(jì)算(12)8 鍵連接的選擇(18)9 聯(lián)軸器的選擇(19)10 潤(rùn)滑方式 (19)11 參考資料 (19)12 附圖 (20)1 程設(shè)計(jì)

2、任務(wù)書數(shù)據(jù)編號(hào)運(yùn)輸帶工作拉力 F/N運(yùn)輸帶工作速度 v/ （ m/s）卷筒直徑 D/mmA1819001.83501. 課程設(shè)計(jì)成果的要求包括圖表、實(shí)物等硬件要求 ：1）繪制減速器裝配圖 1張（用 A2圖紙繪制）；2）設(shè)計(jì)計(jì)算書一份。3. 要參考文獻(xiàn)：1 楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生 .機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) .第 5版.北京：高等教育出版社， 20052 陳立德. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 . 第 2版.北京：高等教育出版社， 20044. 程設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃：序號(hào)12345起迄日期2013-6-102013-6-102013-6-102013-6-102013-6-10工作內(nèi)容電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)方案的選擇，

3、V 帶傳動(dòng)及齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)，軸承、鍵、聯(lián)軸器等的確定箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減速器裝配圖的繪制課程設(shè)計(jì)計(jì)算書的匯總及裝訂主指導(dǎo)教師簽名 戴進(jìn) 日期：課程設(shè)計(jì)步驟步驟主要內(nèi)容1 設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 工作1 熟悉任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求2 熟悉設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、有關(guān)資料、圖紙等3 觀察模型，了解減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2設(shè)計(jì)1 確定傳動(dòng)方案2 選擇電動(dòng)機(jī)3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比，分配各級(jí)傳動(dòng)比4 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩3 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算1 計(jì)算齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸2 計(jì)算各傳動(dòng)件上的作用力4 裝配圖草圖的繪制1 確定減速器的結(jié)構(gòu)方案2 繪制裝配圖草圖（草圖紙） ，進(jìn)行軸、軸上零件和軸承組合的結(jié)

4、構(gòu)設(shè)計(jì)3 校核軸的強(qiáng)度4 繪制減速器箱體結(jié)構(gòu)5 繪制減速器附件5 裝配圖的 繪制1 畫底線圖，畫剖面線2 選擇配合，標(biāo)注尺寸3 編寫零件序號(hào)，列出明細(xì)欄4 加深線條，整理圖面5 書寫技術(shù)條件等6 編寫設(shè)計(jì) 計(jì)算書1 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，內(nèi)容包含所有的計(jì)算，并附有必要的簡(jiǎn)圖2 說明書中最后一段內(nèi)容應(yīng)寫出設(shè)計(jì)總結(jié)。一方面總結(jié)設(shè)計(jì)課題的完成情 況，另一方面總結(jié)個(gè)人所作設(shè)計(jì)的收獲體會(huì)以及不足之處計(jì)算及說明2 運(yùn)動(dòng)方案分析設(shè)計(jì)單機(jī)圓柱齒輪減速箱和一級(jí)帶傳動(dòng)2.1 原始數(shù)據(jù) ：F=1900N；帶速 V=1.8m/s ；卷筒直徑 D=350m。m3 電動(dòng)機(jī)選擇3.1 電動(dòng)機(jī)類型的選擇： Y 系列三相異步電動(dòng)

5、機(jī)3.2 工作機(jī)的功率：Pw=FV/1000=1900x1.8/1000=3.42KW3.3 電動(dòng)機(jī)功率選擇：3.3.1 總功率計(jì)算表 9.4 （機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)第二版）得：帶=0.96, 軸承=0.98，齒輪=0.97，聯(lián)軸器 =0.99，滾筒=0.96 傳動(dòng)裝置的總功率：總=帶3 軸承齒輪聯(lián)軸器滾筒3=0.96x.0983x0.97x0.99x0.96=0.8333.3.2 選擇電動(dòng)機(jī)的類型：按照已知的工作條件和要求， 選用 Y 型全封閉自扇冷式籠型三項(xiàng)異步電機(jī) 另外，根據(jù)此處工況，采用臥式安裝。3.3.3 所需電動(dòng)機(jī)的功率 Pd：Pd= Pw / 總=3.42/0.833=4.11K

6、W3.3.4 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：nw=601000v/(d)=60x1000x1.8/(3.14x350)=98.27r/min取v 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 i1=2 4單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比i2=3 5則：合理總傳動(dòng)比i =620故：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd=i nw =(620)x98.27=589.62r/min1965.4r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為 750 r/min、1000 r/min、1500 r/min 根據(jù)計(jì)算出的功率，由附表查出適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，數(shù)據(jù)參數(shù)及傳動(dòng)比的 情況見下表：電動(dòng)機(jī)型 號(hào)額定功 率電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速r/min傳動(dòng)裝配 總傳動(dòng)比Pw/kW固

7、定轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn) 速Y160M2-85.57507207.32Y132M2-65.510009609.76Y132S-45.51500144014.65為了使得電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)裝置的性能均要求不是過高，故擇中選用 Y132S-44 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力分析4.1 分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比：根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 nm和工作機(jī)構(gòu)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 nw 求得總傳動(dòng)比： i0=nm/ nw =1440 /98.27=14.65由工程經(jīng)驗(yàn)知分配傳動(dòng)比除了滿足 i1=24、i2=35 外，還應(yīng)該滿足 i1i2 故取：V 帶傳動(dòng)比為 i1=3齒輪傳動(dòng)比為 i2= i0/ i1=4.884.2 軸的轉(zhuǎn)速： 0n0=1440r/

8、min 軸n= nd/ni=1440/3=480r/min軸n= n/i2 =480/4.88=98.36r/min軸即為工作機(jī)構(gòu)卷筒軸：n=nw4.3 軸的輸入功率： 0P0=Pd=4.11KW 軸P= P0 帶=4.11x0.96=3.9456kw 軸P= P齒輪軸承=3.9456x0.97x0.98=3.7507KW卷筒軸的輸出功率 Pw 為：Pw= P聯(lián)軸器 軸承=3.7507x0.99x0.98=3.6389KW4.4 軸的轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸： Td=9550Pd/nm=9550x4.11/1440=27.257N.m 軸T=9550P/n=9550x3.9456/480=78.501N

9、.m 軸T=9550P/n=9550x3.7507/98.36=364.16N.m卷筒軸Tw=9550Pw/nw=9550x3.6389/98.36=353.31N.m計(jì)算數(shù)值列表如下：軸號(hào)功率 P kW轉(zhuǎn)矩 T Nm轉(zhuǎn)速 n-1 rmin轉(zhuǎn)動(dòng)比效率電動(dòng)機(jī)軸4.1127.257144030.96軸3.945678.5014804.880.95軸3.7507364.1698.361.000.91卷筒軸3.6389353.3198.365 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：求計(jì)算功率：根據(jù)任務(wù)書所述要求及所選電動(dòng)機(jī)查表 13-8 得工作系數(shù) KA=1.2，固有: PC=PeKA =1.2x5

10、.5=6.6KW選V 帶型號(hào)：由于此處傳動(dòng)功率適中， 考慮到成本，故選用普通 V 帶。根據(jù) PC=6.6kW、 na=1440 r/min。查圖 13-15(教材)，可得該交點(diǎn)位于 A 型區(qū)域，故選用 A 型 V 帶。5.1.1 求大小帶輪基準(zhǔn)直徑：5.1.2 確定小帶輪直徑查表 13-9 可知 d1 75mm帶( 輪直徑不可過小，否則會(huì)使帶的彎曲應(yīng)力過大) ，稍比其最小值大即可，故取 d1=100 mm。由此：d2= d1 il (1-),取=0.02 d2=i 帶 d1(1-)=3x100(1-0.02)=294mm由表 13-9 下方帶輪直徑推薦值尋其最近值得 d2= 300mm，實(shí)際傳

11、動(dòng)比i ”=d2 / d1 (1- )=3.06，其誤差 :w1=(|i1- i”|/ i1)100%=2.04%5%，故滿足誤差范圍。5.1.3 驗(yàn)算帶速：v= d1 n0/60 1000=3.14x100x1440/(60x1000)=7.536m/s在 v=5 25 m/s 內(nèi)，適合。5.1.4 求 V 帶基長(zhǎng)與中心距 a:初步估算中心距 :a0=1.5( d1+ d2)=1.5 (100+300)=600mm為圓整計(jì)算，取 a0=600 mm(滿足 0.7 (d1+ d2)a02(d1+ d2)得 Ka=0.95，查表 13-2 K L=1. 01 。故：z=6.6 /(1.1324+

12、0.17)x0.96 0.95=5.57 ，取整 z=65.1.7 求作用在帶輪軸上的壓力 FQ:在 v 帶傳送中，若預(yù)緊力 F0 過小，已出現(xiàn)打滑；反之，預(yù)緊力過大，則降低帶的壽命。查表 13-1 得 q=0.1 kg/m ，單根 v 帶的預(yù)緊力計(jì)算：F0=500xPCX (2.5/K a-1)/ (zv)+qv=500x6.6x (2.5/0.95-1 )/(6x7.536)+0.1x7.536=124.76N作用在軸上的壓力：FQ=2zF0sin(a 1/2)=2x6x124.76xsin(160.16 /2)=1474.74N5.1.8 V 帶輪寬度的確定：查表 13-10 得 A型帶

13、輪 e=150.3 ，?min=9，固有帶輪寬度 : B=(z-1 )e+2?min，故取 B=93 mm 將所涉及的帶輪傳動(dòng)參數(shù)列表如下：V 帶輪型號(hào)A 型長(zhǎng)度 Ld1800 mm根數(shù) z6 根中心距 a577.67 mm帶輪直徑 dd1=100 mm,d2=300 mm寬度 B93 mm安裝預(yù)緊力 F0F0=124.76 N帶輪軸上的壓力 FQFQ=1474.74N實(shí)際傳動(dòng)比 i ”i”=3.065.2 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：5.2.1 選擇材料及確定許用應(yīng)力：齒輪材料熱處理HBS小齒輪45 鋼調(diào)制處理250大出輪45 鋼正貨處理2005.2.1 確定材料需用接觸應(yīng)力根據(jù)表： HBS1=25

14、0，HBS2=200，兩齒輪材料的接觸疲勞極限應(yīng)力分別Hlim1=480+0.93x(250-135)=586.95MPaHlim1=480+0.93x(200-135)=540.45MPa由表課本 11-5 則有： SHlim =1.25,S Hlim=1.6 ，則兩齒輪材料的許用應(yīng)力為： H1= Hlim/ SHlin=610/1.25=488MPa；H2= Hlim/ SHlin =400/1.25=320MPa；5.2.2 小齒輪分度圓與轉(zhuǎn)矩 根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞進(jìn)行設(shè)計(jì)，則小齒輪分度圓最小直徑 2 1/3d12KT( u +1)(Z H+ZE)/ (u H22 d) 1/3

15、小齒輪的轉(zhuǎn)矩 TT=9550xP1/n 2=9550x3.9456/480=78.501N.m5.2.3 計(jì)算確定齒輪模數(shù) m設(shè)齒輪按 8 級(jí)精度制造，由表課本 11-3，由原動(dòng)機(jī)內(nèi)電動(dòng)機(jī)工作記為帶式輸 送機(jī)，載荷平衡，齒輪在兩軸承見對(duì)成分布。則 K=1.2。由表 11-4ZE=188，取 d=1； H=540.45MPa,ZH=2.5，又有圓柱齒輪傳動(dòng)比 i=4.88， 帶入公式有：d1 55.61mm又：a=(1+ u )d1/2 =55.61(1+4.88)/2=163.4934mm m=(0.0070.02)a=1.143.26 查課本表 4-1 ，取 m=2F1= PE/ SFlin

16、=342 MPa；F2= PE/ SFlin=238 MPa。5.2.4 幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算：齒數(shù)： Z1=d1/m=55.61/2=27.805 取 Z1=25Z2= u Z1=4.88x25=122 取 Z2=122中心距： a=(Z1+Z2) m/2=(25+122)x2/2=147mm 齒輪寬度： b2= d d1=1x50=50mmb1= b2+(510)=5560mm 取 b2=55mm5.2.4 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度F=(2KT 1/bd1m)xY FxY S由課本圖 11-8，圖 11-9 則:Z1=25 時(shí)YF1=2.73YS1=1.59Z1=122 時(shí)YF1=2.20YS1=

17、1.84由課本表 11-1，兩齒輪材料的彎曲疲勞應(yīng)力分別為：【F1 】=470MPa 【 F2 】=330MPa由此則：F1= (2KT 1/bd1m)xY FxY S=61.8MPa【 F1 】=470MPa F1= (2KT 1/bd1m)xY FxY S=59.4MPa【 F2 】=330MPa 所以，兩齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度均滿足要求。5.2.5 齒輪其他尺寸計(jì)算分度圓直徑： d1=mZ1=2x25=50mm d2=mZ1=2x122=244mm 齒頂圓直徑： da1=d1+2ha=55mm da2=d2+2ha=249mm 齒根圓直徑： df1=d1-2hf=45mm df2=d2-2

18、hf=239mm 中心距： a=147mm 齒寬： b1= 55mmb2=50mm5.2.6 選擇齒輪精度等級(jí)齒輪圓周速度： V1= n1d1/60000=2.256m/s 由課本表 11-2，選 8 級(jí)。 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)的基本參數(shù)：齒數(shù)分度圓直徑齒寬模數(shù)實(shí)際傳動(dòng) 比中心距小齒輪25505524.88147大齒輪12224450- 10 -6 減速器箱體基本尺寸設(shè)計(jì) ：查設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 12.1 經(jīng)驗(yàn)公式，及結(jié)果列于下表。名稱符號(hào)計(jì)算方式結(jié)果（ mm）底座壁厚0.025a+58箱蓋壁厚10.02a+58底座上部凸圓厚度b11.5112箱蓋凸圓厚度b1.5112底座下部凸圓厚度b22.5120箱座上的

19、助板厚度m0.85 m8箱蓋上的助板厚m0.85 1m8凸臺(tái)的高度h有結(jié)構(gòu)要求確定16地腳螺釘?shù)闹睆絛f0.036a+1216（M16）地腳螺栓數(shù)目n4軸承座聯(lián)接螺栓直徑d10.75 df12（M12）箱座與箱蓋聯(lián)接螺栓直徑d2（0.50.6） df12（M12）軸承蓋固定螺釘直徑d3（0.40.5） df10（M10）連接螺栓 d2 的間距L（150 l 200）150大齒輪頂圓與箱體內(nèi)壁的距離11.212箱體內(nèi)壁與齒輪端面距離214視孔蓋固定螺釘直徑d4（0.30.4） df6（M6）定位銷直徑d（0.70.8）d28（M8）6.1 螺釘螺栓到箱體外避距離：查 表 12-2 得 ： d ?

20、 、 d1 、 d2 至 箱 體 外 壁 距 離 為 ： C1, =22mm,C1,1=18mm,C1,2=14mm ； d ? 、 d1 、 d2 到 凸 緣 邊 緣 距 離 C2, ? =20mm,C2,1=16mm,C2,2=12mm ； 軸 承 旁 凸 臺(tái) 半 徑 ： R1, ? =C2, ? =20mm ， R1,2=C1.2=14mm ； 箱 體 外 壁 至 軸 承 端 面 距 離 ： l1=C1,1+C2,1+（5 10）=18+16+8=42mm。6.2 視孔蓋由于單級(jí)減速器中心距為 147mm，則有課程設(shè)計(jì)書表 12.4 得視孔蓋長(zhǎng) l 1=120mm，橫向螺栓分布距離 l2

21、=150mm，視孔蓋寬 300mm，縱向螺栓分布距- 11 - 離 b2=150mm ，螺栓孔直徑 d 7 ，孔數(shù) 4 個(gè)。7 軸的設(shè)計(jì)7.1 估算軸的最小直徑選取軸的材料和熱處理方法， 并確定軸的許用應(yīng)力， 由已知條件， 選用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理。 HBS230240，根據(jù)教材公式，取 A0=118，則：1/3d1A0 （P 1/n 1） 1/3=23.8mm考慮帶輪的機(jī)構(gòu)要求和軸的剛度，取裝帶輪處軸徑 dmin=25mm。7.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)據(jù)高速軸上所需安裝的零件，可將其分為 7 段，以 d1、d2、d3 、d4、 d5、 d6 表示各段的直徑，以 x1、x2、x3 、x4、 x5、 x6

22、 表示各段的長(zhǎng)度。（d1處安裝 大帶輪， d2 處安裝軸承端蓋， d3 處安裝一號(hào)軸承與套筒， d4 處安裝小齒輪， d7 處安裝二號(hào)軸承）7.2.1 徑向尺寸：根據(jù)常用結(jié)構(gòu)， 取 d1=dmin=25 mm； 30孔（大帶輪） 倒角推薦值為 1mm， 故取:d2=d1+（1+0.5）x2=27mm氈圈系列中要求的軸徑均為 0、5 圓整數(shù)，故此修正為 , d2=30mm 選軸承為 6207 型號(hào)軸承，取所選軸承內(nèi)徑為 35mm，且軸承寬度 B=17mm，故 取 d3=35 mm；為方便加工測(cè)量，取 d4=45mm（此也為小齒輪內(nèi)孔直徑） ，由于 齒輪齒根圓直徑為 45mm，則直接把齒輪做在軸承

23、上面，套筒安裝 d3 上面，即 有： da=5d3 =35mm 對(duì)齒輪內(nèi)孔倒角 2mm，故取 : d5=d4+（1.6+1.5）x2=47.2mm（取 50mm）由于對(duì)稱分布故 :D6=d3=35 mm7.3.1 軸向尺寸：根據(jù)大帶輪的內(nèi)孔寬 :L=（1.52）d1=4560mm為防止由于加工誤差造成的帶輪晃動(dòng)，取 x1=42mm 承潤(rùn)滑方式 .：V 軸承 = d3x n1=35x4805=19200mm.r/min（1.52）x10 mm.r/min故選取脂潤(rùn)滑方式 ,為防止箱體內(nèi)部潤(rùn)滑油漸到軸承上沖走潤(rùn)滑脂， 將軸承 與箱體內(nèi)壁距離取大于 8mm（由于所選套筒長(zhǎng)度 25mm，故軸承端面面到

24、箱體 內(nèi)壁的距離取 14mm），為適宜齒輪傳動(dòng)時(shí)散熱， 取齒輪距箱體內(nèi)壁為 810mm （此取 10mm）,故有 :- 12 - x3=10+14+B=41mm；套筒檔齒輪時(shí)，為保證精度取 :X4= b1+11mm=66mm故同時(shí)將 x3 修正為 x3=47mm,軸環(huán)取 58mm，故取 x5=5mm.由于安裝時(shí)齒輪箱體軸承均對(duì)稱分布，還有軸承，則取 x6=32mm（包括越程槽尺寸） x2=45 mm主動(dòng)軸的各軸徑及各長(zhǎng)度：各軸段1234567軸徑（ mm）25303545505040長(zhǎng)度（ mm）42454766532主動(dòng)軸的零件草圖：7.3.4 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度7.3.4.1 計(jì)算

25、作用在軸上的力小齒輪受力分析圓周力：Ft1=2T1/d1=2x78501/50=3140N徑向力：Fr1= Ft1 tan20=3140xtan20 =1143N根據(jù)前軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可得：帶輪中心到另一軸承的距離： K= B/2+x 2+ L/2=9+83+30=122mm 一號(hào)軸承到齒輪中心的距離：L 2=B/2+10+14+ b1/2=86.5mm 齒輪中心到二號(hào)軸承中心的距離 L1= L 2=86.5mm 有兩軸承中心距為：L= L 2+ L 1=173mm7.3.4.2 計(jì)算支反力根據(jù)受力分析，有： Flv+F2v= Fr，F(xiàn)lv=F 2v（齒輪兩軸承中心）。得：- 13 -Flv=F2v

26、= Fr/2=571.5N水平面：FlH= F2H= Ft1 /2=1570N帶輪對(duì)軸的作用力 FQ 在指點(diǎn)產(chǎn)生的反力：F1.f=FQxk/L=1474.74x122/173=1040NF2.f= F1.f+FQ=1040+1474.74=2514.74N7.3.4.2 作彎矩圖垂直面彎矩：MAV= F2v x L 1/2=24.72(N.m)水平面彎矩：MaH= FlH L2/2=67.9 (N.m)FQ 力產(chǎn)生的彎矩： Mzf=FQk=1474.74x122=179.92(N.m)合成彎矩：2 2 1/2Ma= MaFQ +(M 2av+M 2aH)1/2=162.22 (N.m) 折合當(dāng)

27、量彎矩： 由前算出 T1 =78.501N.m, “由轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)”知0.6 ，故：22 1/2Mae=(M2a+(aT12 )1/2=173.24N.m22 1/2Mbe=(M22f+(aT12 )1/2=189.92N.m- 14 -7.3.4.4 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的許用直徑：由(圖 1)知軸上安裝小齒輪的截面為危險(xiǎn)截面，可得：dmin=(Mae/(0.1 -1 b ) /13 =30.6mm45mm。由此可知，此軸安全。7.4 低速軸的設(shè)計(jì)7.4.1 選擇軸的材料、熱處理方式：由于無(wú)特殊要求，選擇最常用材料 45 鋼，調(diào)制處理。強(qiáng)度極限：B=650MP；a 屈服極限： s=36

28、0MP；a 彎曲疲勞極限： -1=300MP。a 彎曲需用應(yīng)力(靜) -1b=60MPa。7.4.2 初步估算軸最小直徑：根據(jù)教材公式，取 A0=118，則dminA0 (P 2/n 2) 1/3由前計(jì)算可知：，故 dmin 39.7mm，由于開了一個(gè)鍵槽，故取 dmin=50mm。7.4.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)低速軸上所需安裝的零件，可將其分為 7段，以 d1、d2、d3 、d4、 d5、 d6 、d7 表示各段的直徑，以 x1、x2、x3 、x4、 x 5、 x 6 、x7 表示各段的長(zhǎng)度。 (d1 處安裝聯(lián)軸器， d2處安裝軸承端蓋， d3處安裝三號(hào)軸承與套筒， d4 處安裝大 齒輪，

29、d7處安裝四號(hào)軸承)7.4.3.1 徑向尺寸：聯(lián)軸器的初步選擇：根據(jù)低速軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩可選用凸緣聯(lián)軸器，型號(hào)為 “GYS6型凸緣聯(lián)軸器 Y50x112/J150x84GB/T5843-2003”，可得其軸孔直徑為 50 ， 深孔長(zhǎng)度為 L=112mm。根據(jù)上所選聯(lián)軸器，取 d1=45mm；根據(jù)密封氈圈的標(biāo)準(zhǔn)，取 d2=50mm；根據(jù)此 處尺寸選擇 6211 型號(hào)軸承選軸承內(nèi)徑為 55mm，外徑為 100mm，且軸承寬度 B=21m，m 故取 d3=55mm；為方便測(cè)量取 d4=60mm，套筒在 3 上面，故 :d a=55mm；知倒角倒圓 推薦值為： 60孔(大齒輪)倒角推薦值為 2mm，故取

30、: d5=d4+(2+1.5)x2=64mm 方便設(shè)計(jì)， d6=5mm為對(duì)稱分布，故取 :d7=d3=55mm。7.4.3.2 軸向尺寸：確定軸承潤(rùn)滑方式：V軸承= d3x n ” 1=55x480=28800mm.r/min(1.52)x10 5 mm.r/min 故選取脂潤(rùn)滑方式。根據(jù)上定箱體兩內(nèi)壁間的寬度可算得大齒輪到箱體內(nèi)壁的距離為 12.5mm,- 15 -為防止箱體內(nèi)部潤(rùn)滑油漸到軸承上沖走潤(rùn)滑脂，將軸承與箱體內(nèi)壁距離取大于8mm（為套筒尺寸此取 27.5mm），故有 :x3=12.5+27.5+B=61mm為保證精度取 x4= b2- （23mm）=48mm。，故同時(shí)將 x3修正為

31、 x3=64mm；軸環(huán) 取 58mm，故取 x5=5mm；由于安裝時(shí)齒輪箱體軸承均對(duì)稱分布，x6=12.5+27.5- x 5=35mm，x7=B=21mm（包括越程槽尺寸）軸承到端蓋內(nèi)壁的距離 x= l 1+ -27.5-B=8.5mm，由于軸承外徑為 110mm故， 選端蓋螺釘為 M10，由公式得軸承端蓋厚度 e=1.2 d 3=9.6=1mm，可取 A級(jí) M8非 全螺線 l=40mm的螺栓（即 GB/T5782M10x4）0此時(shí)取端蓋到大帶輪的扳手空間為 : x”=l+k+（35mm）=50mm，故此取 x2= X +x ”+e=70mm。 由上選聯(lián)軸器可知 : X 1=L=112mm.

32、主動(dòng)軸的各軸徑及各長(zhǎng)度：各軸段1234567軸徑（ mm）50555560646055長(zhǎng)度（ mm）11270644855267.4.4.1 計(jì)算作用在軸上的力小齒輪受力分析圓周力： Ft2=2T2/d 2=2x364160/244=2984.91N徑向力： Fr2= Ft2 tan20 =2984.91xtan20 =1086.4N根據(jù)前軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可得：帶輪中心到另一軸承的距離：- 16 -K= B/2+x2+ L/2=11+70+56=137mm號(hào)軸承到齒輪中心的距離：2=B/2+12.5+27.5+ b 2/2=76mm齒輪中心到二號(hào)軸承中心的距離 L1= L 2=76mm有兩軸承中心距

33、為：L= L2+ L 1=152mm7.4.4.2 計(jì)算支反力根據(jù)受力分析，F(xiàn)有：Flv +F2v= Fr，F(xiàn)lv =F2v(齒輪兩軸承中心) 。得：lv =F2v= F r/2=543.2N水平面：F7.4.4.3 作彎矩圖垂直面彎矩：lH= F2H= F t1 /2=1492.45NAV= F2v x L 1/2=20.64(N.m)水平面彎矩：MaH= FlHL2/2=56.71 (N.m)折合當(dāng)量彎矩：由前算出 T1 =364.16N.m,由轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)”知Mae=(M2a+(aT22 ) 1/2=391.58N.m，0.6 ，故軸的結(jié)構(gòu)圖見零件圖所示- 17 -8 鍵連接的

34、選擇根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，此處無(wú)特殊要求，故均選用 A 型平鍵連接。8.1 帶輪處鍵連接：由于此處軸徑為 30mm，選用 b=8mm,h=7m，m L=1890mm，由于此處轉(zhuǎn)矩不大， 選取鑄鐵為材料，故由表下的 L 系列選取 L=36mm，即 8x36GB/T1096-2003。 對(duì)平鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核：其許用擠壓應(yīng)力為 p=5060MPa(輕微沖擊)，根據(jù)公 式得：p=4T1/dh(L-2b)= 4x78.501/(30x7(36-2x8) =0.0747MPa p=5060MPa 故符合要求。8.2 小齒輪處鍵連接：由于此處軸徑為 45mm，選用 b=14mm,h=9m，m L=36160mm，由于

35、此處轉(zhuǎn)矩 不大，選取鑄鐵為材料，故由表下的 L系列選取 L=90mm，即 14x90GB/T1096-2003。 對(duì)平鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核：其許用擠壓應(yīng)力為 p=5060MPa(輕微沖擊)，根據(jù)公 式得：p=4T1/dh(L-2b)= 4x364.16/(45x9(90-2x14)=0.058MPa p=5060MPa 故符合要求。8.3 大齒輪處鍵連接：由于此處軸徑為 65mm，選用 b=18mm,h=11m，m L=50200mm，由于此處轉(zhuǎn) 矩 不 大 ， 選取 鑄 鐵 為 材 料 ， 故 由 表 下 的 L 系列 選 取 L=80mm， 即 18x80GB/T1096-2003。對(duì)平鍵進(jìn)行強(qiáng)度校核其許用擠壓應(yīng)力為 p=5060MPa(輕微沖擊)，根 據(jù)公式得：p=4T1/dh(L-2b)= 4x353.31/(65x11(80-2x18)=0.041MPa p=5060MPa，故符合要求。8.4 聯(lián)軸器處鍵連接：由于此處軸徑為 50mm，選用