向果 課程設(shè)計(jì)

1、目錄目錄課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).11、確定傳動(dòng)方案.22、機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì).22.1 電機(jī)的選擇 .22.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型 .22.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量.22.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 .32.2 傳動(dòng)比的分配 .32.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) .42.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速 .42.3.2 各軸的輸入功率 .42.2.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 .53、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì).53.1 窄 V 帶的基本參數(shù) .53.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .94、齒輪的設(shè)計(jì).94.1 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) .94.2 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) .155、軸的設(shè)計(jì).215.1 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .215.1.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).215.1.

2、2軸的強(qiáng)度校核.235.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).255.1.4軸的強(qiáng)度校核.265.1.5軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).285.1.6軸的強(qiáng)度校核.306、軸承的驗(yàn)算.326.1軸軸承的驗(yàn)算.326.2軸軸承的驗(yàn)算.336.3軸軸承的驗(yàn)算.337、鍵的校核計(jì)算.347.1軸上各鍵的校核計(jì)算.347.2軸上各鍵的校核計(jì)算.347.3軸上各鍵的校核計(jì)算.358、聯(lián)軸器的驗(yàn)算.358.1 轉(zhuǎn)矩的驗(yàn)算 .358.2 轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算 .358.3 協(xié)調(diào)孔的直徑 .36 29、潤(rùn)滑、潤(rùn)滑劑牌號(hào)及裝油量.369.1 連接件及軸承的潤(rùn)滑 .369.1.1 嚙合件的潤(rùn)滑 .369.1.2 軸承的潤(rùn)滑 .3610、密封方式的選擇.371

3、1、減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).3711.1 軸承座的設(shè)計(jì) .3711.2 機(jī)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .3711.3 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算表 .3812、減速器附件及其說(shuō)明.3912.1 窺視孔和窺視孔蓋 .3912.2 放油孔及放油旋塞 .4012.3 油面指示器 .4012.4 通氣器 .4012.5 吊環(huán)螺釘、吊耳和吊鉤 .4012.6 定位銷(xiāo) .4012.7 起蓋螺釘 .4113、設(shè)計(jì)總結(jié)與心得.4114、參考文獻(xiàn).44重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 1課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)班級(jí)班級(jí) 裝備一班 設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)者 向果 一、設(shè)計(jì)題目一、設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置（一級(jí)圓柱直齒

4、輪和一級(jí)圓柱斜齒輪減速器），傳動(dòng)示意圖如下：123456v1 1電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)2 2V V 帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)3 3減速器減速器 4 4聯(lián)軸器聯(lián)軸器5 5鼓輪鼓輪 6 6輸送帶輸送帶已知條件：已知條件：1）鼓輪直徑： D= 250 毫米；2）鼓輪上的圓周力： F= 41960 牛頓；3）輸送帶速度： V= 1.4 米/秒；技術(shù)條件與說(shuō)明：技術(shù)條件與說(shuō)明：1）傳動(dòng)裝置的使用壽命預(yù)定為 15 年每年按 300 天計(jì)算， 2 班制工作每班按 8 小時(shí)計(jì)算；2）工作機(jī)的載荷性質(zhì)為平穩(wěn)、輕微沖擊、中等沖擊、嚴(yán)重沖擊；單、雙向回轉(zhuǎn)；3）電動(dòng)機(jī)的電源為三相交流電，電壓為 380/220 伏；重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工

5、程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 24）傳動(dòng)布置簡(jiǎn)圖是由于受車(chē)間地位的限制而擬訂出來(lái)的，不應(yīng)隨意修改，但對(duì)于傳動(dòng)件的型式，則允許作適宜的選擇；5）輸送帶允許的相對(duì)速度誤差35%。二、設(shè)計(jì)要求二、設(shè)計(jì)要求 1）減速器裝配圖 1 張 2）零件圖 2 張（低速級(jí)齒輪，低速級(jí)軸） 3）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份，按指導(dǎo)老師的要求書(shū)寫(xiě)1、確定傳動(dòng)方案、確定傳動(dòng)方案根據(jù)工作要求和工作環(huán)境，選擇展開(kāi)式二級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)方案。此方案工作可靠、傳遞效率高、使用維護(hù)方便、環(huán)境適用性好，但齒輪相對(duì)軸承的位置不對(duì)稱，因此軸應(yīng)具有較大剛度。此外，總體寬度較大。為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)，其輸出端選用帶式傳動(dòng)，這樣一旦減速器出現(xiàn)故障停機(jī)，皮帶可

6、以打滑，保證電動(dòng)機(jī)的安全。2、機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)2.1 電機(jī)的選擇電機(jī)的選擇2.1.12.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型按工作要求和工作條件選用 Y 系列三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)為全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為 380V。2.1.22.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量選擇電動(dòng)機(jī)的容量 1、工作機(jī)的有效功率為 41690 1.458.410001000wFvPkw2、從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率為重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 3 2421345 式中分別為帶傳動(dòng)、聯(lián)軸器、軸承、齒輪、齒輪傳動(dòng)和傳送帶的12345、傳動(dòng)效率。由表 9.1 可知，=0.

7、96,=0.99，=0.98，=0.97，=0.96。帶入公式112345可得： 42=0.96 0.99 0.980.970.96=0.792 3、所以電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為 d58.473.740.792wpPkw2.1.32.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1、 由表 9.1 推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比=，而工1i16 160作機(jī)的轉(zhuǎn)速為 60 100060 1000 1.4107 / min250wvnrd2、所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 (16 160) 107(1712 17120) / mindwni nr 在這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1000r/min，150

8、0r/min,3000r/min 種，綜合考慮到電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定采用同步轉(zhuǎn)速為3000r/min 的電動(dòng)機(jī)。 由表 15.1 查得，確定電機(jī)型號(hào)為與 Y280S-2,其主要性能如表 2.1 所示。1 電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/1/ minr啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y280s-2 75KW 2970 2.0 2.22.2 傳動(dòng)比的分配傳動(dòng)比的分配1、總傳動(dòng)比表表 2.12.1 Y225S-4Y225S-4 型電動(dòng)機(jī)的主要性型電動(dòng)機(jī)的主要性能能重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 4297027.76107mwnin2、

9、分配傳動(dòng)比 為使傳動(dòng)裝置尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象，現(xiàn)選 V 帶傳動(dòng)比：=2i帶 則減速器的傳動(dòng)比為 27.76=13.882iii減帶 又12=iii減 考慮到潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，取，故121.4ii 11.4= 1.4 13.88=4.41ii減 213.15iii減2.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)2.3.12.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速各軸的轉(zhuǎn)速軸 12970=1485r/min2mnni帶軸 1211485336.7 / min4.41nnri軸 232336.7106.9 / min3.15nnri卷筒軸 3=106.9 / mi

10、nnnr卷卷筒速度相對(duì)誤差：，在之間，符合要求。3107 106.9-0.9%107wwnnn 3% 5%2.3.22.3.2 各軸的輸入功率各軸的輸入功率軸 1173.74 0.9670.79dppkw重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 5軸 213470.79 0.97 0.9867.29ppkw 軸 323467.29 0.97 0.9863.97ppkw 卷筒軸 223=67.29 0.99 0.9865.28ppkw 卷2.2.32.2.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩dT 為 d73.7495509550237.12970dmPTN mn 軸 1117

11、0.7995509550455.2.1485PTN mn 軸 22267.29955095501908.5336.7PTN mn 軸 33363.97954995505454.8106.9PTN mn 滾筒軸 435454.8.mTTN 將上述計(jì)算結(jié)果匯總于表 2.2，以備查用表表 2.22.2 帶式傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)帶式傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名功率kwP/轉(zhuǎn)矩mNT/轉(zhuǎn)速min)/( rn電機(jī)軸73.74 237.1 2970170.79 455.2 14852 67.29 1908.5 336.73 63.97 5454.8106.9滾筒軸 65.28 5454.8 106.93

12、、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)3.1 窄窄 V 帶的基本參數(shù)帶的基本參數(shù)1、確定計(jì)算功率重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 6 計(jì)算功率是根據(jù)傳遞的功率和帶的工作條件確定的caPP caAPK P 式中：計(jì)算功率caP 工作情況系數(shù)AK 所需傳遞的額定功率，在此相當(dāng)于PdP 因?yàn)榇藴p速器的載荷變動(dòng)小，由表 8-8 可知，工況系數(shù)=1.35（中間值） 2AK 所以，計(jì)算功率 1.35 73.7499.549caPkw2、選擇窄 V 帶的帶型 根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪的轉(zhuǎn)速，從 JB/ZQ 4175-1997 選取的帶型為 SPB 帶(經(jīng)過(guò)caPmn驗(yàn)算，普通 V 帶不符合要求)3、確定帶輪

13、的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速1dd 1)初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 由 SPB 帶，參考 JB/ZQ 4175-1997 結(jié)合電機(jī)(),取=160mm112dHd1dd2）驗(yàn)算帶速 由公式 1=60 1000dmd nV帶 將數(shù)據(jù)代入公式可得 ,在m/s。3.14 160 2970=24.8/60 1000Vm s帶5 25 3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 由可得 21dddid22 160320ddmm4、確定中心距 a，并計(jì)算 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度（1）根據(jù)總體尺寸限制，初定中心距 )(2)(7 . 021021ddddddadd 帶入數(shù)據(jù)可得 ，初定中心距為 600mm0336960mmamm0a （2)計(jì)算相

14、應(yīng)的帶長(zhǎng)0dL重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 7 帶入數(shù)據(jù)得0dL221001202()2()243.14(320 160)2 600(160320)24 6001964.3dddddddLaddamm 結(jié)合可得，=1950mm 3dL （3)計(jì)算中心距 a 及其變動(dòng)范圍 帶傳動(dòng)的實(shí)際中心距近似為：001950 1964.360059322ddLLaamm5、驗(yàn)算小帶輪上的包角1 adddd3 .57)(180121 帶入數(shù)據(jù)157.3180(320 160)165120593oooo6、確定 SPB 帶的根數(shù) z 00()caArLPK PzPPP K K （1），。由 JB

15、/ZQ 4175-1997 可得=2970 / minmnr1160ddmm0P12.65 12.2512.25(29702800)12.4432002800kw （2)=2，=2970r/min,由得（線性插值）i帶nm 301.44Pkw （3），結(jié)合得1165o 30.96K （4) =1950mm，結(jié)合 JB/ZQ 4175-1997 得dL0.890.760.89(29702800)0.89528002400lK 將以上數(shù)據(jù)帶入公式得： ，99.5498.34(12.44 1.44) 0.96 0.895z 顯然這超出了正常工作要求的范圍。造成這種原因是因?yàn)閹У臋M截面積小，使得單根帶

16、的所能傳遞的功率有限所致。根據(jù)文獻(xiàn) 本文采用線性模型進(jìn)行功率拓延。即是認(rèn)為在帶的橫截面形狀不變的情況下，橫截面的面積大小與其所能傳遞的功率大小成正比。為了得到合理的帶的根數(shù)，在此采用將 SPB 帶的截面積等效擴(kuò)大一倍，于是選擇 4 根拓延的帶就能夠滿足功率要求了。重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 8拖延后的帶的截面圖形及其尺寸如下：圖圖 3-13-1 上圖所示的帶的截面面積比標(biāo)準(zhǔn)帶大一倍，而截面形狀則沒(méi)有變化。7、確定帶的初拉力0F 2022.5500199.5492.550010.17 24.84 24.8 0.96507.00cPFqvzvkN 其中 q 的值在表 8-3 可

17、以查得。 38、計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力pF 102sin29034.74pFZFN9、SPB 帶傳動(dòng)主要參數(shù)如表 3.1 所示 表表 3.13.1 SPBSPB 帶傳動(dòng)主要參數(shù)帶傳動(dòng)主要參數(shù) 帶型帶輪基準(zhǔn)直徑(mm)傳動(dòng)比基準(zhǔn)長(zhǎng)度(mm)B1160dd2320dd21950重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 9中心距（mm）根數(shù)初拉力(N)壓軸力(N)6004462.259034.743.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1、帶輪的材料：采用鑄鐵帶輪（常用材料 HT200）2、帶輪的結(jié)構(gòu)形式：V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與 V 帶的基準(zhǔn)直徑有關(guān)。小帶輪接電動(dòng)機(jī)，較小，所以采用實(shí)1160ddmm心式

18、結(jié)構(gòu)帶輪。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，大帶輪采用。3158353546SPB 4、齒輪的設(shè)計(jì)、齒輪的設(shè)計(jì)4.1 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)1、選精度等級(jí)，材料及齒數(shù)（1）根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，高速級(jí)齒輪為圓柱斜齒輪傳動(dòng)。（2）由表 10-6，減速器為一般機(jī)器，所以取齒輪的精度為 7 級(jí)。 3（3）材料選擇：由表 10-1，選擇小齒輪的材料為 40Cr(調(diào)質(zhì))，齒面硬度 280HBS,大齒輪 3的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為 240HBS。（4）小齒輪齒數(shù)選為 20，大齒輪的齒數(shù)，取 89（互質(zhì)）21 120 4.4188.2zi z（5）初選螺旋角=14。（6）壓力角=20。2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度

19、設(shè)計(jì)（1）試算小齒輪分度圓直徑，即： EH21131td1HZ Z Z Z2KT1d() Htii 1）確定公式中的各參數(shù)試選載荷系數(shù)1.3HtK由表 10-7 選取齒寬系數(shù)=1 3d重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 10由表 10-5 查得材料的彈性影響系數(shù) 312189.8EZMPa由圖 10-20 查取區(qū)域系數(shù) 32.433HZ 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力H 從圖 10-25d 查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分。 3lim1lim2600a=550HHMpMpa、 9116060 1485 1 (2 8 300 15)6.415 10hNn jL 9211/1.455 10NN

20、i 由圖 10-23 查取接觸疲勞壽命系數(shù).取失效概率為 1%、安全系 3120.90,0.95HNHNKK數(shù) S=3。則可得： 1lim11540MPaHNHHKS 2lim22523MPaHNHHKS取 12540523531.522HHHMpa計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)Zarctan(tan/cos)arct/an(tan20)20.562cos14tn*111arccoscos/(2cos)arccos 20 cos20./(56231.4202 1 cos14 )05attanzzh *222arccoscos/(2cos)arccos 63 cos20./(56224.7632

21、1 cos14 )29attanzzh 1122(tantan)z (tantan) / 2attatz tan20.562 )63 (tan24.72920 (tan31tan.2400.5/562)21.607 1tan/1 20 tan(14 )/1.587dz (4)(1)(4 1.607)(1 1.587)1.5870.682331.607Zcoscos140.985Z2）試算小齒輪分度圓直徑重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 11EH2131tdHZ Z Z Z2KT u1d()u Ht5232 1.3 4.55 10(89/ 20) 12.443 189.8 0.68

22、2 0.985()189/ 20531.579.2mm（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度 v 113.14 79.3 14856.16/60 100060 1000td nvm s齒寬 b 11 79.2079.20dtbd 2)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)由表 10-2 查得使用系數(shù) 31AK 根據(jù) v=6.16m/s,7 級(jí)精度，由圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù)1.15 2VK 齒輪的圓周力54411112/d2 4.55 10 /79.21.15 10,/1 1.15 10 /79.2145.2100 .mmttAtFTNN K FbN 由表 10-3 得齒間載荷分配系數(shù)

23、1.2 3HK由表 10-4 用插值法查得 7 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)，1.426 3HK 則載荷系數(shù)為 1 1.15 1.2 1.4261.97HAVHHKK K KK 3)實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑 33111.97d79.290.961.3HtHtKdmmK 相應(yīng)的模數(shù)為： 11cos/90.96 cos14 / 204.41nmdz3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）試算齒輪模數(shù)，即 213212Y Y cosFtFSntdFK TY YmZ重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 12 1）確定公式中各參數(shù)試選載荷系數(shù)1.3FtK計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù)Y arc

24、tan(tancos)arctancos20.256 )13.140(tan14bt 22/cos1.607/cos 20.56.8 321 3vb 0.250.75/0.250.75/1.8330.659vY計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度螺旋角系數(shù).Y 1411 1.5870.815120120Y 計(jì)算FasaFYY 由當(dāng)量齒數(shù)，3311/cos20/cos 121.9134vZZ 3322/cos89/c91.75os 14vZZ 查圖 10-17，得出齒形系數(shù) ,由圖 10-18 查得應(yīng)力修正系數(shù) 3122.62,2.18FaFaYY 3121.61.70sasaYY、 由10-24c 查得小齒輪與大

25、齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別 3lim1lim2500,380FFMpaMpa 由10-22 圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，取 S=3。 3120.85,K0.88FNFNK 1lim11303.57aFNFFKMpS 2lim22238.86aFNFFKMpS 111303.5773.5292.59 1.6FFaSaYY 222238.8660.7962.21 1.77FFaSaYY 121122min,60.796FFFFaSaFaSaFaSaY YYYYY2)試算齒輪模數(shù) 213212Y Y cosFtFSntdFK TY YmZ重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 13 52322

26、1.3 9.1357 100.815 0.659 cos 140.01642.591 20（2）調(diào)整齒輪模數(shù) 1)計(jì)算實(shí)際荷載前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 圓周速度 v 11/cos2.59 20/cos53.4410ntdm zmmmm 1 13.14 53.40 14854.15/60 100060 1000d nvm s 齒寬 b 11 53.453.4mmdtbd 齒高 h 及齒寬比 b/h *(2)(2 1 0.25) 2.595.83annnthhcmmm b/h=9.16 2)計(jì)算實(shí)際荷載系數(shù)FK 根據(jù) v=4.15m/s,7 級(jí)精度，由圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) Kv=1.12 2 由 541

27、112/2 4.55 10 /53.41.704 10tFTdN41/1 1.704 10 /53.4318.35 .mm100 .mmAtK FbNN 查表 10-3 的齒見(jiàn)載荷分配系數(shù)1.2 3FK 由表 10-4 用插值法得1.421，結(jié)合 b/h=9.16 查圖 10-13，得1.25 3HK 3FK則載荷系數(shù)為 1 1.12 1.2 1.251.68FAFFKK K KK 3)按實(shí)際載荷系數(shù)計(jì)算的齒輪模數(shù)為 33t1.682.592.821.3FnntFKmmK由以上的校核結(jié)果，從滿足疲勞強(qiáng)度的角度出發(fā)，從標(biāo)準(zhǔn)中就近取=3；為了同時(shí)滿nm足接觸疲勞強(qiáng)度，需按照接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓

28、直徑=90.96mm 來(lái)計(jì)算小齒輪的齒數(shù)，1d即。11cos/90.96 cos14 /329.41nzdm重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 14 取=30，則，取為 133，與互質(zhì)。1z21 14.41 30132.3zi z2z1z2z此時(shí)2111334.4330ziz4、幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距 ，圓整為 252mm12( +z )(30 133) 3252.06mm2cos2 cos14nzma (2)按圓整后的中心距修正螺旋角 12n(m(30+1333arccosarccos=1422 2521 19zza）（3）計(jì)算小、大齒輪的分度圓直徑 22133 3411.

29、3coscos14.022nz mdmm（4）計(jì)算齒輪寬度 ，取。11 93.7893.78dbdmm 12100,94bmm bmm5、圓整之后的強(qiáng)度校核（1）齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 113d115321d2 2.253 4.55 104.43 12.433 189.8 0.682 0.9851 93.784.43436.5531.5HHHEK TiZ Z Z ZiMpaMpa 滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度（2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 2111132153212cos2 1.575 4.55 102.62 1.6 0.659 0.8151 430212.48FFaSaFdnFK TYY Y Ym zMp

30、a重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 152122232153222cos2 1.575 4.55 101.78 1.78 0.659 0.8151 430190FFaSaFdnFK TYYY Ym zMpa 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。6、齒輪尺寸表 表表 4.14.1 齒輪齒輪 1 1、2 2 尺寸表尺寸表序號(hào)名稱符號(hào)參數(shù)值1法面模數(shù)nm3mm2螺旋角14 1 193分度圓直徑12,d d93.8,411.3mmmm4小齒輪齒數(shù)1z305大齒輪齒數(shù)2z1336全齒高h(yuǎn)6.75mm7齒頂圓直徑12,aadd99.8,417.3mmmm8齒根圓直徑12,ffdd86.3,403.8m

31、mmm9中心距a252mm4.2 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)1、選精度等級(jí)，材料及齒數(shù)（1）根據(jù)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，高速級(jí)齒輪為圓柱斜齒輪傳動(dòng)。（2）由表 10-6，減速器為一般機(jī)器，所以取齒輪的精度為 7 級(jí)。 3（3）材料選擇：由表 10-1，選擇小齒輪的材料為 40Cr(調(diào)質(zhì))，齒面硬度 280HBS,大齒輪 3的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為 240HBS。（4）選小齒輪齒數(shù)為 24，大齒輪的齒數(shù)=75.6。?。ɑベ|(zhì)）3z423zi z475z 2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1)試算小齒輪分度圓直徑重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 16 E22231td2HZ Z Z2KT1

32、d() Htii 初選1.3HtK由表 10-7 選取齒寬系數(shù)=1 3d由圖 10-20 查得區(qū)域系數(shù) 32.5HZ由表 10-5 查得材料的彈性影響系數(shù) 312189.8EZMPa計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)。Z*111arccoscos/(2)arccos 24 cos20 /(29.218842)8aazzh *222arccoscos/(2)arccos 53 cos20 /(25.510432)2aazzh =1.6761122(tantan)z (tantan) / 2ataz44 1.6760.77533Z小齒輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩如表 2.2 所示：=2T61.908 10.mmN計(jì)算

33、接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力H從圖 10-25d 查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分 3lim1lim2600a=550HHMpMpa、 9126060 336.7 1 (2 8 300 15)1.455 10hNn jL 98212/1.455 10 /3.154.61 10NNi 由圖 10-23 查取接觸疲勞壽命系數(shù).取失效概率為 1%、安全系數(shù) 3120.95,0.97HNHNKKS=3。則可得： 1lim11570MPaHNHHKS 2lim22533.5MPaHNHHKS取較小者作為許用接觸應(yīng)力，即 2533.5HHMpa2）試算小齒輪分度圓直徑 E22233td2HZ Z Z2KT1d(

34、) Htii重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 17 6232 1.3 1.906 103.13 12.5 189.8 0.775()13.13523147.86mm（2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑 1）計(jì)算實(shí)際載荷前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備圓周速度 v 323.14 147.86 336.72.605/60 100060 1000td nvm s齒寬31 147.86147.86dtbdmm 2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)HK由表 10-2 查得使用系數(shù) 31AK 根據(jù) v=2.605m/s、7 級(jí)精度，由圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù)1.1 3vK 齒輪的圓周力64432332/d2 1.906 10 /147

35、.862.58 10,/1 2.58 10 /147.86174.48 .mm100 .mmttAtFTNN K FbNN 查表 10-3,得齒間載荷分配系數(shù)1.2 3HK由表 10-4 用插值法查得 7 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)，得到齒向載荷分 3布系數(shù)1.442。由此，得到實(shí)際的載荷系數(shù)為：HK 1 1.1 1.2 1.4421.903HAVHHKK K KK 3）按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑 33331.903d147.86167.891.3HtHtKdmmK 相應(yīng)齒輪的模數(shù)：13/167./ 246.89995mdz3、按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）試算齒輪模數(shù)，即： 232

36、12Y()FtFStdFK TY YmZ1）確定公式中的各參數(shù)值重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 18 初選1.3FtK 由式（10-5）計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù) 3 0.750.750.250.250.6971.676Y 計(jì)算FasaFYY由圖 10-17 查得齒形系數(shù)2.63,、2.25 31FaY2FaY由圖 10-18 查得應(yīng)力修正系數(shù)1.58、1.72 31saY2saY由圖 10-24c 查得小齒輪和大齒輪的齒根疲勞極限分500Mpa, 3lim1Flim2380FMpa 由圖 10-22 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)0.85、0.9 31FNK2FNK 取彎曲疲勞安全系

37、數(shù) S=3。即：1lim11303.57aFNFFKMpS2lim22244.29aFNFFKMpS 111303.5773.0542.63 1.58FFaSaYY 222238.8659.9502.33 1.71FFaSaYY 121122min,59.95FFFFaSaFaSaFaSaY YYYYY2）試算模數(shù) 23212Y()FtFStdFK TY YmZ6322 1.3 2.7 100.6970.01674.6481 24mmmm（2）調(diào)整齒輪模數(shù) 1）計(jì)算實(shí)際載荷前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。 圓周速度 v 334.648 24111.56tdm zmm323.14 111.56 336.71.96

38、5/60 100060 1000d nvm s齒寬 31 111.56111.56dbdmm 齒高 h 及齒寬比 b/h重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 19 ， b/h=10.665*(2)(2 1 0.25) 4.64810.46athhc mmm 2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)FK 根據(jù) v=1.965m/s,7 級(jí)精度，由圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù)1.05 3VK 由 643232/2 1.906 10 /111.563.42 10tFTdN43/1 3.42 10 /111.56306.56/ mm100/ mmAtK FbNN 查表 10-3 的齒見(jiàn)載荷分配系數(shù)1.2 2FK由

39、表 10-4 用插值法查得1.434，結(jié)合 b/h=10.665 由圖 10-13 得1.46 3HK 3FK則載荷系數(shù)為： 1 1.05 1.2 1.461.840FAFFKK K KK 按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù) 33t1.844.6485.2191.3FtFKmmmmK 由以上結(jié)果?？扇澢趶?qiáng)度算得的模數(shù) 5.82mm 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 5，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪的齒數(shù)，3167.89dmm33/167.89/533.58zdm取=34，取=107（互為質(zhì)數(shù)）3z423107.1zi z4z4、幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑 33170dz mmm44535

40、dz mmm（2）計(jì)算中心距 mm (170535)/ 2352.5a (3)計(jì)算齒輪寬度 取 31 170170dbdmm 3175bmm4170bmm5、圓整之后的強(qiáng)度校核（1）齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸等參數(shù)，我們可以獲得：=1.877，HK621.906 10.mmTN1d，,，.將它們帶入下式可得：3170dmm23.15i 2.5HZ12189.8paEZM0.775Z重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 20 223d326321d2 1.877 1.906 103.15 12.5 189.8 0.7751 1703.15530.7533.5HHHEK TiZ

41、Z ZiMpaMpa 齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求 （2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸等參數(shù)，用前面同樣的方法，可以獲得：1.914FK，62a12121.906 10.,2.55,2.18,1.62,1.76FFasasaTN mm YYYY。將它們分別帶入公式后可得：30.701,m5mm,z34Y 2111323532122 1.914 1.906 102.55 1.62 0.7011 534246.22303.57FFaSaFdFK T YY Ym zMpaMpa2222323632122 1.914 1.906 102.18 1.76 0.7011 534206.76244.2

42、9FFaSaFdFK T YYYm zMpaMpa 由上面的校核可以看出，齒輪 3 和齒輪 4 都滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并且小齒輪的抗彎強(qiáng)度明顯好于大齒輪。對(duì)于齒輪 4 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，參看 P231 的相關(guān)內(nèi)容，可知該齒輪結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)為輪輻式。 3，所以取為 483mm。又(為內(nèi)孔直徑，也就是與之配合0d(10 14)anDm0D341.6DD4D軸段的軸頸大小)，取為 201mm。又因?yàn)?所以取值為 42mm，203(0.25 0.35)(D)DD2D比較合適。又因?yàn)椋暂嗇棇挾热≈禐?42mm。(0.2 0.3)CB對(duì)于齒輪中心距偏差、徑向跳動(dòng)公差、公法線跳動(dòng)公差、基節(jié)極限偏差、齒形公差、齒

43、向公差可以參考表 11-3，表 11-15，表 11-16，表 11-17，表 11-18 可查得，查得的 7數(shù)值在齒輪零件圖給出。6、齒輪尺寸表表表 4.24.2 齒輪齒輪 3,43,4 尺寸表尺寸表重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 21序號(hào)名稱符號(hào)參數(shù)值1模數(shù)m5mm2分度圓直徑34,d d170,535mmmm4小齒輪齒數(shù)3z345大齒輪齒數(shù)4z1076全齒高h(yuǎn)11.25mm7齒頂圓直徑12,aadd180,545mmmm8齒根圓直徑12,ffdd157.5,522.5mmmm9中心距a352.5mm5、軸的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)5.1 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1.15.1.1

44、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、求作用在齒輪 1 上的力（1）圓周力的確定 3113122 455.29.71 1093.78 10tTFNd（2）徑向力的確定 3311tan/cos9.71 10tan20 /cos143.64 10oortnFFN (3)軸向力的確定 3311tan9.71 10tan142.42 10oatFFN 2、初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理?yè)?jù)表 15-3，取 A =110，于是得： 30 = mm, min1d0A133170.7911039.931480Pn重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 22 因?yàn)檩S上有兩個(gè)鍵槽，并且軸的

45、直徑，所以軸的直徑要增加。min1100dmm10% 15%為了強(qiáng)度得到保證，在此增加 15%。此時(shí)=。又因?yàn)榇硕屋S要與min1d39.93 (1 6%)42.3mm大帶輪裝配，取該段軸頸為 46mm。結(jié)合帶輪寬 F=125mm，故此段軸長(zhǎng)取 120mm。3、擬定軸上零件的裝配方案 通過(guò)分析，擬定軸上零件的裝配方案如下圖（粗略的裝配關(guān)系圖）：圖圖 5-15-1 軸的裝配方案圖軸的裝配方案圖 （1）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）-段是安裝帶輪的，因?yàn)閹л喌妮唽挒?125mm，所以軸長(zhǎng)為 120mm，此段的軸的直徑上面已經(jīng)給出，為 46mm。由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，取第一個(gè)軸肩的跳動(dòng)為 4mm(0.07 0.1

46、)ad 2）-軸段用來(lái)安裝軸承端蓋，根據(jù)的相關(guān)資料，在此采用用毛氈密封的軸承蓋。根 4據(jù)表 4.1 可得，地腳螺栓直徑，結(jié)合 GB/T 799-1988，可選10.0361225.69mmfdaM24 的地腳螺栓。另外軸承端蓋螺釘直徑。結(jié)合 GB/T 5758-3(0.4 0.5)9.6 12fddmm2000，可選 M10 的六角頭螺栓。軸承端蓋凸緣厚度，在取中間值3(11.2)10 12edmm11mm.為了使得結(jié)構(gòu)緊湊由取 m 的值為 19mm。所以軸承端蓋的橫向尺寸 4。為了結(jié)構(gòu)更加合理，取帶輪內(nèi)端面到軸承端蓋斷面的距離為 30mm。11 1930mmem由此-軸段的長(zhǎng)度為 60mm。

47、同上的方法可得：該軸頸的軸肩的跳動(dòng)取為 3mm。 3）初選軸承，因?yàn)榇溯S上裝有斜齒輪，承受較大的軸向力。所以選擇圓錐滾子軸承，根據(jù)GB/T 297-1994，初選型號(hào)為 32309 的圓錐滾子軸承。其中 ：。因?yàn)橛叶瞬捎脫跤铜h(huán)（圖中未給出）定位，所以-軸4510036dDBmmmmmm段長(zhǎng)度為 36mm。同理，該軸段的軸肩的跳動(dòng)取為 5mm，軸承與軸的配合采用過(guò)渡配合，取軸的配合代號(hào)為。6k重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 23 4)以圖 8 為參考，軸段-的長(zhǎng)度可這樣確定： 423215 175 10195thLLbLmm其中：是軸上套筒的長(zhǎng)度，定為 15mm，是齒輪 3 的齒

48、寬為 175mm。2tL3b 5）對(duì)于-軸段為用作齒輪定位的軸環(huán)，由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 軸環(huán)長(zhǎng)度，所以可取1.4bab=8mm。軸肩的跳動(dòng)取為 5mm。 6）對(duì)于-，該軸段與齒輪 1 配合，因?yàn)?，為了定位的方便，取?98mm。同1100bmm理，其軸肩跳動(dòng)為 3mm。 7）對(duì)于-，該軸段主要由三部分組成，從左至右分別是套筒 15mm,擋油環(huán)長(zhǎng)度為15mm，軸承寬度為 36mm。所以軸段長(zhǎng)度。2303668mmL （2）軸上零件的周向定位。 從圖中可見(jiàn)，帶以及帶輪的周向定位均采用平鍵定位的方式。對(duì)于帶輪：由 GB/T 1096-2003，選擇的 A 型平鍵。因?yàn)閹л喌膶挾葹?125mm，所以選擇鍵的長(zhǎng)度

49、為14 9b h110mm。由可是，這里取中間值為 2mm。11 3mm 同理，齒輪可選擇的 A 型平鍵。選擇鍵的長(zhǎng)度為 90mm。同理=2mm。18 11b h（3）軸上零件的軸向定位：如圖所示，采用了軸肩定位，套筒定位，軸環(huán)定位三種定位方式。（4）軸上圓角和倒角的尺寸確定，由表 15-2 可得可以算出，這里不再贅述，具體尺寸可 3見(jiàn)零件圖部分。(5)軸與齒輪的配合代號(hào)的確定，可根據(jù)P30 表 1-14 查閱，采用基孔制度，采用配合代號(hào) 7為。至于軸的上下極限偏差的取值，先根據(jù)其配合段的軸頸的大小，再查P17 可查得，87Hf 7公差值。再根據(jù)配合代號(hào)并結(jié)合P23 的表，可求得軸和齒輪孔的偏

50、差尺寸。 7 5.1.25.1.2軸的強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度校核 1、算出軸水平方向上彎矩的大小(彎矩圖取下為正)重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 24圖圖 5-25-2 由上圖可以得到：11113.5 .2aaFdMN m121018745yrHrHtpFFFFFN 211120.0840.3420.0472014853.9,3891.1rhtrHparHrHMFFFMFN FN 由此計(jì)算出來(lái)的彎矩如上圖所示：最大為 542N.m2、算出軸垂直方向上彎矩的大小圖圖 5-35-3 1120+yrrVrVFFFF由上圖可以得到：又。由以上兩式得出：=1225.9N,21100.0840.

51、3420rNrrNMFF1rVF22414.1rVFN由此計(jì)算出來(lái)的彎矩如上圖（取下為正）所示：最大為 316.3N。結(jié)合上述結(jié)果以及相應(yīng)的彎矩容易得到合成最大彎矩為 542N.m。3、軸的彎扭合成強(qiáng)度條件校核重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 25 此時(shí)的切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取。由上圖的相關(guān)數(shù)據(jù)，確定出和彎矩的最0.6大值發(fā)生在左邊軸承上，該軸頸為 60mm。由表 15-4 可知：此處的抗彎截面系數(shù) 3=。由軸的彎扭合成強(qiáng)度條件：30.1Wd321600mm 223 23 21131()(542 10 )(0.6 455.2 10 )28.10.1 60caMTMpaW軸的材

52、料為 45 鋼，調(diào)制處理，由表 15-1 查得=60Mp，故安全。 311ca4、按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核 彎曲應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力34542 10252.16 10MMpaW314455.2 1010.5a24.32 10TMpW 由表 15-1 查得 3aBMP640aMP2751aMP1551由表 3-8 查得 ，由附圖 3-4 查得 364. 2k11. 2k 392. 0由中和得碳鋼的特性系數(shù)，取， 313231 . 005. 0故綜合系數(shù)為，73. 2192. 0164. 211kK20. 2192. 0111. 211kK由上面的設(shè)計(jì)結(jié)論，-為危險(xiǎn)截面，下面就該截面求其安全系數(shù)：1

53、2754.032.73 250.1 0amSK 115513.010.516.12.20.0522amSK S=1.522224.03 13.06.54.0313.0caS SSSS發(fā)現(xiàn)安全系數(shù)大于設(shè)計(jì)安全系數(shù)，滿足疲勞要求。5.1.35.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、求作用在齒輪 1 上的力 作用在齒輪 2 上的力與作用在齒輪一上的力為作用力與反作用力。大小相等，方向相反。 齒輪 3 為直齒，只受徑向力與圓周力，它們分別為：3rF3tF重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 26 ,423322.245 10tTFNd333tan8.17 10rtFFN2、初步確定軸的最小直徑

54、選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理?yè)?jù)表 15-3，取 A =110，于是得： 30 = min1d0A133167.2911064.21336.7Pmmn 因?yàn)樵撦S上有兩個(gè)鍵槽，所以軸頸考慮增大 12%左右。根據(jù) GB/T 292-1994，選軸承代號(hào)為 33214,其基本尺寸為.所以取軸頸為 70mm。與軸承配合的軸的配合70 125 41dDB代號(hào)選為。 6k3、擬定軸上零件的裝配方案 通過(guò)分析，擬定軸上零件的裝配方案如下圖（粗略的裝配關(guān)系圖，擋油環(huán)未給出）：圖圖 5-45-4（1）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）-段軸頸的長(zhǎng)度確定同于前，選為 68mm。軸肩的跳動(dòng)取為 6mm。2）-段軸頸的

55、長(zhǎng)度決定其上的齒輪 3，選為 168mm，軸肩的跳動(dòng)選為 5mm。3）-段為軸環(huán)，同前面的方法相同。取軸向尺寸為 10mm。4）-段軸頸的長(zhǎng)度取決于與之配合的齒輪 2，選為 92mm。軸肩的跳動(dòng)選為 6mm。5）-段軸頸的長(zhǎng)度同-，選為 68mm。（2）軸上零件的周向定位。 從圖中可見(jiàn)，齒輪 2 以及齒輪 3 的周向定位均采用平鍵定位的方式。對(duì)于齒輪 2：由GB/T 1096-2003，選擇的 A 型平鍵。因?yàn)辇X輪 2 的寬度為 94mm，所以選擇鍵的22 14b h長(zhǎng)度為 90mm。由，這里取中間值為 2mm。11 3mm 同理，齒輪 3 可選擇的 A 型平鍵。選擇鍵的長(zhǎng)度為 140mm。2

56、2 14b h重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 27（3）軸上零件的軸向定位：如圖所示，采用了軸肩定位，套筒定位，軸環(huán)定位三種定位方式。（4）軸上圓角和倒角的尺寸確定，由表 15-2 可以算出，這里不再贅述，具體尺寸可見(jiàn)零 3件圖部分。（5）軸的配合代號(hào)的確定與軸相同。5.1.45.1.4軸的強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度校核 1、算出軸水平方向上彎矩的大小。（彎矩圖取上為正） 軸水平方向的彎矩圖如下：圖圖 5-55-5 由上圖可得：r342300yHrHrrFFFFF 3r324=00.1190.2580.3390rHrrHMFFF結(jié)合上面兩式，求得：.由此可求得，該方向最大的彎矩如彎342

57、965,F1565rHrHFNN矩圖中所示為 527.4N.m。2、算出軸垂直方向上彎矩的大小。（彎矩圖取上為正） 軸垂直方向的彎矩圖如下：圖圖 5-65-6重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 28其中。由平衡條件：22a2497.3 .m2adMFN234333240000.1190.2580.339497.30ytrvrvtrvttrvFFFFFMFFF求得,該方向最大的彎矩為=1457.5N.m(圖中標(biāo)注改過(guò)即可)43491.2,12248.8rvrvFN FN2M3、軸的彎扭合成強(qiáng)度條件校核 此時(shí)的切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取。由上圖的相關(guān)數(shù)據(jù)，確定出和彎矩的最0.6大值發(fā)生

58、在齒輪 3 上，該軸頸為 82mm。由表 15-4 可知：此處的抗彎截面系數(shù)= 330.1Wd。由軸的彎扭合成強(qiáng)度條件：355136.8mm 223 23 22232()(1457.5 10 )(0.6 1908 10 )33.60.1 82caMTMpaW，故安全1ca4、按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核彎曲應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力32221457.5 1026.455136.8MMpaW32521908.5 1017.3a21.102 10TMpW綜合系數(shù)同于軸,2.73K2.20K由上面的設(shè)計(jì)結(jié)論，-為危險(xiǎn)截面，下面就該截面求其安全系數(shù)：12753.812.73 26.40.1 0amSK 11557

59、.9817.316.12.20.0522amSK 重慶交通大學(xué)機(jī)電與汽車(chē)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 29 S=1.522224.03 13.03.444.0313.0caS SSSS發(fā)現(xiàn)安全系數(shù)大于設(shè)計(jì)安全系數(shù)，滿足疲勞要求。5.1.55.1.5軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、求作用在齒輪 4 上的力 作用在齒輪 4 上的力與齒輪 3 所受到的力互為反作用力。 即：,423t4322.245 10tTFFNd3343tan8.17 10rrtFFFN2、初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理?yè)?jù)表 15-3，取 A =110，于是得： 30 = min1d0A333363.97110

60、92.7106.9Pmmn 因?yàn)樵撦S上有兩個(gè)鍵槽，所以軸頸考慮增大 12%左右。根據(jù) GB/T 292-1994，選軸承代號(hào)為 6322,其基本尺寸為,根據(jù) G/BT 5843-2003,初選聯(lián)軸器的型號(hào)為110 200 38dDBGY10,許用轉(zhuǎn)矩為 10000N.m.其類(lèi)型為凸緣聯(lián)軸器，軸孔直徑為 100mm。軸孔長(zhǎng)度 L 為212mm（具體的校核計(jì)算見(jiàn)后面）。3、擬定軸上零件的裝配方案 通過(guò)分析，擬定軸上零件的裝配方案如下圖（粗略的裝配關(guān)系圖）：圖圖 5-75-7（1）確定各軸段的直徑及長(zhǎng)度。1）-軸段上用于安裝軸承和套筒，因?yàn)檩S承的寬度為 38mm,套筒的長(zhǎng)度為 15mm 加之齒轂預(yù)留