機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書圓錐圓柱齒輪減速器

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目 圓錐-圓柱齒輪減速器機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院 機(jī)械電子專業(yè)班級 07電子2班 學(xué)號設(shè)計(jì)人 指導(dǎo)老師 完成日期 2009年1月10日1 / 61目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書3二、傳動(dòng)方案的擬訂及說明3三、電動(dòng)機(jī)的選擇3四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)5五、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算.7六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算22七、滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算43八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算44九、聯(lián)軸器的選擇45十、減速器附件的選擇45十一、潤滑與密封45十二、設(shè)計(jì)小結(jié)46十三、參考資料目錄46設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)一用于鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)上的傳動(dòng)裝置，已知鏈條總拉力F=2100N（牽引力），鏈條速度v=0.3m

2、/s，兩條節(jié)距P=130mm，鏈條齒數(shù)Z=7，開式齒輪傳動(dòng)比。運(yùn)輸機(jī)連續(xù)單向運(yùn)動(dòng)，有輕微振動(dòng)，室內(nèi)工作，無灰塵；使用期限為二十年大修期一年。（設(shè)每年工作300天），兩班制。圖一二、傳動(dòng)方案的擬訂及說明計(jì)算驅(qū)動(dòng)卷筒的轉(zhuǎn)速選用同步轉(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70。根據(jù)總傳動(dòng)比數(shù)值，可擬定以下傳動(dòng)方案：三、 選擇電動(dòng)機(jī)1）電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)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)。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果2）電動(dòng)機(jī)容量(1)工作機(jī)的輸出功率(2)電動(dòng)機(jī)輸出功率傳動(dòng)裝置的總效率依次確定式中各效率：鏈傳

3、動(dòng)=0.92、滾動(dòng)軸承 =0.99、一對開式齒輪傳動(dòng) =0.95、連軸器=0.99、閉式圓柱齒輪傳動(dòng)=0.98、圓錐齒輪傳動(dòng)=0.96。則故 (3)電動(dòng)機(jī)額定功率由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中選取電動(dòng)機(jī)額定功率。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)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表 1 中查得圓錐-圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍，開式圓柱齒輪圓柱傳動(dòng)比范圍，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為：設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，選定電機(jī)，額定功率，滿載轉(zhuǎn)速，同步轉(zhuǎn)速。4）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)手冊查得主要數(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)1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比2） 分

4、配各級傳動(dòng)比因?yàn)殚_式圓柱齒輪傳動(dòng)比 所以減速器傳動(dòng)比 圓錐齒輪傳動(dòng)比圓柱齒輪傳動(dòng)比設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果3） 各軸轉(zhuǎn)速（軸號見圖一）4）各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)所需功率計(jì)算各軸輸入功率，即式中： 5）各軸轉(zhuǎn)矩項(xiàng)目軸1軸2軸3軸4軸5轉(zhuǎn)速(r/min)1420435.6108.8108.819.78功率(kw)2.402.312.242.192.10轉(zhuǎn)矩(N*m)16.1550.03194.15190.29984.30傳動(dòng)比3.26415.51效率0.9900.9500.9700.98010.874設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果五、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2.40kw，小齒輪轉(zhuǎn)速1420r/min

5、，齒數(shù)比u=3.26，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命20年（設(shè)每年工作300天），二班制，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。1、 選定齒輪精度等級、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(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)，大齒輪齒數(shù)，取整。則。2、 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù)2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩為輸出轉(zhuǎn)矩3） 選齒寬系數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果4）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-

6、21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限5）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)6） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 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)。8) 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（2） 計(jì)算1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值2） 計(jì)算圓周速度v設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果3） 計(jì)算齒寬4） 模數(shù) 5） 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，7級精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) 直齒輪由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-2查得使用系數(shù)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)，則接觸強(qiáng)度載荷

7、系數(shù)6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得7） 計(jì)算模數(shù) 8） 計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù) 3. 按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)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)度極限設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 1） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，得 2） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)9） 計(jì)算齒輪相關(guān)參數(shù) 3） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 4） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-5查得齒形系數(shù) 應(yīng)力校正系數(shù) 5） 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果 6） 設(shè)計(jì)計(jì)算 結(jié)合之前算得的m=2.358,取m=2.5。為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)

8、度算得的分度圓直徑d=54.235mm,=54.2352.5=21.69，選齒數(shù)為22，則，取。9）計(jì)算相關(guān)參數(shù) 圓整并確定齒寬 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果圓柱斜齒輪設(shè)計(jì)已知輸入功率2.31kw，小齒輪轉(zhuǎn)速435.6r/min，齒數(shù)比u=4，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命20年（設(shè)每年工作300天），二班制，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。1、 選定齒輪精度等級、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)，大齒

9、輪齒數(shù)4） 選取螺旋角。初選螺旋角 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即(1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1） 試選載荷系數(shù)2） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩50.033） 選齒寬系數(shù)4） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-30選取區(qū)域系數(shù)5） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-26查得，則由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果7） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)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，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限9） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)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（2）計(jì)算

10、1）試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得2） 計(jì)算圓周速度v設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果3）計(jì)算齒寬b及模數(shù)4）計(jì)算縱向重合度5） 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，7級精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-3查得由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-2查得使用系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-13查得 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-4查得接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得1） 計(jì)算模數(shù)3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果1） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)2） 根據(jù)重合度，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)3） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)4）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10

11、-5查得齒形系數(shù)應(yīng)力校正系數(shù)3） 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，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 7）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，得設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果8） 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較，取較小值計(jì)算。 按照彎曲強(qiáng)度來計(jì)算 結(jié)合之前求得的，取，為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，所以重新修正下齒數(shù)： 4. 幾何尺寸的計(jì)算 （1）計(jì)算中心距 ，中心距圓整為128mm. （2）螺旋角 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果 （3）分度圓直徑 （4）寬度 齒寬 開式齒輪傳動(dòng)已知輸入功率2.19kw，小齒輪轉(zhuǎn)速108.8r/min

12、，齒數(shù)比u=5.5，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命20年（設(shè)每年工作300天），二班制，工作有輕震，不反轉(zhuǎn)。1、 選定齒輪精度等級、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)，大齒輪齒數(shù)2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即(1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果2） 試選載荷系數(shù)3） 計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩190.294） 選齒寬系數(shù)5） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-6查得材料

13、的彈性影響系數(shù)7） 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)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，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)9）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 （2）計(jì)算1） 試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果2） 計(jì)算圓周速度v3） 計(jì)算齒寬b及模數(shù)4） 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)，7級精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-3查得由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-2查得使用系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-13查得 由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-4查得接觸強(qiáng)度載荷系

14、數(shù)6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，得設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果6） 計(jì)算模數(shù)2、按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1） 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，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，2）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) 4）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，得5） 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)6）由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-5查得齒形系數(shù) 應(yīng)力校正系數(shù) 7）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較，取較大值計(jì)算。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果 8） 設(shè)計(jì)計(jì)算 圓整為mm,分度圓直徑幾何尺寸的計(jì)算（1）分度圓直徑 （2）計(jì)算中心距 （3）寬度 齒寬 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)

15、算輸入軸設(shè)計(jì)1、 求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、 求作用在齒輪上的力 已知高速級小圓錐齒輪的分度圓半徑為而 圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖二所示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，得取高速軸的輸入軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，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，則設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果 圖二由于該軸與連軸器相連的一端直徑要與電機(jī)相同，所以查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，半聯(lián)軸器的孔徑，

16、故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為35mm。4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案（見圖三）（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果 圖三1） 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，為了滿端蓋密封，2-3軸段右端需制出一軸肩，故取3-4段的直徑，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)，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)精度級的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為，。由于6截面右側(cè)必須設(shè)防塵槽，取槽深3mm。3） 根據(jù)

17、結(jié)構(gòu)上的要求，將軸設(shè)計(jì)成齒輪軸（如圖）6-7段為齒輪（1） 軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為45mm，同時(shí)為保設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。（2） 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為5、 求軸上的載荷，確定截面載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M 總彎矩扭矩T6、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，軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），由機(jī)

18、械設(shè)計(jì)（第八版）表15-1查得，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左側(cè)設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面5右側(cè)彎矩M為截面5上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。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，經(jīng)插值后查得又由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。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)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，

19、即，則綜合系數(shù)為又取碳鋼的特性系數(shù)計(jì)算安全系數(shù)值故可知安全。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果中間軸設(shè)計(jì)1、 求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、 求作用在齒輪上的力已知圓柱斜齒輪分度圓直徑 已知圓錐齒輪的分度圓半徑為圓周力、，徑向力、及軸向力、的方向如圖四所示設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(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（調(diào)質(zhì)），根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表15-3，取，得，中間軸最小直徑顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑和4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案（見下圖圖五）設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果圖五（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度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

20、選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)，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)精度級的單列圓錐滾子軸承30306，其尺寸為，。 這對軸承均采用套筒進(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，因此取套筒直徑40mm。2）取安裝齒輪的軸段，錐齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位，已知錐齒輪輪轂長，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，故取，齒輪的右端采用軸肩定位 軸肩高度設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果，故取，則軸環(huán)處的直徑為。取。1） 已知圓柱斜輪齒寬，由于結(jié)構(gòu)上的需要，將其設(shè)計(jì)為齒輪軸，段應(yīng)略短于輪轂長，故取，在

21、齒輪右端再設(shè)一軸肩，取，（3）軸上的周向定位圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為22mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；（4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為求軸上的載荷載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩MZ 總彎矩扭矩T6、 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果根據(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，軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為（調(diào)質(zhì)），由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表15-1查得，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)

22、抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面5右側(cè)彎矩M為截面5上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。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，經(jīng)插值后查得又由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。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)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為又取合金鋼的特性系數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果計(jì)算安全系數(shù)值（3） 截面5左側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面5右側(cè)彎矩M為截面5上的扭矩為截面

23、上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力過盈配合處的，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附表3-8用插值法求出，并取設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果，于是得軸按磨削加工，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為故得綜合系數(shù)為計(jì)算安全系數(shù)值故可知安全。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果輸出軸設(shè)計(jì)1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、求作用在齒輪上的力已知圓柱斜齒輪的分度圓半徑而圓周力、徑向力及軸向力的方向如圖六所示設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果圖六3、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，得，輸出軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)

24、軸器型號。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，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，則設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果查機(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LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取，半聯(lián)軸器長度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為60mm。1、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 擬定軸上零件的裝配方案（見圖六）圖六（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度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,長度50mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，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段的長度應(yīng)比略短些，現(xiàn)取 初

25、步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果子軸承，參照工作要求并根據(jù)，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)精度級的單列圓錐滾子軸承30310，其尺寸為，算上擋油環(huán)長度，取。左端軸承采用擋油環(huán)進(jìn)行軸向定位。齒輪左端以及軸承的定位采用擋油環(huán)，已知齒輪輪轂的寬度為55mm，為了使擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處的直徑為。軸環(huán)寬度，取。（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，按由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，

26、長為40mm，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，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設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果5、 求軸上的載荷載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M 總彎矩扭矩T6、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，軸的計(jì)算應(yīng)力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，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4左側(cè)受應(yīng)力最大（2）截面4左側(cè)抗彎截

27、面系數(shù)抗扭截面系數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果截面7右側(cè)彎矩M為截面7上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。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，經(jīng)插值后查得又由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖3-2可得軸的材料敏感系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）附圖3-2的尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。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)為設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為又取碳鋼的特性系數(shù)計(jì)算安全系數(shù)值故可知安全。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果七、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)精度級的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為,，e=0.35,Y=1.7,載荷水平面H垂直面V支反力F則則則則則 則故合格。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算輸入軸鍵計(jì)算1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接 該處選用普通平鍵尺寸為，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：故單鍵即可。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，接觸長度，則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：故單鍵即可。輸出軸鍵計(jì)算1、 校核聯(lián)軸器處的鍵連接該處