機(jī)械課程設(shè)計(jì)B組

1、課程設(shè)計(jì)(綜合實(shí)驗(yàn))報(bào)告(2008- 2009年度第1學(xué)期)名 稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 題 目： 帶式輸送機(jī)用一級齒輪減速器 院 系： 動力工程系 班 級： 熱動0605 學(xué) 號： 200602000910 學(xué)生姓名： 李業(yè)偉 指導(dǎo)教師：樂英 馬銀戌 設(shè)計(jì)周數(shù)： 2周 成 績： 日 期：2009年01月 15 日機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任 務(wù) 書一、 目的與要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是：1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析解決機(jī)械工程問題的能力。2）學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握簡單機(jī)械傳動裝置的設(shè)計(jì)過程和進(jìn)行方式。3） 進(jìn)行設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)

2、練，如計(jì)算、繪圖、查閱資料、熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。要求學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中1）能夠樹立正確的設(shè)計(jì)思想，力求所做設(shè)計(jì)合理、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)；2）提倡獨(dú)立思考，反對盲目抄襲和“閉門造車”兩種錯(cuò)誤傾向，反對知錯(cuò)不改，敷衍了事的作風(fēng)。3）掌握邊畫、邊計(jì)算、邊修改的設(shè)計(jì)過程，正確使用參考資料和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。4）要求圖紙符合國家標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算說明書正確、書寫工整，二、 主要內(nèi)容1設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)用一級齒輪減速器原始數(shù)據(jù)：1）輸送帶的工作拉力F= 8090N;2) 輸送帶的工作速度v= 0.53m/s (允許輸送帶速度誤差為±5)；3）滾筒直徑D= 200 mm;4）滾筒效率（包括滾筒和軸承的效率損失）；5）工作情

3、況：兩班制連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；6) 使用折舊期：5年7）動力來源：電力，三相交流，電壓380V；8）制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。2設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）選擇電動機(jī)；計(jì)算運(yùn)動和動力參數(shù)；傳動零件的設(shè)計(jì)。2）繪制裝配圖和零件圖。3）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份，包括：選擇電動機(jī)，計(jì)算運(yùn)動和動力參數(shù)，傳動零件的設(shè)計(jì)，軸、軸承、鍵的校核，聯(lián)軸器的選擇，箱體的設(shè)計(jì)等。三、 進(jìn)度計(jì)劃序號設(shè)計(jì)(實(shí)驗(yàn))內(nèi)容完成時(shí)間備注1裝配草圖和裝配圖的繪制6天2零件圖的繪制、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書3天3提交設(shè)計(jì)、教師審圖、評定成績1天四、 課程設(shè)計(jì)成果要求1）減速器裝配圖1張（1號）；2）大齒輪零件圖1張（2號）、低速

4、軸零件圖1張（2號）。3）設(shè)計(jì)說明書一份。五、 考核方式依據(jù)：設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量、設(shè)計(jì)說明書中計(jì)算方法和過程是否正確、平時(shí)考勤。成績：按四級分制：優(yōu)、良、通過、不通過 學(xué)生姓名：李業(yè)偉 指導(dǎo)教師：馬銀戌，樂英 2009年01月15日機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一、傳動方案擬定.5二、電動機(jī)的選擇.5 三、計(jì)算總傳動比及分配各級的傳動比.6四、運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算.6五、傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.7六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.10七、滾動軸承的選擇及校核計(jì)算.16八、鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算.19一、課程設(shè)計(jì)目的與要求1.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是：1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，結(jié)合生產(chǎn)

5、實(shí)際分析解決機(jī)械工程問題的能力；2）學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握簡單機(jī)械傳動裝置的設(shè)計(jì)過程和進(jìn)行方式； 3）進(jìn)行設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、查閱資料、熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。2. 要求學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中1）能夠樹立正確的設(shè)計(jì)思想，力求所做設(shè)計(jì)合理、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)；2）提倡獨(dú)立思考，反對盲目抄襲和“閉門造車”兩種錯(cuò)誤傾向，反對知錯(cuò)不改，敷衍了事的作風(fēng)；3）掌握邊畫、邊計(jì)算、邊修改的設(shè)計(jì)過程，正確使用參考資料和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；4）要求圖紙符合國家標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算說明書正確、書寫工整。二、設(shè)計(jì)正文1選擇電動機(jī)1.1選用Y系列三相異步電動機(jī)1.2電動機(jī)的容量由電動機(jī)至工作幾的總傳動效率 =12345678式中個(gè)部分

6、效率由設(shè)計(jì)資料查得：彈性滑塊聯(lián)軸器的效率1=0.993，對球軸承的效率2=0.99（初選球軸承），閉式齒輪傳動效率3=0.97（初定8級精度），一對圓錐滾子軸承效率4=0.99，圓錐齒輪傳動效率5=0.95（初定8級精度）,十字滑塊聯(lián)軸器的效率6=0.98，卷筒傳動的效率7=0.96。 總效率為=0.993×0.99×0.97×0.99×0.95×0.98×0.96×0.99=0.835電動機(jī)所用功率Pd = 代入數(shù)據(jù)可得 Pd=5.135 KW1.3確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 nww=代入數(shù)據(jù)可得 n=50.6369

7、r/min按機(jī)械設(shè)計(jì)(基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)（第二版）表2-2傳動比范圍，取閉式圓柱齒輪的傳動比1=36，圓錐齒輪的傳動比2=14，則總傳動比的合理范圍為=324，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： nd=（nw）=（324）×50.6369= 151.91071215.2826 (r/min)符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有兩種，750和1000 r/min。優(yōu)先選用同步轉(zhuǎn)速1000的電動機(jī)。由設(shè)計(jì)資料中電動機(jī)部分選定B3型，電動機(jī)型號為Y132M2-6。其主要性能見表1-1表1-1 主 要 性 能電動機(jī)型號額定功率（KW）同步轉(zhuǎn)速（）滿載轉(zhuǎn)速（）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量（Kg）Y132M2-65.51000

8、9602.084外形尺寸見表1-2表1-2 外形和安裝尺寸 mm機(jī)座號中心高安裝尺寸軸伸尺寸平鍵尺寸外形尺寸HABDEF×GDGlHDAC/2AD132M132216178388010×8335153151352102 分配各級傳動比總傳動比為i= =960/50.64=18.9585由機(jī)械設(shè)計(jì)(基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)（第二版）式（2-6）可知，式中1和2分別為閉式圓柱齒輪和開式圓錐齒輪的傳動比，按傳動比注意事項(xiàng)，初步取1=5，則2=3.79173 計(jì)算運(yùn)動和動力參數(shù) 3.1各軸轉(zhuǎn)速 I軸 n= nm =960 (r/min) II軸 n=192(r/min) III軸 n=192

9、/3.7917=50.6369(r/min)卷筒軸 n=n=50.6369(r/min) 3.2各軸輸入功率 I軸 P= Pd1 =5.135×0.993=5.099KW) II軸 P= P23 =5.099×0.99×0.97 =4.897(KW)III軸 P= P34=4.897×0.99×0.97 =4.606(KW)卷筒軸 P= P56=4.606×0.95×0.98=4.469(KW) 3.3各軸輸入轉(zhuǎn)矩I軸 T=9550= 9550×5.099/960=50.724(N.m) II軸 T=9550= 9

10、550×4.897/160=243.575(N.m) III軸 T=9550= 9550×4.606/50.6369=868.6807 (N.m)卷筒軸 T=9550= 9550×4.469/50.6369=842.843(N.m)將計(jì)算數(shù)值列于表3-1表3-1 計(jì) 算 數(shù) 值軸號轉(zhuǎn)速n(r/min)輸入功率P(KW)輸入扭矩(N.m)傳動比i傳動效率電動機(jī)軸960軸9605.09950.724軸1604.897243.575軸50.63694.606868.6807卷筒軸50.63694.469842.8434 減速器外傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1聯(lián)軸器的選擇: 4

11、.1.1 一號聯(lián)軸器的選擇由電動機(jī)軸外伸尺寸確定高速軸聯(lián)軸器為彈性套柱銷聯(lián)軸器, TL6GB4323-84各參數(shù)見表4-1表4-1 彈性套柱銷聯(lián)軸器型號公稱轉(zhuǎn)矩N*m許用轉(zhuǎn)速(r/min)軸孔直徑(mm)軸孔長度(mm)DA質(zhì)量Kg轉(zhuǎn)動質(zhì)量Kg*m2許用補(bǔ)償量Y型J J1 Z型mm徑向Y角向a鋼mmLL1LTL6250380032 35 388260821604510.360.0260.3104.1.2 二號聯(lián)軸器選用十字滑塊聯(lián)軸器,各參數(shù)如下表4-2表4-2 十字滑塊聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩N*m許用轉(zhuǎn)速(r/min)d1D0DLhd2C質(zhì)量Kg轉(zhuǎn)動慣量Kg*m28002504550801302002

12、050550.5±0.310.009.460.01754.2開式齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書選定為直齒圓錐齒輪傳動4.2.2傳動計(jì)算（1）選擇材料及確定許用應(yīng)力 小齒輪用45鋼調(diào)質(zhì), 齒面硬度為210HBS (機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-1)大齒輪用45鋼正火，齒面硬度為190HBS (機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-1) 因Hlim1=550MPa, Hlim2=530MPa(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-7c), SH=1.1 (機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-4)故 H1= =550/1.1=500 MPa H2= =530/1.1=481.818 MPa因Flim1=174MPa, Flim2=186MP

13、a(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-10c), SF=1.4 (機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-4)故 F1= =174/1.4= 124.2857 MP F2= =186/1.4= 132.8571 MPa（2）按齒面彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后將模數(shù)加大10%設(shè)齒輪按8級精度制造，取載荷系數(shù)k=1.4(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-3)，齒寬系數(shù)R=0.4小齒輪上的轉(zhuǎn)矩由前面計(jì)算可知T1=243.575N.m設(shè)小齒輪齒數(shù)Z1=21，則大齒輪齒數(shù)Z2=u.Z1=79.6257取Z2=80，故實(shí)際傳動比i=80/21=3.8095分度圓錐角2=arctg(Z2/Z1)83.66 1=90º-2=6.34º當(dāng)量齒數(shù)ZV

14、1 =Z1/cos1=21.1 ZV2 =Z2/cos2=315.135 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-9可得齒形系數(shù)YF1=2.86 YF2=2.13YF1/F1=0.023 YF2/F2=0.016 且YF1/F1大于YF2/F2故將YF2/F2代入機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式（11-22）計(jì)算。平均模數(shù)mm 代入數(shù)據(jù)可得mm=2.9，則mm取3大端模數(shù)me=代入數(shù)據(jù)可得me=4.125 取標(biāo)準(zhǔn)值me=5外錐距Re=代入數(shù)據(jù)可得Re=205.87mm齒寬b=R Re代入數(shù)據(jù)可得b=82.348mm取b=83mm大端分度圓直徑de1=meZ1代入數(shù)據(jù)可得de1=105mm(3)齒輪的圓周速度 v=代入數(shù)據(jù)可得v=

15、1.055m/s對照機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-2可知選用8級精度是合宜的。5 減速器內(nèi)傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算減速器內(nèi)傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算閉式齒輪傳動5.1 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書選定為直齒圓柱齒輪傳動5.2傳動計(jì)算 (1)選擇材料及確定許用應(yīng)力 小齒輪用45號鋼調(diào)質(zhì), 齒面硬度為220HBS (機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-1)大齒輪用45號鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為210HBS (機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-1) 因Hlim1=560 MPa, Hlim2=550MPa(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-7c), SH=1.1 (機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-4)故 H1= =560/1.1=509.09 Mpa H2= =550/1.1=500 MPa因Fl

16、im1=190MPa, Flim2=180MPa(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-10c), SF=1.4(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-4)故 F1= =190/1.4= 135.714 Mpa F2= =180/1.4= 128.57MPa （2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)齒輪按8級精度制造，取載荷系數(shù)k=1.4(機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-3)，齒寬系數(shù)a=0.4小齒輪上的轉(zhuǎn)矩由前面計(jì)算可知T1 =50.724 N.m設(shè)小齒輪齒數(shù)Z1=20，則大齒輪齒數(shù)Z2=u.Z1=5×20=100 取Z2=100，故實(shí)際傳動比i=100/20=5按機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式（11-5）計(jì)算中心距（已知u=Z2/Z1=5）a代入數(shù)據(jù)可得a

17、155mm 模數(shù)m=代入數(shù)據(jù)可得m=2.58取標(biāo)準(zhǔn)值m=3所以中心距a=代入數(shù)據(jù)可得a=180mm齒寬b=a a=0.4×180 =72 mm 取b2=75 mm b1 =80mm（3）按齒面彎曲強(qiáng)度進(jìn)行校核由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖11-9查得YF1=2.92 YF2=2.22按機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式（11-8）驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度 F1=代入數(shù)據(jù)可得F1= 28.80MPa < F1 F2=F1代入數(shù)據(jù)可得F2=21.90 MPa < F2 經(jīng)驗(yàn)算可知齒輪強(qiáng)度合格，安全（4）齒輪的圓周速度 v=代入數(shù)據(jù)可得v=3.0144m/s對照機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-2可知選用8級精度是合宜的。6 高速軸的設(shè)

18、計(jì)計(jì)算及校核6.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1.1對軸的外伸段直徑的初估由所選聯(lián)軸器TL6 得知:電動機(jī)伸出軸(D×E=38×82)相配的主動端d1=32mm ,Y型軸孔,L=82mm，C型平鍵槽;減速器高速軸伸出端相配的從動端d2=42 mm, J1型軸孔,L=60mm,A型平鍵槽設(shè)軸的材料為45鋼,由軸徑初估公式得高速軸伸出端的軸徑為: d=c =(118-107)×=20.73618.803mm 式中: C(118-107) P傳遞功率 n電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)6.1.2傳動零件中心線、輪廓線、箱體內(nèi)壁線、軸承端面位置的確定 見裝配圖（見1號手畫圖）6.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的徑向

19、尺寸及軸向尺寸的確定見裝配圖,表6-1,表6-2,高速軸各段直徑的確定見表6-1表6-1 高速軸各段直徑的確定符號（mm）確定方法及說明d1（32）按相配合的半聯(lián)軸器孔徑要求及軸徑初估值綜合考慮確定，還應(yīng)滿足鍵聯(lián)接要求，并按標(biāo)準(zhǔn)尺寸圓整d2（43）d2= d1+2h，h 為軸肩高度，h=（0.07d+3）-（0.1d+5），還應(yīng)符合密封元件的孔徑要求d3（45）d3= d2+（1-5）， 圖中d2至d3的變化僅為軸承裝配方便及區(qū)分加工表面，其差值可小些，d3段與滾動軸承相配，必須符合軸承標(biāo)準(zhǔn)d4（60）d4= d3+2h，d3至d4的變化為軸承定位d5（66）d5為齒輪軸的齒頂圓直徑，分度圓直

20、徑為60，齒根圓直徑為53.75d6（60）d6= d4大于齒根圓直徑，這時(shí)齒輪軸上的輪齒必須用滾切法加工d7（45）一般d7=d3，同一軸上的滾動軸承最取去同一型號，以便于軸承座孔的鏜制和減少軸承規(guī)格高速軸各段長度的確定表6-2表6-2 高速軸各段長度的確定符號名 稱確定方法及說明b1（80）小齒輪寬度b1= b2+（5-10），b2為大齒輪寬度，由計(jì)算確定1（12）齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離1=10-15l2（4）箱體內(nèi)壁至軸承端面的距離脂潤滑時(shí)l2=8-12，油潤滑時(shí)l2=3-4T（19）軸承寬度考慮軸受力性質(zhì)及d7=d3=45，初選深溝球軸承6209,T=19e（12）端蓋尺寸由軸承端蓋結(jié)

21、構(gòu)確定。對于嵌入式端蓋對嵌入式端蓋，采用O型密封圈，e=15-20：不采用O型密封圈e=10-15；對凸緣式端蓋m=e+n=（0.10-0.15）/DL（48）軸承座孔寬度考慮箱外聯(lián)結(jié)螺栓扳手空間，考慮箱內(nèi)零件，對嵌入式端蓋L=e+n+T+（8-12）；對凸緣式端蓋L=m+T+（8-12）n（13）套筒尺寸或墊片滿足軸承定位要求幾間隙調(diào)整。l4（18）箱外旋轉(zhuǎn)件內(nèi)端面至端蓋最外面距離一般l4=15-20，滿足凸緣式端蓋的拆卸要求。l5（80）軸的外伸段上裝半聯(lián)軸器相配合長度按所裝半聯(lián)軸器的輪轂寬度和固定方法而定，同時(shí)要滿足鍵聯(lián)接強(qiáng)度要求。6.2軸的強(qiáng)度校核6.2.1軸上力的作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距的確

22、定高速軸（I軸）由表6-1知，與滾動軸承相配合的軸徑d3=45mm，高速齒輪軸上受有徑向力故采用深溝球軸承6209（初選）聯(lián)軸器上力的作用點(diǎn)與支撐受力點(diǎn)的距離為：l1=l5/2+l4+e+n+T=93mm小齒輪中心與支撐受力點(diǎn)的距離為：L1/2= b1/2+1+ l2+T/2=66mm6.2.2 軸強(qiáng)度計(jì)算高速齒輪軸的材料應(yīng)該與小齒輪原選定材料相同，45鋼調(diào)質(zhì)，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-1得，此材料的B=650MPa ，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-3-1b=60MPa 高速軸的受力和彎扭圖見下圖6-1 小齒輪的分度圓直徑為： d1 =mz1=60mm (在圖上小齒輪的齒頂圓直徑用d5表示)小直齒輪受力情

23、況如下：圓周力 Ft1 =1690.8 (N)徑向力 Fr1 = Ft1 tg=1720×tg20°=615.4(N)在危險(xiǎn)B截面處，垂直面上支反力：RAV = RCV = Fr1/2=615/2=307.7(N)垂直面上的彎矩: MBV1 = MBV1= RAV×62=307.7×66=20308.2(N)水平面上支反力：T1RAVRAHRCHFt1Fr1RAVRAHFr1Fr1RCVRCHABCABCMrMH208015719949340RCVL2/2L2/2L1（a） (a)高速軸受力簡圖；（b）垂直面的受力和彎矩圖；（c）水平面的受力和彎矩圖；（

24、d）扭矩圖；RAH = RCH = Ft1/2=845.4(N)水平面上的彎矩: MBH = RAH×64=860×72=55796.4(N.mm )合成彎矩： MB =59377.27882(N.mm )當(dāng)量彎矩為(視轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán),取a=0.6) Me = 66722.66(N.mm )計(jì)算危險(xiǎn)截面B處軸的直徑: dB=22.32mm 因?yàn)辇X輪軸, B處無鍵槽,不考慮加大軸徑.由上述軸的設(shè)計(jì)得知所確定的B截面處齒根圓直徑df =54 mmdB =22.32mm,所以以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軸的徑向和軸向尺寸為準(zhǔn).6.3滾動軸承計(jì)算 1） 軸承A和C 的徑向力分別為：FrA=899.

25、66(N)FrC=899.66(N)軸承為6209型深溝球軸承: 當(dāng)量動載荷為 PA = FrA=899.66(N)PC =FrC=899.66(N) 減速器的使用壽命要求為:14500h 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-10得載荷系數(shù)fp=1.5; 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表16-9得溫度系數(shù)ft=1,Cr=()1/式中n=960 r/min, =3所以 Cr=1.5*899.66()1/3=12708.66(N) 查機(jī)械設(shè)計(jì)(基礎(chǔ))課程設(shè)計(jì)（第二版）表13-3 深溝球軸承6209的Cr=31500(N)CrCr, 所以所選軸承適用。6.4鍵聯(lián)接計(jì)算高速軸外伸段與聯(lián)軸器配合的鍵選擇如下：由所選聯(lián)軸器TL6與減速

26、器高速軸伸出端相配的從動端d1=32mm,J1型軸孔，L=60mm知外伸段軸徑為32mm，長度為58mm（小于60mm ） 今采用圓頭普通平鍵A型（GB1096-79）b×h=10×8, 鍵長L=50mm. 鍵的材料選45鋼, 軸、鍵和輪轂的材料均為鋼。查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-1得許用擠壓應(yīng)力為p=100MPa。鍵的工作長度l=L-b=50-10=40(mm)轉(zhuǎn)矩已知為T=T1=50724（N.mm）因此，擠壓應(yīng)力 p=4*50724/8/40/32=19.8N/mm2p=100MPa 故此鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠。 標(biāo)記：鍵10×50 GB 1096-797 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)

27、算及校核7.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.1對軸的外伸段直徑的初估設(shè)軸的材料為45鋼,由軸徑初估公式得低速軸伸出端的軸徑為: d=c =28.840.6mm 式中: C(118-107) P傳遞功率 n電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)7.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的徑向尺寸及軸向尺寸的確定見裝配圖,表7-1,表7-2,低速軸各段直徑的確定見表7-1表7-1 低速軸各段直徑的確定符號（mm）確定方法及說明d1（35）按相配合的半聯(lián)軸器孔徑要求及軸徑初估值綜合考慮確定，還應(yīng)滿足鍵聯(lián)接要求，并按標(biāo)準(zhǔn)尺寸圓整d2（50）d2= d1+2h，h 為軸肩高度，h=（0.07d+3）-（0.1d+5），還應(yīng)符合密封元件的孔徑要求d3（55）d

28、3= d2+（1-5）， 圖中d2至d3的變化僅為軸承裝配方便及區(qū)分加工表面，其差值可小些，d3段與滾動軸承相配，必須符合軸承標(biāo)準(zhǔn)d4（59）分度圓直徑為300，齒根圓直徑為293.75d5（77）d5= d4+2h，d4至d5的變化為齒輪定位d6（55）一般d6= d3。同一軸上的滾動軸承最取去同一型號，以便于軸承座孔的鏜制和減少軸承規(guī)格低速軸各段長度的確定表7-2表7-2 低速軸各段長度的確定符號名 稱確定方法及說明b2（75）小齒輪寬度b1= b2+（5-10），b2為大齒輪寬度，由計(jì)算確定1（12）齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離1=10-15l2（4）箱體內(nèi)壁至軸承端面的距離脂潤滑時(shí)l2=8-

29、12，油潤滑時(shí)l2=3-4T（21）軸承寬度考慮軸受力性質(zhì)及d7=d3=50，初選圓錐滾子軸承30210,T=20e（12）端蓋尺寸由軸承端蓋結(jié)構(gòu)確定。對于嵌入式端蓋對嵌入式端蓋，采用O型密封圈，e=15-20：不采用O型密封圈e=10-15；對凸緣式端蓋m=e+n=（0.10-0.15）/DL（55）軸承座孔寬度考慮箱外聯(lián)結(jié)螺栓扳手空間，考慮箱內(nèi)零件，對嵌入式端蓋L=e+n+T+（8-12）；對凸緣式端蓋L=m+T+（8-12）n（12）套筒尺寸或墊片滿足軸承定位要求幾間隙調(diào)整。l4（18）箱外旋轉(zhuǎn)件內(nèi)端面至端蓋最外面距離一般l4=15-20，滿足凸緣式端蓋的拆卸要求。l5（81）軸的外伸段

30、上裝半聯(lián)軸器相配合長度按所裝半聯(lián)軸器的輪轂寬度和固定方法而定，同時(shí)要滿足鍵聯(lián)接強(qiáng)度要求。7.2軸的強(qiáng)度校核7.2.1軸上力的作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距的確定低速軸（軸）由表7-1知，與滾動軸承相配合的軸徑d3=55mm，低速軸上受有徑向力和軸向力故采用圓錐滾子軸承30211（初選）圓錐齒輪的作用點(diǎn)與支撐受力點(diǎn)的距離為：l1=103.5mm大齒輪中心與支撐受力點(diǎn)的距離為：L1/2=53.5mm7.2.2 軸強(qiáng)度計(jì)算低速齒輪軸的材料選用45鋼調(diào)質(zhì)，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-1得，此材料的B=650MPa ，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-3-1b=60MPa 大直齒輪的分度圓直徑為： d2 =mz2=3×100

31、=300mm 小圓錐齒輪的平均直徑為： dm1=d1-b.sin1=95.8mm大齒輪受力情況如下：圓周力 Ft2=2*243.575*1000/300=1623.8(N)徑向力 Fr2=Ft2 tg=1623.8×tg20°=591.01(N)小圓錐齒輪受力情況如下：RAVRAHRCHRCVFtFrFt2Fr2FaMBHMBVMFVMFHT224064118528671040200250595890284710348544RAVRAHFrFtRCVRCHFr2Ft2L2/2L2/2L1(b)(e)(c)(a)(d)(f)(a)低速軸受力簡圖；（b）垂直面的受力和彎矩圖；（

32、c）水平面的受力和彎矩圖；（d）Fr2在垂直面的彎矩圖；（e）Ft2在水平面的彎矩圖；（f）扭矩圖；圓周力 Ft3= 2*243.575*1000/95.8=5085.07(N)徑向力 Fr3 = Ft3 tgcos1 =1829.73(N)軸向力 Fa3= Ft3 tgsin1=204.38(N)在危險(xiǎn)C截面處，垂直面上支反力：對A點(diǎn)取矩得:Fr3×(59×2+105)-RAV ×59×2-Fr2×59-Fa3×52.5=0所以 RCV =3879(N)RAV = RCV +Fr2FDV =2198(N) (彎矩見圖7-1)水平面上

33、支反力求法同上： 所以 RAH=4469(N), RCH=12025(N)(彎矩見圖2)合成彎矩： MC =614200(N.mm )當(dāng)量彎矩為(視轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán),取a=0.6) Me =566682N.mm )計(jì)算危險(xiǎn)截面C處軸的直徑: dC=48.55mm 因?yàn)檩S上C處無鍵槽,不考慮加大軸徑.所定的齒根圓直徑=52.5mm48.55mm,所以以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軸的徑向和軸向尺寸為準(zhǔn).7.3滾動軸承計(jì)算 2） 軸承A和C 的徑向力分別為：FrA=4756(N)FrC=11427(N)軸承為30210型圓錐滾子軸承附加軸向力: SA=0.5FrA=0.42×4756=1997(N)SC=0.5Frc=0.42×11427=4798(N)軸承A和C上總軸向載荷分別為:Fa3 +SC=SA所以 A被壓緊, C被放松.所以 FaA= SC +Fa3=5096.8(N) FaC= SC=47