機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)二級直齒圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

1、一、設(shè)計(jì)題目熱處理車間零件輸送設(shè)備的傳動裝備二、運(yùn)動簡圖圖11電動機(jī)2V帶3齒輪減速器4聯(lián)軸器5滾筒6輸送帶三、工作條件該裝置單向傳送,載荷平穩(wěn),空載起動,兩班制工作,使用期限5年(每年按300天計(jì)算,輸送帶的速度容許誤差為5%.四、原始數(shù)據(jù)滾筒直徑D(mm:320運(yùn)輸帶速度V(m/s:0.75滾筒軸轉(zhuǎn)矩T(Nm:900五、設(shè)計(jì)工作量1減速器總裝配圖一張2齒輪、軸零件圖各一張3設(shè)計(jì)說明書一份六、設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容1. 運(yùn)動簡圖和原始數(shù)據(jù)2. 電動機(jī)選擇3. 主要參數(shù)計(jì)算4. V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算5. 減速器斜齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算6. 機(jī)座結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算7. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算8. 鍵、聯(lián)軸器等的選擇和校

2、核9. 滾動軸承及密封的選擇和校核10. 潤滑材料及齒輪、軸承的潤滑方法11. 齒輪、軸承配合的選擇12. 參考文獻(xiàn)七、設(shè)計(jì)要求1. 各設(shè)計(jì)階段完成后,需經(jīng)指導(dǎo)老師審閱同意后方能進(jìn)行下階段的設(shè)計(jì);2. 在指定的教室內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì).一. 電動機(jī)的選擇一、電動機(jī)輸入功率w P60600.75244.785/m in22 3.140.32w v n r R n=90044.7854.21995509550ww T n P kw =二、電動機(jī)輸出功率d P其中總效率為32320.960.990.970.990.960.833v =帶軸承齒輪聯(lián)軸滾筒 4.219 5.0830.833wd P P kw =查

3、表可得Y132S-4符合要求,故選用它。 Y132S-4(同步轉(zhuǎn)速1440m in r ,4極的相關(guān)參數(shù) 表1 額定功率滿載轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量5.5kw1440minr2200N m m2300N m m68kg二. 主要參數(shù)的計(jì)算一、確定總傳動比和分配各級傳動比傳動裝置的總傳動比144032.1544.785m wn i n =總查表可得V 帶傳動單級傳動比常用值24,圓柱齒輪傳動單級傳動比常用值為35,展開式二級圓柱齒輪減速器(121.31.5i i 。 初分傳動比為 2.5V i =帶,1 4.243i =,2 3.031i =。二、計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)

4、本裝置從電動機(jī)到工作機(jī)有三軸,依次為,軸,則1、各軸轉(zhuǎn)速1440576m in 2.5m V n n r i =帶2135.75344.288min 3.031n n r i =2、各軸功率0 5.50.96 5.28d d V P P P kw =帶 5.280.990.97 5.070P P P kw =軸承齒輪 5.0700.990.97 4.869P P P kw =軸承齒輪3、各軸轉(zhuǎn)矩5.59550955036.4761440d d dP T N mn =036.476 2.50.9687.542d V T T i N m =帶187.542 4.2430.990.97356.695

5、T T i N m =2356.695 3.0310.990.971038.221T T i N m=表2項(xiàng)目電機(jī)軸高速軸中間軸低速軸轉(zhuǎn)速(min r 1440 576 135.753 62.706 功率(kw5.55.285.0704.8691576135.753min4.243n n r i =轉(zhuǎn)矩 (N m36.476 87.542 356.695 1038.221傳動比 2.5 4.243 3.031 效率0.960.960.922三 V 帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算一、確定計(jì)算功率ca P查表可得工作情況系數(shù) 1.2A k = 故 1.2 5.5 6.6ca A P k P kw = 二、選擇V

6、 帶的帶型根據(jù)ca P n 、,由圖可得選用A 型帶。 三、確定帶輪的基準(zhǔn)直徑d d 并驗(yàn)算帶速v1、初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑1d d 。查表8-6和8-8可得選取小帶輪的基準(zhǔn)直徑190d d m m = 2、驗(yàn)算帶速v按計(jì)算式驗(yàn)算帶的速度19014406.782601000601000d d nv m s=因?yàn)?30m s v m s 。 8、計(jì)算壓軸力p F壓軸力的最小值為(10min min 2sin2P F Z F =16326136sin2=。1614N=四 減速器斜齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算一、高速級齒輪1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)(1按圖所示的傳動方案,選用斜齒圓柱齒輪傳動。

7、(2運(yùn)輸裝置為一般工作機(jī)器,速度不高,故選用7級精度。(3材料選擇:查表可選擇小齒輪材料為40Cr (調(diào)質(zhì),硬度為280HBS ;大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì),硬度為240HBS ,二者材料硬度差為40HBS 。 (4選小齒輪齒數(shù)120Z =,大齒輪齒數(shù)2 4.2432085Z =,取285Z = (5選取螺旋角,初選螺旋角14=2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì),按計(jì)算式試算即321121t H Et d H k T Z Z u d u (1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選 1.6t k =,由圖10-2610.740=,20.820=則有12 1.560=+= 小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩187.542T N m=查圖10-

8、30可選取區(qū)域系數(shù) 2.433H Z =查表10-7可選取齒寬系數(shù)1d =查表10-6可得材料的彈性影響系數(shù)12189.8E Z M P =。查圖10-21d 得按齒面硬度選取小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限li m 1600H a M P =,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim 2550H a M P =。按計(jì)算式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(811606057612830058.29410h N n jL =8828.29410 1.95104.243N =查圖可選取接觸疲勞壽命系數(shù)1 1.02H N k =,2 1.12HN k =。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)1S =,按計(jì)算式(10-12得

9、1lim 11 1.02600612H N H H ak M P S=2lim 221.12550616H N H H ak M P S=(2計(jì)算相關(guān)數(shù)值試算小齒輪分度圓直徑1t d ,由計(jì)算公式得3212 1.687.54210005.242.433189.850.071 1.5604.24614t d mm = 計(jì)算圓周速度1150.075761.509601000601000t d n v m s=計(jì)算齒寬b 及模數(shù)nt m1150.0750.07d t b d m m=11cos 50.07cos142.42920t nt d m m mZ =2.25 2.25 2.429 5.466

10、nt h m mm mm =50.079.165.466b h =計(jì)算總相重合度10.318tan 0.318120tan 14 1.586d Z =計(jì)算載荷系數(shù)k查表可得使用系數(shù)1A k =,根據(jù) 1.509v m s =,7級精度,查表10-8可得動載系數(shù) 1.07V k =,由表10-4查得H K 的值與直齒輪的相同,為 1.4191.350F k =, 1.4H F k k =1261261661422H H H aM P +=故載荷系數(shù)1 1.07 1.4 1.419 2.126A V H H k k k k k = 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,按計(jì)算式得3311 2.1

11、2645.81455.0461.6ttk d d m mk =計(jì)算模數(shù)n m11cos 55.046cos142.67120n d m m mZ =3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì),按計(jì)算式(10-17試算即321212c o s F aSan F d k T Y Y Y m Z (1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 、計(jì)算載荷系數(shù)1 1.07 1.4 1.35 2.022A V F F k k k k k =根據(jù)縱向重合度 1.586=,查圖10-28可得螺旋角影響系數(shù)0.88Y =。 查圖可選取區(qū)域系數(shù) 2.433H Z =,30.795=,40.875=則有34 1.67=+=查表取應(yīng)力校正系數(shù)1 1.56

12、9Sa Y =,2 1.783Sa Y =。查表取齒形系數(shù)1 2.724Fa Y =,2 2.194Fa Y =。(線性插值法查圖10-20C 可得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1500FE a M P =,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限2380FE a M P =。查圖可取彎曲疲勞壽命系數(shù)10.87FN k =,20.90FN k =。計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 ,取彎曲疲勞安全系數(shù) 1.4S =,按計(jì)算式(10-22計(jì)算得1110.87500310.7141.4FN FE F ak M P S = 2220.90380244.2861.4F N F E F ak M P S=計(jì)算大、小齒輪的F a SaF

13、Y Y 并加以計(jì)算1112.724 1.5690.014310.714Fa Sa F Y Y =2222.194 1.7830.016244.286Fa Sa F Y Y =大齒輪的數(shù)值較大。 (2設(shè)計(jì)計(jì)算3222 2.02287.54210000.88cos 140.016 1.979120 1.586n m mm =對比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù),故取2n m m m =,已可滿足彎曲強(qiáng)度,但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度,需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑155.046d m m =來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù),于是有11cos 55.046cos1426

14、.7052nd Z m =取127Z =,則211 4.24327115Z i Z = 4、幾何尺寸計(jì)算 (1計(jì)算中心距(12271152146.3472cos 2cos14nZ Z m a m m +=將中心距圓整為147a m m =。 (2按圓整后的中心距修正螺旋角(12271152arccosarccos14.98622147nZ Z m a+=。因值改變不多,故參數(shù)、k 、H Z 等不必修正。 (3計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑1127255.901cos cos14.986n Z m d m m =。221152238.099cos cos14.986n Z m d m m =。(4計(jì)

15、算齒輪寬度1155.90155.901d b d mm=圓整后取155B m m =,260B mm =。 二、低速級齒輪1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)(1按圖所示的傳動方案,選用斜齒圓柱齒輪傳動。(2運(yùn)輸裝置為一般工作機(jī)器,速度不高,故選用7級精度。(3材料選擇,在同一減速器各級小齒輪(或大齒輪的材料,沒有特殊情況,應(yīng)選用相同牌號,以減少材料品種和工藝要求,故查表可選擇小齒輪材料為40Cr (調(diào)質(zhì),硬度為52HRC ;大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì),硬度為45HRC.(4選小齒輪齒數(shù)323Z =,大齒輪齒數(shù)423 3.03170.92470Z =(5選取螺旋角,初選螺旋角14=2、按齒面接

16、觸強(qiáng)度設(shè)計(jì),按計(jì)算式試算即322321t H Et d H k T Z Z u d u (1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選 1.6t k =小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩2356.695T N m =查表10-7可選取齒寬系數(shù)1d =, 查圖10-26可選取區(qū)域系數(shù)2.433H Z =,30.765=,40.870=則有341.635=+=查表可得材料的彈性影響系數(shù)12189.8E Z M P =。查圖得按齒面硬度選取小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim 3600H a M P =,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim 4550H a M P =。 按計(jì)算式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(8326060135.7531283005 1.

17、95510h N n jL =874 1.95510 6.450103.031N =查圖可選取接觸疲勞壽命系數(shù)3 1.12H N k =,4 1.18HN k =。 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)1S =,于是得3lim 33 1.12600672H N H H a k M P S = 4lim 441.18550649H N H Ha k M P S=34672649660.522H H H a M P +=(2計(jì)算相關(guān)數(shù)值試算小齒輪分度圓直徑1t d ,由計(jì)算公式得32532 1.6 3.567104.0312.433189.876.8481 1.673.031660.5t

18、 d mm = 計(jì)算圓周速度3276.848135.7530.546601000601000t d n v m s =計(jì)算齒寬b 及模數(shù)nt m3176.84876.848d t b d m m=33cos 76.848cos14 3.24023t nt d m m mZ = 2.25 2.25 3.2407.29nt h m m m =76.84810.547.29b h =計(jì)算總相重合度30.318tan 0.318123tan 14 1.824d Z =計(jì)算載荷系數(shù)k查表可得使用系數(shù)1A k =,根據(jù)0.546v m s =,7級精度,查表可得動載系數(shù) 1.04V k =, 1.425H

19、 k =, 1.36F k =, 1.4H F k k = 故載荷系數(shù)1 1.04 1.4 1.424 2.075A V H H k k k k k = 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,按計(jì)算式得3333 2.07576.84883.8041.6ttk d d m mk =計(jì)算模數(shù)n m33cos 83.804cos14 3.53523n d m m mZ =3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì),按計(jì)算式試算即322232cos Fa San F d k T Y Y Y m Z (1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 計(jì)算載荷系數(shù)1 1.04 1.1 1.36 1.556A V F F k k k k k =根

20、據(jù)縱向重合度 1.824=,查圖可得螺旋角影響系數(shù)0.88Y =。 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)33332325.178cos cos 14V Z Z =44337076.628cos cos 14V Z Z =查表可取齒形系數(shù)3 2.616Fa Y =,4 2.227Fa Y =。查表可取應(yīng)力校正系數(shù)3 1.591Sa Y =,4 1.763Sa Y =。(線性插值法查圖可得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限3500FE a M P =,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限4380FE a M P =。查圖可取彎曲疲勞壽命系數(shù)30.90FN k =,40.93FN k =。 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) 1.4S =,

21、按計(jì)算式計(jì)算3330.90500321.4291.4F N F E F ak M P S =4440.93380252.4291.4FN FE F a k M P S=計(jì)算大、小齒輪的F a SaF Y Y 并加以計(jì)算3332.616 1.5910.013321.429Fa Sa F Y Y =4442.227 1.7630.016252.429F a Sa F Y Y =大齒輪的數(shù)值較大。 (2設(shè)計(jì)計(jì)算3222 1.556356.695100000.88cos 140.016 2.572123 1.635n m m m =對比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)

22、算的法面模數(shù),故取3n m m m =,已可滿足彎曲強(qiáng)度,但為了同時滿足接觸疲勞強(qiáng)度,需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑383.804d m m =來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù),于是有33cos 83.804cos1427.1053nd Z m =取326Z =,則423 3.0312884.86885Z i Z = 4、幾何尺寸計(jì)算 (1計(jì)算中心距(3428853174.6892cos 2cos14n Z Z m a m m +=將中心距圓整為175a m m =。(2按圓整后的中心距修正螺旋角(3428853arccosarccos14.40322175n Z Z m a +=。因值改變不多,故參數(shù)、k

23、 、H Z 等不必修正。 (3計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑3328386.726cos cos14.403n Z m d m m =。44853263.274cos cos14.403n Z m d mm =。(4計(jì)算齒輪寬度3186.72686.726d b d m m=圓整后取390B mm =,495B mm =。五 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算一、高速軸的設(shè)計(jì)1、求作用在齒輪上的力高速級齒輪的分度圓直徑為d 151.761d m m =112287542339851.761te T F Nd =tan tan 2033981275cos cos142141n re te F F N=tan 3398ta

24、n 13.7846ae te F F N=。2、選取材料可選軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。 3、計(jì)算軸的最小直徑,查表可取0112A =331m in 015.2811223.44576P d A m mn =應(yīng)該設(shè)計(jì)成齒輪軸,軸的最小直徑顯然是安裝連接大帶輪處,為使d -與帶輪相配合,且對于直徑100d m m 的軸有一個鍵槽時,應(yīng)增大5%-7%,然后將軸徑圓整。故取25d mm =-。 4、擬定軸上零件的裝配草圖方案(見下圖5、根據(jù)軸向定位的要求,確定軸的各段直徑和長度(1根據(jù)前面設(shè)計(jì)知大帶輪的轂長為93mm,故取90L m m I -II =,為滿足大帶輪的定位要求,則其右側(cè)有一軸肩,故取

25、32d mm II -III =,根據(jù)裝配關(guān)系,定35L mmII -III =(2初選流動軸承7307AC ,則其尺寸為358021d D B m m m m m m =,故35d mm d III -I III -IX =,III -I 段擋油環(huán)取其長為19.5mm,則40.5L mmIII -I =。(3III -I 段右邊有一定位軸肩,故取42d m m III -II =,根據(jù)裝配關(guān)系可定100L m m III -II =,為了使齒輪軸上的齒面便于加工,取5,44L L m m d m m II -III-IIII I -I I I=。 (4齒面和箱體內(nèi)壁取a=16mm,軸承距箱體

26、內(nèi)壁的距離取s=8mm,故右側(cè)擋油環(huán)的長度為19mm,則42L m m III -IX =(5計(jì)算可得123104.5,151,50.5L m m L m m L m m =、(6大帶輪與軸的周向定位采用普通平鍵C 型連接,其尺寸為10880b h L m m m m m m=,大帶輪與軸的配合為76H r ,流動軸承與軸的周向定位是過渡配合保證的,此外選軸的直徑尺寸公差為m6. 求兩軸承所受的徑向載荷1r F 和2r F帶傳動有壓軸力P F (過軸線,水平方向,1614P F N =。將軸系部件受到的空間力系分解到鉛垂面和水平面上兩個平面力系 圖一 圖二 圖三 注圖二中ae F 通過另加彎矩

27、而平移到作用軸線上圖三中te F 通過另加轉(zhuǎn)矩而平移到指向軸線(121515015102r V ae re d F F F +-=22163r V F N=12r V re r V F F F =-=1824N同理2853r H F N=1233988532545r H te r H F F F N=-=-=2222111182425453131r r V r HF F F N =+=+= 222222221638532014r r V r HF F F N =+=+=6 、求兩軸承的計(jì)算軸向力1a F 和2a F對于70000A C 型軸承,軸承的派生軸向力0.68d r F F =110.

28、680.6831312129.08d r F F N = 220.680.6820141369.52d r F F N=218461369.522215.2ae d d F F N F +=+=故2112215.2,1369.52a a d F N F F N =7、求軸承的當(dāng)量動載荷1P 和2P 對于軸承1112215.20.700.683131a r F F =對于軸承2221369.520.682014a r F F =查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)分別為: 對于軸承110.41X =,10.87Y = 對于軸承221X =,20Y =(1111110.4131310.872215.

29、23210.934P r a P f X F Y F N =+=+=(2222211201402014P r a P f X F Y F N=+=+=8、求該軸承應(yīng)具有的額定載荷值 因?yàn)?2P P 則有33116660605762830053210.93424993.11010h r n L C P N C =故7307AC 符合要求。 9、彎矩圖的計(jì)算水平面: 1853N H F N =,22545N H F =N,則其各段的彎矩為:BC 段: 由彎矩平衡得M-10N H F x =853(0151M x x =CD 段: 由彎矩平衡得1(151025*(151201.5N H M F x

30、x M x x -+-=-+853*.H M N m m N m m =鉛垂面:122163,1824,1614,N V N V P F N F N F N =則其各段彎矩為:AB 段: 則01614P M F x M -= (0104.5x BC 段: 則1(104.50549226034P N V M F x F x M x -+-=-+(104.5255.5x CD 段: 則1(104.5(255.50p N V r a M F x F x F x M -+-+-=1824567555M x =-+ (255.5306x 做彎矩圖如下 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危

31、險截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面C 處的H M 、V M 及M 的值列于下表 表3 載荷 水平面H垂直面V支持力F12545r H F N =2853r H F N=11824r V F N = 22163r V F N=彎矩M 128803H M N m m =185765V M N m m= 2101523V M N mm=總彎矩22221112880385765154745H V M M M N mm =+=+= 222222128803101523164003H V M M M N mm =+=+=扭矩T187542T N m m =10、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時,通常只校核軸上承

32、受最大彎矩和扭矩的截面(即危險截面B 的強(qiáng)度。根據(jù)計(jì)算式及上表的數(shù)據(jù),以及軸單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力,取0.6=,軸的計(jì)算應(yīng)力(2222131686630.68754235.70.135B ca a M T M P W+=前已選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,查表可得160a M P -=,因此1ca -,故安全。11、鍵的選擇和校核高速軸上與大帶輪相配合的軸上選擇鍵連接,由于大帶輪在軸端部,故選用單圓頭平鍵(C 型根據(jù)35d m m =,從表6-1中查得鍵的截面尺寸為:寬度:10,b mm =高度:8h m m=,由輪轂寬度并參考鍵的長度系列,取鍵長為:80L m m =鍵、軸承和

33、輪轂材料都為鋼查表可得120150P aM P =取其平均植,135P a M P =鍵的工作長度805752b l L m m=-=-=鍵和輪轂鍵槽的接觸高度0.50.584k h m m = 則4228.7541017.047535P a P T M P kld= 所以121564.4a ae d F F F N=+=221397.4a d F F N=8、求軸承的當(dāng)量動載荷1P 和2P 對于軸承1111564.40.980.681588a r F F =對于軸承2221397.40.60.682329a r F F =查表可得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)分別為: 對于軸承110.41X =

34、,10.87Y = 對于軸承221X =,20Y =(1111110.4115880.871564.42012.108P r a P f X F Y F N =+=+=(2222211232902329P r a P f X F Y F N=+=+=9、求該軸承應(yīng)具有的額定載荷值 因?yàn)?2P P 則有33166602601272830055391.45430602.8101010h r n L C P N C =故7208AC 符合要求。 10、彎矩圖的計(jì)算水平面:121664,1118N H N H F N F N =。AB段: 則1,N H M F x =-即1664M x =- (068

35、.4x BC 段: 則13(68.4022*N H t M F x F x M x +-=- (68.4151.4x CD 段: 則132(68.4(151.40N H t t M F x F x F x +-+-=1118784227M x =-+ (151.4206.4x 。鉛垂面:121629,1128N V N V F N F N =AB 段: 01629N V M F x M x -= (068.4x BC 段: 13(68.40147145296N V r M F x F x M x -+-=+ (68.4151.4x CD段: 13232(68.4(151.40N V r r a

36、 a M F x F x F x M M -+-+-+=1128232819M x =-+ (151.4206.4x (1629068.414714529668.4151.42328191128151.4206.4x x M x x x x =+-做彎矩圖如下 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C 是軸的危險截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面C 處的H M 、V M 及M 的值列于下表 表4載荷 水平面H垂直面V支持力F11118r H F N = 21664r H F N=11128r V F N = 21629r V F N=彎矩M 270928.860H M N mm =1163419.59

37、8V M N mm = 286873.080V M N m m=總彎矩222211270928.860163419.598316399.134H V M M M N mm =+=+= 222222270928.86086873.080284516.044H V M M M N mm =+=+=扭矩T52 2.7732710T N m m=11、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時,通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險截面C 的強(qiáng)度。根據(jù)計(jì)算式及上表的數(shù)據(jù),以及軸單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力,取0.6=,軸的計(jì)算應(yīng)力(22252113316399.1340.6 2.773271

38、032.3250.148ca a M T M P W+=前已選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,查表可得160a M P -=,1ca -,故安全。12、鍵的選擇和校核一般的8級以上精度的齒輪有空心精度要求,應(yīng)選用平鍵連接,由于齒輪不在軸端,故選用圓頭普通平鍵(A 型52,16,10.d mm b mm h mm = 取鍵長40L m m =,鍵、軸承和輪轂材料都為鋼查表可得120150P aM P =取其平均植,135P a M P =鍵的工作長度401624l L b m m =-=-=鍵和輪轂鍵槽的接觸高度0.50.5105k h m m = 則522 3.566951011042552P

39、a P T M P kld=,故合適。所以選用:鍵 161040m m m m m m GB/T 1096-2003 13、確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為245 ,各軸肩處圓角半徑見365頁 三、低速軸的設(shè)計(jì)1、求作用在齒輪上的力因?yàn)楦咚佥S的小齒輪與中速軸的大齒輪相嚙合,故兩齒輪所受的te F 、re F 、ae F 都是作用力與反作用力的關(guān)系,則34221038223944263.274t T F N Nd =tan tan 2039441482cos cos14.403n r ta F F N N =tan 3944tan 14.4031013a t F F N=2、選取材料可選軸的材

40、料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理。 3、計(jì)算軸的最小直徑,查表可取0112A =333m in 034.86911253.544.788P d A m mn =軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d -,為了使所選的軸直徑d -與聯(lián)軸器的孔徑相配合,且對于直徑100d m m 的軸有兩個鍵槽時,應(yīng)增大10%-15%,然后將軸徑圓整,故取60d mm =-。并選取所需的聯(lián)軸器型號 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩3ca A T K T =,查表可得,考慮到轉(zhuǎn)矩變化小,故取 1.3A K =3 1.310382211349687ca A T K T N m m N m m=其公稱轉(zhuǎn)矩為62.810N mm 。半聯(lián)軸器的孔徑

41、160d m m =,長度142L m m =,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度1107L m m = 4、擬定軸上零件的裝配草圖方案(見下圖5、根據(jù)軸向定位的要求,確定軸的各段直徑和長度為了滿足半聯(lián)軸器安裝的軸向定位要求,-軸段右端需制出一軸肩,故-段的直徑72d =-m m 。查手冊99頁,選用4L X 型彈性柱銷聯(lián)軸器L初選滾動軸承7051AC ,則其尺寸為7511520.d D B m m m m m m = 故75.III IV VII VIII d d m m -=左邊軸承安裝處有擋油環(huán),取其長度為20mm , 則40.III IV L m m -=擋油環(huán)右側(cè)用軸肩定位,故可取88IV V d mm -=取齒面與箱體內(nèi)壁距離18.5,a mm =軸承座距箱體內(nèi)壁距離為8s m m =。 用擋油環(huán)對齒面定位時,為了使油環(huán)可靠的壓緊齒輪,V I V II -段應(yīng)略短于輪轂寬度,故取86,VI VII L m m -=所以取53.VII VIII L mm -=齒輪左側(cè)