牛頭刨床設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)

1、需要全套圖紙資料的網(wǎng)友請(qǐng)先下載此篇文檔并留下Email ，我會(huì)將資料發(fā)至你的郵箱吉林大學(xué)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè) 計(jì) 題 目：牛 頭 刨 床機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院 機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè) 機(jī)械 410507 班 41050705號(hào)設(shè) 計(jì) 者：指導(dǎo)教師：2007年 3 月 10 日目錄1設(shè)計(jì)題目 31.1工作原理31.2設(shè)計(jì)要求.31.3設(shè)計(jì)內(nèi)容.32 設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程 32.1傳動(dòng)方案的擬定與分析 .32.2選擇電動(dòng)機(jī).42.3機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 .52.4帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .62.5高速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .82.6低速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .112.7 三軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 .162.8 滾動(dòng)

2、軸承的選擇計(jì)算 . 202.9 鍵聯(lián)接的選擇及驗(yàn)算 . 252.10 聯(lián)軸器的選擇 . 272.11 箱體設(shè)計(jì) . 272.12 潤(rùn)滑方式和密封裝置的選擇 . . 273 設(shè)計(jì)小結(jié) 283.1 課程設(shè)計(jì)的體會(huì) . 283.2 設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn) . 283.3 設(shè)計(jì)的改進(jìn)意見(jiàn) . 284 參考文獻(xiàn) . 28設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)主要 設(shè)計(jì)計(jì) 算過(guò)程主要結(jié)果1設(shè)計(jì)題目1.1工作原理牛頭刨床是一種靠刀具的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)及工作臺(tái)的間歇運(yùn)動(dòng)來(lái)完成工件平面切削 加工的機(jī)床。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速傳動(dòng)裝置（V帶和齒輪傳動(dòng)）驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)）完成刨刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和間歇移動(dòng)。1.2設(shè)計(jì)要求（1）電動(dòng)機(jī)軸與輸出曲柄軸平行

3、 ，允許曲柄轉(zhuǎn)速偏差為土 5%;（2 ）使用壽命10年，每日一班制工作；（3 ）載荷有輕微沖擊；（4） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率按W=0.95計(jì)算；（5）要求傳動(dòng)系統(tǒng)有過(guò)載保護(hù)；（6）按小批量生產(chǎn)規(guī)模設(shè)計(jì)；（7） 已知工作機(jī)工作的最大功率Pmax=3.1kW。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）確定傳動(dòng)裝置的類型，畫(huà)出機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖；（2）選擇電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算；（3）傳動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算；（4） 繪制減速器裝配圖草圖和裝配圖各1張（A0）；（5） 繪制減速器箱體零件圖1張（A1 ）、齒輪及軸的零件圖各 1張（A2）。2設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程2.1傳動(dòng)方案的擬定與分析（1）方案1 :T I

4、1 卜圖1(2) 方案2 :2圖2（3）兩種方案的比較與選擇。選擇方案1。工作機(jī)功率FW3.26kW總效率0.824Pn3.96kWPed =4kWnm 960r / min理由如下：a. 方案2中齒輪嚙合力及帶傳動(dòng)拉力在軸承1上分擔(dān)較重，方案1中齒輪嚙合力在軸承2上分擔(dān)重于軸承1,兩軸承上的載荷接近，結(jié)構(gòu)合理；b. 方案2中帶傳動(dòng)拉力會(huì)使軸彎曲，帶輪距小齒輪距離近，造成齒輪傳動(dòng)沿齒寬方 向載荷分布不均勻，方案 1中帶輪與小齒輪距離遠(yuǎn)，對(duì)齒輪傳動(dòng)影響小，結(jié)構(gòu)合理。2.2選擇電動(dòng)機(jī)(1 )選擇電動(dòng)機(jī)類型按已知工作條件和要求，選用Y系列一般用途的三相異步電動(dòng)機(jī)(2)選擇電動(dòng)機(jī)的容量工作機(jī)所需功率：

5、PWPmax / W 3.1/0.95kW3.26kW傳動(dòng)裝置總效率：32b c r g由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)第十章表10-1查得各部分效率如下：V帶傳動(dòng)效率b 0.95，齒輪(8級(jí)精度)效率 g 0.97，一對(duì)滾動(dòng)軸承效率r 0.98，萬(wàn)向聯(lián)軸器效率c 0.98 ；320.95 0.98 0.980.970.824所需電機(jī)功率：Pn Pw/3.26/0.824kW 3.96kW查Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)額定功率Ped為4kW的Y112M-4電動(dòng)機(jī)。(3)確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 電機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍nd nwibig 50 (2 3)(8 12)r / min 800 1800r / min可選同步轉(zhuǎn)速

6、 1500r/min和1000r/min。選用同步轉(zhuǎn)速 1000r/min的電動(dòng)機(jī)，查表10-2額定功率為Ped為4kW的Y132M1-6電動(dòng)機(jī)，其滿載轉(zhuǎn)速nm 960r / min。查表10-3得電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)和主要尺寸如下表:型號(hào)額定功率Ped /kW滿載轉(zhuǎn)速nm/(r min 1)同步轉(zhuǎn)速1n /(r min )電動(dòng)機(jī)中心高H/mm外伸軸直徑 和長(zhǎng)度D/mm xE/mmY132M1-64960100013238 x 802.3機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算(1) 計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比a. 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比i nm /nw 960/5019.2b. 分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比i i

7、big ibi1i2，取帶傳動(dòng)傳動(dòng)比ib 2.5iii2i/ib 19.2/2.5 7.68令i11.3i2，代入上式求得：高速級(jí)傳動(dòng)比i1 3.160，低速級(jí)傳動(dòng)比i2 2.431。(2) 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)a. 各軸轉(zhuǎn)速1 軸轉(zhuǎn)速 n1 n m/ib 960/ 2.5384 r/mi n2 軸轉(zhuǎn)速 n2 n1 /i1384/3.160121.52r/min3 軸轉(zhuǎn)速 n3 n2/i2121.52/2.43149.99r/minb. 各軸功率1 軸功率RPnb3.96 0.953.76kW2 軸功率P2Prg 3.76 0.98 0.973.57kW3 軸功率P3P,rg 3.57

8、 0.98 0.973.39kWc. 各軸轉(zhuǎn)矩電機(jī)軸 T0 9550Pn /nm 9550 3.26/50 103N mm 39390N mm31 軸 T19550R/E 9550 3.76/384 10 N mm 93510N mm2 軸 T29550P2/ n2 9550 3.57/121.5103Nmm280560N mm3 軸 T39550P3 / n3 9550 3.39/49.99103Nmm647620N mm工作機(jī)軸T 9550巳 / nw 9550 3.26/50103 Nmm6220660N mm計(jì)算結(jié)果如下表：總傳動(dòng)比i 19.2高速級(jí)傳動(dòng)比11 3.160低速級(jí)傳動(dòng)比1

9、2 2.431n1384 r / mi nn2121.52r /mi nn349.99r / minR 3.76kWP23.57kWP33.39kWT039390 N mmT193510NmmE 280560N mmT3647620 N mmT 622660N mm軸名7、參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸1軸2軸3軸工作機(jī)軸Pd 4.36kWv 5.53m/sD1110mmD2280 mm轉(zhuǎn)速1 n /(r min )nm 960n1384n2121.52n3 49.99nw 50功率P/kWPn3.96R 3.76P2 3.57P33.39Pw 3.26轉(zhuǎn)矩T/N - mmT039390T193510T2280

10、560T3647620T 622660傳動(dòng)比i2.53.162.431效率n0.950.9600.9600.972.4帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1確定設(shè)計(jì)功率Pd由機(jī)械設(shè)計(jì)表 5-6查KA=1.1PdKa Pn 1.1 3.96kW 4.36kW2選擇V帶型號(hào) 由圖5-7取用A型V帶。3選擇帶輪D1、D2由表5-7，查取A型帶輪Dmin 75mm，應(yīng)使D1 Dmin，小帶輪轉(zhuǎn)速較低，選D1110mm。驗(yàn)算帶速vDn3.14 110 960，v 5.53m/s60 1000 60 1000帶速在525m/s之間，D1選擇合適。D2iD1 2.5 110 275mm參考表5-8給出的帶輪直徑系列，取 D22

11、80mm。轉(zhuǎn)速誤差 2802750.0185%2754確定中心距a和帶長(zhǎng)Ld由式(5-18)0.7(D1 D2) a02(D1 D2)273mm a0780mm初選 a0400mm2帶長(zhǎng) Ld2a0（D1 D2） （2-L 1430mm2400查表 5-3 取 Ld1400mm中心距 a a。_比 385mm2a的調(diào)整范圍amin a 0.015 Ld 364mmamax a 0.03Ld427 mm,d2 d1由式（5-4）1180-57.3154a6確定V帶根數(shù)按式（5-21） z d（P。卩0）心心由表5-5,插值求得得P01.03kW由表5-10查得 P00.11kW由表5-9查得Ka

12、 0.93由表5-3查得Kl 0.96代入求根數(shù)公式（5-21），得Pd4.36z d 4.28（P。P）KaKL（1.03 0.11） 0.93 0.96取z=4,符合表5-7推薦的輪槽數(shù)。7確定初拉力F查表 5-4 得 q 0.1kg / m按式（5-22）F0 500 丄（ 1） qv 102Nzv KaLd 1400mm a 385mm1154z=4F0102N8計(jì)算作用在軸上的壓力FqFq 795 N1Fq 2zFo sin -795N2軸名參數(shù)電動(dòng)機(jī)軸1軸2軸3軸工作機(jī)軸轉(zhuǎn)速1 n /(r min )nm 960n1376.47n2120.28n349.91nw 50功率P/kWP

13、n3.96R 3.76P23.57P33.39Pw 3.26轉(zhuǎn)矩T/N mmT)39390T 95380T2283450T3648660T 622660傳動(dòng)比i2.553.132.411效率n0.950.9600.9600.97帶輪直徑標(biāo)準(zhǔn)話后，帶傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比已經(jīng)與總體設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)生了變化，準(zhǔn)確傳動(dòng) 比和各轉(zhuǎn)矩的準(zhǔn)確值如下：2.5高速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1選擇齒輪材料和熱處理、精度等級(jí)材料選45鋼，軟齒面?zhèn)鲃?dòng)。小齒輪調(diào)質(zhì)，齒面硬度230240HBS，大齒輪正火，齒面硬度190200HBS，精度等級(jí)為 8級(jí)。2選取齒輪齒數(shù)和螺旋角初選 Z123，ii3.13，Z2 Zi ii23 3.13 7

14、1.99，取 z72，傳動(dòng)比233.13不變。初選B =103按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。齒輪材料45鋼小齒輪調(diào)質(zhì)，齒面 硬度 230240HBS大齒輪正火，齒硬 度 190200HBS8級(jí)精度Z1 23z272d1 31 ZeZhZ Z )2確定式中各項(xiàng)數(shù)值:因載荷有輕微沖擊，初選Kt =1.8T|95380N mm由表6-6,取 d 0.9由表 6-5，選 zE 189.8 MPa由圖6-14,查得zH 2.46由式(6-7)得,1 11.88 3.2( )cosZiZ21 11.88 3.2 () cos10 1.6723720.318 dz3tan0.318 0.9 23 tan 101.

15、16由圖6-13，查得z 0.77zJcos0.99由式(6-12), N160n1 jLh 60 376.47 1 8 300 10 5.42 108N15.428N211.73 108i13.13由圖 6-15 查得，Zn1 1.04, Zn2 1.13由圖 6-16d 查得，Hlim1 540MPa , Hlim2 390MPa，取 SHmin1，則r 1H lim 1 Z N1 540 1 .04. _ _ _H1MPa 561.6MPaSh min1H lim 2Z n 2390 1.13h2 MPa 440.7MPaSH min1取h2440.7MPa設(shè)計(jì)齒輪參數(shù)將確定后的各項(xiàng)數(shù)值

16、代入設(shè)計(jì)公式，求得：*2KtT1 u 1/ZeZhZ z、2d1t()Vduh32 1.8 95380 3.13 1189.8 2.46 0.77 0.99 23() mm 69.0mm0.93.13440.7修正d1t :d1tr)13.14 69.0 376.47 , “，vm/s 1.36m/ s60 1000 60 1000 由表6-3查得，KA 1.25由圖6-7查得，Kv 1.04由圖6-19查得，K1.08由表6-4查得，K1.21.671.16H1 561.6MPah2 440.7MPa則 KKAKVK K1.25 1.04 1.08 1.2 1.685di d1t3(K 69

17、.0 3：1.685mm 67.5mmV 1.8d1 cos67.5 cos10小“mn mm 2.89mmZ123由表6-1,選取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) mn3mm齒輪主要幾何尺寸：mn(Z1Z2)3 (23 72)a1 mm 144.698mm2 cos2 cos10圓整中心距，取a1145mm則mn(z1 Z2)3 (23 72) 10 39 17貝Uarccos arccos 10 39 172a12 1454計(jì)算分度圓直徑和齒寬mnZ13 23” d1mm 70.210mmcoscos10 39 17mnz23 72d2mm 219.789mmcoscos10 39 17bd d10.9

18、70.210mm63.189mm取 B2 65mm , B1 70mm5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度2KT1YYF-冷倫fbd計(jì)算當(dāng)量齒輪端面重合度av 一2cos b由機(jī)械原理可知：tan ntan 20t arctan() arcta n()20 19 21coscos10 39 17cos b cos cos n / cos t 0.985所以v丄卑1.72cos b 0.985mn 3mma1145mmdr 70.210mmd2219.789mm10 39 1 7B1 70mmB265mmY 0.250.750.250.75av1.720.69由圖6-28，查得y 0.91Zv1 3COS23

19、3cos 10 39 1724Z2Zv2 3COS723cos 10 39 1775由圖6-19、6-20按zv查得:YFa12.66, Ysa11.59YFa22.11 , Ysa21.76 ；由圖 6-21 查得,YN10.90,Yn20.91;由圖 6-22c查得， Flim1 340MPa ,由圖 6-22b 查得 Flim2 310MPa取 Sf min25，有F1F2F lim 1Yn1F minF lim 2YN2F min340 0.9MPa 244.8MPa1.25310 0.91MPa 225.7MPa1.25f1 244.8MPaF2 225.7MPa將確定出的各項(xiàng)數(shù)值代

20、入彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式:F12 1.685 95380 0.69 0.9165 70.210 32.66 1.59MPa62MPa f1YFa2YSa2 62 2.11 1.76 MPa 54MPa 2YFa1Ysa12.66 1.59F1 62 MPaF2 54MPa齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。2.6低速級(jí)斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1選擇齒輪材料和熱處理、精度等級(jí)材料選45鋼，軟齒面?zhèn)鲃?dòng)。小齒輪調(diào)質(zhì)，齒面硬度230240HBS，大齒輪正火，齒面硬度190200HBS，精度等級(jí)為 8級(jí)。2選取齒輪齒數(shù)和螺旋角初選 Z3 25，i2 2.41，z4 z3 i2 25 2.41 60.25，取 z4 60，傳

21、動(dòng)比 i260 24不變。初選B =15 齒輪材料45鋼小齒輪調(diào)質(zhì)，齒面 硬度 230240HBS大齒輪正火，齒面 硬度 190200HBS8級(jí)精度Z325253按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。|2KT2 u 1 ZeZhZ Z 2d2 31（ ）duH確定式中各項(xiàng)數(shù)值：因載荷有輕微沖擊，初選Kt-1.8T2283450 N mm由表6-6,取d 0.9由表 6-5，選 zE 189.8jMPa由圖6-14,查得zH 2.42由式（6-7）得,1 11.88 3.2（ ）cosZ3 Z41 11.88 3.2 （ ） cos15 1.6425600.318 dz3 tan0.318 0.9 25 ta

22、n 151.92由圖6-13,查得z 0.78zvcos0.98由式（6-12），N3 60n3jLh60 120.28 1 8 300 10 1.73 108N4 N3173 1087.21 107i22.4由圖 6-15查得，Zn3 1.13,Zn4 1.34由圖 6-16d 查得，Hlim3 540MPa， Hlim4 390MPa，取 Sh min 1 ；” ,H lim3Z N3 540 1.13.H3MPa 610.2MPaSh min1r ,H lim 4Z N 4390 1.34h 4MPa 522.6 MPaSh min1取h4522.6MPa設(shè)計(jì)齒輪參數(shù)將確定后的各項(xiàng)數(shù)值代

23、入設(shè)計(jì)公式，求得：z4601.641.92h3 610.2MPaH4 522.6MPa*3 2KtT2 u 1 /ZeZhZ Zd3t 3()d Uh189.8 2.42 0.78 0.98 2()mm 89.8mm 2.43 28 283450 0.9522.6修正d 3t:由表6-3查得，Ka1.25由圖6-7查得，Kv1.01由圖6-19查得，K1.08由表6-4查得，K1.2則KKaKvKK1.25 1.01d3蟲(chóng)吩89.8Q 1.6363mm1.8mnd3 cos86.9 cos15Z3111111253.1460 100086.9mm3.36mm6-1,選取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)由表1.

24、08 1.21.63689.8 120.28 m/ s 0.57m/ sd 3t n2mnv 60 10003.5mm齒輪主要幾何尺寸:mn(Z3 Z4)a22 cos3.5 (2560)2 cos15mm 153.997mmmn 3.5mma2155mm圓整中心距，取a2155mmmn(Z3arccos_Z4)2a2arccos3.5 (25 60)16 19332 155d391.176mmmnZ33.525coscos1619 33mnZ43.560coscos1619 33d d 30.9 91.176mm4計(jì)算分度圓直徑和齒寬mmmmb82.058mmd4d391.176mm218.

25、823mmd4218.823mmB4 85mm取 B4 85mm , B3 90mm5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度2KYYF-YFaYsa fbd計(jì)算當(dāng)量齒輪端面重合度av2acos b由機(jī)械原理可知：丄 an n、丄/ tan20、“ t arctan() arctan() 20 46 12tcoscos16 19 33cos b coscos n/cos t 0.964所以v21.64 21.76cos b 0.9640.750.75Y 0.250.250.68av1.76由圖6-28，查得y 0.86Z325“Zv33328coscos 16 19 33Z460“Zv23368coscos 16

26、 19 33由圖6-19、6-20按zv查得：YFa32.57，Ysa31.62YFa42.24，Ysa41.75 ；由圖 6-21 查得，Yn30.91,Yn2 0.94;由圖 6-22c查得，F(xiàn)lim3 340MPa ,由圖 6-22b 查得 Flim4 310MPa取 Sf min1.25，有F3Flim3 Yn3340 0.91 MPa 247.6MPaSf min1.25F lim 4 Yn4 310 0.94f4MPa 233.1MPaSFmin1.25B3 90mm丘 247.6MPaF4 233.1MPaF3 82.7MPa將確定出的各項(xiàng)數(shù)值代入彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式：2 1.6

27、36 283450 0.68 0.86“ “ 力仆 r ,F385 91.776 3.5彳57 伍 昭叱山F4F3YFa4Ysa482.7 2.24 1.75 78MPa 乩YFa3Ysa32.57 1.62齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。6三軸大齒輪精度設(shè)計(jì)齒輪材料為45號(hào)鋼。線膨脹系數(shù)1 11.5 10 6/ C，箱體為鑄鐵，線膨脹系數(shù)210.5 10 6/ C。齒輪工作溫度為t160 C ,箱體工作溫度為t240 C。按選擇的8級(jí)精度，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表19-3、表19-4，可得：fpt18 m， Fp 70 m， F25 m， F 29 m齒厚偏差計(jì)算：由表 19-5、19-6 知：分度圓弦齒

28、厚3.14Snc mnzsin( ) 3.5 60 sin 5.49mm2z2 60分度圓弦齒高u damnZ,、 225.823 3.5 603.14hccos( )cos7.947mm222z222 602j bn min ?(0.060.0005a0.03mn)2|(0.06 0.0005 155 0.03 3.5)mm 0.2425mm222jbn 1.76fpt2 2 0.34(L/b)2F 22196 22J0.0182 1.76 2 0.34 ()2 0.0292 0.0614mm85齒厚上偏差l/ j bn min J bn- t、Esns(fata n n)2 cos n0.

29、02425 0.0614(0.0315 tan 20 )mm 0.173mm2cos20齒厚公差Tsn2tan br2 Fr22tan20v0.0432(1.26 0.115)20.151mm齒厚下偏差Esni Esns Tsn0.173 0.1510.324mm假想齒數(shù) z65.5inv nF4 78MPa安全單個(gè)齒距偏差fpt18 m齒距累積總偏差Fp 70 m齒廓總偏差F25 m螺旋線總偏差F 29 m齒厚上偏差Esns0.173mm齒厚下偏差Esni0.324mm跨齒數(shù) k 0 5655 0.57.78899公法線長(zhǎng)度公稱值公法線長(zhǎng)度上偏差Wk mncos n (k 0.5) zinv

30、 n 3.5cos203.14 (8公法線長(zhǎng)度上偏差Ebns公法線長(zhǎng)度下偏差EbniEbns 0.163m0.5)Esns cosE sni cos65.5inv20 mm 80.665mm公法線長(zhǎng)度下偏差0.173 cos20 mm0.324 cos20 mm如下圖所示。2.7三軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 1擬定軸上零件的裝配方案,0.163mm0.304mm2選擇軸的材料軸的材料選45鋼,調(diào)質(zhì)處理。由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-1查得，b 640MPa，Ebni 0.304m軸材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理640MPas 355MPa，275MPa，1155MPa，160MPa。由表 8-3，取355MPaA。11027

31、5MPa3輸出軸的功率P33.39kW、轉(zhuǎn)速n3 49.99r / min647620N mm155MPa4初估最小軸徑 由式（8-2）得,160MPadmin厲儘110 3 339mm 49.9144.88mm考慮單鍵，dmin44.88 (13%)mm 46.2mm從機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表16-2查得，JA48 84HL4GB/T50142003 ,其公稱轉(zhuǎn)矩 TnYA48 112采用彈1250N最小軸徑性柱銷聯(lián)軸器mm， 許用轉(zhuǎn)速dmin 48mmn4000r/min，故取聯(lián)軸器軸段直徑 dmin 48mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)L 84mm。5軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各段直徑和長(zhǎng)度如圖 3所示。6按彎扭合成強(qiáng)度條

32、件計(jì)算由所確定的結(jié)構(gòu)圖可確定出簡(jiǎn)支梁的支撐距離L165.2mm，Wnm,i圖4FaitTTlTTTTTrnTTTFH 2F tF H1L2150.2mm L3111.3mm。（1）畫(huà)出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 如圖4所示。（2）計(jì)算軸上外力Ft5919N圓周力徑向力Fr軸向力Ft 2T3Fttan ncosFt tan（3）求支反力水平面F H1FLL1L25919N4127 N2 647620 N 5919N218.82359195919Fh 2（ L1tan 20Ncos16 19 33tan 16 19 33 NrN 4127N65.2150.259191792N2245N1733NFr 2245N

33、Fa 1733N垂直面支反力MaFad1733 218.823Nmm 189610 N mmFV1（L1L2 ）F V1FLMa2245 150.2L1L265.2 150.2189610 n685NFv2 Fr Fv1 2245N 685N 1560N（4）計(jì)算軸的彎矩，并畫(huà)彎矩圖水平面彎矩 MhFH1L1 4127 65.2N mm 269080 N mm垂直面彎矩 MV1FV1L 685 65.2N mm 44662 N mmM V1 M a44662189610232472 N mm水平面和垂直面彎矩如圖4.合成彎矩22k22MiM hMvi,26908042813 N mm 2724

34、65N mmM 2M H2 M V22v 2690802 232472 2 N mm 355594N mm(5 )畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖(6)計(jì)算并畫(huà)當(dāng)量彎矩圖轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算，取0.6，得T30.6 648660 N mmMe1 M1272465 N mmMe2 M22( T)235559421489312N mm 385522N mm校核危險(xiǎn)截面caM2(T)2WM e2W385522 MPa 14.70MPa1 60MPa0.1 643ca安全14.70MPa可見(jiàn)，軸的強(qiáng)度足夠。7按疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)校核計(jì)算（1）判斷危險(xiǎn)截面由于截面C處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，同時(shí)所受應(yīng)力又較大，屬危險(xiǎn)截

35、面,應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核的安全系數(shù)計(jì)算。（2）C截面處疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核抗彎截面系數(shù) W 0.1d30.1 643mm326214mm33333抗扭截面系數(shù) WT 0.2d0.2 64 mm 52429mm合成彎矩L2B/2150.2 85/2M M 2 2385522N mm 276436N mmL2150.2轉(zhuǎn)矩 T3647620N mm彎曲應(yīng)力幅aM 276436 “MPaW2621410.55 MPa彎曲平均應(yīng)力m 0MPa扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅T3647620a2Wt2 52429MPa 6.18MPa扭轉(zhuǎn)平均切應(yīng)力ma 6.18MPa軸肩圓角引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)，按附圖1b、附圖2b查得k

36、 2.24，k1.52由 b 640MPa，d 64mm按附圖5查得尺寸系數(shù)0.76 ,0.74 ；由軸精車加工,b 640MPa按附圖8查得表面質(zhì)量系數(shù)薩0.93。綜合影響系數(shù)值為3.172.213、附圖4查得截面C左側(cè)附近由于鍵槽引起的有效應(yīng)力集中系數(shù)，按附圖k 1.81，k1.60故得綜合影響系數(shù)值為3.822.74面綜合影響系數(shù)K 、 K中的較大值，故3.82、0.2，扭轉(zhuǎn)等效系2.74。軸材料是45鋼，查表8-1取彎曲等效系數(shù)S 6.82只考慮彎矩作用的安全系數(shù)，由式（8-7）得,2756.82 m 3.82 10.55S 8.83只考慮轉(zhuǎn)矩作用的安全系數(shù)，由式（8-7）得,155m

37、 2.74 6.18 0.1 6.188.83由式（8-6）計(jì)算安全系數(shù)Sca5.40安全Sea 羅 2S S682 &835.408.8326.822取S=1.51.8 , Sca S1.5,所以截面 C 安全。）一 -fit一 b .-h -r*I XFt巾 &Fr h FbD.1J2.8滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算1 一軸軸承的選擇計(jì)算(1)選擇軸承類型和型號(hào) 選擇圓錐滾子軸承 30207。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表13-4，30207軸承的Cr 54.2kN，C0r 63.5kN，e=0.37,Y=1.6（2）計(jì)算軸承的徑向載荷。計(jì)算外力：圓周力Ft2T1d徑向力Fr Fttan n 2717 tan

38、20 N 1006N coscos10 39 17軸向力FA Ft tan2717 tan 10 39 17 N 511N水平面支反力Fad2511 70.210N mm 17939N mm295380 N 2717N70.210Ma12FH1（L2 L3） FrL3 M aFq（L1 L2 L3 ）Fq（L1 L2 L3） M a FR L3Fh 1 788NL2 L3FH2 FH1 Fr Fq788 1006 795 883N垂直方向支反力Fv1（L2 L3） F t L3FtL3L2L32717 65 n155 65803N選擇圓錐滾子軸承30207Cr 54.2kNCr 63.5kNe

39、=0.37Y=1.6Fv2 Ft Fv1 1914N合成支反力Fr1 JFV12 Fh12J8032 7882N 1125NFr2JFv22 Fh22 9142 9992 N 2159N(2) 計(jì)算軸承的軸向載何Fr1 1125Fs1r1 N 352N2Y 2 1.6Fr22159Fs2N 675N2Y 2 1.6因?yàn)?Fs2Fa 1186N Fs1，故軸承1壓緊，軸承2放松Fa1 Fs2 Fa 1186N ,Fa2 Fs2 675N(3) 計(jì)算動(dòng)載荷對(duì)于軸承1Fa11186亠 1.05 eFr11125P1fp(X1Fr1 Y1 Fa1) 1.2 (0.4 1125 1.6 1186)N25

40、17N對(duì)于軸承2電甦0.3 eFr22159P2 fpFr2 1.2 2159N2591N(4)計(jì)算軸承壽命因?yàn)镻 P2，該對(duì)軸承的最短壽命為,106 e、106“54.2、101CLCL10h()()3year 352year60n1 R60 376.472.817300 8L10h10 year，故該對(duì)軸承壽命足夠。2二軸軸承的選擇計(jì)算(1)選擇軸承類型和型號(hào)選擇圓錐滾子軸承 30207。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表13-4，30207軸承的Cr 54.2kN，C0r 63.5kN，e=0.37,Y=1.6軸承壽命L10h352 year壽命足夠選擇圓錐滾子軸承30207Cr 54.2kNC0r

41、63.5kNe=0.37Y=1.6Ur徑向力Fr1Ft22T2d32T2d4(2)計(jì)算軸承的徑向載荷。 計(jì)算外力:圓周力f2F魚(yú)hhF總2 283450 N 91.7762 283450219.7896177N2579NFttan6177tan 20COSNcos16 19 332343NFr2Fttan n2579軸向力costan 20 N cos16 19 33980NF A1F t1 tan6177tan 16 19 33 N1809NFA2Ft 2 tan2579 tan 16 19 33 N772N水平面支反力F H 1( L1L2L3)Ft2 L3Ft1( L2L3)Ft1(L2

42、L1L2 L3Fh 2F t1F H1Ft2 8NM A1 M A2 0垂直方向支反力FV1(L1L2 L3 )FR1(L2 L3 ) FR2L3F V1Fr1(L2 L3) ML1A1 M A2FR2L3L2L31975N合成支反力Fr1,Fv12 Fh2219752 35902 4097NFr2, FV22 FH2216122 82612N(2)計(jì)算軸承的軸向載荷Fr1 4097Fs1r11280N2Y 2 1.6Fr2612Fs2191 N2Y2 1.6FaF A1FA2N因?yàn)镕s2FA 19110371228N Fsi，故軸承1放松，軸承2壓緊FaiFsi24

43、3N， Fa2FsiFa 243N(3)計(jì)算動(dòng)載荷 對(duì)于軸承1FaiFsi1280 NFa2 Fsi Fa 243NFaiF ri128040970.31 ePifpF1 1.2 4097N 4916N對(duì)于軸承2Fa2Fr22426120.4 eP2fp(X2Fr2 Y2Fa2) 1.2 (0.4 612 1.6 243) 760N(4)計(jì)算軸承壽命因?yàn)镽 P2，該對(duì)軸承的最短壽命為L(zhǎng)10h10 (Cr60n2 R6 1010/ 54.2、3()360 120.284.9161300 8171year軸承壽命Li0h 171year壽命足夠Li0h10 year，故該對(duì)軸承壽命足夠。選擇圓錐滾

44、子軸承30212Cr 102kN3三軸軸承的選擇計(jì)算(1)選擇軸承類型和型號(hào) 選擇圓錐滾子軸承 30212。查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 13-4，30212軸承的Cr 102kN，C0r 130kN，C0r 130kNe=0.4Y=1.5e=0.4,Y=1.5(2)計(jì)算軸承的徑向載荷。計(jì)算軸上外力：F r1:F V12 21F H 16852412724183NFr2.Fv2 F 22廠H215602179222376N(2)計(jì)算軸承的軸向載何F r14183Fs11394N2Y2 1.5Fr22142Fs2714N2Y2 1.5因?yàn)镕s1FA 139417333126NFs2，故軸承Fa1Fs11

45、394 N ,F a2F s1FA3126N合成支反力1放松，軸承2壓緊F V2F rF V1d徑向力丹AJ1/bb12Cl FtiFa Fa Ci圓周力Ft 2T3FrFh 2F tF H15919N垂直面支反力FadFv1(L1L2)FrL2MaL1 L22 647620 N 5919N218.823tan n卜t cos軸向力FaFt tan(3 )求支反力水平面FtL1Ft L2L1L259195919FH 2(L15919tan 20cos16tan1665.24127 N 1792NN 2245N19 3319 33 N 1733NN 4127N65.2 150.21733 218.823N mm 189610N mma Fr L22245 1502 189610 n 685N65.2 150.22245N685N1560 N(3)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷對(duì)于軸承1139441830.33 eP1f pFr11.2 4183N5020N對(duì)于軸承2Fa231271.31 eFr22326Fa1F r1P2fp(X2Fr2 Y2Fa2)1.2 (0.4 2376 1.6 3127)6769 N(4)計(jì)算軸承壽命因?yàn)镽 P2，該對(duì)軸承的最短壽命為L(zhǎng)10h106 /Cr(60n3 P21066