帶式運(yùn)輸機(jī)上同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器一、減速器設(shè)計(jì)任務(wù)及分析21.1 零件的用途及基本原理21.2 零件設(shè)計(jì)任務(wù)31.3 零件的工藝分析4二、項(xiàng)目組織與分工2三、課程設(shè)計(jì)23.1 總體設(shè)計(jì)方案53.2電動(dòng)機(jī)的選擇63.3計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比73.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)73.5傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算83.51V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算83.62中速軸的設(shè)計(jì)103.63低速軸的設(shè)計(jì)103.64精確校核軸的疲勞強(qiáng)度103.7滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算103.71高速軸的軸承103.72中速軸的軸承103.73低速軸的軸承103.8鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算103.9聯(lián)軸器的選擇103.6

2、1高速軸的設(shè)計(jì)113.63低速軸的設(shè)計(jì)223.7滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算353.72中速軸的軸承353.73低速軸的軸承353.8鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算353.71高速軸的軸承353.72中速軸的軸承373.73低速軸的軸承393.8鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算413.9聯(lián)軸器的選擇41四、課設(shè)總結(jié)2一、 減速器設(shè)計(jì)任務(wù)及分析1.1 零件的用途及基本原理帶式輸送機(jī)帶式輸送機(jī)(belt conveyor)又稱膠帶輸送機(jī)，廣泛應(yīng)用于家電、電子、電器、機(jī)械、煙草、注塑、郵電、印刷、食品等各行各業(yè)，物件的組裝、檢測(cè)、調(diào)試、包裝及運(yùn)輸?shù)取＞€體輸送可根據(jù)工藝要求選用：普通連續(xù)運(yùn)行、節(jié)拍運(yùn)行、變速運(yùn)行等多種控制方式；

3、線體因地制宜選用：直線、彎道、斜坡等線體形式 輸送設(shè)備包括：皮帶輸送機(jī)也叫帶式輸送機(jī)或膠帶輸送機(jī)等，是組成有節(jié)奏的流水作業(yè)線所不可缺少的經(jīng)濟(jì)型物流輸送設(shè)備。皮帶機(jī)按其輸送能力可分為重型皮帶機(jī)如礦用皮帶輸送機(jī)，輕型皮帶機(jī)如用在電子塑料，食品輕工，化工醫(yī)藥等行業(yè)。皮帶輸送機(jī)具有輸送能力強(qiáng)，輸送距離遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于維護(hù)，能方便地實(shí)行程序化控制和自動(dòng)化操作。運(yùn)用輸送帶的連續(xù)或間歇運(yùn)動(dòng)來(lái)輸送100KG以下的物品或粉狀、顆狀物品，其運(yùn)行高速、平穩(wěn)，噪音低，并可以上下坡傳送。工作原理 帶式輸送機(jī)主要由兩個(gè)端點(diǎn)滾筒及緊套其上的閉合輸送帶組成。帶動(dòng)輸送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒稱為驅(qū)動(dòng)滾筒（傳動(dòng)滾筒）；另一個(gè)僅在于改變輸送帶

4、運(yùn)動(dòng)方向的滾筒稱為改向滾筒。驅(qū)動(dòng)滾筒由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)，輸送帶依靠驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶之間的摩擦力拖動(dòng)。驅(qū)動(dòng)滾筒一般都裝在卸料端，以增大牽引力，有利于拖動(dòng)。物料由喂料端喂入，落在轉(zhuǎn)動(dòng)的輸送帶上，依靠輸送帶摩擦帶動(dòng)運(yùn)送到卸料端卸出。聯(lián)軸器的作用:是用來(lái)聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)并傳遞扭矩，部分聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一般動(dòng)力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接，是機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)最常用的連接部件。常用聯(lián)軸器有膜片聯(lián)軸器，齒式聯(lián)軸器，梅花聯(lián)軸器，滑塊聯(lián)軸器，鼓形齒式聯(lián)軸器，萬(wàn)向聯(lián)軸器，安全聯(lián)軸器，彈性聯(lián)軸器

5、及蛇形彈簧聯(lián)軸器。V帶傳送機(jī)理：該工作機(jī)有輕微振動(dòng)，由于V帶有緩沖吸振能力，采用V帶傳動(dòng)能減小振動(dòng)帶來(lái)的影響，并且該工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大，可以采用V帶這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅降低了成本。減速器部分兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速，這是兩級(jí)減速器中應(yīng)用最廣泛的一種。齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱，要求軸具有較大的剛度。高速級(jí)齒輪常布置在遠(yuǎn)離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均現(xiàn)象。原動(dòng)機(jī)部分為Y系列三相交流?異步電動(dòng)機(jī)?總體來(lái)講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低傳動(dòng)效率高同軸式二級(jí)減速器：同軸式減速器的

6、輸入軸與輸出軸在同一軸線上，箱體較短，但箱體內(nèi)須設(shè)置軸承支座，使箱體軸向尺寸增大，中間軸加長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。減速器軸向尺寸和重量較大，高速級(jí)齒輪的承載能力難于充分利用。中間軸承潤(rùn)滑困難。中間軸較長(zhǎng)，剛性差，載荷沿齒寬分布不均勻。由于兩伸出軸在同一軸線上，在很多場(chǎng)合能使設(shè)備更為方便。1.2 零件設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器1. 總體布置簡(jiǎn)圖2. 工作情況工作平穩(wěn)、單向運(yùn)轉(zhuǎn)3. 原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸機(jī)卷筒扭矩（Nm）運(yùn)輸帶速度（m/s）卷筒直徑（mm）帶速允許偏差（%）使用年限（年）工作制度（班/日）18001.230051024. 設(shè)計(jì)內(nèi)容(1) 電動(dòng)機(jī)的選擇與參數(shù)計(jì)算(2)

7、斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算(3) 軸的設(shè)計(jì)(4) 滾動(dòng)軸承的選擇(5) 鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核(6) 裝配圖、零件圖的繪制(7) 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)1.3 零件的工藝分析二、 項(xiàng)目組織與分工我們是根據(jù)自己的特長(zhǎng)，結(jié)合彼此間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)而組成的，大家態(tài)度認(rèn)真，分工明確，互幫互助，相互探討，積極準(zhǔn)備，團(tuán)結(jié)一致，大家都積極完成自己的分工，總之，整個(gè)過(guò)程中大家統(tǒng)籌兼顧，具體分工如下表：姓名學(xué)號(hào)職位職責(zé)楊洋6136206組長(zhǎng)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行總體的安排與分工，主要承擔(dān)螺栓的設(shè)計(jì)計(jì)算部分，以及任務(wù)書(shū)的打印和遞交馮秀霞6136232組員資料的搜集和繪制螺栓的工作圖湛小雪61361組員寫(xiě)零件課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)以及最后的排版及打印

8、劉月洋6136207組員資料的搜集和繪制螺栓的工作圖三、 課程設(shè)計(jì)3.1 總體設(shè)計(jì)方案當(dāng)速比分配適當(dāng)時(shí)，兩對(duì)齒輪浸入油中深度大致相同。減速器軸向尺寸和重量較大，高速級(jí)齒輪的承載能力難于充分利用。中間軸承潤(rùn)滑困難。中間軸較長(zhǎng)，剛性差，載荷沿齒寬分布不均勻。傳動(dòng)方案的確定要求：運(yùn)輸機(jī)連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，空載起動(dòng)，輸送帶速度為1.2m/s，允許誤差±5%，每天兩班制工作，載荷平穩(wěn)，環(huán)境要求清潔,每年按360個(gè)工作日計(jì)算，使用期限10年。 如同任務(wù)書(shū)布置簡(jiǎn)圖所示，傳動(dòng)方案采用V帶加同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速箱，采用V帶可以起到緩沖吸振和過(guò)載保護(hù)作用；同軸式可使減速器橫向尺寸較小。齒輪

9、相對(duì)于軸承位置不對(duì)稱，當(dāng)軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，在和在齒寬上分布不均勻，因此，軸應(yīng)設(shè)計(jì)得具有較大的剛度，并盡量使高速級(jí)齒輪遠(yuǎn)離輸入端。高速級(jí)可制成斜齒，低速級(jí)可制成直齒?？傮w設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)二級(jí)減速器步驟如下：1.由于該減速機(jī)為皮帶傳動(dòng)滾筒用的減速機(jī)故不需要設(shè)計(jì)為立式結(jié)構(gòu)，可采用臥式減速器的型式進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.行星傳動(dòng)減速器結(jié)構(gòu)雖然緊湊，但成本也高，故在本次設(shè)計(jì)中不考慮采用，而錐齒輪及蝸桿傳動(dòng)型式的輸入輸出軸垂直，這樣與傳動(dòng)滾筒配合起來(lái)布置不夠緊湊，而且加工起來(lái)也較困難，故擬采用圓柱齒輪傳動(dòng)。3.2電動(dòng)機(jī)的選擇由于本傳動(dòng)的工作狀況是：載荷平穩(wěn)、單向運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)速范圍寬。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)

10、格和減速器的傳動(dòng)比，減小振動(dòng)和噪聲，提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率，所以選用Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)。 卷筒軸所需功率 通過(guò)查找機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得出 V帶傳動(dòng)，滾動(dòng)軸承 ，齒輪 ，聯(lián)軸器（彈性），卷筒軸滑動(dòng)軸承 電動(dòng)機(jī)的輸出功率 卷筒輸入軸的轉(zhuǎn)速已知V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為，二級(jí)同軸式直齒圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比所以，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍： 暫取值為1000選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y200L1-6，同步轉(zhuǎn)速1000r/min，滿載轉(zhuǎn)速970r/min，額定功率18.5Kw 電動(dòng)機(jī)外形尺寸 中心高H外形尺寸底腳安裝尺寸底腳螺栓直徑 K軸伸尺寸D×E鍵聯(lián)接部分尺寸F×CD200318×305 1955&#

11、215;11016×10 3.3計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比理論總傳動(dòng)比 分配各級(jí)傳動(dòng)比 取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，則二級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比 而二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器內(nèi)部?jī)山M齒輪傳動(dòng)為同級(jí)傳動(dòng)，故 所得和符合一般圓柱齒輪傳動(dòng)和二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比的常用范圍。3.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)3.41確定各軸轉(zhuǎn)速首先定義電動(dòng)機(jī)軸為0軸，減速器高速軸為軸，中速軸為軸，低速軸為軸根據(jù)公式可得 3.42確定各軸輸入功率 高速軸 中間軸 低速軸 3.43確定各軸輸出轉(zhuǎn)矩 由于電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 所以各軸的輸出轉(zhuǎn)矩 帶式傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如下表所示軸 名功率P/Kw轉(zhuǎn)矩T/Nm 轉(zhuǎn)速

12、 n/r/min傳動(dòng)比i電 機(jī) 軸17.56172.8897012.69高速軸16.769495.296323.332.06中速軸16.063977.329156.96低速軸15.3861928.55076.193.5傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.51V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算3.511確定計(jì)算功率 由于是帶式運(yùn)輸機(jī)，功率<18.5kw，輕載啟動(dòng)，每天兩班工作，載荷變動(dòng)較小，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表31-7 可得，工作情況系數(shù) 根據(jù)公式可知，計(jì)算載荷，其中P為所傳遞的額定功率。3.522選擇V帶型號(hào)所以根據(jù)計(jì)算載荷和小輪的轉(zhuǎn)速在機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖31-15中可以查得該V帶為普通帶B型。3.523確定帶輪直徑和帶速已知

13、帶輪越小，帶的彎曲應(yīng)力越大，因此小帶輪的直徑不能太小，至少保證帶輪直徑，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表31-3，根據(jù)已知的帶型和小帶輪轉(zhuǎn)速，選擇根據(jù)公式驗(yàn)算帶的速度，所得v值介于525m/s之間，因此帶速設(shè)計(jì)合理。根據(jù)公式可得大帶輪的基準(zhǔn)直徑為3.524確定V帶傳動(dòng)的中心距和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度根據(jù)公式，初定中心距再根據(jù)帶傳動(dòng)的幾何關(guān)系，由公式求出基準(zhǔn)長(zhǎng)度，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13-1-4，選取和相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度由于V帶傳動(dòng)的中心距一般是可以調(diào)整的，可以進(jìn)行近似計(jì)算，即考慮到安裝調(diào)整和補(bǔ)償初拉力的需要，中心距的變化范圍為: 3.525驗(yàn)算主動(dòng)輪的包角一般小帶輪的包角應(yīng)該不小于120°，小帶輪的包角應(yīng)為145

14、.27°>90°3.526確定帶的根數(shù)因?yàn)閱胃鵙帶的基本額定功率P是在特定條件下由實(shí)驗(yàn)得到的，當(dāng)帶的實(shí)際工作情況與特定的條件不同時(shí)，需要對(duì)P進(jìn)行修正，修正后的單根V帶所能傳遞的額定功率根據(jù)和，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表31-3可得再根據(jù)i=3，B型帶，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表31-4可得根據(jù)包角值，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13-1-22可得包角系數(shù)=0.91，根據(jù)基準(zhǔn)長(zhǎng)度，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13-1-23可得長(zhǎng)度系數(shù)=1.04所以已知計(jì)算載荷V帶的根數(shù)由公式，并且z值介于37之間，綜合可得z=5。3.527確定帶的初拉力其中的單位長(zhǎng)度質(zhì)量由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13-1-24可得對(duì)于V帶傳動(dòng)，單根帶的初

15、拉力為由于新帶容易松弛，因此安裝新帶時(shí)的預(yù)緊力應(yīng)為上述的初拉力的1.5倍。3.528確定傳動(dòng)帶作用在軸上的壓軸力根據(jù)公式3.62中速軸的設(shè)計(jì)3.63低速軸的設(shè)計(jì)3.64精確校核軸的疲勞強(qiáng)度3.7滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算3.71高速軸的軸承3.72中速軸的軸承3.73低速軸的軸承3.8鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算3.9聯(lián)軸器的選擇設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3.6軸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.61高速軸的設(shè)計(jì)(1) 高速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（）高速軸功率（）轉(zhuǎn)矩T（）486.6710.56207.22(2) 作用在軸上的力已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為=98.75 ，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算部分未作說(shuō)明皆查此書(shū)）式(10-

16、14)，則(3) 初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取,于是得(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足V帶輪的軸向定位，-軸段右端需制出一軸肩，故取-段的直徑d-=37mm。V帶輪與軸配合的長(zhǎng)度L1=99mm，為了保證軸端檔圈只壓在V帶輪上而不壓在軸的端面上，故-段的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取L-=95mm。初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d-=37mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙

17、組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30308，其尺寸為d×D×T=40mm×90mm×25.25mm，故d-=d-=40mm；而L-=24+24=48mm，L-=15mm。右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得30308型軸承的定位軸肩高度h=5mm，因此，套筒左端高度為5mm，d-=50mm。取安裝齒輪的軸段-的直徑d-=45mm，取L-=115mm齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。軸承端蓋的總寬度為36mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與V帶輪右端面間的距離L=24mm，故取L-=60mm。至此，已

18、初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3）軸上零件的軸向定位V帶輪與軸的周向定位選用平鍵10mm×8mm×80mm，V帶輪與軸的配合為H7/r6；齒輪與軸的周向定位選用平鍵14mm×9mm×90mm，為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角，各圓角半徑見(jiàn)圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說(shuō)明-9535與V帶輪鍵聯(lián)接配合-6037定位軸肩-4840與滾動(dòng)軸承30307配合，套筒定位-11545與小齒輪鍵聯(lián)

19、接配合-1550定位軸環(huán)-2640與滾動(dòng)軸承30307配合總長(zhǎng)度359mm（1） 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于30307型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=19.5mm。因此，軸的支撐跨距為L(zhǎng)1=129mm， L2+L3=83.5+76.5=160mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面C處的MH、MV及M的值列于下表。結(jié)果83.512976.5設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果載荷水平面H垂直面V支反力F，C截面彎矩M總彎矩扭矩（2） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式(15

20、-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。3.62中速軸的設(shè)計(jì)中速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（）中速軸功率（）轉(zhuǎn)矩T（）140.6510.14688.49(1) 作用在軸上的力已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則已知低速級(jí)齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果(2) 初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取,于是得(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） 2）根據(jù)軸向定位的

21、要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d-=d-=50mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30310，其尺寸為d×D×T=50mm×110mm×29.25mm，故L-=L-=29+20=49mm。兩端滾動(dòng)軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得30310型軸承的定位軸肩高度h=5mm，因此，左邊套筒左側(cè)和右邊套筒右側(cè)的高度為5mm。取安裝大齒輪出的軸段-的直徑d-=50mm；齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。為了使大齒輪軸向定位，取d-=66mm，

22、又由于考慮到與高、低速軸的配合，取L-=110mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3）軸上零件的軸向定位大小齒輪與軸的周向定位都選用平鍵18mm×11mm×90mm，為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。4）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角，各圓角半徑見(jiàn)圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說(shuō)明-5450與滾動(dòng)軸承30309配合，套筒定位-11060與大齒輪鍵聯(lián)接配合-11065定位軸環(huán)-11560與小齒輪鍵聯(lián)接配合-5450

23、與滾動(dòng)軸承30309配合總長(zhǎng)度433mm（5） 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于30309型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=23mm。因此，軸的支撐跨距為L(zhǎng)1=78.5mm， L2=217.5，L3=81mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面C處的MH、MV及M的值列于下表。載荷水平面H垂直面V支反力FC截面彎矩M總彎矩扭矩設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果83.5-=74.5-=227.5=設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果（6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)

24、，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。3.63低速軸的設(shè)計(jì)低速軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（）中速軸功率（）轉(zhuǎn)矩T（）40.669.742288.24(1) 作用在軸上的力已知低速級(jí)齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則(3) 初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取，于是得 (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 擬訂軸上零件的裝配方案（如圖） 安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，-軸段左端需制出一

25、軸肩，故取-段的直徑d-=75mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=107mm，為了保證軸端檔圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故-段的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取L-=105mm。初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d-=75mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30317，其尺寸為d×D×T=85mm×180mm×44.5mm，故 d-=d-=80mm；而L-=45mm，L-=45+20=65mm。左端滾動(dòng)軸承采用軸環(huán)進(jìn)行軸向定位。由表15-7查得30317型軸承的定位

26、高度h=6mm，因此，取得d-=97mm。右端軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位，同理可得套筒右端高度為6mm。取安裝齒輪出的軸段-的直徑d-=95mm；齒輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為115mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l-=110mm。軸承端蓋的總寬度為30mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆，取端蓋的外端面與聯(lián)軸器左端面間的距離L=30mm，故取L-=60mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3） 軸上零件的軸向定位半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為20mm×12mm×85mm，半聯(lián)軸器與軸的

27、配合為H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵為25mm×14mm×95mm，為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6。4） 確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角，各圓角半徑見(jiàn)圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說(shuō)明-455與滾動(dòng)軸承30314配合-1597軸環(huán)-11090與大齒輪以鍵聯(lián)接配合，套筒定位-6585與滾動(dòng)軸承30314配合-6079與端蓋配合，做聯(lián)軸器的軸向定位-10574與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接配合總長(zhǎng)度400mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果81.566.5設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果（5） 求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸

28、承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于30314型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=36mm。因此，軸的支撐跨距為根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面B是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面B處的MH、MV及M的值列于下表。載荷水平面H垂直面V支反力FB截面彎矩M總彎矩扭矩（6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。3.64精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1） 判斷危險(xiǎn)截面截面只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩及過(guò)渡配合引起的應(yīng)力集中將削弱軸的疲勞強(qiáng)

29、度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面無(wú)需校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面和處過(guò)盈配合引起應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載情況來(lái)看，截面B上的應(yīng)力最大。截面的應(yīng)力集中影響和截面的相近，但截面不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面B上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而這里軸的直徑也大，故截面B不必校核。截面顯然更不必校核。由機(jī)械設(shè)計(jì)第三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因而該軸只需校核截面左右兩側(cè)。安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2） 截面左側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面左側(cè)的彎矩為截面上的扭矩為截面上的彎曲應(yīng)力截面上

30、的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為45Cr，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)按附表3-2 經(jīng)插值后可查得又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由附圖3-2得尺寸系數(shù)由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，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q=1，則得綜合系數(shù)值為設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果又由§3-1和§3-2查得碳鋼的特性系數(shù), 取；, 取；于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按式(15-6)(15-8)則得故可知其安全。3） 截面右側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面右側(cè)的彎矩為截面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45Cr，

31、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)按附表3-2 安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果經(jīng)插值后可查得又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由附圖3-2得尺寸系數(shù)由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，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q=1，則得綜合系數(shù)值為又由§3-1和§3-2查得碳鋼的特性系數(shù), ??；, ?。挥谑?，計(jì)算安全系數(shù)值，按式(15-6)(15-8)則得故可知其安全。安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3.7滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算3.72中速軸的軸承3.73低速軸的軸承3.8鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算3.9聯(lián)軸器的選擇軸承預(yù)期壽命 3.71高速軸的軸承選用30308型圓錐滾子軸承，查課程設(shè)計(jì)表15-7，得 ， ，（1） 求兩軸承所受到的徑向載荷和由高速軸的校核過(guò)程中可知：，（2） 求兩軸承的計(jì)算軸向力和由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-7得 因?yàn)樗裕?） 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果 由機(jī)械設(shè)計(jì)表13-6，取載荷系數(shù) （4） 驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?，所以按軸承1的受力大小驗(yàn)算故所選軸承滿足壽命要求。3.72中速軸的軸承選用30310型圓錐滾子軸承，查課程設(shè)計(jì)表15-7，得 ， （1） 求兩軸承所受到的徑向載荷和由中速軸的校核過(guò)程中可知：，（2） 求