孟設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果一、設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)一用于帶式機(jī)傳動(dòng)裝置中的三軸線雙極斜齒圓柱齒輪器1、總體布置簡(jiǎn)圖圓柱齒輪 器帶式機(jī)聯(lián)軸器卷筒電聯(lián)軸器2、工作情況工作有輕震， 3、 原始數(shù)據(jù)經(jīng)常滿載，空載啟動(dòng),單向運(yùn)轉(zhuǎn)4、設(shè)計(jì)內(nèi)容(1) 電的選擇與參數(shù)計(jì)算(2) 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)明書的編寫5、設(shè)計(jì)任務(wù)(1)器總裝配圖 1 張（0 號(hào)或 1 號(hào)圖紙）(2) 齒輪、軸零件圖各一張（2 號(hào)或 3 號(hào)圖紙）(3) 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份二、電1、 電的選擇類型選擇帶拉力 F（N）帶V 速度（ m/s）卷筒

2、直徑D（mm）帶速允許偏差 （%）使用年限（年）工作制度（班/ 日）24001.2300551由于題目要求單向運(yùn)轉(zhuǎn)，連續(xù)運(yùn)行，選用一般用途的（IP44）系列三相異步電。Y2、 電容量（1）工作機(jī)所需功率 PwFv = 2400´1.2 = 2.88kWP PW = 2.88kWw10001000（2）電的輸出功率 PdPwhP =d傳動(dòng)裝置的總效率h = h×h×h ×h2321234由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 2-4 查得：彈性聯(lián)軸器h1 = 0.992 ；滾動(dòng)軸承h2 = 0.99 ；斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)h3 = 0.97 ；卷筒軸滑動(dòng)軸承h4 = 0.96

3、，則h = 0.9922 ´ 0.993 ´ 0.972 ´ 0.96 » 0.862h » 0.862= Pw2.88= 3.341kW故 Pdh0.862P = 3.341kWd3、 電的轉(zhuǎn)速(1)工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速= 60´1000v = 60´1000´1.2 = 76.4r / minnpDp ´ 300wn = 76.4r / minw(2)傳動(dòng)比可選范圍由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 表 2-1 查得總傳動(dòng)比可選范圍i' = 8 60(3)電轉(zhuǎn)速的確定電轉(zhuǎn)速的可選范圍n = i'n = (8

4、60)´ 76.4 = 611.24584r / mindw參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 20-1 和表 20-3，本著節(jié)約的原則選取同步轉(zhuǎn)速 1000r/min，滿載轉(zhuǎn)速nm = 960r / min的 Y132M1-6。4、 確定電型號(hào)型號(hào)Y132M1-6額定功率 Ped = 4kW ，同步轉(zhuǎn)速 1000r/min，選取電型號(hào)為 Y132M1-6，電示：的軸長(zhǎng)為 80mm，其他相關(guān)如圖所二、 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配1、 總傳動(dòng)比i = 12.57i = nm= 960 = 12.57nw76.42、 分配各級(jí)傳動(dòng)比:取高速級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比i1 為低速級(jí)i2 的 1.2 倍，i1 =

5、 3.88,i2 = 3.24 i =12.57 = 3.24 ， i= 3.88i =121.21.2三、 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、 各軸轉(zhuǎn)速 n（r/min）器高速軸為 1 軸，中速軸為 2 軸，低速軸為 3 軸，各軸轉(zhuǎn)速為：n1 = 960r / min= n1960= 247.42r / minn2i3.881= n2= 247.42 = 76.36r / minn3i3.2422、 各軸輸入功率 P 與輸出功率 P'= 3.341kWp0 = pdP1 = Pd ×h3 = 3.341´ 0.992 = 3.314kW= p ×h = 3

6、.314´ 0.99 = 3.281kWp'112P = P ×h = 3.281´ 0.97 = 3.183kW'231= p h = 3.183´ 0.99 = 3.151kWp'22 2P = P ' ×h = 3.151´ 0.97 = 3.056kW332= p h = 3.056´ 0.99 = 3.025kWp'33 2各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T 與輸出轉(zhuǎn)矩T 'T = 9550 P0 = 9550 ´ 3.341 = 33.24 N0n9600T = 9550

7、P1 = 9550 ´ 3.314 = 32.97 N1n9601T = Th2.97´ 0.99 = 32.64N × m'11 2T2 = 12n247.422TTh121.9693×=m´'122.860.22 2T = 9550 P3 = 9550 ´ 3.056 = 382.23n76.363T = Th = 382.20´ 0.99 = 378.38N × m'33 24、列表匯總以上結(jié)果：四、 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算1、高速軸、中間軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1） 選定齒輪精度等級(jí)、材料

8、及齒數(shù)1 一般工作，選用 7 級(jí)精度2 材料：選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為260-280HBS；大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 230-250HBS，二者硬度差約為 30HBS3 初選小齒輪齒數(shù) z1 = 25：大齒輪齒數(shù) z2 = 25´ 3.88 = 974選取螺旋角b = 14°（2） 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)2Kt T1u + 1ZH ZE³ 3×d1t(us)2f ed aH確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值項(xiàng)目電軸高速軸 1中速軸 2低速軸 3轉(zhuǎn)速（r/min）960960247.4276.36輸入功率（kW）3.3143.1833.056

9、輸出功率（kW）3.3413.2813.1513.025輸入轉(zhuǎn)矩（N）32.97122.86382.20輸出轉(zhuǎn)矩（N·m）33.2432.64121.63378.38傳動(dòng)比13.883.24效率0.9920.97´ 0.990.97´ 0.991） 試選 Kt = 1.32） 由機(jī)械設(shè)計(jì)（齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)所用參數(shù)全部來(lái)自教= 2.433材）圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù)ZHea1 = 0.79， ea 2 = 0.89 ，3 ） 由圖 10-26 查得ea = ea1 + ea 2 = 0.79 + 0.89 = 1.684） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T = 32.64N &#

10、215; m = 32640N × mm5） 由表 10-7 選取齒寬系數(shù)fd = 116） 由表 10-6 查得材料彈性影響系數(shù)ZE = 189.8MPa27） 由圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 s H lim 1= 600MPa ； 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限s H lim 2= 550MPa8）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N = 60n jL = 60´960´1´(1´8´300´5) = 6.912´10811hN1.3824´109N2 = 1= 1.781´108i13.

11、889）由圖 10-19 查得接觸疲勞KHN1 = 0.95, KHN 2 = 0.98系數(shù)10）計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力：取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1KHN1s H lim 1s = 0.95 ´ 600 = 570MPaH1S = KHN 2s H lim 2s= 0.98´ 550 = 539MPaH 2S = s H 1 +s H 2 = 570+ 539 = 554.5MPasH22計(jì)算1）小齒輪分度圓直徑2´1.3´ 32640× 3.88+1 ( 2.433´189.8)2³ 3= 35.32mmd1t1

12、80;1.683.88554.52）計(jì)算圓周速度pd1t n160´1000= 3.14´ 35.32´ 960 = 1.775m / sv =60´10003）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù)mntb = fdd1t = 1´35.32 = 35.32mm= d1t cos b = 35.32 ´cos14° = 1.37mmmntz251h = 2.25mnt = 2.25´1.37 = 3.08mmb h = 35.32 / 3.08 = 11.474） 計(jì)算縱向重合度ebeb = 0.318fd z1 tan b =

13、0.318´1´ 25´tan14° =1.9825） 計(jì)算載荷系數(shù) K使用系數(shù) KA = 1.25根據(jù)v = 1.775m / s ，7 級(jí)精度，由圖 10-8 得動(dòng)載系數(shù)KV = 1.1由表 10-4 查得 KHb = 1.415由圖 10-13 查得 KFb = 1.36K = 2.724由表 10-3 查得 KHa = KFa = 1.4載荷系數(shù) K = KAKV KHa KHb =1.25´1.1´1.4´1.415 = 2.7246）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑K2.724d1 = d1t 3= 35.

14、32´ 3= 45.20mmK1.3t= d1 cos b = 45.20 ´cos14° = 1.75mm7）模數(shù)mnz251（3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)2KT Y cos2 bY Y1 bm ³ 3×Fa Sans f z 2ed 1aF確定計(jì)算參數(shù)1）計(jì)算載荷系數(shù)K = KAKV KFa KFb=1.25´1.1´1.4´1.36 = 2.6182） 根據(jù)縱向重合度eb = 1.982，從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù)Yb = 0.883） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)z1cos3 b25z= 27.37V 1cos314&

15、#176;z297z= 106.18V 2cos3 bcos314°4 ）齒 形 系 數(shù) ： 由 表10-5查得YFa1 = 2.5626,YFa 2 = 2.17515 ）應(yīng) 力 校 核 系 數(shù) ： 由 表10-5查得YSa1 = 1.597,YSa 2 = 1.7956）計(jì)算彎曲疲勞應(yīng)力查 得 彎 曲 疲 勞由 圖10-18系數(shù)KFN 1 = 0.96, KFN 2 = 0.98由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 s FE1s FE 2= 500MPa ； 大 齒 輪 的 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 極 限= 380MPa取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4= KFN 1s

16、FE1= 0.96´ 500 = 342.86MPas F 1S1.4= KFN 2s FE 2= 0.98´ 380 = 266MPas F 2S1.47）計(jì)算大、小齒輪的 YFaYSa ，并加以比較s F = 2.5626 ´1.597YFa1YSa1s F 1= 0.011936342.86= 2.1751´1.795 = 0.014678YFa 2YSa 2s F 2mn = 2mm266大齒輪的數(shù)值大設(shè)計(jì)計(jì)算z1 = 222 ´ 2.618´ 32640´ 0.88´cos2 14°mn

17、79; 3´ 0.0146781´ 252 ´1.68z2 = 85= 1.256mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，考慮是動(dòng)力傳動(dòng)齒輪取模數(shù)mn = 2mm ，取d1 = 45.20mm= d1 cos b = 45.20 ´cos14° = 21.9a = 110mm齒數(shù) z1m2n取 z1 = 22 ，則 z2 = uz1 = 3.88 ´ 22 = 85.36取 z2 = 85（4）幾何計(jì)算b = 13°24'43''計(jì)算中心距a = (Z1 + Z 2 )mn = (22 + 85) ´ 2 = 1

18、10.28mm2cos b2´cos45°d = 45.23mm1圓整為 110mmd2 = 174.77 mm按圓整后的中心距修正螺旋角b = arccos (z1 + z2 )mn = arccos (22 + 85) ´ 2 = 13°24'43''2´1102ab2 = 45 mm b1 = 50mm計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑22´ 2z md1 = 1 n = 45.23mmcos bcos13°24'43''85´ 2z2mnd = 174.77mm2co

19、s bcos13°24'43''計(jì)算齒輪齒寬b = fdd1 = 1´ 45.36 = 45.36mm圓整后取b2 = 45mm,b1 = 50mm2、設(shè)計(jì)中間軸低速軸斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)（1）選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1 一般工作，選用 7 級(jí)精度2 材料：選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為260280HBS；大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 230250HBS，二者硬度差約為 30HBS3 初選小齒輪齒數(shù) z1 = 25：大齒輪齒數(shù) z2 = 25´ 3.24 = 814選取螺旋角b = 14°（2）按齒面接觸強(qiáng)度

20、設(shè)計(jì)u + 12Kt T1ZH ZE³ 3×2d1t(us)f ed aH確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1）試選 Kt = 1.32）由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù)ZH = 2.433ea1 = 0.79， ea 2 = 0.86 ，3 ） 由圖 10-26 查得ea = ea1 + ea 2 = 0.79 + 0.86 = 1.654）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T = 121.63N × m = 121630N × mm5） 由表 10-7 選取齒寬系數(shù)fd = 116） 由表 10-6 查得材料彈性影響系數(shù)ZE = 189.8MPa27）由圖 10-21d 按齒面硬度查

21、得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 s H lim 1= 600MPa ； 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限s H lim 2= 550MPa8）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N = 60n jL = 60´960´1´(1´8´300´5) = 6.912´10811hN1.3824´109N2 = 1= 1.781´108i13.889）由圖 10-19 查得接觸疲勞KHN1 = 0.95, KHN 2 = 0.98系數(shù)10）計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力：取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1KHN1s H lim 1s = 0.95 ´

22、; 600 = 570MPaH1S = KHN 2s H lim 2s= 0.98´ 550 = 539MPaH 2S = s H 1 +s H 2 = 570+ 539 = 554.5MPasH22計(jì)算1）小齒輪分度圓直徑2´1.3´121630× 3.24+1 ( 2.433´189.8)2³ 3= 55.82mmd1t1´1.653.24554.52）計(jì)算圓周速度pd1t n160´1000= 3.14´ 55.82´ 247.32 = 0.722 m / sv =60´1000

23、3）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù)mntb = fdd1t = 1´55.82 = 55.82mm= d1t cos b = 55.82 ´cos14° = 2.166mmmntz251h = 2.25mnt = 2.25´ 2.166 = 4.87mmb h = 55.82 / 4.87 = 11.464） 計(jì)算縱向重合度ebeb = 0.318fd z1 tan b = 0.318´1´ 25´tan14° =1.9825） 計(jì)算載荷系數(shù) K使用系數(shù) KA = 1.25根據(jù)v = 0.722m / s ，7 級(jí)精度，由圖

24、 10-8 得動(dòng)載系數(shù)KV = 1.1K = 2.73由表 10-4 查得 KHb = 1.419由圖 10-13 查得 KFb = 1.36由表 10-3 查得 KHa = KFa = 1.4載荷系數(shù) K = KAKV KHa KHb = 1.25´1.1´1.4´1.36 = 2.736）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑2.73d1 = d1t 3= 55.82´ 3= 71.48mm1.3= d1 cos b = 71.48 ´cos14° = 2.774mm7）模數(shù)mnz251（3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)2KT Y cos

25、b2YFaYSa1 bm ³ 3×ns f z 2ed 1aF確定計(jì)算參數(shù)1） 計(jì)算載荷系數(shù)K = KAKV KFa KFb =1.25´1.1´1.4´1.36 = 2.6182） 根據(jù)縱向重合度eb = 1.982，從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù)Yb = 0.883） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)z125z= 27.37V 1cos3 bcos314°KKtz281z= 88.67V 2cos3 bcos314°齒形系數(shù)：由表 10-5 查得YFa1 = 2.5626,YFa 2 = 2.20145 ）應(yīng) 力 校 核 系 數(shù) ：

26、由 表10-5 查 得YSa1 = 1.597,YSa 2 = 1.7816）計(jì)算彎曲疲勞應(yīng)力查 得 彎 曲 疲 勞由 圖10-18系 數(shù)KFN 1 = 0.96, KFN 2 = 0.98由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 s FE1s FE 2= 500MPa； 大 齒 輪 的 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 極 限= 380MPa取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4= KFN 1s FE1= 0.96´ 500 = 342.86MPas F 1S1.4= KFN 2s FE 2= 0.98´ 380 = 266MPas F 2S1.47）計(jì)算大、小齒輪的 YFaYSa

27、 ，并加以比較s F = 2.5626 ´1.597YFa1YSa1s F 1= 0.011936342.86mn = 2mm= 2.201´1.781 = 0.014737YFa 2YSa 2s F 2266大齒輪的數(shù)值大設(shè)計(jì)計(jì)算2 ´ 2.618´121630´ 0.88´cos2 14°1´ 252 ´1.65z1 = 35z2 = 113mn ³ 3´ 0.014737= 1.96mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，考慮是動(dòng)力傳動(dòng)齒輪取模數(shù)， mn = 2mm取d1 = 71.48mma = 1

28、53mm= d1 cos b = 71.48 ´cos14° = 34.7齒數(shù) z1m2n取 z1 = 35 ，則 z2 = uz1 = 3.24 ´ 35 = 113.4 取 z2 = 113b = 14°41'17''（4）幾何1 計(jì)算中心距計(jì)算a = (Z1 + Z 2 )mn = (35+113) ´ 2 = 152.53mmd1 = 72.36mm2cos b2´cos45°d2 = 233.64mm圓整為 153mm2 按圓整后的中心距修正螺旋角b = arccos (z1 + z2 )m

29、n = arccos (35 +113) ´ 2 = 14°41'17''b2 = 75mm b1 = 80mm2´1532a計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑35´ 2z1mnd = 72.36mmcos bcos14°41'17''1113´ 2z2mnd = 233.64mm2cos bcos14°41'17''計(jì)算齒輪齒寬b = fdd1 = 1´ 72.36 = 72.36mm圓整后取b2 = 75mm,b1 = 80mm3 、斜齒圓柱齒輪參

30、數(shù)匯總及旋向說(shuō)明高速軸上小齒輪選用左旋，與之嚙合的中間軸上大齒輪為右旋，中間軸上小齒輪為右旋，以抵消一部分軸力，與之嚙合的低速軸上大齒輪為左旋。高速級(jí)低速級(jí)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪傳動(dòng)比3.863.23模數(shù)(mm)22螺旋角13°244314°4117中心距(mm)110153齒數(shù)228535113齒寬(mm)50458075直徑(mm)分度圓45.23174.7772.36233.64齒根圓40.23169.7767.36228.64齒頂圓49.23178.7776.36237.64旋向左旋右旋右旋左旋六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）、高速軸1、求輸入軸上的功率 P1、轉(zhuǎn)速 n1

31、和轉(zhuǎn)矩 T1P1 = 3.314kWn1 = 960r/ min T1 = 32.97N×m2、求作用在齒輪上的力因已知高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為d1 = 45.23mm2T2´ 32.97´103則Ft =1 =N = 1457.88N d145.23F = F tanan = 1457.88´tan20°= 545.50Nrt cosbcos13°24'43''Fa = Ft tanb = 1457.88´ tan13°24'43' N = 347.64N圓周力 Ft，徑

32、向力 Fr 及軸向力 Fa 的方向3、初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為 40Cr 鋼調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（關(guān)于軸的設(shè)計(jì)校核的參數(shù)未加說(shuō)明均來(lái)自此書） 表15-3，取A0 = 110，P1= 1103 3.314 = 16.6mmd= A3min0n9601考慮到與聯(lián)軸器相連處有一個(gè)鍵，= dmin ´ (1+ 6%) = 16.6´1.06 = 17.6mmd1min為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩T = K T' ，查表 14-1，caA 1考慮為輸送機(jī)，故取KA = 1.3 ，則：= KAT3 = 1.3

33、0;32.64N×m = 42.432N×mTca按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 17-5，選用 ML3 梅花型彈性聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 90N m 。半聯(lián)軸器的孔徑 d =22mm ， 故取= 22mm ；半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L=52mm，半聯(lián)軸器與軸配合d1min的轂孔長(zhǎng)度 L1=38mm。4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 軸的各段直徑和長(zhǎng)度1) 為了滿足半聯(lián)軸器軸向要求，取d2-3 =28mm，左端用軸端擋圈，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 13-19 取擋圈直徑 D=30mm ， 為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上， 故取l1-2 = 36mm2）初步選擇滾動(dòng)軸承，

34、選用角接觸球軸承，有機(jī)械設(shè)d ´ D ´T = 30mm´55mm´13mm ，初選 7006C，其故 d3-4 = d7-8 = 30mm ， l3-4 = 13mm ，7 處要放置擋油盤，取l7-8 = 21mm ，其軸肩高度h = 3mm ，所以d4-5 = d6-7 = 36mm3） 軸承端蓋總寬度取 30mm，考慮檢修空間取d 2-3= 65mm4） 考慮中速軸上的小齒輪，及距箱體內(nèi)壁線的距離等因素，取l4-5 = 106mm ， l6-7 = 10mm（2）確定軸上的圓角和倒角由表 152，軸上倒角C = 1.2mm ，圓角 R = 1.6m

35、m5、求軸上的載荷從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出小齒輪中心截面是軸的截面 現(xiàn)將計(jì)算出的截面 C 處的M H 、M V 和M 的值列于下表載荷水平面 H垂直面 V支反力 FFNH 1 = 380.15N FNH 2 = 1077.73NFNV 1 = 180.51N FNV 2 = 364.99N彎矩 MMH 1 = 52270.63N.mmMV 1 = 24820.13N × mm MV 2 = 16958.25N × mm總彎矩M1 = 57864.13N × mm M 2 = 54952.7N × mm扭矩T = 32970N.mm6、按彎

36、扭應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度。根據(jù)式（15-5）及上表中的數(shù)值，并取a = 0.6 ，軸的計(jì)算應(yīng)力為M 2 + (aT )257864.132 + (0.6 ´ 32970)20.1´ 45.233s=1= 6.61MPacaW前已選定軸的材料為 40Cr 鋼， 調(diào)質(zhì)處理， 由表 15-1 ，s -1 = 70MPa ，因此s ca < s -1 ，故安全。7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）截面截面 1、2、3 只受扭矩作用，且根據(jù)軸的最小直徑進(jìn)行扭轉(zhuǎn)應(yīng)力校核，已滿足強(qiáng)度條件，雖然鍵槽，過(guò)渡配合以及軸肩會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，但按

37、照最小直徑計(jì)算的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度寬裕量較大，因此無(wú)需再進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，5、6 處的軸肩引起的應(yīng)力集中相近；從受載的情況來(lái)看，5、6 處的受載情況也相近。因此只需對(duì)其中一個(gè)面進(jìn)行校核，而截面 4，7 的載荷遠(yuǎn)小于 5、6，而且 4、7 面無(wú)鍵槽及過(guò)盈配合，應(yīng)力集中影響較小。故只需校核 5 或 6 截面。(2)計(jì)算截面 5 左側(cè)（d=36mm）= 0.1d 3 = 0.1´ 363 mm3 = 4665.6mm3抗彎截面系數(shù)W抗扭截面系數(shù)W = 0.2d 3 = 0.2´363 mm3 = 9331.2mm3T截面左側(cè)的彎矩為M = 57864.

38、13´ 137.5 - 25 = 47343.38N × mm137.5截面上的扭矩為T = 32970N × mm截面上的彎曲應(yīng)力= M= 47343.38 MPa = 10.15MPasbW4665.6T32970截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力t =MPa = 3.53MPaTW9331.2T軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得s b = 735MPa,s -1= 355MPa,t -1 = 200MPa截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表 3-2r= 1.6 = 0.044,D = 40 = 1.11d40d36經(jīng)插值后可查得as = 1.935

39、,at = 1.34又由附圖 3-1 可得軸的材料的系數(shù)為= 0.84t故有效應(yīng)力集中系數(shù)為ks = 1+ qs (as -1) = 1+ 0.8´ (1.935-1) = 1.738kt = 1+ qt (at -1) = 1+ 0.84´ (1.34 -1) = 1.2856由附圖 3-2 得系數(shù)es = 0.79由附圖 3-3 得扭轉(zhuǎn)系數(shù)et = 0.68軸按磨削，附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為bs = bt = 0.91軸表面強(qiáng)化處理，即q=1，則得綜合系數(shù)值為= ks1 -1 = 1.738 +1+-1 = 2.29Kseb0.790.91ss= kt1 -1 =

40、 1.2856 +1+-1 = 1.99Kteb0.680.91tt取合金鋼的特性系數(shù)js = 0.25 ；取jt = 0.125 ；于是，計(jì)算安全系數(shù)Sca 值，按式(15-6)(15-8)則得s -1355S = 15.27sK s + j s2.29 ´10.15 + 0.25 ´ 0s as mt -1200S = 64.57tK t + j t3.533.531.63´+ 0.125´t at m2215.27´ 64.57Ss StS= 14.86 >> S = 1.5caS 2 + S215.272 + 64.572s

41、t故可知其安全。由于無(wú)大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱，略去度校核。（二）、中間軸1、求中間軸上的功率 P2 、轉(zhuǎn)速n2 和輸入轉(zhuǎn)矩按T2 記，P2 = 3.183kWn2 = 247.42r/ min T2 = 122.86N×m2、求作用在齒輪上的力因已知中間軸大齒輪的分度圓直徑為d2 = 174.77mm小齒輪的分度圓直徑d1 = 72.36則大齒輪受力：2T2´122.86´103Ft2 =2=N = 1405.96Nd2174.77tanancosb= 1405.96´tan20°= 526.07NF = Fr2t2cos13

42、76;24'43''= Ft2tanb = 1405.96´ tan13°24'43' N = 335.19NFa2小齒輪受力：2T2´122.86´103Ft1 =2=N = 3395.80Nd172.36tanancosb= 3395.80´tan20°= 1277.73NF = Fr1t1cos14°41'17''Fa1 = Ft1tanb = 3395.80´ tan14°41'17' N = 890.11N3、初步確

43、定軸的最小直徑選取軸的材料為 40Cr 鋼調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表 15-3，取A0 = 110，P13.183d= A 3= 1103= 25.77mmmin0n247.421考慮到軸上至少有一個(gè)鍵，= dmin ´ (1+10%) = 25.77 ´1.10 = 28.35mmd1min4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）軸的各段直徑和長(zhǎng)度初步選擇滾動(dòng)軸承，選用角接觸球軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)d ´ D ´T = 35mm´ 72mm´17mm ，大典初選 7207C，其故 d1-2 = d5-6 = 35mm ， 考 慮 擋 油 盤 及 套 筒 的，

44、 取l1-2 = 36mm ，l5-6 = 39mm 考慮軸向取d2-3 = d4-5 = 40mm ，由軸上的齒輪可以選取l2-3 = 43.5,l4-5 = 78.5 ，取l3-4 = 10.5mm（2）確定軸上的圓角和倒角由表 15-2，倒角C = 1.2mm ，圓角 R = 1.6mm5、求軸上的載荷載荷水平面 H垂直面 V支反力 FFNH 1 = 2975.71N FNH 2 = 1826.05NFNV 1 = 1079.38N FNV 2 = 327.72N彎矩 MMH 1 = 150273.4N × mm MH 2 = 119606.3N × mmMV 1 =

45、 54508.69N × mm MV 2 = 21465.66N × mm總彎矩M1 = 159853.97N × mm M 2 = 121517.25N × mm扭矩T = 122860N.mm6、按彎扭應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度。根據(jù)式（15-5）及上表中的數(shù)值，并取a = 0.6 ，軸的計(jì)算應(yīng)力為M 2 + (aT )2159853.972 + (0.6´122860)21s= 4.65MPaca0.1´ 72.363W前已選定軸的材料為 440Cr 鋼， 調(diào)質(zhì)處理， 由表 15

46、-1 ，s -1 = 70MPa ，因此s ca < s -1 ，故安全。7、精確校核軸的疲勞強(qiáng)度（1）斷截面截面 1，2 的左側(cè)，5 的右側(cè)，6，均不受扭矩的作用，而且彎矩值小，并且沒(méi)有鍵槽，應(yīng)力集中小，故無(wú)需進(jìn)行校核。截面 3 的右面，4 的左面，雖然受較大的彎矩，扭矩作用，但3-4過(guò)渡配合和鍵槽，相對(duì)于 3 的左面，4 的右面，其應(yīng)力集中影響小，相對(duì)安全。截面 2 的右側(cè)，5 的左側(cè)，存在過(guò)盈配合和鍵槽引起的應(yīng)力集中，但不存在由軸肩引起的應(yīng)力集中和扭矩，故也相對(duì)安全。因此，截面為 3 的左側(cè)，4 的右側(cè)，而 3 的左側(cè)和 4 的右側(cè)軸頸相同，4 的右側(cè)且彎矩較小故只校核 3 的左側(cè)

47、。分別校核由軸肩及過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中。（2）截面 3 左側(cè)由軸肩引起( d = 40mm )抗彎截面系數(shù)W = 0.1d 3 = 0.1´ 403 mm3 = 6400mm3抗扭截面系數(shù)W = 0.2d 3 = 0.2´ 403 mm3 = 12800mm3T截面 3 左側(cè)的彎矩為（由于彎矩只是理論上集中作用于齒輪中點(diǎn)，近似取作M1 的彎矩）M = 159853.67N × m截面 3 上的扭矩為T = 122860N × mm= M= 159853.67 MPa = 24.98MPa截面上的彎曲應(yīng)力sbW6400= 122860 MPa = 9.6

48、0MPaT截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力tTW12800T軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得s b = 735MPa,s -1= 355MPa,t -1 = 200MPa截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表 3-2r= 1.6 = 0.04,D = 48 = 1.2d40d40經(jīng)插值后可查得as = 2.09,at = 1.66又由附圖 3-1 可得軸的材料的系數(shù)為= 0.84t故有效應(yīng)力集中系數(shù)為ks = 1+ qs (as -1) = 1+ 0.8´(2.09-1) = 1.872kt = 1+ qt (at -1) = 1+ 0.84´ (1.66 -1

49、) = 1.554由附圖 3-2 得系數(shù)es = 0.76由附圖 3-3 得扭轉(zhuǎn)系數(shù)et = 0.68軸按磨削，附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為bs = bt = 0.91軸表面強(qiáng)化處理，即q=1，則得綜合系數(shù)值為= ks1 -1 = 1.872 +1+-1 = 2.56Kseb0.760.91ss= kt1 -1 = 1.554 +1+-1 = 2.38Kteb0.680.91tt合金鋼的特性系數(shù)取js = 0.25 ,jt = 0.125 ；于是，計(jì)算安全系數(shù)Sca 值，按式(15-6)(15-8)則得s -1355S = 5.55sK s + j s2.56 ´ 24.98 +

50、0.25´ 0s as mt -1200S = 16.63tK t + j t9.609.602.38´+ 0.125´t at m225.55´16.63Ss StS= 5.26 > S = 1.5ca5.552 +16.632S 2 + S2st故可知其安全。（3）截面 3 左側(cè)受過(guò)盈配合影響( d = 40mm )= 0.1d 3 = 0.1´ 403 mm3 = 6400mm3抗彎截面系數(shù)W抗扭截面系數(shù)W = 0.2d 3 = 0.2´ 403 mm3 = 12800mm3T截面 3 左側(cè)的彎矩為（由于彎矩只是理論上集中

51、作用于齒輪中點(diǎn)，近似取作M1 的彎矩）M = 159853.67N × m截面 3 上的扭矩為T = 122860N × mm= M= 159853.67 MPa = 24.98MPa截面上的彎曲應(yīng)力sbW6400截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力t = 122860 MPa = 9.60MPaTTW12800T軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得s b = 735MPa,s -1= 355MPa,t -1 = 200MPaks過(guò)盈配合處的 es ，由附表 3-8 ， 插值法求出， 并取kt= 0.8 ksetesks得： eskt， et= 0.8 ks = 0.8

52、80; 3.43 = 2.744= 3.43es軸按磨削，附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為bs = bt = 0.91軸表面強(qiáng)化處理，即q=1，則得綜合系數(shù)值為= ks1s1+-1 = 3.43 +-1 = 3.53Kseb0.91s= kt11+-1 = 2.744 +-1 = 2.84Kteb0.91tt合金鋼的特性系數(shù)取js = 0.25 ,jt = 0.125 ；于是，計(jì)算安全系數(shù)Sca 值，按式(15-6)(15-8)則得s -1355S = 4.03sK s + j s3.53´ 24.98 + 0.25 ´ 0s as mt -1200S = 14.05tK t + j t9.609.602.84´+ 0.125´t at m224.03´14.05Ss StS= 3.87 > S = 1.5ca4.032 +14.052S 2 + S2st故可知其安全。（三）、低速軸1、求輸入軸上的功率 P3、轉(zhuǎn)速 n3 和轉(zhuǎn)矩 T3P3 = 3.056kWn3 = 76.36r/ min T3 = 382.20N× m2、求作用在齒輪上的力因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為d2 = 233.64mm2T2´ 382.20´103=3