機械設(shè)計課程設(shè)計 雙級圓柱齒輪減速器

機械設(shè)計課程設(shè)計雙級圓柱齒輪減速器設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：設(shè)計一帶式傳輸機傳動裝置中的雙級斜齒圓柱齒輪減速器。（附簡圖）設(shè)計數(shù)據(jù)及工作條件：F=6000N;V=1.3m/s;D=400毫米；滾筒效率η=0.96（包括滾筒與軸承的效率損失）；設(shè)計注意事項：生產(chǎn)規(guī)模：中小批量；工作環(huán)境：有灰塵；載荷特性：載荷平穩(wěn)，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)；工作情況：兩班制，連續(xù)單項運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；使用折舊期：8years工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境溫度上限35℃；動力來源：電力，三相交流，電壓380/220V;檢修間隔期：四年一大修，二年一中修，半年一小修；制造條件及成產(chǎn)批量：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。設(shè)計由減速器或其它機械傳動裝配圖1張。零件圖2張，及設(shè)計計算說明書一份組成。設(shè)計中所有標(biāo)準(zhǔn)均按我國標(biāo)準(zhǔn)采用。二．傳動方案的分析與擬定Nw=60×1000V/πD=62.1r/min一般選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或者1500r/min的電動機作原動機，則可估算出傳動裝置的總傳動比i約為70或47。根據(jù)這個傳動比及工作條件可有三種方案，對這三種傳動方案進行分析比較可知：選擇鏈傳動，減速器的尺寸小，鏈傳動的尺寸較緊湊。三、電動機的選擇3.1.電動機類型的選擇根據(jù)工作條件及工作環(huán)境，選用臥式封閉型Y(IP44)系列三相交流異步電動機。3.2.電動機容量1)工作所需功率Pw=F·V·nw/9550=6000×1.3/9550=8.125Kw2)電動機輸出功率Pd為了計算電動機所需功率Pd，先要確定從電動機到工作機之間的總功率。設(shè)、、、、分別為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪傳動（設(shè)齒輪精度為8級）、滾動軸承、開式滾子鏈傳動、滾筒的效率，由表查的：=0.99；=0.97；=0.99；=0.92；=0.96則傳動裝置的總效率為電動機所需功率為Pd=Pw/=(8.1/0.7745)Kw=10.46Kw由表選取電動機的額定功率為11Kw。3.3.電動機轉(zhuǎn)速傳動比i=i鏈×i高×i低=（2~3）×（3~5）2=18~75nd=nw×（18~75）=918~3825（r/min）選擇常用的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min兩種。3.4.電動機型號根據(jù)電動機所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查表可知，電動機的型號為Y112M-4和Y132M1-6。根據(jù)電動機滿載轉(zhuǎn)速Nm和滾筒轉(zhuǎn)速Nw可算出總傳動比。現(xiàn)將此兩種電動機數(shù)據(jù)和總傳動比列于下表中：表3-1電動機的數(shù)據(jù)及總傳動比方案號電動機型號額定功率/Kw同步轉(zhuǎn)速/（r/min）滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)總傳動比軸外伸軸徑/mm軸外伸長度/mm1Y112M-44.01500144058.0628602Y132M1-64.0100096038.713880由上表可知，方案中雖然電動機轉(zhuǎn)速高、價格低，但總傳動比大。為了能合理地分配傳動比，使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案2，即電動機型號為Y132M1-6。3.5.電動機外型簡圖及安裝尺寸BBCLEACCCABBHHDHABCEABACHD1322161788980280270315四、傳動裝置的運動和運動參數(shù)計算4.1總傳動比的確定及各級傳動比的分配4.1.1.理論總傳動比i=Nm/Nw=960/21.2=38.714.1.2.各級傳動比分配根據(jù)表可知，取鏈傳動的傳動比=3，則減速器的總傳動比為=38.71/3=12.9雙級圓柱齒輪減速器高速級的傳動比===4.095低速級的傳動比4.2各軸的轉(zhuǎn)速計算：4.3各軸的輸入功率計算：各軸功率：Ⅰ軸：==8.99x0.99kw=10.36kw,Ⅱ軸：=QUOTE=10.36*0.97*0.99=9.95kw,Ⅲ軸：=QUOTE=9.95*0.97*0.99=9.55kw,卷筒軸：==9.55*0.99*0.99=9.36kw；4.4各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計算：=9550*/=9550*10.36/960=103.06(KN·m)=9550*/=9550*9.95/234.43=405.38(KN·m)=9550*/=9550*9.55/74.42=1225.51(KN·m)=9550*/=9550*9.36/74.42=1201.13(KN·m)將上述計算器結(jié)果列于下表中，以供查用：=4\*ROMANIV表2-2各軸的運動及動力參數(shù)軸號轉(zhuǎn)速n/(r/min)功率P/KW轉(zhuǎn)矩T/(KN)傳動比iⅠ96010.36103.064.0953.1501Ⅱ233.019.95405.38Ⅲ74.429.551225.51Ⅳ74.429.361201.13五、傳動零件的設(shè)計計算5.1減速器外部傳動零件的設(shè)計計算鏈傳動：已知傳遞的功率=9.36KW，小鏈輪轉(zhuǎn)速=74.42r/min，大鏈輪轉(zhuǎn)速=21.2r/min，載荷平穩(wěn)，鏈傳動中心距的距離可調(diào)整且應(yīng)大于（450/2）=225mm。選擇鏈輪齒數(shù)傳動比=/=74.42/21.2=3.51。根據(jù)鏈輪齒數(shù)取奇數(shù)原則，并由表2-11（1P38）選小鏈輪齒數(shù)=29。大鏈輪齒數(shù)，取=103<120，合適。初定中心距，確定鏈節(jié)數(shù)由，初定中心距，根據(jù)式2-27（1P39），則鏈節(jié)數(shù)為=149.47節(jié)圓整成偶數(shù)，則取=150節(jié)。計算所需的額定功率、確定鏈的型號和節(jié)距根據(jù)式（2-26）（1P37），已知鏈傳動工作平穩(wěn)，電動機驅(qū)動，由表2-9（1P38）選=1.0；初選單排鏈，由表2-10（1P38）查得多排鏈系數(shù)=1.0；先假設(shè)選型點位于功率曲線頂部的左側(cè)，則齒輪系數(shù)：鏈長系數(shù)：因此，得單排鏈所需的額定功率為根據(jù)、，查圖2-14（1P36），選擇滾子鏈型號為12A，由表2-8（1P33）知，其節(jié)距P=19.05mm。選型點落在功率曲線定點的左側(cè)，與假設(shè)相符。計算鏈長L和中心距a計算鏈長得根據(jù)式（2-28）（1P39），中心距由于中心距是可調(diào)整的，其調(diào)整量一般為則由式（2-29）（1P39）得實際安裝中心距故符合設(shè)計要求。計算平均鏈速V和壓軸力計算得平均鏈速得根據(jù)式（2-30）（1P39），壓軸力,取，則選擇潤滑方式根據(jù)V=0.685m/s，鏈節(jié)距P=19.05mm，根據(jù)圖2-15（1P37），鏈傳動選擇人工定期潤滑或滴油潤滑。設(shè)計結(jié)果：滾子鏈型號為12A-1*150GB1243.1—1983，節(jié)距P=19.05mm，單排鏈，鏈節(jié)數(shù)=150節(jié)，鏈輪齒數(shù)=29，=103，實際安裝中心距=729.2mm。5.2減速器內(nèi)部傳動零件的設(shè)計計算（齒輪傳動）1）高速級圓柱齒輪傳動高速級主動輪輸入功率=10.36KW，轉(zhuǎn)速=960r/min，齒數(shù)比，單向運轉(zhuǎn)，載荷中等沖擊，每天工作16小時，預(yù)期壽命5年，可靠性要求一般，軸的剛性較小，動機驅(qū)動。選擇齒輪材料、熱處理方式及計算許用應(yīng)力選擇齒輪材料、熱處理方式按使用條件，屬中速、中載，重要性和可靠性一般的齒輪傳動。可選用軟齒面齒輪，且小齒輪硬度比大齒輪大30~50HBS。由表3-1（1P50）具體選用如下：小齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為217~255HBS;大齒輪：45鋼，正火處理，硬度為169~217HBS。取小齒輪齒面硬度為230HBS，大齒輪為200HBS。B.確定許用應(yīng)力eq\o\ac(○,1)極限應(yīng)力和按齒面硬度查圖3-6（1P51）得，=580，=550，查圖3-8（1P53）得=220，=210。eq\o\ac(○,2)計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)、查圖3-7（1P52），==1；查圖3-9（1P53），==1。eq\o\ac(○,3)計算許用應(yīng)力由表3-2（1P51）取=1，=1.4由式（3-1）（1P50）得由式（3-2）（1P52）得分析失效形式，確定設(shè)計準(zhǔn)則由于設(shè)計的是軟齒面閉式齒輪傳動，其主要失效是齒面疲勞點蝕，若模數(shù)過小，也可能發(fā)生輪齒疲勞折斷。因此，該齒輪傳動應(yīng)按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，確定主要參數(shù)，然后再校核輪齒的彎曲疲勞強度。初步確定齒輪的基本參數(shù)和主要尺寸1.計算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩=9.55**10.36/960=103060.42(N·mm)2.選擇齒輪類型預(yù)估齒輪的圓周速度。根據(jù)齒輪傳動的工作條件（中速、中載、等），可選用斜齒圓柱齒輪傳動。3.選擇齒輪傳動的精度等級按預(yù)估的圓周速度，由表3-3（1P54）初步選用7級精度。初選參數(shù)初選：，，，，由表3-6（1P70）取。初步計算齒輪的主要尺寸用式（3-14）（1P67）設(shè)計計算時，需首先確定系數(shù)、、、、。因電動機驅(qū)動，載荷中等沖擊，齒輪速度不高，非對稱布置，軸的剛性較小。取。由圖3-15（1P60）查得；查表3-5（1P58）得；取，，。eq\o\ac(○,1)由式（3-14）（1P67），可初步計算出齒輪的分度圓直徑，模數(shù)、中心距a等主要參數(shù)和幾何尺寸：按表3-7（1P71），取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，則中心距圓整后取a=105mm。eq\o\ac(○,2)調(diào)整螺旋角：eq\o\ac(○,3)計算分度圓直徑：eq\o\ac(○,4)計算圓周速度：與估計值接近。eq\o\ac(○,5)計算齒寬：大齒輪：小齒輪：驗算輪齒的彎曲疲勞強度eq\o\ac(○,1)計算當(dāng)量齒數(shù)：查圖3-18（1P62）得，=2.61，=2.21；查圖3-19（1P63）得，=1.61，=1.78；取=0.7，=0.9。eq\o\ac(○,2)計算彎曲應(yīng)力：故以上設(shè)計成立。1）低速級圓柱齒輪傳動低速級主動輪輸入功率=10.36KW，，則轉(zhuǎn)速=（960/4.12）r/min=233.01r/min，齒數(shù)比，單向運轉(zhuǎn)，載荷中等沖擊，每天工作16小時，預(yù)期壽命5年，可靠性要求一般，軸的剛性較小，動機驅(qū)動。(1)選擇齒輪材料、熱處理方式及計算許用應(yīng)力選擇齒輪材料、熱處理方式按使用條件，屬中速、中載，重要性和可靠性一般的齒輪傳動?？蛇x用軟齒面齒輪，且小齒輪硬度比大齒輪大30~50HBS。由表3-1（1P50）具體選用如下：小齒輪：40MnB，調(diào)質(zhì)處理，硬度為217~255HBS;大齒輪：20CrMnTi，正火處理，硬度為169~217HBS。取小齒輪齒面硬度為230HBS，大齒輪為200HBS。B.確定許用應(yīng)力eq\o\ac(○,1)極限應(yīng)力和按齒面硬度查圖3-6（1P51）得，=580，=550，查圖3-8（1P53）得=220，=210。eq\o\ac(○,2)計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)、查圖3-7（1P52），==1；查圖3-9（1P53），==1。eq\o\ac(○,3)計算許用應(yīng)力由表3-2（1P51）取=1，=1.4由式（3-1）（1P50）得由式（3-2）（1P52）得(2)分析失效形式，確定設(shè)計準(zhǔn)則由于設(shè)計的是軟齒面閉式齒輪傳動，其主要失效是齒面疲勞點蝕，若模數(shù)過小，也可能發(fā)生輪齒疲勞折斷。因此，該齒輪傳動應(yīng)按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，確定主要參數(shù)，然后再校核輪齒的彎曲疲勞強度。(3)初步確定齒輪的基本參數(shù)和主要尺寸1.計算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩2.選擇齒輪類型預(yù)估齒輪的圓周速度。根據(jù)齒輪傳動的工作條件（中速、中載、等），可選用斜齒圓柱齒輪傳動。3.選擇齒輪傳動的精度等級按預(yù)估的圓周速度，由表3-3（1P54）初步選用7級精度。初選參數(shù)初選：，，，，由表3-6（1P70）取。初步計算齒輪的主要尺寸用式（3-14）（1P67）設(shè)計計算時，需首先確定系數(shù)、、、、。因電動機驅(qū)動，載荷中等沖擊，齒輪速度不高，非對稱布置，軸的剛性較小。取。由圖3-15（1P60）查得；查表3-5（1P58）得；取，，。eq\o\ac(○,1)由式（3-14）（1P67），可初步計算出齒輪的分度圓直徑，模數(shù)、中心距a等主要參數(shù)和幾何尺寸：按表3-7（1P71），取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，則中心距圓整后取a=130mm。eq\o\ac(○,2)調(diào)整螺旋角：eq\o\ac(○,3)計算分度圓直徑：eq\o\ac(○,4)計算圓周速度：與估計值接近。eq\o\ac(○,5)計算齒寬：大齒輪：小齒輪：驗算輪齒的彎曲疲勞強度eq\o\ac(○,1)計算當(dāng)量齒數(shù)：查圖3-18（1P62）得，=2.65，=2.21；查圖3-19（1P63）得，=1.60，=1.76；取=0.7，=0.9。eq\o\ac(○,2)計算彎曲應(yīng)力：故以上設(shè)計成立。六、軸的設(shè)計計算1.高速軸的設(shè)計和計算由上述可知：輸入功率P=3.068KW，轉(zhuǎn)速n=960r/min,單向運轉(zhuǎn)，載荷有沖擊，齒輪寬度B=46mm,齒數(shù)z=20，法面模數(shù)=2mm,螺旋角，主動輪為左旋齒輪，軸端有聯(lián)軸器，假設(shè)選用的聯(lián)軸器為梅花形彈性聯(lián)軸器LM5，則聯(lián)軸器輪轂寬度為L=62mm，質(zhì)量，壓軸力。選擇軸的材料該軸傳遞中等大小功率、轉(zhuǎn)速不高，且屬一般用途的軸，無特殊要求，故軸的材料可選用應(yīng)用廣泛且較經(jīng)濟的45鋼。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由表6-1（1P140）查得其許用應(yīng)力。（2）按扭轉(zhuǎn)強度初步計算軸端直徑由表6-3（1P147）查得C=118~107,因聯(lián)軸器的壓軸力會對軸端產(chǎn)生較大的彎矩，所以C應(yīng)取大值，取C=118，則軸端直徑為又由故取。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的設(shè)計主要取決于軸上零件、軸承的布置、潤滑和密封。同時要滿足軸上零件定位正確、固定可靠、裝拆方便、加工容易等。一般將軸設(shè)計成階梯軸，如上圖所示，對于圓柱齒輪，當(dāng)時,齒輪與軸做成一體，即成齒輪軸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過以下步驟來完成。軸的徑向尺寸的確定以初步確定的軸徑為最小軸徑，根據(jù)軸上零件的受力、安裝、固定及加工要求，確定軸的各段徑向尺寸。軸上零件用軸肩定位的相鄰軸徑的直徑一般相差5~10mm。當(dāng)滾動軸承用軸肩定位時，其軸肩直徑由滾動軸承標(biāo)準(zhǔn)中查取。為了軸上零件裝拆方便或加工需要，相鄰軸段直徑之差應(yīng)取1~3mm。軸上裝滾動軸承、傳動件和密封件等處的軸段直徑應(yīng)取相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。需要磨削加工或車制螺紋的軸段，應(yīng)設(shè)計相應(yīng)的砂輪越程槽或螺紋退刀槽。軸的軸向尺寸的確定軸上安裝零件的各段長度，根據(jù)相應(yīng)零件輪轂寬度和其他結(jié)構(gòu)需要來確定。不安裝零件的各軸段長度可根據(jù)軸上零件相對位置來確定。當(dāng)用套筒或擋油盤等零件來固定軸上零件時，軸端面與套筒端面或輪轂端面之間應(yīng)留有2~3mm的間隙，以防止加工誤差使零件在軸向固定不可靠。當(dāng)軸的外伸段上安裝聯(lián)軸器、帶輪、鏈輪時，為了使其在軸向固定牢靠，也需同樣處理。軸段在軸承座孔內(nèi)的結(jié)構(gòu)和長度與軸承潤滑方式有關(guān)。軸承用油潤滑，軸承的端面距箱體內(nèi)壁的距離為3~5mm；軸承用脂潤滑，為了安裝擋油盤，軸承端面距箱體內(nèi)壁的距離為10~15mm。軸上的平鍵的長度應(yīng)短于該軸段5~10mm,鍵長要圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。鍵端距零件裝入側(cè)軸端一般為2~5mm；以便安裝軸上零件時使其鍵槽容易對準(zhǔn)鍵。軸的外伸長度與軸上零件和軸承蓋的結(jié)構(gòu)有關(guān)。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計如上所示。（4）受力分析eq\o\ac(○,1)計算齒輪受力齒輪的分度圓直徑：軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：齒輪的圓周力：齒輪的徑向力：齒輪的軸向力：eq\o\ac(○,2)畫受力簡圖eq\o\ac(○,3)計算支反力鉛垂面內(nèi)支反力：水平面內(nèi)支反力：(5)按彎、扭合成強度校核eq\o\ac(○,1)計算軸的彎矩，并畫出彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖鉛垂面彎矩：剖面a-a處鉛垂面彎矩有突變，故左截面右截面水平面彎矩合成彎矩按計算a-a左截面：=a-a右截面：支點A處：eq\o\ac(○,2)計算當(dāng)量彎矩軸單向運轉(zhuǎn)，載荷有沖擊，故其轉(zhuǎn)矩可看成脈動循環(huán)變化，取，則a-a左截面：a-a右截面：支點A處：eq\o\ac(○,3)校核彎、扭合成強度軸是否滿足強度要求只需對危險截面進行校核即可。而軸的危險截面多發(fā)生在當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑較小處，即當(dāng)量應(yīng)力較大的截面屬危險截面。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當(dāng)量彎矩可知，齒輪處當(dāng)量彎矩最大，且剖面尺寸較小，屬于危險截面，A處也是。查表6-2（1P147），。按式（6-5）（1P148）校核：查表6-2（1P146），。按式（6-5）（1P148）校核：查表6-2（1P146），。按式（6-5）（1P148）校核：顯然，軸滿足強度要求。2.中間軸的設(shè)計和計算由上述可知：輸入功率P=2.946KW，轉(zhuǎn)速n=233.01r/min,單向運轉(zhuǎn)，載荷有沖擊，齒輪寬度=41mm,齒數(shù)=82，法面模數(shù)=2mm,螺旋角，主動輪為左旋齒輪；=69mm，齒數(shù)=25，法面模數(shù)=2.5mm,螺旋角，主動輪為右旋齒輪。（1）選擇軸的材料該軸傳遞中等大小功率、轉(zhuǎn)速不高，且屬一般用途的軸，無特殊要求，故軸的材料可選用應(yīng)用40MnB鋼。經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由表6-1（1P140）查得其許用應(yīng)力。（2）按扭轉(zhuǎn)強度初步計算軸端直徑由表6-3（1P147）查得C=118~107,因聯(lián)軸器的壓軸力會對軸端產(chǎn)生較大的彎矩，所以C應(yīng)取大值，取C=112，則軸端直徑為故取。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如上所示，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計原理見高速軸的軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。（4）受力分析eq\o\ac(○,1)計算齒輪受力大齒輪：大齒輪的分度圓直徑：軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：大齒輪的圓周力：大齒輪的徑向力：大齒輪的軸向力：小齒輪：小齒輪的分度圓直徑：軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：小齒輪的圓周力：小齒輪的徑向力：小齒輪的軸向力：eq\o\ac(○,2)畫受力簡圖eq\o\ac(○,3)計算支反力鉛垂面內(nèi)支反力：水平面內(nèi)支反力：負號表示方向與圖示相反。(5)按彎、扭合成強度校核eq\o\ac(○,1)計算軸的彎矩，并畫出彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖A.鉛垂面彎矩：剖面a-a處鉛垂面彎矩有突變，故左截面右截面剖面b-b處鉛垂面彎矩有突變，故左截面右截面B.水平面彎矩剖面a-a處水平面彎矩有突變，故左截面右截面剖面b-b處水平面彎矩有突變，故左截面右截面C.合成彎矩按計算a-a左截面：=a-a右截面：b-b左截面：=b-b右截面：eq\o\ac(○,2)計算當(dāng)量彎矩軸單向運轉(zhuǎn)，載荷有沖擊，故其轉(zhuǎn)矩可看成脈動循環(huán)變化，取，則a-a左截面：a-a右截面：b-b左截面：b-b右截面：eq\o\ac(○,3)校核彎、扭合成強度軸是否滿足強度要求只需對危險截面進行校核即可。而軸的危險截面多發(fā)生在當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑較小處，即當(dāng)量應(yīng)力較大的截面屬危險截面。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當(dāng)量彎矩可知，齒輪處當(dāng)量彎矩最大，且剖面尺寸較小，屬于危險截面。查表6-2（1P147），。按式（6-5）（1P148）校核：因為>查表6-2（1P146），。按式（6-5）（1P148）校核：因為>顯然，軸滿足強度要求。3.低速軸的設(shè)計和計算由上述可知：輸入功率P=2.829KW，轉(zhuǎn)速n=74.42r/min,單向運轉(zhuǎn)，載荷有沖擊，齒輪寬度B=64mm,齒數(shù)z=78，法面模數(shù)=2.5mm,螺旋角，主動輪為右旋齒輪，軸端有聯(lián)軸器，假設(shè)選用的聯(lián)軸器為彈性柱銷聯(lián)軸器HL3，則聯(lián)軸器輪轂寬度為L=82mm，質(zhì)量，壓軸力。選擇軸的材料該軸傳遞中等大小功率、轉(zhuǎn)速不高，且屬一般用途的軸，無特殊要求，故軸的材料可選用20CrMnTi。經(jīng)滲碳淬火回火處理，由表6-1（1P140）查得其許用應(yīng)力。（2）按扭轉(zhuǎn)強度初步計算軸端直徑由表6-3（1P147）查得C=118~107,因聯(lián)軸器的壓軸力會對軸端產(chǎn)生較大的彎矩，所以C應(yīng)取大值，取C=118，則軸端直徑為故取。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計見零件圖，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計原理見高速軸的軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。（4）受力分析eq\o\ac(○,1)計算齒輪受力齒輪的分度圓直徑：軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：齒輪的圓周力：齒輪的徑向力：齒輪的軸向力：eq\o\ac(○,2)畫受力簡圖eq\o\ac(○,3)計算支反力鉛垂面內(nèi)支反力：水平面內(nèi)支反力：(5)按彎、扭合成強度校核eq\o\ac(○,1)計算軸的彎矩，并畫出彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖A.鉛垂面彎矩：剖面a-a處鉛垂面彎矩有突變，故左截面右截面B.水平面彎矩C.合成彎矩按計算a-a左截面：=a-a右截面：支點A處：eq\o\ac(○,2)計算當(dāng)量彎矩軸單向運轉(zhuǎn)，載荷有沖擊，故其轉(zhuǎn)矩可看成脈動循環(huán)變化，取，則a-a左截面：a-a右截面：=265734.58（N·mm）支點B處：eq\o\ac(○,3)校核彎、扭合成強度軸是否滿足強度要求只需對危險截面進行校核即可。而軸的危險截面多發(fā)生在當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑較小處，即當(dāng)量應(yīng)力較大的截面屬危險截面。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當(dāng)量彎矩可知，齒輪處當(dāng)量彎矩最大，且剖面尺寸較小，屬于危險截面，B處也是。查表6-2（1P147），。按式（6-5）（1P148）校核：查表6-2（1P146），。按式（6-5）（1P148）校核：查表6-2（1P146），。按式（6-5）（1P148）校核：顯然，軸滿足強度要求。七、鍵的連接的選擇及計算1、高速軸上的聯(lián)軸器處的鍵已知d=25mm，則選A類鍵，即b=8mm,h=7mm,t=4.0mm;查表5-1（1P106）得。所以,則顯然，鍵能滿足強度要求。2、中間軸上的大齒輪處的鍵已知d=33mm，則選A類鍵，即b=10mm,h=8mm,t=5.0m，L=32mm，查表5-1（1P106）得。顯然，鍵能滿足強度要求。3、低速軸上的聯(lián)軸器處和大齒輪處的鍵（1）聯(lián)軸器處的鍵：已知d=30mm，則選A類鍵，即b=8mm,h=7mm,t=4.0mm;查表5-1（1P106）得。所以,則顯然，鍵能滿足強度要求。（2）齒輪處的鍵：已知d=43mm，則選A類鍵，即b=12mm,h=8mm,t=5.0mm;查表5-1（1P106）得。顯然，鍵能滿足強度要求。八、滾動軸承的選擇及計算1.高速軸滾動軸承的選擇及計算（1）滾動軸承的選擇滾動軸承的類型應(yīng)根據(jù)所受載荷的大小、性質(zhì)、方向，軸的轉(zhuǎn)速及其工作要求進行選擇。由于圓錐滾子軸承裝拆調(diào)整方便，價格較低，且能承受徑向力和較大的軸向力及能調(diào)整傳動件的軸向位置，所以選用圓錐滾子軸承。由于d=30mm,故選用圓錐滾子軸承的型號為30206。（2）滾動軸承的計算及校核選用反裝，則圓錐滾子軸承的受力分析圖如下所示：eq\o\ac(○,1)滾動軸承相關(guān)參數(shù)查表12-3（2P113）得,，,;查表7-8（1P171）得，（載荷平穩(wěn)）；查表7-6（1P169）得，（工作溫度不高）；eq\o\ac(○,2)計算派生軸向力S查表7-9（1P171）知派生軸向力，其中Y是時的軸向載荷系數(shù)，及,，則軸承1、2的派生軸向力分別為eq\o\ac(○,3)計算軸向載荷所以軸有向左移動的趨勢，則軸承2被“壓緊”，軸承1被“放松”。則可知：放松端：壓緊端：eq\o\ac(○,4)計算當(dāng)量動載荷P則 查表7-7（1P170）得；則查表7-7（1P170）得；由此得：軸承1:軸承2:eq\o\ac(○,5)計算軸承壽命因為，故按軸承2計算。對于滾子軸承，。根據(jù)式（7-3）（1P168）得年>5年故假設(shè)符合要求。2.中間軸滾動軸承的選擇及計算（1）滾動軸承的選擇滾動軸承的類型應(yīng)根據(jù)所受載荷的大小、性質(zhì)、方向，軸的轉(zhuǎn)速及其工作要求進行選擇。由于圓錐滾子軸承裝拆調(diào)整方便，價格較低，且能承受徑向力和較大的軸向力及能調(diào)整傳動件的軸向位置，所以選用圓錐滾子軸承。由于d=30mm,故選用圓錐滾子軸承的型號為30206。（2）滾動軸承的計算及校核選用反裝，則圓錐滾子軸承的受力分析圖如下所示：eq\o\ac(○,1)滾動軸承相關(guān)參數(shù)查表12-3（2P113）得,，,;查表7-8（1P171）得，（載荷平穩(wěn)）；查表7-6（1P169）得，（工作溫度不高）；eq\o\ac(○,2)計算派生軸向力S查表7-9（1P171）知派生軸向力，其中Y是時的軸向載荷系數(shù)，及,，則軸承1、2的派生軸向力分別為eq\o\ac(○,3)計算軸向載荷所以軸有向左移動的趨勢，則軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松”。則可知：放松端：壓緊端：eq\o\ac(○,4)計算當(dāng)量動載荷P則 查表7-7（1P170）得；則查