二級(jí)同軸式圓柱斜齒減速器

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目:二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器學(xué)院：機(jī)械與電氣工程學(xué)院班級(jí):_機(jī)械12級(jí)3班姓名:謝藝華學(xué)號(hào):1207200096指導(dǎo)教師:向建化、周超目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)··············································3二、傳動(dòng)方案的擬定及說明··································4三、電動(dòng)機(jī)的選擇··········································5四、計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比··················8五、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)······························9六、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算······································11七、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算··········································25八、滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算·································50九、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算·······························55十、聯(lián)軸器的選擇·········································57十一、減速箱箱體的設(shè)計(jì)·····································58十二、潤(rùn)滑與封閉···········································58設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)一用于帶式運(yùn)輸機(jī)上同軸式二級(jí)圓柱齒輪減速器總體布置簡(jiǎn)圖工作情況連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動(dòng)，每日兩班制工作，工作期限為10年，批量生產(chǎn)，運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5%。原始數(shù)據(jù)滾筒直徑D/mm320傳送帶運(yùn)行速度V/(m/s)0.7傳送帶主動(dòng)軸所需扭矩T/N1350每日工作時(shí)數(shù)T/h12傳動(dòng)工作年限10設(shè)計(jì)任務(wù)1.減速器裝配圖1張（A0圖紙）2.低速軸零件圖1張（A3圖紙）3.低速軸齒輪零件圖1張（A3圖紙）4.設(shè)計(jì)說明書1份（在三周內(nèi)完成并通過答辯）傳動(dòng)方案的擬定及說明如任務(wù)書上布置簡(jiǎn)圖所示，傳動(dòng)方案采用“V”帶加二級(jí)同軸式圓柱齒輪減速箱，采用“V”帶可起到過載保護(hù)作用，同軸式可使減速器橫向尺寸較小。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)類型的選擇按工作要求和工作條件，選用一般用途的Ｙ（IP44）系列三相異步電動(dòng)機(jī)（臥式封閉結(jié)構(gòu)）。電動(dòng)機(jī)容量卷筒軸的輸出功率電動(dòng)機(jī)的輸出功率傳動(dòng)裝置的總效率式中，為從電動(dòng)機(jī)至卷筒軸之間的各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表2-4查得：V帶傳動(dòng)；滾動(dòng)軸承；圓柱齒輪傳動(dòng)；聯(lián)軸器；卷筒軸滑動(dòng)軸承，則故電動(dòng)機(jī)額定功率由第二十章表20-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由表2-1查得V帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍，由表2-2查得兩級(jí)同軸式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比范圍，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果可見同步轉(zhuǎn)速為750r/min、1000r/min、1500r/min和3000r/min的電動(dòng)機(jī)均符合。這里初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min和1500r/min的兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較。方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kW）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）電動(dòng)機(jī)質(zhì)量（kg）傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同步滿載總傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)兩級(jí)減速器1Y132M-47.5150014408134.4682.513.7872Y160M-67.5100097011923.2182.210.554如下表：由表中數(shù)據(jù)可知兩個(gè)方案均可行，但方案1的電動(dòng)機(jī)性價(jià)比更高。因此，可選用方案1，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M-4。電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸由表20-1、表20-2查出Y132M-4型電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸，并列表記錄備份。型號(hào)額定功率(kw)同步轉(zhuǎn)速(r/min)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132M-47.5150014402.22.3HDEGKLＦ×ＧＤ質(zhì)量（kg）1323880331251510×８81計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比分配各級(jí)傳動(dòng)比取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，則兩級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為所得符合一般圓柱齒輪傳動(dòng)和兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比的常用范圍。電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸為0軸，減速器高速軸為Ⅰ軸，中速軸為Ⅱ軸，低速軸為Ⅲ軸，各軸轉(zhuǎn)速為各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率，即各軸轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸高速軸Ⅰ中速軸Ⅱ低速軸Ⅲ轉(zhuǎn)速（r/min）1440576153.640.96功率（kW）7.206.916.646.37轉(zhuǎn)矩（）49.74118.75422.361370.92設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算確定計(jì)算功率由于是帶式輸送機(jī)，每天工作兩班，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7得，工作情況系數(shù)選擇V帶的帶型由、由圖8-11選用A型確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速①初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑②驗(yàn)算帶速v。按式(8-13)驗(yàn)算帶的速度,故帶速合適。③計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)式(8-15a),計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑根據(jù)表8-8，圓整為確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度①根據(jù)式(8-20)，初定中心距。②由式(8-22)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度A型設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果③按式(8-23)計(jì)算實(shí)際中心距a。中心距變化范圍為518.4～599.4mm。驗(yàn)算小帶輪上的包角確定帶的根數(shù)計(jì)算單根V帶的額定功率由和，查表8-4a得根據(jù)，i=2.5和A型帶，查表8-4b得計(jì)算V帶的根數(shù)z。取5根。計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值由表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1kg/m，所以應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力計(jì)算壓軸力5根設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算按低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)：小齒輪轉(zhuǎn)矩，小齒輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)=1\*GB3①選用斜齒圓柱齒輪=2\*GB3②運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選7級(jí)精度（GB10095-88）=3\*GB3③由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1選擇小齒輪材料為40Cr，硬度為280HBS；大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者硬度差為40HBS。=4\*GB3④選小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)=5\*GB3⑤初選取螺旋角按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式(10-21）試算，即=1\*GB3①確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)由圖10-30選取區(qū)域系數(shù)由圖10-26查得，小齒輪傳遞的傳矩由表10-7選取齒寬系數(shù)由表10-6查得材料彈性影響系數(shù)由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：斜齒圓柱齒輪7級(jí)精度設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力：取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式(10-12)得許用接觸應(yīng)力=2\*GB3②計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得計(jì)算圓周速度齒寬b及模數(shù)mnt計(jì)算縱向重合度計(jì)算載荷系數(shù)K由表10-2查得使用系數(shù)根據(jù)，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)；由表10-4查得的值與直齒輪的相同，故；因表10-3查得；圖10-13查得設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果故載荷系數(shù)：按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式(10-10a)得計(jì)算模數(shù)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式(10-17)=1\*GB3①確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)縱向重合度，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)查取齒形系數(shù)由表10-5查得查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式(10-12)得計(jì)算大、小齒輪的，并加以比較大齒輪的數(shù)值大=2\*GB3②設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算的結(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)，取，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)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來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取，則幾何尺寸計(jì)算=1\*GB3①計(jì)算中心距將中心距圓整為233mm=2\*GB3②按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)等不必修正設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果=3\*GB3③計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑=4\*GB3④計(jì)算齒輪寬度圓整后取由于是同軸式二級(jí)齒輪減速器，因此兩對(duì)齒輪取成完全一樣，這樣保證了中心距完全相等的要求，且根據(jù)低速級(jí)傳動(dòng)計(jì)算得出的齒輪接觸疲勞強(qiáng)度以及彎曲疲勞強(qiáng)度一定能滿足高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的要求。為了使中間軸上大小齒輪的軸向力能夠相互抵消一部分，故高速級(jí)小齒輪采用右旋，大齒輪采用左旋，低速級(jí)小齒輪右旋，大齒輪左旋。高速級(jí)低速級(jí)小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪傳動(dòng)比3.713模數(shù)(mm)3螺旋角中心距(mm)233齒數(shù)3211932119齒寬(mm)105100105100直徑(mm)分度圓98.75367.2498.75367.24齒根圓91.25359.7491.25359.74齒頂圓104.75373.24104.75373.24旋向右旋左旋右旋左旋設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果軸的設(shè)計(jì)計(jì)算高速軸的設(shè)計(jì)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（）5766.91118.75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)算部分未作說明皆查此書）式(10-14)，則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,于是得軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖）ⅠⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(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=1\*GB3①為了滿足V帶輪的軸向定位，Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一軸肩，故?、?Ⅲ段的直徑dⅡ-Ⅲ=32mm。V帶輪與軸配合的長(zhǎng)度L1=80mm，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Ⅰ-Ⅱ段的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取LⅠ-Ⅱ=75mm。②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，故選用角接觸軸承。參照工作要求并根據(jù)dⅡ-Ⅲ=32mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的角接觸球軸承7207AC軸承，其尺寸為d×D×B=35mm×72mm×17mm，故dⅢ-Ⅳ=dⅦ-Ⅷ=35mm；而LⅢ-Ⅳ=17+20=37mm，LⅤ-Ⅵ=10mm。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7207AC軸承的定位軸肩高度h=4.5mm，因此，套筒左端高度為4.5mm，dⅤ-Ⅵ=44mm。③取安裝齒輪的軸段Ⅳ-Ⅴ的直徑dⅣ-Ⅴ=40mm，取LⅣ-Ⅴ=102mm齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。④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LⅡ-Ⅲ=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V帶輪與軸的周向定位選用平鍵10mm×8mm×63mm，V帶輪與軸的配合為H7/r6；齒輪與軸的周向定位選用平鍵12mm×8mm×70mm，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渡配合來保證的，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，各圓角半徑見圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說明Ⅰ-Ⅱ7530與V帶輪鍵聯(lián)接配合Ⅱ-Ⅲ6032定位軸肩Ⅲ-Ⅳ3735與7207AC軸承配合，套筒定位Ⅳ-Ⅴ10240與小齒輪鍵聯(lián)接配合Ⅴ-Ⅵ1044定位軸環(huán)Ⅵ-Ⅶ1735角接觸球軸承7207AC軸承總長(zhǎng)度301mm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7207AC型角接觸球軸承，由手冊(cè)中查得a=21mm。因此，軸的支撐跨距為L(zhǎng)1=118.5mm，L2+L3=67+57=124mm。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。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(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。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（）177.187.97429.58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)，則設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果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,于是得軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬訂軸上零件的裝配方案（如圖）ⅠⅠⅡⅢⅣⅤⅥ2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度=1\*GB3①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，故選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)dⅠ-Ⅱ=dⅤ-Ⅵ=45mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的7209AC型角接觸球軸承，其尺寸為d×D×B=45mm×85mm×19mm，故LⅠ-Ⅱ=LⅤ-Ⅵ=19+20=39mm。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7209AC型角接觸球軸承的定位軸肩高度h=4.5mm，因此，左邊套筒左側(cè)和右邊套筒右側(cè)的高度為4.5mm。=2\*GB3②取安裝大齒輪出的軸段Ⅱ-Ⅲ的直徑dⅡ-Ⅲ=45mm；齒輪的左端與左端軸承之間采用套筒定位。=3\*GB3③為了使大齒輪軸向定位，取dⅢ-Ⅳ=50mm，又由于考慮到與高、低速軸的配合，取LⅢ-Ⅳ=100mm。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14mm×9mm×70mm，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渡配合來保證的，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，各圓角半徑見圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說明Ⅰ-Ⅱ4139與7209AC型角接觸球軸承配合，套筒定位Ⅱ-Ⅲ9845與大齒輪鍵聯(lián)接配合Ⅲ-Ⅳ9050定位軸環(huán)Ⅳ-Ⅴ10345與小齒輪鍵聯(lián)接配合Ⅴ-Ⅵ3939與7209AC型角接觸球軸承配合總長(zhǎng)度369mm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7209AC型角接觸球軸承，由手冊(cè)中查得a=24.7mm。因此，軸的支撐跨距為L(zhǎng)1=65.3mm，L2=190.5，L3=65.8mm。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)算及說明結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果按彎扭合成應(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。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（）43.007.651699.01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，于是得軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬訂軸上零件的裝配方案（如圖）ⅠⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度=1\*GB3①為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，Ⅵ-Ⅶ軸段左端需制出一軸肩，故取Ⅴ-Ⅵ段的直徑dⅤ-Ⅵ=65mm。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Ⅵ-Ⅶ段的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取LⅥ-Ⅶ=105mm。=2\*GB3②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7213AC型角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù)dⅥ-Ⅶ=65mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的7214AC型角接觸球軸承，其尺寸為d×D×B=70mm×125mm×24mm，故dⅠ-Ⅱ=dⅣ-Ⅴ=70mm；而LⅠ-Ⅱ=24mm，LⅣ-Ⅴ=24+20=44mm。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7214AC型角接觸球軸承的定位高度h=6mm，因此，取得dⅡ-Ⅲ=83mm。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。=3\*GB3③取安裝齒輪出的軸段Ⅲ-Ⅳ的直徑dⅢ-Ⅳ=75mm；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100mm，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lⅢ-Ⅳ=98mm。=4\*GB3④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LⅤ-Ⅵ=60mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。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18mm×11mm×80mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。齒輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵為20mm×12mm×80mm，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。確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角，各圓角半徑見圖軸段編號(hào)長(zhǎng)度（mm）直徑（mm）配合說明Ⅰ-Ⅱ2470與7214AC型角接觸球軸承配合Ⅱ-Ⅲ1083軸環(huán)Ⅲ-Ⅳ9875與大齒輪以鍵聯(lián)接配合，套筒定位Ⅳ-Ⅴ4470與7214AC型角接觸球軸承配合Ⅴ-Ⅵ6068與端蓋配合，做聯(lián)軸器的軸向定位Ⅵ-Ⅶ10566與聯(lián)軸器鍵聯(lián)接配合總長(zhǎng)度341mm設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果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7214AC型角接觸球軸承，由手冊(cè)中查得a=35.1mm。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。精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面截面ⅤⅥⅦ只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩及過渡配合引起的應(yīng)力集中將削弱軸的疲勞強(qiáng)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ⅤⅥⅦ無需校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面Ⅲ和Ⅳ處過盈配合引起應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載情況來看，截面B上的應(yīng)力最大。截面Ⅲ的應(yīng)力集中影響和截面Ⅳ的相近，但截面Ⅲ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ⅠⅡ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)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面Ⅳ左右兩側(cè)。設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果截面Ⅳ左側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面Ⅳ左側(cè)的彎矩為截面Ⅳ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，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βq=1，則得綜合系數(shù)值為設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(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。截面Ⅳ右側(cè)抗彎截面系數(shù)抗扭截面系數(shù)截面Ⅳ右側(cè)的彎矩為截面Ⅳ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，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)插值后可查得設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果又由附圖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βq=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),取；,取；于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按式(15-6)～(15-8)則得故其安全。安全設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算軸承預(yù)期壽命高速軸的軸承選用7207AC型角接觸球軸承，查表13-5，得求兩軸承所受到的徑向載荷和由高速軸的校核過程中可知：，，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郧筝S承當(dāng)量動(dòng)載荷和設(shè)計(jì)計(jì)算及說明結(jié)果由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-6，取載荷系數(shù)驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?/p>