1、1 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的擬定12 電動(dòng)機(jī)的選擇23傳動(dòng)比的分配24傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算35圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算36圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算67軸的設(shè)計(jì)計(jì)算118鍵連接的選擇和計(jì)算209 滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)和計(jì)算2110聯(lián)軸器的選擇2211箱體的設(shè)計(jì)22設(shè)計(jì)總結(jié)25參考文獻(xiàn)261傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的擬定1.1 技術(shù)參數(shù)：碾輪上的阻力矩為2800N,碾輪軸的轉(zhuǎn)速n=40 r /min ,允許有± 5%勺偏差。1.2 工作條件：混沙機(jī)由交流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，單班制工作，工作時(shí)經(jīng)常滿載、有輕微振動(dòng)，工 作年限為五年。（設(shè)計(jì)時(shí)）。1.3 擬定傳動(dòng)方案?jìng)鲃?dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)，減速器，工作機(jī)等組成。減速器為二級(jí)圓錐圓柱齒 輪減速器。外傳動(dòng)

2、為齒輪傳動(dòng)。方案簡(jiǎn)圖如圖。2電動(dòng)機(jī)的選擇2.1 電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型：三相交流異步電動(dòng)機(jī)(Y系列)Pw=11.73kw2.2 功率的確定2.2.1 工作機(jī)所需功率Pw (kw):4=0.764Pw=Tn/9550=2800*40/9550= 11.73kw2.2.2 電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率”：51=1><1><2><3><4><5=0.993 義 0.993 義 0.98 5 義 0.94 義 0.97 義 0.94=0.764Pd =15.353kw(1為聯(lián)軸器的效率，2為軸承的效率，3為圓錐齒輪傳動(dòng)的效率，4為圓 柱齒輪的傳動(dòng)效率，5為開(kāi)

3、式圓錐齒輪傳動(dòng)的效率)2.2.3 所需電動(dòng)機(jī)的功率Pd (kw):Pd = Pw/ q=11.73Kw/0.764=15.353kw2.2.4 電動(dòng)機(jī)額定功率：Pm Fd2.4確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)因同步轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)磁極多的，尺寸小，質(zhì)量大，價(jià)格高，但可使傳動(dòng) 比和機(jī)構(gòu)尺寸減小，其中Pm=4kN,符合要求，但傳動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)容易制造且 體積小。由此選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y180MH 4電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率(kw)滿載轉(zhuǎn)速(r/min)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大車(chē)歙巨/額定轉(zhuǎn)矩Y180M-418.514702.02.2選取B35安裝方式電動(dòng)機(jī)額定功率Pm=18.5kN,滿載轉(zhuǎn)速nm=1470r/minn=1500r

4、/min電動(dòng)機(jī)型號(hào)：Y112M- 4i 總=36.75i1 =3.23傳動(dòng)比的分配總傳動(dòng)比：h = nm/n 出=1470/40=36.75設(shè)高速輪的傳動(dòng)比為 幾低速輪的傳動(dòng)比為i2,開(kāi)式圓錐齒輪傳動(dòng)比為i3,13減速器的傳動(dòng)比為i減，開(kāi)式圓錐齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比推薦3-4,選 i3=3.06, i 減= /i3=12,選3.2, i2=3.75則 i =ii i2 i3 =3.2 x 3.75 x 3.06=36.72i = ( i - i總)/ i總=0 符合要求。4傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算4.1 各軸的轉(zhuǎn)速n(r/min)高速軸I的轉(zhuǎn)速：n1 = nm=1470 r/min中間軸 II 的轉(zhuǎn)速：n2

5、= n1 / i1 =1470/3.2=459.37 r/min低速軸出的轉(zhuǎn)速：n3=n2/ i2 =490/3.75=122.5r/min碾輪軸IV的轉(zhuǎn)速：n4 = n3/ i3 =140/3.06=40 r/min4.2 各軸的輸入功率P (kw) 1 x 1 x 25x 3 x 4 x 5高速軸 I 的輸入功率：R=p* 1=15.35*0.993=15.25kw中間軸 II 的輸入功率：P2=p1* 4 2* 3 =15.25*0.94=14.3kw 低速軸 in 的輸入功率：R=p”2* 4=14.3*0.97=13.9kw 碾輪軸IV 的輸入功率：R=p* 5* n 2=13.9*

6、0.94=13.06kwi2=3.75i3 =3.06n1 =1470r/minn2 =459.37r/minn3=122.5r/minn4 =40r/minP1=15.25kWP2=14.3kWP3=13.9kWP4=13.06kWT1 =99.07 N - mT2=297.28N - m4.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩T（N m）T3=1083.63N - m高速軸I的輸入轉(zhuǎn)矩:9550R /n199.07N - mT4=3118.075N m中間軸II的輸入轉(zhuǎn)矩:9550 P2 / n2297.28N - m低速軸m的輸入轉(zhuǎn)矩:9550P3 / n31083.63N - m碾輪軸IV的輸入轉(zhuǎn)矩:9

7、550 P4 / n43118.075N - m5圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)5.1.1選用閉式直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，按齒形制 GB/T12369 1990齒形角20°,頂隙系數(shù)c0.2 ,齒頂高系數(shù)ha*1 ,螺旋角m0° ,軸夾角 90 ,不變位，齒高用頂隙收縮齒。z1 =35Z2=1075.1.2根據(jù)課本表10-1 ,材料選擇，小齒輪材料為40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS5.1.3 根據(jù)課本表10-8,選擇7級(jí)精度。5.1.4 傳動(dòng)比 u=z2/ z1=3節(jié)錐角，2 90 18.4371

8、.57/、產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)：Zmin 2ha cos 1 /sin2 =16.22選 z1 =35, z2=uz1=35*3=105 選M z2 =1075.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：d1t)2.92 31 2KTH HR 1 0.5 R u5.2.1 試選載荷系數(shù)Kt =25.2.2 計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩T1 =95.5 X 105 P/n1 =9.9 X104N mm5.2.3 選取齒寬系數(shù)R=0.35.2.4 由課本表10-6查得材料彈性影響系數(shù)ZE 188MPa1/25.2.5 由圖10-21d按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1 600MPa,大齒輪的接觸疲勞極限

9、Hlim2 550MPa。5.2.6 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1 60nljLh60 1470 1 8 250 58.82 108N2 N1/u 2.76 108''5.2.7 由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)Khn1 0.90Khn2 0.916.2.8計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力H 1KHN1lim1/S0.90600540MPaH 2KHN2lim2/S0.91550500.5MPa5.2.9 試算小齒輪的分度圓直徑代入 H中的較小值得2! ZEKT10cd1t > 3 2 =88.663 mmH HR 1 0.5 R u5.2.10 計(jì)算圓周速度vdm1 d1t 1 0.5

10、R 88.663 (1 0.5 0.3) 75.364 mmv ( dm15 )/( 601000 )=(3.14159 X75.364 X1470) / (60X 1000) 5.801m/s滴油潤(rùn)滑5.2.11計(jì)算載荷系數(shù)m =3 mmd1=104.53 mmd2 =321 mm齒輪的使用系數(shù)載荷狀態(tài)均勻平穩(wěn)，查表 10-2得Ka=1.25 o由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)KV=1.15o由表10-3查得齒間載荷分配系數(shù)Kh =Kf =1.1。依據(jù)大齒輪兩端支承，小齒輪懸臂布置，查表 10-19得軸承系數(shù)K v =1.23由公式Kh =Kf =1.5 Kh be=1.383接觸強(qiáng)度載荷系數(shù)K =

11、KaKvKh Kh =1.25X1.23 X1X 1.383=2.135.2.12 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑d1 d1t 3' K/Kt =88.663 x 3/2.13/1.3 =104.525 mmm=d1/ 乙=104.525/35=2.99mm取標(biāo)準(zhǔn)值m = 3 mm。5.2.13 計(jì)算齒輪的相關(guān)參數(shù)d1 =mz1=3X 35=105 mmd2 =mz2=3X 107=321 mm1 arctan 1/u18.43 =18 6'47"2=90 - 1=71 53'13"5.3校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度5.3.1 確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù) K

12、=KaKv Kf Kf =2.135.3.2 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)zv1 = z1 /cos 1 =35/cos 18.1 =36.8zv2 = z2/cos 2=107/cos71.9 =344.45.3.3 查表 10-5 得 YFa1=2.62, YSa1=1.59, YFa2=2.11, YSa2=1.895.3.4 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖10-18查得彎曲疲勞無(wú)命系數(shù)Kfni=0.9Kfn 2=0.97取安全系數(shù)Sf=1.7由圖10-20C查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限FN1=500MpaFN2=380Mpa按脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲應(yīng)力F 1 K FN1 FN 1 / SF0.9 450/

13、1.5 270MPaF 2 K FN2 FN 2 / SF0.97 450/1.5 291MPa5.3.5校核彎曲強(qiáng)度根據(jù)彎曲強(qiáng)度條件公式2KTiYFaiYsaiF22bm (1 0.5 r) zYa1YSa1fi2.62*1.890.0183270YFa2YSaF 22.11*1.89 0.137291滿足彎曲強(qiáng)度要求，所選參數(shù)合適。6圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)6.1.1 選用閉式斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。6.1.2 根據(jù)課本表10-1 ,選擇小齒輪材料40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度280HBs 大齒輪材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度240HBS。7.1.3根據(jù)課本表10

14、-8,混沙機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級(jí)精 度。6.1.4 試選小齒輪齒數(shù) z1=26，則 z2=uz1=i2 z1=24*3.75 91初選螺旋角B =146.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：dlt"咨d z1F6.3.1由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 fe1 450MPa ,大齒輪 彎曲疲勞強(qiáng)度 fe2 450MPa據(jù)縱向重合度2.06,從圖10-28查的螺旋角影響系數(shù)Y 0.886.3.2計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)和齒形系數(shù)% Hdu6.2.1 試選載荷系數(shù)Kt =1.36.2.2 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T =95.5 X 105 Pz/n2=2.98 X 105N mm

15、6.2.3 由表10-7選取齒寬系數(shù)d=116.2.4 由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE =188 MPa'由圖10-30查的區(qū)域系數(shù)Zh =2.5。6.2.5 由圖 10-26 查的0.7800.885 則21.7212126.2.5 需用接觸應(yīng)力h-JHJ= 558 522.5 540.25Mpa226.2.5 由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限H lim1=600Mpa,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 H lim1=600Mpa。6.2.6 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)z1 =24z1 =91N1 60n2jLh=60X 459.375 X 1 X (8X250X5) =

16、2.76X 108N2 = N1/u=2.76 X 108/3.75=0.73 X 1086.2.8 由圖10-19取接觸疲勞無(wú)命系數(shù)Khni 0.93, Khn2 0.95 o6.2.9 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取安全系數(shù)S=1取失效概率1%H 1 K HN1 H lim1 =0.96 X 600=576MPa1Sh 2 Khn2 Hlim2 =0.98 X600=588MPa S6.2.10試算試算小齒輪的分度圓直徑，帶入 h中的較小值得2,ZHZE2KtT1 (1)d1t 3=79.08mmY HdU6.2.11 計(jì)算圓周速度d1tn>23.14 79.08 459.375 ,八，v1

17、t 2 =m/s=1.902m/s60 100060 10006.2.12 計(jì)算齒寬bb d d1t =1 x 79.082mm=79.08mm6.2.13 計(jì)算齒寬與齒高之比b h模數(shù) d1tcos =79.08*cos14 /24=3.20mm Zi齒高 h 2.25mnt =2.25 義 3.2=7.2mmb =79.08/7.2=10.99 h6.2.14 計(jì)算縱向重合度0.318 dz1tan 0.318*1* 26*tan 2.066.2.14計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=1.902m/s ,由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù) KV =1.05;直齒輪，由標(biāo)10-3查的Kh = Kf =1.4由表1

18、0-2查得使用系數(shù)KA=1.25由表10-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí),KH =1.400,b由一二10.99, Kh =1.40 查圖 10-13 得 Kf =1.35;故載荷系數(shù) h公式為 mn3K 二KaKvKh Kf =1X 1.09 X 1.4 X1.35=2.379 6.2.15按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑K2.379d1 d1t3 一=79.082 31=88.791mm,Kt1.36.2.16計(jì)算模數(shù)md£os 一一一八mn =88.791 Xcos14 /24=3.14mm乙6.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)_22KT1Y cosYFaYsa 2

19、當(dāng)量齒數(shù)Zvi乙3cos2f28.46cos 14ZviZ23 cos91 t 99.6cos 146.3.3計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由圖10-20C查的小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度FE1 550Mpa小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度FE2 600Mpa由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFNi=0.90, Kfn 2=0.97取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,則K-FN/E1- =0.91 X 500/1.4=325 MpaK FN 2 FE 2S =0.95 義 380/1.4=257.86 Mpa6.3.4計(jì)算載荷系數(shù)KK =KaKvKf Kf =1X1.1 X1.4 X1.35=2.3796.3.5 查取齒形系數(shù)由表

20、10-5 查得 1 =2.65, Yf92=2.236.3.6 查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查得 Y5al =1.58, YSa1=1.766.3.7計(jì)算大、小齒輪的YFaYSa并加以比較FYFa1Ysa1 =2.65 x 1.58/289.29=0.0145F 1YFa2Ysa2- =2.23 X 1.76/311.79=0.0126F 2大齒輪的數(shù)值大。6.3.8設(shè)計(jì)計(jì)算m2 1.3 2.98 105 0.6861 2420.01452.374mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，取m=3.0,已可滿足彎曲強(qiáng)度，但為同時(shí)滿足接觸疲 勞強(qiáng)度，

21、需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=111mm來(lái)計(jì)舁應(yīng)后的齒數(shù)。于是由z1 = d1C0= 88.791 C0Sl4 29,597 30 mn3辦輪齒數(shù):z2=30X 3.75=112.5 ,即取 z2=113這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎 曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。6.4幾何尺寸計(jì)算6.4.1 計(jì)算中心距Z1 Z2 mn 38 133 3廣a= -2一- 214.5mm2cos2 cos14圓整 a=265mm6.4.2 按圓整后的中心距修正螺旋角Z1 Z2 mn38 1313 / arccos arccos 16.392 cos2 265因B

22、值改義/、多，故參數(shù) 、K、ZH等/、必修正6.4.3 計(jì)算分度圓直徑和齒輪寬度d尸z1nn/cos =30X 3/cos14.55=90mmd2=z2m/cos =113X 3/cos14.55 =339mmb=d d1=1 x 90mm=90mm取 B2 =95mmB1=100mm7軸的設(shè)計(jì)計(jì)算7.1 輸入軸設(shè)計(jì)7.1.1 求輸入軸上的功率6、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1p1=15.246kWn1=1470r/minT1 =99.07 N m7.1.2 求作用在齒輪上的力已知高速級(jí)小圓錐齒輪的分度圓半徑為dm1 d1 1 0.5 R 102 (1 0.5 0,3) 86.7mm mmm=3.0Z1

23、=30 z2=113a=214.5mmB =16.39d1=90mmd2=339,mmB2 =95mmB1=100mmFt2Tidmi2 1.0813 1058652491 N869.9 Ndmin A端 114 椅 26mmFt 2220.1NFr766.61 NFa255.46 N7.1.5為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取Fr Ft tan cos 12491 tan20 cos16.38FaFt tan sin 12491 tan 20 sin16.38255.6N7.1.3 初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直彳50選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)課本

24、表 15-3,取 A。115,得因軸上有兩個(gè)鍵槽，故直徑增大10315%取d12=35 mm左右。輸入 軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器的直徑 d12,為了使所選的軸直徑d12與聯(lián) 軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca KaT1,查課本表14-1,由于轉(zhuǎn)矩變化較大，故取KA 1.3 ,則Tca KAT 1.3 108130 140569N mm 140.569N m,因輸入軸與電動(dòng)機(jī)相連，轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)矩小，選擇彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y200一4,由指導(dǎo)書(shū)表12-4查得，電動(dòng)機(jī)的軸伸直徑 D= 48 mm。查指導(dǎo)書(shū)表8-5,選LT8型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 25

25、0N m,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度。112mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為 84mm7.1.4 擬定軸上零件的裝配方案2-3段的直徑d23=35 mm。左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=40 mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為 L=84mm為了保證 軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上， 故1-2軸段的長(zhǎng)度 應(yīng)比L略短一些，現(xiàn)取112 82mm。7.1.6 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)d23=35 mm,由指導(dǎo)書(shū)表6-7,初步 選取03系列，30308軸承其尺寸為d D T B 40 90 25.25 23, 故d34 d56

26、40mm,而為了利于固定134 23mm。由指導(dǎo)書(shū)表15-1 查得 d45 50mm。7.1.7 取安裝齒輪處的軸段6-7的直徑d67 35mm ；齒輪的左端與套筒之間 采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為50mm應(yīng)使套筒端面可靠地壓緊軸承，167由套筒長(zhǎng)度，擋油環(huán)長(zhǎng)度以及略小于輪轂寬度的部分組 成，故167 75mm 0為使套筒端面可靠地壓緊軸承，5-6段應(yīng)略短于 軸承寬度，故取£ 23mm 07.1.8 軸承端蓋的總寬度為30mm根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求，求得端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 130 mm ,故取 123 50mm7.1.9 145 90mm

27、至此，已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。7.1.10 軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接軸與半聯(lián)軸器之間的平鍵，按d12=30mm,查得平鍵截面b h 10 8mm,長(zhǎng) 70mm軸與錐齒輪之間的平鍵按d67 55mm ,由課本表6-1查得平鍵截面 b h 16 10mm, 長(zhǎng)為 42mm 鍵槽均用鍵槽銃刀加工。為保證齒輪、半聯(lián)軸器與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇半聯(lián)軸器 與軸配合為H7/k6,齒輪輪轂與軸的配合為H7/m6;滾動(dòng)軸承與軸 的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為m67.1.11 確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2,全部倒角為2 45。7.1

28、.12 軸的強(qiáng)度校核d12=30mmd23 =35 mmd34 40mmd45 50mmd56 40mmd67 35mm112 82mm123 50mm134 23mm34145 90mm156 23mm167 75mm軸全長(zhǎng)343mm根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，支承從軸的結(jié)構(gòu)圖，以及彎矩和 扭矩圖，確定軸的危險(xiǎn)截面。15130IN n計(jì)算軸危險(xiǎn)截面處的M H、MV及M的值列于下表:17載荷水平向H垂直面V支反力FFnh1 1611NFnh2 4102NFnv1 410.6NFnv2 1285N彎矩MM H 159654 N mmMv 44385N mm總彎矩M71596542 4438

29、52 165708N mm扭矩TT3=108000N- mm聯(lián)軸器附加徑向載荷Fc計(jì)算Fc0.22T3 D00.22 1.08 105301440NFc作用下的受力分析如圖fFrc1 2237.2 N 由受力平衡的Frc2 797.1N I c作彎矩圖Mc,如圖g所示MU M Mc,如圖 h綜上可知：危險(xiǎn)截面在靠近聯(lián)軸器的軸承支點(diǎn)處M=206778N/mm,T=108000N/mm7.3.12按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力。caVM 2W_2 _ 2_2T1. (206778)2 0.6 1080000.1 4033

30、3.85MPa前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由課本表15-1查得許用彎曲應(yīng)力 1 60MPa,因此ca 1 ,故安全。7.2中間軸設(shè)計(jì)7.2.1求輸入軸上的功率P2、轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩丁2p2=14.3kWn2=459.37r/minT2 =297.28N - m7.2.2求作用在齒輪上的力已知小圓柱直齒輪的分度圓半徑 d1=90 mm2T2 2 370800 =7490.9 Nd190Fri Fti tan7490.9 tan20 2726.75N已知大圓錐齒輪的平均分度圓半徑dm2d2t 12T2dm20.5 r 339 (1 0.5 0.33)288.15 mm一52 2.97 105

31、288.152443.8NFr2 Ft2 tan cos 12443.8 tan20 cos69.17316.3 NFa2Ft2 tan sin 12443.8 tan 20 sin 69.17831.3N7.2.3 初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直彳選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)課本表 15-3,取 A。114 ,得P215.93dmin A03112 337.27mm.n2. 432中間軸的最小值顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑。因軸上有兩個(gè)鍵槽，故直徑增大10315%故dmin 40mm7.2.4 擬定軸上零件的裝配方案如圖L-i7.2.5 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸

32、向力，故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)d12=d56 40mm,由指導(dǎo)書(shū)表6-7中初步選取03系列，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 40 90 25.25,所以d12 = d56 =40mm這對(duì)軸承均采用套筒進(jìn) 行軸向定位，由表15-7查得30306型軸承的定位軸肩高度，因此取套 筒外直徑55mm內(nèi)直徑50mm7.2.6 取安裝圓錐齒輪的軸段d23 50mm ,錐齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位，已知錐齒輪輪轂長(zhǎng)L 60mm,為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取£ 58mm,齒輪的右端米用軸肩定 位，軸環(huán)處的直徑為d34 60

33、mm 0d 1240 mm7.2.7已知圓柱直齒輪齒寬B1=106mm為了使套筒端面可靠地壓緊端面， 此d 2350 mm軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取l45=105mmd 3460mm7.2.8箱體以小圓錐齒輪中心線為對(duì)稱軸，由圓錐齒輪的嚙合幾何關(guān)系，推d 4555 mm算出，箱體對(duì)稱則：取軸肩I34 14mmd 5640 mml56 64mm, l12 55mm7.2.9軸上的周向定位l12 55mml23 58mml34 14mml45=105mml56 64mm軸總長(zhǎng)：296mm圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 d23由課本表6-1查得平鍵截面b h 14 9mm,鍵槽用鍵槽銃刀加工，長(zhǎng)為

34、 51mm同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 H7 ;圓柱齒輪的周向定 m6位采用平鍵連接，按d45由課本表6-1查得平鍵截面b h 16 10mm,鍵槽用鍵槽銃刀加工，長(zhǎng)為97mm同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 Hz；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保m6證的，此處選軸的尺寸公差為 k6。7.2.10 確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2,取軸端倒角為2 457.2.11軸的強(qiáng)度校核根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，支承從軸的結(jié)構(gòu)圖，以及彎矩和 扭矩圖，確定軸的危險(xiǎn)危險(xiǎn)截面。17zwiij i 川 ii h 11 i 而皿加

35、3 .貝卿帆型w計(jì)算出的圓柱齒輪位置的中點(diǎn)截面處的M H、Mv及M的值列于下表載荷水平向H垂直面V支反力FFnhi 4651NFnh2 5283.2NFnv1669.9NFnv2 165.75N彎矩MM h 507168N mmM v 158784N mm總彎矩MJ5071682 1587842 531046N mm扭矩TT2=370800N- mm綜上可知：危險(xiǎn)截面在靠近聯(lián)軸器的軸承支點(diǎn)處M =531046N mm,T=370800N m7.3.12按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力caM2W22;(531046)2

36、0.6 3708000.1 55334.6MPa前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由課本表15-1查得許用彎曲應(yīng)力 1 60MPa,因此ca 1 ,故安全。7.3輸出軸的設(shè)計(jì)7.3.1求輸入軸上的功率D、轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1P3=13.901kWn3=122.5r/minT3=1088.64N - m7.3.2求作用在齒輪上的力已知大圓柱直齒輪的分度圓半徑d2=339mm7.3.3FtFrd2Ft tancos2 1360000 7619N339= 7619tan202773.3N初步確定軸的最小直徑先初步估算軸的最小直彳選取軸的材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），根據(jù)課本表 15-3,取 A。112 ,

37、得P315.96dmin A031114 56.17mmn3140中間軸的最小值顯然是安裝滾動(dòng)軸承的直徑。因軸上有兩個(gè)鍵槽，故直徑增大10315%故dmin 60mm7.3.4擬定軸上零件的裝配方案如圖。7.3.5 由圖可得d12為整個(gè)軸直徑最小處選d12=60 mm為了滿足齒輪的軸向定位，取d23 65mm。根據(jù)鏈輪寬度及鏈輪距 箱體的距離綜合考慮取l12 104mm, l23 55mm。7.3.6 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用圓錐滾 子軸承，參照工作要求并根據(jù)di2=d78 70mm,由指導(dǎo)書(shū)表6-7中初 步選取03基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承3031

38、4,其尺寸為d D T 70 150 38,所以d34 = d78=70mm這對(duì)軸承均采用套筒 進(jìn)行軸向定位，由表6-7查得30214型軸承的定位軸肩高度，因此取 d45 82mm。去安裝支持圓柱齒輪處直徑 d56 86mm。7.3.7 已知圓柱直齒輪齒寬B2=96mm為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此 軸段應(yīng)略短于輪轂長(zhǎng)，故取l67=93mm7.3.8 由于輸出軸在箱體內(nèi)部長(zhǎng)為 235mm軸承30214寬為38mm可以得 出 l34 36mm , l45 94mm, l78 83mm 0 至此，已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。7.3.9 軸上的周向定位圓柱齒輪的周向定位采用平鍵連接， 按d6

39、7由課本表 6-1查得平鍵截面b h 25 14mm,鍵槽用鍵槽銃刀加工，長(zhǎng)為 88mm同時(shí)H 7為保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為-H7 ;m6鏈輪的周向定位采用平鍵連接，按 d12由課本表6-1查得平鍵截面b h 18 11mm,鍵槽用鍵槽銃刀加工，長(zhǎng)為 92mm同時(shí)為保證齒輪與軸配 合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為肛；滾動(dòng)軸承與軸的周m6向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的尺寸公差為k6。7.3.10 確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2,取軸端倒角為2 45 07.3.11 求軸上的載荷d12=60 mmd23 65mmd34 =70mmd45

40、82mmd56 94mmd67 =86mmd78 70mml12 104mml23 55mml34 36mml45 94mml56 =12mml67 93mml78 83mm軸總長(zhǎng)：477mm根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，支承從軸的結(jié)構(gòu)圖，以及彎矩和 扭矩圖中可以看出圓柱齒輪位置的中點(diǎn)截面是軸的危險(xiǎn)截面。0載荷水平向H垂直面V支反力FFnh1 2930NFnh2 4668NFnv 11706NFnv 2 1066N彎矩MM H 496997 N mmM v 201166N mm總彎矩M<4969972 20116g 535179N mm扭矩TT3=1360000N- mm聯(lián)軸器附加徑

41、向載荷Fc計(jì)算2T32 1.36 106兄 0.2 3 0.2 9066ND060Fc作用下的受力分析如圖（5）由受力平衡的作彎矩圖Mc,M 總 M Mc，J 137386NFrc2 4672.6N IC如上圖所示 如上圖所示綜上可知：危險(xiǎn)截面在靠近聯(lián)軸器的軸承支點(diǎn)處M=1214.4N/m,T=1360N/m7.3.12按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)， 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力223 26 2T3J1214 10 )0.6 1.36 10ca30.1 70342.64MPa8.1前已選定軸的材料為45鋼,1 60MPa,因此 ca 1鍵連接的

42、選擇和計(jì)算輸入軸與聯(lián)軸器的鏈接調(diào)質(zhì)處理，由課本表15-1查得許用彎曲應(yīng)軸徑d12 30mm ,選取的平鍵界面為b h 10 8mm,長(zhǎng)L=70mm由指導(dǎo)書(shū)表4-1得，鍵在軸的深度t=4.0mm,輪轂深度t1 3.3mm圓角半徑r=0.2mmo查課本表6-2得，鍵的許用應(yīng)力32T 102 108863p 30.24Mpap d l k30 60 48.2 輸入軸與小圓錐齒輪的鏈接0 110MPa。有 k=0.5h , l =L-b。 pp滿足強(qiáng)度要求。p23軸徑d67 35mm,選取的平鍵界面為b h 10 8mm,長(zhǎng)L=42mm由指 導(dǎo)書(shū)表4-1得，鍵在軸的深度t=4.0mm,輪轂深度t1 3

43、.3mm圓角半徑 r=0.2mmo查課本表6-2得，鍵的許用應(yīng)力 p 110MPa。有k=0.5h , l=L-b 。 p 3_p 2T 102 108000 48.29Mpa p滿足強(qiáng)度要求。p d l k 35 32 4p8.3 中間軸與大圓錐齒輪的鏈接軸徑d23 50mm,選取的平鍵界面為b h 14 9mm,長(zhǎng)L=51mm由指 導(dǎo)書(shū)4-1得，鍵在軸的深度t=5.5mm,輪轂深度t1 3.8mm圓角半徑r=0.3mmo 查課本表6-2得，鍵的許用應(yīng)力 p 110MPa。有k=0.5h, l=L-b。p 2T二0- 2 29728071.42Mpa p滿足強(qiáng)度要求。pd l k50 37

44、4.5p8.4 中間軸與小圓柱齒輪的鏈接軸徑d45 55mm,選取的平鍵界面為b h 16 10mm,長(zhǎng)L=97mm由指 導(dǎo)書(shū)表4-1得，鍵在軸的深度t=6.0mm,輪轂深度t1 4.3mm圓角半徑 r=0.3mmo查課本表6-2得，鍵的許用應(yīng)力0 110MPa。有k=0.5h , l=L-b 。p 一 一 3一 p 2T 102 370800 35.02Mpa p滿足強(qiáng)度要求。pd l k55 77 5p8.5 輸出軸與大圓柱齒輪的鏈接軸徑d67 82mm,選取的平鍵界面為b h 25 14mm,長(zhǎng)L=88mm由指 導(dǎo)書(shū)表4-1得，鍵在軸的深度t=9.0mm,輪轂深度t1 5.4mm圓角半徑

45、 r=0.4mmo查課本表6-2得，鍵的許用應(yīng)力p 110MPa。有k=0.5h , l=L-b。一 一 3一 2T 102 1360000。蛙目 7rls 亦訕*p 75.21Mpa p酒足強(qiáng)度要求。p d l k 82 63 7p8.6 輸出軸與滾子鏈輪的鏈接軸徑d12 60mm,選取的平鍵界面為b h 18 11mm,長(zhǎng)L=92mm由指 導(dǎo)書(shū)表4-1得，鍵在軸的深度t=7.0mm,輪轂深度t1 4.4mm圓角半徑 r=0.4mmo查課本表6-2得，鍵的許用應(yīng)力0 110MPa。有k=0.5h , l=L-b 。pJ32T 102 1360000彳雄用混濕而年p102.1Mpa p湎足強(qiáng)度

46、要求。p d l k 60 74 5.5p9滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)和計(jì)算9.1輸入軸上的軸承計(jì)算（30308圓錐軸承）9.1.1 由已知可得：n1 =1470r/min ,Fr1 1662N , Fr2 4295 N , Fa 300N C0r 108KN Cr 90.8KNe=0.35, Y=1.79.1.2 求兩軸承的軸向力 Fd1 Fr1/(2Y) 1662 /(2 1.7)N 488.8NFd2 Fr2/(2Y) 4295/(2 1.7)N 1263N , Fa1 Fd2 Fa 1518.6NFa2 Fd2 1263N a 2d 29.1.3求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P和P2Fa1Fr11518.60.91 >e1662Fa29.1.4由指導(dǎo)書(shū)表6-7查的R 驗(yàn)算軸的壽命Fr20.4Fr11263 0.29 < e42951.7Fa1=3246.4N ,P2 F.2 =4295NL 106 C h 60n P 故可以選用。10660 1470 429510/310800055.9 105h >14600h9.2中間軸上的軸承計(jì)算(30308圓錐軸承)9.2.1 由已知可得：n2=432r/min , Fri 忘1 F27 4698NFr2 - FNH2 5295N , Fa 831.1NCo 108KN ,