機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題號(hào)：43-、傳動(dòng)方案-一V帶傳動(dòng)原始題目：課程設(shè)計(jì)題目五：帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)，使用期限10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5%。滾筒效率：七二0。96（包括滾筒與軸承的效率損失）。1—電動(dòng)機(jī)2一帶傳動(dòng)3—減速器4一聯(lián)軸器5一滾筒6一傳送帶原始數(shù)據(jù)題—號(hào)―F4142434445V4647484950運(yùn)輸帶工作拉力（N）1100115012001250130013501450150015001600運(yùn)輸帶工作速度（m?s-1）1.501。601。701。501.551.601.551。651。701.80卷筒直徑（mm）250260270240250260250260280300已知條件:工作參數(shù)運(yùn)輸帶工作拉力「=1200N。運(yùn)輸帶工作速度V=1。70m/s（允許帶速誤差土5%）。滾筒直徑D=270mm.滾筒效率0。96（包括滾筒與軸承的效率損失）.使用工況兩班制工作，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)。工作環(huán)境室內(nèi)，灰塵較大,環(huán)境最高溫度35°C。動(dòng)力來(lái)源三相交流電，電壓380/220V.壽命要求使用期限10年，其工作期限（使用折舊期）為10年，大修期4年，中修期2年，小修期半年。制造條件一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn).二、選擇電動(dòng)機(jī)（1）確定電動(dòng)機(jī)額定功率、工作功率（輸出功率）動(dòng)力來(lái)源：三相交流電，電壓380/220V電動(dòng)機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)要求兩班制，灰塵較大，最高溫度35度，三相交流電，籠型異步，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380v，Y型根據(jù)，可得電動(dòng)機(jī)額定功率因?yàn)榭傂省獮殚]式齒輪傳動(dòng)效率（0.97）;——帶傳動(dòng)效率（0.96）--為滾動(dòng)軸承效率（0。98）;——聯(lián)軸器效率（0.99）——滾筒效率（0.96）電動(dòng)機(jī)工作功率（輸出功率）（2）確定電動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速（輸出轉(zhuǎn)速）根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》第七頁(yè)的表可知：普通V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比二，圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比二，則總傳動(dòng)比合理范圍為二，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》173頁(yè)表12-1可知：符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有根據(jù)額定功率、轉(zhuǎn)速，從表中找出三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有三種傳動(dòng)比方案，如下表所示:型號(hào)額定功率/（kw）級(jí)數(shù)同步轉(zhuǎn)速/（r/min）滿載轉(zhuǎn)速/（r/min）參考比價(jià)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比質(zhì)量/kg總傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)比減速器Y100L2—434150014301.8711.88533.9638Y132S-63610009603.098。3122。53.3263Y132M-8387507103。526。2342。03。1279綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第一

方案比較合適。因此選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y100L2—4，其主要性能如下表:型號(hào)額定功率/（kw）滿載時(shí)轉(zhuǎn)速電流（380V時(shí)）A效率%功率因數(shù)Y100L2-4314306.8282.50.8172。22。3由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》174頁(yè)表12-2可知：Y100L2—4型電動(dòng)機(jī)的安裝及外形尺寸如表12—3所示：故將Y100L2—4型電動(dòng)機(jī)的主要外形和安裝尺寸列于下表:中心高外形尺寸底腳安裝尺寸地腳螺栓孔直徑軸伸尺寸裝鍵部位尺寸10012三、確定傳動(dòng)裝置的總轉(zhuǎn)動(dòng)比和分配傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)的主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，可得到傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：，式中分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》7頁(yè)的表可知：普通V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比二，圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比=,所以取四、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)III軸II軸（1）計(jì)算下圖中各軸的轉(zhuǎn)速:III軸II軸式中分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比（2）計(jì)算各軸輸入功率式中分別為閉式齒輪、帶傳動(dòng)、軸承和聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率各軸輸出功率（在此不再列出計(jì)算過(guò)程）（3） 計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩（4） 各軸輸出轉(zhuǎn)矩，則有：各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表軸名功率P/KW轉(zhuǎn)矩T/N.m轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸2。416。03143030.96I軸2.3042.25846.1745.25476。673。960。95II軸2.192。146173。80169.62120.3710。97m軸2.1252.08168。62165。25120。37五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 選擇普通V帶型號(hào)由于兩班制工作，所以機(jī)器的工作時(shí)間為16小時(shí)/天，由課本109頁(yè)表5-5可知：載荷平穩(wěn)，丫系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)，每天工作16小時(shí)，=1,小帶輪轉(zhuǎn)速，由課本109頁(yè)圖5.14可知：取Z型V帶（2） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)證帶速由課本109頁(yè)表5.6取小帶輪直徑為，所以.由課本109頁(yè)表5.6取大帶輪直徑為（雖然有所降低，但其誤差在5%范圍內(nèi)，故允許）驗(yàn)算帶速:，在范圍內(nèi)，帶速合適（3） 確定帶長(zhǎng)和中心距初選：，?。ㄓ烧n本106頁(yè)表5.1可知：V帶高h(yuǎn)=6mm）由課本106頁(yè)表5。2選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度其實(shí)際中心距為：（4） 驗(yàn)算小帶輪包角由課本100頁(yè)公式5。1可知：故合適（5） 確定V帶根數(shù)Z大帶輪轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比由課本107頁(yè)表5.3可知：，由108頁(yè)表可知：由課本110頁(yè)表5。7,做出包角和包角系數(shù)的線性關(guān)系圖，得出時(shí)，由課本106頁(yè)表5。2可知：長(zhǎng)度系數(shù)所以取根（6） 求作用在帶輪軸上的壓力由課本107頁(yè)表5.3可知：，由課本110頁(yè)公式5。20得到單根V帶的張緊力由課本111頁(yè)公式5。21得到作用在帶輪上的壓力（7）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（由于要根據(jù)軸的相關(guān)尺寸確定，后面會(huì)詳細(xì)介紹，故在此不做設(shè)計(jì)）2。齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)齒輪傳動(dòng)中既要承受徑向載荷又要承受軸向載荷的實(shí)際工況，故需選用圓柱斜齒輪傳動(dòng)。（1）選擇齒輪材料和精度等級(jí)根據(jù)課本132頁(yè)表6.1，初選小齒輪材料為，大齒輪材料為45鋼,小齒輪采用硬齒面，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為，取，大齒輪采用軟齒面，進(jìn)行正火處理，齒面硬度為，取，根據(jù)課本140頁(yè)表6。6,初選精度等級(jí)為7級(jí)。（2）按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)課本136頁(yè)公式6。6可知：確定各參數(shù)值確定載荷系數(shù)，使用系數(shù)，由課本133頁(yè)表6.2可知：動(dòng)載系數(shù)，由課本134頁(yè)可知：齒間載荷分配系數(shù)，由課本134頁(yè)可知：齒向載荷分布系數(shù)，由課本134頁(yè)可知：所以確定小齒輪名義轉(zhuǎn)矩為主動(dòng)齒輪傳遞的功率，等于I軸的輸出功率為主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速，等于I軸的輸出轉(zhuǎn)速確定材料彈性影響系數(shù)由課本136頁(yè)表6。3可知：確定區(qū)域系數(shù)螺旋角常在之間，所以取，由135頁(yè)圖6.12可知確定重合度系數(shù)根據(jù)課本143頁(yè)可知取確定齒輪的主要參數(shù)齒數(shù)比=傳動(dòng)比確定圓柱齒輪的齒寬系數(shù)根據(jù)課本141頁(yè)表6。8可知：取計(jì)算許用應(yīng)力根據(jù)課本138頁(yè)圖6。14（b）可知，根據(jù)課本137頁(yè)公式6。9可知根據(jù)課本140頁(yè)表6。5可知，取最小安全系數(shù)為1.2根據(jù)課本139頁(yè)公式6.11和圖6.16計(jì)算壽命系數(shù)查圖6。16可知所以可以得到：取中的最小值，所以則有：于是有確定中心距（以下內(nèi)容是根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》頁(yè)得到）應(yīng)盡量圓整成尾數(shù)為0或5，以利于制造和測(cè)量，所以初定選定模數(shù)，齒數(shù)一般初選，則，代入上式得：，由標(biāo)準(zhǔn)取，則有：取，因?yàn)樗裕?，則有：（不按計(jì)算）齒數(shù)比，與的要求比較，誤差為，可用。于是有,滿足要求由以上步驟可知：齒輪的參數(shù)確定為：,,,,,?計(jì)算齒輪分度圓直徑?確定輪齒寬度根據(jù)課本141頁(yè)可知：b圓整為大齒輪寬度，取，則（3）按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算根據(jù)課本143頁(yè)公式6。15可知：確定各參數(shù)的值確定許用彎曲疲勞強(qiáng)度根據(jù)課本137頁(yè)公式6。10可知：根據(jù)課本139頁(yè)圖6.15（b）可知：根據(jù)課本139頁(yè)圖6.17可知：根據(jù)課本140頁(yè)表6.5可知：所以可以得到：確定齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)根據(jù)課本137頁(yè)表6。4可知：根據(jù)課本143頁(yè)可知：根據(jù)課本137頁(yè)可知：因此有：所以，可以判斷大小齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度都小于許用值，符合要求，校核完畢。經(jīng)綜合整理可得下表名稱符號(hào)公式與說(shuō)明小齒輪大齒輪齒數(shù)根據(jù)工作要求確定25101模數(shù)，為標(biāo)準(zhǔn)值2。07中心距130分度圓直徑51。587208。413齒頂高2齒根高2.5齒全高4.5齒頂圓直徑55.587212.413齒根圓直徑46.587203。413減速器機(jī)體結(jié)構(gòu):總體選取減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用配合.（1） 、機(jī)體有足夠的剛度：在機(jī)體為加肋，外輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)了軸承座剛度（2） 、考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱：因其傳動(dòng)件速度小于12m/s，故采用侵油潤(rùn)油，同時(shí)為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm,為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為（3） 、機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性：鑄件壁厚為8,圓角半徑為R=6。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便.減速器各部位及附屬零件的名稱和作用（1） 、視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板,機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6緊固（2） 、油螺塞：放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。（3） 、油標(biāo)：油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出..（4） 、通氣孔：由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡。（5） 、蓋螺釘：?jiǎn)⑸w螺釘上的螺紋長(zhǎng)度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋.（6） 、位銷：為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長(zhǎng)度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.（7） 、吊鉤：在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體。鑄鐵減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號(hào)減速器型式及尺寸關(guān)系/mm機(jī)座壁厚8機(jī)蓋壁厚8機(jī)座凸緣厚度12機(jī)蓋凸緣厚度12機(jī)座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑14地腳螺釘數(shù)目4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑14蓋、座聯(lián)接螺栓直徑10聯(lián)接螺栓的間距160軸承端蓋螺釘直徑10窺視孔蓋螺釘直徑8定位銷直徑8、、到外箱壁距離24,20、16、至凸緣邊緣距離22、14軸承旁凸臺(tái)半徑20軸承旁凸臺(tái)高度根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)。外箱壁至軸承座端面距離50大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離12齒輪端面與內(nèi)箱壁距離12機(jī)蓋、機(jī)座肋厚、7、7軸承端蓋外徑聯(lián)接式：D+（5?5。5）；嵌入式：1.25D+10；D為軸承孔直徑.軸承端蓋凸緣厚度12軸承旁聯(lián)接螺栓距離盡量靠近，以M和M互不干涉為準(zhǔn)六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算高速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 已知的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速;功率；軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（2） 軸的材料選擇并確定許用彎曲應(yīng)力由課本226頁(yè)表11。1可知：選用45#鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為，許用彎曲疲勞極限為，抗拉強(qiáng)度極限，；根據(jù)課本233頁(yè)表11.4可確定軸的許用彎曲應(yīng)力為：（3） 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度概略計(jì)算軸的最小直徑根據(jù)課本232頁(yè)公式11.2和表11.3，由于高速軸受到的彎矩較大而受到的扭矩較小故C=112。由于最小軸段截面上要開1個(gè)鍵槽，故將軸徑增大5%dmin=（1+°.°5）x18.94=19.887mm根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》97頁(yè)表8-1可知：標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑有20mm，故?。?）設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制軸的結(jié)構(gòu)草圖1）軸的結(jié)構(gòu)分析（鍵的選擇和配合方式的選擇）顯然，軸承只能從軸的兩端分別裝入和拆卸，軸伸出端安裝V帶輪，選用普通平鍵，A型，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》56頁(yè)可知:bXh=6X6mm（GB/T1096-2003），根據(jù)課本77頁(yè),所以綜合考慮鍵的系列長(zhǎng)度，取L=28mm；取軸承的定位軸肩直徑為27mm；聯(lián)接以平鍵作過(guò)渡配合固定，兩軸承分別和軸承端蓋定位，采用過(guò)渡配合固定.確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度。外傳動(dòng)件到軸承透蓋端面距離K=24mm軸承端蓋厚度e=12mm調(diào)整墊片厚度△t=2mm箱體內(nèi)壁到軸承端面距離△=12mm各軸段直徑和長(zhǎng)度的確定：d1：用于連接V帶輪，直徑大小為V帶輪的內(nèi)孔徑，則偶的直徑應(yīng)該增大5%,故取d1=22mm。d2：密封處軸段，左端用于固定V帶輪軸向定位，根據(jù)V帶輪的軸向定位要求，軸的直徑大小較d1增大5mm，d2=27mmd3：滾動(dòng)軸承處軸段，應(yīng)與軸承內(nèi)圈尺寸一致，且較d2尺寸大1—5mm，選取d3=30mm,根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》69頁(yè)表選取軸承型號(hào)為深溝球軸承6206d4：齒輪處軸段，比d3尺寸大2-5mm,選取d4=35mm。d5：軸肩，用于齒輪的軸向定位，故選取d5=45mm.d6:滾動(dòng)軸承軸段要求與d3軸段相同，故選取d6=d3=35mm。各軸段長(zhǎng)度的確定L1:和大帶輪配合，為便于安裝和定位，略小于大帶輪輪轂寬度，選取L1=42mm。L2:由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定取L2=63mm.L3:由滾動(dòng)軸承寬度以及齒輪端面到軸承端面距離確定，選取L3=38mm。L4：根據(jù)小齒輪寬度確定，長(zhǎng)度略小于小齒輪寬度以保證齒輪軸向定位可靠，取L4=83mm。L5：根據(jù)齒輪端面到箱體內(nèi)壁距離確定，取L5=8mm。L6：由滾動(dòng)軸承寬度以及軸承端面到箱體內(nèi)壁距離確定，選取L6=28mm。軸段123456直徑(mm)222730354530長(zhǎng)度(mm)42633883828軸的全長(zhǎng):2。高速軸的軸上零件定位與配合鍵型號(hào)的確定根據(jù)第一段軸的直徑，長(zhǎng)度和第四段軸的直徑，長(zhǎng)度，可查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》56頁(yè)表4-1(平鍵連接的剖面和鍵槽尺寸(GB/T1095-2003摘錄)、普通平鍵的形式和尺寸(GB/T1095—2003摘錄))得到，鍵的型號(hào)分別為：GB/T1096鍵；GB/T1096鍵。軸承的配合根據(jù)荷載的狀態(tài)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》85頁(yè)表6-10（安裝向心軸承的軸公差帶代號(hào)）可以確定安裝向心軸承的軸的公差帶代號(hào)為k5。根據(jù)運(yùn)載狀態(tài)和載荷狀態(tài)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》85頁(yè)表6-11（安裝向心軸承的孔公差帶代號(hào)）可以確定安裝向心軸承的孔的公差帶代號(hào)為J7。（3） 齒輪與軸的配合根據(jù)高速軸的實(shí)際運(yùn)行情況，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》238頁(yè)表17—2（減速器主要零件的薦用配合）可選用的配合為。（4） 帶輪與軸的配合根據(jù)高速軸的實(shí)際運(yùn)行情況，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》238頁(yè)表17—2（減速器主要零件的薦用配合）可選用的配合為。圖1高速軸的配合關(guān)系（5） 高速軸上圓角、倒角等根據(jù)軸肩兩端軸的直徑，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1—26（圓形零件自由表面過(guò)渡圓角（參考））可以確定，在除標(biāo)準(zhǔn)件外其余過(guò)渡圓角半徑盡量取成一致的前提下，圓角的半徑均選取R=2mm。根據(jù)軸兩端的直徑，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-25（零件倒圓與倒角（GB/T6403。4-2008摘錄））可以確定，倒角的尺寸C=1mm。在裝軸承的兩端的軸肩圓角應(yīng)該小于軸承的圓角半徑Ra=1mm，故所述軸肩的過(guò)度圓角半徑定位R=0。8mm。按彎扭合成校核高速軸的強(qiáng)度（1） 高速軸的受力簡(jiǎn)圖（2） 高速軸的支反力1） 帶輪的壓軸力在水平面和豎直平面上的分力2） 水平面上的支反力RH小齒輪受力分析在分度圓上，法向力可以分解成兩個(gè)相互垂直的分力：切與分度圓的圓周力和半徑方向的徑向力。根據(jù)其各自的計(jì)算公式，可知3） 豎直面上的支反力Rv（3） 高速軸的彎矩圖1） 水平面上的彎矩圖圖2.7.6軸的水平平面彎矩圖2） 豎直平面上的彎矩圖圖2.7.7軸的豎直平面彎矩圖3） 合成彎矩圖圖2。7.8軸的合成彎矩圖扭矩圖圖軸的扭矩圖高速軸的當(dāng)量彎矩圖根據(jù)計(jì)算公式：(2-27)此時(shí)可以得到當(dāng)量彎矩圖：圖軸的當(dāng)量彎矩圖高速軸的強(qiáng)度校核針對(duì)截面C進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核，根據(jù)彎曲應(yīng)力的計(jì)算公式：(2—28)式中：W——表示軸的抗彎截面系數(shù)，由課本233頁(yè)表11.5(抗彎、抗扭截面模量計(jì)算公式)可知，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》56頁(yè)表4—1可知t=5mm。Mc-一軸所受到的彎矩，代入C截面的數(shù)據(jù)后可得：故該高速軸的強(qiáng)度滿足條件.4。精確校核高速軸的強(qiáng)度確定危險(xiǎn)疲勞截面考慮影響疲勞強(qiáng)度的主要因素(載荷、應(yīng)力集中、表面質(zhì)量和絕對(duì)尺寸)，危險(xiǎn)疲勞截面取第3段軸和第4段軸的交界處，針對(duì)該處的左(右)側(cè)進(jìn)行精確校核。查課本234頁(yè)表11。6(疲勞強(qiáng)度的許用安全系數(shù))取疲勞強(qiáng)度的許用安全系數(shù)為：[S]=1°4(載荷可精確計(jì)算，材質(zhì)均勻，材料性能精確可靠)危險(xiǎn)截面左側(cè)的精確校核危險(xiǎn)截面的抗彎,抗扭截面模量由課本233頁(yè)表11.5(抗彎、抗扭截面模量計(jì)算公式)可以得到左側(cè)截面的抗彎、抗扭截面的模量計(jì)算公式：危險(xiǎn)截面的彎曲應(yīng)力由彎曲應(yīng)力的計(jì)算公式得：此時(shí)彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力,故，.危險(xiǎn)截面的切應(yīng)力由扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的計(jì)算公式可得：此時(shí)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，故，。綜合影響系數(shù)、由綜合影響系數(shù)計(jì)算公式：(2-29)(2-30)式中：、——應(yīng)力集中系數(shù)、一-尺寸系數(shù)、——表面狀態(tài)系數(shù)計(jì)算應(yīng)力集中系數(shù)、由截面3的結(jié)構(gòu)尺寸,可得：根據(jù)上訴數(shù)據(jù)查課本23頁(yè)圖1.15（b）（平板肩部圓角處的理論應(yīng)力集中系數(shù)），可得。根據(jù)抗拉強(qiáng)度和應(yīng)力集中系數(shù)，查課本圖1。16（鋼的敏感系數(shù)）可得敏感系數(shù)。由應(yīng)力集中系數(shù)的計(jì)算公式，可得尺寸系數(shù)、根據(jù)抗拉強(qiáng)度和查課本24頁(yè)圖1.17（鋼的尺寸系數(shù)、），可得.表面狀態(tài)系數(shù)、根據(jù)抗拉強(qiáng)度和精磨的制造方法，通過(guò)查課本24頁(yè)圖1。19（鋼的表面狀態(tài)系數(shù)），可得：將查出的數(shù)據(jù)代入計(jì)算公式,可得：5） 等效系數(shù)彎曲應(yīng)力的等效系數(shù)：切應(yīng)力的等效系數(shù)：6） 復(fù)合疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)根據(jù)疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)計(jì)算公式，可得：復(fù)合安全系數(shù)的計(jì)算公式故高速軸的疲勞強(qiáng)度滿足工作要求.（3）危險(xiǎn)截面右側(cè)的精確校核1） 危險(xiǎn)截面的抗彎,抗扭截面模量由課本233頁(yè)表11。5（抗彎、抗扭截面模量計(jì)算公式）可以得到左側(cè)截面的抗彎、抗扭截面的模量計(jì)算公式：2） 危險(xiǎn)截面的彎曲應(yīng)力由彎曲應(yīng)力的計(jì)算公式得：此時(shí)彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力，故，。3） 危險(xiǎn)截面的切應(yīng)力由扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的計(jì)算公式可得：此時(shí)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，故,。4） 綜合影響系數(shù)、由綜合影響系數(shù)計(jì)算公式：（2—29）（2-30）式中：、一一應(yīng)力集中系數(shù)、-—尺寸系數(shù)、——表面狀態(tài)系數(shù)計(jì)算應(yīng)力集中系數(shù)、由截面3的結(jié)構(gòu)尺寸，可得：根據(jù)上訴數(shù)據(jù)查課本圖1.15（b）（平板肩部圓角處的理論應(yīng)力集中系數(shù)），可得。根據(jù)抗拉強(qiáng)度和應(yīng)力集中系數(shù)，查課本圖1。16（鋼的敏感系數(shù)）可得敏感系數(shù)。由應(yīng)力集中系數(shù)的計(jì)算公式，可得尺寸系數(shù)、根據(jù)抗拉強(qiáng)度和查課本圖1。17（鋼的尺寸系數(shù)、），可得.表面狀態(tài)系數(shù)、根據(jù)抗拉強(qiáng)度和精磨的制造方法，通過(guò)查課本圖1。19（鋼的表面狀態(tài)系數(shù)），可得：將查出的數(shù)據(jù)代入計(jì)算公式，可得：5） 等效系數(shù)彎曲應(yīng)力的等效系數(shù)：切應(yīng)力的等效系數(shù)：6） 復(fù)合疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)根據(jù)疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)計(jì)算公式，可得：復(fù)合安全系數(shù)的計(jì)算公式故高速軸的疲勞強(qiáng)度滿足工作要求。5。低速軸的設(shè)計(jì)根據(jù)軸的最小直徑的設(shè)計(jì)公式,可知：中間軸的最小直徑，取。1） 軸的結(jié)構(gòu)分析低速軸設(shè)計(jì)成普通階梯軸，軸上的齒輪、一個(gè)軸承從軸伸出端裝入和拆卸，而另一個(gè)軸承從軸的另一端裝入和拆卸。軸輸出端選用A型鍵，bXh=14X9mm（GB/T1096—2003）,長(zhǎng)L=63mm；定位軸肩直徑為37mm;聯(lián)接以平鍵作過(guò)渡配合固定，兩軸承分別和軸承端蓋定位，采用過(guò)渡配合固定。2） 確定各軸段的長(zhǎng)度和直徑。3） 各軸段直徑的確定d1：用于連接聯(lián)軸器，直徑大小為聯(lián)軸器的內(nèi)孔徑，d1=32mm。d2：密封處軸段，左端用于固定聯(lián)軸器軸向定位，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸的直徑大小較d1增大5mm，d2=37mmd3：滾動(dòng)軸承處軸段，應(yīng)與軸承內(nèi)圈尺寸一致，且較d2尺寸大1—5mm,選取d3=40mm，選取軸承型號(hào)為深溝球軸承6208d4:齒輪處軸段，選取直徑d4=45mm。d5:軸肩，故選取d5=55mm。d6:滾動(dòng)軸承軸段，要求與d3軸段相同,故選取d6=d3=40mm。4） 各軸段長(zhǎng)度的確定L1：根據(jù)聯(lián)軸器的尺寸規(guī)格確定，選取L1=80mm。L2：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，取L2=61mm.L3：由滾動(dòng)軸承寬度和齒輪端面到箱體內(nèi)壁距離確定選取L3=40。5mm。L4：根據(jù)箱體的結(jié)構(gòu)和齒輪的寬度確定，選取L4=78mm。L5:過(guò)渡軸段，選取L5=8mm.L6：由滾動(dòng)軸承寬度和齒輪端面到箱體內(nèi)壁距離確定，選取L6=32.5mm.軸段123456直徑（mm）323740455540長(zhǎng)度（mm）80614078832軸的結(jié)構(gòu)圖如下:（說(shuō)明：低速軸的校核與高速軸方法一致，在這里不在占用篇幅計(jì)算）七。軸承壽命的校核由1。2.2可知，使用期限為10年，每年的工作時(shí)間為250天，每日工作天數(shù)為16小時(shí)。由表2—3可知，高速軸的轉(zhuǎn)速為.則可得到軸承的預(yù)期壽命：確定采用深溝球軸承，軸承代號(hào)為6206。查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-1（深溝球軸承（GB/T276-1994摘錄））可得軸承的基本額定動(dòng)載荷為，基本額定靜載荷為。查課本表8。3（溫度系數(shù)）可得，溫度系數(shù)。1。 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷只承受徑向載荷的軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算公式：式中：-—載荷系數(shù)；——純徑向載荷。根據(jù)實(shí)際工作情況，根據(jù)課本表8。6（負(fù)荷系數(shù)），可得。根據(jù)軸承的受力情況，可知軸承2受到的徑向力較大，故徑向力：將上述數(shù)據(jù)，代入當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算公式，可得：2。 軸承的壽命根據(jù)軸承的壽命計(jì)算公式：故軸承的壽命足夠，滿足使用條件.3。 鍵聯(lián)接的校核由普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核公式:(2-32)式中：-一傳遞的轉(zhuǎn)矩，；一-鍵的高度，；——鍵的工作長(zhǎng)度，；一-軸的直徑，；-一鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的需用擠壓應(yīng)力,。高速軸帶輪的鍵聯(lián)接校核由2.3.4中的表2-3，可得傳遞的轉(zhuǎn)矩。鍵的高度.鍵的工作長(zhǎng)度。此處鍵和軸選為鋼，帶輪選為鑄鐵.查課本表3.1（鍵連接的許用擠壓應(yīng)力和許用壓強(qiáng)）可得，鑄鐵的輕度沖擊載荷為。代入上述數(shù)據(jù)后，可得：故強(qiáng)度滿足條件。高速軸齒輪的鍵聯(lián)接校核由2.3.4中的表2—3,可得傳遞的轉(zhuǎn)矩。鍵的高度.鍵的工作長(zhǎng)度。此處鍵、軸和齒輪選為鋼，查課本表3。1（鍵連接的許用擠壓應(yīng)力和許用壓強(qiáng)）可得，鑄鐵的輕度沖擊載荷為.代入上述數(shù)據(jù)后，可得：故強(qiáng)度滿足條件。八、減速